KR101819580B1 - 이중임펠러를 구비한 응집기 - Google Patents

Abstract

이중임펠러를 구비한 응집기가 개시된다. 본 발명에 의한 이중임펠러를 구비한 응집기는 정류벽과 격벽으로 이루어지는 복수의 응집공간이 열과 행을 이루도록 배치되는 응집지의 상기 응집공간에 배치되어 정화 대상이 되는 원수의 내부에 포함된 플록을 응집시키는 이중임펠러를 구비한 응집기로서, 복수의 상기 응집공간에 높이 방향을 따라 직립되게 배치되어 회전구동하는 회전축과, 상기 플록이 교반되면서 응집되도록 하며 상기 회전축의 상이한 높이에 고정 배치되는 한 쌍의 응집수단으로 이루어지는 복수의 임펠러와; 동일한 열에 배치된 복수의 상기 임펠러가 연동되어 동시에 회전 구동될 수 있도록 상기 응집지의 일측에 배치되는 구동부를 포함함으로써, 단일개의 구동모터를 이용하여 연동축을 회전시키고 연동축의 회전에 의하여 연동축과 연동되어 있는 복수의 회전축이 회전구동하도록 함으로써 에너지 효율을 높이고 시공비를 절약할 수 있을 뿐만 아이라, 구동모터를 임펠러의 회전축과 일정거리 이격 배치되도록 하여 원수 측으로 구동모터의 오일류가 유입됨을 방지함으로써 원수의 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

이중임펠러를 구비한 응집기{FLOCCULATOR HAVING DUPLEX IMPELLER}

본 발명은 응집기에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 응집지에서 원수의 탁질을 플록(floc)으로 응집시킨 후에 침전조로 이송시켜 침전시킴으로써 원수의 수처리가 이루어지도록 하는 이중임펠러를 구비한 응집기에 관한 것이다.

산업의 발달 및 인구의 증가로 인하여 정수생산량의 수요가 급증하고 있으며, 과거에 비하여 원수의 수질 또한 단순 무기성 오염원(탁도유발물질)에서 유기성 오염물질의 비중이 지속적으로 증가하고 있다.

따라서, 종래의 정수처리공정에서 탈피하여 각 부분의 정수처리공정에 대한 좀더 세밀한 검토 및 개선이 요구되고 있는 실정이다.

이 정수처리공정을 보다 상세히 살펴보면, 강이나 호수(댐)에서 원수를 취수하여 원수에 포함된 오염물질에 응집약품(알루미늄염, 철염)을 섞어주는 약품투입 및 급속 혼화공정과, 그 급속 혼화공정에서 생성된 미세 플록을 조밀하게 거대화시키는 응집공정과, 조밀화되고 거대화된 플록을 침전시키는 침전공정과, 상기 침전공정을 통하여 침전되지 못한 미세물질을 여과시키는 여과공정과, 그후 병원성 미생물을 제거하는 소독공정들로 이루어져 있다.

보다 양호한 정수처리를 위하여는 상술한 바와 같이 응집공정에서 불순물을 보다 효율적으로 응집시켜 크고 무거운 플록으로 만들어 응집된 침전물을 쉽게 제거해야 양질의 정수된 물을 얻을 수가 있게 되는데, 이를 위하여 응집지로 정수 대상이 되는 원수를 집수한 후에 응집기를 이용하여 능동적으로 불순물들이 응집되도록 한다.

도 1은 종래의 응집기가 응집지에 배치된 상태를 내려다 본 구조를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 'Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 선단면이다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 종래의 응집기는 정류벽(1)과 격벽(2)으로 이루어지는 복수의 응집공간(3)에 높이 방향을 따라 직립되게 배치되어 회전구동하는 회전축(11)과, 응집공간(3)에 충진된 원수에 포함된 플록이 응집되도록 회전축(11)의 단부에 고정 배치된 날개(12)로 이루어지는 복수의 임펠러(10)와, 임펠러(10)와 연결되어 임펠러(10)를 회전 구동시키는 구동모터(20)로 구성되어 있다.

회전축(11)은 응집공간(3)의 높이 방향을 따라 직립되게 배치되어 그 일부는 응집공간(3)에 충진되는 원수에 잠기며 회전 가능하게 설치되는 기다란 원기둥 형상의 부재이다.

