KR102509695B1 - 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파분등겨와 유기성폐기물의 혼합물을 탄화시켜 바이오차를 생산하는 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배출관로에서 수집조로 배출낙하되는 바이오차에 물입자를 분사시켜서 수집조에 쌓인 바이오차가 발화되거나 폭발하는 것을 예방하고, 배출관로에서 폭발이 발생되면 바이오차가 방화조로 배출낙하되도록 하여 수집조의 바이오차가 발화되거나 폭발되는 것을 예방하는 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템은 파분등겨와 유기성폐기물을 혼합하는 혼합장치와, 상기 혼합장치에서 공급되는 혼합물을 연속적으로 안전하게 탄화 생산량을 증량과 감량이 가능한 탄화장치와, 저비용으로 파분등겨와 펠렛형 바이오차 탈취제를 이용한 오염공기와 악취를 제거하는 무정지 교체가 가능한 정화 배기장치와 상기 탄화장치를 가열시키는 가열장치와, 상기 탄화장치에서 공급되는 바이오차를 배출시키는 방폭 배출장치를 포함하는 바이오차 생산 시스템에 있어서, 상기 방폭 배출장치는 바이오차가 배출되는 배출관로와, 상기 배출관로의 출구 하부에 구비되어서 낙하되는 바이오차가 쌓이는 수집조와, 상기 수집조 내부로 물입자를 분사시키는 분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템은 파분등겨와 유기성폐기물을 혼합하는 혼합장치와, 상기 혼합장치에서 공급되는 혼합물을 연속적으로 안전하게 탄화 생산량을 증량과 감량이 가능한 탄화장치와, 저비용으로 파분등겨와 펠렛형 바이오차 탈취제를 이용한 오염공기와 악취를 제거하는 무정지 교체가 가능한 정화 배기장치와 상기 탄화장치를 가열시키는 가열장치와, 상기 탄화장치에서 공급되는 바이오차를 배출시키는 방폭 배출장치를 포함하는 바이오차 생산 시스템에 있어서, 상기 방폭 배출장치는 바이오차가 배출되는 배출관로와, 상기 배출관로의 출구 하부에 구비되어서 낙하되는 바이오차가 쌓이는 수집조와, 상기 수집조 내부로 물입자를 분사시키는 분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 파분등겨와 유기성폐기물의 혼합물을 탄화시켜 바이오차를 생산하는 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배출관로에서 수집조로 배출낙하되는 바이오차에 물입자를 분사시켜서 수집조에 쌓이는 바이오차가 발화되거나 폭발하는 것을 예방하고, 배출관로에서 폭발이 발생되면 바이오차가 방화조로 배출낙하되도록 하여 수집조의 바이오차가 발화되거나 폭발되는 것을 예방하는 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템에 관한 것이다.
통상적으로, 하수처리나 폐수처리, 또는 각종 가축분뇨 등의 처리에는 다량의 슬러지를 포함하고 있는 오폐수가 발생하게 되는바, 이를 슬러지와 분리하기 위하여 원심분리기나 농축기 등을 사용하여 슬러지를 수분과 분리시킨 후 적정의 과정을 거쳐 폐기하게 된다.
그러나 이와 같이 수분을 제거한 슬러지를 폐기할 경우는 심각한 토질의 오염과 더불어 환경을 오염시키는 문제점이 발생하게 된다.
그래서 등록특허 제10-0883751호 "폐수 슬러지를 이용한 코크스 제조장치 및 그의 제종방법", 등록특허 제10-1229005호 "슬러지를 이용한 연료 제조장치 및 제조방법" 등의 히트스틱 제조 시스템은 슬러지(즉, 유기성폐기물)를 고형화시켜서 연료로 활용할 수 있는 히트스틱을 제조하고 있다.
그리고 공개특허 제10-2022-0028494호 "소나무 톱밥과 제지 슬러지를 이용한 바이오차의 제조방법 및 이를 이용한 이산화탄소 흡착방법", 등록특허 제10-2198416호 "폐기물의 연속식 열분해 기술을 이용한 재생 에너지 및 친환경 자원 생산 장치" 등의 바이오차 생산 시스템은 유기성 폐기물을 열분해시켜서 바이오차(bio-char)를 제조하고 있다.
바이오차는 알갱이 형태로 되어있고, 고온으로서 공기중으로 배출되면 화재가 발생될 수 있다. 그래서 바이오차는 냉각기를 거친 후에 배출된다.
냉각기를 거쳐 배출되는 바이오차는 수집조에 쌓여 일시적으로 보관된 후에 수거되는데, 냉각기를 거쳤지만 여전히 고온인 바이오차는 수집조에 쌓이면서 열이 누적되어 발화되거나 폭발할 위험이 있다.
