KR101969747B1 - 바닥 건조형 슬러지 건조 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 바닥 건조형 슬러지 건조 장치를 제공하며, 절곡면을 갖는 파티션이 공간을 제1 및 제2 건조 챔버로 분리하기 위해 제공되는 하우징; 제1 건조 챔버의 상부 상에 제공되는 피드 게이트 및 배출구, 및 제1 건조 챔버의 원주형 벽 상에 제공되는 방출 게이트를 포함한다. 주입구는 제2 건조 챔버의 측벽 또는 바닥 상에 제공된다. 절곡면을 갖는 파티션은 연통구가 형성된 침강 영역을 포함하고, 다리 형상 엘리먼트는 연통구 위에 제공되며, 다리 형상 엘리먼트와 파티션 사이에 외측구를 형성한다. 슬러지 교반 어셈블리는 제1 건조 챔버 내에 제공되며, 이것은 회전 샤프트 및 회전 샤프트 상에 고정된 교반 유닛을 포함하고, 교반 유닛은 슬러지를 절단하고, 파쇄하며 교반하도록 구성되고 그리고/또는, 전단부가 교반 유닛이 회전함에 따라 연통구 내부 또는 주변의 슬러지를 긁어낼 수 있도록, 교반 유닛의 전단이 대면하고 외측구에 근접하도록 구성된다. 본 개시는 슬러지 건조 장치를 사용하여 슬러지를 건조하는 방법을 더 제공한다.

Description

바닥 건조형 슬러지 건조 장치 및 방법
본 발명은 슬러지 건조(sludge drying) 분야에 관한 것으로, 일반적으로는 슬러지 건조 장치, 구체적으로는, 모놀리식 형태(monolithic form)의 바닥 건조형 슬러지 건조 장치 및 이 슬러지 건조 장치를 사용한 슬러지 건조 방법에 관한 것이다.
효과적인 슬러지 처리는 하수 처리 과정에서 매우 중요하다. 하수 처리장은 일반적으로, 매립, 경화(curing) 또는 건조 처리를 시행하기 전에, 농축 및 탈수에 의해 슬러지의 함수율을 90% 이상으로부터 60% 및 80% 사이까지 감소시킨다. 매립은 슬러지 발효를 발생시키는 경향이 있으며, 이로 인해 2차 환경 오염이 발생한다. 기존의 경화 또는 건조 장치들은 강한 점성, 뭉치기 쉬움, 파쇄의 어려움과 같은 슬러지의 특성으로 인해 슬러지를 처리하는 데 많은 양의 에너지를 소모함으로써, 비용을 감소시키고 효율을 향상시키기 어렵다.
중국 발명 특허 CN1010086422A는 폐쇄형 다실 유동층 슬러지 건조 방법을 제공한다. 에너지 집약적이고 비효율적인, 이 방법에서 채택된 유동층은 연속적이면서 대규모의 슬러지 건조 처리를 실행하기가 어렵다.
본 출원인에 의해 출원된, 중국 등록 실용신안 CN201000261Y는 저온 슬러지 건조 장치를 제공한다. 이러한 건조 장치는, 일정량의 슬러지의 건조를 달성하는 반면에, 긴 시간이 소요된다. 따라서, 큰 양의 에너지를 소모하고 건조 효율을 향상시키기 위한 목적을 실현하기 어렵다.
중국 실용신안 CN203319838U는 슬러지 경화 처리 블렌더(blender)를 제공한다. 이 블렌더는 슬러지를 경화하기 위해 슬러지와 첨가제를 혼합하여 섞는다. 이러한 과정은 슬러지로부터 습도를 제거할 수 없을 뿐만 아니라 슬러지의 양을 증가시킨다. 그리고, 경화된 슬러지는 재생될 수 없다.
본 출원인에 의해 출원된 중국 출원 No. 201510006479.4는 바닥 건조형 슬러지 건조 장치를 제공하며, 여기서 제1 건조 챔버 내의 교반 어셈블리(stirring assembly)가 슬러지를 끊임없이 섞기 때문에, 건조 가스가 파티션(partition) 상에 쌓인 슬러지를 건조하기 위해 파티션 상에 형성된 연통구(communication opening)를 통해 제1 건조 챔버로부터 제2 건조 챔버로 들어간다. 그러나, 슬러지는 종종 슬러지 건조 과정 중에 연통구를 막는다. 결과적으로, 건조 가스가 연통구를 통해 제1 건조 챔버로 부드럽게 들어가기가 어려워서 슬러지 건조 과정이 느려진다.
따라서, 슬러지 건조 효율을 향상시키기 위해 향상된 바닥 건조형 건조 장치 및 방법을 제공할 필요가 있다.
종래 기술의 결함을 극복하기 위해, 본 발명 개시는 모놀리식 형태의 바닥 건조형 슬러지 건조 장치를 제공한다. 본 발명의 슬러지 건조 장치에서, 제1 건조 챔버 내의 교반 어셈블리는, 슬러지가 건조 가스를 주기적으로 접촉할 수 있도록 슬러지를 끊임없이 절단하고, 파쇄하며 그리고 교반함으로써, 슬러지의 건조 중에 슬러지의 내부 및 외부의 고르지 않은 건조 문제를 해결할 수 있다.
본 발명의 슬러지 건조 장치에서, 연통구는 제1 건조 챔버 및 제2 건조 챔버를 분리하기 위해 파티션 내에 형성될 수 있고, 다리 형상 엘리먼트는 연통구 위에 위치될 수 있으므로, 다리 형상 엘리먼트와 파티션 사이에 외측구를 형성할 수 있다. 건조 가스는, 바닥으로부터 슬러지를 건조시키기 위해, 연통구로부터 외측구까지의 곡선 경로를 통해 제2 건조 챔버로부터 제1 건조 챔버 내로 유입된다. 교반 어셈블리가 슬러지를 절단하고, 파쇄하며 그리고 교반하기 때문에, 슬러지의 입도가 끊임없이 변하고, 슬러지의 헐거워짐과 유동성을 향상시키고 건조 가스에 의해 슬러지의 건조를 신속히 처리할 수 있다.
교반 어셈블리의 교반 유닛의 날 또는 래칫의 스크랩핑 전단부의 외측 에지를 사용하거나 또는 날이나 래칫 상에 고정된 스크랩핑 콤포넌트의 전단부의 외측 에지를 사용하여 외측구의 슬러지를 긁어 냄으로써, 건조 가스가 제2 건조 챔버로부터 제1 건조 챔버 내로 부드럽게 흐를 수 있다.
본 발명의 슬러지 건조 장치에서, 송풍 장치, 바람 유도 장치 및/또는 가열 장치의 배열은 건조 가스가 건조 챔버 내로 흐르는 속도를 증가시킬 뿐만 아니라 건조 가스가 건조 챔버 밖으로 흘러 나오는 속도를 증가시킬 수 있으므로, 건조 가스와 슬러지 사이의 접촉을 촉진시키고 건조 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 건조 장치는 실질적으로 모놀리식 또는 유니터리 형태일 수 있다. 이와 같이 높은 건조 효율, 낮은 에너지 소모, 적은 바닥 면적, 및 강력한 적응성과 같은 특성을 가지므로, 현재의 시장 요구사항을 확실하게 충족시킬 수 있다. 하수 처리 공장들은 인구가 조밀한 도시들에 흩어져 있기 때문에, 본 발명의 모놀리식 슬러지 건조 장치는 기존의 하수 처리 공장들에서의 장치에 최소한의 변경만으로 장착될 수 있다.
본 발명 개시의 슬러지 건조 장치 및 방법은 제1 건조 챔버 내에 제공되는 교반 어셈블리를 사용하여 제1 건조 챔버 내의 슬러지를 끊임없이 절단하고, 파쇄하며 그리고 교반함으로써, 그리고, 교반 유닛의 날 또는 래칫의 스크랩핑 전단부의 외측구를 사용하거나 날이나 래칫 상에 고정된 스크랩핑 콤포넌트의 전단부의 외측구를 사용하여 외측구의 슬러지를 긁어 냄으로써, 슬러지의 건조를 신속히 처리할 수 있다. 본 발명 개시의 슬러지 건조 장치 및 방법은 슬러지가 점성이 강하고, 딱딱해지기 쉬우며 부서지기 어렵다는 문제를 해결할 수 있다. 본 발명 개시의 슬러지 건조 장치 및 방법은 슬러지로부터 습도를 현저하게 제거할 수 있을 뿐만 아니라 슬러지를 조립자(coarse grain)로부터 입자 및 분말로 변하도록 할 수 있으므로, 슬러지 건조 효율이 증가되고 에너지 소모가 감소될 수 있다.
