KR101795515B1 - 스크류 프레스형 슬러지 탈수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 슬러지가 투입되고 슬러지 내의 수분을 배출하는 여과 기능을 갖는 회전 드럼; 이 회전 드럼의 축심을 관통하여 회전 드럼과 동심으로 배치되는 스크류 축 및 스크류 축의 외측 둘레를 권회하여 설치되어 회전 드럼에서 슬러지의 유입 위치로부터 유출 위치까지 슬러지에 이송 압력을 인가하는 스크류 날개로 구성되는 스크류를 포함하고, 스크류 축과 회전 드럼의 내측 표면 사이에는 슬러지가 유입되어 농축, 여과 및 압착되는 슬러지 수용 공간이 형성되고, 슬러지 수용 공간에 유입되는 슬러지는 스크류와 회전 드럼의 상대 회전에 의해 스크류의 유출 위치로 이송되면서 농축, 여과 및 압착되어 슬러지 내의 수분이 회전 드럼을 통하여 배출되는 것인 슬러지 탈수기에 관한 것으로서, 본 발명의 슬러지 탈수기는, 스크류 날개의 직경 방향 외측 단부와 회전 드럼의 내측 표면 사이에는 간극이 형성되고, 스크류 날개에는 회전 드럼의 내측 표면과 접촉하여 스크류 날개의 직경 방향 외측 단부와 회전 드럼의 내측 표면 사이의 간극을 밀봉하는 밀봉 기구가 마련되는 것이다.

Description

스크류 프레스형 슬러지 탈수기{SCREW PRESS TYPE SLUDGE DEHYDRATOR}

본 발명은 스크류 프레스형 슬러지 탈수기에 관한 것으로서, 구체적으로는 둘레에 여과 기능을 갖는 스크린이 형성된 회전 드럼과 회전 드럼의 축심을 관통하는 스크류를 포함하여 구성되어, 하수나 산업 폐수, 분뇨 또는 쓰레기 침출수 등의 수처리에 있어서 피처리물인 슬러지의 수분을 감소하기 위한 슬러지 탈수기에 관한 것이다.

하수나 산업 폐수, 분뇨 또는 쓰레기 침출수 등을 처리할 때에는 이들에 포함된 고형분을 응집시키고 응집된 슬러지로부터 수분을 최대한 제거한 후에 수분이 감소된 슬러지 고형분을 소각 또는 매립하여 처리한다.

슬러지로부터 수분을 제거 또는 감소하는 공정에서는 슬러지의 용적 축소나 후공정의 간소화를 위해 여과포를 이용한 벨트 프레스, 필터 프레스 등의 프레스 필터나 원심력을 이용하는 데칸터형(decanter type) 탈수기 또는 스크류 프레스(screw press)를 이용하여 슬러지를 압착 탈수하는 스크류 프레스형 탈수기 등이 사용되어 왔다.

최근 인구가 집중된 주택가에 처리장을 설치하거나 폐수 처리 시설의 소형화를 위해서 소음 문제나 악취 대책, 절전화 등의 환경 문제에 대해서 대응하기 용이한 스크류 프레스형 슬러지 탈수기의 이용이 증대하고 있다.

스크류 프레스형 탈수기는 여러가지 유형의 것이 있지만 어느 것이나 공통적인 구성과 작동 원리를 가지고 있다.

스크류 프레스형 탈수기는 둘레에 여과 기능을 갖는 스크린이 형성된 회전 드럼과 회전 드럼의 축심을 관통하는 스크류를 포함하여 구성되며, 스크류의 축과 회전 드럼 사이의 공간에 슬러지가 투입되며, 스크류의 축과 회전 드럼 사이의 공간이 그 축선 방향으로 갈수록 감소하도록 구성되고, 일측에 투입된 슬러지는 스크류와 회전 드럼의 상대 회전에 따라 스크류 날개에 의해 축선 방향으로 진행하면서 공간의 감소에 따라 그 용적이 축소되어 슬러지에 포함되어 있는 액체는 회전 드럼의 스크린을 통하여 배출되고 잔류하는 고형분은 회전 드럼 일단의 배출구를 통하여 배출된다.

스크류 프레스형 탈수기는 크게 분류하여, 스크류 축의 외측 표면과 회전 드럼의 내측 표면이 서로 평행하되 스크류의 피치가 축선 방향으로 갈수록 감소하여 슬러지의 용적이 감소하게 되는 평행형, 축선 방향으로 갈수록 스크류 축의 외측 표면의 직경이 증대하여 회전 드럼의 내측 표면과의 공간이 좁아지고 스크류의 피치가 감소하여 슬러지의 용적이 감소하는 경사형이 있다.

경사형의 슬러지 탈수기는 스크류 축의 경사와 스크류 날개의 피치 감소에 의해 슬러지의 용적 감소 효과가 증대되어 슬러지의 압착에 의한 탈수 효과가 크기 때문에 슬러지 탈수기로서 효과적이다.

이러한 스크류 프레스형 탈수기로서 일본 특허공보 제4373832호(문헌 1)에 개시된 것이 있다.

