JP2014530760A - 脱水装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、脱水装置に関し、具体的には、既存のものとほぼ同一の規模と脱水時間及び回転速度を有しつつ、既存のものに比べて向上した脱水効率が得られる技術に関する。このため、本発明は、内部に設置空間が形成されている本体と、前記設置空間内に位置し、一側には外部と連結した脱水対象物の投入孔が形成され、内部には前記投入口と連結した供給空間が形成され、他側には前記供給空間と連結した吐出孔が形成されている脱水対象供給管と、前記設置空間内で前記脱水対象供給管を取り囲んでいる状態で回転可能に設置され、内部には前記吐出孔と連結した脱水空間が形成され、周面には脱水空間と前記設置空間を連結する脱水孔が形成され、一側には前記脱水空間と外部を連結する排出口が形成されている脱水槽と、前記脱水槽と連結して脱水槽を回転させる第１駆動部と、前記脱水空間内に位置し、前記脱水空間に位置した脱水対象物を前記排出口に向かって移動させる排出誘導部とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、スラッジや多様な形態の脱水対象物の水分を脱水させる装置であって、特に、脱水過程で脱水対象物の新規投入を可能にして脱水対象物の投入と脱水を連続的に進行させることができ、既存のものに比べて高い脱水効率を有することができる技術に関する。

一般に、水処理過程で発生するスラッジやその他の産業現場で水分を含んだ状態で発生する副産物は、全て処理過程で水分を最小化させる脱水過程を経た後、廃棄処理される。

この時、使用される既存の脱水装置は、大きく圧縮型脱水方式と回転型脱水方式などと分けられるが、このような既存の脱水装置は、脱水方式に関係なく脱水対象物を脱水槽内部に投入させた後、脱水が進行する過程では、脱水対象物の追加の供給が行われることができず、脱水が完了して脱水対象物を取り出した後、新しい脱水対象物を投入しなければならない過程が繰り返される形態で行われる。

即ち、脱水段階と脱水対象物の投入段階が相互明確に区分して進行する方式である。

これにより、既存の脱水装置は、脱水量を増やすためには、必然的に脱水装置の規模を大きく製作して処理容量を増やすか、脱水槽の回転速度を増やすしかなく、それによる空間消費と製作負担の問題及びエネルギー消失の問題が伴うことになる。

本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、脱水過程で新しい脱水対象物の投入が連続的に行われるようにして、小さい規模の脱水装置でも高い処理効率が得られる脱水装置を提供する。

このような本発明の様々な実施例は、内部に設置空間が形成されている本体と、前記設置空間内に位置し、一側には外部と連結した脱水対象物の投入孔が形成され、内部には前記投入口と連結した供給空間が形成され、他側には前記供給空間と連結した吐出孔が形成されている脱水対象供給管と、前記設置空間内で前記脱水対象供給管を取り囲んでいる状態で回転可能に設置され、内部には前記吐出孔と連結した脱水空間が形成され、周面には脱水空間と前記設置空間を連結する脱水孔が形成され、一側には前記脱水空間と外部を連結する排出口が形成されている脱水槽と、前記脱水槽と連結して脱水槽を回転させる第１駆動部と、前記脱水空間内に位置し、前記脱水空間に位置した脱水対象物を前記排出口に向かって移動させる排出誘導部とを含む。

そして、前記脱水対象供給管と連結して前記脱水対象供給管を回転させる第２駆動部をさらに含み、前記排出誘導部は、スクリュー羽根形態でなり前記脱水対象供給管周面に長さ方向に沿って突出形態で形成される。

また、前記脱水槽は、前記脱水対象供給管を取り囲んでいる第１脱水管と、前記第１脱水管を取り囲んでいる第２脱水管とを含む。

そして、前記供給空間に位置し、前記投入孔を通じて投入された脱水対象物を前記吐出孔に向かって移動させる供給誘導部をさらに含む。

また、前記脱水槽一側に位置し、内部には前記排出口と連結した排出空間が形成され、一側には前記排出空間と外部を連結する選別孔が形成されている選別ケースと、前記排出空間内に回転可能に設置され、前記排出孔を通じて排出された脱水物を前記選別孔に向かって移動させる選別誘導部とをさらに含む。

そして、前記脱水対象供給管は、前記選別空間を貫通し、前記排出孔は、前記脱水槽の中で前記脱水対象供給管の貫通地点付近に形成され、前記選別誘導部は、前記脱水対象供給管を中心として外部に向かって放射状に設置されている回転羽根形態でなる。

