KR102285809B1 - 고액(固液) 분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고액 분리장치에 관한 것이다.
구성에 있어서, 후미 상측에 호퍼(2)가 장착되며 외주면에 다수의 배수구멍(1')을 가진 원통형의 동체(1), 상기 동체(1)에 관통 설치되며 모터(도시하지 않음)에 의해 일방향으로 회전하면서 고추장이나 된장을 비롯한 수분이 다량 함유된 원료나 축산 분뇨를 이송 압축시키는 스크루(3), 상기 동체(1) 선단에 결합되며 내부에 다수의 압출공(41)이 구비된 압출판(4)과 상기 압출판(4)의 내측면에 마찰 작용하면서 압출판(4)의 내측면을 긁어 주는 스크래퍼(5)가 설치된 압출부하우징(6)과, 상기 스크래퍼(5)와 압출판(4) 중앙부분을 스크루(3) 선단 축부(3b)가 관통 설치되며 상기 축부(3b)에 고형물을 일정한 길이로 절단할 수 있게끔 장착된 회전커터(7)와, 상기 동체(1) 외주면에 장착되어 탈수시 액상물이 배수될 수 있도록 다수의 타공구멍(8')이 밀집 형성된 스테인레스 타공망(8)과, 동체 외곽이 소정의 간격이 유지되게끔 설치되며 일측 하부에 호퍼형태의 배출구(9')를 가진 케이싱(9)으로 이루어져 고액분리와 동시에 고형물을 펠렛화시킬 수 있게 함을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명은 고형물과 액상물로 분리할 때 매우 신속하면서도 안정적일 뿐만 아니라, 고형물을 펠렛으로 형성할 수 있음으로 고액분리와 동시에 고형물의 펠렛화가 가능하게 되어 각종 식품분야 및 폐수처리 등의 환경분야, 축분을 비료화하는 농업분야 등 다양한 분야에서 효율적으로 사용할 수 있는 등의 많은 효과가 있다.

Description

고액(固液) 분리장치{Solid-liquid separator}

본 발명은 수분이 다량 함유된 고추장이나 된장, 쌈장 등을 비롯한 각종 장류를 비롯해 수분함량이 높은 각종 식품, 또는 축분 등을 탈수, 압축시켜 고형물(固形物)과 액상물(液狀物)로 분리하고, 분리된 고형물을 압출시켜 소정형태의 펠렛(Pellet)으로 형성하는 일련의 공정이 하나의 장비에서 자동으로 이루어질 수 있게한 고액(固液) 분리장치에 관한 것이다.

일반적으로 고액 분리장치란 환경산업분야에서 발생하는 축산폐수, 음식물쓰레기 침출수 및 하수 폐수 등과 같은 시료(試料)를 고형물과 액상물(이하, 수분이라 함)로 분리시키는 장치를 말한다.

상기와 같은 종래의 고액 분리장치는 현장여건에 따라 단일의 단위장치를 설치 사용하거나 단일의 단위장치로 고액분리 효율이 떨어지는 경우에는 고액분리의 효율을 증대시킬 수 있게 하기 위해 추가로 단위장치를 연계하거나 또는 연결 설치했었다.

종래의 고액 분리방식 중 가장 많이 사용하는 방식으로서 고액분리를 연속적으로 할 수 있게 하는 방식으로는 주로 압출스크루를 이용한 고액분리장치가 사용되고 있다.

상기와 같은 종래의 고액 분리장치는 스크린방식으로써, 이는 스크린 망과, 상기 스크린 망을 통하여 일차적으로 슬러리형 축산분뇨에 함유된 수분이 제거된 슬러리형 축산분뇨를 일방향으로 압출 이송시키는 압출스크루를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 종래기술에 따른 고액 분리장치는 축사에서 배출되어 저장된 축산분뇨 저장조로부터 이송된 슬러리형 축산분뇨가 투입구를 통하여 투입되고, 투입된 슬러리형 축산분뇨가 소정의 경사면을 가지고 구비된 스크린 망을 통하여 축산 분뇨에 함유된 수분을 일차적으로 제거하게 된다.

