KR101154653B1 - 순환기용 임펠러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 순환기용 임펠러에 관한 것으로,
지지부에 지지된 수중모터에 의해 임펠러가 축을 중심으로 회전하도록 하고,
상기 임펠러의 상단 연결부에 내측관의 외면에서 외측관이 슬라이딩하는 슬라이딩 흡입관을 결합하고,
상기 슬라이딩 흡입관의 상단에 유체흡입구와 부구를 차례로 설치하고
상기 임펠러의 다수의 날(blade)의 안쪽 끝 부위를 핀으로 회전 가능하게 고정하고,
상기 각 날의 바깥쪽은 회전방향에 따라 일정 각도를 유지하도록 제1 스토퍼와 제2 스토퍼에 의해 회전이 제한되도록 하고,
상기 임펠러가 역방향으로 회전하는 폭기 시에는 날의 다른 쪽이 주위 유체의 저항에 의해 임폘러의 외경에 근접되도록 하여 고속의 회전에 따른 폭기가 가능하도록 하고,
임펠러가 정방향으로 회전하는 교반 시에는 날의 다른 쪽이 주위 유체의 저항에 의해 임펠러의 외경보다 바깥에 위치하면서 효율적인 교반이 이루어지도록 구성함을 특징으로 한다.

Description

순환기용 임펠러{impeller of circulator}

본 발명은 순환기용 임펠러에 관한 것으로, 상세하게는 부구에 의하여 슬라이딩(sliding) 흡입관의 상면에 위치한 유체흡입구를 통해 수면 변동에 상관없이 수면 주위의 유체를 흡입할 수 있도록 한 순환기에서 수중모터에 의해 축을 중심으로 정,역으로 회전하는 임펠러의 날의 안쪽은 핀으로 회전 가능하게 고정하면서 바깥쪽은 회전방향에 따라 일정 각도를 유지하도록 형성한 두 스토퍼(stopper)에 의해 회전이 제한되어, 임펠러가 역방향으로 회전하는 폭기 시에는 날의 다른 쪽이 임폘러의 외경에 근접되도록 하여 고속의 회전에 따른 폭기가 가능하도록 하는 한편, 정방향으로 회전하는 교반 시에는 날의 다른 쪽이 주위 유체의 저항에 의해 임펠러의 외경보다 바깥에 위치하면서 효율적인 교반이 이루어지도록 한 순환기용 임펠러에 관한 것이다.

일반적으로 폭기기(기체-액체 교반)의 기체-액체 흐름 공정에서 기체-액체 계면을 통한 용해성이 낮은 기체의 물질전달 현상은 점성 액체에서 기포가 기체-액체 계면으로의 확산, 기체-액체 계면에서 액체로의 물질전달 등 물질전달 과정에서 연속된 전달저항을 받는다.

그러나 교반되는 액체의 자유표면에서 정체된 경계막은 유지되기 어렵고, 기체-액체 흐름공정에서 난류에 의해 에너지가 큰 기포는 작은 기포로 분쇄되고 작은 기포-에디셀(eddy-cell)들은 기체-액체 흐름 공정에서 물질전달에 크게 기여하게 된다.

따라서 기존 혼합 및 순환 장치는 임폘러의 고속회전에 의한 난류 및 충격류가 자흡된 기체와 액체를 잘 혼합하여 다시 주위로 분사하여 주므로 효율적인 폭기기이다.

또한 교반기(액체-액체 교반)로서도 수조내의 상.하부의 액체가 순환되며 더 나가 토출구 주위로 액체의 분사에 의하여 잘 교반하여 준다.

즉 도 1에 도시한 것과 같이,

지지부(100)에 지지된 수중모터(110)에 의해 임펠러(120)가 회전하도록 하고,

상기 임펠러(120)의 상단 연결부(130)에 유체흡입관(140)을 결합하여 임펠러(120)의 회전에 의하여 유체흡입관(140)을 통하여 흡입되는 유체가 임펠러(120)의 토출구(121)를 통해 토출되는 중에 순환 및 교반되도록 구성하였다.

