KR20140002187A - 혼화 장치 - Google Patents

Abstract

혼화 장치는 유입원수가 유입되는 배관, 일단부가 상기 배관의 외부에 형성되고 타단부가 상기 배관의 내부에 형성되도록 상기 배관에 삽입되는 주입관, 상기 배관으로 유입되는 유입원수의 탁도를 측정하는 탁도계, 상기 탁도에 따라 응집제를 상기 주입관을 통해 상기 배관의 내부로 주입하는 제1 펌프, 상기 유입원수 및 상기 응집제의 혼합물의 유속에 따라 회전하는 제1 터빈, 상기 제1 터빈의 회전 속도를 측정하는 회전 측정부 및 상기 회전 속도에 따라 가압수를 상기 주입관을 통해 상기 배관의 내부로 주입하는 제2 펌프를 포함한다.

Description

혼화 장치{APPARATUS FOR MIXING}

본 발명은 혼화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유입원수와 응집제를 혼화하는 혼화 장치에 관한 것이다.

일반적으로 정수 처리 또는 폐수처리 과정은 응집제를 주입하여 급속혼화, 완속혼화의 과정을 거쳐 응집, 침전 과정을 포함한다. 일반적인 혼화 장치는 패들을 이용한 교반 방식이나 수리낙차를 이용한 교반 방식을 사용한다.

관련 선행기술로는 한국공개특허공보 2003-0067283호(공개일: 2003.08.14, 복합다기능노즐에 의한 정수약품의 순간혼화 장치), 한국공개특허공보 2008-0008050호(공개일: 2008.01.23, 정수 처리 장치 및 방법)가 있다.

본 발명의 목적은 유입원수의 탁도에 따라 유입원수와 응집제의 혼화율을 조정할 수 있는 혼화 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 유입원수 및 응집제의 혼합물의 유속에 따라 가압수를 주입하여 혼합물의 유속을 일정 이상 유지할 수 있는 혼화 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 혼화 장치는 유입원수의 유속에 따라 터빈을 회전시켜 급속 교반을 수행하고, 가압수를 배관 내에 유입시켜 상기 유입원수의 유속을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 유입원수가 유입되는 배관; 일단부가 상기 배관의 외부에 형성되고 타단부가 상기 배관의 내부에 형성되도록 상기 배관에 삽입되는 주입관; 상기 배관으로 유입되는 유입원수의 탁도를 측정하는 탁도계; 상기 탁도에 따라 응집제를 상기 주입관을 통해 상기 배관의 내부로 주입하는 제1 펌프; 상기 유입원수 및 상기 응집제의 혼합물의 유속에 따라 회전하는 제1 터빈; 상기 제1 터빈의 회전 속도를 측정하는 회전 측정부; 및 상기 회전 속도에 따라 가압수를 상기 주입관을 통해 상기 배관의 내부로 주입하는 제2 펌프를 포함하는 혼화 장치가 제공된다.

상기 주입관은 제1 관, 제2 관 및 제3 관을 포함하되, 상기 제1 관은 상기 제2 관의 내부에 위치하고, 상기 제2 관은 상기 제3 관의 내부에 위치할 수 있다.

상기 제1 펌프는 상기 제1 관의 내부를 통해 상기 응집제를 주입하고, 상기 주입관의 일단부 중 상기 제1 관 및 상기 제2 관 사이의 영역은 외부 공기에 노출되고, 상기 제2 펌프는 상기 제2 관 및 상기 제3 관 사이의 영역을 통해 상기 가압수를 주입할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 적은 전력 소모로 혼화율의 조정이 용이한 혼화 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 유입원수의 탁도 측정에 따라 응집제를 투입하는 양을 효율적으로 조절할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 급속혼화조를 구비하지 않아도 되기 때문에 혼화 장치의 설치 비용을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화 장치를 예시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화 장치의 주입관을 예시한 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화 장치를 예시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 혼화 장치는 배관(100), 주입관(200), 탁도계(300), 제1 펌프(400), 응집제 탱크(500), 제1 터빈(600), 회전 측정기(700), 제2 펌프(800) 및 제2 터빈(900)을 포함한다.

배관(100)은 유입원수를 일측부로 유입받아 타측부로 배출한다.

