WO2012099360A2 - 응집제 투입용 다중 볼텍스 노즐 - Google Patents

응집제 투입용 다중 볼텍스 노즐 Download PDF

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WO2012099360A2
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이봉기
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Lee Bonggi
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5281—Installations for water purification using chemical agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/45—Mixing liquids with liquids; Emulsifying using flow mixing
    • B01F23/451—Mixing liquids with liquids; Emulsifying using flow mixing by injecting one liquid into another
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
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    • B05B1/34—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
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    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/08—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002—Construction details of the apparatus

Definitions

  • the present invention relates to a nozzle for injecting a chemical such as a flocculant for the purpose of removing impurities in a water treatment process, such as a water purification plant, a sewage treatment plant, into the treated water, more specifically turbulence formed by the water flow of the weir 101
  • FIG. 1 Conventional flocculant injection nozzle related to the present invention is as shown in FIG.
  • the conventional flocculant input method flows over the weir 101 installed for the purpose of maintaining a constant level of the treated water introduced into the treatment facility such as a clarifier, a sedimentation basin, and forms a turbulent flow due to a water drop.
  • the porous pipe 102 is provided with a plurality of flocculant outlets 103 formed at intervals, and the flocculant is dropped into the turbulent part formed by the water flow drop inside the retention tank 104 through the porous pipe 102, thereby maintaining the retention tank.
  • the method of mixing the flocculant and the treated water inside to increase the flocculation effect is adopted.
  • the width of the porous tube 102 formed with a plurality of flocculant outlets is the same as that of the weir 101 width.
  • the amount of coagulant discharged to the coagulant discharge port 103 is not uniformly discharged because the amount of coagulant is too small to be added to the coagulant Since a large amount of dilution water is added to the flocculant in order to be uniformly added to the treated water, there is a problem in that solid matter is precipitated by reacting with the dilution water before the flocculant is added to the treated water.
  • the flocculant discharged from the flocculant discharge port 103 of the porous pipe 102 mixes the flocculant depending only on the turbulence generated by the water flow drop of the weir 101, the weir 101 is reduced when the flow rate of the treated water decreases.
  • the turbulence generation amount due to the drop of the water flow decreases together, the mixing efficiency is lowered, and it is difficult to increase or decrease the turbulence generation amount due to the water drop of the weir 101 to cope with changes in the water quality of the treated water.
  • an object of the present invention is to solve the problem that solids are precipitated by reacting with dilution water before the flocculant is added to the treated water, and the precipitated solids are blocked at the flocculant outlet 103 and frequently washed.
  • the present invention for solving the problems of the prior art as described above is a manifold (200) accommodating a plurality of multiple vortex nozzle (300) to artificially control the amount of turbulence required for mixing and a plurality of supplied pressurized water
  • the coagulant distributor 400 which distributes and distributes the coagulant dispenser 400 and the coagulant supplied from the coagulant distributor 400 are equally distributed to the vertical notches 305 processed in the respective nozzles 304 to discharge the coagulant discharged to the respective nozzles 304.
  • the vortex generated from the multiple vortex nozzle 300 sucks the coagulant discharged from the nozzle outlet 306 so that the pressurized water and the coagulant are diluted with each other during the injection into the treated water, and the pressurized water and the diluted coagulant are Due to the rotational force of the vortex is rapidly diffused in the treated water and increase the amount of turbulence generated as a result it can achieve the effect of reducing the flocculant by improving the mixing efficiency.
  • the present invention configured as described above is generated by the flow rate of the pressurized water passing through the vortex flow path 307 and the vortex generation chamber 308 configured to the treated water passing through the weir 101 at multiple vortex nozzles 300.
  • the vortex is diluted with the pressurized water in the process of sucking the flocculant discharged from the nozzle outlet 306 and spraying the treated water, and the speed and the spraying area of the high-speed vortex are injected into the treated water increases to increase the mixing efficiency. Since the flow rate of the vortex can be increased or decreased by adjusting the pressure of the pressurized water supplied to the multiple vortex nozzles 300, consequently, the artificial turbulence generation according to the water quality of the treated water can be controlled.
