KR101213741B1 - 스팀 효율성이 개선된 디스크 건조기 - Google Patents

스팀 효율성이 개선된 디스크 건조기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사료, 어분, 파인 세라믹, 다양한 화학제품 및 하수처리 후의 각종 슬러지 등(이하 "슬러지"라고 총칭함)을 건조하는 용도로 사용하는 디스크 건조기에 관한 것으로, 디스크와 건조통으로 공급되는 스팀 사용량을 최소화 하면서도 효과적인 슬러지 건조를 제공할 수 있도록 한 스팀 효율성이 개선된 디스크 건조기를 제공코자 하는 것이다
즉, 본 발명은 고온 고압으로 제공되는 스팀을 1차 디스크에 공급하고 이를 다시 건조통에 형성된 자켓으로 공급하여 충분히 열 교환이 이루어지도록 한 상태에서 스팀발생기로 재공급하는 리사이클 방식으로 스팀을 공급할 수 있게 한 것이다.
또한 디스크와 건조통을 전후 양분되도록 구성하고, 슬러지가 투입되는 쪽에는 고온 고압의 스팀을 공급하고, 배출되는 쪽에는 투입되는 쪽 스팀보다 낮은 온도의 스팀을 공급하여 건조 효율을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

스팀 효율성이 개선된 디스크 건조기{Disk drier having improved steam efficiency}
본 발명은 사료, 어분, 파인 세라믹, 다양한 화학제품 및 하수처리 후의 각종 슬러지 등(이하 "슬러지"라고 총칭함)을 건조하는 용도로 사용하는 디스크 건조기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 디스크와 건조통으로 공급되는 스팀 사용량을 최소화 하면서도 효과적인 슬러지 건조를 제공할 수 있도록 한 스팀 효율성이 개선된 디스크 건조기를 제공코자 하는 것이다.
일반적으로 사료, 어분, 파인 세라믹, 다양한 화학제품 및 하수처리 후의 각종 슬러지 등을 건조하는 용도로 디스크 건조기가 사용되고 있다.
상기한 종래 디스크 건조기는 디스크와, 건조통에 형성된 자켓에 각각 스팀을 공급하여 슬러지를 건조할 수 있도록 한 것으로, 대표적인 예로는 대한민국 등록특허공보(B1)10-0802259호(2008.02.11.)의 유기성 슬러지 건조기의 디스크 구조 및 10-1005603호(2011.01.13.)의 디스크 건조기 등이 제안되고 있다.
이들 선행기술들은 대부분 디스크의 마모에 따른 문제점을 해결하기 위한 기술들이며, 스팀 계통의 경우 디스크가 형성되어 있는 구동축과, 건조통에 마련된 자켓을 스팀발생기와 직접 연결하여 스팀을 공급토록 하는 구성으로 이루어져 있다.
그러나 이러한 스팀 공급의 경우 공급된 스팀열을 충분히 활용치 못하고 배출하게 되는 단점이 있고, 그로 인해 스팀 생성에 따른 많은 에너지가 필요하게 되는 것으로 운전비용을 증가시키게 되었던 바, 업계에서는 스팀을 보다 효율적으로 운용할 수 있는 신기술이 요구되고 있는 실정이었다.
KR 100802259 B1 2008.02.11. KR 101005603 B1 2011.01.13.
이에 본 발명자는 상기한 종래 문제점을 해결코자 본 발명을 연구 개발한 것으로서, 본 발명에서는 디스크와 건조통으로 공급되는 스팀 사용량을 최소화 하면서도 효과적인 슬러지 건조를 제공할 수 있도록 한 스팀 효율성이 개선된 디스크 건조기를 제공함에 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.
과제 해결수단으로 본 발명에서는 고온 고압으로 제공되는 스팀을 1차 디스크에 공급하고 이를 다시 건조통에 형성된 자켓으로 공급하여 충분히 열 교환이 이루어지도록 한 상태에서 스팀발생기로 재공급하는 리사이클 방식으로 스팀을 공급할 수 있게 구성하였다.
