KR101168062B1 - 포기 및 교반장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하폐수처리장, 양어장, 호소 등에 사용되며 수중에 설치되어 송풍기에서 압송되는 공기를 미세기포로 분산시켜서 용존산소 농도를 증대시키는 포기및 교반장치에 관한 것이다.

본 발명은 원추형 몸체에 하나 이상의 깃이 마련되어 구성된 원추형 회전차와, 이 회전차를 회전시키기 위한 구동부와, 상기 구동부의 회전력을 상기 회전차에 전달하기 위한 회전축, 상기 회전차의 내부 또는 외부에 구비되어 상기 회전차의 회전으로 토출되는 수류에 공기를 분산하여 배출시킬 수 있는 공기수용부, 및 상기 공기수용부에 공기를 공급하는 공기공급관을 포함하여 구성되며, 취급과 운반이 용이하고 교반동력효율과 포기동력효율이 우수하며, 대용량의 반응조와 수심이 깊은 반응조도 교반강도가 편중되지 않고 용존산소가 잘 확산될 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

포기 및 교반장치{Apparatus for Aeration and mixing}

본 발명은 하폐수처리장, 양어장, 호소 등에 사용되며 수중에 설치되어 송풍기에서 압송되는 공기를 미세기포로 분산시켜서 용존산소 농도를 증대시키는 산기(散氣 : Diffusion) 기능과 수체를 혼합하는 교반(攪拌 : Mixing) 기능이 구비된 포기 및 교반장치에 관한 것이다.

일반적으로 수처리 장치에 있어서 디퓨저(Diffuser)는 포기효율이 높고 안정된다. 그러나 공기공급이 중단되면 반응액의 교반이나 혼합이 불가능하게 되므로, 비포기 교반상태가 포함된 간헐포기로 운영하기 위해서는 별도의 교반장치가 설치되어야 한다.

또한, 공개특허공보 10-2004-0097040호에 개시된 바와 같이, 케이싱(5)과 수중의 구동모터(1) 및 회전익(3)과 산기기(4)로 구성된 종래의 수중포기장치는 중량물인 케이싱(5)이 포함되므로 운반과 유지관리가 어렵고 자원이 낭비되며, 케이싱(5)의 토출구(52)에서 분출되는 수류에 의하여 교반이 이루어지는 간접 교반방식이므로 교반동력효율이 낮다. 회전익(3)에 산기기(4)가 부착되어 함께 회전하므로 작동하중이 증가되어 동력이 낭비되는 구조이다. 또한 바닥에 설치되므로 수심이 깊은 반응조에서는 반응조의 하부측에는 과다 교반이 이루어지고 상부측은 교반력이 부족하는 등 교반력의 불균형이 발생된다. 또 순환수류가 잘 형성되지 못하므로 수심이 깊은 반응조에서는 바닥으로부터 일정 수심까지 수류순환용 원통형 구조물 또는 수류순환용 벽체를 설치하여야 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 구조가 단순하고 취급과 운반이 용이하도록 장치를 경량화 하고, 대용량의 반응조와 수심이 깊은 반응조도 효율적인 교반이 가능하고, 포기동력효율과 교반동력효율이 우수하며, 산기기능과 교반기능이 동시에 구비되어 하나의 장치로 포기와 비포기 교반이 교차되는 간헐포기를 실현할 수 있는 포기 및 교반장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에서는, 원추형 몸체에 하나 이상의 깃이 마련되어 구성된 원추형 회전차(圓錐形 回轉車 : Impeller of Conical Shape)와, 이 회전차를 회전시키기 위한 구동부와, 상기 구동부의 회전력을 상기 회전차에 전달하기 위한 회전축, 상기 회전차의 내부 또는 외부에 구비되어 상기 회전차 의 회전으로 토출되는 수류에 공기를 분산하여 배출시킬 수 있는 공기수용부, 및 상기 공기수용부에 공기를 공급하는 공기공급관을 포함하는 포기 및 교반장치를 구성하고 케이싱과 산기통을 생략하였다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 원추형 회전차에 회전력을 전달하는 회전축을 중공관으로 구성하고, 상기 중공 회전축을 통하여 상기 원추형 회전차의 공기공급부로 공기를 공급할 수 있도록 하는 한편, 상기 회전차를 2개의 원추형 회전차가 마주보고 결합되어 그 내부에 공기수용부가 구비된 이중원추형 회전차(二重圓錐形 回轉車 : Impeller of Double Conical Shape)로 구성하였다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 원추형과 이중원추형의 회전차에 산기구를 구성하여 상기 산기구에 의하여 미세기포가 분출되도록 하였다. 또한 본 발명에서는 상기 공기공급관에 공기조절밸브를 설치하여 간헐포기가 이루어지도록하였다.

