KR101762857B1 - 연장된 이중 안내링을 갖는 수중 교반기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구조물의 내부의 수중에 설치되어 유체를 교반시키는 수중 교반기에 있어서, 내부에 설치공간을 구비한 하우징; 상기 하우징의 설치공간에 내장되고 구동축을 구비하며 전원케이블과 전기적으로 연결된 구동모터; 상기 구동축에 결합되어 회전함으로써 흡입된 유체를 전방으로 토출시켜 교반시켜 주는 복수 개의 날개를 갖는 임펠러; 상기 하우징의 전단부에 결합되고 상기 임펠러의 둘레에 이격 설치되어 유체의 흐름을 전방으로 유도하는 내부 안내링; 및 상기 하우징의 전단부에 결합되고 상기 내부 안내링의 둘레에 이격 설치되어 유체의 흐름을 전방으로 유도하는 외부 안내링을 포함하는 이중 안내링을 갖는 수중 교반기를 제공한다.
본 발명에 의하면, 교반기로 유입되는 유체의 유입량과 유속이 증가하고, 제트기류와 같은 급류와 난류를 형성하면서 전방으로 배출시키므로 교반 효율이 증가하며, 이로써 고형물의 침전, 고착 및 부패를 방지할 수 있고, 또한 장치의 내구성과 기밀성이 향상되고, 교반기의 수중 설치 시간이 단축되며, 설치, 유지 및 보수 등의 작업이 편리하고, 교반이 필요한 적정 위치로 이동하여 교반 작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.

Description

연장된 이중 안내링을 갖는 수중 교반기{SUBMERSIBLE MIXER HAVING DOULBE GUIDE RING}
본 발명은 수중 교반기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하수나 폐수 처리장 등의 구조물 내부의 수중에 설치되어 유체를 교반시킴으로써 고형물의 침전, 고착 및 부패를 방지하는 수중 교반기에 관한 것이다.
최근 각종 생활 하수나 오수 또는 폐수로 인한 환경 오염이 심각한 사회 문제로 대두되고 있다. 이에 따라 하천 등으로 방류되는 하수나 폐수를 환경 기준에 적합한 수준으로 정화하여 처리하는 것이 의무화되어 있다.
이를 위하여, 하수나 폐수 처리장의 저류조, 반응조, 탈질조, 혐기조 등과, 연못, 저수지, 양식장 등에는 수중 교반기가 설치되어 유체를 지속적으로 교반시켜 고형물이 침전, 응집, 고착되거나 부패되는 것을 방지하고 있다.
이와 관련된 종래기술로 특허문헌 1에는 서포트와, 상하 개방된 내부 활주공간부를 갖고 서포트에 상하 회전 가능하게 장착된 가이드프레임과, 가이드프레임과 연결되어 가이드프레임을 상하로 회전시키는 제1구동유닛과, 가이드프레임의 활주공간부에 활주 가능하게 장착된 슬라이드바와, 슬라이드바의 하단부에 장착된 프로펠러 및 프로펠러와 연결되어 프로펠러를 회전시키는 제2구동유닛을 포함하여 이루어진 수중 교반기가 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는 내부 수용공간부를 갖는 포스트와, 포스트의 하단부에 장착된 기어박스와, 기어박스의 전방에 배치되고 중앙의 보스, 보스의 둘레를 따라 방사상으로 배열된 둘 이상의 블레이드, 및 보스의 후면 가장자리를 따라 돌출 형성된 지지부를 갖는 프로펠러와, 포스트의 수용공간부에 배치되고, 하단부가 기어박스의 내부에 위치하는 구동축과, 전단부가 프로펠러의 보스에 결합되고, 후단부가 기어박스의 내부에 위치하는 종동축과, 포스트의 상단부에 장착되어 구동축을 회전시키는 교반모터와, 기어박스에 내장되고, 구동축과 종동축을 연결하는 전동유닛과, 기어박스와 종동축의 사이를 밀봉하는 축봉유닛을 포함하여 이루어진 수중 교반기가 개시되어 있다.
