KR20140134905A

KR20140134905A - 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치

Info

Publication number: KR20140134905A
Application number: KR1020130054921A
Authority: KR
Inventors: 유인섭
Original assignee: 유인섭
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2014-11-25

Abstract

본 발명은 산소 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공급되는 공기를 노즐을 통해 분사시켜 노즐에 추진력을 발생시키고 추진력에 의해 이동하는 노즐을 통해 폭기조의 넓은 면적에 산소를 공급할 수 있도록 하고 수면에 발생하는 거품을 효율적으로 제거하도록 하는 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치에 관한 것이다.
본 발명은 수조와, 내부에 공기 통로를 가지며 수조에 수직으로 구비되는 회전축과, 회전축 둘레에 두 개 이상 수평으로 설치되는 공기 공급 파이프와, 공기 공급 파이프에 구비하되 모두 동일한 방향에 위치하는 분사 노즐로 구성된다.
이와 같은 구조에 의해 산소가 토출될 시 노즐에 발생하는 추진력을 이용하여 공기 공급 파이프가 회전함으로써 공기 공급 파이프를 움직이기 위한 별도의 에너지가 필요치 않아 시설비 및 유지 보수비가 매우 저렴하고, 수조의 상부에 설치된 지지대에 회전축이 설치됨으로써 청소 및 수리시 회전축만 들어올리면 모든 부품이 수조로부터 탈거되므로 수조 내의 물을 제거할 필요 없으며, 수면에 발생하는 거품 층을 수평대에 구비된 핀이 터트림으로써 호기성 환경을 유지시킬 수 있으며, 수평대 또한 노즐의 추진력으로 구동됨으로써 별도의 에너지가 필요치 않는 효과가 있다.

Description

공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치{OXYGEN SUPPLY DEVICE IN AERATION TANK}

본 발명은 산소 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노즐을 통해 공기를 분사시켜 노즐에 추진력을 발생시키고 발생된 추진력에 의해 이동하는 노즐을 통해 폭기조의 넓은 면적에 산소를 공급할 수 있도록 하고 수면에 발생하는 거품을 효율적으로 제거하도록 하는 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 폭기조는 수처리 공법의 일 과정으로 수중에 공기를 불어 넣어 물과 공기를 충분히 접촉시킴으로써 산화작용과 미생물에 의한 소화작용을 촉진하고, 탄산가스, 황화수소, 메탄가스 등을 제거하여 물을 정화하는 데 사용한다.

통상적으로 사용되는 폭기조는 수조의 하부에 노즐을 고정 설치하고 이 노즐에 공기를 고압으로 강제 공급하여 노즐을 통해 분사되는 공기가 수조 내의 물과 접촉되면서 미생물의 소화작용을 촉진하게 된다. 그러나 이러한 폭기조는 공기가 분사되는 부위만 물과의 접촉이 이루어질 뿐 노즐과 먼 곳에 위치한 물은 공기와의 접촉이 어려워 효율이 많이 떨어지고 있는 실정이다.

이러한 문제를 해결하기 위해 등록특허 제10-0661635호와 같이 노즐을 수조의 바닥 전면에 거쳐 설치하여 수조 내에 골고루 산소가 공급되도록 하고 있으나 이러한 경우 시설비가 대폭 상승하며 유지 보수 비용 또한 많이 소요되는 문제가 있다. 또한, 등록특허 제10-0830207호에 나타난 바와 같이 수조 내에 프로펠러를 설치하여 수조 내의 물이 골고루 섞이도록 하고 있으나 프로펠러의 회전이 상승하는 공기방울에 의해 이루어짐에 따라 원활한 교반이 이루어지지 않고 있다. 따라서 등록실용신안 제20-0120879호와 같이 임펠러에 모터를 설치하여 임펠러를 회전시킴으로써 물이 원활하게 유동되어 섞이도록 하고 있다. 그러나 이와 같은 폭기조는 모터를 구동하기 위한 에너지가 필요하여 유지 보수 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

