KR100961735B1 - 원형 침전지의 슬러지 배출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원형 침전지의 슬러지 배출장치에 관한 것으로, 침전지(1) 바닥(2)에 침강된 슬러지를 중앙에 설치된 호퍼(3)로 수집하기 위한 스크레이퍼(4)가 설치되고, 상기 호퍼(3) 내부에 수집된 슬러지를 외부로 배출하기 위한 호퍼 스크레이퍼(10)가 구동모터(12)에 의해 구동되는 회전축(14) 하단에 설치된 슬러지 배출장치에 있어서; 상기 호퍼 스크레이퍼(10)는 중공의 파이프로 이루어진 스크레이퍼 프레임(11)에 다수의 압력수 분사노즐(13)이 설치되어 호퍼 스크레이퍼(10)와 함께 회전하면서 호퍼(3) 내부에 압밀된 슬러지를 압력수로 씻어내어 슬러지 배출관(20)을 통해 외부로 원활하게 배출될 수 있도록 하되, 상기 회전축(14)은 중공의 파이프로 이루어지고 그 상단이 외부의 압력수 공급관(16)과 스위블 조인트(18)에 의해 결합되어 압력수가 유입되어 상기 스크레이퍼 프레임(11)의 압력수 분사노즐(13)로 공급되도록 되어 있다.

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Description

원형 침전지의 슬러지 배출장치 {A Circular type settling pond with sludge discharging apparatus}

본 발명은 원형 침전지의 슬러지 배출장치에 관한 것으로, 상세히는 원형 침전지 바닥 중앙의 호퍼에 설치된 호퍼 스크레이퍼에 다수 개의 압력수 분사노즐이 장착되어 호퍼 스크레이퍼의 회전과 동시에 압력수가 호퍼 전구역에 분사되어 압밀된 슬러지를 씻어낼 수 있도록 함으로써 호퍼 스크레이퍼의 가동부하를 줄여 기계 파손의 부담을 덜어줄 수 있도록 한 것이다.

하수처리용 주변구동형 원형 침전지는 바닥면이 중앙을 향해 하향경사진 콘크리트 수조의 중앙에 하수 유입관이 수직으로 설치되어 그 상단에서 침전처리될 하수를 수조 내로 배출하도록 되어 있고, 하수 유입관의 주위 또는 상부에는 슬러지 수집장치로서 회전축이 설치되어 수평으로 배치되는 트러스 아암(truss arm)의 일단을 지지하며, 트러스 아암은 그 자유단에 수조의 측벽(wall) 상단에 구름 접촉하는 롤러(roller) 및 롤러 구동용 모터를 구비하여 수조의 가장자리를 따라 일정속도로 회전한다.

이에 따라 수조의 바닥에 접하도록 트러스 아암에 지지된 스크레이퍼 (scraper)가 트러스 아암을 따라 회전하면서 수조의 바닥에 침전된 슬러지를 하수유입관 둘레의 수조 바닥에 마련된 슬러지 호퍼로 긁어모으게 되며, 이와 같이 수집된 슬러지는 슬러지 흡인펌프에 의해 슬러지 배출관을 따라 농축조 등으로 압송되도록 되어 있다.

한편, 상기 호퍼에는 슬러지 스크레이퍼의 구동력에 의해 슬러지 스크레이퍼와 함께 회전하는 스크레이퍼가 설치되어 있는데, 이 호퍼 내부에 설치된 슬러지 스크레이퍼는 단순히 여러 개의 날이 방사상으로 수직 고정 설치되어 있으며, 슬러지 배출관을 통하여 슬러지를 흡입하는 슬러지 이송펌프의 운전과는 무관하게 상기 침전지 바닥의 스크레이퍼와 연동되어 회전되는 관계로 호퍼에 적체된 슬러지의 양이 많을 경우에는 부하가 크게 걸리게 되고, 슬러지의 양이 적을 경우에는 부하가 거의 없는 상태로 회전되게 된다.

