KR101644345B1 - 스크류 스크린 장치 - Google Patents

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KR101644345B1
KR101644345B1 KR1020150171916A KR20150171916A KR101644345B1 KR 101644345 B1 KR101644345 B1 KR 101644345B1 KR 1020150171916 A KR1020150171916 A KR 1020150171916A KR 20150171916 A KR20150171916 A KR 20150171916A KR 101644345 B1 KR101644345 B1 KR 101644345B1
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이재진
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(주)동일캔바스엔지니어링
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Abstract

본 발명은, 하수 및 협잡물이 흐르는 하수로로부터 위쪽으로 연장하도록 설치되되, 상기 하수로에 위치하는 부위를 상기 하수는 통과시키나 상기 협잡물은 통과시키지 않는 스크린으로 하는 외통; 상기 외통의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 회전 시 상기 스크린에 걸린 협잡물을 위쪽으로 이송시키도록 마련된 스크류 날개; 상기 스크류 날개의 상단에 고정된 회전축; 상기 외통에 고정된 상단을 갖고, 상기 회전축 및 스크류 날개를 관통하며 연장하도록 상기 외통의 내부에 설치된 고정축; 및 상기 회전축을 회전시키기 위한 구동 수단;을 포함하는 스크류 스크린 장치를 제공한다.

Description

스크류 스크린 장치{SCREW SCREEN APPARATUS}
본 발명은 하수에 포함된 협잡물을 걸러내기 위한 스크류 스크린 장치에 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.
정수 과정은 일반적으로 고형 부유물질(나뭇가지, 플라스틱병, 스티로폼 등) 및 고형 침전물질(모래, 자갈, 금속 등)을 제거하는 물리적 정수 과정과, 유기물 등과 같은 용존성 물질을 제거하는 화학/생물학적 정수 과정을 포함한다. 물리적 정수 과정에서는 고형 부유물질, 즉 협잡물이 스크린 장치에 의해 먼저 제거되고, 이후 고형 침전물질이 침사 인양기에 의해 제거된다.
협잡물을 제거하는 상기 스크린 장치의 한 유형으로 레이스 스크린 장치가 알려져 있다. 상기 레이크 스크린 장치는 스크린 및 레이크들을 포함한다. 상기 스크린은 하수는 통과시키나 하수에 포함된 협잡물은 통과시키지 않는다. 그리고 상기 레이크들은 스크린에 걸린 협잡물을 걷어올린다. 이러한 레이크 스크린 장치의 일 예가 등록특허 제10-0882556호(폐수처리용 스크린장치의 스크린바 고정구조)에 개시되어 있다.
상기 스크린 장치의 다른 유형인 스크류 스크린 장치도 알려져 있다. 스크류 스크린 장치에서는 레이크 스크린 장치에서와 달리 스크린에 걸린 협잡물을 스크류가 걷어올린다. 이때, 상기 스크류로는 유축 스크류 또는 무축 스크류가 사용된다. 무축 스크류에서는 스크류 날개가 스크류 축의 외면에 고정되어 있다. 따라서 스크류 축이 회전하면, 스크류 날개가 회전하면서 스크린에 걸린 협잡물을 위쪽으로 이송시킨다. 무축 스크류에서는 스크류 날개가 스크류 축의 일단에 고정되어 있다. 따라서 스크류 축이 회전하면 역시 스크류 날개가 회전하면서 협잡물을 위쪽으로 이송시키는데, 이때 스크류 날개는 자신의 중앙 부위에 축이 없는 상태, 즉 무축 상태로 회전하게 된다.
이러한 스크류 스크린 장치의 예들이 등록특허 제10-0941923호(스컴 스크린용 무축 스크류 컨베이어의 브러쉬 설치구조), 등록특허 제10-1403751호(협잡물 제거장치), 등록실용신안 제20-0233796호(폐수 협잡물 제거 장치의 스크류 구조)에 개시되어 있다.
