KR102108550B1 - 수처리용 교반장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 블레이드가 공기를 분사하면서 회전하여 교반력을 증대시킴과 아울러 블레이드의 회전 시 전력비용을 절감할 수 있는 수처리용 교반장치에 관한 것이다.
이를 위해 수처리용 교반장치는 교반조 내부의 회전축에 설치되는 허브에 연결되고, 상기 허브와 함께 회전하면서 공기를 분사할 수 있도록 복수개의 분사노즐을 구비한 블레이드, 및 상기 블레이드에 공기를 공급하여 상기 분사노즐을 통해 공기가 분사되도록 함으로써 상기 블레이드가 추진력을 갖게 하는 공기 공급부를 포함한다.

Description

수처리용 교반장치{AGITATOR FOR WATER TREATMENT}

본 발명은 수처리용 교반장치에 관한 것이다.

일반적으로 정수장 또는 하수 처리장에서의 교반장치의 역할은 매우 중요하며, 상기 교반장치에 어떤 형식의 임펠러를 적용하느냐에 따라서 처리 대상수의 수질에 지대한 영향을 초래한다. 그리고, 교반장치 운영 시에 발생할 수 있는 문제점이나 운영관리 측면에서도 중요한 부분을 차지하고 있는 실정이다.

이와 같은 일반적인 수처리 교반장치용 임펠러는 블레이드의 끝부분인 팁 부근에서 가장 큰 속도 에너지를 교반조내 혼합액에 전달하게 되며, 허브 부분 측에 위치한 블레이드의 뿌리 부분에서 가장 낮은 속도 에너지를 교반조 내 혼합액에 전달하게 된다.

즉, 상기 임펠러는 블레이드의 팁 부분과 뿌리 부분에서 속도 에너지 편차가 커서 교반 에너지를 교반조 내 혼합액에 균등하게 전달하지 못한다는 문제점이 있다.

따라서, 가장 큰 속도 에너지를 가지는 블레이드의 팁 부분에서부터, 가장 작은 속도 에너지를 가지는 블레이드의 뿌리 부분까지 균일한 교반이 이루어지지 않아 수처리 효율이 저하된다는 문제점이 있다.

한편, 상기 블레이드가 회전을 하게 되면, 교반조 내 혼합액이 상기 블레이드를 타고 상기 블레이드의 후방부측으로 넘어 감에 따라 상기 블레이드의 후방면과 인접한 상기 블레이드의 후방부 측까지도 혼합액이 교반되지 않는 데드 존(dead zone)이 발생하게 됨으로써 수처리 효율이 더욱 저하된다는 문제점이 있다.

또한, 상기 블레이드의 길이가 미치지 않는 교반조의 코너 부분에도 교반조 내의 혼합액이 교반되지 않는 데드 존이 발생되며, 이를 해결하기 위해서 종래에는 일반적으로 블레이드의 길이를 연장시켜 제작을 하게 되는데, 이럴 경우 블레이드의 강성을 대폭 향상시켜야 함과 동시에 구동부의 출력 또한 상승시켜야 하기 때문에 교반장치의 제작비용 상승과 더불어 유지비용까지도 상승시킨다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1303264호(발명의 명칭 : 수처리용 수중 교반장치, 2013. 09. 03. 공고) 대한민국 등록특허공보 제10-1036176호(발명의 명칭 : 수처리용 교반장치, 2011. 05. 23. 공고)

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 블레이드가 공기를 분사하면서 회전하여 교반력을 증대시킴과 아울러 블레이드의 회전 시 전력비용을 절감할 수 있는 수처리용 교반장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수처리용 교반장치는 교반조 내부의 회전축에 설치되는 허브에 연결되고, 상기 허브와 함께 회전하면서 공기를 분사할 수 있도록 복수개의 분사노즐을 구비한 블레이드, 및 상기 블레이드에 공기를 공급하여 상기 분사노즐을 통해 공기가 분사되도록 함으로써 상기 블레이드가 추진력을 갖게 하는 공기 공급부를 포함할 수 있다.

상기 블레이드는 상기 회전축을 중심으로 틸팅되도록 상기 허브에 연결될 수 있다.

