KR100853152B1 - 원심 스크류 탈수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원심력과 압축력에 의해서 슬러지로부터 수액과 고형물을 분리할 수 있도록 된 원심 스크류 탈수기에 관한 것이다.

본 발명은, 중공형의 케이싱; 상기 케이싱의 내부에서 회전 가능한 원통형 스크린을 갖추고, 일측에는 상기 스크린을 회전시키기 위한 제1 구동 수단을 가진 원심 탈수 부; 상기 원통형 스크린의 내부에서 동축으로 배치되어 회전 가능한 스크류 축을 가지며, 상기 스크류 축을 회전시키기 위한 제2 구동 수단을 가진 압축 탈수 부; 및 상기 스크류 축의 내부로 형성된 슬러지 유입통로를 갖추고, 상기 스크류 축과 원통형 스크린의 사이에서 형성된 슬러지 탈수통로를 갖추며, 상기 원통형 스크린과 케이싱의 사이에서 형성된 배수로와, 상기 스크류 축과 케이싱의 사이에서 형성된 슬러지 케이크 배출통로를 구비한 슬러지 이동부;를 포함하는 원심 스크류 탈수기를 제공한다.

본 발명에 의하면, 원심력과 압축력을 동시에 이용하여 슬러지를 탈수시키기 때문에 소형의 크기로도 수액의 함량이 높은 슬러지의 처리는 물론, 함수율 40% 이하의 고도의 슬러지 탈수가 가능한 우수한 효과를 얻는다.

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Description

원심 스크류 탈수기{A Centrifugal Screw Press}

본 발명은 슬러지로부터 수액과 고형물을 분리할 수 있도록 된 탈수기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원심력과 압축력에 의해서 내부에 유입된 슬러지로부터 수액과 고형물을 효과적으로 분리할 수 있도록 개선된 원심 스크류 탈수기에 관한 것이다.

일반적인 슬러지 탈수기는 유기물질인 슬러지가 수납되어 있는 슬러지 수납탱크와, 이 슬러지 수납탱크에 원통형의 로테이터(rotator)가 설치된 구성으로 되어 있다. 상기 로테이터의 외주에 붙어있는 슬러지의 수액을 흡수하기 위하여 상기 로테이터의 내부 측으로 진공장치가 마련되어 있다.

또한, 상기 슬러지 수납탱크의 일측에는 수액이 분리된 케이크를 제거하기 위한 스크래퍼(scraper)가 마련되어 있다. 물론, 상기 로테이터의 외주에는 진공에 의하여 수액만이 빨려나가고, 수액이 빠져나간 슬러지는 케이크 형태로 남을 수 있도록 미세 구멍 또는 스크린이 형성되거나 배치되어 있다.

이러한 종래의 슬러지 탈수기는 슬러지 수납탱크에 슬러지가 고여있는 상태에서 로테이터를 회전시키면, 로테이터의 외주에 슬러지가 묻게 된다. 이때, 진공장치를 구동시키면, 로테이터의 외주에 묻어 있는 슬러지에 포함되어 있던 수액이 진공에 의해서 분리되고, 어느 정도 건조된 슬러지만이 남아 있게 된다. 계속해서 로테이터가 회전하면서 스크래퍼에 의하여 건조된 슬러지가 로테이터에서 분리되어 별도의 저장 통에 보관된다.

이와 같은 종래의 슬러지 탈수지는, 계속적인 진공 장치의 작동으로 로테이터의 외주에 항상 진공이 걸려 슬러지에서 수액을 분리하게 된다. 이와 같은 방법에 의하면, 로테이터에 마련된 스크린의 미세공이 슬러지에 의해 막히게 되어 수액의 분리 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 종래의 슬러지 탈수기는 지속적으로 장시간 사용하는 것이 불가능하며, 진공 효율을 증대시키기 위하여 수시로 슬러지 탈수기를 수리해야 하는 등 불편함이 있다.

또한, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 필수적으로 진공 장치를 대용량화하여 설비를 갖추어야 하므로, 설비 비용이 증대되는 문제점이 있다.

