KR101754971B1 - 피 건조물 압축형 디스크 건조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 산업공장에서 발생하는 함수율이 높은 슬러지를 건조 처리하는 디스크 건조기의 일부 구성을 개량하여 건조효율과 내구성이 우수하고 유지보수성이 월등히 개선된 피 건조물 압축형 디스크 건조기를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 슬러지가 유입되는 투입구가 형성되고, 타측에는 건조된 슬러지가 배출되는 배출구가 형성되며, 상측에는 증발된 배가스가 수집되는 가스집수공간과 가스가 배출되는 배기구가 형성된 기체와; 상기 기체의 길이방향으로 관통 축설되어 외부동력에 의해 회전구동하는 회전축과; 상기 회전축 상에 일정간격으로 결합되고 고온의 증기에 의해 가열되어 슬러지를 건조시키는 디스크와; 상기 디스크 사이에 위치하여 슬러지를 파쇄시키는 스테이터;를 포함하며, 상기 스테이터는 기체 외측의 상부 일측면에 볼팅결합되는 고정대와, 슬러지와 접촉하여 분쇄시키는 바 형태의 전,후방 스크래퍼와, 상기 고정대와 스크래퍼를 연결하는 연결대로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명을 이용하면, 스크래퍼가 외부에서 취부되는 구조이므로 스크래퍼의 내구성이 우수하고 부속품 설치나 유지 보수시 안전한 환경에서 용이하고 작업을 수행할 수 있는 장점이 있다.

Description

피 건조물 압축형 디스크 건조기 {Compression type disk dryer of sewage sludge}

본 발명은 음식물쓰레기 처리설비, 하수처리장 또는 각종 산업공장에서 발생하는 슬러지나 하수처리 후의 함수율이 높은 슬러지 또는 음식물쓰레기 탈수케익을 건조 처리하기 위해 사용되는 디스크 건조기에 관한 것으로, 이를 보다 상세히 설명하면 디스크 건조기의 일부 구성을 개량하여 내구성이 우수하고 건조효율이 높으면서, 유지보수성이 월등히 개선된 피 건조물 압축형 디스크 건조기에 관한 것이다.

각종 고기나 어류를 가공하는 공장, 정유 화학 공장, 상하수도 처리시설 등에서 발생하는 슬러지에는 다량의 수분을 내포하고 있어서 이를 그대로 매립하거나 흘려보내면 심각하게 토지와 지하수를 오염시키고 악취를 유발하게 된다.

따라서 이들 슬러지를 건조처리하기 위한 건조기로는 열풍이나 고주파 등을 이용한 직접건조기나 공급되는 열원과 간접 접촉하여 건조시키는 간접 가열식 건조기로 크게 대분되어 사용되고 있으며, 본 발명에서 제공하는 건조기는 간접 가열식 건조기 중 회전하는 중심축 외부에 다수개의 디스크가 연통되게 형성되고, 회전축 내부로 고온의 스팀을 공급하면서 중심축을 회전시켜 내부로 공급된 고함수의 슬러지가 고온의 디스크와 접촉하여 건조가 이루어지도록 한 디스크 건조기에 관한 것이다.

상기 디스크 건조기의 관련 대표적인 선행기술로는 본 출원인이 개발한 대한민국 등록특허공보 10-0620079호의 디스크 건조기에서는 디스크 건조기를 구성하는 케이싱 내부에는 이송변을 갖는 다수개의 디스크가 디스크-축 상에 고정되어 회전되며, 상기 케이싱에 투입되는 슬러리 상의 탈수슬러지(피건조물) 공회 현상을 방지하는 상부 파쇄용 스테이터-바가 투입부 상측에 설치된 통상의 디스크 건조기에 있어서, 디스크 면 가장 자리에 고정되는 원호형의 분할-링과, 상기 디스크 외면에 고정되는 파쇄봉과, 상기 케이싱 후측 하부에 고정되는 작은 덩어리 파쇄용 스테이터-바를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또 다른 선행기술로 대한민국 등록특허공보 10-0748996호의 유량 조절형 디스크형 건조기가 개시되어 있으며, 이는 건조기 본체 내부에 증기가 공급되고 증기에 의해 가열된 다수의 디스크가 연통된 회전축이 회전하면서 건조기 본체로 투입된 물질을 건조시켜 배출하는 유량 조절형 디스크형 건조기에 있어서, 상기 각 디스크의 외측 종단에는 투입된 물질의 진행 속도를 조절하기 위해 상기 투입된 물질의 진행 방향에 대해 여러 각도의 경사면이 형성된 유량 조절판이 미리 설정된 비율로 설치되는 것을 특징으로 한다.