회전축(11)은 열과 행을 이루도록 배치되는 응집공간(3)에 각각 하나씩 구비되어 있으므로 결과적으로 회전축(11)도 응집공간(3)과 마찬가지로 열과 행을 이루도록 배치되게 된다.

날개(12)는 복수로 구비되어 회전축(11)의 단부에 고정 배치되는 부재로서 회전축(11)을 기준으로 방사 방향으로 배치되어 있으며, 회전축(11)의 회전 구동에 의하여 응집공간(3)의 내부에서 회전 구동함으로써 응집공간(3)에 충진된 원수를 교반시켜 원수에 포함된 플록(floc)이 응집되도록 하는 역할을 한다.

구동모터(20)는 복수의 응집공간(3)에 각각 배치되어 열과 행을 이루고 있는 하나의 임펠러(10)마다 하나씩 연결되도록 설치되어 구동모터(20)의 구동에 의하여 임펠러(10)의 회전이 이루어지도록 한다.

그런데, 이러한 종래의 응집기에 있어서, 임펠러(10)가 단일개의 날개(12)로 구성되어 있기 때문에 임펠러(10)에 의하여 와류가 제대로 형성되지 않아 플록이 응집공간(3)의 저면에 쌓이기 때문에 응집효율이 저하된다는 문제점이 있다.

그리고, 열과 행을 이루도록 복수로 구비되는 임펠러(10) 각각의 회전 구동을 위하여 각각의 임펠러(10)마다 구동모터(20)가 구비되기 때문에 시공에 많은 비용이 소요되고, 임펠러(10) 구동에 많은 전기가 소요된다는 문제점이 있다.

또한, 임펠러(10)의 상측에 바로 구동모터(20)가 직립하여 구비되기 때문에 구동모터(20)의 내부를 유동하는 오일류가 누유될 소지가 있어 원수가 오염될 수 있다는 문제점이 있다.

문헌 1. 대한민국특허청, 특허출원번호 제10-2002-0000136호, "응집기용 하이드로 포일 임펠러" 문헌 2. 대한민국특허청, 특허등록번호 제10-1142862호, "와류발생장치를 부착한 수직형 응집기"

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 단일개의 구동모터를 이용하여 연동축을 회전시키고 연동축의 회전에 의하여 연동축과 연동되어 있는 복수의 회전축이 회전구동하도록 함으로써 에너지 효율을 높이고 시공비를 절약할 수 있을 뿐만 아이라, 구동모터를 임펠러의 회전축과 일정거리 이격 배치되도록 하여 원수 측으로 구동모터의 오일류가 유입됨을 방지함으로써 원수의 오염을 방지할 수 있는 이중임펠러를 구비한 응집기의 제공을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 따른 이중임펠러를 구비한 응집기는 정류벽과 격벽으로 이루어지는 복수의 응집공간이 열과 행을 이루도록 배치되는 응집지의 상기 응집공간에 배치되어 정화 대상이 되는 원수의 내부에 포함된 플록을 응집시키는 이중임펠러를 구비한 응집기로서, 복수의 상기 응집공간에 높이 방향을 따라 직립되게 배치되어 회전구동하는 회전축과, 상기 플록이 응집되도록 하며 상기 회전축의 상이한 높이에 고정 배치되는 한 쌍의 응집수단으로 이루어지는 복수의 임펠러와, 동일한 열에 배치된 복수의 상기 임펠러가 연동되어 동시에 회전 구동될 수 있도록 상기 응집지의 일측에 배치되는 구동부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 구동부는 동일한 열에 배치된 상기 임펠러를 따라 상기 회전축의 상부에 회전 가능하게 설치되는 연동축과, 상기 회전축의 단부에 각각 구비된 복수의 제1베벨기어와, 상기 제1베벨기어와 맞물리도록 상기 연동축 상에 구비되는 복수의 제2베벨기어와, 상기 연동축을 회전구동시키도록 상기 연동축과 연결되는 구동모터를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 임펠러는 세 개의 열을 이루도록 배치되고, 상기 구동모터는 각각의 열에 단일개가 배치되며, 제1열에 배치된 상기 구동모터의 회전속도는 제2열에 배치된 상기 구동모터의 회전속도보다 빠르고 제3열에 배치된 상기 구동모터의 회전속도는 상기 제2열에 배치된 상기 구동모터의 회전속도보다 느린 것이 효과적이다.

