KR100879714B1

KR100879714B1 - 원심분리공정 및 압밀공정이 개별적으로 이루어지는고액분리기

Info

Publication number: KR100879714B1
Application number: KR1020080009322A
Authority: KR
Inventors: 장정애
Original assignee: 장정애
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2009-01-21

Abstract

본 발명은 원심분리공정 및 압밀공정이 개별적으로 이루어지는 고액분리기에 관한 것으로서,

더 자세히는 분뇨의 고형분과 수분의 분리효율 및 유지관리가 용이하게 이루어지는 고액분리기에 관한 것으로, 이를 위해 분뇨의 원심분리공정이 이루어질 수 있도록 원심분리수단과, 상기 원심분리수단에서 분뇨의 수분이 탈수된 고형분의 압밀공정이 이루어지는 압밀수단을 개별적으로 구성하여 최종적으로 원심분리공정 및 압밀공정이 개별적으로 이루어지는 고액분리기를 구성하여 보다 많은 양의 분뇨를 처리할 수 있는 효과를 얻는 동시에 분리효율이 높아 분뇨의 역류현상 및 고액분리기 내 잔류되는 분뇨의 양을 최소화하여 유지보수에 탁월한 효과를 가지는 원심분리공정 및 압밀공정이 개별적으로 이루어지는 고액분리기에 관한 것이다.

고액분리기

Description

원심분리공정 및 압밀공정이 개별적으로 이루어지는 고액분리기{The control method of contrifugal separator}

더 자세히는 분뇨의 고형분과 수분의 분리효율 및 유지관리가 용이하게 이루어지는 고액분리기에 관한 것으로, 분뇨의 원심분리공정이 이루어지는 원심분리수단과 분뇨에서 수분이 탈수된 고형분의 압밀공정이 따로 이루어지는 압밀수단이 개별적으로 구성되는 고액분리기에 관한 것이다.

통상적으로 축분뇨는 농가에서 축산하는 소, 돼지, 닭 같은 가축의 배설물로 그 형태는 고형분에 수분이 혼합물로 이루어지며 고형분은 발효 등의 후처리를 통해 농가에 퇴비로써 활용되어 농가수입의 일환이 되며, 분뇨에서 분리된 수분은 외부로 배출되어 바다나 하천 등으로 투기되거나 축산페수 공공처리장에서 재처리된다.

이러한 축분뇨를 고형분과 수분으로 분리하는 통상적인 고액분리기는 일정형태의 홈이 구비된 스크린 형태의 외통 내부로 스크류를 구비하고 외통 및 스크류를 따로 회전시키는 동력수단 및 고형분, 수분 배출구가 따로 구성되어 원심력의 작용에 의해 성분이나 비중이 다른 물질을 분리, 정제, 농축하는 원심분리를 이용하여 분뇨 속에 액체입자 및 고체입자를 분리하는 기계로써, 일반 축산농가 뿐만 아니라 대량으로 축분뇨를 처리하는 분뇨처리장 등에서 사용되어지고 있다.

하지만 상기 고액분리기는 상기의 공정에 있어 분뇨 내의 고형분 및 수분의 분리공정이 끝나고 차후 기동 시 슬러지의 찌꺼기가 남아 있어 원심분리기 기동이 원활히 이루어지지 않을 뿐 아니라 슬러지의 찌꺼기를 제거하기 위해서는 기계를 분해해야하거나 스크류를 역회전하여 찌꺼기를 배출하는 등의 많은 시간과 노동력이 소요되는 단점이 있어왔으며,

또한 외통 내부로 분뇨를 일괄적으로 투입 시 외통 내부에 계속적으로 분뇨가 퇴적되어 결국엔 일정량만큼의 분뇨가 고형분 배출구 및 수분배출구로 역류하여 기계 장치에 부식이 일어났으며 부식에 의해 스크류의 손상을 야기시키는 등의 고액분리기의 유지관리 및 공정이 원활히 이루어지지 않은 단점이 있어왔다.

