KR102231465B1

KR102231465B1 - 폐기물 건조장치

Info

Publication number: KR102231465B1
Application number: KR1020200158276A
Authority: KR
Inventors: 전용봉
Original assignee: 주식회사 코벡
Priority date: 2020-11-23
Filing date: 2020-11-23
Publication date: 2021-03-24

Abstract

폐기물 건조장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 폐기물 건조장치는 중공의 원통 형상이며, 내부 중앙에 회전축이 회전 가능하게 배치되고, 상부에 상기 폐기물이 주입되는 폐기물주입구가 형성되며, 하부에 상기 건조물이 배출되는 건조물배출구가 형성되는 동체와, 상기 동체의 내부에 배치되며, 상기 회전축과 함께 회전되어 상기 동체의 내부로 주입된 상기 폐기물을 교반하는 이송 건조부와, 상기 동체의 외주면에 결합되어 스팀공간을 형성하며, 상기 동체의 외주면과의 사이로 스팀을 공급받아 상기 동체의 내부로 주입된 상기 폐기물을 가열하는 스팀 재킷 및 상기 동체의 내부에서 이송 및 가열 처리된 폐액으로부터 증발된 상기 증기에 포함된 액적을 분리하며, 상기 액적이 분리된 상기 증기를 배출하는 증기배출구가 형성되는 미스트 세퍼레이터를 포함하여 제공될 수 있다.

Description

폐기물 건조장치{DRYING APPARATUS FOR WASTE}

본 발명은 폐기물 건조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고농도 폐액 또는 고체형 슬럿지를 동체 내부에서 가열 및 교반 처리하되, 동체 내부에 강한 회전원심력을 형성함으로써 증기 내에 포함된 액적을 분리 처리할 수 있는 폐기물 건조장치에 관한 것이다.

일반적으로 폐기물(폐액, 슬럿지 등)으로부터 고형물을 석출, 건조하는 증발농축에 의한 고액분리방법은, 액상 폐기물의 경우 1단계로서 저농도의 폐액(원액)을 증발 농축장치에 유입하여 스팀으로 다량의 수분을 증발, 고형물의 농도를 높여 고농도의 폐액(농축액)으로 배출하고, 2단계로는 상기 고농도의 폐액(농축액)을 별도의 결정화 장치나 건조장치를 거쳐 잔여 수분을 증발시킴으로써 최종 고액분리를 이루게 되고, 고상 폐기물(슬럿지)의 경우 직접 건조장치에 유입하여 스팀이나 열매체를 이용, 슬럿지에 함유된 수분은 증발 제거함으로써 낮은 함수율의 폐기물로 배출하는 것이다.

도 1은 각각 1, 2단계로 구성된 통상의 액상증발농축 및 건조처리 시스템을 나타낸다.

1단계인 증발농축 공정(A)에 있어서, 내부에 약 150torr의 진공이 형성된 증발관(100)에 정해진 레벨까지 폐액(원액)이 공급되면, 순환펌프(120)가 가동되어 유입된 폐기물은 가열기(130)의 TUBE SIDE를 거쳐 증발관(100)으로 순환하게 된다. 이때, 가열기(130)의 SHELL SIDE에 보일러로부터 스팀이 공급되어 순환하고 있는 폐액을 가열하게 된다.

가열된 폐기물은 진공이 형성되어 있는 증발관(100)에 순환 유입되면서 증발된다. 증발관(100)에서 폐기물로부터 증발된 증기는 응축기(160)로 보내져 응축되고 응축수 배출펌프(170)에 의해 증발응축수 저장조로 보내진다. 즉, 증발농축공정에 유입되는 다량의 수분을 함유한 저농도 폐액(원액)은 본 공정에서 다량의 수분이 증발되어 소량의 고농도 폐액(농축액)으로 배출되는 것이다.

상기 증발농축 과정을 통하여 목표한 농도까지 농축된 고농도 폐액(농축액)은 농축액 배출밸브(180)를 통해 배출되어 농축액 저장조(210)에 이송된 후 2단계인 건조공정에서 최종 건조처리된다.

2단계인 농축액 건조공정(B)에서는, 약 250torr의 진공이 형성된 건조장치(200) 내에 1단계에서 배출된 고농도 폐액(농축액)을 유입한 후, 스팀재킷에 스팀을 공급하여 가열한다. 유입된 농축폐액은 동체 내부에 구성된 스크레퍼 교반수단(205)에 의해 교반되며 공급된 열에 의해 가열 및 증발한다. 농축폐액으로부터 증발된 증기는 진공 응축기(230)에 유도되어 전량 응축, 응축수 배출펌프(240)에 의해 응축수 저장조로 이송된다. 이러한 과정에서 농축액 중의 수분이 점점 증발함에 따라 농축, 건조된 다음, 하단에 설치된 건조물 배출구를 통하여 건조물(250)로 최종 배출된다.

상기한 2단계 공정을 통해 유입된 폐액 중의 대부분의 수분은 증발하여 응축, 처리수가 되고, 증발잔유물(Total Solids)은 농축, 건조되어 건조물로 배출, 최종적으로 폐액의 고액분리가 이루어지게 된다.

이러한 2단계 건조처리 공정에 있어서 중요한 것은 증발응축수(처리수)의 수질과 고농도 폐액의 증발 효율이다. 처리수의 수질오염물질의 상당 부분은 고농도의 폐액이 증발하는 과정에서 액적이 증발된 증기와 함께 비말동반하여 응축기에 유입됨으로써 응축수(처리수)가 오염되는 경우이다. 또한, 고농도 폐액의 건조과정에서는 과도한 스케일에 의한 전열면의 오염으로 인하여 열전달 효율의 감소에 따른 증발량 저하를 초래하여 건조장치의 건조능력이 현저히 떨어지게 된다. 또한, 유입된 폐액중의 수분이 점점 증발함에 따라 잔유물의 함수율이 점점 낮아지게 되고 이에 따른 열전달 계수가 점점 낮아져 건조효율이 급감되는 문제점이 있다. 이는 최종 건조물의 함수율에도 큰 영향을 미치므로 전열면의 오염방지와 폐액의 열전달 효율은 건조장치에 있어서 매우 중요한 요소이다. 특히, 간접가열형 건조장치에 있어서 전열면의 오염을 낮추기 위해 여러 가지 방법이 적용되고 있으나, 대다수의 건조장치가 여러 가지 이유로 효과적인 건조처리능력을 갖추지 못하는 경우가 많은 것이 현실이다.

공개특허공보 제10-2017-0029992호(2017.03.16 공개)

본 발명이 해결하려는 과제는, 고농도 폐액 또는 고체형 슬럿지를 동체 내부에서 가열 및 교반 처리하되, 피건조물에 강한 회전원심력을 부여하여 전열효과를 극대화함과 동시에 증기 내에 포함된 액적을 효과적으로 분리 처리할 수 있는 폐기물 건조장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 폐기물 건조장치는 폐기물이 주입되며, 주입된 상기 폐기물을 이송 및 가열 처리하여 증기와 건조물로 분리하는 폐기물 건조장치에 있어서, 중공의 원통 형상이며, 내부 중앙에 회전축이 회전 가능하게 배치되고, 상부에 상기 폐기물이 주입되는 폐기물주입구가 형성되며, 하부에 상기 건조물이 배출되는 건조물배출구가 형성되는 동체; 상기 동체의 내부에 배치되며, 상기 회전축과 함께 회전되어 상기 동체의 내부로 주입된 상기 폐기물을 하방으로 이송시키며 건조시키는 이송 건조부; 상기 동체의 외주면에 결합되어 스팀공간을 형성하며, 상기 동체의 외주면과의 사이로 스팀을 공급받아 상기 동체의 내부로 주입된 상기 폐기물을 가열하는 스팀 재킷; 및 상기 동체의 내부에서 이송 및 가열 처리된 폐액으로부터 증발된 상기 증기에 포함된 액적을 분리하며, 상기 액적이 분리된 상기 증기를 배출하는 증기배출구가 형성되는 미스트 세퍼레이터;를 포함하며, 상기 이송 건조부는 상기 동체의 내주면과 상기 회전축 사이에 배치되는 원통 형상이며, 고정봉을 통해 상기 회전축에 고정되며, 상기 회전축과 함께 회전되는 회전 원통체; 상기 회전 원통체의 외주면의 상단으로부터 하단까지 나선형으로 결합되며, 상기 폐기물을 일정 방향으로 이송시키는 나선형 블레이드; 및 상기 회전 원통체의 외주면과 내주면을 관통하는 적어도 하나 이상의 제1 증기유통공;을 포함할 수 있다.