또, 종래에는 슬러지 부하로부터 구동용 모터 및 감속기를 보호함과 아울러 트러스 아암과 회전 프레임의 비틀림 하중으로부터 호퍼 내부의 스크레이퍼를 보호하기 위하여 스크레이퍼를 형강류로 제작하고 그 개도율을 최저치로 설계하고 있다. 따라서 호퍼 내부에 장기간 압밀된 슬러지가 단시간에 슬러지 배출관 인입구로 밀려들 때에는 슬러지 배출관이 막히게 되는 현상이 발생한다.

또한, 동절기의 경우에는 침전지의 상등수 H.W.L(HIGH WATER LEVEL)이 동결되기 때문에 운전이 중단되어 슬러지의 퇴적이 과도하고, 하절기 고탁도 유입시 슬러지가 단시간 내에 과다 침적, 압밀되게 되면 기계를 정지시킨 후 원형 침전지 내 부를 전부 배수시킨 후 호퍼부의 슬러지를 인력 또는 압력수 분사 호스를 사용하여 일일이 제거하여야 하는 폐단이 있었다.

또한, 유입되는 폐수에 따라서 배출 슬러지의 농도가 매우 불규칙하게 되므로 배출된 슬러지 처리시설의 운전이 원활하지 않은 문제점도 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 원형 침전지(농축조)의 호퍼로 수거된 슬러지가 압밀되더라도 효과적으로 슬러지 배출관을 통해 배출될 수 있도록 함으로써 슬러지의 적체로 인한 제문제의 발생을 방지하고, 압밀된 슬러지를 호퍼 스크레이퍼의 회전력에만 의존하지 않고 이를 효과적으로 씻어낼 수 있도록 함으로써 호퍼 스크레이퍼의 가동 부하를 줄여줄 수 있는 개선된 구조의 슬러지 배출장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 원형 침전지 바닥에 침강된 슬러지를 중앙에 설치된 호퍼로 수집하기 위한 스크레이퍼가 설치되고, 상기 호퍼 내부에 수집된 슬러지를 외부로 배출하기 위한 호퍼 스크레이퍼가 구동모터에 의해 구동되는 회전축 하단에 설치된 슬러지 배출장치에 있어서, 상기 호퍼 스크레이퍼는 중공의 파이프로 이루어진 스크레이퍼 프레임에 다수의 압력수 분사노즐이 설치되어 호퍼 스크레이퍼와 함께 회전하면서 호퍼 내부에 압밀된 슬러지를 압력수로 씻어내어 슬러지 배출관을 통해 외부로 원활하게 배출될 수 있도록 하되, 상기 회전축은 중공의 파이프로 이루어지고 그 상단이 외부의 압력수 공급관과 스위블 조인트에 의해 결합되어 외부로부터 유입된 압력수가 상기 스크레이퍼 프레임의 압력수 분사노즐로 공급되도록 된 주변구동형 원형 침전지의 슬러지 배출장치를 제공한 다.

바람직하기에 상기 압력수 공급관에는 압력수의 공급을 제어하는 전동밸브와 압력수량을 조절하는 조절밸브가 설치되며, 상기 스위블 조인트와 회전축 사이에는 신축관이 개재되어 회전축의 높이변화 및 온도변화에 따른 회전축의 신축량을 흡수할 수 있도록 한다.

더욱 바람직하게는 상기 호퍼에 압밀된 슬러지의 상태를 구동모터의 구동토오크를 통해 감지하여 일정한 부하 이상인 경우 압력수를 분사하도록 전동밸브를 제어하여 정상 운전이 가능한 상태의 부하 이하가 되도록 낮춘 후 구동모터의 구동속도를 증가시켜 슬러지의 배출을 효율적으로 할 수 있도록 한다.

