KR20180135789A - 스크루 프레스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 프레서를 장기간에 걸쳐서 원활하고 또한 안정적으로 구동시킬 수 있는 구동기구를 구비한 스크루 프레스를 제공한다.
본 발명의 스크루 프레스는, 여과면(11A) 및 그 양단면(11B, 11D)을 갖는 회전드럼(11)과, 회전드럼(11)의 양단면(11B, 11D)으로부터 돌출되는 스크루 축(12A) 및 스크루 축(12A)의 둘레 면에 형성되고 여과면(11A)의 내주면과 슬라이딩 접촉하는 스크루 날개(12B)를 갖는 스크루(12)와, 회전드럼(11) 내로 스크루 축(12A)을 따라 왕복이동하여 여과면(11A)과 스크루 축(12A) 사이에 형성된 간극을 개폐하는 프레서(18)를 구비하고, 상기 우단면(11D)에 설치되고 회전드럼(11) 내의 프레서(18)를 왕복이동시키기 위하여 가압유체를 공급하는 로터리 조인트(19C)와 연결된 에어실린더(19A)를 갖는 구동기구(19)를 구비하고, 에어실린더(19A)는 우단면(11D)과 일체화 되어 설치되어 있다.

Description

스크루 프레스{SCREW PRESS}
본 발명은, 오니(汚泥) 등의 피처리물을 압착(壓搾)하여 고액분리(固液分離)하는 스크루 프레스(screw press)에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 압착 후의 고형분(固形分)에 그 배출구에서 배압(背壓)을 부여하는 프레서의 구동기구에 관한 것이다.
종래의 이러한 종류의 스크루 프레스로서는 예를 들면 도3에 나타내는 것이 알려져 있다. 도3은 특허문헌1에 기재된 스크루 프레스를 모식적으로 나타낸 것이다. 종래의 스크루 프레스(M)는, 도3에 나타내는 바와 같이 원통모양의 여과면(濾過面)(1A)을 갖는 회전드럼(回轉drum)(1)과, 이 회전드럼(1)의 축심(軸心)을 따라 관통하는 스크루 축(screw 軸)(2A) 및 스크루 축(2A)의 외주면에 나선모양으로 형성된 스크루 날개(2B)를 갖는 스크루(screw)(2)를 구비하고, 피처리물(예를 들면 오니)을 압착하여 분리액과 고형분으로 고액분리하도록 구성되어 있다.
회전드럼(1)은, 여과면(1A)의 일단(一端)(도면에서는 좌단(左端))을 닫는 좌단면(左端面)(1B)과, 여과면(1A)의 우단(右端)에 여과면(1A)보다 확경(擴徑)되어 연속하여 설치된 확경부(擴徑部)(1C)와, 확경부(1C)의 우단(右端)을 닫는 우단면(右端面)(1D)을 구비하고 있다. 스크루 축(2A)은, 좌단부가 회전드럼(1)의 좌단면(1B)의 중심을 관통하고 있음과 아울러 우단부가 우단면(1D)의 중심을 관통하고 있다. 또한 스크루 축(2A)은, 도3에 나타내는 바와 같이 좌단부에 형성된 중공부(中空部)(2C)와, 회전드럼(1) 내에서 중공부(2C)로부터 개구되는 개구부(開口部)(2D)를 갖고, 스크루 축(2A)의 좌단으로부터 중공부(2C) 내로 오니가 화살표(A)로 나타내는 바와 같이 공급되어, 회전드럼(1) 내의 스크루 축(2A)의 개구부(2D)로부터 회전드럼(1) 내로 유입되도록 되어 있다.
스크루 축(2A)은, 회전드럼(1)의 좌단면(1B)의 근방으로부터 여과면(1A)의 우단까지 서서히 확경되는 테이퍼 형상부(taper 形狀部)와, 확경부(1C) 내에서 테이퍼 형상부의 최대 지름과 동일한 지름으로 형성된 직통부를 갖고 있다. 테이퍼 형상부에 형성된 스크루 날개(2B)는 회전드럼(1)의 좌측으로부터 우측을 향하여 서서히 나선 간격이 좁아지게 되어, 배출부(1C)측 정도에서 압착력이 강해지게 된다.