한편, 종래의 폭기조는 노즐을 통해 분사되는 공기 방울이 부상하면서 수면에는 많은 거품 층을 형성하게 되는데, 이러한 거품 층은 폭기조 내의 환경 조건을 방해하기 때문에 거품 제거가 필수적이다. 이와 같이 거품을 제거하기 위해 공개특허 제10-2004-0006690호가 개발되었는 바, 수면에 근접하는 거품 흡입구를 구비하여 수면에 있는 거품을 흡입 및 제거토록 하고 있다. 그러나 거품 흡입구를 통해 거품을 흡입하기 위해 큰 에너지가 소요되고 거품 흡입구가 수조 내를 이동해야 하므로 이 또한 별도의 에너지가 소요되어 유지 보수 비용이 많이 드는 문제점이 있다. 또한, 등록특허 제10-0575900호의 거품제거수단은 거품에 고압으로 물을 분사함으로써 거품을 터트려 제거하고 있다. 그러나 이러한 거품제거수단 또한 물을 분사하기 위한 별도의 에너지가 필요하고 그 구조가 복잡하여 설비비용이 많이 소요되며 분사되는 물에 의해 2차 거품이 발생하는 등의 문제점이 있었다.

KR B1 10-0661635 (2006.12.19) KR B1 10-0830207 (2008.05.09) KR Y1 20-0120879 (1996.07.20) KR A 10-2004-0006690 (2004.01.24) KR B1 10-0575900 (2006.04.25)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 공기가 토출되는 노즐의 추진력을 이용하여 공기 공급 파이프가 이동하면서 수조 내의 물을 교반시켜 섞이도록 함으로써 별도의 에너지가 필요 없는 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 부상하는 공기 방울로 인해 수면에 발생하는 거품을 효과적으로 제거하여 폭기조의 환경을 호기성으로 유지시키는 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치는,

수조;

내부에 공기 통로를 가지며 수조에 수직으로 구비되는 회전축;

회전축 둘레에 두 개 이상 수평으로 설치되는 공기 공급 파이프; 및

공기 공급 파이프에 구비하되 모두 동일한 방향에 위치하는 분사 노즐; 을 포함함을 특징으로 한다.

또한, 수조의 상부에 지지대를 설치하고 이 지지대에 상기 회전축을 연결하고, 공기 공급 파이프에 교반 날개를 구비함을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전축 둘레에 수평대를 구비하고, 수평대의 하부에 핀을 다수 구비하여 수면에 위치한 거품을 터트리도록 함을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전축은 다각으로 형성하고, 회전축에 끼워져 수직 방향으로 슬라이딩하는 부력체를 설치하며, 부력체에 상기 수평대가 설치됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 산소가 토출될 시 노즐에 발생하는 추진력을 이용하여 공기 공급 파이프가 회전함으로써 공기 공급 파이프를 움직이기 위한 별도의 에너지가 필요치 않아 시설비 및 유지 보수비가 매우 저렴한 효과가 있다.

둘째, 수조의 상부에 설치된 지지대에 회전축이 설치됨으로써 청소 및 수리시 회전축만 들어올리면 모든 부품이 수조로부터 탈거되므로 수조 내의 물을 제거할 필요 없는 효과가 있다.

셋째, 수면 위에 발생하는 거품 층을 수평대에 구비된 핀이 터트림으로써 호기성 환경을 유지시킬 수 있으며, 수평대 또한 노즐의 추진력으로 구동됨으로써 별도의 에너지가 필요치 않는 효과가 있다.

넷째, 회전축을 따라 상하 방향으로 슬라이딩하는 부력체에 수평대를 설치함으로써 수위를 따라 자동으로 높낮이가 조절되므로 수평대의 높이를 별도로 조절할 필요 없는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치의 구조를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치의 구조를 도시한 평면도.

이하 본 발명에 따른 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치의 구조를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치의 구조를 도시한 평면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치는 내부에 공기 통로(11)를 가지는 수직의 회전축(10)과, 회전축(10) 둘레에 두 개 이상 수평으로 설치되는 공기 공급 파이프(20)와, 공기 공급 파이프(20)에 구비하되 모두 동일한 방향에 위치하는 분사 노즐(30)로 구성된다.

