KR102563540B1 - 증기를 이용한 진공 열복사 방식의 폐기물 건조시스템 - Google Patents

증기를 이용한 진공 열복사 방식의 폐기물 건조시스템 Download PDF

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Abstract

진공 펌프와 고온 고압의 증기를 이용한 진공 열복사 방식으로 폐기물을 건조시켜 화재 등과 같은 사고에 안전하면서도 건조효율은 높일 수 있는 증기를 이용한 열복사 방식의 폐기물 건조시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온 고압의 증기를 이용한 열복사 방식으로 폐기물을 제어부의 제어를 통해 건조시키는 폐기물 건조시스템에 있어서, 상기 건조시스템은 내부에 폐기물이 수용되되 외부에서 공급유입된 증기에 의해 열교환하여 수용된 폐기물을 열교환하는 밀폐 가능하게 개폐되는 건조부와, 상기 건조부의 열교환기에 고온 고압의 증기를 공급하는 증기공급부 및 상기 건조부에 음압을 걸어주되 건조과정에서 발생하는 분진을 여과하며, 상기 건조부에 음압을 걸어주어 여과된 공기를 외부로 배출하거나 상기 건조부로 재공급하는 압력제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

증기를 이용한 진공 열복사 방식의 폐기물 건조시스템{Drying system for waste material}
진공 펌프와 고온 고압의 증기를 이용한 진공 열복사 방식으로 폐기물을 건조시켜 화재 등과 같은 사고에 안전하면서도 건조효율은 높일 수 있는 증기를 이용한 진공 열복사 방식의 폐기물 건조시스템에 관한 것이다.
일반적으로 원자력발전소에서 발생하는 잡고체 폐기물에는 상당량의 수분이 함유되어 있을 수 있으며, 수분이 포함된 잡고체 폐기물을 그대로 압축 처리하게 되면 유리수가 발생되어 방사성폐기물 드럼의 부식을 유발하게 되고, 방사성폐기물 드럼의 부식에 의한 손상을 예방하기 위하여 유리수 함량은 1%를 초과하지 않아야 한다.
따라서 원자력발전소에서 발생하는 잡고체 폐기물은 건조 후 처리한다.
이를 위하여 원자력발전소에서는 열풍건조 방식의 건조 처리 장치를 사용하고 있었으나, 국내에서 운영중인 고리4호기 방폐물 건조기 화재 이후, 안정성 확보를 위해 자연건조 또는 제습건조 방식의 건조기를 사용하고 있다.
여기서, 열풍건조 방식은 건조 효율이 높으나 화재 위험이 높고, 자연건조 혹은 제습건조 방식은 화재 위험은 낮으나 건조 효율이 낮고 악취가 발생하기 때문에 근래에는 화재 위험이 없고 효율이 높은 새로운 방식의 건조시스템을 필요로 하고 있다.
열풍 건조 방식 이외에 일반적으로 사용되는 높은 효율의 건조 방식으로는 마이크로파에 의한 복사와 고온의 증기를 이용한 열복사가 있다.
먼저, 마이크로파 복사는 전자레인지에서 사용되는 열전달 방식의 일종으로 용기 내부로 효율적으로 열을 전달하여 높은 효율로 건조가 가능하지만, 화재의 위험이 높고 건조물에 철 성분이 혼입될 경우 열풍 건조방식보다 화재 위험이 더 높아질 수 있으므로 금속 성분 유입 가능성이 높은 원자력발전소에서 발생하는 방사성폐기물의 건조에 사용할 수 없다.
반면, 고온의 증기를 이용한 열복사는 마이크로파 복사보다 열전달 효율이 낮지만, 자연건조나 제습건조의 방식보다는 효율이 높고, 화재의 위험이 거의 없으므로 본 출원인은 고온 증기 복사에너지 방식을 이용한 건조시스템을 제공하고자 하였다.
국내등록특허 제10-1669131호(공고일:2016.10.26.) 국내등록특허 제10-1558459호(공고일:2015.10.12.) 국내등록특허 제10-2101832호(공고일:2020.04.17.) 국내등록실용 제20-0178486호(공고일:2015.10.12.)
