KR100847693B1 - 하수처리용 교반장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이싱의 내주면에 설치되는 주 날개와 더불어 케이싱의 외측면에 제 2날개를 구비하여 유체의 교반 및 산소 공급이 원활하도록 하고, 유체가 정체하거나 혹은 산소가 공급되지 않는 사각 지대가 없도록 한 하수처리용 교반장치에 관한 것으로, 그 주요 구성은 모터와 연결되어 반응조의 상부에 설치되고, 다수개의 교반 날개로 구성되어 유체를 교반하되, 이 교반 날개는 수직면에서 만곡되고, 90°로 꺾여 하부 공급구에서 유입된 유체가 내측 유로를 따라 상부로 분사 배출되도록 하여 유체를 교반하는 교반장치로써, 나팔 형상으로 구성되며, 상부에 상향으로 비스듬히 경사진 경사판을 갖는 케이싱; 상기 케이싱의 외측면 하부로부터 상부 경사판에 이르는 제 2교반 날개를 구비하여 이 날개의 하부에 형성된 입구를 통해 유체가 경사판을 따라 상향으로 배출되도록 함과 아울러 케이싱을 중심으로 그 주변 유체가 선회할 수 있도록 하는 제 2교반부;가 갖추어진 것이다.

하수처리, 교반장치, 케이싱, 호기성, 제2날개

Description

하수처리용 교반장치{a agitator device for waste water processing}

도 1은 본 발명에 따른 교반장치의 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 교반장치의 평면도,

도 3은 본 발명에 따른 교반장치의 전단면도,

도 4는 본 발명에 따른 교반장치의 요부 확대 사시도,

도 5는 본 발명 교반장치의 사용 상태를 나타낸 일측면도,

도 6는 본 발명에 따른 교반장치의 다른 실시 예를 나타낸 사시도,

도 7은 본 발명 교반장치의 또 다른 실시 예를 나타낸 단면도,

도 8은 본 발명 교반장치의 또 다른 실시 예를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요 부분에 부호의 설명

1 : 교반장치 10 : 제2 교반부

20 : 제 2날개 100 : 케이싱

200 : 주 교반부 220 : 주날개

240 : 유체 유입구 300 : 모터 연결부

320 : 원형판 340 : 보강대

360 : 모터 연결봉

본 발명은 하수 및 폐수처리장에서 사용되는 교반장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로터 케이싱의 내주면에 설치되는 주 날개와 더불어 케이싱의 외측면에 제 2날개를 구비하여 유체의 교반 및 산소 공급이 원활하도록 하고, 유체가 정체하거나 혹은 산소가 공급되지 않는 사각 지대가 없도록 한 하수처리용 교반장치에 관한 것이다.

일반적으로 하수 및 폐수처리장치에 있어서 하,폐수의 호기성 조건을 충족시키기 위하여 다양한 형태의 포기장치가 사용되고 있다. 이중 날개차 형식의 교반 장치는 고속으로 유체를 교반하여 산소를 공급함으로써 호기성 세균의 활동을 증가시키는 장치이다.

특히 이러한 장치는 연속 회분식 반응조 즉 혐기/호기/무산소 조건이 하나의 반응조에서 이루어지도록 하는 SBR 공법에 적용되며, 유체를 고속 혹은 저속으로 교반하고 정지 상태를 유지하여 하수 처리에 필요한 조건이 충족될 수 있도록 하는 것이다.

기계식 혹은 표면 포기기로 불리는 이러한 교반장치는 로터(rotor) 케이싱에 다수의 날개를 구비하고, 이 로터 케이싱을 모터와 연결하여 모터의 회전력에 의해 처리수 즉 유체를 교반하는 구성으로 대표적인 일 예로는 독일특허(DE 2559170 C2) 가 있다.

이러한 장치는 수직 축의 터빈 몸체에 적어도 하나 이상의 날개를 구비하고, 몸체의 하부에 구비된 흡입구가 상부의 교반장치의 외경을 의미하는 배출측으로 연결되어 나누어지며 상기 날개는 L-또는 T-자 형태로 형성되어 수직면이 로터 몸체의 내측면에 안정적으로 고정되고, 각 날개의 전단면 상부측 끝부분을 반경으로 날개의 배출각도를 형성하게 되는데, 이로 인해 내부에 열린 유체인발유로가 형성되어 유체 배출단면을 만드는가 하면, 수직면으로 곡선을 이루고 있어 하부에서 유체유로에 유입되는 유체는 유체 유로 내부에서 90°방향이 꺾이면서 표면 교반장치의 외경에서 적어도 수평방향에 유사하게 분사된다.

