KR20100064204A - 수중 교반펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명의 수중 교반펌프는, 모터가 설치되는 하우징; 상기 모터에 직결되며 하방으로 유입되는 유체를 분쇄하기 위해 날개의 끝단부에 커팅날을 형성한 임펠러; 상기 임펠러에 의해 교반된 유체가 배출될 수 있도록, 상기 임펠러가 위치된 상기 하우징의 하부 측벽에 복수로 연통 연결되어 폭기 및 펌핑을 선택적으로 수행하는 복수의 배출관; 상기 하우징의 하방에 분리될 수 있도록 구비되며, 수직으로 형성된 흡입구를 통해 유입되는 유체를 상기 벤츄리관 및 펌핑관으로 안내하여 배출을 유도하는 안내부재; 및 상기 하우징의 하부가 바닥과 거리를 갖도록 지지하는 지지프레임;을 포함한다.

유체, 수중교반, 펌프, 벤츄리관, 펌핑관, 폭기

Description

수중 교반펌프{Hydrospace agitation pump}

본 발명은 교반장치에 관한 것으로, 특히 농축산 폐수, 오폐수 등과 같이 점성이 높고 각종 이물질이 함유된 유체의 폭기(정화) 및 펌핑을 동시에 이룰 수 있고,복수의 배출관을 통해 유체를 균일한 양으로 배분하여 배출할 수 있으며, 임펠러에 커팅날을 형성하여 교반 성능이 향상되는 수중 교반펌프에 관한 것이다.

수중 교반기(폭기장치라고도 함)는 호기성(好氣性) 미생물을 주체로 하는 활성오니(미생물 농도; MLSS)를 육성하거나, 그 활성도를 유지하기 위해서는 항상 충분한 용존산소(溶存酸素)가 공급되어야 한다. 즉, 이와 같은 작용을 통해 유체를 환경 기준에 적합한 수준의 상등 수 급으로 정화하는 장치를 말한다.

상기 수중 교반기는 그 방식 및 형태가 다양하게 제시되고 있으나, 최근에는 수중에 임펠러를 잠수시켜 임펠러의 회전에 따라 오폐수 등의 유체를 교반하는 방식의 수중 교반기가 사용되고 있다. 적용분야는 하수 및 오수처리기 및 산업폐수 배수처리 등이다.

이와 같은 상기 수중 교반기는, 하우징 내에 모터를 밀폐형으로 구비하고, 상기 모터에 직결된 임펠러의 회전으로 생기는 유체의 원심력으로 임펠러의 외주부 에 생긴 자급력으로 공기를 흡입하는 방식이다.

예를 들어, 수중 교반기를 오폐수 처리기에서 사용할 경우, 상기 임펠러를 회전시키면, 수조 내에 수용된 오폐수가 하우징의 하부에 형성된 흡입구를 통해 하우징의 내부로 흡입된다.

이때, 임펠러가 오폐수를 교반함과 동시에 원심력을 발생시켜 교반된 오폐수를 폭기(정화)를 위한 배출관으로 배출한다. 상기 배출관은 오폐수의 유속을 변화시켜 용존산소량을 늘리는 방식으로 오폐수의 폭기를 이룬다.

즉, 상기 종래의 수중 교반기는, 유체의 충돌로 인한 혼합 작용과, 유체의 교반대류 작용에 따른 미세 기포 발생으로 우수한 산소용해 효과를 이용함으로써, 상기와 같은 유체 정화 목적을 달성할 수 있는 것이다.

그러나 종래의 수중 교반기는, 폭기를 위한 배출관만을 구비하고 있어 오폐수의 폭기(정화)를 위한 용도로 밖에 사용할 수 없다. 즉 오폐수 정화뿐만 아니라 유체를 펌핑하여 외부로 배출하기 위해서는 별도의 펌프를 사용해야하므로 단일 목적으로만 사용이 가능하다.

