KR101118560B1 - 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치 - Google Patents

국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치 Download PDF

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Abstract

슬러지 탈수장치의 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치에 있어서, 프레임의 네 귀퉁이에 4개가 설치되어 승,하강이 가능하고 mm단위로 높이 제어가 가능하도록, 모터실린더로 이루어져 장착브래킷에 체결되어 승강지지프레임의 하단에 장착되는 승강수단과, 상기 모터실린더의 상단은 상부의 프레임과 연결봉이 가로질러 연결고리로 체결되고, 상기 모터실린더의 상단이 이탈하지 않도록 가이드홈이 형성된 승강지지프레임으로 이루어지는 두께조절 유닛과; 직사각형의 금속판의 전극체 절편이 다수 개 연결되어 캐터필러 형상의 원형을 형성하는 상, 하부 회전전극체와, 상기 상,하부 회전전극체에 밀착되어 전기를 인가하도록 탄성을 지니고 끝단에는 전극단자가 구비된 팬터그래프와, 상기 전극단자에 밀착되고 상기 회전전극체에 밀착되는 인가플레이트와 상기 회전전극체가 지지되어 회전시키는 전극체이송롤러로 이루어지는 전기인가유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 슬러지의 탈수가 이루어지는 부위에 두께조절유닛을 설치함으로써 슬러지의 인입두께를 조절하여 슬러지의 상태에 따라 슬러지의 처리량을 조절할 수 있고 슬러지가 이송되는 부위에만 전기가 인가되도록 전기인가유닛을 설치함으로써 전력사용의 효율을 높일 수 있다.

Description

국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치{The sludge dewatering equipment equipped with a sludge transfer device}
본 발명은 슬러지 탈수장치의 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 슬러지가 이송하는 구간에만 전기가 인가되도록 하여 전력량 사용효율을 높이고 슬러지의 이송경로의 높낮이를 조절하여 슬러지 탈수 처리량을 조절하기 위한 슬러지 탈수장치의 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치에 관한 것이다.
일반적으로 폐수 및 하수처리장의 수질 정화단계에서 고분자 응집제를 사용하고 그 고분자 응집제에 의해 슬러지가 응집된 상태로 만들어지는데, 상기 슬러지에는 다량의 수분이 함유되어 처리를 위해서는 수분을 제거하는 탈수작업이 필요하다.
상기 슬러지가 갖는 함수율을 줄일 수 있다면 폐기처리비용이 절감될 뿐만 아니라, 슬러지의 고형성분들을 연료나, 퇴비 등으로 다양하게 재활용할 수 있다. 때문에 슬러지의 탈수방법에는 다양한 방식이 적용되며, 압력을 가하여 수분을 빼는 압착식이나, 물이 갖는 이온이동성으로 빼는 전기침투식 등이 있다.
전기침투식은 슬러지와 결합된 수분을 이온이동성, 즉 계면전기현상을 이용하여 제거하기 위해서 직류전원이 인가되어 전기장을 형성시킨다. 이러한 전기침투식 탈수장치의 한 유형은 양극전극을 겸한 회전 드럼과 드럼의 외주면을 감싼 압착벨트를 갖추고 이들 사이로 인가된 전압이 전기장을 형성해 슬러지 입자 전하와 반대 전극측으로 대전된 수분입자를 이동시킴으로써 수분을 분리한다. 또 다른 수평이송방식 전기침투식 탈수장치는 + 전극과 - 전극을 갖는 전극판 사이로 슬러지를 수평하게 이송시키는 여과포를 이용하고, 가압과 탈수를 병행하여 처리함으로써 회전드럼이 없이도 동일한 성능을 구현하는 방식이다.
회전 드럼을 이용한 전기침투식 탈수장치는 대한민국 공개특허공보 제10-0076513호(2011.07.06)에 개시되어있다. 상기 회전 드럼을 이용한 전기침투식 탈수장치는 상호 대향되게 설치되는 드럼과 캐터필러를 통해 인가된 전압차에 의해 이송되는 슬러지의 탈수를 수행하는 전기 침투 탈수장치에 관한 것으로서, 드럼 또는 캐터필러는 회전축 방향을 따라 상호 전기적으로 분리되게 형성되어 있다.
