KR101044406B1

KR101044406B1 - 혼화용 급속 교반장치

Info

Publication number: KR101044406B1
Application number: KR1020110014432A
Authority: KR
Inventors: 김유학; 김대열
Original assignee: 김유학
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2011-06-27

Abstract

본 발명은 혼화용 급속 교반장치에 관한 것으로, 수조부의 내부에 혼합관을 설치하고 혼합관의 내부에 원수와 약품을 직접 투입하여 약품과 원수를 신속하게 교반하여 확산시켜 주고, 원수의 내부로 약품이 넓게 확산됨으로써 효율적인 반응이 이루어질 수 있도록 하며, 혼합관 내부에서 임펠러가 회전함으로써 효율적인 교반이 이루어짐과 동시에 임펠러 회전에 소요되는 전기에너지의 소모를 최소화할 수 있도록 하고, 혼합관을 2중으로 구성하고 내측 혼합관에 스크류를 설치함으로써 약품의 보다 빠른 확산 및 교반이 이루어질 수 있도록 하는 혼화용 급속 교반장치를 제공함에 있다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명은 수조부에 설치되어 원수와 약품을 교반시켜주는 교반장치에 있어서, 상기 수조부의 내부에 상단이 연결되도록 설치되고, 유체의 순환이 가능하도록 일부구간에 관통홀이 형성되어 있는 유체순환부와 관통홀이 형성되어 있지 않은 교반부가 상하로 구획되는 혼합관; 상기 혼합관의 유체순환부에 연결되어 상기 원수가 혼합관의 내부로 유입될 수 있도록 하는 원수공급관; 상기 수조부의 외측에 설치되고 약품투입관을 통해 혼합관의 내부로 원수를 응집하기 위한 약품을 투입해주는 약품투입기; 상기 수조부의 외측에 설치되는 모터와, 상기 모터에 연결되고 상기 혼합관의 내측으로 연장되는 회전축 및 상기 회전축의 하단에 연결되어 회전함으로서 상기 원수와 약품이 혼합관 내부에서 급속 교반시킨 후 혼합관의 외부로 배출될 수 있도록 하는 임펠러로 이루어진 교반기;를 포함하여 구성되는 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

혼화용 급속 교반장치{Rapid Mixer Apparatus}

본 발명은 혼화용 급속 교반장치에 관한 것으로, 수조부의 내부에 혼합관을 설치하고 혼합관의 내부에 원수와 응집제를 직접 투입하여 임펠러를 통해 급속으로 교반한 후 혼합관 외부로 배출함으로써 수조부에서의 완전혼합과 체류시간을 줄여줄 수 있도록 하는 혼화용 급속 교반장치에 관한 것이다.

일반적으로 액상물질을 혼합하기 위한 혼화조의 수조부에 설치되는 교반기는 원수와 약품을 빠른 시간 내에 혼합해야 한다.

종래의 교반기는 약품의 투입지점을 교반기에서 떨어진 주입구에 설치함으로 반응시간이 극히 짧은 반응을 요구하는 액상물질을 교반할 경우에는, 약품이 신속하게 확산되어 반응하지 못하여 효율적인 응집 반응을 이루기가 어려운 문제점이 있다.

또한 이렇게 응집반응이 저하될 경우 응집반응을 향상시켜주기 위하여 응집제의 투입량이 많아지게 되어 비용이 증가되는 문제점이 있다.

