KR200362855Y1 - 산기판식 심층 폭기장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 미세절취공이 형성된 산기튜브를 산기판에 감아서 설치하고, 그 산기판의 상측에 내통과 외통을 구비하여 산기튜브에서 형성된 미세기포가 폭기장치 내부에서 물에 용해된 후 심층으로 순환될 수 있도록 함으로써 호소 심층부의 용존산소농도를 증가시킬 수 있고, 성층화의 파괴를 억제하여 퇴적층에 침전해 있는 영양염의 부상을 제어하여 조류의 대량번식을 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 폭기장치에서 발생된 기포로 인하여 퇴적물의 수면쪽으로 부상을 방지할 수 있고, 내통과 외통에 의해 산기튜브로 토사 및 부유물질이 유입되는 것이 차단되어 산기판에 설치된 산기튜브의 미세절취공이 막히는 것을 방지할 수 있도록 하는 산기판식 심층 폭기장치에 관한 것으로, 이는 호소 바닥에 설치되는 산기판에 미세절취공이 무수히 형성된 산기튜브를 설치하고, 그 산기튜브로 호소 외부의 콤프레서에서 발생시킨 압축공기를 자중호스를 통해 강제로 공급하여 호소를 호기성화 시키는 폭기장치에 있어서, 상기 산기판의 외측틀에 하단이 고정되면서 상단과 하단이 개방된 상태로 구성되는 내통과, 상기 내통의 외측으로 구비되면서 연결바아에 의해 상기 내통에 일정한 간격이 이격되도록 구비되는 외통과, 상기 외통의 상단으로부터 수면 위까지 연장 구성되어 외통 내의 물에 용해되지 않은 공기를 수면 위로 배출하는 에어밴트와, 상기 외통의 하측 외주면에 구비되어 산기튜브에서 폭기된 공기가 용해된 물을 심층으로 순환시키는 다수의 순환관과, 상기 산기판과 상기 내통과 상기 외통이 호소의 바닥으로부터 일정한 간격을 유지할 수 있도록 구비되는 다수의다리를 더 구성하여 심층 폭기장치를 구성함으로써 이룰 수 있는 고안이다.

Description

산기판식 심층 폭기장치{Disk type diffuser for the depth of water}

본 고안은 호소(湖沼)내의 깊은 수심 층인 심층에 산소를 공급할 수 있도록 하는 산기판식 심층 폭기장치에 관한 것으로,

특히, 호소의 심층이 용존 산소의 고갈로 인하여 부영양화 되는 것을 방지하고, 그로 인하여 호소의 물을 청정하게 유지할 수 있도록 하는 산기판식 심층 폭기장치에 관한 것이다.

일반적으로 상용되는 호소 내 폭기 방법으로는 펌프 연속 폭기장치, 산기판식 수중 폭기장치, 간헐식 공기 폭기장치, 기계식 표면 폭기장치, 다공관식 연속 폭기장치 등이 있으며, 기계식 표면 폭기장치를 제외하면 모두 전층 순환 폭기장치로 호소 내 성층을 파괴하여 호소 내 전층을 호기성화 시키는 것이다.

종래의 전층 순환하는 호소 내 폭기 방식으로 산기판식 폭기장치와 더불어 많이 사용되고 있는 간헐식 공기폭기 방식은 간헐적으로 폭기되는 기포의 입경이 커 수체와 접촉면적이 산기판식 수중 폭기장치에 비해 상당히 적으며 이러한 큰 기포와 함께 난류가 상승하면서 저층의 퇴적물이 함께 부상하여 인과 질소 등의 영양염이 용출되어 오히려 조류발생에 영향을 미치게 되는 문제점이 있다.

그러므로, 호소 내 수질관리 목적으로 용존산소의 공급과 물을 강제적으로순환시켜 호소 내 생성되는 성층을 파괴하여 조류 번식 억제 등의 수질 개선을 위하여 간헐식 폭기 장치보다 산기판식 수중 폭기장치를 사용하는 것이 효과적이라는 사실은 알려져 있다.

종래의 산기판식 수중폭기장치는 기판형의 산기판을 산기판 자체 무게로 저수지 바닥에 가라앉혀 설치하여 그 산기판을 통해 수중 폭기가 이루어지도록 한 것으로, 그 구성은 외부에서 공기를 넣는 콤프레서와, 상기 콤프레서로부터 생성된 공기를 산기판까지 공급하는 공기공급호스와, 상기 공기공급호스를 통해 공급되는 공기를 물속으로 폭기하여 내보내기 위한 다수의 폭기공이 뚫려 있는 산기판으로 이루어져 있다.

