KR102224082B1 - 디스크 타입 건조기의 실링 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음식물쓰레기, 슬러지, 축산분료 등과 같은 유기성폐기물을 건조하는 디스크 타입 건조기에서 건조기 본체 내부의 유기성폐기물 및 수분이 밖으로 빠져나오는 것을 막아주는 실링 장치에 관한 것이다.
본 발명은 드럼의 내부에서 회전하는 디스크를 이용하여 음식물쓰레기를 교반시킴과 더불어 고온의 에어를 함께 공급하는 방식을 병행하여 약 80% 이상의 수분을 포함하고 있는 음식물쓰레기를 짧은 시간 내에 효율적으로 건조시킬 수 있는 한편, 특히 건조기 본체와 중공 샤프트 간의 관통 부위에 완벽한 기밀 성능을 발휘하는 그랜드 패킹 모듈과 샤프트 슬리브 링의 조합으로 이루어진 새로운 실링 방식을 적용함으로써, 악취 발생 문제, 누수 문제 등을 완전히 해결할 수 있으며, 설비의 내구성 향상과 더불어 음식물쓰레기 처리 효율을 향상시킬 수 있는 디스크 타입 건조기의 실링 장치를 제공한다.

Description

디스크 타입 건조기의 실링 장치{SEALING DEVICE FOR DISK TYPE DRYER}
본 발명은 디스크 타입 건조기의 실링 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음식물쓰레기, 슬러지, 축산분료 등과 같은 유기성폐기물을 건조하는 디스크 타입 건조기에서 건조기 본체 내부의 유기성폐기물 및 수분이 밖으로 빠져나오는 것을 막아주는 실링 장치에 관한 것이다.
1990년대에 들어와 폐기물문제가 사회문제화되고, 소각 및 매립 처리과정 중에 2차오염이 일어나면서 쓰레기 성상 중에 가장 문제가 될 수 있는 음식물쓰레기와 슬러지에 대한 관심이 증가하게 되었다.
이들은 대부분이 미생물에 의하여 분해가능한 유기물을 많이 포함하고 있는 것으로 유기성폐기물로 분류되고 있다.
이들 유기성폐기물이 폐기물의 처리과정에서 문제가 되는 요인은 높은 수분함량으로서 음식물쓰레기는 80∼85% 정도, 슬러지는 75∼80% 정도를 보여주고 있다는 점이다.
이러한 높은 수분함량은 소각 시에 발열량을 저하시켜 보조연료의 사용량을 증가시키고, 경우에 따라서는 불완전연소를 유도하게 된다.
또한, 매립단계에서 침출수의 증가요인이 되며, 높은 수분함량에 유기물이 급격히 분해되어 악취발생의 요인이 되기도 한다.
이러한 문제점 때문에 1990년대에 들어와 매립규제하는 움직임이 발생했으며, 최대한 수분을 억제한 상태에서 반입을 유도하고 있으나, 아직까지 많은 문제점을 야기시키고 있는 실정이다.
일 예로서, 식당 또는 일반 가정에서 매일 배출되는 음식물쓰레기는 적당한 습도와 온도를 유지하면서 건조시키면, 동물의 사료, 유기질이 풍부한 양질의 퇴비, 연료 보조재 등으로 재활용할 수 있다.
하지만, 일반 생활쓰레기와 함께 버려져 매립 또는 소각되는 경우, 음식물쓰레기로 인해 다른 생활쓰레기까지 오염시켜서 악취는 물론이고 침출수, 오폐수 발생으로 인한 환경, 토질, 수질오염 등 많은 사회적 문제를 초래할 수 있다.
이러한 점을 고려하여 발효식, 탈수식, 분쇄 건조식, 온풍 및 열풍 건조식 등과 같은 여러 가지 방식의 음식물쓰레기 건조기가 제시되고 있다.
상기 발효식은 음식물쓰레기에 미생물 균주를 첨가하여 발효과정을 통하여 수분을 제거하는 것으로서, 온도 및 습도 관리가 가능한 공간이 필요하며 악취가 발생하고 처리시간이 길다는 단점이 있다.
상기 탈수식은 원심분리 방식 또는 프레스 압축방식으로 음식물쓰레기로부터 수분을 제거하는 것으로서, 기계 장치가 필요하고 후속 처리가 필요하며 잦은 고장과 완전 건조가 되지 않는다는 단점이 있다.
상기 분쇄 건조식은 음식물쓰레기를 분쇄와 동시에 건조시키는 것으로서, 동물의 뼈나 고형물에 의해 분쇄장치의 고장이 잦고, 밥, 식용유, 지방질 등에 의해 음식물쓰레기를 분쇄 도중에 젤리상태에서 굳어져 건조가 불가능하게 되며, 기계에 잔존 음식물로 인한 악취가 발생하는 단점이 있다.
상기 온풍 및 열풍 건조식은 소형 음식물쓰레기 처리기에 많이 쓰이는 방식으로서, 음식물쓰레기를 용기에 담아 건조실에 넣어 건조실 상단에 설치된 순환팬에 의해 온풍이나 열풍을 순환시키고 일부를 배출하는 방식이다.
