KR101264599B1 - 슬러지 농축장치 - Google Patents

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KR101264599B1 KR1020120117387A KR20120117387A KR101264599B1 KR 101264599 B1 KR101264599 B1 KR 101264599B1 KR 1020120117387 A KR1020120117387 A KR 1020120117387A KR 20120117387 A KR20120117387 A KR 20120117387A KR 101264599 B1 KR101264599 B1 KR 101264599B1
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디엠엔텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 슬러지 농축장치에 관한 것으로, 슬러지가 이송되는 슬러지보울과, 상기 슬러지보울의 내부에 길이방향으로 설치되는 회전축의 외주연에 나선형의 회전날이 형성된 회전스크류와, 상기 슬러지보울의 내부에 설치되되, 상기 회전스크류를 감싸도록 중공이 형성된 여과망부재와, 상기 여과망부재의 일측에 설치되는 역회전드럼과, 상기 슬러지보울의 일측에 구비되어 동력을 발생시키는 구동장치와, 상기 구동장치에 연결되어 상기 회전스크류 및 상기 여과망부재를 동시에 회전가능하도록 설치되는 동력전달수단을 포함함으로써, 상기 회전스크류가 회전함에 따라 회전스크류의 정반대방향으로 역회전하는 여과망부재에 의해 슬러지보울의 내부에 유입된 슬러지에 충분한 원심력을 가하여 슬러지에 함유된 수분을 분리해내어 슬러지의 함수율을 현저히 낮출 수 있다.

Description

슬러지 농축장치{Sludge thickening device}
본 발명은 슬러지 농축장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 구동장치에 의해 정방향으로 회전하는 회전스크류와 상기 회전스크류에 연동되게 회전하되, 역방향으로 회전하는 여과망부재를 구비함으로써, 다량의 수분을 함유하고 있는 슬러지에 충분한 원심력을 가하여 슬러지에 함유된 다량의 수분을 분리해낼 수 있도록 함은 물론, 슬러지를 농축시켜 배출시킬 수 있도록 한 슬러지 농축장치에 관한 것이다.
침전조 및 각종 오ㆍ폐수의 처리과정에서는 슬러지 또는 오니(이하, '슬러지'라 함) 등이 발생하게 된다. 이때, 발생 된 슬러지는 탈수과정을 마친 후, 별도의 방식에 따라 처리하게 된다. 그러나, 각종 오ㆍ폐수의 처리과정에서 발생 된 슬러지의 내부에는 95%~98.8%(출처 : 네이버 지식백과)로 많은 양의 수분을 함유하고 있기 때문에 탈수과정 전에 슬러지를 농축할 수 있는 농축조를 이용하여 일정농도 이상으로 슬러지를 농축한 후, 탈수과정을 행하게 된다. 이는, 탈수과정에서 탈수기능을 충분히 발휘시키기 위해 슬러지의 함수율을 저하시키기 위함인데, 이러한, 다량의 수분이 함유된 슬러지의 함수율을 저하시키기 위해 중력식 농축, 부상농축, 원심농축 등이 개발되어 있다. 중력식 농축장치는 대부분 원형의 형태를 이루며, 보통 중앙에 구동부가 있고, 구동부에 교반기, 슬러지제거기, 스컴제거장치가 연결되어 있는 장치를 이용하여, 시간이 지남에 따라 자연적으로 가라앉는 슬러지를 농축시키기 때문에 비교적 오랜 시간이 걸리며, 여름철에는 슬러지가 썩을 수도 있는 문제점이 있다. 또한, 부상농축 장치는 중력식 농축장치와 마찬가지로 자연중력식을 기반으로 물에 뜨는 가벼운 슬러지에 사용되지만, 이 슬러지를 농축시키기 위한 공기압축용 동력비용이 크게 소요되는 문제점이 있다. 이처럼 자연중력식을 이용한 방법에 의해 슬러지를 농축할 수 있는 반면, 자연중력식을 이용하기 힘든 슬러지를 원심력을 이용하여 농축할 수 있는 원심농축장치도 있다.
일반적으로 원심농축장치는 원심력을 이용하여 슬러지를 농축하는 방식으로 회전하는 보울 내부에 슬러지를 유입시킨 후 회전하는 스크류를 이용하여 슬러지를 밀어내며 농축하고, 배출시키는 것이다.
그러나 종래의 원심농축기는 단지 회전하는 스크류에 의해 슬러지에 함유된 수분을 분리해내야 하기 때문에 동력소모가 크고, 많은 소음이 발생하는 것은 물론, 그로 인해, 슬러지를 농축하는 시간이 많이 소요되기 때문에 효율적이 못한 문제점이 있었다.