그러나, 상기의 회전 드럼을 이용한 전기침투 탈수기는 캐터필러의 전체에 전기를 인가하므로 탈수기의 작동에 필요한 소비전력이 상승 되고, 또한, 인입되는 슬러지의 양에 따라 캐터필러의 간격을 조정할 수 없는 문제점이 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위한 수평이송방식 전기침투식 탈수장치가 대한민국 등록특허공보 제10-0956613호(2010.4.29)에 개시되어 있다. 상기의 수평이송방식 전기침투식 탈수기는 전기장을 발생해 오니(슬러지)에 포함된 수분을 대전시키는 상단전극판과 하단전극판과 상기 상단전극판과 하단전극판을 절연하는 절연부재가 상기 전극판과 철재류쪽의 접촉을 완전히 차단함으로써 안정적인 절연 성능을 확보할 수 있고, 상기 상단전극판과 하단전극판을 소정 크기를 갖는 모듈단위로 만들어줌으로써, 단순히 상단전극판과 하단전극판을 이어서 그 길이를 늘려주는 방식으로 처리 능력을 증대를 할 수 있는 특징을 갖는다.
그러나, 상기의 대한민국 등록특허공보 제10-0956613호의 발명은 전극체에 해당하는 캐터필러를 상단전극판과 하단전극판으로 교체하여 슬러지가 이송되는 경로에만 전기를 인가할 수 있도록 제작함으로써 캐터필러의 전체에 전기가 인가되는 문제점을 해결하였지만, 모듈단위로 이루어져 모듈마다 중복되는 부품으로 인한 제조비용의 상승과 모듈의 복잡한 구조로 인해서 제작의 어려움이 있는 문제점이 있고, 상단전극판과 하단전극판이 움직이지 않고 고정되므로 장치의 내부에 고정된 상기 전극판의 세척이 어려워 연속적인 탈수처리 과정에서 이물질이 남는 문제점이 있다.
또한, 수평이송방식 전기침투 탈수기의 슬러지 처리량은 투입되는 슬러지의 폭, 두께 및 이동속도에 의하여 결정되는데, 종래의 수평이송방식 전기침투 탈수기는 슬러지가 이송되는 부분의 간격이 고정되어 있어 투입되는 슬러지의 양을 조절할 수 없고, 슬러지의 이송 속도를 높이면 탈수의 효율이 떨어지므로 슬러지의 이송 속도를 높이면서도 탈수의 효율을 유지하려면 투입되는 슬러지의 폭을 확장해야하는데, 이렇게 투입되는 슬러지의 폭을 확장하려면 슬러지가 투입되는 장치의 폭도 따라서 커질 수밖에 없는 문제점이 있으므로, 슬러지의 이동속도를 높이고 동시에 강한 압력을 가해서 탈수의 효율을 높여야 하는데 상술한 대한민국 등록특허공보 제10-0956613호의 발명은 여과포만으로 슬러지를 이송시키므로 이송되는 슬러지에 강한 압력을 가하면서 동시에 일정 속도 이상으로 슬러지를 이송하기 위한 상기 여과포만으로는 구동력이 약하다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-0076513호(2011.7.06) 대한민국 등록특허공보 제10-0956613호(2010.4.29)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 슬러지의 전기 탈수에 필요한 전압을 캐터필러의 해당 부위에만 인가되도록 하여 슬러지의 탈수가 일어나는 부분에만 전기가 인가되어 전력의 소모를 줄일 수 있고, 캐터필러의 간격을 조절하는 장치를 구비하여 인입되는 슬러지의 양과 두께에 맞게 장치를 운용할 수 있고, 회전하는 캐터필러와 여과포의 측면에 세척장치를 구비하여 이물질을 제거할 수 있고, 상기와 같이 전압과 압력을 캐터필러와 압축롤러로 이루어진 간단한 구조로 구현함으로써 제작공정이 용이하고 제조비용이 저렴할 뿐만 아니라, 설치 후에도 대형화와 유지보수에 뛰어난 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 캐터필러의 간격이 조절되는 구간에서 슬러지를 이송시키는 것은 여과포 외에도 상,하의 캐터필러 또한 슬러지를 이송시키므로 이송되는 슬러지에 압력을 높여도 슬러지를 무리없이 이동시키는 것이 가능하다. 즉, 슬러지의 이송속도를 높이면 탈수효율을 높여야 하므로 이송되는 슬러지에 더 높은 압력을 가하여야 하는데, 이때 상,하의 캐터필러 내부에 장착된 압축롤러가 압력을 가하고 동시에 외부의 캐터필러가 회전하여 슬러지를 이송시키는 구조이므로 이송되는 슬러지에 압력을 높여도 캐터필러가 회전하여 그 사이의 슬러지를 무리없이 이송시킬 수 있는 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 처리 능력을 높이기 위하여 탈수장치의 슬러지가 탈수되는 이송 경로의 길이를 늘이기 위해서는, 캐터필러의 길이만 늘려 주면 나머지 부품을 그대로 사용할 수 있어 제작이 용이하고 낮은 비용으로 유지보수가 가능한 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치를 제공하는 목적이 있다.