그러나 기체-액체 교반에서 기존 흡입관(140)은 길이가 일정하므로 수위변동시 유체흡입구가 수면과의 간격이 따라서 변하므로 수심이 높을때는 흡입관(140)의 흡입구가 외부 기체와의 거리가 너무 커서 유체만 흡입하고 기체을 자흡하지 못할 경우가 있으며 수심이 낮을때는흡입관(140)의 흡입구가 수면 밖에 위치하여 더욱더 기능을 발휘하지못하게 되므로 수위에 따라 길이가 다른 흡입관(140)으로 바꾸어 주어야하므로 매우 불편하다.

또한 임폘러(120)가 고속회전 하므로 임폘러(120) 주위의 액체 경계층(boundary layer)은 너무 적어 임폘러(120)의 회전에 의한 교반 효과는 임폘러 주위에 국한되어 미미하다.

그러므로 일반 교반기처럼 직경이 큰 임폘러로 저속으로 회전시켜 주면 상.하부의 액체는 순환되며 토출구 주위로 액체의 분사에 의하여 잘 교반될 뿐더러 저속회전으로 임폘러 주위의 액체 경계층이 증가되어 임폘러의 회전에 의한 교반 효과까지 더하여 지므로 교반 효율이 더욱더 좋아질 수 있게 될 것이다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 수중모터에 의해 축을 중심으로 정,역으로 회전하는 임펠러의 날(blade)의 안쪽 끝 부위를 핀으로 회전 가능하게 고정하면서 바깥쪽은 회전방향에 따라 일정 각도를 유지하도록 두 스토퍼(stoper)를 형성하여 역방향으로 회전하는 폭기 시에는 날의 다른 쪽이 주위 유체의 저항에 의해 임폘러의 외경에 근접되도록 하여 고속의 회전에 따른 폭기가 가능하도록 하는 한편, 정방향으로 회전하는 교반 시에는 날의 다른 쪽이 주위 유체의 저항에 의해 임펠러의 외경보다 바깥에 위치하면서 효율적인 교반이 이루어지도록 한 순환기용 임펠러를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 순환기 및 순환기용 임펠러는,

지지부에 지지된 수중모터에 의해 임펠러가 축을 중심으로 회전하도록 하고,

상기 임펠러의 상단 연결부에 내측관의 외면에서 외측관이 슬라이딩하는 슬라이딩 흡입관을 결합하고,

상기 슬라이딩 흡입관의 상단에 유체흡입구와 부구(Float)를 차례로 설치하여 부구에 의하여 슬라이딩 흡입관의 상면에 위치한 유체흡입구를 통해 항상 수면 쪽의 유체를 흡입할 수 있도록 하고

상기 임펠러의 다수의 날(blade)의 안쪽 끝 부위를 핀으로 회전 가능하게 고정하고,

상기 각 날의 바깥쪽은 회전방향에 따라 일정 각도를 유지하도록 제1 스토퍼와 제2 스토퍼에 의해 회전이 제한되도록 하고,

상기 임펠러가 역방향으로 회전하는 폭기 시에는 날의 다른 쪽이 주위 유체의 저항에 의해 임폘러의 외경에 근접되도록 하여 고속의 회전에 따른 폭기가 가능하도록 하고,

임펠러가 정방향으로 회전하는 교반 시에는 날의 다른 쪽이 주위 유체의 저항에 의해 임펠러의 외경보다 바깥에 위치하면서 효율적인 교반이 이루어지도록 구성함을 특징으로 한다.

상기의 본 발명에 따른 순환기 및 순환기용 임펠러에 의하여서는 임펠러의 상단 연결부에 내측관의 외면에서 외측관이 슬라이딩하는 2중 또는 3중의 슬라이딩 흡입관을 결합하면서 그 상단에 유체흡입구와 부구를 차례로 설치하여 부구에 의하여 슬라이딩 흡입관의 상면에 위치한 유체흡입구를 통해 항상 수조 상부의 유체를 흡입할 수 있도록 한다.

