KR101057389B1 - 협잡물 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 협잡물 처리장치에 관한 것으로, 본체프레임과, 상기 본체프레임에 설치된 처리조와, 상기 처리조에 회전가능하게 설치되는 드럼형 여과체와, 상기 드럼형 여과체 내부에 회전가능하게 설치된 나선형 스크래퍼와, 상기 본체프레임에 설치되고 동력전달수단을 통해 상기 드럼형 여과체와 나선형 스크래퍼를 회전시키는 구동모터와, 상기 본체프레임에 형성되고 상기 처리조와 연결된 탈수액배출구 및 탈수물배출구와, 상기 처리조에 힌지결합되는 밀폐커버를 포함하는 협잡물 처리장치에 있어서; 상기 처리조의 길이방향 일단에 상기 드럼형 여과체의 형상을 따라 구획형성된 협잡물저장공간과; 상기 처리조의 하부에 설치되고, 상기 협잡물저장공간과 연통되는 협잡물공급구를 갖고, 상기 드럼형 여과체의 양단은 회전을 위한 구조물 설치용 고정바를 제외하고 모두 개방되어 있으며, 회전시 상기 협잡물저장공간에 저장되어 있던 협잡물이 오버플로우하여 드럼형 여과체의 개방된 단부를 통해 유입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 협잡물 처리장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 회전축의 중공을 통한 투입방식이 아니라 오버플로우형 투입방식을 채택하여 이물질에 의한 막힘 현상을 제거하고, 동일 용량 대비 처리용량을 극대화시킬 뿐만 아니라 처리조의 시작단부터 끝단까지 연속처리가 가능하여 처리되지 않고 잔류되는 협잡물이 없어 처리불량도 제거하는 효과를 얻을 수 있다.

협잡물, 오버플로우, 대용량, 막힘 현상, 연속처리

Description

협잡물 처리장치{APPARATUS FOR PROCESSING ADULTERATION}

본 발명은 협잡물 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슬러지와 같은 협잡물의 정화처리공정 말단에 설치되어 협잡물의 최종 처리시 막힘없이 처리 가능하고, 동일 기종 대비 처리용량을 더욱 높일 수 있도록 개선된 협잡물 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수세식 화장실이나 목욕탕, 주방 등에서 배출되는 오수나, 화장실에서 수거되는 분뇨나 오니 또는 가축의 분뇨나 축산폐수 등은 일차적으로 각 가정이나 산업체에 설치된 오수 정화시설 또는 정화조 등에서 처리된 후 최종적으로 하수종말처리장이나 폐수종말처리장 또는 오폐수처리시설에서 처리되고 있다.

그런데, 오수, 분뇨, 오니 등의 처리 대상물들은 다량의 수분과 고형물이 혼합되어 있는 상태이기 때문에 고형물(슬러지)을 분리 제거하지 않고는 정화처리 과정이 적절하게 수행될 수 없다.

또한, 여기에는 다수의 이물질들도 포함되어 있기 때문에 넓은 의미로 '협잡물(挾雜物, adulteration)이라 한다.

따라서, 정화 처리 공정 중에는 탈수과정을 거쳐 수분과 슬러지, 즉 협잡물 을 분리하는 공정이 포함되어 있다.

이러한, 탈수방식으로는 로울러를 통과하는 여과포나 스크류에 의해 슬러지를 직접 가압하여 수분을 분리하는 벨트 프레스방식이나 스크류 프레스 방식이 있다.

그러나, 이 경우에는 장치가 복잡하고 대형화되기 때문에 제작비가 많이 들고, 탈수에 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 탈수 효율이 낮아 배출되는 케이크에 많은 수분이 잔류하는 문제가 있다.

이에, 본 발명자는 회전하는 여과통체에 작용하는 원심력을 이용하여 수분을 분리하는 원심력 방식의 탈수장치를 개시한 바 있다(등록특허 제443050호).

그런데, 이와 같은 원심력 방식의 탈수장치는 처리량에 한계가 있어 효율성이 떨어지므로 이를 극복하기 위해 본 출원인은 상기 개시 기술 이후 다수의 개량 기술들을 더 개시하였다.

