KR102534489B1 - 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 유닛에 투입된 슬러지를 제2 유닛이 교반하고 제3 유닛이 가압 이송하여 펠릿화 배출하되 제4 유닛이 제2 유닛의 교반 샤프트를 청소하는 구조로부터, 하,폐수 슬러지를 이용하여 펠릿 제조시 점도를 균일화시켜 균질의 펠릿을 제조할 수 있음은 물론 유지 관리의 편의도 도모할 수 있도록 한 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템에 관한 것이다.

Description

교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템{SYSTEM FOR PRODUCTING SLUDGE PELLETS WITH MIXING FUNCTION}

본 발명은 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하,폐수 슬러지를 이용하여 펠릿 제조시 점도를 균일화시켜 균질의 펠릿을 제조할 수 있음은 물론 유지 관리의 편의도 도모할 수 있도록 한 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템에 관한 것이다.

일반적으로 침전지 바닥에 가라앉는 덩어리를 슬러지라고 한다.

이러한 슬러지 중에서는, 부력에 의하여 침전지 표면에 뜬 것을 스컴(scum)이라고 하나 넓은 의미로 보면 슬러지로 포함될 수 있다.

슬러지는 반 고형물로 슬러지의 함수율, 부패성, 병원성, 유해물질 함유로 인하여 환경학적, 잠재적 위험성 때문에 반드시 적정한 처리방법으로 안정화와 무해화시켜야한다.

하수처리 시설에서 발생하는 하수슬러지(탈수슬러지)의 처리기술은 처리방법에 따라 최종 처리 방법과 재활용 방법으로 나눌 수 있다.

하·폐수 처리과정에서 발생되는 슬러지는 하·폐수가 유입된 후 최초 침전지, 최종 침전지에서 발생되는 슬러지가 농축조로 집수, 이후 농축, 소화, 탈수를 거쳐 최종 처리되고 있다.

수처리 공정을 거쳐서 발생되는 슬러지는 많은 양의 수분을 함유하고 있어 탈수를 통한 전처리 후 외부로 반출되며 반출 시 함수율은 보통 75~85% 수준이다.

최근 선진국에서는 하수 슬러지는 퇴비화를 통한 토양적용보다는 유가물질인 인의 회수와 바이오가스 생산, 소각 및 발전시설의 열원으로서 신재생에너지 회수에 초점을 두고 있는 것으로 보인다.

이와 같이, 국내에서도 하수 슬러지를 자원화하기 위한 기술의 개발이 필요한 실정이며, 기존 처리 메커니즘에 인을 회수하는 공정이 필요하다.

바이오가스를 생산하기 위해 농축 및 가용화를 거친 슬러지를 인근 소화조 설치 시설로 이송하여, 바이오가스를 생산하고, 탈리액 및 소화액 등에서 고농도 인을 회수할 수 있다.

그리고 탈수 슬러지는 연료화하여 열 회수 후 소각재에서 인을 회수할 수 있고, 건설자재 등으로 재활용할 경우, 슬러지 전량 자원화가 가능하므로 이러한 자원화 체계 도입이 필요하다.

하지만, 국내에서는 발생되는 하수 슬러지를 대부분 소각하거나 매립하고 있는 실정이다.

또한 심한 악취로 민원이 지속적으로 발생하고 있으므로 슬러지 처리에 대한 친환경적인 대책이 필요하다.

국내 모든 지자체에서는 현재까지도 하수 슬러지 처리에 대한 고민을 가지고 있고 고효율의 하수 슬러지 처리 시스템을 도입하기를 희망하고 있다.

여기서, 하수 슬러지를 연료화함으로써 하수 슬러지의 효율적인 처리 및 활용 방안을 모색코자 하는 기술의 개발이 필요한 실정이며 고효율 건조 펠릿 생산 시스템은 함수율을 적절하게 유지하고 배출이 일정하게 유지되어야 한다.

상기와 같은 관점에서 발명된 것으로, 대한민국 등록특허 제10-1779136호(이하 선행기술)는 하수 슬러지를 이용한 펠릿제조방법에 관한 것이다.

선행기술은 하수 슬러지와 우드칩, 폐목재, 톱밥을 포함한 목질원료를 설정 비율로 혼합하여 배합물을 만든 후, 이송하여 제1,제2성형기를 각각 거치면서 마찰열과 압축열을 이용하여 슬러지펠릿을 건조하는 것을 특징으로 한다.

하지만, 선행기술은 하수 슬러지를 펠릿으로 형성시키기 위하여 목질 원료를 추가적으로 투입함에 따라 하수 슬러지의 처리를 위한 목재 낭비 및 추가 투입 등의 번거로운 추가 공정이 소요될 뿐 아니라, 오히려 자연 훼손이 수반되는 문제점이 있었던 것이다.

