KR101190852B1 - 고효율 수평형 원심분리기 - Google Patents

Abstract

고효율 수평형 원심분리기에 대한 발명이 개시된다. 개시된 고효율 수평형 원심분리기는: 상등수를 배출하는 분리배출구와, 고형물배출구를 구비하는 케이싱과, 고형물배출구에 연결되는 고형물토출구를 형성하고, 케이싱에 회전되게 삽입되며, 상등수를 상기 분리배출구 방향으로 안내하는 회전 보울과, 회전 보울에 회전되게 축 삽입되며, 슬러지로부터 분리되는 고형물을 상기 고형물토출구로 이송하기 위해 날개를 형성하는 스크류 컨베이어와, 회전 보울의 내면에 길이방향으로 형성되고, 스크류 컨베이어의 회전에 의해 이송하는 고형물이 걸려지게 하여 회전 보울의 내면에서 고형물 슬립을 방지하면서 직진 이송하게 하는 레일플레이트를 포함하고, 스크류 컨베이어는 고형물의 함수율을 일정하게 유지하기 위해 슬러지의 고형물 농도가 변하더라도 스크류 컨베이어를 회전하는 차속조절기를 거쳐 토크를 전달받은 차속모터의 차속 부하값을 이용하여 비례 제어하도록 차속 인버터와 콘트롤러에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

고효율 수평형 원심분리기{HIGH EFFICIENCY HORIZONTAL TYPE CENTRIGAL SEPERATOR}

본 발명은 고효율 수평형 원심분리기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 지지 구조물 상에 케이싱이 조립되고 케이싱 내부에 베어링블록으로 회전가능하게 결합되는 회전 보울 내면에 레일플레이트가 구성되며 스크류 컨베이어와 이에 연결된 고효율 차속조절기가 회전축 선상에 구비됨으로써, 최적의 작동 효율을 얻을 수 있도록 하는 고효율 수평형 원심분리기에 관한 것이다.

일반적으로, 오폐수 또는 상, 하수 슬러지의 농축, 탈수용 수평형 원심분리기는 회전 보울의 내부로 스크류 컨베이어가 설치되고, 상기 회전 보울과 스크류 컨베이어는 동심으로 조립되어 상기 회전 보울과 스크류 컨베이어가 근소한 회전 차이를 가지고 동일한 방향으로 고속 회전하도록 구성된다.

종래의 수평형 원심분리기에서, 회전 보울의 내면으로 침강하는 고형물 배출원리는 공급파이프를 통해 공급된 슬러지는 스크류 컨베이어의 슬러지 토출구를 통해 분산 토출되어 가벼운 액체 상등수는 회전 보울의 내부를 거쳐 분리액 배출구로 배출되고, 무거운 고형물은 회전 보울의 원심력에 의해 회전 보울의 내면에 고형물이 부착하게 되고, 부착된 고형물은 회전 보울과 차동 회전하는 스크류 컨베이어의 나선형 플레이트에 의해 회전 보울의 내부 전단 측으로 압밀 이송하여 케이싱의 고형물 배출구로 배출되는 원리이다.

본 발명의 배경기술로서, 대한민국 등록특허공보 제10-0472738호(발명의 명칭: 디칸터 원심분리가)가 제안된 바 있다.

종래의 수평형 원심분리기는 회전 보울 내면에 아무런 형상이 없이 밋밋하게 구성되거나 철망이나 양탄자와 같은 재질로 보올 내면을 코팅 또는 삽입하는 방법들로 구성하고 있으나, 이러한 방법은 다음과 같은 문제점이 대두되고 있다.

이와 같이, 회전 보울의 내면이 밋밋하면 침강고형물이 회전 보울의 일 측 내면에서 회전 보울의 원추부 측으로 이송하면서 슬립이 일어나고, 원심력에 따른 압착력이 저하되며, 슬립에 따른 회전 보울 내면 마모가 심하게 진행되는 문제점들이 있다.

또한, 철망이나 양탄자와 같은 재질로 회전 보울의 내면을 코팅 또는 삽입하는 방법은 회전 보울의 내면 슬립과, 회전 보울의 내면 마모를 방지할 수는 있으나, 상기한 수평형 원심분리기 작동원리에서 같이 회전 보울의 침강 측에서 회전 보울의 원추부 측으로 직선으로 고형물이 수평으로 직진 이송해야 효율이 높으나, 상기 철망이나 양탄자 같은 재질과 구조는 높은 원심력에 따른 압밀력으로 침강 고형물이 철망이나 양탄자에 달라붙게 되어 미끄럼 운동 저하됨으로써, 평행한 수평이송이 어려워지는 문제점들이 더 대두 된다.

또한, 종래의 수평형 원심분리기의 감속기는 설정 제작된 감속회전으로 회전하고 상황에 따라 수동으로 기어변속을 하는 방법과, 모터에 소비되는 전류 치를 제어 연산하는 방법 등으로 감속 회전을 조절하며, 종래의 수평형 원심분리기의 감속기는 웜 감속기, 유성치차 감속기, 베벨기어 감속기 및 사이클론 감속기 등이 있다.

이와 같이, 종래 여러 타입의 감속기는 직접적으로 모터가 감속기에 회전이 전달될 때에만 감속조절이 가능하지만, 하나의 회전 전달체에서 두 회전체가 연동 회전 선상에서 각각에 걸리는 회전 부하를 상이한 회전으로 차속하면서 차속 측 즉, 스크류 컨베이어의 날개에서 가압되는 고형물의 압밀력 차이에 따라 변환 발생되는 토크를 검출하여 차속 회전을 조절할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 종래의 수평형 원심분리기는 감속기를 적용하고자 하는 대상 또는 기계장치에 따라 감속기가 커지고 다수 개의 캐리어로 구성되므로 차속 컨트롤 정밀도가 저하되고, 이로 인해 제품의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 방진구와 프레임에 의해 조립되는 케이싱 내부에 회전 보울을 베어링블록으로 회전가능하게 결합하고, 회전 보울의 내주면에 길이방향으로 배열되는 레일플레이트와 더불어 회전 보울 내부에서 슬러지를 압축이송하는 스크류 컨베이어에 가해지는 토크 변화를 감지하여 차속모터를 비례 제어하여 차속조절기 회전을 조절함으로써, 최적의 작동효율을 얻을 수 있는 고효율 수평형 원심분리기를 제공하는 것이 목적이다.

또한, 본 발명은 회전 보울의 내주면에 길이방향으로 각각 배열되는 레일플레이트를 구비함으로써, 스크류 컨베이어에 의해 이송하는 고형물이 레일플레이트의 사이사이에 걸려 슬립을 방지하고, 회전 보울의 내주면의 마모를 방지할 수 있는 고효율 수평형 원심분리기를 제공하는 것이 목적이다.

