KR20210109973A

KR20210109973A - 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치

Info

Publication number: KR20210109973A
Application number: KR1020200025305A
Authority: KR
Inventors: 장순원; 장국천
Original assignee: (주)황산
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2021-09-07
Also published as: KR102522284B1

Abstract

본 발명인 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치는 바닥으로부터 이격되어 설치부재가 내측에 구비된 중공체인 케이싱과, 상기 설치부재에 설치되어 케이싱 내에 구비되는 제1 혼합배출부와, 상기 제1 혼합배출부의 배출관에 연결되고 상기 케이싱의 상부에 설치되며 플라즈마배출관이 구비된 플라즈마장치를 포함하며;
상기 제1 혼합배출부는 일측으로 공기와 물이 혼합되는 혼합공간을 형성하는 혼합부가 구비된 하우징과, 상기 하우징 내에 구비된 모터와, 상기 혼합공간에 구비되며 모터축에 연결된 임펠러와, 일측 단부가 상기 혼합공간으로 연장된 흡기관과, 물과 혼합된 공기가 배출되는 배출관을 포함하며;
상기 혼합공간은 일측으로 개구되고, 상기 혼합부에는 상기 배출관으로 연결되는 배출공이 형성되며; 상기 임펠러가 회전하면서 물과 공기가 혼합공간에서 혼합되며 배출공 경유하여 배출관으로 배출되어 플라즈마장치를 통과하여 플라즈마배출관을 통하여 배출되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치에 관한 것이다.

Description

플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치{A Water Treatment Apparatus With Plasma Discharging}

본 발명은 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정화 효율이 향상되고 설치 장소의 조건에 영향을 받지 않는 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치에 관한 것이다.

수질 정화를 위하여 다양한 폭기 장치들이 설치되어 수중으로 공기를 공급하는 방식을 취하고 있다. 그리고 살균을 위하여 순환 여과와 염소로 멸균을 한다. 염소의 투입은 소독효과가 완전하고 대량의 물에 대하여도 쉽게 소독할 수 있는 이점이 있다. 하지만, 염소 투입은 염소가 물에서 용해도가 낮아 4시간 마다 재투입해야 하는 어려움이 있다. 또한, 수중 염소 투입에 의한 수 처리 기술은 과다한 염소 투입으로 환경오염, 인체 등 많은 부작용으로 대두하고 있다. 오존처리방식은 설치비용과 관리비용에 비하여 효율성의 문제점이 대두하고 있다. 자외선조사 방식은 잦은 조사램프의 교체, 램프의 수정관 벽에 수중 다당체 부착으로 인한 유효기간과 유효조사 거리의 감소, 수정관에 봉입된 파장 원인물질이 관이 파손되어 노출되기 쉬우며 노출된 물질의 유해성이 심각하다는 단점이 있다.

또한, 수중으로 공기를 공급하는 방식은 수중 유기물의 분해 효과가 충분하지 않은 문제점이 있었으며, 수중의 다양한 이물질(비닐, 낙엽 등)에 의하여 작동 효율이 떨어지거나 작동이 멈추어 유지, 보수에 많은 시간과 노력이 소요되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록번호 제10-1191146호 등록특허공보 대한민국 등록번호 제10-1605070호 등록특허공보

본 발명은 상기와 같은 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 크기를 최소화하면서 수중 유기물 분해와 함께 충분한 공기를 공급하는 것이 가능하며, 수중 이물질 환경의 영향을 덜 받아 배출량이 장시간 유지될 수 있는 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르는 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치는 바닥으로부터 이격되어 설치부재가 내측에 구비된 중공체인 케이싱과, 상기 설치부재에 설치되어 케이싱 내에 구비되는 제1 혼합배출부와, 상기 제1 혼합배출부의 배출관에 연결되고 상기 케이싱의 상부에 설치되며 플라즈마배출관이 구비된 플라즈마장치를 포함하며;

상기 제1 혼합배출부는 일측으로 공기와 물이 혼합되는 혼합공간을 형성하는 혼합부가 구비된 하우징과, 상기 하우징 내에 구비된 모터와, 상기 혼합공간에 구비되며 모터축에 연결된 임펠러와, 일측 단부가 상기 혼합공간으로 연장된 흡기관과, 물과 혼합된 공기가 배출되는 배출관을 포함하며;

상기 혼합공간은 일측으로 개구되고, 상기 혼합부에는 상기 배출관으로 연결되는 배출공이 형성되며; 상기 임펠러가 회전하면서 물과 공기가 혼합공간에서 혼합되며 배출공 경유하여 배출관으로 배출되어 플라즈마장치를 통과하여 플라즈마배출관을 통하여 배출되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치를 제공한다.