기타 특징, 이점 및 상세 내용은, 단지 예로서만 사용하여, 이하의 실시예들의 상세한 설명에 나타나며, 상세한 설명은 이하의 도면을 참조한다.
도 1은 본 개시의 바닥 건조형 슬러지 건조 장치의 종단면도이다.
도 2는 도 1의 슬러지 건조 장치의 횡단면도이다.
도 3은 도 1의 슬러지 건조 장치의 제1 건조 챔버의 개략적인 입체도이다.
도 4는 도 3의 제1 건조 챔버 내에 배치된 교반 어셈블리의 개략적인 입체도이다.
도 5는 슬러지 건조 장치의 교반 어셈블리의 개략적인 입체도이다.
도 6은 도 1의 원 A 내의 확대된 다리 형상 엘리먼트의 입체도이다.
도 7은 하우징의 세로 방향에서 취해진 도 6의 다리 형상 엘리먼트의 단면도이다.
도 8은 다른 다리 형상 엘리먼트의 내부 단면도이다.
도 9는 하우징의 세로 방향을 따라 도시된 도 6의 다리 형상 엘리먼트의 도면이다.
도 10은 도 1의 슬러지 건조 장치의 제2 건조 챔버의 개략적인 입체도이다.
도 11은 본 발명의 다른 바닥 건조형 슬러지 건조 장치의 횡단면도이다.
도 1은 본 개시의 바닥 건조형 슬러지 건조 장치의 하나의 바람직한 실시에를 도시한다. 도 2는 도 1의 슬러지 건조 장치의 횡단면도이며, 모놀리식 또는 유니터리 형상의 슬러지 건조 장치가 개력적으로 도시된다. 바닥 건조형 슬러지 건조 장치(1)는 하우징을 포함하며, 그 내부에는 파티션 또는 분리판(4)이 하우징의 내부 공간을 두 개의 챔버 - 제1 건조 챔버(6a) 및 제2 건조 챔버(6b)로 분할하도록 제공된다. 연통구(5)는 건조 가스가 제2 건조 챔버(6b)로부터 제1 건조 챔버(6a)로 들어갈 수 있도록, 제1 건조 챔버(6a)와 제2 건조 챔버(6b)를 연통하기 위해 파티션(4) 내에 형성된다. 도시된 바와 같이, 제1 건조 챔버(6a)가 제2 건조 챔버(6b) 위에 배열되지만, 그들은 다양한 방식으로 배열될 수 있다. 하우징은 일반적으로 몸체(2), 톱 커버(지붕의)(3) 및 바닥판(4a)을 포함하며, 여기서 몸체(2)의 상부, 톱 커버(3) 및 파티션(4)은 제1 건조 챔버(6a)를 나타내고, 몸체(2)의 하부, 파티션(4) 및 바닥판(4a)은 제2 건조 챔버(6b)를 나타낸다. 그러나, 하우징은 복수의 부재 또는 콤포넌트들로 또는 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 몸체(2)의 상부는 파티션(4)과 통합하여 형성될 수 있으며, 여기서 파티션의 상부면은 제1 건조 챔버(6a)의 바닥으로서 사용되고, 몸체(2)의 하부는 파티션의 하부면이 제2 건조 챔버(6b)의 톱으로 사용될 수 있도록 파티션 상에 고정된다. 또한, 몸체(2)의 하부는 또한 파티션(4)과 통합하여 형성될 수 있거나, 또는 몸체(2)는 바닥판(4a) 등을 제거하여 땅위에 배치될 수 있다. 몸체(2)는 직사각형 형상일 수 있으나, 정사각형, 다각형, 타원형상 또는 기타 형상일 가능성도 있다.
도시된 바와 같이, 하우징의 톱 커버(3) 상에는 제1 건조 챔버 내로 건조되어야 할 슬러지를 소개하는 피드 게이트(8)와 슬러지를 건조시킨 배기 가스 또는 건조 가스를 환기시키기 위한 배출구(outlet)(10)가 제공된다. 건조된 슬러지를 위한 방출 게이트(9)는 파티션(4)에 인접한 몸체(2)의 상부의 말단 벽(end wall) 내에 피드 게이트(8)로부터 먼 쪽에 제공된다. 다른 예로, 제1 건조 챔버의 피드 게이트(8)과 배출구(10)는 몸체(2)와 톱 커버(3) 둘 중 하나의 임의 위치, 즉 바라는 바에 따K라, 제1 건조 챔버(6a)의 상부의 임의의 위치에 배치될 수 있다. 마찬가지로, 방출 게이트(9)는 측벽과 말단 벽을 포함하는 몸체(2)의 상부의 원주형(circumferential) 또는 주변의(surrounding) 벽 상의 임의의 위치, 즉 제1 건조 챔버(6a)의 원주형 벽 상의 임의의 위치에 배치될 수 있다.
도 3은 슬러지 건조 장치의 제1 건조 챔버의 바람직한 실시예를 도시하며, 여기서 복수의 이격된 직사각형의 연통구(5)가 파티션(4) 내에 형성되며, 다리 형상 엘리먼트(bridge-shaped element)(401)가 각 연통구 상에 제공된다. 연통구(5)는 사다리꼴, 직사각형, 삼각형, 아치형, 원형 등과 같은 다양한 형상일 수 있다. 하나 이상의 연통구가 제공될 수 있다. 즉, 연통구(5)의 형상이나 개수에는 제한이 없으며, 원하는 대로 결정될 수 있다. 연통구 상의 다리 형상 엘리먼트는 또한 연통구의 형상에 기초하여 대응적으로 변경될 수 있다. 복수의 연통구(5)는 하우징의 세로 방향(G)으로 그룹핑되고, 각 그룹 내의 연통구(5)는 서로 이격되어 있다. 각 연통구(5)의 세로 방향(X)은 하우징의 세로 방향(G)과, 바람직하게는 수직하게, 교차한다.
도 4는 도 3의 제1 건조 챔버 내에 배치된 교반 어셈블리의 바람직한 실시예를 도시하며, 여기서 슬러지를 교반하거나 뒤집기 위한 두 개의 교반 어셈블리(71, 7b)가 하우징의 세로 방향(G)으로 서로 평행하게 배열된다. 두 개의 교반 어셈블리(7a, 7b)가 동일하거나 또는 유사한 구성을 갖기 때문에, 그들 중 하나만, 예를 들어 교반 어셈블리(7a)가 여기에서 설명된다. 교반 어셈블리(7a)는 회전 샤프트(701a)와 슬러지를 교반하기 위해 회전 샤프트(701a) 상에 고정된 교반 유닛(702a)를 포함한다. 교반 유닛(702a)은 각각 회전 샤프트(701a)로부터 방사상으로 외부로 연장되어 있는 네 개의 날 또는 래칫(ratchet)(703a)을 포함한다. 따라서, 회전 샤프트(701a)와 함께 회전하는 교반 유닛(702a)은 프로펠러의 날개와 윤곽이 유사하다. 그러나, 교반 유닛(702a)의 형상은 그러한 제한이 없으며, 기어의 형상과 유사하도록 설계될 수 있다. 하나 이상의 교반 유닛(702a)은 회전 샤프트(701a) 상에 제공될 수 있고, 각 교반 유닛(702a)은 하나 이상의 날 또는 래칫(703a)을 포함할 수 있다. 그러나, 각 교반 유닛(702a)의 복수의 날 또는 래칫(703a)은 회전 샤프트(701a)로부터 다른 길이로 연장될 수 있다. 복수의 교반 유닛(702a) 중 적어도 하나는 더 긴 날 또는 래칫을 가질 수 있으며, 반면에 다른 것들은 더 짧은 날 또는 래칫을 가질 수 있다. 도시된 바와 같이 날들 또는 래칫들이 용접에 의해 회전 샤프트(701a) 상에 고정되도록 장착되었지만, 이것은 볼트 결합, 리벳 결합 등에 의해 고정될 수 있다. 예를 들어, 날들 또는 래칫들은 샤프트 이음고리(collar), 샤프트 슬리브(sleeve) 또는 허브(hub)(도시되지 않음) 상에 연결되거나 고정될 수 있으며, 그 후 로터리 샤프트(701a) 상에 장착될 수 있다. 로터리 샤프트(701a)의 두 개의 단부(end)는 도 3에 도시된 바와 같이, 각각 베어링을 통해 몸체(2)의 반대쪽 말단 벽 내의 홀(201a 또는 201b) 내에 장착될 수 있다.
