KR20070049308A - 밀폐 순환 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오,폐수 등을 포함하는 각종 유기성 폐기물이나 기타 건조하여야 할 내용물을 건조실에서 교반 혼합하면서 가열하고 발생되는 고온다습한 내부공기는 열분해하여 악취를 제거한 다음에 응축시켜 응축수는 외부로 배출시키고 수분이 제거된 저온저습한 공기는 다시 건조실로 복귀시키는 반복적인 작동에 의하여 건조시키는 밀폐순환 건조방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 건조실 내부에 내용물을 투입한 상태에서 가열하면서 교반기로 교반시키는 가열교반단계; 건조실 내부 내용물로부터 발생되는 고온다습한 공기를 다시 가열하여 열분해시키고 악취를 제거하는 열분해단계; 열분해된 고온다습한 공기의 온도를 낮추고 응축시켜 응축수는 외부로 배출시키는 열교환응축단계; 응축이 이루어져 수분이 제거된 내부공기로부터 나머지 습기를 제거하는 습기제거단계: 그리고 상기 열분해단계, 상기 열교환응축단계 및 상기 습기제거단계를 거치면서 악취와 수분과 습기가 제거된 저온 저습한 공기를 예열시킨 후에 다시 건조실로 복귀 급송시키는 복귀급송단계를 반복시켜 반복적인 순환 작동에 의하여 건조처리가 이루어지도록 하는 밀폐 순환 건조방법 및 장치를 제공한다.

악취, 열분해, 열교환, 응축, 건조

Description

밀폐 순환 건조방법 및 장치{Closed Circulation Type Drying Method and Apparatus}

도 1은 본 발명의 바람직한 일례로서 전체적인 시스템을 보여주는 계통도,

도 2는 도 1에 있어서 건조실을 분리하여 나타낸 확대 종단면도,

도 3은 도 2의 일부 절결 평면도,

도 4는 도 2의 A-A선 단면도,

도 5는 도 2에 있어서 내부 교반익을 분리하여 나타낸 확대도,

도 6은 도 1에 있어서 열교환기를 분리하여 나타낸 확대 종단면도,

도 7은 도 6의 평면도,

도 8은 도 1에 있어서 응축기를 분리하여 나타낸 종단면도,

도 9는 도 8의 평면도,

도 10은 도 1에 있어서 제습기를 분리하여 나타낸 종단면도,

도 11은 도 10의 평면도,

도 12는 도 10의 B-B선 단면도,

도 13은 본 발명에 있어서 다른 바람직한 일례로서 전체적인 시스템을 보여주는 계통도,

도 14는 도 13에 있어서 건조실을 분리하여 나타낸 확대도,

도 15는 도 14의 횡단면도,

도 16은 도 14의 C-C선 단면도,

도 17은 도 14의 D-D선 단면도,

도 18은 도 14의 E-E선 단면도,

도 19는 도 14에 있어서 내부 교반익을 분리하여 나타낸 확대도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 건조실, 3: 열분해기구,

5: 열교환기, 7: 응축기,

9: 제습기, 10: 본체,

12: 외부구동원, 14: 교반축,

16: 교반익, 22: 외부가열원,

24: 유입통로, 30: 분진제거망,

32: 유입부, 34: 배출부,

36: 내부기류순환파이프, 38: 구획판,

40: 연통부, 50,72,98: 내부기류유도관,

52: 유동공간, 54: 부분구획부,

56,58: 상,하부 예열통로, 60: 예열파이프,

70,74: 상,하부 구획통로, 76: 냉각매체 유입구,

78: 냉각매체 배출구, 80: 응축공간,

82: 응축파이프, 84,100: 응축수 배출드레인,

90: 통공, 92: 다공통체,

94: 외측통체, 96: 송풍기

본 발명은 오,폐수 등을 포함하는 각종 유기성 폐기물이나 기타 건조하여야 할 내용물을 건조실 내부에서 교반 혼합하면서 가열하고 가열시에 발생되는 고온다습한 내부공기는 가열하여 악취를 제거한 다음에 이를 응축시켜 응축수는 외부로 배출시키고 수분이 제거된 저온저습한 공기는 다시 건조실로 복귀시키는 반복적인 작동에 의하여 건조가 이루어지도록 하는 밀폐순환 건조방법 및 장치에 관한 것이다.

종래에 있어서 오,폐수나 음식물쓰레기, 각종 농,축,수산물 등의 가공과정에서 발생되는 부산물로서의 쓰레기 등을 포함하는 각종 유기성 폐기물이나 기타 다른 여러 물질을 건조하는 방식이 다양하게 개발되어 활용되고 있는데, 그 중에서도 내용물을 외부로부터 가열하면서 교반 혼합시키고 내용물에서 발생되는 고온다습한 공기를 외부에서 응축시켜 응축수는 외부로 배출시키고 응축수가 제거된 공기는 다시 복귀시키는 밀폐순환방식에 의하여 건조시키는 방식이 널리 알려져 있다.