이러한 온풍 및 열풍 건조식은 음식물쓰레기의 표면에서부터 내부로 건조시켜 들어가므로 음식물쓰레기의 표면에 건조한 막이 형성되어 내부로 열 전달이 잘되지 않아 12시간 이상씩 걸리고 젤리형태의 음식물쓰레기는 건조가 불가능하다는 단점이 있다.
최근에는 고온의 스팀을 이용하여 음식물쓰레기를 건조시키는 방식이 제시되고 있다.
예를 들면, 한국 등록특허 제10-1659814호에는 드럼의 내부에서 회전하는 디스크를 이용하여 음식물쓰레기를 교반시킴과 더불어 스팀을 공급하여 음식물쓰레기를 건조하는 방식의『디스크 건조기』가 개시되어 있다.
그러나, 한국 등록특허 제10-1659814호의『디스크 건조기』는 건조기 본체의 내부에 설치되는 디스크 회전체의 중공 샤프트 관통 부위가 단순한 패킹 구조로 마감처리되어 있는 관계로 건조기 본체의 내부에 투입되는 음식물쓰레기는 물론 음식물쓰레기에 포함되어 있는 침출수 등이 중공 샤프트 관통 부위를 통해 밖으로 새어 나오는 일이 빈번하게 발생하게 되고, 이로 인해 악취 발생 문제, 건조기 본체는 물론 주변의 오염 문제, 열악한 작업환경 문제, 설비 내구성 저하 문제 등 해결해야 할 문제점이 많이 있다.
한국 등록특허 제10-1659814호
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 드럼의 내부에서 회전하는 디스크를 이용하여 음식물쓰레기를 교반시킴과 더불어 고온의 에어를 함께 공급하는 방식을 병행하여 약 80% 이상의 수분을 포함하고 있는 음식물쓰레기를 짧은 시간 내에 효율적으로 건조시킬 수 있는 한편, 특히 건조기 본체와 중공 샤프트 간의 관통 부위에 완벽한 기밀 성능을 발휘하는 그랜드 패킹 모듈과 샤프트 슬리브 링의 조합으로 이루어진 새로운 실링 방식을 적용함으로써, 악취 발생 문제, 누수 문제 등을 완전히 해결할 수 있으며, 설비의 내구성 향상과 더불어 음식물쓰레기 처리 효율을 향상시킬 수 있는 디스크 타입 건조기의 실링 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 디스크 타입 건조기의 실링 장치는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 디스크 타입 건조기의 실링 장치는 음식물쓰레기 투입과 배출을 위한 투입구와 배출구가 갖추어져 있는 건조기 본체와, 상기 건조기 본체의 내부에 회전가능한 구조로 설치되고 스팀 인렛과 스팀 아웃렛를 가지는 중공 샤프트의 외주면에 다수 개의 디스크가 형성되어 있는 형태로 이루어지며 내부에 공급되는 스팀에 의해 가열되어 음식물쓰레기를 건조하면서 교반시켜주는 디스크 회전체와, 상기 디스크 회전체에 있는 중공 샤프트의 후단부에 연결되어 디스크 회전체를 회전시켜주는 구동장치와, 스팀 투입과 배출을 위한 스팀 인렛과 스팀 아웃렛을 가지면서 건조기 본체의 외주면 둘레를 감싸는 구조로 설치되는 스팀 자켓과, 상기 건조기 본체의 측벽과 중공 샤프트 간의 관통 부위에 설치되어 누수를 막아주는 실링 어셈블리를 포함하는 구조로 이루어진다.
특히, 상기 실링 어셈블리는 중공 사프트와 입력 샤프트 간의 연결 부위 둘레에 결합됨과 더불어 건조기 본체의 관통홀 내에 끼워지는 구조로 설치되는 패킹 하우징 및 상기 패킹 하우징의 내부에 장착되는 그랜드 패킹 모듈과, 상기 건조기 본체의 내부에 위치됨과 더불어 중공 샤프트의 외주면에 끼워져 이동 가능한 구조로 설치되고 안쪽으로 패킹 하우징을 수용하면서 건조기 본체의 측벽에 밀착 가능한 샤프트 슬리브 링을 포함하는 것이 특징이다.
여기서, 상기 그랜드 패킹 모듈은 패킹 하우징의 내부에 형성되는 패킹 장착홈에 나란하게 안착 수용되면서 중공 샤프트와 입력 샤프트 간의 연결 부위 둘레에 밀착되는 다수 개로 이루어지게 됨과 더불어 패킹 하우징의 전면에 설치되는 패킹 고정링에 의해 압착되는 구조로 장착될 수 있다.
이때의 패킹 고정링은 패킹 고정링의 플랜지 부분을 관통하면서 패킹 하우징의 전면에 체결되는 조절 볼트와 조절 너트에 의해 지지되는 구조로 설치됨으로써, 조절 볼트와 조절 너트의 조작을 통해 그랜드 패킹 모듈의 압착 정도를 조절할 수 있는 것이 특징이다.
