WO2022014808A1 - 접이식 교반기 - Google Patents

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WO2022014808A1
WO2022014808A1 PCT/KR2021/000839 KR2021000839W WO2022014808A1 WO 2022014808 A1 WO2022014808 A1 WO 2022014808A1 KR 2021000839 W KR2021000839 W KR 2021000839W WO 2022014808 A1 WO2022014808 A1 WO 2022014808A1
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coupling
piston
arm
coupled
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PCT/KR2021/000839
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김수현
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김수현
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    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/051—Stirrers characterised by their elements, materials or mechanical properties
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    • B01F27/91—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/305—Treatment of water, waste water or sewage

Definitions

  • the present invention relates to a collapsible stirrer capable of folding and unfolding an impeller.
  • a vertical agitator In the wastewater treatment plant, a vertical agitator is installed in the aerobic tank or the exhaust tank for various purposes, such as preventing the precipitation of foreign substances in the tank, suppressing the generation of flocs, or uniform mixing of chemicals. Energy efficiency and stirring efficiency as well as maintenance safety of vertical stirrers are proven. Therefore, in many fields, the vertical agitator is being improved and there is a trend for improvement.
  • the general vertical agitator 10 shown in FIG. 1 has a structure in which the impeller 14 is fixedly coupled to the periphery of the hub 12 by a fastening member such as a bolt 16 .
  • the large impeller of the underwater part is brought into the lower part of the tank in a separated state and has a structure in which it is fixed (assembled) with bolts. Therefore, the conventional vertical agitator was partially applicable only to a treatment plant with an open tank, which can be brought in with the impeller fixed (assembled), or a treatment plant that can empty the wastewater from the operating tank during the installation period because there is room for treatment. .
  • the conventional vertical agitator has to go directly into the tank with all of the bottom and wastewater discharged to check the condition of the impeller, which directly affects the efficiency of the agitator.
  • the present invention is derived to solve the above-described problems, and to provide a foldable stirrer that can fold and unfold the impeller.
  • the foldable stirrer includes an outer shaft and an inner shaft movable up and down inside the outer shaft, a coupling body, an impeller arm rotatably coupled to the coupling body, and movement inside the coupling body and a piston that is operably inserted and causes the impeller arm to unfold during internal shaft movement.
  • the folding stirrer according to the present invention may have one or more of the following embodiments.
  • a plurality of impeller arms are coupled to the circumference of the coupling body, and the piston may rotate the plurality of impeller arms simultaneously.
  • the coupling body includes a body coupling part to which the impeller arm is coupled, and a piston insertion part provided at the center of the body coupling part and into which the piston is movably inserted, and an insertion groove is formed between a pair of adjacent body coupling parts,
  • the piston has a pressing protrusion movably positioned in the insertion groove, and the impeller arm can rotate while the pressing protrusion rises or descends.
  • the body coupling part may be integrally formed to correspond to one member.
  • the piston insertion unit has a number of moving grooves corresponding to the impeller arms to which the piston is coupled, the piston includes a plurality of insertion modules movably inserted into the moving grooves, and heads coupled to both ends of the insertion module, and the pressing protrusion is inserted It may be formed on one side of the module.
  • the body coupling portion may include an insertion member forming the piston insertion unit, and a coupling member formed on one side of the insertion member and coupled to the impeller arm, and a pair of adjacent coupling members may be spaced apart by an interval of the insertion groove.
  • An upper support member and a lower support member are provided on a side surface of the insertion member, and both ends of the upper support member and the lower support member may support the coupling member.
  • the upper support member has a first body support surface and a second body support surface
  • the impeller arm has a first arm support surface in contact with the first body support surface, and a second arm support surface in contact with the second body support surface
  • the first body support surface and the first arm support surface may be in contact with the center direction
  • the second body support surface and the second arm support surface may be in contact with the rotation direction.
  • the impeller arm may include a female pressing part inserted into the insertion groove and rotatably coupled to the coupling member, and a female coupling part formed by being bent at an angle at one end of the female pressing part and coupled to the impeller.
  • It may include a shaft coupled to the body coupling part, and an internal shaft positioned in a double shaft structure inside the shaft and pressing the piston.
  • the folding stirrer may be provided in one or more stages.
  • An impeller is coupled to the impeller arm, and the width of the central portion of the impeller may be greater than that of the connection portion with the coupling body.
  • the present invention can provide a folding stirrer that can be folded and unfolded impeller.
  • 1 is a diagram illustrating a conventional stirrer.
  • FIGS. 2 and 3 are views illustrating a stirrer according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4 to 6 are views illustrating a coupling body of the stirrer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 to 8 are views illustrating a piston and an impeller arm in the state of FIG. 2 .
  • FIG. 9 to 11 are views illustrating an impeller arm and a coupling body in the state of FIG. 2 .
  • FIG. 12 to 13 are views illustrating a piston and an impeller arm in the state of FIG. 3 .
  • FIG. 14 to 15 are views illustrating an impeller arm and a coupling body in the state of FIG. 3 .
  • FIG. 2 and 3 are views illustrating a folding stirrer 100 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 illustrates a state in which all three impellers 180 are folded
  • FIG. 3 is an impeller in FIG. (180) exemplifies a state in which all are rotated and unfolded.
