KR101615674B1

KR101615674B1 - 건조 장치 및 그 건조방법

Info

Publication number: KR101615674B1
Application number: KR1020130025605A
Authority: KR
Inventors: 히로시 안도
Original assignee: 닛끼 가부시끼가이샤
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2016-04-26
Also published as: CN103673551A; JP2014055728A; CN103673551B; KR20140035236A

Abstract

피건조물을 가열 가스로 건조하는 건조 장치에 있어서, 상부에 축공을 가진 건조실과, 상기 건조실 내에 설치되고, 상기 축공 및 개구를 가진 복수의 운반면과, 상기 축공을 관통하는 복수의 구동축과, 상기 복수의 구동축 주위에 설치되어 회전함으로써 상기 피건조물을 상기 운반면의 일단측으로부터 타단측으로 운반하고, 상기 개구로부터 하단에 있는 운반면으로 낙하시키는 갈퀴(rake)와, 상기 건조실의 상부에서 상기 구동축을 회전하는 구동부와, 상기 건조실의 최하단의 운반면에 설치되는 고정축을 구비하며, 상기 건조실은 상기 가열 가스의 유입구를 상기 건조실의 중간단에 배치되고, 상기 건조실 내부를 통과하여 저온화한 가스를 배출하는 배출구를 상기 건조실의 상단 및 하단에 가지는 건조장치가 제공된다.

Description

건조 장치 및 그 건조방법{DRYING APPARATUS AND THE DRYING METHOD OF IT}

본 발명은 유기성 폐기물 등의 피건조물을 건조하는 건조 장치 및 그 건조 방법에 관한 것이다.

종래, 음식물 쓰레기, 발효 오니 등의 유기성 폐기물은 수분을 많이 함유하고 있으며, 폐기물을 줄이고 무해화하기 위한 관점에서 소각 처분하여 왔다.

한편, 다단 배치한 선반에 피건조물을 배치하고, 구동축에 의하여 회전하는 회전 갈퀴로 선반 위의 유기성 폐기물을 이동시키면서 과열된 스팀 등의 열매체로서의 가열 가스와 대면되게 접촉시키거나 가열 가스를 흘려보내면서 접촉시켜 건조하는 건조기가 제안되고 있다.

이러한 건조 장치는, 건조실 내에 복수의 단으로 이루어진 선반이 설치되고, 이러한 선반 위에는 이 선반의 일단측으로부터 타단측으로 피건조물을 교반하면서 운반하는 복수의 갈퀴가 설치되어 있다. 이들 갈퀴는 중심부에 축 관통공이 열려 있으며, 이러한 축 관통공에는, 건조실의 상하에 걸쳐 설치된 구동축이 삽입 관통되고, 이들 구동축에 의하여 각 갈퀴가 회전한다. 여기서, 구동축은 상단부에 구동축 구동수단이 연결되며 하단부가 최하단의 건조면에 개방 형성된 개구부를 가진 바닥이 있는 원통 형상인 축 삽입부재로서의 포트 내에 삽입되고, 이러한 포트 내에서 회전 가능하게 축 지지된다. 그리고, 각 선반의 위에는 열 매체 유통로가 이루어진다. 이러한 열 매체 유통로 내에는 피건조물을 건조시키는 열매체의 가열 증기가 통과한다. 그리고, 이러한 건조 장치는 상단의 건조면에 운반되는 피건조물을 구동축을 통하여 회전하는 갈퀴로 교반하면서 운반하고 열 매체로 건조하면서 하단의 건조면에 순차적으로 반출한다.

하기 특허문헌 1에 나타난 건조 장치에서는 증기를 건조실의 상부로부터 공브하고, 바닥부로부터 뽑아낸다. 뽑아낸 가스는 가열되고, 다시 건조실 상부로부터 공급된다. 증기의 일부는 응축기에서 응축됨으로써 피건조물의 수분은 시스템 외부로 방출된다.

일본공개특허 특개평9-210556호 공보

그러나, 상부로부터 증기를 공급하고, 바닥부로부터 증기를 뽑아내는 원 스루 타입(one through type)에서는 가스량이 제한되므로, 피건조물과 증기의 접촉 효율이 나빠짐과 동시에 온도 변화가 커지므로, 고온의 가열 열원이 필요한 과제가 있었다.

상기 과제를 해결하기 위한 형태는, 이하의 항목에 나타낸 바와 같은 것이다.

