KR20110016696A - 수중포기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 수중포기장치의 내부와 외부에서 각각 공기를 투입함과 아울러 투입되는 공기를 미세화 된 상태로 분사되게 함에 의해 공기에 포함되어 있는 산소가 물에 효율적으로 기액 접촉이 되게 하여 같은 동력을 사용하면서도 수중포기장치의 효율성을 증대시킬 수 있게 한 수중포기장치를 제공함에 있다.

이러한 본 발명은 하부가 개구되며, 상부에는 외주면으로 분출구들이 방사상으로 형성된 케이싱과 상기 케이싱의 내부에 회전 가능하게 설치되어 상기 케이싱의 하부를 통해 물을 흡인하여 상기 분출구를 통해 토출되게 함에 의해 물을 순환시킬 수 있게 하는 임펠러와 상기 임펠러를 회전시키기 위한 모터로 이루어진 본체; 상기 본체의 내부에 공기가 확산될 수 있게 그 케이싱의 내부중심부에서 1차적으로 공기가 투입되게 설치한 공기투입관; 및 상기 공기투입관으로부터 분기되는 분기관을 구비하여 그 분기관의 출구가 위치될 수 있는 공간부를 케이싱의 하부 외주면 둘레를 따라 형성되게 설치함과 아울러 표면에는 미세공들을 형성하여 상기 공간부로 투입되는 공기가 상기 미세공들을 통해 미세기포로서 추가적으로 분사되게 설치한 공기챔버(air chamber)를 포함한다.

수중포기장치, 공기공급, 공기분사, 미세기포

Description

수중포기장치{submersible aerator with diffusional chambers}

본 발명은 수중포기장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터에 의해 회전하는 임펠러의 중심부에서 공기를 공급함으로서 상기 임펠러에 의해 순환되는 물과 공기에 포함되어 있는 산소가 1차적으로 용해되게 함과 아울러 수중포기장치의 외측에서 미세화 된 공기를 추가로 공급함으로서 상기 임펠러에 의해 흡인 순환되어 포기장치로부터 토출되는 물과 미세화 된 공기에 포함되어 있는 산소가 2차적으로 용해되게 함으로서 제한된 동력으로써 효율성을 향상시킬 수 있는 수중포기장치에 관한 것이다.

최근 각종 생활하수나 오수 또는 산업 폐수로 인한 환경오염이 심각한 사회 문제로 대두 되고 있다. 이에 따라 하천 등으로 방류하는 생활하수 등을 환경기준에 적합한 수준으로 정화 처리 할 것을 의무화 하고 있다.

이를 위해 하수 종말 처리장이나 일반 폐수 처리시설 등에는 생활하수 등의 생물학적 산소 요구량(BOD)을 적정수준 이상으로 유지시키기 위하여 기계적인 장치로 수중 내에 공기를 투입하여 그 투입되는 공기에 포함되어 있는 산소가 생활하수 등에 용해되어 용존산소량을 증가시키도록 하는 수중포기장치를 설치하고 있다.

이러한 수중포기장치는 모터가 구비되며, 상기 모터에 의해 회전되도록 임펠러가 설치된다. 상기 임펠러의 회전에 의해 오ㅇ폐수를 순환시킨다. 즉, 상기 임펠러를 유입구와 토출구를 갖는 케이싱의 내부에 설치하여 상기 임펠러를 회전시킴에 의해 물을 순환시킨다. 이때, 상기 임펠러의 중심부에서 공기를 공급함에 의해 그 유입되는 공기에 포함되어 있는 산소를 생활하수 등에 용해되게 함으로서 용존산소량을 증가시킨다.

