KR100398168B1

KR100398168B1 - 산업용 원심분리기

Info

Publication number: KR100398168B1
Application number: KR10-2000-0059460A
Authority: KR
Inventors: 정해윤
Original assignee: 임광석
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2003-09-19
Also published as: KR20010000626A

Abstract

본 발명은 산업용 원심분리기에 관한 것으로, 본 발명의 특징은 주로 화학공장이나 제약회사 또는 각종 폐수처리장에서 대량 발생하는 원료나 폐기물 등에서 고체와 액체 또는 액체와 액체를 상호 성질이나 비중별로 분리하여 도금액의 원료나 화학공장의 첨가제로 사용하거나 경우에 따라서는 연마제나 특수분말제 또는 촉매제 등으로 사용할 수 있게 한 것이다.

본 발명의 상기한 목적을 달성하기 위한 구성을 살펴보면 원심분리기(100)를 구성함에 있어서, 본체(10)와 상판(11)을 수개의 완충재(15)에 의해 진동을 흡수할 수 있게 설치하고, 상판(11)의 상부에는 모터(13)를 설치하여 하우징(12) 내부의 감속기(40)를 구동할 수 있게 하며, 상기 하우징(12)은 내부를 중공체로 구성하여 감속기(40)와 회전드럼(20) 및 스크류관(30)을 설치할 수 있게 2단으로 형성하고, 상기 하우징(12)의 내부 중앙에는 급수관(41)을 설치하여 원액이 스크류관(30)의 내부로 공급되게 하고, 상기 급수관(41)의 외측으로는 배수공(21)이 다수 천설된 회전드럼(20)과 스크류관(30)을 각각 다른 속도비로 회전할 수 있게 설치하되, 상기 스크류관(30)에는 나선형의 날개편(31)과 격판(33)을 형성하여 급수관(41)을 통해 공급된 원액이 배출공(32)을 통해 회전드럼(20)측으로 공급될 수 있게 구성하며, 상기 회전드럼(20)은 내부에 복수의 환형요홈(22)을 형성하여 이의 내부에는적정의 입도를 갖는 여과포(23)를 설치하고, 상기 하우징(12)의 내부 일측에는 감속기(40)를 내장하여 회전드럼(20)과 스크류관(30)이 상이한 속도비로 회전을 할 수 있게 구성하여 수분은 배수공(21)을 통해 배수관(16)으로 배출되고, 입자는 스크류관(30)의 날개편(31)을 따라 후방으로 이동하여 회전드럼(20)의 통공(24)과 안내판(25)을 통해 배출관(17)으로 배출될 수 있게 한 것이다.

Description

산업용 원심분리기{centrifugal machine}

본 발명은 산업용 원심분리기에 관한 것으로, 본 발명의 특징은 주로 화학공장이나 제약회사 또는 각종 폐수처리장에서 대량 발생하는 원료나 폐기물 등에서 고체와 액체 또는 액체와 액체를 상호 성질이나 비중별로 분리하여 도금액의 원료 및 화학공장의 첨가제로 사용하거나 경우에 따라서는 연마제나 특수분말제 또는 촉매제 등으로 사용할 수 있게 한 것이다.

통상 화학공장이나 제약회사 또는 각종 폐수처리장 등에서는 다양한 종류의 재료가 함유된 원료가 다량 방출되고, 특히 폐수처리장 등에서는 재활용 가능한 폐기물 등의 원료가 다량으로 버려지고 있다.

이러한 다양한 종류의 원료는 그 사용용도나 기능에 따라서 각각의 함유된 성분별로 분리하여 다양한 요소로 사용될 수 있고, 이러한 원료는 재활용이 불가능할 경우는 별도로 분리하여 폐기처분하여야 한다.

그러나 기존에는 재활용이 불가능하거나 사용이 완료된 폐기물을 그대로 버리게 되어 귀중한 자원의 낭비는 물론이고, 토질의 오염 및 대기 또는 자연환경을 크게 오염시키게 되는 등의 문제점이 있었다.

한편 이러한 재활용을 하기 위한 원료에 함유된 각각의 다른 성분을 분리하기 위한 방법으로서 지금까지는 주로 외국에서 개발된 원심분리기를 사용하여 장비의 회전원심력에 의해 각각의 성분을 분리하였으나, 이러한 기존에 사용되고 있는 외국의 원심분리기는 구조가 복잡하여 가격이 매우 고가할 뿐만 아니라 제작이 어려워 제작에 따른 시간의 손실이 과도한 등의 문제점이 있었다.

