KR102603564B1 - Cylindrical rotating body for weight reduction type centrifugal dehydrator and manufacturing method thereof and weight reduction type centrifugal dehydrator having the same - Google Patents
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Abstract
이 발명의 원통형 회전체(100)는 스테인리스강으로 제조된 내측부재(140)와, 내측부재의 양 단부에 내측부재의 테두리를 따라 돌출되는 형태로 연장되는 한 쌍의 고정부재(150)와, 내측부재의 외측면을 따라 일체화되며 복합재료로 구성된 제1 외측부재(160)와, 제1 외측부재의 외측에 둘레방향으로 등간격이면서 길이방향으로 배치되며 양 단부가 한 쌍의 고정부재에 팽팽하게 긴장된 형태로 고정되는 다수개의 보강부재(170), 및 다수개의 보강부재를 덮는 형태로 제1 외측부재의 외측면을 따라 일체화되며 복합재료로 구성된 제2 외측부재(180)를 포함하여 구성함으로써, 전반적인 중량 감소를 통해 전력소모량을 줄여 CO2 배출을 줄이면서도 강도 및 강성을 유지할 수 있는 장점이 있다.The cylindrical rotating body 100 of this invention includes an inner member 140 made of stainless steel, a pair of fixing members 150 extending at both ends of the inner member in a protruding form along the edge of the inner member, and A first outer member 160 is integrated along the outer surface of the inner member and is made of a composite material, and is arranged longitudinally at equal intervals in the circumferential direction on the outer side of the first outer member, and both ends are tensioned by a pair of fixing members. By comprising a plurality of reinforcing members 170 fixed in a tensioned form, and a second outer member 180 made of a composite material and integrated along the outer surface of the first outer member in a form that covers the plurality of reinforcing members. , it has the advantage of maintaining strength and rigidity while reducing CO 2 emissions by reducing power consumption through overall weight reduction.
Description
이 발명은 원심 탈수기용 원통형 회전체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스테인리스강과 복합재료 및 보강부재 등으로 구성하여 중량을 줄이면서도 강도 및 강성을 유지할 수 있는 중량 저감형 원심 탈수기용 원통형 회전체 및 그 제조방법에 관한 것이다. 또한, 이 발명은 상기와 같은 원통형 회전체를 갖는 중량 저감형 원심 탈수기에 관한 것이기도 하다.This invention relates to a cylindrical rotor for a centrifugal dehydrator, and more specifically, to a cylindrical rotor for a weight-reducing centrifugal dehydrator that is composed of stainless steel, composite materials, reinforcing members, etc. to reduce weight while maintaining strength and rigidity, and the same. It is about manufacturing method. In addition, this invention also relates to a weight-reduction type centrifugal dehydrator having the above-mentioned cylindrical rotating body.
현재, 가정이나 공장 등에서 버려지는 하수는 하수처리장으로 보내진 후 처리되고 있다. 하수 처리 과정은 정수 과정과 슬러지 처리 과정을 포함하는데, 정수 과정에서는 하수가 하천의 자정작용이 발동될 수 있는 범위까지 정화된 후 하천과 같은 공공수역으로 방류되고, 슬러지 처리 과정에서는 정수 과정에서 발생하는 슬러지가 농축, 탈수와 같은 과정을 통해 처리된다.Currently, sewage discarded from homes or factories is sent to a sewage treatment plant and then treated. The sewage treatment process includes a water purification process and a sludge treatment process. In the water purification process, sewage is purified to the extent that the river's self-purifying effect can be activated and then discharged into public water bodies such as rivers. In the sludge treatment process, sewage is generated during the water purification process. The sludge is treated through processes such as concentration and dewatering.
슬러지 처리 과정에서 사용되는 장치들 중 하나인 탈수기는 슬러지로부터 여액을 분리시키는 것으로서, 작동 원리에 따라 벨트 프레스, 필터 프레스, 스크류 프레스, 원심 탈수기, 전기침투 탈수기 등으로 분류된다. 여기서, 원심 탈수기는 회전하는 회전체의 내부로 슬러지를 주입한 후 원심력을 이용하여 슬러지로부터 여액을 분리하는 장치이다.Dehydrators, one of the devices used in the sludge treatment process, separate filtrate from sludge, and are classified into belt presses, filter presses, screw presses, centrifugal dehydrators, and electroosmotic dehydrators depending on their operating principles. Here, the centrifugal dehydrator is a device that injects sludge into the inside of a rotating body and then separates the filtrate from the sludge using centrifugal force.
원심 탈수기를 좀 더 구체적으로 설명하면, 회전체(외통)는 균일 직경을 가지면서 전후 방향으로 연장하는 균일 직경부와, 이 균일 직경부의 앞단으로부터 그 직경이 점차 작아지도록 연장하는 원추부를 갖는다. 원추부의 앞단에는 여액과 분리된 슬러지, 즉 슬러지 케이크가 배출되는 슬러지 배출공이 마련되어 있고, 균일 직경부의 뒷단에는 여액이 배출되는 출수공이 마련되어 있다.To describe the centrifugal dehydrator in more detail, the rotating body (outer cylinder) has a uniform diameter portion extending in the front-back direction with a uniform diameter, and a conical portion extending from the front end of the uniform diameter portion so that the diameter gradually decreases. A sludge discharge hole is provided at the front end of the cone through which sludge separated from the filtrate, that is, a sludge cake, is discharged, and an outlet hole through which the filtrate is discharged is provided at the rear end of the uniform diameter section.
또한, 회전체의 내부에는 회전체와 동일한 방향으로 회전하되, 그 회전 속도가 회전체의 회전 속도보다 느린 스크류 컨베이어가 설치된다. 이 스크류 컨베이어의 중심축으로는 탈수될 슬러지가 공급되고, 이 슬러지는 회전체의 내부로 이동한다. 회전체의 내부로 이동한 슬러지는 원심력에 의해 회전체의 내면에 밀착하고, 이때 밀도가 상대적으로 작은 여액은 회전체 내면에 밀착한 슬러지와 분리된다. 회전체의 내면에 밀착한 슬러지는 스크류 컨베이어의 스크류 날개에 의해 전방으로 이끌려 이동하다가 슬러지 배출공을 통해 회전체의 외부로 배출되고, 여액은 스크류 날개의 표면을 타고 후방으로 이동하여 출수공을 통해 회전체의 외부로 배출된다.Additionally, a screw conveyor is installed inside the rotating body that rotates in the same direction as the rotating body, but whose rotation speed is slower than the rotating speed of the rotating body. Sludge to be dewatered is supplied to the central axis of this screw conveyor, and this sludge moves inside the rotating body. The sludge that moves inside the rotating body adheres to the inner surface of the rotating body due to centrifugal force, and at this time, the filtrate with a relatively low density is separated from the sludge that adheres to the inner surface of the rotating body. The sludge that adheres to the inner surface of the rotor is pulled forward by the screw blades of the screw conveyor and is discharged to the outside of the rotor through the sludge discharge hole, and the filtrate moves backward along the surface of the screw blade and flows out through the outlet hole. It is discharged to the outside of the rotating body.
이러한 원심 탈수기는 등록특허 제10-0877880호(고액분리형 원심탈수기), 등록특허 제10-1428762호(슬러지용 원심탈수기), 등록특허 제10-1490746호(탈수 성능이 향상된 원심 탈수기), 등록특허 제10-0740608호(응집, 농축 및 원심탈수장치) 등에 개시되어 있다.These centrifugal dehydrators include Registered Patent No. 10-0877880 (solid-liquid separation type centrifugal dehydrator), Registered Patent No. 10-1428762 (centrifugal dehydrator for sludge), Registered Patent No. 10-1490746 (centrifugal dehydrator with improved dehydration performance), and Registered Patent No. It is disclosed in No. 10-0740608 (coagulation, concentration and centrifugal dehydration device).