그리고, 상기 샤프트 슬리브 링은 중심부에 홀을 가지는 링 형상의 링 몸체와, 상기 링 몸체의 가장자리에서 일정 각도로 경사지게 연장 형성되는 링 실링체로 구성될 수 있으며, 이에 따라 샤프트 슬리브 링은 링 몸체의 홀을 이용하여 중공 샤프트의 외주면에 동축 구조로 끼워져 지지되는 동시에 링 실링체의 둘레 단부를 이용하여 건조기 본체의 측벽 내벽면에 밀착되면서 건조기 본체의 내부 영역과 패킹 하우징이 수용되어 있는 링 몸체의 내부 영역을 차단시켜줄 수 있는 특징이 있다.
바람직한 실시예로서, 상기 샤프트 슬리브 링의 링 몸체에는 홀의 둘레를 따라가면서 일정간격으로 형성되어 중공 샤프트의 외주면을 타고 다니면서 샤프트 슬리브 링의 이동을 안내하는 다수 개의 가이드용 조각판이 형성될 수 있다.
본 발명에서 제공하는 디스크 타입 건조기의 실링 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
1) 스팀 자켓으로 고온의 환경을 조성함과 더불어 고온의 에어를 이용하여 음식물쓰레기를 건조시키는 방식을 적용함으로써, 음식물쓰레기의 표면만 건조되지 않고 내부로부터 건조되기 때문에 음식물쓰레기 함수율을 낮출 수 있고, 고온의 에어가 음식물쓰레기의 내부에 골고루 투입될 수 있도록 하여 전체적으로 고른 건조 효과를 얻을 수 있으며, 음식물쓰레기를 최적의 상태로 건조시킬 수 있는 등 음식물쓰레기 건조 효율 및 처리 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
따라서, 본 발명의 디스크 타입 건조기를 통해 건조된 처리물은 동물의 사료로도 사용 가능함은 물론 유기질이 풍부하여 양질의 퇴비나 연료 보조재로 재활용할 수 있는 등 친환경적이면서 사회적 이익을 증대시킬 수 있는 유용한 효과가 있다.
2) 건조기 본체와 중공 샤프트 간의 관통 부위에 그랜드 패킹 모듈과 샤프트 슬리브 링의 조합으로 이루어져 완벽한 기밀 성능을 발휘할 수 있는 새로운 실링 구조를 적용하여, 샤프트 슬리브 링의 압착 밀폐 기능으로 누수를 1차 차단함과 더불어 그랜드 패킹 모듈의 다단 밀폐 기능으로 누수를 2차 차단함으로써, 악취 발생 문제, 누수 문제 등을 완전히 해결할 수 있고, 설비의 내구성 향상과 더불어 음식물쓰레기 처리 효율을 향상시킬 수 있는 등 설비 유지보수 측면, 설비 운용적인 측면 및 설비 가동률 측면 등에서 유리한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 타입 건조기를 나타내는 정면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 타입 건조기의 실링 장치를 나타내는 단면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 타입 건조기의 실링 장치에서 샤프트 슬리브 링을 나타내는 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 타입 건조기의 실링 장치에서 샤프트 슬리브 링의 기밀 작용 상태를 나타내는 단면도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 타입 건조기를 나타내는 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 타입 건조기의 실링 장치를 나타내는 단면도이다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 디스크 타입 건조기는 음식물쓰레기가 건조되는 공간을 제공하는 수단으로 건조기 본체(12)를 포함한다.
상기 건조기 본체(12)는 원통형 드럼 형태로 이루어져 옆으로 누워있는 자세로 설치되고, 앞쪽의 측면 상부에는 건조하기 위한 음식물쓰레기를 투입할 수 있는 투입구(10)가 형성됨과 더불어 뒷쪽의 측면 하부에는 건조를 마친 음식물쓰레기를 배출할 수 있는 배출구(11)가 형성된다.
이러한 건조기 본체(12)의 측면 상부에는 본체 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배치되는 다수 개의 개폐가능한 덮개(30)가 설치되어 있으며, 이때의 덮개(30)는 건조기 본체 내부의 작업상황 확인, 내부 점검 등을 위한 용도로 사용될 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 투입구(10)를 통해서 건조기 본체(12)의 내부에 음식물쓰레기가 투입되면, 음식물쓰레기는 후술하는 디스크 회전체(17)와의 접촉에 의해 건조됨과 더불어 배출구(11)가 있는 쪽으로 이동되고, 건조를 마친 음식물쓰레기는 오버플로되는 형태, 즉 계속해서 투입되는 건조 전의 음식물쓰레기에 의해 밀려서 올라오는 형태로 배출구(11)를 통해 배출될 수 있게 된다.
또한, 상기 디스크 타입 건조기는 디스크 회전체(17)의 중공 샤프트(15)를 회전시켜주기 위한 수단으로 구동장치(18)를 포함한다.
