KR102271976B1 - 수처리용 교반기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수처리용 교반기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소정 형상의 반응조에 집수된 물을 교반하기 위한 수처리용 교반기로서, 상면 중앙에는 제1 관통홀(111), 하면 중앙에는 제2 관통홀(112) 및 상기 제1 관통홀(111) 인근의 기체 공급구가 구비되는 한편, 나머지 면은 밀폐된 상태로 직립하여 위치하는 원통형상의 케이싱 몸체(110); 상기 케이싱 몸체(110) 내부에 수납되어 유입된 기체를 물속으로 이송하기 위한 직립하여 위치하는 기체 이송관(200); 상기 기체 이송관(200) 하측 단부에 위치하여, 이송된 기체를 외부로 방출하기 위한 임펠러(300); 및 상기 기체 이송관(200) 상측 단부에 위치하여, 기체 이송관(200)을 소정 속도로 회전시키기 위한 구동모터(400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리용 교반기에 에 관한 것이다.

Description

수처리용 교반기{Stirring Device For Water Treatment}
본 발명은 수처리용 교반기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미세한 버블형성과 물의 교반을 택일 또는 동시에 수행하고 나아가 버블형성을 위한 기체 선택이 용이한 수처리용 교반기에 관한 것이다.
일반가정이나 식당, 축산농가, 공장 등으로부터 각종 오염물질이 함유된 하수, 폐수, 오수가 매일 다량으로 발생하며, 생태계 보전과 건강 위생을 위해 물리적, 화학적, 생물학적 방법 등을 통해 규정된 농도 이하로 오염물질을 제거하고 있다.
오래전부터 많이 사용하고 있는 생물학적 방법은 유용한 미생물을 이용하여 오염물질을 제거하는 방법으로, 유기 오염물질을 다량으로 함유하고 있는 하폐수 정화에 매우 유용하다.
하폐수 공정 중 호기성 반응조는 포기로 인한 산소 공급과 교반을 통해 유기물을 제거하는데, 적절한 범위로 산소가 공급되면 호기성 미생물에 의한 유기물 산화, 흡착 및 동화가 이루어지며, 이후 플록의 형성 단계를 거치면서 하폐수 정화가 이루어진다.
이와 같이 호기성 미생물에 의한 유기물 제거를 위해서는 반드시 용존산소가 필요하며, 또한 반응을 신속하게 진행시키면서 유기물 제거를 극대화하고 나아가 미생물의 분해로 인해 생성되는 탄산가스 탈기와 슬러지 침전을 방지하기 위해서는 용존산소 유지 외에는 혼합과 교반은 매우 중요하다.
하지만 일반적으로 사용하고 있는 교반기는 산기관을 이용한 산기식 장치로서 대부분 표면 포기장치에 불과하고, 이를 개선하기 위하여 마이크로버블 형태로 주입이 가능한 장치가 개발되어 있기는 하나 역시 충분한 교반효과를 기대하기 어려울 뿐만 아니라 주입하고자 하는 기체가 제한된다는 문제점이 있다.
