본 발명에 의한 약품혼화장치는,
약품혼화장치에 있어서, 회전날개와; 상기 회전날개가 장착되는 회전축과;
혼화될 약품을 저장 및 공급하는 약품공급장치와; 상기 약품공급장치에 일측말단이 연결되어 약품이 공급되는 고정관과; 상기 고정관의 타측말단에 유입구가 연결되고, 상기 회전축에 장착되는 유도장치와; 상기 유도장치의 유출구에 일측말단이 연결되고, 타측말단이 상기 회전날개까지 연장되는 유동관과; 상기 유동관의상기 타측말단에 장착되는 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유도장치는, 입구부고정링, 입구부회전링, 출구부고정링, 출구부회전링을 포함하는 메카니컬씰을 추가로 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 회전축은 상기 약품과 혼화될 유입수가 유입되는 유입관에 내포되며, 상기 회전날개는 프로펠러형으로 상기 유입관에 유입되는 유입수의 흐름에 따라 회전하며, 상기 노즐은 상기 회전날개의 각각의 날개의 후단에 장착되는 것을 특징으로 하기도 하며,
상기 노즐은 상기 회전축으로부터의 수직거리가 서로 다른 것을 특징으로 하기도 하며,
상기 회전축의 소정의 위치에는, 상기 유입관을 통과하는 유입수의 속도에 의한 상기 회전날개의 회전속도가 비정상인 경우, 상기 회전축을 통하여 상기 회전날개에 동력을 전달하는 구동장치가 추가로 연결되는 것을 특징으로 하기도 하며,
상기 노즐에는, 상기 노즐의 진행에 따라 상기 노즐 주변에 난류를 발생시키는 삿갓형태의 노즐안내캡이 추가로 장착되는 것을 특징으로 하기도 한다.
또한 본 발명에 의한 약품혼화장치는,
상기 회전날개는 혼화지에 잠기며, 상기 노즐은 상기 회전날개의 각각의 날개의 말단부에 장착되며, 상기 회전축의 소정의 위치에는, 상기 회전축을 통하여 상기 회전날개에 동력을 전달하는 구동장치가 추가로 연결되어 있는 것을 특징으로 하기도 하며,
상기 노즐 중 적어도 어느 하나의 노즐의 회전궤도는 다른 노즐의 회전궤도와 다르도록 부착되어 있는 것을 특징으로 하기도 하며,
상기 노즐에는, 상기 노즐의 진행에 따라 상기 노즐 주변에 난류를 발생시키는 삿갓형태의 노즐안내캡이 추가로 장착되는 것을 특징으로 하기도 한다.
여기서, '약품공급장치'란 약품탱크 또는 약품탱크와 상기 약품탱크로부터 회전날개의 회전속도에 따른 정해진 양의 약품을 공급하는 펌프를 포함하는 용어로 사용되며, '프로펠러형'이란 회전날개가 선풍기의 날개와 같은 형상을 하며 회전함에 따라 수류를 축방향으로 이동시키거나 축방향으로의 수류에 의해 회전하도록 되어 있는 것을 가리키며, 그 각도나 각 날개의 모양에 따라 프로펠러형 하이드로포일형등 다양한 종류가 있다. 이하 본 명세서에서 동일한 의미로 사용된다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
도1 내지 도6은 본 발명에 따른 제1실시예를 도시한 도면들이다.
도1은 종단면 개략도이며, 도2는 횡단면 개략도이며, 도3은 유도장치 및 메카니컬씰의 상세도이며, 도4는 유동관과 노즐의 배치도이며, 도5는 노즐의 상세도이며, 도6은 유도장치슬리브의 상세도이다.
