KR101535571B1 - 케미컬믹서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일측에 물유입라인이 형성되며 직경이 좁아드는 가압부; 상기 가압부와 연통하며 케미컬주입라인과 연통하는 직관형상의 케미컬주입부; 상기 케미컬주입부와 연통하며 직경이 커지는 감압부; 상기 감압부와 연통하며 내주연에는 중심방향으로 돌출되는 복수의 와류형성날개로 형성된 와류형성유닛이 길이방향으로 복수로 구성되며 일측에 물과 케미컬의 혼합유체가 배출되는 배출라인이 형성되는 믹서부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 케미컬믹서에 관한 것이다.

Description

케미컬믹서{Chemical mixer}

본 발명은 에너지사용량을 줄이면서 용존율을 향상시켜 정확한 케미컬이 하수, 정수처리공정 등에 투입되도록 하고 공정에 잔존되는 케미컬을 줄여 친환경적인 케미컬믹서에 관한 것이다.

정수처리장, 하수처리장, 폐수처리장 등 수처리공정에서 다양한 케미컬이 사용되고 있다.

일반적으로 이러한 공정에 케미컬을 사용하는 경우 교반기를 이용하거나 배관타입의 나인믹서를 사용하여 케미컬을 원수에 혼합하여 사용하고 있다. 그러나 케미컬의 반응시간과 믹서의 설계가 완벽하지 못할시에는 케미컬의 설계량보다 많은 량이 소모되어 비용문제를 야기하고 많은 량의 케미컬의 사용으로 용존되지 못해 반응에서 제외된 케미컬은 잔존하여 2차오염을 유발하는 문제가 발생한다.

예로 대한민국 특허등록 제0598680호에서는 원수가 유입되어 응집제나 응집보조제 등 약품의 혼화 및 응집을 위한 배관연결형 약품혼합기를 통과한 후, 밀폐형 응집반응탱크를 거쳐 응집반응이 이루어지며, 섬유 다발을 여재로 하는 섬유상 정밀여과기를 통해 응집된 원수중에서 오염물질을 제거하여 정수를 생산하도록 된 것을 특징으로 하는 배관연결형 약품혼합기와 공극제어형 섬유상 정밀여과기를 이용한 정수처리장치를 제시하면서 약품혼합기의 구조를 발명의 상세한 설명 등에서 제시하고 있다.

그러나 상기 기술은 단순히 약품혼합기에 와류가 형성되도록 하여 원수와 약품의 혼합을 유도하고 있으나, 이러한 구조만으로 충분한 용존율을 기대할 수 없는 문제가 있다.