일 예로, 등록특허 제566423호를 들 수 있는데, 이는 도 1에 예시된 바와 같이, 협잡물(슬러지)을 중공 회전축(3) 내부로 투입하여 수집커버(5) 내부에서 배출구멍(3a)을 통해 회전하는 여과통체(2) 내부로 배출되게 하고, 그 상태에서 여과통체(2) 내부에서 회전하는 스크래퍼(4)로 배출된 협잡물을 이송하면서 여과통체(2)를 통해 탈수 혹은 농축을 행하도록 한 것을 기본으로 하여 스크래퍼(4) 부위의 개선을 통해 탈수시 마찰소음을 줄이면서 탈수효율도 높이도록 한 것이다.

그러나, 개시 기술은 협잡물을 투입하는 투입수단이 중공 회전축(3)의 중공을 통해서만 가능할 뿐만 아니라 배출하는 배출수단도 오로지 배출구멍(3a) 하나로 한정되어 있기 때문에 단시간에 처리할 수 있는 양에 한계가 있고, 그로 인해 처리용량이 작다는 단점이 있다.

뿐만 아니라, 협잡물에 포함된 각종 이물질(막대기 등)로 인해 중공 회전축(3)의 중공은 물론 배출구멍(3a)이 쉽게 막히게 되어 처리효율이 급격히 떨어지고, 수리를 위해 장치의 가동을 정지하게 되면 그만큼 생산성이 하락하는 단점도 있다.

나아가, 협잡물 인입측 여과통체(2)의 단부와 상기 배출구멍(3a) 사이의 공간에 잔류된 협잡물은 쉽게 스크래핑되지 못하고 오랜시간 동안 동일 지점에 잔류하게 되는 처리불량의 문제도 있다.

이러한 문제는 구조가 거의 동일/유사한 협잡물(슬러지) 농축기에서도 마찬가지다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 협잡물을 탈수하거나 농축하는 등 정화를 위해 처리할 때 이물질에 의한 막힘 문제를 제거하여 처리효율을 높이고, 처리시 시작단부터 끝단까지 처리불량 없이 균일하고 정확한 처리가 가능하며, 동일 용량 대비 처리용량을 더욱 극대화시킬 수 있도록 개선된 협잡물 처리장치의 제공을 그 주된 해결 과제로 한다.

본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 본체프레임과, 상기 본체프레임에 설치된 처리조와, 상기 처리조에 회전가능하게 설치되는 드럼형 여과체와, 상기 드럼형 여과체 내부에 회전가능하게 설치된 나선형 스크래퍼와, 상기 본체프레임에 설치되고 동력전달수단을 통해 상기 드럼형 여과체와 나선형 스크래퍼를 회전시키는 구동모터와, 상기 본체프레임에 형성되고 상기 처리조와 연결된 탈수액배출구 및 탈수물배출구와, 상기 처리조에 힌지결합되는 밀폐커버를 포함하는 협잡물 처리장치에 있어서; 상기 처리조의 길이방향 일단에 상기 드럼형 여과체의 형상을 따라 구획형성된 협잡물저장공간과; 상기 처리조의 하부에 설치되고, 상기 협잡물저장공간과 연통되는 협잡물공급구를 갖고, 상기 드럼형 여과체의 양단은 회전을 위한 구조물 설치용 고정바를 제외하고 모두 개방되어 있으며, 회전시 상기 협잡물저장공간에 저장되어 있던 협잡물이 오버플로우하여 드럼형 여과체의 개방된 단부를 통해 유입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 협잡물 처리장치를 제공한다.

이때, 상기 드럼형 여과체와 상기 나선형 스크래퍼는 동일 방향 또는 반대방향으로 회전되게 설치된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 나선형 스크래퍼는 상기 드럼형 여과체의 협잡물저장공간쪽 단부로부터 이격없이 곧바로 설치되어 스크래핑시 잔류물이 생기지 않도록 구성된 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 밀폐커버의 내면에는 처리조의 대응 개소와 맞물려 씰링기능을 수행하도록 제1,2밀폐턱이 더 형성된 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 회전축의 중공을 통한 투입방식이 아니라 오버플로우형 투입방식을 채택하여 이물질에 의한 막힘 현상을 제거하고, 동일 용량 대비 처리용량을 극대화시킬 뿐만 아니라 처리조의 시작단부터 끝단까지 연속처리가 가능하여 처리되지 않고 잔류되는 협잡물이 없어 처리불량도 제거하는 효과를 얻을 수 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 협잡물 처리장치의 예시적인 샘플 사진이고, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 협잡물 처리장치의 요부를 보인 예시적인 샘플 사진이며, 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 협잡물 처리장치의 드럼형 여과체를 보인 예시적인 샘플 사진이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 협잡물 처리장치는 제시된 형태로 시제품을 제작하였으며, 그 구성은 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 협잡물 처리장치는 본체프레임(100)을 포함한다.

