KR200363961Y1 - 폐목의 연속탄화장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 폐목의 연속 탄화장치에 관한 것이다. 산업체에서, 또는 건축 패기물로 나오는 폐목을 칩으로 파쇄하는 파쇄장치, 파쇠된 칩을 저장하는 칩의 저장실, 칩의 저장실에서 파쇄된 칩을 이송스크류측으로 이송하는 콤베어, 콤베어와 탄화로 사이에 설치된 이송스크류, 회전축에 순환펌프에 의하여 냉각매체가 순환되는 교반기와 점화버너가 구비되어 이송된 칩을 무산소분위기에서 건류탄화하는 탄화로, 탄화시에 발생되는 건류가스를 재연소하는 보조버너가 구비된 재연소기, 재연소기에서 발생된 분진을 집진하는 싸이크론 집진기, 탄화로에서 연속적으로 배출되는 탄화물을 냉각하는 냉각기, 냉각된 탄화물을 저장하는 저장실을 일관된 공정으로 진행할 수 있도록 유효하게 배치,구성하여, 폐목을 파쇄로부터 탄화및 냉각, 저장에 이르는 일관된 공정에 의해서 연속적으로 탄화물을 제조하는 것을 특징으로 한다.

Description

폐목의 연속탄화장치{CONTINUOUS CARBONIZATION DEVICE OF USELESS LUMBER}

본 고안은 폐목의 연속 탄화장치에 관한 것이다.

산업체에서, 또는 건축현장에서 다량으로 나오는 폐목중에는 재목으로 재활가능한 것도 있고 재활용할 수 없는 것이 있다. 재활용 할 수 없는 폐목은 가연성 물질이므로 땔감으로 사용이 가능하다.

그러나 최근에 도심에서는 가스연료를 사용하고 나무연료를 거의 사용하지않기 때문에 폐목이 연료로 이용되지 못하여 환경의 공해문제로 대두되고 있다.

이러한 유기질인 폐목을 탄화시키어 분말화한 다음 형틀에 압착하여 인조숯을 제조하여 사용하고 있는바, 폐목의 이용측면에서 바람직하다.

그러나 종래 폐목의 탄화방법은 점화버너가 구비된 탄화로에 폐목을 쌓아두고 공기의 공급없이 버너로 점화하여 자체 연소열로 건류시키어 탄화한 다음 탄화가 종료되면 방치하여 냉각하고 냉각 후에 문을 열고 탄화물을 꺼내어 탄화작업을 마치는 소위 배치(Bacth)단위로 폐목의 탄화물을 제조하였다.

이러한 배치단위에 의한 탄화물의 제조는 탄화로(炭化爐) 1개의 시설만 있으면 작업이 가능하기 때문에 시설비용이 저렴한 이점이 있는 반면, 가동시간보다 정체시간이 길기 때문에 단위 시간당 탄화물의 생산능률이 높지 못하고 또 인력의 품이 많이 들어, 탄화물의 생산코스트가 높게 되고 폐목의 경제적 활용가치가 별로 없는 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은 폐목의 경제적 활용성을 보다 높히기 위하여 연속적이고 자동으로 폐목을 탄화시키어 숯가루를 얻는 폐목의 연속 탄화장치를 제공하려는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 폐목을 자동으로 탄화할 수 있는 장치를 유효하게 배치하여 일관된 공정으로 다량의 탄화물을 보다 저렴한 생산코스트로 생산하는 폐목의 연속 탄화장치를 제공하려는데 있다.

본 고안의 또 다른목적은 탄화물을 분말화하여 각종 형태의 인조숯을 제조하여 보급하려는데 있다.

본 고안의 폐목의 연속탄화장치는 산업체에서, 또는 건축 폐기물로 나오는 다량의 폐목을 칩으로 파쇄하는 파쇄장치, 파쇄된 칩을 저장하는 칩의 저장실, 홉퍼에서 파쇄된 칩을 탄화로에 이송하는 콤베어, 콤베어에서 이송된 칩을 탄화로에 공급하는 이송스크류, 회전축에 냉각매체가 순환되는 스크류 교반기와 점화버너가 구비되어 이송된 칩을 교반하면서 무산소 분위기에서 건류탄화하는 탄화로, 탄화시에 발생되는 건류가스를 재연소하는 보조버너가 구비된 재연소기, 재연소기에서 발생된 분진을 집진하는 싸이크론 집진기, 상기 탄화로에서 연속적으로 배출되는 탄화물을 냉각하는 탄화물 냉각기, 냉각된 탄화물을 저장하는 탄화물 저장실을 일관된 공정으로 탄화할 수 있도록 유효하게 배치,구성하여, 폐목을 연속적으로 탄화시키어 탄화물을 제조하는 것을 특징으로 한 것이다.

