KR101845723B1 - 헬리컬 스크래퍼 부착형 슬러지 수집기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농축 침전조의 슬러지 수집기에 관한 것으로서, 농축 침전조에서 부상한 슬러지를 일측에 형성되는 슬러지 배출수로로 이동시키는 슬러지 수집기가 함수율을 낮추어 고농도로 농축한 상태로 슬러지를 필요한 일정한 양으로 슬러지 배출수로에 보낼 수 있도록 하기 위하여 개발된 것으로;
일측에 농축된 슬러지가 배출되는 배출수로를 구비하는 농축 침전조에서 상부에 뜬 슬러지를 배출수로로 밀어 배출시키도록 하는 헬리컬 스크래퍼 부착형 슬러지 수집기에 있어서;
상기 배출수로와 농축 침전조의 사이 공간에서 평행하게 연장되며 제1 구동모터에 의하여 회전하며, 양측에는 각각 구동 스프라켓(212)이 장착되고, 양측 끝단이 삽입되어 회전가능하게 고정되도록 하는 제1 가이드 하우징을 구비하는 구동축과;
상기 농축 침전조의 상기 구동축이 설치된 반대편에 평행하게 연장되며, 양측에는 각각 종동 스프라켓이 장착되고, 양측 끝단이 삽입되어 회전가능하게 고정되도록 하는 제2 가이드 하우징을 구비하는 종동축과;
상기 구동 스프라켓과 종동 스프라켓을 연결 장착되는 한 쌍의 체인과;
상기 구동축과 평행하게 연장되어 끝단이 양측 체인과 연결되는 플레이트 장착봉과, 일측은 상기 플레이트 장착봉을 감싸고 타측은 상기 구동 스프라켓과 종동 스프라켓을 통과할 때 법선 방향으로 연장된 후 진행 방향으로 경사지게 절곡되는 플레이트와, 상기 플레이트에 장착되는 러버판과, 상기 플레이트와 플레이트 장착봉을 관통하여 고정되는 고정핀으로 구성되어 상기 러버판이 상부에 뜬 슬러지를 배출수로 방향으로 밀어 배출하도록 하는 복수 개의 고정 스크래퍼와;
상기 구동축과 평행하게 연장되어 끝단이 양측 체인과 연결되는 플레이트 장착봉과, 일측은 상기 플레이트 장착봉을 감싸고 타측은 상기 구동 스프라켓과 종동 스프라켓을 통과할 때 법선 방향으로 연장된 후 진행 방향으로 경사지게 절곡되는 플레이트와, 상기 플레이트에 장착되는 러버판으로 구성되어 상기 러버판이 상부에 뜬 슬러지와 접촉하면 진행 방향과 반대방향으로 회전하여 슬러지를 가압하도록 하는 회전 스크래퍼로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

헬리컬 스크래퍼 부착형 슬러지 수집기{The sludge collector for a floatation sludge thickener}

본 발명은 농축, 침전조의 슬러지 수집기에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 농축, 침전조에서 부상한 슬러지 또는 부유물 일측에 형성되는 슬러지 배출수로로 이동시키는 슬러지 수집기가 함수율을 낮추어 고농도로 농축한 상태로 슬러지를 필요한 일정한 양으로 슬러지 배출수로에 보낼 수 있도록 하기 위하여 개발된 헬리컬 스크래퍼 부착형 슬러지 수집기에 관한 것이다.

각종 오폐수 처리과정에서는 슬러지가 발생하게 되는데 이러한 슬러지의 함수율(含水率)이 높으면 무게와 부피가 많아 다루기 어렵고 유기물질의 양도 많아져 썩기 쉽기 때문에 액상슬러지의 함수율을 줄이기 위한 농축과정이 필요하다.

