KR102383787B1 - 협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 협잡물여과 기능에 있어 후위의 미세스크린 없이 조립격자형드럼스크린 또는 웨지링드럼스크린 하나만 최초단계에 적용하여 여과하는 수단, 그리고 모래처리 기능에 있어서는 협잡물처리용 스크류데칸터가 안고 있는 처리 대상 물질과의 부적합의 문제를 해결하여 모래탈수 성능을 향상하고자 하는, 협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기에 관한 것이다.

Description

협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기 {Adulteration disposal equipment advanced filtering and dehydrating performance}

본 발명은 협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분뇨, 하수, 가축분뇨, 음식물쓰레기 등의 액상폐기물 처리공정에서 고형물을 여과 탈수 처리하는 협잡물처리기에 관한 것으로 환경기계 관련분야이다.

일반적으로, 협잡물처리기는 여러 단위기계가 단계적으로 결합된 시스템장치로서 유기성분인 협잡물과 무기성인 모래를 각각 별도로 분리 여과 탈수하여 처리하는 장치로서 분뇨, 하수, 가축분뇨, 음식물쓰레기 등 각종 생활 폐기액의 처리에 적용된다.

상기와 같은 협잡물처리기에 있어 먼저 협잡물처리기능에 관하여 살피면, 분뇨 또는 가축분뇨 처리의 경우 분뇨처리공정에서 1차 처리를 끝낸 분뇨를 하수처리공정에 투입하여 하수와 함께 다시 2차 처리하는 이른바 분뇨의 하수 연계처리 시스템에서는 미세한 협잡물은 후속의 연계처리공정에서 해결되므로 굳이 유입단계에서 이를 여과할 필요는 없을 것이다.

예를 들면, 종래의 선행기술인 특허문헌1은 소화효율 증대에 기여하는 협잡물처리기(이하 ‘배경기술’)에 관한 것으로, 분뇨, 하수, 가축분뇨, 음식물 쓰레기 등의 여과 탈수처리에 있어 협잡물처리기의 스크류프레스에 유입된 협잡물에 중공축을 통하여 물을 분출함으로써 소화효율증대에 유익한 바이오 영양분을 추출하고 동시에 협잡물의 탈수성능을 향상시킨 협잡물처리기에 관한 것으로 그 청구항 1은 협잡물처리기의 최초 단계에 로타리스크린을 적용하여 후 단계에 2차 협잡물여과장치 없이 그 하나만으로 유기성 협잡물을 여과한다.

그러나, 상기 배경기술에 포함된 로타리스크린의 여과 한계 크기는 통상 5~6㎜이기 때문에 역으로 말하면 거의 이 정도 크기의 협잡물이 여과되지 않고 처리수가 되어 하수처리 시스템으로 넘어간다고 볼 수 있다. 이럴 경우 연계배관의 경사각이나 꺾임상태, 거리, 밸브 등의 배관부재, 노후 상태 등 여러 조건에 따라 배관라인에서의 걸림, 침착, 침전 및 스케일 생성 등의 문제가 발생될 수 있다.

다음으로 모래 처리기능에 관하여 살펴보면, 모래성분은 적은 양이라도 장시간에 걸쳐 처리공정에 흘러들면 각종 탱크의 하부에 침전되어 실질적 탱크 용량을 줄어들게 하고 각종 기기, 펌프의 마모, 손상 및 배관의 폐쇄 등과 같은 문제를 일으키게 된다. 특히, 탱크 바닥에 쌓인 침사제거를 위한 작업은 일정기간 정상 공정운영을 중단한 상태에서 해야 하는 것으로서 전체적인 처리공정에 상당한 차질을 초래할 수 있다.

그런데 상기와 같은 종래의 협잡물처리기는 주로 범용 수평형 스크류데칸터를 활용하는 것으로서 이것은 대상물질인 협잡물의 비중, 점성, 표면장력 및 성상 등과 맞지 않아 모래탈수에 있어 그 성능의 한계를 나타내고 있어 협잡물처리용으로는 부적합한 문제점이 있다.

대한민국등록특허공보 제10-2088362호

따라서, 본 발명은 상기 배경기술을 바탕으로 하되, 배경기술이 가진 스크류프레스의 타격수 분출 효과를 살리면서 동시에 배경기술의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로 협잡물여과에 있어, 후위의 미세스크린 없이 로타리스크린을 대체한 단위장치 하나만 최초단계에 적용하여 미세협잡물은 물론 생분뇨의 협잡물까지 여과하는 수단, 그리고 모래처리에 있어서는 통상적인 협잡물처리용 스크류데칸터가 안고 있는 처리 대상 물질과의 부적합의 문제를 해결하여 모래 탈수 성능을 증진하고자 하는 두 가지의 과제라 하겠다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

분뇨, 하수, 가축분뇨, 음식물 쓰레기 등에 함유된 고형물질을 처리하는 협잡물처리기에 있어 협잡물처리기능과 관련하여 로타리스크린을 대체하는 수단과 또한 모래처리에 있어 협잡물처리에 적합한 모래탈수기능을 갖는 수단은 다음과 같다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외부로부터 폐기액이 유입되는 투입구(120)를 포함하며, 상기 투입구(120)보다 배출측이 경사각도 1도 이하로 낮게 경사되어 저속 회전하는, 분할된 플랜지 형상으로 단면이 내협외광(內狹外廣)인 단위격자(111)의 끝을 겹쳐 연속 조립하여 그 여과틈새가 지그재그로 형성되게 한 조립격자형여과드럼(110)의 내부로 폐기액을 투입하여 여과드럼(110)의 회전에 따라 내부의 유입물이 이동되는 과정에서 여과되어 낮은 편의 여과물배출구(140)로 여과된 협잡물을 배출하고 상기 여과틈새를 빠져나온 여과액은 하방의 이송조(180)로 낙하되게 한 조립격자형드럼스크린(100);

상기 이송조(180)의 여과액을 이송펌프(181)를 통하여 그 유입구(210)로 투입하여 회전 원심력을 이용, 모래를 분리하여 하부 모래배출구(220)로 배출하고, 상부 여액배출구(230)로는 액체성분의 여과액을 배출하는 사이클론(200);

상기 사이클론(200)의 모래배출구(220)를 나온 모래성분을 유입시켜 μ수하는 장치로서, 수평으로 놓이는 원통실린더(311)의 일측에서 외측으로 점차 직경이 작아지는 원추형실린더(312)가 연장되는 형태로 형성되어, 내부에 유입액이 수용되는 외동보울(310) 및 상기 외동보울(310)의 내부에 동심축으로 구성되는, 상기 외동보울(310)의 내주면과 일정 틈새를 가지는 내동스크류(320)를 포함하고, 상기 원통실린더(311)는, 상기 원통실린더(311)의 측면에 설치되는 측면판(313)을 포함하고, 상기 측면판(313)은, 상기 외동보울(310)의 탈리액이 배출될 수 있도록 상기 측면판(313)의 중심에서 동일 거리에 복수 개로 형성되는 장공오리피스(315)를 포함하고, 상기 장공오리피스(315)는, 고형물과 분리된 상기 탈리액이 넘쳐 나가는 속도를 높여 침사처리 성능이 더욱 증진될 수 있도록 장공형으로 형성되는 것을 특징으로 한, 스크류데칸터(300);

상기 조립격자형드럼스크린(100)에서 걸러진 여과 협잡물을 유입받아 탈수하는 장치로서,

수평 설치되고 원통형 내부공간을 제공하는 타공된 주면을 가진 실린더(420)와, 상기 실린더(420) 내부에 회전 가능하게 설치되며 외부동력에 의해 축회전하고 상기 실린더(420) 일측 상부 주면 일부를 절개하여 그 상부에 형성한 유입슈트(410)를 통하여 실린더(420) 내부로 유입된 협잡물을 이송시키는, 회전 축(430)에 구비된 스크류(440)와, 상기 축(430)과 실린더(420) 사이의 공간단면적을 점진적으로 축소하여 통과 물질에 압착력을 발생시키는 단면적조절구(450)를 포함한 것으로, 상기 축의 일부를 중공축으로 하여 중공축 내부로 들어온 분출수를, 상기 유입슈트(410)로 들어온 협잡물에 분출하여 압착공간으로 유입되기 전의 협잡물에서 미생물 영양성분을 미리 추출하고, 그 나머지 물질을 상기 스크류(440)와 단면적조절구(450)로 탈수되게 하여 탈리액은 탈수공(421)으로 배출하고 탈수된 협잡물은 협잡물배출구(470)로 배출되게 한 스크류프레스(Screw press)(400);

상기 사이클론(200)의 상부 여액배출구(230)를 나온 여과액과 상기 스크류데칸터(300)의 탈리액, 그리고 상기 스크류프레스(400)의 탈리액을 처리수로서 본 발명 외부의 다음 공정으로 배출하고 상기 스크류데칸터(300)에서 탈수, 분리되어 배출된 모래와 상기 스크류 프레스(400)에서 배출된 탈수 협잡물을 외부 반출하는 배출컨베어(600); 등으로 이루어진, 협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기이다.

또한 본 발명의 상기 조립격자형드럼스크린(100)을 대체하여 웨지링드럼스크린(Wedge ring drum screen)(800)을 적용한 것으로,

외부로부터 피처리액이 유입되는 유입구(840)와, 상기 유입구(840)보다 경사각도 1도 이하로 약간 낮게 위치한 출구와, 상기 유입구(840)와 출구 사이에, 쐐기형상의 단면을 가진 웨지바를 삼각형 단면의 꼭지 부위가 외부로 향하게 굴렁쇠 형태로 가공하여 된 웨지링(811)을 상호 일정 간격으로 다수 개 병렬 배치하여 웨지링(811) 여과체를 형성하되 전체적으로 원통형상을 이룬 여과드럼(810)이 구성되게 하여, 상기 유입구(840)로 유입된 피처리물이 상기 여과드럼(810)의 내부를 거쳐 출구로 이동하는 과정에서 액체성분은 상기 웨지링(811) 여과체의 틈새로 빠져나가 하방의 이송조(180)로 낙하되고 여과체에 걸러진 여과물질은 상기 여과물배출구(830)로 이송되게 한 웨지링드럼스크린(800)을 적용한, 협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기이다.

또한, 본 발명은 상기 웨지링(811)을 원형이 아닌, 8각 이상의 정다각형 형태로 적용할 수도 있다.

