WO2017026590A1 - 에어레이터 - Google Patents

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WO2017026590A1
WO2017026590A1 PCT/KR2015/013448 KR2015013448W WO2017026590A1 WO 2017026590 A1 WO2017026590 A1 WO 2017026590A1 KR 2015013448 W KR2015013448 W KR 2015013448W WO 2017026590 A1 WO2017026590 A1 WO 2017026590A1
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WO
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shaft
air
blades
block
drive motor
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/013448
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English (en)
French (fr)
Inventor
문원호
성왕기
윤지현
Original Assignee
주식회사 이케이
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Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020150174145A external-priority patent/KR101660422B1/ko
Application filed by 주식회사 이케이 filed Critical 주식회사 이케이
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/74—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention relates to an aerator, and more particularly, an aerator that generates microbubbles by centrifugal rotational force of a turbine blade according to a rotational drive of a motor. To an aerator that can be generated.
  • an aerator is a device widely used in a sewage treatment plant, a livestock wastewater treatment plant, a nuclear power plant wastewater treatment plant, etc., and serves to increase the concentration of dissolved oxygen and to circulate water, and to generate bubbles in the water. .
  • aerators are used to treat wastewater to increase the dissolved oxygen (DO) content in the water.
  • DO dissolved oxygen
  • the amount of dissolved oxygen needs to be kept above a certain level.
  • These aerators are very useful for increasing the amount of dissolved oxygen. Useful, the value of use is very high, especially when the biochemical oxygen demand is high.
  • Such conventional aerators include an air diffusion type aerator that introduces air or pure oxygen into water through a submersible porous diffusion member or a nozzle, and a mechanical aerator that dissolves air in the atmosphere by disturbing water.
  • a turbine impeller-type aerator that supports a vent pipe coaxially with the impeller and supplies external air to the water around the impeller is widely used.
  • the conventional turbine impeller type aerator includes a shaft composed of a double tube of an inner tube and an outer tube, a blower connected to the outer tube of the shaft to inject air, and connected to the inner tube of the shaft.
  • the air inlet is installed at the top of one shaft without configuring the shaft as a double tube of an outer tube and an inner tube, and a blower is omitted to rotate the shaft by rotating the motor.
  • a centrifugal force is generated by rotation of a propeller or a blade installed at the end of the shaft, and a self-intake aerator is proposed, in which air in the shaft is blown out by the centrifugal force and blows bubbles to generate a bubble.
  • the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a structurally safe aerator that can prevent the shaft from being damaged even when rotating at high speed.
  • Another object of the present invention is to provide an aerator that is stable and can easily generate microbubbles.
  • the aerator of the present invention is connected to the rotary drive motor, the rotary drive motor is rotated by the rotary drive motor and the outside air is introduced, and is connected to the end of the shaft And a turbine blade having a plurality of blades which are rotated and blown as air supplied through the shaft is blown out to generate bubbles.
  • Each of the plurality of blades includes an air inlet communicating with the shaft and a plurality of air outlets. It is characterized in that the block-type wing having an inner space through which air flows.
  • the wing of the turbine blade is formed of a block-shaped wing having an inner space, forming an inner space through which air flows into the block-shaped wing to increase the contact surface between air and water to The mixing is well done and the creation of microbubbles by collision can be facilitated.
  • the air is not supplied through the air inlet provided on one side of the shaft which rotates at a high speed as in the prior art, and an extension shaft penetrating the rotation driving motor is provided on the central axis of the rotation driving motor.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an aerator having a block wing according to the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing an aerator having a coupler according to the present invention.
  • FIG 3 is a view showing an example of a block type wing of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing another example of the block type wing of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing an aerator according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 to 8 are views showing various wing shapes of the embodiment of FIG.
  • 9 and 10 are diagrams illustrating guide protrusions of the embodiment of FIG. 5.
  • the aerator of the present invention is connected to the rotary drive motor, the rotary drive motor is rotated by the rotary drive motor and the outside air is introduced, and is connected to the end of the shaft is rotated and supplied through the shaft And a turbine blade having a plurality of blades in which air is blown out while being blown out to generate bubbles, and each of the plurality of blades has an air inlet communicating with the shaft, and a plurality of air outlets. It is characterized by a block-type wing having a space.
  • each of the block-shaped blades is characterized by being inclined toward the center of the turbine blades.
