이 발명의 슬러지 농축장치는, 슬러지와 응집제가 주입되는 주입관과 외부와 연통하여 플럭을 배출하는 배출관이 각각 형성된 외부 케이싱과, 상기 외부 케이싱 내에 수직하게 설치되고 다수개의 링 형상의 고정원판과 가동원판이 그 사이에 틈새를 갖도록 교대로 반복하여 적층되며 외부와 연통하여 탈리액을 배출하는 배출관이 형성된 원통과, 상기 원통의 중심축에 설치되며 외부동력을 전달받아 회전하는 구동축과, 상기 구동축의 회전력을 전달받아 상기 외부 케이싱과 상기 원통의 사이를 따라 회전하면서 상기 슬러지와 상기 응집제를 교반하는 교반기, 및 상기 구동축의 회전력을 전달받아 상기 가동원판을 상기 고정원판에 대해 움직이도록 회전하는 가동원판 회전바를 포함하며, 상기 고정원판과 상기 가동원판은 직접 접촉하며, 적어도 어느 한 원판의 표면을 따라 반복적으로 형성된 돌출부를 통해 상기 틈새를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이 발명의 구동축에는 그 회전력을 역방향으로 감속시키는 감속기가 더 장착되며, 상기 가동원판 회전바를 상기 감속기에 장착하는 것이 바람직하다.
이 발명의 감속기에는 상기 원판과 상기 교반기의 사이에서 회전하면서 와류를 형성하는 와류형성 회전바가 더 장착되는 것이 바람직하다.
이 발명은 다른 양태로서, 외부와 연통하여 탈리액을 배출하는 배출관이 형성된 외부 케이싱과, 상기 외부 케이싱 내에 수직하게 설치되고 다수개의 링 형상의 고정원판과 가동원판이 그 사이에 틈새를 갖도록 교대로 반복하여 적층되며 상기 슬러지와 상기 응집제가 주입되는 주입관과 외부와 연통하여 플럭을 배출하는 배출관이 각각 형성된 원통과, 상기 원통의 중심축에 설치되며 외부동력을 전달받아 회전하는 구동축과, 상기 구동축에 결합되어 상기 원통 내에서 회전함으로써 상기 슬러지와 상기 응집제를 교반하고 이송하는 스크루 컨베이어, 및 상기 구동축의 회전력을 전달받아 상기 가동원판을 상기 고정원판에 대해 움직이도록 회전하는 가동원판 회전부재를 포함하며, 상기 고정원판과 상기 가동원판은 직접 접촉하며, 적어도 어느 한 원판의 표면을 따라 반복적으로 형성된 돌출부를 통해 상기 틈새를 형성하는 것을 특징으로 한다.
아래에서, 이 발명에 따른 슬러지 농축장치의 양호한 실시예들을 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
<제1 실시예>
도 1a는 이 발명의 제1 실시예에 따른 슬러지 농축장치의 구성관계를 도시하기 위해 일부분을 절취한 개략 사시도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 슬러지 농축장치의 일부 분해 사시도이다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 슬러지 농축장치(100)는 모서리를 일정한 곡률반경으로 가공한 사각 기둥형상 또는 원통형의 외부 케이싱(101)을 구비한다. 외부 케이싱(101)의 상측에는 슬러지와 응집제가 교반 혼합되어 형성된 플럭을 외부로 배출시키기 위한 플럭 배출관(101a)이 일정 길이만큼 외부로 연장하여 형성된다.
외부 케이싱(101)은 슬러지와 응집제의 혼합공간인 제1 공간(S1)을 그 내부에 한정하는 것으로서, 그 바닥에는 슬러지 및 응집제를 제1 공간(S1) 내부로 도입하기 위한 슬러지 유입관(103) 및 응집제 유입관(104)이 일정 길이만큼 외부로 연장하여 각각 형성된다.
한편, 외부 케이싱(101)의 내부 중앙에는 모터에 연결된 구동축(105)이 종방향으로 배치되고, 외부 케이싱(101)의 상측 외부에는 구동축(105)을 회전 구동시키기 위한 구동 모터(106)가 배치된다. 이 때, 구동 모터(106)는 외부 케이싱(101)의 상면(도시되지 않음) 중앙 부위에 고정되며, 외부의 전기공급원(도시되지 않음)으로부터 동력을 전달받아 작동한다.