등록특허 제10-1779136호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 하,폐수 슬러지를 이용하여 펠릿 제조시 점도를 균일화시켜 균질의 펠릿을 제조할 수 있음은 물론 유지 관리의 편의도 도모할 수 있도록 하는 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 외부로부터 공급받은 슬러지가 수용되는 작업공간을 형성하는 원통 형상의 작업챔버를 포함하는 제1 유닛; 상기 원통 형상의 양단부 면에 회전 지지되는 양단부를 가지는 중공의 교반 샤프트와, 상기 교반 샤프트의 외주면으로부터 복수의 행과 열을 이루어 방사상으로 돌출 형성되는 복수의 교반 로드를 포함하며, 상기 교반 샤프트가 회전함에 따라 상기 슬러지를 교반시킴으로써, 외부로부터 공급된 슬러지를 교반하여 상기 슬러지의 점도를 균일화시키는 제2 유닛; 상기 작업챔버의 일측에 형성되어 상기 작업공간과 연통되는 배출 하우징과, 상기 배출 하우징의 내부에 회전 가능하게 장착되는 이송 스크류를 포함하며, 상기 이송 스크류가 상기 작업공간 내부에서 교반된 상기 슬러지를 일방향으로 가압 이송시키는 제3 유닛; 및 상기 제3 유닛에 의하여 가압 이송되어 상기 슬러지가 펠릿화되어 배출되면, 상기 복수의 교반 로드 각각의 말단부 면이 상기 교반 샤프트의 외주면과 동일한 높이가 되도록 하강시키는 하강 액추에이터와, 상기 교반 샤프트의 외주면을 왕복하며 상기 교반 샤프트의 외주면에 잔존하는 슬러지를 일방향으로 긁어내는 링 형상의 청소편을 포함하는 제4 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템을 제공할 수 있다.

