KR101168723B1 - 약품분산형 인라인 혼합장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수나 또는 산업폐수에 약품(응집제)을 투입 및 혼합하여 정화 처리하기 위한 약품분산형 인라인 혼합장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 주요 구성은 구동력을 제공하는 모터와; 상기 모터가 결합 설치되고 내부공간으로 약품이 공급되는 주입관이 연결 설치된 주입챔버와; 상기 주입챔버가 결합 설치되는 한편 하수가 이송되는 이송배관에 결합 설치된 혼합관과; 상기 주입챔버에 끼워져 모터의 구동축에 장착되고 주입챔버 안에 위치하도록 주입공이 형성된 한편 혼합관 안에 위치하도록 분사공과 혼합임펠러가 형성된 중공샤프트;를 포함하여 이루어진다.

하수, 폐수, 약품, 혼합, 임펠러, 중공샤프트

Description

약품분산형 인라인 혼합장치{Loose inline mixing devices, chemicals minutes}

본 발명은 하수나 또는 산업폐수에 약품(응집제)을 투입 및 혼합하여 정화 처리하기 위한 약품 혼합장치에 관한 기술로서, 보다 구체적으로 설명하면 모터의 구동으로 회전하는 중공샤프트를 통하여 하수나 또는 산업폐수가 이송되는 혼합관에 약품을 분산 투입하고, 이와 더불어 중공샤프트의 회전으로 임펠러가 고속 회전하여 약품을 혼합함으로써, 약품이 균일하게 분산 혼합되어 반응효율을 향상시키는 한편 약품이 정량 투입되므로 과다한 사용을 방지하여 사용량을 절감하고, 특히 약품의 투입과 혼합과정을 동시에 복합적으로 수행함에 따라 협소한 공간에서도 설치가 가능할 뿐만 아니라 유지관리가 간편하게 이루어지는 약품분산형 인라인 혼합장치에 관한 것이다.

일반적으로 하수처리장 또는 폐수처리장의 목적은 오염된 물을 정수하여 수질을 높이는 것으로서, 오염된 물을 정수하는 방법은 물에 함유된 고형물질을 물로부터 분리 제거하는 것이며, 정수과정은 하수 또는 폐수에 약품(응집제)을 혼합하 여 반응시킨 다음, 응집과정 및 여과과정을 거친 후 정수된 물은 방류되고, 여기서 침전된 슬러지(sludge)는 탈수과정을 거친 후, 쓰레기 매립장에서 매립되거나 또는 소각장에서 소각처리 된다.

침전된 슬러지는 보통 95~98%의 수분을 함유하고 있으므로 수분을 최대한 분리 제거한 다음, 매립장이나 소각장에서 매립 또는 소각 처리하며, 통상 슬러지에서 수분을 분리 제거하기 위하여 사용되는 슬러지 탈수기는 벨트 프레스, 필터 프레스, 원심 분리기 및 진공 여과기 등이 적용되고 있다.

종래 하수처리장 또는 폐수처리장에서 하수나 폐수에 약품(응집제)을 투입하는 방법은 디퍼(Dipper)식, 정량펌프식, 유량투입식 등으로 반응조(혼화조)의 수표면에 약품을 투입하여 물과 약품이 효율적으로 혼합되어 후속공정이 원활하게 진행될 수 있도록 기계적 혼화방식을 채택하고 있다.

그러나, 종래의 약품 투입방식은 별도의 반응조(혼화조)가 필요하므로 설치공간과 시설비가 과다하게 소요되고, 하수 또는 폐수와 약품의 혼화효율이 극도로 낮아져 약품과 관리비가 증가하는 한편 중화 또는 응집반응이 효율적이지 못하여 약품을 추가적으로 투입해야 하는 등 전반적으로 문제점이 있었다.

따라서, 최근에는 침전조와 반응조 사이에 연결 설치된 이송배관에 약품을 정량으로 펌핑하여 투여하는 약품 분사파이프와, 투여된 약품과 폐수를 혼합 교반하는 교반날개를 각각 설치함으로써, 약품을 일정한 양으로 정량 투입하고, 약품과 폐수의 중화 또는 응집반응이 안정적이고 고효율적으로 실시되는 선행기술로서, 등록실용신안 제20-0439471호(약품 자동투입 및 혼화장치)가 제안된 바 있다.

상기의 선행기술은 침전조와 반응조 사이에 연결 설치된 이송배관에 펌프로부터 펌핑된 약품을 다단으로 분사하도록 일방향 노즐을 갖는 약품 분사파이프가 설치되고, 상기 약품 분사파이프의 후측 이송배관에 모터의 구동력으로 회전하여 약품을 골고루 혼합하는 교반날개가 설치됨으로써, 침전조에서 반응조로 폐수가 이송되는 이송배관 안에 약품을 정량 분사하여 투입한 후, 교반날개가 회전하여 폐수와 약품을 골고루 혼합함에 따라 폐수의 중화 또는 응집반응이 안정적이고 고효율적으로 실시된다.

