KR20030004219A - 2단각 원심 분리기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2단각 원심 분리기에 관한 것이다.

이를 보다 상세하게 설명하면 유체 속에 함유된 슬러지나 고형물을 볼(bowl)과 스크롤(scroll)의 고속 회전으로 농축 및 탈수시키는 장치에 관한 것이다.

종래의 원심 분리기는 원심력을 발생시키는 볼과 이 볼의 내부에 장착된 스크롤이 1단각 원뿔형으로 구성되어 있어 원심력에 의한 농축된 고형물의 이송 시 각진 원뿔 부분에서 마모가 자주 발생하며, 이로 인하여 이송 기능을 가진 내측 스크롤에 장착된 스크류의 수명을 단축시키는 등의 폐단이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 안출한 것으로서 이의 발명 요지는 고속 회전으로 슬러지 및 고형물에 원심력을 발생시키는 원심분리기 몸체에 있어, 볼 및 스크롤의 각을 각각 2단으로 형성하여 스크롤의 마모 현상을 개선하고 케이크 배출구에 기계식 스크레파를 장착하여 고착된 케이크를 주기적으로 제거할 수 있도록 한 것으로 이는 상하수도 시설, 정유 공장, 화학 공장, 발전소 등에서 배출되는 슬러지 또는 고형물의 농축, 탈수 및 분리가 용이한 매우 실용적인 장치이다.

Description

2단각 원심 분리기{Decanter with Double Stepped Bowl and Scroll}

본 발명은 2단각 원심 분리기에 관한 것으로서, 이를 보다 상세하게 설명하면 수평 상태에서 고속으로 회전하는 볼(bowl) 내에서 발생하는 높은 원심력에 의해 유체 속에 함유된 슬러지 또는 고형물을 농축하고, 볼 내에서 같은 방향으로 회전수를 달리하여 회전하는 나선식 날개를 가진 스크롤에 의해 농축된 슬러지 또는 고형물을 볼의 경사진 끝단으로 이송하는 과정에서 농축 및 탈수가 가능한 2단각 원심 분리기에 관한 것이다.

종래의 기계식 원심 분리기(농축기)는 원심력을 발생시키는 볼과 볼의 내부에 설치되어 볼 내부에서 원심력에 의해 농축된 고형물을 케이크 배출구로 이송시키는 스크롤이 1단각 원뿔형으로 되어 있어, 스크롤의 회전에 의해 볼 내부에 농축된 고형물을 이송 시 원심력의 차이가 발생하기 시작하는 각이진 원뿔 부분에서 집중적으로 마모가 발생하여 스크롤의 이송 기능을 수행하는 스크류 날개의 수명을 단축시켜 기계식 원심 분리 농축기를 보수 또는 교체를 해야 하는 고비용의 발생과 기계 사용의 중지 등의 문제점을 유발하였다. 또한, 케이크 배출구에 스크레파가 장착되어 있지 않음으로서 케이크 배출구로 배출되는 점도가 높은 고형물의 배출 시는 원심력 효과와 더불어 케이크 배출구를 싸고 있는 덮개 내부에 고형물이 점착되기 시작하여 고형물의 자연스러운 흘러내림이나 배출을 어렵게 만듬으로서 이 부분을 인력으로 청소하기 위해 기계식 원심 분리기의 운전을 수시로 중지해야 하는 문제점을 유발하였다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 안출한 것으로서, 이의 발명 요지는 수평으로 설치된 고속 회전하는 2단각 볼과 볼 내부에 장착된 베어링에 의해 볼 내부에서 회전하는 2단각 스크롤과 스크롤의 내부로 연결된 슬러지 유입관과 볼외부를 싸고 있는 덮개와 케이크 배출구 내부에 설치된 스크레파와 스크레파를 구동시키는 스크레파 구동 장치를 설치하여 기계의 수명을 연장시키고, 가동율을 향상시키는 것이다.

도 1은 본 발명의 단면도

도 2는 도1의 "A"부분(볼) 단면도

도 3은 도1의 "B"부분(스크롤) 단면도

도 4는 도1의 "C"부분(회전 스크래퍼 장치) 사시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1-몸체 2-볼 구동모터 3-차동 구동장치

4-볼(bowl) 5-스크롤(scroll) 5a-스크롤 원통

5b-스크류 날개 5c-스크롤 내부 투입구 6-스크레파 구동장치

6a-구동 스프라켓 6b-구동 체인 7-스크레파

7a-스크레파 날개7b-스크레파 암7c-종동 스프라켓

7d-스크레파 보스8-슬러지 유입관 9-케이크 배출구

10-탈리액 배출구11-덮개 12-유입 슬러지

13-탈리액14-케이크

이를 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

방진 장치가 장착된 후레임 위에 수평으로 설치되어 양단 베어링에 의해 회전 가능하게 설치된 원심 분리기 몸체(1)의 중간부에는 덮개(11)를 가진 볼(4)이 지지 설치되어 있으되, 이 볼(4)은 케이크(유입되는 액체로부터 농축 또는 탈수되어 배출되는 고형물) 배출구(9) 쪽에 장착된 볼 구동 모터(2)의 회전력에 의해 고속 회전하여 원심력을 발생시킨다. 볼(4)은 2단각을 가진 원뿔형으로서 탈리액(유입되는 액체에서 케이크를 분리하고 남은 액체) 배출구(10)가 있는 부분에서는 동일한 직경을 가진 원통으로 되어 있으며, 케이크 배출구(9) 쪽으로 갈수록 직경이 작아지는 2단각 원뿔형상으로 되어 있다.