또한, 본 발명은 차속조절기가 회전 보울의 회전과, 차속 모터에 의한 회전을 연동하여 스크류 컨베이어를 작동하게 함으로써, 신속한 피드백과, 고효율, 고비율의 작동을 가능하게 하여 고형물의 함수율을 항상 일정하게 유지할 수 있는 고효율 수평형 원심분리기를 제공하는 것이 목적이다.

또한, 본 발명은 슬러지 성상에 적정한 회전 보울 구경과 적은 회전수로 슬러지에 최대한 원심력을 가하고, 가해지는 원심력에 의해 회전 보울의 둘레면에 구비된 배수콕크를 닫으며, 회전 보울의 정지시 탄성적으로 개방하여 잔류하고 있는 오폐수를 최대한 배출할 수 있는 고효율 수평형 원심분리기를 제공하는 것이 목적이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 수평형 원심분리기는, 상등수를 배출하는 분리배출구와, 고형물배출구를 구비하는 케이싱; 상기 고형물배출구에 연결되는 고형물토출구를 형성하고, 상기 케이싱에 회전되게 삽입되며, 상등수를 상기 분리배출구 방향으로 안내하는 회전 보울; 상기 회전 보울에 회전되게 축 삽입되며, 슬러지로부터 분리되는 고형물을 상기 고형물토출구로 회전 이송하기 위해 날개를 형성하는 스크류 컨베이어; 상기 회전 보울의 내면에 길이방향으로 형성되고, 상기 스크류 컨베이어에 의해 이송하는 고형물이 걸리게 하여 상기 회전 보울의 내면에서 고형물 슬립을 방지하여 직진 이송하는 레일플레이트; 및 상기 회전 보울과 연동되어 상기 스크류 컨베이어의 차속을 조절하는 차속조절기를 포함하고, 상기 스크류 컨베이어는 고형물의 함수율을 설정치로 유지하기 위해 슬러지의 고형물 농도가 변하더라도 스크류 컨베이어와 차속조절기를 거쳐 토크를 전달받은 차속모터의 차속 부하값을 이용하여 비례 제어토록 차속 인버터와 컨트롤러에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전 보울은 동일 직경의 보울 수평부와, 보울 수평부의 일측에서 돌출되어 고형물토출구 방향으로 점차 직경이 줄어드는 보울 원추부로 이루어지고, 상기 레일플레이트는 상기 고형물의 직진을 안내하도록 상기 보울 수평부에서 상기 보울 원추부로 갈수록 원주방향 너비(w)는 줄어들고, 돌출높이(h)는 유지하는 상태로 연장 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한. 상기 레일플레이트는 상기 회전 보울의 내측 둘레면에 동일 간격으로 다수 개 형성되고, 상기 레일플레이트는 상기 회전보울의 보울 수평부에서 직사각형 돌기 형상으로 형성되되, 돌출 높이(h)에 비해 상기 회전 보울의 내면에 원주방향 너비(w)가 더 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차속조절기는, 상기 회전 보울의 대경축과 제1캡플랜지가 연결되고, 반대측에 제2캡플랜지가 결합되는 바디; 상기 바디의 내주에 구비되고, 내측 기어치가 형성되는 제1내접기어; 상기 제1내접기어에 치합되고, 회전중심을 기준으로 다수 구비되어 제1내접기어의 회전에 의해 자전과 구름공전하는 유성기어; 상기 유성기어의 중심에 접하게 배치되고, 상기 제1내접기어의 기어치 보다 적은 수의 기어치로 이루어져 1차 차속 회전하게 하며, 입력 측에 마련된 차속풀리에 상기 차속모터가 연결되어 유성기어에 회전력을 제공하는 태양기어; 상기 유성기어의 양측으로 돌출된 회전축에 결합되고, 회전 중심을 기준으로 상기 유성기어와 함께 회전하는 캐리어 조립체; 상기 제1내접기어에 이웃하게 배치되고, 상기 유성기어의 기어치에 치합되어 2차 차속 회전하는 제2내접기어; 및 상기 제2내접기어에 연결되어 출력 측을 통해 상기 스크류 컨베이어에 차속 회전력을 전달하는 출력 캐리어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 대경축은 볼팅 결합되는 어댑터 플랜지에 의해 상기 제1캡플랜지와 연결되며, 상기 제2내접기어와 상기 제1내접기어의 기어치의 피치 원경과 모듈은 동일하지만, 상기 제2내접기어의 기어치는 상기 제1내접기어의 기어치보다 많이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전 보울에 대한 상기 스크류 컨베이어의 회전 감속비는 상기 제1내접기어에 대한 상기 태양기어의 회전 감속비와, 상기 제1내접기어에 대한 상기 제2내접기어의 회전 감속비의 곱하기 값의 감속비를 가지며, 상기 출력캐리어는 출력 측 중심 내면에 스플라인 내접기어가 구비되어 상기 스크류 컨베이어에 연결된 스플라인축과 결합되어 동력을 전달하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전 보울의 둘레면에 다수 구비되어 상기 회전 보울의 회전 여부에 따라 자동 개폐되고 상기 회전 보울 내부에 잔류하는 오폐수의 배출을 단속하는 배수콕크를 포함하며, 상기 배수콕크는 상기 회전 보울의 둘레면에 형성되고, 양측으로 개방되는 바디; 상기 회전 보울의 회전으로 원심력 발생시 상기 바디의 일측을 막는 플런저부; 및 상기 회전 보울의 정지시 상기 바디의 일측을 개방하도록 상기 바디의 내측에 구비되어 상기 플런저부를 탄성 지지하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 고효율 수평형 원심분리기는,

방진구와 프레임에 의해 조립되는 케이싱 내부에 회전 보울을 베어링블록으로 회전가능하게 결합하고, 회전 보울의 내주면에 길이방향으로 배열되는 레일플레이트와 더불어 회전 보울 내부에서 슬러지를 압축이송하는 스크류 컨베이어에 가해지는 토크 변화를 감지하여 차속모터를 비례 제어하여 차속조절기 회전을 조절함으로써, 최적의 작동효율을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 회전 보울의 내주면에 길이방향으로 각각 배열되는 레일플레이트를 구비함으로써, 스크류 컨베이어에 의해 이송하는 고형물이 레일플레이트의 사이사이에 걸려 슬립을 방지하고, 회전 보울의 내주면의 마모를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 차속조절기가 회전 보울의 회전과, 차속 모터에 의한 회전을 연동하여 스크류 컨베이어를 구동함으로써, 신속한 피드백과, 고효율, 고비율의 작동을 가능하게 하여 고형물 함수율을 항상 일정하게 유지할 수 있다.

