KR20210115337A - 공기주입형 다목적 교반장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공기주입형 다목적 교반장치에 관한 것으로, 본 발명은 캠 구조가 적용되어 외부로부터 유입되는 대기중의 공기를 압축시켜 혼합유닛의 중공회전축 내부와 임펠러 내부를 거쳐 임펠러의 공기토출공으로 압축된 공기가 토출되도록 하는 공기압축유닛을 포함함으로써 간단한 캠 구조가 적용된 공기압축유닛을 통해 대기 중의 공기를 유입되도록 하여 압축시킨 후 압축된 공기를 임펠러의 공기토출공을 통해 배출되도록 하면서 본체탱크 내부 수중에서 수류의 혼합과 동시에 수중에 공기를 공급할 수 있으며, 이를 통하여 수중에 공기 공급을 통한 교반 효율을 극대화시킬 수 있도록 하는 한편, 수중에 공기를 공급하는 공기압축유닛이 적용됨에 따라 오, 폐수 처리시 수중에 산소를 전달하여 미생물의 활성도를 높여주는 역할을 할 수 있고, 정수처리에 있어서는 약품과 신속하게 혼합되도록 하여 혼합 효율을 극대화시킴과 동시에 공기 공급을 통한 산소가 공급되면서 정수처리된 물의 맛을 향상시킬 수 있도록 하는 역할을 할 수 있으며, 하천이나 저수지 등의 양어장에서는 바닥에 퇴적물이 쌓이지 않도록 대류를 원활하게 함과 동시에 수중에 포기를 구현하여 물의 부패를 방지하면서 수중생물을 활성화시켜 수중의 생태환경을 최적화할 수 있도록 하는 등의 다목적으로 사용될 수 있는 것이다.
Description
본 발명은 공기주입형 다목적 교반장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 캠 구조가 적용되어 외부로부터 유입되는 대기중의 공기를 압축시켜 혼합유닛의 중공회전축 내부와 임펠러 내부를 거쳐 임펠러의 공기토출공으로 압축된 공기가 토출되도록 하는 공기압축유닛을 포함함으로써 간단한 캠 구조가 적용된 공기압축유닛을 통해 대기 중의 공기를 유입되도록 하여 압축시킨 후 압축된 공기를 임펠러의 공기토출공을 통해 배출되도록 하면서 본체탱크 내부 수중에서 수류의 혼합과 동시에 수중에 공기를 공급할 수 있으며, 이를 통하여 수중에 공기 공급을 통한 교반 효율을 극대화시킬 수 있도록 하는 한편, 수중에 공기를 공급하는 공기압축유닛이 적용됨에 따라 오, 폐수 처리시 수중에 산소를 전달하여 미생물의 활성도를 높여주는 역할을 할 수 있고, 정수처리에 있어서는 약품과 신속하게 혼합되도록 하여 혼합 효율을 극대화시킴과 동시에 공기 공급을 통한 산소가 공급되면서 정수처리된 물의 맛을 향상시킬 수 있도록 하는 역할을 할 수 있으며, 하천이나 저수지 등의 양어장에서는 바닥에 퇴적물이 쌓이지 않도록 대류를 원활하게 함과 동시에 수중에 포기를 구현하여 물의 부패를 방지하면서 수중생물을 활성화시켜 수중의 생태환경을 최적화할 수 있도록 하는 등의 다목적으로 사용될 수 있도록 한 공기주입형 다목적 교반장치에 관한 것이다.
일반적으로 정수장 또는 하수 처리장에서의 교반기의 역할은 매우 중요하며, 상기 교반기에 어떤 형식의 임펠러를 적용하느냐에 따라서 처리 대상수의 수질에 지대한 영향을 초래한다.
그리고 교반기 운영 시에 발생할 수 있는 문제점이나 운영관리 측면에서도 중요한 부분을 차지하고 있다.
이와 같은 종래의 수처리 교반기에서의 임펠러는 블레이드의 끝 부분인 팁 부근에서 가장 큰 속도 에너지를 교반조 내 혼합액에 전달하게 되며, 허브 부분 측에 위치한 블레이드의 뿌리 부분에서 가장 낮은 속도 에너지를 교반조 내 혼합액에 전달하게 된다.
즉, 상기 임펠러는 블레이드의 팁 부분과 뿌리 부분에서 속도 에너지 편차가 커서 교반 에너지를 교반조 내 혼합액에 균등하게 전달하지 못한다는 문제점이 있다.
따라서, 가장 큰 속도 에너지를 가지는 블레이드의 팁 부분에서부터, 가장 작은 속도 에너지를 가지는 블레이드의 뿌리 부분까지 균일한 교반이 이루어지지 않아 수처리 효율이 저하된다는 문제점이 있다.
한편, 상기 블레이드가 회전을 하게 되면, 교반조 내 혼합액이 상기 블레이드를 타고 상기 블레이드의 후방 측으로 넘어감에 따라 상기 블레이드의 후방 면과 인접한 상기 블레이드의 후방 측까지도 혼합액이 교반되지 않는 데드 존(dead zone)이 발생하게 됨으로써 수처리 효율이 더욱 저하된다는 문제점이 있었다.
또한, 상기 블레이드의 길이가 미치지 않는 교반조의 코너 부분에도 교반조 내의 혼합액이 교반되지 않는 데드 존이 발생되며, 이를 해결하기 위해서 종래에는 일반적으로 블레이드의 길이를 연장시켜 제작을 하게 되는데, 이럴 경우 블레이드의 강성을 대폭 향상시켜야 함과 동시에 구동부의 출력 또한 상승시켜야 하기 때문에 교반기의 제작비용 상승과 더불어 유지비용까지도 상승시킨다는 문제점이 있다.