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 폐기물 등을 건조시에 화재 등과 같은 사고에 안전하면서도 건조효율은 높은 폐기물 건조시스템을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 증기를 이용한 진공 열복사 방식의 폐기물 건조시스템은 고온 고압의 증기를 이용한 열복사 방식으로 폐기물을 제어부의 제어를 통해 건조시키는 폐기물 건조시스템에 있어서, 상기 건조시스템은 내부에 폐기물이 수용되되 외부열교환기(110)와 내부열교환기(120) 외부에서 유입된 증기에 의해 열복사 방식으로 열교환하여 수용된 폐기물을 열교환하는 밀폐 가능하게 개폐되는 건조부(100)와, 외부열교환기(110)과 내부열교환기(120)에 고온 고압의 증기를 공급하는 증기공급부(200) 및 상기 건조부(100)에 진공 음압을 걸어주되 건조과정에서 발생하는 내부공기에 포함된 분진을 여과함과 동시에 수분이 분리된 공기를 상기 건조부(100)에 재공급하는 압력제어부(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 건조부(100)는 밀폐 가능하게 개폐되되 내부에 폐기물이 수용되며, 상기 증기공급부(200)와 증기의 순환이 가능하게 연결되어 열교환이 실행되는 외부열교환기(110) 및 상기 외부열교환기(110) 내부에 구비되되 상기 증기공급부(200)와 증기의 순환이 가능하게 연결되어 열교환이 실행되는 내부열교환기(120)를 포함하되, 상기 건조부(100)는 상기 압력제어부(300)에 의해 내부가 음압(진공)의 상태를 유지할 수 있도록 하며, 상기 외부열교환기(110) 내면과 상기 내부열교환기(120) 외면에는 복사열 전달을 최대화할 수 있도록 산화 피막(OF)이 도포되고, 상기 건조부(100)에서 열복사에 의해 증발된 수분은 상기 압력제어부(300)에 공급되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 외부열교환기(110)는 공급된 증기에 의해 상기 건조부(100) 외부에서 나선의 형상으로 증기가 흐르며 열복사가 실행되며, 상기 내부열교환기(120)는 내부에 길이방향으로 형성된 증기배관(121)을 통해 증기가 이동하면서 상기 건조부(100) 내부로 열복사가 이루어져 폐기물의 증기가 증발될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 내부열교환기(120)는 제어부에서 측정된 폐기물의 건조 정도를 알 수 있는 건조결과정보에 따라 폐기물을 교반시키기 위한 교반부재(123)를 더 포함하되, 상기 교반부재(123)는 폐기물의 교반과 열전달 면적을 높일 수 있도록 상기 내부열교환기(120) 외면과 연장되게 방사상으로 다수 돌출 형성된 교반날개(125), 상기 내부열교환기(120)를 회전시키는 회전모터(127)를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 건조부(100)는 드럼모터(111)를 더 포함하되, 상기 드럼모터(111)는 증기배관(121)과 배출구(115) 배관을 해체한 상태에서 상기 건조부(100)를 180도 회전시켜 해체된 배관을 재연결한 후 상기 건조부(100)의 회전 건조운전이 가능한 것이 바람직하다.
또한, 상기 건조부(100)는 드럼모터(111)를 더 포함하되, 상기 드럼모터(111)는 상기 압력제어부(300)를 통해 상기 건조부(100) 내부압력이 외부압력과 동일해지도록 제어부에 의해 제어된 상태에서 상기 건조부(100)가 90도 회전할 수 있도록 1단 동작 후, 다시 180도까지 회전할 수 있도록 2단 동작을 실행하여 상기 건조부(100)에 수용된 내용물을 순차적으로 모두 인출할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 내부열교환기(120)는 수직방향으로 길이를 갖는 기둥형상으로 이루어지되 내부에 Carrier Gas와 소화제 및 살균제를 목적에 따라 상기 압력제어부(300)에서 임의로 공급하는 것이 가능하도록 하는 보조배관(129)을 더 포함하되, 증기배관(121)은 상기 보조배관(129)을 중심으로 방사상으로 다수 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 압력제어부(300)는 응축기(310), 여과기(320), 배기팬(330) 및 공급제어반(340) 중 적어도 어느 하나를 포함하되, 상기 응축기(310)는 상기 건조부(100)에서 폐기물을 건조시에 발생하는 증발된 수분과 내부공기를 공급받아 외부로 배출하며, 상기 여과기(320)는 상기 응축기(310)를 통해 공급받은 내부공기를 여과하며, 상기 배기팬(330)은 상기 건조부(100) 내부가 밀폐된 이후에 상기 건조부(100) 내부가 진공 음압 상태를 갖도록 하고, 상기 공급제어반(340)은 상기 응축기(310), 상기 여과기(320), 상기 배기팬(330) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 종래와는 차별적으로 증기공급부를 통해 고온 고압의 증기를 공급받는 외부열교환기와 내부열교환기를 포함하는 건조부 내부에 폐기물을 수용시켜 열복사 방식에 의해 건조가 가능하게 함으로써, 건조과정에서 발생할 수 있는 화재, 악취 등이 방지되게 건조효율을 향상시킬 수 있는 효과를 구현하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 증기를 이용한 진공 열복사 방식의 폐기물 건조시스템을 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 대한 건조부를 나타낸 도면.