또한, 본 발명은 슬러지 성상에 적정한 회전 보울 구경과 적은 회전수로 슬러지에 최대한 원심력을 가하고, 가해지는 원심력에 의해 회전 보울의 둘레면에 구비된 배수콕크를 닫으며, 회전 보울의 정지시 탄성적으로 개방하여 잔류하고 있는 오폐수를 최대한 배출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 수평형 원심분리기의 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 보울의 부분 절개 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 수평형 원심분리기의 일부 분해 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차속 조절기의 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차속 조절기의 분해 조립도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수콕크의 분해 조립도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수콕크의 적용 및 작동 상태도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 수평형 원심분리기의 제어부의 계통도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 수평형 원심분리기를 설명하도록 한다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 수평형 원심분리기의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 보울의 부분 절개 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 수평형 원심분리기의 일부 분해 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차속 조절기의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차속 조절기의 분해 조립도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수콕크의 분해 조립도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수콕크의 적용 및 작동 상태도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평형 포트스크류 원심분리기의 제어부의 계통도이다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 수평형 원심분리기는, 케이싱(100), 회전 보울(200), 스크류 컨베이어(300), 레일플레이트(390), 배수콕크(400) 및 차속조절기(500)를 포함한다.

케이싱(100)은 원심력을 이용하여 공급되는 슬러지로부터 고형물과 상등수를 분리하는 원심분리기의 외형을 형성하는 것으로서, 분리배출구(110)와 고형물배출구(120)를 형성한다.

특히, 케이싱(100)은 지면에 접한 부위에 방진구(130)를 구비하여 진동을 흡수하도록 형성된다. 이 방진구(130)는 방진고무 또는 코일스프링 등 다양하게 적용하는 것이 가능하고, 케이싱(100)에 볼팅 등 다양한 조립방식에 의해 결합 된다. 방진구(130)는 케이싱(100)의 안정적인 지지를 위하여 케이싱(100)의 저면에 4개소 이상 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 케이싱(100)은 다양한 형상 및 다양한 재질로 변형 가능하다.

한편, 분리배출구(110)와 고형물배출구(120)는 서로 분리되게 형성됨이 바람직하다.

케이싱(100)은 일측 가장자리에 분리배출구(110)를 형성하고, 타측 가장자리에 고형물배출구(120)를 형성한다.

이때, 분리배출구(110)는 슬러지에서 원심 분리되는 상등수를 배출하는 역할을 하고, 고형물배출구(120)는 슬러지에서 압착되는 고형물을 배출하는 역할을 수행한다.

따라서, 분리배출구(110)와 고형물배출구(120)는 각각 상등수와 고형물을 중력에 의한 자연 낙하를 유도하도록 케이싱(100)의 하측에 형성됨이 바람직하다.

분리배출구(110)로 연결되는 케이싱(100)의 저면부위는 고형물배출구(120)로부터 상등수를 안내하도록 점차적으로 하측으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

회전 보울(rotary bowl,200)은 케이싱(100)에 삽입되어 회전 가능하게 형성된다.

이때, 회전 보울(200)은 회전 지지축 역할을 위해 일측에 대경축(280)이 케이싱(100)에 회전 가능하게 지지되고, 타측에 소경축(290)이 케이싱(100)에 회전 가능하게 지지 된다.

그리고, 이 대경축(280)과 소경축(290)에는 각각 베어링블록(380)이 형성된다. 이 베어링블록(380)은 대경축(280)과 케이싱(100) 및 소경축(290)과 케이싱(100)의 마찰을 최소화함으로써 회전 보울(200)이 원활하게 회전하는 것이 가능하게 하는 역할을 수행한다.

소경축(290)에는 회전 보울(200)에 회전력을 전달하는 구동풀리(230)가 장착된다. 그리고, 대경축(280)에는 후술하는 차속조절기(500)가 조립된다.

이때, 회전 보울(200)은 구동풀리(230)와 연결되어 구동모터(220)에 연결된 브이벨트롤 통해 동력을 전달받는다. 구동풀리(230)는 다양한 동력전달장치에 의해 구동모터(220)와 연결될 수 있다.

회전 보울(200)은 분리배출구(110)에 연결된 상등수토출구와 고형물배출구(120)에 연결된 고형물토출구(210)를 형성한다.

회전 보울(200)은 케이싱(100)의 분리배출구(110)에 인접되는 일측에 상등수토출구를 형성하고, 고형물배출구(120)에 인접되는 타측에 고형물토출구(210)를 형성한다. 따라서, 회전 보울(200)은 양측 저면으로 개방된다.

스크류 컨베이어(300)는 회전 보울(200)에 회전 가능하게 축 삽입된다. 스크류 컨베이어(300)는 회전 보울(200)과 동일 방향으로 회전되며, 회전 보울(200)과 서로 다른 회전속도로 회전하게 된다.

즉, 회전 보울(200)과 스크류 컨베이어(300)는 차속 회전하는 것이다.

차속은 회전 보울(200)을 기준으로 하여 스크류 컨베이어(300)의 고형물 이송 회전수를 나타내는 것이고 계산식은 다음과 같다.

차속 = (회전 보울 회전수 - 스크류 컨베이어의 회전수) ÷ 감속비 이다.

즉, 차속은 회전 보울(200)과 스크류 컨베이어(300)와의 회전차이다.

스크류 컨베이어(300)는 회전 보울(200)의 고형물토출구(210)에 인접한 타측 내부에 공간을 갖는다.

그리고, 스크류 컨베이어(300)는 타측에 피드파이프(340)를 삽입한다. 물론, 피드파이프(340)는 케이싱(100)의 타측과 회전 보울(200)의 소경축(290)을 통해 스크류 컨베이어(300)의 타측 내부에 삽입됨이 바람직하다.

즉, 피드파이프(340)의 단부는 스크류 컨베이어(300)의 공간에 위치하게 된다. 이때, 피드파이프(340)는 스크류 컨베이어(300) 내로 삽입됨으로써 외부의 슬러지를 스크류 컨베이어(300) 내부로 유입 안내하는 역할을 한다.

특히, 피드파이프(340)가 케이싱(100)의 타측에 고정되게 삽입되고, 회전 보울(200)과 스크류 컨베이어(300)에 회전 가능하게 삽입됨이 바람직하다.

이것은 회전하는 회전 보울(200)과 스크류 컨베이어(300)에 간섭을 주지 않도록 하기 위함이다.

또한, 스크류 컨베이어(300)는 내부 공간과 연결되도록 둘레면에 슬러지토출구(385)를 형성한다. 이 슬러지토출구(385)는 스크류 컨베이어(300)의 강제 회전시 공간 내부로 유입된 슬러지를 원심력 작용으로 회전 보울(200) 내부로 토출 안내하는 역할을 한다.

이때, 스크류 컨베이어(300)와 회전 보울(200)이 서로 다른 회전 속도로 회전함으로써 슬러지토출구(385)를 통해 토출되는 슬러지는 원심력에 의해 상등수와 고형물로 원심 분리된다.

