KR100283682B1 - 열풍건조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열풍 건조장치에 관한 것으로, 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지를 건조시키면서 자원화할 수 있도록 하기 위하여 2중이나 3중으로 형성한 가열로에 의해 연소되는 에너지의 효율을 높일 수 있도록 하는 동시에 외부 가열로를 통해 유입되는 공기에 의해 가열기의 냉각이 효율적으로 이루어지도록 하고,
3중의 회전통으로 형성된 건조기에서는 음식물 쓰레기가 와류하면서 진행하도록 하여 내부의 제 3 회전통에서는 음식물 쓰레기의 수분의 증발 및 악취의 제거가 이루어지며 제 2 및 제 1 회전통에서는 건조물의 함수율이 균일해지도록 하고, 싸이클론의 원심력 집진기를 최종적으로 경유하도록 함으로써 건조물의 수분함량이 60% ∼10% 까지 조절할 수 있으며 시간당 2 톤∼ 10 톤 까지 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지 처리가 가능하도록 한 것이다.

Description

열풍 건조장치 {Hot wind drying apparatur}
본 발명은 연속식 열풍 건조장치에 관한 것으로써, 2중이나 3중의 가열로에 의해 에너지의 효율을 높이도록 한 가열기와, 3중의 회전통으로 형성하여 음식물 쓰레기의 수분의 증발과 악취 제거 및 함수율의 균일화가 이루어지는 건조기와, 싸이클론의 원심력 집진기를 경유하도록 하여 최소의 비용으로 자원화할 수 있도록 한 열풍 건조장치에 관한 것이다.
일반적으로 일반 가정이나 음식점에서 먹다 남은 음식물 쓰레기가 많이 배출되고 있으며 농수산물 유통센터 등에서도 많은 농산물 슬러지가 배출되어 이를 소각시키거나 매립시키는 데에 다이옥신 및 침출수 배출로 인해 우리의 생활환경이 매우 심각하게 파괴되고 있음은 이미 잘 알려진 사실이다.
그러므로 종래에는 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지 건조기를 수분조절제를 투입하는 방식에 의하거나 또는 일정한 양씩 건조시키는 배치(Batch) 방식에 의하여 건조시키는 상태이므로, 건조까지의 시간이 많이 걸리고, 그에 따른 처리비용이 많이 소요되며 별도의 악취방지시설이 필요함은 물론, 음식물 쓰레기나 농산물 슬러지를 건조시킨다 하더라도 그 함수율 조정이 매우 높아 건조의 효과가 낮았다.
그러므로 이와 같은 종래의 단점을 보완하기 위하여 가열로의 내부에 열원을 공급함으로써 그 열원을 이용하여 음식물 쓰레기나 농산물 슬러지를 건조하도록 구성하였다.
그러나 상기와 같은 종래의 가열로의 내부에 열원을 직접 공급하는 가열방식에 의하여서는 가열로 외부의 온도가 상승하여 작업자의 작업환경이 고열로 그로 인하여 작업능률이 저하되고, 작업장의 고열로 인한 사고의 위험이 늘 도사리고 있는 등의 단점이 있었다.
다른 일례로서, 실용신안공보 공고번호제97-5014호의 건조기의 건조장치는 길이와 내경을 달리하는 고정외통내에 중간통과 그리고 이 중간통내에 다시 내통을 순차적으로 결합하여 중간통과 내통이 서로 반대방향으로 회동되도록 이들의 선단으로 환설한 체인기어를 구동모우터와 체인으로 연동시키고 상기 내통의 후단과 또 고정외통의 선단측 상부로 관착되고 그 일단이 고정외통의 외주부에 나선상으로 권착되는 재연소관에 각기 버어너를 장착하여 재연소관의 단부를 연돌로 구성함과 동시에 상기 중간통과 내통의 외주부는 다수개의 지지간으로 지지된 봉상의 좌우스크루에 일정한 간격을 갖고 경사지게 관착시킨 교반날개판에 의해 홉퍼를 통한 폐기물질을 이송부에서는 우방향으로 이송교반시키고 또 낙하구로부터 낙하된 폐기물질은 다시 이송부에서는 좌방향으로 이송교반시켜 주되 내통의 낙하구에서 중심이송부로 유입되는 폐기물질은 내주벽부에 배설한 우스크루와 이 우스크루의 익편과의사이에 돌설한 다수개의 교반편에 의해 토출구 방향으로 이송교반 되어지면서 감량상태로 건조하게 하며, 상기 홉퍼에는 모우터에 의해 작동하는 분쇄로울러를 구비한 것으로서, 이와같은 건조장치는 복잡한 구성으로 이루어져 있으므로 여러 제작공정을 거쳐야 하고 다수의 작업인원이 소요되며, 원가상승의 요인이 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 발명된 것으로서, 최소의 에너지비용으로 빠른 시간에 자원화하여 환경오염을 방지할 수 있도록 한 열풍 건조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 가열로 외부의 높은 열을 별도의 보온재를 사용하지 않고 재활용하면서 외부의 온도가 높지 않도록 하여 위험성이 적어지도록 하는 동시에 연료비 감소 및 환경을 오염시키는 요인들을 감소시키도록 함을 다른 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 함수율 85%∼90% 의 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지가 가열로의 열풍 및 회전하는 건조기에서 수분조절제 투입없이 연속으로 건조되어 나오도록 하여 함수율 60%∼10%까지로 조절이 가능하고 처리용량이 시간당 10톤까지 건조시킬 수 있도록 한다.