도 3은 도 1에 대한 외부열교환기의 회전을 나타낸 도면.
도 4는 도 1에 대한 압력제어부를 나타낸 도면.
도 5는 도 1에 대한 작용관계도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서, "포함한다" 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. 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.
그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 증기를 이용한 진공 열복사 방식의 폐기물 건조시스템(이하, 간략하게 '건조시스템'이라 한다)에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 설명에 앞서, 하기 증기공급부(200)는 고온 고압의 증기를 생성하여 제공하는 통상의 증기생성장치를 의미하는 것으로 본 발명의 요지를 흐르지 않도록 상세한 설명은 생략하도록 한다.
먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 건조시스템(1)은 크게 건조부(100), 증기공급부(200) 및 압력제어부(300)를 포함하되, 이들 구성들은 도시되지 않은 제어부(미도시)를 통하여 통합적으로 제어하는 것도 가능하게 설치될 수 있다.
더욱 상세하게 설명하면, 상기 건조부(100)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 외부열교환기(110)와 내부열교환기(120)에 의해 열을 전달받되 내부에 건조하고자 하는 폐기물(발전소의 잡고체 또는 의료계에서 사용하는 세균에 오염된 의류가 해당)이 수용되어 건조가 이루어질 수 있도록 하기 위한 구성으로 외부열교환기(110) 및 내부열교환기(120) 이외에 부가적으로 건조용기의 180도 회전 건조를 가능하게 하는 회전지지체(130)를 더 포함할 수 있다.
예컨대 건조부(100)는 도시한 바와 같이, 회전지지체(130) 상부에 설치된 드럼모터(111)의 동작을 통해 최대 180도까지 회전가능하게 설치되되 전체적으로 밀폐가능하게 개폐되는 탱크(TANK)의 형상으로 성형된다(도 3 참조).
상부가 개구된 건조부(100) 상부는 다수 구비된 클립에 의해 결속 및 해지되는 덮개(113)가 구비되며, 상기 덮개(113)의 개폐를 통해 건조부(100) 내측으로 건조하고자 하는 폐기물의 출입이 가능하게 한다.
여기서, 건조부(100)와 면접하는 덮개(113) 외면에는 오링 등과 같은 상기 건조부(100) 내부를 밀폐하고자 하는 가스켓부재가 구비된다.
상기 건조부(100) 외면은 압력제어부(300)를 구성하는 배기팬(330)과 관(PIPE) 연결되는 배출구(115)가 형성되어 상기 배기팬(330)의 동작을 통해 외부열교환기(110) 내부가 음압 상태를 갖도록 하며, 후에 설명하는 응축기(310) 측으로 수분이 포함된 내부공기가 공급될 수 있도록 한다.
외부열교환기(110)는 증기공급부(200)와 순환가능한 구조로 연결되며, 바람직하게는 상기 증기공급부(200)에서 공급된 증기를 통해 상기 외부열교환기(110) 외면에 나선형상으로 회전하면서 열복사를 실행하고, 사용된 증기는 상기 증기공급부(200)로 제공급되는 구조를 갖는다.