また、前記脱水槽一側に前記設置空間と外部を連結した形態で形成されている水分排出口をさらに含む。

このような様々な実施例に係る本発明は、脱水槽内部に脱水対象供給管が挿入されて脱水槽内部に脱水空間と脱水物供給空間が別個に形成され、脱水対象物の脱水が行われる過程で、排出誘導部によって脱水対象物の排出が自動で行われることにより、既存のものと違って、脱水過程で脱水対象物の供給が連続的に行うことができ、小さい規模の脱水装置でも非常に高い脱水処理量を有することができる長所を持つことになる。

全体断面図である。 選別ケース及び選別誘導部の構造を示したＡ−Ａ’線断面図である。 脱水対象供給管と脱水槽及び本体の構造及び水分の排出経路を示したＢ−Ｂ’線断面図である。 脱水対象物が最初に脱水対象供給管に投入された状態を示した全体断面図である。 脱水対象供給管を通じて脱水槽に供給された後、脱水過程を経た後、水分と固形体が分離して排出される様子を示した全体断面図である。 別途の洗浄部がさらに設置された場合を示した全体断面図である。

以下、図面に示した例に基づいて本発明の具体的な構成及び効果を説明する。

本発明の脱水装置は、図１に示すように、大きく本体１００、脱水対象供給管３００、第１駆動部４００、供給誘導部５００、脱水槽７００、第２駆動部８００を含んで構成される。

先ず、本体１００は、本発明の全体の骨組みの役割をし、数個のＨビームなどのフレーム間の連結構造からなる。

この時、本体１００の内部には、後述する他の構成要素の支持板の役割のための隔壁１１２が形成される。

そして、本体１００の上端中央には、後述する投入ホッパー２００が設置される結合口１１０が形成される。

参考として、本体１００の構造は、図面の構成に限定されず、後述する各構成要素の支持の役割をすることができる構造であれば、何れにも変形製作が可能である。

このような本体１００には、脱水対象供給管３００が設置される。

脱水対象供給管３００は、脱水対象物の供給経路の役割及び後述する排出誘導部の作動源の役割をするもので、全体的に下端部が塞がれ、内部には供給空間３１０が形成された中空管形態であり、下端部に連結された第１駆動軸３５０が隔壁１１２の中央底を貫通し、上端部は本体１００の結合口１１０に嵌められた状態で設置される。

この時、第１駆動軸３５０と隔壁１１２との間には、第１ベアリングＢ１が設置され、脱水対象供給管の上端部と結合口１１２との間には、第２ベアリングＢ２が設置されることにより、脱水対象供給管３００は、本体１００に回転可能な状態で設置される。

そして、脱水対象供給管３００の下端両側には、供給空間３１０内の脱水対象物が後述する脱水槽の脱水空間に排出される吐出孔３４０が形成されている。

このように設置された脱水対象供給管３００には第１駆動部４００が連結され、第１駆動部４００は、脱水対象供給管３００の回転に必要な駆動源の役割をするもので、第１駆動モーター４１０と第１動力伝達部４２０で構成される。

その中で、第１駆動モーター４１０は、本体１００の隔壁下側空間に位置し、第１動力伝達部４２０は、一般的なベルトやスプロケットまたはギヤ構造からなり、脱水対象供給管３００の第１駆動軸３５０と連結する。

これにより、第１駆動モーター４１０の駆動力が第１動力伝達部４２０を通じて第１駆動軸３５０に伝達されて脱水対象供給管３００が回転する構造を有する。

このように設置された脱水対象供給管３００には、投入ホッパー２００が設置される。

投入ホッパー２００は、外部の脱水対象物１を脱水対象供給管３００に供給するための部分で、上広下狭の一般的なホッパー構造からなり、本体１００の上部面上に位置した状態で下端部が脱水対象供給管３００の供給孔に嵌められた状態で設置される。

このような構造により、投入ホッパー２００を通じて供給された脱水対象物１を直ぐに脱水対象供給管３００の内部に流入させる構造を有する。

このように投入ホッパー２００まで設置された状態で、脱水対象供給管３００には供給誘導部５００が設置される。

供給誘導部５００は、投入ホッパー２００及び脱水対象供給管３００の内部に供給された脱水対象物を吐出孔３４０側に移動させて、後述する脱水槽７００に円滑に供給することができるようにする部分であり、一般的な撹拌スクリュー構造、即ち、スクリュー羽根５１０が回転軸５２０の長さ方向を沿って螺旋状に形成された構造である。

