KR101135641B1

KR101135641B1 - 슬러지 건조장치

Info

Publication number: KR101135641B1
Application number: KR1020110070615A
Authority: KR
Inventors: 김민지
Original assignee: 김민지
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2012-04-13

Abstract

본 발명은 슬러지 건조장치에 관한 것으로, 탈수기에서 1차적으로 수분이 제거된 슬러지를 구동모터와 연결된 회전드럼에 투입하여 주롤러 및 보조롤러에 연결된 고온벨트를 통하여 슬러지가 회전드럼의 외주연에서 선회될 때 회전드럼의 외관 내부에 장착구비된 다수개의 전기히터가 통전되어 열매유에 의해서 가열된 상태로 회전드럼의 외주연을 선회하고 있는 슬러지를 건조하여 고형물을 연료로 사용 또는 소각할 수 있게 한 슬러지 건조장치를 제공하고자 하는 것이다.

Description

슬러지 건조장치{THE SLUDGE DRYING DEVICE}

본 발명은 슬러지 건조장치에 관한 것으로, 탈수기에서 1차적으로 수분이 제거된 슬러지를 구동모터와 연결된 회전드럼에 투입시 회전드럼 주위에 설치된 주롤러 및 보조롤러에 연결된 고온벨트를 통하여 슬러지가 회전드럼의 외주연에서 선회될 때에 회전드럼의 외관과 회전드럼의 내관 사이에 장착 구비된 다수개의 전기히터가 열매유에 의해서 가열된 상태로 회전드럼의 외주연을 선회하고 있는 슬러지를 건조하여 고형물을 소각하게 되는 슬러지 건조장치에 관한 것이다.

종래에는 일반적으로 하수 슬러지, 축산폐수, 음식물 쓰레기 같은 유기물 슬러지는 건조물의 보유열량(건조완료된 슬러지는 1kg당 3500Kcal 이상의 열량을 보유)이 높아서 재생 에너지 자원으로 이용가치가 높은 반면, 함수비가 80% 수준으로 수분이 너무 많아 보유 열량을 에너지로 사용할 수 없기 때문에 슬러지를 가열하여 슬러지 속의 수분을 증발시키는 슬러지 건조 장치의 개발이 시도되었다.

지금까지 개발된 슬러지 건조 장치를 크게 분류하면, 연소된 가열공기와 슬러지를 직접 접촉시켜 열에너지를 공급하는 직접건조방식과, 연소열로 일단 스팀이나 오일 등을 가열하고 이 열매체(스팀이나 오일 등)의 열에너지를 이용하여 슬러지를 2차적으로 가열하는 간접건조방식으로 구분된다.

또한 스크류 건조기, 박막 건조기, 유동층 건조기, 회전식 건조기, 다단 복층 건조기를 포함하여 다양한 장치들이 있고, 종래방식의 다단 건조장치중 건조실과 건조실 사이에 열매체 순환실이 설치된 간접 건조방식의 건조장치는 열매체 순환실의 바닥면과 천정면에 누적되는 이물질의 제거기능이 없으므로 가열 공기, 열수 또는 과열증기 등과 같은 열매체에 함유된 분진들이 장시간에 걸쳐서 점착 및 누적되거나, 증기 또는 열수에 의하여 스케일(Scale)이 부착되어 열전도 효율이 떨어지는 문제점이 있어 개선이 요구된다.

종래의 슬러지 건조장치는 탈수기와 건조기가 지면상에 나란하게 설치되고 이들 탈수기와 건조기에서는 슬러지 이송 수단이 설치된 것으로서, 상기 탈수기(스크류방식, 벨트방식)에서 슬러지에 함습된 수분이 1차로 제거되면 이송수단인 컨베이어 벨트 또는 포킷 에레베이터에 의해서 슬러지가 건조기(스팀 튜브형, 버너로 가열하는 패들형)로 이송된다.

상기와 같이 건조기로 이송된 슬러지를 상기 탈수기에서 제거되지 않은 나머지 수분을 완전하게 제거하게 되는 것이며, 상기 건조기에서 건조된 슬러지를 이송수단에 의해 이송되어 작업자가 자루에 담아 처리하게 된다.

전술한 바와 같이 슬러지 건조장치를 지상에 나란하게 배치할 경우, 공장 증설에 따라 폐수의 량이 증가하게 되면 탈수기와 건조기의 증설이 불가피하게 되고 상기 탈수기와 건조기를 증설함에 있어, 설치 장소가 확보되어야 하는 어려움이 있고, 이들을 구입설치함에 있어 작업 공간이 협소하여 작업이 불편할 뿐만 아니라 추가 설치된 설비가 불합리하게 설치되어져 운전 시간이 오래 걸림과 동시에 슬러지의 이송 수단인 컨베이어 벨트 또는 포켓 에레베이터에 잦은 고장이 발생하기 때문에 폐수 처리장의 안전 운전에 문제점이 있으며, 이송 수단의 불합리한 공정 설비의 배치로 전력비 과다 소요에 따른 비용손실이 과다해진다. 또한 슬러지가 이송되는 과정에 컨베이어 벨트등에서 슬러지가 누출되어 주변 바닥 및 주위 도랑(디치:ditch)을 오염시켜 악취를 발생시키는 등 많은 문제점이 있다.