그리고 케이크화 된 슬러지를 로테이터에서 분리하기 위해서는 스크래퍼를 별도로 마련해야 하므로, 구조가 복잡하고, 스크래퍼의 고장이나 파손 등으로 인한 불량이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

이와는 다르게 진공 장치를 이용하지 않고, 원심력만을 이용하는 원심 탈수기(decanter)도 제시되어 있다. 이와 같은 종래의 원심 탈수기는 최소 2,000G ~ 3,000G 이상의 원심력을 가해서 탈수가 이루어지도록 되어 있다. 따라서 이와 같은 종래의 원심 탈수기는 고속으로 회전되는 대용량의 모터가 필요하고, 필요 이상으로 장치가 대형화되어야 원하는 슬러지 탈수 효과를 얻을 수 있다. 또한 이와 같은 종래의 원심 탈수기는 원심력만을 이용하여 탈수 작용이 이루어지므로 함수율 40% 이하의 고도 탈수는 이루어지지 못하는 실정이다.

또한 종래에도 원심 탈수기의 문제점을 해소하기 위한 스크류 탈수기가 제시되어 있다. 이와 같은 종래의 스크류형 탈수기는 함수율 40% 이하의 고도의 탈수 효과를 얻을 수는 있지만, 수액의 함유량이 높은 초기의 슬러지는 초기 고형화가 어려워서 탈수가 불가능한 문제점이 있다. 즉 어느 정도 수액이 제거된 슬러지는 함수율 40% 이하의 고도의 탈수가 가능하지만, 수액의 함량이 높은 슬러지는 처리가 불가능한 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 수액의 함량이 높은 슬러지의 처리는 물론, 함수율 40% 이하의 고도의 슬러지 탈수 가 가능한 원심 스크류 탈수기를 제공하는데 있다.

그리고 본 발명은 다른 목적으로서 소형의 크기로도 슬러지로부터 수액과 고형물을 효과적으로 분리할 수 있는 개선된 원심 스크류 탈수기를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 슬러지로부터 수액과 고형물을 분리할 수 있도록 된 탈수기에 있어서,

중공형의 케이싱;

상기 케이싱의 내부에서 회전 가능한 원통형 스크린을 갖추고, 일측에는 상기 스크린을 회전시키기 위한 제1 구동 수단을 가진 원심 탈수 부;

상기 원통형 스크린의 내부에서 동축으로 배치되어 회전 가능한 스크류 축을 가지며, 상기 스크류 축을 회전시키기 위한 제2 구동 수단을 가진 압축 탈수 부; 및

상기 스크류 축의 내부로 형성된 슬러지 유입통로를 갖추고, 상기 스크류 축과 원통형 스크린의 사이에서 형성된 슬러지 탈수통로를 갖추며, 상기 원통형 스크린과 케이싱의 사이에서 형성된 배수로와, 상기 스크류 축과 케이싱의 사이에서 형성된 슬러지 케이크 배출통로를 구비한 슬러지 이동부;를 포함하여 원심력과 압축력에 의해서 슬러지로부터 수액과 고형물을 분리시키는 것을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 케이싱은 받침대상에서 경사지게 배치되고, 상기 케이싱의 높은 단부에는 슬러지 케이크 배출구가 형성되고, 케이싱의 낮은 단부에는 수액 배출구가 형성된 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기를 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 케이싱은 가장 높은 부분에 상기 스크류 축의 슬러지 유입구가 배치되고, 슬러지는 자중에 의해서 슬러지 유입통로를 이동하는 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 원심 탈수 부는 원통형 스크린이 상기 케이싱에 대해 베어링을 통하여 회전 가능하도록 장착되고, 제1 구동 수단이 모터로 이루어지며, 상기 모터의 구동 풀리에는 벨트가 연결되고, 상기 벨트는 상기 원통형 스크린의 일측 단부에 마련된 종동 풀리에 연결되어 제1 구동 수단의 작동으로 원통형 스크린이 회전되는 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기를 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 압축 탈수 부는 스크류 축이 상기 원통형 스크린에 대해 슬리브 베어링을 통하여 회전 가능하도록 장착되며, 제2 구동 수단은 상기 제1 구동 수단으로부터 전달되는 회전력을 변속시켜 상기 스크류 축을 회 전시키는 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 제2 구동 수단은 상기 원통형 스크린의 종동 풀리에 연결된 벨트와, 상기 벨트에 입력 축이 연결되고 출력 축에는 상기 스크류 축과 동축을 이루는 중간축의 일측단이 벨트를 통하여 연결된 변속기 및, 상기 중간축의 타단이 감속기를 통하여 상기 스크류 축에 연결되어 스크류 축을 상기 원통형 스크린과는 다른 속도로 회전시키는 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기를 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 감속기는 중앙의 선 기어가 상기 중간축에 연결되고, 상기 원통형 스크린의 종동 풀리는 링 기어에 연결되며, 상기 스크류 축은 다수의 유성 기어들에 연결되어 상기 중간축으로부터 스크류 축으로 향하여 감속이 이루어지는 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 슬러지 이동부는 상기 슬러지 탈수통로의 출구 측에 상기 슬러지 탈수통로를 개폐시키는 밸브 수단을 추가 포함하는 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기를 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 밸브 수단은 상기 케이싱의 상단에 몸체가 고정된 복수의 실린더들을 갖추고, 상기 실린더의 로드에 연결되어 전후진이 가 능한 스토퍼 링을 갖추며, 상기 실린더의 작동으로 스토퍼 링이 상기 슬러지 탈수통로를 개폐시키는 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 실린더는 공압 실린더로 이루어지고, 상기 스토퍼 링에는 원추형의 경사면이 형성되어 슬러지의 배출 저항을 감소시키는 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기를 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 스토퍼 링은 상기 케이싱에 고정된 복수의 가이드 바에 슬라이드 가능하도록 끼워져서 직선적으로 이동 가능하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기를 제공한다.

