JP6497756B2 - 多段ウェッジスクリーン - Google Patents

Description

本発明は、産業現場と下水処理の過程で発生する家畜糞尿の脱水のための多段ウェッジスクリーン及びその製造方法に関するものである。

家畜糞尿は含水率が低い固形糞を固形堆肥に、含水率の高い液は液体肥料として使用したり、浄化処理することができますので、家畜糞尿を固形糞と液に分離して処理する過程が必要であり、この過程で使用される機械が家畜糞尿固液分離機である。

一般的に、家畜糞尿固液分離機の固液分離は、大別して、濾過分離（Ｓｃｒｅｅｎ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）、円心分離（Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｔｉｏｎ）、圧着濾過（Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ／Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）などに分けられ、この中で、圧着濾過は、ローラー圧着（Ｒｏｌｌｅｒ Ｐｒｅｓｓ）、ベルト圧着（Ｂｅｌｔ Ｐｒｅｓｓ）、スクリュー圧着（Ｓｃｒｅｗ Ｐｒｅｓｓ）、フィルタ圧着（Ｆｉｌｔｅｒ Ｐｒｅｓｓ）などに分けられる。この固液分離方法は、処理前の糞尿の状態と固液分離した後の固形糞及び液の処理方法、初期設置費用、所要動力及び維持管理コストなどを考慮して、インストールして使用することになる。

この中、スクリュー圧着式家畜糞尿固液分離装置は、家畜糞尿をスクリューとスクリューに圧力をかける圧力プレートとによって圧着して、液体はスクリューを包んでいる網を通過して排出させ、液体が除去された糞尿の固形糞は、スクリュー軸によって移送され、圧力プレートを押し出して排出される構造で構成されている。ところが、作業時に圧力プレートに高い前端圧力をかけると、固形糞の含水率は、低い機械の処理容量が低下し、低い前端圧力をかけると、処理容量は高いが、水分が少なく除去され、含水率の高い固形糞が排出されることになる。したがって、固形糞の含水率を希望するほど一定に維持しながら、処理容量を確保するためには、圧力プレートにかかる前端圧力を必要に応じて一定に維持することが非常に重要である。

図１は、従来の家畜糞尿固液分離機の原理を示した概念図である。

図１に示すように、従来の家畜糞尿固液分離は、圧力プレートに加わる前端圧力が固形糞の排出量に応じて変化することにより、前端圧力が均等に分布されず、処理容量を最大化と固形糞の含水率最小化という二つの課題を解決するのに技術的な限界があった。これらの家畜糞尿固液分離に関連する技術としては、家畜糞尿が投入される投入部と、前記投入部を通して投入された家畜糞尿をスクリューオーガの回転により固液分離する脱水部と、前記脱水部の一側に形成されて前記スクリューオーガを回転させるモーターと、前記脱水部の圧力を調整する圧力調整部と、前記脱水部の他側に形成されて脱水された固形物が排出される排出部とを含むものとし、前記圧力調整部は、前記排出部側に“コ”の状に形成され、両側面にガイドホールが形成されたフレームと、前記フレームに移動可能に設けられ、前記排出部を加圧する圧力プレートと、前記圧力プレートの両側から突出され、前記ガイドホールによって案内されるガイド軸と、前記ガイド軸に設置された可動滑車と、前記脱水部の一側下部に設置された固定滑車と、一つ端部が前記フレームに固定され、前記可動滑車と前記固定滑車に巻かれステンワイヤーと、前記ステントワイヤの他端に装着されているおもりと、を含み、前記おもりの重さに応じて前記可動滑車が移動し、前記圧力プレートが前記可動滑車と一緒に移動して、前記排出部を加圧することを特徴とするスクリュー圧縮機（韓国公開特許第２０１６−００５０２１８号）が提案されたことがあった。

韓国公開特許第２０１６−００５０２１８号

本発明は、前記した問題点を解決するために案出されたものであり、本発明の目的は、家畜糞尿の液と固形糞とを分離する時、前端圧力が各区域ごとに異なるように分布して処理容量を最大化と固形糞の含水率最小化という二つの課題を解決することができる多段ウェッジスクリーン及びその製造方法を提供することである。

本発明による多段ウェッジスクリーンは、長手方向に並べられ内周面に円周方向に沿って複数の締結溝が形成される複数の締結リングと、前記複数の締結リングの締結溝にそれぞれ締結される複数のウェッジバーとを含む単位スクリーンが互いに長手方向に複数個接続され、前記単位スクリーンのウェッジバーの間のスリット間隔が、前記単位スクリーンごとに異なることを特徴とする。

