KR101882487B1 - 축분을 이용한 펠렛 제조시스템 - Google Patents

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Abstract

축분을 펠렛 연료로 재활용함으로써 환경친화적인 자원순환을 실현하고, 축분에 목분 및 폐플라스틱을 혼합하여 펠렛을 제조함으로써 연소시 발열량이 높은 연료를 제조할 수 있으며, 고함수율 축분과 저함수율 축분을 별도의 라인으로 처리하여 펠렛 연료를 제조할 수 있게 함으로써 축분 처리에 따른 경제성이 담보되도록 하는 축분을 이용한 펠렛 제조시스템이 개시된다.

Description

축분을 이용한 펠렛 제조시스템{MANUFACTURING SYSTEM FOR SOLID FUEL USING ANIMAL DUNG}
본 발명은 축분을 이용한 펠렛 제조시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축분을 펠렛 연료로 재활용함으로써 환경친화적인 자원순환을 실현하고, 축분에 목분 및 폐플라스틱을 혼합하여 펠렛을 제조함으로써 연소시 발열량이 높은 연료를 제조할 수 있으며, 고함수율 축분과 저함수율 축분을 별도의 라인으로 처리하여 펠렛 연료를 제조할 수 있게 함으로써 축분 처리에 따른 경제성이 담보되도록 하는 축분을 이용한 펠렛 제조시스템에 관한 것이다.
가축에서 발생하는 축분의 처리는 특히 환경오염문제를 포함하여 사회적으로 그 처리에 많은 비용이 필요하며, 주거지역 등에서는 축사 또는 축분 처리장치가 악취 등의 문제로 인해 혐오시설로 분류되어 대부분의 지역에서는 축분을 처리하는 축분 처리장치나 축사 등이 건설되는 것을 기피하여, 임의의 지정된 지역에서만 축분 처리장치가 설치되었다.
이러한, 축분의 대부분은 퇴비화 방법, 매립방법이나 소각방법 등의 방법이 시행되고 있으나, 퇴비화 방법의 경우 사용시기가 제한되고 토양이 오염되어 작물에 피해를 입히는 문제가 있었고, 매립방법의 경우 매립장 확보가 어렵고 침출수가 발생하여 2차 오염을 초래하였으며, 소각방식은 주민의 저항은 물론 시설비와 유지관리비가 많이 들고, 대기오염을 발생시키는 문제가 있었다.
한편, 폐플라스틱은 처리주체가 제도적으로 마련되어 있지 않아 그동안 자원재생공사에서 농촌폐비닐을 중심으로 수거해오고 있으나, 생활계의 폐플라스틱은 적정 처리되지 못하고 있다. 이러한 폐플라스틱은 연간 400~500만톤 정도가 발생되고 있고 이중 20%만이 재활용되고 있으며, 대부분은 단순매립이나 소각처리 되고 있어 심각한 환경문제를 일으키고 있으나 폐플라스틱 처리의 특성과 전문성을 감안한 재활용 기술이 개발되지 못하고 있는 실정이다.
모든 폐기물에 대해서 단순처리(소각, 매립, 해양투기 등) 보다는 재활용 처리가 바람직하지만, 전처리 공정이나 최종 생산된 제품의 사용처 확보와 경제성이 담보되지 않는 문제점으로 인해 재활용 처리가 활성화되지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 축분을 펠렛 연료로 재활용함으로써 환경친화적인 자원순환을 실현할 수 있으며, 축분에 목분 및 폐플라스틱을 응집제를 통해 혼합하여 펠렛 연료를 제조함으로써 연소시 발열량이 높은 연료를 제조할 수 있도록 구성되고, 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제의 혼합효율이 월등히 향상된 축분을 이용한 펠렛 제조시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 고함수율 축분과 저함수율 축분을 별도의 라인으로 처리하여 펠렛 연료를 제조할 수 있게 함으로써, 고함수율 축분이 혼합된 펠렛 연료만이 별도의 건조과정을 거치게 하여 축분 처리에 따른 경제성이 담보되도록 구성된 축분을 이용한 펠렛 제조시스템을 제공하는 데 있다.
