KR20180085133A

KR20180085133A - 수중 교반기

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Publication number: KR20180085133A
Application number: KR1020170008363A
Authority: KR
Inventors: 김유학; 김대열
Original assignee: 김유학
Priority date: 2017-01-18
Filing date: 2017-01-18
Publication date: 2018-07-26

Abstract

단 하나의 구동수단만으로 제1 임펠러를 자전 및 공전시킴과 동시에 제2 임펠러까지도 회전시킴으로써 교반 효율을 대폭 상승시킴과 동시에 장비 전체를 컴팩트화 시킬 수 있는 수중 교반기가 개시된다. 상기 수중 교반기는 케이지 또는 교반조의 내부에 배치되어 상기 케이지 또는 교반조 바닥에 회전 가능하게 설치되는 공전 박스와, 상기 공전 박스에 회전 가능하게 설치되어 교반조 내에 수평류를 발생시키는 적어도 하나의 제1 임펠러와, 상기 케이지 또는 교반조에 설치되어 구동수단의 회전력을 전달 받아 감속되지 않은 회전력과 소정 비율로 감속된 회전력을 출력시키며, 상기 소정 비율로 감속된 회전력은 상기 공전 박스로 전달하여 상기 공전박스를 회전시킴으로써 상기 제1 임펠러를 공전시키는 공전용 감속유닛과, 상기 공전 박스의 회전력을 전달받아 소정 비율로 감속시켜 상기 제1 임펠러에 전달하거나, 상기 공전용 감속유닛으로부터 감속되지 않은 회전력을 전달받아 소정 비율로 감속시켜 상기 제1 임펠러에 전달하여 상기 제1 임펠러를 자전시키는 동력 전달유닛 및, 상기 공전 박스의 회전력을 전달받아 회전되거나, 상기 동력 전달유닛으로부터 회전력을 전달받아 회전되어 교반조 내에 수직류를 발생시키는 제2 임펠러를 포함할 수 있다.

Description

수중 교반기{SUBMERSIBLE AGITATOR}

본 발명은 수중 교반기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수 처리시설, 약품이나 식품분야, 제지공업 분야, 화학공업 분야 등에서 액체의 교반이나 부유물의 침전을 방지하기 위하여 사용되는 수중 교반기에 관한 것이다.

일반적으로 고농도 액체의 침전 방지, 하수/오수 처리조에서 폐수의 침전을 방지하기 위한 수 처리시설, 기타 약품이나 식품, 제지공업 분야 등과 같이 다양한 분야에서 액체의 교반을 목적으로 수중 교반기가 설치되어 사용되고 있다.

이와 같은 수중 교반기로는 지주식 수중 교반기와 상향 분사식 수중 교반기가 있다.

상기 지주식 수중 교반기는 지주에 지지되어 횡 방향으로 설치된 수중 모터가 작동하여 임펠러를 구동시켜 발생되는 수평류에 의해 교반조 내의 액체의 교반이나 부유물 등의 침전을 방지할 수 있도록 한다.

한편, 상기 상향 분사식 수중 교반기는 교반조 내부에 종 방향으로 투입되어 수중 모터의 작동에 의해 수직류가 발생하여 교반조 내의 액체의 교반이나 부유물 등의 침전을 방지할 수 있도록 한다.

그러나, 이와 같은 종래의 수중 교반기는 일반적으로 하나의 임펠러가 설치되어 작동하게 됨으로써 하나의 교반기로는 수평류와 수직류 중 어느 하나 밖에 발생시킬 수 없으므로 교반조 내에서 발생되는 유체 흐름이 제한적이므로 교반 효율이 떨어진다는 문제점이 있다.

그리하여, 최근에는 임펠러가 샤프트를 중심으로 공진을 함과 동시에 자전을 하면서 교반조 내의 액체의 교반이나 부유물의 침전을 방지하는 수중 교반기가 제작되어 사용되고 있는 실정이다.

상술한 바와 같이 임펠러가 공전과 동시에 자전을 하면서 교반조 내의 액체의 교반이나 부유물의 침전을 방지하는 수중 교반기의 경우에도 임펠러가 공전을 하면서 회전됨으로써 교반조의 횡 방향으로 골고루 수평류를 발생시켜 종래의 일반적인 수중 교반기에 비해서 교반 효율은 향상시킬 수 있으나, 수직류는 전혀 발생시킬 수 없다는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0035275호 (2011.04.06.)

본 발명의 목적은 단 한대의 구동수단만으로 교반조 내에 수평류와 수직류를 모두 발생시켜 교반 효율을 비약적으로 향상시킬 수 있음과 동시에, 장비 전체를 컴팩트화 시킬 수 있는 수중 교반기를 제공하는 것이다.