그래서 수집조에 쌓인 바이오차가 발화되거나 폭발이 발생되는 것을 방지할 필요가 있지만, 종래기술은 이러한 방지수단을 도입하지 않고 있다.
그리고 바이오차가 배출되는 배출관로에 산소가 유입되거나 잔존 산소량이 충분하면 배출관로의 바이오차는 폭발할 수 있고, 폭발로 불씨화된 바이오차가 수집조로 낙하되면 수집조에 쌓이 바이오차가 발화되거나 폭발이 발생될 수 있다.
그래서 배출관로에 폭발이 발생되면 불씨화된 바이오차가 수집조로 낙하되지 않도록하여 발화나 폭발을 예방할 필요가 있다. 그러나 종래기술은 이러한 방지수단을 도입하지 않고 있다.
본 발명은 이처럼 종래기술에 따른 바이오차 생산 시스템이 갖는 문제를 해결하기 위해 안출된 발명으로서, 수집조에 쌓이는 바이오차가 발화되거나 폭발하는 것을 방지하고, 배출관로에서 폭발이 발생되어 낙하되는 바이오차의 불꽃이 수집조가 아닌 방화조로 떨어지도록 하여 수집조 바이오차의 발화와 폭발을 방지하는 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템을 제공함을 목적으로 한다.
더불어, 바이오차의 생산과정에서 발생되는 오염공기와 악취를 저렴한 비용으로 깨끗하게 정화하고, 가열장치는 고효율로 고온의 연소가스를 생성하고, 탄화장치는 흡열효율이 높고 내부의 온도를 정밀하게 감지하여 고품질의 바이오차를 생산하는 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템을 제공함을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명에 따른 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템은
파분등겨와 3대 유기성폐기물인 음식물 쓰레기, 가축분뇨, 슬러지 중 하나 이상의 유기성폐기물을 혼합하는 혼합장치와, 상기 혼합장치에서 공급되는 혼합물을 탄화시키는 탄화장치와, 상기 탄화장치를 가열시키는 가열장치와, 상기 탄화장치에서 공급되는 바이오차를 배출시키는 방폭배출장치를 포함하는 바이오차 생산 시스템에 있어서,
상기 방폭배출장치는
바이오차가 배출되는 배출관로와,
상기 배출관로의 출구 하부에 구비되어서 낙하되는 바이오차가 쌓이는 수집조와,
상기 수집조 내부로 물입자를 분사시키는 분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 방폭배출장치는
상기 수집조의 전방에 배치되는 방화조와,
상기 배출관로의 전방에 전후진 가능하게 구비되고, 배출관로 내부의 폭발압력으로 전진되어서 바이오차가 상기 방화조로 낙하되도록 하는 전후진유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 전후진유닛은
상기 배출관로에 전후진 가능하게 결합되는 전후진관로와,
회전축의 전방에 구비되어 상기 전후진관로를 개폐하는 개폐부와, 회전축의 후방에 구비되는 지지부를 포함하는 개폐판과,
양단이 상기 개폐판의 지지부와 상기 전후진관로에 지지되는 제1스프링을 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 방폭배출장치는
상기 배출관로에 고정결합되는 고정블럭과,
상기 고정블럭의 전방에서 상기 배출관로에 고정결합되고, 상기 전후진관로의 후방이 걸리는 걸림블럭과,
상기 고정블럭에 전후진 가능하게 결합되고, 전방은 상기 전후진관로에 결합되는 전후진봉과,
양단이 상기 고정블럭과 상기 전후진봉의 후단에 지지되는 제2스프링을 포함하는 전후진범위제한유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 방폭배출장치는
상기 전후진유닛의 전진을 감지하는 감지센서와,
회동하여 상기 수집조의 입구를 개폐하는 폐쇄판과,
상기 폐쇄판을 미는 푸시봉과,
상기 푸시봉을 탄성으로 밀어주는 제3스프링과,
상기 푸시봉을 잡고있다가 상기 감지센서가 작동하면 놓아주는 락커핀을 포함하는 수집조 폐쇄유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 혼합장치나 탄화장치에서 배출되는 오염 및 악취 공기를 정화시키는 공기정화배기장치를 더 포함하되,
상기 공기정화배기장치는
오염공기가 통과하는 배기관로과,
상기 배기관로 경로상에 다단으로 배치되는 다수의 필터망과,
상기 필터망에 채워져서 통과하는 오염 및 악취 공기에 포함된 오염물질을 흡착하여 제거하는 파분등겨나 펠렛형 바이오차를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 필터망에는 상기 파분등겨나 펠렛형 바이오차가 채워지지 않는 통풍구가 형성되되,