한국등록특허 제1347269호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 반응조 안으로 미세한 기포를 생성시키고 이와 동시에 강한 수류를 유도할 수 있는 수처리용 교반기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명에서는 기포 생성과 수류 발생을 선택적으로 조절할 수 있는 수처리용 교반기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
게다가 본 발명에서는 반응조로 공급하는 기체의 종류를 쉽게 선택할 수 있는 수처리용 교반기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 수처리용 교반기는, 소정 형상의 반응조에 집수된 물을 교반하기 위한 수처리용 교반기로서, 상면 중앙에는 제1 관통홀(111), 하면 중앙에는 제2 관통홀(112) 및 상기 제1 관통홀(111) 인근의 기체 공급구가 구비되는 한편, 나머지 면은 밀폐된 상태로 직립하여 위치하는 원통형상의 케이싱 몸체(110); 상기 케이싱 몸체(110) 내부에 수납되어 유입된 기체를 물속으로 이송하기 위한 직립하여 위치하는 기체 이송관(200); 상기 기체 이송관(200) 하측 단부에 위치하여, 이송된 기체를 외부로 방출하기 위한 임펠러(300); 및 상기 기체 이송관(200) 상측 단부에 위치하여, 기체 이송관(200)을 소정 속도로 회전시키기 위한 구동모터(400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 수처리용 교반기에서, 상기 제1 관통홀(111) 외주연부에는 제1 베어링(120)이 구비되고, 제2 관통홀(112) 외주연부에는 제2 베어링(130)이 장착되며, 상기 기체 이송관(200)은 내경이 동일하며 외측면 소정 위치에는 기체 유입홀(211)이 마련된 원통형상의 이송관 몸체(210), 및 상기 이송관 몸체(210) 상면에 위치하면서 상기 이송관 몸체(210) 보다 상대적으로 내경이 작은 연장부(220)를 포함하되, 상기 연장부(220) 측면은 상기 제1 베어링(120)과 밀착한 채 상부 소정 영역이 상기 제1 관통홀(111)을 통과하여 상부로 노출되고, 상기 이송관 몸체(210) 측면은 상기 제2 베어링(130)과 밀착한 채 하부 소정 영역이 상기 제2 관통홀(112)을 통과하여 하부로 노출되고, 상기 임펠러(300)는 상기 이송관 몸체(210)의 하단부와 체결되는 한편 이송관 몸체(210) 내부를 경유하는 기체가 이동할 수 있도록 중앙에 소켓(311)이 마련된 원판 형상의 제1 플레이트(310), 상기 제1 플레이트(310) 아래에 위치하며 상면에는 소정 높이 돌출한 채 소정의 곡률반경을 가지며 방사상 형상으로 위치하는 복수개의 제1 가이드베인(321)이 마련된 원판 형상의 제2 플레이트(320), 및 상기 제2 플레이트(320) 아래에 위치하며 중앙에는 물이 유입되는 유체 유입홀(331)이 마련되고 상면에는 소정 높이 돌출한 채 부채꼴 형상으로 이루어지며 상기 유체 유입홀(331) 가장 자리를 따라 방사상 형상으로 위치하는 복수개의 제2 가이드베인(332)이 마련된 원판 형상의 제3 플레이트(330)를 포함하고, 상기 구동모터(400)에는 상기 기체 이송관(200)을 소정 속도로 회전시키기 위하여 상기 연장부(220)와 연결되는 샤프트(410)를 포함하고, 상기 제1 플레이트(310)와 상기 제2 플레이트(320)를 상호 고정시키기 위하여 상기 제1 플레이트(310)에는 볼트(B)가 관통하는 제1 체결홀(312)이 마련되는 한편 상기 제1 가이드베인(321)에는 상기 제1 체결홀(312)과 동일 수직선상에 제2 체결홀(322)이 형성되고, 상기 제2 플레이트(320)와 상기 제3 플레이트(330)를 상호 고정시키기 위하여 상기 제2 플레이트(320)에는 볼트(B)가 관통하는 제3 체결홀(323)이 마련되는 한편 상기 제2 가이드베인(332) 및 상기 제3 플레이트(330)에는 상기 제3 체결홀(323)과 동일 수직선상에 제4 체결홀(333) 및 제5 체결홀(334)이 각각 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 수처리용 교반기에서, 상기 제1 플레이트(310)와 제2 플레이트(320)는 내경이 동일하고, 상기 제3 플레이트(330)는 상기 제1 플레이트(310) 및 제2 플레이트(320)보다 상대적으로 내경이 큰 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 수처리용 교반기에서, 상기 제1 관통홀(111) 외주연부에는 제1 베어링(120)이 구비되고, 제2 관통홀(112) 외주연부에는 제2 베어링(130)이 