KR101714353B1 - 임펠라 디스크형 원심분리기 - Google Patents

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KR101714353B1 KR1020150047355A KR20150047355A KR101714353B1 KR 101714353 B1 KR101714353 B1 KR 101714353B1 KR 1020150047355 A KR1020150047355 A KR 1020150047355A KR 20150047355 A KR20150047355 A KR 20150047355A KR 101714353 B1 KR101714353 B1 KR 101714353B1
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    • C02F11/127Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering by centrifugation

Abstract

본 발명은 원심력을 이용하여 입자가 포함된 원액(A)으로부터 밀도 및 비중이 다른 입자와 액체들을 서로 분리시키는 원심분리기에 관한 것으로서, 다수 개의 임펠라 디스크(110)가 일정한 간격을 적층된 디스크 적층체(100)와, 디스크 적층체(100)를 감싸면서 폐쇄된 처리공간을 형성시키는 보울(200)과, 디스크 적층체(100)의 상면에서 이격 설치되어 디스크 적층체(100)와의 사이에 경액배출구(310)를 형성시키고 보울(200)과의 사이에 중액배출구(320)를 형성시키는 분리막(300)과, 상기 디스크 적층체(100)와 보울(200)을 회전시키는 회전축(400)을 포함하여 이루어지되, 상기 임펠라 디스크(110)는, 유동홀(111a)이 구비된 판상의 디스크(111)와 띠형상의 임펠라(112)로 이루어지고, 상기 임펠라(112)는 디스크(111)의 하면에 돌출되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

임펠라 디스크형 원심분리기{Impeller Disk typed Centrifugal Separator}
본 발명은 액상 속에 잔존한 고형물 및 미세 미립자를 분리하고자 할 때 적용하는 기기로서, 하.폐수처리장 오니분리, 축산폐수의 고형물분리, 음식물 탈리액 3상 (고형물/오일분리/물) 분리, 폐오일3상 (고형물/오일/물) 분리, 선박 연료수분 분리, 광물성 및 식물성 오일 분리, 바이오 디젤 글리세린 분리, 화학공정 입자분리, 유제품 산업의 정제 분리, 주스용 원심분리, 제약 약품 원심분리 등 원심력을 이용하여 입자가 포함된 원액으로부터 밀도 및 비중이 다른 입자와 액체들을 서로 분리시키는 원심분리기에 관한 것이다
현탁액을 그대로 존치시키면 밀도가 높은 물질은 중력에 의해 서서히 바닥으로 가라앉는 침강현상이 발생하고, 밀도가 낮은 물질은 서서히 상부로 이동하게 되면서 서로 분리된다.
한편 물체가 원운동을 하게 되면 관성에 의해 원의 바깥 방향으로 나가려고 하는 원심력이 발생하게 되는데, 중력을 이용하여 입자를 침강시키는 것을 대신하여 상기한 원심력을 이용함으로써 고체와 액체, 중액과 경액 등으로 분리시키는 장치를 원심분리기라고 한다.
이러한 원심분리기는 실험실에서 사용되는 것으로서 1회 최대 용량이 3㎖~6,000㎖ 이하의 셀 또는 엔자임을 처리하는 연구용 원심분리기와 산업용 원심분리기로 분류되며, 산업용 원심분리기는 크게 디스크형, 튜뷸러형, 스크류 데칸트형으로 나누어진다.
원심력의 크기는 질량×반지름×각속도의 제곱에 의해 정해지므로, 상기의 각 요소를 조절함으로서 원심분리기의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
다른 한편으로, 침강에 의한 액체상에서 고형입자를 분리하는데 적용되는 가장 잘 알려진 이론은 Stokes' 법칙이다. 이에 따르면 입자의 침강속도는 고형물과 액체의 밀도차이, 원심 가속도 및, 입자의 직경에 비례하고, 액체의 점성에 반비례한다.
또 혼탁액의 체류시간이 길어지거나 원심분리기 내의 분리면적을 넓게 주어지면 작은 원심 가속도에 의해서도 침강율을 높일 수 있게 된다.