그러나, 상술한 종래기술들은 수중 교반기의 수중 설치에 시간이 많이 소요되고, 유지 및 보수가 곤란하며, 물의 유입량이 적고 유속이 느려서 교반 효율이 떨어지는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1322601호(2013.10.29. 공개) 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0020072호(2016.02.23. 공개)
본 발명은 상술한 문제들을 모두 해결하기 위하여 안출된 것으로, 교반기로 유입되는 유체의 유입량과 유속이 증가하고, 제트기류와 같은 급류와 난류를 형성하면서 전방으로 배출시키므로 교반 효율이 증가하며, 이로써 고형물의 침전, 고착 및 부패를 방지할 수 있는 이중 안내링을 갖는 수중 교반기의 제공에 그 목적이 있다.
또한, 장치의 내구성과 기밀성이 향상되고, 교반기의 수중 설치 시간이 단축되며, 설치, 유지 및 보수 등의 작업이 편리하고, 교반이 필요한 적정 위치로 이동하여 교반 작업을 수행할 수 있는 이중 안내링을 갖는 수중 교반기의 제공에도 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 구조물의 내부의 수중에 설치되어 유체를 교반시키는 수중 교반기에 있어서 내부에 설치공간을 구비한 하우징; 상기 하우징의 설치공간에 내장되고 구동축을 구비하며 전원케이블과 전기적으로 연결된 구동모터; 상기 구동축에 결합되어 회전함으로써 흡입된 유체를 전방으로 토출시켜 교반시켜 주는 복수 개의 날개를 갖는 임펠러; 상기 하우징의 전단부에 결합되고 상기 임펠러의 둘레에 이격 설치되어 유체의 흐름을 전방으로 유도하는 내부 안내링; 및 상기 하우징의 전단부에 결합되고 상기 내부 안내링의 둘레에 이격 설치되어 유체의 흐름을 전방으로 유도하는 외부 안내링을 포함하는 이중 안내링을 갖는 수중 교반기를 제공한다.
또한, 본 발명의 상기 내부 안내링은, 전·후방이 개방되고, 전방을 향해 직경이 점차 좁아지도록 형성되며, 후방에 서로 이격 형성된 복수 개의 내부 지지편이 상기 하우징의 전단부에 결합되어 각 내부 지지편 사이의 유입구로 유체가 유입될 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 외부 안내링은, 전·후방이 개방되고, 전방을 향해 직경이 점차 좁아지도록 형성되며, 후방에 서로 이격 형성된 복수 개의 외부 지지편이 상기 하우징의 전단부에 결합되어 각 외부 지지편 사이의 유입구로 유체가 유입될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 내부 안내링과 외부 안내링의 사이에 서로 이격된 복수 개의 격판이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 하우징은, 구동모터와 구동축이 내장된 모터 하우징; 상기 모터 하우징의 전·후단에 각각 결합되고 내부에 상기 구동축과 접촉되는 베어링이 내장된 베어링 하우징; 및 상기 모터 하우징의 전단에 결합된 베어링 하우징에 체결되어 기밀을 유지시켜 주는 실링 커버를 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 상기 실링 커버는 내부를 통과하는 구동축의 외주에 완충부재가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 하우징은 외부에 지지 프레임이 설치되어 상기 지지 프레임에 인양부재가 연결되거나, 상기 하우징의 상부에 형성된 클램프에 인양부재가 연결되어, 구조물에 수직으로 설치된 포스트의 상부에 위치한 인양 장치에 의하여 인양 가능하게 구비될 수 있다.
아울러, 본 발명은 상기 하우징의 후방에 슬라이딩편이 결합되고, 상기 슬라이딩편은, 구조물에 수직으로 설치된 포스트의 외면에 접촉되도록 설치되고, 복수 개의 롤러를 구비하여 포스트에서 상하로 슬라이딩 이동 가능하게 구비될 수 있다.