이러한 농축방법에는 중력식 농축과 부상농축 그리고 원심농축이 있으며, 가장 많이 사용하는 중력식 농축조의 형태는 철근콘크리트 구조로 5~10m 정도의 원형으로 설치되어 슬러지를 침전시키는 것으로 침전에 12~20시간이 걸리므로 여름철에는 슬러지가 썩어 악취발생의 원인이 되는 단점이 있다.

반면에 부상농축조는 자연중력식으로 잘 농축되지 않는 가벼운 슬러지에 사용되며 경우에 따라 응집제를 투입하여 슬러지에 2~5㎏/㎠ 정도의 압력으로 공기를 물에 용해시킨 것을 분출시키면 미세한 기포가 발생하며 이 기포에 슬러지가 달라붙어 부상하게 되는 것으로 공기압축용 동력비용이 많이 드는 단점이 있으나 2시간 정도면 96~97% 정도의 고농도로 농축시킬 수 있는 장점을 가지고 있다.

이렇게 부상한 슬러지를 일측의 배출수로를 통하여 배출할 수 있도록 한 쌍의 체인에 의하여 이동하는 스크래퍼가 폐수가 상부를 쓸듯이 이동하여 부상한 슬러지를 일측으로 이동시킨 후 인접한 배출수로로 떨어지게 하는 것이 일반적인 방법이다.

하지만 부상한 슬러지는 다수의 공기 기포와 혼합수를 포함하고 있어 필요한 고농도의 상태라고 하기에는 부족한 점이 있으며 부상되는 슬러지가 초반에는 많이 발생하지만 시간이 갈수록 줄어들어 초반의 슬러지 처리를 위하여 용량을 크게 시설하지만 초반을 제외한 대부분은 시설에 비하여 슬러지 배출 용량이 턱없이 적은 경우가 발생하게 된다.

대한민국특허등록 제10-0676085-0000호 (2007년02월01일) 대한민국특허등록 제10-1297293-0000호 (2013년08월09일) 대한민국특허등록 제10-1531237-0000호 (2015년06월18일)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 농축, 침전조에서 부상된 슬러지에 포함되어 있는 다수의 공기 기포와 혼합수를 최대한 제거할 수 있도록 하는 헬리컬 스크래퍼 부착형 슬러지 수집기를 개발하는 것에 있다.

또한, 배출되는 농축 슬러지의 양이 일정할 수 있도록 조절할 수 있는 헬리컬 스크래퍼 부착형 슬러지 수집기를 개발하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일측에 농축된 슬러지가 배출되는 배출수로를 구비하는 농축 침전조에서 상부에 뜬 슬러지를 배출수로로 밀어 배출시키도록 하는 헬리컬 스크래퍼 부착형 슬러지 수집기에 있어서;

상기 배출수로와 농축, 침전조의 사이 공간에서 평행하게 연장되며 제1 구동모터에 의하여 회전하며, 양측에는 각각 구동 스프라켓(212)이 장착되고, 양측 끝단이 삽입되어 회전가능하게 고정되도록 하는 제1 가이드 하우징을 구비하는 구동축과;

상기 농축 침전조의 상기 구동축이 설치된 반대편에 평행하게 연장되며, 양측에는 각각 종동 스프라켓이 장착되고, 양측 끝단이 삽입되어 회전가능하게 고정되도록 하는 제2 가이드 하우징을 구비하는 종동축과;

상기 구동 스프라켓과 종동 스프라켓을 연결 장착되는 한 쌍의 체인과;

상기 구동축과 평행하게 연장되어 끝단이 양측 체인과 연결되는 플레이트 장착봉과, 일측은 상기 플레이트 장착봉을 감싸고 타측은 상기 구동 스프라켓과 종동 스프라켓을 통과할 때 법선 방향으로 연장된 후 진행 방향으로 경사지게 절곡되는 플레이트와, 상기 플레이트에 장착되는 러버판과, 상기 플레이트와 플레이트 장착봉을 관통하여 고정되는 고정핀으로 구성되어 상기 러버판이 상부에 뜬 슬러지를 배출수로 방향으로 밀어 배출하도록 하는 복수 개의 고정 스크래퍼와;