그러나 이러한 종래의 밀폐순환방식에 의한 건조방식은 다음과 같은 문제점이 발생되고 있다.

첫째, 건조하고자 하는 내용물로서 유기성 폐기물이나 기타 다른 물질의 경 우에 환경오염물질이 다량 함유되어 있는 관계로 이를 외부로부터 가열하여 증발하는 과정에서 발생되는 수증기 내부에는 그대로 악취를 포함한 오염물질이 함유되어 있는 상태에서 응축되는 관계로 응축수 내부에도 이와 같은 오염물질이 함유되어 있는 상태로 생성되어 2차적인 오염물질이 생성되게 된다는 문제점이 있고,

둘째, 위와 같이 악취를 포함하는 오염물질이 함유된 응축수를 배출시켜 외부를 오염시키지 않도록 하기 위하여는 별도의 재처리가 요구되나 이를 재처리하기가 기술적으로 어렵고 많은 비용이 추가적으로 소요되기 때문에 비경제적인 단점과 함께 이로 인하여 바람직한 건조처리방식으로는 채택하기가 어렵게 되는 문제점,

셋째, 내부에서 교반 혼합 작동을 수행하게 되는 교반익이 그 구조적인 단점으로 인하여 내용물을 급송시키면서 혼합시키는 효율이 떨어지고 내용물이 건조실의 내벽에 엉겨붙게 되면서 내용물의 가열하는 외부 가열원의 열전도율이 점점 떨어지게 되면서 열효율이 떨어지고 건조속도가 느려지면서 건조처리에 많은 시간이 소요되고 가열에너지의 소모가 많아 지는 문제점이 발생되고 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 개발이 이루어진 것으로 다음과 같은 목적을 갖는다.

본 발명의 주목적은 건조처리를 위한 내용물의 가열과정에서 생성되는 고온다습한 내부의 기류를 열분해시켜 악취를 포함한 오염물질을 제거한 상태로서 크게 열팽창이 이루어진 상태에서 응축이 이루어지도록 하여 냉각응축효율을 향상시키고 응축수의 사전 정화처리가 가능하도록 하여 응축수의 배출로 인한 외부의 오염문제 를 근본적으로 해소하고 최종적으로 남게 되는 건조처리물의 경우에도 악취물질이 제거된 형태로 얻어질 수 있도록 하고자 함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 직접적인 가열에 의하여 내부기류에 대한 열팽창을 보다 확산시켜 열전달 및 열응축 효율을 향상시키고 응축과정이 이루어진 다음에도 작은 공극을 인위적으로 통과하도록 하여 별도의 제습과정이 이루어지도록 하여 건조효율을 보다 향상시킬 수 있도록 함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 고온으로 유동하게 되는 내부기류에 대한 폐열을 활용하여 저온저습 상태로 복귀하는 내부기류를 열교환기를 활용에 의한 예열목적으로 활용하여 열효율을 향상시키면서 사용되는 열에너지의 절감이 이루어질 수 있도록 하고자 함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 건조실의 내부에 설치되는 교반익의 구조를 개선하여 내용물의 교반 혼합과 이송되는 효과를 향상시키면서 건조실의 내벽에 내용물이 엉겨붙지 않도록 하여 외부 가열원에 의하여 내용물에 전달이 이루어지게 되는 열전달 효율을 향상시켜 건조효과를 보다 향상시킬 수 있도록 하고자 함에 있다.

본 발명은 위와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 건조실 내부에 건조하고자 하는 내용물을 투입한 상태에서 외부에서 가열하면서 교반기로 교반시키는 가열교반단계; 건조실 내부 내용물로부터 발생되는 고온다습한 공기를 다시 가열하여 열분해시키고 악취를 제거하는 열분해단계; 열분해가 이루어진 고온다습한 공기의 온도를 낮추고 응축시켜 응축수를 생성시키고 응축수는 외부로 배출시키는 열교환응 축단계; 응축이 이루어져 수분이 제거된 내부공기로부터 나머지 습기를 제거하는 습기제거단계: 그리고 상기 열분해단계, 상기 열교환응축단계 및 상기 습기제거단계를 거치면서 악취와 수분과 습기가 제거된 저온 저습한 공기를 예열시킨 후에 다시 건조실로 복귀 급송시키는 복귀급송단계를 반복시켜 반복적인 순환 작동에 의하여 건조처리가 이루어지도록 하는 밀폐 순환 건조방법이 제공된다.

