KR100979150B1 - 스컴 제거장치 - Google Patents

Abstract

스컴 제거장치가 개시된다. 본 발명에 따른 스컴 제거장치는, 샤프트 및 샤프트에 결합되어 함께 회전하는 상부 임펠러를 포함한다. 상부 임펠러는, 샤프트의 축 방향에 대해 일정 각도를 가지고 돌출되는 임펠러암과, 임펠러암에서 수표면 방향으로 돌출되고, 수표면에 대해 경사각을 갖는 블레이드를 포함한다. 그리고 블레이드는 그 일부 또는 전부가 수표면 아래 위치한다.

Description

스컴 제거장치{DEVICE FOR SCUM REMOVAL}

본 발명은 스컴 제거장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 샤프트에 결합된 상부 임펠러의 회전에 의해 스컴을 파쇄할 수 있는 스컴 제거장치에 관한 것이다.

오·폐수, 하수 및 분뇨 처리장에서 사용되는 교반기는 반응조의 내부에 장착되어 내부의 혼합액을 교반하는 것으로, 반응조 내부의 활성 슬러지 미생물이 유기물질을 산화하고 새로운 세포의 동화작용에 필요한 산소의 공급과 침전물의 발생을 방지하며 반응조 내부의 혼합액을 교반하여 수질의 균질화를 목적으로 한다. 그리고 반응조의 내부에는 오·폐수 등의 처리 과정에서 스컴(scum)이 발생하여 표면에 부유하게 되는데, 스컴은 침전되지 않고 수면상에 존재하면서 방류되어 2차 오염의 주원인이 되고 있다. 따라서 반응조 내부에 부유하는 스컴을 제거해야 할 필요성이 제기되었다.

종래의 반응조 설비는 혼합액의 수질 균질화를 목적으로 하는 교반기와, 정수·하수·오수·폐수 처리장 및 분뇨 처리장에 유입된 유입수들을 처리하면서 소화조, 농축조, 슬러지 저류조, 침전지 등의 수면에 부상하여 모인 유지, 섬유, 고형물 등에 의해 발생한 스컴 및 협잡물을 제거하기 위한 스컴 제거장치로 구성되어 있다. 스컴 제거장치는 수면에 부유하는 스컴을 제거하여 스컴 박스에 일정량의 스컴이 수집되면 스컴 박스를 인양하여 외부로 반출하는 것으로, 스컴의 수집 및 반출 작업이 복잡하고 이를 위한 별도의 비용이 소요되는 문제점이 있었다. 또한, 스컴을 수집하고 반출하는 작업은 위험할 뿐만 아니라 정수·하수·오수·폐수 처리의 효율성을 떨어뜨리는 문제점을 유발하였다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,

본 발명은 구성이 단순하여 제조 및 유지 비용을 절감할 수 있는 스컴 제거장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 또한 스컴의 파쇄 및 재생성 방지가 가능하여 처리 효율이 우수한 스컴 제거장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 바람직한 실시예를 통하여 보다 명확해질 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 스컴 제거장치는, 샤프트 및 샤프트에 결합되어 함께 회전하는 상부 임펠러를 포함한다. 상부 임펠러는, 샤프트의 축 방향에 대해 일정 각도를 가지고 돌출되는 임펠러암과, 임펠러암에서 수표면 방향으로 돌출되고, 수표면에 대해 경사각을 갖는 블레이드를 포함한다. 그리고 블레이드는 그 일부 또는 전부가 수표면 아래 위치한다.

본 발명에 따른 스컴 제거장치는 아래와 같은 실시예를 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 블레이드는 그 회전에 의해서 스컴 아래의 처리수와 부유하는 스컴을 밀어 올릴 수 있다. 그리고 블레이드의 경사각은 30~45°의 범위를 가질 수 있다.

샤프트의 단부에는 하부 임펠러가 결합되고, 하부 임펠러는 반응조 내부의 원수를 교반할 수 있다.

본 발명은 구성이 단순하여 제조 및 유지 비용을 절감할 수 있는 스컴 제거장치를 제공할 수 있다.