상기 구동축과 평행하게 연장되어 끝단이 양측 체인과 연결되는 플레이트 장착봉과, 일측은 상기 플레이트 장착봉을 감싸고 타측은 상기 구동 스프라켓과 종동 스프라켓을 통과할 때 법선 방향으로 연장된 후 진행 방향으로 경사지게 절곡되는 플레이트와, 상기 플레이트에 장착되는 러버판으로 구성되어 상기 러버판이 상부에 뜬 슬러지와 접촉하면 진행 방향과 반대방향으로 회전하여 슬러지를 가압하도록 하는 회전 스크래퍼로 구성됨을 특징으로 한다.

아울러, 상기 배출수로와 제1 구동모터를 포함하는 구동축의 사이 공간에 설치되어 감속기를 구비하는 제2 구동모터와, 원통형으로 형성되어 상기 구동축과 평행하게 연장되고 바닥면과 이격되는 회전원통과, 상기 회전원통에 각각 180도 대항하는 위치에 장착되어 일측 끝단에서 타측 끝단으로 연장되면서 나선형으로 180도 회전하는 경로로 장착되는 한 쌍의 브레이드와, 상기 회전원통의 양측 끝단 중심에 장착되는 회전 샤프트와, 상기 제2 구동모터와 회전 샤프트를 연동하도록 하는 연동수단으로 구성되는 헬리컬 스크래퍼를 추가로 구비함을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 구동모터는 바닥면에 수직으로 입설되는 복수 개의 제1 나사봉이 관통하여 각각 한 쌍의 너트에 의하여 고정되는 베이스판에 고정되고;

하부는 상기 회전 샤프트가 관통하고 수직 상부로 연장되는 제2 나사봉을 구비하며, 상기 제2 나사봉이 관통하여 한 쌍의 너트에 의하여 고정되도록 하는 고정브라켓을 구비하여;

상기 제2 구동모터와 회전원통이 각각 상하 위치를 조절하여 고정할 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 부상하여 상부에 뜬 슬러지를 일측으로 이동시키는 스크래퍼가 강제로 이동시키는 고정 스크래퍼와 상부가 회전가능하게 연결되어 슬러지를 만나면 하부가 회전하면서 슬러지를 누르면서 이동하는 회전 스크래퍼를 구비하여 부상한 슬러지에 포함된 다수의 기포 및 혼합수 등을 제거하여 고농도의 슬러지로 배출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 농축, 침전조와 배출수로의 사이에 회전 속도를 조절할 수 있는 헬리컬 스크래퍼를 구비하여 배출수로로 배출되는 농축된 슬러지의 양이 일정하게 유지될 수 있도록 하여 농축, 침전조에서의 슬러지 수집 효율을 최적화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 평면도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 측면도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정면도
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 평면도
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 측면도
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 헬리컬 스크래퍼를 나타낸 정면도
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 다른 헬리컬 스크래퍼의 상하 위치 조절 구조를 나타낸 개념도

이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 측면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정면도로서, 일측에 농축된 슬러지가 배출되는 배출수로(11)를 구비하는 농축, 침전조(1)에서 상부에 뜬 슬러지를 배출수로(11)로 밀어 배출시키도록 하는 헬리컬스크래퍼 부착형 슬러지 수집기(1)에 있어서;

상기 배출수로(11)와 농축, 침전조(1)의 사이 공간에서 평행하게 연장되며 제1 구동모터(211)에 의하여 회전하며, 양측에는 각각 구동 스프라켓(212)이 장착되고, 양측 끝단이 삽입되어 회전가능하게 고정되도록 하는 제1 가이드 하우징(213)을 구비하는 구동축(21)과;