대한민국 특허등록 제0598680호

본 발명은 물과 케미컬의 용존율을 높여 정확한 케미컬의 사용량을 보장할 수 있는 케미컬믹서를 제공하고자 함이다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명인 케미컬믹서는, 일측에 물유입라인이 형성되며 직경이 좁아드는 가압부; 상기 가압부와 연통하며 케미컬주입라인과 연통하는 직관형상의 케미컬주입부; 상기 케미컬주입부와 연통하며 직경이 커지는 감압부; 상기 감압부와 연통하며 내주연에는 중심방향으로 돌출되는 복수의 와류형성날개로 형성된 와류형성유닛이 길이방향으로 복수로 구성되며 일측에 물과 케미컬의 혼합유체가 배출되는 배출라인이 형성되는 믹서부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 케미컬주입부 및 상기 감압부에는 각각 내주연에 동일방향으로 경사구배가 형성되어 와류가 형성되도록 하는 와류형성가이드가 복수로 구성됨을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 케미컬주입부에는 와류형성가이드 사이에 상기 와류형성가이드와 동일 경사구배로 타공된 케미컬주입공이 형성되어 상기 케미컬주입공이 상기 케미컬주입라인과 연통하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 케미컬주입부에는 그 외주연을 감싸며 내부에 상기 케미컬주입라인으로부터 유입된 케미컬이 저장되는 저장챔버가 형성되며, 상기 케미컬주입부에는 둘레방향으로 상기 케미컬주입공이 복수로 형성되어 다방향에서 케미컬이 상기 케미컬주입부 내부로 와류를 형성하며 유입되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 각각 와류형성날개는 동일방향으로 틀어지도록 구성되어 믹서부로 유입된 물과 케미컬이 동일방향의 와류가 형성되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 각각 와류형성유닛에는 중심방향으로 돌출되는 복수의 와류형성날개의 각각 끝단에 의해 형성되는 유도공간이 형성되되, 각각 와류형성유닛의 유도공간은 지그재그로 배치되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 각각 와류형성날개에는 물과 케미컬이 접하는 면의 일부에 경사면을 형성하는 요홈형태로 전단유도홈이 형성되되, 와류형성유닛의 복수의 와류형성날개에는 각각 전단유도홈이 교번되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 케미컬주입라인에는 주입량측정수단이 장착되어 케미컬주입부로 유입된 케미컬의 주입량이 측정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 케미컬믹서는 별도의 동력원 없이 케미컬이 혼합되도록 하면서 케미컬의 용존효율을 높일 수 있어 정수처리, 하수처리 등에 사용되는 케미컬의 사용량을 줄일 수 있으며 잔존 케미컬을 제어하여 친환경적인 수처리가 가능토록 하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 기본 예를 나타내는 측단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 구성인 믹서부를 나타내는 절개사시도이고,
도 3은 믹서부에 있어 와류형성유닛을 나타내는 평면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예를 나타내는 측단면도이고,
도 5는 본 발명의 일 구성인 믹서부의 일 실시 예를 나타내는 개략도이고,
도 6은 본 발명의 일 구성인 와류형성유닛의 일 실시 예를 나타내는 평면도이다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명인 케미컬믹서(1)는 도 1에서 보는 바와 같이 일측에 물유입라인(21)이 형성되며 직경이 좁아드는 가압부(2); 상기 가압부(2)와 연통하며 케미컬주입라인(31)과 연통하는 직관형상의 케미컬주입부(3); 상기 케미컬주입부(3)와 연통하며 직경이 커지는 감압부(4); 상기 감압부(4)와 연통하며 내주연에는 중심방향으로 돌출되는 복수의 와류형성날개(521)로 형성된 와류형성유닛(52)이 길이방향으로 복수로 구성되며 일측에 물과 케미컬의 혼합유체가 배출되는 배출라인(51)이 형성되는 믹서부(5);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉 본 발명의 케미컬믹서(1)는 도면에 도시된 바는 없으나 각종 정수처리장, 하수처리장 등에 장착되어 각종 처리를 위해 각종 케미컬을 원수에 혼합토록 함에 있어 별도의 동력없이 원수(물)에 케미컬이 첨가되도록 함과 동시에 물과 케미컬의 용존율을 높여 케미컬의 과다사용을 방지하면서 반응후 잔존 케미컬을 줄여 친환경적인 장점이 있게 되는 것이다.

상기 가압부(2)는 직경이 좁아드는 관형상으로 일측에 물유입라인(21)과 연결된다. 상기 물유입라인(21)으로 케이컬이 혼합될 원수가 유입되도록 하는 것이며 상기 가압부(2)의 형상에 기해 유입된 물은 유동함에 따라 가압이 되는 것이다.

상기 케미컬주입부(3)는 상기 가압관(2)과 연결되며 직관형상으로 외부의 케미컬주입라인(31)과 연결되는데, 상기 케미컬주입부(3)에는 유입된 물이 통과하면서 부압이 형성되고 이렇게 형성된 부압에 의해 케미컬주입라인(31)을 통해 별도의 동력없이 케미컬이 상기 케미컬주입부(3) 내부로 유입되는 것이다.

또한 본 발명에서는 도 1에서 보는 바와 같이 상기 케미컬주입부(3) 및 상기 감압부(4)에는 각각 내주연에 동일방향으로 경사구배가 형성되어 와류가 형성되도록 하는 와류형성가이드(33)가 복수로 구성됨을 특징으로 한다. 이렇게 와류형성가이드(33)를 구성함으로써 상기 케미컬주입부(3) 및 상기 감압부(4)에서 유동하는 물 및 케미컬에는 와류가 형성되며 이러한 와류에 의해 물에 케미컬의 용존이 더욱 용이하도록 하는 것이다.

이에 더하여 상기 케미컬주입부(3)에는 도 1에서 보는 바와 같이 와류형성가이드(33) 사이에 상기 와류형성가이드(33)와 동일 경사구배로 타공된 케미컬주입공(32)이 형성되어 상기 케미컬주입공(32)이 상기 케미컬주입라인(31)과 연통하도록 하는데, 상기 케미컬주입부(3)로 유입된 물은 우선 와류형성가이드(33)를 타고 와류가 형성되면서 상기 케미컬주입부(3)를 통과하고 이에 따라 형성된 부압에 의해 상기 케미컬주입라인(31) 및 케미컬주입공(32)을 통해 케미컬이 상기 케미컬주입부(3) 내부로 유입되되 상기 케미컬주입공(32)의 타공방향에 의해 내부로 주입되는 케미컬에도 와류가 형성되도록 하는 것이며 이러한 케미컬의 주입은 결국 물과 케미컬의 와류속도를 배가시켜 그 용존율을 더욱 높일 수 있도록 하는 것이다.

또한 본 발명에서는 물에 대한 케미컬의 용존율을 더욱 높이기 위한 실시 예를 도 4에서 제시하고 있다.

