KR100958724B1 - 수직 회전 액상 폐수 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 수직 회전 액상 폐수 건조장치는 원통형 드럼구조로써 수직으로 세워진 고정원통;와 상기 고정원통의 내부에 수직방향의 일정간격으로 설치되는 내부 공간이 빈 접시 형상으로서, 상 하부에 원료배출구가 내측 또는 외측으로 교번 형성되는 다수개의 디스크;와 상기 다수개의 디스크 사이에 설치되며, 디스크와 접촉하면서 투입된 원료가 디스크 상에서 수평 이송되어 원료배출구를 통하여 하부 디스크로 낙하이송하며, 양단이 고정원통의 상하단에 지지되어 구동장치에 의해 회전되는 중동축과, 상기 중동축에 연결 고정되는 프레임과, 상기 프레임의 하측에 고정설치되는 나선형이동판으로 구성되는 가이드;와 상기 고정원통의 외부면에 설치되며, 디스크의 내부 공간으로 증기가 투입되도록 연결설치되는 증기공급장치;및 상기 가이드의 중동축에 연결되어 가이드를 회전하는 구동장치;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

고정원통, 디스크, 가이드, 나선형이동판, 구동장치

Description

수직 회전 액상 폐수 건조장치{Verticality Turning Dryer For Device}

본 발명은 수직 회전 액상 폐수 건조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음식물 쓰레기나 폐수처리 과정에서 발생하는 찌꺼기, 각종 분뇨등 함수율이 높은 처리물을 건조하기 위해서, 수직으로 세워진 고정원통에 각기 투입구와 배출구를 형성하고, 고정원통 내부에 입상디스크가 설치하여 투입구를 통하여 삽입된 투입물을 가열상태의 디스크면에 접촉시켜 수평이송과 낙하에 의한 수직이송이 단계적으로 진행하면서 건조가 이루어지도록 하는 수직 회전 액상 폐수 건조장치에 관한 것이다.

음식물 쓰레기를 사료로 재처리하는 시설물이나 폐수처리과정에서 발생하는 찌꺼기 등의 처리 시설물 또는 가축 분뇨 등은 함수율이 매우 높기 때문에 재활용하기 위한 다음 단계의 공정 수행전에 함수율을 낮추는 건조처리가 요구되었다.

이에 폐수를 건조시키는 건조장치로서 수평 또는 수직 방향으로 설치된 다양한 방식의 디스크 건조 처리장치가 사용되고 있다.

그중 도 1에 도시된 바와 같은 수평방향 디스크건조기는 바닥에 고정설치되는 고정원통(100)과, 고정원통(100)을 관통하여 회전설치되는 회전원통(200)과, 상 기 회전원통을 구동하기 위한 구동장치(300)가 포함되며, 그외 회전원통 내에 증기를 공급하고 배출시키는 증기급배출장치등이 포함되는 구조를 갖는다.

수평방향 디스크건조기는 증기에 의한 열 접촉면을 디스크의 외표면으로 확장시킴으로서 피건조물과 열접촉면을 증대해 능률적인 건조가 이루어지는 구성원리의 장점이 있으나, 가축분뇨와 같이 수분함량이 높은 피건조물을 투입할 경우에 투입물의 유동성에 의해 바닥으로만 모아져 디스크와의 면 접축에 의한 건조 능력이 급격히 저하되고 투입부에서 배출부로 단계적으로 이송되면서 건조되지 않고 투입시에 선투입물과 후투입물이 서로 뒤섞이기 때문에 연속 건조가 불가능하며, 그에 따라 건조 효율이 저하되는 단점과, 투입물에 포함된 수분 및 응축수가 신속히 배출되지 못하고 함께 뒤섞인 상태로 응축과 증발이 반복됨으로서 효율이 저하되는 단점이 있다.