더욱이, 전술한 바와 같은 블레이드를 포함하는 교반기로 적용되는 종래의 교반장치는 단순히 수중에서 교반을 위한 임펠러의 회전만이 이루어지면서 단순 교반, 즉 단순히 혼합하는 기능 외에 수중에 별도의 공기를 공급하는 추가적인 기능 등을 구현할 수 없다는 문제가 있었다.
이를 위하여, 외부로부터 수중으로 별도의 공기공급을 위한 추가적인 구성을 적용시킨 교반장치가 개발되어 사용되고 있는 실정이다.
그러나 상기와 같은 별도의 공기공급을 위한 추가적인 구성을 적용시킨 교반장치는 별도로 외부에서 공기공급을 위해 작동하는 공기공급수단, 예컨대 송풍기나 산기장치 등의 공기공급수단이 설치되어야 하므로, 장치의 구성이 복잡하고 제작비용이 현격히 증가하는 문제가 있었다.
그러므로 간단한 구성을 적용하여 대기 중의 공기를 유입되도록 하여 압축시킨 후 압축된 공기를 임펠러를 통해 배출되도록 하면서 혼합과 동시에 수중에 공기를 공급할 수 있으며, 이를 통하여 오, 폐수 처리시 수중에 산소를 전달하여 미생물의 활성도를 높여주는 역할을 할 수 있고, 정수처리에 있어서는 약품과 신속하게 혼합되도록 하여 혼합 효율을 극대화시킴과 동시에 공기 공급을 통한 산소가 공급되면서 정수처리된 물의 맛을 향상시킬 수 있도록 하는 역할을 할 수 있으며, 하천이나 저수지 등의 양어장에서는 바닥에 퇴적물이 쌓이지 않도록 대류를 원활하게 함과 동시에 수중에 포기를 구현하여 물의 부패를 방지하면서 수중생물을 활성화시켜 수중의 생태환경을 최적화할 수 있도록 다목적으로 사용될 수 있도록 한 다목적 교반장치에 대한 연구 및 개발이 요구되는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 캠 구조가 적용되어 외부로부터 유입되는 대기중의 공기를 압축시켜 혼합유닛의 중공회전축 내부와 임펠러 내부를 거쳐 임펠러의 공기토출공으로 압축된 공기가 토출되도록 하는 공기압축유닛을 포함함으로써 간단한 캠 구조가 적용된 공기압축유닛을 통해 대기 중의 공기를 유입되도록 하여 압축시킨 후 압축된 공기를 임펠러의 공기토출공을 통해 배출되도록 하면서 본체탱크 내부 수중에서 수류의 혼합과 동시에 수중에 공기를 공급할 수 있으며, 이를 통하여 수중에 공기 공급을 통한 교반 효율을 극대화시킬 수 있도록 한 공기주입형 다목적 교반장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
아울러, 본 발명에 따른 기술은 간단한 캠 구조가 적용된 공기압축유닛이 적용됨에 따라 공기압축유닛을 통해 대기 중의 공기를 유입되도록 하여 압축시킨 후 압축된 공기를 임펠러의 공기토출공을 통해 배출되도록 하면서 본체탱크 내부 수중에서 수류의 혼합과 동시에 수중에 공기를 공급할 수 있도록 함으로써 오, 폐수 처리시 수중에 산소를 전달하여 미생물의 활성도를 높여주는 역할을 할 수 있고, 정수처리에 있어서는 약품과 신속하게 혼합되도록 하여 혼합 효율을 극대화시킴과 동시에 공기 공급을 통한 산소가 공급되면서 정수처리된 물의 맛을 향상시킬 수 있도록 하는 역할을 할 수 있으며, 하천이나 저수지 등의 양어장에서는 바닥에 퇴적물이 쌓이지 않도록 대류를 원활하게 함과 동시에 수중에 포기를 구현하여 물의 부패를 방지하면서 수중생물을 활성화시켜 수중의 생태환경을 최적화할 수 있도록 하는 등의 다목적으로 사용될 수 있도록 함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치는 내부에 처리대상 수인 오, 폐수나 물이 수용되며, 원통형 또는 다각통형 함체로 형성되어 외부로부터 처리대상 수가 일정수위 유입되는 본체탱크; 상기 본체탱크의 내부 바닥으로부터 상향 일정거리 떨어져 배치되어 회전을 통해 본체탱크 내부의 수중에서 수류를 혼합시키되 내부공간이 빈 날개형상으로 외면에 공기토출공이 다수 개로 관통형성는 임펠러와, 일정길이를 갖는 중공의 축 타입으로 제공되어 하단 둘레를 따라 임펠러가 상호 내부공간이 연통되게 다수 개로 연결되는 회전중공축으로 구성된 혼합유닛; 중앙부분 하단이 상기 혼합유닛의 중공회전축 상단이 연결구에 의해 연통연결되어, 내부에 캠 구조로 회전되면서 공기를 압축하며 압축된 공기를 연결구를 경유하여 회전중공축을 거쳐 임펠러의 공기토출공으로 토출시키는 공기압축유닛; 및 공기압축유닛의 상부에 설치되어, 공기압축유닛의 상부 중앙과 축 연결되며, 구동을 통해 공기압축유닛 내부의 캠 구조 부분을 회전시키면서 혼합유닛의 회전중공축과 임펠러가 회전 구동되도록 하는 구동유닛을 포함하는 구성으로 이루어진다.