  • the flocculant and the dilution water are pre-reacted and the efficiency of the flocculant is lowered. It is effective to prevent a problem in which water is precipitated.
  • FIG. 1 is a block diagram of a flocculant injection system using a conventional porous tube 102
  • Figure 2 is a site installation side and front configuration of the present inventors multi-vortex nozzle 300
  • Figure 3 is an overall cross-sectional configuration of the present invention multiple vortex nozzle 300
  • Figure 4a is a cross-sectional configuration of the vertical notch 305 of the multi-vortex nozzle 300 applied to the present invention
  • Figure 4b is a cross-sectional view showing the chemical discharge amount in the vertical notch of the multi-vortex nozzle 300 applied to the present invention
  • Figure 5a is a cross-sectional configuration diagram of the vortex induction 307 and the vortex generation chamber 308 of the multiple vortex nozzle 300 applied to the present invention
  • 5B is a cross-sectional configuration diagram of the vortex induction road 307 formed under the nozzle
  • 5C is a flow chart of pressurized water passing through a vortex induction furnace.
  • the coagulant admixture system having the multiple vortex nozzles of the present invention includes a manifold 200 in which multiple vortex nozzles 300 are connected, and pressurized water via the manifold 200.
  • the pressurized water supply pipe 201 and the coagulant supplied from the coagulant supply pipe 401 are distributed to the multi vortex nozzle 300 through the coagulant distribution tube 402 by distributing the installed quantity of the multi vortex nozzle 300.
  • the coagulant distributor 400 to supply and the vortex generated in the process of injecting the pressurized water supplied from the manifold 200 toward the treated water to the multiple vortex nozzle 300 to inject the coagulant into the treated water while sucking and mixing the coagulant It shows what was constructed.
  • FIG. 3 is an overall cross-sectional view of the present invention, the multi-vortex nozzle 300.
  • the multi-vortex nozzle 300 applied to the present invention is supplied by splitting and supplying the chemicals divided by the installed quantity of the multi-vortex nozzle 300 in the chemical distribution tank 500, and radially introduced into the upper cap 301. Flows into the interior of the upper housing 303 along the furnace 302, and then flows into the nozzle 304 through the vertical notch 305 machined in each nozzle 304, and finally the nozzle outlet 306.
  • the pressurized water supplied from the manifold 200 is supplied to the lower housing 311 through the connecting pipe 312, and finally through the vortex flow path 307 and the vortex generating chamber 308. To be injected into the treated water.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view of the vertical notch 305 of the multi-vortex nozzle 300 applied to the present invention.
  • the multiple vortex nozzles applied to the present invention have chemicals introduced into the upper housing 303 for the purpose of equally distributing the coagulant supplied to the upper cap 301 to the plurality of nozzles 304. Finally, it is discharged toward the treated water through the vertical notch 305 is processed.
  • Figure 4b shows the chemical emissions from the vertical notch of the multi-vortex nozzle 300 applied to the present invention.
  • the chemical introduced into the inner space of the upper housing 303 in 4b discharges the medicine through the vertical notch 305 processed in the nozzle 304, and the amount of the chemical discharged is proportional to the chemical level in the upper housing 303.
  • the drug level in each vertical notch 305 decreases proportionally while the level of the drug inside the upper housing 303 is kept low, and the upper housing 303 when the supply amount of the drug is increased.
  • the drug level in each vertical notch 305 while the internal drug level is kept high will increase proportionately.
  • the same amount of the vertical notch 305 processed in each of the plurality of nozzles 304 and the installation height of the same amount of chemicals discharged to each nozzle 304 in the multiple vortex nozzle 300 is always equal. It is to be discharged.
