KR102495007B1

KR102495007B1 - Apparatus for supporting rotation of shaft and vertical continuous centrifugal separator with the same

Info

Publication number: KR102495007B1
Application number: KR1020210065100A
Authority: KR
Inventors: 이호준
Original assignee: 이호준
Priority date: 2021-05-20
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2023-02-06
Also published as: KR20220157248A

Abstract

수직 방향의 회전축선을 따라 연장된 샤프트가 회전축선을 중심으로 고속 회전하도록 지지하는 샤프트 회전 지지 장치와, 이를 구비한 수직 연속형 고속 원심분리기가 개시된다. 개시된 샤프트 회전 지지 장치는, 샤프트가 끼워지는 샤프트 끼움 홈 형성된 베이스, 베이스에 설치되고, 샤프트가 샤프트 끼움 홈 내부에서 방사 방향으로 편향되지 않도록 샤프트를 자력으로 부양하는 래디얼 마그네틱 베어링, 수직 방향으로 래디얼 마그네틱 베어링과 이격되게 베이스에 설치되고, 샤프트가 샤프트 끼움 홈 내부에서 회전축선 방향으로 편향되지 않도록 샤프트를 자력으로 부양하는 액셜 마그네틱 베어링, 샤프트의 하단에 고정 설치된 제1 영구자석, 및 제1 영구자석의 아래에서 제1 영구자석을 마주보도록 베이스에 고정 설치되며, 제1 영구자석과 사이에 척력이 작용하도록 자극이 배열된 제2 영구자석을 구비한다.Disclosed is a shaft rotation support device for supporting a shaft extending along a vertical rotation axis to rotate at high speed about the rotation axis, and a vertical continuous high-speed centrifuge having the same. The disclosed shaft rotation support device includes a base having a shaft fitting groove into which a shaft is fitted, a radial magnetic bearing installed on the base, and a radial magnetic bearing supporting the shaft by itself so that the shaft is not radially deflected inside the shaft fitting groove, and a radial magnetic bearing in the vertical direction. An axial magnetic bearing installed on the base to be spaced apart from the bearing and supporting the shaft with its own power so that the shaft is not deflected in the direction of the rotational axis inside the shaft fitting groove, a first permanent magnet fixed to the lower end of the shaft, and a first permanent magnet. It is fixed to the base so as to face the first permanent magnet from below, and includes a second permanent magnet having magnetic poles arranged so that a repulsive force acts between the first permanent magnet and the second permanent magnet.

Description

Shaft rotation support device and vertical continuous high-speed centrifugal separator having the same {Apparatus for supporting rotation of shaft and vertical continuous centrifugal separator with the same}

본 발명은 수직 연속형 고속 원심분리기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수직 방향으로 연장된 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 샤프트 회전 지지 장치 및 이를 구비한 수직 연속형 고속 원심분리기에 관한 것이다.The present invention relates to a vertical continuous high-speed centrifuge, and more particularly, to a shaft rotation support device for rotatably supporting a shaft extending in a vertical direction and a vertical continuous high-speed centrifuge having the same.

일반적으로 산업현장과 하수처리 과정에서 평균 함수율이 75%에 달하는 슬러지가 발생하는데, 이와 같이 다량의 물을 포함한 슬러지를 그대로 매립하거나 해양에 투기하면 심각한 환경오염 문제를 야기한다. 근래에 환경오염을 방지하기 위한 노력의 일환으로 슬러지의 해양 투기가 금지되었기 때문에 산업 슬러지는 매립하거나 소각하여야 한다. 다량의 물의 포함한 슬러지는 매립지나 소각로까지 이동하기 위한 운송 비용을 크게 증대시키고 소각 처리를 곤란하게 한다. In general, sludge with an average water content of 75% is generated in industrial sites and sewage treatment processes. When such sludge containing a large amount of water is buried as it is or dumped into the sea, it causes serious environmental pollution problems. In recent years, as part of an effort to prevent environmental pollution, dumping of sludge at sea has been prohibited, so industrial sludge must be landfilled or incinerated. Sludge containing a large amount of water greatly increases transportation costs for moving to a landfill or incinerator and makes incineration difficult.

이러한 슬러지의 함수율을 낮추기 위한 장치로서, 등록특허공보 제10-1862625호에 개시된 바와 같이 수직 방향의 회전축을 중심으로 고속 회전하는 회전드럼을 구비한 수직형 원심분리기가 사용될 수 있다. 통상적으로, 상기 수직 방향 회전축의 회전을 지지하는 장치는 볼 베어링(ball bearing)을 마찰 저감 수단으로 사용한다. 그러나, 볼 베어링은 회전 속도가 빠르고 하중이 클수록 틸팅(tilting)과 편심으로 인한 진동이 커져서 고속 회전에 적합하지 않고, 윤활유를 지속적으로 보충해야 한다. As a device for lowering the moisture content of such sludge, a vertical centrifugal separator having a rotary drum rotating at high speed around a vertical axis of rotation may be used, as disclosed in Patent Registration No. 10-1862625. Typically, the device for supporting the rotation of the vertical rotation shaft uses a ball bearing as a friction reducing means. However, ball bearings are not suitable for high-speed rotation because vibration due to tilting and eccentricity increases as the rotational speed and load increase, and lubricating oil must be continuously replenished.

등록특허공보 제10-1862625호Registered Patent Publication No. 10-1862625

본 발명은, 샤프트의 회전축선 방향으로 무거운 하중을 지지하면서도 샤프트의 고속 회전을 안정적으로 지지하는 샤프트 회전 지지 장치 및 이를 구비한 수직 연속형 고속 원심분리기를 제공한다.The present invention provides a shaft rotation support device that stably supports high-speed rotation of a shaft while supporting a heavy load in the rotational axis direction of the shaft, and a vertical continuous high-speed centrifuge having the same.

본 발명은, 수직 방향의 회전축선을 따라 연장된 샤프트가 상기 회전축선을 중심으로 고속 회전하도록 지지하는 장치로서, 상기 샤프트가 끼워지는 샤프트 끼움 홈(groove)이 형성된 베이스(base), 상기 베이스에 설치되고, 상기 샤프트가 상기 샤프트 끼움 홈 내부에서 방사 방향으로 편향되지 않도록 상기 샤프트를 자력(磁力)으로 부양하는 래디얼 마그네틱 베어링(radial magnetic bearing), 수직 방향으로 상기 래디얼 마그네틱 베어링과 이격되게 상기 베이스에 설치되고, 상기 샤프트가 상기 샤프트 끼움 홈 내부에서 회전축선 방향으로 편향되지 않도록 상기 샤프트를 자력으로 부양하는 액셜 마그네틱 베어링(axial magnetic bearing), 상기 샤프트의 하단에 고정 설치된 제1 영구자석, 및 상기 제1 영구자석의 아래에서 상기 제1 영구자석을 마주보도록 상기 베이스에 고정 설치되며, 상기 제1 영구자석과 사이에 척력(斥力)이 작용하도록 자극(磁極)이 배열된 제2 영구자석을 구비하는 샤프트 회전 지지 장치를 제공한다. The present invention is a device for supporting a shaft extending along a vertical axis of rotation to rotate at a high speed around the axis of rotation, comprising: a base having a shaft fitting groove into which the shaft is fitted; installed, a radial magnetic bearing for supporting the shaft with magnetic force so that the shaft is not radially deflected inside the shaft fitting groove, and a radial magnetic bearing spaced apart from the radial magnetic bearing in the vertical direction on the base. an axial magnetic bearing for supporting the shaft with magnetic force so that the shaft is not deflected in the direction of the axis of rotation inside the shaft fitting groove; a first permanent magnet fixed to the lower end of the shaft; and 1 having a second permanent magnet fixed to the base so as to face the first permanent magnet from below the permanent magnet and having a magnetic pole arranged so that a repulsive force acts between the first permanent magnet and the second permanent magnet A shaft rotation support device is provided.

상기 래디얼 마그네틱 베어링은, 상기 회전축선을 향한 방사 방향 내측으로 돌출된 복수의 돌기부를 구비한 래디얼 코어(radial core), 및 상기 돌기부 각각에 권선된 전자석 코일(coil)을 구비할 수 있다. The radial magnetic bearing may include a radial core having a plurality of protrusions protruding inward in a radial direction toward the rotational axis, and an electromagnet coil wound around each of the protrusions.

상기 샤프트는 직경(diameter)이 커지도록 방사 방향으로 확장된 베어링 디스크(bearing disk)를 구비하고, 상기 액셜 마그네틱 베어링은, 상기 베어링 디스크와 위아래로 겹쳐지도록 배치되며, 상기 회전축선을 중심으로 하는 원궤도를 따라 연장된 환형의 코일 탑재 홈(groove)이 형성된 액셜 코어(axial core), 및 상기 액셜 코어의 코일 탑재 홈을 따라 권선된 전자석 코일을 구비할 수 있다. The shaft has a bearing disk that extends in a radial direction to increase in diameter, and the axial magnetic bearing is arranged to overlap the bearing disk in an upper and lower direction, and has a circle centered on the axis of rotation. An axial core having an annular coil mounting groove extending along a track may be provided, and an electromagnet coil wound along the coil mounting groove of the axial core.

상기 샤프트의 하단에는 상기 회전축선을 따라 상측으로 단차지게 파인 축 방향 홈(groove)이 형성되고, 상기 제1 영구자석은 상기 축 방향 홈의 바닥면에 고정 설치되고, 상기 베이스는 상기 샤프트 끼움 홈의 바닥면에서 상기 축 방향 홈에 끼워지도록 단차지게 상향 돌출된 축 방향 돌기를 구비하고, 상기 제2 영구자석은 상기 축 방향 돌기의 상단면에 고정 설치될 수 있다. An axial groove is formed at the lower end of the shaft and stepped upward along the rotational axis, the first permanent magnet is fixed to the bottom surface of the axial groove, and the base is the shaft fitting groove. An axial protrusion protrudes stepwise upward from a bottom surface thereof to fit into the axial groove, and the second permanent magnet may be fixed to an upper end surface of the axial protrusion.