본 발명에 의하면, 교반기로 유입되는 유체의 유입량과 유속이 증가하고, 제트기류와 같은 급류와 난류를 형성하면서 전방으로 배출시키므로 교반 효율이 증가하며, 이로써 고형물의 침전, 고착 및 부패를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 장치의 내구성과 기밀성이 향상되고, 교반기의 수중 설치 시간이 단축되며, 설치, 유지 및 보수 등의 작업이 편리하고, 교반이 필요한 적정 위치로 이동하여 교반 작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 수중 교반기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수중 교반기의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수중 교반기의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 내부 안내링과 외부 안내링을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수중 교반기가 구조물에 설치된 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수중 교반기에서 유체의 흐름을 나타낸 사용 상태도이다.
이하에서, 도면을 참고하여 본 발명에 따른 이중 안내링을 갖는 수중 교반기를 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 실시예를 중심으로 상세히 설명하도록 하겠다.
본 발명에 따른 이중 안내링을 갖는 수중 교반기(1)는 하수나 폐수 처리장 등의 구조물 내부의 수중에 설치되어 유체를 교반시킴으로써 고형물의 침전, 고착 및 부패를 방지하는 것으로, 하우징(100), 구동모터(200), 임펠러(300), 내부 안내링(400), 및 외부 안내링(500)를 포함하여 이루어지고, 여기에 격판(600), 지지 프레임(700), 클램프(800), 슬라이딩편(900) 등이 선택적으로 구비될 수 있다.
도 1a 및 도 1b를 참고하면, 상기 하우징(100)은 내부에 설치공간(110)을 구비하고, 스테인레스스틸로 이루어지며, 모터 하우징(120), 베어링 하우징(130), 실링 커버(140)를 포함한다.
상기 모터 하우징(120)은 구동모터(200)와 구동축(210)이 내장되고, 상부에 전원 케이블(220)이 결착부(121)에 의해 외부와 실링된 채 연결된다. 이때, 상기 모터 하우징(120)의 내부에는 구동모터(200)의 회전속도를 제어하기 위한 감속기(미도시)가 장착될 수 있다. 상기 베어링 하우징(130)은 상기 모터 하우징(120)의 전·후단에 각각 결합되고 내부에 상기 구동축(210)과 접촉되는 베어링(135)이 내장되며 모터 하우징(120)과의 사이에 오링과 같은 실링부재가 개재된다. 상기 실링 커버(140)는 상기 모터 하우징(120)의 전단에 결합된 베어링 하우징(130)에 체결되고, 상기 베어링 하우징(130)과의 사이에 실링부재가 개재되며, 하우징 내부의 기밀성을 증가시켜 준다. 이때, 상기 실링 커버(140)는 내부를 통과하는 구동축(210)의 외주에 완충부재(145)가 설치되어 수중 교반기의 진동을 완충시켜 주어 내구성을 증대시킨다.
도 2를 참고하면, 상기 구동모터(200)는 상기 하우징(100)의 설치공간(110)에 내장되고, 구동모터(200)의 구동력에 의해 회전되는 구동축(210)을 구비하며, 전원케이블(220)과 전기적으로 연결된어 구동된다. 상기 구동축(210)은 전단부가 하우징(100)의 외측으로 노출되게 형성되고 베어링(135)에 의해 지지되어 회전된다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 임펠러(300)는 복수 개의 날개(310)를 구비하고, 상기 구동축(210)의 전단부에 결합되어 함께 회전함으로써 흡입된 유체를 전방으로 토출시켜 고형물과 충분히 교반시켜 준다.
도 4를 참고하면, 상기 내부 안내링(400)은 상기 하우징(100)의 전단부, 즉 실링 커버(140)에 연결링(150)을 통하여 결합되고, 상기 연결링(150)은 복수 개의 연결홀(151)이 형성되고, 상기 연결홀(151)에 고정부재(B)가 통과되어 상기 실링 커버(140)와 체결된다.
