KR20020005916A

KR20020005916A - 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기

Info

Publication number: KR20020005916A
Application number: KR1020000039460A
Authority: KR
Inventors: 박수용
Original assignee: 박수용
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2002-01-18

Abstract

본 발명은 건조기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하·폐수 슬러지, 축산 분뇨, 음식물 쓰레기 등과 같이 함수율이 높은 슬러지(sludge)상 오염물질을 건조시키기 위한 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기는 후드와 건조대상물 용기로 이루어진 케이스와, 상기 케이스의 내부에 회전 가능하게 설치된 회전드럼과 상기 회전드럼을 구동시키기 위한 구동수단을 포함하여 구성된 회전 드럼식 건조기에 있어서, 상기 회전드럼의 전면에 중유, LPG, 폐유, 폐타이어 등의 연소가스를 공기로 희석한 직화열풍이 공급되도록 형성된 직화열풍 주입구와, 상기 회전드럼의 내부에 설치되어 주입된 직화열풍이 골고루 분배되도록 하는 열풍배분수단과, 상기 회전드럼을 가열시킨 열풍을 배기시키기 위해 상기 회전드럼의 후면에 형성된 열풍 배출구를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기{Rotatable drum type dry device using hot wind}

일반적으로 음식물 쓰레기나 축산 분뇨는 미생물을 이용하여 퇴비나 사료화 하는 것이 경제적인 것으로 알려져 있으나 이러한 미생물학적 처리방법은 처리 기간이 길고 기후나 운전 조건에 따라 처리 효율이 크게 떨어지는 문제가 있었다. 따라서 최근에는 신속하고 간편한 물리하적 처리방법이 연구되고 있으나 에너지 소비량이 매우 커서 널리 활용되지 못하고 있다. 그런데 최근에는 폐타이어 열분해 장치와 같이 폐기물로부터 열에너지를 회수할 수 있는 장치가 개발되어 저렴한 비용으로 열원을 확보할 수 있게 되었다.

건조는 건조대상물을 고온으로 가열하여 수분을 대기중으로 증발키는 물리학적 처리방법으로서 처리된 건조물은 수분 함량이 적고 부피가 작아 보관 및 이송이 용이할 뿐만 아니라 음식 쓰레기나 축산 분뇨 등 유기성 오염물질을 간단한 후속처리 후 배합사료나 퇴비로 사용할 수 있는 잇점이 있다.

이러한 건조에는 크게 열풍 건조방식과 열전도 건조방식이 있으며, 열풍 건조방식은 열풍의 가열방식에 따라 직접가열과 간접가열의 2가지 방식이 있다. 직접가열 방식은 중유, LPG 등의 연소가스를 공기로 희석한 직화열풍을 직접 건조기로 주입하는 방식이고, 간접가열 방식은 별도의 열풍 발생기나 열교환에 의해 생성된 열풍을 건조기로 주입하는 방식이다. 그리고 열전도 건조방식은 열매체에 의해 가열된 면에서의 열전도에 의해 건조대상물을 건조시키는 방법으로 수분 함량이 많은 건조대상물을 처리하는데 적합하다.

도1은 종래 기술에 따른 회전 드럼식 건조기의 일예를 보여주는 측면도이다. 도면에서 보는 바와 같이, 상기 회전 드럼식 건조기(100)는 원통형 회전드럼(110)의 내부에 고온의 스팀(S)을 주입하여 드럼(110)을 고온으로 가열시키고 상기 드럼(110)의 하부에 건조대상물(W)을 공급하여 드럼(110)의 표면을 통해 전도되는 열로 건조시키는 열전도 건조방식의 건조기다.

한편 상기 회전드럼(110)은 구동모터(120) 및 동력전달수단(123)에 의해 회전되므로 상기 회전드럼(110)의 하부에 공급된 건조대상물은 회전드럼(110)의 표면에 부착되어 건조되게 된다. 이때 증발된 증기는 드럼(110)의 상부에 형성된후드(125)와 송풍팬(127)을 통해 외부로 방출되고, 회전드럼(110)의 표면에 달라붙은 채로 회전되는 건조대상물은 회전드럼(110)의 일측 표면에 설치된 건조물 제거 나이프(129)에 의해 제거된다.

