KR101836993B1 - 유체 혼합/반응 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유체를 혼합 및/또는 반응시키기 위한 내부 공간이 형성되어 있는 혼합/반응조가 적어도 하나 이상 연결되어 있는 수처리용 유체 혼합/반응 장치에 관한 것으로, 상기 혼합/반응조는, 유체를 혼합 및/또는 반응시키기 위한 원통형의 내부 공간이 형성되어 있는 혼합/반응조 몸체; 상기 혼합/반응조 몸체의 외곽에서 상기 혼합/반응조 몸체의 접선 방향으로 위치되는 유체 유입부; 및 상기 혼합/반응조 몸체 내부로부터 기포, 부유물, 침전물을 포함하는 유체를 흡입하는 유체 흡입관, 및 상기 유체 흡입관에서 흡입된 유체를 상기 혼합/반응조 몸체 외부로 배출하는 유체 배출관,을 포함하는 유체 배출부;를 포함하며, 상기 유체 흡입관은, 수직형의 관 형태로서 상기 혼합/반응조 몸체의 원통형의 내부 중심 부분에서 상기 혼합/반응조 몸체의 상부면과 하부면 사이에 위치되며, 상기 유체 흡입관의 상하부면 또는 상하부면 모서리의 전체 또는 일부가 개방되어 유체 흡입될 수 있도록 하고, 상기 유체 배출관은, 상기 유체 흡입관의 일측면에서 시작되어 상기 혼합/반응조 몸체 외부로 연장되어 형성된다.

Description

유체 혼합/반응 장치{FLUID MIXING AND REACTION DEVICE}
본 발명은 유체 혼합 및 반응 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 유체를 혼합 및/또는 반응시키기 위한 내부공간이 형성되어 있는 혼합/반응조가 적어도 하나 이상으로 연결되어 있는 유체 혼합 및 반응 장치에 관한 것이다.
본 발명은 유체를 혼합 및/또는 반응시키기 위한 유체 혼합/반응 장치에 관한 것으로, 별도의 교반기를 설치하지 않고도 유체가 유입되는 압력만으로 효과적으로 유체를 혼합할 수 있고, 혼합/반응조 내에 응집물 및 기포가 잔류되지 않고 배출될 수 있도록 하는 유체 혼합 및 반응 장치에 관한 것이다.
유체의 혼합 및 반응 공정은 수처리 분야 포함하여 화학, 약품, 식품 등의 여러 공업 분야 및 농업이나 건설 기타 생활 현장에서도 빈번하게 이루어지며, 유체의 종류와 혼합 및 반응의 정도 등 그 혼합의 목적에 따라 여러 가지 혼합 장치 및 혼합 방법이 사용될 수 있다.
일반적인 유체 혼합방법은 하나의 반응조에 혼합 대상 물질을 넣고 모터에 연결된 교반기를 가지고 일정 시간 교반하는 방법을 사용한다. 이런 교반에서는 교반기의 회전 속도나 시간을 조절하여 원하는 정도의 혼합물을 만들기에 적합하지만 별도의 교반 용기 및 교반 장치를 사용하게 되므로 교반장치의 설치 및 운용에 따른 추가비용이 소모되는 단점이 있다.
또한, 상기와 같은 종래의 유체 혼합방법에서 사용되는 교반기를 사용할 경우, 유체 혼합 또는 반응 과정에서 생성된 응집물, 기포, 부유물 등의 일부가 배출되지 못하고 상기 교반 날개와 바닥면 사이에 잔류되며, 이로 인해 유체 혼합/반응 효율이 저하되는 문제가 발생할 수 있었다.
이와 같은 실정에 따라 본 발명은 별도의 교반기 없이 유체가 유입되는 압력만으로 혼합/반응조 내에서 효과적으로 유체를 혼합 및 반응시킬 수 있고, 또한 유체 혼합 및 반응 과정에서 생성된 기포, 부유물 및 응집물이 반응조 내에 잔류되지 않도록 하는 새로운 유체 혼합 및 반응 장치를 제시하고자 한다.
다음으로 본 발명의 기술이 속하는 분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간략하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비하여 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해 설명하도록 한다.