본 발명에 따른 포기 및 교반장치는 케이싱과 산기기가 생략되고 장치가 경량화되므로 취급과 운반이 용이하고 자원이 절약될 수 있다. 또한 회전차에 의하여 수체를 직접 혼합하고 공기를 미세기포로 분산시키므로 교반동력효율과 포기동력효율이 우수하며, 하나의 회전차를 이용하여 순환반경이 큰 순환수류를 생성하거나 2개의 순환수류를 생성하므로 대용량의 반응조와 수심이 깊은 반응조도 교반강도가 편중되지 않고 용존산소가 잘 확산될 수 있으며, 간헐포기에 의하여 질소와 인을 효과적으로 처리할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 포기 및 교반장치 제1실시예에 관한 개념도이다.

이 실시예에 따른 포기 및 교반장치는 구동부(1)와, 그 내부 또는 외부에 공기를 수용할 수 있는 빈 공간으로 구성된 공기수용부가 구비된 원추형 몸체에 하나 이상의 깃(31)이 마련되어 구성된 원추형 회전차(3)와, 상기 구동부의 회전력을 상기 회전차로 전달하는 회전축(2)과 상기 원추형 회전차(3)의 내부 공기수용부에 공기를 공급하는 공기공급관(5)을 포함하여 이루어진 것이다. 상기 공기수용부는 회전차의 내부 또는 하부에 또는 회전차 주변에 형성될 수 있으며, 공기공급관(5)으로부터 공기를 공급받아 회전차의 회전으로 토출되는 수류에 공기를 분산시킬 수 있도록 되어 있다. 상기 깃(31)은 원추형 회전차의 원추면 위로 돌출되어 있고 회전차의 중심부쪽에서 원주쪽으로 연장되어 형성되어 있고, 원주쪽에서의 깃(31)의 단부가 중심부쪽에서의 단부보다 회전방향에 대해 후류에 오도록 반경방향에 대해 기울어져 형성되어 있다. 이는 다른 실시예에서의 깃(31)에 대해서도 마찬가지이다. 공기수용부의 형상은 회전차의 내부에 구비된 공간이나 회전차의 형상에 의해 제공되는 공간, 디퓨저 또는 파이프나 튜브 형태 등 다양하게 할 수 있으며, 특정한 구조나 형상으로 한정하지 않고 모두 공기수용부의 개념에 포함된다.

본 발명의 원추형 회전차에서 깃(31)과 깃(31) 사이를 부분적으로 분리하는 것도 가능하나, 교반력이 증대될 수 있어도 구동력도 증가하게 되므로 도면에 도시하지는 않았다. 그러나 본 발명의 범위에서 배제되는 것은 아니다.

상기 구동부에 의하여 상기 원추형 회전차가 회전하면, 원심형으로 발산되는 토출수류가 생성되고, 상기 원심형 수류의 토출로 인하여 회전차의 중심 부위에서는 흡인력이 발생되므로, 회전축과 대략 평행한 방향으로 상방 또는 하방의 축류형 수류가 형성된다.

상기 회전차는 그 단면이 완만한 곡면 또는 경사면으로 이루어진 원추형이므로, 축류형 수류가 원심형 수류로 부드럽게 전환되어 에너지가 낭비되지 않게 되고, 반경이 크고 완만한 순환수류가 생성되므로 교반력이 편중되지 않고, 또 수심이 깊거나 대용량의 반응조에서도 원활한 교반이 이루어지게 된다.

여기서 상기 공기공급관을 통하여 외부에서 공기를 상기 원추형 회전차의 공기수용부로 압송하면, 원추형 회전차의 상부측에 구비된 산기구(33)를 통하여 미세한 기포가 배출되어 포기가 이루어진다.

산기구의 산기능력을 초과하여 추가 공급되는 공기는 원추형 회전차의 하부측 원형 개구부의 주변으로 넘쳐서 유출되고(Over Flow), 방사형 수류에 의하여 미세기포로 분산 배출되면서 포기가 이루어지게 된다.

