KR102412210B1 - 탈수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탈수장치에 관한 것으로, 수평방향으로 설치되며 내부에 공간부가 형성된 원통형상의 외부하우징, 상기 외부하우징 내부에 외부하우징과 동심축을 가지도록 설치되며 상부에 슬러지가 유입되는 유입구가 형성되고 외주연에 복수 개의 배수구가 형성되며, 전방측 외주연에 케이크배출구가 형성된 원통형상의 내부하우징, 상기 내부하우징의 내부에 내부하우징과 동심축을 가지도록 설치되며 구동수단에 의해 회전 가능하게 마련되는 회전축과, 상기 회전축의 외주연에 나선형상의 스크류날개를 포함하여 슬러지를 전방으로 이송시키면서 슬러지를 가압하여 슬러지를 탈수시키는 스크류를 포함하되, 상기 회전축의 외주연에는 복수 개의 탈수구가 형성되는 것으로, 본 발명은 외부하우징 내부에 복수 개의 탈수구가 형성된 내부하우징을 장착하고, 상기 내부하우징 내부에 설치되는 스크류의 외주연에도 탈수구를 형성하여 슬러지의 함수율을 낮추는 현저한 효과가 있다.

Description

탈수장치 {Dehydrator}

본 발명은 스크류를 활용하여 슬러지 및 협잡물에 포함된 수분을 제거하는 슬러지 탈수장치에 관한 것이다.

일반적으로 가정이나 공장 등에서 버려지는 하수는 하수처리장으로 보내진 후 처리되고 있고, 이 처리 과정에서 발생하는 슬러지 및 협잡물은 농축, 탈수와 같은 감량화 과정을 통해 처리되고 있다.

이러한 슬러지 및 협잡물 감량화 과정에서 사용되는 장치들 중 하나인 슬러지탈수기는 슬러지로부터 탈수액을 분리시키는 것이며, 작동 원리에 따라 벨트 프레스, 필터 프레스, 스크류 프레스, 원심 탈수기, 전기침투 탈수기 등으로 분류되고 있다.

이 중 스크류프레스는 주면에 다수의 원형 관통공이 형성되어 있는 실린더에 스크류를 내장한 것으로, 실린더의 상부 일측 유입구로 고형물이나 침사 및 협잡물을 유입하는 가운데 스크류를 가동하면 스크류의 회전운동으로 협잡물을 진행시키되 후방으로 갈수록 점차 줄어들게 형성된 공간에서 협잡물이 압착되게 하여 협잡물을 탈수하며, 탈수액은 실린더 주면의 타공으로 빠져나가게 하고, 케이크(여액이 분리된 슬러지)는 후방의 출구로 배출되게 되어있다.

그러나, 이러한 종래의 슬러지 탈수기는 슬러지의 종류나 상태 등에 따라 압착이 잘되지 않아 슬러지의 탈수효율이 낮으며 슬러지의 함수율이 높은 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보, 제10-2085487호

