KR101999991B1 - 소음 및 진동이 제어되는 열탈착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일단에 오염토양이 유입되는 유입구와 타단에 오염토양을 외부로 배출하는 배출구가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내부에서 구동수단에 의해 회전연동을 하는 스크류와, 상기 하우징의 내부로 살수가 이루어지는 살수장치와 상기 하우징의 내주연과 상기 스크류의 외주연 사이에서 상기 살수장치의 살수 및 상기 유입구로부터 유입된 토사에 의해 형성되는 토사코팅층을 포함하는 스크류컨베이어; 및 상기 배출구에서 배출되는 오염토양을 공급받아 열처리를 통해 열탈착이 이루어지도록 하는 로터리퀼른;을 포함하는 것을 특징으로 하는 소음 및 진동이 제어되는 열탈착장치에 관한 것이다.

Description

소음 및 진동이 제어되는 열탈착장치{Noise and vibration controlled thermal desorption equipment}

본 발명은 하우징과 스크류 사이에 오염토양 중에 혼입된 자갈 등이 낌에 의한 고장, 소음 등이 제어될 수 있는 스크류컨베이어를 포함하는 열탈착장치에 관한 것이다.

최근 전 세계적으로 인구증가 및 산업 발달로 발생되는 폐기물과 유해화학물질로 인하여 토양 및 지하수 오염의 심각성이 고조되어 개발사업으로 영향 받게 되는 토양환경에 대한 중요성이 대두되고 있다.

특히 지속적인 경제발전과 소득수준이 향상되면서 산업활동과 더불어 자동차 보급으로 인한 유류사용량이 크게 증가하였다. 이에 따라 주유소의 유류저장탱크, 화학물질을 저장하고 있는 산업시설의 지하저장탱크 등에서 비수용상액체(NAPLs)로 분류되는 유류 및 유해화학물질의 유출로 인한 토양 및 지하수 오염 문제가 부각되고 있다.

이에, 다양한 열처리 시스템(열탈착 시스템)을 이용하여 오염토양을 정화하는 기술이 제시되고 있다. 여기서, 열처리 시스템이란 오염토양에 함유된 오염물질을 열탈착 반응으로 분리 제거하는 시스템로서 오염토양을 고온으로 직접 가열하여 오염물질을 연소시키는 것이다.

선행문헌으로서 대한민국 특허등록 제10-1809050호의 경우도 이러한 오염토양의 열처리 시스템에 관한 것이다.

상기 기술은 오염토양을 이송하는 이송부; 상기 이송부로부터 오염토양을 전달받아 오염토양을 열처리하는 열처리부; 및 상기 열처리부로부터 열처리를 거친 처리토를 전달받아 분쇄하여 분쇄토를 배출하는 분쇄배출부;를 포함하고, 상기 열처리부는, 오염토양이 수용되도록 하는 이중관 형상의 몸체와 상기 이중관 중 내관 외주연에 발열체가 장착되되, 상기 발열체는 상기 내관 외주연에 접하는 면에 요홈형상의 수용홈이 형성된 장착부와 상기 수용홈에 내재되는 열선과 상기 수용홈에 상기 열선이 내재된 상태에서 충진되는 밀봉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염토양 열처리장치를 제시하고 있다.

그러나 상기 기술의 경우 오염토양이 이송부(스크류 컨베이어)에서 스크류와 하우징 사이에 오염토양에 혼입된 자갈 등 비교적 큰 입자가 걸리는 경우 당연히 오염토양이 후단의 열처리부(로터리퀼른)로 전달이 중단되는 것이며, 이러한 걸림은 스크류 컨베이어에 진동발생 등에 의해 고장을 유발하는 원인이 되며, 소음을 유발하는 원인이 되는 문제가 있다.

대한민국 특허등록 제10-1809050호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 하우징과 스크류 사이에 오염토양 중에 혼입된 자갈 등이 낌에 의한 고장, 소음 등이 제어될 수 있는 스크류컨베이어를 포함하는 열탈착장치를 제공하고자 함이다.