상기에서, 케이싱은 측판과, 상기 측판의 하부에 구비된 하판과, 상기 측판의 상부에 구비된 상판을 포함하여 중공체로 형성되며, 상기 측판과 하판에는 물이 출입할 수 있는 복수의 케이싱통공이 형성되며; 상기 케이싱통공을 통하여 케이싱 내로 유입된 물이 혼합공간으로 유동하여 흡기관에서 흡입된 공기와 혼합되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 제2 혼합배출부를 더 포함하며; 상기 제2 혼합배출부는 일측으로 공기와 물이 혼합되는 혼합공간을 형성하는 혼합부가 구비된 하우징과, 상기 하우징 내에 구비된 모터와, 상기 혼합공간에 구비되며 모터축에 연결된 임펠러와, 일측 단부가 상기 혼합공간으로 연장된 흡기관과, 물과 혼합된 공기가 배출되는 배출관을 포함하며;

상기 제2 혼합배출부의 배출관은 단부가 케이싱 외측으로 개구되도록 구비되며;

상기 혼합부에는 일측으로 연장된 안내관이 구비된 안내부재가 결합되어 더 포함되며;

상기 플라즈마배출관은 케이싱의 내로 연장되며, 상기 안내관의 단부는 플라즈마배출관으로부터 이격되고 플라즈마배출관과 마주하여, 제1 혼합배출부와 제2 혼합배출부의 모터가 작동하면; 상기 제2 혼합배출부의 혼합공간으로는 플라즈마배출관에 배출되는 물과 공기 혼합물과, 제2 혼합배출부의 흡기관을 통하여 유입된 공기와, 안내관을 통하여 유입된 케이싱 내의 물이 유입되고 혼합되어 제2 혼합배출부의 배출관을 통하여 수중으로 토출되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 제2 혼합배출부에 구비된 모터의 출력은 제1 혼합배출부에 구비된 모터의 출력보다 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르는 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치는 크기를 최소화하면서 수중 유기물 분해와 함께 충분한 공기를 공급하는 것이 가능하며, 수중 이물질 환경의 영향을 덜 받아 배출량이 장시간 유지 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치를 도시한 개략적인 측면 단면도이며,
도 2는 본 발명에 따르는 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치의 개략적인 평면도이며,
도 3은 도 1의 "A"부와 "B"부의 개략적인 단면도로서 작동을 설명하기 위하여 도시한 것이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르는 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치(100)는 수면에 일부가 잠긴 상태로 설치된다. 상기 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치(100)의 하부는 물에 잠기고, 상부는 수면 위에 뜬 상태로 구비된다.

상기 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치(100)는 케이싱(110)과, 제1 혼합배출부(120)와, 플라즈마장치(130)와, 제2 혼합배출부(140)를 포함하여 이루어진다.

상기 케이싱(110)은 중공체로 구비된다. 상기 케이싱(110)은 중공의 직사각형 형태로 구비된다. 상기 케이싱(110)은 측판(111)과, 상판(113)과, 하판(115)과, 설치부재(119)와, 보조케이싱(117)으로 이루어진다.

상기 측판(111)은 복수의 판상으로 구비된다. 상기 측판(111)은 복수의 판상이 측방으로 연결되어 상하 방향으로 관통된 중공체로 구비된다. 상기 측판(111)의 하부에는 케이싱(110) 내로 물이 출입할 수 있는 복수의 케이싱통공(111a)이 형성된다.