이와 같이 회전차 자체에 공기수용부가 구비되어 산기가 이루어지고 산기통이 생략되는 구성이므로 작동 하중이 작고, 케이싱이 생략되므로 회전차에 의하여 반응액을 직접 교반할 수 있으며, 장치의 무게가 감소되고 교반동력효율과 포기동력효율이 개선될 수 있다.

또한, 회전차가 회전하면 깃의 후면에는 부압(負壓 : Negative Pressure)이 생성되어 항력이 증대된다. 따라서 깃의 후면측에 산기구를 구비하여 공기를 분출 하면 부압이 감소되거나 양압(陽壓 : Positive Pressure)이 생성되어 회전저항이 감소되므로 동력효율이 개선될 수 있다.

또한, 본 발명에서는 공기공급관에 공기조절밸브(6)를 설치하여 공기를 공급하거나 중지하여 포기와 비포기 교반이 반복되는 간헐포기가 이루어지도록 하는 포기 및 교반장치를 제공함으로써 질소와 인을 효과적으로 처리할 수 있으며, 상기 공기조절밸브는 전동밸브 또는 공압밸브 등과 같은 자동밸브로 구성하고 타이머, 산화환원 전위 제어기(ORP Controller), 또는 용존산소 제어기(DO Controller)와 연동하여 개폐 작동되도록 할 수 있다.

상기 도 1에서는 구동부를 지상에 설치하고 회전축을 길이가 긴 장축으로 도시하였으나, 구동부를 수중형으로 구성하고 상기 회전축을 길이가 짧은 단축으로 구성하여 작동 하중을 감소시키고 기계적인 안정성을 증대시킬 수도 있다. 이와 같이 수중에 잠기는 침지형 장치로 구성할 경우에는 설치와 인양이 용이하고 장치가 쉽게 안착되도록 하는 인양용 가이드 파이프와 가이드 브라켓을 구비하는 것이 바람직하며 이 또한 본 발명의 범위에 포함된다.

도 2의 (가) 내지 (바)는 본 발명에 따른 포기 및 교반장치에 구비되는 원추형 회전차의 다양한 실시예에 관한 단면도이다.

상기 도 2의 (가) 실시예에 따른 원추형 회전차(3)는 안쪽에 형성된 공기수용부(32)에 회전차(3)의 하부에 구비된 공기공급관(5)을 통하여 공기를 공급하면, 하부측 개구부의 원주 주변으로 공기가 넘쳐서 유출되고, 깃(31)에 의하여 발생되는 방사형 수류에 의하여 미세기포로 분산되어 포기가 이루어지는 구성이다.

또한, 상기 원추형 회전차에는 수밀한 구조의 빈 공간 또는 발포합성수지 등과 같은 부력수단(35)을 선택적으로 구비하여 수중에서 부력이 작용되도록 함으로써 장치의 작동하중을 감소시킬 수도 있다.

상기 도 2의 (나) 실시예에 따른 원추형 회전차(3)는 그 상부 표면에 내부 공기수용부(32)와 외부표면이 관통되어 공기를 분산시키는 개구부로 구성된 복수개의 산기구(33)를 구비하여 상기 산기구(33)를 통하여 공기가 직접 분산되고, 공기공급량이 증가되면 상기 원추형 회전차의 하부 원주변에서 유출되어 방사형 수류에 의하여 미세기포로 분산이 이루어지게 되며 상기 도 1의 원추형 회전차와 동일한 구성이다.

상기 도 2의 (다) 실시예에 따른 원추형 회전차(3)는 그 상부 표면에 구성된 산기구(33)를 통하여 공기가 직접 분산되고, 하부는 밀폐시켜서 공기유출을 차단하였다. 이 실시예는 상기 회전차의 수평이 조금만 기울어지게 설치되어도 상기 원추형 회전차의 하부 원주변의 일측으로 많은 양의 공기가 편중되어 유출되어 포기효율이 저하될 수 있는 상기 (가)와 (나) 실시예의 불안정성을 개선한 것이다.

상기 도 2의 (라) 실시예에 따른 원추형 회전차(3)는 그 하부를 밀폐하고 하부 밀폐용 부재에 산기구(33)를 구성함으로써 기포가 수직방향으로의 곧바로 부상하는 것을 억제하고 수평방향으로 확산될 수 있다. 따라서 상기 (다)실시예에서 보다 기포가 측면으로 멀리 이동되어 포기효율이 개선되도록 한 것이다.