상술한 목적은, 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제를 투입하기 위한 호퍼와, 상기 호퍼로부터 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제를 이송시키기 위한 제1컨베이어벨트와, 상기 제1컨베이어벨트에 의해 이송된 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제가 투입되고, 살균제를 추가로 투하한 후 투입된 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제와 함께 스크류를 통해 이송시키면서 혼합하고, 자외선램프로 자외선을 조사하여 살균하여 축분 혼합물을 제조하는 살균혼합기와, 상기 살균혼합기로부터 축분 혼합물을 이송시키기 위한 제2컨베이어벨트와, 상기 제2컨베이어벨트에서 공급되는 축분 혼합물이 중앙 상면으로 공급되어 선택적으로 정회전 또는 역회전하면서 무한궤도 운동하게 구성되되, 상기 제2컨베이어벨트에서 공급되는 축분 혼합물의 함수율이 기준치 이하이면 정회전하여 축분 혼합물을 일측 단부로 이송시키고, 상기 제2컨베이어벨트에서 공급되는 축분 혼합물의 함수율이 기준치 이상이면 역회전하여 축분 혼합물을 타측 단부로 이송시키게 구성되는 분배 컨베이어수단과, 상기 분배 컨베이어수단의 일측에 설치되어 분배 컨베이어수단에서 공급되는 축분 혼합물을 전방으로 강제 이송시키는 제1스크류피더기와, 상기 제1스크류피더기에서 공급되는 축분 혼합물을 압착에 의해 일정한 크기로 성형하여 펠렛으로 성형하는 제1펠렛성형기와, 상기 분배 컨베이어수단의 타측에 설치되어 분배 컨베이어수단에서 공급되는 축분 혼합물을 전방으로 강제 이송시키는 제2스크류피더기와, 상기 제2스크류피더기에서 공급되는 축분 혼합물을 압착에 의해 일정한 크기로 성형하여 펠렛으로 성형하는 제2펠렛성형기와, 상기 제2펠렛성형기에서 공급되는 펠렛을 이송시키면서 건조시켜 펠렛의 함수율을 낮추게 구성되는 건조기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 축분을 이용한 펠렛 제조시스템에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 축분을 이용한 펠렛 제조시스템은 축분을 펠렛 연료로 재활용함으로써 환경친화적인 자원순환을 실현할 수 있을 뿐만 아니라, 축분에 목분 및 폐플라스틱을 응집제를 통해 혼합하여 펠렛 연료를 제조함으로써 연소시 발열량이 높은 연료를 제조할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 축분을 이용한 펠렛 제조시스템은 고함수율 축분와 저함수율 축분을 별도의 라인으로 처리하여 펠렛 연료를 제조할 수 있게 함으로써, 저함수율 축분이 혼합된 펠렛 연료만이 별도의 건조과정을 거치게 하여 건조비용이 절약되므로 축분 처리에 따른 경제성이 담보된다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 축분을 이용한 펠렛 제조시스템을 전체적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 축분을 이용한 펠렛 제조시스템에서 살균혼합기를 나타낸 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 축분을 이용한 펠렛 제조시스템에서 살균혼합기를 나타낸 측단면도,
도 4는 본 발명에 따른 축분을 이용한 펠렛 제조시스템에서 분배 컨베이어수단을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 축분을 이용한 펠렛 제조시스템에서 펠렛성형기를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 축분을 이용한 펠렛 제조시스템에 사용되는 건조기의 분리사시도이며,
도 7은 본 발명에 따른 축분을 이용한 펠렛 제조시스템에 사용되는 건조기의 단면도,
도 8 및 도 9는 도 6 및 도 7에 따른 건조기에서 전방투입격판 및 후방투입격판의 슬라이딩 구조를 설명하기 위한 도면,
도 10 내지 도 14는 전방투입격판 및 후방투입격판이 제1회전수단 및 제2회전수단을 통해 동시에 슬라이딩되는 구조를 설명하기 위한 도면.
첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 축분을 이용한 펠렛 제조시스템은 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제를 투입하기 위한 호퍼(100)가 구성된다.
여기서, 본 발명은 축분을 펠렛 연료로 재활용함으로써 환경친화적인 자원순환을 실현하고, 축분에 목분 및 폐플라스틱을 응집제를 통해 혼합하여 펠렛 연료를 제조함으로써 연소시 발열량이 높은 연료를 제조할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 것으로, 축분 40∼70중량%, 폐플라스틱 20∼40중량%, 폐플라스틱 10∼20중량%를 응집제로 응집시켜 폘렛 연료를 제조할 수 있는 원료로 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 호퍼(100)로부터 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제를 이송시키기 위한 제1컨베이어벨트(C1)를 포함한다. 즉, 상기 제1컨베이어벨트(C1)는 공지의 구성으로 호퍼(100)를 통해 공급되는 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제를 혼합하기 위해 후술하는 살균혼합기(200)로 이송하는 역활을 수행한다.
다음으로, 상기 제1컨베이어벨트(C1)에 의해 이송된 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제가 투입되고, 살균제를 추가로 투하한 후 투입된 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제를 스크류(220)를 통해 이송시키면서 혼합하고, 자외선램프(230)로 자외선을 조사하여 살균하여 축분 혼합물을 제조하는 살균혼합기(200)가 구성된다. 즉, 상기 살균혼합기(200)는 제1컨베이어벨트(C1)를 통해 투입되는 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제를 균일하게 교반 혼합시키는 장치이며, 투입된 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제를 내부에서 자외선을 조사 및 살균제로 축분을 살균하면서 연속적으로 혼합하여 배출구를 통해 배출되는 구조를 갖는다.
여기서, 상기 살균제는 정화기능을 포함하는 것으로서, 소성된 산화이테르븀 5.5중량%와, 메타인산염 2.5중량%와, 티오바실러스 페로옥시단스(Thiobacillus ferrooxidans) 12.5중량%와, 폴리비닐알콜 2.5중량%와, 녹차분말 10중량%와, 소디움벤조에이트 2.5중량%와, 프로스타글란딘 5.5중량%와, 포타슘실리케이트(Potassium Silicate) 15중량% 및 나머지 오존수로 이루어지는 것이 바람직하다.