이후, 일차적으로 수분이 제거된 슬러리형 축산분뇨가 압출스크루장치에 유입되어 일방향으로 압축되어 이송되면서 유입된 슬러리형 축산분뇨가 압출스크루를 감싸는 웨지필터를 통하여 탈수 처리되어 고형물 및 수분으로 분리되며, 이때 고형물은 일방향으로 이송된다.

이때, 상기 압출스크루장치 내의 슬러리형 축산분뇨 중, 분리된 고형물은 상기 압출스크루의 일단부에 구비된 고형물 배출부로 배출되고, 분리된 수분은 상기 압출스크루 하부에 형성된 탈수부의 웨지필터 간극을 통하여 수분배출구로 배출되는 것이다.

그러나 상기한 종래 고액 분리장치는 단순히 축산분뇨, 축산폐수를 비롯한 산업현장에서 발생하는 슬러지 등을 탈수 압축시켜 고형물과 액상물로 분리하는 용도 이외에 다른 용도를 기대할 수 없었다.

다시 말하면, 각종 축산 분뇨를 압축시켜 액상물을 탈수하고, 탈수된 고형물은 압출시켜 연료나 비료 등으로 활용할 수 있는 펠렛으로 제조한다거나, 또는 수분함량이 높은 고추장이나 된장 등을 비롯하여 수분함량이 높거나 슬러리형태로 된 각종 식품을 압축 탈수하여 이때 생성되는 고형물을 취급이 손쉬우면서 계량 또한 손쉽게 이루어지도록 소정크기의 식품펠렛으로 제조할 수 있게 하는 고액 분리장치는 전혀 없었다는 것이다.

1. 등록특허 제10-0962717호 "고액분리장치" 2. 등록특허 제10-0912781호 "슬러리형 축산분뇨 고액분리 및 탈수장치"

본 발명은 전술한 종래 고액 분리장치에 따른 제반문제점을 감안하여 안출된 것으로, 특히, 축산분뇨나 축산폐수 등을 단순히 탈수 압축시켜 고형물(固形物)과 액상물(液狀物)로 분리하기만 하는 것이 아니라, 탈수된 고형물을 연료로 재사용할 수 있도록 소정형태 소정크기로 압출 절단하여 펠렛으로 형성할 수 있게 하는 일련의 과정이 자동으로 단번에 이루어지는 고액 분리장치를 제공하려는데 그 목적이 있는 것이다.

또한 상기와 같은 본 발명의 고액 분리장치를 수분함량이 높은 고추장이나 된장, 또는 수분함량이 높은 각종 음식물을 고액분리하고, 이때 형성된 고형물만을 소정형태, 소정크기의 펠렛으로 형성함으로서 취급과 계량이 손쉬운 펠렛 고추장이나 펠렛된장을 비롯한 각종 펠렛식품을 손쉽게 제조할 수 있게 하려는 데도 목적이 있다.

고액 분리장치를 구성함에 있어서,

후미 상측에 호퍼(2)가 장착되며 외주면에 다수의 배수구멍(1')을 가진 원통형의 동체(1);

상기 동체(1)에 관통 설치되며 모터(도시하지 않음)에 의해 일방향으로 회전하면서 고추장이나 된장을 비롯한 수분함량이 높은 원료나 축산 분뇨를 이송 압축시키는 스크루(3);

상기 동체(1) 선단에 결합되며 내부에 다수의 압출공(41)이 구비된 압출판(4)과 상기 압출판(4)의 내측면에 마찰 작용하면서 압출판(4)의 내측면을 긁어 주는 스크래퍼(5)가 설치된 압출부하우징(6);과,

상기 스크래퍼(5)와 압출판(4) 중앙부분을 스크루(3) 선단 축부(3b)가 관통 설치되며 상기 축부(3b)에 고형물을 일정한 길이로 절단할 수 있게끔 장착된 회전커터(7);와,

상기 동체(1) 외주면에 장착되어 탈수시 액상물이 배수될 수 있도록 다수의 타공구멍(8')이 밀집 형성된 스테인레스 타공망(8);과,

동체 외곽이 소정의 간격이 유지되게끔 설치되며 일 측 하부에 호퍼형태의 배출구(9')를 가진 케이싱(9);으로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 스크루(3) 날개(3a) 피치간격은 선단으로 갈수록 좁게 형성함으로서 이송 압축과정에서 탈수 및 압축효과가 더욱 커지도록 함을 특징으로 한다.

