KR20230142206A - 슬러지수집기 구동시스템 및 이를 구비한 슬러지 제거설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 침전지에 설치되는 슬러지수집기 구동시스템의 헤드샤프트 구조 및 그에 장착되는 스프라켓 장착 구조, 그리고 중공 구조인 샤프트 양측 끝단에 대한 개선된 축수구를 제공함으로써, 슬러지 제거설비의 설비 효율과 구조적 신뢰성 및 성능 향상을 도모하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 침전지에 설치되는 슬러지수집기를 구동하기 위한 구동시스템으로서; 수집기 구동모터와, 상기 침전지의 좌우 양 측벽 사이를 가로질러 설치되며 상기 구동모터의 동력을 전달받아 회전하게 되는 중공축 타입의 헤드샤프트와, 상기 수집기 구동모터의 동력을 전달받아 회전하게 되는 상기 헤드샤프트의 양단부를 지지하도록 구비되는 축수유닛을 포함하여 구성된다.

Description

슬러지수집기 구동시스템 및 이를 구비한 슬러지 제거설비{Sludge collector driving system of settling tank and water treatment facility having the same}

본 발명은 슬러지수집기 구동시스템 및 이를 구비한 슬러지 제거설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 침전지 내에 설치되는 슬러지수집기의 개선된 축수구조가 적용된 구동시스템 및 이에 따른 슬러지 제거설비에 관한 것이다.

하수처리장 및 폐수처리장은 처리장에 유입된 원수 속에 각종 유기물과 무기물이 존재하게 되며, 각종 부유물질과 함께 처리장에 유입되어 이에 대한 하수 처리 공정이 진행되게 된다.

통상의 하수처리 공정은, 유입된 하수 중에 포함된 모래와 부유물질을 유입동에서 제거한 다음, 1차 침전지에서 중력 침강에 의해 침강 분리되도록 하고, 미생물에 의해 유기물을 분해 처리하는 생물반응조를 거치게 하며, 생물반응조를 거친 상등수를 2차 침전지에서 다시 침강시켜 부유물질을 제거한다. 그 다음, 다시 상등수는 최종 총인설비를 거쳐 더욱 더 맑게 하는 처리 공정을 거치도록 하며, 최종적으로 살균처리하여 방류하는 공정을 거치게 된다.

이러한 처리공정 중에서 1차 침전지인 최초침전지와 2차 침전지인 최종침전지에는 가라 앉은 슬러지를 제거하는 슬러지 수집기와 함께 스컴 제거를 위한 스컴 스키머가 설치되게 된다.

도 1을 참조하면, 침전지(1)에는 일반적으로 바닥에 깔려있는 슬러지를 긁어모아 슬러지 배출을 위한 호퍼(H)로 내보내는 슬러지 수집기(10)와, 오수 위에 부유하는 스컴 및 비닐등의 부유물을 걷어내어 트라프(T)를 통해 배출하는 스컴 스키머(20)가 구비된다.

여기서, 상기 슬러지 수집기(10)는, 수집기 구동모터(11)와, 수집기 구동모터(11)의 구동시 구동력을 전달받아 회전하도록 설치되는 헤드샤프트(12a, Head Shaft)와, 상기 헤드샤프트(12a)의 회전시 연동하여 회전 가능하게 순차 설치되는 아이들 샤프트(13, Idle Shaft), 테이크-업 샤프트(14, Take-up Shaft) 및 코너 샤프트(15, Corner Shaft)와, 상기 헤드샤프트(12a)의 회전시 아이들 샤프트(13)와 테이프-업 샤프트(14) 및 코너 샤프트(15)에 대해 회전력을 전달할 수 있도록 이들 샤프트 주위로 권취되는 메인체인(16, Main Chain)과, 상기 메인체인(16)상에 그 길이방향을 따라 배열되는 복수개의 플라이트(17, Flight)를 포함하여 구성된다.

상기 슬러지 수집기(10)의 작용 과정을 살펴보면, 수집기 구동모터(11)의 구동력이 헤드샤프트(12a)에 결합된 드리븐 스프라켓(18)에 권취된 헤드샤프트 구동용 체인(19)을 통해 헤드샤프트(12a)로 전달되면, 상기 헤드샤프트(12a)를 비롯하여 아이들 샤프트(13), 테이크-업 샤프트(14) 및 코너 샤프트(15)에 권취된 메인체인(16)이 이들 샤프트를 회전시키면서 정해진 궤도를 따라 일주를 하게 된다.

이와 같이 메인체인(16)의 회전시, 메인체인(16)에 일정 간격 이격 설치된 플라이트(17)는 침전지(1) 바닥에서는 슬러지를 긁어모으고 수면에서는 스키머 쪽으로 스컴 및 부유물을 밀어내는 작용을 하게 되는데, 침전지(1) 바닥에서 플라이트(17)가 긁어모은 슬러지는 호퍼(H)로 떨어져서 배출되고, 이와 더불어 수면에서는 플라이트(17)에 의해 스컴 스키머가 설치된 쪽으로 밀려난 스컴 및 부유물이 스컴 스키머 장치(20)의 스컴 스키머의 회전에 따른 제거 작용에 의해 비치 플레이트 상에 구비된 트라프(T)로 보내어져서 외부로 배출된다.

그리고, 스컴 스키머 장치(20)를 통과한 후의 상등수는 배수로를 구성하는 위어(W)를 통해 침전지(100) 외부로 배출된다.

즉, 상기 슬러지 수집기(10)는 침전지 길이방향으로 설치된 2열의 무한궤도 형식으로 권취된 메인체인(16)에 침전지의 폭방향으로 일정간격의 플라이트(17)가 부착되어 있으며, 무한궤도 형식의 메인체인(16)을 구동시키게 되면 일정간격으로 메인체인(16)에 부착된 플라이트(17)에 의해 중력침강에 의해 가라 앉은 슬러지를 호퍼(H)로 이송시키게 되고, 수면에 부유하는 스컴 및 부유물은 스컴 스키머(20)가 설치된 쪽으로 밀어주게 된다.

침전지(1)의 규격은 처리 용량별 표준화 되어 있지 않아서 그 폭이 크게는 16m에서 작게는 2m까지 다양하게 선택되고 그리고 그 길이는 15m에서 길게는 120m까지 다양하게 선택되어 공급되며, 그로 인해 플라이트(17)는 그 높이가 150mm에서 360mm까지의 범위 내에서 다양하게 선택되고 또한 그 길이는 침전지(1)의 폭에 맞춰 다양하게 선택되어 공급된다.

그리고, 메인체인(16)으로서는 종래에는 주물 또는 스테인리스 스틸 재질의 체인이 주로 사용되었으나, 침전지 용량에 따른 체인 전체 길이를 감안할 때 체인 전체를 금속으로 할 경우에는 높은 하중(예: 19톤)으로 인해 체인의 구동을 위해서는 과도한 동력이 요구되고 유지 보수에도 불편함이 수반되는 등 각종 문제점이 수반되어, 이를 해소하기 위하여 근래에는 복합소재 혹은 고강도 엔지니어링 플라스틱으로 된 비금속 컨베이어 체인이 적용되는 추세이다.

한편, 소형 침전지에서 현존하는 체인-플라이트 방식의 슬러지 수집기는 2줄의 체인을 갖는 2열 체인-플라이트 방식이 제일 흔하다. 이러한 2열 체인-플라이트 방식은 상호 이격 배치되는 2줄의 체인에 플라이트(17)가 조립되어 이동되도록 하면서 슬러지를 수집하도록 되어 있다.

이처럼 소형 침전지인 경우에는 그리 문제가 되지 않지만 폭이 7~15m에 이르고 길이가 20~120m에 이르는 대형 침전지에서는 체인-플라이트 방식에 의한 동작시 메인체인(16)의 잦은 파단과 플라이트(17)의 처짐에 의한 파괴가 빈번히 일어날 수 있으며, 이런 문제를 개선하기 위한 여러 방안이 제시되어 왔다.