또한 교반기의 임펠러에 의하여 교반되는 원수의 량과 부피가 커서 효율적인 교반이 어려우며, 임펠러의 회전시에 발생하는 용액의 저항에 의하여 에너지의 소모량이 크게 증가하는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 혼화조의 수조부 내부에 혼합관을 설치하고 혼합관의 내부에 원수와 약품을 직접 투입하여 약품과 원수를 신속하게 교반하여 확산시켜 주고, 원수의 내부로 약품이 넓게 확산됨으로써 효율적인 반응이 이루어질 수 있도록 하며, 혼합관 내부에서 임펠러가 회전함으로써 효율적인 교반이 이루어짐과 동시에 임펠러 회전에 소요되는 전기에너지의 소모를 최소화할 수 있도록 하고, 혼합관을 2중으로 구성하고 경우에 따라서는 내측 혼합관에 스크류를 설치함으로써 약품의 보다 빠른 확산 및 교반이 이루어질 수 있도록 하는 혼화용 급속 교반장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은, 수조부에 설치되어 원수와 약품을 교반시켜주는 교반장치에 있어서, 상기 수조부의 내부에 상단이 연결되도록 설치되고, 유체의 순환이 가능하도록 다수의 관통홀이 형성되되, 내부로 유입되는 원수가 교반되지 않은 상태로 누출되는 것을 방지할 수 있도록 일부구간은 밀폐되어 있는 유체순환부와, 상기 유체순환부의 하부에 일체로 형성되어 유체가 교반되는 교반부로 이루어진 혼합관; 상기 혼합관의 유체순환부에 연결되어 혼합관의 내부로 원수가 유입될 수 있도록 하는 원수공급관; 상기 수조부의 외측에 설치되고 약품투입관을 통해 상기 혼합관의 내부로 원수를 응집하기 위한 약품을 투입해주는 약품투입기; 상기 수조부의 외측에 설치되는 모터와, 상기 모터에 연결되어 상기 혼합관의 내부로 연장되는 회전축 및 상기 회전축의 하단에 연결되어 회전함으로서 상기 원수와 약품을 혼합관 내부에서 급속 교반시킨 후 혼합관의 외부로 배출될 수 있도록 하는 임펠러로 이루어진 교반기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 약품투입관과 임펠러는 혼합관의 교반부에 위치하도록 설치하되, 상기 약품투입관은 임펠러의 상부까지 연장하도록 설치하여 임펠러에 의해 약품이 급속교반될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 혼합관의 내부에 설치되고 상부에 다수의 관통홀이 형성되어 있는 내부혼합관과, 상기 회전축에 설치되어 내부혼합관의 내부에서 유체를 교반하면서 하부방향으로 빠르게 이동시켜주는 스크류를 더 포함하도록 구성하고, 상기 약품투입관을 상기 내부혼합관의 상부에 연결하여 내부혼합관으로 약품이 투입되도록 함으로써 약품의 이동 및 교반이 보다 빠르게 이루어질 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 한다.

또한 상기 내부혼합관의 하부 끝단은 상기 혼합관의 교반부까지 연장되도록 설치하여 내부혼합관을 통해 유입되는 약품이 유체순환부를 통해 혼합관 외부로 누출되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 유체순환부의 일부구간은, 원수공급관을 통해 공급되는 원수가 원수 자체의 유속에 의해 약품과 혼합되지 않고 혼합관의 외부로 유출되는 것을 저감시켜줄 수 있도록 원수공급관의 배출구와 마주하는 부분인 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 혼합관의 내부에서 원수와 약품을 직접 투입하면서 임펠러를 작동시켜 원수와 약품이 신속하게 이루어지고, 약품이 넓게 확산됨으로써 효율적인 반응이 이루어지며, 스크류에 의해 내부혼합관의 내부에서 원수와 약품이 교반되면서 하부방향으로 신속하게 이동되고, 임펠러를 통해 2차적으로 교반시킴으로써 약품의 보다 빠른 확산 및 교반이 이루어지며 혼합관을 유체순환부와 교반부로 구획함으로서 혼합관 내부로 공급된 원수를 교반함과 동시에 교반되어 순환되는 유체를 연속적으로 교반할 수 있으며, 임펠러 회전에 소요되는 전기에너지의 소모를 최소화 할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 의한 혼화용 급속 교반장치를 나타낸 단면도,
도 2 는 본 발명의 일실시예에 의한 혼합관과 원수공급관의 설치상태를 나타낸 단면도,
도 3 은 본 본 발명의 일실시예에 의한 혼화용 급속 교반장치의 교반과정을 나타낸 예시도,
도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 의한 혼화용 급속 교반장치를 나타낸 단면도,
도 5 는 본 발명의 다른 실시예에 의한 혼화용 급속 교반장치의 내부혼합관과 스크류의 설치 상태를 상세히 나타낸 예시도.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 의한 혼화용 급속 교반장치를 나타낸 단면도, 도 2 는 본 발명의 일실시예에 의한 혼합관과 원수공급관의 설치상태를 나타낸 단면도, 도 3 은 본 본 발명의 일실시예에 의한 혼화용 급속 교반장치의 교반과정을 나타낸 예시도로서,