이때, 소성된 산화이테르븀은 희토류 금속으로서 내화학성과 내약품성을 증대시키기 위해 첨가되며, 메타인산염은 폐수오니 표면에서의 산화방지 기능을 강화시키면서 살균기능을 증대시키기 위해 첨가되고, 티오바실러스 페로옥시단스(Thiobacillus ferrooxidans)는 대표적인 황화수소 제거제로서 악취의 대부분은 황화수소에서 기인하므로 이를 효과적으로 분해 제거하여 악취 발생을 극소화시키는데 기여하기 위해 첨가되며, 폴리비닐알콜은 살균제의 안정화를 위해 첨가된다. 또한, 녹차분말은 수은, 납과 같은 중금속을 분해 제거하는 효과를 가진 천연 분말로서, 특히 녹차는 세균 증식을 억제하므로 친환경성을 증대시키는 작용도 하게 된다. 아울러, 소디움 벤조에이트는 일종의 방부제로서, 축분의 부패를 막기 위해 첨가되며, 프로스타글란딘은 20개의 탄소로 이루어진 지방산 유도체로서 균체의 성장을 억제하여 오염을 막고 악취 발생을 억제하기 위해 첨가된다. 뿐만 아니라, 포타슘실리케이트(Potassium Silicate)는 무기질로서 특히, 곰팡이 번식 억제력을 강화시키고 흡착력을 증대시켜 악취 및 유해물질 제거에 기여하기 위해 첨가된다. 그리고, 오존수는 무성코로나방전 방식으로 오존을 발생시키는 오존발생기를 이용하여 생성된 오존에 물을 1:5의 비율로 혼합하여 이루어지며, 이러한 오존수는 OH 라디칼을 생성하는데, 오존을 물과 강제 접촉시키면 자유형라디칼이 생성되며, 이중 OH-가 가장 강력한 에너지를 발휘하여 살균, 탈취, 탈색, 중금속의 무기화, 각종 유기물질들을 원천적으로 분해, 제거 후 가장 안전한 물과 산소 상태로 환원시키게 된다. 즉, OH 라디칼(수산기)는 지구상에 존재하는 모든 세균류 및 오염원들을 자연화학적으로 분해, 제거 및 중화시키는데 탁월한 능력을 가진 천연물질이며, 2차 오염물질도 남기지 않는다.
아울러, 자외선 램프(230)로 살균하는 것은 교반하는 도중 자외선램프를 통해 살균선인 253.7nm의 파장대역을 방출하도록 하여 직접적인 살균(대장균, 녹농균, 박테리아 등)을 진행하도록 한 과정이다.
그리고, 상기 응집제는 친환경성 응집제로서, 응집반응을 촉진하여 단시간내 응집되게 하면서 응집력을 높이도록 케일분말 10중량%와, 신선초즙 5중량%와, 애타풀자이트 25중량%와, 그래뉼 형태의 셀루로오스 섬유 15중량% 및 나머지 소석회(수산화칼슘)로 이루어진다.
이때, 케일분말은 양귀비목 배추과의 여러해살이 풀인 케일의 잎과 뿌리를 증숙한 후 말려 분쇄한 것으로서, 풍부한 섬유질에 의한 흡착력 강화 및 유해물질분해 기능이 뛰어나고 악취를 제거하기 위해 첨가된다. 그리고, 신선초즙은 미나리과의 식물로 여러해살이 초본인 신선초로부터 추출된 액으로서, 플라보노이드 및 게르마늄이 다량 함유되어 있어 독성물질 제거와 악취를 줄이는데 유용하기 때문에 첨가된다. 또한, 애타풀자이트는 보통 증점 및 벌킹을 위해 첨가하는 재료지만, 본 발명에서는 유해물질 배출을 차단한 상태에서 섬유상 구조의 특성을 이용하여 흡착능력을 증대시키기 위해 첨가된다. 뿐만 아니라, 그래뉼 형태의 셀루로오스 섬유는 천연 흡착제로서, 독소 흡수 및 유분 흡수력이 뛰어나고, 친환경적인 재료로서 악취제거에도 기여하기 위해 첨가된다. 아울러, 소석회는 대표적인 응집제로서, 베이스 재료이다.
그리고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 살균혼합기(200)는 상부가 개방되어 일측 상부로 상기 제1컨베이어벨트(C1)에 의해 이송된 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제가 투입(I)되고, 타측 하단부 전면에는 배출구(211)가 마련되며, 내부에는 다수의 혼합돌기(212)가 형성되어, 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제가 이송될 때 혼합돌기(212)에 충돌하면서 비벼져 혼합되도록 구성되는 혼합통(210)과 상기 혼합통(210) 내부에 설치되되 구동모터(M)의 동력을 전달받아 회전하도록 설치되는 다수개의 이송스크류(220)와, 혼합통의 벽면에 설치되어 자외선을 조사하는 자외선램프로 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 이송스크류(220)는 구동모터의 동력을 전달받아 회전하는 중심축(221)과 중심축에 외주면에 스크류 형상으로 돌출 형성된 이송날개(222)로 구성된다.
계속해서, 상기 다수개의 이송스크류(220)는 서로 인접한 이송스크류(220)가 이송되는 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제의 혼합효율을 높이기 위해 회전방향이 서로 반대로 되게 설치된다. 즉, 상기 이송스크류(220)는 서로 인접한 이송스크류(220)가 서로 반대방향으로 회전하기 때문에 이송스크류(220) 사이에서 이송되는 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제가 비벼지면서 이송되어 서로 혼합되는 효율이 월등히 향상된다.
이러한 구성에 더해, 본 발명에 따른 살균혼합기(200)는 혼합 효과를 더욱 향상시키기 위해 이송날개(222)의 양면에 다수의 충돌돌기(223)를 돌출되게 형성하여 하수 및 폐수 축분, 목분, 폐플라스틱 및 고화제가 이송스크류(220)를 따라 이동할 때 하수 및 폐수 축분, 목분, 폐플라스틱 및 고화제가 혼합돌기(212) 뿐만아니라 충돌돌기(223)에 충돌하면서 하수 및 폐수 축분, 목분, 폐플라스틱 및 고화제가 혼합되도록 구성된다.
