KR20190090628A - 폭기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터와, 상기 모터와 연동 회전하는 중공축과, 상기 중공축 상단에 개폐밸브와, 상기 중공축 하단 외주연에 형성된 나선형 날개와, 내부에 수용공간이 형성되어 상기 모터, 중공축, 개폐밸브를 수용하되 상기 중공축의 하단으로 나선형 날개가 형성된 부분이 노출되도록 형성되는 폭기케이싱과, 상기 폭기케이싱 하단에서 상기 중공축에서 토출되는 공기와 상기 나선형 날개에 의해 유도되는 원수가 세리사이트볼 간의 간극을 통과하면서 원적외선에 노출되도록 하는 활성화부와, 상기 활성화부 외주연에 구성되어 상기활성화부로 원수 및 공기를 유도하고 활성화부를 거쳐 공기가 용존된 원수를 외부로 토출시키는 유도관과, 상기 폭기케이싱의 외주연에 장착되며 내부에 슬라이드공간이 형성되고 스프링에 의해 연결된 무게추가 상기 슬라이드공간에서 상기 폭기케이싱에 전달되는 진동의 반대방향 진동이 형성되도록 하는 진동감쇄구를 포함하는 것을 특징으로 하는 폭기장치에 관한 것이다.

Description

폭기장치{A Aerator}

본 발명은 공기용존율 및 용존유지율을 높이고 소음을 감소시킬 수 있는 폭기장치에 관한 것이다.

일반적으로 가정이나 공장 등에서 배출되는 생활하수, 공장폐수 등은강, 하천 등으로 방류되기 전에 하.폐수 처리장을 거치게 되는데, 이러한 폐수처리장에 있어 폭기조에서는 폭기조에 유입된 하.폐수에 산소를 공급하거나 교반시켜 하.폐수의 미생물을 활성화시킴에 따라 하.폐수에 포함된 각종 유기물이 제거하여 하.폐수를 정화하는 공정을 거치게 된다.

즉 폭기조에 공기를 폭기시킴으로서 하.폐수의 용존산소를 증가시킴에 따라 호기성세균을 활성화 시켜 하.폐수를 정화시키는 폭기작용을 함과 동시에 하.폐수를 교반시켜 하.폐수로부터 질소를 배출시키는 교반작용을 통해 하.폐수를 처리하는 것이다.

이러한 공정에 있어 다양한 폭기장치를 통해 폭기조에 폭기작용 또는 교반작용을 수행하도록 하고 있는 바, 폭기장치의 일 예가 도 1 및 도 2에 도시되고 있다.

도 1에 나타난 종래 폭기장치는 하.폐수가 유입 및 저장되는 폭기조(P)에 케이싱(1)의 하부가 하.폐수 속에 잠기도록 경사지게 설치한 후 케이싱(1)의 하단으로 노출되는 중공축(3)에 형성된 나선형 날개(4)를 회전시켜 하.폐수에 교반작용을 행함으로서 하.폐수로부터 질소를 배출토록 하거나 케이싱(1) 상부에 형성된 흡기구(32)를 통해 흡입된 공기가 중공축(3)을 통해 하.폐수로 토출토록 함과 동시에 나선형 날개(4)의 회전을 통해 와류를 형성하여 와류에 공기가 용존되도록 함으로서 폭기작용을 하는 것이다.

또한 종래 폭기장치는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 케이싱(1) 상단에 공기가 유입되는 흡기구(32)가 형성되고, 상기 케이싱(1)의 외주연에는 하.폐수가 비산되는 것을 방지하는 와류방지판(6)이 형성되며 지지대(7)가 설치되고, 상기 케이싱(1)의 내부에는 모터(2)가 구성되고, 상기 모터(2)와 연동하는 중공축(3)과 상기 중공축(3)의 하단에 구성되는 나선형 날개(4)가 형성되고, 상기 케이싱(1)의 상부에는 상기 중공축(3)과 연동하여 상기 중공축(3)을 개폐하는 개폐밸브(5)가 구성된다.