스크루 축(2A)의 좌우 양단부에는 제1, 제2베어링(3A, 3B)이 각각 설치되고, 스크루 축(2A)이 제1, 제2베어링(3A, 3B)에 의하여 회전할 수 있도록 축지(軸支)되어 있다. 회전드럼(1)의 좌단면(1B)의 중심구멍과 스크루 축(2A)의 사이에는 제3베어링(4A)이 설치되어 있다. 또한 회전드럼(1)의 우단면(1D)의 중심부에는 스크루 축(2A)을 피복하는 통체(筒體)(1E)가 연결되고, 이 통체(1E)와 스크루 축(2A)의 사이에 제4베어링(4B)이 설치되어 있다. 제2베어링(3B)은, 회전드럼(1)의 통체(1E)로부터 연장되어 형성된 박육부(薄肉部)를 통하여 스크루 축(2A)을 축지하고 있다.
스크루 축(2A)의 좌단부에는 제1스프로킷(第1sprocket)(5A)이 부착되어 있음과 아울러 회전드럼(1)에 있어서 통체(1E)의 박육부의 우단부의 끝에는 제2스프로킷(5B)이 부착되어 있고, 이들 스프로킷(5A, 5B)을 통하여 스크루(2)와 회전드럼(1)이 각각 회전한다. 회전드럼(1)은 스크루(2)와는 회전속도가 다른 차동회전(差動回轉)을 한다.
또한 회전드럼(1)에 있어서 여과면(1A)의 우단과 확경부(1C)의 좌단의 사이에는 여과면(1A)과 동일한 지름의 직통부(1F)가 있고, 이 직통부(1F)의 우단과 스크루 축(2A)의 직통부의 링모양의 간극이 오니의 압착처리 후의 고형분의 배출구로 되어 있다. 또한 배출구로부터의 고형분은 확경부(1C)를 경유하여 외부로 배출되기 때문에, 이하에서는 확경부(1C)를 배출부(1C)로서 설명한다.
회전드럼(1)의 배출부(1C) 내에는 링모양을 나타내는 프레서(6A)가 설치되어 있고, 이 프레서(6A)에 의하여 배출구를 막아서, 고형분에 배압을 부여한다. 이 프레서(6A)는, 배출구를 막는 테이퍼면을 갖는 링모양으로 형성되고, 스크루 축(2A)의 직통부가 중앙구멍을 관통하고 있다. 배출부(1C)의 외측에는 링모양을 나타내는 프레서 가압판(pressor 加壓板)(6B)이 프레서(6A)와 소정의 간격을 두고 평행하게 설치되어 있다. 이 프레서 가압판(6B)의 중앙구멍을 회전드럼(1)의 통체(1E)가 관통하고 있어, 프레서 가압판(6B)이 통체(1E)를 따라 좌우방향으로 슬라이딩(sliding) 한다. 또한 이 프레서 가압판(6B)은, 복수의 로드(rod)(6C)를 통하여 프레서(6A)에 연결되어 있다. 프레서 가압판(6B)은, 구동기구(6D)를 통하여 통체(1E)를 좌우방향으로 왕복이동시킨다. 구동기구(6D)는, 예를 들면 가압공기(加壓空氣)로 기능을 하는 에어실린더(air cylinder)(6D1)와, 프레서 가압판(6B)의 외주 가장자리부를 끼우는 슬라이딩 부재(6D2)와, 슬라이딩 부재(6D2)를 지지하는 지지체(支持體)(6D3)를 갖고, 에어실린더(6D1)가 가압공기에 의하여 실린더 로드(6D4)를 신축시켜서 프레서 가압판(6B)을 조작하도록 구성되어 있다.
프레서(6A)에 의하여 배출구를 닫는 경우에는, 구동기구(6D)를 통하여 프레서 가압판(6B)을 실선위치로부터 좌측방향의 2점쇄선으로 나타내는 위치까지 이동시켜서, 프레서(6A)에 의하여 배출구를 닫아서, 회전드럼(1) 내에서 스크루(2)에 의하여 반송되어 오는 고형분에 배압을 부여한다. 이 배압은 구동기구(6D)의 에어실린더(6D1)에 의하여 조정할 수 있다. 회전드럼(1)이 회전함과 아울러 프레서(6A)가 통체(1E)를 따라 왕복이동하는 사이에, 슬라이딩 부재(6D2)가 프레서 가압판(6B)의 외주 가장자리부를 슬라이딩 한다. 스크루(2)에 의하여 반송되는 고형분으로부터의 압력이 프레서(6A)로부터의 배압을 이겨내면, 프레서(6A)가 2점쇄선으로 나타내는 위치로부터 우측방향으로 이동하여, 배출구를 서서히 개방함으로써 배출부(1C)로부터 고형분을 화살표(B)로 나타내는 바와 같이 외부로 배출한다.