又、前記単位スクリーンの締結溝の配列間隔が、前記単位スクリーンごとに異なることを特徴とする。

又、前記単位スクリーンのウェッジバーの厚さが、前記単位スクリーンごとに異なることを特徴とする。

又、前記単位スクリーンは、排水ユニットスクリーン、濃縮ユニットスクリーン、脱水ユニットスクリーンに区分され、前記排水ユニットスクリーンのウェッジバーの間のスリット間隔が一番に大きく、前記濃縮ユニットスクリーンのウェッジバーの間のスリット間隔が二番目に大きく、前記脱水ユニットスクリーンのウェッジバーの間のスリット間隔が三番目に大きいことを特徴とする。

又、前記締結リングは、前記締結リングの両面にラウンドされた構造で形成されているラウンド形状をさらに含むことを特徴とする。

本発明による多段ウェッジスクリーンの製造方法は、円筒形の固定ジグに、内周面に円周方向に沿って複数の締結溝が形成された複数の締結リングをそれぞれ挿入し、前記締結リングの締結溝に複数のウェッジバーを挿入し、結合して単位スクリーンを製造する工程、及び前記単位スクリーンを互いに長手方向に複数接続して多段ウェッジスクリーンを製造する工程を含み、前記単位スクリーンのウェッジバーの間のスリット間隔が、前記単位スクリーンごとに異なることを特徴とする。

又、前記単位スクリーンを製造する工程は、前記締結リングの間隔を調節した状態で固定させるために、前記締結リングに支持バーを結合させる工程をさらに含むことを特徴とする。

これにより、本発明による多段ウェッジスクリーンが具備された固液分離機は、単位スクリーンのウェッジバーの間のスリット間隔が単位スクリーンごとに異なることで、単位スクリーンごとに前端圧力が異なるように分布して家畜糞尿の処理容量を最大化と固形糞の含水率の最小化という二つの課題を解決することができるという利点がある。

図１は、従来の家畜糞尿固液分離の原理を示した概念図。 図２は、本発明による多段ウェッジスクリーンを示した斜視図。 図３は、本発明による締結リングとウェッジバーを示した拡大斜視図。 図４は、本発明による多段ウェッジスクリーンの原理を示した概念図。 図５は、本発明による多段ウェッジスクリーンの製造方法を示す概略図。

以下、添付された図面を使用して、本発明の技術的思想をより具体的に説明する。

添付された図面は、本発明の技術的思想をさらに具体的に説明するために示した一例に過ぎないので、本発明の技術的思想が添付された図面の形態に限定されるものではない。

図２は本発明による多段ウェッジスクリーン１０００を示した斜視図、図３は本発明による締結リング１１０とウェッジバー１２０を示した拡大斜視図である。

図２乃至図３に示したように、本発明による多段ウェッジスクリーン１０００は、家畜の糞尿を長手方向に移送しながら脱水する目的で使用されるものであり、長手方向に並べて配置され、内周面に円周方向に沿って多数の締結溝１１１が形成される複数の締結リング１１０と、前記複数の締結リング１１０の締結溝１１１にそれぞれ締結される複数のウェッジバー１２０とを含む複数の単位スクリーン１００が、互いに長手方向に接続され、前記単位スクリーン１００のウェッジバー１２０の間のスリット間隔が、前記単位スクリーン１００ごとに異なるように形成される。

より詳細に、前記締結リング１１０は、リング構造で形成され、それぞれの内周面に円周方向に沿って多数の締結溝１１１が配列形成される。

また、前記締結リング１１０は、前記単位スクリーン１００の少なくとも２つ以上に構成され、前記締結溝１１１は、前記締結リング１１０の内周面に陥没される構造で形成される。

前記多数のウェッジバー１２０は、それぞれの断面が、前記締結溝１１１の断面に対応する構造で形成され、前記複数の締結リング１１０の締結溝１１１にそれぞれ摺動されて結合される。このとき、前記多数のウェッジバー１２０は、前記多数の締結溝１１１にそれぞれ摺動され、挿入された状態で溶接される。

一方、前記単位スクリーン１００は、内部に設置されて回動される移送スクリュー（図示せず）によって家畜糞尿が長手方向の一側から他側に移送され、外周面に形成された前記ウェッジバー１２０の間のスリットに家畜糞尿から分離された水分が排出される。

このとき、前記単位スクリーン１００は、前記ウェッジバー１２０の間のスリット間隔が広く形成されるほど、家畜糞尿の処理容量は増加するが固形糞の回収率が低くなり、前記ウェッジバー１２０の間のスリット間隔が狭く形成されるほど家畜糞尿の処理容量は、減少するが、固形糞の回収率は高くなる。

また、前記単位スクリーン１００は、前記ウェッジバー１２０の間のスリット間隔が広く形成されるほど、前記締結溝１１１の形成数とウェッジバー１２０インストールの数が減少し、前記ウェッジバー１２０の間のスリット間隔が狭く形成されるほど、前記締結溝１１１の形成数とウェッジバー１２０のインストール数が増加することになる。