그러나, 이러한 종래의 수중포기장치는 공급되는 공기가 임펠러의 회전에 의해 작은 기포로 분산되면서 순환되는 물과 섞이는 구조이기 때문에 수중포기장치의 효율성이 저하되는 문제점이 있다. 즉, 유입되는 공기가 임펠러의 회전에 의해 형성되는 수류에 의하여 작은 기포로 분산되기 때문에 수류량에 비해서 공기량을 증대시키면 미세기포로 다 분산되지 못하고 조대 기포 상태로 수면으로 방출되므로 투입된 공기의 수중 체류시간이 짧아지고 산소 전달효율이 투입공기량에 비해서 만족스럽지 못하며 에너지 효율면에서도 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 수중포기장치의 내부와 외부에서 각각 공기를 공급함과 아울러 공급되는 공기를 미세화 된 상태로 공급함에 의해 공기에 포함되어 있는 산소가 물에 효율적으로 기액 갱신 되게 하여 같은 마력의 동력으로 포기장치의 산소전달 효율성을 증대시킬 수 있게 한 수중포기장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하부가 개구되며, 상부에는 외주면으로 분출구들이 방사상으로 형성된 케이싱과 상기 케이싱의 내부에 회전 가능하게 설치되어 상기 케이싱의 하부를 통해 물을 흡인하여 상기 분출구를 통해 토출되게 함에 의해 물을 순환시킬 수 있게 하는 임펠러와 상기 임펠러를 회전시키기 위한 모터로 이루어진 본체; 상기 본체의 내부에서 공기가 확산될 수 있게 상기 케이싱의 내부 중심부에 출구가 위치되게 설치하여 상기 케이싱의 내부중심부로 1차적으로 공기가 투입될 수 있게 한 공기투입관; 및 상기 공기투입관으로부터 분기되는 분기관을 구비하여 그 분기관의 출구가 위치될 수 있는 공간부를 상기 케이싱의 하부 외주면 둘레를 따라 형성되게 설치함과 아울러 표면에는 미세공들을 형성하여 상기 공간부로 투입되는 공기가 상기 미세공들을 통해 상기 케이싱의 하부 외주면 둘레의 인접 위치에서 추가적으로 미세기포로서 분사될 수 있게 한 공기챔버(air chamber)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 공기챔버는 표면에 미세공들이 형성된 반원추형상의 타공판을 상기 케 이싱의 하부 외주면 둘레를 따라 소정 간격을 이루게 형성되는 보강리브들을 감싸게 설치함에 의해 상기 케이싱과 타공판의 사이에 상기 공간부가 형성되게 하여 그 공간부에 상기 분기관이 연락되게 설치한 것을 특징으로 한다.

상기 공기챔버는 외주면에 미세공들이 형성되며 내부에는 제2공간부가 형성된 반원추형상의 산기박스를 상기 케이싱의 하부 외주면 둘레를 따라 소정 간격을 이루게 형성되는 보강리브들을 감싸게 설치함에 의해 상기 케이싱과 산기박스의 사이에 상기 공간부가 형성되게 함과 아울러 그 공간부의 외측으로 상기 제2공간부가 형성되게 하여 각 공간부에 분기관들이 각각 연락되게 설치한 것을 특징으로 한다.

상기 공기챔버는 외부면에 미세공들이 형성되며 내부에는 제2공간부가 형성된 원통형상의 산기박스를 상기 케이싱의 하부 외주면 둘레에 인접하게 설치함과 아울러 상기 산기박스의 하단부를 상기 공기공급관에 연락되게 설치한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 수중포기장치의 내외부에서 각각 공기를 공급함과 아울러 공급되는 공기를 미세화 된 상태로 공급함에 의해 공급되는 공기에 포함되어 있는 산소가 물에 쉽게 용해되게 하여 수중포기장치의 같은 마력의 동력으로도 포기장치의 산소 전달 효율성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다. 특히, 본 발명은 임펠러에 의해 순환되면서 토출되는 물에 미세화 된 공기를 공급함에 의해 더욱 효율적으로 물에 용해될 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 수중포기장치의 구조를 보인 도면이고, 도 2는 도 1표시의 "A"부에 대한 확대도이고, 도 3은 도 2표시의 I-I선 단면도이고, 도 4는 도 1표시의 수중포기장치에서 물의 순환 상태를 보인 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 수중포기장치는 본체(110)를 구비하고 있다. 이 본체(110)는 물을 순환시키기 위한 것으로, 케이싱(112)이 설치된다. 상기 케이싱(112)은 하부가 개구되며 상부에는 외주면으로 분출구(112a)들이 방사상으로 형성된다.