건조 가스(도 1에서의 화살표 참조)는 파티션(4)의 연통구(5)를 통해 제2 건조 챔버(6b)로부터 제1 건조 챔버(6a) 내로 들어가고 슬러지와의 상호작용 후에 방출 게이트(10)을 통해 방출되며, 이것은 건조 가스가 슬러지와 접촉할 기회를 증가시킨다. 그러나, 건조되어야 할 슬러지가 피드 게이트(8)을 통해 제1 건조 챔버(6a) 안으로 공급되어 파티션(4) 상에 쌓인 후, 약간의 슬러지는 교반 어셈블리(7a, 7b)의 교반 유닛(702a, 702b)이 섞거나 뒤집기 때문에 연통구(5)를 통해 제1 건조 챔버(6a)로부터 제2 건조 챔버(6b) 안으로 새어 들어가서 건조 가스가 슬러지에 대해 작용한다. 슬러지의 누설을 감소시키기 위해, 다리 형상 엘리먼트(401)는 연통구를 통해 제2 건조 챔버(6b)로의 슬러지의 누설을 감소시키기 위해 연통구(5) 상에 제공된다. 도 2 내지 4를 참조하면, 제1 건조 챔버(6a)와 제2 건조 챔버(6b) 사이의 파티션(4)은 곡선 형상의 판이지만, 그것은 침강된(dpressed) 상부 표면을 갖는 평판일 수 있다. 하우징의 세로 방향(G)을 가로지르는 방향에서 보면, 파티션(4)의 단면 형상은 아랫방향으로 곡선 형상이거나 또는 침강부(depression)를 갖는 상부 표면을 갖는다. 즉, 침강된 영역 또는 부분의 곡선 형태의 부분은 제1 건조 챔버(6a)로부터 제2 건조 챔버(6b)까지 아랫 방향으로 돌출되거나, 또는 제1 건조 챔버(6a)가 오목한 바닥을 갖는다. 따라서, 파티션은 하우징의 세로 방향(G)으로 침강된 영역으로 추정한다. 도시된 바와 같이, 두 개의 교반 어셈블리(7a, 7b)의 각각에 대면하는 절곡면의 파티션(4)의 영역은 침강되며, 바람직하게는 침강된 영역은 각각 교반 유닛(702a 또는 702b)에 대응한다. 침강된 영역은 원호(arc)의 형상을 가질 수 있다. 연통구 상에 제공된 다리 형상 엘리먼트는 평판, 곡선 형상의 판(curved plate) 및 헤링본 판(herringbone plate)과 같은, 판 엘리먼트(plate element)일 수 있다. 또한, 다리 형상 엘리먼트(401)는 하나 이상의 연통구(5) 상에 제공될 수 있고, 연통구와 다리 형상 엘리먼트의 개수는 동일하지 않아도 된다.
다리 형상 엘리먼트(401)는 연통구(5)의 세로 방향(X)을 따라 연통구(5) 위를 건너 상기한 세로 방향으로 매우 평행하다. 다리 형상 엘리먼트(401)가 다리처럼 연통구(5)의 세로 방향에서 연통구(5)를 건너 뛸 수 있도록, 다리 형상 엘리먼트(401)는 연통구(5)보다 더 큰 길이를 갖는다. 다리 형상 엘리먼트(401)의 두 개의 단부는 각각 연통구의 단부 에지(end edge)에 인접한 파티션(4) 상에 고정된다. 다리 형상 엘리먼트(401)의 중간부는 연통구(5) 위에 있고, 외측구(lateral aperture)(402)는 다리 형상 엘리먼트(401)와 파티션(4) 사이에 한정되거나 또는 나타난다. 이와 달리, 외측구(402)는 다리 형상 엘리먼트(401)의 한 측면 또는 다리 형상 엘리먼트(401)의 두 측면 각각에서 정의될 수 있다. 연통구(5) 위의 다리 형상 엘리먼트(401)가 제1 건조 챔버(6a)로부터 제2 건조 챔버(6b)로의 슬러지의 낙하 또는 누설을 감소시킬 수 있는 반면에, 외측구에 쌓인 슬러지는 제2 건조 챔버(6b)로부터 제1 건조 챔버(6a)로의 건조 가스의 입장을 간섭한다. 건조 가스의 이동을 촉진하기 위해, 교반 유닛(702a, 702b)의 날 또는 래칫(703a, 703b)은 다리 형상 엘리먼트(401)의 외측구(402)의 슬러지를 긁어 낼 수 있도록 설계된다. 개별 회전 샤프트(701a, 701b) 상의 교반 어셈블리(7a, 7b)의 교반 유닛(702a, 702b) 사이의 공간은, 회전 샤프트가 회전함에 따라, 각 교반 유닛(702a, 702b)의 보다 긴 날 또는 래칫(703a, 703b)의 전단부의 외측 에지 또는 날 또는 래칫(703a, 703b) 상에 장착된 스크랩핑 콤포넌트(scraping component)(704a, 704b)의 전단부의 외측 에지가 다리 형상 엘리먼트(401)의 외측구(402)에서 슬러지를 긁어 내기 위해, 파티션(4) 상의 각 행으로 복수의 연통구들 또는 다리 형상 엘리먼트들 사이의 거리에 의해 결정될 수 있다. 또한, 디스크(disc) 형상 또는 기어 형상의 교반 유닛은 그의 외주 또는 상단부 상의 돌출부 또는 이(tooth)의 외측 에지로 슬러지를 섞을 수 있다. 도 2 및 4에 도시된 바와 같이, 두 개의 교반 어셈블리(7a, 7b)는 제1 회전 샤프트(701a) 상의 제1 교반 유닛(702a)과 제2 회전 샤프트(701b) 상의 제2 교반 유닛(702b)은 이격된 연통구(5) 또는 그 위의 다리 형상 엘리먼트(401)의 두 개의 행에 각각 대응한다. 건조 가스가 연통구(5)를 통해 제2 건조 챔버(6b)로부터 제1 건조 챔버(6a) 안으로 부드럽게 들어갈 수 있도록 하기 위해, 교반 어셈블리(7a, 7b)의 교반 유닛(702a, 702b)의 날 또는 래칫(703a, 703b)은, 교반 유닛(702a, 702b)이 회전 샤프트(701a, 701b)와 함께 회전하는 경우, 날 또는 래칫의 전단부의 외측 에지가 외측구(402)에서 슬러지를 긁어낼 수 있을 정도로 충분히 길 수 있다. 일반적으로, 복수의 교반 유닛(702a, 702b) 중 적어도 하나는 상단부가 슬러지를 긁어 낼 수 있는 적어도 하나의 날 또는 래칫(703a, 703b)을 가질 수 있다. 교반 유닛(702a, 702b)과 연통구(5) 또는 그 위의 다리 형상 엘리먼트(401)의 개수는 동일하지 않아도 된다.