상기 도 2의 (마) 실시예에 따른 원추형 회전차(3)는 그 하부를 밀폐하고 상기 회전차의 상부와 하부 밀폐용 부재 모두에 산기구(33)를 구성함으로써 산기용량 이 증대되도록 한 것이다.

상기 도 2의 (바) 실시예에 따른 원추형 회전차(3)는 그 하부를 밀폐하고 상기 회전차의 상부와 하부 밀폐용 부재 사이의 원주변에는 좁고 길게 개구된 슬릿형 산기구(34)를 구성함으로써 표면에 복수개의 산기구가 구비되어 수체와의 마찰이 증대되는 다른 실시예들의 단점을 개선한 것이다. 이 실시예의 상기 원추형 회전차에도 상부나 하부에 산기구를 추가로 구성할 수 있으며 이 또한 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명에 따른 포기 및 교반장치는 원추형 회전차의 규격은 소요되는 교반력을 기준으로 하여 용량을 결정하고, 소요되는 포기용량에 따라 상기 도 2의 (가) 내지 (바) 실시예에서 선택된 구성의 회전차를 적용할 수 있으므로, 반응조건에 가장 적합한 교반력과 포기용량이 적절히 조절되어 결합된 장치를 실현할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 포기 및 교반장치 제2 실시예에 관한 개념도이다.

이 실시예에 따른 포기 및 교반장치는 구동부(1)와, 그 내부에 공기를 수용할 수 있는 공기수용부(32)가 구비된 원추형 몸체에 하나 이상의 깃(31)이 마련되어 구성된 원추형 회전차(3)와, 상기 구동부의 회전력을 상기 원추형 회전차에 전달하고 상기 원추형 회전차의 공기수용부에 공기를 공급하는 중공 회전축(20)과, 상기 중공 회전축의 내부공간에 공기를 공급하는 공기공급관(5)을 포함하여 이루어진 포기 및 교반장치이다.

이 실시예는 구동부에서 발생되는 회전력을 상기 원추형 회전차에 전달하는 회전축을 그 내부가 비어있는 중공축으로 구성함으로써, 상기 중공 회전축을 통하여 상기 공기수용부와 상기 공기공급관이 서로 연통되고 회전축이 공기공급 유로의 기능을 병행하는 구성이다.

따라서 하나의 중공 회전축에 의하여 동력과 공기전달을 함께 하므로 장치의 설치와 유지보수를 위한 인양과 조립이 보다 간편하고 용이하게 되며 상기 공기공급관과 상기 중공 회전축이 서로 연통되도록 연결된 부위는 기밀한 구조이고 회전축이 회전할 수 있도록 축봉수단이 구비되어야 한다. 공기공급관(5)에서 중공 회전축(20)으로 공기를 전달하는 것은 도시된 것과 같이, 회전축의 연통 부위에 하나 이상의 구멍을 형성하는 것도 가능하고, 중공 회전축(20)의 단부에 공기공급관(5)을 연결시키는 등 다른 방법도 가능하며, 이런 변경 설계는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다.

이 실시예의 회전차는 슬릿형 산기구(34)가 구비된 회전차를 예시하였으나, 이외 국한되지 않고 다음 도 4에 보인 바와 같은 다양한 구조의 회전차를 구성할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 제2 실시예의 포기 및 교반장치에 구비되는 원추형 회전차의 다양한 실시예에 관한 단면도이다.

상기 도 4의 (가) 내지 (바) 실시예는 구동부에서 발생되는 회전력을 상기 원추형 회전차(3)에 전달하는 회전축을 그 내부가 비어있는 중공 회전축(20)으로 구성하고, 상기 중공 회전축에 의하여 상기 원추형 회전차의 내부 공기수용부와 외부에서 공기를 공급하는 공기공급관을 서로 연통시킴으로써 상기 중공 회전축이 상 기 공기수용부로 공기를 공급하는 유로의 기능을 수행하도록 구성하였다. 이러한 구성을 제외하고, 깃(31), 공기수용부(32), 산기구(33,34)가 포함된 회전차(3)의 구성은 상기 도 2의 (가) 내지 (바)의 실시예와 같기 때문에 반복적인 설명을 생략하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 포기 및 교반장치의 제3 실시예에 관한 개념도이다.

이 실시예에서는 구동부(1)와, 그 내부에 공기를 수용할 수 있는 빈 공간으로 구성된 공기수용부(32)가 구비된 이중원추형 몸체에 하나 이상의 깃(31)이 마련되어 구성된 이중원추형 회전차(30)와, 상기 이중원추형 회전차의 원주 주변에 구비된 산기구로서 하나 이상의 슬릿형 산기구(34)와, 상기 이중원추형 회전차의 내부 공간에 공기를 공급하는 공기공급관(5)을 포함하여 포기 및 교반장치를 구성한 것이다.

