KR200232306Y1 - 열매체 오일 가열방식에 의한 오물 탈수 여과 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 도시하수, 산업폐수, 분뇨처리장 등의 처리장에서 배출되는 슬러지나, 농수산물 쓰레기를 열매체 오일 가열방식에 의하여 슬러지를 응고 탈수 여과처리하는 오물 탈수 여과장치에 관한 것으로서, 쐐기형 여과망(wedge wire)으로 형성된 여과원통과 이송스크류에 의한 압착 및 탈수의 슬러지 배출 및 여과수 배출의 고액 분리 공정을 효과적으로 수행하기 위하여 열매체 오일을 가열하여 슬러지의중의 단밸직을 응고시켜 슬러지의 함수율을 낮추고 모터 부하에 따라 슬러지 배출을 제어하므로서 간단하고 단일한 구조로 일관되게 처리하게 하여 다량의 슬러지를 함수율을 최적화하므로서 여과효율을 극대화시키고 최적함수율과 슬러지의 감량화를 이루는 열매체 오일 가열방식에 의한 오물 탈수 여과 장치에 관한것이다.

본 고안은 외통체의 내부에 여과원통을 착설하고 이송 스크류를 장설하여 이송스크류와 여과원통 사이를 스크류가 저속으로 회전 이동하면서 오물을 탈수 여과처리하는 오물 탈수 여과장치에 있어서, 열매체 오일에 의한 전기가열방식을 선택하여 슬러지 성상에 따라 온도를 자동조절하고 슬러지 내에 함유되어 있는 단백질을 응고시켜 슬러지 케이크 함수율 50%이하로 탈수시킬 수 있으며 슬러지 케이크 배출구의 모터 부하에 따라 함수율과 부하율을 댐퍼가 조절하여주므로서 여과효율이 우수하고 저함수율의 슬러지 처리로 슬러지의 감량화를 이룰 수 있는 매우 실용적인 고안이다.

Description

열매체 오일 가열방식에 의한 오물 탈수 여과 장치 {oil heating type screw press}

본 고안은 펄프, 피혁 염색공장, 식품가공공장 등의 각종 생산공장, 도시하수, 산업폐수, 분뇨처리장 등의 처리장에서 배출되는 슬러지나, 농수산물 쓰레기를 열매체 오일 가열방식에 의하여 슬러지를 응고 탈수 여과처리하는 오물 탈수 여과장치에 관한 것으로서, 더욱 자세히는 오폐수의 전처리 공정에서 스크린되고 고분자 응집제(polymer)에 의하여 응집되어 1차 처리된 농축 슬러지를 고액 분리하여 탈수처리 하는 장치에 있어서 이송 스크류에 의한 압축 이동 탈수공정, 쐐기형 여과망(wedge wire)으로 형성된 여과원통을 이용한 여과공정, 슬러지 배출 및 여과수 배출의 고액 분리 공정을 효과적으로 수행하기 위하여 열매체 오일을 가열하여 슬러지의중의 단밸직을 응고시켜 슬러지의 함수율을 낮추고 모터 부하에 따라 슬러지 배출을 제어하므로서 간단하고 단일한 구조로 일관되게 처리하게 하여 다량의 슬러지를 함수율을 최적화시켜 필터링하고 시설비가 저렴하며 인건비가 절감되고 유지관리비, 연료비가 저렴한 경제적이고 탈수 여과 처리효율이 높은 오물 탈수 여과 장치에 관한 것이다.

