KR101105134B1 - 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음식물 쓰레기나 사료 등의 처리물의 건조나 발효의 효율을 높일 뿐만 아니라, 악취를 함유한 수증기의 탈취를 위해 가해지는 열량을 줄여 에너지 소모를 현저히 절감할 수 있는 한편, 워터제트 이용한 탈취증기의 냉각방식으로 전력 사용량 및 기기의 고장 발생율을 최소화하고 소음을 현저히 저감할 수 있는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치에 관한 것으로, 이를 위해 내부에 공급된 처리물에 열을 가하여 상기 처리물을 건조 또는 발효하는 처리부; 상기 처리부에서 발생되는 악취증기로부터 이물질을 걸러내는 집진부; 고온의 열을 발생시켜 상기 악취증기의 악취를 제거하여 상기 악취증기를 탈취증기로 변환함과 아울러, 상기 처리부에 상기 열을 전달하는 가열·탈취부; 상기 가열·탈취부에서 고온 처리된 탈취증기의 열을 통해 상기 악취증기가 상기 가열·탈취부로 유입되기 전에 상기 악취증기를 예열하는 열회수부; 워터제트를 통과하는 액체를 통해 상기 악취증기와 탈취증기의 흐름을 유도하고, 상기 워터제트로 유입된 탈취증기를 액화시켜 탈취증기의 열을 회수함과 아울러 액상의 상태로 냉각하여 외부로 유출시키는 냉각부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
히트파이프, 열분해, 단열, 증기, 악취, 탈취, 열회수, 열교환, 워터제트, 베르누이
Description
본 발명은 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 처리물을 건조 처리하고 그 과정에서 발생하는 악취를 제거할 때 발생된 고온의 증기로부터 열을 회수하여 재사용함으로써, 악취 제거에 필요한 열량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 워터제트 이용한 냉각방식을 통해 고온의 증기를 냉각함으로써 전력 사용량 및 기기의 고장 발생율을 최소화하고 소음을 현저히 저감할 수 있는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치에 관한 것이다.
일반적으로 음식물 쓰레기를 건조시키거나 사료 등을 발효시키기 위한 장치에서는 상기 음식물 쓰레기나 사료 등의 처리물에 열을 가하여 건조나 발효를 촉진시키고 있다. 그런데 상기 건조나 발효과정에서는 상기 처리물로부터 증발된 수증기가 발생하고, 상기 수증기에는 악취가 함유되어 있어 상기 수증기를 대기중으로 바로 배출하게 되면 상기 악취로 인한 공기오염이 심각해진다.
따라서 종래에는 상기 수증기를 600~800℃ 하에서 0.5초 이상 체류하게 하여 상기 수증기에 함유된 악취를 제거하는 방식을 사용하였었다. 실제로 상기 수증기 에 함유된 악취는 상기와 같은 조건하에서 상당부분 소멸되는 것으로 확인되고 있다.
그런데 이와 같은 종래기술에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
즉, 수증기의 악취를 제거하기 위한 600~800℃를 생성하기 위하여 지나치게 많은 에너지 소모가 있다는 문제점이 있었다. 다시 말해, 건조나 발효된 상태의 수증기는 100℃ 전후의 비교적 저온이므로, 상기와 같은 온도 범위를 생성하기 위해서는 상기 수증기에 그만큼 많은 열을 가해야 한다. 따라서 상기 수증기에 가해지는 열량이 커지게 되므로, 이에 따른 에너지 소모가 크게 나타나는 것이다.
또한 종래기술에서는, 악취가 제거된 탈취증기를 직접 외기로 배출시키는 경우가 있었다. 그런데 상기에서 언급한 바와 같이, 상기 탈취증기는 600~800℃로 가열된 상태이므로, 대기중의 온도보다 현저히 높은 온도를 갖는다. 따라서 상기 탈취증기를 그대로 대기중으로 방출하게 되면 상기 탈취증기의 높은 열로 인해 열공해(Thermal Pollution)가 발생되는 문제점이 있었다.
이러한 구조는 상기 고온의 탈취증기가 함유한 열량을 제대로 활용하지 못하고 배출함에 따라 에너지의 낭비가 심하게 발생하는 문제점이 있었다.
또한 종래에는 탈취증기의 높은 열로 인해 열공해(Thermal Pollution)가 발생되는 문제점을 해소하기 위하여 도 7에 도시된 바와 같은 연소나 발효과정에서 증기를 발생시키는 장치(이하에서는 '증기발생장치(1)'라 칭함)에서는 발생된 증기를 배출하기 위하여 상기 증기발생장치(1)에 증기관(3)을 통해 연결된 링브로워(5) 및 상기 링브로워(5)에 연결관(7)을 통해 연결되어 링브로워(5)의 송풍압으로 유입되는 증기를 응축시켜 배수관(9)으로 배출하는 응축기(8)가 사용된다.
그런데, 링브로워(5)는 크게 팬과 상기 팬을 구동하기 위한 모터로 이루어지는데, 상기 모터를 기밀하게 외장하더라도 상기 팬과 모터를 연결하는 구동축 부위로 증기가 유입된다. 이렇게 유입된 증기는 모터 내부로 침투하게 되고 모터 내부의 절연 상태가 좋지 못하면 모터의 파손을 유발하게 된다. 따라서 고질적인 모터의 고장으로 인하여 수리비용이 증가할 뿐만 아니라, 증기의 배출 및 응축기능이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.
또한 종래기술에 따르면, 응축기(8)가 사용되는데, 상기 응축기(8)에는 증기와 공기가 혼합되어 유입되고, 응축기(8)를 통과하면서 상기 증기가 응축배관(8a)에 접촉하면서 열교환하는 방식으로 증기의 응축이 이루어진다. 그런데, 링브로워(5)의 송풍압에 의해 증기는 지속적으로 유입되므로, 응축기(8)에서 증기 전체가 완전히 응축되지 못하고 일부는 배수관(9)을 통해 외기로 유출된다. 따라서 종래기술에서는 응축기(8)를 사용하더라도 외기로 유출되는 증기로 인하여 악취가 발생되는 문제점이 있었다.
이러한 종래기술 문제점을 나열하면 다음과 같다.
첫째, 고온의 탈취증기를 냉각시키기 위한 응축기 및 링브로워를 사용함으로써, 에너지 소비가 많다.
둘째, 응축기 및 링브로워를 사용함으로써, 콤팩트한 설계가 불가능하다.
셋째, 외기로 유출되는 탈취증기로 인하여 완전한 악취제거가 불가능하다.
넷째, 셋째의 문제점으로 인해 탈취증기의 열기를 완전히 제거할 수 없다.
