KR102501686B1 - 무동력으로 회전하는 교반기를 포함하는 수직 교반기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수조 본체에서 발생되는 사각지대에서 무동력으로 회전하는 교반기를 포함하는 수직 교반기와 관련된 다양한 실시예들이 기술된 바, 한 실시예에 따르면, 수직 교반기는, 수조 본체; 상기 수조 본체의 중앙부에 배치되고, 처리수를 교반시키기 위해 구동 모터의 구동에 따라 회전하여 제 1 회전 수류를 형성하는 복수개의 제 1 임펠러들을 포함하는 제 1 교반기; 및 상기 수조 본체에 형성되는 복수개의 사각 지대들에 배치되고, 상기 복수개의 사각 지대들의 처리수를 교반시키기 위해 상기 제 1 회전 수류에 의해 무동력으로 회전하여 제 2 회전 수류를 형성하는 복수개의 제 2 교반기들;을 포함할 수 있으며, 이외에도 다양한 다른 실시예들이 가능하다.

Description

무동력으로 회전하는 교반기를 포함하는 수직 교반기{VERTICAL AGITATOR INCLUDING AGITATOR ROTATING TO NON-POWER}
본 발명의 다양한 실시예들은 수조 본체에서 발생되는 사각지대(예; 데드 스페이스)에서 무동력으로 회전하는 교반기를 포함하는 수직 교반기에 관련된 것이다.
일반적으로, 하천 및 호수등의 물을 생활용수 및 공업용수로 사용하기 위하여 정수장에서 수처리한 용수는 사용처에서 사용하고 폐수로 발생하므로 수질 오염을 방지하기 위하여 하수처리장 또는 폐수처리장등에서 수처리 공정 후 하천으로 방류하고 있다.
종래의 정수장 및 하수처리장등에는 용수 및 하수등을 정화하기 위해 수처리 장치가 설치된다. 이러한 상기 수처리 장치중에는 각형(예; 장방형)의 수조(예; 저류저 및 혼화조등)내에 교반기를 설치하고, 상기 교반기는 상부에 설치된 교반 모터의 구동력이 교반기 축에 의해 전달되고, 상기 교반기 축의 전달력이 축단에 설치된 임펠러에 전달되어 각형의 수조내에서 임펠러가 회전하게 됨으로써, 처리수중의 하수와 슬러지등를 교반하도록 되어 있다. 예컨대, 이러한 상기 교반기는 상기 임펠러의 회전에 의하여 회전 수류가 형성되어 교반이 이루어질 수 있다.
그러나, 종래의 교반기는 임펠러의 회전에 의해 회전 수류가 발생될 경우, 각형 수조의 각 모서리 부분까지 상기 회전 수류가 전달되지 못하여 사각지대(예; 데드 스페이스)가 발생되고, 이러한 상기 사각 지대에서는 처리수의 교반이 저하되고, 이로인해 처리수의 교반효율 저하가 발생되며, 또한, 상기 사각 지대에 혼합물질이 중력에 의하여 침전함과 동시에 부패가 발생됨으로써, 수처리공정 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0083524호(2010.07.22 공개일자)가 있으며, 상기 선행문헌에는“장방향 생물반응조에서의 교반기 구성방법 및 1대의 수직형교반기가 구성되는 생물반응조 ”에 대한 기술이 개시된 바가 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에서는, 처리수의 교반 효율을 향상시키기 위해 수조 본체에 발생되는 사각지대(예; 데드 스페이스, Dead Space)에서 무동력으로 회전하는 복수개의 제 2 교반기들을 포함하는 수직 교반기를 제공하는데 있다.