또한 본 발명에서는 디스크와 건조통을 전후 양분되도록 구성하고, 슬러지가 투입되는 쪽에는 고온 고압의 스팀을 공급하고, 배출되는 쪽에는 투입되는 쪽 스팀보다 낮은 온도의 스팀을 공급하여 건조 효율을 높일 수 있도록 한 것이다.
본 발명에서 제공하는 스팀 효율성이 개선된 디스크 건조기를 사용할 경우 디스크에서 1차 열교환된 스팀을 건조통의 자켓에 공급하여 2차 열교환이 이루어지게 한 후 배출시키는 구성이므로 스팀 사용량을 획기적으로 줄일 수 있으면서도 효율적인 건조가 가능하게 되는 것이다.
또한 디스크와 건조통을 양분하고 서로 다른 압력의 스팀을 공급하는 구성으로, 특히 슬러지가 투입되는 측에 높은 온도의 스팀을 제공함으로 해서 신속하게 건조토록 하고, 배출측에 낮은 온도의 스팀 공급을 공급하여 품온을 유지하면서 이동하는 슬러지를 가온토록 하여 스팀 사용량을 줄이면서도 슬러지 건조가 이루어질 수 있도록 한 것이다.
또한 본 발명은 스팀 사용량을 줄일 수 있어 스팀 생성에 따른 비용을 획기적으로 줄일 수 있게 되는 것이다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 스팀 효율성이 개선된 디스크 건조기의 제1실시례를 보인 단면도
도 2는 도 1의 측단면도
도 3은 본 발명에서 제공하는 스팀 효율성이 개선된 디스크 건조기의 제2실실례를 보인 단면도
도 4는 본 발명에서 제공하는 스팀 효율성이 개선된 디스크 건조기의 제3실실례를 보인 단면도
이하에서 본 발명에서 제공하는 스팀 효율성이 개선된 디스크 건조기의 실시례들을 첨부 도면에 의거하여 설명한다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 스팀 효율성이 개선된 디스크 건조기의 제1실시례를 보인 단면도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 측단면도를 도시한 것이다.
본 발명에서 제공하는 스팀 효율성이 개선된 디스크 건조기(1)의 제1실시례는 도시된 바와 같이 좌측 상단과 우측 중심 하측에 각각 투입구(3)와 배출구(4)가 형성되며, 속이 비도록 내통(2a)과 외통(2b)으로 자켓(5)이 형성되도록 한 원통형의 건조통(2)과, 상기 건조통(2)에 축방향으로 가로질러 설치되며 모터(6)의 구동력으로 회전하는 중공 형태의 유로(7a)가 형성되는 구동축(7)과, 구동축(7)에 설치되는 유로(7a)와 연결된 공간(8a)이 형성된 디스크(8)를 포함하는 구성으로 이루어지며, 상기 구동축(7)의 유로(7a)와, 건조통(2)의 자켓(5)에는 스팀발생기(10)에서 생성된 고온 고압의 스팀을 제공하여 건조통(2) 내에서 디스크(8)에 의해 이동하는 슬러지를 스팀열에 의해서 건조될 수 있도록 하고 있으며, 이러한 구성은 일반적인 스팀열을 이용하는 디스크 건조기(1)와 동일하다.
본 발명의 제1실시례에서는 상기한 종래 스팀열을 이용하는 디스크 건조기(1)를 구성함에 있어서, 스팀열의 효과적인 이용이 가능하도록 하여 스팀 사용량을 획기적으로 줄일 수 있도록 한 것이다.
