KR20090083665A - 슬러지 처리 장치 - Google Patents

Abstract

음식물 쓰레기 또는 하수 등에서 발생하는 슬러지(sludge)를 탈수하여 고체와 액체를 분리하여 대용량의 슬러지를 처리하는 슬러지 처리 장치를 개시한다.

본 발명의 슬러지 처리 장치는, 베이스, 베이스에 설치되는 구동원, 베이스에 설치되며 구동원의 구동력을 전달하는 동력전달수단, 베이스에 결합되며 동력전달수단을 통하여 전달되는 구동력에 의하여 회전하며 내부에 슬러지가 수용되는 회전체를 포함하며, 회전체는 베이스에 회전할 수 있도록 결합되는 회전축, 회전축과 일정한 간격이 띄워진 상태로 회전축에 결합되며 나선형으로 이루어지는 블레이드, 블레이드의 외주면에 결합되며 구간별로 서로 다른 크기의 타공부를 구비한 타공망을 포함한다.

음식물, 쓰레기, 슬러지, 회전축, 타공망, 드럼

Description

슬러지 처리 장치{Apparatus for sludge processing}

본 발명은 슬러지 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음식물 쓰레기 또는 하수 등에서 발생하는 대량의 슬러지(sludge)를 탈수하여 고체와 액체를 분리하는 대용량의 슬러지 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 일상생활에서 대량으로 배출되는 음식물 쓰레기 등은 자원화하기 위하여 한 곳으로 모아서 처리하는 과정을 거친다. 이때 음식물 쓰레기 등을 처리하는 과정에서 대량의 슬러지(sludge)가 발생된다. 이러한 슬러지는 슬러지 처리장치(또는 슬러지 탈수기 또는 고액분리기라고도 함)에 의하여 고체와 액체로 분리되는 공정을 거친다. 통상의 슬러지 처리장치는 원통형으로 이루어지며 타공부를 구비한 드럼이 구동원에 의하여 회전되는 구조를 가진다. 이러한 슬러지 처리장치는 드럼의 내부에 슬러지가 유입된 상태에서 드럼이 저속으로 회전하면 원심력에 의하여 타공부로 슬러지에 포함된 액체가 빠져나가고 고형물만이 드럼의 내부에 남게 되어 고형물과 액체로 분리시킨다. 이러한 슬러지 처리장치는 대량으로 슬러지를 처리하는 과정에서 드럼의 타공부가 막히면 물을 공급하여 타공부를 뚫는 작업을 한다. 이러한 공정은 고형화된 슬러지의 함수율을 줄이는데 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. 또한 기존의 슬러지 처리장치는 대용량의 슬러지를 처리하기에 적합하지 않으며 슬러지를 대량으로 처리하는 과정에서 탈수 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 대량의 슬러지를 탈수처리하는데 적합하며 탈수 효율을 증대시키는 슬러지 처리 장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 베이스, 상기 베이스에 설치되는 구동원, 상기 베이스에 설치되며 상기 구동원의 구동력을 전달하는 동력전달수단, 상기 베이스에 결합되며 상기 동력전달수단을 통하여 전달되는 구동력에 의하여 회전하며 내부에 슬러지가 수용되는 회전체를 포함하며, 상기 회전체는 상기 베이스에 회전할 수 있도록 결합되는 회전축, 상기 회전축과 일정한 간격이 띄워진 상태로 상기 회전축에 결합되며 나선형으로 이루어지는 블레이드, 상기 블레이드의 외주면에 결합되며 구간별로 서로 다른 크기의 타공부를 구비한 타공망을 포함하는 슬러지 처리 장치를 제공한다.

상기 타공망은 슬러지가 인입되는 부분에서 슬러지가 배출되는 부분까지 다단으로 구분하고 각각의 다단으로 구분된 지점들은 서로 다른 크기의 타공부를 가지며, 상기 타공부들은 슬러지가 배출되는 부분으로 갈수록 더 큰 타공부를 가지는 것이 바람직하다.