상기 나선형 블레이드는 상기 회전 원통체의 상단으로부터 하단까지 상기 회전 원통체의 외주를 따라 복수 회 감기도록 형성될 수 있다.

상기 나선형 블레이드는 하부측으로 인접한 상기 나선형 블레이드에 대한 이격거리와 상부측으로 인접한 상기 나선형 블레이드에 대한 이격거리가 다른 간격을 가질 수 있다.

상기 나선형 블레이드는 하부측으로 인접한 상기 나선형 블레이드에 대한 이격거리가 상부측으로 인접한 상기 나선형 블레이드에 대한 이격거리보다 작게 마련될 수 있다.

상기 나선형 블레이드는 하부측으로 인접한 상기 나선형 블레이드에 대한 이격거리와 상부측으로 인접한 상기 나선형 블레이드에 대한 이격거리가 등간격을 가질 수 있다.

상기 나선형 블레이드는 상단으로부터 하단까지 불연속적으로 연결되도록 상기 나선형 블레이드의 단부에 상면 및 하면을 관통하는 복수의 낙하개구부가 형성될 수 있다.

상기 복수의 낙하개구부는 상기 회전 원통체의 길이방향을 기준으로 상부측 또는 하부측으로 인접한 다른 낙하개구부와 중첩되지 않도록 배치될 수 있다.

상기 회전 원통체의 최상단부는 상기 동체의 상기 폐기물주입구의 최상단부보다 높게 위치되며, 상기 나선형 블레이드의 최상단부는 상기 동체의 상기 폐기물주입구의 최하단부보다 낮게 위치될 수 있다.

상기 나선형 블레이드의 외측단부는 상기 동체의 내주면에 밀착될 수 있다.

상기 미스트 세퍼레이터는 상기 동체의 상부에 결합되며, 상기 증기배출구가 형성되는 상부 하우징; 중공의 원통 형상이며, 상단부가 상기 상부 하우징에 의해 지지되고, 하단부가 상기 회전 원통체의 내주면의 내부로 연장되며, 상부에 내주면 및 외주면을 관통하는 제2 증기유통공이 형성되는 증기 상승 유도관; 내주면이 상기 증기 상승 유도관 중 상기 상부 하우징의 내부에 배치되는 단부의 외주면과 이격되며, 외주면이 상기 상부 하우징의 내측면과 이격되도록 배치되는 중공의 원통 형상의 증기 하강 유도관; 상기 증기 하강 유도관의 내부에 배치되는 상기 증기 상승 유도관의 외주면의 상단으로부터 하단까지 나선형으로 결합되는 증기유도깃; 및 상기 상부 하우징의 내측면과 상기 증기 하강 유도관의 외주면 사이에 설치되는 데미스터;를 포함할 수 있다.

상기 증기 상승 유도관은 하단부가 상기 고정봉보다 상부에 배치되고, 상기 증기 상승 유도관 중 상기 동체의 내부에 배치되는 단부의 외주면이 상기 회전 원통체의 내주면과 이격될 수 있다.

상기 회전축 중 상기 증기 상승 유도관 내부에 배치되는 단부에 구비되는 임펠러;를 더 포함할 수 있다.

상기 상부 하우징에 형성되며, 상기 증기유도깃 또는 상기 데미스터에서 분리된 상기 액적을 배출하는 드레인포트;를 더 포함할 수 있다.

상기 상부 하우징은 개방시 상기 데미스터를 교체 또는 수리할 수 있는 통로를 형성하는 데미스터청소구가 형성될 수 있다.

상기 동체의 상부에 결합되며, 상기 증기배출구가 형성되는 상부 하우징; 상기 상부 하우징에 결합되며, 구동모터의 동력을 전달하는 감속장치가 구비되는 감속장치 하우징; 상기 감속장치 하우징에 구비되며, 상기 감속장치의 동력을 전달받아 상기 회전축으로 공급하는 구동축; 및 상기 상부 하우징의 증기가 상기 감속장치 하우징으로 유입되는 것을 차단하는 메카니컬씰;을 더 포함할 수 있다.

상기 구동축의 내부에 삽입되며, 상기 구동축과 함께 회전되는 동력 전달축; 상기 동력 전달축의 하부에 분리 가능하게 결합되며, 외주면에 상기 메카니컬씰이 설치되는 장착부; 및 상기 동력 전달축의 내부에 삽입되며, 상기 동력 전달축이 상기 장착부에 고정되도록 상기 장착부에 결합되는 전달축고정볼트;를 포함하며, 상기 회전축은 상기 장착부의 하부에 결합될 수 있다.

상기 장착부는 상기 회전축보다 짧은 길이를 가질 수 있다.

또한, 슬럿지 건조용으로 적용시 고체 상태의 슬럿지가 저장되는 슬럿지저장조; 상기 슬럿지저장조와 상기 폐기물주입구를 연결하는 슬럿지연결관; 및 상기 슬럿지저장조의 상기 슬럿지가 원활하게 상기 폐기물주입구로 주입되도록 상기 슬럿지연결관 내부에 구비되는 스크류부재;를 더 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 회전 원심효과를 이용한 폐액건조장치에 따르면, 하부 회전축과 회전판 고정봉으로 연결된 회전 원통체의 외주연을 따라 상단에서 하단으로 나선형의 블레이드를 일정한 간격으로 겹치도록 연속 구성하여, 회전 원통체가 회전함에 따라 유입된 폐액에 강한 회전과 원심력을 부여하여 폐액이 전열면에 최대한 밀착되도록 하고, 아울러 나선효과에 의하여 상방향으로 폐액을 강제 유동케하여 충분한 접촉을 유도함으로써 증발 및 건조효과가 우수한 건조장치를 제공해준다. 그 결과, 건조시간을 단축하고 건조물의 함수율을 낮게 조정할 수 있는 등 고농도 폐액을 효과적으로 건조 처리할 수 있다.

또한, 운전 중 폐액이 원심력에 의해 동체의 전열면에 밀착되는 현상으로 인하여 동체 내부에 빈 공간이 형성되고, 이 공간이 폐액으로부터 증발된 증기의 이동통로가 되는데 이 공간에 원통형의 증기 상승 유도관을 동체의 중단부까지 구성하여 증기와 함께 동반상승하는 무거운(굵은) 액적이 상승하는 것을 막아 직접적으로 증기배출구로 배출되는 것을 방지해줌으로써 처리수(응축수)의 수질을 향상시킨다.

또한, 증기 상승 유도관의 내측으로 하부 회전축에 임펠러를 설치하여 상승하는 액적에 강한 원심력을 부여함으로써 무거운(굵은) 액적이 증기 상승 유도관의 내벽에 부딪쳐 비중에 따라 하강할 수 있도록 한다.

또한, 1차로 증기 상승 유도관을 거쳤음에도 제거되지 않고 증기와 함께 상승하는 미세한 액적은 증기 상승 유도관의 상측 외주면에 적용된 나선형 유도깃을 통과하면서 더욱 강한 사이클론 효과에 의해 2차 분리된 다음, 동체 내부로 환류되도록 하고, 마지막으로 증기 배출구 전단에 원반형으로 설치된 데미스터를 통과하면서 3차 분리되도록 하여 비말동반된 다양한 크기의 액적이 최대한 제거된 깨끗한 증기를 배출구를 통해 배출함으로써 응축수의 수질 향상을 극대화 한다.

도 1은 종래의 증발농축장치와 폐기물 건조장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폐기물 건조장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 회전 원통체 및 나선형 블레이드를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 동체의 내주면과 회전 원통체의 외주면 사이에서 폐기물이 이송 및 가열 처리되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 폐기물 건조장치의 내부에서 폐기물로부터 분리된 증기의 이동경로를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 데미스터를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 증기 상승 유도관 내부에서 폐기물로부터 분리된 증기와, 증기로부터 분리된 액적을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 감속장치 하우징을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 구동축 및 회전축의 결합관계를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고체상 슬럿지 건조장치를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 회전 원통체의 다양한 실시예를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 11를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 폐기물 건조장치에 대해서 설명하도록 한다.