다만, 본 발명의 다양한 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 수직 교반기는, 수조 본체; 상기 수조 본체의 중앙부에 배치되고, 처리수를 교반시키기 위해 구동 모터의 구동에 따라 회전하여 제 1 회전 수류를 형성하는 복수개의 제 1 임펠러들을 포함하는 제 1 교반기; 및 상기 수조 본체에 형성되는 복수개의 사각 지대들에 배치되고, 상기 복수개의 사각 지대들의 처리수를 교반시키기 위해 상기 제 1 회전 수류에 의해 무동력으로 회전하여 제 2 회전 수류를 형성하는 복수개의 제 2 교반기들;을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 수조 본체는 각형의 수조 본체 또는 원통형의 수조 본체를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제 1 교반기는, 일단이 상기 구동 모터에 연결되고, 타단은 하기 교반 연결부에 연결되는 교반기 축; 상기 교반기 축의 타단에 연결되는 교반 연결부; 및 상기 교반 연결부의 외측 둘레에 연결되는 상기 복수개의 제 1 임펠러들;을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 복수개의 제 2 교반기들은, 상기 복수개의 사각 지대들에 배치되고, 상기 수조 본체의 내측에 배치되는 복수개의 회전축들; 상기 복수개의 회전축들에 무동력에 의해 회전 가능하게 결합되고, 상기 복수개의 회전축들을 따라 배치되는 복수개의 무동력 교반기들을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 복수개의 무동력 교반기들은, 상기 복수개의 회전축들에 고정되는 고정 자석; 상기 고정 자석의 일면에 대면되게 배치되고, 상기 고정 자석의 자력에 의해 회전하는 회전 자석; 및 상기 회전 자석의 외곽 둘레에 배치되는 복수개의 제 2 임펠러들을 포함하고, 상기 복수개의 제 2 임펠러들은 상기 고정 자석의 N극, S극과 상기 회전 자석의 N극, S극을 같은 자극끼리 대면되게 배치시킴과 아울러 자력에 의해 자기 부상시키고, 상기 제 1 회전 수류에 의해 상기 고정 자석과 상기 회전 자석의 같은 자극까지 밀어내는 자력에 의해 회전하는 상기 회전 자석과 함께 회전하여 상기 복수개의 사각지대들에서 상기 제 2 회전 수류를 형성할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 복수개의 회전축에는 상기 고정 자석을 상기 복수개의 회전축들에 관통 결합됨과 아울러 상기 고정 자석을 고정시키는 고정 부재가 배치될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 회전 자석의 일면에는 상기 고정자석에 형성된 가이드홈에 회전가능하게 결합됨과 아울러 회전가능하도록 가이드하는 가이드 돌기가 돌출 형성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 복수개의 무동력 교반기들은 오일리스 베어링을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 수조 본체의 내측 벽면에는 상기 복수개의 제 2 교반기들의 사이에 배치되고, 상기 제 1, 2 회전 수류의 회전 속도가 상기 수조 본체의 내측벽면에서 저하되는 것을 방지하기 위해 상기 제 1, 2 회전 수류를 곡선을 따라 타고 이동함과 아울러 상기 회전 속도를 증가시키는 복수개의 곡선의 돌출부들이 돌출 형성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예 들에 따르면, 수조 본체에 형성된 복수개의 사각 지대들에 제 1 교반기에서 형성되는 제 1 회전 수류에 의해 무동력으로 회전하여 상기 복수개의 사각 지대들의 처리수를 교반시키는 제 2 회전 수류를 형성하는 복수개의 제 2 교반기들을 구성함으로써, 이러한 상기 복수개의 제 2 교반기들은 상기 복수개의 사각 지대들의 발생을 방지할 수 있고, 이로인해 처리수의 교반 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 안정적인 교반성을 유지시킬 수 있음은 물론 처리수의 수처리 공정의 효율도 향상시킬 수 있다. 더불어. 상기 사각지대에서 발생되는 슬러지의 침강성을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 처리수의 적채로 인한 부패도 방지할 수 있다. 따라서, 복수개의 제 2 교반기들은 처리수의 수질을 향상시킴은 물론, 수조 본체의 청소등과 같은 유지관리비용을 절감할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 제 2 교반기들은 별도로 회전을 위한 동력 구성 없이 무동력으로 회전함으로서, 제품의 제작비용을 절감할 수 있고, 더불어 안정적인 운영이 가능하여 장기간 사용도 가능할 뿐만 아니라, 장기간 사용시에도 수명주기비용(Life Cycle Cost)측면에서도 유리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무동력으로 회전하는 교반기를 포함하는 수직 교반기의 구성을 나타내는 평면도 이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무동력으로 회전하는 교반기를 포함하는 수직 교반기의 동작 상태를 나타내는 측면도 이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무동력으로 회전하는 교반기를 포함하는 수직 교반기의 구성 중 제 2 교반기를 나타내는 확대 사시도 이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무동력으로 회전하는 교반기를 포함하는 수직 교반기의 구성 중 제 2 교반기의 구성을 나타내는 측단면도 이다.