상기 건조부(100)를 180도 회전시켜 건조 운전을 할 경우, 외부열교환기(110)에 공급되는 증기가 상부에서 하부로 흐를 수 있도록 증기공급부(200) 연결을 변경하는 것이 바람직하다.
외부열교환기(110) 내면에는 산화 피막(Oxide Film : OF)이 도포되어 있어 고온 고압의 증기를 통해 전달된 열이 보다 효율적으로 복사되도록 하며, 상기 산화 피막(OF)은 후에 설명하는 내부열교환기(120) 외벽에도 도포 처리된다.
또한, 내부열교환기(120)는 도시한 바와 같이, 외부열교환기(110) 내측에 수직방향으로 길이를 갖는 기둥형상으로 설치되되 내부에 보조배관(129)은 물론, 증기배관(121) 또는 교반부재(123) 중 적어도 어느 하나가 더 구비된다.
내부열교환기(120)는 증기공급부(200)와 순환구조를 갖도록 연결되며, 바람직하게는 공급된 증기가 증기배관(121)을 따라 이동하면서 열전달 면적을 높여주는 교반 날개(125)를 통해 효율적으로 건조부(100) 내부로 열을 복사 후, 사용된 증기는 상기 증기공급부(200)로 재공급되는 구조를 갖는다.
하여, 상술한 외부열교환기(110)와 내부열교환기(120)는 열복사로 인해 폐기물에 존재하는 수분을 증발시켜 건조가 이루어지도록 하며, 건조로 인해 발생한 수분을 포함하는 내부공기는 배출구(115)를 통해 후에 설명하는 압력제어부(300)로 공급된다.
보조배관(129)은 Carrier Gas나 화재를 진압하기 위한 소화제 및 살균에 필요한 살균제를 공급하는 기능을 하며, 도시한 바와 같이, 내부열교환기(120) 내부에 방사상으로 배치된 다수의 증기배관(121) 사이에 위치하도록 설치된다.
한편, 본 발명에서의 내부열교환기(120)는 교반부재(123)를 더 포함할 수 있으며, 상기 교반부재(123)는 교반날개(125)와 회전모터(127)를 포함한다.
교반날개(125)는 도시한 바와 같이, 내부열교환기(120) 외면에 방사상으로 다수 돌출된 형상으로 형성되며 이를 통해, 건조시키고자 하는 폐기물이 회전모터(127)에 의해 교반되면서 건조의 용이성을 확보하게 하는 기능 뿐만 아니라 내부 열교환기(120)를 통해 전달된 열을 보다 효과적으로 복사시킬 수 있는 넓은 열복사 면적을 제공하는 기능을 한다.
즉, 건조부(100) 내부에 수용된 폐기물의 초기 수분 함량이 높아 국부적으로 건조가 충분하지 않다고 제어부 또는 공급제어반에서 검측되면 건조목표수치까지 추가 건조가 이루어지도록 제어하게 되는 것이다.
여기서, 추가건조의 동작 여부는 압력제어부(300)를 구성하는 온도계(341), 유량계(343) 및 습도계(345) 등의 수치를 관리자가 확인하여 결정할 수 있도록 한다.
이때, 교반부재(123)를 사용하여 추가건조를 실행하는 경우에는 증기공급부(200)과 내부열교환기(120)를 연결하는 증기배관(121)을 분리한 이후에 사용하며, 상기 외부열교환기(110)로만 증기를 공급한다.
회전모터(127)는 내부열교환기(120)를 회전시키기 위해 회전지지체(130) 측에 설치된다.
또한, 회전지지체(130)는 도시한 바와 같이, 180도 회전한 건조부(100)를 지지한 상태에서 폐기물의 건조와 인출이 가능한 4개의 다리와 상부 원형 형태로 이루어진 형상이며, 드럼모터(111)에 의해 180도로 회전이 이루어진 건조부(100)가 건조운전과 내부에 존재하는 잔여물질의 인출이 가능하도록 한다.