여기서, 충돌돌기(223)는 이송날개(222)의 안쪽에서 바깥쪽까지 길게 형성되고 소정 간격을 두고 다수개가 연속되게 방사상으로 형성되어 이송날개(222)의 양면에 전체적으로 구성된다. 따라서 충돌돌기(223)는 혼합 기능뿐만 아니라 이송날개(222)를 충격 등으로 인한 변형으로부터 보호하게 된다.
다음으로, 상기 살균혼합기(200)로부터 축분 혼합물(B)을 이송시키기 위한 제2컨베이어벨트(C2)를 포함한다. 즉, 상기 제2컨베이어벨트(C2)는 공지의 구성으로 살균혼합기(200)에서 공급되는 축분 혼합물(B)을 후술하는 분배 컨베이어수단으로 이송하는 역활을 수행한다.
다음으로, 본 발명에 따르면 상기 살균혼합기(200)에서 혼합된 축분 혼합물(B)의 함수율에 따라 고함수율 축분 혼합물과 저함수율 축분 혼합물을 별도의 제조라인으로 처리하여 펠렛 연료를 제조할 수 있게 함으로써, 고함수율 축분 혼합물로 제조된 펠렛 연료만을 별도의 건조과정을 거치게 하여 축분 처리에 따른 경제성이 담보될 수 있게 구성되는 것을 특징으로 한다.
이를 위해, 본 발명은 분배 컨베이어수단(300)을 통해 상기 제2컨베이어벨트(C2)에서 공급되는 축분 혼합물(B)을 고함수율 축분0 혼합물과 저함수율 축분 혼합물로 구분하여 선택적으로 공급할 수 있게 구성된다.
좀 더 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 분배 컨베이어수단(300)은 제2컨베이어벨트(C2)를 통해 이송되는 축분 혼합물(B)이 중앙 상면으로 공급되고 선택적으로 정회전 또는 역회전하면서 무한궤도 운동하게 구성된다. 즉, 상기 분배 컨베이어수단(300)은 상기 제2컨베이어벨트(C2)에서 공급되는 축분 혼합물(B)의 함수율이 기준치 이하이면 정회전하여 축분 혼합물(B)을 일측 단부로 이송시키고, 상기 제2컨베이어벨트(C2)에서 공급되는 축분 혼합물의 함수율이 기준치 이상이면 역회전하여 축분 혼합물(B)을 타측 단부로 이송시키게 구성된다. 그리고 상기 살균혼합기(200)의 배출구(211)에는 배출되는 축분 혼합물(B)의 함수율을 체크할 수 있는 미시된 센서가 설치되어, 축분 혼합물(B)의 함수율에 따라 분배 컨베이어수단(300)이 정회전 또는 역회전될 수 있게 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 축분 혼합물(B)의 기준 함수율은 성형성이 양호한 30% 내외의 함수율이 바람직한데, 축분 혼합물의 함수율이 30% 내외가 되면 펠렛 성형과정에서 수분이 발산되면서 최종 펠렛 연료는 별도의 건조 과정 없이도 10% 내의 최적 함수율을 유지한다.
다음으로, 상기 분배 컨베이어수단(300)의 일측에 설치되어 분배 컨베이어수단(300)에서 공급되는 축분 혼합물을 전방으로 강제 이송시키는 제1스크류피더기(400)가 구성된다. 즉, 제1스크류피더기(400)는 축분 혼합물의 함수율이 기준치 이하인 저함수율 축분 혼합물을 분배 컨베이어수단을 통해 공급받아 후술하는 제1펠렛성형기(500)로 이송시키는 역활을 수행한다.
다음으로, 상기 제1스크류피더기(400)에서 공급되는 축분 혼합물을 압착에 의해 일정한 크기로 성형하여 펠렛으로 성형하는 제1펠렛성형기(500)가 구성된다. 여기서, 상기 제1펠렛성형기(500)에서 펠렛으로 성형되는 축분 혼합물은 함수율이 기준치 이하인 저함수율 축분 혼합물로 별도의 건조과정을 거치지 않고 최종 펠렛 연료로 성형된다.
다음으로, 상기 분배 컨베이어수단(300)의 타측에 설치되어 분배 컨베이어수단(300)에서 공급되는 축분 혼합물을 전방으로 강제 이송시키는 제2스크류피더기(600)가 구성된다. 즉, 제2스크류피더기(600)는 축분 혼합물의 함수율이 기준치 이상인 고함수율 축분 혼합물을 분배 컨베이어수단을 통해 공급받아 후술하는 제2펠렛성형기(700)로 이송시키는 역활을 수행한다.
다음으로, 상기 제2스크류피더기(600)에서 공급되는 축분 혼합물을 압착에 의해 일정한 크기로 성형하여 펠렛으로 성형하는 제2펠렛성형기(700)가 구성된다. 여기서, 상기 제2펠렛성형기(700)에서 펠렛으로 성형되는 축분 혼합물은 함수율이 기준치 이상인 고함수율 축분 혼합물로 후과정으로 펠렛을 건조하여 최종 펠렛 연료로 성형된다.
