KR102093874B1 - 수평원통회전형 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 예를 들면 하수슬러지, 산업폐수슬러지, 과일박과 같은 유기성폐기물 등 수분을 함유하고 있는 각종 유무기성 재료를 단시간에 효율적으로 건조할 수 있는 수평원통회전형 건조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수평축을 중심으로 회전하는 수평 원통형 탱크와, 상기 탱크를 회전가능하게 지지하는 지지수단과, 상기 탱크를 회전시키는 구동수단과, 상기 탱크에 공기를 공급하는 급기관을 가지는 급기부 및 탱크 내부의 공기를 배출하는 배기관을 가지는 배기부를 포함하는 수평원통회전형 건조장치에 있어서, 상기 탱크의 최소한 일측말단에 탱크의 회전축과 동축상에 탱크의 외부로 소정길이 돌출되어 있고 하기 고정원형관을 내장하는 회전원형관과, 최소한 상기 회전원형관의 일부분에 대응되는 영역의 급기관과 배기관을 밀폐내장하고 상기 회전원형관에 내장되면서 탱크의 회전축과 동축상에 회전원형관의 외부로 소정길이 돌출된 고정원형관을 가지고 있어, 회전하는 상기 탱크와 회전하지 않는 상기 급기관-배기관이 회전원형관에 내장 삽입된 고정원형관에 의해 결합되는 수평원통회전형 건조장치에 관한 것이다.

Description

수평원통회전형 건조장치{Rotary Type Hot Air Dryer}

본 발명은 철강, 화공, 농업분야에서 또는 가정이나 축사 등에서 발생하는, 예를 들면 슬러지와 같은 고함수율 재료를 처리하기 위한 건조장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 예를 들면 하수슬러지, 산업폐수슬러지, 과일박과 같은 유기성폐기물 등 수분을 함유하고 있는 각종 유무기성 재료를 단시간에 효율적으로 건조할 수 있는 수평원통회전형 건조장치에 관한 것이다.

하수처리장, 식품공장과 섬유 및 제지공장 등의 각종 산업현장, 축산 농가에서 발생된 폐수를 후처리한 후 잔류물이나 분뇨 등의 유무기성 슬러지는 함수율이 약 75~95% 정도에 이른다. 이렇게 함수율이 높은 슬러지를 그대로 매립할 경우에는 체적이 커서 운송비용이 증대되고 매립 용적 또한 많이 차지하게 될 뿐만 아니라, 대량으로 발생되는 침출수에 의해 토질 및 지하수 오염은 물론 환경공해를 유발하게 된다. 따라서 대부분의 슬러지는 일정 함수율 이하로 탈수 또는 건조시킨 후 소각, 재활용, 지중 매립, 해양투기 등의 방법으로 처리한다.

슬러지는 함유된 수분을 대략 30~10% 이하로 탈수, 건조시키면 연소가 가능하여 에너지 자원으로 재활용 가치가 충분하고, 또한 매립물로서의 기준치에 적합하여 매립처리도 가능하기 때문에 그동안 다양한 건조장치가 개발되어 왔다. 이러한 슬러지 처리과정에서 가장 핵심적이면서 필수적인 것이 건조공정인데, 건조설비의 성능이 설비비와 운영비에 절대적인 영향을 미치게 되므로 매우 효율적이며 콤팩트화된 건조장치가 강하게 요구되고 있다.

이외에도 슬러지처럼 고함수율, 고점도는 아니지만 덩어리 형태로 존재하여 덩어리 내부의 수분이나 용매 등을 얼마나 효과적으로 제거하느냐가 주요 관건인 석탄, 철강재료, 농수산물 등 플레이크상, 분상 또는 괴상인 피건조물의 효율적 건조를 위한 건조장치의 개발 역시 요구되고 있는 것이 현실이다. 본 발명에서 피건조물은 수분을 함유하고 있는 슬러지와 같은 오니상, 플레이크상, 분상 또는 괴상 등을 포함한다.

