KR101867534B1

KR101867534B1 - 체류시간 증대원리에 의하여 탈수성능을 향상시킨 원심탈수기

Info

Publication number: KR101867534B1
Application number: KR1020170165729A
Authority: KR
Inventors: 동 석 강
Original assignee: 강동석
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2018-06-15

Abstract

본 발명은 디캔터 형상의 스크류케이싱 내부에 탈수스크류를 삽입시켜 놓은 상태에서 스크류케이싱과 탈수스크류를 서로 다른 속도로 상대 회전시킴에 따라, 탈수스크류의 스크류축을 거쳐 스크류케이싱의 내부로 투입된 슬러지를 원심분리식으로 탈수 처리토록 한 원심탈수기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스크류축과 인접한 저압측 슬러지의 이송영역에 해당하는 스크류날개의 표면상에 스크류날개에 의한 슬러지의 이송방향을 따라 일정한 간격을 두고 삼각 형상의 단면을 가지는 탈수웨지를 돌출 형성시킴으로서, 스크류케이싱의 내부 외곽측에서 원심력에 의하여 탈수가 원활하게 이루어진 슬러지 고형물 성분은 스크류케이싱의 외부로 신속히 배출시키도록 하고, 스크류케이싱의 내부 중앙측에 위치하여 원심력에 의한 탈수가 원활하게 수행되지 못한 슬러지 고형물 성분은 각각의 탈수웨지에 의한 슬러지 체류시간의 연장 및 연쇄적인 쐐기식 누름작용을 통하여 슬러지의 배출시간과 이송압력을 상대적으로 증대시키는 탈수방식이 적용되도록 하며, 이를 통하여 스크류케이싱의 내부 외곽측으로부터 중심측에 이르기까지 슬러지의 고른 탈수를 유도함으로서 전체적인 탈수성능을 보다 더 향상시킬 수 있도록 한 체류시간 증대원리에 의하여 탈수성능을 향상시킨 원심탈수기에 관한 것이다.

Description

체류시간 증대원리에 의하여 탈수성능을 향상시킨 원심탈수기{Hydroextractor improved dehydration efficiency by the principle of increasing stay-time}

본 발명은 디캔터(Decanter) 형상의 스크류케이싱 내부에 탈수스크류를 삽입시켜 놓은 상태에서 스크류케이싱과 탈수스크류를 서로 다른 속도로 상대 회전시킴에 따라, 탈수스크류의 스크류축을 거쳐 스크류케이싱의 내부로 투입된 슬러지를 원심분리식으로 탈수 처리토록 한 원심탈수기에 관한 것으로서, 스크류축과 인접한 저압측 슬러지의 이송영역에 해당하는 스크류날개의 표면상에 스크류날개에 의한 슬러지의 이송방향을 따라 일정한 간격을 두고 삼각 형상의 단면을 가지는 탈수웨지를 돌출 형성시킴으로서, 각각의 탈수웨지에 의한 슬러지 체류시간의 연장 및 연쇄적인 쐐기식 누름작용을 통하여 저압측 슬러지의 배출시간과 이송압력을 상대적으로 증대시키는 탈수방식이 적용되도록 한 체류시간 증대원리에 의하여 탈수성능을 향상시킨 원심탈수기에 관한 것이다.

일반적으로 슬러지의 탈수처리에 널리 사용되는 원심탈수기는 도 1 내지 도 3에 걸쳐 도시된 바와 같이, 전방 입구측이 콘부위(11)로 형성된 디캔터 형상의 스크류케이싱(10) 내부에 탈수스크류(20)가 삽입된 상태에서 스크류케이싱(10)과 탈수스크류(20)가 서로 다른 속도로 상대 회전이 가능하도록 설치된 것이며, 이를 위하여 상기 스크류케이싱(10)의 선단측(도 1에서 우측단) 부분이 전동유닛(도면상 벨트와 풀리)(16)에 의하여 케이싱모터(2)와 연결 설치되어 있고, 상기 탈수스크류(20)는 스크류케이싱(10)의 후단측(도 1에서 좌측단) 중앙부를 관통하는 회전축(6)과 연결되는 한편, 상기 회전축(6)의 후단부가 또 다른 전동유닛(16)에 의하여 스크류모터(3)와 연결 설치되어 있다.