함수율이 높은 슬러지를 원심력에 의해 탈수하고, 상기 탈수된 슬러지와 여액(濾液)을 분리하여 배출하는 것으로, 수직 방향의 회전축선을 중심으로 회전하는 것으로, 하단부에 탈수 슬러지 배출구가 형성되고, 상단부에 여액 배출구가 형성된 외부 드럼; 상기 외부 드럼의 내부에서 상기 회전축선을 중심으로 회전하는 것으로, 측벽에 슬러지 통공이 형성된 내부 드럼, 상기 내부 드럼의 외주에 고정 지지되어 상기 내부 드럼과 함께 회전하는 것으로, 상기 외부 드럼으로 유입된 슬러지를 상기 탈수 슬러지 배출구 측으로 이동시키는 스크류(screw), 상기 함수율이 높이 슬러지를 상기 내부 드럼의 내부로 공급하는 슬러지 공급관, 상기 외부 드럼을 회전시키는 회전력을 전달하는 것으로, 상기 회전축선을 따라 연장된 샤프트(shaft), 및 상기 샤프트가 상기 회전축선을 중심으로 고속 회전하도록 지지하는 샤프트 회전 지지 장치를 구비하는 수직 연속형 고속 원심분리기를 제공한다. Sludge with a high moisture content is dehydrated by centrifugal force, and the dehydrated sludge and filtrate are separated and discharged. It rotates around a vertical axis of rotation, and a dewatered sludge outlet is formed at the lower end, and An outer drum with a filtrate outlet formed thereon; By rotating around the rotational axis inside the external drum, an internal drum having a sludge through hole formed on a side wall, fixedly supported on the outer circumference of the internal drum and rotated together with the internal drum, sludge introduced into the external drum A screw for moving to the dewatered sludge outlet side, a sludge supply pipe for supplying the sludge having a high water content to the inside of the inner drum, and a shaft extending along the rotational axis to transmit rotational force for rotating the external drum (Shaft), and a shaft rotation support device for supporting the shaft to rotate at high speed around the rotational axis.

상기 수직 연속형 고속 원심분리기는, 상기 내부 드럼의 아래에서 상기 회전축선을 중심으로 회전하는 것으로, 상기 슬러지 통공을 통해 상기 내부 드럼의 내부에서 상기 외부 드럼으로 토출되어 낙하하는 함수율이 높은 슬러지를 위로 올려주는 슬러지 산란기(bouncer)를 더 구비하고, 상기 슬러지 산란기에 의해 위로 올려진 함수율이 높은 슬러지가 상기 스크류에 의해 가로막히지 않도록, 상기 스크류에는 상기 스크류를 두께 방향으로 관통하는 스크류 관통공이 형성될 수 있다. The vertical continuous high-speed centrifugal separator rotates around the axis of rotation below the inner drum, and the sludge having a high moisture content that is discharged from the inside of the inner drum to the outer drum through the sludge through hole and falls upward A sludge bouncer is further provided, and a screw through hole passing through the screw in the thickness direction is formed in the screw so that the sludge having a high moisture content raised by the sludge bouncer is not blocked by the screw. there is.

상기 수직 연속형 고속 원심분리기는, 상기 샤프트를 회전시키는 회전력을 제공하는 원동기(driving motor)를 더 구비하고, 정상 운전 상태(steady state operation)에서 상기 샤프트의 회전속도는 5000 내지 7000 rpm 이고, 상기 원동기에서 상기 샤프트까지 회전력은 치합된 기어(gear)에 의해 전달될 수 있다. The vertical continuous high-speed centrifuge further includes a driving motor providing rotational force for rotating the shaft, and the rotational speed of the shaft in a steady state operation is 5000 to 7000 rpm, wherein the Rotational force from the prime mover to the shaft may be transmitted by a meshed gear.

본 발명의 샤프트 회전 지지 장치는, 샤프트가 베이스에 접촉하지 않고 부양된 상태로 회전하도록 하는 래디얼 마그네틱 베어링 및 액셜 마그네틱 베어링을 구비한다. 그러므로, 수직형 원심분리기의 외부 드럼과 스크류의 안정적인 고속 회전이 가능하여 수직형 원심분리기의 탈수 효율이 향상되고, 부품의 피로와 고장, 파손이 억제되어 유지 보수 비용이 절감된다. The shaft rotation support device of the present invention includes a radial magnetic bearing and an axial magnetic bearing that allow the shaft to rotate in a floating state without contacting the base. Therefore, stable high-speed rotation of the external drum and screw of the vertical centrifugal separator is possible, thereby improving the dehydration efficiency of the vertical centrifugal separator, and suppressing fatigue, failure, and damage of parts, thereby reducing maintenance costs.

또한, 상기 샤프트 회전 지지 장치는 상호간에 척력이 작용하는 제1 및 제2 영구 자석을 구비하여 전자석에 기초하는 액셜 마그네틱 베어링을 보조하므로, 샤프트 회전 지지 장치에 소요되는 전력이 절감되므로, 수직형 원심분리기의 운용 비용이 절감된다. In addition, since the shaft rotation support device includes first and second permanent magnets having repulsive force acting on each other to assist an axial magnetic bearing based on an electromagnet, power required for the shaft rotation support device is reduced, so that the vertical centrifugal type The operating cost of the separator is reduced.

도 1은 본 발명의 수직 연속형 고속 원심분리기에 구비된 슬러지 탈수부의 일 실시예의 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 수직 연속형 고속 원심분리기에 구비된 동력 전달부의 일 실시예의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 수직 연속형 고속 원심분리기에 구비된 샤프트 회전 지지 장치의 일 실시예의 종단면도이다.
도 4는 도 3을 IV-IV에 따라 절개 도시한 단면도이다. 1 is a longitudinal cross-sectional view of an embodiment of a sludge dewatering unit provided in a vertical continuous high-speed centrifugal separator of the present invention.
2 is a perspective view of an embodiment of a power transmission unit provided in the vertical continuous high-speed centrifugal separator of the present invention.
3 is a longitudinal cross-sectional view of an embodiment of a shaft rotation support device provided in the vertical continuous high-speed centrifugal separator of the present invention.
4 is a cross-sectional view of FIG. 3 cut along line IV-IV.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 샤프트 회전 지지 장치 및 이를 구비한 수직 연속형 고속 원심분리기를 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a shaft rotation support device and a vertical continuous high-speed centrifuge equipped with the shaft rotation support device according to an embodiment of the present invention will be described in detail. Terminologies used in this specification are terms used to appropriately express preferred embodiments of the present invention, which may vary according to the intention of a user or operator or conventions in the field to which the present invention belongs. Therefore, definitions of these terms will have to be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 수직 연속형 고속 원심분리기에 구비된 슬러지 탈수부의 일 실시예의 종단면도이고, 도 2는 본 발명의 수직 연속형 고속 원심분리기에 구비된 동력 전달부의 일 실시예의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 수직 연속형 고속 원심분리기에 구비된 샤프트 회전 지지 장치의 일 실시예의 종단면도이며, 도 4는 도 3을 IV-IV에 따라 절개 도시한 단면도이다. 도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수직 연속형 고속 원심분리기는 함수율이 높은 슬러지(sludge)를 강한 원심력에 의해 탈수하고, 이렇게 탈수된 슬러지와 여액(濾液)을 연속적으로 분리하여 배출하는 장치이다. 수직 연속형 고속 원심분리기는 슬러지 탈수부(10)와, 상기 슬러지 탈수부(10)를 회전시키는 동력을 전달하는 동력 전달부(50)를 구비한다. 1 is a longitudinal cross-sectional view of an embodiment of a sludge dewatering unit provided in the vertical continuous high-speed centrifugal separator of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of an embodiment of a power transmission unit provided in the vertical continuous high-speed centrifuge of the present invention. 3 is a longitudinal cross-sectional view of an embodiment of a shaft rotation support device provided in the vertical continuous high-speed centrifuge of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG. 3 taken along line IV-IV. 1 to 3 together, the vertical continuous high-speed centrifugal separator according to an embodiment of the present invention dewaters sludge with a high moisture content by strong centrifugal force, and continuously dewaters the dehydrated sludge and filtrate. It is a device that separates and discharges. The vertical continuous high-speed centrifugal separator includes a sludge dewatering unit 10 and a power transmission unit 50 that transmits power for rotating the sludge dewatering unit 10.

수직 연속형 고속 원심분리기의 슬러지 탈수부(10)는 외부 드럼(outer drum)(11), 내부 드럼(inner drum)(20), 슬러지 공급관(46), 스크류(screw)(30), 슬러지 산란기(bouncer)(25), 복수의 회전 디스크(disk)(40), 샤프트(shaft)(34), 및 차속 기어 박스(differential velocity gear box)(49)를 구비한다. The sludge dewatering part 10 of the vertical continuous high-speed centrifuge includes an outer drum 11, an inner drum 20, a sludge supply pipe 46, a screw 30, and a sludge scatterer (bouncer) 25, a plurality of rotating disks (disk) 40, a shaft (shaft) 34, and a differential velocity gear box (49).