예컨대, 플라이트(17) 처짐에 의한 파괴를 개선하기 위한 방안 중의 하나로서, 본 출원인의 선등록특허 10-2169694호(발명의 명칭: 보강된 플라이트를 구비한 체인-플라이트 방식의 슬러지 수집기)에는 플라이트(17)를 보강하여 대응하는 기술이 제시된 바 있다.

한편, 도 2 및 도 3에 따르면, 침전지(1) 내에 설치되는 설치되는 헤드샤프트(12a) 상에는 드리븐 스프라켓(18) 및 메인체인용 스프라켓(18a)이 설치되고, 상기 헤드샤프트(12a)의 양단에는 침전지(1) 좌우 양 측벽에 설치되어 상기 헤드샤프트(12a)가 회전할 때 그 양단을 지지하는 축지지수단인 축수대(3a)가 구비된다.

상기 축수대(3a)는 침전지(1) 내의 수중에 설치되는데, 이와 같은 축수 부품의 교체가 용이한 축수대 구조(혹은 축수구조)가 본 출원인의 등록특허 10-1589665호에 개시되어 있다.

기존의 축수대는 구조상 분해 조립이 불가능하기 때문에 체인 스프라켓이 설치된 샤프트를 지지하는 축수부품의 교체 시에, 헤드샤프트(12a)를 포함하여 축수대 전체를 침전지(1)로부터 분리한 다음에 오일리스베어링(30) 등의 부품을 교체해야 하는 등 부품의 교체 작업이 용이하지 않은 문제점이 있었으며, 상기 등록특허 10-1589665호는 이러한 기존의 축수대 구조의 부품 교체 작업의 어려움에 따른 문제점을 개선하고자 하는 내용이 제시되어 있다.

도 4를 참조하면, 상기한 본 출원인의 등록특허 10-1589665호에 개시된 구조의 축수대(3a)는, 침전지(1) 좌우 양 측벽에 설치되는 하우징(301)과, 상기 하우징(301)에 고정되는 베어링 지지블록(302)과, 상기 베어링 지지블록(302)에 지지되어 헤드샤프트(12a)의 중실축부 끝단을 지지하는 오일리스베어링(30)을 포함하여 구성되며, 침전지(1) 좌우 양 측벽에 근접 설치된 오일리스베어링(30)이 수집기 구동모터(11)로부터 동력을 전달받아 회전하게 되는 헤드샤프트(12a)를 지지하게 된다.

그러나 이와 같은 기존의 슬러지 수집기 구동시스템은 다음과 같은 문제점을 안고 있었다.

기존의 슬러지 수집기(10)에서는 수상부에 설치된 수집기 구동모터(11)로부터 동력을 받는 헤드샤프트(12a)가 감속기로부터 동력을 전달받아 수중의 메인체인(16) 및 플라이트(17)가 운행가능하도록 동력을 전달하는 역할을 하게 된다.

이를 위해, 상기 헤드샤프트(12a) 상에는 드리븐 스프라켓(18)과 2개의 메인체인용 스프라켓(18a)이 각각 설치되며, 상기 드리븐 스프라켓(18)과 2개의 메인체인용 스프라켓(18a)은 각각 상기 헤드샤프트의 중실축 부분에 형성되는 키홈(122a-1, 122a-2)과 스프라켓에 형성되는 키(미도시)에 의한 키 조인트 방식으로 토크 전달이 가능하게 결합된다.

즉, 기존의 슬러지 수집기(10)는 침전지(1)의 폭이 클 경우, 침전지(1) 중앙부에서 발생하는 헤드샤프트(12a)의 휨을 줄이기 위해 전체 축길이에 있어서 중간 부분은 중공축으로 구성하고 그 양측에는 스프라켓들(즉, 드리븐 스프라켓(18) 및 메인체인용 스프라켓(18a))의 조립을 위해 중실축으로 구성하게 되는데, 중간부분인 중공축부(121a)와 그 양측의 중실축부(122a)를 일체화하기 위해 용접 및 가공 등 많은 작업이 이루어져 하는 단점이 있었다.

또한, 헤드샤프트(12a)가 하나의 단일부품으로 이루어지지 않고 여러부품이 용접 및 가공에 의해 제작됨에 따라, 장기간 사용시에 용접 부위에서 파괴가 발생할 우려가 높아지며, 이는 침전지(1)의 파손으로 이어지는 문제점을 야기한다.

특히, 기존에는 헤드샤프트(12a)를 구성하는 중공축부(121a)와 중실축부(122a)의 규격 차이로 인하여, 중실축부(122a)와 중공축부(121a)의 연결부분에서는 두 축부의 직경차로 인한 공간이 발생하므로, 중실축부(122a)와 중공축부(121a)의 연결 작업시 상기 공간을 메우는 별도의 어댑터를 삽입설치하고 용접을 수행해야하는 번거로운 작업을 거치게 된다.

이때, 침전지(1)의 폭이 크면 클수록, 헤드샤프트(12a)를 구성하는 중공축부(121a)의 직경과 충공축부 양측의 중실축부(122a)의 직경 차이가 더 크게 발생하게 되며, 따라서 두 축부의 직경차에 맞는 어댑터가 선택되어야 한다.

: 대한민국 등록특허 10-1589665호(2016.01.22.) : 대한민국 등록실용신안 20-0160420호(1999.08.14.) : 대한민국 등록특허 10-1680468호(2016.11.22.)

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 침전지에 설치되는 슬러지 수집기 구동시스템의 헤드샤프트 구조 및 그에 장착되는 스프라켓 장착 구조, 그리고 중공 구조인 샤프트 양측 끝단에 대한 개선된 축수구조등을 제공함으로써, 슬러지 제거설비의 설비 효율과 구조적 신뢰성 및 성능 향상을 도모하는데 그 목적이 있다.

즉, 본 발명은 슬러지 수집기의 구동시스템의 헤드샤프트 전체를 중공축으로 구성할 수 있도록 하고, 중공축으로 된 헤드샤프트 끝단을 지지하도록 설치되는 오일리스베어링의 지지위치를 침전지 중심방향으로 이동시켜 헤드샤프트의 전장(全長)을 줄이는 효과를 도모함과 더불어 드리븐 스프라켓이 침전지 가장자리로 이동되는 효과를 통해 부터 드리븐 스프라켓에 가해지는 모우멘트를 줄여 축 직경 감소 및 축의 처짐의 감소하는 효과를 도모함으로써, 헤드샤프트의 중량 감소를 통해 슬러지 제거 설비의 운전에 소요되는 에너지를 절감할 수 있도록 하며, 스프라켓들을 중공의 샤프트상에 별도의 키없이 조립하여 메인체인에 동력을 전달할 수 있도록 하며, 축수구조를 구성하는 부품의 교체시 교체 작업이 용이하게 수행될 수 있도록 하는 등 보다 향상된 새로운 구조의 슬러지 수집기 구동시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 침전지에 설치되어 슬러지를 수집하는 슬러지 수집기를 구동하기 위한 구동시스템으로서, 수집기 구동모터와; 상기 침전지의 좌우 양 측벽 사이를 가로질러 설치되며 상기 구동모터의 동력을 전달받아 회전하게 되는 중공축 타입의 헤드샤프트와; 상기 헤드샤프트 양단부의 중공부 내측에 설치되는 오일리스베어링과; 상기 헤드샤프트의 양단부의 오일리스베어링을 지지하도록 구비되는 축수유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지 수집기 구동시스템에 의해 달성된다.

이때, 상기 축수유닛은, 상기 침전지의 좌우 양 측벽상에 위치하는 축수브라켓과, 상기 축수브라켓을 지지하도록 상기 축수브라켓 하부에 설치되며 침전지의 측벽에 고정되는 마운트브라켓을 포함하며, 상기 축수브라켓에는 오일리스베어링의 내경부로 삽입되어 샤프트의 단부를 지지하게 되는 중실축 구조의 베어링지지체가 구비됨이 바람직하다.

또한, 상기 축수유닛은, 상기 헤드샤프트 끝단의 중공부 내측에 설치되는 오일리스베어링과, 상기 침전지의 좌우 양 측벽상에 위치하는 축수브라켓을 포함하며, 상기 축수브라켓에는 오일리스베어링의 내경부로 삽입되어 샤프트의 단부를 지지하도록 축수브라켓의 면상에서 연장형성된 중실축 구조의 베어링지지체가 구비된다.

