KR100934959B1

KR100934959B1 - 고액분리기

Info

Publication number: KR100934959B1
Application number: KR1020090070423A
Authority: KR
Inventors: 김준구
Original assignee: (주)크린월드
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2009-07-31
Publication date: 2010-01-06

Abstract

본 발명은 액체와 고체의 분리 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 회전판들 사이의 고체도 용이하게 이동시켜 배출시킬 수 있는 고액분리기에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 고액분리기는 케이스의 내부에 일정한 간격으로 설치된 각각의 회전축에 다수의 타원형 회전판을 설치하여 구성되어 호퍼로부터 공급되는 오폐수로부터 고체를 분리하는 고액분리기에 있어서, 상기 회전판은 긴 지름이 수직으로 설치된 수직회전판과 수평으로 설치된 수평회전판이 서로 교번적으로 설치되고, 하나의 회전축에 설치된 수직회전판과 이웃하는 회전축에 설치된 수평회전판이 서로 접하게 설치됨을 특징으로 한다.

고액분리, 수직회전판, 수평회전판, 스크레이퍼

Description

고액분리기{Solid-Liquid Separator}

본 발명은 고액분리기에 관한 것으로써, 상세하게는 액체와 고체의 분리 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 회전판들 사이의 고체도 용이하게 이동시켜 배출시킬 수 있는 고액분리기에 관한 것이다.

오폐수 중에는 액체와 고체가 혼합된 것이 있으며, 이러한 오폐수로부터 액체와 고체를 분리하기 위한 수단으로 고액 분리기가 많이 사용된다.

고액 분리기는 고체를 분리시키는 원리에 따라 원심 분리형, 경사판 분리형, 드럼 필터 분리형 등 다양한 형태로 구분된다.

원심분리형은 측벽에 다수의 배수구가 형성된 원통형 드럼을 회전시켜 물은 배출되고 드럼의 내부에 고체만이 남게 하는 것으로 충분한 배수를 위해 드럼을 고속으로 회전시켜야 하고 벽에 인접한 고체에 의해 배수구가 막혀 배수가 잘 되지 않는 단점이 있다.

경사판 분리형은 경사지게 설치된 여과망의 위로 오폐수를 흘려 수분은 아래 로 자연낙하하고 고체는 여과망의 위에 남아 있게 하는 방식이다. 이는 고체에 의해 여과망의 망눈이 막힐 수 있고 이렇게 망눈이 막힌 상태에서 오폐수를 계속 공급할 경우 수분이 배출되지 않는 단점이 있다.

드럼 필터 분리형은 원통형의 드럼 필터 내부에 원수를 공급하여 드럼 필터를 통과한 액체는 하부에서 회수하고, 드럼 필터의 내부 여과막에 붙어서 회전되는 고체를 고압의 세척수나 세척공기로 분리해내는 방식이다. 이 방식은 상기 경사판 분리기와 마찬가지로 중력에 의해 물이 자연 낙하되기 때문에 탈수 효율이 저하된다. 또한 드럼 내부에 여과된 고체를 분리하기 위해 별도의 세척수를 사용하여 할 뿐 아니라 여과막의 배수구가 막힐 경우 여과효율이 떨어지는 단점이 있다.

위와 같은 고액분리기의 단점을 개선하여 개발된 것으로 일본공개특허 제2003-211293호가 있다.

이는 도 9에 도시한 바와 같이, 회전축에 타원형의 회전판을 다층으로 설치하여 구성하되 이웃하는 회전판과 장축이 서로 수직을 이루도록 구성되고 회전판들 사이에는 하부에 축이 끼워지는 홈이 형성된 안내판이 구성되어 모터의 구동에 의해 회전판이 어느 한 방향으로 회전함으로써 그 상부에 공급되는 오폐수 중의 수분은 탱크의 저면에 형성된 배수구로 배출되고 고체만이 배출구측으로 배출되도록 한 것이다.