상기의 건조를 수행하는 중에 발생되는 악취를 포집하여 가열로에서 750℃의 열로 연소시키도록 한다.
도 1은 본 발명의 전체적인 외관을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가열로의 구성을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 건조기의 상세한 구성을 나타낸 단면도.
도 4의 (가) 내지 (다)는 본 발명의 회전통의 구성을 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가열로의 구성을 나타낸 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 간단한 설명 *
1 : 가열기 2 : 버너
5 : 격벽 11 : 건조기
15 : 제 1 회전통 9 : 제 2 회전통
20 : 제 3 회전통 22 : 원심력 집진기
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 열풍 건조장치의 외관을 나타낸 것으로,
일측에 버너(2)를 설치한 가열기(1)의 상면에는 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지를 투입하기 위한 호퍼(3)를 설치하고,
상기 가열기(1)의 하단에는 공기공급구(4)를 설치하고,
상기 가열기(1)로 부터 가열된 공기와 함께 이동하는 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지가 이송되는 건조기(11)는 일측의 가이드 롤러(12)(12´)에 의해 회전가능하게 지지되면서 타측에는 모터(13)에 연결된 체인벨트(A)에 의해 롤러(14,14´)가 같이 회전하며 이 롤러(14,14´)에 외주면(16)이 접하는 제 1 회전통(15)의 내부를 와류하면서 이동하도록 하고,
상기 건조기(11)에서 토출구(17)를 통해 토출되며 건조된 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지는 상기의 토출구(17)에 일부가 끼워진 유입구(21)를 통해 싸이클론의 원심력 집진기(22)로 전달되어 물기가 건조된 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지가 토출되도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가열기의 구성을 도시한 것으로서,
버너(2)가 일측에 설치된 가열기(1)의 상면에는 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지를 투입하기 위한 호퍼(3)를 설치하면서 하단에는 외부로 부터 유입되는 공기의 악취를 포집하여 냄새를 제거하기 위한 악취 포집기(10)(10a)가 구비된 공기공급구(4)를 설치하고,
상기 가열기(1)의 내부에는 철판과 내화벽돌로 축조된 격벽(5)을 원주상으로 설치하여 하단의 공기공급구(4)에서 팬(4a)에 의하여 강제로 이송되는 공기에 의해 내화벽돌 외부의 높은 열을 내부로 전달하여 기계가 요구하는 온도를 달성하기 위하여 연소하는 연료의 사용량을 줄여주는 동시에 외부 가열로(6)를 통하여 앞쪽으로 이동하는 공기가 버너(2)의 열을 전달받는 격벽(5)의 외부 발생열을 식혀 내화벽돌 상,하부의 온도차를 줄여 수명을 연장시킬 수 있도록 하고,
상기 외부 가열로(6)를 통해 앞쪽으로 이동한 공기는 연결로(7)를 통하여 내부 가열로(8)로 이동하여 뒤쪽으로 이동하는 중에 버너(2)의 직접 열에 의해 완전히 데워지도록 하고,
상기의 데워진 공기는 호퍼(3)를 통하여 적절한 양씩 계속 공급되는 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지와 같이 이동하는 중에 건조되어 타측의 토출구(9)를 통해 토출되도록 한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 건조기와 회전통의 구성을 도시한 것으로서,
상기의 가열기(1)의 토출구(9)에 일측 유입구(18)의 일부가 끼워지며 일측이 가이드 롤러(12)(12´)에 의해 회전 가능하게 지지되는 건조기(11)의 타측에는 모터(13)에 연결된 체인벨트(A)에 의해 구동되는 롤러(14,14´)가 외주면(16)과 접하는 제 1 회전통(15)이 회전하도록 하고,