볼(4)의 원뿔형 끝단에는 차동 구동장치(3)가 장착되어 있으며, 차동 구동장치(3)를 지지하는 외부 베어링 바깥쪽에 있는 V벨트 플리를 통해 볼 구동 모터(2)의 동력을 볼(4)에 전달한다. 원통체 볼(4)의 우측 끝단에는 슬러지 유입관(8)을 설치하여 슬러지가 볼(4)의 스크롤(5) 내부로 유입될 수 있는 길을 형성한다.

스크롤(5)은 볼(4)의 내부에 위치하고 볼(4)의 일단은 차동 구동장치(3)에 고정되고, 다른 일단은 볼(4)의 베어링 지지부에 의해 지지된 상태에서 유압 또는 전기 모터 방식으로 차동 구동장치(3)에 별도로 공급되는 동력에 의해 볼(4)의 회전 속도와는 다른 회전 속도로 볼 내부에서 회전하게 된다.

스크롤(5)의 내부에는 슬러지 유입관(8)을 스크롤 내부 투입구(5c)까지 연결시키는 이송관을 가지고 있으며, 스크롤(5)의 내부 투입구(5c)를 통해 유입된 슬러지(12)를 볼(4) 내부로 투입한다. 스크롤 원통(5a)의 외부에는 볼(4)의 내부 형상에 일치하는 단면을 가진 나선형의 스크류 날개(5b)를 가지고 있으므로 볼(4)의 2단각 원뿔에 상응하는 2단각 원뿔 스크류를 가지고 스크롤(5)의 회전에 의해 나선형 스크류 날개(5b)를 따라 볼(4) 내부에 발생한 원심력에 의해 분리된 고형물(케이크)(14)을 케이크 배출구(9)로 이동하여 배출시킨다. 스크류 날개(5b)는 케이크(14)를 밀어 배출시키는 과정에서 발생하는 과도한 마모에 견디기 위해 내마모성이 높은 재질(초경합금 또는 세라믹)을 부착하거나 융사하여 사용한다.

볼(4)과 스크롤(5)을 구성하는 소재의 재질을 내마모성이 18-8 스텐레스 강 보다우수한 듀플렉스 합금을 사용하여 볼(4)과 스크롤(5)의 고속 회전에 의한 관성력을 줄여 지지 베어링의 부하를 경감시키고 볼(4)과 스크롤(5)의 두께를 줄일 수 있어 결과적으로 소요 동력을 줄일 수 있으며 보다 고속 회전이 가능하게 한다.

볼(4)이 고속 회전을 하면서 볼(4)의 케이크 배출구(9)를 통해 배출되는 케이크(14)는 덮개(11)의 내부에 눌러 붙게 된다. 이때 케이크 배출구(9) 부위의 덮개 내부에 180도 방향으로 각각 1개의 날개(7a)를 가진 회전형 스크레파(7)를 설치하여 눌러 붙은 케이크(14)를 긁어 케이크 배출구(9)를 통해 배출되도록 한다.

덮개(11) 상부 끝단에 후렌지형으로 부착된 스크레파 구동장치(6)의 출력축에 구동 스프라켓(6a)이 설치되어 있고, 스크레파 암(7b) 끝단부에 각각 한 개의 스크레파 날개(7a)를 가진 스크레파 보스(7d)를 볼(4)의 케이크 배출구(9) 쪽 외부에 설치하고, 스크레파 보스(7d) 외부에 종동 스프라켓(7c)이 장착되어 있다. 구동 스프라켓(6a)과 종동 스프라켓(7c) 사이에 구동체인(6b)을 사용하여 스크레파 구동장치(6)의 회전력을 스크레파 암(7b)에 전달한다.

이상과 같이 본 발명은 고속 회전하는 볼(4)과 스크롤(5)에 의해 유입 슬러지의 농축 또는 탈수를 하는 원심 분리기에 있어 볼(4)과 스크롤(5)을 2단각으로 하여 중력이 높은 원통부에서 중력이 낮은 원뿔부로 슬러지 또는 고형물을 이송시킬 때 발생하는 스크롤(5)의 마모를 분산시켜 스크롤(5)의 수명을 연장하고 케이크 배출구(9) 쪽에 회전 스크레파(7)를 설치하여 케이크가 배출구 케이싱에 눌러 붙는 현상을 기계적으로 제거할 수 있도록 하여 케이크 배출구가 폐쇄되는 현상을 제거할수 있도록 하였기 때문에 유지 관리비를 절감하며, 기계의 정지 요인을 제거하여 가동율을 높일 수 있고, 운전의 자동화 효율을 높일 수 있는 등의 효과가 있어 매우 유용한 것이다.

Claims (1)

1. 슬러지 유입관(8), 볼 구동모터(2), 차동 구동장치(3) 및 스크롤(5)을 내장한 볼(4)로 구성된 원심 분리기 몸체(1)에 있어, 상기 볼(4)의 원뿔부를 2단각으로 형성하고, 이 볼(4)의 내부에는 나선형 스크류 날개(5b)를 장착한 스크롤(5)의 원뿔부를 2단으로 형성하고, 몸체(1)의 일측에 형성된 케이크 배출구(9)의 측면에는 기계식 회전형 스크레파(7)를 설치함을 특징으로 하는 2단각 원심 분리기.