KR100736695B1 - 비스크류식 슬러지 농축 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 비스크류식 슬러지 농축 장치는, 농축기 탱크 내에 원형 링 구조로 형성되어 고정축에 의해 상호 조립된 고정판들, 원형 링 구조로 형성되어 상기 고정판들 사이에 위치되는 유동판들, 상기 고정판과 유동판 사이에 틈새를 발생시키는 스페이서들로 구성되어 슬러지를 분리하는 분리조가 구비되고, 상기 유동판의 내주면에 구름 접촉하면서 유동판들을 요동 운동시키는 유동판 요동기구가 설치됨으로써, 유동판 요동기구와 유동판의 상호 접촉되는 부분 사이의 마모 발생을 최소화하여 유동판의 요동 운동이 장시간 보다 안정적으로 이루어질 수 있고, 이에 따라 초기 농축 효율이 지속적으로 유지되어 농축기 성능 향상에 기여할 수 있다. 또한 유동판 요동기구와 유동판이 구름 접촉함에 따라 마찰 손실이 저하되어, 구동력 손실을 최소화할 수 있고, 이에 따라 에너지 소비를 줄여 운전비용도 절감할 수 있는 효과를 갖게 된다.

구름 접촉, 유동판, 고정판, 롤러, 탄성 부재, 스크레이퍼

Description

비스크류식 슬러지 농축 장치{Non-screw type sludge concentration device}

도 1은 공개특허 2004-89469호에 개시된 슬러지 농축 장치의 절개 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 슬러지 농축 장치의 주요부 분해 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 슬러지 농축 장치가 도시된 정면 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 슬러지 농축 장치가 도시된 측면 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 슬러지 농축 장치가 도시된 평면 구성도,

도 6은 본 발명에 따른 슬러지 농축 장치의 농축기 탱크가 도시된 평면도,

도 7은 본 발명에 따른 슬러지 농축 장치의 농축기 탱크가 도시된 측면도,

도 8은 본 발명에 따른 슬러지 농축 장치의 고정판 및 스페이서가 도시된 평면도,

도 9는 본 발명에 따른 슬러지 농축 장치의 유동판이 도시된 평면도,

도 10은 본 발명에 따른 슬러지 농축 장치의 유동판 요동기구의 설치 상태를 보인 상세도,

도 11은 도 10의 A-A 선 방향의 단면도,

도 12는 도 10의 B-B 선 방향의 단면도,

도 13은 본 발명에 따른 슬러지 농축 장치의 유동판 구동 구조를 보인 주요 부 평면도,

도 14는 본 발명에 따른 슬러지 농축 장치의 상부 교반기가 도시된 평면도,

도 15는 본 발명에 따른 슬러지 농축 장치의 상부 교반기가 도시된 정면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 탱크 베이스 110 : 농축기 탱크

114 : 유입 파이프 117 : 슬러지 배출부

118 : 지지 브래킷 118d :보스

120 : 여액 배출부 125 : 여액배출탱크

130 : 분리조 131 : 상부판

132 : 하부판 135 : 고정판

135a : 축 결합부 137 : 유동판

138 : 스페이서 140 : 유동판 요동기구

142A : 상부 지지대 142B : 중간 지지대

141 : 접촉 롤러 142 : 지지대

143 : 가변 부재 144 : 지지축

144a : 베어링 145 : 핀

147 : 고정 부재 149 : 탄성 부재

150 : 상부 교반기 151 : 보스부

152 : 수평축 153, 154 : 지지링

155 : 날개 축 157 : 교반 날개

160 : 하부 교반기 161 : 보스

163 : 날개 170 : 구동기구

171 : 구동 모터 172 : 감속기

173 : 주축 175 : 지지대 고정부

180 : 스크레이퍼 181 : 지지 부재

183 : 분리 부재

본 발명은 하폐수 처리시에 발생하는 슬러지를 농축 처리하는 장치에 관한 것으로서, 특히 스크류가 아닌 롤러를 이용하여 유동판을 요동 운동시킬 수 있도록 이루어진 비스크류식 슬러지 농축 장치에 관한 것이다.

일반적으로 슬러지 농축기는 탈수 설비 전단계에 설치하여 슬러지에 함유된 전고형분(TS, total solid) 함유율을 높이기 위한 장치이다.

도 1과 도 2는 공개특허 2004-89469호에 개시된 도면으로서, 이를 참조하여 종래 슬러지 농축 장치에 대하여 살펴본다.

이에 도시된 바와 같이, 농축탈리액 자동 배출장치(460)의 외부 케이싱(461) 내부 중앙에는 주축(465)이 배치되고, 주축(465)의 방사상 외면상에는 나선형의 날 개(465a) 즉, 스크류가 일체로 장착된다.

날개(465a)를 갖는 주축(465)의 주위에는 상부가 개방된 상부 지지 구조물(481), 다수의 가동 원판(467b)과 고정 원판(467a), 원통형 함체형상의 하부 지지 구조물(482)이 배치된다. 이때, 일체로 결합된 상부 지지 구조물(481), 가동 원판(467b)과 고정 원판(467a), 그리고 하부 지지 구조물(482)은 일정한 틈새(G)를 가지는 스크린 형상의 구조물(480)을 형성하게 되고, 내부에는 물 배출 공간(S2)이 한정된다.