상기 농축, 침전조(1)의 상기 구동축(21)이 설치된 반대편에 평행하게 연장되며, 양측에는 각각 종동 스프라켓(221)이 장착되고, 양측 끝단이 삽입되어 회전가능하게 고정되도록 하는 제2 가이드 하우징(222)을 구비하는 종동축(22)과;

상기 구동 스프라켓(212)과 종동 스프라켓(221)을 연결 장착되는 한 쌍의 체인(23)과;

상기 구동축(21)과 평행하게 연장되어 끝단이 양측 체인(23)과 연결되는 플레이트 장착봉(241)과, 일측은 상기 플레이트 장착봉(241)을 감싸고 타측은 상기 구동 스프라켓(212)과 종동 스프라켓(221)을 통과할 때 법선 방향으로 연장된 후 진행 방향으로 경사지게 절곡되는 플레이트(242)와, 상기 플레이트(242)에 장착되는 러버판(243)과, 상기 플레이트(242)와 플레이트 장착봉(241)을 관통하여 고정되는 고정핀(244)으로 구성되어 상기 러버판(243)이 상부에 뜬 슬러지를 배출수로(11) 방향으로 밀어 배출하도록 하는 복수 개의 고정 스크래퍼(24a)와;

상기 구동축(21)과 평행하게 연장되어 끝단이 양측 체인(23)과 연결되는 플레이트 장착봉(241)과, 일측은 상기 플레이트 장착봉(241)을 감싸고 타측은 상기 구동 스프라켓(212)과 종동 스프라켓(221)을 통과할 때 법선 방향으로 연장된 후 진행 방향으로 경사지게 절곡되는 플레이트(242)와, 상기 플레이트(242)에 장착되는 러버판(243)으로 구성되어 상기 러버판(243)이 상부에 뜬 슬러지와 접촉하면 진행 방향과 반대방향으로 회전하여 슬러지를 가압하도록 하는 회전 스크래퍼(24b)로 구성됨을 특징으로 하는 헬리컬스크래퍼 부착형 슬러지 수집기를 나타내었다.

본원에서 회전 스크래퍼(24b)를 제외한 구성은 부유물을 제거하기 위한 수단이나 본원과 같이 부상 슬러지를 제거하는 수단으로 일반적으로 사용하던 구성이며 체인(23)의 안정적인 경로로 이동하고 플레이트(242)의 하중을 견디도록 하기 위한 가이드 레일을 형성하는 부가적인 구성도 다양한 선행 기술에서 제안되었다.

하지만 본원은 농축, 침전조(1)에 한정하여 회전 스크래퍼(24b)를 구비한 것으로 미세 기포와 결합하여 상부에 뜬 슬러지의 경우 다수의 기포 및 혼합수가 포함된 것으로 이를 그대로 고정 스크래퍼(24a)로 밀어 배출할 경우 슬러지 농도가 낮기 때문에 부피가 크고 처리 비용이 증가하거나 기포 및 혼합수를 제거하는 추가 적인 공정이 필요하게 된다.

하지만 본원은 회전 스크래퍼(24b)가 슬러지를 만나 진행 방향의 반대 방향으로 회전하여 슬러지의 상부를 쓸듯이 가압하며 이동하게 되면 슬러지에 포함되는 기포 및 수분을 제거하는 기능을 하게 되며 이러한 기능에 의하여 고농도의 슬러지만 고정 스크래퍼(24a)에 의하여 배출되도록 하는 것이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 평면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 측면도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 헬리컬 스크래퍼를 나타낸 정면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 다른 헬리컬 스크래퍼의 상하 위치 조절 구조를 나타낸 개념도로서, 상기 배출수로(11)와 제1 구동모터(211)를 포함하는 구동축(21)의 사이 공간에 설치되어 감속기(251)를 구비하는 제2 구동모터(252)와, 원통형으로 형성되어 상기 구동축(21)과 평행하게 연장되고 바닥면과 이격되는 회전원통(253)과, 상기 회전원통(253)에 각각 180도 대항하는 위치에 장착되어 일측 끝단에서 타측 끝단으로 연장되면서 나선형으로 180도 회전하는 경로로 장착되는 한 쌍의 브레이드(254)와, 상기 회전원통(253)의 양측 끝단 중심에 장착되는 회전 샤프트(255)와, 상기 제2 구동모터(252)와 회전 샤프트(255)를 연동하도록 하는 연동수단(256)으로 구성되는 헬리컬 스크래퍼(25)를 추가로 구비함을 특징으로 하는 실시 예를 나타내었다.