본 발명은 호퍼에 수집된 슬러지가 압밀되더라도 호퍼 스크레이퍼에 설치된 압력수 분사노즐에서 압력수가 분사되므로 압밀된 슬러지에 유동성을 줄 수 있어 호퍼 스크레이퍼의 가동부하를 줄여줄 수 있으므로 기계가 파손되는 문제를 효과적으로 해소할 수 있고, 슬러지의 압밀시에도 원형 침전지를 정지시키지 않고 슬러지의 제거가 가능하며, 구동모터의 구동토오크를 감지하여 슬러지의 압밀상태를 파악하고 이에 의해 전동밸브를 제어함으로써 호퍼 스크레이퍼에 과도한 부하가 걸리는 것을 방지할 수 있으므로 경제적인 운전이 가능하고, 호퍼의 슬러지 제거에 별도의 인력이 투입되지 않으므로 원형 침전지의 유지관리비용을 절감할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 슬러지 배출장치가 구비된 원형 침전지의 단면도이고, 도 2는 도 1의 A부 확대도, 도 3은 도 1의 B부 확대도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은 침전지(1) 바닥(2)에 침강된 슬러지를 중앙에 설치된 호퍼(3)로 수집하기 위한 스크레이퍼(4)가 설치되고, 상기 호퍼(3) 내부에 수집된 슬러지를 외부로 배출하기 위한 호퍼 스크레이퍼(10)가 구동모터(12)에 의해 구동되는 회전축(14) 하단에 설치된 슬러지 배출장치에 있어서, 상기 호퍼 스크레이퍼(10)는 중공의 파이프로 이루어진 스크레이퍼 프레임(11)에 다수의 압력수 분사노즐(13)이 설치되어 호퍼 스크레이퍼(10)와 함께 회전하면서 호퍼(3) 내부에 압밀된 슬러지를 압력수로 씻어내어 슬러지 배출관(20)을 통해 외부로 원활하게 배출될 수 있도록 하되, 상기 회전축(14)은 중공의 파이프로 이루어지고 그 상단이 외부의 압력수 공급관(16)과 스위블 조인트(18)에 의해 결합되어 압력수가 유입되어 상기 스크레이퍼 프레임(11)의 압력수 분사노즐(13)로 공급되도록 되어 있다.

도면 중 부호 30은 웨이커 웨이이고, 부호 40은 원형 침전지(10)의 중앙에 설치되는 하수 유입관으로, 바닥면이 중앙을 향해 하향경사진 콘크리트 수조(침전 지)의 상단에서 침전처리될 하수를 수조 내로 배출하게 된다.

상기 스크레이퍼(4)는 회전 프레임(5)의 하단에 지지바(6)와 지지 와이어(7)에 의해 고정된 스크레이퍼 아암(4a)의 하부에 설치되어 있으며, 상기 회전 프레임(5)은 그 상부에 링기어(8)가 설치되어 있어 구동모터(9)에 의해 저속으로 회전될 수 있도록 되어 있다.

이에 따라 원형 침전지(1)의 바닥(2)에 접하도록 된 스크레이퍼(4)가 스크레이퍼 아암(4a)을 따라 회전하면서 침전지(1)의 바닥(2)에 침전된 슬러지를 슬러지 호퍼(3)로 긁어모으게 되며, 이와 같이 호퍼(3)에 수집된 슬러지는 도시 안 된 슬러지 흡인펌프에 의해 슬러지 배출관(20)을 따라 농축조로 압송되도록 되어 있다.

상기 호퍼 스크레이퍼(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 중공의 파이프를 대체로 "日" 형태가 되도록 제작한 스크레이퍼 프레임(11) 여러 개를 회전축(14)의 하단에 방사상으로 부착한 것으로, 이 스크레이퍼 프레임(11)에는 다수의 압력수 분사노즐(13)이 설치되어 있으며, 스크레이퍼 프레임(11)의 외측과 내측에는 호퍼(3)의 벽면에 달라붙은 슬러지를 긁어내기 위한 금속 판체로 이루어진 스크레이퍼 날(15)이 부착되어 있다.