첨부의 도 1과 도 2를 참조하여 문헌 1의 스크류 프레스형 탈수기의 구성과 작용을 설명한다.

도 1은 문헌 1의 탈수기(10)의 평단면도이고, 도 2는 문헌 1의 탈수기(10)의 종단면도이다.

도 1에 나타난 바와 같이, 문헌 1 발명의 탈수기(10)는 케이싱(31) 내에 회전 가능하게 지지되어 설치되어 있고 둘레면에 여과 기능을 가지는 스크린(20a)이 형성되어 있는 회전 드럼(20)과 이 회전 드럼(20)의 축심을 관통하는 스크류축(13a)과 스크류 날개(13b)로 구성되는 스크류(13)를 갖추고 있다.

스크류축(13a)의 외주는 배출 측을 향해 확대되는 형태를 하고 있으며, 여기에 회전에 따라 축선 방향의 추진 작용을 일으키는 스크류 날개(13b)가 결합되어 있으며, 스크류축(13a)의 양 단부로부터는 스크류축(13a)을 지지하는 제1 및 제2 지지축(13d, 13e)이 마련되어 있다.

회전 드럼(20)의 일측에는 중공축(20b)이 형성되어 있고, 여기에는 스크류축의 제1 지지축(13d)이 삽입되어 제4 베어링(4)에 의해 중공축(20b)에 지지되어 있다. 또한, 회전 드럼의 타측은 스크류축(13a)의 제2 지지축(13e)에 제3 베어링(3)에 의해 지지되어 있다. 스크류축(13a)의 제2 지지축(13e)은 제1 베어링(1)에 의해 베이스(5)에 지지되고, 회전 드럼(20)의 중공축(20b)은 제2 베어링(2)에 의해 베이스(2)에 지지되어 있다. 이러한 구성에 의해 스크류(13)와 회전 드럼(20)은 서로에 대해 지지되어 상대 회전 가능하게 베이스(5)에 지지되어 있다.

스크류(13)는 전동 모터(14)의 회전력을 스프로켓(15), 체인(16) 및 스프로켓(17)을 통하여 전달받아 회전하고, 회전 드럼(20)도 전동 모터(22)의 회전력을 스프로켓(23), 체인(24) 및 스프로켓(25)을 통하여 전달받아 회전한다.

스크류축의 제2 지지축(13e)은 중공으로 형성되어 단부에 슬러지가 유입되는 유입구(18)가 형성되며, 유입(18)에서 유입되는 슬러지는 로터리 조인트(11)을 통하여 제2 지지축(13e)에 공급되고, 회전 드럼(20)의 내부에서 입구에 가까운 곳에 형성한 개구(19)를 통하여 회전 드럼(20) 내로 유입된다.

개구부(19)을 통하여 회전 드럼(20) 내부에 유입된 슬러지는 스크류(13)와 회전 드럼(20)의 상대 회전에 의해 스크류 날개(13b)에 의해 밀려서 배출구(29)측으로 이송되는데, 회전 드럼(20)과 스크류축(13a) 사이의 공간(100)은 스크류축(13a)의 테이퍼 형상에 의해 회전 드럼의 배출 단부(29) 측으로 갈수록 좁아지고, 스크류 날개(13b)의 피치(pitch)는 배출 단부(29) 측으로 갈수록 점차 좁아지므로, 유입된 슬러지는 배출구(29)측으로 이송됨에 따라 공간(100)의 용적 감소로 인하여 압축된다..

이와 같은 압축에 의해 슬러지 내의 수분은 회전 드럼(20)의 스크린(20a)의 여과 구멍을 통하여 외측으로 배출되는데, 스크린(20a)의 여과 구멍은 배출 단부(29)측으로 갈수록 좁게 형성되고, 크게 분류하여 유입측으로부터 슬러지가 농축, 여과 및 압착되는 공정을 거치게 된다.

스크린(20a)에서 배출되는 수분은 회전 드럼(20)의 외측으로 배출되고, 분리된 수분은 베이스(5) 중앙에서 설치된 배출구(24)를 거쳐 배출관(28)에서 배출된다.

수분이 배출된 슬러지의 고형분은 회전 드럼의 배출 단부(29)를 통하여 배출되는데, 이 배출 단부(29) 측에는 회전 드럼(20) 내의 슬러지의 압력을 조절하는 압력 조절 기구(30)가 배치되어 있다. 압력 조절 기구(30)는 스크류(13)에 의해 압출되고 배출 압력을 받는 슬러지에 대항하는 가압력을 인가하도록 고형분 배출구(39)의 개방을 조절한다.

압력 조절 기구(30)는 고형분 배출구(39)를 거쳐 배출창(36)에서 배출되는 고형분의 배출량을 조절하는 링(30a), 링(30a)을 축방향으로 진퇴시키는 동작을 전달하는 로드(30b), 회전 드럼(20)과 동축으로 회전하는 로드(30b)에 접속되어 연동하는 가압판(30c) 및 이 가압판(30c)의 회전 방향에 대해서 슬라이드 가능하고 진퇴 동작을 하는 슬라이드 조인트(30d) 및 피스톤(30e)으로 구성되어 있다.