상기 통풍구는 다단으로 배치된 필터망들에서 상기 배기관로의 출구측으로 가면서 크기가 작아지거나 커지면서 풍량을 조정하는 것을 특징으로 하고,
상기 가열장치는
소각물이 투입되고, 수평방향으로 배열되는 제1소각로와,
상기 제1소각로의 입구에서 화염을 토출하는 제1버너와,
입구는 상기 제1소각로와 연통되며 출구는 상부에 형성되고, 수직방향으로 배열되고, 내부가 원통형 구조로 이루어지는 제2소각로와,
상기 제2소각로의 입구를 향해 화염을 토출하여 연소가스가 선회하며 상승되도록 하는 제2버너를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하고,
상기 탄화장치는
탄화관로와,
혼합물을 상기 탄화관로 내부에서 이송시키는 이송부재를 포함하되,
상기 탄화관로는 알루미늄재질로 이루어지고, 내면은 내열코팅되고, 외면에는 흡열날개들이 형성되는 것을 특징으로 하고,
상기 이송부재는 이송스크류를 사용하고,
상기 이송스크류의 샤프트에는 길이방향으로 중공이 형성되고,
상기 공중에는 상기 탄화관로 내부의 온도를 감지하는 온도센서가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템은 수집조로 낙하되는 고온의 바이오차에 물입자를 분사하여 수집조에 쌓인 바이오차의 발화와 폭발을 방지하고, 배출관로에서 바이오차의 폭발이 발생되면 배출관로에서 배출되는 바이오차가 수집조가 아닌 방화조로 낙하되도록 하고, 수집조의 입구는 폐쇄시켜서 수집조 바이오차의 발화와 폭발을 방지하고, 시스템에서 발생되는 오염 및 악취 공기를 정화시켜 배기시키는 공기정화배기장치는 파분등겨와 펠렛형 바이오차를 필터재료로 사용하여 저렴하고 필터로 수명이 다한 파분등겨와 펠렛형 바이오차는 소각재료나 바이오차재료로 재활용되어 비용을 획기적으로 절감하고, 가열장치는 고온의 연소가스를 효율적으로 생성하고, 탄화장치의 탄화관로는 흡열성능이 뛰어나고 내부 온도를 정밀하게 감지하여 적은 에너지로 고품질의 바이오차를 생산할 수 있고, 방치시 탄소를 많이 배출하는 유기성폐기물을 자원화함으로써 최근 세계적인 탄소규제에 대응하고 관련하여 제도화 되어가는 RE-100에 완벽하게 대응할 수 있는 최적의 시스템으로서, 산업발전에 매우 유용한 발명이다.
도 1 은 본 발명에 따른 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템의 블럭 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 방폭배출장치의 개략적인 구조도.
도 3 은 본 발명에 따른 공기정화배기장치의 개략적인 구조도.
도 4 는 본 발명에 따른 가열장치의 개략적인 구조도.
도 5 는 본 발명에 따른 탄화장치의 개략적인 구조도.
도 2 는 본 발명에 따른 방폭배출장치의 개략적인 구조도.
도 3 은 본 발명에 따른 공기정화배기장치의 개략적인 구조도.
도 4 는 본 발명에 따른 가열장치의 개략적인 구조도.
도 5 는 본 발명에 따른 탄화장치의 개략적인 구조도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템에 관하여 보다 구체적으로 설명하기에 앞서,
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.
또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템은 혼합장치(10), 건조장치(20), 탄화장치(30), 방폭배출장치(40), 가열장치(50), 공기정화배기장치(60)를 포함하여 이루어진다.
상기 혼합장치(10)는 파분등겨와 유기성폐기물을 혼합시켜 혼합물을 만든다. 여기서, 유기성폐기물로는 음식물 쓰레기, 가축분뇨, 슬러지가 대표적이고, 이들은 처리방안이 사회적으로 문제되는 3대 유기성폐기물이다.
상기 건조장치(20)는 파분등겨와 유기성폐기물의 혼합물이 적정 수분량을 갖도록 건조시킨다.
상기 탄화장치(30)는 혼합물을 열분해하여 바이오차를 생성한다.
상기 방폭배출장치(40)는 상기 탄화장치(30)에서 생성된 바이오차를 외부로 배출시킨다.
상기 가열장치(50)는 상기 탄화장치(30)에 열분해를 위한 에너지(고온)를 공급한다.
상기 공기정화배기장치(60)는 시스템에서 발생되는 오염공기, 필요한 경우 시스템이 아닌 외부기기에서 발생 오염공기를 정화하여 배기시킨다.