여기서, 상기 공기압축유닛은 상부가 개방되어 바닥면 중앙에 축 설치를 위한 통공이 관통형성된 원통형 케이스로 제공되어, 상기 본체탱크의 상부 중앙에 설치대를 통해 상향 일정거리 떨어져 하단이 고정설치되고, 둘레방향으로 180도 대향되어 한 쌍의 공기유입구가 형성되어 공기유입구로 외부로부터 대기중의 공기가 유입되도록 하며, 공기유입구로부터 원주방향으로 일정각도 치우쳐 180도 대향되어 한 쌍으로 상단으로부터 하향 일정깊이 가이드홈이 함몰형성되는 압축하우징과, 압축하우징의 개방된 상부를 덮어 밀폐시키는 압축커버와, 중앙에 삽입공이 관통형성된 일정높이를 갖는 캠 형상으로 제공되어 상기 압축하우징 내부에 회전 가능토록 축 설치되며, 원주방향 양측에 대한 상하방향 중앙의 외면으로부터 삽입공과 연통되게 공기안내홀이 관통형성되는 회전압축캠과, 회전압축캠의 삽입공을 관통하게 삽입되면서 상, 하단이 일정길이 돌출된 상태로 고정되어 회전압축캠을 압축하우징 내에 회전 가능토록 축 설치하는 것으로, 상부로부터 하측을 향하여 다수 번 외향 단이 지게 확장되는 구동연결부, 캠연결부, 하부연결부로 구성되어, 구동연결부의 상단이 상기 구동유닛으로부터 구동력이 전달되게 구동유닛의 구동축과 연결되며, 구동연결부의 하단부분이 압축커버 중앙에 공회전 가능토록 베어링이 개재되어 관통설치되고, 캠연결부의 하단에 외향 돌출된 플랜지가 결합수단을 통해 회전압축캠 하부와 결합고정되며, 하부연결부 상단이 압축하우징 바닥 중앙에 공회전 가능토록 베어링이 개재되면서 관통설치되는 한편, 캠연결부의 상하방향 중앙부분 양측 외면으로부터 내향 일정길이에 걸쳐 회전압축캠의 공기안내홀과 연통되게 공기안내연통홀이 관통형성되고, 공기안내연통홀의 내측 단부와 연통되어 캠연결부의 상하방향 중앙부분 내측 중앙으로부터 하향 연통되면서 하부연결부의 상단부분 내측에서 하향 외측으로 경사지게 확장된 후 확장된 상태로 수직으로 하부연결부의 하단에 이르도록 관통되어 공기안내공간이 형성되며, 혼합유닛의 중공회전축 상단에 연결구가 개재되어 중공회전축 내부와 공기안내공간이 상호 연통 되게 연결되도록, 하부연결부의 공기안내공간 하부 내측에 중공회전축 상단이 일정길이 삽입연결된 연결구의 상단부분이 일정길이만큼 긴밀하게 삽입연결되는 샤프트 및 압축하우징의 외부 양측에 설치되며, 압축하우징의 가이드홈을 통해 압축하우징 내부로 탄발 돌출되는 탄발밀착편의 단부가 회전압축캠의 외면에 탄발 밀착된 상태에서 회전압축캠의 회전시 선택적으로 공기안내홀을 개폐시키면서, 공기유입구를 통해 유입된 공기가 회전압축캠의 회전시 압축되어 공기안내홀로 안내되어 공기안내연통홀, 공기안내공간, 중공회전축의 내부를 경유하여 임펠러의 공기토출공으로 토출 안내되도록 하는 탄발밀착부재를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 탄발밀착부재는 압축하우징의 외부 양측에 고정설치되며, 내부에 탄발스프링이 일정길이만큼 탄발 변형 및 복귀되도록 내설되는 탄발밀착하우징 및 탄발밀착하우징 일 측으로부터 일단은 탄발스프링과 밀착되고, 타단은 탄발밀착하우징으로부터 일정길이 돌출된 상태에서 압축하우징의 가이드홈에 의해 일정거리 이동, 복귀하도록 안내되는 한편, 타단이 회전압축캠의 외면에 탄발력을 가지고 밀착지지되면서 선택적으로 회전압축캠의 회전시 공기안내홀을 개폐시키는 탄발밀착편을 포함하는 것이 양호하다.
더욱이, 상기 연결구는 중공의 관 형상으로 제공되되, 하단으로부터 중공회전축 외경과 대응되는 지름을 가지고 상향 일정길이 함몰되어 중공회전축 상단이 일정길이만큼 삽입연결되는 축삽입부와, 축삽입부의 상단 중앙으로부터 중공회전축 외경보다 작은 지름을 가지고 상단에 이르도록 관통되는 공기연통안내부로 구성되는 연통홀이 수직방향으로 단이 지게 관통형성되며, 상기 연통홀을 통해 회전압축캠의 공기안내홀과 샤프트의 공기안내연통홀을 순차적으로 경유하여 공기안내공간으로 유입되는 공기가 중공회전축 내부로 안내되는 한편, 상기 샤프트에 대한 하부연결부의 공기안내공간 하부 내측에 중공회전축 상단이 일정길이 삽입연결된 연결구의 상단부분이 일정길이만큼 긴밀하게 삽입연결될 수 있도록, 상기 연결구에 대한 하부연결부의 공기안내공간 하부 내측에 삽입연결되는 상단부분 외면에는 씰링부재가 더 설치되며, 상기 연결구의 축삽입부 하단 둘레부분은 중공회전축이 삽입연결된 상태에서 중공회전축 외면과 용접고정되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 캠 구조가 적용되어 외부로부터 유입되는 대기중의 공기를 압축시켜 혼합유닛의 중공회전축 내부와 임펠러 내부를 거쳐 임펠러의 공기토출공으로 압축된 공기가 토출되도록 하는 공기압축유닛을 포함함으로써 간단한 캠 구조가 적용된 공기압축유닛을 통해 대기 중의 공기를 유입되도록 하여 압축시킨 후 압축된 공기를 임펠러의 공기토출공을 통해 배출되도록 하면서 본체탱크 내부 수중에서 수류의 혼합과 동시에 수중에 공기를 공급할 수 있으며, 이를 통하여 수중에 공기 공급을 통한 교반 효율을 극대화시킬 수 있다.