그러나 이와 같이 구성된 고액분리기는 안내판이 고정된 상태로 설치되어 있으므로 회전판이 회전하여도 안내판 상부의 고체는 이동되지 않고 쌓여 회전판과의 사이에 끼이게 되어 회전판의 원활한 구동이 제한됨은 물론 수분을 충분히 제거할 수 없는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 수분이 보다 충분히 배출될 수 있을 뿐만 아니라, 여과된 고체의 이송이 원활하게 이루어질 수 있게 한 고액분리기를 제공함을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고액분리기는 케이스의 내부에 일정한 간격으로 설치된 각각의 회전축에 다수의 타원형 회전판을 설치하여 호퍼로부터 공급되는 오폐수로부터 고체를 분리하는 고액분리기에 있어서, 상기 회전판은 긴 지름이 수직방향인 수직회전판과 수평방향인 수평회전판이 서로 교번적으로 설치되고, 하나의 회전축에 설치된 수직회전판과 이웃하는 회전축에 설치된 수평회전판이 서로 접하게 설치됨을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 등간격으로 구비된 회전축에 다층으로 설치된 타원형의 회전판을 큰 지름이 서로 수직을 이루도록 교번적으로 설치하여 고체 성 분을 배출구 측으로 밀어 고체 이송율을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 하나의 회전축에 설치된 수직회전판과 이웃하는 회전축에 설치된 수평회전판이 서로 접하게 함으로서 즉, 어느 하나의 수직회전판이 이웃하는 두 수평최전판에 끼인 상태로 작동되게 되어 고체가 회전판의 아래로 떨어져 배출되는 액체에 섞이는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 발명에 의한 고액분리기는 소형으로도 탁월한 분리효과를 나타내므로, 선박의 발라스트(Ballast) 워터로부터 이물질 제거를 위한 용도로도 활용할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이러한 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.

도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명의 고액분리기의 일예를 일부를 절개하여 도시한 정면도 및 측상면 사진이고, 도 2는 도 1a 및 도 1b에 도시한 고액분리기의 일부를 절개한 평면도이고, 도 3은 도 1a 및 도 1b에 도시한 고액분리기의 측면도이고, 도 4a 및 도 4b는 각각 도 1a 및 도 1b에 도시한 고액분리기의 고체 배출구 측에 설치된 스크레이퍼의 확대도 및 사진이고, 도 5는 회전판 조립체의 조립사시 도이고, 도 6은 스크레이퍼 측에 설치된 회전판 조립체의 조립사시도이고, 도 7은 스크레이퍼의 조립사시도이고, 도 8은 스크레이퍼의 작동상태도이다.

본 발명에서 하기 설명될 타원형의 회전판(1)은, 인접한 회전판의 장축이 90°가 되도록 교번적으로 설치되고, 이들 회전판(1)은 회전축(11)의 회전에 따라 함께 회전한다. 따라서 회전판(1)에 수평, 수직의 개념이 없으나 이하에서는 이해와 설명의 편의를 위해, 90°로 교번적으로 설치된 회전판(1) 중 장축이 수직방향인 것을 수직회전판(1a)으로 수평방향인 것을 수평회전판(1b)이라 칭하기로 한다. 하기 수평캠(3a)과 수직캠(3b)도 동일한 취지로 사용되는 용어이다.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 고액분리기는 케이스(20)의 내부에 일정한 간격으로 설치된 각각의 회전축(11)에 다수의 타원형 회전판(1)을 설치하여 호퍼(10)로부터 공급되는 오폐수로부터 고체를 분리하는 고액분리기에 있어서, 상기 회전판(1)은 긴 지름이 수직방향인 수직회전판(1a)과 수평방향인 수평회전판(1b)이 서로 교번적으로 설치되고, 하나의 회전축에 설치된 수직회전판(1a)과 이웃하는 회전축에 설치된 수평회전판(1b)이 서로 접하게 설치된다.

본 발명을 구성하는 케이스(20)와 호퍼(10) 등은 종래의 고액분리기와 그 기능이 동일한 것으로 호퍼(10)에는 오폐수가 유입되는 유입구가 형성되어 있고, 케이스(20)에는 분리된 액체가 배출되는 액체배출구(20a)가 바닥의 일측에 형성되고, 호퍼(10)의 반대측에는 액체로부터 분리된 고체가 배출되는 고체배출구가 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 케이스(20)에 도 1a에 도시한 바와 같이, 다수의 회전축(11)이 등간격으로 설치되어 있고, 각각의 회전축(11)에는 다수의 회전판(1)들이 역시 등간격으로 설치되어 있다.