내면에 교반날개(15a)를 지그재그로 돌출형성한 상기 제 1 회전통(15)의 내부에는 내면과 외면에 각각 교반날개(19b)(19c)를 지그재그로 돌출형성한 제 2 회전통(19)을 지지간(19a)을 통하여 결합하고,
상기 제 2 회전통(19)의 내부에는 내면과 외면에 각각 교반날개(20b)(20c)를 지그재그로 돌출형성한 제 3 회전통(20)을 지지간(20a)을 통하여 결합함으로써 상기의 가열기(1)로 부터 데워진 공기와 같이 공급되는 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지가 토출구(9)에 끼워진 유입구(18)를 통하여 건조기(11)의 내부로 전달되면 상기 모터(13)와 연결된 체인벨트(A)에 의해 구동되는 롤러(14,14´)와 타측 외주면(16)이 접하는 제 1 회전통(15)의 내부에 지지간(19a)(20a)을 통하여 차례로 결합된 제 2 회전통(19)과 제 3 회전통(20)이 같이 회전하는 상태이므로 중앙에서 회전하며 내면에 원주상으로 다수의 교반날개(20b)(20c)를 지그재그로 돌출형성한 제 3 회전통(20)에서 와류하면서 이동하고,
상기 제 3 회전통(20)의 끝까지 이동한 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지는 끝단의 공간을 통하여 상기 제 3 회전통(20)의 외부에 위치하는 제 2 회전통(19)에서 상기 제 3 회전통(20)의 외면에 형성한 교반날개(20c) 및 제 2 회전통(19)의 내면에 돌출형성한 교반날개(19c)에 의해 와류하면서 이동하도록 하고,
상기 제 2 회전통(19)의 끝까지 이동한 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지는 끝단의 공간을 통하여 상기 제 2 회전통(19)의 외부에 위치하는 제 1 회전통(15)에서 제 2 회전통(19)의 외면에 형성한 교반날개(19c) 및 제 1 회전통(15)의 내면에 돌출형성한 교반날개(15a)에 의해 와류하면서 이동하도록 하고,
상기 건조기(11)의 제 3 내지 제 1 회전통(20)(19)(15)에서 데워진 공기와 같이 이동하는 중에 건조된 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지는 토출구(17)에 일부가 끼워진 유입구(21)를 거쳐 싸이클론의 원심력 집진기(22)로 공급되어 공기와 분리되어 토출되도록 한다.
이와 같이 구성한 본 발명의 열풍 건조장치는 버너(2)의 열이 공급되는 가열기(1)의 내부에 철판과 내화벽돌의 격벽(5)을 설치하여 열원확보 및 에너지 비용절감이 가능하도록 한다.
그리고 상기 격벽(5)에 의해 가열기(1)가 외부 가열로(6)와 내부 가열로(8)의 2중으로 분리되도록 하면서 철판과 내화벽돌의 격벽(5)에 전달되는 높은 열이 공기 공급구(4)를 통하여 외부로 부터 강제로 공급되는 공기를 1차로 예열시킬 수 있도록 함으로써 원하는 온도를 적은 양의 연료를 사용하면서 얻을 수 있게 된다.
즉, 격벽(5)의 내화벽돌 뒷면에 존재하는 고온의 공기를 내부 가열로(8)로 끌어들여 그 열을 재활용하도록 한다.
상기의 외부 가열로(6)에서 예열되는 공기는 가열기(1)를 냉각시켜 주는 효과도 뛰어나 가열기(1)의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.
또한 가열기(1)의 모양이 원기둥을 뉘워 놓은 형태이므로 가열기(1) 내부에서 상부와 하부의 온도 차이가 있어 격벽(5)을 구성하는 내화벽돌의 수명도 하부보다 상부의 것이 수명이 짧아질 수 있지만, 외부 가열로(6)에 공기를 강제로 공급하면서 내부에서 상부와 하부의 온도차이를 줄여주어 가열기(1)의 수명이 많이 연장된다.
그리고 내부에서 발생되어 외부로 누출되는 악취도 연소시키게 된다.
상기의 가열기(1)에서 충분한 온도로 데워진 공기는 호퍼(3)를 통해 투입되는 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지와 한께 건조기(11)로 이동하는 중에 건조된다.
