KR200435481Y1 - 토크 센서를 이용한 슬러지 수집 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 토크 센서를 이용한 슬러지 수집 제어 장치로서, 슬러지를 침전시켜 농축 분리 배출하는 정화 슬러지 수집조 장치에 있어서, 슬러지를 침전시키기 위한 슬러지 수집조(7)와; 슬러지 수집조(7)의 바닥(8)에서 바닥(8)에 침전된 슬러지를 긁어 이동시킬 수 있는 대차 스크래퍼(6)와; 상기 대차 스크래퍼(6)를 구동하도록 연결된 구동모터(1)와; 상기 구동모터(1)에 걸리는 토크를 실시간 검출하여 출력하는 토크센서(13); 및 상기 토크센서(13)로부터의 출력을 수신하여 구동모터에 걸리는 토크에 대응하여 미리 결정된 슬러지의 양과 함수율을 결정하고, 상기 대차 스크래퍼(6)가 상기 슬러지 수집조 바닥(8)을 따라 이동하면서 수집한 슬러지의 양을 결정하며, 상기 대차 스크래퍼(6)의 왕복 운동에 따라 수집된 슬러지의 누적된 양을 계산하고, 계산된 누적 슬러지의 양이 미리 결정된 양에 도달할 때를 누적 슬러지의 배출 시기로서 결정하도록 구성된 제어부를 포함한다. 이에 따라, 자동으로 슬러지 수집조 바닥에 침전된 슬러지의 양과 함수율을 결정할 수 있고, 또한 미리 결정된 슬러지 양이 수집된 때를 슬러지 배출 시기로서 자동 결정할 수 있게 됨으로써, 슬러지 및/또는 오니의 균일한 수집 배출이 이루어질 수 있게 하는 등의 효과를 가진다.

슬러지, 배출, 슬러지 수집조, 정화조

Description

토크 센서를 이용한 슬러지 수집 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING SLUDGE COLLECTING WITH A TORQUE SENSOR}

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 제어 장치가 적용될 수 있는 슬러지 수집조의 전체적인 구성을 보여주는 개략도.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 제어 장치의 구동모터 부분의 구성을 보여주는 개략도.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 제어 장치의 토크 센서 구성을 보여주는 개략도.

<도면의 주요 부호의 설명>

1 : 구동모터 2 : 와이어드럼

3 : 제어부 4 : 와이어

5 : 대차이동 가이드 6 : 대차 스크래퍼

7 : 슬러지 수집조 8 : 슬러지 수집조 바닥

9 : 슬러지 축적부

본 고안은 하수나 폐수 등을 처리하기 위한 정수장 시스템에서 슬러지를 농축 수집하여 배출하는 장치의 제어에 관한 것으로서, 더 상세하게는 슬러지 수집조의 바닥에 쌓인 슬러지의 함수율에 따라 슬러지를 수집하는 스크래퍼 대차를 이동시키는 구동모터에 걸리는 부하가 변화하는 것을 감지하여 슬러지의 양을 자동으로 측정하고 그 배출시기를 자동으로 제어할 수 있게 구성한 토크 센서를 이용한 슬러지 수집 제어 장치에 관한 것이다.

폐수나 강물 등의 미정화수를 정화하기 위한 정수장 시스템은 해당 기술분야에서 잘 알려져 있다. 일반적으로 정수장 시스템에 있어서 미정화수 내에 포함되어 있는 슬러지를 농축 처리하는 과정이 가장 중요하다. 미정화수 처리에 있어서, 일차적으로 물리적인 여과과정을 거쳐 부유물 등을 제거하고, 이차적으로 화학 처리에 의하여 오염원 물질을 침전시킨 후, 침전된 슬러지를 수집하여 배출시키는 과정 즉 슬러지 농축 과정을 거치는 것이 통상적이다.