  • a plurality of impellers 180 are rotatably coupled to the circumference of the coupling body 102, and all the impellers 180 are rotated at the same time. It is characterized in that it is folded as shown in FIG. 2 or unfolded as shown in FIG. 3 .
  • the agitator 100 according to this embodiment is provided with a plurality of impellers 180 in a foldable state, so that it can be inserted in a state coupled to the inside of the tank (state of FIG. discomfort can be relieved.
  • the foldable stirrer 100 has a shaft 170 (see FIG. 14) and a coupling body 102 coupled thereto, an impeller arm 140 rotatably coupled with respect to the coupling body 102, and a coupling body. It includes a piston 160 that rotates the impeller arm 140 while being movably coupled to the inside of the 102 , and an impeller 180 coupled to the end of the impeller arm 140 .
  • the foldable stirrer 100 according to this embodiment has been illustrated as being coupled with three impellers 180 , the present invention is not limited by the number of impellers 180 . Accordingly, the foldable stirrer according to another embodiment of the present invention may include two or four or more impellers 180 .
  • FIG. 4 to 6 illustrate a perspective view, a plan view, and a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 5 of the coupling body 102 in the stirrer 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the coupling body 102 includes a piston insertion part 104 provided in the center, and a body coupling part 120 provided at regular intervals around the piston insertion part 104. do.
  • the piston 160 is inserted into the piston insertion part 104 to move up and down.
  • one impeller arm 140 is rotatably coupled to a pair of adjacent body coupling portions 120 , and all of the impeller arms 140 are expanded or folded while rotating by a single piston 160 .
  • the coupling body 102 may be integrally formed as a single member by a material such as metal.
  • the piston insertion part 104 corresponds to the center of the three body coupling parts 120 , and has a hollow cylindrical shape and is symmetrically formed in the upper and lower portions of the coupling body 102 , respectively. And the two piston inserts 104 have an upper or lower end open and have an upper surface 106 and a lower surface 108 . Both the upper surface 106 and the lower surface 108 have a shape in which three small circles (corresponding to the moving groove 114) are partially cut on a circular surface.
  • the inner diameter of the piston insert 104 is formed to be the same as or substantially the same as the outer diameter of the heads 162 respectively formed at both ends of the piston 160 . And the head 162 may move up and down in the interior of the piston insert 104 .
  • Three moving grooves 114 are formed in the center of the piston insertion part 104 .
  • the moving groove 114 has a smaller diameter than that of the piston insertion part 104, and the insertion module 164 of the piston 160 (refer to FIG. 7) is movably inserted therein.
  • the height of the moving groove 114 may be the same as the height of the piston insert 104 as illustrated in FIG. 6 .
  • the side of the moving groove 114 has an open structure, whereby the pressing protrusion 166 (refer to FIG. 7 ) formed on the side surface of the insertion module 164 may protrude to the outside of the piston insertion unit 104 .
  • Insertion grooves 116 corresponding to regular intervals are formed between the three body coupling parts 120 .
  • the female pressing part 142 of the impeller arm 140 is rotatably inserted into the insertion groove 116 .
  • the open side of the moving groove 114 communicates with the insertion groove (116).
  • the piston insertion part 104 of the coupling body 102 has a circular cross section and is exemplified as being symmetrically formed one by one up and down
  • the present invention is based on the shape and arrangement structure of the piston inserting part 104.
  • the coupling body according to another embodiment of the present invention may include a piston insert having an elliptical or polygonal cross-section.
  • the body coupling part 120 is disposed with the same spacing around the piston insertion part 104, and in this embodiment, three body coupling parts 120 having the same size and shape are provided.
  • the body coupling unit 120 includes an insertion member 122 , a coupling member 126 , an upper support member 130 , and a lower support member 136 .
  • the insertion member 122 has a rectangular shape on its outer surface and a curved shape on its inner surface to form a circular piston insert 104 .
  • the upper support member 130 and the lower support member 136 are provided on the outer surface of the insertion member 122, and the coupling member 126 protrudes outwardly from the left and right sides thereof.
  • the inner surfaces of the three inserting members 122 are interconnected as illustrated in FIG. 5 to form one integrated coupling body 102 .
  • the length of the insertion member 122 may be formed to have a size that does not protrude to the outside by accommodating both the piston 160 at the top dead center and the bottom dead center.
  • the insertion member 122 has two side surfaces 124 . And the two adjacent side surfaces 124 are arranged parallel to each other with a constant interval. A gap formed between the side surface 124 and the side surface 124 corresponds to the insertion groove 116 . And a coupling member 126 protrudes outwardly from the center of the side surface 124 .
  • the coupling member 126 has a plate structure having a rectangular shape, and a fastening hole 128 is formed in the center thereof. A certain interval is formed between the coupling member 126 and the coupling member 126 , and the female pressing part 142 of the impeller arm 140 is rotatably inserted therebetween. A bolt (not shown) that enables the female pressing unit 142 to rotate is coupled to the fastening hole 128 .
  • the impeller arm 140 is coupled to the coupling member 126 , and the impeller 180 is coupled to the impeller arm 140 . And since the impeller 180 receives a lot of pressure by the fluid during rotation, a lot of load is concentrated on the impeller arm 140 and the coupling member 126 corresponding to the coupling portion of the impeller 180 . Accordingly, the upper support member 130 and the lower support member 136 may be provided to support the impeller arm 140 and the coupling member 126 .
