KR20230094279A - 유체혼합배출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내부에 공간이 형성되며 일측으로 배출부가 구비된 중공의 제1본체와 상기 공간에 구비되며 모터에 의하여 회전하는 임펠러를 포함하는 제1본체부와, 일측이 상기 혼합공간으로 연결된 제1관과, 일측이 상기 제1관에 연결된 제2관을 포함하며;
상기 제1본체의 배출부에 연결되며 일측으로 혼합배출부가 구비된 중공의 제2본체를 구비하는 제2본체부를 더 포함하여, 상기 임펠러의 회전으로 상기 제1관과 제2관을 통하여 제1본체로 유입된 유체는 제2본체로 유동하고 제2본체의 혼합배출부를 통하여 배출되는 것을 특징으로 하는 유체혼합배출장치에 관한 것이다.

Description

유체혼합배출장치{A fluid mixing and discharging device}
본 발명은 유체 혼합 배출 장치에 관한 것으로, 상세하게는 보다 균일하게 혼합되어 배출되는 유체혼합배출장치에 관한 것이다.
종래 방식의 유체혼합 기능이 구비된 유체혼합배출장치는 수중에 설치되어 송풍기에서 압송하는 공기를 작은 기포로 분산시키고 반응액과 혼합 및 교반시키는 구성이다. 종래 방식 유체혼합배출장치의 구성을 설명하면, 입축형 구동모터의 구동축에 2∼4개의 회전익이 설치되고, 회전익의 하부에는 용기 형태의 산기기가 설치되며, 산기기의 상부와 측면은 밀폐되고, 송기관이 내삽되는 산기기의 하부에는 원형의 개구부가 구성되며, 산기기의 하부 개구부에는 송풍기의 토출구와 연통되는 송기관의 관말이 내삽되거나 근접 설치되고, 상기 회전익과 산기기는 수류 유입구와 수류 토출구가 구비된 케이싱의 내부에서 작동하도록 구동모터가 케이싱의 상부에 고정 설치되는 구성이다.
종래 방식의 유체혼합배출장치 작동을 설명하면, 회전익이 회전하여 발생되는 수류는 케이싱과 산기기 사이의 공간을 통하여 방사형으로 유하하면서 산기기의 하부에 원형으로 개방된 개구부의 주변에서 유출되는 공기를 작은 기포로 분산시켜서 포기 및 교반이 이루어진다.
종래의 유체혼합배출장치는 기포의 비표면적과 체류시간이 작고 산소이전율이 낮은 문제점이 있었다. 또한, 공기의 기포가 균일하게 분포하여 혼합되지 않는 문제점이 있었다.
대한민국 공개번호 제10-2004-0097040호 공개특허공보
본 발명은 상기와 같은 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 균일하게 혼합되며 기포의 체류 시간이 연장되어 높은 산소이전율을 가지는 유체혼합배출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 위하여, 본 발명은 내부에 공간이 형성되며 일측으로 배출부가 구비된 중공의 제1본체와 상기 공간에 구비되며 모터에 의하여 회전하는 임펠러를 포함하는 제1본체부와, 일측이 상기 혼합공간으로 연결된 제1관과, 일측이 상기 제1관에 연결된 제2관을 포함하며;
상기 제1본체의 배출부에 연결되며 일측으로 혼합배출부가 구비된 중공의 제2본체를 구비하는 제2본체부를 더 포함하여, 상기 임펠러의 회전으로 상기 제1관과 제2관을 통하여 제1본체로 유입된 유체는 제2본체로 유동하고 제2본체의 혼합배출부를 통하여 배출되는 것을 특징으로 하는 유체혼합배출장치를 제공한다.
상기에서, 제2본체에는 배출밸브가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기에서, 혼합배출부에는 양측으로 개구된 관체인 배출부재가 결합되고, 상기 배출부재는 제1관부와 상기 제1관부의 외측으로 구비되며 제1관부보다 단면적이 큰 제2관부를 가져; 상기 제2본체로 유입된 유체는 제1관부와 제2관부를 차례로 통과하여 배출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 유체혼합배출장치는 제2본체(150)가 구비되어 기포의 체류 시간이 길어지며 그에 따라 산소이전율이 높다. 그리고 제2본체(150) 내에서 체류하는 동안 압력 조정이 가능하고, 압력이 부여되어 산소이전율이 높다.