그리고 복수의 배출관을 구비한 종래의 수중 교반기의 경우에는, 임펠러의 회전에 의한 원심력만으로 오폐수를 배출하기 때문에 오폐수를 각 배출관을 통해 균일하게 배출하기 어렵다.

따라서, 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 이와 같은 폭기기능뿐 아니라 펌핑기능을 별도로 사용할 수 있고, 배출관의 개수에 관계없이 각 배출관을 통해 균일한 량의 오폐수를 배출할 수 있도록 한다. 뿐만 아니라 임펠 러의 날개 부위에 커팅날을 형성하여 유체의 커팅 및 분쇄 성능이 향상된 수중 교반펌프를 제시하고자 한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유체의 폭기용 벤츄리관과 펌핑을 위한 펌핑관으로 구분된 배출관을 복수로 구비함으로써, 유체의 폭기 및 펌핑을 동시에 이룰 수 있고, 복수의 배출관에 균일한 량으로 유체를 배분하여 배출할 수 있으며, 임펠러에 커팅날을 형성하여 교반성능이 향상되는 수중 교반펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 모터가 설치되는 하우징; 상기 모터에 직결되며 하방으로 유입되는 유체를 분쇄하기 위해 날개의 끝단부에 커팅날을 형성한 임펠러; 상기 임펠러에 의해 교반된 유체가 배출될 수 있도록, 상기 임펠러가 위치된 상기 하우징의 하부 측벽에 복수로 연통 연결되어 폭기 및 펌핑을 선택적으로 수행하는 복수의 배출관; 상기 하우징의 하방에 분리될 수 있도록 구비되며, 수직으로 형성된 흡입구를 통해 유입되는 유체를 상기 벤츄리관 및 펌핑관으로 안내하여 배출을 유도하는 안내부재; 및 상기 하우징의 하부가 바닥과 거리를 갖도록 지지하는 지지프레임;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 복수의 배출관은 일부분의 지름을 좁게 형성하여 유속 변화에 따른 압력편차를 이용해 유체의 용존산소량을 증가시킬 수 있는 벤츄리관과, 상기 유체의 펌핑을 위해 펌프가 설치된 펌핑관을 선택적으로 적용하여 사용할 수 있는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 안내부재의 상면에는 상기 중공부를 중심으로 원주 분할된 상태로 돌출되는 안내돌기를 형성하되, 상기 안내돌기의 분할된 부위에 형성된 유로를 통해 유체가 상기 벤츄리관 및 펌핑관으로 균일한 량으로 배출될 수 있도록 해야 한다.

또한, 상기 유로는 상기 임펠러의 회전 방향과 대응되는 상기 안내돌기의 일단 부위에 상기 안내부재의 중공부로부터 상기 벤츄리관 및 펌핑관 입구로 면을 이루는 안내면을 형성하고, 상기 안내면의 타측 상기 안내돌기의 타단 부위를 상기 벤츄리관 및 펌핑관의 입구에 인접 위치시킴으로써 상기 안내면을 통해 상기 벤츄리관 및 펌핑관으로 유체가 안내되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 안내부재의 하방에는, 중앙에 중공부를 형성하고 상면에 이물질수용홈을 형성한 이물질받침판을 분리되도록 설치하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 이물질수용홈은 상기 안내부재의 중공부에서 상기 벤츄리관 및 펌핑관과 동일한 개수로 원주 분할된 상태로 배치되되, 상기 분할된 부위가 상기 안내부재의 상기 유로형성 부위에 위치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이물질받침판의 중공부에는 유체를 유입시켜 상기 중공부로부터 상기 이물질수용홈의 분할된 부위로 더 연장된 유체유입공을 형성될 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 지지프레임은 유체의 유입이 방해되지 않도록, 상기 하우징의 하부에 수직 길이를 가지는 복수의 지지봉; 및 상기 지지봉의 하측 단부에 고정되는 링 형상의 받침부재;를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 벤츄리관에는 산소를 공급할 수 있는 산소투입관이 연결되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 임펠러는 모터의 회전축을 따라 수평으로 휘어진 날개가 양측에 각각 대응되는 형상으로 배치되며, 상기 커팅날은 상기 날개의 끝 단부에 수직으로 형성되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 유체의 폭기 및 펌핑을 동시에 실시할 수 있어 다기능을 가질 뿐 아니라 하나의 수중 교반펌프로도 다중폭기를 이룰 수 있어 효율적인 장점이 있다.