다섯째, 링브로워를 구동하는 브로워팬의 모터코일의 파괴 및 블레이드의 부식이 발생된다. 이에 따라 수리비용 증가 및 배출 및 응축기능이 현저히 저하되는 문제점이 발생된다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은 탈취에 사용된 열을 회수하여 재사용하여 에너지를 절감할 수 있는 구조의 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 2목적은, 워터제트 이용한 냉각방식으로 탈취증기의 열기를 제거할 수 있는 구조의 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 3목적은, 워터제트 이용한 냉각방식으로 탈취증기를 냉각하여 전력 사용량 및 기기의 고장 발생율을 최소화하고 소음을 현저히 저감할 수 있는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제 4목적은, 고온의 탈취증기를 냉각시키기 위해 워터제트 이용한 냉각방식으로 별도의 응축기가 필요없는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제 5목적은, 고온의 탈취증기를 냉각시키기 위해 워터제트 이용한 냉각방식으로 응축기를 필요치 않기 때문에 상기 응축기에 바람을 송풍시키는 링브로워가 필요없는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제 6목적은, 배출되는 잔여 탈취증기를 열분해실로 바이패스하여 완전한 탈취가 가능한 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제 7목적은, 히트파이프를 통한 처리조의 간접가열방식으로 처리물의 탄화가 방지되는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제 8목적은, 고온의 탈취증기를 냉각시키기 위해 워터제트 이용한 냉각방식으로 콤팩트한 설계가 가능하여 규모의 크기를 줄일 수 있는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제 9목적은, 히트파이프를 처리조의 둘레 및 저면을 감싸 설치하여, 결과적으로 수직형 디자인으로 설계가 가능하고, 또한 히트파이프의 빠른 응답성과, 빠른 온도조절이 가능하여 운전시간이 단축되는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 제 1발명은 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치에 관한 것으로, 내부에 공급된 처리물에 열을 가하여 상기 처리물을 건조 또는 발효하는 처리부; 상기 처리부에서 발생되는 악취증기로부터 이물질을 걸러내는 집진부; 고온의 열을 발생시켜 상기 악취증기의 악취를 제거하여 상기 악취증기를 탈취증기로 변환함과 아울러, 상기 처리부에 상기 열을 전달하는 가열·탈취부; 상기 가열·탈취부에서 고온 처리된 탈취증기의 열을 통해 상기 악취증기가 상기 가열·탈취부로 유입되기 전에 상기 악취증기를 예열하는 열회수부; 워터제트를 통과하는 액체를 통해 상기 악취증기와 탈취증기의 흐름을 유도하고, 상기 워터제트로 유입된 탈취증기를 액화시켜 탈취증기의 열을 회수함과 아울러 액상의 상태로 냉각하여 외부로 유출시키는 냉각부;를 포함한다.
제 2발명은, 제 1발명에서, 상기 처리부는, 내부에 처리물이 저장된 처리조와, 상기 처리조의 처리물이 탄화되는 것을 방지하기 위해 상기 처리조를 간접가열할 수 있도록 상기 처리조에 외장되는 히트파이프와, 상기 히트파이프의 저면에 배치되어 열을 생성하는 제 1히터와, 대류 현상에 의해 상기 히트파이프 전체에 열을 골고루 분산시켜 공급하기 위해 상기 히트파이프 및 제 1히터를 포함하도록 상기 처리조에 외장되는 드럼으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
제 3발명은, 제 2발명에서, 상기 가열·탈취부는, 상기 드럼의 내부에 포함되도록 제 1히터의 저면에 배치되어 상기 악취증기가 통과되는 통로가 마련된 열분해실과, 상기 열분해실의 저면에 배치되어 상기 제 1히터와 협력하여 상기 열분해실을 통과하는 악취증기에 고온을 가하는 제2히터로 구성되는 것을 특징으로 한다.
제 4발명은, 제 1발명에서, 상기 집진부는, 상기 처리부에서 발생되는 악취 증기를 외통과 내통의 사이로 유입하여 사이클론 방식으로 이동시켜 상기 악취증기에 포함된 이물질을 하부에 구비된 저수통에 침착시키고 이물질이 걸러진 악취증기는 상기 외통을 통해 열회수부로 배출하는 것을 특징으로 한다.
제 5발명은, 제 1발명에서, 상기 열회수부는, 상기 가열·탈취부에서 이루어지는 악취증기의 고온 처리에 필요한 열량을 감소시키기 위해 상기 집진부를 통과한 악취증기와 고온 처리된 탈취증기를 열교환시켜 상기 탈취증기의 열을 악취증기로 공급하여 상기 악취증기를 예열하는 다수의 열교환기로 구성되되, 상기 각 열교환기 중 어느 하나는 열교환효과를 증대시키기 위해 하니컴 구조인 것을 특징으로 한다.
제 6발명은, 제 2발명에서, 상기 냉각부는, 상기 열회수부에서 열교환된 탈취증기를 액상의 상태로 배출시키고, 드럼 내부의 열손실을 최소화할 수 있도록 단열재가 내장된 상태로 상기 처리조에 외장되는 워터자켓과, 상기 워터자켓의 내부에 수장되고, 내부 압력차에 의해 탈취증기의 흐름을 유도하며, 상기 탈취증기를 액상의 상태로 냉각시켜 워터자켓의 내부로 토출시키는 워터제트와, 상기 워터자켓에 저장된 냉각수를 펌핑하여 워터제트로 강제 토출시켜 순환시키는 제 1펌프로 구성되는 것을 특징으로 한다.
제 7발명은, 제 2발명에서, 상기 냉각부는, 상기 열회수부에서 열교환된 탈취증기를 액상의 상태로 배출시키고, 드럼 내부의 열손실을 최소화할 수 있도록 단 열재가 내장된 상태로 상기 처리조에 외장되는 워터자켓과, 상기 워터자켓의 내부에 수장되고, 내부 압력차에 의해 탈취증기의 흐름을 유도하며, 상기 탈취증기를 액상의 상태로 냉각시켜 워터자켓의 내부로 토출시키는 워터제트와, 상기 워터자켓에 저장된 냉각수가 순환되며, 상기 워터제트로 물을 강제 공급할 수 있도록 상기 제 1펌프를 통해 상기 워터제트와 연결되는 제 1탱크로 구성되는 것을 특징으로 한다.
제 8발명은, 제 7발명에서, 상기 냉각부는, 상기 제 1탱크를 공냉과 동시에 수냉할 수 있도록 상기 제 1탱크를 내장하는 제 2탱크를 더 포함하여 구성되되, 상기 제 2탱크는 외부창을 통해 내부로 외부 공기를 공급하여 상기 제 1탱크를 공냉시키는 송풍기와, 상기 제 2탱크에 내부 상단에 배치되어 제 2펌프를 통해 내부에 저장된 냉각수를 펌핑하여 제 1탱크의 표면으로 냉각수를 낙하시켜 제 1탱크를 수냉시키는 물분사관과, 상기 제 2탱크의 상단에 연결되어 송풍기를 통해 유입되는 공기를 외부로 배출시키는 배기구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
제 9발명은, 제 7발명 또는 제 8발명에서, 상기 제 1탱크는, 물분사관을 통해 낙하되는 냉각수가 표면을 따라 흐를 수 있도록 상기 제 2탱크의 내부에 경사지게 설치되는 것을 특징으로 한다.