둘째, 간단한 캠 구조가 적용된 공기압축유닛이 적용됨에 따라 공기압축유닛을 통해 대기 중의 공기를 유입되도록 하여 압축시킨 후 압축된 공기를 임펠러의 공기토출공을 통해 배출되도록 하면서 본체탱크 내부 수중에서 수류의 혼합과 동시에 수중에 공기를 공급할 수 있도록 함으로써 오, 폐수 처리시 수중에 산소를 전달하여 미생물의 활성도를 높여주는 역할을 할 수 있고, 정수처리에 있어서는 약품과 신속하게 혼합되도록 하여 혼합 효율을 극대화시킴과 동시에 공기 공급을 통한 산소가 공급되면서 정수처리된 물의 맛을 향상시킬 수 있도록 하는 역할을 할 수 있으며, 하천이나 저수지 등의 양어장에서는 바닥에 퇴적물이 쌓이지 않도록 대류를 원활하게 함과 동시에 수중에 포기를 구현하여 물의 부패를 방지하면서 수중생물을 활성화시켜 수중의 생태환경을 최적화할 수 있도록 하는 등의 다목적으로 사용되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치를 나타낸 사시구성도.
도 2는 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치를 나타낸 사용상태 정단면예시도.
도 3은 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치의 요부인 공기압축유닛으로부터 혼합유닛의 중공회전축 내부로 압축된 공기가 안내되는 구조를 나타낸 요부 정단면예시도.
도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치의 요부인 공기압축유닛에 대한 내부구조를 나타낸 평단면예시도.
도 5a 및 5b는 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치 중, 공기압축유닛의 요부인 회전압축캠을 나타낸 요부 평면 및 정면 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치 중, 공기압축유닛의 요부인 샤프트를 나타낸 요부 정면예시도.
도 7은 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치 중, 공기압축유닛의 요부인 탄성밀착부재를 나타낸 요부 분리 사시구성도.
도 2는 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치를 나타낸 사용상태 정단면예시도.
도 3은 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치의 요부인 공기압축유닛으로부터 혼합유닛의 중공회전축 내부로 압축된 공기가 안내되는 구조를 나타낸 요부 정단면예시도.
도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치의 요부인 공기압축유닛에 대한 내부구조를 나타낸 평단면예시도.
도 5a 및 5b는 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치 중, 공기압축유닛의 요부인 회전압축캠을 나타낸 요부 평면 및 정면 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치 중, 공기압축유닛의 요부인 샤프트를 나타낸 요부 정면예시도.
도 7은 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치 중, 공기압축유닛의 요부인 탄성밀착부재를 나타낸 요부 분리 사시구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치를 나타낸 사시구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치를 나타낸 사용상태 정단면예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치의 요부인 공기압축유닛으로부터 혼합유닛의 중공회전축 내부로 압축된 공기가 안내되는 구조를 나타낸 요부 정단면예시도이다.
도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치의 요부인 공기압축유닛에 대한 내부구조를 나타낸 평단면예시도이다.
도 5a 및 5b는 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치 중, 공기압축유닛의 요부인 회전압축캠을 나타낸 요부 평면 및 정면 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치 중, 공기압축유닛의 요부인 샤프트를 나타낸 요부 정면예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치 중, 공기압축유닛의 요부인 탄성밀착부재를 나타낸 요부 분리 사시구성도이다.
도 1 내지 7에서 보는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기주입형 다목적 교반장치는 처리대상 수인 오, 폐수나 물을 수용하여, 수용된 처리대상 수에 대해 교반을 통해 혼합시키면서 수중에 공기를 주입하여 교반 효율을 향상시키면서 다목적으로 사용할 수 있도록 한 교반장치로서, 크게 분류하면 본체탱크(100), 혼합유닛(200), 공기압축유닛(400) 및 구동유닛(500)을 포함하여 이루어진다.
구체적으로, 상기 본체탱크(100)는 내부에 처리대상 수인 오, 폐수나 물이 수용되며, 원통형 또는 다각통형 함체로 형성되어 외부로부터 처리대상 수가 일정수위 유입되는 것이다.
이러한 본체탱크(100)는 도면에 도시된 바와 같이, 통상 원통형 또는 다각통형 함체로 상부가 밀폐된 상태에서 외부로부터 처리대상 수를 유입하기 위한 유입관이 연결됨이 바람직한 것이다.
한편, 상기 혼합유닛(200)은 상기 본체탱크(100)의 내부 바닥으로부터 상향 일정거리 떨어져 배치되어 회전을 통해 본체탱크(100) 내부의 수중에서 수류를 혼합시키되 내부공간이 빈 날개형상으로 외면에 공기토출공(211)이 다수 개로 관통형성는 임펠러(210)와, 일정길이를 갖는 중공의 축 타입으로 제공되어 하단 둘레를 따라 임펠러(210)가 상호 내부공간이 연통되게 다수 개로 연결되는 회전중공축(220)으로 구성된다.
다시 말하면, 상기 임펠러(210)는 통상의 교반장치에서와 같은 임펠러로 적용되되, 특히 내부공간이 빈 날개형상으로 외면에 공기토출공(211)이 다수 개로 관통형성되는 것이 바람직한 것이다.
또한, 상기 공기압축유닛(400)은 중앙부분 하단이 상기 혼합유닛(200)의 중공회전축(220) 상단이 연결구(300)에 의해 연통연결되어, 내부에 캠 구조로 회전되면서 공기를 압축하며 압축된 공기를 연결구(300)를 경유하여 회전중공축(220)을 거쳐 임펠러(210)의 공기토출공(211)으로 토출시키는 것이다.
