KR101534195B1 - 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 구동모터에 의해 시계방향으로 회전하고, 슬러지로부터 분리된 여액이 나들 수 있는 복수의 여액공들을 구비하며, 상기 여액공들과 연통하는 내부공간을 구비한 회전축; 상기 회전축으로부터 방사상으로 연장하도록 마련되고, 상기 회전축에 고정된 내측단을 가지며, 상기 회전축의 회전방향으로 이격한 앞뒷면을 개방면으로 하는 복수의 방사 프레임들; 상기 회전축이 위치하는 방향으로 오목하게 휜 자세를 취하며 상기 방사 프레임들 사이에 각각 위치하고, 서로 이웃하는 방사 프레임에 고정된 복수의 여과부재들; 및 상기 회전축으로부터 외측으로 연장하는 앞판, 상기 앞판으로부터 후방으로 연장하는 외측판 및 상기 외측판으로부터 내측으로 연장하되 상기 회전축과 떨어져 있는 뒷판을 각각 포함하고, 상기 회전축의 회전방향으로 나열된 복수의 내측 여액 받이들;을 포함하는 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기를 제공한다.

Description

슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기{SLUDGE THICKENER}

본 발명은 슬러지 농축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 후속 탈수과정에 사용되는 탈수기로 슬러지를 균등하게 공급할 수 있는 슬러지 농축기에 관한 것이다.

현재, 가정이나 공장 등에서 버려지는 하수는 하수처리장으로 보내진 후 처리되고 있다. 하수 처리 과정은 정수 과정과 슬러지 처리 과정을 포함하는데, 정수 과정에서는 하수가 하천의 자정작용이 발동될 수 있는 범위까지 정화된 후 하천과 같은 공공수역으로 방류되고, 슬러지 처리 과정에서는 정수 과정에서 발생하는 슬러지가 농축, 탈수와 같은 과정을 통해 처리된다.

슬러지의 농축 과정에서 사용되는 슬러지 농축기는 후속 과정에서 탈수될 슬러지로부터 1차적으로 여액을 제거하는 장치이다. 이러한 슬러지 농축기는 크게 중력식 농축기와 기계식 농축기로 구분될 수 있다. 국내 하수처리장의 대부분에는 중력식 농축기가 설치되어 있으나, 점차 기계식 농축기의 적용 사례가 늘고 있다.

기계식 농축기의 다양한 예들이 공개특허공보 특2003-0079330호(중력탈수식 농축기), 공개특허공보 제10-2005-0115645호(중력식 벨트 농축기), 공개특허공보 제10-2013-0100547호(슬러지 농축장치), 등록특허공보 제10-1209709호(스크류 이송식 슬러지 농축 장치) 등에 개시되어 있다.

공개특허공보 제10-2013-0100547호(슬러지 농축장치)와 등록특허공보 제10-1209709호(스크류 이송식 슬러지 농축 장치)에 개시된 기술에서는 출수공들을 갖는 드럼 내부에서 회전하는 스크류에 의해 슬러지가 일측에서 반대측으로 직선 이동을 하는데, 이 과정에서 슬러지의 여액이 드럼의 출수공을 통해 아래로 낙하한다. 그러나 이러한 농축기에서는 농축 슬러지가 후속 탈수과정에서 사용되는 탈수기로 곧바로 균등하게 공급될 수 없고, 농축 슬러지 저장탱크와 같은 곳에 저장된 이후에야 탈수기로 균등하게 공급될 수 있다.

이러한 문제를 해결할 수 있는 기술이 공개특허공보 특2003-0079330호(중력탈수식 농축기)와 공개특허공보 제10-2005-0115645호(중력식 벨트 농축기)에 개시되어 있다. 이 기술에서는 무한회전하는 벨트식 여과포에 슬러지가 놓여 직선으로 이동하게 되는데, 이 과정에서 슬러지의 여액이 중력에 의해 여과포의 아래로 낙하한다. 그리고 농축 슬러지는 벨트식 여과포 상에 균등하게 퍼진 상태로 놓이기 때문에, 상기 벨트식 여과포로부터 낙하하면서 탈수기로 곧바로 균등하게 공급된다.