이렇게 회전축(11)상에 설치된 회전판(1)들은 모두 타원형으로 구성되고, 이러한 회전판(1)들은 도시한 바와 같이 긴 지름이 수직방향인 수직회전판(1a)과 긴 지름이 수평방향인 수평회전판(1b)을 포함한다. 즉 인접한 회전판의 장축은 90°가 되도록 설치된다.

상기 회전축(11)에는 수직회전판(1a)과 수평회전판(1b)이 번갈아 설치되어 있으며, 어느 하나의 회전축에 설치된 수직회전판(1a)과 이웃하는 회전축에 설치된 수평회전판(1b)이 서로 대향되게 설치되어 수직회전판(1a)의 가장자리 즉, 외주면이 수평회전판(1b)의 외주면에 대면된 상태가 된다. 즉, 어느 하나의 회전축에 설치된 수직회전판(1a)(또는 수평회전판(1b))은 그와 이웃하는 회전축에 설치된 수평회전판(1b)(또는 수직회전판(1a))에 끼인 상태로 구성되어 있다.

인접한 회전판의 측면의 간격은 처리해야할 오폐수에 포함된 고체의 특성(입자크기, 물성 등)에 따라 조절될 수 있는데, 이는 인접한 회전축의 간격을 조절함으로써 가능하게 된다.

또한, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 수직회전판(1a)과 수평회전판(1b) 사이에는 원판 형상의 스페이서(1c)가 더 설치될 수 있다. 상기 스페이서(1c)는 회전판(1a, 1b)들 사이의 틈을 조절하기 위한 수단이다. 본 발명의 고액 분리기에 의해 분리되는 오폐수에 포함되는 고체 성분의 입자가 큰 경우 회전판들 사이의 간격이 지나치게 좁으면 여과 효율이 낮아질 수 있으므로 회전판들 사이의 틈을 조절하여 여과 효율이 낮아지는 것을 방지할 수 있게 한다.

수직회전판(1a)과 수평회전판(1b)이 설치된 회전축(11)을 회전시키기 위한 수단으로 도 1a 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 웜(112)과 웜기어(113) 및 모터(111)가 설치되어 있다.

회전축(11)의 일측 단부에 웜(112)이 고정 설치되어 있고, 상기 웜(112)에 웜기어(113)가 치합되어 있다. 웜기어(113)의 일측 단부에 설치된 풀리와 모터(111)의 회전축에 설치된 풀리 사이에는 체인이나 벨트 등이 설치되어 모터(111)의 동력에 의해 웜기어(113)가 회전하고 이 웜기어(113)의 회전에 의해 웜(112)이 회전함으로서 회전축(11)이 회전된다.

고액분리기의 케이스(20)의 고체 배출구 측에는 회전판(1)에 의해 이송되고 회전판들 사이에 끼인 고체들을 회전판들로부터 분리하기 위한 스크레이퍼(2)가 설치되어 있다.

수직회전판(1a)과 수평회전판(1b)이 회전하면 그 상부에 남아 있는 고체가 고체 배출구측으로 이동하게 된다. 이렇게 이동하는 과정에서 배출구 측에 설치된 회전판들 사이에 끼인 고체는 회전되는 회전판을 따라 이동하여 회전판의 아래로 낙하하게 되고, 이렇게 낙하한 고체는 분리된 액체에 다시 섞이게 되는 문제가 있다. 상기 스크레이퍼(2)는 회전판들 사이에 끼인 고체가 회전판의 하부로 다시 유 입되는 것을 방지한다.

상기 스크레이퍼(2)는, 지지볼트(21a)에 의해 등 간격으로 설치되며 상기 수평회전판(1b)의 외주면에 일측단부가 대면된 다수의 제1블레이드(21)와; 지지볼트(22a)에 의해 상기 제1블레이드들 사이에 등 간격으로 설치되고 상기 수직회전판(1a)의 외주면에 일측단부가 대면된 다수의 제2블레이드(22)와; LM레일(2a)에 의해 왕복 이동가능하게 설치된 LM블록(211, 221)에 고정되어 상기 제1, 제2블레이드(21, 22)를 왕복 이동가능하게 지지하는 구동판(212, 222)과; 상기 구동판(212, 222)를 케이스(20)측으로 탄성적으로 당겨주는 스프링(21e, 22e)을 포함하여 구성된다. LM레일 및 LM블록이란 통상의 Linear Moving 레일 및 블록을 의미한다.