도면에서와 같이 본 발명의 내부에 원수와 약품 등의 유체가 투입되어 교반될 수 있도록 형성되는 수조부(100) 내측 상단에 일측단이 고정되어 수조부(100)의 바닥 방향을 향해 수직하게 연장되도록 설치되어 유체의 교반이 이루어지는 혼합관(300)과, 상기 혼합관(300)의 상부에 연결되어 원수가 혼합관(300)의 내부로 공급될 수 있도록 설치되는 원수공급관(200)과, 상기 수조부(100)의 외측에 설치되고 약품투입관(510)을 통해 상기 혼합관(300)의 내부로 원수를 응집하기 위한 약품을 투입해주는 약품투입기(500)와, 상기 혼합관(300)의 내부에 투입되는 원수와 약품을 혼합관(300)의 내부에서 순간적으로 빠르게 교반하여 혼합관(300)의 외부로 분산시켜주는 교반기(600)를 포함하여 구성된다.

상기 수조부(100)에는 화학 처리된 원수가 배출되는 배출구(110)가 형성되어 있다.

한편 혼합관(300)은 상단에서부터 유체의 순환이 가능하도록 다수의 관통홀(330)이 형성되되, 원수공급관(200)을 통해 유입되는 원수가 교반되지 않은 상태로 혼합관(300)의 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있도록 일부구간(311)은 밀폐되어 있는 유체순환부(310)와, 상기 유체순환부(310)의 하부에 일체로 형성되어 상기 교반기(600)를 통한 유체의 교반이 이루어질 수 있도록 하는 교반부(320)로 구획된다.

상기 유체순환부(310)의 일부구간(311)은 도 2 에서와 같이 원수공급관(200)을 통해 공급되는 원수가 원수 자체의 유속에 의해 혼합관(310) 내부에서 약품과 혼합되지 않고 관통홀(330)을 통해 혼합관(300)의 외부로 유출되는 것을 저감시켜줄 수 있도록 원수공급관(200)의 배출구와 마주하는 부분이다.

이렇게 원수공급관(200)의 에 배출구와 마주하는 일부부간(311)에 관통홀(330)을 형성하지 않음으로써 원수의 유속이 빠르더라도 혼합관(300)의 외부로 누출되지 않고 교반기(600)를 통해 약품과 교반됨으로써 교반 효율이 향상된다.

또한 원수를 빠른 속도로 공급한다 하더라도 원수의 누수 없이 많은 량의 교반할 수 있게 되어 빠르게 많은 량을 교반할 수 있게 된다.

상기 약품투입기(500)는 원수에 포함된 이물질, 미세입자 및 불순물을 응집하기 위한 약품인 응집제를 주입할 수 있도록 설치되는 것으로, 상기 원수공급관(200)을 통해 공급되는 원수의 주입량에 따라서 적절히 약품의 투입량을 조절할 수 있도록 구성한다.

상기 교반기(600)는 수조부(100)의 외측에 설치되어 동력을 발생시키는 모터(610)와, 상기 모터(610)에 연결되어 상기 혼합관(300)의 내측으로 연장되도록 설치되는 회전축(620) 및 상기 회전축(620)의 하단에 연결되어 회전됨으로써 상기 원수와 약품을 혼합관(300) 내부에서 급속교반 시켜주고 교반된 원수와 약품이 혼합관(300)의 하부로 빠르게 분산될 수 있도록 하는 임펠러(630)를 포함하여 구성된다.

상기 임펠러(630)는 혼합관(300)으로 유입되는 원수와 약품을 빠르게 교반시켜 줌과 동시에 효율적인 교반을 이루면서 처리속도를 상승시키기 위하여 교반된 유체가 혼합관(300)의 하부로 배출될 수 있도록 유체를 하부로 밀어주기 위한 구조로 날개를 설계하여 구성한다.

여기서 상기 임펠러(630)는 상기 모터에 의한 회전시 교반되는 약품과 원수를 교반시켜 혼합관(300)의 하부를 통해 혼합관(300)의 외부로 빠르게 분산시켜줄 수 있도록 상기 교반부(320)상에 위치하도록 설치한다.

또한 상기 약품투입관(510)은 통상 약품이 수초 내에 반응이 이루어짐으로 원수공급관(200)을 통해 주입되는 원수의 내부로 짧은 시간 내에 최대한 확산시켜 효율적인 반응을 일으킬 수 있도록 임펠러(630)의 회전에 의하여 원수의 움직임이 많은 위치까지 연장되도록 설치된다.