또한, 종래의 원심농축기는 회전하는 스크류에 의한 농축과정에서 분리되는 수분만이 분리되기 때문에 슬러지의 함수율(含水率)이 높아 무게와 부피가 많고, 유기물질의 양도 많아 슬러지가 썩기 쉬운 문제점도 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 슬러지가 유입되는 슬러지보울 내부에 다수의 통공이 형성된 여과망부재를 구비하여 통공을 통해 슬러지에 함유된 수분이 빠져나갈 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여과망부재의 내부에 역회전기어를 설치하여 여과망부재가 모터에 의해 회전하는 회전스크류의 정반대 방향으로 회전하도록 함으로써, 슬러지보울 내부에 유입된 슬러지에 원심력을 충분히 발휘할 수 있도록 하여 슬러지 내부에 함유된 수분을 보다 효율적으로 분리해낼 수 있도록 함은 물론, 슬러지가 통공을 통해 여과망부재의 외측으로 빠져나가는 것을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 슬러지보울 내부에 블로우파이프를 구비하여 여과망부재에 형성된 통공 사이에 끼인 슬러지를 효율적으로 제거할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 슬러지보울의 내부에 구비된 회전스크류의 일측에 슬러지가이드판을 구비함으로써, 구동장치에 의해 회전하는 회전스크류에 의해 농축되는 슬러지를 동력전달수단으로부터 격리시킴과 동시에 슬러지배출구로 가이드 될 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 해결하려는 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 슬러지 농축장치는, 슬러지가 이송되는 슬러지보울과, 상기 슬러지보울의 내부에 길이방향으로 설치되는 회전축의 외주연에 나선형의 회전날이 형성된 회전스크류와, 상기 슬러지보울의 내부에 설치되되, 상기 회전스크류를 감싸도록 중공이 형성된 여과망부재와, 상기 슬러지보울의 일측에 구비되어 동력을 발생시키는 구동장치 및 상기 구동장치에 연결되어 상기 회전스크류 및 상기 여과망부재를 동시에 회전가능하게 설치되는 동력전달수단에 의해 달성될 수 있다.
상기 여과망부재의 일측에 설치되며, 내부가 함몰되게 형성된 기어수용부가 마련된 역회전드럼을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 동력전달수단은 상기 구동장치의 일측에 구비되는 제1구동기어와, 상기 회전스크류의 일측에 구비되는 제2구동기어와, 상기 제1구동기어와 상기 제2구동기어에 연결되게 구비되어 상기 구동장치에 의해 상기 회전스크류가 회전가능하도록 설치되는 체인과, 상기 회전스크류의 일측에 구비되되, 상기 제2구동기어로부터 일정간격 이격되어 구비되는 정회전기어 및 상기 역회전드럼의 내부 일측에 설치되되, 상기 정회전기어에 맞물려 역회전가능하게 설치되는 역회전기어를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 슬러지보울은 일측에 상기 슬러지가 유입되는 슬러지유입구가 형성되며, 상기 슬러지유입구가 형성된 타측으로 상기 슬러지가 배출되는 슬러지배출구가 형성되고, 상기 슬러지유입구와 상기 슬러지배출구 사이에 상기 슬러지로부터 분리되는 여액이 배출되는 여액배출구가 형성되는 것이 바람직하다.
상기 여과망부재는 상기 여과망부재의 내경이 상기 회전스크류의 외경과 동일하거나 큰 형태로 형성되어 상기 회전스크류와 동일한 축선상에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 여과망부재는 상기 회전스크류에 설치된 상기 정회전기어에 맞물려 연동하여 회전하는 상기 역회전기어에 의해 상기 회전스크류의 정반대 방향으로 역회전하는 것이 바람직하다.
상기 여과망부재는 상기 슬러지로부터 분리되는 여액은 통과하되, 상기 슬러지는 통과하지 못하는 크기의 통공이 상기 여과망부재의 외주연에 복수개 형성되는 것이 바람직하다.
상기 여과망부재의 상부에 길이방향으로 설치되며, 상기 슬러지가 상기 여과망부재에 형성된 통공에 끼이는 것을 방지할 수 있도록 상기 여과망부재를 향해 압축공기를 분사할 수 있는 분사노즐이 다수개 형성된 블로우파이프를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 슬러지보울의 상부 외주연에는 상기 분사노즐에서 분사되는 압축공기가 상기 여과망부재에 도달할 수 있도록 상기 블로우파이프와 동일한 방향으로 절개된 절개홈이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 역회전드럼은 상기 여과망부재의 일측에 설치되되, 상기 회전스크류와 동일한 축선상에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 회전축의 일측에 설치되되, 상기 슬러지가 상기 정회전기어에 도달하지 않도록 상기 정회전기어와 상기 슬러지배출구 사이에 설치되는 슬러지가이드판을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 슬러지가이드판은 상기 슬러지가이드판의 외경이 상기 여과망부재의 내경과 동일하게 형성되며, 상기 슬러지를 상기 슬러지배출구로 유인할 수 있도록 경사진 경사면이 형성되는 것이 바람직하다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 슬러지 농축기는 슬러지가 유입되는 슬러지보울 내부에 다수의 통공이 형성된 여과망부재를 설치함으로써, 슬러지에 함유된 수분이 통공을 통해서도 빠져나갈 수 있도록 하여 슬러지를 농축시키는 회전스크류가 회전하도록 동력을 전달하는 모터의 동력손실을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있으며, 이로 인해, 발생하는 소음도 현저하게 줄어들게 되는 효과도 있다. 또한, 슬러지에 함유된 수분이 여과망부재에 형성된 통공을 통해서도 빠져나가기 때문에 슬러지보울 내부에 유입된 슬러지가 농축되는 시간이 현저하게 단축될 수 있는 효과도 있다. 또한, 슬러지의 농축시간이 현저하게 단축됨에 따라, 농축된 슬러지의 처리시 슬러지가 썩지 않아 환경 또는 인체에 무해한 효과도 있다.