또한, 본 발명의 상기 스크류데칸터는,

상기 장공오리피스(315)에서 상기 탈리액이 넘쳐 나가는 위치를 조절할 수 있도록 구비되는 오리피스조절부재(316) 및 상기 오리피스조절부재(316)를 상기 측면판(313)에 고정될 수 있도록 상기 측면판(313)의 외측에 설치되는 연결판(318)을 더 포함하고, 상기 오리피스조절부재(316)는, 상기 장공오리피스(315)에 삽입되는 오리피스조절삽입막대(3161) 및 상기 연결판(318)에 조립될 수 있도록 상기 오리피스조절삽입막대(3161)의 일측에서 수직방향으로 연결되는 조립판(3162)을 포함하고, 상기 오리피스조절삽입막대(3161)는, 상기 장공오리피스(315)의 외주측 일정범위를 막을 수 있게 상기 장공오리피스(315)에 삽입됨으로써, 상기 장공오리피스(315)에서 상기 탈리액이 넘쳐 나가기 시작하는 최저점을 상기 측면판(313)의 중심측으로 이동되게 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 오리피스조절삽입막대(3161)는, 상기 장공오리피스(315)에서 상기 탈리액이 넘쳐 나가는 높이만 조절될 수 있도록 상기 측면판(313)의 두께와 동일한 폭으로 형성되고, 상기 장공오리피스(315)의 오리피스외주선(315a)과 일치되게 형성되는 삽입막대외주선(3161a) 및 상기 삽입막대외주선(3161a)보다 작은 반경으로 형성되는 삽입막대내주선(3161b)이 서로 반경 차이가 있도록 복수 개로 구비되어, 상기 최저점의 설정에 따라 선택적으로 교체 조립될 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 스크류데칸터(300)는, 상기 장공오리피스(315)에서 상기 탈리액이 넘쳐 나가는 위치를 조절할 수 있도록 구비되는 오리피스조절삽입판(317)을 더 포함하고, 상기 오리피스조절삽입판(317)은, 상기 오리피스조절삽입판(317)의 일측에 형성되는 삽입판탭(317a)을 포함하고, 상기 측면판(313)은, 상기 측면판(313)의 외주측면에 형성되는 조절삽입판조립공(313d) 및 상기 조절삽입판조립공(313d)에 삽입되어, 상기 삽입판탭(317a)과 결합되는 삽입판조립볼트(313e)를 더 포함하고, 상기 오리피스조절삽입판(317)은, 상기 장공오리피스(315)의 외주측 일정범위를 막을 수 있게 상기 장공오리피스(315)에 삽입됨으로써, 상기 장공오리피스(315)에서 상기 탈리액이 넘쳐 나가기 시작하는 최저점을 상기 측면판(313)의 중심측으로 이동되게 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 오리피스조절삽입판(317)은, 상기 장공오리피스(315)에서 상기 탈리액이 넘쳐 나가는 높이만 조절될 수 있도록 상기 측면판(313)의 두께와 동일한 폭으로 형성되고, 상기 오리피스조절삽입판(317)의 내주면 반경이 다양하도록 복수 개로 구비되어, 상기 최저점의 설정에 따라 선택적으로 교체 조립될 수 있는 것을 특징으로 한다.

협잡물처리기의 기능은 상기의 설명과 같이 협잡물 처리기능과 모래 처리기능으로 나누어 볼 수 있다. 이는 다시 협잡물 여과기능과 협잡물 탈수기능 그리고 모래 여과기능과 모래 탈수기능 등 네 개의 세부적인 기능으로 나누어진다.

각각의 세부 기능에 일반적으로 적용하고 있는 단위장치를 살펴보면, 먼저 협잡물 여과기능은 로타리스크린과 미세협잡물스크린 두 스크린으로 크기별 순차적 여과방식을 주로 이용해오고 있으며 협잡물 탈수기능에는 스크류프레스를 적용하고 있다. 그리고 모래의 여과는 사이클론분급기를 활용하고, 모래 탈수에는 스크류데칸터가 적용되고 있다.

상기 네 개의 세부적인 기능을 본 발명에 대입해보면, 첫 번째, 협잡물 여과기능은 오랜 기간 답습하여오던 로타리스크린과 미세협잡물스크린 등 두 개의 스크린을 활용한 종래의 여과방식을 대체하여 최초 단계에 조립격자형드럼스크린(100) 하나 또는 웨지링드럼스크린(800) 하나만 적용한 방식으로 협잡물 여과기능의 효용성과 경제성을 높이게 된 것이며, 두 번째, 협잡물 탈수기능에 관하여는 스크류프레스(400)의 축 내부에서 살수된 물을 이용하여 미생물 영양분을 추출하고 탈수효과를 증진한 본 배경기술이 적용되며, 세 번째, 모래 여과기능에 있어서는 사이클론(200) 각 부위의 치수비율과 원추각도를 여러 실험을 통하여 찾아가는 방식으로 모래 여과기능의 효과를 제고할 수 있으나 네 번째, 모래 탈수기능의 스크류데칸터(300)에 있어서는 여러 부위의 치수비율의 조정만으로는 그 성능개선에 한계가 있다고 보아 부분적 형상변경 및 부재 추가 등의 방법으로 침사 처리 성능을 개선하고자 하는 것이다.

여기에서 첫 번째 기능인 협잡물여과의 역할을 하는 조립격자형드럼스크린(100), 또는 웨지링드럼스크린(800)의 효과를 설명하면,

단위 여과공이 원형으로 된 통상적인 드럼여과기는 개개 여과공의 전 방향에서 작용하는 표면장력과 점성의 영향에 따른 엉김현상으로 여과공의 실제 통과 면적을 줄어들게 하는 부정적 효과가 있었다. 반면 본 조립격자형드럼스크린(100)이나 웨지링드럼스크린(800)의 여과공은 슬릿으로 되어 두 방향에서만 여과를 방해하는 힘이 작용하기 때문에 틈새 통과를 방해하는 엉김현상의 영향이 크게 줄어들며, 여과틈새가 내협외광(內狹外廣)의 여과 통로이기 때문에 여과과정에서 쉽게 막히지 않는다.

가장 핵심적인 요소는, 여과드럼(110, 810)이 약간의 경사를 두고 설치되어 있어 피여과물의 이송작용을 위한 스크류와 같은 내부 돌출부나 협잡물의 진행을 방해하는 요소가 없기 때문에 협잡물이 흐트러지지 않고 여과 드럼(110) 내부에 마치 눈송이가 눈밭을 굴러가며 뭉치듯이 틈새보다 더 작은 미세협잡물까지도 갈수록 서로 뭉쳐 한 덩이의 긴 가래떡 같은 모양이 되어 드럼내부를 굴러 나가는 걸레질 효과를 발휘하게 되므로 여과면 및 여과틈새의 오염과 막힘현상이 방지되는 효과가 있다.

본 발명의 상기 효과는 쐐기형상 직선봉을 드럼의 길이 방향으로 연속 조립하여 된 이른바 웨지바드럼스크린의 효과와 거의 동일하며 또한 상기 조립격자형드럼스크린(100)은 그 조립격자의 재질을 합성수지로도 할 수 있으므로 이 경우 웨지바드럼스크린에 비해 제조비용이 줄어드는 경제적 효과도 있다.

여기에 더하여 여과드럼(110)의 외주면에 세척수조(160), 세척펌프(161), 세척수관(162), 세척노즐(163) 등으로 된 세척장치를 구비하여 여과드럼(110, 또는 810) 외주면의 오염을 방지한다. 이 세척장치는 왕복동식으로 하여 세척노즐(163)의 개수를 줄이면서도 고정식과 동일한 세척효과를 내기 때문에 세척수를 절약할 수 있다.

상기 세척라인은 조립격자형드럼스크린(100) 및 웨지링드럼스크린(800)에 똑 같이 적용된다.

이상의 여러 가지 효과가 합쳐져 5~6㎜ 크기의 여과수준인 로타리스크린의 효과를 상회하는 미세협잡물 여과효과를 발휘한다. 고형분의 성분, 성상, 농도의 차이, 처리량 등에 따라 다르긴 하지만 정화오니 및 가축분뇨는 물론 처리의 난도가 높은 생분뇨까지 1~2㎜ 크기가 여과되는 효과가 나타난다. 여과되는 고형분의 크기가 이정도이면 더 이상의 여과과정 없이 위에서 언급한 하수 연계처리 시스템에서 충분히 적용 가능한 효과를 발휘할 수 있다.

조립격자형드럼스크린(100), 또는 웨지링드럼스크린(800) 하나만 최초 단계에 배치하여 특히 고난도 처리의 생분뇨까지 여과할 수 있는 것은 여과드럼(110, 810)의 경사각도의 영향이 크다 하겠다. 본 발명의 상기 여과드럼(110, 810)은 경사각도가 1도 이하(실제 적용각도는 0.5도이다)로 거의 수평에 가깝기 때문에 고형물이 드럼내부에 머무는 시간도 길어지며 드럼 내주면에 고형물이 더 넓게 퍼져 여과면적이 확장되는 효과도 있다. 이러한 시·공간적 확장효과로 여과드럼(110, 810) 내부의 협잡물은 충분한 물빠짐 기회를 갖게 되는 것으로 이것은 경사각 3도 이하(실제 적용각도는 2.5도)로 드럼내부에서의 물질 흐름이 빨라 물이 빠져나갈 수 있는 시간도 여과면적도 충분하지 않아 제대로 된 여과효과를 발휘하지 못하게 되는, 종래의 협잡물처리기의 후미에 설치하는 조립격자형드럼스크린이나 웨지링드럼스크린과 확연히 대비되는 효과이다. 비교적 여과가 용이한 폐기액은 경사각 2.5도(3도 이하)에서도 여과가 가능할 수 있으나 생분뇨 같은 이른바 악성 폐기액의 경우는 경사각의 영향이 크게 작용하는 것으로서 종래 각도의 1/5에 불과한 거의 수평에 가까운 경사각도가 되어야 비로소 충분한 여과효과가 나타나는 것으로 본 발명의 경사각 축소효과를 알 수 있다.

이상과 같이 종래 로타리스크린의 후단계에서 미세협잡물 여과기능에 머무르던 조립격자형드럼스크린, 또는 웨지링드럼스크린을 그 경사각을 낮추어 최초 단계에 배치하여 이것 하나만으로 협잡물여과기능을 마무리하는 본 발명의 협잡물 여과방식은 협잡물여과에 있어 그 효용성과 경제성을 발휘하는 것으로 하수연계처리 시스템에 적절한 모델이 될 수 있을 것이다.

그런데 한편, 여기에서 다음과 같은 의문이 생겨날 수도 있다. 그것은 생분뇨의 협잡물여과와 관련하여 종래 로타리스크린으로 5~6㎜ 크기의 중, 대형 협잡물을 일차 여과한 다음 이후 단계에 조립격자형드럼스크린, 혹은 웨지링드럼스크린을 적용하여 나머지 미세한 협잡물을 이차 여과할 경우에도 생분뇨의 충분한 여과가 어려운 점을 감안하면 5~6㎜ 이상 크기를 포함한 전체 협잡물을 초기단계에서 한 번에 충분한 수준으로 여과한다는 것이 이치에 맞지 않아 보인다는 점일 것이다. 이 의문에 대한 해결의 열쇠는 뭉침효과와 걸레질 효과라 하겠다.

앞에서 설명한 뭉침과 걸레질 효과를 부연 설명하면, 회전 여과드럼의 내부로 유입시켜 여과하는 스크린은 대개 수평으로 설치되어 있다. 그렇기 때문에 내부물질의 이송을 위해서는 단속, 또는 연속된 스크류, 아니면 내부의 물질을 전방으로 밀어주는 어떤 형태이든 돌기가 있어야 한다. 드럼의 내주면에 돌출된 이러한 부재들은 협잡물의 이송에는 유익한 반면 협잡물의 뭉침을 방해하여 흐트러지게 하는 요인이 된다. 이에 비해 본 발명의 조립격자형드럼스크린(100), 또는 웨지링드럼스크린(800)은 드럼내부에 돌출된 부재가 없이 다만 약간의 경사를 이용하여 협잡물을 이송한다.