그리고, 상기 헤드샤프트 끝단의 중공부에 설치되는 오일리스베어링의 반경방향 외측에는 스페이서가 구비된다.

한편, 상기 축수유닛은, 상기 축수브라켓을 지지하도록 상기 축수브라켓 하부에 설치되며 침전지의 측벽에 고정되는 마운트브라켓을 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 마운트 브라켓은, 상기 침전지의 좌우 양 측벽에 밀착되며 면상에 침전지의 좌우 양 측벽에 체결하기 위한 볼트가 관통하도록 상하방향으로 길이를 갖는 수직장공이 구비되는 수직마운트면과, 상기 수직면과 직교하도록 형성되며 축수브라켓 체결용 볼트가 체결되는 볼트체결용 통공을 갖는 수평마운트면을 구비한다.

그리고, 상기 축수브라켓은, 상기 베어링지지체가 구비되며 침전지의 좌우 양 측벽에 밀착되는 수직지지면과, 상기 수직면과 직교하도록 형성되며 상기 마운트브라켓의 수평마운트면에 체결하기 위한 볼트가 관통하도록 샤프트 축방향으로 길이를 갖는 수평장공을 갖는 수평지지면을 구비한다.

한편, 본 발명의 다른 일 형태에 따른 축수유닛은, 상기 헤드샤프트 끝단의 중공부 내측에 설치되는 베어링 특성이 우수한 엔지니어링 플라스틱 또는 청동 등의 자기 윤활성과 내열 내마모성이 우수한 재질로 구성된 오일리스베어링과, 상기 오일리스베어링의 축방향 이동이 방지되도록 상기 오일리스베어링를 헤드샤프트상에 고정하는 고정수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

그리고, 상기 고정수단은, 오일리스베어링의 외주면에 형성되는 키홈에 일단면이 삽입되는 고정되는 'ㄱ'자형의 키플레이트와, 상기 키플레이트의 타단면을 상기 샤프트 외주면에 고정하는 볼트 등의 고정부재를 포함한다.

또한, 상기 키플레이트는, 상기 오일리스베어링의 외주를 따라 적어도 2개 이상 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 베어링지지체에는 상기 헤드샤프트의 축방향 이동을 방지하는 스토퍼가 설치되며, 상기 스토퍼는 상기 베어링지지체 외주면에 상에 체결되는 환형의 부재로서, 상기 베어링지지체에 스토퍼가 고정됨에 따라 상기 헤드 샤프트는 상기 스토퍼의 간섭에 의해 축방향 이동이 방지된다.

한편, 본 발명의 또 다른 일형태에 따른 축수유닛은, 상기 헤드샤프트 끝단의 중공부 내측에 설치되는 오일리스베어링과; 상기 침전지의 좌우 양 측벽에 고정되며 면상에 축지지플레이트의 삽입 및 안착을 위한 돌기 형태의 가이드가 구비되는 마운트플레이트와; 상기 마운트플레이트의 가이드 내측으로 슬라이딩되어 삽입되며, 상기 오일리스베어링의 내경부로 삽입되어 헤드샤프트를 지지하게 되는 베어링지지체를 갖는 축지지플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 따른 슬러지 구동시스템은, 중공축 타입인 헤드샤프트 상에 고정되는 드리븐 스프라켓과, 상기 수집기 구동모터의 동력을 헤드샤프트에 전달하도록 상기 드리븐 스프라켓에 권취되는 헤드샤프트 구동용 체인을 포함한다.

그리고, 상기 드리븐 스프라켓은, 상기 헤드샤프트 외주면상에 일체를 이루도록 구비되는 휠장착판과, 상기 휠장착판에 체결되는 코그휠(cogwheel)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 형태에 따르면, 처리를 위한 원수가 유입되는 침전지와; 상기 침전지 바닥의 슬러지를 긁어모아서 침전지 외부로 배출하거나, 상기 침전지의 수면에서 플라이트의 작용에 의해 밀려온 스컴을 트라프로 보내어 배출하는 슬러지 수집기와; 상기 슬러지 수집기를 구동하기 위한 청구범위의 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 따른 구성의 슬러지 수집기 구동시스템을 포함하는 것을 슬러지 제거설비가 제공된다.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 형태에 따르면, 원수가 유입되며 나란히 배치되는 제1 및 제2침전지와, 상기 제1 및 제2침전지 각각에 구비되는 제1 및 제2 슬러지 수집기와, 상기 제1 및 제2 슬러지 수집기를 하나의 구동원으로 구동하기 위한 구동시스템을 포함하며; 상기 구동시스템으로서는 구동원인 수집기 구동모터와, 상기 수집기 구동모터의 동력을 전달받아 회전하도록 제1침전지의 좌우 양 측벽 사이를 가로질러 설치되는 중공축 타입의 제1헤드샤프트와, 상기 제2침전지의 좌우 양 측벽 사이를 가로질러 회전가능하게 설치되는 중공축 타입의 제2헤드샤프트와, 상기 제1헤드샤프트로 전달된 수집기 구동모터의 동력을 제2헤드샤프트로 전달하도록 상기 제1헤드샤프트와 제2헤드샤프트 사이에 구비되는 커플링수단과, 상기 제1헤드샤프트에 설치된 드리븐 스프라켓을 통해 전달된 동력에 의해 회전하게 되는 상기 제1헤드샤프트 및 제2헤드샤프트의 각 양단부를 지지하도록 구비되는 청구항 3 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 따른 구성의 축수유닛을 포함하는 슬러지 제거설비가 제공된다.

이때, 상기 커플링수단은, 상기 제1침전지의 제1헤드샤프트와 제2침전지의 제2헤드샤프트 사이에 설치되어 상기 제1헤드샤프트와 제2헤드샤프트를 연결하는 중실축 구조의 커넥팅 샤프트와, 상기 커넥팅 샤프트를 지지하도록 구비되는 지지베어링 부재를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 효과는 다음과 같다.

본 발명에 따르면, 슬러지수집기의 구동시스템의 샤프트 전장(全長)을 중공축으로 구성하고, 중공축으로 된 헤드샤프트에 대한 오일리스베어링의 지지위치를 침전지 중심방향으로 이동시켜 헤드샤프트의 전장을 줄임으로써 헤드샤프트의 중량 감소를 통해 슬러지 제거 설비의 운전에 소요되는 에너지를 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 베어링 지지체는 침전지 가장자리인 침전지 측벽에 고정되는 요소이므로, 오일리스베어링의 위치는 침전지 가장자리에 최대한 밀착 설치된 것과 마찬가지라고 볼 수 있는데, 상기 오일리스베어링이 침전지의 폭방향 중심쪽으로 돌출된 모양으로 설치되는 베어링 지지체의 끝단에 장착됨에 따라 드리븐 스프라켓은 베어링 지지체의 해당 길이만큼 침전지 가장자리로 이동되어 설치되는 셈이 되므로 침전지 가장자리로부터 드리븐 스프라켓까지의 거리가 줄어드는 효과로 인해 드리븐 스프라켓 설치 지점에 가해지는 모우멘트가 줄어들게 되며, 이에 헤드샤프트의 설계와 제작 및 설치에 따른 운용에 있어 축의 직경 감소 및 축의 처짐 감소를 도모하는 효과를 볼 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 슬러지수집기 구동시스템에서 수집기 구동모터의 동력을 메인체인으로 전달하기 위해 구성되는 헤드스프라켓 및 메인체인용 스프라켓들을 중공축 타입의 헤드 샤프트상에 별도의 키없이 조립할 수 있다. 즉, 본 발명의 헤드샤프트에 결합되는 스프라켓은 기존의 키-조인트 조립 방식으로 결합되는 것이 아니라, 치형을 갖는 코그휠이 볼트 체결에 의해 헤드샤프트에 장착될 수 있다.