장착되며, 상기 기체 이송관(200)은 내경이 동일하며 외측면 소정 위치에는 기체 유입홀(211)이 마련된 원통형상의 이송관 몸체(210), 및 상기 이송관 몸체(210) 상면에 위치하면서 상기 이송관 몸체(210) 보다 상대적으로 내경이 작은 연장부(220)를 포함하되, 상기 연장부(220) 측면은 상기 제1 베어링(120)과 밀착한 채 상부 소정 영역이 상기 제1 관통홀(111)을 통과하여 상부로 노출되고, 상기 이송관 몸체(210) 측면은 상기 제2 베어링(130)과 밀착한 채 하부 소정 영역이 상기 제2 관통홀(112)을 통과하여 하부로 노출되고, 상기 임펠러(300)는 상기 이송관 몸체(210)의 하단부와 체결되는 한편 이송관 몸체(210) 내부를 경유하는 기체가 이동할 수 있도록 중앙에 소켓(311)이 마련된 원판 형상의 제1 플레이트(310), 상기 제1 플레이트(310) 아래에 위치하며 상면에는 소정 높이 돌출한 채 소정의 곡률반경을 가지며 방사상 형상으로 위치하는 복수개의 제1 가이드베인(321)이 마련되는 한편, 하면에는 소정 높이 돌출한 채 부채꼴 형상으로 이루어져 방사상 형상으로 위치하는 복수개의 제3 가이드베인(324)이 구비된 원판 형상의 제2 플레이트(320), 및 상기 제2 플레이트(320) 아래에 위치하며 중앙에는 물이 유입되는 유체 유입홀(331)이 마련된 원판 형상의 제3 플레이트(330)를 포함하고, 상기 구동모터(400)에는 상기 기체 이송관(200)을 소정 속도로 회전시키기 위하여 상기 연장부(220)와 연결되는 샤프트(410)를 포함하고, 상기 제1 플레이트(310)와 상기 제2 플레이트(320)를 상호 고정시키기 위하여 상기 제1 플레이트(310)에는 볼트(B)가 관통하는 제1 체결홀(312)이 마련되는 한편 상기 제1 가이드베인(321)에는 상기 제1 체결홀(312)과 동일 수직선상에 제2 체결홀(322)이 형성되고, 상기 제2 플레이트(320)와 상기 제3 플레이트(330)를 상호 고정시키기 위하여 상기 제3 가이드베인(324)에는 볼트(B)가 관통하는 제6 체결홀(325)이 마련되는 한편 상기 제3 플레이트(330)에는 상기 제6 체결홀(325)과 동일 수직선상에 제5 체결홀(334)이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 수처리용 교반기에서, 상기 케이싱 몸체(110)의 기체 공급구에는 공기, 산소, 질소 또는 이산화탄소를 공급하기 위한 기체 공급관(500) 및 상기 공기, 산소, 질소 또는 이산화탄소의 공급여부를 개폐하기 위한 제어밸브(V)가 장착된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 수처리용 교반기에서, 상기 제3 플레이트(330)의 유체 유입홀(331) 입구는 물의 유입 저항을 낮출 수 있도록 소정의 곡률반경(R)을 갖는 라운드진 형상인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 수처리용 교반기에서, 상기 제1 가이드베인(321)에는 복수개의 슬릿(S)이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 수처리용 교반기에 의하면, 회전하는 임펠러의 확산력에 의해 반응조 외부로부터는 기체가 흡입 공급되어 미세버블이 생성되는 동시에 반응조 내부의 물이 순환하므로 교반효과를 높일 수 있다는 이점이 있다.
또한 본 발명의 수처리용 교반기에 의하면, 기체의 공급을 차단한 채 반응조 내부의 물만 순환시킬 수 있어 적용 가능성을 확대할 수 있다는 장점이 있다.
게다가 본 발명의 수처리용 교반기에 의하면, 공기, 산소, 이산화탄소 및 질소 등 공급하는 기체의 종류를 다양하게 선택할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교반기의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 교반기의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 교반기에서 임펠러의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시한 교반기에서 임펠러의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 임펠러의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 임펠러의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 임펠러의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교반기 가동시, 기체와 액체의 흐름을 설명하기 위한 개념도이다.