여기서 상기 회전차는 그 단면이 상부와 하부의 양면에서 각각 완만한 곡면 또는 경사면으로 이루어진 이중원추형 회전차이므로 회전차의 상하부에서 각각 순환수류가 형성된다. 이와 같이 하나의 회전차에 의하여 2개의 순환수류가 생성되므로, 수심이 깊거나 대용량의 반응조에서도 원활한 포기 및 교반이 이루어질 수 있게 된다.

이 실시예에서는 이중원추형 회전차의 원주변이 좁고 길게 개구되어 구성된 슬릿형 산기구(34)를 예시하였으나 이에 국한되지 않고, 상기 이중회전차의 상부면과 하부면 중 어느 한 면 이상에는 복수개의 산기구를 추가로 구성하거나, 또는 상기 슬릿형 산기구가 생략되어 원주변이 밀폐된 이중원추형 회전차의 상부면과 하부 면 중 어느 한 면 이상에는 복수개의 산기구를 구성할 수 있다. 예컨대, 공기를 분산시키는 산기구는 도 2나 도 4에 예시한 바와 같이 필요에 따라 선택적으로 다양하게 구성할 수 있는 것이다.

상기 이중원추형 회전차에도 수밀한 구조의 빈 공간 또는 발포합성수지 등과 같은 부력수단(35)을 구비하여 수중에서 부력이 작용되도록 함으로써 장치의 작동하중을 감소시킬 수도 있다.

도 6은 본 발명에 따른 포기 및 교반장치 제4 실시예에 관한 개념도이다.

이 실시예에 따른 포기 및 교반장치는 구동부(1)와, 그 내부에 공기를 수용할 수 있는 공기수용부(32)가 구비된 이중원추형 몸체에 하나 이상의 깃(31)이 마련되어 구성된 이중원추형 회전차(30)와, 상기 이중원추형 회전차에 구비된 하나 이상의 산기구(33)와, 상기 구동부의 회전력을 상기 이중원추형 회전차에 전달하고 상기 원추형 회전차의 공기수용부에 공기를 공급하는 중공 회전축(20)과, 상기 중공 회전축의 내부공간을 통하여 공기를 공급하는 공기공급관(5)을 포함하여 이루어진 것이다.

이 실시예는 구동부에서 발생되는 회전력을 상기 원추형 회전차에 전달하는 회전축을 그 내부가 비어있는 중공축으로 구성함으로써, 상기 중공 회전축을 통하여 상기 공기수용부와 상기 공기공급관이 서로 연통되고 회전축이 공기공급 유로의 기능을 병행하는 구성이다. 따라서 하나의 중공 회전축에 의하여 동력과 공기전달을 함께 하므로 장치의 설치와 유지보수를 위한 인양과 조립이 보다 간편하고 용이하게 된다.

이 실시예에서는 이중원추형 회전차의 하부측에 구성된 산기구(33)를 예시하였으나 이에 국한되지 않고, 상기 이중회전차의 상부면에서 산기구를 구성하거나 또는 상부면과 하부면에 복수개의 산기구를 구성할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 포기 및 교반장치의 제5 실시예에 관한 개념도이다.

이 실시예는 구동부(1)와, 원추형 몸체에 하나 이상의 깃(31)이 마련되어 구성된 원추형 회전차(3)와, 상기 원추형 회전차의 측면에 일종의 공기수용부로서, 산기구를 구비하는 산기관(7)과, 상기 산기관에 공기를 공급하는 공기공급관(5)을 포함하여 구성된 포기 및 교반장치를 나타낸다.

공기공급관을 통하여 압송된 공기가 산기관을 통하여 기포로 분출되고 원추형 회전차에 의하여 생성되는 방사형 수류에 의하여 기포가 측면으로 이동하고 더욱 미세한 기포로 분산되면서 포기와 교반이 이루어지는 구성이다.

이와 같은 구성의 포기 및 교반장치는 원추형 회전차에 국한되지 않고, 이중원추형 몸체에 하나 이상의 깃이 마련되어 구성된 이중원추형 회전차의 일측에 산기관을 설치하여 구성함으로써 한 개의 회전차에 의하여 2개의 순환수류가 형성되고 대용량의 반응조와 수심이 깊은 반응조에서도 효율적인 포기 및 교반이 가능한 장치를 실현할 수도 있다.

