KR101224309B1

KR101224309B1 - 슬러지 원심 분리 장치

Info

Publication number: KR101224309B1
Application number: KR1020120118768A
Authority: KR
Inventors: 김은수
Original assignee: 김은수
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2013-01-21

Abstract

본 발명은 폐수를 공급하도록 설치되되, 끝단으로 갈수록 테이퍼지도록 제 1 테이퍼부가 형성되는 경사형 피드파이프; 제 1 테이퍼부가 내측에 위치하도록 경사형 피드파이프가 일측에 삽입되고, 경사형 피드파이프로부터 내측으로 공급되는 폐수를 외주면으로 이동시키기 위한 배출구가 형성되며, 타측이 끝단까지 테이퍼지도록 제 2 테이퍼부가 형성되고, 원심력에 의해 폐수로부터 분리되는 슬러지를 타측의 끝단으로 이동시키도록 외주면에 다중피치 스크류가 마련되고, 다중피치 스크류가 슬러지 배출측에 끝단으로 갈수록 높이가 감소됨으로써 경사부를 형성하고, 경사부에 해당하는 다중피치 스크류의 간격이 경사부 이외의 다중피치 스크류 간격에 비하여 좁게 형성되는 스크류컨베이어 스크류컨베이어를 회전시키도록 설치되는 차동전동기; 스크류컨베이어가 내측에 독립적으로 회전 가능하도록 설치되고, 경사부에 상응하도록 제 3 테이퍼부가 형성되고, 제 3 테이터부의 끝단에 슬러지의 배출을 위한 토출구가 형성되고, 토출구의 반대측 끝단에 슬러지와 분리된 물이 배출되는 배수구가 형성되며, 이음매가 생략된 단일체로 이루어지는 일체형 볼; 및 일체형 볼을 회전시키도록 설치되는 메인전동기를 포함한다.
본 발명에 따르면, 유체의 유출 및 구조적 뒤틀림을 방지하도록 하고, 진동과 소음을 방지하며, 슬러지의 분리 효율을 높일 수 있다.

Description

슬러지 원심 분리 장치{Sludge centrifugal separator}

본 발명은 슬러지 원심 분리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유체의 유출 및 뒤틀림을 방지하도록 하고, 진동과 소음의 방지 효율이 우수하며, 슬러지의 분리 효율이 우수한 슬러지 원심 분리 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 폐수 처리를 위한 기술로서, 원심 분리 장치에 의해 폐수에 함유된 슬러지를 원심력에 의해 분리시키는 기술이 사용되고 있다.

이와 같은 원심 분리 장치는 전동기의 회전력을 전달받아 회전하는 회전체 내에 폐수를 공급하여 원심력에 의해 폐수와 슬러지를 분리하여 각각 배출하도록 한다.

종래의 원심 분리 장치로는 한국공개특허 제10-0974949호의 "감속기어 내장형 원심분리장치"가 개시된 바 있는데, 이는 메인 전동기 및 차동 전동기와, 상기 메인 전동기의 구동력을 벨트로 연결된 구동풀리와 종동풀리를 통해 전달받아 회전하는 일체형 볼과, 상기 일체형 볼의 회전 토크를 받아서 일정 비율로 감속하는 감속기어와, 상기 감속기어에서 일정비율로 감속된 토크 값을 받음과 동시에, 상기 차동 전동기의 구동력을 받아서 회전되면서 상기 일체형 볼의 내주면에 수집된 찌꺼기를 외부로 배출하는 스크류컨베이어와, 상기 일체형 볼의 회전축이 회전되도록 지지하는 베어링으로 구성된 원심분리장치에 있어서, 상기 감속기어는 다단으로 구성되되, 감속비는 그대로 유지하며 둘로 나뉘고, 상기 둘로 나뉜 감속기어 중 어느 하나인 제1감속기어는 상기 일체형 볼의 헤드 내에 설치되고, 다른 하나인 제2감속기어는 상기 종동풀리 내에 설치된다.

이와 같은 종래의 원심 분리 장치는 일체형 볼이 전후로 분리되는 구조를 가짐으로써 이음새 형성이 불가피하고, 회전으로 인해서 이음새에 틈이 발생하는 경우, 유체의 유출과 구조적 뒤틀림 등을 발생하게 되는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 종래의 원심 분리 장치는 폐수로부터 슬러지의 분리 효율을 높이는데 한계를 가지며, 경사형 피드파이프와 스크류컨베이어 간에 간섭이 발생하여 진동과 소음을 발생시키게 되고, 심지어는 파손으로 인해 가동률 저하를 초래하는 문제점을 가지고 있었다.

