KR101099588B1 - 이동형 슬러지 회수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 침전 슬러지의 제거가 요구되는 침전조 등이 있는 장소로 이동한 후 슬러지를 간편하게 회수할 수 있도록 차량에 장착되는 이동형 슬러지 회수장치에 관한 것이다.

본 발명의 이동형 슬러지 회수장치는, 차량과 침전조에 거치부의 양 단부가 거치된 상태에서 슬러지 흡입용 흡입관이 결합된 흡인지지부가 침전조 내에서 무한 회전하면서 슬러지를 회수할 수 있도록 하되, 흡인지지부의 회전 시 슬러지 흡입구의 회전반경이 매 회전 시마다 일정한 길이씩 축소 또는 확대되도록 함으로써, 상기 슬러지 흡입구가 침전조의 전체 바닥에 걸쳐 슬러지를 모두 흡입할 수 있도록 한 구조에 기술적 특징이 있다.

슬러지, 폐수, 분뇨, 침전

Description

이동형 슬러지 회수장치{Movable sludge recovery system}

본 발명은 이동형 슬러지 회수장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 차량에 결합된 상태에서 침전조에 지지되는 거치부와, 거치부 중앙의 구동부와, 구동부에 회전 가능토록 결합되며 상기 거치부 아래에 위치하는 회전부와, 회전부를 관통하여 슬라이딩 가능토록 결합된 흡인지지부 등으로 구성되어 차량에 장착된 상태로 침전조 내부에서 무한 회전 및 슬라이딩 하면서 침전조 바닥의 슬러지를 회수하는 이동형 슬러지 회수장치에 관한 것이다.

분뇨나 오·폐수(이하 "폐수"라고만 함.) 등을 처리하기 위한 폐수처리장으로 유입되는 폐수는, 침사조→최초 침전조→폭기조→최종 침전조→소독설비 등을 순차적으로 통과한 후 방류되는데, 침사조에서는 폐수와 함께 유입된 흙, 모래 등과 같이 비중이 비교적 큰 물질이 가라앉게 되는 동시에 플라스틱이나 병 등과 같이 폐수 중에서 떠다니는 뷰유물은 스크린에 의해 걸러지게 되고, 최초 침전조에서는 침사조로부터 유입된 폐수가 체류하면서 폐수 중의 침전성 고형물이 가라앉게 된다.

그리고 폭기조는 송풍기 등으로부터 공급되는 충분한 공기에 의해 호기성 미생물이 폐수 중의 유기물질을 영양분으로 하여 배양, 응집되어 플록을 형성하는 곳으로서, 생물반응조라고도 하며, 최종 침전조에서는 폭기조로부터 이송된 폐수가 체류하면서 미생물에 의한 활성 슬러지가 가라앉게 되는데, 활성 슬러지의 일부는 다시 폭기조로 반송되고, 잔여 슬러지는 농축조로 보내지게 되며, 깨끗한 상등수는 필요에 따라 적당한 소독이나 여과 등을 거친 후 하천이나 해양으로 방류된다.

상기와 같은 폐수처리 과정의 효율성을 향상시키기 위해서는 각 침전조의 바닥에 계속적으로 침전되는 슬러지를 적절히 회수해 주어야 하는 바, 종래의 슬러지 회수장치를 살펴보면 다음과 같다.

국내 공개특허공보 제2001-79229호에 대차식인 "수중대차를 이용한 슬러지 수집장치"가, 공개특허공보 제2004-85859호에 플라이트식인 "비금속 체인 플라이트식 슬러지 수집기의 체인 스킵 방지장치"가, 등록실용신안공보 제389938호에 사이폰식인 "와이어로프 견인식 사이폰 슬러지 수집기"가 게시되어 있다.

그런데 상기의 슬러지 회수장치들은 침전조의 바닥 등에 고정 설치되는 구조로서, 폐수 중에 잠긴 상태로 사용되기 때문에 고장 시 신속한 보수가 거의 불가능하고, 구조가 복잡하여 제작 및 유지보수 비용이 높아 용량이 적으면서 다수로 구성된 침전조용으로는 경제성 측면에서도 적합치가 않다.

상기와 같은 침전조 고정식 슬러지 회수정치의 문제점을 해결하기 위한 이동식 슬러지 회수장치가 있는 바, 국내 등록특허공보 제753802호와 제779448호에 " 오,폐수조내의 침전물 슬러지 제거장치" 및 "가축분뇨 액비저장조의 침전물제거장치"가 각각 게시되어 있다.