한편, 회전체는 부식 내구성, 강도 및 강성이 우수한 스테인리스강(stainless steel)으로 구성된다. 이러한 스테인리스강을 이용해 회전체를 제조함에 있어서는, 스테인리스강을 원심주조 방식으로 제조하되, 회전체가 갖는 두께보다 두꺼운 사이즈로 원심주조한다. 예를 들어, 2cm 두께를 갖는 회전체를 제조하고자 할 경우에는 대략 4cm 두께를 갖는 회전체가 제조되도록 원심주조한다. 그런 다음, 여분의 두께를 작업자가 수시로 체크하고 조정하는 반자동화 공정을 통해 정밀 가공하여 제조하고 있다. 즉, 모든 부위에서 두께가 균일하도록 정밀 가공하고 있다.Meanwhile, the rotating body is made of stainless steel, which has excellent corrosion resistance, strength, and rigidity. When manufacturing a rotating body using such stainless steel, the stainless steel is manufactured by centrifugal casting, and centrifugally cast to a size thicker than the thickness of the rotating body. For example, when it is desired to manufacture a rotating body with a thickness of 2 cm, centrifugal casting is performed to manufacture a rotating body with a thickness of approximately 4 cm. Then, the excess thickness is precisely processed and manufactured through a semi-automated process in which workers check and adjust it from time to time. In other words, precision processing is performed to ensure uniform thickness in all areas.
또한, 회전체는 작동시에 가해지는 외력 등에 의해 변형되지 않고 제기능을 수행할 수 있을 정도의 강도 및 강성을 제공하기 위해 충분한 두께를 가져야 한다. 그런데, 상기와 같은 조건을 갖는 회전체를 스테인리스강으로 제조하기 위해서는 원재료비를 비롯하여 제조원가가 많이 소요되는 단점이 있다. 또한, 회전체가 중량이 무거운 스테인리스강으로 구성됨에 따라, 탈수시에 많은 동력이 소모되어 운전비용이 상승하는 문제점이 있다.Additionally, the rotating body must have sufficient thickness to provide sufficient strength and rigidity to perform its function without being deformed by external forces applied during operation. However, manufacturing a rotating body with the above conditions from stainless steel has the disadvantage of requiring a lot of manufacturing costs, including raw material costs. Additionally, as the rotating body is made of heavy stainless steel, there is a problem in that a lot of power is consumed during dehydration, which increases operating costs.
20세기 중반 이후의 지구 평균온도 상승은 인간의 산업활동에 의한 대기 중 이산화탄소(CO2) 농도의 급격한 증가가 주된 원인으로 분석되고 있다. 대기 중의 CO2를 감축하는 방법은 크게 CO2 배출 저감과 배출된 CO2의 제거로 구분될 수 있는데, CO2 배출을 줄이는 방법으로는 신재생에너지와 핵에너지 활용, 에너지효율 등의 기술을 활용하는 것이다.The rise in global average temperature since the mid-20th century is believed to be mainly caused by a rapid increase in atmospheric carbon dioxide (CO 2 ) concentration due to human industrial activities. Methods to reduce CO 2 in the atmosphere can be largely divided into reduction of CO 2 emissions and removal of emitted CO 2. Methods of reducing CO 2 emissions include utilizing technologies such as renewable energy, nuclear energy, and energy efficiency. It is done.
한편, 원심 탈수기를 이용해 탈수함에 있어서, 회전체가 통상 3,000~4,000rpm으로 회전하고, 그 때의 원심 중력장은 지구 중력(G)값의 약 2,000~3,000배에 해당하는 2,000~3,000G를 갖는다. 원심 탈수기에서 G값은 무게의 영향을 받으므로, 원심 탈수기를 구성하는 회전체 및/또는 스크류 컨베이어의 중량을 줄일 경우, 원심 중력장을 줄여 제품에 가해지는 피로도를 줄여 제품의 사용수명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라, 전력소모량을 줄여 CO2 배출을 줄이는데 기여할 수가 있다. 따라서, 원심 탈수기를 구성하는 회전체의 중량을 줄이면서도 강도 및 강성을 유지할 수 있는 기술이 필요한 실정이다. Meanwhile, when dehydrating using a centrifugal dehydrator, the rotating body usually rotates at 3,000 to 4,000 rpm, and the centrifugal gravitational field at that time has 2,000 to 3,000 G, which is about 2,000 to 3,000 times the value of Earth's gravity (G). In a centrifugal dehydrator, the G value is affected by weight, so if you reduce the weight of the rotating body and/or screw conveyor that makes up the centrifugal dehydrator, you can reduce the centrifugal gravity field and reduce fatigue applied to the product, extending the product's service life. In addition, it can contribute to reducing CO 2 emissions by reducing power consumption. Therefore, there is a need for technology that can maintain strength and rigidity while reducing the weight of the rotating body that constitutes the centrifugal dehydrator.
따라서, 이 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 스테인리스강으로 제조된 내측부재의 외측면을 따라 복합재료로 구성된 외측부재를 일체화하되 외측부재의 내부에 팽팽하게 긴장된 형태로 고정 배치되는 다수개의 보강부재를 갖는 구조로 구성함으로써, 전반적인 중량 감소를 통해 전력소모량을 줄여 CO2 배출을 줄이면서도 강도 및 강성을 유지할 수 있는 중량 저감형 원심 탈수기용 원통형 회전체 및 그 제조방법과 이를 구비한 중량 저감형 원심 탈수기를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, this invention was developed to solve the problems of the prior art as described above, and integrates an outer member made of a composite material along the outer surface of an inner member made of stainless steel, but is tightly tensioned inside the outer member. A cylindrical rotor for a weight-reducing centrifugal dehydrator that can maintain strength and rigidity while reducing CO 2 emissions by reducing power consumption through overall weight reduction by composing a structure with a plurality of reinforcing members fixedly arranged in a shape, and manufacturing thereof The purpose is to provide a method and a weight-reducing centrifugal dehydrator equipped with the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명은, 원심력을 이용해 내부로 주입되는 슬러지를 탈수하는 원심 탈수기를 구성하는 것으로서, 내부에 설치되는 스크류 컨베이어와 동일 방향으로 보다 빠르게 회전하여 상기 스크류 컨베이어와의 회전 속도의 차이를 이용해 슬러지를 탈수하는 원심 탈수기용 원통형 회전체에 있어서, 스테인리스강으로 제조된 내측부재와, 상기 내측부재의 양 단부에 상기 내측부재의 테두리를 따라 돌출되는 형태로 연장되는 한 쌍의 고정부재와, 상기 내측부재의 외측면을 따라 일체화되며 복합재료로 구성된 제1 외측부재와, 상기 제1 외측부재의 외측에 둘레방향으로 등간격이면서 길이방향으로 배치되며 양 단부가 상기 한 쌍의 고정부재에 팽팽하게 긴장된 형태로 고정되는 다수개의 보강부재, 및 상기 다수개의 보강부재를 덮는 형태로 상기 제1 외측부재의 외측면을 따라 일체화되며 복합재료로 구성된 제2 외측부재를 포함하며, 상기 제1, 제2 외측부재는 그 내부에 상기 다수개의 보강부재가 배치된 형태로 서로 간에 일체화되는 것을 특징으로 한다. This invention to achieve the above object consists of a centrifugal dehydrator that dehydrates the sludge injected inside using centrifugal force, and rotates more quickly in the same direction as the screw conveyor installed inside, thereby rotating with the screw conveyor. In the cylindrical rotor for a centrifugal dehydrator that dehydrates sludge using a difference in speed, the inner member is made of stainless steel, and a pair of inner members extend at both ends of the inner member in a protruding form along the edge of the inner member. A fixing member, a first outer member integrated along the outer surface of the inner member and made of a composite material, disposed on the outer side of the first outer member in the longitudinal direction at equal intervals in the circumferential direction, and both ends of the pair of It includes a plurality of reinforcing members that are tightly tensioned to a fixing member, and a second outer member made of a composite material and integrated along the outer surface of the first outer member in a form that covers the plurality of reinforcing members, The first and second outer members are characterized in that they are integrated with each other in the form of the plurality of reinforcing members disposed therein.