또한, 상기 내부 안내링(400)은 상기 임펠러(300)의 외측 둘레에에 상기 임펠러(300)와 이격되게 설치되며, 유체의 흐름을 전방으로 유도한다. 이를 위하여, 상기 내부 안내링(400)은, 전·후방이 개방되어 유체의 유출이 원활히 이루어지도록 형성되고, 후방에 서로 이격 형성된 복수 개의 내부 지지편(410)이 상기 연결링(150)에 결합되어 각 내부 지지편(410) 사이의 유입구(415)로 유체가 유입된다. 또한, 상기 내부 지지편(410)은 직경이 전방을 향해 점차 확장되게 형성되어 유체의 유입량이 증가하게 되고, 각 내부 지지편(410)의 사이에 형성된 유입구(415)로 유체가 원활히 유입되어 고형물과 교반되어 전방으로 배출된다.
더불어, 상기 내부 안내링(400)은 상기 내부 지지편(410)에 연결되어 외주면이 전방을 향해 직경이 점차 좁아지도록 형성된 경사부(420)를 더 포함하고, 이로써 유입구(415)를 통해 유입된 유체가 완만한 격사각을 갖는 내부 안내링(400)의 내부를 흐르면서 유속이 증가하게 되고 급속한 교반이 이루어진다.
아울러, 상기 내부 안내링(400)은 상기 경사부(420)와 동일한 경사각을 계속 유지하면서 상기 임펠러(300) 보다 전방측을 향해 더욱 길게 연장 형성된 연장부(430)를 구비하고, 이를 통하여 유체의 유속이 더욱 증가하게 되며, 내부 안내링(400)의 내부에서 형성된 제트기류와 같은 급류와 난류가 계속 유지되므로 교반 효율이 더욱 증가하고, 유출구를 통하여 급류로 배출된다.
도 4를 참고하면, 상기 외부 안내링(500)은 상기 하우징(100)의 전단부, 즉 실링 커버(140)에 연결링(150)을 통하여 결합된다. 상기 외부 안내링(500)은 상기 내부 안내링(400)의 외측 둘레에에 상기 내부 안내링(400)과 이격되게 설치되며, 유체의 흐름을 전방으로 유도한다. 이를 위하여, 상기 외부 안내링(500)은, 전·후방이 개방되어 유체의 유출이 원활히 이루어지도록 형성되고, 후방에 서로 이격 형성된 복수 개의 외부 지지편(510)이 상기 연결링(150)에 결합되며, 상기 외부 지지편(510)은 직경이 전방을 향해 점차 확장되게 형성되어 유체의 유입량이 증가하게 되고, 각 외부 지지편(510)의 사이에 형성된 유입구(515)로 유체가 원활히 유입되어 고형물과 교반되어 전방으로 배출된다.
더불어, 상기 외부 안내링(500)은 상기 외부 지지편(510)에 연결되어 외주면이 전방을 향해 직경이 점차 좁아지도록 형성된 경사부(520)를 더 포함하고, 이로써 유입구(515)를 통해 유입된 유체가 완만한 경사각을 갖는 외부 안내링(500)의 내부를 흐르면서 유속이 증가하게 되고 급속한 교반이 이루어진다.
아울러, 상기 외부 안내링(500)은 상기 경사부(520)와 동일한 경사각을 계속 유지하면서 상기 내부 안내링(400)보다 전방측을 향해 더욱 길게 연장 형성된 연장부(530)를 구비하고, 이를 통하여 유체의 유속이 더욱 증가하게 되며, 외부 안내링(500)의 내부에서 형성된 제트기류와 같은 급류와 난류가 계속 유지되므로 교반 효율이 더욱 증가하고, 유출구를 통하여 급류로 배출된다.