여기서, 슬러지가 수용되는 슬러지 저장조를 포함하고 상기 슬러지를 일방향으로 이송시키는 공급부와, 상기 제3 유닛으로부터 배출되는 펠릿화된 슬러지를 건조시키는 건조부와, 상기 건조부로부터 배출된 상기 펠릿화된 슬러지를 고형화시켜 펠릿을 제조하는 최종 펠릿제조부와, 상기 공급부로부터 상기 제2 유닛측으로 공급할 슬러지의 함수율을 측정하여 제1 함수율정보를 생성하는 제1 함수율검출부와, 상기 이송 스크류를 통과하면서 펠릿화되어 배출된 슬러지의 함수율을 측정하고 제2 함수율정보를 생성하는 제2 함수율검출부와, 상기 건조부를 거친 슬러지의 함수율을 측정하여 제3 함수율정보를 생성하는 제3 함수율검출부를 포함하는 함수율검출부와, 슬러지의 함수율을 모니터링하고 상기 슬러지의 이송 경로를 제어하도록, 상기 제2함수율정보가 일정 수준 이상의 함수율을 포함할 경우 슬러지를 상기 제3 유닛에 재투입하도록 생산라인을 제어하고, 상기 제3함수율정보가 일정 수준 이상의 함수율을 포함할 경우 슬러지를 상기 건조부에 재투입하도록 생산라인을 제어하는 통합관제부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 원통 형상인 상기 작업챔버를 양분하여 형성된 것으로, 상면이 개방된 제1 공간을 구비한 반원통 형상의 고정 케이싱과, 원통 형상인 상기 작업챔버를 양분하여 형성된 것으로, 하면이 개방된 제2 공간을 구비한 반원통 형상의 개폐 케이싱과, 설치 대상면에 고정되어 상기 고정 케이싱을 받침 지지하는 지지 프레임과, 상기 지지 프레임의 일측으로부터 연장되는 한 쌍의 제1 브라켓과, 상기 개폐 케이싱의 일측으로부터 연장되어 상기 한 쌍의 제1 브라켓 각각의 단부에 회동 가능하게 결합되는 제2 브라켓과, 상기 지지 프레임과 상기 개폐 케이싱에 각각 회동 가능하게 결합됨과 동시에 유체 압력으로 신축 가능하게 장착되어 상기 고정 케이싱에 대하여 상기 개폐 케이싱을 개폐시키는 개폐 실린더를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제3 유닛은, 상기 이송 스크류를 회전 지지하며 상기 이송공간에 내장되는 이송 샤프트와, 상기 이송 샤프트의 단부와 연결되어 상기 배출 하우징의 외부에 배치되며 상기 이송 샤프트에 구동력을 전달하는 구동모터와, 상기 구동모터와 마주보는 배출 하우징의 출구측에 장착되며 중심에 상기 구동모터의 구동축이 관통되며, 상기 구동축을 기준으로 방사상으로 복수의 배출홀들이 관통 형성된 펠릿 배출편과, 상기 구동축에 장착되어 상기 구동축과 일체로 회전하며 상기 펠릿 배출편의 외측면에 장착되는 회전자와, 상기 회전자의 외주면으로부터 돌출 연장되어 상기 복수의 배출홀들로부터 배출되는 펠릿화되는 슬러지를 일정 길이마다 절단시키는 커팅블레이드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제4 유닛은, 상기 하강 액추에이터를 구성하는 것으로, 상기 교반 샤프트의 외주면으로부터 복수의 행과 열을 이루어 방사상으로 함몰되고 상기 교반 샤프트에 내장되어 유체압력으로 상기 교반 로드를 출입시키는 교반 실린더와, 상기 청소편을 구성하는 것으로, 상기 교반 샤프트의 외주면과 마주보는 내주면을 가진 링 형상의 왕복 프레임과, 상기 청소편을 구성하는 것으로, 상기 왕복 프레임의 내주면으로부터 연장되어 상기 교반 샤프트의 외주면과 접촉하는 말단부 가장자리를 가지는 스크러빙 블레이드와, 상기 왕복 프레임의 외주면 일측으로부터 돌출되는 왕복 연장 바와, 상기 왕복 연장 바의 말단부에 장착되는 이동자와, 상기 이동자를 관통하여 정, 역회전 가능하게 장착되는 스크류봉과, 상기 스크류봉의 단부에 결합되는 왕복모터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 하,폐수 슬러지를 이용하여 펠릿 제조시 점도를 균일화시켜 균질의 펠릿을 제조할 수 있음은 물론, 펠릿화된 슬러지를 가압 이송하여 배출생산 완료한 후 다음에 새로운 슬러지를 투입하여 교반 공정을 재개하기 전에 작업챔버 내부를 깨끗하게 청소하여 공정을 재개할 수 있으므로 유지 관리의 편의도 대폭적으로 향상시킬 수 있다는 특장점을 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템의 전체적인 구조를 도시한 사시 개념도
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템의 내부 구조를 도시한 개념도
도 3은 도 2의 iii 시점에서 바라본 것을 도시한 부분 측단면 개념도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템의 주요부인 제3 유닛중 배출 하우징의 출구측에 배치되는 펠릿 배출편과 회전자 및 커팅블레이드의 구조를 도시한 개념도
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템에 의하여 슬러지가 공급되고 고형화 펠릿으로 제조되기까지 공정 흐름을 도시한 블록선도
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템에 의하여 정보의 이동 경로를 도시한 블록선도
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템중 건조부의 구조를 도시한 사시 개념도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템의 전체적인 구조를 도시한 사시 개념도이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템의 내부 구조를 도시한 개념도이다.

도 3은 도 2의 iii 시점에서 바라본 것을 도시한 부분 측단면 개념도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템의 주요부인 제3 유닛(300)중 배출 하우징(310)의 출구측에 배치되는 펠릿 배출편(340)과 회전자(350) 및 커팅블레이드(351)의 구조를 도시한 개념도이다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템에 의하여 슬러지가 공급되고 고형화 펠릿으로 제조되기까지 공정 흐름을 도시한 블록선도

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템에 의하여 정보의 이동 경로를 도시한 블록선도

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템중 건조부(600)의 구조를 도시한 사시 개념도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명은 제1 유닛(100)에 투입된 슬러지를 제2 유닛(200)이 교반하고 제3 유닛(300)이 가압 이송하여 펠릿화 배출하되 제4 유닛(400)이 제2 유닛(200)의 교반 샤프트(210)를 청소하는 구조임을 파악할 수 있다.

제1 유닛(100)은 외부로부터 공급받은 슬러지가 수용되는 작업공간(111)을 형성하는 원통 형상의 작업챔버(110)를 포함하는 것이다.

제1 유닛(100)은 전술한 작업공간(111)을 형성하여 교반될 슬러지가 투입되는 공간과 면적을 제공함과 동시에 후술할 제2 유닛(200)이 장착되고 제3 유닛(300)이 연결될 공간과 면적을 제공하기 위하여 마련된 것이다.

제2 유닛(200)은 원통 형상의 양단부 면에 회전 지지되는 양단부를 가지는 중공의 교반 샤프트(210)와, 교반 샤프트(210)의 외주면으로부터 복수의 행과 열을 이루어 방사상으로 돌출 형성되는 복수의 교반 로드(220)를 포함할 수 있다.