종래의 건조방식으로 처리하기 위해 제안된 기술들은 컨베이어 벨트 또는 스크류를 사용하여 슬러지를 이송시키면서 다양한 종류의 열원을 사용하여 건조공정을 진행하는 장치 및 방법을 제안하고 있다.

최근 다양한 분야에서 발생되는 각종 폐기물 중에서 수분이 함유된 폐기물(이하 '슬러지(sludge)'라 한다)의 처리에 대한 관심이 증대되고 있다. 이와 같은 슬러지에는 하폐수 처리시설에서 발생하는 하폐수 슬러지, 식품 또는 제지공장 등의 산업현장에서 발생하는 다습 폐기물, 가정에서 발생하는 음식물 쓰레기 및 축산 농가에서 발생하는 축산 분뇨 등이 있다. 이와 같은 슬러지는 통상적으로 80%에 이르는 수분이 함유되어 있으므로 일반적인 소각시설의 처리대상에서는 제외되어 매립을 통한 처리가 일반화되어 있다. 그러나 매립을 통한 슬러지의 처리는 침출수로 인한 지하수 등의 2차 오염, 지반의 약화, 매립 면적의 확보 등에 따른 문제점이 대두되고 있어 이에 대한 대체 기술이 요구되고 있는 실정이다.

따라서 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방안으로 슬러지 처리를 위한 많은 기술들이 개발되어 특허 출원되고 있으며, 이와 같은 특허 출원된 기술로는 대한민국 공개특허공보 특2002-0005917호의 "다단식 스크류 건조기"는 스크류가 설치된 다수의 건조용 원통을 인접하게 나란히 배치하고, 최상단의 건조용 원통에 주입된 건조대상물은 상부에서 하부로 연속적으로 이송되어 최하단의 건조용 원통을 통해 배출되고, 최하단의 건조용 원통으로 주입된 열풍은 하부에서 상부로 연속적으로 이송되도록 최상단의 건조용 원통을 통해 배기되는 슬러지 건조장치를 제시하고 있다.

그리고 대한민국 등록특허공보 제10-0407828호의 "적외선과 고주파를 이용한 수분건조방법"은 건조용기내에 컨베이어 밸트를 회전가능하게 설치하고, 그 컨베이어 밸트의 입구측 상부에 자석을 설치하여 투입된 슬러지나 음식물 쓰레기에 포함된 금속성 이물질을 제거하도록 하고, 컨베이어 벨트의 상부에 고주파장치의 양극판과 음극판을 설치하여 슬러지나 음식물 쓰레기에 고온의 열을 가하도록 하며, 가열에 의해 발생된 증기를 배출시키는 환풍기를 건조용기에 설치하고, 배출구측에 적외선을 조사하여 슬러지나 음식물 쓰레기를 통과하도록 조사하는 등록특허 10-0928277 적외선 건조로를 설치하여 이루어지는 슬러지 건조방법을 제시하고 있다.

또한 대한민국 공개특허공보 특2003-0079397호의 "음식물 쓰레기 및 축분 건조장치"는 테엽이 감긴 형상으로 다수의 공간부를 구비하며 이 공간부로 음식물 쓰레기를 회전시키기 위한 돌출턱이 형성된 회전날개와, 제 2고정프레임에 고정되며 중앙과 일측에 각각의 구멍이 형성된 가열판과, 제 1고정프레임에 고정되며 복사열을 발산하는 근적외선램프를 지지하는 브라켓으로 형성된 전기히터장치로 구성되는 슬러지 건조장치를 제시하고 있다.

상기와 같이 슬러지를 종래의 건조방식으로 처리하기 위해 제안된 기술들은 컨베이어 벨트 또는 스크류를 사용하여 슬러지를 이송시키면서 다양한 종류의 열원을 사용하여 건조공정을 진행하는 장치 및 방법을 제시하고 있다.