구동축(105)은 외부 케이싱(101)의 내부를 수직방향으로 가로질러 연장되는 데, 이 때 구동축(105)의 주위에는 상부 교반기(108)가 배치되고, 구동축(105)의 하단에는 하부 교반기(108')가 배치된다. 상부 교반기(108)는 외부 케이싱(101) 내에서 구동축(105)에 대해 평행한 방향, 즉 외부 케이싱(101)의 종방향으로 연장된 한 쌍의 수직로드(108a)와, 이를 지지하기 위해 수직로드(108a)의 상단부 사이에서 연장되어 구동축(105)에 고정된 수평로드(108b)로 구성된다. 이 때, 수직로드(108a)에는 효율적인 교반을 가능하게 하는 교반판(108c)이 더 설치된다.
상부 교반기(108)는 수평로드(108b)의 중간부분이 구동축(105)에 일체로 고정되고, 하부 교반기(108')는 구동축(105)의 하단에 일체로 고정된다. 따라서 상하부 교반기(108, 108')는 구동축(105)이 회전하는 경우 구동축(105)과 동일한 회전방향으로 함께 회전하게 된다. 상하부 교반기(108, 108')는 구동축(105)의 회전 작동시 함께 회전하여 제1 공간(S1) 내의 슬러지와 응집제를 응집 교반하는 작용을 한다.
한편, 구동축(105)에는 구동 모터(106)의 구동력을 역방향으로 감속시키는 감속기(106a)가 장착된다. 이 때, 감속기(106a)는 상부 교반기(108)의 수평로드(108b)의 하부 위치에서 구동축(105)에 장착된다. 감속기(106a)에는 가동원판을 가동시키는 가동원판 회전바(109)와, 제1 공간(S1) 내에 와류를 형성하는 와류형성 회전바(109a)가 서로 대향하는 위치에 각각 장착된다. 이 때, 각각의 회전바(109, 109a)는 상부 교반기(108)의 방사상 안쪽에 위치한다. 따라서 각각의 회전바(109, 109a)는 구동축(105)이 회전하는 경우 구동축(105)과 역방향으로 회전하되, 구동축(105)보다 감속하여 회전한다. 이 실시예에서는 구동 모터(106)의 회전수 대비 1/3 로 역방향으로 감속시키는 감속기(106a)를 이용할 수 있다.
또한, 구동축(105)의 주위에는 회전바(109, 109a)의 안쪽에 위치하도록 상부 판(102a), 다수개의 가동원판(107b) 및 고정원판(107a)이 적층 배치되고, 회전바(109, 109a)의 아래쪽에 위치하도록 원통함체 형상의 하부 지지 구조물(102b)이 배치된다. 이 때, 하부 지지 구조물(102b)은 고정부재(102c)를 통해 외부 케이싱(101)의 내측에 고정된다. 이러한 상부판(102a), 가동원판(107b), 고정원판(107a) 및 하부 지지 구조물(102b)은 일정한 틈새(G)를 가지는 스크린 형상의 원통(C)을 형성하게 되고, 그 내부에는 탈리액이 저장되는 제2 공간(S2)이 한정된다. 이 때, 원통(C)은 외부 케이싱(101) 내에 수직하게 설치된다.
구동축(105)은 상부판(102a)의 중앙을 관통하여 형성된 관통공을 지나서 링 형상의 가동원판(107b)과 고정원판(107a)을 거쳐 하부 지지 구조물(102b) 내로 연장된다. 즉, 구동축(105)은 원통(C)의 중심축을 따라 설치된다. 이 때, 가동원판(107b)과 고정원판(107a)은 종방향으로 교대로 배치되며, 이들 사이에 틈새(G)를 갖는다. 이 발명은 가동원판(107b) 및/또는 고정원판(107a)의 표면을 따라 반복적으로 돌출부를 형성하여 가동원판(107b)과 고정원판(107a) 자체를 통해 탈리액을 제2 공간(S2)으로 유도하도록 구성된다.
이 실시예의 가동원판(107b)은 링 형상으로 형성되며, 그 상면 및 하면을 따라 반복적으로 형성된 다수의 돌출부(107b')를 갖는다. 여기서, 돌출부(107b')는 고정원판(107a)의 표면과 직접 접촉함에 따라 가동원판(107b)과 고정원판(107a)의 사이에 틈새(G)를 형성하는 역할을 한다. 따라서 돌출부(107b')는 가동원판(107b)과 고정원판(107a)의 사이에 틈새(G)를 형성할 수 있다면 어떠한 형태로 구성하여도 무방하다.