공개특허공보 특2003-0079330호(중력탈수식 농축기) 공개특허공보 제10-2005-0115645호(중력식 벨트 농축기) 공개특허공보 제10-2013-0100547호(슬러지 농축장치) 등록특허공보 제10-1209709호(스크류 이송식 슬러지 농축 장치)

그러나 공개특허공보 특2003-0079330호(중력탈수식 농축기) 및 공개특허공보 제10-2005-0115645호(중력식 벨트 농축기)의 기술에서는 슬러지가 어느 한 방향으로 직선 이동을 하는 동안 슬러지의 농축이 이루어지기 때문에, 농축이 효율적으로 이루어지기 위해서는 슬러지의 이동 거리가 충분히 보장되어야 한다. 따라서 농축기는 긴 길이를 가질 수밖에 없다.

또한, 공개특허공보 특2003-0079330호(중력탈수식 농축기) 및 공개특허공보 제10-2005-0115645호(중력식 벨트 농축기)의 기술에서는 벨트식 여과포를 무한 회전시키기 위한 구성들이 마련되어야 한다. 따라서 농축기가 복잡한 구성을 갖게 된다.

이에 본 발명은 후속 탈수과정에 사용되는 탈수기로 슬러지를 균등하게 공급할 수 있으면서도 종래에 비해 작은 크기 및 간단한 구성으로 마련될 수 있는 슬러지 농축기를 제공하고자 한다.

본 발명은, 구동모터에 의해 시계방향으로 회전하고, 슬러지로부터 분리된 여액이 나들 수 있는 복수의 여액공들을 구비하며, 상기 여액공들과 연통하는 내부공간을 구비한 회전축; 상기 회전축으로부터 방사상으로 연장하도록 마련되고, 상기 회전축에 고정된 내측단을 가지며, 상기 회전축의 회전방향으로 이격한 앞뒷면을 개방면으로 하는 복수의 방사 프레임들; 상기 회전축이 위치하는 방향으로 오목하게 휜 자세를 취하며 상기 방사 프레임들 사이에 각각 위치하고, 서로 이웃하는 방사 프레임에 고정된 복수의 여과부재들; 및 상기 회전축으로부터 외측으로 연장하는 앞판, 상기 앞판으로부터 후방으로 연장하는 외측판 및 상기 외측판으로부터 내측으로 연장하되 상기 회전축과 떨어져 있는 뒷판을 각각 포함하고, 상기 회전축의 회전방향으로 나열된 복수의 내측 여액 받이들;을 포함하는 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기를 제공한다.

상기 내측 여액 받이의 외측판은 후방으로 가면서 높이가 낮아지도록 경사져 있다.

상기 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기는, 상기 내측 여액 받이의 외측에 위치하도록 방사 프레임들에 각각 고정된 복수의 외측 여액 받이들;을 포함한다. 이 외측 여액 받이는 상기 회전축의 회전방향으로 이격한 앞판 및 뒷판과 이 두 판들의 외측단을 연결하는 외측판을 포함한다. 그리고 상기 외측 여액 받이의 앞판은 뒷판보다 길게 마련되고, 상기 내측 여액 받이의 외측판과 떨어져 있다.

상기 외측 여액 받이의 앞판은 내측으로 가면서 후방을 향하도록 경사져 있다.

위와 달리, 상기 외측 여액 받이는 상기 방사 프레임의 외측단으로부터 내측으로 연장하는 평판으로 이루어질 수도 있다. 이때 상기 평판은 상기 내측 여액 받이의 외측판과 떨어지도록 마련된다.

상기 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기는, 외부로부터 투입된 슬러지를 9시 방향에 위치하는 방사 프레임의 앞쪽 여과부재로 공급하는 슬러지 공급 호퍼;를 포함한다.

본 발명은 후속 탈수과정에서 사용되는 탈수기로 슬러지를 균등하게 공급할 수 있고, 그러면서도 첫째, 슬러지를 시계방향으로 회전시키면서 농축시키기 때문에 슬러지를 직선이동시키면서 농축시키는 종래 기술에 비해 작은 크기로 마련될 수 있으며, 둘째, 슬러지의 직선이동을 위한 복잡한 구성들을 필요로 하지 않기 때문에 종래 기술에 비해 간단한 구성으로 마련될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기의 방사 프레임, 내측 여액 받이 및 외측 여액 받이를 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기의 변형예를 도시한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야할 것이다.