또한 공개특허 10-2009-0125651호의 "고효율 다단 로터리 건조장치"는 버너 및 송풍블로와(101), 이송스크류(102), 밴드전기히터(103), 드럼입구(107), 다단 로타리 건조장치(107), 드럼출구(109), 드럼지지대(110), 롤러(111), 열풍 건조공기(202) 등으로 구성된 건조장치인 것으로 하수 슬러지 케이크 또는 피건조물을 건조 장치에 투입하기 전에 미리 섭씨 100도 정도까지 예열하고, 버너에 의해 공급되는 열풍에너지는 상기 예열된 슬러지의 증발에너지로만 사용되도록 하였다. 즉, 건조장치의 입구와 출구에서의 온도차를 최소화하고 건조장치의 내부온도를 섭씨 100도 정도로 일정하게 유지함으로서 건조를 위한 수증기의 증발효율을 극대화시킴과 동시에 장비 사용의 안전성 및 최적 에너지 효율을 확보하고자 하였으나, 원통형의 드럼을 횡으로 설치하여 드럼 자체를 회전시키고 상기 드럼 내부에서 열매체와 피건조물이 직접 접촉하거나 간접 접촉하여 건조가 이루어지는 상기 "고효율 다단 로터리 건조장치"를 설명하자면, 드럼의 내면에 피고형물이 접착되어 접착된 피건조물이 과다 건조되고, 과다 건조된 피건조물은 쉽게 분진화되어 건조용 열풍과 혼합될 경우 폭발의 우려가 있으며, 간접 건조방식의 경우 드럼의 내면에 부착된 피고형물에 의하여 열전도 효율이 저하된다. 특히 직경이 상대적으로 작고 길이가 긴 드럼을 횡방향으로 설치함으로 부지가 많이 소요되는 어려움이 있다.

이와 같이 종래 슬러지 건조방법 및 장치는 열효율이 낮아 실용성이 낮을 뿐만 아니라, 특히 스크류 방식을 적용하는 경우에는 슬러지의 이송이 거의 불가능하고, 내측에 위치되어 이송되는 슬러지는 거의 건조되지 않는 문제점이 있다. 즉 통상 스크류 방식을 적용하는 슬러지 건조장치는 스크류를 통해 슬러지를 분쇄시키면서 이송시키는 작용을 기대하고 있으나, 실질적으로 분쇄 작용은 거의 기대할 수 없고, 이송되는 슬러지의 표면은 건조되지만 내측의 슬러지는 건조되지 않아 결국 스크류에 과부하가 걸리게 되는 문제점이 있는 것이다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 건조 소요시간이 단축되며, 설치면적을 최소화하고 기기의 집약화로 운전시간을 단축하였다. 또한 슬러지 건조장치를 개량 단순화하여 설비에 따른 비용을 절감할 수 있음에 그 목적을 둘 수 있고, 또한 회전드럼 내에 전기히터를 장착하여 회전드럼 외주연에서 선회하게 되는 슬러지를 건조하게 됨으로써 신속한 건조를 이룰 수 있도록 하는데에 그 목적을 두고 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 자동에 의한 연속적으로 작동되기 때문에 슬러지 처리가 손쉽고 안전하며, 또 높은 효율을 기초로 장치 규모를 최소화하여 시설투자비와 유지관리비용이 저렴한 슬러지 건조장치를 제공하는 데 있고, 1차 탈수된 슬러지가 소각되지 못하고 매립을 통한 처리가 일반화됨으로써 침출수로 인한 지하수 등의 2차 오염, 지반의 약화, 매립 면적의 확보 등에 따른 문제점을 해소하도록 하는데에 그 목적을 두고 있다.

또한 슬러지를 건조하게 되는 열에너지를 슬러지의 건조에만 집중될 수 있도록 함으로써 슬러지의 건조 효율을 향상시키도록 하는데에 그 목적을 둘 수 있다.

상기와 같은 문제점을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 슬러지 건조장치에 있어서, 회전드럼을 구비하고, 상기 회전드럼의 외주연에서 슬러지가 선회할 수 있도록 회전드럼의 외주연 근처에 주롤러와 보조롤러를 위치시켜 고정되도록 하여 상기 주롤러와 보조롤러에 고온벨트를 연결토록 하였으며, 회전드럼의 외주연에서 상기 고온벨트를 통하여 선회가 되는 슬러지를 건조할 수 있도록 회전드럼이 외관과 내관으로 구성되고, 상기 외관과 내관 사이에 형성된 공간부에 전기히터를 장착고정하였고, 상기 전기히터는 전기히터 주위의 공간부로 유입이 되는 열매유에 의하여 가열되도록 하였으며, 전기히터에 의해 건조가 되는 슬러지가 회전드럼의 외주면에 점착되는 것을 방지할 수 있도록 회전드럼의 외주면 일단에 스크래퍼를 고정하도록 한 상태에서 회전드럼 외주연을 따라 선회하게 되는 슬러지가 자중에 의해서 낙하되거나 스크래퍼에 의해서 낙하되어 파쇄기로 이송하게 되는 콘베어를 구비하였고, 상기 스크래퍼와 동일한 역할을 수행하게 되는 벨트브러쉬는 회전드럼 외주연을 따라 선회하게 되는 고온벨트의 선회한 지점에 회동되는 상태로 설치되어 고온벨트에 슬러지의 점착을 방지하도록 하였으며, 상기 고온벨트의 처짐을 방지할 수 있게 장력을 조절할 수 있는 장력롤과 가압롤을 함께 구비함으로써 달성된다.