종래 슬러지를 농축시키고 배출하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같은 슬러지 수집조 장치가 알려져 있다. 대체로 직육면체의 슬러지 수집조(7)에 미정화수가 채워지면 여기에 적당한 화학물질이 처리되고 슬러지가 슬러지 수집조 바닥(8)에 쌓이게 된다. 그러면, 구동모터(1)의 구동에 의하여 와이어 드럼(2)이 회전하며, 와이어 드럼(2)에서 감기거나 풀리는 와이어(4)에 의하여 슬러지 수집조 바닥(8)에 설치된 대차 스크래퍼(6)가 와이어 가이드(5)를 따라 이동하면서 슬러지를 긁어내게 된다. 이렇게 대차 스크래퍼(6)에 의해 슬러지는 슬러지 수집조 바닥(8)의 한쪽에 설치된 슬러지 축적부(9)에 쌓여 수집된다. 이후 슬러지 축적부(9)에 쌓인 슬러지는 슬러지 축적부(9)에 설치된 배출구의 개방에 의해 배출될 수 있다.

슬러지의 부피와 무게는 주로 슬러지 함수율에 따라 크게 좌우된다. 함수율이 99%인 슬러지를 90%까지 농축시키면 전체 슬러지 부피는 약 1/10 으로 감소한다. 슬러지를 취급하는데 있어서 물리적 또는 외관적으로 안정한 상태는 적어도 함수율이 80% 이하가 되어야 한다는 것이 알려져 있다. 슬러지 수집조 바닥(8)에 침전된 슬러지는 적절히 제거되어야 하는데, 그렇지 않고 침전된 슬러지의 양이 너무 많거나 또는 너무 굳어버린 경우 이들 때문에 대차 스크래퍼(6)가 궤도를 이탈하는 등의 설비 고장이 발생할 수 있다. 또한 상기의 경우 대차 스크래퍼(6)에 걸리는 부하가 너무 커져서 결국 구동모터(1)에 걸리는 부하가 커지게 되고, 이는 구동모터 부분의 부품 파손이라는 문제가 발생되게 할 수 있다. 따라서, 슬러지 수집조 시스템의 제어에 있어서, 슬러지 수집조 바닥(8)에 침전된 슬러지의 퇴적량과 상태를 항상 정확히 파악하는 것이 중요하다.

종래에는 슬러지의 양을 수동적으로 체크하는 것이 일반적이었는데, 작업자가 주기적으로 현장에 나와 체크하는 것이 번거롭고, 정수장의 물이 얼게 되는 겨울철에는 불가능하다는 등의 여러 문제점이 있었다.

또한 종래에는 슬러지 수집조 바닥의 슬러지의 양과 함수율에 상관없이 작업자가 정기적으로 슬러지를 단순 배출하였다. 이에 따라, 슬러지의 양이 적게 배출될 수도 있고 너무 많은 슬러지가 배출되지 않고 계속 누적될 수 있기 때문에, 슬러지 배출의 효율적 관리가 이루어지지 않는다는 문제가 있었다.

따라서 침전된 슬러지의 양을 자동으로 체크할 수 있고, 침전된 슬러지의 양에 따라 구동모터의 출력을 자동 제어할 수 있으며, 침전된 슬러지가 호퍼 수집조에 수집된 슬러지 양을 자동 체크함으로써 수집된 슬러지의 적정한 양에 도달하였을 때와 같은 슬러지 배출 시기를 자동 결정할 수 있게 하는 장치가 제공된다면, 인력과 비용이 절감될 수 있고 더 나아가 보다 효율적인 정수장 시스템 관리를 위해 유리할 것이다.