바람직하게는 약품투입관(510)의 배출구가 상기 임펠러(630)의 상부에 위치하도록 혼합관(300)의 교반부(320)까지 연장되도록 설치하여 약품투입관(510)을 통해 배출되는 약품이 임펠러(630)에 의해 원수와 급속 교반될 수 있도록 한다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 의한 수조부(100)에 원수와 약품을 주입하여 교반되는 과정을 설명하면, 먼저 원수공급관(200)을 통해 혼합관(300)의 내부로 직접 원수를 주입한다.

이때 원수는 유체순환부(310)의 관통홀(330)이 형성되어 있지 않은 일부구(311)간에 부딪히게 되어 혼합관(300) 외부로 누출되지 않게 된다.

이렇게 혼합관(300) 내부로 원수가 주입되면 교반기(600)의 임펠러(630)를 작동시켜 주고, 이와 동시에 약품투입기(500)를 작동하여 약품투입관(510)을 통해 혼합관(300)의 내부로 약품을 주입한다.

이후 약품이 주입되면 임펠러(630)에 의해 원수와 약품이 급속 교반되면서 약품이 신속하게 원수 속으로 확산되어 효율적인 반응을 얻을 수 있다.

상기와 같이 임펠러(630)에 교반된 원수와 약품은 혼합관(300) 하부로 배출되어 수조부(100) 내부로 확산된다.

이러한 교반되어 혼합관(300) 하부를 통해 수조부(100)로 배출된 원수와 약품은 임펠러(630)의 작동에 따른 연속적인 배출 작용에 의해 도 3 와 같이 수조부(100)의 내부에서 상부방향으로 순환된다.

이렇게 순환되는 유체는 상기 혼합관(300)의 유체순환부(310)에 형성되어 있는 관통홀(330)을 통해 다시 혼합관(300) 내부로 유입되어 새롭게 공급되는 원수 및 약품과 연속적으로 교반되어 응집 효과를 향상시킬 수 있다.

이와 같은 본 발명은 반응 속도가 짧은 약품과 원수를 혼합관(300) 내부에서 반응 시간 내에 최대한 신속하고 효율적으로 반응시켜 이물질, 미세입자 및 불순물 등을 응집시킨 후 혼합관(300) 외부로 배출하고, 배출된 유체는 다시 혼합관(300)의 내부로 순환되어 연속적인 응집 반응을 일으켜 줌으로써 효율적인 응집 반응을 이룰 수 있게 되는 것이다.

도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 의한 혼화용 급속 교반장치를 나타낸 단면도, 도 5 는 본 발명의 다른 실시예에 의한 혼화용 급속 교반장치의 내부혼합관과 스크류의 설치 상태를 상세히 나타낸 예시도로서,

도면에서와 같이 본 발명은 상기 일실시예에 의한 혼합관(300)의 내부에 설치되고, 상부에 다수의 관통홀(410)이 형성되어 있는 내부혼합관(400)과, 상기 교반기(600)의 회전축(620)에 설치되어 내부혼합관(400)의 내부에서 유체를 교반하면서 하부방향으로 빠르게 이동시켜주는 스크류(640)를 더 포함하여 구성된다.

이때 상기 약품투입관(510)은 상기 내부혼합관(400)의 상부에 연결되어 내부혼합관(400)으로 약품이 투입되도록 함으로서 스크류(640)에 의한 약품의 이동 및 교반이 보다 빠르게 이루어질 수 있도록 한다.

즉 혼합관(300)의 내부에 내부혼합관(400)을 더 설치하고 내부혼합관(400)으로 약품을 투입해 줌으로써, 스크류(640)에 의해 약품이 원수와 혼합되면서 빠르게 하부방향으로 이동하고, 이동된 약품이 임펠러(630)에 의해 원수와 2차 교반됨으로써 약품과 원수의 보다 빠른 교반이 이루어질 수 있게 된다.

또한 상기 스크류(640) 및 내부혼합관(400)은 상기 혼합관(300)의 유체순환부(310)의 길이보다 길게 형성하여 내부혼합관(400)의 하부로 배출되는 약품이 임펠러(630)에 의해 교반되지 않고 유체순환부(310)의 관통홀(330)을 통해 혼합관(300) 외부로 누출되는 것을 방지해 주도록 한다.