이러한 디스크 건조기들은 건조기 내부에 다수의 브래킷과 이송날개와 스크래퍼 등의 피팅(fitting)류 들이 볼팅 결합되어 있어 오랜 사용에 의해 결합부의 볼트와 너트가 부식되거나 풀려 피팅들이 낙하하는 경우가 잦고, 이러한 이물질들이 배출구로 배출되어 후공정에서 장치의 고장을 야기하는 등 여러 가지 문제가 있었다.

또한 스크래퍼를 설치하기 위해서는 디스크 건조기 내부에서 브래킷으로 볼팅 체결하고 있어서 작업자가 관리, 보수할 때 위험한 환경에 노출되며, 설치 교체하는 작업성이 매우 어려운 문제점이 있었다.

KR 등록특허공보 B1 10-0620079 KR 등록특허공보 B1 10-0748996

본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서,

디스크 건조기 내부에 설치하는 스크래퍼를 외부에서 취부하도록 하되, 측면에서 바라볼 때 상기 스크래퍼의 설치위치가 전 후방으로 교차 위치되도록 하며, 중심축의 회전방향은 후방 스크래퍼가 취부된 쪽으로 상향 회전되도록 하는 피 건조물 압축형 디스크 건조기를 제공함을 발명에서 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한 건조기 내부에서 낙하된 피팅류들이 배출구를 통해 빠져나가지 않도록 배출구 전방에는 자석이 부착된 조립식 도어가 설치된 피 건조물 압축형 디스크 건조기를 제공함을 발명에서 해결하고자 하는 과제로 한다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 참작할 수 있다.

상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 디스크 건조기를 구성하되,

일측 상부에 슬러지가 유입되는 투입구가 형성되고, 타측에는 건조된 슬러지가 배출되는 배출구가 형성되며, 상측에는 증발된 배가스가 수집되는 가스집수공간과 가스가 배출되는 배기구가 형성된 기체와; 상기 기체의 길이방향으로 관통 축설되어 외부동력에 의해 회전구동하는 회전축과; 상기 회전축 상에 일정간격으로 결합되고 테두리에는 이송변을 형성하며, 회전축을 통해 공급되는 고온의 증기에 의해 가열되어 슬러지를 건조시키는 디스크와; 상기 디스크 사이에 위치하여 슬러지를 파쇄시키는 스테이터;를 포함하며,

상기 스테이터는 기체 외측의 상부 일측면에 볼팅결합되는 고정대와, 슬러지와 접촉하여 분쇄시키는 바 형태의 스크래퍼와, 상기 고정대와 스크래퍼를 연결하는 연결대로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 상기 스테이터는 기체 상부 배면에 설치하는 후방 스테이터(20-2)와 기체 상부 전방에 설치하는 전방 스테이터(20-1)가 교호되게 배열 구성하거나, 상기 배출구와 인접한 위치의 기체 하부에는 자석이 취부된 조립식 도어를 더 형성하는 것을 또 다른 과제의 해결수단으로 한다.

상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면,

첫째, 스크래퍼가 외부에서 취부되는 구조이므로 스크래퍼의 내구성이 우수하고 부속품 설치나 유지 보수시 안전한 환경에서 용이하고 작업을 수행할 수 있다.

