KR102012301B1 - 슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크루축의 후단부에 절단스크루를 설치하거나 배출타공실린더 내부 또는 외부에 절단용 노즐을 설치하여, 스크루에 의해 가압 탈수된 상태로 배출타공실린더를 통해 배출되는 슬러지 또는 협잡물이 배출타공실린더에서 배출될 때 일정 폭으로 절단된 상태로 배출되도록 함으로 해서 배출되는 슬러지 또는 협잡물을 파쇄하는 파쇄기로 용이하게 공급이 이루어질 수 있도록 한 슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 슬러지 또는 협잡물이 투입되는 투입구와, 오수가 배출되는 오수배출구가 상하로 구비된 본체와; 투입구로부터 슬러지 또는 협잡물을 공급받도록 본체의 내부에 설치되며, 배수를 위한 구멍이 전체적으로 형성된 타공실린더와; 상기 타공실린더의 내부에 설치되어 투입구로 투입된 슬러지 또는 협잡물에서 오수를 탈수하면서 배출구로 가압 이송하는 스크루와; 배출구의 반대측에 설치되어 스크루를 구동하는 동력수단을 포함하되; 상기 배출구측에 타공실린더의 연장선상으로 본체에 배출타공실린더를 설치하고, 스크루축의 후단을 연장된 배출타공실린더의 내측으로 연장하되; 상기 연장된 스크루축의 후단에는 배출타공실린더 내면과 근접하도록 스크루와 동일 나선을 갖는 절단스크루를 더 형성한 것이다.

Description

슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스{Screw press with sludge cutting function}

본 발명은 하폐수처리장, 분뇨처리장 등에서 발생하는 슬러지 또는 고체, 액체 혼합물을 탈수하여 고형분을 분리할 때 사용되는 슬러지 절단 기능을 갖는 스크루 프레스에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 스크루축의 후단부에 절단스크루를 설치하거나 배출타공실린더 내부 또는 외부에 절단용 노즐을 설치하여, 스크루에 의해 가압 탈수된 상태로 배출타공실린더를 통해 배출되는 슬러지 또는 협잡물이 배출타공실린더에서 배출될 때 일정 폭으로 절단된 상태로 배출되도록 함으로 해서 배출되는 슬러지 또는 협잡물을 파쇄하는 파쇄기로 용이하게 공급이 이루어질 수 있도록 한 슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스를 제공코자 하는 것이다.

일반적으로, 하폐수처리장, 분뇨처리장 등에서 발생하는 슬러지 또는 고체, 액체 혼합물을 탈수하여 고형분을 분리하기 위한 기술로서, 원심 분리 장치에 의해 협잡물에 함유된 슬러지를 원심력에 의해 분리시키는 기술이 사용되고 있다. 이와 같은 원심 분리 장치는 전동기의 회전력을 전달받아 회전하는 회전체 내에 협잡물을 공급하여 원심력에 의해 폐수와 슬러지를 분리하여 각각 배출하도록 한다.

종래의 원심 분리 장치로는 대한민국 등록특허공보(B1) 10-0974949호(2010.08.10.)의 "감속기어 내장형 원심분리장치", 대한민국 등록특허공보(B1) 10-1224309호(2013.01.21.)의 "슬러지 원심 분리 장치" 등이 개시되고 있으며, 이와 같은 종래 기술은 일체형 볼에 대한 유체의 유출 및 구조적 뒤틀림을 방지하도록 하고, 경사형 피드파이프가 스크류컨베이어에 간섭되지 않도록 함으로써 간섭으로 인한 진동과 소음을 방지하는 장점을 가진다. 그러나 이와 같은 종래 기술은 폐수에 하수 찌꺼기, 나무조각이나 각목, 벽돌 등과 같은 고형물이 포함된 협잡물의 경우, 이러한 협잡물을 제대로 압축 및 탈수 처리하는데 한계를 가지는 문제점을 가지고 있었다. 즉 종래 기술은 고형물이 포함된 협잡물을 제대로 공급받기 어려울 뿐만 아니라, 협잡물에 포함된 큰 경도와 크기를 가진 고형물을 계속적으로 분쇄 및 압축하는데 어려움이 따르고, 이로 인해 고형물이 포함된 협잡물의 탈수가 제대로 이루어지지 않아 건조 및 탈수의 후속 공정이 요구될 뿐만 아니라, 이러한 후속 공정에 많은 비용과 시간이 소요되는 문제점을 가지고 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 수단으로 대한민국 등록특허공보(B1)10-1565240호(2015.11.02.)의 협잡물 처리용 스크류 프레스가 제안되고 있다.