이러한 것들을 고려 종합하면, 산업용 원심분리기에서 혼탁물을 고체와 중액 및 경액으로 분리시키기 위한 분리효율을 높이기 위한 조건으로, 회전 속도를 높여 원심 가속도를 크게 하고, 입자의 단위를 키워 침강속도를 높이고. 입자의 이동 거리를 짧게 하여 체류시간 내에 입자가 분리되게 하며. 분리기 접촉면을 크게하여 분리면적을 넓게 하고 입자의 체류시간이 길어지도록 하며, 입자의 이동 거리를 짧게 하여 체류시간 내에 입자가 분리되게 하도록 고려되고 있다.
예컨대, 튜뷸러형 원심분리기는 로터의 회전속도를 높혀 원심 가속도를 최대 20,000G이상으로 하여 0.1 미크론 이하의 입자를 분리할 수 있도록 하고 있고, 스크류 데칸트형 원심분리기에서는 고분자응집제를 첨가하여 입자의 크기를 증가시키는 방법으로 1 미크론 이하의 입자를 분리할 수 있도록 하고 있으며, 디스크형 원심분리기는 분리면적을 넓히고 입자의 이동거리, 즉 침강거리를 짧게 하여 0.3 미크론 이하의 입자를 분리시킬 수 있도록 하고 있다.
그러나 튜뷸러형 원심분리기는 고속회전에 의한 밸런스 유지가 어려워 그 규모에 대한 제한이 있을 뿐 아니라 슬러지의 분리와 탈수가 주로 이루어짐에 따라 간헐식 운전으로 작업 효율이 떨어져 소량의 처리만 가능하다는 문제점이 있고, 데칸트형 원심분리기는 슬러지 배출이 스크류의 회전에 의한 압축방식이어서 마모성의 거친 입자가 포함되어 있는 경우에는 로터의 마모가 심하게 되어 유지관리비용이 크게 소요될 뿐 아니라, 고분자응집제의 첨가는 원재료의 성상을 변질시켜 부산물의 재활용에 한계가 있다.
또 회전하는 보울과 디스크의 집합으로 구성되는 디스크형 원심분리기는, 침강거리를 짧게 하기 위하여 원추형 디스크를 1~3mm의 간극을 가지게 하면서 50~100매를 적층시키고 있는 바, 이와 같이 각 디스크 사이의 좁은 간극으로 인하여 점성이 있거나 거친 입자가 포함되어 있는 경우에는 디스크 사이의 간극이 막히게 되며, 슬러지에 대한 함수율이 높아 별도의 탈수장치를 사용해야 하는 문제점이 있다.
KR 10-1444185 B1 KR 10-1492285 B1 KR 10-1137557 B1
본 발명은 상기한 종래기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고분자 응집제를 사용하거나 원심 가속도를 크게 증가시키지 않고서도 입자분리의 효율성을 크게 높일 수 있는 고효율의 원심분리기를 제공함에 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 삼투압 현상에 의해 슬러지에 함수율이 높아지는 것을 차단시킴으로써 슬러지의 탈수 효율을 높일 수 있는 원심분리기를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
또한 본 발명은 점성이 높거나 거친 입자가 포함된 유체에 대하여도 유로의 막힘없이 효율적으로 작동할 수 있어 범용적이고, 슬러지의 제거를 용이하게 하는 등 유지관리가 용이한 원심분리기를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 의하면, 다수 개의 임펠라 디스크가 일정한 간격을 적층된 디스크 적층체와, 디스크 적층체를 감싸면서 폐쇄된 처리공간을 형성시키는 보울과, 디스크 적층체의 상면에서 이격 설치되어 디스크 적층체와의 사이에 경액배출구를 형성시키고 보울과의 사이에 중액배출구를 형성시키는 분리막과, 상기 디스크 적층체와 보울을 회전시키는 회전축을 포함하여 이루어지되, 상기 임펠라 디스크는, 유동홀이 구비된 판상의 디스크와 띠형상의 임펠라로 이루어지고, 상기 임펠라는 디스크의 하면에 돌출되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 임펠라 디스크형 원심분리기가 제공된다.
이때 상기 보울은 상부커버와 하부커버로 이루어져 이들이 서로 분리되는 착탈형으로 구성될 수도 있고, 보울 전체가 일체형으로 이루어지는 고정형으로 구성될 수도 있다.
또 상기 디스크는 임펠라의 외측 단부로부터 더 연장되어 형성된 슬러지 퇴적부가 구비되도록 구성될 수도 있고, 디스크의 외측 단부와 임펠라의 외측 단부가 일치되도록 구성될 수도 있다.