본 발명에 따른 원심 스크류 탈수기에 의하면, 원심력과 압축력을 동시에 이용하여 슬러지를 탈수시키기 때문에 수액의 함량이 높은 슬러지의 처리는 물론, 함수율 40% 이하의 고도의 슬러지 탈수가 가능한 효과를 얻는다.

그리고 본 발명에 의하면 원심력과 압축력을 동시에 이용하고, 하나의 모터를 이용하여 원통형 스크린과 스크류 축을 차동 회전시키기 때문에 소형의 크기로도 슬러지로부터 수액과 고형물을 효과적으로 분리할 수 있는 개선된 효과가 얻어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 원심 스크류 탈수기(1)는 원심력과 압축력을 이용하여 슬러지로부터 수액과 고형물을 효과적으로 분리할 수 있는 장치이다.

본 발명에 따른 원심 스크류 탈수기(1)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 중공형의 케이싱(5)을 갖는다. 상기 케이싱(5)은 받침대(7)상에서 경사지게 배치되고, 가장 높은 부분에 상기 스크류 축(10)의 슬러지 유입구(12)가 배치되며, 슬러지는 상기 슬러지 유입구(12)로부터 자중에 의해서 이후에 설명되는 슬러지 유입통로(92)를 따라서 경사지게 하향 이동하는 구조이다.

또한 상기 케이싱(5)은 높은 단부에 슬러지 케이크 배출구(14)가 형성되고, 케이싱(5)의 낮은 단부에는 수액 배출구(16)가 형성된 구조이다.

그리고 본 발명은 상기 케이싱(5)의 내부에서 회전 가능한 원통형 스크린(32)을 갖추고, 일측에는 상기 스크린(32)을 회전시키기 위한 제1 구동 수단(34)을 가진 원심 탈수 부(30)를 구비한다.

상기 원심 탈수 부(30)는 원심력에 의해서 슬러지로부터 수액을 분리하는 것으로서, 상기 케이싱(5)과는 동축으로 배치된 원통형 스크린(32)이 상기 케이싱(5) 에 대해 베어링(B)을 통하여 회전 가능하도록 장착되어 있다.

그리고 상기와 같은 원통형 스크린(32)은 모터로 이루어진 제1 구동 수단(34)에 의해서 회전되는데, 상기 모터는 도 2에 도시된 바와 같이, 케이싱(5)의 측방에 별도로 배치되고, 상기 모터의 구동 풀리(36)에는 벨트(38)가 연결되고, 상기 벨트(38)는 상기 원통형 스크린(32)의 일측 단부에 마련된 종동 풀리(40)에 연결되는 구조이다.

따라서 상기 제1 구동 수단(34)의 작동으로 원통형 스크린(32)이 케이싱(5)의 내부에서 회전되는 것이며, 이와 같은 원통형 스크린(32)의 내부에 담긴 슬러지는 원통형 스크린(32)에 의해서 발생되는 원심력에 의해서 슬러지로부터 수액이 분리되어 스크린(32)의 외부로 배출된다.