외부 드럼(11)은 수직 방향의 회전축선(CX)을 중심으로 대칭되는 형상의 부재로서, 상기 회전축선(CX)을 중심으로 고속 회전 가능하고, 내부 공간이 마련된다. 외부 드럼(11)의 하단부에는 탈수된 슬러지가 외부 드럼(11)의 바깥으로 배출되는 복수의 탈수 슬러지 배출구(14)가 형성되고, 외부 드럼(11)의 상단부에는 상기 탈수된 슬러지와 분리된 여액이 외부 드럼(11)의 바깥으로 배출되는 여액 배출구(15)가 형성된다. 외부 드럼(11)은 높이가 높아질수록 회전축선(CX)으로부터의 수평 거리가 가까워지게 경사진 상부 경사벽을 구비하고, 상기 상부 경사벽의 상단부에 상기 여액 배출구(15)가 마련된다. The outer drum 11 is a member having a shape symmetrical about a vertical axis of rotation CX, capable of rotating at high speed about the axis of rotation CX, and having an internal space. At the lower end of the external drum 11, a plurality of dewatered sludge outlets 14 through which dehydrated sludge is discharged to the outside of the external drum 11 are formed, and at the upper end of the external drum 11, the dehydrated sludge and separated filtrate A filtrate discharge port 15 discharged to the outside of this external drum 11 is formed. The external drum 11 has an upper inclined wall inclined so that the horizontal distance from the rotational axis CX becomes closer as the height increases, and the filtrate outlet 15 is provided at the upper end of the upper inclined wall.

수직 연속형 고속 원심분리기(10)는 상기 여액 배출구(15)를 통해 여액이 외부 드럼(11)의 바깥으로 원활히 배출되도록 안내하는 여액 유로(17)를 더 구비한다. 상기 여액 유로(17)는 슬러지 공급관(46)의 외주면에 고정 지지되고, 상기 여액 유로(17)의 하단은 상기 여액 배출구(15)를 통해 외부 드럼(11)의 내부까지 연장되고 상단은 상기 외부 드럼(11)의 바깥으로 노출된다. The vertical continuous high-speed centrifugal separator 10 further includes a filtrate passage 17 guiding the filtrate to be smoothly discharged out of the external drum 11 through the filtrate outlet 15. The filtrate passage 17 is fixedly supported on the outer circumferential surface of the sludge supply pipe 46, the lower end of the filtrate passage 17 extends to the inside of the external drum 11 through the filtrate outlet 15, and the upper end extends to the outside It is exposed to the outside of the drum 11.

내부 드럼(20)은 외부 드럼(11)의 내부에서 회전 축선(CX)을 중심으로 회전하는 관형(管形)의 부재이다. 함수율 높은 슬러지가 원심력에 의해 상기 내부 드럼(20)의 내부 공간서 외부 드럼(11)의 내부 공간으로 토출되도록 내부 드럼(20)의 측벽에는 슬러지 통공(21)이 형성된다. The inner drum 20 is a tubular member that rotates around the axis of rotation CX inside the outer drum 11 . Sludge through-holes 21 are formed on the side walls of the inner drum 20 so that sludge having a high moisture content is discharged from the inner space of the inner drum 20 to the inner space of the outer drum 11 by centrifugal force.

스크류(30)는 상기 슬러지 통공(21)을 통해 외부 드럼(11)의 내부 공간으로 유입된 슬러지를 상기 탈수 슬러지 배출구(14)를 향한 방향, 즉 아래로 이동시키기 위해 회전하는 부재이다. 수직 연속형 고속 원심분리기(10)는 내부 드럼(20) 아래에 차속 기어 박스(49)와 회전 동력 전달 가능하게 연결된 회전력 전달 부재(27)를 더 구비한다. 상기 내부 드럼(20)과 회전력 전달 부재(27) 사이에 슬러지 산란기(25)가 위치하며, 상기 내부 드럼(20), 슬러지 산란기(25), 및 회전력 전달 부재(27)는 함께 움직이도록 고정 연결되어 있다. The screw 30 is a member that rotates to move the sludge introduced into the inner space of the external drum 11 through the sludge through hole 21 in a direction toward the dewatered sludge outlet 14, that is, downward. The vertical continuous high-speed centrifugal separator 10 further includes a rotational force transmission member 27 connected to a vehicle speed gearbox 49 and rotational power transmission under the inner drum 20. The sludge scatterer 25 is located between the inner drum 20 and the rotational force transmission member 27, and the internal drum 20, the sludge scatterer 25, and the rotational force transmission member 27 are fixedly connected to move together has been

상기 스크류(30)는 사이 내부 드럼(20)의 외주, 슬러지 산란기(25)의 외주, 및 회전력 전달 부재(27)의 외주에 고정 지지된다. 따라서, 상기 차속 기어 박스(49)에 동력 전달 가능하게 연결된 회전력 전달 부재(27)가 회전하면, 슬러지 산란기(25), 내부 드럼(20), 및 스크류(30)도 상기 회전력 전달 부재(27)와 같은 회전속도로 함께 회전한다. 상기 스크류(30)의 외주 말단은 외부 드럼(11)의 내측면에 접촉되지는 않으나 매우 가까울 정도로 연장된다. The screw 30 is fixedly supported on the outer circumference of the internal drum 20, the outer circumference of the sludge scattering device 25, and the outer circumference of the rotational force transmission member 27. Therefore, when the rotational force transmission member 27 connected to the vehicle speed gearbox 49 so as to transmit power is rotated, the sludge scattering device 25, the internal drum 20, and the screw 30 are also connected to the rotational force transmission member 27. rotate together at the same rotational speed as The outer circumferential end of the screw 30 does not contact the inner surface of the outer drum 11, but extends very close to it.

슬러지 공급관(46)은 함수율이 높은 슬러지를 내부 드럼(20)의 내부로 강한 압력으로 공급한다. 슬러지 공급관(46)은 회전축선(CX)을 따라 연장되고 하단부가 상기 내부 드럼(20)의 내부로 삽입된다. 상기 슬러지 공급관(46)의 하단부 측벽에는 함수율이 높은 슬러지가 슬러지 공급관(46)에서 내부 드럼(20)의 내부로 방출되도록 개방된 슬러지 공급 통공(47)이 형성된다. 상술한 바와 같이 상기 여액 유로(17)는 상기 슬러지 공급관(46)의 외주면에 고정 지지될 수 있다. The sludge supply pipe 46 supplies sludge having a high water content to the inside of the inner drum 20 under strong pressure. The sludge supply pipe 46 extends along the rotational axis CX and has a lower end inserted into the inner drum 20. An open sludge supply through hole 47 is formed on the sidewall of the lower end of the sludge supply pipe 46 so that sludge having a high moisture content is discharged from the sludge supply pipe 46 to the inside of the inner drum 20. As described above, the filtrate passage 17 may be fixedly supported on the outer circumferential surface of the sludge supply pipe 46 .

내부 드럼(20), 슬러지 산란기(25), 및 회전력 전달 부재(27)는 일체로 결합되어 있어 회전축선(CX)을 중심으로 같은 회전속도로 회전한다. 슬러지 산란기(25)는 상기 내부 드럼(20)의 아래에 위치한다. 슬러지 산란기(25)는 높이가 높아질수록 상기 회전축선(CX)으로부터의 수평 거리가 멀어지게 경사진 경사벽을 구비한다. The internal drum 20, the sludge scattering machine 25, and the rotational force transmitting member 27 are integrally coupled and rotate at the same rotational speed around the rotational axis CX. A sludge scatterer 25 is located below the inner drum 20. The sludge scattering machine 25 has an inclined wall inclined so that the horizontal distance from the rotational axis CX increases as the height increases.

내부 드럼(20)의 슬러지 통공(21)을 통해 내부 드럼(20)의 회전 원심력에 의해 상기 슬러지 통공(21)을 통해 내부 드럼(20)의 내부에서 외부 드럼(11)의 내부 공간으로 토출되는 함수율 높은 슬러지 중에는 고체 성분과 액체 성분이 긴밀하게 엉켜 있어 함수율이 높으면서도 비중(比重)이 큰 슬러지 덩어리들이 있다. 상기 함수율이 높고 비중이 큰 슬러지 덩어리들은 상기 슬러지 통공(21)을 통해 외부 드럼(11)의 내부 공간으로 유입된 이후 중력의 영향을 크게 받기 때문에 회전축선(CX)으로부터 먼 거리까지 부유 이동하지 못하고 상기 회전축선(CX)에 가까운 거리 이내에서 급하게 낙하한다. 이에 따라 상기 함수율이 높고 비중이 큰 슬러지 덩어리들이 외부 드럼(11)의 내부 공간에서 충분한 시간동안 원심력을 받아서 고체 성분과 액체 성분으로 분리되지 못하고, 고체 성분과 액체 성분이 엉켜 있어 여전히 함수율이 높은 상태로 상기 복수의 탈수 슬러지 배출구(14)를 통해 외부 드럼(11)의 밖으로 배출된다. Discharged from the inside of the inner drum 20 to the inner space of the outer drum 11 through the sludge through hole 21 through the sludge through hole 21 of the inner drum 20 by the rotational centrifugal force of the inner drum 20 Among the sludge with high moisture content, there are sludge lumps with high moisture content and high specific gravity because solid and liquid components are closely entangled. Since the sludge lumps having a high moisture content and a large specific gravity are greatly influenced by gravity after being introduced into the inner space of the external drum 11 through the sludge through hole 21, they do not float and move a long distance from the rotation axis CX. It falls rapidly within a distance close to the rotational axis CX. Accordingly, the sludge lumps with high moisture content and high specific gravity are subjected to centrifugal force for a sufficient time in the inner space of the external drum 11, so that they are not separated into solid and liquid components, and the solid and liquid components are entangled and still have a high moisture content The dewatered sludge is discharged out of the external drum 11 through the plurality of dewatered sludge outlets 14.