또한, 이 발명에 따르면, 상기 한 쌍의 고정부재는 상기 다수개의 보강부재의 양 단부를 각각 고정하기 위한 다수개의 구멍을 더 구비하고, 상기 다수개의 보강부재는 양 단부에 상기 한 쌍의 고정부재에 너트로 체결 고정할 수 있는 나사산을 갖도록 구성되어, 상기 보강부재의 양 나사산 부분을 상기 한 쌍의 고정부재의 구멍에 각각 끼우고 너트로 체결하여 상기 한 쌍의 고정부재에 각각 고정하는 것이 바람직하다.In addition, according to this invention, the pair of fixing members further includes a plurality of holes for fixing both ends of the plurality of reinforcing members, respectively, and the plurality of reinforcing members are provided at both ends of the pair of fixing members. It is configured to have threads that can be fastened and fixed with a nut, and it is preferable to insert both threaded portions of the reinforcing member into the holes of the pair of fixing members and fasten them with nuts to respectively secure them to the pair of fixing members. do.
또한, 이 발명에 따르면, 상기 제1, 제2 외측부재는 복합재료 프리프레그를 감아 경화시켜 형성하거나, 다수 가닥의 보강섬유를 감고 상기 보강섬유를 덮는 수지를 경화시켜 형성하는 것이 더 바람직하다.In addition, according to this invention, it is more preferable that the first and second outer members are formed by winding and curing a composite prepreg, or by winding multiple strands of reinforcing fibers and curing a resin covering the reinforcing fibers.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명의 중량 저감형 원심 탈수기용 원통형 회전체의 제조방법은, 양 단부에 상기 고정부재가 각각 고정된 상기 내측부재의 외측면을 따라 상기 제1 외측부재를 구성하는 복합재료를 적층하는 단계와; 상기 다수개의 보강부재의 양 단부를 상기 한 쌍의 고정부재의 구멍에 각각 끼우고 너트로 체결 고정하여 상기 다수개의 보강부재를 팽팽하게 긴장된 형태로 상기 제1 외측부재를 구성하는 복합재료의 외측에 배치하는 단계와; 상기 제2 외측부재를 구성하는 복합재료로 상기 다수개의 보강부재를 덮는 형태로 상기 제1 외측부재를 구성하는 복합재료의 외측면을 따라 적층하는 단계; 및 복합재료가 순차 적층된 상기 내측부재를 진공백으로 감싸 진공을 가한 상태로 오토클레이브에 넣고 일정 시간동안 경화시킨 후 꺼내 상기 진공백을 제거함으로써, 상기 내측부재의 외측면에 순차적으로 상기 제1 외측부재, 상기 다수개의 보강부재 및 상기 제2 외측부재가 적층된 원통형 회전체를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, in order to achieve the above object, the method of manufacturing a cylindrical rotating body for a weight-reducing centrifugal dehydrator of this invention includes forming the first outer member along the outer surface of the inner member to which the fixing members are respectively fixed to both ends. Laminating the composite materials constituting the; Both ends of the plurality of reinforcing members are respectively inserted into the holes of the pair of fixing members and fastened with nuts to secure the plurality of reinforcing members to the outside of the composite material constituting the first outer member in a tautly tensed form. a placing step; Laminating the composite material constituting the second outer member along the outer surface of the composite material constituting the first outer member in a manner to cover the plurality of reinforcing members; And the inner member on which the composite material is sequentially laminated is wrapped with a vacuum bag, placed in an autoclave under vacuum, cured for a certain period of time, then taken out and the vacuum bag is removed, so that the first layer is sequentially applied to the outer surface of the inner member. It characterized by comprising the step of manufacturing a cylindrical rotating body in which an outer member, the plurality of reinforcing members, and the second outer member are stacked.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명의 중량 저감형 원심 탈수기는, 원심력을 이용해 내부로 주입되는 슬러지를 탈수하되, 내부에 설치되는 스크류 컨베이어와 동일 방향으로 보다 빠르게 회전하여 상기 스크류 컨베이어와의 회전 속도의 차이를 이용해 슬러지를 탈수하는 원통형 회전체를 구비하는 것으로서, 상기 원통형 회전체가 상기와 같이 구성된 중량 저감형 원심 탈수기용 원통형 회전체인 것을 특징으로 한다.In addition, the weight-reducing centrifugal dehydrator of this invention for achieving the above object dehydrates the sludge injected inside using centrifugal force, but rotates more quickly in the same direction as the screw conveyor installed inside, so that the screw conveyor and It is provided with a cylindrical rotating body that dehydrates sludge using the difference in rotation speed, and the cylindrical rotating body is a cylindrical rotating body for a weight-reduction centrifugal dehydrator configured as described above.
이 발명은 스테인리스강으로 제조된 내측부재의 외측면을 따라 복합재료로 구성된 외측부재를 일체화하되 외측부재의 내부에 팽팽하게 긴장된 형태로 고정 배치되는 다수개의 보강부재를 갖는 구조로 원통형 회전체를 구성함으로써, 원통형 회전체의 중량 감소를 통해 전력소모량을 줄여 CO2 배출을 줄이면서도 강도 및 강성을 유지할 수 있는 장점이 있다.This invention integrates an outer member made of a composite material along the outer surface of an inner member made of stainless steel, and constitutes a cylindrical rotating body with a structure having a plurality of reinforcing members fixed and arranged in a tightly tensioned form inside the outer member. By doing so, there is an advantage in that power consumption can be reduced by reducing the weight of the cylindrical rotating body, thereby reducing CO 2 emissions while maintaining strength and rigidity.
도 1은 이 발명의 한 실시예에 따른 중량 저감형 원심 탈수기의 구성관계를 도시한 단면 개략도이고,
도 2는 도 1에 도시된 원통형 회전체 및 스크류 컨베이어의 구성관계를 도시한 개략 단면도이고,
도 3은 도 2에 도시된 원통형 회전체의 구성관계를 도시한 개략 사시도이고,
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 원통형 회전체를 선 A-A 및 선 B-B를 따라 각각 절취한 단면도이고,
도 6 및 도 7은 도 3 내지 도 5에 도시된 원통형 회전체의 제조과정을 각각 나타낸 공정도이고,
도 8은 도 2에 도시된 스크류 컨베이어를 구성하는 중심축과 스크류 날개의 구성관계를 도시한 단면도이며,
도 9는 도 8에 도시된 중심축과 스크류 날개의 변형예를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional schematic diagram showing the structural relationship of a weight-reducing centrifugal dehydrator according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing the structural relationship between the cylindrical rotating body and the screw conveyor shown in Figure 1;
Figure 3 is a schematic perspective view showing the structural relationship of the cylindrical rotating body shown in Figure 2;
Figures 4 and 5 are cross-sectional views of the cylindrical rotating body shown in Figure 3 taken along line AA and line BB, respectively;
Figures 6 and 7 are process diagrams showing the manufacturing process of the cylindrical rotating body shown in Figures 3 to 5, respectively;
Figure 8 is a cross-sectional view showing the structural relationship between the central axis and the screw blades constituting the screw conveyor shown in Figure 2;
Figure 9 is a cross-sectional view showing a modified example of the central axis and screw blade shown in Figure 8.