그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술 분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

상기 목적 달성을 위하여 본 발명은 케이지 또는 교반조 내부에 배치되어 상기 케이지 또는 교반조 바닥에 회전 가능하게 설치되는 공전 박스와, 상기 공전 박스에 회전 가능하게 설치되어 교반조 내에 수평류를 발생시키는 적어도 하나의 제1 임펠러와, 상기 케이지 또는 교반조에 설치되어 구동수단의 회전력을 전달 받아 감속되지 않은 회전력과 소정 비율로 감속된 회전력을 출력시키며, 상기 소정 비율로 감속된 회전력은 상기 공전 박스로 전달하여 상기 공전박스를 회전시킴으로써 상기 제1 임펠러를 공전시키는 공전용 감속유닛과, 상기 공전 박스의 회전력을 전달받아 소정 비율로 감속시켜 상기 제1 임펠러에 전달하거나, 상기 공전용 감속유닛으로부터 감속되지 않은 회전력을 전달받아 소정 비율로 감속시켜 상기 제1 임펠러에 전달하여 상기 제1 임펠러를 자전시키는 동력 전달유닛 및, 상기 공전 박스의 회전력을 전달받아 회전되거나, 상기 동력 전달유닛으로부터 회전력을 전달받아 회전되어 교반조 내에 수직류를 발생시키는 제2 임펠러를 포함하는 수중 교반기를 제시한다.

일예를 들면, 상기 공전용 감속유닛은 상기 구동수단의 회전력을 전달 받아 회전되는 제1 출력 샤프트와, 상기 제1 출력 샤프트와 연결되어 상기 제1 출력 샤프트의 회전력을 소정 비율로 감속시키는 싸이클로이드 디스크 및, 상기 싸이클로이드 디스크를 통해 소정 비율로 감속된 회전력을 상기 공전 박스에 전달하여 상기 공전 박스를 회전시킴으로써 상기 제1 임펠러를 공전시키는 제2 출력 샤프트를 포함할 수 있다.

일예를 들면, 상기 동력 전달유닛은 상기 공전 박스에 회전 가능하게 설치되며 상기 제1 임펠러가 설치되는 임펠러 샤프트 및, 상기 공전 박스의 회전력을 전달 받아 소정 비율로 감속시켜 상기 임펠러 샤프트에 전달하여 상기 제1 임펠러를 자전시키는 자전용 감속유닛을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 자전용 감속유닛은 상기 공전 박스와 연동되어 회전될 수 있도록 상기 공전 박스 내부에 설치되는 제1 베벨 기어부 및, 상기 임펠러 샤프트와 연동되어 회전될 수 있도록 상기 임펠러 샤프트에 설치되어 상기 제1 베벨 기어부로부터 회전력을 전달 받아 상기 임펠러 샤프트를 회전시켜 상기 제1 임펠러를 자전시키는 제2 베벨 기어부를 포함할 수 있다.

한편, 상기 자전용 감속유닛은 상기 제2 베벨 기어부로부터 회전력을 전달받아 제2 임펠러를 회전시킬 수 있는 제3 베벨 기어부를 더 포함할 수 있다.

다른 예를 들면, 상기 동력 전달유닛은 상기 공전 박스에 회전 가능하게 설치되며 상기 제1 임펠러가 설치되는 임펠러 샤프트 및, 상기 공전 박스의 내부까지 연장 형성된 공전용 감속유닛의 제1 출력 샤프트로부터 회전력을 전달 받아 소정 비율로 감속시켜 상기 임펠러 샤프트에 전달하여 상기 제1 임펠러를 자전시키는 자전용 감속유닛을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 자전용 감속유닛은 상기 공전 박스 내부에 배치되어 상기 제1 출력 샤프트와 연동되어 회전될 수 있도록 상기 제1 출력 샤프트에 설치되는 제1 베벨 기어부 및, 상기 임펠러 샤프트와 연동되어 회전될 수 있도록 상기 임펠러 샤프트에 설치되어 상기 제1 베벨 기어부로부터 회전력을 전달 받아 상기 임펠러 샤프트를 회전시키는 제2 베벨 기어부를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 수중 교반기는 단 하나의 구동수단만을 작동시키게 되면 제1 임펠러가 자전을 하여 수평류를 발생시키면서 공전을 하여 교반조 전체에 걸쳐 고르게 수평류가 발생됨과 동시에 제2 임펠러까지 회전되어 수직류까지도 발생시킴으로써 교반 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.