본 발명은 이를 해결하고자 안출된 것으로, 외부하우징 내부에 복수 개의 탈수구가 형성된 내부하우징을 장착하고, 상기 내부하우징 내부에 설치되는 스크류의 외주연에도 탈수구를 형성하여 슬러지의 탈수효율을 향상시키는 슬러지 탈수장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 탈수장치에 관한 것으로, 수평방향으로 설치되며 내부에 공간부가 형성된 원통형상의 외부하우징, 상기 외부하우징 내부에 외부하우징과 동심축을 가지도록 설치되며 상부에 슬러지가 유입되는 유입구가 형성되고 외주연에 복수 개의 배수구가 형성되며, 전방측 외주연에 케이크배출구가 형성된 원통형상의 내부하우징, 상기 내부하우징의 내부에 내부하우징과 동심축을 가지도록 설치되며 구동수단에 의해 회전 가능하게 마련되는 회전축과, 상기 회전축의 외주연에 나선형상의 스크류날개를 포함하여 슬러지를 전방으로 이송시키면서 슬러지를 가압하여 슬러지를 탈수시키는 스크류를 포함하되, 상기 회전축의 외주연에는 복수 개의 탈수구가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내부하우징의 내주연 중앙 일부구간에는 내측방향으로 돌출되게 형성된 링 형상의 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내부하우징은, 상기 회전축에 탈수구가 형성되지 않은 비타공구간, 상기 내부하우징의 내주연에 상기 돌출부가 형성되며, 상기 회전축에 탈수구가 형성되되, 외주연에 스크류날개가 형성되지 않은 돌출구간, 상기 회전축에 탈수구가 형성된 타공구간으로 구분되는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명은 외부하우징 내부에 복수 개의 탈수구가 형성된 내부하우징을 장착하고, 상기 내부하우징 내부에 설치되는 스크류의 외주연에도 탈수구를 형성하여 슬러지의 함수율을 낮추는 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시례에 따른 슬러지 탈수기의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시례에 따른 슬러지 탈수기의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시례에 따른 슬러지 탈수기의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시례에 따른 슬러지 탈수기의 단면도이다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 물이 혼합되어 있는 형태의 슬러지를 탈수하여, 상기 슬러지가 케이크(탈수된 슬러지)와 탈수액으로 분리되도록 하는 슬러지 탈수기에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 슬러지 및 협잡물 탈수장치(100)는, 수평방향으로 설치되며 내부에 공간부가 형성된 원통형상의 외부하우징(120), 상기 외부하우징 내부에 외부하우징과 동심축을 가지도록 설치되는 원통형상의 내부하우징(140), 상기 내부하우징의 내부에 내부하우징과 동심축을 가지도록 설치되며 구동수단에 의해 회전 가능하게 마련되는 회전축과, 상기 회전축의 외주연에 나선형상의 스크류날개를 포함하여 슬러지를 전방으로 이송시키면서 슬러지를 가압하는 스크류(160)를 포함한다.

이하에서는 본 발명에 포함된 구성요소에 대해 상세하게 설명한다.

먼저, 상기 외부하우징(120)은 본 발명의 외관을 구성하는 것으로, 상기 외부하우징은 내부에 공간부가 형성된 원통형상으로 형성되며 수평방향으로 설치된다.

상기 외부하우징의 일단 상부에는 슬러지가 유입되는 유입구가 형성되며, 외주연 하단부에는 탈수액이 배출되는 탈수액배출구(122)가 형성되고 전단측에는 케이크가 배출되는 케이크배출구(124)가 형성된다.

상기 탈수액배출구 및 케이크배출구에는 별도의 수집챔버와 연결되어, 외부하우징으로부터 배출되는 탈수액 및 케이크가 각각 수용되도록 한다.

본 발명에서는 상기 유입구에 별도의 호퍼(H)를 설치하여, 슬러지가 상기 호퍼를 통해 외부하우징 내부로 용이하게 이송되도록 하였으나, 이는 본 발명에 한정되지 아니한다.

이어서, 상기 외부하우징 내부에는 상기 내부하우징(140)이 설치된다.

상기 내부하우징은 내부에 공간부가 형성된 원통형상으로, 외부하우징과 동일하게 수평방향으로 설치되며 외부하우징의 축중심과 동심으로 배치된다.

더욱 상세하게, 상기 내부하우징은 도 1에 도시된 바와 같이, 직경이 전체적으로 동일하거나 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 전방으로 갈수록 점진적으로 직경이 작아지는 원추형으로 형성된다. 여기서 전방이란, 슬러지가 전진하는 이동방향을 일컫는다.

상기 내부하우징의 형상은 후술할 스크류의 직경과 연관이 있으며, 이에 대한 설명은 스크류를 후술하면서 다시 상세히 설명하고자 한다.

상기 내부하우징의 일단 상부에는 슬러지가 유입되는 유입구(142)가 형성되고, 전방측 외주연에는 케이크가 배출되는 케이크배출구(144)가 형성되며, 상기 내부하우징의 외주연에는 탈수액이 배출되는 복수 개의 배수구(148)가 형성된다.

상기 내부하우징의 유입구(142)는 상기 호퍼(H)의 끝단부와 연통되어 상기 호퍼를 통해 유입되는 슬러지가 내부하우징 내부로 유입되도록 한다.

상기 배수구(148)는 내부하우징 내부로 유입된 슬러지가 후술할 스크류(160)에 의해 압축되어 슬러지에 포함된 탈수액이 배출되도록 하며, 상기 내부하우징에 형성된 배수구를 통해 외부로 배출된 탈수액은 외부하우징으로 배출된다.