본 발명의 폐기물 건조장치(300)는 폐기물이 주입되며, 주입된 폐기물을 이송 및 가열 처리하여 증기와 건조물로 분리할 수 있다. 폐기물은 고농도 폐액으로 이루어지거나 또는 고체형 슬럿지로 이루어질 수 있다.

폐기물은 도 1의 증발농축 과정(A)를 통해 농축된 고농도 폐액으로 이루어질 수 있으며, 이와 달리 폐기물은 도 10의 슬럿지저장조(H1)에 저장된 고체형 슬럿지로 이루어질 수도 있다.

도 2를 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 폐기물 건조장치(300)는 동체(301)와, 이송 건조부와, 스팀 재킷(317) 및 미스트 세퍼레이터를 포함할 수 있다.

동체(301)는 중공의 원통 형상이며, 내부 중앙에 회전축(309)이 회전 가능하게 배치될 수 있다. 회전축(309)은 후술하는 바와 같이 구동모터(306)의 동력을 전달하는 구동축(335)과 동력적으로 연결될 수 있으며, 회전축(309)은 구동축(335)의 회전에 의해 동체(301)의 내부에서 회전될 수 있다. 좀 더 구체적으로 살펴보면, 회전축(309)은 후술하는 바와 같이 구동축(335)과 연결되는 동력전달축(307)에 연결되는 장착부(308)에 연결될 수 있다.

동체(301)는 폐기물주입구(303) 및 건조물배출구(305)가 형성될 수 있다. 폐기물주입구(303)는 동체(301)의 상부에 마련되며, 동체(301)의 외부공간으로부터 내부공간으로 폐기물이 주입되는 통로를 형성할 수 있다.

폐기물주입구(303)는 스팀 재킷(317)과 간섭되지 않도록 동체(301)의 외주면 중 스팀 재킷(317)의 상방에 구비될 수 있다. 고농도 폐액 또는 고체형 슬럿지로 구성된 폐기물은 폐기물주입구(303)를 통해 동체(301)의 내부공간으로 주입될 수 있다. 폐기물주입구(303)를 통해 동체(301)의 내부로 주입된 폐기물은 이송 건조부에 의해 교반될 수 있다.

건조물배출구(305)는 동체(301)의 하부에 마련되며, 동체(301)의 내부공간으로부터 외부공간으로 건조물이 배출되는 통로를 형성할 수 있다. 건조물배출구(305)는 스팀 재킷(317)과 간섭되지 않도록 동체(301)의 외주면 중 스팀 재킷(317)의 하방에 구비될 수 있다. 폐기물 건조장치(300)에서 폐기물로부터 분리된 건조물은 건조물배출구(305)를 통해 동체(301)의 외부공간으로 배출될 수 있다.

스팀 재킷(317)은 동체(301)의 외주면에 결합되어 스팀공간(317a)을 형성할 수 있다. 스팀 재킷(317)은 스팀 재킷(317)의 외주면 중 상방 및 하방에 각각 스팀공급구(340) 및 스팀응축수배출구(341)가 형성될 수 있다. 스팀 재킷(317)의 스팀공급구(340)는 스팀 재킷(317)의 외주면 중 상방 측에 마련되며, 스팀공급구(340)를 통해 스팀공간(317a)으로 공급된 스팀은 스팀 재킷(317)의 외주면 중 하방 측에 마련된 스팀응축수배출구(341)를 통해 배출될 수 있다.

스팀공간(317a)은 스팀 재킷(317)의 내주면과 동체(301)의 외주면 사이가 소정 거리 이격되어 형성된 공간으로 마련될 수 있다. 스팀공간(317a)으로 공급된 스팀은 동체(301)의 외주면을 가열하며, 이에 의해 동체(301)의 내주면으로 밀착되는 폐기물을 가열 처리할 수 있다. 폐기물은 동체(301)의 내주면에 의해 가열되며, 가열된 폐기물로부터 증기가 분리될 수 있다. 한편, 스팀공급구(340)를 통해 스팀공간(317a)으로 주입된 스팀은 동체(301)의 외주면과 열교환되어 응축수로 상변화될 수 있다. 이에 따라 액화된 응축수 상태의 스팀은 중력에 의해 하방으로 낙하하며, 스팀응축수배출구(341)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

이송 건조부는 동체(301)의 내부에 배치될 수 있다. 이송 건조부는 회전축(309)과 함께 회전되어 동체(301)의 내부로 주입된 폐기물을 천천히 하방으로 이송시킬 수 있다. 이송 건조부는 회전 원통체(310)와, 나선형 블레이드(311) 및 제1 증기유통공(314)을 포함할 수 있다.

회전 원통체(310)는 외주면이 동체(301)의 내주면과 소정 거리 이격되며, 내주면이 회전축(309)과 소정 거리 이격될 수 있다. 회전 원통체(310)는 동체(301)의 내주면과 회전축(309) 사이에 배치되는 원통 형상으로 마련될 수 있다. 회전 원통체(310)는 회전축(309)의 회전시 회전축(309)과 함께 회전될 수 있다. 이를 위해 회전 원통체(310)는 고정봉(312)을 통해 회전축(309)에 고정될 수 있다. 회전 원통체(310)는 회전축(309)에 결합된 고정봉(312)에 결합될 수 있다. 고정봉(312)은 적어도 한 쌍이 마련될 수 있으며, 이에 한정하지 않고 필요에 따라 3개 이상으로 마련될 수도 있다. 한편, 미설명된 도면부호 "313"은 동체(301)의 내부공간 중 하부에 마련되며, 동체(301)의 하부 또는 동체(301)의 하부에 결합되는 하부 하우징(361)의 상면에 건조물이 누적되는 것을 방지하는 하부 스크래퍼(313)를 나타낸다.

나선형 블레이드(311)는 회전 원통체(310)의 외주면에 결합될 수 있다. 좀 더 구체적으로 살펴보면, 나선형 블레이드(311)는 회전 원통체(310)의 외주면의 상단으로부터 하단까지 나선형으로 결합되며, 폐기물을 천천히 하방으로 이송시킬 수 있다. 나선형 블레이드(311)는 나선형으로 회전 원통체(310)의 외주면에 결합됨으로써 동체(301)의 내부로 주입된 폐기물은 나선형 블레이드(311)를 따라서 동체(301)의 하부로 이동될 수 있다. 한편, 회전 원통체(310)는 회전축(309)과 함께 회전 동작되므로, 회전 원통체(310) 및 이에 결합된 나선형 블레이드(311)가 함께 회전될 수 있다.

나선형 블레이드(311)는 회전 원통체(310)의 상단으로부터 하단까지 복수 회 감기도록 형성될 수 있다. 나선형 블레이드(311)는 특정 단부에서 나선형 블레이드(311)에 상방 및 하방에 배치된 나선형 블레이드(311)와 간격을 형성할 수 있다. 나선형 블레이드(311)는 적당한 간격을 두고 이격되도록 설치되되, 상하방향으로는 서로 겹치게 구성되어 폐기물의 하강속도와 건조속도를 적절히 조절할 수 있도록 한다.

이송 건조부의 회전 원통체(310) 및 나선형 블레이드(311)는 회전축(309)의 회전에 의해 함께 회전될 수 있다. 이에 따라 회전 원통체(310)의 외주면과 동체(301)의 내주면 사이로 주입된 폐기물은 회전 원통체(310) 및 나선형 블레이드(311)가 형성한 회전원심력에 의해 동체(301)의 내주면 측으로 밀리게 될 수 있다. 즉 폐기물은 회전 원통체(310) 및 나선형 블레이드(311)가 형성한 원심력에 의해 동체(301)의 내주면에 밀착될 수 있다. 이에 따라 폐기물은 나선형 블레이드(311)를 따라서 동체(301)의 내주면에 밀착될 수 있으며, 폐기물은 동체(301)의 외부면을 가열하는 스팀에 의해 동체(301)의 내주면에서 열교환되어 가열될 수 있다. 즉 폐기물은 이송 및 가열 처리됨으로써 폐기물에서 증기가 증발되어 배출될 수 있으며, 증기가 증발된 폐기물은 건조물로서 건조물배출구(305)로 이동될 수 있다.

제1 증기유통공(314)은 회전 원통체(310)의 외주면과 내주면을 관통할 수 있다. 좀 더 구체적으로 살펴보면, 제1 증기유통공(314)은 적어도 하나 이상 마련될 수 있으며, 회전 원통체(310)에서 나선형 블레이드(311)가 설치되지 않은 단부에 형성될 수 있다. 한편, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 증기유통공(314)은 원형의 단면 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 다각형의 단면 형상 또는 다양한 단면 형상을 가질 수 있다.

