KR102442990B1 - 식물성 잔재 폐기물 건조기 - Google Patents

식물성 잔재 폐기물 건조기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 농산물유통센터, 농수산물도매시장 및 일반 식품공장 등에서 발생하는 슬러리 형태의 수분을 함유한 각종 식물성 잔재 폐기물을 진공 건조환경에서 연속적으로 교반 건조하여 폐기물을 효과적으로 감량화하며, 건조물 배출량의 계량 관리를 자동화하면서 교반 작업 중 건조물의 한쪽 쏠림현상에 따른 과부하를 방지하여 모든 작업을 효율적으로 관리수행함을 제공하도록, 지지프레임부와; 상기 지지프레임부 상에 설치하여 원통형의 내외 이중 챔버구조를 이루되, 내부에서 건조대상인 폐기물을 수용 가능한 진공상태의 건조영역을 형성하는 진공건조챔버와, 상기 진공건조챔버의 외측 하부에 간격을 두고 외벽을 형성하며 내부에 열매체유를 수용하면서 전후 간격을 두고 복수 개의 전기히터를 구비하는 가열챔버를 포함하여 구성하는 이중건조챔버부와; 상기 이중건조챔버부의 양측 단부에 회동 가능하게 설치하는 회전축과, 상기 회전축 상에 설치하고 상기 진공건조챔버의 내면에 접하게 외측으로 연장 형성하여 폐기물을 교반하는 교반날개유닛과, 상기 회전축의 일단에 대응하여 구비하고 상기 회전축에 회전 동력을 인가하되 상기 회전축에 정회전 및 역회전을 반복 가능하게 구동하는 교반구동수단을 포함하여 구성하는 교반부와; 상기 이중건조챔버부 및 상기 교반부에 제어신호를 인가하여 자동 제어하게 구성하는 자동제어부;를 포함하는 식물성 잔재 폐기물 건조기를 제공한다.

Description

식물성 잔재 폐기물 건조기 {Dryer for Treatment of Vegetability Residuo}
본 발명은 식물성 잔재 폐기물 건조기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 농산물유통센터, 농수산물도매시장 및 일반 식품공장 등에서 발생하는 슬러리 형태의 수분을 함유한 각종 식물성 잔재 폐기물을 진공 건조환경에서 연속적으로 교반 건조하여 폐기물을 효과적으로 감량화하며, 건조물 배출량의 계량 관리를 자동화하면서 교반 작업 중 건조물의 한쪽 쏠림현상에 따른 과부하를 방지하여 모든 작업을 효율적으로 관리수행하는 것이 가능한 식물성 잔재 폐기물 건조기에 관한 것이다.
일반적으로 농산물유통센터 및 농수산물도매시장이나 식품공장 등에서 발생하는 식물성 잔재 폐기물은 산업이 발전하고 생활 여건이 풍요로워지면서 폐기물의 발생량이 날로 증가하고 있으며, 이처럼 버려지는 청과물을 값으로 환산할 경우 연간 수천억원에 이르는 경제적인 손실이 발생함은 물론 청과물 폐기물의 처리가 환경오염의 원인이 되는 등 사회적 문제로 대두되고 있는 실정이다.
이에 따른 식물성 잔재 폐기물의 처리방법으로는 폐기물의 감량화, 매립 또는 일부 소각, 해양투기 등을 통해 처리하고 있으며, 이러한 방법은 매립 부지를 계속해서 증설해야 하기 때문에 지역 주민의 반대민원에 부딪혀 어려운 상황을 초래하고, 폐기물의 매립은 지하수의 오염을 유발하기 때문에 식물성 잔재 폐기물의 해결에 부적합하다는 문제가 있었다.
또한, 이러한 식물성 잔재 폐기물을 매립 처리하는 방법에 있어서는 매립지가 감소하는 추세이고, 새로운 매립지를 찾아내는 것도 매우 곤란한 상황이기 때문에 현실적이지 않은 한계점이 있다. 최근 식품공장에서 발생하는 폐기물은 음식물쓰레기 수거업체에 의하여 소각 또는 일부 자원화가 되기도 하지만 이마저 수거업체에서도 처리시설의 한계가 있어 꺼려하고 있으며, 수도권 지역 식품공장은 톤당 비용이 높아 그 처리비용이 기업의 경영란에 주된 요인이 되고 있는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록특허공보 제1279156호(2013.06.20.)에는 열원; 상기 열원의 열이 내부에 유입되도록 구비되는 메인입구, 상기 메인입구로 유입된 열원이 피건조물의 건조를 위한 건조열로 활용된 후 배출되는 통로인 메인출구, 피건조물이 투입되는 피건조물투입구, 및 투입된 피건조물이 건조된 후 배출되는 피건조물배출구가 구비되는 피건조물이동관; 및 상기 피건조물이동관의 내부에 구비되며 상기 피건조물투입구에서 투입된 피건조물을 상기 피건조물배출구 측으로 이동시키기 위한 나선형의 플라이트 및 상기 플라이트의 내측단부와 연결되어 상기 플라이트를 회전시키기 위한 회전축이 구비되는 스크류; 를 포함하되, 상기 스크류의 회전축은 상기 원통형의 피건조물이동관의 양측 단부측에 고정되어 회동하되, 상기 회전축은 피건조물이동관의 중심축으로부터 소정거리 만큼 하향 이격되어 구비되고, 상기 나선형의 플라이트의 외주면은 상기 회전축의 축방향에서 봤을 때 타원형의 단면형상을 갖거나, 상기 피건조물이동관은 축방향에서 봤을 때 타원형의 단면형상을 갖게 구성됨에 따라 발화의 위험성을 차단하면서 건조기의 열변형에 따른 구조적 안정성을 확보할 수 있는 고효율 폐기물 건조기가 공지되어 있다.
