WO2021261945A1 - 수분 함유량 조절이 가능한 탈수 기계 - Google Patents

수분 함유량 조절이 가능한 탈수 기계 Download PDF

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최종식
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한국기계연구원
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Abstract

수분 함유량 조절이 가능한 탈수 기계는 스크린, 스크류 및 적어도 하나의 함수율 조절 날개를 포함한다. 상기 스크린은 내부가 중공이고, 일측에 축산분뇨가 투입되는 투입구가 형성되고 타측에 탈수된 축산분뇨가 배출되는 배출구가 형성되며, 내부와 외부를 관통하는 복수의 수분 배출공들이 형성된다. 상기 스크류는 회전축 및 상기 회전축의 길이방향을 따라 나선형으로 메인 날개가 형성된다. 상기 적어도 하나의 함수율 조절 날개는 상기 배출구 측에 대응되는 영역에서 상기 메인 날개들 사이에 배치되며 상기 회전축의 길이방향을 따라 나선형으로 형성된다. 그리하여, 섬유질이 포함된 축산분뇨에서 수분의 제거가 용이하며 탈수된 축산분뇨에 포함된 수분 함유량을 용이하게 조절할 수 있다.

Description

수분 함유량 조절이 가능한 탈수 기계
본 발명은 축산분뇨 등에서 수분을 제거하는데 적용되며, 수분 함유량 조절이 가능한 탈수 기계에 관한 것이다.
축산분뇨는 젖소, 한우, 돼지, 닭 등에서 배출되는 분뇨를 말하며, 축산분뇨에는 수분 함유량이 많은 것과 적은 것 등 다양한 함수율을 갖고 있다.
그리고 이와 같은 축산분뇨는 탈수 장치를 이용해 일정량의 수분을 제거한 후 퇴비화 하여 사용하게 된다.
그런데 기존의 탈수 장치를 이용해 탈수된 축산분뇨는 수분 함유량이 60~70% 정도이므로, 퇴비화를 위한 조건에 이르지 못하고 있다.
이에 따라 축산분뇨의 퇴비화를 위해 탈수된 축산분뇨의 수분 함유량을 50% 이하로 낮추기 위해서는 축산분뇨를 탈수할 때 수분 함유량을 조절할 수 있는 장치가 필요하다.
관련 선행기술문헌으로는 KR 10-0912781호가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 섬유질이 포함된 축산분뇨에서 수분의 제거가 용이하며 탈수된 축산분뇨에 포함된 수분 함유량을 용이하게 조절할 수 있는 수분 함유량 조절이 가능한 탈수 기계를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 탈수 기계는 스크린, 스크류 및 적어도 하나의 함수율 조절 날개를 포함한다. 상기 스크린은 내부가 중공이고, 일측에 축산분뇨가 투입되는 투입구가 형성되고 타측에 탈수된 축산분뇨가 배출되는 배출구가 형성되며, 내부와 외부를 관통하는 복수의 수분 배출공들이 형성된다. 상기 스크류는 회전축 및 상기 회전축의 길이방향을 따라 나선형으로 메인 날개가 형성된다. 상기 적어도 하나의 함수율 조절 날개는 상기 배출구 측에 대응되는 영역에서 상기 메인 날개들 사이에 배치되며 상기 회전축의 길이방향을 따라 나선형으로 형성된다.
일 실시예에서, 상기 함수율 조절 날개는 상기 회전축에 탈부착 가능하도록 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 함수율 조절 날개는 상기 회전축에 나선형 방향으로 오목하게 형성되는 가이드 홈에 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 함수율 조절 날개는, 상기 회전축의 외부로 돌출된 블레이드, 및 상기 블레이드로부터 연장되어, 상기 가이드 홈에 삽입되는 삽입부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가이드 홈 및 상기 삽입부는, 상기 회전축의 내측으로 갈수록 폭이 증가할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 함수율 조절 날개는 적어도 하나의 날개 조각으로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 함수율 조절 날개는 적어도 하나의 메움 블록을 포함하며, 상기 메움 블록은, 상기 날개 조각이 상기 가이드 홈에 결합된 후 상기 가이드 홈에 잔류하는 공간을 채울 수 있다.