종래에도 각종 공장이나 폐수처리장 등의 산업장에서 발생되는 오물을 처리하기 위한 장치로서 배출되는 오물을 스크류에 의하여 압축 이동시키면서 타공형여과망으로 된 여과원통으로 고액을 분리하고 여과공에 끼어 있는 찌꺼기를 세척하여 고형분과 수분을 분리하여 슬러지를 탈수 여과처리함에 있어서 스크류 동체 내부에 증기를 공급시켜 가열하여 투입된 오물중의 단백질을 응고시키고 여과공으로 슬러지가 빠져나가는 것을 방지하여 오물을 탈수하는 장치가 있으나, 이는 타공형의 여과망이 여과원통의 외주에 형성되어 그 구조상 미세한 크기의 슬러지를 걸러내기가 어렵고 증기 가열식으로서 열처리 과정에서 별도의 증기 배관이 필요하며 슬러지 성상에 따른 온도의 자동 조절이 어려우며 또한 배출부로 밀려오는 슬러지의 양을 처리함에 있어서 슬러지 케이크의 함수율과 유입농도에 따른 슬러지 배출양을 자동으로 조절하지 못하고 수동으로 조절하여야 하는 문제점이 있었다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 여과원통과 이송 스크류가 형성된 오물 탈수장치에 있어서, 고형분과 수분의 분리를 촉진시키기 위하여 별도의 증기배관이 필요 없이 전기히터로 스크류 동체 내부에 열매체 오일에 의한 전기가열방식을 적용하므로서 슬러지 성상에 따라 온도를 자동으로 조절하고 이송스크류와 여과원통 사이로 압밀 이동되는 슬러지를 가열하므로서 단백질이 응고되어 고형분과 수분의 분리를 촉진시켜주어서 슬러지 케이크 함수율을 적절하게 조절하고 슬러지 케이크 배출부에서의 모터 부하에 따라 슬러지 배출량을 조정하므로서 슬러지 케이크 함수율을 낮추고 슬러지 배출량을 극소화시켜 고액분리효율이 극대화된 열매체 오일 가열방식에 의한 오물 탈수 여과 장치를 제공하는데목적이 있다.

도 1은 본 고안의 전체 구성을 나타낸 사시도

도 2는 본 고안의 내부 구성을 나타낸 종단면도

도 3은 본 고안의 작동상태를 나타낸 단면도로서

3A는 에어실린더의 댐퍼가 슬러지 케이크 배출구를 차단한 상태도

3B 에어실린더의 댐퍼가 슬러지 케이크 배출구를 개빙한 상태도

도 4는 본 고안의 전체 구성을 나타낸 평면도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10:외통체 11:슬러지 주입부

12:고액분리 배출부 14:프레임

20:여과원통 30:관형 회전축

31:이송 스크류 33:전기히터

40:에어 실린더 41:댐퍼

50:구동 모터 51:구동축

53:연결 체인

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성을 첨부 도면에 의하여 설명하면 다음과 같으며 고안의 요지를 불필요하게 흐릴수 있는 공지의 구성 요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

외통체의 내부에 다수의 통공이 형성된 여과원통을 착설하고 내부에 이송 스크류를 장설하여 오물을 탈수 여과처리하는 오물 탈수 여과장치에 있어서,

프레임(14)위에 양단부에 슬러지 투입구(11a)가 형성된 슬러지 주입부(11)와 여액 배출구(12a)와 탈수 케이크 배출구(12b)가 형성된 슬러지 배출부(12)가 구비된 외통체(10)를 재치시키고, 그 내부로는 단면이 쐐기형인 와이어(wedge wire)가 다수개 등간격으로 외주에 배열되어 여과공이 형성된 여과원통(23)을 장착하고, 상기 여과원통(23) 내측으로는 외주에 이송 스크류(31)가 형성되고 슬러지 주입부(11)측의 내경이 작고 고액 분리 배출부(12)측의 내경이 커서 테이퍼(taper)진 관형 회전축(30)이 삽설되고, 상기 관형 회전축(30)의 내통(32)으로는 열매체로서 오일을 저장하는 열매체 공급관(34)과 전기히터(33)가 착설되며, 후방으로는 슬러지 케이크 배출구(12b)의 모터(50)의 부하변동을 감지하여 슬러지배출을 자동으로 조절하는 에어실린더(40)와 댐퍼(41)가 부착되고 구동부재로서 구동모터(50), 구동축(51), 종동축(52), 연결 체인(53), 체인기어(54)(55)가 연결되는 구성이다.