상기 스크류케이싱(10)의 전방면과 탈수스크류(20)의 회전축(6)에는 스크류케이싱(10)과 탈수스크류(20)의 회전을 지지하는 베어링유닛(5)이 각각 설치되어 있고, 상기 회전축(6)에는 베어링유닛(5)의 직후방에 감속기(7)가 추가로 설치되어 있으며, 상기 탈수스크류(20)는 파이프 형태의 스크류축(21)과, 상기 스크류축(21)의 외주면을 따라 나선 형태로 연결 설치되는 스크류날개(22)를 포함하여서 이루어지고, 상기 스크류축(21)의 선단부를 통하여 슬러지투입관(4)이 관통식으로 삽입 설치되며, 상기 스크류축(21)의 몸통 부분에는 슬러지(S)의 유입공(23)이 형성되고, 상기 스크류케이싱(10)의 선단측과 후단측에는 슬러지배출구(12)와 탈수액배출구(13)가 각각 형성되어 있다.

상기와 같이 스크류케이싱(10)으로부터 배출되는 슬러지(S)와 탈수액(수분)(W) 성분이 서로 혼입되지 않도록, 스크류케이싱(10)의 외측에는 슬러지배출구(12)와 탈수액배출구(13)의 주변을 따라 격벽이 각각 제공된 외부하우징(9)이 설치되어 있으며, 상기 외부하우징(9)의 선단측 하부에는 스크류케이싱(10)의 슬러지배출구(12)와 연계되는 슬러지배출관(14)이 연결 설치되어 있고, 외부하우징(9)의 후단측 하부에는 스크류케이싱(10)의 탈수액배출구(13)와 연계되는 탈수액배출관(15)이 연결 설치되어 있으며, 상기 스크류축(21)의 내부 중앙에는 슬러지(S)의 유입경로를 탈수스크류(20)의 전방측 부분으로 제한하기 위한 칸막이판(8)이 설치되어 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 기존의 원심탈수기(1)는 이론적으로 슬러지(S)의 질량(m)과 원주가속도(rω²)의 곱으로 하여 원통 형상의 스크류케이싱(10) 내측 벽면 안쪽에 작용하는 힘, 즉 원심력(F=mrω²)에 의하여 슬러지(S)를 가압 및 탈수시키는 원리가 적용되며, 이러한 원심력에 의하여 슬러지(S) 중의 고형물 성분과 밀도 차이로 분리된 탈수액(W)은 스크류케이싱(10)의 내벽면을 따라 후방측으로 밀려 나면서 탈수액배출구(13)를 통하여 외부로 최종 배출되고, 슬러지(S) 중의 고형물 성분은 탈수스크류(20)를 따라 스크류케이싱(10) 전방측의 콘부위(11)로 이송된 다음, 슬러지배출구(12)를 거쳐 외부로 최종 배출된다.

