KR101029185B1 - 회전류를 이용한 무동력 혼화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정수 장치나 폐수처리 장치 등의 수처리 장치에서 원수와 약품을 혼화시키는 경우 원수의 유입력에 의하여 혼화될 수 있는 회전류를 이용한 무동력 혼화장치에 관한 것으로,

상부에 원수 공급구 및 응집제 주입구가 형성된 원통형 상부통과, 이 상부통에 연이어 형성되고, 경사면을 가지고 형성되어 있는 하부통과, 그리고 이 하부통의 중심에서 연이어 형성된 출구가 형성된 혼화장치에 있어서,

상기 혼화장치의 상부통에 형성된 원수 공급구 및 응집제 주입구는 콜리올리 효과를 얻도록 원수나 응집제가 투여되는 방향이 오른쪽으로 편향되게 구성되어 있는 것을 특징으로 하며, 또한 상기한 회전류를 이용한 무동력 혼화장치 내부에 방사형으로 형성된 배플이 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

회전류, 콜리올리, 혼화장치, 배플, 약품(응집제), 편향

Description

회전류를 이용한 무동력 혼화장치{Mixing apparatus using a rotary flux}

본 발명은 정수 장치나 폐수처리 장치 등의 수처리 장치에서 원수와 약품을 혼화시키는 경우 원수의 유입력에 의하여 혼화될 수 있는 회전류를 이용한 무동력 혼화장치에 관한 것이다.

정수장이나 폐수처리 장치 등에서 원수를 소독하거나 원수에 함유되어있는 이물질을 응집하기 위하여 소독약이나 응집제와 같은 약품을 투입하게 된다.

이때 원수를 파이프로 통과시키면서 약품을 투입시켜 주게 되며, 투입되는 약품이 원수에 고르게 혼합되어지도록 하여야 투입되는 약품의 효율을 극대화시킬 수 있게 된다.

따라서 종래에도 약품의 효율을 극대화하기 위하여 여러가지 혼화장치로써, 기계식 혼화장치, 수리낙차식 혼화장치, 인라인 믹서식 혼화장치 들이 제안되었다.

기계식 혼화장치의 경우 혼화지에 전기 모터를 사용하는 교반기가 원수와 투입된 약품을 혼화시키는 것으로 이와 같은 교반기 가동을 위하여는 상당한 가동 비용 즉, 교반기 가동을 위한 전기 구동 모터의 전기료 등이 필요한 것이었다.

그리고, 수리낙차식 혼화장치의 경우 높이차를 이용한 혼화방식이나 낙차시 발생하는 표면파의 전파 수위의 변동이 그대로 후단 공정으로 전파되기 때문에 합리적인 상수값(G 값; 혼화율 )의 계산이 곤란하므로 혼화강도의 정량화가 어려워 원하는 혼화강도를 얻을 수가 없었다.

또한 인라인 믹서식 혼화장치의 경우 혼화지내의 중심점에 평판형 디펙터 (deflector)에 설치하여 원수 및 약품이 디펙터를 통과하면서 서로 혼화되도록 하는 방식이나, 혼화기내 중심점을 찾기가 어렵고, 장시간 사용시 디펙터가 편향될 우려가 있으며, 외부에서 약품(응집제)의 확산 경향을 관찰할 수 없는 단점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로,

본 발명의 목적은 혼화장치 내에서 무동력으로 원수 및 약품의 혼화가 용이한 회전류를 이용한 무동력 혼화장치를 제공하고자 하는 것이다.

다른 목적은 혼화장치 내에서 혼화되는 확산 경향을 외부에서 관찰하기 용이한 회전류를 이용한 무동력 혼화장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 회전류를 이용한 무동력 혼화장치는 상부에 원수 공급구 및 응집제 주입구가 형성된 원통형 상부통과, 이 상부통에 연이어 형성되고, 경사면을 가지고 형성되어 있는 하부통과, 그리고 이 하부통의 중심에서 연이어 형성된 출구가 형성된 혼화장치에 있어서,

상기 혼화장치의 상부통에 형성된 원수 공급구 및 응집제 주입구는 콜리올리 효과를 얻도록 원수나 응집제가 투여되는 방향이 오른쪽으로 편향되게 구성되어 있는 것을 특징으로 하며,

또한 상기한 회전류를 이용한 무동력 혼화장치 내부에 방사형으로 형성된 배플이 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명은 원통형의 혼화장치에 원수 및 약품이 투입되는 방향이 오른쪽으로 편향되도록 구성하여 콜리올리 힘을 받도록 한 것으로 회전하는 물체에 미치는 콜리올리의 힘을 사용하여 별도의 동력장치 없이 우수한 혼화특성을 가질 수 있는 효과가 있다.