한편, 건조장치의 효율은 물질이송 특성과 열전달 특성의 조합 즉, 투입되는 고온 건조공기가 가지고 있는 열량(급기), 피건조물과 건조공기의 접촉면적과 접촉시간(교반, 비표면적 확대), 그리고 건조과정에서 수분을 함유한 함습공기의 배출속도 및 함습공기 배출에 따른 건조기의 내부온도에의 영향 정도(배기) 등에 따라 결정된다. 따라서 비교적 고온고압의 건조공기 공급, 피건조물의 원활한 교반, 피건조물과 공급 건조공기의 효율적인 접촉, 함습공기의 신속하고 연속적인 배출이 매우 중요한 요소가 된다.

건조공정은 이전(以前)단계의 탈수공정이 어떤 식으로 운전되느냐에 따라서 연속식 또는 회분식(回分式, batch type)으로 구분된다.

회분식 건조기는 제약산업, 식품산업, 화공산업 등에서 널리 사용되는데, 전 공정에서 회분식인 필터프레스가 사용되거나, 드럼스크린 또는 원심여과기와 같은 소용량의 연속탈수장치가 사용되지만 건조할 양이 1회분의 조업량에 미치지 못하여 어느 정도의 양이 될 때까지 재료를 모아 두었다가 회분식 건조기로 건조하게 된다. 이러한 회분식 건조기는 통상 일정량의 피건조물을 트레이나 상자와 같은 용기에 담아 건조실에 투입한 후 일정시간 동안 열풍을 가하여 피건조물을 건조시키는 트레이형과, 눕혀진 수평원통형탱크과 회전날개가 설치된 회전축으로 이루어진 원통형 교반식 건조기가 주류를 이루고 있다.

그러나 트레이형 회분식건조기는 피건조물을 트레이 바닥에 얇게 적재하여 건조시키기 때문에 한 번에 처리할 수 있는 양이 매우 제한적일뿐 아니라, 무엇보다도 건조효율이 매우 낮은 단점이 있다. 또한 수평원통형 교반식 건조기는 비교적 많은 양의 피건조물을 처리할 수 있지만 피건조물이 회전축에 의해 충분히 혼합·교반되지 않아 고온의 건조공기와 피건조물의 접촉면적이 작고 접촉시간이 짧아 건조효율이 좋지 않으며, 피건조물의 자중에 의해 다져지고 고착화되는 현상이 있다. 피건조물의 혼합교반이 원활히 이루어지고 고착화 현상을 방지하기 위한 건조장치로서 수평원통회전형 건조장치가 알려져 있다.

수평원통회전형 건조장치는 밀폐된 수평 원통형 탱크를 회전시키면서 내부의 피건조물을 혼합교반하면서 건조시키는 장치이다. 이는 수평으로 눕혀진 원통형 탱크 자체가 수평축을 중심으로 회전하는 것이므로 내부 피건조물이 효율적으로 교반되는 장점이 있다. 그러나 ① 탱크 자체가 회전하는 것이고 통상 상온상압의 공기가 공급되는 발효장치와는 달리 고온고압의 건조공기가 공급되므로, 회전하는 탱크와 회전하지 않는 구성부분(예를 들면 급기관과 배기관)의 밀폐설치가 매우 어렵고 ② 건조공기를 고르게 공급하기 어려우며 ③ 배기되는 함습공기와 함께 분진이 배출되고 ④ 탱크가 수평축에 대하여 회전되기 때문에 건조완료 후 내부 피건조물을 배출하기가 불편한 문제가 있다.

공개특허 10-2012-0100405는, 회전드럼의 전후 말단 외주면에 열적 성능이 우수한 O-그랜드패킹을 설치하고 이를 지속적으로 가압하여 마모가 이루어지거나 비교적 대형인 장치의 특성상 완벽한 원형에 의한 회전이 구현되지 않아 발생하는 유격 및 진동에도 탄성복원력을 가지면서 밀착하여 밀폐성을 최적으로 유지할 수 있도록 한 밀폐시스템을 제시하고 있다(도 1a 참조). 첨부된 도면에서 적색으로 표시된 부분(회전드럼 및 그랜드패킹 등)이 회전하는 파트이고 그렇지 않은 부분이 회전하지 않는 파트이다. 그런데 이 공개특허에 의하면, 밀폐를 위한 구성부품들 모두 대형 O-링 구조이며 그 부품 종류도 10종 이상으로 많고 배치가 복잡하여 실제 적용하기 적합하지 않다. 또한 그랜드패킹을 교체할 때는 가스배출부 자체를 들어내야 하는 불편함이 있다. 한편 고온 건조공기의 급기, 분진제거, 피건조물의 배출 등에 대해서는 언급이 없다.