여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1펠렛성형기(500) 및 제2펠렛성형기(700)는 축분 혼합물을 내부공간(511,711)에 수용하는 몸체(510,710)와, 상기 몸체의 내부공간(511,711) 하부에 설치되되, 상면에는 하부로 관통되는 다수의 성형공(521,721)이 형성되어 내부공간 내로 투입되는 축분 혼합물이 성형공을 통해 부분적으로 배출되도록 하는 팔레트(520,720)와, 상기 몸체(510,710)의 내부공간 중앙에서 수직으로 회전 가능하게 설치된 회전축(530,730)과, 상기 회전축(530,730)을 회전시키는 모터(540,740)와, 상기 회전축(530,730)의 하부에 고정적으로 설치되어 회전축(530,730)과 함께 회전하고, 상기 팔레트(520,720)의 상면에 밀착되게 설치되어 축분 혼합물이 성형공(521,721)으로 삽입되면 회전하면서 축분 혼합물을 절단하여 일정 사이즈로 절단된 펠렛 상태로 배출될 수 있게 하는 회전체(550,750)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 그리고 몸체(510,710)의 하부에는 하방향으로 연장되는 지지다리(560,760)가 설치되어 몸체(510,710)가 지면에서 떨어진 상태로 설치되게 구성되고, 팔레트(520,720)의 하부와 대응되는 위치에는 컨베이어(570,770)가 설치되어 팔레트(520,720)의 성형공(521,721)을 통해 배출되는 펠렛 연료를 이송시키게 구성된다.
다음으로, 상기 제2펠렛성형기(700)에서 공급되는 펠렛을 이송시키면서 건조시켜 펠렛의 함수율을 낮추게 구성되는 건조기(800)을 포함하여 구성된다. 즉, 상기 제2펠렛성형기(700)에서 성형되는 펠렛 연료는 고함수율 축분 혼합물로 제조되기 때문에 함수율이 10% 이상을 가지게 된다. 따라서, 제2펠렛성형기(700)를 통해 성형되는 펠렛 연료는 건조기(800)을 통해 이송시키면서 건조하여 10% 내의 최적 함수율을 가지도록 한다.
좀 더 구체적으로, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 건조기는 교반조(810), 교반기(820), 커버(830), 가열실(840), 공기인입관(850), 배출관(860) 및 격판(870)을 포함하여 구성된다.
먼저 상기 교반조(810)는 상부에 펠렛 투입구(811)를 가지고 하단부가 반원형(812)으로 형성되며 내부에 펠렛이 교반될 수 있도록 교반공간(813)이 형성된다. 즉, 상기 교반조(810)는 펠렛 투입구(811)를 통해 펠렛이 투입된 다음 후술하는 교반기(820)를 통해 펠렛이 교반될 수 있도록 공간을 제공한다. 교반기(820)는 상기 교반조(810)에 회전 가능하게 설치되어 교반공간(813)으로 투입된 축분을펠렛을키는 역활을 수행한다. 좀 더 구체적으로, 상기 교반기(820)은 상기 케이스에 장착되는 회전축(821)과, 상기 회전축(821)상에 원주방향을 따라 일정간격 수직으로 설치되는 지지봉(822)과, 상기 지지봉(822)의 단부에 고정되어 펠렛을 교반시키는 교반판(823)으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 커버(830)는 상기 교반조(810)의 펠렛 투입구(811)를 선택적으로 개폐시키도록 구성된다. 즉, 상기 커버(830)는 교반조(810) 내부에서 펠렛이 건조될 때, 교반조(810)의 상부를 밀폐시켜 펠렛을 건조시키기 위한 열이 바로 빠져나가는 것을 방지하기 위해 설치된다.
상기 가열실(840)은 상기 교반조(810)의 외면을 감싸며 설치되어 열풍기(H)의 토출공기를 통해 교반조(810)를 가열하게 구성된다. 즉, 상기 가열실(840)에는 열풍기(H)의 토출공기가 공급되어 상기 교반조의 교반공간(813)에 투입된 펠렛을 열교환을 통해 건조 발효시키게 구성된다.
상기 공기인입관(150)은 일단이 열풍기(H)의 토출단과 연결되고 타단이 상기 가열실(840) 후면의 상단부 일측과 연결되어, 열풍기(H)의 토출공기를 가열실(840)로 공급하게 된다.
상기 배출관(860)은 일단이 가열실(840) 전면의 상단부 타측과 연결되어, 가열실(840)에서 열교환작용을 마친 공기가 배출되게 구성된다.
상기 격판(870)은 상기 가열실(840)의 전후방으로 설치되되 가열실(840)의 전단 및 후단에 교번적으로 공기유입구(HL)가 형성되도록 가열실(840)을 따라 다수개가 순차적으로 설치된다. 여기서, 상기 격판(870)은 가열실(840)로 인입되는 토출공기가 가열실(840) 내부에서 지그재그로 이동될 수 있도록 공기이동유로(L)를 형성하도록 구성된다.
즉, 본 발명에 따르면, 상기 공기인입관(150)을 통해 가열실(840)로 공급된열풍기(H)의 토출공기가 가열실(840) 내부에 격판(870)에 의해 형성된 공기이동유로(L)를 따라 가열실 내부에서 지그재그 방향으로 이동되면서 가열실(840) 내부에서 체류하는 시간이 늘어나기 때문에 교반조(810) 내에서 펠렛을 건조시키기 위한 열교환 효율이 향상되는 잇점이 있다. 그리고, 상기 가열실(840) 내부에서 공기이동유로(L)를 따라 이동되는 토출공기는 교반조(810)의 펠렛와 열교환을 통해 펠렛을 건조시킨 후 배출관을 통해 외부로 배출된다.