상기 혼합장치(10)에서 파분등겨와 유기성폐기물의 혼합과정에서 발생되는 폐가스, 상기 건조장치(20)에서 혼합물을 건조하는 과정에서 발생되는 폐가스에는 메탄과 같은 연소성 가스와 환경오염물질이 포함되어 있고, 이들 폐가스는 상기 가열장치(50)에 공급되어 연소되면서 고온의 연소가TM를 생성하고, 환경오염물질은 분해하여 제거될 수 있다. 이들 폐가스는 가열장치(50) 대신 공기정화배기장치(60)에 공급되어 정화된 후에 배기될 수 있다.
상기 가열장치(50)에서 생성되어 상기 탄화장치(30)를 가열시킨 후의 연소가스는 상기 건조장치(20)에 공급되어 혼합물을 건조시키는 열원으로 사용될 수 있고, 상기 공기정화배기장치(60)로 공급되어 정화된 후에 배기될 수도 있다.
도2를 참조하면, 상기 방폭배출장치(40)는 배출관로(41), 냉각탱크(42), 수집조(43), 분사노즐(44), 방화조(45), 전후진유닛(46), 전후진범위제한유닛(47), 폐쇄유닛(48)을 포함하여 이루어진다.
상기 배출관로(41)는 상기 탄화장치(30)의 탄화관로(31)와 연결되어서 탄화과로(31)에서 생성되어 공급되는 바이오차가 통과하여 배출된다.
상기 배출관로(41)의 곳곳에는 온도센서(70)가 구비되어서, 배출관로(41)를 통과하는 바이오차의 온도를 감지할 수 있다. 온도센서(70)에서 감지되는 온도를 이용해 배출관로(41)와 이를 통과하는 바이오차의 과열을 방지하고, 일정 온도 이하로 유지되도록 대응하고, 배출관로(41) 내부 바이오차의 폭발을 감지할 수 있다.
상기 배출관로(41) 내부에는 바이오차를 이송시키는 이송기구(예; 이송스크류)가 별도로 구비되지 않고, 상기 배출관로(41)는 상기 탄화장치(30)의 탄화관로(31)에 연장되어서 탄화관로(31)의 이송기구가 바이오차를 이송시키는 힘에 연동하여 배출관로(41)의 바이오차는 이송될 수 있다.
상기 배출관로(41)의 출구는 개폐판(462)이 막아 폐쇄하고, 바이오차가 배출관로(41)의 출구를 꽉 채워서 일정 이상의 압력으로 개폐판(462)을 밀어야 개폐판(462)이 들리면서 바이오차는 배출된다. 즉, 개폐판(462)이 들리기 전에는 외부 공기가 배출관로(41)로 유입되는 것이 차단되고, 개폐판(462)이 들릴 때는 바이오차가 배출관로(41)의 출구를 꽉 채우고 있어서 외부공기가 배출관로(41)로 유입되는 것을 차단함으로써, 배출관로(41)에 공기 유입됨으로 인한 폭발을 방지한다.
상기 냉각탱크(42)는 냉각수가 채워지고 상기 배출관로(41)가 관통하여, 배출관로(41)를 통과하는 고온의 바이오차를 냉각시킨다.
상기 냉각탱크(42)는 내부를 구획하여, 후방에는 냉각수를 배출관로(41)에 분사시켜서 배출관로(41)를 냉각시키면서 수증기가 발생되도록 하는 수증기발생부(421)를 형성하고, 전방에는 냉각수를 채워 배출관로(41)가 냉각수를 통과하면서 냉각되도록 하는 냉각부(422)를 형성할 수 있다. 상기 수증기발생부(421)에서 발생되는 수증기는 튜브(423)를 통해 분사노즐(44)로 공급된다.
상기 수집조(43)는 상기 배출관로(41)의 출구 아래에 배치되어서, 배출관로(41)에서 배출되는 바이오차가 낙하되어 쌓인다.
상기 분사노즐(44)은 상기 수집조(43)에 물입자를 분사시켜서 수집조(43)에 안개를 생성한다. 안개의 물입자는 수집조(43)로 낙하되는 바이오차에 들러붙어 바이오차를 냉각시키고, 바이오차에 발화나 폭발이 발생되지 않도록 하고, 바이오차가 바닥에 충돌하면서 생성되는 분진이 부유하지 못하도록 한다.
상기 분사노즐(44)이 분사시키는 물입자는 상기 냉각탱크(42)의 수증기발생부(421)에서 생성되는 수증기를 이용할 수 있고, 일반 물을 분사시켜 물입자를 생성할 수도 있다.
상기 방화조(45)는 상기 수집조(43)의 전방에 붙어 배치되고, 방화조(45)의 전방측은 상기 배출관로(41)의 높이 이상으로 연장되어 폭발되어 분출되는 바이오차가 부딪혀서 멀리 펴져나가지 않도록 하는 연장벽(451)이 형성된다.