등록특허 10-0893589는 회전원통형 발효건조장치에 관한 것인데, 회전하는 구성요소(탱크)와 정지해 있는 구성요소(공기공급관)를 베어링으로 연결하는 것을 제시하고 있다(도 1b 참조). 그러나 베어링에 의한 결합은 상온상압에서 운전되는 발효장치에서는 가능하지만 고온고압의 건조공기가 공급되는 건조장치에서는 누기 및 열팽창에 의한 변형 등의 문제가 발생할 여지가 있다. 이 선행기술에서는 이외에 고온 건조공기의 고른 급기, 공기배출, 분진제거 등에 대해서는 언급이 없다.

한편, 탱크 내부로의 공기공급(급기)은 피건조물의 최저면에서 이루어지는 것이 바람직하다. 그러나 탱크 자체가 회전하는 수평원통회전형 건조장치에서는 급기관이 탱크 내부 저면에 설치되면 구조가 복잡해질 뿐 아니라 내부의 피건조물에 의해 공기구멍이 폐쇄되는 문제가 있다.

등록특허 10-0542906(도 1c 참조)는 공기공급파이프(47)의 상부에 커버플레이트(50)를 설치하여 발효물에 의해서 공기공급파이프의 공기구멍(43)이 막히는 것을 방지하고자 하였다. 그러나 정도는 덜하지만 반복적인 운전에 의해 공기구멍이 막히는 현상이 발생하여 어느 정도의 주기로 청소를 해야 하는데, 탱크 내부에 위치한다는 점, 구조가 복잡하다는 점 때문에 청소하는 것은 매우 위험하고 이를 위해 많은 시간과 인력을 소모하게 된다. 이 선행기술 역시 밀폐결합 관계, 급기와 배기, 분진제거, 피건조물의 배출 등에 대해서는 아무런 시사가 없다.

공개특허 10-2012-0100405 등록특허 10-0893589 등록특허 10-0542906

본 발명은 고정된(회전하지 않는) 급기관-배기관과 회전하는 탱크의 연결부분이 단순한 구조이면서 완전밀폐가 가능한 수평원통회전형 건조장치를 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 고온의 건조공기가 연속적으로 피건조물에 고르게 전달될 수 있는 단순한 구조의 급기관이 적용된 수평원통회전형 건조장치를 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 배기되는 함습공기에 포함된 분진을 용이하게 제거할 수 있고, 건조완료 후 내부 피건조물을 편리하게 배출할 수 있는 수평원통회전형 건조장치를 제공하고자 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은

수평축을 중심으로 회전하는 수평 원통형 탱크와, 상기 탱크를 회전가능하게 지지하는 지지수단과, 상기 탱크를 회전시키는 구동수단과, 상기 탱크에 공기를 공급하는 급기관을 가지는 급기부 및 탱크 내부의 공기를 배출하는 배기관을 가지는 배기부를 포함하는 수평원통회전형 건조장치에 있어서,

상기 탱크의 최소한 일측말단에 탱크의 회전축과 동축상에 탱크의 외부로 소정길이 돌출되어 있고 하기 고정원형관을 내장하는 회전원형관과, 최소한 상기 회전원형관의 일부분에 대응되는 영역의 급기관과 배기관을 밀폐내장하고 상기 회전원형관에 내장되면서 탱크의 회전축과 동축상에 회전원형관의 외부로 소정길이 돌출된 고정원형관을 가지고 있어,

회전하는 상기 탱크와 회전하지 않는 상기 급기관-배기관이 회전원형관에 내장 삽입된 고정원형관에 의해 결합되는 수평원통회전형 건조장치인 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 회전하는 부분(탱크)과 고정된(회전하지 않는) 부분(급기관-배기관)이 외부로 돌출된 회전원형관과 이에 내장삽입되는 고정원형관에 의해 접하게 되므로, 양자의 접촉면이 길어지고 탱크내 고온고압 공기의 영향을 적게 받게 되어 완전밀폐가 가능하며, 유지보수가 용이하게 된다.