このような供給誘導部５００は、全体的に投入ホッパー２００を通じて脱水対象供給管３００の内部に挿入設置される。

この時、供給誘導部５００は、中間地点を基準として、下方区間は脱水対象供給管３００の内部に長さ方向に沿って挿入されており、上方区間は投入ホッパー２００の内部に位置される。

この状態で、供給誘導部５００の上端部は、投入ホッパーの上部面のモーターＭと連結され、下端部は、脱水対象供給管３００の底中央に回転可能に連結される。

この時、供給誘導部５００の下端部と脱水対象供給管３００の底面との間には、ベアリングを通じて連結されることにより、脱水対象供給管３００と供給誘導部５００が相互独立して回転する構造を有する。

この状態で、本体１００には脱水槽７００が設置される。

脱水槽７００は、脱水対象供給管３００を通じて吐出された脱水対象物の実質的な脱水が行われる部分で、第１脱水管７１０と第２脱水管７２０とに分けて構成される。

第１脱水管７１０は、脱水過程で水分と脱水固形体を１次的に濾し出す役割をするもので、内径が脱水対象供給管３００の外径より大きい中空管形態であり、脱水対象供給管３００を取り囲んでいる形態で設置される。

即ち、脱水対象供給管３００が第１脱水管７１０の内部に挿入された状態で設置される。

このような第２脱水管７２０は、全体的にメッシュ（ＭＥＳＨ）構造からなるか、鉄板に微細打孔が行われた構造などからなる。

そして、第２脱水管７２０は、第１脱水管７１０を通過した水分と脱水固形体を２次的に分離させる役割をするもので、これも全体的に中空管形態で、第１脱水管７１０を取り囲む形態で設置される。

このような第２脱水管７２０は、全体的に不織布などのフィルター形態でなり、非常に微細なサイズの脱水固形体まで濾し出し、水分のみが通過することができる程度の空隙を有するように製作される。

この時、第２脱水管７２０の内径と第１脱水管７１０の外径は、ほぼ同一に製作されて、第２脱水管７２０は、内部面が第１脱水管７１０の外部面に密着した状態で取り囲んだ構造を有し、第１脱水管７１０の打孔と第２脱水管７２０の微細空隙による脱水孔７００ａが周面上に複数個形成された構造を有する。

参考として、脱水槽７００は、第１脱水管と第２脱水管７２０の二重管構造の他にも、水分と異物間の円滑な分離が可能な構造であれば、二つのいずれか一つのみ形成されてもよい。

このように第１脱水管７１０と第２脱水管７２０の二重管構造からなる脱水槽７００は、脱水対象供給管３００との直径差により内部に脱水空間７００ｂが形成され、脱水対象供給管３００が脱水空間７００ｂ内に挿入位置した構造を有する。

このような脱水槽７００の底板７３０は、脱水槽７２０の直径より大きい直径で製作され、脱水槽は底板７３０がフランジ形態でなる。

そして、脱水槽７００の上板７４０は、底板７３０より若干大きい直径のフランジ形態でなり、上板７４０の上部面縁には、後述する選別ケース１３００との結合のためのスライドレール７４２が縁周に沿って円形状に形成されている。

また、上板７４０と底板７３０との間には、別途の支持棒７５０を設置し、支持棒７５０を通じて相互連結される。

この時、脱水対象供給管３００の上部は上板７４０の中央を貫通しており、上板７４０のうち脱水対象供給管３００の貫通地点周辺には排出孔７４４がリング状に形成されている。

さらに、このような脱水槽の底板７３０の下部中央には、第２駆動軸７９０が突出して本体１００の隔壁に回転可能に貫通している。この時、隔壁のうち第２駆動軸７９０の貫通地点には、第３ベアリングＢ−３が設置されて第２駆動軸７９０の円滑な回転を誘導する。

この時、第２駆動軸７９０は、中空管形態でなり、脱水対象供給管３００の第１駆動軸３５０を取り囲む形態で設置される。

従って、第１駆動軸３５０と第２駆動軸７９０は、相互別個で回転可能な状態となる。即ち、脱水対象供給管３００と脱水槽７００は、別個回転が可能な構造を有する。

このような脱水槽７００には、第２駆動部８００が連結され、第２駆動部８００は、脱水槽７００の回転に必要な駆動源の役割をするもので、第２駆動モーター８１０及び第２動力伝達部８２０で構成される。

第２駆動モーター８１０は、本体１００の隔壁下空間に位置し、第２動力伝達部８２０は、第１動力伝達部のように一般的なベルトやスプロケットまたはギヤ構造からなり、脱水槽７００の第２駆動軸７９０と連結される。