본 발명에 따른 슬러지 농축장치는 농축되는 슬러지의 함수율을 현저히 줄일 수 있어 함수율이 줄어듦에 따라 무게와 부피가 줄어들어 슬러지를 처리하는데 있어 편리한 이점이 있고, 처리비용이 절감되는 효과도 있다.
본 발명에 따른 슬러지 농축장치는 슬러지보울 내부에 설치된 여과망부재를 역회전하도록 하여 슬러지에 충분한 원심력을 발휘하도록 함으로써, 슬러지가 농축될 때 슬러지의 함수율을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 여과망부재가 회전스크류의 정반대 방향으로 회전함으로 인해 슬러지가 여과망부재에 형성된 통공을 통해 잘 빠져나가지 못하도록 하는 효과도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 슬러지 농축장치를 나타낸 전체사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 슬러지 농축장치를 분해하여 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 A - A' 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 슬러지 농축장치의 일실시예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 슬러지 농축장치의 일실시예를 나타낸 사용상태도이다.
도 6은 구동장치가 회전함에 따라 연동되어 회전하는 여과망부재를 나타낸 사용상태도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에 사용된 용어가 당해 용어의 일반적 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.
한편, 이하에 기술될 장치의 구성이나 제어방법은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이하에서는, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 구성 및 작동을 상세히 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명에 따른 슬러지 농축장치를 나타낸 전체사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 슬러지 농축장치를 분해하여 도시한 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 슬러지 농축장치의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 슬러지 농축장치의 일실시예의 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 슬러지 농축장치(100)는 슬러지보울(110), 상기 슬러지보울(110) 내부에 설치되는 회전스크류(120), 상기 회전스크류(120)를 감싸도록 슬러지보울(110) 내부에 설치되는 여과망부재(130), 상기 여과망부재의 일측에 설치되는 역회전드럼(140), 동력을 발생시키는 구동장치(150), 상기 구동장치(150)에 의해 발생한 동력을 회전스크류(120)에 전달하기 위한 동력전달수단(160)을 포함한다.
상기 슬러지보울(110)은 내부가 빈 형태의 원통형 또는 다각형의 형상으로 형성될 수 있지만, 도 2에 도시된 바와 같이 원통형의 형상인 것이 바람직하다.
상기 슬러지보울(110)은 슬러지가 유입되는 슬러지유입구(1110), 슬러지가 배출되는 슬러지배출구(1130), 슬러지로부터 분리되는 여액이 배출되는 여액배출구(1150)를 포함한다.
상기 슬러지유입구(1110)는 슬러지보울(110)의 일측에 형성되되, 상부가 개방된 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 별도의 설비 없이도 자유낙하를 통해 슬러지가 슬러지보울(110)의 내부로 유입될 수 있기 때문이다. 하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 슬러지보울(110)의 하부를 개방된 형태로 형성하고, 별도의 설비를 이용하여 슬러지보울(110)의 내부로 유입시킬 수도 있다.
상기 슬러지배출구(1130)는 슬러지유입구(1110)의 타측에 형성되되, 하부가 개방된 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 별도의 설비 없이도 자유낙하를 통해 슬러지보울(110)의 내부에 유입된 슬러지가 외부로 배출될 수 있기 때문이다. 하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 슬러지보울(110)의 상부를 개방된 형태로 형성하고, 별도의 설비를 이용하여 슬러지보울(110)의 외부로 배출시킬 수도 있다.
상기 여액배출구(1150)는 슬러지보울(110)의 하부에 상부가 넓고 하부가 좁은 호퍼 형태로 슬러지유입구(1110)와 슬러지배출구(1130) 사이에 형성되되, 하부가 개방된 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 슬러지로부터 분리된 여액을 별도의 설비없이도 자유낙하를 통해 외부로 배출시킬 수 있기 때문이다.
한편, 상기 슬러지보울(110)의 상부 외주연에 길이방향으로 절개되어 형성된 바형태의 절개홈(1170)이 추가로 형성될 수도 있다. 여기서, 상기 절개홈(1170)은 후술하는 블로우파이프(170)에 형성된 분사노즐(1710)을 통해 배출되는 압축공기가 슬러지보울(110)의 내부로 들어갈 수 있도록 하기 위함이다.
상기 회전스크류(120)는 슬러지보울(110)의 내부에 회전가능하게 설치되는 회전축(1210), 상기 회전축(1210)의 외주연에 형성되는 회전날(1230)을 포함한다.
상기 회전축(1210)은 슬러지보울(110)의 내부 중앙에 길이방향으로 설치되되, 일단이 슬러지보울(110)의 내측에 회전가능하게 설치되며, 타단은 슬러지보울(110)의 외측으로 돌출되도록 설치하는 것이 바람직한데, 자세한 설명은 후술한다.
상기 회전날(1230)은 슬러지유입구(1110)를 통하여 유입되는 슬러지를 슬러지배출구(1130)로 이동시킬 수 있도록 회전축(1210)의 길이방향을 따라 외주연에 나선형으로 형성된다. 이때, 상기 회전날(1230)은 일단이 슬러지유입구(1110)에 수직하는 위치에서부터 형성되어 슬러지배출구(1130)에 수직하는 위치 전까지 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 회전축(1210)이 회전함에 따라 회전날(1230)이 연동되어 회전하게 되는데, 이때, 회전날(1230)에 의해 슬러지유입구(1110)를 통해 유입된 슬러지를 슬러지배출구(1130) 전까지 이동시켜 점차적으로 가이드 되어 오는 슬러지에 의해 슬러지가 슬러지배출구(1130)로 밀려나 배출될 수 있게 하기 위함이다. 또한, 후술하는 동력전달수단(160)에 회전스크류(120)의 회전날(1230)이 부딪혀 회전하지 못하게 되는 것을 방지하기 위함이다.