그리고 상기 구동유닛(500)은 공기압축유닛(400)의 상부에 설치되어, 공기압축유닛(400)의 상부 중앙과 축 연결되며, 구동을 통해 공기압축유닛(400) 내부의 캠 구조 부분을 회전시키면서 혼합유닛(200)의 회전중공축(220)과 임펠러(210)가 회전 구동되도록 하는 것이다.
이러한 구동유닛(500)은 통상의 교반장치 등에서 사용되는 감속모터로 제공됨이 바람직하며, 특히 구동을 위한 구동축(510)이 하향 돌출되어 후술될 공기압축유닛(400)의 샤프트(440)에 대한 상단 부분이 구동력이 전달되게 연결됨이 바람직한 것이다.
한편, 전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치에서의 요부인 상기 공기압축유닛(400)은 크게 분류하면, 압축하우징(410)과, 압축커버(420)와, 회전압축캠(430)과, 샤프트(440) 및 탄발밀착부재(450)를 포함한다.
상세히, 상기 압축하우징(410)은 상부가 개방되어 바닥면 중앙에 축 설치를 위한 통공(415)이 관통형성된 원통형 케이스로 제공되며, 상기 본체탱크(100)의 상부 중앙에 설치대(100a)를 통해 상향 일정거리 떨어져 하단이 고정설치된다.
이러한 압축하우징(410)은 특히, 둘레방향으로 180도 대향되어 한 쌍의 공기유입구(411)가 형성되어 공기유입구(411)로 외부로부터 대기중의 공기가 유입되도록 하며, 공기유입구(411)로부터 원주방향으로 일정각도 치우쳐 180도 대향되어 한 쌍으로 상단으로부터 하향 일정깊이 가이드홈(413)이 함몰형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 압축커버(420)는 압축하우징(410)의 개방된 상부를 덮어 밀폐시키는 것이며, 도면으로 구체적으로 도시하지는 않았으나 볼트 등의 고정수단(미도시)을 통해 압축하우징(410)의 개방된 상부를 덮어 밀폐시킨 상태로 압축하우징(410)과 결합설치됨이 바람직한 것이다.
그리고 상기 회전압축캠(430)은 중앙에 삽입공(431)이 관통형성된 일정높이를 갖는 캠 형상으로 제공되어 상기 압축하우징(410) 내부에 회전 가능토록 축 설치되며, 원주방향 양측에 대한 상하방향 중앙의 외면으로부터 삽입공(431)과 연통되게 공기안내홀(433)이 관통형성되는 것이다.
이러한 회전압축캠(430)은 도면에 도시된 바와 같이, 상부와 하부 면에 대하여 삽입공(431) 둘레부분에 일정면적을 가지고 살빼기 홈(미부호)이 더 함몰형성될 수 있는 것이다.
또한, 상기 샤프트(440)는 회전압축캠(430)의 삽입공(431)을 관통하게 삽입되면서 상, 하단이 일정길이 돌출된 상태로 고정되어 회전압축캠(430)을 압축하우징(410) 내에 회전 가능토록 축 설치하는 것이다.
상기와 같은 샤프트(440)는 크게 상부로부터 하측을 향하여 다수 번 외향 단이 지게 확장되는 구동연결부(441), 캠연결부(443), 하부연결부(445)로 구성된다.
이러한 샤프트(440)는 상기 구동연결부(441)의 상단이 상기 구동유닛(500)으로부터 구동력이 전달되게 구동유닛(500)의 구동축(510)과 연결되며, 구동연결부(441)의 하단부분이 압축커버(420) 중앙에 공회전 가능토록 베어링(B)이 개재되어 관통설치된다.
또한, 상기 샤프트(440)는 상기 캠연결부(443)의 하단에 외향 돌출된 플랜지(443a)가 결합수단을 통해 회전압축캠(430) 하부와 결합고정되며, 하부연결부(445) 상단이 압축하우징(410) 바닥 중앙에 공회전 가능토록 베어링(B)이 개재되면서 관통설치된다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 샤프트(440)는 캠연결부(443)의 상하방향 중앙부분 양측 외면으로부터 내향 일정길이에 걸쳐 회전압축캠(430)의 공기안내홀(433)과 연통되게 공기안내연통홀(442)이 관통형성된다.
그리고 상기 샤프트(440)는 공기안내연통홀(442)의 내측 단부와 연통되어 캠연결부(443)의 상하방향 중앙부분 내측 중앙으로부터 하향 연통되면서 하부연결부(445)의 상단부분 내측에서 하향 외측으로 경사지게 확장된 후 확장된 상태로 수직으로 하부연결부(445)의 하단에 이르도록 관통되어 공기안내공간(447)이 형성된다.
즉, 상기 공기안내공간(447)은 'ㅗ'자 형상을 이루도록 사프트(440)의 갬연결부(443)와 하부연결부(445) 하단에 걸쳐 형성되는 것이다.
전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 샤프트(440)는 특히, 혼합유닛(200)의 중공회전축(220) 상단에 연결구(300)가 개재되어 중공회전축(220) 내부와 공기안내공간(447)이 상호 연통 되게 연결되도록 하는 것이 중요하다.
이를 위하여, 상기 샤프트(440)는 하부연결부(445)의 공기안내공간(447) 하부 내측에 중공회전축(220) 상단이 일정길이 삽입연결된 연결구(300)의 상단부분이 일정길이만큼 긴밀하게 삽입연결되는 것이 바람직한 것이다.
