KR100510897B1 - 인라인 혼화기 엘리먼트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인라인 혼화기의 엘리먼트에 관한 것으로, 보다 자세하게는 인라인 혼화기 시스템 내에 장착하여 유체가 혼합튜브 내에서 균일하게 혼합되고 혼합율을 높이며, 혼화기의 입구와 출구 사이의 압력손실을 감소시킬 수 있고, 용접작업을 최소화할 수 있어 장시간 이용될 때 용접부의 부식에 의한 설비의 내구성 감소를 최소화할 수 있는 인라인 혼화기 엘리먼트에 관한 것이다.

본 발명의 인라인 혼화기 엘리먼트는 인라인 혼화기 시스템내에 설치되어 유동하는 유체를 혼합하는 인라인 혼화기 엘리먼트에 있어서, 단축방향으로 소정 각도로 굽히고, 장축방향으로 소정 넓이의 제 1 홈과 제 1 바를 복수로 갖는 제 1 타원형 평판; 및 상기 제 1 타원형 평판의 복수의 제 1 홈과 제 1 바에 대해 상호 엇갈리는 위치에 제 2 홈과 제 2 바를 복수로 갖는 제 2 타원형 평판; 으로 이루어져 상기 제 1 및 제 2 타원형 평판이 상호 끼워 결합되는 엘리먼트부재를 갖고, 상기 엘리먼트부재를 다수 구비하고 상호 소정 각도로 회전하여 결합됨에 기술적 특징이 있다.

Description

인라인 혼화기 엘리먼트{Inline mixer element}

본 발명은 인라인 혼화기의 엘리먼트에 관한 것으로, 보다 자세하게는 인라인 혼화기 시스템 내에 장착하여 유체가 혼합튜브 내에서 균일하게 혼합되고 혼합율을 높이며, 혼화기의 입구와 출구 사이의 압력손실을 감소시킬 수 있고, 용접작업을 최소화할 수 있어 장시간 이용될 때 용접부의 부식에 의한 설비의 내구성 감소를 최소화할 수 있는 인라인 혼화기 엘리먼트에 관한 것이다.

일반적으로, 인라인 혼화기는 기계적 방식의 혼화기에 비해 구동부가 없어 기존의 배관설비에 설치가 가능하며, 샤프트와 베어링과 같은 회전요소나 밀봉장치가 필요 없다. 따라서 수처리설비의 응집약품 혼화시스템에 이용되는 경우에는 기계적 혼화 방식인 완전 혼화조 방식과 비교하여 단락류 및 백믹싱(back-mixing) 현상이 발생되지 않으며, 펌프분사 확산방식과 비교하여 응집약품의 분사압력이 매우 낮고 분사노즐이 막히는 문제가 거의 없다는 기술적 특징을 갖는다.

도 1은 종래의 인라인 혼화기 엘리먼트의 일예를 나타낸 것이다. 도 1에서 볼 수 있는 상기 엘리먼트의 구성요소인 장방형 바(10a, 10b)는 유동 방향에 경사지게 놓여 있기 때문에, 상기 장방형 바(10a, 10b) 후면에는 압력 구배가 발생되어 혼합이 이루어진다. 즉, 상기 장방형 바(10a, 10b)의 측면으로 분할되는 유체는 상기 압력 구배의 영향을 받아, 상기 장방형 바(10a, 10b) 후면에서 재결합되는 과정이 반복되며 혼합이 이루어지게 된다.

그러나 상기 도 1의 엘리먼트의 구성요소는 소정의 폭과 두께를 갖는 소재를 길이가 다른 다수의 바들(10a, 10b)로 절단하여 일정한 각도로 교차하도록 제작하게 되는데, 각각의 바들이 교차하며 접촉하는 지점을 모두 용접해야 하는 문제점이 발생한다. 따라서 일반적인 용접작업이 가능하기 위해서는 소재의 폭과 두께가 일정 크기 이상이어야 하며, 각 바들의 접촉부 모두를 용접해야 한다. 또한 수처리설비의 약품혼화시스템에서 장시간 이용될 때, 용접부가 부식됨으로써 설비의 내구성을 감소시키는 원인이 될 수 있다.

도 2a는 종래의 인라인 혼화기 엘리먼트의 다른 예를 나타낸 것이다. 도 2에서 볼 수 있는 엘리먼트의 구성요소는 띠모양 섹션(21, 22)으로써, 각 섹션(21, 22)이 펀칭 또는 사출 성형에 의하여 지그재그 또는 파상 형태를 갖고 일체로 형성되어 상호 용접되는 것이다. 즉, 섹션21의 웹23과 섹션22의 웹24가 상호 용접되어 엘리먼트를 형성하는 것이다.