등록특허 제10-0882556호(폐수처리용 스크린장치의 스크린바 고정구조) 등록특허 제10-0941923호(스컴 스크린용 무축 스크류 컨베이어의 브러쉬 설치구조) 등록특허 제10-1403751호(협잡물 제거장치) 등록실용신안 제20-0233796호(폐수 협잡물 제거 장치의 스크류 구조)
상술한 바와 같이 종래의 스크류 스크린 장치에서는 유축 또는 무축 스크류가 사용되고 있다. 그런데 유축 스크류나 무축 스크류는 협잡물을 아예 이송시키지 못하거나, 이송시키더라도 이송 효율의 저하를 일으킬 수 있다. 이러한 문제들은 유축 또는 무축 스크류가 수평으로 놓일 경우에는 그다지 심각하지 않으나, 스크린 장치에서와 같이 스크류가 경사지게 놓일 경우에는 심각한 수준으로 발생할 수 있다. 따라서 본 발명은 이러한 문제를 해결할 수 있는 스크류 스크린 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은, 하수 및 협잡물이 흐르는 하수로로부터 위쪽으로 연장하도록 설치되되, 상기 하수로에 위치하는 부위를 상기 하수는 통과시키나 상기 협잡물은 통과시키지 않는 스크린으로 하는 외통; 상기 외통의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 회전 시 상기 스크린에 걸린 협잡물을 위쪽으로 이송시키도록 마련된 스크류 날개; 상기 스크류 날개의 상단에 고정된 회전축; 상기 외통에 고정된 상단을 갖고, 상기 회전축 및 스크류 날개를 관통하며 연장하도록 상기 외통의 내부에 설치된 고정축; 및 상기 회전축을 회전시키기 위한 구동 수단;을 포함하는 스크류 스크린 장치를 제공한다.
상기 고정축은 상기 스크린의 상단까지만 연장하도록 마련된다.
상기 스크린의 상하단 사이에 위치하는 스크류 날개의 끝에는 브러시 조립체가 장착된다. 그리고 상기 브러시 조립체는, 상기 스크린의 내면과 접촉하는 브러시를 갖는 브러시 바디; 및 상기 스크류 날개와 분리 가능하게 결합하고, 상기 스크류 날개와 결합하였을 때 상기 브러시 바디를 파지하는 파지 브래킷;을 포함한다.
상기 브러시 바디의 서로 대향하는 두 면들 중 상기 스크류 날개와 맞닿는 면의 반대면은 상기 스크류 날개의 끝으로 갈수록 상기 스크류 날개와 가까워지는 경사면으로 이루어지고, 상기 파지 브래킷은 상기 브러시 바디의 경사면을 가압하기 위한 경사면을 갖는다.
상기 파지 브래킷은 상기 스크류 날개의 끝을 향해 연장하는 장공을 구비하고, 상기 장공으로는 상기 스크류 날개와 상기 파지 브래킷 간 결합을 위한 볼트가 통과한다.
본 발명에서는 협잡물이 스크류 날개의 회전 방향으로 회전하는 것을 방해하려는 힘이 종래에 비해 더 크므로, 협잡물 이송되는 않는 현상이 발생할 우려가 전혀 없을 뿐만 아니라 물체의 이송 효율이 매우 우수하다.
또한 본 발명에 따르면, 브러시를 스크류 날개의 끝쪽으로 이동시킬 수 있으므로, 상기 브러시의 교체 회수를 최소화할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 파지 브래킷이 스크류 날개에 결합되면 브러시 바디 또한 스크류 날개에 결합되므로, 브러시 바디를 스크류 날개에 결합하기 위한 별도의 수단이 불필요하다.
도 1은 본 발명에 따른 스크류 스크린 장치를 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스크류 스크린 장치의 내부를 도시한 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 스크류 스크린 장치에서 협잡물이 이송되는 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 4는 도 1에 도시된 스크류 스크린 장치의 브러시 조립체를 확대하여 도시한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 스크류 스크린 장치의 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 스크류 스크린 장치(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 외통(110)과, 스크류 날개(120)와, 회전축(130)과, 고정축(140)과, 구동 수단을 포함한다.