상기 응집수단은 상기 회전축의 하측 단부에 배치되며 방사 방향으로 배치되는 3개의 날개로 이루어지는 하이드로 포일과, 상기 하이드로 포일보다 상대적으로 높은 위치의 상기 회전축에 배치되며 상호 대향되게 동일선상에 배치되는 2개의 날개로 이루어지는 터빈을 포함하는 것이 효과적이다.

상기 하이드로 포일의 3개의 날개는 직사각 형상을 갖는 판상의 부재로 형성되어 상기 회전축과 경사를 이루도록 비스듬하게 배치되는 것이 바람직하다.

상기 하이드로 포일의 3개의 날개는 판면의 대각 방향을 기준으로 일측 판면이 소정각도 경사지게 배치되는 것이 효과적이다.

상기 터빈의 2개의 날개 및 상기 하이드로 포일의 3개의 날개의 판면에는 별도의 와류형성판이 돌출되게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 와류형성판은 상기 날개의 일측 판면이 절곡된 방향을 따라 대각 방향으로 굴곡지게 배치되는 것이 효과적이다.

상기 터빈의 2개의 날개는 직사각 형상을 갖는 판상의 부재로 형성되어 상기 회전축과 경사를 이루도록 비스듬하게 배치되되, 상호 반대 방향으로 각각 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에 의할 때, 첫째, 단일개의 구동모터를 이용하여 연동축을 회전시키고 연동축의 회전에 의하여 연동축과 연동되어 있는 복수의 회전축이 회전구동하도록 함으로써 본 발명에 따른 이중임펠러를 구비한 응집기의 동작이 이루어지기 때문에 종래에 비하여 구동모터를 비롯한 여러 부품들의 개수를 줄일 수 있기 때문에 이중임펠러를 구비한 응집기를 이용한 응집시스템을 구축하는데 소요되는 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

둘째, 단일개의 구동모터를 이용하여 연동축을 회전시키고 연동축의 회전에 의하여 연동축과 연동되어 있는 복수의 회전축이 회전구동하도록 함으로써 본 발명에 따른 이중임펠러를 구비한 응집기의 전체적인 구성을 간단히 할 수 있기 때문에 응집시스템의 시공이 간편해진다는 효과가 있다.

셋째, 단일개의 구동모터를 이용하여 연동축을 회전시키고 연동축의 회전에 의하여 연동축과 연동되어 있는 복수의 회전축이 회전구동하도록 함으로써 본 발명에 따른 이중임펠러를 구비한 응집기의 동작이 이루어지기 때문에 종래에 비하여 구동모터의 개수를 현저하게 줄일 수 있으므로 전기세를 절감할 수 있는 효과가 있다.

넷째, 구동모터를 임펠러의 회전축과 일정거리 이격 배치되도록 하여 응집공간의 상부가 아닌 응집공간의 주연부에 설치할 수 있으므로 원수 측으로 구동모터의 오일류가 유입됨을 억제함으로써 원수의 오염을 방지할 수 있으므로 친환경적인 응집시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 응집기가 응집지에 배치된 상태를 내려다 본 구조를 도시한 평면도이고,
도 2는 도 1의 'Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 선단면이며,
도 3은 본 발명에 따른 이중임펠러를 구비한 응집기가 응집지에 배치된 상태를 내려다 본 구조를 도시한 평면도이고,
도 4는 도 3의 'Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 선단면도이며,
도 5는 본 발명에 따른 이중임펠러를 구비한 응집기의 이중임펠러의 구조를 도시한 사시도이고,
도 6은 도 5의 이중임펠러의 터빈의 구조를 도시한 사시도이며,
도 7은 도 5의 이중임펠러의 하이드로 포일의 구조를 도시한 사시도이고,
도 8은 도 7의 와류형성판의 구조를 도시한 사시도이며,
도 9는 도 5의 이중임펠러가 회전시에 수류의 패턴을 도시한 동작상태도이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.

