KR200204595Y1 - 로울러 건조기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 각종 슬러지 건조를 대상으로 하는 슬러지 건조장치에 관한 것으로, 일반적으로 슬러지 건조에 많이 사용되는 기존의 로타리 열풍건조기 운전 중에 수반되는 설비 사용자의 많은 불편을 해소하기 위하여 고안된 슬러지 건조장치이다.

좀더 구체적으로는, 일반적으로 로타리열풍건조기 내부에 고온의 스팀이 공급되는 중공축을 가진 회전하는 두 개의 가열로울러(4번)와 가열로울러(4번) 원주면과 맞닿는 두 열의 나이프(5번)를 설치하고 가열로울러 외곽을 따라 회전하는 회전원통(8번)과 내부의 버켓(9번)에 의하여 피건조물이 회전하는 가열로울러(4번) 사이를 반복적으로 통과함으로써 피건조물을 전도가열하는 방식으로, 단순한 열풍만에 의한 복사가열방식이 적용되는 일반적인 로타리열풍건조기와 큰 차이가 있는 건조장치이다.

즉, 본 고안의 "로울러건조기"는 피건조물이 회전하는 고온의 두가열로울러(4번) 사이를 통과 할 때 피건조물의 물리적인 착수와 열역할적인 수분증발이 동시에 이루어짐으로써 건조효율이 크게 증대된 새로운 방식의 슬러지 건조장치이다.

아울러, 본 고안은 건조장치 내부로 투입되는 고온의 열풍공급이 필요하지 않는 특징을 가짐으로 기존의 일반적인 로타리열풍건조기가 가지고 있는 건조기 폐가스에 의한 대기오염과 처리의 문제, 과잉 건조 시에 따르는 빈번한 화재문제, 고온의 열풍과 가스 노출에 의한 설비의 수명단축 등과 같은 문제를 효과적으로 해결하여 각종 슬러지 건조를 필요하는 건조설비 사용자의 불편을 크게 해결하리라 기대된다.

Description

로울러 건조기

제1도는 본 고안의 간단한 설명도.

제2도는 본 고안의 간단한 설명도.

제3도는 가열로울러의 외형과 단면도.

제4도는 본 고안의 분해 사시도.

제5도는 제4도의 부분 확대도.

제6도는 본 고안의 외형도.

제7도는 본 고안의 평면단면도.

제8도는 본 고안의 수직단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제품투입 컨베어 2 : 치차

3 : 고정원통(전면) 4 : 가열로울러

5 : 나이프 5-1 : 칼날고정대

5-2 : 환봉 5-3 : 칼날

5-4 : 버팀쇠 5-5 : 틈새조절나사

6 : 나이프고정대 7 : 롱보울트

8 : 회전원통 9 : 버켓

10 : 원통스프로켓 11 : 구동스프로켓

12 : 고정원통(후면) 13 : 제품배출 컨베어

14 : 구동모타 15 : 외통지지 로울러

16 : 기밀부 17 : 증기배출구

18 : 점검창 19 : 경사조절나사

본 고안은 각종 산업현장에서 발생하는 일반적인 슬러지를 건조하는 로타리 열풍건조기에 관한 것으로 구체적인 특징은 건조기의 수분 증발효율을 크게 증대하는 한편 본 고안의 "로울러 건조기"를 활용함으로써 건조기의 부대장치(집진기와 증발수분 응축기를 비롯한 대기오염방지설비, 투입공기 가열기와 버너를 포함한 열원장치와 송풍기, 건조기에 투입되는 피건조물의 점도 및 수분 조절장치 등)의 규모를 크게 축소하거나 필요 없게 함으로써 건조설비의 전체적인 장치비용과 설치공간을 축소하여 건조설비 사용자의 부담을 줄이고, 아울러 상당한 양의 고온 가열공기 또는 연소가스를 열원으로 이용하는 일반적인 로타리 열풍건조기의 방식에서 탈피함으로써 일반적인 로타리식 열풍건조기에 수반되는 대기오염(분진,냄새)과 화재사고를 크게 줄이고 건조설비의 수명을 대폭 늘이는데 목적이 있다.

