KR200224610Y1 - 슬러지 건조시스템의 파쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 외부 열원으로부터 유입되는 열풍을 이용하여 소정 크기로 파쇄되는 슬러지로부터 수분을 증발시킴으로써 슬러지를 건조시킬 수 있도록 구성된 슬러지 건조시스템에 있어서, 열풍이 내부로 유입되어 배출되도록 상하단부가 개구된 통체와; 통체의 내부에 수직으로 배치되며, 상하단부가 개구된 망체와; 일측은 망체의 외측에 고정 설치되며, 타측은 통체의 내측에 고정 설치되는 망체 지지부재와; 망체의 내부에서 별도의 구동원에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전축과; 회전축의 외주면에 방사상으로 다수개 설치되되, 축방향으로 다수개의 층이 형성되도록 설치되어 회전축의 회전시, 통체의 상부측에서 투입되어 낙하되는 슬러지를 파쇄하기 위한 슬러지 파쇄날개와; 통체의 하단부에 설치되어 상기 슬러지 파쇄날개에 의해 파쇄되어 투입된 초기 슬러지의 크기보다 적은 크기의 슬러지가 자연 낙하되도록 슬러지 낙하공이 형성된 플레이트;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 상기와 같이 구성함으로써, 일정한 크기 및 일정한 수분이 함유된 슬러지가 회전하고 있는 파쇄날개에 부디치게 하여 잘게 파쇄되는 과정에서 외부 열원으로부터 열풍을 공급함으로써, 이 슬러지의 수분 함량을 제로에 가깝게 할 수 있게 된다.

Description

슬러지 건조시스템의 파쇄장치 {APPARATUS FOR CRUSHING SLUDGE DRYNESS SYSTEM}

본 고안은 슬러지 건조시스템의 파쇄장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일정한 크기 및 일정한 수분이 함유된 슬러지가 회전하고 있는 파쇄날개에 부디치게 하여 잘게 파쇄되는 과정에서 외부 열원으로부터 열풍을 공급함으로써, 이 슬러지의 수분 함량을 제로에 가깝게 할 수 있도록 한 슬러지 건조시스템의 파쇄장치에 관한 것이다.

최근들어, 하수, 폐수 종말, 축산 및 분뇨 등의 처리 시설은 인구 증가, 산업 시설 증대등으로 인해 계속적으로 증설되는 상황으로써, 전술한 처리 시설에서 발생되는 슬러지(sludg)로 인해 환경 문제 측면에서 생기는 여러 가지 악영향중 슬러지를 어떻게 처리해야 할 지에 대한 것이 큰 관건으로 대두되었다.

이에, 슬러지의 처리 행태로 대부분은 육상 매립을 하거나 해양 투기를 하고 있는 실정이다.

상기와 같은 방법으로 슬러지를 처리함에 따라 매립지 부족의 결과 및 더 나아가 슬러지에 함유된 중금속 등으로 인해 환경 오염을 유발하게 되는 문제로 인해, 향후로부터는 법적으로 매립 또는 투기를 행할 수 없도록 하고 있다.

따라서, 슬러지의 처리 행태를 변경하여 소각이라는 대체 방안을 적극적으로 모색하고 있다.

전술한 방법으로 슬러지를 소각하기 위해서 필수적으로 겸비해야할 조건으로, 슬러지를 건조시킨 상태에서 소각을 실시해야 한다.

여기서, 슬러지를 건조시킨다는 것은 슬러지의 수분 함량을 최소로 줄인다는 것을 의미한다.

슬러지의 수분 함량을 줄이기 위해 현재 가장 많이 보편화된 것으로, 기계적 또는 물리적인 방법을 이용하여 함수를 80% 내지 90%로 탈수시킨 후에 소각을 실시하고 있다.

그런데, 소각전에 슬러지가 완전히 건조된 상태를 만들어 주어야 하나, 현재로는 탈수를 이용한 방법으로는 수분 함량을 거의 0%로 줄일 수 없어, 결국에는 소각에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 슬러지를 소각하기 전에 소정의 건조장치를 이용하여 건조를 행한 후 소각을 실시하고 있다.

전술한 종래 건조장치는, 건조시킬 슬러지를 별도로 마련된 열원, 예를 들면, 버어너등에서 발생되는 열풍을 이용하여 슬러지가 건조되도록 하고 있으며, 건조시 슬러지에 건조 약품을 혼합하고 있다.

상기와 같은 종래 방식에따르면, 슬러지의 건조에 필요한 열풍을 발생시키는 수단이 어너등 경유등의 연료를 이용하기 때문에, 이를 가동시키는 데 연료의 소모량이 증가되는 문제점이 있었다.