다음, 위와 같은 건조방법을 구체적으로 실현하기 위한 장치로서, 내용물을 투입한 상태에서 가열 및 교반 혼합과정에서 생성되는 기류를 열분해시킨 후에 배출시키고 열교환기로부터 복귀되는 기류를 유입시키는 건조실과; 상기 건조실로부터 배출된 기류와 응축후에 복귀하는 기류가 서로 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기와; 상기 열교환기를 거쳐 배출되는 기류를 응축시켜 응축수는 외부로 배출시키고 응축후의 기류를 제습기로 배출시키는 응축기와; 상기 응축기로부터 배출되는 기류를 제습시키고 제습과정에서 생성된 응축수는 외부로 배출시키고 제습후의 기류는 예열을 위하여 상기 열교환기로 배출시키는 제습기와; 그리고 상기 제습기와 상기 건조실이 상기 열교환기를 거쳐 서로 연결 구성되어 내부기류의 밀폐 순환 건조가 이루어지도록 구성되는 밀폐 순환 건조장치가 제공된다.

이때, 상기 건조실은 본체의 외부에 설치되는 외부 구동원에 의하여 제자리에서 교반축을 중심으로 회전 구동이 이루어지고 "L"자 단면 형상을 가지는 교반익과, 본체 상부의 내용물 투입구와, 본체 하부의 처리된 내용물의 배출구와, 본체의 외부에 설치되는 외부 가열원과, 본체의 상부에 설치되고 열교환기로부터 유입되는 외부기류의 유입을 위하여 마련되는 유입통로와, 그리고 내용물의 가열과 교반 혼 합에 의하여 생성되는 내부기류의 배출통로 중간부엔 열분해기구를 마련하여 이루어지는 밀폐 순환 건조장치가 제공된다.

상기 열분해기구는 내용물의 가열과 교반 혼합에 의하여 생성되는 내부기류의 배출통로 중간부에 설치하되, 본체의 상부 일측에 분진제거망을 갖춘 유입부를 마련하고, 외부 가열원을 본체의 일부를 감싼 상태로 가열매체가 유동하도록 마련한 상태에서 상기 외부 가열원을 경유하고 상기 유입구와 연통되고 상기 열교환기와 연결 배출되는 배출부와 연통되는 내부기류순환파이프를 다수 설치하며, 상기 배출부와 연통되는 내부기류순환파이프와 상기 유입부와 연통되는 내부기류순환파이프의 상부는 구획판에 의하여 서로 구분되고 상기 배출부와 연통되는 내부기류순환파이프와 상기 유입부와 연통되는 내부기류순환파이프의 하부는 연통부에 의하여 서로 연통이 가능하게 구성하여 이루어지는 밀폐 순환 건조장치가 제공된다.

또한, 상기 열교환기는 내부에 상기 건조실의 배출통로와 일측이 연결 설치되고 다른 일측에는 응축기와 내부기류유도관에 의하여 연결 설치되는 유동공간이 분리된 상태로서 부분구획부와 함께 마련되고 상기 유동공간의 상,하부에는 예열통로가 마련되며 상기 상,하부 예열통로의 사이로서 상기 유동공간에는 다수의 예열파이프가 설치되어 이루어지는 밀폐 순환 건조장치가 제공된다.

또한, 상기 응축기는 내부에 상기 열교환기와 연결 설치되는 상부구획통로와, 상기 제습기와 연결 설치되는 하부구획통로와, 상기 상,하부 구획통로의 사이에는 하부의 냉각매체 유입구와 상부의 냉각매체 배출구가 마련된 응축공간이 마련되며, 상기 상,하부 구획통로의 사이로서 상기 응축공간에는 상기 상,하부 구획통 로를 서로 연통시키는 응축파이프가 설치되며, 상기 하부 구획통로에는 응축수 배출용 드레인이 설치되어 이루어지는 밀폐 순환 건조장치가 제공된다.

또한, 상기 제습기는 내측에 다수의 통공이 형성된 다공통체와 상기 다공통체와 이격된 상태로 이를 감싸는 구조로 되어 있는 외측통체가 결합되어 있는 상태로 이루어지되, 상기 다공통체는 상기 응축기의 하부구획통로와 연결 설치되고 상기 외측통체는 송풍기를 거쳐 상기 열교환기의 상부 예열통로와 서로 연결 설치되며, 상기 외측통체의 하부에는 응축수 배출용 드레인이 설치되어 이루어지는 밀폐 순환 건조장치가 제공된다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 다양한 실시예를 기준으로 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

