KR101915711B1 - 원형 침전지의 슬러지 수집장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원형 침전지의 슬러지 수집장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수처리 시설의 원형 침전지에 설치되어 턴테이블형 구동장치에 매달려 회전하는 회전프레임의 하부를 지지할 수 있도록 하여 구동장치 및 회전프레임의 고장과 파손을 방지할 수 있는 원형 침전지의 슬러지 수집장치에 관한 것이다.
본 발명의 원형 침전지의 슬러지 수집장치는 원형의 침전지의 바닥에 형성된 호퍼로 슬러지를 모으기 위한 슬러지 수집장치에 있어서, 상기 침전지의 바닥 중앙에 수직하게 세워진 센터칼럼의 상부에 설치된 턴테이블에 매달려 상기 센터칼럼의 주위를 회전하는 회전프레임과, 회전프레임에 결합되어 방사상으로 연장되는 트러스암과, 트러스암에 설치되어 상기 침전지의 바닥을 긁으면서 슬러지를 상기 호퍼 방향으로 이동시키는 다수의 스크레이퍼와, 회전프레임의 하부에 설치되어 상기 회전프레임의 하중을 지지하는 하중지지수단을 구비한다.

Description

원형 침전지의 슬러지 수집장치{sludge gathering apparatus of circle settling pond}

본 발명은 원형 침전지의 슬러지 수집장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수처리 시설의 원형 침전지에 설치되어 턴테이블형 구동장치에 매달려 회전하는 회전프레임의 하부를 지지할 수 있도록 하여 구동장치 및 회전프레임의 고장과 파손을 방지할 수 있는 원형 침전지의 슬러지 수집장치에 관한 것이다.

일반적으로 하수 및 산업현장에서 유출되는 폐수와 정수장에 공급되는 공급수 등과 같은 원수의 처리과정은 원수의 방류시에 수질보전을 위해 원수가 배출되는 배수로의 최종말단부에서 원수를 처리한 후 외부로 배출시킨다.

일반 가정 또는 산업현장에서 배출되는 원수는 원형 침전지의 내부에 일정한 시간동안 저장한 후에 응집제와 같은 약품에 의해 처리된다. 이와 같은 약품의 처리에 의해 원수에 섞인 불순물이 응집되면서 슬러지가 되고, 이 슬러지는 침전지의 바닥으로 가라앉아 침전되며, 침전된 슬러지는 침전지의 내부에 설치되는 슬러지 수집기에 의해 제거된다.

대한민국 등록특허 제10-0772121호에는 원형 침전지가 개시되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 슬러지 수집기는 원수를 수용하는 원형 침전지(1)에 설치되어 구동부에 의해 회전하면서 슬러지를 수집한다.

원형 침전지(1)는 경사진 바닥면의 중앙 둘레에 형성되어 슬러지가 수집되는 호퍼(2)와, 호퍼(2)와 연결되어 펌프의 작동으로 호퍼(2)에 수집된 슬러지를 외부로 배출시키는 슬러지배출관(3)과, 호퍼(2)의 중앙에 수직으로 설치된 센터칼럼(4)과, 센터칼럼(4)의 하부와 연결되는 원수공급관(5)을 갖는다.

슬러지 수집기는 원수공급관(5)의 외측 둘레에 회전 가능하게 설치되어 구동부(10)의 작동에 의해 회전되는 회전프레임(6)과, 회전프레임(6)의 상부 둘레에 장착되어 센터칼럼(4)의 상부에 형성된 배출구를 통해 배출되는 원수를 하부로 유도하는 피드웰(7)과, 회전프레임(6)의 하부에 결합되어 방사상으로 연장되는 트러스암(8)과, 트러스암(8)의 하부에 설치되어 원형 침전지(1)의 바닥을 긁어 슬러지를 호퍼(2)로 이동시키는 다수의 스크레이퍼(9)를 갖는다.

그리고 구동부(10)는 센터칼럼(4)의 상단에 회전가능하게 장착되는 턴테이블과, 턴테이블을 회전시키는 구동모터(13)를 갖는다. 그리고 구동모터(13)의 구동축에 설치된 피니언은 턴테이블에 장착된 슬루잉 기어(slewing gear)와 결합된다.