상기 원통형의 동체 선단부에 내주면에 스플라인 홈(10')을 가진 드레인관(10)을 더 장착함으로서 압출판(4)에 작용하는 고형물의 압축시 과압이 작용할 때 일부의 고형물이 스플라인 홈(10')을 타고 역류하게 함을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 고추장이나 된장을 비롯해 수분이 다량 함유된 식품류를 고형물과 액상물로 분리할 때 매우 신속하면서도 안정적으로 할 수 있을 뿐만 아니라, 고액 분리과정에서 탈수된 고형물은 소정크기 소정형태의 압출공(41)을 가진 압출판(4)을 강제로 통과하면서 회전커터(7)에 의해 펠렛으로 제조됨으로서, 제조된 식품의 취급, 운반, 보관, 사용이 매우 원활하게 이루어질 수 있고, 더 나아가 음식물 조리시 정량첨가가 손쉽게 이루어질 수 있어 균일한 맛을 내는 데도 편리한 등의 많은 효과가 따르게 되는 것이다.

또 축산 농가에서 사용하는 경우, 다량 발생하는 돈분, 우분 등의 축분과 분뇨를 단순히 고형물과 액상물로 분리만하는 것이 아니라, 분리된 고형물을 압축 탈수함과 동시에 소정형태 소정의 길이로 압출 절단시켜 펠렛화 시키되, 이러한 일련의 공정이 한 장비에서에 자동으로 이루어지게 됨으로서 축산분뇨를 연료화시키는 등의 재활용이 가능하고, 더불어 상기 축분 펠렛 제조에 따른 생산성극대화를 이룰 수 있는 등의 효과도 크다.

도1은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 요부 분해 사시도.
도2는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 단면예시도.
도3은 본 발명의 요부확대 사시도.
도4는 본 발명의 요부확대 단면예시도.
도5는 도2의 A-A'선 단면예시도.
도6은 도2의 B-B'선 단면예시도.

본 발명은 수분이 다량 함유된 고추장이나 된장 등의 식품, 또는 수분이 많은 축산분뇨 등을 압축 탈수시켜 고형물(固形物)과 액상물(液狀物)로 분리함과 동시에 분리된 고형물을 소정크기, 소정길이로 압출 절단하여 균일한 크기, 균일한 중량의 펠렛(pellet)으로 성형함으로서, 식품으로 고액(固液)분리하여 제조된 펠렛의 경우는 운반, 보관, 포장 등을 비롯한 취급이 편리하게 이루어짐과 동시에 각종 음식물 조리시 첨가량 조절이 손쉽게 이루어져 저울이나 차스푼 등을 이용하지 않더라도 정량첨가를 손쉽게 할 수 있는 특징이 따르게 되고, 축산분뇨 등을 압축 탈수함과 동시에 압출하여 펠렛으로 제조 형성할 경우는, 보관, 운반, 사용 등을 비롯한 취급이 손쉽게 이루어지면서 땔감연료, 또는 비료로 손쉽게 사용할 수 있는 등의 특징이 따르는 것으로, 이하 첨부된 도면에 의거 보다 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도1은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 요부 사시도이고, 도2는 단면예시도이며, 도3은 압출부하우징을 표현한 요부확대 사시도, 도4는 동체 선단부분의 확대 종단면예시도, 도5는 상기한 도2의 A-A'선 단면예시도, 도6은 상기한 도2의 B-B'선 단면예시도이다.

상기 도1~도6에서 보는 바와 같이 본 발명의 고액분리장치(100)는, 후미에 호퍼(2)가 장착된 동체(1)와, 상기 동체(1) 외주면에 장착되는 스테인레스 타공망(8), 상기 동체(1) 내부에 관통 설치되는 스크루(3), 상기 동체(1) 선단과 스크루(3) 선단에 장착된 압출부하우징(6) 및 상기 압출부하우징(6)의 내부에 구비된 압출판(4)과 스크래퍼(5), 그리고 압출부 하우징(6) 외면에 구비된 회전커터(7)로 구성된다.