상기 방화조(45)에는 낙하되는 바이오차의 화염을 소화시키는 소화수가 담기고, 방화조(45)의 내벽에는 소화수를 분사시키는 분사노즐(44)들이 구비된다.
상기 수집조(43)와 방화조(45)에는 온도센서(70)가 구비되어서 내부의 온도를 감지한다.
상기 전후진유닛(46)은 상기 배출관로(41)의 전방에 전후진 가능하게 구비되고, 배출관로(41) 내부의 폭발압력으로 전진되어서 바이오차가 상기 방화조(45)로 낙하되도록 한다.
상기 전후진유닛(46)은 상기 배출관로(41)에 전후진 가능하게 결합되는 전후진관로(461)와, 회전축을 축으로 회전하여 상기 전후진관로(461)의 출구를 개폐하는 개폐판(462)을 포함하여 이루어진다.
상기 개폐판(462)은 회전축의 전방에 구비되어 상기 전후진관로(461)를 개폐하는 개폐부(462a)와, 회전축의 후방에 구비되는 지지부(462b)를 포함하여 이루어진다.
상기 개폐판(462)의 지지부(462b)와 상기 전후진관로(461)에 구비되는 지지판(461b) 사이에는 제1스프링(463)이 개재된다. 상기 제1스프링(463)은 상기 지지부(462b)를 밀어서 상기 개폐부(462a)가 상기 전후진관로(461)와 배출관로(41)의 출구를 폐쇄하도록 한다.
평상시에 상기 배출관로(41)에서 배출되는 바이오차는 상기 개폐판(462)을 밀면서 배출되고, 배출관로(41) 내부에서 폭발이 발생되면 폭발로 발생되는 압력과 폭발로 분출되는 바이오차가 상기 개폐판(462)의 개폐부(462a)에 강력하게 충돌하고, 이 충돌하는 힘에 의해 상기 전후진관로(461)는 전진하게 된다.
상기 전후진범위제한유닛(47)은 상기 전후진관로(461)의 전진범위와 후진범위를 제한한다.
상기 전후진범위제한유닛(47)은 상기 배출관로(41)에 고정결합되는 고정블럭(471)과, 상기 고정블럭(471)의 전방에서 상기 배출관로(41)에 고정결합되는 걸림블럭(472)과, 상기 고정블럭(471)에 전후진 가능하게 관통되고, 전방은 상기 전후진관로(461)에 결합되는 전후진봉(473)과, 상기 고정블럭(471)과 상기 전후진봉(473)의 후에 구비되는 헤드 사이에 개재되는 제2스프링(474)을 포함하여 이루어진다.
상기 제2스프링(474)은 상기 전후진봉(473)을 후방측으로 밀어서 상기 전후진관로(461)가 상기 배출관로(41)에서 후진되도록 한다.
상기 걸림블럭(472)에는 상기 전후진관로(461)의 후단이 걸려서, 전후진관로(461)가 더 이상 후진되지 않도록 한다.
폭발로 상기 전후진관로(461)가 전진하면 상기 전후진봉(473)은 함께 전진하고, 상기 전후진봉(473) 후단의 헤드(473a)가 상기 고정블럭(471)에 걸리면 상기 전후진관로(461)는 더 이상 전진하지 않게 된다.
상기 폐쇄유닛(48)은 상기 전후진유닛(46)의 전진시에 상기 수집조(43)의 입구를 폐쇄하여 폭발하는 바이오차와 그 화염이 수집조(43)에 유입되지 않도록 한다.
상기 폐쇄유닛(48)은 상기 전후진유닛(46)의 전진을 감지하는 감지센서(481)와, 회동축을 축으로 회동하여 상기 수집조(43)의 입구를 개폐하는 폐쇄판(482)과, 상기 폐쇄판(482)을 미는 푸시봉(483)과, 상기 푸시봉(483)을 탄성으로 밀어주는 제3스프링(484)과, 상기 푸시봉(483)의 후방에 형성된 걸림홈(483a)에 걸려 푸시봉(483)의 전진을 막고 상기 감지센서(481)가 작동하면 걸림홈(483a)에서 이탈하여 푸시봉(483)이 전진되도록 하는 락커핀(485)을 포함하여 이루어진다.
상기 푸시봉(483)의 걸림홈(483a)과 상기 락커핀(485)은 전방이 경사진 구조를 가져서 상기 폐쇄판(482)을 개방방향으로 밀면 상기 푸시봉(483)은 후진이 가능하다.