이에 따라 회전 원통체(310) 및 나선형 블레이드(311)와, 동체(301)의 내주면에 의해 이송 및 가열 처리된 폐기물로부터 분리된 증기는 제1 증기유통공(314)을 통해 회전 원통체(310)의 내부 공간으로 이동될 수 있다. 제1 증기유통공(314)을 통해 도입된 증기는 후술하는 증기 상승 유도관(316)의 하단부를 통과하여 증기 상승 유도관(316)의 내부공간을 따라 상방으로 이동될 수 있다.

도 3을 참조하면, 나선형 블레이드(311)는 회전 원통체(310)의 상단으로부터 하단까지 회전 원통체(310)의 외주를 따라 복수 회 감기도록 형성될 수 있다. 나선형 블레이드(311)는 도시된 바와 같이 회전 원통체(310)의 길이방향을 기준으로 상방 및 하방에 나선형 블레이드(311)가 중첩적으로 배치될 수 있다.

도 3의 (c)를 참조하면, 나선형 블레이드(311)는 하부측으로 인접한 나선형 블레이드(311)에 대한 이격거리와 상부측으로 인접한 나선형 블레이드(311)에 대한 이격거리가 다른 간격을 가질 수 있다. 도 3의 (c)를 살펴보면, 나선형 블레이드(311)는 회전 원통체(310)의 길이방향을 기준으로 특정 단부에서 특정 단부의 상방 및 하방에 나선형 블레이드(311)가 중첩될 수 있다. 도 3의 (c)를 살펴보면, 특정 단부의 나선형 블레이드(311')은 상방에 배치된 나선형 블레이드(311'')에 대한 이격거리(d3)와 하방에 배치된 나선형 블레이드(311''')에 대한 이격거리(d4)가 다를 수 있다. 좀 더 구체적으로 살펴보면, 특정 단부의 나선형 블레이드(311')는 하부측으로 인접한 나선형 블레이드(311''')에 대한 이격거리(d4)가 상부측으로 인접한 나선형 블레이드(311'')에 대한 이격거리(d3)보다 작게 마련될 수 있다. 동체(301)의 내주면에 의해 가열되는 폐기물은 증기가 분리됨에 따라 폐기물의 부피가 줄어들 수 있다. 이 경우, 폐기물의 체적이 작아지게 되면 동체(301)의 내주면과 폐기물의 접촉 면적이 줄어들 수 있게 되므로 증발 효율이 떨어질 수 있다. 그러므로 나선형 블레이드(311)를 통과하는 폐기물의 체적이 작아짐에 따라 나선형 블레이드(311)의 이격거리를 하방으로 점진적으로 작아지도록 구성한다. 나선형 블레이드(311)의 이격거리가 하방으로 점진적으로 작아질수록 나선형 블레이드(311)를 따라 이동되는 폐기물의 하강속도는 느려지므로 폐기물이 동체(301)의 내주면과 접촉하는 시간이 향상될 수 있다. 이에 따라 폐기물의 증발 효율이 향상되는 장점이 있다. 한편, 도 3의 (c)와 같은 나선형 블레이드(311)의 배치구조는 고농도 폐액으로 구성된 폐기물을 이송 및 가열 처리하는데 바람직하기는 하나, 이에 한정하는 것은 아니며 고체형 슬럿지로 구성된 폐기물을 이송 및 가열 처리할 수도 있다.

한편, 나선형 블레이드(311)는 하부측으로 인접한 나선형 블레이드(311)에 대한 이격거리와 상부측으로 인접한 나선형 블레이드(311)에 대한 이격거리가 등간격을 가질 수 있다.

도 3의 (b)를 살펴보면, 나선형 블레이드(311)는 회전 원통체(310)의 길이방향을 기준으로 특정 단부에서 특정 단부의 상방 및 하방에 나선형 블레이드(311)가 중첩될 수 있다. 도 3의 (b)를 살펴보면, 특정 단부의 나선형 블레이드(311')은 상방에 배치된 나선형 블레이드(311'')에 대한 이격거리(d1)와 하방에 배치된 나선형 블레이드(311''')에 대한 이격거리(d2)가 동일하게 배치될 수 있다. 좀 더 구체적으로 살펴보면, 특정 단부의 나선형 블레이드(311')는 하부측으로 인접한 나선형 블레이드(311''')에 대한 이격거리(d2)가 상부측으로 인접한 나선형 블레이드(311'')에 대한 이격거리(d1)와 등간격을 가질 수 있다. 한편, 도 3의 (b)와 같은 나선형 블레이드(311)의 배치구조는 고체형 슬럿지로 구성된 폐기물을 이송 및 가열 처리하는데 바람직하기는 하나, 이에 한정하는 것은 아니며 고농도 폐액으로 구성된 폐기물을 이송 및 가열 처리할 수도 있다. 한편, 고체형 슬럿지로 구성된 폐기물을 이송 및 가열 처리하는 경우, 고체형 슬럿지의 점도에 의해 나선형 블레이드(311)를 따라 폐기물이 원활하게 하강되지 않을 수 있다. 이 경우, 고체형 슬럿지를 원활하게 하강시키기 위해 나선형 블레이드(311)는 복수의 낙하개구부(311a)가 형성될 수 있다.

도 11의 (b)를 참조하면, 나선형 블레이드(311)는 상단으로부터 하단까지 불연속적으로 연결되도록 나선형 블레이드(311)의 단부에 상면 및 하면을 관통하는 복수의 낙하개구부(311a)가 형성될 수 있다. 나선형 블레이드(311)는 회전 원통체(310)에 복수 회 감김으로써 층층이 겹치는 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 고체 슬럿지로 구성된 폐기물이 주입되는 경우, 폐기물의 점도에 의해 폐기물의 하강속도가 충분하게 유도되지 않을 수 있다. 따라서 고체 슬럿지로 구성된 폐기물이 하강하는 과정에서 하방을 향해 낙하되도록 나선형 블레이드(311)는 복수의 낙하개구부(311a)가 형성될 수 있다. 한편, 복수의 낙하개구부(311a)는 회전 원통체(310)의 길이방향을 기준으로 상부측 또는 하부측으로 인접한 다른 낙하개구부(311a)와 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 만일 낙하개구부(311a)가 상부측 또는 하부측으로 인접한 다른 낙하개구부(311a)와 중첩되도록 배치된다면, 폐기물이 한번의 낙하로 나선형 블레이드(311)가 형성한 여러 개의 층을 한 번에 통과될 수 있다. 이 경우, 폐기물이 과도하게 빠르게 하강됨으로써 충분한 건조효율이 발생되지 않을 우려가 있다. 이에 따라 폐기물이 너무 과도하게 하강되지 않도록 낙하개구부(311a)가 형성된 나선형 블레이드(311)의 단부에 상방 및 하방과 가장 인접한 나선형 블레이드(311)의 단부에는 낙하개구부(311a)가 형성되지 않도록 복수의 낙하개구부(311a)가 교차 배치될 수 있다.

도 5를 참조하면, 회전 원통체(310)의 최상단부(310a)는 동체(301)의 폐기물주입구(303)의 최상단부(303a)보다 높게 위치될 수 있다. 이에 따라 폐기물주입구(303)로 주입되는 폐기물은 회전 원통체(310)에 외주면에 의해 가로막히며 회전 원통체(310)의 내부로 도입되는 것이 방지될 수 있다.

도 5를 참조하면, 나선형 블레이드(311)의 최상단부(311a)는 폐기물주입구(303)의 최하단부(303b)보다 낮게 위치될 수 있다. 이에 따라 폐기물주입구(303)로 주입되는 폐기물은 폐기물주입구(303)에서 배출된 직후에 나선형 블레이드(311)와 부딪히지 않으므로 폐기물이 튀는 것이 방지될 수 있다.

도 5를 참조하면, 나선형 블레이드(311)의 외측단부는 동체(301)의 내주면에 밀착될 수 있다. 이에 따라 폐기물의 이송 및 가열 처리에 따라 폐기물의 잔유물이 동체(301)의 내주면에 적층되어도 나선형 블레이드(311)의 외측단부가 이를 스크래핑(scrapping)하면서 동체(301)의 내주면에 폐기물의 잔유물이 누적되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 나선형 블레이드(311)의 외측단부가 동체(301)의 내주면에 밀착되는 것에 한정하는 것은 아니며, 나선형 블레이드(311)의 외측단부는 동체(301)의 내주면과 소정거리 이격될 수도 있다.