도 5는 교반 어셈블리의 다른 예를 도시한다. 교반 어셈블리(7)는 회전 샤프트(701)와 회전 샤프트 상에 고정된 교반 유닛(702)을 포함하며, 여기서 교반 유닛(702)은 전단부가 슬러지를 긁어 내기 위해 사용되는 날 또는 래칫(703)을 갖는다. 스크랩핑 콤포넌트(704)는 두 개의 교반 유닛의 날 또는 래칫(703) 상에 장착되며, 여기서 스크랩핑 콤포넌트가 장착되는 날 또는 래칫은 다른 날들 또는 래칫들과 동일한 길이이며, 날 또는 래칫 상에 장착된 스크랩핑 콤포넌트는 다른 날들 또는 래칫들의 스크랩핑 전단부와 동일한 기능을 수행한다. 또 다른 예로, 교반 유닛(702)의 날 또는 래칫(704)은 상이한 길이를 가질 수 있고, 스크랩핑 콤포넌트(704)는 보다 짧은 날 또는 래칫, 예를 들어, 바라는 바에 따라, 그의 전단부 상에 장착될 수 있다.
도 6 내지 도 7은 도 1의 원 A 내의 다리 형상 엘리먼트의 입체도 및 단면도를 각각 도시한다. 교반 유닛의 날 또는 래칫(703)의 스크랩핑 전단부는 다리 형상 엘리먼트(401)와 파티션(4) 사이에 정의된 외측구(402) 옆에 있다. 회전 샤프트 상에 고정된 교반 유닛(702)은, 교반 유닛이 회전함에 따라 다리 형상 엘리먼트의 외측구에서 슬러지를 긁어 내기 위해, 교반 유닛(702)의 날 또는 래칫(703)의 스크랩핑 전단부의 외측 에지 또는 날이나 래칫 상에 고정된 스크랩핑 콤포넌트의 전단부의 외측 에지가 다리 형상 엘리먼트의 외측구에 대면할 수 있도록 다리 형상 엘리먼트에 대응하도록 배열되며, 따라서 연통구(5) 내로 들어가는 건조 가스가 외측구(402)를 통해 제1 건조 챔버(6a) 내로 부드럽게 흐를 수 있다. 스크랩핑 이외에도, 교반 유닛(702a, 702b)의 날 또는 래칫은 슬러지를 절단하고, 파쇄하며(또는 박살내며) 그리고 교반하도록 작용한다. 또한, 스크랩핑 전단부를 갖거나 또는 그들의 전단부 상에 고정된 스크랩핑 콤포넌트를 갖는 교반 유닛을 날 또는 래칫은 두 개의 다리 형상 엘리먼트(401) 사이에 위치될 수 있으며, 이로 인해 날 또는 래칫의 전단부의 외측 에지 또는 날이나 래칫 상에 고정된 스크랩핑 콤포넌트의 전단부의 외측 에지가 두 개의 다리 형상 엘리먼트(401)의 반대측 면 상의 외측구(402)를 쓸어낼 수 있다.
도 8은 다리 형상 엘리먼트의 다른 예를 도시하며, 여기서, 외측구(402) 중 하나를 차단하고 다른 것들을 그대로 두기 위해, 다리 형상 엘리먼트(401)의 폭 방향, 즉 하우징의 세로 방향(G)을 실질적으로 가로지르는 방향으로 배플(baffle)(403)이 제공되어, 건조 가스가 단일 방향으로 제1 건조 챔버(6a) 내로 들어갈 수 있도록 한다. 배플(403)은 다리 형상 엘리먼트(401)의 세로 방향으로 외측구(402) 내에 배치되어 그곳을 통한 건조 가스의 흐름을 방지함으로써, 교반 어셈블리(7)의 교반 유닛(702)은 다른 외측구(402)에서 슬러지를 긁어 내는 것만을 할 수 있다. 이러한 배플(403)의 배열은 건조 가스가 한 방향으로만 외측구(402) 밖으로 나와서 제1 건조 챔버(6a)로 흐를 수 있도록 하고, 슬러지의 누설을 감소시키기 위해 반대 방향으로 건조 가스가 제1 건조 챔버로 들어가는 것을 방지하기 위함이다.
도 9는 하우징의 세로 방향으로 도시된 파티션 상에서의 도 6의 다리 형상 엘리먼트의 위치를 도시하며, 여기서 교반 유닛의 날 또는 래칫(703)의 전단부는 건조 챔버의 바닥에 근접하고, 날 또는 래칫(703)의 상단부와 파티션 사이의 거리는 실질적으로 스크랩핑 범위와 동일하다. 교반 어셈블리의 회전 샤프트 또는 회전 샤프트를 장착하기 위한 홀이 하우징의 수직 방향으로 조정되는 경우, 회전 샤프트의 축과 파티션 사이의 거리는 변경될 수 있다는 것이 인식되어져야 한다. 따라서, 날 또는 래칫의 상단부와 파티션 사이의 거리는, 긁어 내야 할 슬러지의 양을 결정하기 위해, 날 또는 래칫의 길이를 선택함으로써 결정될 수 있다. 즉, 교반 어셈블리는 회전 샤프트의 축과 교반 유닛의 가장 긴 날 또는 래칫의 상단부 사이의 거리(r)가 절곡면의 파티션의 침강된 원호 영역의 반경(R)보다 더 작도록 크기가 정해진다. 교반 어셈블리(7a, 7b)의 회전 샤프트(701a, 701b)가 하우징의 세로 방향(G)에 평행하게 배열되기 때문에, 회전 샤프트는 연통구 또는 다리 형상 엘리먼트의 세로 방향을, 바람직하게는 수직하게, 교차한다. 따라서, 외측구(402)의 방향 또는 개구 방향은 회전 샤프트의 축 방향 또는 하우징의 세로 방향(G)에 실질적으로 평행하다. 건조 가스는 연통구(5) 내로 흘러 들어온 후 외측구를 통해 우회함으로써만 제2 건조 챔버(6a)에 도달할 수 있다. 마찬가지로, 슬러지는 외측구(402)로부터 연통구(5)까지의 곡선 경로를 통해서만 제2 건조 챔버(6a)로부터 제2 건조 챔버(6b)로 누설될 수 있으므로, 슬러지 누설의 양이 매우 감소될 수 있다. 외측구(402)에서의 슬러지의 스크랩핑은 슬러지의 누설 양을 감소시킬 뿐만 아니라 건조 가스의 흐름을 신속히 처리하여 슬러지 건조 효율을 향상시킬 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 스태거드 방식(staggered manner)으로 배열된 두 개의 교반 어셈블리(7a, 7b)에서, 제1 회전 샤프트(701a) 상의 제1 교반 유닛(702a)의 날 또는 래칫의 스크랩핑 전단부 또는 날이나 래칫 상에 고정된 스크랩핑 콤포넌트의 전단부는 제2 회전 샤프트(701b)에 근접하고 두 개의 인접한 제2 교반 유닛(702b) 사이에 위치하며, 또한 그 반대의 경우로도 위치함으로써, 제1 회전 샤프트(701a)와 제2 회전 샤프트(701b) 사이의 거리가 짧아지고, 제1 교반 유닛(702a)과 제2 교반 유닛(702b) 사이의 간섭을 방지할 수 있다. 다른 예로, 동일한 회전 샤프트 상의 두 개의 인접한 교반 유닛이 그룹화될 수 있고, 제1 회전 샤프트(701a) 상의 각 교반 유닛(702a)의 그룹과 제2 회전 샤프트(701b) 상의 각 교반 유닛(702b)의 그룹은 스태거드 방식으로 배열되어, 제1 회전 샤프트(701a) 상의 교반 유닛(701a)의 그룹이 제2 회전 샤프트(701b) 상의 두 개의 인접한 교반 유닛(702b) 사이에 위치된다. 또 다른 예로, 동일한 회전 샤프트 상의 세 개의 인접한 교반 유닛들이 그룹화될 수 있고, 각 회전 샤프트 상이 각 교반 유닛들의 그룹과 다른 회전 샤프트 상의 각 교반 유닛들의 그룹이 스태거드 방식으로 배열된다. 아무리 교반 유닛들이 회전 샤프트 상에 배열된다고 하더라도, 교반 유닛(702a, 702b)의 날 또는 래칫(703a, 703b)의 스크랩핑 전단부 또는 날이나 래칫 상에 고정된 스크랩핑 콤포넌트(704a, 704b)의 전단부가 다리 형상 엘리먼트(401)의 외측구(402)에서 슬러지를 긁어 낼 수 있도록, 대부분의 교반 유닛들은 복수의 연통구(5) 또는 그 위의 다리 형상 엘리먼트(401)에 각각 대응함으로써, 건조 가스가 제1 건조 챔버(6a) 내로 부드럽게 흘러갈 수 있다. 한 마디로 말해서, 파티션 상의 연통구 또는 다리 형상 엘리먼트의 위치는 회전 샤프트 상의 교반 유닛의 위치와 연관성이 있다.
