KR102498908B1 - 건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬러지와 소정의 온도로 가열된 건조볼이 스크류 건조기에 투입되어 이들이 스크류에 의해 일방향으로 이동되는 과정에서 건조볼에 의해 슬러지가 건조되게 하는 건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기에 관한 것이다.

Description

건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기{Three-dimensional screw dryer using drying balls}

본 발명은 건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬러지와 소정의 온도로 가열된 건조볼이 스크류 건조기에 투입되어 이들이 스크류에 의해 일방향으로 이동되는 과정에서 건조볼에 의해 슬러지가 건조되게 하는 건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기에 관한 것이다.

일반적으로 각종 산업현장, 하수처리장, 또는 축산 농가에서 발생되어 폐수 처리된 폐수와 분뇨 등의 유·무기성 슬러지는 함수율이 약 75~95% 정도인 다습성 물질이다.

여기서, 슬러지(sludge)란 진흙상태의 산업폐기물 또는 하수처리, 폐수처리 침전물 등을 일컫는 말로서 오니(汚泥)라고도 하며, 이때의 주성분은 유기물과 무기물 등을 포함하고 있다. 또한, 금속표면을 산(酸) 처리하는 공정에서나, 물과 접하는 보일러·선박·탱크류 등의 금속표면이 박리·퇴적하여 진흙상태로 된 것을 말하는데, 이때 슬러지의 주성분은 금속 또는 그 화합물이다.

특히, 유기물이 포함된 슬러지의 경우는 탈수를 하여도 무기물의 슬러지보다 함수율이 높으며, 이러한 다습성 슬러지를 그대로 매립할 경우 대량으로 발생되는 침출수에 의해 토질 및 지하수 오염은 물론 환경공해를 유발하게 되므로, 대부분의 슬러지는 일정 함수율 이하로 탈수 또는 건조시킨 후 소각하거나, 재활용, 지중 매립 및 해양투기 등의 방법으로 처리한다.

상기 슬러지는 함유된 수분을 대략 30∼40% 이하로 탈수, 건조시키면 연소가 가능하여 에너지 자원으로 재활용 가치가 충분하고, 또한 매립물로서의 기준치에 적합하여 매립처리도 가능하기 때문에 그동안 국내외에서 다양한 탈수장치 및 건조장치가 개발되어 왔다.

그러나, 탈수장치를 통해 슬러지 함수율을 대략 30∼40% 이하로 형성하기 위해서는 상당한 고가의 설비가 요구되며, 건조장치를 통해 슬러지 함수율을 60% 이하로 건조시키기 위해서는 고가의 장치나 설비비 및 처리비가 요구된다.

즉, 상기 슬러지는 소각이나 매립 등의 방법으로 처리하게 되는데, 일반적으로 탈수장치를 통해 탈수하더라도 함수율이 높아 소요비용이 많이 들고, 2차 공해가 발생하게 된다.

오폐수처리장, 상수도시설, 음식물 처리시설 등에서 발생하는 슬러지는 탈수기를 거쳐 콘베이어장치에 통해 반출하게 된다. 이때, 슬러지의 함수율은 평균 75% 이상이며, 고압의 압력으로 압축하여도 함수율이 73% 정도이기 때문에 소각이나 매립에 비용이 과다하게 소요되고, 일반적인 탈수기 설비로도 함수율을 낮추는데 과도한 비용이 증가될 수 밖에 없다

특히, 함수율이 높은 슬러지를 건조시키는 장치로는, 슬러지를 이송장치로 이송시키면서 열풍에 의하여 직접 건조시키는 방법과, 슬러지를 히터나 스팀 등에 의하여 가열된 원통의 내부 또는 외면의 전열면에 접촉시키면서 간접 건조시키는 방법이 있다.

그러나, 상기 슬러지의 직·간접 건조방법에 사용되는 것으로, 지금까지 제공되어 있는 건조장치들은 함수율이 높은 슬러지의 점성 때문에 건조기 벽면이나 이송장치에 슬러지가 부착되고 이송 속도가 느려서 건조 효율이 매우 낮은 등 운전상의 문제점이 많았으며, 이송장치의 구조가 복잡하고 기계구동부가 많기 때문에 기기고장의 빈도가 높으며, 기기의 수명이 짧아 유지보수의 어려움도 있었다.

또한, 스크류를 사용하는 직접 건조식에서는 이송되는 슬러지들이 열원에의 접촉이 고르지 못하게 되어 건조효율이 매우 낮으며, 간접 건조식에서는 열전달면에 슬러지가 부착되어 열전달율을 저하시킴으로서 가해진 열량에 비해 건조효율이 낮아져 주축 스크류나 열전달면에 달라 붙은 슬러지를 수시로 청소하여야 되는 등의 문제점이 있었다.

등록실용신안공보 제20-0285274호 2002.07.30. 등록특허공보 제10-0759416호 2007.09.11.

본 발명은 상기 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 슬러지와 소정의 온도로 가열된 건조볼이 스크류 건조기에 투입되어 이들이 스크류에 의해 일방향으로 이동되는 과정에서 건조볼에 의해 슬러지가 건조되게 하는 건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기에 관한 것이다.