또한, 상기 탄발밀착부재(450)는 압축하우징(410)의 외부 양측에 설치되며, 압축하우징(410)의 가이드홈(413)을 통해 압축하우징(410) 내부로 탄발 돌출되는 탄발밀착편(455)의 단부가 회전압축캠(430)의 외면에 탄발 밀착된 상태에서 회전압축캠(430)의 회전시 선택적으로 공기안내홀(433)을 개폐시키면서, 공기유입구(411)를 통해 유입된 공기가 회전압축캠(430)의 회전시 압축되어 공기안내홀(433)로 안내되어 공기안내연통홀(442), 공기안내공간(447), 중공회전축(220)의 내부를 경유하여 임펠러(210)의 공기토출공(211)으로 토출 안내되도록 하는 것이다.
상기와 같은 탄발밀착부재(450)는 탄발밀착하우징(451) 및 탄발밀착편(455)을 포함한다.
상세히, 상기 탄발밀착하우징(451)은 압축하우징(410)의 외부 양측에 고정설치되며, 내부에 탄발스프링(452)이 일정길이만큼 탄발 변형 및 복귀되도록 내설되는 것이다.
이러한 탄발밀착하우징(451)은 다수의 블록과 판 구조가 고정수단을 통해 고정되는 구성으로 이루어질 수 있다.
상기와 같은 탄발밀착하우징(451)은 탄발스프링(452)이 상하방향으로 다수 개로 수용되되, 탄발스프링(452) 단부에 탄발밀착편(455)의 일단이 밀착된 상태에서 일정거리 탄발적으로 이동가능토록 탄발스프링(432)을 수용하는 수용홈(미부호)이 형성되며, 아울러 수용홈(미부호) 선단에는 일정길이에 걸쳐 일정 폭을 가지고 탄발밀착편(455)이 탄발적으로 이동하는 이동 가이드 홈(미부호)이 형성됨이 바람직한 것이다.
또한, 상기 탄발밀착편(455)은 탄발밀착하우징(451) 일 측으로부터 일단은 탄발스프링(452)과 밀착되고, 타단은 탄발밀착하우징(451)으로부터 일정길이 돌출된 상태에서 압축하우징(410)의 가이드홈(413)에 의해 일정거리 이동, 복귀하도록 안내되는 한편, 타단이 회전압축캠(430)의 외면에 탄발력을 가지고 밀착지지되면서 선택적으로 회전압축캠(430)의 회전시 공기안내홀(433)을 개폐시키는 것이다.
한편, 전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치에서의 상기 연결구(300)는 중공의 관 형상으로 제공되되, 하단으로부터 중공회전축(220) 외경과 대응되는 지름을 가지고 상향 일정길이 함몰되어 중공회전축(220) 상단이 일정길이만큼 삽입연결되는 축삽입부(311)와, 축삽입부(311)의 상단 중앙으로부터 중공회전축(220) 외경보다 작은 지름을 가지고 상단에 이르도록 관통되는 공기연통안내부(313)로 구성되는 연통홀(310)이 수직방향으로 단이 지게 관통형성된다.
상기와 같은 연통홀(310)을 통해, 회전압축캠(430)의 공기안내홀(433)과 샤프트(440)의 공기안내연통홀(442)을 순차적으로 경유하여 공기안내공간(447)으로 유입되는 공기가 중공회전축(220) 내부로 안내되는 것이다.
더욱이, 전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치는 상기 샤프트(440)에 대한 하부연결부(445)의 공기안내공간(447) 하부 내측에 중공회전축(220) 상단이 일정길이 삽입연결된 연결구(300)의 상단부분이 일정길이만큼 긴밀하게 삽입연결될 수 있도록 하는 것이 중요하다.
그러므로 상기 연결구(300)에 대한 하부연결부(445)의 공기안내공간(447) 하부 내측에 삽입연결되는 상단부분 외면에는 씰링부재(300a)가 더 설치되며, 아울러 상기 연결구(300)의 축삽입부(311) 하단 둘레부분은 중공회전축(220)이 삽입연결된 상태에서 중공회전축(220) 외면과 용접고정되는 것이 바람직하며, 이때 상기 씰링부재(300a)는 오링으로 적용될 수 있는 것이다.
아울러, 전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치에서, 샤프트(440)의 하부연결부(445)는 연결구(300) 상단부분이 공기안내공간(447) 하부 내측에 일정길이 삽입연결된 상태에서 외부로부터 고정볼트(미부호) 등을 통해 연결 상태가 유지되게 고정설치됨이 바람직한 것이다.
전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 공기주입형 다목적 교반장치에 의하면, 캠 구조가 적용되어 외부로부터 유입되는 대기중의 공기를 압축시켜 혼합유닛의 중공회전축 내부와 임펠러 내부를 거쳐 임펠러의 공기토출공으로 압축된 공기가 토출되도록 하는 공기압축유닛을 포함함으로써 간단한 캠 구조가 적용된 공기압축유닛을 통해 대기 중의 공기를 유입되도록 하여 압축시킨 후 압축된 공기를 임펠러의 공기토출공을 통해 배출되도록 하면서 본체탱크 내부 수중에서 수류의 혼합과 동시에 수중에 공기를 공급할 수 있으며, 이를 통하여 수중에 공기 공급을 통한 교반 효율을 극대화시킬 수 있다.
