KR100707283B1

KR100707283B1 - 슬러지의 농축 및 탈수장치

Info

Publication number: KR100707283B1
Application number: KR1020050049980A
Authority: KR
Inventors: 홍상헌
Original assignee: (주)에이알케이
Priority date: 2005-06-10
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2007-04-13
Also published as: KR20060128488A

Abstract

이 발명은 슬러지의 농도를 높이기 위해 탈리액의 일부분을 분리 배출하여 농축한 후 탈수하여 케이크로 만드는 슬러지의 농축 및 탈수장치에 관한 것으로서, 슬러지에 포함된 탈리액의 일부분을 분리하여 외부로 배출함으로써 농축하는 슬러지 농축장치와, 슬러지 농축장치에서 농축되어 공급되는 슬러지에 포함된 수분을 탈수하여 케이크로 만드는 슬러지 탈수장치를 포함한다. 이 발명은 슬러지를 농축한 후 탈수함에 따라 슬러지의 효율적인 처리가 가능하다.

Description

슬러지의 농축 및 탈수장치{SYSTEM FOR CONCENTRATING AND DEWATERING OF SLUDGE}

도 1은 이 발명에 따른 슬러지 농축장치의 한 실시예의 구성관계를 도시하기 위해 일부분을 절취한 개략 사시도이고,

도 2는 도 1에 도시된 슬러지 농축장치의 일부 분해 사시도이고,

도 3은 이 발명에 따른 슬러지 농축장치의 다른 실시예의 구성관계를 도시하기 위해 일부분을 절취한 개략 사시도이고,

도 4는 도 3에 도시된 슬러지 농축장치의 일부 분해 사시도이며,

도 5는 이 발명에 따른 슬러지 탈수장치의 한 실시예를 도시한 부분 분해 사시도이고,

도 6은 도 5에 도시된 슬러지 탈수장치의 결합 사시도이고,

도 7은 도 5에 도시된 슬러지 탈수장치의 주요부를 상세히 도시한 요부 사시도이고,

도 8은 도 7에 도시된 주요부의 동작과정을 도시한 평면도이며,

도 9는 도 6에 도시된 슬러지 탈수장치의 동작상태를 나타낸 동작상태도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

100 : 슬러지 농축장치 106a : 감속기

107a : 고정원판 107b : 가동원판

210 : 스크루 컨베이어 220 : 고정원판

230 : 가동원판 242 : 제1 연결로드

243 : 제2 연결로드 270 : 회전유도수단

271 : 주동기어 272 : 종동기어

273 : 원동 캠 274 : 종동판

274a : 안내홈

이 발명은 슬러지의 농축 및 탈수장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 슬러지의 농도를 높이기 위해 탈리액의 일부분을 분리 배출하여 농축한 후 탈수하여 케이크로 만드는 슬러지의 농축 및 탈수장치에 관한 것이다.

매년 폐수의 양은 급격하게 증가하고 있다. 그로 인해 주변 환경의 오염문제가 심각하게 대두되고 있고, 그에 따라 산업폐수를 효과적으로 처리하기 위한 다양한 노력들이 행해지고 있다.

그 결과물로서 슬러지의 농도를 높이기 위해 탈리액의 일부분을 분리 배출하 여 농축하는 슬러지 농축장치와, 슬러지에 함유된 수분을 탈수하여 케이크로 만드는 슬러지 탈수장치에 대해 각각 공지되어 있다.

대한민국 특허공개 제2004-89469호는 이 출원인에 의해 출원되어 공개된 기술로서, 슬러지 농축장치에 대해 공지되어 있다. 이 기술에 공지된 슬러지 농축장치는 외부 케이싱과, 가동원판과 고정원판의 사이에 틈새를 갖도록 교대로 반복적으로 적층함으로써 형성되며 외부 케이싱의 내부에 설치되는 원통을 갖도록 구성된다. 즉, 상기 슬러지 농축장치는 외부 케이싱의 내부로 공급되는 슬러지 및 응집제를 교반기로 교반하여 플럭 및 탈리액을 형성하고, 탈리액을 가동원판과 고정원판의 사이에 형성된 틈새를 통해 원통의 내부로 유도하여 외부 케이싱의 외부로 배출함으로써 슬러지를 농축하였다.