본 실시 예에서는 상기 케미컬주입부(3)에는 그 외주연을 감싸며 내부에 상기 케미컬주입라인(31)으로부터 유입된 케미컬이 저장되는 저장챔버(7)가 형성되며, 상기 케미컬주입부(3)에는 둘레방향으로 상기 케미컬주입공(32)이 복수로 형성되어 다방향에서 케미컬이 상기 케미컬주입부(3) 내부로 와류를 형성하며 유입되도록 하는 예를 제시하고 있다.

상기 저장챔버(7)는 케이싱형상으로 상기 케미컬주입부(3)를 감싸는 형상으로 상기 케미컬주입라인(31)과 연결되어 상기 케미컬주입부(3)로 물이 유동하면 부압에 의해 상기 저장챔버(7) 내부로 케미컬이 유입되며 유입된 케미컬은 상기 케미컬주입부(3)의 원주방향으로 복수로 형성된 케미컬주입공(32)으로 다 포인트에서 케미컬이 와류를 형성하면서 케미컬주입부(3) 내부로 유입되도록 함에 따라 물에는 다 포인트에서 케미컬이 혼합되도록 하여 용존률을 배가시키게 되는 것이다.

상기 믹서부(5)는 상기 감압부(4)와 연통하며 직관형상으로 구성되고 끝단에 케미컬이 용존된 물이 배출되도록 하는 배출라인(51)이 형성된다. 특히 상기 믹서부(5)에는 내주연에 중심방향으로 돌출되는 복수의 와류형성날개(521)로 형성된 와류형성유닛(52)이 길이방향으로 복수로 구성되는 바, 물과 케미컬이 통과하는 방향으로 복수의 와류형성유닛(52)이 구성되어 물과 케미컬이 각각의 와류형성날개(521)에 의해 와류가 형성되도록 함과 동시에 물과 케미컬이 미립화 되어 더욱 용존율이 커지도록 하는데 특징이 있다.

이를 위해 각각 와류형성날개(521)는 도 3에서 보는 바와 같이 동일방향으로 틀어지도록 구성되어 믹서부(5)로 유입된 물과 케미컬이 동일방향의 와류가 형성되도록 하여 유동저항은 최소화 하면서 와류 및 미립화에 의해 용존율을 높이도록 하는 것이다.

이러한 복수의 와류형성유닛(52)의 작용을 더욱 상세히 보면 각각의 와류형성날개(521)의 구조에 의해 물과 케미컬은 와류를 형성케 하는데 이러한 유동과정에서 비중이 큰 케미컬은 원심력에 의해 외측으로 밀려서 유동하고, 비중이 작은 물은 내측으로 밀려서 이동하게 된다.

이와 같이 물과 케미컬이 이동하는 과정에서 케미컬은 상기 와류형성날개(521)가 종, 횡으로 복수로 돌출됨에 따라 이에 충돌하면서 미립자로 분쇄되고, 이러한 분쇄과정에서 압력강하(부압) 영역이 발생하여 이러한 영역으로 물이 유입되고, 물 또한 와류형성날개(521)에 충돌하여 미립화 되고 미립화 된 물과 케미컬이 혼입되도록 하여 더욱 용존율을 높이게 되는 것이다.

한편 도 3에서 보는 바와 같이 각각 와류형성유닛(52)에는 중심방향으로 돌출되는 복수의 와류형성날개(521)의 각각 끝단에 의해 형성되는 유도공간(522)이 형성되는데, 이러한 유도공간(522)은 유체(물과 케미컬)의 유동저항을 최소화 하기 위한 것인데 각각의 와류형성유닛(52)의 유도공간(522)이 일치하는 경우 이러한 유도공간(522)들이 덜 용존된 물의 배출유로로 작용될 수 있는 바, 본 발명에서는 도 5에서는 보는 바와 같이 각각 와류형성유닛(52)의 유도공간(522)은 지그재그로 배치되도록 구성되어 일 와류형성유닛(52)을 통과한 물과 케미컬이 후단의 와류형성유닛(52)의 와류형성날개(521)와 충돌이 이루어지도록 하는 것이다.

즉 유입된 물 및 케미컬이 유동저항을 최소화 하면서도 모든 영역에서 와류형성날개(521)와 직접적인 충돌을 유도하여 용존율을 배가시키도록 하는 것이다.

이에 더하여 도 6에서 보는 바와 같이 각각 와류형성날개(521)에는 물과 케미컬이 접하는 면의 일부에 경사면을 형성하는 요홈형태로 전단유도홈(523)이 형성되되, 와류형성유닛(52)의 복수의 와류형성날개(521)에는 각각 전단유도홈(523)이 교번되는 위치에 형성되도록 하는 예를 더 제시한다.