상기 블레이드는 상기 회전축을 따라 이동 가능하도록 상기 회전축에 상기 허브가 나사결합될 수 있다.

상기 회전축은 양 단부에 각각 설치되어 상기 블레이드의 이동을 단속하는 스톱퍼를 더 포함할 수 있다.

상기 공기 공급부는 상기 허브와 연결되어 상기 블레이드에 공기를 공급하는 복수개의 공기 주입관을 포함할 수 있다.

상기 블레이드는 상기 분사노즐의 입구에 설치되어 공기분사의 정지 시 상기 분사노즐의 입구를 막아주는 체크 밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 블레이드는 상기 분사노즐에 분사되는 공기에 의해 추진력을 가지면서 공기의 분사방향과 반대되는 방향으로 상기 블레이드가 회전될 수 있다.

본 발명에 따른 수처리용 교반장치에 따르면, 블레이드의 공기분사를 통해 교반효과를 증대하면서도 적은 동력을 이용하기 때문에 전력비를 절감할 수 있고, 블레이드가 회전하면서 틸팅이 가능하기 때문에 교반효율을 대폭 향상시킬 수 있다.

또한, 교반조 내에 공기를 분사하면서 블레이드를 회전시켜 와류와 난류를 발생시킴으로써 데드 존의 발생없이 교반조 전체적으로 교반효율을 향상시킬 수 있고, 블레이드가 이동하면서 회전하기 때문에 블레이드 길이를 늘이지 않아도 높은 교반효율을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리용 교반장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리용 교반장치의 작동 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분사노즐의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리용 교반장치의 블레이드가 공기를 분사하는 상태를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 수처리용 교반장치의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리용 교반장치를 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리용 교반장치의 작동 상태를 도시한 도면이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 수처리용 교반장치(1)는 분사노즐(11)이 구비된 블레이드(10)와 분사노즐(11)에 공기를 공급하는 공기 공급부(20)를 포함하고, 상기 분사노즐(11)에서 분사되는 공기의 추진력을 통해 상기 블레이드(10)를 회전시킴과 아울러 교반조(도시되지 않음) 내의 혼합액에 분사되는 공기를 통해 교반효율을 높여줄 수 있다.

본 실시예에서, 상기 수처리용 교반장치(1)의 블레이드(10)는 교반조 내부의 회전축(30)에 설치되는 허브(31)에 연결되고, 상기 허브(31)와 함께 회전하면서 공기를 분사할 수 있도록 복수개의 분사노즐(11)을 구비하는 것으로, 상기 블레이드(10)로 공급된 공기가 상기 분사노즐(11)을 통해 분사됨으로써 블레이드(10)에 추진력을 줌과 아울러 교반조 내부의 혼합액에 와류와 난류를 생성시킬 수 있다.

상기 공기 공급부(20)는 상기 블레이드(10)에 공기를 공급하여 상기 분사노즐(11)을 통해 공기가 분사되도록 함으로써 상기 블레이드(10)가 추진력을 갖게 하는 것으로, 상기 블레이드(10)를 회전시킬 최소한의 전기 동력을 이용하거나 전기 동력이 없더라도 상기 분사노즐(11)을 통한 공기의 분사로 블레이드(10)가 회전력을 유지할 수 있다.

즉, 상기 분사노즐(11)은 블레이드(10)의 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 복수개가 설치되고, 상기 분사노즐(11)에서 분사되는 공기가 추진력을 가지면서 상기 블레이드(10)를 이동시켜줌으로써 상기 교반장치(1)의 블레이드(10)가 회전할 수 있는 구조이다.

또한, 상기 블레이드(10)는 상기 회전축(30)을 중심으로 상하방향 또는 전후방향으로 틸팅되도록 상기 허브(31)에 연결될 수 있다. 상기 회전축(30)이 교반조 내에서 수직방향으로 설치된 경우, 상기 블레이드(10)는 각각 상하방향으로 틸팅될 수 있다. 상기 회전축(30)이 교반조 내에서 수평방향으로 설치된 경우, 상기 블레이드(10)는 각각 전후방향으로 틸팅될 수 있다.