좀 더 구체적으로, 상기 격판(870)은 상기 가열실(840)의 전면에 순차적으로 형성된 전방투입구(841)를 통해 가열실(840) 내부로 투입되는 전방투입격판(871) 및 상기 가열실(840)의 후면에 순차적으로 형성된 후방투입구(842)를 통해 가열실 (840)내부로 투입되어 상기 전방투입격판(871) 사이에 설치되는 후방투입격판(872)으로 구성된다. 그리고, 상기 전방투입격판(871) 및 후방투입격판(872)은 상기 교반조(810)의 외면 및 가열실(840)의 내면에 전후방향으로 설치되는 레일(R)에 그 양단이 슬라이딩 가능하게 끼움 결합되어 가열실(840)의 전후방향으로 이동되면서 격판(870)의 단부에 형성되는 공기유입구(HL)의 폭을 조절할 수 있게 구성된다.
이와 같이, 상기 가열실(840)에 설치된 전방투입격판(871) 및 후방투입격판(872)은 레일(R)을 따라 슬라이딩되면서 격판(870)의 단부에 형성되는 공기유입구(HL)의 폭이 조절되게 구성되기 때문에, 가열실(840) 내부에 형성된 공기이동유로(L)를 따라 이동되는 토출공기가 가열실(840)에서 체류하는 시간을 조절할 수 있게 구성된다.
여기서, 본 발명에 따르면, 가열실(840)을 이동하는 공기는 가열실에 체류하는 시간을 조절하여 펠렛의 수분율에 따라 펠렛과의 열교환율을 조절할 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
이를 위해, 본 발명은 전방투입격판(871) 및 후방투입격판(872)을 슬라이딩시켜 격판(870)의 단부에 형성되는 공기유입구(HL)의 폭을 조절함으로써, 공기이동유로(L)를 따라 이동되는 토출공기가 가열실(840)에서 체류하는 시간을 조절하여 펠렛과의 열교환율을 조절할 있도록 구성된다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 펠렛의 수분율이 낮은 경우, 전방투입격판(871) 및 후방투입격판(872)을 가열실의 외측으로 슬라이딩시켜 격판(870)의 단부에 형성되는 공기유입구(HL)의 폭을 넓혀 토출공기가 가열실(840)에서 체류하는 시간을 짧게함으로써, 토출공기와 펠렛의 열교환이 짧게 이루어질 수 있게 하고, 도 9에 도시된 바와 같이, 펠렛의 수분율이 높은 경우, 전방투입격판(871) 및 후방투입격판(872)을 가열실의 외측으로 슬라이딩시켜 격판(870)의 단부에 형성되는 공기유입구(HL)의 폭을 좁혀 토출공기가 가열실(840)에서 체류하는 시간을 길게함으로써, 토출공기와 펠렛의 열교환이 길게 이루어질 수 있게 구성된다.
한편, 본 발명에 따르면, 도 10 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 전방투입격판(871) 및 후방투입격판(872)이 제1회전수단(881) 및 제2회전수단(882)을 통해 동시에 이동시킬 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.
이를 위해, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 전방투입격판(871)의 측면에는 제1렉기어부(871a)가 전후방으로 형성되고, 상기 가열실(840)의 전방으로 설치되고 상기 전방투입격판(871)의 제1렉기어부(871a)에 치합되어 정회전 및 역회전에 의해 상기 전방투입격판(871)을 선택적으로 가열실(840)의 전후방향으로 이동시키는 제2피니언기어부(871b)가 형성되며, 상기 각각의 제2피니언기어부(871b)는 제1회전수단(881)을 통해 동시에 회전되면서 전방투입격판(871)을 동시에 전후방향으로 이동시키게 구성된다.
그리고 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제1회전수단(881)은 제1원판(881a)과, 상기 제1원판(881a)의 중앙에서 정역구동모터(M)의 동력을 전달받아 회전가능하게 결합되는 제1중간기어(881b)와, 상기 제1원판(881a)에 회전가능하게 결합되고 상기 제1중간기어(881b)의 원주방향을 따라 설치되어 상기 제1중간기어(881b)의 구동에 의해 동시에 회전되는 다수개의 제1회전기어(881c)와, 상기 제1회전기어(881c)와 상기 제2피니언기어부(871b)를 각각 연결하는 제1플렉시블 샤프트(881d)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제1회전기어(881c)는 제1원판(881a)의 표면에 형성된 고정홈(881e)에 설치된 베어링(B)에 고정되어 회전될 수 있도록 구성되고, 제1회전기어(881c)에는 상기 제1플렉시블 샤프트(881d)의 단부가 결합되는 고정부재(881f)가 결합되어, 제1회전기어(881c)의 회전에 의해 제1플렉시블 샤프트(881d)가 회전할 수 있도록 구성된다.
그리고 도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 후방투입격판(872)의 측면에는 제2렉기어부(872a)가 전후방으로 형성되고, 상기 가열실(840)의 후방으로 설치되고 상기 후방투입격판(872)의 제2렉기어부(872a)에 치합되어 정회전 및 역회전에 의해 상기 후방투입격판(872)을 선택적으로 가열실(840)의 전후방향으로 이동시키는 제2피니언기어부(872b)가 형성되며, 상기 각각의 제2피니언기어부(872b)는 제2회전수단(882)을 통해 동시에 회전되면서 후방투입격판(872)을 동시에 전후방향으로 이동시키게 구성된다.