먼저 등록특허공보 제10-0728300호(2007.06.13.)는 폐수처리의 약품혼합장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 오폐수와 약품이 저장되어 혼합되는 저장조와, 상기 저장조의 내상부에 구비되며, 오폐수와 약품을 급속 교반시키는 상부 교반체와, 상기 상부 교반체의 하부에 구비되며, 상기 상부 교반체의 단면적 보다 작은 단면적을 갖음으로써 오폐수와 약품을 완속교반시키는 하부 교반체와, 그리고 상기 저장조의 상부에 구비되는 모터 조립체와, 이 모터 조립체에 연결되고 상기 저장조의 내부에 연장되는 회전축으로 이루어짐으로써 상기 상부 및 하부 교반체를 회전시키는 회전부를 포함하는 혼합장치가 기재되어 있다.
상기 등록특허공보 제10-0728300호는 교반날개를 통하여 고농도의 유체에서도 약품이 오폐수에 신속하게 용해될 수 있으나, 상기한 바와 같이 별도의 모터, 교반날개 등의 교반장치가 요구되기 때문에 장치 구성에 많은 비용이 소모되며 특히 응집물이 챔버 내 교반날개 아래에 잔류되는 문제가 있었다.
또한, 등록특허공보 제10-1280582호(2013.07.02.)는 약품 혼합조와 침전조 일체형 초고속침전 수처리 장치 및 이를 이용한 수처리 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 일반적인 수처리 공정에서 필요한 각각의 다수의 단위 공정들을 단일 처리조 내에서 수행하게 함으로써 약품혼합, 응집반응, 침전, 슬러지 인출 및 처리수의 배수가 시간 간격을 두어 이루어지도록 하여 전체적인 유체의 체류시간이 줄여 최대 30분 이내의 초고속 수처리가 가능하도록 하는 수처리 방법에 관한 기술이 기재되어 있다.
그러나, 상기 등록특허공보 제10-1280582호는 응집물이 잔류되지 않고 침전처리되기는 하나 상기 단일 처리조 상부에 교반날개가 구비되어 있기 때문에 폐수내 약품혼합이 충분히 이루이지지 않는 문제가 있었다.
또한, 등록특허공보 제10-1303820호(2013.09.04.)는 상하향류 완전혼합 탈질 및 탈인 수처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 피처리수가 유입되어 중력에 의한 하향류 흐름이 형성되며 제1교반부에 의해 교반되고, 혐기상태에서 미생물의 인방출반응이 일어나는 하향류 완전혼합 반응조; 상기 하향류 완전혼합 반응조의 후단에 배치되고, 내부의 유체가 상향류 흐름이 형성되며 제2교반부에 의해 교반되고, 무산소상태에서 탈질미생물에 의해 탈질반응이 일어나는 상향류 완전혼합 반응조; 상기 하향류 완전혼합 반응조 하부의 하부유체를 상향 이동시킨 후, 상기 상향류 완전혼합 반응조의 상부를 경유하여 하부에서 유출되도록 하여 상기 상향류를 유도하는 상향류 유도부; 및 상기 상향류 완전혼합 반응조의 후단에 배치되고, 호기상태에서 미생물의 인과잉 흡수가 일어나는 호기조를 포함하며, 상기 상향류 완전혼합 반응조는 상부에 내부의 유체를 상기 호기조로 유출시키는 유출부가 형성되는 수처리 장치에 관한 기술이 기재되어 있다.
상기 등록특허공보 제10-1303820호는 방식을 사용함으로써 반응조 내부에 침전되는 응집물이 처리수와 함께 다음 단계로 모두 이동되는 장점이 있으나 교반날개 및 모토를 포함한 교반장치를 사용하기 때문에 장치 구성에 많은 비용이 소모되는 문제가 있었다.
등록특허공보 제10-0728300호(2007.06.13.) 등록특허공보 제10-1280582호(2013.07.02.) 등록특허공보 제10-1303820호(2013.09.04.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로, 유체를 혼합 및/또는 반응시키기 위한 내부 공간이 형성되어 있는 혼합/반응조가 적어도 하나 이상 연결되어 있는 유체 혼합/반응 장치에 있어서, 별도의 교반기를 설치하지 않아도 상기 혼합/반응조내에서 유체의 회전흐름이 생성되어 효과적으로 유체를 혼합 및/또는 반응시킬 수 있는 유체 혼합/반응 장치를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.