한편, 본 발명의 슬러지 농축장치(100)는 슬러지유입구(1110)를 통해 유입된 슬러지가 회전스크류(120)에 의해 슬러지배출구(1130)로 가이드 될 때, 고형화되는 슬러지가 슬러지배출구(1130)를 지나 후술하는 정회전기어(1670)에 도달할 수도 있는데, 이를 방지하기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 회전스크류(120)의 일측에 설치되는 슬러지가이드판(180)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 슬러지가이드판(180)은 회전스크류(120)의 일측에 설치되되, 슬러지배출구(1130)와 후술하는 정회전기어(1670)의 사이에 설치되는 것이 바람직하다. 이는, 상기 슬러지가 정회전기어(1670)에 도달하지 못하도록 하여 슬러지가 정회전기어(1670)를 포함한 동력전달수단(160)에 끼이는 것을 방해하지 않도록 하기 위함이다.
상기 슬러지가이드판(180)은 외경이 여과망부재(130)의 내경과 동일하게 형성되며, 일측에 슬러지를 슬러지배출구(1130)로 유인할 수 있는 경사면(1810)이 형성될 수 있다. 이는, 상술한 바와 같이, 슬러지유입구(1110)로 유입된 슬러지가 슬러지배출구(1130)를 지나 정회전기어(1670)에 도달하지 못하도록 함은 물론, 슬러지가 경사면에 가이드되어 슬러지배출구(1130)로 배출될 수 있도록 하기 위함이다.
상기 여과망부재(130)는 원통형의 형태로 내부에 회전스크류(120)가 관통되게 구비될 수 있도록 양측이 개방된 형태의 중공(S)이 형성된다. 이때, 상기 여과망부재(130)는 회전스크류(120)를 감싸도록 내경이 회전날(1230)의 외경과 동일하거나 큰 형태로 형성될 수 있지만, 동일한 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 슬러지유입구(1110)를 통해 유입된 슬러지가 회전스크류(120)의 회전날(1230)에 가이드 되어 슬러지배출구(1130)로 이동될 때, 슬러지가 회전날(1230)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 슬러지가 유입되면 점차적으로 회전날(1230)로부터 이탈되지 않고, 슬러지배출구(1130)로만 가이드 되어 밀려오는 슬러지가 점점 농축되면서 슬러지배출구(1130)를 통해 배출될 수 있게 되는 것이다.
상기 여과망부재(130)는 회전스크류(120)와 동일한 축선상에 설치되는 것이 바람직하다. 이는, 상기 회전스크류(120)가 회전함에 따라 후술하는 동력전달수단(160)에 의해 여과망부재(130)가 연동되어 회전하는데, 상술한 바와 같이, 여과망부재(130)의 내경과 동일한 외경을 갖는 회전스크류(120)의 회전날(1230)이 여과망부재의 내부에 위치하기 때문에 동일한 축선상에서 회전되어야 회전스크류(120)와 여과망부재(130)가 서로 충돌되지 않기 때문이다.
한편, 상기 여과망부재(130)는 슬러지로부터 분리된 여액이 여과망부재(130)의 외측으로 통과할 수 있도록 외주연에 복수개의 통공(1310)이 형성될 수 있다.
상기 통공(1310)은 슬러지로부터 분리된 여액은 통과하되, 슬러지는 통과할 수 없을 만큼의 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 상기 여과망부재(1130)에 통공(1310)을 형성하여 여과망부재(130)의 내부로 유입된 슬러지가 회전스크류(120)의 회전날(1230)에 의해 점차적으로 농축되어짐과 동시에 분리되는 여액을 여과망부재(130)의 외부로 배출시키기 위함이다. 따라서, 슬러지는 통공(1310)을 통과하지 못하기 때문에 회전스크류(120)에 의해 점차적으로 농축되어 슬러지배출구(1130)를 통해 배출되며, 여액은 여과망부재(130)의 외부로 배출되는 것이다.
본 발명에 따른 슬러지 농축장치는 상기 여과망부재(130)에 형성된 통공(1310)을 통해 슬러지가 통과하지는 못하지만, 통공(1310)에 슬러지가 끼일 수 있게 되는데, 이때, 통공(1310)에 끼인 슬러지를 제거할 수 있도록 여과망부재(130)의 상부에 압축공기를 분사할 수 있는 블로우파이프(170)를 추가로 구비할 수 있다.
상기 블로우파이프(170)는 여과망부재(130)의 상부에 길이방향으로 설치되며, 여과망부재(130)를 향해 압축공기를 분사할 수 있는 다수의 분사노즐(1710)이 형성된다. 이때, 도시된 바와 같이, 상기 블로우파이프(170)는 슬러지보울(110)의 외측에 설치될 수 있는데, 이에 한정하는 것은 아니며, 슬러지보울(110)의 내측에 설치될 수도 있다. 그러나, 상기 블로우파이프(170)는 슬러지보울(110)의 소형화를 위해 슬러지보울(110)의 외측에 설치하여 슬러지보울(110)의 상부에 형성된 바형태의 절개홈(1170)을 통해 슬러지보울(110)의 내부에 설치된 여과망부재(130)를 향해 압축공기를 분사하는 것이 바람직하다. 이는, 상기 블로우파이프(110)의 유지 및 보수를 편리하게 하기 위해서도 바람직하다.