또한, 기포가 균일하게 혼합되어 배출될 수 있으며, 배출 과정에서 속도와 압력 변화가 발생하여 다시 한번 혼합되어 기포가 더욱 균일하게 혼합된다.
도 1은 본 발명에 따르는 유체혼합배출장치를 도시한 개략적인 일부 단면 측면도이며,
도 2는 도 1의 "A"부를 확대 도시한 단면도이며,
도 3은 도 1의 "B"부를 확대 도시한 단면도이다.
본 발명의 설명에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 발명의 설명에 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 발명의 설명에 사용되는 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 발명의 설명에 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 설명에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "결합되어" 있다고 언급된 경우, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 결합될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 결합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 유체혼합배출장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따르는 유체혼합배출장치를 도시한 개략적인 일부 단면 측면도이며, 도 2는 도 1의 "A"부를 확대 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1의 "B"부를 확대 도시한 단면도이다.
설명의 편의를 위하여, 이하의 설명에서 도 1의 가로 방향을 축 방향으로, 세로 방향을 상하 방향으로 설명한다. 도 1에서 배출부(150)가 제1본체부(120)의 상부로 설치된 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 배출부(150)는 제1본체부(120)의 측방이나 하방에 설치되는 것도 가능하다. 그리고 도 1에 도시한 배출 방향(C3)이나 흡입방향(C1, C2)은 본 발명의 설명을 위한 예시로 본 발명의 권리가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르는 유체혼합배출장치(100)는 모터(110)와, 제1본체부(120)와, 제1관(130)과, 제2관(140)과, 제2본체부(150)와, 연결관(170)과, 배출밸브(160)와, 배출부재(180)를 포함하여 이루어진다.
상기 모터(110)는 케이싱(도시하지 않음)에 삽입되어 구비된다. 상기 모터(110)의 전방으로 제1본체부(120)가 구비된다. 상기 모터(110)의 모터축(111)은 축 방향으로 제1본체부(120)의 공간(122)에 돌출되어 구비된다.
상기 제1본체부(120)는 상기 모터(110)의 전방으로 구비된다. 상기 제1본체부(120)는 케이싱과 일체로 상기 모터(110)의 전방에 구비될 수 있다. 상기 제1본체부(120)는 제1본체(121)와 임펠러(123)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1본체(121)는 상기 모터(110)의 전방에 구비된다. 상기 제1본체(121)는 원통형인 중공체로 내부에 공간(122)이 형성된다. 상기 제1본체(121)의 전방에는 축 방향으로 관통된 원통형의 연결부(125)가 공간(122)과 연통 구비되고, 상기 제1본체(121)의 일측에는 제1본체(121)의 반경 방향으로 관통된 원통형의 배출부(127)가 공간(122)과 연통 구비된다. 상기 배출부(127)는 상기 연결부(125)를 통해 공간(122)으로 유입된 유체가 반경 방향으로 배출되도록 제1본체(121)의 반경 방향으로 형성된다.
상기 임펠러(123)는 상기 공간(122)에 구비되어 상기 모터축(111)에 결합된다. 상기 임펠러(123)는 나선으로 반경 방향 외향 연장된 복수의 날개를 포함하여 구비된다. 상기 임펠러(123)는 상기 모터(110)에 의하여 회전하면서 공간(122) 내의 유체를 반경 방향 외측으로 유동시킨다.
상기 제1관(130)은 관체이며, 일측이 상기 연결부(125)에 결합되어 공간(122)으로 연결된다. 상기 제1관(130)의 일측은 외경에 수나사가 형성되고, 연결부(125)의 내측에 암나사가 형성되어 제1관(130)이 연결부(125)에 나사 체결되어 결합될 수 있다. 상기 제1관(130)은 내경에 암나사가 형성되고, 연결부(125)의 외측에 수나사가 형성되어 제1관(130)이 연결부(125)에 나사 체결되어 결합될 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1관(130)에는 단면적이 감소하는 단면적감소부(131)가 구비된다. 상기 단면적감소부(131)는 연결부(125)로부터 이격되어 위치한다. 상기 단면적감소부(131)는 제1관(130)의 길이 방향으로 단면적이 점차적으로 감소했다가 다시 점차적으로 커지는 형태로 형성된다.
상기 제1관(130)에는 단면적감소부(131)가 형성된 위치에 측방으로 돌출되어 관통된 제1관연결부(133)가 형성된다. 상기 제1관연결부(133)의 외경에는 수나사가 형성된다. 상기 제1관연결부(133)는 단면적감소부(131)에서 가장 단면적이 작은 위치에 형성된다. 상기 제1관연결부(133)의 직경은 단면적감소부(131)에서 가장 단면적이 작은 위치의 직경보다 작게 형성된다.