그리고, 유체를 복수의 배출관을 통해 균일하게 배분하여 배출할 수 있어, 배출관의 개수에 상관없이 배출량이 균일한 장점이 있다.

또한, 임펠러 형성된 커팅날에 의해 유체를 커팅 및 분쇄할 수 있어 교반 성능이 향상되는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 수중 교반펌프를 도시한 분리사시도, 도 2는 도 1에 따른 정면도이다, 도 3은 도 1에 따른 안내부재를 도시한 사시도, 도 4는 도 3에 따른 유체의 흐름을 도시한 평면도, 도 5는 도 2에 따른 이물질받침판을 도시한 사시도, 도 6은 도 5에 따른 평면도, 도 7은 도 6에 따른 A-A선 단면도, 도 8은 본 발명에 따른 수중 교반펌프의 안내부재에 안내돌기가 3개로 형성된 상태를 도시한 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 수중 교반펌프(100)는 모터가 설치되는 하우징(110), 임펠러(130), 배출관(140a, 140b), 안내부재(150) 및 지지프레임(180)을 포함한다.

본 발명의 수중 교반펌프(100)는 수조에 수용된 유체를 임펠러(130)의 회전을 통해 교반하기 위한 것으로, 상기 임펠러(130)의 회전에 의한 유체의 와류(渦流)발생 작용을 이용해 유체의 용존산소량을 늘려 신속히 정화하기 위한 장치이다. 또한, 수중 폭기에 의한 정화 기능과 함께 정화된 유체의 펌핑하여 배출하는 기능이 있다.

하우징(110)은 내부에 모터(120)가 밀폐되게 설치되며, 상기 모터(120)의 회전축은 상기 하우징(110)의 하방으로 연장된 상태가 된다. 또한, 상기 회전축에는 유체 교반용 임펠러(130)가 수직 축을 중심으로 날개가 수평으로 회전하도록 설치된다.

이와 같은 상기 하우징(110)은, 유체를 흡입할 수 있도록 임펠러(130)가 위치된 하부에 흡입구가 형성되고, 상기 흡입구를 통해 수조 내의 유체가 후술 될 벤츄리관(140a) 및 펌핑관(140b)을 통해 배출된다.

또한, 상기 하우징(110)의 하방 즉, 상기 임펠러(130)가 위치되는 내부 공간부는 원통으로 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 원통형 구조는 임펠러(130)의 회전에 의해 유체가 와류를 일으키면서 용이하게 회전될 수 있도록 하기 위한 것이 다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 임펠러(130)는 모터(120)의 수직 회전축을 중심으로 수평 회전하여 하우징(110)의 흡입구를 통해 흡입된 유체를 교반하여 배출하기 위한 것이다.

이와 같은 상기 임펠러(130)는, 모터(120)의 회전축을 중심으로 하우징(110) 내부면을 따라 수평으로 휘어진 날개(부호 미도시)가 양측에 각각 대응되게 구비된다. 또한, 상기 날개(부호 미도시)의 끝 단부에는, 유체를 커팅 분쇄할 수 있도록 수직으로 커팅날(131)이 형성된다.

이와 같이, 임펠러(130)의 날개에 커팅날(131)은 임펠러(130) 수평회전시 유체를 미세하게 커팅·분쇄는 역할을 한다.