상기 수직 연속형 고속 원심분리기(10)의 경우에는 상기 함수율 높고 비중이 큰 슬러지 덩어리들이 회전축선(CX)에 가까운 거리 이내에서 급하게 낙하하더라도 상기 슬러지 산란기(25)의 경사벽에 접촉되고, 상기 슬러지 산란기(25)의 회전 원심력에 의한 강한 상승 흐름에 의해 올려진다. 그러므로, 상기 함수율 높고 비중이 큰 슬러지 덩어리들이 외부 드럼(11)의 내부 공간에서 좀더 긴 시간동안 충분히 원심력을 받아 고체 성분과 액체 성분으로 분리될 수 있다. In the case of the vertical continuous high-speed centrifugal separator 10, even if the sludge lumps with high moisture content and high specific gravity fall rapidly within a distance close to the rotation axis CX, they contact the inclined wall of the sludge scatterer 25, and the sludge It is raised by a strong upward flow caused by the rotational centrifugal force of the scattering device 25. Therefore, the sludge lumps with high moisture content and high specific gravity can be separated into solid and liquid components by sufficiently receiving centrifugal force for a longer time in the inner space of the external drum 11.

스크류(30)에는 상기 스크류(30)를 두께 방향으로 관통하는 스크류 관통공(32)이 형성된다. 상기 슬러지 산란기(25)에 의해 위로 올려진 함수율 높고 비중이 큰 슬러지 덩어리들이 상기 스크류 관통공(32)을 통해 상기 스크류(30)를 가로질러 상승 이동하므로, 상기 슬러지 산란기(25) 바로 위에 위치한 스크류(30)에 의해 가로막히지 않고 외부 드럼(11) 내부 공간에서 좀더 높은 위치까지 올려질 수 있다. 따라서, 상기 함수율 높고 비중이 큰 슬러지 덩어리들이 외부 드럼(11)의 내부 공간에서 보다 더 긴 시간동안 충분히 원심력을 받아 고체 성분과 액체 성분으로 분리될 수 있다. 이처럼 액체 성분이 분리되어 탈수된 슬러지는 회전하는 스크류(30)에 가압되어 아래로 이동하고, 상기 탈수 슬러지 배출구(14)를 통해 외부 드럼(11)의 밖으로 배출된다. A screw through hole 32 penetrating the screw 30 in the thickness direction is formed in the screw 30 . Since the sludge lumps with high moisture content and high specific gravity raised by the sludge scatterer 25 move upward across the screw 30 through the screw through hole 32, the screw located directly above the sludge scatterer 25 It is not blocked by (30) and can be raised to a higher position in the inner space of the outer drum (11). Therefore, the sludge lumps with high moisture content and high specific gravity can be separated into solid and liquid components by sufficiently receiving centrifugal force for a longer time than in the inner space of the external drum 11. As such, the liquid component is separated and the dewatered sludge is pressed by the rotating screw 30 and moved downward, and is discharged out of the external drum 11 through the dewatered sludge discharge port 14.

샤프트(34)는 회전축선(CX)을 따라 연장된 것으로, 외부 드럼(11)을 회전시키는 회전력을 전달하기 위해 상기 회전축선(CX)을 중심으로 회전한다. 샤프트(34)의 상단부는 상기 외부 드럼(11)의 아래로부터 상기 외부 드럼(11)의 내부로 삽입된다. 상기 샤프트(34)는 회전력 전달 가능하게 외부 드럼(11)과 연결된다. 상기 샤프트(34)의 회전속도와 외부 드럼(11)의 회전속도는 같을 수 있다. The shaft 34 extends along the rotational axis CX and rotates around the rotational axis CX to transmit rotational force for rotating the external drum 11 . The upper end of the shaft 34 is inserted into the outer drum 11 from below the outer drum 11 . The shaft 34 is connected to the external drum 11 to be able to transmit rotational force. The rotational speed of the shaft 34 and the rotational speed of the external drum 11 may be the same.

수직 연속형 고속 원심분리기의 동력 전달부(50)는 원동기(미도시)와, 상기 원동기의 모터 샤프트의 회전력을 샤프트(34)에 전달하는 치합된 기어(gear)를 구비한다. 상기 원동기는 상기 샤프트(34)를 회전시키는 회전력을 제공한다. 상기 원동기는 예컨대, 전동 모터, 내연기관, 증기 터빈일 수 있다. The power transmission unit 50 of the vertical continuous high-speed centrifugal separator includes a prime mover (not shown) and a meshed gear that transmits rotational force of a motor shaft of the prime mover to the shaft 34 . The prime mover provides rotational force for rotating the shaft 34 . The prime mover may be, for example, an electric motor, an internal combustion engine, or a steam turbine.

수직 연속형 고속 원심분리기(10)가 정상 운전 상태(steady state operation)일 때, 다시 말해서 탈수 슬러지 배출구(14)를 통해 균일한 유량으로 연속적으로 탈수 슬러지가 배출되는 상태에서 샤프트(34) 및 외부 드럼(11)의 회전속도는 5000 내지 7000 rpm 이다. 수평 원심분리 탈수기의 보올의 회전속도는 대략 3000 rpm 내외로서 상기 샤프트(34) 및 외부 드럼(11)의 회전속도보다 매우 느려서 원동기의 회전력을 보올에 전달하기 위해 벨트(belt)를 사용할 수 있다. When the vertical continuous high-speed centrifugal separator 10 is in a steady state operation, that is, in a state in which dewatered sludge is continuously discharged at a uniform flow rate through the dehydrated sludge discharge port 14, the shaft 34 and the external The rotational speed of the drum 11 is 5000 to 7000 rpm. The rotational speed of the bowl of the horizontal centrifugal dehydrator is about 3000 rpm, which is much slower than the rotational speed of the shaft 34 and the external drum 11, so a belt can be used to transfer the rotational force of the prime mover to the bowl.

그러나, 상술한 바와 같이 샤프트(34)의 회전속도는 상기 수평 원심분리 탈수기의 보올의 회전속도보다 훨씬 빠르기 때문에 회전력 전달을 위해 벨트를 사용하면 마모로 인해 벨트가 쉽게 끊어지고 진동과 소음도 심해진다. 따라서, 상기 수직 연속형 고속 원심분리기에서는 상기 원동기에서 샤프트(34)까지 회전력이 치합된 기어(gear)에 의해 전달되도록 구성되는 것이다. 구체적인 예로, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 원동기의 회전력에 의해 고속 회전하는 구동 샤프트(53)의 말단에 구동 스파이럴 기어(spiral gear)(55)가 고정 결합되고, 샤프트(34)의 하단에 형성된 웜기어(worm gear)(56)가 상기 구동 스파이럴 기어(55)에 치합될 수 있다. 이에 따라, 상기 구동 샤프트(53)가 고속 회전하면 치합된 구동 스파이럴 기어(55)와 웜기어(56)에 의해 상기 샤프트(34)가 고속 회전한다. However, as described above, since the rotational speed of the shaft 34 is much faster than the rotational speed of the bowl of the horizontal centrifugal dehydrator, when a belt is used to transmit rotational force, the belt is easily broken due to wear and vibration and noise become severe. Therefore, in the vertical continuous high-speed centrifuge, rotational force is transmitted from the prime mover to the shaft 34 by a meshed gear. As a specific example, as shown in FIG. 2, a drive spiral gear 55 is fixedly coupled to the end of the drive shaft 53 rotating at high speed by the rotational force of the prime mover, and formed at the lower end of the shaft 34. A worm gear 56 may be meshed with the driving spiral gear 55. Accordingly, when the drive shaft 53 rotates at a high speed, the shaft 34 rotates at a high speed by the drive spiral gear 55 and the worm gear 56 meshed together.

복수의 회전 디스크(disk)(40)는 외부 드럼(11)의 내부 공간에서 여액 배출구(15)와 스크류(30)의 최상단 사이에 위치한다. 회전 디스크(40)는 샤프트(34)의 회전속도와 같은 회전속도로 회전한다. 구체적으로, 내부 드럼(20)의 내측에서 회전 축선(CX)과 평행하게 연장된 디스크 지지 부재(37)의 상단에 회전 디스크(40)의 내주측 고정 지지된다. 상기 디스크 지지 부재(37)의 하단은 체결 볼트(bolt)(45)에 의해 샤프트(34)의 상단부에 고정 결합된 샤프트 캡(cap) 부재(36)에 고정 연결된다. 상기 샤프트 캡 부재(36)는 상기 회전력 전달 부재(27)와 분리되게 상기 회전력 전달 부재(27)의 내측에 배치된다. A plurality of rotating disks 40 are located between the filtrate outlet 15 and the top of the screw 30 in the inner space of the external drum 11 . The rotating disk 40 rotates at the same rotational speed as the rotational speed of the shaft 34. Specifically, the inner circumferential side of the rotating disk 40 is fixedly supported on the upper end of the disk supporting member 37 extending parallel to the rotational axis CX inside the inner drum 20 . The lower end of the disc support member 37 is fixedly connected to a shaft cap member 36 fixedly coupled to the upper end of the shaft 34 by a fastening bolt 45 . The shaft cap member 36 is disposed inside the rotational force transmission member 27 to be separated from the rotational force transmission member 27 .