상기 회전체는 수평을 기준으로 하여 슬러지가 배출되는 부분 측에서 슬러지 가 유입되는 부분 측으로 일정한 각도로 기울어져 배치되는 것이 바람직하다.

상기 베이스에는 상기 회전체의 타공망을 향하여 에어를 분사할 수 있는 에어 분사노즐이 상기 회전체의 길이 방향으로 설치되는 것이 바람직하다.

상기 베이스에는 상기 회전체의 타공망에 접촉되는 브러시가 설치되며, 상기 브러시는 상기 구동원의 구동력을 전달받아 회전하는 것이 바람직하다.

상기 동력전달수단은 상기 구동원의 회전축에 제공되는 제1 구동 스프라켓 및 제2 구동 스프라켓, 상기 제1 구동 스프라켓에 체인으로 연결되어 회전하며 상기 회전축에 제공되는 회전체 스프라켓, 상기 제2 구동 스프라켓에 또 다른 체인으로 연결되어 회전하며 브러시를 회전시키는 브러시 스프라켓을 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명은 슬러지가 유입되는 부분에서 배출되는 부분으로 단계적으로 타공망의 타공부 크기가 커지는 회전체를 구비하여 슬러지에 포함된 수분이 많은 상태에서는 비교적 작은 타공부를 통하여 수분이 빠져나가고 점차 슬러지의 탈수가 이루어짐으로써 슬러지에 포함된 수분이 적어지는 상태에서는 비교적 큰 타공부를 통하여 수분이 빠져나가면서 탈수 효율이 극대화되고, 슬러지에서 액체가 빠져나간 후 잔존하는 고형분이 깨지지 않으면서 외부로 연속적으로 배출되어 연속적인 처리가 이루어져 대량의 슬러지를 탈수할 때 매우 효과적이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도면으로, 슬러지 처리 장치를 도시하고 있다. 본 발명의 실시 예의 슬러지 처리 장치는, 베이스(1), 베이스(1)에 설치되는 모터(3) 등의 구동원, 구동원의 동력을 전달하는 동력전달수단(5), 동력전달수단으로부터 회전력을 전달받아 회전하는 회전체(7)를 포함한다.

베이스(1)는 프레임 등이 서로 결합되어 본 발명의 실시 예의 주요 장치가 설치될 수 있는 것이다. 구동원은 도시는 생략하였으나 별도의 컨트롤러에 의하여 제어되는 모터(3)로 이루어질 수 있다.

동력전달수단(5)은, 도 1 및 도 2 그리고 도 4에 도시하고 있는 바와 같이, 모터(3) 축에 결합되는 제1 구동 스프라켓(9)과 제2 구동 스프라켓(11), 그리고 제1 구동 스프라켓(9)과 제2 구동 스프라켓(11)에 각각 동력전달이 가능하게 연결되는 제1 체인(13)과 제2 체인(15)을 포함한다. 제1 구동 스프라켓(9)은 상술한 회전체(7)를 회전시키기 위한 것이며, 제2 구동 스프라켓(11)은 후술하는 브러시를 회전시키기 위한 것이다.

모터(3)에 의하여 회전하는 회전체(7)는 회전축(21), 회전축(21)의 양단 부분에 결합될 수 있고 가운데 부분이 회전축(21)과 일정한 간격으로 띄워져 나선형을 이루는 블레이드(23), 이 블레이드(23)의 외측면에 결합되어 원통형을 이루는 타공망(25)을 포함한다.