일반적인 로타리열풍건조기의 경우 건조기로 투입된 피건조물의 수분증발을 위하여 건조기에 투입되는 열원이 대개 고온의 가열공기나 버너에서 발생하는 연소가스를 이용한 열풍에만 의존함으로 상당히 많은 양의 열풍(대개 수분증발량 1kg당 가열공기 8.5 kg 이상)이 투입 된다. 이로 인하여 건조기에서 배출되는 폐가스의 대기오염방지설비(분진, 냄새)에 적지않은 부담을 주고 있다.

또한, 일반적인 로타리 열풍건조의 경우 고온의 가열공기 또는 연소 가스에의한 건조설비의 급격한 노화로 설비의 수명이 짧고, 건조기내에서 피건조물이 과잉 건조될 경우 빈번만 화재사고도 따르고 있다.

본 고안은 이와 같은 일반적인 로타리열풍건조기의 문제점들을 해결하고, 더욱이 건조기의 효율을 증대하기 위하여 일반적인 로타리건조기내부에 두개의 가열로울러(4번)와 나이프(5번)를 설치한 것이 본 고안의 핵심이다. (첨부도면 참조) 두개의 가열로울러(4번)는 서로 약간의 틈새를 두고 서로 맞물려돌아감으로 가열로울러(4번) 상부로 투입되는 피건조물은 가열로울러(4번) 사이를 통과하게 된다. 두 개의 가열로울러(4번)는 첨부된 도면 제3도에서 보이는 바와 같은 형상이며 가열로울러(4번) 내부에는 스팀이 공급됨으로 가열로울러(4번)를 통과하는 피건조물은 순간적인 짧은 시간에 고온의 열이 전달된다. 건조기 내부로 투입된 피 건조물은 가열로울러(4번)의 외곽을 따라 회전하는 회전원통(8번)과 회전원통(8번) 내부에 설치된 버켓(9번)에 의하여 가열로울러(4번) 상부에 낙하된다. 건조기 내부에 투입된 피건조물은 완전히 건조되어 배출되기까지 보통 80∼200회 정도 고온의 가열로울러(4번)를 반복하여 통과하게 된다. 가열로울러(4번)를 통과하는 회수와 건조기 내에서 체류하는 시간은 회전원통(8번)의 회전속도와 경사각도의 조절로 용이하게 조절된다.

가열로울러(4번)의 직경은 첨부도면(제3도)에서와 같이 피건조물이 투입되는 건조기 입구 쪽과 건조가 완료되어 배출되는 쪽에 차이를 두었다. 이것은 피건조물이 건조기내에서 건조되어 갈수록 가열로울러(4번)를 통과하는 피건조물의 부피가 점점 적어지는 관계로 피건조물이 가열로울러(4번) 사이를 통과할 때 피건조물과 고온의 가열로울러 사이에 강한 밀착력을 주어 열전달치 효율을 높이기 위한 목적이다. 또한 건조기로 투입되는 피 건조물의 조건이나 배출되는 건조분발의 조건에 따라 두 가열로울러(4번)의 축간거리를 조정하여주면 설비의 사용자가 원하는 건조물의 형상으로 쉽게 임의 변경이 가능하다.

본 고안은 또한 가열로울러(4번)의 표면에 발생할 수 있는 피건조물의 고착과 오염을 방지할 수 있도록 첨부도면(제5도)에서와 같이 가열로울러(4번) 좌.우 측면에 각각의 나이프(5번)를 설치하였다.

두 열의 나이프(5번)는 회전원통(8번)을 통과하여 건조기 전.후의 고정원통(3번과 12번) 내벽에 굳건히 고정된 4개의 나이프 고정대(6번)에 상하로 각각 용접형태로 고정되고 지지 된다. 또한 가열로울러(4번)의 좌측과 우측에 각각 설치된 두 열의 나이프(5번)가 가열로울러(4번)의 원주면에 밀착되어 틈새가 벌어지지 않도록 다수의 롱보울트(7번)를 이용하여 나이프 고정대(6번)를 서로 강하게 고정하고 나이프 고정대(6번)의 수평 거리를 조절가능 하도록 하였다.