그러나 이 장치는 고정원판의 방사상 외면에 접촉하여 원판의 둘레면에 부착되거나 틈새에 끼워지는 일부 플럭을 제거하는 회전바가 교반기와 동일방향 및 동일 회전수로 회전하도록 구동축에 각각 결합되어 있다. 따라서 구동축에 일방향의 무리한 힘이 가해져 뒤틀림 현상이 발생하고, 또한 회전바와 교반기가 동일방향 및 동일 회전수로 회전하기 때문에 슬러지 및 응집제의 효율적인 교반이 불가능하여 플럭의 형성이 비활성적인 단점이 있었다.

슬러지 탈수장치에 관한 기술로는 일본 공개특허 소66-19011호, 평5-228635호, 대한민국 공개특허 제2002-38426호, 제2002-38427호, 제2003-984호 및 제2003-985호 등이 있다.

이 기술들은 다수의 고정판 및 가동판을 일렬로 배치하되 이들 사이에 틈새 를 갖도록 구성하고, 가동판을 회전시킴으로써 틈새를 통해 수분을 제거하도록 구성된다.

일본 공개특허 소66-19011호는 가동판이 편심축 운동을 하는 3개의 환봉에 의해 고정판의 전후, 좌우방향으로 운동하는 구조로 구성된다. 그리고 대한민국 공개특허 제2002-38426호, 제2002-38427호, 제2003-984호 및 제2003-985호는 환봉을 반원 또는 삼각형의 가동판에 통과시켜 지지하되, 환봉을 편심 구동시켜 반원 또는 삼각형의 가동판이 고정판에 대해 전후, 좌우방향으로 운동하는 구조로 구성된다.

그러나 이 기술들은 가동판 중심과 고정판 중심의 편심거리 만큼 가동판이 전후, 좌우로 움직이기 때문에, 그 가동범위가 좁아 틈새에 끼인 이물질을 효과적으로 제거할 수가 없다. 또한, 이 기술들은 가동판이 환봉의 편심운동에 의해 구동되기 때문에, 가동판에 굽힘응력 및 꼬임응력이 발생한다. 따라서 이러한 응력에 대응하기 위해서는 가동판을 두껍게 구성해야 하며, 그로 인해 배수면적이 상대적으로 줄어들어 전체적인 배수효율이 떨어지고 더 나아가 재료비와 가공비가 많이 소요되는 단점이 있었다.

한편, 일본 공개특허 평5-228635호는 스크루 컨베이어가 회전하면서 가동원판과 마찰 접촉하여 가동원판을 구동시킨다. 즉, 이 기술은 스크루 컨베이어가 회전하면서 그 끝단이 가동원판을 밀어내는 형태로 구동시킨다. 그러나 배출구 쪽으로 갈수록 슬러지의 함수율이 낮아지기 때문에, 배출구 쪽에 위치하는 가동원판의 경우 스크루 컨베이어와 접촉함에 있어 슬림(slim)현상이 발생하고, 그에 따라 가 동원판이 점점 마모되어 스크루 컨베이어와 그 직경이 동일해져 케이크의 함수율이 높아져 비경제적이다. 따라서 일정 주기마다 가동원판을 교체해야 하는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 상기와 같은 단점 및/또는 문제점을 갖는 슬러지 농축장치, 슬러지 탈수장치 각각에 대한 기술만 공지되어 있을 뿐, 이들을 서로 조합하여 구성한 슬러지의 농축 및 탈수장치에 대해서는 전무한 상태였다.