상기 외통(110)은 하수로(20) 바닥으로부터 위쪽으로 연장하되, 뒤쪽으로 기울어지도록 설치된다. 그리고 외통(110)의 아래쪽 부위는 스크린(112)으로 구성된 부위로서 하수로(20)에 위치하게 된다. 상기 스크린(112)은 하수로(20)를 따라 흐르는 하수는 통과시키나, 상기 하수와 함께 흐르는 협잡물(10)(나뭇가지, 플라스틱병, 스티로폼 등의 고형 이물질)은 통과시키지 않는다. 따라서 하수로(20)의 협잡물(10)은 상기 스크린(112)에 걸리게 된다.
상기 스크린(112)은 다양한 형태로 마련될 수 있다. 예컨대, 스크린(112)은 앞면을 개방면으로 하고 이 개방면의 좌우단에 물막이 날개를 갖는 타공 드럼 형태로 마련될 수 있다(등록실용신안 제20-0233796호에 개시된 형태). 또한 스크린(112)은 서로 떨어진 상태로 평행하게 나열된 스크린 바들을 갖는 형태로 마련될 수도 있다(등록특허 제10-0941923호에 개시된 형태). 도 1 및 도 2에는 복수의 홀(112a)을 갖는 타공 드럼 형태의 스크린(112)이 도시되어 있다.
상기 스크류 날개(120)는 외통(110)의 내부에 회전 가능하게 설치되어 있다. 스크류 날개(120)는 서로 일체를 이루는 대직경 부위(120a)와 소직경 부위(120b)를 갖는데, 대직경 부위(120a)는 외통(110)의 아래쪽 부위인 스크린(112)의 내부에 위치하고, 소직경 부위(120b)는 스크린(112) 위쪽 부위의 내부에 위치한다. 스크린(112)에 걸린 협잡물(10)은 스크류 날개(120)의 회전 시 스크류 날개(120)에 의해 밀리면서 외통(110)을 따라 상승하다가 배출구(114)를 통해 외통(110)의 외부로 배출된다. 그리고 외통(110)을 따라 상승하는 협잡물(10)에 묻어있는 하수는 배출구(114)에 도달하기 직전에 외통(110)의 배수공(116)을 통해 배출된다.
상기 배출구(114)를 통과한 협잡물(10)은 점검함(160)에 마련된 배출 호퍼(162)를 통과한 후 협잡물 수집통(12)으로 낙하한다. 그리고 배수공(116)을 통과한 하수는 점검함(160)으로부터 연장하는 호스(164)를 따라 하수로(20)로 흐르게 된다.
상기 회전축(130)은 스크류 날개(120)의 상단에 고정된 축이다. 이때, 회전축(130)의 고정은 도 2에 도시된 바와 같이 회전축(130)이 스크류 날개(120)의 상단을 관통하는 형태로 이루어질 수 있다. 이 경우, 스크류 날개(120)의 상단은 회전축(130)의 외면을 감아 돌며 고정될 것이다. 도시되어 있지는 않으나, 상기 회전축(130)의 고정은 회전축(130)의 하단이 스크류 날개(120)의 최상면에 고정되는 형태로 이루어질 수도 있다.
상기 고정축(140)은 외통(110)의 내부에서 스크류 날개(120) 및 회전축(130)을 관통하는 축이다. 고정축(140)의 상단은 외통(110)의 상단에 고정되어 있다. 또한, 고정축(140)의 외면과 회전축(130)의 내면 간에는 베어링(미도시)이 개재되어 있고, 고정축(140)과 스크류 날개(120)는 약간 떨어져 있다. 이러한 고정축(140)은 회전축(130) 및 스크류 날개(120)가 회전하더라도 회전하지 않는다.
상기 구동 수단은 회전축(130)을 회전시키기 위한 것으로서, 종동 회전체(150)와, 모터(152)와, 동력 전달체(154)를 포함한다.
상기 종동 회전체(150)는 회전축(130)의 외주면에 고정되어 있다. 따라서 종동 회전체(150)가 회전하면 회전축(130)도 회전하게 된다. 또한, 종동 회전체(150)는 동력 전달체(154)를 통해 외통(110) 외부의 모터(152)와 연결되어 있다. 따라서 모터(152)가 작동하면 종동 회전체(150)가 회전하게 된다. 종동 회전체(150)로는 풀리 또는 스프로킷이 사용될 수 있고, 상기 동력 전달체(154)로는 타이밍 벨트(종동 회전체가 풀리인 경우) 또는 체인(종동 회전체가 스프로킷인 경우)이 사용될 수 있다. 한편, 도시되어 있지는 않으나, 상기 종동 회전체(150)는 베어링(미도시)을 매개로 하여 고정축(130)에 결합될 수도 있다. 이 경우, 종동 회전체(150)에는 회전축(130)의 상단이 고정된다.