상기 두 드럼스크린(100, 800)의 여과드럼(110, 810) 내부에서의 협잡물의 움직임을 보면, 여과초기를 지나 어느 정도 물이 빠지게 되면 협잡물은 큰 협잡물을 중심으로 뭉치기 시작하여 하나의 덩어리로 형성된다. 이는 마치 긴 가래떡을 여과드럼(110, 810)에 길이방향으로 넣어 돌리는 것과 흡사한 모양이 된다. 여과드럼(110, 810)의 종단면상 최저부에서 회전방향으로 약간 위로 올라간 지점에서, 협잡물이 회전하는 자전운동과 출구측으로 서서히 진행해가는 공전운동을 함께 지속하게 된다. 이것은 마치 긴 걸레를 여과드럼(110, 810)에 넣어 그 내표면을 굴려 닦으면서 고형물질을 뭉쳐 모아 끊어짐 없이 길게 연결시켜 빠져나가는 것과 같은 작용을 한다. 내표면을 지속적으로 닦아내면 여과틈새가 깨끗하게 살아나 물빠짐 효과도 좋아지게 되는 것이다.

이상이 본 발명의 조립격자형드럼스크린(100) 및 웨지링드럼스크린(800)이 가진 협잡물 뭉침 효과와 걸레질 효과이다. 이상에서 상기 스크린을 각각 2차 여과기로 적용하여 1차 여과에서 남은 미세한 협잡물만 유입시킬 경우와 본 발명과 같이 최초단계에서 크고 작은 협잡물이 함께 유입되는 경우를 비교하여 보면,

2차 여과로 미세물질만 들어갈 경우에는 협잡물이 하나로 뭉치는 시간이 길어져 걸레질 효과가 불충분한 반면 본 발명과 같이 큰 협잡물이 함께 들어가면 뭉쳐지는 시간이 빨라 걸레질 효과가 빠르게 나타나며 걸레질 강도 또한 커지는 것이다. 이와 같은 이유로 본 발명에서와 같이 조립격자형드럼스크린(100), 또는 웨지링드럼스크린(800)하나로 협잡물 여과를 한 번에 마무리 지을 수 있게 되는 것으로 이는 쐐기형상의 단면을 가진 드럼스크린(100, 800)의 구조적 효과와 경사각도를 완만하게 설치하는 효과로서 협잡물여과는 최소 두 단계를 거쳐야한다는 오랜 기간의 상식으로 인식되던 고정관념을 깰 수 있는 것이다.

이상과 같이 여과드럼(110, 810) 내부에서의 협잡물 뭉침효과와 걸레질효과 등 두 효과로 말미암아 본 발명은 협잡물 여과기능에 있어 기대이상의 성능을 발휘하게 되는 것이다.

또한, 단면이 원형이 아닌 정다각형으로 된 여과드럼(810)의 웨지링드럼스크린(800)을 협잡물처리기의 초기단계에 적용할 수도 있다. 이 경우, 다각형의 각 개수가 적으면 여과드럼(810)의 회전에 따라 고형물이 내주면에 붙어 위로 올라갔다 아래로 떨어지는 충격에 의하여 협잡물이 분산될 가능성이 커진다. 따라서 이러한 현상을 피하기 위해서는 분할 각의 숫자가 많을수록 유리하지만 경제성을 고려하면 정8각형 정도가 적절할 것이다.

다음, 네 번째 기능인 모래탈수의 스크류데칸터 개선 효과를 설명하면,

본 발명 스크류데칸터(300)는 무넘기의 수단으로 장공오리피스(315)를 적용함으로써 종래의 원형 오리피스(314)에 비해 물빠짐 속도를 올려 처리량을 증대시키는 효과가 있으며,

또한, 본 발명의 오리피스조절삽입막대(3161) 또는 오리피스조절삽입판(317)을 활용하여 장공오리피스(315)의 최저점을 중심측으로 이동될 수 있게 함으로써, 모래의 탈수율과 탈리액의 정화도를 용이하게 맞출 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 스크류데칸터(300)는 장공오리피스(315)를 최저점 설계치보다 낮은 위치에 형성하고, 시운전 또는 사용 중에 선택적으로 적절한 크기의 오리피스조절삽입막대(3161) 또는 오리피스조절삽입판(317)으로 최저점을 높여 맞추어나가는 방식을 적용하므로, 장공오리피스(315) 최저점 설정의 폭이 넓어지는 효과가 있다.

상기 효과를 요약하면, 종래 협잡물처리기 후미에서 미세한 협잡물을 여과하던 조립격자형드럼스크린(100) 또는 웨지링드럼스크린(800)을 본 발명에서는 초기단계에 배치하되 그 경사각을 종래의 3도 이하에서 1도 이하로 매우 완만하게 설치함으로써 단 하나의 협잡물여과기능 단위장치만으로 악성 분뇨의 협잡물까지 여과할 수 있는 효과와 아울러 본 발명의 스크류데칸터(300)에서는 모래로부터 분리된 탈리액이 배출되는 오리피스의 형상 변경과 위치 조절을 통하여 처리량을 증대시키고 분리 액체의 정화도와 탈수 모래의 수분을 조절할 수 있게 하는 등 이상 두 효과로 협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기의 제공에 기여한다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 상세한 설명 및 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예의 개략적 구성의 모식도이다.
도 2는 도 1의 개략적 측면도이다.
도 3은 도 1의 개략적 평면도이다.
도 4는 도 1의 개략적 정면도이다.
도 5는 도 1의 개략적 후면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 일실시예의 조립격자형드럼스크린의 개략적 측면도이다.
도 7은 도 6의 단위격자 입체도이다.
도 8은 도 6의 드럼 내부에서 본 격자 단면조립도이다.
도 9는 도 6의 드럼 외부에서 본 격자 단면조립도이다.
도 10은 본 발명에 따른 다른 일실시예의 개략적 구성의 모식도이다.
도 11은 도 10의 웨지링드럼스크린의 개략적 측면도이다.
도 12는 도 11의 웨지링 단면 확대도이다. (도 11의 “B-B” 시도)
도 13은 도 11의 정다각형 웨지링 단면 확대도이다. (도 11의 “B-B” 시도)
도 14는 배경기술 스크류데칸터의 구성도이다.
도 15는 배경기술 스크류데칸터 측면판 정면 확대도이다.(도 14의 “C-C” 시도)
도 16은 본 발명 상기 두 실시예 각각에 따른 일실시예의 스크류데칸터의 측면판 정면도이다.
도 17은 도 16에 추가 구성되는 또 다른 일실시예의 스크류데칸터 오리피스조절부재 입체도이다.
도 18은 도 17 에 결합되는 연결판의 입체도이다.
도 19는 오리피스조절부재의 결합상태 평면도이다.
도 20은 도 19의 부분 확대 단면도이다. (도 19의 “D-D”시도)
도 21은 도 16에 달리 추가 구성되는 또 하나의 실시예의 오리피스 조절삽입판의 입체도이다.
도 22는 오리피스 조절삽입판의 결합상태 평면도이다.
도 23은 도 22의 부분 확대 단면도이다. (도22의 “E-E”시도)

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함” 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예의 개략적 구성의 모식도, 도 2는 도 1의 개략적 측면도, 도 3은 도 1의 개략적 평면도, 도 4는 도 1의 개략적 정면도, 도 5는 도 1의 개략적 후면도, 도 6은 본 발명에 따른 일실시예의 조립격자형드럼스크린의 개략적 측면도, 도 7은 도 6의 단위격자 입체도, 도 8은 도 6의 드럼 내부에서 본 격자 단면조립도, 도 9는 도 6의 드럼 외부에서 본 격자 단면조립도, 도 10은 본 발명에 따른 다른 일실시예의 개략적 구성의 모식도 도 11은 도 10의 웨지링드럼스크린의 개략적 측면도, 도 12는 도 11의 웨지링 단면 확대도, 도 13은 도 11의 정다각형 웨지링 단면 확대도, 도 14는 배경기술 스크류데칸터의 구성도, 도 15는 배경기술 스크류데칸터 측면판 정면 확대도, 도 16은 본 발명 상기 두 실시예 각각에 따른 일실시예의 스크류데칸터의 측면판 정면도, 도 17은 도 16에 추가 구성되는 또 다른 일실시예의 스크류데칸터 오리피스조절부재 입체도, 도 18은 도 17 에 결합되는 연결판의 입체도, 도 19는 오리피스조절부재의 결합상태 평면도, 도 20은 도 19의 부분 확대 단면도, 도 21은 도 16에 달리 추가 구성되는 또 하나의 실시예의 오리피스 조절삽입판의 입체도, 도 22는 오리피스 조절삽입판의 결합상태 평면도, 도 23은 도 22의 부분 확대 단면도이다.

또한, 본 발명에서 사용하는 ‘협잡물처리기’의 ‘협잡물’은 제거대상이 되는 각종 고형물질을 통칭하는 의미이다. 이 협잡물은 섬유류, 지류, 플라스틱류, 목재류, 식품류 등 유기성인 가연성 물질과 모래로 대표되는 토사류, 금속류 등의 무기성 불연성 물질로 나누어진다. 그런데 여기에서 전자의 유기성 물질만을 또한 통상 협잡물이라고도 한다. 이에 따라 ‘협잡물처리기’에서의 ‘협잡물’은 유기성인 협잡물과 무기성인 모래 등 모든 고형물에 대한 넓은 의미의 협잡물을 뜻하지만, 본 발명에서 ‘협잡물’, ‘협잡물 여과’, ‘협잡물 탈수’, ‘협잡물 배출’ 등 ‘처리기’의 접두어에서 벗어나 독립적으로 사용할 경우에는 모래를 제외한 유기성 고형물만 가리키는 좁은 의미의 ‘유기성 협잡물’을 나타내는 것으로 한다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기 제 1실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 각각 별도의 기능을 가진 수 개의 단위장치가 결합되어 단계별로 작동하는 시스템 구성으로 이루어진 장치로서, 조립격자형드럼스크린(100), 이송조(180), 사이클론(200), 스크류데칸터(300) 스크류프레스(400) 및 반출컨베어(600)를 포함한다.

공정별로 설명하면, 우선 협잡물 여과공정으로서, 조립격자형드럼스크린(100)을 적용한다. 이것은 동일간격의 조립공(통상 8개)을 가진 플랜지 형상 물체에 있어 상기 인접한 두 개의 조립공이 각각 양측에 자리 잡은 모양으로 절단된 플랜지 조각 형상의 물체를 단위격자(111)로 하고, 이 단위격자(111)를 원통의 골격을 이루는 골격봉(112)에 지그재그로 조립하여 된, 주면에 여과틈새가 형성된 여과드럼(110)에 있어, 그 양측을 막은 측판(150) 중앙에 축(130)을 관통시키고 축(130)의 양 외측 부위에 베어링을 두어 외부 동력으로 여과드럼(110)을 회전케 한다. 상기 축(130)은 드럼 내부 투입구(120)측 일부는 중공축(132)으로, 나머지는 실축(131)으로 하며 상기 중공축(132) 주면에 다수의 분출공(132a)을 형성, 투입구(120)를 거쳐 중공축(132) 내부로 유입된 물질이 상기 분출공(132a)을 빠져나와 여과드럼(110) 내부로 유입되게 한다. 투입구(120)측이 약간 높게 경사진 여과드럼(110) 내부로 들어온 물질이 여과드럼(110)의 회전에 따라 낮은 편으로 이송되는 과정에서 여과가 이루어져 상기 여과틈새로 빠져 나온 여과액은 하부의 이송조(180)에 모이며 최종까지 여과드럼(110) 내부에 남은 여과물질은 낮은 편 여과물배출구(140)로 나오게 한 것이다.