또 상기 디스크는 원추형으로 구성될 수도 있고 평판형으로 구성될 수도 있다,
또 상기 임펠라는, 임펠라 디스크가 정회전하는 방향으로 휘어진 곡선의 형상으로 구성될 수도 있다.
본 발명은 임펠라를 이용하여 임자들의 뭉침현상을 유발시키기 때문에 원심가속도를 증가시키지 않고서도 분리효율을 향상시킬 수 있어 경제적인 효과를 기대하게 한다.
또한 본 발명은 임펠라에 의해 입자들의 침강거리를 대폭 단축시키기 때문에 디스크들 간의 간극을 크게 할 수 있어 디스크들 사이의 유로에 폐쇄현상이 발생될 여지가 거의 없게 된다.
또한 본 발명은 고분자 응집제를 사용하지 않아도 임펠라를 이용하여 입자들의 뭉침현상을 최대로 유발시키기 때문에 원재료의 성상을 변질시키지 않아 부산물의 재활용 범위가 확대되고, 고가의 고분자 응집제를 사용하지 않으므로 경제적인는 효과를 기대할 수 있게 한다.
또한 본 발명은 액체들의 배출을 완료시킨 후 보울을 분리하면서 슬러지를 제거할 수 있어 슬러지에 대한 삼투압 현상이 발생할 여지가 차단되므로 슬러지의 탈수효율을 극대화시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명은 슬러지의 불균일 적층에 의한 무게의 차이가 발생할 여지가 없게 되어 보다 큰 원심가속도를 가질 수 있게 할 뿐 아니라, 유지관리 및 내구성에 유리한 효과를 기대하게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 원심분리기의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 임펠라 디스크의 저면도, 단면도 및 부분절개 사시도이다.
도 3은 본 발명 원심분리기의 디스크에 의한 작용효과를 설명하는 개념도이다.
도 4는 본 발명 원심분리기의 임펠라에 의한 작용효과를 설명하는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 원심분리기의 단면도이다.
도 6, 7은 본 발명의 각 실시예에 따른 작용관계를 설명하는 개념도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 설명함에 있어 공지의 구성을 구체적으로 설명함으로 인하여 본 발명의 기술적 사상을 흐리게 하거나 불명료하게 하는 경우에는 위 공지의 구성에 관한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 임펠라 디스크형 원심분리기의 구조를 전체적으로 설명하기 위하여 이를 수직으로 절단한 단면도이고, 도 2는 상기 원심분리기의 내부에 설치된 일 실시예의 임펠라 디스크(110) 형상을 설명하기 위한 것으로서, (a)는 아래에서 바라본 저면도이고, (b)는 단면도이며, (c)는 일부를 절개하여 아래쪽에서 바라본 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 원심분리기는 디스크 적층체(100)와 이를 감싸면서 폐쇄된 처리공간을 형성시키는 보울(200)로 이루어지며, 모터 등의 동력수단에 의해 정회전 및 역회전되는 회전축(400)에 고정되어 함께 회전되도록 구성되어 있다.
또 회전축(400)의 하부에는 고액분리 대상인 원액(A)을 보울(200)의 내부로 공급시키기 위한 주입구(410)가 구성되어 있다.
상기 디스크 적층체(100)는 다수 개의 임펠라 디스크(110)가 일정한 간격으로 적층됨으로써 이루어진다.
또 디스크 적층체(100)를 구성하는 상기 임펠라 디스크(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 판상의 디스크(111)와 띠형상의 임펠라(112)로 이루어지되, 상기 디스크(111)에는 유동홀(111a)이 형성되어 있고, 상기 임펠라(112)는 디스크(111)의 하면에 돌출되도록 형성되나, 도 1에 도시된 바와 같이 그 하부에 위치한 임펠라 디스크(110)의 상면과의 사이에 이격공간이 형성되도록 구성된다.
상기 유동홀(111a)은 각 임펠라(112)의 사이에 위치하며, 각 디스크(111)에 구비된 상하의 유동홀(111a)들은 일직선을 이룸으로써 디스크 적층체(100)를 기준으로 하여 하나의 직선 연통홀을 형성한다.
