WO2022108432A1 - 임펠러를 구비한 교반기 - Google Patents

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WO2022108432A1
WO2022108432A1 PCT/KR2022/000671 KR2022000671W WO2022108432A1 WO 2022108432 A1 WO2022108432 A1 WO 2022108432A1 KR 2022000671 W KR2022000671 W KR 2022000671W WO 2022108432 A1 WO2022108432 A1 WO 2022108432A1
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leading edge
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angle
impeller
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PCT/KR2022/000671
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김수현
Original Assignee
김수현
주식회사 부강테크
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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
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/19—Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/21—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by their rotating shafts
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • 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
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field

Definitions

  • the present invention relates to an agitator having an impeller capable of effectively generating a downflow.
  • the stirring process is a unique combined form of physical and chemical phenomena.
  • the agitation process is an essential process for removing fine particulate matter in water treatment, and in wastewater treatment, it is a process to prevent the inflow of oxygen into the tank and the destruction of aged sludge along with uniform stirring in the tank.
  • Korean Patent Registration No. 1819580 discloses a condenser having two impellers spaced apart from each other at regular intervals up and down.
  • the agglomerator described in the prior literature has a different shape of the upper impeller and the lower impeller, so that while a vortex is formed by the lower impeller, the fine flocs float and move to the upper part, and the flocs are destroyed by the upper impeller.
  • the upper impeller described in the prior art causes the fluid flow in the vertical direction while crushing the floating flocs.
  • stirrer described in the prior literature as described above is suitable for the purpose of pulverizing flocs, it has a problem in that it is difficult to uniformly stir the entire tank.
  • An embodiment of the present invention has an object to provide a stirrer capable of uniformly stirring the entire tank by effectively inducing a downflow.
  • a stirrer having an impeller according to an aspect of the present invention includes an upper impeller and a lower impeller coupled at regular intervals to the upper and lower portions of the stirrer shaft, and the upper impeller includes a hub coupled to the stirrer shaft, and around the hub It includes a plurality of impeller blades coupled at regular intervals and having the same shape, the impeller blades having a first blade coupled with an inclination angle to the hub, a second blade extending from an end of the first blade, and a second blade a third wing extending from the end of the wing and a fourth wing extending from the end of the third wing, wherein the fourth wing is positioned higher than the third wing, and the third wing is positioned higher than the second wing,
  • the second wing is positioned higher than the first wing, the bending angle of the first wing and the second wing is formed larger than the bending angle of the second wing and the third wing, and the bending angle of the second wing and the third wing
  • the fourth wing has a fourth leading edge and a fourth trailing edge, and the fourth leading edge is formed longer than the fourth trailing edge.
  • the first leading edge and the first trailing edge are bent in the rotational direction, the fourth leading edge is bent in the opposite direction of rotation, and the first wing and the second wing are connected by a straight first bent portion,
  • the second wing and the third wing are connected by a second bent part of a straight line, the third wing and the fourth wing are connected by a third bent part of a straight line, and the length of the third bent part is compared with the second bent part It is formed to be large, and the length of the second bent part is formed to be larger than the length of the first bent part.
  • the stirrer according to the present invention may have one or more of the following embodiments.
  • the lower impeller may have hydrofoil impeller blades.
  • the entire tank can be uniformly stirred by effectively generating a downflow.
  • FIG. 1 to 3 are views illustrating an upper impeller according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view illustrating a stirrer according to a first embodiment of the present invention.
  • first, second, A, and B may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
  • each configuration, process, process or method included in each embodiment of the present invention may be shared within a range that does not technically contradict each other.
  • FIG. 1 to 3 are views illustrating an upper impeller 100 according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a view illustrating a stirrer 160 according to a first embodiment of the present invention.
  • the arrow in FIG. 2 indicates the rotation direction of the upper impeller 100
  • the arrow in FIG. 4 indicates the flow of fluid generated by the rotation of the agitator 160 .
  • the upper impeller 100 is coupled to the upper portion of the lower impeller 162 in the agitator shaft 166 to induce a downflow.
  • the upper impeller 100 is provided with four impeller blades 120 around the hub 110, the impeller blades 120 are disposed at an angle of 90 degrees and all have the same size and shape.