다음으로, 상기 스크류(160)는 상기 내부하우징 내부에서 회전 가능하게 마련되는 것으로, 내부하우징에 수용된 슬러지를 가압하기 위한 요소이다.

상기 스크류는 구동모터(M)와 연결되어 회전되는 회전축(162)과, 상기 회전축의 외주면에 길이방향을 따라 나선형상으로 형성된 스크류날개(164)를 포함한다.

상기 회전축(162)은 구동모터에 의해 회전 가능하도록 설치되며, 본 발명에서는 상기 회전축(162)의 외주연에 복수 개의 탈수구(163)가 형성되도록 하였다.

상기 탈수구는 슬러지의 탈수효율을 향상시키기 위한 것으로, 탈수액은 통과하되, 슬러지는 통과하지 못하도록 하는 적정 직경을 가지도록 마련된다.

또한, 상기 회전축(162)은 내부로 슬러지가 유입되지 않도록 양 단부가 폐쇄되되, 일단부에 배수관(166)이 연결되어, 상기 탈수구(163)를 통해 내부로 유입된 탈수액이 외부로 배출되도록 하였다.

또한, 상기 회전축의 실시례로, 상기 회전축은 소정각도 α만큼 기울어져서 내부에 수용된 탈수액이 용이하게 배수관을 통해 배수되도록 마련되어질 수 있으며,

이 때, 상기 내부하우징도 회전축과 동일하게 소정각도 기울어지는 것이 바람직할 것이다.

이어서, 상기 회전축이 구동모터에 의해 회전됨에 따라 상기 회전축의 외주연에 형성된 스크류날개(164)가 함께 회전되며, 이에 따라 내부하우징에 수용된 슬러지가 가압되어 전방으로 이송되면서 슬러지에 포함된 수분(탈수액)이 분리된다.

상기 스크류날개의 방사상으로의 외측 단부는 내부하우징(140)의 내경에 대응되는 직경을 가지는 것이 바람직하며,

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 내부하우징이 길이방향으로 동일한 직경을 가지는 경우, 상기 스크류날개는 전방으로 갈수록 점진적으로 직경이 커지도록 마련되고,

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 내부하우징이 전방으로 갈수록 점진적으로 작아지는 직경을 가지는 경우, 상기 스크류날개는 동일한 직경을 가지도록 마련된다.

또한, 상기 회전축(162)의 전단에는 압착판(192)이 장착된다.

상기 압착판은 내부하우징 내부에서 압착되는 슬러지가 더욱 용이하게 압착되도록 가이드하는 요소이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 압착판은 내부하우징의 전단측에 배치되어 내부하우징(140) 내부의 케이크가 압착판을 통과하면서 내부하우징의 내주연과 압착판 사이에서 압착되어 케이크배출구(144)로 배출되도록 하였다.

더욱 상세하게, 상기 압착판은 전체적으로 원기둥형상이되, 중심부에는 회전축이 관통하도록 축방향으로 관통구가 형성되며, 후단에서 전단으로 갈수록 점진적으로 외경이 넓어지도록 원추형으로 마련되어 후방에서 전방으로 이동하는 케이크가 이동되는 통로의 면적이 점진적으로 좁아지도록 하여 케이크가 용이하게 압착되도록 하였다.

이때 상기 내부하우징의 케이크배출구(144)는 내부하우징의 전면 가장자리에 링 형상으로 형성되며, 상기 압착판의 전면은 내부하우징의 전면에 장착되어 케이크가 상기 압착판을 통과하면서 케이크배출구로 연속 배출될 수 있도록 한다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시례로서, 상기 내부하우징(140)의 내주연 일부구간에는 내측방향으로 돌출된 돌출부(180)가 형성된다.

상기 돌출부(180)는 내부하우징의 수직단면적을 축소시켜, 내부하우징 내부를 통과하는 슬러지의 탈수효율이 향상되도록 한다.

상기 돌출부의 돌출정도나 길이는 사용자의 필요에 따라 달리되어질 수 있으며, 돌출부의 형상또한 다양하게 마련되어질 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 탈수효율을 보다 향상시키기 위한 본 발명의 제4 실시례로서, 상기 내부하우징의 내부 공간은 상기 회전축에 탈수구가 형성되지 않은 비타공구간(A), 돌출부가 형성된 돌출구간(B), 회전축에 탈수구가 형성된 타공구간(C)으로 구분되도록 한다.