또한, 등록특허공보 제1507303호(2015.03.25.)에는 장착대와, 상기 장착대에 회전 가능하게 설치되고 구동모터로부터 동력을 전달받아 회전하되 일측단에 중공의 축봉이 마련되고 타측단에 배출구가 형성되며 일측 외주면 상에 개폐 가능한 투입구가 마련된 교반 드럼과, 상기 교반 드럼의 축봉을 통해 일측단이 인입되고 상기 배출구를 통해 타측단이 인입되어 상기 교반 드럼의 내부 기체를 순환하기 위한 이송관로와, 상기 이송관로 상에 설치되어 기체를 가열하기 위한 히터와 상기 교반 드럼 내부로 열풍을 불어넣기 위한 송풍기 및, 상기 배출구를 통해 인입된 이송관로 상에 설치하여 상기 배출구와의 이격 공간을 밀폐하되 발효된 폐기물이 밀고 나가 배출될 수 있도록 가변 커버재가 구비되게 구성함에 따라 유기성 폐기물을 저비용으로 발효시켜 자원화할 수 있는 친환경 폐기물 발효 건조장치가 공지되어 있다.
또한, 등록특허공보 제1241047호(2013.03.04.)에는 음식폐기물을 건조하는 건조기에 있어서, 상기 건조기는 외형을 형성하는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 일정 간격을 두고 나란하게 다수 개가 배열되어 회전하며, 내부에 고온의 증기가 순환하는 디스크와; 상기 디스크의 외주면에 형성되어 상기 케이싱 내부에 유입된 음식폐기물의 이동을 가이드하는 날개부재와; 상기 디스크를 회전시키는 구동력을 제공하는 구동부;를 포함하며, 상기 날개부재는 상기 디스크의 외주면에 형성되어 음식폐기물을 음식폐기물의 흐름 방향으로 가이드하는 정방향날개와, 상기 디스크의 외주면에 형성되어 음식폐기물을 음식폐기물의 흐름 방향의 반대 방향으로 가이드하는 역방향날개를 포함하고, 상기 구동부는 구동축을 회전시키는 구동력을 제공하는 구동모터와, 일단에는 상기 구동모터가 연결되고 외측면에는 상기 디스크와 연결되는 구동축을 포함하며, 상기 정방향날개는 상기 건조기를 정면에서 보았을 때 상기 구동축과 20 내지 70도의 각도를 가지도록 설치되고, 상기 역방향날개는 상기 건조기를 정면에서 보았을 때 상기 구동축과 120 내지 160도의 각도를 가지도록 설치되고, 상기 역방향날개에 의해 상기 음식폐기물이 음식폐기물의 흐름 방향의 반대 방향으로 이동하므로, 상기 음식폐기물의 상기 케이싱 내의 통과속도를 늦추어 음식폐기물이 상기 디스크에 인접하는 기간을 증가시킬 수 있으며, 상기 날개부재는 상기 디스크의 외주면에 형성되어 음식폐기물을 교반하는 중방향날개를 추가로 포함하며, 상기 중방향날개는 상기 건조기를 정면에서 보았을 때 상기 구동축과 수평하게 설치 구성됨에 따라 많은 양의 폐기물을 효과적으로 건조할 수 있는 정 및 역방향 날개를 가져 건조효율을 높인 건조기가 공지되어 있다.
그러나 상기한 종래기술들의 경우 모두 보일러와 같은 발열기기로부터 생성된 열원을 사용하여 고압증기로 폐기물을 건조시키기 때문에 장치의 운영에 연료비가 과다발생하여 경제성 측면에서 부적합하다는 문제가 있었다.
또한, 상기한 종래기술들은 단순히 교반챔버 내 폐기물을 회전 교반하는 과정에서 폐기물이 한쪽으로 쏠리기 때문에 교반효율이 떨어짐은 물론 교반장치의 구동에 과부하 현상을 유발하는 등 장치의 관리 기능성이 현저히 떨어진다는 문제가 있었다.
또, 상기한 종래기술 중 등록특허공보 제1507303호의 경우에는 내부에 폐기물을 수용한 교반드럼 자체가 회전하는 구조를 이루기 때문에 폐기물 전체적으로 고르게 교반하기 어려워 교반효율이 떨어진다는 문제가 있으며, 상기한 종래기술 중 등록특허공보 제1279156호 및 제1241047호의 경우에는 교반챔버 내 별도의 교반기(스크류 또는 디스크)가 장착된 구조로 교반챔버의 내면과 교반기의 날개가 서로 떨어진 이격구조를 이루기 때문에 교반챔버의 내면과 교반 날개의 끝부분에 폐기물의 고착현상이 발생하면서 장치의 운영의 어려움 및 성능저하를 초래하게 된다는 문제가 있었다.
KR 등록특허공보 제10-1279156호 (2013.06.20.) KR 등록특허공보 제10-1507303호 (2015.03.25.) KR 등록특허공보 제10-1241047호 (2013.03.04.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이중자켓 형태의 원통형 챔버구조로 내외 진공 건조챔버 및 열매체 가열챔버로 구분 구성하면서 내부에 복수의 교반날개를 구비하여 슬러리 형태의 식물성 잔재 폐기물을 연속 교반하므로 폐기물의 감량효과를 높이고, 건조 열원을 전기에 의해 가열된 열매체유를 사용하면서 수봉식 진공펌프에 의하여 낮은 온도에서도 쉽게 증발될 수 있게 구성하므로 건조시간을 단축시켜 운전비용을 최소화할 수 있는 식물성 잔재 폐기물 건조기를 제공하는데, 그 목적이 있다.