이에 더하여, 본 발명의 일실시예에 의한 수중 교반기는 제1 임펠러를 자전 및 공전시키는 회전력과 제2 임펠러를 회전시키는 회전력을 한 대의 구동수단으로부터 모두 제공받음으로써 장비 전체의 구성부품의 개수를 대폭 줄일 수 있으므로 장비 전체를 경량화시킬 수 있음과 동시에 컴팩트화 시킬 수 있는 장점이 있다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 의한 수중 교반기는 설치공간을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 구성부품의 최소화로 인하여 제작 및 유지보수 비용을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 하나의 구동수단만을 작동시켜 구동시킬 수 있으므로 운전비용의 절감까지 실현할 수 있는 효과가 있다.

그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 수중 교반기의 도면
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 수중 교반기의 단면도
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 수중 교반기가 교반조에 설치된 도면
도 4는 도 3의 확대도
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 수중 교반기를 설명하기 위한 단면도

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 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 갖는다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

<제1 실시예>

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 수중 교반기의 도면이며, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 수중 교반기의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 수중 교반기가 교반조에 설치된 도면이며, 도 4는 도 3의 확대도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 수중 교반기(100)는 공전 박스(110), 제1 임펠러(120), 공전용 감속유닛(130), 동력 전달유닛(140) 및, 제2 임펠러(170)을 포함할 수 있다.

상기 공전 박스(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 케이지(210) 내부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 케이지(210)의 하부면(150) 중앙부에는 부싱이나 베어링 등과 같은 제1 축 받침(151)이 설치될 수 있다.

이와는 다르게, 상기 공전 박스(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 교반조(220) 내부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 교반조(220)의 하부면(221) 중앙부에는 부싱이나 베어링 등과 같은 제1 축 받침(151)이 설치될 수 있다.

그리고, 상기 공전 박스(110)의 하부에는 샤프트(111)가 설치될 수 있다. 여기서, 상기 샤프트(111)는 상기 공전 박스(110)와 연동되어 회전될 수 있도록 상기 공전 박스(110)의 하부에 설치될 수 있다.

한편, 상기 샤프트(111)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 케이지(210)의 하부면(150)에 설치된 제1 축 받침(151)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

이와는 다르게, 상기 샤프트(111)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 교반조(220)의 하부면(221)에 설치된 제1 축 받침(151)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

상기 제1 임펠러(120)는 상기 공전 박스(110)에 적어도 하나가 회전 가능하게 설치되어 교반조(220) 내에 수평류를 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 임펠러(120)는 한 쌍이 상기 공전 박스(110)의 측면부에 설치될 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 공전 박스(110)에는 후술되는 동력 전달유닛(140)의 임펠러 샤프트(141)가 회전 가능하게 설치되며, 상기 임펠러 샤프트(141)의 양측 끝단부는 상기 공전 박스(110)의 양측면 외부로 돌출된다. 그리고, 상기 공전 박스(110)의 양측면 외부로 돌출된 상기 임펠러 샤프트(141)의 양측 끝단부에는 상기 제1 임펠러(120)가 상기 임펠러 샤프트(141)와 연동되어 회전될 수 있도록 설치된다. 여기서, 상기 제1 임펠러(120)로는 프로펠러가 사용될 수 있다.

상기 공전용 감속유닛(130)은 도 1에 도시된 바와 같이 케이지(210)의 외부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 공전용 감속유닛(130)은 상기 케이지(210)의 외부에 배치되도록 상기 케이지(210)의 상부면에 설치될 수 있다.

이와는 다르게, 공전용 감속유닛(130)은 도 3에 도시된 바와 같이 교반조(220)의 외부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 공전용 감속유닛(130)은 상기 교반조(220)의 외부에 배치되도록 상기 교반조(220)의 상부면에 설치될 수 있다.

한편, 상기 공전용 감속유닛(130)은 구동수단(160)과 연결되어 상기 구동수단(160)의 회전력을 전달 받아 상기 구동수단(160)의 회전력을 소정 비율로 감속시켜 출력하여 상기 공전 박스(110)를 회전시킴으로써 상기 제1 임펠러(120)를 공전시킬 수 있다.

한편, 상기 공전용 감속유닛(130)은 구동수단(160)과 연결되어 상기 구동수단(160)의 회전력을 전달받아 감속되지 않은 회전력과 소정 비율로 감속된 회전력으로 분리시켜 출력시킬 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 공전용 감속유닛(130)은 구동수단(160)의 회전력을 전달받아 후술되는 제1 출력 샤프트(131)를 통해 감속되지 않은 회전력을 출력시킬 수 있으며, 제2 출력 샤프트(133)를 통해서는 소정 비율로 감속된 회전력을 출력시킬 수 있다. 즉, 상기 제2 출력 샤프트(133)는 상기 제1 출력 샤프트(131)의 회전력을 소정 비율로 감속시킴과 동시에 상기 제1 출력 샤프트(131)의 회전력의 방향을 전환시키는 싸이클로이드 디스크(132)와 연결됨으로써 상기 구동수단(160)의 회전력을 소정 비율로 감속시킴과 동시에 회전력의 방향을 전환시켜 출력시킬 수 있다.