상기 역회전드럼(140)은 여과망부재(130)와 연동되어 회전하도록 일단이 여과망부재(130)의 일측에 고정되게 설치되며, 내부에 후술하는 정회전기어(1670)와 역회전기어(1690)를 수용할 수 있도록 내부가 함몰되어 형성된 기어수용부(1410)가 마련된다. 이때, 상기 역회전드럼(140)은 여과망부재(130)의 일측에 고정되게 설치되되, 회전스크류(120)와 동일한 축선상에 위치하는 것이 바람직하다. 이는, 상술한 바와 같이, 회전스크류(120)와 여과망부재(130)가 동일한 축선상에 위치하는 것과 마찬가지이다. 즉, 여과망부재(130)가 편심되어 회전하지 않도록 하기 위해서, 여과망부재(130)에 고정되게 설치되는 역회전드럼(140)이 회전스크류(120)와 동일한 축선상에 위치해야 하기 때문이다.
상기 역회전드럼(140)은 여과망부재(130)에 고정되게 설치된 일단의 타측 중앙에 관통되어 형성된 제1관통홈(1430), 상기 제1관통홈(1430)으로부터 일정간격 이격된 위치에 관통되어 형성된 제2관통홈(1450)을 포함한다.
상기 제1관통홈(1430)은 내부에 회전스크류(120)의 회전축(1210)이 관통되게 구비될 수 있도록 내경이 회전축(1210)의 외경과 동일하거나 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 회전축(1210)이 회전하는데 방해되지 않도록 하기 위함이다.
상기 제2관통홈(1450)에는 후술하는 역회전기어(1690)가 회전가능하게 설치된다. 이때, 제2관통홈(1450)에는 하기 역회전기어(1690)의 연결봉(1691)이 설치되어 원활히 회전할 수 있도록 베어링(미도시)이 삽입되어 설치될 수 있다.
한편, 상기 역회전드럼(140)은 내측면에 슬러지가 빠져나갈 수 있도록 적어도 하나 이상의 슬러지배출홈(1470)이 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 상기 여과망부재(130)의 일측에 역회전드럼(140)이 고정되게 설치되기 때문에 여과망부재(130)를 통해 이동하는 슬러지가 슬러지배출홈(1470)을 통해 빠져나간 후, 슬러지배출구(1150)로 배출될 수 있도록 하기 위함이다.
상기 구동장치(150)는 상기 회전스크류(120)에 동력을 전달할 수 있도록 슬러지보울(110)의 일측에 구비된다. 이때, 상기 구동장치(150)는 슬러지보울(110)의 일측에 구비된다고 설명하였지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 슬러지보울(110)의 내부에 구비될 수도 있다. 그러나, 상기 구동장치(150)는 슬러지보울(110)의 소형화를 위해 슬러지보울(110)의 외부 일측에 구비되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 구동장치(150)는 동력을 발생할 수 있는 수단으로 모터를 예로 들 수 있다.
상기 동력전달수단(160)은 구동장치(150)의 일측에 구비되는 제1구동기어(1610), 회전스크류(120)의 일측에 구비되는 제2구동기어(1630), 제1구동기어(1610)와 제2구동기어(1630)에 연결되게 구비되는 체인(1650), 제2구동기어(1630)의 일측에 구비되는 정회전기어(1670), 정회전기어(1670)에 맞물려 역회전가능하게 구비되는 역회전기어(1690)를 포함한다.
상기 제1구동기어(1610)는 구동장치(150)에 고정되게 설치되며, 상기 제2구동기어(1630)는 회전스크류(120)의 회전축(1210)에 고정되게 설치된다. 이때, 상기 체인(1650)은 제1구동기어(1610)와 제2구동기어(1630)에 끼워져 연결되게 구비된다. 이로 인해, 상기 구동장치(150)가 회전함에 따라 제1구동기어(1610)와 제2구동기어(1630)에 연결된 체인(1650)에 의해 회전스크류(120)가 연동되어 회전하게 되는 것이다. 여기서, 상기 구동장치(1650)에 의해 회전스크류(120)가 연동되어 회전하는 내용은 일반적인 내용이기 때문에 자세한 설명은 생략한다.
상기 정회전기어(1670)는 회전스크류(120)에 고정되게 구비되되, 제2구동기어(1630)의 일측에 일정간격 이격되게 구비될 수 있다. 이때, 상기 정회전기어(1670)는 역회전드럼(140)의 기어수용부(1410)에 위치하는 것이 바람직한데, 자세한 설명은 후술한다.
상기 역회전기어(1690)는 일단이 역회전드럼(140)에 형성된 제2관통홈(1450)에 회전가능하게 설치되는 연결봉(1691)이 형성되며, 연결봉(1691)의 타측으로 정회전기어(1670)에 맞물리는 맞물림기어(1693)가 형성된다. 이때, 상기 역회전기어(1690)의 연결봉(1691)이 역회전드럼(140)의 제2관통홈(1450)에 회전가능하게 설치되되, 타단에 형성된 맞물림기어(1693)가 정회전기어(1670)에 맞물리도록 위치하는 것이 바람직하다. 이는, 회전스크류(120)에 고정되어 회전하는 정회전기어(1670)가 회전함에 따라 정회전기어(1670)에 맞물린 역회전기어(1690)가 연동회전하도록 하기 위함이다.