상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 일체형 볼에 대한 유체의 유출 및 구조적 뒤틀림을 방지하도록 하고, 경사형 피드파이프가 스크류컨베이어에 간섭되지 않도록 함으로써 간섭으로 인한 진동과 소음을 방지하도록 하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 폐수를 공급하도록 설치되되, 끝단까지 테이퍼지도록 제 1 테이퍼부가 형성되는 경사형 피드파이프; 상기 제 1 테이퍼부가 내측에 위치하도록 상기 경사형 피드파이프가 일측에 삽입되고, 상기 경사형 피드파이프로부터 내측으로 공급되는 폐수를 외주면으로 이동시키기 위한 배출구가 형성되며, 타측이 끝단까지 테이퍼지도록 제 2 테이퍼부가 형성되고, 원심력에 의해 폐수로부터 분리되는 슬러지를 타측의 끝단으로 이동시키도록 외주면에 다중피치 스크류가 마련되고, 상기 다중피치 스크류가 슬러지 배출측에 끝단으로 갈수록 높이가 감소됨으로써 경사부를 형성하고, 상기 경사부에 해당하는 다중피치 스크류의 간격이 상기 경사부 이외의 다중피치 스크류 간격에 비하여 좁게 형성되는 스크류컨베이어 상기 스크류컨베이어를 회전시키도록 설치되는 차동전동기; 상기 스크류컨베이어가 내측에 독립적으로 회전 가능하도록 설치되고, 상기 경사부에 상응하도록 제 3 테이퍼부가 형성되고, 상기 제 3 테이터부의 끝단에 슬러지의 배출을 위한 토출구가 형성되고, 상기 토출구의 반대측 끝단에 슬러지와 분리된 물이 배출되는 배수구가 형성되며, 이음매가 생략된 단일체로 이루어지는 일체형 볼; 및 상기 일체형 볼을 회전시키도록 설치되는 메인전동기를 포함하는 슬러지 원심 분리 장치가 제공된다.

상기 일체형 볼은 상기 토출구가 끝단의 둘레를 따라 서로 이격되도록 다수로 형성되고, 상기 토출구 각각에 암나사부가 형성되며, 상기 토출구 내측에 암나사부와의 나사 결합에 의해 부시가 교체 가능하도록 설치될 수 있다.