예를 들어, 이 실시예의 돌출부(107b')로는 상하로 삼각형 또는 사각형 단면을 가지며 가동원판(107b)의 외주연에서 내주연까지 직선으로 형성된 직선형 나사산, 상하로 삼각형 또는 사각형 단면을 가지며 가동원판(107b)의 외주연에서 내주연까지 나선형으로 형성된 나선형 나사산으로 구성할 수 있다. 또한, 돌출부(107b')는 가동원판(107b)의 외주연에서 내주연까지 연속적이지 않고 비연속적으로 그 표면에 여러 형태로 구성할 수 있다. 특히, 돌출부(107b')는 그 돌출면이 라운드 지는 형태로 구성하는 것이 바람직하다. 더 바람직하기로는 구슬 등을 이용하여 가동원판(107b)의 표면에서 회전이 가능하도록 구성하는 것이다.
이 발명의 돌출부(107b')는 상기와 동일한 형태로 가동원판(107b)이 아닌 고정원판(107a)에 형성할 수 있다. 또한, 이 발명의 돌출부(107b')는 상기와 동일한 개념으로 가동원판(107b) 및 고정원판(107a)의 어느 한 표면에만 형성할 수도 있다. 따라서 가동원판(107b)과 고정원판(107a)을 적층하면, 그 자체에 의해 이들 사이에 틈새(G)가 조성된다. 이 때, 틈새(G)가 돌출부(107b')에 의해 가동원판(107b)과 고정원판(107a) 사이에 비연속적으로 형성되어 미세 플럭의 막힘을 최소화하여 탈리액의 원활한 유도를 가능하게 한다.
고정원판(107a)의 방사상 안쪽에는 다수의 체결돌기(107c)가 돌출하여 형성되고, 체결돌기(107c)의 중앙에는 핀 삽입공(도시되지 않음)이 형성된다. 고정원판(107a)과 가동원판(107b)은 상부판(102a)의 핀 관통공, 고정원판(107a)의 핀 삽입공을 관통하여 끼워지는 다수의 체결핀(107g)에 의해 일체로 결합된다.
한편, 가동원판(107b)은 그 외경이 고정원판(107a)의 외경보다 크고, 가동원 판 회전바(109)는 그 회전 반경이 고정원판(107a)의 외경과 동일하게 장착된다. 따라서 구동축(105)을 회전시키면, 가동원판 회전바(109)가 가동원판(107b)을 고정원판(107a)에 대해 움직이게 한다. 이 때, 와류형성 회전바(109a)는 그 회전 직경이 가동원판(107a)의 외경보다 크게 장착된다. 따라서 와류형성 회전바(109a)는 고정원판(107a) 및 가동원판(107b)에 전혀 간섭받지 않고 회전하면서 와류를 형성한다.
한편, 하부 지지 구조물(102b)의 방사상 측벽에는 탈리액 배출관(101b)이 일정 길이만큼 외부로 연장하여 형성된다. 탈리액 배출관(101b)은 하부 지지 구조물(102b)의 방사상 측벽으로부터 연장되어 제1 공간(S1) 및 외부 케이싱(101)을 지나 외부로 돌출된다.
아래에서는 앞서 설명한 바와 같이 구성된 이 실시예에 따른 슬러지 농축장치의 작동관계에 대해 설명한다.
슬러지 유입관(103) 및 응집제 유입관(104)을 통해 슬러지 및 응집제가 외부 케이싱(101)의 내부로 유입된다. 유입된 슬러지 및 응집제는 구동 모터(106)에 의해 구동축(105)이 회전 구동함에 따라 구동축(105)을 중심으로 회전 운동하는 하부 교반기(108') 및 상부 교반기(108)에 의해 제1 공간(S1)의 하층부에서부터 응집 교반되면서 상층부로 서서히 이동하면서 플럭 및 탈리액을 형성한다. 이 때, 회전바(109, 109a)는 감속기(106a)에 의해 구동축(105)과 역방향으로 감속하여 회전한다.
