KR101011147B1 - 웨지형 농축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨지형 농축기에 관한 것으로서, 하수 전처리 단계에서 하수의 슬러지를 응집제와 혼합하여 물과 슬러지를 분리하는 장치에서 물과 슬러지의 분리가 보다 용이하도록 하고 이상 구동시 과부하가 걸리는 것을 용이하게 방지할 수 있도록 하기 위하여 개발된 것으로;
수분을 함유된 슬러지에서 슬러지와 여액을 분리하는 농축기에 있어서;
상기 농축기는 링형상을 가진 다수의 고정링과, 상기 고정링의 외주면에 일정한 틈새를 가지도록 조밀하게 배치되어 전체적으로 약간 기울어진 원통의 형상을 이루도록 하되 단면은 삼각형이고 일 꼭지점이 법선 방향을 향하도록 고정되는 웨지형 그릴과, 내주면에 장착되어 회전에 따라 응집된 슬러지를 상방향으로 이송하도록 하는 다수의 이송날개와, 전방과 후방의 외면 대응하는 양측에 장착되어 일정한 위치에서 회전하도록 가이드하는 각각 두 개씩의 측면 가이드로울러를 포함하는 드럼과;
모터의 구동축에 장착되는 구동스프라켓과, 상기 드럼의 회전 중심을 중심으로 하고 드럼의 일측에 장착되는 종동스프라켓과, 상기 구동스프라켓과 종동 스프라켓이 연동하도록 하는 체인으로 구성되는 구동부와;
상기 드럼의 상방향으로 이송된 응집된 슬러지가 자유 낙하하여 배출하도록 하는 슬러지 배출부와, 상기 드럼의 하부에서 경사지게 형성되어 상기 슬러지 배출부의 타측으로 여액이 배출되도록 하는 물 배출부와, 상기 물 배출부의 상부에서 내부로 관통하여 상기 드럼의 내부에 응집제가 포함된 슬러지를 투입하는 슬러지 투입부를 포함하고 상기 드럼을 감싸는 외부케이스로 구성됨을 특징으로 하는 웨지형 농축기에 관한 것이다.

Description

웨지형 농축기{The wedge type evaporation equipment}

본 발명은 웨지형 농축기에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 하수 전처리 단계에서 하수의 슬러지를 응집제와 혼합하여 물과 슬러지를 분리하는 장치에서 물과 슬러지의 분리가 보다 용이하도록 하고 이상 구동시 과부하가 걸리는 것을 용이하게 방지할 수 있도록 하기 위하여 개발된 웨지형 농축기에 관한 것이다.

일반적으로 하수 전처리 과정은 비교적 성긴 간격으로 이루어진 바스크린에 의하여 비교적 큰 이물질 혹은 협잡물을 여과 제거하는 1차 여과 및 제거과정과, 다시 조밀한 간격의 바스크린에 의하여 잔존하는 미세한 협잡물을 분리 제거시키는 2차 여과 및 제거과정을 거친 후 침전지로 유입되는 과정을 거친다.

하지만 침전지로 유입되는 과정에서 머리카락 및 가늘고 긴 섬유 형상의 협잡물이나 과정 중에 응집된 슬러지 등이 잔존하므로 이후 공정에서 각종 기기류나 배관 계통에 이물질에 의한 막힘 및 간섭이 많아 운전 정비 및 보수에 상당한 어려움을 겪는 경우가 발생한다.

또한 기존의 분리된 슬러지도 수분의 함유가 많아 처리 공정에서 여액을 분리하지 않으면 부피가 증가하고 처리비용의 상승과 각종 악취 등의 문제점이 발생한다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 기존의 기술은 표면에 수많은 구멍을 형성시켜서 된 드럼을 약간 경사지도록 설치하고 경사진 드럼을 회전시키고, 상기 드럼의 상부로 하수를 유입시키게 되면 하수가 드럼의 길이 방향 즉 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 과정에서 미세한 협잡물은 회전하는 드럼 내부에서 하수와 분리되어 뭉쳐진 후 드럼의 반대편 하단 유출구를 배출되며, 여액은 드럼의 구멍을 통과하여 외부 아래로 빠져나가 집수할 수 있도록 하여 고액을 분리시키는 기술이 제안되었었다.