これにより、本発明による多段ウェッジスクリーン１０００が具備された固液分離機は、単位スクリーン１００のウェッジバー１２０の間のスリット間隔が、前記単位スクリーン１００ごとに異なることで、単位スクリーン１００ごとに前端圧力が異なるように分布して家畜糞尿の処理容量を最大化と固形糞の含水率最小化という二つの課題を解決することができるという利点がある。

また、前記多段ウェッジスクリーン１０００は破損の発生時に部位別の交換や修理が可能で、製品の保守と管理コストを最小限に抑えることができる利点がある。

一方、前記単位スクリーン１００は、前記締結リング１１０の間隔を調節した状態で固定させるために、前記締結リング１１０に支持バー１３０を結合させることができる。

このとき、前記単位スクリーン１００は両端に構成された一対の締結リング１１０が互いに対向する両面に支持バー１３０を結合させることができ、このとき、前記単位スクリーン１００の両端に構成された一対の締結リング１１０は、他の締結リング１１０よりも直径が広く形成されることができる。

一方、前記多段ウェッジスクリーン１０００は、前記単位スクリーン１００の締結溝１１１の配列間隔が、前記単位スクリーン１００ごとに異なる構造で形成することができる。

このとき、前記単位スクリーン１００の締結溝１１１の配列間隔Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を調節して、前記単位スクリーン１００のウェッジバー１２０の間のスリット間隔を調節することができる。

また、前記多段ウェッジスクリーン１０００は、前記単位スクリーン１００のウェッジバー１２０の厚さＴが前記単位スクリーン１００ごとに異なる構造で形成することができる。

このとき、前記単位スクリーン１００のウェッジバー１２０の厚さＴを調節して、前記単位スクリーン１００のウェッジバー１２０の間のスリット間隔を調節することができる。

また、前記単位スクリーン１００は、排水ユニットスクリーン１００−１、濃縮ユニットスクリーン１００−２、脱水ユニットスクリーン１００−３に区分されることができる。つまり、前記多段ウェッジスクリーン１０００は、単位スクリーンの一例として、排水ユニットスクリーン１００−１、濃縮ユニットスクリーン１００−２、脱水ユニットスクリーン１００−３を有する。

このとき、前記排水ユニットスクリーン１００−１のウェッジバー１２０の間のスリット間隔Ｄ１が一番に大きく、前記濃縮ユニットスクリーン１００−２のウェッジバー１２０の間のスリット間隔Ｄ２ が二番目に大きく、前記脱水ユニットスクリーン１００−３のウェッジバー１２０の間のスリット間隔Ｄ３が三番目に大きく形成される。

このとき、前記排水ユニットスクリーン１００−１は、汚水タンクで移送された家畜糞尿が流入され、流入方向の下流側に接続された前記濃縮ユニットスクリーン１００−２は、前記排水ユニットスクリーン１００−１で移送された家畜糞尿が流入され、その更に下流側に接続された前記脱水ユニットスクリーン１００−３は前記濃縮ユニットスクリーン（１００−２）から移送される家畜糞尿が流入される。

一方、前記排水ユニットスクリーン１００−１は、前記ウェッジバー１２０の間のスリット間隔Ｄ１が一番広く形成されて家畜糞尿の処理容量は一番高いが、固形糞に水分が一番多く含まれて固形糞の含水率は一番多く形成される。

また、前記濃縮ユニットスクリーン１００−２は、前記ウェッジバー１２０の間のスリット間隔Ｄ２が二番目に広く形成されて家畜糞尿の処理容量は二番目に高いが固形糞に水分が二番目に多く含まれて固形糞の含水率は二番目に多く形成される。

また、前記脱水ユニットスクリーン１００−３は、前記ウェッジバー１２０の間のスリット間隔Ｄ３が一番狭く形成されて家畜糞尿の処理容量は一番低いが固形糞で水分が一番少なく含有されて固形糞の含水率は一番少なく形成される。

図４は、本発明による多段ウェッジスクリーン１０００の原理を示した概念図である。

前記排水ユニットスクリーン１００−１は、家畜糞尿が流入された瞬間から、家畜糞尿が液と固形糞に分離され、処理容量が一番高いことが確認できる。

また、前記濃縮ユニットスクリーン１００−２は、家畜糞尿が液と固形糞に分離されている量が増大し、処理容量が二番目に高いことが確認できる。

また、前記脱水ユニットスクリーン１００−３は、家畜糞尿が液と固形糞に分離されている量が増大し、処理容量が一番低いことを確認することができる。

これにより、本発明による多段ウェッジスクリーン１０００が具備された固液分離機は、単位スクリーン１００のウェッジバー１２０の間のスリット間隔が、前記単位スクリーン１００ごとに異なることで、単位スクリーン１００ごとに前端圧力が異なるように分布して家畜糞尿の処理容量の最大化と固形糞の含水率の最小化という二つの課題を解決することができるという利点がある。

