KR102314580B1

KR102314580B1 - 교반기

Info

Publication number: KR102314580B1
Application number: KR1020210030496A
Authority: KR
Inventors: 허학재; 박종윤
Original assignee: (주)효성엔바이로; 한국수자원공사
Priority date: 2021-03-09
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2021-10-18
Anticipated expiration: 2041-03-09

Abstract

본 발명은 상승되는 물을 잘게 분쇄하고 와류를 형성하여 물과 응집제가 순간적으로 혼화될 수 있도록 하는 교반기에 관한 것으로, 본 교반기는 혼화조(10)와, 상기 혼화조(10)의 내부에 설치되는 교반통(20)과, 상기 교반통(20)에 연결되는 응집제공급부(30)와, 상기 교반통(20)에 설치되는 교반부(40)와, 상기 교반통(20)의 내측 하부에 설치되는 분쇄판(50)을 포함한다.

Description

교반기{MIXING APPARATUS}

본 발명은 교반기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상승되는 물을 잘게 분쇄하고 와류를 형성하여 물과 응집제가 순간적으로 혼화될 수 있도록 하는 교반기에 관한 것이다.

일반적으로 교반기는 정수장 등에서 원수 중의 유기 및 무기 오염물질을 응집시키는 응집제로 흡착, 중화시켜 응집 침전 또는 가압 부상시킴으로서 오염물질을 제거하는 공정에서 응집제를 원수에 투입시켜 교반시키는 장치를 말한다.

이와 같이 교반기가 사용되는 응집제 혼화 공정은 응집제를 가능한 짧은 시간 내에 원수에 균등하게 분사시켜 응집제와 원수 중의 유기 및 무기 오염물질과의 접촉 및 반응이 효율적으로 이루어지도록 하는 정수과정 중의 가장 중요한 공정이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 종래의 교반기는 하면에 유입구(101)를 갖고 상부 일측에 배출구(102)를 갖는 혼화조(100)와, 상기 혼화조(100)의 내부에 응집제를 공급하도록 상기 혼화조(100)의 외부에서 내부로 구비되는 약품공급관(200)과, 상기 혼화조(100)의 외부에 설치되는 모터(301)와 상기 모터(301)에 장착되고 상기 혼화조(100)를 관통하여 수직으로 구비되는 회전축(302)과 상기 회전축(302)의 하단에 장착되어 회전되면서 응집제와 원수를 교반시키는 교반날(303)을 갖는 교반부(300)를 포함한다.

이와 같이 구성되는 종래의 교반기는 모터(301)의 구동에 의해 회전축(302)이 회전되면서 교반날(303)이 회전되고, 이와 같은 상기 교반날(303)의 회전에 의해 약품공급관(200)을 통해 혼화조(100)의 내부로 공급된 응집제 등의 약품과 유입구(101)를 통해 상기 혼화조(100)에 유입된 원수가 혼합된 후에 배출구(102)를 통해 외부로 배출되는 것이다.

그런데, 상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.

종래의 교반기는 직경이 큰 교반날을 사용하는데, 이런 교반날은 그 회전속도가 상대적으로 느림으로써, 응집제의 주입 시에 순간적인 혼화가 이루어지지 않아 교반효율이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