  • each of the block-shaped blades are formed to be inclined with respect to the height direction of the turbine blades, characterized in that the inclination angle toward the center of the turbine blades is formed to gradually increase.
  • each of the block-shaped wing is characterized in that the width of the upper and lower portions of the block-shaped wing is formed different.
  • the rotary drive motor is installed through the central axis of the rotary drive motor is formed of a hollow pipe connected to the shaft is characterized in that it comprises an extension shaft for supplying the outside air.
  • the casing is fastened to the rotation drive motor is provided to surround the extension shaft is installed so as to protrude upward from the upper surface of the rotation drive motor.
  • connection pipe is connected to the extension shaft, characterized in that it further comprises a control valve installed on one side of the connection pipe to control the supply of air flowing into the extension shaft and the shaft.
  • the shaft has an inner diameter larger than the outer diameter of the shaft body, and further includes a coupler for connecting the adjacent shaft body, characterized in that a plurality of propellers are formed on the outside of the coupler.
  • the aerator 1 includes a rotation drive motor 10, a shaft 20, and a turbine blade 30.
  • the rotary drive motor 10 is driven to rotate the shaft 20 and the turbine blade portion 30, the lower portion of the rotary drive motor 10 via a first connection flange (11) through One end of the shaft 20 is fastened to the rotary drive motor.
  • the extension shaft 12 is provided on the central axis of the rotary drive motor (10).
  • the extension shaft 12 is installed through the central axis of the rotary drive motor.
  • the extension shaft 12 is formed by replacing the motor shaft of the conventional motor with a hollow pipe, the extension shaft 12 is installed to penetrate the rotary drive motor 10 up and down from the central shaft, the extension shaft The lower end of 12 is configured to be connected to the shaft 20.
  • the motor has a round shaft motor shaft, and an air inlet is formed on one side of the shaft to allow air to flow through the air inlet.
  • the air inlet from the water surface is short. Not only there is a risk of clogging the air inlet through the inflow of foreign matter, and an air inlet is formed on the shaft that rotates at high speed. There was a risk of the structural damage.
  • the aerator of the present embodiment forms the extension shaft 12 which penetrates the rotary drive motor 10 and is connected to the shaft, and is installed on the central axis of rotation and the upper surface of the rotary drive motor 10. Since the outside air can be introduced through the extension shaft protruding to the side, it is possible to solve the problem that the air intake is blocked by the foreign matter, and because the air is introduced through the central axis of rotation even if the shaft rotates at high speed. Abnormal vibration can be prevented from occurring.
  • the casing 50 may be further installed on the upper portion of the rotary drive motor 10.
  • the casing 50 is configured to be coupled to the rotary drive motor 10 through a second connection flange 51 on the upper surface of the rotary drive motor 10.
  • the casing 50 is installed to surround the protruding portion 12a of the extension shaft 12 which is installed to extend upward from the upper surface of the rotational driving motor.
  • connection pipe 53 may be fastened to the casing 50.
  • the connecting pipe 53 is fastened to the casing and the extension shaft 12 via a bearing 52.
  • one side of the connecting pipe 53 may be further provided with a control valve 54 for controlling the supply of air flowing into the extension shaft and the shaft.
  • the casing 50 may not only protect the extension shaft from external impact, but also install a filter in the connection pipe 53 to prevent foreign substances from entering the outside air, and the connection pipe 53. ), In addition to air, it is possible to supply a separate gas such as oxygen or nitrogen as needed, and other liquid or gaseous drugs may be easily added.
  • the amount of air or gas flowing into the shaft 20 may be adjusted by adjusting the open / close valve 54, the pressure or amount of bubbles generated in the turbine blades may be adjusted.
  • the shaft 20 is connected to the rotary drive motor is rotated by the rotary drive motor and the outside air is introduced.
  • the shaft 20 may be configured as one shaft having a predetermined length, but may be used by connecting a plurality of shafts depending on the depth of the place where the aerator is installed. At this time, the shaft, as shown in Figure 3, may be configured to couple a plurality of shafts by the coupler (60).
  • the coupler 60 is configured to have an inner diameter corresponding to the outer diameter of the shaft body, for example, a screw thread is formed on the outer peripheral surface of the end of the shaft 20, and a thread is formed on the inner surface of the coupler 60 to form a plurality of threads.
  • the shaft of the coupler 60 may be configured to be screwed together by fastening.
  • a plurality of propellers 61 may be formed outside the coupler 60.