제 10발명은, 제 6발명 또는 제 7발명에서, 상기 워터자켓은, 워터제트를 통 해 유입되는 냉각수량에 의해 냉각수가 일정 수위 이상 유입되면 이를 외부로 배출시키기 위한 오버플로우관이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
제 11발명은, 제 10발명에서, 상기 오버플로우관에는, 배출되는 냉각수를 일시저수시켜 잔여증기를 드럼의 내부로 회수하기 위한 증기회수공간부가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
제 12발명은, 제 6발명 또는 제 7발명에서, 상기 워터제트는, 제 1탱크로부터 강제 펌핑되는 냉각수의 공급측 압력이 토출측의 압력 보다 크도록 공급측의 내주연 면적에 대해 토출측의 내주연 면적이 상대적으로 작게 구성되는 워터제트관과, 상기 워터제트관의 단부에 연장되고, 워터제트관의 토출측의 낮은 압력을 통해 탈취증기를 유도시킴과 동시에 냉각수와 함께 혼합되어 토출될 수 있도록 탈취증기관이 연결되는 배수관으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
제 13발명은, 상기 처리부는, 처리조 내의 처리물에 포함된 수분을 고속으로 증발시킴과 아울러, 불필요한 미생물을 소멸시키기 위한 고온 모드와, 미생물에 의한 처리물의 최적의 발효를 위한 저온 모드로 제어 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 주요한 용어에 대해 정의하면 다음과 같다.
(1) 악취증기
"악취증기"란, 처리조에서 음식물 쓰레기 또는 사료 등의 처리물이 건조 또는 발효되면서 발생되는 수증기에는 악취가 포함되어 있으므로, 상기 수증기에 대한 탈취 과정이 이루어지기 전까지 악취를 포함하고 있는 수증기를 의미한다.
(2) 탈취증기
"탈취증기"란, 상기 악취증기가 탈취 과정을 거침으로써 악취가 제거된 수증기를 의미한다.
본 발명에 따른 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치의 효과는 다음과 같다.
첫째, 처리물을 건조 처리하고 그 과정에서 발생하는 악취를 제거할 때 발생된 고온의 증기로부터 열을 회수하여 재사용함으로써, 악취 제거에 필요한 열량을 줄일 수 있어 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 수장된 워터제트 이용한 냉각방식으로 탈취증기를 냉각하여 전력 사용량 및 기기의 고장 발생율을 최소화하고 소음을 현저히 저감할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 고온의 탈취증기를 냉각시키기 위해 워터제트 이용한 냉각방식으로 별도의 응축기가 필요없어 규모의 크기를 줄일 수 있고, 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 고온의 탈취증기를 냉각시키기 위해 워터제트 이용한 냉각방식으로 응축기를 필요치 않기 때문에 상기 응축기에 바람을 송풍시키는 링브로워가 필요없는 효과가 있다.
다섯째, 배출되는 잔여 탈취증기를 드럼의 내부로 바이패스하여 완전한 탈취가 가능한 효과가 있다.
여섯째, 히트파이프를 통한 처리조의 간접가열방식으로 처리물의 탄화가 방지되는 효과가 있다.
일곱째, 고온의 탈취증기를 냉각시키기 위해 워터제트 이용한 냉각방식으로 콤팩트한 설계가 가능하여 규모의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.
여덜째, 히트파이프를 처리조의 둘레 및 저면을 감싸 설치하여, 결과적으로 수직형 디자인으로 설계가 가능하고, 또한 히트파이프의 빠른 응답성과, 빠른 온도조절이 가능하여 운전시간이 단축되는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명의 제 1실시예에 따른 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치의 대략적인 구성을 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1에서 발췌된 워터제트의 사시도이고, 도 3은 도 1에서 발췌된 열분해실의 개략적인 구성을 도시한 횡단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예는 처리물을 건조 처리하고 그 과정에서 발생하는 악취를 제거할 때 발생된 고온의 증기로부터 열을 회수하여 재사용함으로써, 악취 제거에 필요한 열량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 워터제트 이용한 냉각방식을 통해 고온의 증기를 냉각함으로써 전력 사용량 및 기기의 고장 발생율을 최소화하고 소음을 현저히 저감할 수 있는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치에 관한 것이다.
이러한 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치는 크게 5부분으로 구성되는데, 이는 처리부(10), 집진부(20), 가열·탈취부(30), 열회수부(40), 냉각부(50)로 구성된다.
여기서 처리부(10)는 내부에 공급되는 음식물쓰레기나 사료 등의 처리물에 열을 가하여 건조 또는 발효 처리하는 기능을 한다.
이러한 처리부(10)는 처리조(11)와, 상기 처리조에 외장되는 히트파이프(12)와, 상기 히트파이프(12)의 저면에 배치되는 제 1히터(14)와, 상기 히트파이프(12) 및 제 1히터(14)를 포함하도록 상기 처리조에 외장되는 드럼(13)으로 구성된다.
여기서 처리조(11)는 내부에 상기 처리물을 보유하는 것으로, 처리물을 공급 및 회수할 수 있는 개폐문(미도시)이 형성될 수 있으며, 또한 처리물을 교반하기 위한 교반장치(미도시)가 내장될 수 있다.
그리고 상기 히트파이프(12)는 상기 처리조(11)의 처리물이 탄화되는 것을 방지하기 위해 처리조(11)를 간접가열할 수 있도록 상기 처리조(11)에 외장되는 구조이다.
이러한 히트파이프(12)는 열을 흡수하는 흡열부(121)가 상기 처리조(11)의 저부에 배치되고, 열을 방출하는 발열부(122)가 처리조(11)의 측면에 배치되는 구조이다.
또한 히트파이프(12)에는 서머커플(themocouple)센서(미도시) 구비할 수 있으며, 이를 통해 제 1히터(14)를 단속할 수 있는 구조를 마련할 수 있다.
아울러 제 1히터(14)를 통해 히트파이프(12)의 흡열부(121)에 열이 공급되며, 발열부(122)에서 방출되는 일련의 열공급에 의해 처리조(11) 전체에 걸쳐 균일하게 열을 공급할 수 있도록 구성된다.
아울러 상기 드럼(13)은 대류 현상에 의해 상기 히트파이프(12) 전체에 걸쳐 열을 골고루 분산시켜 공급하기 위해 상기 히트파이프(12) 및 제 1히터(14)를 포함하도록 상기 처리조(11)에 외장되는 구조이다.