이에 많은 양의 분뇨를 처리되어 역류현상 및 고액분리기 내 잔류되는 분뇨의 양을 최소화되는 고액분리기의 개발이 절실히 요구되고 있다.

상기 종래의 문제점을 일소키 위해,

축산 분뇨(1)를 고형분(2)과 수분(3)으로 분리하는 고액분리기에 있어서,

동력수단으로부터 동력을 전달받아 회전되되, 표면으로 미세한 요홈이 조밀하게 구성되는 원통의 회전체로 구성되어 분뇨(1)를 고형분(2)과 수분(3)으로 원심분리공정이 이루어지는 원심분리수단과, 내부에 동력수단으로 동력을 전달받아 회전되는 압밀장치가 구비되는 원통의 회전체를 구성하되, 상기 원심분리수단에서 분리된 고형분(2)을 내입시켜 압밀장치로 압밀하여 고형분(2) 내 수분(3)을 분리하는 압밀수단과,

단면이 계단형태로 구성되어 상부안착대(10a) 및 하부안착대(10b)로 구분되는 프레임을 구성하여,

상기 원심분리수단은 상부안착대(10a)에 구성하고,

상기 압밀수단은 하부안착대(10b)에 구성하여 원심분리공정 및 압밀공정이 순차적으로 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 원심분리공정 및 압밀공정이 개별적으로 이루어지는 고액분리기를 제공한다.

또한 상기 원심분리수단은 표면으로 분뇨(1)에서 분리되는 수분(3)이 외부로 배출될 수 있도록 일정형태의 홈이 조밀하게 구성되는 원통 형태로 구성되는 외통(10)과, 상기 외통(20)의 일측으로 제1모터(30) 및 V-벨트를 결착하여 제1모터(30)로부터 동력을 전달받을 수 있도록 구성하고, 외통(20)의 V-벨트가 결착되는 일측으로 분뇨(1)의 투입이 이루어지는 공급관(40)이 일정길이 돌출 구성하고, 외통(20)의 공급관(40)이 구성되는 타측으로 제1고형분 배출구(60)를 구성하고, 상기 제1고형분 배출구(60)에서 배출되는 고형분(2)을 수집하는 고형분 수집부(80)를 제1고형분 배출구(60)의 둘레에 구성하되, 고형분 수집부(80)의 하부를 스크류통 (100)의 고형물 유입부(130)에 연결되도록 구성하고, 외통(20)의 외측으로 케이스부(90)를 구성하고 케이스부(90)의 하측으로 제1수분배출구(70)로 이루어지도록 구성하고, 상기 압밀수단은 원통형태로 구성되며 그 내부로 제2모터(120)로부터 동력을 받는 스크류(110)가 구성되는 스크류 통(100)과, 상기 스크류 통(100)의 상부 일측으로 고형분(2)이 유입되는 고형물 유입부(130)를 구성하고, 타측으로 제2고형분 배출구(140)가 구성되고 스크류 통(100)의 하부로 제2수분배출구(150)가 구성되는 고액분리기를 제공한다.

또한 상기 외통(20)은 내부의 원심분리되는 고형분(2)이 제1고형분 배출구(60)로 이동할 수 있도록 제1고형분 배출구(60) 방향으로 일정각도 경사지게 구성되는 고액분리기를 제공한다.

본 발명은 원심분리공정 및 압밀공정이 개별적으로 이루어지는 고액분리기에 관한 것으로써,

통상적으로 외통 내부에 구성되는 스크류를 외통과 개별적으로 구성된 통체 내부로 구성하여 분뇨의 원심분리공정 및 압밀공정이 개별적으로 이루어져 분뇨의 분리효율이 높아지므로 대량으로 분뇨를 처리할 수 있을 뿐만 아니라 분뇨의 투입시 분뇨가 외통 내부로 퇴적됨으로써 분리되지 않은 분뇨 그대로 배출되는 현상을 방지하고 외통 내부로 잔류되는 분뇨가 없어 기계장치의 부식을 방지하는 등 그 효과가 큰 발명이라 하겠다.

