KR200197730Y1 - 자흡식 이중 임펠라형 수중폭기장치 - Google Patents

자흡식 이중 임펠라형 수중폭기장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 자흡식 이중 임펠라형 수중폭기장치에 관한 것으로, 기밀보지된 수중모터와; 상기 수중모터의 회전축이 상부면에 회전자재하게 지지되어 있고, 공기가 흡입되는 흡기관의 타단부가 내입되어 있고, 하부면에 형성된 오수흡입구와 가장자리 부분에 토출구가 형성되며 지지대에 의해 폭기조의 바닥면에 설치되는 주케이싱과; 상기 주케이싱에 내장되어 있으며, 상기 수중모터의 작동에 대응하여 상기 흡기관을 통해 대기중의 공기를 흡입하여 상기 주케이싱에 잔존하는 오수에 미세하게 분해된 기포를 제공하도록 상기 수중모터의 회전축 하단부에 제공된 공기흡입 임펠라와, 상기 오수흡입구를 통해 상기 폭기조 내에 잔존하는 오수를 상기 주케이싱에 흡입하여 교반시키도록 상기 공기흡입 임펠라의 주익 하부에 취부된 오수흡입 임펠라를 갖는 임펠라를 포함하여 구성됨으로써, 공기흡입과 오수흡입이 분리된 임펠라에 의해 동시에 독립적으로 구현되도록 함으로써 단위 동력당(kW) 오수에 대한 산소의 전달율을 개선한 특징이 있다.

Description

자흡식 이중 임펠라형 수중폭기장치{AERATION APPARATUS HAVING A SELF-SUCKED DOUBLE IMPELLER}
본 고안은 자흡식 이중 임펠라형 수중폭기장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폭기조에서 오수를 수중폭기시킴에 있어 공기와 오수간의 표면 접촉면을 증가시켜 오수에 대한 산소의 전달율을 개선하도록 임펠라를 이중으로 구성한 수중폭기장치에 관한 것이다.
폭기장치는 생활하수 및 산업 폐수 설비에서 적용되는 활성오니 처리방법의 핵심적인 폭기공정에 사용되는 장치로서, 폭기조내의 유입된 오수를 수중폭기시킴으로써 외부로부터 공급되어 공기가 오수 속에 보다 미세하게 잔류되도록 하여 오수내의 용존산소량을 증가시키는 장치이다. 이러한 폭기장치는 브로워(BLOWER)를 이용하여 강제적으로 공기를 공급하는 강제 급기식과, 단일 임펠라의 회전력에 의해 오수와 공기를 흡입시키는 자흡식으로 통상 나누어진다.
여기서, 강제 급기식 수중폭기장치는 단위 동력(kW)당 산소 전달율은 우수하나 이에 따른 브로와 및 배관 설비 등의 추가적인 부대설비가 소요되는 문제점이 있다. 그리고, 도 1에 나타나 있는 바와 같은 종래의 자흡식 단일 임펠라형 수중폭기장치는 수중모터(1)의 가동에 의해 수중모터(1)의 회전축의 단부에 제공된 단일 임펠라(2)가 회전되는데 이때, 임펠라 개구부에 진공이 형성되어 대기중의 공기는 공기흡입관(3)을 통하여 케이싱(4)에 유입되고, 그와 동시에 오수(도시 안됨)는 오수흡입구(5)를 통해 유입됨으로써 오수에 미세한 기포가 교반된 후 오수 토출구(6)를 통해 배출된다.
이와 같은 자흡식 단일 임펠라형 수중폭기장치는 전술된 강제 급기식 폭기장치에 비하여 별도의 브로와 및 배관 설비 등의 부대설비가 요구되지는 않으나, 단위 동력(kW)당 산소 전달율이 강제 급기식에 비해 현저히 떨어지기 때문에 그에 상응한 공기량의 공급을 위해서는 보다 큰 동력이 요구되는 문제점이 있다.