그리고, 상기 제 1히터(14)는 히트파이프(12)의 영역크기로 제한되며, 드럼(13)의 영역 전체에 걸처 열이 공급되며, 후술되는 가열·탈취부(30)의 열분해실(pyrolysis chamber)로 열을 직접적으로 공급하여 탈취를 돕는 기능을 한다.
이상에서와 상기 처리조(11)의 열공급은 히트파이프(12)를 통해 간접적으로 공급되는데, 여기서 히트파이프(12)의 열흡수는 첫째로 제 1히터(14)에 의해 직접적인 열흡수와, 둘째로 드럼(13) 내부의 대류열에 의한 열흡수 이다.
한편 처리조(11)에서 발생되는 악취증기는 처리조(11)에 연결되는 악취증기관(60)을 따라 유도되며, 이러한 악취증기는 집진부(20)을 거쳐 이물질이 제거되고, 열회수부(40)를 통해 예열되고, 최종적으로 가열·탈취부(30)을 거쳐 악취가 제거되는 구조이다.
그리고 집진부(20)는 상기 처리부(10)에서 처리물이 건조됨에 따라 발생되는 악취증기로부터 분진 등의 이물질을 걸러내는 기능을 한다.
이러한 집진부(20)는 악취증기관(60)으로부터 악취증기가 유입되는 외통(21)과, 상기 외통(21)과의 사이에서 악취증기가 사이클론 방식으로 회전하게 함과 아울러, 상기 악취증기가 집진부(20)로부터 유출되는 통로가 되는 내통(22) 및 상기 외통(21)의 하단에 구비되어 상기 사이클론 방식으로 회전하는 증기에 포함된 이물질이 침착하도록 물이 담겨진 저수통(23)을 포함하여 구성된다.
한편, 열회수부(40)는 상기 열분해실(31)에서 600~800℃로 가열된 고온의 탈취증기로부터 열을 회수하여 본 발명에서 처리물의 건조 및 증기의 탈취를 위해 필요한 열의 일부를 충당하도록 한다.
보다 상세히 설명하면, 상기 열회수부(40)는 다수의 열교환기(41,42)로 이루어지는데, 본 발명의 실시예에서는 제 1열교환기(41)와 제 2열교환기(42)로 구성된다.
상기 제 1열교환기(41) 및 제 2열교환기(42)는 상기 열분해실(31)에서 이루어지는 악취증기의 고온 처리에 필요한 열량을 감소시키기 위하여 상기 집진부(20)를 통과한 악취증기와 고온 처리된 탈취증기를 교차시켜 상기 탈취증기의 열을 상기 악취증기로 공급하는 역할을 한다.
이러한 제 1열교환기(41) 및 제 2열교환기(42)는 열분해실(31)에 연결된 탈취증기관(70)과, 처리조(11)에 연결되는 악취증기관(60)을 교차시키거나 악취증기 또는 탈취증기의 체류시간을 증대시킬 수 있도록 다양하게 구성되어 악취증기를 예 열하는 기능을 한다.
이 때 상기 제 1열교환기는 고온으로 응축이 가능하여 열원으로 사용될 수 으며, 또한 규모의 크기를 최소화하고, 열교환효율을 높일 수 있도록 하니컴구조인 것이 바람직하다.
상기 제 1열교환기(41) 및 제 2열교환기(42)는 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 잘 알려진 것들이 사용될 수 있으므로, 이에 대한 구체적인 구조 및 상세한 설명은 생략하기로 한다.
그리고 냉각부(50)는 상기 악취증기와 탈취증기의 흐름을 유도하고, 탈취증기의 열을 회수하여 액상의 상태로 외부로 유출시키는 기능을 한다
이러한 냉각부(50)는 크게 3부분으로 구성되는데, 이는 워터자켓(51)과, 워터제트(52)와, 제 1펌프(531)로 구성된다.
여기서 워터자켓(51)은 상기 열회수부(40)에서 열교환된 탈취증기를 액상화된 상태로 배출시키고, 드럼(13) 내부의 열손실을 최소화할 수 있도록 단열재(511)가 내장된 상태로 상기 처리조(11)에 외장되는 구조이다.
이러한 워터자켓(51)에는 냉각수가 채워지는데, 상기 냉각수는 가열·탈취부(30)에서 가열된 고온의 탈취증기를 냉각하여 외부로 배출시키는 기능을 한다.
상기에서 워터자켓(51)의 저장된 냉각수는 탈취증기가 냉각되어 혼합되는 바, 상기 냉각수는 수위가 높아지게 마련이다. 이 때 점차 증가되는 냉각수를 외부로 배출할 수 있도록 오버플로우관(512)을 더 포함하는 구조이다.
이 때 상기 오버플로우관(512)에는 배출되는 냉각수를 일시 저수시켜 잔여증기를 가열·탈취부(후술되는 열분해실)의 내부로 회수하기 위한 증기회수공간부(512a)가 형성되는 구조이다.
즉, 상기 증기회수공간부(512a)는 바이패스관(512b)을 통해 상기 가열·탈취부의 내부와 연결되므로, 가열·탈취부의 내부로 유도된 잔여증기는 가열·탈취부 내부의 고온으로 인해 재차 탈취되어 악취를 완전히 제거할 수 있다.
또한 상기 워터자켓(51)은 탈취증기의 열을 공급받아 상기 처리조(11)와 히트파이프(12)를 보온함과 동시에 재료에 특별한 한정이 없는 단열재(511)를 통해 상기 처리조(11)의 열손실을 방지할 수 있도록 구성된다.
또한 상기 워터자켓(51)의 내부에 저장된 냉각수에 수장되어 압력차에 의해 탈취증기의 흐름을 유도하고, 상기 탈취증기를 액상의 상태로 냉각시켜 워터자켓(51)의 내부로 송출시키는 것이 워터제트(52)이다.
아울러 제 1펌프(531)는 상기 워터자켓(51)에 저장된 냉각수를 펌핑하여 워터제트(52)로 강제 토출시켜 순환시키는 기능을 한다.
한편 상기 가열·탈취부(30)는 열분해실(31)과, 제 2히터(32)로 구성되며, 집진부(20)와 제 1열교환기(41) 및 제 2열교환기(42)를 통과한 악취증기를 고온처리하여 악취를 제거하는 기능을 한다.
일반적으로 공기를 600~800℃에서 체류시간을 0.5초 이상으로 하면, 상기 공기에 포함된 악취가 현저히 제거되는 것으로 알려져 있다. 따라서 상기 열분해실(31)은 상기 악취증기에 600~800℃의 열을 가하면서 상기 악취증기의 체류시간이 0.5초 이상되도록 구성된다.