1. 피건조물을 가열가스로 건조하는 건조 장치에 있어서,

상부에 축공을 가진 건조실과,

상기 건조실 내에 설치되고, 상기 축공 및 개구를 가진 복수의 운반면과,

상기 축공을 관통하는 복수의 구동축과,

상기 복수의 구동축 주위에 설치되어 회전함으로써 상기 피건조물을 상기 운반면의 일단측으로부터 타단측으로 운반하고, 상기 개구로부터 하단에 있는 운반면으로 낙하시키는 갈퀴(rake)와,

상기 건조실의 상부에서 상기 구동축을 회전하는 구동부와,

상기 건조실의 최하단의 운반면에 설치되는 고정축을 구비하며,

상기 건조실은,

상기 가열 가스의 유입구를 상기 건조실의 중간단에 배치하고, 상기 건조실 내부를 통과하여 저온화한 가스를 배출하는 배출구를 상기 건조실의 상단 및 하단에 가지는 건조 장치.

가스 흐름을 멀티 스루 타입(multi through type)으로 함으로써 가스량이 커지고 접촉 효율이 향상됨에 따라 건조 효율이 높아진다. 또한 온도 변화를 작아지게 할 수 있으므로, 고온의 가열 열원이 불필요하게 된다.

2. 상기 건조실의 배출구로부터 배출되는 가열 가스의 일부를 연소하여 탈취 또는 무해화하는 탈취 장치와,

상기 탈취 장치에서 연소되는 가열 가스와, 상기 배출되는 가열 가스를 열교환함과 동시에 상기 연소되는 가열 가스를 방출하는 가열장치를 구비하는 청구항 1에 기재된 건조 장치.

건조 장치는 건조에 의하여 가열 가스의 수분량이 높아지고, 또한 피건조물의 악취가 혼합된다. 따라서, 일부를 연소하여 탈취함과 동시에 가열 가스 중의 수분 축적을 방지하기 위하여 건조 장치 외부로부터 탈취한 후의 가스를 방출한다. 따라서, 가열 장치의 연속 운전이 가능하고 환경에 미치는 악영향을 방지할 수 있다.

3. 상기 피건조물이 감소하는 경우, 상기 가열 가스에 물을 공급하는 물 공급부 냉각 장치를 더 구비하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 건조 장치.

피건조물이 감소하면, 가열 가스 중에 대한 수분 공급이 줄어들므로, 수분을 공급한다. 따라서, 피건조물의 양 변화가 발생하더라도 가열 장치의 연속 운전이 가능하게 된다.

4. 피건조물을 가열 가스로 건조하는 건조 장치로 건조하는 방법에 있어서,

상기 건조 장치는,

상부에 축공을 가지는 건조실과,

상기 건조실 내에 설치되고 개구 및 축공을 가지는 복수의 운반면과,

상기 축공을 관통하는 복수의 구동축과,

상기 복수의 구동축 주위에 설치되고 회전함으로써 상기 피건조물을 상기 운반면의 일단측으로부터 타단측으로 운반하고 상기 개구로부터 하단에 있는 운반면으로 낙하시키는 갈퀴(rake)와,

상기 건조실의 상부에서 상기 구동축을 회전시키는 구동부와,

상기 건조실 최하단의 운반면에 설치된 고정축과,

상기 가열 가스를 가열하는 가열 장치를 구비하고,

상기 건조실의 중간단에 배치된 상기 가열 가스의 유입구로부터 상기 가열된 가스를 공급하는 공정과,

상기 운반면에 거치된 피건조물을 상기 가열 가스에 접촉시켜 건조하는 공정과,

상기 갈퀴로 상기 피건조물을 하단에 있는 운반면으로 낙하시키는 공정과,

상기 건조실 내부를 통과하여 저온화한 상기 가열 가스를 상기 건조실의 상단 및 하단에 형성된 배출구로부터 배출하는 공정과,

배출하여 상기 저온화한 가스를 상기 가열부에서 가열 하는 공정을 구비하는 건조 방법.

5. 상기 건조 장치는, 가열 가스의 일부를 연소하여 탈취 또는 무해화하는 탈취 장치를 더 구비하며,

상기 탈취 장치는, 상기 배출구로부터 배출되는 가열 가스의 일부를 연소하는 공정과,

상기 가열 장치가 상기 탈취 장치에서 연소된 가열 가스와 상기 배출되는 가열 가스를 열교환하는 공정과,

상기 가열 장치가 상기 연소된 가열 가스를 방출하는 공정을 더 구비하는 청구항 4에 기재된 건조 방법.