제2 유닛(200)은 교반 샤프트(210)가 회전함에 따라 슬러지를 교반시킴으로써, 외부로부터 공급된 슬러지를 교반하여 슬러지의 점도를 균일화시키는 역할을 수행하기 위하여 마련된 것이다.

즉, 제2 유닛(200)은 작업공간(111) 내에서 투입된 슬러지를 균일하게 교반시켜 슬러지의 점도를 균일화함으로써 후술할 제3 유닛(300)에 의한 균질의 펠릿화된 슬러지가 배출되도록 할 수 있게 된다.

제3 유닛(300)은 작업챔버(110)의 일측에 형성되어 작업공간(111)과 연통되는 배출 하우징(310)과, 배출 하우징(310)의 내부에 회전 가능하게 장착되는 이송 스크류(320)를 포함할 수 있다.

제3 유닛(300)은 제2 유닛(200)에 의하여 교반된 슬러지를 펠릿화된 슬러지로 배출시키기 위하여 가압 이송시키는 역할을 수행하게 된다.

제4 유닛(400)은 제3 유닛(300)에 의하여 가압 이송되어 슬러지가 펠릿화되어 배출되면, 복수의 교반 로드(220) 각각의 말단부 면이 교반 샤프트(210)의 외주면과 동일한 높이가 되도록 하강시키는 하강 액추에이터(410)와, 교반 샤프트(210)의 외주면을 왕복하며 교반 샤프트(210)의 외주면에 잔존하는 슬러지를 일방향으로 긁어내는 링 형상의 청소편(420)을 포함할 수 있다.

제4 유닛(400)은 제1 유닛(100)에 투입된 슬러지의 양만큼 제3 유닛(300)을 통하여 펠릿화된 슬러지의 배출이 완료되면 교반 샤프트(210)의 잔여 슬러지를 깨끗하게 제거하여 계속적인 슬러지 투입에 따른 펠릿화 공정 수행이 지속적으로 이루어질 수 있도록 유지 관리하는 역할을 수행하기 위하여 마련된 것이다.

따라서, 제2 유닛(200)으로부터 배출되는 슬러지에 제3 유닛(300)이 압력을 가하여 일정 수분을 제거하고 슬러지의 부피를 감소시켜 펠릿화하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

우선 제1 유닛(100)은, 원통 형상인 작업챔버(110)를 양분하여 형성된 것으로, 상면이 개방된 제1 공간(121)을 구비한 반원통 형상의 고정 케이싱(120)을 더 포함할 수 있다.

그리고 제1 유닛(100)은, 원통 형상인 작업챔버(110)를 양분하여 형성된 것으로, 하면이 개방된 제2 공간(131)을 구비한 반원통 형상의 개폐 케이싱(130)을 더 포함할 수 있다.

그리고 제1 유닛(100)은, 설치 대상면에 고정되어 고정 케이싱(120)을 받침 지지하는 지지 프레임(140)을 더 포함할 수 있다.

그리고 제1 유닛(100)은, 지지 프레임(140)의 일측으로부터 연장되는 한 쌍의 제1 브라켓(150)을 더 포함할 수 있다.

또한 제1 유닛(100)은, 개폐 케이싱(130)의 일측으로부터 연장되어 한 쌍의 제1 브라켓(150) 각각의 단부에 회동 가능하게 결합되는 제2 브라켓(160)을 더 포함할 수 있다.

아울러 제1 유닛(100)은, 지지 프레임(140)과 개폐 케이싱(130)에 각각 회동 가능하게 결합됨과 동시에 유체 압력으로 신축 가능하게 장착되어 고정 케이싱(120)에 대하여 개폐 케이싱(130)을 개폐시키는 개폐 실린더(170)를 더 포함할 수 있다.

개폐 실린더(170)는 작업챔버(111)의 내부 상태 점검 및 부품 교체 등 점검 관리가 필요할 때 개폐 케이싱(130)을 고정 케이싱(120)에 대하여 개방시키기 위하여 작동될 수 있다.

한편, 제3 유닛(300)은, 도 2 및 도 4와 같이 이송 스크류(320)를 회전 지지하며 이송공간에 내장되는 이송 샤프트(321)를 더 구비할 수 있다.

그리고 제3 유닛(300)은, 이송 샤프트(321)의 단부와 연결되어 배출 하우징(310)의 외부에 배치되며 이송 샤프트(321)에 구동력을 전달하는 구동모터(330)를 더 구비할 수 있다.