슬러지가 원심 분리되면서, 비중이 큰 고형물은 회전 보울(200)의 내측벽 측에 가깝거나 회전 보울(200)의 내측벽에 부착되고, 비중이 작은 상등수는 스크류 컨베이어(300)의 둘레면을 따라 흐르게 된다.

스크류 컨베이어(300)는 회전 보울(200)에 비해 3 ~ 30rpm/min 정도 느린 회전수로 차속 회전하면서 농축 및 탈수가 이루어진다.

회전 보울(200)은 스크류 컨베이어(300)의 날개(330)를 이용하여 고형물을 강제 이송할 때 회전 보울(200) 내부에서 고형물의 체류시간을 충분히 갖도록 하기 위해 보울 수평부(310)와 보울 원추부(320)로 나뉜다.

특히, 보울 수평부(310)는 스크류 컨베이어(300)의 날개(330)의 외경보다 큰 내경을 갖는 원기둥 형상 부분이며, 보울 원추부(320)는 보울 수평부(310)의 일측 단부에서 접차적으로 좁아지도록 경사지게 연장 형성되는 원뿔 기둥 형상 부분이다.

이때 보울 수평부(310)와 연결되는 보울 원추부(320)의 선단 직경은 보울 수평부(310)의 직경과 동일하게 형성되고, 보울 원추부(320)는 점차적으로 직경이 줄어들게 된다.

한편, 보울 수평부(310)와 보울 원추부(320)에 내측에 대응 배치되는 스크류 컨베이어(300) 역시 일측에 수평부를 형성하고, 타측에 원추부를 형성한다.

따라서, 스크류 컨베이어(300)가 일방향으로 회전하게 되면, 회전 보울(200) 내측의 고형물은 보울 수평부(310) 부위를 따라 이송되면서 보울 원추부(320) 부위에서 압착 탈수된 후 고형물토출구(210)를 통해 토출된다. 고형물이 압착되면서 생성되는 상등수는 하중에 의해 상등수토출구 방향으로 유동하게 된다.

따라서, 보울 수평부(310)의 단부에서 돌출 형성되는 보울 원추부(320)의 선단에 의해 고형물은 체류 시간이 지연된다.

이때, 스크류 컨베이어(300)의 몸체 및 날개(330)는 회전 보울(200)의 보울 수평부(310)와 보울 원추부(320)의 형상과 유사하게 형성하는 것이 고형물의 이송에 유리하고 바람직하다.

도 2를 참조하면, 레일플레이트(390)는 회전 보울(200)의 내면에 길이방향으로 형성되고, 스크류 컨베이어(300)의 회전에 의해 이송하는 고형물이 걸려지게 하여 회전 보울(200)의 내면에서 고형물 슬립을 방지하며, 직진 이송하게 하는 구성이다.

레일플레이트(390)는 고형물의 직진 이송을 안내하기 위해 회전 보울(200)의 보울 수평부(310)에서 보울 원추부(320)로 갈수록 점차적으로 원주방향 너비(w)는 줄어들고, 돌출 높이(h)는 유지하는 상태로 연장 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 보울 원추부(320)에서 레일플레이트(390)의 원주방향 너비(w)가 줄어드는 이유는 레일플레이트(390) 사이에서 이송하는 고형물의 이동하는 간격이 급격하게 줄어들어 고형물을 이송을 방해하는 것을 방지하기 위함이다.

즉, 레일플레이트(390)가 회전 보울(200)의 원추부(320) 시작지점에서 원추부(320) 종료점까지 동일한 원주방향 너비(w)를 갖는다면, 원추부(320) 시작지점의 직경에 비해 원추부(320) 종료지점의 직경이 급격하게 좁아짐으로써, 원추부(320) 종료지점에서 레일플레이트(390) 사이의 이송간격이 거의 없게 되어 고형물의 이송이 방해받는 문제점이 있다.

따라서, 이를 해소하기 위해 레일플레이트(390)는 회전 보울(200)의 보울 수평부(310)에서 보울 원추부(320)로 갈수록 점차적으로 원주방향 너비(w)는 줄어들게 형성하는 것이다.

또한, 보울 수평부(310)와 보울 원추부(320)에서 레일플레이트(390)의 돌출 높이(h)를 그대로 유지하는 상태로 연장 형성하는 이유는 레일플레이트(390)에서 걸려져서 직진 및 수평 이송하는 고형물이 돌출 높이(h) 차이에 의해 급격히 이탈되어 슬립이 발생 되는 것을 예방하기 위함이다.

레일플레이트(390)는 회전 보울(200)의 내측 둘레면에 동일 간격으로 다수 개 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 레일플레이트(390) 사이의 간격은 고형물이 안정적으로 수평 이송하면서 슬립 및 마찰이 방지될 수 있을 정도의 간격을 가지면 충분하다.

레일플레이트(390)는 회전 보울(200)의 보울 수평부(310)에서 직사각형 돌기 형상으로 형성되되, 돌출 높이(h)에 비해 회전 보울(200)의 원주 방향 너비(w)를 더 크게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 레일플레이트(390)는 회전 보울(200)의 원추부(320)에서 돌출 높이(h)에 비해 회전 보울(200)의 내면 고정부위의 원주 방향 너비(w)가 더 크게 형성될 수 있다. 이때, 원추부(320)의 경우, 점차적으로 원주 방향 너비(w)가 좁아 질것이므로 원주 방향 너비(w)와 돌출 높이(h)가 거의 같은 부분이 있을 것이나 대부분의 구간에서 원주 방향 너비(w)가 돌출 높이(h) 보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 레일플레이트(390)의 원주 방향 너비(w)가 돌출 높이(h) 보다 커짐에 따라 레일플레이트(390)가 회전 보울(200)의 보울 수평부(310) 내면에서의 부착력을 높여 고형물의 걸림력에 의해 쉽게 이탈되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.

레일플레이트(390)는 사각형상 이외에 반원 또는 삼각 또는 사각형 이상의 다각형상으로 형성될 수 있다.

또한, 레일플레이트(390)는 볼팅 또는 다양한 결합 방식으로 회전 보울(200)의 내주면에 분리 장착될 수도 있다. 이때, 도 2의 좌측 부분 확대부분에 도시된 바와 같이, 레일플레이트(390)가 안정적으로 조립되어 스크류 컨베이어(300)의 회전에 따른 측 방향 하중을 견디도록 회전 보울(20)의 내주면에 레일 플레이트 설치용 장착홈(392)이 형성될 수 있다.

이 장착홈(392)은 레일플레이트(390)의 원주 방향 너비에 보다 약간 더 크게 형성하여 레일플레이트 조립시 틈새 발생을 최소화시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 수평형 원심분리기는 스크류 컨베이어(300) 입력 측에 차속조절기(500)를 구비한다.