  • the hub 110 has a hollow cylindrical shape with both an upper end and a lower end open, and a rib 112 protruding outward is provided around the hub 110 .
  • the rib 112 has a square plate shape and is disposed in the same direction and angle as the impeller blade 120 .
  • a bolt 114 for coupling with the impeller blade 120 is fastened to the rib 112 .
  • the rib 112 may be formed on the outer peripheral surface of the hub 110 at an angle of 45 degrees in the longitudinal direction thereof.
  • the rib 112 may have a rectangular plate shape having a constant thickness, and the first wing 122 of the impeller wing 120 is coupled to the lower surface thereof.
  • the impeller blade 120 includes a first blade 122 , a second blade 130 , a third blade 138 , and a fourth blade 146 each having a different size and shape.
  • the first wing 122 is coupled to the rib 112 by a bolt 114 .
  • the first wing 122 has a flat plate shape and has a first leading edge 124 and a first trailing edge 126 .
  • a plane in which the flat plate shape of the first wing 122 is positioned in space will be referred to as a first plane. That is, the first wing 122 is composed of a flat member parallel to the first plane.
  • the first leading edge 124 corresponds to the front with respect to the rotation direction of the upper impeller 100
  • the first trailing edge 126 corresponds to the rear.
  • the first wing 122 is continuously formed with the second wing 130 by the first bent portion 128 .
  • the first leading edge 124 has a shape in which a middle portion in the longitudinal direction is bent in the rotation direction of the upper impeller 100 .
  • the first trailing edge 126 also has a shape in which the middle portion in the longitudinal direction is bent in the rotation direction.
  • the first trailing edge 126 is formed to be relatively longer than the first leading edge 124 .
  • the first wing 122 may have an inclination angle of 45 degrees as in the rib 112 (see FIG. 3 ).
  • the inclination angle represents an angle formed with respect to the plane a of FIG. 3 .
  • the first bent part 128 is a connection part between the first wing 122 and the second wing 130 , and the second wing 130 is attached to the first wing 122 with respect to the first bent part 128 . It is bent downward at a certain angle with respect to (see FIG. 3). Accordingly, the second wing 130 has a smaller inclination angle than the first wing 122 .
  • the second wing 130 has a flat plate shape and has a second leading edge 132 and a second trailing edge 134 .
  • the plane in which the flat plate shape of the second wing 130 is located in the space will be referred to as a second plane. That is, the second wing 130 is composed of a flat member parallel to the second plane. 3 , the second plane is not parallel to the first plane.
  • Both the second leading edge 132 and the second trailing edge 134 have a straight shape that is not bent, and the second leading edge 132 has a shorter length than the second trailing edge 134 .
  • the second wing 130 is continuously formed at the end of the first wing 122 and is positioned higher than that of the first wing 122 .
  • a third wing 138 is continuously formed at an end of the second wing 130 , and a connection portion between the second wing 130 and the third wing 138 corresponds to the second bent portion 136 .
  • the second bent portion 136 has a linear shape and is formed to be relatively longer than the first bent portion 128 .
  • the second wing 130 and the third wing 138 are bent at a predetermined angle with respect to the second bent part 136 , and the angle of the bending is that of the first wing 122 and the second wing 130 . It is formed smaller than the first bent portion 128 .
  • the third wing 138 has a flat plate shape and has a third leading edge 140 and a third trailing edge 142 .
  • a plane in which the flat plate shape of the third wing 138 is positioned in space will be referred to as a third plane. That is, the third wing 138 is composed of a flat member parallel to the third plane. 3 , the third plane is not parallel to any of the first and second planes.
  • Both the third leading edge 140 and the third trailing edge 142 have a straight shape that is not bent, and the third leading edge 140 is formed longer than the third trailing edge 142 .
  • the third wing 138 is formed continuously at the end of the second wing 130 and is positioned higher than that of the second wing 130 .
  • a fourth wing 146 is continuously formed at an end of the third wing 138 , and a connection portion between the third wing 138 and the fourth wing 146 corresponds to the third bent portion 144 .
  • the third bent portion 144 has a straight shape and is longer than the second bent portion 136 .