상기 장력롤은 가이드에 입설된 형태로 구성되어 나사부를 형성한 조절봉에서 조절볼트를 회동함으로써 가이드가 조절봉에서 이동을 이루게 되고 가이드 내에 입설된 스프링이 압축 연신을 이루게 되며 조절봉 일단부에 구성된 롤러와 접합된 장력롤이 변위됨으로써 고온벨트의 텐션을 조절할 수 있도록 하였다.

상기 가압롤은 슬러지의 투입이 이뤄지는 지점에 위치한 고온벨트 근접부와 고온벨트 중반부의 근접부에 고정된 상태로 하여 가압롤이 롤연결대의 양단부에 힌지로 연결되고, 상기 롤연결대는 스프링과 결합을 이루게 되고, 상기 스프링 내부에는 나사부를 형성한 축봉이 축설되며, 상기 축봉에는 가압구가 삽입된 상태에서 가압구의 회동에 의해서 스프링이 압축되고, 상기 스프링의 압축으로 인하여 롤연결대가 고온벨트 방향으로 더욱 근접을 하게 되면서 롤연결대의 양단부에 장착된 가압롤이 고온벨트를 가압함으로써 달성된다.

한편 열매유를 공간부에 유입될 수 있도록 회전드럼의 중심축 일단부가 로터리조인트와 연결되어 열매유보조탱크로부터 공급되는 열매유를 회전드럼의 외경과 내관 사이 공간부로 유입됨으로써 달성되도록 하였다.

또한 슬러지를 건조하게 되는 열에너지를 슬러지의 건조에만 집중될 수 있도록 회전드럼의 내관 내부에는 세라믹단열재를 충진한 채 단열재커버로 차폐를 이루게 함으로써 열에너지가 소모되지 않고 슬러지 건조 방향으로만 전도될 수 있도록 함으로써 달성을 이루게 된다.

본 발명은 슬러지의 함수율을 줄일 수 있게 탈수기에서 1차로 탈수가 이뤄진 슬러지를 건조함에 있어서 건조기기를 집약하여 구성함에 따라 슬러지 건조에 따른 기기의 설치면적을 최소화함으로써 건조에 소용되는 시간이 단축되는 효과가 있고, 건조기기에 구성된 회전드럼의 외주연을 따라 슬러지가 선회하면서 회전드럼 내에 장착된 다수개의 전기히터에 의해 슬러지의 건조가 이뤄짐에 따라 슬러지 건조를 이루기 위한 구비수단을 컴펙트하게 구성하여 슬러지를 효율적으로 건조하도록 하는데에 그 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 회전드럼의 전체 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 회전드럼의 상세 정단면도.
도 3은 본 발명에 따른 건조장치의 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 회전드럼의 측단에서 전기히터가 장착된 상태도.
도 5는 본 발명에 따른 건조장치의 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 전기히터에 연결된 전선배치도.

본 발명에 있어서는 슬러지를 건조하기 위한 건조장치만을 설명하였고, 편의상 슬러지의 함수율을 줄이기 위한 1차 장치인 탈수기나, 건조를 이룬 슬러지를 배출하여 포집하게 되는 포집장치나, 탈수되어 건조된 슬러지의 고형물을 파쇄 또는 분쇄하는 파쇄장치 등은 일반적으로 공지된 기술을 이용하고 있기 때문에 설명을 생략하기로 한다.