차속조절기(500)는 회전 보울(200) 및 스크류 컨베이어(300)의 일측에 결합되는 구성으로서, 회전 보울(200)과 스크류 컨베이어(300)의 회전 축선 상에 놓여져 회전 보울(200)과 스크류 컨베이어(300)의 동력이 연동되게 구성된다.

즉, 차속조절기(500)는 회전 보울(200)의 회전과, 차속풀리(370)에 연결된 차속모터(240)의 회전과 함께 연동하여 차속 회전이 이루어진다.

차속조절기(500)는 회전 보울(200)과 스크류 컨베이어(300)와의 회전차가 발생하도록 하여 차속 운전을 도와주는 단일 유성치차 캐리어 어셈블리로 이루어진 고효율 및 고비율 동력전달장치이다.

차속조절기(500)는 회전 보울(200)에 결합된 어댑터플랜지(502)를 통해 동력이 전달된다.

한편, 도 8을 참조하면, 스크류 컨베이어(300)는 고형물의 함수율을 일정하게 유지하기 위해 슬러지의 고형물 농도가 변하더라도 스크류 컨베이어(300)를 회전하는 차속조절기(500)를 거쳐 토크를 전달받은 차속모터(240)의 차속 부하값을 이용하여 비례 제어하도록 차속모터 인버터(250)와 컨트롤러(260)에 전기적으로 연결된다.

차속조절기(500)는 차속모터(240)와 연결되고, 차속모터(240)는 차속모터 인버터(250)와 컨트롤러(260)에 전기적으로 연결되어 투입되는 슬러지의 농도와 침강 고형물 배출압력 및 반송 토크에 따른 제동전류가 차속조절기(500)를 통해 차속모터(240)에 전달되고 제동전류 부하 값이 차속모터 인버터(250)로 인가되어 컨트롤러(260)로 전달되면, 컨트롤러(260)에서 설정범위와 편차를 비교 판단하여 컨트롤러(260)에서 차속모터(240)에 차속 회전수를 지령한다.

차속조절기(500)는 바디(510), 제1내접기어520), 유성기어(530), 태양기어(540), 캐리어 조립체(550), 제2내접기어(560) 및 출력캐리어(570)을 포함한다.

바디(510)는 회전 보울(200)의 대경축(280)과 제1캡플랜지(512)가 연결되고, 반대측에 제2캡플랜지(514)가 결합된다.

제1캡플랜지(512)는 내측에 구비되는 출력캐리어(570)와 베어링과 오일씰(oil seal)에 의해 회전 가능하게 연결된다.

제2캡플랜지(514)는 태양기어(540)의 외주면과 베어링에 의해 회전가능하게 지지된다.

바디(510)은 차속조절기(500)의 외형을 형성하는 구성으로서, 적어도 내부가 원통 형상으로 이루어진다.

제1내접기어(520)는 바디(510)의 내주에 구비되고, 내측 기어치(522)가 형성된다.

제1내접기어(520)는 바디(510)의 내주면에 용접 또는 금형 가공으로 일체로 형성될 수도 있고, 바디(510)의 내주면에 기어치를 형성하여 제1내접기어(520)의 외주면에 형성된 기어치와 스프라인 기어방식으로 맞물리도록 구성할 수도 있다

바디(510)의 내주면에 형성된 기어치와 제1내접기어(520)의 외주면에 형성된 기어치의 개수는 동일하게 형성함으로써, 바디(510)의 회전력이 제1내접기어(520)에 감속 없이 그대로 전달된다.

유성기어(530)는 제1내접기어(520)에 치합되고, 회전중심을 기준으로 다수 구비되어 자전과 구름 공전을 수행한다.

유성기어(530)는 회전중심을 기준으로 3개 구비되는 것이 바람직하다. 물론, 유성기어(530)의 개수는 2개 또는 4개 이상일 수 있다.

유성기어(530)는 제1내접기어(520)의 기어치(522)보다 작은 수의 기어치로 이루어진다.

유성기어(530)는 스핀들 방식으로 결합되는 회전축(532)이 양측에 구비된다.

태양기어(540)는 다수의 유성기어(530)의 중심에 치합되게 배치되고, 입력 측에 마련된 차속풀리(370)에 차속모터(240)가 연결되어 유성기어(530)에 구동력을 제공한다.

태양기어(540)는 제1내접기어의 기어치(522)보다 적은 수의 기어치로 이루어져 유성기어(530)의 구름 회전이 1차 차속 회전을 수행하게 한다.

예를 들면, 태양기어(540)의 기어치가 18개이고, 제1내접기어(520)의 기어치(522)가 72개인 경우, 태양기어(540)의 고정 상태에서 1차 차속 회전비는,

(제1내접기어 기어치수 + 태양기어 기어치수) ÷ 태양기어의 기어치수

= (72 + 18) ÷ 18 = 5 회전 감속비 이다.

따라서, 바디(510)에 치합된 제1내접기어(520)가 5회전 하면, 유성기어(530)가 조립된 캐리어 조립체(550)가 1회전 한다.

한편, 바디(510)에 치합된 제1내접기어(520)가 125회전 하면, 유성기어(530)가 조립된 캐리어 조립체(550)가 25회전 한다.

캐리어 조립체(550)는 유성기어(530)의 양측으로 돌출된 회전축(532)에 결합되고, 태양기어(540)에 지지되어 유성기어(530)와 함께 태양기어(540)를 중심으로 회전한다.

캐리어 조립체(550)는 유성기어(530)의 회전축(532)이 삽입되는 2개의 고정판체(552,554)로서, 양측이 대칭 또는 비대칭으로 형성된다. 본 발명의 실시예에서는 캐리어 조립체(550)의 양측 고정판체(552,554)가 비대칭으로 형성되는 상태로 도시한다.

회전 보울(200) 측에 배치된 캐리어 조립체(550)의 고정판체(552)는 태양기어(540)의 외주면과 제1베어링(556)에 의해 회전가능하게 장착된다. 또한, 고정판체(552)는 출력 캐리어(570)의 걸림턱부 내주면과 제2베어링(557)에 의해 회전가능하게 조립된다.

그리고, 차속풀리(370) 측에 배치된 캐리어 조립체(550)의 고정판체(554)는 제2캡플랜지(514)의 내주면과 제3베어링(558)에 의해 회전가능하게 연결된다.

제2내접기어(560)는 제1내접기어(520)에 이웃하게 배치되어 유성기어(530)의 기어치에 치합되고, 제1내접기어(520)의 기어치(522)보다 많은 수의 기어치(562)로 이루어져 제1내접기어(520)에 대해 2차 차속 회전을 수행하게 한다.

예를 들면, 제1내접기어(520)의 기어치가 72개이고, 제2내접기어(560)의 기어치(562)가 3개 더 많아 75개인 경우, 태양기어(540)의 고정 상태에서 2차 차속 회전비는,

제2차내접기어 기어치수 ÷ (제2내접기어 기어치수 - 제1내접기어 기어치수) = 75 ÷ (75 - 72) = 25 회전 감속비 이다.