또한, 유체 혼합 및 반응 과정에서 생성된 기포, 부유물 및 응집물이 반응조 내에 잔류되지 않고 모두 배출될 수 있도록 하는 유체 혼합/반응 장치를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 혼합/반응 장치는, 유체를 혼합 및/또는 반응시키기 위한 내부 공간이 형성되어 있는 혼합/반응조가 적어도 하나 이상 연결되어 있는 형태를 갖으며, 상기 혼합/반응조는, 유체를 혼합 및/또는 반응시키기 위한 원통형의 내부 공간이 형성되어 있는 혼합/반응조 몸체; 상기 혼합/반응조 몸체의 외곽에서 상기 혼합/반응조 몸체의 접선 방향으로 위치되는 유체 유입부; 및 상기 혼합/반응조 몸체 내부로부터 기포, 부유물, 침전물을 포함하는 유체를 흡입하는 유체 흡입관, 및 상기 유체 흡입관에서 흡입된 유체를 상기 혼합/반응조 몸체 외부로 배출하는 유체 배출관,을 포함하는 유체 배출부;를 포함하며, 상기 유체 흡입관은, 수직형의 관 형태로서 상기 혼합/반응조 몸체의 원통형의 내부 중심 부분에서 상기 혼합/반응조 몸체의 상부면과 하부면 사이에 위치되며, 상기 유체 흡입관의 상하부면 또는 상하부면 모서리의 전체 또는 일부가 개방되어 유체 흡입될 수 있도록 하고, 상기 유체 배출관은, 상기 유체 흡입관의 일측면에서 시작되어 상기 혼합/반응조 몸체 외부로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 유체 흡입관은, 수직형의 관 형태로서 상기 혼합/반응조 몸체의 원통형의 내부 중심 부분에서 상기 혼합/반응조 몸체의 상부면 및 하부면과 이격되어 위치되며, 상기 유체 흡입관의 상하부면에는 상기 유체 흡입관의 상하부면의 전체 또는 일부가 개방되어 있는 형태의 유체 흡입구가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 유체 흡입관은, 수직형의 관 형태로서 상기 혼합/반응조 몸체의 원통형의 내부 중심 부분에서 상기 혼합/반응조 몸체의 상부면 및 하부면과 이격되어 위치되며, 상기 유체 흡입관의 상부면 모서리와 하부면 모서리에는 홀 형태의 유체 흡입구가 적어도 하나 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 유체 흡입관은, 수직형의 관 형태로서 상기 혼합/반응조 몸체의 원통형의 내부 중심 부분에 위치하되, 상기 혼합/반응조 몸체의 상부면으로부터 하부면 방향으로 연장되며, 상기 혼합/반응조 몸체의 하부면과 이격되어 형성되며, 상기 유체 흡입관의 하부면에는 상기 유체 흡입관의 하부면의 전체 또는 일부가 개방되어 있는 형태의 하부 유체 흡입구가 형성되어 있고, 상기 유체 흡입관의 상부면 모서리에는 홀 형태의 상부 유체 흡입구가 적어도 하나 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 유체 흡입관은, 수직형의 관 형태로서 상기 혼합/반응조 몸체의 원통형의 내부 중심 부분에 위치하되, 상기 혼합/반응조 몸체의 상부면으로부터 하부면까지 연장되어 형성되며, 상기 유체 흡입관의 상부면 모서리와 하부면 모서리에는 홀 형태의 유체 흡입구가 적어도 하나 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 유체 유입부는, 노즐의 직경이 조절됨으로써, 같은 유량 및 같은 동력으로도 다른 유입 속도를 가질 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 혼합/반응조는, 유체 혼합 및/또는 반응 효과를 향상시키기 위하여 기체가 유입되는 기체 유입구가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 혼합/반응조는 두 개 이상이 서로 수직 혹은 수평으로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 두 개 이상의 혼합/반응조는 수직으로 연결되고, 전단의 혼합/반응조의 유체 배출관은 상기 유체 흡입관의 일측면으로부터 연결되어 혼합/반응조 몸통의 상부면 혹은 하부면을 통해 후단의 혼합/반응조로 유체를 배출하는 구조인 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 유체배출관은 혼합/반응조 몸체의 외부로 연장되지 않은 상태로 바로 후단의 유체유입부로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 유체 혼합/반응 장치는, 수처리를 위하여 응집제, 응집보조제, 살균소독제, 분말활성탄 중 적어도 하나 이상을 포함하는 수처리 약품과 폐수를 혼합 및 반응시키기 위한 용도인 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 유체 혼합/반응 장치는, 수처리 약품이 주입되는 약품 주입구가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 유체를 혼합 및/또는 반응시키기 위한 내부공간이 형성되어 있는 혼합/반응조가 적어도 하나 이상 연결된 유체 혼합/반응조 장치에 있어서, 모터, 교반날개 등을 포함한 별도의 