도3을 참조하면, 상기 공기정화배기장치(60)는 상기 혼합장치(10)와 건조장치(20)에서 발생되는 폐가스나 상기 탄화장치(30)에서 배출되는 연소가스의 오염공기 또는 외부 다른 기기에서 배출되는 오염공기를 정화하여 대기로 배출시킨다.
상기 공기정화배기장치(60)는 오염공기가 통과하는 배기관로(61)와, 상기 배기관로(61) 경로상에 다단으로 배치되는 다수의 필터망(62)과, 상기 필터망(62)에 채워져서 통과하는 오염공기에 포함된 오염물질을 흡착하여 제거하는 파분등겨와 펠렛형 바이오차를 포함하여 이루어진다.
상기 배기관로(61)에는 유입되는 오염공기의 양을 조절하거나 차단하는 밸브(63)가 구비된다.
상기 파분등겨가 채워지는 필터망(62)을 수평방향으로 다단으로 설치되고, 수직방향으로도 다단으로 설치될 수 있다. 도면에는 수평방향으로 2단, 수직방향으로 2단으로 설치한 필터망(62)을 도시하고 있다.
상기 필터망(62)의 하부에는 수명을 다한 파분등겨를 배출시킬 수 있도록 하는 배출판(64)이 구비된다.
상기 필터망(62)에는 상기 파분등겨가 채워지지 않는 통풍구(621)가 형성될 수 있다. 상기 필터망(62)들의 통풍구(621)는 배기관로(61)의 출구측으로 가면서 크기가 작아지거나 커질 수 있다. 파분등겨가 채워진 필터망(62)을 동시에 통과할 수 있는 공기량의 한계가 있고, 유입되는 오염공기의 일부를 다음단계의 필터망(62)으로 넘김으로써 공기정화속도를 높일 수 있도록 통풍구(621)는 출구측으로 가면서 크기가 작아지지거나 커지는 것이 바람직하다.
상기 통풍구(621)는 개폐와 개방량을 조절할 수 있는 것이 바람직하다. 그리고 통풍구(621)에는 수평방향 및 수직방향으로 날개들이 구비된 회전날개(65)를 설치하여 통풍구(621)를 통과하는 오염공기를 활발하게 혼합시켜서 파분등겨에서 오염물질의 제거효율을 높이고, 회전날개(65)의 회전속도를 통해 배기관로(61)를 통과하는 오염공기의 양과 압력을 추정할 수 있도록 할 수 있다.
상기 필터망(62)에 채워지는 파분등겨와 펠렛형바이오차는 악취물질과 다이옥신 등의 오염물질 흡착력이 뛰어나 정화효율이 높고, 저렴하게 자체원료와 생산품을 순환자원으로 활용 가능하므로 비용이 들지 않아 운영비용 절감에 크게 기여한다.
그리고 파분등겨는 수분흡수율도 좋아서 상기 필터망(62)에서 배출되어 오염물질로 오염된 파분등겨는 상기 건조장치(20)에서 혼합물의 수분을 흡수하여 건조시키는 수분조절제로 재활용될 수 있고, 상기 가열장치(50)의 연료인 소각물로 재활용될 수 있고, 상기 혼합장치(10)에 투입되는 파분등겨로 사용되어 바이오차의 원료로 재활용될 수도 있어 경제성이 타의 추종을 불허하는 매우 탁월한 기술이다.
상기 가열장치(50)는 소각물을 소각하여 고온의 연소가스를 생성하고, 생성된 고온의 연소가스를 상기 탄화장치(30)에 공급한다.
도4를 참조하면, 상기 가열장치(50)는 고온에 강한 내열성 콘크리트 구조물로 제작되며 수평방향으로 배열되는 제1소각로(51)와 수직방향으로 배열되는 제2소각로(52), 상기 제1소각로(51)의 입구에서 화염을 토출하는 제1버너(53)와, 측방에서 상기 제2소각로(52)의 입구를 향해 화염을 토출하는 제2버너(54)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1소각로(51)의 입구에는 소각물이 투입된다. 상기 소각물에는 상기 혼합장치(10)와 건조장치(20)에서 생성되는 폐가스, 상기 공기정화배기장치(60)에서 배출되는 오염되는 파분등겨, 건조 슬러지 등이 사용될 수 있다.
상기 제1버너(53)는 소각물의 소각을 위한 화염과 고압의 산소를 토출한다.
상기 제1소각로(51)의 출구는 상기 제2소각로(52)의 내부로 연결된다. 즉, 상기 제1소각로(51)의 출구는 상기 제2소각로(52)의 입구가 된다.