한편, 스크린 형상의 구조물(480)의 방사상 안쪽 위치에서 주축(465)에는 슬러지 회전 바(469)가 일체로 장착된다.

회전 바(469a)(469b)는 주축(465)에 대하여 평행한 방향, 즉 수직방향으로 연장된 수직로드(469a), 및 이를 지지하기 위해서 수직로드(469a)의 상부와 하부에서 각각 수평 연장되어 주축(465)에 고정된 수평로드(469b)로 구성된다. 회전 바(469)는 수평로드(469b)의 내측 단부가 주축(465)에 고정되어 있으므로, 주축(465)이 회전하는 경우에 주축(465)과 동일한 회전방향으로 함께 회전하게 된다.

고정 원판(467a)의 방사상 외면 일측에는 환형의 돌출부(467e)가 형성된다. 고정 원판(467a)들은 환형의 돌출부(467e)에 끼워지는 체결 로드(470)에 의해서 일체로 결합되고, 고정 원판(467a)과 가동 원판(467b) 사이에는 링형상을 갖는 다수의 스페이서(467f)가 배치되며, 이에 의해 고정 원판(467a)과 가동 원판(467b)은 서로 일정한 거리만큼 이격되어 일정간격의 틈새(G)가 조성된다. 이때, 가동 원판(467b)은 고정 원판들(467a) 사이에서 자유로운 상태로 배치된다. 상부 지지 구 조물(481), 가동 원판(467b)과 고정 원판(467a), 그리고 하부 지지 구조물(482)이 일체로 결합된 상태에서, 회전 바(469)의 수직로드(469a)는 이들의 방사상 내면 안쪽에 위치하게 된다.

응집 혼화조(113) 내로 슬러지와 응집제가 투입된 상태에서 주축(465)이 회전하는 경우, 가동 원판(467b)은 스페이서(467f)에 의해서 고정 원판(467a)과 일정한 간격을 유지하고 있고 주축(465)이 회전시 회전 바의 수직로드(469a)에 의해 유동원판(467a)이 고정 원판(467a)에 대하여 회전, 요동하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 슬러지 농축 장치는, 막대 모양의 회전 바(469a)가 가동 원판(467a)의 내주면에 미끄럼 접촉되면서 가동 원판(467a)을 움직이도록 구성되기 때문에 회전 바(469a)와 가동 원판(467a)의 접촉면이 쉽게 마모될 수 있고, 사용 시간이 길어질수록 마모량이 커지게 됨에 따라 가동 원판(467a)의 움직임이 원활하지 않게 되어 슬러지 제거 기능이 현저히 떨어지게 되고, 결국 농축기의 효율이 저하되는 결과를 가져오게 된다.

또한, 회전 바(469a)와 가동 원판(467a)이 미끄럼 접촉함에 따라 마찰력이 증대되고, 이에 따라 구동력 손실이 커지게 되어 에너지 소비량이 많아짐에 따라 운전비용도 많이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 상기 회전 바는 수평 로드(469b)와 수직 로드(469a)가 변형이 불가능한 고정체로 이루어져 있기 때문에 가동 원판(467a)과 고정 원판(467a) 사이에 딱딱한 이물질 등이 낄 경우에 회전 바(469a)가 걸려서 회전이 불가능할 수 있고, 심한 경우에는 회전 바(469a)가 부러져 고장이 발생할 수 있는 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 유동판 요동기구가 유동판(가동 원판)에 구름 접촉하면서 유동판을 움직이도록 구성함으로써 상호 접촉되는 부분 사이의 마모 발생을 줄여 장시간 안정적인 유동판의 요동운동이 가능하도록 함과 아울러, 구동력 손실을 최소화하여 에너지 소비를 줄이고, 운전비용도 절감할 수 있는 비스크류식 슬러지 농축 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은, 유동판 요동기구가 유동판에 구름 접촉함과 아울러, 탄성적인 변형이 가능하도록 구성함으로써 유동판 요동기구에 회전 저항이 발생하더라도 이를 원활하게 극복할 수 있고, 고장 발생도 최소화할 수 있는 비스크류식 슬러지 농축 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은 유동판 요동기구의 반대쪽에 스크레이퍼가 설치되어 있기 때문에 좌우 균형을 유지하여 유동판 요동기구의 작동 안정성을 높일 수 있는 동시에, 분리조의 내면에 끼인 이물질을 신속하게 제거하여, 유동판의 요동 운동이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 비스크류식 슬러지 농축 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 비스크류식 슬러지 농축 장치 는, 유입된 폐수를 슬러지와 여액으로 분리하여 배출할 수 있도록 이루어진 농축기 탱크와; 상기 농축기 탱크 내에 구비되고, 원형 링 구조로 형성되어 고정축에 의해 상호 조립된 고정판들, 원형 링 구조로 형성되어 상기 고정판들 사이에 위치되는 유동판들, 상기 고정판과 유동판 사이에 틈새를 발생시키는 스페이서들로 구성되어 슬러지를 분리하는 분리조와; 상기 분리조의 중앙부를 관통하게 설치되어 회전력을 전달하는 주축과; 상기 주축에 장착된 상태에서 주축과 함께 회전하고, 상기 유동판의 내주면에 구름 접촉하면서 유동판들을 요동 운동시키는 유동판 요동기구를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기에서 농축 탱크와 분리조는 수직 방향으로 세워진 상태에서 슬러지를 분리하도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 분리조는, 상기 유동판의 내경이 고정판의 내경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 유동판 요동기구는 주축 방향으로 길게 형성되어 분리조 내면에 구름 접촉하는 접촉 롤러와, 상기 접촉 롤러에서 주축 사이에 연결되어 접촉 롤러가 회전 가능하도록 지지하는 지지대를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 지지대는 상기 접촉 롤러가 분리조 내면에 접촉할 때 탄성력 있게 접촉하도록 길이 방향으로 변형이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이때 상기 지지대는, 상기 주축에 고정된 고정 부재와 상기 접촉 롤러에 연결된 가변 부재가 신장 및 수축이 가능하도록 상호 결합되고, 상기 고정 부재와 가변 부재 사이에는 탄성 부재가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 지지대는 상기 접촉 롤러의 상단부와 하단부를 각각 지지하는 상부 지지대 및 하부 지지대와, 상기 접촉 롤러의 중간부를 지지하는 중간 지지대로 구성되되, 상기 상부 지지대 및 하부 지지대는 상기 접촉 롤러의 상단부와 하단부에 지지축을 통해서 결합되고, 상기 중간 지지대는 베어링을 통해서 상기 접촉 롤러를 지지하도록 구성되는 것이 바람직하다.