그리고 제3 유닛(300)은, 구동모터(330)와 마주보는 배출 하우징(310)의 출구측에 장착되며 중심에 구동모터(330)의 구동축(331)이 관통되며, 구동축(331)을 기준으로 방사상으로 복수의 배출홀(341)들이 관통 형성된 펠릿 배출편(340)을 더 구비할 수 있다.

그리고 제3 유닛(300)은, 구동축(331)에 장착되어 구동축(331)과 일체로 회전하며 펠릿 배출편(340)의 외측면에 장착되는 회전자(350)를 더 구비할 수 있다.

그리고 제3 유닛(300)은, 회전자(350)의 외주면으로부터 돌출 연장되어 복수의 배출홀(341)들로부터 배출되는 펠릿화되는 슬러지를 일정 길이마다 절단시키는 커팅블레이드(351)를 더 구비할 수 있다.

그리고 제3 유닛(300)은, 구동축(331)에 장착되어 회전자(350)와 구동모터(330) 사이에 배치되는 구동전달 스프라켓(360)을 더 구비할 수 있다.

그리고 제3 유닛(300)은, 구동전달 스프라켓(360)과 체인(361)으로 연결되는 종동 스프라켓(370)을 더 구비할 수 있다.

그리고 제3 유닛(300)은, 종동 스프라켓(370)의 중심에 연결되어 구동축(331)과 평행하게 배치되는 종동축(371)을 더 구비할 수 있다.

또한 제3 유닛(300)은, 종동축(371)의 단부에 형성되는 제1 구동전달 원추기어(381)를 더 구비할 수 있다.

아울러 제3 유닛(300)은, 제1 구동전달 원추기어(381)와 맞물리며, 교반 샤프트(210)의 단부에 장착되는 제2 구동전달 원추기어(382)를 더 구비할 수도 있다.

따라서, 구동력은 구동모터(330)로부터 이송 샤프트(321)와 교반 샤프트(210)에 동시에 전달될 수 있을 것이다.

한편, 제4 유닛(400)은, 도 2 및 도 3과 같이 하강 액추에이터(410)를 구성하는 것으로, 교반 샤프트(210)의 외주면으로부터 복수의 행과 열을 이루어 방사상으로 함몰되고 교반 샤프트(210)에 내장되어 유체압력으로 교반 로드(220)를 출입시키는 교반 실린더(411)를 더 구비할 수 있다.

그리고 제4 유닛(400)은, 청소편(420)을 구성하는 것으로, 교반 샤프트(210)의 외주면과 마주보는 내주면을 가진 링 형상의 왕복 프레임(421)을 더 구비할 수 있다.

그리고 제4 유닛(400)은, 청소편(420)을 구성하는 것으로, 왕복 프레임(421)의 내주면으로부터 연장되어 교반 샤프트(210)의 외주면과 접촉하는 말단부 가장자리를 가지는 스크러빙 블레이드(422)를 더 구비할 수 있다.

그리고 제4 유닛(400)은, 왕복 프레임(421)의 외주면 일측으로부터 돌출되는 왕복 연장 바(430)를 더 구비할 수 있다.

그리고 제4 유닛(400)은, 왕복 연장 바(430)의 말단부에 장착되는 이동자(440)를 더 구비할 수 있다.

또한 제4 유닛(400)은, 이동자(440)를 관통하여 정, 역회전 가능하게 장착되는 스크류봉(441)을 더 구비할 수 있다.

아울러 제4 유닛(400)은, 스크류봉(441)의 단부에 결합되는 왕복모터(442)를 더 구비할 수도 있다.

한편, 본 발명은 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 슬러지가 수용되는 슬러지 저장조를 포함하고 슬러지를 일방향으로 이송시키는 공급부(500)를 더 구비할 수 있다.

공급부(500)는 생산라인에 슬러지를 공급하는 펌프(이하 미도시)를 더 구비할 수 있다.

전술한 펌프는 모노 펌프로 마련되어 슬러지 저장조로부터 펠릿 생산라인으로 슬러지를 공급할 수 있다.

그리고 본 발명은 제3 유닛(300)으로부터 배출되는 펠릿화된 슬러지를 건조시키는 건조부(600)를 더 구비할 수 있다.

그리고 본 발명은 건조부(600)로부터 배출된 펠릿화된 슬러지를 고형화시켜 펠릿을 제조하는 최종 펠릿제조부(700)를 더 구비할 수 있다.

구체적으로, 최종 펠릿제조부(700)는 최종화된 슬러지 펠릿을 제조하는 구성으로, 이렇게 제조된 펠릿은 화력발전소로 이송되어 기존에 수입에 의존하던 우드 펠릿을 대체할 수 있다.