도 1은 본 발명의 바람직한 고액분리기의 형태를 보여주는 정면도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 고액분리기의 내부 형태를 보여주는 단면도이며, 도 3(a)는 본 발명에 따른 분뇨가 공급관에 의해 외통 내부로 투입되는 바람직한 실시의 예를 보여주는 단면도이고, 도 3(b)는 본 발명에 따른 원통 내부로 투입된 분뇨가 외통에 의해 원심분리되는 바람직한 실시의 예를 보여주는 단면도이며, 도 4는 종래의 본 발명의 따른 고형분이 스크류 통 내부에서 압밀되는 바람직한 실시의 예를 보여주는 단면도로서, 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세하게 설명하면,

도 1 및 도 2에 도시된 바를 토대로 본 발명인 고액분리기의 구성장치를 설명하면,

우선 본 발명은 고액분리기는 원심분리수단, 압밀수단, 프레임(10)으로 대분 구성된다.

상기 프레임(10)은 고속 회전하는 외통(20) 및 스크류 통(100)의 지지 및 보호 역할을 하며 외통(20) 및 스크류 통(100)을 개별적으로 지지하기 위해 계단형태로 구성되어 상부안착대(10a) 및 하부안착대(10b)으로 구분되어 구성되되, 분뇨(1)의 원심분리가 이루어지는 외통(20)은 상부안착대(10a)에 구성되며, 고형분(2)의 압밀이 이루어지는 스크류 통(100)은 하부안착대(10b)에 구성된다.

상기 원심분리수단의 구성장치를 살펴보면, 우선 외통(10)은 원통형태로 구성되며 수평방향으로 상부안착대(10a)에 구성되되, 표면으로 분뇨(1)에서 분리되는 수분(3)이 외부로 배출될 수 있도록 일정형태의 홈이 조밀하게 구성되는 스크린 형태로 구성된다.

또한 외통(20)의 일측으로 제1모터(30)로부터 동력을 받는 V-벨트를 결착하여 제1모터(30)에 발생되는 구동력을 전달받아 회전하며 외통(20)을 약 2000 ∼ 4000 rpm의 고속으로 회전시켜 원심력장을 형성하여 분뇨(1)가 고형분(2)과 수분(3)으로 분리하도록 구성된다.

또한 상기 외통(20)의 V-벨트가 결착되는 일측으로 공급관(40)이 일정길이 돌출 구성되고 상기 공급관(40)으로 하여금 분뇨(1)의 투입이 이루어지도록 구성되되, 분뇨(1)의 투입량을 조절할 수 있도록 밸브(50)를 구성하여 밸브(50)의 설정에 따라 공급관(40)의 내부의 개폐되는 넓이가 조절되어 분뇨(1)의 투입을 조절할 수 있도록 구성된다.

또한 외통(20)의 공급관(40)이 구성되는 타측으로 제1고형분 배출구(60)가 구성된다.

상기 제1고형분 배출구(60)에서 배출되는 고형분(2)의 수집하기 위해 고형분 수집부(80)를 제1고형분 배출구(60)의 둘레에 구성되고 수집된 고형분(2)을 스크류 통(100)의 내부로 유입하기 위해 고형분 수집부(80)의 하부를 스크류 통(100)의 고형물 유입부(130)에 연결되도록 구성된다.

또한 외통(20)의 외측으로 케이스부(90)를 구성하고 케이스부(90)의 하측으로 제1수분배출구(70)를 구성하여 분뇨(1)에서 분리되는 수분(3)의 비산방지 및 분리되는 수분(3)을 케이스부(90) 내부로 포집하여 포집된 수분(3)은 제1수분배출구(70)를 통해 외부로 배출되도록 구성된다.

또한 상기 외통(20)은 그 내부로 고형분(2)이 제1고형분 배출구(60)로 이동할 수 있도록 제1고형분 배출구(60) 방향으로 일정각도 경사지게 구성하여 분뇨(1)의 원심분리된 고형분(2)이 경사부분에 의해 제1고형분 배출구(60)로 이동되어 배출될 수 있도록 구성된다.