이러한 케이싱(112)의 내부에는 임펠러(114)가 회전 가능하게 설치된다. 상기 임펠러(114)는 물을 순환시킬 수 있게 하는 것으로, 상기 임펠러(114)의 회전에 의해 케이싱(112)의 하부로 물을 흡인하여 상기 분출구(112a)로 토출되게 하면서 순환시킨다. 또한, 상기 임펠러(114)는 모터(116)에 연결되게 설치되어 회전한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수중포기장치는 공기투입관(120)을 구비하고 있다. 이 공기투입관(120)은 상기 본체(110)에 구비되는 케이싱(112)의 내부로 공기를 확산시킬 수 있게 하여 상기 케이싱(112)의 내부로 흡입되어 분출구를 통해 배출되는 물에 산소가 용해되게 한 것이다.

이러한 공기투입관(120)은 상기 케이싱(112)의 내부 중심부에 공기공급관(120)의 출구가 위치되게 설치하여 상기 케이싱(112)의 내부로 공기를 확산시킴으로서 상기 공기에 포함되어 있는 산소가 상기 케이싱(112)의 내부에서 공기에 용 해되게 한다. 즉, 본 발명은 상기 케이싱(112)의 내부에서 1차적으로 공기에 포함되어 있는 산소가 용해된다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수중포기장치는 공기챔버(130)를 구비하고 있다. 이 공기챔버(130)는 상기 본체(110)에 구비되는 케이싱(112)의 외측으로 인접하는 위치에서 공기를 분출하여 상기 케이싱(112)의 분출구(112a)를 통해 토출되는 물에 산소가 용해되게 한 것이다.

이러한 공기챔버(air chamber)(130)는 상기 공기투입관(120)으로부터 분기되는 분기관(122)을 구비하여 그 분기관(122)의 출구가 위치될 수 있는 공간부(132)를 상기 케이싱(112)의 하부 외주면 둘레를 따라 형성되게 설치함과 아울러 표면에는 미세공들을 형성하여 상기 공간부(132)로 투입되는 공기가 상기 케이싱(112)의 하부 외주면 둘레의 인접 위치에서 추가적으로 미세기포로서 분사될 수 있게 한다.

이와 같은 공기챔버(130)에 대한 제1실시예는, 표면에 미세공(134a)들이 형성된 반원추형상의 타공판(134)을 상기 케이싱(112)의 하부 외주면 둘레를 따라 소정 간격을 이루게 형성되는 보강리브(113)(도 3참조)들을 감싸게 설치함에 의해 상기 케이싱(112)과 타공판(134)의 사이에 상기 공간부(132)가 형성되게 하여 그 공간부(134)에 상기 분기관(122)이 연락되게 설치한다. 이때, 상기 타공판(134)에 의해 형성되는 공간부(132)의 하부는 분기관(122)의 출구가 위치될 수 있게 개구되게 형성됨과 아울러 상부를 통해서도 미세기포가 분사될 수 있게 상부에 미세공을 형성됨이 좋다.

이러한 공기챔버(130)에 의해 미세기포로서 분사되어 하부케이스(112)를 통 해서 물과 함께 더 많은 미세기포기 흡입되므로 상기 분출구(112a)를 통해 토출되는 물에 산소가 보다 많이 효율적으로 용해된다. 즉, 상기 타공판(134)에 형성되는 미세공(134a)들을 통해 분출되는 공기는 미세화 된 상태의 미세기포로서 분사됨으로서 그 미세기포에 포함되어 있는 산소가 보다 효율적으로 흡인되는 물에 용해된다.