배출관(140a, 140b)은 일부분의 지름을 좁게 형성하여 유속 변화에 따른 압력편차를 이용해 유체의 용존산소량을 증가시킬 수 있는 벤츄리관(140a)과, 상기 유체의 펌핑을 위한 펌핑관(140b)으로 나누어진다. 여기서 상기 벤츄리관(140a) 및 펌핑관(140b)은 선택적으로 적용하여 사용할 수 있다.

상기 벤츄리관(140a)은 정화된 유체가 좁은 관 부위를 지날 때 유속이 순간적으로 빨라지게 되었다가, 넓은 관 부위로 나올 때 압력이 순간적으로 낮아지도록 하는 관 형태를 말한다.

또한, 상기 벤츄리관(140a)에는 산소를 공급할 수 있는 산소투입관(141)이 연결될 수 있는데, 상기 산소투입관(141)은 벤츄리관(140a)에 산소를 공급하여 배출되는 유체의 용존산소량을 더욱 증가시켜 폭기의 효율을 높일 수 있다.

펌핑관(140b)은 하우징의 하부 흡입구를 통해 유입된 유체를 배출하기 위한 것으로, 상기 펌핑관(140b)의 길이방향에는 유체를 외부로 펌핑하기 위한 펌프가 설치된다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 안내부재(150)는 중앙에 형성된 중공부를 통해 하우징(110)의 흡입구로 유입되는 유체를 벤츄리관(140a) 및 펌핑관(140b)으로 안내하여 배출을 유도하기 위한 것으로, 하우징(110)의 하부 흡입구 부위에 분리 가능하도록 체결하는 것이 바람직하다.

이와 같은 상기 안내부재(150)의 형상은, 하우징(110)의 하부 흡입구와 대응되는 원판 형상으로 제작하되, 중앙에 유체 유입용 중공부가 형성된다.

여기서, 상기 안내부재(150)의 테두리에는, 원주를 따라 수직으로 복수의 체결공이 형성된다. 즉, 상기 체결공을 통해 체결부재(170)를 체결 및 분리하는 방식으로 상기 안내부재(150)를 하우징(110)의 하부 테두리에 대응되게 분리 가능하도록 체결할 수 있다. 상기 체결부재(170)는 볼트에 의한 체결방식을 사용하는 것이 바람직하다.

특히, 상기 안내부재(150)의 상면에는 중앙에 형성된 중공부를 중심으로 원주 분할된 상태로 돌출 형성되는 안내돌기(151)가 형성된다.

상기 안내돌기(151)는 분할된 부위에 유로(152)를 형성하고 있으며, 상기 유로(152)를 통해 유체가 벤츄리관(140a) 및 펌핑관(140b)으로 안내되어 배출될 수 있다.

다시 말해, 상기 안내돌기(151)는 안내부재(150)의 중앙에 형성된 중공부를 통해 유입되는 유체를 유로(152)를 통해 상기 벤츄리관(140a) 및 펌핑관(140b)으로 배출을 유도하기 위한 것이다.

이와 같은 상기 안내돌기(151)는, 벤츄리관(140a) 및 펌핑관(140b)과 동일한 개수로 분할 형성하는 것이 바람직하며, 각각의 분할된 안내돌기(151)는 원주를 따라 라운드지게 형성되는 것이 바람직하다.

유로(152)는 임펠러(130)의 회전 방향과 대응되는 상기 안내돌기(151)의 일단 부위에 상기 안내부재(150)의 중공부로부터 상기 벤츄리관(140a) 및 펌핑관(140b)의 입구로 안내면(153)이 형성된다.

반면, 상기 안내면(153)의 타측에 있는 안내돌기(151)의 타단 부위는, 상기 벤츄리관(140a) 및 펌핑관(140b)의 입구 부위에 인접 배치함으로써, 유체가 상기 안내면(153)을 통해 상기 벤츄리관(140a) 및 펌핑관(140b)으로 균일하게 배출될 수 있다.