  • the propeller 61 is also rotated, and when the propeller 61 is located on the surface of the air, the air is blown to the surface to generate water. It prevents scum and foaming and can guide the flow of water in a certain direction when placed in water.
  • the turbine blade 30 is installed at the lower end of the shaft 20 through the connection portion 40.
  • the upper plate 31 and the lower plate 32 of the turbine blade unit are fastened and assembled by the upper fixing flange 41 and the lower fastening unit 42 of the connecting portion 40, respectively.
  • a plurality of blades 33 are installed between the upper plate 31 and the lower plate 32 of the turbine blade 30.
  • Each of the plurality of wings 33 is preferably formed of a block-type wing having an inner space through which air flows. As shown in FIG. 3, the block-shaped blade 33 has an air inlet 33a communicating with the shaft 20, and a plurality of air outlets 33b and 33c formed in the side wall and the outer wall.
  • the outside air introduced through the air inlet 33a formed in the block-shaped wing 33 contacts water in the water introduced through the air outlets 33b and 33c in the inner space of the block-shaped wing. And mixed.
  • the block-shaped blade 33 is rotated by the rotation of the shaft 20, the water and air contacted and mixed in the internal space of the block-shaped blade 33 are passed through the air outlets 33b and 33c. Outflow to the outside of the turbine blades, at this time by mixing the water and air by the high-speed rotational power to generate micro bubbles.
  • each of the block-shaped blades 33 can be configured to be inclined toward the center of the turbine blade portion, as shown in FIG.
  • the air introduced through the shaft 20 can flow more smoothly to the outside of the turbine wing portion, the water introduced into the inner space of the block wing And air may be configured to more smoothly flow out to the outside of the block-shaped blades during the high speed rotation of the turbine blades.
  • Each of the block-shaped blades may be formed as an inclined block-shaped blade 33 'which is formed to be inclined in the height direction of the block-shaped blade.
  • the inclined block type blade 33 ' may be formed to have a predetermined angle ⁇ with respect to the height direction of the block type blade, that is, the upper and lower plates of the turbine blade portion, and the angle ⁇ is the center of the turbine blade portion. It may be formed to gradually increase toward.
  • the width of the upper and lower portions of the inclined block-shaped wing 33 ' may be configured to be different from each other to form a light beam.
  • microbubbles and water flowing out through the air outlet 33b of the side wall may hit the bottom plate of the turbine wing or an adjacent inclined block type wing to further generate microbubbles.
  • FIGS. 5 to 10 are diagrams showing another embodiment of the aerator according to the present invention.
  • the present embodiment except for the configuration of the wing is the same as the configuration of the first embodiment, duplicated description is omitted.
  • the blade 34 of the turbine blade 30 is rotated connected to the end of the shaft, the air supplied through the shaft 20 is blown out through the space between the blades to the outside As it hits the wing, bubbles are generated.
  • each of the vanes 34 may be formed in a polygonal shape in which a tip is formed toward the center of the turbine blade, or may be formed in a rectangular shape as shown in FIG. 7. As shown, it may be formed in a shape in which the height gradually decreases from one side to the other side.
  • each of the plurality of wings is provided with a guide protrusion 35 protruding outward from the wing body.
  • the guide protrusion 35 is installed to be inclined toward the center of the turbine blade.
  • guide protrusion 35 may be provided at various angles toward the center of the turbine blade portion, as shown in FIG.
  • generated by the guide protrusion provided inclined to the blade main body of the said turbine blade part can be adjusted. That is, the air flowing through the shaft is mixed with water flowing between the blades by centrifugal force generated by the rotation of the turbine blades along the guide protrusions to generate bubbles, and the generated bubbles are formed in the guide protrusions. It is ejected to the outside at various angles according to the inclination. In addition, it is possible to form more fine bubbles by hitting the guide protrusion as well as the wing.
  • the guide protrusions to have various sizes or inclinations, the size of the micro bubbles or the flow direction of the micro bubbles can be easily adjusted.