  • the upper support member 130 protrudes outward from the outer surface of the insertion member 122 , and both ends thereof are respectively connected to two coupling members 126 formed in the insertion member 122 . Accordingly, the upper support member 130 serves to support the coupling member 126 . And the upper support member 130 has a first body support surface 132 and a second body support surface 134, which are respectively the first arm support surface 152 and the second arm support surface (152) of the impeller arm 140 ( 154) and serves to support an axial load (refer to the arrow in FIG. 14) and a rotational load (refer to the arrow in FIG. 15).
  • a lower support member 136 is provided under the upper support member 130 .
  • the lower support member 136 is also formed to protrude from the outer surface of the insertion member 122 , and both ends are respectively connected to the coupling member 126 to support the coupling member 126 .
  • the upper support member 130 and the lower support member 136 respectively coupled to the three insertion members 122 may be disposed to have a triangular shape (see FIG. 5 ).
  • FIGS. 9 to 11 are views illustrating the impeller arm 140 and the coupling body 102 in the state of FIG. 2 .
  • FIGS. 7 and 11 illustrate a state in which the impeller 180 is folded.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 10 .
  • the piston 160 may include three insertion modules 164 and two heads 162 .
  • the insertion module 164 may correspond to a bar having a cross-sectional shape (a shape in which a part of a circle is cut out) corresponding to the moving groove 114 .
  • the head 162 may be formed integrally with both ends of the insertion module 164, respectively, and the pressing protrusion 166 may be provided on the side thereof.
  • Three insertion modules 164 are provided corresponding to the impeller 180 and are movably inserted into the moving groove 114 .
  • the insertion module 164 is inserted into the moving groove 114 , the pressing protrusion 166 provided on the side thereof is inserted into the insertion groove 116 .
  • the head 162 is coupled to both ends of the insertion module 164 to couple the three insertion modules 162 to each other. And the head 162 located on the upper portion may be coupled to the shaft (not shown).
  • the piston 160 including the head 162 and the insertion module 164 is a single member, and the pressing protrusion 166 can rotate the impeller arm 140 while rising or falling by the inner shaft of the shaft.
  • An inner shaft 172 of the shaft may be rotatably coupled to the head 162 located at the upper portion.
  • the inner shaft 172 can be raised and lowered while rotating, and the piston 160 including the head 162 in the process of elevating and lowering the inner shaft can only move up and down without rotating.
  • the inner shaft 172 may be coupled to the head 162 located at the lower portion, and for this reason, the foldable stirrer according to the present invention may be formed in multiple stages of two or more stages.
  • the impeller arm 140 connects the coupling body 102 and the impeller 180 , and includes a female pressing part 142 and a female coupling part 146 .
  • the female pressing unit 142 has a plate structure and a fastening hole 144 is formed in the center thereof.
  • the female pressing unit 142 may be rotatably inserted between the two inserting members 122 and hinged by a fastening member (not shown). And in the insertion groove 116 in which the female pressing part 142 is located, the pressing protrusion 166 of the piston 160 may rise or fall, thereby causing the impeller 180 to unfold while the impeller arm 140 rotates. or it will be folded.
  • the female coupling part 146 has a square plate shape and is connected by being bent at an angle at the end of the female pressing part 142 .
  • a plurality of fastening holes 148 are formed in the female coupling part 146 , and a fastening member (not shown) for coupling with the impeller 180 is inserted into the fastening hole 148 .
  • a first arm support surface 152 and a second arm support surface 154 are provided at the connection portion of the female pressing part 142 and the female coupling part 146 , which are respectively the first body support surface of the coupling body 102 . While in contact with the 132 and the second body support surface 134 , the load applied to the impeller arm 140 is supported.
  • FIGS. 12 to 13 are views illustrating the piston 160 and the impeller arm 140 when the impeller 180 is unfolded.
  • FIG. 14 to 15 are views illustrating the impeller arm 140 and the coupling body 102 when the impeller 180 is unfolded.
  • the first arm support surface 152 of the impeller arm 140 supports the first body of the coupling body 102 . Face 132 and the face-to-face contact.
  • the upper support member 130 supports the axial load (see arrow) applied to the impeller arm 140 to prevent damage to the impeller arm 140 and to enable stable rotation of the impeller.
  • the second arm support surface 154 of the impeller arm 140 is in contact with the second body support surface 134 of the coupling body 102 .
  • the upper support member 130 supports the load (refer to the arrow) in the rotation direction applied to the impeller arm 140 to prevent damage to the impeller arm 140 and to enable stable rotation of the impeller.
  • the shape of the impeller 180 has been changed compared to the conventional impeller to have a size that can enter the mouth of the jaw when folded.
  • the portion affecting the flow in the impeller 180 corresponds to the end of the impeller 180 compared to the width in the direction of the coupling body 102 .
  • the width of the impeller hub portion is formed larger than that of other portions (see FIG. 1), but the present invention improves the flow performance and reduces the overall volume when the impeller 180 is folded. It is characterized by being the smallest.