상기 두 발명 중 전자의 장치는, 수직한 회동관내에 설치된 스크류날을 이용하여 바닥의 슬러지를 회수하는 장치로서, 이동식으로 사용할 수 있기 때문에 효율성을 높일 수는 있으나, 회동관과 스크류 및 회동관 하단에 결합된 굴삭용기 등이 결합되어 구조가 복잡해지고 무거워져 보수 및 핸들링이 어려우며, 슬러지를 회수 시 바닥의 슬러지를 균일하게 회수하기 위하여 침전조 내에서 장치를 전·후·좌·우로 움직여 주기 위한 별도의 이동장치가 필요로 되는 단점이 있다.

후자의 장치는, 바퀴가 결합된 이동형 프레임에 암 지지유닛이 세워지고, 길이 및 각도 조절이 가능한 붐 어셈블리가 대략 "ㄱ"자형을 이루도록 상기 암 지지유닛의 상단에 결합되며, 붐 어셈블리와 암 지지유닛을 따라 흡토출호스가 구비된 구조로서, 자유로운 이동은 물론 붐 어셈블리의 길이와 각도를 조절할 수 있기 때문에 상기 전자의 장치보다 효율성이 우수한 장점이 있다.

축산분야에 있어서 상기 두 장치의 적용대상이 될 수 있는 가축분뇨 액비저장조 역시 슬러지가 침전되는 문제를 안고 있으나 액비 저장조 상부에 덮개가 항상 덮혀져 있는 구조로 이루어져서서, 상기 후자의 장치를 사용하기 위해서는 액비저장조의 내부로 붐 어셈블리를 넣을 수 있는 관통공을 액비저장조의 벽 상부 일측에 구비하여야 하고, 붐 어셈블리는 암 지지유닛을 중심으로 회전하는 구조로서, 상기 관통공의 좌·우 길이가 충분치 못하면 붐 어셈블리의 회동범위가 제한되면서 액비저장조의 전체 바닥면을 커버할 수 없기 때문에 슬러지를 효율적으로 회수할 수가 없다.

그러나 붐 어셈블리의 회동범위가 액비저장조의 전체 바닥면을 커버할 수 있도록 관통공을 확장하는 것도 구조상 거의 불가능한 바, 이동이 가능하면서도 침전조 등의 바닥에 축적된 슬러지 전체를 효율적으로 회수할 수 있는 장치가 없는 실정이다.

본 발명은, 분뇨나 오·폐수 등을 처리하는 과정에서 바닥에 축적된 슬러지를 회수할 수 있되, 침전조 등에 고정 설치되지 않음으로써, 슬러지 회수가 요구되는 침전조마다 옮겨 다니면서 슬러지를 회수할 수 있도록 한 종래의 이동형 슬러지 회수장치가 가지고 있는 제반 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 덮개가 있는 침전조의 벽에 최소한의 관통공만을 형성시킨 상태에서도 침전조의 바닥전체를 커버할 수 있는 슬러지 회수장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 차량에 일측단부가 회전 가능토록 결합되고 타측단부가 침전조를 가로질러 안착되는 거치부와; 거치부 아래에서 무한 회전 가능한 회전부와; 상기 회전부에 슬라이딩 가능토록 관통 결합되고, 회전 시 일측단부의 회전반경 축소와 확대가 가능한 흡인지지부; 등에 의하여 달성된다.

본 발명의 이동형 슬러지 회수장치는, 회전부가 침전조 내에서 회전하고, 회전조와 함께 회전하면서 전·후로 슬라이딩 하는 흡인지지부의 일측단부에 슬러지 흡입수단이 구비되는 바, 회전반경이 변화하는 흡입수단이 침전조의 전체 바닥을 커버할 수 있기 때문에 침전조 전체 바닥의 슬러지를 모두 효율적으로 회수할 수 있는 장점이 있다.

그리고 거치대 아래의 회전부와 흡인지지부가 침전조의 벽 등과 접촉하지 않으면서 완전히 침전조 내부에서만 회전하기 때문에 덮개가 있는 침전조의 경우 본 발명의 장치를 사용하기 위하여 측벽에 형성시켜야 하는 관통공의 크기를 최소화할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은, 분뇨 등을 처리하는 과정에서 바닥에 축적되는 슬러지를 회수하기 위한 이동형 슬러지 회수장치에 관한 것이다.