이러한 구성에 의한 폭기장치는 도면에 도시된 바는 없으나 스위치를 ON시켜 모터(2)가 회전함에 따라 모터(2)와 연동하는 중공축(3)이 회전하게 되고, 중공축(3)이 회전함에 따라 나선형 날개(4)가 하.폐수속에서 회전하게 되면서 하.폐수를 교반시켜 교반작용을 하게 되는 것이다.

그리고 폭기작용을 행하는 경우에는 상기와 같이 나선형 날개(4)가 회전하고 있는 동안에 상기 개폐밸브(5)를 개방시킴에 따라 상기 나선형 날개(4)의 회전으로 상기 중공축(3) 끝단의 배기구(31)에 부압이 형성되고, 이러한 압력차의 유발에 따라 케이싱(1) 상단의 흡기구(32)를 통해 공기가 유입되어 상기 중공축(3)을 통해 상기 배기구(31)로 토출되는 것이다.

그런데 이러한 폭기작용을 행함에 있어 상기 나선형 날개(4)의 회전에 의해 형성되는 와류에 의해 토출되는 공기가 용존되도록 하는 것인데, 공기가 충분히 용존되지 않아 토출된 공기가 부상되어 용존율을 높이기 위해 과다한 에너지가 소요되는 등의 문제가 있고, 폭기작용에 의한 운전시 과도한 소음이 발생되어 민원발생의 문제가 있다.

대한민국 특허등록 제10-1052246호

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원수를 활성화시켜 토출되는 공기와 원수의 충분한 용존율을 보장하고 용존유지율도 높이도록 함과 동시에 소음을 저감시킬 수 있는 폭기장치를 제공하고자 함이다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제에 의한 폭기장치는, 모터와, 상기 모터와 연동 회전하는 중공축과, 상기 중공축 상단에 개폐밸브와, 상기 중공축 하단 외주연에 형성된 나선형 날개와, 내부에 수용공간이 형성되어 상기 모터, 중공축, 개폐밸브를 수용하되 상기 중공축의 하단으로 나선형 날개가 형성된 부분이 노출되도록 형성되는 폭기케이싱과, 상기 폭기케이싱 하단에서 상기 중공축에서 토출되는 공기와 상기 나선형 날개에 의해 유도되는 원수가 세리사이트볼 간의 간극을 통과하면서 원적외선에 노출되도록 하는 활성화부와, 상기 활성화부 외주연에 구성되어 상기활성화부로 원수 및 공기를 유도하고 활성화부를 거쳐 공기가 용존된 원수를 외부로 토출시키는 유도관과, 상기 폭기케이싱의 외주연에 장착되며 내부에 슬라이드공간이 형성되고 스프링에 의해 연결된 무게추가 상기 슬라이드공간에서 상기 폭기케이싱에 전달되는 진동의 반대방향 진동이 형성되도록 하는 진동감쇄구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 활성화부는, 상기 폭기케이싱 외주연과 상기 유도관의 내주연을 상,하로 이격을 형성하며 연결하는 한쌍의 메쉬망과 상기 한쌍의 메쉬망 사이에서 상기 폭기케이싱에 구성되는 열조사수단과 상기 한쌍의 메쉬망 사이에 충진되며 상기 열조사수단에 의해 가열되어 유입된 원수에 원적외선을 방사하는 세리사이트볼을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 진동감쇄구는, 내부 일단에 스프링이 고정되면서 슬라이드공간이 형성되는 케이싱과, 상기 스프링의 끝단에 고정되며 상기 슬라이드공간에 테두리가 접하는 장착판과, 상기 장착판에 돌출되는 장착바와, 상기 장착바에 개수가 선택적으로 체결되는 복수의 무게추와 상기 슬라이드공간의 일단 내측에 부착되는 탄성재질의 완충패드와, 상기 장착판에서 상기 스프링을 수용하면서 부착되는 탄성재질의 완충관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 장착판의 테두리에는 복수의 바퀴가 구성되어 상기 슬라이드공간의 내주연과 상기 장착판은 상기 바퀴에 의해 접하는 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 폭기장치는 폭기조 등에 있어 용존산소율 및 용존시간을 길게 가져갈 수 있어 폭기효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 폭기장치는 폭기과정에서 발생되는 소음을 감소시키고 고정사용시 고정축의 탈착에 의한 기기고장을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래 폭기장치의 사용상태를 나타내는 개략도이고,
도 2는 종래 폭기장치의 구조를 나타내는 측단면도이고,
도 3은 본 발명의 폭기장치의 구조를 나타내는 측단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 구성인 활성화부의 작동상태를 나타내는 측단면도이고,
도 5는 본 발명의 사용상태도이고,
도 6은 진동감쇄부의 일 실시 예를 나타내는 측단면도이고,
도 7은 도 6에 도시된 진동감쇄부의 작동상태도이다.