뿐만 아니라 본 발명은 건조 챔버의 하부 양단에 복수의 압축형 로드셀을 구성하여 건조대상인 폐기물의 투입량과 배출량의 계량 관리를 자동화하므로 교반 작업 중 폐기물의 쏠림 현상을 감지하여 기기의 과부하 현상을 방지하며, 모든 작업의 효율적인 관리 수행을 도모할 수 있는 식물성 잔재 폐기물 건조기를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 교반날개에 비금속재료인 스크레이퍼를 적용하여 구성하므로 진공 가열챔버의 내면과 교반날개 끝부분에 폐기물의 고착분 제거효율을 높이면서 장치의 관리 운용이 용이하고, 교반 건조성능을 지속적으로 유지할 수 있는 식물성 잔재 폐기물 건조기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 제안하는 식물성 잔재 폐기물 건조기는 지지프레임부와; 상기 지지프레임부 상에 설치하여 원통형의 내외 이중 챔버구조를 이루되, 내부에서 건조대상인 폐기물을 수용 가능한 진공상태의 건조영역을 형성하는 진공건조챔버와, 상기 진공건조챔버의 외측 하부에 간격을 두고 외벽을 형성하며 내부에 열매체유를 수용하면서 전후 간격을 두고 복수 개의 전기히터를 구비하는 가열챔버를 포함하여 구성하는 이중건조챔버부와; 상기 이중건조챔버부의 양측 단부에 회동 가능하게 설치하는 회전축과, 상기 회전축 상에 설치하고 상기 진공건조챔버의 내면에 접하게 외측으로 연장 형성하여 폐기물을 교반하는 교반날개유닛과, 상기 회전축의 일단에 대응하여 구비하고 상기 회전축에 회전 동력을 인가하되 상기 회전축에 정회전 및 역회전을 반복 가능하게 구동하는 교반구동수단을 포함하여 구성하는 교반부와; 상기 이중건조챔버부 및 상기 교반부에 제어신호를 인가하여 자동 제어하게 구성하는 자동제어부;를 포함하여 이루어진다.
상기 지지프레임부는, 베이스프레임과, 상기 이중건조챔버부의 하부를 지지 고정하고 상기 베이스프레임의 상측에 평행을 이루며 간격을 두고 위치하는 평량프레임과, 상기 베이스프레임과 상기 평량프레임의 사이에서 전후 양단에 설치하고 상기 이중건조챔버부 중 폐기물의 투입영역과 배출영역에 대한 중량을 측정하여 상기 자동제어부에 전달하는 로드셀유닛을 구성한다.
상기 이중건조챔버부에는, 상기 진공건조챔버의 일측 상단에 구비하고 외부로부터 폐기물의 유입경로를 형성하는 폐기물투입구와, 상기 폐기물투입구의 반대편에서 상기 진공건조챔버의 하단에 구비하고 폐기물의 배출 경로를 형성하는 폐기물배출구를 구비한다.
상기 이중건조챔버부에는, 상기 진공건조챔버의 상단에 구비하는 진공흡입구와, 상기 진공흡입구에 대응하여 구성하고 상기 진공건조챔버 내 진공을 생성시키는 진공생성유닛을 구성한다.
상기 진공생성유닛은, 상기 진공흡입구에 진공배관으로 연결 형성하는 수봉식진공펌프와, 상기 수봉식진공펌프에 냉각수를 공급 가능하게 공급배관으로 연결하는 냉각수탱크와, 상기 냉각수탱크로부터 상기 수봉식진공펌프를 향한 냉각수의 공급경로인 공급배관 상에 설치하여 냉각수의 온도를 보정하는 냉각칠러를 구성한다.
상기 진공배관에는 증발수증기 속에 현탁하고 있는 고체입자를 여과하는 카트리지식 진공필터를 구비한다.
상기 진공생성유닛에서는, 상기 수봉식진공펌프에서 증발 수증기가스를 응축하여 봉액하게 구성하고, 상기 수봉식진공펌프와 상기 냉각수탱크를 연결하고 상기 수봉식진공펌프에서 냉각수에 봉액된 증발가스를 상기 냉각수탱크로 유입 가능하게 형성하는 복귀배관을 구성한다.
상기 진공생성유닛에는, 상기 냉각수탱크로부터 상기 복귀배관을 통해 복귀한 냉각수는 상기 냉각칠러를 통과하여 상기 수봉식진공펌프에 공급하여 재순환 가능하게 구성하는 순환자동제어수단을 구성한다.
상기 이중건조챔버부의 가열챔버에는, 내부에 열매체유를 수용하는 열매체탱크와, 상기 열매체탱크로부터 열매체유를 보충 또는 순환 공급 가능하게 형성하는 열매체순환유닛을 포함하고, 상기 가열챔버의 상단에는 고온의 열매체유가 팽창함에 따른 압력을 흡수하게 팽창관으로 연결 형성하는 팽창탱크를 포함하여 구성한다.
상기 교반부의 교반날개유닛은, 상기 회전축 상에 고정 설치하고 상기 회전축의 직각방향으로 연장 형성하는 날개프레임과, 상기 날개프레임 상에 결속 결합하고 상기 진공건조챔버의 내면에 탄성 접촉 가능한 탄성체로 구성하는 스크레이퍼를 구성한다.
상기 교반날개유닛에는, 상기 스크레이퍼의 양쪽 면에 접합 결합하여 휨 강성을 보강하게 구성하는 보강브라켓을 구비한다.
또한, 상기 교반날개유닛에는, 상기 스크레이퍼의 하단에 대응하여 상기 날개프레임 상에 설치하고 상기 진공건조챔버의 내면에 접촉시 상기 스크레이퍼를 탄력적으로 접촉 지지하는 탄성지지수단을 구성하는 것도 가능하다.
상기 자동제어부에서는, 상기 로드셀유닛의 측정신호에 따라 상기 이중건조챔버부 내 폐기물의 쏠림에 따른 편차를 감지하여 상기 교반부의 교반 회전방향을 자동 제어하게 구성한다.