상기 하판(115)은 판상이며, 상기 측판(111)의 하부에 구비된다. 상기 하판(115)에는 케이싱(110) 내로 물이 출입할 수 있는 복수의 케이싱통공(111a)이 형성된다. 상기 하판(115)은 망체로 형성될 수도 있다. 상기 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치(100)가 수중에 설치될 때, 상기 하판(115)은 바닥으로부터 이격되도록 설치된다.

상기 상판(113)은 판상이며, 상기 측판(111)의 상부에 구비된다. 상기 상판(113)은 상기 하판(115)과 마주하여 나란하게 구비된다.

상기 설치부재(119)는 상기 측판(111)과 상판(113) 및 하판(115)에 의해 형성된 중공체 내에 구비된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 설치부재(119)는 막대 형태이며 복수로 구비된다. 상기 복수의 설치부재(119)는 서로 이격되어 나란하게 구비되거나 서로 교차되어 구비될 수 있다.

상기 보조케이싱(117)은 상기 측판(111)과 상판(113) 및 하판(115)에 의해 형성된 중공체 내에 구비된다. 상기 보조케이싱(117)은 상기 설치부재(119) 상부로 구비된다. 상기 보조케이싱(117)은 하향 개구된 중공체로 구비된다. 상기 보조케이싱(117)의 상판은 상기 상판(113)으로부터 하향 이격되어 구비된다.

상기 케이싱(110)은 도 1과 같이 수면이 상판(113)과 보조케이싱(117)의 상판 사이에 위치하도록 케이싱(110)의 하부가 잠기게 설치된다. 즉, 상기 보조케이싱(117)의 수중에 잠기도록 구비된다.

상기 케이싱(110)은 단면이 원형인 원통형의 중공체로 형성될 수도 있다.

상기 제1 혼합배출부(120)는 상기 설치부재(119)에 설치되어 케이싱(110) 내에 구비된다. 상기 제1 혼합배출부(120)는 상기 보조케이싱(117) 내에 구비된다. 상기 제1 혼합배출부(120)는 하우징(121), 모터(122), 혼합부(126), 임펠러(124), 배출관(123), 안내부재(127), 흡기관(125), 보조팬(129)을 포함하여 이루어진다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(121)은 중공체로 구비된다. 상기 하우징(121)은 상기 설치부재(119)의 상부로 설치되어 구비된다.

상기 모터(122)는 상기 하우징(121) 내에 구비된다.

상기 하우징(121)에는 일측으로 공기와 물이 혼합되는 혼합공간(126b)을 형성하는 혼합부(126)가 구비된다. 상기 혼합부(126)는 상기 모터(122)의 모터축이 위치하는 방향으로 구비된다. 상기 혼합공간(126b)은 원통형으로 형성되며, 모터축의 축 방향으로 관통되어 일부 개구된다. 상기 혼합부(126)의 반경 방향 일측에는 배출관(123)으로 연결되는 배출공(126a)이 형성된다.

상기 임펠러(124)는 상기 혼합공간(126b)에 구비되며 모터축에 연결 구비된다. 상기 임펠러(124)는 상기 모터(122)의 구동에 의해 회전된다. 상기 임펠러(124)는 상기 혼합부(126)의 반경 방향으로 추력이 발생하도록 상기 모터축에 구비되는 것으로, 원판 형상의 회전판부와, 상기 회전판부에 상기 모터가 삽입되는 삽입공이 형성된 지지탭부와, 상기 회전판부의 전방으로 돌출 구비된 복수의 날개부(124a)로 이루어진다. 상기 지지탭부는 전방으로 돌출 구비되어 상기 날개부(124a)의 내측 단부와 지지탭부 사이에는 반경 방향으로 간격이 형성된다.

상기 날개부(124a)는 방사상으로 형성되며, 상기 회전판부의 외측으로부터 상기 지지탭부를 향하여 연장되면서 반경 방향 외측으로 볼록한 곡선을 가지도록 나선으로 형성될 수 있다.

상기 임펠러(124)는 종래에 공지된 기술로서 대한민국 등록특허공보 제10-1254873호에 기재되어 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 배출관(123)은 상기 배출공(126a)에 연결되어 구비된다. 상기 배출관(123)은 상기 배출공(126a)으로부터 연장되고 상향 절곡되어 연장 형성된다. 상기 배출관(123)은 상기 임펠러(124)의 회전에 의해 상기 모터축의 직각 방향인 반경 방향으로 공기가 혼합된 물이 혼합부(126)로부터 배출공(126a)을 통하여 유동하며 배출된다.