상기 디스크 지지 부재(37)의 상단부 내주면과 슬러지 공급관(46)의 외주면 사이에 베어링(42)이 개재되어 디스크 지지 부재(37)와 회전 디스크(40)의 고속 회전을 안정적으로 지지한다. 디스크 지지 부재(37)의 측벽에는 슬러지 공급관(46)의 슬러지 공급 통공(47)을 통해 내부 드럼(20)의 내부 공간으로 유입된 함수율 높은 슬러지의 방출이 가로막히지 않도록 슬러지 통공(38)이 형성된다. 상기 여액 배출구(15) 측으로 흐르는 여액의 흐름은 상기 복수의 회전 디스크(40)에 의해 길어지고 상기 여액이 상기 여액 배출구(15)를 통해 배출되기까지 시간이 지연된다. 이로 인해 상기 여액에 포함된 미세한 크기의 이물질이 상기 복수의 회전 디스크(40)에 걸러진다. A bearing 42 is interposed between the inner circumferential surface of the upper end of the disk support member 37 and the outer circumferential surface of the sludge supply pipe 46 to stably support the high-speed rotation of the disk support member 37 and the rotating disk 40. A sludge through hole 38 is formed on the side wall of the disk support member 37 so that the discharge of sludge having a high moisture content flowing into the inner space of the inner drum 20 through the sludge supply through hole 47 of the sludge supply pipe 46 is not blocked do. The flow of the filtrate flowing toward the filtrate outlet 15 is lengthened by the plurality of rotating disks 40 and time is delayed until the filtrate is discharged through the filtrate outlet 15 . As a result, minute-sized foreign substances included in the filtrate are filtered by the plurality of rotating disks 40 .

차속 기어 박스(49)는 외부 드럼(11)의 아래에 배치된다. 차속 기어 박스(49)는 하나의 출력축을 구비하고 상기 하나의 출력축은 상기 회전력 전달 부재(27)에 회전력 전달 가능하게 연결된다. 상기 차속 기어 박스(49)는 두 개의 입력축을 구비하고, 하나의 입력축은 상기 원동기의 회전력에 의해 회전하는 회전축에 회전력 전달 가능하게 연결된다. 상기 차속 기어 박스(49)의 나머지 하나의 입력축은 상기 원동기 이외의 다른 원동기(이하, 차속 원동기)의 회전력에 의해 회전하는 회전축에 회전력 전달 가능하게 연결된다. The vehicle speed gearbox 49 is disposed below the outer drum 11. The vehicle speed gearbox 49 has one output shaft, and the one output shaft is connected to the rotational force transmission member 27 so that rotational force can be transmitted. The vehicle speed gearbox 49 includes two input shafts, and one input shaft is connected to a rotational shaft rotating by the rotational force of the prime mover so that rotational force can be transmitted. The other input shaft of the vehicle speed gearbox 49 is connected to a rotational shaft that rotates by the rotational force of another prime mover (hereinafter referred to as a vehicle speed prime mover) other than the prime mover so that rotational force can be transmitted.

상기 차속 원동기에 의해 상기 차속 기어 박스(49)에 입력되는 회전력이 없으면, 상기 출력축의 회전속도는 원동기의 회전력에 의해 회전하는 회전축의 회전속도와 미리 정해진 비율만큼 느리거나 빠른 회전속도로 회전한다. 그러므로, 상기 내부 드럼(20), 스크류(30), 슬러지 산란기(25), 및 회전력 전달 부재(27)의 회전속도는, 상기 샤프트(34) 및 외부 드럼(11)의 회전속도와 미리 정해진 비율만큼 느리거나 빠른 회전속도, 즉 차속으로 회전한다. 한편, 상기 원동기뿐만 아니라 상기 차속 원동기에 의해서도 상기 차속 기어 박스(49)에 회전력이 입력되면, 상기 내부 드럼(20), 스크류(30), 슬러지 산란기(25), 및 회전력 전달 부재(27)의 회전속도는, 상기 차속 원동기에 의해 차속 기어 박스(49)에 입력되는 회전력에 따라 상기 샤프트(34) 및 외부 드럼(11)의 회전속도보다 크거나, 작거나, 같을 수 있다. When there is no rotational force input to the vehicle speed gearbox 49 by the vehicle speed prime mover, the rotational speed of the output shaft rotates at a slow or fast rotational speed by a predetermined ratio with the rotational speed of the rotational shaft rotating by the rotational force of the prime mover. Therefore, the rotational speed of the inner drum 20, the screw 30, the sludge scatterer 25, and the rotational force transmission member 27 is at a predetermined ratio with the rotational speed of the shaft 34 and the outer drum 11 It rotates at a speed that is as slow or as fast as the speed of the vehicle. On the other hand, when rotational force is input to the vehicle speed gearbox 49 not only by the prime mover but also by the vehicle speed prime mover, the internal drum 20, the screw 30, the sludge scatterer 25, and the rotational force transmission member 27 The rotational speed may be greater than, less than, or equal to the rotational speed of the shaft 34 and the external drum 11 according to the rotational force input to the vehicle speed gearbox 49 by the vehicle speed prime mover.

외부 드럼(11)의 내부 공간으로 유입된 슬러지에 포함된 고체 성분의 입자가 작고 가벼우면, 외부 드럼(11)의 회전속도가 내부 드럼(20), 슬러지 산란기(25), 회전력 전달 부재(27), 및 스크류(30)의 회전속도보다 큰 것이 탈수 슬러지 배출구(14)를 통해 배출되는 탈수 슬러지의 함수율을 낮추는데 유리하다. 반면에, 외부 드럼(11)의 내부 공간으로 유입된 슬러지에 포함된 고체 성분의 입자가 크고 무거우면, 외부 드럼(11)의 회전속도가 내부 드럼(20), 슬러지 산란기(25), 회전력 전달 부재(27), 및 스크류(30)의 회전속도보다 작은 것이 탈수 슬러지 배출구(14)를 통해 배출되는 탈수 슬러지의 함수율을 낮추는데 유리하다. If the particles of the solid component contained in the sludge introduced into the inner space of the outer drum 11 are small and light, the rotational speed of the outer drum 11 is increased by the inner drum 20, the sludge scatterer 25, and the rotational force transmission member 27 ), and the rotational speed of the screw 30 is advantageous for lowering the moisture content of the dehydrated sludge discharged through the dehydrated sludge outlet 14. On the other hand, if the particles of the solid component contained in the sludge introduced into the inner space of the outer drum 11 are large and heavy, the rotational speed of the outer drum 11 is increased by the inner drum 20, the sludge scatterer 25, and the rotational force transmission A rotational speed smaller than that of the member 27 and the screw 30 is advantageous for lowering the moisture content of the dehydrated sludge discharged through the dehydrated sludge outlet 14.

외부 드럼(11), 회전 디스크(40), 내부 드럼(20), 슬러지 산란기(25), 회전력 전달 부재(27), 및 스크류(30)가 고속 회전할 때 슬러지 공급관(46)을 통해 함수율 높은 슬러지가 내부 드럼(20)의 내부로 유입되면, 상기 함수율 높은 슬러지는 디스크 지지 부재(37)의 슬러지 통공(38)과 내부 드럼(20)의 슬러지 통공(21)을 통해 외부 드럼(11)의 내부 공간으로 토출된다. When the outer drum 11, the rotating disk 40, the inner drum 20, the sludge scattering machine 25, the rotational force transmission member 27, and the screw 30 rotate at high speed, the sludge supply pipe 46 When the sludge flows into the inner drum 20, the sludge having a high moisture content passes through the sludge through hole 38 of the disc support member 37 and through the sludge through hole 21 of the inner drum 20 to the outer drum 11. discharged into the interior space.

상기 외부 드럼(11)의 내부 공간으로 유입된 함수율 높은 슬러지는 원심력에 의해 외부 드럼(11)의 내측면 측으로 이동하고 액체 성분과 고체 성분이 분리된다. 상기 슬러지의 고체 성분은 중력과 스크류(30)의 회전에 의해 아래로 내려가면서 응집되고, 이러한 과정으로 함수율이 낮아진 슬러지는 탈수 슬러지 배출구(14)를 통해 외부 드럼(11) 밖으로 배출된다. 함수율 높은 슬러지의 유입량 증가로 인한 외부 드럼(11) 내부 공간의 수위 상승과 원심력의 작용으로 인해, 상기 슬러지의 고체 성분과 분리된 액체 성분, 즉 여액은 상기 여액 배출구(15) 및 여액 유로(17)를 통해 외부 드럼(11) 밖으로 배출된다. 상술한 바와 같이 상기 여액이 상기 여액 배출구(15)를 통해 배출되기에 앞서서 회전 디스크(40)에 의해 상기 여액에 포함된 미세한 크기의 이물질이 걸러진다. The sludge having a high moisture content introduced into the inner space of the external drum 11 is moved toward the inner surface of the external drum 11 by centrifugal force, and liquid and solid components are separated. The solid components of the sludge are aggregated while going down by gravity and the rotation of the screw 30, and the sludge whose moisture content is lowered in this process is discharged out of the external drum 11 through the dewatering sludge outlet 14. Due to an increase in the water level in the inner space of the external drum 11 due to an increase in the inflow of sludge with high moisture content and the action of centrifugal force, the liquid component separated from the solid component of the sludge, that is, the filtrate, is separated from the solid component of the sludge through the filtrate outlet 15 and the filtrate passage 17 ) through which it is discharged out of the external drum 11. As described above, before the filtrate is discharged through the filtrate outlet 15, fine-sized foreign substances included in the filtrate are filtered out by the rotating disk 40.

또한, 상술한 바와 같이 상기 슬러지 산란기(25)와 스크류(30)에 형성된 스크류 관통공(32)에 의해 함수율 높고 비중이 큰 슬러지 덩어리들이 강한 상승 흐름으로 올려져서 외부 드럼(11)의 내부 공간에서 오랜 시간동안 머무르면서 충분히 원심력을 받아 고체 성분과 액체 성분으로 분리된다. In addition, as described above, by the screw through hole 32 formed in the sludge scatterer 25 and the screw 30, sludge lumps with high moisture content and high specific gravity are raised in a strong upward flow, and in the internal space of the external drum 11 It stays for a long time and receives sufficient centrifugal force to separate solid and liquid components.