상기 제2소각로(52)의 내부는 원통형 구조로 이루어지고, 상기 제2버너(54)는 상기 제2소각로(52)의 내부 측방에서 입구를 행해 화염과 고압의 산소를 토출한다. 그러면 고압의 산소와 입구로 유입되는 불완전 연소가스는 선회하면서 활발하게 혼합되고, 그에 따라 불완전 연소가스의 연소효율이 높아져서 완전연소에 준하여 연소된다. 그리고 완전연소된 연소가스는 상기 제2소각로(52)의 상부에 형성된 출구를 행해 배출되어 상기 탄화장치(30)에 공급된다.
상기 탄화장치(30)는 파분등겨와 유기성폐기물의 혼합물을 열분해 방식으로 탄화시켜서 바이오차를 생성한다.
도5를 참조하면, 상기 탄화장치(30)는 혼합물이 통과하는 탄화관로(31)와, 상기 탄화관로(31) 내부의 혼합물을 이송시키는 이송부재(32)와, 상기 탄화관로(31)를 감싸고 상기 가열장치(50)로부터 고온의 연소가스를 유입 받아 상기 탄화관로(31)를 가열시키는 가열챔버(33)를 포함하여 이루어진다.
상기 탄화관로(31) 내부는 연소가스에 의해 300도~600도로 가열 가능하다. 바이오차를 생성하기에 보다 적정한 온도는 400도~450도 이다.
상기 이송부재(32)로는 샤프트(321)의 외주연이 이송날개(325)가 선회하며 형성된 이송스크류를 사용할 수 있고, 유압 실린더에 의해 전후진하여 투입되는 혼합물을 밀어내어 이송시키는 이송판 등이 사용될 수 있다.
상기 이송스크류의 샤프트(321)에는 길이방향으로 중공(322)이 형성되고, 상기 중공(322)에는 상기 탄화관로(31) 내부의 온도를 감지하는 온도센서(70)들이 곳곳에 구비되어서, 상기 탄화관로(31) 내부의 온도를 구역별로 정밀하게 감지하고, 감지된 온도를 바탕으로 연소가스의 가열챔버(33) 내로 유입여부나 유입량을 조절하여서, 탄화관로(31)에서 최적품질의 바이오차가 생성되도록 할 수 있다.
상기 탄화관로(31)는 열흡수효율이 우수한 알루미늄재질로 제작하고, 내면은 내화성 코팅하여 고온에 의한 손상을 방지하고, 외면에는 흡열날개(311)들을 형성하여 흡열효율을 높였다.
상기 가열챔버(33)에 유입된 고온의 연소가는 상기 탄화관로(31) 전체를 균등한 온도로 가열시킴으로써, 탄화관로(31)에서 생성되는 바이오차의 품질이 우수하다.
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 혼합장치 20 : 건조장치
30 : 탄화장치 31 : 탄화관로
32 : 이송부재 33 : 가열챔버
40 : 방폭배출장치 41 : 배출관로
42 :냉각탱크 43 : 수집조
44 : 분사노즐 45 : 방화조
46 : 전후진유닛 461 : 전후진관로
462 : 개폐판 463 : 제1스프링
47 : 전진범위제한유닛 471 : 고정블럭
472 : 걸림블럭 473 : 전후진봉
474 : 제2스프링
48 : 폐쇄유닛 481 : 감지센서
482 : 폐쇄판 483 : 푸시봉
484 : 제4스프링 485 : 락커핀
50 : 가열장치 51 : 제1소각로
52 : 제2소각로 53 : 제1버너
54 : 제2버너
60 : 공기정화배기장치 61 : 배기관로
62 : 필터망 63 : 밸브
64 : 배출판 65 : 회전날개
70 : 온도센서
30 : 탄화장치 31 : 탄화관로
32 : 이송부재 33 : 가열챔버
40 : 방폭배출장치 41 : 배출관로
42 :냉각탱크 43 : 수집조
44 : 분사노즐 45 : 방화조
46 : 전후진유닛 461 : 전후진관로
462 : 개폐판 463 : 제1스프링
47 : 전진범위제한유닛 471 : 고정블럭
472 : 걸림블럭 473 : 전후진봉
474 : 제2스프링
48 : 폐쇄유닛 481 : 감지센서
482 : 폐쇄판 483 : 푸시봉
484 : 제4스프링 485 : 락커핀
50 : 가열장치 51 : 제1소각로
52 : 제2소각로 53 : 제1버너
54 : 제2버너
60 : 공기정화배기장치 61 : 배기관로
62 : 필터망 63 : 밸브
64 : 배출판 65 : 회전날개
70 : 온도센서
Claims (10)
- 파분등겨와 3대 유기성폐기물인 음식물 쓰레기, 가축분뇨, 슬러지 중 하나 이상의 유기성폐기물을 혼합하는 혼합장치와, 상기 혼합장치에서 공급되는 혼합물을 탄화시키는 탄화장치와, 상기 탄화장치를 가열시키는 가열장치와, 상기 탄화장치에서 공급되는 바이오차를 배출시키는 방폭배출장치를 포함하는 바이오차 생산 시스템에 있어서,
상기 방폭배출장치는
바이오차가 배출되는 배출관로와,
상기 배출관로의 출구 하부에 구비되어서 낙하되는 바이오차가 쌓이는 수집조와,
상기 수집조 내부로 물입자를 분사시키는 분사노즐과,
상기 수집조의 전방에 배치되는 방화조와,
상기 배출관로의 전방에 전후진 가능하게 구비되고, 배출관로 내부의 폭발압력으로 전진되어서 바이오차가 상기 방화조로 낙하되도록 하는 전후진유닛과,
