KR102049894B1 - 급속 고온 살균 건조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 급속 고온 살균 건조 장치는 연료의 살균 및 건조가 이루어지도록 하는 열매체유가 수용된 건조로와, 외부로부터 고온 연소 가스가 유입되도록 하는 덕트 연결부와, 상기 덕트 연결부와 연결되고, 상기 건조로의 하측을 따라 상기 고온 연소 가스가 이동되도록 하는 제 1 바이패스부와, 상기 제 1 바이패스부와 연결되고, 상기 건조로 내부에 배치된 복수의 관들로 구성된 제 2 바이패스부와, 상기 건조로 내부에 배치된 복수의 관들로 구성되고, 상기 제 2 바이패스부를 통해 이동된 상기 고온 연소 가스를 이용하여 상기 열매체유를 추가 가열하도록 구성된 제 3 바이패스부와, 상기 제 2 바이패스부의 출력단과 상기 제 3 바이패스부의 입력단을 연결하여 상기 고온 연소 가스가 제 2 바이패스부에서 제 3 바이패스부로 이동하도록 상기 건조로 내에서 밀폐된 공간을 제공하는 바이패스 밀폐 덕트와, 상기 건조로 내부에 배치되고, 상기 열매체유에 의하여 건조된 연료를 이동시키기 위하여 회전하는 배출 스크류를 갖는 배출 호퍼를 포함한다.

Description

급속 고온 살균 건조 장치{Apparatus for rapidly drying and sterilizing at high termperatures}

본 발명은 연소 가스를 이용하여 연료를 연소시키는 장치에서 배출되는 연소 가스를 이용하여 연료를 고온으로 살균할 수 있는 건조 장치에 관한 것이다.

일반적으로 연소 장치는 산업용 용수, 스팀 또는 고온의 가스를 필요로 하는 산업시설에서는 열에너지를 얻기 위해 연소통 내부에서 연료를 점화, 연소시켜 열에너지를 발생시키는 연소 장치가 이용되고 있다.

그리고, 이러한 연소 장치에 사용되는 연료로는, 생활폐기물을 연료화한 RDF 또는 폐플라스틱을 연료화한 RPF 등의 고형 연료가 경제성과 자원재활용 측면에서 많이 이용되고 있다.

이러한 연소 장치와는 별도로 해당 연료에 수분과 같이 연소를 어렵게 만드는 물질이 포함되어 있는 경우, 별도로 건조 장치를 구성하는 경우가 있다.

(특허문헌 1) KR10-2017-0011202 A

위의 특허문헌 1은 폐기물의 처리에 대한 장치를 제안하면서, 건조장치의 내부 가압을 낮게하여 건조시 필요로 하는 온도를 낮추어서 에너지 소모를 줄이고 건조시간을 줄이는 구성과, 건조과정에서 발생하는 수증기를 응축하여 이물질을 제거하고 이러한 이물질이 제거된 응축수를 정화하여 유기산으로 재활용할 수 있는 소각로에 대한 구성을 제안하고 있다.

특히, 위의 특허문헌 1의 경우, 가열기와 교반기 및 감압기가 구성되는 건조장치와, 건조장치와 연통하도록 구성된 필터장치와, 필터장치와 연통되는 응축 장치 및 별도로 구성된 연소 장치를 구성하여야 한다.

즉, 수분이 다량 포함된 연료를 건조시키기 위한 장치를 별도로 구성하고, 유기성 폐기물을 건조하는 과정에서 발생하는 응축수 이물질을 배출 또는 이동시키기 위한 구성도 마련하여야 하며, 이러한 구성과 별도로 유기성 폐기물을 연소하기 위한 장치를 별도로 구성하여야만 한다.

또한, 이러한 종래의 특허문헌을 포함한 많은 건조 장치들은 그 건조를 위하여 별도의 연료를 사용하여야 하기 때문에, 연료의 건조를 위하여 별도의 비용이 추가되어야 하기에 실제로 이용되기에는 많은 문제를 가지고 있다.

본 발명은 연료를 급속으로 가열하여 건조시킬 수 있는 장치를 제안하며, 특히, 연소 장치에서 이용되고 배출되는 연소 가스를 이용하여 건조 장치의 열매체유를 고온으로 가열함으로써 연료 건조를 위한 연료비가 거의 사용되지 않는 친환경 건조 장치를 제안하고자 한다.