한편 상기 주축에는 상기 분리조의 내주면에 접촉되어 내부에 끼인 슬러지를 분리하는 스크레이퍼가 구성되는 것이 바람직하다.

상기 스크레이퍼는 상기 주축을 중심으로 유동판 요동기구의 반대쪽에 배치되어 구성되는 것이 바람직하다.

상기 스크레이퍼는 상기 주축에서 고정된 지지 부재와, 상기 지지 부재에 장착되어 상기 유동판 및 고정판 내면에 접촉하면서 슬러지를 분리시키는 분리 부재를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

이때 상기 분리 부재는 상기 분리조 내면에 접촉할 때 어느 정도 변형될 수 있도록 연성 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 슬러지 농축 장치는 농축기 탱크 및 분리조가 수직으로 세워진 구조는 물론, 농축기 탱크 및 분리조가 수평으로 위치된 농축 장치에도 적용 가능함은 물론이다.

이하 설명될 본 발명의 바람직한 실시예는 분리조가 수직 방향으로 배치된 슬러지 농축 장치를 중심으로 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 슬러지 농축 장치가 도시된 정면 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 슬러지 농축 장치가 도시된 측면 구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 슬러지 농축 장치가 도시된 평면 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 슬러지 농축 장치는, 탱크 베이스(100)와, 이 탱크 베이스(100) 위에 수직 방향으로 설치되어 약제가 투입된 폐수를 응집시켜 슬러지(플럭)와 여액으로 분리하여 배출하는 농축기 탱크(110)와, 이 농축기 탱크(110) 내에 상하 방향으로 설치되어 폐수 속에 존재하는 플럭을 분리하도록 이루어진 분리조(130)와, 상기 농축기 탱크(110)의 하부 공간에 설치되어 탱크 내로 유입되는 폐수와 응집 약제를 1차 교반하는 하부 교반기(160)와, 상기 농축기 탱크(110) 내에서 분리조(130)의 외측에 설치되어 상기 하부 교반기(160)를 거친 폐수 및 약제를 2차 교반하면서 플럭을 형성시켜 상부로 유동시키는 상부 교반기(150)로 구성된다.

여기서 상기 분리조(130)는 원형 링 구조로 형성되어 고정축(136)에 의해 상호 조립된 고정판(135)들, 원형 링 구조로 형성되어 상기 고정판(135)들 사이에 위치되는 유동판(137)들, 상기 고정판(135)과 유동판(137) 사이에 틈새(C)를 발생시키는 스페이서(138)들이 원통형 구조로 배치되어 구성된다.

이러한 상기 분리조(130)의 중앙부에는 주축(173)이 관통되게 설치되어 유동판 요동기구(140)에 회전력을 전달할 수 있도록 구성된다.

유동판 요동기구(140)는 상기 주축(173)에 장착된 상태에서 주축과 함께 회 전하고, 상기 유동판(137)의 내주면에 구름 접촉하면서 유동판(137)들을 요동 운동시킬 수 있도록 구성된다.

또한 상기 농축기 탱크(110)에는 상기 유동판 요동기구(140)와 함께 상부 교반기(150) 및 하부 교반기(160)를 함께 구동시킬 수 있도록 상기 주축(173)을 포함하는 구동기구(170)가 구비된다.

이와 같은 본 발명의 슬러지 농축 장치의 주요 구성 부분에 대하여 도 3 내지 도 5 및 기타 다른 도면들을 참조하여 자세히 설명한다.

먼저, 상기 탱크 베이스(100)는 수직으로 세워진 지지대(101)들과, 이 지지대(101)들 위에 수평 방향으로 조립되어 상기 농축기 탱크(110)를 지지하는 지지판(102)으로 이루어진다.