전술한 바와 같이 농축, 침전조(1)에 오폐수를 투입하고 미세 기포를 발생시키는 초기에는 많은 양의 슬러지가 부상하게 되나 시간이 경과함에 따라 부상하는 슬러지의 양이 점차 줄어들게 된다.

이때 슬러지의 처리는 최대 발생되는 슬러지에 맞추어 처리 용량을 설정하여야 하나 본원은 농축 슬러지가 일정량 및 일정함수율로 원활하게 배출할 수 있도록 배출수로(11)로 배출되는 슬러지를 헬리컬 스크래퍼(25)에서 제어할 수 있도록 하여 보다 적은 처리 용량을 가지고도 효율적으로 처리를 할 수 있게 되는 것이다.

이러한 헬리컬 스크래퍼(25)는 감속기(251)에 의하여 제2 구동모터(252)의 속도를 증속 또는 감속하도록 하여 농축 슬러지의 필요량을 일정하게 조절하는 것이다.

이때 연동수단(256)은 체인과 스프라켓 구조로 이루어짐이 가장 바람직하다.

또한 본원에서는 상기 제2 구동모터(252)는 바닥면에 수직으로 입설되는 복수 개의 제1 나사봉(257)이 관통하여 각각 한 쌍의 너트에 의하여 고정되는 베이스판(258)에 고정되고;

하부는 상기 회전 샤프트(255)가 관통하고 수직 상부로 연장되는 제2 나사봉(259)을 구비하며, 상기 제2 나사봉(259)이 관통하여 한 쌍의 너트에 의하여 고정되도록 하는 고정브라켓(260)을 구비하여;

상기 제2 구동모터(252)와 회전원통(253)이 각각 상하 위치를 조절하여 고정할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 실시 예를 추가로 제시하였다.

이러한 실시 예는 헬리컬 스크래퍼(25)의 높이를 조절하도록 하는 것으로, 농축 슬러지 표층의 높이를 조절하도록 하는 것이다.

즉 상기 제1 및 제2 나사봉(257, 259)를 공구를 이용하여 회전시키면 베이스판(258) 및 회전 샤프트(255)가 상승 또는 하강하도록 한 것이다.

1 : 농축 침전조
11 : 배출수로
2 : 슬러지 수집기
21 : 구동축
211 : 제1 구동모터 212 : 구동 스프라켓
213 : 제1 가이드 하우징
22 : 종동축
221 : 종동 스프라켓 222 : 제2 가이드 하우징
23 : 체인
24a : 고정 스크래퍼
24b : 회전 스크래퍼
241 : 플레이트 장착봉 242 : 플레이트
243 : 러버판 244 : 고정핀
25 : 헬리컬 스크래퍼
251 : 감속기 252 : 제2 구동모터
253 : 회전원통 254 : 블레이드
255 : 회전 샤프트 256 : 연동수단
257 : 제1 나사봉 258 : 베이스판
259 : 제2 나사봉 260 : 고정브라켓

Claims (2)

