KR20060010962A - 유압장비 분리형 발효교반 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기성폐기물을 호기성발효공법으로 자원화하기 위해 필요한 유압장비 분리형 발효교반 시스템에 관한 것으로써, 구동용 유압장비 모두가 탑재되는 종래의 발효교반차는 고온의 발효열(30~70도) 특히 여름철 실내기온이 60도까지 상승할 경우 작동 유압유의 냉각이 원활히 이루어지지 않으며, 분진에 의한 유압작동유 냉각장치의 막힘현상과 수증기 및 악취공기에 의한 유압장비의 부식 및 누전현상이 발생함에 따라 수명이 짧고 원초적 고장의 원인이 되는 문제점이 있다.

이에따라 본 발명은 유압장비 중 유압모터와 유압실린더 또는 이들과 유압조절부만을 발효교반차에 탑재하고 그 나머지 유압장비(작동유 냉각장치, 유압펌프, 유압펌프의 동력원 등)는 고온의 발효열(30~70도)과 부식성이 강한 수증기 및 분진으로부터 격리된 외부에 설치한 후 배관으로 연결한 것으로서, 이러한 본 발명은 상기 문제점을 해결하여 발효교반차의 수명을 연장하는 효과가 있다. 또한 고장시 발효교반차에 탑재되어 있는 것보다 분리교체가 용이하여 유지보수가 간편하고 발효교반차에 전달되는 동력선이 없으므로 각종센서용 통신선 및 제어선에 동력선에 의한 전기적 간섭이 없어 보다 안전한 제어가 가능해진 효과가 있다.

호기성발효, 발효교반차, 유압장비, 유압펌프, 유압조절부,

Description

유압장비 분리형 발효교반 시스템{System for fermentation stir of oil pressure equipment separation type}

도 1 은 교반중 발생하는 수증기와 분진을 보여주는 사진

도 2 는 교반시 발생하는 분진에 쌓인 발효교반차 사진

도 3 은 종래의 발효교반차에 탑재되어 있는 유압장비들을 보여주는 사진

도 4 는 발효교반차대에 탑재되어 있는 유압장비 중 유압작동유 냉각장치의 설치 초기 모습을 보여주는 사진

도 5 는 발효교반차대에 탑재되어 있는 유압장비 중 유압작동유 냉각장치를 설치한 후 분진에 의해 냉각핀이 막힌 모습을 보여주는 사진

도 6 은 종래의 발효교반차에 모두 설치되는 유압장비의 구성도

도 7 은 본 발명에 의해 발효교반차에는 유압모터와 유압실린더만이 탑재되고 그 나머지는 외부에 설치된 상태를 개략적으로 보인 구성도

도 8 은 본 발명의 다른 실시예에 의해 발효교반차에는 유압모터와 유압실린더 및 유압조절부만이 탑재되고 그 나머지는 외부에 설치된 상태를 개략적으로 보인 구성도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 유압펌프 12 : 유압펌프용 동력원

13 : 유압조절부 14 : 유압엑츄에이터

15 : 오일탱크 16 : 유압작동유 냉각장치

본 발명은 유기성 폐기물을 호기성발효공법으로 자원화하는데 필요한 설비인 발효교반설비중 유압장비가 교반차와 분리된 발효교반 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 유기성폐기물을 자원화하기 위한 방법으로는 여러 가지가 있으나 그중 호기성발효라는 방법은 충분한 공기가 공급되는 조건에서 유기물을 영양원으로 미생물을 활성화시켜 유기물을 안정화시키는 경제적인 자원화방법으로 널리 적용되고 있다.

그러나 호기성 발효라는 작업의 특성상 발효과정 중에 많은 열량이 발생하여 발효열이 최고 60∼70℃에 이르고, 발효교반차가 교반할 때 다량의 수증기, 분진, 악취공기가 발생한다.