또한 본 발명은 상기 원통형 스크린(32)의 내부에 압축 탈수 부(50)를 갖는바, 상기 압축 탈수 부(50)는 상기 원통형 스크린(32)의 내부에서 동축으로 배치되어 회전 가능한 스크류 축(10)을 가지며, 상기 스크류 축(10)을 회전시키기 위한 제2 구동 수단(55)을 가진다.

상기 스크류 축(10)은 중공형으로 이루어지고, 그 내부의 공간이 이후에 설명되는 슬러지 유입통로(92)를 형성하며, 상기 케이싱(5) 및 원통형 스크린(32)과 같이 경사진 상태로 배치되어 그 내부를 슬러지가 자중에 의해서 이동한다.

또한 상기 스크류 축(10)은 그 외부면에 스크류 날개(10a)들을 다수 장착한 것으로서, 상기 스크류 날개(10a)들은 그 외경이 상기 원통형 스크린(32)의 내경에 일치하고, 따라서 상기 원통형 스크린(32)의 내부에서 회전되면 상기 원통형 스크린(32)의 내부에서 상기 스크류 날개(10a)의 골 사이에 위치하는 슬러지들을 전진시키고, 압축시키도록 구성된다.

그리고 이를 위하여 상기 스크류 축(10)은 일측 단부가 상기 케이싱(5)에 대하여 베어링(B)을 통하여 회전 가능하도록 장착되고, 그 타측 단부는 상기 원통형 스크린(32)에 대해 슬리브 베어링(Ba)을 통하여 회전 가능하도록 장착되며, 제2 구동 수단(55)은 상기 제1 구동 수단(34)으로부터 전달되는 회전력을 받고, 이를 변속시켜 상기 스크류 축(10)을 회전시키도록 구성된다.

한편 상기 제2 구동 수단(55)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 구동 수단(34)으로부터 전달되는 회전력을 받고, 이를 변속시켜 상기 스크류 축(10)을 회전시키기 위하여 상기 원통형 스크린(32)이 연결된 종동 풀리(40)에 연결된 벨트(57)와, 상기 벨트(57)에 입력 축(60)이 연결되고 출력 축(62)에는 상기 스크류 축(10)과 동축을 이루는 중간축(64)의 일측단 풀리(64a)가 벨트(66)를 통하여 연결된 변속기(70)를 포함한다.

즉 상기 변속기(70)는 그 입력 축(60)이 풀리(60a)를 장착하여 벨트(57)를 통하여 상기 원통형 스크린(32)이 연결된 종동 풀리(40)에 연결되며, 그 출력 축(62)은 풀리(62a)를 장착하여 벨트(66)를 통하여 이후에 설명되는 중간축(64)의 풀리(64a)에 연결된다. 또한 상기 변속기(70)는 그 몸체의 중간에 변속 핸들(72)을 구비하여 사용자가 상기 변속 핸들(72)을 조정하면 상기 입력 축(60)으로부터 출력 축(62)으로 전달되는 회전수 상의 무단 변속을 가져오게 된다.

따라서 이와 같은 변속기(70)는 상기 제1 구동 수단(34)인 모터의 작동으로 상기 원통형 스크린(32)이 연결된 종동 풀리(40)가 회전되면, 상기 종동 풀리(40)에 벨트(57)를 통하여 연결된 입력 축(60)이 회전되고, 이는 변속 핸들(72)을 통하여 사용자가 원하는 형태로 변속이 이루어진 다음, 출력 축(62)이 회전된다. 또한 이와 같은 출력 축(62)이 회전하게 됨으로써 벨트(66)를 통하여 연결된 중간축(64)이 회전되는 구조이다.

이와 같은 동력 전달 계통이 도 2 및 도 3에 기재되어 있다.

그리고 상기 제2 구동 수단(55)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 중간축(64)의 타단이 감속기(80)를 통하여 상기 스크류 축(10)에 연결되어 스크류 축(10)을 상기 원통형 스크린(32)과는 다른 속도로 회전시킨다.

즉 상기 중간축(64)은 변속기(70)의 출력 축(62)에 벨트(66)를 통하여 연결되어 회전이 이루어지지만, 그 타단은 감속기(80)에 연결되어 스크류 축(10)으로는 또 다른 감속이 이루어진 상태로 회전력을 전달한다.