발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 이중임펠러를 구비한 응집기가 구현된 일 예를 특정한 실시예를 통해 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 이중임펠러를 구비한 응집기가 응집지에 배치된 상태를 내려다 본 구조를 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3의 'Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 선단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 이중임펠러를 구비한 응집기의 이중임펠러의 구조를 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 이중임펠러의 터빈의 구조를 도시한 사시도이며, 도 7은 도 5의 이중임펠러의 하이드로 포일의 구조를 도시한 사시도이고, 도 8은 터빈 또는 하이드로 포일에 구비된 와류형성판의 구조를 도시한 사시도이며, 도 9는 도 5의 이중임펠러가 회전시에 수류의 패턴을 도시한 동작상태도이다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 이중임펠러를 구비한 응집기는, 정류벽(1)과 격벽(2)으로 이루어지는 복수의 응집공간(3)이 열과 행을 이루도록 배치되는 응집지의 상기 응집공간(3)에 배치되어 정화 대상이 되는 원수의 내부에 포함된 플록을 응집시키는 이중임펠러를 구비한 응집기로서, 복수의 상기 응집공간(3)에 높이 방향을 따라 직립되게 배치되어 회전구동하는 회전축(110)과, 상기 플록이 응집되도록 하며 상기 회전축(110)의 상이한 높이에 고정 배치되는 한 쌍의 응집수단(120)으로 이루어지는 복수의 임펠러(100)와; 동일한 열에 배치된 복수의 상기 임펠러(100)가 연동되어 동시에 회전 구동될 수 있도록 상기 응집지의 일측에 배치되는 구동부(200)를 포함하여 구성되어 있다.

우선, 본 발명에 따른 이중임펠러를 구비한 응집기가 구동하여 원수에 포함된 플록(floc)을 응집시키는 응집지에 대하여 설명하면, 응집지는 복수의 정류벽(1)과 격벽(2)으로 이루어지는 복수의 응집공간(3)이 열과 행을 이루도록 배치되어 있으며, 응집공간(3)의 상면이 형성되어 외부와 차폐되어 있으며 상면의 중심에는 응집기의 임펠러(100)를 구성하는 회전축(110)이 외부로 돌출되도록 설치되는 설치공이 관통 형성되어 있다.

그리고, 복수의 응집공간(3)의 일측에는 응집된 플록이 침전되도록 하여 외부로 배출시킬 수 있도록 하는 침전조가 구비되어 있다.

응집지를 형성하는 복수의 응집공간(3)에는 각각 하나의 임펠러(100)가 설치되어 전체적으로 임펠러(100)는 열과 행을 이루도록 배치되어 있다.

이러한 임펠러(100)는 제1열, 제2열, 제3열로 세 개의 열을 이루도록 배치되고, 제1열에 배치된 임펠러(100)가 회전하는 회전속도는 제2열에 배치된 임펠러(100)가 회전하는 회전속도보다는 빠르고, 제3열에 배치된 임펠러(100)가 회전 하는 회전속도는 제2열에 배치된 임펠러(100)가 회전하는 회전속도보다 느리게 구동하는 것이 바람직하다.

제1열, 제2열, 제3열에 배치된 임펠러(100)의 회전 속도가 점진적으로 느리도록 배치됨으로써 제1열, 제2열, 제3열을 거치면서 플록들이 점점 뭉쳐져서 커지고 견고하도록 할 수 있다.

임펠러(100)는 응집공간(3)의 높이 방향을 따라 직립되게 배치되어 회전 구동하는 회전축(110)과, 플록이 응집되도록 하며 상기 회전축(110)의 상이한 높이에 고정 배치되는 한 쌍의 응집수단(120)으로 이루어진다.

회전축(110)은 일부가 응집공간(3)의 내부에 배치되고 나머지 일부가 응집공간(3)의 높이 방향을 따라 연장 형성되어 상기 설치공을 통하여 외부로 돌출되도록 상기 설치공에 회전 가능하게 설치되어 있다.

응집수단(120)은 회전축(110)의 하측 단부에 배치되며 방사 방향으로 배치되는 3개의 날개(121a)로 이루어지는 하이드로 포일(121)과, 하이드로 포일(121)보다 상대적으로 높은 위치의 회전축(110)에 배치되며 상호 대향되게 동일선상에 배치되는 2개의 날개(122a)로 이루어지는 터빈(122)을 포함하여 구성된다.

하이드로 포일(121)과 터빈(122)을 구성하는 날개(121a, 122a)는 회전축(110)에 직접적으로 고정 배치될 수도 있지만, 본 발명에 따른 이중임펠러를 구비한 응집기의 경우는 회전축(110)의 외면에 삽입되는 링형부재(121b, 122b)의 외면에 고정 배치된 상태에서 링형부재(121b, 122b)가 회전축(110)의 외면에 삽입되어 고정되도록 하는 구성을 갖는다.