상기 호퍼 스크레이퍼(10)는 회전구동되면서 호퍼(3) 내부에 압밀된 슬러지를 압력수로 씻어냄과 동시에 긁어내어 슬러지 배출관(20)을 통해 외부로 원활하게 배출시키게 되는 것으로, 상기 회전축(14)은 중공의 파이프로 이루어지고 그 상단 이 도 3에 도시된 바와 같이 외부의 압력수 공급관(16)과 스위블 조인트(18)에 의해 결합되어 압력수가 유입되어 상기 스크레이퍼 프레임(11)의 압력수 분사노즐(13)로 공급되도록 되어 있다.

도 2에서 부호 17은 회전축(14)을 회전가능하게 지지하기 위한 지지베어링이다.

도 3에서 상기 압력수 공급관(16)에는 압력수의 공급을 제어하는 전동밸브(V1)와 압력수량을 조절하는 조절밸브(V2)가 설치되어 있어 필요에 따라 압력수를 공급하거나 차단할 수 있으며, 압력수의 양(압력)도 적절하게 조절할 수 있다. 즉, 전동밸브(V1)는 원형 침전지(1) 내부의 슬러지 양에 따라 압력수를 공급하는 밸브로, 이는 구동모터(12)와 연계 운전될 수 있도록 전동식(電動式)으로 제어되며, 상기 전동밸브(V1) 아래에 설치된 조절밸브(V2)는 수동으로 조작하는 밸브로, 이는 슬러지의 종류에 따라 적정한 수압과 유량의 변환이 요구되므로 간헐적으로 조절하기 위하여 사용된다.
또한, 상기 조절밸브(V2)는 전동밸브(V1)의 고장시 압력수를 차단하는 역할을 하며, 슬러지 수집기의 분해조립시 압력수를 차단할 때 사용한다.

또한, 상기 스위블 조인트(18)와 회전축(14) 사이에는 신축관(19)이 개재되어 회전축(14)의 높이변화 및 온도변화에 따른 회전축(14)의 신축량을 흡수할 수 있도록 되어 있다.

바람직하기에 상기 호퍼에 압밀된 슬러지의 상태는 구동모터(12)의 구동토오크 변화를 감지하는 센서에 의해 파악하여 호퍼 스크레이퍼에 가해지는 부하가 설정된 부하 이상인 경우 압력수를 분사하도록 전동밸브(V1)를 제어하여 정상 운전이 가능한 상태의 부하 이하가 되도록 낮춘 후, 구동모터(12)의 구동속도를 증가시켜 슬러지의 배출을 효율적으로 할 수 있도록 한다.

본 발명에서 사용되는 스위블 조인트(18)는 가요성 배관용도로 사용되고 있 는 공지된 구성요소로 그 상,하 양단에 플랜지부가 형성되어 있어 각각 압력수 공급관(16)과 회전축(14)을 플랜지 결합시킬 수 있도록 되어 있으며, 상기 신축관(19) 또한 배관분야에서 공지된 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