일 실시예에서, 상기 함수율 조절 날개는 상기 축산분뇨의 수분 함유량을 고려하여 상기 회전축에 결합되는 개수가 가변되는 가변 핀을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 함수율 조절 날개는 상기 회전축에 고정되는 고정블록을 더 포함하며, 상기 가변 핀은 상기 고정블록에 추가되어 상기 수분 함유량을 고려하여 가변되며 상기 회전축에 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 함수율 조절 날개는 복수개로 구성되며, 상기 복수의 함수율 조절 날개들은 원주방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 함수율 조절 날개는, 상기 배출구로 갈수록 폭이 증가하며 나선형으로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스크류는 제1 몸체 및 상기 제1 몸체로부터 탈부착되는 제2 몸체를 포함하며, 상기 제2 몸체는 상기 함수율 조절 날개가 결합된 회전축을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 수분 배출공들 각각은 상기 스크린의 연장 방향을 따라 슬롯 형상으로 연장되며, 상기 수분 배출공들은 상기 스크린의 원주방향을 따라 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스크린은, 상기 스크린의 연장 방향을 따라 연장 형성되며 상기 스크린의 원주방향을 따라 서로 이격되는 복수의 웨지 와이어들, 및 상기 웨지 와이어들을 서로 고정하는 지지부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 웨지 와이어는 외측으로 갈수록 폭이 감소할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 웨지 와이어는 단면이 삼각형 형상을 가지며, 상기 웨지 와이어는 내측에 상기 삼각형의 한 변이 배치될 수 있다.
본 발명의 수분 함유량 조절이 가능한 탈수 기계는, 섬유질이 포함된 축산분뇨에서 수분의 제거가 용이하며 탈수된 축산분뇨에 포함된 수분 함유량을 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수분 함유량 조절이 가능한 탈수 기계를 나타낸 정면도이다.
도 2는 도 1의 스크류를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 스크류의 정면도이고, 도 4는 도 2의 스크류의 우측면도이며, 도 5는 도 2의 스크류의 부분 확대도이다.
도 6은 도 2의 스크류에 구비되는 함수율 조절날개의 결합 상태를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 스크류 및 함수율 조절날개를 도시한 부분 확대도이고, 도 8은 도 7의 함수율 조절날개가 스크류에 결합된 상태를 도시한 부분 확대도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 스크류 및 함수율 조절날개를 도시한 부분 확대도이며, 도 10은 도 9의 함수율 조절날개가 스크류에 결합된 상태를 도시한 부분 확대도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 스크류에 결합되는 함수율 조절날개를 도시한 부분 확대도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 스크류에 결합되는 함수율 조절날개를 도시한 부분 확대도이다.
도 13은 도 1의 스크린을 도시한 사시도이고, 도 14는 도 13의 스크린을 도시한 측면도이며, 도 15는 도 13의 스크린에 구비되는 부분 배출공을 확대하여 도시한 확대 단면도이다.
<부호의 설명>
100 : 하우징 110 : 투입부 120 : 배출부 200 : 스크린
210 : 웨지 와이어 220 : 지지부
230 : 수분 배출공 240 : 투입구
250 : 배출구 260 : 제1 몸체부
270 : 제2 몸체부 300 : 스크류
310 : 회전축 320 : 메인 날개
330 : 베어링 340 : 구동수단
360 : 제1 몸체 370 : 제2 몸체
400, 401, 402, 403 : 함수율 조절 날개
400a : 함수율 조절 날개 조각 400b : 메움 블록
400c : 가변 핀 400d : 고정 블록
410 : 블레이드 420 : 삽입부
430 : 도입부
A : 축산분뇨 B : 탈수된 축산분뇨
이하, 본 발명의 수분 함유량 조절이 가능한 탈수 기계를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수분 함유량 조절이 가능한 탈수 기계를 나타낸 정면도이다. 도 2는 도 1의 스크류를 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 수분 함유량 조절이 가능한 탈수 기계(10, 이하 탈수 기계라 함)는 스크린(200), 스크류(300) 및 함수율 조절 날개(400)로 구성될 수 있으며, 하우징(100)과 구동수단(340)을 더 포함할 수 있다.
하우징(100)은 내부가 비어있는 중공 형태로 형성되고, 일측 상부에 축산분뇨(A)가 투입되는 호퍼 형태의 투입부(110)가 형성되며, 타측에는 탈수된 축산분뇨(B)가 배출되는 배출부(120)가 형성될 수 있다. 이 경우, 도시하지는 않았으나, 상기 배출부(120)는 추가로 하부방향으로 연장되어 상기 탈수된 축산분뇨(B)를 하부 방향으로 배출할 수도 있다.
스크린(200)은 일례로 원통 형태로 형성되어 하우징(100)의 내부에 구비되며, 스크린(200)의 외측이 하우징(100)과 이격된 상태로 하우징(100)에 결합되어 고정될 수 있다.
스크린(200)은 내부가 중공인 실린더 형상을 가질 수 있으며, 일측에 축산분뇨(A)가 투입되는 투입구(240)가 형성되고 타측에 탈수된 축산분뇨(B)가 배출되는 배출구(250)가 형성되며, 스크린(200)은 내부와 외부를 관통하는 복수의 수분 배출공들(230, 도 15 참조)이 형성될 수 있다.