이와 같이 종래 기술에 따른 회전 드럼식 건조기(100)는 별도의 스팀 보일러에서 생성된 증기(S)를 상기 회전드럼(110)의 내부로 주입하여 회전드럼을 가열하는 방식이므로 반드시 별도의 스팀 보일러가 필요할 뿐만 아니라 열효율이 크게 떨어지는 문제가 있었다.

또한 종래의 회전 드럼식 건조기(100)는 회전드럼(110)의 하부와 건조대상물 용기(130) 사이에 침전물이 퇴적되어 회전드럼(110)의 회전이 방해되는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 중유, LPG, 폐유, 폐타이어 등의 연소가스에 공기를 희석시킨 직화열풍을 회전드럼 내로 직접 주입함으로써 스팀 보일러나 열풍 발생기를 생략하여 장치의 구조가 간단하고 열효율이 향상된 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 회전드럼 내부로 주입된 직화열풍이 골고루 분산되도록 회전드럼 내부에 열풍배분수단을 설치함으로써 회전드럼의 외부면이 전체적으로 가열되어 열효율이 향상된 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 회전드럼의 하부와 건조대상물 용기 사이를 좁게 함으로써 그 사이에 침전물이 쌓이는 것을 방지되도록 한 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기를 제공하는 것이다.

도1은 종래 기술에 따른 회전 드럼식 건조기를 보여주는 측면도이고,

도2는 본 발명에 따른 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기를 보여주는 사시도이고,

도3은 본 발명에 따른 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기를 보여주는 단면도이고,

도4는 본 발명에 따른 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기의 전면을 보여주는 횡단면도이고,

도5는 본 발명에 따른 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기의 후면을 보여주는 측면도이고,

도6은 본 발명에 따른 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기의 내부를 보여주는 횡단면도이며,

도7은 본 발명에 따른 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기에 설치된 열풍배분수단을 보여주는 사시도이다.

******* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *******

1 : 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기

10 : 회전드럼 13 : 환형 지지링

20 : 원통형 케이스 23 : 후드

24 : 덕트 25 : 건조대상물 용기

28 : 아이들링 롤러 30 : 직화열풍 주입구

35 : 열풍 배출구 45 : 동력전달수단

49 : 구동모터 50 : 열풍배분수단

55 : 열풍차단판 53 : 열풍차단용 고정드럼

57 : 열풍안내판 59 : 열풍안내로

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 후드와 전조대상물 용기로 이루어진 케이스와, 상기 케이스의 내부에 회전 가능하게 설치된 회전드럼과 상기 회전드럼을 구동시키기 위한 구동수단을 포함하여 구성된 회전 드럼식 건조기에 있어서, 상기 회전드럼의 전면에 중유, LPG, 폐유, 폐타이어 등의 연소가스를 공기로 희석시킨 직화열풍이 주입되도록 형성된 직화열풍 주입구와, 상기 회전드럼의 내부에 설치되어 직화열풍이 골고루 분배되도록 하는 열풍분배수단과, 상기 회전드럼을 가열시킨 열풍을 배기시키기 위해 상기 회전드럼의 후면에 형성된 열풍 배출구를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기의 일실시예는 일측에 직화열풍 주입구가 형성되고 타측에 열풍 배출구가 형성되어 회전 가능하도록 설치된 원통형 회전드럼과, 상기 회전드럼 내부에 설치되어 직화열풍 주입구로부터 주입되는 직화열풍이 골고루 분배되게 하는 열풍분배판수단과, 상기 회전드럼의 하부에 형성되어 건조대상물이 수납되는 건조대상물 용기와, 상기 회전드럼의 상부에 형성되어 발생된 증기를 강제로 배출시키기 위한 후드 및 송풍기와, 상기 회전드럼의 외주면에 접촉되어 건조물을 분리시키는 건조물 분리 나이프와, 상기 건조대상물 용기의 전방에 회전 가능하게 설치되어 상기 회전드럼을 지지하는 다수의 아이들링 롤러와, 상기 회전드럼의 후방에 설치되어 회전드럼을 회전시키는 구동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한 드럼과 건조대상물 용기 사이의 간격을 매우 좁게 하여 드럼이 회전하면서 바닥의 침전물을 휘저어 교란시킴으로써 건조대상물 중의 침전물이 침전되지 못하고 회전드럼 표면에 접촉하여 건조되게 하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 상기 열풍배분수단은 회전드럼 내부의 중심에 길이방향으로 설치된 열풍차단용 고정드럼과, 상기 열풍차단용 고정드럼의 전방에 설치되어 주입된 열풍을 외주면으로 유도하는 열풍차단판과, 상기 고정드럼의 외주면에 길이방향으로 서로 일정한 간격으로 이격되어 설치되어 다수의 열풍통로를 형성하는 다수의 열풍안내판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 회전드럼과 열풍차단판 그리고 열풍안내판은 고열과 건조대상물의 산화에 견딜 수 있는 내열금속 재료로 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고 고열의 직화열풍과 계속적으로 접촉되는 열풍차단판과 열풍안내판의 표면은 세라믹 페이퍼와 같은 단열재료로 피복되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 직화열풍을 이용한 회전드럼식 건조기의 실시예를 상세히 설명한다.