이에 상기와 같은 단점을 보완하여 대한민국 특허등록 제 10-0755938호에서는 상하부에 각기 원료 투입구와 배출구가 형성되고 응축수 배출구가 형성된 원통형 드럼구조로써 수직으로 세워진 고정원통과; 양단이 상기 고정원통의 상하단에 지지되는 중동축과 상기 중동축 상에 내부공간이 종공축의 중공과 연통되도록 일정간격으로 형성되는 접시 형상의 디스크로 구성되고, 상기한 각 디스크에는 원료배출구가 형성되는 디스크축과; 상기 디스크축을 회전하기 위해 디스크축에 연결설치되는 구동장치와; 고정원통에 고정되도록 각 디스크 사이에 설치되어 디스크와 접촉하면서 투입된 원료가 디스크 상에서 수평 이송되고 원료배출통료를 통하여 하부 디스크로 낙하 이송되도록 안내하는 가이드와; 상기 중동축에 연결되어 중공 및 디스크 내부 공간으로 증기를 투입하도록 구성된 증기공급장치;를 포함하는 입상 디스크 건조기를 제시하였다.

상기 입상구조의 디스크 건조기는 기존의 수평 강제 이송방식에 의한 디스크 건조기 구조에 비하여 중력에 의한 수직 낙하 이송 구조이기 때문에 디스크에 가해지는 압력과 부하가 작아 디스크의 마모를 현저히 감소시킬 수 있고, 가축분뇨와 같이 수분함량이 높은 투입물인 경우에도 하강시키면서 단계적으로 건조가 가능하고, 투입물에 포함된 수분 및 응축수가 효과적으로 분리되어 배출됨으로서 건조효율이 높은 장점과, 수직 구조임으로 중동축의 외경을 줄이고 열 접축면인 디스크의 면적을 늘릴 수 있어 건조효율이 높고, 수직공간을 활용함으로써 시설공간이 감소되는 장점 및, 디스크에 접촉된 투입물이 디스크의 회전과 가이드의 작용에 의해 계속적으로 뒤섞이며 건조가 이루어지고 낙하과정에서 원료의 분리가 이루어져 건조효율이 향상되는 효과가 있었다.

그러나, 상기 입상구조의 디스크 건조기는 중심에 중공을 갖는 중동축과, 평편한 상부면과 경사구조의 하부면을 갖는 접시 형태의 원판의 디스크를 직접연결하고, 상기 중동축과 디스크를 동력장치로 회전시키는 구조로서, 원료가 투입되어 각층의 디스크에 순차적으로 적재되므로서 디스크의 하중이 너무 커서 이를 회전하는 동력장치에 과도한 압력이 작용하여 자주 과부하가 걸리는 단점과, 이로 인해 동력장치가 자주 파손되고 디스크가 멈추는 등 고장이 잦아 시설의 유지 관리 비용이 높고 잦은 운전 정지에 따른 수분처리능력이 감소되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 디스크 상에서 수평이송이 이루어진 후에 수직 낙하이송을 통해 가축분뇨와 같이 수분함량이 높은 투입물을 하강시키면서 단계적으로 건조시키는 건조장치를 제시하는 것을 목적으로 한다.

또한, 투입된 원료가 각층의 디스크에 적재되므로서 무게 하중이 높아지는 디스크를 대신하여 가이드를 중동축과 연결하여 동력장치로 회전하여 무게하중에 의해 동력장치가 과부하로 멈추는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.