예를 들면, 상기 구동수단(160)은 모터일 수 있다. 한편, 상기 구동수단(160)으로부터 발생된 회전력은 상기 공전용 감속유닛(130)에 의해 두 개로 분리되어 출력될 수 있으며, 상기 공전용 감속유닛(130)에 의해 출력되는 회전력 중 어느 하나의 회전력은 상기 공전용 감속유닛(130)에 의해 소정 비율로 감속되어 출력되며, 다른 하나의 회전력은 감속되지 않고 출력될 수 있다.

한편, 상기 공전용 감속유닛(130)은 제1 출력 샤프트(131), 복수개의 싸이클로이드 디스크(132) 및, 제2 출력 샤프트(133)를 포함할 수 있다.

상기 제1 출력 샤프트(131)는 상기 구동수단(160)의 회전력을 전달 받아 회전력의 감속 없이 회전될 수 있다. 보다 상세하게 설명하면 상기 제1 출력 샤프트(131)는 상기 구동수단(160)의 샤프트(161)와 직접 연결되어 상기 구동수단(160)의 회전력을 직접 전달 받아 회전될 수 있다.

상기 복수개의 싸이클로이드 디스크(132)는 상기 제1 출력 샤프트(131)와 연결되어 상기 제1 출력 샤프트(131)의 회전력을 소정 비율로 감속시킴과 동시에 회전방향을 전환시킬 수 있도록 한다.

여기서, 상기 싸이클로이드 디스크(132)를 통해 제1 출력 샤프트(131)의 회전력을 감속시킴과 동시에 회전 방향을 전환시켜 제2 출력 샤프트(133)에 전달하는 구성은 동력전달 장치에서 일반적으로 사용되는 싸이클로이드 감속기와 동일함으로써 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 제2 출력 샤프트(133)는 상기 싸이클로이드 디스크(132)와 연결되어 상기 싸이클로이드 디스크(132)를 통해 소정 비율로 감속된 회전력을 상기 공전 박스(110)에 전달하여 상기 공전 박스(110)를 회전시킴으로써 상기 제1 임펠러(120)를 공전시킬 수 있다.

여기서, 상기 제2 출력 샤프트(133)는 상기 제1 출력 샤프트(131)의 외부에 이중 샤프트 형태로 회전 가능하게 설치될 수 있다.

상기 동력 전달유닛(140)은 상기 공전 박스(110)의 회전력을 전달받아 소정 비율로 감속시켜 상기 제1 임펠러(120)에 전달하여 상기 제1 임펠러(120)를 자전시킨다.

예를 들면, 상기 동력 전달유닛(140)은 임펠러 샤프트(141) 및, 자전용 감속유닛(142)을 포함할 수 있다.

상기 임펠러 샤프트(141)은 양측 끝단부가 상기 공전 박스(110)의 양측면 외측으로 돌출될 수 있도록 상기 공전 박스(110)에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 그리고, 상기 공전 박스(110)의 양측면 외측으로 돌출된 상기 임펠러 샤프트(141)의 양측 끝단부에는 상기 제1 임펠러(120)가 설치될 수 있다. 여기서, 상기 제1 임펠러(120)는 상기 임펠러 샤프트(141)와 연동되어 회전될 수 있도록 상기 임펠러 샤프트(141)에 설치될 수 있다.

상기 자전용 감속유닛(142)은 상기 공전 박스(110)의 회전력을 전달 받아 소정 비율로 감속시켜 상기 임펠러 샤프트(141)에 전달하여 상기 제1 임펠러(120)를 자전시킬 수 있도록 한다.

예를 들면, 상기 자전용 감속유닛(142)은 제1 베벨 기어부(1421) 및, 제2 베벨 기어부(1422)를 포함할 수 있다.

상기 제1 베벨 기어부(1421)는 상기 공전 박스(110)와 연동되어 회전될 수 있도록 상기 공전 박스(110) 내부에 설치될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 베벨 기어부(1421)는 상기 공전 박스(110)의 상부 내측면에 설치됨으로써 상기 공전 박스(110)와 연동되어 회전될 수 있다.