6. 상기 건조 장치는, 상기 가열 가스에 물을 공급하는 물 공급부 냉각 장치를 더 구비하며,

상기 물 공급부 냉각 장치는, 상기 건조실 내의 수분이 감소하는 경우, 상기 가열 가스에 물을 공급하는 청구항 4 또는 청구항 5에 기재된 건조 방법.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 가스 흐름을 멀티 스루 타입(multi through type)으로 함으로써 가스량이 커지고 접촉 효율이 향상됨에 따라 건조 효율이 높아진다. 또한 온도 변화를 작아지게 할 수 있으므로, 고온의 가열 열원이 불필요하게 된다.

도 1은 본 실시 형태에 따른 건조 장치의 제1 실시예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시 형태에 따른 건조 장치의 제2 실시예를 나타낸 도면이다.
도 3은 갈퀴의 구조의 일례를 나타낸 도면이다.
도 4는 건조 장치의 일례를 나타낸 수평 단면도이다.
도 5는 건조 장치의 일례를 나타낸 수직 단면도이다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 하부 씰 구조의 일례를 나타낸 도면이다.
도 7은 종래 건조실의 가열 가스의 유로의 일례를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 실시 형태에 따른 건조실의 가열 가스의 유로의 일례를 나타낸 도면이다.
도 9(a) 및 도 9(b)는 가열부의 일례를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 실시 형태에 따른 건조 장치의 제3 실시예를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 실시 형태에 따른 건조 장치의 건조방법의 일례를 나타낸 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 [1]건조 장치의 구성 개요, [2]상부 씰 기구, [3]하부 씰 기구 및 [4]건조 장치의 가열 장치에 관하여 도 1 내지 도 11을 참조하여 순차적으로 설명한다.

[1]건조 장치의 개요

이하, 건조 장치의 개요를 설명한다.

도 1은, 본 실시 형태에 따른 건조 장치의 제1 실시예를 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 건조 장치(1)는 외부로부터 공급되는 유기성 폐기물인 피건조물을 가열 가스와 대향류 또는 병렬류로 접촉시킴으로써 건조한다. 유기성 폐기물로는 하수 오니, 일반 가정의 부엌 쓰레기나 음식물 쓰레기, 식품 공장의 폐기물, 축산 폐기물, 여기에 메탄 발효 장치나 발효 농축 장치에서 찌꺼기 등을 포함한 것이다. 가열 가스는 예를 들면, 증기이다.

건조 장치(1)는 피건조물을 건조하는 건조부(3)와, 가열 가스를 가열하는 가열부(5)를 구비한다. 건조부(3)는 피건조물을 수납하고 건조하는 건조실(20)과, 건조실(20)의 상부에 배치되는 구동부(80)를 구비한다. 가열부(5)는 건조실(20) 내에 순환시키는 가열 가스를 가열하는 가열 장치(30)와, 가스에 포함된 분진을 제거하는 사이클론(50)과, 가열 가스의 일부를 연소시켜 탈취 내지 무해화하는 탈취 장치(60)와, 건조실(20)과 사이클론(50)으로부터 배출되는 피처리물을 냉각하는 냉각부(70)를 구비한다.

건조실(20)은 내벽 또는 외벽을 캐스터블 내화재(castable refractory) 또는 단열재로 형성하고, 내부에 폐기물을 거치하는 운반면(21)을 종 방향을 따라 다단으로 배치한다. 운반면(21)은 적어도 최상단, 중간단, 최하단의 3면이다. 또한, 각 운반면(21)의 가장자리는 건조실(20)의 측벽에 의하여 둘러싸여 있다. 그리고, 각 운반면(21)의 반출측에는, 피건조물을 하단의 운반면(21) 반입측으로 떨어뜨리는 낙하 개구(23)가 형성된다. 각 운반면(21)에는 유기성 폐기물을 수평 방향으로 이동시키는 갈퀴(22)가 배치된다. 이와 같이 피건조물은 복수의 운반면(21) 상을 통과하여 건조되므로, 예를 들면, 가열 가스가 피건조물에 직접 접촉함으로써 피건조물의 수분을 증발시킴에 따라 소망하는 함수율까지 건조할 수 있다. 갈퀴의 상세는 도 3을 이용하여 후술할 것이다.

건조실(20)과 가열 장치(30)는 출구 배관(101a), 입구 배관(101b)으로 연결되며, 이들 배관이 가열 가스의 순환로가 된다. 건조실(20)의 상단에는 가열 가스의 출구 배관(101a)이 접속됨과 동시에 피건조물의 도입구인 피건조물 도입구(120a)가 형성된다. 피건조물은 피건조물 도입구(120a)로부터 최상단의 운반면에 공급된다.