교반장치를 구비하지 않고도 유체가 주입되는 압력만으로 반응조내에서 유체의 회전흐름이 생성되어 효과적으로 유체를 혼합 및/또는 반응 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 혼합/반응조 내에 발생할 수 있는 기포, 부유물, 응집 침전물 및 외부에서 유입된 침전물 등의 이물을 유체와 함께 모두 상기 혼합/반응조 외부로 배출되게 함으로써 혼합/반응조 내에 상기 이물이 적체되지 않도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 혼합/반응 장치의 사시도의 투과도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 혼합/반응 장치의 유체 유입부에 대해 설명하기 위한 평면도의 투과도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 혼합/반응 장치의 유체 배출부에 대해 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 혼합/반응 장치의 유체 배출부에 대해 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 혼합/반응 장치의 유체 배출부에 대해 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 혼합/반응 장치의 유체 배출부에 대해 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 혼합/반응 장치의 유체 배출 밸브에 대해 설명하기 위한 단면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 둘 이상의 혼합/반응조가 수직방향으로 연결된 유체 혼합/반응 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 둘 이상의 혼합/반응조가 수평방향으로 연결된 유체 혼합/반응 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 유체 혼합 및 반응 장치를 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 사이즈나 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이고, 특징적 구성이 드러나도록 공지의 구성들은 생략하여 도시하였으므로 도면으로 한정하지는 아니한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참고하면서 본 발명에 대하여 더욱 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 혼합/반응 장치(10)의 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 유체 혼합/반응 장치(10)는 유체를 혼합 및/또는 반응시키기 위한 내부 공간이 형성되어 있는 혼합/반응조(100)가 적어도 하나 이상 연결되어 있는 형태를 갖는다.
즉, 본 발명의 유체 혼합/반응 장치(10)는 하나의 혼합/반응조(100)로만 구성될 수도 있고, 또는 둘 이상의 상기 혼합/반응조(100)가 연결된 형태로 구성될 수도 있다.
더욱 상세하게는, 본 발명에 따른 혼합/반응조(100)는 혼합/반응조 몸체(110), 유체 유입부(120), 유체 배출부(130)를 포함하여 구성된다.
상기 혼합/반응조 몸체(110)는 유체를 혼합 및/또는 반응시키기 위하여 원통형의 내부 공간이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 물론 상기 혼합/반응조 몸체(110)의 내부 공간을 다양한 형태로 구성할 수도 있지만, 유체가 반응조 내에서 시계 또는 반시계 방향으로 회전할 때 회전 저항을 최소화하기 위해서는 상기 혼합/반응조 몸체(110)의 내부 공간은 원통형의 실린더 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유체 유입부(120)는 상기 혼합/반응조 몸체(110) 내부로 유체가 유입되는 통로로서, 상기 혼합/반응조(100) 외부로부터 유체가 펌프에 의한 배출압력에 의해 주입된다.
또한, 본 발명의 유체 혼합/반응조(100) 장치는 유체 유입부(120)의 노즐의 직경을 조절 가능하도록 구성함으로써, 같은 유량, 같은 동력으로도 다른 유입 속도를 가질 수 있도록 할 수도 있고, 유체 혼합/반응 운전의 선택폭을 넓힐 수도 있따.
예를 들어, 유체 유입부(120)의 노즐 직경이 작은 경우 흐르는 유체의 유속이 빠르므로 상기 혼합/반응조(100) 내부에서의 교반 속도를 빨리할 수 있어 급속 교반이 가능하고, 유체 유입부(120)의 노즐 직경이 큰 경우 흐르는 유체의 유속이 느려지므로 상기 혼합/반응조(100) 내부에서의 교반 속도가 느려져 완속 교반이 가능하다.
또한, 상기 유체 유입부(120)를 통해 주입되는 유체가 혼합/반응조 몸체(110) 내부에서 회전될 수 있도록 상기 유체 유입부(120)는 상기 혼합/반응조 몸체(110)의 외곽에서 상기 혼합/반응조 몸체(110)의 접선 방향으로 위치된다.