이때 발생되는 수증기, 분진, 악취공기는 부식성이 매우 강하여 시설물이나 기계설비를 부식시키고 노후화를 촉진한다. 특히 전기에 의해 작동되는 발효교반차에 있어서는 전기장치 결선부위에 수분이 유입되어 작동오류가 자주 발생되며, 전동기에 수분이 유입되어 고장이 빈번히 발생하는 문제점이 있다.

그런데 교반을 해주는 발효교반차가 고장나서 교반이 원활히 이루어지지 않을 경우 공급된 공기의 흐름에 편락류가 발생하여 유기물의 분해가 원활하지 않고, 공기가 충분히 공급되지 않아 부분적으로 혐기성발효가 이루어져 악취발생이 증가하고, 유기성폐기물을 제때 처리하지 못하여 외부에 적체되는 문제점이 있다.

이처럼 호기성발효에서 중요한 역활을 하는 발효교반차는 크게 골격을 이루는 프레임, 교반을 위한 교반기(교반기타입에 따라 크게 로타리타입, 스쿠류타입, 에스컬레이터타입으로 구분), 좌우/ 상하/ 전후진을 위한 구동부, 그리고 각종 구동장치(구동모터 및 실린더)와 제어를 위한 센서로 크게 구성된다.

이중 특히 구동장치의 경우 거의 대다수가 전동기를 사용하고 있으며, 이는 발효조로부터 발생되는 막대한 양의 수분과 분진에 의해 쉽게 부식되고, 고장이 잦아 최근 구동장치의 일부 또는 전체를 유압장비로 교체하여 사용하고 있다.

즉, 도 6 에서와 같이 종래의 유압식 발효교반차는 기본 유압장비인 "유압펌프(1), 유압펌프의 동력원(2), 유압작동유의 방향/압력/유량제어를 하는 유압조절부(3), 유압모터와 실린더로 구성되는 유압액츄에이터(4), 오일탱크(5)"가 모두 탑재되어 있다.

또한 유압작동유의 압력/온도/유량을 측정하는 유압용센서, 유압유를 적정온도로 유지시켜 주는 가열기, 유압유의 이물질을 걸러주는 필터, 오일탱크 윗부분에 설치하여 공기중의 먼지가 안으로 유입되는 것을 막는 공기청정기, 유압배관의 구성부품 모두가 발효교반차에 탑재되어 있어서 상기 호기성 발효환경으로 인한 근본적인 문제점을 해결하지 못하고 있는 실정이다.

그리고, 높은 발효열(발효정도에 따라 30~70도)과 유압모터의 가동시 발생하는 열때문에 유압작동유의 과열현상이 발생하여 유압발생유의 성질(온도, 점도)이 변하여 정확한 발효교반차 제어가 힘들어지며, 배관 및 유압장치들의 손상이 발생하는 등 유압장비에 문제가 발생되므로 이를 방지하고자 유압작동유 냉각장치(6)를 추가하고 있다.

그러나 이 또한 유압작동유 냉각장치(6)가 발효교반차에 탑재되어 있어 발효교반차의 작동시(교반운전) 발생하는 대량의 분진으로 인해 냉각장치의 방열판이 막히게 되어 방열기능이 상실되는 문제점이 있다.

또한 발효교반차에 탑재되어 있는 전동기의 수리시 발효교반차 위로 올라가서 해야 하므로 위험하고 수리시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 고온의 발효열(30~70도), 수증기 및 분진으로부터 장비를 보호하고, 고장발생을 방지하며, 유지보수를 용이하게 할 수 있는 유압장비 분리형 발효교반 시스템을 제공하는 데 있다.

이와같이 본 발명의 목적은 발효교반차의 유압장비(유압모터, 유압실린더, 유압조절부(방향,압력,유량제어), 유압펌프, 펌프구동의 동력원, 오일탱크, 오일필터, 유압작동유 냉각장치, 유압용센서 및 액세서리)중 유압모터, 유압용센서 및 액세서리, 유압실린더 및 유압조절부(방향,압력,유량제어)는 발효교반차에 설치하고, 그외 나머지 유압장비는 호기성발효설비 외부에 설치되도록 하는 유압장비 분리형 발효교반 시스템을 구성함으로써 달성되는 것이다.