상기 디스크(111)는 다수 개가 적층되면서 이들의 사이에 많은 유로를 형성하여 입자와 액체의 분리면적을 넓게 형성시키며, 또한 각 디스크(111) 사이의 좁은 간격은 입자의 이동거리를 짧게 하여 침강이 보다 효율적으로 이루어지게 한다.
도 3은 상기한 작용효과를 설명하기 위한 개념도이다.
주입구(410)를 통해 보울(200) 내부로 유입된 원액(A)은 유동홀(111a)을 따라 각 디스크(111)의 사이에 형성된 유로에 분배되며, 밀도 내지 비중이 큰 입자는 유동홀(111a)을 중심으로 유로의 하부쪽으로, 비중이 작은 액체는 유로의 상부쪽, 즉 회전축(400)의 방향으로 이동하게 된다. 이와 함께, 회전하는 보울(200)은 그 내부에 있는 액체에 대하여 회전축(400)방향으로의 2차흐름을 유도한다.
따라서 유로의 내부에 위치한 입자에는 원심력에 의해 바깥쪽으로 이동하려는 힘 P1과 액체의 2차흐름에 의해 유로를 타고 상승하려는 힘 P2가 함께 작용한다. 결국 상기 입자는 P1과 P2의 합력P에 의해 유로의 상부에 위치한 디스크(111) 쪽으로 이동하게 된다.
그런데 상기 유로를 형성하는 디스크(111)의 하면은 마찰력에 의해 액체의 흐름이 매우 약하게 이루어지므로, 디스크(111)의 하면에 위치한 입자는 상기 디스크(111)의 하면을 따라 유로의 바깥쪽, 즉 보울(200)의 내벽쪽으로 이동하게 된다.
다른 한편으로, 앞서 설명한 바와 같이 상기 디스크(111)의 하면에는 띠형상의 임펠라(112)가 돌출 형성되어 있으며, 상기 임펠라(112)는 디스크(111)의 하면을 따라 이동하는 입자의 이동속도을 보다 빠르게 하여 침강속도를 크게 증가시킨다.
원심력의 크기는 입자의 질량에 비례한다. 따라서 입자의 크기를 증가시키게 되면 원심 가속도를 증가시키지 않으면서도 원심력의 크기를 증가시는 효과를 얻을 수 있게 된다.
이러한 입자의 크기 증가는 상기의 임펠라(112)에 의해 구현되며, 도 4는 임펠라(112)에 의한 상기의 작용효과를 설명하고 있다.
원액(A)에는 다양한 크기의 입자가 포함되어 있다. 그런데 원심력의 크기는 질량에 비례하기 때문에, 도 4의 (a)에서와 같이, 디스크(111)의 회전에 따라 작은 입자는 회전축(400)에 가까운 곳에, 큰 입자는 회전축(400)으로부터 멀리 떨어진 곳에 각각 위치하게 된다. 물론 이들 모두 상기 디스크(111)의 하면에 위치하게 되는 것은 앞서 설명한 바와 같다.
질량의 크기에 따라 디스크(111)의 내측으로부터 서로 다른 이격거리를 가지면서 디스크(111)의 하면에 위치한 각 입자들은 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 돌출된 임펠라(112)에 부딪치고, 상기 임펠라(112)를 따라 외측으로 이동하게 된다.
이와 함께 임펠라(112)의 회전은 도 4의 (c)에서와 같이, 액체 속의 또 다른 입자들로 하여금 임펠라(112)에 부딪치게 하고, 앞서 외측으로 이동한 작은 입자는 그 곳으로 접근하는 보다 큰 입자와 결합된다.
즉 내측의 작은 입자는 임펠라(112)를 따라 외측으로 이동하면서 점차 커다란 입자로 형성되면서 그 입자에 작용하는 원심력을 크게 증가시켜, 입자들의 슬러지(B,액체와 분리되어 집적된 입자들의 덩어리를 말함)가 임펠라(112)의 바깥쪽으로 뿌려져 후술하는 슬러지 퇴적부(111b) 또는 슬러지 퇴적공간(230)에 쌓이게 된다.