이하, 이 발명에 따른 중량 저감형 원심 탈수기용 원통형 회전체 및 그 제조방법과 이를 구비한 중량 저감형 원심 탈수기의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 이 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이 실시예는 이 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.Hereinafter, a cylindrical rotor for a weight-reduction type centrifugal dehydrator according to this invention, a method of manufacturing the same, and a preferred embodiment of a weight-reduction type centrifugal dehydrator equipped with the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. This invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms, but these embodiments only serve to make the disclosure of this invention complete and to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided for information purposes only.
도 1은 이 발명의 한 실시예에 따른 중량 저감형 원심 탈수기의 구성관계를 도시한 단면 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 원통형 회전체 및 스크류 컨베이어의 구성관계를 도시한 개략 단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 이 발명의 한 실시예에 따른 중량 저감형 원심 탈수기는 원심력을 이용해 내부로 주입되는 슬러지를 탈수하는 것으로서, 중량 저감형 원심 탈수기용 원통형 회전체(100, 이하 "원통형 회전체"라 함), 케이스(200), 스크류 컨베이어(300) 및 슬러지 안내로(400)를 포함하여 구성된다.FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structural relationship of a weight-reducing centrifugal dehydrator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structural relationship between the cylindrical rotating body and the screw conveyor shown in FIG. 1. As shown in Figures 1 and 2, the weight-reducing centrifugal dehydrator according to an embodiment of the present invention uses centrifugal force to dehydrate the sludge injected into the inside, and the cylindrical rotor for the weight-reducing centrifugal dehydrator (100, Hereinafter referred to as “cylindrical rotating body”), a
상기 원통형 회전체(100, 외통)는 케이스(200)의 내부에 수용되는 것으로서, 원통 형태로서 내측 및 외측이 길이방향으로 직선형의 균일 직경을 갖는 제1 원통형 회전체(100a)와, 원통 형태로서 외측이 길이방향으로 직선형 이면서 내측이 직선 형태를 갖다가 일정 지점부터 슬러지가 배출되는 지점까지 그 내경이 점점 작아지는 테이퍼진 형태를 갖는 제2 원통형 회전체(100b)를 갖는다. 이러한 제1, 제2 원통형 회전체(100a, 100b)는 일체형으로 제작 구성하는 것이 바람직하다.The cylindrical rotating body 100 (outer cylinder) is accommodated inside the
상기 제1 원통형 회전체(100a)는 균일한 내경 및 외경의 직경을 가지면서 전후 방향으로 연장하는 부위인데, 그 후단은 케이스(200)에 대해 회전 가능하게 결합되어 있다. 또한, 제1 원통형 회전체(100a)의 뒷면에는 슬러지로부터 분리된 여액이 배출되기 위한 출수공(110)들이 마련되어 있다. 출수공(110)들을 통해 제1 원통형 회전체(100a)의 외부로 배출된 여액은 케이스(200)에 마련된 여액 배출구(210)를 통해 케이스(200)의 외부로 배출된다.The first cylindrical
상기 제2 원통형 회전체(100b)는 제1 원통형 회전체(100a)의 전단으로부터 전방으로 연장하는 부위로서, 도시된 바와 같이 내측이 직선 형태를 갖다가 일정 지점부터 슬러지가 배출되는 지점까지 그 내경이 점점 작아지는 테이퍼진 형태를 갖는다. 이렇게 그 내경이 점점 작아지는 안쪽으로 테이퍼진 형태를 가짐으로써, 슬러지에 안쪽으로 미는 힘을 가지게 할 수 있어 함수율을 원활하게 할 수 있다. 이러한 제2 원통형 회전체(100b)의 전단은 케이스(200)에 대해 회전 가능하게 결합되어 있고, 탈수된 슬러지(슬러지 케이크)가 배출되기 위한 슬러지 배출공(120)들을 갖는다. 슬러지 배출공(120)들을 통해 제2 원통형 회전체(100b)의 외부로 배출된 슬러지 케이크는 케이스(200)에 마련된 슬러지 배출구(220)를 통해 케이스(200)의 외부로 배출된다.The second cylindrical
상기와 같이 구성되는 원통형 회전체(100)의 전단은 회전체용 모터(130)와 연결되어 있어 회전체용 모터(130)가 작동하면 원통형 회전체(100)가 고속으로 회전하게 되는데, 그러면 원통형 회전체(100)의 내부에 위치하는 슬러지에는 강한 원심력이 작용한다. 그리고, 이 원심력으로 인해 상대적으로 밀도가 높은 고형물은 원통형 회전체(100)의 내면에 밀착하게 되고, 상대적으로 밀도가 낮은 여액은 고형물의 내측에서 고형물과는 다른 층을 이루며 고형물과 물리적으로 분리된다.The front end of the cylindrical
상기 스크류 컨베이어(300)는 원통형 회전체(100)의 내면에 밀착한 슬러지를 전방(슬러지 배출공이 위치하는 방향)으로 이동시키기 위해 원통형 회전체(100)의 내부에 설치되는 것으로서, 중심축(320) 및 스크류 날개(310)를 포함하여 구성된다. 중심축(320)의 후단은 원통형 회전체(100)와 회전 가능하게 결합되어 있고, 중심축(320)의 전단 역시 원통형 회전체(100)와 회전 가능하게 결합되어 있다. 스크류 날개(310)는 루트(root)와 팁(tip)을 갖는데, 루트는 중심축(320)에 고정된 내측단이고, 팁은 원통형 회전체(100)의 내면과 약간 떨어져 위치하는 외측단이다.The
이러한 스크류 컨베이어(300)의 후단은 컨베이어용 모터(330)와 연결되어 있어서, 컨베이어용 모터(330)가 작동하면 스크류 컨베이어(300)는 원통형 회전체(100)와 같은 방향으로 고속 회전을 하되, 원통형 회전체(100)보다는 느리게 회전한다. 따라서, 스크류 컨베이어(300)와 원통형 회전체(100) 간에는 회전 속도의 차이가 있고, 이 때문에 원통형 회전체(100)의 내면에 밀착한 고형물은 스크류 날개(310)에 이끌려 전방으로 이동할 수 있다. 이때, 스크류 날개(310)에 의해 이끌리는 고형물과 중심축(320) 간에는 공간이 확보되는데, 이 공간으로 인해 여액은 스크류 날개(310)의 표면을 따라 후방으로 이동하다가 출수공(110)을 통해 제1 원통형 회전체(100a)의 외부로 배출된다.The rear end of the
상기 슬러지 안내로(400)는 중심축(320)의 중앙을 따라 전후 방향으로 연장하도록 중심축(320)의 내부에 마련된다. 중심축(320)의 전단에는 탈수될 슬러지를 공급하는 슬러지 공급관(410)이 중심축(320)의 회전을 허용하도록 결합되어 있는데, 이 슬러지 공급관(410)은 슬러지 안내로(400)의 전단과 연통하고 있다. 또한, 슬러지 안내로(400)의 후단은 제1 원통형 회전체(100a)의 내부와 연통하고 있다. 따라서, 슬러지 공급관(410)으로부터 공급된 슬러지는 슬러지 안내로(400)를 따라 후방으로 이동하다가 제1 원통형 회전체(100a)의 내부로 이동하게 된다.The