상기와 같이 원심력에 의한 1차 탈수처리가 이루어진 슬러지(S) 중의 고형물 성분이 스크류케이싱(10)의 콘부위(11)를 거쳐 슬러지배출구(12)로 배출되는 과정에서, 콘부위(11) 내측의 단면적 축소로 인하여 슬러지(S)의 이송효율(단위시간당 이송속도와 이송량)이 상대적으로 저하되기 때문에 콘부위(11) 내측에서의 슬러지(S) 체류시간이 자연스럽게 증가하게 되며, 이로 인하여 콘부위(11)의 내측에 슬러지(S)가 점차적으로 누적되면서 원심력에 의하여 1차 탈수처리된 슬러지(S)가 콘부위(11)에서 추가적으로 압착 탈수되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 기존의 원심탈수기(1)는, 원심력에 의하여 가압되어지는 슬러지(S)의 특성상, 슬러지(S) 중의 고형물 성분은 해당 위치에 작용하는 원심력(F=mrω²)에 따라 스크류케이싱(10)의 내부에 쌓여진 슬러지(S) 고형물의 두께(r)에 전적으로 의존하는 방식의 탈수처리가 이루어짐으로서, 스크류케이싱(10)의 내벽면(내주면)과 가까운 곳, 즉 도 3의 화살표 방향에 해당하는 슬러지(S) 이송경로와 같이 탈수스크류(20)의 스크류축(21)으로부터 먼 곳에서의 슬러지(S) 탈수효율이 높고, 탈수스크류(20)의 스크류축(21)과 가까워질수록 슬러지(S)의 탈수효율이 현저히 낮아지게 된다.

상기와 같은 요인으로 말미암아, 기존의 원심탈수기(1)에 의한 슬러지(S)의 탈수효율이 크게 저하되는 문제점이 있었으며, 이를 보완하기 위하여 탈수스크류(20)의 스크류날개(22) 피치(Pitch: 나사산 사이의 거리)를 좁게 하거나, 대한민국 등록특허 제 10-1056798호(공고일자: 2011년 08월 16일) 및 대한민국 등록특허 제 10-1383595호(공고일자: 2014년 04월 09일)에서와 같이 탈수스크류(20)의 스크류날개(22) 표면을 따라 임펠러(Impeller) 형태의 돌출부를 형성시킴으로서, 저압측 슬러지(S)의 이송력과 압축력을 증대시켜 저압측 슬러지(S)의 탈수능력을 향상시키도록 한 것이 알려져 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 기술 역시 모두 원심력에 기반한 슬러지(S)의 압착원리를 이용하는 탈수방식으로서, 슬러지(S)의 두께 등과 같이 원심력에 의한 탈수능력에 영향을 미치는 몇몇 인자들의 조건은 향상되었지만, 저압측의 슬러지(S)가 고압측으로 과도하게 밀려 들어와 압착되면서 슬러지(S)의 원활한 배출이 자연스럽게 이루어지지 못하는 문제점이 있었으며, 이는 스크류케이싱(10)의 콘부위(11) 내측에서 슬러지(S)의 막힘 현상을 유발시킴에 따라, 원심탈수기(1)의 가동에 상당한 기계적 부하를 발생시켜 원심탈수기(1)의 고장이나 오작동을 야기하는 주된 요인이 되는 실정이었다.

