KR200396650Y1 - 스크류 로터 블레이드 - Google Patents

Abstract

본 고안은 내마모성이 향상된 스크류 로터 블레이드에 관한 것으로, 스크류 로터 블레이드의 일측에 내마모성이 강한 재질을 물리적 또는 화학적 방법으로 도입하도록 함으로써 스크류 로터 블레이드의 조기 마모로 인해 빚어지는 탈수율의 하락과 성능감소를 미연에 방지하도록 하는 스크류 로터 블레이드를 제공한다.

Description

스크류 로터 블레이드{Screw Rotor Blade}

본 고안은 내마모성이 향상된 스크류 로터 블레이드에 관한 것으로, 스크류 로터 블레이드의 일측에 내마모성이 강한 재질을 물리적 또는 화학적 방법으로 도입하도록 함으로써 스크류 로터 블레이드의 조기 마모로 인해 빚어지는 탈수율의 하락과 성능감소를 미연에 방지하도록 하는 스크류 로터 블레이드를 제공한다.

스크류 프레스는 응집 탱크에서 탈수할 슬러지(Sludge)에 적합한 고분자 응집제를 적당량 첨가하여 응집 반응시킨 후 탈수기의 투입부에 연속적으로 투입, 슬러지가 고액 분리 작용되어 여액은 여과공(Strainer Hole)을 통하여 여과 배출되고 농축된 슬러지는 스크류의 회전에 위하여 서서히 고압부측으로 밀려 들어가면서 가압되어 배출부로 케이크(cake)화 되어 토출되는 장치이다.

여기서, 스크류 로터 블레이드(Screw Rotor Blade)는 전술한 스크류 프레스(Screw Press)에서 탈수율과 성능에 핵심적인 역할을 하는 부품에 해당되며, 상기 스크류 프레스의 성능은 상기 스크류 로터 블레이드에 의해 좌우된다고 볼 수 있다.

그러나, 스크류 로터 블레이드는 오랜기간 사용하게 될 경우, 블레이드가 회전할 때 슬러지와 접촉하는 로터의 외주면이 슬러지와의 마찰에 의해 쉽게 마모되는 경향이 있었다. 특히, 스크류 로터 블레이드의 단면 직경이 더 큰 고압부에서는 여과드럼(Strainer Drum)과 블레이드 사이에 존재하는 슬러지와 블레이드간에 작용하는 압력과 마찰력이 더 크게 작용하므로, 이러한 마모현상은 더욱 심각하다는 문제점이 있었다.

이와 같이 블레이드의 마모현상이 발생하는 경우, 여과드럼의 내면과 블레이드간의 틈이 차차 벌어지면서 탈수율이 저하되고, 탈수되지 않은 슬러지에 의하여 여과드럼이 막히게 되는 문제점이 발생한다.

상기와 같은 마모현상은 스크류 로터 블레이드를 열처리하여 금속의 강도를 향상시킴으로써 극복될 수 있으나, 상기 블레이드를 이루는 재질에 따라 열처리 작업 중 내부식성의 저하현상이 발생되는 경우도 있어 내마모성 향상을 위한 열처리 작업이 용이하지 않은 문제점이 있었다.

아울러, 스크류프레스의 특성상 스크류 로터 블레이드에 문제가 발생될 경우에는 스크류 로터 블레이드를 분해하여 재설치하는 과정에서 많은 비용과 인력이 투입되어야 하며, 따라서 스크류 프레스의 유지보수 및 관리가 매우 어렵다는 문제점도 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안은 스크류 로터 블레이드의 블레이드 외주면에 상기 블레이드와 다른 재질로서 내마모성이 강한 재료를 도입하여 스크류 로터 블레이드의 수명을 연장시키고 성능을 장기간 유지시키도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 고안은 스크류 로터 블레이드의 블레이드 외주면에 열처리 가능하면서도 열처리에 의하여 내부식성이 약화되지 않는 재료를 도입하여 열처리에 의해 내마모성이 향상된 스크류 로터 블레이드를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 고안은 스크류 로터 블레이드의 경도와 내마모성을 향상시킴으로써 이러한 스크류 로터 블레이드를 탑재하는 스크류 프레스의 유지보수 및 관리비를 절감할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 고안은 상기 목적을 달성하기 위하여, 복수의 블레이드를 구비하는 스크류 로터 블레이드에 있어서, 상기 각 블레이드에는 상기 블레이드의 재질과 상이한 금속재질이 더 코팅되는 스크류 로터 블레이드를 제공한다.

바람직하게는 상기 블레이드에 코팅되는 금속재질은 SUS420J2강인 것이 좋다.

또한 바람직하게는 상기 코팅 방법은 육성용접방법인 것이 좋다.

또한 바람직하게는 상기 코팅되는 위치는 블레이드의 외경 원주방향인 것이 좋다.

또한 바람직하게는 상기 코팅되는 금속재질의 두께는 1~7mm인 것이 좋다.

또한 바람직하게는 상기 스크류 로터 블레이드는 코팅된 후, 열처리 연마 가공되도록 하는 것이 좋다.

여기서, 상기 스크류 로터 블레이드는 약 Hrc 52~56의 경도를 갖도록 열처리 하는 것이 좋다.

이하에서, 본 고안을 첨부된 실시례를 참고로하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 스크류 로터 블레이드를 나타내는 도면이며, 도 2는 본 고안에 의한 스크류 로터 블레이드의 고압부를 보다 자세히 나타낸 확대도이다.