이러한 구성에 따라, 피스톤(30e)의 동작에 의해 링(30a)이 축선 방향으로 이동하게 되어 고형분 배출구(39)의 개방 정도를 조절한다. 즉, 고형분 배출구(39)를 좁히면 고형분의 배출이 억제되어 슬러지가 회전 드럼(20) 내에 장시간 체류하면서 강하게 압착되어 슬러지로부터의 탈수율이 높아지고, 고형분 배출구(39)를 넓히면, 슬러지가 회전 드럼(20) 내를 단시간에 통과함으로써 슬러지로부터의 탈수율이 낮아진다.

이러한 문헌 1의 발명에 따른 종래 기술의 스크류 프레스형 슬러지 탈수기는 스크류 날개의 둘레와 스크류를 둘러싸는 회전 드럼의 내측 표면이 서로 맞닿아서 슬러지가 수용되어 탈수되는 공간을 형성하고, 스크류와 회전 드럼이 서로 상대 회전하면서 스크류 날개가 슬러지를 회전 드럼 내에서 공간이 좁아지는 축방향 일측으로 가압한다.

따라서, 스크류 날개의 둘레와 회전 드럼의 내측 표면은 밀착되어야 하고, 이러한 밀착 상태에서 스크류 날개의 둘레와 회전 드럼의 내측 표면 사이에는 원주 방향 및 축선 방향으로 상대적인 운동이 발생한다.

스크류 날개의 둘레와 회전 드럼의 내측 표면이 서로 접촉하면 스크류와 회전 드럼 사이의 공간에서 수용된 슬러지가 스크류 날개와 회전 드럼 사이의 틈으로 축선 방향으로 누설되는 일이 없으므로 탈수 효율이 증대될 수 있다.

그러나, 회전 드럼과 스크류는 그 길이가 수미터에 달하고 양 단부에서만 베어링에 의해 지지되므로 그 축선 방향 중앙에서 회전 드럼이나 스크류에 처짐이 발생하거나 양자의 동심도와 진원도에는 어느 정도의 공차가 있으므로, 회전 드럼의 내측 표면과 스크류 날개의 둘레가 밀착되도록 하면 이들 사이에 간섭이나 마찰로 인하여 회전 드럼의 내측 표면과 스크류 날개가 마모되어 버리는 문제가 있다.

특히, 이러한 마모가 일어나면 스크류와 회전 드럼을 사용할 수 없을 정도로 슬러지의 누설이 일어나게 되어 탈수기의 수명이 단축되어 버린다.

역으로, 회전 드럼의 내측 표면과 스크류 날개의 둘레 사이에 마찰이나 간섭이 없도록 충분한 간극을 두는 경우에는 이 간극에서의 누설로 인하여 스크류 프레스에서의 탈수 효율이 저하하는 문제가 있고, 간극에 슬러지의 고형분이 끼어서 스크류 날개나 회전 드럼에 손상을 일으키는 문제가 있다.

일본 특허공보 제4373832호(문헌 1)

본 발명은 전술한 문헌 1과 같은 스크류 프레스형 슬러지 탈수기의 문제를 해결하고자 하는 것이다.

구체적으로는 스크류 날개와 회전 드럼의 내측 표면 사이를 밀착시켜서 스크류 날개와 회전 드럼 사이에서 슬러지의 누설을 충분히 방지하여 탈수기의 탈수 효율을 높이면서도 스크류 날개와 회전 드럼의 간섭 또는 마모가 방지되는 구성의 슬러지 탈수기를 제공하려는 것이다.

특히, 본 발명은 스크류 날개와 회전 드럼 사이의 접촉에 의한 마모가 발생하여도 슬러지 탈수기의 수명이 저하하지 않고 수리와 교체를 통하여 유지 보수가 가능한 구성의 슬러지 탈수기를 제공하려는 것이다.

전술한 본 발명의 과제는, 내부에 슬러지가 투입되고 슬러지 내의 수분을 배출하는 여과 기능을 갖는 회전 드럼; 이 회전 드럼의 축심을 관통하여 회전 드럼과 동심으로 배치되는 스크류 축 및 스크류 축의 외측 둘레를 권회하여 설치되어 회전 드럼에서 슬러지의 유입 위치로부터 유출 위치까지 슬러지에 이송 압력을 인가하는 스크류 날개로 구성되는 스크류를 포함하고, 스크류 축과 회전 드럼의 내측 표면 사이에는 슬러지가 유입되어 농축, 여과 및 압착되는 슬러지 수용 공간이 형성되고, 슬러지 수용 공간에 유입되는 슬러지는 스크류와 회전 드럼의 상대 회전에 의해 스크류의 유출 위치로 이송되면서 농축, 여과 및 압착되어 슬러지 내의 수분이 회전 드럼을 통하여 배출되는 것인 본 발명의 슬러지 탈수기에 의해 달성된다.