이를 위해 열분해실(31)은 도 3과 같이, 상기 가열실(141)의 내부 배치되어 히터(14)를 통해 직접 가열되며, 내부에는 악취증기가 통과되는 통로가 마련되고, 상기 통로에는 악취증기의 이동동선을 연장하는 측벽(311)이 다수 형성되는 구조이다.
그리고 상기 제2히터(32)는 상기 열분해실(31) 저부에 형성되는 것으로, 상기 제 1히터(14)와 더불어 상기 열분해실(31)을 가열하는 역할을 한다. 이때 상기 제 2히터(32)는 제 1히터(14)로부터 가해지는 열에 더하여 상기 열분해실(31)을 통과하는 증기의 온도가 600~800℃로 되도록 상기 열분해실(31)에 열을 공급한다.
또한 상기 가열·탈취부(30)는 집진부(20)와, 열회수부(40)를 경유한 악취증기관(60)과, 악취가 탈취된 탈취증기관(70)이 연결되는 구조이다. 여기서 탈취증기관(70)은 전술된 워터제트(52)에 연결되는 구조이다.
아울러 상기 워터제트(52)는 전술된 워터자켓(51)의 냉각수를 제 1펌프(531)를 통해 공급받되, 냉각수의 공급측 압력이 토출측의 압력 보다 크도록 공급측의 내주연 면적에 대해 토출측의 내주연 면적이 상대적으로 작게 구성되는 워터제트관(521)과, 상기 워터제트관(521)의 단부에 연장되고, 워터제트관(521)의 토출측의 낮은 압력을 통해 탈취증기를 유도시킴과 동시에 냉각수와 함께 혼합되어 토출될 수 있도록 탈취증기관(70)이 연결되는 배수관(522)으로 구성된다.
이러한 상기 워터제트(52)는 관의 내경이 작아짐에 따라 내부를 흐르는 물의 압력은 작아지고 속도는 빨라지는 베르누이 정리를 이용한 것으로, 워터제트관(521)의 공급측 내주연 면적보다 토출측 내주연 면적을 작게 함으로써, 토출되는 압력수두는 ↓, 속도수두는 ↑되도록 구성한 것이다.
따라서 워터제트관(521)의 낮아진 토출측의 압력은 탈취증기관(70)과 연결된 배수관(522)을 따라 더욱 증폭되어 탈취증기가 빠른 속도로 유입될 수 있다.
결국 워터제트관(521)의 냉각수는 배수관(522)에서 고온의 탈취증기와 만나 액화/혼합되면서 배수관(522)을 통해 워터자켓(51)으로 토출되는 것이다.
이러한 수장식 워터제트(52)를 이용한 냉각부(50)의 냉각방식은 고온의 탈취증기 온도를 낮추기 위해 별도의 냉각수단(응축기 및 링브로워)이 필요치 않고, 탈취증기를 냉각시킬 수 있으며, 또한 전력사용량을 최소화하고, 소음을 현저히 저감할 수 있으며, 또한 냉각수를 순환시켜 냉각수의 사용 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
한편 본 발명은 각부의 작동을 제어하는 제어부(미도시)가 마련될 수 있다.
이러한 제어부는 히트파이프(12)의 온도 및 열분해실(31)로 유입되는 탈취증기의 온도를 토대로 제 1히터(14) 및 제 2히터(32)의 발열량을 제어할 수 있으며, 이를 위해 상기 열분해실(31)에는 하나 이상의 온도센서(미도시)가 구비될 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 제 1실시예에 따른 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치는 1개의 집진부(20)와, 2개의 열교환기(41,42)로 이루어진 열회수부(40)로 구성되지만, 규모의 크기에 따라 이에 한정하지 아니하고, 다양한 개수로 증축시켜 구성할 수 있다.
또한 워터자켓(51)의 냉각수가 온도 상승으로 증발(기화)되는 것을 방지하기 위해 냉각수의 끊은 점이 높아지도록 워터자켓(51)의 내부 기압을 높여 구성할 수 있다.
또한 제 1히터(14) 및 제 2히터(32)는 전기적으로 발열되는 발열선인 것이 바람직하다. 이에 따라 본 발명에서는 대류열에 의해 히트파이프(12)의 열전효과 대비 드럼(13)의 설치가격을 보았을 경우, 경제적으로 따졌을 때 드럼(13)을 없애 구성시킬 수 있다.
한편 상기 처리부(10)는 처리조 내의 처리물에 포함된 수분을 고속으로 증발시킴과 아울러, 불필요한 미생물을 소멸시키기 위한 고온 모드와, 미생물에 의한 처리물의 최적의 발효를 위한 저온 모드로 제어 가능한 구조이다.
이러한 고온 모드 및 저온 모드는 히트파이프(12)와 서머커플센서를 통해 처리조의 온도 범위를 다양하게 변경할 수 있어 가능하다.
이에 따라 상기 처리부(10)는 처리조(11)의 내의 처리물을 미생물을 이용하여 발효시킬 수 있다. 이때 사용되는 미생물은 상기 처리물의 발효에 적합한 것으로 선택된다. 따라서 발효를 위한 저온 모드에서는 상기 미생물의 활동이 가장 활발한 온도, 예를 들면, 60 ~ 80℃ 범위를 유지해 주는 것이 바람직하다.
그리고 시간이 경과됨에 따라 미생물군 중 악취가 발생되는 해악한 미생물이 증식될 수 있다.
이럴 경우, 고온 모드를 통해 30 ~ 60분간 일정 시간 간격으로 처리조 내의 온도범위를 120 ~ 130℃로 급격히 상승시켜 미생물군 중 악취가 없는 유익한 미생물은 잔여시키고, 미생물군 중 악취가 발생되는 해악한 미생물은 고온에 의해 멸균 시키도록 구성할 수 있다.
따라서 본 발명에서는 장시간 사용에 의해 악취를 유발하는 미생물이 증식한다 하더라도 본 발명의 열분해실(31)의 제어에 의해서 멸균시킬 수 있다.
한편 제 1실시예의 작동설명은 제 2실시예에서 후술되는데, 제 1실시예의 작동관계를 간단히 설명하기로 한다.
제 1실시예의 처리물을 건조 또는 발효시키기 위한 정적온도는 약 60 ~70 ℃ 정도로 가정한다.
처음 기기가 가동되면, 제 1히터(14) 및 제 2히터(32)가 가동하여 빠른 응답성을 갖는 히트파이프(12)를 통해 처리조(11) 내의 온도를 빠르게 상승시킨다.
이 때 발생되는 악취증기는 약 60 ℃ 정도이다. 이러한 악취증기는 열회수부(40)를 거치면서 약 100 ~ 200 ℃로 예열되어 가열·탈취부로 유입된다.