본 발명에 따른 식물성 잔재 폐기물 건조기에 의하면 식물성 잔재 폐기물을 분쇄 후 연속적인 건조 작업이 가능하면서 폐기물의 감량효과를 증진시키고, 에너지면에서도 열매체유를 전기히터로 가열하므로 에너지 효율면에서도 뛰어나고, 침출수에 의한 폐수처리가 불필요하여 환경을 보호하며, 수봉식 진공펌프에 의한 진공 건조로부터 건조시간을 단축하면서 운용비를 절감할 수 있는 효과를 얻는다.
뿐만 아니라 본 발명에 따른 식물성 잔재 폐기물 건조기는 폐기물의 투입영역 및 건조물의 배출영역에서 투입량 및 배출량을 실시간으로 계량관리하므로, 장치 구동의 과부하 현상을 방지하여 장치의 유지관리효율을 향상시키고, 공정의 완전자동화를 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 식물성 잔재 폐기물 건조기는 챔버의 내면과 교반날개 간에 탄력적인 접촉으로 폐기물의 고착현상을 방지하면서 건조효율을 증진시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 정단면도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 측단면도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에서 진공생성유닛 및 열매체순환유닛을 개략적으로 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예에서 교반날개유닛의 제1실시예를 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 일실시예에서 교반날개유닛의 제2실시예를 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 일실시예에서 교반날개유닛의 제2실시예를 나타내는 정면도.
도 8은 본 발명에 따른 일실시예에서 교반날개유닛의 제3실시예를 나타내는 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 일실시예에서 교반날개유닛의 제3실시예를 나타내는 정면도.
본 발명은 지지프레임부와; 상기 지지프레임부 상에 설치하여 원통형의 내외 이중 챔버구조를 이루되, 내부에서 건조대상인 폐기물을 수용 가능한 진공상태의 건조영역을 형성하는 진공건조챔버와, 상기 진공건조챔버의 외측 하부에 간격을 두고 외벽을 형성하며 내부에 열매체유를 수용하면서 전후 간격을 두고 복수 개의 전기히터를 구비하는 가열챔버를 포함하여 구성하는 이중건조챔버부와; 상기 이중건조챔버부의 양측 단부에 회동 가능하게 설치하는 회전축과, 상기 회전축 상에 설치하고 상기 진공건조챔버의 내면에 접하게 외측으로 연장 형성하여 폐기물을 교반하는 교반날개유닛과, 상기 회전축의 일단에 대응하여 구비하고 상기 회전축에 회전 동력을 인가하되 상기 회전축에 정회전 및 역회전을 반복 가능하게 구동하는 교반구동수단을 포함하여 구성하는 교반부와; 상기 이중건조챔버부 및 상기 교반부에 제어신호를 인가하여 자동 제어하게 구성하는 자동제어부;를 포함하는 식물성 잔재 폐기물 건조기를 기술구성의 특징으로 한다.
다음으로 본 발명에 따른 식물성 잔재 폐기물 건조기의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저 본 발명에 따른 식물성 잔재 폐기물 건조기의 일실시예는 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 지지프레임부(100)와, 이중건조챔버부(200)와, 교반부(300)와, 자동제어부(400)를 포함하여 이루어진다.
상기 지지프레임부(100)는 본 발명의 가장 기본적인 구성으로서, 본 발명의 주요구성인 이중건조챔버부(200) 및 교반부(300) 등의 구성들을 지지 고정하게 구성한다.
상기 지지프레임부(100)는 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 장치의 설치장소에서 바닥면 상에 접촉 지지하게 설치하는 베이스프레임(110)과, 상기 이중건조챔버부(200)를 지지 고정하는 평량프레임(120)과, 상기 베이스프레임(110)과 상기 평량프레임(120)의 사이에 설치하는 로드셀유닛(130)을 구성한다.
상기 평량프레임(120)은 상기 베이스프레임(110)의 상측에 평행을 이루며 간격을 두고 위치하고, 상기 이중건조챔버부(200)의 하부에 대응하여 지지 고정하게 구성한다.
상기 로드셀유닛(130)은 상기 베이스프레임(110)과 상기 평량프레임(120)의 사이에서 전후 양단에 대응하여 배치하게 구성하고, 상기 이중건조챔버부(200) 중 폐기물이 투입되는 투입영역과 폐기물이 건조 후 배출되는 배출영역에 대하여 구분된 중량을 측정한다.
상기 로드셀유닛(130)에서의 측정신호는 상기 자동제어부(400)에 전달한다. 즉, 상기 로드셀유닛(130)의 측정정보는 상기 자동제어부(400)로부터 제어되는 상기 이중건조챔버부(200) 및 상기 교반부(300)의 제어를 위한 정보로 사용한다.
상기 이중건조챔버부(200)는 폐기물을 수용한 채 건조 가능한 밀폐된 공간을 조성하는 챔버구조를 이루되, 상기 지지프레임부(100) 상에 설치하여 원통형의 내외 이중 챔버구조를 이루게 구성한다.
상기 이중건조챔버부(200)는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 내외 원통형으로 이루어진 구조로서, 내부에 건조영역을 형성하는 진공건조챔버(210)와, 외부에서 상기 진공건조챔버(210)의 가열 열원인 열매체유의 수용한 채 가열 가능한 영역을 확보하는 가열챔버(220)를 구성한다.
상기 진공건조챔버(210)는 내부에 건조대상인 폐기물 즉 수분함량이 90% 이상인 분쇄 압축된 슬러리 형태의 식물성 잔재 폐기물을 수용 가능하게 형성하고, 상기 진공건조챔버(210)의 내부 건조영역은 건조시 진공상태를 이루게 형성한다.