이러한 본 발명은 높은 발효열, 수증기 및 분진에 약한 펌프구동의 동력원(전동기), 유압작동유 냉각장치를 높은 발효열, 수증기 및 분진으로부터 벗어난 곳에 설치되도록 구성함으로써 상기목적을 효과적으로 달성할 수 있다.

이하, 본 발명의 상기 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시예의 기술구성 및 작용을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 발효교반차에 사용되는 유압장비는 도 7 에서와 같이 크게 유압작동유 냉각장치(16), 오일탱크(15), 유압펌프(11), 유압펌프 동력원(전동기 및 엔진을 이용)(12), 유압조절부(13), 유압모터 및 실린더로 구성되는 유압엑츄에이터(14)와 추가적으로 오일필터, 각종 센서 및 악세서리로 구성되며, 이러한 각 장치들의 기능은 다음과 같다.

유압작동유 냉각장치(16)는 유압작동유의 과열을 방지하는 기능을 한다. 그리고 오일탱크(15)는 유압장비의 원활한 작동을 위해 필요한 유압작동유을 저장하고 보충할 수 있는 기능을 한다.

또한 유압펌프(11)는 유압작동유를 유압조절부로 이송시켜주는 기능을 한다. 그리고 유압펌프용 동력원(12)은 유압펌프(11)를 구동시켜주는 기능을 하며 주로 전동기를 사용하나 엔진도 사용할 수 있다.

유압조절부(13)는 발효교반설비의 제어시스템에 의해 유압펌프(11)에서 이송되어온 유압작동유의 방향, 유압, 유량을 조정하여 유압모터나 실린더로 된 유압엑츄에이터(14)로 이송시키는 기능을 한다.

그리고 유압모터나 실린더로 구성된 유압엑츄에이터(14)는 유압조절부(13)에서 이송되어온 유압작동유에 의해 작동하여 발효교반차를 운전할 수 있게 된다. 이때 유압모터를 작동시킨 유압작동유는 유압조절부(13)를 거쳐 유압작동유 냉각장치(16)로 이송되게 된다.

그런데 도 6 에서 처럼 종래의 기술은 상기 열거한 유압장비들을 전량 발효교반차에 탑재하여 사용하므로 유기성폐기물 퇴비화시설에서 발생하는 고온의 발효열(30~70도),수증기 및 분진에 그대로 노출되어 있어 여러가지 문제점이 발생한다.

그래서 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 도 7 및 도 8 에서 처럼 유압식 발효교반차의 유압장비 중 발효교반차에 꼭 장착되어야 할 유압모터와 유압실린더로 된 유압엑츄에이터(14)와, 그리고 필요에 따라 장착할 수 있는 유압용센서를 제외한 나머지 유압장비인 유압조절부(13)(방향,압력,유량제어), 유압펌프(11), 펌프구동의 동력원(12), 오일탱크(15), 냉각장치(16), 오일필터를 호기성발효환경(고온의 발효열, 수증기, 악취가스, 분진)으로부터 벗어난 외부에 설치하여 유압배관을 통한 발효교반차 작동이 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.

이때 연장되는 유압배관(유압조절부에서 발효교반차까지 또는 유압조절부에서 유압모터나 실린더까지 사용되는 유압배관)의 크기는 정적규격보다 큰 규격을 사용함으로써 긴 유압배관의 길이로 인한 압손실을 최소화시켜주도록 구성하는 것 이 바람직하다.

그리고 유압조절부가 호기성 발효환경을 벗어난 외부에 설치됨에 따라 발효교반차에 탑재되는 유압엑츄에이터(14)(유압모터나 실린더)로부터 멀리 떨어져 있을 경우 딜레이 현상이 발생할 수 있고 다수의 유압모터와 실린더에 사용될 유압배관의 수가 많아져 유압배관에 관한 비용이 상승하는 문제점이 발생할 수 있다.