상기 동체(1)는 후미 상측에 수분이 다량 함유된 고추장이나 된장, 또는 축분 등의 시료를 공급시키는 호퍼(2)가 장착되며 외주면에는 탈수된 액상물이 배수 가능하도록 다수의 배수구멍(1')을 형성하였고, 스크루(3)는 상기한 원통형의 동체(1)에 관통 설치되어 모터(도시하지 않음) 및 연결축(3')에 의해 일방향으로 회전하면서 수분이 다량 함유된 고추장이나 된장을 비롯한 각종 식품원료나 축산 분뇨 등을 이송 압축시키면서 탈수하여 고형물과 액상물로 분리하는 작용을 하게 되는데, 호퍼(2)를 통해 공급된 원료를 보다 더 원활하게, 또 신속 정확하게 압축탈수 시킬 수 있도록 스크루(3) 날개(3a)의 피치간격은 후미로 갈수록 넓고 선단으로 갈수록 좁게 형성하였다.

특히, 위와 같이 스크루(3)의 날개(3a) 피치간격을 선단으로 갈수록 좁게 형성하게 되면 스크루(3)가 회전하는 과정에서 날개(3a)의 피치간격이 넓은 쪽은 원료를 이송하는 작용을 주로 하게 되지만 날개(3a)의 피치간격 점차 좁아지는 선단부 쪽에서는 원료를 자연스러우면서도 강력하게 압축시킬 수 있기 때문에 원료의 압축 탈수효율이 극대화 되게 되며, 이때 탈수된 액상물은 동체(1)에 구비된 배수구멍(1')과 스테인레스타공망(8)을 통해 배출되어 배출구(9')를 통해 배수되어 따로 모아지게 된다.

또 탈수 압축된 고형물은 스크루(3) 선단으로 모아지면서 더욱 압축되면서 압출판(4)에 다수 형성된 압출공(41)을 통해 강제로 토출되는데, 이때 압출판(4) 후면에 고압으로 작용하게 되는 고형물을 스크루(3)와 함께 회전하는 스크래퍼(5)가 압출판(4)의 후면을 연속적으로 긁어주면서 고형물을 유동시킴으로서 압출공(41)을 통해 고형물이 보다 더 원활하게 토출될 수 있는 것이며, 토출된 고형물은 회전커터(7)가 소정의 길이로 자동 절단하게 됨으로서 소정형태의 펠렛(p)으로 형성되게 되는 것이다.

한편, 상기한 펠렛(p)의 모양이나 크기, 중량은 압출판(4)에 천공된 압출공(41)의 크기와 모양, 그리고 절단 길이에 따라 다르게 되는데, 압출 절단된 펠렛(p)은 스크루(3)와 동체(1)의 유기적인 작용으로 이미 고압으로 압축 탈수된 상태이기에 함수율이 상당히 낮아 매우 신속하게 건조되는 것이며, 건조된 펠렛(p)은 소정의 양으로 포장하여 상품화시키면 된다.

그리고, 상기 원통형의 동체(1) 선단부에 내주면에 스플라인 홈(10')을 가진 드레인관(10)을 더 장착한 뒤 상기 드레인관(10) 선단에 압출판(4)과 스크레퍼(5), 그리고 회전커터(7)를 구비한 압출부하우징(6)을 장착하게 되면, 스크루(3)에 의해 압출판(4) 후면으로 이송 압축된 고형물이 압출판(4)에 과압으로 작용할 때 고형물의 일부가 자연스럽게 스플라인 홈(10')을 통해 역류하게 되어 과압을 해소할 수 있게 하였으며, 이로 인해 스크루(3) 선단의 압출판(4)에 과압이 작용할 염려가 없어 더욱 더 원활하게 고액분리와 식품펠렛, 또는 축분펠렛 등을 생산할 수 있게 된다.