이러한 구성에 의하여 터빈(122)이 하이드로 포일(121)로부터 이격되는 거리조절이 용이하도록 함으로써 응집기의 시공이 간편하도록 할 수 있는 효과가 있다.

하이드로 포일(121)의 3개의 날개(121a)는 직사각 형상을 갖는 판상의 부재로 형성되어 회전축(110)과 경사를 이루도록 비스듬하게 배치되어 있으며, 하이드로 포일(122)의 날개(121a)는 상호 120°의 각도를 이루도록 방사 방향으로 배치됨으로써 와류가 효과적으로 형성되도록 한다.

하이드로 포일(121)의 3개의 날개(121a)는 판면 일부가 소정각도 경사지게 절곡 형성된다. 구체적으로는, 도 7에 도시된 바와 같이 판면의 대각선을 따라 절곡선이 형성되며, 절곡선을 기준으로 절곡이 이루어진다.

일측 판면이 절곡되는 경사는 바닥면에 대하여 15°내지 25°로 형성될 수 있으며 가장 바람직하게는 20°의 경사를 이루도록 형성되는 것이 플록의 응집 효율을 최대로 높일 수 있는 각도이다.

하이드로 포일(121) 날개(121a)의 일측 판면이 소정각도 경사지게 절곡 형성됨으로써 회전시에 응집공간(3)에 충진된 원수를 충분히 터빈(122) 측까지 상승 이동시킴으로써 플록이 가라앉지 않고 터빈(122)에 의하여 서로 부딪히면서 뭉쳐지게 할 수 있다.

이러한 하이드로 포일(121)의 3개의 날개(121a)의 판면에는 별도의 와류형성판(123)이 돌출되게 형성된다. 도 8에 도시한 바와 같이, 와류형성판(123)은 날개(121a)의 일측 판면이 절곡된 방향을 따라 대각 방향으로 굴곡지게 배치된다.

와류형성판(123)은 대체로 날개(121a)의 절곡된 방향에 따라 돌출되되, 도 8에 도시된 바와 같이 곡선상의 형상을 갖는다. 와류형성판(123)의 양 끝단은 바람직하게는 절곡선의 양 끝점에 닿는다.

와류형성판(123)은 바람직하게는 날개(121a)의 일측 판면에만 형성되며, 지면을 향해 설치되어 하이드로 포일(121) 저부에 난류를 형성시킨다. 이에, 하이드로 포일(121) 저부의 응집공간(3)의 저면까지 회전력이 미치도록 와류형성판(123)이 와류를 형성하여 미세 플록의 침전을 방지함으로써 미세 플록이 가라앉지 않고 상측으로 떠올라 터빈(122) 측까지 이동하도록 할 수 있다.

한편, 와류형성판(123)은 날개(121a)의 내측에서 외측으로 갈수록 점진적으로 돌출되는 높이가 높아지도록 비대칭 형상을 가질 수도 있다.

터빈(122)의 2개의 날개(122a)는 직사각 형상을 갖는 판상의 부재로 형성되어 회전축(110)과 경사를 이루도록 비스듬하게 배치되되, 상호 반대 방향으로 각각 경사지게 형성되어 있다.

터빈(122)의 2개의 날개(122a) 또한 일측 판면에 도 8에 도시된 바와 같은 와류 형성판(123)이 구비될 수 있다.

터빈(122)의 2개의 날개(122a)에 구비된 와류 형성판(123)은 하부의 하이드로 포일(121) 방향으로 설치되어 난류를 발생시킨다.

이러한 터빈(122)에 의하여 원수가 터빈(122)의 둘레에서 순환되도록 할 수 있으므로 포일(121)의 작동으로 상승한 플록들이 터빈(122)의 둘레에서 서로 부딪혀서 뭉쳐지도록 함으로써 침전이 이루어지도록 할 수 있다.

한편, 응집지의 일측에는 임펠러(100)를 회전 구동시킬 수 있는 구동부(200)가 구비되는데, 본 발명에 따른 이중임펠러를 구비한 응집기의 구동부(200)는 동일한 열에 배치된 복수의 임펠러(100)를 동시에 회전 구동시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이를 위하여, 구동부(200)는 동일한 열에 배치된 임펠러(100)를 따라 회전축(110)의 상부에 회전 가능하게 설치되는 연동축(210)과, 회전축(110)의 단부에 각각 구비된 복수의 제1베벨기어(220)와, 제1베벨기어(220)와 맞물리도록 연동축(210) 상에 구비되는 복수의 제2베벨기어(230)와, 연동축(210)을 회전구동시키도록 연동축(210)과 연결되는 구동모터(240)를 포함하여 구성되어 있다.