또한, 본 발명은 연소 장치에서 고온으로 가열되어 배출되는 연소 가스를 이용하여 열매체유가 고온으로 유지되도록 하고, 열매체유를 연료 건조에 적합한 온도를 유지하기 위한 냉각 장치가 구비된 건조 장치를 제안하고자 한다.

본 발명의 급속 고온 살균 건조 장치는 연료의 살균 및 건조가 이루어지도록 하는 열매체유가 수용된 건조로와, 외부로부터 고온의 연소 가스가 유입되도록 하는 덕트 연결부와, 상기 덕트 연결부와 연결되고, 상기 건조로의 하측을 따라 상기 고온 연소 가스가 이동되도록 하는 제 1 바이패스부와, 상기 제 1 바이패스부와 연결되고, 상기 건조로 내부에 배치된 복수의 관들로 구성된 제 2 바이패스부와, 상기 건조로 내부에 배치된 복수의 관들로 구성되고, 상기 제 2 바이패스부를 통해 이동된 상기 고온 연소 가스를 이용하여 상기 열매체유를 추가 가열하도록 구성된 제 3 바이패스부와, 상기 제 2 바이패스부의 출력단과 상기 제 3 바이패스부의 입력단을 연결하여 상기 고온 연소 가스가 제 2 바이패스부에서 제 3 바이패스부로 이동하도록 상기 건조로 내에서 밀폐된 공간을 제공하는 바이패스 밀폐 덕트와, 상기 건조로 내부에 배치되고, 상기 열매체유에 의하여 건조된 연료를 이동시키기 위하여 회전하는 배출 스크류를 갖는 배출 호퍼를 포함한다.

본 발명의 급속 고온 살균 건조 장치에 의해서, 수분이 포함된 연료에 대해서 고온의 열매체유를 이용하여 급속으로 건조 및 살균시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 건조 장치에 의해서, 열매체유의 가열이 연소 장치에서 사용된 연소 가스를 이용하여 이루어지도록 함으로써, 건조 장치를 동작시키기 위하여 별도의 연료를 소비할 필요가 없는 친환경 장치가 마련되는 장점이 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 다중 원심 공간 분할 연소장치의 구성을 주는 도면이다.
도 2 및 도 3은 실시예의 다중 원심 공간 분할 연소장치에서의 연소 가스의 이동을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따라 연소 가스가 이동하는 경로를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 실시예의 연소 장치의 하부를 구성하는 회전 기어실의 구성을 상세히 보여주는 도면이다.
도 6은 본 실시예의 화격자의 구성을 보여주는 도면이다.
도 7은 외통 둘레에 배치되는 구성을 보여주는 도면이다.
도 8과 도 9는 본 실시예에 따라 연소 가스의 원활한 공급을 위하여 외통에 공급관이 연결되는 구성을 상세히 보여주는 도면이다.

이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다.

본 발명과 관련되는 설명에 사용되는 접미수 "장치", "수단" "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 급속 고온 살균 건조 장치를 포함하는 통합 연소 시스템 구성을 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 연료의 건조, 연료의 연소 및 연소 가스의 정화를 할 수 있는 시스템이 구성되며, 수분이 포함된 연료를 가열된 열매체유를 이용하여 건조 및 살균을 처리하는 건조 장치(20)와, 상기 건조 장치(20)에서 건조된 연료를 연소실 내벽을 따라 회전하면서 하강하는 연소 가스를 이용하여 연소시키고 연소에 사용된 연소 가스를 상기 건조 장치(20)로 제공하는 연소 장치(10)와, 상기 건조 장치(20)에서 열매체유의 가열에 사용된 연소 가스에 포함된 이물질을 제거하여 정화시키는 정화 장치(30)를 포함한다.

상세히, 외부의 공기를 연소실 내부로 유입하여 연소실 내부의 연소 대상물인 연료를 연소함에 따라 그 상측으로 연소에 사용된 연소 가스가 연소 가스 배출 덕트(11)를 통하여 배출된다.