이 발명은 앞서 설명한 바와 같은 슬러지 농축장치 및 슬러지 탈수장치의 문제점을 각각 개선하고, 이렇게 개선된 장치들을 서로 조합하여 구성함으로써 슬러지를 효율적으로 처리하면서도 그 사용수명을 연장시키는 데 그 목적이 있다.

이 발명의 장치는 슬러지에 포함된 탈리액의 일부분을 외부 케이싱 내에 수직하게 설치되며 다수개의 링 형상의 제1 고정원판과 제1 가동원판이 그 사이에 틈새를 갖도록 교대로 반복하여 적층함으로써 형성된 제1 원통의 내부 또는 외부로 유도하여 외부 케이싱의 외부로 배출함으로써 농축하는 슬러지 농축장치를 포함한다.

또한, 이 발명의 장치는 슬러지 농축장치에서 농축되어 공급되는 슬러지에 포함된 수분을 다수개의 링 형상의 제2 고정원판과 제2 가동원판이 그 사이에 틈새를 갖도록 교대로 반복하여 적층함으로써 형성된 제2 원통의 일측에서 타측으로 이송하면서 압착하여 틈새를 통해 탈수하는 압착수단을 구비한 슬러지 탈수장치를 포함한다.

이 발명의 슬러지 탈수장치는 제2 원통의 길이방향을 따라 다수개의 제2 고정원판의 돌출부에 형성된 삽입공에 삽입 결합되는 제1 연결로드와, 제2 원통의 길이방향을 따라 다수개의 제2 가동원판의 돌출부에 형성된 삽입공에 삽입 결합되는 제2 연결로드와, 제2 원통의 양 단면에 각각 연결되며 원주면에 형성된 출입구를 포함하는 연통과, 연통의 단면에 각각 결합되어 원통의 양 단면을 완전히 폐쇄하고 제1 연결로드와 결합되는 적어도 하나 이상의 보강판과, 제2 연결로드와 결합되며 하나 이상의 안내홈을 갖는 종동판과, 안내홈에 삽입되는 원동 캠, 및 원동 캠을 회전시키는 구동부를 포함한다.

이 발명의 압착수단은 제2 고정원판과 제2 가동원판의 배열방향을 축으로 회전하는 스크루 컨베이어이고, 구동부는 스크루 컨베이어의 회전을 원동 캠에 전달하는 동력전달 수단을 포함한다. 이 발명의 동력전달 수단은 복수개의 기어조합에 의해 원동 캠을 구동시킨다.

이 발명의 슬러지 농축장치는 제1 원통의 중심축에 설치되며 외부동력을 전달받아 회전하는 구동축과, 구동축의 회전력을 전달받아 외부 케이싱과 제1 원통의 사이를 따라 회전하면서 슬러지와 응집제를 교반하는 교반기와, 구동축에 결합되어 그 회전력을 역방향으로 감속시키는 감속기, 및 감속기에 장착되어 제1 가동원판을 제1 고정원판에 대해 움직이도록 회전하는 가동원판 회전바를 포함한다.

이 발명의 감속기에는 상기 제1 고정원판 및 제1 가동원판과 상기 교반기의 사이에서 회전하면서 와류를 형성하는 와류형성 회전바가 더 장착될 수 있다.

아래에서, 이 발명에 따른 슬러지의 농축 및 탈수장치를 구성하는 슬러지 농축장치 및 슬러지 탈수장치의 양호한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

1. 슬러지 농축장치

도 1은 이 발명에 따른 슬러지 농축장치의 한 실시예의 구성관계를 도시하기 위해 일부분을 절취한 개략 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 슬러지 농축장치의 일부 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2에 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 종방 향으로 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 상부판(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 각각 배치되는 다수의 스페이서(107f)에 의해 서로 이격됨에 따라 가동원판(107b)과 고정원판(107a) 사이에 틈새(G)가 형성된다. 이 때, 스페이서(107f)는 가동원판(107b)과 고정원판(107a)의 두께보다 두껍게 구성된다.