도 5는 본 발명의 다른 다양한 실시예에 따른 무동력으로 회전하는 교반기를 포함하는 수직 교반기의 구성을 나타내는 평면도 이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 일부 실시 예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
'제1', '제2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. '및/또는' 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, '전면', '후면', '상면', '하면' 등과 같은 도면에 보이는 것을 기준으로 기술된 상대적인 용어들은 '제1', '제2' 등과 같은 서수들로 대체될 수 있다. '제1', '제2' 등의 서수들에 있어서 그 순서는 언급된 순서나 임의로 정해진 것으로서, 필요에 따라 임의로 변경될 수 있다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 수직 교반기(100)는, 수조 본체(110)에 발생되는 복수개의 사각 지대(예; 데드 스페이스, Dead Space)들에 배치되어 상기 복수개의 사각 지대들의 처리수를 교반시키기 위해 무동력으로 회전하는 복수개의 제 2 교반기(130)들을 구성함으로써, 상기 복수개의 제 2 교반기(130)들은 상기 복수개의 사각 지대들의 교반 효율을 향상시킬 수 있는 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무동력으로 회전하는 교반기를 포함하는 수직 교반기(100)의 구성을 나타내는 평면도 이고, 도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무동력으로 회전하는 교반기를 포함하는 수직 교반기(100)의 동작 상태를 나타내는 측면도 이며, 도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무동력으로 회전하는 교반기를 포함하는 수직 교반기(100)의 구성 중 제 2 교반기(130)를 나타내는 확대 사시도 이고, 도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무동력으로 회전하는 교반기를 포함하는 수직 교반기(100)의 구성 중 제 2 교반기(130)의 구성을 나타내는 측단면도 이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 수직 교반기(100)는, 수조 본체(110) 및 제 1 교반기(120) 및 복수개의 제 2 교반기(130)들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 수조 본체(110)는 각형의 수조 본체(110) 또는 후술하는 원통형의 수조 본체(도 5의 200)를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 각형의 수조 본체(110)는 장방형의 수조 본체(110) 및 사각형의 수조 본체(110)를 포함할 수 있다. 이러한 상기 수조 본체(110)는 각형의 수조 본체(110) 또는 원통형의 수조 본체(200)를 예를 들어 설명하나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 수조 본체(110)는 후술하는 제 1 교반기(120) 및 복수개의 제 2 교반기(130)들을 배치할 수 있는 형상이라면 다양하게 적용될 수 있다. 이하 본 실시예에서 상기 수조 본체(110)는 각형의 수조 본체(110)를 예를 들어 설명하기로 한다.
상기 제 1 교반기(120)는 상기 수조 본체(110)의 중앙부에 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 제 1 교반기(120)는 상기 수조 본체(110)의 상부 중앙부에 배치된 구동 모터(C1)의 구동에 따라 회전하여 제 1 회전 수류(A1)를 형성하는 복수개의 제 1 임펠러(123)들을 포함할 수 있다. 이러한 복수개의 제 1 임펠러(123)들은 구동 모터(C1)의 구동에 따라 회전하여 상기 제 1 회전 수류(A1)를 형성함으로써, 상기 수조 본체(110)에 채워진 처리수(K1)를 교반시킬 수 있다.
예컨대, 상기 제 1 교반기(120)는 교반기 축(121), 교반 연결부(122) 및 복수개의 제 1 임펠러(123)들을 포함할 수 있다. 이러한 상기 교반기 축(121)의 일단은 상기 구동 모터(C1)에 연결될 수 있고, 상기 교반기 축(121)의 타단은 후술하는 상기 교반 연결부(122)에 연결될 수 있다.
상기 교반 연결부(122)는 상기 구동 모터(C1)의 구동을 상기 교반기 축(121)을 통해 전달받도록 상기 교반기 축(121)의 타단에 연결될 수 있다. 예컨대, 상기 교반 연결부(122)는 상기 구동 모터에 의해 상기 교반기 축(121)이 회전될 경우, 상기 교반기 축(121)과 함께 회전할 수 있다.