한편, 건조실(20) 중간단의 가스 공급구(120c)에는 가열된 가열 가스의 입구 배관(101b)이 접속된다. 건조실(20) 하단의 가스 방출구(120e) 및 상단의 가스 방출구(120d)에는 증발된 수분을 포함한 증기의 출구 배관(120, 101a)이 각각 접속된다. 그리고, 본 실시 형태에 따른 건조 장치는 입구 배관(101b)을 건조실(20) 중간단에 배치하고 상부로부터 가스를 공급하고, 바닥부로부터 뽑아내는 원 스루 타입(one through type)과 비교하여 가열 가스의 공급량을 늘릴 수 있다. 그리고, 이러한 효과에 관하여는 도 7 및 도 8을 이용하여 후술할 것이다.

가열 장치(30)는 건조실(20)로부터 배출되는 가열 가스를 배관(41)으로부터 공급되는 가열 매체와 열교환함으로써 가열한다. 가열 매체는, 예를 들면 가열 가스보다 높은 온도의 증기나 다른 플랜트의 고온 배기 가스 등이며, 열교환이 가능하다면 그 형태에 제한은 없다.

출구 배관(102)은 사이클론(50)이 접속되며, 사이클론(50)에 의하여 증기 중의 분진을 제거한다. 증기의 일부는 입구 배관(101b 또는 101a)의 도중으로부터 탈취 장치(60)로 공급된다.

사이클론(50)은 가열 가스 중에 동반하는 피건조물을 회수하는 집진 장치이다. 또한, 배관(101a 또는 102)에는 증기를 일정 방향으로 순환시키기 위한 순환 팬(미도시)이 설치된다. 사이클론(50)에는 개폐 가능한 배출 게이트(21b)가 설치되어 있으며, 배출 게이트(21b)는 씰 기구를 가지며, 냉각부(70)가 연통 접속된다.

피건조물로부터 발생되는 증발 수분은 가열 가스에 수반하여 가열 가스량이 증가하기 때문에 가열 가스의 일부는 시스템 외로 방출할 필요가 있다. 그러나, 가열 가스는 악취를 동반하기 때문에 시스템 외부로 방출하기 위해서는 탈취할 필요가 있다. 탈취 장치(60)는 가열 가스의 일부를 연소 탈취하여 시스템 외부로 방출함으로써 가열 가스 중의 수분 축적을 방지하면서 악취를 동반한 가스의 방출을 방지한다.

건조된 피처리물은 피처리물 배출구(120b)로부터 냉각부로 공급된다. 피처리물 배출구(120b)에는 개폐 가능한 배출 게이트(21a)가 설치되며 배출 게이트(21a)는 씰 기구를 가지며, 냉각부(70)가 연통 접속된다. 여기서 씰 기구는 배출구(120b)로부터 외부의 공기가 침입하는 것을 막으며, 건조실(20) 내의 피건조물 발열 및 발화를 방지하기 위한 기구이며, 예를 들면 더블 범퍼(doubl bumper)나 슬라이드 게이트이다.

냉각부(70)는 건조된 피건조물을 냉각한다. 냉각부(70)에서 건조된 피건조물은, 간접 수냉 등에 의하여 냉각된다. 고온의 피건조물을 냉각함으로써 피건조물의 자연 발화를 방지한다. 냉각부(70)는 예를 들면 피건조물을 이송하는 이송 배관을 냉각관 내에 삽입하여 해당 냉각관 내에 냉각수를 일정 방향으로 유입 및 배출시키는 것으로 구성된다.

구동부(80)는 건조실(20)의 상부에 배치되고, 구동축(25)을 통하여 갈퀴(22)를 회전시킨다. 구동부의 상세는 도 4를 이용하여 후술할 것이다.

냉각부(70)에 의하여 건조 장치(1)로부터 배출되는 피건조물은 화력발전소나 시멘트 공장 등의 연료로 이용될 수 있다. 또한, 건조 장치(1)는 10 중량% 이하로 피건조물 중의 수분을 제거할 수 있으므로, 공기 수송하여 인접한 발전소나 공장에 운반 가능하다.

도 2는 본 실시 형태에 따른 건조 장치의 제2 실시예를 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 건조 장치(1A)는 도 1에 나타낸 건조 장치(1)와 같은 구성을 가지고 있으나, 피건조물을 건조하는 가열 가스가 증기가 아닌 점에서 다르다. 이 가열 가스는 예를 들면, 건조 장치(1A)에 인접한 플랜트의 배출 가스이며, 건조 장치(1)의 가열 가스와 열교환하기 위하여 충분히 높은 온도는 아닌 고온 배기 가스이다. 건조 장치(1A)는 다단 구성이며, 피건조물과 가열 가스의 접촉 시간이 길기 때문에 온도차가 없어도 소망하는 수분으로 피건조물을 건조할 수 있다.