또한 슬러지의 건조시에 건조장치의 외부로 슬러지에서 발새오디는 악취를 여과없이 배출하기 때문에, 환경적인 측면에서 악영향을 낳게되는 문제점도 있었다.

그리하여 본 출원인은 상기의 종래 슬러지 건조장치가 갖는 제반 문제점을 해소한 슬러지 건조 시스템을 개발하여 동일자로 국내 특허출원 개시한바 있다.

상기 본 출원인에 의해 개발되어 동일자 특허 출원된 슬러지 건조 시스템을 간략히 살펴보면, 일정량의 수분이 함유된 상태로 투입된 슬러지를 공급하기 위한 슬러지 공급수단과, 이 슬러지 공급수단에 의해 공급된 슬러지를 적어도 두단계 이상을 거치면서 낙하되도록 하여 초기 투입된 상태보다 적은 크기로 슬러지를 파쇄하기 위한 다단계 슬러지 파쇄수단과, 이 다단계 슬러지 파쇄수단을 통과한 파쇄 슬러지를 이송시켜 외부로 배출시키기 위한 슬러지 배출수단과, 외부 열원으로부터 발생된 열풍을 적어도 두 개 이상 분기하여 다단계 슬러지 파쇄수단 및 슬러지 배출수단으로 유입시켜 배출되도록 함으로써, 열풍에 의해 다단계 슬러지 파쇄수단 및 슬러지 배출수단에 존재하는 슬러지로부터 수분을 증발시키기 위한 수분 증발수단과, 다단계 슬러지 파쇄수단 및 슬러지 배출수단을 통해 배출되는 열풍으로부터의 악취를 제거하기 위한 탈취수단과, 다단계 슬러지 파쇄수단 및 슬러지 배출수단으로부터 배출되는 열풍을 탈취수단측으로 강제 이송하기 위한 열풍 강제 이송수단을 포함하여 이루어져 있다.

이러한 상기 본출원인의 동일자 출원 발명은 종래 슬러지 건조장치가 갖는 문제점으로부터 슬러지의 소각시에 사용되는 소각로에서 발생되는 열풍을 이용하여 다단계로 파쇄되어 이송되는 슬러지로부터 수분을 다단계로 증발시켜 슬러지를 건조시키며, 슬러지의 건조시에 발생되는 악취를 제거할 수 있도록 하며, 건조 및 파쇄된 슬러지를 다시 소각로의 연료로 사용할 수 있도록 하였다.

따라서, 본 고안은 본출원인의 동일자 출원되는 슬러지 건조 시스템의 다단계 슬러지 파쇄수단을 구성하고 있는 제 1 슬러지 파쇄수단의 구성을 보다 구체화여 일정한 크기 및 일정한 수분이 함유된 슬러지가 회전하고 있는 파쇄날개에 부디치게 하여 잘게 파쇄되는 과정에서 외부 열원으로부터 열풍을 공급함으로써, 이 슬러지의 수분 함량을 제로에 가깝게 할 수 있도록 한 슬러지 건조시스템의 파쇄장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 의한 슬러지지 건조시스템의 파쇄장치의

구성을 도시한 단면도.

도 2는 도 1의 평면도.

도 3은 본 고안의 파쇄장치의 다른 실시예를 나타낸 단면도.

도 4는 도 3의 평면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 통체 2 : 망체

3 : 슬러지 안내부재 4 : 망체 지지부재

5 : 회전축 6 : 슬러지 파쇄날개

7 : 플레이트 71 : 슬러지 낙하공

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 외부 열원으로부터 유입되는 열풍을 이용하여 소정 크기로 파쇄되는 슬러지로부터 수분을 증발시킴으로써 슬러지를 건조시킬 수 있도록 구성된 슬러지 건조시스템에 있어서, 열풍이 내부로 유입되어 배출되도록 상하단부가 개구된 통체와; 통체의 내부에 수직으로 배치되며, 상하단부가 개구된 망체와; 일측은 망체의 외측에 고정 설치되며, 타측은 통체의 내측에 고정 설치되는 망체 지지부재와; 망체의 내부에서 별도의 구동원에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전축과; 회전축의 외주면에 방사상으로 다수개 설치되되, 축방향으로 다수개의 층이 형성되도록 설치되어 회전축의 회전시, 통체의 상부측에서 투입되어 낙하되는 슬러지를 파쇄하기 위한 슬러지 파쇄날개와; 통체의 하단부에 설치되어 상기 슬러지 파쇄날개에 의해 파쇄되어 투입된 초기 슬러지의 크기보다 적은 크기의 슬러지가 자연 낙하되도록 슬러지 낙하공이 형성된 플레이트;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 의한 슬러지 건조시스템의 파쇄장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 의한 슬러지지 건조시스템의 파쇄장치의 구성을 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 평면도이다.