여기서 상기 원추형 회전차와 상기 이중원추형 회전차에는 수밀한 구조의 빈 공간 또는 발포합성수지 등과 같은 부력수단(35)을 구비하여 수중에서 부력이 작용되도록 함으로써 장치의 작동하중을 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 산기관을 원형의 유공관으로 구성할 수 있으며, 또는 그 단면이 유선형, 판형, 시거형, 접시형 등과 같이 수류저항이 적은 형태가 되도록 구성함으로써 상기 회전차에 의하여 발생되는 수류저항이 감소되어 상기 산기관에 의한 교반력의 감쇄가 방지되고 포기효율이 개선될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 범위는 상기 유선형, 판형, 시거형, 접시형 등에 국한되지 않으며, 수류저항을 줄일 수 있는 모든 단면의 형태는 본 발명의 범위에 포함된다.

상기 도 1 내지 도 6에 따른 산기구가 구비된 회전차의 일측에도 산기관을 더 설치하여 포기용량을 증대시킬 수 있으며, 이러한 변형 실시예 또한 본 발명의 범위에 포함된다.

도 8은 본 발명에 따른 포기 및 교반장치의 제6 실시예에 관한 개념도이다.

이 실시예는 본 발명에 따른 포기 및 교반장치에 교반용 원추형 회전차(3a)를 하나 이상 더 설치하여 교반력을 증대시킨 것이다.

포기장치의 경우 깊은 수심에서 산기가 이루어질수록 산소이전율이 증대되므로 산기를 위한 회전차(3)를 반응조의 바닥에 근접 설치하는 것이 유리하다. 그러나 수심이 깊은 심층반응조의 경우 상층부까지 교반력이 충분히 전달되지 못할 수도 있으므로 교반용의 회전차(3a) 또는 이중원추형의 회전차를 추가 설치하여 교반력을 크게 할 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 포기 및 교반장치 제7 실시예에 관한 개념도이다.

이 실시예는 수중형 구동부(1)에 단축인 회전축(2)으로 구성된 포기 및 교반장치를 예시한 것이다. 인양과 설치를 위한 가이드 파이프(8) 및 가이드 파이프 겸용 공기공급관(5)과 브라켓(9), 상기 공기공급관과 공기수용부로서 산기관(7)이 연 결 또는 분리되도록 하는 탈착장치(10)가 구비된다. 따라서 구동부(1)와 회전축(2), 회전차(3) 및 산기관(7)을 세트로서 모듈화할 수 있게 되어, 장치의 수중설치와 분리를 위한 작업이 용이해지게 된다. 또 장치의 안착을 위하여 중량물인 케이싱을 구성하거나 별도의 콘크리트 구조물 등과 같은 중량물을 부착할 필요가 없게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 포기 및 교반장치들은 다른 실시예에서도 도 9에 보인 실시예와 같이 수중형 구동부와 회전축을 단축으로 하여 침지형으로 구성할 수 있다.

상기 도 1 내지 도 8에 따른 실시예들에서도 이 실시예에서와 같이 수중형 구동부를 적용하거나, 단축으로 구성하거나, 또는 가이드 파이프와 브라켓을 구성할 수 있으며 이 또한 본 발명의 범위에 포함됨을 명확히 해둔다.

도1은 본 발명에 따른 포기 및 교반장치 제1실시예의 개념도,

도2는 본 발명에 따른 제1실시예의 포기 및 교반장치에 구비되는 원추형 회전차의 다양한 실시예에 관한 단면도,

도3은 본 발명에 따른 포기 및 교반장치 제2실시예의 개념도,

도4는 본 발명에 따른 제2실시예의 포기 및 교반장치에 구비되는 이중원추형 회전차의 다양한 실시예에 관한 단면도,

도5는 본 발명에 따른 포기 및 교반장치 제3실시예의 개념도,

도6은 본 발명에 따른 포기 및 교반장치 제4실시예의 개념도,

도7은 본 발명에 따른 포기 및 교반장치 제5실시예의 개념도,

도8은 본 발명에 따른 포기 및 교반장치 제6실시예의 개념도,

도9는 본 발명에 따른 포기 및 교반장치 제7실시예의 개념도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1 : 구동부 2 : 회전축