본 발명의 슬러지 탈수기는,

스크류 날개의 직경 방향 외측 단부와 회전 드럼의 내측 표면 사이에는 간극이 형성되고, 스크류 날개에는 회전 드럼의 내측 표면과 접촉하여 스크류 날개의 직경 방향 외측 단부와 회전 드럼의 내측 표면 사이의 간극을 밀봉하는 밀봉 기구가 마련되고,

밀봉 기구는, 고분자 소재의 패널 형태로 형성되고 스크류 날개와 평행하게 서로 원주 방향으로 인접하여 배치되며 그 직경 방향 외측 단부가 회전 드럼의 내측 표면과 접촉하고 스크류 날개에 대해 그 직경 방향 위치가 조정 가능하고 탈거 가능하게 결합되는 복수 개의 밀봉 패널, 스크류 날개의 표면에 고정 설치되어 밀봉 패널의 일부를 둘러싸도록 배치되는 장착 브라켓, 및 각각의 밀봉 패널을 회전 드럼의 내측 표면에 대해 압박하는 판스프링을 포함하고,

장착 브라켓과 밀봉 패널 중의 어느 하나에는 직경 방향으로 장축을 갖는 장공이 마련되고 다른 하나에는 암나사가 형성되는 홀이 마련되어 볼트가 장공과 홀에 삽입되어 체결됨으로써, 밀봉 패널이 직경 방향으로 위치가 조절되는 방식으로 스크류 날개에 배치되며,

판스프링은 밀봉 패널의 직경 방향 단부 및 장착 브라켓 사이에 압축 상태로 배치되어 밀봉 패널을 회전 드럼의 내측 표면에 대해 압박하고, 판스프링의 양 단부는 밀봉 패널에 형성한 홈에 삽입되어 밀봉 패널에 대하여 원주 방향으로 위치가 구속되며,

판스프링에는 밀봉 패널의 직경 방향 단부 및 장착 브라켓의 표면과 각각 접촉하는 복수 개의 굴곡부가 형성되는 것이다.

이러한 본 발명의 슬러지 탈수기는 통상의 스크류 프레스형 슬러지 탈수기와 동일한 방식으로 작동한다.

회전 드럼의 유입 위치에서는 탈수될 슬러지가 유입되고, 유입된 슬러지는 스크류와 회전 드럼의 상대 회전에 따라 스크류 날개에 의해 유출 위치로 이송되면서 가압되어, 슬러지 내의 수분은 회전 드럼에서 여과되어 외부로 배출된다.

이러한 작동에 있어서, 스크류 날개의 외측 둘레는 회전 드럼의 내측 표면과 근접한 상태를 유지하지만 서로 접촉되지는 않고, 스크류 날개에 결합되어 있는 밀봉 기구의 밀봉 패널들의 외측 단부가 이 회전 드럼의 내측 표면 접촉하여 스크류 날개의 양측 사이를 밀봉하여 스크류 날개와 회전 드럼 사이에서 슬러지가 누설되지 않게 된다.

스크류와 회전 드럼의 처짐이나 제조 상의 공차로 인하여 스크류 날개의 외측 단부와 회전 드럼의 내측 표면 사이의 간극은 일정하지 않을 수 있다.

그러나, 본 발명의 슬러지 탈수기에서 밀봉 패널들은 탄성 부재인 판스프링에 의해 회전 드럼에 내측 표면에 대해 압박되고, 장공에 의해 스크류 날개에 대해 직경 방향으로 위치가 자동 조정되므로, 스크류 날개의 외측 둘레와 회전 드럼의 내측 표면 사이의 간극이 일정하지 않아도 항상 밀봉 패널의 외측 둘레는 회전 드럼에 내측 표면에 접촉되어 밀봉 상태를 유지하게 된다.

밀봉 패널의 외측 단부가 회전 드럼의 내측 표면과 접촉하는 상태에서 스크류 날개와 회전 드럼 사이에는 회전 드럼의 축선 방향 및 원주 방향으로의 상대 이동이 있으므로, 통상 금속으로 형성되는 회전 드럼보다는 고분자 재료로 이루어지는 밀봉 패널이 마찰에 의해 마모된다.

밀봉 패널이 마모되어도 탄성 부재에 의한 압박에 의해 밀봉 패널의 외측 둘레와 회전 드럼의 내측 표면 사이의 접촉은 유지되지만, 밀봉 패널의 마모가 더 진행되어 접촉 상태가 불량하게 되는 경우에는 밀봉 패널을 스크류 날개로부터 탈거하고 새로운 밀봉 패널로 교체할 수 있다.

이상 설명한 본 발명에 따른 슬러지 탈수기의 구성과 작동에 따르면, 스크류 날개와 회전 드럼의 내측 표면 사이에 간극이 생기지 않아서 스크류 날개와 회전 드럼 사이에서의 슬러지의 누설이 방지됨으로써 슬러지 탈수기의 탈수 효율이 향상될 뿐만 아니라 스크류 날개와 회전 드럼의 내측 표면 사이에 슬러지가 끼어서 회전 드럼이나 스크류 날개가 손상되고 스크류 날개와 회전 드럼이 간섭되거나 마모되는 문제가 발생하지 않는다.