대한민국 등록특허 제 10-1056798호 대한민국 등록특허 제 10-1383595호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스크류축과 인접한 저압측 슬러지의 이송영역에 해당하는 스크류날개의 표면상에 스크류날개에 의한 슬러지의 이송방향을 따라 일정한 간격을 두고 삼각 형상의 단면을 가지는 탈수웨지를 돌출 형성시킴으로서, 스크류케이싱의 내부 외곽측에서 원심력에 의하여 탈수가 원활하게 이루어진 슬러지 고형물 성분은 스크류케이싱의 외부로 신속히 배출시키도록 하고, 스크류케이싱의 내부 중앙측에 위치하여 원심력에 의한 탈수가 원활하게 수행되지 못한 슬러지 고형물 성분은 각각의 탈수웨지에 의한 슬러지 체류시간의 연장 및 연쇄적인 쐐기식 누름작용을 통하여 슬러지의 배출시간과 이송압력을 상대적으로 증대시키는 탈수방식이 적용되도록 하며, 이를 통하여 스크류케이싱의 내부 외곽측으로부터 중심측에 이르기까지 슬러지의 고른 탈수를 유도함으로서 전체적인 탈수성능을 보다 더 향상시킬 수 있도록 한 체류시간 증대원리에 의하여 탈수성능을 향상시킨 원심탈수기를 제공하는 것이 그 주된 기술적 과제이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 전방 입구측이 콘부위로 형성된 디캔터 형상의 스크류케이싱 내부에 탈수스크류가 삽입 설치된 상태에서 스크류케이싱과 탈수스크류가 서로 다른 속도로 상대 회전이 가능하도록 설치되고, 상기 탈수스크류는 파이프 형태의 스크류축과, 상기 스크류축의 외주면을 따라 나선 형태로 연결 설치되는 스크류날개를 포함하여서 이루어지며, 상기 스크류축의 선단부를 통하여 슬러지투입관이 관통식으로 삽입 설치되고, 상기 스크류축의 몸통 부분에는 슬러지의 유입공이 형성되며, 상기 스크류케이싱의 선단측과 후단측에는 슬러지배출구와 탈수액배출구가 각각 형성된 원심탈수기에 있어서, 상기 스크류축과 인접한 저압측 슬러지의 이송영역에 해당하는 스크류날개의 표면에는 스크류날개에 의한 슬러지의 이송방향을 따라 일정한 간격을 두고 삼각 형상의 단면을 가지는 탈수웨지가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

보다 더 바람직한 실시예로서, 상기 탈수웨지는 스크류케이싱의 콘부위가 시작되는 스크류축의 선단측으로부터 2피치 내지 5피치 이내에 해당하는 스크류날개 부분을 따라 동일한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하고, 상기 탈수웨지는 스크류축의 외주면으로부터 스크류날개의 끝단부에 이르는 직선 길이의 30~60%에 해당하는 폭과, 스크류날개의 원주 방향 360도에 걸친 나선 길이의 20~40%에 해당하는 길이로 하여 스크류날개의 1피치당 최소 2개에서 최대 5개로 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 각각의 탈수웨지는 스크류날개에 의한 슬러지 이송경로상의 도입각과 유출각을 가지도록 하되, 상기 도입각은 15~30도가 되고, 상기 유출각은 30~60도가 되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 탈수스크류의 스크류축과 인접한 저압측 이송영역에 위치하여 원심력에 의한 탈수가 원활하게 수행되지 못하는 슬러지 고형물 성분을 각각의 탈수웨지에 의한 슬러지 체류시간의 연장 및 연쇄적인 쐐기식 누름작용을 통하여 슬러지의 배출시간과 이송압력을 상대적으로 증대시키는 탈수방식이 적용되도록 함으로서, 스크류케이싱의 내부 외곽측으로부터 중심측에 이르기까지 슬러지의 고른 탈수를 유도하여 전체적인 탈수성능을 보다 더 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

특히, 저압측의 슬러지가 고압측 슬러지로 밀려 들어가게 하는 방식이 아니라, 저압측의 슬러지가 각각의 탈수웨지에 의하여 스크류축과 인접한 스크류케이싱의 내부 중앙측에서 상대적으로 긴 시간동안 자연스럽게 이송 및 압착 탈수되게 하는 원리를 적용시킴으로서, 저압측의 슬러지가 고압측 영역으로 과도하게 이송 및 압착되어 스크류케이싱 전방측의 콘부위가 막히는 현상과 이에 따른 원심탈수기의 과부하 및 원심탈수기의 고장이나 오작동을 미연에 방지할 수 있는 등의 매우 유용한 효과를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 원심탈수기의 탈수원리를 나타내는 측단면도.
도 2는 도 1의 요부 확대 설명도.
도 3은 종래의 원심탈수기에 사용되는 탈수스크류의 외관사시도.
도 4는 본 발명에 따른 원심탈수기의 탈수원리를 나타내는 요부 확대 설명도.
도 5는 본 발명의 원심탈수기에 사용되는 탈수스크류의 외관사시도.
도 6은 도 4의 "A"부 확대도.
도 7은 탈수웨지의 배치상태를 나타내는 스크류날개의 요부 발췌 측면도.
도 8은 탈수웨지의 적용유무에 따른 슬러지 체류시간의 비교도.
도 9는 탈수웨지의 적용에 따른 슬러지 원주속도의 차이를 설명하는 탈수스크류의 정단면도.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 원심탈수기(1)의 경우에도 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 전방 입구측이 콘부위(11)로 형성된 디캔터 형상의 스크류케이싱(10) 내부에 탈수스크류(20)가 삽입 설치된 상태에서 스크류케이싱(10)과 탈수스크류(20)가 서로 다른 속도로 상대 회전이 가능하도록 설치되고, 상기 탈수스크류(20)는 파이프 형태의 스크류축(21)과, 상기 스크류축(21)의 외주면을 따라 나선 형태로 연결 설치되는 스크류날개(22)를 포함하여서 이루어지며, 상기 스크류축(21)의 몸통 부분에 슬러지(S)의 유입공(23)이 형성된 구성을 그 기본적인 베이스로 한다.