그러나 상기 도 2a의 엘리먼트의 구성요소는 유체의 혼합방향을 좌우 또는 상하의 일방향 위주로 하는 것이다. 즉, 섹션21 영역에서 흐르는 유체는 섹션22 영역에서 흐르는 유체와 상호 혼합되는 확률이 낮아진다. 특히, 상호 섞이지 않으려는 성질이 강한 유체간의 혼합율은 극히 저하된다. 이러한 문제점으로 인해 도 2b와 같이, 섹션21에 접힌 돌출부25와 26을, 섹션22에 접힌 돌출부 27과 28을 각각 설치함으로써, 그 구조가 복잡하게 설정되어 작업이 번거롭게 된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 소정의 두께를 갖는 소재를 이용하여 제 1 및 제 2 타원형 판(31, 32)으로 절단한 후 각각 장축방향으로 일정한 폭을 갖는 제 1 홈(31a)들 및 제 1 바(31b)들, 제 2 홈(32a)들 및 제 2 바(32b)들을 엇갈리게 가공한다. 엇갈린 위치에 홈을 갖는 각각의 타원형판(31, 32)을 단축(A-A)의 중심부를 기준으로 소정의 각도로 굽히고 끼워 맞추어 엘리먼트의 1/2(30 또는 40)을 제작하고, 이와 같이 제작된 것 두 개(30, 40)를 조합하여 하나의 엘리먼트를 완성한다. 따라서 본 발명의 인라인 혼화기 엘리먼트는 끼워 맞춤 구조이므로 용접작업을 최소화할 수 있어 용접작업과 관련된 시간 및 비용측면의 비경제성을 개선할 수 있으며, 수 처리공정에서 장시간 이용될 때 용접부의 부식에 의한 설비의 내구성 감소를 최소화할 수 있다. 특히, 상기 각 엘리먼트들을 상호 엇갈리는 각을 갖도록 결합함으로써, 유체의 혼합방향이 좌우 및 상하 방향 모두 해당되어 잘 섞이지 않는 유체 상호간의 혼합율을 높이는 인라인 혼화기 엘리먼트를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 인라인 혼화기 시스템내에 설치되어 유동하는 유체를 혼합하는 인라인 혼화기 엘리먼트에 있어서, 단축방향으로 소정 각도로 굽히고, 장축방향으로 소정 넓이의 제 1 홈과 제 1 바를 복수로 갖는 제 1 타원형 평판; 및 상기 제 1 타원형 평판의 복수의 제 1 홈과 제 1 바에 대해 상호 엇갈리는 위치에 제 2 홈과 제 2 바를 복수로 갖는 제 2 타원형 평판; 으로 이루어져 상기 제 1 및 제 2 타원형 평판이 상호 끼워 결합되는 엘리먼트부재를 갖고, 상기 엘리먼트부재를 다수 구비하고 상호 소정 각도로 회전하여 결합됨을 특징으로 하는 인라인 혼화기 엘리먼트에 의해 달성된다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도 3a는 본 발명의 실시예로써 인라인 혼화기 엘리먼트를 구성하는 타원형 평판(31, 32)을 나타낸 것이다. 상기 타원형 평판(31, 32)의 장축 방향으로 일정한 폭의 홈(31a, 32a)들이 형성되고, 두 평판(31, 32)상의 상기 홈(31a, 32a)들의 중심은 서로 편심되어 엇갈리게 구성되어 있다.

본 발명의 인라인 혼화기 엘리먼트는 타원형 판(31, 32)의 장축방향으로 일정한 폭을 갖는 홈(31a, 32a)들을 엇갈리게 가공하고 각각의 타원형판을 단축(A-A')의 중심부를 기준으로 소정의 각도로 굽히고 상호 끼워 맞추어 엘리먼트의 1/2(도 3b의 30, 40), 즉 절반에 해당하는 엘리먼트부재를 제작한 후, 이와 같이 제작된 것 두 개(30, 40)를 조합한 것으로 이루어진다.

도 3b는 장축 방향으로 일정한 폭의 홈(31a, 32a)들을 갖는 타원형 평판(31, 32)을 소정의 각도로 굽혀서 끼워 맞춘 것 두 개(30, 40)가 결합된 하나의 엘리먼트(도 3c의 100)를 정면에서 도시한 것이다. 끼워 맞추어지는 타원형 평판 31과 32의 바(31b, 32b)들과 홈(31a, 31b)들의 접촉부는 혼화기 내의 유동 에너지에 견딜 수 있을 정도로 용접을 최소화하며, 끼워 맞춤 구조의 30과 40의 연결부의 용접도 최소화하여 제작한다. 또한 타원형 평판의 굽힘 각도는 유체의 혼합율과 압력손실을 고려하여 조절이 가능하며, 평판이 굽혀지는 부분에서 유로 차단으로 인한 압력손실을 최소화할 수 있도록 구성된다.