상기 제2 베벨 기어부(1422)는 상기 임펠러 샤프트(141)와 연동되어 회전될 수 있도록 상기 임펠러 샤프트(141)에 설치될 수 있다. 그리고, 상기 제2 베벨 기어부(1422)는 상기 제1 베벨 기어부(1421)와 기어 연결되어 상기 제1 베벨 기어부(1421)로부터 회전력을 전달 받아 회전됨으로써 상기 임펠러 샤프트(141)를 회전시키게 되고, 상기 임펠러 샤프트(141)가 회전됨에 따라 상기 임펠러 샤프트(141)에 의해 제1 임펠러(120)가 자전을 하게 된다.

따라서, 상기 자전용 감속유닛(142)은 상기 공전 박스(110)의 회전력을 상기 제1, 2 베벨 기어부(1421)(1422)를 통해 소정 비율로 감속시킴과 공전 박스(110)의 회전력의 전달 방향을 전환시켜 상기 임펠러 샤프트(141)에 전달하여 제1 임펠러(120)를 자전시킬 수 있다.

상기 제2 임펠러(170)는 상기 공전 박스(110)로부터 회전력을 전달받아 회전됨으로써 교반조(220) 내에 수직류를 발생시킬 수 있도록 한다.

예를 들면, 상기 제2 임펠러(170)는 상기 공전 박스(110)의 하부에 배치되며 상기 샤프트(111)와 연동되어 회전될 수 있도록 상기 샤프트(111)에 설치될 수 있다.

<제2 실시예>

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 수중 교반기를 설명하기 위한 단면도이다.

본 실시예에 의한 수중 교반기(100)는 공전용 감속유닛(130), 동력 전달유닛(140) 및, 제2 임펠러(170)를 제외하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 수중 교반기와 실질적으로 동일하므로, 상기 공전용 감속유닛(130), 동력 전달유닛(140) 및, 제2 임펠러(170)를 제외한 나머지 구성요소에 대한 설명은 생략한다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 의한 수중 교반기(100)의 공전용 감속유닛(130)은 케이지(210) 외부에 배치되어 구동수단(160)의 회전력을 전달 받아 상기 구동수단(160)의 회전력을 소정 비율로 감속시켜 출력하여 공전 박스(110)를 회전시킴으로써 제1 임펠러(120)를 공전시킬 수 있다.

이와는 다르게, 본 발명의 제2 실시예에 의한 수중 교반기(100)의 공전용 감속유닛(130)은 도 3에 도시된 바와 같이 교반조(220) 외부에 배치되어 구동수단(160)의 회전력을 전달 받아 상기 구동수단(160)의 회전력을 소정 비율로 감속시켜 출력하여 공전 박스(110)를 회전시킴으로써 제1 임펠러(120)를 공전시킬 수 있다.

예를 들면, 상기 공전용 감속유닛(130)은 제1 출력 샤프트(131), 싸이클로이드 디스크(132) 및, 제2 출력 샤프트(133)를 포함할 수 있다.

상기 제1 출력 샤프트(131)는 상기 구동수단(160)의 회전력을 전달 받아 회전될 수 있다. 여기서, 상기 제1 출력 샤프트(131)는 도 5에서 도시된 바와 같이 끝단부가 상기 공전 박스(110)의 내부로 삽입되도록 연장 형성될 수 있다.

상기 싸이클로이드 디스크(132)는 상기 제1 출력 샤프트(131)와 연결되어 상기 제1 출력 샤프트(131)의 회전력을 소정 비율로 감속시킴과 동시에 회전방향을 전환시킬 수 있다.

상기 제2 출력 샤프트(133)는 상기 싸이클로이드 디스크(132)를 통해 소정 비율로 감속된 회전력을 상기 공전 박스(110)에 전달하여 상기 공전 박스(110)를 회전시킴으로써 상기 제1 임펠러(120)를 공전시킬 수 있도록 한다.

상기 동력 전달유닛(140)은 본 발명의 제1 실시예에 의한 교반기(100)와 같이 공전 박스(110)의 회전력을 전달받아 소정 비율로 감속시켜 제1 임펠러(120)에 전달하는 것이 아니라, 상기 공전용 감속유닛(130)으로부터 감속되지 않은 회전력을 전달받아 소정 비율로 감속시켜 상기 제1 임펠러(120)에 전달하여 상기 제1 임펠러(120)를 자전시킬 수 있도록 한다. 즉, 상기 동력 전달유닛(140)은 상기 공전용 감속유닛(130)의 제1 출력 샤프트(131)로부터 회전력을 전달받아 소정 비율로 감속시켜 상기 제1 임펠러(120)에 전달하여 상기 제1 임펠러(120)를 자전시킬 수 있다.