그리고 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제2회전수단(882)은 제2원판(882a)과, 상기 제2원판(882a)의 중앙에서 정역구동모터(M)의 동력을 전달받아 회전가능하게 결합되는 제2중간기어(882b)와, 상기 제2원판(882a)에 회전가능하게 결합되고 상기 제2중간기어(882b)의 원주방향을 따라 설치되어 상기 제2중간기어(882b)의 구동에 의해 동시에 회전되는 다수개의 제2회전기어(882c)와, 상기 제2회전기어(882c)와 상기 제2피니언기어부(872b)를 각각 연결하는 제2플렉시블 샤프트(882d)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제2회전기어(882c)는 제2원판(882a)의 표면에 형성된 고정홈(882e)에 설치된 베어링(B)에 고정되어 회전될 수 있도록 구성되고, 제2회전기어(882c)에는 상기 제2플렉시블 샤프트(882d)의 단부가 결합되는 고정부재(882f)가 결합되어, 제2회전기어(882c)의 회전에 의해 제2플렉시블 샤프트(882d)가 회전할 수 있도록 구성된다.
이와 같은 구성에 의해, 도 14에 도시된 바와 같이, 정역구동모터(M)의 동력을 전달받아 제1중간기어(881b) 및 제2중간기어(882b)가 회전하면, 상기 제1원판(881a) 및 제2원판(882a) 상에서 제1중간기어 및 제2중간기어와 치합된 제1회전기어(881c) 및 제2회전기어(882c)가 동시에 회전하고, 제1회전기어 및 제2회전기어와 제1플렉시블 샤프트(881d) 및 제2플렉시블 샤프트(882d)를 통해 연결된 상기 제2피니언기어부(871b) 및 상기 제2피니언기어부(872b)가 회전하면서 제1렉기어부(871a) 및 제2렉기어부(872a)를 전후방으로 이동시키면서, 전방투입격판(871) 및 후방투입격판(872)을 가열실(840)의 전후방으로 이동시키게 구성된다.
따라서, 본 발명에 따르면 상기 전방투입격판(871) 및 후방투입격판(872)이 제1회전수단(881) 및 제2회전수단(882)을 통해 동시에 자동으로 이동되게 구성되어, 격판의 단부에 형성된 공기유입구(HL)의 폭을 동시에 자동으로 용이하게 조절할 수 있다는 잇점이 있다.
이상에서와 같이 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
100: 호퍼 200: 살균혼합기
300: 분배 컨베이어수단 400: 제1스크류피더기
500: 제1펠렛성형기 600: 제2스크류피더기
700: 제2펠렛성형기 800: 건조기

Claims (4)

  1. 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제를 투입하기 위한 호퍼와, 상기 호퍼로부터 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제를 이송시키기 위한 제1컨베이어벨트와, 상기 제1컨베이어벨트에 의해 이송된 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제가 투입되고, 살균제를 추가로 투하한 후 투입된 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제와 함께 스크류를 통해 이송시키면서 혼합하고, 자외선램프로 자외선을 조사하여 살균하여 축분 혼합물을 제조하는 살균혼합기와, 상기 살균혼합기로부터 축분 혼합물을 이송시키기 위한 제2컨베이어벨트와, 상기 제2컨베이어벨트에서 공급되는 축분 혼합물이 중앙 상면으로 공급되어 선택적으로 정회전 또는 역회전하면서 무한궤도 운동하게 구성되되, 상기 제2컨베이어벨트에서 공급되는 축분 혼합물의 함수율이 기준치 이하이면 정회전하여 축분 혼합물을 일측 단부로 이송시키고, 상기 제2컨베이어벨트에서 공급되는 축분 혼합물의 함수율이 기준치 이상이면 역회전하여 축분 혼합물을 타측 단부로 이송시키게 구성되는 분배 컨베이어수단과, 상기 분배 컨베이어수단의 일측에 설치되어 분배 컨베이어수단에서 공급되는 축분 혼합물을 전방으로 강제 이송시키는 제1스크류피더기와, 상기 제1스크류피더기에서 공급되는 축분 혼합물을 압착에 의해 일정한 크기로 성형하여 펠렛으로 성형하는 제1펠렛성형기와, 상기 분배 컨베이어수단의 타측에 설치되어 분배 컨베이어수단에서 공급되는 축분 혼합물을 전방으로 강제 이송시키는 제2스크류피더기와, 상기 제2스크류피더기에서 공급되는 축분 혼합물을 압착에 의해 일정한 크기로 성형하여 펠렛으로 성형하는 제2펠렛성형기와, 상기 제2펠렛성형기에서 공급되는 펠렛을 이송시키면서 건조시켜 펠렛의 함수율을 낮추게 구성되는 건조기를 포함하여 구성되되,
    상기 살균제는 소성된 산화이테르븀 5.5중량%와, 메타인산염 2.5중량%와, 티오바실러스 페로옥시단스(Thiobacillus ferrooxidans) 12.5중량%와, 폴리비닐알콜 2.5중량%와, 녹차분말 10중량%와, 소디움벤조에이트 2.5중량%와, 프로스타글란딘 5.5중량%와, 포타슘실리케이트(Potassium Silicate) 15중량% 및 나머지 오존수로 이루어지고;