특히, 제조 공차나 처짐에 의해 스크류 날개와 회전 드럼 사이의 간극이 일정하지 않아도 탄성 부재인 판스프링의 압박에 의해 밀봉 패널의 외측 둘레가 회전 드럼의 내측 표면에 밀착되는 상태를 유지한다.

또한, 슬러지 탈수기의 장기간의 사용에 의해 밀봉 패널이 마모되어도 밀봉 패널은 탄성 부재에 의해 회전 드럼에 압박되므로 일정한 접촉 상태를 유지하게 되고, 밀봉 패널의 마모 한계에 다다른 경우에는 밀봉 패널을 스크류 날개로부터 간단히 탈거하여 교체할 수 있으므로, 스크류 날개와 회전 드럼의 마모에 의해 슬러지 탈수기를 사용할 수 없게 되는 문제가 해소된다.

도 1 및 도 2는 문헌 1의 발명에 따른 스크류 프레스형 슬러지 탈수기의 횡단면도와 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 탈수기에서 스크류 날개의 일부 및 밀봉 기구를 보여주는 부분 종단면도이다.
도 4는 도 3의 화살표 'A' 방향에서 본 도면이다.
도 5는 도 3에 대응하는 도면으로서 도 3에 도시한 실시예의 변형례를 보여주는 것이다.
도 6 및 도 7은 도 4에 대응하는 도면으로서 도 3에 도시한 실시예의 다른 변형례들을 보여주는 것이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

이하에서 설명하는 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 탈수기는 도 1 및 도 2에 도시한 문헌 1의 발명에 따른 슬러지 탈수기와 같은 유형의 슬러지 탈수기를 구조를 그대로 채용하여 구현될 수 있다.

따라서, 이하의 실시예들의 구성과 작동에 대한 설명 및 첨부 도면에서는 스크류 프레스형 슬러지 탈수기의 전체적인 구성 및 작동에 대한 설명 및 도시를 생략하고, 배경 기술의 기재 및 도 1과 도 2의 도시로 이에 갈음한다.

다만, 본 발명은 도 1 및 도 2에 도시한 유형의 스크류 프레스형 슬러지 탈수기에 한정되지 않고, 이하에서 설명하는 실시예의 슬러지 탈수기는, 내부에 슬러지가 투입되고 슬러지 내의 수분을 배출하는 여과 기능을 갖는 회전 드럼과, 이 회전 드럼의 축심을 관통하여 회전 드럼과 동심으로 배치되는 스크류 축 및 스크류 축의 외측 둘레를 권회하여 설치되어 회전 드럼에서 슬러지의 유입 위치로부터 유출 위치까지 슬러지에 이송 압력을 인가하는 스크류 날개로 구성되는 스크류를 포함하고, 스크류 축과 회전 드럼의 내측 표면 사이에는 슬러지가 유입되어 농축, 여과 및 압착되는 슬러지 수용 공간이 형성되고, 슬러지 수용 공간에 유입되는 슬러지는 스크류와 회전 드럼의 상대 회전에 의해 스크류의 유출 위치로 이송되면서 농축, 여과 및 압착되어 슬러지 내의 수분이 회전 드럼을 통하여 배출되는 구성이라면, 어떠한 구성의 슬러지 탈수기에 대해서도 그대로 또는 약간의 변형을 가하여 구현될 수 있다.

이하의 설명 및 이 명세서 전체에서 '직경 방향', '원주 방향' 등의 방향을 표시하는 용어는 회전 드럼(20) 및 스크류(13)의 축선을 기준으로 하는 방향을 의미한다.

본 실시예의 슬러지 탈수기는 도 1 및 도 2에 도시한 문헌 1의 슬러지 탈수기에 그대로 적용될 수 있는데, 다만 문헌 1의 슬러지 탈수기에서는 회전 드럼(20)의 내측 표면과 스크류 날개(13b)의 선단, 즉 직경 방향 외측 단부가 서로 맞닿아 있지만, 도 3과 도 4를 참조하면 본 실시예의 슬러지 탈수기는 회전 드럼(13b)의 내측 표면과 스크류 날개(13b)의 선단이 서로 접촉하지 않고 이들 사이에 간극(g)이 형성되어 있다.

도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 슬러지 탈수기에는 이 간극(g)을 밀봉하는 구성으로서, 밀봉 기구(40)가 마련되어 밀봉 기구(40)에 의해 간극(g)이 밀봉되어 스크류 날개(13b)의 양측 사이에서 슬러지가 누설되지 않게 구성되어 있다.

스크류 날개(13b)에서 회전 드럼(13b)과 인접한 직경 방향 단부 측에는 장착 브라켓(43)이 용접에 의해 스크류 날개(13b)에 고정되어 있다. 스크류(13) 및 회전 드럼(20)은 슬러지와의 접촉에 의해 부식되지 않도록 스테인레스강으로 형성되어 있는데, 장착 브라켓(43) 역시 스크류나 회전 드럼과 마찬가지로 스테인레스강으로 형성되어 있다.