주입관(200)은 배관(100)에 삽입되어 일단부가 배관(100)의 외부에 위치하고, 타단부가 배관(100)의 내부에 위치할 수 있다. 주입관(200)은 응집제, 공기 및 가압수를 일단부로 주입받아 타단부로 배출할 수 있다. 추후, 도 2를 참조하여 주입관(200)의 구조에 대해 상세히 설명하도록 한다.

탁도계(300)는 배관(100) 내부의 미리 지정된 영역에 위치한 유입원수의 탁도를 측정한다. 탁도계(300)는 유입원수의 탁도를 측정하고, 해당 탁도를 나타내는 전기신호인 탁도 신호를 제1 펌프(400)로 전송한다. 이 때, 탁도계(300)가 유입원수의 탁도를 측정하는 영역은 배관(100)으로 유입원수가 유입되는 지점과 주입관(200)을 통해 응집제가 배관(100)의 내부로 유입되는 지점 사이의 영역일 수 있다. 따라서, 탁도계(300)는 응집제에 의해 교반되기 이전의 유입원수의 탁도를 산출할 수 있다.

제1 펌프(400)는 탁도 신호를 수신한다. 제1 펌프(400)는 탁도 신호에 따라 응집제 탱크(500)에 저장된 응집제를 주입관(200)을 통해 배관(100) 내부로 주입한다. 예를 들어, 제1 펌프(400)는 인버터 펌프일 수 있으며, 탁도 신호에 따라 제1 펌프(400)가 포함하는 모터에 제공되는 전류의 주파수 및 전압을 조정하여 모터의 회전력을 제어한다. 따라서, 제1 펌프(400)는 탁도 신호에 따른 유입원수의 탁도가 높을수록 배관(100)으로 유입되는 응집제의 양을 높여 정수에 적합하도록 혼화율을 조정할 수 있다.

응집제 탱크(500)는 응집제를 저장하고 제1 펌프(400)와 연결되어, 제1 펌프(400)의 동작에 따라 응집제는 주입관(200)으로 주입된다.

제1 터빈(600)은 배관(100)의 내부에 위치하여, 응집제, 공기, 유입원수의 혼합물의 유속에 의해 회전한다. 제1 터빈(600)은 혼합물의 유속에 의해 회전하여 혼합물의 급속 교반이 이루어지도록 할 수 있다.

회전 측정기(700)는 제1 터빈(600)의 회전 속도를 측정한다. 예를 들어, 회전 측정기(700)는 제1 터빈(600)의 분당 회전수를 측정할 수 있다. 회전 측정기(700)는 회전 속도를 나타내는 전기 신호인 회전 속도 신호를 제2 터빈(900)으로 전송한다.

제2 펌프(800)은 회전 속도 신호에 따라 유입원수의 일부를 주입관(200)의 일단부로 주입하여 타단부로 배출시킨다. 예를 들어, 제2 터빈(900)은 회전 속도 신호에 따른 제1 터빈(600)의 회전속도가 미리 지정된 속도 미만인 경우, 유입원수의 일부를 주입관(200)을 통해 배관(100)의 내부로 주입한다. 이하, 주입관(200)을 통해 배관(100)의 내부로 배출된 유입원수를 가압수라 칭하기로 한다. 제2 펌프(800)는 가압수를 주입관(200)을 통해 배관(100) 내에 배출함으로써, 혼합수의 유속을 증가시킨다. 따라서, 혼합수의 유속의 증가에 따라 제1 터빈(600)의 회전 속도가 증가하고, 이로 인해 유입원수와 응집제의 교반 효율이 증가할 수 있따.

제2 터빈(900)은 제1 터빈(600)에 의해 교반되는 영역을 통과한 혼합물의 유속에 의해 회전되어 유입원수와 응집제의 교반 효율을 다시 높여준다. 이 때, 제2 터빈(900) 이외 부가적인 터빈이 배관(100) 내부에 추가 장착될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 또한 구현 방법에 따라 혼화 장치는 제2 터빈(900)을 제외하여 구현될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 제2 터빈(900)을 통해 급속 교반이 수행된 유입원수는 배관(100)의 외부로 유출될 수 있다.