도1과 도2를 참조하여 실시예1의 구성을 살펴보면,
실시예1은 회전날개(110)와; 상기 회전날개(110)가 장착되는 회전축(100)과; 혼화될 약품을 저장 및 공급하는 약품공급장치(미도시)와; 상기 약품공급장치에 일측말단이 연결되어 약품이 공급되는 고정관(50)과; 상기 고정관(50)의 타측말단에 유입구(62)가 연결되며, 내부에 입구부고정링(72), 출구부고정링(74), 입구부회전링(76), 출구부회전링(78)을 포함하는 메카니컬씰(70)을 가지며, 상기 회전축(100)에 장착되는 유도장치(60)와; 상기 유도장치(60)의 유출구(64)에 일측말단이 연결되고 타측말단이 상기 회전날개(110)까지 연장되는 유동관(80)과, 상기 유동관(80)의 상기 타측말단에 장착되는 노즐(90)로 구성된다(유도장치와 메카니컬씰은 도3 참조, 유동관은 도4 참조).
상기 메카니컬씰(70)은 도3에서와 같이 입구부고정링(72)은 기어박스(도면부호 미표시)의 몸체에 부착되며, 입구부회전링(76)은 회전축(100)에 부착되어 스프링의 탄성력에 의하여 입구부회전링(76)의 일측면이 입구부고정링(72)에 밀착되어 회전함으로서 약품의 기어박스(도면부호 미표시)방향으로의 유출을 방지한다. 또한 출구부고정링(74)은 기어박스(도면부호 미표시)의 몸체에 부착되며, 출구부회전링(78)은 회전축(100)에 부착된 유도장치슬리브(66)에 부착되어 스프링의 탄성력에 의하여 출구부회전링(78)의 일측면이 출구부고정링(74)에 밀착되어 회전함으로서 약품의 회전날개(110)측 방향으로의 유출을 방지하고 유입된 약품이 유도장치슬리브(66)의 홈을 통하여 유도장치유출구(64)로 약품을 유도한다.
상기 회전축(100)은 상기 약품과 혼화될 유입수가 유입되는 유입관(도면부호 미표시)에 내포되어 있으며, 상기 회전날개(110)는 프로펠러형으로 상기 유입관에유입되는 유입수의 흐름에 따라 회전하며, 상기 노즐(90)은 상기 회전날개(110)의 각각의 날개의 후단에 장착하되 상기 회전축(100)으로부터의 수직거리가 서로 다르게 되어 있다(회전축으로부터 노즐까지의 거리는 도4 참조).
상기 회전축(100)의 소정의 위치에는, 상기 회전축(100)을 통하여 상기 회전날개(110)에 동력을 전달하는 구동장치(10)가 사이에 감속기(20), VS커플링(30), 구동축(40)을 매개로 하여 연결되어 있다.
상기 노즐(90)에는, 상기 노즐(90)의 진행에 따라 상기 노즐(90) 주변에 난류를 발생시키는 삿갓형태의 노즐안내캡(92)이 추가로 장착되어 있으며, 상기 노즐(90)을 보호하도록 노즐보호캡(94)도 장착되어 있다(노즐의 상세구조는 도5 참조).
상기 유도장치(60)의 유출구(64)는 유도장치슬리브(66)에 파여있는 홈에 의하여 형성된다. 상기 유도장치슬리브(66)는 회전날개(110)의 허브에 부착되며 상기 유도장치슬리브(66)에 형성된 유출구(64)를 만드는 홈은 도6에서 보이는 바와 같이 사선으로 형성되어 있다. 상기 사선은 유도장치슬리브(66)의 회전시에 원심력의 발생으로 약품이 원활하게 유도장치유출구(64)를 통과하도록 구성되어 있다. 유도장치유출구(64)의 홈의 수는 유동관(80)의 수와 대응되게 설치하여 약품이 편중되는 것을 방지한다.
기타 다른부분은 공지기술들을 이용하여 수월하게 구성할 수 있다.