또한, 상기 내부 안내링(400)과 외부 안내링(500)의 사이에는 복수 개의 격판(600)이 연결되고, 이러한 격판(600)들은 일정한 간격을 갖고 서로 이격 설치되어 여러 개의 토출관로를 형성하며, 이러한 외부 안내링(500)으로 유입된 유체의 수류(water flow)가 격판(600)들 사이의 토출관로들을 통과하면서 데드존(dead zone)이 발생되지 않고, 유수의 흐름이 다른 방향이 전환되지 않고 전방 측으로 원활하게 진행될 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명의 수중 교반기(1)는 임펠러(300)의 외측에 내·외부 안내링(400,500)의 이중 안내링을 설치함으로써, 교반기로 유입되는 유체의 유입량과 유속이 증가하고, 데드존(dead zone)이 발생되지 않으며, 유입된 유체가 임펠러(300)에 의해 회전하면서 제트기류와 같은 급류 및 난류가 형성되면서 전방을 향해 배출되어, 유체의 흐름이 원활해 지고, 교반 효율이 증가하며, 고형물의 침전, 고착 및 부패를 방지할 수 있게 된다.
한편, 도 5를 참고하면 하수나 폐수 처리장의 저류조, 반응조, 탈질조, 혐기조 등의 구조물(10)은 바닥면(20)에 포스트(30)가 수직 방향으로 세워져 설치되고, 일측 중간 높이에 고정부(40)가 형성되며, 상기 고정부(40)에 지지장치(50)가 고정 설치되고, 상기 지지장치(50)는 상기 포스트(30)의 상부와 연결되어 상기 포스트(30)를 지지한다.
또한, 상기 하우징(100)은 외부에 지지 프레임(700)이 연결 설치되어 상기 지지 프레임(700)에 와이어나 체인 등의 인양부재(70)가 연결되거나, 상기 하우징(100)의 상부에 형성된 클램프(800)에 인양부재(70)가 연결되어, 포스트(30)의 상부에 설치된 탑크레인, 견인대 등의 인양장치(60)에 의하여 인양부재(70)를 견인하여 인양 가능하도록 구비된다.
이때, 상기 하우징(100)의 후방에 슬라이딩편(900)이 결합되고, 상기 슬라이딩편(900)은, 상하부에 복수 개의 롤러축(910)이 설치되고, 상기 롤러축(910)에는 롤러(920)가 회전 가능하게 설치되어 포스트(30)의 외면에 구름 접촉되도록 설치되며, 이로써 구조물(10) 내부의 교반 작용이 필요한 위치로 상기 수중 교반기(1)가 포스트(30)를 따라 상하로 슬라이딩 이동 가능하게 구비되는 것이다.
이로써, 수중 교반기(1)의 수중 설치 시간이 단축되고, 설치, 유지 및 보수 등의 작업이 편리하며, 교반이 필요한 적정 위치로 쉽게 이동시켜 교반 작업을 간편하게 수행할 수 있는 것이다.
결국, 본 발명에 따른 이중 안내링을 갖는 수중 교반기(1)는 교반기로 유입되는 유체의 유입량과 유속이 증가하고, 제트기류와 같은 급류와 난류를 형성하면서 전방으로 배출시키므로 교반 효율이 증가하며, 이로써 고형물의 침전, 고착 및 부패를 방지할 수 있고, 또한 장치의 내구성과 기밀성이 향상되고, 교반기의 수중 설치 시간이 단축되며, 설치, 유지 및 보수 등의 작업이 편리하고, 교반이 필요한 적정 위치로 이동하여 교반 작업을 수행할 수 있는 것이다.