본 출원에서 “포함한다”, “가지다” 또는 “구비하다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 수처리용 교반기에 관하여 설명하기로 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 발명에서의 반응조란 하폐수처리에 이용되는 반응 공간 외에도 호수나 댐 등을 모두 포함하는 것으로 정의한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교반기의 사시도, 도 2는 도 1에 도시한 교반기의 분해 사시도, 도 3은 도 1에 도시한 교반기에서 임펠러의 분해 사시도 그리고 도 4는 도 1에 도시한 교반기에서 임펠러의 단면도이다.
본 발명의 교반기는 수평 단면이 원형이나 사각형 등 다양한 형상으로 이루어진 반응조에 설치하여 집수된 물을 교반하기 위한 것으로, 교반이란 반응조의 물을 강제로 순환시키거나 외부로부터 기체를 공급함으로써 이에 기인하여 물이 유동하는 상태로 정의하기로 한다.
도 1 내지 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 수처리용 교반기는 케이싱(100), 기체 이송관(200), 임펠러(300), 구동모터(400) 및 기체 공급관(500)을 포함하여 구성된다.
먼저 케이싱(100)에 관해 설명하기로 한다. 케이싱(100)은 케이싱 몸체(110), 제1 베어링(120) 및 제2 베어링(130)을 포함하여 구성되는데, 직립된 상태로 위치하는 케이싱 몸체(110)는 내부가 비어 있으며 외형은 원통형상이다. 상면 중앙에는 제1 관통홀(111), 하면 중앙에는 제2 관통홀(112)이 마련되는 한편, 제1 관통홀(111) 인근에는 외부로부터의 기체를 케이싱 몸체(110) 내부로 유도하기 위한 기체 공급구가 구비되어 있으며, 전술한 제1 관통홀(111), 제2 관통홀(112) 및 기체 공급구를 제외한 나머지 면들은 밀폐된 상태를 유지한다.
그리고 제1 베어링(120)은 제1 관통홀(111) 외주연부에 장착되며, 제2 베어링(130)은 제2 관통홀(112) 외주연부에는 구비되어 있다.
기체 이송관(200)은 케이싱 몸체(110) 내부에 수납되며, 케이싱 몸체(110)로 공급된 기체를 물속으로 이송하기 위한 것으로, 케이싱 몸체(110)와 동일하게 직립하도록 위치한다.
구체적으로 기체 이송관(200)은 이송관 몸체(210)와 연장부(220)로 이루어지는데, 이송관 몸체(210)는 내경이 동일하며 외측면 상단부 인근에는 소정의 단면적을 갖는 하나 이상의 기체 유입홀(211)이 마련된 원통형상을 갖는다. 연장부(220)는 이송관 몸체(210) 상면에 위치하면서 이송관 몸체(210) 보다는 상대적으로 내경이 작다.
상기와 같은 구성을 갖는 기체 이송관(200)의 연장부(220) 측면은 제1 베어링(120)과 밀착한 채 상부 소정 영역이 제1 관통홀(111)을 통과하여 상부로 노출되도록 위치하고, 이송관 몸체(210)의 하단부 측면은 제2 베어링(130)과 밀착한 채 하부 소정 영역이 제2 관통홀(112)을 통과하여 하부로 노출된다.
본 발명의 교반기에서, 외부로부터 공급된 기체는 이송관 몸체(210)의 회전력에 의해 물속으로 빨려 들어가는 원리를 적용한 것으로, 이송관 몸체(210) 외주면에 케이싱 몸체(110)를 위치시키고 이들 이송관 몸체(210)와 케이싱 몸체(110) 사이에 제1 베어링(120)과 제2 베어링(130)을 개재시킴으로써 고속으로 회전하는 이송관 몸체(210)를 안정적으로 지지할 수 있고, 나아가 케이싱 몸체(110)와 이송관 몸체(210) 사이에는 일시적으로 기체를 수용할 수 있는 공간이 마련되어 있어 물속으로 공급할 기체를 용이하게 선택할 수 있다.