구동축(105)이 회전함에 따라 제1 공간(S1)의 하층부에서부터 상층부로 서서히 이동하면서 고정원판(107a)과 가동원판(107b)의 방사상 외면에는 플럭이 달라붙 고, 달라붙은 플럭은 가동원판 회전바(109)에 의해서 탈리된다. 그리고 구동축(105)과 역방향으로 회전하는 가동원판 회전바(109)가 고정원판(107a)의 방사상 외면과 접촉함으로써, 가동원판(107b)이 고정원판(107a)에 대해 회전방향으로 움직이면서 고정원판(107a)과 가동원판(107b) 사이의 틈새(G)가 미세 플럭에 의한 막힘 현상이 발생하지 않도록 한다. 이렇게 틈새(G)의 막힘 현상이 발생하지 않음에 따라 탈리액이 틈새(G)를 통해 제2 공간(S2)의 내부로 원활하게 유입되고, 제2 공간(S2) 내부로 유입된 탈리액은 탈리액 배출구(101b)를 통해 외부 케이싱(101)의 외부로 배출된다.
그리고 탈리액이 분리 배출됨에 따라 농축된 플럭을 갖는 슬러지는 플럭 배출관(101a)을 따라 배출되어 각종 탈수장치로 공급된다.
<제2 실시예>
도 2a는 이 발명의 제2 실시예에 따른 슬러지 농축장치의 구성관계를 도시하기 위해 일부분을 절취한 개략 사시도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 슬러지 농축장치의 일부 분해 사시도이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 가동원판(117b)의 방사상 외면 일측에는 환형의 돌출부(117e)가 형성되고, 환형의 돌출부(117e) 내에는 가동원판 회전바(119)가 끼워져 결합된다. 즉, 이 실시예의 슬러지 농축장치(110)는 가동원판 회전바(119)가 가동원판(117b)의 환형의 돌출부(117e) 내에 끼워져 일체로 회전하도록 구성된 것을 제외하고는 제1 실시예의 슬러지 농축장치(100)와 동 일하게 구성되어 작동한다. 따라서 이 실시예에서는 동일 구성요소들에 대한 설명과 그 작동관계에 대한 설명을 생략하기로 한다.
<제3 실시예>
도 3a는 이 발명의 제3 실시예에 따른 슬러지 농축장치의 구성관계를 도시하기 위해 일부분을 절취한 개략 사시도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 슬러지 농축장치의 일부 분해 사시도이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 슬러지 농축장치(120)는 원통 등으로 구성되어 제1 공간(S1)을 한정하는 외부 케이싱(121)을 구비한다. 외부 케이싱(121)의 상측에는 슬러지와 응집제가 교반 혼합되어 형성된 플럭을 외부로 배출하기 위한 플럭 배출관(121a)이 일정 길이만큼 외부로 연장하여 형성된다.
외부 케이싱(121)의 내부 중앙에는 구동축(125)이 종방향으로 배치되고, 구동축(125)의 방사상 외면에는 스크루 컨베이어(125a)가 일체로 장착된다. 스크루 컨베이어(125a)를 갖는 구동축(125)의 주위에는 상부가 개방된 상부 지지 구조물(122a), 다수의 가동원판(127b)과 고정원판(127a), 원통형 함체 형상의 하부 지지 구조물(122b)이 배치된다. 이 때, 일체로 결합된 상부 지지 구조물(122a), 다수의 가동 원판(127b)과 고정원판(127a)이 적층되어 일정 틈새(G)를 갖는 스크린 형상의 구조물, 및 하부 지지 구조물(122b)을 통해 원통(C2)이 형성된다. 원통(C2)의 내부에는 제2 공간(S2)이 한정된다. 이 때, 원통(C2)은 외부 케이싱(121) 내에 수직 하게 설치된다.
고정원판(127a)의 방사상 외면 일측에는 환형의 돌출부(127e)가 형성된다. 고정원판(127a)들은 환형의 돌출부(127e)에 끼워지는 체결로드(129)에 의해 일체로 결합된다. 이 때, 고정원판(127a)과 가동원판(127b)은 제1 실시예에 언급한 고정원판(107a) 및 가동원판(107b)과 동일하게 구성되어, 이들 사이에 일정 간격의 틈새(G)가 조성된다.
한편, 가동원판(127b)은 그 내경이 고정원판(127a)의 내경보다 작고, 또한 스크루 컨베이어(125a)의 직경보다 작게 형성된다. 따라서 원통(C2)의 제2 공간(S2) 내에 슬러지와 응집제가 투입된 상태에서 구동축(125)이 회전하면, 스크루 컨베이어(125a)에 의해 교반되고 이송되면서 플럭 및 탈리액이 형성되고, 탈리액은 스크루 컨베이어(125a)와 접촉함에 따라 고정원판(127b)에 대해 움직이는 가동원판(127a)에 의해 보다 원활해진 틈새(G)를 통해 유도된다.