연동축(210)은 응집공간(3)의 상면 일측에 설치되는 구동모터(240)에서부터 구동모터(240)의 대향측 최외곽에 배치되는 임펠러(100)까지 연장 형성되어 임펠러(100)의 상측에 배치되며 구동모터(240)의 회전에 의하여 회전 구동 가능하도록 설치된다.

제1베벨기어(220)는 응집공간(3)의 외부로 돌출된 회전축(110)의 단부에 고정 결합되며, 제2베벨기어(230)는 제1베벨기어(220)와 맞물릴 수 있도록 연동축(210)의 외면에 연동축(210)의 둘레 방향을 따라 설치되어 있다.

구동모터(240)는 임펠러(100)가 배치된 각각의 열에 단일개가 배치되며, 응집공간(3)의 상면에 설치되도록 함으로써 원수 측으로 구동모터(240)의 오일류가 유입됨을 억제함으로써 원수의 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이러한 구동부(200)의 구성에 의하여 응집기를 동작시에 구동모터(240)를 구동시키면 구동모터(240)와 연결되어 있는 연동축(210)이 회전 구동하게 되고, 연동축(210)의 회전 구동에 따라 연동축(210)의 길이 방향을 따라 복수의 개소에 구비되어 있는 제2베벨기어(230)가 회전 구동하게 된다.

이러한 제2베벨기어(230)의 회전 구동에 따라 제2베벨기어(230)와 맞물리며 임펠러(100)의 회전축(110) 단부에 구비된 제1베벨기어(220)가 회전 구동하게 되며, 제1베벨기어(220)의 회전 구동에 따라 임펠러(100)의 회전축(110)이 회전하게 되므로 임펠러(100)의 날개(120)가 와류를 발생시킴으로써 플록들이 응집되도록 할 수 있다.

여기서, 제2베벨기어(230)는 수평 방향으로 배치된 연동축(210)에 설치되므로 세로로 세워진 상태에서 회전이 이루어지게 되고, 제2베벨기어(230)와 맞물린 제1베벨기어(220)는 수직 방향으로 배치된 회전축(110)에 설치되므로 가로로 놓여진 상태에서 회전이 이루어지게 된다.

그리고, 제1베벨기어(220)와 제2베벨기어(230)가 맞물린 접촉면의 경사각은 45°각도를 이루도록 함으로써 구동모터(240)의 동작에 의하여 회전 구동하는 연동축(210)의 회전력을 최대로 회전축(110)으로 전달할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 제2베벨기어(230)는 하나의 연동축(210)에 3개가 구비되어 각각 제1베벨기어(220)와 맞물리게 되므로 단일개의 연동축(210)의 회전에 의하여 세 개의 회전축(110)이 회전 구동하는 구조이므로, 예를 들어 종래 기술의 경우에 구동모터를 27개를 사용해야 했다면 본 발명에 따른 이중임펠러를 구비한 응집기의 경우에는 종래 기술의 1/3 인 9개의 구동모터(240)를 사용하여 임펠러(100) 전체를 회전 구동시킬 수 있게 된다.

물론, 하나의 연동축(210)에 더 많은 개수의 제2베벨기어(230)를 설치하고 이들 각각의 제2베벨기어(230)와 맞물리는 제1베벨기어(220) 및 수직축(110)을 제2베벨기어(230)의 개수와 동일하게 설치한 경우에는 구동모터(240)의 설치개수를 더 줄일 수 있으나, 임펠러(100)가 세 개의 열을 이루도록 배치되어 3 단계를 거치면서 플록들을 응집시킴을 감안한다면 하나의 연동축(210)에는 세 개의 제2베벨기어(230)가 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 제1열에 배치된 구동모터(240)의 회전속도는 제2열에 배치된 구동모터(240)의 회전속도보다 빠르고 제3열에 배치된 구동모터(240)의 회전속도는 제2열에 배치된 구동모터(240)의 회전속도보다 느리도록 하는 것이 바람직이다.

이는, 구동모터(240)와 연동되어 있는 제1열, 제2열, 제3열에 배치된 임펠러(100)의 회전 속도가 상이하도록 함으로써 플록들이 제1열, 제2열, 제3열의 임펠러(100)를 거치면서 점점 뭉쳐져서 커지고 견고하도록 하기 위함이다.