이와 같이, 본 발명의 임펠라 디스크(110)는, 먼저 각 디스크(111)들 사이의 유로를 이용하여 크기가 다양한 입자들로 하여금 상기 디스크(111)의 하면에 위치하게 하고, 디스크(111)의 하면에 돌출된 임펠라(112)는 입자들의 침강거리를 더욱 줄이면서 상기의 입자들이 보다 큰 크기의 입자로 뭉치게 함으로써, 원심가속도를 증가시키지 않고서도 각 입자에 대한 원심력을 증가시켜 원심가속도를 증가시킨 것과 동일한 효과를 발휘하게 한다.
상기한 바와 같이 크게 뭉쳐지면서 질량이 커진 입자들은 큰 원심력에 의해 임펠라 디스크(110) 외측의 보울(200) 벽면에 침전되면서 비중이 작은 액체들과는 완전히 분리된다. 따라서 슬러지(B)에 대한 삼투압 현상의 발생이 차단되고, 이로 인하여 슬러지(B)의 탈수 효율은 극대화 된다.
또 임펠라(112)에 의한 상기한 효과는 디스크(111)의 각 사이간극을 증가시킬 수 있게 한다. 예컨대 종래의 디스크형 원심분리기에서는 침강거리 단축에 의해 입자가 분리될 수 있도록 하기 위하여 각 디스크의 간극을 1~3mm로 할 수 밖에 없었고, 이에 의해 형성된 좁은 유로가 슬러지(B)에 의해 종종 폐쇄되는 문제점이 있었다.
그러나 본 발명의 임펠라(112)는, 입자의 침강거리를 충분히 단축시키게 할 뿐 아니라, 응집제를 사용하지 않고서도 입자들이 서로 뭉쳐지게 함으로써 고효율의 고액분리를 가능하게 하므로, 각 디스크의 간극을 3mm이상, 심지어는 10mm까지 확대할 수 있으며, 따라서 고액분리의 대상 원액(A)에 점성이 있다고 하더라도 각 디스크(111)의 유로에 폐쇄현상이 발생될 여지가 거의 없게 된다.
이러한 작용효과를 가지게 하는 상기의 임펠라(112)는 방사상의 직선의 형상으로 구성시킬 수도 있으나, 입자들을 감싸면서 뭉침효과가 효율적으로 이루어질 수 있도록, 임펠라 디스크(110)가 정회전하는 방향으로 휘어진 곡선의 형상을 가지도록 구성시키는 것이 더욱 바람직하다.
다만 상기의 곡선형상이 지나치게 큰 곡률을 가지게 되는 경우에는 슬러지(B)가 임펠라(112)의 단부로부터 이탈되지 않을 수도 있는 바. 임펠라 디스크(110)의 회전속도 및 임펠라(112)의 길이 등을 고려하여 임펠라(112)의 단부에 슬러지(B)가 모이지 않는 적정한 곡률이 설정되어야 할 것이다.
또 임펠라 디스크(110)는 디스크(111)와 임펠라(112)로 구성되는 바, 상기 디스크(111)는 임펠라(112)의 외측 단부로부터 더 연장시켜 슬러지 퇴적부(111b)가 구비되도록 할 수 있다. 이러한 슬러지 퇴적부(111b)를 구성하는 디스크(111)의 연장된 단부는 보울(200)의 내벽에 근접되도록 함으로써 각 층별로 슬러지(B)가 퇴적되게 하면서 디스크 적층체(100)의 각 방향에 대한 퇴적된 슬러지(B)의 양을 균일하게 하여, 디스크 적층체(100)의 회전 밸런스가 지속적으로 유지될 수 있게 한다.
이와는 달리 디스크(111)의 외측 단부를 임펠라(112)의 외측 단부와 일치시키도록 구성시킬 수도 있으며, 이러한 구성은 슬러지(B)로 하여금 디스크 적층체(100)로부터 이탈되도록 한다. 따라서 보울(200)의 내벽은 임펠라 디스크(110)의 단부로 부터 소정의 거리가 이격되어 디스크 적층체(100)와의 사이에 슬러지 퇴적공간(230)을 형성시킨다.
이러한 구성들은 후술하는 보울(200)의 구성과 밀접한 관계를 가진다. 이에 관하여는 보울(200)의 구성과 관련하여 후술하기로 한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 임펠라 디스크형 원심분리기의 구조를 수직으로 절단한 단면도이다.