등록특허 제10-1044406호 "혼화용 급속 교반장치"(2011.06.20.)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 상승되는 물을 잘게 분쇄하고 와류를 형성하여 물과 응집제가 순간적으로 혼화될 수 있도록 하는 교반기를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 "교반기"는, 밀폐된 구조로 형성되고, 원수가 유입되도록 하면 중앙에 유입구가 형성되며, 응집제와 혼화된 원수가 배출되도록 상부 일측에 배출구가 형성되는 혼화조와; 상기 유입구를 통해 유입되는 원수가 상부방향으로 통과되도록 상기 유입구의 상부를 감싸는 상태로 상기 혼화조의 내측 하면에 설치되고, 상하가 개방된 교반통과; 상기 혼화조의 상부로 외부와 연결되어 응집제가 공급되는 응집제공급관과, 상기 응집제공급관의 단부에 연결되고 점차 관로가 좁아져 승압시키는 오리피스와, 상기 오리피스에 연결되고 하부로 절곡되어 상기 교반통의 내부 일측으로 이어지며 하단이 막혀있는 연결관과, 상기 연결관의 하단 둘레에 다수개로 형성되어 수평으로 응집제를 분사시키는 분사공과, 상기 연결관을 둘러싸고 상기 혼화조에 장착되는 지지관을 포함하는 응집제공급부와; 상기 교반통의 상부로 상기 혼화조의 외부에 설치되는 모터와, 상기 혼화조를 관통하여 상기 교반통의 내측 중앙에 수직으로 구비되는 회전축과, 상기 분사공의 일측으로 상기 회전축의 하단에 장착되어 회전되면서 응집제와 원수를 교반시키는 교반날과, 상기 교반통의 상단에 수평으로 장착되어 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링지지대를 포함하는 교반부와; 상기 교반날의 하부로 상기 교반통에 수평으로 장착되고, 상기 교반통의 하부에서 상승되는 물이 분쇄되어 와류가 형성되도록 하는 분쇄판을; 포함하고, 상기 분쇄판은, 내경 40 내지 60mm의 크기의 구멍이 전체 면적의 50 내지 80%로 형성되는 금속재질의 판으로 이루어진 제1 타공판과, 내경 20 내지 30mm의 크기의 구멍이 전체 면적의 50 내지 80%로 형성되는 금속재질의 판으로 이루어진 제2 타공판과, 상기 제1 타공판과 동일한 구조로 형성되고 상기 제2 타공판의 하면에 엇갈리게 부착되는 제3 타공판과, 상기 제2 타공판과 동일한 구조로 형성되고 상기 제3 타공판의 하면에 엇갈리게 부착되는 제4 타공판을, 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "교반기"의 상기 분쇄판은, 상기 교반날의 하부로 상기 교반통의 내측에 다수개가 상하로 다단으로 장착되고, 상기 교반기는, 상기 교반통의 내측 하부 양측에서 수직으로 구비되는 한 쌍의 유입관과, 각각의 상기 유입관의 상단에 연결되고 상기 유입관보다 상대적으로 내경이 좁게 형성되며 수평으로 절곡되어 상기 교반통의 외측으로 관통되는 관통관과, 각각의 상기 관통관의 단부에 연결되고 수직으로 구비되는 수직관과, 상기 수직관에 수평으로 연결되고 상기 분쇄판과 분쇄판의 사이로 상기 교반통을 관통하여 구비되며 상기 분쇄판과 분쇄판의 내측에 수평으로 물을 분사하여 상기 분쇄판을 통해 상승하는 물에 와류를 형성하는 다수의 분사노즐을, 포함하는 와류형성부를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 상승되는 물을 잘게 분쇄하고 와류를 형성하여 물과 응집제가 순간적으로 혼화될 수 있고, 그에 따라 교반효율이 현저히 상승되는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 교반기의 개략적인 종단면도,
도 2 내지 도 4는 도 1의 요부 확대도,
도 5는 본 발명에 따른 교반기의 분쇄판을 보인 개략적인 구성도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 교반기의 개략적인 요부 확대 종단면도,
도 7은 종래의 교반기를 보인 개략적인 종단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 교반기의 개략적인 도면들이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교반기는 혼화조(10)와, 상기 혼화조(10)의 내부에 설치되는 교반통(20)과, 상기 교반통(20)에 연결되는 응집제공급부(30)와, 상기 교반통(20)에 설치되는 교반부(40)와, 상기 교반통(20)의 내측 하부에 설치되는 분쇄판(50)을 포함한다.

상기 혼화조(10)는 밀폐된 구조로 형성되고 원수가 유입되도록 하면 중앙에 유입구(11)가 형성되며 응집제와 혼화된 원수가 배출되도록 상부 일측에 배출구(12)가 형성되는 것으로, 상기 교반통(20)을 포함하는 제반 부품이 설치되는 장소를 제공하면서 약품이 원수와 혼화되는 공간을 제공하는 역할을 한다.

