비금속 슬러지 수집기의 SPROCKET
SAV Hybrid Sprockets
I. 일본 Hitachi의 SAV Hybrid Sprockets
체인 플라이트의 **스프로킷(Sprocket)**은 일반적으로 치형과 보스가 일체형으로 제작된다.
그러나 과거 스테인리스 체인 또는 금속 체인을 사용할 경우, 스프로킷의 마모를 줄이기 위해 치형만 별도로 교체할 수 있도록 2종 이상의 재질을 결합한 하이브리드(Hybrid) 형식의 스프로킷이 개발되었다.
MAXCO Chain의 카탈로그에서는
**“SAV715 Hybrid Replaceable Tooth Sprocket”**에 대해 언급하고 있으며,
**“교체 가능한 개별 치(tooth)”**와
**“경화된 스테인리스강(예: 410 스테인리스강) 치형”**을 적용한다고 명시되어 있다.
국제특허 (US20110136606A1 – Chain Sprocket Mechanism – HITACHI)
Hitachi CATALOGUE
II. SAV Hybrid Sprockets의 복제품들
이후 이 기술은 핀란드 DEWA에 의해 비금속 체인 플라이트 시스템에 적용되기 시작하였다.
그러나 히타치의 원형 구조는
치형은 경화된 금속,
**스프로킷 보스 역시 강재(Steel)**로 제작되어
체인의 하중과 접촉압을 충분히 견딜 수 있는 구조였다.
반면, 치형이 비금속 재질로 변경되면서,
반복적인 **좌굴 하중(Buckling Load)**에 의해
치형에서 Crack(균열) 및 파손이 반복적으로 발생하는 문제가 나타나게 되었다.
이와 동일한 구조의 제품이 국내 T사에 의해 핀란드 DEWA 제품과 동일한 형태로 국내에 판매되고 있다.
핀란드 DEWA CATALOGUE
III. SAV Hybrid Sprockets의 개발된 계기는 ..
이러한 제품이 개발된 근본적인 계기는 다음과 같다.
체인의 하중이 치형을 파고들며 스프로킷을 마모시키고,
치형이 언더컷(Under-cut) 형태로 마모되면서
체인이 단락(Breakage)되는 현상이 반복적으로 발생하기 때문이다.
이는 **단일 수명 주기(Single Life)**에서 반복적으로 나타나는 현상이며,
일본에서는 이를 해결하기 위해 또 다른 방식의 체인 스프로킷 시스템이 개발되었다.
일본은 체인 재질로 **Acetal(아세탈)**을 사용하는데,
이는 슬러지 재활용 규제 강화로 인해 체인 재질에 대한 환경 규제가 적용되었기 때문이다.
그러나 고강성 POM(Acetal)의 신율은 약 15~30% 수준으로,
체인의 늘어남(연신)이 매우 크게 발생하는 문제가 있으며,
이를 대체하기 위한 신형 체인 및 스프로킷 기술에 특허가 집중되는 현상이 나타나게 된다.
SPROCKET 언더컷(Under-cut) 형태로 마모 에 의한 수집기 파손
IV. 노치(Notch) 체인 및 스프로킷 장치
일본에서 개발된 또 다른 형태의 기술은 **“노치(Notch) 체인 및 스프로킷 장치”**이다.
이 기술은 기존 체인에 노치(Notch)를 형성하고,
헤드 스프로킷에는 체인의 노치와 직접 접촉하도록 핀과 롤러를 구성하여
체인이 치형이 아닌 핀과 롤러에 먼저 접촉하도록 하는 구조이다.
이 방식은 치형 마모를 현저히 감소시키는 목적을 가진다.
그러나, 국제규격인 ASME 의제품과 호솬성 문제로 일본내에서만 적용되는 갈라파구스 기술이다.
일본의 노치(Notch) 체인 및 스프로킷 장치
노치(Notch) 체인 및 스프로킷 장치
|
(1) 일본 핵심 원천 특허 – Aquaintec 계열 ■ JP2006306349A ノッチチェーン及びスプロケット装置 (노치 체인 및 스프로킷 장치) ■ JP2008038902A 汚泥掻寄機用ノッチチェーンスプロケット装置 (슬러지 수집기용 노치 체인 스프로킷 장치) 🔹 핵심 내용 I. 체인 롤러 제거 구조 II. 노치 체인이 스프로킷 홈에 직접 슬라이딩 맞물림 III. 치형 모양이 “원형 톱니”가 아닌 “절결 홈형” IV. 슬러지·협잡물 끼임 방지 V. 부식·마모 저감 VI. 국제규격과 호환성 없음. | |
|
|
|
V. 노치 체인 및 스프로킷 장치 의 근본적인 해결 방안
이 문제는 다음 두 가지 기술을 적용함으로써 근본적으로 해결 가능하다.
체인의 인율(늘어남)을 현저히 감쇠시키는 고강성 체인 재질
스프로킷에 SAVE RIM 구조를 적용한 ASME 규격 스프로킷
SAVE RIM 구조를 적용한 ASME 스프로킷은
일본이나 히타치의 복잡하고 변칙적인 구조의 기술을 적용하지 않더라도,
부산 강변하수처리장에서 12년 이상 운전 후에도 새것과 같은 치형을 유지하며,
이상 마모가 전혀 발생하지 않은 실증 사례가 존재한다.
즉, SAVE RIM 구조 자체만으로도 기존 모든 마모·파손 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 구조임이 입증되었다.
기술의 적용과 개발은 그 제품의 특성과 원리를 정확히 파악 하여 개발 해야 장기간, 그리고 지속적인 제품의 개발이 가능하다.
ASME 표준 DOUBLE LIFE SPROCKET 치형 의 마모도
"과학적 사고를 바탕으로,
국민건강에 안전하고,
지속가능한 기술 개발을 통한,
고객은 Needs를 만족 시키며,
고객만족을 최고의 목표로 지향하는,
링콘테크놀로지 입니다."