이에, 본 고안은 상기의 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 그 목적은 단위 동력당(kW)당 오수에 대한 산소의 전달율을 증대시킴과 아울러 급기 설비에 대한 투자비 절감 효과를 구현하기 위한 자흡식 이중 임펠라형 수중폭기장치를 제공함에 있다.
도 1은 종래기술에 의한 수중폭기장치를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 2는 본 고안에 의한 자흡식 이중 임펠라형 수중폭기장치를 나타내는 단면도.
도 3은 도 2의 이중 임펠라부를 발췌 확대하여 나타내는 단면도.
＜＜도면의 중요 부분에 대한 설명＞＞
11 : 수중모터 11a : 회전축
12 : 오일케이싱 12a : 오일
13 : 공기유도관 14a : 공기흡입 임펠라
14b : 오수흡입 임펠라 15 : 공기흡입관
15ai : 공기흡입구 16 : 소음기
17 : 주케이싱 17o : 토출구
17wi : 오수흡입구 18 : 지지대
이러한 본 고안의 목적은 기밀보지된 수중모터와; 상기 수중모터의 회전축이 상부면에 회전자재하게 지지되어 있고, 공기가 흡입되는 흡기관의 타단부가 내입되어 있고, 하부면에 형성된 오수흡입구와 가장자리 부분에 토출구가 형성되며 지지대에 의해 폭기조의 바닥면에 설치되는 주케이싱과; 상기 주케이싱에 내장되어 있으며, 상기 수중모터의 작동에 대응하여 상기 흡기관을 통해 대기중의 공기를 흡입하여 상기 주케이싱에 잔존하는 오수에 미세하게 분해된 기포를 제공하도록 상기 수중모터의 회전축 하단부에 제공된 공기흡입 임펠라와, 상기 오수흡입구를 통해 상기 폭기조 내에 잔존하는 오수를 상기 주케이싱에 흡입하여 교반시키도록 상기 공기흡입 임펠라의 주익 하부에 취부된 오수흡입 임펠라를 갖는 임펠라를 포함하여 구성된 자흡식 이중 임펠라형 수중폭기장치에 의해 달성될 수 있다.
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 오수(W)가 채워진 폭기조(A) 내에 제공된 본 고안의 수중폭기장치(20)는 수중모터(11)의 회전축(11a)에 제공된 이중 구조를 갖는 임펠라(14)의 회전에 각기 대응하여 공기는 공기흡입관(15)을 통해 흡입되어 미세하게 분해되어 케이싱(17)에 충전된 오수(W)와 일차적으로 교반되는 동시에, 폭기조(A) 내의 오수(W)는 주케이싱(17)의 하부에 형성된 오수흡입구(17wi)를 통해 흡입되어 교반되면서 주케이싱(17)의 토출구(17o) 인접부분에서 다시 한번 기포를 포함하는 오수(W)와 섞이게 됨으로써, 전술된 종래의 수중폭기장치에 비하여 단위 동력(kW)당 오수(W)에 대한 산소의 전달율을 개선할 수 있도록 구성되어 있다.
오수면의 하부에 위치된 수중모터(11)는 오수(W)를 수중에서 폭기시키기 위하여 회전축(11a)이 하방으로 위치되도록 설치되어 있으며, 하단부와 회전축(11a)의 일부분은 오수(W)에 대하여 기밀되도록 오일(12a)이 충전된 오일케이싱(12) 내에 보지(保持)되어 있다. 여기서, 오일케이싱(12)은 하부면이 개방된 구조로서, 외측 방향으로 연장된 주변부가 주케이싱(17)의 상부면과 볼팅, 니벳팅 등과 같은 기계적인 방법에 의해 연결되어 기밀유지되어 있으며, 특히, 수중모터(11)의 회전축(11a)은 주케이싱(17)의 상부면에 회전자재하도록 베어링지지되어 있다.