이하 본 발명의 실시 예을 첨부되는 도면을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 폭기장치는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 폭기케이싱(1)의 내부에 모터(2)가 구성되고, 상기 모터(2)와 연동하는 중공축(3)이 형성되고, 상기 중공축(3)의 하단으로 상기 폭기케이싱(1)의 외부로 돌출되는 부분에 나선형의 날개(4)가 형성되며, 상기 중공축(3)의 상단에는 개폐밸브(5)가 연통하도록 구성된다. 또한, 상기 폭기케이싱(1)의 외주연에는 지지프레임(7)이 구성됨은 상기에서 언급한 종래의 기술과 동일하다.

특히 본 발명의 폭기장치에는 상기 폭기케이싱(1) 하단에서 상기 중공축(3)에서 토출되는 공기와 상기 나선형 날개(4)에 의해 유도되는 원수가 세리사이트볼(92) 간의 간극을 통과하면서 원적외선에 노출되도록 하는 활성화부(9)와, 상기 활성화부(9) 외주연에 구성되어 상기활성화부(9)로 원수 및 공기를 유도하고 활성화부(9)를 거쳐 공기가 용존된 원수를 외부로 토출시키는 유도관(8)과, 상기 폭기케이싱(1)의 외주연에 장착되며 내부에 슬라이드공간(66)이 형성되고 스프링(62)에 의해 연결된 무게추(65)가 상기 슬라이드공간(62)에서 상기 폭기케이싱(1)에 전달되는 진동의 반대방향 진동이 형성되도록 하는 진동감쇄구(6)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

우선 도 3 및 도 4를 참조하여 상기 활성화부(9)에 대해 설명한다.

상기 활성화부(9)는 도 4에서 보는 바와 같이 상기 폭기케이싱(1) 외주연과 상기 유도관(8)의 내주연을 상,하로 이격을 형성하며 연결하는 한 쌍의 메쉬망(91)과 상기 한 쌍의 메쉬망(91) 사이에서 상기 폭기케이싱(1)에 구성되는 열조사수단(93)과 상기 한 쌍의 메쉬망(91) 사이에 충진되며 상기 열조사수단(93)에 의해 가열되어 유입된 원수에 원적외선을 방사하는 세리사이트볼(92)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉 상기 활성화부(9)는 원수가 유입되어 유입된 원수에 원적외선 영역의 전자파를 방사시킴으로써 원수를 활성화시켜 원수와 같이 유입된 공기의 원수에 용존율을 높이고 및 용존시간을 길게 가져갈 수 있도록 하는 것이다.

상기 메쉬망(91)은 상기 폭기케이싱(1)과 상기 유도관(8)을 연결하면서 내부에 상기 세리사이트볼(92)이 충진되도록 하는 구성으로서 상기 메쉬망(91)에 형성된 메쉬에 의해 상기 나선형 날개(4)의 작동에 의해 유입되는 원수를 먼저 물리적으로 쪼개는 기능도 수행하게 되는 것이다.