따라서 본 발명은 앞에서 설명한 바와 같이 수분함량이 높은 고추장이나 된장 등의 식품이나 축분, 축산폐수 등의 원료를 단순히 고형물과 액상물로 분리하는데 그치지 않고, 분리된 고형물을 소정형태, 소정크기, 소정의 중량의 펠렛으로 제조하게 되어 용도에 맞게 사용할 수 있는 것으로서, 고액분리와 더불어 고형물의 펠렛화 등 일련의 공정이 하나의 장비로서 단번에 이루어질 수 있게 되고, 따라서 펠렛고추장이나 펠렛된장을 비롯한 각종 펠렛식품을 생산하고자 하는 공장을 비롯하여 축산분뇨를 펠렛화시켜 연료나 비료로 사용할 수 있게 하는 농가나 비료공장 등에 설치 사용하였을 때 매우 유용하게 사용할 수 있게 되는 것이다.

미설명 부호 3b'는 사각축부이며, 11은 스테인레스 타공망을 고정시키는 타공망 고정프레임, 100'는 기대이다.

이와 같이 구성된 본 발명은 그 권리범위가 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 따라서 발명의 목적과 사상의 범위 내에서 다양하게 변형 실시할 수 있는 것으로, 고액분리(固液分離)와 함께 분리된 고형물을 펠렛으로 제조하는 일련의 공정이 단일의 장비에서 이루어지게 한다거나, 또는 압출판(4)에 고형물이 과압으로 작용할 때 이를 원활하게 해소 할 수 있게끔 드레인관(10)이나, 선단으로 갈수록 날개(3a)의 피치간격을 좁게 형성하여 이송 압축 효율을 극대화시키는 스크루(3)에 대한 형태나 형상 등의 변화는 당연히 본 발명의 권리범위에 속하는 사항이라 하겠다.

본 발명의 고액 분리장치는 각종 식품분야를 비롯해 폐수처리시설, 폐자원재 활용시설 및 공해방지 및 예방시설 등 다양한 분야에 사용할 수 있다.

1 : 동체 2 : 호퍼 3 : 스크루
3a : 날개 3a' : 연결축 3b : 축부
4 : 압출판 5 : 스크래퍼 6 : 압출부하우징
7 : 회전커터 8 : 타공망 8' : 타공구멍
9 : 케이싱 9' : 배출구 10 : 드레인관
10' : 스플라인 홈 41 : 압출공 100: 고액분리장치
100' : 기대

Claims (3)

1. 삭제
2. 삭제
3. 후미 상측에 호퍼(2)가 장착되며 외주면에 다수의 배수구멍(1')을 가진 원통형의 동체(1);
   상기 동체(1)에 관통 설치되며 모터에 의해 일방향으로 회전하면서 고추장이나 된장을 비롯한 점액질의 원료나 축산 분뇨를 이송 압축시키는 스크루(3);
   상기 동체(1) 선단에 결합되며 내부에 다수의 압출공(41)이 구비된 압출판(4)과 상기 압출판(4)의 내측면에 마찰 작용하면서 압출판(4)의 내측면을 긁어 주는 스크래퍼(5)가 설치된 압출부하우징(6);과,
   상기 스크래퍼(5)와 압출판(4) 중앙부분을 스크루(3) 선단 축부(3b)가 관통 설치되며 상기 축부(3b)에 고형물을 일정한 길이로 절단할 수 있게끔 장착된 회전커터(7);와,
   상기 동체(1) 외주면에 장착되어 탈수시 액상물이 배수될 수 있도록 다수의 타공구멍(8')이 밀집 형성된 스테인레스 타공망(8);과,
   동체 외곽이 소정의 간격이 유지되게끔 설치되며 일 측 하부에 호퍼형태의 배출구(9')를 가진 케이싱(9);으로 이루어져 고액분리와 동시에 고형물을 펠렛으로 제조할 수 있게 하는 고액분리장치에 있어서,
   상기 원통형의 동체 선단부의 내주면에 스플라인 홈(10')을 가진 드레인관(10)을 더 장착함으로서, 압출판(4)에 작용하는 고형물이 압축과정에서 과압으로 작용할 때 일부의 고형물이 스플라인 홈(10')을 타고 역류하여 과압력을 해소할 수 있게 함을 특징으로 하는 고액분리장치.

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