KR102411815B1 - 오일 추출기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오일 추출기에 관한 것으로, 드럼 조립체가 상대적으로 높은 압력을 유지하는 고압드럼과 내부에 상대적으로 낮은 압력을 유지하는 저압드럼으로 구성되며, 고압드럼 및 저압드럼의 내주면에 조립된 복수의 브레이크 바 및 엣지 바에 의해서, 기존 리드 스크루만을 이용하여 탈유하던 제품보다 함유율이 매우 낮은 펠렛 제품을 생산할 수 있으며, 엣지 바 및 브레이크 바 등을 조립한 구조의 고압드럼과 저압드럼을 구비하고, 고압과 저압을 순차적으로 거치면서 탈유를 진행함으로써, 탈유효율을 더욱 높일 수 있을 뿐만 아니라, 저압드럼과 고압드럼의 유지보수에 있어서 드럼 전체를 교체하지 않고, 손상된 엣지 바 및 브레이크 바만을 교체하면 되기 때문에 탈유 존(de-oil zone)의 손상 시, 보수 작업이 매우 용이하고 보수작업 비용을 대폭 절감할 수 있다.

Description

오일 추출기{Compressed Oil Harvest}
본 발명은 오일 추출기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고압드럼 및 저압드럼의 내주면에 조립된 복수의 브레이크 바(brake bar) 및 엣지 바(edge bar)구조에 의해서, 기존 리드 스크루만을 이용하여 탈유하던 제품보다 함유율이 매우 낮은 펠렛 제품을 생산할 수 있으며, 저압드럼과 고압드럼의 유지보수에 있어서 드럼 전체를 교체하지 않고, 손상된 엣지 바 및 브레이크 바를 교체하면 되므로, 탈유 존(de-oil zone)의 손상 시, 보수 작업이 매우 용이하고, 보수작업 비용을 절감할 수 있는 오일 추출기에 관한 것이다.
일반적으로 튀김 부스러기는 음식 조리과정에서 흔히 발생하는 물질로 특히 닭 튀김 조리와 돈가스 조리에서 많이 발생한다. 이러한 튀김 부스러기는 그 튀김 부스러기 공극 속에 폐식용유를 포함하고 있으며, 이 폐식용유의 양은 튀김 부스러기의 70% 이상이다.
튀김 부스러기 속의 폐식용유는 주변의 조건에 따라 튀김 부스러기 밖으로 흘러나와 환경을 오염시키고 있으며, 튀김 부스러기에서 흘러나온 폐식용유를 희석시키기 위해서는 폐식용유 양의 20만 배에 해당하는 물이 소요된다.
그러나 대부분의 튀김 부스러기 발생 업체에서는 튀김 부스러기에 의한 환경오염 인식이 낮아서 분리수거가 제대로 이루어지지 않고 있다.
최근에는 화석연료의 고갈로 인해 재활용품을 이용하여 재생연료를 생산하기 위한 노력이 시도되고 있으며, 특히 바이오 디젤에 대한 관심이 높아지고 있다.
바이오 디젤이란 바이오 에탄올과 함께 가장 널리 사용되는 바이오 연료의 하나로, 대두유, 유채유, 폐식용유, 해조유 등의 식물성 기름을 원료로 하여 만든 무공해 연료를 통틀어 말한다.
또한, 바이오 디젤 생산을 위해 폐식용유를 수거하여 이를 이용하기 위한 정제과정에서 발생하는 음식 잔여물을 원재료로 하는 바이오매스 펠렛이 주목받고 있다.
바이오매스를 이용한 연료는 운반, 저장 및 연소 시의 처리가 용이하고 연소에 따른 열량을 높일 수 있어 에너지원으로서의 경제성도 구비하는 펠렛(pellet) 형태로 만들어서 생산하게 되는데, 펠렛에 사용되는 원재료로는 산림간 벌목, 건설폐기물 중 폐목재, 왕겨 볏짚, 식물의 줄기 등 농림부산물, 생활폐기물 중 유기성 폐기물이 사용된다.