즉, 회전날개(110)는 회전축(100)에 키이(도면부호 미표시)에 의하여 고정되고 회전날개고정너트(미도시)에 의하여 견고하게 결합시킬수 있으며, 회전축(100)은 2개의 베어링(도면부호 미표시)에 의하여 기어박스(도면부호 미표시)에 지지되어 회전하며, 구동축(40) 끝단에 부착된 베벨기어(도면부호 미표시)와 회전축(100)에 부착된 베벨기어(도면부호 미표시)가 맞물려 회전함으로서 동력전달이 이루어진다. 내부에 윤활유가 내장된 기어박스(도면부호 미표시)는 베어링(도면부호 미표시) 및 베벨기어(도면부호 미표시), 약품유도장치(60)를 보호하고 회전축(100)을 내장하며, 지지대(도면부호 미표시)에 의하여 케이싱(도면부호 미표시)과 결합되며, 분해조립을 원활하게 하도록 2개 이상으로 분할되고 기어박스 결합볼트(도면부호 미표시)에 의하여 결합된다. 또한 기어박스(도면부호 미표시) 상부 중앙부는 구동축 케이스(도면부호 미표시)와 결합되어 구동축(40)을 보호하며, 구동축(40) 일측은 V.S커플링(30)의 축과 플랜지로 연결되어 있다. 윤활유의 유입은 구동케이스(도면부호 미표시)의 상부에서 유입되며 윤활유배출구(도면부호 미표시)는 기어박스(도면부호 미표시)의 하부에 관으로 연결되어 기어박스 지지대(도면부호 미표시)에 부착되어 밖으로 배출되게 된다. 케이싱(도면부호 미표시)은 혼화장치를 내포하고 지지하는 것으로 케이싱플랜지(도면부호 미표시)에 의하여 배관에 연결되고, 케이싱지지대(도면부호 미표시)에 의하여 바닥에 견고히 지지된다. 또한 케이싱(도면부호 미표시) 상부에는 구동장치 지지플랜지(도면부호 미표시)가 구동장치(10), 감속기(20), V.S커플링(30)와 견고하게 결합되어 지지된다.
도1과 도2를 참조하여 무동력 순간혼화장치의 전체적인 작동원리를 설명하면, 유체가 화살표 방향으로 유입되면 유체의 힘에 의하여 회전날개(110)가 회전하고, 노즐(90)에는 원심력과 수류에 의한 흡인력의 발생한다. 이러한 힘에 중력의 힘이 더해져 약품은 고정관(50)을 통하여 유도장치(60)로 유입되며, 이곳에서는 상기 고정관(50)에서 유입되는 약품을 회전하는 회전날개(110)에 약품을 공급할 수 있도록 변환시켜 약품을 유도장치유출구(64)로 통과시킨다. 약품이 상기 유도장치유출구(64)에 연결된 유동관(80)을 통하여 노즐(90)에서 약품이 분사되며, 약품은 노즐안내캡(92)에 의한 수류와 골고루 접촉되어 약품과 물의 순간혼화가 이루어진다. 회전날개(110)의 회전으로 회전축(100)이 회전되며 베벨기어(도면부호 미표시)에 의하여 구동축(40)이 회전하나 V.S커플링(30)에 의하여 감속기(20)까지는 동력전달이 되지 않고 공회전하게 된다. 또한 물의 유입량이 적어 회전날개(110)에서의 혼화강도가 떨어질 경우에는 부족한 교반강도를 보충하기 위하여 구동장치(10)를 가동하여 감속기(20)가 회전하고, V.S커플링(30)의 가동으로, 구동축(도면부호 미표시), 베벨기어(도면부호 미표시), 회전축(100)이 회전함으로서 회전날개(110)를 회전시켜 부족되는 교반강도 만큼을 보충함으로서 에너지를 절약하며 경제적으로 순간혼화를 이룰 수 있다. 상기 물의 유입량에 의해 상기 회전날개(110)의 회전속도가 충분하다면, 상기 구동장치(10), 감속기(20), V.S커플링(30), 구동축(도면부호 미표시), 베벨기어(도면부호 미표시)는 생략될 수도 있다.
도4에서와 같이 유도장치유출구(64)에서 나온 약품은 회전날개(110) 일측면에 부착된 각각의 유동관(80)으로 유입되며, 이것은 각각의 노즐로 균등하게 분배하게 하기 위한 것으로서 회전하는 회전날개(110)의 원심력에 의하여 회전날개(110)에 부착된 각각의 노즐(90)를 통하여 분사됨과 동시에 회전날개(110)의 회전에 의해 형성된 수류와 노즐안내캡(92)에서 확산된다. 상기 유도장치유출구(64)와 상기 유도장치유출구에 연결되는 유동관(80)은 1개씩으로만 구성할 수도 있으며, 상기 유동관(80)이 회전날개(110)의 각각의 날개로 분지하여 연장될 수도 있다.