상기 원심분리수단의 구성장치를 살펴보면, 우선 스크류 통(100)은 원통형태로 구성되며 수평방향으로 하부안착대(10b)에 구성되되, 그 내부로 제2모터(120)로 부터 동력을 받는 스크류(110)를 구성하여 스크류(110)의 회전으로 인해 고형분 수집부(80)로부터 유입되는 고형분(2)을 압밀하여 고형분(2) 내 잔존하는 수분(3)을 다시 한번 분리공정이 이루어지면서도 원심분리기 외부로 고형분(2)을 배출하도록 구성된다.

또한 고형분(2)이 유입되는 타측으로 제2고형분 배출구(140)가 구성되고 스크류 통(100)의 하부일측으로 제2수분배출구(150)가 구성된다.

상기 고형분(2)이 스크류 통(100)에 유입되는 양보다 배출되는 양을 적게 구성하여 스크류(110)로 하여금 제2고형분 배출구(140)측에서 고형분(2)을 일정시간 압밀할 수 있도록 구성된다.

상기 스크류(100)의 날개간격은 고형분(2)을 압밀하기 위해 축의 외주연에 길이방향으로 30 내지 50 ㎜ 로 구성되는 것이 바람직하다.

또한 날개의 재질은 고형분(2)의 압밀 시 부식을 방지하기 위해 스테인리스로 구성되는 것이 바람직하다.

상기의 구성장치를 통해 실시의 예를 더 상세히 설명하면,

우선 외통(20) 및 스크류(100)는 서서히 회전됨으로써 가동 시작 후 소정의 시간이 흐른 후에 분리작용이 가능한 회전수에 도달함으로써 분뇨(1)를 투입함에 앞서 우선 외통(20) 및 스크류(100)를 분리작용이 가능한 회전수에 도달되도록 제1모터(30) 및 제2모터(120)를 작동한다.

도 3(a)에 도시된 바와 같이 농가에서 수거된 분뇨(1)를 공급관(40)으로 투입되면 외통(20)의 내부로 유입이 이루어진다.

도 3(b)에 도시된 바와 같이 상기 외통(20)에 유입된 분뇨(1)는 외통(20)의 회전을 통한 원심력에 의해 분뇨(1)는 물질의 질량에 따라 분리되며, 이는 고상입자의 고형분(2)과 액상입자의 수분(3)으로 외통(20) 내부에서 분리가 이루어진다.

상기 분뇨(1)의 분리가 이루어지면 직경이 작은 수분(3)은 스크린 형태로 이 루어진 외통(20)의 외부로 배출되고 외부로 배출된 수분(3)은 외통(20) 외측에 구성된 케이스부(90)에 도달하여 최종적으로 케이스부(90) 하부 일측에 구성된 제1수분배출구(70)에 의해 원심분리기 외부로 배출되는 것이다.

또한 외통(20)의 스크린의 홈부보다 직경이 큰 고형분(2)은 외통(20)의 경사진 방향으로 인해 제1고형분 배출구(70)를 통해 고형분 수집부(80)로 배출된다.

상기 고형분 수집부(80)로 배출된 고형분(2)은 다시 제1고형분 배출부(60) 하부에 구성된 스크류 통(100)으로 유입이 이루진다.

상기 스크류 통(100) 내부에 유입된 고형분(2)은 도 4에 도시된 바와 같이 스크류(110)에 의해 고형물이 이송 시 스크류(100)의 날개사이로 고형물이 1차적으로 압밀되고 스크류(110)에 의해 이송되는 고형물이 배출부로 퇴적되어 퇴적된 고형물을 스크류(110)에 의해 2차로 압밀하여 고형분(2) 내의 잔존하는 수분(3)이 분리되어 최종적으로 수분(3)은 스크류 통(100) 하부에 구성된 제2수분 배출구(150)로 배출되고 고형분(2)은 제2고형분 배출구(140)로 배출되는 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 고액분리기의 형태를 보여주는 정면도