상기한 선행기술은 협잡물이 투입되는 투입구가 상부에 형성되고, 오수가 배출되는 배수구가 하부에 형성되며, 압축된 협잡물이 배출되는 배출구가 일측에 형성되는 본체; 상기 본체 내에 설치되고, 상기 투입구를 통해 투입된 협잡물이 상기 배출구 측으로 이동하기 위한 통로를 제공하며, 상기 협잡물로부터 배출되는 오수가 상기 배수구측으로 이동하도록 배수홀이 다수로 형성되는 스크린; 상기 스크린 내에 회전 가능하게 설치되고, 상기 투입구를 통해 투입된 협잡물을 압축시켜서 상기 배출구로 배출시키도록 외주면에 스크류가 마련되는 스크류컨베이어; 상기 본체에 상기 스크류컨베이어를 회전시키도록 설치되는 구동모터; 및 상기 스크류의 나선 궤적에 인접하도록 상기 투입구의 내측면에 마련되고, 회전하는 상기 스크류와의 사이에 위치하는 고형물을 상기 스크류와 함께 커팅되도록 하는 커팅부를 포함하도록 구성하고 있다.

상기한 기술은 배출구를 통해서 배출되는 슬러지 또는 협잡물이 짧게는 몇 센티미터에서 길게는 몇 십 센티미터까지 배출구 외부로 배출된 상태로 자중에 의해 절단된 상태로 후 공정인 파쇄기로 공급되고 있다.

특히 배출구에서 배출된 슬러지 또는 협잡물이 파쇄기의 투입구를 벗어난 상태까지 길게 배출되는 문제점도 발생하고 있으며, 그로 인해 파쇄작업성이 저하되는 것은 물론이고 주변 기기들이 오손되어 이들 청소해야 하는 불편이 발생하는 등의 문제점이 2차적으로 발생하게 되는 바, 업계에서는 이러한 문제점을 해소할 수 있는 수단이 요구되고 있는 실정이다.

KR 100974949 B1 2010.08.10. KR 101224309 B1 2013.01.21. KR 101565240 B1 2015.11.02.

이에 본 발명자는 하폐수처리장, 분뇨처리장 등에서 발생하는 슬러지 또는 고체, 액체 혼합물을 탈수하여 고형분을 분리할 때 사용되던 종래 협잡물 처리용 스크루 프레스에서의 슬러지 또는 협잡물이 배출구를 통해 과도한 길이로 배출됨으로 해서 발생하는 제반 문제점을 일소코자 본 발명을 연구 개발한 것이다.

즉, 본 발명에서는 배출타공실린더 내벽과 근접하도록 스크루축 단부에 절단스크루를 마련하거나, 배출타공실린더의 내부 상단 또는 배출타공실린더의 외부 상단에 호형으로 절단용 노즐을 설치하고 에어를 간헐적으로 분사하는 방법으로 배출타공실린더를 통해서 배출되는 슬러지 또는 협잡물을 일정 길이로 절단하여 후 공정인 파쇄기로의 공급이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스를 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

과제 해결 수단으로 본 발명에서는 슬러지 또는 협잡물이 투입되는 투입구와, 오수가 배출되는 오수배출구가 상하로 구비된 본체와; 투입구로부터 슬러지 또는 협잡물을 공급받도록 본체의 내부에 설치되며, 배수를 위한 구멍이 전체적으로 형성된 타공실린더와; 상기 타공실린더의 내부에 설치되어 투입구로 투입된 슬러지 또는 협잡물에서 오수를 탈수하면서 배출구로 가압 이송하는 스크루와; 배출구의 반대측에 설치되어 스크루를 구동하는 동력수단을 포함하되;

상기 배출구측에 타공실린더의 연장선상으로 본체에 배출타공실린더를 설치하고, 스크루축의 후단을 연장된 배출타공실린더의 내측으로 연장하되; 상기 연장된 스크루축의 후단에는 배출타공실린더 내면과 근접하도록 스크루와 동일 나선을 갖는 절단스크루를 더 형성한 것을 특징으로 한다.