상기 본체프레임(100)은 본 발명 처리장치를 설치면에 고정시키는 역할과, 내장되는 다수의 부품들을 고정하는 것을 주된 기능으로 한다.

그리고, 상기 본체프레임(100)의 상부 일측에는 제1박스커버(110)가 구비되고, 타측에는 서로 단차를 두고 제2,3박스커버(120,130)가 구비된다.

또한, 상기 제3박스커버(130)의 인접측에는 구동모터(140)가 설치된다.

그리하여, 상기 구동모터(140)에 의해 발생된 회동력은 상기 제1,2,3박스커버(110,120,130) 내부에서 설치된 동력전달수단, 이를테면 기어, 체인, 벨트 등에 의해 동력이 필요개소로 전달될 수 있도록 구성된다.

아울러, 상기 본체프레임(100)의 중앙에는 처리조(200)가 장착되며, 상기 처리조(200)의 하부에는 상기 처리조(200)와 연결되고 처리된 탈수액이 배출되는 탈수액배출구(210)가 형성되며, 또한 상기 처리조(200)의 후단(협잡물 인입측 대향단)에는 탈수물배출구(220)가 형성된다.

뿐만 아니라, 상기 탈수물배출구(220)와 대향되는 처리조(200)의 하부에는 협잡물공급구(230)가 형성된다.

나아가, 상기 처리조(200)의 내부에는 드럼형 여과체(300)가 회전가능하게 장착된다.

그리고, 상기 처리조(200)의 상부에는 밀폐커버(240)가 회전개폐될 수 있도 록 연결 고정된다.

따라서, 상기 협잡물공급구(230)로 투입된 협잡물은 드럼형 여과체(300)를 거치면서 탈수되고, 탈수된 탈수액은 탈수액배출구(210)를 통해 집수되며, 탈수된 탈수물은 탈수물배출구(220)를 통해 수집되게 된다.

이때, 상기 드럼형 여과체(300)는 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 그물망 형태의 망체로 이루어진 여과망체(310)와, 상기 여과망체(310)를 지지하도록 일정간격을 두고 배열된 다수의 지지플랜지(320)와, 상기 지지플랜지(320)들을 결속하여 상기 여과망체(310)를 고정하는 고정로드(330)를 포함하여 구성된다.

이 경우, 상기 지지플랜지(320)는 도시된 바와 같이, 중앙이 뚫린 고리형상으로 이루어지되 양단에 구비되는 것들만 여과체회전축(340) 지지를 위해 고정바(350)가 90°간격을 두고 더 형성되고, 이들은 여과체회전축(340)과 결합하는 원형블록(360)을 고정한다.

아울러, 상기 원형블록(360)과 여과체회전축(340)은 여과체회전축(340)의 외주면에 상기 원형블록(360)에 대응되는 크기로 형성된 플랜지형태의 부재가 서로 맞대어진 상태에서 볼트 체결됨으로써 회전동력을 전달할 수 있도록 구성된다.

그리고, 상기 여과체회전축(340)은 내부가 중공된 형상을 가지며, 앞서 설명한 처리조(200)의 일측단 상면에 베어링고정되는 형태로 설치되고, 구동모터(140)의 동력을 받아 회전가능하게 구비된다.

여기에서, 상기 구동모터(140)의 동력 전달수단은 체인이 대표적이며, 그외 벨트나 기어 등 다양한 변형이 가능하고, 또한 스프라켓이나 풀리의 크기비, 기어 비 등을 조절하여 가감속도 가능함은 물론이다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 구동모터(140)가 설치된 쪽 처리조(200) 내부에는 격벽(250)에 의해 드럼형 여과체(300)와 구획된 협잡물저장공간(260)이 형성되고, 상기 드럼형 여과체(300)는 상기 처리조(200)에 반 이상 잠긴 상태에서 회전구동되게 되므로 상기 협잡물저장공간(260) 상에 저장된 협잡물은 상기 드럼형 여과체(300)가 회전할 때 지지플랜지(320)의 개방된 부분으로 오버플로우하여 인입될 수 있게 구성된다.