이 탱크 베이스(100)는 본 발명의 슬러지 농축 장치를 구성하는데 반드시 필요한 구성 요소는 아니며, 실시 조건에 따라서는 생략하거나, 형상과 구조를 변경하여 실시하는 것도 가능하다.

다음, 상기 농축기 탱크(110)에 대하여 도 6과 도 7을 추가로 참고하여 설명한다.

도 6은 농축기 탱크(110)의 평면도이고, 도 7은 농축기 탱크(110)의 측면도이다.

농축기 탱크(110)는 내부로 유입된 폐수 속의 포함된 고형분 즉, 슬러지를 분리하여, 이 슬러지와 여액을 분리 배출하도록 구성된 것으로서, 원통 구조로 형 성된 탱크 본체(111)와, 이 탱크 본체(111)의 상부와 하부에 각각 결합되는 하부판(112) 및 상부판(113)으로 이루어진다.

상기 하부판(112)에는 폐수가 유입되도록 유입 파이프(114)가 연결되고, 추가로 도면에서와 같이 청소용 배수 파이프(116) 및 예비용 보조 파이프(115)가 구성될 수 있다.

상기 탱크 본체(111)의 상측 중간부에는 상부로 떠오른 플럭 등의 슬러지가 배출되는 슬러지 배출부(117)가 복수개로 나누어져 구비되며, 이 슬러지 배출부(117)들은 탱크의 측면에 측면이 개방된 구조로 부착된 사각통 구조의 배출통(117a)에 각각 연결된다.

상기 탱크 본체(111)의 하측 중간부에는 상기 분리조(130)로부터 슬러지가 제거된 폐수의 여액을 탱크의 외부로 배출하는 여액 배출부(120)가 구비된다.

여액 배출부(120)는 상기 분리조(130)의 하부판(132)에 고정되는 배출박스(121)와, 이 배출박스(121)에서 탱크 본체(111) 외부로 연결되는 배출 파이프(123)와, 이 배출 파이프(123)의 끝단에 구비된 여액배출탱크(125)로 이루어진다. 이때 여액배출탱크(125)는 플럭 배출이 원활하게 이루어지도록 상기 슬러지 배출부(117)와 거의 동일하거나 거의 유사한 위치에 배치되어 구성되는 것이 바람직하다.

상기 탱크 본체(111)의 하측부에는 상기 분리조(130)를 지지할 수 있도록 복수의 지지 브래킷(118)이 구성된다.

지지 브래킷(118)은 수직판(118a)과 수평판(118b)이 직교하는 방향으로 상호 고정되고, 그 하부에 지지 강성을 보강하기 위해 삼각 구조의 지지판(118c)이 설치되는 구조로 이루어지고, 이러한 구조체가 상기 탱크 본체(111)의 내부에 일정 간격마다 복수개가 용접 등의 방법으로 설치된다.

특히 상기 지지 브래킷(118)에는 상기 수평판 위로 보스(118d)가 돌출되는데, 이는 후술할 분리조(130)의 하부판(132)이 간편하게 끼워지면서 조립될 수 있도록 구성된 것이다.

이러한 지지 브래킷(118) 및 하부판(132)을 중심으로 농축기 탱크(110)의 하부 공간은 상기 하부 교반기(160)가 설치되고, 상부 공간은 상부 교반기(150)가 설치된다.

다음, 상기 분리조(130)에 대하여 설명한다.

도 8은 분리조(130)를 이루는 고정판(135) 및 스페이서(138)의 평면도이고, 도 9는 분리조(130)를 구성하는 유동판(137)의 평면도이다.

분리조(130)는 상부판(131)과 하부판(132) 사이에 원형 링 형상을 갖는 고정판(135)과 유동판(137)이 도 3의 확대도에서와 같이 교대로 적층되어, 전체적으로는 원통형상을 갖도록 구성된다.

이러한 분리조(130)는 도 3의 확대도에서와 같이 스페이서(138)에 의해 고정판(135)과 유동판(137)이 일정한 틈새(C)를 갖도록 배치되며, 상기 유동판 요동기구(140)에 의해 상기 유동판(137)들이 요동 운동을 하도록 구성된다.

상기 고정판(135)들은 그 외주에 축 결합부(135a)가 각각 돌출되어 형성되고, 이 축 결합부(135a)에 고정축(136)이 끼워져 결합된다.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이 고정판(135)에는 3개의 축 결합부(135a)가 120도 간격으로 형성되고, 이 각각의 축 결합부(135a)에 고정축(136)이 하나씩 3개가 결합되어 교번적으로 배치된 각각의 고정판(135)들을 상호 고정하게 된다. 상기 고정축(136)은 그 양단부가 상기 상부 고정판(135)과 하부판(132)에 각각 조립되어 고정된다.

이때 상기 고정축(136)에는 유동판(137)과 유동판(137) 사이에 스페이서(138)가 함께 끼워져 설치되며, 이 스페이서(138)는 상기 유동판(137)의 두께보다 더 두껍게 형성되어 고정판(135)과 유동판(137) 사이에 틈새가 발생하도록 하는 역할을 하게 된다.