외통체(10) 내부에 장입된 여과 원통(23)은 테이퍼진 이송 스크류(31)의 회전에 의해 압축 이동되어 가압 탈수된 오물을 탈수 여과시키는 것으로서, 다수개의 단면이 마름모꼴인 쐐기형 와이어(wedge wire)가 등간격으로 배열되어 여과원통(23)을 구성한 것으로서 종래의 타공형 여과망에 비하여 약 2배 이상의 개공률이 나오므로서 여과면적이 큰 효과가 있다.

상기한 본 고안의 여과원통(23)은 반복적으로 가해지는 유체의 변동에 따른하중에 충분히 견딜수 있도록 단면이 마름모꼴로 전방에서 후방으로 갈수록 폭이 확대되게 기하학적으로 설계하므로서 종래의 타공망이나 일직선 형태의 와이어에 비하여 견고하고 내구성이 높음은 물론 여과표면적과 공극률이 우수하므로서 여과효율이 높으며 이송 스크류(31)의 회전에 의한 원심력으로 슬러지의 대부분은 걸러지고 여과수만이 미세한 간극을 통하여 배출되며 본 고안의 여과원통(23)의 재질은 내부식성이 강하고 성형성이 좋은 스테인레스강 재질로 하는 것이 바람직하다. .

이송 스크류(31)는 슬러지를 기계적으로 압착 이동시켜 주는 장치로서 슬러지를 탈수 여과시켜 압착된 슬러지 케이크를 고액분리 배출부(12)의 슬러지 케이크배출구(12b)쪽으로 이동시키는데 슬러지 주입부(11)측의 전방에서 고액분리 배출부(12)측으로 관형 회전축(30)이 회전됨과 동시에 이송 스크류(31)가 슬러지를압착시킴에 따라 테이퍼진 관형 회전축(30)과 여과원통(23)사이의 간격이 점차로 좁혀져서 고하중이 가해지는 고압부가 형성되며 압착되어서 밀려 오는 슬러지의량을 슬러지 유입농도에 따라 처리량을 에어실린더(40)의 제어로 댐퍼(41)를 작동시켜 적절하게 조정한다.

공기압으로 구동하는 에어 실린더(40)는 이송 스크류(31)에 의하여 밀려 배출되는 슬러지 케이크의 양(고형총량) 변동에 따른 즉, 이송스크류(31) 날개의 압착력과 테이퍼진 관형 회전축(30)에서 발생되는 압축력(압축비)에 의한 모터의 부하(50)를 감지하여 일정 압력의 조건에서 왕복하여 슬러지 케이크 배출구(12)를 자동으로 개폐시키는 댐퍼(41)를 스토퍼로 사용하는 것으로서 적절하게 함수율과 배출량을 자동으로 조절할 수 있음으로서 종래의 스프링으로 탄지된 수동식 압력조절변 장치가 부하가 많이 걸리고 급격한 부하시 통제의 어려움과 고압력으로 인한 기계의 고장, 오작동 등의 문제점을 개선한 것이다.