그러나, 상기의 선행기술은 침전조에서 반응조로 폐수가 이송되는 이송배관 안에 약품을 정량 분사하여 투입하는 약품 분사파이프와, 모터의 구동력으로 회전하여 약품을 골고루 혼합하는 교반날개가 각각 별도로 설치됨에 따라 설치공간이 넓게 필요하므로 협소한 공간에서는 설치가 어렵고, 작업시간이 오래 걸리는 한편 설치비가 과다하게 소요되는 실정이다.

본 발명은 종래 약품 자동투입 및 혼화장치의 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 하수 또는 폐수에 약품(응집제)이 균일하게 분산 혼합되어 반응효율을 향상시키는 한편 약품이 정량 투입되므로 과다한 사용을 방지하고, 특히 약품의 투입과 혼합과정이 동시에 복합적으로 수행됨에 따라 협소한 공간에서도 설치가 가능할 뿐만 아니라 유지관리가 간편하도록 모터의 구동으로 회전하는 중공샤프트를 통하여 하수나 또는 산업폐수가 이송되는 혼합관에 약품을 분산 투입하고, 이와 더불어 중공샤프트의 회전으로 임펠러가 고속 회전하여 약품을 골고루 혼합하는 약품분산형 인라인 혼합장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,

구동력을 제공하는 모터와; 상기 모터가 결합 설치되고 내부공간으로 약품이 공급되는 주입관이 연결 설치된 주입챔버와; 상기 주입챔버가 결합 설치되는 한편 하수가 이송되는 이송배관에 결합 설치된 혼합관과; 상기 주입챔버에 끼워져 모터의 구동축에 장착되고 주입챔버 안에 위치하도록 주입공이 형성된 한편 혼합관 안에 위치하도록 분사공과 혼합임펠러가 형성된 중공샤프트;를 포함하여 이루어진다.

한편 본 발명의 바람직한 실시예로서, 주입챔버에서 주입관이 위치한 내부공간에 펌핑실을 형성하고, 상기 펌핑실 안에 위치하도록 중공샤프트에 흡입임펠러를 설치하여 약품을 흡입 펌핑하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 모터의 구동으로 회전하는 중공샤프트를 통하여 하수나 또는 산업폐수가 이송되는 혼합관에 약품을 분산 투입하고, 이와 더불어 중공샤프트의 회전으로 임펠러가 고속 회전하여 약품을 혼합함으로써, 약품이 균일하게 분산 혼합되어 반응효율을 향상시키는 한편 약품이 정량 투입되므로 과다한 사용을 방지하여 사용량을 절감하는 효과를 제공하는 것이다.

특히, 본 발명의 실시예는 약품의 투입과 혼합과정이 동시에 복합적으로 수행됨에 따라 협소한 공간에서도 설치가 가능할 뿐만 아니라 유지관리가 간편하게 이루어지는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 구성을 도면에 도시한 도 1 내지 도 7을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선 본 발명의 실시예에서 주된 요지는 모터의 구동으로 회전하는 중공샤프트를 통하여 약품을 분산 투입하고, 이와 더불어 중공샤프트의 회전으로 임펠러가 고속 회전하여 약품을 혼합하므로 하수 또는 폐수에 약품이 균일하게 분산 혼합되어 반응효율을 향상시키는 한편 약품의 투입과 혼합과정이 동시에 복합적으로 수행됨에 따라 협소한 공간에서도 설치가 가능할 뿐만 아니라 유지관리가 간편하게 이 루어지는 인라인 혼합장치를 제공하고자 하는 것이다.

다음으로 본 발명의 실시예에 따른 약품분산형 인라인 혼합장치의 주요 구성을 살펴보면, 구동력을 제공하는 모터(10)와; 상기 모터(10)가 결합 설치되고 내부공간으로 약품이 공급되는 주입관(21)이 연결 설치된 주입챔버(20)와; 상기 주입챔버(20)가 결합 설치되는 한편 하수가 이송되는 이송배관(31)에 결합 설치된 혼합관(30)과; 상기 주입챔버(20)에 끼워져 모터(10)의 구동축에 장착되고 주입챔버(20) 안에 위치하도록 주입공(41)이 형성된 한편 혼합관(30) 안에 위치하도록 분사공(42)과 혼합임펠러(43)가 형성된 중공샤프트(40);를 포함하여 이루어진다.