고정원판(107a)의 방사상 안쪽에는 다수의 체결돌기(107c)가 돌출하여 형성되고, 체결돌기(107c)의 중앙에는 핀 삽입공(107d)이 형성된다. 고정원판(107a)과 가동원판(107b)의 사이에는 링 형상의 스페이서(107f)가 각각 배치되며, 그로 인해 고정원판(107a)과 가동원판(107b)은 서로 일정한 거리만큼 이격된다. 고정원판(107a)과 가동원판(107b)은 상부판(102a)의 핀 관통공, 고정원판(107a)의 핀 삽입공(107d) 및 스페이서(107f)를 관통하여 끼워지는 다수의 체결핀(107g)에 의해 일체로 결합된다.

한편, 가동원판(107b)은 그 외경이 고정원판(107a)의 외경보다 크고, 가동원판 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 농축장 치의 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 달라붙고, 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 후술할 슬러지 탈수장치로 공급된다.

도 3은 이 발명에 따른 슬러지 농축장치의 다른 실시예의 구성관계를 도시하 기 위해 일부분을 절취한 개략 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 슬러지 농축장치의 일부 분해 사시도이다.

도 3 및 도 4에 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 상기 실시예의 슬러지 농축장치(100)와 동일하게 구성되어 작동한다. 따라서 이 실시예에서는 동일 구성요소들에 대한 설명과 그 작동관계에 대한 설명을 생략하기로 한다.

2. 슬러지 탈수장치

도 5는 이 발명에 따른 슬러지 탈수장치의 한 실시예를 도시한 부분 분해 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 슬러지 탈수장치의 결합 사시도이다. 그리고 도 7은 도 5에 도시된 슬러지 탈수장치의 주요부를 상세히 도시한 요부 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 주요부의 동작과정을 도시한 평면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 슬러지 탈수장치(200)는 상술한 슬러지 농축장치(100)에 의해 농축되어 공급되는 슬러지에 포함된 수분을 탈수하여 케이크로 만드는 것으로서, 다수의 고정원판(220)과 가동원판(230)을 그 사이에 틈새를 갖도록 교대로 반복적으로 적층하여 구성한 원통(C3)과, 원통(C3)의 중심축을 따라 설치되어 슬러지를 이동시키는 스크루 컨베이어(210), 및 가동원판(230)이 고 정원판(220)에 대해 회전하도록 유도하는 회전유도수단(270)을 포함한다.

고정원판(220)과 가동원판(230)은 일정한 두께를 갖는 링 형상의 환형부재이다. 고정원판(220)과 가동원판(230)의 중앙에는 동일한 지름의 통공(221, 231)이 형성된다. 고정원판(220)의 원주면에는 외측으로 돌출된 2쌍의 돌출부(222)가 형성되고, 가동원판(230)의 원주면에는 외측으로 돌출된 1쌍의 돌출부(232)가 형성된다. 돌출부(222, 232)에는 삽입공(223, 233)이 각각 형성된다.

이와 같이 형성된 다수의 고정원판(220)과 가동원판(230)은 교대로 반복적으로 적층되어 도 6에 도시된 바와 같이 하나의 원통(C3)을 형성한다. 다수의 고정원판(220)의 돌출부(222)와 다수의 가동원판(230)의 돌출부(232)는 원통(C3)의 길이방향으로 각각 일렬로 정렬된다. 이 때, 고정원판(220)과 가동원판(230)의 돌출부(222, 232)는 상호 겹쳐지지 않는다. 한편, 고정원판(220)과 가동원판(230)의 통공(221, 231)은 지름이 동일하므로 연속된 하나의 공간을 형성한다. 이 공간은 슬러지의 이동통로로 활용된다.

이 실시예의 고정원판(220)은 4개의 돌출부(222)를 갖는다. 각각의 돌출부(222)는 고정원판(220)의 통공(221)을 중심으로 서로 대칭을 이룬다. 한편, 이 실시예에서는 고정원판(220)에 4개의 돌출부(222)가 형성되어 있으나 필요에 따라 그 수를 증감할 수 있다.