그리고, 연소 가스 배출 덕트(11)를 통하여 빠져나온 고온의 연소 가스(이하, "고온 연소 가스"라고 함)는 연소 가스 이동 덕트(12)를 통하여 건조 장치(20) 안으로 공급된다. 이때, 상기 건조 장치(20) 내에서는 연료의 건조 및 살균을 위하여 열매체유가 수용되어 있으며, 해당 열매체유를 고온으로 가열하기 위하여 상기 연소 가스 이동 덕트(12)를 통하여 제공되는 연소 가스를 이용한다.

한편, 상기 건조 장치(20)에서의 열매체유의 가열 및 연료의 건조가 이루어지도록 연소 가스가 사용된 다음에는, 상기 건조 장치(20)에 연결된 정화 장치 연결 덕트(13)를 통하여 연소 가스가 정화 장치(30)로 이송된다. 상기 정화 장치(30)에서는 연소 장치에서의 연소에 사용되고, 건조 장치에서의 용액 가열에 사용된 연소 가스에 포함된 이물질이 제거된 다음 외부로 배출되도록 하는 클리닝 공정이 수행된다.

본원 발명인 건조 장치(20)를 설명하기에 앞서, 간단히 상기 연소 장치(10)에 대해서 설명하여 본다.

도 2는 통합 연소 시스템을 구성하는 연소 장치의 구성을 보여주는 도면이다.

본 발명의 건조 장치는 식용유와 같이 고온으로 가열되는 액체를 이용하여 수분이 함유된 연료를 건조시키는 역할을 수행하는데, 이때 열매체유의 가열은 상기 연소 장치(10)에 사용된 연소 가스가 활용된다.

이러한 연소 가스를 이용한 연료의 연소 및 그 배출에 관하여 도 2를 참조하여 간단히 살펴보기로 하며, 다만, 도 2에 예시되는 연소 장치는 건조 장치로 사용된 연소 가스를 공급하는 하나의 예에 불과하며, 반드시 도 2의 구성에 한정되는 것은 아니다.

도 2를 참조하면, 연소 장치는 연소 가스가 원심력에 의해 회전하며, 이 연소 가스를 이용하여 완전 연소가 이루어진 화염 불기둥이 내통(91) 내에 형성된다. 그리고, 연소에 의하여 발생되는 재(ashes)는 내통(20) 하측으로 이동하며, 재의 수거를 돕도록 내통(91) 아래에서 회전하는 회전 기어실(40)이 구성된다.

상세히, 연소 장치는 소정 간격을 두고 이격되도록 배치된 내통(91) 및 외통(90)을 포함하고, 상기 외통(90)은 내통(91)을 감싸는 형상으로 이루어진다. 상기 외통(91) 및 내통(90) 모두 연소 가스가 다중 유입되도록 구성됨으로써, 위에서 아래로 갈수록 그 폭이 점차 커지는 계단식 형상으로 이루어진다.

일 실시예의 연소 장치에서는 연소 가스가 내통(91)의 내벽을 따라 회전하면서 점차 하강하고, 하강하는 동안 고온의 가열된 공기에 의하여 내통(91) 내부 아래에서 연속적으로 공급되는 연소 대상물이 연소한다.

그리고, 연소에 따라 발생되는 재는 재 수집통(70)으로 이동되는데, 내통 아랫부분이 모두 회전되는 것이 아니라 회전 기어실(40)의 각 구성이 회전됨으로써 수집되는 재의 처리 및 이동이 이루어지도록 한다.

또한, 도시된 연소 장치에서는 제 1 내지 제 4 연소 가스 공급관들을 통해서 연소 가스가 공급되며, 하나의 공급관으로 많은 양의 연소 가스를 공급하는 경우에 비하여 더 적은 압력을 이용하더라도 충분히 내통(91) 하부까지 연소 가스가 이동할 수 있다.

제 1 내지 제 3 연소 가스 공급관(1,2,3)을 통해 유입된 연소 가스는 차단막(15)에 의하여 하강하기 전까지는 메인 유로를 따라 상승하기 때문에, 상기 제 1 내지 제 3 연소 가스 공급관(1,2,3)을 상승 공급관이라 할 수 있다.

이에 반해, 제 4 연소 가스 공급관(4)을 통해 유입된 연소 가스는 메인 유로(내통과 외통 사이의 공간)를 회전하면서 하강하기 때문에, 하강 공급관이라 할 수 있다.