3,3a : 원추형 회전차 5 : 공기공급관

6 :공기조절밸브 7 : 산기관

8 : 가이드 파이프 9 : 브라켓

10 : 탈착장치 20 : 중공 회전축

30 : 이중원추형 회전차 31 : 깃

32 : 공기수용부 33 : 산기구

34 : 슬릿형 산기구

Claims (17)

1. 원추형 몸체로 이루어진 원추형 회전차(3)와, 이 회전차(3)를 회전시키기 위한 구동부(1)와, 상기 구동부(1)의 회전력을 상기 회전차(3)에 전달하기 위한 회전축(2)을 구비하는 포기 및 교반장치에 있어서,

   상기 원추형 회전차(3)의 원추면 위로 돌출되어 있는 하나 이상의 깃(31)을 구비하되, 상기 하나 이상의 깃(31)은 회전차의 중심부쪽에서 원주쪽으로 연장되도록 형성되어 있으며, 원주쪽에서의 상기 깃(31)의 단부가 중심부쪽에서의 단부보다 회전방향에 대해 후류에 오도록 반경방향에 대해 기울어져 형성되어 있어서 방사형 수류를 발생시킬 수 있도록 되어 있고,

   상기 회전차(3)의 내부 또는 외부에 구비되어 상기 회전차(3)의 회전으로 토출되는 수류에 공기를 분산하여 배출시킬 수 있는 공기수용부를 구비하고,

   상기 공기수용부에 공기를 공급하는 공기공급관(5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포기 및 교반장치.
2. 원추형 몸체로 이루어진 원추형 회전차(3)와, 이 회전차(3)를 회전시키기 위한 구동부(1)와, 상기 구동부(1)의 회전력을 상기 회전차(3)에 전달하기 위한 회전축을 구비하는 포기 및 교반장치에 있어서,

   상기 원추형 회전차(3)의 원추면 위로 돌출되어 있는 하나 이상의 깃(31)을 구비하되, 상기 하나 이상의 깃(31)은 회전차의 중심부쪽에서 원주쪽으로 연장되도록 형성되어 있으며, 원주쪽에서의 상기 깃(31)의 단부가 중심부쪽에서의 단부보다 회전방향에 대해 후류에 오도록 반경방향에 대해 기울어져 형성되어 있어서 방사형 수류를 발생시킬 수 있도록 되어 있고,

   상기 회전차(3)의 내부 또는 외부에 구비되어 상기 회전차(3)의 회전으로 토출되는 수류에 공기를 분산하여 배출시킬 수 있는 공기수용부, 및 상기 공기수용부에 공기를 공급하는 공기공급관(5)을 구비하되,

   상기 회전축은 중공으로 되어 있고, 상기 공기공급관(5)이 중공으로 된 회전축(20)을 통해 상기 공기수용부로 공기를 공급할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 포기 및 교반장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 원추형 회전차(3)에는 공기를 배출하는 하나 이상의 산기구(33,34)가 구비된 것을 특징으로 하는 포기 및 교반장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 산기구(33)는 깃(31)의 후면에 형성되는 것을 특징으로 하는 포기 및 교반장치.
5. 내부에 공기를 수용할 수 있는 공기수용부가 구비된 이중원추형 몸체로 이루어진 이중원추형 회전차(30)와,

   상기 이중원추형 회전차(30)의 원추면 위로 돌출되어 있고 회전차의 중심부쪽에서 원주쪽으로 연장되도록 형성되어 있으며, 원주쪽에서의 깃(31)의 단부가 중심부쪽에서의 단부보다 회전방향에 대해 후류에 오도록 반경방향에 대해 기울어져 형성되어 있어서 방사형 수류를 발생시키도록 된 하나 이상의 깃(31),

   상기 회전차(30)를 회전시키기 위한 회전축(2) 및 구동부(1)와,

   상기 이중원추형 회전차(30)에 구비된 하나 이상의 산기구(33,34)와,

   상기 이중원추형 회전차(30)의 공기수용부에 공기를 공급하는 공기공급관(5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포기 및 교반장치.
6. 내부에 공기를 수용할 수 있는 공기수용부가 구비된 이중원추형 몸체로 이루어진 이중원추형 회전차(30)와,

   상기 이중원추형 회전차(30)의 원추면 위로 돌출되어 있고 회전차의 중심부쪽에서 원주쪽으로 연장되도록 형성되어 있으며, 원주쪽에서의 깃(31)의 단부가 중심부쪽에서의 단부보다 회전방향에 대해 후류에 오도록 반경방향에 대해 기울어져 형성되어 있어서 방사형 수류를 발생시키도록 된 하나 이상의 깃(31),