이상과 같이 중량 저감형 원심 탈수기에서는 제1 원통형 회전체(100a)의 슬러지가 스크류 날개(310)에 의해 전방으로 이끌려 이동하다가 제2 원통형 회전체(100b)로 진입하게 되는데, 그 이후 슬러지는 점차 작아지는 제2 원통형 회전체(100b)의 직경으로 인해 중심축(320) 쪽으로 모이다가, 슬러지 배출공(120)을 통해 배출된다.As described above, in the weight-reducing centrifugal dehydrator, the sludge of the first cylindrical rotor (100a) is pulled forward by the
도 3은 도 2에 도시된 원통형 회전체의 구성관계를 도시한 개략 사시도이고, 도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 원통형 회전체를 선 A-A 및 선 B-B를 따라 각각 절취한 단면도이다. 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 원통형 회전체(100)는 제1, 제2 원통형 회전체(100a, 100b)를 일체형으로 제작하여 구성한 것이다. 이러한 원통형 회전체(100)는 스테인리스강으로 제조된 내측부재(140)와, 내측부재(140)의 양 단부에 내측부재(140)의 테두리를 따라 돌출되는 형태로 연장되는 한 쌍의 고정부재(150)와, 내측부재(140)의 외측면을 따라 일체화되며 복합재료로 구성된 제1 외측부재(160)와, 제1 외측부재(160)의 외측에 둘레방향으로 등간격이면서 길이방향으로 배치되며 양 단부가 한 쌍의 고정부재(150)에 팽팽하게 긴장된 형태로 고정되는 다수개의 보강부재(170), 및 다수개의 보강부재(170)를 덮는 형태로 제1 외측부재(160)의 외측면을 따라 일체화되며 복합재료로 구성된 제2 외측부재(180)를 포함하여 구성된다. 여기서, 제1, 제2 외측부재(160, 180)는 그 내부에 다수개의 보강부재(170)가 배치된 형태로 서로 간에 일체화된다. 한편, 내측부재(140)와 제1 외측부재(160)를 스테인리스강와 복합재료의 이종재료로 구성함에 따른 서로 간에 접착력을 향상시키기 위해 별도의 접착부재를 내측부재(140)와 제1 외측부재(160)의 사이에 위치시킬 수도 있다.FIG. 3 is a schematic perspective view showing the structural relationship of the cylindrical rotating body shown in FIG. 2, and FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views of the cylindrical rotating body shown in FIG. 3 taken along line A-A and line B-B, respectively. As shown in Figures 3 to 5, the cylindrical
상기 내측부재(140)는 외측이 길이방향으로 직선형의 원통 형태이고, 내측이 직선형의 원통 형태를 갖다가 일정 지점부터 슬러지가 배출되는 지점까지 그 내경이 점점 작아지는 테이퍼진 형태를 갖는다. 이러한 내측부재(140)는 스테인리스강으로 제조되는 것으로서, 이러한 스테인리스강을 이용해 내측부재(140)를 제조함에 있어서는, 스테인리스강을 원심주조 방식으로 제조하되, 내측부재(140)에서 제일 두꺼운 부분보다 더 두꺼운 사이즈로 원심주조한다. 그런 다음, 여분의 두께를 작업자가 수시로 체크하고 조정하는 반자동화 공정을 통해 정밀 가공하여 제조한다. 즉, 내측부재(140)의 외측이 길이방향으로 직선형의 원통 형태를 갖는 상태이면서, 내측부재(140)의 내측이 직선형의 원통 형태를 갖다가 일정 지점부터 슬러지가 배출되는 지점까지 그 내경이 점점 작아지는 테이퍼진 형태를 갖도록 내측의 여분 두께를 정밀 가공하여 제조하면 된다. 이렇게 내측부재(140)의 내측이 직선형의 원통 형태를 갖다가 일정 지점부터 그 내경이 점점 작아지는 안쪽으로 테이퍼진 형태를 가짐으로써, 슬러지에 안쪽으로 미는 힘을 가지게 할 수 있어 함수율을 원활하게 할 수 있다.The
상기 한 쌍의 고정부재(150)는 내측부재(140)의 양 단부에 각각 고정되어, 다수개의 보강부재(170)를 팽팽하게 긴장된 형태로 각자의 보강부재(170)의 양 단부를 각각 고정함과 더불어, 내측부재(140)의 테두리를 따라 돌출되는 형태로 연장되어, 제1, 제2 외측부재(160, 180)가 내측부재(140)의 바깥쪽으로 이탈하지 않도록 하는 걸림턱의 역할도 한다. 이러한 한 쌍의 고정부재(150)는 내측부재(140)의 양 단부의 내경과 동일한 내경과 내측부재(140)의 테두리를 따라 일정 높이로 돌출되는 외경을 갖는 일정 두께의 원판으로 구성할 수 있다. 이러한 한 쌍의 고정부재(150)는 볼트(156) 고정방식, 볼트/너트 체결방식을 비롯한 용접 등의 방식으로 내측부재(140)의 양 단부에 각각 고정하면 된다. 한편, 한 쌍의 고정부재(150)는 다수개의 보강부재(170)의 양 단부를 너트의 체결방식으로 고정하기 위한 다수개의 구멍(152)을 더 갖도록 구성할 수도 있다. 이때, 다수개의 구멍(152)은 균등한 간격으로 형성한다.The pair of fixing
상기 제1 외측부재(160)는 복합재료로 구성되어 내측부재(140)의 외측면을 따라 일체화되는 것으로서, 구체적인 구성관계에 대해서는 후술하겠다.The first
상기 다수개의 보강부재(170)는 제1 외측부재(160)의 외측에 둘레방향으로 등간격이면서 길이방향으로 배치되며 양 단부가 한 쌍의 고정부재(150)에 팽팽하게 긴장된 형태로 고정되는 것으로서, 일정 직경을 갖는 강선으로 구성할 수 있다. 이때, 보강부재(170)의 양 단부는 한 쌍의 고정부재(150)에 너트(154)로 체결 고정할 수 있는 나사산(도시안됨)을 갖도록 구성할 수 있다. 즉, 보강부재(170)의 양 나사산 부분을 한 쌍의 고정부재(150)의 구멍(152)에 각각 끼우고 너트(154)로 조여 체결하여 한 쌍의 고정부재(150)에 고정함으로써, 다수개의 보강부재(170)를 팽팽하게 긴장된 형태로 제1 외측부재(160)의 외측에 배치할 수 있다. 이러한 다수개의 보강부재(170)는 내측부재(140)의 강도 및 강성을 보강하여 내측부재(140)의 두께를 줄여 중량을 줄이는 역할을 한다.The plurality of reinforcing
상기 제2 외측부재(180)는 복합재료로 구성되어 다수개의 보강부재(170)를 덮는 형태로 제1 외측부재(160)의 외측면을 따라 일체화된다.The second
상기 제1, 제2 외측부재(160, 180)는 복합재료로 구성되는 바, 복합재료는 성분이나 형태가 다른 두 종류 이상의 소재가 조합되어 유효한 기능을 갖는 재료를 일컫는다. 복합재료의 구성요소로는 섬유(Fiber), 입자(Particle), 층(Lamina), 매트릭스(Matrix) 등이 있으며, 이러한 요소들로 구성된 복합재료는 일반적으로 층상 복합재료, 입자강화 복합재료, 섬유강화 복합재료(Fiber Reinforced Composite Material, FRC) 등으로 구분할 수 있다. FRC는 섬유강화 플라스틱(Fiber reinforced plastic, FRP)으로 부르고도 있다. The first and second
상기 제1 외측부재(160)는 내측부재(140)의 외측면을 따라 일체화되고, 상기 제2 외측부재(180)는 다수개의 보강부재(170)를 덮는 형태로 제1 외측부재(160)의 외측면을 따라 일체화되는 것으로서, 기본적으로 보강섬유들과 매트릭스로 구성된다. 여기서, 보강섬유로는 유리섬유(Glass fiber), 탄소섬유(Carbon fiber), 아라미드섬유(Aramid fiber), 폴리에스테르섬유(Polyester fiber), 폴리비닐아크릴섬유(Polyvinyl acrylic fiber) 등을 이용할 수 있다. 아라미드섬유는 케블라섬유(Kevlar fiber, 상품명, 미국 듀퐁(Dupont)사)), 스펙트라섬유(Spectra fiber, 상품명, 미국 허니웰(Honeywell)사), 다이나마섬유(Dyneema fiber, 상품명, 네덜란드 디에스엠(DSM)사) 등이 적용될 수 있다. The first
그리고, 매트릭스로는 에폭시수지(Epoxy resin), 폴리에스테르수지(Polyester resin), 비닐에스테르수지(Vinyl ester resin), 폴리우레탄수지(Polyurethane resin) 등을 이용할 수 있다.And, as the matrix, epoxy resin, polyester resin, vinyl ester resin, polyurethane resin, etc. can be used.