미스트 세퍼레이터는 동체(301)의 내부에서 이송 및 가열 처리된 폐액으로부터 증발된 증기에 포함된 액적을 분리할 수 있다. 미스트 세퍼레이터는 액적이 분리된 증기를 배출하는 증기배출구(304)가 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 미스트 세퍼레이터는 상부 하우징(320)과, 증기 상승 유도관(316)과, 증기 하강 유도관(302)과, 증기유도깃(321)과, 데미스터(322)를 포함할 수 있다. 상부 하우징(320)은 동체(301)의 상부에 결합될 수 있다. 상부 하우징(320)은 증기배출구(304)가 형성되며, 상부 하우징(320)의 증기배출구(304)를 통해 미스트 세퍼레이터에서 분리된 증기가 배출될 수 있다.

도 5를 참조하면, 상부 하우징(320)은 하면에 개구부가 형성되며, 개구부에 증기 상승 유도관(316)의 외주면 중 적어도 일부가 결합될 수 있다. 상부 하우징(320)은 하면 중 개구부가 형성되지 않은 부위가 동체(301)의 내부공간과 상부 하우징(320)의 내부공간을 구획하도록 상부 하우징(320)이 동체(301)의 상부에 결합될 수 있다.

증기 상승 유도관(316)은 중공의 원통 형상으로 마련될 수 있다. 증기 상승 유도관(316)은 상단부가 상부 하우징(320)에 의해 지지되고, 하단부가 동체(301)의 내부로 연장될 수 있다. 좀 더 구체적으로 살펴보면, 증기 상승 유도관(316)은 하단부가 회전 원통체(310)의 내주면의 내부로 연장될 수 있다. 증기 상승 유도관(316)은 외주면 중 적어도 일부가 상부 하우징(320)의 하면에 형성된 개구부(도면부호 미도시)에 결합될 수 있다. 증기 상승 유도관(316)은 상부에 증기 상승 유도관(316)의 내주면 및 외주면을 관통하는 제2 증기유통공(316a)이 형성될 수 있다. 증기 상승 유도관(316)의 내부공간으로 도입되는 증기는 증기 상승 유도관(316)의 내부에서 상승되며, 증기 상승 유도관(316)의 상부에 형성된 제2 증기유통공(316a)을 통해 증기 상승 유도관(316)의 외주면과 증기 하강 유도관(302)의 내주면 사이로 이동될 수 있다.

제2 증기유통공(316a)는 도 5에 도시된 바와 같이 원형 형상의 단면을 가질 수 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이 사각형 형상의 단면을 가질 수 있다. 다만, 제2 증기유통공(316a)의 단면 형상은 전술한 바에 한정하는 것은 아니며, 다각형 형상의 단면 또는 다양한 형상의 단면을 가질 수 있다.

증기 상승 유도관(316)은 하단부가 고정봉(312)보다 상부에 배치되며, 증기 상승 유도관(316) 중 동체(301)의 내부에 배치되는 단부의 외주면이 회전 원통체(310)의 내주면과 이격될 수 있다. 증기 상승 유도관(316)은 하단부가 고정봉(312)보다 상부에 배치됨으로써 회전축(309) 및 고정봉(312)의 회전에도 증기 상승 유도관(316)과 고정봉(312)이 간섭되지 않을 수 있다. 아울러, 증기 상승 유도관(316)은 증기 상승 유도관(316) 중 동체(301)의 내부에 배치되는 단부의 외주면이 회전 원통체(310)의 내주면과 이격됨으로써 동체(301)의 내부 중 상방에 위치되는 증기는 증기 상승 유도관(316)의 외주면을 따라 하강한 뒤 증기 상승 유도관(316)의 내부로 도입되어 상부 하우징(320)으로 공급될 수 있다. 따라서, 증발된 증기와 함께 이동한 액적은 충분한 높이가 형성된 증기 상승 유도관(316)의 하부로 유입되므로 급격한 액적의 상승을 억제할 수 있다.

증기 하강 유도관(302)은 내주면이 증기 상승 유도관(316) 중 상부 하우징(320)의 내부에 배치되는 단부의 외주면과 이격될 수 있다. 증기 하강 유도관(302)은 중공의 원통 형상으로 마련될 수 있으며, 외주면이 상부 하우징(320)의 내측면과 이격될 수 있다.

상부 하우징(320)은 개구부가 형성된 하면과, 하면과 이격되며 증기 상승 유도관(316)의 상단부가 결합되는 상면과, 하면 및 상면을 연결하는 측면으로 마련될 수 있다. 상부 하우징(320)의 측면은 외측방을 향하는 외측면과, 내측방을 향하는 내측면으로 구비될 수 있다. 한편, 상부 하우징(320)의 외측면 및 내측면은 도시된 바와 같이 하나의 구조를 이룰 수 있으나, 단열 처리가 필요한 경우 두개의 부재로 구성되어 서로 이격되는 구조를 가질 수도 있다. 증기 하강 유도관(302)의 외주면은 상부 하우징(320)의 내측면과 이격될 수 있다.

증기 하강 유도관(302)은 상단부가 상부 하우징(320)의 상면에 결합되며, 하단부가 상부 하우징(320)의 하면을 향해 연장될 수 있다. 증기 하강 유도관(302)은 하단부가 상부 하우징(320)의 하면과 소정 거리 이격될 수 있다.

증기유도깃(321)은 상부 하우징(320)의 내부에 배치되는 증기 상승 유도관(316)의 외주면에 형성될 수 있다. 좀 더 구체적으로 살펴보면, 증기유도깃(321)은 증기 하강 유도관(302)의 내부에 배치되는 증기 상승 유도관(316)의 외주면의 상단으로부터 하단까지 나선형으로 결합될 수 있다. 이에 따라 제2 증기유통공을 통해 증기 상승 유도관(316)의 외부로 배출되는 증기는 증기유도깃(321)을 따라 하강되며, 증기 하강 유도관(302)의 내주면에 부딪힐 수 있다. 증기유도깃(321)의 외측단부는 증기 하강 유도관(302)의 내주면에 밀착될 수 있다. 이에 따라 증기 하강 유도관(302)의 내주면에 부딪히는 증기 중 액적이 분리될 수 있다.

데미스터(322)는 상부 하우징(320)의 내측면과 증기 하강 유도관(302)의 외주면 사이에 설치될 수 있다. 데미스터(322)는 메쉬(mesh)부로 마련될 수 있으며, 데미스터(322)를 통과하는 증기의 액적이나 이물질을 분리할 수 있다. 데미스터(322)는 메쉬부로 마련된 것에 한정하는 것은 아니며, 데미스터(322)를 통과하는 증기의 액적이나 이물질을 제거할 수 있는 다양한 수단으로 마련될 수 있다.

임펠러(344)는 회전축(309)에 구비될 수 있다. 또한 임펠러(344)는 회전축(309) 중 증기 상승 유도관(316) 내부에 배치되는 단부에 구비될 수 있다. 임펠러(344)는 회전축(309)에 결합되는 바디부와, 바디부에서 외측으로 연장되는 복수의 날개부를 포함할 수 있다. 임펠러(344)는 회전축(309)과 함께 회전되며, 증기 상승 유도관(316)의 내부에서 증기에 대해 회전원심력이 작용되도록 할 수 있다. 이에 따라 증기 상승 유도관(316)의 내부에서 상부 하우징(320)으로 상승하는 증기가 나선형으로 상승되며, 증기 상승 유도관(316)의 내주면에 부딪힐 수 있다. 이에 따라 증기 상승 유도관(316)의 내주면에 부딪힌 증기에서 액적이 분리되며, 액적이 분리된 증기는 계속 상승하며, 분리된 액적은 동체(301)의 내부공간으로 하강할 수 있다.

드레인포트(323)는 상부 하우징(320)에 형성될 수 있다. 드레인포트(323)는 상부 하우징(320)의 측면에 형성되며, 상부 하우징(320)에 설치된 데미스터(322)보다 하방에 위치될 수 있다. 이에 따라 증기유도깃(321) 또는 데미스터(322)에서 증기에서 분리된 액적 또는 이물질을 드레인포트(323)를 통해 배출할 수 있다.