다시 말해, 임펠러(130)의 회전에 의해 유체가 회전할 때, 상기 유체의 회전 반경에 위치된 안내면(153)에 유체가 부딪히면서 벤츄리관(140a) 및 펌핑관(140b)을 통해 균일하게 배분된 유체가 즉각적으로 배출될 수 있도록 한다.

한편, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 안내부재(150)의 하방에는 이물질받침판(160)이 더 구비될 수 있다.

상기 이물질받침판(160)은 중앙에 중공부를 형성하고, 상부 면에는 하부로 가라앉는 이물질 등이 들어갈 수 있는 이물질수용홈(161)이 형성된다.

상기 이물질수용홈(161)은 상기 안내부재(150)의 중공부에서 상기 벤츄리 관(140a) 및 펌핑관(140b)과 동일한 개수로 원주 분할된 상태로 위치되며, 상기 분할된 부위가 상기 안내부재(150)의 유로(152)형성 부위에 위치되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 이물질수용홈(161) 내에 이물질이 가라앉게 되면, 임펠러(130)의 회전에 의해 이물질수용홈(161) 내에 수용된 이물질이 반복적으로 커팅 및 분쇄될 수 있다.

또한, 상기 이물질받침판(160)의 중공부에는 유체를 유입시켜 상기 중공부로부터 상기 이물질수용홈(161)의 분할된 부위로 더 연장된 유체유입공(162)을 형성할 수 있다.

상기 유체유입공(162)은 안내부재(150)의 중공부로 유입되는 유체가 벤츄리관(140a) 및 펌핑관(140b)을 통해 집중적으로 유입될 수 있도록 한다. 즉 유체유입공(162)의 위치가 안내부재의 유로 형성 부위에 위치되기 때문에, 유체가 임펠러(130)의 원심력에 의해 커팅 및 분쇄되면서 벤츄리관(140a) 및 펌핑관(140b)으로 용이하게 배출될 수 있도록 한다.

지지프레임(180)은 유체의 유입을 방해하지 않도록, 상기 하우징(110)의 하부에 수직방향으로 길이를 가지는 복수의 지지봉(181)과, 상기 지지봉(181)의 하측 단부에 연결되는 링 형상의 받침부재(182)가 구비된다.

즉, 상기 각 지지봉(181) 사이를 통해 유체가 용이하게 하우징(110)의 하부 개방부로 유입될 수 있도록 하고, 상기 받침부재(182)에 의해 수중 교반펌프(100)가 수조 내에 안정적으로 위치될 수 있다.

결과적으로, 유체의 폭기 및 펌핑을 동시에 실시할 수 있어 다기능을 가질 뿐 아니라 하나의 수중 교반펌프로도 다중폭기를 이룰 수 있어 효율적이다. 그리고, 유체를 복수의 배출관(140a, 140b)을 통해 균일하게 배분하여 배출할 수 있어, 배출관(140a, 140b)의 개수에 상관없이 배출량이 균일하다. 또한, 임펠러(130) 형성된 커팅날(131)에 의해 유체를 커팅 및 분쇄할 수 있어 교반 성능이 향상된다.

이상에서 본 발명의 수중 교반펌프에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.

도 1은 본 발명에 따른 수중 교반펌프를 도시한 분리사시도.

도 2는 도 1에 따른 정면도이다.

도 3은 도 1에 따른 안내부재를 도시한 사시도.

도 4는 도 3에 따른 유체의 흐름을 도시한 평면도.

도 5는 도 2에 따른 이물질받침판을 도시한 사시도.

도 6은 도 5에 따른 평면도.

도 7은 도 6에 따른 A-A선 단면도.