상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로 본 발명의 소음 및 진동이 제어되는 열탈착장치(이하 "본 발명의 장치"라함)는, 일단에 오염토양이 유입되는 유입구와 타단에 오염토양을 외부로 배출하는 배출구가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내부에서 구동수단에 의해 회전연동을 하는 스크류와, 상기 하우징의 내부로 살수가 이루어지는 살수장치와 상기 하우징의 내주연과 상기 스크류의 외주연 사이의 간극에서 상기 살수장치의 살수 및 상기 유입구로부터 유입된 토사에 의해 형성되는 토사코팅층을 포함하는 스크류컨베이어; 및 상기 배출구에서 배출되는 오염토양을 공급받아 열처리를 통해 열탈착이 이루어지도록 하는 로터리퀼른;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 스크류컨베이어는 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 토사코팅층은, 스크류가 회전구동이 된 상태에서 상기 살수장치에 의해 하우징 내부에 살수를 하면서 상기 유입구로 토사를 공급하여 상기 하우징의 내주연과 상기 스크류의 외주연 사이의 간극에서 형성되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 하우징의 내주연에는 나선형의 홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 살수장치는 상기 하우징 일단에서 이격을 형성하는 구획벽에 의해 형성되는 구획챔버와, 상기 구획챔버로 물이 주입되도록 하는 주입라인과, 상기 구획벽에 복수로 형성되는 살수공을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 구획벽은 스크류가 형성된 방향으로 직경이 좁아지는 형상으로 구성되며 상기 살수공은 상기 구획벽에서 상기 하우징 내주연과 접하는 테두리부분에 복수로 형성되어 살수공을 통한 살수가 하우징 내주연 방향으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 장치는 스크류와 하우징 내주연 사이에 오염토양 중에 혼입된 자갈 등이 끼는 것을 방지하여 내구성을 향상시키면서도 소음발생을 제어할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 장치에 관한 개략도.
도 2는 본 발명의 일 구성인 스크류컨베이어를 나타내는 개략도.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 구성인 스크류컨베이어에 있어 토사코팅층이 형성되는 과정을 나타내는 흐름도.
도 4는 본 발명의 일 구성으로서 하우징의 실시예를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일 구성으로서 살수장치의 실시예를 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 장치는 도 1에서 보는 바와 같이 일단에 오염토양이 유입되는 유입구(21)와 타단에 오염토양을 외부로 배출하는 배출구(22)가 형성된 하우징(2)과, 상기 하우징(2) 내부에서 구동수단에 의해 회전연동을 하는 스크류(3)와, 상기 하우징(2)의 내부로 살수가 이루어지는 살수장치(4)와, 상기 하우징(2)의 내주연과 상기 스크류(3)의 외주연 사이의 간극에서 상기 살수장치(4)의 살수 및 상기 유입구(21)로 유입된 토사에 의해 형성되는 토사코팅층(5)을 포함하는 스크류컨베이어(1); 및 상기 배출구(22)에서 배출되는 오염토양을 공급받아 열처리를 통해 열탈착이 이루어지도록 하는 로터리퀼른(6);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉 본 발명의 장치는 도면에서 보는 바와 같이 스크류컨베이어(1)와 로터리퀼른(6)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하되, 특히 스크류컨베이어(1)에 있어 상기 하우징(2)의 내주연과 상기 스크류(3)의 외주연 사이에 토사코팅층(5)이 기 형성되도록 하여 이후에 유입되는 오염토양에 있어 자갈 등이 하우징(2)과 스크류(3) 사이에 끼임을 방지함으로써 진동, 스턱 등에 의해 고장이 발생되거나 소음이 발생되는 것을 제어토록 하는 것이다.

상기 하우징(2)은 일단에 외부로부터 오염토양이 유입되는 유입구(21)와 타단에 오염토양을 외부로 배출하는 배출구(22)가 형성되는 구성으로서 상기 하우징(2)의 단면은 원통형으로 구성됨이 바람직하다.

상기 스크류(3)는 상기 하우징(2) 내부에서 도면에 도시된 바는 없으나 구동수단에 의해 회전연동을 하도록 하는 구성으로 상기 유입구(21)로 유입된 오염토양을 상기 배출구(22) 방향으로 유동시켜 상기 배출구(22)에서 오염토양이 정량으로 배출되도록 함으로써 도면에 도시된 바는 없으나 후단의 로터리퀼른에서 열처리가 균일하게 이루어지도록 하는 것이다.

상기 스크류(3)는 도 2에서 보는 바와 같이 회전연동을 하는 스크류몸체(31)와 상기 스크류몸체(31)의 외주연에서 나선형으로 돌출되는 나선형날개(33)로 구성되며 날개(33) 간 피치에 의해 형성되는 공간(32)으로 구성되는 바, 이러한 구성은 기존의 스크류컨베이어와 동일한 구성에 해당한다.

상기 살수장치(4)는 상기 하우징(2)의 내부로 살수가 이루어지도록 하는 구성으로 상기 하우징(2) 내부에 살수가 이루어지도록 하여 상기 유입구(21)를 통해 유입되는 토사가 물과 반응하여 응집이 이루어지도록 하면서 상기 하우징(2) 내주연에 이하에서 설명할 토사코팅층(5)이 형성되도록 하는 것이다.