도 6 및 도 7은 도 3 내지 도 5에 도시된 원통형 회전체의 제조과정을 각각 나타낸 공정도로서, 원통형 회전체를 동시경화법으로 제조하는 과정을 도시한 공정도이다. 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 이 실시예의 원통형 회전체(100)는 동시경화법에 의해 제조할 수 있다.Figures 6 and 7 are process charts showing the manufacturing process of the cylindrical rotating body shown in Figures 3 to 5, respectively, and are process charts showing the process of manufacturing the cylindrical rotating body by a co-curing method. As shown in FIGS. 6 and 7, the cylindrical
도 6에 도시한 바와 같이, 양 단부에 고정부재(150)가 각각 고정된 내측부재(140)의 외측면을 따라 제1 외측부재(160)를 구성하기 위해 적절한 적층각도(0°, 45°, 90°등등)를 갖는 복합재료 프리프레그(162)를 감아 적층한다. 이때, 내측부재(140)의 외측면에 접착력을 향상시키기 위해 별도의 접착부재를 도포한 상태에서 제1 외측부재(160)를 구성하기 위한 복합재료 프리프레그(162)를 감아 적층할 수도 있다.As shown in FIG. 6, an appropriate stacking angle (0°, 45°) is used to form the first
그런 다음, 양 단부에 나사산을 갖는 강선으로 구성된 다수개의 보강부재(170)의 양 단부를 한 쌍의 고정부재(150)의 구멍(152)에 각각 끼우고 너트(154)로 조여 체결하여 한 쌍의 고정부재(150)에 고정함으로써, 다수개의 보강부재(170)를 팽팽하게 긴장된 형태로 제1 외측부재(160)를 구성하는 복합재료 프리프레그(162)의 외측에 배치 고정한다. 그 후, 제2 외측부재(180)를 구성하기 위해 적절한 적층각도(0°, 45°, 90°등등)를 갖는 복합재료 프리프레그(182)를 다수개의 보강부재(170)를 덮는 형태로 제1 외측부재(160)를 구성하는 복합재료 프리프레그(162)의 외측면에 감아 적층한다.Then, both ends of the plurality of reinforcing
그런 다음, 복합재료 프리프레그(162, 182)가 순차 적층된 내측부재(140)를 진공백(190)으로 감싼다. 이때, 진공백(190)이 복합재료 프리프레그(182)의 외측면에 밀착될 수 있도록 감싼다. 그런 다음, 진공백(190)에 진공을 가하여 진공백(190)에 의해 복합재료 프리프레그가 내측부재(140)의 외측면에 밀착되도록 한다. 이 상태의 내측부재(140)를 오토클레이브에 넣고 일정 시간동안 경화시킨 후 꺼내 진공백(190)을 제거함으로써, 내측부재(140)의 외측면에 순차적으로 제1 외측부재(160), 다수개의 보강부재(170) 및 제2 외측부재(180)가 적층된 이 실시예의 원통형 회전체(100)가 제조된다. 이때, 제1, 제2 외측부재(160, 180)는 그 내부에 다수개의 보강부재(170)가 배치된 형태로 서로 간에 일체화된다.Then, the
다른 방식으로는 도 7에 도시한 바와 같이, 양 단부에 고정부재(150)가 각각 고정된 내측부재(140)의 외측면을 따라 제1 외측부재(160)를 구성하기 위해 상기와 같은 종류의 다수 가닥의 보강섬유(164)를 감는다. 이때, 제작하고자 하는 사양에 맞게 보강섬유(164)를 상기와 같은 내측부재(140)의 외측면을 따라 다양한 방향 및 여러 겹으로 감는다. 그런 다음, 상기와 같은 종류의 수지(166)로 보강섬유(164)가 감긴 내측부재(140)의 외측면을 도포한다. 필요에 따라서는 상기와 같은 보강섬유(164)를 감는 공정과 수지(166)를 도포하는 과정을 반복적으로 여러 번 수행할 수도 있다. 이러한 과정을 통해 제1 외측부재(160)를 구성하기 위한 과정이 완료된다.In another method, as shown in FIG. 7, the same type as above is used to form the first
그런 다음, 양 단부에 나사산을 갖는 강선으로 구성된 다수개의 보강부재(170)의 양 단부를 한 쌍의 고정부재(150)의 구멍(152)에 각각 끼우고 너트(154)로 조여 체결하여 한 쌍의 고정부재(150)에 고정함으로써, 다수개의 보강부재(170)를 팽팽하게 긴장된 형태로 제1 외측부재(160)를 구성하는 수지(166)의 외측에 배치 고정한다. 그 후, 제2 외측부재(180)를 구성하기 위해 제1 외측부재(160)를 구성하는 과정과 동일하되, 보강섬유(184) 및 수지(186)를 다수개의 보강부재(170)를 덮는 형태로 제1 외측부재(160)를 구성하는 수지(166)의 외측면을 따라 감고 도포한다. 필요에 따라서는 상기와 같은 보강섬유(184)를 감는 공정과 수지(186)를 도포하는 과정을 반복적으로 여러 번 수행할 수도 있다. 이러한 과정을 통해 제2 외측부재(180)를 구성하기 위한 과정이 완료된다.Then, both ends of the plurality of reinforcing
그런 다음, 보강섬유(164, 184) 및 수지(166, 186)가 순차적으로 감기고 도포된 내측부재(140)를 진공백(190)으로 감싼다. 이때, 진공백(190)이 수지(186)의 외측면에 밀착될 수 있도록 감싼다. 그런 다음, 진공백(190)에 진공을 가하여 진공백(190)에 의해 수지(166, 186)가 보강섬유(164, 184) 및 다수개의 보강부재(170) 사이사이에 충진되도록 한다. 이 상태의 내측부재(140)를 오토클레이브에 넣고 일정 시간동안 경화시킨 후 꺼내 진공백(190)을 제거함으로써, 내측부재(140)의 외측면에 순차적으로 제1 외측부재(160), 다수개의 보강부재(170) 및 제2 외측부재(180)가 적층된 이 실시예의 원통형 회전체(100)가 제조된다. 이때, 제1, 제2 외측부재(160, 180)는 그 내부에 다수개의 보강부재(170)가 배치된 형태로 서로 간에 일체화된다.Then, the
도 8은 도 2에 도시된 스크류 컨베이어를 구성하는 중심축과 스크류 날개의 구성관계를 도시한 단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 스크류 컨베이어(300)는 중심축(320) 및 스크류 날개(310)를 포함하여 구성하되, 중심축(320)은 중량 감소를 위해 중공형의 스테인리스강으로 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 중심축(320)은 중공형의 내부를 길이방향으로 분할하여 격벽을 형성하는 다수개의 지지부재(322)를 더 포함하여 구성하는 것이 더 바람직하다. 즉, 중량 감소를 위해 중심축(320)을 중공형으로 구성함에 따른 중심축(320)의 강도 및 강성을 보강하기 위해, 다수개의 지지부재(322)를 통해 중공형의 내부를 길이방향으로 분할하는 격벽의 기둥을 형성한 것이다. 이러한 중심축(320)은 일측에 지지부재(322)를 각각 갖는 다수개의 원통을 용접하여 제작하는 것으로서, 이때 슬러지 안내로(400)가 위치하는 부분은 슬러지 안내로(400)가 배치될 수 있는 형태의 지지부재(322)를 갖는 원통을 이용하여 제작하면 된다.FIG. 8 is a cross-sectional view showing the structural relationship between the central axis and screw blades constituting the screw conveyor shown in FIG. 2. As shown in FIG. 8, the
도 9는 도 8에 도시된 중심축과 스크류 날개의 변형예를 도시한 단면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 스크류 컨베이어(300)는 중심축(320) 및 스크류 날개(310)를 포함하여 구성하되, 중심축(320)은 복합재료로 구성된 중공형의 제1 중심축(324)과, 제1 중심축(324)의 외측을 감싸는 형태로 배치되면서 스크류 날개(310)와 일체형으로 구성되는 플라스틱재의 제2 중심축(326)으로 구성하는 것이 바람직하다. 여기서, 제1 중심축(324)은 복합재료를 이용해 원통 및 원통의 일부 변형형태를 제작하는 일반적인 방식으로 제조하여 일체화하면 된다. 그리고, 제2 중심축(326)과 스크류 날개(310)는 폴리우레탄 등의 플라스틱 재료로 주조하여 제조하면 된다. 한편, 스크류 날개(310)는 탈수된 슬러지를 슬러지 배출공(120)으로 배출하기 위해 이송시킴에 있어서 큰 하중과 원통형 회전체(100)의 내측면 간의 마찰 등을 고려해, 스크류 날개(310)의 일부 표면을 강판으로 감싸 보강하거나 별도의 얇은 막으로 코팅해 보강층을 형성하는 것이 바람직하다.Figure 9 is a cross-sectional view showing a modified example of the central axis and screw blade shown in Figure 8. As shown in FIG. 9, the