목적을 달성하기 위한 구성으로는, 본체는, 하부 면에 압력인가유닛이 장착되는 상부프레임과, 수분을 집수하는 상부물받이와 하부물받이가 장착되는 하부프레임과, 상기 상부프레임의 좌우 측면에 2개씩 4개가 체결되어 승강지지프레임에 체결되는 실린더와, 실린더의 상단이 이탈하지 않도록 가이드 홈이 형성된 승강지지프레임과, 압력인가유닛과 상,하부 회전전극체를 승, 하강 시키는 두께조절유닛과 다수 롤러에 감겨 슬러지를 이송하고 하부 회전전극체와 상부 회전전극체와의 사이에 위치한 여과포와, 전극체 절편 다수 개가 서로 연결되어 무한궤도 형상을 이루고 압력인가유닛을 감싸고 회전하는 상, 하부 회전전극체와, 상, 하부 회전전극체의 안쪽 면 가장자리에 밀착되어 전원을 공급하여 전기장을 형성하는 팬터그래프로 구성된 전기인가유닛 및 압력롤러가 직사각형의 롤러프레임에 다수 개가 체결되어 상기 상, 하부 회전전극체에 밀착되도록 장착된 압력인가유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징으로는 상기 두께조절 유닛은 프레임의 네 귀퉁이에 4개가 설치되어 승,하강이 가능하고 mm 단위로 높이 제어가 가능하도록, 모터실린더로 이루어져 장착브래킷에 체결되어 승강지지프레임의 하단에 장착되는 승강수단과, 상기 모터실린더의 상단은 상부의 프레임과 연결봉이 가로질러 연결고리로 체결되고, 상기 모터실린더의 상단이 이탈하지 않도록 가이드홈이 형성된 승강지지프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징으로는 상기 전기인가유닛은 직사각형의 금속판의 전극체 절편이 다수 개 연결되어 캐터필러 형상의 원형을 형성하는 상, 하부 회전전극체와, 상기 상,하부 회전전극체에 밀착되어 전기를 인가하도록 탄성을 지니고 끝단에는 전극단자가 구비된 팬터그래프와, 상기 전극단자에 밀착되고 상기 회전전극체에 밀착되는 인가플레이트와 상기 회전전극체가 지지되어 회전시키는 전극체이송롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 슬러지의 전기 탈수에 필요한 전압을 캐터필러의 해당 부위에만 인가되도록 하여 슬러지의 탈수가 일어나는 부분에만 전기가 인가되어 전력의 소모를 줄일 수 있는 효과와, 캐터필러의 간격을 조절하는 장치를 구비하여 인입되는 슬러지의 양과 두께에 맞게 장치를 운용할 수 있어 슬러지 탈수장치의 처리량을 조절할 수 있는 효과와, 상기 캐터필러가 회전하며 슬러지의 이송을 담당하고 내부에는 압력롤러가 장착되므로 이송속도를 높일 때, 무리없이 강한 압력을 가할 수 있는 효과와, 슬러지가 이송되어 탈수되는 길이를 늘려 처리 능력을 증대하기 위하여 단순하게 캐터필러의 길이만 늘려주면 나머지 부품을 그대로 사용할 수 있어 제작의 용이성과 낮은 비용으로 유지보수가 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 탈수장치를 도시한 측면도
도 2는 도 1에 도시된 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치에서 슬러지 이송장치 부분을 확대한 측면도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치의 압력인가유닛을 나타낸 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치의 회전전극체를 나타낸 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치의 팬터그래프를 확대한 측면도
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치의 두게조절유닛의 작동상태도
도 7은 본 발명에 따른 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치의 또 다른 실시예.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 탈수장치를 도시한 측면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치에서 슬러지 이송장치 부분을 확대한 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치의 압력인가유닛을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치의 회전전극체를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치의 팬터그래프를 확대한 측면도이다.
이하, 도면을 참고로 본 발명에 따른 구성요소를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치가 장착된 탈수장치는 도 1에서 도시하는 바와 같이 본체(100)는 프레임(110), 여과포이송롤러(120), 여과포(130), 두께조절유닛(140), 전기인가유닛(150), 압력인가유닛(160), 인입유닛(170) 및 세척유닛(180)으로 이루어진다.
상기 프레임(110)의 측면에서 보아 좌측 상단과 그 아래에는 구동모터가 각각 장착되고, 전극체이송롤러(158)의 끝단에 장착된 스프라켓과 체인으로 체결되어 상부 회전전극체(151)를 구동시키고, 전극체이송롤러(158)와 여과포이송롤러(120)의 끝단에 장착된 스프라켓과 체인으로 체결되어 하부 회전전극체(152)와 여과포(130)를 구동시킨다.