  • the third wing 138 and the fourth wing 146 are bent at a certain angle based on the third bent part 144 , and the angle of the bending is the second wing 130 and the third wing 138 . It is formed smaller than the second bent portion 136 .
  • the fourth wing 146 has a flat plate shape and has a fourth leading edge 148 and a fourth trailing edge 150 .
  • a plane in which the flat plate shape of the fourth wing 146 is positioned in space will be referred to as a fourth plane. That is, the fourth wing 146 is constituted by a flat member parallel to the fourth plane. 3 , the fourth plane is not parallel to any of the first to third planes.
  • the fourth trailing edge 150 has a straight shape that is not bent, and the fourth leading edge 148 is longer than the fourth trailing edge 142 .
  • the fourth wing 146 is positioned higher than the third wing 138 .
  • the fourth leading edge 148 is bent in a direction opposite to the rotation, and the bending point is formed adjacent to the third bent portion 144 compared to the end of the fourth wing 146 .
  • the impeller blade 120 having the above configuration forms a downward flow that moves the fluid to the lower portion by rotation.
  • the stirrer 160 according to the first embodiment of the present invention is inserted into the tank 168 to stir the fluid, and the upper impeller 100 and the lower impeller 162 are the stirrer shafts ( 166) has a structure combined with a certain interval on the top and bottom.
  • the upper impeller 100 forms a downward flow that draws the surrounding fluid and moves it in the direction of the lower impeller 162 positioned below the upper impeller 100 .
  • the lower impeller 162 stirs the fluid moving downward by the upper impeller 100 so that it moves in the lateral direction and upward.
  • a smooth fluid flow can be formed inside the tank 168 by such an upper impeller 100 and a lower impeller 162 .
  • the lower impeller 162 may correspond to an impeller having a hydrofoil shape.
  • the stirrer 160 is provided with the upper impeller 100 having the shape illustrated in FIGS. 1 to 4 to form a downflow, thereby forming a smooth fluid flow inside the tank 168 even with a small amount of power required. can do.

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Abstract

임펠러를 구비한 교반기를 개시한다. 본 실시예의 일 측면에 의하면, 효과적으로 하향류를 유발해서 조 전체를 균일하게 교반할 수 있는 교반기를 제공한다.

Description

임펠러를 구비한 교반기
본 발명은 효과적으로 하향류를 발생시킬 수 있는 임펠러를 구비한 교반기에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
수처리 공정 중에서 교반 공정은 물리적 및 화학적 현상의 독특한 결합된 형태의 공정이다. 교반 공정은 상수 처리에서 미세한 입자성 물질을 제거하기 위한 필수 처리 공정이고, 하폐수 처리에서는 조 내부의 균일한 교반과 함께 조 내부 산소 유입 방지 및 숙성 슬러지 파괴 방지 역할을 하기 위한 공정이다.
정수 및 하수 처리 공정에서 어떤 형상의 임펠러를 사용하는지 여부에 따라서 처리수의 수질에 큰 차이가 발생한다. 또한, 임펠러의 구조에 따라서 임펠러를 회전시키기 위한 에너지의 소모량이 달라질 뿐만 아니라 임펠러 제작의 난이도가 결정된다. 따라서 최적의 교반 효과를 얻기 위해서는 처리하고자 하는 원수의 특성에 적합한 형상을 갖는 임펠러를 사용하는 것이 필요하다.
한편, 조의 크기가 크거나 처리해야 하는 원수의 양이 많은 경우 하나의 회전축에 두 개 이상의 임펠러를 결합한 교반기가 사용된다. 대한민국 등록특허 제1819580호에는 상하 일정 간격 이격된 두 개의 임펠러가 구비된 응집기가 개시되어 있다. 상기 선행문헌에 기재된 응집기는 상부 임펠러와 하부 임펠러의 형상이 상이하여, 하부 임펠러에 의해서 와류가 형성되면서 미세 플록이 부유해서 상부로 이동하고 상부 임펠러에 의해서 플록이 파괴되는 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 상기 선행문헌에 기재된 상부 임펠러는 부유한 플록을 분쇄하면서 상하 방향의 유체 흐름을 유발한다.