상기 수직 연속형 고속 원심분리기는, 스크류와 보올이 수평 방향 회전축선을 중심으로 회전하는 수평형 원심분리 탈수기에 비해, 외부 드럼(11)과 내부 드럼(20)의 회전속도가 매우 빨라서, 함수율 높은 슬러지의 함수율을 크게 낮춰서 연속적으로 배출할 수 있다. 따라서, 슬러지 처리 비용 및 원심분리기의 유지 보수 비용이 절감된다. 또한, 슬러지에 응집제를 혼합하는 전처리를 하지 않거나 응집제를 혼합하더라도 소량만 혼합함으로써 탈수된 슬러지의 재활용이 용이하여 환경에 미치는 부담이 적다. 상기 수직 연속형 고속 원심분리기에 구비된 슬러지 산란기(25)는, 내부 드럼(20)에서 토출되어 낙하하는 슬러지를 다시 위로 올려준다. 이로 인해 함수율이 높은 슬러지가 탈수 슬러지 배출구로 배출되기 전에 원심력이 작용하는 시간이 좀더 연장된다. 따라서, 슬러지의 탈수 효율이 더욱 향상된다.Compared to a horizontal centrifugal dehydrator in which a screw and a ball rotate around a horizontal axis of rotation, the vertical continuous high-speed centrifugal separator has a very high rotational speed of the outer drum 11 and the inner drum 20, so that the moisture content is high. The water content of sludge can be greatly reduced and discharged continuously. Thus, the sludge treatment cost and the maintenance cost of the centrifuge are reduced. In addition, the pretreatment of mixing the coagulant with the sludge is not performed or even if the coagulant is mixed, it is easy to recycle the dehydrated sludge by mixing only a small amount, thereby reducing the burden on the environment. The sludge scattering device 25 provided in the vertical continuous high-speed centrifugal separator lifts the sludge discharged from the internal drum 20 and falls down again. As a result, the time for the centrifugal force to act before the sludge with a high moisture content is discharged to the dewatering sludge outlet is extended. Therefore, the sludge dewatering efficiency is further improved.

도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 샤프트 회전 지지 장치(70)는 샤프트(34)가 수직 방향의 회전축선(CX)을 중심으로 고속 회전하도록 지지하는 샤프트 회전 지지 장치(70)를 더 구비한다. 상기 샤프트 회전 지지 장치(70)는 베이스(base)(71), 래디얼 마그네틱 베어링(radial magnetic bearing)(82), 상부 및 하부 액셜 마그네틱 베어링(axial magnetic bearing)(87, 90), 제1 및 제2 영구자석(93, 94), 및 보조 베어링(additional bearing)(95)을 구비한다. Referring to FIGS. 3 and 4 together, the shaft rotation support device 70 further includes a shaft rotation support device 70 for supporting the shaft 34 to rotate at high speed around the rotational axis CX in the vertical direction. . The shaft rotation support device 70 includes a base 71, a radial magnetic bearing 82, upper and lower axial magnetic bearings 87 and 90, first and second axial magnetic bearings. 2 permanent magnets 93 and 94, and an auxiliary bearing 95 are provided.

베이스(71)는 샤프트(34)의 하단부를 회전 가능하게 지지하는 부재로서, 상기 샤프트(34)의 하단부가 끼워지는 샤프트 끼움 홈(groove)이 형성된다. 상기 샤프트 끼움 홈은 샤프트 끼움 홈 바닥면(72)과, 샤프트 끼움 홈 내주면(73)에 의해 한정된다. 샤프트(34)의 하단(342)에는 상기 회전축선(CX)을 따라 상측으로 단차지게 파인 축 방향 홈이 형성된다. 상기 샤프트 하단(342)의 축 방향 홈은 축 방향 홈 바닥면(344)과, 축 방향 홈 내주면(345)에 의해 한정된다. 베이스(71)는 상기 샤프트 끼움 홈에 샤프트(34)의 하단부가 끼워질 때 상기 샤프트 하단(342)의 축 방향 홈에 끼워지도록 상기 샤프트 끼움 홈 바닥면(72)에서 회전축선(CX)을 따라 단차지게 상향 돌출된 축 방향 돌기를 구비한다. 상기 베이스(71)의 축 방향 돌기는 상단면(75)과 외주면(76)에 의해 한정된다. The base 71 is a member that rotatably supports the lower end of the shaft 34 and has a shaft fitting groove into which the lower end of the shaft 34 is fitted. The shaft fitting groove is defined by a shaft fitting groove bottom surface 72 and an inner circumferential surface 73 of the shaft fitting groove. At the lower end 342 of the shaft 34, an axial groove is formed stepwise upward along the rotational axis CX. The axial groove of the shaft lower end 342 is defined by an axial groove bottom surface 344 and an axial groove inner circumferential surface 345 . When the lower end of the shaft 34 is fitted into the shaft fitting groove, the base 71 is fitted into the axial groove of the lower end of the shaft 342 along the axis of rotation CX from the bottom surface 72 of the shaft fitting groove. It has an axial projection protruding upward in steps. The axial projection of the base 71 is defined by the top surface 75 and the outer circumferential surface 76.

상기 축 방향 돌기의 상단면(75)은 샤프트 하단(342)의 축 방향 홈의 축 방향 홈 바닥면(344)과 마주보고, 상기 축 방향 돌기의 외주면(76)은 상기 축 방향 홈의 축 방향 홈 내주면(345)과 마주본다. 또한, 상기 샤프트(34)의 하단부의 외주면(341)은 베이스(71)의 샤프트 끼움 홈 내주면(73)과 마주보고, 상기 샤프트(34)의 하단(342)은 베이스(71)의 샤프트 끼움 홈 바닥면(72)과 마주본다. The top surface 75 of the axial protrusion faces the bottom surface 344 of the axial groove of the shaft lower end 342, and the outer peripheral surface 76 of the axial protrusion faces the axial direction of the axial groove. It faces the inner circumferential surface of the groove (345). In addition, the outer circumferential surface 341 of the lower end of the shaft 34 faces the inner circumferential surface 73 of the shaft fitting groove of the base 71, and the lower end 342 of the shaft 34 faces the shaft fitting groove of the base 71. It faces the bottom surface 72.

래디얼 마그네틱 베어링(82)은 베이스(71)의 샤프트 끼움 홈 내주면(73)에 형성된 환형의 래디얼 마그네틱 베어링 설치 홈(78)에 끼워지도록 베이스(71)에 설치된다. 래디얼 마그네틱 베어링(82)은 샤프트(34)의 하단부가 샤프트 끼움 홈의 내부에서 회전축선(CX)을 중심으로 하는 방사 방향(radial direction)으로 편향되지 않도록 샤프트(34)의 하단부를 자력(磁力)으로 부양한다. The radial magnetic bearing 82 is installed on the base 71 so as to fit into an annular radial magnetic bearing installation groove 78 formed on the inner circumferential surface 73 of the shaft fitting groove of the base 71. The radial magnetic bearing 82 applies magnetic force to the lower end of the shaft 34 so that the lower end of the shaft 34 is not deflected in a radial direction centered on the rotational axis CX inside the shaft fitting groove. boost with

래디얼 마그네틱 베어링(82)은 상기 래디얼 마그네틱 베어링 설치 홈(78)의 내측면에 밀착 고정되는 래디얼 코어(radial core)(83)와, 권선된 복수의 전자석 코일(coil)(86)를 구비한다. 상기 래디얼 코어(83)는 환형의 고리부(ring portion)(84)와, 상기 고리부(84)에서 회전축선(CX)을 향한 방사 방향 내측으로 돌출된 복수의 돌기부(85)를 구비한다. 상기 복수의 돌기부(85)는 상기 회전축선(CX)을 중심으로 대칭되게 배치된다. 상기 복수의 전자석 코일(86)은 상기 복수의 돌기부(85)에 각각 권선된다. 각각의 돌기부(85)와 상기 돌기부(85)에 권선된 전자석 코일(86)은 전자석을 구성한다. The radial magnetic bearing 82 includes a radial core 83 tightly fixed to the inner surface of the radial magnetic bearing installation groove 78 and a plurality of wound electromagnet coils 86. The radial core 83 includes an annular ring portion 84 and a plurality of protrusions 85 protruding inward from the ring portion 84 in a radial direction toward the rotation axis CX. The plurality of protrusions 85 are symmetrically disposed about the rotational axis CX. The plurality of electromagnet coils 86 are wound around the plurality of protrusions 85, respectively. Each protrusion 85 and the electromagnet coil 86 wound around the protrusion 85 constitute an electromagnet.

샤프트(34)는 예컨대, 자성체인 스테인레스스틸 소재로 형성되므로, 복수의 전자석 코일(86)에 전류가 흐르면, 복수의 권선된 전자석 코일(86)에 흐르는 전류에 의해 샤프트(34)를 회전축선(CX)에 직교하는 방사 방향으로 당기는 인력(引力)이 발생한다. 상기 복수의 전자석 코일(86)에 흐르는 전류에 의해 유도되는 자력(磁力)의 크기는 동일하게 설계되므로 샤프트(34)는 회전축선(CX)에 직교하는 평면 방향으로 편심되지 않으며, 샤프트(34)의 외주면(341)이 샤프트 끼움 홈 내주면(73)에 접촉되지 않고 부양된 상태로 고속 회전할 수 있다. Since the shaft 34 is formed of, for example, a stainless steel material, which is a magnetic material, when current flows through the plurality of electromagnet coils 86, the shaft 34 is rotated along the axis of rotation by the current flowing through the plurality of wound electromagnet coils 86. A pulling force is generated in a radial direction orthogonal to CX). Since the magnitude of the magnetic force induced by the current flowing through the plurality of electromagnet coils 86 is designed to be the same, the shaft 34 is not eccentric in a plane direction perpendicular to the rotational axis CX, and the shaft 34 The outer circumferential surface 341 of the shaft can rotate at high speed in a floating state without contacting the inner circumferential surface 73 of the fitting groove.