또한 도3에 있어서, 6E는 슬라이딩 부재(6D2)를 원활하게 직진시키는 가이드 기구(guide 機構), 7은 회전드럼(1) 등을 수납하는 하우징(housing), 8은 회전드럼(1)의 하방에 형성되고 경사면으로 이루어지는 집수부(集水部), 9는 집수부(8)의 중앙부에 형성된 배수부이다.
그리고 스크루 프레스(M)의 회전드럼(1) 및 스크루(2)가 회전하여 오니를 고액분리하여 고형분을 서서히 강하게 압착하면서 배출구로 반송하여, 고형분이 프레서(6A)에 도달함으로써, 프레서(6A)에 대한 가압력이 그 배압을 이겨냈을 때에, 프레서(6A)가 배출구를 열어서 고형분을 배출부(1C)로 배출하고, 배출부(1C)로부터 화살표(B)로 나타내는 바와 같이 외부로 배출한다. 이 사이에, 회전드럼(1) 내에서는 압착처리되는 오니로부터 분리수(分離水)가 생성되어, 여과면(1A)으로부터 집수부(8)에 집수됨으로써, 배수부(9)로부터 외부로 배출된다. 또한 회전드럼(1)의 여과면(1A)과 하우징(7)의 상방의 간극에는 세정장치(洗淨裝置)(도면에 나타내지 않는다)가 여과면(1A)의 전체 길이에 걸쳐서 설치되어, 회전드럼(1)이 회전하고 있을 때에 여과면(1A)을 세정한다.
: 일본국 특허 제4373832호
그러나 종래의 스크루 프레스(M)가 가동되어, 오니의 압착처리를 장기간 계속하여 회전드럼(1)과 함께 회전하는 프레서(6A)가 고형분의 배출구의 개폐를 반복하고 있으면, 프레서(6A)의 구동기구(6D)를 구성하는 슬라이딩 부재(6D2)가 프레서 가압판(6B)과의 슬라이딩에 의하여 마모되어, 슬라이딩 부재(6D2)와 프레서 가압판(6B)과의 사이에 덜컹거림(rattle)이 발생하여, 구동기구(6D)의 구동력이 프레서(6A)에 원활하게 전달되지 않아서, 프레서(6A)가 원활하게 구동하지 않게 됨과 아울러 슬라이딩 부재(6D2) 등의 소모부품이 마모되기 때문에, 스크루 프레스(M)를 멈추게 하여 슬라이딩 부재(6D2) 등의 소모부품을 교환하지 않으면 안 되고, 나아가서는 스크루 프레스(M)의 가동율이 저하된다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것으로서, 프레서를 장기간에 걸쳐서 원활하고 또한 안정적으로 구동시킬 수 있는 구동기구를 구비한 스크루 프레스를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 청구항1에 기재되어 있는 스크루 프레스는, 원통모양의 여과면 및 그 양단에 형성된 제1, 제2단면을 갖는 회전드럼과, 상기 회전드럼 내에 설치되고 상기 회전드럼의 양단면으로부터 돌출되는 스크루 축 및 상기 스크루 축의 둘레 면에 나선모양으로 형성되어 상기 여과면의 내주면과 슬라이딩 접촉하는 스크루 날개를 갖는 스크루와, 상기 회전드럼 내에서 상기 스크루 축을 따라 왕복이동하여 상기 여과면과 상기 스크루 축의 사이에 형성된 간극을 개폐하는 프레서를 구비하고, 상기 회전드럼과 상기 스크루의 회전 시에, 이들 양자를 통하여 상기 회전드럼 내에 공급되는 피처리물을 압착하는 스크루 프레스로서, 상기 제2단면에 설치되고 상기 회전드럼 내의 상기 프레서를 왕복이동시키는 실린더 기구를 갖는 구동기구를 구비하고, 상기 실린더 기구는 상기 제2단면과 일체화 되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한 본 발명의 청구항2에 기재되어 있는 스크루 프레스는, 청구항1에 기재되어 있는 발명에 있어서, 상기 구동기구는, 상기 실린더 기구에 가압유체를 공급하기 위하여 상기 스크루 축에 설치된 로터리 조인트를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한 본 발명의 청구항3에 기재되어 있는 스크루 프레스는, 청구항2에 기재되어 있는 발명에 있어서, 상기 로터리 조인트는, 상기 스크루 축의 단부를 둘러싸고 