상기 가열·탈취부(30)의 열분해실(31)에서는 제 2히터(32)와 제 1히터(14)를 가동하여 악취증기를 약 600 ~ 800 ℃로 가열하여 탈취한다.
탈취된 탈취증기는 약 600 ~ 800 ℃ 정도의 고온이지만, 열회수부(40)를 통한 저온의 악취증기와의 열교환으로 인해 약 90 ~ 180 ℃ 정도로 하강된다.
하지만 탈취증기를 냉각하는 워터자켓(51) 내의 냉각수는 한정된 바, 고온의 탈취증기로 인해 기화가 되어 냉각효과가 점차 떨어질 수 있다.
냉각효과를 높이기 위해서는 열교환기를 다수 증축하는 것도 하나의 방법이 될 수 있으나, 이는 본 발명에서 원하는 규모의 축소와, 에너지 절감에 반하는 방 법이다.
이를 극복하기 위해 탈취증기관(70)을 길게 하여 대기에 오랜 동안 노출시켜 워터제트(52)로 유입되는 탈취증기의 최대 온도를 100℃ 아래로 하강시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제 2실시예에 따른 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치의 대략적인 구성을 도시한 구성도이고, 도 5는 대기압하에서 순수한 물 1㎏의 열량과 온도변화를 도시한 온도변화곡선그래프이다.
제 2실시예를 제 1실시예를 포함하여 구성된다. 따라서 제 1실시예에서 중복되는 내용은 생략하기로 한다.
도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 냉각부(50)는 크게 3부분으로 구성되는데, 이는 워터자켓(51)과, 워터제트(52)와, 제 2탱크(54)를 포함하는 제 1탱크(53)로 구성된다.
상기 제 2탱크(54)는 제 1탱크(53)를 공냉과 동시에 수냉할 수 있도록 구성되며, 이를 위해 상기 제 2탱크(54)는 송풍기(541)와, 물분사관(544)과, 배기구(545)를 포함하여 구성된다.
여기서 상기 송풍기(541)는 외부공기를 외부창(547)을 통해 제 2탱크(54)의 내부로 공급하여 제 1탱크(53)를 공냉시키는 기능을 한다.
그리고 상기 물분사관(544)은 상기 제 2탱크(54)의 내부 상단에 배치되어, 제 2펌프(546)를 통해 제 2탱크(54)에 저장된 냉각수를 제 1탱크(53)의 표면으로 낙하시켜 제 1탱크(53)를 수냉시키는 기능을 한다.
이 때 상기 제 1탱크(53)는 물분사관(544)을 통해 낙하되는 냉각수가 표면을 따라 흐를 수 있도록 상기 제 2탱크(54)의 내부에 경사지게 설치되는 구조이다.
그리고 배기구(545)는 제 2탱크(54)의 상단에 연결되어 송풍기(541)를 통해 유입되는 공기를 외부로 배출시키는 기능을 한다.
이하에서는 본 발명의 제 2실시예에 따른 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치의 작용에 대해 설명한다.
처리조(11)에 처리물이 공급되고 본 발명에 따른 장치가 가동되면 제 1히터(14)와 제 2히터(32) 통해 처리조(11)에 공급된다.
처리조(11) 내의 처리물은 처리조(11) 내부의 온도 상승에 따라 처리물에 포함된 수분은 증발된다.
이 때 발생되는 증기는 처리물의 악취를 포함하는 악취증기로 처리조(11)에 연통된 악취증기관(60)을 통해 배출된다.
악취증기관(60) 따라 배출되는 악취증기는 집진부(20)인 외통(21)으로 유입되어 상기 외통(21)과 내통(22)의 사이를 따라 회전하면서 아래로 이동된다.
이때 상기 집진부(20)의 하부에는 저수통(23)이 구비되어 있어 상기 아래로 이동된 악취증기가 상기 내통(22)을 통하여 상승할 때 상기 이물질은 상기 악취증기 중 일부 응축된 응축수와 함께 상기 저수통(23)에 저수된 물에 침착되면서 상기 악취증기에서의 이물질이 제거된다.
상기 악취증기를 그대로 외부로 배출하면 악취로 인한 공해가 발생되므로, 상기 악취증기에 대한 악취 제거를 위하여 상기 악취증기는 악취증기관(60)을 따라 가열·탈취부(30)로 이동된다.
그런데 그 전에 상기 악취증기는 열회수부(40) 중 먼저 제 1열교환기(41)를 통과하면서 예열된다.
즉, 상기 악취증기를 탈취하기 위해서는 상기 악취증기에 600~800℃의 고온을 가해야 하는데, 상기 악취증기를 예열하여 상기 악취증기의 온도를 높이면 그만큼 상기 열분해실(31)에서 상기 악취증기에 가해야할 열량이 줄어들게 된다.
하지만 처리조(11)에서 배출되는 악취증기는 약 100 ~ 120℃ 정도이고, 집진부(20)를 거치면서 약 80 ~ 100℃정도로 온도가 하강하게 된다.
그러나 상기 악취증기는 악취증기관(60)을 통해 제 1열교환기(41)를 통과하면서 약 200 ~ 300℃ 정도로 상승되고, 제 2열교환기(42)를 재차 통과하면서 약 300 ~ 400℃ 정도로 상승된다.
이 때 상기 제 1열교환기(41) 및 제 2열교환기(42)에는 탈취증기관(70)이 상기 악취증기관(60)과 교차되어 악취증기관(60)에 열을 공급하는 바, 상기 탈취증기관(70) 내의 탈취증기는 상기 가열·탈취부(30)에서 탈취과정을 통해 600~800℃로 된 탈취증기이므로, 악취증기에 열을 공급할 수 있게 된다.
상기 제 2열교환기(42)에서 예열된 증기는 가열·탈취부(30)인 열분해실(31)로 유입된다. 상기 열분해실(31)은 제 1히터(14)와, 제 2히터(32)로부터 받는 열에 의해 상기 악취증기를 600~800℃로 가열한다.
그런데 상기 악취증기는 제 2열교환기(42)에서 예열되어 대략 300~400℃ 상태이므로, 상기 제 1히터(14) 및 제 2히터(32)가 상기 악취증기에 가해야할 열량이 그만큼 줄어들게 된다.
즉, 400℃인 1㎏의 악취증기는 도 5에서 ①의 열량을 예열과정을 통해 받은 상태이므로, 상기 악취증기를 800℃로 상승시키기 위해 필요한 열량은 도 5의 ②와 같이, 192㎉(=0.48(㎉/㎏·℃)*1(㎏)*(800-400)℃)이다. 따라서 상기 악취증기는 상대적으로 적은 열량을 받고서도 악취제거를 위해 필요한 온도인 600~800℃에 도달할 수 있고, 100℃의 수증기나 물을 800℃로 가열하는 것에 비해 상당히 많은 열량을 절감할 수 있다.