또한, 스크린(200)은 투입구(240)가 하우징(100)의 투입부(110) 측에 배치되어 연통되며, 배출구(250)가 하우징(100)의 배출부(120) 측에 배치된다.
스크류(300)는 회전축(310) 및 메인 날개(320)를 포함한다.
회전축(310)은 일측에서 타측으로 갈수록 직경이 점점 커지는 형태로 형성될 수 있다. 그리하여, 상기 투입구(240) 측의 직경은 상기 배출구(250) 측의 직경보다 작게 형성된다.
메인 날개(320)는 일측에서 타측으로 갈수록 피치가 점점 작아지도록 형성될 수 있으며, 회전축(310)의 중심축을 기준으로 반경방향으로 메인 날개(320) 끝단까지의 거리인 메인 날개(320)의 외경은 일측에서부터 타측까지 일정하게 형성될 수 있다. 즉, 전체적으로 상기 스크류(300)가 형성하는 최 외측의 반경은 상기 일측으로부터 상기 타측까지 일정하게 유지되는 상태에서, 상기 회전축(310)은 상기 타측으로 갈수록 직경이 증가하고, 상기 메인 날개(320)는 상기 타측으로 갈수록 피치가 감소한다.
그리하여 스크류(300)는 일측에서 타측으로 갈수록 이웃하는 메인 날개(320)들과 회전축(310)의 외주면 사이의 영역을 형성하는 골 부분의 깊이가 점점 작아지도록 형성될 수 있다. 또한, 스크린(200)은 스크류(300)의 전체적인 외형과 대응되는 형태가 되도록 내경이 형성되므로, 상기 스크린(200)의 내경은 전체적으로 일정하게 형성되어, 스크류(300)의 반경방향 외측을 형성하는 면인 메인 날개(320)들의 외경인 바깥쪽 끝 부분을 연결하는 면이 스크린(200)의 내주면과 나란하게 배치될 수 있다.
그리고 회전축(310)은 양측이 하우징(100)을 관통하여 하우징(100)의 외부로 인출될 수 있으며, 회전축(310)은 일측과 타측이 각각 회전 가능하도록 베어링(330)으로 하우징(100)에 결합될 수 있다.
또한, 메인 날개(320)는 상대적으로 얇은 두께를 가지며 곡면형상으로 연장되는 플레이트 형상으로 형성되어 회전축(310)의 중심축을 따라 나선형으로 형성될 수 있다.
참고로 도면에서는 스크류(300)의 메인 날개(320)가 4중 나선형으로 형성된 것을 나타내었으나, 단일 나선형 또는 2중 나선형 이상으로 다양하게 형성될 수 있다. 또한, 일례로 회전축(310)과 메인 날개(320)는 각각 별개로 형성되어 회전축(310)에 메인 날개(320)를 조립한 후 용접 등으로 결합하여 스크류(300)가 형성될 수 있으며, 이외에도 다양한 형태(가공, 주물 등)로 스크류(300)가 형성될 수 있다.
또한, 스크류(300)의 회전축(310)은 내부가 비어있는 중공축으로 형성될 수 있으며, 회전축(310)에는 내주면과 외주면을 관통하는 복수의 수분 배출공들(230)이 형성될 수 있다. 그리하여 회전축(310)에 형성된 수분 배출공들(230)을 통해서 회전축(310)의 내부 공간으로도 수분이 배출될 수 있어 축산분뇨의 탈수가 매우 용이하다.
구동수단(340)은 스크류(300)를 구동시키기 위한 감속 모터 등이 될 수 있으며, 구동수단(340)은 하우징(100) 또는 베이스 등에 결합되어 고정될 수 있고 구동수단(340)의 구동축이 스크류(300)의 회전축(310) 일단에 커플링 등으로 결합되어 연결될 수 있다.
그리하여 하우징(100)의 투입부(110)로 공급된 축산분뇨(A)는 스크류(300)의 회전에 의해 일측에서 타측으로 이송되면서 압축되고, 이 과정에서 수분은 탈수되어 뇨 저장 탱크로 모이게 된다. 그리고 탈수된 축산분뇨(B)는 스크류(300)의 타측 단부에서 회전축(310)과 스크린(200) 사이에 형성된 간극을 통해 빠져나와 하우징(100)의 배출부(120)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
그리고 축산분뇨(A)가 존재할 수 있는 영역인 스크류(300)의 이송 단면적이 축산분뇨가 이송되는 방향인 일측에서 타측으로 갈수록 점점 좁아지도록 형성되므로, 축산분뇨가 스크류(300)의 타측으로 갈수록 점점 더 압축되어 탈수가 용이하게 이루어질 수 있다. 즉, 축산분뇨의 이송방향으로 갈수록 이송 단면적이 피치방향과 깊이방향으로 함께 줄어들기 때문에, 축산분뇨가 부피가 줄어들면서 전체적으로 짜지는 효과가 발생하여, 축산분뇨의 탈수 효과가 극대화 될 수 있다.