회전하지 않는 통모양의 고정부와, 상기 고정부의 외주면에 회전할 수 있도록 설치되고 또한 상기 제2단면으로부터 돌출되는 통체에 연결된 통모양의 회전부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한 본 발명의 청구항4에 기재되어 있는 스크루 프레스는, 청구항3에 기재되어 있는 발명에 있어서, 상기 고정부에는 상기 유체가 지나가는 통로가 축방향으로 적어도 1개 형성되어 있고 또한 상기 고정부의 외주면에는 상기 적어도 1개 통로와 통하는 적어도 1개의 고리모양 홈이 형성되고, 또한 상기 회전부에는 상기 적어도 1개의 고리모양 홈과 통하는 적어도 1개의 제1포트가 형성되어 있고, 또한 상기 회전부로부터 축방향으로 돌출되는 상기 고정부의 단부에는 상기 적어도 1개 통로와 통하는 제2포트가 적어도 1개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한 본 발명의 청구항5에 기재되어 있는 스크루 프레스는, 청구항1∼청구항4 중에서 어느 하나의 항에 기재되어 있는 발명에 있어서, 상기 회전드럼 내에는 상기 프레서를 상기 스크루 축을 따라 왕복이동시키는 가이드 로드가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 의하면, 프레서를 장기간에 걸쳐서 원활하고 또한 안정적으로 구동할 수 있는 구동기구를 구비한 스크루 프레스를 제공할 수 있다.
도1은, 본 발명의 스크루 프레스에 있어서의 하나의 실시형태를 전체 길이에 걸쳐서 나타내는 단면도이다.
도2는, 도1에 나타내는 스크루 프레스의 요부를 나타내는 단면도이다.
도3은, 종래의 스크루 프레스를 나타내는 모식도이다.
이하, 도1 및 도2에 나타내는 실시형태에 의거하여 본 발명을 설명한다.
본 실시형태의 스크루 프레스(screw press)(10)는, 예를 들면 도1에 나타내는 바와 같이 원통모양의 여과면(濾過面)(11A)의 좌단(左端)에 형성된 제1단면(第1端面)(이하 「좌단면(左端面)」이라고 한다)(11B)을 갖고 또한 여과면(11A)의 우단(右端)으로부터 연장되어 형성된 확경부(擴徑部)(11C)의 우단(右端)에 제2단면(第2端面)(이하 「우단면(右端面)」이라고 한다)(11D)을 갖는 회전드럼(回轉drum)(11)과, 회전드럼(11) 내에서 축심(軸心)을 공유하고 회전드럼(11)의 양단면(兩端面)(11B, 11D)으로부터 외측방향으로 돌출되는 스크루 축(screw 軸)(12A) 및 스크루 축(12A)의 둘레 면에 나선모양으로 형성되고 여과면(11A)의 내주면과 슬라이딩 접촉(sliding contact)하는 스크루 날개(12B)를 갖는 스크루(screw)(12)를 구비하고, 회전드럼(11)과 스크루(12)가 협동하여 피처리물(예를 들면 오니(汚泥))을 압착하여 고형분(固形分)과 분리액으로 고액분리(固液分離)하여, 분리액을 여과면(11A)으로부터 배출함과 아울러 고형분을 스크루 날개(12B)에 의하여 압착하면서 후술하는 배출구(排出口)까지 반송하도록 구성되어 있다.
도1에 나타내는 바와 같이 스크루 축(12A)의 양단부에는 각각 제1, 제2베어링(13A, 13B)이 각각 설치되고, 이들 제1, 제2베어링(13A, 13B)에 의하여 스크루 축(12A) 즉 스크루(12)를 회전시킬 수 있도록 축지(軸支)하고 있다. 제1, 제2베어링(13A, 13B)은 모두 지지체(支持體)(S1, S2)에 고정되어 있다. 제2베어링(13B)은, 후술하는 바와 같이 인접하는 로터리 조인트(rotary joint)에 연결되어 있다. 회전드럼(11)의 양단면(11B, 11D) 각각의 중심구멍에는 스크루 축(12A)과의 사이에 끼워지는 제3, 제4베어링(14A, 14B)이 각각 설치되고, 이들 제3, 제4베어링(14A, 14B)에 의하여 스크루 축(12A)에 있어서 회전드럼(11)이 회전할 수 있도록 축지되어 있다.