본 발명의 슬러지 회수장치는, 차량에 장착되기 때문에 슬러지 제거가 요구되는 침전조 등으로 자유롭게 옮겨 질 수 있으며, 침전조를 가로질러 차량과 차량 반대측의 침전조 측벽에 양 단부가 거치된 상태로 침전조 내부에서 완전히 360ㅀ씩 무한 회전하면서 바닥 전체의 슬러지를 회수할 수 있도록 한 구조에 특징이 있다.

상기와 같은 본 발명의 장치는, 일측단부가 회전 가능토록 차량에 장착되는 거치부와; 거치부 중간에 결합되고 거치부 아래로 연장된 회전축을 구비한 구동부와; 상기 구동부 회전축에 결합되어 거치부 아래에 위치하는 회전부와; 회전부에 슬라이딩 가능토록 관통 결합된 흡인지지부와; 차량으로부터 거치부, 구동부 및 흡인지지부를 따라 구비된 흡인부와; 차량에 탑재된 고액분리부; 등으로 구성된다.

상기 본 발명의 장치에서는, 차량과 침전조 측벽에 거치대가 놓여지고, 회전부와 함께 회전하는 흡인지지부에 구비된 흡인부에 의해 바닥의 슬러지가 회수되는 데, 이때 슬러지와 함께 폐액도 흡입되는 바, 슬러지와 폐액은 차량에 탑재된 고액분리부에서 분리되고, 분리된 폐액은 침전조로 보내진다.

상기와 같은 방법으로 침전조 바닥의 슬러지를 회수할 때 침전조 바닥 전체에 걸쳐 슬러지가 회수되도록 하여야 하는 바, 무한 회전하는 회전부에 의해 함께 회전하는 흡인지지부 전방단부의 회전반경이 회전 중 변화되도록 함에 본 발명의 기술적 특징이 있다.

즉 회전부가 회전할 때 흡인지지부는 1회전 때마다 회전부를 따라 일정거리씩 슬라이딩 하면서 회전반경이 축소 또는 확대됨으로써 침전조 바닥 전체를 커버할 수 있게 된다.

상기 본 발명의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

도 1에 본 발명 장치의 정면도를 도시하였다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 이동형 슬러지 회수장치는,

차량(T)에 일측단부가 회전 가능토록 장착되고 수평방향으로 연장된 거치부(10)와;

상기 거치부(10)의 중간에 결합되고, 회전장치(21)에 의해 회전되며 하향 수직연장된 관체형 회전축(22)을 포함한 구동부(20)와;

상기 구동부(20)의 회전축(22) 하단에 결합되어 거치부(10) 아래에 위치하는 회전부(30)와;

상기 회전부(30)에 슬라이딩 가능토록 관통 결합되고, 일측단부에 침전조의 폐액내로 잠기는 접이식 수직대(41)가 구비되며 이 접이식 수직대를 펼치는 각도에 의해 흡입깊이를 일부 조절할 수 있다. 후방단부에 균형추(42)가 구비된 흡인지지부(40)와;

상기 접이식수직대(41)의 하단부에 구비된 흡입구(51)로부터 회전축(22)의 중공을 통하여 차량(T)에 장착된 흡입펌프(도면 미도시)까지 연결되는 흡입관(53)으로 이루어진 흡인부(50)와;

상기 거치부(10)의 일측단부에 고정 결합되며 길이조절이 가능한 조절부재(61)와, 상기 흡인지지부(40)의 후방단부 상면에 고정되어 조절부재(61)와 접촉 시 회전반경이 일정한 회전부(30)에 대하여 흡인지지부(40)를 회전반경 방향으로 일정 길이씩 이동시키는 가이드부재(62)를 포함한 회전반경조절부(60); 등으로 이루어진다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 이동형 슬러지 회수장치는 다음과 같이 바닥에 가라앉은 슬러지를 회수하게 된다.

슬러지를 회수하기 위한 침전조로 차량(T)을 이동한 후 일측단부가 차량에 회전 가능토록 장착된 거치부(10)를 회전시켜 거치부(10)의 타측단부를 침전조의 측벽에 올려 놓는다.

상기와 같이 거치부(10)를 차량(T)과 침전조에 거치한 상태에서 구동부(20)와 흡입펌프를 가동시키면 회전부(30)와 함께 흡인지지부(40)가 회전하면서 침전조 바닥의 슬러지가 흡입구(51) 및 흡입관(53)을 통하여 흡입펌프로 흡입된 후 차 량(T) 또는 별도의 운반수단에 탑재된 저장탱크(도면 미도시)에 담겨지게 된다.