본 발명의 인라인 혼화기의 엘리먼트는 소정의 두께를 갖는 소재를 이용하여 타원형 판(31, 32)으로 절단한 후 각각 장축방향으로 일정한 폭을 갖는 홈(31a, 32a)들을 엇갈리게 가공한다. 상기 엇갈린 위치에 홈을 갖는 각각의 타원형판을 단축(A-A')의 중심부를 기준으로 소정의 각도로 굽히고 끼워 맞추어 엘리먼트의 1/2(30, 40)을 제작하고, 이와 같이 제작된 것 두 개(30, 40)를 조합하여 하나의 엘리먼트(도 3c의 100 또는 200)를 완성한다. 따라서 본 발명의 인라인 혼화기 엘리먼트는 끼워 맞춤 구조이므로 용접작업을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

도 3c와 도 3d는 본 발명의 인라인 혼화기 엘리먼트 두 개(100, 200)를 연결한 구조를 나타낸 것으로, 첫 번째 엘리먼트(100)와 두 번째 엘리먼트(200)는 상호 다른 각(바람직하게는 90도)으로 회전되어 연결된 구성이다. 도 3a에서 도시한 것과 같이 두 평판(31, 32)의 홈(31a, 32a)들과 바(31b, 32b)들은 서로 엇갈려 있기 때문에 유동방향의 앞쪽 평판에 있는 홈(31a)을 통과한 유체는 뒤쪽 평판의 바(32b)에 충돌한 후 인접한 홀들로 분할되어 혼합율을 증가시키게 되며, 다수의 엘리먼트를 연결하여 사용하면 엘리먼트의 수만큼 상기의 유동과정을 반복하기 때문에 혼합율이 높아지게 된다.

또한, 혼화기 튜브의 단면적이 상대적으로 커질 경우, 첫 번째 엘리먼트(100)와 두 번째 엘리먼트(200)의 엇갈리는 각도, 그리고 각 엘리먼트(100, 200)내의 홈(31a, 32a)들과 바(31b, 32b)들의 엇갈리는 각도로 인하여, 튜브내 상하 및 좌우 방향의 혼합율이 보다 향상된다. 또한, 각 엘리먼트(100, 200)내의 홈(31a, 32a)들과 바(31b, 32b)들은 튜브내 유체의 흐름에 대한 저항을 최소화시킬 수 있는 충분한 공간을 확보하는 구조이므로 혼화기의 입구와 출구 사이의 압력손실을 최소화한다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

따라서 본 발명의 인라인 혼화기 엘리먼트는 앞과 뒤쪽 타원형 평판의 홈과 바가 엇갈려 있기 때문에 앞쪽의 홈을 통과한 유체가 뒤쪽의 대응하는 위치에 있는 바에 충돌한 후 인접한 홈으로 분할되어 유동하는 과정을 반복하며 혼합율을 높이고, 엘리먼트는 끼워 맞춤 구조이므로 용접작업을 최소화할 수 있어서 용접작업과 관련된 시간 및 비용측면의 비경제성을 개선할 수 있으며, 오수, 분뇨 및 축산 폐수 처리설비의 약품혼화시스템에 있어서, 수 처리공정에서 장시간 이용될 때 용접부의 부식에 의한 설비의 내구성 감소를 최소화할 수 있고, 엘리먼트 간의 각도를 서로 달리하므로 튜브내 상하 및 좌우 방향의 혼합율이 보다 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 인라인 혼화기 엘리먼트의 일예.

도 2a 내지 도 2b는 종래의 인라인 혼화기 엘리먼트의 다른 예.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 인라인 혼화기 엘리먼트의 실시예.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30, 40: 엘리먼트부재 31, 32, 41, 42: 타원형 평판

31a, 32a: 홈 31b, 32b: 바

100, 200: 엘리먼트

Claims (2)

1. 인라인 혼화기 시스템내에 설치되어 유동하는 유체를 혼합하는 인라인 혼화기 엘리먼트에 있어서,

   단축방향으로 소정 각도로 굽히고, 장축방향으로 소정 넓이의 제 1 홈과 제 1 바를 복수로 갖는 제 1 타원형 평판; 및

   상기 제 1 타원형 평판의 복수의 제 1 홈과 제 1 바에 대해 상호 엇갈리는 위치에 제 2 홈과 제 2 바를 복수로 갖는 제 2 타원형 평판;

   으로 이루어져 상기 제 1 및 제 2 타원형 평판이 상호 끼워 결합되는 엘리먼트부재를 갖고,

   상기 엘리먼트부재를 다수 구비하고 상호 소정 각도로 회전하여 결합됨을 특징으로 하는 인라인 혼화기 엘리먼트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 타원형 평판이 상호 끼워 결합되는 엘리먼트부재를 두 개 형성하여 하나의 엘리먼트를 이루는 것을 특징으로 하는 인라인 혼화기 엘리먼트.