펠렛이란 목재를 파쇄하고 이를 압축해 원통형의 작은 조각(pellet) 형태로 성형한 것을 의미하며, 단위 체적당 발열량이 높고 형태와 크기가 일정하므로 정량공급이 가능하게 되어 화력발전소 및 보일러 등에 화석연료의 대체재 등으로 널리 사용된다.
특히, 폐식용유를 함유하고 있는 수거된 튀김 부스러기를 원재료로 하는 펠렛으로 생산할 경우, 연료용뿐만 아니라 사료용으로도 활용할 수 있으므로 경제적이나, 고함유율(높은 기름 함유율)로 인한 전처리 비용 증가로 인해서 펠렛 생산 등 에너지화하기 위해서는 함유율이 상대적으로 낮은 일반목재에 비해 생산원가가 많이 소요되는 단점이 있다.
국내 특허공개 공보 제10-2020-0041557호에 개시된 종래 폐식용유 회수가 가능한 튀김 부스러기 기반 펠렛 제조장치는 함유율이 낮은 펠렛 제품을 생산할 수 없는 단점이 있으며, 탈유 존(de-oil zone)의 손상 시, 드럼 전체를 교체해야 하므로, 보수 작업이 어렵고, 보수작업 비용이 상승하는 문제가 있다.
국내 특허공개 제10-2020-0041557호(공개일: 2020년 04월 22일)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 본 발명의 첫 번째 목적은 드럼 조립체가 상대적으로 높은 압력을 유지하는 고압드럼과 내부에 상대적으로 낮은 압력을 유지하는 저압드럼으로 구성되며, 고압드럼 및 저압드럼의 내주면에 조립된 복수의 브레이크 바 및 엣지 바 구조에 의해서, 기존 리드 스크루만을 이용하여 탈유하던 제품보다 함유율이 매우 낮은 펠렛 제품을 생산할 수 있는 오일 추출기를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 두 번째 목적은 엣지 바 및 브레이크 바 등을 조립한 구조의 고압드럼과 저압드럼을 구비하고, 고압과 저압을 순차적으로 거치면서 탈유를 진행함으로써, 탈유 효율을 더욱 높일 수 있을 뿐만 아니라, 저압드럼과 고압드럼의 유지보수에 있어서 드럼 전체를 교체하지 않고 손상된 엣지 바 및 브레이크 바를 교체하면 되기 때문에 탈유 존(de-oil zone)의 손상 시, 보수 작업이 매우 용이하고, 보수작업 비용을 대폭 절감할 수 있는 오일 추출기를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오일 추출기는 입구측에 튀김 부스러기를 투입하기 위한 호퍼가 형성되고, 출구측에 고형화한 튀김 부스러기를 배출하기 위한 엔드 플레이트가 설치되며, 공급영역과 압축영역과 멜팅영역으로 구분되는 드럼 조립체; 상기 드럼 조립체 안에 회전 가능하게 설치되어, 상기 호퍼 안으로 투입된 튀김 부스러기를 압착(분쇄)하고 이송하는 스크루 샤프트 조립체; 상기 스크루 샤프트 조립체를 구동하는 스크루 샤프트 구동모듈; 및 상기 엔드 플레이트를 통해서 배출되는 고형의 튀김 부스러기를 펠렛화하기 위하여 상기 엔드 플레이트에 개폐 가능하게 설치되는 펠렛모듈; 을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 드럼 조립체는 내부에 상대적으로 높은 압력을 유지하는 고압드럼과, 내부에 상대적으로 낮은 압력을 유지하는 저압드럼이 서로 연결되어 구성될 수 있다.