따라서, 유성기어(530)가 조립된 캐리어 조립체(550)가 제2내접기어(560)의 내주를 25회전 하면, 제2내접기어(560)에 내접한 출력캐리어(570)가 1회전 한다.

즉, 유성기어(530)가 조립된 캐리어 조립체(550)가 제2내접기어(560)의 내주를 1회전 하면, 제2내접기어(560)가 3개의 기어치만큼 회전한다.

따라서, 차속풀리(370) 및 이에 연결된 유성기어(530)를 회전하지 않고 고정된 상태에서, 1차 차속 회전비와 2차 차속 회전비의 곱하기 값은 5 × 25 = 125이므로 125 : 1의 최종 차속 회전비가 된다.

즉, 태양기어(540)가 고정된 상태에서 회전 보울(200)이 125번 회전하면, 출력 캐리어(570)에 연결된 스크류 컨베이어(300)는 1번 회전한다.

이와 같이, 차속조절기(500)는 주 구동하는 회전 보울(200)의 회전과 연동하여 회전하는 바디(510)의 회전과 함께, 바디(510)의 회전 축선 상에서 차속풀리(370)가 브이벨트(360)로 차속모터(240)와 연결되어 구동하는 회전을 동시에 받아 차속하여 출력 캐리어(570)을 통해 스크류 컨베이어(300)에 제공할 수 있다.

따라서, 차속조절기(500)는 회전 보울(200)의 회전과, 차속풀리(370)에 연결된 차속모터(240)의 회전과 함께 연동하여 차속 회전이 이루어지는 것이다.

차속조절기(500)는 스크류 컨베이어(300)의 날개(330)에 걸려지는 고형물 배출 토크가 태양기어(540)와 차속풀리(370)로 전달되어 기계적 토크 변화 값이 차속모터(240)로 인가되고, 차속모터 인버터(250)와 연결된 컨트롤러(260)에서 검출연산하여 다시 차속모터 인버터(250)로 피드백 제어하여 차속모터(240)를 적절하게 증,감속하게 구동함으로써, 투입되는 고형물량, 회전 보울(200)의 회전수 및 투입되는 슬러리 고형물 농도가 수시로 변하더라도 스크류 컨베이어(300)에서 압축되는 슬러지 고형물의 함수율을 설정치로 항상 일정하게 유지할 수 있다.

출력캐리어(570)은 제2내접기어에 연결되어 출력 측을 통해 스크류 컨베이어(300)에 차속 회전력을 전달한다.

출력캐리어(570) 출력 측 중심 내면에는 스플라인 내접기어(580)가 구비되어 스크류 컨베이어(300)에 연결된 스플라인축(590)과 결합되어 동력을 전달한다.

출력캐리어(570)는 제2내접기어(560)의 내주면에 용접 또는 금형 가공으로 일체로 형성될 수도 있고, 제2내접기어(560)의 내주면에 기어치를 형성하여 출력캐리어(570)의 외주면에 형성된 기어치와 스프라인 기어방식으로 맞물리도록 구성할 수도 있다.

이때, 제2내접기어(560)의 내주면에 형성된 기어치와 출력캐리어(570)의 외주면에 형성된 기어치의 개수는 동일하게 형성됨으로써, 제2내접기어(560)의 회전력이 출력캐리어(570)에 감속 없이 그대로 전달된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 수평형 원심분리기는 회전 보울(200)의 둘레면에 배수콕크(400)를 구비한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 이 배수콕크(400)는 회전 보울(200)의 회전시 원심력에 의해 개방되며 오폐수를 배출하고, 회전 보울(200)의 정지시 탄성적으로 자동 막히게 된다.

이때, 배수콕크(400)는 회전 보울(200)의 둘레면에 다수 개 형성되어 충분한 오폐수의 배출을 가능하게 함이 바람직하다.

물론, 배수콕크(400)의 개수 및 회전 보울(200)의 둘레면에 형성 위치는 다양하게 적용 가능하다.

즉, 배수콕크(400)는 회전 보울(200)의 둘레면에 다수 개 형성되어 회전 보울(200)의 회전 여부에 따라 자동 개폐되면서 회전 보울(200) 내부에 잔류하는 오폐수의 배출을 단속하는 역할을 한다.

이때, 배수콕크(400)는 몸체(410), 플런저부(420) 및 탄성부재(430)를 포함한다.

몸체(410)는 회전 보울(200)의 둘레면에 형성된다. 편의상, 몸체(410)는 회전 보울(200)의 상하측에 형성되는 것으로 도시되나, 다양한 위치에 형성될 수 있다.

특히, 몸체(410)는 회전 보울(200)의 둘레면에 형성된 홀에 억지 끼움되거나 삽입 후 볼팅됨이 바람직하다.

물론, 몸체(410)는 다양한 방식에 의해 회전 보울(200)의 둘레면에 형성될 수 있다.

그리고, 몸체(410)는 양측으로 개방되게 형성된다. 즉, 몸체(410)는 회전 보울(200)의 내외측으로 연통되게 형성된다.

이는, 회전 보울(200) 내부의 오폐수가 몸체(410)를 통해 배출되도록 하기 위함이다.

여기서, 몸체(410)는 다양한 형상 및 다양한 재질로 변형 가능하다.

또한, 플런저부(420)는 몸체(410)에 형성되어 회전 보울(200)의 회전으로 원심력 발생시 몸체(410)의 축방향을 따라 원심력이 작용하는 방향으로 밀리면서 몸체(410)의 일측을 개방하는 역할을 한다.

아울러, 탄성부재(430)는 회전 보울(200)의 정지시 플런저부(420)를 탄성적으로 밀어 플런저부(420)와 몸체(410) 사이를 개방함으로써 몸체(410)를 통해 오폐수 배출을 가능하게 하는 역할을 한다.

이와 반대로, 회전 보울(200)이 회전시, 플런저부(420)는 원심력에 의해 원심력 발생 방향으로 밀리면서 몸체(410)와의 틈새 발생을 막게 되고, 이로 인해, 오폐수의 배출이 정지된다. 이때, 탄성부재(430)는 압축된다.

더욱 상세히, 몸체(410)는 아웃터부재(412)와 인너부재(414)를 포함한다.

아웃터부재(412)는 회전체 즉 회전 보울(200)의 외측으로 노출되는 바디(410)의 일부이고, 인너부재(414)는 회전체 즉 회전 보울(200)의 내측으로 노출되는 바디(410)의 일부이다.

이때, 아웃터부재(412)와 인너부재(414)는 플런저부(420)의 조립을 용이하게 하기 위해 분리 가능하게 형성됨이 바람직하다.