여과통로 단면의 외부확장 효과와 협잡물 뭉침 효과, 걸레질 효과, 왕복동식 세척 효과 등으로 협잡물을 원활히 여과할 수 있게 구성한 것으로, 구동은 전동장치(170)에서 로울러체인을 통하여 여과드럼(110)의 투입구(120)측으로 연결되는 방식이 대체적이다.

또한 세척수조(160), 세척펌프(161), 세척수관(162), 세척노즐(163)로 구성된 세척라인이 있어 세척수관(162)이 일정범위를 왕복운동 하는 방식으로 구성된다.

통상 ‘격자(格子)’는 바둑판 눈금 같이 사각형의 사면 연속 형상을 이르는 것이지만 본 발명의 격자는 단위격자(111)의 끝 부위를 겹쳐서 조립한 ‘조립격자’로서 지그재그로 된 여과틈새를 갖게 되는 ‘갈지자형 격자’라 하겠다.

여기에서 여과된 고형물은 협잡물 탈수공정, 스크류프레스(400)로 유입되고 하부의 이송조(180)에 모아진 여과액은 이송펌프(181)를 통하여 모래여과공정으로 유입된다.

다음 단계는 모래여과공정으로 사이클론(200)을 활용한다. 상기 사이클론(200)은 사이클론형분급기에 대한 통칭으로서, 상기 이송펌프(181)로 유입되는 여과액을 상기 유입구(210)로 유입 받아, 모래성분은 상기 사이클론(200)의 하부에 위치하는 모래배출구(220)로 배출되고, 여과액은 상기 사이클론(200)의 상부에 위치하는 여액배출구(230)로 배출되는 고·액 순간분리기능을 수행한다.

보다 구체적으로, 상기 사이클론(200)은 수직원통의 하부에 아래로 갈수록 좁아지는 원추대가 연장되며 상기 원추대의 하단에는 상기 모래배출구(220)가 구비된다. 상기 사이클론(200)의 상면은 밀폐하되 그 중앙에 원형의 관으로 된 상기 여액배출구(230)가 수직으로 돌출된다. 상기 여액배출구(230)는 원통 내부로 일정 깊이만큼 들어가 있으며 상기 사이클론(200)의 원통외주면 상부에는 상기 유입구(210)가 원통의 접선방향으로 부착되어 있는 구조이다.

상기 사이클론(200)의 작동을 살펴보면, 상기 조립격자형드럼스크린(100) 하부의 이송조(180)로부터 상기 이송펌프(181)를 통하여 상기 사이클론(200)의 유입구(210)로 유입된 고,액 혼합물이 상기 원통과 원추대의 내주면을 차례로 회전 하강하는 과정에서 강한 원심력이 발생한다. 이때, 상대적으로 무거운 모래 성분은 상기 내주면에 밀착되어 회전 하강하다 하부의 모래배출구(220)로 배출되고 상대적으로 가벼운 액체와 미세고형물은 원추대 내부에 형성되는 저압부를 메우는 반전류가 되어 상부로 올라가 상기 여액배출구(230)로 배출되므로 모래성분과 액체성분이 하, 상부로 각각 순간 연속 분리된다.

다음 단계는 모래 탈수공정의 스크류데칸터(300)로서 상기 사이클론(200)의 하부 모래배출구(220)의 배출모래성분을 유입하여 탈수하는 것으로, 본 발명의 핵심적인 단위장치이다.

그 원리는 고속회전을 이용하여 원심효과를 극대화함으로써 고형물의 침강속도를 올려 고형물이 중심에서 먼 쪽으로 빠르게 몰리게 하고 스크류의 회전차를 이용하여 상기 고형물과 이에서 분리된 탈리액을 각각 분리 배출되도록 하는 것이다.

상기 스크류데칸터(300)는 외동보울(310), 내동스크류(320), 유입관(330), 탈리액배출구(340), 고형물배출구(350), 베드(360), 커버(370) 및 전동기(380)를 포함한다.

먼저, 본 발명의 스크류데칸터(300)는 수평으로 놓이는 원통실린더(311)와 상기 원통실린더(311)의 일측에서 외측으로 점차 직경이 작아지는 원추형실린더(312)가 연장되는 형태로 형성되어, 내부에 유입액이 수용되는 외동보울(310) 및 상기 외동보울(310)의 내부에 동심축으로 설치되되, 상기 외동보울(310)의 내주면과 일정 틈새를 가지는 내동스크류(320)를 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 내동스크류(320) 및 외동보울(310)에 각각 장착되고 상호 인접하게 위치시킨 내동풀리(324) 및 외동풀리(319)를 포함하고, 상기 내동풀리(324) 및 외동풀리(319)는 하나의 전동기(380)와 연결된다. 상기 전동기(380)에는 구동타이밍풀리(381)가 장착되고, 상기 구동타이밍풀리(381)는 상기 내동풀리(324) 및 외동풀리(319)와 각각 타이밍벨트(382)로 연결된다. 따라서, 상기 내동풀리(324) 및 외동풀리(319)에 상기 타이밍벨트(382)를 연결하게 됨으로써, 상기 내동스크류(320) 및 외동보울(310)에 서로 회전차가 발생되도록 하는 것이다. 상기 회전차는 상기 3 개의 타이밍풀리(319, 324, 381) 의 잇수 조정으로 이루어진다.

따라서, 상기 내동스크류(320) 및 외동보울(310)은, 서로 회전차를 가지되 동일방향으로 고속 회전될 수 있도록 하고, 회전에 의한 원심력으로 협잡물에 함유된 모래성분을 탈수하여 분리 배출하도록 그 기능을 한다.

또한, 본 발명은 상기 원통실린더(311) 측에 대응하는 상기 내동스크류(320)는 분출실(322) 및 상기 분출실(322)의 유입물을 상기 원통실린더(311)의 내부로 분출하는 분출관(323)을 포함하며, 상기 분출관(323)에는 상기 분출관(323)의 주면에 복수 개의 분출공(323a)이 형성된다.

또한, 상기 분출실(322)의 중심에는 유입중공축(321)이 설치되어 있으며, 상기 유입중공축(321)은 외부로 연장 돌출된다. 이때, 유입구(331)가 구비된 유입관(330)은 상기 유입중공축(321)의 내부에 일정 틈새를 유지한 상태로 유입관홀더(332)에 고정되어 있다.

또한, 본 발명은 상기 외동보울(310) 및 내동스크류(320) 축의 사이공간에 위치하는 복수 개의 축간베어링(325) 및 상기 내동스크류(320)를 베드(360)에 고정하는 복수 개의 고정베어링(326)를 포함하고, 상기 외동보울(310) 및 내동스크류(320)를 포함한 회전체 전체를 감싸는 커버(370)는 상기 베드(360)에 고정된다.

또한, 상기 원통실린더(311)는 상기 원통실린더(311)의 측면에 설치되는 측면판(313)을 포함하고, 상기 측면판(313)은 상기 외동보울(310)의 탈리액이 배출될 수 있도록 상기 측면판(313)의 중심에서 같은 거리에 형성되는 장공오리피스(315)를 포함한다. 물론, 상기 측면판(313)은 상기 원통실린더(311)와 동일하게 원형의 판으로 형성된다.

다시 말하면, 상기 외동보울(310)에서 탈수된 상기 고형물은 상기 원추형실린더(312)의 단부로 배출되고, 상기 탈리액은 상기 장공오리피스(315)로 배출되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 협잡물처리기에 포함된 스크류데칸터(300)의 작동에 대해서 설명하면, 고·액혼합물은 상기 유입구(331)를 거쳐 상기 유입중공축(321) 내부의 상기 유입관(330)으로 유입하게 된다. 상기 유입관(330)에 유입된 상기 고·액혼합물은 상기 분출실(322)로 들어가게 되고, 이어서 상기 분출공(323a)을 통하여 상기 원통실린더(311)의 내부로 분출된다. 분출된 상기 고·액혼합물은 고속회전에 의한 강한 원심력의 작용으로 상기 외동보울(310) 내주면에 밀접하게 되며 중심에서 일정 거리(혹은 수위)를 가진 파이프 형상의 수평 물관(환상액, 環狀液)이 형성된다.

이때, 비중이 상대적으로 큰 고형물이 환상액의 외주면, 다시 말하면 상기 외동보울(310)의 내주면에 더 가까이 밀착하게 된다. 상기 고·액혼합물의 유입작용이 지속되면 수위가 올라가게 되고, 수위가 상기 측면판(313)에 형성된 상기 장공오리피스(315)의 최외측에서 상기 측면판(313)의 축중심 방향으로 가까이 가게 되면 탈리액이 상기 장공오리피스(315)로 흘러넘쳐 탈리액배출구(340)를 통하여 외부로 배출하게 된다.

또한, 상기 외동보울(310)의 내주면에 밀착된 고형물은 상기 내동스크류(320)의 이송작용으로 상기 원추형실린더(312) 측으로 밀려나와 수면을 벗어나 비치(beach)로 빠져나오게 된다.

고형물이 상기 비치를 상기 내동스크류(320)에 의해 이동되는 과정에서 고형물에 함유된 액체는 원심력에 의해 고형물에서 탈리된다. 탈리된 액체는 상기 내동스크류(320) 및 원추형실린더(312)의 틈새를 통하여 원심력이 더 크게 작용하는 원통실린더(311)로 후송된다. 고형물은 비치를 지나며 탈수작용이 지속되어가다 원추형실린더(312) 끝 지점의 고형물배출익(312a)을 통하여 고형물배출구(350)로 모여 외부로 배출하게 된다.

또한, 상기 장공오리피스(315)는 물빠짐 구멍으로서, 탈리액이 넘쳐 나가는 무넘기(Weir)의 역할을 하며, 종래의 배경기술인 오리피스(314)가 원형인 것에 비해, 장공(長孔)형으로 형성된다.

종래의 배경기술인 상기 오리피스(314)가 원형으로 형성되는 경우에는, 무넘기 둑의 폭이 좁아, 탈리액의 유입량이 많아지면 올라가는 수위에 비해 빠져나가는 액체의 양이 적어 고수위가 지속된다. 이때, 고수위로 인하여 상기 원추형실린더(312)의 내부 비치가 짧아지게 되고, 이로 인하여 상기 비치에서의 고형물 탈수시간도 짧아져 충분한 고형물의 탈수가 이루어지지 않기 때문에 탈리액의 유입량에 제한을 받게 된다. 이상 배경기술의 스크류데칸터는 도 14 내지 도 15를 참조한다.