상기 비타공구간(A)은 회전축에 탈수구가 형성되지 않아 내부하우징의 내부에서 스크류에 의해 가압된 탈수액이 내부하우징의 배수구만을 통해 내부하우징 외부로 배출되는 구간이다.

상기 돌출구간(B)은 내부하우징의 내주연에 링형상의 돌출부(180)가 형성되고 회전축에 탈수구가 형성되어 있어서, 탈수액이 내부하우징의 탈수구를 통해 내부하우징 외부로 배출되는 구간이다.

이 때, 상기 돌출부에는 배수구(148)가 형성되거나 또는 선택적으로 비형성되어질 수 있다.

또한, 상기 돌출구간에는 회전축의 외주연에 스크류날개가 마련되지 않아 스크류날개가 돌출부에 간섭되는 것을 방지한다.

아울러, 상기 돌출구간에 배치된 상기 회전축(162)의 외주연에는 압착판(194)이 추가로 장착된다.

상기 압착판(194)은 전체적으로 원기둥형상으로 형성되며, 중심부에 회전축이 관통하도록 축방향으로 관통구가 형성되며, 후단에서 전단으로 갈수록 점진적으로 외경이 넓어지는 원추형상으로 형성된다.

상기 케이크는 후방에서 전방으로 이동하되, 상기 돌출구간에서 돌출부와 압착판 사이를 통과하면서 더욱 압착되어 상기 타공구간으로 배출된다.

상기 타공구간(C)은 회전축에 탈수구가 형성되어, 탈수액이 내부하우징의 배수구 및 회전축의 탈수구를 통해 외부로 배출되는 구간이다.

또한, 탈수효율을 향상시키기 위해 상기 타공구간에는, 비타공구간에 비해 배수구(148) 및 탈수구(163)의 개수가 더 많이 형성되도록 마련되어질 수 있다.

전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 탈수 장치
120: 외부하우징
122: 탈수액배출구
124: 케이크배출구
140: 내부하우징
142: 유입구
144: 케이크 배출구
148: 배수구
160: 스크류
162: 회전축
163: 탈수구
164: 스크류날개
166: 배수관
180: 돌출부
192, 194: 압착판
A: 비타공구간
B: 돌출구간
C: 타공구간
H: 호퍼
M: 모터

Claims (3)

1. 수평방향으로 설치되며 내부에 공간부가 형성된 원통형상의 외부하우징;
   상기 외부하우징 내부에 외부하우징과 동심축을 가지도록 설치되며 상부에 슬러지가 유입되는 유입구가 형성되고 외주연에 복수 개의 배수구가 형성되며, 전방측 외주연에 케이크배출구가 형성된 원통형상의 내부하우징;
   상기 내부하우징의 내주연 중앙 일부구간에 내측방향으로 돌출되게 형성된 링 형상의 돌출부;
   상기 내부하우징의 내부에 내부하우징과 동심축을 가지도록 설치되며 구동수단에 의해 회전 가능하게 마련되는 회전축과, 상기 회전축의 외주연에 나선형상의 스크류날개를 포함하여 슬러지를 전방으로 이송시키면서 슬러지를 가압하여 슬러지를 탈수시키는 스크류;를 포함하되,
   상기 회전축의 외주연에는 복수 개의 탈수구가 형성되며, 상기 회전축의 일단에는 배수관이 연결되어 상기 탈수구를 통해 내부로 유입된 탈수액을 외부로 배출시키며,
   상기 내부하우징은,
   상기 회전축에 탈수구가 형성되지 않은 비타공구간,
   상기 회전축에 탈수구는 형성되되, 스크류 날개가 형성되지 않으며, 상기 내부하우징의 내주연에 상기 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부와 대응되는 회전축의 외주연에 후단에서 전단으로 갈수록 점진적으로 외경이 넓어지는 원추형상의 압착판이 장착되는 돌출구간,
   상기 회전축에 탈수구가 형성된 타공구간으로 구분되는 것을 특징으로 하는 탈수장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 회전축 및 내부하우징은 소정각도 기울어져 내부에 수용된 탈수액이 배수관을 통해 용이하게 배수되도록 하는 것을 특징으로 하는 탈수장치.
   
3. 삭제

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