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Abstract

본 발명은 회전구동모터와, 외부의 공기가 유입되는 샤프트와, 샤프트의 끝단에 연결되어 회전되며 샤프트를 통해 공급되는 공기가 외부로 분출되면서 부딪혀 기포가 발생되는 복수의 날개를 가지는 터빈날개부를 포함하며, 상기 복수의 날개 각각은 상기 샤프트와 연통하는 공기유입구와, 복수의 공기유출구를 가지며 내부에 공기가 유동하는 내부공간을 가지는 블록형 날개로 형성되고, 회전구동모터의 중심축을 관통하여 설치되며 샤프트에 연결되는 중공의 파이프로 형성되어 외부의 공기가 공급되는 연장샤프트를 구비하여, 블록형 날개에 공기가 유입되는 내부공간을 형성하여 공기와 물의 접촉면을 크게하여 공기와 물의 혼합이 잘 이루어지고 충돌에 의한 미세기포의 생성을 용이하게 할 수 있고, 공기흡입구가 이물질에 의해 막히는 것을 방지하고 고속으로 회전하더라도 이상 진동으로 인해 파손되는 것을 방지할 수 있어 구조적으로 안전한 에어레이터를 제공할 수 있다.

Description

에어레이터
본 발명은 에어레이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터의 회전구동에 따른 터빈 블레이드의 원심 회전력에 의해 미세기포를 발생시키는 에어레이터로서 모터의 고속회전에도 안정적이면서 블럭형 날개에 의해 미세기포를 용이하게 생성할 수 있는 에어레이터에 관한 것이다.
일반적으로 에어레이터(aerator)는 하수처리장이나 축산폐수처리장 또는 원전 폐수 처리장 등에서 널리 사용되는 장치로서, 용존산소의 농도를 높임과 동시에 물을 순환시키는 역할을 하며, 수중에 기포를 발생시키는 기능을 한다.
이러한 에어레이터는 폐수를 처리하여 수중의 용존산소(DO)함량을 증가시키는데 이용된다. 물고기나 기타 수중 생물의 생명을 보존하기 위해서 뿐만 아니라 악취제거나 유기물질의 생성 억제를 위해서도 용존산소의 양을 소정치 이상으로 유지할 필요가 있는 바, 이러한 에어레이터는 용존산소의 양을 증가시키는데 대단히 유용한 것으로, 특히 생화학적 산소요구량이 높은 경우에 있어서는 이용가치가 매우 크다.
이러한 종래의 에어레이터에는 공기나 순수산소를 잠수식 다공성 확산부재 또는 노즐을 통해 수중으로 유입하는 공기확산형 에어레이터와, 물을 교란하여 대기중의 공기를 용해시키는 기계식 에어레이터가 있으며, 기계식 에어레이터 중에서 처리수의 수면 아래에 일정한 깊이로 설치된 회전 임펠러를 이용하는 것으로, 임펠러와 동축상에는 통기관이 지지되어 외부공기를 임펠러 주위의 물로 공급하는 터빈 임펠러형 에어레이터가 널리 이용되고 있다.
이러한 종래의 터빈 임펠러형 에어레이터는 내부관과 외부관의 이중관으로 구성된 샤프트와, 상기 샤프트의 외부관에 연결되어 공기를 강제로 주입하는 블로어(blower)와, 상기 샤프트의 내부관에 연결되어 상기 내부관을 회전시키는 모터와, 상기 내부관의 끝단에 설치된 프로펠러를 구비한 에어레이터가 개시되어 있으나, 이러한 종래의 에어레이터는 샤프트에 공기를 주입하는 블로어를 구비하여야 하므로, 장치 전체가 복잡하고 비대하여 질 뿐만 아니라 장비의 이동 및 설치가 번거롭다고 하는 문제점이 있었다.
이에, 상기 문제점을 해결하고자, 상기 샤프트를 외부관과 내부관의 이중관으로 구성하지 않고 하나의 샤프트의 상단에 공기유입구를 설치하고, 블로어를 생략하여 상기 모터의 회전구동에 의한 상기 샤프트의 회전에 의해 상기 샤프트의 끝단에 설치된 프로펠러나 블레이드의 회전으로 원심력이 발생하고, 그 원심력으로 인해 샤프트 내의 공기가 외부로 분출되면서 블레이트에 부딪쳐 기포가 발생하게 되는 자체흡기식 에어레이터가 제안되고 있다.
그러나, 상술한 종래기술에 의한 에어레이터에 있어서는, 고속으로 회전하는 샤프트의 상단에 설치된 공기흡입구를 통해 공기가 유입되는 구조이므로, 샤프트에 이상 진동이 발생하는 등의 이유로 파손될 염려가 많았다.