본 고안은 상기한 장치를 사용하여 연속적으로 탄화물을 제조하는 것으로 파쇄기에 설치된 한쌍의 파쇄 스크류에 의하여 홉퍼에 투입된 폐목이 파쇄된다. 이때 파쇄기의 주위에 고온의 열풍이 공급되어 파쇄중인 칩이 건조된다. 파쇄된 칩은 스크류의 나선작동에 의해 배출구측으로 이동되어 배출구를 통하여 배출 되는 동시 파쇄기의 배출구로 배출된 칩은 곧바로 칩의 저장실에 저장된다. 칩의 저장실의 하부측에 설치된 콤베어에 의하여 폐목칩은 이송스크류측으로 이송된 다음 탄화로의 투입구에 연결된 이송스크류에 의해서 칩은 탄화로에 연속적으로 이송공급된다.

탄화로에는 송풍기와 점화버너가 구비되어 있어 처움에는 공기의 급기조건에서 점화버너에 의하여 점화시키어 폐목칩을 연소시킨다. 점차 연소열이 상승되면 공기의 공급을 차단하고 버너의 가동을 중지한다. 자체연소열에 의하여 칩은 불안전 연소로 건류된다. 이때 다량의 배출된 수분과 건류가스는 재연소기측으로 배출되어 보조버너의 가동으로 재연소되며 이때의 분진은 배출구측에 설치된 싸이크론 집진기에 의해서 집진되고 완전 연소가스는 배출가스 집하실을 거쳐 연통으로 배출된다. 연소가스의 배출력을 가속하기 위하여 배기가스 유인 송풍기가 가동된다.

탄화로의 내부에는 스크류 교반기가 설치되어 있고 스크류 교반기의 회전에 따라 탄화로에 투입되는 탄화물은 교반되면서 고르게 탄화되고 탄화물은 배출구로 배출된다. 고열의 탄화물은 공기에 접하면 발화됨으로 탄화로의 배출구에 설치된 냉각기에 의해서 배출된 탄화물이 이송 스크류에 의하여 탄화물 저장실로 이송하는 과정에서 냉각된다. 냉각된 탄화물은 저장실에 저장되어 일관된 공정으로 폐목을 연속적으로 탄화하는 방법이다. 저장된 탄화물은 프레스 작업장으로 이송되어 원하는 형태의 인조숯으로 가공된다.

본 고안에서, 각각의 기능별 장치가 연속탄화작업이 가능하도록 합리적으로 배치하여 구성된 점이 중요한 특징이다.

본 고안에서 파쇄기는 공지한 것을 사용할 수 있으나 파쇄와 동시에 열풍에 의하여 파쇄 칩이 건조되도록 건조장치가 결합된 구성으로 되어 있으며 이는 별도의 실용신안등록출원이 되어 있다.

또 탄화로 내부에 설치된 스크류 교반기는 고온하에서 작동되므로 회전축의내부에 냉각수가 공급되어 스크류의 기능을 유지하게 되어 있다.

또한 탄화로에 스크류 교반기를 설치하여 탄화물의 교반과 동시에 일측으로 탄화물을 이동시키어 연속적으로 탄화작용을 유지할 수 있게 한것도 탄화로의 특징이다.

본 고안에서는 탄화중에 발생된 건류가스의 재연소로 발생된 열에너지를 폐목의 건조에 사용할 수 있다. 남은 여열은 난방이나 다른 용도로 이용이 가능하다.

본 고안에 의하면, 폐목의 파쇄에서 탄화에 이르기 까지 일관된 공정으로 이루어지며 각 공정간의 흐름이 원웨이(ONE WAY)방식으로 공정의 역류가 없고 작업동선이 짧기 때문에 공간허실이 거의 없어 좁은 장소에서도 탄화물의 생산이 가능하다. 또 생산작업이 지속적이고 연속적이어서 자동화가 가능하고 생산능력이 대단이 높다.