이와 같이 구성되는 종래의 슬러지 수집기는 구동모터의 구동에 의해 턴테이블이 천천히 회전함에 따라 이에 장착된 회전프레임(6)이 회전하고, 그에 따라 트러스암(8)에 결합된 스크레이퍼(9)가 느린 속도로 회전하면서 침전지(1)의 바닥면을 긁어 슬러지를 호퍼(2)로 이동시킨다.

하지만, 종래의 슬러지 수집기에는 다음과 같은 문제점이 있다.

구동부에 의해 회전하는 회전프레임은 상부가 턴테이블에 결합되어 침전지의 바닥에 떠 있도록 설치된다. 즉, 회전프레임은 턴테이블에 매달려 있다. 따라서 회전프레임의 하중이 그대로 구동부에 전달되므로 회전프레임의 연결부위 및 구동부의 고장과 파손을 불러일으킨다.

대한민국 등록특허 제10-0772121호: 원형 침전지

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 테이블형 구동장치에 매달려 회전하는 회전프레임의 하부를 지지할 수 있도록 하여 구동장치 및 회전프레임의 고장과 파손을 방지할 수 있는 원형 침전지의 슬러지 수집장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 원형 침전지의 슬러지 수집장치는 원형의 침전지의 바닥에 형성된 호퍼로 슬러지를 모으기 위한 슬러지 수집장치에 있어서, 상기 침전지의 바닥 중앙에 수직하게 세워진 센터칼럼의 상부에 설치된 턴테이블에 매달려 상기 센터칼럼의 주위를 회전하는 회전프레임과; 상기 회전프레임에 결합되어 방사상으로 연장되는 트러스암과; 상기 트러스암에 설치되어 상기 침전지의 바닥을 긁으면서 슬러지를 상기 호퍼 방향으로 이동시키는 다수의 스크레이퍼와; 상기 회전프레임의 하부에 설치되어 상기 회전프레임의 하중을 지지하는 하중지지수단;을 구비한다.

상기 하중지지수단은 상기 침전지의 바닥에 설치되는 원형의 가이드레일과, 상기 회전프레임의 하부에 설치되어 상기 가이드레일에 결합되는 롤유닛을 구비한다.

상기 롤유닛은 상기 회전프레임에 피벗결합된 피벗축과, 상기 피벗축의 하부에 결합되는 지지브라켓트와, 상기 지지브라켓트에 회전가능하도록 설치되는 샤프트와, 상기 샤프트에 결합되어 상기 가이드레일의 상부에 형성된 레일홈에 올려지는 구형의 구름볼을 구비한다.

상기 트러스암에 설치되어 상기 침전지의 측벽 상부에 형성된 월류웨어에 부착된 이끼를 제거하기 위한 이끼제거수단;을 더 구비한다.

상기 이끼제거수단은 상기 트러스암에 결합되어 일정한 높이로 형성되는 사이드포스트와, 상기 사이드포스트에 결합되어 상기 월류웨어의 내측면에 마찰을 가해 이끼를 벗겨내는 마찰제거부를 구비한다.

상기 마찰제거부는 상기 사이드포스트에 결합되는 지지프레임과, 상기 지지프레임에 결합되어 상기 회전프레임의 회전시 상기 월류웨어의 외측면에 밀착된 상태로 이동하면서 회전력을 발생시키는 회전력발생부와, 상기 지지프레임에 결합되어 상기 월류웨어의 내측면과 접촉하여 이끼를 제거하는 한쌍의 마찰부재들과, 상기 회전력발생부에서 발생된 회전력을 상기 마찰부재들에게 전달하여 상기 마찰부재들을 회전시키는 회전력전달부를 구비한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 턴테이블에 매달려 회전하는 회전프레임의 하중을 지지하도록 구성함으로써 구동장치 및 회전프레임의 고장과 파손을 방지할 수 있다.

또한, 이끼제거수단을 통해 회전프레임의 회전시 상등액이 배출되는 월류웨어 내측에 발생된 이끼를 효과적으로 제거할 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 슬러지 수집장치를 나타내는 측면도이고,
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 슬러지 수집장치를 나타낸 측면도이고,
도 3은 도 2에 적용된 요부를 발췌하여 나타낸 사시도이고,
도 4는 본 발명의 다른 예에 다른 슬러지 수집장치의 요부를 발췌하여 나타낸 사시도이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 예에 따른 슬러지 수집장치를 나타낸 측면도이고,
도 6은 도 5에 적용된 요부를 발췌하여 나타낸 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원형 침전지의 슬러지 수집장치에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 원형 침전지는 하수 또는 폐수, 정수 등과 같은 원수를 정화하기 위한 수처리 시설에 설치된다.