상기 복수개의 제 1 임펠러(123)들은 상기 교반 연결부(122)의 외곽 둘레에 연결될 수 있다. 예컨대, 상기 구동 모터(C1)의 구동에 따라 상기 교반기 축(121)이 회전함과 동시에 상기 교반 연결부(122)도 회전할 경우, 상기 복수개의 제 1 임펠러(123)들은 상기 교반 연결부(122)와 함께 회전하여 상기 수조 본체(110)내에 채워진 처리수(K1)를 교반할 수 있도록 상기 제 1 회전 수류(A1)를 형성할 수 있다.
상기 복수개의 제 2 교반기(130)들은 상기 각형의 수조 본체(110)의 각 모서리 부분(D1)에 형성되는 복수개의 사각지대(예; 데드 스페이스, Dead Space)들에 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 복수개의 제 2 교반기(130)들은 상기 복수개의 사각 지대들에 형성된 처리수(K1)를 교반시키기 위해 상기 제 1 회전 수류(A1)에 의해 무동력으로 회전하여 제 2 회전 수류(A2)를 형성할 수 있다. 이러한 상기 복수개의 제 2 교반기(130)들은 복수개의 회전축(131)들 및 복수개의 무동력 교반기(132)들을 포함할 수 있다.
상기 복수개의 회전축(131)들은 상기 각형의 수조 본체(110)의 각 모서리 부분(D1)에 형성된 복수개의 사각 지대들에 배치될 수 있다.
상기 복수개의 무동력 교반기(132)들은 상기 복수개의 회전축(131)들에 무동력에 의해 회전가능하게 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 복수개의 무동력 교반기(132)들은 상기 복수개의 사각 지대에 형성된 처리수(K1)를 교반하기 위해 회전하여 상기 제 2 회전 수류(A2)를 형성할 수 있도록 상기 복수개의 회전축(131)들을 따라 배치될 수 있다. 이러한 복수개의 무동력 교반기(132)들은 상기 복수개의 사각 지대들에서 상기 제 1 회전 수류(A1)에 의해 상기 제 2 회전 수류(A2)를 형성할 수 있다. 예컨대, 상기 복수개의 무동력 교반기(132)들은 회전에 따라 상기 제 2 회전 수류(A2)를 형성함으로써, 상기 복수개의 사각 지대에 형성된 처리수(K1)를 교반시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 복수개의 무동력 교반기(132)들은, 고정 자석(132a), 회전 자석(132b) 및 복수개의 제 2 임펠러(132c)들을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 고정 자석(132a)은 후술하는 상기 회전 자석(132b)의 일면과 대면되고, 상기 회전 자석(132b)의 회전을 지지함과 동시에 상기 복수개의 회전축(131)들에 고정될 수 있다.
상기 회전 자석(132b)은 상기 고정 자석(132a)의 일면에 대면되게 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 회전 자석(132b)을 상기 고정 자석(132a)의 자력에 의해 회전할 수 있다. 이러한 상기 회전 자석(132b)의 N극, S극은 상기 고정 자석(132a)의 N극, S극과 같은 자극끼리 대면되게 배치시킬 수 있다. 예컨대, 상기 회전 자석(132b)은 상기 고정 자석(132a)의 같은 자극까지 밀어내는 자력에 의해 상기 고정 자석(132a)으로부터 자기 부상되어 배치될 수 있다.
상기 복수개의 제 2 임펠러(132c)들은 상기 회전 자석(132b)의 외곽 둘레에 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 고정 자석(132a)의 N극, S극과 상기 회전 자석(132b)의 N극과 S극을 같은 자극끼리 대면되게 배치시킬과 동시에 자기 부상시킬 수 있다. 이 상태에서, 상기 회전 자석(132b)은 상기 제 1 회전 수류(A1)에 의해 회전할 경우, 상기 복수개의 제 2 임펠러(132c)들도 함께 회전할 수 있다. 이때, 상기 복수개의 제 2 임펠러(132c)들은 회전하여 상기 각형의 수조 본체(110)의 각 모서리 부분(D1)에서 상기 제 2 회전 수류(A2)를 형성할 수 있다. 예컨대, 상기 복수개의 제 2 임펠러(132c)들의 상기 제 2 회전 수류(A2)는 상기 각형의 수조 본체(110)의 각 모서리 부분(D1)의 상기 복수개의 사각 지대들에 형성된 처리수(K1)를 교반시킬 수 있다.