본 발명은 슬러지 건조부(200)로 슬러지를 공급하도록 이루어지는 슬러지 공급부(100); 일측으로 슬러지와 설정된 온도로 가열된 건조볼(B)을 전달받도록 이루어지며, 전달받은 슬러지와 건조볼(B)이 스크류에 의해 일방향으로 이동되는 과정에서 상기 건조볼(B)에 의해 슬러지가 건조되게 하는 슬러지 건조부(200); 상기 슬러지 건조부(200)의 타단측 하단에 구비되어 건조되어 분말화된 슬러지를 분리 수거하는 슬러지 여과부(300); 및 상기 슬러지 건조부(200)로부터 건조볼(B)을 전달받아 설정된 온도로 가열한 뒤 상기 슬러지 건조부(200)로 공급하도록 이루어지는 건조볼 반환부(400);를 포함하도록 한다.

이때, 상기 슬러지 건조부(200)는, 내부가 빈 상태로 일방향으로 연장되는 챔버로 이루어지며, 이의 연장방향 일측에는 슬러지를 전달받는 건조용 유입구(211)와 건조볼(B)을 전달받는 건조볼 투입구(214)가 형성되도록 하고, 타측에는 슬러지 또는 건조볼(B)이 배출되는 건조용 배출구(212)가 형성되게 하는 건조용 몸체(210); 상기 건조용 몸체(210)의 중심축을 따라 연장되는 축으로 이루어지는 건조용 구동축(220); 및 상기 건조용 구동축(220)을 따라 나선형을 이루면서 스크류의 형태를 이루도록 하며, 상기 건조용 몸체(210)의 내부로 유입된 슬러지 및 건조볼(B)이 연장방향 일측에서 타측으로 이동되게 하는 건조용 날개(230);를 포함하도록 한다.

아울러, 상기 건조볼 투입구(214)는, 건조용 유입구(211)보다 진행방향의 후방측에 구비되게 한다.

또한, 상기 건조용 몸체(210)의 외측벽은, 건조용 온도유지부(213)에 의해 둘러싸인 형태로 이루어져, 상기 건조용 몸체(210)의 내부가 일정한 온도를 유지하도록 한다.

한편, 상기 건조용 날개(230)에는, 연장방향으로 인접한 일측의 날개와 타측의 날개를 연결하는 건조용 교반부재(231)가 더 구비되게한다.

한편, 상기 슬러지 여과부(300)는, 상기 건조볼(B)의 단면적보다 작은 단면적을 갖는 다량의 통공이 형성된 플레이트 또는 스크린으로 이루어져, 하부방향을 향하는 상태로 상기 건조용 배출구(212)보다 진행방향 후방측의 건조용 몸체(210) 상에 구비되도록 한다.

한편, 상기 슬러지와 건조볼(B)은, 중량비가 1 : 5 ~ 20의 비율로 공급되도록 한다.

한편, 상기 슬러지 공급부(100)의 하부에는, 상기 건조용 몸체(210)의 내부로 유입되는 유입물의 하중을 측정하는 하중센서(S)가 더 구비되도록 한다.

한편, 상기 슬러지 건조부(200) 및 건조볼 반환부(400)의 구동축은, 수평면과 소정의 각도를 갖는 상태로 배치되도록 한다.

한편, 복수 개의 슬러지 건조부(제 1, 2…N슬러지 건조부)와 건조볼 반환부(400)가 좌우방향으로 순차적으로 배열되도록 하되, 각각의 유입구가 지그재그로 배치된 상태가 되도록 배열된 상태에서 복수 개의 슬러지 건조부(200)의 배출구는 다음 공정의 몸체의 유입구와 연통되고, 건조볼 반환부(400)의 배출구는 제 1슬러지 건조부(200)의 건조볼 투입구(214)와 연통되도록 한다.

한편, 복수 개의 슬러지 건조부(200)와 건조볼 반환부(400)는, 선택되는 하나의 몸체의 유입구의 상부에 이전 공정의 몸체의 배출구가 배치되도록 연결되면서 평면도로 보았을 때, 삼각형 이상의 도형을 이루도록 구성되도록 한다.

본 발명에 따르면, 슬러지 건조부에 소정의 온도로 가열된 건조볼을 공급하여 슬러지와 건조볼이 서로 뒤섞이면서 이동하는 과정에서 슬러지의 건조가 이루어지게 함에 따라 슬러지가 전체적으로 균일하게 건조될 수 있게 하는 장점이 있다.