또한, 상기 고압드럼은, 바디 프레임의 원주방향으로 복수의 보강 플랜지가 일정간격을 두고 형성되는 케이지; 상기 케이지의 내주면에 원주방향을 따라 배치되고, 일측에 스팀 주입구가 형성되는 스팀 자켓; 상기 스팀 자켓의 내주면에 길이방향으로 조립되어 상기 케이지 내부의 센터 라인을 형성하는 한 쌍의 센터 바; 상기 센터 바에 인접하여 설치되어 튀김 부스러기의 이송을 방해하여 탈유효과를 높이는 한 쌍의 브레이크 바; 상기 스팀 자켓의 내주면에 길이방향으로 조립되고, 상기 센터 바의 양쪽에 순차적으로 적층되는 복수의 엣지 바; 및 상기 엣지 바 사이에 설치되어 오일 배출을 위한 오일 배출 틈새를 형성하는 스페이서; 를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 케이지의 내부에는 상기 스크루 샤프트 조립체(리드 스크루)의 처짐으로 인한 엣지 바의 손상을 줄이기 위하여 고정판(bearing plate)이 설치될 수 있다.
상기 케이지는 반호 형상으로 구성되고, 2개의 케이지가 서로 결합하여 원통형태를 이루어 구성될 수 있다.
또한, 상기 엔드 플레이트에는 다수의 노즐을 갖는 다이 플레이트가 돌출되어 설치되고, 상기 노즐을 통해서 펠렛화된 제품을 배출하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 펠렛모듈은 힌지에 의해서 상기 엔드 플레이트에 회동 가능하게 설치되며, 고형화된 제품을 절단하여 펠렛화하기 위한 회전 커팅기를 구비될 수 있다.
또한, 상기 회전 커팅기의 센터에는 회전 지지봉이 형성되고, 상기 다이 플레이트의 센터에는 상기 회전 지지봉의 회전을 지지하기 위한 회전 지지 홈이 형성되며, 상기 회전 커팅기의 외주에는 상기 다이 플레이트와의 결합을 안내하기 위한 안내편이 설치될 수 있다.
또한, 상기 스크루 샤프트 조립체는, 내주에 샤프트 결합 공간부가 형성되고, 외주에 복수의 블레이드가 형성되며, 상기 블레이드 사이에 경사형 칼러와 수평형 칼러(flat collar)가 형성되는 원통형상의 웜; 및 상기 웜의 샤프트 결합 공간부 안에 삽입되어 고정되는 샤프트 바디; 를 포함하여 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 오일 추출기는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 드럼 조립체가 상대적으로 높은 압력을 유지하는 고압드럼과 내부에 상대적으로 낮은 압력을 유지하는 저압드럼으로 구성되며, 고압드럼 및 저압드럼의 내주면에 조립된 복수의 브레이크 바 및 엣지 바 구조에 의해서, 기존 리드 스크루만을 이용하여 탈유하던 제품보다 함유율이 매우 낮은 펠렛 제품을 생산할 수 있으며, 스페이서를 이용하여 엣지 바의 틈새를 조정하여 함유율 개선을 위한 보완 작업을 할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 엣지 바 및 브레이크 바 등을 조립한 구조의 고압드럼과 저압드럼을 구비하고, 고압과 저압을 순차적으로 거치면서 탈유를 진행함으로써, 탈유 효율을 더욱 높일 수 있을 뿐만 아니라, 저압드럼과 고압드럼의 유지보수에 있어서 드럼 전체를 교체하지 않고, 손상된 엣지 바 및 브레이크 바만을 교체하면 되기 때문에 탈유 존(de-oil zone)의 손상 시, 보수 작업이 매우 용이하고 보수작업 비용을 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 연속 공정으로 생산 효율성이 매우 좋으며, 펠렛모듈(pelletizer)를 이용하여 배출되는 제품의 사이즈를 자유롭게 조정할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 배출된 오일(기름)은 수거하여, 발전소에 재판매할 수 있으며, 펠렛된 제품은 사료 또는 착화탄으로 판매할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일 추출기를 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일 추출기를 도시한 정면도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일 추출기를 도시한 평면도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일 추출기에서, 엔드 플레이트와 펠렛모듈을 도시한 사시도
도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일 추출기에서, 고압드럼을 도시한 사시도
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일 추출기에서, 고압드럼을 도시한 측면도
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고압드럼의 스팀자켓을 도시한 사시도
도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔드 플레이트의 다이 플레이트를 도시한 사시도
도 10은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일 추출기에서, 드럼 조립체를 도시한 정면도
도 11은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 펠렛모듈을 도시한 사시도
도 12는 (a)는 튀김 부스러기를 도시한 사시도이고, (b)는 다이 플레이트를 통해서 배출된 건조 제품을 도시한 사시도
이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시 예에 따른 오일 추출기를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시 예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일 추출기를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일 추출기를 도시한 정면도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일 추출기를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일 추출기에서, 엔드 플레이트와 펠렛모듈을 도시한 사시도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일 추출기에서, 고압드럼을 도시한 사시도이며, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일 추출기에서, 고압드럼을 도시한 측면도이다.