비록 도면에는 도시하지 않았지만 케이싱 몸체(110)는 와이어 등 공지의 고정 수단을 통해 반응기 내벽 또는 별도의 구조물에 고정되는 것이 더 바람직하다.
이어서 임펠러(300)에 관해 설명하기로 한다. 임펠러(300)는 기체 이송관(200) 하측 단부에 위치하여, 이송관 몸체(210)를 통해 공급되는 기체를 버블화시킴과 동시에 반응조의 물을 흡입한 후 다시 방출시킴으로써, 반응조의 물을 교반하고 나아가 선택된 기체를 넓은 영역까지 확산시킨다.
상기와 같은 기능을 수행하는 임펠러(300)는 제1 플레이트(310), 제2 플레이트(320) 및 제3 플레이트(330)를 포함하여 구성된다.
먼저 제1 플레이트(310)는 외형이 원판 형상으로, 이송관 몸체(210)가 회전함에 따라 함께 구동하도록 이송관 몸체(210) 하단부와 탈부착 가능하게 체결되는 소켓(311)이 중앙에 마련되어 있고, 또 기체가 제2 플레이트(320)를 향해 이동이 가능하도록 소켓(311) 저면은 뚫려 있다.
제1 플레이트(310) 아래에 위치하는 제2 플레이트(320)는 제1 플레이트(310)와 동일하게 원판 형상이며, 상면에는 소정 높이 돌출한 복수개의 제1 가이드베인(321)이 구비되어 있다.
여기서, 제1 가이드베인(321)은 방사상 형상으로 위치하는 것이 바람직하고, 각 제1 가이드베인(321)은 소정의 곡률반경을 가지도록 나선형인 것이 보다 바람직한데, 이는 기체와 물이 부딪히는 각도를 작게 함으로써 너무 큰 전단력을 만들지 않기 위함이다. 즉, 전단력이 너무 커지면 유체의 확산에는 유리하나 큰 전단력에 의해 거대버블의 생성을 유발하게 되고, 따라서 소정의 곡률반경을 가진 나선형 구조가 적절한 전단력을 형성하여 보다 미세한 버블 형성에 유리하기 때문이다.
한편 제1 가이드베인(321)의 수직 방향 또는 수평방향을 따라서는 복수개의 슬릿(S)이 더 구비될 수 있고, 이러한 슬릿(S)이 추가적으로 구비되면 한층 미세한 버블을 형성시키는 것이 가능하다.
제2 플레이트(320) 아래에 위치하는 제3 플레이트(330)는 제1 플레이트(310)와 동일하게 원판 형상이며, 중앙에는 반응조의 물이 유입되도록 유체 유입홀(331)이 마련된다. 그리고 상면에는 소정 높이 돌출한 채 유체 유입홀(331) 가장 자리를 따라 방사상 형상으로 위치하는 복수개의 제2 가이드베인(332)이 구비되어 있다.
즉, 제1 플레이트(310)와 제2 플레이트(320) 사이에 개재되는 제1 가이드베인(321)은 이송관 몸체(210)를 경유하여 유입된 가스를 미세 버블화시키는데 반해, 제2 플레이트(320)와 제3 플레이트(330) 사이에 개재된 제2 가이드베인(332)은 반응조의 물을 흡입한 후 다시 외부로 배출시키기 위한 것이다.
여기서, 제2 가이드베인(332)은 제1 가이드베인(321)과 달리 부채꼴 형상 또는 사다리꼴 형상인 것이 바람직한데, 이는 임펠러(300) 회전시의 원심력을 이용하여 최대한 원거리까지 수류를 형성시키는 것이 유리하기 때문이다.
한편, 제3 플레이트(330)의 유체 유입홀(331) 입구는 하측에서 유입되는 물의 저항이 최소화되도록, 소정의 곡률반경(R)을 갖는 라운드진 형상인 것이 좋다.
전술한 제1 플레이트(310), 제2 플레이트(320) 및 제3 플레이트(330)는 교체나 보수가 용이하도록 개별적으로 마련한 후 볼트 조임방식으로 상호 고정시킬 수 있다.