아울러, 본 발명에 따르면, 건조용 날개의 연장방향으로 마주보는 면의 사이를 연결하는 교반부재가 구비되어 슬러지와 건조볼을 상방으로 퍼올리면서 진행되게 함에 따라 슬러지와 건조볼이 계속해서 교반되면서 이동되기 때문에 슬러지의 건조효율이 향상되는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 교반부재가 각 챔버의 내측면에 슬러지가 부착되는 현상을 방해하여 유지 관리 및 보수 수기를 연장하여 이에 소요되는 시간 및 비용이 저감되게 하는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 슬러지 건조부 및 건조볼 반환부가 입체 형상을 갖도록 배치되어 각 공정이 연속적으로 이루어지는 무한 순환궤도를 구성하도록 배치됨에 따라 단순히 일렬로 나열된 스크류 건조부에 비해 설치 공간이 많이 필요하지 않으며, 설치에 사용되는 초기 비용이 저감되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기의 개략도.
도 2는 본 발명에 적용되는 슬러지 공급부의 개략도.
도 3은 본 발명에 적용되는 슬러지 건조부의 개략도.
도 4는 본 발명에 적용되는 건조용 구동축 및 구동날개의 실시예의 사시도.
도 5는 본 발명에 적용되는 건조용 반환부의 개략도.
도 6는 본 발명의 다른 실시예의 개략도로서, 슬러지 건조부가 복수 개인 경우를 나타내는 도면.
도 7a 내지 도 8b는 본 발명에 따른 스크류 건조기가 무한 순환궤도를 이루도록 구성되는 다양한 실시예의 개략도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명은 건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬러지와 소정의 온도로 가열된 건조볼이 스크류 건조기에 투입되어 이들이 스크류에 의해 일방향으로 이동되는 과정에서 건조볼에 의해 슬러지가 건조되게 하는 건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기에 관한 것이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명은 슬러지 공급부(100), 슬러지 건조부(200), 슬러지 여과부(300) 및 건조볼 반환부(400)를 포함하여 구성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 슬러지 공급부(100)는 건조를 위한 슬러지를 공급하기 위한 것으로서, 슬러지 건조부(200)로 슬러지를 공급하도록 이루어지는데, 이를 위해 슬러지 호퍼부(110), 공급용 스크류부(120)를 포함한다.

상술하면, 상기 호퍼부는 상부가 개방되고 내부에 슬러지의 수용이 가능하게 이루어지되, 하부에 배출구가 형성되어 상방으로 슬러지를 전달받아 하방으로 슬러지를 배출하도록 구성된다.

한편, 상기 공급용 스크류부(120)는 일방향으로 연장된 몸체의 내부에 스크류가 구비되며, 상기 호퍼부로부터 슬러지를 전달받아 연장방향 일측에서 타측으로 슬러지가 이동되게 하며, 연장방향 타측에는 슬러지가 배출되는 배출구가 형성되어 슬러지가 슬러지 건조부(200)로 전달될 수 있게 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 한편, 상기 슬러지 건조부(200)는 슬러지의 함수율을 낮추기 위해 슬러지를 건조하기 위한 것으로서, 일측으로 슬러지와 설정된 온도로 가열된 건조볼(B)을 전달받도록 이루어지며, 전달받은 슬러지와 건조볼(B)이 스크류에 의해 일방향으로 이동되는 과정에서 상기 건조볼(B)에 의해 슬러지가 건조되게 한다.

이를 위해 상기 슬러지 건조부(200)는 건조용 몸체(210), 건조용 구동축(220), 건조용 날개(230)를 포함하여 구성된다.

상기 건조용 몸체(210)는 내부가 빈 상태로 일방향으로 연장되는 챔버로 이루어지며, 이의 연장방향 일측에는 슬러지를 전달받는 건조용 유입구(211)와 건조볼(B)을 전달받는 건조볼 투입구(214)가 형성되도록 하고, 타측에는 슬러지 또는 건조볼이 배출되는 건조용 배출구(212)가 형성되게 한다.

이때, 상기 건조볼 투입구(214)는 건조용 유입구(211)보다 진행방향의 후방측에 구비되도록 한다.

한편, 상기 슬러지 공급부(100)의 배출구는 상기 건조용 유입구(211)보다 상부에 위치되게 하며, 이후 후술할 건조볼 반환부(400)의 반환용 배출구(412)는 상기 건조볼 투입구(214)보다 상부에 위치되게 함으로써 슬러지 및 건조볼(B)이 낙하에 의해 이동되어 상기 건조용 몸체(210)로 전달될 수 있게 한다.

한편, 상기 건조용 몸체(210)의 외측벽은 건조용 온도유지부(213)에 의해 둘러싸인 형태로 이루어져, 상기 건조용 몸체(210)의 내부가 일정한 온도를 유지할 수 있게 한다.

상술하면, 상기 건조용 온도유지부(213)는 연장방향의 일측으로 소정의 온도로 가열된 열매체유 또는 스팀(Steam)이 공급되고, 이는 타측 방향으로 이동되면서 상기 건조용 몸체(210)의 내부에 수용된 슬러지로 열에너지가 전달되게 하며, 연장방향의 타측으로 배출되도록 한다.

또한, 배출된 열매체유 또는 스팀은 별도로 구비된 가열장치(미도시)로 수거되며, 수거된 이후, 여과하여 다시 소정의 온도로 가열된 뒤, 상기 건조용 온도유지부(213)로 공급될 수 있게 한다.

아울러, 상기 건조용 몸체(210)의 일측에는 소정의 온도로 가열된 스팀을 건조용 몸체(210)의 내부로 공급하는 가열공기 공급부(600)가 더 구비되도록 하고, 상기 가열공기 공급부(600)은 상기 가열장치와 연결되어 소정의 온도로 가열된 스팀이 공급될 수 있게 한다.

이때, 상기 건조용 몸체(210)의 측벽에는 하나 이상의 벤트홀(500)이 형성되게 하여 슬러지의 건조과정에서 발생하는 수증기가 상기 건조용 몸체(210)의 외부로 배출되게 하는데, 상기 벤트홀(500)은 스팀처리장치와 연통되도록 하고, 상기 스팀처리장치는 배출되는 수증기를 포함한 공기를 전달받아 악취성분을 제거한 뒤, 대기 중으로 공기를 방출하거나 또는 가열장치로 공기를 전달하도록 이루어진다.