도 2는 본 발명의 바람직한 고액분리기의 내부 형태를 보여주는 단면도

도 3 (a)는 본 발명에 따른 분뇨가 공급관에 의해 외통 내부로 투입되는 바람직한 실시의 예를 보여주는 단면도

도 3 (b)는 본 발명에 따른 원통 내부로 투입된 분뇨가 외통에 의해 원심분리되는 바람직한 실시의 예를 보여주는 단면도

도 4는 종래의 본 발명의 따른 고형분이 스크류 통 내부에서 압밀되는 바람직한 실시의 예를 보여주는 단면도

■ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■

10 : 프레임 20 : 외통

30 : 제1모터 40 : 공급관

50 : 밸브 60 : 제1고형분배출구

70 : 제1수분배출구 80 : 고형분 수집부

90 : 케이스부 100: 스크류 통

110 : 스크류 120: 제2모터

130 : 고형분 유입부 140 : 제2고형분배출구

150 : 제2수분배출부

1 : 분뇨 2 : 고형분

3 : 수분

Claims

삭제
동력수단으로부터 동력을 전달받아 회전되되, 표면으로 미세한 요홈이 조밀하게 구성되는 원통의 회전체로 구성되어 분뇨(1)를 고형분(2)과 수분(3)으로 원심분리공정이 이루어지는 원심분리수단과,

내부에 동력수단으로 동력을 전달받아 회전되는 압밀장치가 구비되는 원통의 회전체를 구성하되, 상기 원심분리수단에서 분리된 고형분(2)을 내입시켜 압밀장치로 압밀하여 고형분(2) 내 수분(3)을 분리하는 압밀수단과,

단면이 계단형태로 구성되어 상부안착대(10a) 및 하부안착대(10b)로 구분되는 프레임을 구성하여,

상기 원심분리수단은 상부안착대(10a)에 구성하고,

상기 압밀수단은 하부안착대(10b)에 구성하여 원심분리공정 및 압밀공정이 순차적으로 이루어지도록 구성되는 원심분리공정 및 압밀공정이 개별적으로 이루어지는 고액분리기에 있어서,

상기 원심분리수단은 표면으로 분뇨(1)에서 분리되는 수분(3)이 외부로 배출될 수 있도록 일정형태의 홈이 조밀하게 구성되는 원통 형태로 구성되는 외통(10)과,

상기 외통(20)의 일측으로 제1모터(30) 및 V-벨트를 결착하여 제1모터(30)로부터 동력을 전달받을 수 있도록 구성하고,

외통(20)의 V-벨트가 결착되는 일측으로 분뇨(1)의 투입이 이루어지는 공급관(40)이 일정길이 돌출 구성하고,

외통(20)의 공급관(40)이 구성되는 타측으로 제1고형분 배출구(60)를 구성하고,

상기 제1고형분 배출구(60)에서 배출되는 고형분(2)을 수집하는 고형분 수집부(80)를 제1고형분 배출구(60)의 둘레에 구성하되, 고형분 수집부(80)의 하부를 스크류 통(100)의 고형물 유입부(130)에 연결되도록 구성하고,

외통(20)의 외측으로 케이스부(90)를 구성하고 케이스부(90)의 하측으로 제1수분배출구(70)로 이루어지도록 구성하고,

상기 압밀수단은 원통형태로 구성되며 그 내부로 제2모터(120)로부터 동력을 받는 스크류(110)가 구성되는 스크류 통(100)과,

상기 스크류 통(100)의 상부 일측으로 고형분(2)이 유입되는 고형물 유입부(130)를 구성하고,

타측으로 제2고형분 배출구(140)가 구성되고 스크류 통(100)의 하부로 제2수분배출구(150)가 구성되는 것을 포함하는 원심분리공정 및 압밀공정이 개별적으로 이루어지는 고액분리기
2항에 있어서,

또한 상기 외통(20)은 내부의 원심분리되는 고형분(2)이 제1고형분 배출구(60)로 이동할 수 있도록 제1고형분 배출구(60) 방향으로 일정각도 경사지게 구성되는 것을 포함하는 원심분리공정 및 압밀공정이 개별적으로 이루어지는 고액분리기