상기 토사코팅층(5)은 상기 하우징(2)의 내주연과 상기 스크류(3)의 외주연(정확히는 날개(33)의 외주연) 사이의 간극에서 상기 살수장치(4)의 살수 및 상기 유입구(21)로부터 유입된 토사에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징(2) 내부로 살수에 의해 상기 하우징(2) 내주연의 물성분과 상기 하우징(2) 내부로 유입된 토사성분이 상호 응집에 의해 상기 하우징(2) 내주연에 형성되되 상기 하우징(2)의 내주연과 상기 나선형날개(33)의 외주연 사이에 형성되도록 하는 것이다.

이와 같이 토사코팅층(5)이 기 구성됨에 의해 도 2에서 보는 바와 같이 후에 상기 유입구(21)로 유입되는 오염토양은 날개(33) 간 피치에 의해 형성되는 공간(32)을 통해서만 유동을 하게 되는 것으로 이러한 작용에 의해 오염토양(S)에 혼입된 자갈(S-1) 등 비교적 입자가 큰 이물질이 상기 하우징(2)의 내주연과 상기 날개(33)의 외주연 사이의 간극에 낌이 방지되는 것이다.

또한 오염토양이 스크류(3)를 타고 공간(32)에서 유동하는 과정에 있어서도 자갈(S-1) 등 비교적 강성이 큰 이물질이 상기 토사코팅층(5)을 가압하더라도 상기 토사코팅층(5) 자체가 연성이 있어 이러한 가압을 완화 또는 흡수시켜 하우징(2)으로 전달되는 것을 차단토록 하는 것이다.

이러한 하우징(2)으로 가압차단은 하우징(2)에 진동발생 등을 차단하여 피로저항성을 높이게 되는 것이며 소음도 차단토록 하는 것이다.

또한 상기 토사코팅층(5)은 사용중 깎임, 파손 등이 발생되더라도 이후에 오염토양의 투입에 의해 오염토양 중 토사성분이 상기 토사코팅층(5)의 깎임부분, 파손부분 등을 자동적으로 메꿔 별도의 유지 및 관리가 필요없게 되는 것이다.

이렇게 자동적으로 보수가 이루어지는 이유는 오염토양 중에 함유된 수분과 토사코팅층(5)과 성상이 유사한 토사간 응집이 이루어짐에 기인하는 것이다.

이러한 토사코팅층(5)은 도 3a 내지 도 3c에서 보는 바와 같이 스크류(3)가 회전구동이 된 상태에서 상기 살수장치(4)에 의해 하우징(2) 내부에 살수를 하면서 상기 유입구(21)로 토사를 공급하여 살수에 의한 물과 유입된 토사가 응집하여 상기 하우징(2) 내주연에 형성되는 것이며, 이러한 형성과정에서 스크류(3)의 나선형날개(33)가 회전에 의해 물과 토사를 유동시켜 하우징(2) 전체로 퍼져나가게 하는 기능을 함과 동시에 물과 토사의 혼합물을 가압하고 표면처리가 이루어지도록 하여 토사코팅층(5)이 형성되도록 하는 것이다.

즉 스크류(3)는 회전연동에 의해 유입된 물과 토사를 하우징(2) 전체로 분산시키는 기능을 하고 분산된 물과 토사의 혼합물을 회전에 의해 나선형날개(33)가 가압 및 표면처리의 기능을 수행하도록 하는 것이다.

또한 본 발명에서는 도 4에서 보는 바와 같이 상기 하우징(2)의 내주연에는 나선형의 홈(23)이 형성되는 실시예를 제시한다. 이렇게 나선형의 홈(23)이 형성되도록 하는 이유는 하우징(2) 내부로 살수된 물이 하우징(2) 내주연에서 넓은 영역에 퍼지도록 하고 하우징(2) 내주연에서 토사를 응집시키는 핵의 기능이 발현되도록 하여 토사코팅층(5) 형성이 용이하도록 하기 위한 것이다.

이러한 나선형의 홈(23)이 하우징(2) 내주연에 구성되어 하우징(2) 내부로 살수된 물은 상기 하우징(2)에서 나선형의 홈(23)을 타고 퍼져나가는 것이다.

도면에서 보는 바와 같이 나선형의 홈(23)에 물(W)이 충진되면 홈(23)에서 물을 표면장력에 의해 잡아주어 이렇게 충진된 물(W)은 나선을 타고 전체 하우징(2) 내주연으로 퍼져나가게 되는 것이며 홈(23)에 충진된 물은 유입된 토사를 잡아 응집이 되는 핵으로서 기능을 수행하게 되는 것이다.

이에 더하여 본 발명에서는 살수된 물이 전체 하우징(2) 내주연으로 퍼져 토사코팅층(5)의 형성이 용이하도록 하는 실시예를 도 4에서 더 제시하고 있다.