한편, 상기 벤트홀(500)은 상방을 향하는 상태로 구비되어 슬러지의 누출을 방지할 수 있게 한다.

한편, 상기 건조용 구동축(220)은 상기 건조용 몸체(210)의 중심축을 따라 연장되는 축으로 이루어지며, 축의 양단이 건조용 몸체(210)의 외측으로 노출된 상태로 구동장치와 연결되어 기설정된 속도로 회전하도록 이루어진다.

한편, 상기 건조용 날개(230)는 상기 구동축을 따라 나선형을 이루면서 스크류의 형태를 이루도록 하며, 상기 건조용 몸체(210)의 내부로 유입된 슬러지 및 건조볼(B)이 연장방향 일측에서 타측으로 이동되게 한다.

이때, 상기 건조용 날개(230)는 외주 끝단이 상기 건조용 몸체(210)의 내주면과 인접하게 구비되도록 하는데, 상세하게는 상기 건조용 날개(230)의 직경은 상기 건조용 몸체(210)의 내주직경과 동일하거나 건조용 몸체(210)의 내주직경보다 1 ~ 3mm 작게 형성되게 함으로써, 슬러지 및 건조볼(B)이 원활하게 이동될 수 있게 한다.

한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 건조용 날개(230)에는 연장방향으로 인접한 일측의 날개와 타측의 날개를 연결하는 건조용 교반부재(231)가 더 구비되도록 한다.

상술하면, 상기 건조용 교반부재(231)는 상기 건조용 날개(230)의 나선면의 임의의 한 부분에서 연장방향 일측 또는 타측으로 돌출되어 인접하게 위치한 일측 또는 타측의 나선면까지 연장된 막대 또는 플레이트의 형태로 이루어진다.

이러한 상기 건조용 교반부재(231)는 건조용 날개(230)의 외주 끝단에 구비되도록 하되, 복수 개가 상기 건조용 날개(230)의 나선형을 따라 소정거리 이격되면서 구비되도록 한다.

상기한 구성에 따라, 상기 건조용 교반부재(231)는 상기 스크류의 회전에 따라 상기 슬러지 및 건조볼(B)을 상방으로 떠올리게 되며, 상기 건조용 교반부재(231)가 경사진 상방에서 점차 직립된 상방측을 향하게 되면 상기 건조용 교반부재(231)에 의해 떠올려진 슬러지와 건조볼(B)이 낙하하면서 하방에 위치한 슬러지 및 건조볼(B)과 뒤섞이게 된다.

이로 인해 상기 건조용 몸체(210)의 내부로 유입된 슬러지와 건조볼(B)은 타측방향으로 이동하는 과정에서 계속해서 믹싱되면서 열교환이 더욱 원활하게 이루어지고, 이로 인해 슬러지가 전체적으로 균일하게 건조되면서 건조효율이 향상되게 한다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 슬러지 여과부(300)는 건조된 슬러지는 분리하여 배출하기 위한 것으로서, 상기 슬러지 건조부(200)의 타단측 하단에 구비되어 건조되어 분말화된 슬러지를 분리 수거하도록 이루어진다.

상술하면, 상기 슬러지 여과부(300)는 상기 건조볼(B)의 단면적보다 작은 단면적을 갖는 다량의 통공이 형성된 플레이트 또는 스크린, 메쉬망 등으로 이루어져, 하부방향을 향하는 상태로 상기 건조용 배출구(212)보다 진행방향 후방측의 건조용 몸체(210) 상에 구비된다.

이에 따라 상기 슬러지 여과부(300)는 슬러지와 건조볼(B)의 혼합물이 상기 건조용 몸체(210)를 통과하는 과정에서 건조되어 분말화된 슬러지는 스크린을 통과하여 건조용 몸체(210)의 외부로 배출되고, 상기 건조볼(B)은 건조용 몸체(210)의 내부에 잔존한 상태로 계속 전진하여 상기 건조용 배출구(212)를 통해 배출되게 한다.

이때, 상기 슬러지 여과부(300)의 하부에는 여과된 슬러지를 수거하는 수거부가 구비되도록 한다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 건조볼 반환부(400)는 슬러지의 건조에 사용되는 건조볼(B)을 공급하기 위한 것으로서, 상기 슬러지 건조부(200)로부터 건조볼(B)을 전달받아 설정된 온도로 가열한 뒤 상기 슬러지 건조부(200)로 재공급하도록 이루어지는데, 이를 위해 반환용 몸체(410), 반환용 구동축(420) 및 반환용 날개(430)를 포함하여 구성된다.

상기 반환용 몸체(410)는 내부가 빈 상태로 일방향으로 연장되는 챔버로 이루어지며, 이의 연장방향 일측에는 상기 슬러지 건조부(200)로부터 건조볼(B)을 전달받는 반환용 유입구(411)가 형성되도록 하고, 타측에는 건조볼(B)이 배출되는 반환용 배출구(412)가 형성되게 한다.

이때, 상기 반환용 유입구(411)는 앞서 설명한 바와 같이, 상방을 향하는 상태로 구성되어 상기 건조용 배출구(212)의 하부에 위치되게 하고, 상기 반환용 배출구(412)는 하방을 향하는 상태로 구성되어 상기 건조볼 투입구(214)보다 상부에 위치되게 한다.