다시 말해, 본 발명에서와 같은 예열과정이 없다면, 처리조(11)에서 증발된 악취증기는 최대 100℃ 정도의 수증기거나 물 상태이다. 따라서 도 5의 ③과 같이, 100℃의 수증기를 800℃로 상승시키기 위해서는 336㎉(=0.48(㎉/㎏·℃)*1(㎏)*(800-100)(℃)) 만큼의 열량이 필요하다.
한편, 100℃의 물을 800℃의 수증기로 만들기 위해서는, 도 5의 ④와 같이, 975㎉(={539(㎉/㎏)*1(㎏)}+{0.48(㎉/㎏·℃)*1(㎏)*(800-100)(℃)}) 만큼의 열량이 필요하다. 그러므로 본 발명에서와 같이 열분해실(31)에 유입되는 증기를 예열시킴으로써 그렇게 하지 않는 경우에 비해 1㎏당 42~80%의 열량을 절감할 수 있음을 알 수 있다.
그리고 악취 제거를 위해서는 상기 악취증기가 600~800℃에서 0.5초 이상 머 물러야 한다. 이를 위해 상기 열분해실(31)에는 다수의 측벽(311)이 설치되어 있어 상기 악취증기가 지그재그 형태의 이동동선을 따라 이동하도록 되어 있다. 따라서 상기 악취증기는 상기 열분해실(31)에서 충분한 시간을 머물게 되면서 상기 증기의 악취가 제거된다.
상기 열분해실(31)에서 탈취된 상태로 빠져나온 탈취증기는 탈취증기관(70)을 따라 제 1열교환기(41) 및 제 2열교환기(42)를 거쳐 악취증기와 열교환된 후 약 100 ~ 300℃ 정도로 하강된다.
이러한 상기 탈취증기는 최종적으로 냉각부(50)인 워터제트(52)를 통해 제 1탱크(53)의 냉각수와 혼합되어 워터자켓(51)의 내부로 액화상태로 냉각되어 토출된다.
상기에서 워터자켓(51)은 워터제트(52)에 의해 탈취증기가 냉각되어 냉각수와 혼합되어 유입되는 바, 내부에 저장된 냉각수는 수위가 높아지게 마련이다. 이 때 점차 증가되는 냉각수는 일정수위 이상되면 오버플로우관(512)을 통해 배출된다.
이 때 상기 오버플로우관(512)에는 배출되는 냉각수를 일시 저수시켜 잔여증기를 가열·탈취부(열분해실)의 내부로 회수하기 위한 증기회수공간부(512a)가 형성되는 구조이다.
상기 증기회수공간부(512a)는 바이패스관(512b)을 통해 상기 가열·탈취부인 열분해실의 내부와 연결되므로, 열분해실의 내부로 유도된 잔여증기는 열분해실 내부의 고온으로 인해 재차 탈취되어 악취를 완전히 제거할 수 있다.
이러한 과정을 통해 악취 및 고온으로 인한 공해는 발생하지 않는다.
한편 제 1탱크(53)의 냉각수와 워터자켓(51) 내부의 냉각수는 제 1펌프(531)를 통해 순환되는 구조이다.
그리고 상기 워터제트(52)로 토출되는 냉각수는 약 100 ~ 300℃ 정도의 탈취증기를 냉각함에 있어 온도가 상승된 상태로 워터자켓(51)으로 유입된다.
따라서 상기 워터자켓(51)으로 유입되는 냉각수는 탈취증기로 인해 계속하여 데워진 약 90 ℃ 이상으로 냉각수가 공급되는데, 이러한 냉각수의 온도 상승은 탈취증기의 냉각효율을 떨어뜨리게 되는 문제점이 발생된다.
이러한 문제점을 방지하고 워터자켓(51)의 내부에 저장된 냉각수 온도를 약 60℃ 범위로 낮춰 냉각효율이 높아지도록 하는 것이 제 2탱크(54)이다.
상기 제 2탱크(54)는 제 1탱크(53)를 부분 수장시켜 내부에 저장된 냉각수를 냉각시킨다.
이러한 상기 제 2탱크(54)는 물분사관(544)을 통해 냉각수를 제 1탱크(53)의 표면으로 낙하시켜 수냉시키고, 동시에 외부창(547)을 통해 송풍기(541)의 외기를 내부로 공급하여 제 1탱크(53)를 공냉시키게 된다.
이에 따라 워터자켓(51)의 내부에 저장된 냉각수 온도를 약 60℃ 범위로 낮출 수 있는 것이다.
한편 상기 제 2탱크(54) 내의 냉각수는 송풍기(541)로부터 공급되는 외부 공기와 함께 배기구(545)를 통해 배출된다.
이 때 상기 제 2탱크(54) 내의 냉각수 공급은 별도의 물공급관을 연결시켜 가능하다.
한편 도 6은 제 2히터(32)를 발열선 구조가 아닌 불꽃을 통해 가열하는 버너 방식일 경우에는 드럼(13)의 내부 대류열에 의해 히트파이프(12)에 열을 공급할 수 있으므로, 제 1히터(14)를 없애 구성할 수 있다.
이 때 상기 바이패스관(512b)을 상기 드럼(13) 상에 노출시켜 유입되는 잔여증기를 제 2히터(32)의 열을 직접적으로 받게 하여 탈취를 도모할 수 있다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치의 대략적인 구성을 도시한 구성도,
도 2는 도 1에서 발췌된 워터제트의 사시도,
도 3은 도 1에서 발췌된 열분해실의 개략적인 구성을 도시한 횡단면도,
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치의 대략적인 구성을 도시한 구성도,
도 5는 대기압하에서 순수한 물 1㎏의 열량과 온도변화를 도시한 온도변화곡선그래프,
도 6은 도 1에 따른 2히터가 불꽃을 통해 가열하는 버너 방식일 경우을 나타내는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치의 대략적인 구성을 도시한 구성도이다.