これにより、第２駆動モーター８１０の駆動力が第２動力伝達部８２０を通じて第２駆動軸７９０に伝達して底板７３０が回転され、これにより、第１、２脱水管７１０、７２０及び上板７４０が同時に共に回転する構造を有する。

そして、ケース部７６０は、脱水槽７２０を通じて排出された水分が集水されると同時に脱水槽全体のケースの役割をするもので、全体的に中空管形態でなり、脱水槽の底板まで取り囲んだ状態で下部が本体１００隔壁上に安着固定され、上端部は脱水槽の上板７４０下部面と微細に離隔した状態で設置される。

この時、ケース部７６０の内径は、脱水槽の底板より大きく製作することにより、ケース部７６０の内壁面と脱水槽底板７３０の縁の間には排水間隙７７０が形成され、ケース部７６０の内壁面と第２脱水管の外壁の間には排水空間７８０が形成される。

この状態で、本体１００の隔壁１１２のうち、排水間隙７７０下の地点には、脱水された水分の外部排出のための排水配管Ｄが設置される。

そして、脱水槽７００の底板７３０と本体１００の隔壁の間には、別途の排水ガイド片９００が形成され、排水ガイド片９００は、円形のリング状で脱水槽の第２駆動軸７９０を取り囲む形態で設置されることにより、排水間隙７７０を通じて隔壁上部面に落ちた水分は、排水ガイド片９００によって第２駆動軸７９０側に行けず、ケース部と排水ガイド片との間の空間のみに位置し、排水配管Ｄを通じて排出される構造を有する。

このように設置された脱水槽７００の上板７４０の上部面には、脱水された固形体の外部選別のための選別部１０００が形成され、選別部は、内部に選別空間１１００が形成され、一側には選別空間１１００と外部を連結する選別孔１２００が形成されている選別ケース１３００が安着設置された構造からなる。

この時、選別ケース１３００は、外部が本体１００と連結して位置固定された状態で、下端縁は、脱水槽７００の上板に形成されたスライドレール７４２に挿入されることにより、脱水槽７００が回転する時に共に回転せず固定された状態が維持される。

このように設置された選別ケース１３００には、選別誘導部１４００がさらに設置される。

選別誘導部１４００は、脱水対象物が脱水槽７００の排出孔７４４を通じて選別空間に排出された後、選別孔７８０への移動を誘導する役割をするもので、図２のように、全体的にインパラ形態でなり、脱水対象供給管３００のうち脱水槽７００の上板を貫通した地点の周面に放射状に配置される。

従って、脱水対象供給管３００の回転時に選別誘導部１４００も共に回転され、この過程で排出孔７４４を通じて排出された脱水対象物が選別誘導部１４００の回転力によって選別孔１２００側に誘導される構造を有する。

この時、選別孔１２００にはガイド片１５００を形成させて、選別誘導部を通じて移動された脱水対象物が選別孔を通り過ぎないようにする。

このような構造で、脱水対象供給管３００には排出誘導部６００が設置される。

排出誘導部６００は、脱水過程で脱水対象物を上側に上昇させて排出孔側に移動させる役割をするもので、供給誘導部と違って、単純スクリュー羽根形態のみでなり、脱水対象供給管３００の周面に上下長さ方向を沿って螺旋状に突出した構造で形成される。

即ち、排出誘導部６００は、脱水対象供給管３００が駆動源の役割をするが、この時、排出誘導部６００と供給誘導部５００の螺旋方向は相互反対となる。

以下では、このような構成による本発明の作用及びその過程で発生する特有の効果を説明する。

先ず、図４のように、外部の脱水対象物１が投入ホッパー２００に供給された後、脱水対象供給管３００の供給空間３１０に収容されるが、この過程で、供給誘導部５００が回転することにより、投入ホッパー２００内の脱水対象物１が下に向かって強制的に下降する。

そして、脱水対象供給管の下端まで下降した脱水対象物は、吐出孔３４０を通じて脱水空間７００ａに排出される。

上記の過程で、脱水対象供給管３００が第１駆動モーター４１０によって回転され、これにより、排出誘導部６００も共に回転することによって、脱水空間内の脱水対象物は、排出誘導部の回転により上側に上昇する。

この過程で、脱水槽７００は、第２駆動部８００によって回転されているため、このように脱水対象物が上昇する過程で脱水槽の回転によって作用した遠心力により、脱水対象物は脱水槽内壁面に密着した状態で上昇する。