본 발명은 또한 스컴의 파쇄 및 재생성 방지가 가능하여 처리 효율이 우수한 스컴 제거장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스컴 제거장치가 반응조에 장착된 상태를 예시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 예시된 스컴 제거장치의 상부 임펠러를 예시하는 사시도이다.
도 3은 도 2에 예시된 상부 임펠러의 정면도이다.
도 4는 도 2에 예시된 상부 임펠러의 측면도이다.
도 5는 상부 임펠러 및 하부 임펠러의 작동에 의해서 반응조 내부의 순환을 나타낸 도면이다.
도 6은 스컴이 상부 임펠러의 블레이드를 타고 상승하는 상태를 나타낸 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스컴 제거장치(140)가 장착된 반응조(120)를 나타내는 도면이다. 그리고 도 2는 도 1에 예시된 스컴 제거장치(140)에서 상부 임펠러(144)의 사시도이고, 도 3 및 도 4는 각각 도 2에 예시된 상부 임펠러(144)의 정면도 및 측면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 스컴 제거장치(140)는, 반응조(120)의 상부에 결합되어 수표면 아래 그 일부가 위치하는 샤프트(142)와, 샤프트(142)의 상부에 결합되어 있는 상부 임펠러(144)를 포함한다. 상부 임펠러(144)는 샤프트(142)와 함께 회전하면서 스컴을 파쇄하고 일정한 와류를 발생시켜 스컴이 재발생 하지 않도록 한다.

본 실시예에 따른 스컴 제거장치(140)는, 상부 임펠러(144)의 회전에 의해서 수표면에 부유하고 있는 스컴을 파쇄하는 점에 특징이 있다. 상부 임펠러(144)는 샤프트(142)의 상부에 설치되어 반응조(120)에 설치된 교반기 본연의 유동 흐름에 영향을 주지 않으면서 수표면 상에 부유하는 스컴을 제거할 수 있는 점에 특징이 있다. 또한, 본 실시예에 따른 스컴 제거장치(140)는 회전에 의해 와류(vortex)를 생성함으로써, 스컴이 재발생 하지 않도록 하는 점에 특징이 있다.

상부 임펠러(144)가 결합하는 샤프트(142)는, 그 일단이 반응조(120)에 결합된 모터(124)와 연결되어 있고 그 타단은 수표면의 아래에 위치하면서 하부 임펠러(160)와 결합되어 있다. 샤프트(142)는 모터(124)로부터 제공되는 회전력에 의해 상부 임펠러(144) 및 하부 임펠러(160)와 함께 회전한다.

샤프트(142)가 결합되어 있는 반응조(120)는 연속적으로 이루어진 둘레면(126)을 갖고, 그 상부에는 모터(124) 및 감속기(도시하지 않음) 등이 결합되어 있다. 반응조(120)의 내부에는 하부 임펠러(160)에 의해서 원수가 순환하게 되는데, 이에 대해서는 아래 도 5를 참조하면서 구체적으로 설명하기로 한다.

반응조(120) 내부에는 오수 및 폐수 등의 원수가 유입되고, 이에 의해 수표면이 형성된다. 하부 임펠러(160)는 수표면의 아래에 위치하고, 상부 임펠러(144)는 그 일부 또는 전부가 수표면의 아래에 위치한다. 도 5에서는 상부 임펠러(144)의 일부가 수표면의 아래에 위치하고 있는 상태를 예시하고 있다.

샤프트(142)의 상부에 위치하는 상부 임펠러(144)는, 샤프트(142)와의 결합 부분에 해당하는 허브(146)와, 허브(146)에서 상호 대칭적으로 돌출되는 한 쌍의 임펠러암(154)과, 돌출부(154)에서 수표면 방향으로 하향 돌출되는 블레이드(156)를 포함한다.

