KR102362070B1 - 수로용 협잡물 파쇄기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전드럼의 외곽에 복수 열의 회전 커터를 나선상으로 배치하고, 스크린이 설치된 본체에는 상기 회전 커터에 대응되는 위치에 고정 커터를 배치하여 하수 중의 각종 협잡물을 효과적으로 파쇄하여 수처리장으로 공급할 수 있도록 한 것으로, 수로(W)에 고정되는 본체(100)와; 상기 본체(100)의 측방과 후방을 에워싸도록 반원형으로 이루어진 스크린(200)과; 상기 스크린(200)의 좌우측단에 내측을 향하여 부착된 고정 커터(300)와; 상기 본체(100) 내측에 설치되는 회전 드럼(400)과; 상기 회전 드럼(400)의 외곽에 나선상으로 부착된 회전 커터(500); 및 상기 본체(100)의 상부에 설치되고 회전 드럼(400)에 축결합되어 회전 드럼을 회전시키는 구동부(600);를 포함하여 이루어져 본체(100)의 전방으로 유입된 하수 중의 협잡물이 회전 드럼(400)의 회전 커터(500)와 고정 커터(300) 사이에서 파쇄되어 스크린(200)을 통해 하수와 함께 본체(100)의 후방으로 배출되도록 되어 있다.

Description

수로용 협잡물 파쇄기{Sludge crusher for waterway}

본 발명은 수로용 협잡물 파쇄기에 관한 것으로, 상세히는 회전드럼의 외곽에 복수 열의 회전 커터를 나선상으로 배치하고, 스크린이 설치된 본체에는 상기 회전 커터에 대응되는 위치에 고정 커터를 배치하여 하수 중의 각종 협잡물을 효과적으로 파쇄하여 수처리장으로 공급할 수 있도록 한 것이다.

본 발명과 관련된 종래기술인 특허문헌 1의 '오수처리장의 전처리 공정용 분괴 파쇄장치'는 오수처리 전처리공정에서 전단의 보호용 스크린 등의 추가적인 설비 없이 오수와 함께 유입되는 분괴를 용이하게 파쇄한 다음 후처리 공정으로 흘려보내 후처리 공정의 효율을 증진시킬 수 있도록 한 것으로, 상하단 중심 회전축에 베어링이 축 결합되고 외측둘레에 소정직경을 갖는 타공이 다수개 배열 형성된 구동 원통 로울러와, 상기 구동 원통 로울러를 중심으로 양측에 접촉 설치되며 외측둘레에 소정직경을 갖는 타공이 다수개 배열 형성된 다수의 피동 원통로울러와, 상기 구동 원통로울러의 회전축에 결합되는 구동모터가 설치된 구조로 이루어져 있다.

또, 특허문헌 2의 '하수처리용 협잡물 파쇄기'는 용수를 하수처리장에 공급할 시, 하수에 포함된 이물질을 1차 파쇄하여, 하수처리장의 펌프에 이물질이 삽입되어 펌프를 손상시키는 문제를 제거하며, 파쇄기에 큰 이물질이 들어갔을 시, 파쇄기의 손상을 방지하기 위한 것으로, 일종의 2축 파쇄기와 같은 구조로 이루어져 있다.

특허문헌 3의 '콘형 실린더를 이용한 오폐수의 협잡물 처리장치'는 오폐수 처리장에 유입되는 폐수 중에 함유된 협잡물을 제거하는 스크린 장치로 유기성 고형물을 파쇄시켜 후속 처리시설로 유입 시키고, 파쇄 후 콘형 실린더의 내부에 잔류하는 협잡물을 탈수 처리 시키기 위한 장치이다.

특허문헌 4의 '파괘장치'도 한 쌍의 회전 커터를 회전시켜서 유체 중의 고형물을 파쇄하는 2축 파쇄기의 구조로 이루어져 있다.

한편, 상술한 2축 파쇄기는 파쇄 시 축 사이에 협잡물이 감기고 끼는 현상으로 파쇄가 잘 되지 않으며, 후면의 타공판에 걸린 협잡물의 파쇄가 이루어지지 않고 막히게 되므로 개공율이 저하되는 현상으로 회전 축에 부하가 발생되는 문제점이 있었으며, 기어에 의한 2축 구동으로 기어에 물이 들어갈 수 있으므로 주기적인 구리스 주입이 필요하다는 유지관리상의 불편함이 있었고, 컷팅 날 교체 시 전체를 인양하여 완전 분해를 해야 교체가 가능하다는 등의 문제점이 있었다.