여기서, 건조된 폐기물의 인출이 목적일 경우 드럼모터(111)는 도시한 바와 같이, 제어부의 제어를 통해 동작하되 압력제어부(300)를 통해 건조부(100) 내부압력이 외부열교환기(110) 외부압력과 동일해지도록 제어부에 의해 제어된 상태에서, 덮개(113)를 열고 상기 건조부(100)가 90도 회전할 수 있도록 1단 동작 후, 건조된 폐기물이 작업자에 의해 다른 저장체(미도시)에 의해 수거하며, 수거 이후에 180도까지 회전할 수 있도록 2단 동작을 실행하여 상기 외부열교환기(110) 내부에 잔존하는 내용물을 다른 저장체(미도시)로 모두 인출할 수 있게 한다.
그리고, 상기 압력제어부(300)는 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상술한 건조부(100) 내부에 음압을 걸어주되 건조과정에서 발생하는 내부공기에 포함된 분진을 여과함과 동시에 수분이 분리된 공기를 상기 건조부(100)에 재공급하는 것이 가능한 구성으로 응축기(310), 여과기(320), 배기팬(330) 및 이들을 제어하는 공급제어반(340)을 포함한다.
예컨대 응축기(310)는 외부열교환기(110)에 형성된 배출구(115)와 관 연결되어 수분이 포함된 내부공기를 공급받아 수분을 제거 후, 내부공기는 여과기(320) 측으로 공급하며, 분리된 수분은 배출배관을 통해 외부로 배출된다.
또한, 여과기(320)는 응축기(310)와 관 연결되어 수분이 제거된 내부공기를 공급받아 여과 후, 외부로 배출하거나 바이패스밸브(321)를 통해 건조부(100) 측으로 재공급될 수 있도록 공급제어반(340)을 통해 조정한다.
이 과정에서 건조부(100)에 다시 공급되는 공기는 Carrier Gas 역할을 하며, 별도의 Carrier Gas를 공급하고자 할 경우에는 가스공급밸브(323)를 열어주어 가압시킨 Carrier Gas를 내부열교환기(120)로 공급될 수 있도록 하며, 이러한 Carrier Gas 공급 방식은 폐기물의 수분 상태에 따라 적절하게 조정되며, 적절한 재순환 운전을 통해 건조 효율을 증가시킨다.
또한, 배기팬(330)은 건조부(100) 내부를 음압 상태로 만들기 위한 구성으로 상기 건조부(100) 내부에서 기체가 원하는 방향으로 흐를 수 있도록 도와준다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 건조시스템(1)에 대한 작용관계에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 도 5에 도시한 바와 같이, 수분이 포함된 폐기물의 건조를 위해 덮개(113)를 개방하여 건조부(100) 내부에 폐기물을 수용 후, 밀폐시킨다.
이후, 제어부는 공급제어반(340)을 제어하여 배기팬(330)을 동작시켜 건조부(100) 내부가 음압 상태를 이루도록 실행 후, 증기공급부(200)를 제어시켜 외부열교환기(110)는 물론, 내부열교환기(120)에 고온 고압의 증기를 공급한다.
하면, 외부열교환기(110)에 공급된 증기는 상기 외부열교환기(110) 외부에서 나선형상으로 하향 흐름을 유지하면서 열복사를 실행함과 동시에 증기공급부(200)로 순환시키되 다수의 증기배관(121)에 공급된 증기는 내부열교환기(120) 표면에 열이 전달되어 건조부(100) 내부로 열복사가 실행되어 폐기물의 건조와 함께 상기 증기공급부(200)로 순환이 이루어지도록 한다.
이 과정에서, 폐기물의 건조에 의해 발생한 수분은 건조부(100) 내부에 존재하는 내부공기와 함께 배출구(115)를 통해 관 연결된 응축기(310) 및 여과기(320)로 공급되어 수분과 내부공기의 여과가 순차적으로 진행될 수 있도록 하며, 여과된 건조 공기는 필요에 따라 공급제어반(340)을 통해 개폐 제어가 가능한 바이패스밸브(321)를 통해 내부열교환기(120) 측으로 재공급되어 건조의 효율성을 향상시킬 수 있도록 한다.
한편, 폐기물에 대한 건조의 완료 여부는 관리자가 모니터링 할 수 있게 공급제어반(340)에 의해 제어되는 온도계(341), 압력계(343) 및 습도계(345)를 통해 구현된다.