상술한 바와 같은 구성은 갖는 본 발명에 따른 이중임펠러를 구비한 응집기를 이용하여 플록을 응집시키는 과정을 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

응집공간(3)에 충진된 원수에 포함된 플록이 응집되도록 하여 침전시키기 위하여 응집기 구동부(200)의 구동모터(240)에 전원을 인가하면 구동모터(240)의 회전축이 회전하면서 구동모터(240)의 회전축과 연결된 연동축(210)이 회전 구동하게 된다.

연동축(210)이 회전 구동하면 제1베벨기어(220)와 제2베벨기어(230)의 회전구동에 의하여 회전축(230)이 회전 구동하게 되는데, 이를 좀더 상세히 설명하면, 구동모터(240)를 구동시키면 구동모터(240)와 연결되어 있는 연동축(210)이 회전 구동하게 되고, 연동축(210)의 회전 구동에 따라 연동축(210)의 길이 방향을 따라 복수의 개소에 구비되어 있는 제2베벨기어(230)가 회전 구동하게 된다.

이러한 제2베벨기어(230)의 회전 구동에 따라 제2베벨기어(230)와 맞물리며 임펠러(100)의 회전축(110) 단부에 구비된 제1베벨기어(220)가 회전 구동하게 되며, 제1베벨기어(220)의 회전 구동에 따라 임펠러(100)의 회전축(110)이 회전하게 되므로 회전축(230)의 외면에 고정되어 있는 하이드로 포일(121)과 터빈(122)이 원수의 내부에서 회전 구동하게 되는 것이다.

그리고, 하이드로 포일(121)의 회전 구동에 의하여 원수는 상측으로 상승하여 터빈(122) 측까지 이동하면서 플록을 상측으로 이동시키고, 하이드로 포일(121)에 마련된 와류형성판(123)에 의하여 와류가 형성되면서 이러한 와류에 의하여 하이드로 포일(121) 하측의 응집공간(3)의 저면에 미세플록이 가라앉지 않고 상측으로 이동하게 된다.

상측으로 이동된 플록은 터빈(122)의 회전에 의하여 서로 부딪히면서 뭉쳐지고 이러한 과정이 반복되면서 플록은 점점 커지고 견고하게 응집되어 침전조로 이동하여 침전하게 된다.

플록들이 상호 충돌하면서 뭉쳐지는 현상은 충돌면에서 가장 활발하게 발생하게 되는데, 충돌면은 하이드로 포일(121)에 의하여 하측에서 상측으로 넓은 영역에서 형성되는 수류와, 터빈(122)에 의하여 터빈(122) 주위의 좁은 영역에서 형성되는 수류가 상호 만나게 되는 면을 일컫는다.

이러한 충돌면에서 플록들의 응집이 가장 활발하게 발생되는 이유를 살펴보면, 이는 하측에서 상측으로 형성되는 하나의 수류가 하이드로 포일(121)에 의하여 형성되고 터빈(122)의 회전에 따라 터빈(122)의 주위에서 다른 하나의 수류가 형성되며, 상기한 하나의 수류에 의한 플록의 움직임과 다른 하나의 수류에 의한 플록의 움직임이 상이하기 때문에 이들의 경계면에서 각각의 수류에 포함된 플록이 충돌하게 되는 힘이 가장 크기 때문이다.

이러한 플록들 사이의 충돌은 상기 충돌면에서 뿐만 아니라 와류의 형성이 활발한 터빈(122)의 바로 하단 위치에서도 발생하게 되며, 이러한 다양한 형태로 발생되는 충돌에 의하여 플록이 더 잘 뭉치게 됨으로써 효과적인 응집이 이루어지도록 할 수 있다.

특히, 터빈(122)의 2개의 날개(122a)에 구비된 와류 형성판(123)에 의해 난류를 발생시킴으로써 충돌면에서의 플록의 응집이 더욱 효과적으로 진행될 수 있다.

이때, 제1열에 배치된 구동모터(240)와, 제2열에 배치된 구동모터(240) 및 제3열에 배치된 구동모터(240)는 상이한 회전 속도로 회전하게 되는데, 좀더 구체적으로는, 제1열에 배치된 구동모터(240)는 가장 빠르게 회전구동하고 제2열에 배치된 구동모터(240)는 중간 정도로 회전구동하고 제3열에 배치된 구동모터(240)는 가장 느리게 회전 구동한다.