상기와 같은 선행문헌에 기재된 교반기는 플록을 분쇄하는 목적에는 적합하지만 조 전체를 균일하게 교반하는 것은 어렵다는 문제점을 갖는다.
본 발명의 일 실시예는, 효과적으로 하향류를 유발해서 조 전체를 균일하게 교반할 수 있는 교반기를 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 임펠러를 구비하는 교반기는, 교반기축의 상부 및 하부에 일정한 간격으로 결합된 상부임펠러 및 하부임펠러를 포함하고, 상부임펠러는, 교반기축에 결합하는 허브와, 허브의 둘레에 일정한 간격을 갖고 결합되며 동일한 형상을 갖는 다수 개의 임펠러 날개를 포함하며, 임펠러 날개는, 허브에 경사각을 갖고 결합되는 제1 날개와, 제1 날개의 단부에서 연장된 제2 날개와, 제2 날개의 단부에서 연장된 제3 날개와, 제3 날개의 단부에서 연장된 제4 날개를 포함하고, 제4 날개는 제3 날개에 비해서 높게 위치하고, 제3 날개는 제2 날개에 비해서 높게 위치하며, 제2 날개는 제1 날개에 비해서 높게 위치하고, 제1 날개와 제2 날개의 절곡 각도는 제2 날개와 제3 날개의 절곡 각도에 비해서 크게 형성되며, 제2 날개와 제3 날개의 절곡 각도는 제3 날개와 제4 날개의 절곡 각도에 비해서 크게 형성되고, 제1 날개는 제1 리딩 엣지 및 제1 트레일링 엣지를 구비하며, 제1 리딩 엣지는 제1 트레일링 엣지에 비해서 짧게 형성되고, 제2 날개는 제2 리딩 엣지 및 제2 트레일링 엣지를 구비하며, 제2 리딩엣지는 제2 트레일링 엣지에 비해서 짧게 형성되고, 제3 날개는 제3 리딩 엣지 및 제3 트레일링 엣지를 구비하며, 제3 리딩엣지는 제3 트레일링 엣지에 비해서 길게 형성되고, 제4 날개는 제4 리딩 엣지 및 제4 트레일링 엣지를 구비하며, 제4 리딩엣지는 제4 트레일링 엣지에 비해서 길게 형성되고, 제1 리딩 잇지 및 제1 트레일링 엣지는 회전 방향으로 절곡되며, 제4 리딩 엣지는 회전 반대 방향으로 절곡되고, 제1 날개와 제2 날개는 직선의 제1 절곡부에 의해서 연결되고, 제2 날개와 제3 날개는 직선의 제2 절곡부에 의해서 연결되며, 제3 날개와 제4 날개는 직선의 제3 절곡부에 의해서 연결되고, 제3 절곡부의 길이는 제2 절곡부에 비해서 크게 형성되며, 제2 절곡부의 길이는 제1 절곡부의 길이에 비해서 크게 형성된다.
본 발명에 따른 교반기는 다음과 같은 실시예들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 하부임펠러는 하이드로 포일 임펠러 날개를 구비할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 효과적으로 하향류를 생성해서 조 전체를 균일하게 교반할 수 있는 장점이 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 상부임펠러를 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 교반기를 예시하는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 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 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 상부임펠러(100)를 예시하는 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 교반기(160)를 예시하는 도면이다.
참고로, 도 2에서 화살표는 상부임펠러(100)의 회전 방향을 나타내고, 도 4의 화살표는 교반기(160)의 회전에 의해 발생하는 유체의 흐름을 나타낸다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 상부임펠러(100)는 교반기축(166)에서 하부임펠러(162)의 상부에 결합되는 것으로 하향류를 유발한다. 상부임펠러(100)는 허브(110)의 둘레에 네 개의 임펠러 날개(120)가 구비되어 있고, 임펠러 날개(120)는 90도의 각도로 배치되고 모두 동일한 크기 및 형상을 갖는다.
허브(110)는 상단 및 하단이 모두 개방된 중공의 원기둥 형상을 갖고, 그 둘레에는 외향 돌출된 리브(112)가 구비되어 있다. 리브(112)는 사각 플레이트 형상을 갖고 임펠러 날개(120)와 동일한 방향 및 각도로 배치된다. 그리고 리브(112)에는 임펠러 날개(120)와의 결합을 위한 볼트(114)가 체결된다. 리브(112)는 허브(110)의 외주면에 그 길이 방향으로 45도의 각도로 형성될 수 있다.