원형 침전지(1)는 응집제에 의해 원수 중의 오염물질이 응집되면서 슬러지가 발생하고, 발생된 슬러지는 바닥으로 가라앉아 침전된다. 침전된 슬러지는 침전지(1)에 설치되는 본 발명의 슬러지 수집장치에 의해 제거된다.

원형 침전지(1)는 경사진 바닥면의 중앙 둘레에 일정한 깊이로 형성되어 슬러지가 수집되는 호퍼(2)와, 호퍼(2)와 연결되어 펌프의 작동으로 호퍼에 수집된 슬러지를 외부로 배출시키는 슬러지배출관(3)과, 바닥의 중앙에 수직하게 세워진 센터칼럼(4)과, 센터칼럼(4)의 하부와 연결되는 원수공급관(5)을 갖는다.

본 발명의 슬러지 수집장치는 구동부(10)에 의해 센터칼럼(4)의 주위를 회전하는 회전프레임(6)과, 회전프레임(6)에 결합되어 방사상으로 연장되는 트러스암(8)과, 트러스암(8)에 설치되어 침전지(1)의 바닥을 긁으면서 슬러지를 호퍼(2) 방향으로 이동시키는 다수의 스크레이퍼(9)와, 회전프레임(6)의 하부에 설치되어 회전프레임(6)의 하중을 지지하는 하중지지수단을 구비한다.

회전프레임(6)의 상부 둘레에는 원통형의 피드웰(7)이 설치된다.

구동부(10)는 센터칼럼의 상단에 회전가능하게 장착되는 턴테이블(11)과, 브리지(12)에 장착되어 턴테이블(11)을 회전시키는 구동모터(13)와, 구동모터(13)의 구동축에 설치된 피니언(15)과, 턴테이블(11)에 장착되어 피니언(15)과 치합하는 슬루잉 기어(slewing gear)(16)를 구비한다.

상술한 구동부(10), 회전프레임(6), 트러스암(8), 스크레이퍼(9)는 통상적인 슬러지 수집장치와 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다.

본 발명의 특징적인 기술구성인 하중지지수단은 센터칼럼(4)의 상부에 설치된 턴테이블(11)에 매달려 있는 회전프레임(6)의 하중을 지지하는 역할을 한다. 하중지지수단은 회전프레임(6)의 하부에 설치된다.

일 예로 하중지지수단은 침전지(1)의 바닥에 설치되는 원형의 가이드레일(20)과, 회전프레임(6)의 하부에 설치되어 가이드레일(20)에 결합되는 롤유닛(30)을 구비한다.

가이드레일(20)은 호퍼(2)의 내측에 위치하는 침전지(1)의 바닥에 설치된다. 가이드레일(20)은 원형으로 형성된다. 이러한 가이드레일(20)은 센터칼럼(4)을 중심으로 하는 원형으로 형성된다.

가이드레일(20)은 상부에 레일홈(21)이 형성된다. 레일홈(21)은 단면이 호형의 곡면으로 이루어진다.

롤유닛(30)은 회전프레임(6)에 둘 이상이 설치된다. 도시된 예에서는 사각의 회전프레임(6)의 네 귀퉁이마다 하나씩 설치된다.

롤유닛(30)은 회전프레임(6)에 피벗결합된 피벗축(31)과, 피벗축(31)의 하부에 결합되는 지지브라켓트(33)와, 지지브라켓트(33)에 회전가능하도록 설치되는 샤프트(35)와, 샤프트(35)에 결합되어 가이드레일(20)의 상부에 형성된 레일홈(21)에 올려지는 구형의 구름볼(37)을 구비한다.

피벗축(31)은 회전프레임(6)의 하부에 결합된다. 피벗축(31)은 360°로 회전가능하도록 피벗(pivot) 결합된다.

지지브라켓트(33)는 피벗축(31) 하부에 결합된다. 지지브라켓트(33)는 하방으로 벌려진 ㄷ자 형태로 형성된다.