즉 가열기(1)로 부터 데워진 공기와 같이 공급되는 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지가 토출구(9)에 끼워진 유입구(18)를 통하여 건조기(11)의 내부로 전달되면 상기 모터(13)와 연결된 체인벨트(A)에 의해 구동되는 롤러(14,14´)와 타측외주면(16)이 접하는 제 1 회전통(15)의 내부에 지지간(19a)(20a)을 통하여 차례로 결합된 제 2 회전통(19)과 제 3 회전통(20)이 같이 회전하는 상태이므로 중앙에서 회전하며 내면에 원주상으로 다수의 교반날개(20b)(20c)를 지그재그로 돌출형성한 제 3 회전통(20)에서 와류하면서 이동함으로써 처음 투입되는 수분을 많이 함유한 음식물 찌꺼기의 수분을 증발시키면서 악취를 연소시켜 제거하게 된다.
상기 제 3 회전통(20)의 끝까지 이동한 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지는 끝단의 공간을 통하여 상기 제 3 회전통(20)의 외부에 위치하는 제 2 회전통(19)에서 상기 제 3 회전통(20)의 외면에 형성한 교반날개(20c) 및 제 2 회전통(19)의 내면에 돌출형성한 교반날개(19c)에 의해 와류하면서 이동하도록 하고,
상기 제 2 회전통(19)의 끝까지 이동한 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지는 끝단의 공간을 통하여 상기 제 2 회전통(19)의 외부에 위치하는 제 1 회전통(15)에서 제 2 회전통(19)의 외면에 형성한 교반날개(19c) 및 제 1 회전통(15)의 내면에 돌출형성한 교반날개(15a)에 의해 와류하면서 이동하도록 함으로써 제 3 회전통(20)에서 건조된 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지가 함수율의 차이에 의해 함수율이 낮은 것은 빨리 건조되면서 함수율이 높은 것은 늦게 건조되어 최종적으로 배출되는 건조물의 함수율을 균일하게 이루어질 수 있도록 한다.
상기의 최종 배출되는 건조물의 함수율은 건조기(11)의 내부에 설치되는 교반날개인 교반날개(20b)(20c)(19b)(19c)(15a)의 각도와 열풍의 압력 및 열풍의 온도 등에 의해 상호 연관관계를 갖고있어 이들의 상태를 조절하면서 함수율을 조절할 수 있으며, 함수율이 적은 종이나 비닐류 등도 건조기 내부에서 발화되지 않고 그대로 배출되게 된다.
그리고 상기 건조기(11)의 제 3 내지 제 1 회전통(20)(19)(15)에서 건조된 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지는 토출구(17) 및 유입구(21)를 통하여 다음의 싸이클론의 원심력 집진기(22)를 경유하는 중에 공기와 분리되어 토출되도록 한다.
도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가열기의 구성을 나타낸 것으로서,
버너(24)가 일측에 설치된 가열기(23)의 상면에는 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지를 투입하기 위한 호퍼(25)를 설치하면서 하단에는 공기를 공급하기 위한 공기공급구(26) 및 열원 공급구(27)를 설치하고,
상기 가열기(23)의 내부에는 철판으로 이루어진 제 1 격벽(28), 철판 및 내화벽돌로 축조된 제 2 격벽(29)을 원주상으로 설치하여 하단의 공기공급구(26)에서 팬(30)에 의하여 강제로 이송되는 공기가 외부 가열로(31)를 통하여 뒤쪽으로 이동하는 중에 제 1 격벽(28)의 열에 의해 1차 예열되면서 에너지의 낭비 및 냉각 효과를 갖도록 하고,
상기 외부 가열로(31)의 끝단에서 중간 가열로(32)로 이동하여 철판 및 내화벽돌로 축조된 제 2 격벽(29)에 의한 열과 열원 공급구(27)를 통해 공급되는 열에 의해 재차 예열되어 에너지의 낭비를 줄이도록 하고,
상기 중간 가열로(32)의 뒤쪽에서 앞쪽으로 이동한 공기는 내부 가열로(33)에서 버너(24)의 열을 직접 전달받으면서 완전히 데워지도록 하여도 무방하다.
따라서 본 발명의 열풍 건조장치에 의하여서는 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지를 건조시키면서 자원화할 수 있도록 하기 위하여 2중이나 3중으로 형성한 가열기에 의해 연소되는 에너지의 사용량을 줄일 수 있도록 하는 동시에 외부 가열로를 통해 유입되는 공기에 의해 가열기의 냉각이 효율적으로 이루어지도록 하고, 3중의 회전통으로 형성된 건조기에서는 음식물 쓰레기가 와류하면서 진행하도록 하여 내부의 제 3 회전통에서는 음식물 쓰레기의 수분의 증발 및 악취의 제거가 이루어지며 제 1 및 제 2 회전통에서는 건조물의 함수율이 균일해지도록 하고, 싸이클론의 원심력 집진기를 최종적으로 경유하도록 함으로써 건조물의 수분함량이 60% ∼10% 까지 조절할 수 있으며 시간당 2 톤∼ 10 톤 까지 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지 처리가 가능하도록 한 것이다.