이를 위해서 본 발명 제1실시례에서는 스팀발생기(10)와 구동축(7)의 일단에 설치되어 있는 공급로터리조인트(11)를 스팀공급관(12)으로 연결하여 구동축(7)에 고온 고압의 스팀을 1차 제공할 수 있게 하고, 구동축(7)의 타단에 설치된 배출로터리조인트(13)와 건조통(2)의 자켓(5)을 스팀재공급관(14)으로 연결하며, 자켓(5)에서 사용 후 배출되는 응축수를 스팀발생기(10)와 연결된 배출관(15)으로 리턴시켜 재 가열하도록 하여 스팀 발생량을 최소화 하면서도 스팀과의 열 교환을 극대화 할 수 있도록 한 것이다.
그리고 상기 건조통(2)의 하측 바닥쪽에는 응축수를 집수하는 집수조(16)가 자켓(5)과 연결되도록 형성되며, 집수조(16)에는 수위를 감지하는 수위센서(17)를 설치하고, 배출관(15)상에 설치되어 있는 펌프(18)와 전기적으로 연결하여 수위센서(17) 작동이 있을 때 집수조(16)에서 응축수를 펌핑할 수 있게 한다.
상기 스팀공급관(12)은 건조기(1)의 투입구(3) 쪽에 설치하며, 스팀재공급관(14)은 건조기(1)의 배출구(4) 쪽 구동축(7) 단부에서 투입구(3)가 형성된 쪽 건조통(2)으로 연결되도록 하여 투입구(3)로 공급되는 함수율이 높은 슬러지에 많은 열이 가해질 수 있도록 함은 당연한 것이다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 제1실시례에 의하면 스팀발생기(10)에서 발생하는 고온 고압의 스팀이 구동축(7)에 형성되어 있는 유로(7a)를 통해서 슬러지와 면접촉이 많은 디스크(8)에 1차 제공되어 열교환이 이루어지게 된다.
상기와 같이 디스크(8)를 통해 열교환이 이루어져 온도가 낮아진 스팀과 응축수는 스팀재공급관(14)을 통해 건조통(2)에 형성된 자켓(5)으로 공급되어 건조통(2)을 2차 가열하게 되고, 이때 생성되는 응축수는 집수조(16)에 집수되고 집수조(16)에 설치되어 있는 수위센서(17)의 감지가 있을 때 배출관(14)에 설치되어 있는 펌프(18)의 펌핑 작동을 통해서 스팀발생기(10)로 리턴된다.
이러한 스팀 이동은 디스크(8)와 건조통(2)에 1,2차 열교환이 충분히 이루어진 상태로 응축수가 배출관(14)을 통해 배출되는 구성이므로 열 효율성을 극대화 할 수 있는 것이다.
도 3은 본 발명에서 제공하는 스팀 효율성이 개선된 디스크 건조기의 제2실실례를 보인 단면도를 도시한 것이다.
본 발명 제 2실시례에서 제공코자 하는 디스크 건조기(101)는 제1실시례와 같이 좌측 상단과 우측 중심 하측에 각각 투입구(103)와 배출구(104)가 형성되며, 속이 비도록 내통(102a)과 외통(102b)으로 자켓(105)이 형성되도록 한 원통형의 건조통(102)과, 상기 건조통(102)에 축방향으로 가로질러 설치되며 모터(106)의 구동력으로 회전하는 중공 형태의 유로(107a)가 형성되는 구동축(107)과, 구동축(107)에 설치되는 유로(107a)와 연결된 공간(108a)이 형성된 디스크(108)를 포함하는 구성으로 이루어지며, 상기 구동축(107)의 유로(107a)와, 건조통(102)의 자켓(105)에는 스팀발생기(110)에서 생성된 고온 고압의 스팀을 제공하여 건조통(102) 내에서 디스크(108)에 의해 이동하는 슬러지를 스팀열에 의해서 건조될 수 있도록 구성함에 있어서,
상기 구동축(107)과 건조통(2) 내부의 유로(107a)와 자켓(105)을 좌우 양분되도록 구성하고, 이들에 서로 다른 온도를 갖는 스팀을 제공토록 한 것이다.