  • the foldable stirrer 100 is illustrated as a single-stage stirrer by coupling one coupling body 102 to the shaft 170, but may be provided with two or more stages.
  • An inner shaft 172 that is movable up and down is provided inside the shaft 170, and the inner shaft and the shaft 170 can be screwed together.
  • the agitator 100 according to the present embodiment has a double-tube structure rotation shaft in which the inner shaft 172 is movably provided inside the shaft 170 .
  • the conventional stirrer is provided with a separate device on the outside of the shaft to fold the impeller, which causes a problem in that it easily breaks down due to the attachment of various foreign substances inside the tank. Therefore, the shaft 170 of the dual shaft structure according to the present embodiment can prevent such a problem of failure.

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Abstract

접이식 교반기가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 접이식 교반기는, 결합바디와, 결합바디에 회전 가능하게 결합하는 임펠러암과, 결합바디의 내부에 상하 이동 가능하게 삽입되고, 이동 과정에서 임펠러암을 회전시켜 임펠러가 접히고 펼쳐지게 하는 피스톤을 포함한다.

Description

접이식 교반기
본 발명은 임펠러를 접고, 펼 수 있는 접이식 교반기에 관한 것이다.
하, 폐수 처리장에서 호기조 또는 배기조 등에는 조(tank)의 내부에 이물질의 침전 방지, 플럭 생성 억제 또는 약품의 균일한 혼합 등과 같은 다양한 목적에 의해서 입형 교반기가 설치된다. 입형 교반기의 유지관리 안전성뿐 아니라 에너지 효율 및 교반효율이 입증되고 있다. 따라서 많은 현장에서 입형 교반기로 개선되고 있고 개선을 원하고 있는 추세이다. 도 1에 도시된 일반적인 입형 교반기(10)는 허브(12)의 둘레에 임펠러(14)가 볼트(16) 등과 같은 체결 부재에 의해서 고정적으로 결합된 구조를 갖는다.
종래 입형 교반기의 경우는 수중부의 대형 임펠러를 분리된 상태에서 조 하부로 반입하여 볼트로 고정(조립)하는 구조를 갖는다. 따라서 종래의 입형 교반기는 임펠러를 고정(조립)한 상태로 반입이 가능한 조 상부가 개방된 조를 가진 처리장이거나 처리량의 여유가 있어 운영 중인 조의 하폐수를 설치기간 동안 비울 수 있는 처리장에만 일부 적용 가능하였다.
그리고 유지(점검)관리 시, 종래 입형 교반기는 교반기 효율에 직접적인 영향을 주는 중요한 임펠러의 상태 확인을 하려면 하, 폐수를 모두 배출한 상태에서 조 안으로 직접 들어가 야 한다.
이는 가스가 차 있는 조 하부에 인원이 들어가야 하므로 운영자 입장에서 위험하며 번거로운 작업이다. 더구나 처리용량의 여유가 없는 처리장은 운영하고 있는 조를 비울 수 없어, 사실상 임펠러의 정밀한 상태 점검이 불가하였다.
따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 임펠러를 접고, 펼 수 있는 접이식 교반기를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 접이식 교반기는, 외부 샤프트와 외부 샤프트 내부에 상하로 이동 가능한 내부 샤프트가 삽입되며, 결합바디와, 결합바디에 회전 가능하게 결합하는 임펠러암과, 결합바디의 내부에 이동 가능하게 삽입되고, 내부 샤프트 이동 과정에서 임펠러암이 펼쳐지게 하는 피스톤을 포함한다.
본 발명에 따른 접이식 교반기는 다음과 같은 실시예들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 결합바디의 둘레에는 다수 개의 임펠러암이 결합되고, 피스톤은 다수 개의 임펠러암을 동시에 회전시킬 수 있다.
결합바디는 임펠러암이 결합하는 바디결합부와, 바디결합부의 중앙에 구비되고 피스톤이 이동 가능하게 삽입되는 피스톤삽입부를 구비하고, 인접하는 한 쌍의 바디결합부 사이에는 삽입홈이 형성되어 있으며, 피스톤은 삽입홈에 이동 가능하게 위치하는 가압돌기를 구비하고, 임펠러암은 가압돌기의 상승 또는 하강하면서 회전할 수 있다.
바디결합부는 일체로 형성되어 하나의 부재에 해당할 수 있다.
피스톤삽입부는 결합하는 임펠러암에 대응하는 수의 이동홈을 구비하고, 피스톤은 이동홈에 이동 가능하게 삽입되는 다수 개의 삽입모듈과, 삽입모듈의 양단부에 결합하는 헤드를 포함하고, 가압돌기는 삽입모듈의 일 측에 형성될 수 있다.
바디결합부는 피스톤삽입부를 형성하는 삽입부재와, 삽입부재의 일측에 형성되고 임펠러암이 결합하는 결합부재를 구비하고, 인접하는 한 쌍의 결합부재는 삽입홈의 간격만큼 이격될 수 있다.
삽입부재의 측면에는 상부지지부재 및 하부지지부재가 구비되어 있고, 상부지지부재 및 하부지지부재의 양 단부는 결합부재를 지지할 수 있다.