이와 대비하여, 본 발명 협잡물처리기에 포함된 도 16의 스크류데칸터(300)의 장공오리피스(315)는 형상이 장공형으로 형성되어 탈리액의 유입이 급격하게 증가하더라도 상기 장공오리피스(315)의 면적이 넓어 물빠짐 속도가 빨라 수위의 급격한 상승을 예방할 수 있어, 상기 비치의 변화가 적기 때문에 고형물의 탈수에 지장을 주지 않으므로 동일 조건에서 처리량이 커지며 탈리액 유입의 순간적인 변화에 대한 대응력도 좋아진다.

또한, 본 발명에 포함된 스크류데칸터(300)는 협잡물을 대상으로 한정한 것으로 스크류데칸터(300)의 처리대상 물질은 모래 이외에도 오히려 더 많은 양의 미세한 유기성 부유물질이 전체에 고루 확산 분포되어 엉겨있는 오수로서 점성, 표면장력, 응집력 및 부착력이 청수보다 크므로, 배경기술의 원형 오리피스(314)와 같은 좁은 공간에서의 물빠짐 효과가 좋지 않다. 반면, 본 발명의 상기 장공오리피스(315)는 장공형으로 형성되어, 무넘기 폭이 커짐으로써 물빠짐 효과가 원형인 상기 오리피스(314)보다 우수하다. 이와 같이 본 발명 협잡물처리기에서와 같이 표면장력 및 점성이 큰 오수를 처리하는 스크류데칸터(300)의 오리피스는 그 전체 면적의 합이 아닌 장공오리피스(315)처럼 단일 무넘기의 폭이 커야 물빠짐 효과가 좋아지는 것이다.

이에 따라, 본 발명 협잡물처리기의 스크류데칸터(300)는 상기 장공오리피스(315)를 적용함으로써 단일 무넘기의 물빠짐 폭을 넓게 하여, 물빠짐 속도를 올리고 비치의 변화를 줄여 모래 탈수효과가 상승되게 한 것이다.

또한, 본 발명의 협잡물처리기에 포함되어 있는 스크류데칸터(300)의 탈수물질은 그 비중이 액체보다 상대적으로 큰 모래(진비중 2.65)이므로, 상기 외동보울(310) 내부의 비중차에 의해 분리되는 속도가 매우 빠르다. 이에 따라, 혼합물의 유입과 거의 동시에 모래를 중심에서 외측으로 강하게 밀착하게 되므로 무넘기 속도가 빠른 상기 장공오리피스(315)에서도 모래가 쉽게 배출되지 않은 유리한 조건이 있다.

또한, 상기 장공오리피스(315)는 상기 외동보울(310)의 상기 원통실린더(311) 길이를 짧게 할 수 있거나, 없앨 수도 있는 효과가 있다.

보다 구체적으로, 상기 원통실린더(311)의 내부 체적은 처리물질의 체류시간, 즉 처리량과 관련된 것으로 상기 원통실린더(311) 내부로 유입되어 추가되는 유입물이 본 발명의 상기 장공오리피스(315)에서는 단시간에 배출되어 수위가 쉽게 상승하지 않으므로 상기 비치가 그대로 유지되어 모래 탈수에 지장을 주지 않는다. 따라서 체류시간, 처리량과 관련된 상기 원통실린더(311)의 길이 축소화가 가능한 것이다

또한, 도 16을 보면, 상기 장공오리피스(315)는 인접한 두 개의 원형 상기 오리피스(314)를 하나로 합친 것과 유사한 형상으로, 상기 측면판(313)의 축 중심에서 가장 먼 원형 상기 오리피스(314)의 원주상 두 점을 원호로 접선 연결한 것과 같은 주선을 장공오리피스외주선(315a)이라 하고, 상기 측면판(313)의 축 중심에서 가장 가까운 상기 오리피스(314)의 원주상 두 점을 원호로 접선 연결한 것과 같은 주선을 장공오리피스내주선(315b)이라고 한다.

상기 장공오리피스(315)는 상기 오리피스외주선(315a)과 상기 오리피스내주선(315b)으로 이루어진 모양으로 형성되는 것이며, 상기 오리피스외주선(315a) 및 오리피스내주선(315b)은 각각 상기 측면판(313)의 축중심에서 동심원 원주 일부가 된다.

또한, 상기 장공오리피스(315)는 상기 측면판(313)의 축중심에서 같은 원주상에 위치하되, 일정 간격으로 복수 개로 형성된다. 상기 장공오리피스(315)는 예를 들면 3개 혹은 4개로 형성되는 것이 바람직하다. 물론, 상기 장공오리피스(315)는 상기 측면판(313)의 크기 등에 따라 다양한 개수로 형성될 수 있다.

종합해보면, 본 발명은 스크류데칸터(300)의 상기 측면판(313)에 형성되는 상기 장공오리피스(315)로 인하여, 고형물과 분리된 상기 탈리액이 넘쳐 나가는 물빠짐 속도를 높여 침사처리 성능이 더욱 증진될 수 있다.

다음 단계의 협잡물 탈수공정의 스크류프레스(400)는, 상기 조립격자형드럼스크린(100)의 여과물질을 유입 받아 탈수하는 장치로서, 수평 설치되고 원통형 내부공간을 제공하는 타공된 주면을 가진 실린더(420)와, 상기 실린더(420) 내부에 회전 가능하게 설치되며 외부동력에 의해 축회전하고 상기 실린더(420) 일측 상부 주면을 일부 절개하여 형성된 유입슈트(410)를 통하여 실린더(420) 내부로 유입한 협잡물을 이송시키는, 회전 축(430)에 구비된 스크류(440)와, 상기 축(430)과 실린더(420) 사이의 공간단면적을 점진적으로 축소하여 통과 물질에 압착력을 발생시키는 단면적조절구(450)를 포함한다.

상기 스크류프레스(400)는 상기 축(430)의 일부를 중공축으로 하여 상기 중공축 내부로 들어온 분출수를, 상기 유입슈트(410)로 들어온 여과물질에 분출하여 압착공간으로 유입되기 전의 여과물질에서 미생물 영양성분을 미리 추출한다. 이때, 나머지 물질을 상기 압착구간으로 보내 상기 스크류(440)와 상기 단면적조절구(450)로 탈수되게 하여 탈리액은 탈수공(421)으로 배출하고 탈수된 협잡물은 협잡물배출구(470)로 배출되게 한다.

보다 구체적으로, 상기 스크류프레스(400)는 수평으로 고정 설치되고, 주면에 다수의 탈수공(421)을 갖는 원형 실린더(420)의 일측 상층부 주면을 일부 절개하여 협잡물의 상기 유입슈트(410)로 하고 상기 실린더(420) 원통과 동심인 스크류 상기 축(430)을 외부동력으로 회동케 하여 유입된 협잡물을 전진시키며 탈수하는 것이다.

또한, 상기 유입슈트(410)의 하부에 있는 실린더(420) 내부를 협잡물 이송구간으로 삼고 또한 내측에 베어링을 구비한 역방향 원추대형상의 상기 단면적조절구(450)로 통과물질에 점진적 압착력이 가해지게 구성한 그 다음의 구역을 압착구간으로 한다.

이송구간을 지난 협잡물이 상기 압착구간을 통과하는 사이 점진적으로 커지는 압착력의 작용으로 탈수되어 그 탈리액은 실린더(420) 주면의 탈수공(421)으로 빠져나간다. 빠져나간 상기 탈리액은 탈리액조(460)에 모여 탈리액배출구(461)로 나와 처리수배출구(700)를 통하여 외부 배출된다. 탈수된 협잡물은 유입측 반대편 상기 실린더(420) 측면의 협잡물배출구(470)로 나가게 한다.

이때 상기 유입슈트(410) 하방 즉 이송구역에 있는 축(430)을 중공축으로 하여 그 내부공간을 살수통(480)으로 하고, 살수펌프(500)로부터 로타리조인트(510)를 통하여 상기 살수통(480)으로 유입된 분출수를 상기 살수통(480)에 구비된 살수공(481)을 통하여 협잡물의 이송 공간에 분출하여 협잡물에 포함된 미생물영양성분을 타격, 추출하여 이를 이후의 소화공정에 유입되게 함으로써, 소화효율 제고에 이바지 하고 동시에 협잡물 탈수성능도 증진하는 일석이조의 효과를 만든다.

여기에서 상방향으로 살수되는 물의 양을 최소화하기 위해 회전운동을 하는 상기 살수통(480)의 어느 부위가 상부측에 오더라도 살수통(480)의 상부 내주면(원주의 1/3정도)에 상시 근접하여 부상되어 있도록 하여 상부로의 타격수 분출을 억제하게 한 부이(490)를 살수통 내부에 구비한다. 이 부이(490)의 상시 부상작용은 분출수가 상부방향으로 분수처럼 솟구쳐 나가 타격효과가 저감될 수 있기 때문에 이를 방지하기 위함이다.

상기 살수탱크(520)는 그 내부에 히터(521)를 구비하여 온수를 살수함이 바람직하며 특히 동절기에는 온수가 미세 물질의 추출효과와 동파방지에 유익하다.

이상 전체 공정을 통하여 외부로 배출되는 물질로서 사이클론(200)의 상부 여액배출구(230)로 배출되는 여과액과 스크류데칸터(300)의 탈리액배출구(340)로 배출되는 탈리액, 그리고 스크류프레스(400)의 탈리액배출구(461)로 배출된 탈리액 등은 처리수배출구(700)에 합쳐져 대개 이후의 소화공정라인으로 들어가며 고형물배출구(350)를 나온 스크류데칸터(300)의 탈수된 모래성분은 대체로 경사컨베어(390)로 높이 올려, 협잡물배출구(470)를 나온 스크류프레스(400)의 탈수된 협잡물과 함께 반출컨베어(600)에 실리어 외부 반출된다.

이하에서는, 첨부된 도면, 도 10 내지 도13을 참조하여 본 발명에 따른 협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기 제 2실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 실시예는 상기 제 1실시예에 있어 최초 단계에 적용한 조립격자형드럼스크린(100) 대신 웨지링드럼스크린(800)을 적용한 구성이며, 나머지 구성은 제 1실시예와 같고 외형 또한 제 1실시예와 같으므로 그 실시예의 설명 및 도 2 내지 도 5의 그림도 함께 원용한다. 다만 이때 도 4의 도면부호 110은 810으로 바꾼다.

또한 상기 웨지링드럼스크린(800)은 여과드럼(810)을 제외한 모든 구성이 상기 조립격자형드럼스크린(100)과 동일하므로 내부 회전 여과체인 여과드럼(810)의 구성만 설명하기로 하고 설명되지 않은 나머지 구성은 상기 조립격자형드럼스크린(100)을 원용한다.