허브(146)는 샤프트(142)에 고정되어 상부 임펠러(144)가 샤프트(142)의 축 방향으로 이동하지 않도록 한다. 허브(146)의 둘레에는 한 쌍의 임펠러암(154)이 상호 반대 방향으로 외향 돌출되어 있다.

임펠러암(154)은 상부 임펠러(144)의 회전 중심이 되는 샤프트(142)에서 블레이드(156)를 일정 거리만큼 이격하기 위한 것으로, 샤프트(142)에 대해서 수직으로 형성된다. 임펠러암(154)에는 블레이드(156)가 결합되어 있으며, 이와 같은 블레이드(156)는 수표면에 대해 경사각을 갖도록 하향 돌출되어 형성된다.

임펠러암(154)은 수표면 아래 위치할 수 있지만, 도 5에 예시된 바와 같이, 수표면 상에 위치할 수도 있다. 임펠러암(154)이 수표면 상에 위치하는 경우, 상부 임펠러(144)의 회전을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 블레이드(156)에 의해서 스컴을 효과적으로 파쇄할 수 있게 된다.

본 실시예에 따른 스컴 제거장치(140)는 2개의 임펠러암(154)을 구비하는 것으로 예시하였지만, 반응조(120)의 크기 등을 고려하여 그 이상의 임펠러암이 형성될 수 있음은 물론이다.

블레이드(156)는 임펠러암(154)에서 수표면 방향으로 하향 경사지게 형성되어 있다. 블레이드(156)의 경사 방향은, 블레이드(156)가 회전할 때 그 선단부가 전방을 향하도록 형성된다. 따라서 블레이드(156)가 회전하면서 수표면에 부유하고 있는 스컴 및 원수가, 도 6에서와 같이, 블레이드(156)의 경사면을 따라서 상승할 수 있게 된다. 블레이드(156)의 경사각(a, 도 4 참조)은 샤프트(142)의 축에 대해 0~90° 사이의 각도로 형성될 수 있으며, 주로 30~45°로 형성될 수 있다.

이와 같이 경사지게 형성된 블레이드(156)는 스컴의 상하부에 원수를 유입시켜 스컴과 원수가 혼합되게 하고, 원수와 혼합된 스컴을 타격하여 스컴을 파쇄하는 역할을 한다. 또한, 블레이드(156)는 그 회전으로 인해 와류를 생성하여 스컴이 재생성 되지 않도록 한다.

그리고 블레이드(156)는 샤프트(142)의 상부에 위치하고 있기 때문에, 하부 임펠러(160)의 교반 작용에 영향을 주지 않으면서 반응조(120) 상부의 스컴을 제거할 수 있다. 즉, 도 5에서와 같이, 샤프트(142)의 하단부에 위치하는 하부임펠러(160)의 교반으로 인해서 화살표 방향으로 원수가 순환하게 되는데, 상부 임펠러(144)는 수표면 근처에 위치하기 때문에 유체의 순환에 영향을 주지 않게 된다.

블레이드(156)는 그 일부 또는 전부가 수표면 아래에 위치하면서, 원수와 스컴을 혼합하게 된다. 도 5에 예시된 바와 같이, 블레이드(156)의 일부가 수표면 아래 위치하는 경우, 블레이드(156)의 경사면이 수표면 상에 부유하는 스컴을 밀어 올림과 동시에 스컴을 타격하여 분쇄할 수 있게 된다.

본 실시예에 따른 스컴 제거장치(140)에서 블레이드(156)는 좌우 각각 2개가 구비되어 있는 것으로 예시하였지만, 반응조(120)의 크기에 따라서 다양한 수량 및 크기를 갖는 블레이드가(156)가 구비될 수 있음은 물론이다.

하부 임펠러(160)는 샤프트(142)의 하단부에 위치하면서 반응조(120) 내부를 교반한다. 하부 임펠러(160)의 교반으로 인해 반응조(120) 내부의 원수가 도 5의 화살표 방향으로 순환을 하게 된다.

이하에서는 도 5 내지 도 6을 참조하면서, 본 실시예에 따른 스컴 제거장치(140)의 작동을 설명하도록 한다.