본 발명의 임펠라 디스크형 원심분리기는, 도 1에서와 같이 디스크(111)를 원추형으로 구성시킬 수도 있고, 도 5에서와 같이 평판형으로 구성시킬 수도 있으며, 이는 용도에 따라 선택할 수 있다.
예컨대 고형물이 많고 입자의 크기가 큰 경우로서 세밀한 고형분리가 덜 요구되는 경우, 디스크(111)의 형상을 평판형으로 구성시키게 되면 원심분리기 구동을 위한 에너지의 소모를 줄이는 효과를 얻을 수 있게 된다.
임펠라 디스크(110)가 고속회전됨에 따라 상술한 바와 같이 입자가 액체와 분리됨과 더불어 액체들 역시 비중의 크기에 따라 서로 분리된다. 즉 비중이 낮은 경액(D)은 회전축(400)에서 가까운 곳에, 비중이 높은 중액(C)은 이보다 외측으로 이동하게 된다.
이와 같이 비중에 따라 분리된 중액(C)과 경액(D)은 각각의 유로를 통해 외부로 배출된다. 이를 위해 디스크 적층체(100)의 상부에는 분리막(300)이 더 설치된다.
상기 분리막(300)은 디스크 적층체(100)의 상면에서 이격 설치되어 디스크 적층체(100)와의 사이에 경액배출구(310)를 형성시키고 보울(200)과의 사이에 중액배출구(320)를 형성시킨다.
따라서 회전축(400)에 가까운 위치, 즉 디스크 적층체(100)의 내측에 모여지는 경액(D)은 경액배출구(310)를 통해 외부로 배출되고, 디스크 적층체(100)의 외측에 모여지는 중액(C)은 중액배출구(320)를 통해 외부로 배출된다.
디스크 적층체(100)를 감싸고 있는 보울(200)은, 상부커버(210)와 하부커버(220)로 이루어지되, 이들이 분리되는 착탈형으로 구성될 수도 있고, 이들이 분리되지 아니하는 고정형으로 구성될 수도 있으며, 이는 앞서 설명한 임펠라 디스크(110)의 형상과 관련된다.
도 6은 보울(200)을 착탈형으로 구성시킨 경우의 그 작용관계를 설명하는 개념도이다. 착탈형 보울(200)의 하부커버(220)는 회전축(400)과 함께 회전되도록 상기 회전축(400)에 고정되고, 상부커버(210)는 하부커버(220)로부터 착탈 가능하도록 구성된다.
보울(200)이 착탈형으로 이루어진 경우에는, 디스크(111)를 임펠라(112)의 외측단부로부터 더 연장시켜 슬러지 퇴적부(111b)를 구비시킨 임펠라 디스크(110)의 형상에 유리하게 적용된다.
이 경우 앞서 설명한 바와 같이, 보울(200)은 그 내벽이 슬러지 퇴적부(111b)를 구성하는 디스크(111)의 연장된 단부에 근접되도록 설치된다.
따라서 도 6의 (a)에서와 같이, 디스크 적층체(100)와 보울(200)을 정회전시키게 되면, 원액(A)은 액체와 입자로 분리되고, 상기 액체중 비중이 작은 경액(D)은 디스크 적층체(100)의 내측으로, 비중이 큰 중액(C)은 디스크 적층체(100)의 외측으로 이동하여 각각 경액 및 중액배출구(310, 320)를 통해 외부로 배출된다.
상기와 같이 액체의 배출이 이루어지면서 이들 액체로부터 분리된 입자들의 슬러지(B)는 보울(200)의 내벽에 접한 슬러지 퇴적부(111b)에 쌓이게 되고, 액체의 배출이 완료되면, 도 6의 (b)에서와 같이, 상부커버(210)를 하부커버(220)로부터 분리시킨 후 디스크 적층체(100)를 역회전시킴으로써 상기 슬러지 퇴적부(111b)에 쌓인 슬러지(B)를 간단히 외부로 배출시킬 수 있게 된다.
또한 상기와 같이 보울(200)의 내벽이 디스크(111)의 연장된 단부에 근접되도록 한 구성은, 연속 적층된 디스크(111)에 의해 슬러지 퇴적부(111b)가 각층마다 구분되게 함으로써, 원심분리에 의해 디스크(111)의 외측으로 쌓인 슬러지(B)가 어느 한쪽으로 치우치지 않고 각 방향에 대하여 고루 쌓일 수 있게 한다.