샤프트(35)는 지지브라켓트(33)의 일측에서 타측으로 관통하여 설치된다. 샤프트(35)는 베어링에 의해 지지되어 지지브라켓트에 회전가능하도록 설치된다.

구름볼(37)은 샤프트(35)에 결합되어 지지브라켓트(33)의 내측에 위치한다. 구름볼(37)은 구형으로 형성되어 가이드레일(20)의 레일홈(21)에 올려진다.

회전프레임(6)이 회전을 하면 롤유닛의 구름볼(37)이 가이드레일(20)을 따라 굴러간다. 이러한 하중지지수단에 의해 턴테이블(11)에 매달려 회전하는 회전프레임(6)의 하중을 지지할 수 있다. 이에 따라 구동부(10) 및 회전프레임(6)의 고장과 파손을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은 회전프레임(6)의 회전시 회전프레임(6)의 흔들림을 방지할 수 있도록 회전프레임(6)의 회전을 지지하는 회전지지수단을 더 구비할 수 있다.

도 4를 참조하면, 회전지지수단은 회전프레임(6)의 내측에 설치되는 다수의 지지롤러(40)와, 센터칼럼(4)의 외주면에 형성된 원형의 가이드홈(45)을 구비한다.

지지롤러(40)는 4개가 설치되어 센터칼럼(4)의 외측에 90°간격으로 위치한다. 가이드홈(45)은 센터칼럼(4)의 중간 높이보다 더 낮은 위치에 형성된다.

지지롤러(40)는 가이드홈(45)에 일정 깊이로 삽입된 상태로 회전프레임(6)과 함께 회전함으로써 회전프레임(6)의 흔들림을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은 이끼제거수단을 더 구비할 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 이끼제거수단은 트러스암(8)에 설치되어 침전지(1)의 측벽 상부에 형성된 월류웨어(100)에 부착된 이끼를 제거한다.

침전지(1)에서 슬러지는 바닥부분에 침강되고, 상등수는 월류웨어(100)를 통해 외부로 방출된다. 콘크리트 소재의 월류웨어(100)의 표면에는 플록이 부착되어 이끼 생성이 촉진된다. 특히 수온이 상승하는 봄부터 늦은 가을까지 이끼와 같은 조류 발생이 많고, 이끼의 영향으로 방류수역 수질 및 TMS(수질원격 감시시스템) 운영에 있어서 문제 원인이 될 수 있다.

도시된 이끼제거수단은 트러스암(8)에 결합되어 일정한 높이로 형성되는 사이드포스트(90)와, 사이드포스트(90)에 결합되어 월류웨어(100)의 내측면에 마찰을 가해 이끼를 벗겨내는 마찰제거부(50)를 구비한다.

마찰제거부(50)는 사이드포스트(90)에 결합되는 지지프레임(51)과, 지지프레임(51)에 결합되어 회전프레임(6)의 회전시 월류웨어(100)의 외측면에 밀착된 상태로 이동하면서 회전력을 발생시키는 회전력발생부(55)와, 지지프레임(51)에 결합되어 월류웨어(100)의 내측면과 접촉하여 이끼를 제거하는 한쌍의 마찰부재들(60)과, 회전력발생부(55)에서 발생된 회전력을 마찰부재들(60)에게 전달하여 마찰부재들(60)을 회전시키는 회전력전달부를 구비한다.

지지프레임(51)은 사이드포스트(90)의 상부에 결합된다.

회전력발생부(55)는 지지프레임(51)에 회전가능하도록 결합되는 구동회전축(57)과, 구동회전축(57)에 결합되어 월류웨어(100)의 외측면에 밀착되는 고무드럼(56)을 구비한다. 회전프레임(6)이 회전하면 사이드포스트(90)가 함께 회전을 하고, 이에 따라 월류웨어(100)의 외측면에 밀착된 고무드럼(56)이 이동하면서 회전한다.

마찰부재들(60)은 월류웨어(100)의 내측에 위치하도록 지지프레임(51)에 결합된다. 각 마찰부재들(60)은 지지프레임(51)에 회전가능하도록 결합되는 종동회전축(61)과, 종동회전축(61)에 결합되는 원형의 솔(63)로 이루어진다.