뿐만 아니라, 상기 협잡물저장공간(260)으로 공급되는 협잡물은 직접 상부를 통해 공급되는 구조를 가질 수도 있으나, 본 발명에서는 도 2에서 예시했던 바와 같이 밀폐커버(240)와의 간섭을 없애기 위해 협잡물공급구(230)를 통해 하부에서 상부로 솟아 오르는 형태로 가압 공급하는 방식을 채택함이 바람직하다.

이 경우, 협잡물저장공간(260) 내부의 협잡물이 이송되는 과정에서 비산되면서 밀폐커버(240)를 거쳐 외부로 누출될 수 있으므로 이를 극소화시키기 위해 상기 밀폐커버(240)의 내주면에는 제1,2밀폐턱(242,244)이 맞물리는 대응 개소의 형상에 맞게 형성되어 씰링하게 된다.

한편, 도 3에서와 같이, 제1박스커버(110)와 제3박스커버(130) 사이에는 동력전달축(미도시)이 구비되는데, 상기 동력전달축은 축보호커버(150)에 의해 밀폐보호되며, 상기 구동모터(140)의 동력을 스크래퍼회전축(370)으로 전달하게 된다.

이때, 상기 스크래퍼회전축(370)은 도 3 및 도 7,8에 도시된 바와 같이, 일단은 처리조(200)의 타단에 베어링고정되고, 타단은 원형블록(360)을 관통하여 여 과체회전축(340)의 내부 중공부에서 별도 회전가능하게 베어링고정된다.

따라서, 상기 구동모터(140)에 의해 발생된 동력은 여과체회전축(340)은 물론 스크래퍼회전축(370)을 동시에 회전시킬 수 있도록 구성되며, 여과체회전축(340)의 회전구동에 의해 여과망체(310)가 회전되고, 스크래퍼회전축(370)의 회전구동에 의해 후술되는 스크래퍼(376)가 회전되게 된다.

이 경우, 적절한 기어조합 내지 벨트나 체인의 설치방식에 따라 상기 여과망체(310)와 스크래퍼(376)는 동일방향으로 회전할 수도 있고, 혹은 서로 반대방향으로 회전할 수도 있을 것이다.

그리고, 도 7에서와 같이 상기 스크래퍼회전축(370)의 외주면에는 일정간격을 두고 다수의 연결바(372)가 일체로 고정되는데, 상기 연결바(372)는 또한 상기 스크래퍼회전축(370)의 길이방향으로도 일정간격을 두고 다수 형성된다.

뿐만 아니라, 상기 연결바(372)의 단부에는 직선형태의 결속빔(374)이 일체로 고정되어 스크래퍼회전축(370)의 길이방향으로 돌출된 연결바(372)들을 서로 연결고정하게 되며, 이 결속빔(374)에는 호형상의 스크래퍼(376)가 다수 고정된다.

여기에서, 상기 스크래퍼(376)는 전체적으로 나선형태를 이루도록 배치되되, 그 외표면이 상기 여과망체(310)의 내주면과 미세한 간격을 두고 배치됨으로써 스크래핑과 함께 탈수 효율을 높이게 된다.

특히, 상기 스크래퍼(376)는 협잡물저장공간(260)과 인접한 위치부터 곧바로 형성되도록 하여 기존과 같이 처리되지 못하고 잔류되는 협잡물이 발생하지 않도록 함이 더욱 바람직하다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같은 작동관계를 갖는다.

먼저, 처리대상 협잡물(농축, 탈수 등 용도에 무관)은 협잡물공급구(230)를 통해 처리조(200)의 일측단부에 구획 형성된 협잡물저장공간(260) 속으로 공급된다.

이때, 구동모터(140)는 구동되고 있는 상태이므로 여과망체(310)와 스크래퍼(376)는 당연히 회전되고 있는 상태이다.

이렇게 하여 협잡물이 협잡물저장공간(260)에 일정이상 저장되게 되면, 회전되는 여과망체(310) 지지용 지지플랜지(320)의 개방된 공간을 타고 넘어 여과망체(310) 내부로 유입되게 된다.