상부 하우징(320)은 데미스터청소구(324)가 형성될 수 있다. 데미스터청소구(324)는 밀폐부재를 통해 폐쇄될 수 있으며, 데미스터청소구(324)의 폐쇄시 상부 하우징(320)의 내부공간과 외부공간이 연통되는 것을 방지할 수 있다. 데미스터청소구(324)의 개방시 상부 하우징(320)의 내부공간과 외부공간이 연결됨으로써, 데미스터청소구(324)를 통해 데미스터(322)를 교체 또는 수리할 수 있는 통로를 형성할 수 있다.

도 2를 살펴보면, 하부 하우징(361)은 동체(301)의 하부에 결합될 수 있다. 하부 하우징(361)은 동체(301)의 하부에 결합되어 동체(301)를 지지하며, 회전축(309)의 하단부가 하부 하우징(361)의 상면에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 미설명된 도면부호 "315"는 회전축(309)의 하단부가 하부 하우징(361)에 회전 가능하게 지지되도록 하부 하우징(361)에 마련된 베어링이 구비된 하부 고정축(315)를 나타낸다.

전술한 바와 같이 미스트 세퍼레이터의 상부 하우징(320)은 동체(301)의 상부에 결합될 수 있다. 아울러, 상부 하우징(320)은 증기배출구(304)가 형성될 수 있다.

감속장치 하우징(362)은 상부 하우징(320)에 결합될 수 있다. 감속장치 하우징(362)의 일측에는 구동모터(306)가 결합될 수 있다. 구동모터(306)의 회전에 의해 구동모터(306)의 회전력은 감속장치(363) 및 구동축(335)을 통해 회전축(309)으로 전달될 수 있다.

감속장치(363)는 일단이 구동모터(306)의 축과 동력적으로 연결되며, 타단이 구동축(335)과 동력적으로 연결될 수 있다. 감속장치(363)는 복수의 기어 및 샤프트 등으로 마련될 수 있다.

구동축(335)은 감속장치 하우징(362)에 구비될 수 있다. 구동축(335)은 구동모터(306)의 회전에 의해 발생한 회전력을 전달하는 감속장치(363)의 동력을 전달받아 회전축(309)으로 공급할 수 있다. 좀 더 구체적으로 살펴보면, 구동축(335)은 감속장치(363)의 동력을 전달받아 회전축(309)과 간접적으로 연결된 동력 전달축(307)으로 공급할 수 있다. 구동축(335)은 외주면에 감속장치(363)의 동력을 전달받는 기어가 형성되며, 구동축(335)의 내부에 동력 전달축(307)이 수용될 수 있다.

도 9를 참조하면, 구동축(335)은 상단부에 플랜지(도면부호 미도시)가 형성되며, 구동축(335)의 플랜지는 동력 전달축(307)의 플랜지(도면부호 미도시)와 나사 결합될 수 있다. 이에 따라 구동축(335)의 회전시 구동축(335)에 고정된 동력 전달축(307)이 함께 회전될 수 있다.

미설명된 도면부호 "332"는 동력 전달축(307)이 장착부(308)에 고정되도록 하는 전달축고정볼트(332)를 나타낸다. 미설명된 도면부호 "333"은 동력 전달축(307)을 상하로 높이를 조절하여 고정할 수 있도록 설치되는 회전축상하조정볼트(333)를 나타낸다.

메카니컬씰(331)은 상부 하우징(320)의 증기가 감속장치 하우징(362)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 메카니컬씰(331)은 씰링 부재로 마련될 수 있으며, 이에 한정하지 않고 상부 하우징(320)의 증기가 감속장치 하우징(362)으로 유입되는 것을 차단할 수 있는 다양한 부재로 마련될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 폐기물 건조장치는 동력 전달축(307)과, 장착부(308)와, 전달축고정볼트(332)를 포함할 수 있다. 좀 더 구체적으로 살펴보면, 동력 전달축(307)은 구동축(335)에 내장되며, 구동축(335)의 상단부에 고정될 수 있다. 동력 전달축(307)은 구동축(335)의 내부에 삽입되며, 구동축(335)과 함께 회전될 수 있다. 장착부(308)는 동력 전달축(307)의 하부에 분리 가능하게 결합되며, 외주면에 메카니컬씰(331)이 설치될 수 있다. 회전축(309)은 장착부(308)의 하부에 결합되며, 외주면에 고정봉(312)이 결합될 수 있다. 한편, 장착부(308)는 회전축(309)보다 짧은 길이를 가질 수 있다.

도 9를 참조하여, 회전축(309)과 구동축(335)의 결합관계에 대해 자세히 살펴본다. 도 9의 (a)는 회전축(309)와 구동축(335, 도 9의 (a)에서는 미도시)이 분리된 상태를 도시하며, 도 9의 (b)는 회전축(309)와 구동축(335)이 결합된 상태를 도시한다.

구동축(335)은 내부에 중공의 공간이 형성되며, 이 중공의 공간에 동력 전달축(307)이 삽입될 수 있다. 동력 전달축(307)은 내부에 중공의 공간이 형성되며, 이 중공의 공간에 동력 전달축(307)과 장착부(308)를 고정하는 전달축고정볼트(333)가 삽입될 수 있다.

전달축고정볼트(333)는 동력 전달축(307)의 내부에 삽입되며, 동력 전달축(307)이 장착부(308)에 고정되도록 장착부(308)에 결합될 수 있다. 전달축고정볼트(333)는 일단이 회전축고정너트(334)에 의하여 동력 전달축(307)의 일단에 고정될 수 있다. 전달축고정볼트(333)는 타단이 동력 전달축(307)의 타단 부위에서 장착부(308)의 일단에 형성된 결합부(308b)에 나사결합될 수 있다. 한편, 동력 전달축(307)의 일단 측 부위에는 회전축(309)의 높이를 조절할 수 있도록 회전축상하조정볼트(333)가 방사형으로 설치되는 방사결합부(도면부호 미도시)가 마련될 수 있다. 한편, 방사결합부(도면부호 미도시)는 방사형으로 4개 또는 6개 등 다양한 개수로 마련될 수 있으며, 이송 건조부의 높이를 원활하게 조정할 수 있도록 할 수 있다.

동력 전달축(307)의 외주면에는 구동축(335)이 결합되는 위치를 가이드하는 고정키(307a)가 구비될 수 있다. 고정키(307a)는 함몰 형성되는 슬리브 형상으로 마련될 수 있으며, 구동축 (335)의 내주면에는 고정키(307a)와 대응되는 형상으로 돌출되는 가이드플랜지(미도시)가 마련될 수 있다. 구동축 (335)은 구동모터(306)의 동력을 전달받은 감속장치(363)으로부터 동력을 공급받으며, 이 동력을 통해 구동축(335)에 결합된 동력 전달축(307)을 회전시킬 수 있다. 한편, 동력 전달축(307)은 동력 전달축(307)의 고정키(307a)가 구동축(335)의 가이드플랜지에 의해 고정되므로, 구동축(335)의 회전에 따라 동력 전달축(307)이 함께 회전될 수 있다.

동력 전달축(307)의 타단부에는 장착부(308)와의 결합 위치를 가이드하는 삽입가이드플랜지(307b)가 마련될 수 있으며, 장착부(308)에는 이와 대응되는 삽입가이드홈(도면부호 미도시)가 마련될 수 있다. 이에 따라 동력 전달축(307)과 장착부(308)는 결합 위치를 용이하게 파악되며, 동력 전달축(307)의 삽입가이드플랜지(307b)가 장착부(308)의 삽입가이드홈에 의해 고정되므로, 동력 전달축(307)의 회전시 장착부(308)가 함께 회전될 수 있다.

장착부(308)의 일단부 측 외면에는 메카니컬씰(331)이 조립될 수 있다. 장착부(308)는 조인트플랜지(330)에 의해 회전축(309)과 결합될 수 있다. 이에 따라 장착부(308)의 회전시 회전축(309)이 함께 회전될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 폐기물 건조장치는 장착부(308)의 길이가 회전축(309)의 길이보다 짧게 마련될 수 있다.