제 1 연소 가스 공급관(1)이 연결된 외통(90)의 사이즈보다는, 제 2 연소 가스 공급관(2)이 연결된 외통(90)의 사이즈가 더 크도록 구성됨으로써, 제 1 연소 가스 공급관(1)으로 유입되어 내통(91) 내벽면을 따라 하강하는 제 1 연소 가스가 원활히 하강하도록 구성된다.

가장 높은 위치에 구성된 제 1 연소 가스 공급관(1)이 연결된 위치의 내통과 외통의 사이즈는 그 보다 낮은 위치에 구성된 제 2 연소 가스 공급관(2)인 연결된 위치의 내통과 외통의 사이즈 보다 작게 형성된다. 왜냐하면, 도시된 바와 같이, 제 1 연소 가스 공급관(1)을 통해 연소실 내부로 유입된 공기가 하강함에 있어서 장애물이 존재하지 않아야 하며, 그 아래에서 제 2 연소 가스 공급관(2)을 통해 연소실 내부로 유입되는 공기와 원활히 합류되기 위해서는 이러한 계단식 형상으로 이루어져야 한다.

제 1 내지 제 3 연소 가스 공급관(1,2,3)을 통해서 공급되는 연소 가스는 외통(90)과 내통(91) 사이에 형성되는 공간(즉, '메인 유로')을 따라 회전하면서 상승한 다음 내통(91)과 외통(90) 사이의 차단막(15)에 의하여 이동 방향이 변경되어 하강하게 된다. 즉, 메인 유로를 따라 회전하면서 상승하는 연소 가스는 차단막(15)에 의하여 내통(91) 내벽을 따라 회전하면서 하강하도록 유로가 변경된다.

한편, 제 1 내지 제 4 연소 가스 공급관(1,2,3,4)들을 통해 유입되는 연소 가스가 회전하면서 상승 또는 하강하는 이동이 원활히 이루어지도록 하기 위한 유도 노즐(80)이 외통(90)과 내통(91) 사이에 구성될 수 있다.

본 실시예에서 외통(90)과 내통(91) 사이의 메인 유로(21)로 공급되는 연소 가스는 별도로 가열 또는 냉각될 필요없이 외기 공기를 그대로 사용할 수 있으며, 연소 가스는 회전하며 연소 대상물인 연료(F)까지 하강하면서 급격히 상승한다. 연소실을 형성하는 내통(91)의 고온이 외통(90)으로 전달되는 것을 차단할 필요가 있으며, 외부를 형성하는 외통(90)을 냉각시키는 것이 필요하다.

연소 가스는 외기 공기를 이용하기 때문에 공급관을 통해 유입되는 연소 가스는 그 온도가 연소실 내부의 가열된 공기에 비하여 상대적으로 매우 낮은 온도이기 때문에, 외통(90)의 냉각이 자연스럽게 이루어진다.

또한, 본 실시예에서는 내통(91)의 고온이 외통(90)으로 전달되는 것을 억제하기 위하여 외통(90)과 내통(91) 사이에 단열재(92,93,94)가 구성된다.

한편, 내통(91) 아래에는 연료(F)의 연소 후에 발생하게 되는 재를 재 수집통(70)으로 이동시키기 위한 정리 블레이드(44) 및 스위퍼(45)가 구성되며, 상기 정리 블레이드(44) 및 스위퍼(45)는 회전 기어실(40)의 회전과 함께 상기 연료(F) 및 연소실 주위를 회전하게 된다.

상기 제 1 내지 제 4 연소 가스 공급관(1,2,3,4)과 함께 회전 기어실 냉각용 공기 공급관(5)과, 재실 냉각용 공기 공급관(6)이 더 구성된다.

상기 회전 기어실 냉각용 공기 공급관(5)과 재실 냉각용 공기 공급관(6)은 연소실 내부(내통 내부)의 압력과 회전 기어실(40) 사이의 압력을 조절하는 역할도 수행하며, 연소실 내부를 회전하는 연소 가스에 포함된 재가 자중에 의하여 회전 기어실(40)쪽으로 이동되도록 한다. 즉, 상기 회전 기어실 냉각용 공기 공급관(5)과 재실 냉각용 공기 공급관(6)으로 공급되는 공기의 압력이 연소실 내부의 압력보다 높지 않도록 함으로써, 연소실 내의 연소 가스와 함께 회전하는 재가 회전 기어실(40)측으로 이동되도록 그 압력을 조절한다.