한편, 이 실시예에 따른 중량 저감형 원심 탈수기를 제조함에 있어서는, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 동시경화법에 의해 제조된 원통형 회전체(100)의 내부에 스크류 컨베이어(300)가 위치하도록 조립하는 과정과, 케이스(200)의 내부에 스크류 컨베이어(300) 및 원통형 회전체(100)를 배치 조립하되, 원심력을 이용해 내부로 주입되는 슬러지를 탈수 가능하게 배치 조립하는 과정을 통해 제조된다. Meanwhile, in manufacturing the weight-reducing centrifugal dehydrator according to this embodiment, the
아래에서는 상기와 같이 구성된 이 실시예의 중량 저감형 원심 탈수기의 작동 과정을 설명한다.Below, the operating process of the weight-reducing centrifugal dehydrator of this embodiment configured as described above will be described.
회전체용 모터(130)와 컨베이어용 모터(330)가 작동하면 원통형 회전체(100) 및 스크류 컨베이어(300)가 같은 방향으로 고속 회전을 하는데, 이때 원통형 회전체(100)가 스크류 컨베이어(300)보다 더 빠르게 회전한다. When the
이 상태에서 슬러지 공급관(410)로부터 슬러지가 공급된다. 공급된 슬러지는 슬러지 안내로(400)를 따라 원통형 회전체(100)의 내부로 이동하여, 원심력에 의해 원통형 회전체(100)의 내면에 밀착하면서 여액과 다른 층을 이루며 분리된다. 여액과 분리된 슬러지는 스크류 날개(310)에 이끌려 전방으로 이동하다가 제2 원통형 회전체(100b) 앞단의 슬러지 배출공(120)으로 배출되고, 여액은 스크류 날개(310)의 표면을 따라 후방으로 흐르다가 출수공(110)으로 배출된다.In this state, sludge is supplied from the
이상과 같이 중량 저감형 원심 탈수기에서는 제1 원통형 회전체(100a)의 슬러지가 스크류 날개(310)에 의해 전방으로 이끌려 이동하다가 제2 원통형 회전체(100b)로 진입하게 되는데, 그 이후 슬러지는 점차 작아지는 제2 원통형 회전체(100b)의 직경으로 인해 중심축(320) 쪽으로 모이다가, 슬러지 배출공(120)을 통해 배출된다.As described above, in the weight-reducing centrifugal dehydrator, the sludge of the first cylindrical rotor (100a) is pulled forward by the
앞서 설명한 실시예에서는 원통형 회전체(100)를 구성하는 내측부재(140)의 내측이 직선형의 원통 형태를 갖다가 일정 지점부터 슬러지가 배출되는 지점까지 그 내경이 점점 작아지는 테이퍼진 형태를 갖도록 구성하였으나, 내측부재(140)의 외측 및 내측이 직선형의 원통 형태를 연속적으로 갖는 원통으로 내측부재(140)를 변형하여 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 내측부재(140)의 내부에 위치하는 스크류 컨베이어(300)를 변형된 내측부재(140)에 적합하게 중심축(320) 및/또는 스크류 날개(310)의 크기 등을 일부 변형하여 구성하면 된다.In the previously described embodiment, the inside of the
이 실시예에 따른 중량 저감형 원심 탈수기용 원통형 회전체(100)는 스테인리스강으로 제조된 내측부재(140)의 외측면을 따라 복합재료로 구성된 제1, 제2 외측부재(160, 180)를 일체화하되 제1, 제2 외측부재(160, 180)의 내부에 팽팽하게 긴장된 형태로 고정 배치되는 다수개의 보강부재(170)를 갖는 구조로 구성함으로써, 전반적인 중량 감소를 통해 전력소모량을 줄여 CO2 배출을 줄이면서도 강도 및 강성을 유지할 수가 있다.The cylindrical
이 실시예에 따른 중량 저감형 원심 탈수기는 원통형 회전체(100)를 상기와 같이 구성하되, 내측부재(140)의 외측이 길이방향으로 직선형의 원통 형태이고, 내측부재(140)의 내측이 직선형의 원통 형태를 갖다가 일정 지점부터 슬러지가 배출되는 지점까지 그 내경이 점점 작아지는 테이퍼진 형태를 갖도록 구성함으로써, 원통형 회전체(100)의 중량 감소를 통해 전력소모량을 줄여 CO2 배출을 줄이면서도 강도 및 강성을 유지할 수가 있다.The weight-reducing centrifugal dehydrator according to this embodiment consists of a cylindrical
또한, 이 실시예에 따른 중량 저감형 원심 탈수기는 스크류 컨베이어(300)의 중심축(320)을 중공형의 스테인리스강으로 구성하되, 중공형의 내부를 길이방향으로 분할하여 격벽을 형성하는 다수개의 지지부재(322)를 통해 보강함으로써, 스크류 컨베이어(300)의 중량 감소를 통해 전력소모량을 줄여 CO2 배출을 줄이면서도 강도 및 강성을 유지할 수가 있다.In addition, the weight-reducing centrifugal dehydrator according to this embodiment consists of a
또한, 이 실시예에 따른 중량 저감형 원심 탈수기는 스크류 컨베이어(300)의 중심축(320)을 복합재료로 구성된 중공형의 제1 중심축(324)과, 제1 중심축(324)의 외측을 감싸는 형태로 배치되면서 스크류 날개(310)와 일체형으로 구성되는 플라스틱재의 제2 중심축(326)으로 구성함으로써, 스크류 컨베이어(300)의 중량 감소를 통해 전력소모량을 줄여 CO2 배출을 줄이면서도 강도 및 강성을 유지할 수가 있다.In addition, the weight-reducing centrifugal dehydrator according to this embodiment has a
이상에서 이 발명의 중량 저감형 원심 탈수기용 원통형 회전체 및 그 제조방법과 이를 구비한 중량 저감형 원심 탈수기에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 이 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이다. 따라서, 이 발명이 상기에 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 이 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로, 그러한 변형예 또는 수정예들 또한 이 발명의 청구범위에 속한다 할 것이다.In the above, the cylindrical rotor for a weight-reduction type centrifugal dehydrator of this invention, the manufacturing method thereof, and the technical details of the weight-reduction type centrifugal dehydrator equipped with the same are described together with the accompanying drawings, but this is an example of the best embodiment of this invention. It has been explained. Therefore, this invention is not limited to the embodiments described above, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention, and such modifications Examples or modifications may also fall within the scope of the claims of this invention.