한국등록실용신안 제20-0152595호(1999.04.27.등록) 한국등록특허 제10-1807831호(2017.12.05.등록) 한국공개특허 제10-2000-0015497호(2000.03.15.공개) 한국공개특허 제10-2015-0052782호(2015.05.14.공개)-13

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 수처리장으로 유입되는 하수 중의 각종 협잡물을 효과적으로 파쇄할 수 있는 새로운 방식의 수로용 협잡물 파쇄기를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수로에 고정되는 본체와; 상기 본체의 측방과 후방을 에워싸도록 반원형으로 이루어진 스크린과; 상기 스크린의 좌우측단에 내측을 향하여 부착된 고정 커터; 상기 본체 내측에 설치되는 회전 드럼과; 상기 회전 드럼의 외곽에 나선상으로 부착된 회전 커터 및 상기 본체의 상부에 설치되어 회전드럼에 축결합된 구동부;를 포함하여 이루어져 본체의 전방으로 유입된 하수 중의 협잡물이 회전 드럼의 회전 커터와 고정 커터 사이에서 파쇄되어 스크린을 통해 하수와 함께 후방으로 배출되도록 한 수로용 협잡물 파쇄기를 제공한다.

바람직한 실시 예에서, 상기 상기 스크린의 외면에는 지지틀이 마련되고, 상기 고정 커터는 지지틀의 좌우측단에 수직으로 부착되며, 상기 회전 드럼은 중심부의 회전축이 본체의 바닥판에 오일리스 베어링으로 축지지되고, 본체의 상부판에는 회전 드럼의 하중분산용 행거 롤러가 올려져 회전되도록 하되 상기 행거 롤러는 복수의 캐스터가 방사상으로 배치되어 있고, 하방 외측으로 소정의 캠버각을 갖도록 부착한다.

바람직한 실시 예에서, 상기 회전 커터는 3줄이 120°각도로 방사상으로 배치되고, 각 줄의 회전 커터는 나선상으로 배열된다.

본 발명에 의하면 첫째, 수중부의 베어링 마모를 개선할 수 있는데, 이는 회전 드럼의 대부분의 하중이 상부에서 지지되므로 하부의 오일리스 베어링 부하가 감소된다는 장점이 있고, 둘째, 파쇄기의 회전 커터에 협잡물 감김 발생시 1차 커팅후 180도 회전지점에서 다시 2차로 커팅이 이루어므로 감김 현상을 방지할 수 있으며, 파쇄기를 전체 인양하지 않고 부분적인 수리와 교체가 가능하고, 회전 커터의 팁 교체 시 부분 교체가 가능하며, 하부 유도바에 의하여 협잡물을 부상시켜 협잡물 편류를 방지할 수 있고, 나선상으로 배치된 회전 커터는 협잡물을 커팅하면서 협잡물을 하부로 유도하게 되며, 커팅 후 후면 측에 웨지바로 이루어진 스크린이 설치되어 있으므로 협잡물이 스크린 틈새를 막지 않게 되어 하수의 원활한 통과가 가능한 등의 이점이 있다.

또한, 본 발명의 파쇄기는 1축형으로 이루어져 있어 구조가 간단하고, 구성부품이 적어 유지관리가 간단하고, 스크린 기능이 포함되어 있어 고정 커터의 간격보다 큰 협잡물은 통과를 하지 못하도록 할 수 있어 중계펌프의 막힘현상을 해소할 수도 있다.

도 1은 본 발명에 의한 수로용 협잡물 파쇄기의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 협잡물 파쇄기의 배면 사시도,
도 3은 도 1 및 2에 도시된 협잡물 파쇄기의 분해사시도,
도 4는 수로에 설치된 상태를 도시한 평면도,
도 5는 수로에 설치된 상태를 도시한 측면도,
도 6은 고정 커터와 회전 커터를 보인 정면도,
도 7은 도 5의 A부 확대도,
도 8은 드럼 외곽 회전 커터 부착상태도 및 고정 커터와의 관계를 도시한 평면도이다.

이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 8에는 본 발명에 의한 수로용 협잡물 파쇄기(1)가 도시되어 있는데, 이는 수로(W)에 고정되는 본체(100)와;

상기 본체(100)의 측방과 후방을 에워싸도록 반원형으로 이루어진 스크린(200)과;

상기 스크린(200)의 좌우측단에 내측을 향하여 부착된 고정 커터(300)와;

상기 본체(100) 내측에 설치되는 회전 드럼(400)과;

상기 회전 드럼(400)의 외곽에 나선상으로 부착된 회전 커터(500); 및

상기 본체(100)의 상부에 설치되고 회전 드럼(400)에 축결합되어 회전 드럼을 회전시키는 구동부(600);를 포함하여 이루어져 본체(100)의 전방으로 유입된 하수 중의 협잡물이 회전 드럼(400)의 회전 커터(500)와 고정 커터(300) 사이에서 파쇄되어 스크린(200)을 통해 하수와 함께 본체(100)의 후방으로 배출되도록 되어 있다.