관형 회전축(30)의 내통(32)으로는 전기히터(33)가 삽설되어 열매체 공급관(34)의 열매체오일을 가열하게 되는데 슬러지 성상에 따라 온도가 자동으로 조절되고, 가열하게 되면 슬러지내에 함유되어 있는 단백질이 응고되어 고형분과 수분의 분리를 촉진시켜 주므로서 슬러지 케이크 함수율 50%이하로 탈수시킬 수 있으며 본 고안의 열매체오일에 의한 전기 가열방식은 종래의 증기가열식 건조공정에 비하여 별도의 증기배관이 필요치 아니 하므로 구조가 간단해진다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 구동 모터(50)를 가동하면 연결 체인 (53)에 의하여 접속된 종동축(52)과 구동축(51)에 의하여 체인기어(53)(54)가 회전되면서 테이퍼진 관형 회전축(30)의 외주에 형성된 이송 스크류(31)가 저속으로 회전함에 따라 외통체(10)의 전방에 형성된 슬러지 주입부(11)의 호퍼형 슬러지 주입구(11a)에 응집제가 함유된 오물(슬러지)을 공급하면 슬러지가 이송 스크류(31)에 의하여 후방으로 서서히 이동하면서 응집되며 전방의 내경이 작고 후방의 내경이 크게 테이퍼진 관형 회전축(30)의 내통(32)에 삽설된 전기 히터(33)를 통하여 열매체 공급관(34)의 열매체(오일)를 가열하게 되면 오물내에 함유되어 있는 단백질의 응고가 촉진되고 기타 불순물과 같이 급속도로 응결되면서 고형분과 수분의 분리가 촉진되어 보다 향상된 여과효과를 구현할 수 있는데 이때 여과원통(23)의 단면이 마름모꼴의 쐐기형 여과망(wedge wire)으로 형성된 여과 원통(23)에서 이송 스크류(31)의 회전에 의한 원심력으로 비산되는 슬러지의 대부분은 여과원통(23)에서 걸러지고 여과수만이 미세한 간극을 통하여 오물이 거의 함유되지 않은 채로 프레임(14) 저부의 여액 배출구(13)로 낙하 배수되며 슬러지 고액분리 배출부(12)로 이송스크류(31)에 의하여 압착 탈수된 여액을 이송 스크류(31)의 회전력으로 밀어내면 사이펀 현상에 의하여 여액이 흡인되어 여액배출구(12a)로 배출되며 또한 이송 스크류(31)에 의하여압착 이송된 슬러지는 슬러지 케이크 배출구(12b)로 배출되는데 슬러지량을 조절하는 댐퍼(41)의 동력원으로서 모터의 부하를 감지하여 일정조건이 되면 에어 실린더(40)의 제어에 의하여 댐퍼(41)가 왕복 작동되어 슬러지 케이크 배출구(12b)를 개폐시켜 슬러지의 배출량을 조절하므로서 유입농도에 따른 슬러지처리량의 조정이 가능하여 함수율이 극히 적은 탈수 케이크(찌꺼기)만을 배출하게 된다.

이상에서 설명한 본 고안은, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 고안은 전술한 바와 같이 외통체의 내부에 여과원통을 착설하고 이송 스크류를 장설하여 이송스크류와 여과원통 사이를 스크류가 저속으로 회전 이동하면서 오물을 탈수 여과처리하는 오물 탈수 여과장치에 있어서, 열매체 오일에 의한 전기가열방식을 선택하여 슬러지 성상에 따라 온도를 자동조절하고 슬러지 내에 함유되어 있는 단백질을 응고시켜 슬러지 케이크 함수율 50%이하로 탈수시킬 수 있으며 슬러지 케이크 배출구의 모터 부하에 따라 함수율과 부하율을 댐퍼가 조절하여주므로서 여과효율이 우수하고 저함수율의 슬러지 처리로 슬러지의 감량화를 이룰 수 있는 매우 실용적인 고안이다.

Claims (1)

1. 프레임(14)위에 양단부에 슬러지 투입구(11a)가 형성된 슬러지 주입부(11)와 여액 배출구(12a)와 탈수 케이크 배출구(12b)가 형성된 슬러지 배출부(12)가 구비된 외통체의 내부에 다수의 통공이 형성된 여과원통(23)을 착설하고 여과원통(23) 내측으로는 외주에 이송 스크류(31)가 형성되고 슬러지 주입부(11)측의 내경이 작고 고액 분리 배출부(12)측의 내경이 커서 테이퍼(taper)진 관형 회전축(30)이 삽설되어오물을 탈수 여과처리하는 오물 탈수 여과장치에 있어서, 상기 관형 회전축(30)의 내통(32)으로는 열매체로서 오일을 저장하는 열매체 공급관(34)과 전기히터(33)가 착설되며, 후방으로는 슬러지 케이크 배출구(12b)의 모터(50)의 부하변동을 감지하여 슬러지배출을 자동으로 조절하는 에어실린더(40)와 댐퍼(41)가 부착됨을 특징으로 하는 열매체 오일 가열방식에 의한 오물 탈수 여과 장치