위에서 언급되어진 기본적인 구성 이외에 원심탈수기(1)를 이루는 나머지 부수적인 구성요소는 도 1을 기초로 하여 설명되어진 것과 일맥 상통하는 것이라 볼 수 있으며, 본 발명의 실질적인 요부를 이루는 구성요소로서는, 상기 탈수스크류(20)의 스크류축(21)과 인접한 저압측 슬러지(S2)의 이송영역에 해당하는 스크류날개(22)의 표면에 스크류날개(22)에 의한 슬러지(S)의 이송방향(도 5에서 화살표 방향)을 따라 일정한 간격을 두고 삼각 형상의 단면을 가지는 탈수웨지(Dehydration wedge)(24)를 돌출 형성시킨 것이다.

상기 탈수웨지(24)는 탈수스크류(20)를 이루는 모든 스크류날개(22)에 걸쳐 배치시킬 수도 있으나, 스크류케이싱(10)의 콘부위(11)가 시작되는 스크류축(21)의 선단측으로부터 2피치 내지 5피치 이내에 해당하는 스크류날개(22) 부분을 따라 동일한 간격으로 배치시키는 것이 가장 바람직한데, 그 이유는 도 1에서와 같이 스크류축(21)의 내측 중앙부에 칸막이판(8)을 설치하여 탈수스크류(20)의 전방측 부분에 슬러지(S)가 집중 투입되도록 하는 것이 일반적이므로, 슬러지(S)의 주된 탈수처리가 요구되는 콘부위(11) 내측의 스크류날개(22) 부분에만 탈수웨지(24)를 집중적으로 배치하는 것이 가장 합리적이고 경제적이기 때문이다.

상기와 같이 스크류케이싱(10) 전방측의 콘부위(11)로 삽입된 탈수스크류(20)의 스크류날개(22) 전방면에 삼각 단면의 쐐기형 탈수웨지(24)를 돌출 형성시키되, 상기 탈수웨지(24)가 탈수스크류(20)의 스크류축(21)과 인접한 저압측 슬러지(S2)의 이송영역상에 배치되도록 하면, 원심력에 의한 탈수가 원활하게 이루어지는 고압측 슬러지(S1)는 탈수웨지(24)를 거치지 않은 상태로 신속히 이송 및 배출될 수 있고, 스크류축(21)과 가까운 위치에서 원심력에 의한 탈수가 제대로 이루어지지 못하는 저압측 슬러지(S2)는 탈수웨지(24)를 거쳐 비교적 느린 속도로 서서히 이송 및 배출될 수 있는 것이다.