하지만 슬러지가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하면 포함된 여액을 충분히 분리되지 않고, 또한 슬러지가 집중된 낮은 부분의 드럼에 형성된 구멍이 막히는 것을 감안하면 여액의 분리가 더욱 잘 이루어지지 않는다는 단점을 가지고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 슬러지와 여액을 보다 용이하게 분리하여 슬러지에 함유된 수분을 최소화할 수 있도록 하는 웨지형 농축기를 개발하는 것에 있다.

또한, 미사용시 드럼을 세척하고 슬러지에 의하여 막힌 부분을 용이하게 처리할 수 있는 웨지형 농축기를 개발하는 것에 있다.

또한, 구동시 과부하가 발생할 경우 장치에 치명적인 고장을 일으킬 우려를 줄일 수 있는 웨지형 농축기를 개발하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수분을 함유된 슬러지에서 슬러지와 여액을 분리하는 농축기에 있어서;

상기 농축기는 링형상을 가진 다수의 고정링과, 상기 고정링의 외주면에 일정한 틈새를 가지도록 조밀하게 배치되어 전체적으로 약간 기울어진 원통의 형상을 이루도록 하되 단면은 삼각형이고 일 꼭지점이 법선 방향을 향하도록 고정되는 웨지형 그릴과, 내주면에 장착되어 회전에 따라 응집된 슬러지를 상방향으로 이송하도록 하는 다수의 이송날개와, 전방과 후방의 외면 대응하는 양측에 장착되어 일정한 위치에서 회전하도록 가이드하는 각각 두 개씩의 측면 가이드로울러를 포함하는 드럼과;

모터의 구동축에 장착되는 구동스프라켓과, 상기 드럼의 회전 중심을 중심으로 하고 드럼의 일측에 장착되는 종동스프라켓과, 상기 구동스프라켓과 종동 스프라켓이 연동하도록 하는 체인으로 구성되는 구동부와;

상기 드럼의 상방향으로 이송된 응집된 슬러지가 자유 낙하하여 배출하도록 하는 슬러지 배출부와, 상기 드럼의 하부에서 경사지게 형성되어 상기 슬러지 배출부의 타측으로 여액이 배출되도록 하는 물 배출부와, 상기 물 배출부의 상부에서 내부로 관통하여 상기 드럼의 내부에 응집제가 포함된 슬러지를 투입하는 슬러지 투입부를 포함하고 상기 드럼을 감싸는 외부케이스로 구성됨을 특징으로 한다.

아울러, 상기 드럼에는 기울어진 하단 전방에 밀착하여 회전하는 전방 가이드로울러를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 드럼의 내부와 외부의 상단에 인접하여 길이방향으로 연장되어 다수의 분사노즐이 형성되어 상기 드럼의 내외측 상단에 인접한 곳에 세척액을 분사하도록 하는 내부 및 외부세척구가 추가로 형성됨을 특징으로 한다.

아울러, 상기 모터는 구동축의 끝단 중앙에 형성되는 나사홀을 구비하고;

상기 구동스프라켓은 상기 구동축의 외경에 상응하는 내경을 가지는 축삽입홀과, 상기 축삽입홀의 인접하여 형성되는 적어도 하나 이상의 제1 핀홀을 구비하며;

중앙에는 상기 나사홀에 상응하는 관통홀을 구비하여 고정볼트에 의하여 상기 구동스프라켓이 삽입된 구동축과 동일회전하고, 상기 관통홀에 인접하여 상기 제1 핀홀에 상응하는 제2 핀홀을 하나 이상 형성하는 원판형의 고정브라켓과;

상기 제1 및 제2 핀홀의 내경에 상응하는 외경을 가지고 삽입되어 상기 고정브라켓과 구동스프라켓이 동일 회전하도록 연결하는 적어도 하나 이상의 안전핀에 의하여 연결되도록 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 원통형으로 형성되는 몸체와, 상기 몸체의 내부 중앙에 수직으로 입설되어 구동모터에 의하여 회전하는 축과, 상기 축에 장착되는 수개의 교반날개와, 상기 몸체의 하부에서 내부로 슬러지와 응집제를 투입하는 슬러지 유입부를 구비하고, 상부에서 상기 웨지형 농축기로 하향 경사지게 상기 슬러지 투입부가 연결되는 교반기가 추가로 형성됨을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 슬러지의 이동을 기울어진 드럼안에서 내부 이송날개에 의하여 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동 후 처리되도록 하여 여액의 분리효율을 높이도록 하여 처리가 보다 용이하게 이루어지는 효과가 있다.