상기 블레이드(10)가 교반조 내에서 상하방향 또는 전후방향으로 틸팅됨으로써 교반조 내의 혼합액을 저어줄 수 있기 때문에 교반효율을 높여줄 수 있다. 상기 블레이드(10)가 회전 시 이물질과 부딪칠 경우, 상기 블레이드(10)가 상하방향 또는 전후방향으로 틸팅됨으로써 유연하게 움직이게 되어 블레이드(10)의 파손을 최소화할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 블레이드(10)는 상기 회전축(30)을 따라 이동 가능하도록 상기 회전축(30)에 상기 허브(31)가 나사결합될 수 있고, 상기 회전축(30)은 양 단부에 각각 설치되어 상기 블레이드(10)의 이동을 단속하는 스톱퍼(32)를 포함할 수 있다.

즉, 상기 블레이드(10)의 허브(31)와 상기 회전축(30)이 나사결합되어 블레이드(10)가 회전하면서 회전축(30)을 따라 이동하게 된다. 상기 회전축(30)이 교반조 내에서 수직방향으로 설치된 경우, 상기 블레이드(10)는 회전축(30)을 따라 상하방향으로 이동될 수 있다. 상기 회전축(30)이 교반조 내에서 수평방향으로 설치된 경우, 상기 블레이드(10)는 회전축(30)을 따라 전후방향으로 이동될 수 있다.

상기 회전축(30)의 양 단부에는 각각 상기 스톱퍼(32)가 설치되어 회전축(30)을 따라 이동하는 상기 블레이드(10)가 회전축(30)을 벗어나지 못하도록 단속할 수 있다.

또한, 상기 블레이드(10)는 교반조의 용량에 따라 필요 시 2단 및, 3단과 같이 복수의 단을 이루면서 설치되어 교반조 내의 교반효율을 높여줄 수 있다. 상기와 같이 복수의 단을 이루는 블레이드(10)가 회전과 동시에 틸팅될 수 있고, 상기 블레이드(10)의 분사노즐(11)에서 공기가 분사됨에 따라 적은 동력으로도 큰 회전력을 유지할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 블레이드(10)와 연결되는 상기 공기 공급부(20)는 상기 허브(31)와 연결되어 상기 블레이드(10)에 공기를 공급하는 복수개의 공기 주입관(21)을 포함할 수 있다. 상기 공기 주입관(21)은 교반조 외부의 송풍기(도시되지 않음)와 연결되어 송풍기에서 토출되는 공기 압을 상기 블레이드(10)의 분사노즐(11)에 전달함으로써 공기를 분사할 수 있는 구조이다.

상기 블레이드(10)와 연결되는 허브(31)에 상기 공기 주입관(21)을 고정할 수 있는 고정부재(22)를 설치하여 공기 주입관(21)이 고정부재(22)에 삽입 고정될 수 있다. 상기 블레이드(10)가 회전하더라도 상기 공기 주입관(21)이 유동되지 않고 고정된 상태를 유지할 수 있다.

상기 블레이드(10)에서 분사되는 공기를 통해 적은 전기 동력을 이용하거나 전기 동력이 없어도 블레이드(10)가 회전할 수 있기 때문에 전력 비용을 절감하고, 상기 블레이드(10)에서 발생하는 공기 분사를 통해 교반조 내부의 혼합액에 와류와 난류가 생성될 수 있기 때문에 교반효과를 증대시킴과 아울러 균일한 교반이 가능하다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분사노즐의 구조를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 상기 블레이드(10)는 상기 분사노즐(11)의 입구에 설치되어 공기분사의 정지 시 상기 분사노즐(11)의 입구를 막아주는 체크 밸브(11a)를 포함할 수 있다. 상기 체크 밸브(11a)는 분사노즐(11)의 입구를 개방하거나 막아주는 것으로, 상기 블레이드(10)의 작동 시 상기 체크 밸브(11a)가 분사노즐(11)의 입구를 개방하여 공기가 외부로 분사되게 한다.

반면에, 상기 블레이드(10)의 작동이 멈추는 경우, 상기 체크 밸브(11a)가 분사노즐(11)의 입구를 막아 교반조 내의 혼합액이나 하수가 분사노즐(11)을 통해 상기 블레이드(10) 내부로 유입되는 것을 막아줄 수 있다.