상기 진공건조챔버(210)는 금속재 중 스테인리스강 소재를 사용하고 구성하고, 상기 진공건조챔버(210)로부터 상기 이중건조챔버부(200)의 내벽을 이루는 두께는 6~8㎜로 구성하여 얇은 두께로 우수한 열전도율을 도모하면서 충분한 처리용량을 지지 확보하는 것이 가능하다.
상기 이중건조챔버부(200)에는 상기 진공건조챔버(210)의 일측 상단에 구비하고 외부로부터 폐기물의 유입경로를 형성하는 폐기물투입구(211)와, 상기 폐기물투입구(211) 반대편에서 상기 진공건조챔버(210)의 하단에 구비하고 폐기물의 배출 경로를 형성하는 폐기물배출구(212)를 구비한다. 또한, 상기 이중건조챔버부(200)에는 상기 폐기물투입구(211)의 반대편에서 상기 진공건조챔버(210)의 상단에 진공흡입구(213)를 구비한다.
상기에서 폐기물투입구(211) 및 상기 폐기물배출구(212), 상기 진공흡입구(213)는 각각 개폐 가능한 구조를 이루되, 전자신호로부터 개폐 구동할 수 있는 개폐실린더(215)를 구성하고, 상기 개폐실린더(215)에 의한 상기 폐기물투입구(211) 및 상기 폐기물배출구(212), 상기 진공흡입구(213)의 개폐 여부는 건조작업의 결정에 따라 상기 자동제어부(400)로부터 투입 및 배출 시기를 자동제어하게 구성한다.
상기 진공흡입구(213)에는 이물질의 유입을 방지할 수 있는 이물차단판(214)을 구비한다.
상기 이중건조챔버부(200)에는 상기 진공흡입구(213)에 대응하여 구성하되 상기 진공건조챔버(210) 내 진공을 생성시키는 진공생성유닛(230)을 구성한다.
상기 진공생성유닛(230)은 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 진공흡입구(213)에 진공배관(231a)으로 연결 형성하는 수봉식진공펌프(231)와, 상기 수봉식진공펌프(231)에 냉각수를 공급 가능하게 공급배관(234)으로 연결하는 냉각수탱크(233)와, 상기 냉각수탱크(233)로부터 상기 수봉식진공펌프(231)를 향한 냉각수의 공급경로인 공급배관(234) 상에 설치하여 냉각수의 온도를 보정하는 냉각칠러(235)를 구성한다.
상기 수봉식진공펌프(231)는 상기 가열챔버(220)에서의 가열에 의하여 상기 진공건조챔버(210)의 내부온도가 80℃에 이르면 자동으로 작동하게 구성한다.
도면에 나타내지는 않았지만 상기 수봉식진공펌프(231)에 의한 상기 가열챔버(220) 내 진공도는 대략 100Torr가 되면 정상으로 인식할 수 있게 진공센서 및 진공계를 설치하여 자동제어하게 구성한다. 즉, 상기 수봉식진공펌프(231)는 상기 자동제어부(400)에서 상기 진공센서 및 진공계의 감지신호를 인식하여 제어신호를 인가하므로 자동제어하게 구성한다.
상기 진공배관(231a)에는 증발수증기 속에 현탁하고 있는 고체입자를 여과하는 카트리지식 진공필터(237)를 구비한다.
상기 수봉식진공펌프(231)의 구동제어는 인버터모터(232)를 적용하여 구성한다. 즉, 상기 인버터모터(232)에서 상기 수봉식진공펌프(231)의 전반적인 흡입 구동을 제어하되 상기 이중건조챔버부(200)의 건조 말단 단계에서 분진의 발생상황을 대비하여 진공 흡입력을 조정하게 제어한다.
상기 수봉식진공펌프(231)에서는 증발 수증기가스를 응축하여 봉액하게 구성한다.
상기 진공생성유닛(230)에는 상기 수봉식진공펌프(231)와 상기 냉각수탱크(233)를 연결하여 봉액 증발가스를 회수 가능한 복귀배관(231b)을 구비한다. 즉, 상기 복귀배관(231b)은 상기 수봉식진공펌프(231)와 상기 냉각수탱크(233)를 연결하여 상기 수봉식진공펌프(231)에서 냉각수에 봉액된 증발가스를 상기 냉각수탱크(233)로 유입 가능하게 형성한다.
상기에서 수봉식진공펌프(231)로부터 상기 냉각수탱크(233)를 향한 냉각수에 봉액된 증발가스의 유입절차는 지속적으로 반복 재순환하게 구성한다. 이때, 냉각수의 재순환 배관계통에 온도제어가 가능한 순환자동제어수단(239)을 구성한다.
상기 순환자동제어수단(239)은 상기 냉각수탱크(233)로부터 상기 복귀배관(231b)을 통해 복귀한 냉각수가 상기 냉각칠러(235)를 통과하여 상기 수봉식진공펌프(231)에 공급하여 재순환 가능하게 구성한다.
상기 순환자동제어수단(239)에서는 온도 측정치에 따라 제어하는 구조로서, 상기 냉각칠러(235)와 상기 수봉식진공펌프(231)에 연결된 상기 공급배관(234)에 냉각수온도센서(S1)를 설치하고, 상기 냉각수탱크(233) 상에 내부온도센서(S2)를 설치하여 구성한다. 즉, 상기 순환자동제어수단(239)은 상기 냉각수온도센서(S1)와 상기 내부온도센서(S2)의 온도 측정값에 따라 냉각수에 봉액된 증발가스의 재순환한다.
상기 냉각수탱크(233)에는 냉각수의 감시 및 보충을 위하여 내부에 레벨센서(V1)를 구성하고, 냉각수의 공급원으로부터 냉각수의 보충을 위하여 자동급수밸브(V1)를 구성한다.
상기 가열챔버(220)는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 진공건조챔버(210)의 둘레에서 외측 하부에 간격을 두고 외벽을 형성하고, 상기 진공건조챔버(210)의 가열원인 열매체유를 내부에 수용하게 구성한다.