즉, 상기 회전 기어실 냉각용 공기 공급관(5)과 재실 냉각용 공기 공급관(6)을 통해 공급되는 공기는 회전 기어실(40) 내부의 압력을 조절하기 위한 역할을 수행하며, 회전 기어실(40) 내부 압력이 연소실 내부 압력과 동일해지도록 공기가 공급된다면, 연소실 내부를 회전하는 연소 가스 내에 포함된 재가 그 자중에 의하여 자연스럽게 회전 기어실(40) 쪽으로 이동될 수 있다.

상기 회전 기어실 냉각용 공기 공급관(5)은 유입되는 공기가 하강하도록 구성되며, 기어부(41) 위쪽에 배치된다. 연소실 내부의 고온이 기어부(41)측으로 전달되지 않도록 하기 위하여, 기어부(41)와 연소실 사이에는 단열벽(14)이 배치된다.

모터(42)의 동작으로 숫기어에 해당하는 기어부(41)가 회전하게 되고, 기어부(41)에 맞물린 회전판(47)이 회전과 함께 회전판(47)에 연결된 연결 부재(48) 역시 연소실 및 연료(F)를 중심으로 회전하게 된다. 상기 회전판(47)은 상기 회전 연소실(40) 내부에 상기 연료, 즉, 외통(90) 주위를 회전하며, 상기 회전판(47)의 회전과 함께 그에 연결된 연결부재(48), 정리 블레이드(44) 및 스위퍼(45) 역시 회전된다.

상기 정리 블레이드(44)는 연소실 바닥이나 벽에 부착된 연료가 중앙으로 다시 이동시키는 역할을 수행하고, 상기 스위퍼(45)는 상기 회전 기어실(40) 바닥면에 근접한 상태로 회전하면 연소 후 남은 재가 바닥면에 형성된 홀을 통해 재 이동덕트(61)로 떨어지도록 한다.

하부 프레임(30)은 외통(90)과 내통(91) 하측을 구성하면서, 회전 기어실(40)과 연료 투입 콘(31)을 지지한다. 상기 하부 프레임(30)에는 회전하는 연소 가스에 포함되어 원심력에 의하여 외측으로 이동하는 재를 회전 기어실(40)로 이동시키기 위한 화격자(90)가 구성된다.

상기 화격자(90)에는 복수의 화격자 홀(91)들이 서로 간격을 두고 배치되어 있으며, 화격자 홀(91)을 통하여 재가 스위퍼(45) 및 하부 프레임(30) 바닥면으로 이동하게 된다.

또한, 상기 회전 기어실(40) 아래에는 연료가 수납된 연료 투입 콘(31) 측으로 스팀을 공급하는 스팀 공급관(7)이 배치된다. 즉, 상기 하부 프레임(30) 아래에는 연료(F)의 연소시에 완전 연소가 가능하도록 당량비 조절되도록 하기 위한 스팀이 공급되는 스팀 공급관(7)이 구성된다.

상기 스팀 공급관(7)을 통하여 공급되는 스팀은 OH기를 형성해서 연료와 만나서 CO를 발생하지 않도록 함으로써, 불완전 연소를 없애는 역할을 수행한다. 공기와 연료의 혼합비를 나타내는 당량비가 적합해지도록 함으로써, 연료(F)의 완전 연소를 도와 연소실 상측으로 배출되는 연소 가스에 SOx 및 NOx 가 포함되지 않도록 한다.

연소실 내부의 상기 연료 투입 콘(31)으로 연소 대상이 되는 연료(F)를 정량 공급하기 위한 정량 공급관(51)과 정량 공급 호퍼(52)가 하부 프레임(30) 하측에 구성된다.

상기 정량 공급 호퍼(52)를 통하여 이송되는 연료는 상기 연료 투입 콘(31)아래로 지속적으로 공급됨으로써, 상기 연료 투입 콘(31)에 의하여 지지되는 연료(F)는 도시된 바와 같은 모양으로 적층이 유지된다.

또한, 상기 하부 프레임(30) 하측에는 스위퍼(45)의 회전에 의하여 밀리는 재들이 그 바닥의 홀을 통하여 재 수집통(70)으로 재를 이동시키는 재 이송 덕트(61)와, 상기 재 이송덕트(61) 내에 구비된 재 이송호퍼(62)가 구성된다.