또한, 상기 샤프트의 끝단에 설치된 블레이드의 회전과 그 회전에 의한 원심력에 의해 샤프트를 통해 유입된 공기가 미세한 기포로 발생하는 구조이지만, 그 기포의 크기나 기포의 흐름방향을 조절하기 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 고속으로 회전하더라도 샤프트가 파손되는 것을 방지할 수 있는 구조적으로 안전한 에어레이터를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 안정적이면서 미세기포를 용이하게 생성할 수 있는 에어레이터를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 에어레이터는 회전구동모터와, 상기 회전구동모터에 연결되어 상기 회전구동모터에 의해 회전되며 외부의 공기가 유입되는 샤프트와, 상기 샤프트의 끝단에 연결되어 회전되며 상기 샤프트를 통해 공급되는 공기가 외부로 분출되면서 부딪혀 기포가 발생되는 복수의 날개를 가지는 터빈날개부를 포함하며, 상기 복수의 날개 각각은 상기 샤프트와 연통하는 공기유입구와, 복수의 공기유출구를 가지며 내부에 공기가 유동하는 내부공간을 가지는 블록형 날개인 것을 특징으로 한다.
상술한 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 상기 터빈 날개부의 날개가 내부공간을 갖는 블록형 날개로 형성되고, 블록형 날개에 공기가 유입되는 내부공간을 형성하여 공기와 물의 접촉면을 크게하여 공기와 물의 혼합이 잘 이루어지고 충돌에 의한 미세기포의 생성을 용이하게 할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 종래와 같이 고속으로 회전하고 있는 샤프트의 일측에 설치된 공기유입구를 통해 공기가 공급되는 것이 아니라, 상기 회전구동모터의 중심축에 회전구동모터를 관통하는 연장샤프트를 설치하고, 상기 연장샤프트를 통해 외부의 공기가 상기 샤프트로 공급되도록 구성함으로써, 공기흡입구가 이물질에 의해 막히는 것을 방지하고 고속으로 회전하더라도 이상 진동으로 인해 파손되는 것을 방지할 수 있어 구조적으로 안전한 에어레이터를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 블록형 날개를 구비한 에어레이터를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 커플러를 구비한 에어레이터를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 블록형 날개의 일예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 블록형 날개의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 에어레이터를 나타내는 도면이다.
도 6 내지 도 8은 도 5의 실시예의 다양한 날개 형상을 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 10은 도 5의 실시예의 가이드 돌기를 나타내는 도면이다.
본 발명의 에어레이터는 회전구동모터와, 상기 회전구동모터에 연결되어 상기 회전구동모터에 의해 회전되며 외부의 공기가 유입되는 샤프트와, 상기 샤프트의 끝단에 연결되어 회전되며 상기 샤프트를 통해 공급되는 공기가 외부로 분출되면서 부딪혀 기포가 발생되는 복수의 날개를 가지는 터빈날개부를 포함하며, 상기 복수의 날개 각각은 상기 샤프트와 연통하는 공기유입구와, 복수의 공기유출구를 가지며 내부에 공기가 유동하는 내부공간을 가지는 블록형 날개인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 블록형 날개 각각은 상기 터빈 날개부의 중심을 향하여 경사져 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 블록형 날개 각각은 상기 터빈 날개부의 높이방향에 대하여 경사져 형성되고, 상기 터빈 날개부의 중심을 향하여 경사각도가 점차 커지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 블록형 날개 각각은 상기 블록형 날개의 상부 및 하부의 폭이 서로 다르게 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 회전구동모터는 상기 회전구동모터의 중심축을 관통하여 설치되며 상기 샤프트에 연결되는 중공의 파이프로 형성되어 외부의 공기가 공급되는 연장샤프트를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 회전구동모터에 체결되며 상기 회전구동모터의 상부면으로부터 상측으로 연장 돌출되도록 설치되는 상기 연장샤프트를 둘러싸도록 설치되는 케이싱을 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 연장샤프트에 연결되는 연결파이프와, 상기 연결파이프의 일측에 설치되어 상기 연장샤프트 및 상기 샤프트에 유입되는 공기의 공급을 조절하는 조절밸브를 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 샤프트는, 샤프트 본체의 외경보다 큰 내경을 가지며 인접한 샤프트 본체를 연결하는 커플러를 더욱 구비하며, 상기 커플러의 외측에는 복수의 프로펠러가 형성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 블록형 날개를 구비한 에어레이터에 대하여 실시예로써 상세하게 설명한다.