상기 가열챔버(220)에는 내부 수용된 열매체유를 설정 온도까지 가열하는 전기히터(221)를 구비한다.
상기 전기히터(221)는 상기 가열챔버(220) 상에 전후 간격을 두고 복수 개를 구비토록 구성한다.
상기 전기히터(221)는 열매체유의 온도를 100~200℃ 사이로 설정 제어한다. 이때, 상기 가열챔버(220)에는 열매체유의 온도를 측정하기 위한 오일온도센서(S4)를 설치하고, 상기 진공건조챔버(210) 내 진공의 온도를 측정하기 위한 진공온도센서(S5)를 설치 구성한다.
상기에서 열매체유의 온도는 설정 범위 내에서 건조 작업시간의 경과에 따른 폐기물의 양의 변화에 대응하도록 상기 오일온도센서(S4) 및 상기 진공온도센서(S5)의 설정값에 따라 자동제어하게 구성하고, 상기 진공건조챔버(210) 내 폐기물의 수분 증발에 따른 양의 변화에 따라 오일온도는 내리거나 올리거나 제어할 수 있게 상기 오일온도센서(S4)의 측정신호에 의해 상기 자동제어부(400)로부터 자동 제어하게 구성하며, 상기 진공건조챔버(210) 내 진공온도는 내부온도에 상응되고 그 온도 유지는 80℃로 설정 제어하는 것이 우수한 건조효율을 도모할 수 있어 바람직하다.
상기에서 이중건조챔버부(200)의 내부 건조물의 수분 증발 후 양의 변화 감지는 상기 로드셀유닛(130)에 의하여 모든 물리적인 변화치가 측정 확인되고, 상기 자동제어부의 프로그램제어로 자동화하게 된다.
상기 이중건조챔버부(200)의 가열챔버(220)에는 도 4에 나타낸 바와 같이, 내부에 열매체유를 수용하는 열매체탱크(223)와, 상기 열매체탱크(223)로부터 열매체유를 보충 또는 순환 공급 가능하게 형성하는 열매체순환유닛(225)을 구성한다.
상기 열매체순환유닛(225)은 건조작업중 항시 순환 가능하게 열매체유를 순환 공급하게 구동하는 열매체순환펌프(225a)를 구성하고, 상기 열매체순환펌프(225a)의 구동에 의하여 상기 가열챔버(220) 내 열매체유를 보충 또는 교체 가능하게 형성하는 순환배관(225b) 및 보충배관(225c)을 구성한다.
상기 가열챔버(220)에는 열매체유의 양을 측정하는 오일레벨센서(S4)를 구성하고, 상기 오일레벨센서(S6)로부터 상기 가열챔버(220) 내 열매체유의 보충 시기를 확인 가능하게 구성한다.
상기 가열챔버(220)에는 상단에 고온의 열매체유가 팽창함에 따른 압력을 흡수하게 팽창관(227)으로 연결 형성하는 팽창탱크(226)를 구성하므로, 고온의 열매체유가 팽창함에 따른 안전을 도모하는 것이 가능하다.
상기 이중건조챔버부(200)에는 상기 가열챔버(220)의 둘레를 감싸 마감 구성하는 단열마감부(240)를 구성한다.
상기 단열마감부(240)는 그라스울 단열재를 사용하여 보온 가능하게 구성한다.
상기에서 단열마감부(240)는 두께 100~150㎜를 이루게 구성하고, 스테인리스 박판으로 단열 후레싱 마감처리하게 구성한다.
상기 이중건조챔버부(200)의 양쪽 측단에는 상기 진공건조챔버(210) 및 상기 가열챔버(220)를 일체로 접합 고정하는 지지플레이트(250)를 구비한다.
상기 교반부(300)는 상기 이중건조챔버부(200)에 투입된 폐기물을 교반시키는 기능을 수행한다.
상기 교반부(300)는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 회전축(310)과, 폐기물을 접촉 교반하는 복수 개의 교반날개유닛(320)과, 상기 회전축(310)에 회전 동력을 인가하는 교반구동수단(330)을 구성한다.
상기 회전축(310)은 상기 이중건조챔버부(200)의 양측 단부에서 상기 지지플레이트(250) 상에 회동 가능하게 설치한다.
상기 교반날개유닛(320)은 상기 회전축(310) 상에 설치하되 상기 회전축(310)의 둘레를 따라 길이방향으로 나선형 배치하게 구성하므로, 축동력을 감소시켜 교반하는 것이 가능하다.
상기 교반날개유닛(320)은 상기 회전축(310)에서 상기 진공건조챔버(210)의 내면에 접촉 가능한 위치로 외측을 향해 연장 형성한다.
상기 교반날개유닛(320)은 도 2 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 회전축(310) 상에 고정 설치하고 상기 회전축(310)의 직각방향으로 연장 형성하는 날개프레임(321)과, 상기 날개프레임(321) 상에 결속 결합하여 상기 진공건조챔버(210)의 내면에 접촉하는 스크레이퍼(323)를 구성한다.
상기 날개프레임(321)에는 일단에 상기 스크레이퍼(323)를 부분 수용 가능하게 형성하는 가이드단(322)을 구비한다.
상기 스크레이퍼(323)는 판자 형상으로 이루어지고, 상기 날개프레임(321)의 가이드단(322) 상에 결속 결합한다.
상기 스크레이퍼(323)는 상기 날개프레임(321)을 기준으로 좌우 횡 방향으로 연장 형성하여 상기 진공건조챔버(210)의 내면과의 접촉 면적을 확장한다.
상기 스크레이퍼(323)는 끝단부가 상기 진공건조챔버(210)의 내면에 탄성 접촉 가능한 탄성체로 구성한다.