회전축(21)은 수평면에 대하여 일정한 각도로 기울어진 형태로 베이스(1)에 회전 가능하게 결합된다. 즉, 회전축(21)은 양단에 베어링 등에 의하여 감싸여진 상태로 베이스(1)에 결합된다. 따라서 회전축(21)은 자유롭게 회전이 가능한 것이 다. 그리고 이러한 회전축(21)은 슬러지가 유입되는 부분에 비하여 슬러지가 배출되는 부분이 높게 올라가 일정한 각도(a)로 기울어진 상태로 배치된다. 이때 기울어진 각도(a)는 3°~ 5°를 이루며 더욱 바람직하게는 4°를 이룬다. 회전축(21)의 각도(a)는 슬러지 출구 부분이 슬러지 공급부분에 비하여 높게 이루어짐으로써 슬러지가 회전체(7) 내부에 머무는 시간이 증대되면서 충분히 탈수가 이루어질 수 있다. 이러한 회전축(21)에는 동력전달수단인 회전체 스프라켓(31)이 결합된다. 그리고 이 회전체 스프라켓(31)은 제1 구동 스프라켓(9)에 연결된 제1 체인(13)으로 동력전달이 가능하도록 연결되어 모터(3)의 구동원을 전달받을 수 있다. 따라서 회전축(21)은 모터(3)의 회전에 따라 동력전달수단(5)을 통하여 구동력을 전달받아 회전이 가능하게 되는 것이다.

블레이드(23)는 상술한 회전축(21)에 일정한 거리가 띄워진 상태로 나선형( 도 1, 도 4 및 도 6에 도시)을 이루어 그 끝 부분이 결합된다. 본 발명의 실시 예에서는 나선형의 블레이드(23)가 상술한 회전축(21)의 끝 부분에 직접 결합되어 고정되는 예를 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 회전축(21)의 양 사이드 부분에 별도의 연결부재(71, 도 3에 도시함)를 축에 대하여 방사상의 방향으로 결합하고 이러한 연결부재에 나선형의 블레이드(23)를 고정할 수 있는 등 다양하게 실시 할 수 있다. 그리고 이러한 블레이드(23)는 나선형으로 이루어지면서 직경이 동일한 원통형상으로 이루어질 수 있다.

그리고 블레이드(23)의 외측 부분에는 타공망(25)이 결합된다. 블레이드(23)의 외측 부분에 타공부(25a)들이 제공된 타공망(25)이 결합되어 내부 공간을 가지 는 회전체(7)를 이룰 수 있다. 즉, 회전체(7)의 내벽 부분에 블레이드(23)가 나선형으로 결합되는 구조를 이룬다(도 6에 도시하고 있음). 따라서 회전체(7)의 내부에 슬러지가 유입된 상태에서 회전체(7)가 회전하게 되면, 타공부(25a)를 통하여 액체는 배출되고 고형물은 블레이드(23)에 의하여 밀리면서 일측으로 이동된다.

한편, 베이스(1)에는 타공망(25)의 외측부분에 일부가 접촉하는 브러시 어셈블리(41)가 결합된다. 브러시 어셈블리(41)는 회전축(21)과 나란하게 배치되어 회전할 수 있는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 브러시 어셈블리(41)는 회전축(21)과 나란한 방향으로 배치되는 브러시 축(43)을 구비한다. 그리고 브러시 축(43)에는 방사상 방향으로 다수의 브러시(45)들이 결합된다. 이러한 브러시(45)들은 타공망(25)에 일부가 밀착된 상태로 배치될 수 있다. 그리고 브러시 축(43)은 일단에 브러시 스프라켓(47)이 결합된다. 이 브러시 스프라켓(47)은 상술한 동력전달수단인 제2 구동 스프라켓(11)과 제2 체인(15)으로 연결되어 회전할 수 있는 것이다. 물론 상술한 브러시 축(43) 역시 베이스(1)에 베어링 등에 의하여 감싸여 고정됨으로써 회전이 용이한 구조로 이루어지는 것이다. 브러시(45)는 타공망(25)의 타공부(25a)가 막히는 것을 방지하여 유지 보수가 용이하도록 하여 대량의 슬러지를 처리하는 것에 적합하도록 타공망(25)의 내구성을 증대시키는 역할을 한다.