또 폐목의 파쇄기에 의한 파쇄능력과 탄화로에 의한 탄화능력은 용량적, 시간적으로 대등하지 않으나 칩의 저장실에 의하여 일단 파쇄된 칩을 저장하면서 탄화실로 공급하여 탄화 하는 것이므로 각 공정간에 원료의 흐름이 원활하여 부분적으로 작업의 지체나 중단이 없고 연속적으로 작업이 가능하다.

따라서 적은 인력으로 다량의 탄화물을 폐목으로 부터 생산이 가능하여 종래 배치단위로 탄화물을 생산하던 것에 비하여 생산코스트가 보다 저렴하고 폐목의 경제적 활용성이 매우 높게 되는 이점이 있다.

도1은 본 고안의 탄화공정에 따른 장치의 배치도

도2는 탄화로의 횡단면도

도3은 탄화로의 종단면도

[도면중 주요한 부분에 대한 부호설명]

1 : 파쇄기 2 : 칩의 저장실 3 : 이송콤베어 4 : 이송스크류

5 : 순환펌프 6 : 스크류 교반기 7 : 보조버너 8 : 탄화로

9 : 재연소기 10 : 싸이크론 집진기 11 : 탄화물 냉각기

12 : 탄화물 저장실

도1은 본 고안의 탄화공정에 따른 장치의 배치도이다.

산업체에서, 또는 건축 폐기물로 나오는 폐목을 칩으로 파쇄하는 파쇄장치(1), 파쇄된 칩을 저장하는 칩의 저장실(2), 홉퍼에서 파쇄된 칩을 이송스크류에 이송하는 콤베어(3), 상기 콤베이어에 이송된 칩을 탄화로에 공급하는 이송 스크류(4), 급수펌프(5)에 의하여 냉각매체가 회전축 내부로 공급되는 스크류 교반기(6)와 점화버너(7)가 구비되어 이송스크류(4)에 의하여 이송된 칩을 교반 이동하면서 건류탄화하는 탄화로(8), 탄화시에 발생되는 건류가스를 재연소하는 보조버너(9n)가 구비된 재연소기(9), 발생된 분진을 집진하는 싸이크론 집진기(10), 탄화로(8)에서 연속적으로 배출되는 탄화물을 냉각하는 탄화물 냉각기(11), 냉각된 탄화물을 저장하는 탄화물 저장실(12)이 일관된 공정으로 진행할 수 있도록 합리적으로 배치,구성되어 폐목을 연속적으로 탄화하여 탄화물을 제조할 수 있게 구성된 것이다.

본 고안의 장치에서, 폐목의 파쇄기(1)는 일방적인 파쇄기의 사용도 가능하나. 특별히 복수개의 파쇄스크류가 나란히 설치되어 홉퍼로 투입된 폐목이 스크류의 압착에 의하여 파쇄되고 파쇄된 칩이 스크류의 나선작동에 따라 배출구측으로 이동하여 배출구로 배출하게 되어 있다. 또 동 파쇄기의 동체 외부에는 가열실이 형성되어 있고 가열실에 공급된 열풍에 의하여 폐목의 파쇄과정에서 수분이 건조하도록 되어 있다.

상기 파쇄기(1)의 배출구(1b)측에는 칩의 저장실(2)이 연접하여 설치되어 파쇄된 건조 칩이 홉퍼(2a)를 통하여 저장된다. 상기 칩의 저장실(2)의 하단부에는 상기 이송콤베어(3)의 유입구(3a)가 관접 설치되고 동 이송콤베어(3)의 유출구(3b)는 이송스크류(4)의 유입구(4a)에 연결되어 있다. 도면에는 이송콤베어(3)와 이송스크류(4)가 직각으로 연결되어 있으나 양자를 직선형(Liner type)으로 배치할 수 있다. 이송스크류(4)의 유출구(4b)는 탄화로(8)의 원료 투입구(8a)측에 연관되어 있어 이송스크류(4)에 의하여 연속적으로 폐목 칩이 탄화로(8)의 투입구(8a)로 투입된다.

도 2및 도3에 표시된 바와 같이, 본 고안의 탄화로(8)는 내화재의 내벽(8w) 과 냉각 파이프(8c)가 내장된 외벽(8w')의 이중벽으로 구성되고 탄화로(8)에 설치된 스크류 교반기(6)의 관상 회전축(8x)은 탄화로(8)의 외부로 관출되어 모터(M)등의 구동수단과 전동수단(t)에 의하여 스크류 교반기(6)가 소정의 회전속도로 회전되어 탄화물을 교반과 동시에 배출구(8b)측으로 이송하게 되어 있다. 또 급수펌프(5)에 의하여 회전축(8x)으로 냉각수와 같은 냉매를 공급시키어 탄화로(8) 내의 고온에서 스크류 교반기(6)를 보호하게 되어 있다.