상기 감속기(80)는 도 5에 상세히 도시된 바와 같이, 중앙의 선 기어(sun gear)(82)가 상기 중간축(64)의 타단에 연결되고, 상기 원통형 스크린(32)에 연결 된 종동 풀리(40)는 상기 선 기어(82)의 외측에 배치된 링 기어(ring gear)(84)에 연결되며, 상기 스크류 축(10)은 상기 선 기어(82)와 링 기어(84)의 사이에서 회전하는 다수의 유성 기어(planetary gear)(86) 들에 연결된 것이다.

따라서 상기 중간축(64)으로부터의 회전은 직접 스크류 축(10)으로 전달되지 않고, 링 기어(84)와의 상호 작용으로 그 사이에 배치된 유성 기어(86)들의 공전을 통해서 상기 스크류 축(10)을 회전시킨다. 이와 같은 감속기(80)는 상기 선 기어(82)와 링 기어(84)의 상호 회전 작용으로 그 사이의 유성 기어(86)들의 공전이 이루어지므로, 상기 유성 기어(86)들의 공전은 감속이 이루어지는 대신 강력한 회전 토크를 갖고서 상기 스크류 축(10)을 회전시킨다.

이와 같이 상기 제2 구동 수단(55)의 변속기(70)와 감속기(80)를 통하여 회전력이 전달되는 스크류 축(10)은 상기 제1 구동 수단(34)에 의해서 회전되는 원통형 스크린(32)과는 다른 회전속도로 회전되며, 상기 스크류 축(10)과 원통형 스크린(32)의 사이에서는 회전수의 차이가 있는 차동 회전이 이루어지는 것이다.

한편 본 발명에 따른 원심 스크류 탈수기(1)는 케이싱(5)의 내부에서 슬러지가 이동하는 슬러지 이동부(90)를 구비하는바, 상기 슬러지 이동부(90)는 상기 스크류 축(10)의 내부로 슬러지 유입통로(92)를 형성하고, 상기 스크류 축(10)과 원통형 스크린(32)의 사이에서 슬러지 탈수통로(94)를 갖는다.

이와 같은 슬러지 유입통로(92)와 슬러지 탈수통로(94)는 도 1 및 도 2에 도 시된 바와 같이, 상기 슬러지 유입통로(92)로부터 슬러지 탈수통로(94)로의 방향 전환이 이루어지는데, 이러한 방향 전환은 상기 스크류 축(10)의 하단, 즉 슬러지 유입통로(92)의 끝단 지점과 슬러지 탈수통로(94)의 전단 지점에서 형성된 다수의 구멍(95)들을 통하여 이루어진다.

즉 슬러지는 스크류 축(10)의 내부에서 높은 지점으로부터 낮은 지점으로 향하는 슬러지 유입통로(92)를 통하여 진행하고, 다수의 구멍(95)들을 통하여 슬러지 탈수통로(94)로 유입되면, 회전하는 스크류 축(10)의 스크류 날개(10a)들에 의해서 상기 원통형 스크린(32)의 내부에서 상향 이동한다.

또한 상기 슬러지 이동부(90)는 상기 원통형 스크린(32)과 케이싱(5)의 사이에서 형성된 배수로(96)와, 상기 스크류 축(10)과 케이싱(5)의 사이에서 형성된 슬러지 케이크 배출통로(98)를 구비한다. 상기 배수로(96)의 가장 낮은 하단에는 상기 케이싱(5)을 관통하여 수액 배출구(16)가 형성되고, 상기 슬러지 케이크 배출통로(98)의 하부측으로는 상기 케이싱(5)을 관통하여 슬러지 케이크 배출구(14)가 형성된다. 즉 상기 수액 배출구(16)는 케이싱(5)의 낮은 부분에 형성되고, 상기 슬러지 케이크 배출구(14)는 높은 부분에 형성된 구조이다.

그리고 본 발명에 따른 원심 스크류 탈수기(1)는 상기 슬러지 탈수통로(94)의 출구 측에 상기 슬러지 탈수통로(94)를 개폐시키는 밸브 수단(100)을 추가 포함한다.

상기 밸브 수단(100)은 도 1 및 도 2에 상세히 도시된 바와 같이, 상기 케이싱(5)의 상단에 몸체가 고정된 복수의 실린더(102)들을 갖추는바, 상기 실린더(102)는 바람직하게는 공압 실린더로 이루어지고, 상기 실린더(102)의 로드(104)에 연결되어 전 후진이 가능한 스토퍼 링(106)을 갖는다.