보다 구체적으로는, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 유체 유입부(120)는 혼합/반응조(100)의 접선 방향으로 위치하여, 혼합/반응조(100)의 중심점과 180°보다 작은 각도를 형성한다. 이렇게 접선 방향으로 설치됨으로써, 혼합/반응조(100) 내로 주입된 유체가 혼합/반응조(100) 내부에서 시계 또는 반시계 방향으로 회전하게 된다.
만약 반대로 혼합/반응조(100)의 중심점 방향으로 유체 유입부(120)가 설치되는 경우 고압으로 유체 유입부(120)를 통과한 유체는 반응조 내부에서 회전을 하지 않으며, 이러한 회전이 없으면 유체의 혼합 및 반응이 효과적으로 이루어지지 않게 될 것이다.
또한, 상기 유체 배출부(130)는 상기 혼합/반응조 몸체(110) 내부로부터 기포, 부유물, 응집 침전물, 외부에서 유입된 침전물 등의 이물을 포함하는 유체를 흡입하는 유체 흡입관(131)과 상기 유체 흡입관(131)에서 흡입된 유체를 상기 혼합/반응조 몸체(110) 외부로 배출하는 유체 배출관(132)을 포함하여 구성되는 것으로, 상기 혼합/반응조(100) 하부로 침전되는 각종 침전물과 혼합/반응조(100) 상부로 부상되는 기포 및 부유물을 유체와 함께 효과적으로 배출하기 위한 형태를 갖는다.
보다 구체적으로는, 상기 유체 배출부(130) 내 유체 흡입관(131)은 수직형의 관 형태로서 상기 혼합/반응조 몸체(110)의 원통형의 내부 중심 부분에서 상기 혼합/반응조 몸체(110)의 상부면과 하부면 사이에 위치되며, 상기 유체 흡입관(131)의 상하부면 또는 상하부면 모서리의 전체 또는 일부가 개방되어 유체 흡입될 수 있도록 하는데, 상기 개방된 상하부면 중 개방된 상부면은 상기 혼합/반응조 몸체(110)의 내부공간 상부에 위치하여 주로 기체 등을 흡입하게 되고, 개방된 하부면은 상기 혼합/반응조 몸체(110)의 내부공간 하부에 위치하여 주로 침전물 등을 흡입하게 된다.
또한, 상기 유체 배출관(132)은, 상기 유체 흡입관(131)의 일측면에서 시작되어 상기 혼합/반응조 몸체(110) 외부로 연장되어 형성된다.
상기 혼합/반응조(100)내에서 유체가 회전함에 따라 혼합/반응조(100) 중앙부로 갈수록 유체의 회전속도가 빨라지고 압력은 낮아지게 되는데, 이와 같이 유체 회전에 의해 혼합/반응조(100) 중앙부의 압력이 낮아짐에 따라, 혼합/반응조(100) 하부로 가라앉는 침전물은 주변보다 상대적으로 압력이 낮은 혼합/반응조(100) 중심부에 위치한 유체 흡입관(131)의 하부로 흡입되고, 이와 같은 원리로 혼합/반응조(100) 상부로 부상되는 기포와 부유물은 혼합/반응조(100) 중심부에 위치한 유체 흡입관(131)의 상부로 흡입되어, 유체와 함께 상기 유체 배출관(132)을 따라 혼합/반응조(100) 외부로 배출됨으로써, 혼합/반응조(100)내에 응집물과 기포가 잔류되는 것이 방지된다.
한편, 상기 유체 흡입관(131)은 보다 다양한 형태로 구성하는 것도 가능하다.
이하, 도 3 내지 도 6을 통해 본 발명의 유체 흡입관(131)의 다양한 구조에 대하여 설명하도록 한다.
먼저 본 발명의 유체 흡입관(131)은 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 수직형의 관 형태로서 상기 혼합/반응조 몸체(110)의 원통형의 내부 중심 부분에서 상기 혼합/반응조 몸체(110)의 상부면 및 하부면과 이격되어 위치되며, 상기 유체 흡입관(131)의 상하부면에는 상기 유체 흡입관(131)의 상하부면의 전체 또는 일부가 개방되어 있는 형태의 혼합/반응조 몸체(110)가 형성되어 있을 수 있다.