아울러, 간단한 캠 구조가 적용된 공기압축유닛이 적용됨에 따라 공기압축유닛을 통해 대기 중의 공기를 유입되도록 하여 압축시킨 후 압축된 공기를 임펠러의 공기토출공을 통해 배출되도록 하면서 본체탱크 내부 수중에서 수류의 혼합과 동시에 수중에 공기를 공급할 수 있도록 함으로써 오, 폐수 처리시 수중에 산소를 전달하여 미생물의 활성도를 높여주는 역할을 할 수 있고, 정수처리에 있어서는 약품과 신속하게 혼합되도록 하여 혼합 효율을 극대화시킴과 동시에 공기 공급을 통한 산소가 공급되면서 정수처리된 물의 맛을 향상시킬 수 있도록 하는 역할을 할 수 있으며, 하천이나 저수지 등의 양어장에서는 바닥에 퇴적물이 쌓이지 않도록 대류를 원활하게 함과 동시에 수중에 포기를 구현하여 물의 부패를 방지하면서 수중생물을 활성화시켜 수중의 생태환경을 최적화할 수 있도록 하는 등의 다목적으로 사용되도록 할 수 있는 것이다.
다시 말하면, 오, 폐수 처리나 정수처리를 위한 목적으로 사용시에는 본 발명의 구성을 그대로 적용하여 사용할 수 있다.
아울러, 하천이나 저수지 등의 양어장에 퇴적물을 쌓이지 않게 대류를 원활하게 함과 동시에 수중에 포기를 구현하여 물의 부패를 방지하면서 수중생물을 활성화시켜 수중의 생태환경을 최적화할 수 있도록 하기 위한 목적으로 사용시에는 본체탱크를 제외한 구성을 하천이나 저수지 등의 양어장에 별도의 설치프레임들을 적용하면서 설치하여 사용할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 본체탱크 100a: 설치대
200: 혼합유닛 210: 임펠러
211: 공기토출공 220: 중공회전축
300: 연결구 300a: 씰링부재
310: 연통홀 311: 축삽입부
313: 공기연통안내부
400: 공기압축유닛
410: 압축하우징 411: 공기유입구
413: 가이드홈 415: 통공
420: 압축커버 430: 회전압축캠
431: 삽입공 433: 공기안내홀
440: 샤프트 441: 구동연결부
442: 공기안내연통홀 443: 캠연결부
443a: 플랜지 445: 하부연결부
447: 공기안내공간 450: 탄발밀착부재
451: 탄발밀착하우징 452: 탄발스프링
455: 탄발밀착편
500: 구동유닛
510: 구동축
B: 베어링
200: 혼합유닛 210: 임펠러
211: 공기토출공 220: 중공회전축
300: 연결구 300a: 씰링부재
310: 연통홀 311: 축삽입부
313: 공기연통안내부
400: 공기압축유닛
410: 압축하우징 411: 공기유입구
413: 가이드홈 415: 통공
420: 압축커버 430: 회전압축캠
431: 삽입공 433: 공기안내홀
440: 샤프트 441: 구동연결부
442: 공기안내연통홀 443: 캠연결부
443a: 플랜지 445: 하부연결부
447: 공기안내공간 450: 탄발밀착부재
451: 탄발밀착하우징 452: 탄발스프링
455: 탄발밀착편
500: 구동유닛
510: 구동축
B: 베어링
Claims (4)
- 내부에 처리대상 수인 오, 폐수나 물이 수용되며, 원통형 또는 다각통형 함체로 형성되어 외부로부터 처리대상 수가 일정수위 유입되는 본체탱크(100);
상기 본체탱크(100)의 내부 바닥으로부터 상향 일정거리 떨어져 배치되어 회전을 통해 본체탱크(100) 내부의 수중에서 수류를 혼합시키되 내부공간이 빈 날개형상으로 외면에 공기토출공(211)이 다수 개로 관통형성는 임펠러(210)와, 일정길이를 갖는 중공의 축 타입으로 제공되어 하단 둘레를 따라 임펠러(210)가 상호 내부공간이 연통되게 다수 개로 연결되는 회전중공축(220)으로 구성된 혼합유닛(200);
중앙부분 하단이 상기 혼합유닛(200)의 중공회전축(220) 상단이 연결구(300)에 의해 연통연결되어, 내부에 캠 구조로 회전되면서 공기를 압축하며 압축된 공기를 연결구(300)를 경유하여 회전중공축(220)을 거쳐 임펠러(210)의 공기토출공(211)으로 토출시키는 공기압축유닛(400); 및
공기압축유닛(400)의 상부에 설치되어, 공기압축유닛(400)의 상부 중앙과 축 연결되며, 구동을 통해 공기압축유닛(400) 내부의 캠 구조 부분을 회전시키면서 혼합유닛(200)의 회전중공축(220)과 임펠러(210)가 회전 구동되도록 하는 구동유닛(500)을 포함하여 이루어진 공기주입형 다목적 교반장치.