상기 수조(1)는 도면에 도시된 바와 같이 사방이 막히고 상부가 개방된 통 형상으로 이루어지며 그 상단에 뚜껑 방식의 지지대(2)가 설치된다. 여기서 수조(1)는 바닥과 측면이 막히고 상부가 개방된 것이면 모두 포함되며, 상기 지지대는 수조의 상부에 고정 설치되는 것이면 모두 포함됨을 밝혀둔다.

이러한 지지대(2)의 중앙에는 회전축(10)이 수직으로 고정 설치되는데, 회전축(10)은 그 내부에 공기 통로(11)가 형성되며 그 일단이 지지대(2)를 관통하여 외부로 노출되고 노출된 단부에 산소 공급호스(3) 및 도면에 도시되지 않은 공기 탱크와 연결되어 고압의 산소가 공급된다. 그리고 수직으로 설치된 회전체(10)의 말단에는 분배통(12)이 결합된다.

상기 분배통(12)은 내부에 공간을 가지며 그 둘레로 결합공(13)이 동일한 간격으로 설치되는데, 적어도 두 개 이상이 형성되며 내부의 공간과 연통된다. 이러한 분배통(12)의 결합공(13)에는 공기 공급 파이프(20)가 각각 수평으로 설치된다.

상기 공기 공급 파이프(20)는 일면에 분사 노즐(30)이 여러 개 구비되어 내부로 공급되는 산소가 분사 노즐(30)을 통해 토출된다. 여기서 공기 공급 파이프(20)는 분배통(12)에 결합시 분사 노즐(30)이 모두 동일한 방향에 위치하도록 한다. 아울러 상기 분배통(12)과 회전축(10) 또는 지지대(2)와 회전축(10) 간에 베어링을 설치하여 회전축(10) 또는 분배통(12)이 회전되도록 한다.

이와 같은 구조에 의해 상기 산소 공급 호스(3)로 산소가 공급되면 회전축(10)의 공기 통로(11)와 분배통(12) 및 공기 공급 파이프(20)를 거쳐 분사 노즐(30)을 통해 산소가 토출된다. 여기서 산소는 고압으로 공급되며 분사 노즐(30)을 통해 토출되는 과정에서 추진력이 발생하고 모든 분사 노즐(30)이 동일한 방향으로 향함으로써 공기 공급 파이프(20)가 회전한다.

상기 모든 공기 공급 파이프(20)는 그 하부에 교반 날개(40)가 수직으로 돌출 형성되어 공기 공급 파이프(20) 회전시 주변의 물을 효율적으로 교반시키게 된다. 이와 같이 분사 노즐을 통해 발생하는 추진력을 이용함으로써 별도의 에너지 없이도 물을 교반할 수 있다.

한편, 상기 회전축(10)에는 수면에 발생하는 거품(S)을 제거하기 위한 수평대(60)가 설치된다. 상기 수평대(60)는 그 하부에 수많은 핀(70)이 수직으로 돌출 형성되어 수면으로 부상하는 공기 방울 또는 이미 발생한 거품(S)을 터트려 제거한다. 여기서 수평대(60)는 원판으로 이루어지거나 막대 형상으로 여러 개 구비할 수 있다.

또한, 상기 회전축(10)에 끼워져 수직 방향으로 슬라이딩하는 부력체(50)를 설치하고, 부력체(50)에 상기 수평대(60)를 설치하여 수위에 따라 수평대(60)가 자동으로 높낮이 조절되도록 한다. 만약 수평대(60)가 원판이 아닌 막대 형상일 경우 회전축(10)을 다각으로 형성하고, 부력체(50)의 중앙 관통홀(51)을 회전축(10)과 동일한 다각으로 형성하여 부력체(50)가 회전축(10)으로부터 수직 방향으로 슬라이딩하면서 회전축(10) 회전시 수평대(60)도 같이 회전하도록 한다. 이와 같이 수평대(60)가 회전함으로써 핀(70)이 이동하면서 주변의 거품(S)을 터트려 제거한다.

아울러 상기 수조(1)는 그 일측에 수면의 거품(S) 및 부유물이 유입되도록 하는 거품 유도실(81)을 형성하고, 거품 유도실(81)에 유입된 거품을 흡입하여 제거하는 거품 흡입장치(80)가 설치된다.

이와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치의 작용효과를 상세히 설명한다.