도 7은 종래의 냉각장치를 도시한 대략적인 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 처리부 11: 처리조 12: 히트파이프 121: 흡열부
122: 발열부 13: 드럼 14: 제 1히터
20: 집진부 21: 외통 22: 내통 23: 저수통
30: 가열·탈취부 31: 열분해실 311: 측벽 32: 제 2히터
40: 열회수부 41: 제 1열교환기 42: 제 2열교환기
50: 냉각부 51: 워터자켓 511: 단열재 512: 오버플로우관
512a: 증기회수공간부 512b: 바이패스관
52: 워터제트 521: 워터제트관 522: 배수관
53: 제 1탱크 531: 제 1펌프
54: 제 2탱크 541: 송풍기
543: 물공급관 543a: 솔레노이드밸브
544: 물분사관 545: 배기구
546: 제 2펌프 547: 외부창
60: 악취증기관
70: 탈취증기관
Claims (13)
- 내부에 공급된 처리물에 열을 가하여 상기 처리물을 건조 또는 발효하는 처리부;상기 처리부에서 발생되는 악취증기로부터 이물질을 걸러내는 집진부;고온의 열을 발생시켜 상기 악취증기의 악취를 제거하여 상기 악취증기를 탈취증기로 변환함과 아울러, 상기 처리부에 상기 열을 전달하는 가열·탈취부;상기 가열·탈취부에서 고온 처리된 탈취증기의 열을 통해 상기 악취증기가 상기 가열·탈취부로 유입되기 전에 상기 악취증기를 예열하는 열회수부;워터제트를 통과하는 액체를 통해 상기 악취증기와 탈취증기의 흐름을 유도하고, 상기 워터제트로 유입된 탈취증기를 액화시켜 탈취증기의 열을 회수함과 아울러 액상의 상태로 냉각하여 외부로 유출시키는 냉각부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 처리부는,내부에 처리물이 저장된 처리조와,상기 처리조의 처리물이 탄화되는 것을 방지하기 위해 상기 처리조를 간접가열할 수 있도록 상기 처리조에 외장되는 히트파이프와,상기 히트파이프의 저면에 배치되어 열을 생성하는 제 1히터와,대류 현상에 의해 상기 히트파이프 전체에 열을 골고루 분산시켜 공급하기 위해 상기 히트파이프 및 제 1히터를 포함하도록 상기 처리조에 외장되는 드럼으로 구성되는 것을 특징으로 하는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치.
- 제 2항에 있어서,상기 가열·탈취부는,상기 드럼의 내부에 포함되도록 제 1히터의 저면에 배치되어 상기 악취증기가 통과되는 통로가 마련된 열분해실과,상기 열분해실의 저면에 배치되어 상기 제 1히터와 협력하여 상기 열분해실을 통과하는 악취증기에 고온을 가하는 제2히터로 구성되는 것을 특징으로 하는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치..
- 제 1항에 있어서,상기 집진부는,상기 처리부에서 발생되는 악취증기를 외통과 내통의 사이로 유입하여 사이클론 방식으로 이동시켜 상기 악취증기에 포함된 이물질을 하부에 구비된 저수통에 침착시키고 이물질이 걸러진 악취증기는 상기 외통을 통해 열회수부로 배출하는 것을 특징으로 하는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 열회수부는,상기 가열·탈취부에서 이루어지는 악취증기의 고온 처리에 필요한 열량을 감소시키기 위해 상기 집진부를 통과한 악취증기와 고온 처리된 탈취증기를 열교환시켜 상기 탈취증기의 열을 악취증기로 공급하여 상기 악취증기를 예열하는 다수의 열교환기로 구성되되, 상기 각 열교환기 중 어느 하나는 열교환효과를 증대시키기 위해 하니컴 구조인 것을 특징으로 하는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치.
- 제 2항에 있어서,상기 냉각부는,상기 열회수부에서 열교환된 탈취증기를 액상의 상태로 배출시키고, 드럼 내부의 열손실을 최소화할 수 있도록 단열재가 내장된 상태로 상기 처리조에 외장되는 워터자켓과,상기 워터자켓의 내부에 수장되고, 내부 압력차에 의해 탈취증기의 흐름을 유도하며, 상기 탈취증기를 액상의 상태로 냉각시켜 워터자켓의 내부로 토출시키는 워터제트와,상기 워터자켓에 저장된 냉각수를 펌핑하여 워터제트로 강제 토출시켜 순환시키는 제 1펌프로 구성되는 것을 특징으로 하는 고효율 폐열회수 장치.
- 제 2항에 있어서,상기 냉각부는상기 열회수부에서 열교환된 탈취증기를 액상의 상태로 배출시키고, 드럼 내부의 열손실을 최소화할 수 있도록 단열재가 내장된 상태로 상기 처리조에 외장되는 워터자켓과,상기 워터자켓의 내부에 수장되고, 내부 압력차에 의해 탈취증기의 흐름을 유도하며, 상기 탈취증기를 액상의 상태로 냉각시켜 워터자켓의 내부로 토출시키는 워터제트와,상기 워터자켓에 저장된 냉각수가 순환되며, 상기 워터제트로 물을 강제 공급할 수 있도록 상기 제 1펌프를 통해 상기 워터제트와 연결되는 제 1탱크로 구성되는 것을 특징으로 하는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치.
- 제 7항에 있어서,상기 냉각부는,상기 제 1탱크를 공냉과 동시에 수냉할 수 있도록 상기 제 1탱크를 내장하는 제 2탱크를 더 포함하여 구성되되,상기 제 2탱크는 외부창을 통해 내부로 외부 공기를 공급하여 상기 제 1탱크 를 공냉시키는 송풍기와,상기 제 2탱크에 내부 상단에 배치되어 제 2펌프를 통해 내부에 저장된 냉각수를 펌핑하여 제 1탱크의 표면으로 냉각수를 낙하시켜 제 1탱크를 수냉시키는 물분사관과,상기 제 2탱크의 상단에 연결되어 송풍기를 통해 유입되는 공기를 외부로 배출시키는 배기구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치.
- 제 7항 또는 제 8항에 있어서,상기 제 1탱크는, 물분사관을 통해 낙하되는 냉각수가 표면을 따라 흐를 수 있도록 상기 제 2탱크의 내부에 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치.
- 제 6항 또는 제 7항에 있어서,상기 워터자켓은, 워터제트를 통해 유입되는 냉각수량에 의해 냉각수가 일정 수위 이상 유입되면 이를 외부로 배출시키기 위한 오버플로우관이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치.
- 제 10항에 있어서,상기 오버플로우관에는 배출되는 냉각수를 일시 저수시켜 잔여증기를 가열·탈취부의 내부로 회수하기 위해 바이패스관이 연결되는 증기회수공간부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치.
- 제 6항 또는 제 7항에 있어서,상기 워터제트는, 제 1탱크로부터 강제 펌핑되는 냉각수의 공급측 압력이 토출측의 압력 보다 크도록 공급측의 내주연 면적에 대해 토출측의 내주연 면적이 상대적으로 작게 구성되는 워터제트관과,상기 워터제트관의 단부에 연장되고, 워터제트관의 토출측의 낮은 압력을 통해 탈취증기를 유도시킴과 동시에 냉각수와 함께 혼합되어 토출될 수 있도록 탈취증기관이 연결되는 배수관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 처리부는, 처리조 내의 처리물에 포함된 수분을 고속으로 증발시킴과 아울러, 불필요한 미생물을 소멸시키기 위한 고온 모드와, 미생물에 의한 처리물의 최적의 발효를 위한 저온 모드로 제어 가능한 것을 특징으로 하는 처리물의 처리 및 고효율 폐열회수 장치.
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