  • FIG. 5A is a cross-sectional configuration diagram of the vortex induction path 307 and the vortex generation chamber 308 of the multiple vortex nozzle 300 applied to the present invention.
  • the vortex induction furnace 307 and the vortex generation chamber 308 constitute a vortex induction furnace 307 which is processed at a predetermined angle on an outer lower end of each nozzle 304, and is formed at each end of the nozzle.
  • the vortex generating room 308 is configured.
  • the vortex induction furnace 307 and the vortex generating chamber 308 configured as described above have a lower housing while the chemicals uniformly distributed to the respective nozzles 304 are discharged to the nozzle outlet 306 and fall into the treated water.
  • the pressurized water supplied to 311 passes through the contact surfaces of the vortex induction road 307 and the lower housing 311 at a predetermined angle to the lower end of the outer diameter of each nozzle 304 to be injected into the treated water.
  • the pressurized water passing through the vortex induction road 307 rotates with respect to the center point of the nozzle 304, although it has a property of advancing outward from the center point of the nozzle 304 by the centrifugal force corresponding to the flow velocity, the direction of the pressurized water discharged with the centrifugal force by the vortex generating chamber 308 processed in the lower housing 311.
  • the vortex discharged while the pressurized water rotates along the outer diameter of the nozzle outlet 306 is generated.
  • the vortex generated at the outer diameter surface of the nozzle outlet 306 rotates along the outer diameter surface of the nozzle outlet 306 and is injected into the treated water while sucking the coagulant discharged from the nozzle outlet 306 to the treated water.
  • the flocculant sprayed with the vortex of the pressurized water is carried on the flow rate energy of the pressurized water, so as to penetrate into the treated water and disperse, resulting in a faster chemical diffusion rate in the treated water, resulting in improved mixing efficiency and increased generation of turbulence.
  • the amount of turbulence required for flocculant mixing in the water flow dropping portion of the weir 101 may be changed to an appropriate level.
  • the vortex generated from the multi-vortex nozzle 300 sucks the coagulant discharged from the nozzle outlet 306 so that the pressurized water and the coagulant are diluted with each other while the vortex is injected into the treated water.
  • vortex rotational force is rapidly spread in the treated water and acts to increase the amount of turbulence can be brought to the effect of reducing the flocculant by improving the mixing efficiency.
  • FIG. 5B is a cross-sectional configuration diagram of the vortex induction path 307 formed under the nozzle.
  • the vortex induction path 307 is formed in an oblique shape on the outer surface of the nozzle at the lower part of the nozzle 304 to induce the vortex generation of pressurized water flowing into the lower housing 311.
  • 5C is a flow chart of pressurized water passing through a vortex induction furnace.
  • the pressurized water passing through the vortex induction furnace is shown to induce vortex generation by rotating in a circle shape.
  • Multiple vortex nozzles configured as described above is a useful invention that has the advantage of rapidly mixing the chemicals and pressurized water to be added to improve the mixing efficiency and increase the cohesive effect.
  • the present invention relates to a nozzle for injecting a chemical such as a flocculant to remove impurities in a water treatment process, such as a water purification plant, sewage treatment plant, etc. to the treated water, when the pressurized water is injected in the vicinity of the turbulence formed by the flow of water in the weir
  • a vortex nozzle in which a vertical notch and a vortex induction furnace are formed to dilute the supplied chemical and pressurized water by using a vortex and then spray the treated water to greatly increase the miscibility.

