KR100428435B1 - 수분함유물 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 남은 음식물, 축산분뇨, 잉여슬러지 등의 수분함유물을 건조처리하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간접열 건조방식인 스팀, 온수, 온풍, 열매체 등의 간접가열방식을 사용할 때 발생하는 손실열을 최소화할 수 있고, 기존 로터리킬른 방식과 같이 직화열을 사용하면서 발생될 수 있는 화재나 폐열의 손실을 복사열로 교환하여 사용함으로써 방지하며, 원물질을 탈수할 필요가 없어 폐수발생이 없으며, 나아가 처리된 조성물질은 사료나 퇴비로 재활용할 수 있도록 하는 수분함유물 건조방법 및 그 장치에 관한 것이다.

본 발명은 회전가능하게 설치되는 건조드럼, 상기 건조드럼에 열기를 공급하여 가열시키는 연소로, 상기 건조드럼에서 발생하는 수증기를 배출시키도록 건조드럼상에 연통 설치되는 수증기 배출덕트, 및 수증기 배출덕트로부터 배출된 수증기 및 폐진을 정화시키는 집진기를 포함하는 로터리킬른방식의 건조장치에 있어서,

상기 건조드럼을 통해 1차적으로 건조된 물질을 2차적으로 완전건조되도록 건조드럼의 다음 단계로 연계 구성되는 원형건조로(60), 건조중 화재를 방지하기 위해 건조드럼상에 설치되는 스프링클러(48), 전열 표면적이 최대화 되도록 데크플레이트 구조로 형성되는 연도(41) 및 복사판(42), 퍼올린 쓰레기가 건조드럼 내벽 방향으로 낙하되도록 2중으로 설치되는 이송날개(46)(46a), 및 상기 연도의 변형을 방지하도록 연도 지지바의 끝단에 설치되는 텐션바(45)를 포함하는 구성을 특징으로 한다.

Description

수분함유물 건조장치{Drying management mechanism for garbage}

본 발명은 남은 음식물, 축산분뇨, 잉여슬러지 등의 수분함유물을 건조처리하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간접열 건조방식인 스팀, 온수, 온풍, 열매체 등의 간접가열방식을 사용할 때 발생하는 손실열을 최소화할 수 있고, 기존 로터리킬른 방식과 같이 직화열을 사용하면서 발생될 수 있는 화재나 폐열의 손실을 복사열로 교환하여 사용함으로써 방지하며, 원물질을 탈수할 필요가 없어 폐수발생이 없으며, 나아가 처리된 조성물질은 사료나 퇴비로 재활용할 수 있도록 하는 수분함유물 건조방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 가정, 식당, 음식물 가공공장에서 발생하는 음식물쓰레기나 축산분뇨 또는 오폐수의 잉여슬러지는 소각처리하는 방법, 건조 및 분쇄처리하는 방법, 발효과정을 거쳐 비료나 사료로 재활용하는 방법, 및 미생물을 이용하여 분해 소멸시키는 방법 등으로 처리되고 있는 실정이다.

그러나 소각시에는 소각에 따른 많은 에너지를 필요로 하여 제경비가 많이 소요되는 문제점과 더불어 『다이옥신』과 같은 유독가스의 필연적인 발생으로 인체에 치명적인 영향을 끼치게 되는 문제점이 있었고, 사료나 비료로 재활용하는 방법은 염분이나 이물질이 다량 함유되어있어 적합하지 못하였고, 건조방식은 인체에 유해한 폐가스 및 폐수의 배출 등에 따른 2차 오염 문제가 야기되고 있고, 발효방식이나 기존 소멸방식에 있어서는 미생물이 유기물을 분해시 발생되는 심한 악취로인해 사용이 기피되고 있는 실정이다.

또한 상기 방법을 통한 처리물은 사료나 비료로 재활용할 수 없는 상태나 성질일 경우 방치나 재폐기되는 것에 의해 악취발생 등 환경오염의 악순환을 되풀이하는 문제점도 있었다.

이러한 문제점을 감안한 종래의 방법중 통상적으로 선호되고 있는 로터리킬튼방식의 일예를 도 1을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이 로터리킬른방식은 직화열을 이용한 건조처리 방법으로서 롤러(5)상에 설치되어 모터에 의해 회전가능토록 설치되는 건조드럼(1), 상기 건조드럼에 열기를 공급하도록 연도(2a)를 구비하는 연소로(2), 상기 건조드럼(1)에서 발생하는 수증기를 배출시키도록 건조드럼의 전후단에 연통 설치되는 수증기 배출덕트(3), 및 배출덕트로부터 배출된 수증기 및 폐진을 정화시키는 집진기(4)로 대별되는 구성이다.