또한 본 발명의 실시예로서, 주입챔버(20)에서 주입관(21)이 위치한 내부공간에 펌핑실(22)을 형성하고, 상기 펌핑실(22) 안에 위치하도록 중공샤프트(40)에 흡입임펠러(50)를 설치하여 약품을 흡입 펌핑하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예는 침전조에서 반응조로 하수 또는 폐수가 이송되는 이송배관(31)의 경로에 혼합관(30)이 결합 설치되고, 상기 혼합관(30)에 주입챔버(20)가 결합 설치되는 한편 상기 주입챔버(20)에 구동력을 제공하는 모터(10)가 부착되며, 상기 모터(10)의 구동으로 회전하는 중공샤프트(40)가 주입챔버(20)에 끼워져 혼합관(30) 안에 내장 설치된다.

상기의 주요 구성에서 혼합관(30)은 침전조에서 반응조로 이송되는 하수 또는 폐수와 약품(응집제)이 혼화되는 공간으로서, 하수 또는 폐수가 이송되는 이송 배관(31)의 경로에 상하부 플랜지로 결합 설치된다.

혼합관(30)은 가능한 "Ｔ"형 관으로 형성됨이 바람직하고, 이송배관(31)의 직경과 동일하거나 또는 이송배관(31)의 직경보다 크게 구성됨이 바람직하며, 이송배관(31)의 재질과 동일하거나 또는 내식성과 내구성을 높이고자 스테인리스강(stainless steel)으로 제작함이 이상적이다.

상기 "Ｔ"형 혼합관(30)의 측면에 플랜지로 주입챔버(20)가 결합 설치되며, 상기 주입챔버(20)는 외주면에 주입관(21)이 연결 설치되어 약품(응집제)이 내부공간으로 주입되고, 상기 주입관(21)을 통하여 주입챔버(20)로 공급되는 약품은 정량펌프를 통해 일정량의 약품이 균일한 압력으로 펌핑 공급된다.

따라서, 정량펌프를 통하여 펌핑되는 일정량의 약품이 혼합관(30)에 결합 설치된 주입챔버(20)의 내부공간에 균일한 압력으로 펌핑 공급되고, 상기 주입챔버(20)는 내식성과 내구성을 높이고자 스테인리스강(stainless steel)으로 제작함이 바람직하다.

한편 주입챔버(20)에서 혼합관(30)이 위치한 대향쪽에 전원 공급으로 구동력을 제공하는 모터(10)가 플랜지로 결합 설치되며, 여기서 모터(10)는 2500~3500rpm 이상이고 정역 회전이 가능한 제품을 적용한다.

또한 본 발명의 실시예에서 하수 또는 폐수가 이송배관(31)을 통하여 경유하는 혼합관(30) 안에 약품을 투여하는 한편 하수 또는 폐수와 약품을 골고루 혼화하는 기능의 중공샤프트(40)는 혼합관(30)과 주입챔버(20)에 끼워져 모터(10)의 구동축에 연결 장착된다.

상기에서 중공샤프트(40)는 도면에서 도 4와 같이 중심에 구멍이 형성된 샤프트(shaft)로서, 한쪽 단부가 모터(10)의 구동축에 장착되어 구동력을 전달받아 회전하고, 주입챔버(20)의 내부공간 안에 위치하도록 외주연에 주입공(41)이 관통 형성되며, 혼합관(30)의 내부공간 안에 위치하도록 외주연에 분사공(42)이 관통 형성되는 한편 외주연에 혼합임펠러(43)가 형성된다.

중공샤프트(40)에서 주입챔버(20)의 내부공간과 혼합관(30)의 내부공간 안에 위치하도록 형성된 주입공(41)과 분사공(42)은 각각 중심의 구멍과 관통되고, 길쭉한 장공으로 형성됨이 바람직하며, 혼합임펠러(43)는 혼합관(30) 안에 투여된 약품과 하수 또는 폐수를 골고루 혼화하는 기능으로서, 혼합관(30) 안에 위치한 중공샤프트(40)의 외주연에 방사상으로 형성된다.

본 발명의 실시예에서 중공샤프트(40)는 모터(10)의 구동축에 결합되어 구동력을 전달받아 회전하고, 주입챔버(20)에 베어링으로 결합되어 회전가능케 설치되며, 주입챔버(20)는 주입관(21)을 통하여 내부공간으로 공급된 약품이 외부로 누출되지 않도록 밀폐된 상태로 설치됨이 바람직하다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 작동과정을 설명하면, 우선 하수 또는 폐수가 이송배관(31)과 혼합관(30)을 경유하여 반응조로 이송되고, 이상태에서 정량펌프를 통해 펌핑된 일정량의 약품이 주입관(21)을 통하여 주입챔버(20)의 내부공간으로 공급되며, 이와 더불어 모터(10)가 구동하여 중공샤프트(40)가 회전함에 따라 혼합관(30) 안에서 혼합임펠러(43)가 회전하게 된다.