리브(112)는 일정한 두께를 갖는 사각 플레이트 형상을 가질 수 있고 그 하면에 임펠러 날개(120)의 제1 날개(122)가 결합한다.
임펠러 날개(120)는 각각 상이한 크기 및 형상을 갖는 제1 날개(122), 제2 날개(130), 제3 날개(138) 및 제4 날개(146)를 구비한다.
제1 날개(122)는 리브(112)에 볼트(114)에 의해서 결합된다. 그리고 제1 날개(122)는 평편한 플레이트 형상을 갖고 제1 리딩 엣지(124) 및 제1 트레일링 엣지(126)를 갖는다. 여기서 제1 날개(122)의 평편한 플레이트 형상이 공간 상에 위치하는 평면을 제1 평면이라 지칭하기로 한다. 즉, 제1 날개(122)는 제1 평면에 평행한 편평형 부재로 구성되어 있다. 제1 리딩 엣지(124)는 상부임펠러(100)의 회전 방향에 대해서 전방에 해당하고, 제1 트레일링 엣지(126)는 후방에 해당한다. 또한, 제1 날개(122)는 제1 절곡부(128)에 의해서 제2 날개(130)와 연속적으로 형성된다.
제1 리딩 엣지(124)는 길이 방향의 중간 부분이 상부임펠러(100)의 회전 방향으로 절곡된 형상을 갖는다. 그리고 제1 트레일링 엣지(126)도 길이 방향의 중간 부분이 회전 방향으로 절곡된 형상을 갖는다. 또한, 제1 트레일링 엣지(126)는 제1 리딩 엣지(124)에 비해서 상대적으로 길게 형성된다.
제1 날개(122)는 평면 형상을 갖기 때문에 리브(112)와 동일하게 45도의 경사각을 가질 수 있다(도 3 참조). 여기서, 경사각은 도 3의 a 평면에 대해서 이루는 각도를 나타낸다.
제1 절곡부(128)는 제1 날개(122)와 제2 날개(130)의 연결 부분으로서, 제1 절곡부(128)를 기준으로 제2 날개(130)가 제1 날개(122)에 대해 일정 각도로 하향 절곡된다(도 3 참조). 따라서, 제2 날개(130)는 제1 날개(122)에 비해서 작은 경사각을 갖는다.
제2 날개(130)는 평편한 플레이트 형상을 갖고 제2 리딩 엣지(132) 및 제2 트레일링 엣지(134)를 구비한다. 여기서, 제2 날개(130)의 평편한 플레이트 형상이 공간 상에 위치하는 평면을 제2 평면이라 지칭하기로 한다. 즉, 제2 날개(130)는 제2 평면에 평행한 편평형 부재로 구성되어 있다. 도 3에 명백히 도시된 바와 같이, 제2 평면은 제1 평면과 평행하지 않다. 제2 리딩 엣지(132) 및 제2 트레일링 엣지(134)는 모두 절곡되지 않은 직선 형상을 갖고, 제2 리딩 엣지(132)는 제2 트레일링 엣지(134)에 비해서 짧은 길이를 갖는다. 제2 날개(130)는 제1 날개(122)의 단부에서 연속적으로 형성되고 제1 날개(122)에 비해서 더욱 높게 위치한다.
제2 날개(130)의 단부에는 제3 날개(138)가 연속적으로 형성되어 있고, 제2 날개(130)와 제3 날개(138)의 연결 부분이 제2 절곡부(136)에 해당한다. 제2 절곡부(136)는 직선 형상을 갖고 제1 절곡부(128)에 비해서 상대적으로 길게 형성된다. 그리고 제2 절곡부(136)를 기준으로 제2 날개(130)와 제3 날개(138)가 일정 각도로 절곡되는데, 그 절곡의 각도는 제1 날개(122)와 제2 날개(130)의 제1 절곡부(128)에 비해 작게 형성된다.