따라서 상기 실린더(102)의 작동으로 로드(104)들이 전후진하면 상기 로드(104)에 연결된 스토퍼 링(106)이 상기 슬러지 탈수통로(94) 측으로 전 후진하여 이를 개폐시키는 것이다.

또한 상기 스토퍼 링(106)에는 원추형의 경사면(106a)이 형성되는데, 상기 경사면(106a)은 스크류 축(10)으로부터 반경 방향으로 하향 경사진, 즉 스크류 축(10)으로부터 원통형 스크린(32) 필터측으로 하향 경사진 구조로 이루어짐으로써 슬러지 탈수통로(94)로부터 슬러지 케이크 배출통로(98) 측으로 이동하는 슬러지의 배출 저항을 감소시키는 구조이다.

그리고 상기 스토퍼 링(106)은 상기 케이싱(5)에 고정된 복수의 가이드 바(112)에 구멍(114)이 슬라이드 가능하도록 끼워져서 상기 가이드 바(112)를 따라서 직선적으로 이동 가능하도록 구성된 구조이다.

미 설명 부호(120)은 사전에 정해진 프로그램에 따라서 일련의 자동제어를 실현하는 콘트롤 판넬이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 원심 스크류 탈수기(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 슬러지 유입구(12)를 통하여 슬러지가 상기 스크류 축(10)의 내부로 형성된 슬러지 유입통로(92)에 유입되고, 상기 원통형 스크린(32)은 제1 구동 수단(34)에 의해서 회전되며, 상기 스크류 축(10)은 제2 구동 수단(55)에 의해서 회전된다.

따라서 상기 슬러지 유입통로(92)에 유입된 슬러지는 경사진 상태로 회전하는 스크류 축(10)에 의해서 하향 이동되며, 상기 슬러지 유입통로(92)의 끝단 지점에 형성된 다수의 구멍(95)들을 통하여 슬러지 탈수통로(94) 측으로 방향 전환이 이루어진다.

그 다음 슬러지 탈수통로(94)로 유입된 슬러지는 원통형 스크린(32)의 고속 회전에 의하여 슬러지는 원심력이 작용되어 상기 원통형 스크린(32)의 내벽에 고형물이 부착되고, 상기 슬러지로부터 분리된 수액은 원통형 스크린(32)을 통하여 케이싱(5) 측으로 배출되며, 상기 원통형 스크린(32)과 케이싱(5)의 사이에서 형성된 배수로(96)를 따라서 상기 케이싱(5)의 낮은 부분에 형성된 수액 배출구(16)를 통하여 배출된다.

또한 상기와 같이 원통형 스크린(32)의 외벽에 부착되는 슬러지 고형물은 상기 원통형 스크린(32)과는 다른 속도로 회전하는 스크류 축(10)의 스크류 날개(10a)들에 의해서 상기 스크류 축(10)과 원통형 스크린(32)의 사이에서 형성된 슬러지 탈수통로(94)를 따라서 상향 이동된다.

그리고 이와 같이 슬러지 탈수통로(94)를 따라서 상향 이동하는 슬러지 고형물들은 상기 슬러지 탈수통로(94)의 출구 측에 마련된 밸브 수단(100)이 상기 슬러지 탈수통로(94)를 닫은 상태로 유지되거나, 좁게 출구를 개방시킨 상태로 유지되면 상기 슬러지 탈수통로(94)의 내부에서 슬러지 고형물을 압착시킨다.

이와 같은 스크류 축(10)의 회전에 의한 슬러지 고형물의 압착은 함수율 40% 이하의 고도의 슬러지 탈수가 가능하게 하고, 이와 같은 과정에서 슬러지 고형물로부터 수액은 추가적으로 빠져나오며 상기 원통형 스크린(32)과 케이싱(5)의 사이에서 형성된 배수로(96)를 따라서 수액 배출구(16)로 유도되어 배출된다.