또한, 상기 교반날개유닛(320)은 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 스크레이퍼(323)의 양쪽 면에 접합 결합하여 휨 강성을 보강하게 구성하는 보강브라켓(324)을 구성하는 것도 가능하다.
상기 보강브라켓(324)은 상기 스크레이퍼(323)를 기준으로 전후 대칭 구조를 이루게 구성하고, 상기 스크레이퍼(323)와 동일한 폭으로 연장 형성하여 안정적인 지지 구조를 이루게 구성한다.
상기와 같이 보강브라켓(324)를 구비한 교반날개유닛(320)을 구성하게 되면, 진공건조챔버(210)에 대응된 스크레이퍼(323) 접촉 탄력을 보강하여 작업효율을 향상시키며, 교반날개유닛(320) 자체적인 내구성을 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 상기 교반날개유닛(320)은 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 스크레이퍼(323)의 하단에 대응하여 상기 날개프레임(321) 상에 설치하고 상기 진공건조챔버(210)의 내면에 접촉시 상기 스크레이퍼(323)를 탄력적으로 접촉 지지하는 탄성지지수단(325)을 구성하는 것도 가능하다.
상기 탄성지지수단(325)은 상기 진공건조챔버(210)의 내면을 향하여 상기 스크레이퍼(323)를 밀착상태로 유지할 수 있게 탄력적으로 밀어주는 기능을 수행한다.
상기 탄성지지수단(325)은 상기 날개프레임(321)을 기준으로 좌우 대칭된 구조로 배치 구성한다.
상기 탄성지지수단(325)은 상기 날개프레임(321) 상에 고정 설치하는 지지하우징(325a)과, 상기 지지하우징(325a) 상에 상하 수직방향으로 연장 형성하되 상하 수직 직선방향으로 유동 가능하며 상단에 상기 스크레이퍼(323)가 연결 고정하는 로드부재(325b)와, 상기 지지하우징(325a) 내 설치하고 상기 로드부재(325b)를 탄력적으로 지지하는 탄성스프링(325c)을 구성한다.
상기와 같이 교반날개유닛(320)에 탄성지지수단(325)을 구성하게 되면, 진공건조챔버(210)의 내면과 교반날개유닛(320) 간에 탄력적인 접촉으로 폐기물의 고착현상을 방지하면서 건조효율을 증진시키는 것이 가능하다.
상기 교반구동수단(330)은 상기 회전축(310)의 일단에 대응하여 구비하고 상기 회전축(310)에 회전 동력을 인가한다.
상기 교반구동수단(330)은 상기 회전축에 회전 동력을 인가하되 상기 회전축(310)에 회전방향을 전환하면서 정회전 및 역회전을 반복 가능하게 구동한다.
상기에서 교반구동수단(330)의 구동은 상기 자동제어부(400)의 제어신호를 전달받아 구동한다.
상기 자동제어부(400)는 상기 이중건조챔버부(200) 및 상기 교반부(300)의 전반적인 구성들에 제어신호를 인가하여 자동 제어하게 구성한다.
상기 자동제어부(400)에서는, 상기 로드셀유닛(130)의 측정신호에 따라 상기 이중건조챔버부(200) 내 폐기물의 쏠림에 따른 편차를 감지하여 상기 교반부(300)의 교반 회전방향을 자동 제어하게 구성한다.
예를 들면, 상기 교반부(300)의 정회전 구동상태에서 상기 로드셀유닛(130)의 측정신호가 상기 이중건조챔버부(200)의 배출영역으로 폐기물이 쏠린 중량 편차를 감지하면, 상기 자동제어부(400)에서 상기 교반부(300)의 교반 회전방향을 역회전 구동상태로 자동 전환한다.
즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 식물성 잔재 폐기물 건조기에 의하면, 식물성 잔재 폐기물을 분쇄 후 연속적인 건조 작업이 가능하면서 폐기물의 감량효과를 증진시키고, 에너지면에서도 열매체유를 전기히터로 가열하므로 에너지 효율면에서도 뛰어나고, 침출수에 의한 폐수처리가 불필요하여 환경을 보호하며, 수봉식 진공펌프에 의한 진공 건조로부터 건조시간을 단축하면서 운용비를 절감하는 것이 가능하다.
뿐만 아니라 본 발명은 폐기물의 투입영역 및 건조물의 배출영역에서 투입량 및 배출량을 실시간으로 계량관리하므로, 장치 구동의 과부하 현상을 방지하여 장치의 유지관리효율을 향상시키고, 공정의 완전자동화를 구현하는 것이 가능하다.