도 8은 본 발명에 따른 수중 교반펌프의 안내부재에 안내돌기가 3개로 형성된 상태를 도시한 사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100: 교반기 110: 하우징

120: 모터 130: 임펠러

140a: 벤츄리관 140b: 펌핑관

141: 산소투입관 150: 안내부재

151: 안내돌기 152: 유로

153: 안내면 160: 이물질받침판

161: 이물질수용홈 162: 유체유입공

170: 체결부재 180: 지지프레임

181: 지지봉 182: 받침부재

Claims (10)

1. 모터가 설치되는 하우징;

   상기 모터에 직결되며 하방으로 유입되는 유체를 분쇄하기 위해 날개의 끝단부에 커팅날을 형성한 임펠러;

   상기 임펠러에 의해 교반된 유체가 배출될 수 있도록, 상기 임펠러가 위치된 상기 하우징의 하부 측벽에 복수로 연통 연결되어 폭기 및 펌핑을 선택적으로 수행하는 복수의 배출관;

   상기 하우징의 하방에 분리될 수 있도록 구비되며, 수직으로 형성된 흡입구를 통해 유입되는 유체를 상기 벤츄리관 및 펌핑관으로 안내하여 배출을 유도하는 안내부재; 및

   상기 하우징의 하부가 바닥과 거리를 갖도록 지지하는 지지프레임;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 교반펌프.
2. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 배출관은 일부분의 지름을 좁게 형성하여 유속 변화에 따른 압력편차를 이용해 유체의 용존산소량을 증가시킬 수 있는 벤츄리관과, 상기 유체의 펌핑을 위해 펌프가 설치된 펌핑관을 선택적으로 적용하여 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 수중 교반펌프.
3. 제1항에 있어서,

   상기 안내부재의 상면에는 상기 중공부를 중심으로 원주 분할된 상태로 돌출 형성되는 안내돌기를 형성하되, 상기 안내돌기의 분할된 부위에 형성된 유로를 통해 유체가 상기 벤츄리관 및 펌핑관으로 균일하게 배분된 량이 안내되어 배출될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 수중 교반펌프.
4. 제3항에 있어서,

   상기 유로는 상기 임펠러의 회전 방향과 대응되는 상기 안내돌기의 일단 부위에 상기 안내부재의 중공부로부터 상기 벤츄리관 및 펌핑관의 입구로 면을 이루는 안내면을 형성하고,

   상기 안내면의 타측 상기 안내돌기의 타단 부위를 상기 벤츄리관 및 펌핑관의 입구에 인접 위치시키는 것을 특징으로 하는 수중 교반펌프.
5. 제1항에 있어서,

   상기 안내부재의 하방에는, 중앙에 중공부를 형성하고 상면에 이물질수용홈을 형성한 이물질받침판을 분리되도록 설치하는 것을 특징으로 하는 수중 교반펌프.
6. 제5항에 있어서,

   상기 이물질수용홈은 상기 안내부재의 중공부에서 상기 벤츄리관 및 펌핑관 과 동일한 개수로 원주 분할된 상태로 배치되되, 상기 분할된 부위가 상기 안내부재의 상기 유로형성 부위에 위치되는 것을 특징으로 하는 수중 교반펌프.
7. 제6항에 있어서,

   상기 이물질받침판의 중공부에는 유체를 유입시켜 상기 중공부로부터 상기 이물질수용홈의 분할된 부위로 더 연장된 유체유입공을 형성하는 것을 특징으로 하는 수중 교반펌프.
8. 제1항에 있어서,

   상기 지지프레임은 유체의 유입이 방해되지 않도록, 상기 하우징의 하부에 수직 길이를 가지는 복수의 지지봉; 및

   상기 지지봉의 하측 단부에 고정되는 링 형상의 받침부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 교반펌프.
9. 제1항에 있어서,

   상기 벤츄리관에는 산소를 공급할 수 있는 산소투입관이 연결되는 것을 특징으로 하는 수중 교반펌프.
10. 제1항에 있어서,

    상기 임펠러는 모터의 회전축을 따라 수평으로 휘어진 날개가 양측에 각각 대응되는 형상으로 배치되며,

    상기 커팅날은 상기 날개의 끝 단부에 수직으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수중 교반펌프.

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