그리고 도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고압드럼의 스팀자켓을 도시한 사시도이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔드 플레이트의 다이 플레이트를 도시한 사시도이며, 도 10은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일 추출기에서, 드럼 조립체를 도시한 정면도이고, 도 11은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 펠렛모듈을 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일 추출기(1)는 내부로 스팀(steam)을 공급하여 내부온도를 상승하기 위한 드럼 조립체(100); 튀김 부스러기(원재료)를 분쇄하고 이송하는 스크루 샤프트 조립체(200); 스크루 샤프트 조립체(200)를 구동하는 스크루 샤프트 구동모듈(300); 고형의 튀김 부스러기를 펠렛화하기 위한 펠렛모듈(400); 을 포함하여 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 드럼 조립체(100)는 베이스 프레임(10) 위에 설치되며, 입구측에 튀김 부스러기를 투입하기 위한 호퍼(101)가 형성되고, 출구측에 고형화한 튀김 부스러기를 배출하기 위한 엔드 플레이트(130)가 설치된다.
엔드 플레이트(130)와 감속기어 부(320)는 서포트 바(13)에 의해 연결되어 구조적 안정정을 유지하도록 할 수 있다.
드럼 조립체(100)는 공급영역과 압축영역과 멜팅영역으로 구분될 수 있으며, 압축영역에서는 내부로 스팀을 공급하여 내부 압력을 고압 및 저압으로 제어할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 고압은 50kg/cm2 이상이고, 저압은 50kg/cm2 미만으로 설정할 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니며, 튀김 부스러기의 종류 또는 양에 따라 압력은 변경될 수 있다.
드럼 조립체(100)는 내부에 상대적으로 높은 압력을 유지하는 고압드럼(110)과, 내부에 상대적으로 낮은 압력을 유지하는 저압드럼(120)이 서로 연결되어 구성될 수 있다.
본 실시 예에서는 1개씩의 고압드럼(110)과 저압드럼(120)을 도시하고 있으나, 이에 국한되지 않으며 설계조건에 따라 그 위치와 개수는 변경될 수 있다.
도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 고압드럼(110)은 케이지(111), 스팀 자켓(112), 한 쌍의 센터 바(113), 한 쌍의 브레이크 바(114), 복수의 엣지 바(115), 및 스페이서(116)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 케이지(111)는 바디 프레임(111a)의 원주방향으로 복수의 보강 플랜지(112b)가 일정간격을 두고 일체로 형성될 수 있다.
상기 케이지(111)의 내부에는 엣지 바(115)를 고정하기 위한 고정판(117)(도 6에 도시)이 설치될 수 있다.
상기 케이지(111)는 반호 형상으로 구성되고, 2개의 케이지(111A,111B)가 서로 결합하여 원통 형태를 이루어 구성될 수 있다.