본 발명에 따른 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기(100)는 후속 과정에서 탈수될 슬러지로부터 여액을 1차적으로 분리하기 위한 것으로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 회전축(140)과, 복수의 방사 프레임들(120-1 내지 120-8)과, 복수의 여과부재들(130-1 내지 130-8)과, 복수의 내측 여액 받이들(126)과, 복수의 외측 여액 받이들(124)과, 슬러지 공급 호퍼(110)를 포함한다.

상기 회전축(140)은 좌단 및 우단이 막힌 원기둥 형태로 마련되고, 내부공간(144)을 갖는다. 또한, 회전축(140)은 자신의 내부공간(144) 및 외부공간을 연통시키는 복수의 여액공들(142)을 갖는다. 슬러지로부터 분리된 여액은 여액공들(142)을 통해 회전축(140)의 내부공간(144)으로 유입될 수 있고, 상기 내부공간(144)의 여액들은 여액공들(142)을 통해 아래로 낙하할 수 있다. 이러한 여액공들(142)은 회전축(140)의 원주방향 및 길이방향을 따라 나열되어 있다. 한편, 상기 회전축(140)은 구동모터(미도시)의 작동시 도 1에 도시된 바와 같이 시계방향으로 회전하게 된다.

상기 방사 프레임들(120-1 내지 120-8)은 회전축(140)에 고정된 내측단을 갖고, 회전축(140)으로부터 방사상으로 연장하며, 회전축(140)의 회전방향을 따라 일정한 간격으로 나열되어 있다. 그리고 방사 프레임들(120-1 내지 120-8)의 앞면 및 뒷면은 여액이 자유롭게 통과할 수 있도록 개방면으로 마련된다. 여기서, 방사 프레임(120-1 내지 120-8)의 앞면은 회전축(140)의 회전방향으로 이격한 두 면들 중 앞쪽에 위치하는 면을 의미하고, 그 뒷면은 나머지 한 면을 의미한다.

이러한 방사 프레임들(120-1 내지 120-8)의 수는 상황에 따라 적절하게 선택될 수 있으나, 이하에서는 도 1에 도시된 바와 같이 방사 프레임이 8개로 마련된 경우를 예로 들어 설명한다. 그리고 8개의 방사 프레임들(120-1 내지 120-8)에 1번부터 8번까지 번호를 부여하되, 도 1에서 12시 방향에 위치하는 방사 프레임(120-1)을 1번으로 하고, 그 전방에 위치하는 것들(120-2 내지 120-8)을 순차적으로 2번부터 8번으로 한다.

상기 여과부재들(130-1 내지 130-8)은 방사 프레임들(120-1 내지 120-8)과 동일한 개수인 8개로 마련된다. 이 8개의 여과부재들(130-1 내지 130-8)에도 1번부터 8번까지 번호를 부여하여 설명하되, 1번 방사 프레임(120-1)의 앞쪽에 위치하는 여과부재(130-1)를 1번으로 하고, 그 전방에 위치하는 것들(130-2 내지 130-8)을 순차적으로 2번부터 8번으로 하여 설명한다. 상기 여과부재들(130-1 내지 130-8)로는 슬러지는 통과시키지 않고 여액만을 통과시킬 수 있는 것들(예컨대, 여과포, 타공 스크린 등)이 사용된다.

여과부재들(130-1 내지 130-8)은 방사 프레임들(120-1 내지 120-8) 사이에 각각 위치한다. 예컨대, 1번 여과부재(130-1)는 1번 방사 프레임(120-1)과 2번 방사 프레임(120-2) 사이에 위치하고, 2번 여과부재(130-2)는 2번 방사 프레임(120-2)과 3번 방사 프레임(120-3) 사이에 위치하는 식이다.

그리고 상기 여과부재들(130-1 내지 130-8)은 도 1에 도시된 바와 같이 회전축(140)이 위치하는 방향으로 오목하게 휘어 있다. 오목하게 휜 부위를 기준으로 앞쪽에 위치하는 부위는 방사 프레임(120-1 내지 120-8)의 뒷면 테두리(122)에 고정되고, 뒤쪽에 위치하는 부위는 방사 프레임(120-1 내지 120-8)의 앞면 테두리에 고정된다. 1번 여과부재(130-1)를 예로 들면, 오목하게 휜 부위의 앞쪽에 위치는 부위는 2번 방사 프레임(120-2)의 뒷면 테두리(122)에 고정되고, 오목하게 휜 부위의 뒤쪽에 위치하는 부위는 1번 방사 프레임(120-1)의 앞면 테두리에 고정된다.