도시된 바와 같이, 제1 교반 어셈블리(7a) 및 제2 교반 어셈블리(7b)의 회전 샤프트(701a, 701b)는 트랜스미션(도시되지 않음)에 연결된 전력 입력 콤포넌트를 갖는 하나의 단부에서 각각 제공된다. 외부 전력 장치에 의해 가동되면, 기어나 벨트 풀리(belt pulley)(18a)와 같은, 회전 샤프트(701a, 701b) 상의 전력 입력 콤포넌트가 회전 샤프트(701a, 701b) 중 하나를 구동하여 다른 것을 회전시킬 수 있도록, 트랜스미션은 차례로 회전시키기 위해 회전 샤프트(701a, 701b)를 구동한다. 제1 회전 샤프트(701a)와 제2 회전 샤프트(701b)는 서로에 관해 다른 방향으로 회전할 수 있을 뿐만 아니라 같은 방향으로도 회전할 수 있다.
도시된 바와 같이, 외측구(402)의 형상은 다리 영상 엘리먼트(401)의 형상과 파티션의 침강된 상부면의 형상에 좌우된다. 바람직하게는, 파티션의 침강 영역 또는 부분의 단면의 형상은 각 교반 어셈블리(7a, 7b)의 교반 유닛(702a, 702b)의 날 또는 래칫(703a, 703b)의 스크랩핑 전단부 또는 날이나 래칫 상에 고정된 스크랩핑 콤포넌트(704a, 704b)의 상단부의 회전 궤적과 일치한다. 예를 들어, 다리 형상 엘리먼트(401)가 평판이고 파티션(4)의 침강 영역이 원호인 경우, 외측구(402)는 초승달 형상을 갖는다. 바람직하게는, 교반 어셈블리에 대변하는 절곡면의 파티션의 침강되어 원호 형상을 갖는 영역의 반경(R)은 회전 샤프트의 축과 교반 유닛의 상단부 사이의 거리(r)보다 약간 더 크다.
도 10은 슬러지 건조 장치의 제2 건조 챔버의 바람직한 실시예를 도시한다. 제2 건조 챔버(6b)는 몸체(2)의 하단부의 측면에 제공되는 주입구(inlet)(15)을 포함한다. 즉, 주입구(15)는 건조되어야 할 슬러지를 위한 건조 가스가 제2 건조 챔버(6b) 내로 들어갈 수 있도록 제2 건조 챔버(6b)의 측벽 또는 바닥에 위치된다. 하나 이상의 주입구가 있을 수 있다. 파티션(4)의 연통구(5) 상의 다리 형상 엘리먼트(401) 및 교반 유닛(702a, 702b)의 날 또는 래칫의 스크랩핑 전단부에 의해 또는 날이나 래칫 상에 고정된 스크랩핑 콤포넌트(704a, 704b)의 전단부에 의해 다리 형상 엘리먼트(401)의 외측구(402)에서의 슬러지의 스크랩핑이 제1 건조 챔버(6a)로부터 제2 건조 챔버(6b) 내로 떨어지는 슬러지의 양을 감소시킬 수 있지만, 외측구(402)로부터 연통구(5)로 곡선 경로를 통해 제2 건조 챔버(6b) 내로 누설되는 일부 슬러지가 아직 있을 수 있다. 제2 건조 챔버(6b) 내로 누설되는 슬러지를 제거하기 위해, 청소 게이트(clearing gate)(15a)가 몸체(2)의 저부(lower portion)의 단부에 제공된다. 즉, 청수 게이트(15a)는 제2 건조 챔버(6b)의 바닥에 가까운 제2 건조 챔버(6b)의 말단 벽에서 제공된다. 청소 게이트(15a)는 제2 건조 챔버(6b)에 축적되는 슬러지를 제거하기 위해 사용된다. 또한, 청소 게이트(15a)는 측벽 및 말단 벽을 포함하는 주변의 벽 또는 바닥에서 제공될 수 있다. 방출 어셈블리(discharge assembly)(25)는 바닥판(4a)에 가까운 제2 건조 챔버(6b) 내에 제공된다. 방출 어셈블리(25)는 헬리컬 컨베이어(helical conveyor)일 수 있으나, 또한 벨트 컨베이, 넷체인 컨베이(netchain convey), 가스 컨베이 장치 등일 수 있다. 헬리컬 컨베이어는 회전 샤프트(25a) 및 회전 샤프트(25a) 상에 고정된 헬릭스(25b)를 포함하며, 여기서 회전 샤프트(25a)는 몸체(2)의 저부의 말단 벽 내에 지지된다. 회전 샤프트(25a)의 일단은 전력 입력 콤포넌트(25c)와 함께 제공되고, 타단은 청소 게이트(15a) 쪽으로 연장된다. 트랜스미션이 회전 샤프트(15a)를 회전 구동하는 경우, 헬릭스(25b)는 제2 건조 챔버(6b)의 일단의 청소 게이트(15a)로 슬러지를 운반하여, 하우징 밖으로 방출한다. 제2 건조 챔버(6b)는 실질적으로 그 단면은 깔때기(funnel) 형상이다. 제2 건조 챔버(6b)의 측벽, 즉 저부에서의 몸체(2)의 측벽은 바닥판(4a)을 향해 점차 좁아지고, 좁아지는 부분, 즉 바닥판(4a)에서의 형상은 원호이거나 반원이다. 원호나 반원의 반경은 헬릭스(25b)의 외주의 회전 궤적의 것보다 약간 커서, 원호 형상의 단면을 갖는 세로 방향의 통로 또는 채널은 제2 건조 챔버(6b)의 바닥에서 정의되거나 형성된다. 외측구(402)를 통해 제2 건조 챔버(6a)로부터 누설되는 슬러지는 세로 방향의 통로에서 제공되는 헬릭스 컨베이어에 의해 하우징 밖으로 편하게 방출되기 위해 원호 형상의 단면의 세로 방향의 통로 내에 축적될 수 있다. 제2 건조 챔버(6b) 내로 누설되는 슬러지는 슬러지의 함수율을 더 감소시키기 위해 제2 건조 챔버(6b) 내에서 건조 가스에 의해 재건조되거나 다시 건조될 수 있다. 다른 예로, 언로딩 포트(unloading port) 및 언로딩 포트를 차단하기 위한 착탈가능한 판이 저부에서 몸체(2)의 측벽 상에 형성될 수 있다. 일단 제2 건조 챔버(6b)에서 슬러지의 초과량이 있으면, 착탈가능한 판이 제2 건조 챔버(6b)에서 건조 가스의 부드러운 흐름을 보장하기 위해 슬러지를 청소하여 제거될 수 있다. 제2 건조 챔버(6b)를 봉인된 채로 유지하기 위해, 이동가능한 배플(baffle)(29)이, 건조 가스가 새지않도록 하기 위해 청소 게이트(15a)에서 제공될 수 있다. 이동가능한 배플(29)은 슬러지가 방출되는 경우에 작동된다.