본 발명에서 상기 실시 형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
1. 수중 교반기 10. 구조물
20. 바닥면 30. 포스트
40. 고정부 50. 지지장치
60. 인양장치 70. 인양부재
100. 하우징 110. 설치공간
120. 모터 하우징; 130. 베어링 하우징
135. 베어링 140. 실링 커버
145. 완충부재 150. 연결링
151. 연결홀 200. 구동모터
210. 구동축 220. 전원케이블
300. 임펠러 310. 날개
400. 내부 안내링 410. 내부 지지편
415. 유입구 420. 경사부
430. 연장부 500. 외부 안내링
510. 외부 지지편 515. 유입구
520. 경사부 530. 연장부
600. 격판 700. 지지 프레임
800. 클램프 900. 슬라이딩편
910. 롤러축 920. 롤러

Claims (8)

  1. 구조물의 내부의 수중에 설치되어 유체를 교반시키는 수중 교반기에 있어서,
    내부에 설치공간을 구비하되, 구동모터와 구동축이 내장된 모터 하우징과, 상기 모터 하우징의 전·후단에 각각 결합되고 내부에 상기 구동축과 접촉되는 베어링이 내장된 베어링 하우징과, 상기 모터 하우징의 전단에 결합된 베어링 하우징에 체결되어 기밀을 유지시켜 주는 실링 커버와, 복수 개 형성된 연결홀에 고정부재가 통과되어 상기 실링 커버에 결합되고 내부 안내링과 외부 안내링이 결합되는 연결링을 포함하는 하우징;
    상기 하우징의 설치공간에 내장되고 구동축을 구비하며 전원케이블과 전기적으로 연결된 구동모터;
    상기 구동축에 결합되어 회전함으로써 흡입된 유체를 전방으로 토출시켜 교반시켜 주는 복수 개의 날개를 갖는 임펠러;
    상기 임펠러의 둘레에 이격 설치되어 유체의 흐름을 전방으로 유도하되, 상기 하우징의 전단부에 결합되고 복수 개가 서로 이격 형성된 유입구로 유체가 유입되는 내부 지지편과, 상기 내부 지지편에 연결되어 외주면이 전방을 향해 직경이 점차 좁아지도록 형성된 경사부와, 상기 경사부와 동일한 경사각을 계속 유지하면서 상기 구동축의 끝단보다 전방측을 향해 더욱 길게 연장 형성된 연장부를 포함하는 내부 안내링;
    상기 내부 안내링의 둘레에 이격 설치되어 유체의 흐름을 전방으로 유도하되, 상기 하우징의 전단부에 결합되고 복수 개가 서로 이격 형성된 유입구로 유체가 유입되는 외부 지지편과, 상기 외부 지지편에 연결되어 외주면이 전방을 향해 직경이 점차 좁아지도록 형성된 경사부와, 상기 경사부와 동일한 경사각을 계속 유지하면서 상기 내부 안내링보다 전방측을 향해 더욱 길게 연장 형성된 연장부를 포함하는 외부 안내링; 및
    상기 내부 안내링과 외부 안내링의 사이에 복수 개가 일정한 간격을 갖고 서로 이격 형성되어 여러 개의 토출관로를 형성하고, 상기 외부 안내링으로 유입된 유체의 수류가 상기 토출관로를 통과하여 전방측으로 원활히 진행하도록 구비된 격판을 포함하는 연장된 이중 안내링을 갖는 수중 교반기.
  2. 삭제
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  6. 제 1항에 있어서,
    상기 실링 커버는 내부를 통과하는 구동축의 외주에 완충부재가 설치된 것을 특징으로 하는 연장된 이중 안내링을 갖는 수중 교반기.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징은 외부에 지지 프레임이 설치되어 상기 지지 프레임에 인양부재가 연결되거나, 상기 하우징의 상부에 형성된 클램프에 인양부재가 연결되어, 구조물에 수직으로 설치된 포스트의 상부에 위치한 인양 장치에 의하여 인양 가능하게 구비된 것을 특징으로 하는 연장된 이중 안내링을 갖는 수중 교반기.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징의 후방에 슬라이딩편이 결합되고,
    상기 슬라이딩편은, 구조물에 수직으로 설치된 포스트의 외면에 접촉되도록 설치되고, 복수 개의 롤러를 구비하여 포스트에서 상하로 슬라이딩 이동 가능한 것을 특징으로 하는 연장된 이중 안내링을 갖는 수중 교반기.
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