그리고, 상기 재 이송호퍼(62)의 회전에 의하여 재는 재 수집통(72)으로 이동되고, 상기 재 수집통(72)에는 연소실 내부 압력과 대기압 차이에 의하여 재가 넘쳐 외부로 유출되지 않도록 하기 위한 압력 조절용 지지 바(71)가 구성된다.

이하에서는, 도 3 내지 도 8을 참조하여 연소 장치에 연료 연소가 이루어진 후 연소 가스 배출부(8)를 통하여 배출되는 고온 연소 가스는 연소 가스 배출 덕트(11) 및 연소 가스 이동 덕트(12)를 통하여 건조 장치로 이동되고, 이렇게 이동된 고온 연소 가스를 이용하여 연료의 건조 및 살균하는 구성에 대해서 상세히 설명하여 본다.

도 3 내지 도 5는 본 실시예에 따라 연료를 살균 및 건조시키는 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.

본 실시예의 급속 고온 살균 건조 장치는 앞서 예시한 연소 장치에서 연소되는 연료를 고온의 용액에서 살균 및 건조시키는 수단으로서, 해당 연료에는 수분이 포함되어 있어 이에 대한 살균과 건조가 필요한 경우이다. 그리고, 본 실시예의 급속 고온 살균 건조 장치는 연소 장치에서 발생되는 고온 연소 가스를 이용하여 열매체유(예를 들면, 식용유)를 가열하면서, 건조된 연료를 상기 연소 장치로 전달해주는 역할을 수행한다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 실시예의 장치는 열매체유가 수용되어 있으며 투입되는 연료가 고온의 열매체유에 의하여 살균 및 건조가 이루어지는 건조로(300)와, 상기 건조로(300)에 투입되는 연료가 수용되는 투입부(220)와, 상기 투입부(220)에 수용된 연료를 순차적으로 상기 건조로(300)로 공급하는 투입 호퍼(230)와, 외부의 연소 장치에서 배출되는 고온 연소 가스가 연소 가스 이동되는 연소 가스 이동 덕트(12)와 연결되는 덕트 연결부(212)와, 상기 덕트 연결부(212)를 통하여 건조 장치로 이동되는 고온 연소 가스를 이용하여 건조로 내부에 수용된 용액을 1차 가열하는 제 1 바이패스부(310)와, 상기 제 1 바이패스부(310)를 거쳐 건조로 내부의 용액을 지나가는 제 2 바이패스부(330)와, 상기 제 2 바이패스부(330)를 통과한 연소 가스를 다시 열매체유를 가열하기 위하여 열매체유를 지나가는 제 3 바이패스부(340)를 포함한다.

또한, 제 3 바이패스부(340)를 통하여 이동되는 연소 가스를 포집하는 가스 포집부(320)와, 상기 가스 포집부(320)로 이동된 연소 가스를 외부의 정화 장치로 전달하기 위한 정화 장치 연결 덕트(13)를 포함한다.

또한, 상기 건조로(300)에 수용된 열매체유에서 연료가 고온으로 가열되면서 발생되는 스팀과 가스를 연소로에 투입시키기 위한 스팀 가스 배출부(301)가 더 구성된다.

상기 건조로(300)에 수용된 기름과 같이 200℃ 이상으로 가열될 수 있는 열매체유를 가열하기 위하여 별도의 가열 수단을 구비할 필요없이 연소 장치에서 생성되는 고온 연소 가스를 이용하는 바이패스 구성에 대해서 상세히 설명하여 본다.

도 6은 본 실시예의 급속 고온 살균 건조 장치의 일부 절개 사시도이고, 도 7은 본 실시예의 급속 고온 살균 건조 장치에서의 열매체유와 연소 가스의 바이패스 구성을 보여주는 단면도이다. 그리고, 도 8은 본 실시예의 급속 고온 살균 건조 장치의 바이패스부를 다른 방향에서 절단한 상태의 단면도이다.

이들 도면을 참조하여 고온으로 가열된 상태의 연소 가스를 이용한 열매체유(400)이 가열되도록 바이패스 되는 구성을 설명하면, 덕트 연결부(212)를 통하여 건조 장치로 이동되는 고온 연소 가스는 건조로(300) 바닥을 감싸는 형상으로 이루어져 상기 건조로(300)의 하측 부위를 따라 형성된 제 1 바이패스부(310)를 따라 이동하면서 건조로(300) 하부를 가열시킨다.