먼저, 공기 탱크를 가동시켜 산소 공급 호스(3)로 산소를 고압으로 공급하면, 회전축(10)의 공기 통로(11)를 통해 산소가 공급되고 공급된 산소는 분배통(12)을 경유하여 각각의 공기 공급 파이프(20)로 유입된다. 공기 공급 파이프(20)로 유입된 산소는 각각의 분사 노즐(30)을 통해 토출되는데 토출되는 산소는 수많은 공기 방울로 변하면서 부상하게 된다. 이와 같이 부상되는 공기 방울에 의해 주변의 물은 공기와 접촉되면서 산화작용과 미생물에 의한 소화작용이 촉진 활성화된다.

이 과정에서 분사 노즐(30)을 통해 산소가 토출될 때 분사 노즐(30)에는 추진력이 발생하여 산소가 분사되는 반대 방향으로 공기 공급 파이프(20)가 이동하려 한다. 따라서 분배통(12)이나 회전축(10)이 회전하여 상기 공기 공급 파이프(20)는 회전축(10)을 중심으로 회전한다. 결국, 공기 공급 파이프(20)가 이동하는 경로 상에는 산소가 공급되어 수조의 모든 부위에 산소를 공급하는 효과가 있다. 뿐만 아니라 공기 공급 파이프(20)의 하부에 구비된 교반 날개(40)에 의해 물이 골고루 섞임으로써 더욱 효율적으로 산소와의 접촉이 이루어진다.

한편, 부상하는 공기 방울은 수면에 위치하면서 거품(S) 상태로 유지되는데, 이러한 거품(S)은 수면에서 이동하는 다수의 핀(70)에 의해 터져 제거된다. 상기 핀(70)은 부력체(50)에 설치된 수평대(60) 하부에 구비됨으로써 수위가 달라지더라도 항상 수면으로부터 일정한 높이에 위치하여 거품(S)을 효율적으로 제거하게 된다. 아울러 거품 유도실(81)에 유입된 거품은 거품 흡입장치(80)에 의해 흡입되어 배출 및 제거된다.

결국 하나의 장치를 이용하여 산소 공급과 함께 교반 작업 및 거품 제거 작업을 모두 할 수 있으며 별도의 에너지가 필요치 않는 것이다.

1 : 수조 2 : 지지대 3 : 산소 공급 호스
10 : 회전축 11 : 공기 통로 12 : 분배통
13 : 결합공 20 : 공기 공급 파이프 30, 30' : 분사 노즐
40 : 교반 날개 50 : 부력체 51 : 관통홀
60 : 수평대 70 : 핀 80 : 거품 흡입장치
S : 거품

Claims

수조(1);
내부에 공기 통로(11)를 가지며 수조(1)에 수직으로 구비되는 회전축(10);
회전축(10) 둘레에 두 개 이상 수평으로 설치되는 공기 공급 파이프(20); 및
공기 공급 파이프(20)에 구비하되 모두 동일한 방향에 위치하는 분사 노즐(30); 을 포함함을 특징으로 하는 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 수조(1)의 상부에 지지대(2)를 설치하고 이 지지대(2)에 상기 회전축(10)을 설치함을 특징으로 하는 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 공기 공급 파이프(20)는 일 측에 교반 날개(40)가 구비됨을 특징으로 하는 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 회전축(10) 둘레에 수평대(60)를 구비하고, 수평대(60)의 하부에 핀(70)을 다수 구비하여 핀(70)이 수면에 위치한 거품(S)을 터트려 제거되도록 함을 특징으로 하는 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치.
제 4 항에 있어서, 상기 회전축(10)은 다각으로 형성하고, 회전축(10)에 끼워져 수직 방향으로 슬라이딩하는 부력체(50)를 설치하며, 부력체(50)에 상기 수평대(60)가 설치됨을 특징으로 하는 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 회전축(10)은 그 말단에 분사 노즐(30')을 구비하여 회전축(10)과 나란한 방향으로 산소가 토출되도록 함을 특징으로 하는 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 수조(1)는 그 일측에 수면의 거품(S) 및 부유물이 유입되어 흡입 배출되는 거품 흡입장치(80)가 설치됨을 특징으로 하는 공기 분사 추진력을 이용한 폭기조용 산소 공급장치.