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Abstract

본 발명은 수처리 공정에서 사용하는 응집제를 처리수에 분사하는 노즐에 관한 것으로서, 종래의 위어(101) 수류낙차부에 다공관(102)을 이용하여 응집제를 처리수에 투입하는데 있어, 투입된 응집제의 혼화는 위어(101) 수류낙차부에서 발생되는 난류에만 의존하여 혼화하므로 수량 변화나 수질 변화에 대비한 난류 발생량 조절이 어려운 문제점이 있는 것이다. 본 발명은 다중볼텍스노즐(300)의 상부캡(301)로 공급되어 상부하우징(303)에 모여진 응집제를 각각의 노즐(304)에 가공된 수직노치(305)를 이용하여 균등 분배하고, 하부하우징(311)으로 공급된 가압수가 볼텍스유도로(307)와 볼텍스생성실(308)을 통과하면서 발생되는 볼텍스를 이용하여, 각각의 노즐배출구(306)에서 배출되어온 응집제를 흡인하여 처리수 중으로 분사함으로써 응집제 확산 속도가 빨라지고, 노즐 하부 외측으로 볼텍스 유도로를 형성하여 하부 하우징으로 유입된 가압수가 볼텍스를 형성하도록 유도하여 인위적인 난류 발생이 가능해지도록 하는 다중볼텍스노즐(300)에 관한 것이다.

Description

응집제 투입용 다중 볼텍스 노즐
본 발명은 정수장, 하수 처리장 등의 수처리 공정에서 불순물을 제거할 목적으로 투입하는 응집제와 같은 약품을 처리수에 분사하는 노즐에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 위어(101)의 수류낙차에 의해 형성된 난류 부분에, 가압수를 분사할 때 발생하는 볼텍스를 이용하여 공급된 응집제를 가압수와 희석하고, 최종적으로 처리수로 분사, 혼화하여 혼화 효율을 향상시키기 위한 응집제 투입과 혼화 방식에 관한 것이다.
본 발명과 관련한 종래의 응집제 투입 노즐은 도 1과 같다. 상기도 1에서 종래의 응집제 투입 방식은 착수정, 침전지 등의 처리시설로 유입된 처리수는 일정 수위를 유지할 목적으로 설치된 위어(101)를 넘쳐 흘러 수류낙차에 의한 난류를 형성하고, 그 상부에 일정 간격으로 다수개의 응집제배출구(103)가 형성된 다공관(102)을 설치하며, 상기 다공관(102)을 통하여 체류조(104) 내부에서 수류낙차에 의해 형성된 난류 부분에 응집제를 떨어뜨려, 체류조 내부에서 응집제와 처리수가 혼화하여 응집효과를 높이도록 하는 방식이 채택되어 사용되고 있는 것이다.
상기와 같은 종래의 다공관(102)에 의한 응집제 투입 방식은 투입되는 응집제를 처리수에 골고루 분산시키기 위한 목적으로, 다수의 응집제 배출구가 형성된 다공관(102)을 위어(101) 폭과 동일하게 설치하는 것으로 응집제배출구(103)와 응집제배출구(103) 간의 간격을 좁게 설치하여야 하고, 투입되는 응집제의 량이 너무 적은 관계로 응집제배출구(103)로 배출되는 응집제의 량이 균일하게 배출되지 못하므로 응집제를 처리수에 균일하게 투입시키기 위하여 응집제에 다량의 희석수를 첨가하게 됨으로 인하여 응집제가 처리수에 투입되기도 전에 희석수와 반응하여 고형물이 석출되는 문제점이 있는 것이다. 따라서 상기와 같이 처리수 투입전에 희석수와 반응하여 고형물이 석출되면 응집제의 효율이 저하될 뿐만 아니라 석출된 고형물이 응집제배출구(103)에서 막혀 빈번하게 세척해주어야 하는 문제점이 있는 것이다.