一方、前記締結溝１１１は、前記締結リング１１０の内周面にテーパーした締結テーパー面１１１−１と、前記締結テーパー面１１１−１の端部に曲率した締結曲面１１１−２とをさらに含み、前記ウェッジバー１２０は、前記締結テーパー面１１１−１に対応するウェッジテーパー部１２１と、前記締結曲面１１１−２に対応するウェッジ曲面部１２２とをさらに含むことができる。

すなわち、前記締結溝１１１とウェッジバー１２０は、三角柱構造で形成されて互いに接触結合されている面積を最大化することができる。

また、前記締結溝１１１は、長手方向の両面にラウンドされた構造で形成されているラウンド形状をさらに含むことができる。

前記ラウンド形状は前記締結溝１１１に摺動されるウェッジバー１２０が前記締結溝１１１の長手方向両面にぶつかる場合、前記締結溝１１１に案内する役割をする。

図５は、本発明による多段ウェッジスクリーンの製造方法を示す概略図である。

図５に示すように、本発明による多段ウェッジスクリーンの製造過程について説明することにする。

まず、単位スクリーン１００を製造する工程では、円筒形の構造の固定ジグＰに、内周面に円周方向に沿って多数の締結溝１１１が形成された複数の締結リング１１０をそれぞれ挿入し、前記締結リング１１０の締結溝１１１に多数のウェッジバー１２０を挿入し、結合して単位スクリーン１００を製造する。このとき、前記締結リング１１０の間に間隔を維持するために、前記締結リング１１０との間にそれぞれ円弧構造のスペーサー（図示せず）をさらに設置することができる。

次に、多段ウェッジスクリーン１０００を製造する工程では、前記の単位スクリーン１００を互いに長手方向に複数接続して多段ウェッジスクリーン１０００を製造する。

一方、前記単位スクリーン１００を製造する工程は、前記締結リング１１０の間隔を調節した状態で固定させるために、前記締結リング１１０に支持バー１３０を結合させる工程をさらに含むことができる。このとき、前記単位スクリーン１００は両端に構成された一対の締結リング１１０が互いに対向する両面に支持バー１３０を結合させることができ、このとき、前記単位スクリーン１００の両端に構成された一対の締結リング１１０は、他の締結リング１１０よりも直径が広く形成されることができる。

本発明は、前記した実施例に限定されず、適用範囲が多様さはもちろんのこと、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく、様々な変形実施が可能なことは勿論である。

１０００：本発明による多段ウェッジスクリーン
１００：単位スクリーン
１００−１：排水ユニットスクリーン
１００−２：濃縮ユニットスクリーン
１００−３：脱水ユニットスクリーン
１１０：締結リング
１１１：締結溝
１１１−１：締結テーパー面
１１１−２：締結曲面
１２０：ウェッジバー
１２１：ウェッジテーパー部
１２２：ウェッジ曲面部
１３０：支持バー
２００：固定ジグ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３：締結溝の配列間隔
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３：ウェッジバーの間のスリット間隔

Claims (1)

1. 長手方向に並べられ内周面に円周方向に沿って複数の締結溝が形成される複数の締結リングと、前記複数の締結リングの締結溝にそれぞれ締結される複数のウェッジバーとを含む単位スクリーンが互いに長手方向に複数個接続され、
   前記単位スクリーンのウェッジバーの間のスリット間隔が、前記単位スクリーンごとに異なっており、
   前記単位スクリーンは、排水ユニットスクリーン、濃縮ユニットスクリーン、脱水ユニットスクリーンに区分され、前記長手方向の一側から他側へ向かう汚水の移送方向の上流側から下流側へ、前記排水ユニットスクリーン、前記濃縮ユニットスクリーン、前記脱水ユニットスクリーンの各単位スクリーンがその順番で互いに接続されており、
   前記排水ユニットスクリーンのウェッジバーの間のスリット間隔が一番に大きく、前記濃縮ユニットスクリーンのウェッジバーの間のスリット間隔が二番目に大きく、前記脱水ユニットスクリーンのウェッジバーの間のスリット間隔が三番目に大きく形成されており、
   前記複数の締結溝は、溝深さ方向へ向けてテーパーした互いに対向する一対の締結テーパー面と、前記溝深さ方向の端部に形成された湾曲形状の締結曲面と、を含み、
   前記ウェッジバーは、前記一対の締結テーパー面に対応する形状のウェッジテーパー部と、前記締結曲面に対応する形状のウェッジ曲面部と、を含むことを特徴とする多段ウェッジスクリーン。