먼저, 도2는 본 발명에 따른 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기의 사시도이고, 도3은 상기 회전 드럼식 건조기의 단면도이다. 도면에서 보는 바와 같이, 참조번호 20은 후드(23)와 건조대상물 용기(25)로 이루어진 원통형 케이스이다. 상기 원통형 케이스(20)의 상부에는 증발된 수증기를 외기로 안내하는 후드(23)가형성되어 있고 하부에는 건조대상물이 체류되는 용기(25)가 형성되어 있다. 그리고 상기 후드(23)와 용기(25)는 서로 분리되어 형성될 수도 있으며 도면에 도시된 바와 같이 서로 결합되어 일체로 형성될 수도 있다. 그리고 상기 후드(23)이 상부에는 덕트(24)가 형성되며, 상기 덕트(24)에는 송풍기(15)가 설치되어 내부에서 증발된 증기를 외부로 배출하도록 되어 있다. 이때 상기 원통형 케이스(20)의 일측에는 적어도 하나 이상의 개방부(17)를 형성하여 수증기의 흡입을 원활하에 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 원통형 케이스(20)의 내부에는 회전드럼(10)이 회전 가능하게 설치되어 있다. 먼저, 도4에서 보는 바와 같이, 상기 회전드럼(10)은 상기 건조대상물 용기(25)의 상면에 거의 근접하게 설치되어 용기(25)와 회전드럼(10) 사이에 침전물이 퇴적되는 것을 방지한다. 그리고 상기 용기(25)의 전방에는 다수의 아이들링 롤러(28)가 회전 가능하게 설치되어 회전드럼(10)의 전면에 형성된 환형 지지링(13)의 외주면과 접촉되어 있다. 따라서 상기 회전드럼(10)은 상기 환형 지지링(13)에 지지되어 회전되게 된다.

또한 도5에 도시된 바와 같이, 상기 회전드럼(10)의 후면에는 상기 회전드럼(10)을 회전시키기 위한 동력전달수단(45)과 구동모터(49)가 설치되어 있다. 이때 상기 동력전달수단(45)은 체인 또는 벨트 등으로 이루어지며 더욱 정밀한 제어를 위해서는 다수의 기어로 이루어질 수 있다. 또한 상기 회전드럼(10)의 후면에는 베어링(29)을 설치하거나 회전드럼(10)의 외주면과 접하도록 상기 용기(25)의 내면에 다수의 회전롤러(16)를 설치하여 회전드럼(10)의 회전을 자유롭게 한다.

그리고 상기 회전드럼(10)의 전면에는 직화열풍 주입구(30)가 형성되어 있고 후면에는 상기 직화열풍 주입구(30)을 통해 주입된 열풍이 배기되는 열풍 배출구(35)가 형성되어 있다. 여기서 직화열풍은 중유, LPG, 폐유, 폐타이어 등의 연소가스를 외기의 공기와 혼합하여 만든 것을 말한다. 즉, 도3에서 보는 바와 같이, 상기 직화열풍 주입구(30)의 전단에는 도시되지 않은 연소장치에서 분사되는 고열의 연소가스를 일시 체류시키고 공기공급관(36)으로부터 공급된 공기와 혼합시키는 혼합실(33)이 설치되어 있다. 이때 상기 혼합실(33)은 내열벽돌 등과 같이 내열성이 강한 소재로 만들어진다. 그리고 상기 혼합실(33)에서 희석되어 온도가 적정 수준으로 낮아진 직화열풍은 상기 회전드럼(10)의 직화열풍 주입구(30)를 통해 내부로 주입되어 회전드럼(10)의 표면을 가열시킨다.