장착 브라켓(43)은 스크류 날개(13b)의 평면에 수직하게 연장되는 하단부(43b)와 이 하단부로부터 직경 방향 외측으로 스크류 날개(13b)와 평행하게 연장되는 측면부(43a)로 이루어져, 측면부(43a), 하단부(43b) 및 스크류 날개(13b)가 둘러싸는 공간에 밀봉 패널들(41)이 원주 방향으로 이격되어 배치되어 있다.

장착 브라켓(43)은 스크류 날개(13b)를 따라 슬러지 수용 공간(100) 내에서 연장되어 있고, 전체가 일체로 형성될 수 있지만, 몇 개의 장착 브라켓(43)이 스크류 날개(13b)를 따라 원주 방향으로 서로 인접하게 배치되어 실질적으로 스크류 날개(13b)를 따라 연장되는 하나의 요소를 형성하고 있다.

장착 브라켓(43)과 스크류 날개(13b) 사이의 공간에는 여러 개의 밀봉 패널(41)이 서로 원주 방향으로 인접하여 배치되는데, 밀봉 패널(41)는 그 외측 둘레가 회전 드럼(20)에 접촉하고 있어서 스크류 날개(13b)와 회전 드럼(20)의 내측 표면 사이의 간극(g)을 밀봉하는 것이다.

각각의 밀봉 패널(41)에는 그 장축이 직경 방향으로 배치되는 2개의 장공(41a)이 원주 방향으로 서로 이격 형성되어 있고, 장착 브라켓의 측면부(43b)에는 장공(41a)과 마주보는 위치에 암나사가 형성되어 있는 홀(43c)이 형성되어 있다. 볼트(44)가 홀(43c)에 나사 체결되고 장공(41a)에 삽입되어 있다. 미설명 부호 45는 와셔이다.

이러한 구성에 의해, 밀봉 패널(41)은 장착 브라켓(43)과 스크류 날개(13b) 사이에 배치되되, 장공(41a)에 의해 직경 방향으로는 움직임이 허용되는 구조로 되어 있다.

한편, 본 실시예에서는 장착 브라켓(43)에 암나사가 형성되어 있는 홀(43c)이 형성되고 밀봉 패널(41)에 장공(41a)이 형성되어 있지만, 역으로, 장착 브라켓(43)에 장공을 형성하고 밀봉 패널(41)에 암나사를 갖는 홀을 형성하여도 동일한 작용을 하는 구조로 된다.

다른 한편으로, 도 5에 도시한 변형예에서는, 장착 브라켓(43)에 형성한 홀(43c)에는 암나사가 형성되지 않고 볼트(44)가 관통하도록 형성되며, 스크류 날개(13b)에 암나사를 가공하여 여기에 볼트(44)가 결합되어 있다.

이와 같이 변형예에 의해서도 밀봉 패널(41)이 장착 브라켓(43)과 스크류 날개(13b) 사이에 배치되되, 장공(41a)에 의해 직경 방향으로는 움직임이 허용되는 구조로 된다.

밀봉 패널(41)의 직경 방향 내측 단부와 장착 브라켓(43)의 하단부(43b)의 상면 사이에는 탄성 부재로서 스프링강으로 이루어진 판스프링(42)이 삽입되어 있다.

판스프링(42)은 여러 곳에서 굴곡되는 형태로 형성되고, 양 단부(42d)는 서로 마주하는 방향으로 굴곡되어 있으며, 밀봉 패널(41)의 양 측면에는 홈(41b)이 형성되어 있어서, 여기에 판스프링의 단부(42d)가 각각 삽입되어 있어서, 판스프링(42)이 밀봉 패널(41)에 대하여 원주 방향에서의 위치가 고정된다.

판스프링(42)에서 밀봉 패널(41)의 직경 방향 내측 단부와 장착 브라켓(43)의 하단부(43b)의 상면 사이에 놓이는 부분은 3개의 굴곡 부분이 형성되어 있는데, 원주 방향 중앙의 상향으로 굴곡된 제1 굴곡부(42a)는 밀봉 패널(41)의 직경 방향 내측 단부와 맞닿고 그 양측의 하향으로 굴곡된 제2 굴곡부(42b)는 장착 브라켓(43)의 하단부(43b)의 상면과 맞닿아 배치되어 있다.

밀봉 패널(41)와 판스프링(42)이 장착된 상태에서 판스프링(42)은 직경 방향으로 압축된 상태로 되어 있어서, 판스프링(42)의 탄성 복원력에 의해 밀봉 패널(41)이 회전 드럼(20)에 대해 압박된다.

이러한 구성에 따르면, 슬러지 탈수기의 작동 중에 밀봉 패널(41)은 회전 드럼(20)의 내측 표면과 스크류 날개(13b) 사이의 간극(g)을 밀봉하여 간극(g) 사이로 슬러지가 누설되지 않게 해준다.

한편, 도 6와 도 7에는 판스프링(42', 42")의 변형예가 도시되어 있다.

도 6에 도시한 변형예에서는 밀봉 패널(41)의 측면이 아닌 하면으로부터 상측으로 향하여 2개의 홈(41b')이 형성되어 있고, 판스프링(41')의 양 단부(42d')가 이 홈(41b')에 삽입되어 있다.