점화버너(7)는 탄화로(8)의 측벽에 설치되어 초기에 점화하는데 사용한다.

탄화로(8)에 설치된 송풍기(8f)는 탄화로의 연소에 필요한 공기의 공급에 사용된다.

상기 탄화로(8)의 배출구(8b)는 탄화물 냉각기(11)의 유입구(11a)에 연관되어 있고 상기 냉각기(11)는 이중 관체로 되어 내통(11w)과 외통(11w') 사이에 급수펌프(5)에 의하여 냉각수가 순환되어 탄화물을 냉각하게 되고 내통(11w)에는 통상의 이송 스크류(11s)가 설치되어 배출된 탄화물이 이송중 냉각되면서 상기 냉각기(11)의 배출구(11b)에 설치된 탄화물 저장실(12)에 탄화물이 저장하게 되어있다.

도 1에 표시된 바와 같이 상기 탄화로(8)의 상부에 도관(8d)으로 관접된 재연소기(9)는 그 측방에 설치된 보조버너(9n)에 의하여 건류가스를 재연소하게 되어 있고 재연소기(9)의 배출구는 싸이크론 집진기(10)의 일측에 관접되어 있다. 상기 싸이크론 집진기(10)의 상부측 배출구(10b)에는 배기가스 집하실(10c)과 연통(10d)이 설치되고 상기 연통(10d)에는 배기가스 유인 송풍기(10f)가 도관(10p)으로 연관되게 설치되어 싸이크론 집진기(10)의 배출력을 액설레이트(accelerate) 시킨다.

본 고안의 상기 장치에 의한 탄화물의 연속탄화방법은 상기 장치의 작동에 의한 폐목의 탄화 공정이다.

즉, 파쇄기(1)의 홉퍼에 투입된 폐목이 도시되지 않은 파쇄 스크류의 압착에 의하여 파쇄되면서 파쇄된 칩은 파쇄 스크류의 나선작동에 의해 배출구측으로 이동하여 배출된다. 이때 파쇄기 동체의 외부에 형성된 가열실에 공급된 열풍에 의하여 폐목이 파쇄과정에서 건조된다. 파쇄기(1)의 배출구(1b)로 배출된 칩은 곧바로 칩의 저장실(2)에 홉퍼를 통하여 저장된다. 칩의 저장실(2)의 하부측에 설치된 이송콤베어(3)에 의하여 저장된 칩이 이송스크류(4)측으로 이송되고 이송스크류(4)에 의하여 칩은 연속적으로 탄화로(8)의 투입구(8a)로 투입된다.

탄화로(8)에 투입된 칩은 처음 송풍기(8f)에 의한 공기의 공급과 점화버너(7)에 의한 점화로 칩이 연소된다. 점차 연소열이 상승되면 송풍기(8f)의 가동을 중지하여 공기의 공급을 차단하고 점화버너(7)의 가동을 중지한다. 자체연소열에 의하여 칩은 불안전 연소로 탄화 건류된다. 이때 다량의 수분과 건류가스는 도관(8d)을 통하여 재연소기(9)측으로 유입되며 이때 보조버너(9n)에 의하여 건류가스는 완전 연소된다. 연소된 가스와 분진은 배출구를 통하여 싸이크론 집진기(10)에 의해서 집진되고 가스는 상부측 도관(10b)을 통하여 배기가스 집하실(10c)에 집하된 다음 연통(10d)으로 배출된다.이때 송풍기(10f)가 가동되어 연통(10d) 으로 송풍하여 배기가스 집하실(10c)에서의 배기작용을 가속화시킨다. 따라서 재연소기(9)에서 완전 연소된 가스는 싸이크론 집진기(10)와 배기가스 집하실을 거쳐 용이하게 배출되는 동시 분진은 집진기에 집진되어 대기를 오염시키지 않는다.