또한 단위 처리량이 매우 소량이고, 특히 사용도중 고장이 발생할 경우는 소모품 구입이 어려울 뿐만 아니라 구입가격이 고가하여 매우 비경제적이며, 또한 수리 이를 수리 보수하는데 상당한 시간과 경비를 요하게 되고, 전문적인 숙련이 되지 못할 경우는 사용을 할 수 없는 문제점을 안고 있으며, 한편으로는 화학제품으로 된 처리물의 세척이 이루어지지 못하여 원심분리기의 재사용시 상당한 애로를 느끼게 된다.

특히 환경 및 화재 폭발 및 위험지역이나 석유화학단지, 또는 각종 공단지역에는 방폭이 가능한 장비가 도입되어야 하나 현재 외국에서 도입된 장비의 경우는 방폭이 되지 못하고 있다.

한편 상기와 같은 외국에서 도입된 원심분리기의 문제점을 해결하기 위하여 국내에서 자체적으로 개발한 원심분리기가 사용되고 있으나, 이러한 국내에서 개발된 원심분리기 역시 외국의 원심분리기를 그대로 모방하여 보급하고 있으므로 현실적으로 상기에서 설명한 바와 같은 근본적인 문제점을 해결하기가 어려웠다.

따라서 본 발명은 상기에서 설명한 바와 같은 종래의 원심분리기가 갖는 전반적인 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 특징은 하우징의 내부에내장된 회전드럼과 스크류관을 속도비가 다르게 고속회전시키므로서 비중차와 성분차에 의해 분리하고, 특히 분리된 수분은 별도의 배수관으로 배출되고 슬러지 등 고형화된 성분은 스크류관을 따라 일측으로 밀려 별도의 배출관으로 배출되게 하므로서 원심분리를 매우 효율적으로 수행할 수 있으며, 또한 내부의 회전드럼 내표면에는 적정의 매쉬(mash)를 갖는 여과포를 덧대므로서 원심분리기의 효율성을 일층 증대한 것이다.

본 발명은 원액을 급수관으로 공급하게 되면 내부의 스크류관 내측으로 이동하여 상기 스크류관의 표면에 천설된 경사상의 배출공을 통해 배출되어 회전드럼 내부로 이동하게 되고, 상기와 같이 이동된 원액은 회전드럼과 스크류관의 다른 속도비에 따른 회전력에 의해 수분은 여과포를 거치면서 회전드럼의 배수공을 통해 배수되고 상기 여과포를 통과하지 못한 고형의 입자들은 스크류의 회전에 따라 적정의 압력을 받으면서 탈수가 됨과 동시에 후방측으로 이동하여 별도의 배출관으로 배출되게 하므로서 원심분리의 효율성을 일층 개선함은 물론 이러한 과정을 연속반복적으로 계속하게 되면 최종 배출되는 원액은 맑은 물과 미세한 입자를 얻을 수 있게 되어 이를 상기에서 설명한 바와 같은 용도로 사용하게 되는 것으로, 이하 본 발명의 상기한 목적을 달성하기 위한 구성적인 특징을 첨부된 도면과 함께 살펴보기로 한다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 분해사시도

도 2 는 본 발명의 전체를 조립한 상태의 사시도

도 3 은 본 발명의 내부를 보인 단면 구성도

도 4 는 본 발명의 동력 전달부를 나타낸 평면에 대한 단면 구성도

도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명

100 : 원심분리기

10 : 본체 11 : 상판

12 : 하우징 13 : 모터

14 : 급유통 15 : 완충재

16 : 배수관 17 : 배출관

20 : 회전드럼 21 : 배수공

22 : 환형요홈 23 : 여과포

24 : 통공 25 : 안내판

30 : 스크류관 31 : 날개편

32 : 배출공 33 : 격판

40 : 감속기 41 : 급수관

도 1 은 본 발명의 바람직한 일실시예를 도시한 분해사시도로서 본 발명은본체(10)와 상판(11)을 수개의 완충재(15)에 의해 충격을 흡수할 수 있게 구성하고, 상판(11)의 상부에는 모터(13)를 설치하여 하우징(12) 내부의 감속기(40)를 구동할 수 있게 하며, 상기 하우징(12)은 내부를 중공체로 구성하여 감속기(40)를 설치할 수 있는 공간과 회전드럼(20)을 설치할 수 있게 2단으로 형성한다.