이러한 복수개의 회전축(131)들에는 상기 고정 자석(132a)을 상기 복수개의 회전축(131)들에 관통 결합됨과 동시에 고정시킬 수 있도록 고정 부재(140)가 배치될 수 있다. 따라서, 상기 고정 부재(140)는 상기 복수개의 회전축(131)들에 고정된 상태에서 상기 회전 자석(132b)의 회전을 지지할 수 있다.
상기 회전 자석(132b)의 일면에는 상기 고정 자석(132a)에 형성된 가이드홈(132a-1)에 회전가능하게 결합됨과 동시에 상기 회전 자석(132b)을 회전가능하도록 가이드하는 가이드 돌기(150)가 돌출 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 가이드 돌기(150)는 상기 회전 자석(132b)이 회전될 경우, 상기 회전 자석(132b)의 상기 회전을 가이드할 수 있다. 따라서, 상기 가이드 돌기(150)는 상기 회전 자석(132b)의 회전을 용이하게 할 수 있다.
예컨대, 상기 고정 자석(132a) 및 상기 회전 자석(132b)은 같은 자극끼리 밀어내는 자기의 반발력을 이용하여 부상하는 자기 부상 베어링이라고도 한다. 이러한 상기 자기 부상 베어링은 자석과 자석이 서로 접촉되지 않으므로, 접촉에 따른 마찰을 발생시키지 않는다. 따라서, 이러한 상기 자기 부상 베어링은 수조나 물속에 설치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 각형의 수조 본체(110)의 내측 벽면에는 상기 복수개의 제 2 교반기(130)들의 사이에 배치되는 복수개의 곡선 돌출부(160)들이 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제 1, 2 회전 수류(A1, A2)의 회전 속도가 상기 각형의 수조 본체(110)의 내측 벽면에서 저하될 경우, 이러한 상기 복수개의 곡선 돌출부(160)는 상기 제 1, 2 회전 수류(A1, A2)가 곡선을 따라 타고 이동함과 동시에 상기 제 1, 2 회전 수류(A1, A2)의 회전 속도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 복수개의 곡선 돌출부(160)는 상기 제 1, 2 회전 수류(A1, A2)의 회전 속도를 일정하게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 제 1, 2 회전 수류(A1, A2)의 회전 속도 저하를 방지할 수 있다. 이로인해 상기 복수개의 곡선 돌출부(160)는 상기 처리수(K1)의 교반을 위한 상기 제 1, 2 회전 수류(A1, A2)의 흐름을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 수직 교반기(100)에 대한 구체적인 동작을 설명하면, 다음과 같다.
먼저, 앞서 도 1 및 도 2와 같이, 상기 수직 교반기(100)는 수조 본체(110), 제 1 교반기(120) 및 복수개의 제 2 교반기(130)들을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 수조 본체(110)는 각형의 수조 본체(110)를 포함할 수 있다.
이러한 상기 각형의 수조 본체(110)의 중앙부의 상단면에 구동 모터(C1)를 배치하고, 상기 각형의 수조 본체(110)의 중앙부에 형성된 관통홀(111)에 교반기 축(121)을 관통시킬 수 있다. 이러한 상기 교반기 축(121)의 일단은 상기 구동 모터(C1)에 연결하고, 상기 교반기 축(121)의 타단은 교반 연결부(122)에 연결할 수 있다. 상기 교반 연결부(122)의 외측 둘레에는 복수개의 제 1 임펠러(123)들을 배치할 수 있다.
이 상태에서, 앞서 도 3 및 도 4와 같이, 상기 각형의 수조 본체(110)의 각 모서리 부분(D1)에 복수개의 회전축(131)들을 수직으로 배치할 수 있다. 이러한 상기 복수개의 회전축(131)들에 관통 결합하여 고정 부재(140)를 배치시킬 수 있고, 이 상태에서, 상기 고정 자석(132a)은 상기 복수개의 회전축(131)들에 관통 결합함과 동시에 상기 고정 부재(140)를 이용하여 복수개의 회전축(131)에 고정시킬 수 있다.