상기 구동장치(18)는 모터 동력과 체인 전동을 이용하는 타입으로서, 건조기 본체(12)의 앞쪽 일측에 설치되는 모터(미도시)와, 상기 모터의 축에 장착되는 모터측 스프로킷(미도시)과, 중공 샤프트(15)의 앞쪽 단부, 즉 입력 샤프트(21)측에 장착되는 구동 스프로킷(31)과, 이들 모터측 스프로킷과 입력 샤프트(21)측의 구동 스프로킷(31) 사이에 연결되는 체인(미도시)을 포함한다.
이에 따라, 상기 모터의 작동 시 체인과 스프로킷에 의한 동력전달을 통해 중공 샤프트(15) 및 디스크 회전체(17)가 회전될 수 있게 된다.
또한, 상기 디스크 타입 건조기는 고온의 스팀을 이용하여 건조기 본체(12)의 온도를 유지시켜주는 수단으로 스팀 자켓(19)을 포함한다.
상기 스팀 자켓(19)은 건조기 본체(12)의 외주면 둘레, 예를 들면 덮개(30) 등이 설치되어 있는 건조기 본체 상면부와 측상부를 제외한 전체 외주면 둘레를 둘러 싸면서 건조기 본체(12)와의 사이에 공간을 조성할 수 있는 구조로 설치된다.
일 예로서, 상기 스팀 자켓(19)은 건조기 본체(12)의 전체 길이구간에 걸쳐 설치됨과 더불어 전체 둘레구간 중 상부 일부를 제외한 나머지 측부와 저부에 걸쳐 설치될 수 있게 된다.
여기서, 상기 스팀 자켓(19)은 내부 전체가 통하는 하나의 자켓 형태로 이루어질 수도 있으나, 바람직하게는 3개 내지 4개의 격실로 나누어 각각이 스팀을 공급받고 배출시킬 수 있는 구조로 구성하는 것이 바람직하다.
이러한 스팀 자켓(19)에는 스팀 투입을 위한 복수 개의 스팀 인렛(13b)과 스팀 배출을 위한 복수 개의 스팀 아웃렛(14b)이 구비된다.
이에 따라, 외부의 스팀 공급원(미도시)으로부터 제공되는 고온의 스팀, 예를 들면 100∼200℃ 정도의 스팀은 옆쪽의 스팀 인렛(13b)을 통해 스팀 자켓(19)의 내부로 들어옴과 더불어 자켓 내부 공간을 흐르면서 건조기 본체(12)의 외벽 둘레를 가열한 후에 아래쪽의 스팀 아웃렛(14b)을 통해 응축수 형태로 빠져나가게 되므로서, 건조기 본체(12)는 항상 적정온도로 유지될 수 있게 된다.
또한, 상기 디스크 타입 건조기는 실질적으로 음식물쓰레기를 가열하여 건조시키고 또 교반시키고 또 뒷쪽으로 이송시키는 수단으로 디스크 회전체(17)를 포함한다.
상기 디스크 회전체(17)는 건조기 본체(12)의 내부에 회전가능한 구조로 설치되는 중공 샤프트(15)와, 상기 중공 샤프트(15)의 외주면에 형성되는 다수 개의 디스크(16)로 구성된다.
이러한 디스크 회전체(17)는 중공 샤프트(15)의 내부와 디스크(16)의 내부로 공급되는 스팀에 의해 가열되는 디스크(16)의 전도열 등을 이용하여 음식물쓰레기를 건조시킬 수 있게 된다.
이를 위하여, 상기 중공 샤프트(15)는 건조기 본체(12)의 내부에서 건조기 본체(12)의 축선을 따라 나란하게 배치되고, 이러한 중공 샤프트(15)의 양단부는 건조기 본체(12)의 앞쪽과 뒷쪽을 통해 외부로 관통 연장되며, 이렇게 건조기 본체(12)의 밖으로 연장된 중공 샤프트(15)의 양단부는 건조기 본체(12)의 앞쪽과 뒷쪽에 설치되어 있는 각각의 베어링(32)에 의해 지지된다.
여기서, 상기 중공 샤프트(15)의 양쪽 단부에는 스팀 인렛(13a)과 스팀 아웃렛(14a)을 각각 가지는 로타리 조인트(33)가 설치되고, 이때의 로타리 조인트(33)에 있는 스팀 인렛(13a)을 통해 유입되는 스팀이 중공 샤프트(15) 및 디스크(16)의 내부를 경유한 후에 스팀 아웃렛(14a)을 통해 빠져나갈 수 있게 된다.
그리고, 상기 건조기 본체(12)의 앞쪽으로 나와 있는 중공의 입력 샤프트(21)에는 체인이 걸려지게 되는 구동 스프로킷(31)이 장착되어 모터측 동력을 전달받을 수 있게 되고, 이에 따라 모터 구동 시 중공 샤프트(15)는 양단의 베어링(32)에 의한 지지를 받으면서 회전될 수 있게 되며, 결국 중공 샤프트(15) 및 디스크(16)를 포함하는 디스크 회전체(17) 전체가 회전될 수 있게 된다.