그리고 본 발명은 공급부(500)로부터 제2 유닛(200)측으로 공급할 슬러지의 함수율을 측정하여 제1 함수율정보를 생성하는 제1 함수율검출부(810)와, 이송 스크류(320)를 통과하면서 펠릿화되어 배출된 슬러지의 함수율을 측정하고 제2 함수율정보를 생성하는 제2 함수율검출부(820)와, 건조부(600)를 거친 슬러지의 함수율을 측정하여 제3 함수율정보를 생성하는 제3 함수율검출부(830)를 포함하는 함수율검출부(800)를 더 구비할 수 있다.

그리고 본 발명은 슬러지의 함수율을 모니터링하고 슬러지의 이송 경로를 제어하도록, 제2함수율정보가 일정 수준 이상의 함수율을 포함할 경우 슬러지를 제3 유닛(300)에 재투입하도록 생산라인을 제어하고, 제3함수율정보가 일정 수준 이상의 함수율을 포함할 경우 슬러지를 건조부(600)에 재투입하도록 생산라인을 제어하는 통합관제부(900)를 더 구비할 수 있다.

제1 함수율정보는 생산라인에 투입되는 슬러지의 함수율을 측정하여 생산 공정이 진행되는 동안 제거해야하는 수분량 및 가해야하는 열량을 계산하기 위해 마련되는 것으로, 함수율검출부가 생성한 제1 함수율정보는 통합관제부(900)에 전송되게 된다.

구체적으로, 통합관제부(900)는 제1 함수율정보를 전송받아 기설정된 기준에 따라 슬러지가 제3 유닛(300)를 반복 통과하는 횟수를 설정할 수 있다.

또한, 통합관제부(900)는 제1 함수율정보를 전송받아 기설정된 기준에 따라 슬러지가 건조부(600)를 통과하는 횟수를 설정할 수 있다.

제2 함수율검출부(820)는 슬러지가 건조부(600)에 투입되기 전에 제3 유닛(300)에서 일정 수치 이하로 수분을 제거하였는지 파악하기 위해서 마련되며, 기 설정된 기준수치를 초과할 경우 통합관제부(900)가 슬러지를 제3 유닛(300)에 재투입할 수 있다.

이는 건조부(600)에 사용되는 열에너지를 절약하고 건조 시간을 단축시키기 위한 것으로, 제3 유닛(300)에서 압착을 통해 1차적으로 펠릿을 제조하는 과정에서 다량의 수분을 제거할 수 있기 때문이다.

통합관제부(900)는 제3 함수율검출부(830)가 생성한 제3 함수율정보가 기 설정된 함수율 기준치를 초과하는지 비교하고 기준치를 초과할 경우 슬러지가 건조부(600)에 재투입되도록 제어할 수 있다.

통합관제부(900)는 제2 함수율정보가 일정 수준 이상의 함수율을 포함할 경우, 슬러지를 제3 유닛(300)에 재투입하도록 생산라인을 제어할 수 있다.

또한, 통합관제부(900)는 제3 함수율정보가 일정 수준 이상의 함수율을 포함할 경우, 슬러지를 건조부(600)에 재투입하도록 생산라인을 제어할 수 있다.

더욱 상세하게는, 통합관제부(900)는 제1 함수율정보를 바탕으로 제3 유닛(300) 통과 횟수에 따른 제2 함수율정보 값을 예측 계산할 수 있다.

또한, 통합관제부(900)는 제2 함수율정보를 바탕으로 건조부(600) 통과 횟수에 따른 제3 함수율정보의 값을 예측 계산할 수 있다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 모니터링부(950)를 더 포함하고, 상기 통합관제부(900)는 각 공정이 진행되는 단계, 상기 열풍공급모듈에 소모되는 에너지, 상기 건조부(600)에 소모되는 에너지, 상기 제1 함수율정보, 상기 제2 함수율정보, 상기 제3 함수율정보, 상기 제3 유닛(300)에 반복 투입현황 및 상기 건조부(600)에 반복 투입현황을 데이터화하여 상기 모니터링부(950)에 전송할 수 있다.

상기 통합관제부(900)는 제1 함수율정보를 토대로 상기 제3 유닛(300) 통과 횟수에 따른 상기 제2 함수율검출부(820)에서 검출되는 함수율을 예측할 수 있고, 이를 반복 학습하여 오차율을 줄일 수 있다.

즉, 상기 통합관제부(900)는 반복 학습을 통해 목표하는 함수율이 제2 함수율정보에 나타날 때까지 상기 제3 유닛(300) 통과 횟수 및 상기 열풍공급모듈의 필요열량을 연산할 수 있으며, 실시간 진행상황을 상기 모니터링부(950)에 전송할 수 있다.