상기 유입구(11)는 상기 혼화조(10)의 하면에서 내측으로 연통되게 형성되는 것으로, 원수가 상기 혼화조(10)의 하면에서 그 내부를 향해 수직 방향으로 상승되면서 유입되는 통로를 제공하는 역할을 한다. 상기 배출구(12)는 상기 혼화조(10)의 내측 상부에서 외측으로 수평으로 연통되게 형성되는 것으로, 상기 혼화조(10)에 약품과 혼화된 원수가 외부를 향해 수평으로 배출되는 통로를 제공하는 역할을 한다.

상기 교반통(20)은 상기 유입구(11)를 통해 유입되는 원수가 상부방향으로 통과되도록 상기 유입구(11)의 상부를 감싸는 상태로 상기 혼화조(10)의 내측 하면에 설치되고 상하가 개방된 것으로, 상기 혼화조(10)보다 상대적으로 제한된 공간에서 응집제와 원수가 급속도로 혼화될 수 있도록 하는 것이다.

상기 응집제공급부(30)는 상기 혼화조(10)에서 상기 교반통(20)의 내측으로 설치되는 것으로, 상기 혼화조(10)의 외부에서 상기 교반통(20)의 내부로 응집제를 공급시키는 역할을 한다.

이와 같은 상기 응집제공급부(30)는 상기 혼화조(10)의 상부로 외부와 연결되어 응집제가 공급되는 응집제공급관(31)과, 상기 응집제공급관(31)의 단부에 연결되고 점차 관로가 좁아져 승압시키는 오리피스(32)와, 상기 오리피스(32)에 연결되고 하부로 절곡되어 상기 교반통(20)의 내부 일측으로 이어지며 하단이 막혀있는 연결관(33)과, 상기 연결관(33)의 하단 둘레에 다수개로 형성되어 수평으로 응집제를 분사시키는 분사공(34)과, 상기 연결관(33)을 둘러싸고 상기 혼화조(10)에 장착되는 지지관(35)을 포함한다.

상기 응집제공급관(31)은 외부에 응집제가 저장된 응집제저장탱크에서 관로상에 설치되는 공급펌프를 통해 혼화조(10)의 외부로 응집제를 공급하는 역할을 한다. 상기 오리피스(32)는 응집제의 이동 관로를 좁혀 응집제의 유동중의 압력을 상승시키는 역할을 한다.

상기 연결관(33)은 상기 오리피스(32)를 통과하여 압력이 상승된 응집제가 상기 교반통(20)의 내부까지 이동되는 관로를 제공하는 역할을 하고, 상기 분사공(34)은 상기 연결관(33)의 단부에서 수평으로 응집제가 분사되는 상태로 공급되도록 하는 것이다. 상기 지지관(35)은 상기 연결관(33)을 고정하여 지지하는 역할을 한다.

상기 교반부(40)는 상기 교반통(20)의 상부로 상기 혼화조(10)의 외부에 설치되는 모터(41)와, 상기 혼화조(10)를 관통하여 상기 교반통(20)의 내측 중앙에 수직으로 구비되는 회전축(42)과, 상기 분사공(34)의 일측으로 상기 회전축(42)의 하단에 장착되어 회전되면서 응집제와 원수를 교반시키는 교반날(43)과, 상기 교반통(20)의 상단에 수평으로 장착되어 상기 회전축(42)을 회전 가능하게 지지하는 베어링지지대(44)를 포함한다.

이와 같은 상기 교반부(40)는 상기 모터(41)의 구동에 의해 상기 회전축(42)이 회전되면서 상기 교반날(43)을 회전시켜 상기 교반통(20)의 내부에서 원수와 약품을 교반시켜 약품이 원수에 혼화되도록 하는 것이다. 상기 베어링지지대(44)는 상기 회전축(42)을 베어링으로 회전 가능하게 지지하는 역할을 한다.