상기 혼합부(126)의 외측에는 혼합부(126)를 감싸도록 거름부재(128)가 더 구비된다. 상기 거름부재(128)는 원통형으로 구비된다. 상기 거름부재(128)에는 복수의 통공인 거름공(128a)이 형성된다. 상기 거름부재(128)는 망체로 구비될 수 있다. 상기 거름부재(128)는 상기 혼합공간(126b)으로 물이 유입될 때 이물질을 걸러주는 역할을 한다.

상기 안내부재(127)는 상기 거름부재(128)의 외측을 감싸도록 구비된다. 상기 안내부재(127)는 상기 거름부재(128)로부터 이격 구비된다. 상기 안내부재(127)는 중공체로 구비된다. 상기 안내부재(127)에는 상부로 상하 방향 관통된 안내관(127-1)이 더 구비된다. 상기 안내관(127-1)의 상단은 수면에 잠기어 수면보다 낮게 유지된다.

상기 흡기관(125)은 상하 방향으로 연장되고 하단이 절곡되어 상기 흡입공간(126b)으로 연장 구비된다. 상기 흡기관(125)의 상단은 상기 케이싱(110)의 상판(113)을 관통하여 외부와 연통되며, 흡기관(125)의 하단은 상기 안내부재(127)와 거름부재(128)를 관통하여 혼합부(126)의 개구부에 위치한다.

상기 흡기관(125)의 하단에는 상기 임펠러(124)로부터 축 방향으로 돌출된 보조팬(129)이 더 구비된다.

상기 보조팬(129)은 지지탭부에서 전방으로 연장되어 구비되는 연장축부와, 상기 연장축부의 전방 단부에 구비되어 회전시 후방으로 유체를 유동시키는 보조 임펠러부로 이루어진다. 상기 보조팬(129)은 모터(122)의 모터축과 일체로 회전되도록 임펠러(124)의 전방에 구비된다. 보조팬(129) 전방의 일부는 흡기관(125) 후방의 단부 내로 삽입된다. 보조팬(129)은 회전하면서 흡기관(125) 내부의 유체를 후방으로 유동시키는 작용을 한다. 상기 보조팬(129)은 임펠러(124)의 회전에 의해 발생되는 흡입력에 추가적인 흡입력을 제공하여, 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치(100)의 시동 초기에 흡기관(125) 내에 채워진 물이 원활히 후방으로 배출되도록 한다. 따라서 시동 중에는 흡기관(125)에서 공기만이 유입될 수 있도록 한다. 상기 보조팬(129)은 종래에 공지된 기술로서 대한민국 등록특허공보 10-2007310호에 기재되어 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 제1 혼합배출부(120)의 작동에 대해 살펴보면, 상기 케이싱(110)의 케이싱통공(111a)을 통하여 케이싱(110) 내의 공간(S)으로 유입된 물이 제1 혼합배출부(120)의 혼합공간(126b)으로 유동하고, 모터(122)의 구동에 의해 임펠러(124)와 보조팬(129)이 회전하며, 흡기관(125)을 통하여 유입된 공기와 상기 혼합공간(126b)으로 유입된 물이 임펠러(124)의 날개부(124a) 회전에 의하여 반경 방향으로 유동하면서 공기와 물의 혼합이 활성화된다.

상기 모터(122)의 구동에 의해 상기 임펠러(124)가 회전되면, 상기 날개부(124a)가 전방으로 돌출되어 있으므로 상기 모터축과 대략의 직각방향인 반경 방향으로 상기 임펠러(124)에 의하여 추력이 발생하여 공기가 혼합된 물이 반경 방향으로 유동하게 된다. 상기 공기가 혼합된 물은 상기 임펠러(124)의 회전에 의해 상기 모터축의 직각 방향인 반경 방향으로 배출공(126a)을 경유하여 배출관(123)으로 배출된다.