상기 여과포이송롤러(120)는 상기 여과포(130)를 지지하고, 동시에 상기 여과포(130)는 상기 여과포이송롤러(120)를 감싸고 회전하도록 상기 프레임(110)의 측면에서 보아 좌우측면과 하단에 다수 개가 장착된다.
상기 여과포(130)는 하부 회전전극체(152)를 회전시키도록 장착된 전극체이송롤러(158) 중 하단에 장착된 롤러축의 안쪽에 장착된 스프라켓의 톱니바퀴에 걸려서 구동되어 회전하는데, 이때 상기 여과포(130)는 하부 회전전극체(152)를 감싸고 회전하며 동시에 상부 회전전극체(151)의 아래를 지나가면서 투입되는 슬러지를 그 위에 싣고 이송시킨다.
상기 두께조절유닛(140)은 상기 프레임(110)의 좌우 측면에 2개씩 4개가 장착되는데, 상기 프레임(110)의 상부의 네 모서리 부분과 각각 두께조절유닛(140)의 모터실린더(142) 끝단이 체결되어 두께조절유닛(140)의 승,하강에 따라 상기 프레임(110)에 장착된 상부 회전전극체(151)가 승,하강된다.
상기 전기인가유닛(150)은 상부 회전전극체(151)와 하부 회전전극체(152)에 팬터그래프(154)로 전기를 인가하여 전기장을 형성하여 슬러지의 수분을 제거한다.
상기 압력인가유닛(160)은 상부 회전전극체(151)와 하부 회전전극체(152)의 내부에 위치하고 각각 프레임(110)의 상부와 하부에 체결 고정된 롤러프레임(161)의 압축롤러(162)가 서로 마주보도록 장착되어 이송되는 슬러지에 압력을 가한다.
상기 인입유닛(170)은 프레임(110)의 측면에서 보아 우측상부에 장착되어 위로부터 슬러지를 받아들여 탈수장치의 내부로 최초로 슬러지를 인입시킨다.
상기 세척장치(180)는 상기 상, 하부 회전전극체(151),(152)와 여과포(130)를 세척하는데, 상기 회전전극체가 회전함에 따라 전극체이송롤러(158)를 감싸는 부분에 마주 닿도록 설치된 세척용 롤러가 이물질을 닦아내고, 상기 여과포(130)가 회전함에 따라 측면에 장착된 롤러를 감싸는 부분에 마주 닿도록 설치된 스크레이퍼가 이물질을 닦아내고, 상기 프레임(110)의 하부의 2곳에 장착된 노즐에 의하여 상기 여과포(130)의 전면과 후면을 물로 세척한다.
여기서 상기 두께조절 유닛(140)은 도 2와 도 3에서 도시하는 바와 같이, 상기 프레임(110)의 좌우 측면에 2개씩 4개가 설치되는데, 상기 두께조절 유닛(140)의 승강수단(141)은 모터실린더(142)로 이루어져 장착브래킷(144)에 의하여 상기 프레임(110)의 측면에 장착된 승강지지프레임(148) 하부에 모터실린더(142)의 본체 하부가 각각 장착되고, 상기 모터실린더(142)의 실린더 끝단은 상기 프레임(110) 상부의 네 모서리 부분에 상부의 프레임(110)을 가로로 가로지르며 관통하는 연결봉(146)의 끝단과 연결고리(147)로 체결된다. 상기 모터실린더(142)는 mm 단위로 상기 모터실린더(142)의 실린더 높낮이를 제어하여 상기 체결된 상부의 프레임(110)을 승,하강시킬 수 있고, 상기 연결봉(146)은 상기 승강지지프레임(148)의 상부 끝단에 형성된 가이드홈(149)을 관통하여 지나가며 상기 연결봉(146)이 승,하강시 이탈하지 않도록 상기 가이드홈(149)은 "U"자 형상으로 이루어져 있다.
또한, 상기 모터실린더(142)는 상기 모터실린더(142)가 장착된 부위에 서보모터와 리프트로 대체되어 장착될 수 있으며, 상기 서보모터는 mm 단위로 상기 리프트 높낮이를 제어하여 상기 리프트와 체결된 상부의 프레임(110)을 승,하강시킬 수 있다.
상기 전기인가유닛(150)은 도 2와 도 4에서 도시하는 바와 같이, 전기인가유닛(150)의 하부 회전전극체(152)에 전기가 인가될 때, 인가된 전기가 하나의 전극체 절편(153)에만 흐르고 주위에 체결된 다른 전극체 절편(153)으로는 전기가 흐르지 않도록 직사각형의 금속판의 전극체 절편(153)이 다수 개가 간격이 떨어진 채로 체결되어 캐터필러 형상의 원형을 형성하고, 상부 회전전극체(151)의 전극체 절편(153)은 간격이 없도록 서로 밀착해서 체결되어 직접 맞닿는 슬러지가 침투할 수 없도록 캐터필러 형상의 원형을 형성하는데, 상기 상,하부 회전전극체(151)(152)의 안쪽으로는 상기 전극체 절편(153)들이 체인으로 체결되어 전극체이송롤러(158)의 축에 장착된 스프라켓에 의하여 구동력을 전달받아 회전한다.