이때 흡입펌프로 흡입되는 슬러지에는 다량의 폐액도 포함되어 있는 바, 차량(T)에 고액분리기(70)를 구비하여 슬러지와 폐액을 분리한 후 슬러지는 저장탱크에 담고, 슬러지와 분리된 폐액은 침전조로 되돌리도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 회전하면서 슬러지를 흡입할 때 회전에 의해 흡입관(53)이 꼬이지 않도록 관체형 회전축(22)의 중공, 하단 또는 상단 중의 한 곳에는 회전하는 부위와 회전하지 않는 부위를 연결하기 위한 로터리조인트(25) 등과 같은 연결부재가 구비되는 바, 상기 흡입관(53)은 회전축과 함께 회전하는 부분과 회전하지 않는 부분으로 분리된 후 상기 연결부재를 매개로 결합된다.

본 발명의 장치는 침전조의 바닥 전체에 가라앉은 슬러지를 흡수하여야 하기 때문에, 고정된 궤적을 따라 회전하는 회전부(30)와 달리, 흡인지지부(40)는 회전하는 과정에서 흡입구(51)가 결합된 수직대(41)의 회전반경이 축소 또는 확대되면서 침전조의 바닥 전체를 커버할 수 있어야만 하는 바, 흡입구(51)의 회전반경을 변화시키는 역할을 하는 회전반경조절부(60)를 살펴보면 다음과 같다.

상기 회전반경조절부(60) 중 거치부(10)에 결합된 조절부재(61)로는, 위치가 고정된 고정수단에 대하여 회전에 의해 결합수단에서 선단부까지의 길이가 조절되는 스크류와 스크류를 회전시키는 모터 등을 구비한 스크류장치나, 고정수단인 실린더의 외부로 돌출하는 피스톤로드의 길이를 변화시킬 수 있는 실린더장치 등이 있다.

즉 상기 조절부재(61)는, 상기 스크류, 피스톤로드 등과 같이 전·후방으로 직선 이동하면서 고정수단에 대하여 선단부까지의 길이 변화가 가능한 가변수단(61A)과, 상기 가변수단(61A)의 선단부에 하향 구비된 걸림수단(61B) 등으로 구성된다,

이때 상기 가변수단(61A)에 대한 고정수단으로는, 스크류장치의 경우 스크류의 외주면에 나사결합된 상태로 거치부(10)에 고정되는 너트형 고정수단, 실린더장치의 경우 실린더 등을 예로 들 수가 있으며, 고정수단에 대하여 가변수단(61A)을 움직이기 위한 모터, 유압펌프 등의 구동수단이 구비된다.

그리고 상기 회전반경조절부(60) 중 흡인지지부(40)의 상면에 구비된 가이드부재(62)는, 상기 걸림수단(61B)의 하단부에 접촉하도록 위치가 고정된 한쌍의 선형 부재로서, 두 가이드부재(62)는 회전반경 방향에 대하여 경사지되, 수평면 상에서, 서로 반대방향의 기울기를 가짐으로써, 하나는 축경가이드부재(62A)가 되고, 다른 하나는 확경가이드부재(62B)가 된다.

이때 상기 걸림수단(61B)의 하단부는, 흡인지지부(40)의 1회전 시마다, 축경가이드부재(62A) 또는 확경가이드부재(62B)와 접촉하게 되는데, 이와 같이 걸림수단(61B)가 회전하는 가이드부재(62)와 접촉함으로써 흡인지지부(40)가 회전부(30)에 대하여 움직이게 되면서 흡입구(51)의 회전반경이 축소 또는 확대된다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 축경가이드부재(62A)와 확경가이드부재(62B)가 흡인지지부(40)의 후방단부에 구비된 균형추(42)의 상면에 구비된 상태에서, 흡인지지부(40)가 회전 시 위치가 고정된 걸림수단(61B)의 하단부가 축경가이드부재(62A)의 시단부(S)에 접촉한 상태로 계속 회전하면, 경사진 축경가이드부재(62A) 가 걸림수단(61B)에 의해 밀리게 되면서 회전반경이 축소된다.

그리고 축경가이드부재(62A)의 종단부(E)가 걸림수단(61B)을 벗어나면, 가변수단(61A)을 수축시켜 걸림수단(61B)의 위치를 후진시켜 다음 회전 시 걸림수단(61B)이 축경가이드부재(62A)의 시단부에 다시 접촉되도록 함으로써, 매 회전 시마다 회전반경이 일정 길이씩 축소되도록 하며, 회전반경을 확대하는 경우에는 걸림수단(61B)이 확경가이드부재(62B)와 접촉하도록 하면서 걸림수단(61B)을 매 회전 시마다 전진시키는 방법으로 회전반경을 확대하게 된다.