다시 말해서, 본 발명에 따른 원심탈수기(1)의 경우는 도 8의 (가) 및 (나)에서와 같이, 콘부위(11) 영역에서의 슬러지(S) 체류시간이 T1 부위와 T2 부위로 나뉘어진다는 것이며, 이때 T1은 탈수웨지(24)가 형성되지 아니한 고압측 영역에서의 슬러지(S) 체류시간이 되고, T2는 탈수웨지(24)가 형성된 저압측 영역에서의 슬러지(S) 체류시간이 되는 바, 탈수웨지(24)에 의하여 스크류날개(22)의 표면상에 추가로 제공되는 이송경로를 거쳐야 하므로, 저압측 슬러지(S2)의 체류시간 T2가 고압측 슬러지(S1)의 체류시간 T1보다 길어지게 된다는 것이다.

상기와 같은 슬러지(S) 체류시간을 원주속도로 비교하여 본다면, 도 9에서와 같이, 탈수웨지(24)를 거치지 아니하는 고압측 슬러지(S1)의 원주속도를 V1으로 하고, 탈수웨지(24)를 거치지 아니하는 저압측 슬러지(S2)의 원주속도를 V2로 하며, 탈수웨지(24)를 거치는 저압측 슬러지(S2)의 원주속도를 V3로 한다면, 탈수스크류(20)의 회전수(N)는 동일하므로, 슬러지(S)가 위치하는 반경(D)에 탈수웨지(24)의 저항(R)을 변수로 하는 원주속도{V=(πDN)-R}는 V1>V2>V3가 되므로, 탈수웨지(24)를 거치는 저압측 슬러지(S2)의 원주속도 V3가 가장 느리게 된다.

상기와 같은 원리에 입각하여 저압측 영역에서의 슬러지(S) 체류시간을 상대적으로 증대시킬 수 있음은 물론이고, 도 6 및 도 9에서 슬러지 전단면(S3)으로 나타낸 경계라인에서와 같이 콘부위(11)의 내측에 걸쳐 누적된 슬러지(S) 고형물 사이에 탈수웨지(24)에 의한 전단력이 발생하여 고압측 슬러지(S1) 영역과 저압측 슬러지(S2) 영역의 간섭 역시 최소화시킬 수 있게 됨으로서, 고압측 슬러지(S1)의 원활한 이송과 배출을 도모하면서도 저압측 슬러지(S2)의 이송경로와 탈수시간은 최대한으로 길게 확보할 수 있다.

뿐만 아니라, 콘부위(11)에 배치된 각각의 스크류날개(22) 사이마다 슬러지(S)가 충진될 경우, 각각의 탈수웨지(24)는 저압측 슬러지(S2)의 체류시간을 증대시키는 기능과 더불어, 각각의 탈수웨지(24)와 마주보는 스크류날개(22)의 후방면으로 슬러지(S)를 쐐기식으로 밀어 누르는 방식의 압착식 탈수기능도 추가로 제공할 수 있으며, 이러한 압착식 탈수기능이 탈수스크류(20)의 회전에 따라 연쇄적으로 발생하기 때문에, 종래의 원심탈수기(1)와 비교하여 저압측 슬러지(S2)의 탈수성능을 크게 향상시킬 수 있는 것이다.

이를 위하여, 도 7에서와 같이, 각각의 탈수웨지(24)는 스크류날개(22)에 의한 슬러지(S) 이송경로상의 서로 다른 도입각(α)과 유출각(β)을 가지도록 하되, 슬러지(S)의 원활한 진입과 압축을 위하여 상기 도입각(α)은 15~30도의 범위내로 하는 것이 바람직하고, 압축된 슬러지(S)의 팽창(이완)을 신속히 유도하여 그 탈수효율을 보다 더 극대화시킬 수 있도록 상기 유출각(β)은 30~60도의 범위내로 하는 것이 바람직하며, 직삼각형 단면의 탈수웨지(24)가 가장 바람직한 적용례라고 볼 수 있다.