한편, 본 발명에 따르면, 축수구조를 구성하는 부품의 교체시, 헤드샤프트를 침전지에서 쉽게 분리시킴으로써 축수구조를 구성하는 부품의 교체시 교체 작업이 용이하게 수행될 수 있다. 즉, 기존에는 헤드샤프트를 포함한 축수대 전체를 침전지로부터 분리시켜야 했으나, 본 발명은 축수대 전체를 침전지로부터 분리시키는 대신에 축수브라켓상에 체결된 볼트 몇 개만 풀어 헤드샤프트를 침전지에서 분리(제1,2실시예에 해당)하거나 혹은 일체 볼트를 풀지 않고도 헤드샤프트를 침전지에서 분리(제3실시예에 해당)할 수 있으므로, 축수구조를 구성하는 부품의 교체 작업이 용이하게 수행될 수 있다.

요컨대, 본 발명은 침전지에 설치되는 슬러지수집기 구동시스템의 중공축 타입의 헤드샤프트 구조 및 그 양단에 대한 개선된 축수구조, 그리고 중공축 타입인 헤드샤프트에 맞는 스프라켓 장착 구조 등을 제공함으로써, 슬러지 제거설비의 설비 효율 및 구조적 신뢰성 및 성능 향상을 도모할 수 있으며, 슬러지 제거설비 운용면에 있어서 경제성 향상에도 기여하는 효과를 도모할 수 있다.

도 1은 슬러지 제거설비의 일예를 나타낸 부분 절개 사시도
도 2는 도 1의 기존 슬러지 수집기 구동시스템에 따른 헤드샤프트 및 축수구조를 보여주는 사시도
도 3은 도 2의 샤프트 구조를 보여주는 단면도
도 4는 도 2의 축수부 요부 사시도
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 슬러지 수집기 구동시스템의 헤드샤프트 및 축수구조를 나타낸 사시도
도 6은 도 5의 'A'부의 확대도로서, 축수유닛의 오일리스베어링이 설치된 축부와 그에 대응하는 축수브라켓 일부를 절개하여 나타낸 사시도
도 7은 도 6의 분해사시도
도 8은 도 5의 'B'부 확대사시도
도 9은 도 8의 분해사시도
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 슬러지 수집기 구동시스템의 헤드샤프트 및 축수구조를 나타낸 사시도
도 11은 도 10의 'C'부를 절개하여 나타낸 확대 사시도
도 12는 도 11의 분해사시도.
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 슬러지 수집기 구동시스템의 헤드샤프트 및 축수구조를 나타낸 사시도
도 14는 도 13의 'D'부 확대도로서, 일부를 절개하여 나타낸 사시도
도 15는 도 14의 분해사시도
도 16는 본 발명의 제4 실시예에 따른 것으로서, 본 발명의 전술한 제1실시예 내지 제3실시예에 따른 슬러지 수집기 구동시스템이 듀얼-타입 침전지에 적용된 경우를 보여주는 사시도
도 17은 도 16의 본 발명의 제4 실시예에 대비되는 기존의 슬러지 수집기 구동시스템이 듀얼-타입의 침전지에 적용된 경우를 보여주는 사시도

본 발명의 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예들로서, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

[실시예1]

먼저, 도 5 내지 도 9을 주로 참조하고, 도 1을 추가적으로 참조하여 본 발명의 제1실시예에 대해 설명한다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 슬러지 수집기 구동시스템의 헤드샤프트 및 축수구조를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 'A'부의 확대도로서, 일부를 절개하여 나타낸 사시도이며, 도 7은 도 6의 분해사시도이다.

그리고, 도 8은 도 5의 'B'부 확대사시도이고, 도 9은 도 8의 분해사시도이다.

이들 도면 도 5 내지 도 8, 그리고 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 침전지(1)에 설치되는 슬러지 수집기(10)를 구동하기 위한 구동시스템은, 슬러지 수집기(10)의 구동을 위한 수집기 구동모터(11)와, 상기 수집기 구동모터(11)의 동력을 전달받아 회전하도록 침전지(1)의 좌우 양 측벽 사이를 가로질러 설치되는 중공축 타입의 헤드샤프트(12)와, 상기 수집기 구동모터(11)의 동력을 전달받아 회전하게 되는 상기 헤드샤프트(12)의 양단부를 지지하도록 구비되는 축수유닛(3)을 포함한다.

이때, 상기 헤드샤프트(12) 상에는 드리븐 스프라켓(18)이 고정되고, 상기 드리븐 스프라켓(18)에는 상기 수집기 구동모터(11)의 동력을 헤드샤프트(12)에 전달하도록 헤드샤프트 구동용 체인(19)이 권취된다.

상기 드리븐 스프라켓(18)은, 키와 키홈에 의한 키 조인트 방식으로 토크 전달이 가능하게 결합되던 기존의 드리븐 스프라켓과는 달리, 중공축 타입의 헤드샤프트(12) 외주면상에 휠장착판(181)이 용접 등에 의해 일체로 형성되고, 상기 휠장착판(181)에는 치형을 갖는 코그휠(182)이 체결부재로 체결된다.

또한, 상기 헤드샤프트(12)상에는 메인체인용 스프라켓(18a)이 드리븐 스프라켓(18)과 함께 고정되며, 상기 메인체인용 스프라켓(18a)은 사이즈와 구체적 형상은 드리븐 스프라켓(18)과 다르지만 휠장착판(181)과 이에 조립되는 코그휠(182)에 의해 이루어진다는 점에서, 구조적으로 드리븐 스프라켓(18)과 동일성을 가진다.

한편, 본 실시예에 따른 축수유닛(3)은, 상기 헤드샤프트(12) 끝단의 중공부 내측에 설치되는 오일리스베어링(30a)과, 상기 침전지(1)의 좌우 양 측벽상에 고정되는 축수브라켓(31)을 포함하며, 상기 축수브라켓(31)에는 오일리스베어링(30a)의 내경부로 삽입되어 샤프트의 단부를 지지하게 되는 중실축 구조의 베어링지지체(313)가 일체로 구비된다. 상기 베어링지지체(313)의 선단은 모따기(chamfering)가 되어 조립성을 높이도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 헤드샤프트(12) 끝단의 중공부에 설치되는 오일리스베어링(30a) 반경방향 외측에는 스페이서(41)가 설치된다.

즉, 상기 스페이서(41)는 상기 헤드샤프트(12)와 오일리스베어링(30a) 사이에 설치되며, 상기 스페이서(41)는 헤드샤프트(12)와 오일리스베어링(30a)이 동심원을 유지하도록 함과 아울러 상기 헤드샤프트(12)와 오일리스베어링(30a) 사이의 간극을 채우는 역할을 한다.

상기 오일리스베어링(Oilless Bearing)은 오일 급유가 필요 없어 충격 및 진동, 저속, 고하중 환경 등 기계 구조상 급유가 어려운 작업 현장에 적용되는 것으로, 슬러지 제거설비를 구성하는 슬러지 수집기 구동시스템의 축수유닛에 효과적으로 적용된다.

한편, 상기 축수유닛(3)은, 상기 축수브라켓(31)을 지지하도록 상기 축수브라켓(31) 하부에 설치되며 침전지(1)의 좌우 양 측벽에 고정되는 마운트브라켓(33)을 더 포함하여 구성된다.

이때, 상기 마운트브라켓(33)은, 상기 침전지(1)의 좌우 양 측벽에 밀착되며 면상에 침전지(1)의 좌우 양 측벽에 체결하기 위한 볼트(B)가 관통하도록 상하방향으로 길이를 갖는 수직장공(331a)이 구비되는 수직마운트면(331)과, 상기 수직면과 직교하도록 형성되며 그 위로 올려지는 축수브라켓(31)의 체결을 위한 볼트 체결용 통공(332a)을 갖는 수평마운트면(332)을 구비한다.

그리고, 상기 축수브라켓(31)은, 상기 베어링지지체(313)가 구비되며 침전지(1)의 좌우 양 측벽에 밀착되는 수직지지면(311)과, 상기 수직지지면(311)과 직교하도록 형성되며 상기 마운트브라켓의 수평마운트면(332)에 체결하기 위한 볼트(B)가 관통하도록 샤프트 축방향으로 길이를 갖는 수평장공(312a)을 갖는 수평지지면(312)을 구비한다.