상부지지부재는 제1 바디지지면 및 제2 바디지지면을 구비하고, 임펠러암은 제1 바디지지면과 접하는 제1 암지지면과, 제2 바디지지면과 접하는 제2 암지지면을 구비하며, 제1 바디지지면 및 제1 암지지면은 중심 방향으로 접하고, 제2 바디지지면 및 제2 암지지면은 회전 방향으로 접할 수 있다.
임펠러암은, 삽입홈에 삽입되어 결합부재에 회전 가능하게 결합하는 암가압부와, 암가압부의 일 단부에 일정 각도로 절곡되어 형성되며 임펠러와 결합하는 암결합부를 포함할 수 있다.
바디결합부와 결합하는 샤프트와, 샤프트의 내부에 이중축 구조로 위치하고 피스톤을 가압하는 내부축을 구비할 수 있다.
접이식 교반기는 1단 이상으로 구비될 수 있다.
임펠러암에는 임펠러가 결합되고, 임펠러는 결합바디와의 연결 부분에 비해서 중앙 부분의 폭이 크게 형성될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명은 아래의 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
본 발명은 임펠러를 접고, 펼 수 있는 접이식 교반기를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 교반기를 예시하는 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 교반기를 예시하는 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 교반기의 결합바디를 예시하는 도면이다.
도 7 내지 도 8은 도 2의 상태에서 피스톤과 임펠러암을 예시하는 도면이다.
도 9 내지 도 11은 도 2의 상태에서 임펠러암 및 결합바디를 예시하는 도면이다.
도 12 내지 도 13은 도 3의 상태에서 피스톤과 임펠러암을 예시하는 도면이다.
도 14 내지 도 15는 도 3의 상태에서 임펠러암과 결합바디를 예시하는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 접이식 교반기(100)를 예시하는 도면으로서, 도 2는 3 개의 임펠러(180)가 모두 접혀 있는 상태를 예시하고, 도 3은 도 2에서 임펠러(180)가 모두 회전해서 펼쳐진 상태를 예시한다.
도 2 내지 도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 접이식 교반기(100)는 결합바디(102)의 둘레에 다수 개의 임펠러(180)가 회전 가능하게 결합되고, 모든 임펠러(180)는 동시에 회전하면서 도 2와 같이 접히거나 도 3과 같이 펼쳐지는 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 교반기(100)는 다수 개의 임펠러(180)가 접이식으로 구비됨으로써 조의 내부에 결합된 상태(도 2의 상태)로 삽입할 수 있기 때문에 조 내부의 하수를 모두 제거해야 하는 불편함을 해소할 수 있다.
본 실시예에 따른 접이식 교반기(100)는 샤프트(170, 도 14 참조)와 결합하는 결합바디(102)와, 결합바디(102)에 대해 회전 가능하게 결합하는 임펠러암(140)과, 결합바디(102)의 내부에 상하로 이동 가능하게 결합하면서 임펠러암(140)을 회전하게 하는 피스톤(160)과, 임펠러암(140)의 단부에 결합하는 임펠러(180)를 포함한다.
본 실시예에 따른 접이식 교반기(100)는 세 개의 임펠러(180)와 결합하는 것으로 예시하였지만, 본 발명은 임펠러(180)의 수에 의해서 제한되지 않는다. 따라서 본 발명의 다른 실시예에 따른 접이식 교반기는 두 개 또는 네 개 이상의 임펠러(180)를 구비할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 교반기(100)에서 결합바디(102)의 사시도, 평면도 및 도 5의 AA선에 따른 단면도를 예시한다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 결합바디(102)는 중앙에 구비된 피스톤삽입부(104)와, 피스톤삽입부(104)의 둘레에 일정한 간격으로 구비되어 있는 바디결합부(120)를 포함한다. 피스톤삽입부(104)의 내부에는 피스톤(160)이 상하로 이동 가능하게 삽입된다. 그리고 인접하는 한 쌍의 바디결합부(120)에는 하나의 임펠러암(140)이 회전 가능하게 결합하고, 모든 임펠러암(140)는 하나의 피스톤(160)에 의해서 회전하면서 펼쳐지거나 접히게 된다.
결합바디(102)는 금속 등의 재질에 의해서 하나의 부재로서 일체로 형성될 수 있다.
피스톤삽입부(104)는 세 개의 바디결합부(120)의 중앙에 해당하는 것으로, 중공의 원기둥 형상을 갖고 결합바디(102)의 상부 및 하부에 각각 대칭적으로 형성된다. 그리고 두 개의 피스톤삽입부(104)는 그 상단 또는 하단이 개방되어 있고 상면(106) 및 하면(108)을 구비한다. 상면(106) 및 하면(108)은 모두 원형의 면에 세 개의 작은 원(이동홈(114)에 해당함)이 부분적으로 절개된 형상을 갖는다.
피스톤삽입부(104)의 내경은 피스톤(160)의 양 단부에 각각 형성된 헤드(162)의 외경과 동일하거나 거의 동일하게 형성된다. 그리고 헤드(162)는 피스톤삽입부(104)의 내부에서 상하 이동할 수 있다.