이러한 구성에 의해 건조드럼(1)이 회전되는 상태에서 연소로(2)의 직화열이 상기 건조드럼을 가열시키게 되면 건조드럼(1)의 내벽에 형성된 이송날개(1a)의 작용으로 교반 및 이송되는 과정에서 투입된 물질이 건조되고, 건조과정에서 발생되는 수증기나 폐진은 수증기 배출덕트(3)를 통해 배출되어 집진기(4)를 통해 정화되고 건조된 조성물은 그 성질에 따라 폐기 또는 퇴비나 사료로의 재활용을 결정하게 된다.

그런데 이러한 로터리킬른방식의 건조처리방법은 다음과 같은 여러 문제점을 안고 있었다.

즉 건조드럼을 통해 완전건조시키는 것이 쉽지 않고, 연소로의 온도에 따라 투입된 물질이 발화되어 화재를 발생할 수 있으며, 투입된 물질이 연도에 직접 닿거나 직화열에 의해 타거나 눌게 되는 현상이 있으며, 건조드럼이 단열구조가 되지 않아 많은 열을 허비함과 함께 건조정도가 일정하지 않게 되며, 특히 건조과정에서 발생되는 폐열을 재이용할 수 없어 에너지 낭비를 초래하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 로터리킬른 방식이 안고 있는 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 마지막 폐열까지를 회수 재활용할 수 있어 경제적이고, 전열 표면적을 극대화함으로써 효율적인 열관리가 가능하며, 건조중 발화되어 탄화되는 현상을 방지하며, 특히 1회의 사이클에 의해 완전건조가 이루어질 수 있으며, 최종 건조물을 재차 분쇄시켜 균질의 조성물을 얻을 수 있는 수분함유물 건조장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 건조장치는 회전가능하게 설치되는 건조드럼, 상기 건조드럼에 열기를 공급하여 가열시키는 연소로, 상기 건조드럼에서 발생하는 수증기를 배출시키도록 건조드럼상에 연통 설치되는 수증기 배출덕트, 및 수증기 배출덕트로부터 배출된 수증기 및 폐진을 정화시키는 집진기를 포함하는 로터리킬른방식의 건조장치에 있어서, 상기 건조드럼을 통해 1차적으로 건조된 물질을 2차적으로 완전건조되도록 추가 구성되는 원형건조로, 건조중 화재를 방지하기 위해 건조드럼상에 설치되는 스프링클러, 전열 표면적이 최대화 되도록 데크플레이트 구조로 형성되는 연도 및 복사판, 퍼올린 쓰레기가 건조드럼 내벽 방향으로 낙하되도록 하는 2중의 이송날개, 및 상기 연도의 변형을 방지하도록 연도 지지바의 끝단에 설치되는 텐션바를 포함하는 구성을 특징으로 한다.

상기 구성으로 된 본 발명은 복수개가 연계 구성된 건조드럼에서 건조된 후 그 폐열을 이용하여 원형건조부를 통해 완전건조 및 분쇄가 이루어지고, 건조드럼의 건조작업이 완료되면 스프링클러를 통해 물이 분사되어 진화시킬 수 있으며, 연도 및 복사판이 데크플레이트 구조로 되어 있어 전열 표면적이 극대화되어 열효율이 극대화되며, 최종 원형건조부의 폐열이 연소부로 회수 재사용됨으로써 에너지 절감이 가능하게 된다.

도 1은 종래의 건조장치를 개략적으로 나타내는 단면 구성도,

도 2는 본 발명의 단면을 취한 전체적인 평면 구성도,

도 3은 본 발명의 상세 정단면도,

도 4는 본 발명에 따른 연소로의 상세 단면도,

도 5는 본 발명의 구동상태를 나타내는 측단면도,

도 6은 본 발명의 건조드럼 내부를 사시형태로 나타내는 개략도,

도 7은 본 발명에 따른 원형건조로의 정단면 구성도,

도 8은 도 7의 평면구성도,

도 9는 본 발명에 따른 연도 및 복사판의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10: 전처리부 11: 저장호퍼