2개의 케이지(111A,111B)는 체결수단, 예를 들면 볼트(B) 등으로 체결될 수 있다.
상기 스팀 자켓(112)은 케이지(111)의 내주면에 원주방향을 따라 배치되고, 상측에 스팀 주입구(112a)가 형성되고 하측에 응축수 배출구(미도시)가 형성될 수 있다.
스팀발생기(미도시)에 공급하는 스팀이 스팀 주입구(112a)를 통해서 스팀 자켓(112) 안으로 주입된다.
상기 센터 바(113)는 스팀 자켓(112)의 내주면에 길이방향으로 조립되어 케이지(111) 내부의 센터라인을 형성한다.
상기 브레이크 바(114)는 센터 바(113)에 인접 설치되며, 튀김 부스러기의 이송을 방해하여 실린더 조립체(110) 내부 압축력을 높임으로써, 탈유 효과를 높이는 기능을 한다.
상기 엣지 바(115)는 스팀 자켓(112)의 내주면에 길이방향으로 조립되고, 센터 바(113)의 양쪽에 순차적으로 적층된다.
상기 스페이서(116)는 엣지 바(115) 사이에 설치되어, 오일배출을 위한 오일배출 틈새(116a)를 형성한다.
스페이서(116)를 이용하여 엣지 바(115)의 갭(틈새)을 조정하여 함유율 개선을 위한 보완 작업을 할 수 있다.
이와 같이 고압드럼(110)은 케이지(111) 안에 스팀 자켓(112), 한 쌍의 센터 바(113), 한 쌍의 브레이크 바(114), 복수의 엣지 바(115), 및 스페이서(116)를 포함하여 구성하되, 탈유 존의 손상시 드럼 전체를 교체하지 않고 손상된 부분의 부품만을 교체하면 되므로, 보수 작업이 매우 용이하고 유지보수 비용이 매우 저렴하다.
드럼 조립체(100)를 거쳐서 탈유된 오일은 스페이서(116)에 의한 틈새를 통해서 외부로 배출된 후, 드럼 조립체(100)의 하면에 형성된 경사면(11)을 따라 흘러내려 배출구(12)를 통해서 외부로 배출된다(도 2 참조).
상기 저압드럼(120)의 구성은 전술한 고압드럼(110)의 구조 및 효과와 동일하므로 이에 대한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기 엔드 플레이트(130)에는 다수의 노즐(131a)을 갖는 다이 플레이트(131)가 돌출 설치되고, 노즐(131a)을 통해서 건조된 튀김 부스러기를 배출하도록 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 스크루 샤프트 조립체(200)는 드럼 조립체(100) 안에 회전 가능하게 설치되어, 호퍼(101) 안으로 투입된 튀김 부스러기를 압착하고 이송한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 스크루 샤프트 조립체(200)는, 내주에 샤프트 결합 공간부(211)가 형성되고, 외주에 복수의 블레이드(212)가 형성되며, 블레이드(212) 사이에는 경사형 칼러(213)와 수평형 칼러(214)가 형성되고, 직경이 점차 커지는 원통형상의 웜(210); 및 웜(210)의 샤프트 결합 공간부(211) 안에 삽입되어 고정되는 샤프트 바디(220); 를 포함하여 구성될 수 있다.
드럼 조립체(100)은 공급영역, 압축영역, 그리고 멜팅영역으로 나눌수 있는바, 각 영역에 따라 웜(210)의 형상은 상이하게 형성될 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스크루 샤프트 구동모듈(300)은 스크루 샤프트 조립체(200)를 구동하는 장치이다.
스크루 샤프트 구동모듈(300)은 동력을 발생하는 메인 구동부(310), 회전속도를 감속 제어하는 감속기어부(320), 감속기어부(320)와 스크루 샤프트 조립체(200)를 연결되는 커플링(330), 그리고 메인 구동부(310)와 감속기어부(320)를 연결하는 커플링(340)으로 구성될 수 있다.