탄화로(8)에 투입된 칩은 모터(M)와 같은 구동수단에 의하여 회전되는 스크류 교반기(6)에 의하여 투입구(8a)측에서 배출구(8b)측으로 서서히 이동되면서 탄화 건류된다. 스크류 교반기(6)의 회전축(8x)에는 급수펌프(5)에 의하여 냉각수가 순환되어 탄화로 내부의 고온에서 정상기능을 유지되게 한다. 스크류 교반기의 회전에 따라 탄화로(8)의 탄화물은 배출구(8b)로 배출된다. 이때 고열의 탄화물은 공기에 접하면 발화됨으로 탄화로(8)의 배출구(8b)에 연관된 탄화물 냉각기(11)에 의해서 배출된 탄화물이 냉각된다. 냉각된 탄화물은 탄화물 저장실(12)에 저장되며 저장된 탄화물은 프레스 작업장으로 이송되어 원하는 형태의 인조숯으로 가공된다.

본 고안에서 건류가스의 재연소기에서 발생된 열에너지, 또한 탄화로의 외통에 설치된 냉각 파이프에서 추출하는 열에너지등은 폐목의 파쇄시에 건조용 열풍으로 사용이 가능하고 남은 여열은 난방이나 다른 용도로 이용이 가능하다.

본 고안의 장치에 의하여 폐목을 일관된 공정으로 연속하여 탄화물로 제조할 수 있다.

본 고안의 장치에 의하면, 폐목의 파쇄에서 탄화에 이르기 까지 일관된 공정으로 이루어지며 각 공정간의 흐름이 원웨이(ONE WAY)방식으로 공정의 역류가 없고 작업동선이 짧기 때문에 공간허실이 거의 없어 좁은 장소에서도 탄화물의 생산이 가능하다.

또 생산작업이 지속적이고 연속적이어서 자동화가 가능하고 생산능력이 대단이 높다.

또 폐목의 파쇄기에 의한 파쇄능력과 탄화로에 의한 탄화능력은 용량적, 시간적으로 대등하지 않으나 칩의 저장실에 의하여 일단 파쇄된 칩을 저장하면서 탄화실로 공급하여 탄화 하는 것이므로 각 공정간에 원료의 흐름이 원활하여 부분적으로 작업의 지체나 중단이 없고 연속적으로 작업이 가능하다.

따라서 적은 인력으로 다량의 탄화물을 폐목으로 부터 생산이 가능하여 종래 배치단위로 탄화물을 생산하던 것에 비하여 생산코스트가 보다 저렴하고 폐목의 경제적 활용성이 매우 높게 되는 이점이 있는 여러가지 효과가 있다.

Claims (4)

1. 폐목을 칩으로 파쇄하는 파쇄장치, 파쇄된 칩을 저장하는 칩의 저장실, 칩의 저장실에서 파쇄된 칩을 이송스크류측으로 이송하는 콤베어, 콤베어와 탄화로 사이에 설치된 이송스크류, 회전축에 순환펌프에 의하여 냉각매체가 순환되는 교반기와 점화버너가 구비되어 이송된 칩을 건류탄화하는 탄화로, 탄화시에 발생되는 건류가스를 재연소하는 보조버너가 구비된 재연소기, 재연소기에서 발생된 분진을 집진하는 싸이크론 집진기, 탄화로에서 연속적으로 배출되는 탄화물을 냉각하는 냉각기, 냉각된 탄화물을 저장하는 저장실을 일관된 공정으로 진행할 수 있도록 배치,구성하여, 폐목을 파쇄로부터 연속적으로 탄화물을 제조하는 것을 특징으로 하는 폐목의 연속 탄화장치.
2. 제1항에 있어서 탄화로에 설치된 스크류 교반기의 회전축에 급수펌프에 의하여 냉각수가 공급되어 탄화로의 고온에서 스크류 교반기의 기능이 유지되게 구성된 것을 특징으로 하는 폐목의 연속탄화장치.
3. 제1항에 있어서 싸이크론 집진기가 연관된 배기가스 집하실에 배기가스 유인송풍기의 도관이 관접되어 송풍에 의하여 연통으로 배기되는 배출력을 액설레이트 하게 된 것을 특징으로 하는 폐목의 연속탄화장치.
4. 제1항에 있어서 탄화물 냉각기는 내통과 외통의 이중통으로 되고 외통사이에는 냉각수가 공급되고 내통에는 이송 스크류가 설치되어 탄화물이 이송중에 냉각하게 된 것을 특징으로 하는 폐목의 연속탄화장치.