즉, 제 1 바이패스부(310)는 건조로(300) 하부와 소정 간격 이격되도록 배치된 건조로 하측 경로부(311)를 포함하며, 고온 연소 가스가 상기 건조로 하측 경로부(311) 내부를 따라 이동하면서 건조로(300)의 하부를 가열시킨다.

상기 제 1 바이패스부(310)는 건조로(300)의 전면 일부를 밀폐시키는 형상으로 이루어지지고, 상기 제 1 바이패스부(310)를 따라 이동하는 연소 가스는 건조로(300)를 내부를 따라 배치된 복수의 파이프인 제 2 바이패스부(330)로 이동한다.

상세히, 제 2 바이패스부(330)는 복수의 관들로 구성되며, 이들 제 2 바이패스부(330)는 건조로(300) 내부에 수용된 열매체유(400) 내에 배치된다. 그리고, 상기 제 2 바이패스부(330)의 입력단(341)은 상기 제 1 바이패스부(310)에 연결되고, 상기 제 2 바이패스부(330)의 출력단(331)은 도 6에 도시된 바와 같은 플레이트(345)에 연결된다.

상기 플레이트(345)는 건조로 내부의 용액이 제 2 바이패스부(330)와 제 3 바이패스부(340) 사이의 공기 이동 경로에 직접 노출되지 않도록 밀폐하는 역할을 수행한다.

따라서, 상기 제 1 바이패스부(310)를 통하여 이동되는 고온 연소 가스는 제 2 바이패스부(330)를 경유하여 상기 플레이트(345)와 바이패스 밀폐 덕트(350) 사이의 공간으로 이동하게 된다. 이때, 상기 제 2 바이패스부(330)의 주위에는 열매체유(400)이 수용되어 있기 때문에, 제 2 바이패스부(330)를 지나는 고온 연소 가스에 의하여 열매체유(400)이 추가 가열된다.

그리고, 상기 플레이트(345)와 바이패스 밀폐 덕트(350) 사이의 밀폐 공간으로 이동된 연소 가스는 제 2 바이패스부의 관들과는 다른 위치에 배치된 제 3 바이패스부(340)로 이동하게 되고, 상기 제 3 바이패스부(340) 역시 열매체유(400)을 지나는 복수의 관들로 구성되어 있기 때문에 제 3 바이패스부(340)를 지나는 고온 연소 가스에 의하여 열매체유(400)이 추가 가열된다.

상기 제 3 바이패스부(340)를 경유하여 이동되는 연소 가스는 가스 포집부(320)로 이동된 다음, 가스 포집부(320)에 연결된 정화 장치 연결 덕트(13)를 통하여 외부의 정화 장치로 이동된다.

한편, 도 7을 참조하면, 투입부(220) 측에 배치되는 투입 호퍼(230)와, 건조로(300) 내부에 배치된 배출 호퍼(240)에 대해서 설명하면, 투입 호퍼(230)와 배출 호퍼(240)는 각각 그 내부에 투입 스크류(231)와, 배출 스크류(241)가 구성된다.

상기 투입 스크류(231)가 회전하면서 투입부(220) 내에 수용된 건조 대상의 연료를 순차적으로 열매체유(400) 내부로 투입시키고, 상기 배출 스크류(241)가 회전하면서 고온의 열매체유(400)에 의하여 딥-프라이(deep fry, 살균 및 건조)된 연료가 순차적으로 끌려 올라가게 된다. 상기 배출 스크류(241)를 따라 이동하는 건조된 연료는 연소 장치의 연소실 내부로 연료를 공급하는 공급 호퍼로 이송된다.

또한, 연료를 딥-프라이 하기 위한 열매체유(400)이 연소 가스에 의하여 과도하게 가열되는 것을 억제하기 위하여, 상기 건조로(300) 내부에는 필요시에 물 등의 냉각 용액을 주입 또는 분사시키기 위한 냉각 스프레이(500)가 구성된다. 상기 냉각 스프레이(500)는 건조로(300) 내부의 온도 및 열매체유(400)의 온도를 체크하는 제어 수단에 의해 제어되면서, 기설정된 온도(예를 들면, 200℃) 이상으로 열매체유(400)이 가열된 경우에 냉각 스프레이(500)를 통하여 냉각수가 열매체유로 투입되도록 하여 열매체유의 과도한 온도 상승을 억제한다.