상기 수직마운트면(331)이나 수직지지면(311)이 반드시 정확히 수직방향으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 침전지(1)의 좌우 양 측벽이 경사진 경우에는 경사에 맞게 기울어진 경사면으로 형성될 수도 있음은 물론이다.

그리고, 상기 중실축 구조의 베어링지지체(313)에는 상기 헤드샤프트(12)의 축방향 이동을 방지하는 멈춤수단(stopping means)으로서 스토퍼(61)가 구비되는데, 상기 스토퍼(61)는 상기 베어링지지체(313)의 외주면에 상에 설치되는 환형의 부재이다. 환형의 부재인 상기 스토퍼(61)의 외주면 일측에는 체결부재인 볼트(B)가 체결되는 체결공이 구비된다. 이때, 상기 스토핑링(61)의 볼트 체결공이 형성되는 면은 챔퍼링(chamfering)된 것과 같이 평탄면을 이루도록 형성된다.

이와 같이 구성되는 제1실시예에 따른 본 발명의 작용 효과는 다음과 같다.

본 발명에 따르면, 침전지(1) 좌우 양 측벽을 가로질러 설치되는 헤드샤프트(12)의 전장(全長)을 중공축으로 구성하고, 상기 헤드샤프트(12) 양단에 오일리스베어링(30a)을 설치하며, 상기 헤드샤프트(12)의 양단에 설치되는 오일리스베어링(30a)을 침전지 좌우 양 측벽에 설치된 축수브라켓(31)으로부터 침전지 중심방향으로 각각 뻗어나온 베어링지지체(313)가 지지하게 된다.

이에 따라, 슬러지 수집기(10)를 구성하는 헤드샤프트(12)의 중실축 단부를 침전지(1) 좌우 양 측벽에 근접 설치된 오일리스베어링(30a)에서 지지하던 기존과는 달리, 본 발명의 슬러지 수집기(10)는 침전지(1) 좌우 양 측벽으로부터 침전지 중심방향으로 소정 길이(L)를 갖도록 연장된 원통형의 베어링지지체(313)의 단부가 중공축 타입의 헤드샤프트(12)의 양측 단부에 설치된 오일리스베어링(30a)을 지지하게 된다.

따라서, 본 실시예에 따른 구동시스템의 축수구조는, 침전지(1) 좌우 양 측벽으로부터 침전지 중심방향으로 연장된 원통형의 베어링지지체(313)의 끝단부에 오일리스베어링(30a)가 설치되어 헤드샤프트(12)의 양측 단부를 지지하는 오일리스베어링(30a)의 위치가 기존에 비해 침전지 폭 중심에 더 가까운 위치로 이동한 셈이므로 헤드샤프트(12) 양단의 지지점이 기존에 비해 더 가까워지며, 이는 헤드샤프트(12)의 전장이 축소되는 효과로 이어진다.

또한, 중공축 타입인 헤드샤프트(12)의 전장이 줄어든 만큼 중량 감소를 도모하여, 슬러지 제거 설비의 운전에 소요되는 에너지를 절감할 수 있다.

이와 더불어, 전장의 감소 관점이 아닌, 드리븐 스프라켓(18)에 걸리는 모우멘트 및 축경의 감소라는 관점에서 본 발명의 효과를 살펴보자면, 상기 베어링 지지체(313)는 침전지 가장자리인 침전지 측벽에 고정되는 요소이므로, 상기 오일리스베어링(30a)의 위치는 침전지 가장자리에 최대한 밀착 설치된 것과 마찬가지라고 볼 수 있는데, 상기 오일리스베어링(30a)이 침전지의 폭방향 중심쪽으로 돌출된 모양으로 설치되는 베어링 지지체(313)의 끝단에 장착됨에 따라 드리븐 스프라켓(18)은 베어링 지지체(313)의 해당 길이만큼 침전지 가장자리로 이동되어 설치되는 셈이 된다.

따라서, 축의 일 지점이 받게 되는 모우멘트는 일 지점으로부터 힘 작용 지점까지의 거리와 작용하는 힘에 비례하므로, 드리븐 스프라켓(18)이 침전지 가장자리로 이동 설치되는 효과로 인해 침전지 가장자리로부터 드리븐 스프라켓까지(18)의 거리가 줄어드는 셈이어서 드리븐 스프라켓(18) 설치 지점에 가해지는 모우멘트가 줄어들게 된다. 이에 헤드샤프트(12)의 설계와 제작 및 설치에 따른 운용에 있어 축의 직경 감소 및 축의 처짐 감소를 도모하는 효과를 볼 수 있다.

그리고, 상기 헤드샤프트(12)의 축의 전장 및 직경이 줄어든 만큼 중량 감소를 도모하여, 슬러지 제거 설비의 운전에 소요되는 에너지를 절감할 수 있다.

한편, 슬러지 수집기(10)의 구동시스템를 구성하는 스프라켓들을 중공의 헤드샤프트(12)상에 별도의 키없이 조립할 수 있다. 즉, 본 발명의 경우에는 헤드샤프트(12)가 중공축 타입이므로, 기존의 키 조인트 방식 대신, 헤드샤프트(12)상에 휠장착판(181)을 용접 등으로 고정한 상태에서 상기 휠장착판(181)에 코그휠(182)을 볼트(B)로 체결하여 드리븐 스프라켓(18) 및 메인체인용 스프라켓(18a)을 조립하게 된다.

한편, 오일리스베어링(30a) 등 축수구조를 구성하는 부품의 교체시, 축수브라켓(31)의 수평지지면(312)의 수평장공(312a)을 관통하여 설치된 볼트(B)만 풀어주면, 헤드샤프트(12)를 들어올려 침전지(1)로부터 분리할 수 있으므로, 축수구조를 구성하는 부품의 교체 작업이 용이하게 수행될 수 있다.

[실시예2]

도 10 내지 도 12를 주로 참조하고, 도 1을 추가적으로 참조하여 본 발명의 제2실시예에 대해 설명한다.

도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 슬러지 수집기 구동시스템의 헤드샤프트 및 축수구조를 나타낸 사시도이고, 도 11은 도 10의 'C'부를 절개하여 나타낸 사시도이며, 도 12는 도 11의 분해사시도이다.

이들 도면 도 10 내지 도 12와 함께 도 1을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 제2실시예에 따른 슬러지 수집기 구동시스템의 기본적인 구조는 제1실시예의 축수구조를 따르며, 축수구조를 구성하는 축수유닛의 구체적 세부 구성에 차이가 있다.

즉, 본 발명의 제2실시예에 따른 슬러지 수집기 구동시스템의 축수유닛(3)은, 상기 헤드샤프트(12) 끝단의 중공부 내측에 설치되는 베어링 특성이 우수한 엔지니어링 플라스틱 또는 청동 등의 자기 윤활성과 내열 내마모성이 우수한 재질로 된 오일리스베어링(30b)과, 상기 오일리스베어링(30b)의 축방향 이동이 방지되도록 상기 오일리스베어링(30b)를 헤드샤프트(12)상에 고정하는 고정수단을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 고정수단은 오일리스베어링(30b)의 외주면에 원주방향을 따라 형성되는 키홈(300)에 일단면이 삽입되는 고정되는 'ㄱ'자형의 키플레이트(51)와, 상기 키플레이트(51)의 타단면을 상기 헤드샤프트(12) 외주면에 고정하는 볼트(B) 등의 고정부재를 포함한다.

그리고, 상기 헤드샤프트(12) 외주면에는 키플레이트(51)를 고정하는 볼트(B)가 체결되는 체결브라켓(120)이 구비된다.

그리고, 상기 키플레이트(51)는, 상기 오일리스베어링(30b)의 외주면상에 2개 이상 형성됨이 바람직하며, 2개의 키플레이트(51)를 가질 경우에는 원주면상에 서로 대칭되게 형성됨이 바람직하다.