도 7에 도시한 변형예에서는 판스프링(42")에서 밀봉 패널(41)의 직경 방향 내측 단부와 장착 브라켓(43)의 하단부(43b)의 상면 사이에 놓이는 부분에 총 5개의 굴곡 부분이 형성되어 있는데, 상향으로 굴곡되어 밀봉 패널(41)의 직경 방향 내측 단부와 맞닿는 2개의 제1 굴곡부(42a")와 하향으로 굴곡되어 장착 브라켓(43)의 하단부(43b)의 상면과 맞닿는 3개의 제2 굴곡부(42b")가 교호로 형성되어 있다.

이상의 변형예들과 같이, 본 발명에서 판스프링(42, 42', 42")은 밀봉 패널의 측면이나 하면 등에 단부가 구속되도록 형성될 수 있고, 밀봉 패널과 장착 브라켓의 사이에서 3개 이상의 굴곡부가 형성되어 밀봉 패널(41)의 직경 방향 내측 단부 및 장착 브라켓(43)의 하단부(43b)의 상면 모두에 맞닿아서 압축 및 복원됨으로써 스프링으로서의 기능을 할 수 있다.

밀봉 패널(41)는 회전 드럼(20) 내측의 슬러지 수용 공간에서 회전 드럼(20)의 내측 표면과 스크류 날개(13b)의 외측 둘레 사이의 간극(g)을 밀봉함으로써 스크류(13)와 회전 드럼(20)의 상대 회전에 의해 스크류 날개(13b)가 슬러지를 그 유출 위치 쪽으로 압박하여 이송할 때에 슬러지가 간극(g)을 통하여 스크류 날개의 일측에서 타측으로 누설되지 않는다.

회전 드럼(20)과 스크류 날개(13b) 사이의 간극(g)은 회전 드럼(20) 또는 스크류 날개(13b)의 처짐이나 제조 공차에 의해 일정하지 않지만, 밀봉 패널(41)은 판스프링(42)의 탄성적 복원력에 의해 회전 드럼(20)쪽으로 압박되고 있고, 밀봉 패널의 장공(41a)에 의해 밀봉 패널(41)는 장착 브라켓(43)에 대해 직경 방향으로 이동 가능하므로, 밀봉 패널(41)의 외측 단부는 어느 위치에서나 회전 드럼(20)의 내측 표면에 접촉되므로, 간극(g)에서의 누설이 방지된다.

한편, 밀봉 패널(41)의 외측 단부가 회전 드럼(20)의 내측 표면에 압박되어 접촉한 상태에서 회전 드럼(20)과 스크류 날개(13b)의 상대 회전에 의해 밀봉 패널(41)이 회전 드럼(20)에 대해 축선 방향 및 원주 방향으로 상대 이동하게 되어 지속적으로 마찰되는 상태로 된다.

밀봉 패널(41)은 회전 드럼(20)을 이루는 스테인레스강보다 강성 및 내마모성이 낮은 고분자 소재로 형성되어 있으므로, 비록 밀봉 패널(41)에 의해 회전 드럼(20)의 내측 표면이 마모되지는 않지만 슬러지 탈수기의 작동 중에 밀봉 패널(41)가 지속적으로 마모된다.

그러나, 밀봉 패널(41)는 판스프링(42)의 탄성적 복원력에 의해 회전 드럼(20)쪽으로 압박되고 있고 밀봉 패널의 장공(41a)에 의해 밀봉 패널(41)이 장착 브라켓(43)에 대해 직경 방향으로 이동 가능하므로, 밀봉 패널(41)의 선단이 마모되어도 회전 드럼(20)에 대한 탄성적 접촉 상태가 유지된다.

밀봉 패널(41)은 초고분자량 폴리에틸렌((ultrahigh molecular weight polyethylene)을 소재로 하는 패널 형태로 형성되어 있는데, 이 소재는 회전 드럼(20)을 이루는 스테인레스강보다 강성이나 내마모성이 낮고 탄성을 가지므로, 밀봉 패널(41)가 회전 드럼과 접촉한 상태에서 서로 마찰되어도 회전 드럼을 마모시키지는 않고 밀착 상태를 유지하지만, 다른 고분자 소재에 비하여 내마모성이 높기 때문에 슬러지 탈수기의 장기간의 운영에도 마모가 덜하게 된다.

또한, 초고분자량의 폴리에틸렌 소재는 마찰 계수가 낮고 윤할성이 있기 때문에 밀봉 패널이 회전 드럼에 탄성적으로 접촉한 상태에서 회전 드럼과 스크류 날개 사이의 상대 회전에 대한 마찰 저항이 작게 되고, 비록 용융점은 낮지만 밀봉 패널은 항상 슬러지와 접촉 상태에 있으므로 슬러지 탈수기의 운영 중에 밀봉 패널이 그 소재의 융점까지 가열되는 일은 발생하지 않는다.