도 3은 갈퀴 구조의 일례를 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 갈퀴(22)는 구동축(25)이 삽입 관통되는 축 관통공(31)이 중심부에 열려진 원통 형상의 중심축부(32)와, 중심축부(32)로부터 직경 방향으로 한 쌍이 돌출 형성된 암(arm)부(33)를 구비한다. 암부(33)는 중심축부(32)의 둘레 방향을 따라 원호 형상으로 만곡하여 형성된다. 또한, 각 암부(33)는 중심축부(32)의 중심축에 대하여 상호 반대 방향으로 돌출된다. 그리고, 상호 인접한 갈퀴(22)는 중심축부(32)의 만곡이 상호 역으로 형성된다.

그리고, 각 구동축(25)의 간격은 각 갈퀴(22)의 암부(33)가 회전하는 반경의 일부가 상호 인접하는 갈퀴(22)의 암부(33)가 회전하는 궤적과 겹치지 않도록 정해지며, 각 갈퀴(22)가 인접하는 구동축(25)에 간섭하지 않도록 위치 결정된다. 이와 같이 갈퀴(22)가 회전함으로써 피건조물이 개구(23)을 향하여 이송된다.

도 4는 건조장치의 일례를 나타낸 수평 단면도이다. 구동부(80)는 모터(82)와 도시하지 않은 기어를 가지며, 모터(82)가 발생하는 회전 동력을 구동부 내의 기어를 통하여 구동축(25)에 전달하고 구동축(25)을 회전시킨다. 기어는 상호 인접하는 것끼리 연동한다. 따라서, 구동축(25) 및 갈퀴(22)는 상호 인접하는 것끼리 상호 번갈아 가면서 반대 방향으로 연동 회전한다.

건조실(20)에는 최상단에 피건조물 도입구(120a)가 형성되며, 최하단에 피처리물 배출구(120b)가 형성된다. 피건조물 도입구(120a)에는 호퍼(124)와 스크류 컨베이어(125)를 가지는 반입 장치(126) 등이 설치된다.

[2]상부 씰 기구

도 5는 건조 장치의 일례를 나타낸 수직 평면도이다. 도 5에는 하나의 구동축을 예로 나타냈으나, 다른 구동축에 관하여도 같은 구성이다. 건조실(20) 내에는 상면이 운반면(21)이 되는 내열 금속판(12)이 수평 방향을 따라 상하로 복수 단으로 배치되고, 이들 내열 금속판(12)은 대략 상하 방향으로 상호 등 간격으로 이격된다. 그리고, 상하 각 단의 운반면(21) 상호간에 반대측의 일단측은 피건조물의 반입측이며, 또한 상하 각단의 운반면(21) 상호간에 반대측의 타단측은 피건조물의 반출측이다. 즉, 각 상단의 운반면(21) 반출측 하측에 각 하단의 운반면(21) 반입측이 배치되는 것이다.

그리고, 최상단의 운반면(21)에 피건조물 도입구(2)가 연통되고, 최하단의 운반면(21)에 피건조물 배출구(120b)가 연통된다. 즉, 최상단의 운반면(21)은 피건조물의 투입단(投入段)이며, 최하단의 운반면(21)은 피건조물의 배출단(排出段)이다.

또한, 건조실(20) 내에는 각 운반면(21)을 이루는 내열 금속판(12)에 복수의 축 삽입 관통공(24)이 형성되며, 이들 축공(24)에는 회전축인 구동축(25)이 각각 삽입 관통된다. 이러한 각 구동축(25)은 도 5와 같이 상단부가 건조실(20)의 상부에 배치되어 매달림 부재(26)에 핀(26a)에 의하여 고정됨으로써 매달려 지지된다. 그리고, 각 구동축(25)에는 각 운반면(21) 상에 밀착하여 배치된 복수의 갈퀴(22)가 설치된다.

도 5와 같이 건조실(20)의 상부에는 씰 기구(200)가 설치되고, 건조실(20) 내의 가스와 외부를 밀봉하다. 씰 기구는 건조실(20)의 상부와 구동부(80) 사이에 설치된다. 씰 기구(200)는 씰 액을 충전하는 씰 액 저장부(210), 구동부측의 단부가 밀폐되면서 구동축(25)에 설치된 원통 형상의 씰용 원통 형상부재(220)와, 씰용 원통 형상부재(220)의 개방단을 씰 액 저장부(210)에 침지함으로써 밀봉된다. 씰 기구(200)는 씰 액 저장부(210)와 액 레벨을 같이 하는 씰 액 탱크(230)를 병설하여 각 씰 액 저장부(210)와 씰 액 탱크(230) 사이를 연통관(240)으로 접속한다. 씰 액 탱크(230) 내에 씰 액을 충전함으로써 씰 액 저장부(210)의 액 레벨은 자동적으로 일정하게 유지된다.