지면으로부터 소정 높이의 지점에는 상하 방향으로 일정한 길이를 갖는 원통 형상의 통체(1)가 고정 설치된다.

이 통체(1)는 상하단부가 개구되어 있는 것으로, 도면상에 도시된 실선 화살표 방향으로 하부에 개구되어 있는 부분을 통해 외부 열원으로부터 공급되는 열풍이 통체(1)의 내부를 통해 상부에 개구되어 있는 부분으로 이동되어 배출된다.

통체(1)의 외부에는 통체(1)의 상부측으로 배출된 열풍을 유동하는 열풍 유동 덕트(10)가 고정 설치되는 바, 이 열풍 유도 덕트(10)는 대략 원통 형상으로 통체(1)의 소정의 공간을 형성하고 있다.

열풍 유도 덕트(10)의 상부측에는 실선 화살표 방향으로 일정량의 수분이 함유된 슬러지를 투입하는 슬러지 투입구(8)가 설치된다.

통체(1)의 내부에는 상하단부가 개구된 망체(2)가 소정의 망체 지지부재(4)를 매개로 하여 수직으로 배치된다.

망체(2)는 통체(1)의 하부에서 유입된 열풍이 측부로 유동할 수 있도록 하는 역할을 한다.

상기 망체 지지부재(4)는, 그 일측은 망체(2)의 외측에 고정 설치되며, 그 타측은 통체(1)의 내측에 볼트(41)등으로 고정 설치되는 봉형상을 하고 있다.

망체(2)의 내부에는 별도의 구동원(미도시)인 구동모터에 의해 회전 가능하게 회전축(5)이 설치된다.

여기서, 상기 구동모터가 설치되는 위치는 전술한 슬러지 투입구(8)의 상부측에 설치되며, 이 구동모터의 구동력을 전달받을 수 있도록 상기 회전축(5)은 도면상에는 도시되어 있지 않으나 슬러지 투입구(8) 외부로 충분히 돌출되는 길이로 함이 바람직하다.

회전축(5)의 외주면에는 슬러지 파쇄날개(6)가 고정 설치된다.

이 슬러지 파쇄날개(6)는 회전축(5)의 외주면에 방사상으로 다수개 설치되며, 회전축(5)의 축방향으로 소정 높이(h)로 이격된 다수층이 형성되도록 설치되어 회전축의 회전시 통체(1)의 상부측에서 투입되어 낙하되는 슬러지를 파쇄하게 된다.

통체(1)의 하단부에는 슬러지 파쇄날개(6)에 의해 파쇄되어 초기 투입된 슬러지의 크기보다 적은 크기의 슬러지가 자연 낙하되도록 슬러지 낙하공(71)이 형성된 플레이트(7)가 고정 설치된다.

여기서, 상기 슬러지 낙하공(71)의 직경은 최하단의 슬러지 파쇄날개(6)에 의해 파쇄된 슬러지가 충분히 낙할 수 있을 정도로 형성된다.

미설명 부호 3은 통체(1)의 상단부에 설치된 열풍 안내부이며, 부호 9는 열풍 배출구이며, 61은 파쇄날개축이며, 62는 파쇄날개축과 회전축(5)이 볼트 결합되도록 하는 볼트 결합공이다.

도 3은 본 고안의 파쇄장치의 다른 실시예를 나타낸 단면도이며, 도 4는 도 3의 평면도로서, 전술한 도 1 및 도 2와 상이한 부분만을 설명하고자 한다.

회전축(5)의 외측에는 슬러지 파쇄날개(6)가 소정 각도 비틀려지게 설치되며, 슬러지 파쇄날개(6)에 수직으로 슬러지 보조 파쇄날개(11)가 설치된다.

바람직하게, 보조 파쇄날개(11)는 슬러지 파쇄날개(6) 각각의 단부에 고정 설치되며, 망체(2)의 내측과 인접하여 설치된다.

여기서, 전술한 설명에서 도 1과 도 2에서 도 1에는 통체(1)의 하단부에 슬러지 낙하공(71)이 형성된 플레이트(7)가 구비되어 있고, 도 2에는 플레이트(7)가 구비되어 있지 않은 것으로 도시되지 않았다.

그러나, 도 2에서도 통체(1)의 하단부에 플레이트(7)를 설치할 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 구성되는 본 고안에 의한 파쇄장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 열풍 유도 덕트(10)의 상부측에 설치된 슬러지 투입구(8)에 소정 크기로 형성됨과 아울러 일정량의 수분이 함유된 슬러지를 도시된 실선 화살표 방향으로 투입한다.

이 슬러지 투입구(8)에 투입된 슬러지는 자연 낙하된다.