또한 상기 절단스크루는 스크루축에 형성된 안치홈에 안치된 상태로 볼트로 고정되는 안치판을 구비하여 스크루축에서 쉽게 탈착할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 배출타공실린더의 내부 상단 또는 배출구의 외부 상단에 호형으로 절단용 노즐을 설치하고 에어를 간헐적으로 분사하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

또한 상기 배출구에는 배출타공실린더 쪽으로 향하도록 레듀샤 구성의 압력조절구를 더 구비하여 배출구에서 배출타공실린더로 배출되는 슬러지 또는 협잡물이 압출되도록 함으로 해서 함수율을 저감시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제공하는 슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스를 사용하는 경우 배출타공실린더 내부에서 외부로 배출되는 슬러지 또는 협잡물이 스크루축 후단에 구비되는 절단스크루 또는 배출타공실린더의 내부 상단 또는 외부 상단에 호형으로 설치한 절단용 노즐을 통해 간헐적으로 공급되는 에어에 의해 일정 간격으로 절단되므로, 슬러지 또는 협잡물이 파쇄기의 투입구를 벗어난 상태 까지 길게 배출되는 문제점을 해결할 수 있고, 파쇄작업성을 개선할 수 있으며, 파쇄기 및 주변 기기들이 오손되는 것을 예방할 수 있으므로 작업환경을 청결하게 제공할 수 있는 효과를 제공할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스의 바람직한 일실시례를 보인 단면도
도 2는 도 1의 평면도
도 3은 본 발명에서 제공하는 슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스에 적용되어 있는 스크루축 후단 부분을 확대한 사시도
도 4는 본 발명에 적용된 절단스크루에 의해 절단된 예를 보인 슬러지 또는 협잡물의 배출 예를 보인 단면도
도 5는 본 발명에서 제공하는 슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스의 다른 예로 배출타공실린더의 내부 상단에 호형으로 절단용 노즐을 설치한 예를 보인 단면도
도 6은 본 발명에서 제공하는 슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스의 또 다른 예로 배출타공실린더의 외부 상단에 호형으로 절단용 노즐을 설치한 예를 보인 단면도
도 7은 본 발명에 적용된 절단용 노즐의 바람직한 예를 보인 사시도

이하 본 발명에서 제공하는 슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스의 바람직한 실시례를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스의 바람직한 일실시례를 보인 단면도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 평면도를 도시한 것이다.

본 발명에서 제공하는 슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스(1)는 하폐수처리장, 분뇨처리장 등에서 발생하는 슬러지 또는 고체, 액체 혼합물을 탈수하여 고형분을 분리하는 용도로 사용되는 것으로, 타공배출타공실린더(10)를 통해서 배출되는 슬러지를 일정간격으로 절단하여 배출할 수 있도록 한 특징이 있다.

이러한 특징을 제공하는 본 발명 슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스(1)의 구성은, 슬러지 또는 협잡물(A)을 투입하고 오수를 배출하는 슬러지 또는 협잡물(A) 투입구(3)와 오수배출구(4)를 상하로 갖는 본체(2)를 받침대(2a)에 지지되도록 지면에 설치한다.

상기 본체(2)의 내측으로는 오수를 배수할 수 있는 구멍이 전체적으로 타공되어 있는 타공실린더(5)를 본체(2)의 양측에 결합되어 있는 플랜지(6)에 지지되도록 설치한다. 이때 타공실린더(5)의 상측은 상기 본체(2)에 형성되어 있는 협잡물투입구(3)가 연결되어 타공실린더(5) 내부에 협잡물을 공급할 수 있도록 하며, 본체(2)의 일측으로는 배출구(7)를 형성한다.

상기 배출구(7)의 반대측 본체(2)의 바깥으로는 동력수단(8)이 설치되며, 이 동력수단(8)을 통해서 제공되는 구동력으로 회전하는 스크루(9)를 타공실린더(5) 내측에 설치한다.

상기 동력수단(8)은 본체(2)의 외부로 인출되어 지지베어링(8c)으로 축지지되어 있는 스크루축(9a)과 구동모터(8a)를 동력전달체(8b)로 상호 연결한 구성으로 이루어진다.

상기 동력전달체(8b)는 체인스프로킷과 체인을 조합하거나, 기어를 조합하거나, 풀리와 벨트를 조합하는 등의 방법에 의해 선택적으로 제공될 수 있다.

상기와 같은 구성은 일반적으로 공지되어 있는 슬러지 또는 협잡물(A)을 처리하는 스크루 프레스(1)와 동일하다.