100 : 원통형 회전체 140 : 내측부재
150 : 고정부재 160 : 제1 외측부재
170 : 보강부재 180 : 제2 외측부재
200 : 케이스 300 : 스크류 컨베이어
400 : 슬러지 안내로 100: cylindrical rotating body 140: inner member
150: fixing member 160: first outer member
170: reinforcing member 180: second outer member
200: Case 300: Screw conveyor
400: Sludge guideway
Claims (5)
스테인리스강으로 제조된 내측부재와,
상기 내측부재의 양 단부에 상기 내측부재의 테두리를 따라 돌출되는 형태로 연장되는 한 쌍의 고정부재와,
상기 내측부재의 외측면을 따라 일체화되며 복합재료로 구성된 제1 외측부재와,
상기 제1 외측부재의 외측에 둘레방향으로 등간격이면서 길이방향으로 배치되며 양 단부가 상기 한 쌍의 고정부재에 팽팽하게 긴장된 형태로 고정되는 다수개의 보강부재, 및
상기 다수개의 보강부재를 덮는 형태로 상기 제1 외측부재의 외측면을 따라 일체화되며 복합재료로 구성된 제2 외측부재를 포함하며,
상기 제1, 제2 외측부재는 그 내부에 상기 다수개의 보강부재가 배치된 형태로 서로 간에 일체화되는 것을 특징으로 하는 중량 저감형 원심 탈수기용 원통형 회전체.It consists of a centrifugal dehydrator that dehydrates sludge injected inside using centrifugal force. It rotates faster in the same direction as the screw conveyor installed inside and dehydrates sludge using the difference in rotation speed with the screw conveyor. In a cylindrical rotating body,
An inner member made of stainless steel,
a pair of fixing members extending at both ends of the inner member in a protruding form along an edge of the inner member;
a first outer member integrated along the outer surface of the inner member and made of a composite material;
A plurality of reinforcing members arranged in the longitudinal direction at equal intervals in the circumferential direction on the outside of the first outer member and both ends of which are tightly secured to the pair of fixing members, and
A second outer member is integrated along the outer surface of the first outer member to cover the plurality of reinforcing members and is made of a composite material,
A cylindrical rotating body for a weight-reducing centrifugal dehydrator, wherein the first and second outer members are integrated with each other in the form of the plurality of reinforcing members disposed therein.
상기 한 쌍의 고정부재는 상기 다수개의 보강부재의 양 단부를 각각 고정하기 위한 다수개의 구멍을 더 구비하고,
상기 다수개의 보강부재는 양 단부에 상기 한 쌍의 고정부재에 너트로 체결 고정할 수 있는 나사산을 갖도록 구성되어, 상기 보강부재의 양 나사산 부분을 상기 한 쌍의 고정부재의 구멍에 각각 끼우고 너트로 체결하여 상기 한 쌍의 고정부재에 각각 고정하는 것을 특징으로 하는 중량 저감형 원심 탈수기용 원통형 회전체.In claim 1,
The pair of fixing members further includes a plurality of holes for fixing both ends of the plurality of reinforcing members, respectively,
The plurality of reinforcing members are configured to have threads at both ends that can be fastened to the pair of fixing members with nuts. Insert both threaded portions of the reinforcing members into the holes of the pair of fixing members and attach the nuts. A cylindrical rotating body for a weight-reducing centrifugal dehydrator, characterized in that it is fastened to each of the pair of fixing members.
상기 제1, 제2 외측부재는 복합재료 프리프레그를 감아 경화시켜 형성하거나, 다수 가닥의 보강섬유를 감고 상기 보강섬유를 덮는 수지를 경화시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 중량 저감형 원심 탈수기용 원통형 회전체.In claim 2,
The first and second outer members are formed by winding and curing a composite prepreg, or by winding a plurality of strands of reinforcing fibers and curing a resin covering the reinforcing fibers. entire.
양 단부에 상기 고정부재가 각각 고정된 상기 내측부재의 외측면을 따라 상기 제1 외측부재를 구성하는 복합재료를 적층하는 단계와;
상기 다수개의 보강부재의 양 단부를 상기 한 쌍의 고정부재의 구멍에 각각 끼우고 너트로 체결 고정하여 상기 다수개의 보강부재를 팽팽하게 긴장된 형태로 상기 제1 외측부재를 구성하는 복합재료의 외측에 배치하는 단계와;
상기 제2 외측부재를 구성하는 복합재료로 상기 다수개의 보강부재를 덮는 형태로 상기 제1 외측부재를 구성하는 복합재료의 외측면을 따라 적층하는 단계; 및
복합재료가 순차 적층된 상기 내측부재를 진공백으로 감싸 진공을 가한 상태로 오토클레이브에 넣고 일정 시간동안 경화시킨 후 꺼내 상기 진공백을 제거함으로써, 상기 내측부재의 외측면에 순차적으로 상기 제1 외측부재, 상기 다수개의 보강부재 및 상기 제2 외측부재가 적층된 원통형 회전체를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 중량 저감형 원심 탈수기용 원통형 회전체의 제조방법.A method for manufacturing a cylindrical rotor for a weight-reducing centrifugal dehydrator according to claim 2 or claim 3, comprising:
Laminating the composite material constituting the first outer member along the outer surface of the inner member to which the fixing members are respectively fixed to both ends;
Both ends of the plurality of reinforcing members are respectively inserted into the holes of the pair of fixing members and fastened with nuts to secure the plurality of reinforcing members to the outside of the composite material constituting the first outer member in a tautly tensed form. a placing step;
Laminating the composite material constituting the second outer member along the outer surface of the composite material constituting the first outer member in a manner to cover the plurality of reinforcing members; and
The inner member on which the composite material is sequentially laminated is wrapped with a vacuum bag, placed in an autoclave under vacuum, cured for a certain period of time, then taken out and the vacuum bag is removed, so that the first outer member is sequentially applied to the outer surface of the inner member. A method of manufacturing a cylindrical rotating body for a weight-reducing centrifugal dehydrator, comprising the step of manufacturing a cylindrical rotating body in which a member, the plurality of reinforcing members, and the second outer member are stacked.
상기 원통형 회전체가 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 중량 저감형 원심 탈수기용 원통형 회전체인 것을 특징으로 하는 중량 저감형 원심 탈수기.A centrifugal dehydrator equipped with a cylindrical rotating body that uses centrifugal force to dehydrate the sludge injected inside, but rotates more quickly in the same direction as the screw conveyor installed inside and dehydrates the sludge using the difference in rotation speed with the screw conveyor. Because,
A weight-saving centrifugal dehydrator, characterized in that the cylindrical rotor is a cylindrical rotor for a weight-saving centrifugal dehydrator according to any one of claims 1 to 3.
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