또한 본 발명에 따른 슬러지 건조장치에 있어서, 슬러지를 투입하게 되는 호퍼는 공지된 기술을 이용하고 있기 때문에 설명을 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 슬러지 건조장치는 특히나 종래기술인 원통형의 드럼을 횡으로 설치하여 드럼 자체를 회전시키고 상기 드럼 내부에서 열매체와 피건조물이 직접 접촉하거나 간접 접촉하여 건조가 이루어지는 회전식 건조기로서, 드럼의 내면에 피고형물이 접착되어 접착된 피건조물이 과다 건조되고, 과다 건조된 피건조물은 쉽게 분진화되어 건조용 열풍과 혼합될 경우 폭발의 우려가 있으며, 간접 건조방식의 경우 드럼의 내면에 부착된 피고형물에 의하여 열전도 효율이 저하되며 특히 직경이 상대적으로 작고 길이가 긴 드럼을 횡방향으로 설치함으로 부지가 많이 소요되는 어려움을 해소하고자 안출된 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명은 탈수기를 통하여 1차 함수율을 줄인 슬러지가 일반적으로 소각시설의 처리대상에서 제외되어 매립을 통하여 처리됨으로써 침출수로 인한 지하수 등의 2차 오염, 지반의 약화, 매립 면적의 확보 등에 따른 문제점을 해소하고자 1차 로 탈수된 슬러지를 건조함에 있어서, 회전드럼(1)을 구비하고, 상기 회전드럼(1)은 외관(2)과 상기 외관(2)에 수용된 내관(3)으로 구성되고, 상기 내관(3) 내부에는 열에너지의 유실을 방지하기 위한 세라믹 단열재(12)를 충진한 상태에서 단열재커버(1c)로 차폐하고, 상기 회전드럼(1)을 회동하기 위한 구동모터(30)를 구비하며, 1차 탈수된 슬러지가 상기 회전드럼(1)에서 선회할 수 있게 회전드럼(1)의 외주연에 인접되게 주롤러(5)와 보조롤러(6)를 장착구비하고, 상기 주롤러(5)를 회동하기 위한 구동모터(31)가 구비되고, 상기 롤러(5)(6)들에 연결되어 회전드럼(1)의 외주연에서 슬러지의 선회를 수행할 수 있도록 고온벨트(7)를 구비하며, 회전드럼(1)의 외주연에서의 슬러지 선회시 슬러지가 건조될 수 있도록 회전드럼(1)의 내주연을 따라 다수개 장착이 되는 전기히터(32)를 구비하고, 상기 전기히터(32)에 열을 전달하게 되는 열매체인 열매유(세라오일)를 전기히터(32) 주위의 공간부(4)로 유입될 수 있도록 회전드럼(1)의 중심축(1a) 일단부와 연결되는 로터리조인트(14)가 구비되며, 슬러지의 선회시 건조효율을 상태에 따라 조절하여 제고할 수 있도록 고온벨트(7)의 처짐을 방지할 수 있는 장력조절수단인 장력롤(10)과 가압롤(9)을 함께 구비하고, 슬러지의 선회시 회전드럼(1)에 점착을 방지할 수 있게 회전드럼(1)의 외주연 일단부에 장착고정되는 스크래퍼(11)를 구비하며, 회전드럼(1) 외주연에서 슬러지와 함께 선회하게 되는 고온벨트(7)에 슬러지의 점착을 방지할 수 있게 선회과정의 한 지점에 회동되는 상태로 장착고정되는 벨트브러쉬(8)를 구비하고, 상기 스크래퍼(11) 또는 자중에 의해서 선회를 이룬 슬러지가 낙하될 때 파쇄기(21)로 이송할 수 있는 콘베어(13)를 구비함으로써 슬러지 건조를 위한 건조기(100)에는 각 요부[회전드럼(1)과 회전드럼(1)에 구성된 홈(1b)과 외관(2) 및 내관(3), 내관(3) 내부에 구성된 세라믹 단열재(12) 및 단열재커버(1c), 회전드럼(1)의 근접부에 집약된 각 요부인 주롤러(5)와 보조롤러(6), 고온벨트(7), 전기히터(32), 공간부(4), 장력롤(10)과 가압롤(9), 스크래퍼(11), 벨트브러쉬(8), 콘베어(13)]들이 구성되는 것을 특징으로 하고 있다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명된다.

80%에 이르는 수분을 함유한 슬러지는 일반적인 소각시설의 처리대상에서는 제외되어 매립을 통한 처리가 일반화되어 있다. 그러나 매립을 통한 슬러지의 처리는 침출수로 인한 지하수 등의 2차 오염, 지반의 약화, 매립 면적의 확보 등에 따른 문제점이 대두되고 있어 이에 대한 기술로 본 발명이 개발된 것임을 밝혀두는 바이다.

도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 슬러지 건조장치에 있어서, 도 5에 도시된 건조기(100)의 프레임(50)과 프레임(50) 내부에 구성된 내부커버(40) 내에는 회전드럼(1)이 입설되어 장착 구비되고, 상기 회전드럼(1)의 외주연을 따라 그 외주연 인접부에 주롤러(5)와 보조롤러(6)가 장착고정되며, 회전드럼(1)의 중심축(1a)은 구동모터(30)와 연결되고, 주롤러(5)는 구동모터(31)와 연결되며, 상기 롤러들(5)(6)에는 고온벨트(7)가 연결되어 회전드럼(1)의 외주연 인접부에서 선회하게 되고, 고온벨트(7)의 처짐을 방지하고 슬러지 건조를 조절할 수 있게 고온벨트(7)의 장력을 조절하게 되는 장력롤(10)과 가압롤(9)이 고온벨트(7)의 일측에 장착고정된다.