본 고안은 종래 정수장 시스템의 슬러지 수집조에서 슬러지 양의 측정과 배출에 있어서의 비효율성을 제거하여, 보다 효율적으로 슬러지를 배출시킴으로써 슬러지 제거효율 향상 및 유지관리를 원활하게 할 수 있게 구성한, 토크 센서를 이용한 슬러지 수집 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안은 슬러지 수집조 바닥에 침전된 슬러지의 양과 함수율에 따라 변하는 구동모터의 토크센서가 감지하는 토크값에 따라, 구동모터의 운전을 제어하며, 수중 대차 스크래퍼에 의해 수집된 슬러지 양을 결정하고, 이렇게 결정된 수집된 슬러지 양의 누적된 값이 미리 결정된 값에 도달한 때를 슬러지 배출 시기로서 결정함으로써, 슬러지 및/또는 오니의 균일한 수집 배출이 이루어질 수 있게 구성한, 토크 센서를 이용한 슬러지 수집 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적은 본 고안에 따라 제공되는 장치에 의하여 성취된다. 본 고안은 토크 센서를 이용한 슬러지 수집 제어 장치로서, 미정화수를 처리하여 슬러지를 침전시켜 농축 분리 배출하는 정화 슬러지 수집조 장치에 있어서, 미정화수를 처리하여 슬러지를 침전시키기 위한 슬러지 수집조와; 슬러지 수집조의 바닥에서 이동가능하게 설치되어 바닥에 침전된 슬러지를 긁어 이동시킬 수 있는 대차 스크래퍼와; 상기 슬러지 수집조 외측에서 상기 대차 스크래퍼를 구동하도록 와이어를 개재하여 연결된 구동모터와; 상기 구동모터에 연결 설치되어 상기 구동모터에 걸리는 토크를 실시간 검출하여 출력하는 토크센서; 및 상기 토크센서로부터의 출력을 수신하여 구동모터에 걸리는 토크에 대응하여 미리 결정된 슬러지의 양과 함수율을 결정하고, 상기 대차 스크래퍼가 상기 슬러지 수집조 바닥을 따라 이동하면서 수집한 슬러지의 양을 결정하며, 상기 대차 스크래퍼의 왕복 운동에 따라 수집된 슬러지의 누적된 양을 계산하고, 계산된 누적 슬러지의 양이 미리 결정된 양에 도달할 때를 누적 슬러지의 배출 시기로서 결정하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 토크 센서는 상기 구동모터의 출력단에 연결된 감속기에 커플링을 개재하여 일측이 연결되고, 타측은 베어링지지대에 의하여 회전가능하게 지지될 수 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 토크 센서로부터의 출력 값이 미리 결정된 값을 초과하는 경우, 상기 제어부는 상기 구동모터의 운전을 중지하도록 제어할 수 있다.

또한 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 토크 센서로부터의 출력 값에 따른 제어 상태를 표시하기 위한 디스플레이 장치, 또는 관리자에게 경고하기 위한 알람 장치에 연결될 수 있다.

이하에서는 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 예시적으로 설명한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 제어 장치가 적용될 수 있는 슬러지 슬러지 수집조의 전체적인 구성을 보여주는 개략도이고, 도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 제어 장치의 구동모터 부분의 구성을 보여주는 개략도이며, 도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 제어 장치의 토크 센서 구성을 보여주는 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안의 장치는 미정화수를 처리하여 슬러지를 침전시켜 농축 분리 배출하는 정화 슬러지 수집조 장치에 적용가능하다. 본 장치는, 미정화수를 처리하여 슬러지를 침전시키기 위한 슬러지 수집조(7)와; 슬러지 수집조(7)의 바닥(8)에서 이동가능하게 설치되어 바닥(8)에 침전된 슬러지를 긁어 이동시킬 수 있는 대차 스크래퍼(6)와; 상기 슬러지 수집조(7) 외측에서 상기 대차 스크래퍼(6)를 구동하도록 와이어(4)를 개재하여 연결된 구동모터(1)를 포함한다. 슬러지 수집조(7)는 대체로 직육면체의 형태를 하며 강물이나 폐수가 일차 부유물 제거 등의 처리를 마친 후 채워져 화학물질로 처리됨으로써 슬러지 또는 오니(이하 "슬러지"라고 통일함)가 바닥으로 침전할 수 있게 하는 구조를 가진다. 대차 스크래퍼(6)는 이렇게 침전된 슬러지를 긁거나 밀어서 슬러지 수집조 바닥의 한쪽에 움푹 들어간 호퍼 형태의 슬러지 축적부(9)로 모으는 역할을 한다. 수중 대차 스크래퍼(6)는 슬러지 수집조 바닥 근처에 설치된 와이어 가이드(5)를 따라 이동하게 되는데, 이를 위하여 와이어(4)에 의해 구동모터(1)에 연결된다. 와이어(4)는 와이어드럼(2)의 회전에 따라 감기거나 풀리게 되고, 구동모터(1)는 이 와이어드럼(2)을 회전시킨다.