상기 열조사수단(93)은 도면에 도시된 바는 없으나 전기적 인가에 의해 열을 발산시키는 열선 등이 내재되는 구성으로 상기 열조사수단(93)의 작동에 의해 도 4에서 보는 바와 같이 상기 세리사이트볼(92)로 열(E1)을 조사토록 하는 것이다.

이렇게 상기 열조사수단(93)에 의해 열(E1)이 조사되도록 하는 이유는 세리사이트볼(92)에 열이 전달되도록 하여 세리사이트볼(92)에서 원적외선 영역의 전자파(E2)가 방출되도록 하기 위한 것이다.

상기 세리사이트볼(92)은 상,하로 유격을 형성하는 메쉬망(91) 사이에 충진되며 특히 상기에서 언급한 바와 같이 원수에 원적외선 영역의 전자파를 방사시켜 원수를 활성화 시키기 위한 구성에 해당한다.

상기 세리사이트볼(92)은 원석인 세리사이트를 채광한 후 기타 불순물을 제거하는 다양한 공지의 방법에 의한 정제과정을 거친다. 정제과정을 거친 세리사이트를 분말화 하고 고온(약 1,000℃ 이상)의 온도에서 볼형상으로 압축 성형하여 숙성과정을 거쳐 완성이 되도록 하는 것이다. 이렇게 볼형상으로 성형하는 이유는 유체의 유동마찰을 줄이기 위한 것이다.

이렇게 성형된 세리사이트볼(92)은 상기에서 언급한 바와 같이 열조사수단(93)의 발열에 의해 열에 노출되면 원적외선 영역의 전자파가 방출되도록 하는 것으로 이렇게 원적외선 영역의 전자파가 방사된 물은 수분자 사이의 수소결합의 전자가 여기되어 수중분출이 되도록 함으로써 물의 산화환원전위가 환원측으로 전환되어 활성화가 되도록 하는 것이다.

즉 물은 수분자끼리 수소가 결합해 클러스트를 구성하여 회전운동을 하고 있는 것인데 이러한 물에 원적외선 영역의 전자파가 조사되면 수분자끼리의 수소결합이 여기되어 회전운동이 격렬해짐에 따라 수소결합이 분리되는 것으로 물분자가 미세화 되는 것이다.

이렇게 세리사이트볼(92)에 의해 원적외선 영역의 전자파에 방사된 원수가 상기에서 언급한 바와 같이 물분자가 미세화된 상태가 됨으로써 원수와 같이 유입된 공기가 용이하게 혼합이 이루어지는 것이다.

이러한 작용기작에 의해 용존산소율을 높이고 용존산소량을 길게 가져갈 수 있게 되는 것이다. 여기서 용존산소량을 길게 가져갈 수 있도록 한다는 것은 공기가 물분자에 균일하게 혼합되어 물분자가 공기를 가두게 되는 효과가 발현됨에 따라 용존산소량의 유지성을 길게 가져가게 되는 것을 말한다.

상기 유도관(8)은 상기 활성화부(9)에 의해 상기 폭기케이싱(1)의 하단부에 장착되는 구성으로 상기 활성화부(9)로 원수 및 공기를 유도하고 활성화부(9)를 거쳐 공기가 용존된 원수를 외부로 토출시키는 기능을 하는 것이다.

즉 도 5에서 보는 바와 같이 유도관(8) 하부에서 원수(W1)가 유입되고 이러한 원수(W1)는 중공축(3)에서 토출된 공기와 함께 상기 활성화부(9)로 유입되어 상기 활성화부(9)에서 유입된 원수가 활성화되고 같이 유입된 공기가 활성화된 원수에 용존되는데 이렇게 공기가 용존된 원수(W2)가 상기 유도관(8) 상부로 토출되도록 하는 것이다.