   상기 이중원추형 회전차(30)를 회전시키기 위한 구동부(1)와,

   상기 이중원추형 회전차(30)에 구비된 하나 이상의 산기구와,

   상기 구동부의 회전력을 상기 이중원추형 회전차(30)에 전달하고 상기 이중원추형 회전차(30)의 공기수용부에 공기를 공급하는 중공 회전축(20)과,

   상기 중공 회전축(20)의 내부공간에 공기를 공급하는 공기공급관(5);을 포함하는 것을 특징으로 하는 포기 및 교반장치.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 산기구(34)는 슬릿형인 것을 특징으로 하는 포기 및 교반장치.
8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 산기구(33)는 깃(31)의 후면에 구성되는 것을 특징으로 하는 포기 및 교반장치.
9. 제1항, 제2항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포기 및 교반장치는 상기 회전차의 외부에 구비되는 산기관(7)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포기 및 교반장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 산기관(7)은 그 단면이 수류저항이 작은 유선형, 시거형, 접시형 중에서 선택된 형태인 것을 특징으로 하는 포기 및 교반장치.
11. 원추형 몸체로 이루어진 원추형 회전차(3)와, 이 원추형 회전차(3)를 회전시키기 위한 구동부(1)를 구비하는 포기 및 교반장치에 있어서,

    상기 원추형 회전차(3)의 원추면 위로 돌출되어 있는 하나 이상의 깃(31)을 구비하되, 상기 하나 이상의 깃(31)은 회전차의 중심부쪽에서 원주쪽으로 연장되도록 형성되어 있으며, 원주쪽에서의 상기 깃(31)의 단부가 중심부쪽에서의 단부보다 회전방향에 대해 후류에 오도록 반경방향에 대해 기울어져 형성되어 있어서 방사형 수류를 발생시킬 수 있도록 되어 있고,

    상기 원추형 회전차(3)의 측부에 설치된 산기관(7)을 구비하며,

    상기 산기관(7)에 공기를 공급하는 공기공급관(5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포기 및 교반장치.
12. 내부에 공기를 수용할 수 있는 공기수용부가 구비된 이중원추형 몸체로 이루어진 이중원추형 회전차(30)와,

    상기 이중원추형 회전차(30)의 원추면 위로 돌출되어 있고 회전차의 중심부쪽에서 원주쪽으로 연장되도록 형성되어 있으며, 원주쪽에서의 깃(31)의 단부가 중심부쪽에서의 단부보다 회전방향에 대해 후류에 오도록 반경방향에 대해 기울어져 형성되어 있어서 방사형 수류를 발생시키도록 된 하나 이상의 깃(31),

    상기 이중원추형 회전차를 회전시키기 위한 구동부(1)와,

    상기 이중원추형 회전차(30)의 측부에 설치된 산기관(7)과,

    상기 산기관(7)에 공기를 공급하는 공기공급관(5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포기 및 교반장치.
13. 제1항, 제2항, 제5항, 제6항, 제11항 및 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포기 및 교반장치는 원추형 몸체에 하나 이상의 깃(31)이 마련되어 구성된 원추형 회전차(3)와 이중원추형 몸체에 하나 이상의 깃(31)이 마련되어 구성된 이중원추형 회전차(30) 중에서 적어도 하나 이상 선택된 회전차를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포기 및 교반장치.
14. 제1항, 제2항, 제5항, 제6항, 제11항 및 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포기 및 교반장치는 상기 회전차에 수중에서 부력이 작용되도록 하는 부력수단(35)이 구비된 것을 특징으로 하는 포기 및 교반장치.
15. 제1항, 제2항, 제5항, 제6항, 제11항 및 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포기 및 교반장치는 인양용 가이드 파이프(8)와 가이드 브라켓(9)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포기 및 교반장치
16. 제1항, 제2항, 제5항, 제6항, 제11항 및 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포기 및 교반장치는 공기조절밸브를 더 포함하며, 상기 공기조절밸브는, 상기 공기공급관(5)에 설치되어 공기를 공급하거나 중지하여 포기와 비포기 교반이 반복되는 간헐포기가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 포기 및 교반장치.
17. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 산기관(7)은 그 단면이 수류저항이 작은 유선형, 시거형, 접시형 중에서 선택된 형태인 것을 특징으로 하는 포기 및 교반장치.

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