한편, 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따라 고온 연소 가스를 이용하여 건조로 내부의 열매체유를 3차 가열하는 구조를 설명하면, 고온 연소 가스가 건조로(300) 하부 외측을 지나도록 하는 제 1 바이패스부(310)에 의하여 1차 가열되고, 연소 가스는 제 2 바이패스부(330)의 입력단(332)으로 이동된 다음 건조로(300) 내부에 배치된 제 2 바이패스부(330)로 이동하여 열매체유가 2차 가열된다.

그리고, 제 2 바이패스부(330)의 출력단(331)을 통해 빠져나온 연소 가스는 제 2 바이패스부와 제 3 바이패스부를 연결하는 바이패스 밀폐 덕트(350) 내부로 이동하고, 제 3 바이패스부(340)의 입력단(341)을 통해 제 3 바이패스부(340)에 의한 열매체유의 3차 가열이 이루어진다. 그리고, 제 3 바이패스부(340)의 출력단(342)을 통해 빠져나온 연소 가스는 가스 포집부(320) 및 정화 장치 연결 덕트(13)를 통해 외부로 이송된다.

이러한 본 발명의 구성에 의하여, 수분이 함유된 연료를 건조시키기 위하여 별도의 연료를 이용한 건조 및 가열이 이루어질 필요가 없으며, 연소 장치에서 발생되는 고온 연소 가스를 이용하여 열매체유의 충분히 희망하는 온도로 가열할 수 있는 장점이 있다.

10 : 연소 장치
20 : 건조 장치
30 : 정화 장치
220 : 투입부
230 : 투입 호퍼
240 : 배출 호퍼
300 : 건조로
301 : 스팀 가스 배출부
310 : 제 1 바이패스부
320 : 가스 포집부
330 : 제 2 바이패스부
340 : 제 3 바이패스부

Claims (4)

1. 연료의 살균 및 건조가 이루어지도록 하는 열매체유가 수용된 건조로와,
   외부로부터 고온 연소 가스가 유입되도록 하는 덕트 연결부와,
   상기 덕트 연결부와 연결되고, 상기 건조로의 하측을 따라 상기 고온 연소 가스가 이동되도록 하는 제 1 바이패스부와,
   상기 제 1 바이패스부와 연결되고, 상기 건조로 내부에 배치된 복수의 관들로 구성된 제 2 바이패스부와,
   상기 건조로 내부에 배치된 복수의 관들로 구성되고, 상기 제 2 바이패스부를 통해 이동된 상기 고온 연소 가스를 이용하여 상기 열매체유를 추가 가열하도록 구성된 제 3 바이패스부와,
   상기 제 2 바이패스부의 출력단과 상기 제 3 바이패스부의 입력단을 연결하여 상기 고온 연소 가스가 제 2 바이패스부에서 제 3 바이패스부로 이동하도록 상기 건조로 내에서 밀폐된 공간을 제공하는 바이패스 밀폐 덕트와,
   상기 건조로 내부에 배치되고, 상기 열매체유에 의하여 건조된 연료를 이동시키기 위하여 회전하는 배출 스크류를 갖는 배출 호퍼를 포함하고,
   상기 건조로 내의 외통과 내통 사이에는 상기 열매체유의 온도 상승을 억제하기 위하여 냉각수를 주입 또는 분사하는 냉각 스프레이 수단이 구성되는 급속 고온 살균 건조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 3 바이패스부의 출력단은 상기 고온 연소 가스를 포집하기 위한 가스 포집부와,
   상기 가스 포집부에 연결되어 외부의 장치로 상기 고온 연소 가스를 이동시키기 위한 정화 장치 연결 덕트를 더 포함하는 급속 고온 살균 건조 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 건조로 상측에 구성되어 상기 연료가 수용되는 투입부와,
   상기 투입부에 수용된 상기 연료를 순차적으로 상기 건조로 내부로 이동시키기 위한 투입 호퍼를 더 포함하는 급속 고온 살균 건조 장치.
4. 삭제

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