상기 하우징(12)의 내부에는 원액을 공급할 수 있는 급수관(41)을 설치하여 스크류관(30) 내부로 공급되게 하고, 상기 급수관(41)의 외측으로는 배수공(21)이 다수 천설된 회전드럼(20)과 스크류관(30)을 이중으로 각각 다른 속도비로 회전할 수 있게 설치하되, 상기 스크류관(30)의 외표면에는 나선형의 날개편(31)을 형성하고, 이의 내부에는 원액의 역류를 방지하기 위한 격판(33)을 형성하여 급수관(41)을 통해 공급된 원액이 역류하지 않고 배출공(32)을 통해 회전드럼(20)측으로 공급될 수 있게 구성한다.

상기 회전드럼(20)은 내부에 원심분리의 촉진과 흐름을 원활하게 하는 복수의 환형요홈(22)을 형성하여 이의 내부에는 적정의 입도를 갖는 여과포(23)를 덧대므로서 원심력에 의해 수분은 배출되고 고형의 입자는 회전 스크류관(30)의 날개편(31)을 따라 후방으로 이동가능하게 하여 상기 회전드럼(20)의 후방 일측에 천설된 통공(24)을 통해 별도의 안내판(25)으로 이동하므로서 배출관(17)측으로 배출될 수 있게 하고, 이의 내부에 설치되는 스크류관(30)의 표면에는 내부의 원액이 배출될 수 있는 배출공(32)을 수개 형성하며, 상기 회전드럼(20)의 회전력에 의해 배출된 수분은 하우징(12)의 내부로 이동하여 하부에 형성된 배수관(16)을 통해 배수되어 별도의 집수조로 수거될 수 있게 구성한다.

상기 하우징(12)의 내부 일측에는 동력을 적정의 속도비와 회전력을 이중으로 전달하기 위한 감속기(40)를 내장하여 외부의 모터(13)가 구동함에 따라 회전력이 감속기(40)를 거치면서 감속이 됨과 동시에 회전드럼(20)과 스크류관(30)을 각각 다른 속도비(본 발명에서는 대략 87:1 정도)를 회전을 할 수 있게 구성한다.

상기의 작동이 원활하게 이루어질 수 있도록 하우징(12)의 외부 일측에는 별도의 급유통(14)을 설치하여 각 회전체와 작동부에 기름이 공급되어 원활한 작동이 이루어질 수 있게 구성한다.

상기의 구성에 있어서, 본 발명은 내부의 여과포(23)는 원액의 성분이나 종류 등에 따라 매쉬(mash)가 다른 종류를 선택하여 미세한 여과를 할 수 있으며, 감속기(40)의 속도비는 임의로 가변이 가능할 수 있으며, 감속기(40)의 분할 속도는 일반적인 이중의 편심베어링을 이용한 감속기(40)를 사용한 것으로, 이러한 감속기(40)는 공지의 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

이상과 같은 구성으로 될 수 있는 본 발명은 각종 용도의 산업용 원심분리기(100)를 제공코져 하는 것으로, 본 발명은 주로 화학공장이나 제약회사 또는 각종 폐수처리장에서 대량 발생하는 원료나 폐기물 등에서 고체와 액체 또는 액체와 액체를 상호 성질이나 비중별로 분리하여 도금액의 원료나 화학공장의 첨가제로 사용하거나 경우에 따라서는 연마제나 특수분말제 또는 촉매제 등으로 사용할 수 있게 하므로서 귀중한 원료의 재활용 효과는 물론이고, 원액의 경우 역시 각각의 비중차나 성분차에 의해 분리하여 적소에 사용가능하게 한 것에 특징이 있는 바, 이하 본 발명의 상기한 구성에 따른 원심분리의 방법과 작용효과를 첨부된 도면과 함께 살펴보기로 한다.

본 발명을 사용하여 원액에 함유된 각각의 성분을 원심분리할 경우는 모터(13)에 동력을 전달하면 상기 모터(13)의 동력이 V벨트가 권취된 각 풀리에 연결되고 이의 동력은 하우징(12) 내부의 감속기(40)로 전달된다.

상기 감속기(40)는 일반적인 감속비를 갖는 속도로 전달되어 이와 연결되어 있는 회전드럼(20)과 내부의 스크류관(30)을 동시에 각각 다른 속도비로 회전시키게 된다.

이때 외부의 원액을 공급하는 급수관(41)을 통해 원심분리할 원액을 공급하게 되면 상기 원액은 급수관(41)을 따라 스크류관(30)의 내부로 이동되고, 상기 공급된 원액은 스크류관(30) 내부의 격판(33)에 의해 상기 스크류관(30)의 고속회전에도 불구하고 역류는 되지 않고 회전력에 의해 배출공(32)을 통해 회전드럼(20)의 내부로 공급된다.