돌출부(222)의 삽입공(223)에는 각각 다수의 고정원판(220)을 일체로 연결하는 4개의 제1 연결로드(242)가 원통(C3)의 길이방향과 평행하게 결합된다. 제1 연결로드(242)는 다수의 고정원판(220)이 원통(C3)의 길이방향은 물론이고 고정원판 (220)의 원주방향으로 이동하거나 흔들리지 않도록 단단히 지지하는 역할을 한다. 제1 연결로드(242)에는 길이방향으로 적층된 다수의 고정원판(220)간의 거리를 일정하게 유지해 주는 스페이서(240)가 고정원판(220)의 사이사이마다 결합된다. 이 때, 스페이서(240)는 가동원판(230)의 두께보다 두껍게 구성된다. 따라서 다수의 고정원판(220)과 가동원판(230)의 사이에는 틈새가 각각 형성된다.

이 실시예에서는 가동원판(230)의 돌출부(232)가 고정원판(220)의 돌출부(222) 사이에 위치하도록 적층된다. 이는 가동원판(230)이 회전할 때 가동원판(230)의 돌출부(232)가 고정원판(220)의 돌출부(222)의 간섭을 덜 받게 하여 가동원판(230)의 회전범위를 크게 하기 위해서다.

가동원판(230)의 삽입공(233)에는 다수의 가동원판(230)을 일체로 연결해 주는 2개의 제2 연결로드(243)가 원통(C3)의 길이방향으로 삽입된다. 제2 연결로드(243)는 다수의 가동원판(230)이 일체로 움직이도록 한다. 제2 연결로드(243)에는 적층된 다수의 가동원판(230)의 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서(241)가 가동원판(230)의 사이사이마다 설치된다. 이 스페이서(241)는 고정원판(220)의 두께보다 두껍게 구성된다. 따라서 적층된 다수의 고정원판(220)과 가동원판(230) 사이에는 스페이서(240, 241)와 고정원판(220) 및 가동원판(230)의 두께 차이 만큼에 해당하는 틈새가 형성한다. 틈새는 슬러지에 함유된 수분이 원통(C3)의 외부로 빠져나가는 배출구의 역할을 한다.

원통(C3)의 양 단면에는 고정원판(220)과 가동원판(230)의 통공(221, 231)과 동일한 내경을 갖는 연통(250, 250a)이 각각 설치된다. 연통(250, 250a)의 양 단 면은 그 내부의 물질이 길이방향으로 이동할 수 있도록 개방된다. 연통(250, 250a)의 원주 일면에는 출입구(251, 251a)가 형성된다. 출입구(251, 251a)는 슬러지를 공급하거나 수분이 제거된 케이크를 배출하는 통로 역할을 한다. 한편, 연통(250, 250a)은 항상 고정된 상태를 유지하므로 선회운동을 하지 않는 고정원판(220)과 결합되어야 한다. 따라서 원통(C3)의 양 단면은 항상 고정원판(220)이 배치되도록 적층해야 한다.

원통(C3)의 내부에는 스크루 컨베이어(210)가 설치된다. 스크루 컨베이어(210)는 원통(C3)의 길이방향과 평행한 구동축(211)을 가지며, 원통(C3)과 연통(250, 250a)을 함께 관통하여 설치된다. 스크루 컨베이어(210)는 구동축(211)을 중심으로 회전하며 원통(C3)의 일단에 설치된 연통(250)의 출입구(251)로 유입된 슬러지를 원통(C3)의 타단에 설치된 다른 연통(250a)으로 이송시킴과 아울러 원통(C3)의 길이방향으로 압착하는 압착수단의 구실을 한다. 스크루 컨베이어(210)는 별도의 구동수단(도시되지 않음)에 의해 구동축(211)을 중심으로 회전 운동한다.