따라서, 유입원수는 배관(100)으로 유입되어 배관 내부를 통해 흐르면서, 주입관(200)을 통해 유입된 응집제, 공기, 가압수와 혼합되고, 제1 터빈(600) 및 제2 터빈(900)을 회전시키고, 제1 터빈(600) 및 제2 터빈(900)의 회전 운동에 의해 유입원수 및 응집제에 대한 급속 교반이 수행될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼화 장치의 주입관을 예시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 주입관(200)은 3개의 관으로 형성될 수 있다. 제1 관(210)은 제1 펌프(400)를 통해 주입된 응집제를 배관(100)의 내부로 주입하는 관이다. 제2 관(220)은 공기를 배관(100) 내부로 주입하는 관이다. 이 때, 제1 관(210)은 제2 관(220)의 내부에 위치할 수 있다. 따라서, 제2 관(220)과 제1 관(210) 사이에 형성되는 공간을 통해 공기가 유입될 수 있다. 이 때, 주입관(200)의 일단부의 제2 관(220)과 제1 관 사이에 형성되는 공간은 배관(100)의 외부 공간의 공기 중에 노출된 형태일 수 있다. 또한, 주입관(200)의 타단부에서 응집제 및 가압수가 제1 펌프(400) 또는 제2 펌프(800)를 통해 배관(100)내로 유입되기 때문에 주입관(200)의 타단부에 인접한 영역은 마이너스 압력이 발생한다. 따라서, 제2 관(220) 및 제1 관(210) 사이에 형성된 공간의 기압은 낮아지고, 이에 따라 주입관(200)의 일단부를 통해 공기가 자연 유입될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 혼화 장치는 별도의 동력 없이 공기를 혼합물에 버블(Bubble) 형태로 주입하여 제1 터빈(600) 및 제2 터빈에서 이루어지는 교반의 효율을 높일 수 있다.

제3 관(230)은 제2 펌프(800)를 통해 주입된 가압수를 배관(100)의 내부로 주입하는 관이다. 이 때, 제2 관은 제3 관(230)의 내부에 위치할 수 있다. 따라서, 제2 관(220)과 제3 관(230) 사이에 형성된 공간을 통해 가압수가 주입될 수 있다.

따라서, 도 1 및 도 2를 참조하여 상술한 혼화 장치는 제1 펌프(400) 및 제2 펌프(800)로 제공하는 전원만으로 혼화율을 조정 및 유지할 수 있다. 또한, 혼화 장치는 급속혼화조를 구비할 필요가 없어, 혼화 장치를 설치하기 위한 비용을 줄일 수 있다. 또한 혼화 장치는 탁도계를 통해 측정한 유입원수의 탁도에 따라 응집제 주입량을 조절하기 때문에 응집제의 낭비를 줄일 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 전술한 실시 예 외의 많은 실시 예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

배관: 100
주입관: 200
제1 관: 210
제2 관: 220
제3 관: 230
탁도계: 300
제1 펌프: 400
제1 터빈: 600
회전 측정기: 700
제2 펌프: 800

Claims (5)

1. 유입원수가 유입되는 배관;
   일단부가 상기 배관의 외부에 형성되고 타단부가 상기 배관의 내부에 형성되도록 상기 배관에 삽입되는 주입관;
   상기 배관으로 유입되는 유입원수의 탁도를 측정하는 탁도계;
   상기 탁도에 따라 응집제를 상기 주입관을 통해 상기 배관의 내부로 주입하는 제1 펌프;
   상기 유입원수 및 상기 응집제의 혼합물의 유속에 따라 회전하는 제1 터빈;
   상기 제1 터빈의 회전 속도를 측정하는 회전 측정부; 및
   상기 회전 속도에 따라 가압수를 상기 주입관을 통해 상기 배관의 내부로 주입하는 제2 펌프
   를 포함하는 혼화 장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 주입관은 제1 관, 제2 관 및 제3 관을 포함하되,
   상기 제1 관은 상기 제2 관의 내부에 위치하고,
   상기 제2 관은 상기 제3 관의 내부에 위치하는 것 특징으로 하는 혼화 장치.
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 펌프는 상기 제1 관의 내부를 통해 상기 응집제를 주입하고,
   상기 주입관의 일단부 중 상기 제1 관 및 상기 제2 관 사이의 영역은 외부 공기에 노출되고,
   상기 제2 펌프는 상기 제2 관 및 상기 제3 관 사이의 영역을 통해 상기 가압수를 주입하는 것을 특징으로 하는 혼화 장치.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 터빈을 거쳐 교반된 상기 혼합물의 유속에 따라 회전하는 제2 터빈
   을 더 포함하는 혼화 장치.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 응집제를 저장하고, 상기 응집제를 상기 제1 펌프로 제공하는 응집제 탱크를 더 포함하는 혼화 장치.

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