상기 회전드럼(20)의 내부로 공급된 원액은 회전드럼(20)의 고속회전에 의해 원심력이 발생하여 여과포(23)를 통과할 수 있는 수분은 여과포(23)를 통과하여 배수공(21)을 통해 하우징(12) 내부로 배출되어 별도의 배수관(16)을 통해 집수조로 모여지게 된다.

나머지 여과포(23)를 통과하지 못한 미세한 입자들은 다른 속도비로 회전하는 내부의 스크류관(30)의 날개편(31)을 따라 후방으로 이동하여 회전드럼(20)의경사면에 의해 적정의 압력을 받으면서 탈수가 최종 이루어지게 되어 마지막의 회전드럼(20) 후단에 천설된 통공(24)을 통해 배출되어 이에 환설되어 있는 안내판(25)을 통해 배출되어 하부로 관출되어 있는 배출관(17)으로 이동하여 별도로 설치된 수거조에 수거된다.

이의 과정에서 상기 회전드럼(20)과 내부의 스크류관(30)은 속도비가 대략 87:1의 비율로 회전되므로 가령 회전드럼(20)이 87rpm(1분당 회전수)의 속도로 회전을 하게 되면 내부의 스크류관(30)은 86rpm의 속도로 회전을 하기 때문에 상기 회전차에 의해 원심분리가 원활하게 이루어질 수 있으며, 특히 상기 회전차에 의해 속도비가 상이하므로 외부로 배출되지 못한 미세한 입자들은 스크류관(30)의 회전에 따라 후방으로 이동되어 적정의 압력을 받으면서 탈수가 최종적으로 이루어지면서 별도로 마련된 통공(24)을 통해 안내판(25)을 따라 최종 배출관(17)으로 배출이 되는 과정으로 원심분리가 이루어지게 된다.

본 발명은 상기와 같이 회전드럼(20)과 스크류관(30)의 회전속도비를 상이하게 하므로서 원심분리의 효율성을 일층 증대하고, 회전원심력에 의해 여과포(23)를 통과한 수분은 배수공(21)을 통해 하우징(12) 내부로 이동되어 별도의 배수관(16)을 통해 집수되고, 상기 여과포(23)를 통과하지 못한 미세한 입자들은 회전드럼(20)의 내부에 잔류하는 과정에서 계속적인 회전원심력이 발생하여 스크류관(30)의 회전에 의해 날개편(31)이 회전하므로서 잔류된 입자들을 후방으로 이동하게 된다.

이와 같이 이동되는 과정에서 회전드럼(20)의 경사면에서 적정의 압력을 받으면서 최종 탈수가 이루어지고 나머지 탈수완료된 입자들은 후방으로 이동되어 별도로 천공된 통공(24)을 통해 안내판(25)으로 이동하여 최종 배출관(17)을 통해 별도의 수거조로 수거되는 과정으로 원심분리가 이루어지게 된다.

본 발명은 이와 같은 작동을 하는 과정에서 내부의 감속기(40)와 회전하는 각 회전체에는 급유통(14)에 저장되어 있는 기름(오일)이 자동 공급되어 각 작동부의 회전을 원활하게 한다.

특히 본 발명은 본체(10)와 상판(11)을 분리 구성하여 이를 연결하는 수단으로서 수개의 완충재(15)를 개재하므로서 모터(13)의 구동으로 원심분리하는 과정에서 발생하는 충격이나 진동을 흡수하는 기능을 수행하여 장비의 사용수명을 연장함은 물론이고, 정확한 속도비를 얻을 수 있으므로 원심분리의 효율성이 일층 증대될 뿐만 아니라 고장의 발생률을 일층 감소할 수 있으므로 장비의 수리보수에 따른 시간의 손실을 방지함은 물론 경비의 손실을 최소화할 수 있으므로 경제성면에서도 뛰어난 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명중 회전드럼(20)의 내부에는 적정의 매쉬를 갖는 여과포(23)를 개재하므로서 원액의 성분이나 비중 또는 대상물질에 따른 원심분리를 효율적으로 할 수 있고, 특히 회전드럼(20)의 배수공(21)이 천공된 내부에는 대략 복수의 라인 또는 나선형으로 미세한 환형요홈(22)을 형성하므로서 원액의 이동을 용이하게 하는 효과와 원심분리의 효과를 극대화하는 등의 기능도 기대할 수 있다.