이를 위해서 본 발명은 도 8 과 같이 유압조절부(13)를 유압엑츄에이터(14)와 함께 발효교반차에 장착하는 것을 특징으로 하며, 이와 같이 하면 연장되는 유압배관의 수를 도 7 에 비해 줄일 수 있어 배관설치비를 줄일 수 있고, 딜레이 현상을 방지할 수 있어 상기 문제를 해결할 수 있다.

이때 유압조절부(13)는 유공압식 유압조절부가 아닌 전기로 제어되는 유압조절부일 경우에는 수증기, 분진, 악취공기가 침투하지 않도록 처리된 구조로 설치됨이 바람직하다고 할 수 있다.

또한 연장되는 유압배관(유압펌프에서 발효교반차까지 또는 유압펌프에서 유압모터나 실린더까지 사용된)의 크기는 정적규격보다 큰 규격을 사용함으로써 긴 유압배관의 길이로 인한 압손실을 최소화시켜주도록 구성하여야 한다.

그리고 발효건조된 퇴비에서는 다량의 분진이 발생된다. 따라서, 상기 외부에 설치되는 오일탱크는 분진이 침투하지 않도록 다중필터링 또는 다중커버로 밀폐시킨 구조로 설치하는 것이 바람직하다.

즉, 기존에는 오일탱크 속의 유압작동유에 퇴비의 분진이 다량 침투하여 오일의 수명이 저하되므로 교체주기가 빨라지고 이로 인해 유지비가 많이 소요되지 만, 상기와 같이 오일탱크를 밀폐구조로 설치하면 퇴비의 분진이 오일탱크 내부로 들어갈 우려가 없으므로 유압작동유의 청결을 유지할 수 있어 그 사용수명을 연장할 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 호기성 발효환경(고온의 발효열, 수증기, 악취가스, 분진)속에서 운전되는 유압식 발효교반차의 유압장비 중 발효교반차에 장착되어 분리가 불가능한 유압모터와 유압실린더만을 또는 이들과 유압조절부만을 발효교반차에 설치하고, 그 나머지 유압장비는 상기 호기성 발효환경으로부터 벗어난 외부에 설치하므로서 고온의 발효열과 분진으로부터 오일탱크와 냉각장치가 보호되어 유압유의 과열현상이 방지되며, 안정적으로 장시간 발효교반차의 연속운전이 가능해지는 효과가 있다. 또한, 수증기와 악취가스로 인한 부식과 누전으로부터 유압펌프구동의 동력원, 냉각장치가 보호되어 잔고장없이 안정적인 운전이 가능해지는 효과가 있다.

그리고 일반 전동시스템보다 고가인 유압장비가 수증기 및 분진에 의해 부식됨으로써 쉽게 노후화되는 것을 방지할 수 있어 사용수명이 연장되는 효과가 있다. 또한, 유압장비가 고장으로 보수가 필요할 경우 고장의 가능성이 제일 높은 전기장치들 대부분이 탈 부착 및 이송이 용이한 외부에 나와 있으므로 유지관리가 쉽다는 효과가 있다.

뿐만 아니라 무겁고 부피가 큰 장비를 분리하여 운영하므로 하중에 의한 기 계적 부하를 감소시키고 발효교반차 구조를 간편하게 구성할 수 있는 효과가 있다.

이 밖에 본 발명으로 인한 또 다른 기술적 효과는 외부에서 유압식 발효교반차까지 전력케이블없이 유압배관(파이프, 호스)으로 동력이 전달되므로 유압배관과 함께 발효교반차에 연결되는 제어, 계측 및 감시를 위한 제어케이블 및 통신케이블이 전력케이블로부터 전기적인 간섭을 받지 않아 보다 안정적이고 정밀한 발효교반차의 제어, 계측 및 감시가 가능해진다.