여기에서 탈수된 축산분뇨(B)가 배출되는 배출측인 스크린(200)의 배출구(250) 측에 대응되는 영역, 즉 상기 배출구(250)에 인접한 상기 회전축(310) 상에, 스크류(300)의 회전축(310)에는 메인 날개(320)들 사이에 상기 메인 날개(320)들의 연장 방향인 나선형 방향으로 적어도 하나 이상의 함수율 조절 날개(400)가 설치될 수 있다.
함수율 조절 날개(400)는 회전축(310)의 타단에서부터 소정 범위 이내에만 형성되므로 메인 날개(320)의 길이에 비해 함수율 조절 날개(400)의 길이가 상대적으로 짧게 형성될 수 있다.
즉, 함수율 조절 날개(400)는 스크린(200)의 배출구(250)에 인접한 영역인 스크류(300)의 타측 단부 부분에 형성될 수 있다. 그리고 함수율 조절 날개(400)는 메인 날개(320)와 이격된 위치에 배치될 수 있으며, 함수율 조절 날개(400)는 메인 날개(320)와 나란하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 함수율 조절 날개(400)는 서로 인접하는 메인 날개들(320) 사이의 공간에, 상기 메인 날개들(320)과 서로 평행하게 연장되도록 형성될 수 있다. 또한, 회전축(310)의 중심축을 기준으로 반경방향으로 바깥쪽 끝단까지 거리인 함수율 조절 날개(400)의 외경은 메인 날개(320)와 외경과 동일하게 형성될 수 있다.
그리하여 스크린(200)과 스크류(300)의 사이의 공간을 통과하면서 탈수되는 축산분뇨는 배출구 측에 형성된 함수율 조절 날개(400)에 의해 최종적으로 탈수되는 정도가 조절될 수 있다. 즉, 상기 함수율 조절 날개(400)는 탈수되어 배출부(120)쪽으로 배출된 축산분뇨(B)에 포함된 함수율, 즉 수분 함유량을 조절할 수 있게 된다.
또한, 스크류(300)는 일측에서 타측으로 가면서 둘 이상의 부분이 결합되어 있는 형태로 형성될 수 있다. 즉, 상기 스크류(300)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 몸체(360) 및 상기 제1 몸체(360)와 연결되는 제2 몸체(370)를 포함할 수 있다. 그리하여, 상기 제2 몸체(370)는 상기 제1 몸체(360)와 탈착 가능하도록 결합될 수 있다.
그리하여, 함수율 조절 날개(400)가 존재하는 영역은 상기 제2 몸체(370)에 포함되어, 상기 제1 몸체(360)에 대하여 탈부착이 가능하게 된다. 즉, 상기 함수율 조절 날개(400)는 탈부착이 가능하도록 결합된다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 몸체(360)의 경우, 축산분뇨가 투입되는 투입부(110) 측에 해당되는 부분도 탈부착 가능한 몸체(380) 형태로 형성될 수 있다.
도 3은 도 2의 스크류의 정면도이고, 도 4는 도 2의 스크류의 우측면도이며, 도 5는 도 2의 스크류의 부분 확대도이다.
우선, 도 3 및 도 4를 참조하면, 함수율 조절 날개(400)가 복수 개로 구성될 수 있으며, 이 경우 복수의 함수율 조절 날개들(400)은 상기 스크류(300)의 원주방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이 서로 인접한 나선형 형상으로 연장되는 메인 날개(320)들 사이에 함수율 조절 날개(400)가 배치될 수 있으며, 상기 메인 날개(320)가 4중 나선형 연장 구조를 가진다면, 함수율 조절 날개(400) 역시 4개가 서로 인접한 메인 날개들(320) 상에 고정될 수 있다.
또한, 도 5를 참조하면, 함수율 조절 날개(400)는 나선형 방향으로 연장되는데, 축산분뇨가 유입되는 유입측, 즉 상기 투입구(240) 측으로부터 축산분뇨의 배출측, 즉 상기 배출구(250) 측으로 갈수록 폭이 증가되는 형상으로 연장된다.
이 경우, 나선형 방향으로 연장되는 함수율 조절 날개(400)의 일단부인 도입부(430)의 양쪽이 모따기 된 형태로 형성되어, 축산분뇨가 함수율 조절 날개(400)의 도입부(430)에 의해 이동이 방해되는 것이 최소화되며, 메인 날개(320)와 함수율 조절 날개(400)의 사이로 용이하게 유입될 수 있다.