상기에서 주입관(21)을 통하여 주입챔버(20)의 내부공간으로 공급된 약품은 고속 회전하는 중공샤프트(40)의 주입공(41)으로 유입된 다음, 중심의 구멍을 통해 혼합관(30) 안에 위치한 분사공(42)으로 균일하게 분산 투여되고, 혼합관(30) 안에서 중공샤프트(40)의 고속 회전으로 혼합임펠러(43)가 회전하여 투여된 약품과 하수 또는 폐수를 골고루 혼화하게 된다.

즉, 도면에서 도 2 내지 도 5와 같이 정량펌프를 통해 펌핑된 일정량의 약품이 주입관(21)을 통하여 주입챔버(20)의 내부공간으로 공급되고, 주입챔버(20)에서 중공샤프트(40)의 주입공(41)과 중심의 구멍을 통하여 혼합관(30) 안에 위치한 분사공(42)으로 약품이 투여되며, 혼합관(30) 안에서 혼합임펠러(43)가 고속 회전하여 약품과 하수 또는 폐수를 골고루 혼화하는 것이다.

따라서, 본 발명의 실시예는 약품을 투입하는 약품 분사파이프와, 약품을 골고루 혼합하는 교반날개가 각각 별도로 설치된 기존의 선행기술과 달리, 약품을 혼화하는 혼합임펠러(43)가 설치된 중공샤프트(40)를 통하여 약품을 투여하므로 약품의 투입과 혼합과정이 동시에 복합적으로 수행됨에 따라 협소한 공간에서도 설치가 가능할 뿐만 아니라 유지관리가 간편하게 이루어지는 것이다.

한편 본 발명의 실시예는 도면에서 도 6 및 도 7과 같이, 주입챔버(20)에서 주입관(21)이 위치한 내부공간에 펌핑실(22)을 형성하고, 상기 펌핑실(22) 안에 위치하도록 중공샤프트(40)에 흡입임펠러(50)를 설치하여 약품을 흡입 펌핑하도록 구성할 수 있다.

상기에서 주입챔버(20)의 내부공간에 형성되는 펌핑실(22)은 흡입임펠러(50) 의 형상과 약품의 흡입량에 따라 형상과 크기를 달리하여 구성할 수 있으며, 흡입임펠러(50)는 중공샤프트(40)의 외주연에 방사상으로 형성되어 펌핑실(22) 안에 위치한다.

따라서, 상기의 실시예는 주입챔버(20)에 펌핑실(22)을 구성하고, 중공샤프트(40)에 흡입임펠러(50)를 설치하여 주입관(21)을 통해 약품을 일정량 흡입 펌핑하므로 주입관(21)으로 약품을 정량 펌핑하는 정량펌프가 필요 없게 된다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명 하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 설치상태 정면도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 작동상태를 나타낸 정단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 작동상태를 나타낸 평단면도.

도 4는 본 발명의 실시예에서 중공샤프트의 설치상태를 나타낸 정면도.

도 5는 본 발명의 실시예에서 혼합임펠러의 작동상태를 나타낸 측단면도.

도 6은 본 발명에서 다른 실시예의 작동상태를 나타낸 정단면도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에서 흡입임펠러의 작동상태를 나타낸 측단면도.

{도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명}

10: 모터 20: 주입챔버

21: 주입관 22: 펌핑실

30: 혼합관 31: 이송배관

40: 중공샤프트 41: 주입공

42: 분사공 43: 혼합임펠러

50: 흡입임펠러

Claims (5)

1. 삭제
2. 구동력을 제공하는 모터(10)와,

   상기 모터(10)가 결합 설치되고 내부공간으로 약품이 공급되는 주입관(21)이 연결 설치된 주입챔버(20)와,

   상기 주입챔버(20)가 결합 설치되는 한편 하수가 이송되는 이송배관(31)에 결합 설치된 혼합관(30)과,

   상기 주입챔버(20)에 끼워져 모터(10)의 구동축에 장착되고 주입챔버(20) 안에 위치하도록 주입공(41)이 형성된 한편 혼합관(30) 안에 위치하도록 분사공(42)과 혼합임펠러(43)가 방사상으로 형성된 중공샤프트(40)를 구비하며,

   상기 중공샤프트(40)에 형성된 주입공(41)과 분사공(42)은 각각 중심의 구멍과 관통되고, 길쭉한 장공으로 형성되며,

   상기 주입챔버(20)에서 주입관(21)이 위치한 내부공간에 펌핑실(22)을 형성하고, 상기 펌핑실(22) 안에 위치하도록 중공샤프트(40)에 흡입임펠러(50)를 설치하여 약품을 흡입 펌핑하는 것을 특징으로 하는 약품분산형 인라인 혼합장치.
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