여기서 상기 제1블레이드(21)와 제2블레이드(22)의 개수는 각각 상기 수평회전판(1b)과 수직회전판(1a)의 개수에 대응되는 것이 바람직하다.

상기 제1블레이드(21)와 제2블레이드(22)는 동일평면상에 배치되며, 이들은 상기 회전축(11)들이 이루는 수평면에 대하여 소정의 각도로 꺽여져 아랫방향으로 배치된다.

도 4a에 도시한 바와 같이, 상기 제1블레이드(21)는 일측 단부가 수평회전판(1b)들 사이에 끼인 상태를 유지하고 있고, 제2블레이드(22)는 수직회전판(1a)들 사이에 끼인 상태를 유지하게 되어 회전판들 사이에 끼인 고체 성분을 긁어내는 역할을 한다.

이렇게 제1, 제2블레이드(21, 22)가 지속적으로 타원형의 회전판들 사이에 끼인 상태로 유지되게 하기 위해서는 상기 제1, 제2블레이드(21, 22)의 말단이 회전하는 회전판(1a, 1b)들의 타원형 외주면의 주기적인 거리변화에 대응하여 왕복이동할 수 있어야 한다. 제1, 제2블레이드(21, 22)를 왕복 이동시키기 위한 수단으로 상기 LM레일(2a), LM블록(211, 221), 구동판(212, 222) 및 스프링(21e, 22e)이 설치된다.

상기 스프링(21e, 22e)은 구동판(212, 222)들을 케이스 측으로 당겨주는 역할을 한다.

상기 LM레일(2a)은 상기 LM블록(211, 221)이 수평으로 이동될 수 있게 지지하는 수단으로 통상의 LM가이드로 구성되며, 이들은 케이스(20)의 양측에 각각 설치되어 그 사이에 설치되는 제1, 제2블레이드(21, 22)가 수평으로 이동될 수 있게 지지한다.

상기 LM블록(211, 221)에 고정된 구동판(212, 222)은 회전축(11)들 중 스크레이퍼(2)와 인접한 위치에 설치된 회전축에 설치된 캠(3)에 의해 밀려 왕복운동한다. 이 구동판(212, 222)들은 2개가 한쌍을 이루고 있으며, 한 쌍의 구동판(212) 사이에는 다수의 제2블레이드(22)가 등간격으로 설치되어 있고, 다른 한 쌍의 구동판(222) 사이에는 다수의 제1블레이드(21)가 등간격으로 설치되데, 제1블레이드(21)와 제2블레이드(22)는 수평회전판(1b)과 수직회전판(1a)과 동일하게 교번적으로 배치되어 있다.

상기 구동판(212, 222)을 구동시키는 캠(3)은 도 7에 도시한 바와 같이, 수 평회전판(1b)과 동일한 외주면을 갖는 수평캠(3a)과, 수직회전판(1a)과 동일한 외주면을 갖는 수직캠(3b)으로 구성되어 있고, 상기 구동판(212, 222)의 일측 단부에는 롤러(213, 223)가 설치되어 있다.

상기 제1, 제2블레이드(21, 22)들과 구동판(212, 222)들에는 볼트이동공간(21b, 22b, 212a, 222a)이 형성되어 있다.

이들 볼트이동공간들은 다른 블레이드를 결합하는 지지볼트(21a, 22a)가 관통하여 움직일 수 있는 공간의 역할을 하는 것으로 블레이드가 이동하는 방향으로 길게 형성되어 있다.

즉, 제1블레이드(21)와 제2블레이드(22)는 서로 다른 방향으로 설치된 수평캠(3a)과 수직캠(3a)에 의해 왕복운동을 하고, 이렇게 왕복 운동하는 제1, 제2블레이드(21, 22)는 서로 다른 방향으로 이동하게 된다. 이렇게 서로 다른 방향으로 이동하는 블레이드들을 연결하는 지지볼트(21a, 22a)들에 의해 블레이드의 이동이 제한되는 것을 방지하기 위해 상기 블레이드에는 볼트이동공간(21b, 22b)이 형성된다.

즉, 도 8에 도시한 바와 같이 제2블레이드(22)가 케이스(20) 측으로 당겨지거나 밀릴 경우 제2블레이드(22)들을 서로 연결하는 지지볼트(22a)는 제1블레이드(21)들에 형성된 볼트이동공간(21b)의 내부에서 이동되고, 반대로 제1블레이드(21)가 케이스(20) 측으로 당겨지거나 밀릴 경우 제1블레이드(21)들을 서로 연결하는 지지볼트(21a)는 제2블레이드(22)들에 형성된 볼트이동공간(22b)의 내부에서 이동된다.