또한, 가이드의 이동판을 나선형 구조로 형성하고 디스크에 밀착하여 회전시킴으로서, 투입된 원료가 디스크 상부면에 늘어 붙지 않고 순차적으로 수평으로 이동되도록 하여 균일하게 건조하도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수직 회전 액상 폐수 건조장치는 원통형 드럼구조로써 수직으로 세워진 고정원통;와 상기 고정원통의 내부에 수직방향의 일정간격으로 설치되는 내부 공간이 빈 접시 형상으로서, 상 하부에 원료배출구가 내측 또는 외측으로 교번 형성되는 다수개의 디스크;와 상기 다수개의 디스크 사이에 설치되며, 디스크와 접촉하면서 투입된 원료가 디스크 상에서 수평 이송되어 원료배출구를 통하여 하부 디스크로 낙하이송하며, 양단이 고정원통의 상하단에 지지되어 구동장치에 의해 회전되는 중동축과, 상기 중동축에 연결 고정되는 프레임과, 상기 프레임의 하측에 고정설치되는 나선형이동판으로 구성되는 가이드;와 상기 고정원통의 외부면에 설치되며, 디스크의 내부 공간으로 증기가 투입되도록 연결설치되는 증기공급장치;및 상기 가이드의 중동축에 연결되어 가이드를 회전하는 구동장치;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 나선형이동판은 각 디스크 사이에 내측으로 회전되는 나사선을 갖는 제1이동판과, 외측으로 회전되는 나사선을 갖는 제2이동판이 수직으로 교번 설치되어 투입원료를 원료배출구로 수평이동하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 디스크로 원료가 수직 낙하시에 디스크를 벗어나 이탈되어 낙하되지 않도록, 각층별로 교번되는 디스크의 외측과 내측의 원료배출구에 경사진 보조판이 더 설치되는 것을 특징으로 한다.

이상의 구성에 의한 본 발명은 수직 회전 액상 폐수 건조장치로서, 기존의 건조장치에 비해 중력에 의한 수직 낙하 이송 구조이기 때문에 가축분뇨와 같이 수분 함량이 높은 투입물의 경우에도 하강시키면서 단계적으로 건조가 가능하고, 투입물에 포함된 수분 및 응축수가 효과적으로 분리 배출됨으로서 건조효율이 매우 높은 장점이 있다.

또한, 투입된 원료가 순차적으로 적재되는 디스크를 회전시키지 않고 상대적으로 경량인 가이드를 회전시킴으로서, 회전시키기 위한 동력의 소모가 적고, 과부하에 의한 고장률이 적어 시설 유지관리 비용이 절감되는 장점이 있다.

또한, 가이드의 이동판을 나선형 구조의 형성하여 투입된 원료를 디스크상에서 이탈없이 순차적으로 수평이송하도록 함으로서, 원료를 균일하게 건조하도록 하는 효과를 갖는다.

이를 위하여 본 발명은 원통형 드럼구조로써 수직으로 세워진 고정원통;와 상기 고정원통의 내부에 수직방향의 일정간격으로 설치되는 내부 공간이 빈 접시 형상으로서, 상 하부에 원료배출구가 내측 또는 외측으로 교번 형성되는 다수개의 디스크;와 상기 다수개의 디스크 사이에 설치되며, 디스크와 접촉하면서 투입된 원료가 디스크 상에서 수평 이송되어 원료배출구를 통하여 하부 디스크로 낙하이송하며, 양단이 고정원통의 상하단에 지지되어 구동장치에 의해 회전되는 중동축과, 상기 중동축에 연결 고정되는 프레임과, 상기 프레임의 하측에 고정설치되는 나선형이동판으로 구성되는 가이드;와 상기 고정원통의 외부면에 설치되며, 디스크의 내부 공간으로 증기가 투입되도록 연결설치되는 증기공급장치; 및 상기 가이드의 중동축에 연결되어 가이드를 회전하는 구동장치;로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직 회전 액상 폐수 건조장치를 제시한다.

상기한 구조는 투입된 원료가 상층의 디스크로 제공되면, 구동장치에 의해 회전되는 가이드의 나선형이동판이 투입된 원료를 디스크 표면의 내측 또는 외측으로 이동시키면서 가열된 디스크 표면과 접축시켜 수평이송하고 내측 또는 외측에 위치한 원료배출구를 통한 수직 낙하 이송에 의해 함수율이 높은 투입물이 가열상태에서 뒤섞이고 또는 분리됨으로서 건조효율이 높고, 기존의 수평방향 디스크 건 조기에 비해 이송압력을 현저히 감소시켜 디스크의 마모를 방지하고 설치공간의 효율적 이용이 가능하도록 한 구성에 특징이 있다.