따라서 디스크 적층체(100)에는 슬러지(B) 무게의 불균형에 의한 회전밸런스의 붕괴가 발생하지 않게 되어 고속 회전에 의한 분리효율을 높일 수 있을 뿐 아니라, 유지관리가 용이하고 장치의 내구성이 증가되는 효과를 기대하게 한다.
도 7은 보울(200)을 고정형으로 구성시킨 경우의 그 작용관계를 설명하는 개념도이다. 고정형의 보울(200)은 그 전체가 일체형으로 구성되며 회전축(400)과 함께 회전되도록 상기 회전축(400)에 고정되고, 측벽 또는 하부에는 슬러지 배출구(200a)가 구비된다.
이와 같이 보울(200)이 고정형으로 이루어진 경우에는, 디스크(111)의 외측 단부를 임펠라(112)의 외측 단부와 일치시키도록 구성시킨 경우에 유리하게 적용될 수 있다.
즉 앞서 설명한 바와 같이 고정형 보울(200)의 내벽은 임펠라 디스크(110)의 단부로부터 소정 거리 이격시킴으로써 디스크 적층체(100)와의 사이에 슬러지 퇴적공간(230)이 형성되고, 디스크 적층체(100)로부터 뿌려져 슬러지 퇴적공간(230)에 쌓인 슬러지(B)는 슬러지 배출구(200a)를 통해 외부로의 배출이 가능하게 되므로, 회전축(400)을 역회전시킬 필요 없이 연속적으로 고액분리작업을 진행시킬 수 있게 된다.
이상에서 본 발명은 구체적인 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시 예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하기 위한 예시에 불과한 것이므로, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이를 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것임은 자명한 것이다. 따라서 그러한 변형 예들은 청구범위에 기재된 바에 의해 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.
100; 디스크 적층체 110; 임펠라 디스크
111; 디스크 111a; 유동홀
111b; 슬러지 퇴적부 112; 임펠라
200; 보울 200a; 슬러지 배출구
210; 상부커버 220; 하부커버
230; 슬러지 퇴적공간 300; 분리막
310; 경액배출구 320; 중액배출구
400; 회전축 410; 주입구
A; 원액 B; 슬러지
C; 중액 D; 경액

Claims (8)

  1. 다수 개의 임펠라 디스크(110)가 일정한 간격을 적층된 디스크 적층체(100)와, 디스크 적층체(100)를 감싸면서 폐쇄된 처리공간을 형성시키는 보울(200)과, 디스크 적층체(100)의 상면에서 이격 설치되어 디스크 적층체(100)와의 사이에 경액배출구(310)를 형성시키고 보울(200)과의 사이에 중액배출구(320)를 형성시키는 분리막(300)과, 상기 디스크 적층체(100)와 보울(200)을 회전시키는 회전축(400)을 포함하여 이루어지는, 원심력을 이용하여 입자가 포함된 원액(A)으로부터 입자를 분리하는 원심분리기에 있어서,
    상기 임펠라 디스크(110)는, 유동홀(111a)이 구비된 판상의 디스크(111)와 띠형상의 임펠라(112)로 이루어지는 것으로서, 상기 임펠라(112)는 임펠라 디스크(110)가 정회전하는 방향으로 휘어진 곡선의 형상을 가지도록 디스크(111)의 하면에 돌출되되, 그 하부에 위치한 임펠라 디스크(110)의 상면과의 사이에 이격공간이 형성되도록 구성되고, 상기 디스크(111)는 임펠라(112)의 외측 단부로부터 더 연장되어 보울(200)의 내벽에 근접되도록 형성된 슬러지 퇴적부(111b)를 구비하며,
    상기 보울(200)은, 상부커버(210)와 하부커버(220)로 이루어지되, 하부커버(220)는 회전축(400)과 함께 회전할 수 있도록 상기 회전축(400)에 고정되고, 상부커버(210)는 하부커버(220)로부터 착탈 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 임펠라 디스크형 원심분리기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
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  6. 제1항에 있어서, 상기 디스크(111)는 원추형인 것을 특징으로 하는 임펠라 디스크형 원심분리기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 디스크(111)는 평판형인 것을 특징으로 하는 임펠라 디스크형 원심분리기.
  8. 삭제
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