즉, 상기한 구성들(온도계, 압력계, 습도계)을 통해 관리자는 수치를 모니터링하고 제어부를 제어하여 건조부(100)의 내부 압력 조절은 물론, 증기공급부(200)의 고온 고압 증기 공급 조절 등을 실행하게 된다.
한편, 수분 함량이 높은 폐기물의 국부적인 혼재로 건조작업이 지연될 경우는 교반부재(123)를 회전시켜 건조부(100) 내부의 폐기물을 교반시킴으로써 건조 속도를 증가시키거나 드럼모터(111)를 이용하여 건조부(100)를 180도 회전시켜 건조운전을 함으로써 하부에 쌓여있을 수 있는 수분함량이 높은 폐기물의 건조작업을 보다 신속하게 수행할 수 있도록 한다.
아울러, 제어부는 압력제어부(300)에 존재하는 연기감지 경보기와 온도계(341), 유량계(343)를 통해 건조부(100) 내부에서 급격한 온도, 유량 증가 및 연기를 감지하여 화재가 발생하였음을 감지하면 공급제어반(340)에 신호를 주어 Carrier Gas 공급은 차단하고, 소화제에서 소화 물질이 신속하게 공급될 수 있도록 한다.
또한, 폐기물의 건조가 완료되면 작업자는 외부공기 공급밸브(325) 또는 가스공급밸브(323) 중 어느 하나를 개방하여 외부열교환기(110) 내부 압력을 외부의 압력과 동일하게 한 후, 덮개(113)를 열고 드럼모터(111)를 통해 1단(90도 각도)으로 회전시켜 건조 완료된 폐기물을 작업자가 수거할 수 있도록 하며, 해당 폐기물의 수거가 완료되면 상기 드럼모터(111)를 2단(180도 각도)으로 추가 회전시켜 상기 건조부(100) 내부에 존재하는 잔여 내용물을 완전히 제거한다.
이 과정에서 건조부(100)의 다단 방식 회전은 증기배관(121)과 배출구(115) 배관을 해체한 상태에서 상기 건조부(100)를 최대 180도 회전시켜 해체된 배관을 재연결한 후, 상기 건조부(100)의 회전 건조운전이 가능하도록 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 건조시스템(1)은 종래와는 차별적으로 증기공급부(200)를 통해 고온 고압의 증기를 공급받는 외부열교환기(110)와 내부열교환기(120)를 포함하는 건조부(100) 내부에 폐기물을 수용시켜 열복사 방식에 의해 건조가 가능하게 함으로써, 건조과정에서 발생할 수 있는 화재, 악취 등이 방지되게 건조효율을 향상시킬 수 있는 효과를 구현하게 된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 본 발명에 따른 증기를 이용한 열복사 방식의 폐기물 건조시스템
100: 건조부
110: 외부열교환기 111: 드럼모터
113: 덮개 115: 배출구
120: 내부열교환기 121: 증기배관
123: 교반부재 125: 교반날개
127: 회전모터 129: 보조배관
130: 회전지지체
200: 증기공급부
300: 압력제어부
310: 응축기 320: 여과기
321: 바이패스밸브 323: 가스공급밸브
325: 외부공기 공급밸브 330: 배기팬
340: 공급제어반 341: 온도계
343; 유량계 345: 습도계
OF: 산화 피막

Claims (8)

  1. 고온 고압의 증기를 이용한 열복사 방식으로 폐기물을 제어부의 제어를 통해 건조시키는 폐기물 건조시스템에 있어서, 상기 건조시스템은
    내부에 폐기물이 수용되되 외부열교환기(110)와 내부열교환기(120) 외부에서 유입된 증기에 의해 열복사 방식으로 열교환하여 수용된 폐기물을 열교환하는 밀폐 가능하게 개폐되는 건조부(100);
    상기 외부열교환기(110)와 내부열교환기(120)에 고온 고압의 증기를 공급하는 증기공급부(200); 및
    상기 건조부(100)에 진공 음압을 걸어주되 건조과정에서 발생하는 내부공기에 포함된 분진을 여과함과 동시에 수분이 분리된 공기를 상기 건조부(100)에 재공급하는 압력제어부(300);를 포함하되,