그런데, 이러한 구조의 장치는 날개들 사이에 형성되는 유체 유로의 길이가 대폭 짧아짐에도 높은 유체 교반능력을 가지고 있어 흡입구는 커지고 높이는 작아지는 장점은 가지고 있으나, 운전시 유체가 교반이 이루어지지 않는 사각 지역이 발생하는 문제가 있다.

다시 말해, 상기한 장치는 수직면으로 곡선을 이루는 날개를 통해 로터의 하부 중심에서 바깥쪽으로 유체를 배출하는 즉 일정한 곡선을 그리며 유체를 배출하게 된다.

그런데 이 과정에서 곡선의 중심에 위치하는 유체 특히 몸체의 외측벽과 상부 배출구 사이에 위치하는 유체는 흡입구로 유입되지 못하고 정체됨으로써, 산소 공급이 원활하게 이루어지지 않는 문제가 있다.

더욱이 이러한 현상은 유체에 호기성 조건을 충분히 충족시키고 못하게 됨으 로써 하수의 처리 효율이 떨어지는 문제가 발생한다.

또한, 이러한 사각 지대의 유체는 고속 교반 중에도 유속의 흐름이 적기 때문에 몸체에 퇴적되어 고장의 원인이 되며, 그에 따르는 정비 시간 및 비용이 소요되고, 장치의 수명에 짧아지는 문제가 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 로터 케이싱의 외측면에 제 2날개를 구비하여 고속은 물론 저속 회전시에도 사각 지대 없이 반응조 내의 유체를 고루 교반하고 산소를 공급할 수 있는 교반장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 주 날개와 제 2날개가 동시에 구비됨으로써 교반 효율을 향상시키고 나아가, 다른 교반장치에 비해 하수 및 폐수 등의 처리 능력이 월등하며 그에 따른 처리 비용을 절감할 수 있는 하수처리용 교반장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 제작이 간편하고, 고장이 없으며, 오랜 기간 지속적인 사용이 가능한 하수처리용 하수 교반장치를 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 모터와 연결되어 반응조의 상부에 설치되고, 다수개의 교반 날개로 구성되어 유체를 교반하되, 이 교반 날개는 수직면에서 만곡되고, 90°로 꺾여 하부 공급구에서 유입된 유체가 내측 유로를 따라 상부로 분사 배출되도록 하여 유체를 교반하는 교반장치로써, 나팔 형상으로 구성되며, 상부에 상향으로 비스듬히 경사진 경사판을 갖는 케이싱; 상기 케이싱의 외측면 하부로부터 상부 경사판에 이르는 제 2교반 날개를 구비하여 이 날개의 하부에 형성된 입구를 통해 유체가 경사판을 따라 상향으로 배출되도록 함과 아울러 케이싱을 중심으로 그 주변 유체가 선회할 수 있도록 하는 제 2교반부;가 갖추어진 기술적인 특징을 가지는 것으로 달성된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 교반장치의 사시도 이며, 도 2는 본 발명에 따른 교반장치의 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 교반장치의 전단면도 이다.

또한, 첨부된 도 4는 본 발명에 따른 교반장치의 요부를 확대한 사시도이고, 도 5는 본 발명 교반장치의 사용 상태를 나타낸 일측면도이며, 도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 교반장치의 다른 실시 예를 나타낸 것이다.

바람직하기로 본 발명의 교반장치는 단일 반응조에 설치되어 우수, 하수, 폐수를 교반하여 산소를 공급하고, 혐기/무산소 조건이 충족되도록 하는 것이나, 경우에 따라서 다른 기계 기구장치의 교반기로도 이용될 수 있다.

또한 본 발명의 교반장치는 단일 반응조의 용량 및 크기 유체의 유입량에 따라서는 횡 혹은 종 방향으로 복수개를 인접하게 혹은 별도로 배치되어 사용될 수도 은 물론이다.

도면에서 본 발명의 교반장치(1)는 로터 케이싱(100)과 이 케이싱(100)의 내주면에 설치되는 주 교반부(200)와 상기 케이싱의 외측면에 설치되는 제 2교반부(10)와 모터에 연결될 수 있도록 하는 모터 연결부(300)로 구성된다.