특히 본 고안은 슬러지 수집조 바닥에 침전된 슬러지의 양과 함수율에 따라 대차 스크래퍼(6)에 걸리는 부하가 변동하며, 대차 스크래퍼(6)에 걸리는 부하에 따라 구동모터(1)에 걸리는 부하가 변동한다는 점에 착안하였다. 만약 구동모터(1)에 걸리는 부하를 자동으로 측정할 수 있다면, 이는 곧 대차 스크래퍼(6)에 걸리는 부하를 추정할 수 있게 하며, 이어서 슬러지 수집조 바닥(8)에 침전된 슬러지의 양과 함수율 등을 추정할 수 있게 한다. 결국 대차 스크래퍼(6)의 왕복 운동에 따라 슬러지 축적부(9)에 누적되는 슬러지의 양을 결정할 수 있게 될 것이다.

본 고안은 이를 위하여 상기 구동모터(1)에 연결 설치되어 상기 구동모터(1)에 걸리는 토크를 실시간 검출하여 출력하는 토크센서(13); 및 상기 토크센서(13)로부터의 출력을 수신하여 구동모터에 걸리는 토크에 대응하여 미리 결정된 슬러지의 양과 함수율을 결정하고, 상기 대차 스크래퍼(6)가 상기 슬러지 수집조 바닥(8)을 따라 이동하면서 수집한 슬러지의 양을 결정하며, 상기 대차 스크래퍼(6)의 왕복 운동에 따라 수집된 슬러지의 누적된 양을 계산하고, 계산된 누적 슬러지의 양이 미리 결정된 양에 도달할 때를 누적 슬러지의 배출 시기로서 결정하도록 구성된 제어부(3)를 포함한다는 특징을 가진다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 토크 센서(13)는 상기 구동모터(1)의 출력단에 연결된 감속기(11)에 커플링(12)을 개재하여 일측이 연결되고, 타측은 베어링지지대(14)에 의하여 회전가능하게 지지되도록 설치될 수 있다. 도 3에는 토크 센터(13)의 내부 구조를 간단히 보여준다. 토크 센서(13)는 구동모터 연결플랜 지(131)에 일측이 회전가능하게 베어링(132)를 개재하여 연결되며, 타측은 베어링 지지대(14)에 회전가능하게 베어링(132')을 개재하여 연결되는 2개로 분리된 센서 샤프트(138)를 포함한다. 센서 샤프트(138)의 연결된 부분을 베어링을 개재하여 감싸는 센서하우징(137)은 외측의 고정부(136)가 프레임 등에 고정됨으로써 고정되며, 센서 샤프트(138)의 양측을 슬립링(135)으로 연결하고 있다. 이 슬립링(135)의 스트레인 변화는 브러시(133)를 통해 감지되어 커넥터(134)를 통해 전기적인 신호로서 출력될 수 있다. 이 전기적인 신호는 제어부(3)로 전송될 수 있다.

제어부(3)는 구동 모터(1)의 출력을 제어할 수 있다. 즉, 상기 토크 센서(13)로부터의 출력 값이 미리 결정된 값을 초과하는 경우, 상기 제어부(3)는 상기 구동모터(1)의 운전을 중지하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 대차 스크래퍼(6)에 걸리는 부하가 과도하게 클 경우에는 구동 모터(1)의 운전을 자동 정지시킴으로써 부품의 파손과 같은 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

더 나아가, 도시되지는 않았으나, 상기 제어부(3)는 상기 토크 센서(13)로부터의 출력 값에 따른 제어 상태를 표시하기 위한 디스플레이 장치, 또는 관리자에게 경고하기 위한 알람 장치에 연결될 수 있다. 이는 관리자가 현장에 직접 나가지 않고도 원격에서 정수장의 슬러지 수집 제어를 가능하게 하는 효과를 가진다.