또한, 다공관(102)의 응집제배출구(103)에서 배출된 응집제는, 위어(101)의 수류낙차에 의해 생성된 난류에만 의존하여 응집제를 혼화하기 때문에, 처리수의 유량이 감소하면 위어(101)의 수류낙차에 의한 난류 발생량이 동반 감소하여 혼화효율이 저하되고, 처리수의 수질 변화에 대응하기 위한 위어(101)의 수류낙차에 의한 난류 발생량을 증감시키는 것이 어려운 문제점을 가지고 있는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 응집제가 처리수에 투입되기 전에 희석수와 반응하여 고형물이 석출되고, 석출된 고형물이 응집제배출구(103)에서 막혀 빈번하게 세척해주어야 하는 문제를 해결하기 위한 것이고, 또한, 응집제 투입 방식을 가압수에 의한 분사 방식을 적용하여 가압수 압력 조절에 의한 난류 발생량을 인위적으로 조절할 수 있게 함으로서 수질 변화에 따른 난류 발생량의 조절이 용이하도록 하여 혼화 효율을 향상시키고자 하는 것이다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 혼화에 필요한 난류 발생량을 인위적으로 조절하기 위하여 다수개의 다중볼텍스노즐(300)을 수용하는 매니 폴더(200)와, 공급받은 가압수를 다수개의 다중볼텍스노즐(300)로 분배 공급하는 기능을 수행하는 가압수 공급배관(201)과, 응집제공급배관(401)으로부터 공급된 응집제를 응집제공급튜브(402)를 통하여 다중볼텍스노즐(300)로 균등 분배 공급하는 응집제 분배기(400)와, 상기 응집제분배기(400)로부터 공급받은 응집제를 각각의 노즐(304)에 가공된 수직노치(305)로 균등 분배하여 각각의 노즐(304)로 배출되는 응집제의 량이 균등하게 배출하는 다중볼텍스 노즐(300)과, 연결관(312)을 통하여 하부하우징(303)으로 공급된 가압수가 볼텍스유도로(307)와, 상기 볼텍스 유도로(308) 하부에 구성되는 볼텍스생성실(308)로 구성된 것으로 상기 볼텍스 생성실(308)을 통과하는 과정에 발생되는 볼텍스가 노즐배출구(306)로부터 배출되어온 응집제를 흡인하고 혼화하면서 처리수로 분사되도록 작용함으로써 처리수 중에서의 약품 확산 속도가 빨라져 혼화 효율이 향상되고 난류의 발생량을 증가시키게 되는 것이다. 상기와 같이 구성된 본 발명의 다중 볼텍스 노즐은 처리수의 수질 변화에 따라 가압수의 압력을 증감시킴으로서, 최종적으로 위어(101)의 수류낙차부에서 응집제 혼화에 필요한 난류 발생량을 적정 수준으로 변화시킬 수 있도록 하였으며, 다중볼텍스노즐(300)에서 발생되는 볼텍스는 노즐배출구(306)에서 배출된 응집제를 흡인하여 처리수 중으로 분사되는 과정에서 가압수와 응집제가 서로 희석되도록 하고, 가압수와 희석된 응집제는 볼텍스의 회전력에 의하여 처리 수중에서 빠르게 확산되고 난류 발생량을 증가시키게 되므로 결과적으로 혼화 효율 향상에 의한 응집제 절감 효과를 이룰 수 있는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 상기 위어(101)를 통과한 처리수가 다중 볼텍스노즐(300)에 구성된 볼텍스유도로(307)와 볼텍스생성실(308)을 고속으로 통과하는 가압수의 유속에 의해 생성된 볼텍스가, 노즐배출구(306)에서 배출되어 나오는 응집제를 흡인하여 처리수로 분사되는 과정에서 가압수와 희석되고, 고속의 볼텍스가 처리수 중으로 분사되는 속도와 분사 면적이 증가하여 혼화 효율이 향상되는 효과가 있으며, 다중 볼텍스노즐(300)로 공급되는 가압수의 압력을 조절하여 상기 볼텍스의 유속을 증감시킬 수 있게 되므로 결과적으로 처리수의 수질에 따른 난류 발생량의 인위 조절이 가능하게 되며, 볼텍스가 처리수로 분사되는 짧은 시간에 가압수와 응집제가 서로 희석되게 함으로써 응집제와 희석수가 사전 반응하여 응집제의 효율이 저하되고 고형물이 석출되는 문제를 예방할 수 있는 효과가 있는 것이다.