이때 회전드럼(10)의 후면에 설치된 동력전달수단(45)과 구동모터(49)에 의해 회전드럼(10)이 회전되면 상기 건조대상물 용기(25)에 담겨져 있던 건조대상물이 회전드럼(10)의 표면에 부착되어 회전되면서 건조된다.

한편, 도4에서 보는 바와 같이, 상기 케이스(20)의 일측에는 회전드럼(10)의일측면에 접촉하는 건조물 분리 나이프(26)가 설치되어 회전드럼(10)에 부착되어 있는 건조물을 떼어내게 된다. 그리고 이렇게 분리된 건조물은 저장통(27)에 쌓이게 된다.

한편, 도6 및 도7에서 보는 바와 같이, 상기 회전드럼(10)의 전면에는 직화열풍 주입구(30)가 형성되어 있고 후면에는 열풍 배출구(35)가 형성되어 있으며 상기 회전드럼(10)의 내부에는 열풍배분수단(50)이 설치되어 있다. 상기 열풍배분수단(50)은 회전드럼(10)의 내부의 중심에 길이방향으로 설치된 열풍차단용 고정드럼(53)과, 상기 열풍차단용 고정드럼(53)의 전면에 설치되어 주입되는 직화열풍을 회전드럼(10)의 내주면으로 유도하는 열풍차단판(55)과, 상기 고정드럼(53)의 외주면에 길이방향으로 설치되고 회전드럼(10)의 내주면에 고정되어 다수의 열풍안내로(59)를 형성하는 열풍안내판(57)을 포함하여 구성된다.

한편, 상기 회전드럼(10)과 열풍배분수단(50)은 직화열풍 주입구(30)를 통해 주입되는 고열의 직화열풍과 직접 접촉되므로 고열과 건조대상물의 산화에 견딜 수 있는 내열금속 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 특히, 직화열풍이 계속적으로 접촉되는 열풍차단판(55)과 열풍안내판(57)의 표면은 세라믹 페이퍼와 같은 단열재료로 피복하는 것을 바람직하다.

이하에서는 본 발명에 따른 직화열풍을 이용한 건조장치의 작용에 대하여 살펴본다.

먼저 중유, LPG, 폐유, 폐타이어 등을 연소시켜 발생되는 화염 또는 연소가스는 혼합실(33)에서 외기의 공기로 희석되어 직화열풍이 된 후 상기 회전드럼(10)의 전면에 형성된 직화열풍 주입구(30)를 통해 주입한다. 이때 주입된 직화열풍은 회전드럼(10)의 입구쪽에 설치된 열풍배분수단(50)의 열풍차단판(55)에 부딪혀 사방으로 분산되게 된다. 즉, 상기 열풍차단판(55)은 중심부가 돌출된 꼬깔형이므로 열풍은 열풍차단판(55)에 부딪히면서 360도 방향으로 흩어지게 된다.

이어 360。방향으로 흩어진 열풍은 열풍안내판(57)에 의해 형성된 다수의 열풍안내로(59)를 따라 후방으로 이송되면서 회전드럼(10)을 가열하게 된다.

이때 건조대상물은 건조물 주입구(21)를 통해 상기 건조물대상물 용기(25)로 유입되며 상기 회전드럼(10)은 구동모터(49)와 동력전달수단(45)에 의해 일정한 방향으로 회전한다. 이렇게 회전드럼(10)이 회전하면 용기(25)에 담겨진 건조대상물은 회전드럼(10)의 가열된 표면에 부착되어 이송되면서 건조되게 된다. 이런 상태로 회전드럼(10)이 약3/4회전하면 그 동안 건조된 건조대상물은 건조물 분리 나이프(26)에 의해 드럼 표면에서 제거되어 저장통(27)에 쌓이게 된다.