도1에 나타내는 바와 같이 회전드럼(11)의 우단면(11D)의 외면에는 제4베어링(14B)을 둘러싸는 통체(筒體)(11E)가 부착되고, 이 통체(11E)의 우단에 스프로킷(sprocket)(15A)이 설치되어 있다. 이 스프로킷(15A)에는 제1구동장치(16A)가 무한(endless) 모양의 체인(chain)(17A)을 통하여 연결되어, 제1구동장치(16A)가 체인(17A), 스프로킷(15A)을 통하여 회전드럼(11)을 회전시킨다. 스크루 축(12A)의 우단부에는 스프로킷(15B)이 설치되어 있음과 아울러 스프로킷(15B)에는 제2구동장치(16B)가 연결되어, 제2구동장치(16B)가 체인(17B), 스프로킷(15B)을 통하여 스크루(12)를 회전드럼(11)보다 빠른 회전속도로 회전시킨다.
또한 스크루 축(12A)은, 도1에 나타내는 바와 같이 회전드럼(11)의 여과면(11A) 내에 있어서 좌단면(11B)의 근방으로부터 우측의 확경부(11C)의 근방까지 서서히 확경되는 테이퍼 형상부(taper 形狀部)(12A1)와, 테이퍼 형상부(12A1)의 우단으로부터 그것과 동일한 지름으로 확경부(11C) 내로 연장되어 형성된 직통부(12A2)를 갖고 있다. 따라서 제1, 제2, 제3, 제4베어링(13A, 13B, 14A, 14B)은 모두 스크루 축(12)의 양단부에 설치되어 있어, 회전드럼(11)이 스크루 축(12)에 의하여 회전할 수 있도록 축지되어 있다. 또한 스크루 날개(12B)의 외주와 여과면(11A)의 내주면과의 가느다란 간극이 시간의 경과에도 실질적으로 일정하게 유지되어 있다. 또한 스크루 날개(12B)는, 테이퍼 형상부(12A1)에 나선모양으로 형성되며, 배출부(11C)를 향하여 갈수록 나선 간격이 좁아지도록 되어 있다.
또한 회전드럼(11)의 좌단면(11B)을 관통하는 스크루 축(12A)의 좌단부는 중공축(中空軸)으로서 형성되어 있다. 중공축에는, 회전드럼(11)의 좌단면(11B)의 내측 근방에 위치하는 개구부(開口部)(12C)가 형성되어 있다. 오니는 중공축의 좌단 개구로부터 공급되며, 개구부(12C)로부터 회전드럼(11) 내로 유입되도록 되어 있다.
회전드럼(11)의 여과면(11A)의 우단과 스크루 축(12A)의 직통부(12A2)의 사이에는 링모양의 간극이 있고, 이 간극으로부터 고형분이 배출된다. 이 링모양의 간극을 이하에서는 배출구로서 설명한다. 또한 이 배출구로부터 배출되는 고형분은 확경부(11C)를 경유하여 후술하는 바와 같이 외부로 배출된다. 그래서 이하에서는 확경부(11C)를 배출부(11C)로서 설명한다.
배출부(11C) 내에는 고형분의 배출구를 개폐하는 프레서(pressor)(18)가 설치되고, 프레서(18)에 의하여 배출구에서 고형분에 배압(背壓)을 부여하도록 구성되어 있다. 배출구에 있어서 고형분의 압출압력이 프레서(18)로부터의 소정의 배압을 이겨내면, 프레서(18)가 배출부(11C) 내에서 2점쇄선의 위치로부터 우단면(11D)측의 실선위치까지 이동하여 출구를 서서히 열어서 고형분을 배출부(11C)로 배출한다.
그리고 본 실시형태에서 사용되는 프레서(18)는, 도1, 도2에 나타내는 바와 같이 링모양의 배출구에 선단측이 침입하여 배출구를 닫는 테이퍼면을 갖으며, 그 중앙구멍을 스크루 축(12A)의 직통부(12A2)가 관통하여, 직통부(12A2)를 따라 좌우측방향으로 이동하도록 구성되어 있다. 이 프레서(18)는, 회전드럼(11)의 외측에 설치된 구동기구(19)에 의하여 배출구에 있어서 고형분에 소정의 배압을 부여함과 아울러 배출구를 개폐하도록 구성되어 있다.