여기서, 상기 로터리 조인트는 공지의 로터리 조인트를 적용할 수 있으며, 이에 따라 그 내부 유로 등에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 디스크 회전체(17)의 디스크(16)는 내부에 공간을 가지는 중공의 원판 형태로 이루어지게 되고, 중공 샤프트(15) 상에 그 중심을 통해 관통되면서 샤프트측과 동축을 이루는 구조로 설치된다.
여기서, 상기 디스크(16)는 중심쪽에서 외곽쪽으로 갈수록 폭이 좁아지는, 다시 말해 중심쪽에서 외곽쪽으로 갈수록 두께가 얇아지는 형태의 원판이 적용될 수 있게 된다.
이러한 디스크(16)는 다수 개가 구비되며 각각의 디스크(16)는 중공 샤프트(15)의 길이방향을 따라 일정간격으로 배치될 수 있게 된다.
따라서, 이와 같이 구성되는 디스크 타입 건조기의 작동상태에 대해 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 건조기 본체(12)의 투입구(10)를 통해 일정량의 음식물쓰레기, 예를 들면 함수율이 80% 이상인 음식물쓰레기가 투입된다.
다음, 음식물쓰레기 투입 후, 구동장치(18)에 의해 디스크 회전체(17)가 회전하게 되고, 계속해서 중공 샤프트(15)의 내부로 고온의 스팀이 공급됨과 더불어 스팀 자켓(19)의 내부에도 고온의 스팀이 공급된다.
이때의 중공 샤프트(15)로 공급되는 스팀에 의해 디스크(16)가 가열되면서 디스크 표면 온도가 올라가게 됨과 더불어 스팀 자켓(19)으로 공급되는 스팀에 의해 건조기 본체(12)의 벽면 또한 가열되어 벽면 내벽의 온도가 올라가게 된다.
이 상태에서, 건조기 본체(12) 내에서 디스크 회전에 의해 뒤섞이면서 교반되는 음식물쓰레기는 온도가 올라가 있는 디스크 표면은 물론 드럼 벽면에 접촉되면서 건조될 수 있게 된다.
이렇게 건조기 본체(12)의 내부에 투입된 음식물쓰레기는 디스크 표면 등과의 접촉에 의해 건조됨과 고온의 에어 투입에 의해 건조되고, 이러한 과정을 거치면서 배출구(11)가 있는 쪽으로 이동된 후에 배출구(11)를 통해 배출되므로서, 음식물쓰레기에 대한 건조처리 과정이 완료된다.
특히, 본 발명에서는 건조기 본체(12)의 내부에서 건조되는 음식물쓰레기 및 각종 침출수가 건조기 본체(12)의 외부로 누수되는 것을 효과적으로 막아주는 수단으로서, 건조기 본체(12)의 측벽과 중공 샤프트(15) 간의 관통 부위에 설치되어 누수를 막아주는 실링 어셈블리(20)를 포함한다.
상기 실링 어셈블리(20)는 1차 누수 차단을 위한 샤프트 슬리브 링(25)과 2차 누수 차단을 위한 그랜드 패킹 모듈(24)을 이용하여 건조기 본체(12)의 샤프트 관통 부위를 통한 누수를 다단으로 막아주는 역할을 하게 된다.
이를 위하여, 상기 건조기 본체(22)의 관통홀(22), 즉 중공 샤프트(15)가 관통되는 건조기 본체(22)의 측벽에 형성되는 관통홀(22)에는 한쪽 플랜지 부분을 갖는 링 형태의 패킹 하우징(24)이 샤프트와 동축을 이루며 끼워지면서 볼트 체결 구조로 설치되고, 이렇게 설치되는 패킹 하우징(24)은 중공 사프트(15)와 입력 샤프트(21) 간의 연결 부위 둘레를 감싸면서 샤프트측과 결합될 수 있게 된다.
이러한 패킹 하우징(24)의 내측에는 패킹 장착홈(26)이 형성되며, 이때의 패킹 장착홈(26)에는 다수 개의 패킹 조합으로 이루어지는 그랜드 패킹 모듈(24)이 장착될 수 있게 된다.
그리고, 상기 그랜드 패킹 모듈(24)은 다수 개의 패킹, 예를 들면 링 모양의 씰(Seal) 형태를 이루는 패킹 조합으로 이루어지게 되고, 이러한 그랜드 패킹 모듈(24)의 각 패킹들은 패킹 하우징(24)에 형성되어 있는 패킹 장착홈(26) 내에 차례차례 밀착되면서 나란하게 장착됨과 더불어 입력 샤프트(21)와 중공 샤프트(15) 간의 연결 부위를 포함하는 그 앞쪽과 뒷쪽 구간에서 입력 샤프트(21)와 중공 샤프트(15)의 외주면 둘레에 밀착될 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 그랜드 패킹 모듈(24)이 발휘하는 기밀 성능에 의해 입력 샤프트(21)와 중공 샤프트(15) 간의 연결 부위를 통한 누수가 완전히 차단될 수 있게 된다.