또한, 각 탈수웨지(24)의 바람직한 치수범위는, 스크류축(21)의 외주면으로부터 스크류날개(22)의 끝단부에 이르는 직선 길이(스크류날개의 나사산 높이)의 30~60%에 해당하는 폭, 다시 말해서 도 9에서와 같이 저압측 슬러지(S2)의 이송영역을 커버하는 폭을 가지도록 하되, 스크류날개(22)의 원주 방향 360도에 걸친 나선(螺線) 길이(1피치에 해당하는 스크류날개의 둘레 길이)의 20~40%에 해당하는 길이로 하여 스크류날개(22)의 1피치당 최소 2개에서 최대 5개로 설치하는 것이다.

상기와 같은 치수범위로 탈수웨지(24)의 배치조건을 한정하는 이유는, 스크류날개(22) 1피치를 기준으로 하여 탈수웨지(24)를 2개 미만으로 설치하게 되면, 슬러지(S) 체류시간의 연장 및 연쇄적인 쐐기식 누름작용을 통한 탈수성능을 충분히 확보하기가 어렵고, 스크류날개(22) 1피치를 기준으로 하여 탈수웨지(24)를 6개 이상 설치하는 것은 스크류날개(22)의 제작 자체가 까다롭게 되는 한편, 스크류축(21) 전반에 걸친 스크류날개(22)의 무게 분산과 균형성에 좋지 못한 영향을 미칠 수 있기 때문이다.

필요에 따라서는 콘부위(11)의 후방측에 해당하는 스크류날개(22)상에도 1~2피치 정도의 범위에 걸쳐 탈수웨지(24)를 추가로 배치시킬 수 있으나, 이는 슬러지(S)의 유입공(23)이 스크류축(21)의 중심부를 지난 후방측 위치에도 형성된 경우에 한하여 적용시키는 것이 바람직하고, 탈수스크류(20)의 안정적인 회전작동에 필요한 균형성을 감안하여 상기 탈수웨지(24)는 콘부위(11)의 시작 위치로부터 각각의 피치를 이루는 스크류날개(22)마다 가급적 짝수개로 설치하는 것이 바람직하다.

추가적인 사항으로서, 각각의 탈수웨지(24)는 스크류날개(22)와 별도의 부품으로 제작하여 이를 스크류날개(22)에 부착시켜 사용하는 측면이 보다 경제적이라 할 수 있고, 탈수웨지(24) 자체를 스크류날개(22)와 동일한 금속 재질로 하여 스크류날개(22)와 일체로 용접시키는 것이 구조적인 강도를 확보하는 측면에서 가장 바람직하다고 볼 수 있으며, 슬러지(S)와 접촉되는 탈수웨지(24)의 표면에는 스텔라이트(Stellite)에 의한 내마모성 코팅층을 형성시킴으로서, 그 내구성 또한 충분히 확보토록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명의 원심탈수기(1)에 따르면, 탈수스크류(20)의 스크류축(21)과 인접한 저압측 이송영역에 위치하여 원심력에 의한 탈수가 원활하게 수행되지 못하는 슬러지(S) 고형물 성분을 각각의 탈수웨지(24)에 의한 슬러지(S) 체류시간의 연장 및 연쇄적인 쐐기식 누름작용을 통하여 슬러지(S)의 배출시간과 이송압력을 상대적으로 증대시키는 탈수방식이 적용되도록 함으로서, 스크류케이싱(10)의 내부 외곽측으로부터 중심측에 이르기까지 슬러지(S)의 고른 탈수를 유도하여 전체적인 탈수성능을 보다 더 향상시킬 수 있다.