이와 같이 추가적으로 수액이 제거된 슬러지 고형물은 슬러지 케이크로 변환되며, 이는 상기 밸브 수단(100)의 실린더 로드(104)를 추가적으로 후진시킴으로써 상기 슬러지 탈수통로(94)가 개방되어 슬러지 케이크들은 상기 밸브 수단(100)의 후방에서 상기 스크류 축(10)과 케이싱(5)의 사이에서 형성된 슬러지 케이크 배출통로(98)로 유입되고, 그 하부측에 위치된 슬러지 케이크 배출구(14)를 통하여 외부로 배출된다. 이와 같은 일련의 과정이 도 1 및 도 2에 도시되어 있으며, 상기 밸브 수단(100)은 작업자가 적절하게 그 개방정도를 조절할 수 있음으로써 스크류 축(10)에 의한 슬러지의 압착 정도를 조절하여 효과적으로 슬러지 탈수작동을 얻을 수 있다.

그리고 본 발명은 상기와 같은 슬러지 탈수작동을 이루는 과정에서 상기 원통형 스크린(32)과 스크류 축(10)을 회전시키는 제1 구동 수단(34)과 제2 구동 수단(55)들은 하나의 모터를 공유하게 되고, 상기 케이싱(5)의 내부에 원통형 스크린(32)이 배치되고, 그 내부에 중공의 스크류 축(10)이 배치되어 모두 동축으로 배열되는 구조를 갖춤으로써 소형의 탈수기 구조를 갖출 수 있고, 뿐만 아니라 효과적인 슬러지 탈수작동을 얻을 수가 있다.

또한 본 발명은 고속으로 회전하는 원통형 스크린(32)의 원심력에 의해서 슬러지로부터 수액들이 1차적으로 제거된 다음, 스크류 축(10)의 압축력을 이용하여 슬러지를 고압으로 탈수시키기 때문에 수액의 함량이 높은 슬러지의 처리가 가능함은 물론, 함수율 40% 이하의 고도의 슬러지 탈수가 가능한 것이다.

뿐만 아니라 본 발명은 원심력과 압축력을 이용한 강력한 탈수 효과가 얻어지기 때문에, 200G ~ 500G 내외의 원심력을 적용하여도 무방하기 때문에 종래의 원심 탈수기(decanter)에 비하여 동력이 1/2 ~ 2/3 정도의 에너지만으로도 효과적인 슬러지 탈수를 이룰 수 있는 것이다.

본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시 예에 관련하여 상세히 설명하였지만 본 발명은 이와 같은 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권 리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명의 실시 예를 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 그렇지만 그와 같은 단순한 실시 예의 수정 또는 설계변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 원심 스크류 탈수기를 전체적으로 도시한 측 단면도;

도 2는 본 발명에 따른 원심 스크류 탈수기를 전체적으로 도시한 평 단면도;

도 3은 본 발명에 따른 원심 스크류 탈수기에 구비된 제1 구동 수단 및 제2 구동 수단을 도시한 측면도;

도 4는 본 발명에 따른 원심 스크류 탈수기에 구비된 감속기의 구조를 상세히 도시한 단면도;

도 5는 본 발명에 따른 원심 스크류 탈수기에 구비된 감속기의 상세도로서,

a)도는 선 기어, 유성 기어, 링 기어를 도시한 단면도,

b)도는 측 단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1..... 본 발명에 따른 원심 스크류 탈수기

5..... 케이싱 7..... 받침대

10.... 스크류 축 12.... 슬러지 유입구

14.... 슬러지 케이크 배출구 16.... 수액 배출구

30.... 원심 탈수 부 32.... 원통형 스크린

34.... 제1 구동 수단 36.... 구동 풀리

38.... 벨트 40.... 종동 풀리

50.... 압축 탈수 부 55.... 제2 구동 수단

57.... 벨트 60.... 입력 축

62.... 출력 축 64.... 중간축

66.... 벨트 70.... 변속기

72.... 변속 핸들 80.... 감속기

82.... 선 기어(sun gear) 84.... 링 기어(ring gear)

86.... 유성 기어(planetary gear) 90.... 슬러지 이동부

92.... 슬러지 유입통로 94.... 슬러지 탈수통로

95.... 구멍 96.... 배수로

98.... 슬러지 케이크 배출통로 100.... 밸브 수단

102... 실린더 104.... 로드

106... 스토퍼 링 106a.... 경사면

112... 가이드 바 114.... 구멍

120... 콘트롤 판넬

Claims (11)