또한, 팬터그래프(154)는 지붕에 장치한 마름모꼴로 접을 수 있게 짠 틀 위에 상기 회전전극체의 전극체절편(153)의 안쪽 금속면에 전기를 인가할 수 있도록 상기 전극체절편(153)에 맞닿은 인가 플레이트(156)와 접촉하는 전극단자(155)를 갖춘 것인데 스프링 또는 압축공기의 힘으로 상기 인가플레이트(156)를 상기 회전전극체의 전극체절편(153)의 안쪽면에 밀착하도록 밀어 올린다. 이와 같이 함으로써 도 2와 도 4에서 도시되는 바와 같이 슬러지가 이송되는 부위에만 인가 플레이트(156)가 상기 회전전극체의 전극체절편(153)이 맞닿아 있어 인가되는 전기는 슬러지의 탈수가 일어나는 부분의 금속체 절편에만 흐르게 되는 구조를 갖고 상, 하부 회전전극체(151),(152)의 각각 2개씩 일정간격으로 내부 가장자리와 맞닿아 상부의 프레임(110)과 절연단자(157)로 체결된다. 그리고 상기 팬터그래프(154)에 연결된 인가플레이트(156)에 맞닿은 상,하부 회전전극체(151),(152)의 후면은, 인가플레이트(156) 안쪽으로 상기 회전전극체와 장치를 절연할 수 있도록 절연판(159)이 장착된다.
상기 압력인가유닛(160)은 도 2와 도3에서 도시하는 바와 같이, 직사각형의 롤러프레임(161)의 안쪽으로 다수 개의 압축롤러(162)가 장착되어 이루어지는데, 이러한 상기 압력인가유닛(160)은 상기 상,하부 회전전극체(151),(152)의 내부에 위치하고 상기 회전전극체 안쪽 면에 각각 밀착되도록 하여 프레임(110)의 상부와 중간부분에 상기 롤러프레임(161)이 고정되어 각각 장착된다. 여기서 상부 회전전극체(151)의 내부에 위치한 압력인가유닛(160)은 상기 두께조절유닛(140)의 수강수단(141)에 의하여 상기 프레임(110)의 상부가 승,하강함에 따라 상기 압력인가유닛(160)의 롤러프레임(161)의 높이가 조절되어 고정되므로 롤러프레임(161)에 체결된 압축롤러(162)가 상기 회전전극체 안쪽에 압력을 가하고 상기 밀착된 회전전극체가 회전하면 상기 압축롤러(162)는 압력을 가한 채 제자리에서 회전할 수 있도록 무동력 회전롤러로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 작동방법을 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치의 두게조절유닛의 작동상태도인데, 도 6a는 최초상태도이며 도 6b는 두께조절장치의 승강 후 상태도이고, 도 7은 본 발명에 따른 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치의 또 다른 실시예인데, 도 7a는 회전전극체의 길이가 연장되어 팬터그래프가 더 장착된 실시예이고 도 7b는 상기 도 7a의 실시예에서 상부 회전전극체의 높낮이가 조절된 실시예이다.
도 1을 참조하면, 슬러지는 최초로 인입유닛(170)을 통해서 투입되고, 투입된 슬러지는 바로 하측에 장착된 하부 회전전극체(152)의 겉에 감겨진 여과포(130)를 통해 상기 상, 하부 회전전극체(151),(152) 사이로 유입된다. 상기 상, 하부 회전전극체(151),(152)와 여과포(130)의 회전은 각각 지지하는 롤러와 그 롤러에 체결된 스프라켓과 체인에 의해 프레임(110)의 좌측의 상, 하부에 장착된 구동모터에 의해 구동력을 전달받아 회전하게 된다. 유입된 슬러지는 두께조절유닛(140)에 의하여 높이가 조절된 전기인가유닛(150)과 압력인가가유닛(160)에 의하여 전압과 압력을 동시에 받고 탈수가 이루어진 후, 상기 상,하부 회전전극체(151),(152)의 회전과 상기 상,하부 회전전극체(151),(152) 사이에서 하부 회전전극체(152)를 감싸고 회전하는 여과포(130)의 회전으로 인하여 상기 여과포(130) 위에 실려 이송된다.