즉, 상기 체크 밸브(11a)는 블레이드(10)의 작동 시 상기 분사노즐(11)과 이격되어 분사노즐(11)에서 공기가 분사되게 하고, 상기 블레이드(10)의 작동이 멈춘 경우에는 상기 체크 밸브(11a)가 분사노즐(11)의 입구를 막아 외부의 혼합액이나 하수가 분사노즐(11)로 유입되는 것을 막아줄 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리용 교반장치의 블레이드가 공기를 분사하는 상태를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 상기 블레이드(10)는 상기 분사노즐(11)에 분사되는 공기에 의해 추진력을 가지면서 공기의 분사방향과 반대되는 방향으로 상기 블레이드(10)가 회전될 수 있다.

즉, 상기 블레이드(10)에 설치된 분사노즐(11)에서 시계 반대방향으로 공기를 분사하는 경우, 공기의 추진력에 따른 반작용으로 상기 블레이드(10)는 시계방향으로 회전하게 되고, 반대로 상기 분사노즐(11)에서 시계방향으로 공기를 분사하는 경우, 공기의 추진력에 따른 반작용으로 상기 블레이드(10)는 시계 반대방향으로 회전하게 된다.

상기 교반장치(1)의 블레이드(10)는 상기 분사노즐(11)에서 분사되는 공기의 분사 방향에 따라 블레이드(10)의 회전방향을 결정할 수 있다.

따라서, 상기 블레이드(10)의 공기분사를 통해 교반효과를 증대하면서도 적은 동력을 이용하기 때문에 전력비를 절감할 수 있고, 상기 블레이드(10)가 회전하면서 틸팅이 가능하기 때문에 교반효율을 대폭 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 교반장치(1)의 교반조 내에 공기를 분사하면서 블레이드(10)를 회전시켜 와류와 난류를 발생시킴으로써 데드 존의 발생없이 교반조 전체적으로 교반효율을 향상시킬 수 있고, 상기 블레이드(10)가 이동하면서 회전하기 때문에 블레이드(10) 길이를 늘이지 않아도 높은 교반효율을 유지할 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

1: 교반장치 10: 블레이드
11: 분사노즐 11a: 체크 밸브
20: 공기 공급부 21: 공기 주입관
22: 고정부재 30: 회전축
30a: 나사 31: 허브
32: 스톱퍼

Claims (7)

1. 교반조 내부의 회전축에 설치되는 허브에 연결되고, 상기 허브와 함께 회전하면서 공기를 분사할 수 있도록 복수개의 분사노즐을 구비한 블레이드, 및 상기 블레이드에 공기를 공급하여 상기 분사노즐을 통해 공기가 분사되도록 함으로써 상기 블레이드가 추진력을 갖게 하는 공기 공급부를 포함하고,
   상기 공기 공급부는 상기 허브와 연결되어 상기 블레이드에 공기를 공급하는 복수개의 공기 주입관을 포함하며,
   상기 블레이드와 연결되는 상기 허브에 상기 공기 주입관을 고정할 수 있는 고정부재를 설치하여 상기 공기 주입관이 상기 고정부재에 삽입 고정되고,
   상기 블레이드는 상기 분사노즐의 입구에 설치되어 공기분사의 정지 시 상기 분사노즐의 입구를 막아주는 체크 밸브를 더 포함하며,
   상기 체크 밸브가 상기 분사노즐의 입구를 막아 교반조 내의 혼합액이나 하수가 상기 분사노즐을 통해 상기 블레이드 내부로 유입되는 것을 막아줄 수 있는 것을 특징으로 하는 수처리용 교반장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 블레이드는 상기 회전축을 중심으로 틸팅되도록 상기 허브에 연결되는 것을 특징으로 하는 수처리용 교반장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 블레이드는 상기 회전축을 따라 이동 가능하도록 상기 회전축에 상기 허브가 나사결합되는 것을 특징으로 하는 수처리용 교반장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 회전축은 양 단부에 각각 설치되어 상기 블레이드의 이동을 단속하는 스톱퍼를 더 포함하는 수처리용 교반장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 블레이드는 상기 분사노즐에 분사되는 공기에 의해 추진력을 가지면서 공기의 분사방향과 반대되는 방향으로 상기 블레이드가 회전되는 것을 특징으로 하는 수처리용 교반장치.

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