수중모터에 의해 축을 중심으로 회전하는 임펠러의 다수의 날의 안쪽 끝 부위를 핀으로 회전 가능하게 고정하면서 각 날의 바깥쪽은 회전방향에 따라 일정 각도를 유지하도록 제1 스토퍼와 제2 스토퍼에 의해 회전이 제한되도록 함으로써 상기 임펠러가 역방향으로 회전하는 폭기 시에는 날의 다른 쪽이 주위 유체의 저항에 의해 임폘러의 외경에 근접되도록 하여 고속의 회전에 따른 폭기가 가능하도록 하는 한편, 임펠러가 정방향으로 회전하는 교반 시에는 날의 다른 쪽이 주위 유체의 저항에 의해 임펠러의 외경보다 바깥에 위치하면서 효율적인 교반이 이루어지도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래 순환기의 구성을 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 본 발명 순환기의 구성을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명 임펠러의 날이 폭기하는 상태를 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명 임펠러의 날이 교반하는 상태를 나타낸 평면도.
도 5는 본 발면 슬라이딩 흡입관이 부구에 의해 하강한 상태를 나타낸 측면도.
도 6은 본 발면 슬라이딩 흡입관이 부구에 의해 상승한 상태를 나타낸 측면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 순환기 및 순환기용 임펠러는,

지지부(1)에 지지된 수중모터(2)에 의해 임펠러(3)가 축을 중심으로 회전하도록 하고,

상기 임펠러(3)의 상단 연결부(4)에 내측관(6)의 외면에서 외측관(7)이 슬라이딩하는 슬라이딩 흡입관(5)을 결합하고,

상기 슬라이딩 흡입관(5)의 상단에 유체흡입구(8)와 부구(9)를 차례로 설치하여 부구(9)에 의하여 슬라이딩 흡입관(5)의 상면에 위치한 유체흡입구(8)를 통해 항상 수면 쪽의 유체를 흡입할 수 있도록 하고

상기 임펠러(3)의 다수의 날(blade)(10)의 안쪽 끝 부위를 핀(11)으로 회전 가능하게 고정하고,

상기 각 날(10)의 바깥쪽은 회전방향에 따라 일정 각도를 유지하도록 제1 스토퍼(12)와 제2 스토퍼(13)에 의해 회전이 제한되도록 하고,

상기 임펠러(3)가 역방향으로 회전하는 폭기 시에는 날(10)이 주위 유체의 저항에 의해 제1 스토퍼(12)에 접하는 상태가 되어 날(10)들의 다른 쪽이 임폘러(3)의 외경에 근접되도록 하여 고속의 회전에 따른 폭기가 가능하도록 하고,

임펠러(3)가 정방향으로 회전하는 교반 시에는 날(10)이 주위 유체의 저항에 의해 제2 스토퍼(13)에 접하는 상태가 되어 날(10)들의 다른 쪽이 임펠러(3)의 외경보다 바깥에 위치하면서 효율적인 교반이 이루어지도록 구성한 것이다.

상기와 같이 구성한 본 발명의 순환기 및 순환기용 임펠러는 지지부(1)에 지지된 수중모터(2)에 의해 임펠러(3)가 축을 중심으로 정방향이나 역방향으로 회전하도록 하여 교반이나 폭기가 가능하도록 한 것으로서,

상기 임펠러(3)의 상단 연결부(4)에 내측관(6)의 외면에서 외측관(7)이 슬라이딩하는 슬라이딩 흡입관(5)을 결합한 상태에서 상기 슬라이딩 흡입관(5)의 상단에 유체흡입구(8)와 부구(9)를 차례로 설치한다.

그러므로 부구(9)가 수면이 뜨면서 수면과 같은 높이를 유지하게 되므로 수위가 낮을 때에는 슬라이딩 흡입관(5)의 외측관(7)이 내측관(6)을 따라 아래쪽으로 하강하여 슬라이딩 흡입관(5)의 상면에 위치한 유체흡입구(8)가 낮은 수면에서도 수면 주위의 유체를 흡입하게 된다.