또한, 사용하지 않고 정지 상태에서 드럼에 묻은 슬러지를 용이하게 제거하여 장치의 부식을 방지하고 또한 웨지형 그릴 사이에 끼인 이물질을 제거하여 최적의 상태로 재가동할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 드럼의 구동중에 발생할 수 있는 과부하에 장치의 가동이 기계적으로 중단되도록 함으로서 과부하에 의한 장치의 손상을 최대한 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 측단면도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨지형 농축기를 나타낸 측단면도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨지형 농축기를 나타낸 정단면도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드럼을 나타낸 부분절개 사시도
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구동스프라켓 고정구조를 나타낸 사시도
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구동스프라켓의 고정구로를 나타낸 단면도
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 교반기를 나타낸 측단면도

이에 본원의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 측단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨지형 농축기를 나타낸 측단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨지형 농축기를 나타낸 정단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드럼을 나타낸 부분절개 사시도로서, 수분을 함유된 슬러지에서 슬러지와 여액을 분리하는 농축기에 있어서;

상기 농축기는 링형상을 가진 다수의 고정링(11)과, 상기 고정링(11)의 외주면에 일정한 틈새를 가지도록 조밀하게 배치되어 전체적으로 약간 기울어진 원통의 형상을 이루도록 하되 단면은 삼각형이고 일 꼭지점이 법선 방향을 향하도록 고정되는 웨지형 그릴(12)과, 내주면에 장착되어 회전에 따라 응집된 슬러지(5)를 상방향으로 이송하도록 하는 다수의 이송날개(13)와, 전방과 후방의 외면 대응하는 양측에 장착되어 일정한 위치에서 회전하도록 가이드하는 각각 두 개씩의 측면 가이드로울러(14)를 포함하는 드럼(1)과;

모터(21)의 구동축(211)에 장착되는 구동스프라켓(22)과, 상기 드럼(1)의 회전 중심을 중심으로 하고 드럼(1)의 일측에 장착되는 종동스프라켓(23)과, 상기 구동스프라켓(22)과 종동 스프라켓(23)이 연동하도록 하는 체인(24)으로 구성되는 구동부(2)와;

상기 드럼(1)의 상방향으로 이송된 응집된 슬러지(5)가 자유 낙하하여 배출하도록 하는 슬러지 배출부(31)와, 상기 드럼(1)의 하부에서 경사지게 형성되어 상기 슬러지 배출부(31)의 타측으로 여액이 배출되도록 하는 물 배출부(32)와, 상기 물 배출부(32)의 상부에서 내부로 관통하여 상기 드럼(1)의 내부에 응집제가 포함된 슬러지를 투입하는 슬러지 투입부(33)를 포함하고 상기 드럼(1)을 감싸는 외부케이스(3)로 구성됨을 특징으로 하는 웨지형 농축기를 나타내었다.

본 발명의 기존의 장치와 구분되는 가장 큰 특징은 드럼(1)의 구조에 있다.

먼저 드럼에서 종래에서는 드럼의 외측을 천공하여 여액이 빠져나가도록 하였으나 본원의 경우 웨지 즉 쐐기의 형상을 가진 그릴을 배열하여 그 사이 틈으로 여액이 배출되도록하되 빠져나가는 입구면은 좁았다가 점차 커지는 형상을 가지도록 하여 슬러지에 의하여 막히는 현상을 줄이도록 하는 구조에 있다.

또한, 상기 드럼(1)에 의한 응집된 슬러지(5)는 낮은 곳에서 높은 곳으로 이송날개(13)에 의하여 이송되도록 하여 여액이 최대한 빠져나갈 수 있도록 하는 구조에 있다.

이때 본 발명은 상기 드럼(1)에는 기울어진 하단 전방에 밀착하여 회전하는 전방 가이드로울러(15)를 추가로 구성하여 드럼(1)이 자중에 의하여 압력을 받는 것을 상기 전방 가이드로울러(15)가 지지할 수 있도록 하였다.

또한 본원에서는 상기 드럼(1)의 내부와 외부의 상단에 인접하여 길이방향으로 연장되어 다수의 분사노즐이 형성되어 상기 드럼(1)의 내외측 상단에 인접한 곳에 세척액을 분사하도록 하는 내부 및 외부세척구(16, 17)가 추가로 형성되는 실시 예를 추가로 제시하였다.