상기와 같이 일정한 크기로 낙하되는 슬러지는 별도의 구동원인 구동모터의 구동력을 전달받아 회전되는 회전축(5)에 설치된 슬러지 파쇄날개(6)에 부디치게된다.

슬러지 파쇄날개(6)가 회전축(5)의 축방향으로 다수개의 층으로 설치되어 있기 때문에, 슬러지는 최상단의 슬러지 파쇄날개(6)에 의해 파쇄되어 최하단의 슬러지 파쇄날개(6)까지 낙하하면서 도달되는 동안에 최종 상태의 슬러지는 초기 투입된 상태보다 적은 크기로 파쇄된다.

한편, 슬러지 파쇄날개(6)에 의해 파쇄된 슬러지는 회전축(5)의 고속 회전에 의해 발생되는 원심력에 의해 보조 파쇄날개(11)측으로 회전축(5)의 축방향에 대해 직교하는 방향으로 퍼져 결국에는 보조 파쇄날개(11)측에 부디쳐 잘게 파쇄되어 낙하된다.

여기서, 보조 파쇄날개(11)는 회전되면서 망체(2) 내측에 존재하는 슬러지를 긁어주는 스크레이퍼 역할을 하기도 한다.

즉, 슬러지는 슬지지 파쇄날개(6)를 통과하면서 원심력에 의해 축방향에 대해 직교하는 방향으로 퍼져 망체(2)까지 도달하기 때문에, 이 망체(2)에 도달된 슬러지를 제거주어야 한다.

한편, 슬러지의 파쇄과정이 진행되는 동안에는 외부 열원으로부터 열풍이 공급되는 바, 이 열풍은 도면상에서 A방향으로 실선 화살표 방향으로 통체(1)의 하부측에서 유입되어 통체(1)의 내부로 상승된 후 통체(1)의 상부측으로 배출되어 열풍 안내부(3)를 따라 안내된 후 B방향으로 열풍 유도 덕트(10)의 열풍 배출구(9)로 배출되는 순서로 유동하게 된다.

전술한 바와 같이, 외부로부터 열풍이 통체(1) 및 망체(2)의 내부로 유동 공급됨에 따라 파쇄되는 슬러지와 열교환되어, 결국에는 슬러지로부터 수분을 증발시키게 된다.

또한, 슬러지의 크기가 점차적으로 작은 상태로 파쇄되기 때문에, 열풍과의 열교환 효율이 증가하여 슬러지로부터 수분 증발량을 증가시키게 된다.

따라서, 원통체의 하부로 자연 낙하 배출되는 슬러지는 파쇄되어 초기 투입 상태보다 적은 크기일뿐만 아니라 초기 투입 상태보다 수분 함량이 제로에 가까운 상태가 된다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따르면, 일정한 크기 및 일정한 수분이 함유된 슬러지가 회전하고 있는 파쇄날개에 부디치게 하여 잘게 파쇄되는 과정에서 외부 열원으로부터 열풍을 공급함으로써, 이 슬러지의 수분 함량을 제로에 가깝게 할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 외부 열원으로부터 유입되는 열풍을 이용하여 소정 크기로 파쇄되는 슬러지로부터 수분을 증발시킴으로써 슬러지를 건조시킬 수 있도록 구성된 슬러지 건조시스템에 있어서,

   상기 열풍이 내부로 유입되어 배출되도록 상하단부가 개구된 통체(1)와;

   상기 통체(1)의 내부에 수직으로 배치되며, 상하단부가 개구된 망체(2)와;

   일측은 상기 망체(2)의 외측에 고정 설치되며, 타측은 상기 통체(1)의 내측에 고정 설치되는 망체 지지부재(4)와;

   상기 망체(2)의 내부에서 별도의 구동원에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전축(5)과;

   상기 회전축(5)의 외주면에 방사상으로 다수개 설치되되, 상기 축방향으로 다수개의 층이 형성되도록 설치되어 상기 회전축의 회전시, 상기 통체(1)의 상부측에서 투입되어 낙하되는 슬러지를 파쇄하기 위한 슬러지 파쇄날개(6)와;

   상기 통체(1)의 하단부에 설치되어 상기 슬러지 파쇄날개(6)에 의해 파쇄되어 투입된 초기 슬러지의 크기보다 적은 크기의 슬러지가 자연 낙하되도록 슬러지 낙하공(71)이 형성된 플레이트(7);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 슬러지 건조시스템의 파쇄장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전축(5)의 외측에 상기 슬러지 파쇄날개(6)가 소정 각도 비틀려지게 설치되며, 상기 슬러지 파쇄날개(6)에 수직으로 슬러지 보조 파쇄날개(11)가 설치된 것을 특징으로 하는 슬러지 건조시스템의 파쇄장치.