상기에서는 본 발명에 따른 식물성 잔재 폐기물 건조기의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
100 : 지지프레임부 110 : 베이스프레임
120 : 평량프레임 130 : 로드셀유닛
200 : 이중건조챔버부 210 : 진공건조챔버
211 : 폐기물투입구 212 : 폐기물배출구
213 : 진공흡입구 214 : 이물차단판
215 : 개폐실린더 220 : 가열챔버
221 : 전기히터 223 : 열매체탱크
225 : 열매체순환유닛 225a : 열매체순환펌프
225b : 순환배관 225c : 보충배관
226 : 팽창탱크 227 : 팽창관
230 : 진공생성유닛 231 : 수봉식진공펌프
231a : 진공배관 231b : 복귀배관
233 : 냉각수탱크 234 : 공급배관
235 : 냉각칠러 237 : 카트리지식 진공필터
239 : 순환자동제어수단 240 : 단열마감부
250 : 지지플레이트 300 : 교반부
310 : 회전축 320 : 교반날개유닛
321 : 날개프레임 322 : 가이드단
323 : 스크레이퍼 324 : 보강브라켓
325 : 탄성지지수단 325a : 지지하우징
325b : 로드부재 325c : 탄성스프링
330 : 교반구동수단 400 : 자동제어부

Claims (13)

  1. 지지프레임부와;
    상기 지지프레임부 상에 설치하여 원통형의 내외 이중 챔버구조를 이루되, 내부에서 건조대상인 폐기물을 수용 가능한 진공상태의 건조영역을 형성하는 진공건조챔버와, 상기 진공건조챔버의 외측 하부에 간격을 두고 외벽을 형성하며 내부에 열매체유를 수용하면서 전후 간격을 두고 복수 개의 전기히터를 구비하는 가열챔버를 포함하여 구성하는 이중건조챔버부와;
    상기 이중건조챔버부의 양측 단부에 회동 가능하게 설치하는 회전축과, 상기 회전축 상에 설치하고 상기 진공건조챔버의 내면에 접하게 외측으로 연장 형성하여 폐기물을 교반하는 교반날개유닛과, 상기 회전축의 일단에 대응하여 구비하고 상기 회전축에 회전 동력을 인가하되 상기 회전축에 정회전 및 역회전을 반복 가능하게 구동하는 교반구동수단을 포함하여 구성하는 교반부와;
    상기 이중건조챔버부 및 상기 교반부에 제어신호를 인가하여 자동 제어하게 구성하는 자동제어부;를 포함하여 이루어지고,
    상기 이중건조챔버부에는, 상기 진공건조챔버의 상단에 구비하는 진공흡입구와, 상기 진공흡입구에 대응하여 구성하고 상기 진공건조챔버 내 진공을 생성시키는 진공생성유닛을 포함하여 이루어지며,
    상기 진공생성유닛은, 상기 진공흡입구에 진공배관으로 연결 형성하는 수봉식진공펌프와, 상기 수봉식진공펌프에 냉각수를 공급 가능하게 공급배관으로 연결하는 냉각수탱크와, 상기 냉각수탱크로부터 상기 수봉식진공펌프를 향한 냉각수의 공급경로인 공급배관 상에 설치하여 냉각수의 온도를 보정하는 냉각칠러를 포함하여 이루어지고,
    상기 진공배관에는 증발수증기 속에 현탁하고 있는 고체입자를 여과하는 카트리지식 진공필터를 포함하여 이루어지는 식물성 잔재 폐기물 건조기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지프레임부는, 베이스프레임과, 상기 이중건조챔버부의 하부를 지지 고정하고 상기 베이스프레임의 상측에 평행을 이루며 간격을 두고 위치하는 평량프레임과, 상기 베이스프레임과 상기 평량프레임의 사이에서 전후 양단에 설치하고 상기 이중건조챔버부 중 폐기물의 투입영역과 배출영역에 대한 중량을 측정하여 상기 자동제어부에 전달하는 로드셀유닛을 포함하여 이루어지는 식물성 잔재 폐기물 건조기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 이중건조챔버부에는, 상기 진공건조챔버의 일측 상단에 구비하고 외부로부터 폐기물의 유입경로를 형성하는 폐기물투입구와, 상기 폐기물투입구의 반대편에서 상기 진공건조챔버의 하단에 구비하고 폐기물의 배출 경로를 형성하는 폐기물배출구를 포함하여 이루어지는 식물성 잔재 폐기물 건조기.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 진공생성유닛에서는, 상기 수봉식진공펌프에서 증발 수증기가스를 응축하여 봉액하게 구성하고, 상기 수봉식진공펌프와 상기 냉각수탱크를 연결하고 상기 수봉식진공펌프에서 냉각수에 봉액된 증발가스를 상기 냉각수탱크로 유입 가능하게 형성하는 복귀배관을 포함하여 이루어지는 식물성 잔재 폐기물 건조기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 진공생성유닛에는, 상기 냉각수탱크로부터 상기 복귀배관을 통해 복귀한 냉각수는 상기 냉각칠러를 통과하여 상기 수봉식진공펌프에 공급하여 재순환 가능하게 구성하는 순환자동제어수단을 포함하여 이루어지는 식물성 잔재 폐기물 건조기.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 이중건조챔버부의 가열챔버에는, 내부에 열매체유를 수용하는 열매체탱크와, 상기 열매체탱크로부터 열매체유를 보충 또는 순환 공급 가능하게 형성하는 열매체순환유닛을 포함하고,
    상기 가열챔버의 상단에는 고온의 열매체유가 팽창함에 따른 압력을 흡수하게 팽창관으로 연결 형성하는 팽창탱크를 포함하여 이루어지는 식물성 잔재 폐기물 건조기.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 교반부의 교반날개유닛은, 상기 회전축 상에 고정 설치하고 상기 회전축의 직각방향으로 연장 형성하는 날개프레임과, 상기 날개프레임 상에 결속 결합하고 상기 진공건조챔버의 내면에 탄성 접촉 가능한 탄성체로 구성하는 스크레이퍼를 포함하여 이루어지는 식물성 잔재 폐기물 건조기.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 교반날개유닛에는, 상기 스크레이퍼의 양쪽 면에 접합 결합하여 휨 강성을 보강하게 구성하는 보강브라켓을 포함하여 이루어지는 식물성 잔재 폐기물 건조기.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 교반날개유닛에는, 상기 스크레이퍼의 하단에 대응하여 상기 날개프레임 상에 설치하고 상기 진공건조챔버의 내면에 접촉시 상기 스크레이퍼를 탄력적으로 접촉 지지하는 탄성지지수단을 포함하여 이루어지는 식물성 잔재 폐기물 건조기.
  13. 청구항 2에 있어서,
    상기 자동제어부에서는, 상기 로드셀유닛의 측정신호에 따라 상기 이중건조챔버부 내 폐기물의 쏠림에 따른 편차를 감지하여 상기 교반부의 교반 회전방향을 자동 제어하게 구성하는 식물성 잔재 폐기물 건조기.
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