이 경우, 상기 함수율 조절 날개(400)의 폭이 증가하는 비율은 다양하게 설계될 수 있으며, 마찬가지로 상기 모따기 정도 역시 다양하게 설계될 수 있음은 자명하다.
도 6은 도 2의 스크류에 구비되는 함수율 조절날개의 결합 상태를 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 탈수 기계(10)에서 함수율 조절 날개(400)는 스크류(300)의 회전축(310)에 탈부착 가능하게 형성될 수 있다. 그리하여 원하는 탈수된 축산분뇨의 함수율에 따라 함수율 조절 날개(400)를 교체하여 사용할 수 있으므로, 탈수되는 축산분뇨의 함수율을 용이하게 조절할 수 있다.
일례로 스크류(300)의 회전축(310) 상에는 나선형 방향을 따라 오목하게 가이드 홈(311)이 형성될 수 있다.
그리고 함수율 조절 날개(400)는 블레이드(410) 및 상기 블레이드(410)의 일측으로부터 연장되는 삽입부(420)를 포함할 수 있다. 이 경우, 함수율 조절 날개(400)의 삽입부(420)는 회전축(310)의 가이드 홈(311)에 대응되는 형태로 형성될 수 있다. 그리하여 회전축(310)의 가이드 홈(311)에 함수율 조절 날개(400)의 삽입부(420)가 삽입되어 결합 및 고정될 수 있다.
이때, 가이드 홈(311)은 회전축(310)의 반경방향을 따라 내측에서 외측으로 갈수록 폭이 증가하도록 형성되며, 이에 따라 함수율 조절 날개(400)의 삽입부(420) 역시 회전축(310)의 반경방향을 따라 내측에서 외측으로 갈수록 폭이 증가하도록 형성된다. 그리하여, 가이드 홈(311)이 형성된 나선형 방향을 따라 함수율 조절 날개(400)의 삽입부(420)가 삽입될 수 있다. 결과적으로, 함수율 조절 날개(400)를 회전축(310)에 결합하여 고정하기 용이하며, 함수율 조절 날개(400)가 회전축(310)에서 이탈되지 않고 견고하게 고정된 상태로 유지될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 스크류 및 함수율 조절날개를 도시한 부분 확대도이고, 도 8은 도 7의 함수율 조절날개가 스크류에 결합된 상태를 도시한 부분 확대도이다.
본 실시예에 의한 탈수 기계에서는, 함수율 조절날개가 적어도 하나의 날개 조각으로 구성되는 것을 제외하고는 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 상기 탈수 기계(10)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하며 중복되는 설명은 생략한다.
즉, 도 7을 참조하면, 본 실시예의 상기 탈수 기계에서는, 함수율 조절 날개(401)는 적어도 하나 이상의 날개 조각으로 형성될 수 있다. 즉, 함수율 조절 날개(401)를 하나의 조각으로 형성할 수도 있으며, 하나의 함수율 조절 날개(401)의 길이가 길게 형성될수록 회전축(310)에 결합하여 고정하거나 탈부착하는 것이 어렵기 때문에, 함수율 조절 날개(401)를 나선형 방향을 따라가며 복수의 조각들로 이어 연결하는 형태로 형성하여 함수율 조절 날개(401)의 교체 및 탈부착을 용이하게 할 수도 있다.
이 경우, 상기 함수율 조절 날개(401)를 구성하는 날개 조각들 개수는 다양하게 선택될 수 있다.
일례로 도 7 및 도 8을 참조하면, 블레이드(410)와 삽입부(420)가 모두 형성되는 4개의 함수율 조절 날개 조각(400a)들을 회전축(310)의 가이드 홈(311)에 결합하여, 상대적으로 함수율 조절 날개(401)의 길이를 길게 형성할 수 있다.
이 경우, 상기 서로 다른 조각인 날개 조각들(400a)은 서로 밀착하도록 배열되며, 이에 따라 상기 가이드 홈(311) 상에 여유 공간이 형성되지 않도록 상기 날개 조각들(400a)이 고정될 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 스크류 및 함수율 조절날개를 도시한 부분 확대도이며, 도 10은 도 9의 함수율 조절날개가 스크류에 결합된 상태를 도시한 부분 확대도이다.
본 실시예에 의한 탈수 기계에서는, 함수율 조절날개가 적어도 하나의 날개 조각 및 적어도 하나의 메움 블록을 포함하는 것을 제외하고는 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 상기 탈수 기계(10)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하며 중복되는 설명은 생략한다.