상기 플라즈마장치(130)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 케이싱(110)의 상부에 구비된다. 상기 플라즈마장치(130)는 상기 상판(113)에 설치된다. 상기 플라즈마장치(130)는 상기 제1 혼합배출부(120)의 배출관(123)에 연결된다. 상기 제1 혼합배출부(120)에서 배출관(123)을 통하여 배출되는 물과 공기의 혼합물은 플라즈마장치(130)를 통과하면서 방전되는 플라즈마에 의하여 살균된다.

상기 플라즈마장치(130)의 플라즈마의 형성은 대응하고 있는 양 전극 사이에 강한 자기장이 형성되어야 한다. 양 전극 사이에서 활성화 전자(e-)를 발생시켜 전자가 매질인 물 분자에 충돌하여 물 분자에서 새로운 전자를 생성해서 연속적으로 또 다른 새로운 전자를 생성하고, 이러한 폭발적인 활성화 전자의 생성으로 적은 량의 염소(Cl₂)로도 산화제인 차아염소산(HOCl)으로 완전히 전환시켜 살균 효과를 극대화한다. 이로 인하여, 오염된 물 살균 효과의 극대화로 인해 1회의 관 통과로 살균의 효과를 향상시킬 수 있다.

상기 플라즈마장치(130)는 종래에 공지된 기술로서 대한민국 등록특허공보 제10-1605070호에 기재되어 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 플라즈마장치(130)는 상기 배출관(123)이 연결된 타측으로 플라즈마배출관(131)이 더 구비된다. 상기 플라즈마배출관(131)은 상기 배출관(123)으로 배출된 공기와 물이 혼합된 혼합물이 플라즈마장치(130)를 통과하고 플라즈마배출관(131)을 통하여 배출된다.

상기 플라즈마배출관(131)의 일측 단부는 플라즈마장치(130)에 연결되고, 타측 단부는 절곡되어 하향 연장된다. 상기 플라즈마배출관(131)은 케이싱(110)의 상부를 관통하고 보조케이싱(117) 내로 연장되어 보조케이싱(117)에 고정 설치된다. 상기 플라즈마배출관(131)의 하향 연장된 하단은 제2 혼합배출부(140)의 안내관(147-1)의 단부와 마주하도록 구비된다. 상기 플라즈마배출관(131)의 하단은 수면에 잠기어 구비된다.

플라즈마배출관(131)의 하단이 잠긴 깊이는 10㎝ 이내로 구비된다. 플라즈마배출관(131)의 하단이 잠긴 깊이가 깊으면 플라즈마배출관(131)을 통하여 배출된 공기와 물의 혼합물이 물의 저항에 의하여 분산되어 안내관(147-1)으로 유동되는 것이 방해된다.

또한, 상기 플라즈마배출관(131)의 하단이 수면에 잠기지 않으면 플라즈마배출관(131)으로부터 유출되는 물과 공기의 혼합물이 공기로 노출되어 물에 혼합된 공기의 일부가 공기로 분산되는 문제가 발생되며, 물과 공기의 혼합물이 수면에 튀어 오히려 저항이 증가하여 안내관(147-1)으로 유동되는 양이 감소하게 된다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제2 혼합배출부(140)는 상기 설치부재(119)에 설치되어 케이싱(110) 내에 구비된다. 상기 제2 혼합배출부(140)는 상기 보조케이싱(117) 내에 구비된다. 상기 제2 혼합배출부(140)는 상기 제1 혼합배출부(120)와 어긋나도록 구비된다.

상기 제2 혼합배출부(140)는 하우징(141), 모터(142), 혼합부(146), 임펠러(144), 배출관(143), 안내부재(147), 흡기관(145), 보조팬(149)을 포함하여 이루어진다.

상기 하우징(141)은 중공체로 구비된다. 상기 하우징(141)은 상기 설치부재(119)의 상부로 설치되어 구비된다.

상기 모터(142)는 상기 하우징(141) 내에 구비된다.

상기 하우징(141)에는 일측으로 공기와 물이 혼합되는 혼합공간(146b)을 형성하는 혼합부(146)가 구비된다. 상기 혼합부(146)는 상기 모터(142)의 모터축이 위치하는 방향으로 구비된다. 상기 혼합공간(146b)은 원통형으로 형성되며, 모터축의 축 방향으로 관통되어 일부 개구된다. 상기 혼합부(146)의 반경 방향 일측에는 배출관(143)으로 연결되는 배출공(146a)이 형성된다.