또한 본 발명에 의하면, 탱크 내부 하부에 건조공기 공급 겸 교반기능을 하는 복수개의 급기지관이 있어 내부의 피건조물이 효율적으로 교반되어 피건조물과 건조공기의 접촉이 원활하게 이루어지므로 건조효율을 높일 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 단순한 구조의 분진제거수단에 의해 배출되는 배기공기에 함유된 미세분진을 경제적이면서 효과적으로 제거할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 탱크의 내부 바닥에 배출스크류가 설치되어 있어 건조가 완료된 피건조물을 간편하고 신속하게 배출할 수 있게 된다.

이러한 본 발명에 의하면, 특히 소량 다품종의 생산현장에서 다양한 원료를 효율적으로 건조처리할 수 있을 뿐 아니라, 종래 가치는 있으나 너무 소량이라서 버려지던 함습 부산물을 용이하게 건조하여 자원화할 수 있게 된다. 또한 건조장치의 제작비용과 운영비용이 종래 건조장치에 비해 월등히 낮기 때문에 관련 산업분야의 산업경쟁력 제고에 큰 도움을 줄 수 있다.

도 1a~1c는 각각 종래기술에 의한 수평원통회전형 건조장치 또는 그의 배기 및 급기 구조를 보여주는 도면.
도 2a~2c는 각각 본 발명에 의한 건조장치의 축방향 개념적 부분단면도, 부분단면 확대도 및 축방향에서 바라본 개념적 측면도.
도 3은 본 발명에 의한 건조장치에 적용되는 밀폐수단의 일예를 보여주는 개념적 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 건조장치에서 급기지관과 배기지관이 추가된 예의 개념적 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 건조장치에 추가되는 습식분진제거수단의 개념적 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 건조장치에서 배출스크류가 설치된 예의 개념적 단면도.
도 7은 본 발명에 의한 건조장치의 특별한 예의 작동 개념도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다. 또한 청구범위의 구성요소에 도면부호가 병기되어 있는 경우, 이는 설명 위한 예시적인 것일 뿐 도면부호로 구성요소를 한정하려는 의도는 아니다.

본 발명에서 피건조물은 수분을 함유하고 있는 슬러지와 같은 오니상, 톱밥과 같은 플레이크상, 분상 또는 괴상 등을 포함한다. 본 발명은 "건조장치"에 관한 것이지만 발효장치 또는 발효건조장치로도 활용될 수 있음은 명백하다.

본 발명은, 수평축을 중심으로 회전하는 수평 원통형 탱크(10)와, 상기 탱크(10)를 회전가능하게 지지하는 지지수단과, 상기 탱크(10)를 회전시키는 구동수단과, 상기 탱크(10)에 공기를 공급하는 급기관(21)과 내부의 공기를 배출하는 배기관(22)을 가지는 급배기수단(20)을 포함하는 수평원통회전형 건조장치에 관한 것으로서, 탱크(10)와 급배기수단(20)의 결합구조에 특징이 있다. 지지수단, 구동수단은 본 발명의 핵심적 사항이 아니며, 종래 알려진 다양한 종류와 구조의 것을 채택할 수 있기에 상세한 설명 및 도면 도시를 생략한다.

전술하였듯이 수평원통회전형 건조장치는 탱크(10) 자체가 회전하고 고온고압의 건조공기가 공급되는 경우가 많으므로, 회전하는 탱크(10)와 회전하지 않는 구성부분(특히 급배기수단(20))의 밀폐설치가 매우 어렵고, 건조공기를 고르게 공급하기 어려운 특징이 있다. 종래의 경우 도 1a에 도시된 것처럼 탱크와 탱크의 양말단의 접촉면을 수직단면으로 볼 때 매우 크고 넓기 때문에 이를 경제적이고 효율적으로 밀폐하기가 용이하지 않다. 그렇다고 도 1c에서처럼 통상의 베어링은 고온고압의 탱크에 적용하기 적합하지 않다.