상기 유동판(137)은 상기 유동판 요동기구(140)에 의해 고정판(135)들 사이에서 요동 운동을 하면서 고정판(135)과의 틈새(C)에 슬러지 등의 고형분이 끼이지 않도록 하여 연속적인 슬러지 농축 작동이 가능해지도록 하는 기능을 하게 된다.

이러한 유동판(137)은 별도의 축 결합부가 없는 원형 링 구조로 형성되며, 도 8과 도 9에서와 같이 상기 유동판 요동기구(140)에 의해 요동운동이 가능하도록 내경(D2)이 고정판(135)의 내경(D1)보다 작게 형성된다.

여기서 반드시 유동판(137)의 내경(D2)이 고정판(135)의 내경(D1)보다 작을 필요는 없다. 이때에는 상기 유동판 요동기구(140)에 유동판(137)을 유동 운동시키도록 유동판(137)에만 접촉되는 돌출부들을 형성하여 유동판의 내주면에 밀착되게 함으로써 유동판의 요동운동이 가능해지도록 구성할 수도 있다. 하지만, 바람직한 실시예의 구성으로는 유동판(137)의 내경이 고정판(135)의 내경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 유동판(137)의 외경은 고정판(135)들을 고정하는 3개의 고정축(136) 및 스페이서(138) 내의 공간에서 요동운동이 가능하게 하는 범위로 크기가 형성된다. 즉, 도 3의 확대도에서와 같이 유동판(137)의 외경이 스페이서(138)의 외면과 일정한 거리(X)를 갖도록 형성됨으로써 고정판(135)들 사이에서 요동운동이 가능해지게 되는 것이다.

상기와 같은 유동판(137)은 별도의 축 결합 없이 단순한 원형 링 구조로 형성되어 고정판(135)들 사이에 적층되어 구성되므로, 제작이 용이하고 분리조(130)의 구성을 단순화할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

다음, 상기 유동판 요동기구(140)에 대하여 도 10 내지 도 13을 주로 참고하여 설명한다.

도 10은 유동판 요동기구(140)의 설치 상태를 보인 상세도이고, 도 11은 도 10의 A-A 선 방향의 단면도이며, 도 12는 도 10의 B-B 선 방향의 단면도이다. 그리고 도 13은 본 발명에 따른 슬러지 농축 장치의 유동판(137) 구동 구조를 보인 주요부 평면도이다.

도시된 바와 같이 유동판 요동기구(140)는, 유동판(137)의 내주면에 밀착된 상태에서 회전하면서 고정판(135)들 사이에서 유동판(137)을 요동 운동시킬 수 있도록 구성된 것으로서, 크게 주축(173) 방향으로 길게 형성되어 분리조(130) 내면에 구름 접촉하는 접촉 롤러(141)와, 상기 접촉 롤러(141)에서 주축(173) 사이에 연결되어 접촉 롤러(141)가 회전 가능하도록 지지하는 지지대(142)로 구성된다.

여기서 상기 접촉 롤러(141)는 일정한 외면을 갖는 원통형 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 지지대(142)는 상기 접촉 롤러(141)가 분리조(130) 내면에 접촉할 때 탄성력 있게 접촉하도록 길이 방향으로 변형이 가능하도록 구성되는 것이 바람직한데, 이와 같은 구성은 상기 주축(173)에 고정된 고정 부재(147)와 상기 접촉 롤러(141)에 연결된 가변 부재(143)가 신장 및 수축이 가능하도록 상호 결합되고, 상기 고정 부재(147)와 가변 부재(143) 사이에는 탄성 부재(149)가 구비됨으로써 가능하게 된다.

이러한 상기 지지대(142)는 도 10에서와 같이 상기 접촉 롤러(141)의 상단부와 하단부를 각각 지지하는 상부 지지대(142A) 및 하부 지지대(142A)와, 상기 접촉 롤러(141)의 중간부를 지지하는 중간 지지대(142B)로 구성된다. 이때 상기 상부 지지대(142A) 및 하부 지지대(142A)는 상기 접촉 롤러(141)를 상하로 관통하는 지지축(144)을 통해서 결합되고, 상기 중간 지지대(142)는 도 12에서와 같이 베어링(144a)을 통해서 상기 접촉 롤러(141)를 지지하도록 구성된다.

상기 접촉 롤러(141)의 상단부와 하단부에는 도 10에서와 같이 상기 지지축(144)에 대하여 롤러의 회전이 원활하게 이루어지도록 베어링이 설치된다.

상부 지지대(142A) 및 하부 지지대(142A)에 대하여 도 11을 주로 참조하여 자세히 설명하면, 가변 부재(143)에 고정 부재(147)가 삽입되어 실린더와 피스톤 구조로 상호 결합되는 구성으로 이루어지는데, 가변 부재(143)는 그 선단부에 지지축(144)이 수직으로 돌출되어 상기 접촉 롤러(141)에 결합되고, 고정 부재(147)는 그 후단부가 상기 주축(173)의 지지대 고정부(175)를 통해 고정된 구조로 이루어진다.

이러한 가변 부재(143)와 고정 부재(147)는 실린더와 피스톤 구조로 결합됨과 아울러, 보다 안정적인 직선 가변 작동이 가능하도록 고정 부재(147)에 길이 방향으로 슬롯(147a)이 형성되고, 가변 부재(143)에 상기 슬롯(147a)에 삽입되는 핀(145)이 고정되게 구성할 수 있다.