도 2를 다시 참조하면, 슬러지 건조 장치(1)는 도 1에서 도시되지 않은 송풍 장치(blowing device)(12)를 더 포함한다. 송풍 장치(12)는 제2 건조 챔버(6b) 내로 건조 가스를 불어넣기 위해 파이프라인(12a) 및 가스 주입구(15)를 통해 제2 건조 챔버(6b)와 연결된다. 슬러지 건조 장치(1)는 파이프라인(13a) 및 배출구(10)을 통해 제1 건조 챔버(6a)와 연결되는 바람 유도 장치(draught inducing device)(13)를 더 포함할 수 있다. 제2 건조 챔버(6b) 내로 운반되는 건조 가스는 열기체(hot gas), 화학 물질을 포함하는 가스, 열공기(hot air), 상온 기체 및 냉기체(refrigerated gas)와 같은 건조 매체일 수 있고, 또한 특별히 준비된 건조 매체일 수 있다. 송풍 장치(12)는 건조 가스가 제2 건조 챔버(6b) 내로 흐르는 속도를 증가시키도록 작용할 수 있고, 바람 유도 장치(13)는 제1 건조 챔버(6a)로부터의 배출 가스의 밖으로의 흐름을 가속할 수 있다. 전형적으로, 송풍 장치는 송풍기 또는 팬일 수 있고, 바람 유도 장치는 바람 유도 팬일 수 있다. 또한, 송풍 장치(12)는 건조 가스가 고속으로 제2 건조 챔버(6b) 내로 흐를 수 있도록 하기 위해 일정한 압력으로 제2 건조 챔버(6b) 내로 건조 가스를 운반하기 위한 과급 장치(supercharging device)로 대체될 수 있다. 마찬가지로, 바람 유도 장치(13)는 배출 가스의 흐름을 가속하기 위해 압력 방출 장치(pressure relief device)로 대체될 수 있으므로, 슬러지 건조 효율을 향상시킬 수 있다.
슬러지의 건조를 가속하기 위해서, 제2 건조 챔버(6b)로 운반되는 건조 가스는 가열될 수 있다. 가열 장치(도시되지 않음)는 송풍 장치의 상류(upstream) 또는 하류(downstream)에 별개로 제공될 수 있거나, 또는 송풍 장치와 통합적으로 형성될 수 있다. 송풍 장치 또는 과급 장치에 의해 제2 건조 챔버(6b) 내로 운반되는 가열된 건조 가스는 거기에서 슬러지를 재건조할 수 있다. 가열된 건조 가스가 제2 건조 챔버(6b) 내로 떨어지거나 누설되는 슬러지를 다시 건조하는 경우, 일부 에너지는 금속으로 만들어진 몸체(2) 및 파티션(4)을 통해 파티션(4) 상에 놓여 있는 슬러지로 전달될 수 있어서, 제1 건조 챔버(6a) 내의 슬러지의 보조 건조를 달성할 수 있다.
도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 슬러지는 본 발명의 모놀리식 바닥 건조형 슬러지 건조 장치(1)에서 건조될 수 있다. 건조되어야 할 슬러지가 도시되지 않은 운반 장치에 의해 제1 건조 챔버(6a)로 전달됨에 따라, 외부의 전력 장치가 트랜스미션 및 전력 입력 콤포넌트를 통해 회전 샤프트를 회전 구동함으로써, 교반 유닛을 회전시킬 수 있다. 교반 유닛의 각 날 또는 래칫은 끊임없이 슬러지를 휘젓는다. 교반 유닛이 끊임없이 슬러지를 절단하고, 파쇄하며 그리고 교반하기 때문에, 교반 유닛의 적어도 하나의 날 또는 래칫의 스크랩핑 전단부의 외측 에지 또는 날이나 래칫 상에 장착된 스크랩핑 콤포넌트의 전단부의 외측 에지는 일정한 시간 간격으로 외측구(402)에서 슬러지를 긁어 낸다. 송풍 장치(12)는 파이프라인(12a) 및 가스 주입구(15)를 통해 건조 가스를 제2 건조 챔버(6b) 내로 운반한다. 건조 가스가 제2 건조 챔버(6b) 내로 유입되는 유량은 송풍 속도에 상관된다. 교반 유닛의 날 또는 래칫의 전단부의 외측 에지 또는 날이나 래칫 상에 장착된 스크랩핑 콤포넌트의 전단부의 외측 에지에 의해 외측구(402)에서의 슬러지의 스크랩핑은 제1 건조 챔버(6a) 내로의 건조 가스의 유입을 가능하게 한다. 제1 건조 챔버(6a) 내의 교반 유닛의 날 또는 래칫이 슬러지를 절단하고, 파쇄하며 그리고 교반하고, 건조 가스가 슬러지를 건조시키기 때문에, 슬러지의 입도(granularity)가 조립도(coarse grain)에서 입자(particle) 및 분말(powder) 상태로 점차 변함으로써, 슬러지의 건조 정도가 점차 증가한다. 슬러지의 건조가 완료된 후, 건조 가스는 바람 유도 장치(13)에 의해 제1 건조 챔버(6a)의 상부 내의 배출구(10) 및 파이프라인(13a)을 통해 추후의 처리를 위해 대기 중 또는 가스 처리 시스템으로 유도된다. 건조 후, 슬러지는 매우 낮은 함수율을 가지며, 방출 게이트(9)로부터 방출된다.
교반 어셈블리의 교반 유닛의 상단부 또는 날이나 래칫 상의 스크랩핑 콤포넌트의 상단부의 회전 궤적이 연통구(5) 또는 다리 형상 엘리먼트(401)에 인접한 영역에서의 곡선 형상의 파티션(4)의 침강된 원호 형상과 일치하는 구성은 침강된 원호형 영역 상의 낮은 위치에서 제1 건조 챔버(6a) 내로 유입되는 건조되어야 할 슬러지의 축적이 가능하도록 한다. 교반 유닛의 날 또는 래칫의 스크랩핑 전단부의 외측 에지 또는 날이나 래칫 상에 장착된 스크랩핑 콤포넌트의 전단부의 외측 에지가 외측구(402)에서 슬러지를 제거하기 위해 외측구(402)를 쓸어내기 때문에, 긁어 내지고 교반된 슬러지는 파티션의 침강된 원효형 윤곽을 따라서 제1 건조 챔버(6a) 내의 낮은 위치로 보다 쉽게 떨어질 수 있으므로, 건조 가스와 슬러지 사이의 접촉 빈도를 증가시킬 수 있다.
외측구(402)로부터 연통구(5)로의 곡선 경로를 통해 제1 건조 챔버(6a)로부터 제2 건조 챔버(6b) 내로 떨어지거나 누설되는 슬러지를 제거하기 위해서, 방출 어셈블리(25a)가 연속적으로 또는 간헐적으로 조작될 수 있다. 따라서, 제2 건조 챔버(6a)로부터 제2 건조 챔버(6b) 내로 누설되는 슬러지는 제2 건조 챔버(6b)의 바닥에서 원호형 단면의 세로 방향의 통로 내로 경사진 측벽을 따라서 떨어질 수 있고, 하우징의 단부에서 청소 게이트(15a)를 통해 방출 어셈블리에 의해 방출될 수 있다.
모놀리식 바닥 건조형 슬러지 건조 장치에서, 뜨거운 건조 가스가 슬러지를 건조시키는 데 통상적으로 사용된다. 따라서, 뜨거운 건조 가스는, 가열 장치에 의해 가열된 후, 송풍 장치에 의해 제2 건조 챔버(6b) 내로 운반될 수 있거나, 또는 송풍 장치에 의해 운반되는 건조 가스가 가열 장치를 통해 통과할 수 있다.