또한, 본 발명에서 상기 압력수 분사노즐(13)은 슬러지와 접촉되는 호퍼(3) 내부에 설치되는 관계로 노즐 내부에 스프링에 의해 닫힌 상태를 유지하는 볼이 설치되어 압력수 분사시에는 압력수의 압력에 의해 노즐을 막고 있던 볼이 밀려 노즐이 개방되면서 압력수가 분사될 수 있고, 평상시에는 스프링의 압력에 의해 볼이 노즐 구멍을 막아 슬러지가 노즐 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있는 볼 내장형 노즐을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명은 원형 침전지(1)로 도입된 슬러지가 체류되어 중력에 의해 농축되면서 원형 침전지(1) 바닥(2)에 침강한 농축 슬러지를 회전하는 스크레이퍼(4)가 중심 부분의 호퍼(3) 쪽으로 모으게 되며, 이 호퍼(3)에는 상기 스크레이퍼(4)와 별도로 구동되는 호퍼 스크레이퍼(10)가 설치되어 있으므로 이 호퍼 스크레이퍼(10)가 회전함과 동시에 압력수 분사노즐(13)에서 압력수가 분사되어 호퍼(3) 내부에 압밀된 슬러지에 유동성을 줌과 아울러 호퍼(3)에 고착된 슬러지도 깨끗하게 씻어낼 수 있으므로 호퍼 스크레이퍼(10)의 가동 부하를 최소화할 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 원형 침전지의 호퍼로 수거된 슬러지가 압밀되더라도 효 과적으로 슬러지 배출관을 통해 배출시킬 수 있으며, 압밀된 슬러지를 호퍼 스크레이퍼의 회전력에만 의존하지 않고 압력수 분사노즐에서 분사되는 압력수로 씻어낼 수 있으므로 호퍼 스크레이퍼의 가동 부하를 줄여 기계 파손을 방지할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 의한 슬러지 배출장치가 구비된 원형 침전지의 단면도,

도 2는 도 1의 A부 확대도,

도 3은 도 1의 B부 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 침전지 2 : 바닥

3 : 호퍼 4 : 스크레이퍼

4a : 스크레이퍼 아암 5 : 회전 프레임

6 : 지지바 7 : 지지 와이어

8 : 링기어 9 : 구동모터

10 : 호퍼 스크레이퍼 11 : 스크레이퍼 프레임

12 : 구동모터 13 : 압력수 분사노즐

14 : 회전축 15 : 스크레이퍼 날

16 : 압력수 공급관 17 : 지지베어링

18 : 스위블 조인트 19 : 신축관

20 : 슬러지 배출관 30 : 웨이커 웨이

40 : 하수 유입관 V1 : 전동밸브

V2 : 조절밸브

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 침전지의 바닥에 침강된 슬러지를 중앙에 설치된 호퍼로 수집하기 위한 스크레이퍼가 설치되고, 상기 호퍼 내부에 수집된 슬러지를 외부로 배출하기 위한 호퍼 스크레이퍼가 구동모터에 의해 구동되는 회전축 하단에 설치된 슬러지 배출장치에 있어서;

   상기 호퍼 스크레이퍼(10)는 중공의 파이프로 이루어진 스크레이퍼 프레임(11)에 다수의 압력수 분사노즐(13)이 설치되어 호퍼 스크레이퍼(10)와 함께 회전하면서 호퍼(3) 내부에 압밀된 슬러지를 압력수로 씻어내어 슬러지 배출관(20)을 통해 외부로 원활하게 배출될 수 있도록 하되, 상기 회전축(14)은 중공의 파이프로 이루어지고 그 상단이 외부의 압력수 공급관(16)과 스위블 조인트(18)에 의해 결합되어 압력수가 상기 스크레이퍼 프레임(11)의 압력수 분사노즐(13)로 공급되며, 상기 압력수 공급관(16)에는 호퍼 스크레이퍼에 가해지는 부하가 설정된 부하 이상인 경우 압력수를 분사하도록 제어되는 전동밸브(V1)와 수동식으로 압력수량을 조절하는 조절밸브(V2)가 설치되고, 상기 스위블 조인트(18)와 회전축(14) 사이에는 신축관(19)이 개재된 것을 특징으로 하는 원형 침전지의 슬러지 배출장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 스크레이퍼 프레임(11)의 외측과 내측에는 호퍼(3)의 벽면에 달라붙은 슬러지를 긁어내기 위한 금속 판체로 이루어진 스크레이퍼 날(15)이 부착된 것을 특징으로 하는 원형 침전지의 슬러지 배출장치.

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