그리고, 아웃터부재(412)와 인너부재(414)는 나사 결합 등 다양한 방식에 의해 분리 가능하게 형성됨이 바람직하다.

아웃터부재(412)는 회전 보울(200)과 볼팅 등에 의해 견고하게 결합됨이 바람직하다. 물론, 아웃터부재(412)와 인너부재(414)는 각각 다양한 형상으로 변형 가능하다.

플런저부(420)는 커넥터(421) 및 캡(423)을 포함한다.

커넥터(421)는 몸체(410) 특히 아웃터부재(412)의 내측에 형성되는 탄성부재(430)에 지지되고, 일측으로 리브(422)를 돌출 형성한다.

이 리브(422)는 캡(423)과 커넥터(421)를 연결하는 역할을 한다.

물론, 커넥터(421)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.

그리고, 캡(423)은 탄성부재(430)에 탄성적으로 지지되고, 커넥터(421)의 리브(422)를 끼움하도록 타측에 끼움홈(424)을 함몰 형성한다.

특히, 커넥터(421)와 캡(423)은 몸체(410)의 축방향을 따라 배치되고, 이로 인해, 끼움홈(424)은 몸체(410)의 축방향을 따라 함몰 형성된다.

또한, 캡(423)은 회전체 특히 회전 보울(200)의 원심력에 의해 몸체(410) 내측과 밀착된다.

즉, 회전 보울(200)이 회전하게 되면, 캡(423)과 커넥터(421)는 원심력에 의해 몸체(410)의 타측 방향으로 밀리게 되면서 탄성부재(430)를 압축하게 된다.

이때, 캡(423)이 몸체(410) 특히 인너부재(414) 내측과 밀착되고, 이로 인해, 회전 보울(200) 내부의 오폐수는 외부로 배출되지 않게 된다.

특히, 회전 보울(200)이 회전시 오폐수가 몸체(410)를 통해 배출되지 않도록 하는 이유는, 오폐수의 상등수는 회전 보울(200)의 상등수토출구를 통해 배출되고, 오폐수의 고형물은 회전 보울(200)의 고형물토출구(210)를 통해 배출되기 때문이다.

반대로, 회전 보울(200)이 회전 정지하게 되면, 커넥터(421)는 탄성부재(430)의 탄성 복원력에 의해 구심 방향으로 캡(423)과 함께 밀리게 되고, 이로 인해, 캡(423)은 인너부재(414)와 유격된다.

그래서, 회전 보울(200) 내부에 잔류하는 오폐수는 캡(423)과 인너부재(414)의 틈새를 통해 배출된다.

이때, 배수콕크(400)는 회전 보울(200)의 둘레면에 원 궤적을 따라 다수 개 형성됨이 바람직하다.

이는, 회전 보울(200)이 매번 정지하는 위치가 다르기 때문이다.

또한, 탄성부재(430)[0125] 는 코일 스프링으로 함이 바람직하다.

이때, 탄성부재(430)는 축 방향을 따라 수축과 이완을 반복하며 측방향으로 휠 수 있다.

그래서, 몸체(410) 특히 아웃터부재(412)는 탄성부재(430)에 축방향으로 삽입되는 슬리브(413)를 형성함이 바람직하다.

이에 따라, 아웃터부재(412)는 캡(423)을 향하는 측면의 내측에 슬리브(413)를 돌출 형성한다. 그리고, 아웃터부재(412)는 슬리브(413) 둘레를 따라 오폐수 토출용 홀을 통공한다.

즉, 슬리브(413)는 탄성부재(430)의 타측 내부에 삽입된다.

물론, 슬리브(413)는 아웃터부재(412)에 일체로 형성됨이 바람직하고, 다양한 형상으로 변형 가능하다.

또한, 커넥터(421)는 탄성부재(430)를 수용하는 수용홈(426)을 형성함이 바람직하다.

이 수용홈(426)은 탄성부재(430)의 일측을 지지하는 역할을 한다. 물론, 수용홈(426)은 다양한 형상으로 변형 가능하다.

한편, 배수콕크(400)가 정지된 회전 보울(200)의 상측 둘레면에 위치하면, 플런저부(420)의 커넥터(421)는 자중에 의해 회전 보울(200) 내측으로 이탈하게 된다.

따라서, 몸체(410) 특히 인너부재(414)는 커넥터(421)의 이탈을 방지하기 위해 지지턱(442)을 형성함이 바람직하다.

지지턱(442)은 인너부재(414)에 일체로 형성됨이 바람직하고, 다양한 형상으로 형성됨이 바람직하다.

아울러, 회전 보울(200)이 회전시, 커넥터(421)는 몸체(410)의 외측으로 밀리면서 지지턱(442)과 이격됨이 바람직하다.

또한, 배수콕크(400)가 정지된 회전 보울(200)의 상측 둘레면에 위치하면, 플런저부(420)의 캡(423)은 자중에 의해 회전 보울(200) 내측으로 이탈하게 된다.

그러므로, 회전체 특히, 회전 보울(200)은 캡(423)을 지지하기 위해 걸림턱(448)을 형성한다.

이에 따라, 배수콕크(400)의 아웃터부재(412)와 인너부재(414)가 분리된 후 탄성부재(430)와 커넥터(421)가 아웃터부재(412) 내측에 삽입된다.

이때, 커넥터(421)는 인너부재(414)의 일측으로 노출된다.

그리고, 인너부재(414)가 아웃터부재(412)에 결합된 후 캡(423)은 인너부재(414)의 일측을 통해 삽입되며 커넥터(421)와 연결된다.

그런 후, 조립된 배수콕크(400)는 회전 보울(200)의 둘레면에 형성된 홀에 삽입된다.

이때, 캡(423)이 걸림턱(448)에 걸릴 때까지 배수콕크(400)는 회전 보울(200)의 둘레면에 삽입된다.

그이 후, 아웃터부재(412)가 회전 보울(200)의 외측 둘레면에 분리 가능하게 결속됨으로써 조립 완료된다.

따라서, 배수콕크(400)는 유지 보수시 쉽게 회전 보울(200)로부터 분리 가능하게 된다. 물론, 걸림턱(448)은 캡(423)과 함께 인너부재(414)의 일측을 지지함이 바람직하다.

한편, 캡(423)과 몸체(410) 특히, 인너부재(414)는 접촉하는 면적을 증가시키기 위해 서로 대칭되는 경사면(444)을 형성함이 바람직하다.

경사면(444)은 캡(423)과 인너부재(414)의 접촉면적을 증가시켜 회전 보울(200)의 회전시 원심력에 의해 밀리는 캡(423)을 인너부재(414)로써 안정적으로 지지하는 역할을 하고, 캡(423)과 인너부재(414)의 밀봉력을 향상시키는 역할을 한다.

아울러, 캡(423)은 패킹재(446)를 구비함이 바람직하다.