먼저, 상기 케이싱(100)은 나팔 형상으로 구성되며, 상단에 도면과 같이 상향으로 비스듬히 경사진 경사판(120)이 구비되어 각 교반부(10)(200)에서 끌어올린 유체가 이 경사판(120)을 따라 배출되도록 하는 구성이다.

상기 주교반부(200)는 다수개의 주날개(220)로 구성되는데, 이 주날개(220)는 도면과 같이 수직면에서 곡선을 이루고 있으며, 90°방향으로 꺾여 내측으로 유체가 흐르는 유체 유로가 형성되도록 함으로써 이를 따라 흐르는 유체가 상기 경사판(120)에서 적어도 수평방향에 유사하게 분사되도록 하는 구성이다.

상기 주날개(220)의 하부측에는 유체가 유입되는 유입구(240)가 구비되고, 유입된 유체는 상부측 다시 말해 경사판(120)과의 사이에 형성된 배출구(260)를 통해 배출된다.

본 발명의 핵심적인 기술이라 할 수 있는 상기 제 2교반부(10)는 케이싱(100)의 외측면에 배치되는 다수의 제2날개(20)로 구성되는데, 이 제2날개(20)는 수직면에 대하여 케이싱(100)의 외측면과 동일 유사한 형태로 만곡되고, 케이싱(100)의 측벽과 수평하게 90°로 절곡되어 내측에 유체가 흐르는 유로가 형성되도록 함이 바람직하나 첨부된 도 6과 같은 형태도 바람직하다. 이에 대해서는 후술한다.

또한, 상기 제 2날개(20)의 하부측에는 유체가 유입되는 입구(22)를 가지며, 상부측에는 경사판(120)과의 사이에 출구(24)가 갖추어지는 구성이다.

상기 모터 연결부(300)은 주날개(220)에 착설된 고정핀(322)에 의해 고정된 원형판(320)과, 이 원형판(320)에 일단이 고정되고 타단은 원형판의 중심부를 향하여 설치되는 보강대(340)와, 원형판(320)의 중심부에 위치하며 상기 보강대(340)에 의해 고정되는 축수대(360)로 구성되며, 상기 축수대(360)에 모터(30)의 회전축이 연결된다.

다시 말해, 상기 축수대(360) 및 모터(30)는 도 5와 같이 단일 반응조(40)의 상부측에 설치된 구조물(42)에 각각 장착된 상태에서 모터(30)의 회전축이 축수대(360)에 끼워져 케이싱(100)을 회전시킴으로써 유체의 교반이 이루어지도록 한다.

첨부된 도 6은 제 2교반부의 다른 실시 예를 나타낸 것으로, 이 제 2교반부(10a)는 제 2날개(20a)가 교반판(22a)으로 구성되도록 하되, 이 교반판(22a)은 수직으로 세워지며 좌우 한쌍이 하나의 날개를 구성한다.

즉, 한쌍의 교반판(22a) 사이로 유체가 흘러 상부 경사판을 따라 케이싱(100) 바깥쪽으로 배출되도록 하며, 아울러 종래 케이싱 주변에 정체되어 있던 유체를 케이싱(100)을 중심으로 선회시키는 장치이다.

여기서 상기 교반판(22a)은 수직판으로 구성되어 케이싱에 융착 혹은 다른 방식으로 고정되거나 혹은 "ㄴ"형상으로 절곡되어 도면 8과 같이 하부 바닥판(26)이 케이싱에 맞대어진 상태에서 보울트 및 너트 혹은 다른 조립부재에 의해 조립될 수 있다.

첨부된 도 7의 제 2교반부(10b)는 다른 실시 예로써, 제 2날개(20b)의 길이를 짧게 구성한 것이다.

이러한 실시 예는 유체를 케이싱(100)의 상부측 까지 밀어 올리는 것이 아니라, 케이싱(100) 주변에서 유체가 선회하도록 하며, 교반이 원활하고 반응조 전체에 공기가 공급되도록 하는 것이다.

또한, 이와 같은 제 2날개(20b)는 90°로 꺾인 형태이거나 혹은 도 6과 같은 교반판(22a) 형태일 수 있다.

첨부된 도 8은 제 2교반부(10)가 별도로 제작되어 조립될 수 있음을 의미하는 것이다.