1. 일측에 농축된 슬러지 또는 부유물이 배출되는 배출수로(11)를 구비하는 농축, 침전조(1)에서 상부에 뜬 슬러지를 배출수로(11)로 밀어 배출시키도록 하는 헬리컬 스크래퍼 부착형 슬러지 수집기(2)에 있어서;
   상기 배출수로(11)와 농축, 침전조(1)의 사이 공간에서 평행하게 연장되며 제1 구동모터(211)에 의하여 회전하며, 양측에는 각각 구동 스프라켓(212)이 장착되고, 양측 끝단이 삽입되어 회전가능하게 고정되도록 하는 제1 가이드 하우징(213)을 구비하는 구동축(21)과;
   상기 농축, 침전조(1)의 상기 구동축(21)이 설치된 반대편에 평행하게 연장되며, 양측에는 각각 종동 스프라켓(221)이 장착되고, 양측 끝단이 삽입되어 회전가능하게 고정되도록 하는 제2 가이드 하우징(222)을 구비하는 종동축(22)과;
   상기 구동 스프라켓(212)과 종동 스프라켓(221)을 연결 장착되는 한 쌍의 체인(23)과;
   상기 구동축(21)과 평행하게 연장되어 끝단이 양측 체인(23)과 연결되는 플레이트 장착봉(241)과, 일측은 상기 플레이트 장착봉(241)을 감싸고 타측은 상기 구동 스프라켓(212)과 종동 스프라켓(221)을 통과할 때 법선 방향으로 연장된 후 진행 방향으로 경사지게 절곡되는 플레이트(242)와, 상기 플레이트(242)에 장착되는 러버판(243)과, 상기 플레이트(242)와 플레이트 장착봉(241)을 관통하여 고정되는 고정핀(244)으로 구성되어 상기 러버판(243)이 상부에 뜬 슬러지를 배출수로(11) 방향으로 밀어 배출하도록 하는 복수 개의 고정 스크래퍼(24a)와;
   상기 구동축(21)과 평행하게 연장되어 끝단이 양측 체인(23)과 연결되는 플레이트 장착봉(241)과, 일측은 상기 플레이트 장착봉(241)을 감싸고 타측은 상기 구동 스프라켓(212)과 종동 스프라켓(221)을 통과할 때 법선 방향으로 연장된 후 진행 방향으로 경사지게 절곡되는 플레이트(242)와, 상기 플레이트(242)에 장착되는 러버판(243)으로 구성되어 상기 러버판(243)이 상부에 뜬 슬러지와 접촉하면 진행 방향과 반대방향으로 회전하여 슬러지를 가압하도록 하는 회전 스크래퍼(24b)와;
   상기 배출수로(11)와 제1 구동모터(211)를 포함하는 구동축(21)의 사이 공간에 설치되어 감속기(251)를 구비하는 제2 구동모터(252)와, 원통형으로 형성되어 상기 구동축(21)과 평행하게 연장되고 바닥면과 이격되는 회전원통(253)과, 상기 회전원통(253)에 각각 180도 대항하는 위치에 장착되어 일측 끝단에서 타측 끝단으로 연장되면서 나선형으로 180도 회전하는 경로로 장착되는 한 쌍의 브레이드(254)와, 상기 회전원통(253)의 양측 끝단 중심에 장착되는 회전 샤프트(255)와, 상기 제2 구동모터(252)와 회전 샤프트(255)를 연동하도록 하는 연동수단(256)으로 구성되는 헬리컬 스크래퍼(25)로 구성됨을 특징으로 하는 헬리컬 스크래퍼 부착형 슬러지 수집기.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 제2 구동모터(252)는 바닥면에 수직으로 입설되는 복수 개의 제1 나사봉(257)이 관통하여 각각 한 쌍의 너트에 의하여 고정되는 베이스판(258)에 고정되고;
   하부는 상기 회전 샤프트(255)가 관통하고 수직 상부로 연장되는 제2 나사봉(259)을 구비하며, 상기 제2 나사봉(259)이 관통하여 한 쌍의 너트에 의하여 고정되도록 하는 고정브라켓(260)을 구비하여;
   상기 제2 구동모터(252)와 회전원통(253)이 각각 상하 위치를 조절하여 고정할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 헬리컬 스크래퍼 부착형 슬러지 수집기.

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