이때, 상기 유체 흡입관(131)의 상부면에 형성된 혼합/반응조 몸체(110)로는 상기 혼합/반응조(100) 상부로 부상되는 기포와 부유물이 흡입되고, 상기 유체 흡입관(131)의 하부면에 형성된 혼합/반응조 몸체(110)로는 혼합/반응조(100) 하부로 가라앉는 침전물과 유체가 흡입된다.
또한, 본 발명의 유체 흡입관(131)은 도 4에 나타난 바와 같이, 수직형의 관 형태로서 상기 혼합/반응조 몸체(110)의 원통형의 내부 중심 부분에서 상기 혼합/반응조 몸체(110)의 상부면과 하부면과 이격되어 위치되며, 상기 유체 흡입관(131)의 상부면 모서리와 하부면 모서리에는 홀 형태의 혼합/반응조 몸체(110)가 적어도 하나 이상 형성되어 있는 형태로 구성될 수도 있다.
이때, 상기 유체 흡입관(131)의 상부면 모서리에 형성된 혼합/반응조 몸체(110)로는 상기 혼합/반응조(100) 상부로 부상되는 기포와 부유물이 흡입되고, 상기 유체 흡입관(131)의 하부면 모서리에 형성된 혼합/반응조 몸체(110)로는 혼합/반응조(100) 하부로 가라앉는 침전물과 유체가 흡입된다.
또한, 본 발명의 유체 흡입관(131)은 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 수직형의 관 형태로서 상기 혼합/반응조 몸체(110)의 원통형의 내부 중심 부분에 위치하되, 상기 혼합/반응조 몸체(110)의 상부면으로부터 하부면 방향으로 연장되며, 상기 혼합/반응조 몸체(110)의 하부면과 이격되어 형성되며, 상기 유체 흡입관(131)의 하부면에는 상기 유체 흡입관(131)의 하부면의 전체 또는 일부가 개방되어 있는 형태의 하부 혼합/반응조 몸체(110)가 형성되어 있고, 상기 유체 흡입관(131)의 상부면 모서리에는 홀 형태의 상부 혼합/반응조 몸체(110)가 적어도 하나 이상 형성되어 있는 형태로 구성될 수도 있다.
이때, 상기 유체 흡입관(131)의 상부면 모서리에 형성된 혼합/반응조 몸체(110)로는 상기 혼합/반응조(100) 상부로 부상되는 기포와 부유물이 흡입되고, 상기 유체 흡입관(131)의 하부면에 형성된 혼합/반응조 몸체(110)로는 혼합/반응조(100) 하부로 가라앉는 침전물과 유체가 흡입된다.
또한, 본 발명의 유체 흡입관(131)은 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 수직형의 관 형태로서 상기 혼합/반응조 몸체(110)의 원통형의 내부 중심 부분에 위치하되, 상기 혼합/반응조 몸체(110)의 상부면으로부터 하부면까지 연장되어 형성되며, 상기 유체 흡입관(131)의 상부면 모서리와 하부면 모서리에는 홀 형태의 혼합/반응조 몸체(110)가 적어도 하나 이상 형성되어 있는 태로 구성될 수도 있다.
이때, 상기 유체 흡입관(131)의 상부면 모서리에 형성된 혼합/반응조 몸체(110)로는 상기 혼합/반응조(100) 상부로 부상되는 기포와 부유물이 흡입되고, 상기 유체 흡입관(131)의 하부면 모서리에 형성된 혼합/반응조 몸체(110)로는 혼합/반응조(100) 하부로 가라앉는 침전물과 유체가 흡입된다.
참고로, 도 4 내지 도 6에 있어서, 상기 유체 흡입관(131)의 상하부면 모서리에 형성되어 있는 혼합/반응조 몸체(110)의 개수는 예시적인 것에 불과하고, 하나의 혼합/반응조 몸체(110)로 구성될 수도 있고 다수개의 혼합/반응조 몸체(110)로 구성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 유체 배출부(130) 내 유체 배출관(132)은 도 1 내지 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 유체 흡입관(131)의 일측면으로부터 연결되어 혼합/반응조 몸통(110)의 측부면을 통해 혼합/반응조(100) 외부로 유체를 배출하는 구조를 갖을 수도 있고, 또는 도 5 및 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 유체 흡입관(131)의 일측면으로부터 연결되어 혼합/반응조 몸통(110)의 상부면을 통해 후단의 혼합/반응조 내부로 유체를 배출하는 구조일 수도 있으며, 또는 상기 유체 흡입관(131)의 일측면으로부터 연결되어 혼합/반응조 몸통(110)의 하부면을 통해 후단의 혼합/반응조 내부로 유체를 배출하는 구조(미도시)일 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 혼합/반응조(100)는 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 유체 배출부(130)에 유체 배출 밸브(134)가 구비되어 있을 수도 있다. 본 발명의 혼합/반응조(100)가 다단으로 연결되어 있을 경우 상기 융체 배출 밸브(134)를 제어함으로써, 각 단의 혼합/반응조 별로 유체가 유입되는 압력과 혼합/반응조 내에서의 회전속도를 달리할 수도 있다.