상부 지지 구조물(122a)의 방사상 측벽에는 플럭 배출관(121a)이 일정 길이만큼 외부로 연장하여 형성된다. 플럭 배출관(121a)은 상부 지지 구조물(122a)의 방사상 측벽으로부터 연장되어 제1 공간(S1)을 가로지른 후 외부 케이싱(121)을 지나 외부로 돌출된다. 그리고 외부 케이싱(121)의 하부에는 탈리액 배출관(121b)이 일정 길이만큼 외부로 연장하여 형성된다.
한편, 하부 지지 구조물(122b)의 바닥에는 슬러지 및 응집제를 원통(C2)의 제2 공간(S2) 내부로 도입하기 위한 슬러지 유입관(123) 및 응집제 유입관(124)이 일정 길이만큼 외부로 연장하여 각각 형성된다.
아래에서는 앞서 설명한 바와 같이 구성된 이 실시예에 따른 슬러지 농축장치의 작동관계에 대해 설명한다.
슬러지 유입관(123) 및 응집제 유입관(124)을 통해 슬러지 및 응집제가 원통(C2)의 제2 공간(S2) 내부로 유입된다. 유입된 슬러지 및 응집제는 구동 모터(126)에 의해 구동축(125)이 회전 구동함에 따라 스크루 컨베이어(125a)에 의해 제2 공간(S2)의 하층부에서부터 응집 교반되면서 상층부로 서서히 이송하면서 플럭과 탈리액을 형성한다. 탈리액은 스크루 컨베이어(125a)와 접촉함에 따라 고정원판(127b)에 대해 움직이는 가동원판(127a)에 의해 보다 원활해진 틈새(G)를 통해 제1 공간(S1)으로 유도되어 탈리액 배출관(121b)을 통해 외부로 배출되고, 플럭은 제2 공간(S2)의 상부로 이동하여 플럭 배출관(122a)을 통해 외부로 배출된다.
<제4 실시예>
도 4a는 이 발명의 제4 실시예에 따른 슬러지 농축장치의 구성관계를 도시하기 위해 일부분을 절취한 개략 사시도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 슬러지 농축장치의 일부 분해 사시도이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 구동축(135)에는 고정원판(137a) 및 가동원판(137b)의 내경보다 작은 직경을 갖는 스크루 컨베이어(135a)와, 가동원판(137b)의 내경보다 크고 고정원판(137a)의 내경과 동일한 가동원판 회전바(139)가 장착된다. 즉, 이 실시예의 슬러지 농축장치(130)는 제3 실시예와 같이 스크루 컨베이어를 통해 가동원판을 회전시키지 않고, 가동원판 회전바(139)를 통 해 가동원판(137b)을 회전시키도록 구성한 것을 제외하고는 제3 실시예의 슬러지 농축장치(120)와 동일하게 구성되어 작동한다. 따라서 이 실시예에서는 동일 구성요소들에 대한 설명과 그 작동관계에 대한 설명을 생략하기로 한다.
이 실시예는 구동 모터(136)의 구동력을 역방향으로 감속시키는 감속기(도시하지 않음)를 구동축(135)에 장착하고, 감속기에 상기와 동일한 가동원판 회전바(139)를 장착하여 구성할 수도 있다.
<제5 실시예>
도 5a는 이 발명의 제5 실시예에 따른 슬러지 농축장치의 구성관계를 도시하기 위해 일부분을 절취한 개략 사시도이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 슬러지 농축장치의 일부 분해 사시도이다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 가동원판(147b)의 방사상 내면 일측에는 환형의 돌출부(147e)가 형성되고, 환형의 돌출부(147e) 내에는 가동원판 회전바(149)가 끼워져 결합된다. 즉, 이 실시예의 슬러지 농축장치(140)는 가동원판 회전바(149)가 가동원판(147b)의 환형의 돌출부(147e) 내에 끼워져 일체로 회전하도록 구성된 것을 제외하고는 제4 실시예의 슬러지 농축장치(140)와 동일하게 구성되어 작동한다. 따라서 이 실시예에서는 동일 구성요소들에 대한 설명과 그 작동관계에 대한 설명을 생략하기로 한다.