호퍼(미도시)로부터 투입되는 슬러지는 회전드럼(1)의 투입구(P) 방향으로 투입을 이루게 되고, 투입된 슬러지는 주롤러(5), 보조롤러(6), 장력롤(10), 가압롤(9)에 연결된 고온벨트(7)를 통하여 회전드럼(1)의 외주면을 선회하게 된다.

슬러지가 선회하는 과정에서 슬러지의 선회가 완료될 시점에 회전드럼(1)의 외주면 인접부에 장착고정된 스크래퍼(11)에 의해서 회전드럼(1) 외주면에 점착되는 슬러지를 제거하게 되고, 회전드럼(1)의 외주연을 선회하여 다시 회전드럼(1)의 외주연으로 선회하려는 고온벨트(7)의 인접부에는 회동되는 벨트브러쉬(8)가 장착되어 고온벨트(7)에 접착되는 슬러지를 제거하게 된다.

슬러지 건조를 조절함에 있어서는 고온벨트(7)의 텐션을 조절해야하는 것이 마땅하므로 장력롤(10)과 가압롤(9)이 구비됨에 있어서, 장력롤(10)은 가이드(10a)에 입설된 상태가 되고, 가이드(10a) 내부로는 나사부를 형성한 조절봉(10c)의 일부가 축설되어 있으며, 가이드(10a) 내부에 축설된 조절봉(10c)에는 스프링(10d)이 삽입되어 있고, 가이드(10a) 내부에 축설된 조절봉(10c)의 일단부에는 롤러(10e)가 장착되어 장력롤(10)과 접촉된 채 회동을 이루게 되며, 가이드(10a) 외부의 조절봉(10c)에는 조절볼트(10b)가 삽입이 된 상태에서, 조절볼트(10b)의 회동에 의해서 스프링(10d)이 연신함과 동시에 가이드(10a)의 이동이 이뤄짐으로써 장력롤(10)의 이동 위치가 변경됨에 따라 고온벨트(7)의 장력을 조절할 수 있게 되고, 또한 가압롤(9)은 슬러지가 투입되는 투입구(P) 근접부와, 슬러지의 건조 중반부에서 고온벨트(7)를 가압하기 위하여 롤연결대(9a)의 양단부에 벨트가압롤(9)이 장착되고, 롤연결대(9a)는 스프링(9c)과 결합을 이루게 되며, 상기 스프링(9c)에는 나사부를 형성한 축봉(9b)이 축설되고, 축봉(9b)에는 가압구(9d)가 삽입된 상태에서, 가압구(9b)의 회동에 의해서 스프링(9c)이 압축되면서 롤연결대(9a)를 가압하게 되고, 상기 롤연결대(9a)가 고온벨트(7) 방향으로 이동하게 되면서 롤연결대(9a)에 장착된 벨트가압롤(9)이 고온벨트(7)를 가압하게 된다.

회전드럼(1)을 더욱 상세히 살펴보면, 도 2에 도시된 것과 같이, 외관(2)을 형성하고 있고 상기 외관(2) 내에 내관(3)이 수용된 형태로 구성되고, 내관(3)은 만곡부를 이루고 있는 원 형태로 형성되어 외관(2)과 내관(3) 사이에는 주연을 따라 다수개의 공간부(4)가 형성되어 있으며, 상기 공간부(4)들에 전기히터(32)가 입설되어 있고, 전기히터(32)의 가열매체인 열매유(O)가 유입된다.

내관(3)에서 중심축(1a) 방향으로는 열에너지의 유실을 막고 슬러지의 건조에만 열에너지가 집중될 수 있도록 세라믹 단열재(12)가 충진을 이루고 있고, 세라믹 단열재(12)를 단열재 커버(1c)로 차폐하게 되며, 열매유(O)는 세라오일을 이용하기로 하였다.

본 발명에 따른 건조장치에 있어서, 건조기(100)의 측면 구성을 살펴보면, 도 3에 도시된 것과 같이, 열매유(O)가 유입될 수 있도록 회전드럼(1)의 중심축(1a) 일단부에는 로터리조인트(14)가 연결되고, 열매유보조탱크(15)로부터 열매유(O)를 연결관(15a)을 통하여 공급받아 전기히터(32)가 입설된 공간부(4)에 유입되도록 하였다.

또한 중심축(1a)의 다른 일단부에는 전기카본롤(20)이 장착되고, 상기 전기카본롤(20)에는 전원단자대(20a)가 연결되어 있으며, 상기 전원단자대(20a)에 연결된 테프론전선(W)은 전기히터(32)의 일측부에 형성된 전기부스(EB)와 연결되고, 전기부스(EB)에는 전기히터(32)의 히터단자대(32a)가 연결되어 전기히터(32)의 통전을 이루게 된다.