도 6과 도 7을 참조하여 상세히 설명하면, 상기 여과포(130)를 통해 상기 상, 하부 회전전극체(151),(152) 사이로 유입되는 슬러지는 먼저 압력인가유닛(160)의 압축롤러(162)에 의하여 상기 상, 하부 회전전극체(151),(152) 사이에 끼여 압력을 받는 것과 동시에, 상기 팬터그래프(145)에서 인가된 전원이 팬터그래프(145)의 끝단에 장착된 전극단자(155)에 흘러들어가고 흘러들어간 전기는 다시 상기 회전전극체의 안쪽 전극체절편(153)에 맞닿아 있는 인가 플레이트(156)로 흘러 들어가고, 상기 인가 플레이트(156)는 기다란 직사각형의 금속 플레이트로써 상기 슬러지가 지나가는 회전전극체 사이의 경로에 걸쳐 상기 안쪽 전극체절편(153)과 맞닿아 전기를 흘려보내게 된다. 이렇게 상기 인가된 전기에 의해 만약 상부의 프레임(110)에 장착된 상부 회전전극체(151)에 인가된 전기가 + 극성이라면 하부 회전전극체(152)에는 - 극성이 인가되므로 상기 회전전극체 사이의 간격에는 전기장이 형성되고, 상기 상, 하부 회전전극체(141),(142) 사이에서 아직 제거되지 않고 남아있는 슬러지 입자들 사이의 수분은, 상기 형성되는 전기장 속에서 슬러지 입자가 표면에 - 극성을 갖는 표면전하를 띠어 대전되어, 상기 대전된 슬러지 입자는 전기영동현상에 의해 + 전극 방향으로 이동하므로 슬러지 입자층 내의 수분은 - 극으로 이동하여 전기침투작용에 의해 배출된다. 상기와 같이 슬러지가 2차적으로 탈수된 후 슬러지의 내부에는 아직 슬러지 입자 내부에서 입자분자를 결합하고 있는 결합수가 남게 되는데, 이는 모세관 압력에 의하여 슬러지 입자가 서로 끌어당기는 현상이 일어남으로써 결합수가 빠져나오고 빠져나온 결합수는 상술한 바와 같이 - 전극쪽으로 배출된다.
이때 전기장의 형성에 의해 제거된 수분의 부피만큼 + 전극과 - 전극이 형성된 사이의 간격이 좁혀질 수 있도록 상기 상,하부 회전전극체(151),(152)의 사이 간격은 슬러지가 유입되는 부분의 간격보다 슬러지가 상기 회전전극체를 빠져나가는 출구쪽의 간격이 도 7b에서 도시하는 바와 같이 깔때기 모양처럼 좁아지게 된다. 이때, 상기 회전전극체의 간격을 조절하기 위해서 장치의 측면에서 보아 프레임(110)의 오른쪽에 장착된 2개의 두께조절유닛(140) 승강수단(141)은 모터실린더(142)의 실린더를 mm 단위로 움직일 수 있는 상기 모터실린더(142)가 상기 실린더를 밀어올려 측면에서 보아 상기 프레임(110)의 왼쪽에 장착된 2개의 승강수단(141)이 밀어올린 길이보다 높이 밀어 올리는데, 상기 모터실린더(142)의 끝단과 체결된 상기 프레임(110)의 상부가 미세하지만 한쪽으로 기울게 되고 결과적으로 상기 프레임(110)의 상부에 장착된 상부 회전전극체(151)도 슬러지의 입구쪽이 높고 출구쪽이 낮은 형상을 만들게 된다. 이렇게 함으로써 인입된 슬러지가 출구쪽으로 갈수록 제거된 수분의 부피만큼 상기 회전전극체들의 사이 간격이 좁혀지게 되어 더욱 효율적으로 슬러지의 잔여 수분을 제거할 수 있게 된다. 이것은 점차적으로 상기 회전전극체들의 사이가 좁아짐으로써 단순하게 압착탈수를 위한 가압이 아닌 점점 좁혀지는 회전전극체들의 사이의 전기장의 세기가 커져서 전기반응을 더욱 촉진시키기 위한 전극접촉 가압이 된다.
또한, 상기 상, 하부 회전전극체(151),(152)가 그 사이에서 이송되는 슬러지를 강한 압력으로 가압할 수 있도록 상기 회전전극체 내부에 각각 위치한 압력인가유닛(160)이 상기 회전전극체 안쪽에서 압력을 가하게 된다. 즉, 상기 압력인가유닛(160)은 롤러프레임(161)이 상기 프레임(110)에 장착된 채로 압축롤러(162)가 상기 회전전극체들의 각각에 맞닿아 있는바 상기 압축롤러(162)는 굵은 금속제 환봉으로 이루어져 강한 압력을 지탱하며 상기 회전전극제들이 이송되는 슬러지에 압력을 가할 수 있도록 한다. 이와같이 상, 하부에 장착된 압력인가유닛(150)의 다수 개의 압축롤러(152)에 의해 슬러지가 위아래로 압력을 받아 압착에 의해 슬러지 입자의 기공과 모세관을 통해 수분이 탈수된 후, 하부 회전전극체(152)를 감싸고 회전하며 슬러지를 이송시키는 여과포(130)에 의해 수분이 흡수된다.