도 1은 종래의 다공관(102)에 의한 응집제 투입 시스템 구성도,
도 2는 본 발명인 다중볼텍스노즐(300)의 현장 설치 측면 및 정면 구성도
도 3은 본 발명인 다중볼텍스노즐(300)의 전체 단면 구성도,
도 4a는 본 발명에 적용되는 다중볼텍스노즐(300)의 수직노치(305) 단면 구성도,
도 4b는 본 발명에 적용되는 다중볼텍스 노즐(300)의 수직노치에서의 약품 배출량을 나타내는 단면도,
도 5a는 본 발명에 적용되는 다중볼텍스노즐(300)의 볼텍스유도로(307)와 볼텍스생성실(308)의 단면 구성도,
도 5b는 노즐 하부에 형성된 볼텍스유도로(307)의 단면 구성도,
도 5c는 볼텍스 유도로를 통과한 가압수의 흐름도이다.
상기와 같은 목적을 가진 본 발명을 도 2 내지 도 5를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다. 상기도 2에서 본 발명의 다중 볼텍스노즐을 구비한 응집제 혼화 시스템은 다중볼텍스노즐(300)이 연결 구성되는 매니폴더(200)와, 가압수를 매니폴더(200)를 거쳐 상기 다수의 다중 볼텍스노즐로 공급하는 가압수공급배관(201)과, 응집제공급배관(401)에서 공급된 응집제를 다중볼텍스노즐(300)의 설치 수량만큼 분배하여 응집제분배튜브(402)를 통하여 다중볼텍스노즐(300)로 공급하는 응집제 분배기(400)와, 매니폴더(200)로 공급받은 가압수를 처리수로 향하여 분사하는 과정에 발생되는 볼텍스로 응집제를 흡인, 혼화하면서 처리수로 분사하는 다중 볼텍스노즐(300)로 구성된 것을 나타내고 있는 것이다.
도 3은 본 발명인 다중볼텍스노즐(300)의 전체 단면 구성도이다. 상기도 3에서 본 발명에 적용되는 다중볼텍스노즐(300)은 약품분배조(500)에서 다중볼텍스노즐(300)의 설치 수량만큼 분할 공급된 약품은, 상부캡(301)에 방사형으로 가공된 유입로(302)를 따라 상부하우징(303)의 내부에 흘러들어간 다음, 각각의 노즐(304)에 가공된 수직노치(305)를 통하여 노즐(304) 내부로 흘러들어간 후 최종적으로 노즐배출구(306)를 통하여 배출되는 것이고, 매니폴더(200)로부터 공급된 가압수는 연결관(312)을 통하여 하부하우징(311)으로 공급된 다음 최종적으로 볼텍스유도로(307)와 볼텍스생성실(308)을 경유하여 처리수로 분사되도록 하는 것이다.
도 4a는 본 발명에 적용되는 다중볼텍스노즐(300)의 수직노치(305) 단면 구성도이다. 상기도 4a에서 본 발명에 적용되는 다중 볼텍스노즐은 상부캡(301)으로 공급된 응집제를 다수개의 노즐(304)로 균등 분배할 목적으로 상부하우징(303)으로 유입된 약품은 각각의 노즐(304)에 가공된 수직노치(305)를 통하여 최종적으로 처리수를 향하여 배출되는 것이다.
도 4b는 본 발명에 적용되는 다중볼텍스 노즐(300)의 수직노치에서의 약품 배출량을 나타내고 있는 것이다. 상기 4b에서 상부하우징(303) 내부공간으로 유입된 약품은 노즐(304)에 가공된 수직노치(305)를 통하여 약품을 배출하게 되는데 배출되는 약품의 양은 상부하우징(303) 내부의 약품 수위에 비례하여 증감되므로, 약품의 공급량이 감소하면 상부하우징(303) 내부의 약품 수위가 낮게 유지되면서 각각의 수직노치(305)에서의 약품 배출량이 비례 감소하고, 약품의 공급량이 증가하면 상부하우징(303) 내부의 약품 수위가 높게 유지되면서 각각의 수직노치(305)에서의 약품 배출량이 비례 증가하게 되는 것이다. 또한, 다수개 각각의 노즐(304)에 가공된 수직노치(305)의 규격과 설치 높이를 동일하게 하여 상기 다중볼텍스노즐(300) 내에서 각각의 노즐(304)로 배출되는 약품의 량이 항상 균등하게 배출되도록 한 것이다.