둘째, 스크래퍼가 본체의 전 후방으로 반복 교차되게 위치하여 슬러지가 압축될 때 모터에 걸리는 부하를 분산하여 장치의 내구성을 높일 수 있고, 압축과 분산의 반복작용에 따른 마찰, 교반효과를 증대시킬 뿐 아니라 슬러지가 전열면과 닫지않고 그냥 옆으로 흐르는 쇼트패스를 방지할 수 있어 건조효율을 높일 수 있다.

셋째, 디스크의 회전방향이 후방 스크래퍼가 취부된 쪽으로 상향 회전되도록 하여 피건조물이 가스집수공간으로 타고 오르는 경우를 저해할 수 있어 전열 디스크 면에 압축이 잘 이루어져 건조효과가 보다 우수하다.

넷째, 건조기 내부로 떨어진 금속 피팅류와 같인 이물질이 배출구를 통과하기 직전에 설치된 자석이 부착된 도어를 통해 정기적으로 제거됨으로써 후속 공정에서 이물질로 인한 장치의 고장률을 대폭 낮출 수 있는 등 그 기대되는 효과가 다대한 발명이다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 피 건조물 압축형 디스크 건조기의 실시예를 보인 정단면도
도 2는 본 발명에서 제공하는 피 건조물 압축형 디스크 건조기의 요부를 보인 확대사시도
도 3는 본 발명에서 제공하는 피 건조물 압축형 디스크 건조기의 측단면도
도 4는 피 건조물 압축형 디스크 건조기의 작동상태를 보인 측단면도
도 5는 기체의 배출구측 포켓의 구성을 보인 확대도

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자들에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 피 건조물 압축형 디스크 건조기의 실시예를 보인 정단면도로서, 본 발명은 모터와 같은 외부동력원에 의해 회전 구동되는 회전축(5)이 기체(2)의 길이방향으로 관통 축설되고, 회전축(5)의 외주면에 일정간격으로 원반형태의 디스크(9)가 형성되며, 회전축과 디스크(9)는 중공으로 내통되어 있어 회전축(5)의 단부를 통해 공급되는 고온의 증기가 넓은 표면적을 갖는 디스크로 전달되면서 열을 발산하게 되어 기체(2)의 투입구(3)로 유입된 고함수율의 슬러지와 접촉하면서 슬러지를 건조시키게 된다.

따라서 기체(2) 내부는 상기 회전하는 디스크(9)를 수용하는 원통형의 건조공간이 마련되며 건조공간 상부에는 증발된 수증기와 배가스를 수용하는 가스집수공간(6)과 외부로 가스가 배출되는 배기구(9)가 형성되고, 기체의 전방 상부에는 육안으로 내부를 확인할 수 있는 점검창(12)을 설치한다.

한편, 투입구(3)로 유입된 슬러지는 디스크(9) 테두리에 형성된 경사진 이송변(10)에 의해 디스크(9)가 회전할 때마다 투입구(3) 타측에 형성된 배출구(4) 쪽으로 점진적으로 이송되며, 건조되어 배출구(4)로 배출된 슬러지는 배출구 측에 설치된 스크류 컨베이어에 의해 다음 처리공정으로 이송된다.

상기와 같이 구성되는 디스크 건조기(1)의 내부는 디스크(9) 모서리에 형성된 이송변(10)이나 브래킷 등의 금속재 피팅(fitting)류들이 볼트와 너트에 의해 체결되어 있고, 오랜 사용에 의해 상기 피팅류들이 부서지거나 너트가 풀려 건조공간 내부로 낙하되어 배출구(4)로 배출되면 이들 이물들이 후속 공정의 처리과정에서 각종 장치의 고장을 야기하게 된다.