<실시예 1>
도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 에어레이터(1)는, 회전구동모터(10)와, 샤프트(20)와, 터빈날개부(30)를 포함한다.
상기 회전구동모터(10)는 상기 샤프트(20)와, 상기 터빈 날개부(30)를 회전시키도록 구동되며, 상기 회전구동모터(10)의 하부에는 제 1 연결플랜지(11)을 매개로 하여 상기 샤프트(20)의 일끝단이 상기 회전구동모터에 체결된다.
본 실시예에 있어서, 상기 회전구동모터(10)의 중심축에는 연장샤프트(12)가 설치된다. 상기 연장샤프트(12)는 상기 회전구동모터의 중심축을 관통하여 설치된다. 상기 연장샤프트(12)는 종래의 모터의 모터축을 중공의 파이프로 대체하여 형성되며, 상기 연장샤프트(12)는 상기 회전구동모터(10)를 중심축에서 상하로 관통하여 설치되며, 상기 연장샤프트(12)의 하부끝단은 상기 샤프트(20)에 연결되도록 구성된다.
종래의 에어레이터에 있어서는 모터는 환봉의 모터축을 가지며, 샤프트의 상부일측에 공기흡입구를 형성하여 공기흡입구를 통해 공기가 유입되도록 구성되고 있지만, 공기흡입구와 수면과의 거리가 짧기 때문에 수면으로부터 공기흡입구를 통해 이물질이 유입되어 공기흡입구가 막히는 현상이 발생할 염려가 있을 뿐만 아니라, 고속으로 회전운동하는 샤프트에 공기흡입구가 형성되어, 고속회전하면서 공기가 유입되어 유입되는 공기로 인해 비정상적인 이상 진동이 샤프트에 발생하여 구조적으로 파손될 염려가 있었다.
그러나, 본 실시예의 에어레이터는 상기 회전구동모터(10)를 관통하고 상기 샤프트에 연결되는 상기 연장샤프트(12)를 형성하여, 회전의 중심축에 설치되고 상기 회전구동모터(10)의 상부면측으로 돌출되는 상기 연장샤프트를 통해 외부의 공기가 유입될 수 있기 때문에, 공기흡입구가 이물질에 의해 막히는 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 샤프트가 고속으로 회전하더라도 공기가 회전의 중심축을 통해 유입되기 때문에 유입시 이상 진동이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 회전구동모터(10)의 상부에는 케이싱(50)을 더욱 설치할 수 있다. 상기 케이싱(50)은 상기 회전구동모터(10)의 상부면에 제 2 연결플랜지(51)를 통해 상기 회전구동모터(10)에 체결되도록 구성된다.
상기 케이싱(50)은 상기 회전구동모터의 상부면으로부터 상측으로 연장 돌출되도록 설치되는 상기 연장샤프트(12)의 돌출부분(12a)를 둘러싸도록 설치된다.
또한, 상기 케이싱(50)에는 연결파이프(53)가 체결될 수 있다. 상기 연결파이프(53)은, 베어링(52)을 매개로 하여 상기 케이싱 및 상기 연장샤프트(12)에 체결된다. 또한, 상기 연결파이프(53)의 일측에는 상기 연장샤프트 및 상기 샤프트에 유입되는 공기의 공급을 조절하는 조절밸브(54)를 더욱 설치할 수 있다.
이로써, 상기 케이싱(50)에 의해 상기 연장샤프트를 외부충격으로부터 보호할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 연결파이프(53)에 필터를 설치하여 외부공기의 이물질 유입을 방지할 수 있고, 상기 연결파이프(53)를 통해 공기 이외에 필요에 따라 별도의 산소나 질소 등의 기체를 공급할 수 있으며, 기타 액상 또는 기체상의 약물을 용이하게 투입할 수도 있다.
또한, 상기 개패밸브(54)의 조절에 의해 상기 샤프트(20)에 유입되는 공기나 기체의 양을 조절할 수 있으므로, 상기 터빈 날개부에서 생성되는 기포의 압력이나 양을 조절할 수 있다.
상기 샤프트(20)는 상기 회전구동모터에 연결되어 상기 회전구동모터에 의해 회전되며 외부의 공기가 유입된다.
상기 샤프트(20)는 일정 길이를 갖는 하나의 샤프트로 구성할 수도 있지만, 상기 에어레이터가 설치되는 장소의 수심에 따라서는 복수의 샤프트를 연결하여 사용할 수도 있다. 이 때, 상기 샤프트는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 커플러(60)에 의해 복수의 샤프트를 연결되도록 구성될 수 있다.