상기 임펠러(144)는 상기 혼합공간(146b)에 구비되며 모터축에 연결 구비된다. 상기 임펠러(144)는 상기 모터(142)의 구동에 의해 회전된다. 상기 임펠러(144)는 원판형상의 회전판부와, 상기 회전판부에 상기 모터가 삽입되는 삽입공이 형성된 지지탭부와, 상기 회전판부의 전방으로 돌출 구비된 복수의 날개부(144a)로 이루어진다. 상기 지지탭부는 전방으로 돌출 구비되어 상기 날개부(144a)의 내측 단부와 지지탭부 사이에는 반경 방향으로 간격이 형성된다.

상기 날개부(144a)는 방사상으로 형성되며, 상기 회전판부의 외측으로부터 상기 지지탭부를 향하여 연장되면서 반경 방향 외측으로 볼록한 곡선을 가지도록 나선으로 형성될 수 있다.

상기 배출관(143)은 상기 배출공(146a)에 연결되어 단부가 케이싱(110)의 외측으로 개구되도록 구비된다. 상기 배출관(143)은 상기 임펠러(144)의 회전에 의해 상기 모터축의 직각 방향인 반경 방향으로 공기와 물이 혼합된 혼합물이 혼합부(146)로부터 배출공(146a)을 통하여 유동하며 케이싱(110)의 외부로 토출된다.

상기 혼합부(146)의 외측에는 혼합부(146)를 감싸도록 거름부재(148)가 더 구비된다. 상기 거름부재(148)는 원통형으로 구비된다. 상기 거름부재(148)에는 복수의 통공인 거름공(148a)이 형성된다. 상기 거름부재(128)는 망체로 구비될 수 있다. 상기 거름부재(148)는 상기 혼합공간(146b)으로 물이 유입될 때 이물질을 걸러주는 역할을 한다.

상기 안내부재(147)는 상기 거름부재(148)의 외측을 감싸도록 구비된다. 상기 안내부재(147)는 상기 거름부재(148)로부터 이격되어 구비된다. 상기 안내부재(147)는 중공체로 구비된다. 상기 안내부재(147)에는 상부로 상하 방향 관통되며 상향 연장된 안내관(147-1)이 더 구비된다. 상기 안내관(147-1)의 상단은 수면에 잠기어 수면보다 낮게 유지된다.

상기 안내관(147-1)의 상단은 상기 플라즈마배출관(131)의 하단과 서로 이격되어 마주한다. 상기 안내관(147-1)의 상단은 상기 플라즈마배출관(131)의 하단보다 낮아야 플라즈마배출관(131)으로부터 배출되는 물에 더하여 케이싱(110) 내의 물이 함께 안내관(147-1)으로 유입될 수 있다.

상기 흡기관(145)은 상하 방향으로 연장되고 하단이 절곡되어 상기 흡입공간(146b)으로 연장 구비된다. 상기 흡기관(145)의 상단은 상기 케이싱(110)의 상판(113)을 관통하여 외부와 연통되며, 흡기관(145)의 하단은 상기 안내부재(147)와 거름부재(148)를 관통하여 혼합부(146)의 개구부에 위치한다.

상기 흡기관(145)의 하단에는 상기 임펠러(144)로부터 축 방향으로 돌출된 보조팬(149)이 더 구비된다.

상기 보조팬(149)은 지지탭부에서 전방으로 연장되어 구비되는 연장축부와, 상기 연장축부의 전방 단부에 구비되어 회전시 후방으로 유체를 유동시키는 보조 임펠러부로 이루어진다. 보조팬(149)은 모터(142)의 모터축과 일체로 회전되도록 임펠러(144)의 전방에 구비된다. 상기 보조팬(149) 전방의 일부는 흡기관(145) 후방의 단부 내로 삽입된다. 상기 보조팬(149)은 회전하면서 흡기관(145) 내부의 유체를 후방으로 유동시키는 작용을 한다.