도 10 내지 도 13을 참조하여, 본 제 2실시예에 대한 구성을 구체적으로 설명하면, 단면이 이등변삼각형으로 된 스테인레스 강제의 봉을 상기 단면의 뾰족한 모서리(뾰족각)가 외주측에 위치하도록 굴렁쇠 형태로 둥글게 곡가공하여 된 웨지링(Wedge ring)(811)을 다수 개 일정 간격으로 병렬 조립하여 전체적으로 원통형상이 되게 한다. 상기 웨지링(811)의 조립은 고정바(Bar)(812)를 활용한다. 상기 고정바(812)의 개수는 8개가 적당하며 웨지링(811)의 원주를 8등분한 지점의 뾰족각 끝 부위가 고정바(812)에 부착되게 한다. 웨지링(811)과 고정바(812)의 결합방식은 홈의 유무에 따른 두 가지 방식을 상정할 수 있다. 먼저 홈이 있는 방식은 고정바(812)에, 상기 뾰족각 끝의 일정 부위와 동일한 형상과 크기의 링삽입홈(812a)을 여과틈새 크기의 간격으로 구성하여 이 홈과 웨지링(811)을 끼워 맞추는 방식이다. 다음 링삽입홈(812a) 없는 결합방식에서는 상기 뾰족각 끝 부위를 약간 무디게 하여 고정바(812)와의 접촉면적을 넓혀 접촉케 하되 웨지링(811) 사이의 간격을 일정하게 하는 조립용 치구를 이용하게 된다. 상기 홈 방식에서는 마주보는 어느 2 개의 고정바(812)에서만 그 접촉부위를 점용접으로 마무리하여도 될 수 있겠으나 홈이 없는 조립방식에서는 모든 접촉부위를 점용접 해야 하는 불편이 있다. 도 11의 상세 확대부분은 링삽입홈(812a)이 있는 구성을 표시한다.

상기 웨지링(811)과 고정바(812)의 결합 방법에 있어서, 고정바의 개수를 8 개로 상정하면, 5개의 고정바(812) 양 끝 부위를 원형의 측판(820)에 먼저 조립하되 측판(820)의 원 중심에서 한 방향으로 모이게 조립하여 전체적으로 상부가 틔어 있는 구유(Trough) 형상이 되게 한 다음, 웨지링(811)을 상기 5 개 고정바의 홈에 각각 끼워 맞추어 일차 조립한 후 나머지 3 개의 고정바(812)는 상기 웨지링(811)의 외측에서부터 드럼의 중심을 향하여 링삽입홈(812a)과 웨지링(811)을 맞추어 조여가는 방식으로 결합하여 최종적으로 3 개의 고정바(812) 양단을 드럼측판(820)과 조립 결합한 후 상기 접촉면을 점용접하여 마무리한다. 정다각형 형상의 여과드럼의 경우도 상기와 동일한 방법으로 결합한다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 침사처리 성능이 증진된 협잡물처리기의 제 3실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 실시예는 상기 제 1실시예 및 제 2실시예에 있어 상기 스크류데칸터(300) 장공오리피스(315)의 외주측 공간 일정범위를 오리피스조절부재(316)로 막아 무넘기 최저점을 변경하는 구성이며, 나머지 구성은 상기 제 1실시예 및 제 2실시예와 같으므로 그 실시예의 설명을 원용한다.

우선, 종래의 배경기술인 상기 오리피스(314)의 최저점의 위치에 따른 현상을 살피면, 상기 오리피스(314)의 최저점이 너무 낮으면 환상액의 두께가 얇아지므로 일반적으로 탈리액에 고형물질이 포함될 가능성이 증가하게 된다. 이때, 상기 최저점이 낮은 것은 상기 오리피스(314)의 최저점이 측면판(313) 중심에서 외측으로 치우치는 것을 의미한다.

이에 따라, 탈리액의 정화도가 낮아질 수 있어 많은 양을 처리하는데 제한을 받게 되는 반면에 상기 비치는 길어지게 되므로 모래탈수효과는 상승하게 된다.

반대로, 상기 오리피스(314)의 최저점이 높으면 상기와 각각 반대되는 현상이 발생한다. 이때, 상기 최저점이 높은 것은 상기 오리피스(314)의 최저점이 측면판(313) 내측으로 치우치는 것을 의미한다.

본 발명 협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기는 그 처리대상물질의 성분, 성상, 농도 등에 대한 공간적, 시간적 변화도 클뿐더러 폐기액 처리공정의 일부를 차지하는 협잡물처리기는 사용중에도 그 전체적 처리방식의 변경에 따라 협잡물처리기로 유입되는 물질의 내용이 변경되기도 한다. 이와 같이 협잡물처리기에 포함된 상기 스크류데칸터는 설치 사용중 모래탈수수준 및 탈리액의 정화도를 조절해야 하는 경우가 있다.

이에 따라 본 발명은 상기 협잡물처리기에 포함된 스크류테칸터(300)의 사용 중에 상기 장공오리피스(315)의 최저점을 변경할 수 있는 방법을 제시하기로 한다.

보다 구체적으로, 상기 장공오리피스(315)의 상기 오리피스외주선(315a) 측을 상기 오리피스조절부재(316)로 막아 상기 장공오리피스(315)의 최저점을 상기 측면판(313)의 중심측으로 이동될 수 있게 함으로써, 유입량 및 탈수율 등의 변경에 용이하게 맞추어 나가는 효과가 있도록 하는 것이다.

종래의 상기 오리피스(314)의 최저점의 높이를 변경하는 수단은 대체로 막음판을 측면판(313)에 면 접촉시키는 방식으로 사용되고 있으며, 상기 막음판을 평면상에서 면 접촉되게 막는 방식은 간단한 방법이긴 하지만 상기 오리피스(314)의 무넘기로 넘쳐 나가는 탈리액이 상기 막음판에 막히게 되므로 둑의 높이가 이중으로 된 단계적 무넘기가 되는 문제점이 있었다.

이러한 경우에는, 1차 둑을 넘어온 물질 가운데 비교적 비중이 큰 잔 모래나 미세협잡물 일부가 회전반경이 큰 쪽으로 이동하려는 원심력을 지속적으로 받게 되어 반경이 더 작은 2차 둑을 넘지 못하고 1차와 2차 무넘기 사이 공간에 머물게 되는 문제가 있었다. 물론, 상기 1차 둑은 상기 오리피스(314), 상기 2차 둑은 상기 막음판을 의미할 수 있다. 이에 따라, 상기 막음판과 상기 오리피스(314)의 마모문제, 포켓현상 와류로 인한 고·액분리의 안정성을 해치는 문제가 발생한다.

이와 대비하여 본 제 3실시예에서는 상기 오리피스조절부재(316)를 활용할 경우, 상기 탈리액이 상기 장공오리피스(315)를 넘쳐나가는 그 높이만 달라지며, 상기 탈리액이 통과하여 빠져나가는 거리인 상기 장공오리피스(315)의 길이가 상기 측면판(313)의 두께를 넘지 않고 동일하게 된다. 또한, 상기 장공오리피스(315)의 폭에도 변화가 없으며 무엇보다 상기 1차 둑 및 2차 둑과 같은 이중의 벽이 없는 구조를 가지고 있으므로 유체역학적 문제나 또 다른 부작용이 없는 방식이라 할 수 있다.

도 17 내지 도 20을 참조하여, 본 실시예에 대한 구성을 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기의 스크류테칸터(300)는 상기 장공오리피스(315)에서 상기 탈리액이 넘쳐 나가는 위치를 조절할 수 있도록 구비되는 오리피스조절부재(316)를 더 포함한다.

상기 오리피스조절부재(316)는 상기 장공오리피스(315)의 외주곡면에 삽입되는 오리피스조절삽입막대(3161) 및 후술할 연결판(318)에 조립될 수 있도록 상기 오리피스조절삽입막대(3161)의 일측에서 수직방향으로 연결되는 조립판(3162)을 포함한다.

즉, 상기 오리피스조절부재(316)는 상기 오리피스조절부재(316)를 측면에서 바라봤을 때, 단면이 ‘ㄱ’자와 같은 전체 모양으로 형성되는 것이다.

또한, 상기 오리피스조절삽입막대(3161)는 상기 탈리액이 상기 장공오리피스(315)를 넘쳐나가는 그 높이만 조절될 수 있도록 상기 측면판(313)의 두께와 동일한 폭으로 형성된다. 따라서, 상기 오리피스조절삽입막대(3161)는 상기 탈리액이 넘쳐 나가는 시점을 상기 장공오리피스(315)의 외주면에서 상기 오리피스조절삽입막대(3161)의 내주면으로 이동시켜, 상기 오리피스조절삽입막대(3161)의 내주면부터 상기 탈리액이 배출되게 하는 것이다.

또한, 상기 오리피스조절삽입막대(3161)는 상기 오리피스조절삽입막대(3161)를 측면에서 바라봤을 때, 전체적으로 초승달과 같은 모양으로 형성된다.

상기 오리피스조절삽입막대(3161)에서 가장 외곽에 위치하는 삽입막대외주선(3161a)은 상기 장공오리피스(315)의 상기 오리피스외주선(315a)과 일치되게 형성한다. 삽입막대내주선(3161b)은 상기 삽입막대외주선(3161a)보다 더 작은 반경의 주선으로 한다.

또한, 상기 측면판(313)에는 바람직하게 상기 장공오리피스(315)의 외주측에 상기 조립판(3162)의 두께와 동일한 장착홈(313f)이 형성된다. 보다 구체적으로, 상기 장착홈(313f)은 상기 장공오리피스외주선(315a)과 상기 장공오리피스외주선(315a)의 외측으로 반경이 더욱 큰 원호와의 사이공간에서 상기 조립판(3162)과 동일한 두께의 깊이로 형성된다.

상기 조립판(3162)은 상기 장착홈(313f)을 채울 수 있도록 구비되는 것이며, 상기 측면판(313)에 조립되는 경우에는, 상기 조립판(3162)과 상기 측면판(313)이 서로 일체화가 될 수 있도록 한다.

만약 상기와 같이 상기 측면판(313)에 상기 장착홈(313f)이 형성되지 않는다면, 앞서 설명한대로 상기 탈리액이 통과하여 빠져나가는 거리인 상기 장공오리피스(315)의 길이가 길어져 액체의 배출에 악영향을 미치게 되는 부정적 효과가 발생하므로, 이를 피하기 위한 수단으로 상기 조립판(3162)의 두께와 동일한 깊이의 홈을 형성한 것이다.

또한, 상기 조립판(3162)은 상기 조립판(3162)의 일측에서 상기 연결판(318에 조립될 수 있도록 형성되는 조립탭(3162a)을 포함한다. 상기 조립탭(3162a)은 예를 들면 최소 2개로 형성되는 것이 바람직하다.

결과적으로, 상기 오리피스조절삽입막대(3161)는, 상기 장공오리피스(315)의 외주측 일정범위를 막을 수 있게 상기 장공오리피스(315)에 삽입됨으로써, 상기 장공오리피스(315)에서 상기 탈리액이 넘쳐 나가기 시작하는 최저점을 상기 측면판(313)의 중심측으로 이동되게 조절할 수 있는 것이다.

또한, 상기 오리피스조절삽입막대(3161)는, 상기 삽입막대외주선(3161a) 및 삽입막대내주선(3161b)이 서로 반경 차이가 있도록 복수 개로 구비되어, 상기 최저점의 설정에 따라 선택적으로 교체 조립될 수 있다.

또한, 상기 스크류테칸터(300)는 상기 오리피스조절부재(316)를 상기 측면판(313)에 고정될 수 있도록 상기 측면판(313)의 외측에 설치되는 연결판(318)을 더 포함한다.