즉, 이를 위해서 본 발명에 제2실시례에서는 파이프 형상의 구동축(107)을 투입구(103)쪽의 제1부재(107-1)와 배출구(104) 쪽의 제2부재(107-2)로 양분하고, 플러그(107b)로 이들을 결합하여 용접하는 방법으로 일체가 되도록 한다.
그리고 파이프 구성의 제1부재(107-1)와 제2부재(107-2)의 내측으로는 각각 제1배출관(111)과 제2배출관(112)을 각각 내장 설치하며, 투입구(103) 쪽과 배출구(104) 쪽에는 각각 스팀공급과 배출이 함께 이루어질 수 있는 스팀공급관(113)과 스팀배출관(114)이 결합되며 제1부재(107-1)와 제1배출관(110)에 연결되는 제1더블로터리조인트(115) 및 제2부재(107-2)와 제2배출관(112)에 연결되는 제2더블로터리조인트(116)를 결합하여 스팀의 공급 및 배출이 이루어질 수 있게 한다.
이때 투입구(103) 쪽의 제1부재(107-1)에는 고온 고압의 스팀을 공급하여 슬러지를 신속하게 가열할 있도록 하며, 배출구(104) 쪽의 제2부재(107-2)에는 제1부재(107-1)에 공급되는 스팀보다 낮은 온도의 스팀을 공급하여 제1부재(107-1)에 의해 가열되어 품온을 유지하는 슬러지를 재차 가열토록 한다.
또한 건조통(102)도 상기 구동축(107)과 같이 내부에 좌우 분할하는 분할격판(105a)을 두어 자켓(105)을 양분하며, 양측 자켓(105)에 각각 스팀공급관(113)과 스팀배관(114)을 연결하여 투입구(103) 쪽에는 고온 고압의 스팀을 공급하여 슬러지를 신속하게 가열할 있도록 하며, 배출구(104) 쪽에는 투입구(103)에 공급되는 스팀보다 낮은 온도의 스팀을 공급하여 투입구(103)쪽 자켓(105) 및 제1부재(107-1)에 의해 가열되어 품온을 유지하는 슬러지를 재차 가열토록 한다.
상기 스팀공급관(113)에는 스팀발생기(110)가 연결되며, 상기 건조통(102)의 하측 바닥쪽에는 응축수를 집수하는 집수조(118)를 자켓(105)과 연결되도록 형성되며, 집수조(118)에는 수위를 감지하는 수위센서(119)를 설치하고, 스팀배출관(114)상에 설치되어 있는 펌프(117)와 전기적으로 연결하여 수위센서(119) 작동이 있을 때 집수조(118)에서 응축수를 펌핑하여 재 가열하도록 펌프(117)를 설치한다.
이러한 구성의 본 발명 제2실시례에 의하면 디스크(108)가 결합되는 구동축(107)와 건조통(102)의 좌우측이 분할 구성된 상태에서 이들에 서로 다른 온도의 스팀을 투입하게 한 것으로, 본 발명에 의하면 투입구(103) 쪽에는 함수율이 높고 투입 슬러지에 많은 열을 집중하여 공급하고, 품온이 유지되는 배출부(104) 쪽에는 상대적으로 낮은 온도의 스팀을 공급하므로 전체에 고온 고압의 스팀을 사용하는 종래 디스크 건조기에 비해 스팀 사용량을 획기적으로 줄이면서도 슬러지를 건조할 수 있게 되는 것이다.
도 4는 본 발명에서 제공하는 스팀 효율성이 개선된 디스크 건조기의 제3실실례를 보인 단면도를 도시한 것이다.