Claims (4)

  1. 제1회전통, 제2회전통과 제3회전통으로 구성되어 있고, 일측의 가이드롤러(12)(12')에 의해 회전가능하게 지지되면서 모터(13)와 연결된 체인벨트(A)에 의해 구동되는 롤러(14)(14')가 제1회전통의 타측 외주면에 접하면서 회전하도록 설치되어 있고 제2회전통과 제3회전통의 내,외주면에 교반날개(19b)(19c)(20b)(20c)가 형성되어 있으며, 호퍼(3)(25)로 투입된 폐기물이 버너(2)(24)의 열풍에 의해서 건조되어 건조된 폐기물이 토출구(17)를 통하여 배출되도록 구성한 건조기가 설치된 열풍건조장치에 있어서,
    가열기(1)에 건조기(11)가 연결되도록 설치되어있고, 상기 건조기(11)의 토출구(17)에 유입구(21)의 일부가 끼워지도록 싸이클론의 원심력집진기(22)를 연결하여서 구성됨을 특징으로 하는 열풍건조장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기의 가열기는 버너(2)를 일측에 설치하면서 상면에는 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지를 투입하기 위한 호퍼(3)를 설치하면서 하단에는 악취 포집기(10)(10a)를 구비한 공기공급구(4)를 설치하고,
    상기 가열기(1)의 내부에는 철판과 내화벽돌로 축조된 격벽(5)을 원주상으로 설치하여 하단의 공기공급구(4)에서 팬(4a)에 의하여 강제로 이송되는 공기가 외부 가열로(6)를 통하여 앞쪽으로 이동하도록 하고,
    상기 외부 가열로(6)에서 연결로(7)를 통하여 내부 가열로(8)로 이동한 공기가 버너(2)의 직접 열에 의해 데워져 호퍼(3)를 통하여 계속 공급되는 음식물 쓰레기 및 농산물 슬러지와 같이 이동하는 중에 건조시키면서 악취도 연소시켜 타측의 토출구(9)를 통해 토출되도록 하는 열풍 건조장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기의 가열기는 버너(24)가 일측에 설치된 가열기(23)의 상면에는 호퍼(25)를 설치하면서 하단에는 공기공급구(26) 및 열원 공급구(27)를 설치하고,
    상기 가열기(23)의 내부에는 철판으로 이루어진 제 1 격벽(28), 철판 및 내화벽돌로 축조된 제 2 격벽(29)을 원주상으로 설치하여 하단의 공기공급구(26)에서 팬(30)에 의하여 강제로 이송되는 공기가 외부 가열로(31)를 통하여 뒤쪽으로 이동하면서 예열되도록 하고,
    상기 외부 가열로(31)의 끝단에서 중간 가열로(32)로 이동하여 철판 및 내화벽돌로 축조된 제 2 격벽(29)에 의한 열과 열원 공급구(27)를 통해 공급되는 열에 의해 재차 예열되도록 하고,
    상기 중간 가열로(32)의 뒤쪽에서 앞쪽으로 이동하면서 예열된 공기는 내부 가열로(33)에서 버너(24)의 열을 직접 전달받으면서 완전히 데워지도록 한 열풍 건조장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 건조기(11)는 상기 가열기(1)의 토출구(9)에 유입구(18)가 끼워지며 교반날개(15a)(19b)(19c)(20b)(20c)의 각도에 따라 투입에서부터 배출까지의 시간이 조절되며 그에따라 함수율의 조절이 가능하도록 내면에 교반날개(15a)가 지그재그로 돌출형성한 제1회전통(15)의 내부의 일측과, 내면과 외면에 각각 교반날개(19b)(19c)가 지그재그로 돌출형성된 제2회전통(19)의 일측이 연결되도록 지지간(19a)이 결합되어 있고, 상기 제2회전통(19)의 내부의 타측과, 내면과 외면에 각각 교반날개(20b)(20c)가 지그재그로 돌출 형성된 제3회전통(20)의 일측이 연결되도록 지지간(20a)이 결합되어서 제1, 2, 3회전통(15)(19)(20)이 동시에 동일방향으로 회전되도록 구성한 것을 특징으로 하는 열풍건조장치.
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