특히, 저압측 슬러지(S2)가 고압측 슬러지(S1)로 밀려 들어가게 하는 방식이 아니라, 저압측 슬러지(S2)가 각각의 탈수웨지(24)에 의하여 스크류축(21)과 인접한 스크류케이싱(10)의 내부 중앙측에서 상대적으로 긴 시간동안 자연스럽게 이송 및 압착 탈수되게 하는 원리를 적용시킴으로서, 저압측 슬러지(S2)가 고압측 슬러지(S1) 영역으로 과도하게 이송 및 압착되어 스크류케이싱(10) 전방측의 콘부위(11)가 막히는 현상과 이에 따른 원심탈수기(1)의 과부하 및 원심탈수기(1)의 고장이나 오작동을 미연에 방지할 수 있는 것이다.

1 : 원심탈수기 2 : 케이싱모터 3 : 스크류모터
4 : 슬러지투입관 5 : 베어링유닛 6 : 회전축
7 : 감속기 8 : 칸막이판 9 : 외부하우징
10 : 스크류케이싱 11 : 콘부위 12 : 슬러지배출구
13 : 탈수액배출구 14 : 슬러지배출관 15 : 탈수액배출관
16 : 전동유닛 20 : 탈수스크류 21 : 스크류축
22 : 스크류날개 23 : 유입공 24 : 탈수웨지
S : 슬러지 S1 : 고압측 슬러지 S2 : 저압측 슬러지
S3 : 슬러지 전단면 α : 도입각 β : 유출각
T1,T2 : 슬러지 체류시간 V1,V2,V3 : 슬러지 원주속도
W : 탈수액

Claims

전방 입구측이 콘부위(11)로 형성된 디캔터 형상의 스크류케이싱(10) 내부에 탈수스크류(20)가 삽입 설치된 상태에서 스크류케이싱(10)과 탈수스크류(20)가 서로 다른 속도로 상대 회전이 가능하도록 설치되고, 상기 탈수스크류(20)는 파이프 형태의 스크류축(21)과, 상기 스크류축(21)의 외주면을 따라 나선 형태로 연결 설치되는 스크류날개(22)를 포함하여서 이루어지며, 상기 스크류축(21)의 선단부를 통하여 슬러지투입관(4)이 관통식으로 삽입 설치되고, 상기 스크류축(21)의 몸통 부분에는 슬러지(S)의 유입공(23)이 형성되며, 상기 스크류케이싱(10)의 선단측과 후단측에는 슬러지배출구(12)와 탈수액배출구(13)가 각각 형성된 원심탈수기(1)에 있어서,
상기 스크류축(21)과 인접한 저압측 슬러지(S2)의 이송영역에 해당하는 스크류날개(22)의 표면에는 스크류날개(22)에 의한 슬러지(S)의 이송방향을 따라 일정한 간격을 두고 삼각 형상의 단면을 가지는 탈수웨지(24)가 돌출 형성되며,
상기 탈수웨지(24)는 스크류축(21)의 외주면으로부터 스크류날개(22)의 끝단부에 이르는 직선 길이의 30~60%에 해당하는 폭과, 스크류날개(22)의 원주 방향 360도에 걸친 나선 길이의 20~40%에 해당하는 길이로 하여 스크류날개(22)의 1피치당 최소 2개에서 최대 5개로 설치되는 것을 특징으로 하는 체류시간 증대원리에 의하여 탈수성능을 향상시킨 원심탈수기.
제 1항에 있어서, 상기 탈수웨지(24)는 스크류케이싱(10)의 콘부위(11)가 시작되는 스크류축(21)의 선단측으로부터 2피치 내지 5피치 이내에 해당하는 스크류날개(22) 부분을 따라 동일한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 체류시간 증대원리에 의하여 탈수성능을 향상시킨 원심탈수기.
삭제
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 각각의 탈수웨지(24)는 스크류날개(22)에 의한 슬러지(S) 이송경로상의 도입각(α)과 유출각(β)을 가지며, 상기 도입각(α)은 15~30도가 되고, 상기 유출각(β)은 30~60도가 되는 것을 특징으로 하는 체류시간 증대원리에 의하여 탈수성능을 향상시킨 원심탈수기.