구동기구(19)는, 도1, 도2에 나타내는 바와 같이 예를 들면 회전드럼(11)의 우단면(11D)의 외측에 서로 180° 떨어진 위치에 설치된 2개의 실린더 기구(cylinder 機構)(예를 들면 에어실린더)(19A)와, 이들 에어실린더(19A)와 배관(19B, 19B)을 통하여 접속된 로터리 조인트(rotary joint)(19C)와, 로터리 조인트(19C)와 배관(19B)을 통하여 연결된 공기원(空氣源)(19D)을 구비하고 있다. 그리고 2개의 에어실린더(19A)에 있어서 실린더 로드(cylinder rod)(19A1)의 선단부에는 각각 프레서(18)가 연결되어 있다. 또한 프레서(18)는, 도1, 도2에 나타내는 바와 같이 회전드럼(11)의 배출부(11C) 내에서 우단면(11D)과 그 대항면과의 사이에 둘레방향으로 등간격(等間隔)을 두고 배치된 복수의 가이드 로드(guide rod)(19E)에 연결되고, 이들 가이드 로드(19E)를 통하여 좌우방향으로 원활하게 이동하는 것을 안내하도록 구성되어 있다. 에어실린더(19A)는, 도1, 도2에서는 1개만 도면에 나타나 있다. 또한 본 실시형태에서는 에어실린더(19A)로서 복동식 에어실린더(復動式 aircylinder)가 사용되고 있다. 본 발명에서는 단동식 에어실린더(單動式 aircylinder)도 사용할 수 있다.
따라서 구동기구(19)는, 공기원(19D)으로부터 로터리 조인트(19C)를 통하여 에어실린더(19A)에 가압공기를 공급하면 실린더 로드(19A1)가 신장되어, 프레서(18)를 고형분의 배출구를 향하여 이동시켜서 배출구를 닫도록 구성되어 있다. 이 때에 오니의 종류 등의 특성에 따라 가압공기의 압력의 크기를 조정하여 고형분에 부여하는 배압을 적절한 크기로 설정할 수 있다. 가압공기의 압력을 높게 설정하면 프레서(18)로부터 고형분으로의 배압이 커지게 되어 고형분의 함수율(含水率)이 저하되고, 반대로 가압공기의 압력을 낮게 설정하면 프레서(18)로부터 고형분으로의 배압이 작아지게 되어 고형분의 함수율이 높아지게 된다.
본 실시형태에 사용되는 로터리 조인트(19C)는, 도2에 나타내는 바와 같이 제2베어링(13B)과 제4베어링(14B)의 사이에 끼워져 있다. 이 로터리 조인트(19C)는, 동 도면에 나타내는 바와 같이 제2베어링(13B)에 연결되어 고정된 통모양의 고정부(19C1)와, 이 고정부(19C1)에 내면이 슬라이딩 접촉함과 아울러 회전드럼(11)의 통체(11E)에 연결된 통모양의 회전부(19C2)와, 고정부(19C1)와 회전부(19C2)의 양단부 사이에 끼워지는 베어링(19C3)을 구비하고, 회전부(19C2)가 회전드럼(11)과 함께 고정부(19C1)에 슬라이딩 접촉하면서 회전하도록 구성되어 있다. 통모양의 고정부(19C1)와 스크루 축(12A)의 사이에는 가느다란 간극이 있으며, 스크루 축(12A)이 고정부(19C1)와의 사이에 가느다란 간극을 통하여 원활하게 회전하도록 되어 있다.
또한 도2에 나타내는 바와 같이 통모양의 고정부(19C1)에는 축방향으로 가압공기의 통로가 2개 형성되어 있음과 아울러, 고정부(19C1)의 외주면에는 2개의 통로와 각각 통하는 2개의 고리모양 홈이 형성되어 있다. 즉 통로와 고리모양 홈이 연통로(連通路)를 통하여 통하고 있다. 또한 회전부(19C2)에는 2개의 고리모양 홈과 각각 통하는 2개의 제1포트가 지름방향으로 형성되어 있음과 아울러, 회전부(19C2)로부터 돌출된 고정부(19C1)의 우단부에는 고정부(19C1)의 2개의 통로 각각 통하는 제2포트가 지름방향으로 2개 형성되어 있다. 고정부(19C1)에 있어서 우단부의 2개의 제2포트 각각에는, 도1에 나타내는 공기원(19D)의 배관(19B)에 접속된 원터치 커플링(one touch coupling)(19C4)(도2를 참조)이 부착되고, 회전부(19C2)의 2개의 포트에는, 에어실린더(19A)와의 2개의 배관(19B)에 각각 접속되는 2개의 원터치 커플링(19C5)이 부착되어 있다. 에어실린더(19A)의 양단부에는, 회전부(19C2)의 2개의 배관(19B)(도1을 참조)을 접속하는 원터치 커플링(19A2)이 부착되어, 공기원(19D)(도1을 참조)으로부터의 가압공기가 로터리 조인트(19C)의 제2포트, 통로 및 제1포트를 통하여 에어실린더(19A)의 개폐용의 포트에 공급된다. 에어실린더(19A)가 프레서(18)를 이동시켜서 배출구를 닫아서, 배출구에 있어서 고형분에 배압을 부여한다.