이와 같이 구성하는 이유는 도 6에서 보는 바와 같이 와류형성날개(521)를 구성함에 있어 전면(물과 케미컬이 접하는 면) 일부에 전단유도홈(523)이 형성되도록 하여 전단유도홈을 타고 유동하는 유체(W2)와 타면을 타고 유동하는 유체(W1)는 동일한 방향으로 와류를 형성케 하되 유속차가 발생하고 일 와류형성유닛(52)의 복수의 와류형성날개(521)에는 이와 같은 전단유도홈(523)이 교번으로 구성되도록 하여 일 와류형성유닛(52)을 통과하는 유체에는 유속차이에 의해 각 유동은 충돌이 발생하면서 물의 꼬임현상과 전단현상으로 더욱 물 및 케미컬이 미립화 되도록 하기 위한 것이다.

즉 와류형성유닛(52)의 내부로 유입되는 케미컬이 혼입된 물이 각각 와류형성날개(521)에 의해 와류를 형성하면서 물 및 케미컬이 미립화에 의한 용존율을 높이도록 하는데 더하여 각각 와류형성날개(521)에 전단유도홈(523)을 교번으로 구성되도록 하여 전단에 의해 미립화를 배가시켜 용존율을 극대화 시키도록 하는 것이다.

한편 도 1에서 보는 바와 같이 상기 케미컬주입라인(31)에는 주입량측정수단(61)이 장착되어 케미컬주입부(3)로 유입된 케미컬의 주입량이 측정되도록 하는 것이 타당하다.

즉 케미컬주입라인(31)에는 케미컬저장조(6)가 연결되되 상기 주입량측정수단(61)이 구성되어 부압에 의해 상기 케미컬주입부(3)로 흡입되는 케미컬의 량이 자동적으로 측정되도록 하여 도면번호가 도시된 바는 없으나 개폐밸브를 제어함으로써 정확하게 필요한 케미컬이 공정에 주입되도록 할 수 있다. 상기 주입량측정수단(61)은 유량계 등 다양한 공지의 기술을 사용할 수 있으므로 그 설명은 생략한다.

1 : 본 발명 2 : 가압부
3 : 케미컬주입부 4 : 감압부
5 : 믹서부

Claims (8)

1. 일측에 물유입라인이 형성되며 직경이 좁아드는 가압부;
   상기 가압부와 연통하며 케미컬주입라인과 연통하는 직관형상의 케미컬주입부;
   상기 케미컬주입부와 연통하며 직경이 커지는 감압부; 및
   상기 감압부와 연통하며 내주연에는 중심방향으로 돌출되는 복수의 와류형성날개로 형성된 와류형성유닛이 길이방향으로 복수로 구성되며 일측에 물과 케미컬의 혼합유체가 배출되는 배출라인이 형성되는 믹서부;를 포함하되
   상기 케미컬주입부 및 상기 감압부에는 각각 내주연에 동일방향으로 경사구배가 형성되어 와류가 형성되도록 하는 와류형성가이드가 복수로 구성되며,
   상기 케미컬주입부에는 와류형성가이드 사이에 상기 와류형성가이드와 동일 경사구배로 타공된 케미컬주입공이 형성되어 상기 케미컬주입공이 상기 케미컬주입라인과 연통하는 것을 특징으로 하는 케미컬믹서.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 케미컬주입부에는 그 외주연을 감싸며 내부에 상기 케미컬주입라인으로부터 유입된 케미컬이 저장되는 저장챔버가 형성되며, 상기 케미컬주입부에는 둘레방향으로 상기 케미컬주입공이 복수로 형성되어 다방향에서 케미컬이 상기 케미컬주입부 내부로 와류를 형성하며 유입되는 것을 특징으로 하는 케미컬믹서.
   
5. 제 1항에 있어서,
   각각 와류형성날개는 동일방향으로 틀어지도록 구성되어 믹서부로 유입된 물과 케미컬이 동일방향의 와류가 형성되는 것을 특징으로 하는 케미컬믹서.
   
6. 제 4항에 있어서,
   각각 와류형성유닛에는 중심방향으로 돌출되는 복수의 와류형성날개의 각각 끝단에 의해 형성되는 유도공간이 형성되되, 각각 와류형성유닛의 유도공간은 지그재그로 배치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 케미컬믹서.
   
7. 제 4항에 있어서,
   각각 와류형성날개에는 물과 케미컬이 접하는 면의 일부에 경사면을 형성하는 요홈형태로 전단유도홈이 형성되되, 와류형성유닛의 복수의 와류형성날개에는 각각 전단유도홈이 교번되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 케미컬믹서.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 케미컬주입라인에는 주입량측정수단이 장착되어 케미컬주입부로 유입된 케미컬의 주입량이 측정되는 것을 특징으로 하는 케미컬믹서.

Images