피스톤삽입부(104)의 중앙에는 3개의 이동홈(114)이 형성되어 있다. 이동홈(114)은 피스톤삽입부(104)에 비해서 작은 직경을 갖는 것으로, 그 내부에는 피스톤(160)의 삽입모듈(164, 도 7 참조)이 이동 가능하게 삽입된다. 이동홈(114)의 높이는 도 6에 예시된 바와 같이 피스톤삽입부(104)의 높이와 동일하게 형성될 수 있다. 그리고 이동홈(114)의 측면은 개방된 구조를 갖는데, 이로 인해 삽입모듈(164)의 측면에 형성된 가압돌기(166, 도 7 참조)가 피스톤삽입부(104)의 외부로 돌출될 수 있다.
세 개의 바디결합부(120)의 사이에는 일정한 간격에 해당하는 삽입홈(116)이 형성되어 있다. 삽입홈(116)에는 임펠러암(140)의 암가압부(142)가 회전 가능하게 삽입된다. 그리고 이동홈(114)의 개방된 측면은 삽입홈(116)과 연통된다.
본 실시예에 따른 결합바디(102)의 피스톤삽입부(104)는 원형의 횡단면을 갖고 상하 각각 하나씩 대칭적으로 형성되는 것으로 예시하였지만, 본 발명은 피스톤삽입부(104)의 형상 및 배치 구조에 의해서 제한되지 않는다. 따라서 본 발명의 다른 실시예에 따른 결합바디는 타원 또는 다각 형상의 횡단면을 갖는 피스톤삽입부를 구비할 수 있다.
바디결합부(120)는 피스톤삽입부(104)의 둘레에 동일한 간격을 갖고 배치된 것으로, 본 실시예에서는 동일한 크기 및 형상을 갖는 3개의 바디결합부(120)가 구비되어 있다.
바디결합부(120)는 삽입부재(122), 결합부재(126), 상부지지부재(130) 및 하부지지부재(136)를 구비한다.
삽입부재(122)는 외측면이 직사각 형상을 갖고 내측면은 곡선 형상을 가져서 원형의 피스톤삽입부(104)를 형성한다. 그리고 삽입부재(122)의 외측면에는 상부지지부재(130) 및 하부지지부재(136)가 구비되어 있고, 그 좌우측에는 결합부재(126)가 외향 돌출되어 있다.
세 개의 삽입부재(122)의 내측면은 도 5에 예시된 바와 같이 상호 연결되어 일체화된 하나의 결합바디(102)를 형성한다.
삽입부재(122)의 길이는 상사점 및 하사점에서의 피스톤(160)을 모두 수용해서 외부로 돌출되지 않는 크기를 갖도록 형성될 수 있다.
삽입부재(122)는 두 개의 측면(124)을 구비한다. 그리고 인접하는 두 개 측면(124)은 일정한 간격을 갖고 상호 평행하게 배치된다. 측면(124)과 측면(124) 사이에 형성된 간격이 삽입홈(116)에 해당한다. 그리고 측면(124)의 중앙에는 결합부재(126)가 외향 돌출되어 있다.
결합부재(126)는 사각 형상을 갖는 플레이트 구조로서 그 중앙에는 체결홀(128)이 형성되어 있다. 결합부재(126)와 결합부재(126)의 사이에는 일정한 간격이 형성되어 있고, 그 사이에 임펠러암(140)의 암가압부(142)가 회전 가능하게 삽입된다. 체결홀(128)에는 암가압부(142)를 회전 가능하게 하는 볼트(도시하지 않음) 등이 결합된다.
결합부재(126)에는 임펠러암(140)이 결합되고, 임펠러암(140)에는 임펠러(180)가 결합된다. 그리고 임펠러(180)는 회전시 유체에 의해서 많은 압력을 받기 때문에, 임펠러(180)의 결합 부분에 해당하는 임펠러암(140) 및 결합부재(126)에 많은 하중이 집중된다. 따라서 임펠러암(140 )및 결합부재(126)를 지지하기 위해서 상부지지부재(130) 및 하부지지부재(136)가 구비될 수 있다.
상부지지부재(130)는 삽입부재(122)의 외측면에서 외향 돌출된 것으로 그 양단부는 삽입부재(122)에 형성된 두 개의 결합부재(126)에 각각 연결된다. 따라서 상부지지부재(130)는 결합부재(126)를 지지하는 역할을 한다. 그리고 상부지지부재(130)는 제1 바디지지면(132) 및 제2 바디지지면(134)을 구비하는데, 이들은 각각 임펠러암(140)의 제1 암지지면(152) 및 제2 암지지면(154)에 각각 접하면서 축방향 하중(도 14의 화살표 참조) 및 회전 방향 하중(도 15의 화살표 참조)을 지지하는 역할을 한다.
상부지지부재(130)의 하부에는 하부지지부재(136)가 구비되어 있다. 하부지지부재(136)도 삽입부재(122)의 외측면에 돌출 형성되고 양단부가 결합부재(126)에 각각 연결되어 결합부재(126)를 지지한다.
3개의 삽입부재(122)에 각각 결합된 상부지지부재(130) 및 하부지지부재(136)는 삼각 형상을 갖도록 배치될 수 있다(도 5 참조).
도 7 내지 도 8은 도 2의 상태에서 피스톤(160)과 임펠러암(140)을 예시하는 도면이다. 그리고 도 9 내지 도 11은 도 2의 상태에서 임펠러암(140) 및 결합바디(102)를 예시하는 도면이다.