상기 구동판(212, 222)에 형성된 볼트이동공간(212a, 222a)들 또한 상기 블레이드(21, 22)들에 형성된 볼트이동공간(21b, 22b)과 같은 작용을 하는 것으로 이에 대한 설명은 생략한다.

도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명의 고액분리기의 일예를 일부를 절개하여 도시한 정면도 및 측상면 사진이고,

도 2는 도 1에 도시한 고액분리기의 일부를 절개한 평면도이고,

도 3은 도 1에 도시한 고액분리기의 측면도이고,

도 4a 및 도 4b는 각각 도 1에 도시한 고액분리기의 고체 배출구 측에 설치된 스크레이퍼의 확대도 및 사진이고,

도 5는 회전판 조립체의 조립사시도이고,

도 6은 스크레이퍼 측에 설치된 회전판 조립체의 조립사시도이고,

도 7은 스크레이퍼의 조립사시도이고,

도 8은 스크레이퍼의 작동상태도이고,

도 9는 종래의 고액분리기의 정면도이고,

도 10은 도 9에 도시한 고액분리기의 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1 : 회전판

1a : 수직회전판 1b : 수평회전판 1c : 스페이서

11 : 회전축

12 : 지지막대

12a : 지지원판

111 : 모터 112 : 웜 113 : 웜기어

2 : 스크레이퍼

2a : LM레일

21 : 제1블레이드

21a, 22a : 지지볼트 21b, 22b : 볼트이동공간

21e, 22e : 스프링

211, 221 : LM블록

212, 222 : 구동판

212a, 222a : 볼트이동공간

22 : 제2블레이드 213, 223 : 롤러

3 : 캠

3a : 수평캠 3b : 수직캠

10 : 호퍼

20 : 케이스 20a : 액체배출구

Claims

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케이스(20)의 내부에 일정한 간격으로 설치된 각각의 회전축(11)에 다수의 타원형 회전판(1)을 설치하여 호퍼(10)로부터 공급되는 오폐수로부터 고체를 분리하는 고액분리기에 있어서,

(A) 상기 회전판(1)은 긴 지름이 수직으로 설치된 수직회전판(1a)과 수평으로 설치된 수평회전판(1b)이 서로 교번적으로 설치되고, 이웃하는 회전축에 설치된 회전판(1)들은 수직회전판(1a)과 수평회전판(1b)이 서로 접하게 설치되며,

(B) 상기 케이스(20)의 고체 배출구 측에는 회전판(1)에 의해 이송되고 회전판들 사이에 끼인 고체들을 회전판(1)들로부터 분리하기 위한 것으로서,

① 지지볼트(21a)에 의해 등 간격으로 설치되고, 상기 수평회전판(1b)의 외주면에 일측단부가 대면된 다수의 제1블레이드(21)와;

② 지지볼트(22a)에 의해 상기 제1블레이드들 사이에 등 간격으로 설치되고 상기 수직회전판(1a)의 외주면에 일측단부가 대면된 다수의 제2블레이드(22)와;

③ LM레일(2a)에 의해 왕복 이동가능하게 설치된 LM블록(211, 221)에 고정되어 상기 제1, 제2블레이드(21, 22)를 왕복 이동가능하게 지지하는 구동판(212, 222)과;

④ 상기 구동판(212, 222)을 케이스(10)측으로 탄성적으로 당겨주는 스프링(21e, 22e); 을 포함하여 구성되는 스크레이퍼(2)가 설치되고,

(C) 상기 회전축(11) 중 스크레이퍼(2)와 이웃한 회전축에는 상기 구동판(212, 222)을 밀어주는 캠(3);이 추가로 설치됨을 특징으로 하는 고액분리기.
제 5 항에 있어서,

상기 구동판(212, 222)의 일측 단부에는 롤러(213, 223)가 설치되어 있으며, 상기 캠(3)은 수평회전판(1b)과 동일한 외주면을 갖는 수평캠(3a)과, 수직회전판(1a)과 동일한 외주면을 갖는 수직캠(3b)으로 구성됨을 특징으로 하는 고액분리기.