상기와 같은 산기판식 수중 폭기장치는 산기판의 자체 무게에 의해 저수지 바닥에 가라앉혀지도록 되어있는 관계로 저수지 바닥층에 가라앉은 퇴적물이 산기판 내 다수의 폭기공에서 폭기되는 기포의 난류성 부상과 함께 수중으로 떠올라 물의 탁도를 상승시키는 역효과를 제공할 뿐만 아니라, 이러한 산기판식 수중 폭기장치 역시 폭기되는 기포로 호소를 강제 순환시켜 성층화를 파괴하는 것이므로 바닥에 침전되어 있는 영양염의 부상으로 인해 조류가 대발생할 가능성이 높은 문제점이 있었다.

즉, 호소 내 조류 사체 등의 유·무기물 입자 등이 바닥에 가라앉아 바닥층의 표층퇴적물로 존재하며, 이러한 표층퇴적물은 무게가 가볍고 물의 유동에 따라 쉽게 이동되기 때문에 산기판에서 발생하는 기포가 수면으로 상승하는 난류를 따라 쉽게 이동하게 된다.

따라서 산기판을 가라앉힌 상태에서 수중폭기에 의한 기포를 발생시키는 경우에 다수의 폭기공에서 기포가 난류성 부상을 하고, 그로 인하여 바닥 퇴적물이 기포부상과 함께 수면으로 부상하면서 물을 혼탁하게 하여 정화작용을 지연시키는 역기능적인 문제를 나타내는 것이다.

또한 우리나라 대부분의 호소는 인공호소이며 대부분 계곡사이를 흐르는 하천형 호소로 특히 여름과 같은 경우 심한 유속으로 인하여 호소 바닥의 퇴적물이 이동할 수 있어 바닥에 산기판을 설치할 경우 호소내 퇴적물이 폭기공을 막아 폐색되어 제대로 효율을 내지 못하는 경우도 있다.

한편, 종래의 산기판식 수중폭기장치는 기판형으로 존재되어 크기의 제한이 있어 호소 내 용존산소 공급량이 많을 경우 다수의 산기판을 설치해야하며, 때로는 용존산소 공급량에 비해 필요 이상의 산기판을 설치하는 문제로 경제성이 높은 문제점을 가지고 있다.

따라서, 본 고안의 목적은 미세절취공이 형성된 산기튜브를 산기판에 감아서 설치하고, 그 산기판의 상측에 내통과 외통을 구비하여 산기튜브에서 형성된 미세기포가 폭기장치 내부에서 물에 용해된 후 심층으로 순환될 수 있도록 함으로써 호소 심층부의 용존산소농도를 증가시킬 수 있고, 성층화의 파괴를 억제하여 퇴적층에 침전해 있는 영양염의 부상을 제어하여 조류의 대량번식을 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 폭기장치에서 발생된 기포로 인하여 퇴적물의 수면쪽으로 부상을 방지할수 있고, 내통과 외통에 의해 산기튜브로 토사 및 부유물질이 유입되는 것이 차단되어 산기판에 설치된 산기튜브의 미세절취공이 막히는 것을 방지할 수 있도록 한 산기판식 심층 폭기장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안에 의한 폭기장치의 설치상태도

도 2는 본 고안의 폭기장치를 확대한 부분단면 사시도

도 3은 본 고안에 의한 폭기장치의 사용상태를 보인 종단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 폭기장치 2 : 산기판