본 실시 예에서 상기 본체(100)는 장방형 바닥판(110)의 상부 네 모서리에 수직 프레임(120)이 세워지고, 이 수직 프레임(120)의 상단에 사각형으로 수평 프레임(130)이 부착되며, 상기 수평 프레임(130) 위에 상부판(140)이 씌워진 구조로 이루어져 있으며, 하수가 유입되는 전면은 개방되어 있고, 전면의 하단부는 상단이 뾰죽한 삼각형 앵글(112)이 부착되어 있으며, 배면의 하단부는 ㄷ자형 앵글(114)이 부착되어 있고, 양 측면의 전방 부분 즉, 스크린(200)이 부착되지 않은 측면은 측면판(116)으로 폐쇄되어 있다.

한편, 상기 삼각형 앵글(112)은 하수와 함께 유입되는 협잡물의 부상을 유도하는 기능을 하게 되고, 후방의 ㄷ자형 앵글은 하부 수위를 일정하게 유지하게 되는 기능을 한다.

상기 스크린(200)은 도 3의 분해도에서 알 수 있는 바와 같이 본체(100)의 측방과 후방을 에워싸도록 평면상에서 볼 때 반원형을 이루는 형태로 이루어져 있는데, 외면에는 스크린(200)의 간격을 유지하기 위한 격자형의 지지틀(210)이 마련되어 있어서 파쇄된 협잡물의 통과시 받게 되는 충격에도 불구하고 간격과 형태를 안정적으로 유지할 수 있도록 되어 있다.

상기 고정 커터(300)는 스크린(200)의 좌우측단 즉, 격자형 지지틀(210)의 좌우측단에 수직으로 부착되게 되는데, 평판의 띠 형태로 이루어져 있고 내측에 톱니형으로 커터날(310)이 형성되어 있으며, 띠 부분에는 볼트구멍(320)이 형성되어 복수의 볼트와 너트로 교체가능하게 조립된다.

도면 중 부호 212는 상기 격자형 지지틀(210)에 형성되는 볼트구멍이다.

상기 회전 드럼(400)은 중심부의 회전축(410)이 본체(100)의 바닥판(110)에 오일리스 베어링(420)으로 축지지되고, 상부판(140)에는 회전 드럼(400)의 하중이 상기 오일리스 베어링(420)에 집중되지 않도록 분산하기 위한 하중분산용 행거 롤러(430)가 올려져 회전되도록 되어 있어 회전 드럼(400)의 원활한 회전이 가능하도록 되어 있다.

상기 행거 롤러(430)는 3개의 캐스터(432)가 방사상으로 배치되어 있으며 회전시 원심력에 의한 작용에 안정적인 자세를 유지할 수 있도록 하방 외측으로 약 5°의 캠버각(θ)을 갖도록 부착되어 있다.

도면 중 부호 434는 행거 롤러(430)를 회전축(410)에 볼트(435)로 축결합하기 위한 결합디스크이고, 부호 440은 상부 베어링이며, 부호 450은 상기 행거 롤러(430)의 외곽을 감싸기 위한 보호 커버로 상부판(140)에 볼트(452)로 분리가능하게 결합된다.

상기 회전 커터(500)는 회전 드럼(400)의 외곽에 방사상으로 배치되어 있는데, 본 실시 예에서는 도 8에 도시된 바와 같이 3줄이 120도 각도로 방사상으로 배치되어 있고, 각 줄의 회전 커터(500)는 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이 회전 드럼(400) 외곽에 나선상으로 배열되어 있어서 수로(W)를 통해 전방에서 유입된 하수에 혼합된 협잡물을 각각의 회전 커터(500)가 순차적으로 접촉하여 고정 커터(300)와의 사이에서 잘게 파쇄함으로써 파쇄시 받게되는 저항력을 분산시켜 고정 커터(300)와 회전 커터(500)에 걸리는 응력을 분산시키고 원활한 회전이 안정적으로 이루어질 수 있도록 되어 있다.

본 실시 예에서, 상기 고정 커터(300)는 띠형의 일체형으로 이루어져 있고, 회전 커터(500)는 각각의 커팅 비트가 별도로 이루어져 있어서 일부 파손된 커팅 비트만을 새것으로 교체하여 사용할 수 있도록 되어 있다.

본 실시 예에서, 상기 구동부(600)는 모터(610)와 감속기(620)로 이루어져 있다.

이와 같이 구성된 본 실시 예의 수로용 협잡물 파쇄기는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 수처리장으로 향하는 수로(W) 내부에 설치되어 하수에 포함된 나뭇가지를 비롯한 각종 협잡물을 잘게 파쇄한 후 후속설비로 공급하게 됨으로써 후속설비에서 큰 협잡물로 인한 고장이나 운전 정지 등의 상황이 발생하는 것을 방지할 수 있게 해주는 역할을 하게 되는 것이다.