본 발명에서는 회전하는 탱크(10)와 회전하지 않는 급배기수단(20)이 ① 탱크(10) 회전축과 동축이며 ② 상호 내외접관계에 있고 ③ 서로 독립적으로 지지되는 두 원형관(고정원형관(30b)과 회전원형관(30a))에 의해 연결되며, ④ 고정원형관(30b)과 회전원형관(30a)의 일부가 탱크(10) 외부로 돌출되어 있는 것을 특징으로 한다. 도 2a~2c에 각각 본 발명에 의한 건조장치에서 회전하는 탱크(10)-회전원형관(30a)과, 회전하지 않는 급배기수단(20)-고정원형관(30b) 부분만을 개념적으로 도시한 축방향 단면도, 탱크(10) 말단의 회전원형관(30a)과 고정원형관(30b)의 결합부분을 개념적으로 도시한 축방향 단면 확대도 및 축방향에서 바라본 개념적 측면도를 첨부하였다. 급배기수단(20)의 일측말단(도면에서 '밀폐말단'으로 표현함)은 완전 폐쇄되어 있고, 타측말단의 급기관(21)은 소정의 고온고압의 건조공기 공급수단(도시 생략)과, 배기관(22)은 직접 또는 소정의 집진수단 등을 매개로 외기와 연통되어 있을 수 있다.

본 발명에서 상기 회전원형관(30a)은, 탱크(10)의 일측말단 또는 양측말단에 탱크(10)의 회전축과 동축상(탱크(10) 회전축과 일치되는 중심축)에서 탱크(10)의 외부로 소정길이 돌출되어 있고 고정원형관(30b)을 내장한다. 회전원형관(30a)은 예를 들면 용접에 의해 탱크(10)와 고정결합되거나, 플렌지 형태여서 패킹과 볼트에 의해 탱크(10)와 고정결합되어 있어 당연히 탱크(10)와 함께 회전하며 탱크(10)를 매개로 지지수단에 의해 지지된다.

본 발명에서 상기 고정원형관(30b)은, 최소한 상기 회전원형관(30a)의 일부분에 대응되는 영역의 급배기수단(20)의 일부(예를 들면, 급기관(21) 또는 급기관(21)과 배기관(22))를 밀폐내장하고 상기 회전원형관(30a)에 내장되면서 탱크(10)의 회전축과 동축상에 회전원형관(30a)의 외부로 소정길이 돌출되어 있다. 고정원형관(30b)은 예를 들면 용접에 의해 내부의 급배기수단(20)과 밀폐 고정결합되어 있으며 직접 또는 급배기수단(20)을 매개로 지지수단에 의해 지지된다.

이러한 회전원형관(30a)과 고정원형관(30b)에 의해 본 발명에 의한 건조장치에서는, 회전하는 탱크(10)와 회전하지 않는 급배기수단(20)이 회전원형관(30a)에 내장 삽입된 고정원형관(30b)에 의해 상대적으로 회전가능하도록 결합된 구조를 갖게 된다. 또한 회전하는 부분(탱크(10)-회전원형관(30a))과 고정된 부분(특히 급배기수단(20)과 고정원형관(30b))이 각각 지지수단에 의해 지지되면서 탱크(10)-회전원형관(30a)-고정원형관(30b)의 축심이 동축이 되기 때문에 회전원형관(30a)과 고정원형관(30b)이 실제로 접촉하지 않으면서도 최소한의 간극(도면에서는 이해의 편의를 위해 간극을 다소 크게 표현함)이 유지될 수 있다.