본 발명의 바닥 건조형 슬러지 건조 장치는 다양한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 11은 슬러지 건조 장치의 다른 예를 도시한다. 슬러지 건조 장치(1)는 두 개의 제2 건조 챔버(6b1, 6b2)와 하나의 제1 건조 챔버(6a)를 포함한다. 두 개의 평행한 교반 어셈블리(7a, 7b)가 제1 건조 챔버(6a) 내에 제공되고, 각 교반 어셈블리(7a, 7b)의 교반 유닛(702a, 702b)은 파티션(4)의 침강된 원호형 영역에 대응한다. 연통구(5)는 파티션(4)의 침강된 원호형 영역 내에 각각 형성되고, 다리 형상 엘리먼트(401)는 연통구(5) 내에 각각 제공될 수 있다. 제2 건조 챔버(6ba, 6b2)는, 제1 건조 챔버(6a)로부터 누설되는 슬러지를 받고 제1 건조 챔버(6a) 내로 건조 가스를 운반하기 위해, 파티션(4)의 대응되는 침강된 영역에 각각 대응되고, 그 아래 쪽에 위치된다. 즉, 각 제2 건조 챔버(6b1, 6b2)와 제1 건조 챔버(6a)의 대응하는 위치와의 조합은 구조 및 기능에 의해 상기에서 설명된 슬러지 건조 장치(1)과 유사하다. 물론 본 기술분야의 당업자라면 바닥 건조형 슬러지 건조 장치의 다른 구성을 도출해 낼 수 있을 것이며, 이에 대해 여기에서 다시 설명하지 않는다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 슬러지 건조 효과를 향상시키기 위해, 하우징의 일단의 근처의 톱 커버(3) 내에 피드 게이트(feed gate)(8)를 형성하고, 타단에 방출 게이트(9)를 형성하며, 피드 게이트(8)과 동일한 단부 상에 배출구(10)를 형성하고, 그리고 하우징의 세로 방향(G)으로 이동시키기 위해 슬러지를 교반할 뿐만 아니라 슬러지를 밀어낼 수 있는 교반 어셈블리에 의해 교반 어셈블리(7a, 7b)를 사용하는 것이 유리하다. 건조되어야 할 슬러지가 피드 게이트(8)로부터 제1 건조 챔버(6a) 내로 운반되어 파티션(4) 상에 놓여지는 경우, 연통구(5)로부터 외측구(402)까지의 곡선 경로를 통해 제2 건조 챔버(6b)로부터 제1 건조 챔버(6a) 내로 유입되는 건조 가스가 슬러지를 끊임없이 건조시키고 교반 어셈블리(7a, 7b)가 슬러지를 절단하고, 파쇄하며 또는 교반함으로써, 슬러지의 입도가 계속 변하여, 슬러지가 조립 상태에서 입자 및 분말 상태로 점차 변하며, 슬러지의 함수율은 점차 감소된다. 교반 어셈블리(7a, 7b)는 슬러지를 교반하는 중에 슬러지를 방출 게이트(9)를 향해 밀어낸다. 따라서, 방출 게이트(9)에 더 가까울수록 슬러지가 더 건조되고, 그 부근에서 건조 가스가 더 부드럽게 외측구(402)를 통해 제1 건조 챔버(6a) 내로 유입된다. 따라서, 슬러지를 통과한 후, 방출 게이트(9)에서의 건조 가스는 또한 방출 게이트로부터 하우징의 세로 방향(G) 내의 피드 게이트까지의 슬러지의 표층(surface layer)을 건조시킬 수 있으므로, 건조 가스와 슬러지의 접촉 시간을 연장시킬 수 있다.
본 발명이 복수의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 여기에서의 설명으로만 한정되는 것은 아니다. 당업자라면 본 개시의 사상 내에서 본 개시의 바닥 건조형 슬러지 건조 장치의 콤포넌트, 어셈블리, 또는 엘리먼트을 쉽게 변형하거나 수정할 수 있으며, 이러한 변형 또는 수정은 본 개시의 개념의 범위 내에 속할 것이다.

Claims (23)

  1. 바닥 건조형 슬러지 건조 장치(bottom drying type sludge drying device)로서,
    절곡면(curved face)을 갖는 파티션(partition)을 제공하는 하우징(housing) - 상기 절곡면은 상기 하우징 내의 공간을 적어도 하나의 제1 건조 챔버와 적어도 하나의 제2 건조 챔버로 분리하기 위한 것임 -;
    상기 적어도 하나의 제1 건조 챔버의 상부에 각각 제공되는, 건조되어야 할 상기 슬러지를 위한 피드 게이트(feed gate) 및 상기 슬러지를 건조시키는 건조 가스를 위한 배출구(outlet), 및 상기 적어도 하나의 제1 건조 챔버의 원주형 벽(circumferential wall)에 제공되는 상기 건조된 슬러지를 위한 방출 게이트(discharge gate);
    상기 적어도 하나의 제2 건조 챔버의 측벽 또는 바닥에서 제공되는 건조되어야 할 슬러지를 위한 상기 건조 가스를 위한 적어도 하나의 주입구(inlet);
    적어도 하나의 침강된 영역(depressed area)을 갖는 상기 파티션 - 적어도 하나의 연통구(communication opening)는 상기 침강된 영역에 형성되고, 다리 형상 엘리먼트(bridge-shaped-element)는 상기 적어도 하나의 연통구 위에 위치됨으로써, 적어도 하나의 외측구(lateral aperture)가 상기 다리 형상 엘리먼트와 상기 파티션 사이에 한정됨 -; 및
    회전 샤프트 및 상기 회전 샤프트 상에 고정된 적어도 하나의 교반 유닛(stirring unit)을 갖는, 상기 적어도 하나의 제1 건조 챔버 내에 제공된 적어도 하나의 슬러지 교반 어셈블리(sludge stirring assembly)
    를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 교반 유닛이 회전함에 따라 상기 교반 유닛의 전단(front end)이 상기 적어도 하나의 연통구 내부 또는 주변의 상기 슬러지를 긁어 낼 수 있도록, 상기 전단(front end)이 상기 적어도 하나의 외측구를 대면하고 상기 적어도 하나의 외측구에 근접할 수 있도록 구성되고, 그리고/또는, 상기 적어도 하나의 교반 유닛은 상기 슬러지를 절단하고, 파쇄하며 그리고 교반하도록 구성되는,
    바닥 건조형 슬러지 건조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파티션은 곡선 형상의 판(curved plate)을 포함하는,
    바닥 건조형 슬러지 건조 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 절곡면의 파티션의 침강된 영역은 원호 형상(arced shape)의 영역인,
    바닥 건조형 슬러지 건조 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 연통구의 세로 방향은 상기 하우징의 세로 방향과 교차하거나 또는 수직이며,
    상기 다리 형상 엘리먼트는 상기 연통구의 세로 방향을 따라 상기 연통구를 가로지르며 상기 연통구의 상기 세로 방향에 평행한,
    바닥 건조형 슬러지 건조 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 건조 가스가 상기 적어도 하나의 제2 건조 챔버로부터 상기 적어도 하나의 제1 건조 챔버 내로 들어갈 수 있도록, 상기 적어도 하나의 연통구로부터 상기 적어도 하나의 외측구까지의 곡선 경로가 있는,
    바닥 건조형 슬러지 건조 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 외측구는 두 개의 외측구들을 포함하고,
    상기 두 개의 외측구들 중 하나는 그것을 통한 상기 제1 건조 챔버 내로의 상기 건조 가스의 진입을 막기 위한 배플(baffle)을 제공하는,
    바닥 건조형 슬러지 건조 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 슬러지 교반 어셈블리의 상기 적어도 하나의 교반 유닛은 상기 제1 건조 챔버 내의 상기 슬러지를 절단하고, 파쇄하며 또한 교반하기 위해 상기 회전 샤프트로부터 방사상으로 외부로 연장되는 적어도 하나의 날(blade) 또는 래칫(ratchet)을 구비하는,
    바닥 건조형 슬러지 건조 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 슬러지 교반 어셈블리의 상기 적어도 하나의 교반 유닛은 상기 회전 샤프트로부터 방사상으로 외부로 연장되는 적어도 하나의 날 또는 래칫을 구비하며,
    상기 적어도 하나의 날 또는 래칫의 전단부의 외측 에지(lateral edge)는 상기 적어도 하나의 외측구에서 상기 슬러지를 긁어낼 수 있거나 또는 부분적으로 긁어내는,
    바닥 건조형 슬러지 건조 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 슬러지 교반 어셈블리의 상기 적어도 하나의 교반 유닛은 상기 회전 샤프트로부터 방사상으로 외부로 연장되는 적어도 하나의 날 또는 래칫을 구비하며,
    상기 적어도 하나의 날 또는 래칫 상에 장착된 스크랩핑 콤포넌트(scraping component)의 전단부의 외측 에지는 상기 적어도 하나의 외측구에서 상기 슬러지를 긁어낼 수 있거나 또는 부분적으로 긁어내는,