상기 연결판(318)은 상기 조립판(3162)에 조립되기 위해 형성되는 조절부재조립공(318a) 및 상기 측면판(313)에 조립되기 위해 형성되는 측면판조립공(318b)을 포함한다. 상기 측면판조립공(318b)에는, 측면판조립볼트(313b)가 삽입된 상태에서 너트(313c)와 체결된다. 상기 조절부재조립공(318a)에는, 조절부재조립볼트(318c)로 상기 조립판(3162)의 상기 조립탭(3162a)과 체결된다.

본 실시예에 따른 일례로, 상기 삽입막대외주선(3161a) 및 상기 오리피스외주선(315a)을 서로 일치시켜 상기 오리피스조절부재(316)를 체결하는 경우, 상기 삽입막대외주선(3161a) 및 삽입막대내주선(3161b)의 반경 차이가 5mm 라고 한다면, 상기 장공오리피스(315)의 최저점이 5mm 높아지는 결과가 된다. 이때, 상기 최저점은 상기 장공오리피스(315)의 최외측점을 의미하고, 상기 높아지는 결과는 상기 측면판(313)의 중심방향으로 가까이 가는 것을 의미한다.

또한, 상기 삽입막대내주선(3161b)의 반경을 5mm 더 작게 형성된 다른 상기 오리피스조절부재(316)로 변경 조립하면, 무넘기의 최저점이 최초상태보다 10mm 높아지는 결과가 된다. 물론, 삽입막대내주선(3161b)의 반경은 실제의 상황에 맞게 적절한 수치로 적용될 수 있다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기 제 4실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 실시예는 제 1실시예 및 제 2실시예에 더한 또 다른 구성으로서 상기 제 1실시예 및 제 2실시예의 상기 장공오리피스(315)의 외주측 공간 일정범위를 오리피스조절삽입판(317)으로 막아 무넘기 최저점을 변경하는 구성이며, 나머지 구성은 제 1실시예 및 제 2실시예와 같으므로 그 실시예의 설명을 원용한다.

본 실시예에서는, 상기 장공오리피스(315)의 상기 오리피스외주선(315a) 측 일정공간을 상기 오리피스조절삽입판(317)으로 막아 상기 장공오리피스(315)의 최저점을 상기 측면판(313)의 중심측으로 이동될 수 있게 함으로써, 유입량 및 탈수율 등의 변경에 용이하게 맞추어 나가는 효과가 있도록 하는 것이다.

또한, 본 실시예에서는 상기 오리피스조절삽입판(317)을 활용할 경우, 상기 탈리액이 상기 장공오리피스(315)를 넘쳐나가는 그 높이만 달라지며, 상기 탈리액이 통과하여 빠져나가는 거리인 상기 장공오리피스(315)의 길이가 상기 측면판(313)의 두께를 넘지 않고 동일하게 된다.

본 실시예는 상기 장공오리피스(315)의 상기 장공오리피스외주선(315a) 부위 일정범위에 삽입물을 넣어 물빠짐 시작점을 변경하는 구성은 상기 제 3실시예와 같은 개념이지만, 삽입물의 고정방식이 상기 제 3실시예와 다른 방식으로 개시된다.

도 21 내지 도 23을 참조하여, 본 제 4실시예에 대한 구성을 구체적으로 설명하면, 상기 스크류테칸터(300)는 상기 장공오리피스(315)에서 상기 탈리액이 넘쳐 나가는 위치를 조절할 수 있도록 구비되는 오리피스조절삽입판(317)을 더 포함한다. 상기 오리피스조절삽입판(317)은 상기 오리피스조절삽입판(317)의 일측에 형성되는 삽입판탭(317a)을 포함한다.

상기 오리피스조절삽입판(317)은 상기 장공오리피스(315)에서 상기 탈리액이 넘쳐나가는 높이만 조절될 수 있도록 상기 측면판(313)의 두께와 동일한 폭으로 형성되며, 상기 오리피스조절삽입판(317)을 측면에서 바라봤을 때, 전체적으로 초승달과 같은 모양으로 형성된다.

또한, 상기 측면판(313)은, 상기 측면판(313)의 외주측면에 형성되는 조절삽입판조립공(313d) 및 상기 조절삽입판조립공(313d)에 삽입되어, 상기 삽입판탭(317a)과 결합되는 삽입판조립볼트(313e)를 더 포함한다.

본 실시예에서는, 상기 오리피스조절삽입판(317)에 상기 삽입판탭(317a)을 형성하고, 상기 측면판(313)의 외주측면에 형성되는 상기 조절삽입판조립공(313d)에 상기 삽입판조립볼트(313e)를 넣어 상기 삽입판탭(317a)과 체결되는 방식이다.

이때, 상기 삽입판조립볼트(313e)는 예를 들면 육각머리구멍붙이볼트로 구비될 수 있고, 수량은 최소 2개로 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 삽입판조립볼트(313e)의 조립 체결 후에 상기 삽입판조립볼트(313e)의 볼트머리 부위와 상기 삽입판조립볼트(313e)의 볼트단부 구멍의 빈 공간은 밀폐되도록 하되, 이후 상기 삽입판조립볼트(313e)의 해체에 대비하여, 상기 빈 공간에는 예를 들면 금속분말본드와 같은 공간채움물질로 마감 처리하는 것이 바람직하다.

결과적으로, 상기 오리피스조절삽입판(317)은, 상기 장공오리피스(315)의 외주측 일정범위를 막을 수 있게 상기 장공오리피스(315)에 삽입됨으로써, 상기 장공오리피스(315)에서 상기 탈리액이 넘쳐 나가기 시작하는 최저점을 상기 측면판(313)의 중심측으로 이동되게 조절할 수 있는 것이다.

또한, 상기 오리피스조절삽입판(317)은, 상기 오리피스조절삽입판(317)의 내주면 반경이 다양하도록 복수 개로 구비되어, 상기 장공오리피스(315) 최저점의 설정에 따라 선택적으로 교체 조립될 수 있다.

다시 말하면, 상기 오리피스조절삽입판(317)의 내주면 반경 치수에 차이를 두어 새로운 것으로 교체 조립하는 방식은 상기 제 3실시예와 동일한 개념이다.

또한, 종래의 스크류데칸터는 한번 제작된 스크류테칸터의 오리피스(314) 위치를 다시 낮추기 위해서는 장치 전체를 거의 완전히 분해하여 측면판(313)을 분리해내고 측면판(313)을 재가공하여 무게 밸런싱 상태를 재확인 및 다시 조립해야하는 어려운 작업이었다.

하지만, 본 발명에서 상기 장공오리피스(315)의 최저점 위치를 설계치보다 더 낮은 위치로 제작하고 시운전 또는 사용 중 조건에 따라 필요한 만큼 적절한 크기의 상기 오리피스조절부재(316) 또는 상기 오리피스조절삽입판(317)으로 최저점을 높여 맞추어나가는 방식을 적용하게 되므로 오리피스 최저점 설정의 폭이 넓어지는 효과도 생겨난다. 이때, 상기 위치는 상기 원통실린더(311)의 내주면에 매우 근접한 높이라고 할 수 있다.

협잡물처리기에서는 유기성 탈수 협잡물과 무기성 탈수 모래가 각각 배출되는데 탈수 협잡물은 친수성으로서 협잡물의 표면적이 넓은데다 유기물의 세포막간수 등으로 하여 수분이 대개 70% 수준까지 탈수되면 호퍼 보관이나 차량 운송 시 물이 빠져나오지 않는다.

이에 비해 탈수 모래의 경우는 협잡물에 비해 표면적도 친수성도 작아 모래에서 액체성분이 쉽게 분리되기 때문에 절반수준의 수분에서도 물이 분리되어 나오는 양상을 보여 보관, 운반 등 후처리과정에서 오염수가 발생하기 쉬운 문제가 있다.

이와 같이 협잡물처리기에서 배출되는 탈수모래의 수분 함량 비율은 중요한 요소로서 절반 또는 그 이하 수준으로 탈수하여 모래를 배출하기 위해서는 오리피스의 형상과 최저점의 위치를 조절할 수 있게 개선한 본 발명의 협잡물처리용 스크류데칸터(300)가 적절한 수단이 될 것이다.

또한, 본 발명에 따른 협잡물처리기의 스크류데칸터(300)는 모래를 최소의 수분으로 최대한 많이 분리해 내야 하는 것과 동시에 분리액체에 고형물이 최소화되게 하여 탈리액의 정화도를 높여야 하는 것 등의 두 기능을 모두 만족시킬 수 있도록 오리피스의 형상과 오리피스의 최저점 변경으로 상기한 여러 조건을 맞추어 나갈 수 있게 한 효과가 인증될 수 있을 것이다.

상기와 같은 구성으로, 본 발명에 따른 협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기의 스크류데칸터(300)는 분뇨, 하수, 가축분뇨, 음식물쓰레기 등에 함유된 각종 고형물을 처리하는 협잡물처리 공정에 있어 용이하게 모래성분을 탈수 배출할 수 있도록 그 기능을 수행한다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 조립격자형드럼스크린 110: 여과드럼
111: 단위격자 111a: 조립공
111b: 외주면 111c: 내주면
111d: 조립면 112: 골격봉
120: 투입구 130: 축
131: 실축 132: 중공축
132a: 분출공 140: 여과물배출구
150: 측판 160: 세척수조
161: 세척펌프 162: 세척수관
163: 세척노즐 170: 전동장치
180: 이송조 181: 이송펌프
200: 사이클론 210: 유입구
220: 모래배출구 230: 여액배출구
300: 스크류데칸터 310: 외동보울(실린더)
311: 원통실린 312: 원추형실린더
312a: 고형물배출익 313: 측면판
313a: 측면판조립탭 313b: 측면판조립볼트
313c: 너트 313d: 조절삽입판조립공
313e: 삽입판조립볼트 313f: 장착홈
314: 오리피스 315: 장공오리피스
315a: 장공오리피스외주선 315b: 장공오리피스내주선
316: 장공오리피스조절부재 3161: 오리피스조절삽입막대
3161a: 삽입막대외주선 3161b: 삽입막대내주선
3162: 조립판 3162a: 조립탭
317: 오리피스조절삽입판 317a: 삽입판탭
318: 연결판 318a: 조절부재조립공
318b: 측면판조립공 318c: 조절부재조립볼트
319; 외동풀리 320: 내동스크류
321: 유입중공축 322: 분출실
323: 분출관 323a: 분출공
324: 내동풀리 325: 축간베어링
326: 고정베어링 330: 유입관
331: 유입구 332: 유입관홀더
340: 탈리액배출구 350: 고형물배출구
360: 베드 370: 커버
380: 전동기 381: 구동타이밍풀리
382: 타이밍벨트 390: 경사컨베어
400: 스크류프레스 410: 유입슈트
420: 실린더 421: 탈수공
430: 축 440: 스크류
450: 단면적조절구 460: 탈리액조
461: 탈리액배출구 470: 협잡물배출구
480: 살수통 481: 살수공
490: 부이 500: 살수펌프
510: 로타리조인트 520: 살수탱크
521: 히터 600; 반출컨베어
700: 처리수배출구 800: 웨지링드럼스크린
810: 여과드럼 811: 웨지링
812: 고정바 812a: 링삽입홈
820: 측판 830: 여과물배출구
840: 유입구