상기 슬롯(147a)과 핀(145)의 설치는 상기와 반대로 고정 부재(147)에 핀이 돌출되게 구성하고, 가변 부재(143)에 슬롯을 형성하여 구성하는 것도 가능하다.

그리고 상기 가변 부재(143)와 고정 부재(147) 사이에 위치되는 탄성 부재(149)는 압축 코일 스프링으로 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 지지대 고정부(175)는 원통형 구조로 이루어져, 상기 고정 부재(147)와 후술할 스크레이퍼(180)의 지지 부재(181)를 고정할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

이러한 지지대 고정부(175)는 물론 상기 고정 부재(147) 및 지지 부재(181)들이 삽입되어 결합될 수 있는 홈 또는 홀 등이 형성될 수 있으며, 본 발명에서 반드시 구성되어야 하는 필수 구성 요소는 아니고 필요에 따라서는 지지대 고정부(175) 없이 주축(173)에 바로 고정 부재(147) 및 지지 부재(181)를 용접하거나 기타 체결 부재를 이용하여 고정하는 것도 가능하다.

상기 중간 지지대(142B)는 도 12에 도시된 바와 같이 기본적으로 가변 부재(143), 고정 부재(147), 탄성 부재(149), 슬롯(147a)과 핀(145) 등의 구조가 상 부 및 하부 지지대(142A)와 같으나, 다만 접촉 롤러(141)의 중간부를 지지하는 특성상 지지축(144)이 구비되는 대신에 베어링(144a)이 구비된다.

이때 사용되는 베어링(144a)은 니들 롤러 베어링을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 가변 부재(143)의 끝단부에 구비되어 상기 접촉 롤러(141)에 구름 접촉하도록 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 중간 지지대(142)는 접촉 롤러(141)의 길이가 짧은 경우 등은 생략하여 구성하는 것도 가능하다.

상기한 바와 같은 유동판 요동기구(140)는 종래 농축기와 같이 스크류가 직접 유동판(137)에 접촉하거나, 막대 모양의 바 등이 미끄럼 접촉하지 않고, 접촉 롤러(141)가 유동판(137)에 구름접촉하면서 유동판을 요동 운동시키도록 구성되기 때문에 유동판 구동시에 유동판과 이와 접촉되는 요동 부재 사이의 마모 발생을 최소화할 수 있고, 이에 따른 마찰 저항의 감소로 상대적으로 작은 구동력으로 유동판(137)을 효율적으로 요동 운동시키면서 농축 작동을 실시할 수 있게 된다.

한편, 상기 주축(173)에는 도 10 내지 도 13에 도시된 바와 같이 상기 분리조(130)의 내주면에 접촉되어 내부에 끼인 슬러지를 분리하는 스크레이퍼(180)가 구성될 수 있다.

스크레이퍼(180)는 상기 주축(173)을 중심으로 유동판 요동기구(140)의 반대쪽에 배치되어 구성되는 것이 바람직하다.

이러한 상기 스크레이퍼(180)는 상기 주축(173)에서 고정된 지지 부재(181) 와, 상기 지지 부재(181)에 장착되어 상기 유동판(137) 및 고정판(135) 내면에 접촉하면서 슬러지를 분리시키는 분리 부재(183)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 지지 부재(181)는 도 10에 도시된 바와 같이, 스크레이퍼 회전시에 분리조(130) 내부로 유입된 폐수 여액과 회전저항이 발생하지 않도록 상하로 일정 간격마다 배치된 다수의 수평 지지대(181a)에 수직 지지대(181b)가 고정되게 설치되어 구성되는 것이 바람직하다.

상기 분리 부재(183)는 상기 분리조(130) 내면에 접촉할 때 어느 정도 변형될 수 있도록 고무 부재와 같은 연성 재질로 이루어지고, 상기 분리조(130) 내면에 접촉하는 부분이 상기 지지 부재(181)에 고정된 부분으로부터 일정 각도 절곡된 구조로 연결되는 것이 바람직하다.

여기서 상기 분리 부재(183)가 절곡되는 이유는 회전 방향에 대하여 경사지게 형성됨으로써 분리조(130) 내면에 끼여 있는 슬러지 제거 성능을 높이기 위한 것이다.

다음, 상기 구동기구(170)에 대하여 설명한다.

구동기구(170)는, 도 3 내지 도 5를 참고하면, 농축기 탱크(110)의 상부에 구동 모터(171) 및 감속기(172)가 설치되고, 감속기(172)에 결합된 주축(173)이 농축기 탱크(110)의 중앙부를 관통하도록 설치된다.

주축(173)은 그 상단부가 감속기(172)에 연결되고, 농축기 탱크(110) 내부에서 상부 쪽에 상부 교반기(150)가 연결되어 설치되고, 하단부 쪽에 하부 교반 기(160)가 연결되어 설치된다. 그리고 분리조(130)의 내부에서는 상기한 유동판 요동기구(140)와 스크레이퍼(180)가 연결되어 설치된다.