12: 이물질 선별기 13: 분쇄기

14: 투입호퍼 15,52: 투입 컨베이어

20: 발화부 21: 버너

22: 연소로 23: 화염 유도관

24: 투시창 25: 온도계

26: 에어벤트 27: 롤러

28: 에어팬 30: 구동부

31: 레일 32: 롤러

33: 회전풀리 34: 벨트

35: 구동모터 40,40’: 건조드럼

41: 연도 42: 복사판

43: 프레임 44: 지지바

45: 텐션바 46,46a: (2중) 이송날개

47: 고정바 48: 스프링쿨러

49: (수증기)배출덕트 50,75,77: 블로워

51,76: 집진기 52: 스프링클러

53: (화염)연결통로 54: 열결 컨베이어

60: 원형건조로 61: 격벽

62: 내통 63: 외통

65: 열기 유입구 66: 폐열 배출구

67: 투입구 68: (수증기)배출구

69: 교반 제어판 70: 커터

71: 교반기 72: 샤프트

73: 모터 74: 배출구

78: 폐열 회수관 79: 내화벽돌

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명의 실시예를 상술한다.

도 2는 본 발명의 단면을 취한 전체적인 평면 구성도, 도 3은 본 발명의 상세 정단면도, 도 4는 본 발명에 따른 연소로의 상세 단면도, 도 5는 본 발명의 구동상태를 나타내는 측단면도, 도 6은 본 발명의 건조드럼 내부를 사시형태로 나타내는 개략도, 도 7은 본 발명에 따른 원형건조로의 정단면 구성도, 도 8은 도 7의 평면구성도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 수분함유물 건조장치는 전처리부(10), 연소부(20), 1,2차 건조드럼(40)(40’), 구동부(30) 및 3차 원형건조로(60)로 대별된다.

전처리부(10)는 수거된 쓰레기를 저장시키는 저장호퍼(11), 저장된 쓰레기에 포함된 이물질을 선별시키는 선별기(12), 선별된 쓰레기를 분쇄시키는 분쇄기(13),및 분쇄된 쓰레기를 투입 공급시키는 투입호퍼(14), 및 투입호퍼에 연결되는 투입 컨베이어(15)를 포함한다.

연소부(20)는 버너(21), 내화벽돌(79)로 형성된 연소로(22), 연소로의 화염을 건조드럼 내로 안내하는 화염유도관(23), 연소로의 연소상태를 확인하는 투시창(24), 연소열을 체크하는 온도계(25), 연소로의 폭발을 방지하기 위한 에어벤트(26), 및 연소로를 이동가능하게 지지시키도록 레일상에 설치되는 롤러(27)를 포함한다.

건조드럼(40)(40’)은 상기 연소부(20)의 화염유도관(23)에 연결되는 장방형의 연도(41), 연도를 이격 커버하는 복사판(42), 건조드럼을 축설 지지시키는 프레임(43), 연도를 건조드럼 내에 지지시키는 지지바(44), 지지바를 완충시키도록 지지바의 끝단에 설치되는 텐션바(45), 건조드럼의 내벽에 소정 각도로 설치되어 투입된 쓰레기를 점차적으로 이송시키는 2중의 이송날개(46)(46a), 상기 이송날개(46a)를 설치시키는 고정바(47), 건조드럼의 외벽을 통해 설치되는 스프링클러(48), 양측 프레임(43)에 연통 설치되는 수증기 배출덕트(49), 배출덕트에 연결되는 배기팬(50), 배기팬으로 배출된 물질을 정화처리하는 집진기(51), 및 건조처리물을 원형건조로에 투입시키는 투입 컨베이어(52)를 포함한다.

구동부(30)는 건조드럼(43)의 외벽에 감함되는 레일(31), 레일을 지지시키는 롤러(32), 건조드럼의 일측에 감함 설치되는 회전풀리(33), 회전풀리에 벨트(34)로 연결되는 구동모터(35)를 포함한다.

상기 연도(41) 및 복사판(42)은 데크플레이트 구조로 절곡된 형상이고 소정길이를 지닌 다수개가 틈새를 형성하는 상태로 연결된다.

상기 복사판(42)은 1차 건조드럼(40)에만 설치시키는 것이 바람직하다.

또한 상기 구동부(30)의 회전풀리(33)는 기어인 것이 바람직하고, 벨트(34)는 기어체인인 것이 바람직하다.

또한 상기 연도(41) 및 복사판(42)은 도 9에 도시된 바와 같이 원형 단면을 취하는 것도 가능하고, 사각 단면을 취하는 등 다각형 단면을 취하는 것도 가능하다.