즉, 도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예에 의한 탈수 기계에서는, 상기 함수율 조절 날개(402)가 적어도 하나의 함수율 조절 날개 조각(400a) 및 적어도 하나의 메움 블록(400b)을 포함한다.
즉, 본 실시예에서는, 상기 가이드 홈(311)의 길이보다 적은 길이로 함수율 조절 날개 조각들(400a)이 상기 가이드 홈(311)에 채워질 수 있다. 예를 들어, 4개의 함수율 조절 날개 조각들(400a)이 상기 가이드 홈(311)에 채워져야 함에도, 2개의 함수율 조절 날개 조각들(400a)만 상기 가이드 홈(311)에 결합될 수 있다.
이 경우, 상기 가이드 홈(311)의 여유공간 상에는, 추가로 메움 블록(400b)이 결합될 수 있다.
즉, 상기 메움 블록(400b)이 적어도 하나가, 상기 날개 조각들(400a)이 채워지고 남은 상기 가이드 홈(311)의 공간 상에 추가로 채워질 수 있으며, 이를 통해 상기 가이드 홈(311)의 공간을 모두 채울 수 있다. 그리하여, 상기 날개 조각들(400a)이 상기 가이드 홈(311)의 여유 공간 상에서 위치가 가변되며 이동되는 것을 방지할 수 있다.
이 때, 상기 가이드 홈(311)의 공간 상에 채워지는 상기 날개 조각들(400a)은 적어도 하나 이상일 수 있으며, 마찬가지로 상기 가이드 홈(311)의 여유 공간에 채워지는 상기 메움 블록(400b) 역시 적어도 하나 이상일 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 스크류에 결합되는 함수율 조절날개를 도시한 부분 확대도이다.
본 실시예에 의한 탈수 기계에서는, 함수율 조절날개가 적어도 하나의 가변 핀(400c)을 포함하는 것을 제외하고는 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 상기 탈수 기계(10)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하며 중복되는 설명은 생략한다.
즉, 도 11을 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 탈수 기계에서는, 상기 함수율 조절 날개(403)가 적어도 하나의 가변 핀들(400c)을 포함할 수 있다.
상기 가변 핀(400c)은, 도 11에서는 총 7개가 형성되는 것을 예시하였으나, 그 개수는 적어도 하나 이상이면 충분하며, 상기 축산분뇨에 포함되는 수분 함유량에 따라 그 개수를 가변시키며 결합시킬 수 있다.
즉, 상기 가변 핀(400c)의 결합 개수가 증가할수록 상기 축산분뇨에 포함되는 수분 함유량은 감소하게 되며, 상기 가변 핀(400c)의 결합 개수가 감소할수록 상기 축산분뇨에 포함되는 수분 함유량을 증가하게 된다. 그리하여, 상기 결합되는 가변 핀의 개수는 요구되는 상기 축산분뇨의 수분 함유량, 또는 상기 축산분뇨가 포함하는 수분 함유량을 고려하여 다양하게 가변될 수 있다.
한편, 세부적으로 도시하지는 않았으나, 상기 가변 핀(400c)은 앞서 설명한 바와 같이 상기 회전축(310) 상에 형성되는 상기 가이드 홈(311)에 고정될 수 있으며, 이와 달리, 상기 가변 핀(400c)이 결합될 수 있는 별도의 홈이 형성될 수도 있다.
이 경우, 상기 가변 핀(400c)의 크기는 앞서 설명한 상기 날개 조각(400a)의 크기보다는 작게 형성될 수 있다.
이상과 같이, 상기 가변 핀(400c)이 결합되는 개수를 조절함으로써 상기 축산분뇨의 수분 함유량을 제어하거나, 또는 상기 축산분뇨의 수분 함유량에 따라 상기 가변 핀(400c)이 결합되는 개수가 조절될 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 스크류에 결합되는 함수율 조절날개를 도시한 부분 확대도이다.
본 실시예에 의한 탈수 기계에서는, 함수율 조절날개가 적어도 하나의 가변 핀(400c)에 추가하여 고정블록(404)을 포함하는 것을 제외하고는 도 11을 참조하여 설명한 상기 탈수 기계와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하며 중복되는 설명은 생략한다.
즉, 도 12를 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 탈수 기계에서는, 상기 함수율 조절 날개(404)가 적어도 하나의 가변 핀들(400c) 외에 고정 블록(400d)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 가변 핀(400c)은 도 11을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 회전축(310) 상에 적어도 하나가, 상기 축산분뇨의 수분 함유량을 고려하여 결합될 수 있다.