Claims (6)

1. 외부로부터 폐기액이 유입되는 투입구(120)를 포함하며, 상기 투입구(120)보다 배출측이 경사각도 1도 이하로 낮게 경사되어 저속 회전하는, 분할된 플랜지 형상으로 단면이 사다리꼴 형태의 내협외광(內狹外廣)인 단위격자(111)의 끝을 겹쳐 연속 조립하여 그 여과틈새가 지그재그로 형성되게 하되, 전체적으로 원통형상을 이룬 조립격자형의 여과드럼(110) 내부로 폐기액을 투입하여 여과드럼(110)의 회전에 따라 내부의 협잡물이 이동되는 과정에서 여과되어 낮은 편의 여과물배출구(140)로 여과된 협잡물을 배출하고 상기 여과틈새를 빠져나온 여과액은 하부의 이송조(180)로 낙하되게 하되, 상기 여과드럼(110)의 중심을 관통하는 축(130);에 의해 구동되는 조립격자형드럼스크린(100);
   상기 이송조(180)의 여과액을 이송펌프(181)를 통하여 그 유입구(210)로 투입하여 회전 원심력을 이용, 모래를 분리하여 하부 모래배출구(220)로 배출하고, 상부 여액배출구(230)로는 액체성분의 여과액을 배출하는 사이클론(200);
   상기 사이클론(200)에서 배출되는 모래성분을 유입 받아, 원심분리방식으로 탈수하여 탈수모래와 탈리액을 분리 배출하는 수평형 스크류데칸터(300);
   상기 조립격자형드럼스크린(100)의 여과물질을 유입 받아 단면적조절구(450)로 압찹력을 발생시켜 탈수하며, 중공축 내부로부터 협잡물 이송공간에 분출수를 살수하여 유효미생물을 추출하고 탈수효과를 증진시킨 스크류프레스(400); 및
   상기 스크류데칸터(300)의 배출모래와 상기 스크류프레스(400)의 배출협잡물을 외부로 반출하는 반출컨베어(600);를 포함하고,
   상기 여과드럼(110)은,
   상기 여과드럼(110)의 외측에 구비되는 세척노즐(163);을 포함하고,
   상기 세척노즐(163)은,
   상기 여과드럼(110)의 일정범위를 왕복운동 하는 방식으로 상기 여과드럼(110) 외주면의 오염을 방지할 수 있고,
   상기 스크류데칸터(300)는,
   수평으로 놓이는 원통실린더(311);와 상기 원통실린더(311)의 일측에서 외측으로 점차 직경이 작아지는 원추형실린더(312);가 연장되는 형태로 형성되어, 내부에 유입액이 수용되는 외동보울(310);
   상기 외동보울(310)의 내부에 동심축으로 설치되되, 상기 외동보울(310)의 내주면과 일정 틈새를 가지는 내동스크류(320);
   상기 외동보울(310); 및 내동스크류(320); 축의 사이공간에 위치하는 복수 개의 축간베어링(325); 및
   상기 내동스크류(320);를 베드(360)에 고정하기 위해 구비되는 복수 개의 고정베어링(326);를 포함하고,
   상기 원통실린더(311)는,
   상기 원통실린더(311)의 측면에 설치되는 측면판(313);을 포함하고,
   상기 측면판(313)은,
   상기 외동보울(310)의 상기 유입액에서 분리된 탈리액이 배출될 수 있도록 상기 측면판(313)의 중심에서 동일거리에 복수 개로 형성되는 장공오리피스(315);를 포함하고,
   상기 여과드럼(110);의 막힌 양측면의 측판(150); 중심에 상기 축(130);을 관통시키되 상기 투입구(120);측의 일부를 중공축(132);으로 하여, 상기 중공축(132); 내부에 유입구를 형성하고 드럼의 배출측의 막힌 측면 내부에서 하방으로 여과물배출구(140);를 구비하여 배출되게 하고, 상기 축(130)의 양단에서 베어링으로 상기 여과드럼(110)을 지지하며,
   상기 장공오리피스(315)는, 상기 탈리액이 넘쳐 나가는 속도를 높여 침사 처리 성능이 더욱 증진될 수 있도록 장공형으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기.
   
2. 외부로부터 폐기액이 유입되는 유입구(840)를 포함하며, 상기 유입구(840)보다 경사각도 1도 이하로 약간 낮게 위치한 출구와, 상기 유입구(840)와 출구 사이에, 쐐기형상의 단면을 가진 웨지바를 삼각형 단면의 꼭지 부위가 외부로 향하게 굴렁쇠 형태로 가공하여 된 웨지링(811)을 상호 일정 간격으로 다수 개 병렬 배치하여 웨지링(811) 여과체로 된 여과드럼(810)을 형성하되 전체적으로 원통형상을 이룬 상기 여과드럼(810)의 회전에 따라 내부의 협잡물이 이동되는 과정에서 여과되어 낮은 편의 여과물배출구(830)로 여과된 협잡물을 배출하고 여과틈새를 빠져나온 여과액은 하부의 이송조(180)로 낙하되게 한 웨지링드럼스크린(800);
   상기 이송조(180)의 여과액을 이송펌프(181)를 통하여 그 유입구(210)로 투입하여 회전 원심력을 이용, 모래를 분리하여 하부 모래배출구(220)로 배출하고, 상부 여액배출구(230)로는 액체성분의 여과액을 배출하는 사이클론(200);
   상기 사이클론(200)에서 배출되는 모래성분을 유입 받아, 원심분리방식으로 탈수하여 탈수모래와 탈리액을 분리 배출하는 수평형 스크류데칸터(300);
   상기 여과드럼(810)은,
   상기 여과드럼(810)의 외측에 구비되는 세척노즐(163);을 포함하고,
   상기 세척노즐(163)은,
   상기 여과드럼(810)의 일정범위를 왕복운동 하는 방식으로 상기 여과드럼(810) 외주면의 오염을 방지할 수 있고,
   상기 스크류데칸터(300)는,
   수평으로 놓이는 원통실린더(311);와 상기 원통실린더(311)의 일측에서 외측으로 점차 직경이 작아지는 원추형실린더(312);가 연장되는 형태로 형성되어, 내부에 유입액이 수용되는 외동보울(310); 및
   상기 외동보울(310)의 내부에 동심축으로 설치되되, 상기 외동보울(310)의 내주면과 일정 틈새를 가지는 내동스크류(320);
   상기 외동보울(310); 및 내동스크류(320); 축의 사이공간에 위치하는 복수 개의 축간베어링(325); 및
   상기 내동스크류(320);를 베드(360);에 지지하기 위해 구비되는 복수 개의 고정베어링(326);을 포함하고,
   상기 원통실린더(311)는,
   상기 원통실린더(311)의 측면에 설치되는 측면판(313);을 포함하고,
   상기 측면판(313)은,
   상기 외동보울(310)의 상기 유입액에서 분리된 탈리액이 배출될 수 있도록 상기 측면판(313)의 중심에서 동일거리에 복수 개로 형성되는 장공오리피스(315);를 포함하고,
   상기 여과드럼(810);의 막힌 양측면의 측판(820); 중심에 축(130);을 관통시키되 유입측의 일부를 중공축(132);으로 하여, 상기 중공축(132); 내부에 유입구(840)를 형성하고 드럼의 배출측의 막힌 측면 내부에서 하방으로 여과물배출구(830);를 구비하여 배출되게 하고,
   상기 장공오리피스(315)는, 상기 탈리액이 넘쳐 나가는 속도를 높여 침사 처리 성능이 더욱 증진될 수 있도록 장공형으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 스크류데칸터(300)는,
   상기 장공오리피스(315)에서 상기 탈리액이 넘쳐 나가는 위치를 조절할 수 있도록 구비되는 오리피스조절부재(316); 및
   상기 오리피스조절부재(316)를 상기 측면판(313)에 고정될 수 있도록 상기 측면판(313)의 외측 평면에 설치되는 연결판(318);을 더 포함하고,
   상기 측면판(313)은,
   상기 장공오리피스(315)의 외주선과 그 외측 일정 공간 사이에 형성되는 장착홈(313f);을 더 포함하고,
   상기 오리피스조절부재(316)는,
   상기 장공오리피스(315)에 삽입되는 오리피스조절삽입막대(3161); 및
   상기 장착홈(313f)에 삽입된 상태에서 상기 연결판(318)과 조립될 수 있도록 상기 오리피스조절삽입막대(3161)의 일측에서 수직방향으로 연결되는 조립판(3162);을 포함하고,
   상기 오리피스조절삽입막대(3161)는, 상기 장공오리피스(315)의 외주측 일정범위를 막을 수 있게 상기 장공오리피스(315)에 삽입됨으로써, 상기 장공오리피스(315)에서 상기 탈리액이 넘쳐 나가기 시작하는 최저점을 상기 측면판(313)의 중심측으로 이동되게 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는, 협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 오리피스조절삽입막대(3161)는,
   상기 장공오리피스(315)에서 상기 탈리액이 넘쳐 나가는 높이만 조절될 수 있도록 상기 측면판(313)의 두께와 동일한 폭으로 형성되고,
   상기 장공오리피스(315)의 오리피스외주선(315a)과 일치되게 형성되는 삽입막대외주선(3161a) 및 상기 삽입막대외주선(3161a)보다 작은 반경으로 형성되는 삽입막대내주선(3161b)이 서로 반경 차이가 있도록 복수 개로 구비되어, 상기 장공오리피스(315) 최저점의 설정에 따라 선택적으로 교체 조립될 수 있는 것을 특징으로 하는, 협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기.
   
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 스크류데칸터(300)는,
   상기 장공오리피스(315)에서 상기 탈리액이 넘쳐 나가는 위치를 조절할 수 있도록 구비되는 오리피스조절삽입판(317);을 더 포함하고,
   상기 오리피스조절삽입판(317)은,
   상기 오리피스조절삽입판(317)의 일측에 형성되는 삽입판탭(317a);을 포함하고,
   상기 측면판(313)은,
   상기 측면판(313)의 외주측면에 형성되는 조절삽입판조립공(313d); 및
   상기 조절삽입판조립공(313d)에 삽입되어, 상기 삽입판탭(317a)과 결합되는 삽입판조립볼트(313e);를 더 포함하고,
   상기 오리피스조절삽입판(317)은, 상기 장공오리피스(315)의 외주측 일정범위를 막을 수 있게 상기 장공오리피스(315)에 삽입됨으로써, 상기 장공오리피스(315)에서 상기 탈리액이 넘쳐 나가기 시작하는 상기 장공오리피스(315) 최저점을 상기 측면판(313)의 중심측으로 이동되게 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는, 협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 오리피스조절삽입판(317)은,
   상기 장공오리피스(315)에서 상기 탈리액이 넘쳐 나가는 높이만 조절될 수 있도록 상기 측면판(313)의 두께와 동일한 폭으로 형성되고,
   상기 오리피스조절삽입판(317)의 내주면 반경이 다양하도록 복수 개로 구비되어, 상기 장공오리피스(315) 최저점의 설정에 따라 선택적으로 교체 조립될 수 있는 것을 특징으로 하는, 협잡물 여과 및 모래탈수 성능이 증진된 협잡물처리기.

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