나이프(5번)은 첨부도면(제 5도, 제 8도)에서 보는 바와 같이 칼날고정대(5-1 번), 환봉(5-2번), 칼날(5-3번), 버팀쇠(5-4번), 틈새조절나사(5-5번)로 구성되어 있다. 칼날(5-3번)은 회전하는 가열로울러(4번)의 원주면에 직접 맞닿아 가열로울러 표면에 부착된 피건조물을 깎아 내듯이 제거하는 기능을 가짐으로 마모에 강한 재질을 사용한다. 이 칼날(5-3번)은 암나사가 가공된 버팀쇠(5-4번)에 체결된 다수의 틈새조절나사(5-5번)의 조임 정도에 따라 가열로울러 표면에 밀착정도가 필요에 따라 조절될 수 있다.

또한, 칼날은 가열로울러(4번) 상부에서 낙하되는 피 건조물이 반드시 가열로울러(4번)를 통과하도록 유도하는 기능도 가지고 있다.

본 고안의 외형상 구조나 모습은 첨부도면(제6도)에서 보는 바와같으며 일반적인 로타리열풍건조기가 가지는 문제점을 해결하기 위하여 회전원통(8번) 내부에 회전하는 두 개의 가열로울러(4번)와 양쪽 고정원통(3, 12번)에 고정되는 나이프(5번)를 설치하였고 중공축으로 제작된 가열로울러(4번)에는 스팀공급이 이루어 진다.

본 고안의 "로울러건조기"가 일반적인 로타리열풍건조기와 비교하여 다음과 같은 특징과 장점을 가지고 있다.

본 고안은 기존 로타리열풍건조기가 고온의 열풍만을 이용하는 단순복사가열 방식인 점에 비하여 본 고안의 "로울러 건조기"는 중공축으로 제작된 가열로울러(4번) 내부에 스팀을 공급하고 공급된 스팀의 높은 잠열에너지를 이용한다. 또한 가열로울러(4번)가 피건조물을 얇은 박편의 형태로 피 건조물의 표면적을 충분하게 넓혀 직접 가열해 주는 전도가열 방식이다. 아울러 피 건조물이 회전하는 두 개의 가열로울러(4번)를 통과할 때 피 건조물이 압착되게 됨으로 피건조물 내부의 수분이 착수되어 고온의 가열로울러 표면에 수막을 형성하게 됨으로 열전달의 속도가 매우 빠르고 건조속도도 크게 앞서는 것이 큰 특징이다.

일반적인 로타리 열풍건조기는 피 건조물의 수분증발을 위하여 증발되는 수분 1kg당 보통 8.5kg 이상인데 비하여, 본 고안의 "로울러건조기"는 수분 증발량 1kg당 가열공기가 아닌 2kg 정도의 대기공기가 투입됨으로 건조기에 투입되는 공기의 양이 최소 4배 이하로 크게 줄었다. 따라서 건조기에서 배출되는 폐가스의 처리 문제가 크게 축소되고 대기오염 방지설비의 설치비 부담도 크게 축소된다.

또한 일반적인 로타리 열풍건조기는 건조효율을 최대한 증대하기 위하여 열풍에 접촉하는 피 건조물의 표면적을 최대한 키워야 하는 조건이 필수이기 때문에 건조기로 투입되는 피 건조물의 조건이 분립화가 가능한 정도의 수분 함수율과 점도를 가지는 피 건조물이어야 하며 건조기내에서 피 건조물을 가능한 분립화된 상태로 건조한다. 따라서 건조기에서 배출되는 폐 가스에는 분진의 오염이 심각한 문제가 되기도 한다. 그러나 본 고안의 "로울러건조기"는 건조기에 투입되는 공기의 양이 매우 적고 피건조물이 가열로울러(4번) 사이에서 박편 형태로 건조됨으로 분진의 오염이 매우 적으며 투입되는 제품의조건에도 큰 영향을 받지 않는 것이 특징이다.

본 고안의 "로울러건조기"는 고온의 열풍 투입이 요구되지 않는 건조기 임으로 투입공기가열장치나 버너가 필요하지 않으며 또한 고온의 투입공기나 버너의 연소가스에 의한 설비의 부식이 없어 설비의 수명도 장기화 되는 장점도 가지고 있다.

본 고안의 "로올러건조기"는 일반적인 액상건조나 농축에 이용되는 "드럼 드라이어"와 비교할 수 있는데 본 고안과 드럼드라이어는 피건조물의 조건과 용도, 건조방식과 원리, 구조적 특징에서 전혀 다른 건조장치이다.