상술한 바와 같은 작용은 상기 상, 하부 회전전극체(151),(152) 사이를 슬러지가 이송되는 동안 계속 일어나는데, 전기삼투로 수분 내의 이온이 반대 극(-)으로 이동하면서 탈수가 일어날뿐만 아니라 슬러지의 내부의 입자들이 전기장에 의하여 진동하고 전류의 흐름에 의해 열이 발생되어 탈수효과가 더욱 촉진되어 점차적으로 슬러지의 점성이 줄어들어 분말형태로 변해가며, 특히 슬러지 입자의 세포막 파괴가 이뤄져 내부의 수분이 빠져나오게 된다. 이러한 반응정도에 따라 상기 팬터그래프(154)에서 인가되는 전류의 양을 조절하여 불필요한 전력소모를 방지한다. 더욱이 효율적으로 전류의 양을 조절하기 위하여 도 7a에서 도시하는 바와 같이 상기 전기인가유닛(150)의 팬터그래프(154)는 상기 회전전극체의 길이가 늘어남에 따라 일정한 간격으로 더 설치될 수도 있어서 상술한 전류의 양을 더욱 효율적으로 조절할 수 있다.
또한, 슬러지 탈수 장치의 처리량을 늘리기 위해서는 인입되는 슬러지의 폭, 두께 및 슬러지의 이동속도로 결정되는데, 이 중에서 슬러지의 폭을 늘리는 것은 장치의 구조상 어려움이 있고, 슬러지의 이동속도를 아무런 조치없이 증가시키면 슬러지의 탈수율이 떨어지므로 함부로 높일 수가 없으나, 상술한 바와 같이 두께조절유닛(140)에 의하여 상, 하부 회전전극체(151),(152) 사이의 간격을 조절할 수 있어 쉽게 장치의 슬러지 처리량을 늘릴 수 있다. 또한, 상기 회전전극체의 길이를 늘려서 슬러지의 이송경로를 늘이게 되면 슬러지의 이동속도를 높여도 탈수율이 떨어지는 것을 보충할 수 있는데, 상기 회전전극체는 금속체 절편으로 이루어져 전극체 절편(153) 추가하면 쉽게 그 길이를 늘릴 수 있다. 이는 탈수기의 슬러지 처리량을 증가하기 위해서 상기 회전전극체 사이의 간격을 조절하여 슬러지 이송량을 많게 하거나 슬러지 이송속도를 높였을 때, 장치의 폭을 늘리지 않아도 용이하게 조절할 수 있는 길이를 늘려 쉽게 슬러지의 처리량을 증가시킨다.
이와같이, 인입되는 슬러지의 상태와 처리되는 슬러지의 상태에 따라 장치로 인입되는 슬러지의 인입두께를 상기 두께조절유닛(140)으로 조절 가능하므로 슬러지 처리량의 조절뿐 아니라 이송되는 슬러지의 수분함유량에 따라 슬러지에 가해지는 압력을 조절할 수 있고 전기장의 세기도 거리를 조정하여 간단히 높일 수 있어 효율적인 탈수작업을 할 수 있다.