또한, 상기 공기챔버(130)를 통해 미세기포로서 분사되는 공기는 상기 공기공급관(120)을 통해 투입되는 공기와는 별개로 추가적으로 공급함에 의해, 같은 마력의 동력으로 수중포기장치의 산소전달 효율성을 증대시킬 수 있다. 즉, 더욱 많은 공기를 미세기포로서 추가적으로 공급함에 의해 그 효율성을 증대시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 수중포기장치의 구조를 보인 도면이고, 도 6은 도 5표시의 "B"부에 대한 확대도이고, 도 7은 도 5표시의 수중포기장치에서 물의 순환 상태를 보인 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 수중포기장치는 위에서 설명한 제1실시예에서 상기 공기챔버(130)에 대한 구성만이 상이할 뿐, 그 밖의 구성에 대해서는 동일하다. 즉, 상기 공기챔버(130)에 의해 형성되는 공간부를 2개의 공간부로 형성한 구성에 있어 제1실시예와 차이점이 있다.

이와 같은 제2실시예에 따른 공기챔버(130)는 외주면에 미세공(136a)들이 형성되며 내부에는 제2공간부(132a)가 형성된 반원추형상의 산기박스(136)를 상기 케이싱(112)의 하부 외주면 둘레를 따라 소정 간격을 이루게 형성되는 보강리브들을 감싸게 설치함에 의해 상기 케이싱(112)과 산기박스(136)의 사이에 상기 공간 부(132)가 형성되게 함과 아울러 그 공간부(132)의 외측으로 상기 제2공간부(132a)가 형성되게 하여 각 공간부(132,132a)에 분기관(122,122a)들이 각각 연락되게 설치한 것이다. 이때, 상기 산기박스(136)의 하부는 분기관(122,122a)이 될 수 있게 개구되게 형성함과 아울러 상부를 통해서도 미세기포가 분사될 수 있게 상부에 미세공을 형성한다.

이러한 제2실시예에 따른 공기챔버(130)는 2개의 공간부(132,132a)에서 각각 공기가 토출됨에 의해 더욱 많은 양의 공기를 투입할 수 있어 같은 마력의 동력으로 수중포기장치의 산소전달 효율성을 증대시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 수중포기장치의 구조를 보인 도면이고, 도 9는 도 8표시의 "C"부에 대한 확대도이고, 도 10은 도 9표시의 II-II선 단면도이고, 도 11은 도 8표시의 수중포기장치에서 물의 순환 상태를 보인 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 수중포기장치는 위에서 설명한 제1,제2실시예에서 상기 공기챔버(130)에 대한 구성만이 상이할 뿐, 그 밖의 구성에 대해서는 동일하다. 즉, 상기 공기챔버(130)를 구성하기 위한 산기박스(138)의 형상이 위에서 설명한 제1,제2실시예와 차이점이 있다.

이와 같은 제3실시예에 따른 공기챔버(130)는 외부면에 미세공(138a)들이 형성되며 내부에는 제2공간부(132a)가 형성된 원통형상의 산기박스(138)를 상기 케이싱(112)의 하부 외주면 둘레에 인접하게 설치함과 아울러 상기 산기박스(138)의 하단부를 상기 공기공급관(120)에 연락되게 설치한 것이다.

이러한 제3실시예에 따른 공기챔버(130)는 상기 케이싱(112)의 하부 외주면 둘레에 인접위치에서 공기를 미세기포로서 사방으로 분사함에 의해 더욱 효율적으로 물에 용해되게 함으로, 같은 마력의 동력으로 수중포기장치의 산소전달 효율성을 증대시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 수중포기장치의 내부에서 공기를 확산시켜 케이싱의 내부로 흡입되어 분출구로 토출되는 물에 1차적으로 산소를 용해되게 하고, 또 수중포기장치의 외부에서 공기를 미세화 된 상태의 미세기포로서 분사시킴에 의해 분출구를 통해 토출되는 물에 2차적으로 산소를 용해되게 하여, 같은 마력의 동력으로 수중포기장치의 산소 전달 효율성을 증대시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 케이싱내에 흡입되어 분출구로 토출되는 물에 더욱 많은 양의 공기를 미세화 된 상태로 추가적으로 공급함에 의해, 보다 효율적으로 산소가 용해되게 하여 산소함유량이 급속히 증가되게 하여 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 수중포기장치의 구조를 보인 도면이고,