드럼드라이어는 피건조물이 반드시 액상의 형태에서만 투입 가능하며 슬러지나 분체형상의 건조에는 활용할 수 없는 특징에 비하여, 본 고안은 피 건조물이 슬러지나 분체 건조를 목적으로 하는 로타리열풍 건조기를 모태로 하였고 기존 방식의 열풍건조기가 가진 문제점들을 개선할 목적으로 고안되고 또 활용되는 점에서 큰 차이가 있다.

즉, 드럼드라이어는 액상의 피건조물에만 이용되며 본 고안은 슬러지 형태의 분립체 건조용도로 개발된 건조장치이다.

드럼드라이어는 보통 분당 10회전 이하의 저속으로 회전하는 고온의 드럼 표면에 액상의 피 건조물이 매우 얇은 막의 명태로 자연스럽게 코팅되어 보통 10초 이내에 쉽게 건조되는 피 건조물에만 사용되는 액체 건조기로서 분무건조기(스프레이 드라이어)의 대용으로 이용되기도 한다. 그러나, 본 "로울러건조기"는 드럼표면에 코팅 되지않는 슬러지 건조에 이용되며 액상의 피 건조물과는 달리 쉽게 수분의 증발이 이루어지지 않는 피 건조물을 경사진 회전원통(8번)과 버켓(9번)의 회전에 의하여 피건조물이 회전하는 두개의 가열로울러(4번)사이를 보통 80∼200회 정도 통과하도록 하여 피 건조물에 대하여 순간적인 고온 가열을 반복하고 건조시간도 5 ∼30분 정도 길게 할 수 있기 때문에 드럼드라이어로는 건조할 수 없는 특정 슬러지 건조를 목적으로 고안된 건조장치 이기도 하다.

더욱이, 본 고안의 "로울러 건조기"는 피 건조물이 회전하는 두 개의 가열로울러(4번) 사이에서 얇은 박편으로 압착되는 힘에 의하여 피건조물이 가지고 있는 수분이 피 건조물의 표면 층으로 착수되고 학수 된 수분이 고온의 가열로울러(4번)의 표면에서 쉽게 가열되고 증발되는 원리를 이용한 슬러지 건조장치로 건조의 원리에 있어 물리 적인 학수원리가 적용되는 것이 큰 차이점 이기도하다. 또한 피건조물의 특성이나 목적에 따라 가열로울러(4번)의 표면 형상이나 두 가열로울러(4번)의 회전속도에 상대적인 차이를 줄 수 있음으로 압착건조, 분쇄건조, 박편건조 등 다양한 효과도 기대되어 개발의 가치가 크다고 하겠다.

본 고안의 "로울러 건조기"는 일반적인 슬러지 형상의 피건조물 건조에 있어 그 어떤 형식의 건조기 보다도 탁월한 효과가 기대되며 주로 다음과 같은 피 건조물의 건조에 적합하다.

각종 산업의 폐수 슬러지, 상.하수 슬러지, 음식물 쓰레기, 청과물 쓰레기, 주정폐액 슬러지, 도축장의 응고혈액, 염료, 안료 슬러지, 의 각종 유기비료 및 사료의 건조 등.

이하 본 고안이 보호 받고자 하는 기술적 범위가 청구의 범위에서 언급될 것이나 단순한 설계변경은 본원의 기술적 범위에 속함은 물론이다.

Claims (1)

1. 첨부된 도면에서 보는 바와 같이 피 건조물이 투입되는 고정원통(3번)과 건조가 완료된 건조분말이 배출되는 고정원통(12번)을 형성하고, 양 고정원통(3번, 12번)사이에 축의 내부로 스팀 공급이 가능하며 약간의 틈새를 두고 회전하는 두 개의 가열로울러(4번)와 틈새조절나사(5-5번)를 가진 두 렬의 나이프(5번)를 형성하고, 내벽에 다수의 버켓(9번)이 설치된 회전원통(8번)을 두 개의 고정원통(3, 12번) 사이에 삽입하여 회전원통(8번)이 가열로울러(4번)와 나이프(5번)의 외곽을 따라 회전하는 특징을 가진 슬러지 건조용 건조장치.