한편, 베이스(1)에는 상술한 타공망(25)에 에어를 분사할 수 있는 에어 분사 노즐(51)이 설치된다. 에어 분사 노즐(51)은 별도의 에어 공급 장치(도시생략)와 연결되어 압축된 공기를 공급받아 타공망(25) 측으로 에어를 분사시키는 것이다. 이러한 에어 분사 노즐(51)은 중공 파이프 형태로 이루어지며 타공망(25)을 향하는 방향으로 에어가 분사될 수 있도록 에어 분사공들이 제공된다. 그리고 이러한 에어 분사 노즐(51)은 회전체(7)의 길이 방향으로 배치되는 것이 바람직하다.

베이스(1)에는 회전체(7)의 일측에 슬러지를 공급할 수 있는 슬러지 공급부(61)가 설치된다. 이러한 슬러지 공급부(61)는 관로 형태로 이루어지며 회전체(7)에 슬러지를 공급할 수 있다. 이러한 슬러지 공급 구조는 통상의 구조로 이루어질 수 있다. 그리고 슬러지 공급부(61)의 반대편 베이스(1)에는 슬러지 배출부(63)가 마련된다. 슬러지 배출부(63)는 상술한 블레이드(23)에 의하여 이동된 고형물이 배출되는 것이다. 또한, 베이스(1)에는 회전체(7)의 중앙부 하부측에 액체 배출부(65, 도 3에 도시하고 있음)가 마련된다.

한편, 본 발명의 실시 예에서 타공망(25)은, 도 5에 도시하고 있는 바와 같이, 슬러지 공급부(도 5 기준으로 오른쪽)와 슬러지 배출부(도 5 기준으로 왼쪽) 사이를 여러 구역으로 나누어 타공부(25a, 25b, 25c)의 크기를 다르게 하는 것이 바람직하다. 특히, 이러한 타공부(25a, 25b, 25c)의 크기는 슬러지 공급부에서 슬러지 배출부로 갈수록(도 5에서 화살표 방향으로 갈수록) 점점 더 커지는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 구간 A, 구간 B, 그리고 구간 C 는 각각 다른 크기의 타공부(25a, 25b, 25c)를 가진 타공망(25)들이 결합된다.

또 한편으로 베이스(1)의 상부에는 보수가 용이하도록 개폐도어(61, 63)들이 설치된다. 이러한 개폐도어(61, 63)는 원터치 타입의 고정구에 의하여 베이스(1)에 고정되므로 작업자가 편리하게 사용할 수 있다.

이와 같이 이루어지는 슬러지 처리 장치에서 대량의 슬러지가 고형물과 액체 로 분리되는 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

슬러지 공급부(61)에서 회전체(7) 내부로 대량의 슬러지가 연속해서 공급된다. 그리고 회전체(7)는 모터(5)의 회전에 따라 제1 구동 스프라켓(9), 제1 체인(13), 회전체 스프라켓(31)을 통하여 구동력을 전달받아 회전한다. 그러면 회전체(7)가 고속으로 회전되면서 슬러지에 포함되어 있는 액체는 원심력에 의하여 타공망(25)의 외부로 배출되어 액체 배출부(65)를 통하여 배출된다. 그리고 고형물은 나선형으로 회전하는 블레이드(23)에 의하여 점차로 슬러지 배출부 측으로 이동되면서 계속해서 탈수가 진행이 된다. 이때 도 5를 기준으로 구간 A를 통과하는 슬러지는 액체가 과다하게 섞여 있으므로 비교적 작은 타공부(25a)를 통하여 회전체(7) 외부로 신속하게 빠져나갈 수 있다. 물론 이때에 고형물은 그대로 남게 된다. 계속해서 슬러지가 구간 B를 지나는 경우에는 고형물이 어느 정도 뭉쳐 있으므로 타공부(25b)의 크기가 약간 커도 고형물은 배출되지 않고 액체만이 배출되는 것이다. 그리고 계속해서 슬러지가 구간 C를 지나는 경우에는 고형물이 더욱 단단하게 뭉쳐 있어 타공부(25c)의 크기가 더욱 커도 고형물은 배출되지 않으면서 액체가 배출될 수 있는 것이다. 그리고 이와 같이 슬러지가 이동 방향에 따라 타공부(25a, 25b, 25c)가 점점 커지는 것은 액체는 더욱 잘 배출이 되고 고형물은 배출되지 않게 되어 탈수 효율이 증대되는 것이다. 계속해서 슬러지는 블레이드(23)에 의하여 밀리면서 부서지거나 깨지지 않고 연속해서 슬러지 배출부 측으로 배출되는 것이다.