상기 내측 여액 받이들(126)은 회전축(140)의 회전방향을 따라 일정한 간격으로 나열되어 있고, 방사 프레임들(120-1 내지 120-8)에 각각 고정되어 있다. 이러한 내측 여액 받이(126)는 앞판, 뒷판 및 외측판을 포함한다. 상기 앞판은 회전축(140)으로부터 외측으로 연장하고, 외측판은 앞판의 외측단으로부터 후방으로 연장한다. 상기 외측판은 후방으로 가면서 높이가 낮아지도록 경사져 있다. 상기 뒷판은 외측판의 후단으로부터 내측으로 연장하되, 회전축(140)과 떨어져 있다. 따라서 상기 뒷판과 회전축(140) 간에는 갭이 위치한다.

상기 외측 여액 받이들(124)은 내측 여액 받이들(126)의 외측에 위치하도록 방사 프레임들(120-1 내지 120-8)에 각각 고정되어 있다. 그리고 외측 여액 받이들(124) 각각은 앞판과, 뒷판과, 외측판을 포함한다. 상기 외측판은 방사 프레임의 외측단에 고정되어 있다. 방사 프레임의 외측단이 막혀있는 경우 방사 프레임의 외측단이 외측 여액 받이(124)의 외측판으로 사용될 수도 있다. 상기 앞판은 외측판의 전단으로부터 내측으로 연장하되 상기 내측 여액 받이(126)의 외측판과 떨어져 있다. 또한, 상기 앞판은 내측으로 가면서 후방을 향하도록 경사져 있다. 상기 뒷판은 외측판의 후단으로부터 내측으로 연장하되 외측 여액 받이(124)의 앞판보다 짧게 마련된다.

상기 슬러지 공급 호퍼(110)는 슬러지 투입구(112)를 구비하는데, 이 슬러지 투입구(112)로는 농축할 슬러지가 투입된다. 또한, 슬러지 공급 호퍼(110)는 투입된 슬러지를 9시 방향에 위치하는 방사 프레임(7번 방사 프레임(120-7))의 앞쪽 여과부재(7번 여과부재(130-7))로 공급할 수 있게 마련되어 있다.

한편, 6시 방향에 위치하는 방사 프레임, 즉 5번 방사 프레임(120-5)의 수직 하부를 기준으로 일측에는 탈수기가 위치하고, 타측에는 여액 탱크가 위치한다. 탈수기는 2번 내지 4번 방사 프레임(120-2 내지 120-4)의 하부에 위치하고, 여액 탱크는 6번 내지 8번 방사 프레임(120-6 내지 120-8)의 하부에 위치한다. 그리고 여과부재들(130-1 내지 130-8)의 좌우측을 통해 슬러지가 유출되지 않도록 상기 방사 프레임들(120-1 내지 120-8)의 좌우단에는 디스크 형태의 덮개(미도시)가 설치된다. 한편, 미설명 부호 128은 방사 프레임들(120-1 내지 120-8)의 외측단에 고정된 스크레퍼이다.

이상과 같은 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기(100)에서는 회전축(140)이 천천히 시계방향으로 회전하고, 그러는 동안 농축할 슬러지가 슬러지 투입구(112)로 투입된다. 그러면, 투입된 슬러지는 7번 여과부재(130-7)의 위치를 경유하는 여과부재들에 놓인 후 시계방향으로 회전하게 된다.

이 과정에서, 7번 여과부재(130-7)에 놓인 슬러지로부터 분리된 여액은 외측 여액 받이(124)의 앞판으로 낙하한 후 여액 탱크로 낙하한다. 그리고 8번 여과부재(130-8) 및 1번 여과부재(130-1)에 놓인 슬러지로부터 분리된 여액은 회전축(140)의 표면이나 내측 여액 받이(126)로 낙하한 후 여액공(142)을 통해 회전축(140)의 내부공간(144)으로 유입된다. 그리고, 회전축(140)의 내부공간(144)으로 유입된 여액은 6시 방향 근방의 여액공(142)을 통해 6시 방향의 내측 여액 받이(126)로 낙하한 후, 6시 방향의 내측 여액 받이(126)가 9시 방향으로 회전하는 동안 여액 탱크로 낙하하게 된다.