그런데 회전드럼(11)은, 도1에 나타내는 바와 같이 하우징(20) 내에 수납되며, 하우징(20) 내의 회전드럼(11)의 상방에는 여과면(11A)의 전체 길이에 걸쳐서 세정장치(洗淨裝置)(21)가 설치되어, 세정장치(21)로부터 세정수를 간헐적으로 분무하여 여과면(11A)을 세정하도록 되어 있다. 회전드럼(11)의 하방에는 경사면을 갖는 집수부(集水部)(22)가 형성되고, 이 집수부(22)의 하단(下端)에는 배수관(排水管)(23)이 설치되어 있다. 따라서 회전드럼(11)으로부터의 분리수와 세정수는 집수부(22)에서 집수되어, 배수관(23)으로부터 외부로 배출된다.
계속하여 본 실시형태의 스크루 프레스(10)의 동작에 대하여 설명한다. 오니를 압착하기 위하여 스크루 프레스(10)를 시동시키면, 제1, 제2구동장치(16A, 16B)가 회전드럼(11) 및 스크루(12)를 차동회전(差動回轉)시킴과 아울러, 프레서(18)가 구동기구(19)의 에어실린더(19A)를 통하여 배출구에 근접하여 배출구를 닫는다. 이 사이에, 도1에 화살표(A)로 나타내는 바와 같이 오니가 스크루 축(12A)의 중공축으로부터 공급되어 중공축의 개구부(12C)로부터 회전드럼(11) 내로 유입된다. 오니가 회전드럼(11) 내로 스크루(12)의 스크루 날개(12B)를 통하여 배출구를 향하여 반송되는 사이에 서서히 좁아지게 되는 스크루 날개(12B)의 작동에 의하여 서서히 압착되어 고형분과 분리수로 고액분리된다. 고액분리 후의 분리수는 여과면(11A)으로부터 집수부(22)로 배출되고, 고형분은 스크루 날개(12B)에 의하여 배출구로 반송된다.
고형분이 배출구에 도달하여, 회전드럼(11)과 함께 회전하는 프레서(18)에 접촉되면 프레서(18)는 고형분으로부터 가압력을 받는다. 이 때에 프레서(18)는 구동기구(19)의 에어실린더(19A)로부터 배압을 받고 있기 때문에, 배출구에서의 스크루 날개(12B)로부터의 가압력의 증가에 의하여 고형분의 압착이 진행되어, 고형분으로부터의 분리수가 여과면(11A)으로부터 집수부(22)로 배출된다. 고형분이 배출구에 접근함에 따라 스크루 날개(12B)로부터의 가압력이 서서히 증가하여 프레서(18)로부터의 배압을 이겨내면, 프레서(18)는 스크루 날개(12B)로부터의 가압력을 받아서 배출구를 연다. 이에 따라 고형분이 배출구로부터 배출부(11C) 내로 배출되고, 또한 배출부(11C)로부터 도1에 화살표(B)로 나타내는 바와 같이 외부로 배출된다. 이 때에 프레서(18)로부터 고형분에 부여하는 배압은 피처리물의 종류에 따라 적절하게 설정할 수 있다.