우선 밀폐 순환 건조장치에 대하여 살펴보면, 본 발명에 있어서 도 1 내지 도 19에 도시한 다양한 실시예의 경우에는 공통적으로, 내용물을 투입한 상태에서 가열 및 교반 혼합과정에서 생성되는 기류를 열분해기구(3)에 의하여 열분해시킨 후에 배출시키고 열교환기(5)로부터 복귀되는 기류를 유입시키는 건조실(1)과; 상기 건조실(1)로부터 배출된 기류와 응축후에 복귀하는 기류가 서로 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기(5)와; 상기 열교환기(5)를 거쳐 배출되는 기류를 응축시켜 응축수는 외부로 배출시키고 응축 후의 기류를 제습기(9)로 배출시키는 응축기(7)와; 상기 응축기(7)로부터 배출되는 기류를 제습시키고 제습과정에서 생성된 응축수는 외부로 배출시키고 제습 후의 기류는 예열을 위하여 상기 열교환기(5)로 배출시키는 제습기(9)와; 그리고 상기 제습기(9)와 상기 건조실(1)이 상기 열교환기(5) 를 거쳐 서로 순차적으로 연결 구성되어 내부기류의 밀폐 순환 건조가 이루어지도록 그 구성이 이루어지게 된다.

이때, 상기 건조실(1)은 본체(10)의 외부에 설치되는 외부구동원(12)에 의하여 제자리에서 교반축(14)을 중심으로 나선형 교반익(16)의 회전 구동이 이루어지되 "L"자 단면 형상으로서 횡방향교반익(16a)과 종방향교반익(16b)의 결합 형태를 가지는 교반익(16)과, 상기 본체(10) 상부에 설치되는 내용물 투입구(18)와, 상기 본체(10)의 하부에 설치되고 처리된 내용물을 배출하기 위한 배출구(20)와, 상기 본체(10)의 외부에 설치되는 외부가열원(22)과, 상기 본체(10)의 상부에 설치되고 상기 열교환기(5)로부터 유입되는 외부기류의 유입을 위하여 마련되는 유입통로(24)와, 그리고 내용물의 가열과 교반 혼합에 의하여 생성되는 내부기류의 배출통로 중간부엔 열분해기구(3)를 마련하여 이루어지게 된다.

상기 본체(10)는 도 1 내지 도 5에 예시한 바와 같이 입형으로 구성하여 이와 합당한 교반익(16)을 채택하여 활용하여도 되고, 도 13 내지 도 19에 예시한 바와 같이 수평형으로 구성하되, 복수개의 인접되고 서로 연통된 형태로 구성하고 이와 상응되게 교반익(16)도 복수개를 함께 설치하여 연동이 가능하게 구성할 수 있으며, 또한 이와 상응되게 열분해기구(3), 열교환기(5), 응축기(7) 및 제습기(9)를 서로 연결하여 구성하는 시스템도 복수개를 채택하여 함께 설치하여 구성할 수 있다.

상기 외부구동원(12)은 도 1 및 도 2에 예시한 바와 같이 구동모터를 채택하여 사용하게 되며 외부구동원(12)으로부터 동력을 전달받아 교반축(14)을 경유 교 반익(16)을 회전 구동시킬 수 있게 된다.

상기 외부가열원(22)은 별도로 설치된 스팀보일러로부터 얻어진 스팀을 스팀공급구(26)를 거쳐 내부로 유입시키고 건조실(1) 및 열분해기구(3)를 가열시키는 열원으로 활용한 다음에 스팀배출구(28)를 거쳐 다시 스팀보일러로 복귀시키는 형태로 구성하게 된다.

상기 열분해기구(3)는 내용물의 가열과 교반 혼합에 의하여 생성되는 내부기류의 배출통로 중간부에 설치하되, 상기 본체(10)의 상부 일측에 분진제거망(30)을 갖춘 유입부(32)를 마련하고, 상기 외부가열원(22)을 상기 본체(10)의 일부를 감싼 상태로 가열매체가 유동하도록 마련한 상태에서 상기 외부가열원(22)을 경유하고 상기 유입구(32)와 연통되며 상기 열교환기(5)와 연결 배출되는 배출부(34)와 서로 연통되는 내부기류순환파이프(36)를 다수 설치하며, 상기 배출부(34)와 연통되는 내부기류순환파이프(36)와 상기 유입부(32)와 연통되는 내부기류순환파이프(36)의 상부는 구획판(38)에 의하여 서로 구분되고 상기 배출부(34)와 연통되는 내부기류순환파이프(36)와 상기 유입부(32)와 연통되는 내부기류순환파이프(36)의 하부는 연통부(40)에 의하여 서로 연통이 가능하게 구성하여 이루어지게 된다.

이때, 상기 열분해기구(3)는 도 1 내지 도 4, 도13 내지 도 18에 예시한 바와 같이, 본체(10)에 마련된 외부가열원(22)과 함께 결합한 형태로 구성하였으나, 본체(10)에 마련한 외부가열원(22) 이외에 본체(10)의 내부 기류에 대하여 열분해가 가능한 정도인 별도의 가열원을 마련하고 이 별도의 가열원과 결합한 형태로 구성하여도 관계가 없다.