상기 임펠러 샤프트(141)는 상기 공전 박스(110)에 회전 가능하게 설치되며 상기 임펠러 샤프트(141)의 양측 끝단부는 상기 공전 박스(110)의 양측면 외부로 돌출될 수 있고, 상기 공전 박스(110)의 양측면 외부로 돌출된 상기 임펠러 샤프트(141)의 양측 끝단부에는 제1 임펠러(120)가 설치될 수 있다.

상기 자전용 감속유닛(142)은 상기 공전 박스(110) 내부까지 연장 형성된 상기 공전용 감속유닛(130)의 제1 출력 샤프트(131)로부터 회전력을 전달 받아 소정 비율로 감속시켜 상기 임펠러 샤프트(141)에 전달하여 상기 제1 임펠러(120)를 자전시킬 수 있다.

예를 들면, 상기 자전용 감속유닛(142)은 제1 베벨 기어부(1421), 제2 베벨 기어부(1422) 및, 제3 베벨 기어부(1423)를 포함할 수 있다.

상기 제1 베벨 기어부(1421)는 상기 공전 박스(110) 내부에 배치되어 상기 제1 출력 샤프트(131)와 연동되어 회전될 수 있도록 상기 제1 출력 샤프트(131)에 설치될 수 있다.

상기 제2 베벨 기어부(1422)는 상기 임펠러 샤프트(141)와 연동되어 회전될 수 있도록 상기 임펠러 샤프트(141)에 설치될 수 있다. 그리고, 상기 제2 베벨 기어부(1422)는 상기 제1 베벨 기어부(1421)와 기어 연결되어 상기 제1 베벨 기어부(1421)로부터 회전력을 전달 받아 회전됨으로써 상기 임펠러 샤프트(141)를 회전시키게 되고, 상기 임펠러 샤프트(141)가 회전됨에 따라 상기 임펠러 샤프트(141)에 의해 제1 임펠러(200)가 자전을 하게 된다.

따라서, 상기 자전용 감속유닛(142)은 상기 제1 출력 샤프트(131)의 회전력을 상기 제1, 2 베벨 기어부(1421)(1422)를 통해 소정 비율로 감속시킴과 제1 출력 샤프트(131)의 회전력의 전달 방향을 전환시켜 상기 임펠러 샤프트(141)에 전달하여 제1 임펠러(120)를 자전시킬 수 있다.

상기 제3 베벨 기어부(1423)는 샤프트(111)와 연동되어 회전될 수 있도록 상기 샤프트(111)에 설치되며, 상기 제2 베벨 기어부(1422)와는 기어 연결되어 상기 제2 베벨 기어부(1422)로부터 회전력을 전달 받아 샤프트(111)를 회전시킴으로써 상기 샤프트(111)에 설치된 제2 임펠러(170)를 회전시켜 교반조(220) 내에 수직류를 발생시킬 수 있도록 한다.

여기서, 상기 샤프트(111)는 상기 공전 박스(110)와 별개로 회전될 수 있도록 제1 축 받침(151)에 회전 가능하게 결합될 수 있으며, 상기 샤프트(111)의 상단부는 상기 제2 베벨 기어부(1422)와 기어 연결되는 제3 베벨 기어부(1423)가 설치될 수 있도록 상기 공전 박스(110)를 관통하여 상기 공전 박스(110) 내부로 삽입될 수 있다.

상기 제2 임펠러(170)는 상기 동력 전달유닛(140)으로부터 회전력을 전달받아 회전됨으로써 교반조(220) 내에 수직류를 발생시킬 수 있도록 한다.

예를 들면, 상기 제2 임펠러(170)는 상기 공전 박스(110)의 하부에 배치되는 샤프트(111)와 연동되어 회전될 수 있도록 상기 샤프트(111)에 설치됨으로써 상기 동력 전달유닛(140) 중 자전용 감속유닛(142)의 제3 베벨 기어부(1423)에 의해 상기 샤프트(111)가 회전됨에 따라 상기 샤프트(111)와 연동되어 회전됨으로써 교반조 내에 수직류를 발생시킬 수 있도록 한다.

다시, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 의한 수중 교반기의 작동과정과 작용효과에 대하여 설명한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 수중 교반기(100)를 작동시키기 위해서는, 먼저 구동수단(160)을 작동시키게 된다.

상기 구동수단(160)을 작동시키게 되면 상기 구동수단(160)의 회전력이 공전용 감속유닛(130)에 전달된다.