한편, 상기 반환용 몸체(410)의 외측벽은 반환용 온도유지부(412)에 의해 둘러싸인 형태로 이루어져, 상기 반환용 몸체(410)의 내부가 일정한 온도를 유지할 수 있게 한다.

이때, 상기 반환용 온도유지부(412)는 상기 건조용 온도유지부(213)와 동일한 형태로 형성된 것으로서, 연장방향의 일측으로 소정의 온도로 가열된 열매체유 또는 스팀(Steam)이 공급되고, 이는 타측 방향으로 이동되면서 상기 반환용 몸체(410)의 내부에 수용된 건조볼(B)로 열에너지가 전달되게 하며, 연장방향의 타측으로 배출되도록 한다.

또한, 배출된 열매체유 또는 스팀은 상기 가열장치로 수거되며, 수거된 이후, 여과하여 다시 소정의 온도로 가열된 뒤, 상기 반환용 온도유지부(412)로 공급될 수 있게 한다.

아울러, 상기 반환용 몸체(410)의 일측에는 상기 건조용 몸체(210)와 같이 상기 가열공기 공급부(600)이 더 구비되도록 하여 상기 반환용 몸체(410)의 내부로 소정의 온도로 가열된 공기가 공급되어 상기 건조볼(B)의 가열 효율을 더욱 향상할 수 있게 한다.

상기 반환용 구동축(420)은 상기 반환용 몸체(410)의 중심축을 따라 연장되는 축으로 이루어지며, 축의 양단이 반환용 몸체(410)의 외측으로 노출된 상태로 구동장치와 연결되어 기설정된 속도로 회전하도록 이루어진다.

한편, 상기 반환용 날개(430)는 상기 반환용 구동축(420)을 따라 나선형을 이루면서 스크류의 형태를 이루도록 하며, 상기 반환용 몸체(410)의 내부로 유입된 건조볼(B)이 연장방향 일측에서 타측으로 이동되게 한다.

이때, 상기 반환용 날개(430)는 외주 끝단이 상기 반환용 몸체(410)의 내주면과 인접하게 구비되도록 하는데, 상세하게는 상기 반환용 날개(430)의 직경은 상기 반환용 몸체(410)의 내주직경과 동일하거나 반환용 몸체(410)의 내주직경보다 1 ~ 3mm 작게 형성되게 함으로써, 건조볼(B)이 원활하게 이동될 수 있게 한다.

한편, 상기 반환용 날개(430)에는 연장방향으로 인접한 일측의 날개와 타측의 날개를 연결하는 반환용 교반부재(431)가 더 구비되도록 한다.

상술하면, 상기 반환용 교반부재(431)는 상기 반환용 날개(430)의 나선면의 임의의 한 부분에서 연장방향 일측 또는 타측으로 돌출되어 인접하게 위치한 일측 또는 타측의 나선면까지 연장된 막대 또는 플레이트의 형태로 이루어진다.

이러한 상기 반환용 교반부재(431)는 반환용 날개(430)의 외주 끝단에 구비되도록 하되, 복수 개가 상기 반환용 날개(430)의 나선형을 따라 소정거리 이격되면서 구비되도록 한다.

즉, 상기 건조볼 반환부(400)는 상기 슬러지 건조부(200)와 동일한 형태로 이루어져, 내부로 유입된 건조볼(B)을 설정된 온도로 가열하도록 이루어진다.

한편, 상기 건조볼(B)은 직경이 4 ~ 15mm인 구체의 형태로 이루어지며, 이는 내부식성을 갖는 재질로 이루어지는데, 예를 들면, 전체가 스테인리스 재질로 이루어지거나 또는 표면이 크롬으로 코팅되게 한다.

한편, 상기 반환용 배출구(412)의 진행방향 후방측에는 건조볼(B)을 제외한 이물질을 여과하여 배출하는 보조여과부(400)가 더 구비되도록 한다.

상술하면, 상기 보조여과부(400)는 상기 슬러지 여과부(300)와 동일한 형태로 이루어져, 상기 반황용 몸체의 측벽 하부에서 상기 반환용 배출구(412)의 진행방향 후방측에 배치되어 상기 슬러지 여과부(300)에서 미쳐 여과되지 못한 이물질이 2차로 여과되어 배출되도록 한다.

상기와 같이 구성된 건조볼(B)을 이용한 입체 스크류 건조기는 건조볼(B)이 스크류에 의해 이송되는 과정에서 슬러지가 건조될 수 있게 하는데, 하기에서는 이에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

먼저 상기 슬러지 공급부(100)에서 상기 슬러지 건조부(200)로 슬러지를 공급함과 동시에 상기 건조볼 반환부(400)에서 소정의 온도로 가열된 건조볼(B)을 상기 슬러지 건조부(200)로 공급하도록 이루어진다.

이때, 상기 슬러지와 건조볼(B)은 중량비가 1 : 5 ~ 20의 비율로 공급되도록 하는데, 슬러지와 건조볼(B)의 중량비가 1 : 20을 초과하는 경우, 건조볼(B)의 투입량이 지나쳐 경제적이지 못한 문제가 있고, 슬러지와 건조볼(B)의 중량비가 1 : 5미만인 경우, 슬러지의 건조에 많은 시간이 필요하여 상기 슬러지 건조부(200)의 크기 및 길이가 커지는 문제가 있는 바, 상기한 비율로 공급될 수 있게 한다.