이에 기체(2) 내부에서 탈락된 부속품들이 배출되는 것을 차단하기 위해 도 5에 도시된 바와 같이 배출구(4)와 인접한 위치의 기체 하부에는 조립식 도어(32)를 형성하되, 도어(32) 내측에는 자석(31)을 부착하여 중량체인 피팅류들이 배출구로 배출되기 전에 자석(31)의 자력에 흡착되게 하고, 이렇게 수집된 금속부품들을 주기적으로 도어(32)를 개방하여 수거할 수 있도록 한다.

아울러 배출구(4)와 포켓(31) 사이에는 금속재 이물들이 배출구로 넘어가는 것을 보다 완벽히 차단시킬 수 있도록 내측으로 돌출되는 차단판(33)을 더 형성하며, 이 때 돌출된 차단판(33)이 회전하는 디스크(9)와 이송변 등에 간섭되지 않도록 한다.

도 2는 본 발명에서 제공하는 피 건조물 압축형 디스크 건조기의 요부를 보인 확대사시도이고 도 3는 본 발명에서 제공하는 피 건조물 압축형 디스크 건조기의 측단면도이다.

일반적으로 디스크(9) 면으로 열이 공급되어 슬러지를 건조할 경우 디스크(9) 사이에 끼워져 덩어리지거나 피건조물이 눌어붙는 현상이 발생하며, 이는 건조효율을 저하시키는 주된 원인이 되므로 이를 방지하기 위해 디스크 사이에는 스테이터(stator)(20)를 설치한다.

본 발명에서 제공하는 스테이터(20)는 도시된 바와 같이 기체(2)의 외부에 스테이터(20)를 안정적으로 고정시키기 위한 고정대(21)와 슬러지와 직접 접촉하여 분쇄시키는 스크래퍼(23)와 상기 고정대(21)와 스크래퍼를 연결하는 연결대(22)로 구성된다.

상기 연결대(22)는 기체(2) 내부에서 스크래퍼(23)가 수직 방향으로 설치될 수 있도록 하향 절곡되게 구성되며, 상기 고정대(21)는 가스집수공간(6)을 형성하는 기체(2)의 상부 전방과 후방에 밀착시켜 볼트와 같은 고정수단으로 상호 견고히 고정시킨다.

이와 같이 구성되는 스테이터(20)는 도 3의 측단면에서 볼 때 이웃하는 스크래퍼(23)가 나란하게 배열되는 않도록, 점검창(12) 하부에 설치되는 전방 스테이터(20-1)와 기체 상부 배면에 설치하는 후방 스테이터(20-2)가 교호되게 배열 구성한다.

그렇지 않고 스크래퍼(23)의 위치가 기체(2)의 길이방향으로 동일선상에 위치할 경우 피건조물이 스크래퍼(23)에 같은 타이밍에 압착되게 되므로 부하가 집중되어 장치의 내구성을 저하시키는 원인이 된다.

도 4는 피 건조물 압축형 디스크 건조기의 작동상태를 보인 측단면도로, 건조효과를 배가시키기 위해 디스크(9)의 회전방향이 스테이터(20)의 연결대(22)가 설치된 쪽으로 상향 회동, 즉 도 4를 기준으로 시계방향으로 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.

투입구(3)에 가까운 전반부의 슬러지는 함수율이 높아 점착성이 커서 디스크(9) 전면에 눌어붙어 디스크(9)와 함께 회전하는 경우가 잦다. 따라서 디스크(9)의 회전방향이 반시계방향으로 이루어질 경우 슬러지들이 서로 엉켜 적층되면서 가스집수공간(8)쪽으로 슬러지가 타고 넘어가는 경우가 발생하게 되어 디스크(9)의 표면과 접촉이 이루어지지 않게 될 뿐만 아니라 스테이터(20)에 슬러지 더미들이 충격될 때 잘게 파쇄되지 않고 덩어리 진 채로 낙하하는 경우가 발생하므로 건조효율이 낮아지는 문제점이 있다.