도시되진 않았으나, 래디얼 마그네틱 베어링(82)은 샤프트(34)의 편심 방향 및 편심량을 실시간 측정하는 편심 측정 센서와, 상기 편심 측정 센서에 의한 측정값에 기초하여 상기 샤프트(34)의 편심 방향 및 편심량이 축소되도록 복수의 전자석 코일(86)에 흐르는 전류 크기를 조정하는 베어링 제어부(미도시)를 더 구비할 수 있다. Although not shown, the radial magnetic bearing 82 includes an eccentricity measurement sensor for measuring the eccentricity direction and eccentricity amount of the shaft 34 in real time, and the eccentricity direction and eccentricity amount of the shaft 34 based on the measured values by the eccentricity measurement sensor. A bearing controller (not shown) may be further provided to adjust the size of the current flowing through the plurality of electromagnet coils 86 so that the coils are reduced.

샤프트(34)는 직경(diameter)이 커지도록 방사 방향으로 확장된 베어링 디스크(bearing disk)(346)을 구비한다. 상부 및 하부 액셜 마그네틱 베어링(87, 90)은 베이스(71)의 샤프트 끼움 홈 내주면(73)에 형성된 환형의 액셜 마그네틱 베어링 설치 홈(80)에 끼워지도록 베이스(71)에 설치된다. 상부 및 하부 액셜 마그네틱 베어링(87, 90)은 샤프트(34)의 하단부가 상기 샤프트 끼움 홈의 내부에서 회전축선(CX) 방향으로 편향되지 않도록 샤프트(34)를 자력(磁力)으로 부양한다.The shaft 34 has a radially enlarged bearing disk 346 to increase in diameter. The upper and lower axial magnetic bearings 87 and 90 are installed on the base 71 so as to fit into the annular axial magnetic bearing installation groove 80 formed on the inner circumferential surface 73 of the shaft fitting groove of the base 71 . The upper and lower axial magnetic bearings 87 and 90 lift the shaft 34 with magnetic force so that the lower end of the shaft 34 is not deflected in the direction of the rotational axis CX inside the shaft fitting groove.

상부 액셜 마그네틱 베어링(87)은 베어링 디스크(346)와 위아래로 겹쳐지도록 상기 베어링 디스크(346)의 상측에 배치되고, 하부 액셜 마그네틱 베어링(90)은 상기 베어링 디스크(346)와 위아래로 겹쳐지도록 상기 베어링 디스크(346)의 하측에 배치된다. 상부 및 하부 액셜 마그네틱 베어링(87, 90)은 회전축선(CX)을 중심으로 하는 원궤도를 따라 연장된 환형의 코일 탑재 홈이 형성된 환형의 상부 및 하부 액셜 코어(axial core)(88, 91)와, 상기 상부 및 하부 액셜 코어(88, 91)의 코일 탑재 홈을 따라 권선된 전자석 코일(89, 92)을 구비한다. 상기 상부 및 하부 액셜 코어(88, ,91)는 상기 액셜 마그네틱 베어링 설치 홈(80)의 내측면에 밀착 고정된다. The upper axial magnetic bearing 87 is disposed on the upper side of the bearing disk 346 so as to overlap the bearing disk 346 up and down, and the lower axial magnetic bearing 90 overlaps the bearing disk 346 up and down. It is disposed on the lower side of the bearing disk 346. The upper and lower axial magnetic bearings 87 and 90 are annular upper and lower axial cores 88 and 91 formed with an annular coil mounting groove extending along a circular orbit centered on the rotation axis CX. and electromagnet coils 89 and 92 wound along the coil mounting grooves of the upper and lower axial cores 88 and 91. The upper and lower axial cores 88, 91 are tightly fixed to the inner surface of the axial magnetic bearing installation groove 80.

상기 상부 액셜 코어(88)의 코일 탑재 홈은 상기 베어링 디스크(346)를 향해 아래로 개방되고, 상기 하부 액셜 코어(91)의 코일 탑재 홈은 상기 베어링 디스크(346)를 향해 위로 개방될 수 있다. 상기 액셜 코어(88, 91)와 권선된 전자석 코일(89, 92)은 전자석을 구성한다. 상부 액셜 마그네틱 베어링(87)의 전자석 코일(89)과, 하부 액셜 마그네틱 베어링(90)의 전자석 코일(92)에 전류가 흐르면, 상기 상부 액셜 마그네틱 베어링(87)은 자력에 의해 베어링 디스크(346)을 위로 당기고, 상기 하부 액셜 마그네틱 베어링(90)은 자력에 의해 베어링 디스크(346)를 아래로 당긴다. The coil mounting groove of the upper axial core 88 may open downward toward the bearing disk 346, and the coil mounting groove of the lower axial core 91 may open upward toward the bearing disk 346. . The axial cores 88 and 91 and the wound electromagnet coils 89 and 92 constitute electromagnets. When current flows through the electromagnet coil 89 of the upper axial magnetic bearing 87 and the electromagnet coil 92 of the lower axial magnetic bearing 90, the upper axial magnetic bearing 87 moves along the bearing disk 346 by magnetic force. is pulled upward, and the lower axial magnetic bearing 90 pulls the bearing disk 346 downward by its magnetic force.

샤프트(34)를 포함한 슬러지 탈수부(10)(도 1 참조)의 하중과, 상부 액셜 마그네틱 베어링(87)의 인력과, 하부 액셜 마그네틱 베어링(90)의 인력과, 후술할 제1 영구자석(93)과 제2 영구자석(94) 사이의 척력(斥力)이 균형을 이루도록, 상기 베어링 제어부에 의해 상기 전자석 코일(89, 92)에 흐르는 전류의 크기가 적절히 조정되면 상기 베어링 디스크(346)가 상부 액셜 마그네틱 베어링(87) 및 하부 액셜 마그네틱 베어링(90)에 접촉되지 않고 부양된 상태로 고속 회전할 수 있다. The load of the sludge dewatering unit 10 (see FIG. 1) including the shaft 34, the attractive force of the upper axial magnetic bearing 87, the attractive force of the lower axial magnetic bearing 90, and the first permanent magnet (to be described later) 93) and the second permanent magnet 94, when the magnitude of the current flowing through the electromagnet coils 89 and 92 is appropriately adjusted by the bearing controller to balance the repulsive force, the bearing disk 346 It can rotate at high speed in a floating state without contacting the upper axial magnetic bearing 87 and the lower axial magnetic bearing 90 .

도시되진 않았으나, 상부 및 하부 액셜 마그네틱 베어링(87, 90)은 베어링 디스크(346)와 이격된 간격을 실시간 측정하는 축 방향 간격 측정 센서를 더 구비할 수 있다. 상기 베어링 제어부는 상기 축 방향 간격 측정 센서에 의한 측정값에 기초하여 상기 베어링 디스크(346)의 높이가 상기 상부 액셜 마그네틱 베어링(87)과 하부 액셜 마그네틱 베어링(90) 사이에서 등간격으로 이격되게 위치하도록 전자석 코일(89, 92)에 흐르는 전류의 크기를 조정할 수 있다. Although not shown, the upper and lower axial magnetic bearings 87 and 90 may further include an axial distance measurement sensor that measures a distance away from the bearing disk 346 in real time. The bearing controller is positioned so that the height of the bearing disk 346 is spaced at equal intervals between the upper axial magnetic bearing 87 and the lower axial magnetic bearing 90 based on the measured value by the axial distance measurement sensor. The magnitude of the current flowing through the electromagnet coils 89 and 92 can be adjusted to

상기 상부 및 하부 액셜 마그네틱 베어링(87, 90)은 수직 방향, 즉 회전축선(CX) 방향으로 래디얼 마그네틱 베어링(82)과 이격되게 베이스(71)에 설치된다. 도 3에서는 상부 및 하부 액셜 마그네틱 베어링(87, 90)보다 래디얼 마그네틱 베어링(82)이 상측에 설치되어 있으나, 이와 반대로 상부 및 하부 액셜 마그네틱 베어링보다 래디얼 마그네틱 베어링이 하측에 설치될 수도 있다. The upper and lower axial magnetic bearings 87 and 90 are installed on the base 71 to be spaced apart from the radial magnetic bearing 82 in the vertical direction, that is, in the direction of the rotational axis CX. In FIG. 3, the radial magnetic bearing 82 is installed higher than the upper and lower axial magnetic bearings 87 and 90, but, conversely, the radial magnetic bearing 82 may be installed lower than the upper and lower axial magnetic bearings.