상기 분쇄판(50)은 상기 교반날(43)의 하부로 상기 교반통(20)에 수평으로 장착되는 것으로, 상기 교반통(20)의 하부에서 상승되는 물이 분쇄되어 와류를 형성하면서 응집제와의 혼화가 보다 신속하면서 안정적으로 이루어지도록 하는 것이다.

이와 같은 상기 분쇄판(50)은 도 5에 도시된 바와 같이 내경 40 내지 60mm의 크기의 구멍이 전체 면적의 50 내지 80%로 형성되는 금속재질의 판으로 이루어진 제1 타공판(51)과, 내경 20 내지 30mm의 크기의 구멍이 전체 면적의 50 내지 80%로 형성되는 금속재질의 판으로 이루어진 제2 타공판(52)과, 상기 제1 타공판(51)과 동일한 구조로 형성되고 상기 제2 타공판(52)의 하면에 엇갈리게 부착되는 제3 타공판(53)과, 상기 제2 타공판(52)과 동일한 구조로 형성되고 상기 제3 타공판(53)의 하면에 엇갈리게 부착되는 제4 타공판(54)을 포함한다.

상기 제1 타공판(51)은 상대적으로 큰 구멍을 가지는 금속재 판으로 구비되고 상기 제2 타공판(52)은 상대적으로 작은 구멍을 가지는 금속재 판으로 구비되어 상기 제1 타공판(51)과 제2 타공판(52)은 그 구멍의 크기가 서로 달라 구멍이 서로 엇갈리게 되면서 상승되는 물이 통과되면서 분쇄되도록 하는 것이다.

아울러 상기 제3 타공판(53)과 제4 타공판(54)은 상기 제1 타공판(51)과 제2 타공판(52)과도 상호 엇갈리게 배치되고 그에 따라 상하로 엇갈리게 배치되면서 서로 다른 크기의 구멍을 가짐으로써, 물이 4개의 타공판을 순차적으로 통과하게 되어 물의 분쇄되면서 상대적으로 미세한 와류가 지속적으로 형성된다. 이렇게 형성된 와류는 상승되면서 원수에 응집제가 보다 신속하면서 안정적으로 혼화될 수 있도록 하는 주요한 역할을 한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 교반기의 개략적인 요부 확대 종단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 교반기의 상기 분쇄판(50)은 상기 교반날(43)의 하부로 상기 교반통(20)의 내측에 다수개가 상하로 다단으로 장착된다.

이와 같이 상기 분쇄판(50)이 다수개가 순차적으로 상기 교반통(20)에 설치되어 원수가 다단으로 통과되면서 와류를 보다 많이 형성하게 된다.

본 교반기는 상기 교반통(20)에 설치되는 와류형성부(60)를 더 포함한다. 이와 같은 상기 와류형성부(60)는 상기 교반통(20)의 내측 하부 양측에서 수직으로 구비되는 한 쌍의 유입관(61)과, 각각의 상기 유입관(61)의 상단에 연결되고 상기 유입관(61)보다 상대적으로 내경이 좁게 형성되며 수평으로 절곡되어 상기 교반통(20)의 외측으로 관통되는 관통관(62)과, 각각의 상기 관통관(62)의 단부에 연결되고 수직으로 구비되는 수직관(63)과, 상기 수직관(63)에 수평으로 연결되고 상기 분쇄판(50)과 분쇄판(50)의 사이로 상기 교반통(20)을 관통하여 구비되며 상기 분쇄판(50)과 분쇄판(50)의 내측에 수평으로 물을 분사하여 상기 분쇄판(50)을 통해 상승하는 물에 와류를 형성하는 다수의 분사노즐(64)을 포함한다.

상기 와류형성부(60)는 상기 유입관(61)을 통해 원수를 흡입하여 상기 관통관(62)을 통해 압력을 상승시킨 후에 상기 분사노즐(64)을 통해 상기 분쇄판(50)과 분쇄판(50)의 사이로 상승되는 원수를 향해 수평으로 물을 분사하여 와류 형성이 보다 원활하면서 대량으로 이루어지도록 하는 것이다. 이와 같이 와류가 대량으로 형성됨으로써, 원수와 응집제의 혼화가 보다 신속하면서 안정적으로 이루어지게 되고, 그에 따라 대량의 원수에 대한 응집제의 혼화가 신속하게 이루어져 혼화 처리량이 극대화될 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다할 것이다.