메카니컬씰(331)은 장착부(308)의 외주면에 설치되며, 장착부(308)와 함께 회전됨과 동시에 씰링 기능을 수행하는 바, 지속적인 사용에 따라 마모되거나 훼손되는 경우가 발생할 수 있다. 이와 같은 경우 동력 전달축(307)을 간단하게 분리함으로써 메카니컬씰(331)을 교체할 수 있다.

본 발명의 메카니컬씰(331)의 교체 방법에 대해 설명한다. 우선, 동력 전달축(307)과 장착부(308)의 결합을 해제하기 위해 회전축고정너트(334)를 풀고, 전달축고정볼트(332)를 해체한다. 아울러, 동력 전달축(307)과 구동축(335)의 결합을 해제하기 위해 회전축 상하조정볼트(333)도 함께 해체한다. 이 경우, 동력 전달축(307)이 장착부(308) 및 구동축(335)과의 결합이 해제되므로, 동력 전달축(307)을 분리할 수 있게 된다. 작업자는 동력 전달축(307)을 장착부(308)로부터 상방으로 소정 거리 이격시킬 수 있다. 한편, 도시되지는 않았지만, 감속장치 하우징(362)는 개방시 감속장치 하우징(362)의 내부로 작업자의 손이나 부품이 들어갈 수 있는 별도의 통로(미도시)가 형성될 수 있다.

이와 같이 동력 전달축(307)을 분리함으로써 작업자는 메카니컬씰(331)을 조립할 수 있는 공간을 확보할 수 있다. 한편, 동력 전달축(307)의 재조립은 전술한 방법을 역순으로 진행하여 조립할 수 있다.

이와 같이 비교적 간단하게 동력 전달축(307)만을 분리함으로써 메카니컬씰(331)을 분리함으로써 메카니컬씰(331)을 교체하기 위해 전체 장치를 분해하거나 또는 감속장치 하우징(362)을 분해하는 것에 비해 많은 시간과 작업자의 노력을 아낄 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 폐기물 건조장치(300)는 도 1에서 예시한 증발농축 공정(A)를 통해 생성된 고농도 폐액으로 구성된 폐기물이 폐기물주입구(303)를 통해 동체(301)의 내부로 주입될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 폐기물 건조장치(300)는 도 10에 도시된 바와 같이 고체 슬럿지로 구성된 폐기물이 폐기물주입구(303)를 통해 동체(301)의 내부로 주입될 수 있다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폐기물 건조장치(300)는 고체 상태의 슬럿지가 저장되는 슬럿지저장조(H1)와, 슬럿지저장조(H1)와 폐기물주입구(303)를 연결하는 슬럿지연결관(H2)과, 스크류부재(H3)를 더 포함할 수 있다.

스크류부재(H3)는 슬럿지연결관(H2) 내부에서 회전되며, 슬럿지저장조(H1)의 슬럿지가 원활하게 폐기물주입구(303)로 주입되도록 할 수 있다. 스크류부재(H3)는 환봉 형상의 바디부와, 바디부의 외주면의 외측단부에서 좌측단부까지 나선 형상으로 연장되는 슬럿지유도깃으로 구성될 수 있다. 한편, 스크류부재(H3)의 바디부는 일측에 모터 등의 구동부가 결합되며, 구동부의 회전에 따라 함께 회전될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 폐기물 건조장치(300)에서 폐기물이 증기 및 건조물로 분리되는 상태에 대해 설명한다.

도 2 및 4를 참조하면, 폐기물은 폐기물주입구(303)를 통해 동체(301)의 내부공간으로 주입될 수 있다. 폐기물은 회전 원통체(310)의 외주면과 동체(301)의 내주면 사이의 공간으로 주입될 수 있다. 폐기물은 회전 원통체(310) 및 나선형 블레이드(311)의 회전에 의해 동체(301)의 내주면으로 밀착될 수 있다. 동체(301)의 내주면에 밀착된 폐기물은 동체(301)의 외주면에 결합된 스팀 재킷(317)을 통해 공급된 스팀과 열교환되어 가열될 수 있다. 즉 폐기물은 회전 원통체(310) 및 나선형 블레이드(311)에 의해 회전원심력(도 4의 "F1" 방향)을 작용받아 교반될 수 있으며, 폐기물은 동체(301)의 내주면과 밀착되어 가열될 수 있다.

폐기물에서 분리된 증기는 회전 원통체(310)에 형성된 제1 증기유통공(314)을 통해 동체(301)의 내부공간 중 회전 원통체(310)의 내부공간으로 이동될 수 있다(도 4의 "G1" 방향). 한편, 폐기물에서 분리된 증기 중 증기 상승 유도관(316)과 비슷한 높이를 가지는 증기는 도 5와 같이 "Z1"의 이동경로를 따라 증기 상승 유도관(316)의 내부로 이동될 수 있다. 이 때, 증기는 증기 상승 유도관(316)의 외주면에 부딪히며, 증기의 내부에 포함되는 액적이 어느 정도 분리될 수 있다. 액적이 분리된 증기는 "Z1" 경로를 따라 증기 상승 유도관(316)의 내부로 이동되며, 분리된 액적은 증기 상승 유도관(316)의 외주면을 따라 하강되며 동체(301)의 내부공간 중 하부로 낙하될 수 있다.

한편, 회전 원통체(310)에 형성된 복수의 제1 증기유통공(314)을 통해 이동되는 증기는 미스트 세퍼레이터로 도입될 수 있다. 좀 더 구체적으로 살펴보면, 증기는 미스트 세퍼레이터 중 증기 상승 유도관(316) 내부로 도입될 수 있다. 증기 상승 유도관(316)으로 도입된 증기는 회전축(309)에 결합된 임펠러(344)에 의해 회전원심력(도 5의 "F1" 및 "F2" 방향)을 작용 받아 증기 상승 유도관(316)의 내부에서 나선 기류를 형성하며 상승될 수 있다. 회전원심력을 작용 받은 증기는 증기 상승 유도관(316)의 내주면에 부딪히며, 증기에 포함된 액적이 1차적으로 분리될 수 있다.

액적이 1차적으로 분리된 증기는 증기 상승 유도관(316)의 내부를 따라 계속적으로 상승하며, 증기 상승 유도관(316)의 상부에 형성된 제2 증기유통공을 통해 증기 상승 유도관(316)의 외주면과 증기 하강 유도관(302)의 내주면 사이로 이동될 수 있다. 이 때, 증기는 "Z2" 경로를 통해 이동될 수 있다. 증기는 증기유도깃(321)을 통해 회전됨과 동시에 하강하며, 증기유도깃(321)에 의해 회전하며 하강하는 증기는 증기 하강 유도관(302)의 외주면에 부딪히며 액적을 2차적으로 분리할 수 있다.

액적이 2차적으로 분리된 증기는 "Z3" 경로를 따라 데미스터(322)를 통과하며 나머지 액적과, 이물질을 3차적으로 분리할 수 있다. 액적이 3차적으로 분리된 증기는 "Z3" 경로를 따라 증기배출구(304)를 통해 배출될 수 있다. 증기배출구(304)를 통해 배출되는 증기는 "Z1 ~ Z3" 경로를 통과하며, 증기 내부에 포함된 액적이 3번 분리될 수 있다.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 폐기물 건조장치는 전술한 과정들을 통해 증기 내에 액적이 순차적으로 제거됨으로, 액적이 최대한 제거된 깨끗한 증기가 증기배출구(304)를 통해 배출될 수 있다. 한편, 도 10을 참조하면, 증기배출구(304)를 통해 배출된 증기는 냉각수가 유입 및 토출되는 진공응축기(380)에서 냉각되어 응축되며, 응축수펌프(381)를 통해 응축수저장조로 공급되어 저장될 수 있다. 한편, 도 2 및 10을 참조하면, 스팀 재킷(317)은 보일러를 통해 스팀공간(317a)으로 스팀을 공급받을 수 있다.

도시되지는 않았지만, 폐기물 건조장치(300)의 증기배출구(304)를 통해 배출되는 증기의 폐열을 회수하여, 도 1의 증발농축 공정(A)에 대해 회수된 폐열을 보조 열원으로 공급하는 것도 가능할 것이다.

한편, 상부 하우징(320)에서 증기로부터 분리된 액적은 드레인포트(323)를 통해 별도로 배출될 수 있다.