상기 토출구 각각으로부터 토출되는 슬러지를 하방으로 배출시키도록 상기 토출구를 감싸는 커버를 더 포함하고, 상기 커버는 내측에 내마모성과 진동 흡수를 위한 이너커버가 설치되고, 코너부분에 면취부가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 슬러지 원심 분리 장치에 의하면, 일체형 볼이 단일체로 이루어지도록 하여 이음새를 생략하고, 이로 인해 유체의 유출 및 구조적 뒤틀림을 방지하도록 하며, 경사형 피드파이프에 테이퍼부를 형성함으로써 경사형 피드파이프와 스크류컨베이어간의 간섭을 최소화하도록 하여 진동 및 소음의 발생을 방지하도록 하고, 커버 내에 이너커버가 설치됨과 아울러, 커버가 면취부를 가짐으로써 진동 및 소음 흡수 효율을 높이도록 하며, 토출구에 부시가 나사 결합됨으로써 부시의 관리를 용이하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러지 원심 분리 장치를 도시한 측단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러지 원심 분리 장치의 경사형 피드파이프를 도시한 측단면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러지 원심 분리 장치의 스크류컨베이어를 도시한 측단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러지 원심 분리 장치의 일체형 볼을 도시한 측단면도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러지 원심 분리 장치의 일체형 볼 요부를 도시한 정단면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러지 원심 분리 장치의 커버를 도시한 측단면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해 되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러지 원심 분리 장치를 도시한 측단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러지 원심 분리 장치(100)는 경사형 피드파이프(110), 스크류컨베이어(120), 차동전동기(130), 일체형 볼(140), 그리고 메인전동기(150)를 포함할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 경사형 피드파이프(110)는 폐수를 공급하도록 설치되되, 끝단으로 갈수록 일정 각도(a)로 경사지게 테이퍼지도록 제 1 테이퍼부(111)가 형성되는데, 제 1 테이퍼부(111)가 일부에 걸쳐서 형성될 수 있고, 일단에 외부로부터 폐수가 유입되기 위한 공급포트(112)가 마련될 수 있으며, 케이스 역할을 하는 본체(170)에 일단이 고정되도록 설치될 수 있다. 경사형 피드파이프(110)는 직선부재로 이루어지는 외팔보 구조로 인해 진동 발생시 끝단부에 진폭이 커져서, 후술하게 될 스크류컨베이어(120)의 가이드부(125)와의 충돌로 인해 파손되어 교체 수명이 줄어들게 되나, 제 1 테이퍼부(111)의 형성에 의해 그 끝에서 발생되는 진폭이 작아 파손을 방지할 뿐만 아니라, 교체 수명이 길어지는 장점을 가지도록 한다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 스크류컨베이어(120)는 제 1 테이퍼부(111)가 내측에 위치하도록 경사형 피드파이프(110)가 일측에 삽입되고, 경사형 피드파이프(110)로부터 내측으로 공급되는 폐수를 외주면으로 이동시키기 위한 배출구(121)가 둘레를 따라 다수로 형성되며, 타측이 끝단까지 테이퍼지도록 제 2 테이퍼부(122)가 형성되고, 원심력에 의해 폐수로부터 분리되는 슬러지를 타측의 끝단으로 이동시키도록 외주면에 다중피치 스크류(123)가 마련된다. 또한 스크류컨베이어(120)는 내측에 폐수가 제한된 공간 내에서 차단되도록 격벽(124)이 마련될 수 있고, 경사형 피드파이프(110)의 제 1 테이퍼부(111)가 위치하는 측에 폐수의 흐름을 제한하기 위한 가이드부(125)가 마련될 수 있으며, 단일 또는 다수의 베어링(126)에 의해 일단 또는 양단이 본체(170)나 일체형 볼(140)에 회전 가능하도록 지지될 수 있다.

스크류컨베이어(120)는 다중피치 스크류(123)가 슬러지의 배출측에 끝단으로 갈수록 높이가 감소됨으로써 경사부(123a)를 형성하고, 경사부(123a)에 해당하는 다중피치 스크류(123)의 간격(d1)이 경사부(123a) 이외의 다중피치 스크류(123) 간격(d2)에 비하여 좁게 형성되며, 일례로 경사부(123a)에 해당하는 다중피치 스크류(123)의 간격(d1)이 경사부(123a) 이외의 다중피치 스크류(123) 간격(d2)에 80 내지 90%, 일례로 85%에 해당될 수 있다. 따라서, 스크류컨베이어(120)는 경사부(123a)에서 다중피치 스크류(123)의 밀도를 높임으로써 직경 감소에도 불구하고, 슬러지의 이동 거리가 감소되는 것을 최소화시키거나, 슬러지의 이동 거리를 증가시킴으로써 슬러지로부터 물이 분리되기 위한 슬러지의 이동 거리를 확보하도록 한다. 즉 스크류컨베이어(120)는 함수율의 저감을 위하여 경사부(123a)에 해당하는 다중피치 스크류(123)의 피치가 실린더 측에 비하여 줄어들게 되어 탈수 케익의 체류 시간을 증가시켜서 함수율의 저감에 효과적이다.