또한, 도 9 및 도 11에 도시된 바와 같이, 펠렛모듈(400)은 엔드 플레이트(130)를 통해서 배출되는 고형의 튀김 부스러기를 펠렛화하기 위하여 엔드 플레이트(110)에 개폐 가능하게 설치된다.
펠렛모듈(400)은 힌지(401)(도 3에 도시)에 의해서, 엔드 플레이트(130)에 회동 가능하게 설치될 수 있으며, 고형화된 튀김 부스러기를 절단하여 펠렛화하기 위한 회전 커팅기(410)를 구비할 수 있다.
회전 커팅기(410)의 센터에는 회전 지지봉(411)이 형성되고, 다이 플레이트(131)의 센터에는 회전 지지봉(411)의 회전을 지지하기 위한 회전 지지 홈(412)이 형성되며, 회전 커팅기(410)의 외주에는 다이 플레이트(131)와의 결합을 안내하기 위한 안내편(413)이 설치될 수 있다. 회전 커팅기(410)는 구동모터(405)에 의해서 구동될 수 있다.
회전 지지 홈(412) 안에 회전 지지봉(411)이 삽입되어 회전 지지봉(411)의 회전을 안정적으로 지지하도록 하며, 안내편(413)에 다이 플레이트(131)가 결합함으로써, 회전 커팅기(410)와 다이 플레이트(131)의 센터라인이 정렬되어 고형화된 튀김 부스러기를 절단하여 펠렛화하는 과정을 원활하게 수행할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일 추출기(1)의 작동에 대하여 설명한다.
스팀 공급기(미도시)를 이용하여 스팀 자켓(112)의 스팀 주입구(112a)를 통해서 스팀을 공급하여 드럼 조립체(100)의 내부 온도를 상승시킨다.
고압드럼(110)과 저압드럼(120)의 내부온도는 스팀에 의해 상승하는데, 이때 온도는 100℃ 이상으로 상승시켜서 탈유 효과를 높일 수 있다. 비록 도면에 도시하지는 않았으나, 별도의 스팀공급에 의해서 다이 플레이트(131)의 온도가 적정하게 상승하면, 호퍼(101) 안으로 튀김 부스러기를 투입한다. 튀김 부스러기 투입 시, 정량 공급기(미도시)를 이용하여 정속, 정량으로 투입하여 탈유 효과를 높일 수 있도록 제어한다.
스크루 샤프트 구동모듈(300)의 메인 구동부(310)가 구동하며, 감속기어부(320)는 메인 구동부(310)의 회전속도를 제어하여 스크루 샤프트 조립체(200)를 회전함에 따라 튀김 부스러기를 압축하고 이송한다.
튀김 부스러기는 고압드럼(110)의 고압을 거치면서 탈유(de-oil)되고, 재차 저압드럼(120)을 거치면서 탈유된다. 탈유된 오일은 드럼 조립체(100)의 하부에 형성된 경사면(11)을 따라 흘러내려 배출구(12)를 통해서 외부로 배출된다.
이때, 고압드럼(110) 및 저압드럼(120)이 내주면에 조립된 복수의 브레이크 바(114) 및 엣지 바(115)에 의해서, 탈유 효과를 높일 수 있으며, 스페이서(116)를 이용하여 엣지 바(115)의 갭(틈새)을 조정하여 함유율 개선을 위한 보완 작업을 할 수 있으며, 탈유 존(고압영역 및 저압영역)의 손상 시 보수 작업이 매우 용이하다.
또한, 웜(210)의 외주면에 경사형 칼러(213)가 형성되어, 그 경사형 칼러(213)에 의해서 튀김 부스러기의 이송이 방해되어 실린더 조립체(110) 내부 압축력을 높임으로써, 탈유 효과를 높일 수 있다.