한편, 건조볼(B)의 투입은 제어부에 의해 이루어지게 하는데, 이를 위해 상기 슬러지 공급부(100)의 하부에는 상기 건조용 몸체(210)의 내부로 유입되는 유입물의 하중을 측정하는 로드셀 등으로 이루어진 하중센서(S)가 더 구비되도록 한다.

상술하면, 본원발명에서는 슬러지를 상기 건조용 몸체(210)의 내부로 먼저 공급하도록 이루어지며, 이때, 상기 하중센서(S)는 공급된 슬러지의 무게를 실시간으로 측정하여 상기 제어부로 측정값을 전달하도록 이루어진다.

슬러지의 공급 이후, 상기 제어부는 전달받은 측정값에 따라 설정된 중량비에 대응하도록 상기 건조볼(B)을 공급하도록 이루어지며, 상기 건조볼(B)의 투입 이후, 상기 제어부는 상기 하중센서(S)에서 측정된 측정값을 모니터링 하여 건조볼(B)이 적절한 중량비로 공급되지 않은 경우, 이를 보상할 수 있도록 한다.

상기에 의해 상기 슬러지 공급부(100)로 투입된 슬러지와 건조볼(B)은 상기 건조용 날개(230)의 회전에 따라 건조용 몸체(210)의 내부 일측에서 타측으로 점차 이동하게 된다.

상술하면, 상기 건조용 교반부재(231)가 직립된 하부방향을 향하는 상태에서 건조용 날개(230)의 회전에 따라 점차 상방으로 회전하면서 수평방향을 향하는 상태가 될 때까지 상기 슬러지와 건조볼(B)은 건조용 몸체(210)의 내측벽을 따라 점차 상방으로 이동하게 된다.

이후, 상기 건조용 교반부재(231)가 수평방향에서 점차 경사진 상방을 향하여 회전하게 되면, 슬러지와 건조볼(B)은 상기 건조용 교반부재(231)로부터 낙하하여 하부에 위치한 슬러지 및 건조볼(B)과 뒤섞이게 되고, 이와 동시에 상기 건조용 날개(230)에 의해 점차 타측으로 이동하게 된다.

즉, 상기 슬러지 공급부(100)의 일측에서 타측으로 이동하는 과정에서 건조용 교반부재(231)에 의해 슬러지와 건조볼(B)이 계속해서 뒤섞이게 되면서 건조볼(B)의 열에너지가 슬러지를 건조하게 된다.

이러한 과정은 슬러지와 건조볼(B)이 슬러지 여과부(300)에 도달하기까지 지속적으로 이루어지며, 본 발명에서는 슬러지 여과부(300)에 도달한 슬러지의 함수율은 10 ~ 30%가 되도록 상기 슬러지 공급부(100)가 설계되도록 한다.

상술하면, 상기 슬러지 공급부(100)는 하나의 건조용 몸체(210)를 이용하여 슬러지가 상기의 함수율을 갖도록 건조할 수 있으나, 이 경우, 건조용 몸체(210)가 상당한 길이를 갖도록 제작되어야 하기 때문에 공간적 제약이 발생하는 문제가 있다.

따라서 본원발명에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 슬러지 건조부(200)를 복수 개 배열하여 이러한 한계를 해결할 수 있게 한다.

상술하면, 복수 개의 슬러지 건조부(200)로 구성되는 경우, 복수 개의 슬러지 건조부(200)를 공정의 진행순서에 따라 제 1, 2 … N슬러지 건조부(200)를 순차적으로 명명하는데, 이때, 상기 제 1슬러지 건조부(200)의 일측으로 슬러지와 건조볼(B)이 투입되도록 이루어져 슬러지와 건조볼(B)이 점차 타측으로 이동되도록 한다.

이후, 타측으로 이동된 슬러지와 건조볼(B)은 제 1슬러지 건조부(200)의 타측에서 제 2슬러지 건조부(200)의 타측으로 전달되고, 이는 다시 제 2슬러지 건조부(200)의 일측으로 이동하게 되며, 이후 제 3슬러지 건조부(200), … 제 N슬러지 건조부(200)로 순차적으로 이동되면서 슬러지의 건조가 이루어지게 한다.

이때, 상기 슬러지 여과부(300)는 제 N슬러지 건조부(200)의 진행방향 최후단의 하부방향을 향하도록 위치하여 적절한 함수율을 갖도록 건조된 슬러지가 여과되어 배출되게 한다.

이후, 건조볼(B)은 건조볼 반환부(400)로 유입되어 건조볼 반환부(400)의 일측에서 타측으로 이동하게 되는데, 이때, 상기 반환용 날개(430)와 반환용 교반부재(431)에 의해 건조볼(B)이 타측으로 이동하는 과정에서 반복적으로 낙하되어 뒤섞이면서 설정된 온도로 가열되며, 가열된 건조볼(B)은 다시 상기 슬러지 건조부(200)로 공급되어 슬러지의 건조에 사용될 수 있게 한다.