    상기 응집제는 케일분말 10중량%와, 신선초즙 5중량%와, 애타풀자이트 25중량%와, 그래뉼 형태의 셀루로오스 섬유 15중량% 및 나머지 소석회로 이루어진 것을 특징으로 하는 축분을 이용한 펠렛 제조시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 살균혼합기는, 상부가 개방되어 일측 상부로 상기 제1컨베이어벨트에 의해 이송된 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제가 투입되고, 타측 하단부 전면에는 배출구가 마련되며, 내부에는 다수의 혼합돌기가 형성되어, 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제가 이송될 때 혼합돌기에 충돌하면서 비벼져 혼합되도록 구성되는 혼합통과, 상기 혼합통 내부에 설치되되 구동모터의 동력을 전달받아 회전하도록 설치되는 다수개의 이송스크류와, 혼합통의 벽면에 설치되어 자외선을 조사하는 자외선램프로 구성되되,
    상기 다수개의 이송스크류는 서로 인접한 이송스크류가 이송되는 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제의 혼합효율을 높이기 위해 회전방향이 서로 반대로 되게 설치되고,
    상기 이송스크류는 구동모터의 동력을 전달받아 회전하는 중심축과 중심축에 외주면에 스크류 형상으로 돌출 형성된 이송날개로 구성되며,
    상기 이송날개의 양면에는 다수의 충돌돌기가 돌출 형성되어 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제가 이송스크류를 따라 이동할 때 축분, 목분, 폐플라스틱 및 응집제가 혼합돌기 뿐만 아니라 충돌돌기에 충돌하면서 혼합되도록 구성되되, 상기 충돌돌기는 이송날개의 안쪽에서 바깥쪽까지 길게 형성되고 소정 간격을 두고 다수개가 연속되게 방사상으로 형성되어 이송날개의 양면에 전체적으로 구성됨으로 혼합 기능뿐만 아니라 이송날개의 변형을 보호하도록 구성된 것을 특징으로 하는 축분을 이용한 펠렛 제조시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 건조기는 상부에 펠렛 투입구를 가지고 하단부가 반원형으로 형성되며 내부에 펠렛이 교반될 수 있도록 교반공간이 형성되는 교반조와; 상기 교반조에 회전 가능하게 설치되어 케이스의 교반공간으로 투입된 펠렛을 교반시키는 교반기와; 상기 교반조의 펠렛 투입구를 선택적으로 개폐시키는 커버와; 상기 교반조의 외면을 감싸며 설치되어 열풍기의 토출공기를 통해 교반조를 가열하는 가열실과; 일단은 열풍기의 토출단과 연결되고 타단은 상기 가열실 후면의 상단부 일측과 연결되는 공기인입관과; 일단은 가열실 전면의 상단부 타측과 연결되는 배출관과; 상기 가열실의 전후방으로 설치되되 가열실의 전단 및 후단에 교번적으로 공기유입구가 형성되도록 가열실을 따라 순차적으로 설치되어 가열실 내부로 인입되는 토출공기가 가열실 내부에서 지그재그로 이동될 수 있도록 공기이동유로를 형성하는 다수의 격판을 포함하여 구성되어, 상기 공기인입관을 통해 가열실로 공급된 열풍기의 토출공기가 격판에 의해 가열실 내부에 형성된 공기이동유로를 따라 가열실 내부에서 지그재그 방향으로 이동되면서 상기 교반조의 펠렛과 열교환을 통해 펠렛을 건조시킨 후 배출관을 통해 배출되도록 구성되고,
    상기 격판은 상기 가열실의 전면에 순차적으로 형성된 전방투입구를 통해 가열실 내부로 투입되는 전방투입격판 및 상기 가열실의 후면에 순차적으로 형성된 후방투입구를 통해 가열실 내부로 투입되어 상기 전방투입격판 사이에 설치되는 후방투입격판으로 구성되며,
    상기 전방투입격판 및 후방투입격판은 상기 교반조의 외면 및 가열실의 내면에 전후방향으로 설치되는 레일에 그 양단이 슬라이딩 가능하게 끼움 결합되어 가열실의 전후방향으로 이동되면서 격판의 단부에 형성되는 공기유입구의 폭을 조절할 수 있게 구성되고,
    상기 전방투입격판의 측면에는 제1렉기어부가 전후방으로 형성되고, 상기 가열실의 전방으로 설치되고 상기 전방투입격판의 제1렉기어부에 치합되어 정회전 및 역회전에 의해 상기 전방투입격판을 선택적으로 가열실의 전후방향으로 이동시키는 제1피니언기어부가 형성되며, 상기 각각의 제1피니언기어부는 제1회전수단을 통해 동시에 회전되면서 전방투입격판을 동시에 전후방향으로 이동시키게 구성되되, 상기 제1회전수단은 제1원판과, 상기 제1원판의 중앙에서 정역구동모터의 동력을 전달받아 회전가능하게 결합되는 제1중간기어와, 상기 제1원판에 회전가능하게 결합되고 상기 제1중간기어의 원주방향을 따라 설치되어 상기 제1중간기어의 구동에 의해 동시에 회전되는 다수개의 제1회전기어와, 상기 제1회전기어와 상기 제1피니언기어부를 각각 연결하는 제1플렉시블 샤프트를 포함하여 구성되고,
    상기 후방투입격판의 측면에는 제2렉기어부가 전후방으로 형성되고, 상기 가열실의 후방으로 설치되고 상기 후방투입격판의 제2렉기어부에 치합되어 정회전 및 역회전에 의해 상기 후방투입격판을 선택적으로 가열실의 전후방향으로 이동시키는 제2피니언기어부가 형성되며, 상기 각각의 제2피니언기어부는 제2회전수단을 통해 동시에 회전되면서 후방투입격판을 동시에 전후방향으로 이동시키게 구성되되, 상기 제2회전수단은 제2원판과, 상기 제2원판의 중앙에서 정역구동모터의 동력을 전달받아 회전가능하게 결합되는 제2중간기어와, 상기 제2원판에 회전가능하게 결합되고 상기 제2중간기어의 원주방향을 따라 설치되어 상기 제2중간기어의 구동에 의해 동시에 회전되는 다수개의 제2회전기어와, 상기 제2회전기어와 상기 제2피니언기어부를 각각 연결하는 제2플렉시블 샤프트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 축분을 이용한 펠렛 제조시스템.
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