차동전동기(130)는 스크류컨베이어(120)를 회전시키도록 설치되는데, 이를 위해 차동전동기(130)의 회전축이 축이음부재(131)에 의해 스크류컨베이어(120)의 회전축(미도시)에 연결되도록 한다. 한편, 스크류컨베이어(120)는 일체형 볼(140)의 회전 토크를 전달받아서 일정 비율로 감속시키는 감속기어로부터 일정 비율로 감속된 토크 값을 받음과 아울러, 차동전동기(130)의 구동력을 전달받아 회전할 수 있다. 여기서, 감속기어는 서로 기어 결합되는 다수의 기어로 이루어질 수 있다. 또한, 차동전동기(130) 내에서 차동전동기(130)의 토크 값을 검출하는 토크검출부와, 토크검출부에 의해 검출한 차동전동기(130)의 토크값을 받아서 차동전동기(130)의 토크 값이 일정치 이하인 경우에 차동전동기(130)의 회전 토크를 증가시켜서 차동전동기(130)를 구동시키도록 구동 전원의 주파수를 증가시켜서 차동전동기(130)에 인가하는 인터버가 마련될 수 있다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 일체형 볼(140)은 스크류컨베이어(120)가 내측에 독립적으로 회전 가능하게 설치되고, 이로 인해 스크류컨베이어(120)와 함께 이중 튜브와 유사한 구조를 가지도록 하며, 경사부(123a)에 상응하도록 제 3 테이퍼부(141)가 형성된다. 또한, 일체형 볼(140)은 제 3 테이터부(141)의 끝단에 슬러지의 배출을 위한 토출구(142)가 형성되고, 토출구(142)의 반대측 끝단에 슬러지와 분리된 물이 배출되는 배수구(143)가 형성되며, 이음매가 생략된 단일체로 이루어지고, 회전축(미도시)이 베어링(미도시)에 의해 회전 가능하게 지지되도록 본체(170)에 설치될 수 있다. 따라서, 일체형 볼(140)은 실린더 부분과 코니칼 부분에 연결되는 이음매가 없어 동심도가 향상되어 기계적 진동이 줄어 베어링의 수명을 연장한다.

도 5를 참조하면, 일체형 볼(140)은 토출구(142)가 끝단의 둘레를 따라 서로 이격되도록 다수로 형성되고, 토출구(142) 각각에 암나사부(144)가 형성되며, 토출구(142) 내측에 암나사부(144)와의 나사 결합에 의해 부시(145)가 교체 가능하도록 설치될 수 있다. 여기서, 부시(145)는 토출구(142)와의 나사 결합을 위하여 외주면에 수나사부(146)가 형성되고, 용이하게 회전될 수 있도록 일단 테두리에 지그(jig)를 삽입하기 위한 홈이 형성될 수 있으며, 마모를 최소화하기 위하여 초경합금으로 이루어질 수 있다.

도 6을 참조하면, 토출구(142) 각각으로부터 토출되는 슬러지를 하방으로 배출시키도록 토출구(142)를 감싸는 커버(160)가 마련될 수 있고, 이러한 커버(160)는 내측에 내마모성과 진동 흡수를 위한 이너커버(161)가 설치되고, 코너부분에 면취부(162)가 형성될 수 있다. 따라서, 면취부(162)에 의해 슬러지와의 접촉 효율을 높임과 아울러, 슬러지와의 충돌로 인한 진동을 분산시킴으로써 진동 저감 효율이 뛰어나도록 한다. 여기서, 이너커버(161)는 내마모성과 진동 흡수를 위하여 고무 재질이나 신축성 합성수지 등의 재질로 이루어질 수 있다.

메인전동기(150)는 일체형 볼(140)을 회전시키도록 설치되는데, 이를 위해 일례로 벨트(153)로 연결되는 구동풀리(151)와 종동풀리(152)에 의해 회전력을 일체형 볼(140)에 전달하여 일체형 볼(140)이 회전하도록 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 슬러지 원심 분리 장치의 작용을 설명하기로 한다.

메인전동기(150)의 구동력을 벨트(153)로 연결된 구동풀리(151)와 종동풀리(152)를 통해서 일체형 볼(140)을 회전시킴으로써 경사형 피드파이프(110)로부터 스크류컨베이어(120)를 통해서 공급되는 폐수를 물과 슬러지로 분류하도록 하는데, 이때 물은 일체형 볼(140)의 내측면을 따라 배수구(143)로 배출되어 배수가이드부(171)를 따라 본체(170)의 하부로부터 배출되도록 하고, 슬러지는 다중피치 스크류(123)에 의해 물과는 반대측으로 이동하여 일체형 볼(140)의 토출구(142)를 통해서 토출되어 커버(160)를 통해 본체(170)의 하부로부터 배출되도록 한다.

스크류컨베이어(120)는 다중피치 스크류(123) 간격(d1,d2)의 조절로 인해, 슬러지의 이동 거리가 직경의 감소로 인해 줄어드는 것을 최소화하거나, 오히려 늘림으로써 슬러지에 원심력이 인가되는 시간을 여유롭게 확보함으로써 슬러지로부터 물이 배출되는 효율을 높이도록 한다.