1. 슬러지로부터 수액과 고형물을 분리할 수 있도록 된 탈수기에 있어서,

   중공형의 케이싱;

   상기 케이싱의 내부에서 회전 가능한 원통형 스크린을 갖추고, 일측에는 상기 스크린을 회전시키기 위한 제1 구동 수단을 가진 원심 탈수 부;

   상기 원통형 스크린의 내부에서 동축으로 배치되어 회전 가능한 스크류 축을 가지며, 상기 스크류 축을 회전시키기 위한 제2 구동 수단을 가진 압축 탈수 부; 및

   상기 스크류 축의 내부로 형성된 슬러지 유입통로를 갖추고, 상기 스크류 축과 원통형 스크린의 사이에서 형성된 슬러지 탈수통로를 갖추며, 상기 원통형 스크린과 케이싱의 사이에서 형성된 배수로와, 상기 스크류 축과 케이싱의 사이에서 형성된 슬러지 케이크 배출통로를 구비한 슬러지 이동부;를 포함하여 원심력과 압축력에 의해서 슬러지로부터 수액과 고형물을 분리시키는 것을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기.
2. 제1항에 있어서, 상기 케이싱은 받침대상에서 경사지게 배치되고, 상기 케이싱의 높은 단부에는 슬러지 케이크 배출구가 형성되고, 케이싱의 낮은 단부에는 수액 배출구가 형성된 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기.
3. 제2항에 있어서, 상기 케이싱은 가장 높은 부분에 상기 스크류 축의 슬러지 유입구가 배치되고, 슬러지는 자중에 의해서 슬러지 유입통로를 이동하는 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기.
4. 제1항에 있어서, 상기 원심 탈수 부는 원통형 스크린이 상기 케이싱에 대해 베어링을 통하여 회전 가능하도록 장착되고, 제1 구동 수단이 모터로 이루어지며, 상기 모터의 구동 풀리에는 벨트가 연결되고, 상기 벨트는 상기 원통형 스크린의 일측 단부에 마련된 종동 풀리에 연결되어 제1 구동 수단의 작동으로 원통형 스크린이 회전되는 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기.
5. 제1항에 있어서, 상기 압축 탈수 부는 스크류 축이 상기 원통형 스크린에 대해 슬리브 베어링을 통하여 회전 가능하도록 장착되며, 제2 구동 수단은 상기 제1 구동 수단으로부터 전달되는 회전력을 변속시켜 상기 스크류 축을 회전시키는 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기.
6. 제5항에 있어서, 상기 제2 구동 수단은 상기 원통형 스크린의 종동 풀리에 연결된 벨트와, 상기 벨트에 입력 축이 연결되고 출력 축에는 상기 스크류 축과 동축을 이루는 중간축의 일측단이 벨트를 통하여 연결된 변속기 및, 상기 중간축의 타단이 감속기를 통하여 상기 스크류 축에 연결되어 스크류 축을 상기 원통형 스크린과는 다른 속도로 회전시키는 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기.
7. 제6항에 있어서, 상기 감속기는 중앙의 선 기어가 상기 중간축에 연결되고, 상기 원통형 스크린의 종동 풀리는 링 기어에 연결되며, 상기 스크류 축은 다수의 유성 기어들에 연결되어 상기 중간축으로부터 스크류 축으로 향하여 감속이 이루어지는 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기.
8. 제1항에 있어서, 상기 슬러지 이동부는 상기 슬러지 탈수통로의 출구 측에 상기 슬러지 탈수통로를 개폐시키는 밸브 수단을 추가 포함하는 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기.
9. 제8항에 있어서, 상기 밸브 수단은 상기 케이싱의 상단에 몸체가 고정된 복수의 실린더들을 갖추고, 상기 실린더의 로드에 연결되어 전후진이 가능한 스토퍼 링을 갖추며, 상기 실린더의 작동으로 스토퍼 링이 상기 슬러지 탈수통로를 개폐시키는 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기.
10. 제9항에 있어서, 상기 실린더는 공압 실린더로 이루어지고, 상기 스토퍼 링에는 원추형의 경사면이 형성되어 슬러지의 배출 저항을 감소시키는 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기.
11. 제10항에 있어서, 상기 스토퍼 링은 상기 케이싱에 고정된 복수의 가이드 바에 슬라이드 가능하도록 끼워져서 직선적으로 이동 가능하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 원심 스크류 탈수기.

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