고정된 상기 고정 자석(132a)의 상단면에 회전 자석(132b)을 대면되게 배치시킬 수 있다. 이때, 상기 회전 자석(132b)도 상기 복수개의 회전축(131)들에 관통 결합될 수 있다.
이때, 상기 고정 자석(132a)의 N극, S극은 상기 회전 자석(132b)의 N극, S극과 같은 극끼리 배치시킬 수 있다. 이러한 상기 회전 자석(132b)은 같은 자극끼리 밀어내는 자력에 의해 상기 고정 자석(132a)의 상면에 자기 부상되어 배치될 수 있다.
이때, 상기 회전 자석(132b)의 외측 둘레에는 복수개의 제 2 임펠러(132c)들이 배치될 수 있다.
이 상태에서, 앞서 도 1 및 도 2와 같이, 상기 구동 모터(C1)를 구동시키면, 상기 구동 모터(C1)는 교반기 축(121)을 회전시킬 수 있고, 회전하는 상기 교반기 축(121)은 교반 연결부(122)를 회전시킬 수 있다. 이때, 상기 교반 연결부(122)가 회전함과 동시에 상기 복수개의 제 1 임펠러(123)들도 함께 회전할 수 있다.
예컨대, 상기 복수개의 제 1 임펠러(123)들이 회전함과 동시에 상기 각형의 수조 본체(110)에 채워진 처리수(K1)를 교반시킬 수 있다. 이때, 상기 처리수(K1)는 상기 복수개의 제 1 임펠러(123)들의 회전에 따라 교반됨과 동시에 제 1 회전 수류(A1)를 형성할 수 있다.
상기 각형의 수조 본체(110)의 각 모서리 부분(D1)의 사각 지대(예; 데드 스페이스)에 배치된 복수개의 제 2 교반기(130)는 상기 제 1 회전 수류(A1)에 의해 회전할 수 있다. 예컨대, 상기 복수개의 제 2 교반기(130)의 회전 자석(132b)는 상기 고정 자석(132a)의 상면에서 같은 자극의 멀어내는 자력에 의해 무동력으로 회전할 수 있다.
상기 회전 자석(132b)이 무동력으로 회전함과 동시에 상기 회전 자석(132b)의 외측 둘레에 배치된 복수개의 제 2 임펠러(132c)들도 함께 회전할 수 있다.
예컨대, 앞서 도 4와 같이, 상기 고정 자석(132a)의 N극, S극과 상기 회전 자석(132b)의 N극, S극을 같은 자극끼리 대면되게 배치시킴과 동시에 자기 부상시킬 수 있고, 이 상태에서, 상기 회전 자석(132b)은 상기 제 1 회전 수류(A1)에 의해 상기 고정 자석(132a)과 상기 회전 자석(132b)의 같은 자극까지 밀어내는 자력에 의해 회전할 수 있다. 이때, 회전하는 상기 회전 자석(132b)은 상기 복수개의 제 2 임펠러(132c)들도 함께 회전시킬 수 있다. 회전하는 상기 복수개의 제 2 임펠러(132c)들은 상기 각형의 수조 본체(110)의 각 모서리 부분(D1)의 사각 지대에서 회전하여 상기 제 2 회전 수류(A2)를 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 상기 제 2 회전 수류(A2)는 상기 복수개의 사각 지대들에 형성된 처리수(K1)를 교반시킬 수 있다.
이와 같이, 상기 각형의 수조 본체(110)에 형성된 복수개의 사각 지대들에 상기 제 1 교반기(120)의 제 1 회전 수류(A1)에 의해 무동력으로 회전하여 제 2 회전 수류(A2)를 형성하는 복수개의 제 2 교반기(130)들을 구성함으로써, 이러한 상기 복수개의 제 2 교반기(130)들은 상기 복수개의 사각 지대들의 발생을 방지할 수 있고, 이로인해 처리수(K1)의 교반 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만아니라, 안정적인 교반성 및 수처리 공정의 효율을 향상시킬 수 있다. 더불어. 상기 복수개의 사각지대들에서 발생되는 슬러지의 침강성을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 처리수(K1)의 적채로 인한 부패를 방지할 수 있다. 따라서, 처리수(K1)의 수질을 향상시킬 수 있다. 또한, 수조 본체(110)의 청소등과 같은 유지관리비용도 절감할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 제 2 교반기(130)들은 별도로 회전을 위한 동력 구성이 필요없으므로, 제품의 제작단가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 장기간 사용도 가능할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 복수개의 무동력 교반기(132)들은 오일리스 베어링(미도시됨)을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 오일리스 베어링은 상기 복수개의 회전축에 고정되는 고정 베어링과 상기 고정 베어링과 대면되어 회전하는 회전 베어링을 포함할 수 있다. 상기 회전 베어링의 외측 둘레에는 상기 복수개의 제 2 임펠러(132c)들이 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 오일리스 베어링은 상기 고정 베어링과 상기 회전 베어링의 사이에 오일 없이 상기 회전 베어링을 회전시킬 수 있다. 이러한 상기 고정 베어링과 상기 회전 베어링은 구리, 주석 및 흑연의 분말을 혼합시켜 성형한 후 가열하고, 오일을 4~5% 침투시킨 후 소결한 베어링으로서, 오일의 주유가 어려운 수조나 물속에 사용될 수 있다.