일체형 볼(140)이 단일체로 이루어지도록 하여 이음새를 생략하고, 이로 인해 유체의 유출 및 구조적 뒤틀림을 방지하도록 한다. 또한, 경사형 피드파이프(110)에 제 1 테이퍼부(111)를 형성함으로써 경사형 피드파이프(110)와 스크류컨베이어(120)간의 간섭을 최소화하도록 하여, 이들의 간섭으로 인한 진동 및 소음의 발생을 방지하도록 한다.

커버(160)는 내측에 마련되는 이너커버(161)와 코너 부분에 형성되는 면취부(162)에 의해 진동 및 소음 흡수 효율을 높이도록 하고, 토출구(142)에 부시(145)가 나사 결합됨으로써 부시(145)의 분리 및 체결을 용이하도록 하며, 나아가서, 부시(145)에 대한 관리를 용이하도록 한다.

이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

110 : 경사형 피드파이프 111 : 제 1 테이퍼부
112 : 공급포트 120 : 스크류컨베이어
121 : 배출구 122 : 제 2 테이퍼부
123 : 다중피치 스크류 123a : 경사부
124 : 격벽 125 : 가이드부
126 : 베어링 130 : 차동전동기
131 : 축이음부재 140 : 일체형 볼
141 : 제 3 테이퍼부 142 : 토출구
143 : 배수구 144 : 암나사부
145 : 부시 146 : 수나사부
150 : 메인전동기 151 : 구동풀리
152 : 종동풀리 153 : 벨트
160 : 커버 161 : 이너커버
162 : 면취부 170 : 본체
171 : 배수가이드부

Claims

폐수를 공급하도록 설치되되, 끝단까지 테이퍼지도록 제 1 테이퍼부(111)가 형성되는 경사형 피드파이프(110);
상기 제 1 테이퍼부(111)가 내측에 위치하도록 상기 경사형 피드파이프(110)가 일측에 삽입되고, 상기 경사형 피드파이프(110)로부터 내측으로 공급되는 폐수를 외주면으로 이동시키기 위한 배출구(121)가 형성되며, 타측이 끝단까지 테이퍼지도록 제 2 테이퍼부(122)가 형성되고, 원심력에 의해 폐수로부터 분리되는 슬러지를 타측의 끝단으로 이동시키도록 외주면에 다중피치 스크류(123)가 마련되고, 상기 다중피치 스크류(123)가 슬러지 배출측에 끝단으로 갈수록 높이가 감소됨으로써 경사부(123a)를 형성하고, 상기 경사부(123a)에 해당하는 다중피치 스크류(123)의 간격(d1)이 상기 경사부(123a) 이외의 다중피치 스크류(123) 간격(d2)에 비하여 좁게 형성되는 스크류컨베이어(120);
상기 스크류컨베이어(120)를 회전시키도록 설치되는 차동전동기(130);
상기 스크류컨베이어(120)가 내측에 독립적으로 회전 가능하도록 설치되고, 상기 경사부(123a)에 상응하도록 제 3 테이퍼부(141)가 형성되고, 상기 제 3 테이터부(141)의 끝단에 슬러지의 배출을 위한 토출구(142)가 형성되고, 상기 토출구(142)의 반대측 끝단에 슬러지와 분리된 물이 배출되는 배수구(143)가 형성되며, 이음매가 생략된 단일체로 이루어지는 일체형 볼(140); 및
상기 일체형 볼(140)을 회전시키도록 설치되는 메인전동기(150)를 포함하는, 슬러지 원심 분리 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 일체형 볼(140)은,
상기 토출구(142)가 끝단의 둘레를 따라 서로 이격되도록 다수로 형성되고, 상기 토출구(142) 각각에 암나사부(144)가 형성되며, 상기 토출구(142) 내측에 암나사부(144)와의 나사 결합에 의해 부시(145)가 교체 가능하도록 설치되는, 슬러지 원심 분리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 토출구(142) 각각으로부터 토출되는 슬러지를 하방으로 배출시키도록 상기 토출구(142)를 감싸는 커버(160)를 더 포함하고,
상기 커버(160)는,
내측에 내마모성과 진동 흡수를 위한 이너커버(161)가 설치되고, 코너부분에 면취부(162)가 형성되는, 슬러지 원심 분리 장치.