10 : 혼화조
11 : 유입구 12 : 배출구
20 : 교반통
30 : 응집제공급부
31 : 응집제공급관 32 : 오리피스
33 : 연결관 34 : 분사공
35 : 지지관
40 : 교반부
41 : 모터 42 : 회전축
43 : 교반날 44 : 베어링지지대
50 : 분쇄판
51 : 제1 타공판 52 : 제2 타공판
53 : 제3 타공판 54 : 제4 타공판
60 : 와류형성부
61 : 유입관 62 : 관통관
63 : 수직관 64 : 분사노즐

Claims

밀폐된 구조로 형성되고, 원수가 유입되도록 하면 중앙에 유입구(11)가 형성되며, 응집제와 혼화된 원수가 배출되도록 상부 일측에 배출구(12)가 형성되는 혼화조(10)와;
상기 유입구(11)를 통해 유입되는 원수가 상부방향으로 통과되도록 상기 유입구(11)의 상부를 감싸는 상태로 상기 혼화조(10)의 내측 하면에 설치되고, 상하가 개방된 교반통(20)과;
상기 혼화조(10)의 상부로 외부와 연결되어 응집제가 공급되는 응집제공급관(31)과, 상기 응집제공급관(31)의 단부에 연결되고 점차 관로가 좁아져 승압시키는 오리피스(32)와, 상기 오리피스(32)에 연결되고 하부로 절곡되어 상기 교반통(20)의 내부 일측으로 이어지며 하단이 막혀있는 연결관(33)과, 상기 연결관(33)의 하단 둘레에 다수개로 형성되어 수평으로 응집제를 분사시키는 분사공(34)과, 상기 연결관(33)을 둘러싸고 상기 혼화조(10)에 장착되는 지지관(35)을 포함하는 응집제공급부(30)와;
상기 교반통(20)의 상부로 상기 혼화조(10)의 외부에 설치되는 모터(41)와, 상기 혼화조(10)를 관통하여 상기 교반통(20)의 내측 중앙에 수직으로 구비되는 회전축(42)과, 상기 분사공(34)의 일측으로 상기 회전축(42)의 하단에 장착되어 회전되면서 응집제와 원수를 교반시키는 교반날(43)과, 상기 교반통(20)의 상단에 수평으로 장착되어 상기 회전축(42)을 회전 가능하게 지지하는 베어링지지대(44)를 포함하는 교반부(40)와;
상기 교반날(43)의 하부로 상기 교반통(20)에 수평으로 장착되고, 상기 교반통(20)의 하부에서 상승되는 물이 분쇄되어 와류가 형성되도록 하는 분쇄판(50)을; 포함하고,
상기 분쇄판(50)은,
상기 교반날(43)의 하부로 상기 교반통(20)의 내측에 다수개가 상하로 다단으로 장착되고,
상기 교반통(20)의 내측 하부 양측에서 수직으로 구비되는 한 쌍의 유입관(61)과, 각각의 상기 유입관(61)의 상단에 연결되고 상기 유입관(61)보다 상대적으로 내경이 좁게 형성되며 수평으로 절곡되어 상기 교반통(20)의 외측으로 관통되는 관통관(62)과, 각각의 상기 관통관(62)의 단부에 연결되고 수직으로 구비되는 수직관(63)과, 상기 수직관(63)에 수평으로 연결되고 상기 분쇄판(50)과 분쇄판(50)의 사이로 상기 교반통(20)을 관통하여 구비되며 상기 분쇄판(50)과 분쇄판(50)의 내측에 수평으로 물을 분사하여 상기 분쇄판(50)을 통해 상승하는 물에 와류를 형성하는 다수의 분사노즐(64)을, 포함하는 와류형성부(60)를; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교반기.
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