이는 상기 제2실시례와 같이 디스크 건조기(101)를 구성함에 있어서, 제1더블로터리조인트(115)의 스팀배출관(114)을 투입구(103) 쪽의 건조통(102)에 형성된 자켓(105)에 연결하고, 제2더블로터리조인트(116)의 스팀배출관(114)을 배출구(104) 쪽의 건조통(102)에 형성된 자켓(105)에 연결하여 디스크(108)에서 열교환인 이루어진 스팀 및 응축수를 재 사용할 수 있게 하고, 상기 건조통(102)의 하측 바닥쪽에는 응축수를 집수하는 집수조(118)를 자켓(105)과 연결되도록 형성되며, 집수조(118)에는 수위를 감지하는 수위센서(119)를 설치하고, 스팀배출관(114)상에 설치되어 있는 펌프(117)와 전기적으로 연결하여 수위센서(119) 작동이 있을 때 집수조(118)에서 응축수를 펌핑할 수 있게 한다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 제3실시례는 구성을 구동축(107)과 건조통(102)의 구성을 제2실시례와 같이 좌우 양분하면서 제1실시례와 같이 디스크(108)에서 사용한 스팀을 건조통(102)에서 재사용하게 되는 것으로 스팀 사용량을 획기적으로 줄이면서도 스팀 효율성을 극대화 할 수 있는 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1,101:디스크 건조기 2,102:건조통
2a,102a:내통 2b,102b:외통
3,103:투입구 4,104:배출구
5,105:자켓 6,106:모터
7,107:구동축 7a,107a:유로
8,108:디스크 8a,108a:공간
10,110:스팀발생기 11:공급로터리조인트
12:스팀공급관 13:배출로터리조인트
14:스팀재공급관 16:집수조
17:수위센서 18:펌프
105a:분할격판 107-1:제1부재
107-2:제2부재 107b:플러그
111:제1배출관 112:제2배출관
113:스팀공급관 114:스팀배출관
115:제1더블로터리조인트 116:제2더블로터리조인트
117:펌프 118:집수조
119:수위센서

Claims (4)

  1. 좌측 상단과 우측 중심 하측에 각각 투입구(3)와 배출구(4)가 형성되며, 속이 비도록 내통(2a)과 외통(2b)으로 자켓(5)이 형성되도록 한 원통형의 건조통(2)과,
    상기 건조통(2)에 축방향으로 가로질러 설치되며 모터(6)의 구동력으로 회전하는 중공 형태의 유로(7a)가 형성되는 구동축(7)과, 구동축(7)에 설치되는 유로(7a)와 연결된 공간(8a)이 형성된 디스크(8)를 포함하는 구성으로 이루어지며,
    상기 구동축(7)의 유로(7a)와, 건조통(2)의 자켓(5)에는 스팀발생기(10)에서 생성된 고온 고압의 스팀을 제공하여 건조통(2) 내에서 디스크(8)에 의해 이동하는 슬러지를 스팀열에 의해서 건조되게 한 스팀열을 이용하는 디스크 건조기(1)에 있어서;
    스팀발생기(10)와 구동축(7)의 일단에 설치되어 있는 공급로터리조인트(11)를 스팀공급관(12)으로 연결하여 구동축(7)에 고온 고압의 스팀을 1차 제공할 수 있게 하고, 구동축(7)의 타단에 설치된 배출로터리조인트(13)와 건조통(2)의 자켓(5)을 스팀재공급관(14)으로 연결하며, 자켓(5)에서 사용 후 배출되는 응축수를 스팀발생기(10)와 연결된 배출관(15)으로 리턴시켜 재 가열토록 하되;
    상기 건조통(2)의 하측 바닥쪽에는 응축수를 집수하는 집수조(16)가 자켓(5)과 연결되도록 형성되며, 집수조(16)에는 수위를 감지하는 수위센서(17)를 설치하고, 배출관(15)상에 설치되어 있는 펌프(18)와 전기적으로 연결하여 수위센서(17) 작동이 있을 때 집수조(16)에서 응축수를 펌핑할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 스팀 효율성이 개선된 디스크 건조기.