도시된 바와 같이 디스크(9)의 회전방향이 스테이터(20)의 연결대(22)가 설치된 쪽으로 상향 회동되면 슬러지 더미들이 가스집수공간(8) 쪽으로 타고 넘어가는 것을 원천적으로 차단하게 되고 스크래퍼(23)의 후방으로 슬러지가 가압되는 압축구역(C)이 형성된다.

즉, 슬러지 더미들이 디스크(9)에 눌어붙어 회전할 때 회전축(5) 중심을 기준으로 후방으로 치우쳐 설치된 스테이터(20)에 의해 점진적으로 압축되며 이후 스크래퍼(23)에 의해 잘게 분쇄되거나 디스크(9) 표면에 넓게 접촉되어 건조가 보다 신속하고 효율적으로 이루어지는 작용상의 장점이 있다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 피 건조물 압축형 디스크 건조기(1)는 스테이터(20)의 설치가 기체(2) 외부에서 이루어지므로 스테이터의 설치가 매우 견고히 이루어질 수 있고, 설치 및 교체 작업이 매우 안전하고 용이하게 이루어질 수 있는 장점이 있다.

또한 스크래퍼(23)의 설치위치가 동일선상에 위치하지 않고 전후방으로 어긋나게 배열토록 하여 구동부로 전달되는 하중을 분산하며, 배출구(4) 전방으로 기체(2) 내부에서 떨어진 금속재의 부속품들이 배출되기 전에 수집하여 처리할 수 있어서 장치의 고장률을 대폭 줄일 수 있다.

아울러 디스크(9)의 회전방향을 후방 스테이터(20-1)의 연결대(22)가 설치된 방향으로 상향 회동하게 함으로써 스크래퍼(23)에 의한 슬러지의 압축과 분쇄가 잘 이루어져 큰 덩어리상의 내부에 존재하는 수분이 신속하게 증발되므로 건조효율을 높이는 데에도 크게 일조할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정하여 질 것이 아니라 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.

1:디스크 건조기
2:기체 3:투입구 4:배출구 5:건조공간
6:가스집수공간 7:배기구 8:회전축 9:디스크
10:이송변 11:고정수단 12:점검창
20:스테이터 21:고정대 22:연결대 23:스크래퍼
20-1:전방 스테이터 20-2:후방 스테이터
31:자석 32:도어 33:차단판
C:압축구역

Claims (4)

1. 일측 상부에 슬러지가 유입되는 투입구(3)가 형성되고, 타측에는 건조된 슬러지가 배출되는 배출구(4)가 형성되며, 상측에는 증발된 배가스가 수집되는 가스집수공간(6)과 가스가 배출되는 배기구(7)가 형성된 기체(2);
   상기 기체(2)의 길이방향으로 관통 축설되어 외부동력에 의해 회전구동하는 회전축(5);
   상기 회전축(5) 상에 일정간격으로 결합되고 테두리에는 이송변(10)을 형성하며, 회전축(8)을 통해 공급되는 고온의 증기에 의해 가열되어 슬러지를 건조시키는 디스크(9);
   상기 디스크(9) 사이에 위치하여 슬러지를 파쇄시키는 스테이터(20);를 포함하되,
   상기 스테이터(20)는 가스집수공간(6)을 형성하는 기체(2)의 상부 전방 또는 후방에 볼팅결합되는 고정대(21)와, 슬러지에 직접 접촉되어 분쇄시키는 스크래퍼(23)와, 상기 고정대(21)와 스크래퍼(23)를 연결하는 연결대(22)로 이루어지며,
   상기 스테이터(20)는 기체 상부 배면에 설치하는 후방 스테이터(20-2)와 기체 상부 전방에 설치하는 전방 스테이터(20-1)가 교호되게 배열 구성되고,
   상기 배출구(4)와 인접한 위치의 기체(2) 하부에는 자석(31)이 부착된 도어(32)가 설치된 것을 특징으로 하는 피 건조물 압축형 디스크 건조기.
   
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