Claims (6)

1. 유기성 폐기물의 호기성 발효시설에서 사용되는 유압식 발효교반차를 기본 유압장비인 "유압펌프, 유압펌프의 동력원, 유압작동유의 방향/압력/유량제어를 하는 유압조절부, 유압모터와 유압실린더로 구성된 유압액츄에이터, 오일탱크"와 기타 유압장비인 유압작동유의 압력/온도/유량을 측정하는 유압용 센서, 유압작동유의 적정 온도 유지를 위해 쿨러나 콘디셔너로 구성된 온도조절장치, 유압유의 이물질을 걸러주는 필터, 유압변화시 유압장비 부하를 저감시키는 어큐물레이터, 유압작동유 이송용 유압배관, 유압조절용 제어부"로 구성함에 있어서,

   발효교반차에는 상기 유압장비의 구성요소 중 유압액츄에이터(유압모터, 유압실린더)를 설치하고,

   고온의 발효열과 수증기 및 악취가스와 분진이 있는 발효조의 호기성 발효환경으로 부터 벗어난 외부에는 유압펌프; 유압펌프의 동력원; 유압조절부; 오일탱크; 온도조절장치를 설치하며,

   상기 발효교반차에 설치된 유압액츄에이터와 호기성 발효환경을 벗어난 외부에 설치된 다른 유압장비을 연장된 유압배관과 전선으로 연결하여 발효교반차의 유압액츄에이터가 구동 제어되게 한 것을 특징으로 하는 유압장비 분리형 발효교반 시스템.
2. 유기성 폐기물의 호기성 발효시설에서 사용되는 유압식 발효교반차를 기본 유압장비인 "유압펌프, 유압펌프의 동력원, 유압작동유의 방향/압력/유량제어를 하는 유압조절부, 유압모터와 유압실린더로 구성된 유압액츄에이터, 오일탱크"와 기타 유압장비인 유압작동유의 압력/온도/유량을 측정하는 유압용 센서, 유압작동유의 적정 온도 유지를 위해 쿨러나 콘디셔너로 구성된 온도조절장치, 유압유의 이물질을 걸러주는 필터, 유압변화시 유압장비 부하를 저감시키는 어큐물레이터, 유압작동유 이송용 유압배관, 유압조절용 제어부"로 구성함에 있어서,

   발효교반차에는 기본 유압장비의 구성요소 중 유압엑츄에이터(유압모터, 유압실린더)와 유압조절부를 설치하고,

   고온의 발효열과 수증기 및 악취가스와 분진이 있는 발효조의 호기성 발효환경으로 부터 벗어난 외부에는 유압펌프; 유압펌프의 동력원; 오일탱크; 온도조절장치를 설치하며,

   상기 발효교반차에 설치된 유압액츄에이터와 유압조절부를 호기성 발효환경을 벗어난 외부에 설치된 다른 유압장비와 연장된 유압배관 및 전선으로 연결하여 발효교반차의 유압액츄에이터가 구동 제어되게 한 것을 특징으로 하는 유압장비 분리형 발효교반 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   외부에 설치된 유압장비에서 발효교반차까지 연장된 유압배관의 규격을 유압 엑츄에이터에서 사용되는 규격보다 큰 규격의 배관으로 하여 압손실을 저감토록 한 것을 특징으로 하는 유압장비 분리형 발효교반 시스템.
4. 제 2 항에 있어서,

   외부에 설치된 유압장비에서 발효교반차까지 연장된 유압배관의 규격을 유압엑츄에이터에서 사용되는 규격보다 큰 규격의 배관으로 하여 압손실을 저감토록 한 것을 특징으로 하는 유압장비 분리형 발효교반 시스템.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 발효교반차에 설치되는 유압조절부는,

   전기로 제어되는 유압조절부일 경우 수증기, 분진, 악취공기가 침투하지 않도록 처리된 구조로 설치함을 특징으로 하는 유압장비 분리형 발효교반 시스템.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 외부에 설치되는 오일탱크는,

   퇴비의 분진이 침투하지 않도록 다중필터링 또는 다중커버로 밀폐시킨 구조로 설치함을 특징으로 하는 유압장비 분리형 발효교반 시스템.

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