또한 내부에 배플을 형성한 경우에는 보다 잘 혼화되는 특성을 가지고 있으며, 난류 운동에너지 더 크게 존재하여 혼화 특성을 개선할 수가 있다.

그리고. 상부통의 상부는 개구된 상태이거나 투명한 덮개로 고정할 수가 잇으므로 약품의 투입시 혼화되는 확산 경향을 외부에서 관찰할 수가 있어 이상 발생시 신속한 대처가 용이한 효과가 있다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a는 본 발명의 회전류를 이용한 혼화장치에 대한 사시도이며, 도 1b 는 본 발명의 회전류를 이용한 혼화장치의 일부를 절결시킨 단면도를 나타내고 있다.

본 발명의 혼화장치(10)는 상부에 원수 공급구(1) 및 응집제 주입구(2)가 형성된 원통형 상부통(3)과, 이 상부통(3)에 연이어 형성되고, 경사면(4)을 가지고 있는 하부통(5)으로 형성되어 있다.

그리고 이 하부통(5)의 중심에서 연이어 형성된 출구(6)가 형성되게 구성되며, 상기 상부통(3)의 상부는 개구된 상태이거나 환경이 적합하지 못한 장소에서는 투명한 덮개를 형성하여 고정할 수가 있다.

상기 혼화장치(10)의 상부통(3)에 형성된 원수 공급구(1) 및 응집제 주입구(2)는 콜리올리 효과를 얻도록 북반구에서는 원수나 응집제가 투여되는 방향이 오른쪽으로 편향되게 구성하며, 남반부에서는 왼쪽으로 편향되게 구성하여 완성한다.

이와같이 구성된 혼화장치(10)는 도 1a의 우측의 원수 공급구(1)를 통하여 원수가 공급되고, 좌측의 응집제 투입구(2)를 통하여 약품이 공급되면, 상부통 (3)에서 벽면에 닿아 회전하면서 공급되는 원수는 약품이 혼화되면서 섞이게 되고, 하부통(5)의 경사면을 따라 회전하면서 섞이게 된후 하부 출구(6)로 방출하게 된다.

특히, 본발명의 상부통(3)에 형성된 원수 공급구(1) 및 응집제 주입구(2)는 콜리올리 효과를 얻도록 원수나 응집제가 투여되는 방향이 오른쪽으로 편향되게 구성되어 있어 콜리올리의 힘을 받아 회전하면서 원수 및 약물이 서로 섞이게 되므로 별도의 동력이 필요없게 된다.

즉, 콜리올리의 힘은 전향력으로서 회전하는 물체 위에서 보이는 가상적인 힘으로 원심력과 같으며, 그 크기는 운동체의 속력에 비례하고 운동방향에 수직방향으로 작용한다.

따라서 공급되는 원수 및 약품은 상부통(3)의 벽면을 따라 회전하면서 서로 섞이어 혼화하게 되는 것으로 이때 회전류의 속도 및 난류 운동을 살펴보면 도 2와 같다.

도 2는 본 발명의 회전류를 이용한 혼화장치의 여러가지 실험치를 나타낸 낸 특성도로서 좌측 상하에 도시된 회전류 속도를 살펴보면, 상부에 도시된 수직방향의 회전류 속도가 출구(6)쪽에서 가장 빠르므로 출구(6)쪽에서 잘 혼화되는 특성을 가지고 있는 것을 알 수 있으며, 이는 각기 다른 속도를 나타내고 있는 색이 가장 많이 밀집된 것을 확인하여 알 수 있다.

그리고 하부에 도시된 수평방향의 회전류의 속도도 출구(6)쪽에서 가장 빠르므로 출구(6)쪽에서 잘 혼화되는 특성을 가지고 있는 것을 알 수 있으며, 이는 각기 다른 속도를 나타내고 있는 색이 가장 많이 밀집된 것을 확인하여 알 수 있다.

이때에 난류소산 에너지 및 난류 운동에너지 역시 도면과 같이 나타나고 있는 것으로 혼화장치(10)의 외각의 원둘레에서 난류소산 에너지 및 난류 운동에너지가 가장 크게 나타나므로 난류소산 에너지 및 난류 운동에너지에 의한 혼화정도는 혼화장치(10)의 외각의 원둘레에서 잘 혼화되고 있음을 알 수 있다.