본 실시 형태에서 씰 액은 기름 또는 물 등의 액체를 사용할 수 있다. 씰 액은 탱크 내부로부터의 전열 영향을 받는 씰 액 저장부 및 구동축과 접촉하기 때문에 액 온도가 상승하므로, 액 온도가 상승할 때 씰 액의 증발을 방지할 대책이 필요하다. 따라서, 씰 액으로는 물을 사용하는 경우, 수면에 유막을 형성하여 수분 증발을 방지하고 물 및 기름을 병용하는 경우가 있다.

씰 액 저장부(210)의 액 레벨은 건조실(20) 내부의 압력 영향, 씰 액의 비산 등에 의하여 변동한다. 씰 액의 충전시에는 씰 액 탱크(230)에 씰 액을 보급함으로써 연결관을 통하여 복수의 씰 포트에 대하여 동시에 씰 액을 공급할 수 있다. 액 레벨의 관리는 씰 액 탱크(230)의 액 레벨을 유지함으로써 복수의 씰 포트에 대하여 액 레벨을 일정하게 조정할 수 있다. 따라서, 해당 씰 기구(200)를 채용한 경우, 씰 액의 충전 작업, 씰 액 레벨 측정 및 보급 작업 등의 보수 관리가 용이하다.

[3]하부 씰 기구

도 6은 하부 씰 기구의 일례를 나타낸 도면이며, 도 6(a)는 하부 씰 기구의 조립 분해도이며, 도 6(b)는 하부 씰 조립 후의 도면이다. 하부 씰 기구(300)는 최하단의 선반 판에 설치되는 갈퀴(22)의 하부에 장착된 원추 형상의 갈퀴 받이 시트(320)와, 구동축(25)을 지지하는 고정축(310)을 가진다.

건조실 하부의 축받이 구조로서 건조실 외의 바닥이 있는 원통을 설치하지 않고, 최하단의 내열 금속판(12) 상에 고정축(310)을 설치하고, 고정축(310)의 근원에 원추 형상의 갈퀴 받이 시트(320)를 더 설치하며, 갈퀴(22)를 설치한다. 도 5를 사용하여 설명한 바와 같이 각 구동축(25)은 상단부가 건조실(20)의 상부에 배치된 매달림 부재(26)에 핀(26a)에 의하여 고정됨으로써 매달려 지지된다. 따라서, 구동축 및 갈퀴의 중량은 내열 금속판(12)에 직접 전달되지 않으므로, 내열 금속판(12)을 관통하여 지면에서 구동축을 지지하는 축받이부가 필요없으며, 축받이부에서 피건조물의 퇴적 개소를 없앰으로써 구동축의 수직 이동을 방지할 수 있다.

[4]건조 장치의 가열 가스의 가열장치

도 7은 종래 건조실 내부의 가열 가스의 유로의 일례를 나타낸 도면이다. 도 7에서 점선은 증기를 나타낸다. 도 7에서는 가열 가스의 입구를 건조실의 상부측에 가열 가스의 출구를 건조실의 하부 타단측에 배치한다. 따라서, 도면 중 화살표로 나타낸 바와 같이 가열 가스와 피건조물이 흐르는 방향이 일치하고, 가열 가스가 피건조물과 나란히 흐르며 접촉한다.

도 8은 본 실시 형태에 따른 건조실 내부의 가열 가스의 유로의 일례를 나타낸 도면이다. 도 8에 나타낸 건조 장치는 건조실(20)의 중간단으로부터 들어가는 상단으로의 유로와, 하단으로의 유로 2개의 유로가 있다. 종전과 같이 건조실의 상부로부터 가열 가스를 공급하여 하부로부터 가열 가스를 배출하는 방법과 비교하여 상류와 하류 2개의 유로로 분기되므로, 가열 가스 유량을 증가하여 상대적으로 가열 가스 온도를 저하할 수 있다. 또한, 가열 가스의 유량을 크게 할 수 있기 때문에 피건조물과 가열 가스와의 접촉 효율의 향상에 의하여 건조 효율이 높아진다. 또한, 가열 가스가 중간단으로부터 들어가 저온화한 가스가 상단과 하단으로부터 나오므로, 구동부(80)에 고온의 가열 가스에 대한 내열 대책이 불필요하며, 또한 도 5에 도시한 상단 씰 기구(200)의 씰용 물의 증발을 방지할 수 있다.