또한, 투입된 원료는 디스크 상에서 이루어지는 수평이송과 원료배출구에 의해 이루어지는 수직이송이 지그재그로 연속적으로 이루어지고 이송과정에서의 열 접촉면이 늘어남으로써 투입에서부터 배출에 이르는 이송경로를 거치는 동안에 과습상태의 투입물 건조가 완료됨으로 연속적인 투입과 배출에 의한 고효율의 건조처리가 가능한 특징이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 디스크 건조기의 예시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 건조장치의 전체적인 구조도이며, 도 3은 본 발명의 부분 상세 구조도이고, 도 4는 본 발명의 디스크와 가이드의 결합상태도이며, 도 5는 본 발명의 나선형이동판에 의한 투입 원료의 이동 경로도이고, 도 6은 본 발명의 디스크의 실시예도이다.

먼저, 도 2는 본 발명에 의한 건조장치의 전체적인 구조를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 부분 상세 구조를 도시한 것으로, 본 발명은 지상에 설치되는 고정원통(10)과 그 내부에 설치되는 디스크(20)와, 고정원통(10) 내부에 투입되어 디스크(20)에 적재된 원료를 내측 또는 외측으로 이송시키기 위한 가이드(30)와, 상기 가이드(30)를 회전 구동하기 위한 구동장치(40)와, 원료 건조를 위한 증기를 제공하기 위한 증기공급장치(50)로 이루어진다.

고정원통(10)은 원통형 드럼구조로서 수직으로 고정설치되며, 상부에 원료가 투입되는 투입구(11)와, 하부에는 건조된 원료가 배출되는 배출구(12)가 설치되는 구조를 갖는다.

고정원통(10)의 내측에는 일정 수직간격을 두고 다수개 형성되는 디스크(20)가 고정원통(10)에 설치되며, 상기 각 디스크(20)에는 내측 또는 외측으로 원료배출구(22)가 교번설치된다. 디스크(20)의 내부공간에는 고정원통(10)의 외부에 별도로 설치된 증기공급장치(50)로부터 증기가 공급되어 디스크(20)에 열을 가하여 원료건조를 돕는다.

상기 디스크(20)는 평편한 판형태로 이루어지며 상부면과 하부면에는 내부공간이 형성되어 제공된 증기가 채워져 상부면에 접촉상태로 제공된 투입원료를 가열하여 건조하게 된다.

원료배출구(22)는 후술하는 가이드(30)의 작용에 의해 디스크(20) 표면을 수평 이동하여 건조가 진행되는 원료를 아래에 위치한 디스크(20)로 수직 이동시키기 위한 것으로서, 디스크(20)의 내측 또는 외측의 상하부면을 관통하는 관통구멍을 형성하는 구조 또는 디스크(20)의 외경을 크고 작게 조합하여 고정원통(10)과 고정대(21)로 연결되는 구조등 다양한 형태로 실시할 수 있다.

디스크(20) 위에 투입된 원료가 수평으로 이동하기 위해 디스크(20) 상에는 가이드(30)가 설치되며, 디스크(20)로 투입된 원료를 순차적으로 내측 또는 외측으로 회전하여 효율적인 건조가 이루어지도록 작용하고, 지속적으로 수평이동시켜 줌으로서 가열된 디스크(20) 상부면에 늘어 붙지 않고 고루 건조되게 하며, 원료배출구(22) 쪽으로 밀어내어 줌으로써 투입된 원료가 디스크(20) 상에서 수평 평면 이송 후 원료배출구(22)를 통하여 수직 낙하 이송되도록 하는 작용을 한다.

상기 가이드(30)는 양단이 고정원통(10)의 상하단에 지지되어 구동장치(40)에 의해 회전되는 중동축(31)과, 상기 중동축에 연결 고정되는 프레임(32)과, 상기 프레임(32)의 하측에 고정설치되는 나선형이동판(33)으로 구성된다.