따라서, 상기 오일리스 베어링을 포함하는 복수개의 무동력 교반기(132)들은 수조 본체(110)의 각 모서리 부분(D1)의 사각 지대에 배치함으로써, 상기 복수개의 무동력 교반기(132)들은 별도로 오일의 주유없이 무동력으로 회전할 수 있다. 이로 인해 제품의 설치 비용을 절감할 수 있고, 안정적인 운영이 가능할 뿐만 아니라, 장기간 사용도 가능할 수 있다. 더불어 제품을 장기간 사용시에는 수명주기비용(Life Cycle Cost)측면에서도 유리할 수 있다.
또한, 도 5는 본 발명의 다른 다양한 실시예에 따른 무동력으로 회전하는 교반기를 포함하는 수직 교반기(100)의 구성을 나타내는 평면도 이다.
도 5를 참조하면, 수조 본체는 원통형의 수조 본체(200)를 포함할 수 있다. 이러한 상기 원통형의 수조 본체(200)의 중앙부에 제 1 교반기(120)를 배치하고, 상기 제 1 교반기(120)는 구동 모터(C1)의 구동에 따라 회전하여 제 1 회전 수류(A1)를 형성하는 복수개의 제 1 임펠러(123)들을 배치할 수 있다. 이 상태에서, 상기 원통형의 수조 본체(110)에 형성되는 복수개의 사각 지대들에는 상기 제 1 회전 수류(A1)에 의하여 무동력으로 회전하여 제 2 회전 수류(A2)를 형성하는 복수개의 제 2 교반기(130)들을 배치할 수 있다. 상기 복수개의 제 2 교반기(130)들은 무동력으로 회전하여 상기 복수개의 사각 지대들에 형성된 처리수(K1)를 교반시킬 수 있다.
상기 제 1 교반기(120) 및 상기 복수개의 제 2 교반기(130)들은 위에서 설명된 상기 제 1 교반기(120) 및 상기 복수개의 제 2 교반기(130)들과 적어도 일부의 구성이 유사하거나 동일하게 구성될 수 있다. 따라서 상기 제 1 교반기(120) 및 상기 복수개의 제 2 교반기(130)들의 구성은 위에서 전술한 실시예를 통해 용이하게 이해할 수 있으므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 원통형의 수조 본체(200)의 내측 벽면에는 상기 제 1, 2 회전 수류(A1, A2)의 회전 속도를 일정하게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 제 1, 2 회전 수류(A1, A2)의 회전 속도 저하를 방지하기 위해 상기 복수개의 제 2 교반기(130)들의 사이에 배치되는 복수개의 곡선 돌출부(160)들이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 복수개의 곡선 돌출부(160)는 상기 처리수(K1)의 교반을 위한 상기 제 1, 2 회전 수류(A1, A2)의 흐름을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 상기 원통형의 수조 본체(299)의 복수개의 사각 지대들에 제 1 회전 수류(A1)에 의해 무동력으로 회전하여 상기 복수개의 사각 지대들의 처리수를 교반시키는 제 2 회전 수류(A2)를 형성하는 복수개의 제 2 교반기(130)들을 구성함으로써, 이러한 상기 복수개의 제 2 교반기(130)들은 상기 원통형의 수조 본체(200)의 복수개의 사각 지대들에서 처리수(K1)의 교반 효율을 향상시킬 수 있고, 이로 인해 처리수(K1)의 수처리 공정의 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 비용절감, 에너지 절감 및 처리수(K1)의 수질을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 다양한 실시예의 수직 교반기는 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100 : 수직 교반기 120 : 제 1 교반기
130 : 복수개의 제 2 교반기들 121 : 교반기 축
122 : 교반 연결부 123 : 복수개의 제 2 임펠러들
131 : 복수개의 회전축들 132 : 복수개의 무동력 교반기들
132a : 고정 자석 132b : 회전 자석
132c : 복수개의 제 2 임펠러들
A1, A2 : 제 1, 2 회전 수류

Claims (9)

  1. 수직 교반기에 있어서,
    수조 본체;
    상기 수조 본체의 중앙부에 배치되고, 처리수를 교반시키기 위해 구동 모터의 구동에 따라 회전하여 제 1 회전 수류를 형성하는 복수개의 제 1 임펠러들을 포함하는 제 1 교반기; 및