제1 영구자석(93)은 샤프트(34)의 하단, 구체적으로는 샤프트(34)의 축 방향 홈 바닥면(344)에 고정 설치되고, 제2 영구자석(94)은 제1 영구자석(93)의 아래에서 제1 영구자석(93)을 마주보도록 베이스(71)에, 구체적으로는 샤프트 끼움 홈의 바닥면(72)에서 상향 돌출된 축 방향 돌기의 상단면(75)에 고정 설치된다. 제2 영구자석(94)는 제1 영구자석(93)과의 사이에 척력(斥力)이 작용하도록 자극(磁極)이 배열된다. 다시 말해서, 제1 영구자석(93)의 하측면이 N극이면 이를 마주보는 제2 영구자석(94)의 상측면도 N극이고, 제1 영구자석(93)의 하측면이 S극이면 이를 마주보는 제2 영구자석(94)의 상측면도 S극이 된다. The first permanent magnet 93 is fixed to the lower end of the shaft 34, specifically, the bottom surface 344 of the axial groove of the shaft 34, and the second permanent magnet 94 is the first permanent magnet 93 ) is fixed to the base 71 facing the first permanent magnet 93 from below, specifically, to the upper end surface 75 of the axial projection protruding upward from the bottom surface 72 of the shaft fitting groove. A magnetic pole is arranged between the second permanent magnet 94 and the first permanent magnet 93 so that a repulsive force acts thereon. In other words, if the lower side of the first permanent magnet 93 is the N pole, the upper side of the second permanent magnet 94 facing it is also N pole, and if the lower side of the first permanent magnet 93 is the S pole, it faces it. The upper side of the second permanent magnet 94 to be seen also becomes an S pole.

제1 영구자석(93)과 제2 영구자석(94)의 자력이 상기 래디얼 마그네틱 베어링(82)에서 발생하는 자력, 및 상기 상부 및 하부 액셜 마그네틱 베어링(87, 90)에서 발생하는 자력에 간섭을 일으키지 않도록, 제1 영구자석(93) 및 제2 영구자석(94)은 회전축선(CX) 방향으로 상기 래디얼 마그네틱 베어링(82)과 상부 및 하부 마그네틱 베어링(87, 90)과 다른 높이에 배치된다. The magnetic force of the first permanent magnet 93 and the second permanent magnet 94 interferes with the magnetic force generated from the radial magnetic bearing 82 and the magnetic force generated from the upper and lower axial magnetic bearings 87 and 90. In order not to cause this, the first permanent magnet 93 and the second permanent magnet 94 are disposed at different heights from the radial magnetic bearing 82 and the upper and lower magnetic bearings 87 and 90 in the direction of the rotation axis CX. .

보조 베어링(95)은 샤프트(34)가 베이스(71)에 대해 고속 회전할 때 베이스(71)의 축 방향 돌기의 외주면(76)과 샤프트(34)의 축 방향 홈의 내주면(345) 사이의 마찰과 진동이 저감되도록 개재되는 것으로, 상기 샤프트(34)의 축 방향 홈의 내주면(345)에 형성된 환형의 보조 베어링 설치 홈(348)에 끼워져 설치된다. 상기 보조 베어링(95)은 마그네틱 베어링보다 저렴한 볼 베어링 또는 롤러 베어링일 수 있다. When the shaft 34 rotates with respect to the base 71 at high speed, the auxiliary bearing 95 provides a gap between the outer circumferential surface 76 of the axial protrusion of the base 71 and the inner circumferential surface 345 of the axial groove of the shaft 34. It is interposed to reduce friction and vibration, and is fitted and installed into the annular auxiliary bearing installation groove 348 formed on the inner circumferential surface 345 of the axial groove of the shaft 34. The auxiliary bearing 95 may be a ball bearing or a roller bearing that is less expensive than a magnetic bearing.

상기 보조 베어링(95)은 상기 축 방향 돌기의 외주면(76)에 고정 설치되며 상기 축 방향 홈의 내주면(345)과는 이격된 내륜(96)과, 상기 보조 베어링 설치 홈(348)의 바닥면에 고정 설치된 외륜(97)과, 상기 내륜(96)과 외륜(97) 사이에 개재된 베어링 부재(98)를 구비한다. 상기 베어링 부재(98)는 베어링 볼(ball) 또는 베어링 롤러(roller)일 수 있다. The auxiliary bearing 95 is fixedly installed on the outer circumferential surface 76 of the axial protrusion, and the inner ring 96 spaced apart from the inner circumferential surface 345 of the axial groove, and the bottom surface of the auxiliary bearing installation groove 348 It has an outer ring (97) fixed to and a bearing member (98) interposed between the inner ring (96) and the outer ring (97). The bearing member 98 may be a bearing ball or a bearing roller.

상기 샤프트 회전 지지 장치(70)는, 샤프트(34)가 베이스에 접촉하지 않고 부양된 상태로 회전하도록 하는 래디얼 마그네틱 베어링(82) 및 액셜 마그네틱 베어링(87, 90)을 구비한다. 그러므로, 수직형 원심분리기의 외부 드럼(11)과 스크류(30)의 안정적인 고속 회전이 가능하여 수직형 원심분리기의 탈수 효율이 향상되고, 부품의 피로와 고장, 파손이 억제되어 유지 보수 비용이 절감된다. The shaft rotation support device 70 includes a radial magnetic bearing 82 and axial magnetic bearings 87 and 90 that allow the shaft 34 to rotate in a floating state without contacting the base. Therefore, stable high-speed rotation of the external drum 11 and the screw 30 of the vertical centrifugal separator is possible, thereby improving the dehydration efficiency of the vertical centrifugal separator, and reducing the maintenance cost by suppressing fatigue, failure, and damage of parts. do.

또한, 상기 샤프트 회전 지지 장치(70)는 상호간에 척력이 작용하는 제1 및 제2 영구 자석(93, 94)을 구비하여 전자석에 기초하는 액셜 마그네틱 베어링(87, 90)을 보조하므로, 샤프트 회전 지지 장치(70)에 소요되는 전력이 절감되므로, 수직형 원심분리기의 운용 비용이 절감된다. In addition, since the shaft rotation supporting device 70 includes first and second permanent magnets 93 and 94 having repulsive forces acting on each other to assist the axial magnetic bearings 87 and 90 based on electromagnets, shaft rotation Since the power required for the support device 70 is reduced, the operating cost of the vertical centrifuge is reduced.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is only exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

10: 슬러지 탈수부 11: 외부 드럼
20: 내부 드럼 25: 슬러지 산란기
30: 스크류 32: 스크류 관통공
34: 샤프트 50: 동력 전달부
70: 샤프트 회전 지지 장치 71: 베이스
82: 래디어 마그네틱 베어링 87, 90: 액셜 마그네틱 베어링10: sludge dewatering unit 11: external drum
20: inner drum 25: sludge scattering machine
30: screw 32: screw through hole
34: shaft 50: power transmission unit
70: shaft rotation support device 71: base
82: radial magnetic bearing 87, 90: axial magnetic bearing

Claims

A device for supporting a shaft extending along a vertical axis of rotation to rotate at a high speed around the axis of rotation,
a base having a shaft fitting groove into which the shaft is fitted; a radial magnetic bearing installed on the base and supporting the shaft with a magnetic force so that the shaft is not deflected in a radial direction within the shaft fitting groove; an axial magnetic bearing installed on the base to be spaced apart from the radial magnetic bearing in a vertical direction and supporting the shaft with its own force so that the shaft is not deflected in the direction of the rotational axis inside the shaft fitting groove; a first permanent magnet fixed to the lower end of the shaft; And, a second permanent magnet fixed to the base to face the first permanent magnet below the first permanent magnet and having a magnetic pole arranged so that a repulsive force acts between the first permanent magnet and the second permanent magnet. A magnet; and
At the lower end of the shaft, an axial groove is formed stepwise upward along the axis of rotation,
The first permanent magnet and the second permanent magnet are disposed at different heights from the radial magnetic bearing and the axial magnetic bearing in the direction of the rotational axis (CX),
The shaft rotation support device further comprising an auxiliary bearing, which is a ball bearing or a roller bearing, fitted into an annular auxiliary bearing installation groove formed on an inner circumferential surface of the axial groove of the shaft.

According to claim 1,
The radial magnetic bearing comprises a radial core having a plurality of protrusions protruding inward in a radial direction toward the rotational axis, and an electromagnet coil wound on each of the protrusions. rotation support.

According to claim 1,
The shaft has a bearing disk that is radially expanded to increase in diameter,
The axial magnetic bearing includes an axial core disposed so as to overlap the bearing disk vertically and having an annular coil mounting groove extending along a circular orbit centered on the rotational axis, and the axial A shaft rotation support device comprising an electromagnet coil wound along a coil mounting groove of a core.

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By dewatering sludge with a high moisture content by centrifugal force, and separating and discharging the dehydrated sludge and filtrate,
An external drum that rotates around a vertical axis of rotation and has a dewatering sludge outlet at the lower end and a filtrate outlet at the upper end; an inner drum that rotates around the axis of rotation inside the outer drum and has sludge through-holes formed on side walls; a screw that is fixedly supported on the outer circumference of the inner drum and rotates together with the inner drum to move the sludge introduced into the outer drum toward the dewatering sludge discharge port; a sludge supply pipe supplying sludge having a high moisture content into the inner drum; a shaft that transmits rotational force for rotating the external drum and extends along the axis of rotation; and a shaft rotation support device according to any one of claims 1 to 3, which supports the shaft to rotate at high speed about the rotation axis.

According to claim 5,
The vertical continuous high-speed centrifugal separator rotates around the axis of rotation below the inner drum, and the sludge having a high moisture content that is discharged from the inside of the inner drum to the outer drum through the sludge through hole and falls upward It is further provided with a sludge bouncer that lifts,
Vertically continuous high-speed centrifugal separator, characterized in that the screw having a screw through hole passing through the screw in the thickness direction so that the sludge having a high moisture content raised by the sludge scatterer is not blocked by the screw.

According to claim 5,
The vertical continuous high-speed centrifugal separator further includes a driving motor providing rotational force for rotating the shaft,
The rotational speed of the shaft in a steady state operation is 5000 to 7000 rpm,
Vertical continuous high-speed centrifuge, characterized in that the rotational force from the prime mover to the shaft is transmitted by a meshed gear.