이 패킹재(446)는 캡(423)의 타측 둘레면에 끼워지게 된다.

특히, 패킹재(446)는 원심력에 의해 밀리는 캡(423)과 인너부재(414)의 부딪힘에 따른 소음 발생을 줄이기 위해 캡(423)과 인너부재(414) 사이에 위치하게 된다. 물론, 패킹재(446)는 캡(423)과 인너부재(414) 사이의 밀봉 처리 역할도 한다.

한편, 캡(423)은 상하 연통되는 연통홀(450)을 형성한다. 이 연통홀(450)은 몸체(410)를 통해 배출되는 오폐수의 양을 충분히 확보하는 역할을 한다.

즉, 회전 보울(200)이 정지시, 오폐수는 캡(423)과 인너부재(414)의 사이 틈새를 통해 회전 보울(200)의 외측으로 배출됨과 동시에 캡(423)의 연통홀(450)을 통해 몸체(410)의 외측으로 배출된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 케이싱 110 : 분리배출구
120 : 고형물배출구 200 : 회전 보울
210 : 고형물토출구 220 : 구동모터
240 : 차속모터 300 : 스크류 컨베이어
310 : 보울 원추부 320 : 보울 수평부
390 : 레일플레이트 400 : 배수콕크
412 : 아웃터부재 414 : 인너부재
420 : 플랜저부 421 : 커넥터
500 : 차속조절기 502 : 어댑터플랜지
510 : 바디 512 : 제1캡플랜지
514 : 제2캡플랜지 520 : 제1내접기어
530 : 유성기어 532 : 회전축
540 : 태양기어 550 : 캐리어조립체
560 : 제2내접기어 570 : 출력캐리어
580 : 스플라인 내접기어 590 : 스플라인 축
w : 원주방향 너비 h : 돌출 높이

Claims (7)

1. 상등수를 배출하는 분리배출구와, 고형물배출구를 구비하는 케이싱;
   상기 고형물배출구에 연결되는 고형물토출구를 형성하고, 상기 케이싱에 회전되게 삽입되며, 상등수를 상기 분리배출구 방향으로 안내하는 회전 보울;
   상기 회전 보울에 회전되게 축 삽입되며, 슬러지로부터 분리되는 고형물을 상기 고형물토출구로 회전 이송하기 위해 날개를 형성하는 스크류 컨베이어;
   상기 회전 보울의 내면에 길이방향으로 형성되고, 상기 스크류 컨베이어에 의해 이송하는 고형물이 걸리게 하여 상기 회전 보울의 내면에서 고형물 슬립을 방지하여 직진 이송하는 레일플레이트; 및
   상기 회전 보울과 연동되어 상기 스크류 컨베이어의 차속을 조절하는 차속조절기를 포함하고,
   상기 스크류 컨베이어는 고형물의 함수율을 설정치로 유지하기 위해 슬러지의 고형물 농도가 변하더라도 스크류 컨베이어와 차속조절기를 거쳐 토크를 전달받은 차속모터의 차속 부하값을 이용하여 비례 제어토록 차속 인버터와 컨트롤러에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 고효율 수평형 원심분리기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 회전 보울은 동일 직경의 보울 수평부와, 보울 수평부의 일측에서 돌출되어 고형물토출구 방향으로 점차 직경이 줄어드는 보울 원추부로 이루어지고,
   상기 레일플레이트는 상기 고형물의 직진을 안내하도록 상기 보울 수평부에서 상기 보울 원추부로 갈수록 원주방향 너비(w)는 줄어들고, 돌출높이(h)는 유지하는 상태로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 고효율 수평형 원심분리기.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 레일플레이트는 상기 회전 보울의 내측 둘레면에 동일 간격으로 다수 개 형성되고,
   상기 레일플레이트는 상기 회전 보울의 보울 수평부에서 직사각형 돌기 형상으로 형성되되, 돌출 높이(h)에 비해 원주방향 너비(w)가 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 고효율 수평형 원심분리기.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 차속조절기는,
   상기 회전 보울의 대경축과 제1캡플랜지가 연결되고, 반대측에 제2캡플랜지가 결합되는 바디;
   상기 바디의 내주에 구비되고, 내측 기어치가 형성되는 제1내접기어;
   상기 제1내접기어에 치합되고, 회전중심을 기준으로 다수 구비되어 제1내접기어의 회전에 의해 자전과 구름공전하는 유성기어;
   상기 유성기어의 중심에 접하게 배치되고, 상기 제1내접기어의 기어치보다 적은 수의 기어치로 이루어져 1차 차속 회전하게 하며, 입력 측에 마련된 차속풀리에 상기 차속모터가 연결되어 유성기어에 회전력을 제공하는 태양기어;
   상기 유성기어의 양측으로 돌출된 회전축에 결합되고, 회전 중심을 기준으로 상기 유성기어와 함께 회전하는 캐리어 조립체;
   상기 제1내접기어에 이웃하게 배치되고, 상기 유성기어의 기어치에 치합되어 2차 차속 회전하는 제2내접기어; 및
   상기 제2내접기어에 연결되어 출력 측을 통해 상기 스크류 컨베이어에 차속 회전력을 전달하는 출력 캐리어를 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 수평형 원심분리기.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 대경축은 볼팅 결합되는 어댑터 플랜지에 의해 상기 제1캡플랜지와 연결되며,
   상기 제2내접기어와 상기 제1내접기어의 기어치의 피치 원경과 모듈은 동일하지만, 상기 제2내접기어의 기어치는 상기 제1내접기어의 기어치보다 많이 형성되는 것을 특징으로 하는 고효율 수평형 원심분리기.
   
6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
   상기 회전 보울에 대한 상기 스크류 컨베이어의 회전 감속비는 상기 제1내접기어에 대한 상기 태양기어의 회전 감속비와, 상기 제1내접기어에 대한 상기 제2내접기어의 회전 감속비의 곱하기 값의 감속비를 가지며,
   상기 출력 캐리어는 출력 측 중심 내면에 스플라인 내접기어가 구비되어 상기 스크류 컨베이어에 연결된 스플라인축과 결합되어 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 고효율 수평형 원심분리기.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 회전 보울의 둘레면에 다수 구비되어 상기 회전 보울의 회전 여부에 따라 자동 개폐되고 상기 회전 보울 내부에 잔류하는 오폐수의 배출을 단속하는 배수콕크를 포함하며,
   상기 배수콕크는 상기 회전 보울의 둘레면에 형성되고, 양측으로 개방되는 바디;
   상기 회전 보울의 회전으로 원심력 발생시 상기 바디의 일측을 막는 플런저부; 및
   상기 회전 보울의 정지시 상기 바디의 일측을 개방하도록 상기 바디의 내측에 구비되어 상기 플런저부를 탄성 지지하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 수평형 원심분리기.

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