이하, 스크류 스크린 장치(100)가 지면에 대하여 소정의 각도(A)만큼 기울어진 상태에서 협잡물(10)이 이송되는 원리를 도 3을 참조하여 설명한다.
상기 모터(152)가 작동하면 종동 회전체(150), 회전축(130) 및 스크류 날개(120)가 회전하게 되는데, 그러면 스크류 날개(120)의 피치(P) 내 협잡물(10)은 스크류 날개(120)에 밀려 배출구(114) 쪽으로 상승하게 된다.
이때, 상기 피치(P) 내 협잡물(10)은 외통(110)과 접촉하는 부위(12), 스크류 날개(120)와 접촉하는 부위(16) 및 고정축(140)과 접촉하는 부위(14)를 갖는다. 그런데 스크류 날개(120)와 접촉하는 협잡물(10)의 부위(16)에는 협잡물(10)과 스크류 날개(120) 간 마찰력이 존재하고, 이 마찰력은 협잡물(10)을 스크류 날개(120)의 회전 방향(R)으로 회전시려는 힘으로 작용한다. 반면, 외통(110)과 접촉하는 협잡물(10)의 부위(12)에는 협잡물(10)과 외통(110) 간 마찰력이 존재하고, 고정축(140)과 접촉하는 협잡물(10)의 부위(14)에는 협잡물(10)과 고정축(140) 간 마찰력이 존재하는데, 이 마찰력들은 협잡물(10)이 스크류 날개(120)의 회전 방향(R)으로 회전하는 것을 방해하려는 힘으로 작용한다.
유축 또는 무축 스크류를 채택하고 있는 종래 기술에서는 협잡물(10)과 고정축(140) 간 마찰력이 존재하지 않아 협잡물(10)이 스크류 날개(120)의 회전 방향(R)으로 회전하는 것을 방해하려는 힘이 적었다. 그러나 본 발명에서는 협잡물(10)과 고정축(140) 간 마찰력이 더 추가되면서 협잡물(10)이 스크류 날개(120)의 회전 방향(R)으로 회전하는 것을 방해하려는 힘이 더 커진다.
만일, 협잡물이 스크류 날개(120)를 따라 회전하는 현상이 발생한다면, 협잡물(10)은 계속해서 제자리에서 빙빙 돌 뿐, 외통(110)을 따라 아예 상승하지 못하게 된다. 또한, 설사 상승하더라도 이 상승이 간헐적으로 이루어지면서 협잡물 이송 효율의 저하가 초래된다. 그런데 본 발명에서는 상술한 바와 같이 종래 기술에 비해 협잡물(10)의 회전을 방해하려는 힘을 고정축(140)이 추가해 주기 때문에 협잡물(10)이 이송되는 않는 현상이 발생할 우려가 전혀 없을 뿐만 아니라 협잡물(10)의 이송 효율이 종래에 비해 훨씬 좋게 되는 것이다.
한편, 상기 스크린(112)으로는 하수가 계속하여 흐르기 때문에 스크린(112)에서는 협잡물(10)의 회전을 방해하려는 힘이 비교적 크다. 따라서 고정축(140)은 스크린(112)의 상단까지만 연장하도록, 즉 스크류 날개(120)의 소직경 부위(120b)만 관통하고 대직경 부위(120a)는 관통하지 않도록 마련되어도 좋다.
상기 스크류 날개(120)의 대직경 부위(120a) 끝의 전체 구간에는 브러시 조립체가 결합되어 있다. 그리고 이 브러시 조립체는 브러시(brush)(172)와, 브러시 바디(174)와, 파지 브래킷(176)을 포함한다.