그 다음, 탈유 존(고압영역 및 저압영역)을 통과한 튀김 부스러기는 멜팅영역을 거친 후 다이 플레이트(131)의 노즐(131a)을 통해서 건조되어 배출된다.
펠렛모듈(400)의 구동모터(405)(도 3에 도시)는 회전 커팅기(410)를 회전하여 고형화된 튀김 부스러기를 절단하여 펠렛화할 수 있다.
한편, 도 12의 (a)는 튀김 부스러기를 도시한 사시도이고, 도 12의 (b)는 다이 플레이트를 통해서 배출된 건조 제품을 도시한 사시도이다.
도 12의 (a)는 튀김 부스러기는 오일이 많이 포함된 원료이지만, 본 발명의 오일 추출기(2)를 거쳐서 생산한 제품은 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 다이 플레이트의 노즐을 통해서 배출된 건조 제품은 사료 또는 착화탄으로 판매할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 오일 추출기는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 드럼 조립체가 상대적으로 높은 압력을 유지하는 고압드럼과 내부에 상대적으로 낮은 압력을 유지하는 저압드럼으로 구성되며, 고압드럼 및 저압드럼의 내주면에 조립된 복수의 브레이크 바 및 엣지 바 구조에 의해서, 기존 리드 스크루만을 이용하여 탈유하던 제품보다 함유율이 매우 낮은 펠렛 제품을 생산할 수 있으며, 스페이서를 이용하여 엣지 바의 틈새를 조정하여 함유율 개선을 위한 보완 작업을 할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 엣지 바 및 브레이크 바 등을 조립한 구조의 고압드럼과 저압드럼을 구비하고, 고압과 저압을 순차적으로 거치면서 탈유를 진행함으로써, 탈유효율을 더욱 높일 수 있을 뿐만 아니라, 저압드럼과 고압드럼의 유지보수에 있어서 드럼 전체를 교체하지 않고 손상된 엣지 바 및 브레이크 바만을 교체하면 되기 때문에 탈유 존(de-oil zone)의 손상 시, 보수 작업이 매우 용이하고 보수작업 비용을 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 연속 공정으로 생산 효율성이 매우 좋으며, 펠렛모듈(pelletizer)를 이용하여 배출되는 제품의 사이즈를 자유롭게 조정할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 배출된 오일(기름)은 수거하여, 발전소에 재 판매할 수 있으며, 펠렛된 제품은 사료 또는 착화탄으로 판매할 수 있는 효과가 있다.
1: 오일 추출기
100: 드럼 조립체
101: 호퍼
110: 고압드럼
111a: 바디 프레임
111b: 보강 플랜지
112: 스팀 자켓(steam jacket)
112a: 스팀 주입구(steam inlet)
113: 센터 바(center bar)
114: 브레이크 바(brake bar)
115: 엣지 바(edge bar)
116: 스페이서(space)
120: 저압드럼
130: 엔드 플레이트
131: 다이 플레이트
131a: 노즐(nozzle)
200: 스크루 샤프트 조립체
211: 샤프트 결합 공간부
212: 블레이드(blade)
213: 경사형 칼러(slant collar)
214: 수평형 칼러
220: 샤프트 바디
300: 스크루 샤프트 구동모듈
310: 메인 구동부
320: 감속기어 부
330: 커플링
400: 펠렛모듈
401: 힌지
410: 회전 커팅기
411: 회전 지지봉
412: 회전 지지 홈
413: 안내편

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 입구측에는 튀김 부스러기를 투입하기 위한 호퍼(101)가 형성되고, 출구측에는 고형화한 튀김 부스러기를 배출하기 위한 엔드 플레이트(130)가 설치되며, 공급영역과 압축영역과 멜팅영역으로 구분되는 드럼 조립체(100);
    상기 드럼 조립체(100) 안에 회전 가능하게 설치되어, 상기 호퍼(101) 안으로 투입된 튀김 부스러기를 압축하고 이송하는 스크루 샤프트 조립체(200);