상기 제2관(140)은 관체이며 일측이 상기 제1관(130)에 연결되어 구비된다. 상기 제2관(140)은 상기 제1관(130)의 단면적감소부(131)가 형성된 위치에 연결된다. 상기 제2관(140)은 상기 연결부(125)에 직접 연결될 수도 있다. 상기 제2관(140)은 상기 제1관(130)의 측방으로 돌출된 제1관연결부(133)에 연결된다. 상기 제2관(140)의 단부는 반경 방향 외향 절곡되어 제1관연결부(133)의 단부와 마주하여 접하도록 구비된다.
상기 제1관(130)에는 내경에 암나사가 형성된 원통형이며 일측이 반경 방향 내향 연장되어 제1관(130)을 향하는 턱면이 형성된 연결나사(135)가 더 구비된다. 상기 제2관(140)과 제1관연결부(133)는 상기 연결나사(135)의 턱면에 제2관(140)의 절곡된 단부가 걸리고, 연결나사(135)의 내경이 제1관연결부(133)에 나사 체결되어 연결된다.
상기 제2관(140)의 직경은 제1관(130)의 직경보다 작게 형성된다. 상기 제2관(140)의 직경은 상기 단면적감소부(131)에서 가장 단면적이 작은 위치의 직경보다 작게 형성된다.
상기 제1관(130)을 흐르는 유체(예, 물)가(도 1에서 C1 방향) 단면적감소부(131)를 지나며 압력은 낮아지고 속도는 빨라짐에 따라 유체의 흐름에 의하여 제2관(140)에 흡입력이 발생하고, 제2관(140)을 통하여 혼합될 유체(예, 공기)가 제1관(130)으로 유입되어(도 1에서 C2 방향) 함께 제1본체(121)로 유동한다. 상기 제1본체(121)의 공간(122)으로 유입된 유체는 제1본체(121) 내에서 임펠러(123)의 회전에 의하여 혼합되어 배출부(127)를 통하여 배출된다.
상기 제2본체부(150)는 상기 제1본체부(120)의 상부로 설치된다. 상기 배출부(150)는 제1본체부(120)의 측방이나 하방에 설치되는 것도 가능하다. 상기 제2본체부(150)는 제2본체(151)와 혼합배출부(153)를 포함하여 이루어진다.
상기 제2본체(151)는 중공체로 구비된다. 상기 제2본체(151)의 일측에는 양측으로 관통된 원통형의 본체연결부(155)가 구비된다. 상기 본체연결부(155)는 제2본체(151)의 하부에 구비된다. 상기 제2본체(151)는 상기 제1본체(121)의 배출부(127)와 본체연결부(155)에 관체인 연결관(170)이 결합되어 제1본체(121)와 연결되어 구비된다.
상기 혼합배출부(153)는 상기 제2본체(151)의 일측으로 구비된다. 상기 혼합배출부(153)는 상기 제1본체(121)에 연결부(125)가 구비된 반대쪽으로 제2본체(151)에 구비된다. 상기 연결부(125)가 제1본체(121)의 전방으로 구비되면, 상기 혼합배출부(153)는 제2본체(151)의 후방으로 구비된다. 상기 혼합배출부(153)는 상기 제1본체(121)에 연결부(125)가 구비된 쪽을 향하여 구비될 수도 있다.
상기 임펠러(123)의 회전으로 흡입력이 발생하여 제1관(130)을 통하여 제1유체(예, 물)가 공간(122)으로 유입되고(도 1에서 C1 방향), 제2관(140)을 통하여 제2유체(예, 공기)가 유입되어(도 1에서 C2 방향) 공간(122)에서 혼합되어 배출부(127)를 통하여 배출된다.
상기 배출부(127)로 배출된 공기와 물은 연결관(170)을 통하여 제2본체부(150)의 제2본체(151)로 유동한다. 공기와 물이 혼합된 유체는 제2본체(151)로 유동한 후 혼합배출부(153)를 통하여 배출되므로(도 1의 C3 방향), 제2본체(151) 내에서 기포의 체류시간이 길어져 산소이전율이 높아진다.