본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
100 : 본체 110 : 프레임
120 : 여과포 이송롤러 130 : 여과포
140 : 두게조절유닛 141 : 승강수단
142 : 모터 실린더 143 : 서보 모터
144 : 장착 브래킷 146 : 연결봉
147 : 연결고리 148 : 승강지지프레임
149 : 가이드홈 150 : 전기인가유닛
151 : 상부 회전전극체 152 : 하부 회전전극체
153 : 전극체 절편 154 : 팬터그래프
155 : 전극단자 156 : 인가플레이트
157 : 절연단자 158 : 전극체이송롤러
159 : 절연판 160 : 압력인가유닛
161 : 롤러프레임 162 : 압축롤러
170 : 인입유닛 180 :세척유닛

Claims (5)

  1. 프레임(110)과, 상기 프레임(110)에 설치된 구동모터에 의해 구동되어 여과포(130)를 회전시키는 스프라켓이 끝단에 장착되고 회전하는 여과포(130)를 지지하는 여과포이송롤러(120)와, 상기 여과포이송롤러(120)에 지지되어 회전하고 상기 프레임(110) 내부로 슬러지를 이송시키는 여과포(130)와, 상기 프레임(110)의 좌우측면에 2개씩 4개가 각각 체결되어 상부 회전전극체(151)를 승,하강시키는 두께조절유닛(140)과, 상부 회전전극체(151)와 하부 회전전극체(152)에 전기를 인가하여 전기장을 형성하는 전기인가유닛(150)과, 상기 이송되는 슬러지에 압력을 가하도록 상부 회전전극체(151)와 하부 회전전극체(152)의 내부에 각각 장착된 압력인가유닛(160)과, 프레임(110)의 내부로 최초로 슬러지를 인입시키는 인입유닛(170) 및 상기 회전전극체와 여과포(130)를 세척하는 세척장치(180)를 포함하는 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치에 있어서,
    상기 프레임(110)의 좌우 측면에 2개씩 4개가 설치되어 승,하강이 가능하고 mm 단위로 높이 제어가 가능하도록 모터실린더(142)로 구성되어 장착브래킷(144)에 체결되어 승강지지프레임(148)의 하단에 장착되는 승강수단(141)과, 상부의 프레임(110)을 가로지르고 상기 모터실린더(142)의 상단과 연결고리(147)로 체결되는 연결봉(146) 및 상기 모터실린더(142)의 상단이 이탈하지 않도록 가이드홈(149)이 형성된 승강지지프레임(148)으로 이루어지는 두께조절 유닛(140)과;
    직사각형의 금속판으로 이루어진 전극체 절편(153)이 다수 개 연결되어 캐터필러 형상의 원형을 형성하는 상, 하부 회전전극체(151),(152)와, 상기 상,하부 회전전극체(151),(152)에 밀착되어 전기를 인가하도록 탄성을 지니고 끝단에는 전극단자(155)가 구비되어 상, 하부 회전전극체(151),(152)의 내부 가장자리에 각각 2개씩 일정간격으로 장착된 팬터그래프(154)와, 상기 전극단자(155)에 밀착되고 상기 회전전극체에 밀착되는 인가플레이트(156) 및 상기 회전전극체를 지지하고 회전시키는 전극체이송롤러(158)로 이루어지는 전기인가유닛(150)을 포함하는 것을 특징으로 하는 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 두께조절유닛(140)은 상기 프레임(110)의 좌우측면에 2개씩 장착된 4개의 승강수단(141)이 각각 개별적으로 높이의 제어가 가능하도록 장착되어 이중 상기 상부 회전전극체(151)의 슬러지가 배출되는 쪽에 장착된 승강수단(141)의 높이를 슬러지가 인입되는 쪽에 장착된 승강수단(141)의 높이보다 낮게 함으로써 상,하부 회전전극체(151),(152)의 간격은 슬러지가 배출되는 쪽으로 갈수록 좁아져 슬러지를 더욱 효율적으로 탈수할 수 있는 것을 더욱 특징으로 하는 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전기인가유닛(150)은 상,하부 회전전극체(151),(152)의 각각의 후면에 인가플레이트(156) 안쪽으로 장착되어 상기 상,하부 회전전극체(151),(152)에 인가되는 전기를 본체(100)와 절연하는 절연판(159)을 더 포함하되, 상기 상,하부 회전전극체(151),(152)에서 슬러지가 이송되는 부위에만 전기가 인가되도록 상기 인가플레이트(156)와 맞닿는 전극체 절편(153)에만 전기가 흐르고 그 외의 전극체 절편(153)에는 전기가 흐르지 않는 것을 더욱 특징으로 하는 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 압력인가유닛(160)은 다수개의 압축롤러(162)가 고정되어 체결되는 롤러프레임(161)이 상, 하부 회전전극체(151),(152)의 내부에 위치하고 상기 프레임(110)의 상부와 하부에 각각 장착되되, 상기 두께조절유닛(140)의 승강수단(141)에 의하여 상기 프레임(110)의 상부에 장착된 롤러프레임(161)이 승,하강되어 고정되고, 롤러프레임(161)에 장착된 압축롤러(162)는 상기 상,하부 회전전극체(151),(152)에 각각 밀착되고 밀착된 상,하부 회전전극체(151),(152)의 회전에 따라 같이 회전하도록 장착된 것을 더욱 특징으로 하는 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 상,하부 회전전극체(151),(152)는 슬러지의 처리량을 늘릴 수 있도록 분리와 체결이 용이한 전극체 절편(153)을 추가하여 길이를 연장하고, 상기 팬터그래프(154)는 연장된 상,하부 회전전극체(151),(152)의 길이에 맞추어 상기 프레임(110)에 더 설치되는 것을 더욱 특징으로 하는 국소 전기인가장치와 두께조절장치를 구비한 슬러지 이송장치.
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