또한 폐기물은 나선형 블레이드(311) 및 회전 원통체(310)에 의해 동체(301)의 내주면에 밀착되며, 동체(301)의 내주면에 밀착된 상태로 계속적으로 하강하게 된다. 폐기물은 동체(301)의 내주면에 의해 가열되어 지속적으로 증기가 배출되며, 회전 원통체(310)의 최하단부에서 증기가 대부분 제거된 함수율이 낮은 폐기물(즉, 건조물)로 배출될 수 있다. 건조물은 동체(301)의 하부에 형성된 건조물배출구(305)를 통해 배출될 수 있다.

본 발명의 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 해당 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 서로 다른 실시예에 병합되어 적용될 수 있다.

이상, 본 발명의 폐기물 건조장치의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

300 : 폐기물 건조장치
301 : 동체
304 : 증기배출구
305 : 건조물배출구
309 : 회전축
310 : 회전 원통체
311 : 나선형 블레이드
314 : 제1 증기유통공
316 : 증기 상승 유도관
316a : 제2 증기유통공
320 : 상부 하우징
321 : 증기유도깃
322 : 데미스터

Claims

폐기물이 주입되며, 주입된 상기 폐기물을 이송 및 가열 처리하여 증기와 건조물로 분리하는 폐기물 건조장치에 있어서,
중공의 원통 형상이며, 내부 중앙에 회전축이 회전 가능하게 배치되고, 상부에 상기 폐기물이 주입되는 폐기물주입구가 형성되며, 하부에 상기 건조물이 배출되는 건조물배출구가 형성되는 동체;
상기 동체의 내부에 배치되며, 상기 회전축과 함께 회전되어 상기 동체의 내부로 주입된 상기 폐기물을 하방으로 이송시키며 건조시키는 이송 건조부;
상기 동체의 외주면에 결합되어 스팀공간을 형성하며, 상기 동체의 외주면과의 사이로 스팀을 공급받아 상기 동체의 내부로 주입된 상기 폐기물을 가열하는 스팀 재킷; 및
상기 동체의 내부에서 이송 및 가열 처리된 폐액으로부터 증발된 상기 증기에 포함된 액적을 분리하며, 상기 액적이 분리된 상기 증기를 배출하는 증기배출구가 형성되는 미스트 세퍼레이터;를 포함하며,
상기 이송 건조부는
상기 동체의 내주면과 상기 회전축 사이에 배치되는 원통 형상이며, 고정봉을 통해 상기 회전축에 고정되며, 상기 회전축과 함께 회전되는 회전 원통체;
상기 회전 원통체의 외주면의 상단으로부터 하단까지 나선형으로 결합되며, 상기 폐기물을 일정 방향으로 이송시키는 나선형 블레이드; 및
상기 회전 원통체의 외주면과 내주면을 관통하는 적어도 하나 이상의 제1 증기유통공;을 포함하는 폐기물 건조장치.
제1 항에 있어서,
상기 나선형 블레이드는
상기 회전 원통체의 상단으로부터 하단까지 상기 회전 원통체의 외주를 따라 복수 회 감기도록 형성되는 폐기물 건조장치.
제2 항에 있어서,
상기 나선형 블레이드는
하부측으로 인접한 상기 나선형 블레이드에 대한 이격거리와 상부측으로 인접한 상기 나선형 블레이드에 대한 이격거리가 다른 간격을 가지는 폐기물 건조장치.
제3 항에 있어서,
상기 나선형 블레이드는
하부측으로 인접한 상기 나선형 블레이드에 대한 이격거리가 상부측으로 인접한 상기 나선형 블레이드에 대한 이격거리보다 작게 마련되는 폐기물 건조장치.
제2 항에 있어서,
상기 나선형 블레이드는
하부측으로 인접한 상기 나선형 블레이드에 대한 이격거리와 상부측으로 인접한 상기 나선형 블레이드에 대한 이격거리가 등간격을 가지는 폐기물 건조장치.
제5 항에 있어서,
상기 나선형 블레이드는
상단으로부터 하단까지 불연속적으로 연결되도록 상기 나선형 블레이드의 단부에 상면 및 하면을 관통하는 복수의 낙하개구부가 형성되는 폐기물 건조장치.
제6 항에 있어서,
상기 복수의 낙하개구부는
상기 회전 원통체의 길이방향을 기준으로 상부측 또는 하부측으로 인접한 다른 낙하개구부와 중첩되지 않도록 배치되는 폐기물 건조장치.
제1 항에 있어서,
상기 회전 원통체의 최상단부는
상기 동체의 상기 폐기물주입구의 최상단부보다 높게 위치되며,
상기 나선형 블레이드의 최상단부는
상기 동체의 상기 폐기물주입구의 최하단부보다 낮게 위치되는 폐기물 건조장치.
제1 항에 있어서,
상기 나선형 블레이드의 외측단부는
상기 동체의 내주면에 밀착되는 폐기물 건조장치.
제1 항에 있어서,
상기 미스트 세퍼레이터는
상기 동체의 상부에 결합되며, 상기 증기배출구가 형성되는 상부 하우징;
중공의 원통 형상이며, 상단부가 상기 상부 하우징에 의해 지지되고, 하단부가 상기 회전 원통체의 내주면의 내부로 연장되며, 상부에 내주면 및 외주면을 관통하는 제2 증기유통공이 형성되는 증기 상승 유도관;
내주면이 상기 증기 상승 유도관 중 상기 상부 하우징의 내부에 배치되는 단부의 외주면과 이격되며, 외주면이 상기 상부 하우징의 내측면과 이격되도록 배치되는 중공의 원통 형상의 증기 하강 유도관;
상기 증기 하강 유도관의 내부에 배치되는 상기 증기 상승 유도관의 외주면의 상단으로부터 하단까지 나선형으로 결합되는 증기유도깃; 및
상기 상부 하우징의 내측면과 상기 증기 하강 유도관의 외주면 사이에 설치되는 데미스터;를 포함하는 폐기물 건조장치.
제10 항에 있어서,
상기 증기 상승 유도관은
하단부가 상기 고정봉보다 상부에 배치되고, 상기 증기 상승 유도관 중 상기 동체의 내부에 배치되는 단부의 외주면이 상기 회전 원통체의 내주면과 이격되는 폐기물 건조장치.
제10 항에 있어서,
상기 회전축 중 상기 증기 상승 유도관 내부에 배치되는 단부에 구비되는 임펠러;를 더 포함하는 폐기물 건조장치.
제10 항에 있어서,
상기 상부 하우징에 형성되며, 상기 증기유도깃 또는 상기 데미스터에서 분리된 상기 액적을 배출하는 드레인포트;를 더 포함하는 폐기물 건조장치.
제10 항에 있어서,
상기 상부 하우징은
개방시 상기 데미스터를 교체 또는 수리할 수 있는 통로를 형성하는 데미스터청소구가 형성되는 폐기물 건조장치.
제1 항에 있어서,
상기 동체의 상부에 결합되며, 상기 증기배출구가 형성되는 상부 하우징;
상기 상부 하우징에 결합되며, 구동모터의 동력을 전달하는 감속장치가 구비되는 감속장치 하우징;
상기 감속장치 하우징에 구비되며, 상기 감속장치의 동력을 전달받아 상기 회전축으로 공급하는 구동축; 및
상기 상부 하우징의 증기가 상기 감속장치 하우징으로 유입되는 것을 차단하는 메카니컬씰;을 더 포함하는 폐기물 건조장치.
제15 항에 있어서,
상기 구동축의 내부에 삽입되며, 상기 구동축과 함께 회전되는 동력 전달축;
상기 동력 전달축의 하부에 분리 가능하게 결합되며, 외주면에 상기 메카니컬씰이 설치되는 장착부; 및
상기 동력 전달축의 내부에 삽입되며, 상기 동력 전달축이 상기 장착부에 고정되도록 상기 장착부에 결합되는 전달축고정볼트;를 포함하며,
상기 회전축은
상기 장착부의 하부에 결합되는 폐기물 건조장치.
제16 항에 있어서,
상기 장착부는
상기 회전축보다 짧은 길이를 가지는 폐기물 건조장치.
제1 항에 있어서,
고체 상태의 슬럿지가 저장되는 슬럿지저장조;
상기 슬럿지저장조와 상기 폐기물주입구를 연결하는 슬럿지연결관; 및
상기 슬럿지저장조의 상기 슬럿지가 원활하게 상기 폐기물주입구로 주입되도록 상기 슬럿지연결관 내부에 구비되는 스크류부재;를 더 포함하는 폐기물 건조장치.