또한, 상기 열교환기(5)는 내부에 상기 건조실(1)의 배출통로 중간에 설치된 열분해기구(3)의 배출부(34)와 일측이 연결 설치되고 다른 일측에는 응축기(7)와 내부기류유도관(50)에 의하여 연결 설치되는 유동공간(52)이 분리된 상태로서 부분구획부(54)와 함께 마련되고 상기 유동공간(52)의 상,하부에는 예열통로(56,58)가 마련되며 상기 상,하부 예열통로(56,58)의 사이로서 상기 유동공간(52)에는 다수의 예열파이프(60)가 설치되며, 상부 예열통로(56)에는 상기 유입통로(24)와 내부기류유도관(98)이 연결 설치되어 이루어지게 된다.

또한, 상기 응축기(7)는 내부에 상기 열교환기(5)와 내부기류유도관(50)에 의하여 연결 설치되는 상부구획통로(70)와, 상기 제습기(9)와 내부기류유도관(72)에 의하여 서로 연결 설치되는 하부구획통로(74)와, 상기 상,하부 구획통로(70,74)의 사이에는 하부의 냉각매체 유입구(76)와 상부의 냉각매체 배출구(78)가 마련된 응축공간(80)이 마련되며, 상기 상,하부 구획통로(70,74)의 사이로서 상기 응축공간(80)에는 상기 상,하부 구획통로(70,74)를 서로 연통시키는 응축파이프(82)가 설치되며, 상기 하부 구획통로(74)에는 응축수 배출용 드레인(84)이 각각 설치되어 이루어지게 된다.

또한, 상기 제습기(9)는 내측에 다수의 통공(90)이 형성된 다공통체(92)와 상기 다공통체(92)와 이격된 상태로 이를 감싸는 구조로 되어 있는 외측통체(94)가 결합되어 있는 상태로 이루어지되, 상기 다공통체(92)는 상기 응축기(7)의 하부구획통로(74)와 내부기류유도관(72)에 의하여 서로 연결 설치되고 상기 외측통체(94)는 중간에 송풍기(96)가 설치된 내부기류유도관(98)를 거쳐 상기 열교환기(5)의 상 부 예열통로(56)와 서로 연결 설치되며, 상기 외측통체(94)의 하부에는 응축수 배출용 드레인(100)이 설치되어 이루어지게 된다.

다음은 이와 같이 이루어지는 건조장치에 대하여 그 작동이 이루어지는 과정을 본 발명인 건조방법을 토대로 하여 상세하게 살펴보기로 한다.

우선 간략하게 요약하면, 건조실(1) 내부에 건조하고자 하는 내용물을 투입한 상태에서 외부에서 가열하면서 교반기로 교반시키는 가열교반단계; 건조실(1) 내부 내용물로부터 발생되는 고온다습한 공기를 다시 가열하여 열분해시키고 악취를 제거하는 열분해단계; 열분해가 이루어진 고온다습한 공기의 온도를 낮추고 응축시켜 응축수를 생성시키고 응축수는 외부로 배출시키는 열교환응축단계; 응축이 이루어져 수분이 제거된 내부공기로부터 나머지 습기를 제거하는 습기제거단계: 그리고 상기 열분해단계, 상기 열교환응축단계 및 상기 습기제거단계를 거치면서 악취와 수분과 습기가 제거된 저온 저습한 공기를 예열시킨 후에 다시 건조실로 복귀 급송시키는 복귀급송단계를 반복시켜 반복적인 순환 작동에 의하여 밀폐 순환 건조처리가 이루어지게 된다.

다음은 각 단계별로 상세하게 살펴보기로 한다.

가열교반단계

가열 교반단계는 건조실(1) 내부에 건조하고자 하는 내용물을 투입한 상태에서 외부에서 가열하면서 교반기로 교반시키는 단계로서, 건조실(1)에 건조 처리하고자 하는 물질을 내용물투입구(18)를 거쳐 내부로 투입하고 외부가열원(22)을 가열시켜 건조실(1) 내부 및 내용물의 온도를 상승시키고 외부구동원(12)을 가동시켜 교반축(14)과 함께 교반익(16)의 회전구동이 이루어지게 되면 내용물이 건조실(1) 내에서 교반 혼합이 이루어지면서 고르게 온도의 상승이 이루어지게 되며 일정 온도 이상으로 내용물의 온도가 상승하게 되면 내용물에 함유되어 있던 수분이 증발하게 되면서 건조실(1)의 내부에는 수증기 형태의 기류가 채워지게 되는데, 이때 내용물의 가열 및 교반 혼합이 계속적으로 이루어지게 되는 단계이다.