상기 실시 예는 상기 농축기는 유지보수를 위하여 주기적으로 관리를 해야하며 이때 가동하지 않을 때 드럼(1)을 공회전 시키면서 상기 내부 및 외부세척구(16, 17)를 통하여 고압의 물 또는 세척액을 분사하면 표면에 묻은 각종 이물질과 상기 웨지형 그릴(12) 사이에 끼인 슬러지를 제거하여 이후 원활한 정상 가동이 가능하도록 한 것이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구동스프라켓 고정구조를 나타낸 사시도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구동스프라켓의 고정구로를 나타낸 단면도로서, 상기 모터(21)는 구동축(211)의 끝단 중앙에 형성되는 나사홀(212)을 구비하고;

상기 구동스프라켓(22)은 상기 구동축의 외경에 상응하는 내경을 가지는 축삽입홀(221)과, 상기 축삽입홀(221)의 인접하여 형성되는 적어도 하나 이상의 제1 핀홀(222)을 구비하며;

중앙에는 상기 나사홀(212)에 상응하는 관통홀(251)을 구비하여 고정볼트(252)에 의하여 상기 구동스프라켓(22)이 삽입된 구동축(211)과 동일회전하고, 상기 관통홀(251)에 인접하여 상기 제1 핀홀(222)에 상응하는 제2 핀홀(253)을 하나 이상 형성하는 원판형의 고정브라켓(25)과;

상기 제1 및 제2 핀홀(222, 253)의 내경에 상응하는 외경을 가지고 삽입되어 상기 고정브라켓(25)과 구동스프라켓(22)이 동일 회전하도록 연결하는 적어도 하나 이상의 안전핀(26)에 의하여 연결되도록 구성되는 실시 예를 추가로 제시하였다.

상기 실시 예는 드럼(1) 내부에서 지나치게 많은 응집된 슬러지(5)가 배출되지 않을 경우, 슬러지 배출부(31)로 빠져나가기 전의 슬러지가 드럼(1)의 회전을 방해하는 경우, 머리카락이나 실 같은 긴 물질이 감겨 회전을 방해하는 경우, 장치의 구동부(2)에 이물이 끼인 경우 등 다양한 경우에 부하가 발생하게 되며 이러한 ㅂg하에도 불구하고 모터(21)의 구동력이 지속적으로 전달될 경우 장치에 심각한 손상을 가져올 우려가 있다.

이에 본원은 모터(21)의 구동축(211)의 회전을 안전핀(26)에 의하여 구동스프라켓(22)에 전달되도록 함으로서, 일정 이상의 부하가 걸리면 비교적 가늘게 형성된 안전핀(26)이 절단되면서 회전력이 전달되지 않도록 하여 장치의 큰 손상을 방지하도록 한 것이다.

또 상기 안전핀(26)의 경우 간단히 교체하여 사용할 수 있으므로 복구하는데 소모되는 시간과 인력 비용이 절감되는 효과도 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 교반기를 나타낸 측단면도로서, 원통형으로 형성되는 몸체(41)와, 상기 몸체(41)의 내부 중앙에 수직으로 입설되어 구동모터(42)에 의하여 회전하는 축(43)과, 상기 축(43)에 장착되는 수개의 교반날개(44)와, 상기 몸체(41)의 하부에서 내부로 슬러지와 응집제를 투입하는 슬러지 유입부(45)를 구비하고, 상부에서 상기 웨지형 농축기로 하향 경사지게 상기 슬러지 투입부(33)가 연결되는 교반기(4)가 추가로 형성되는 실시 예를 추가로 제시하였다.

상기 실시 예는 슬러지와 응집제를 충분히 섞은 다음 웨지형 농축기에 투입하도록 하여 여액이 보다 효과적으로 분리되도록 하는 실시 예이다.

이때 상기 교반날개(44)는 하부에서 상부 방향으로 이송되는 힘을 가하는 것이 바람직하며, 내부의 혼합된 슬러지와 응집제는 하부보다 상부다 더욱 혼합이 잘된 상태로 슬러지가 어느 정도 응집되고 있는 상태에서 상기 웨지형 농축기로 이송하는 것이다.