상기 제2 혼합배출부(140)는 상기 제1 혼합배출부(120)와 동시에 작동된다. 상기 제2 혼합배출부(140)의 작동에 대해 살펴보면, 상기 플라즈마배출관(131)을 통하여 배출되는 물과 공기의 혼합물이 제2 혼합배출부(140)의 혼합공간(146b)으로 유동하고, 모터(142)의 구동에 의해 임펠러(144)와 보조팬(149)이 회전하며, 흡기관(145)을 통하여 유입된 공기와 상기 혼합공간(146b)으로 유입된 물과 공기의 혼합물이 임펠러(144)의 날개부(144a) 회전에 의하여 반경 방향으로 유동하면서 공기와 물의 혼합이 더욱 더 활성화된다.

상기 모터(142)의 구동에 의해 상기 임펠러(144)가 회전되면, 상기 날개부(144a)가 전방으로 돌출되어 있으므로 상기 모터축과 대략의 직각방향인 반경 방향으로 상기 임펠러(144)에 의하여 추력이 발생하여 공기가 혼합된 물이 반경 방향으로 유동하게 된다. 상기 공기가 혼합된 물은 상기 임펠러(144)의 회전에 의해 상기 모터축의 직각 방향인 반경 방향으로 배출공(146a)을 경유하여 배출관(143)을 통하여 수중으로 토출된다.

본 발명인 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치(100)는 제1 혼합배출부(120)에서 배출되는 물과 공기의 혼합물이 플라즈마장치(130)를 통과하면서 방전되는 플라즈마에 의해서 살균되어 플라즈마배출관(131)을 통하여 배출되며, 플라즈마배출관(131)을 통해서 배출되는 살균된 물과 공기의 혼합물이 다시 제2 혼합배출부(140)에서 더 많은 공기와 혼합되어 배출됨으로써 살균된 물과 함께 더 많은 공기가 포함되어 배출되고 더 멀리 수중으로 분사될 수 있다.

상기 제2 혼합배출부(140)에 구비된 모터의 출력은 제1 혼합배출부(120)에 구비된 모터의 출력보다 크다.

상기 제1 혼합배출부(120)에는 예를 들면 1∼2마력의 모터가 사용되고, 제2 혼합배출부(140)에는 3∼5마력의 모터가 사용될 수 있다. 플라즈마배출관(131)에서 토출되는 양에 더하여 케이싱(110) 내의 물과 제2 혼합배출부(140)의 흡기관(145)을 통하여 유입된 공기가 함께 제2 혼합배출부(140)의 혼합공간(146b)에서 혼합되어 더 강한 압력으로 배출되어 더 넓은 범위까지 분사가 가능해진다.

그리고 케이싱통공(111a)이 낙엽이나 비닐과 같은 이물질에 의하여 일부 막히는 경우에도 케이싱(110) 내 공간(S)의 물이 1차로 제1 혼합배출부(120)에서 흡입되어 혼합 배출되고, 플라즈마장치(130)를 통과한 후 다시 1차에서 흡입된 물에 더하여 제2 혼합배출부(140)에 흡입되므로, 제2 혼합배출부(140)에서 배출되는 양은 케이싱통공(111a)이 일부 막혀도 일정하게 유지될 수 있다.

즉, 제1 혼합배출부(120)는 흡입보조 장치로 플라즈마장치(130)를 통과시켜 살균되도록 하는 공급장치로 작동하며, 제2 혼합배출부(140)는 플라즈마장치(130)로부터 배출되는 공기와 물이 혼합된 혼합물과 케이싱(110) 내 공간(S)의 물을 함께 공급받아 배출량을 일정하게 하여 케이싱(110) 외부로 토출시키는 토출장치로 작동한다.