또한, 상기 통합관제부(900)는 제2 함수율정보를 통대로 상기 건조부(600) 통과 횟수에 따른 상기 제3 함수율검출부(830)에서 검출되는 함수율을 예측할 수 있고, 이를 반복 학습하여 오차율을 줄일 수 있다. 즉, 상기 통합관제부(900)는 반복 학습을 통해 목표하는 함수율이 제3 함수율정보에 나타날 때까지 상기 건조부(600) 통과 횟수 및 건조부(600)에 사용되는 열량을 연산할 수 있으며, 실시간 진행상황을 상기 모니터링부(950)에 전송할 수 있다.

또한, 상기 통합관제부(900)는 슬러지 공급에서 제3 함수율정보 생성까지 반복을 진행함으로써 데이터를 축적할 수 있고, 축적된 데이터를 토대로 상기 제1 함수율검출부(810)가 생성한 제1 함수율정보를 획득함으로써 공급에서 슬러지 펠릿 생산까지 1싸이클에 필요한 상기 제3 유닛(300) 반복 통과 횟수, 상기 열풍공급모듈에 필요한 열량, 상기 건조부(600) 반복 통과 횟수, 상기 건조부(600)에 필요한 열량을 연산할 수 있으며, 최종 펠릿 생산 1싸이클 완료까지의 시간을 연산할 수 있다.

한편, 건조부(600)는 도 7과 같이 열풍을 이용하여 슬러지의 수분을 제거할 수 있다.

구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 건조부(600)는 에어공급모듈(610), 제1 가열모듈(620), 제2 가열모듈(630), 컨베이어모듈(640) 및 배기모듈(650)을 더 구비할 수 있다.

에어공급모듈(610)은 건조기 프레임 내부 상단에 공기를 공급할 수 있다.

또한, 제1 가열모듈(620)은 프레임 내부 상단부에 마련되고, 복수 개의 히트파이프로 공기를 데우는 역할을 할 수 있다.

또한, 제2 가열모듈(630)은 제1 가열모듈(620) 하단에 마련되고, 복수 개의 히트파이프로 공기를 데울 수 있다.

또한, 컨베이어모듈(640)은 제2 가열모듈(630) 하단에 마련되고, 슬러지가 펼쳐져 담긴 컨베이어를 구비할 수 있다.

또한, 배기모듈(650)은 컨베이어모듈(640) 하단의 공간부로부터 공기를 빨아들여 프레임 외부로 배출하는 역할을 할 수 잇다.

더욱 상세하게는, 건조부(600)는 공기가 5단으로 구분되는 건조부프레임에 투입되고 빠져나오면서 슬러지를 건조시키는 것으로 최상단층으로 공기가 투입되어 하단으로 배출되는 것을 특징으로 할 수 있다.

즉, 에어공급모듈(610)을 통해 프레임 상단에 공기가 지속적으로 공급된다.

다음으로, 제1 가열모듈(620)에 의해 1차적으로 공기가 데워지고, 제1 가열모듈(620) 하단에 마련되는 제2 가열모듈(630)에 의해 2차적으로 공기가 데워지게 된다.

다음으로, 데워진 공기는 제3 유닛(300)에서 제조된 슬러지 펠릿을 담아 이송하는 컨베이어모듈(640)을 관통하여 하강하게 된다.

이때, 데워진 공기는 증발된 수분과 악취 및 미세 오염물을 머금고 하방이동 하게 됨으로써 건조부(600) 주변으로 악취가 나거나, 건조기 내부에 오염물이 증착되어 부식과 함께 손상되는 것을 방지할 수 있다.

마지막으로, 수분과 악취를 머금은 공기는 배기모듈(650)을 통해 프레임을 통해 배출되게 된다.

이상과 같이 본 발명은 하,폐수 슬러지를 이용하여 펠릿 제조시 점도를 균일화시켜 균질의 펠릿을 제조할 수 있음은 물론 유지 관리의 편의도 도모할 수 있도록 하는 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

100...제1 유닛
110...작업챔버
111...작업공간
120...고정 케이싱
121...제1 공간
130...개폐 케이싱
131...제2 공간
140...지지 프레임
150...제1 브라켓
160...제2 브라켓
170...개폐 실린더
200...제2 유닛
210...교반 샤프트
220...교반 로드
300...제3 유닛
310...배출 하우징
320...이송 스크류
321...이송 샤프트
330...구동모터
331...구동축
340...펠릿 배출편
341...배출홀
350...회전자
351...커팅블레이드
360...구동전달 스프라켓
361...체인
370...종동 스프라켓
371...종동축
381...제1 구동전달 원추기어
382...제2 구동전달 원추기어
400...제4 유닛
410...하강 액추에이터
411...교반 실린더
420...청소편
421...왕복 프레임
422...스크러빙 블레이드
430...왕복 연장 바
440...이동자
441...스크류봉
442...왕복모터
500...공급부
600...건조부
610...에어공급모듈
620...제1 가열모듈
630...제2 가열모듈
640...컨베이어모듈
650...배기모듈
700...최종 펠릿제조부
800...함수율검출부
810...제1 함수율검출부
820...제2 함수율검출부
830...제3 함수율검출부
900...통합관제부
950...모니터링부