중동축은 양단이 고정원통(10)의 상 하부에 베어링으로 결합되고, 하단부에는 구동장치(40)가 결합되어 가이드(30)를 회전시킨다.

중동축에 연결고정되어 회전력을 나선형이동판(33)에 전달하는 프레임(32)은 도 4에 도시된 바와 같이 중동축을 중심으로 방사형태로 설치된 모습이며, 실시예 이외에 중동축에 자유롭게 연결하는 격자형 틀 구조등 다양한 형태로 실시할 수 있다.

프레임(32)의 하측에 고정설치되는 나선형이동판(33)은 소용돌이 모양의 곡선으로 이루어진 형태로서, 상기 소용돌이 모양의 나사선을 갖는 나선형이동판(33)에 의해 원료는 원료끼리 엉키거나 흐트러지는 문제점 없이 항상 동일한 경로로 순차적으로 이송되는 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이 각 디스크(20) 사이에 내측으로 회전되는 나사선을 갖는 제1이동판(도 5의 a)과, 외측으로 회전되는 나사선을 갖는 제2이동판(도 5의 b)이 수직으로 교번 설치되며, 상기 제1이동판과 제2이동판이 같은 방향으로 회전되는 중동축(31)에 상하로 연결되어 제1이동판에 의해 내측으로 회전되며 수평이송된 원료가 디스크(20)의 내측 원료배출구(22)에 의해 수직 낙하 배출되면, 그 다음 디스크(20)에서 이를 받아 제 2이동판에 의해 외측으로 회전되며 수평이송되고, 외측에 교번설치된 디스크(20)의 원료배출구(22)로 이송시켜 배출되도록 함으로서 투 입된 원료는 디스크(20)의 가열된 면을 타고 내측에서 외측으로 또는 외측에서 내측으로 회전되며 수평이송된 후 원료배출구(22)에서 수직 낙하이송되고, 전체적으로는 상부에서 하부로 지그 재그 형태로 단계적으로 이송되면서 건조가 이루어진다.

이와 같은 작용에 의해 최초 투입구(11)로 투입된 원료는 나선형이동판(33)에 의해 순차적으로 회전 수평이송되면서 낙하되어 지그재그로 각 디스크(20)를 경유하면서 증기에 의해 가열된 디스크(20)와 접촉에 의해 단계적으로 건조가 이루어지며, 최하부 디스크(20)를 거친 원료는 고정원통(10)의 하부에 형성된 배출구(12)를 통하여 외부로 배출되는 것이다.

구동장치(40)는 가이드(30)를 연속 회전시키기 위한 장치로 실시예는 고정원통(10)의 하부공간에 감속모터를 설치하여 가이드(30)의 중동축과 체인으로 연결한 구조로 이루어진 것이다.

구동장치(40)에 의해 가이드(30)가 회전함으로서 디스크(20)의 원료배출구(22)로 원료 배출이 원활하고 효율적으로 이송되며, 이에 연속적인 건조처리가 이루어진다.

도 6은 본 발명의 디스크(20)의 실시예를 도시한 것으로서, 상기 디스크(20)는 상 하부면을 관통하는 관통구멍을 형성한 구조의 원료배출구(22)를 도시한 것으로, 상기 관통구멍은 서로 연속하는 상 하부 디스크(20)를 각기 짝으로 하여 상부 디스크(20)의 내측 또는 외측에 관통구멍을 형성하면 그 하부 디스크(20)에는 그와 반대 위치인 외측 또는 내측에 관통구멍을 형성한 구조이다.

도시된 실시예는 서로 연속하는 상하부 디스크(20)를 각기 짝으로 하여 상 하부 디스크(20) 중 어느 하나는 내경이 중동축(31)에 걸리지 않도록 작은 이격된 틈이 생기도록 크기를 형성하고 외경은 원료가 낙하되도록 고정원통(10)과 큰 이격된 틈이 생기도록 크기를 형성하고 외경 끝부분의 일측에 고정판을 설치해 고정원통(10)과 고정설치한 구조(도 6의 a)로 하고, 다른 하나는 내경으로 원료가 낙하되도록 중동축(31)과 큰 이격된 틈이 생기도록 크기를 형성하고 외경은 고정원통(10)과 고정설치한 구조(도 6의 b)로 형성한다.