본 실시 예의 살수장치(4)는 상기 하우징(2) 일단에서 이격을 형성하는 구획벽(41)에 의해 형성되는 구획챔버(42)와, 상기 구획챔버(42)로 물이 주입되도록 하는 주입라인(43)과, 상기 구획벽(41)에 복수로 형성되는 살수공(44)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 실시 예의 살수장치(4)는 도면에서 보는 바와 같이 하우징(2) 내부에서 유입구(21)가 형성되는 일단에서 이격을 형성하는 구획벽(41)이 구성됨에 의해 물이 저장될 수 있는 구획챔버(42)가 구성되도록 한다.

하우징(2)에서 구획챔버(42) 외측에 스크류(3)가 구성되며 도면번호가 도시된 바는 없으나 스크류(3)와 연결된 회전축이 상기 구획챔버(42)를 가로지르게 구성된다. 이 경우 당연히 회전축이 관통하는 구획챔버(42) 부분에는 수밀베어링 등 공지의 기술이 적용되어야 한다.

특히 본 실시예의 살수장치(4)에 있어 상기 구획벽(41)은 스크류(3)가 형성된 방향으로 직경이 좁아지는 형상으로 구성되며 상기 살수공(44)은 상기 구획벽(41)에서 상기 하우징(2) 내주연과 접하는 테두리부분에 복수로 형성되어 살수공(44)을 통한 살수가 하우징(2) 내주연 방향으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

즉 살수공(44)이 구획벽(41) 테두리부분에 복수로 구성되어 살수공(44)에 의한 살수가 하우징(2) 내주연 전체에 미치도록 하고 이에 더하여 구획벽(41)의 형상에 기해 각 살수공(44)에 의한 살수는 하우징(2) 내주연 방향으로 살수가 이루어지도록 하여 하우징(2) 내주연과의 표면장력에 의해 전체 하우징(2) 내주연으로 물이 퍼져나가도록 하는 것이다.

이러한 스크류컨베이어(1)는 하나 이상으로 구성될 수 있다.

상기와 같은 스크류컨베이어(1)에 의해 정량으로 유도되는 오염토양은 도 1에 도시된 바와 같이 로터리퀼른(6)으로 전달되어 로터리퀼른(6)에서 오염토양을 일단에서 전달받아 타단으로 전달시키면서 타단에 구성된 버너에 의한 열처리를 통해 오염토양으로부터 유기물 등을 제거하도록 하는 것이다. 즉 열원을 이용하여 열처리(300 내지 600℃)를 통해 오염토양으로부터 유기물 등 오염물질을 열탈착 시킴으로써 토양정화가 이루어지도록 하는 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

1 : 본 발명의 장치 2 : 하우징
3 : 스크류 4 : 살수장치
5 : 토사코팅층 6 : 로터리퀼른

Claims (6)

1. 일단에 오염토양이 유입되는 유입구와 타단에 오염토양을 외부로 배출하는 배출구가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내부에서 구동수단에 의해 회전연동을 하는 스크류와, 상기 하우징의 내부로 살수가 이루어지는 살수장치와 상기 하우징의 내주연과 상기 스크류의 외주연 사이에서 상기 살수장치의 살수 및 상기 유입구로부터 유입된 토사에 의해 형성되는 토사코팅층을 포함하는 스크류컨베이어; 및
   상기 배출구에서 배출되는 오염토양을 공급받아 열처리를 통해 열탈착이 이루어지도록 하는 로터리퀼른;을 포함하되,
   상기 살수장치는,
   상기 하우징 일단에서 이격을 형성하는 구획벽에 의해 형성되는 구획챔버와, 상기 구획챔버로 물이 주입되도록 하는 주입라인과, 상기 구획벽에 복수로 형성되는 살수공을 포함하는 것을 특징으로 하는 소음 및 진동이 제어되는 열탈착장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 스크류컨베이어는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 소음 및 진동이 제어되는 열탈착장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 토사코팅층은, 스크류가 회전구동이 된 상태에서 상기 살수장치에 의해 하우징 내부에 살수를 하면서 상기 유입구로 토사를 공급하여 상기 하우징의 내주연과 상기 스크류의 외주연 사이에서 형성되는 것을 특징으로 하는 소음 및 진동이 제어되는 열탈착장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 하우징의 내주연에는 나선형의 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 소음 및 진동이 제어되는 열탈착장치.
   
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 구획벽은 스크류가 형성된 방향으로 직경이 좁아지는 형상으로 구성되며 상기 살수공은 상기 구획벽에서 상기 하우징 내주연과 접하는 테두리부분에 복수로 형성되어 살수공을 통한 살수가 하우징 내주연 방향으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소음 및 진동이 제어되는 열탈착장치.

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