도 3은 본 발명에서 제공하는 슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스에 적용되어 있는 스크루축 후단 부분을 확대한 사시도를 도시한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 스크루 프레스(1)를 구성함에 있어서, 배출구(7) 쪽 구성을 적극적으로 개량하여 슬러지 또는 협잡물(A)이 배출되면서 일정 간격으로 절단될 수 있도록 함으로 해서 후 공정인 파쇄기(도시되지 않음) 등으로의 공급이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명에서는 배출구(7)의 측방으로 배출타공실린더(10)를 더 설치하고, 배출타공실린더(10) 내로 스크루축(9a)을 연장 형성하여 슬러지 또는 협잡물(A)을 배출할 수 있도록 하고, 배출타공실린더(10)의 내부로 연장 형성되어 있는 스크루축(9a)의 단부에 절단스크루(11)를 형성하여 배출타공실린더(10)를 통해 배출되는 슬러지 또는 협잡물(A)을 나선으로 절단하여 배출타공실린더(10)를 통과한 상태에서 일정 간격으로 절단된 상태에서 분리 배출될 수 있도록 한다. 이때 상기 스크루축(9a)는 가공성 등을 고려하여 스크루(9)가 외연에 형성된 부분과 분리된 구성으로 이루어진 상태로 고정볼트(9b)에 의해 결합되는 구성을 가지며, 배출구(6) 쪽으로 직경이 점차 커지는 경사유도부를 형성하여 슬러지 또는 협잡물의 배출압력을 증가시킬 수 있도록 하는 구성으로 이루어진다.

상기 절단스크루(11)는 스크루축(9a)에 용접 등의 방법으로 고정할 수 있으나, 절단스크루(11)가 마모된 상태에서 쉽게 교환할 수 있도록 볼트로 고정하고 있다.

즉, 본 발명에서는 스크루축(9a)에 함몰된 형태로 안치홈(9a-1)을 형성하고, 절단스크루(11)의 하부에는 안치홈(9a-1)에 안치된 상태로 볼트로 고정되는 안치판(11a)을 구비하여 스크루축(9a)에서 쉽게 탈착할 수 있도록 구성한다.

또한 상기 절단스크루(11)는 스크루(9)와 피치 및 방향을 동일하게 하고, 측면에서 볼 때 스크루축(9a)에서 시작한 경사면이 회전방향으로 점차적으로 크지는 삼각형상으로 이루어지며, 상단부에는 첨단이 형성되도록 하여 배출타공실린더(10)로 배출되는 슬러지 또는 협잡물(A)의 배출압력에 영향을 주지 않으면서 슬러지 또는 협잡물(A)을 나선 형태로 절단토록 한다.

한편 상기 절단스크루(11)의 경우 첨단부가 형성된 상단이 배출타공실린더(10)의 내면과 접하도록 함이 바람직하나, 이는 절단스크루(11)의 과도한 마모가 우려되므로 배출타공실린더(10)의 내벽과 일정간격 이격된 상태가 되도록 배치하여 마찰로 인한 마모 등을 최소화 할 수 있도록 한다.

또한 본 발명에서는 배출구(7)에 배출타공실린더(10) 쪽으로 위치하도록 레듀샤 구성의 압력조절구(12)를 더 구비할 수도 있다.

상기와 같이 압력조절구(12)를 더 설치하는 경우 배출구(7) 쪽 압력을 높일 수 있어 슬러지 또는 협잡물(A)의 프레싱이 더욱 강해져 함수율을 저감시키는 효과를 기대할 수 있다

도 4는 본 발명에 적용된 절단스크루에 의해 절단된 예를 보인 슬러지 또는 협잡물의 배출 예를 보인 단면도를 도시한 것이다.

상기와 같이 스크루축(9a)의 후단에 절단스크루(11)를 설치하는 경우 스크루(9)에 의해 가압상태로 배출되는 슬러지 또는 협잡물(A)이 배출타공실린더(10)를 통해서 배출되는데, 이때 스크루축(9a)의 후단에 설치되어 있는 절단스크루(11)가 스크루(9)와 동일방향으로 회전하게 되는 바, 배출타공실린더(10) 내부를 이동하는 슬러지 또는 협잡물(A)에 절단스크루(11)가 지나면서 홈을 형성하게 된다.

이 상태에서 슬러지 또는 협잡물(A)이 배출타공실린더(10)의 외부로 배출되면, 슬러지 또는 협잡물(A)이 절단스크루(11)가 지난 홈을 경계로 해서 분리되어 하측으로 자유낙하하게 되는 것이다.

도 5, 도 6은 본 발명에서 제공하는 슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스의 다른 예로 배출타공실린더의 내부 상단 또는 외부 상단에 호형으로 절단용 노즐을 설치한 예를 보인 단면도를 도시한 것이고, 도 7은 본 발명에 적용된 절단용 노즐의 바람직한 예를 보인 사시도를 도시한 것이다.

도 5에 도시된 바에 의하면, 배출타공실린더(10)에는 스크루축(9a)의 후단을 벗어난 위치에 배치되도록 내부와 관통되는 노즐결합홈(10a)을 형성하고, 이 노즐결합홈(10a)에는 압축공기가 공급되는 절단용 노즐(13)을 결합한 구성이다.