도 5a는 본 발명에 적용되는 다중볼텍스노즐(300)의 볼텍스유도로(307)와 볼텍스생성실(308)의 단면 구성도이다. 상기도 5a에서 볼텍스 유도로(307)와 볼텍스생성실(308)은 각각의 노즐(304) 외측 하단부에 일정 각도의 사선으로 가공된 볼텍스 유도로(307)를 구성하며 상기 각각의 노즐 끝단에 상기 볼텍스 생성실(308)을 구성한 것이다. 상기와 같이 구성된 볼텍스 유도로(307)와 볼텍스 생성실(308)은 상기 각각의 노즐(304)로 균등하게 분배된 약품이 최종적으로 노즐배출구(306)로 배출되어 처리수로 떨어지는 동안 하부하우징(311)으로 공급된 가압수는 각각의 노즐(304) 외경 하단부에 일정 각도의 사선으로 가공된 볼텍스유도로(307)와 하부하우징(311)의 접촉면을 통과하여 처리수로 분사되게 되는 것이다.
상기에서 볼텍스유도로(307)는 노즐(304)의 중심점을 기준하여 사선 가공된 관계로, 볼텍스유도로(307)를 통과하는 가압수는 노즐(304)의 중심점을 기준하여 회전하면서 가압수의 유속에 상응하는 원심력에 의하여 노즐(304)의 중심점을 기준으로 외측 방향으로 진행하려는 성질을 가지지만, 하부하우징(311)에 가공된 볼텍스 생성실(308)이 원심력을 가지고 배출되는 가압수의 방향을 노즐(304)의 중심 방향으로 방향을 바꾸어 줌으로써 노즐배출구(306)의 외경을 따라 가압수가 회전하면서 배출되는 볼텍스가 발생하게 하였다.
또한, 노즐배출구(306)의 외경 면에서 생성되는 볼텍스는 노즐배출구(306)의 외경 면을 따라 회전 진행하면서 처리수로 분사되는 과정에, 노즐배출구(306)에서 배출된 응집제을 흡인하여 처리수로 분사되고, 가압수의 볼텍스와 함께 분사된 응집제는 가압수의 유속 에너지에 편승하여 처리수 중으로 파고들어 분산되므로, 결과적으로 처리수 중에서의 약품 확산속도가 빨라져 혼화 효율을 향상되고 난류의 발생량을 증가시키며, 처리수의 수압 변화에 따라 가압수의 압력을 증감함으로서 최종적으로 위어(101)의 수류낙차부에서 응집제 혼화에 필요한 난류 발생량을 적정 수준으로 변화시킬 수 있는 것이다. 또한, 다중볼텍스노즐(300)에서 발생되는 볼텍스는 노즐배출구(306)에서 배출된 응집제를 흡인하여 볼텍스가 처리 수중으로 분사되는 과정에서 가압수와 응집제가 서로 희석되도록 하고, 볼텍스와 희석된 응집제는 볼텍스의 회전력에 의하여 처리 수중에서 빠르게 확산되고 난류 발생량을 증가시키도록 작용하여 혼화 효율 향상에 의한 응집제 절감효과를 가져올 수 있는 것이다.
도 5b는 노즐 하부에 형성된 볼텍스유도로(307)의 단면 구성도이다. 상기도 5b에서 볼텍스유도로(307)는 노즐(304)의 하부에서 상기 노즐의 외측면에 사선 모양으로 형성되어 하부하우징(311)으로 유입되는 가압수의 볼텍스 생성을 유도하는 것이다.