이때, 위와 같은 가열 및 교반 혼합이 장시간 진행되어 내용물이 서서히 건조하게 되면 내용물의 점도도 커져서 반죽 상태를 거쳐 서서히 건조된 분말 형태로 변화하게 되는데, 특히 반죽상태에 이르게 되는 경우 교반익(16)의 단면 형태가 "L"자 형태로 이루어져 도 1 내지 도 5에 예시한 실시예의 경우에는 횡방향교반익(16b)에 의하여 내용물이 건조실(1) 내벽을 타고 상향으로 밀어 올리게 되나 횡방향교반익(16b)의 일부는 상부표면을 타고 흘러내리게 되는 작동을 종방향교반익(16a)이 억제시키게 되어 내용물의 상향이동을 보다 효과적으로 수행하도록 하게 된다. 또한 이에 따라 건조실(1)의 내벽, 횡방향교반익(16b), 종방향교반익(16a)에 의하여 형성되게 되는 "U"형 단면 구조가 형성되면서 내용물이 상향 이동시에 건조실(1)의 내벽에 내용물의 가압 밀착 및 마찰이 강하게 이루어져 내용물이 건조실(1)의 내벽에 늘어 붙는 것이 아니라 확실하게 분리시키면서도 상향 급송 및 교반 혼합이 이루어지게 되는 작동을 수행하게 된다.

더우기, 도 13 내지 도 19에 예시한 실시예의 경우에도 마찬가지로 건조실(1)의 내벽, 횡방향교반익(16b), 종방향교반익(16a)에 의하여 형성되게 되는 눕혀진 "U"형 단면 구조가 형성되면서 내용물이 수평 이동시에 건조실(1)의 내벽에 내 용물의 가압 밀착 및 마찰이 강하게 이루어져 내용물이 건조실(1)의 내벽에 늘어 붙는 것이 아니라 확실하게 분리시키면서도 수평 급송 및 교반 혼합이 이루어지게 되는 작동을 수행하게 된다.

열분해단계

열분해단계는 건조실 내부 내용물로부터 발생되는 고온다습한 공기를 다시 가열하여 열분해시키고 악취를 제거하는 단계로서, 위의 가열교반단계에서 내용물의 온도가 상승하게 되면 수분이 증발하면서 수증기 형태의 내부기류가 건조실(1) 내부를 고온다습한 상태로 채우게 되는데, 이와 같이 고온다습한 내부기류를 열분해기구(3)를 통과하도록 급송시켜 이들 고온다습한 내부기류가 가열되면서 열분해가 이루어지도록 하는 단계이다.

즉, 건조실(1) 내부에서 발생되는 고온다습한 내부기류를 유입부(32)의 분진제거망(30)을 거쳐 구획판(38)의 일측 내부기류순환파이프(36), 연통부(40), 구획판(38)의 다른 일측 내부기류순환파이프(36)를 거쳐 배출부(34)로 배출되도록 하게 되는데, 이때 건조실(1)의 내부온도보다 상대적으로 고온을 유지하게 되는 외부가열원(22)으로서 그 중앙을 통과하게 되는 내부기류순환파이프(36)를 고온다습한 내부기류가 분산되어 경로가 길게 통과하게 되므로 이와 같이 통과하는 동안 열분해가 보다 효과적으로 이루어지게 되고 이와 같은 열분해과정에서 내용물이 증발되면서 발생되는 악취를 포함하여 오염물질이 제거되는 열분해가 이루어지게 된다.

이때, 건조실(1) 내부의 고온다습한 기류를 열분해기구(3)를 경유하도록 하는 급송력은 후술되는 제습기(9)와 열교환기(5)를 연결시켜주는 내부기류유도관 (98)에 설치되는 송풍기(96)의 작동에 의하여 얻어지게 된다.

열교환응축단계

열교환응축단계는 열분해가 이루어진 고온다습한 공기의 온도를 낮추고 응축시켜 응축수를 생성시키고 응축수는 외부로 배출시키는 단계로서, 이는 상기 열분해단계에서 열분해가 이루어진 내부기류를 열교환기(5)와 응축기(7)를 경유하면서 응축이 이루어진 응축수는 응축기(7)의 응축수 배출용 드레인(84)을 거쳐 배출시키고 응축수의 배출에 의하여 저온저습한 상태로 변화된 내부기류는 다음의 습기제거단계를 위하여 내부기류유도관(72)을 거쳐 제습기(9)로 급송하게 되는 단계이다.