또한 도 6에 도시된 바에 의하면 배출타공실린더(10)의 후단에 압축공기가 공급되는 절단용 노즐(13)을 결합한 구성이다.

상기한 절단용 노즐(13)은 도 7에 도시된 바와 같이 배출타공실린더(10) 직경의 1/4~1/2크기 호형으로 형성하고, 바깥쪽으로는 압축공기가 공급되는 공기공급관(13a)을 형성하고, 안쪽으로는 슬러지 또는 협잡물(A)에 분사되는 복수의 분사공(13b)을 형성한 구성으로 이루어진다.

그리고 상기 공기공급관(13a) 쪽으로는 전기적으로 단속되는 전자밸브(14)를 설치하여 간헐적으로 에어를 슬러지 또는 협잡물(A)에 분사되도록 한다.

상기와 같이 절단용 노즐(13)을 설치한 경우 배출타공실린더(10) 내부를 이동하는 슬러지 또는 협잡물(A)의 상단에 간헐적으로 절단용 노즐(13)에서 압축공기가 분사되는데, 이때 슬러지 또는 협잡물(A)의 상부 일부가 절개되므로, 배출타공실린더(10)에서 외부로 슬러지 또는 협잡물(A)이 배출될 때 슬러지 또는 협잡물(A)에 중력이 작용할 때 절개분 부분을 중심으로 크랙이 발생하면서 분리되어 낙하하게 되는 것이다.

따라서 본 발명에서 제공하는 슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스(1)를 사용하는 경우 배출타공실린더(10)에서 배출된 슬러지 또는 협잡물(A)이 파쇄기의 투입구(3)를 벗어난 상태까지 길게 배출되는 문제점을 해결할 수 있고, 파쇄작업성을 개선할 수 있으며, 파쇄기 및 주변 기기들이 오손되는 것을 예방할 수 있으므로 작업환경을 청결하게 제공할 수 있는 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1:(압력조절이 가능한 협잡물 처리용) 스크루 프레스
2:본체 2a:받침대
3:투입구 4:오수배출구
5:타공실린더 6:플랜지
7:배출구 8:동력수단
8a:구동모터 8b:동력전달체
9:스크루 9a:스크루축
9a-1:안치홈 9b:고정볼트
10:배출타공실린더 11:절단스크루
11a:안치판 12:압력조절구
13:절단용 노즐 13a:공기공급관
13b:분사공 14:전자밸브
A:슬러지 또는 협잡물

Claims (4)

1. 슬러지 또는 협잡물이 투입되는 투입구(3)와, 오수가 배출되는 오수배출구(4)가 상하로 구비된 본체(2)와; 투입구(3)로부터 슬러지 또는 협잡물을 공급받도록 본체(2)의 내부에 설치되며, 배수를 위한 구멍이 전체적으로 형성된 타공실린더(5)와; 상기 타공실린더(5)의 내부에 설치되어 투입구(3)로 투입된 슬러지 또는 협잡물에서 오수를 탈수하면서 배출구(7)로 가압 이송하는 스크루(9)와; 배출구(7)의 반대측에 설치되어 스크루(9)를 구동하는 동력수단(8)을 포함하되;
   상기 배출구(7)측에 타공실린더(5)의 연장선상으로 본체(2)에 배출타공실린더(10)를 설치하고, 스크루축(9a)의 후단을 연장된 배출타공실린더(10)의 내측으로 연장하고,
   상기 연장된 스크루축(9a)의 후단에는 배출타공실린더(10)와 근접하도록 스크루(9)와 동일 나선을 갖도록 절단스크루(11)를 더 형성하되;
   상기 배출타공실린더(10)의 내부 상단 또는 배출구(7)의 외부 상단에 호형으로 절단용 노즐(13)을 설치하고 에어를 간헐적으로 분사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 절단스크루(11)는 스크루축(9a)에 형성된 안치홈(9a-1)에 안치된 상태로 볼트로 고정되는 안치판(11a)을 구비하여 스크루축(9a)에서 쉽게 탈착할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스.
   
3. 삭제
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서;
   상기 배출구(7)에는 배출타공실린더(10) 쪽으로 향하도록 레듀샤 구성의 압력조절구(12)를 더 구비하여 배출구(7)에서 배출타공실린더(10)로 배출되는 슬러지 또는 협잡물(A)이 압출되도록 함으로 해서 함수율을 저감시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 슬러지 절단기능을 갖는 스크루 프레스.

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