도 9(a) 및 도9(b)는 가열부의 일례를 나타낸 도면이다. 도 9(a)에 나타낸 가열부(5a)는 예를 들면, 가열 장치(30)가 시멘트 공장 배기 가스 등의 폐열을 이용하고, 가열 장치(32)는 탈취 배기 가스를 열원으로 이용한다. 도 9(b)에서는 열원으로서 연소로(60b)의 연소 배기 가스를 이용하지만, 가열 장치(32)에서 이미 설치된 공장으로부터의 저온 폐열을 부분적으로 이용함으로써 열원인 로에서의 연료 소비를 저감할 수 있다. 이와 같이 도 9(a) 및 도 9(b)에서는 가열 가스 유량을 늘릴 수 있으므로, 다른 열원을 이용하여 작은 온도차로 피건조물을 건조할 수 있다.

도 10은 본 실시 형태에 따른 건조 장치의 제3 실시예를 나타낸 도면이다. 도 10에 나타낸 건조장치(1B)는 가열 가스를 일정 방향으로 순환시키기 위한 순환팬(27, 28)이 도시되고, 연소로인 탈취 장치(60a)를 가진다. 연소로를 탈취 장치(60a)로 하여 연소열을 가열 장치(90)에서 열 회수하고, 순환 가스를 가열하는 점에서 다르다. 이와 같이 순환 가스를 연소 소각하는 열량을 이용함으로써 가열 장치(30a)에서 필요한 열량을 내릴 수 있다.

또한, 건조 장치(1B)는 냉각 장치(150)를 가진다. 냉각 장치(150)는 피건조물로부터 발생하는 증발 수분이 감소한 경우에 물을 분무함으로써 증기 분위기를 조성하고 피건조물의 발열 및 발화를 방지할 수 있다.

도 11은 본 실시 형태에 따른 건조장치의 건조 방법의 일례를 나타낸 도면이다. 우선, 피건조물의 건조 처리(S101~S105)에 관하여 설명한다. 건조 장치(1)는 피건조물을 피건조물 도입구(120a)로부터 최상단의 운반면에 공급한다(S101). 피건조물은 운반면 상에서 가열 가스에 의하여 건조된다(S102). 건조된 피건조물은 운반면 위를 갈퀴에 의하여 운반되면서 운반면의 단부에서 갈퀴에 의하여 개구로부터 하단의 운반면으로 떨어진다(S103). 최하단까지 떨어진 피건조물은 피처리물로서 처리물 배출구(120b)로부터 배출되고, 냉각부에서 냉각되어(S104), 냉각 후 건조 장치로부터 배출된다(S105).

다음으로, 가열 가스의 가열 처리(S201~S205)에 관하여 설명한다. 건조 장치(1)는 건조실의 중간단에 있는 가스 공급구(120c)로부터 가열부에 의하여 가열된 가열 가스가 공급된다(S201). 피건조물과 접촉하여 저온화한 가열 가스는 상단에 있는 가스 배출구(120d) 및 하단에 있는 가스 배출구(120e)로부터 배출된다(S202). 배출된 가열 가스는 가열 장치(30)에서 가열된다(S203). 건조실(20)로부터 배출된 가열 가스의 일부는 연소시켜 탈취 내지 무해화된다(S204). 건조실(20) 내의 증발 수분이 감소하는 경우, 가열 가스에 물을 공급하여 피건조물의 발열 및 발화를 방지한다(S205).

이상에서 설명한 실시 형태는 전형적인 예로서 든 것에 지나지 않으며, 각 실시 형태의 구성요소의 조합, 변형 및 응용은 당업자에 있어서 자명하며, 당업자라면 본 발명의 원리 및 청구 범위에 기재된 발명의 범위를 일탈하는 일이 없이 전술한 실시 형태의 다양한 변형을 행할 수 있음은 분명하다.