본 실시형태에서는, 프레서(18)의 구동기구(19)를 구성하는 에어실린더(19A)가 회전드럼(11)의 우단면(11D)에 부착되어 있음과 아울러 로터리 조인트(19C)의 회전부(19C2)가 회전드럼(11)의 통체(11E)에 직접 연결되어 있어, 프레서(18)를 조작하는 에어실린더(19A)와 로터리 조인트(19C)의 회전부(19C2) 및 배관(19B)이 회전드럼(11)과 함께 회전하여, 회전드럼(11)에 대하여 상대적으로 정지된 구조이기 때문에, 종래와 같이 구성부품 사이에서 마찰력이 생겨서 마모되는 등의 문제가 없어, 프레서(18)를 항상 원활하게 구동시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시형태에 의하면, 프레서(18)의 구동기구(19)를 구성하는 에어실린더(19A)가 회전드럼(11)의 우단면(11D)에 부착되어 있음과 아울러 로터리 조인트(19C)를 통하여 에어실린더(19A)에 가압공기를 공급하도록 하였기 때문에, 구동기구(19)의 주요부가 회전드럼(11)과 함께 회전하므로, 종래와 같이 소모부품이 없어, 그 교환작업이 불필요하게 됨으로써, 장기간에 걸쳐서 프레서(18)를 항상 원활하게 구동시킬 수 있으며, 나아가서는 스크루 프레스(10)의 가동율을 높일 수 있어, 유지보수의 비용을 절약할 수 있다.
본 발명은, 오니나 슬러리 등의 피처리물을 압착하여 고액분리하는 고액분리장치로서 이용할 수 있다.
10 : 스크루 프레스
11 : 회전드럼
11A : 여과면
11B : 좌단면(제1단면)
11C : 배출부(확경부)
11D : 우단면(제2단면)
11E : 통체
12 : 스크루
12A : 스크루 축
12B : 스크루 날개
16A : 제1구동장치
16B : 제2구동장치
18 : 프레서
19 : 구동기구
19A : 에어실린더(실린더 기구)
19C : 로터리 조인트
19C1 : 고정부
19C2 : 회전부

Claims (5)

  1. 원통모양의 여과면(濾過面) 및 그 양단에 형성된 제1, 제2단면(第1, 第2端面)을 갖는 회전드럼(回轉drum)과, 상기 회전드럼 내에 설치되고 상기 회전드럼의 양단면으로부터 돌출되는 스크루 축(screw 軸) 및 상기 스크루 축의 둘레 면에 나선모양으로 형성되고 상기 여과면의 내주면과 슬라이딩 접촉(sliding contact)하는 스크루 날개를 갖는 스크루와, 상기 회전드럼 내에서 상기 스크루 축을 따라 왕복이동하여 상기 여과면과 상기 스크루 축의 사이에 형성된 간극을 개폐하는 프레서(pressor)를 구비하고, 상기 회전드럼과 상기 스크루의 회전 시에, 이들 양자를 통하여 상기 회전드럼 내에 공급되는 피처리물을 압착(壓搾)하는 스크루 프레스(screw press)로서,
    상기 제2단면에 설치되고 상기 회전드럼 내의 상기 프레서를 왕복이동시키는 실린더 기구(cylinder 機構)를 갖는 구동기구를 구비하고, 상기 실린더 기구는 상기 제2단면과 일체화 되어 있는 것을 특징으로 하는 스크루 프레스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동기구는, 상기 실린더 기구에 가압유체(加壓流體)를 공급하기 위하여 상기 스크루 축에 설치된 로터리 조인트(rotary joint)를 갖는 것을 특징으로 하는 스크루 프레스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 로터리 조인트는, 상기 스크루 축의 단부(端部)를 둘러싸고 회전하지 않는 통모양의 고정부(固定部)와, 상기 고정부의 외주면에 회전할 수 있도록 설치되고 또한 상기 제2단면으로부터 돌출되는 통체(筒體)에 연결된 통모양의 회전부(回轉部)를 구비하는 것을 특징으로 하는 스크루 프레스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고정부에는 상기 유체가 지나가는 통로가 축방향으로 적어도 1개 형성되어 있음과 아울러 상기 고정부의 외주면에는 상기 적어도 1개 통로와 통하는 적어도 1개의 고리모양 홈이 형성되고, 또한 상기 회전부에는 상기 적어도 1개의 고리모양 홈과 통하는 적어도 1개의 제1포트(第1port)가 형성되어 있고, 또한 상기 회전부로부터 축방향으로 돌출되는 상기 고정부의 단부에는 상기 적어도 1개 통로와 통하는 제2포트가 적어도 1개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스크루 프레스.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 회전드럼 내에는, 상기 프레서를 상기 스크루 축을 따라 왕복이동시키는 가이드 로드(guide rod)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스크루 프레스.
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