상기 커플러(60)는 샤프트 본체의 외경에 상응하는 내경을 갖도록 구성되며, 예를 들면 상기 샤프트(20)의 끝단 외주면에 나사산을 형성하고, 상기 커플러(60)의 내부면에 나사산을 형성하여 복수의 샤프트를 상기 커플러(60)에 의해 나사결합하여 체결하도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 커플러(60)의 외측에는 복수의 프로펠러(61)가 형성될 수 있다. 상기 샤프트(20)의 회전에 의해 상기 커플러(60)가 회전될 때에, 상기 프로펠러(61)도 회전되어, 상기 프로펠러(61)가 수면에 위치할 때에 대기를 수면으로 송풍하여 수면에서 발생할 수 있는 스컴이나 거품유발을 방지하고, 수중에 위치할 때에 수중의 물의 흐름을 일정 방향으로 유도할 수 있다.
상기 샤프트(20)의 하부끝단에는 연결부(40)를 통해 상기 터빈 날개부(30)가 설치된다. 상기 터빈날개부의 상부판(31)과 하부판(32)은 각각 상기 연결부(40)의 상부고정플랜지(41) 및 하부조임부(42)에 의해 조임고정되어 조립된다.
상기 터빈 날개부(30)의 상기 상부판(31)과 상기 하부판(32) 사이에는 복수의 날개(33)가 설치된다.
상기 복수의 날개(33) 각각은 내부에 공기가 유동하는 내부공간을 가지는 블록형 날개로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 블록형 날개(33)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 샤프트(20)와 연통하는 공기유입구(33a)와, 측벽 및 외측벽에 형성된 복수의 공기유출구(33b, 33c)를 갖는다.
이로써, 상기 블록형 날개(33)에 형성된 상기 공기유입구(33a)를 통해 유입된 외부의 공기가 상기 공기유출구(33b, 33c)를 통해 유입된 수중의 물과 상기 블록형 날개의 내부공간에서 접촉 및 혼합된다. 상기 샤프트(20)의 회전에 의해 상기 블록형 날개(33)가 회전하면, 상기 블록형 날개(33)의 내부공간에서 접촉 및 혼합된 물과 공기는 상기 공기유출구(33b, 33c)를 통해 상기 터빈 날개부의 외부로 유출되는데, 이 때 고속회전력에 의해 물과 공기의 혼합되면서 미세기포가 생성된다.
한편, 상기 블록형 날개(33) 각각은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 터빈 날개부의 중심을 향하여 경사져 형성되도록 구성할 수 있다. 상기 블록형 날개를 경사져 형성하고 다양한 경사각도로 구성함으로써, 상기 샤프트(20)를 통해 유입된 공기가 상기 터빈 날개부의 외부측으로 보다 원활하게 유동할 수 있고, 상기 블록형 날개의 내부공간에 유입된 물과 공기가 상기 터빈 날개부의 고속회전시 상기 블록형 날개의 외부측으로 보다 원활하게 유출될 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 블록형 날개 각각은, 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 블록형 날개의 높이방향으로 경사져 형성되는 경사블록형 날개(33')로 형성할 수 있다.
상기 경사블록형 날개(33')는 상기 블록형 날개의 높이방향, 즉 상기 터빈 날개부의 상하부판에 대하여 일정 각도(θ)를 갖도록 형성될 수 있고, 상기 각도(θ)는 상기 터빈 날개부의 중심을 향하여 점차 커지도록 형성할 수 있다.
또한, 상기 경사블록형 날개(33')의 상부 및 하부의 폭을 서로 달리 구성하여 상협하광이 되도록 형성할 수 있다.
이로써, 경사져 설치되는 상기 경사블록형 날개(33')에 의해 상기 터빈 날개부의 고속회전에 의해 미세기포가 발생할 때에, 상기 미세기포를 포함한 물의 흐름방향을 원하는 일정한 방향으로 유도할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 측벽의 공기유출구(33b)를 통해 유출된 미세기포와 물이 상기 터빈날개부의 하부판이나 인접한 경사블록형 날개에 부딪혀 미세기포를 더욱 생성시킬 수 있다.
<실시예 2>
한편, 도 5 내지 도 10은 본 발명에 의한 에어레이터의 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 본 실시예에 있어서, 날개의 구성을 제외하고는 상기 실시예 1의 구성과 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.