상기 배출밸브(160)는 상기 제2본체부(150)에 구비된다. 상기 배출밸브(160)는 제2본체(151)의 일측에 구비된다. 상기 혼합유체로부터 분리된 공기는 제2본체(151)의 상부로 모이므로 상기 배출밸브(160)는 제2본체(151)의 상부에 구비되는 것이 바람직하다. 상기 배출밸브(160)는 일정 압력에 이르면 열리는 릴리즈밸브로 하는 것이 가능하며, 수동이나 전기적 신호에 의하여 작동하는 개폐밸브로 하는 것도 가능하다.
상기 배출부재(180)는 상기 혼합배출부(153)에 삽입되어 결합된다. 상기 배출부재(180)는 양측으로 개구된 관체이다. 상기 배출부재(180)는 일측이 상기 혼합배출부(153)에 결합되어 구비된다. 상기 배출부재(180)는 제1관부(181)와 상기 제1관부(181)의 외측으로 구비되며 제1관부(181)보다 단면적이 큰 제2관부(183)로 이루어진다. 상기 배출부재(180)는 제1관부(181)가 혼합배출부(153)에 삽입되어 제2본체부(150)에 결합된다. 상기 제2본체(151)로 유입된 유체는 제1관부(181)와 제2관부(183)를 차례로 통과하여 배출된다.
상기 제1관부(181)의 직경은 상기 연결관(170)의 직경보다 작게 형성된다. 따라서 제2본체(151)로 유입된 유체는 제2본체(151) 내에서 가압되어 더욱 산소이전율이 높아지고, 기포가 균일하게 분포될 수 있다.
또한, 유체는 배출단면적이 작은 제1관부(181)와 그 외측으로 배출단면적이 제1관부(181)보다 큰 제2관부(183)를 차례로 통과하면서 배출되어 배출 과정에서 압력과 속도의 변화가 생겨 다시 한번 혼합된다.
상기 배출부재(180)는 도 3에 도시된 바와 같이 제2본체(151)에 제1관부(181)가 삽입되어 결합될 수 있다. 상기 배출부재(180)의 제1관부(181)와 제2관부(183)의 내경면에는 내향 돌출된 돌기가 형성된다. 상기 돌기는 제1관부(181)와 제2관부(183)의 원주 방향을 따라 연장 형성될 수 있다. 상기 돌기는 나선의 나사산으로 하는 것도 가능하다. 상기 제1관부(181)와 제2관부(183)에 돌기가 형성됨으로써 유체에 와류가 형성되어 물과 공기의 혼합이 더 잘된다.
100: 유체혼합배출장치
110: 모터 120: 제1본체부
130: 제1관 140: 제2관
150: 제2본체부 160: 배출밸브
170: 연결관 180: 배출부재

Claims (3)

  1. 내부에 공간(122)이 형성되며 일측으로 배출부(127)가 구비된 중공의 제1본체(121)와 상기 공간(122)에 구비되며 모터(110)에 의하여 회전하는 임펠러(123)를 포함하는 제1본체부(120)와, 일측이 상기 공간(122)으로 연결된 제1관(130)과, 일측이 상기 제1관(130)에 연결된 제2관(140)을 포함하며;
    상기 제1본체(121)의 배출부(127)에 연결되며 일측으로 혼합배출부(153)가 구비된 중공의 제2본체(151)를 구비하는 제2본체부(150)를 더 포함하여, 상기 임펠러(123)의 회전으로 상기 제1관(130)과 제2관(140)을 통하여 제1본체(121)로 유입된 유체는 제2본체(151)로 유동하고 제2본체(151)의 혼합배출부(153)를 통하여 배출되는 것을 특징으로 하는 유체혼합배출장치(100).
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제2본체(151)에는 배출밸브(160)가 구비된 것을 특징으로 하는 유체혼합배출장치(100).
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 혼합배출부(153)에는 양측으로 개구된 관체인 배출부재(180)가 결합되고, 상기 배출부재(180)는 제1관부(181)와 상기 제1관부(181)의 외측으로 구비되며 제1관부(181)보다 단면적이 큰 제2관부(183)를 가져; 상기 제2본체(151)로 유입된 유체는 제1관부(181)와 제2관부(183)를 차례로 통과하여 배출되는 것을 특징으로 하는 유체혼합배출장치(100).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20040097040A (ko) 2004-10-19 2004-11-17 한상배 포기용량과 산기기능이 개선된 수중포기기

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KR20040097040A (ko) 2004-10-19 2004-11-17 한상배 포기용량과 산기기능이 개선된 수중포기기

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