도시된 바와 같이, 상기 스크류 로터 블레이드는 양 단부에 구성되어 상기 스크류 로터를 회전시키는 축부(10)와, 상기 축부 사이에 구성되며, 일단부에서 타단부로 갈수록 단면의 직경이 점차 감소되는 아암부(11)와, 상기 아암부의 외주부에 일체로 형성되며, 틸트된 환형상의 블레이드부(12,13,14,15)로 각각 구성되어 있다.

여기서, 도 2의 경우 고압부 블레이드의 확대된 부분(16)을 뿔형상으로 나타내었으나, 실제로 블레이드는 환형상이며, 이는 블레이드를 보는 방향에 따라 보여지는 형상을 그대로 나타낸 것에 불과하다.

상기 스크류 로터 블레이드는 여과드럼내에 장착되어 슬러지의 탈수공정에 핵심적으로 작용하는 바, 위 블레이드와 여과드럼(미도시)간의 간격은 약 0.5mm이내로 유지되어야 하며, 0.5mm이상의 차이가 나면 탈수성능 등이 저하될 수 있고, 따라서 여과공이 슬러지에 의해 막히게 될 우려가 있다.

여기서, 상기 블레이드부는 다종의 금속재질로 형성될 수 있으나, 본 고안에서는 특히 내부식성 재질인 SUS304로 이루어져 있다.

그러나, 상기 재질은 열처리를 하는 경우에는 내마모성은 증가되나 내부식성이 취약해지는 문제점이 있다.

또한 여기서, 상기 아암부는 그 단면의 직경이 큰 부분을 고압부(A), 직경이 중간인 부분을 중압부(B), 직경이 작은 부분을 저압부(C)로 각각 지칭하며, 상기 고압부에서의 블레이드간 간격은 중압부에서의 블레이드간 간격보다 작고, 상기 중압부에서의 블레이드간 간격은 저압부에서의 블레이드간 간격보다 작은 것이 특징이다. 즉, 상기 스크류 로터 블레이드는 저압부에서 고압부로 갈수록 블레이드간 간격이 점차 좁아지는 구조를 이루고 있다. 이는, 고압부에서의 슬러지의 분리 및 탈수성능을 유지 또는 향상시키기 위하여 안출되는 구조이다.

또한, 블레이드의 회전직경은 전체적으로 동일할 수도 있고, 차이가 있을 수도 있다.

상기 고압부 경우, 여과드럼과 아암간의 간격이 조밀하여 슬러지의 양에 따라 블레이드에 미치는 압력과 슬러지에 의한 마찰력이 매우 커질 수 있으며, 따라서 이러한 압력 및 마찰력에 의해 블레이드의 마모정도가 상기 중압부 또는 저압부에서의 경우보다 커지게 된다.

그러므로 본 고안에서는 상기 고압부의 블레이드 외주부, 특히 외경 원주방향에 열처리가 가능하면서도 열처리에 의해 내마모성이 감소하지 않는 멀튼사이트계 스테인리스 강인 SUS420J2강을 육성용접 등의 방법으로 융착시켰다.

여기서, 상기 코팅방법은 육성용접에 의한 융착방법 이외에도 다양하게 구현될 수 있다.

또한 여기서, 융착시키는 SUS420J2강의 두께는 약 1~7mm 정도로 하였고, 측정된 경도값은 Hrc 52~56(로크웰 경도의 C 스케일로 시험한 기록)인 것으로 나타났다. 이는 기존의 스크류 로터보다 내마모성이 약 6~7배 향상된 결과이다.

이상과 같이 본 고안을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 고안을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 고안이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 고안의 진정한 권리범위는 청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.

이상과 같이, 본 고안에 따르면, 스크류 로터 블레이드의 블레이드 외주면에 상기 블레이드와 다른 재질로서 열처리에 의해 내마모성과 경도가 향상되는 재료를 도입하여 스크류 로터 블레이드의 수명을 연장시키고 블레이드의 마모로 인해 야기되는 여과드럼간의 이격현상을 방지함으로써 탈수성능 등 스크류 프레스의 여러가지 성능을 장기간 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 스크류 로터 블레이드의 블레이드 외주면에 열처리 가능하면서도 열처리에 의하여 내부식성이 약화되지 않는 재료를 도입함으로써 내마모성을 향상시키기 위한 열처리 공정을 원활하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 스크류 로터 블레이드의 내마모성을 향상시킴으로써 이러한 스크류 로터 블레이드를 탑재하는 스크류 프레스의 유지보수 및 관리비를 절감하도록 할 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 스크류 로터 블레이드를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 고안에 의한 스크류 로터 블레이드의 고압부를 보다 자세히 나타내는 확대도이다.

Claims (8)

1. 복수의 블레이드를 구비하는 스크류 로터 블레이드에 있어서,

   상기 각 블레이드에는 상기 블레이드의 재질과 상이한 금속재질이 더 코팅되는 것을 특징으로 하는 스크류 로터 블레이드.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 블레이드에 코팅되는 금속재질은 SUS420J2강인 것을 특징으로 하는 스크류 로터 블레이드.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 코팅 방법은 육성용접방법인 것을 특징으로 하는 스크류 로터 블레이드.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 코팅되는 위치는 블레이드의 외경 원주방향인 것을 특징으로 하는 스크류 로터 블레이드.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 블레이드의 금속재질은 SUS304인 것을 특징으로 하는 스크류 로터 블레이드.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 코팅되는 금속재질의 두께는 1~7mm인 것을 특징으로 하는 스크류 로터 블레이드.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 스크류 로터 블레이드는 코팅된 후, 열처리 연마 가공된 것을 특징으로 하는 스크류 로터 블레이드.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 스크류 로터 블레이드는 약 Hrc 52~56의 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 스크류 로터 블레이드.