    상기 수조 본체에 형성되는 복수개의 사각 지대들에 배치되고, 상기 복수개의 사각 지대들의 처리수를 교반시키기 위해 상기 제 1 회전 수류에 의해 무동력으로 회전하여 제 2 회전 수류를 형성하는 복수개의 제 2 교반기들;을 포함하고,
    상기 복수개의 제 2 교반기들은,
    상기 복수개의 사각 지대들에 배치되고, 상기 수조 본체의 내측에 배치되는 복수개의 회전축들; 및 상기 복수개의 회전축들에 무동력에 의해 회전 가능하게 결합되고, 상기 복수개의 회전축들을 따라 배치되는 복수개의 무동력 교반기들;을 포함하며,
    상기 복수개의 무동력 교반기들은,
    상기 복수개의 회전축들에 고정되는 고정 자석; 상기 고정 자석의 일면에 대면되게 배치되고, 상기 고정 자석의 자력에 의해 회전하는 회전 자석; 및 상기 회전 자석의 외곽 둘레에 배치되는 복수개의 제 2 임펠러들;을 포함하고,
    상기 복수개의 제 2 임펠러들은 상기 고정 자석의 N극, S극과 상기 회전 자석의 N극, S극을 같은 자극끼리 대면되게 배치시킴과 아울러 자력에 의해 자기 부상시키고, 상기 제 1 회전 수류에 의해 상기 고정 자석과 상기 회전 자석의 같은 자극까지 밀어내는 자력에 의해 회전하는 상기 회전 자석과 함께 회전하여 상기 복수개의 사각지대들에서 상기 제 2 회전 수류를 형성하는 것을 특징으로 하는 수직 교반기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 수조 본체는 각형의 수조 본체 또는 원통형의 수조 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 교반기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 교반기는,
    일단이 상기 구동 모터에 연결되고, 타단은 하기 교반 연결부에 연결되는 교반기 축;
    상기 교반기 축의 타단에 연결되는 교반 연결부; 및
    상기 교반 연결부의 외측 둘레에 연결되는 상기 복수개의 제 1 임펠러들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 교반기.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 회전축에는 상기 고정 자석을 상기 복수개의 회전축들에 관통 결합됨과 아울러 상기 고정 자석을 고정시키는 고정 부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 수직 교반기.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 회전 자석의 일면에는 상기 고정자석에 형성된 가이드홈에 회전가능하게 결합됨과 아울러 회전가능하도록 가이드하는 가이드 돌기가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 수직 교반기.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 무동력 교반기들은 오일리스 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 교반기.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 수조 본체의 내측 벽면에는 상기 복수개의 제 2 교반기들의 사이에 배치되고, 상기 제 1, 2 회전 수류의 회전 속도가 상기 수조 본체의 내측벽면에서 저하되는 것을 방지하기 위해 상기 제 1, 2 회전 수류를 곡선을 따라 타고 이동함과 아울러 상기 회전 속도를 증가시키는 복수개의 곡선의 돌출부들이 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 수직 교반기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100491540B1 (ko) * 2002-07-12 2005-05-24 군산대학교산학협력단 도료 분산 및 혼합장치
KR101921870B1 (ko) * 2018-07-19 2018-11-23 박병민 가수분해 처리장치

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