도 5c는 볼텍스 유도로를 통과한 가압수의 흐름도이다. 상기도 5c에서 볼텍스 유도로를 통과한 가압수는 서클형태로 회전하여 볼텍스 생성을 유도하는 것을 나타내고 있는 것이다.
상기와 같이 구성된 다중 볼텍스 노즐은 투입되는 약품과 가압수를 급속하게 혼화시켜 혼화 효율을 향상하고 응집 효과를 높일 수 있는 장점이 있는 유용한 발명인 것이다.
본 발명은 정수장, 하수 처리장 등의 수처리 공정에서 불순물을 제거하기 위하여 투입하는 응집제 등과 같은 약품을 처리수에 분사하는 노즐에 관한 것으로 위어의 수류 낙차에 의하여 형성된 난류 부근에 가압수를 분사할 때 발생하는 볼텍스를 이용하여 공급된 약품과 가압수를 희석한 후 처리수로 분사하여 혼화 효율을 크게 향상시키기 위한 수직 노치와 볼텍스 유도로가 형성된 볼텍스 노즐에 관한 것이다. 상기와 같이 본 발명 볼텍스 노즐을 이용하여 처리수와 약품을 효과적으로 혼하하면 정수장 또는 하수 처리장에 유입되는 원수의 불순물을 효과적으로 응집 제거할 수 있는 것이고, 이는 원수의 수질을 효과적으로 개선할 수 있는 것이다. 즉 상기와 같은 본 발명 볼텍스 노즐을 이용하면 처리수의 혼화 효과가 증대하므로 결국에는 응집제 투입량이 적어 경제적으로 유리하며 응집제 투입으로 인하여 발생하는 부산물도 줄일 수 있어 정수장 또는 하수 처리장에서 사용할 수 있는 것이다.

Claims (9)

  1. 약품과 가압수를 희석하고 처리수에 분사하는 노즐에 있어서,
    상기 노즐은,
    약품 분배조의 약품이 투입되는 상부 하우징(303)과;
    상기 상부 하우징 상부에 구성되고 유입로(302)가 구비된 상부캡(301)과;
    상기 상부 하우징(303)과 체결되는 하부 하우징(311)과;
    상기 상부 하우징(303)과 하부 하우징 내부에 1 이상 설치되는 노즐(304)과,
    상기 하부 하우징 일측에 설치되는 가압수 연결관(312)과;
    상기 노즐 하부에 구성되는 노즐 배출구로 구성된 것을 특징으로 하는 다중 볼텍스 노즐.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐은,
    일측에 수직노치(305)가 형성된 것을 특징으로 하는 다중볼텍스 노즐.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐은,
    노즐 하부에 볼텍스 유도로를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 다중볼텍스 노즐.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 다중볼텍스 노즐은,
    상기 노즐 하부에 볼텍스 유도로를 더 포함구성하여서 된 것을 특징으로 하는 다중볼텍스 노즐.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 다중볼텍스 노즐은,
    상기 볼텍스 유도로(307) 하부에 볼텍스생성실(308)을 더 포함구성하여서 된 것을 특징으로 하는 다중볼텍스 노즐.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 다중볼텍스 노즐은,
    상기 볼텍스 유도로 하부에 볼텍스 생성실을 더 포함구성하여서 된 것을 특징으로 하는 다중볼텍스 노즐.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 노즐은,
    3개의 노즐로 구성된 것을 특징으로 하는 다중볼텍스노즐.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 노즐은,
    3개의 노즐로 구성된 것을 특징으로 하는 다중볼텍스 노즐.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 3개의 노즐은,
    각각의 수직 노치(305)의 높이와 규격을 균등하게 하여 노즐로 배출되는 약품의 양을 균등배분하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다중볼텍스 노즐.
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