즉, 상기 열분해기구(3)를 거치면서 열분해가 이루어진 내부기류가 배출부(34)를 거쳐 열교환기(5)의 유동공간(52)으로서 좌측에 위치한 여러 예열파이프(60)의 사이 간극과 부분구획부(54)의 하부 그리고 우측에 위치한 여러 예열파이프(60)의 사이 간극을 거쳐 내부기류유도관(50)으로 이동하되, 이때 나중에 후술되는 제습단계 이후 저온저습한 내부기류가 건조실(1)로 복귀하기 전에 우측에 위치하는 상부 예열통로(56), 예열파이프(60), 하부 예열통로(58), 좌측에 위치하는 예열파이프(60) 및 상부 예열통로(56)와 유입통로(24)를 거치면서 열교환이 이루어져 예열이 이루어진 상태로 급송이 이루어지도록 한다.

또한, 상기 열교환기(5)를 경유한 내부기류는 내부기류유도관(50)을 거치고 응축기(7)의 상부구획통로(70)와 응축파이프(82), 하부구획통로(74) 및 내부기류유도관(72)을 경유 제습기(9)로 급송이 이루어지게 되는데, 상기 응축기(7)에서는 응축공간(80)의 하부에 위치한 냉각매체유입구(76)로부터 냉각매체가 응축공간(80) 을 거쳐 상부의 냉각매체배출구(78)를 통하여 배출되는 연속적인 냉각작동에 의하여 고온다습한 내부기류가 응축파이프(82)를 통과하면서 응축되어 내부에 함유된 수분은 응축수 형태로 변화되고 낙하하여 하부구획통로(74)의 하부에 모아졌다가 응축수는 응축수배출용 드레인(84)을 거쳐 외부로 배출이 이루어지면서 열교환응축단계가 이루어지게 된다.

습기제거단계

습기제거단계는 응축이 이루어져 수분이 제거된 내부공기로부터 나머지 습기를 제거하는 단계로서, 상기 열교환응축단계에서 수분이 제거된 내부기류가 내부기류유도관(74)을 거쳐 제습기(9)에 공급되는데, 상기 제습기(9)의 다공통체(92)로 급송된 내부기류는 다수의 통공(90)을 거쳐 나가면서 다공통체(92)의 표면에 수분 내지 습기가 응결되어 물방울 형태로 맺혀지다가 하부로 흘러내려 응축수 형태로 외측통체(94)의 내측 하부에 고이게 되며 이와 같이 모여지는 응축수는 응축수배출드레인(100)을 거쳐 외부로 배출시키고 이와 같이 습기가 제거된 내부기류는 외측통체(94)의 외부에 위치하는 내부기류유도관(98)을 거쳐 열교환기(5)로 급송하게 되는 내부기류의 습기제거단계이다.

그리하여 위와 같은 습기제거단계에서는 응축기(7)에서 수분이 제거되고 일부 습기가 남게 되는 내부기류로부터 제습기(9)에서 제습을 행한 다음에 예열을 위하여 열교환기(5)로 급송하게 되는 과정이 이루어지게 된다.

복귀급송단계

복귀급송단계는 상기 열분해단계, 상기 열교환응축단계 및 상기 습기제거단 계를 거치면서 악취와 수분과 습기가 제거된 저온 저습한 공기를 예열시킨 후에 다시 건조실로 복귀 급송시키는 단계로서, 열분해기구(3)를 거치면서 고온다습한 형태로 변화된 내부기류의 여열을 이용하여 열교환기(5)에서 제습기(9)를 거치면서 저온저습한 상태로 변화된 내부기류를 송풍기(98)에 의하여 내부기류유도관(98)을 거쳐 열교환기(5)로 급송하여 서로 열교환이 이루어지면서 예열이 이루어진 상태의 내부기류로 변화시켜 다시 건조실(1)의 내부로 복귀시키는 복귀급송단계이다.

즉, 상기 열분해기구(3)를 거치면서 열분해가 이루어진 내부기류가 배출부(34)를 거쳐 열교환기(5)의 유동공간(52)으로서 좌측에 위치한 여러 예열파이프(60)의 사이 간극과 부분구획부(54)의 하부 그리고 우측에 위치한 여러 예열파이프(60)의 사이 간극을 거쳐 내부기류유도관(50)으로 이동하는 과정에서 열교환기(5)의 고온부를 이루게 되고, 습기제거단계 이후 저온저습한 내부기류가 건조실(1)로 복귀하기 전에 열교환기(5)의 우측에 위치하는 상부 예열통로(56), 예열파이프(60), 하부 예열통로(58), 좌측에 위치하는 예열파이프(60) 및 상부 예열통로(56)를 경유하는 열교환기(5)의 저온부를 이루면서 상호간 열교환이 이루어져 예열이 이루어진 상태에서 유입통로(24)를 거치면서 건조실(1)로 내부기류의 복귀가 이루어지도록 하게 된다.