각각의 연통(250, 250a)의 단부에는 복수개의 체결공(261)이 형성된 보강판(260)이 각각 결합된다. 보강판(260)의 체결공(261)에는 스크루 컨베이어(210)의 구동축(211)과 제1 연결로드(242)가 각각 결합된다. 구동축(211)은 베어링(도시되지 않음)을 매개로 체결공(261)에 회전가능하게 설치되고, 제1 연결로드(242)는 체결공(261)에 고정 결합된다. 따라서 제1 연결로드(242)에 의해 일체로 연결된 다수의 고정원판(220)은 움직이지 않는다.

각각의 보강판(260)의 외측면에는 제2 연결로드(243)를 선회시키기 위한 회 전유도수단(270)이 결합된다. 회전유도수단(270)은 스크루 컨베이어(210)의 회전운동을 제2 연결로드(243)의 왕복 선회운동으로 전환하도록 구성된다.

이 실시예에 따른 회전유도수단(270)은 다음과 같이 구성된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 회전유도수단(270)은 주동기어(271), 종동기어(272), 원동 캠(273) 및 종동판(274)으로 구성된다.

주동기어(271)는 스크루 컨베이어(210)의 구동축(211)에 결합되어 스크루 컨베이어(210)와 함께 구동축(211)을 중심으로 회전한다. 구동축(211)의 좌우측에는 종동축(272a)이 구동축(211)과 평행하게 설치되는 데, 이 종동축(272a)에는 주동기어(271)와 치합되는 종동기어(272)가 설치된다.

종동기어(272)의 일면에는 원동 캠(273)이 결합된다. 원동 캠(273)은 종동기어(272)에 편심되게 설치된다. 따라서 원동 캠(273)은 종동기어(272)가 회전할 때 종동기어(272)의 종동축(272a)을 중심으로 회전한다. 즉, 원동 캠(273)은 스크루 컨베이어(210)의 구동축(211), 주동기어(271) 및 종동기어(272)로 구성된 구동부를 통해 동력을 전달받고, 구동부는 주동기어(271) 및 종동기어(272)의 기어조합으로 구성된 동력전달 수단을 통해 스크루 컨베이어(210)의 회전을 원동 캠(273)에 전달한다.

종동판(274)은 구동축(211)에 회전 가능하게 설치된다. 종동판(274)의 평면에는 원통(C3)의 길이방향으로 관통된 복수개의 안내홈(274a)과 삽입공(274b)이 형성된다. 안내홈(274a)에는 원동 캠(273)이 삽입되고, 삽입공(274b)에는 제2 연결로드(243)가 결합된다.

안내홈(274a)은 종동판(274)에 장방형으로 형성된다. 안내홈(274a)의 폭은 원동 캠(273)의 지름과 동일하고, 그 길이는 원동 캠(273)의 회전직경과 동일하거나 크게 형성된다. 따라서 원동 캠(273)의 안내홈(274a)에 대한 상대운동은 안내홈(274a)의 길이방향으로 이동한다. 즉, 종동기어(272)가 종동축(272a)을 중심으 로 회전하면 원동 캠(273)이 안내홈(274a)의 벽면을 밀어 종동판(274)을 선회시키면서 안내홈(274a)의 길이방향을 따라 이동한다. 한편, 종동판(274)에는 제2 연결로드(243)가 결합되어 있으므로, 종동판(274)이 선회하면 제2 연결로드(243)를 매개로 다수의 가동원판(230)이 종동판(274)과 동일한 방향으로 선회운동한다.

이 실시예에서는 회전유도수단(270)의 외측에 별도의 보강판(260a)이 더 결합된다. 이 보강판(260a)은 회전유도수단(270)을 외부의 충격으로부터 보호하고, 각각의 축과 로드를 지지하는 역할을 한다.