다음, 상기 하부 교반기(160)에 대하여 도 3 내지 도 5를 참고하여 설명하다.

하부 교반기(160)는 상기 주축(173)의 끝단부에 고정되는 보스(161)와, 이 보스(161)에 수평 방향으로 연결되는 다수개의 날개(163)로 이루어진다. 이때 상기 날개(163)는 회전 방향에 대하여 상향 경사지게 형성되어 폐수와 응집제를 교반하면서, 이때 생성되는 플럭 등이 상부로 유동시키도록 구성된다.

이러한 하부 교반기(160)는 농축기 탱크(110) 내에서 1차적으로 폐수에 투입된 약품과 교반한 상태에서 폐수를 상측으로 유동시키게 되므로, 전체적으로 플럭 생성을 원활하게 하여 농축 효율을 높이는데 기여하게 된다.

다음, 상기 상부 교반기(150)에 대하여 주로 도 14와 도 15를 참조하여 설명한다.

도 14는 상부 교반기(150)가 도시된 평면도이고, 도 15는 상부 교반기(150)가 도시된 정면도이다.

상부 교반기(150)는 상측 중앙부에 주축(173)에 결합되는 보스부(151)가 구비되고, 이 보스부(151)를 중심으로 4개의 수평축(152)이 십자 구조로 배치된다. 그리고 수평축(152)의 끝단에는 원형 링 구조로 이루어진 지지링(153)이 연결되어 설치되고, 수평축(152)의 끝단에서 하측 방향으로는 날개 축(155) 및 이 날개 축(155)에 고정되는 교반 날개(157)가 설치된다.

이때 상기 날개 축(155) 및 교반 날개(157)는 플럭의 상부 유동을 유도하도록 일정 각도 경사지게 배치되는 것이 바람직하고, 날개 축(155)의 하단부에는 상기 지지링(153)과 같은 하부 지지링(154)이 연결되어 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명의 상부 교반기(150)는 상하에 날개 축(155)을 지지하는 지지링(153)(154)이 구비되어 있으므로, 전체적으로 견고한 교반기 구조를 확보할 수 있으며, 특히 교반 날개(157)가 회전 방향으로 상향 경사지게 이루어지므로, 플럭 등의 상부 유동을 원활하게 하여, 폐수의 플럭과 여액의 분리 배출 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 비스크류식 슬러지 농축 장치는, 다음과 같이 작동된다.

폐수가 유입 파이프(114)를 통해 농축기 탱크(110) 내로 유입되면 하부 교반기(160)에 의해 약품과 혼합 교반된 후에, 상부 교반기(150)가 위치되는 상부로 유동하게 된다.

상부 교반기(150)가 위치된 공간으로 유동한 폐수는 상부 교반기(150)의 작동으로 응집 작용이 가속화되면서 다량의 플럭이 발생하게 되고, 이렇게 생성된 플럭은 분리조(130)를 통과하지 못하고, 상부 교반기(150)에 의해 농축기 탱크(110)의 상부 쪽에 유동한 후에 슬러지 배출부(117)를 통해 외부로 배출된다.

반면, 폐수 중의 여액은 분리조(130) 내를 통해 하부에 연결된 여액 배출부(120)를 통해 외부로 배출된다. 이때 구동기구(170)의 작동으로 유동판 요동기 구(140)가 회전함에 따라 이와 접촉되는 유동판(137)이 요동 운동을 하게 되므로, 분리조(130)의 틈새(C) 즉, 고정판(135)과 유동판(137) 사이에 고형물이 끼이는 현상이 최소화된 상태에서 지속적인 농축 작동이 이루어지게 된다.

또한 상기 분리조(130) 내에는 상기 유동판 요동기구(140)와 함께 스크레이퍼(180)가 함께 회전하므로, 분리조(130) 내측면에 끼인 슬러지 등도 용이하게 제거될 수 있게 된다.

참고로, 도 13은 상기 유동판 요동기구(140) 및 스크레이퍼(180)가 작동하면서 고정판(135)에 대하여 유동판(137)(엷은 회색 부분)이 요동 운동하는 상태를 보여주는 도면으로서, 상기 유동판 요동기구(140)가 회전함에 따라 이와 밀착된 유동판(137)이 요동운동하면서 고정판(135)과의 틈새(C) 사이에 슬러지 고형분이 끼이는 현상을 방지하고, 반대쪽에서 스크레이퍼(180)는 유동판(137) 내주면을 긁어주면서 이물질을 제거하게 된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 비스크류식 슬러지 농축 장치는 다음과 같은 효과들을 갖는다.

본 발명은, 유동판 요동기구의 접촉 롤러가 유동판에 구름 접촉하면서 유동판을 요동 운동시키기 때문에 두 부재가 상호 접촉되는 부분 사이의 마모 발생을 최소화하여 유동판의 요동 운동이 장시간 보다 안정적으로 이루어질 수 있고, 이에 따라 초기 농축 효율이 지속적으로 유지되어 농축기 성능 향상에 기여할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은, 유동판 요동기구와 유동판이 구름 접촉함에 따라 마찰 손실이 저하되어, 구동력 손실을 최소화할 수 있고, 이에 따라 에너지 소비를 줄여 운전비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은, 유동판 요동기구가 유동판에 탄성력 있게 밀착되도록 구성되기 때문에 유동판 요동기구가 회전하는 중에 회전 저항이 발생하더라도 이를 원활하게 극복할 수 있고, 이에 따라 회전이 정지되거나 고장이 발생하는 등의 문제를 해결할 수 있는 이점도 있다.