따라서, 상술한 바와 같이, 회전스크류(120) 및 역회전드럼(140)에 고정되게 설치된 여과망부재(130)는 구동장치(150)가 회전함에 따라 동력전달수단(160)에 의해 연동되어 회전하게 되는 것이다. 이때, 상기 역회전드럼(140)과 역회전드럼(140)에 고정되게 설치된 여과망부재(130)는 회전스크류(120)가 회전하는 방향의 정반대 방향으로 회전하게 되는데, 자세한 설명은 후술한다.
한편, 상기 구동장치(150)가 회전함에 따라 역회전드럼(140) 및 동력전달수단(160)에 의해 여과망부재(130)가 역회전할 수 있도록 설명하였지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 다른 별도의 수단에 의해 여과망부재(130)를 역회전 가능하도록 할 수도 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 슬러지 농축장치(100)의 작동원리에 대해 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 슬러지 농축장치의 일실시예를 나타낸 사용상태도이며, 도 6은 구동장치가 회전함에 따라 연동되어 회전하는 여과망부재를 나타낸 사용상태도이다.
먼저, 외부의 전력을 이용하여 상기 구동장치(150)를 작동시킨다.
이로 인해, 상기 구동장치(150)가 회전함에 따라 회전스크류(120)는 구동장치(150)와 동일한 방향으로 연동되어 회전하며, 이에 연동하여 여과망부재(130)는 역회전하게 되는데, 자세한 설명은 아래와 같다.
먼저, 상기 구동장치(150)는 정방향으로 회전하게 된다. 여기서, 정방향은 왼쪽 또는 오른쪽일 수 있다. 이때, 상기 구동장치(150)가 회전함에 따라 구동장치(150)에 고정되게 설치된 제1구동기어(1610)가 회전하게 되면, 제1구동기어(1610)와 제2구동기어(1630)에 연결된 체인(1650)에 의해 제2구동기어(1630) 역시 회전하게 되며, 회전스크류(120)에 고정되게 설치된 제2구동기어(1630)에 의해 회전스크류(120)가 정방향으로 연동되어 회전하게 되는 것이다. 그리고, 상기 회전스크류(120)가 회전함에 따라 회전스크류(120)에 고정되게 설치된 정회전기어(1670)가 회전하게 되면, 정회전기어(1670)에 맞물린 맞물림기어(1693)에 의해 역회전기어(1690)가 연동되어 회전하게 된다. 이때, 역회전기어(1690)는 정회전기어(1670)와 맞물려 있기 때문에 정회전기어(1670)가 정방향으로 회전하게 되면, 정방향의 정반대 방향으로 회전하게 된다. 그리고, 역회전기어(1690)가 정회전기어(1670)의 정반대 방향인 역방향으로 회전할 때, 역회전기어(1690)의 일단에 형성된 연결봉(1691)이 역회전드럼(140)의 제2관통홈(1450)에 회전가능하게 설치되어 있기 때문에 역회전기어(1690)는 정회전기어(1670)에 맞물려서 정회전기어(1670)의 둘레를 따라 역회전하게 된다. 이로 인해, 역회전드럼(10)은 회전스크류(120)를 축으로 역회전기어(1690)가 회전하는 방향과 동일한 방향으로 회전하게 되는 것이다. 이때, 역회전드럼(1690)에 고정되게 설치된 여과망부재(130) 역시 역회전드럼(140)과 마찬가지로 역회전하게 되는 것이다. 따라서, 상기 구동장치(150)가 정방향으로 회전함에 따라 상기 회전스크류(120)는 정방향으로 회전하며, 역회전드럼(140)에 고정되게 설치된 여과망부재(130)는 역회전드럼(140)과 동일하게 역방향으로 회전하게 되는 것이다.
다음, 침전조 및 각종 오ㆍ폐수의 처리과정에서 발생되는 슬러지를 슬러지유입구(1110)에 투입시킨다. 이때, 상기 슬러지는 슬러지유입구(1110)를 통해 슬러지보울(110) 내부로 유입되며, 회전하고 있는 회전스크류(120)의 회전날(1230)에 가이드 되어 여과망부재(130)의 내부로 이동된다. 이때, 상기 여과망부재(130)의 내부로 이동된 슬러지는 다량의 수분을 포함하고 있는데, 회전스크류(120)의 회전날(1230)에 가이드 되어 여과망부재(130)를 지나 슬러지배출구(1130)로 이동되기 전까지 여과망부재(130)에 형성된 통공(1310)을 통해 여과망부재(130) 외부로 빠져나가게 된다. 이때, 상기 여과망부재(130)를 통과한 여액은 여액배출구(1150)를 통해 슬러지보울(110)의 외부로 배출된다. 여기서, 여액은 슬러지에 함유된 수분이 슬러지로부터 분리된 것으로 설명할 수 있다. 이로 인해, 상기 슬러지와 함께 슬러지유입구(1110)로 유입되는 다량의 수분을 외부로 배출하여 남은 슬러지만을 이송시키기 때문에 회전스크류(120)에 동력을 전달하는 구동장치(150)의 부담을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 동력손실을 줄일 수 있게 되는 것이다. 또한, 슬러지만을 가이드 시키기 때문에 슬러지가 회전스크류(120)의 회전날(1230)에 가이드 되어 점차적으로 농축되는 시간을 단축시킬 수 있는 효과도 있다.