3 : 외부틀 4 : 산기튜브

5 : 미세절취공 7 : 내통

8 : 연결바아 9 : 외통

10 : 에어밴트 11 : 순환관

12 : 다리 13 : 받침판

14 : 로프 20 : 호소

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

호소(20) 바닥에 설치되는 산기판(2)에 미세절취공(5)이 무수히 형성된 산기튜브(4)를 설치하고, 그 산기튜브(4)로 호소(20) 외부의 콤프레서에서 발생시킨 압축공기를 자중호스(6)를 통해 강제로 공급하여 호소(20)를 호기성화 시키는 폭기장치에 있어서, 상기 산기판(2)의 외측틀(3)에 하단이 고정되면서 상단과 하단이 개방된 상태로 구성되는 내통(7)과, 상기 내통(7)의 외측으로 구비되면서 연결바아(8)에 의해 상기 내통(7)에 일정한 간격이 이격되도록 구비되는 외통(9)과, 상기 외통(9)의 상단으로부터 수면 위까지 연장 구성되어 외통(9) 내의 물에 용해되지 않은 공기를 수면 위로 배출하는 에어밴트(10)와, 상기 외통(9)의 하측 외주면에 구비되어 산기튜브(4)에서 폭기된 공기가 용해된 물을 심층으로 순환시키는 다수의 순환관(11)과, 상기 산기판(2)과 상기 내통(7)과 상기 외통(9)이 호소(20)의 바닥으로부터 일정한 간격을 유지할 수 있도록 구비되는 다수의 다리(12)를 더 구성하여 본 고안의 폭기장치(1)를 구성한다.

이때 상기 외통(9)은 상단을 폐쇄시킨 상태에서 에어밴트(10)를 연결하여 외통(9) 내부 상단에 고이는 공기를 호소(20) 밖으로 배출할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하며, 상기 외통(9)의 하측에 구비되는 다수의 다리(12)는 그 하단에 받침판(13)을 고정 구비하여 폭기장치(1)가 호소(20) 바닥에 안착될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 고안은 산기판(2)에 권취하여 고정한 산기튜브(4)에는 호소(20) 외부의 콤프레서와 연결된 자중호스(6)를 연결하고, 외통(9)의 상단에 에어밴트(10)와 함께 연결한 로프(14)에는 부표(15)를 설치하여 폭기장치(1)를 호소(20) 바닥면에 설치한다.

상기와 같이 호소(20) 바닥면에 설치되는 본 고안의 폭기장치(1)는 외통(9)의 아래로 다수의 다리(12)가 구성되어 있으므로 외통(9)과 내통(7)은 물론 산기판(2)도 호소(20)의 바닥면에 닿지 않고 다리(12) 길이만큼의 간격을 일정한 간격을 유지한 상태로 호소(20) 바닥에 설치된다.

이때 상기 다리(12)의 저면에는 받침판(13)이 고정 설치되므로 호소(20)의 바닥에는 받침판(13)이 안착되고, 일정한 면적을 가지는 받침판(13)으로 인하여 폭기장치(1)는 안정되게 설치될 뿐만 아니라, 조류나 외부의 충격에 의해 넘어지는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기와 같이 폭기장치(1)가 호소(20) 바닥면에 설치된 상태에서 외부의 콤프레서에서 발생된 압축공기를 자중호스(6)를 통해 산기판(2)의 산기튜브(4)로 공급하면 산기튜브(4)에 수술용 칼로 일정한 길이씩 자른 듯하게 형성된 미세절취공(5)을 통하여 미세한 기포들이 폭기된다.

이때 산기튜브(4)의 미세절취공(5)에서 폭기되는 공기는 산기판(2)의 외부틀(3)에 하단이 고정된 내통(7)을 따라 상승되면서 호소(20)의 심층 수에 용해되어 용존산소량을 늘리게 되며, 내통(7)에서 용존산소가 늘어난 물은 내통(7)과 외통(9) 사이를 통해 외통(9)에 설치된 다수의 순환관(11)을 통해 호소(20) 심층으로 공급된다.

즉, 산기튜브(4)에서 폭기된 미세공기방울들은 내통(7)을 따라 상승하면서 개방된 산기판(2) 하측을 통하여 호소(20) 심층의 물을 끌어올리게 되므로 내통(7)과 외통(9)에 있던 물은 출구가 되는 외통(9)의 순환관(11)을 통해 폭기장치(1) 외부로 배출되는 순환이 이루어지는 것이다.

또한 산기튜브(4)의 미세절취공(5)에서 폭기되는 미세공기방울들은 산기판(2) 하측을 통해 끌어올린 심층 수에 용해되면서 끌어올려진 심층 수의 용존산소량을 늘린 상태로 심층 수를 순화시키므로 호소(20)의 심층에만 공기를 공급하여 심층이 혐기화 되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편 상기 산기튜브(4)에서 폭기된 후 물에 용해되지 못한 공기방울은 외통(9)의 상단까지 상승한 후, 에어밴트(10)를 따라 계속 상승하게 되므로 공기방울이 폭기장치(1) 내에서 공기층을 형성하는 것을 방지하면서 즉시 호소(20) 수면 위로 배출할 수 있게 된다.