참고로, 도 7 및 도 11에서는 임펠러(180)가 접힌 상태를 예시한다. 그리고 도 11은 도 10의 AA선에 따른 단면도이다.
도 7 내지 도 11을 참고하면, 피스톤(160)은 세 개의 삽입모듈(164) 및 두 개의 헤드(162)를 구비할 수 있다.
삽입모듈(164)은 이동홈(114)에 대응하는 단면 형상(원의 일부가 절개된 형상)을 갖는 바(bar)에 해당할 수 있다. 그리고 삽입모듈(164)의 양 단부에는 헤드(162)가 각각 일체로 형성될 수 있고, 그 측면에는 가압돌기(166)가 구비될 수 있다.
삽입모듈(164)은 임펠러(180)에 대응해서 3개가 구비되고 이동홈(114)의 내부에 이동 가능하게 삽입된다. 삽입모듈(164)이 이동홈(114)에 삽입되는 경우, 그 측면에 구비된 가압돌기(166)는 삽입홈(116)의 내부에 삽입된다.
헤드(162)는 삽입모듈(164)의 양단부에 각각 결합해서 3개의 삽입모듈(162)을 상호 결합한다. 그리고 상부에 위치하는 헤드(162)는 샤프트(도시하지 않음)와 결합할 수 있다. 헤드(162) 및 삽입모듈(164)로 이루어지는 피스톤(160)은 하나의 부재로서 샤프트의 내부축에 의해서 상승 또는 하강하면서 그 가압돌기(166)가 임펠러암(140)을 회전시킬 수 있다.
상부에 위치한 헤드(162)에는 샤프트의 내부축(172)이 회전 가능하게 결합될 수 있다. 내부축(172)은 회전하면서 승하강할 수 있는데, 내부축의 승하강 과정에서 헤드(162)를 포함하는 피스톤(160)은 회전하지 않고 승하강만 할 수 있다. 그리고 하부에 위치하는 헤드(162)에도 내부축(172)이 결합될 수 있는데, 이로 인해 본 발명에 따른 접이식 교반기는 2단 이상의 다단으로 형성될 수 있다.
임펠러암(140)은 결합바디(102)와 임펠러(180)를 연결하는 것으로, 암가압부(142) 및 암결합부(146)를 구비한다.
암가압부(142)는 플레이트 구조를 갖고 그 중앙에는 체결홀(144)이 형성되어 있다. 암가압부(142)는 두 개의 삽입부재(122) 사이에 회전 가능하게 삽입되고 체결부재(도시하지 않음)에 의해서 힌지 결합될 수 있다. 그리고 암가압부(142)가 위치하는 삽입홈(116)은 피스톤(160)의 가압돌기(166)가 상승 또는 하강할 수 있는데, 이로 인해 임펠러암(140)이 회전하면서 임펠러(180)가 펼쳐지거나 접히게 된다.
암결합부(146)는 사각 플레이트 형상을 갖고 암가압부(142)의 단부에서 일정 각도로 절곡되어 연결된다. 암결합부(146)에는 다수 개의 체결홀(148)이 형성되어 있고, 체결홀(148)에는 임펠러(180)와의 결합을 위한 체결부재(도시하지 않음)가 삽입된다.
암가압부(142)와 암결합부(146)의 연결 부분에는 제1 암지지면(152) 및 제2 암지지면(154)이 구비되어 있는데, 이들은 각각 결합바디(102)의 제1 바디지지면(132) 및 제2 바디지지면(134)과 접하면서, 임펠러암(140)에 가해지는 하중을 지지한다.
도 12 내지 도 13은 임펠러(180)가 펼쳐진 경우 피스톤(160)과 임펠러암(140)을 예시하는 도면이다.
도 12 내지 도 13을 참고하면, 피스톤(160)이 샤프트(도시하지 않음)의 내부축(도시하지 않음)과 함께 하강하는 경우 가압돌기(166)가 암가압부(142)를 하향 가압한다. 이로 인해, 임펠러암(140) 및 임펠러(180)가 90도 회전하면서 모든 임펠러(180)가 펼쳐지게 된다. 그리고 내부축의 위치가 고정되어 있는 경우 피스톤(160)도 하강한 상태를 유지하는데, 이로 인해 임펠러(180)가 펼쳐진 상태를 계속 유지할 수 있게 된다.
도 14 내지 도 15는 임펠러(180)가 펼쳐진 경우 임펠러암(140)과 결합바디(102)를 예시하는 도면이다.
도 14를 참고하면, 샤프트(170)의 내부축(172)이 하강함으로써 임펠러(180)가 펼쳐진 경우 임펠러암(140)의 제1 암지지면(152)이 결합바디(102)의 제1 바디지지면(132)과 면접촉한다. 이로 인해 임펠러암(140)에 가해지는 축방향의 하중(화살표 참조)을 상부지지부재(130)가 지지함으로써 임펠러암(140)의 파손을 방지하고 임펠러의 안정적인 회전이 가능하게 된다.
도 15를 참고하면, 임펠러(180)가 펼쳐진 경우 임펠러암(140)의 제2 암지지면(154)이 결합바디(102)의 제2 바디지지면(134)과 접한다. 이로 인해 임펠러암(140)에 가해지는 회전 방향의 하중(화살표 참조)을 상부지지부재(130)가 지지함으로써 임펠러암(140)의 파손을 방지하고 임펠러의 안정적인 회전이 가능하게 된다.