다음, 상기 슬러지는 회전스크류(120)의 회전날(1230)에 가이드 되어 여과망부재(130)를 통과하게 된다. 이때, 상기 여과망부재(130)는 회전스크류(120)가 회전하는 방향과 반대방향으로 역회전하게 된다, 이에 따라, 상기 여과망부재(130)의 내부를 통해 슬러지배출구(1130)로 이동되는 슬러지에 원심력이 추가로 발생하여 슬러지에 함유된 수분이 여과망부재(130)의 통공(1310)을 통해 더욱 잘 빠져나가게 되는 효과가 있다. 또한, 상기 슬러지는 회전스크류(120)의 회전날(1230)에 가이드 되어 정방향으로 회전하고 있기 때문에 역방향으로 회전하는 여과망부재(130)의 통공(1310)으로 잘 빠져나가지 못하는 효과도 있다.
따라서, 상술한 바에 의해, 슬러지의 함수율을 현저히 줄일 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기 슬러지는 여과망부재(130)에 형성된 통공(1310)에 끼일 수도 있는데, 상기 슬러지보울(110)의 상부에 설치된 불로우파이프(170)를 이용하여 여과망부재(130)의 통공(1310)에 끼인 슬러지를 제거할 수 있다. 이때, 상기 블로우파이프(170)에 다수개 형성된 분사노즐(1710)에서 슬러지보울(110)의 상부에 형성될 수 있는 절개홈(1170)을 통해 여과망부재(130)의 외주연에 압축공기를 분사하는 것이다. 이로 인해, 상기 여과망부재(130)의 통공(1310)에 끼인 슬러지를 제거할 수 있게 되는 것이다.
다음, 상기 다량의 수분이 제거된 슬러지는 회전스크류(120)에 의해 가이드 되어 점차적으로 농축되면서 역회전드럼(140)의 슬러지배출홈(1470)을 통과하여 슬러지배출구(1130)를 통해 외부로 배출된다.
한편, 상기 슬러지는 점차적으로 함수율이 저하됨과 동시에 슬러지유입구(1110)로 유입시 함께 유입될 수 있는 고화제 등에 의해 고형화될 수 있는데, 고형화되는 슬러지가 회전스크류(120)에 의해 점차적으로 쌓여 밀려나게 되면서 슬러지배출구(1130)로 배출되지 않고 회전축(1210)에 설치된 정회전기어(1670)에 도달하게 될 수도 있다. 이로 인해, 정회전기어(1670)가 포함된 동력전달수단(160)에 슬러지가 끼여 본 발명에 따른 슬러지 농축장치(100)가 작동하지 못하게 되는 문제점이 발생할 수도 있다, 이를 방지하기 위해, 상기 회전스크류(120)의 일측에 경사면(1810)을 갖는 슬러지가이드판(180)을 구비하여 슬러지가 경사면(1810)을 따라 슬러지배출구(1130)로 가이드 되게 하여 배출되도록 할 수도 있다.
따라서, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 슬러지 농축장치(100)는 슬러지를 지속적으로 슬러지보울(110) 내부로 유입시켜 슬러지와 함께 유입되는 수분 및 여액을 외부로 배출시킬 수 있게 된다. 이때, 상기 슬러지보울(110)의 내부에 역회전할 수 있는 여과망부재(130)를 구비함으로써, 슬러지에 충분한 원심력을 발휘할 수 있도록 하여 슬러지에 포함된 수분을 슬러지로부터 분리해내어 슬러지의 함수율을 현저히 저하시킬 수 있는 것이다.