1 : 드럼
11 : 고정링 12 : 웨지형 그릴
13 : 이송날개 14 : 측면 가이드로울러
15 : 전방 가이드로울러 16 : 내부 세척구
17 : 외부 세척구
2 : 구동부
21 : 모터
211 : 구동축 212 : 나사홀
22 : 구동스프라켓
221 : 축삽입홀 222 : 제1 핀홀
23 : 종동스프라켓
24 : 체인
25 : 고정브라켓
251 : 관통홀 252 : 고정볼트
253 : 제2 핀홀
26 : 안전핀
3 : 외부케이스
31 : 슬러지 배출부 32 : 물 배출부
33 : 슬러지 투입부
4 : 교반기
41 : 몸체 42 : 구동모터
43 : 축 44 : 교반날개
45 : 슬러지 유입부
5 : 응집된 슬러지

Claims (5)

1. 수분을 함유된 슬러지에서 슬러지와 여액을 분리하는 농축기에 있어서;
   상기 농축기는 링형상을 가진 다수의 고정링(11)과, 상기 고정링(11)의 외주면에 일정한 틈새를 가지도록 조밀하게 배치되어 전체적으로 약간 기울어진 원통의 형상을 이루도록 하되 단면은 삼각형이고 일 꼭지점이 법선 방향을 향하도록 고정되는 웨지형 그릴(12)과, 내주면에 장착되어 회전에 따라 응집된 슬러지(5)를 상방향으로 이송하도록 하는 다수의 이송날개(13)와, 전방과 후방의 외면 대응하는 양측에 장착되어 일정한 위치에서 회전하도록 가이드하는 각각 두 개씩의 측면 가이드로울러(14)를 포함하는 드럼(1)과;
   모터(21)의 구동축(211)에 장착되는 구동스프라켓(22)과, 상기 드럼(1)의 회전 중심을 중심으로 하고 드럼(1)의 일측에 장착되는 종동스프라켓(23)과, 상기 구동스프라켓(22)과 종동 스프라켓(23)이 연동하도록 하는 체인(24)으로 구성되는 구동부(2)와;
   상기 드럼(1)의 상방향으로 이송된 응집된 슬러지(5)가 자유 낙하하여 배출하도록 하는 슬러지 배출부(31)와, 상기 드럼(1)의 하부에서 경사지게 형성되어 상기 슬러지 배출부(31)의 타측으로 여액이 배출되도록 하는 물 배출부(32)와, 상기 물 배출부(32)의 상부에서 내부로 관통하여 상기 드럼(1)의 내부에 응집제가 포함된 슬러지를 투입하는 슬러지 투입부(33)를 포함하고 상기 드럼(1)을 감싸는 외부케이스(3)로 구성됨을 특징으로 하는 웨지형 농축기.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 드럼(1)에는 기울어진 하단 전방에 밀착하여 회전하는 전방 가이드로울러(15)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 웨지형 농축기.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 드럼(1)의 내부와 외부의 상단에 인접하여 길이방향으로 연장되어 다수의 분사노즐이 형성되어 상기 드럼(1)의 내외측 상단에 인접한 곳에 세척액을 분사하도록 하는 내부 및 외부세척구(16, 17)가 추가로 형성됨을 특징으로 하는 웨지형 농축기.
   
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터(21)는 구동축(211)의 끝단 중앙에 형성되는 나사홀(212)을 구비하고;
   상기 구동스프라켓(22)은 상기 구동축의 외경에 상응하는 내경을 가지는 축삽입홀(221)과, 상기 축삽입홀(221)의 인접하여 형성되는 적어도 하나 이상의 제1 핀홀(222)을 구비하며;
   중앙에는 상기 나사홀(212)에 상응하는 관통홀(251)을 구비하여 고정볼트(252)에 의하여 상기 구동스프라켓(22)이 삽입된 구동축(211)과 동일회전하고, 상기 관통홀(251)에 인접하여 상기 제1 핀홀(222)에 상응하는 제2 핀홀(253)을 하나 이상 형성하는 원판형의 고정브라켓(25)과;
   상기 제1 및 제2 핀홀(222, 253)의 내경에 상응하는 외경을 가지고 삽입되어 상기 고정브라켓(25)과 구동스프라켓(22)이 동일 회전하도록 연결하는 적어도 하나 이상의 안전핀(26)에 의하여 연결되도록 구성됨을 특징으로 하는 웨지형 농축기.
   
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 원통형으로 형성되는 몸체(41)와, 상기 몸체(41)의 내부 중앙에 수직으로 입설되어 구동모터(42)에 의하여 회전하는 축(43)과, 상기 축(43)에 장착되는 수개의 교반날개(44)와, 상기 몸체(41)의 하부에서 내부로 슬러지와 응집제를 투입하는 슬러지 유입부(45)를 구비하고, 상부에서 상기 웨지형 농축기로 하향 경사지게 상기 슬러지 투입부(33)가 연결되는 교반기(4)가 추가로 형성됨을 특징으로 하는 웨지형 농축기.

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