상기 노즐보호캡(94)은 노즐(90)을 보호하고 수류를 노즐(90)부로 집중시킴으로서 노즐안내캡(92)과 더불어 흡인력을 촉진시키고 약품을 순간적으로 확산시키도록 하여 혼화반응시 약품의 석출로 인한 노즐폐쇄가 발생하지 않도록 구성하였다.
실시예 2
도7은 수직형으로 된 약품혼화장치를 나타낸 것으로 기본적 원리는 실시예1과 동일하다.
다만, 실시예1에서는 구동장치(10), 감속기(20), VS커플링(30), 구동축(40)이 회전축(100)의 중간에 수직으로 베벨기어를 통하여 연결되었으나, 실시예2에서는 상기 구동장치(10), 감속기(20), VS커플링(30), 구동축(40)이 회전축(100)의 일측말단에 수직으로 연결되는 것이 다르다. 이는 당업자라면 수월하게 상기 실시예1에서 유추하여 구성할 수 있다.
실시예 3
도8과 도9는 본 발명에 따른 제3실시예를 도시한 도면이다.
도8은 제3실시예의 종단면도이며, 도9는 저면상세도이다.
실시예3은 실시예1이나 실시예2와는 달리 혼화조에 설치하여 혼화조에 있는물에 약품을 혼화시키는 장치이다.
작동원리는 실시예1 또는 실시예2와 유사하다. 다만, 실시예1 또는 실시예2에서는 유입관에 유입되는 물의 흐름에 의하여 회전날개(110)가 회전하여 동력을 얻는 것을 기본으로 하고 구동장치(10)는 물의 흐름이 약할때 보조적으로 회전날개(110)를 돌리지만, 실시예3에서는 구동장치(10)가 필수 구성요소로 되어 구동장치(10)에 의한 구동력으로 회전날개(110)를 회전시킨다.
여기서는 당업자가 공지기술을 이용하여 통상적으로 구성할 수 있는 것과, 실시예1 또는 실시예2에서 언급된 부분을 제외하고 기술한다.
도8과 도9를 참조하여 살펴보면, 실시예3에서는 회전날개(110)의 모양이 다르다. 실시예1 또는 실시예2에서는 프로펠러형으로 구성하였으나, 여기서는 터어빈형(물레방아형상으로 회전함에 따라 회전축과 교차하는 방향으로 수류를 이동시키거나, 회전축과 직교하는 방향으로 움직이는 수류에 의해 회전하는 회전날개)으로 구성하였다. 물론 실시예3에서도 프로펠러형으로 구성할 수 있다.
또한 회전날개(110)의 지지를 위하여 회전날개지지판(112)을 두었다. 상기 회전날개지지판(112)은 회전축(100) 및 상기 회전날개(110)과 수직으로 교차하도록 되어있다.
상기 회전날개(110)는 혼화조(미도시)의 물에 잠겨 있어야 하므로 회전축(100)은 길게 상하로 형성되어 있으며, 이에따라 유동관(80)도 길게 형성되어 있다. 상기 유동관(80)은 상기 회전축(100)의 말단에서 분지되어 회전날개(110)의 각각의 날개로 연장된다.
상기 회전축(100)은 조립이나 교체의 편의를 위하여, 연결플랜지(도면부호 미표시)로 연결되어 있다.
도8에서 노즐(90)은 상기 회전날개(110)의 하부에만 부착되어 있으나, 일부는 상부에 부착시킬수도 있다.
상기 노즐(90)은 상기 회전날개(110)가 회전함에 따라 방사상으로 약품을 분사시킨다.
실시예1 내지 실시예3에서는 본 발명의 일부 실시예만을 도시한 것이므로 본 발명이 상기 실시예들에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 실시예들에서 도시된 일부의 기능만을 추출하여 발명을 구성할 수도 있으며, 어느하나의 실시예의 일부기능과 다른 실시예의 일부기능을 결합하여 또다른 발명을 구성할 수도 있다. 이는 본 발명의 범주에 속한다할 것이다.