상기 공전용 감속유닛(130)에 전달된 회전력은 상기 공전용 감속유닛(130)을 통해 두 개로 분리되어 출력된다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 구동수단(160)의 샤프트(161)의 회전력은 공전용 감속유닛(130)의 제1 출력 샤프트(131)를 통해 출력되는 회전력과, 상기 제1 출력 샤프트(131)의 회전력이 복수개의 싸이클로이드 디스크(132)를 통해 소정 비율로 감속되어 제2 출력 샤프트(133)를 통해 출력되는 회전력으로 분리된다.

여기서, 상기 제1 출력 샤프트(131)의 회전력을 복수개의 싸이클로이드 디스크(132)를 통해 소정 비율로 감속시켜 제2 출력 샤프트(133)를 통해 출력되는 회전력은 공전 박스(110)로 전달되어 상기 공전 박스(110)를 회전시켜 상기 제1 임펠러(120)를 공전시키게 된다.

그리고, 본 발명의 제1 실시예에 의한 수중 교반기(100)에서는 동력 전달유닛(140)의 제1 베벨 기어부(1421)가 상기 공전 박스(110)가 회전됨에 따라 상기 공전 박스(110)와 연동되어 회전된다.

따라서, 상기 공전 박스(110)가 회전을 하게 되면 상기 제1 베벨 기어부(1421)의 회전력이 제2 베벨 기어부(1422)에 전달되어 임펠러 샤프트(141)가 회전됨으로써 상기 제1 임펠러(120)를 자전시켜 교반조(220) 내에 수평류를 발생시키게 된다.

반면에, 본 발명의 제2 실시예에 의한 수중 교반기(100)에서는 상기 공전 박스(110)가 회전됨에 따라 제1 베벨 기어부(1421)가 회전되는 것이 아니라, 상기 제1 출력 샤프트(131)의 회전력을 상기 제1 베벨 기어부(1421)를 통해 제2 베벨 기어부(1422)로 전달되어 임펠러 샤프트(141)를 회전시킴으로써 상기 제1 임펠러(120)를 자전시켜 교반조(220) 내에 수평류를 발생시키게 된다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 제1 출력 샤프트(121)를 통해 동력 전달유닛(140)의 제1 베벨 기어부(1421)로 전달된 회전력은 제2 베벨 기어부(1422)를 통해 소정 비율로 감속됨과 동시에 방향이 전환되어 상기 임펠러 샤프트(141)로 전달됨으로써 제1 임펠러(120)를 자전시키게 된다.

이와 동시에, 제2 임펠러(170)는 공전 박스(110)의 회전력을 전달받아 회전되거나, 동력 전달유닛(140)으로부터 회전력을 전달받아 회전됨으로써 교반조(220) 내에 수직류를 발생시키게 된다.

즉, 본 발명의 제1 실시예에 의한 수중 교반기(100)에서는 공전 박스(110)가 회전됨에 따라 상기 공전 박스(110)와 연동되어 샤프트(111)가 회전됨으로써 상기 샤프트(111)에 설치된 제2 임펠러(170)가 회전됨으로써 교반조(220) 내에 수직류가 발생된다.

이와는 다르게, 본 발명의 제2 실시예에 의한 수중 교반기(100)에서는 제3 베벨 기어부(1423)가 제2 베벨 기어부(1422)로부터 회전력을 전달받아 상기 샤프트(111)를 회전시킴에 따라 상기 샤프트(111)에 설치된 제2 임펠러(170)가 회전됨으로써 교반조(220) 내에 수직류가 발생된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 수중 교반기(100)는 단 하나의 구동수단(160)만을 작동시키게 되면 제1 임펠러(120)가 자전을 하여 수평류를 발생시켜면서 상기 제1 임펠러(120)가 공전을 하게 됨으로써 교반조(220) 전체에 걸쳐 고르게 수평류가 발생됨은 물론, 상기 공전 박스(110) 또는 동력 전달유닛(140)으로부터 회전력을 전달받아 제2 임펠러(170)까지 회전되어 수직류까지도 발생시킴으로써 교반 효율을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.

이에 더하여, 본 발명에 따른 수중 교반기(100)는 제1 임펠러(120)를 자전 및 공전시키는 회전력과 제2 임펠러(170)를 회전시키는 회전력을 한 대의 구동수단(160)으로부터 모두 제공받음으로써 장비 전체의 구성부품의 개수를 대폭 줄일 수 있으므로 장비 전체를 경량화 시킬 수 있음과 동시에 컴팩트화 시킬 수 있는 장점이 있다.