특히 산기판(2)을 수중에 설치하여 호소(20)를 강제 순환시켜 성층화를 파괴하면 바닥층에 침전해 있는 영양염의 부상으로 인하여 조류가 대발생할 가능성이높기 때문에 본 고안의 산기판식 심층 폭기장치(1)는 산기튜브(4)에서 폭기되는 미세 공기방울들로 내통(7)과 외통(9)을 통해 심층 수를 폭기장치(1) 내로 순화시키면서 폭기된 공기가 용융된 물을 순환관(11)을 통하여 심층으로 공급하는 것이므로 산기튜브(4)에서 폭기되어 수면쪽으로 상승하는 공기방울에 의해 성층화가 파괴되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 호소(20) 바닥의 영양염과 중금속이 공기방울과 함께 부상 및 용출되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한 산기판(2)의 상측으로 설치되는 내통(7)과 그 내통(7)의 외측으로 연결바아(8)에 의해 일정한 간격으로 설치된 외통(9)은 호소(20) 바닥이나 심층의 토사 및 부유물질이 산기판(2) 위로 유입되는 것을 차단하는 역할도 하게 되므로 산기판(2)에 설치된 산기튜브(4)의 미세절취공(5)이 토사나 부유물질에 의해 막히는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기에서와 같이 본 고안은 미세절취공이 형성된 산기튜브를 산기판에 감아서 설치하고, 그 산기판의 상측에 내통과 외통을 구비하여 산기튜브에서 형성된 미세기포가 폭기장치 내부에서 물에 용해된 후 심층으로 순환될 수 있도록 함으로써 호소 심층부의 용존산소농도를 증가시킬 수 있고, 성층화의 파괴를 억제하여 퇴적층에 침전해 있는 영양염의 부상을 제어하여 조류의 대량번식을 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 폭기장치에서 발생된 기포로 인하여 퇴적물의 수면쪽으로 부상을 방지할 수 있고, 내통과 외통에 의해 산기튜브로 토사 및 부유물질이 유입되는 것이 차단되어 산기판에 설치된 산기튜브의 미세절취공이 막히는 것을 방지할 수 있는 효과가 제공되는 것이다.

Claims (3)

1. 호소(20) 바닥에 설치되는 산기판(2)에 미세절취공(5)이 무수히 형성된 산기튜브(4)를 설치하고, 그 산기튜브(4)로 호소(20) 외부의 콤프레서에서 발생시킨 압축공기를 자중호스(6)를 통해 강제로 공급하여 호소(20)를 호기성화 시키는 폭기장치에 있어서,

   상기 산기판(2)의 외측틀(3)에 하단이 고정되면서 상단과 하단이 개방된 상태로 구성되는 내통(7)과,

   상기 내통(7)의 외측으로 구비되면서 연결바아(8)에 의해 상기 내통(7)에 일정한 간격이 이격되도록 구비되는 외통(9)과,

   상기 외통(9)의 상단으로부터 수면 위까지 연장 구성되어 외통(9) 내의 물에 용해되지 않은 공기를 수면 위로 배출하는 에어밴트(10)와,

   상기 외통(9)의 하측 외주면에 구비되어 산기튜브(4)에서 폭기된 공기가 용해된 물을 심층으로 순환시키는 다수의 순환관(11)과,

   상기 산기판(2)과 상기 내통(7)과 상기 외통(9)이 호소(20)의 바닥으로부터 일정한 간격을 유지할 수 있도록 구비되는 다수의 다리(12)를 더 구성하여서 됨을 특징으로 한 산기판식 심층 폭기장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 외통(9)은 상단을 폐쇄시킨 상태에서 에어밴트(10)를 연결하여 외통(9) 내부 상단에 고이는 공기를 호소(20) 밖으로 배출할 수 있도록 구성됨을 특징으로 한 산기판식 심층 폭기장치.
3. 청구항 제1항에 있어서,

   상기 외통(9)의 하측에 구비되는 다수의 다리(12)는 그 하단에 받침판(13)을 고정 구비하여 폭기장치(1)가 호소(20) 바닥에 안착될 수 있도록 구성됨을 특징으로 한 산기판식 심층 폭기장치.