한편, 상기 베어링지지체(313)에는 상기 헤드샤프트(12)의 축방향 이동을 방지하는 환형의 스토퍼(61)가 설치되며, 상기 스토퍼(61)는 상기 베어링지지체(313) 외주면에 상에 체결되는 환형의 부재로서, 상기 베어링지지체(313)에 스토퍼(61)가 고정됨에 따라 상기 헤드 샤프트(12)는 상기 스토퍼(61)와의 간섭에 의해 축 방향 이동이 방지된다

그리고, 상기 스토퍼(61)의 볼트 체결공이 형성되는 면은 평탄면을 이루도록 형성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예에 따르면 작용 효과는 다음과 같다.

본 발명의 제2실시예에 따른 슬러지 수집기 구동시스템의 기본 구성은 전술한 제1실시예의 구성을 따르므로, 그 작용 효과 또한 기본적으로 동일하다.

즉, 본 실시예에 따른 구동시스템의 축수구조 역시, 침전지(1)의 좌우 양 측벽으로부터 침전지 중심방향으로 소정 길이(L)를 갖도록 연장된 원통형의 베어링지지체(313)의 단부가 중공축 타입의 헤드샤프트(12)의 양측 단부에 설치된 오일리스베어링(30b)를 지지하게 된다.

따라서, 본 발명에 따르면, 헤드샤프트 양 끝단을 지지하는 오일리스베어링(30b)의 위치가 축수브라켓(31)의 수직지지면(311)로부터 일정 길이로 돌출된 기둥 형태인 베어링지지체(313)의 끝부분으로 이동되므로 베어링 지지체의 길이 만큼 기존에 비해 침전지의 폭 중심쪽으로 옮겨지는 효과를 보게 된다.

이는 헤드샤프트(12) 양단의 지지점 사이의 거리(즉, 좌우 양측 오일리스베어링 사이의 거리)가 기존에 비해 상대적으로 줄어들어 헤드샤프트(12)의 전장을 축소시킬 수 있도록 하는 효과로 이어지는 것이다.

이와 더불어, 상기 베어링 지지체(313)는 침전지 가장자리인 침전지 측벽에 고정되는 요소이므로, 상기 오일리스베어링(30b)는 침전지 가장자리에 최대한 밀착 설치된 것과 마찬가지라고 볼 수 있는데, 상기 오일리스베어링(30b)이 침전지의 폭방향 중심쪽으로 돌출되는 모양으로 설치되는 베어링 지지체(313)의 끝단에 장착됨에 따라 드리븐 스프라켓(18)은 베어링 지지체(313)의 해당 길이만큼 침전지 가장자리로 이동되어 설치되는 셈이 된다.

따라서, 축의 일 지점이 받게 되는 모우멘트는 일 지점으로부터 힘 작용 지점까지의 거리와 거기에 작용하는 힘에 비례하므로, 드리븐 스프라켓(18)이 침전지 가장자리로 이동 설치되는 효과로 인해 침전지 가장자리로부터 드리븐 스프라켓까지(18)의 거리가 줄어드는 셈이어서 드리븐 스프라켓(18) 설치 지점에 가해지는 모우멘트가 줄어들게 된다. 이에 헤드샤프트의 설계와 제작 및 설치에 따른 운용에 있어 축의 직경 감소 및 축의 처짐 감소를 도모하는 효과를 볼 수 있다.

그리고, 상기 헤드샤프트(12)의 축의 전장 및 직경이 줄어든 만큼 중량 감소를 도모하여, 슬러지 제거 설비의 운전에 소요되는 에너지를 절감할 수 있다.

한편, 중공축 헤드샤프트(12) 외주면상에 휠장착판(181)을 용접 등에 의해 고정한 상태에서 상기 휠장착판(181)에 코그휠(182)을 볼트(B)로 체결하여 드리븐 스프라켓(18) 및 메인체인용 스프라켓(18a)을 조립하여, 기존의 키 조인트 방식을 대체할 수 있다.

또한, 오일리스베어링(30b) 등 축수구조를 구성하는 부품의 교체시, 축수브라켓(31)의 수평지지면(312)의 수평장공(312a)을 관통하여 설치된 볼트(B)만 풀어주면, 헤드샤프트(12)를 들어올려 침전지(1)로부터 분리할 수 있으므로, 축수구조를 구성하는 부품의 교체 작업이 용이하게 수행될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 구동시스템에서는, 헤드샤프트(12) 끝단의 중공부 내측에 설치되는 오일리스베어링(30b)가 베어링 특성이 우수한 엔지니어링 플라스틱 또는 청동 등의 자기 윤활성과 내열 내마모성이 우수한 소재로 되고, 이를 키플레이트(51)를 이용하여 헤드샤프트(12) 상에 고정시킴에 따라, 전술한 제1실시예의 축수구조에 요구되던 스페이서(41)를 제거할 수 있다.

[실시예3]

이하, 도 13 내지 도 15를 주로 참조하고, 도 1을 추가적으로 참조하여 본 발명의 제3실시예에 대해 설명한다.

도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 슬러지 수집기 구동시스템의 헤드샤프트 및 축수구조를 나타낸 사시도이고, 도 14는 도 13의 'D'부 확대도로서, 일부를 절개하여 나타낸 사시도이며, 도 15는 도 14의 분해사시도이다.

이들 도면 도 13 내지 도 15와 함께 도 1을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 제3실시예에 따른 슬러지 수집기 구동시스템은 기본적인 구조는 전술한 제1 및 제2실시예의 축수구조를 따르며, 축수구조를 구성하는 축수유닛의 구체적 세부 구성에 차이가 있다.

즉, 본 발명의 제3실시예에 따른 슬러지 수집기 구동시스템 역시, 수집기 구동모터(11)와, 상기 수집기 구동모터(11)의 동력을 전달받아 회전하도록 침전지(1)의 좌우 양측벽 사이를 가로질러 설치되는 중공축 타입의 헤드샤프트(12)와, 상기 수집기 구동모터(11)의 동력을 전달받아 회전하게 되는 상기 헤드샤프트(12)의 양단부를 지지하도록 구비되는 축수유닛(3)을 포함한다.

그리고, 상기 축수유닛(3)은, 상기 헤드샤프트(12) 끝단의 중공부 내측에 설치되는 오일리스베어링(30a)과; 상기 침전지(1)의 좌우 양 측벽에 고정되며 면상에 축지지플레이트(71)의 삽입 및 안착을 위한 돌기 형태의 가이드(731)가 구비되는 마운트플레이트(73)와; 상기 마운트플레이트(73)의 가이드(731) 내측으로 슬라이딩되어 삽입되며, 상기 오일리스베어링(30a)의 내경부로 삽입되어 헤드샤프트(12)를 지지하게 되는 베어링지지체(713)를 갖는 축지지플레이트(71)를 포함한다.

그리고, 상기 가이드(731)는 축지지플레이트(71)의 삽입 위치, 즉 삽입 깊이를 한정하도록 축지지플레이트(71)의 하단면을 지지하는 받침가이드(731a)를 포함한다.

그리고, 상기 마운트플레이트(73)의 면상에는 침전지(1)의 좌우 양 측벽에 체결하기 위한 체결공이 구비된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 제3실시예에 따른 작용 효과는 다음과 같다.

본 발명의 제3실시예에 따른 슬러지 수집기 구동시스템의 기본 구성은 전술한 제1,2실시예를 따르므로, 그 작용 효과 또한 기본적으로 동일하다.

즉, 본 실시예에 따른 구동시스템의 축수구조 역시, 침전지(1) 좌우 양 측벽으로부터 침전지 중심방향으로 연장된 원통형의 베어링지지체(713)의 끝단부에 오일리스베어링(30a)가 설치되어 헤드샤프트(12)의 양측 단부를 지지하는 오일리스베어링(30a)의 위치가 기존에 비해 침전지 폭 중심에 더 가까운 위치로 이동한 셈이므로 헤드샤프트(12) 양단의 지지점이 기존에 비해 더 가까워지며, 이는 헤드샤프트(12)의 전장이 축소되는 효과로 이어진다.

또한, 중공축 타입인 헤드샤프트(12)의 전장이 줄어든 만큼 중량 감소를 도모하여, 슬러지 제거 설비의 운전에 소요되는 에너지를 절감할 수 있다.