한편, 도 8 내지 도 10은 둘 이상의 혼합/반응조가 다단으로 연결된 형태의 유체 혼합/반응 장치에 대해 설명하기 위한 단면도이다.
도 8 및 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 유체 혼합/반응 장치는 다수개의 혼합/반응조를 수직 방향으로 연결하여 구성될 수도 있다.
상기와 같이, 본 발명의 유체 혼합/반응 장치를 다단의 혼합/반응조로 구성할 경우, 전단의 혼합/반응조의 유체 배출관은 후단의 유체 유입부와 연결되어 전단 반응조 내의 기포, 부유물, 침전물을 포함하는 유체를 후단 반응조로 이송하게 되며, 도 8과 같이 수직 다단의 혼합/반응조로 구성할 경우에는, 전단의 혼합/반응조의 유체 배출관은 상기 유체 흡입관의 일측면으로부터 연결되어 혼합/반응조 몸통의 상부면 혹은 하부면을 통해 후단의 혼합/반응조 내부로 유체를 배출하는 구조를 갖게 된다.
또한, 도 9와 같이 수직 다단의 다단의 혼합/반응조로 구성할 경우에는, 전단의 혼합/반응조의 유체 배출관은 상기 유체 흡입관의 일측면으로부터 연결되어 전단의 혼합/반응조 몸통의 측면부로 배출되고, 이를 후단의 혼합/반응조 측면부를 통해 주입하는 구조를 갖을 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 상기 유체 배출 밸브(134)를 제어함으로써, 각 단의 혼합/반응조 별로 유체가 유입되는 압력과 혼합/반응조 내에서의 회전속도를 달리할 수도 있다.
또한, 본 발명의 유체 혼합/반응 장치는 유체 배출부와 유체 유입부를 파이프를 이용하여 연결함으로써 도 10에 도시된 것과 같이 수평방향으로도 연결시켜 구성할 수도 있을 것이다.
한편, 본 발명에 따른 혼합/반응조(100)의 일측에는, 유체가 혼합 및/또는 반응되는 데 있어서 혼합 및 반응 효과를 향상시키기 위한 기체가 유입되는 기체 유입구가 추가로 형성되어 있을 수도 있으며, 또한 첨가물 추가를 위한 첨가물 주입구가 추가로 형성되어 있을 수도 있다.
또한, 본 발명의 유체 혼합/반응 장치(10)는 하수/음폐수 처리 등의 수처리를 위하여 응집제, 응집보조제, 살균소독제, 분말활성탄 중 적어도 하나 이상을 포함하는 수처리 약품과 폐수를 혼합 및 반응시키기 위한 수처리용 유체 혼합/반응 장치로서 구성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 유체 혼합/반응 장치(10)를 수처리용 유체 혼합/반응 장치로 구성할 경우, 상기 유체 혼합/반응조(100) 장치는 상기 유체 유입부(120)를 통해 폐수와 응집 폴리머 등의 수처리 약품을 반응조 내로 주입할 수도 있고, 별도의 약품 주입관을 구비하여 폐수와는 별도의 루트로 응집 폴리머 등의 수처리 약품을 반응조내로 주입할 수도 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 유체 혼합/반응 장치
100 : 혼합/반응조
110 : 혼합/반응조 몸체
120 : 유체 유입부
130 : 유체 배출부
131 : 유체 흡입관
132 : 유체 배출관
133 : 유체 흡입구
134 : 유체 배출 밸브

Claims (12)

  1. 유체를 혼합 및/또는 반응시키기 위한 내부 공간이 형성되어 있는 혼합/반응조가 적어도 하나 이상 연결되어 있는 수처리용 유체 혼합/반응 장치에 있어서,
    상기 혼합/반응조는,
    유체를 혼합 및/또는 반응시키기 위한 원통형의 내부 공간이 형성되어 있는 혼합/반응조 몸체;
    상기 혼합/반응조 몸체의 외곽에서 상기 혼합/반응조 몸체의 접선 방향으로 위치되는 유체 유입부; 및
    상기 혼합/반응조 몸체 내부로부터 유체를 흡입하는 유체 흡입관, 및 상기 유체 흡입관에서 흡입된 유체를 상기 혼합/반응조 몸체 외부로 배출하는 유체 배출관을 포함하는 유체 배출부;를 포함하며,
    상기 유체 흡입관은,
    수직형의 관 형태로서 상기 혼합/반응조 몸체의 원통형의 내부 중심 부분에서 상기 혼합/반응조 몸체의 상부면과 하부면 사이에 위치되며, 상기 유체 흡입관의 상하부면 또는 상하부면 모서리의 전체 또는 일부가 개방되되, 상부면과 하부면이 모두 개방되어 혼합/반응조 몸체의 상부에 쌓이는 기체와 하부에 쌓이는 침전물을 모두 흡입할 수 있도록 하며,
    상기 유체 배출관은,