2번 여과부재(130-2)에 놓인 슬러지로부터 분리된 여액은 외측 여액 받이(124)에 갇혀 있다가, 이 외측 여액 받이(124)가 6시 방향에서 9시 방향으로 이동하는 동안 여액 탱크로 낙하한다. 4번 여과부재(130-4) 및 5번 여과부재(130-5)에서는 농축 슬러지 및 잔여 여액이 탈수기로 낙하한다.

한편, 상술한 바와 달리 상기 외측 여액 받이(124)는 평판으로 구성될 수도 있다. 이 경우, 외측 여액 받이(124a)는 도 4에 도시된 바와 같이 방사 프레임(120-1 내지 120-8)의 외측단으로부터 내측으로 연장하되, 내측 여액 받이(126)의 외측판과 떨어지게 마련된다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 외측 여액 받이(124)가 아예 마련되지 않을 수도 있다.

도 1에 도시된 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기(100)에서는 슬러지의 농축이 9시 방향에서 3시 방향 사이에서 이루어지는 반면, 도 3에 도시된 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기(100)에서는 슬러지의 농축이 9시 방향에서 12시 방향 사이에서 이루어지고, 도 4에 도시된 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기(100)에서는 슬러지의 농축이 9시 방향에서 대략 1시 방향 사이에서 이루어진다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.

100 : 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기
110 : 슬러지 공급 호퍼 112 : 슬러지 투입구
120-1 내지 120-8 : 방사 프레임
122 : 방사 프레임 뒷면 테두리 124 : 외측 여액 받이
126 : 내측 여액 받이 128 : 스크래퍼
130-1 내지 130-8 : 여과부재 140 : 회전축
142 : 여액공 144 : 내부공간

Claims (6)

1. 구동모터에 의해 시계방향으로 회전하고, 슬러지로부터 분리된 여액이 나들 수 있는 복수의 여액공들을 구비하며, 상기 여액공들과 연통하는 내부공간을 구비한 회전축;
   상기 회전축으로부터 방사상으로 연장하도록 마련되고, 상기 회전축에 고정된 내측단을 가지며, 상기 회전축의 회전방향으로 이격한 앞뒷면을 개방면으로 하는 복수의 방사 프레임들;
   상기 회전축이 위치하는 방향으로 오목하게 휜 자세를 취하며 상기 방사 프레임들 사이에 각각 위치하고, 서로 이웃하는 방사 프레임에 고정된 복수의 여과부재들; 및
   상기 회전축으로부터 외측으로 연장하는 앞판, 상기 앞판으로부터 후방으로 연장하는 외측판 및 상기 외측판으로부터 내측으로 연장하되 상기 회전축과 떨어져 있는 뒷판을 각각 포함하고, 상기 회전축의 회전방향으로 나열된 복수의 내측 여액 받이들;을 포함하는 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 내측 여액 받이의 외측판은 후방으로 가면서 높이가 낮아지도록 경사져 있는 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 내측 여액 받이의 외측에 위치하도록 방사 프레임들에 각각 고정된 복수의 외측 여액 받이들;을 포함하되,
   상기 외측 여액 받이는 상기 회전축의 회전방향으로 이격한 앞판 및 뒷판과 이 두 판들의 외측단을 연결하는 외측판을 포함하고, 상기 외측 여액 받이의 앞판은 뒷판보다 길게 마련되고 상기 내측 여액 받이의 외측판과 떨어져 있는 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 외측 여액 받이의 앞판은 내측으로 가면서 후방을 향하도록 경사져 있는 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 내측 여액 받이의 외측에 위치하도록 방사 프레임들에 각각 고정된 복수의 외측 여액 받이들;을 포함하되,
   상기 외측 여액 받이는 상기 방사 프레임의 외측단으로부터 내측으로 연장하는 평판으로 이루어지고, 상기 평판은 상기 내측 여액 받이의 외측판과 떨어져 있는 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   외부로부터 투입된 슬러지를 9시 방향에 위치하는 방사 프레임의 앞쪽 여과부재로 공급하는 슬러지 공급 호퍼;를 포함하는 슬러지 균등공급기능을 갖는 농축기.
   
   

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