제어부(3)는 예컨대 마이크로프로세서와 같은 계산 장치와 메모리 장치 등을 포함할 수 있으나, 해당 기술분야의 기술자라면 본 제어부의 구성을 쉽게 이해할 수 있으므로 더 자세한 설명은 생략한다.

이상에서는 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예를 통해 설명 하였으나, 설명된 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 본 고안이 이에만 국한되는 것은 아니다. 당업자라면 아래의 청구범위에서 한정된 기술적 범위를 벗어나지 않고도 다양한 변형예와 수정예를 쉽게 생각해낼 수 있다. 따라서 본 고안의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것임을 지적해둔다.

상술한 바와 같이 본 고안은 슬러지 수집조 바닥에 침전된 슬러지의 양과 함수율에 따라 변하는 구동모터의 토크센서가 감지하는 토크값에 따라, 구동모터의 운전을 제어할 수 있고, 또한 수집된 슬러지 양을 결정하고, 이렇게 결정된 수집된 슬러지 양의 누적된 값이 미리 결정된 값에 도달한 때를 슬러지 배출 시기로서 결정함으로써, 슬러지 및/또는 오니의 균일한 수집 배출이 이루어질 수 있게 구성한, 토크 센서를 이용한 슬러지 수집 제어 장치를 제공하는 등의 효과를 가진다.

Claims (4)

1. 미정화수를 처리하여 슬러지를 침전시켜 농축 분리 배출하는 정화 슬러지 수집조 장치에 있어서,

   미정화수를 처리하여 슬러지를 침전시키기 위한 슬러지 수집조(7)와;

   슬러지 수집조(7)의 바닥(8)에서 이동가능하게 설치되어 바닥(8)에 침전된 슬러지를 긁어 이동시킬 수 있는 대차 스크래퍼(6)와;

   상기 슬러지 수집조(7) 외측에서 상기 대차 스크래퍼(6)를 구동하도록 와이어(4)를 개재하여 연결된 구동모터(1)와;

   상기 구동모터(1)에 연결 설치되어 상기 구동모터(1)에 걸리는 토크를 실시간 검출하여 출력하는 토크센서(13); 및

   상기 토크센서(13)로부터의 출력을 수신하여 구동모터에 걸리는 토크에 대응하여 미리 결정된 슬러지의 양과 함수율을 결정하고, 상기 대차 스크래퍼(6)가 상기 슬러지 수집조 바닥(8)을 따라 이동하면서 수집한 슬러지의 양을 결정하며, 상기 대차 스크래퍼(6)의 왕복 운동에 따라 수집된 슬러지의 누적된 양을 계산하고, 계산된 누적 슬러지의 양이 미리 결정된 양에 도달할 때를 누적 슬러지의 배출 시기로서 결정하도록 구성된 제어부(3)를

   포함하는 것을 특징으로 하는 토크 센서를 이용한 슬러지 수집 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 토크 센서(13)는 상기 구동모터(1)의 출력단에 연결된 감속기(11)에 커플링(12)을 개재하여 일측이 연결되고, 타측은 베어링지지대(14)에 의하여 회전가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 토크 센서를 이용한 슬러지 수집 제어 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 토크 센서(13)로부터의 출력 값이 미리 결정된 값을 초과하는 경우, 상기 제어부(3)는 상기 구동모터(1)의 운전을 중지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 토크 센서를 이용한 슬러지 수집 제어 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부(3)는 상기 토크 센서(13)로부터의 출력 값에 따른 제어 상태를 표시하기 위한 디스플레이 장치, 또는 관리자에게 경고하기 위한 알람 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 토크 센서를 이용한 슬러지 수집 제어 장치.

Images