한편, 탱크(10)는 통상의 수평원통회전형 건조장치에서처럼 수 쌍의 롤러 또는 베어링에 의해 회전가능하게 지지되는데 시간이 경과하면서 롤러나 베어링의 마모와 같은 변수에 의해 탱크(10)의 회전축이 미세하게 변동될 수 있다. 이렇게 되면 탱크(10)-회전원형관(30a)의 축심과 고정원형관(30b)의 축심이 일치하지 않아 회전원형관(30a)과 고정원형관(30b) 사이가 마모되면서 간극이 넓어질 수 있다. 이를 방지하기 위하여 고정원형관(30b)의 축심을 조정하는 축심조정수단(도시 생략)이 추가되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 회전원형관(30a)과 고정원형관(30b)이 마찰없이 밀착(간극 최소화)되어 있고, 회전원형관(30a)과 고정원형관(30b)의 접촉길이가 종래기술에 의한 O-그랜드패킹(42)(공개특허 10-2012-0100405)이나 베어링(등록특허 10-0893589)에 비해 월등히 길기 때문에 내부의 고온고압 공기와 분진이 간극을 통해 누출되기 매우 어렵다. 나아가 초기에 미세하게 누출되는 분진이 간극을 채우게 되므로 자체밀폐 기능을 가지게 된다. 이와 더불어 도면에서 볼 수 있듯이 회전원형관(30a)과 고정원형관(30b)이 탱크(10) 외부로 돌출되어 있기 때문에 밀폐수단(40)으로 그랜드패킹(42)을 적용하더라도 종래기술에 비해 탱크(10) 내부의 고온고압에 의한 영향이 적으므로 밀폐가 확실하고 교체주기가 긴 장점이 있다.

밀폐를 더욱 확실하게 하기 위하여, 회전원형관(30a)의 돌출말단에 통상의 패킹박스(41)를 설치하고 고정원형관(30b)과 패킹박스(41) 사이에 그랜드패킹(42), 또는 그랜드패킹(42)과 양모씰(43)을 삽입한 후 패킹박스커버(44)로 압축고정하는 것도 좋다(도 3 참조). 물론 고정원형관(30b)의 말단에는 패킹박스(41)캡으로 완전히 막는 것도 가능할 것이다(도시 생략) 양모씰(43)은 분진의 누설을 방지하고 그랜드패킹(42)은 건조공기의 누설을 방지하는 역할을 한다.

앞서 설명하였듯이 본 발명에 의한 건조장치에서 탱크(10)의 하중이 고정원형관(30b)과 패킹에 전혀 영향을 주지 않기 때문에 회전원형관(30a)과 고정원형관(30b) 및 패킹에 마찰에 의한 마모가 발생하지 않아 우수한 밀폐효과가 장기간 유지된다. 이에 의해 탱크(10) 내부의 분진 또는 건조공기가 누설되어 작업환경을 해치는 일이 발생하지 않는다.

한편, 탱크(10) 내부로의 공기공급(급기)은 피건조물의 최저면에서 이루어져야 고온 건조공기와 피건조물의 접촉이 최대화되어 건조효율이 좋아진다. 이를 위해 본 발명에서는 상기 탱크(10) 내부의 급기관(21)에 아래쪽으로 복수개의 급기지관(21a)을 연결하고 급기지관(21a)의 하부말단으로 건조공기가 공급되도록 하는 것이 바람직하다(도 4 참조). 수평원통회전형 건조장치는 탱크(10)의 회전에 따라 피건조물이 탱크(10)의 내벽을 따라 오르내리며 교반이 원활하게 이루어진다. 그러나 정도는 덜하더라도 여전히 내부의 피건조물이 구르면서 뭉치고 다져지면서 부분적으로 균일한 교반이 방해되는 현상이 발생한다. 이때 상기 급기지관(21a)은 피건조물을 분쇄하고 교반하는 역할도 하게 되어 건조효율 증대에 더욱 기여하게 된다.

물론 탱크(10) 내부의 함습공기를 원활하게 배출하기 위하여 상기 탱크(10) 내부의 배기관(22)에 위쪽으로 복수개의 배기지관(22a)을 연결하고 그 상부말단을 통해 함습공기가 빨려들어가 배기관(22)을 통해 외부로 배출되도록 하는 것도 좋다(도 4 참조).

급기지관(21a)과 배기지관(22a)의 말단에는 수평방향으로 단락되거나(도 4의 경우) 연속된(도시 생략) 공기분사관 또는 공기흡입관이 추가로 장착될 수 있다. 공기분사관 또는 공기흡입관은 역시 피건조물을 분쇄/교반하는 부수적 기능을 하게 된다.