이와 같은 작용기작에서 상기 활성화부(9)의 세리사이트볼(92)의 구성에 의해 상기에서 언급한 바와 같이 원수를 활성화시키는 것에 더하여 세리사이트볼(92)간 간극에 의해 유입된 원수에 와류가 형성되는데 이러한 와류에 의해 공기의 용존율을 더욱 높이게 되는 것이다.

또한 상기 유도관(8)은 도면에 도시된 바는 없으나 상기 나선형 날개(4)가 반대방향으로 회전하는 경우 즉 유도관(8) 상부에서 원수를 유입하여 상기 활성화부(9)를 거치도록 함으로써 상기에서 언급한 바와 같이 원수를 활성화시키고 이렇게 활성화된 원수가 유도관(8) 하부로 토출되도록 하면서 상기 중공축(3)에서 토출되는 공기가 상기 활성화된 원수에 혼입되도록 작동될 수 있다.

또한 본 발명의 특징 중의 하나로 상기 진동감쇄구(180)는 도 6 및 도 7에서 보는 바와 같이 내부 일단에 스프링(62)이 고정되면서 슬라이드공간(66)이 형성되는 케이싱(61)과, 상기 스프링(62)의 끝단에 고정되며 상기 슬라이드공간(66)에 테두리가 접하는 장착판(63)과, 상기 장착판(63)에 돌출되는 장착바(64)와, 상기 장착바(64)에 개수가 선택적으로 체결되는 복수의 무게추(65)와 상기 슬라이드공간(66)의 일단 내측에 부착되는 탄성재질의 완충패드(67)와, 상기 장착판(63)에서 상기 스프링(62)을 수용하면서 부착되는 탄성재질의 완충관(68)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 케이싱(61)은 도 6에서 보는 바와 같이 일단부가 착탈이 가능하도록 하여 상기 무게추(65)의 개수조절이 가능하도록 하여야 한다.

상기 케이싱(61)의 일단에는 스프링(62)이 고정되고 타단에는 완충패드(67)가 부착되는데 상기 완충패드(67)는 상기 슬라이드공간(66) 내부에서 상기 장착바(64)가 슬라이드 시 상기 케이싱(61)을 직접 타격하는 것을 방지토록 하는 것이다.

상기 장착판(63)은 스프링(62)의 끝단에 고정되며 상기 슬라이드공간(66)에 테두리가 접하는 상태로 상기 슬라이드공간(66)에서 스프링(62)의 작용에 기해 슬라이드가 이루어지도록 하는 것이다.

이렇게 상기 장착판(63)은 상기 슬라이드공간(66)에서 스프링(62)의 작용에 기해 슬라이드가 이루어지도록 함에 따라 상기 폭기케이싱(1)에 전달되는 진동의 반대방향 역진동이 이루어지도록 하는 것인데 장착판(63) 테두리와 슬라이드공간(66)에 마찰력이 큰 경우 이러한 역진동의 발생을 방해할 수 있다.

이에 본 발명에서는 상기 장착판(63)의 테두리에는 복수의 바퀴(631)가 구성되어 상기 슬라이드공간(66)의 내주연과 상기 장착판(63)은 상기 바퀴(631)에 의해 접하도록 하여 상기 장착판(63)과 상기 슬라이드공간(66)의 내주연 간의 슬라이드가 원활히 이루어지도록 한다.

상기 장착바(64)는 상기 장착판(63)에서 돌출되어 상기 무게추(65)가 장착이 되도록 하는 구성에 해당한다. 이러한 장착바(64)에 상기 무게추(65)의 개수가 조절되면서 장착이 되는 것이다.

상기 무게추(65)는 도면에 3개가 상기 장착바(64)에 장착된 예를 도시하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 무게추(65)의 개수조절에 의해 상기 폭기케이싱(1)에 전달되는 진동의 반대방향 역진동이 이루어지도록 조절이 이루어지도록 하는 것이다.