본 실시예에 있어서, 상기 터빈날개부(30)의 날개(34)는 상기 샤프트의 끝단에 연결되어 회전되며, 상기 샤프트(20)를 통해 공급되는 공기가 상기 날개 사이의 공간을 통해 외부로 분출되면서, 상기 날개에 부딪혀 기포가 생성된다.
상기 날개(34) 각각은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 터빈 날개부의 중심을 향하여 첨단이 형성된 다각형 형상으로 형성될 수도 있고, 도 7에 나타낸 바와 같이 직사각형 형상으로 형성될 수도 있고, 도 8에 나타낸 바와 같이 일측으로부터 타측을 향하여 점차 높이가 감소하는 형상으로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 복수의 날개 각각에는 날개 본체로부터 외측으로 돌출되어 형성된 가이드돌기(35)가 설치된다. 상기 가이드돌기(35)는 상기 터빈 날개부의 중심을 향하여 경사져 설치된다.
또한, 상기 가이드돌기(35)는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 상기 터빈 날개부의 중심을 향하여 다양한 각도를 마련될 수 있다.
이로써, 상기 터빈 날개부의 날개 본체에 경사져 설치되는 가이드돌기에 의해 생성된 기포의 흐름방향이나 세기를 조절할 수 있다. 즉, 상기 샤프트를 통해 유입되는 공기가 상기 가이드 돌기를 따라 상기 터빈 날개부의 회전에 의해 발생되는 원심력에 의해 상기 날개 사이로 유동하는 물과 혼합되어 기포를 발생하게 되고, 발생된 기포가 상기 가이드 돌기의 경사도에 따라 다양한 각도를 가지면서 외부로 분출된다. 또한, 상기 날개 뿐만 아니라 상기 가이드 돌기에 부딪혀 더욱 미세한 기포를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 가이드 돌기를 다양한 크기나 경사도를 갖도록 구성함으로써, 미세기포의 크기나 미세기포의 흐름 방향을 용이하게 조절할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

Claims (9)

  1. 회전구동모터와,
    상기 회전구동모터에 연결되어 상기 회전구동모터에 의해 회전되며 외부의 공기가 유입되는 샤프트와,
    상기 샤프트의 끝단에 연결되어 회전되며 상기 샤프트를 통해 공급되는 공기가 외부로 분출되면서 부딪혀 기포가 발생되는 복수의 날개를 가지는 터빈날개부를 포함하며,
    상기 복수의 날개 각각은 상기 샤프트와 연통하는 공기유입구와, 복수의 공기유출구를 가지며 내부에 공기가 유동하는 내부공간을 가지는 블록형 날개인 것을 특징으로 하는 에어레이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 블록형 날개 각각은 상기 터빈 날개부의 중심을 향하여 경사져 형성되는 것을 특징으로 하는 에어레이터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 블록형 날개 각각은 상기 터빈 날개부의 높이방향에 대하여 경사져 형성되고, 상기 터빈 날개부의 중심을 향하여 경사각도가 점차 커지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 에어레이터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 블록형 날개 각각은 상기 블록형 날개의 상부 및 하부의 폭이 서로 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 에어레이터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전구동모터는 상기 회전구동모터의 중심축을 관통하여 설치되며 상기 샤프트에 연결되는 중공의 파이프로 형성되어 외부의 공기가 공급되는 연장샤프트를 구비하는 것을 특징으로 하는 에어레이터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 회전구동모터에 체결되며 상기 회전구동모터의 상부면으로부터 상측으로 연장 돌출되도록 설치되는 상기 연장샤프트를 둘러싸도록 설치되는 케이싱을 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 에어레이터.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 연장샤프트에 연결되는 연결파이프와,
    상기 연결파이프의 일측에 설치되어 상기 연장샤프트 및 상기 샤프트에 유입되는 공기의 공급을 조절하는 조절밸브를 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 에어레이터.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트는, 샤프트 본체의 외경보다 큰 내경을 가지며 인접한 샤프트 본체를 연결하는 커플러를 더욱 구비하며,
    상기 커플러의 외측에는 복수의 프로펠러가 형성된 것을 특징으로 하는 에어레이터.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 날개는 블록형 날개를 대체하여 날개 본체로부터 외측으로 돌출되어 형성되며 상기 터빈 날개부의 중심을 향하여 경사져 설치되는 가이드돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 에어레이터.
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