이와 더불어, 상기 베어링 지지체(713)는 침전지 가장자리인 침전지 측벽에 고정되는 요소이므로, 상기 오일리스베어링(30a)의 위치는 침전지 가장자리에 최대한 밀착 설치된 것과 마찬가지라고 볼 수 있는데, 상기 오일리스베어링(30a)이 침전지의 폭방향 중심쪽으로 돌출된 모양으로 설치되는 베어링 지지체(713)의 끝단에 장착됨에 따라 드리븐 스프라켓(18)은 베어링 지지체(713)의 해당 길이만큼 침전지 가장자리로 이동되어 설치되는 셈이 된다.

따라서, 축의 일 지점이 받게 되는 모우멘트는 일 지점으로부터 힘 작용 지점까지의 거리와 작용하는 힘에 비례하므로, 드리븐 스프라켓(18)이 침전지 가장자리로 이동 설치되는 효과로 인해 침전지 가장자리로부터 드리븐 스프라켓까지(18)의 거리가 줄어드는 셈이어서 드리븐 스프라켓(18) 설치 지점에 가해지는 모우멘트가 줄어들게 된다. 이에 헤드샤프트(12)의 설계와 제작 및 설치에 따른 운용에 있어 축의 직경 감소 및 축의 처짐 감소를 도모하는 효과를 볼 수 있다.

그리고, 상기 헤드샤프트(12)의 축의 전장 및 직경이 줄어든 만큼 중량 감소를 도모하여, 슬러지 제거 설비의 운전에 소요되는 에너지를 절감할 수 있다.

한편, 중공축 타입인 헤드샤프트(12) 외주면상에 휠장착판(181)을 용접 등에 의해 고정한 상태에서 상기 휠장착판(181)에 코그휠(182)을 볼트(B)로 체결하여 드리븐 스프라켓(18) 및 메인체인용 스프라켓(18a)을 조립하여, 기존의 키 조인트 방식을 대체할 수 있다.

또한, 오일리스베어링(30a) 등 축수구조를 구성하는 부품의 교체시, 볼트(B)를 풀 필요없이 헤드샤프트(12)를 들어올리면 침전지(1)로부터 분리할 수 있으며, 헤드샤프트(12)를 들어올리면 축지지플레이트(71)가 가이드(731)로부터 빠져나와 헤드샤프트와 함께 침전지(1)로부터 분리되므로, 축수구조를 구성하는 부품의 교체 작업이 용이하게 수행될 수 있다.

한편, 축수구조를 구성하는 부품의 교체 작업이 완료된 다음, 조립시에는 도 15에 화살표로 나타낸 방향으로 헤드샤프트(12)를 내려 축지지플레이트(71)가 상기 마운트플레이트(73)의 가이드(731) 내측으로 슬라이딩하여 삽입되도록 하면 조립이 완료된다.

[실시예4]

도 16는 본 발명의 제4 실시예에 따른 것으로서, 본 발명의 전술한 제1실시예 내지 제3실시예에 따른 슬러지 수집기 구동시스템을 두 개의 침전지가 나란히 배치된 듀얼-타입의 침전지를 갖는 슬러지 제거설비에 적용한 경우를 보여주는 사시도이다.

도 16을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 슬러지 제거설비는, 원수가 유입되며 나란히 배치되는 제1 및 제2침전지(1a, 1b)와, 상기 제1 및 제2침전지(1a, 1b) 각각에 구비되는 제1 및 제2 슬러지 수집기와, 상기 제1 및 제2 슬러지 수집기를 하나의 구동원으로 구동하기 위한 구동시스템을 포함한다.

그리고, 상기 구동시스템은, 구동원인 하나의 수집기 구동모터(11)와, 상기 수집기 구동모터(11)의 동력을 전달받아 회전하도록 제1침전지(1a)의 좌우 양 측벽 사이를 가로질러 설치되는 중공축 타입의 제1헤드샤프트(12-1)와; 상기 제2침전지(1b)의 좌우 양 측벽 사이를 가로질러 회전가능하게 설치되는 중공축 타입의 제2헤드샤프트(12-2)와, 상기 제1헤드샤프트(12-1)로 전달된 수집기 구동모터(11)의 동력을 제2헤드샤프트(12-2)로 전달하도록 상기 제1헤드샤프트와 제2헤드샤프트 사이에 구비되는 커플링수단과, 상기 드리븐 스프라켓(18)을 통해 전달된 동력에 의해 회전하게 되는 상기 제1헤드샤프트및 제2헤드샤프트의 각 양단부를 지지하도록 구비되는 축수유닛(3)을 포함하여 구성된다.

본 발명의 제4실시예에 따른 슬러지 제거설비의 축수유닛(3)으로서는, 전술한 제1실시예 내지 제3실시예를 통해 개시된 구조의 축수유닛(3) 중의 어느 하나가 선택되거나 둘 이상이 조합되어 적용될 수 있다.

한편, 상기 커플링수단은, 상기 제1침전지(1a)의 제1헤드샤프트와 제2침전지(1b)의 제2헤드샤프트 사이에 설치되어 상기 제1헤드샤프트와 제2헤드샤프트를 연결하는 중실축 구조의 커넥팅 샤프트(90)와, 상기 커넥팅 샤프트(90)를 지지하도록 구비되는 지지베어링부재(91)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제4실시예에 따르면, 하나의 수집기 구동모터(11)만으로 듀얼-타입으로 배치된 두 침전지에 각각 구비된 슬러지 수집기(10)를 동시에 구동시킬 수 있으며, 이에 따라 슬러지 수집기(10)를 구동하는 구동시스템의 부품 구성을 단순화할 수 있다.

즉, 제1헤드샤프트와 제2헤드샤프트 사이에 수집기 구동모터의 동력을 전달할 수 있는 커플링수단을 둠으로써, 두 개의 침전지가 나란히 배치되는 듀얼-타입 침전지내에 각각 설치되는 헤드샤프트에 대해 개별적으로 드리븐 스프라켓 및 헤드샤프트 구동용 체인을 두지 않고, 두 침전지 중 일측의 헤드샤프트에만 드리븐 스프라켓을 설치하면 커플링수단을 통해 다른 침전지의 헤드샤프트로 수집기 구동모터의 동력이 전달될 수 있다.

도 17을 참조하면, 기존 슬러지 수집기 구동시스템의 구성이 적용된 듀얼로 배치된 침전지를 갖는 슬러지 제거설비에서는, 두 개의 침전지(1a, 1b)가 나란히 배치되는 듀얼-타입(dual-type)에 있어서 각 침전지에 설치되는 헤드샤프트(12a)의 중실축부에 대해 개별적으로 드리븐 스프라켓(18) 및 헤드샤프트 구동용 체인(19)을 두어야 한다.

그러나, 본 실시예에 따른 슬러지 수집기 구동시스템이 적용된 슬러지 제거설비의 경우에는, 두 침전지(1a, 1b) 중 일측의 헤드샤프트(즉, 제1헤드샤프트)에 설치된 드리븐 스프라켓을 통해 수집기 구동모터의 동력이 전달되면, 상기 일측의 헤드샤프트의 회전력은 커넥킹 샤프트(90)를 통해 타측의 헤드샤프트(즉, 제2헤드샤프트)로 전달되므로, 타측의 헤드샤프트(12-2)에는 드리븐 스프라켓 및 헤드샤프트 구동용 체인을 두지 않아도 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 침전지에 설치되는 슬러지 수집기 구동시스템의 헤드샤프트 구조 및 그에 장착되는 스프라켓 장착 구조, 그리고 중공 구조인 샤프트 양측 끝단에 대한 개선된 축수구조등을 제공함으로써, 슬러지 제거설비의 설비 효율과 구조적 신뢰성 및 성능 향상을 도모하는데 기여한다.

본 발명은 하수 또는 폐수 처리 시스템의 침전지에 적용되는 슬러지수집기 구동시스템의 중공축 타입의 헤드샤프트 구조 및 그 양단에 대한 개선된 축수구조, 그리고 중공축 타입인 헤드샤프트에 맞는 스프라켓 장착 구조 등을 제공함으로써, 슬러지 제거설비의 설비 효율 및 구조적 신뢰성 및 성능 향상을 도모할 수 있으며, 슬러지 제거설비 운용면에 있어 경제성 향상에도 기여하는 효과를 도모할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높은 발명이다.