상기 도시된 예외에 상하부 디스크(20)를 각기 짝으로 하는 상 하부 디스크(20)에 각각 어느 하나는 내경측에 큰 다수개의 원료배출구(22)를 내고, 다른 하나는 외경측에 큰 다수개의 원료배출구(22)를 내어 수직낙하이송할 수 있다.

상 하부 디스크(20)로 원료가 수직 낙하시에 디스크(20)의 이격된 틈에 원료가 낙하되어 이탈되지 않도록, 각층별로 교번되는 디스크(20)의 외측과 내측의 원료배출구(22)에 하측 디스크(20) 상부면으로 향하도록 경사진 보조판(23)을 더 설치할 수 있다.

고정원통(10)의 외부면에 설치되며, 디스크(20)의 내부 공간으로 증기가 투입되도록 연결설치되는 증기공급장치(50)는 원료 건조에 필요한 열을 가하기 위한 것을 증기 또는 열풍등 건조에 필요한 다양한 열원이 사용될 수 있으며, 실시예는 고정원통(10)의 측면 외부에 증기공급장치(50)를 설치하고, 상기 증기공급장치(50)에서 관을 연장하여 고정원통(10)에 관통시켜 디스크(20) 내부공간에 연결설치한 것이다.

도 1은 종래 디스크 건조기의 예시도

도 2는 본 발명에 의한 건조장치의 전체적인 구조도

도 3은 본 발명의 부분 상세 구조도

도 4는 본 발명의 디스크와 가이드의 결합상태도

도 5는 본 발명의 나선형이동판에 의한 투입 원료의 이동 경로도.

도 6은 본 발명의 디스크의 실시예도

*주요부호의 설명

10. 고정원통

11. 투입구 12. 배출구

20. 디스크

21. 고정대 22. 원료배출구 23. 보조판

30. 가이드

31. 중동축 32. 프레임 33. 나선형이동판

40. 구동장치

50. 증기공급장치

Claims (3)

1. 원통형 드럼구조로써 수직으로 세워지는 고정원통(10);

   상기 고정원통의 내부에 수직방향으로 일정간격으로 설치되는 내부 공간이 빈 접시 형상으로서, 상 하부에 원료배출구가 내측 또는 외측으로 교번 형성되는 다수개의 디스크(20);

   상기 다수개의 디스크 사이에 설치되며, 디스크와 접촉하면서 투입된 원료가 디스크 상에서 수평 이송되어 원료배출구를 통하여 하부 디스크로 낙하이송하며, 양단이 고정원통의 상하단에 지지되어 구동장치에 의해 회전되는 중동축과, 상기 중동축에 연결 고정되는 프레임과, 상기 프레임의 하측에 고정설치되는 나선형이동판으로 구성되는 가이드(30);

   상기 고정원통의 외부면에 설치되며, 디스크의 내부 공간으로 증기가 투입되도록 연결설치되는 증기공급장치(50);

   상기 가이드의 중동축에 연결되어 가이드를 회전하는 구동장치(40);로 이루어지며,

   상기 나선형이동판은 각 디스크 사이에 내측으로 회전되는 나사선을 갖는 제1이동판과, 외측으로 회전되는 나사선을 갖는 제2이동판이 수직으로 교번 설치되어 투입원료를 원료배출구로 수평이동하는 것을 특징으로 하는 수직 회전 액상 폐수 건조장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 각 디스크로 원료가 수직 낙하시에 디스크를 벗어나 이탈되어 낙하되지 않도록, 각층별로 교번되는 디스크의 외측과 내측의 원료배출구에 경사진 보조판이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 수직 회전 액상 폐수 건조장치.

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