예를 들어, 제1 플레이트(310)와 제2 플레이트(320)를 상호 고정시키기 위하여 제1 플레이트(310)에는 볼트(B)가 상부에서 관통할 수 있는 제1 체결홀(312)이 마련되는 한편 제1 가이드베인(321)에는 제1 체결홀(312)과 동일 수직선상에 제2 체결홀(322)이 형성된다. 또 제2 플레이트(320)와 제3 플레이트(330)를 상호 고정시키기 위하여 제2 플레이트(320)에는 볼트(B)가 하부에서 관통할 수 있도록 제3 체결홀(323)이 마련되는 한편, 제2 가이드베인(332)과 제3 플레이트(330)에는 제3 체결홀(323)과 동일 수직선상에 위치하도록 제4 체결홀(333) 및 제5 체결홀(334)이 각각 형성될 수 있다.
계속해서, 구동모터(400)와 기체 공급관(500)에 관해 구체적으로 설명하기로 한다. 구동모터(400)는 이송관 몸체(210)를 소정 속도로 회전시키기 위한 것으로 기체 이송관(200) 상부에 위치하며, 일측은 구동모터(400)와 이어져 있고 타측은 연장부(220)와 연결되는 샤프트(410)를 포함한다.
기체 공급관(500)은 케이싱 몸체(110)의 기체 공급구와 연결되며 소정 위치에는 기체의 공급여부를 개폐하기 위한 제어밸브(V)가 장착되는 것이 바람직하다.
여기서, 기체 공급관(500)으로 공급되는 기체로는 공기, 산소, 질소 또는 이산화탄소일 수 있으나, 반드시 이들 기체로 한정하지 않는다.
종래 대부분의 교반기는 단순히 물을 교반하거나 또는 공기를 물속으로 공급하는 것에 그치지만, 본 발명의 교반기는 기체 공급과 함께 물의 순환을 유도할 수 있고, 특히 주입하는 기체의 종류를 자유롭게 선택할 수 있어 다양한 수처리 공정에 응용할 수 있다.
예를 들어, 하폐수처리시 반응조를 호기상태로 운전, 즉 소정 농도 범위로 용존산소를 유지하면서 반응조 내부의 하폐수를 균일하게 혼합하고자 할 시에는 기체 공급관(500)의 입구를 대기에 노출시킨 상태에서 구동펌프(400)를 작동시키고, 탈질을 위해 반응조를 무산소 또는 혐기상태로 유지시킬 시에는 기체 공급관(500)의 입구를 질소 가스가 충진된 탱크(미도시)와 연결함으로써 달성할 수 있다.
물론 기체를 전혀 공급하지 않고 단순히 교반만을 목적으로 할 시에는 기체 공급관(500)의 제어밸브(V)를 차단하면 된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 임펠러의 분해 사시도이다. 도 1 내지 4를 참조하면서 설명한 제1 실시예와는 임펠러를 구성하는 플레이트의 크기만 상이할 뿐, 나머지 구성은 동일하므로 이하에서는 상이한 구성에 관해서만 설명하기로 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 임펠러(300)는 제1 플레이트(310)와 제2 플레이트(320)는 내경이 동일하고, 제3 플레이트(330)는 제1 플레이트(310) 및 제2 플레이트(320)보다 상대적으로 내경이 크다.
상기와 같은 구성을 갖는 임펠러(300)는 제3 플레이트(330)의 면적이 상대적으로 크기 때문에 수평방향으로 더 먼 거리까지 물의 흐름을 전달하는 것이 유리하다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 임펠러의 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 임펠러의 단면도이다. 도 1 내지 4를 참조하면서 설명한 제1 실시예와는 제2 플레이트(320)와 제3 플레이트(330)만 상이할 뿐, 나머지 구성은 동일하므로 이하에서는 상이한 구성에 관해서만 설명하기로 한다.