임펠러(180)는 접은 경우 조의 입구로 진입할 수 있을 크기를 갖도록 종래의 임펠러에 비해서 그 형상이 변경되었다. 특히, 임펠러(180)에서 유동에 영향을 미치는 부분은 결합바디(102) 방향의 폭에 비해서 임펠러(180)의 끝 부분에 해당한다. 종래에는 임펠러 허브 부분의 폭이 다른 부분에 비해서 크게 형성되었지만(도 1 참조), 본 발명은 유동 성능을 향상하고 임펠러(180)를 접었을 때 전체적인 부피를 줄이기 위해서 결합바디(102) 부분의 폭을 제일 작게 형성한 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 따른 접이식 교반기(100)는 샤프트(170)에 하나의 결합바디(102)가 결합되어서 1단의 교반기를 예시하였지만, 2단 이상으로 구비될 수 있다.
샤프트(170)의 내부에는 상하 이동 가능한 내부축(172)이 구비되어 있고, 내부축과 샤프트(170)는 나사 결합을 할 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 교반기(100)는 샤프트(170)의 내부에 내부축(172)이 이동 가능하게 구비된 이중관 구조 회전축을 갖는다. 종래의 교반기는 임펠러를 접기 위해서 축의 외부에 별도의 장치를 구비하는데, 이는 조 내부의 각종 이물질의 부착에 의해서 쉽게 고장이 발생하는 문제점을 유발하였다. 따라서 본 실시예에 따른 이중축 구조의 샤프트(170)는 이와 같은 고장 발생의 문제점을 예방할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 결합바디;
    상기 결합바디의 둘레에 회전 가능하게 결합하는 다수 개의 임펠러암; 및
    상기 결합바디의 내부에 상하 이동 가능하게 삽입되고, 이동 과정에서 다수 개의 상기 임펠러암이 동시에 펼쳐지거나 접히게 하는 피스톤을 포함하고,
    상기 결합바디는 상기 임펠러암이 결합하는 바디결합부와, 상기 바디결합부의 중앙에 구비되고 상기 피스톤이 이동 가능하게 삽입되는 피스톤삽입부를 구비하고,
    인접하는 한 쌍의 상기 바디결합부 사이에는 삽입홈이 형성되어 있으며,
    상기 피스톤은 상기 삽입홈에 이동 가능하게 위치하는 가압돌기를 구비하고,
    상기 임펠러암은 상기 가압돌기의 상하 이동에 의해서 회전하는 것을 특징으로 하는 접이식 교반기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바디결합부와 결합하는 샤프트와, 상기 샤프트의 내부에 이중축 구조로 위치하고 상기 피스톤과 회전 가능한 형태로 결합하는 내부축을 포함하는 것을 특징으로 하는 접이식 교반기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤에는 내부축이 회전 가능하게 연결되고,
    상기 내부축은 상기 피스톤의 상부 및 하부에 각각 연결되어 다단으로 구비될 수 있게 하는 접이식 교반기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 임펠러암에는 임펠러가 결합되고,
    상기 임펠러는 상기 결합바디와의 연결 부분에 비해서 중앙 부분의 폭이 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 접이식 교반기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤삽입부는 결합하는 임펠러암에 대응하는 수의 이동홈을 구비하고,
    상기 피스톤은 상기 이동홈에 이동 가능하게 삽입되는 다수 개의 삽입모듈과, 상기 삽입모듈의 양단부에 결합하는 헤드를 포함하고,
    상기 가압돌기는 상기 삽입모듈의 일 측에 형성되는 것을 특징으로 하는 접이식 교반기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 바디결합부는 결합부재를 구비하고,
    상기 임펠러암은, 상기 삽입홈에 삽입되어 상기 결합부재에 회전 가능하게 결합하는 암가압부와, 임펠러의 펼침 각도를 선택할 수 있도록 상기 암가압부의 일 단부에 일정 각도로 절곡되어 형성되며 임펠러와 결합하는 암결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 접이식 교반기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 바디결합부는 상기 피스톤삽입부를 형성하는 삽입부재와, 상기 삽입부재의 일측에 형성되고 상기 임펠러암이 결합하는 결합부재를 구비하고,
    인접하는 한 쌍의 상기 결합부재는 상기 삽입홈의 간격만큼 이격된 것을 특징으로 하는 접이식 교반기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 결합바디의 측면에는 상부지지부재 및 하부지지부재가 구비되어 있고,
    상기 상부지지부재 및 하부지지부재의 양 단부는 상기 결합부재를 지지하는 것을 특징으로 하는 접이식 교반기
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상부지지부재는 제1 바디지지면 및 제2 바디지지면을 구비하고,
    상기 임펠러암은 상기 제1 바디지지면과 접하는 제1 암지지면과, 상기 제2 바디지지면과 접하는 제2 암지지면을 구비하며,
    상기 제1 바디지지면 및 제1 암지지면은 중심 방향으로 접하고, 상기 제2 바디지지면 및 제2 암지지면은 회전 방향으로 접하는 것을 특징으로 하는 접이식 교반기.
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