구동회전축(57)과 종동회전축(61)은 회전력전달부에 의해 연결된다. 가령, 회전력전달부는 구동회전축(57)에 결합된 구동기어(71)와, 구동기어(71)에 의해 회전하는 종동기어들(73)로 이루어진다.

고무드럼(56)이 회전을 하면 구동회전축(57)과 맞물린 종동회전축(61)이 회전을 하고, 이에 따라 솔(63)이 회전하면서 월류웨어(100)의 내측면에 부착된 이끼를 효과적으로 제거할 수 있다.

상술한 이끼제거수단은 별도의 모터를 설치하지 않고도 솔을 회전시키면서 이끼를 제거할 수 있으므로 구성을 간소화시킬 수 있고 관리가 용이하다는 장점을 갖는다.

이상, 본 발명은 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

1: 침전지 2: 호퍼
3: 슬러지배출관 4: 센터칼럼
5: 원수유입관 6: 회전프레임
8: 트러스암 9: 스크레이퍼
10: 구동부 20: 가이드레일
30: 롤유닛 50: 마찰제거부

Claims (5)

1. 원형의 침전지의 바닥에 형성된 호퍼로 슬러지를 모으기 위한 슬러지 수집장치에 있어서,
   상기 침전지의 바닥 중앙에 수직하게 세워진 센터칼럼의 상부에 설치된 턴테이블에 매달려 상기 센터칼럼의 주위를 회전하는 회전프레임과;
   상기 회전프레임에 결합되어 방사상으로 연장되는 트러스암과;
   상기 트러스암에 설치되어 상기 침전지의 바닥을 긁으면서 슬러지를 상기 호퍼 방향으로 이동시키는 다수의 스크레이퍼와;
   상기 회전프레임의 하부에 설치되어 상기 회전프레임의 하중을 지지하는 하중지지수단;을 구비하며,
   상기 트러스암에 설치되어 상기 침전지의 측벽 상부에 형성된 월류웨어에 부착된 이끼를 제거하기 위한 이끼제거수단;을 더 구비하고,
   상기 이끼제거수단은 상기 트러스암에 결합되어 일정한 높이로 형성되는 사이드포스트와, 상기 사이드포스트에 결합되어 상기 월류웨어의 내측면에 마찰을 가해 이끼를 벗겨내는 마찰제거부를 구비하며,
   상기 마찰제거부는 상기 사이드포스트에 결합되는 지지프레임과, 상기 지지프레임에 결합되어 상기 회전프레임의 회전시 상기 월류웨어의 외측면에 밀착된 상태로 이동하면서 회전력을 발생시키는 회전력발생부와, 상기 지지프레임에 결합되어 상기 월류웨어의 내측면과 접촉하여 이끼를 제거하는 한쌍의 마찰부재들과, 상기 회전력발생부에서 발생된 회전력을 상기 마찰부재들에게 전달하여 상기 마찰부재들을 회전시키는 회전력전달부를 구비하고,
   상기 회전력발생부는 상기 지지프레임에 회전가능하도록 결합되는 구동회전축과, 상기 구동회전축에 결합되어 상기 월류웨어의 외측면에 밀착되는 고무드럼을 구비하며,
   상기 마찰부재들은 상기 지지프레임에 회전가능하도록 결합되는 종동회전축과, 상기 종동회전축에 결합되는 원형의 솔을 구비하고,
   상기 회전력전달부는 상기 구동회전축에 결합된 구동기어와, 상기 종동회전축에 결합되어 상기 구동기어에 의해 회전하는 종동기어를 구비하는 것을 특징으로 하는 원형 침전지의 슬러지 수집장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 하중지지수단은 상기 침전지의 바닥에 설치되는 원형의 가이드레일과, 상기 회전프레임의 하부에 설치되어 상기 가이드레일에 결합되는 롤유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 원형 침전지의 슬러지 수집장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 롤유닛은 상기 회전프레임에 피벗결합된 피벗축과, 상기 피벗축의 하부에 결합되는 지지브라켓트와, 상기 지지브라켓트에 회전가능하도록 설치되는 샤프트와, 상기 샤프트에 결합되어 상기 가이드레일의 상부에 형성된 레일홈에 올려지는 구형의 구름볼을 구비하는 것을 특징으로 하는 원형 침전지의 슬러지 수집장치.
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