피건조물의 종류와 특성에 따라 배기되는 함습공기와 함께 미세 분진이 함께 배출될 수 있으므로 분진제거가 필요할 수 있다. 본 발명에 의한 건조장치에서는 망(예를 들면, 철심으로 섬유조직화 한 망) 형태의 스트레이너(51), 상기 스트레이너(51) 상부로 소량의 물을 지속 공급하는 물공급부(52) 및 하부에 분진을 함유한 물을 제거하는 드레인부(53)를 포함하는 습식분진제거수단(50)을 배기관(22)의 출구측에 설치할 수 있다(도 5 참조). 이에 의하면 물공급부에서 소량의 물방울이 지속적으로 스트레이너(51)로 공급되면 표면적이 넓은 망 형태의 스트레이너(51) 표면에 계속적으로 물이 도포되고, 스트레이너(51)를 통과하는 함습공기 중의 분진 등이 물에 흡착된다. 분진을 흡착한 물은 하중에 의해 아래로 흘러내리면서 드레인부(53)로 회수된다. 이에 의해 매우 단순한 구조로 배기되는 공기 중의 분진 또는 이물질을 상당부분 제거할 수 있게 된다.

수평원통회전형 건조장치의 단점 중 하나가 발효결과물의 배출이 용이하지 않다는 점이다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 본 발명에 의한 건조장치는 독특한 구조와 기능의 배출구조를 가질 수 있다. 즉, 상기 탱크(10)의 일측 하부(탱크(10)가 회전하는 것이므로 '하부'라는 용어가 정확한 것은 아니지만 관행상 표현함) 또는 하부 측면에 입출구가 형성되어 있고, 입출구가 형성된 내부 하부에 길이방향으로 배출스크류(11)가 설치되어 있는 것이다. 물론 급기지관(21a)이나 배기지관(22a)이 설치된 경우에는 이들 말단과 탱크(10) 내면 사이에 배출스크류(11)가 설치된다. 도 6에 배출스크류(11)가 설치된 건조장치의 예가 도시되어 있다(입출구 및 배출스크류(11)의 구동을 위한 회전모터의 도시는 생략됨). 예를 들면, 탱크(10)의 내부 바닥에 배출스크류(11) 2기를 병렬로 장착하는 것이다. 운전중에는 배출스크류(11)의 작동이 멈추어 있다가 건조가 완료되면 배출스크류(11)가 하부에 위치되도록 탱크(10)를 정지시키고 입출구를 개방한 다음 배출스크류(11)를 작동시켜 내부의 피건조물을 배출한다.

한편, 수평원통회전형 건조장치가 탱크(10) 지름 1~2m, 길이 2~3m 정도의 소형일 경우 별도의 입출구(또는 투입구와 배출구)를 설치하는 것이 어렵고 설치하더라도 크기가 작아 피건조물의 투입과 배출이 매우 불편하다. 이 경우 상기 탱크(10)를, 회전원형관(30a)과 고정결합된 제1반쪽하우징(12)과, 회전원형관(30a) 및 하부하우징과 힌지결합 또는 분리결합되는 제2반쪽하우징(13)으로 단순화하는 것도 좋다(도 7 참조). 물론 두 반쪽하우징의 결합은 완전밀폐식으로 이루어진다. 이에 의하면 어느 하나의 반쪽하우징을 아래에 배치한 상태에서 다른 반쪽하우징을 열어서 피건조물을 투입한 다음 하우징을 결합하여 운전하고, 건조가 완료되면 다시 반쪽하우징을 열고 내부 피건조물을 배출할 수 있게 된다.

본 발명에 의한 수평원통회전형 건조장치에 고온의 건조공기를 공급하기 위하여 소정의 열풍발생수단이 추가될 수 있음은 당연하다.

열풍발생수단은, 예를 들면 닥터버너, 부스터블로워를 포함할 수 있다. 즉, LPG, LNG, 메탄을 연료로 활용하는 닥터버너를 적용하여 연료가 완전연소되어 발생되는 공기를 외기와 혼합하여 피건조물에 적합한 온도와 풍량을 발생시킨다. 발생된 고온 건조공기(건조열풍)는 부스터블로워에서 보다 균일하게 혼합되고 피건조물에 적합한 압력, 예를 들면 100~400mmAq 정도의 압력으로 급배기수단(20)의 급기관(21)으로 공급된다. 건조에 필요한 최적의 온도, 풍량은 피이드백 제어로 조절될 수 있다.