상기 원수 공급구(1) 및 응집제 주입구(2)는 필요에 따라서 복수개 구성할 수가 있으며, 복수개 구성되는 경우 그 혼화속도를 보다 증가시킬 수가 있다.

본 발명의 다른 실시예로서 상기한 혼화장치(10)와 동일한 구조를 가지며, 내부에 방사형의 배플(7)을 형성하고 있다. 이때의 회전류의 속도 및 난류 운동을 살펴보면 도 3와 같다.

즉, 도 3 은 본 발명의 회전류를 이용한 혼화장치에서 내부에 배플을 구성한 경우 의 여러가지 실험치를 나타낸 낸 특성도로서 내부에 방사형 배플(7)을 형성한 것을 나타내고 있다,

이 도면에서 좌측 상하에 도시된 회전류 속도를 살펴보면, 상부에 도시된 수직방향의 회전류 속도가 출구(6)쪽에서 가장 빠르므로 출구(6)쪽에서 잘 혼화되는 특성을 가지고 있는 것을 알 수 있으며, 이는 각기 다른 속도를 나타내고 있는 색이 가장 많이 밀집된 것을 확인하여 알 수 있다.

여기에서도 상기 원수 공급구(1) 및 응집제 주입구(2)는 필요에 따라서 복수개 구성할 수가 있으며, 복수개 구성되는 경우 그 혼화속도를 보다 증가시킬 수가 있다.

그리고 하부에 도시된 수평방향의 회전류의 속도도 출구(6)쪽에서 가장 빠르므로 출구(6)쪽에서 잘 혼화되는 특성을 가지고 있는 것을 알 수 있으며, 이는 각기 다른 속도를 나타내고 있는 색이 가장 많이 밀집된 것을 확인하여 알 수 있다.

이때에 난류소산 에너지 및 난류 운동에너지 역시 도면과 같이 나타나고 있는 것으로 혼화장치(10)의 외각의 원둘레에서 난류소산 에너지 및 난류 운동에너지가 가장 크게 나타나므로 난류소산 에너지 및 난류 운동에너지에 의한 혼화정도는 혼화장치(10)의 외각의 원둘레에서 잘 혼화되고 있음을 알 수 있다.

즉, 배플을 형성한 경우 없는 혼화장치 보다 잘 혼화된 특성을 가지고 있으며, 난류 운동에너지 역시 더 크게 존재하게 되는 것을 확인할 수가 있었다.

특히, 본 발명의 경우 상부통(3)의 상부는 개구된 상태이거나 투명한 덮개로 고정되어 있어 약품의 투입시 혼화되는 확산 경향을 외부에서 관찰할 수가 있어 이상 발생시 신속한 대처가 용이한 특징이 있다.

도 1a 는 본 발명의 회전류를 이용한 혼화장치에 대한 사시도

도 1b 는 본 발명의 회전류를 이용한 혼화장치의 일부를 절결시킨 단면도,

도 2 는 본 발명의 회전류를 이용한 혼화장치의 여러가지 실험치를 나타낸 낸 특성도,

도 3 은 본 발명의 회전류를 이용한 혼화장치에서 내부에 버플을 구성한 경우 의 여러가지 실험치를 나타낸 낸 특성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 원수 공급구 2 : 응집제 주입구

3 : 상부통 4 : 경사면

5 : 하부통 6 : 출구

7 : 배플

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 상부에 원수 공급구(1) 및 응집제 주입구(2)가 형성된 원통형 상부통(3)과, 이 상부통(3)에 연이어 형성되고, 경사면(4)을 가지고 형성되어 있는 하부통(5)과, 그리고 이 하부통(5)의 중심에서 연이어 형성된 출구(6)가 형성된 혼화장치에 있어서,

   상기 혼화장치(10)의 상부통(3)에 형성된 원수 공급구(1) 및 응집제 주입구(2)는 콜리올리 효과를 얻도록 원수나 응집제가 투여되는 방향이 오른쪽으로 편향되게 구성하고, 상기 하부통(5)의 내부에는 방사형으로 형성된 배플(7)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전류를 이용한 무동력 혼화장치
4. 제 3항에 있어서 원수 공급구(1) 및 응집제 주입구(2)가 복수개 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전류를 이용한 무동력 혼화장치

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