한편, 수위가 높을 때에는 슬라이딩 흡입관(5)의 외측관(7)이 내측관(6)을 따라 위쪽으로 상승하여 슬라이딩 흡입관(5)의 상면에 위치한 유체흡입구(8)가 높은 수면에서도 수면 주위의 유체를 흡입하게 된다.

상기의 유체흡입구(8)기 수면에서 일정한 높이를 유지하므로 안정적인 상.하부 액체의 순환이 가능함은 물론, 슬라이딩 흡입관(5)에 기체 조절 밸브(Valve)를 연결하여 흡입될 기체의 량을 쉽게 조절 할 수 있도록 한다.

그리고 상기 임펠러(3)의 다수의 날(blade)(10)의 안쪽 끝 부위를 핀(11)으로 회전 가능하게 고정한 상태에서 상기 각 날(10)의 바깥쪽은 회전방향에 따라 일정 각도를 유지하도록 제1 스토퍼(12)와 제2 스토퍼(13)에 의해 회전이 제한되도록 한다.

그러므로 상기 임펠러(3)가 역방향으로 회전하는 폭기 시에는 날(10)이 주위 유체의 저항에 의해 제1 스토퍼(12)에 접하는 상태가 되어 날(10)들의 다른 쪽이 임폘러(3)의 외경에 근접되도록 하여 고속의 회전에 따른 폭기가 가능하도록 한다.

그리고 임펠러(3)가 정방향으로 회전하는 교반 시에는 날(10)이 주위 유체의 저항에 의해 제2 스토퍼(13)에 접하는 상태가 되어 날(10)들의 다른 쪽이 임펠러(3)의 외경보다 바깥에 위치하면서 저속의 회전에 따른 효율적인 교반이 이루어지도록 하므로 본 장치를 인버터(inverter) 또는 다른 전류 종정장치와 연계하여 필요에 따라 폭기 및 교반 공정을 본 장치만으로 손 쉽게 수행할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

1 : 지지부 3 : 임펠러
5 : 슬라이딩 흡입관 8 : 유체흡입구
9 : 부구 10 :날
12, 13 : 스토퍼

Claims (1)

1. 지지부(1)에 지지된 수중모터(2)에 의해 임펠러(3)가 축을 중심으로 회전하도록 하고,
   상기 임펠러(3)의 상단 연결부(4)에 내측관(6)의 외면에서 외측관(7)이 슬라이딩하는 슬라이딩 흡입관(5)을 결합하고,
   상기 슬라이딩 흡입관(5)의 상단에 유체흡입구(8)와 부구(9)를 차례로 설치하여 부구(9)에 의하여 슬라이딩 흡입관(5)의 상면에 위치한 유체흡입구(8)를 통해 항상 수면 쪽의 유체를 흡입할 수 있도록 한 순환기용 임펠러에 있어서,
   상기 임펠러(3)의 다수의 날(10)의 안쪽 끝 부위를 핀(11)으로 회전 가능하게 고정하고,
   상기 각 날(10)의 바깥쪽은 회전방향에 따라 일정 각도를 유지하도록 제1 스토퍼(12)와 제2 스토퍼(13)에 의해 회전이 제한되도록 하여 상기 임펠러(3)가 역방향으로 회전하는 폭기 시에는 날(10)이 제1 스토퍼(12)에 접하는 상태가 되어 날(10)들의 다른 쪽이 상기 임폘러(3)의 외경에 근접되도록 하여 고속의 회전에 따른 폭기가 가능하도록 하고,
   상기 임펠러(3)가 정방향으로 회전하는 교반 시에는 날(10)이 제2 스토퍼(13)에 접하는 상태가 되어 날(10)들의 다른 쪽이 상기 임펠러(3)의 외경보다 바깥에 위치하면서 효율적인 교반이 이루어지도록 구성한 것을 특징으로 하는 순환기용 임펠러.

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