제1 플레이트(310) 아래에 위치하는 제2 플레이트(320)는 제1 플레이트(310)와 동일하게 원판 형상이며, 상면에는 소정 높이 돌출한 복수개의 제1 가이드베인(321)이 구비되는 한편, 하면에는 소정 높이 돌출한 복수개의 제3 가이드베인(324)이 마련되어 있다.
그리고 제2 플레이트(320) 아래에 위치하는 제3 플레이트(330)는 중앙에는 물이 유입되는 유체 유입홀(331)이 구비되어 있다.
이들 제1 플레이트(310), 제2 플레이트(320) 및 제3 플레이트(330)는 볼트 조임방식으로 상호 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 플레이트(310)와 제2 플레이트(320)를 상호 고정시키기 위하여 제1 플레이트(310)와 제2 플레이트(320)를 상호 고정시키기 위하여 제1 플레이트(310)에는 볼트(B)가 상부에서 관통하는 제1 체결홀(312)이 마련되는 한편 제1 가이드베인(321)에는 제1 체결홀(312)과 동일 수직선상에 제2 체결홀(322)이 형성되어 있고, 제2 플레이트(320)와 제3 플레이트(330)를 상호 고정시키기 위하여 제3 가이드베인(324)에는 볼트(B)가 하부에서 관통하는 제6 체결홀(325)이 마련되는 한편 제3 플레이트(330)에는 제6 체결홀(325)과 동일 수직선상에 제5 체결홀(334)이 형성되어 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 교반기 가동시, 기체와 액체의 흐름을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명에 따른 교반기를 반응조 안에 위치시킨 후, 구동펌프(400)를 작동시키면 이송관 몸체(210)가 회전하게 되고 또 이송관 몸체(210)와 연결되어 있는 임펠러(300)도 함께 회전한다.
그러면 임펠러(300)의 회전력에 의해 기체 공급관(500)으로 기체가 유입되며, 유입된 기체는 이송관 몸체(210)의 기체 유입홀(211) 및 이송관 몸체(210) 내부를 순차적으로 경유한 후, 제1 플레이트(310)와 제2 플레이트(320)로 이동한 후 물속에서 미세한 버블이 형성된다.
또 반응조의 물은 제3 플레이트(330)의 유체 유입홀(331)을 통해 제2 플레이트(320)와 제3 플레이트(330) 사이로 유입된 후 다시 외부로 유출되면서도 수류를 형성시킨다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
100 : 케이싱
110 : 케이싱 몸체
111 : 제1 관통홀 112 : 제2 관통홀
120 : 제1 베어링 130 : 제2 베어링
200 : 기체 이송관
210 : 이송관 몸체
211 : 기체 유입홀
220 : 연장부
300 : 임펠러
310 : 제1 플레이트
311 : 소켓 312 : 제1 체결홀
320 : 제2 플레이트
321 : 제1 가이드베인 322 : 제2 체결홀
323 : 제3 체결홀 324 : 제3 가이드베인
325 : 제6 체결홀
330 : 제3 플레이트
331 : 유체 유입홀 332 : 제2 가이드베인
333 : 제4 체결홀 334 : 제5 체결홀
400 : 구동펌프
410 : 샤프트
500 : 기체 공급관
B : 볼트 S : 슬릿
R : 곡률반경 V : 제어밸브

Claims (7)

  1. 소정 형상의 반응조에 집수된 물을 교반하기 위한 수처리용 교반기로서,
    상면 중앙에는 제1 관통홀(111), 하면 중앙에는 제2 관통홀(112) 및 상기 제1 관통홀(111) 인근의 기체 공급구가 구비되는 한편, 나머지 면은 밀폐된 상태로 직립하여 위치하는 원통형상의 케이싱 몸체(110);
    상기 케이싱 몸체(110) 내부에 수납되어 유입된 기체를 물속으로 이송하기 위한 직립하여 위치하는 기체 이송관(200);
    상기 기체 이송관(200) 하측 단부에 위치하여, 이송된 기체를 외부로 방출하기 위한 임펠러(300); 및
    상기 기체 이송관(200) 상측 단부에 위치하여, 기체 이송관(200)을 소정 속도로 회전시키기 위한 구동모터(400);를 포함하되,