상기 전후진유닛의 전진을 감지하는 감지센서와, 회동하여 상기 수집조의 입구를 개폐하는 폐쇄판과, 상기 폐쇄판을 미는 푸시봉과, 상기 푸시봉을 탄성으로 밀어주는 제3스프링과, 상기 푸시봉을 잡고있다가 상기 감지센서가 작동하면 놓아주는 락커핀을 포함하는 수집조 폐쇄유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 전후진유닛은
상기 배출관로에 전후진 가능하게 결합되는 전후진관로와,
회전축의 전방에 구비되어 상기 전후진관로를 개폐하는 개폐부와, 회전축의 후방에 구비되는 지지부를 포함하는 개폐판과,
양단이 상기 개폐판의 지지부와 상기 전후진관로에 지지되는 제1스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 방폭배출장치는
상기 배출관로에 고정결합되는 고정블럭과,
상기 고정블럭의 전방에서 상기 배출관로에 고정결합되고, 상기 전후진관로의 후방이 걸리는 걸림블럭과,
상기 고정블럭에 전후진 가능하게 결합되고, 전방은 상기 전후진관로에 결합되는 전후진봉과,
양단이 상기 고정블럭과 상기 전후진봉의 후단에 지지되는 제2스프링을 포함하는 전후진범위제한유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템. - 삭제
- 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 혼합장치나 탄화장치에서 배출되는 오염 및 악취 공기를 정화시키는 공기정화배기장치를 더 포함하되,
상기 공기정화배기장치는
오염공기가 통과하는 배기관로과,
상기 배기관로 경로상에 다단으로 배치되는 다수의 필터망과,
상기 필터망에 채워져서 통과하는 오염 및 악취 공기에 포함된 오염물질을 흡착하여 제거하는 파분등겨나 펠렛형 바이오차를 포함하는 것을 특징으로 하는 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템. - 제 6 항에 있어서,
상기 필터망에는 상기 파분등겨나 펠렛형 바이오차가 채워지지 않는 통풍구가 형성되되,
상기 통풍구는 다단으로 배치된 필터망들에서 상기 배기관로의 출구측으로 가면서 크기가 작아지거나 커지면서 풍량을 조정하는 것을 특징으로 하는 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템. - 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열장치는
소각물이 투입되고, 수평방향으로 배열되는 제1소각로와,
상기 제1소각로의 입구에서 화염을 토출하는 제1버너와,
입구는 상기 제1소각로와 연통되며 출구는 상부에 형성되고, 수직방향으로 배열되고, 내부가 원통형 구조로 이루어지는 제2소각로와,
상기 제2소각로의 입구를 향해 화염을 토출하여 연소가스가 선회하며 상승되도록 하는 제2버너를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템. - 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탄화장치는
탄화관로와,
혼합물을 상기 탄화관로 내부에서 이송시키는 이송부재를 포함하되,
상기 탄화관로는 알루미늄재질로 이루어지고, 내면은 내열코팅되고, 외면에는 흡열날개들이 형성되는 것을 특징으로 하는 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 이송부재는 이송스크류를 사용하고,
상기 이송스크류의 샤프트에는 길이방향으로 중공이 형성되고,
상기 중공에는 상기 탄화관로 내부의 온도를 감지하는 온도센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220118022A KR102509695B1 (ko) | 2022-09-19 | 2022-09-19 | 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220118022A KR102509695B1 (ko) | 2022-09-19 | 2022-09-19 | 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102509695B1 true KR102509695B1 (ko) | 2023-03-15 |
Family
ID=85642135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020220118022A KR102509695B1 (ko) | 2022-09-19 | 2022-09-19 | 3대 유기성폐기물을 이용한 바이오차 연속 안전생산 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102509695B1 (ko) |
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2022
- 2022-09-19 KR KR1020220118022A patent/KR102509695B1/ko active IP Right Grant
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