슬러지 탈수기를 장기간 운용하면 밀봉 패널이 마모되어 탄성 부재(42)의 압박에도 불구하고 밀봉 패널와 회전 드럼 사이의 적절한 접촉 상태의 유지가 이루어지지 않을 수 있다. 이와 같이 밀봉 패널(41)의 수명이 다한 경우에는 슬러지 탈수기의 운전을 정지하고 볼트(44)를 풀러서 마모된 밀봉 패널(41)를 제거하고 새로운 밀봉 패널(41)로 쉽게 교체할 수 있다.

이상 본 발명의 실시예를 설명하였는바, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에 기재된 범위에서 다양한 수정과 변경 및 구성 요소의 부가가 가능하다.

13: 스크류 13a 스크류 축
13b: 스크류 날개 20: 회전 드럼
40: 밀봉 기구 41: 밀봉 패널
42: 판스프링 43: 장착 브라켓

Claims (4)

1. 삭제
2. 내부에 슬러지가 투입되고 슬러지 내의 수분을 배출하는 여과 기능을 갖는 회전 드럼(20); 이 회전 드럼(20)의 축심을 관통하여 회전 드럼과 동심으로 배치되는 스크류 축(13a) 및 스크류 축의 외측 둘레를 권회하여 설치되어 회전 드럼(20)에서 슬러지의 유입 위치로부터 유출 위치까지 슬러지에 이송 압력을 인가하는 스크류 날개(13b)로 구성되는 스크류(13)를 포함하고, 스크류 축(13a)과 회전 드럼(20)의 내측 표면 사이에는 슬러지가 유입되어 농축, 여과 및 압착되는 슬러지 수용 공간(100)이 형성되고, 슬러지 수용 공간에 유입되는 슬러지는 스크류(13)와 회전 드럼(20)의 상대 회전에 의해 스크류의 유출 위치로 이송되면서 농축, 여과 및 압착되어 슬러지 내의 수분이 회전 드럼을 통하여 배출되는 것인 슬러지 탈수기에 있어서,
   스크류 날개(13b)의 직경 방향 외측 단부와 회전 드럼(20)의 내측 표면 사이에는 간극(g)이 형성되고, 스크류 날개(13b)에는 회전 드럼(20)의 내측 표면과 접촉하여 스크류 날개(13b)의 직경 방향 외측 단부와 회전 드럼(20)의 내측 표면 사이의 간극(g)을 밀봉하는 밀봉 기구(40)가 마련되고,
   밀봉 기구(40)는, 고분자 소재의 패널 형태로 형성되고 스크류 날개(13b)와 평행하게 서로 원주 방향으로 인접하여 배치되며 그 직경 방향 외측 단부가 회전 드럼(20)의 내측 표면과 접촉하고 스크류 날개(13b)에 대해 그 직경 방향 위치가 조정 가능하고 탈거 가능하게 결합되는 복수 개의 밀봉 패널(41), 스크류 날개(13b)의 표면에 고정 설치되어 밀봉 패널(41)의 일부를 둘러싸도록 배치되는 장착 브라켓(43), 및 각각의 밀봉 패널(41)을 회전 드럼의 내측 표면에 대해 압박하는 복수 개의 판스프링(42, 42', 42")를 포함하고,
   장착 브라켓(43)과 밀봉 패널(41) 중의 어느 하나에는 직경 방향으로 장축을 갖는 장공(41a)이 마련되고 다른 하나에는 암나사가 형성되는 홀(43c)이 마련되어 볼트(44)가 장공(41a)에 삽입되고 홀(43c)에 체결됨으로써, 밀봉 패널(41)이 직경 방향으로 위치가 조절되는 방식으로 스크류 날개(13b)에 배치되며,
   판스프링(42, 42', 42")은 밀봉 패널(41)의 직경 방향 단부 및 장착 브라켓(43) 사이에 압축 상태로 배치되어 밀봉 패널(41)을 회전 드럼(20)의 내측 표면에 대해 압박하고, 판스프링(42, 42', 42")의 양 단부는 밀봉 패널(41)에 형성한 홈(41b, 41b')에 삽입되어 밀봉 패널(41)에 대하여 원주 방향으로 위치가 구속되며,
   판스프링(42, 42', 42")에는 밀봉 패널(41)의 직경 방향 단부 및 장착 브라켓(43)의 표면과 각각 접촉하는 복수 개의 굴곡부(42a, 42a', 42a", 42b, 42b', 42b")가 형성되는 것인 슬러지 탈수기.
3. 청구항 2에 있어서,
   장착 브라켓(43)의 홀(43c')은 볼트(44)가 관통하도록 형성되고 밀봉 패널(41)에는 장공(41a)이 마련되며 스크류 날개(13b)는 볼트(44)가 체결되도록 암나사가 형성되는 홀(131b)이 형성됨으로써, 볼트(44)가 장착 브라켓의 홀(43c') 및 밀봉 패널의 장공(41a)을 관통하고 스크류 날개(13b)의 홀(131b)에 체결되는 것인 슬러지 탈수기.
4. 청구항 2에 있어서,
   밀봉 패널(41)은 초고분자량 폴리에틸렌으로 이루어지는 것인 슬러지 탈수기.

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