또한, 상기 실링 어셈블리(20)는 패킹 하우징(23)의 패킹 장착홈(26) 내에 장착되어 있는 그랜드 패킹 모듈(24)의 각 패킹들을 장착 상태를 긴밀하고 안정적으로 유지시켜주는 수단으로 패킹 고정링(27)을 포함한다.
이러한 패킹 고정링(27)은 패킹 하우징(23)의 전면에 나란하게 배치되면서 후술하는 조절 볼트(28) 및 조절 너트(29)에 의해 패킹 하우징(23)에 체결되는 구조로 설치된다.
이렇게 설치되는 패킹 고정링(27)은 패킹 하우징(23)의 내측, 즉 패킹 장착홈(26)의 내측으로 진입하는 끝 부분을 이용하여 가장 바깥쪽에 위치되어 있는 패킹을 눌러주게 됨과 더불어 가장 안쪽에 위치되어 있는 패킹은 패킹 장착홈(26)의 안쪽 끝에 있는 턱 부분에 받쳐지게 됨으로써, 그랜드 패킹 모듈(24)의 각 패킹들은 서로 간의 압착된 상태를 유지하면서 기밀 기능을 수행할 수 있게 된다.
또한, 상기 실링 어셈블리(20)는 그랜드 패킹 모듈(24)의 각 패킹 간의 긴밀한 장착상태를 유지시켜주는 수단으로 조절 볼트(28) 및 조절 너트(29)를 포함한다.
상기 조절 볼트(28)와 조절 너트(29)는 나사 체결력 조절을 통해 그랜드 패킹 모듈(24)을 눌러서 압착시켜주는 패킹 고정링(27)의 위치를 조절해주는 역할을 하게 된다.
이를 위하여, 상기 조절 볼트(28)는 패킹 고정링(27)의 플랜지 부분에 형성되어 있는 홀을 관통한 후에 패킹 하우징(23)의 전면에 형성되어 있는 나사홈에 체결되고, 상기 조절 너트(29)는 한쌍으로 이루어져 조절 볼트(28)에 체결되면서 패킹 고정링(27)의 플랜지 부분 전면에 밀착된다.
이에 따라, 상기 중공 샤프트(15)의 회전 등에 따른 진동이나 충격에 의해 그랜드 패킹 모듈(24)의 패킹이 헐거워지거나, 또는 그랜드 패킹 모듈(24)의 패킹 자체가 노후화되거나 하는 등의 상황에서 그랜드 패킹 모듈(24)을 타이트하게 조여야 하는 경우, 조절 볼트(28)에 체결되어 있는 조절 너트(29)를 돌려서 안쪽으로 조이게 되면, 이때의 조절 너트(29)에 의해 밀려나는 패킹 고정링(27)이 안쪽으로 좀더 위치 이동하게 되고, 결국 그랜드 패킹 모듈(24)의 패킹들이 타이트하게 밀착될 수 있게 된다.
반대로, 상기 그랜드 패킹 모듈(24)의 각 패킹들이 너무 타이트하게 밀착되어 있는 경우, 조절 볼트(28)에 체결되어 있는 조절 너트(29)를 돌려서 바깥쪽으로 풀어주게 되면, 이때의 조절 너트(29)에 의한 구속력이 해제되는 패킹 고정링(27)이 바깥쪽으로 위치를 옮길 수 있게 되고, 결국 그랜드 패킹 모듈(24)의 패킹들이 약간 느슨하게 밀착될 수 있게 된다.
이와 같이, 상기 패킹 고정링(27)은 패킹 고정링(27)의 플랜지 부분을 관통하면서 패킹 하우징(23)의 전면에 체결되는 조절 볼트(28)와 조절 너트(29)에 의해 지지되는 구조로 설치됨으로써, 조절 볼트(28)와 조절 너트(29)의 조작에 의해 그랜드 패킹 모듈(24)을 압착하는 정도가 조절될 수 있게 된다.
또한, 상기 실링 어셈블리(20)는 음식물쓰레기에 포함되어 있는 수분 등의 침출수는 물론 슬러지 형태의 음식물쓰레기 등의 누수를 1차적으로 차단해주는 수단으로 샤프트 슬리브 링(25)을 포함한다.
상기 샤프트 슬리브 링(25)은 금속이나 플라스틱 등과 같은 소재로 이루어질 수 있게 되고, 중심부에 홀(25a)을 가지는 링 형상의 링 몸체(25b)와, 상기 링 몸체(25b)의 가장자리에서 일정 각도로 경사지게 연장 형성되는 콘 형상의 링 실링체(25c)로 구성된다.
이러한 샤프트 슬리브 링(25)은 건조기 본체(12)의 내부에 위치됨과 더불어 중공 샤프트(15)의 외주면에 끼워져 이동 가능한 구조로 설치되며, 이렇게 설치되는 샤프트 슬리브 링(25)은 안쪽으로 패킹 하우징(23)을 수용하면서 건조기 본체(12)의 측벽에 밀착될 수 있게 된다.