한편 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 원형건조로(60)는 격벽(61)을 중심으로 내통(62)과 외통(63)으로 이루어진 건조드럼(64), 건조드럼의 하방에 형성된 열기유입구(65) 및 하단에 형성된 폐열 배출구(66), 건조드럼의 상단에 형성되는 건조물질 투입구(67) 및 수증기 배출구(68), 건조드럼의 내벽 상단에 설치되는 교반제어판(69) 및 하단에 설치되는 커터(70), 상기 커터(70)와 접하도록 커터의 하방에 설치되는 교반기(71), 교반기를 회전시키도록 샤프트(72)에 연결되어 외부적으로 설치되는 모터(73), 및 하단에 형성되는 배출구(74)를 포함한다.

또한 상기 폐열 배출구(66)에는 블로워(75) 및 집진기(76)가 설치되고, 상기 집진기(76)와 연소부(20) 사이에는 블로워(77)를 구비하는 폐열 회수관(78)이 설치된다.

미설명 부호 53은 1차 건조드럼(40)의 연도와 2차 건조드럼(40’)의 연도를 서로 연결시키는 연결연도이고, 53은 1차 건조드럼(40)의 배출구와 2차건조드럼(40’)의 투입구를 서로 연결시키는 연결 컨베이어이다.

상기 구성으로 된 본 발명의 작용효과를 설명한다.

발화부(20)의 버너(21)가 점화되면 그 화염은 연소로(22)에서 완전연소됨으로써 고열이 얻어진다.

한편 모터(35)가 구동되면 연도(41) 및 복사판(42)을 포함하는 건조드럼(40)(40’)은 양측 프레임(44) 및 롤러(32)에 지지되는 상태로 회전이 개시된다.

그러면 발화부(20)의 열은 그 화염 유도관(23)으로 유도되어 연도(41)를 가열시키게 된다.

이러한 상태에서 전처리부(10)의 선별기(12)를 통해 이물질이 제거되고 분쇄기(13)를 통해 분쇄된 수분함유물이 투입호퍼(14)의 투입 컨베이어(15)를 통해 상기 회전되는 1차 건조드럼(40)에 투입되면, 가열된 연도(41)의 온도 및 복사판(42)의 복사열에 의해 건조가 개시된다.

투입된 수분함유물은 복사판(42)에 의해 연도(41)에 직접 접촉되지 않는 까닭에 간접가열되어 타거나 눌게 되는 현상이 방지되고, 상기 연도(41) 및 복사판(42)은 데크플레이트 구조로 절곡되어 있어 열전도 표면적이 최대화되고 이에 따라 열효율이 극대화된다. 또한 투입된 수분함유물은 2중 이송버킷(46)(46a)이 퍼올리면서 전진 이송시킴으로써 연도(41)가 설치된 중심방향으로 낙하되거나 쏠리는 현상이 없이 건조드럼(43)의 내벽 방향을 향해 낙하되어져 효율적으로 건조된다.

이 때 텐션바(45)의 완충작용으로 가열된 연도(41)가 변형되는 현상이 없이 항상 안정된 상태로 지지 및 회전됨이 가능하다.

한편 건조과정에서 발생되는 수증기나 폐진은 배기팬(50)의 작용으로 선단과 후단 프레임(44)상에 연통 설치된 수증기 배출덕트(49)를 통해 연속적으로 배출됨으로써 건조효율을 증대시킨다.

1차 건조드럼(40)를 통해 고열로 건조된 쓰레기는 후단 프레임(44)에 설치된 연결 컨베이어(54)를 통해 배출되어 연계 구성된 2차 건조드럼(40’)에 투입된다.

2차 건조드럼(40’)에서는 1차 건조드럼(40)의 폐열을 이용하는 것으로서 역시 연도(41)가 가열된 상태이고 모터(35)에 의해 연도 및 건조드럼이 회전되고 있는 상태가 되어 2차적인 건조가 보다 저온으로 행해진다.

이 때 상기 1차 또는 2차 건조드럼에서의 건조작업이 완료되면 건조드럼의 회전을 일시 중지한 상태에서 스프링클러(48)에 물을 공급하게 되면 스프링클러가 건조드럼 내에 물을 분사시킴으로써 발화직전 상태의 건조물에 화재가 발생되는 것을 진화시키게 된다.

1,2차 건조드럼에서 발생되는 수증기는 수증기 배출덕트(49)를 통해 배출되어 집진기(51)에서 최종 정화처리된다.