1: 침전지 1a, 1b: 제1침전지, 제2침전지
10: 슬러지 수집기 11: 수집기 구동모터
12: 헤드샤프트 120: 체결브라켓
18: 드리븐 스프라캣 181: 휠장착판
182: 코그휠 18a: 메인체인용 스프라켓
19: 헤드샤프트 구동용 체인 12: 헤드샤프트
3: 축수유닛 30a: 오일리스베어링
30b: 오일리스베어링 300: 키홈
31: 축수브라켓 311: 수직지지면
312: 수평지지면 312a: 수평장공
313: 베어링지지체 33: 마운트브라켓
331: 수직마운트면 331a: 수직장공
332: 수평마운트면 332a: 통공
41: 스페이서 51: 키플레이트
61: 스토핑링 71: 축지지플레이트
713: 베어링지지체 73: 마운트플레이트
731: 가이드 731a: 받침가이드
90: 커넥팅샤프트 91: 지지베어링부재

Claims (15)

1. 침전지에 설치되어 슬러지를 수집하는 슬러지수집기를 구동하기 위한 구동시스템으로서,
   수집기 구동모터와;
   상기 침전지의 좌우 양 측벽 사이를 가로질러 설치되며 상기 구동모터의 동력을 전달받아 회전하게 되는 중공축 타입의 헤드샤프트와;
   상기 헤드샤프트 양단부의 중공부 내측에 설치되는 오일리스베어링과;
   상기 헤드샤프트의 양단부의 오일리스베어링을 지지하도록 구비되는 축수유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지수집기 구동시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 축수유닛은,
   상기 침전지의 좌우 양 측벽상에 위치하는 축수브라켓과,
   상기 축수브라켓을 지지하도록 상기 축수브라켓 하부에 설치되며 침전지의 측벽에 고정되는 마운트브라켓을 포함하며,
   상기 축수브라켓에는 오일리스베어링의 내경부로 삽입되어 샤프트의 단부를 지지하게 되는 중실축 구조의 베어링지지체가 구비되는 것을 특징으로 하는 슬러지수집기 구동시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 헤드샤프트 끝단의 중공부에 설치되는 오일리스베어링의 반경방향 외측에는 스페이서가 구비됨을 특징으로 하는 슬러지수집기 구동시스템.
4. 제2항에 있어서,
   제2항에 있어서,
   상기 마운트 브라켓은,
   상기 침전지의 좌우 양 측벽에 밀착되며 면상에 침전지의 좌우 양 측벽에 체결하기 위한 볼트가 관통하도록 상하방향으로 길이를 갖는 수직장공이 구비되는 수직마운트면과, 상기 수직면과 직교하도록 형성되며 축수브라켓 체결용 볼트가 체결되는 볼트체결용 통공을 갖는 수평마운트면을 구비하고,
   상기 축수브라켓은,
   상기 베어링지지체가 구비되며 침전지의 좌우 양 측벽에 밀착되는 수직지지면과, 상기 수직면과 직교하도록 형성되며 상기 마운트브라켓의 수평마운트면에 체결하기 위한 볼트가 관통하도록 샤프트 축방향으로 길이를 갖는 수평장공을 갖는 수평지지면을 구비하는 것을 특징으로 하는 슬러지 수집기 구동시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 헤드샤프트 끝단의 중공부 내측에 설치되는 오일리스베어링은 엔지니어링 플라스틱 소재로 된 것을 특징으로 하는 슬러지수집기 구동시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 축수유닛은,
   상기 헤드샤프트 끝단의 중공부 내측에 설치되는 오일리스베어링의 축방향 이동이 방지되도록 상기 오일리스베어링를 헤드샤프트상에 고정하는 고정수단을 더 포함하며,
   상기 고정수단은,
   오일리스베어링의 외주면에 형성되는 키홈에 일단면이 삽입되는 고정되는 'ㄱ'자형의 키플레이트와, 상기 키플레이트의 타단면을 상기 샤프트 외주면에 고정하는 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지수집기 구동시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 키플레이트는,
   상기 오일리스베어링의 외주를 따라 적어도 2개 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 슬러지수집기 구동시스템.
8. 제2항에 있어서,
   상기 베어링지지체에는 상기 헤드샤프트의 축방향 이동을 방지하는 스토퍼가 설치되는 것을 특징으로 하는 슬러지수집기 구동시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 스토퍼는,
   상기 베어링지지체의 외주면 상에 체결되는 환형의 부재로서,
   체결공이 형성되는 평탄면이 구비되는 것을 특징으로 하는 슬러지 수집기 구동시스템.
10. 제1항에 있어서,
    상기 축수유닛은,
    상기 헤드샤프트 끝단의 중공부 내측에 설치되는 오일리스베어링과;
    상기 침전지의 좌우 양 측벽에 고정되며 면상에 축지지플레이트의 삽입 및 안착을 위한 돌기 형태의 가이드가 구비되는 마운트플레이트와;
    상기 마운트플레이트의 가이드 내측으로 슬라이딩되어 삽입되며, 상기 오일리스베어링의 내경부로 삽입되어 헤드샤프트를 지지하게 되는 베어링지지체를 갖는 축지지플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 수집기 구동시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 중공축 타입의 헤드샤프트 상에 고정되는 헤드스프라켓과,
    상기 수집기 구동모터의 동력을 헤드샤프트에 전달하도록 상기 헤드스프라켓에 권취되는 헤드샤프트 구동용 체인을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지수집기 구동시스템.
12. 제11항에 있어서,
    상기 드리븐 스프라켓은,
    상기 헤드샤프트 외주면상에 일체를 이루도록 구비되는 휠장착판과, 상기 휠장착판에 체결되는 코그휠(cogwheel)을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 수집기 구동시스템.
13. 처리를 위한 원수가 유입되는 침전지와;
    상기 침전지 바닥의 슬러지를 긁어모아서 침전지 외부로 배출하거나, 상기 침전지의 수면에서 플라이트의 작용에 의해 밀려온 스컴을 트라프로 보내어 배출하는 슬러지 수집기와;
    상기 슬러지 수집기를 구동하기 위한 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 따른 구성의 구동시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 제거설비.
14. 원수가 유입되며 나란히 배치되는 제1 및 제2침전지와,
    상기 제1 및 제2침전지 각각에 구비되는 제1 및 제2 슬러지 수집기와,
    상기 제1 및 제2 슬러지 수집기를 하나의 구동원으로 구동하기 위한 구동시스템을 포함하며,
    상기 구동시스템은,
    구동원인 수집기 구동모터와,
    상기 수집기 구동모터의 동력을 전달받아 회전하도록 제1침전지의 좌우 양 측벽 사이를 가로질러 설치되는 중공축 타입의 제1헤드샤프트와;
    상기 제2침전지의 좌우 양 측벽 사이를 가로질러 회전가능하게 설치되는 중공축 타입의 제2헤드샤프트와,
    상기 제1헤드샤프트로 전달된 수집기 구동모터의 동력을 제2헤드샤프트로 전달하도록 상기 제1헤드샤프트와 제2헤드샤프트 사이에 구비되는 커플링수단과,
    상기 제1헤드샤프트에 설치된 드리븐 스프라켓을 통해 전달된 동력에 의해 회전하게 되는 상기 제1헤드샤프트 및 제2헤드샤프트의 각 양단부를 지지하도록 구비되는 청구항 3 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 따른 구성의 축수유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 제거설비.
15. 제14항에 있어서,
    상기 커플링수단은,
    상기 제1침전지의 제1헤드샤프트와 제2침전지의 제2헤드샤프트 사이에 설치되어 상기 제1헤드샤프트와 제2헤드샤프트를 연결하는 중실축 구조의 커넥팅 샤프트와,
    상기 커넥팅 샤프트를 지지하도록 구비되는 지지베어링 부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지 제거설비.

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