동시에, 여과망체(310)는 회전되고 있으므로 유입된 협잡물은 여과망체(310)를 따라 회전되면서 중력 및 원심력에 의한 탈수작업이 수행된다.

또한 동시에, 상기 여과망체(310)의 내부에서는 스크래퍼(376)도 회전하고 있으므로 여과망체(310)의 내주면에 쌓인 협잡물은 상기 스크래퍼(376)에 의해 나선형태로 스크래핑되면서 협잡물저장공간(260) 반대쪽으로 이송되게 되며, 이송되는 도중에도 탈수작업은 지속된다.

특히, 상기 스크래퍼(376)를 통한 스크래핑 동작은 탈수효율을 더욱 높이게 된다.

뿐만 아니라, 협잡물이 기존과 달리 오버플로우 형태를 통해 여과망체(310) 내부로 유입되도록 구성되어 있고, 유입되는 입구가 완전히 개방되어 있기 때문에 이물질의 혼입이 억제됨은 물론 이물질이 혼입된다고 하더라도 입구가 막히는 일은 발생하지 않게 된다.

이렇게 하여 탈수된 탈수액은 여과망체(310) 외부로 낙하된 후 탈수액배출구(210)를 통해 집수되게 되고, 탈수된 탈수물은 스크래핑되면서 이동되다가 탈수물배출구(220)를 통해 낙하 수집되게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 협잡물 처리장치는 협잡물 공급구의 막힘없이 원활한 공급이 가능하고, 협잡물이 공급된 시작단부터 스크래핑 작업이 수행되므로 잔류되는 협잡물이 발생하지 않으며, 여과망체와 스크래퍼의 이중 회전구조를 갖춤으로써 그 탈수효율을 더욱 극대화시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 협잡물 처리장치의 예시도,

도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 협잡물 처리장치의 예시적인 샘플 사진,

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 협잡물 처리장치의 요부를 보인 예시적인 샘플 사진,

도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 협잡물 처리장치의 드럼형 여과체를 보인 예시적인 샘플 사진.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

100....본체프레임 200....처리조

300....드럼형 여과체

Claims (4)

1. 본체프레임과, 상기 본체프레임에 설치된 처리조와, 상기 처리조에 회전가능하게 설치되는 드럼형 여과체와, 상기 드럼형 여과체 내부에 회전가능하게 설치된 나선형 스크래퍼와, 상기 본체프레임에 설치되고 동력전달수단을 통해 상기 드럼형 여과체와 나선형 스크래퍼를 회전시키는 구동모터와, 상기 본체프레임에 형성되고 상기 처리조와 연결된 탈수액배출구 및 탈수물배출구와, 상기 처리조에 힌지결합되는 밀폐커버를 포함하는 협잡물 처리장치에 있어서;

   상기 처리조의 길이방향 일단에 상기 드럼형 여과체의 형상을 따라 구획형성된 협잡물저장공간과;

   상기 처리조의 하부에 설치되고, 상기 협잡물저장공간과 연통되는 협잡물공급구를 갖고,

   상기 드럼형 여과체의 양단은 회전을 위한 구조물 설치용 고정바를 제외하고 모두 개방되어 있으며, 회전시 상기 협잡물저장공간에 저장되어 있던 협잡물이 오버플로우하여 드럼형 여과체의 개방된 단부를 통해 유입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 협잡물 처리장치.
2. 청구항 1에 있어서;

   상기 드럼형 여과체와 상기 나선형 스크래퍼는 동일 방향 또는 반대방향으로 회전되게 설치된 것을 특징으로 하는 협잡물 처리장치.
3. 청구항 1에 있어서;

   상기 나선형 스크래퍼는 상기 드럼형 여과체의 협잡물저장공간쪽 단부로부터 이격없이 곧바로 설치되어 스크래핑시 잔류물이 생기지 않도록 구성된 것을 특징으로 하는 협잡물 처리장치.
4. 청구항 1에 있어서;

   상기 밀폐커버의 내면에는 처리조의 대응 개소와 맞물려 씰링기능을 수행하도록 제1,2밀폐턱이 더 형성된 것을 특징으로 하는 협잡물 처리장치.

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