주케이싱(17)은 전술된 바와 같이 오일케이싱(12)의 하부면에 제공되는 것으로, 회전축(11a)의 하단부에 제공된 이중 구조를 갖는 임펠라(14)가 내장되어 있다. 여기서, 하부 케이싱(17')의 하부 중심부분에는 오수흡입 임펠라(14w)의 회전에 의해 폭기조(A) 내의 오수(W)가 주케이싱(17)의 내부로 유입되도록 오수흡입구(17wi)가 형성되어 있으며, 공기흡입 임펠라(14a)의 회전에 의해 대기중이 공기를 흡입하여 상부 케이싱(17') 내에 잔류된 오수(W)에 미세하게 분해된 기포를 제공하도록 오수면의 상부로 일부분이 노출된 공기흡입관(15)과 연통된 공기유도관(13)의 단부가 오수흡입구(17wi)를 통해 주케이싱(17)에 내입 연결되어 있다. 또한, 상부 케이싱(17')은 미세하게 분해된 기포가 포함된 오수(W)와 흡입교반된 오수(W)가 하부 케이싱(17')의 내부에서 섞인 후 최종적으로 폭기조(A)로 배출되도록 토출구(17o)가 형성되어 있다.
미설명 번호 20은 공기흡입관(15)과 공기유도관(13)을 포함하는 흡기관이다.
여기서, 주케이싱(17)은 이중 구조를 갖는 임펠라(14)를 내장하되 하부 케이싱(17')이 상부 케이싱(17') 보다 넓게 형성되어 있으며 하부 케이싱(17')의 가장자리 부분에 전술된 다수의 토출구(17o)가 형성되어 있다.
본 고안의 임펠라(14)는 전술된 바와 같이 공기흡입과 오수교반을 분리할 수 있도록 이중구조를 갖는다. 여기서, 임펠라(14)는 도면에서 나타나 있지 않으나 나선형상의 공기흡입 임펠라(14a)와, 이 공기흡입 임펠라(14)의 주익(主翼) 하부면에 취부된 오수흡입 임펠라(14w)로 이루어져 있다. 그리고, 공기흡입 임펠라(14a)는 상부 케이싱(17')에 내장되며, 오수흡입 임펠라(14w)는 주익의 내측단부가 회전축(11a)의 회전 중심방향으로 일정 거리 연장되어 있으며 하부 케이싱(17')에 내장되어 있다. 특히, 오수흡입 임펠라(14w)의 연장된 날개부분은 주케이싱(17)에 내입된 공기유도관(13)의 확장된 단부에 의해 공기흡입 임펠라(14a)의 주익 일정부분과 격리되어 있다.
따라서, 공기흡입 임펠라(14a)가 회전되면 임펠라 개구부에 진공이 형성되어 공기흡입관(15)의 상단에 형성된 공기흡입구(15ai)를 통해 대기의 공기가 흡입되어 상부 케이싱(17') 내부에 잔류된 오수(W)에 미세하게 분해된 기포가 일차적으로 섞이게 되어 연속적으로 오수(W)는 상부 케이싱(17')의 절곡된 가장자리를 따라 유동되며, 이와 동시에 오수흡입 임펠라(14w)의 회전에 의해 흡입교반된 오수(W)는 하부 케이싱(17')의 오수흡입 임펠라(14w)로부터 가장자리 부분을 따라 유동되다가 전술된 기포가 공급된 오수(W)와 다시 한번 교반되면서 하부 케이싱(17')의 토출구(17o)를 통해 폭기조(A)로 배출된다.
그리고, 폭기장치(10)는 하부 케이싱(17')의 하부면이 일정 형상으로 제공된 지지대(18)에 의해 폭기조(A)의 바닥면에 이격되어 설치되어 있다. 또한, 공기흡입 임펠라(14a)에 의해 공기의 강제흡입시 소음을 차단하기 위해 오수면의 상부면에 노출된 공기흡입관(15)의 일정 위치에 소음기(16)가 제공되어 있으며, 보다 상세하게는 오수면과 공기흡입구(15ai) 사이에 위치되어 있다.