  2. 좌측 상단과 우측 중심 하측에 각각 투입구(103)와 배출구(104)가 형성되며, 속이 비도록 내통(102a)과 외통(102b)으로 자켓(105)이 형성되도록 한 원통형의 건조통(102)과,
    상기 건조통(102)에 축방향으로 가로질러 설치되며 모터(106)의 구동력으로 회전하는 중공 형태의 유로(107a)가 형성되는 구동축(107)과, 구동축(107)에 설치되는 유로(107a)와 연결된 공간(108a)이 형성된 디스크(108)를 포함하는 구성으로 이루어지며,
    상기 구동축(107)의 유로(107a)와, 건조통(102)의 자켓(105)에는 스팀발생기(110)에서 생성된 고온 고압의 스팀을 제공하여 건조통(102) 내에서 디스크(108)에 의해 이동하는 슬러지를 스팀열에 의해서 건조될 수 있게 한 스팀열을 이용하는 디스크 건조기(101)에 있어서;
    상기 구동축(107)을 투입구(103)쪽의 제1부재(107-1)와 배출구(104) 쪽의 제2부재(107-2)로 양분하고, 플러그(107b)로 이들을 결합하여 용접하고,
    상기 제1부재(107-1)와 제2부재(107-2)의 내측으로는 각각 제1배출관(110)과 제2배출관(111)을 각각 내장 설치하며, 투입구(103) 쪽과 배출구(104) 쪽에는 각각 스팀공급과 배출이 함께 이루어질 수 있는 스팀공급관(113)과 스팀배출관(114)이 결합되며 제1부재(107-1)와 제1배출관(110)에 연결되는 제1더블로터리조인트(115) 및 제2부재(107-2)와 제2배출관(111)에 연결되는 제2더블로터리조인트(116)를 결합하여 스팀의 공급 및 배출이 이루어질 수 있게 하되;
    상기 투입구(103) 쪽의 제1부재(107-1)에는 고온 고압의 스팀을 공급하고, 배출구(104) 쪽의 제2부재(107-2)에는 제1부재(107-1)에 공급되는 스팀보다 낮은 온도의 스팀을 공급토록 한 것을 특징으로 하는 스팀 효율성이 개선된 디스크 건조기.
  3. 청구항 2에 있어서;
    상기 건조통(102)은 내부에 좌우 분할하는 분할격판(105a)을 두어 자켓(105)을 양분하며, 양측 자켓(105)에 각각 스팀공급관(113)과 스팀배출관(114)을 연결하여 투입구(103) 쪽에는 고온 고압의 스팀을 공급하고, 배출구(104) 쪽에는 투입구(103)에 공급되는 스팀보다 낮은 온도의 스팀을 공급토록 한 것을 특징으로 하는 스팀 효율성이 개선된 디스크 건조기.
  4. 청구항 2에 있어서;
    상기 건조통(102)은 내부에 좌우 분할하는 분할격판(105a)을 두어 자켓(105)을 양분하며,
    상기 제1더블로터리조인트(115)의 스팀배출관(114)을 투입구(103) 쪽의 건조통(102)에 형성된 자켓(105)에 연결하고, 제2더블로터리조인트(116)의 스팀배출관(114)을 배출구(104) 쪽의 건조통(102)에 형성된 자켓(105)에 연결하여 디스크(108)에서 열교환이 이루어진 스팀 및 응축수를 재 사용할 수 있게 하고,
    상기 건조통(102)의 하측 바닥쪽에는 응축수를 집수하는 집수조(118)를 자켓(105)과 연결되도록 형성되며, 집수조(118)에는 수위를 감지하는 수위센서(119)를 설치하고, 스팀배출관(114)상에 설치되어 있는 펌프(117)와 전기적으로 연결하여 수위센서(119) 작동이 있을 때 집수조(118)에서 응축수를 펌핑할 수 있게 한 스팀 효율성이 개선된 디스크 건조기.
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