제3 날개(138)는 평편한 플레이트 형상을 갖고 제3 리딩 엣지(140) 및 제3 트레일링 엣지(142)를 구비한다. 여기서 제3 날개(138)의 평편한 플레이트 형상이 공간 상에 위치하는 평면을 제3 평면이라 지칭하기로 한다. 즉, 제3 날개(138)는 제3 평면에 평행한 편평형 부재로 구성되어 있다. 도 3에 명백히 도시된 바와 같이, 제3 평면은 제1 및 제2 평면 중 어느 것과도 평행하지 않다. 제3 리딩 엣지(140) 및 제3 트레일링 엣지(142)는 모두 절곡되지 않은 직선 형상을 갖고, 제3 리딩 엣지(140)는 제3 트레일링 엣지(142)에 비해서 길게 형성된다. 제3 날개(138)는 제2 날개(130)의 단부에서 연속적으로 형성되고 제2 날개(130)에 비해서 더욱 높게 위치한다.
제3 날개(138)의 단부에는 제4 날개(146)가 연속적으로 형성되어 있고, 제3 날개(138)와 제4 날개(146)의 연결 부분이 제3 절곡부(144)에 해당한다. 제3 절곡부(144)는 직선 형상을 갖고 제2 절곡부(136)에 비해서 길게 형성된다. 그리고 제3 절곡부(144)를 기준으로 제3 날개(138)와 제4 날개(146)가 일정 각도로 절곡되는데, 그 절곡의 각도는 제2 날개(130)와 제3 날개(138)의 제2 절곡부(136)에 비해서 작게 형성된다.
제4 날개(146)는 평편한 플레이트 형상을 갖고 제4 리딩 엣지(148) 및 제4 트레일링 엣지(150)를 구비한다. 여기서 제4 날개(146)의 평편한 플레이트 형상이 공간 상에 위치하는 평면을 제4 평면이라 지칭하기로 한다. 즉, 제4 날개(146)는 제4 평면에 평행한 편평형 부재로 구성되어 있다. 도 3에 명백히 도시된 바와 같이, 제4 평면은 제1 내지 제3 평면 중 어느 것과도 평행하지 않다. 제4 트레일링 엣지(150)는 절곡되지 않는 직선 형상을 갖고, 제4 리딩 엣지(148)는 제4 트레일링 엣지(142)에 비해서 길게 형성된다. 또한, 제4 날개(146)는 제3 날개(138)에 비해서 더욱 높게 위치한다.
제4 리딩 엣지(148)는 회전 반대 방향으로 절곡 형성되고, 그 절곡 지점은 제4 날개(146)의 단부에 비해서 제3 절곡부(144)에 인접하게 형성된다.
상기와 같은 구성을 갖는 임펠러 날개(120)는 회전에 의해서 유체를 그 하부로 이동하게 하는 하향류를 형성한다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 교반기(160)는 조(168)의 내부에 삽입되어 유체를 교반하는 것으로, 상부임펠러(100) 및 하부임펠러(162)가 교반기축(166)의 상하에 일정 간격을 갖고 결합된 구조를 갖는다. 상부임펠러(100)는 그 주변의 유체를 끌어 당겨서 그 하부에 위치하는 하부임펠러(162) 방향으로 이동하게 하는 하향류를 형성한다. 그리고 하부임펠러(162)는 상부임펠러(100)에 의해서 하향 이동하는 유체를 교반해서 측방향 및 상향 이동하게 한다. 이와 같은 상부임펠러(100) 및 하부임펠러(162)에 의해서 조(168)의 내부에 원활한 유체 흐름이 형성될 수 있다.
하부임펠러(162)는 하이드로포일(hydrofoil) 형상을 갖는 임펠러에 해당할 수 있다.