    상기 제1 관통홀(111) 외주연부에는 제1 베어링(120)이 구비되고, 제2 관통홀(112) 외주연부에는 제2 베어링(130)이 장착되며,
    상기 기체 이송관(200)은 내경이 동일하며 외측면 소정 위치에는 기체 유입홀(211)이 마련된 원통형상의 이송관 몸체(210), 및 상기 이송관 몸체(210) 상면에 위치하면서 상기 이송관 몸체(210) 보다 상대적으로 내경이 작은 연장부(220)를 포함하되, 상기 연장부(220) 측면은 상기 제1 베어링(120)과 밀착한 채 상부 소정 영역이 상기 제1 관통홀(111)을 통과하여 상부로 노출되고, 상기 이송관 몸체(210) 측면은 상기 제2 베어링(130)과 밀착한 채 하부 소정 영역이 상기 제2 관통홀(112)을 통과하여 하부로 노출되고,
    상기 임펠러(300)는 상기 이송관 몸체(210)의 하단부와 체결되는 한편 이송관 몸체(210) 내부를 경유하는 기체가 이동할 수 있도록 중앙에 소켓(311)이 마련된 원판 형상의 제1 플레이트(310), 상기 제1 플레이트(310) 아래에 위치하며 상면에는 소정 높이 돌출한 채 소정의 곡률반경을 가지며 방사상 형상으로 위치하는 복수개의 제1 가이드베인(321)이 마련된 원판 형상의 제2 플레이트(320), 및 상기 제2 플레이트(320) 아래에 위치하며 중앙에는 물이 유입되는 유체 유입홀(331)이 마련되고 상면에는 소정 높이 돌출한 채 부채꼴 형상으로 이루어지며 상기 유체 유입홀(331) 가장 자리를 따라 방사상 형상으로 위치하는 복수개의 제2 가이드베인(332)이 마련된 원판 형상의 제3 플레이트(330)를 포함하고,
    상기 구동모터(400)에는 상기 기체 이송관(200)을 소정 속도로 회전시키기 위하여 상기 연장부(220)와 연결되는 샤프트(410)를 포함하고,
    상기 제1 플레이트(310)와 상기 제2 플레이트(320)를 상호 고정시키기 위하여 상기 제1 플레이트(310)에는 볼트(B)가 관통하는 제1 체결홀(312)이 마련되는 한편 상기 제1 가이드베인(321)에는 상기 제1 체결홀(312)과 동일 수직선상에 제2 체결홀(322)이 형성되고,
    상기 제2 플레이트(320)와 상기 제3 플레이트(330)를 상호 고정시키기 위하여 상기 제2 플레이트(320)에는 볼트(B)가 관통하는 제3 체결홀(323)이 마련되는 한편 상기 제2 가이드베인(332) 및 상기 제3 플레이트(330)에는 상기 제3 체결홀(323)과 동일 수직선상에 제4 체결홀(333) 및 제5 체결홀(334)이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 수처리용 교반기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플레이트(310)와 제2 플레이트(320)는 내경이 동일하고, 상기 제3 플레이트(330)는 상기 제1 플레이트(310) 및 제2 플레이트(320)보다 상대적으로 내경이 큰 것을 특징으로 하는 수처리용 교반기.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 케이싱 몸체(110)의 기체 공급구에는 공기, 산소, 질소 또는 이산화탄소를 공급하기 위한 기체 공급관(500) 및 상기 공기, 산소, 질소 또는 이산화탄소의 공급여부를 개폐하기 위한 제어밸브(V)가 장착된 것을 특징으로 하는 수처리용 교반기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3 플레이트(330)의 유체 유입홀(331) 입구는 물의 유입 저항을 낮출 수 있도록 소정의 곡률반경(R)을 갖는 라운드진 형상인 것을 특징으로 하는 수처리용 교반기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가이드베인(321)에는 복수개의 슬릿(S)이 형성된 것을 특징으로 하는 수처리용 교반기.
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