1...건조 장치
3...건조부
5...가열부
20...건조실
30, 30a...가열 장치
50...사이클론
60...탈취 장치
70...냉각부
80...구동부
200...씰 기구
300...하부 씰 기구

Claims

피건조물을 가열가스로 건조하는 건조 장치에 있어서,
상부에 축공을 가진 건조실과,
상기 건조실 내에 설치되고, 상기 축공 및 개구를 가진 복수의 운반면과,
상기 축공을 관통하는 복수의 구동축과,
상기 복수의 구동축 주위에 설치되어 회전함으로써 상기 피건조물을 상기 운반면의 일단측으로부터 타단측으로 운반하고, 상기 개구로부터 하단에 있는 운반면으로 낙하시키는 갈퀴(rake)와,
상기 건조실의 상부에서 상기 구동축을 회전하는 구동부와,
상기 건조실의 최하단의 운반면에 설치되는 고정축을 구비하며,
상기 건조실은,
상기 가열 가스의 유입구를 상기 건조실의 중간단에 배치하고, 상기 건조실 내부를 통과하여 저온화한 가스를 배출하는 배출구를 상기 건조실의 상단 및 하단에 가지며,
상기 복수의 구동축 각각은, 상단부가 상기 건조실의 상부에 배치된 매달림 부재에, 핀에 의하여 고정됨으로써 매달려 지지되며,
상기 건조실의 상부와 상기 구동부 사이에는, 상기 건조실 내의 가스와, 외부를 밀봉하는 씰 기구가 더 설치되는 건조 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 건조실의 배출구로부터 배출되는 가열 가스의 일부를 연소하여 탈취 또는 무해화하는 탈취 장치와,
상기 탈취 장치에서 연소되는 가열 가스와, 상기 배출되는 가열 가스를 열교환함과 동시에 상기 연소되는 가열 가스를 방출하는 가열장치를 구비하는 건조 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 피건조물이 감소하는 경우, 상기 가열 가스에 물을 공급하는 물 공급부 냉각 장치를 더 구비하는 건조 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 씰 기구는,
씰 액을 충전하는 씰 액 저장부와,
상기 구동부측의 단부가 밀폐되면서 상기 구동축에 설치된 원통 형상의 씰용 원통 형상부재를 포함하며,
상기 씰용 원통 형상부재의 개방단은, 상기 씰 액 저장부에 침지됨으로써, 밀봉되는 건조 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 씰 기구는,
상기 씰 액 저장부와 병설되어 액 레벨을 같이 하는 씰 액 탱크와,
상기 씰 액 저장부 각각과 상기 씰 액 탱크 사이를 접속하는 연통관을 더 포함하는 건조 장치.
피건조물을 가열 가스로 건조하는 건조 장치로 건조하는 방법에 있어서,
상기 건조 장치는,
상부에 축공을 가지는 건조실과,
상기 건조실 내에 설치되고 개구 및 축공을 가지는 복수의 운반면과,
상기 축공을 관통하는 복수의 구동축과,
상기 복수의 구동축 주위에 설치되고 회전함으로써 상기 피건조물을 상기 운반면의 일단측으로부터 타단측으로 운반하고 상기 개구로부터 하단에 있는 운반면으로 낙하시키는 갈퀴(rake)와,
상기 건조실의 상부에서 상기 구동축을 회전시키는 구동부와,
상기 건조실 최하단의 운반면에 설치된 고정축과,
상기 가열 가스를 가열하는 가열 장치를 구비하고,
상기 복수의 구동축 각각은, 상단부가 상기 건조실의 상부에 배치된 매달림 부재에, 핀에 의하여 고정됨으로써 매달려 지지되며,
상기 건조실의 중간단에 배치된 상기 가열 가스의 유입구로부터 상기 가열 가스를 공급하는 공정과,
상기 운반면에 거치된 피건조물을 상기 가열 가스에 접촉시켜 건조하는 공정과,
상기 갈퀴로 상기 피건조물을 하단에 있는 운반면으로 낙하시키는 공정과,
상기 건조실 내부를 통과하여 저온화한 상기 가열 가스를 상기 건조실의 상단 및 하단에 형성된 배출구로부터 배출하는 공정과,
배출하여 상기 저온화한 가스를 상기 가열 장치에서 가열 하는 공정을 구비하며,
상기 건조실의 상부와 상기 구동부 사이에는, 상기 건조실 내의 가스와, 외부를 밀봉하는 씰 기구가 더 설치되는 건조 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 건조 장치는, 가열 가스의 일부를 연소하여 탈취 또는 무해화하는 탈취 장치를 더 구비하며,
상기 탈취 장치는, 상기 배출구로부터 배출되는 가열 가스의 일부를 연소하는 공정과,
상기 가열 장치가 상기 탈취 장치에서 연소된 가열 가스와 상기 배출되는 가열 가스를 열교환하는 공정과,
상기 가열 장치가 상기 연소된 가열 가스를 방출하는 공정을 더 구비하는 건조 방법.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 건조 장치는, 상기 가열 가스에 물을 공급하는 물 공급부 냉각 장치를 더 구비하며,
상기 물 공급부 냉각 장치는, 상기 건조실 내의 수분이 감소하는 경우, 상기 가열 가스에 물을 공급하는 건조 방법.
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