또한, 본 발명은 유동판 요동기구의 반대쪽에 스크레이퍼가 설치되어 있기 때문에 좌우 균형을 유지하여 유동판 요동기구의 작동 안정성을 높일 수 있는 동시에, 분리조의 내면에 끼인 이물질을 신속하게 제거할 수 있고, 이에 따라 유동판의 요동 운동이 원활하게 되어, 단위 시간당 폐수 처리량도 높일 수 있는 이점이 있다.

부가적으로 본 발명은 다음과 같은 효과도 갖는다.

본 발명은 교반기의 날개를 플럭 등을 상부로 유동시킬 수 있도록 경사지게 구성되기 때문에 응집된 플럭과 여액의 분리 배출이 용이하게 이루어질 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은 하부 교반기로 폐수와 약제를 1차 교반한 다음, 상부 교반기를 이용하여 2차 교반이 가능하도록 구성되기 때문에 응집 효율이 향상되어 농축 성능 개선을 도모할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은 농축기 탱크 내에 보스가 구비된 지지 브래킷을 구비되기 때문에 분리조를 간편하게 장착하여 조립할 수 있고, 이에 따라 간단한 구조 개선으로 조립성 향상과 함께 보다 안정적인 분리조지지 구조를 확보할 수 있는 이점도 있다.

Claims (11)

1. 유입된 폐수를 슬러지와 여액으로 분리하여 배출할 수 있도록 이루어진 농축기 탱크와;

   상기 농축기 탱크 내에 구비되고, 원형 링 구조로 형성되어 고정축에 의해 상호 조립된 고정판들, 원형 링 구조로 형성되어 상기 고정판들 사이에 위치되는 유동판들, 상기 고정판과 유동판 사이에 틈새를 발생시키는 스페이서들로 구성되어 슬러지를 분리하는 분리조와;

   상기 분리조의 중앙부를 관통하게 설치되어 회전력을 전달하는 주축과;

   상기 주축에 장착된 상태에서 주축과 함께 회전하고, 상기 유동판의 내주면에 구름 접촉하면서 유동판들을 요동 운동시키는 유동판 요동기구를 포함한 것을 특징으로 하는 비스크류식 슬러지 농축 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 농축 탱크와 분리조는 수직 방향으로 세워진 상태에서 슬러지를 분리하도록 구성된 것을 특징으로 하는 비스크류식 슬러지 농축 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 분리조는, 상기 유동판의 내경이 고정판의 내경보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 비스크류식 슬러지 농축 장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 유동판 요동기구는 주축 방향으로 길게 형성되어 분리조 내면에 구름 접촉하는 접촉 롤러와, 상기 접촉 롤러에서 주축 사이에 연결되어 접촉 롤러가 회전 가능하도록 지지하는 지지대를 포함한 것을 특징으로 하는 비스크류식 슬러지 농축 장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 지지대는 상기 접촉 롤러가 분리조 내면에 접촉할 때 탄성력 있게 접촉하도록 길이 방향으로 변형이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 비스크류식 슬러지 농축 장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 지지대는, 상기 주축에 고정된 고정 부재와 상기 접촉 롤러에 연결된 가변 부재가 신장 및 수축이 가능하도록 상호 결합되고, 상기 고정 부재와 가변 부 재 사이에는 탄성 부재가 구비된 것을 특징으로 하는 비스크류식 슬러지 농축 장치.
7. 청구항 4에 있어서,

   상기 지지대는 상기 접촉 롤러의 상단부와 하단부를 각각 지지하는 상부 지지대 및 하부 지지대와, 상기 접촉 롤러의 중간부를 지지하는 중간 지지대로 구성되되,

   상기 상부 지지대 및 하부 지지대는 상기 접촉 롤러의 상단부와 하단부에 지지축을 통해서 결합되고,

   상기 중간 지지대는 베어링을 통해서 상기 접촉 롤러를 지지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 비스크류식 슬러지 농축 장치.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 주축에는 상기 분리조의 내주면에 접촉되어 내부에 끼인 슬러지를 분리하는 스크레이퍼가 구성된 것을 특징으로 하는 비스크류식 슬러지 농축 장치.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 스크레이퍼는 상기 주축을 중심으로 유동판 요동기구의 반대쪽에 배치되어 구성된 것을 특징으로 하는 비스크류식 슬러지 농축 장치.
10. 청구항 8에 있어서,

    상기 스크레이퍼는 상기 주축에서 고정된 지지 부재와, 상기 지지 부재에 장착되어 상기 유동판 및 고정판 내면에 접촉하면서 슬러지를 분리시키는 분리 부재를 포함한 것을 특징으로 하는 비스크류식 슬러지 농축 장치.
11. 청구항 10에 있어서,

    상기 분리 부재는 상기 분리조 내면에 접촉할 때 어느 정도 변형될 수 있도록 연성 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 비스크류식 슬러지 농축 장치.

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