또한 상기와 같이 스크류(640)와 내부혼합관(400)에 의해 약품을 하부방향으로 신속히 이동시킴과 동시에 스크류(640)에 의해 원수와 약품이 교반되어 원수와 약품이 균등하게 교반될 수 있게 된다.

한편 혼합관(300) 내부에서 교반되는 원수와 약품은 혼합관(300) 하부로 배출되어 수조부(100) 내부로 확산되고, 이렇게 확산된 원수와 약품 임펠러(630)의 작용에 의해 수조부(100)의 내부에서 상부방향으로 순환되고, 다시 혼합관(300)의 내부로 유입되어 연속적인 교반이 이루어지게 된다.

이와 같은 본 발명은 혼합관(300)의 내부에 내부혼합관(400)을 더 설치하고 회전축(620)에 스크류(640)를 설치함으로써 스크류(640)에 의해 내부혼합관(400)의 내부에서 원수와 약품이 교반되면서 하부방향으로 신속하게 이동되고, 임펠러(630)를 통해 2차적으로 교반됨으로써 약품의 보다 빠른 확산 및 교반이 이루어지게 되는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

(100) : 수조부 (110) : 배출구
(200) : 원수공급관 (300) : 혼합관
(310) : 유체순환부 (311) : 일부구간
(320) : 교반부 (330) : 관통홀
(400) : 내부혼합관 (410) : 관통홀
(500) : 약품투입기 (510) : 약품투입관
(600) : 교반기 (610) : 모터
(620) : 회전축 (630) : 임펠러
(640) : 스크류

Claims

수조부에 설치되어 원수와 약품을 교반시켜주는 교반장치에 있어서,
상기 수조부의 내부에 상단이 연결되도록 설치되고, 유체의 순환이 가능하도록 다수의 관통홀이 형성되되, 내부로 유입되는 원수가 교반되지 않은 상태로 누출되는 것을 방지할 수 있도록 일부구간은 밀폐되어 있는 유체순환부와, 상기 유체순환부의 하부에 일체로 형성되어 유체가 교반되는 교반부로 이루어진 혼합관;
상기 혼합관의 유체순환부에 연결되어 혼합관의 내부로 원수가 유입될 수 있도록 하는 원수공급관;
상기 수조부의 외측에 설치되고 약품투입관을 통해 상기 혼합관의 내부로 원수를 응집하기 위한 약품을 투입해주는 약품투입기;
상기 수조부의 외측에 설치되는 모터와, 상기 모터에 연결되어 상기 혼합관의 내부로 연장되는 회전축 및 상기 회전축의 하단에 연결되어 회전함으로서 상기 원수와 약품을 혼합관 내부에서 급속 교반시킨 후 혼합관의 외부로 배출될 수 있도록 하는 임펠러로 이루어진 교반기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 혼화용 급속 교반장치.
제 1 항에 있어서,
상기 약품투입관과 임펠러는 혼합관의 교반부에 위치하도록 설치하되, 상기 약품투입관은 임펠러의 상부까지 연장하도록 설치하여 임펠러에 의해 약품이 급속교반될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 혼화용 급속 교반장치.
제 1 항에 있어서,
상기 혼합관의 내부에 설치되고 상부에 다수의 관통홀이 형성되어 있는 내부혼합관과, 상기 회전축에 설치되어 내부혼합관의 내부에서 유체를 교반하면서 하부방향으로 빠르게 이동시켜주는 스크류를 더 포함하도록 구성하고,
상기 약품투입관을 상기 내부혼합관의 상부에 연결하여 내부혼합관으로 약품이 투입되도록 함으로써 약품의 이동 및 교반이 보다 빠르게 이루어질 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 혼화용 급속 교반장치.
제 3 항에 있어서,
상기 내부혼합관의 하부 끝단은 상기 혼합관의 교반부까지 연장되도록 설치하여 내부혼합관을 통해 유입되는 약품이 유체순환부를 통해 혼합관 외부로 누출되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 혼화용 급속 교반장치.
제 1 항에 있어서,
상기 유체순환부의 일부구간은, 원수공급관을 통해 공급되는 원수가 원수 자체의 유속에 의해 약품과 혼합되지 않고 혼합관의 외부로 유출되는 것을 저감시켜줄 수 있도록 원수공급관의 배출구와 마주하는 부분인 것을 특징으로 하는 혼화용 급속 교반장치.