본 고안의 다른 특징은 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 임펠라(14)의 회전에 의한 오수(W)가 원심력에 의해 토출구(17o)를 통해 배출되는 과정에서 기포가 주케이싱(17)의 내측벽, 특히 상부 주케이싱(17')의 내측 절곡부분에 집중적으로 잔류되는 것을 방지함과 동시에 오수(W) 내에 존재하는 기포를 보다 미세하게 분해하여 산소 전달율을 개선하도록 기포가 집중되는 상부 케이싱(17')의 절곡된 내측벽 부분으로부터 하부 케이싱(17')에 형성된 토출구(17o)의 내측벽에 일정 높이의 돌기가 형성된 돌기부(17c)가 제공되어 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안의 구조에 의하면, 공기흡입과 오수흡입이 분리된 임펠라에 의해 동시에 독립적으로 구현되도록 함으로써 단위 동력당(kW) 오수에 대한 산소의 전달율을 개선한 특징이 있다. 더욱이, 본 고안의 구조는 오수에 포함된 기포가 폭기조로 배출되기 직전에서 주케이싱의 돌기부에 의해 다시 한번 미세하게 분해하도록 구성됨으로써 오수에 대한 보다 향상된 산소 전달율을 구현할 수 있다.

Claims (3)

  1. 기밀보지된 수중모터(11)와;
    상기 수중모터(11)의 회전축(11a)이 상부면에 회전자재하게 지지되어 있고, 공기가 흡입되는 흡기관(20)의 타단부가 내입되어 있고, 하부면에 형성된 오수흡입구(17wi)와 가장자리 부분에 토출구(17o)가 형성되며 지지대(18)에 의해 폭기조(A)의 바닥면에 설치되는 주케이싱(17)과;
    상기 주케이싱(17)에 내장되어 있으며, 상기 수중모터(11)의 작동에 대응하여 상기 흡기관(20)을 통해 대기중의 공기를 흡입하여 상기 주케이싱(17)에 잔존하는 오수(W)에 미세하게 분해된 기포를 제공하도록 상기 수중모터(11)의 회전축(11a) 하단부에 제공된 공기흡입 임펠라(17a)와, 상기 오수흡입구(17wi)를 통해 상기 폭기조(A) 내에 잔존하는 오수(W)를 상기 주케이싱(17)에 흡입하여 교반시키도록 상기 공기흡입 임펠라(17a)의 주익 하부에 취부된 오수흡입 임펠라(14w)를 갖는 임펠라(14)를 포함하여 구성된 자흡식 이중 임펠라형 수중폭기장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 오수흡입 임펠라(14w)는 주익이 상기 회전축(11a)의 회전중심 방향으로 일정 거리 연장되어 있으며, 그 연장된 날개부분은 상기 흡기관(20)의 타단부에 의해 상기 공기흡입 임펠라(14a)와 격리된 것을 특징으로 하는 자흡식 이중 임펠라형 수중폭기장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 주케이싱(17)은 상기 공기흡입 임펠라(14a)와 오수흡입 임펠라(14w)가 각기 내장되도록 각기 대응되는 상부 및 하부 케이싱(17')(17')으로 구분되며, 상기 토출구(17o)는 상기 하부 케이싱(17')의 가장자리 부분에 형성되어 있고,
    상기 임펠라(14)의 회전에 의한 오수(W)가 원심력에 의해 상기 토출구(17o)를 통해 배출되는 과정에서 기포가 상기 상부 케이싱(17')의 내측 절곡부분에 집중적으로 잔류되는 것을 방지함과 동시에 오수(W) 내에 존재하는 기포를 보다 미세하게 분해하여 산소 전달율을 개선하도록 기포가 집중되는 상기 상부 케이싱(17')의 절곡된 내측벽 부분으로부터 상기 하부 케이싱(17')에 형성된 상기 토출구(17o)의 내측벽에 일정 높이를 갖는 돌기가 형성된 돌기부(17c)가 제공된 것을 특징으로 하는 자흡식 이중 임펠라형 수중폭기장치.
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