    상기 건조부(100)는 밀폐 가능하게 개폐되되 내부에 폐기물이 수용되며, 상기 증기공급부(200)와 증기의 순환이 가능하게 연결되어 열교환이 실행되는 외부열교환기(110) 및 상기 건조부(100) 내부에 구비되되 상기 증기공급부(200)와 증기의 순환이 가능하게 연결되어 열교환이 실행되는 내부열교환기(120)를 포함하되, 상기 건조부(100)는 상기 압력제어부(300)에 의해 내부가 음압(진공)의 상태를 유지할 수 있도록 하며, 상기 외부열교환기(110) 내면과 상기 내부열교환기(120) 외면에는 복사열 전달을 최대화할 수 있도록 산화 피막(OF)이 도포되고, 상기 건조부(100)에서 열복사에 의해 증발된 수분은 상기 압력제어부(300)에 공급되는 것을 특징으로 하는 증기를 이용한 진공 열복사 방식의 폐기물 건조시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외부열교환기(110)는 공급된 증기에 의해 상기 건조부(100) 외부에서 나선의 형상으로 증기가 흐르며 열복사가 실행되며, 상기 내부열교환기(120)는 내부에 길이방향으로 형성된 증기배관(121)을 통해 증기가 이동하면서 상기 건조부(100) 내부로 열복사가 이루어져 폐기물의 증기가 증발될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 증기를 이용한 진공 열복사 방식의 폐기물 건조시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내부열교환기(120)는
    제어부에서 측정된 폐기물의 건조 정도를 알 수 있는 건조결과정보에 따라 폐기물을 교반시키기 위한 교반부재(123);를 더 포함하되,
    상기 교반부재(123)는
    폐기물의 교반과 열전달 면적을 높일 수 있도록 상기 내부열교환기(120) 외면과 연장되게 방사상으로 다수 돌출 형성된 교반날개(125), 상기 내부열교환기(120)를 회전시키는 회전모터(127)를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기를 이용한 진공 열복사 방식의 폐기물 건조시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 건조부(100)는 드럼모터(111);를 더 포함하되,
    상기 드럼모터(111)는
    증기배관(121)과 배출구(115) 배관을 해체한 상태에서 상기 건조부(100)를 180도 회전시켜 해체된 배관을 재연결한 후 상기 건조부(100)의 회전 건조운전이 가능한 것을 특징으로 하는 증기를 이용한 진공 열복사 방식의 폐기물 건조시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 건조부(100)는 드럼모터(111);를 더 포함하되,
    상기 드럼모터(111)는
    상기 압력제어부(300)를 통해 상기 건조부(100) 내부압력이 외부압력과 동일해지도록 제어부에 의해 제어된 상태에서 상기 건조부(100)가 90도 회전할 수 있도록 1단 동작 후, 다시 180도까지 회전할 수 있도록 2단 동작을 실행하여 상기 건조부(100)에 수용된 내용물을 순차적으로 모두 인출할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 증기를 이용한 진공 열복사 방식의 폐기물 건조시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 내부열교환기(120)는
    수직방향으로 길이를 갖는 기둥형상으로 이루어지되 내부에 Carrier Gas와 소화제 및 살균제를 목적에 따라 상기 압력제어부(300)에서 임의로 공급하는 것이 가능하도록 하는 보조배관(129);을 더 포함하되, 증기배관(121)은 상기 보조배관(129)을 중심으로 방사상으로 다수 설치되는 것을 특징으로 하는 증기를 이용한 진공 열복사 방식의 폐기물 건조시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 압력제어부(300)는 응축기(310), 여과기(320), 배기팬(330) 및 공급제어반(340) 중 적어도 어느 하나를 포함하되,
    상기 응축기(310)는 상기 건조부(100)에서 폐기물을 건조시에 발생하는 증발된 수분과 내부공기를 공급받아 외부로 배출하며,
    상기 여과기(320)는 상기 응축기(310)를 통해 공급받은 내부공기를 여과하며,
    상기 배기팬(330)은 상기 건조부(100) 내부가 밀폐된 이후에 상기 건조부(100) 내부가 진공 음압 상태를 갖도록 하고,
    상기 공급제어반(340)은 상기 응축기(310), 상기 여과기(320), 상기 배기팬(330) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 증기를 이용한 진공 열복사 방식의 폐기물 건조시스템.
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