이때 걸림수단(61B)과 가이드부재(62)의 접촉에 의해 축경 또는 확경되는 길이는 각 가이드부재(62)의 시단부(S)와 종단부(E)의 회전반경차와 같다.

예를 들어, 가이드부재(62)의 시단부(S)와 종단부(E)의 회전반경 차이가 10 cm 라 하면, 걸림수단(61B)과 가이드부재(62)의 1회 접촉에 의해 회전반경이 10 cm 씩 축소 또는 확대된다.

그리고 상기의 예에서 회전반경을 매 회전 시마다 축소 또는 확대하고자 할 때 1회전 시마다 움직여 주어야 하는 걸림수단(61B)의 이동거리는 10 cm 보다 크지 않아야 하는데, 이동거리가 10 cm 보다 클 경우에는 차회의 회전 시 걸림수단(61B)이 가이드부재(62)의 시단부(S)를 벗어난 상태가 되면서 회전반경을 변화시킬 수 없게 된다.

도 1은 본 발명 일실시예 회수장치의 측면도.

도 2는 본 발명 일실시예 회수장치를 구성하는 회전반경조절부의 작동방법을 보인 것으로,

(가)는 걸림수단과 축경가이드부재의 접촉시점을 보인 평면도이고,

(나)는 걸림수단과 축경가이드부재의 접촉종점을 보인 평면도이며,

(다)는 각각 후진한 걸림수단과 축경가이드부재의 재접촉시점을 보인 평면도이다.

((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))

10. 거치부 20. 구동부 21. 회전장치

22. 회전축 30. 회전부 40. 흡인지지부

41. 수직대 42. 균형추 50. 흡인부

51. 흡입구 53. 흡입관 60. 회전반경조절부

61. 조절부재 61A. 가변수단 61B. 걸림수단

62. 가이드부재 62A. 축경가이드부재 62B. 확경가이드부재

70. 고액분리기 E. 종단부 S. 시단부

T. 차량

Claims (5)

1. 차량(T)에 일측단부가 장착되고 수평방향으로 연장된 거치부(10)와;

   상기 거치부(10)의 중간에 구비된 회전장치(21)와, 회전장치(21)에 의해 회전되는 수직한 관체형 회전축(22)을 포함한 구동부(20)와;

   상기 회전축(22)에 결합되어 거치부(10) 아래에 위치한 회전부(30)와;

   상기 회전부(30)에 수평방향 이동 가능토록 관통 결합되고, 일측단부에 접이식 수직대(41)가 구비된 흡인지지부(40)와;

   상기 수직대(41) 하단의 흡입구(51)와, 흡입구(51)로부터 회전축(22) 중공을 통하여 차량(T)의 흡입펌프로 연결되는 흡입관(53)을 포함한 흡인부(50)와;

   상기 거치부(10)와 흡인지지부(40)에 각각 구비되고, 회전에 의한 상호 접촉 시 회전부(30)에 대하여 흡인지지부(40)를 이동시키는 회전반경조절부(60); 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동형 슬러지 회수장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 흡인지지부(40)의 후방단부에는 균형추(42)가 구비된 것을 특징으로 하는 이동형 슬러지 회수장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 회전축(22)에는 로터리조인트(25)가 구비되고, 상기 흡입관(53)은 로터리조인트(25)를 매개로 고정된 일측에 대하여 타측이 회전 가능토록 연결된 것을 특징으로 하는 이동형 슬러지 회수장치.
4. 제 1항 내지 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 회전반경조절부(60)는,

   상기 거치부(10)의 일측에 고정 결합되어 선단부의 길이조절이 가능한 조절부재(61)와;

   상기 흡인지지부(40)의 일측에 고정되어 회전 시 상기 조절부재(61)와 접촉 가능한 가이드부재(62); 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동형 슬러지 회수장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 조절부재(61)는, 상기 거치부(10)에 고정된 상태에서 선단부의 길이조절이 가능한 가변수단(61A)과, 가변수단(61A)의 선단부에 하향 구비된 걸림수단(61B)을 포함하여 구성되고,

   상기 가이드부재(62)는, 상기 흡인지지부(40)의 1회전 시마다 상기 걸림수단(61B)의 하단부와 접촉 가능하고 회전반경 방향에 대하여 경사지되 서로 반대방향의 기울기를 가진 축경가이드부재(62A)와 확경가이드부재(62B)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동형 슬러지 회수장치.

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