도 5는 상부 임펠러(144) 및 하부 임펠러(160)의 회전에 의해서 반응조(120) 내부의 원수의 순환을 나타낸 도면이고, 도 6은 스컴(170)이 상부 임펠러(144)의 블레이드(156)를 타고 상승하는 상태를 나타낸 도면이다.

도 5 내지 도 6을 참조하면, 샤프트(142)와 함께 상부 임펠러(144) 및 하부 임펠러(160)가 함께 회전한다. 하부 임펠러(160)는 저장조(120)의 중앙에 위치하고 저장조(120) 내부의 원수를 하부로 밀어내기 때문에, 도 5의 화살표 방향과 같이 원수가 순환하게 된다. 즉, 하부로 이송된 원수가 저장조(120)의 바닥면(122) 및 둘레면(126)을 따라서 순환하면서 수표면(s)으로 이동하게 된다.

수표면(s)으로 이동한 원수와 수표면(s) 상에 부유하는 스컴(170)은, 상부 임펠러(144)의 회전에 의해 혼합된다. 즉, 도 6에 예시된 바와 같이, 스컴(170)과 원수가 블레이드(156)의 경사면을 따라서 올라감으로써 원수와 스컴(170)이 혼합되고, 뒤 이어서 블레이드(156)가 스컴(170)을 타격함으로써 스컴(170)이 분쇄된다.

그리고 상부 임펠러(144)의 회전으로 인해, 상부 임펠러(144)의 주위에는 와류가 형성된다. 이와 같은 와류는 스컴이 재생성 되는 것을 방지하는 역할을 한다.

이상에서와 같이, 본 실시예에 따른 스컴 제거장치(140)는, 반응조(120) 내부에 설치된 기존의 교반기 샤프트(142) 상부에 상부 임펠러(144)를 결합하면 되고, 스컴 제거장치(140) 또한 허브(146), 임펠러암(154) 및 블레이드(156)로 이루어져 있기 때문에 구성이 간단하다. 이로 인해서, 본 실시예에 따른 스컴 제거장치(140)는 설치 및 제작 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 유지 및 보수가 간단하다는 장점을 갖는다.

또한, 본 실시예에 따른 스컴 제거장치(140)는, 원수와 스컴을 혼합한 후 이를 타격함으로써 분쇄하기 때문에 스컴 제거 효율을 높일 수 있다는 장점이 있다. 따라서 기존의 스컴 제거장치와 같이, 스컴을 포집하기 위한 스컴 제거박스를 구비하고, 스컴 제거박스에 일정량 이상의 스컴이 포집된 경우 이를 제거하는 작업이 필요 없게 된다. 또한, 상부 임펠러(144)의 회전으로 인해 발생한 와류로 인해 스컴이 재생성 되지 않기 때문에, 스컴 제거 효율을 높일 수 있게 되는 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

140: 스컴 제거장치 142: 샤프트
144: 상부 임펠러 146: 허브
154: 임펠러암 156: 블레이드
160: 하부 임펠러

Claims (4)

1. 샤프트; 및
   상기 샤프트에 결합되어 함께 회전하는 상부 임펠러를 포함하고,
   상기 상부 임펠러는,
   상기 샤프트의 축 방향에 대해 일정 각도를 가지고 돌출되는 임펠러암과,
   상기 임펠러암에서 수표면 방향으로 돌출되고, 수표면에 대해 경사각을 갖는 블레이드를 포함하며,
   상기 블레이드는 그 일부 또는 전부가 수표면 아래 위치하고 상기 임펠러암의 회전 방향에 대해 전방으로 돌출되며 ,
   상기 블레이드는 회전에 의해서 부유하는 스컴을 밀어올려 분해하는 스컴 제거장치 .
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 블레이드의 경사각은 30~45°의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 스컴 제거장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 샤프트의 단부에는 하부 임펠러가 결합되고,
   상기 하부 임펠러는 반응조 내부의 원수를 교반하는 것을 특징으로 하는 스컴 제거장치.
   

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