다만, 본 실시예의 경우, 기본적으로 상기 고정 블록(400d)이 상기 회전축(310) 상에 고정되는 것으로, 상기 가변 핀(400c)은 상기 고정블록(400d)에 추가되어 선택적으로 고정될 수 있다.
즉, 상기 고정 블록(400d)이 기본적으로 상기 회전축(310) 상에 고정되므로, 일정부분 함수율을 제어하는 상태에서, 상기 축산분뇨의 수분 함유량을 고려하여 상기 가변 핀(400c)이 적어도 하나 추가로 고정될 수 있다.
이를 통해, 기본적인 함수율 제어가 전제되는 상태에서, 다양하게 요구되는 상기 축산분뇨의 수분 함유량을 고려하여, 또는 상기 축산분뇨가 포함하는 수분 함유량을 고려하여, 상기 가변 핀(400c)을 추가할 수 있다.
이 경우, 상기 가변 핀(400c) 및 상기 고정블록(400d)은 앞서 설명한 바와 같이 상기 회전축(310) 상에 형성되는 상기 가이드 홈(311)에 고정될 수 있으며, 이와 달리, 상기 가변 핀(400c) 및 상기 고정블록(400d)이 결합될 수 있는 별도의 홈이 형성될 수도 있다.
도 13은 도 1의 스크린을 도시한 사시도이고, 도 14는 도 13의 스크린을 도시한 측면도이며, 도 15는 도 13의 스크린에 구비되는 부분 배출공을 확대하여 도시한 확대 단면도이다.
우선, 도 13을 참조하면, 스크린(200)은 제1 몸체부(260) 및 제2 몸체부(270)로 구성되어, 상기 제1 몸체부(260)는 상기 스크류(300)의 제1 몸체(360)의 외부에 형성되고, 상기 제2 몸체부(270)는 상기 스크류(300)의 제2 몸체(370)의 외부에 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 제2 몸체부(270)가 상기 제1 몸체부(260)에 대하여 탈부착이 가능하도록 결합됨은, 앞서 상기 스크류(300)에서 설명한 바와 같다.
이와 같이, 상기 제2 몸체(370) 및 상기 제2 몸체부(270)가, 상기 제1 몸체(360) 및 상기 제1 몸체(260)에 대하여 탈부착이 가능함으로써, 특히 상기 함수율 조절 날개(400, 401, 402, 403)가 구비되어 수리의 필요성이 높은 부분에 대한 수리나 교환의 용이성을 향상시킬 수 있다. 또한, 도 14 및 도 15를 참조하면, 스크린(200)은 복수의 웨지 와이어들(210) 및 이들에 결합되어 웨지 와이어들(210)을 고정하는 지지부(220)를 포함하여 구성될 수 있다.
웨지 와이어(210)는 하우징(100)의 투입구(240)와 배출구(250)를 연결하는 방향을 따라 연장되며 길게 와이어 형태로 형성될 수 있으며, 복수의 웨지 와이어(210)들은 서로 나란하게 원주방향을 따라 이격 배열될 수 있다.
그리고 지지부(220)는 링 형태 또는 플랜지 형태로 형성된 원주방향 지지대가 웨지 와이어(210)들의 외측에 결합될 수 있으며, 복수의 원주방향 지지대들이 일측에서 타측 방향으로 이격 배열되어 웨지 와이어(210)에 결합될 수 있다.
또한, 복수의 원주방향 지지대들을 연결하는 길이방향 지지대가 원주방향 지지대들에 결합될 수 있으며, 투입구(240)측 및 배출구(250)측 양단에는 플랜지 형태의 지지대가 결합되어, 웨지 와이어(210)들이 견고하게 지지될 수 있다.
그리하여 웨지 와이어(210)들 사이에 슬롯 형태로 폭에 비해 길이가 긴 수분 배출공들(230)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 수분 배출공들(230) 각각은 상기 스크린(300)의 연장방향을 따라 슬롯 형상으로 연장될 수 있으며, 상기 수분 배출공들(230)은 상기 스크린(300)의 원주방향을 따라 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
이상과 같이, 상기 수분 배출공들(230)이 형성됨에 따라 섬유질이 포함된 축산분뇨에서 수분의 제거가 용이하며 충분한 탈수 효과를 얻을 수 있다. 또한, 축산분뇨에 포함된 섬유질에 의해 수분 배출공이 막히는 고장이 방지되어 탈수된 축산분뇨의 함수율을 용이하게 조절할 수 있다.
이 경우, 스크린(200)의 웨지 와이어(210)들 각각은 반경방향으로 자른 단면이 삼각형 형태로 형성될 수 있으며, 웨지 와이어(210)들은 삼각형 형태의 단면에서 한 변이 반경방향 안쪽에 위치하고 그 반대쪽 모서리 부분이 반경방향 바깥쪽을 향하도록 배치될 수 있다.