회전드럼(1)의 외주면에는 다수개의 홈(1b)이 형성되는데 있어 슬러지의 건조시 수증기가 측부로 유실되는 것을 방지하고 고온벨트(7) 표면으로 유실되게 하는 유도 역할을 수행하게 되는 것이다.

상기 다수개의 홈(1b)을 형성한 회전드럼(1)의 외주면 상에는 슬러지(S)가 놓이게 되고 회전드럼(1)의 외주면 하에는 열매유(O)가 있게 되며 슬러지(S) 위에는 고온벨트(7)가 가압한 상태에서 슬러지(S)를 건조하게 되는 것이다.

전기히터(32)의 다른 일측부에는 에어벤트(16)가 구비되어 열을 방출시킬 수 있도록 하였다.

전기히터(32)의 장착상태를 상세히 설명하자면, 도 4에 도시된 것과 같이, 회전드럼(1)의 외관(2)과 내관(3) 사이에 형성된 공간부(4)에 전기히터(32)가 장착고정되고, 내관(3) 하부에는 세라믹 단열재(12)가 충진되어 형성되어 있으며, 세라믹 단열재(12) 하단에는 단열재 커버(1c)로 차폐하여 전기히터(32)에서 발생된 열에너지가 유실되지 않고 슬러지의 건조에만 집중될 수 있는 특징을 지니게 되며, 전기히터(32)의 일측단에는 통전될 수 있게 히터단자대(32a)가 형성된다.

건조기(100)를 평면 상태에서 살펴보게 되면, 도 5에 도시된 것과 같이, 프레임(50)이 구비되고, 상기 프레임(50) 내에 내부커버(40)가 구비되며, 상기 내부커버(40) 내에 회전드럼(1)이 입설되어 있는 있다.

회전드럼(1)에서 건조를 이룬 슬러지는 콘베어(13)에 낙하되어 파쇄기(21)를 통하여 소정의 크기로 파쇄를 이룬 후 배출구(21a)를 통하여 배출될 수 있도록 하였고, 탈취기, 습공기, 열교환기 등을 근접부에 설치될 수 있도록 하였다.

본 발명에 따른 건조기(100)에 파쇄기(21)를 함께 설치할 수도 있고 개별적으로 설치할 수도 있음을 밝힌다.

전기히터(32)의 통전을 이루기 위한 테프로전선(S)의 배치를 살펴보면, 도 6에 도시된 것과 같이, 전기카본롤(20)과 연결된 전원단자대(20a)에 테프론전선(W)이 연결되어 전기부스(EB)와 연결을 이루도록 하여 전기히터(32)의 히터단자대(32a)를 통하여 전기히터(32)의 통전을 이루도록 하였다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 슬러지 건조장치는 1차 탈수되어 80%의 함수율을 이루고 있는 슬러지를 건조하여 10%~50%의 함수율을 이루게 함으로써 연료로 사용될 수 있도록 하였다.

또한 본 발명에 따른 슬러지 건조장치의 기계적 특성으로는 회전드럼에 전기히터를 삽입하고 내부에 굴곡을 이룬 내관을 삽입함으로써 열매유의 중량을 줄일 수 있게 되고 회전드럼의 외주면의 열을 증대시키기 위함이다.

즉 에너지 열원은 전기이므로 회전드럼의 내부에 보일러 및 열매유를 줄이면 전기소모량이 반으로 줄어드는 특징을 갖게 되고 또한 보일러가 없어지면 기계크기가 반으로 줄게 되는 특징을 갖게 되는 것이다.

본 발명에 따른 슬러지 건조장치에 있어서, 건조기(100)는 프레임(50) 내부에 설치되고 회전드럼(1)이 250~300℃에서 슬러지를 건조하기 때문에 고온의 열 발생으로 인하여 프레임(50)에 열이 전도되는 것을 방지하고자 프레임(50)을 이중구조로 구성하여 냉각순환형식을 취하도록 선택할 수 있도록 하였는데, 도 7에 도시된 바와 같이 프레임(50)을 이중구조로 형성되게 하고, 프레임(50) 내에 공기유입구(200)을 형성함으로써, 건조장치의 인접부에 배치설치된 냉각기를 통하여 공기를 순환하도록 하였고, 슬러지 건조시에 발생되는 악취 냄새를 제거할 수 있도록 냉각기 인접부에 탈취기를 배치설치하여 냉각기를 통하여 냉각수 순환에 의해 프레임(50)의 열 전도를 방지하고자 하였다.

슬러지 건조시 악취가 심하고 수증기가 발생함으로 수증기 제거장치 및 열교환기와 악취설비를 별도로 설치할 수 있음을 밝힌다.