    바닥 건조형 슬러지 건조 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 파티션 내의 상기 적어도 하나의 연통구는 규칙적이거나 또는 불규칙적인 형상을 구비하는,
    바닥 건조형 슬러지 건조 장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 다리 형상 엘리먼트는 곡선 형상의 판 및 평판(flat plate)을 포함하는 판 엘리먼트인,
    바닥 건조형 슬러지 건조 장치.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 주입구를 통해 상기 제2 건조 챔버와 연통하는 송풍 장치(blowing device)를 더 포함하는
    바닥 건조형 슬러지 건조 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 송풍 장치의 상류(upstream) 또는 하류(downstream)에 위치된 상기 건조 가스를 가열하기 위한 가열 장치를 더 포함하는
    바닥 건조형 슬러지 건조 장치.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 배출구를 통해 상기 제1 건조 챔버와 연통하는 바람 유도 장치(draught inducing device)를 더 포함하는
    바닥 건조형 슬러지 건조 장치.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 슬러지 교반 어셈블리는 복수의 평행한 슬러지 교반 어셈블리들을 포함하며,
    각 슬러지 교반 어셈블리는 복수의 교반 유닛들을 구비하고, 상기 복수의 교반 유닛들 중 적어도 하나는 상기 회전 샤프트로부터 방사상으로 외부로 연장되는 적어도 하나의 날 또는 래칫을 구비하며,
    상기 적어도 하나의 연통구는 복수의 연통구들을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 날 또는 래칫의 전단부의 외측 에지 또는 상기 날이나 래칫 상에 장착된 스크랩핑 콤포넌트의 전단부의 외측 에지가 상기 다리 형상 엘리먼트의 상기 외측구에서 상기 슬러지를 긁어낼 수 있도록, 상기 적어도 하나의 교반 유닛은 상기 복수의 연통구들 위의 상기 다리 형상 엘리먼트에 대응하는,
    바닥 건조형 슬러지 건조 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 슬러지 교반 어셈블리들 중 적어도 두 개는 각각 복수의 교반 유닛들을 포함하고,
    각 교반 유닛의 날 또는 래칫의 전단부의 외측 에지 또는 상기 날이나 래칫 상에 장착된 스크랩핑 콤포넌트의 전단부의 외측 에지는 상기 외측구에서 상기 슬러지를 긁어낼 수 있으며,
    상기 적어도 두 개의 슬러지 교반 어셈블리들 중 하나의 슬러지 교반 어셈블리의 복수의 교반 유닛들 및 다른 슬러지 교반 어셈블리의 복수의 교반 유닛들은 스태거드 방식(staggered manner)으로 배열되는,
    바닥 건조형 슬러지 건조 장치.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 슬러지를 방출하기 위한 청소 게이트(clearing gate)를 더 포함하며,
    상기 청소 게이트는 상기 제2 건조 챔버의 원주형 벽 또는 바닥 내에 제공될 수 있는,
    바닥 건조형 슬러지 건조 장치.
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 슬러지를 방출하기 위한 청소 게이트(clearing gate)를 더 포함하며,
    상기 제2 건조 챔버의 바닥은 아치형 단면(arched cross-section)의 통로를 한정하며,
    방출 어셈블리(discharge assembly)는 상기 제2 건조 챔버의 단부에 위치하는 상기 청소 게이트를 통해 상기 슬러지를 방출하기 위해 상기 통로 내에 제공되는,
    바닥 건조형 슬러지 건조 장치.
  19. 청구항 1에 따른 상기 슬러지 건조 장치를 사용하여 슬러지를 건조하기 위한 방법으로서,
    상기 슬러지 건조 장치는, 상기 제2 건조 챔버의 단부에 위치하고 슬러지를 방출하는 청소 게이트(clearing gate)를 더 포함하며,
    상기 슬러지를 건조하기 위한 방법은,
    건조되어야 할 상기 슬러지를 위한 상기 피드 게이트를 통해 상기 적어도 하나의 제1 건조 챔버 내로 상기 슬러지를 피딩(feeding)하는 단계;
    상기 적어도 하나의 교반 유닛의 적어도 하나의 날 또는 래칫의 전단부 또는 상기 날이나 래칫 상에 장착된 스크랩핑 콤포넌트의 전단부가 상기 외측구에서 상기 슬러지를 긁어낼 수 있도록, 상기 슬러지를 절단하고, 파쇄하며 교반하기 위해 상기 적어도 하나의 제1 건조 챔버 내에 제공된 상기 적어도 하나의 슬러지 교반 어셈블리의 상기 적어도 하나의 교반 유닛이 상기 회전 샤프트 주변을 회전하도록 하는 단계 - 상기 외측구는 상기 제1 건조 챔버와 상기 제2 건조 챔버를 분리하는 상기 파티션 내에 한정된 상기 적어도 하나의 연통구 위에 제공된 상기 다리 형상 엘리먼트 및 상기 파티션에 의해 한정됨 -;
    상기 건조 가스가, 적어도 하나의 주입구를 통해 상기 제2 건조 챔버 내로 들어가도록 하고 상기 적어도 하나의 연통구로부터 상기 외측구까지 한정된 곡선 경로(cruved path)를 경유하여 상기 제1 건조 챔버 내로 들어가도록 하는 단계;
    건조된 상기 건조 가스와 상기 건조된 슬러지를 상기 제1 건조 챔버의 상기 배출구와 상기 방출 게이트를 통해 각각 방출하는 단계; 및
    상기 청소 게이트를 통해 상기 곡선 경로를 경유하여 상기 제2 건조 챔버 내로 누설되는 상기 슬러지를 제거하는 단계
    를 포함하는 슬러지를 건조하기 위한 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 슬러지 건조 장치는, 상기 적어도 하나의 주입구를 통해 상기 제2 건조 챔버와 연통하는 송풍 장치(blowing device)를 더 포함하고,
    상기 슬러지를 건조하기 위한 방법은,
    건조 가스를 불어넣는 단계를 더 포함하며,
    상기 건조 가스를 불어넣는 단계는,
    상기 건조 가스가 상기 적어도 하나의 주입구를 통해 상기 제2 건조 챔버 내로 들어갈 수 있도록, 상기 송풍 장치로 건조 가스를 불어넣는,
    슬러지를 건조하기 위한 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 슬러지 건조 장치는, 상기 송풍 장치의 상류(upstream) 또는 하류(downstream)에 위치된 상기 건조 가스를 가열하기 위한 가열 장치를 더 포함하고,
    상기 슬러지를 건조하기 위한 방법은,
    상기 건조 가스를 가열하는 단계를 더 포함하며,
    상기 건조 가스를 가열하는 단계는,
    상기 송풍 장치로 들어오거나 또는 상기 송풍 장치로부터 나가는 상기 건조 가스를 가열하는 상기 가열 장치에게 상기 건조 가스를 운반하는,
    슬러지를 건조하기 위한 방법.
  22. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬러지 건조 장치는, 상기 배출구를 통해 상기 제1 건조 챔버와 연통하는 바람 유도 장치(draught inducing device)를 더 포함하고,
    상기 슬러지를 건조하기 위한 방법은,
    상기 건조 가스를 외부로 유도하는 단계를 더 포함하며,
    상기 건조 가스를 외부로 유도하는 단계는,
    상기 바람 유도 장치로 상기 배출구를 통해 상기 슬러지를 건조시킨 상기 건조 가스를 상기 제1 건조 챔버 밖으로 유도하는,
    슬러지를 건조하기 위한 방법.
  23. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬러지 건조 장치는, 상기 적어도 하나의 제2 건조 챔버 내의 방출 어셈블리를 더 포함하고,
    상기 방출 어셈블리는 상기 청소 게이트를 통해 상기 슬러지를 방출하고,
    상기 슬러지를 건조하기 위한 방법은,
    상기 제2 건조 챔버 내의 상기 슬러지를 방출하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제2 건조 챔버 내의 상기 슬러지를 방출하는 단계는,
    상기 방출 어셈블리를 조작하고,
    상기 방출 어셈블리가 상기 적어도 하나의 제2 건조 챔버의 바닥 내의 통로를 따라서 상기 제2 건조 챔버의 단부로부터 상기 슬러지를 방출하도록 하는,
    슬러지를 건조하기 위한 방법.
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