즉, 웨지 와이어(210)들 각각은 반경방향으로 안쪽에서 바깥쪽으로 갈수록 그 폭이 감소하여, 서로 이웃하는 웨지 와이어(210)들 간의 간격이 넓어지는 형태로 형성될 수 있으며, 그 일례로 상기한 바와 같이 웨지 와이어(210)들의 단면이 삼각형 형태로 형성되어 두 개의 모서리는 서로 이웃하는 웨지 와이어(210)의 모서리와 마주보고 나머지 하나의 모서리는 반경방향 바깥쪽을 향하도록 배치된 형태로 형성될 수 있다.
그리하여 스크린(200)의 내부에서 외부로 배출되는 탈수되는 뇨, 슬러지 또는 일부 고형물들이 보다 원활하게 배출될 수 있어, 수분 배출공이 막히는 것을 최소화할 수 있다.
본 실시예들에 의한 상기 탈수 기계는, 섬유질이 포함된 축산분뇨에서 수분의 제거가 용이하며 탈수된 축산분뇨에 포함된 수분 함유량을 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

Claims (16)

  1. 내부가 중공이고, 일측에 축산분뇨가 투입되는 투입구가 형성되고 타측에 탈수된 축산분뇨가 배출되는 배출구가 형성되며, 내부와 외부를 관통하는 복수의 수분 배출공들이 형성된 스크린;
    회전축 및 상기 회전축의 길이방향을 따라 나선형으로 형성되는 메인 날개를 포함하는 스크류; 및
    상기 배출구에 인접한 상기 메인 날개들 사이에 배치되며, 상기 회전축의 길이방향을 따라 나선형으로 형성된 적어도 하나의 함수율 조절 날개를 포함하는 탈수 기계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 함수율 조절 날개는 상기 회전축에 탈부착 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 탈수 기계.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 함수율 조절 날개는 상기 회전축에 나선형 방향으로 오목하게 형성되는 가이드 홈에 결합되는 것을 특징으로 하는 수분 함유량 조절이 가능한 탈수 기계.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 함수율 조절 날개는,
    상기 회전축의 외부로 돌출된 블레이드; 및
    상기 블레이드로부터 연장되어, 상기 가이드 홈에 삽입되는 삽입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈수 기계.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가이드 홈 및 상기 삽입부는, 상기 회전축의 내측으로 갈수록 폭이 증가하는 것을 특징으로 하는 탈수 기계.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 함수율 조절 날개는 적어도 하나의 날개 조각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 탈수 기계.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 함수율 조절 날개는 적어도 하나의 메움 블록을 포함하며,
    상기 메움 블록은, 상기 날개 조각이 상기 가이드 홈에 결합된 후 상기 가이드 홈에 잔류하는 공간을 채우는 것을 특징으로 하는 탈수 기계.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 함수율 조절 날개는 상기 축산분뇨의 수분 함유량을 고려하여 상기 회전축에 결합되는 개수가 가변되는 가변 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈수 기계.
  9. 제8항에 있어서, 상기 함수율 조절 날개는 상기 회전축에 고정되는 고정블록을 더 포함하며,
    상기 가변 핀은 상기 고정블록에 추가되어 상기 수분 함유량을 고려하여 가변되며 상기 회전축에 결합되는 것을 특징으로 하는 탈수 기계.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 함수율 조절 날개는 복수개로 구성되며,
    상기 복수의 함수율 조절 날개들은 원주방향을 따라 서로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 탈수 기계.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 함수율 조절 날개는, 상기 배출구로 갈수록 폭이 증가하며 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 탈수 기계.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 스크류는 제1 몸체 및 상기 제1 몸체로부터 탈부착되는 제2 몸체를 포함하며,
    상기 제2 몸체는 상기 함수율 조절 날개가 결합된 회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈수 기계.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 수분 배출공들 각각은 상기 스크린의 연장 방향을 따라 슬롯 형상으로 연장되며,
    상기 수분 배출공들은 상기 스크린의 원주방향을 따라 서로 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 탈수 기계.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 스크린은,
    상기 스크린의 연장 방향을 따라 연장 형성되며 상기 스크린의 원주방향을 따라 서로 이격되는 복수의 웨지 와이어들; 및
    상기 웨지 와이어들을 서로 고정하는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈수 기계.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 웨지 와이어는 외측으로 갈수록 폭이 감소하는 것을 특징으로 하는 탈수 기계.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 웨지 와이어는 단면이 삼각형 형상을 가지며,
    상기 웨지 와이어는 내측에 상기 삼각형의 한 변이 배치되는 것을 특징으로 하는 탈수 기계.
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