본 발명에서 유입하수는 별도의 차단게이트를 거친 후, 본 발명의 협잡물 파쇄기를 거쳐 펌프정에 일시저류 후 중계펌프를 통해 하수관거로 압송하게 되는데, 설계유량 이상의 하수가 유입될 경우 또는 정전 등 처리기능의 마비로 중계펌프장이 침수될 경우를 대비하여 하수 유입부에 비상 차단게이트를 설치한다.

또, 하수(오수)중에 포함된 협잡물의 처리는 스크린으로 제거하여 장외로 배출하는 방식보다 별도의 반출시설이 없어 시설구성이 간단하고 협잡물 배출시 발생이 예상되는 악취와 주민 불편을 예방할 수 있는 파쇄기를 설치하는 방안을 적용하고 있는 추세이며, 파쇄기는 2계열로 병렬 배치방식으로 구성하는 것이 바람직하며, 계열별 용량은 1계열 고장에 대비하여 시간 최대유입량을 처리할 수 있는 용량으로 계획하고 유지관리용 유입 및 유출수문을 설치하는 것으로 계획하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 파쇄기를 거친 하수가 펌프정에 유입되어 침전되는 것을 방지하기 위하여 펌프정에는 교반기를 설치하는 것이 필요하고, 오수량 변동 대처를 위해 대수운전 및 토출밸브제어로 유량변동에 대처하도록 하는 것이 바람직하다.

1 : 파쇄기
100 : 본체
110 : 바닥판
120 : 수직 프레임
130 : 수평 프레임
140 : 상부판
200 : 스크린
210 : 지지틀
300 : 고정 커터
310 : 커터날
312 : 볼트구멍
400 : 회전 드럼
410 : 회전축
420 : 오일리스 베어링
430 : 행거 롤러
432 : 캐스터
434 : 결합디스크
440 : 상부 베어링
450 : 보호 커버
500 : 회전 커터
600 : 구동부
610 : 모터
620 : 감속기
W : 수로

Claims (5)

1. 수로(W)에 고정되는 본체(100)와; 상기 본체(100)의 측방과 후방을 에워싸도록 반원형으로 이루어진 스크린(200)과; 상기 스크린(200)의 좌우측단에 내측을 향하여 부착된 고정 커터(300)와; 상기 본체(100) 내측에 설치되는 회전 드럼(400)과; 상기 회전 드럼(400)의 외곽에 나선상으로 부착된 회전 커터(500); 및 상기 본체(100)의 상부에 설치되고 회전 드럼(400)에 축결합되어 회전 드럼을 회전시키는 구동부(600);를 포함하여 이루어져 본체(100)의 전방으로 유입된 하수 중의 협잡물이 회전 드럼(400)의 회전 커터(500)와 고정 커터(300) 사이에서 파쇄되어 스크린(200)을 통해 하수와 함께 본체(100)의 후방으로 배출되도록 하되 상기 회전 드럼(400)은 중심부의 회전축(410)이 본체(100)의 바닥판(110)에 오일리스 베어링(420)으로 축지지되고, 상부판(140)에는 회전 드럼(400)의 하중이 상기 오일리스 베어링(420)에 집중되지 않도록 분산하기 위한 하중분산용 행거 롤러(430)가 올려져 회전되도록 된 것을 특징으로 하는 수로용 협잡물 파쇄기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 스크린(200)의 외면에는 스크린(200)의 간격을 유지하기 위한 격자형의 지지틀(210)이 마련되고, 상기 고정 커터(300)는 격자형 지지틀(210)의 좌우측단에 수직으로 부착되며, 상기 고정 커터(300)는 평판의 띠 형태로 이루어져 있고 내측에 톱니형으로 커터날(310)이 형성되며, 띠 부분에는 볼트구멍(320)이 형성되어 복수의 볼트와 너트로 교체가능하게 조립되는 것을 특징으로 하는 수로용 협잡물 파쇄기.
   
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 행거 롤러(430)는 복수의 캐스터(432)가 방사상으로 배치되고, 상기 캐스터(432)는 회전시 원심력에 의한 작용에 안정적인 자세를 유지할 수 있도록 하방 외측으로 소정의 캠버각을 갖도록 부착된 것을 특징으로 하는 수로용 협잡물 파쇄기.
   
5. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 회전 커터(500)는 3줄이 120°각도로 방사상으로 배치되고, 각 줄의 회전 커터(500)는 나선상으로 배열된 것을 특징으로 하는 수로용 협잡물 파쇄기.
   
   
   
   

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