아래에서는 회전유도수단(270)의 동작과정을 보다 상세히 설명한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 주동기어(271)가 회전하면 종동기어(272)가 주동기어(271)의 회전과 반대 방향으로 회전한다. 그러면 종동기어(272)에 결합된 원동 캠(273)이 다른 원 궤적을 그리면서 종동축(272a)을 중심으로 회전한다. 이 때, 원동 캠(273)은 종동판(274)의 안내홈(274a)에 삽입된 상태이므로 원동 캠(273)이 회전하면 원동 캠(273)이 안내홈(274a)의 측벽을 밀면서 안내홈(274a)의 길이방향을 따라 이동한다. 이에 따라 종동판(274)은 원동 캠(273)의 회전궤도와 구동축(211)을 중심으로 안내홈(274a)이 그리는 회전궤적이 중복되는 범위에서 왕복 선회운동한다.

종동판(274)의 선회각도는 원동 캠(273)이 안내홈(274a)의 중간위치에 다다랐을 때 최고정점을 이루며, 이 정점을 지나면 원동 캠(273)의 회전운동에 의해 다시 반대방향으로 회전하여 그 각도가 줄어들다가 안내홈(274a)의 양단에 다다랐을 때 최저점에 이른다. 즉, 원동 캠(273)이 회전운동하면 종동판(274)은 일정한 범 위에서 왕복 선회운동한다. 따라서 이 발명에서는 스크루 컨베이어(210)가 회전하면 원동 캠(273)과 종동판(274)에 의해 가동원판(230)이 일정한 범위 내에서 왕복 선회운동하면서 마찰을 일으켜 고정원판(220)과 가동원판(230) 사이의 틈새에 끼인 이물질을 제거한다. 한편, 종동판(274)의 선회각도는 원동 캠(273)의 회전반경을 통해 조절할 수 있다.

아래에서는 이 실시예에 따른 슬러지 탈수장치의 전체적인 동작과정을 상세히 설명한다.

도 9는 도 6에 도시된 슬러지 탈수장치의 동작상태를 나타낸 동작상태도이다. 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 원통(C3)의 일단에 결합된 연통(250)의 출입구(251)에 슬러지를 투입한다. 그런 다음, 스크루 컨베이어(210)를 가동시켜 원통(C3) 내부에 유입된 슬러지를 원통(C3)의 타단으로 이동시킨다. 이에 따라 슬러지에 포함된 수분은 슬러지와 함께 이동하면서 중력에 의해 다수의 고정원판(220)과 가동원판(230)의 사이에 형성된 틈새로 서서히 빠져나간다.

또한, 스크루 컨베이어(210)가 가동됨에 따라 도 8와 같이 종동판(274)이 원통(C3)의 길이방향을 축으로 왕복 선회운동을 시작한다. 그러면, 가동원판(230)은 종동판(274)에 결합된 제2 연결로드(243)를 매개로 종동판(274)과 마찬가지로 왕복 선회운동한다. 이 때, 고정원판(220)은 보강판(250)에 체결된 제1 연결로드(242)에 의해 고정된 상태이므로 회전하지 않는다.

가동원판(230)의 반복적인 왕복 선회운동은 원통(C3) 내부에 지속적인 움직임을 발생시킨다. 이러한 움직임은 슬러지를 지속적으로 자극하여 수분이 원활하 게 배출되도록 함과 더불어, 고정원판(220)과 가동원판(230) 사이에 형성된 틈새에 이물질이 막히는 것을 예방한다. 따라서 이 발명은 슬러지의 탈수작업을 효과적으로 수행할 수 있다. 한편, 스크루 컨베이어(210)에 의해 원통(C3)의 타단까지 이송된 케이크는 원통(C3)의 타단에 결합된 다른 연통(250a)의 출입구(251a)를 통해 배출된다.

이 발명은 슬러지 농축장치 및 슬러지 탈수장치를 서로 조합하여 구성함으로써 슬러지를 효율적으로 처리하면서도 그 사용수명을 연장시키는 효과가 있다.

또한, 이 발명은 회전바와 교반기 간의 회전방향 및 그 회전수를 달리함으로써 슬러지 및 응집제를 효율적으로 교반하여 플럭 형성을 활성화하고 구동축의 뒤틀림 현상을 예방하는 슬러지 농축장치를 제공할 수 있다.