아울러, 본 발명에서는 슬러지와 건조볼(B)의 이동 속도가 너무 빠른 경우, 슬러지의 건조가 원활하게 이루어지지 못하는 문제가 발생될 수 있는 바, 본원발명에서는 동일한 규격의 장치를 이용하여 보다 건조효율을 향상할 수 있도록 하기 위해 상기 슬러지 건조부(200) 및 건조볼 반환부(400)의 구동축이 수평면과 소정의 각도를 갖는 상태로 배치되게 한다.

상술하면, 상기 건조용 구동축(220)과 수평면의 사이 각도를 α1이라 하고, 상기 반환용 구동축(420)과 수평면의 사이 각도를 α2라 할 때, α1과 α2는 3도 ~ 8도가 되도록 구비되되, 상기 슬러지 건조부(200)는 연장방향 일측이 하방을 향하고 타측이 상방을 향하는 상태로 구비되고, 상기 건조볼 반환부(400)는 연장방향 일측이 하방을 향하고 타측이 상방을 향하는 상태로 구비되게 한다.

즉, 각 몸체로 유입되는 슬러지 또는 건조볼(B)은 경사진 하부방향에서 각 스크류에 의해 경사진 상부방향으로 점차 이동하도록 이루어짐에 따라 슬러지와 건조볼(B)은 상기 스크류가 수평하게 구비된 것보다 상대적으로 천천히 전진하게 되면서 슬러지의 건조 효율이 향상되게 할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 상기 슬러지 건조부(200)가 두 개 이상 구비되는 경우, 도 7a 내지 도 8b와 같이, 건조볼(B)이 무한 순환 궤도를 구성하면서 복수 개의 슬러지 건조부(200)와 건조볼 반환부(400)를 따라 순환하도록 이루어진다.

예를 들면, 도 7a 및 도 7b와 같이, 본원발명에서는 복수 개의 슬러지 건조부(제 1, 2…N슬러지 건조부(200))와 건조볼 반환부(400)가 좌우방향으로 배열되도록 하되, 각각의 유입구가 지그재그로 배치된 상태가 되도록 배열된 상태에서 복수 개의 슬러지 건조부(200)의 배출구는 다음 공정의 몸체의 유입구와 연통되고, 건조볼 반환부(400)의 배출구는 제 1슬러지 건조부(200)의 건조볼 투입구(214)와 연통되도록 함으로써 건조볼(B)이 순환궤도를 이루도록 한다.

상술하면, 상술하면, 제 (2n-1)슬러지 건조부(200)의 건조용 유입구(211)와 제 2n슬러지 건조부(200)의 건조용 배출구(212) 및 건조볼 반환부(400)의 반환용 유입구(411)가 서로 동일한 길이향을 향하고, 제 (2n-1)슬러지 건조부(200)의 건조용 배출구(212), 제 2n슬러지 건조부(200)의 건조용 유입구(211) 및 건조볼 반환부(400)의 반환용 배출구(412)가 서로 동일한 길이방향을 향하는 상태로 배열되게 한다.

이때, 좌우방향으로 인접한 한 쌍의 몸체가 서로 반대방향을 향하는 상태로 구비되게 하되, 각 몸체의 유입구는 경사진 하부측을 향하고 배출구는 경사진 상부측을 향하는 상태로 배치되게 하며, 각 몸체의 유입구는 이전 공정의 배출구와 연통되어 각 배출구로부터 배출되는 슬러지 또는 건조볼(B)을 전달받도록 이루어진다.

또는 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 복수 개의 슬러지 건조부(200)와 건조볼 반환부(400)는 선택되는 하나의 몸체의 유입구의 상부에 이전 공정의 몸체의 배출구가 배치되도록 연결되면서 평면도로 보았을 때, 삼각형, 사각형, 오각형 등 삼각형 이상의 도형을 구성하도록 이루어진다.

상술하면, 상기 복수 개의 슬러지 건조부(200)(제 1, 2…N슬러지 건조부(200))와 건조볼 반환부(400)는 앞서 설명한 바와 같이, 각 몸체의 유입구가 경사진 하부를 향하고 각 몸체의 배출구가 경사진 상방을 향하는 상태가 되도록 기울어지게 배치된 상태에서 각 몸체의 배출구가 다음 공정의 몸체의 유입구 상부에 배치된 상태가 되도록 구비된다.

즉, 서로 연속되는 공정의 몸체의 끝단과 끝단이 서로 동일한 수직축 상에 배치된 상태가 되는데, 항상 각 몸체의 유입구가 하부에 위치하고 배출구가 상부에 위치한 상태가 되면서 각 공정이 연속된 순환궤도를 구성하도록 복수 개의 슬러지 건조부(200)와 건조볼 반환부(400)가 구비된다.

상술하면, 복수 개의 슬러지 건조부(200)는 제 (2n-1)슬러지 건조부(200)의 배출구의 하부에 제 2n슬러지 건조부(200)의 유입구가 배치된 상태가 되도록 구비되며, 마지막에 배치된 제 N슬러지 건조부(200)의 배출구의 하부에 건조볼 반환부(400)의 유입구가 배치되게 하고, 건조볼 반환부(400)의 배출구는 제 1슬러지 건조부(200)의 유입구 상부에 배치되면서 각 공정이 연속된 상태가 되도록 한다.