Claims (5)

1. 외부로부터 공급받은 슬러지가 수용되는 작업공간을 형성하는 원통 형상의 작업챔버를 포함하는 제1 유닛;
   상기 원통 형상의 양단부 면에 회전 지지되는 양단부를 가지는 중공의 교반 샤프트와, 상기 교반 샤프트의 외주면으로부터 복수의 행과 열을 이루어 방사상으로 돌출 형성되는 복수의 교반 로드를 포함하며, 상기 교반 샤프트가 회전함에 따라 상기 슬러지를 교반시킴으로써, 외부로부터 공급된 슬러지를 교반하여 상기 슬러지의 점도를 균일화시키는 제2 유닛;
   상기 작업챔버의 일측에 형성되어 상기 작업공간과 연통되는 배출 하우징과, 상기 배출 하우징의 내부에 회전 가능하게 장착되는 이송 스크류를 포함하며, 상기 이송 스크류가 상기 작업공간 내부에서 교반된 상기 슬러지를 일방향으로 가압 이송시키는 제3 유닛; 및
   상기 제3 유닛에 의하여 가압 이송되어 상기 슬러지가 펠릿화되어 배출되면, 상기 복수의 교반 로드 각각의 말단부 면이 상기 교반 샤프트의 외주면과 동일한 높이가 되도록 하강시키는 하강 액추에이터와, 상기 교반 샤프트의 외주면을 왕복하며 상기 교반 샤프트의 외주면에 잔존하는 슬러지를 일방향으로 긁어내는 링 형상의 청소편을 포함하는 제4 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   슬러지가 수용되는 슬러지 저장조를 포함하고 상기 슬러지를 일방향으로 이송시키는 공급부와,
   상기 제3 유닛으로부터 배출되는 펠릿화된 슬러지를 건조시키는 건조부와,
   상기 건조부로부터 배출된 상기 펠릿화된 슬러지를 고형화시켜 펠릿을 제조하는 최종 펠릿제조부와,
   상기 공급부로부터 상기 제2 유닛측으로 공급할 슬러지의 함수율을 측정하여 제1 함수율정보를 생성하는 제1 함수율검출부와, 상기 이송 스크류를 통과하면서 펠릿화되어 배출된 슬러지의 함수율을 측정하고 제2 함수율정보를 생성하는 제2 함수율검출부와, 상기 건조부를 거친 슬러지의 함수율을 측정하여 제3 함수율정보를 생성하는 제3 함수율검출부를 포함하는 함수율검출부와,
   슬러지의 함수율을 모니터링하고 상기 슬러지의 이송 경로를 제어하도록, 상기 제2함수율정보가 일정 수준 이상의 함수율을 포함할 경우 슬러지를 상기 제3 유닛에 재투입하도록 생산라인을 제어하고, 상기 제3함수율정보가 일정 수준 이상의 함수율을 포함할 경우 슬러지를 상기 건조부에 재투입하도록 생산라인을 제어하는 통합관제부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제4 유닛은,
   상기 하강 액추에이터를 구성하는 것으로, 상기 교반 샤프트의 외주면으로부터 복수의 행과 열을 이루어 방사상으로 함몰되고 상기 교반 샤프트에 내장되어 유체압력으로 상기 교반 로드를 출입시키는 교반 실린더와,
   상기 청소편을 구성하는 것으로, 상기 교반 샤프트의 외주면과 마주보는 내주면을 가진 링 형상의 왕복 프레임과,
   상기 청소편을 구성하는 것으로, 상기 왕복 프레임의 내주면으로부터 연장되어 상기 교반 샤프트의 외주면과 접촉하는 말단부 가장자리를 가지는 스크러빙 블레이드와,
   상기 왕복 프레임의 외주면 일측으로부터 돌출되는 왕복 연장 바와,
   상기 왕복 연장 바의 말단부에 장착되는 이동자와,
   상기 이동자를 관통하여 정, 역회전 가능하게 장착되는 스크류봉과,
   상기 스크류봉의 단부에 결합되는 왕복모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교반 기능을 구비한 슬러지 펠릿 제조시스템.
   

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