    상기 스크루 샤프트 조립체(200)를 구동하는 스크루 샤프트 구동모듈(300); 및
    상기 엔드 플레이트(130)를 통해서 배출되는 고형의 튀김 부스러기를 펠렛화하기 위하여 상기 엔드 플레이트(130)에 개폐 가능하게 설치되는 펠렛모듈(400); 을 포함하며,
    상기 드럼 조립체(100)는 내부에 상대적으로 높은 압력을 유지하는 고압드럼(110)과, 내부에 상대적으로 낮은 압력을 유지하는 저압드럼(120)이 서로 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 오일 추출기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고압드럼(110)은,
    바디 프레임(111a)의 원주방향으로 복수의 보강 플랜지(112b)가 일정간격을 두고 형성되는 케이지(111);
    상기 케이지(111)의 내주면에 원주방향을 따라 배치되고, 일측에 스팀 주입구(112a)가 형성되는 복수의 스팀 자켓(112);
    상기 스팀 자켓(112)의 내주면에 길이방향으로 조립되어 상기 케이지(111) 내부의 센터라인을 형성하는 한 쌍의 센터 바(113);
    상기 센터 바(113)에 인접하여 설치되어 튀김 부스러기의 이송을 방해하여 탈유효과를 높이는 한 쌍의 브레이크 바(114);
    상기 스팀 자켓(112)의 내주면에 길이방향으로 조립되고, 상기 센터 바(113)의 양쪽에 순차적으로 적층되는 복수의 엣지 바(115); 및
    상기 엣지 바(115) 사이에 설치되어 오일배출을 위한 오일배출 틈새(116a)를 형성하는 스페이서(116); 를 포함하는 오일 추출기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 케이지(111)의 내부에는 상기 스크루 샤프트 조립체(200)의 처짐으로 인한 상기 엣지 바(115)의 손상을 줄이기 위하여 고정판(117)이 설치되는 것을 특징으로 하는 오일 추출기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 케이지(111)는 반호 형상으로 구성되고, 2개의 케이지(111A,111B)가 서로 결합하여 원통 형태를 이루어 구성되는 것을 특징으로 하는 오일 추출기.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 엔드 플레이트(130)에는 다수의 노즐(131a)을 갖는 다이 플레이트(131)가 돌출되어 설치되고, 상기 노즐(131a)을 통해서 펠렛화된 튀김 부스러기를 배출하는 것을 특징으로 하는 오일 추출기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 펠렛모듈(400)은 힌지(401)에 의해서, 상기 엔드 플레이트(130)에 회동 가능하게 설치되며, 고형화된 튀김 부스러기를 절단하여 펠렛화하기 위한 회전 커팅기(410)를 구비하는 것을 특징으로 하는 오일 추출기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 회전 커팅기(410)의 센터에는 회전 지지봉(411)이 형성되고, 상기 다이 플레이트(131)의 센터에는 상기 회전 지지봉(411)의 회전을 지지하기 위한 회전 지지 홈(412)이 형성되며,
    상기 회전 커팅기(410)의 외주에는 상기 다이 플레이트(131)와의 결합을 안내하기 위한 안내편(413)이 설치되는 것을 특징으로 하는 오일 추출기.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 스크루 샤프트 조립체(200)는,
    내주에 샤프트 결합 공간부(211)가 형성되고, 외주에 복수의 블레이드(212)가 형성되며, 상기 블레이드(212) 사이에는 경사형 칼러(213)와 수평형 칼러(214)가 형성되고, 직경이 점차 커지는 원통형상의 웜(210); 및
    상기 웜(210)의 샤프트 결합 공간부(211) 안에 삽입되어 고정되는 샤프트 바디(220); 를 포함하는 오일 추출기.
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