한편, 건조대상물에서 증발된 증기는 상기 후드(23)와 덕트(24)를 통해 외기로 배출되며, 이때 상기 덕트(24)에는 송풍기(15)를 설치하여 수증기를 강제로 배출시킬 수 있다.

그리고 상기 회전드럼(10)에서 배출되는 열풍은 도시되지 않은 열교환기로 유입되어 페열을 회수하는 것이 바람직하다.

본 발명은 연소가스나 화염을 공기로 희석시킨 고열의 직화열풍을 회전드럼의 내부에 주입함으로써 건조장치의 구조가 간단하게 되고 열효율이 향상되는 효과가 있다.

본 발명은 또한 직화열풍이 주입되는 회전드럼의 내부에 직화열풍을 360。방향으로 분배시킬 수 있는 열풍배분수단을 설치하여 회전드럼의 전표면을 균일하게 가열함으로써 열에너지를 효과적으로 이용 할 수 있게 된다.

또한 본 발명은 회전드럼과 건조대상물 용기 사이의 간격을 줄임으로써 그 사이에 침전물이 퇴적되는 것을 방지하고 침전물을 제거하기 위한 드레인 파이프등을 생략하여 장치의 구조가 간단해 지는 효과가 있다.

Claims

후드와 전조대상물 용기로 이루어진 케이스와, 상기 케이스의 내부에 회전 가능하게 설치된 회전드럼과 상기 회전드럼을 구동시키기 위한 구동수단을 포함하여 구성된 회전 드럼식 건조기에 있어서,

상기 회전드럼의 전면에 중유, LPG, 폐유, 폐타이어 등의 연소가스를 공기로 희석시킨 직화열풍을 주입하도록 형성된 직화열풍 주입구와,

상기 회전드럼의 내부에 설치되어 직화열풍이 골고루 분배되도록 하는 열풍배분수단과,

상기 회전드럼으로부터 배기가스를 배출시키기 위해 상기 회전드럼의 후면에 형성된 열풍 배출구를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기.
일측에 직화열풍 주입구가 형성되고 타측에 열풍 배출구가 형성되어 회전가능하도록 설치된 원통형 회전드럼과,

상기 회전드럼 내부에 설치되어 직화열풍 주입구로부터 주입되는 직화열풍이 골고루 분배되게 하는 열풍분배판수단과,

상기 회전드럼의 하부에 형성되어 건조대상물이 수납되는 건조대상물 용기와,

상기 회전드럼의 상부에 형성되어 발생된 증기를 배출시키는 후드와,

상기 회전드럼의 외주면에 접촉되어 건조물을 분리시키는 건조물 분리 나이프와,

상기 건조대상물 용기의 전방에 회전 가능하게 설치되어 상기 회전드럼을 지지하는 다수의 아이들링 롤러와,

상기 회전드럼의 후방에 설치되어 회전드럼을 회전시키는 구동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기.
제1항 또는 2항에 있어서, 상기 회전드럼과 건조대상물 용기 사이의 간격을 매우 좁게 하여 회전드럼이 회전하면서 바닥의 침전물을 휘저어 교란시킴으로써 건조대상물 중의 침전물이 침전되지 못하고 회전드럼 표면에 접촉하여 건조되게 하는 것을 특징으로 하는 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열풍배분수단은 회전드럼 내부의 중심에 길이방향으로 설치된 열풍차단용 고정드럼과, 상기 열풍차단용 고정드럼의 전방에 설치되어 주입된 열풍을 외주면으로 유도하는 열풍차단판과, 상기 고정드럼의 외주면에 길이방향으로 설치되어 회전드럼의 내주면에 고정되고 서로 일정한 간격으로 이격되어 다수의 열풍통로를 형성하는 다수의 열풍안내판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기.
제1항에 있어서, 상기 회전드럼과 열풍차단판 그리고 열풍안내판은 고열의연소가스와 건조대상물의 산화에 견딜 수 있는 내열금속 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기.
제4항에 있어서, 고열의 직화열풍과 계속적으로 접촉되는 열풍차단판과 열풍안내판의 표면은 세라믹페이퍼로 피복된 것을 특징으로 하는 직화열풍을 이용한 회전 드럼식 건조기.