역할을 수행한 함습공기의 원활한 배출을 위해 급배기수단(20)의 배기관(22) 출구측에 예를 들면 10~40mmAq 정도 약진공이 형성되도록 배기팬을 설치하는 것도 좋다.

본 발명에 의한 수평원통회전형 건조장치에 탱크(10) 지지수단과 탱크(10) 회전을 위한 구동수단은 종래기술에 의한 다양한 형식과 구조의 것을 채택할 수 있다.

예를 들면, 탱크(10)는 복수개 쌍의 롤러나 베어링에 의해 회전가능하게 지지될 수 있으며, 구동수단이 상기 롤러나 베어링을 회전시켜 궁극적으로 탱크(10)가 회전되도록 하거나, 탱크(10)의 외주면이나 측면에 스프라켓, 벨트풀리 또는 종동기어를 설치하고 체인, 벨트 또는 구동기어를 매개로 구동수단의 구동력을 전달하여 탱크(10)가 회전되도록 할 수 있을 것이다.

10. 탱크
11. 배출스크류 12. 제1반쪽하우징 13. 제2반쪽하우징
20. 급배기수단
21. 급기관 21a. 급기지관
22. 배기관 22a. 배기지관
30a. 회전원형관 30b. 고정원형관
40. 밀폐수단
41. 패킹박스 42. 그랜드패킹
43. 양모씰 44. 패킹박스커버
50. 습식분진제거수단
51. 스트레이너 52. 물공급부 53. 드레인부

Claims (8)

1. 수평축을 중심으로 회전하는 수평 원통형 탱크와, 상기 탱크를 회전가능하게 지지하는 지지수단과, 상기 탱크를 회전시키는 구동수단과, 상기 탱크에 공기를 공급하는 급기관과 내부의 공기를 배출하는 배기관을 가지는 급배기수단을 포함하는 수평원통회전형 건조장치에 있어서,
   상기 탱크의 최소한 일측말단에 탱크의 회전축과 동축상에 탱크의 외부로 소정길이 돌출되어 있고 하기 고정원형관을 내장하는 회전원형관과,
   최소한 상기 회전원형관의 일부분에 대응되는 영역의 급배기수단의 일부를 밀폐내장하고 상기 회전원형관에 내장되면서 탱크의 회전축과 동축상에 회전원형관의 외부로 소정길이 돌출된 고정원형관을 가지고 있어,
   회전하는 상기 탱크와 회전하지 않는 상기 급배기수단이 회전원형관에 내장 삽입된 고정원형관에 의해 상대적으로 회전가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 수평원통회전형 건조장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전원형관의 외부 말단에는 회전원형관과 고정원형관 사이를 밀폐하는 밀폐수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 수평원통회전형 건조장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 밀폐수단은,
   상기 회전원형관의 돌출말단에 설치된 통상의 패킹박스, 고정원형관과 패킹박스 사이에 삽입되는 그랜드패킹, 또는 그랜드패킹과 양모씰 및 이들을 압축고정하는 패킹박스커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평원통회전형 건조장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 고정원형관의 축심을 조정하는 축심조정수단이 추가되는 것을 특징으로 하는 수평원통회전형 건조장치.
   
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 탱크 내부의 급기관에는 아래쪽으로 급기지관이 복수개 연결되어 급기지관의 하부말단으로 건조공기가 공급되는 것을 특징으로 하는 수평원통회전형 건조장치.
   
6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   망 형태의 스트레이너, 상기 스트레이너 상부로 소량의 물을 지속 공급하는 물공급부, 하부에는 분진을 함유한 물을 제거하는 드레인부를 포함하는 습식분진제거수단이 상기 배기관의 출구측에 추가되는 것을 특징으로 하는 수평원통회전형 건조장치.
   
7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 탱크의 일측에는 입출구가 형성되어 있고, 입출구가 형성된 내부 하부에 길이방향으로 배출스크류가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 수평원통회전형 건조장치.
   
8. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 탱크는 회전원형관과 고정결합된 제1반쪽하우징과, 회전원형관 및 제1반쪽하우징과 힌지결합 또는 분리결합되는 제2반쪽하우징으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수평원통회전형 건조장치.

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