상기한 구성에 따라, 본 발명은 제 (2n-1)슬러지 건조부(200)와 제 2n슬러지 건조부(200)에 의해 이동되면서 슬러지를 건조하는 과정이 반복적으로 이루어진 뒤, 상기 건조볼 반환부(400)로 투입되어 재가열되며, 이후 다시 상기 제 1슬러지 건조부(200)로 공급되는 순환 궤적을 이루면서 슬러지의 건조에 재사용될 수 있게 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

B : 건조볼 S : 하중센서
100 : 슬러지 공급부 110 : 슬러지 호퍼부
120 : 공급용 스크류부
200 : 슬러지 건조부 210 : 건조용 몸체
211 : 건조용 유입구 212 : 건조용 배출구
213 : 건조용 온도유지부 214 : 건조볼 투입구
220 : 건조용 구동축 230 : 건조용 날개
231 : 건조용 교반부재
300 : 슬러지 여과부
400 : 건조볼 반환부 410 : 반환용 몸체
411 : 반환용 유입구 412 : 반환용 배출구
413 : 반환용 온도유지부
420 : 반환용 구동축 430 : 반환용 날개
431 : 반환용 교반부재 440 : 보조여과부
500 : 벤트홀 600 : 가열공기 공급부

Claims (11)

1. 슬러지 건조부(200)로 슬러지를 공급하도록 이루어지는 슬러지 공급부(100);
   일측으로 슬러지와 설정된 온도로 가열된 건조볼(B)을 전달받도록 이루어지며, 전달받은 슬러지와 건조볼(B)이 스크류에 의해 일방향으로 이동되는 과정에서 상기 건조볼(B)에 의해 슬러지가 건조되게 하는 슬러지 건조부(200);
   상기 슬러지 건조부(200)의 타단측 하단에 구비되어 건조되어 분말화된 슬러지를 분리 수거하는 슬러지 여과부(300); 및
   상기 슬러지 건조부(200)로부터 건조볼(B)을 전달받아 설정된 온도로 가열한 뒤 상기 슬러지 건조부(200)로 공급하도록 이루어지는 건조볼 반환부(400);
   를 포함하며,
   상기 슬러지 공급부(100)의 하부에는,
   내부로 유입되는 유입물의 하중을 측정하는 하중센서(S)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬러지 건조부(200)는,
   내부가 빈 상태로 일방향으로 연장되는 챔버로 이루어지며, 이의 연장방향 일측에는 슬러지를 전달받는 건조용 유입구(211)와 건조볼(B)을 전달받는 건조볼 투입구(214)가 형성되도록 하고, 타측에는 슬러지 또는 건조볼이 배출되는 건조용 배출구(212)가 형성되게 하는 건조용 몸체(210);
   상기 건조용 몸체(210)의 중심축을 따라 연장되는 축으로 이루어지는 건조용 구동축(220); 및
   상기 건조용 구동축(220)을 따라 나선형을 이루면서 스크류의 형태를 이루도록 하며, 상기 건조용 몸체(210)의 내부로 유입된 슬러지 및 건조볼(B)이 연장방향 일측에서 타측으로 이동되게 하는 건조용 날개(230);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 건조볼 투입구(214)는,
   건조용 유입구(211)보다 진행방향의 후방측에 구비되는 것을 특징으로 하는 건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 건조용 몸체(210)의 외측벽은,
   건조용 온도유지부(213)에 의해 둘러싸인 형태로 이루어져, 상기 건조용 몸체(210)의 내부가 일정한 온도를 유지하게 하는 것을 특징으로 하는 건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 건조용 날개(230)에는,
   연장방향으로 인접한 일측의 날개와 타측의 날개를 연결하는 건조용 교반부재(231)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기.
   
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 슬러지 여과부(300)는,
   상기 건조볼(B)의 단면적보다 작은 단면적을 갖는 다량의 통공이 형성된 플레이트 또는 스크린으로 이루어져, 하부방향을 향하는 상태로 상기 건조용 배출구(212)보다 진행방향 후방측의 건조용 몸체(210) 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬러지와 건조볼(B)은,
   중량비가 1 : 5 ~ 20의 비율로 공급되게 하는 것을 특징으로 하는 건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기.
   
8. 삭제
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬러지 건조부(200) 및 건조볼 반환부(400)의 구동축은,
   수평면과 소정의 각도를 갖는 상태로 배치되게 하는 것을 특징으로 하는 건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    복수 개의 슬러지 건조부(제 1, 2…N슬러지 건조부)와 건조볼 반환부(400)가 좌우방향으로 순차적으로 배열되도록 하되, 각각의 유입구가 지그재그로 배치된 상태가 되도록 배열된 상태에서 복수 개의 슬러지 건조부(200)의 배출구는 다음 공정의 몸체의 유입구와 연통되고, 건조볼 반환부(400)의 배출구는 제 1슬러지 건조부(200)의 건조볼 투입구(214)와 연통되게 하는 것을 특징으로 하는 건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기.
    
11. 청구항 1에 있어서,
    복수 개의 슬러지 건조부(200)와 건조볼 반환부(400)는,
    선택되는 하나의 몸체의 유입구의 상부에 이전 공정의 몸체의 배출구가 배치되도록 연결되면서 평면도로 보았을 때, 삼각형 이상의 도형을 이루도록 구성되는 것을 특징으로 하는 건조볼을 이용한 입체 스크류 건조기.

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