본 실시예에 따른 교반기(160)는 도 1 내지 도 4에 예시된 형상을 갖는 상부임펠러(100)를 구비해서 하향류를 형성함으로써 적은 소요 전력으로도 조(168) 내부에 원활한 유체 흐름을 형성할 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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Claims (2)

  1. 교반기축에 결합된 상부임펠러를 포함하고,
    상기 상부임펠러는, 상기 교반기축에 결합하는 허브와, 상기 허브의 둘레에 일정한 간격을 갖고 결합되며 동일한 형상을 갖는 다수 개의 임펠러 날개를 포함하며,
    상기 임펠러 날개는, 상기 허브에 경사각을 갖고 결합되고 제1 평면에 평행한 편평형 부재로 구성된 제1 날개와, 상기 제1 날개의 단부에서 연장되고 제2 평면에 평행한 편평형 부재로 구성된 제2 날개와, 상기 제2 날개의 단부에서 연장되고 제3 평면에 평행한 편평형 부재로 구성된 제3 날개와, 상기 제3 날개의 단부에서 연장되고 제4 평면에 평행한 편평형 부재로 구성된 제4 날개를 포함하고,
    상기 제4 날개는 상기 제3 날개에 비해서 높게 위치하고, 상기 제3 날개는 상기 제2 날개에 비해서 높게 위치하며, 상기 제2 날개는 상기 제1 날개에 비해서 높게 위치하고,
    상기 제1 날개와 상기 제2 날개는 직선의 제1 절곡부에 의해서 연결되고, 상기 제2 날개와 상기 제3 날개는 직선의 제2 절곡부에 의해서 연결되며, 상기 제3 날개와 상기 제4 날개는 직선의 제3 절곡부에 의해서 연결되고,
    상기 제1 날개와 상기 제2 날개 사이의 절곡 각도는 상기 제2 날개와 상기 제3 날개 사이의 절곡 각도에 비해서 크게 형성되며, 상기 제2 날개와 상기 제3 날개 사이의 절곡 각도는 상기 제3 날개와 상기 제4 날개 사이의 절곡 각도에 비해서 크게 형성되되, 상기 교반기축과 직교하는 평면(a)에 대하여 상기 제1 날개가 이루는 각도는 상기 제2 날개가 이루는 각도보다 크고 상기 제2 날개가 이루는 각도는 상기 제3 날개가 이루는 각도보다 크며 상기 제3 날개가 이루는 각도는 상기 제4 날개가 이루는 각도보다 크게 형성되고,
    상기 제1 날개는 제1 리딩 엣지 및 제1 트레일링 엣지를 구비하며, 상기 제1 리딩 엣지는 상기 제1 트레일링 엣지에 비해서 짧게 형성되고,
    상기 제2 날개는 제2 리딩 엣지 및 제2 트레일링 엣지를 구비하며, 상기 제2 리딩엣지는 상기 제2 트레일링 엣지에 비해서 짧게 형성되고,
    상기 제3 날개는 제3 리딩 엣지 및 제3 트레일링 엣지를 구비하며, 상기 제3 리딩엣지는 상기 제3 트레일링 엣지에 비해서 길게 형성되고,
    상기 제4 날개는 제4 리딩 엣지 및 제4 트레일링 엣지를 구비하며, 상기 제4 리딩엣지는 상기 제4 트레일링 엣지에 비해서 길게 형성되고,
    상기 제1 리딩 엣지 및 상기 제1 트레일링 엣지는 회전 방향으로 절곡되어 상기 제1 날개는 하나의 평면 상의 오목 육각형을 형성하며, 상기 제4 리딩 엣지는 회전 반대 방향으로 절곡되어 상기 제4 날개는 하나의 평면 상의 볼록 오각형을 형성하고,
    상기 제3 절곡부의 길이는 상기 제2 절곡부에 비해서 크게 형성되며, 상기 제2 절곡부의 길이는 상기 제1 절곡부의 길이에 비해서 크게 형성되고,
    상기 제2 평면에서 상기 제2 리딩 엣지에 대한 상기 제1 절곡부의 각도는 상기 제3 평면에서 상기 제3 리딩 엣지에 대한 상기 제2 절곡부의 각도보다 크게 형성되며, 상기 제3 평면에서 상기 제3 리딩 엣지에 대한 상기 제2 절곡부의 각도는 상기 제4 평면에서 상기 제4 리딩 엣지에 대한 상기 제3 절곡부의 각도보다 작게 형성되는 임펠러를 구비하는 교반기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부임펠러를 단독으로 구성하거나 하부에다단의 축류형 또는 방사류형 하부임펠러를 구비하는 것을 특징으로 하는 임펠러를 구비하는 교반기.
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