따라서, 제1열에 배치된 임펠러(100)에 의하여 미세 플록끼리 충돌이 이루어지면서 뭉쳐져서 작은 크기의 플록을 형성하고, 제2열에 배치된 임펠러(100)에 의하여 작은 크기의 플록이 뭉쳐져서 중간 크기의 플록을 형성하며, 제3열에 배치된 임렐러(100)에 의하여 중간 크기의 플록이 뭉쳐져서 큰 크기의 플록을 형성하게 된다.

상술한 과정을 거쳐 큰 크기의 플록이 형성되면 침전지로 이송시킨 후에 침전지에 침전이 이루어지도록 하는데, 본 발명에 따른 이중임펠러를 구비한 응집기는 플록을 이송시에는 미세플록의 양이 적도록 하여 원수의 탁도를 낮게 함으로써 응집기의 효율을 높일 수 있게 된다.

이상 몇 가지의 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다. 또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다. 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.

본 발명은 수처리 기술분야에 적용될 수 있다.

1 : 정류벽 2 : 격벽
3 : 응집공간
100 : 임펠러 110 : 회전축
120 : 응집수단 121 : 하이드로 포일
121a : 날개 122 : 터빈
122a : 날개 123 : 와류형성판
200 : 구동부 210 : 연동축
220 : 제1베벨기어 230 : 제2베벨기어
240 : 구동모터

Claims (6)

1. 정류벽(1)과 격벽(2)으로 이루어지는 복수의 응집공간(3)이 열과 행을 이루도록 배치되는 응집지의 상기 응집공간(3)에 배치되어 정화 대상이 되는 원수의 내부에 포함된 플록을 응집시키는 이중임펠러를 구비한 응집기로서,
   복수의 상기 응집공간(3)에 높이 방향을 따라 직립되게 배치되어 회전구동하는 회전축(110)과, 상기 플록이 응집되도록 하며 상기 회전축(110)의 상이한 높이에 고정 배치되는 한 쌍의 응집수단(120)으로 이루어지는 복수의 임펠러(100)와;
   동일한 열에 배치된 복수의 상기 임펠러(100)가 연동되어 동시에 회전 구동될 수 있도록 상기 응집지의 일측에 배치되는 구동부(200);
   를 포함하며,
   
   상기 복수의 임펠러(100)가 하나의 군을 이루어 다수 열로 배치되며,
   각 열에 배치된 임펠러(100)의 회전속도는 서로 다르게 설정되며,
   
   상기 구동부(200)는 동일한 열에 배치된 상기 임펠러(100)를 따라 상기 회전축(110)의 상부에 회전 가능하게 설치되는 연동축(210)과, 상기 회전축(110)의 단부에 각각 구비된 복수의 제1베벨기어(220)와, 상기 제1베벨기어(220)와 맞물리도록 상기 연동축(210) 상에 구비되는 복수의 제2베벨기어(230)와, 상기 연동축(210)을 회전구동시키도록 상기 연동축(210)과 연결되어 서로 다르게 설정된 회전속도로 회전하는 구동모터(240)를 포함하는 이중임펠러를 구비한 응집기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 응집수단(120)은 상기 회전축(110)의 하측 단부에 배치되며 방사 방향으로 배치되는 3개의 날개(121a)로 이루어지는 하이드로 포일(121)과, 상기 하이드로 포일(121)보다 상대적으로 높은 위치의 상기 회전축(110)에 배치되며 상호 대향되게 동일선상에 배치되는 2개의 날개(122a)로 이루어지는 터빈(122)을 포함한 이중임펠러를 구비한 응집기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 하이드로 포일(121)의 3개의 날개(121a)는 판상의 부재로 형성되어 상기 회전축(110)과 경사를 이루도록 비스듬하게 배치되며, 판면의 일부가 소정각도 경사지게 절곡 형성된 이중임펠러를 구비한 응집기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 터빈(122)의 2개의 날개(122a) 및 상기 하이드로 포일(121)의 3개의 날개(121a)의 하측 판면에는, 와류형성판(123)이 돌출되어 형성된 이중임펠러를 구비한 응집기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 와류형성판(123)은 상기 날개(121a)의 일측 판면이 절곡된 방향을 따라 대각 방향으로 굴곡지게 배치된 이중임펠러를 구비한 응집기.

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