- 제1항에 있어서,
상기 공기압축유닛(400)은 상부가 개방되어 바닥면 중앙에 축 설치를 위한 통공(415)이 관통형성된 원통형 케이스로 제공되어, 상기 본체탱크(100)의 상부 중앙에 설치대(100a)를 통해 상향 일정거리 떨어져 하단이 고정설치되고, 둘레방향으로 180도 대향되어 한 쌍의 공기유입구(411)가 형성되어 공기유입구(411)로 외부로부터 대기중의 공기가 유입되도록 하며, 공기유입구(411)로부터 원주방향으로 일정각도 치우쳐 180도 대향되어 한 쌍으로 상단으로부터 하향 일정깊이 가이드홈(413)이 함몰형성되는 압축하우징(410)과,
압축하우징(410)의 개방된 상부를 덮어 밀폐시키는 압축커버(420)와,
중앙에 삽입공(431)이 관통형성된 일정높이를 갖는 캠 형상으로 제공되어 상기 압축하우징(410) 내부에 회전 가능토록 축 설치되며, 원주방향 양측에 대한 상하방향 중앙의 외면으로부터 삽입공(431)과 연통되게 공기안내홀(433)이 관통형성되는 회전압축캠(430)과,
회전압축캠(430)의 삽입공(431)을 관통하게 삽입되면서 상, 하단이 일정길이 돌출된 상태로 고정되어 회전압축캠(430)을 압축하우징(410) 내에 회전 가능토록 축 설치하는 것으로, 상부로부터 하측을 향하여 다수 번 외향 단이 지게 확장되는 구동연결부(441), 캠연결부(443), 하부연결부(445)로 구성되어, 구동연결부(441)의 상단이 상기 구동유닛(500)으로부터 구동력이 전달되게 구동유닛(500)의 구동축(510)과 연결되며, 구동연결부(441)의 하단부분이 압축커버(420) 중앙에 공회전 가능토록 베어링(B)이 개재되어 관통설치되고, 캠연결부(443)의 하단에 외향 돌출된 플랜지(443a)가 결합수단을 통해 회전압축캠(430) 하부와 결합고정되며, 하부연결부(445) 상단이 압축하우징(410) 바닥 중앙에 공회전 가능토록 베어링(B)이 개재되면서 관통설치되는 한편, 캠연결부(443)의 상하방향 중앙부분 양측 외면으로부터 내향 일정길이에 걸쳐 회전압축캠(430)의 공기안내홀(433)과 연통되게 공기안내연통홀(442)이 관통형성되고, 공기안내연통홀(442)의 내측 단부와 연통되어 캠연결부(443)의 상하방향 중앙부분 내측 중앙으로부터 하향 연통되면서 하부연결부(445)의 상단부분 내측에서 하향 외측으로 경사지게 확장된 후 확장된 상태로 수직으로 하부연결부(445)의 하단에 이르도록 관통되어 공기안내공간(447)이 형성되며, 혼합유닛(200)의 중공회전축(220) 상단에 연결구(300)가 개재되어 중공회전축(220) 내부와 공기안내공간(447)이 상호 연통 되게 연결되도록, 하부연결부(445)의 공기안내공간(447) 하부 내측에 중공회전축(220) 상단이 일정길이 삽입연결된 연결구(300)의 상단부분이 일정길이만큼 긴밀하게 삽입연결되는 샤프트(440) 및
압축하우징(410)의 외부 양측에 설치되며, 압축하우징(410)의 가이드홈(413)을 통해 압축하우징(410) 내부로 탄발 돌출되는 탄발밀착편(455)의 단부가 회전압축캠(430)의 외면에 탄발 밀착된 상태에서 회전압축캠(430)의 회전시 선택적으로 공기안내홀(433)을 개폐시키면서, 공기유입구(411)를 통해 유입된 공기가 회전압축캠(430)의 회전시 압축되어 공기안내홀(433)로 안내되어 공기안내연통홀(442), 공기안내공간(447), 중공회전축(220)의 내부를 경유하여 임펠러(210)의 공기토출공(211)으로 토출 안내되도록 하는 탄발밀착부재(450)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기주입형 다목적 교반장치.
- 제2항에 있어서,
상기 탄발밀착부재(450)는 압축하우징(410)의 외부 양측에 고정설치되며, 내부에 탄발스프링(452)이 일정길이만큼 탄발 변형 및 복귀되도록 내설되는 탄발밀착하우징(451) 및
탄발밀착하우징(451) 일 측으로부터 일단은 탄발스프링(452)과 밀착되고, 타단은 탄발밀착하우징(451)으로부터 일정길이 돌출된 상태에서 압축하우징(410)의 가이드홈(413)에 의해 일정거리 이동, 복귀하도록 안내되는 한편, 타단이 회전압축캠(430)의 외면에 탄발력을 가지고 밀착지지되면서 선택적으로 회전압축캠(430)의 회전시 공기안내홀(433)을 개폐시키는 탄발밀착편(455)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기주입형 다목적 교반장치.
- 제2항에 있어서,
상기 연결구(300)는 중공의 관 형상으로 제공되되, 하단으로부터 중공회전축(220) 외경과 대응되는 지름을 가지고 상향 일정길이 함몰되어 중공회전축(220) 상단이 일정길이만큼 삽입연결되는 축삽입부(311)와, 축삽입부(311)의 상단 중앙으로부터 중공회전축(220) 외경보다 작은 지름을 가지고 상단에 이르도록 관통되는 공기연통안내부(313)로 구성되는 연통홀(310)이 수직방향으로 단이 지게 관통형성되며,
상기 연통홀(310)을 통해 회전압축캠(430)의 공기안내홀(433)과 샤프트(440)의 공기안내연통홀(442)을 순차적으로 경유하여 공기안내공간(447)으로 유입되는 공기가 중공회전축(220) 내부로 안내되는 한편,
상기 샤프트(440)에 대한 하부연결부(445)의 공기안내공간(447) 하부 내측에 중공회전축(220) 상단이 일정길이 삽입연결된 연결구(300)의 상단부분이 일정길이만큼 긴밀하게 삽입연결될 수 있도록,
상기 연결구(300)에 대한 하부연결부(445)의 공기안내공간(447) 하부 내측에 삽입연결되는 상단부분 외면에는 씰링부재(300a)가 더 설치되며,
상기 연결구(300)의 축삽입부(311) 하단 둘레부분은 중공회전축(220)이 삽입연결된 상태에서 중공회전축(220) 외면과 용접고정되는 것을 특징으로 하는 공기주입형 다목적 교반장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020200030931A KR102310239B1 (ko) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | 공기주입형 다목적 교반장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115611456A (zh) * | 2022-10-12 | 2023-01-17 | 宋逸阳 | 一种提高氧气混合效率的污水处理设备 |
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| KR0139008Y1 (ko) * | 1995-08-05 | 1999-05-15 | 조봉현 | 로터리형 2행정 베인 압축기 |
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- 2020-03-12 KR KR1020200030931A patent/KR102310239B1/ko active IP Right Grant
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