이러한 과정을 반복하면서 에어 분사 노즐(51)에서는 타공망(25)의 외측에서 내측 방향으로 고압의 에어가 분사되어 고형물에 의하여 타공부(25a)가 막히는 것 을 방지할 수 있다. 이와 같이 압축공기를 이용하여 타공부(25a)의 막힘을 방지하는 구조는 물을 이용하는 것에 비하여 탈수 효율을 현저하게 증대시킬 수 있는 것이다. 또한, 브러시 어셈블리(41)는 모터(3)의 구동력이 제2 구동 스프라켓(11), 제2 체인(15), 그리고 브러시 스프라켓(47)에 의하여 전달되어 회전하면서 브러시(45)에 의하여 타공부(25a)를 개방되는 상태로 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 슬러지 처리 장치를 도시한 전체적인 구성도이다.

도 2는 도 1의 우측면도이다.

도 3은 도 1의 좌측면도이다.

도 4는 도 1의 평면도이다.

도 5는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 회전체를 도시한 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 회전체의 내부의 일부를 도시한 도면이다.

Claims (6)

1. 베이스;

   상기 베이스에 설치되는 구동원;

   상기 베이스에 설치되며 상기 구동원의 구동력을 전달하는 동력전달수단;

   상기 베이스에 결합되며 상기 동력전달수단을 통하여 전달되는 구동력에 의하여 회전하며 내부에 슬러지가 수용되는 회전체;

   를 포함하며,

   상기 회전체는

   상기 베이스에 회전할 수 있도록 결합되는 회전축;

   상기 회전축과 일정한 간격이 띄워진 상태로 상기 회전축에 결합되며 나선형으로 이루어지는 블레이드;

   상기 블레이드의 외주면에 결합되며 구간별로 서로 다른 크기의 타공부를 구비한 타공망;

   을 포함하는 슬러지 처리 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 타공망은 슬러지가 인입되는 부분에서 슬러지가 배출되는 부분까지 다단으로 구분하고 각각의 다단으로 구분된 지점들은 서로 다른 크기의 타공부를 가지며, 상기 타공부들은 슬러지가 배출되는 부분으로 갈수록 더 큰 타공부를 가지는 슬러지 처리 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 회전체는 수평을 기준으로 하여 슬러지가 배출되는 부분 측에서 슬러지 가 유입되는 부분 측으로 일정한 각도로 기울어져 배치되는 슬러지 처리 장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 베이스에는

   상기 회전체의 타공망을 향하여 에어를 분사할 수 있는 에어 분사노즐이 상기 회전체의 길이 방향으로 설치되는 슬러지 처리 장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 베이스에는

   상기 회전체의 타공망에 접촉되는 브러시가 설치되며, 상기 브러시는 상기 구동원의 구동력을 전달받아 회전하는 슬러지 처리 장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 동력전달수단은

   상기 구동원의 회전축에 제공되는 제1 구동 스프라켓 및 제2 구동 스프라켓,

   상기 제1 구동 스프라켓에 체인으로 연결되어 회전하며 상기 회전축에 제공 되는 회전체 스프라켓,

   상기 제2 구동 스프라켓에 또 다른 체인으로 연결되어 회전하며 브러시를 회전시키는 브러시 스프라켓,

   을 포함하는 슬러지 처리 장치.

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