この過程で、図５のように、脱水対象物の水分は、脱水槽の脱水孔を通じて排水空間に排出された後、排水間隙を通じて排水配管に流入して外部に排出される。

この時、脱水槽から排出された水分は、図４のように、遠心力によってケース部の内壁面に沿って移動して排水配管に排出されるが、この過程で、隔壁１１２上に集水された水分は、排水ガイド片９００によって第２駆動軸側に移動することができなくなる。

そして、脱水された固形体形態の脱水対象物は、上昇し続けて排出孔を通じて選別ケース１３００の選別空間１１００に流入されると同時に、選別誘導部１４００の回転力により移動して選別孔１２００を通じて外部に排出される。

このように、脱水対象物が脱水槽内部において上昇と脱水及び排出が行われる過程で、脱水対象供給管には新しい脱水対象物が供給され、脱水槽内部の脱水対象物が外部に排出される量と同程度ほど脱水対象供給管から新しい脱水対象物が脱水槽内部に供給され、上記の過程が連続的に繰り返される。

即ち、脱水及び排出過程で新しい脱水対象物の供給が連続的に行われることにより、既存のものと同一の規模及び脱水時間の条件で、遥かに多い脱水処理量を有することができる長所を持つ。

図６は、本発明の変形例を示した図面で、基本的な構成要素は、上記で説明した構造と同一であるが、別途の洗浄配管１６００を形成させて洗浄配管１６００を通じて排出された洗浄水を通じて、脱水槽７００の脱水孔に付着している異物を洗浄するようにした構成に違いがある。

この時、脱水配管の噴射ノズルは、ケース部の一側のみに設置した状態で脱水槽を回転させる過程で洗浄を実施すれば、脱水槽周面全体の洗浄が可能となる。

従って、このように脱水孔の異物を除去することにより、脱水効率が低下する現象を防止することができるようになる。

以上で説明した本発明の様々な特徴は、当業者によって多様に変形及び組み合わせて実施することができるが、このような変形及び組合が脱水対象供給管と脱水槽が多重管形態でなり、脱水対象物が脱水対象供給管の上端から下端に移動した後、脱水槽の下端から上端に移動しながら脱水が行われるようにして、既存のものと同一の規模でも多くの脱水処理量が得られるようにした構成及び目的と関連がある場合、本発明の保護範囲に属すると判断されるべきである。

Claims (7)

1. 内部に設置空間が形成されている本体と、
   前記設置空間内に位置し、一側には外部と連結した脱水対象物の投入孔が形成され、内部には前記投入口と連結した供給空間が形成され、他側には前記供給空間と連結した吐出孔が形成されている脱水対象供給管と、
   前記設置空間内で前記脱水対象供給管を取り囲んでいる状態で回転可能に設置され、内部には前記吐出孔と連結した脱水空間が形成され、周面には脱水空間と前記設置空間を連結する脱水孔が形成され、一側には前記脱水空間と外部を連結する排出口が形成されている脱水槽と、
   前記脱水槽と連結して脱水槽を回転させる第１駆動部と、
   前記脱水空間内に位置し、前記脱水空間に位置した脱水対象物を前記排出口に向かって移動させる排出誘導部と、
   を含む脱水装置。
2. 前記脱水対象供給管と連結して前記脱水対象供給管を回転させる第２駆動部をさらに含み、
   前記排出誘導部は、スクリュー羽根形態でなり前記脱水対象供給管周面に長さ方向に沿って突出形態で形成されている請求項１に記載の脱水装置。
3. 前記脱水槽は、
   前記脱水対象供給管を取り囲んでいる第１脱水管と、
   前記第１脱水管を取り囲んでいる第２脱水管と、
   を含む請求項１または２に記載の脱水装置。
4. 前記供給空間に位置し、前記投入孔を通じて投入された脱水対象物を前記吐出孔に向かって移動させる供給誘導部をさらに含む請求項１または２に記載の脱水装置。
5. 前記脱水槽一側に位置し、内部には前記排出口と連結した排出空間が形成され、一側には前記排出空間と外部を連結する選別孔が形成されている選別ケースと、
   前記排出空間内に回転可能に設置され、前記排出孔を通じて排出された脱水物を前記選別孔に向かって移動させる選別誘導部と、
   をさらに含む請求項１または２に記載の脱水装置。
6. 前記脱水対象供給管は、前記選別空間を貫通し、前記排出孔は、前記脱水槽の中で前記脱水対象供給管の貫通地点付近に形成され、
   前記選別誘導部は、前記脱水対象供給管を中心として外部に向かって放射状に設置されている回転羽根形態でなる請求項５に記載の脱水装置。
7. 前記脱水槽一側に前記設置空間と外部を連結した形態で形成されている水分排出口をさらに含む請求項３に記載の脱水装置。

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