본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 설계 및 시공상의 필요에 따라 여러 가지 다양한 변경이나 수정, 조합, 결합 및 부분결합 등이 가능한 것은 당업자에게 있어 당연한 일이라 하겠다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
100: 건조기 50: 프레임
40: 내부커버
1 : 회전드럼 1a: 중심축
1b: 홈 1c: 단열재커버
2 : 외관 3 : 내관
4 : 공간부
5 : 주롤러 6 : 보조롤러
7 : 고온벨트 8 : 벨트브러쉬
9 : 가압롤 9a: 롤연결대
9b: 축봉 9c: 스프링
9d: 가압구
10: 장력롤 10a:가이드
10b: 조절볼트 10c:조절봉
10d:스프링 10e:롤
11: 스크래퍼 12: 세라믹 단열재
13: 콘베어 14: 로터리조인트
15 : 열매유보조탱크 15a: 연결관
O : 열매유(세라오일)
16: 에어벤트
20: 전기카본롤 20a: 전원단자대
21: 파쇄기 21a:배출구
22: 열교환기 23: 탈취기
30,31: 구동모터
32: 전기히터 32a: 히터단자대
EB: 전기부스 W : 테프론전선
P : 슬러지 투입구 S : 슬러지
200: 공기유입구

Claims

회전드럼(1)과, 상기 회전드럼(1)의 외주연 인접부에 장착고정되는 주롤러(5) 및 보조롤러(6)와, 상기 주롤러(5) 및 보조롤러(6)에 연결되어 회전드럼(1)의 외주연 인접부에서 선회를 이루게 되는 고온벨트(7)와, 상기 고온벨트(7)의 처짐을 방지할 수 있게 고온벨트(7) 인접부에 장착고정되는 장력조절수단인 장력롤(10) 및 가압롤(9)과, 회전드럼(1)의 외주연을 따라 선회하게 되는 슬러지가 회전드럼(1)의 외주면과 고온벨트(7)면에 점착되는 것을 방지할 수 있도록 슬러지의 선회완료 지점에 고정장착되는 스크래퍼(11) 및 슬러지의 선회과정의 한 지점에서 회동되는 상태로 고정장착되는 벨트브러쉬(8)를 포함하여 구성되되,
상기 가압롤(9)은 롤연결대(9a)의 양단부에 장착되고, 상기 롤연결대(9a)는 스프링(9c)과 결합되며, 상기 스프링(9c)에는 나사부를 형성한 축봉(9b)이 삽입되고, 상기 축봉(9b)에는 가압구(9d)가 삽입되어 구성된 것을 특징으로 하는 슬러지 건조장치에 있어서,
상기 회전드럼(1)은 외주면에 다수개의 홈(1b)을 형성하고, 회전드럼(1)의 내부로는 선회되는 슬러지의 건조를 위하여 회전드럼(1)의 외관(2) 내부에 내관(3)이 수용되고, 상기 내관(3)의 외주면과 외관(2)의 내주면을 따라 형성된 다수개의 공간부(4)에 장착고정되는 전기히터(32)와, 상기 전기히터(32)에서 발생되는 열이 회전드럼(1)의 외주면으로만 전달되게 회전드럼(1)의 외관(2)과 내관(3)을 제외한 회전드럼의 소재가 열 차단을 이루게 되고 내관(3) 내부에 형성되는 세라믹 단열재(12)와, 상기 세라믹 단열재(12)를 차폐하게 되는 단열재커버(1c)와, 상기 전기히터(32)에 열을 전달하게 되는 열매체인 열매유(O)를 공간부(4)에 유입할 수 있도록 회전드럼(1)의 중심축(1a) 일단부와 연결을 이루게 되는 로터리조인트(14)와, 전기히터(32)가 통전될 수 있도록 회전드럼(1)의 중심축(1a) 다른 일단부와 연결을 이루게 되는 전기카본롤(20) 및 전기카본롤(20)과 연결된 전원단자대(20a)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지 건조장치.
삭제
제1항에 있어서,
내관(3)은 회전드럼(1)의 내주연 사이에 형성된 공간부(4)에 전기히터(32)가 장착되고 열매유(O)를 유입할 수 있도록 만곡부를 이룬 원 형태인 '
' 형태인 것을 특징으로 하는 슬러지 건조장치.
제1항에 있어서,
장력롤(10)은 가이드(10a)에 입설되고, 상기 가이드(10a) 내부에는 일부가 수용되어 있고 일부는 수용되어 있지 않은 나사부를 형성한 조절봉(10c)이 구비되며, 가이드(10a) 내부에 수용된 조절봉(10c)에 스프링(10d)이 삽입되고, 가이드(10a) 내부에 수용된 조절봉(10c)의 끝단에는 롤러(10e)가 장착되어 장력롤(10)과 접촉을 이룬 채 회동을 이루게 되고, 가이드(10a) 외부의 조절봉(10c)에는 조절볼트(10b)가 삽입되어 구성된 것을 특징으로 하는 슬러지 건조장치.
삭제