즉, 상기 샤프트 슬리브 링(25)은 링 실링체(25c)를 이용하여 건조기 본체(12)의 벽체 내벽에 밀착되고, 이 상태에서 그랜드 패킹 모듈(24)이 들어 있는 패킹 하우징(23)의 주변을 커버하면서 기밀 기능을 수행할 수 있게 된다.
이를 위하여, 상기 샤프트 슬리브 링(25)은 링 몸체(25b)의 홀(25a)을 이용하여 중공 샤프트(15)의 외주면에 동축 구조로 끼워져 지지되고, 이와 더불어 음식물쓰레기의 압력에 의해 건조기 본체(12)의 측벽쪽으로 이동한 후에 링 실링체(25c)의 둘레 단부를 이용하여 건조기 본체(12)의 측벽 내벽면에 밀착되면서 건조기 본체(12)의 내부 영역과 패킹 하우징(23)이 수용되어 있는 링 몸체(25b)의 내부 영역을 차단시켜줄 수 있게 되므로서, 건조기 본체(12)의 중공 샤프트 관통 부위를 통해 누수 문제를 원천적으로 해결할 수 있게 된다.
그리고, 상기 샤프트 슬리브 링(25)의 링 몸체(26b)에는 그 내면에 홀(25a)의 둘레를 따라가면서 일정간격으로 배치되는 다수 개의 가이드용 조각판(25d), 예를 들면 90°간격으로 배치되는 4개의 가이드용 조각판(25d)이 돌출 형성된다.
이에 따라, 상기 샤프트 슬리브 링(25)의 이동 시 가이드용 보강판(25d)이 중공 샤프트(15)의 외주면을 타고 다니면서 샤프트 슬리브 링(25)의 정확한 직선 이동을 안내할 수 있게 되고, 결국 샤프트 슬리브 링(25)의 링 실링체(25c)의 가장자리는 건조기 본체(12)의 측벽 내벽면에 균일하게 밀착될 수 있게 되는 등 샤프트 슬리브 링(25)의 기밀 성능을 확보할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 타입 건조기의 실링 장치에서 샤프트 슬리브 링의 기밀 작용 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 건조기 본체(12)의 투입구(10)를 통해 일정량의 음식물쓰레기, 예를 들면 함수율이 80% 이상인 음식물쓰레기가 투입되고, 이렇게 투입되는 음식물쓰레기는 건조로 본체(12)의 초기 구간인 투입 예열구간, 중기 구간인 점착구간(Glue zone), 말기 구간인 건조 배출구간을 따라 진행되면서 건조된 후에 배출된다.
이렇게 음식물쓰레기의 투입 및 건조, 그리고 배출이 이루어지는 과정에서, 건조기 본체(12)의 투입 예열구간으로 음식물쓰레기가 들어오게 되면, 이때의 음식물쓰레기가 가하는 압력에 의해 샤프트 슬리브 링(25)이 건조기 본체(12)의 측벽 내벽면쪽으로 밀리게 되고, 이와 동시에 샤프트 슬리브 링(25)의 링 실링체(25c)가 건조기 본체(12)의 측벽 내벽면에 밀착된다.
이에 따라, 상기 건조기 본체(12)의 중공 샤프트 관통 부위는 샤프트 슬리브 링(25)의 링 실링체(25c)에 의해 음식물쓰레기측과 격리될 수 있게 되므로서, 음식물쓰레기에 포함되어 있는 수분 등의 누수가 1차 차단될 수 있게 된다.
계속해서, 상기 샤프트 슬리브 링(25)의 내측 영역에서는 패킹 하우징(23)에 장착되어 있는 그랜드 패킹 모듈(24)이 중공 샤프트 관통 부위를 막아주고 있기 때문에 간혹 샤프트 슬리브 링(25)의 1차 차단벽을 넘어온 음식물쓰레기에 포함되어 있는 수분 등의 누수도 그랜드 패킹 모듈(24)에 의해 2차 차단될 수 있게 된다.
따라서, 상기 건조기 본체(12)의 중공 샤프트 관통 부위에서 1차 차단벽 역할을 하는 샤프트 슬리브 링(25)과 2차 차단벽 역할을 하는 그랜드 패킹 모듈(24)이 제기능을 충분히 발휘하게 되므로서, 중공 샤프트 관통 부위를 통한 누수 문제를 완전히 배제할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 건조기 본체의 내부에서 회전하는 디스크를 이용하여 음식물쓰레기를 교반시키고, 이와 더불어 고온의 에어를 함께 공급하는 방식을 병행하여 약 80% 이상의 수분을 포함하고 있는 음식물쓰레기를 짧은 시간 내에 효율적으로 건조시킴으로써, 음식물쓰레기의 함수율을 대폭 낮춰서 건조 효율을 높일 수 있음은 물론 음식물쓰레기의 교반 효율을 높일 수 있는 등 전체적으로 음식물쓰레기 처리 효율을 향상시킬 수 있는 한편, 특히 건조기 본체와 중공 샤프트 간의 관통 부위에 완벽한 기밀 성능을 발휘하는 그랜드 패킹 모듈과 샤프트 슬리브 링의 조합으로 이루어진 새로운 실링 구조를 적용함으로써, 악취 발생 문제, 누수 문제 등을 완전히 해결할 수 있다.