도 2는 도 1표시의 "A"부에 대한 확대도이고,

도 3은 도 2표시의 I-I선 단면도이고,

도 4는 도 1표시의 수중포기장치에서 물의 순환 상태를 보인 도면이고,

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 수중포기장치의 구조를 보인 도면이고,

도 6은 도 5표시의 "B"부에 대한 확대도이고,

도 7은 도 5표시의 수중포기장치에서 물의 순환 상태를 보인 도면이고,

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 수중포기장치의 구조를 보인 도면이고,

도 9는 도 8표시의 "C"부에 대한 확대도이고,

도 10은 도 9표시의 II-II선 단면도이고,

도 11은 도 8표시의 수중포기장치에서 물의 순환 상태를 보인 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110 - 본체 112 - 케이싱

112a - 분출구 114 - 임펠러

116 - 모터 120 - 공기공급관

122 - 분기관 130 - 공기챔버

132 - 공간부 134 - 타공판

134a,136a,138a - 미세공 136,138 - 산기박스

Claims (4)

1. 하부가 개구되며, 상부에는 외주면으로 분출구들이 방사상으로 형성된 케이싱과 상기 케이싱의 내부에 회전 가능하게 설치되어 상기 케이싱의 하부를 통해 물을 흡인하여 상기 분출구를 통해 토출되게 함에 의해 물을 순환시킬 수 있게 하는 임펠러와 상기 임펠러를 회전시키기 위한 모터로 이루어진 본체;

   상기 본체의 내부에서 공기가 확산될 수 있게 상기 케이싱의 내부 중심부에 출구가 위치되게 설치하여 상기 케이싱의 내부중심부에서 1차적으로 공기가 투입될 수 있게 한 공기투입관; 및

   상기 공기투입관으로부터 분기되는 분기관을 구비하여 그 분기관의 출구가 위치될 수 있는 공간부를 상기 케이싱의 하부 외주면 둘레를 따라 형성되게 설치함과 아울러 표면에는 미세공들을 형성하여 상기 공간부로 투입되는 공기가 상기 미세공들을 통해 상기 케이싱의 하부 외주면 둘레의 인접 위치에서 추가적으로 미세기포로서 분사될 수 있게 한 공기챔버(air chamber)를 포함하는 수중포기장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 공기챔버는 표면에 미세공들이 형성된 반원추형상의 타공판을 상기 케이싱의 하부 외주면 둘레를 따라 소정 간격을 이루게 형성되는 보강리브들을 감싸게 설치함에 의해 상기 케이싱과 타공판의 사이에 상기 공간부가 형성되게 하여 그 공간부에 상기 분기관이 연락되게 설치한 것을 특징으로 하는 수중포기장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 공기챔버는 외주면에 미세공들이 형성되며 내부에는 제2공간부가 형성된 반원추형상의 산기박스를 상기 케이싱의 하부 외주면 둘레를 따라 소정 간격을 이루게 형성되는 보강리브들을 감싸게 설치함에 의해 상기 케이싱과 산기박스의 사이에 상기 공간부가 형성되게 함과 아울러 그 공간부의 외측으로 상기 제2공간부가 형성되게 하여 각 공간부에 분기관들이 각각 연락되게 설치한 것을 특징으로 하는 수중포기장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 공기챔버는 외부면에 미세공들이 형성되며 내부에는 제2공간부가 형성된 원통형상의 산기박스를 상기 케이싱의 하부 외주면 둘레에 인접하게 설치함과 아울러 상기 산기박스의 하단부를 상기 공기공급관에 연락되게 설치한 것을 특징으로 하는 수중포기장치.

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