브러시(172)는 스크린(112)의 내면과 맞닿아 있는 부재로서, 그 뿌리는 브러시 바디(174)에 고정되어 있다. 브러시 바디(174)는 대직경 부위(120a)와 맞닿는 면과 이에 대향하는 대향면을 갖는데, 상기 대향면은 도시된 바와 같이 대직경 부위(120a)의 끝으로 갈수록 대직경 부위(120a)와 가까워지는 경사면으로 이루어진다.
상기 파지 브래킷(176)은 브러시 바디(174)를 파지하기 위한 것으로서, 브러시 바디(174)의 경사면에 대응하는 형태의 경사면 및 대직경 부위(120a)의 끝을 향해 연장하는 장공(176a)을 포함한다. 파지 브래킷(176)이 대직경 부위(120a)와 결합하였을 때 상기 경사면은 브러시 바디(174)의 경사면을 가압하고, 이때 브러시 바디(174)에 대한 파지가 이루어진다. 그리고 파지 브래킷(176)과 대직경 부위(120a) 간 결합은 장공(176a)을 통과하여 대직경 부위(120a)에 체결되는 볼트(178)에 의해 이루어진다. 그러면 브러시(172)의 끝이 마모되더라도, 작업자는 볼트(178)를 해체하여 파지 브래킷(176)을 대직경 부위(120a)의 끝쪽으로 이동시킨 후 다시 볼트(178)를 체결함으로써, 브러시(172)와 스크린(112)의 내면을 다시 맞닿게 할 수 있다.
한편, 상기 볼트(178)는 장공(176a) 및 대직경 부위(120a)를 모두 통과한 후 너트(미도시)와 결합하여도 무방하다.
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 : 스크류 스크린 장치 110 : 외통
112 : 스크린 114 : 배출구
116 : 배구공 120 : 스크류 날개
120a : 대직경 부위 120b : 소직경 부위
130 : 회전축 140 : 고정축
150 : 종동 회전체 152 : 모터
154 : 동력 전달체 160 : 점검함
162 : 배출 호퍼 164 : 호스
172 : 브러시 174 : 브러시 바디
176 : 파지 브래킷 176a : 장공
178 : 볼트

Claims (5)

  1. 하수 및 협잡물이 흐르는 하수로로부터 위쪽으로 연장하도록 설치되되, 상기 하수로에 위치하는 부위를 상기 하수는 통과시키나 상기 협잡물은 통과시키지 않는 스크린으로 하는 외통;
    상기 외통의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 회전 시 상기 스크린에 걸린 협잡물을 위쪽으로 이송시키도록 마련된 스크류 날개;
    상기 스크류 날개의 상단에 고정된 회전축;
    상기 외통에 고정된 상단을 가지면서 상기 외통의 내부에 설치되고, 상기 회전축 및 스크류 날개의 회전을 허용하도록 상기 회전축 및 스크류 날개를 관통하며 상기 스크린의 상단까지만 연장하는 고정축; 및
    상기 회전축을 회전시키기 위한 구동 수단;을 포함하는 스크류 스크린 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스크린의 상하단 사이에 위치하는 스크류 날개의 끝에는 브러시 조립체가 장착되되 상기 브러시 조립체는,
    상기 스크린의 내면과 접촉하는 브러시를 갖는 브러시 바디; 및
    상기 스크류 날개와 분리 가능하게 결합하고, 상기 스크류 날개와 결합하였을 때 상기 브러시 바디를 파지하는 파지 브래킷;을 포함하는 스크류 스크린 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 브러시 바디의 서로 대향하는 두 면들 중 상기 스크류 날개와 맞닿는 면의 반대면은 상기 스크류 날개의 끝으로 갈수록 상기 스크류 날개와 가까워지는 경사면으로 이루어지고, 상기 파지 브래킷은 상기 브러시 바디의 경사면을 가압하기 위한 경사면을 갖는 스크류 스크린 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 파지 브래킷은 상기 스크류 날개의 끝을 향해 연장하는 장공을 구비하고, 상기 장공으로는 상기 스크류 날개와 상기 파지 브래킷 간 결합을 위한 볼트가 통과하는 스크류 스크린 장치.
KR1020150171916A 2015-12-04 2015-12-04 스크류 스크린 장치 KR101644345B1 (ko)

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