    상기 유체 흡입관의 일측면에서 시작되어 상기 혼합/반응조 몸체 외부로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 혼합/반응 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유체 흡입관은,
    수직형의 관 형태로서 상기 혼합/반응조 몸체의 원통형의 내부 중심 부분에서 상기 혼합/반응조 몸체의 상부면 및 하부면과 이격되어 위치되며,
    상기 유체 흡입관의 상기 상하부면의 전체 또는 일부가 개방되어 있는 형태의 유체 흡입구가 상기 유체 흡입관의 상부면 및 하부면 모두에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 혼합/반응 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유체 흡입관은,
    수직형의 관 형태로서 상기 혼합/반응조 몸체의 원통형의 내부 중심 부분에 위치하되, 상기 혼합/반응조 몸체의 상부면으로부터 하부면 방향으로 연장되며, 상기 혼합/반응조 몸체의 하부면과 이격되어 형성되며,
    상기 유체 흡입관의 하부면에는 상기 유체 흡입관의 하부면의 전체 또는 일부가 개방되어 있는 형태의 하부 유체 흡입구가 형성되어 있고, 상기 유체 흡입관의 상부면 모서리에는 홀 형태의 상부 유체 흡입구가 적어도 하나 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 혼합/반응 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유체 흡입관은,
    수직형의 관 형태로서 상기 혼합/반응조 몸체의 원통형의 내부 중심 부분에 위치하되, 상기 혼합/반응조 몸체의 상부면으로부터 하부면까지 연장되어 형성되며,
    상기 유체 흡입관의 상부면 모서리와 하부면 모서리에는 홀 형태의 유체 흡입구가 적어도 하나 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 혼합/반응 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 혼합/반응조는 두 개 이상이 서로 수직 혹은 수평으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 혼합/반응 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    전단의 혼합/반응조의 유체 배출관은 후단의 유체유입부와 연결되어 전단 반응조 내의 기포, 부유물, 침전물을 포함하는 유체를 후단 반응조로 이송하는 것을 특징으로 하는 유체 혼합/반응 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 혼합/반응조는 수직으로 연결되고, 전단의 혼합/반응조의 유체 배출관은 상기 유체 흡입관의 일측면으로부터 연결되어 혼합/반응조 몸통의 상부면 혹은 하부면을 통해 후단의 혼합/반응조 내부로 유체를 배출하는 구조인 것을 특징으로하는 유체 혼합/반응 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 혼합/반응조는 수직으로 연결되고, 전단의 혼합/반응조의 유체 배출관은 상기 유체 흡입관의 일측면으로부터 연결되어 혼합/반응조 몸통의 측면부로 배출되고, 이를 후단의 혼합/반응조 측면부를 통해 주입하는 구조인 것을 특징으로하는 유체 혼합/반응 장치.
  11. 제1항, 제2항, 제4항, 제5항, 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체 혼합/반응 장치는,
    수처리를 위하여 응집제, 응집보조제, 살균소독제, 분말활성탄 중 적어도 하나 이상을 포함하는 수처리 약품과 폐수를 혼합 및 반응시키기 위한 용도인 것을 특징으로 하는 유체 혼합/반응 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유체 혼합/반응 장치는,
    상기 수처리 약품이 주입되는 약품 주입구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 혼합/반응 장치.
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