지금까지 본 발명에 따른 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치
110: 케이싱 111: 측판
113: 상판 115: 하판
111a: 케이싱통공 119: 설치부재
120: 제1 혼합배출부 130: 플라즈마장치
131: 플라즈마배출관 140: 제2 혼합배출부
121(141): 하우징 122(142): 모터
123(143): 배출관 124(144): 임펠러
124a(144a): 날개부 125(145): 흡기관
126(146): 혼합하우징 126b(146b): 혼합공간
127(147): 안내부재 127-1(147-1): 안내관
128(148): 거름부재 128a(148a): 거름공
129(149): 보조임펠러

Claims

바닥으로부터 이격되어 설치부재(119)가 내측에 구비된 중공체인 케이싱(110)과, 상기 설치부재(119)에 설치되어 케이싱(110) 내에 구비되는 제1 혼합배출부(120)와, 상기 제1 혼합배출부(120)의 배출관(123)에 연결되고 상기 케이싱(110)의 상부에 설치되며 플라즈마배출관(131)이 구비된 플라즈마장치(130)를 포함하며;
상기 제1 혼합배출부(120)는 일측으로 공기와 물이 혼합되는 혼합공간(126b)을 형성하는 혼합부(126)가 구비된 하우징(121)과, 상기 하우징(121) 내에 구비된 모터(122)와, 상기 혼합공간(126b)에 구비되며 모터축에 연결된 임펠러(124)와, 일측 단부가 상기 혼합공간(126b)으로 연장된 흡기관(125)과, 물과 혼합된 공기가 배출되는 배출관(123)을 포함하며;
상기 혼합공간(126b)은 일측으로 개구되고, 상기 혼합부(126)에는 상기 배출관(123)으로 연결되는 배출공(126a)이 형성되며; 상기 임펠러(124)가 회전하면서 물과 공기가 혼합공간(126b)에서 혼합되며 배출공(126a)을 경유하여 배출관(123)으로 배출되어 플라즈마장치(130)를 통과하여 플라즈마배출관(131)을 통하여 배출되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치(100).
제1 항에 있어서, 상기 케이싱(110)은 측판(111)과, 상기 측판(111)의 하부에 구비된 하판(115)과, 상기 측판(111)의 상부에 구비된 상판(113)을 포함하여 중공체로 형성되며, 상기 측판(111)과 하판(115)에는 물이 출입할 수 있는 복수의 케이싱통공(111a)이 형성되며; 상기 케이싱통공(111a)을 통하여 케이싱(110) 내의 공간(S)으로 유입된 물이 제1 혼합배출부(120)의 혼합공간(126b)으로 유동하여 흡기관(125)에서 흡입된 공기와 혼합되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치(100).
제2 항에 있어서, 제2 혼합배출부(140)를 더 포함하며; 상기 제2 혼합배출부(140)는 일측으로 공기와 물이 혼합되는 혼합공간(146b)을 형성하는 혼합부(146)가 구비된 하우징(141)과, 상기 하우징(141) 내에 구비된 모터(142)와, 상기 혼합공간(146b)에 구비되며 모터축에 연결된 임펠러(144)와, 일측 단부가 상기 혼합공간(146b)으로 연장된 흡기관(145)과, 물과 혼합된 공기가 배출되는 배출관(143)을 포함하며;
상기 제2 혼합배출부(140)의 배출관(143)은 단부가 케이싱(110) 외측으로 개구되도록 구비되며;
상기 혼합부(146)에는 일측으로 연장된 안내관(147-1)이 구비된 안내부재(147)가 결합되어 더 포함되며;
상기 플라즈마배출관(131)은 케이싱(110)의 내로 연장되며, 상기 안내관(147-1)의 단부는 플라즈마배출관(131)으로부터 이격되고 플라즈마배출관(131)과 마주하여, 제1 혼합배출부(120)와 제2 혼합배출부(140)의 모터가 작동하면; 상기 제2 혼합배출부(140)의 혼합공간(146b)으로는 플라즈마배출관(131)에 배출되는 물과 공기 혼합물과, 제2 혼합배출부(140)의 흡기관(145)을 통하여 유입된 공기와, 안내관(147-1)을 통하여 유입된 케이싱(110) 내의 물이 유입되고 혼합되어 제2 혼합배출부(140)의 배출관(143)을 통하여 수중으로 토출되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치(100).
제3 항에 있어서, 상기 제2 혼합배출부(140)에 구비된 모터의 출력은 제1 혼합배출부(120)에 구비된 모터의 출력보다 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전 반응식 수질 정화 장치(100).