또한 스크류관(30)의 날개편(31)은 나선형으로 형성되어 있어서 원심분리의 효율성을 증대하고, 대상 원액 또는 종류에 따라 나선형의 날개편(31)에 대한 단위거리를 가감하므로서 각 날개편(31)을 통해 이동하는 시간을 조절하여 적의 변형 선택이 가능하여 기존의 경우에 비해 원심분리의 대상이 포괄적이고 다양하게 적용하여 사용할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 각종 화학공장이나 하수처리장 또는 각종 산업현장에서 다양하게 사용되는 원심분리기(100)를 안출하여 원심분리의 효율성을 일층 증대하고, 다양한 종류의 원액을 분리하여 필요한 요소에 사용할 수 있게 한데 특징이 있는 바, 본 발명은 하우징(12)의 내부에 내장된 회전드럼(20)과 스크류관(30)을 감속기에 의해 속도비가 다르게 고속회전시키므로서 비중차와 성분차에 의해 분리하고, 특히 분리된 수분은 별도의 배수관(16)으로 배출되고 슬러지 등 고형화된 성분은 스크류관(30)을 따라 일측으로 밀려 별도의 배출관(17)으로 배출되게 하므로서 원심분리를 매우 효율적으로 수행할 수 있으며, 또한 내부의 회전드럼(20) 내표면에는 적정의 매쉬(mash)를 갖는 여과포(23)를 덧대므로서 원심분리기(100)의 효율성을 일층 증대한 것으로, 본 발명은 원액을 급수관(41)으로 공급하게 되면 내부의 스크류관(30) 내측으로 이동하여 상기 스크류관(30)의 표면에 천설된 경사상의 배출공(32)을 통해 배출되어 회전드럼(20) 내부로 이동하게 되고, 상기와 같이 이동된 원액은 회전드럼(20)과 스크류관(30)의 다른 속도비에 따른 회전력에 의해 수분은 여과포(23)를 거치면서 회전드럼(20)의 배수공(21)을 통해 배수되고 상기 여과포(23)를 통과하지 못한 고형의 입자들은 스크류관(30)의 회전에 따라 적정의 압력을 받으면서 탈수가 됨과 동시에 후방측으로 이동하여 별도의 배출관(17)으로 배출되게 하므로서 원심분리의 효율성을 일층 개선함은 물론 이러한 과정을 연속반복적으로 계속하게 되면 최종 배출되는 원액은 맑은 물과 미세한 입자를 얻을 수 있게 되어 이를 상기에서 설명한 바와 같은 용도로 사용할 수 하므로서 자원의 재활용효과는 물론 각각의 성분이 필요한 요소에 사용할 수 있는 등의 효과를 기대할 수 있으므로 각종 산업용 원심분리기로서 그 기대되는 가치가 대단히 우수한 발명이다.

Claims

원심분리기(100)를 구성함에 있어서, 본체(10)와 상판(11)을 수개의 완충재(15)에 의해 진동을 흡수할 수 있게 설치하고, 상판(11)의 상부에는 모터(13)를 설치하여 하우징(12) 내부의 감속기(40)를 구동할 수 있게 하며, 상기 하우징(12)은 내부를 중공체로 구성하여 감속기(40)와 회전드럼(20) 및 스크류관(30)을 설치할 수 있게 2단으로 형성하고, 상기 하우징(12)의 내부 중앙에는 급수관(41)을 설치하여 원액이 스크류관(30)의 내부로 공급되게 하고, 상기 급수관(41)의 외측으로는 배수공(21)이 다수 천설된 회전드럼(20)과 스크류관(30)을 각각 다른 속도비로 회전할 수 있게 설치하되, 상기 스크류관(30)에는 나선형의 날개편(31)과 격판(33)을 형성하여 급수관(41)을 통해 공급된 원액이 배출공(32)을 통해 회전드럼(20)측으로 공급될 수 있게 구성하며, 상기 회전드럼(20)은 내부에 복수의 환형요홈(22)을 형성하여 이의 내부에는 적정의 입도를 갖는 여과포(23)를 설치하고, 상기 하우징(12)의 내부 일측에는 감속기(40)를 내장하여 회전드럼(20)과 스크류관(30)이 상이한 속도비로 회전을 할 수 있게 구성하여 수분은 배수공(21)을 통해 배수관(16)으로 배출되고, 입자는 스크류관(30)의 날개편(31)을 따라 후방으로 이동하여 회전드럼(20)의 통공(24)과 안내판(25)을 통해 배출관(17)으로 배출될 수 있게 한 것을 특징으로 하는 산업용 원심분리기.