한편 2차 건조드럼을 통해 2차적으로 건조된 수분함유물은 2차 건조부의 후단 프레임(44)에 설치된 투입 컨베이어(52)을 통해 이제는 3차 건조실인 원형건조로(60)에 투입된다.

즉 폐열 유입구(65)를 통해 열기가 유입되고, 모터(73)에 의해 교반기(71)가회전되는 상태에서 2차건조된 수분함유물이 상단 투입구(67)를 통해 유입되어 낙하되면 교반기(71)와 커터(70)의 작용으로 분쇄가 이루어지고 교반기(71)의 작용으로 휘저어지는 쓰레기는 가열된 드럼 내에서 최종 건조가 이루어진다.

또한 교반되는 건조물은 교반제어판(69)에 의해 안정적인 교반이 이루어지고 건조과정에서 발생되는 폐열은 블로워(75)의 작용으로 폐열 배출구(66)를 통해 배출되어 집진기(76)에서 정화처리되고, 상기 집진기(76)에서의 폐열은 블로워(77)의 작용으로 배출되어 폐열 회수관(78)을 따라 발화부(20)에 공급되어져 폐열의 손실없이 재이용이 연속되어진다.

상기 원형 건조로(60)를 통해 3차적으로 완전건조되고 분쇄된 조성물은 배출구(74)를 통해 배출되어 폐기 또는 재활용 여부를 결정하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 수분함유물 건조장치는 복수개가 연계 구성된 건조드럼에서 건조된 후 그 폐열을 이용하여 원형건조부를 통해 완전건조 및 분쇄가 이루어지고, 건조드럼의 건조작업이 완료되면 스프링클러를 통해 물이 분사되어 진화시킬 수 있으며, 연도 및 복사판이 데크플레이트 구조로 되어 있어 전열 표면적이 극대화되어 열효율이 극대화되며, 최종 원형건조부의 폐열이 연소부로 회수 재사용됨으로써 에너지 절감이 가능하며, 특히 연도 및 복사판의 연장 설치함으로써 직화열이 아닌 복사열을 이용함에 따라 타거나 눌지 않고 고르게 건조되는 등의 효과가 있다.

Claims (4)

1. 회전가능하게 설치되는 건조드럼, 상기 건조드럼에 열기를 공급하여 가열시키는 연소로, 상기 건조드럼에서 발생하는 수증기를 배출시키도록 건조드럼상에 연통 설치되는 수증기 배출덕트, 및 수증기 배출덕트로부터 배출된 수증기 및 폐진을 정화시키는 집진기를 포함하는 로터리킬른 방식의 수분함유물 건조장치에 있어서,

   상기 건조드럼을 통해 1차적으로 건조된 물질을 2차적으로 완전건조되도록 건조드럼의 다음 단계로 연계 구성되는 원형건조로(60), 건조중 화재를 방지하기 위해 건조드럼상에 설치되는 스프링클러(48), 상기 건조드럼의 중앙에 길이상으로 설치되는 연도(41) 및 복사판(42), 퍼올린 쓰레기가 건조드럼 내벽 방향으로 낙하되도록 2중으로 설치되는 이송날개(46)(46a), 및 상기 연도의 변형을 방지하도록 연도 지지바의 끝단에 설치되는 텐션바(45)를 포함하는 구성을 특징으로 하는 수분함유물 건조장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 원형건조로(60)는 격벽(61)을 중심으로 내통(62)과 외통(63)으로 이루어진 건조드럼(64), 건조드럼의 하방에 형성된 열기유입구(65) 및 하단에 형성된 폐열 배출구(66), 건조드럼의 상단에 형성되는 건조물질 투입구(67) 및 수증기 배출구(68), 건조드럼의 내벽 상단에 설치되는 교반제어판(69) 및 하단에 설치되는 커터(70), 상기 커터(70)와 접하도록 커터의 하방에 설치되는 교반기(71), 교반기를 회전시키도록 샤프트(72)에 연결되어 외부적으로 설치되는 모터(73), 및 하단에 형성되는 배출구(74)를 포함하는 구성을 특징으로 하는 수분함유물 건조장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 연도(41) 및 복사판(42)은 원형, 사각형, 다각형, 데크플레이트 형태로 절곡된 구조를 특징으로 하는 수분함유물 건조장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 연도(41) 및 복사판(42)은 소정길이를 지닌 다수개가 틈새를 형성하는 상태로 연결되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 수분함유물 건조장치.