또한, 이 발명은 구동축의 구동력을 별도의 회전유도수단을 통해 간접적으로 가동원판에 전달하여 가동시키되 그 가동범위를 확대함으로써 가동원판의 마모를 최소화하면서도 탈수효율을 향상시키는 슬러지 탈수장치를 제공할 수 있다.

이상에서 이 발명의 슬러지의 농축 및 탈수장치에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 이 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 이 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 이 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구의 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가 능함은 명백한 사실이다.

Claims

슬러지에 포함된 탈리액의 일부분을 외부 케이싱 내에 수직하게 설치되며 다수개의 링 형상의 제1 고정원판과 제1 가동원판이 그 사이에 틈새를 갖도록 교대로 반복하여 적층함으로써 형성된 제1 원통의 내부 또는 외부로 유도하여 상기 외부 케이싱의 외부로 배출함으로써 농축하는 슬러지 농축장치와,

상기 슬러지 농축장치에서 농축되어 공급되는 상기 슬러지에 포함된 수분을 다수개의 링 형상의 제2 고정원판과 제2 가동원판이 그 사이에 틈새를 갖도록 교대로 반복하여 적층함으로써 형성된 제2 원통의 일측에서 타측으로 이송하면서 압착하여 상기 틈새를 통해 탈수하는 압착수단을 구비한 슬러지 탈수장치를 포함하며,

상기 슬러지 탈수장치는,

상기 제2 원통의 길이방향을 따라 상기 다수개의 제2 고정원판의 돌출부에 형성된 삽입공에 삽입 결합되는 제1 연결로드와, 상기 제2 원통의 길이방향을 따라 상기 다수개의 제2 가동원판의 돌출부에 형성된 삽입공에 삽입 결합되는 제2 연결로드와, 상기 제2 원통의 양 단면에 각각 연결되며 원주면에 형성된 출입구를 포함하는 연통과, 상기 연통의 단면에 각각 결합되어 상기 원통의 양 단면을 완전히 폐쇄하고 상기 제1 연결로드와 결합되는 적어도 하나 이상의 보강판과, 상기 제2 연결로드와 결합되며 하나 이상의 안내홈을 갖는 종동판과, 상기 안내홈에 삽입되는 원동 캠, 및 상기 원동 캠을 회전시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지의 농축 및 탈수장치.
청구항 1에 있어서,

상기 압착수단은 상기 제2 고정원판과 상기 제2 가동원판의 배열방향을 축으로 회전하는 스크루 컨베이어인 것을 특징으로 하는 슬러지의 농축 및 탈수장치.
청구항 2에 있어서,

상기 구동부는 상기 스크루 컨베이어의 회전을 상기 원동 캠에 전달하는 동력전달 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지의 농축 및 탈수장치.
청구항 3에 있어서,

상기 동력전달 수단은 복수개의 기어조합에 의해 상기 원동 캠을 구동시키는 것을 특징으로 하는 슬러지의 농축 및 탈수장치.
청구항 1에 있어서,

상기 슬러지 농축장치는,

상기 제1 원통의 중심축에 설치되며 외부동력을 전달받아 회전하는 구동축과, 상기 구동축의 회전력을 전달받아 상기 외부 케이싱과 상기 제1 원통의 사이를 따라 회전하면서 슬러지와 응집제를 교반하는 교반기와, 상기 구동축에 결합되어 그 회전력을 역방향으로 감속시키는 감속기, 및 상기 감속기에 장착되어 상기 제1 가동원판을 상기 제1 고정원판에 대해 움직이도록 회전하는 가동원판 회전바를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지의 농축 및 탈수장치.
청구항 5에 있어서,

상기 감속기에는 상기 제1 고정원판 및 제1 가동원판과 상기 교반기의 사이에서 회전하면서 와류를 형성하는 와류형성 회전바가 더 장착되는 것을 특징으로 하는 슬러지의 농축 및 탈수장치.