10 : 투입구
11 : 배출구
12 : 건조기 본체
13a,13b : 스팀 인렛
14a,14b : 스팀 아웃렛
15 : 중공 샤프트
16 : 디스크
17 : 디스크 회전체
18 : 구동장치
19 : 스팀 자켓
20 : 실링 어셈블리
21 : 입력 샤프트
22 : 관통홀
23 : 패킹 하우징
24 : 그랜드 패킹 모듈
25 : 샤프트 슬리브 링
25a : 홀
25b : 링 몸체
25c : 링 실링체
25d : 가이드용 조각판
26 : 패킹 장착홈
27 : 패킹 고정링
28 : 조절 볼트
29 : 조절 너트
30 : 덮개
31 : 구동 스프로킷
32 : 베어링
33 : 로타리 조인트

Claims (5)

  1. 음식물쓰레기 투입과 배출을 위한 투입구(10)와 배출구(11)가 갖추어져 있는 건조기 본체(12);
    상기 건조기 본체(12)의 내부에 회전가능한 구조로 설치되고 스팀 인렛(13a)과 스팀 아웃렛(14b)를 가지는 중공 샤프트(15)의 외주면에 다수 개의 디스크(16)가 형성되어 있는 형태로 이루어지며 내부에 공급되는 스팀에 의해 가열되어 음식물쓰레기를 건조하면서 교반시켜주는 디스크 회전체(17);
    상기 디스크 회전체(17)에 있는 중공 샤프트(15)의 후단부에 연결되어 디스크 회전체(17)를 회전시켜주는 구동장치(18);
    스팀 투입과 배출을 위한 스팀 인렛(13b)과 스팀 아웃렛(14b)을 가지면서 건조기 본체(12)의 외주면 둘레를 감싸는 구조로 설치되는 스팀 자켓(19);
    상기 건조기 본체(12)의 측벽과 중공 샤프트(15) 간의 관통 부위에 설치되어 누수를 막아주는 실링 어셈블리(20);
    를 포함하고,
    상기 실링 어셈블리(20)는 중공 사프트(15)와 입력 샤프트(21) 간의 연결 부위 둘레에 결합됨과 더불어 건조기 본체(12)의 관통홀(22) 내에 끼워지는 구조로 설치되는 패킹 하우징(23) 및 상기 패킹 하우징(23)의 내부에 장착되는 그랜드 패킹 모듈(24)과, 상기 건조기 본체(12)의 내부에 위치됨과 더불어 중공 샤프트(15)의 외주면에 끼워져 이동 가능한 구조로 설치되고 안쪽으로 패킹 하우징(23)을 수용하면서 건조기 본체(12)의 측벽에 밀착 가능한 샤프트 슬리브 링(25)을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 타입 건조기의 실링 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 그랜드 패킹 모듈(24)은 패킹 하우징(23)의 내부에 형성되는 패킹 장착홈(26)에 나란하게 안착 수용되면서 중공 샤프트(15)와 입력 샤프트(21) 간의 연결 부위 둘레에 밀착되는 다수 개로 이루어지게 됨과 더불어 패킹 하우징(23)의 전면에 설치되는 패킹 고정링(27)에 의해 압착되는 구조로 장착되는 것을 특징으로 하는 디스크 타입 건조기의 실링 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 패킹 고정링(27)은 패킹 고정링(27)의 플랜지 부분을 관통하면서 패킹 하우징(23)의 전면에 체결되는 조절 볼트(28)와 조절 너트(29)에 의해 지지되는 구조로 설치되어, 조절 볼트(28)와 조절 너트(29)의 조작에 의해 그랜드 패킹 모듈(24)을 압착하는 정도가 조절될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 디스크 타입 건조기의 실링 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 샤프트 슬리브 링(25)은 중심부에 홀(25a)을 가지는 링 형상의 링 몸체(25b)와, 상기 링 몸체(25b)의 가장자리에서 일정 각도로 경사지게 연장 형성되는 링 실링체(25c)로 구성되어, 링 몸체(25b)의 홀(25a)을 이용하여 중공 샤프트(15)의 외주면에 동축 구조로 끼워져 지지되는 동시에 링 실링체(25c)의 둘레 단부를 이용하여 건조기 본체(12)의 측벽 내벽면에 밀착되면서 건조기 본체(12)의 내부 영역과 패킹 하우징(23)이 수용되어 있는 링 몸체(25b)의 내부 영역을 차단시켜주는 것을 특징으로 하는 디스크 타입 건조기의 실링 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 샤프트 슬리브 링(25)의 링 몸체(25b)에는 홀(25a)의 둘레를 따라가면서 일정간격으로 형성되어 중공 샤프트(15)의 외주면을 타고 다니면서 샤프트 슬리브 링(25)의 이동을 안내하는 다수 개의 가이드용 조각판(25d)이 형성되는 것을 특징으로 하는 디스크 타입 건조기의 실링 장치.
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