따라서, 본 발명에 따른 수중 교반기(100)는 설치공간을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 구성부품의 최소화로 인하여 제작비용을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 하나의 구동수단만을 작동시켜 구동시킬 수 있으므로 운전비용의 절감까지 실현할 수 있는 장점이 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

(110) : 공전 박스 (120) : 제1 임펠러
(130) : 공전용 감속유닛 (140) : 동력 전달유닛

Claims

케이지 또는 교반조 내부에 배치되어 상기 케이지 또는 교반조 바닥에 회전 가능하게 설치되는 공전 박스;
상기 공전 박스에 회전 가능하게 설치되어 교반조 내에 수평류를 발생시키는 적어도 하나의 제1 임펠러;
상기 케이지 또는 교반조에 설치되어 구동수단의 회전력을 전달 받아 감속되지 않은 회전력과 소정 비율로 감속된 회전력을 출력시키며, 상기 소정 비율로 감속된 회전력은 상기 공전 박스로 전달하여 상기 공전박스를 회전시킴으로써 상기 제1 임펠러를 공전시키는 공전용 감속유닛;
상기 공전 박스의 회전력을 전달받아 소정 비율로 감속시켜 상기 제1 임펠러에 전달하거나, 상기 공전용 감속유닛으로부터 감속되지 않은 회전력을 전달받아 소정 비율로 감속시켜 상기 제1 임펠러에 전달하여 상기 제1 임펠러를 자전시키는 동력 전달유닛; 및
상기 공전 박스의 회전력을 전달받아 회전되거나, 상기 동력 전달유닛으로부터 회전력을 전달받아 회전되어 교반조 내에 수직류를 발생시키는 제2 임펠러를 포함하는 수중 교반기.
제1 항에 있어서,
상기 공전용 감속유닛은,
상기 구동수단의 회전력을 전달 받아 회전되는 제1 출력 샤프트;
상기 제1 출력 샤프트와 연결되어 상기 제1 출력 샤프트의 회전력을 소정 비율로 감속시키는 싸이클로이드 디스크; 및
상기 싸이클로이드 디스크를 통해 소정 비율로 감속된 회전력을 상기 공전 박스에 전달하여 상기 공전 박스를 회전시킴으로써 상기 제1 임펠러를 공전시키는 제2 출력 샤프트를 포함하는 수중 교반기.
제1 항에 있어서,
상기 동력 전달유닛은,
상기 공전 박스에 회전 가능하게 설치되며 상기 제1 임펠러가 설치되는 임펠러 샤프트; 및
상기 공전 박스의 회전력을 전달 받아 소정 비율로 감속시켜 상기 임펠러 샤프트에 전달하여 상기 제1 임펠러를 자전시키는 자전용 감속유닛을 포함하는 수중 교반기.
제3 항에 있어서,
상기 자전용 감속유닛은,
상기 공전 박스와 연동되어 회전될 수 있도록 상기 공전 박스 내부에 설치되는 제1 베벨 기어부; 및
상기 임펠러 샤프트와 연동되어 회전될 수 있도록 상기 임펠러 샤프트에 설치되어 상기 제1 베벨 기어부로부터 회전력을 전달 받아 상기 임펠러 샤프트를 회전시켜 상기 제1 임펠러를 자전시키는 제2 베벨 기어부를 포함하는 수중 교반기.
제4 항에 있어서,
상기 자전용 감속유닛은,
상기 제2 베벨 기어부로부터 회전력을 전달받아 제2 임펠러를 회전시킬 수 있는 제3 베벨 기어부를 더 포함하는 수중 교반기.
제1 항에 있어서,
상기 동력 전달유닛은,
상기 공전 박스에 회전 가능하게 설치되며 상기 제1 임펠러가 설치되는 임펠러 샤프트; 및
상기 공전 박스의 내부까지 연장 형성된 공전용 감속유닛의 제1 출력 샤프트로부터 회전력을 전달 받아 소정 비율로 감속시켜 상기 임펠러 샤프트에 전달하여 상기 제1 임펠러를 자전시키는 자전용 감속유닛을 포함하는 수중 교반기.
제6 항에 있어서,
상기 자전용 감속유닛은,
상기 공전 박스 내부에 배치되어 상기 제1 출력 샤프트와 연동되어 회전될 수 있도록 상기 제1 출력 샤프트에 설치되는 제1 베벨 기어부; 및
상기 임펠러 샤프트와 연동되어 회전될 수 있도록 상기 임펠러 샤프트에 설치되어 상기 제1 베벨 기어부로부터 회전력을 전달 받아 상기 임펠러 샤프트를 회전시키는 제2 베벨 기어부를 포함하는 수중 교반기.
제7 항에 있어서,
상기 자전용 감속유닛은,
상기 제2 베벨 기어부로부터 회전력을 전달받아 제2 임펠러를 회전시킬 수 있는 제3 베벨 기어부를 더 포함하는 수중 교반기.