즉 제 2날개(20)를 "ㄴ" 혹은 "ㄷ" 형상으로 제작하고, 그 바닥판(26)을 케이싱에 맞대어 조립부재를 이용하여 조립하되, 이 조립부재로는 도면과 같이 보울트(30)와 너트(34)를 이용하거나 혹은 리벳트를 이용한다.

물론, 보울트 머리와 너트의 내측에는 고무 패킹과 같은 기밀유지부재(32)를 끼워 기밀을 유지한다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 교반장치(1)는 모터(30)와 연결되어 반응조 내의 유체를 고속 혹은 저속으로 교반하여 공기를 공급하며 하수 처리에 필용한 혐기성/호기성/무산소 조건이 충족되도록 한다.

즉, 모터(30)의 회전력에 의해 케이싱이 고속으로 회전하면, 주 날개(220)는 케이싱(100)의 중심부에서 상부측 바깥 방향으로 유체를 끌어올려 교반하여 산소가 공급되도록 하고, 저속 혹은 정지 상태에서는 혐기성 조건 및 무산소 조건이 충족되도록 하는 것이다.

이 과정에서 제 2교반부(10)의 제 2날개(20)는 주날개에서 미처 교반하지 못하는 유체를 교반하고 산소를 공급하며 저속 운전시에도 케이싱을 중심으로 유체가 선회하도록 함으로써 하수가 처리될 수 있도록 하는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 로터 케이시의 외측면에 제 2교반 날개를 구비하여 고속 운전에 따른 유체의 교반은 물론, 저속 회전시에도 유체가 정체하거나 혹은 케이싱에 점착되는 일이 없도록 하는 발명인 것이다.

또한, 본 발명은 사각 지대 없이 반응조 내의 유체를 고루 교반됨으로써, 하수 및 폐수의 처리가 원활하고, 처리 능력이 향상되며 고장이 없고 지속적인 교반 활동이 가능한 발명인 것이다.

Claims (5)

1. 모터와 연결되어 반응조의 상부에 설치되고, 다수개의 교반 날개로 구성되어 유체를 교반하되, 이 교반 날개는 수직면에서 만곡되고, 90°로 꺾여 하부 공급구에서 유입된 유체가 내측 유로를 따라 상부로 분사 배출되도록 하여 유체를 교반하는 교반장치로써,

   나팔 형상으로 구성되며, 상부에 상향으로 비스듬히 경사진 경사판을 갖는 케이싱;

   상기 케이싱의 외측면 하부로부터 상부 경사판에 이르는 제 2교반 날개를 구비하여 이 날개의 하부에 형성된 입구를 통해 유체가 경사판을 따라 상향으로 배출되도록 함과 아울러 케이싱을 중심으로 그 주변 유체가 선회할 수 있도록 하는 제 2교반부;가 갖추어진 것을 특징으로 하는 하수처리용 교반장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2교반 날개는 케이싱의 외측면에 방상형으로 설치되고, 경사판과 수평으로 90°방향으로 꺾여 그 내측으로 유체가 흐르는 유로가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 하수처리용 교반장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 2교반 날개는 케이싱의 외측면에 수직으로 세워진 교반판으로 구성되도록 하되, 한쌍의 교반판이 하나의 제 2교반 날개로 구성되는 것을 특징으로 하는 하수처리용 교반장치.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 제 2교반 날개는 보울트 및 너트에 의해 케이싱의 외측벽에 조립되도록 하되, 보울트 머리 안쪽에 기밀유지부재가 끼워지는 것을 특징으로 하는 하수처리용 교반장치.
5. 모터와 연결되어 반응조의 상부에 설치되고, 다수개의 날개로 구성되어 유체를 교반하되, 이 날개는 수직면에서 만곡되고, 90°로 꺾여 하부 공급구에서 유입된 유체가 날개의 내측 유로를 따라 상부측에 형성된 배출구를 통해 배출되도록 하여 유체를 교반하는 교반장치로써,

   나팔 형상으로 구성되며, 상부에 상향으로 비스듬히 경사진 경사판을 갖는 케이싱;

   상기 케이싱의 외측면 하부로부터 상부 경사판에 이르는 다수의 교반판을 구비하되, 이 교반판은 "ㄴ"형상으로 절곡되어 하부 바닥판이 케이싱의 외측면에 맞대어진 상태에서 보울트 및 너트에 의해 조립되어, 회전시 교반판들 사이로 유체가 흘러 상부 경사판을 따라 케이싱과 수평하게 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 제2교반부가 갖추어진 것을 특징으로 하는 하수처리용 교반장치.

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