본 발명은 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있을 것인바 상술한 실시예에 그 권리범위가 한정되지 않는다. 따라서 변형된 실시예가 본 발명 특허청구범위의 구성요소를 포함하고 있다면 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100 : 슬러지 농축장치 110 : 슬러지보울
1110 : 슬러지유입구 1130 : 슬러지배출구
1150 : 여액배출구 130 : 여과망부재
1310 : 통공 140 : 역회전드럼
1410 : 기어수용부 1430 : 제1관통홈
1450 : 제2관통홈 150 : 구동장치
160 : 동력전달수단 1670 : 정회전기어
1690 : 역회전기어 170 : 블로우파이프
180 : 슬러지가이드판

Claims (12)

  1. 슬러지가 이송되는 슬러지보울;
    상기 슬러지보울의 내부에 길이방향으로 설치되는 회전축의 외주연에 나선형의 회전날이 형성된 회전스크류;
    상기 슬러지보울의 내부에 설치되되, 상기 회전스크류를 감싸도록 중공이 형성된 여과망부재;
    상기 슬러지보울의 일측에 구비되어 동력을 발생시키는 구동장치; 및
    상기 구동장치에 연결되어 상기 회전스크류 및 상기 여과망부재를 동시에 회전가능하게 설치되는 동력전달수단;을 포함하며,
    상기 여과망부재는,
    상기 슬러지로부터 분리되는 여액은 통과하되, 상기 슬러지는 통과하지 못하는 크기의 통공이 상기 여과망부재의 외주연에 복수개 형성되며, 상기 여과망부재의 상부에 길이방향으로 설치되어, 상기 슬러지가 상기 여과망부재에 형성된 통공에 끼이는 것을 방지할 수 있도록 상기 여과망부재를 향해 압축공기를 분사할 수 있는 분사노즐이 다수개 형성된 블로우파이프를 추가로 포함하며,
    상기 슬러지보울의 상부 외주연에는 상기 분사노즐에서 분사되는 압축공기가 상기 여과망부재에 도달할 수 있도록 상기 블로우파이프와 동일한 방향으로 절개된 절개홈을 더 포함하는 슬러지 농축장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 여과망부재의 일측에 설치되며, 내부가 함몰되게 형성된 기어수용부가 마련된 역회전드럼을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 농축장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 동력전달수단은,
    상기 구동장치의 일측에 구비되는 제1구동기어;
    상기 회전스크류의 일측에 구비되는 제2구동기어;
    상기 제1구동기어와 상기 제2구동기어에 연결되게 구비되어 상기 구동장치에 의해 상기 회전스크류가 회전가능하도록 설치되는 체인;
    상기 회전스크류의 일측에 구비되되, 상기 제2구동기어로부터 일정간격 이격되어 구비되는 정회전기어; 및
    상기 정회전기어에 맞물려 역회전가능하게 설치되는 역회전기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 농축장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 슬러지보울은,
    일측에 상기 슬러지가 유입되는 슬러지유입구가 형성되며, 상기 슬러지유입구가 형성된 타측으로 상기 슬러지가 배출되는 슬러지배출구가 형성되고, 상기 슬러지유입구와 상기 슬러지배출구 사이에 상기 슬러지로부터 분리되는 여액이 배출되는 여액배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 슬러지 농축장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 여과망부재는,
    상기 여과망부재의 내경이 상기 회전스크류의 외경과 동일하거나 큰 형태로 형성되어 상기 회전스크류와 동일한 축선상에 설치되는 것을 특징으로 하는 슬러지 농축장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 여과망부재는,
    상기 회전스크류에 설치된 상기 정회전기어에 맞물려 연동하여 회전하는 상기 역회전기어에 의해 상기 회전스크류의 정반대 방향으로 역회전하는 것을 특징으로 하는 슬러지 농축장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제2항에 있어서, 상기 역회전드럼은,
    상기 여과망부재의 일측에 설치되되, 상기 회전스크류와 동일한 축선상에 설치되는 것을 특징으로 하는 슬러지 농축장치.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 회전축의 일측에 설치되되, 상기 슬러지가 상기 정회전기어에 도달하지 않도록 상기 정회전기어와 상기 슬러지배출구 사이에 설치되는 슬러지가이드판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 농축장치.
  12. 슬러지가 이송되는 슬러지보울;
    상기 슬러지보울의 내부에 길이방향으로 설치되는 회전축의 외주연에 나선형의 회전날이 형성된 회전스크류;
    상기 슬러지보울의 내부에 설치되되, 상기 회전스크류를 감싸도록 중공이 형성된 여과망부재;
    상기 슬러지보울의 일측에 구비되어 동력을 발생시키는 구동장치; 및
    상기 구동장치에 연결되어 상기 회전스크류 및 상기 여과망부재를 동시에 회전가능하게 설치되는 동력전달수단;을 포함하며,
    상기 동력전달수단은,
    상기 구동장치의 일측에 구비되는 제1구동기어;
    상기 회전스크류의 일측에 구비되는 제2구동기어;
    상기 제1구동기어와 상기 제2구동기어에 연결되게 구비되어 상기 구동장치에 의해 상기 회전스크류가 회전가능하도록 설치되는 체인;
    상기 회전스크류의 일측에 구비되되, 상기 제2구동기어로부터 일정간격 이격되어 구비되는 정회전기어; 및
    상기 정회전기어에 맞물려 역회전가능하게 설치되는 역회전기어;를 포함하며,
    상기 슬러지보울은,
    일측에 상기 슬러지가 유입되는 슬러지유입구가 형성되며, 상기 슬러지유입구가 형성된 타측으로 상기 슬러지가 배출되는 슬러지배출구가 형성되고, 상기 슬러지유입구와 상기 슬러지배출구 사이에 상기 슬러지로부터 분리되는 여액이 배출되는 여액배출구가 형성되며, 상기 회전축의 일측에 설치되되, 상기 슬러지가 상기 정회전기어에 도달하지 않도록 상기 정회전기어와 상기 슬러지배출구 사이에 설치되는 슬러지가이드판을 추가로 포함하며,
    상기 슬러지가이드판은,
    상기 슬러지가이드판의 외경이 상기 여과망부재의 내경과 동일하게 형성되며, 상기 슬러지를 상기 슬러지배출구로 유인할 수 있도록 형성된 경사진 경사면을 더 포함하는 슬러지 농축장치.
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KR101456074B1 (ko) * 2014-05-14 2014-10-31 주식회사 크린라이프 음식물쓰레기 압착기 및 이를 적용한 음식물쓰레기 처리장치
KR101958445B1 (ko) 2018-10-18 2019-03-14 (주)동일캔바스엔지니어링 슬러지 케이크 배출 호퍼
CN115784518A (zh) * 2022-12-14 2023-03-14 江苏新之阳新能源科技有限公司 一种工业污水处理用过滤装置

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