즉 진동감쇄구(180)에서 발생되는 진동이 기기본체에서 발생되는 진동 즉 상기 폭기케이싱(1)에서 발생되는 진동을 감쇄하는 방향 및 크기로 발생되도록 하는 것이다. 이러한 무게추(65)의 갯수는 인가된 모터의 구동력, 장치의 크기 등 다양한 인자에 의해 역진동이 발생되도록 하는 변수에 해당하는 것이다.

상기 완충관(68)은 장착판(63)에서 상기 스프링(62)을 수용하면서 부착되는 탄성재질로서 상기 장착판(63)이 슬라이드 과정에서 직접적인 타격을 방지토록 하는 것이다.

이와 같이 진동감쇄구(180)에서 스프링(62)의 탄성계수(K)와 완충패드(67) 및 완충관(68)의 댐퍼계수(D)는 고정되어 상수에 해당하는 것이고 무게추(65)의 개수가 질량계수(M)로서 변수에 해당하여 무게추(65)의 개수를 조절하여 진동감쇄구(6)에서 발생되는 진동에 의해 폭기케이싱(1)에서 발생되는 진동을 감쇄시키도록 하는 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

1 : 폭기케이싱 2 : 모터
3 : 중공축 4 : 나선형 날개
5 : 개폐밸브 6 : 진동감쇄구
8 : 유도관 9 : 활성화부

Claims (4)

1. 모터와, 상기 모터와 연동 회전하는 중공축과, 상기 중공축 상단에 개폐밸브와, 상기 중공축 하단 외주연에 형성된 나선형 날개와, 내부에 수용공간이 형성되어 상기 모터, 중공축, 개폐밸브를 수용하되 상기 중공축의 하단으로 나선형 날개가 형성된 부분이 노출되도록 형성되는 폭기케이싱과, 상기 폭기케이싱 하단에서 상기 중공축에서 토출되는 공기와 상기 나선형 날개에 의해 유도되는 원수가 세리사이트볼 간의 간극을 통과하면서 원적외선에 노출되도록 하는 활성화부와, 상기 활성화부 외주연에 구성되어 상기활성화부로 원수 및 공기를 유도하고 활성화부를 거쳐 공기가 용존된 원수를 외부로 토출시키는 유도관과, 상기 폭기케이싱의 외주연에 장착되며 내부에 슬라이드공간이 형성되고 스프링에 의해 연결된 무게추가 상기 슬라이드공간에서 상기 폭기케이싱에 전달되는 진동의 반대방향 진동이 형성되도록 하는 진동감쇄구를 포함하는 것을 특징으로 하는 폭기장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 활성화부는,
   상기 폭기케이싱 외주연과 상기 유도관의 내주연을 상,하로 이격을 형성하며 연결하는 한쌍의 메쉬망과 상기 한쌍의 메쉬망 사이에서 상기 폭기케이싱에 구성되는 열조사수단과 상기 한쌍의 메쉬망 사이에 충진되며 상기 열조사수단에 의해 가열되어 유입된 원수에 원적외선을 방사하는 세리사이트볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 폭기장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 진동감쇄구는, 내부 일단에 스프링이 고정되면서 슬라이드공간이 형성되는 케이싱과, 상기 스프링의 끝단에 고정되며 상기 슬라이드공간에 테두리가 접하는 장착판과, 상기 장착판에 돌출되는 장착바와, 상기 장착바에 개수가 선택적으로 체결되는 복수의 무게추와 상기 슬라이드공간의 일단 내측에 부착되는 탄성재질의 완충패드와, 상기 장착판에서 상기 스프링을 수용하면서 부착되는 탄성재질의 완충관을 포함하는 것을 특징으로 하는 폭기장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 장착판의 테두리에는 복수의 바퀴가 구성되어 상기 슬라이드공간의 내주연과 상기 장착판은 상기 바퀴에 의해 접하는 것을 특징으로 하는 폭기장치.

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