그리하여 위와 같은 가열교반단계, 열분해단계, 열교환응축단계, 습기제거단계 및 복귀급송단계가 순차적으로 이루어지는 과정이 반복적으로 순환 작동이 이루어지면서 건조실(1)의 내부에 있던 내용물이 밀폐 순환 건조가 이루어지게 된다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명인 밀폐 순환 건조 방법 및 장치에 의하면, 건조처리를 위한 내용물의 가열과정에서 생성되는 고온다습한 내부의 기류를 열분해기구(3)에 의하여 열분해시켜 악취를 포함한 오염물질을 제거한 상태로서 크게 열팽창이 이루어진 상태에서 열교환기(5), 응축기(7) 및 제습기(9)에 의하여 응축이 이루어지도록 하여 냉각응축효율을 향상시키고 응축수의 사전 정화처리가 가능하도록 하여 응축수의 배출로 인한 외부의 오염문제를 해소하고 최종적으로 남게 되는 건조처리물의 경우에도 악취물질이 제거된 형태로 얻어질 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 고온다습한 내부기류에 대하여 열분해기구(3)에서 직접적인 가열에 의하여 내부기류에 대한 열팽창을 보다 확산시켜 열교환기(5) 및 응축기(7)에 있어서 열전달 및 열응축 효율을 향상시키고 응축과정이 이루어진 다음에도 제습기(9)에서 다수의 통공(90) 형태로 이루어진 작은 공극을 인위적으로 통과하도록 하여 별도의 제습과정이 이루어지도록 하여 건조효율을 보다 향상시킬 수 있고, 고온으로 유동하게 되는 내부기류에 대한 폐열을 활용하여 저온저습 상태로 복귀하는 내부기류를 열교환기(5)를 활용에 의한 예열목적으로 활용하여 열효율을 향상시키면서 사용되는 열에너지의 절감이 가능하게 된다.

더우기, 본 발명은 건조실(1)의 내부에 설치되는 교반익(16)의 구조를 개선하여 내용물의 교반 혼합과 이송되는 효과를 향상시키면서 건조실(1)의 내벽에 내용물이 엉겨붙지 않도록 하여 외부 가열원에 의하여 내용물에 전달이 이루어지게 되는 열전달 효율을 향상시켜 건조효과를 보다 향상시킬 수 있게 되는 등의 우수한 효과를 갖게 된다.

Claims (3)

1. 건조실(1) 내부에 건조하고자 하는 내용물을 투입한 상태에서 외부에서 가열하면서 교반기로 교반시키는 가열교반단계;

   건조실(1) 내부 내용물로부터 발생되는 고온다습한 공기를 다시 가열하여 열분해시키고 악취를 제거하는 열분해단계;

   열분해가 이루어진 고온다습한 공기의 온도를 낮추고 응축시켜 응축수를 생성시키고 응축수는 외부로 배출시키는 열교환응축단계;

   응축이 이루어져 수분이 제거된 내부공기로부터 나머지 습기를 제거하는 습기제거단계: 그리고

   상기 열분해단계, 상기 열교환응축단계 및 상기 습기제거단계를 거치면서 악취와 수분과 습기가 제거된 저온 저습한 공기를 예열시킨 후에 다시 건조실로 복귀 급송시키는 복귀급송단계를 반복시켜 반복적인 순환 작동에 의하여 밀폐 순환 건조처리가 이루어지는 것을 특징으로 하는 밀폐 순환 건조 방법.
2. 내용물을 투입한 상태에서 가열 및 교반 혼합과정에서 생성되는 기류를 열분해기구(3)에 의하여 열분해시킨 후에 배출시키고 열교환기(5)로부터 복귀되는 기류를 유입시키는 건조실(1)과;

   상기 건조실(1)로부터 배출된 기류와 응축후에 복귀하는 기류가 서로 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기(5)와;

   상기 열교환기(5)를 거쳐 배출되는 기류를 응축시켜 응축수는 외부로 배출시키고 응축 후의 기류를 제습기(9)로 배출시키는 응축기(7)와;

   상기 응축기(7)로부터 배출되는 기류를 제습시키고 제습과정에서 생성된 응축수는 외부로 배출시키고 제습 후의 기류는 예열을 위하여 상기 열교환기(5)로 배출시키는 제습기(9)와; 그리고

   상기 제습기(9)와 상기 건조실(1)이 상기 열교환기(5)를 거쳐 서로 순차적으로 연결 구성되어 내부기류의 밀폐 순환 건조가 이루어지도록 그 구성이 이루어지는 것을 특징으로 하는 밀폐 순환 건조 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 건조실(1)은 본체(10)의 외부에 설치되는 외부구동원(12)에 의하여 제자리에서 교반축(14)을 중심으로 나선형 교반익(16)의 회전 구동이 이루어지되 "L"자 단면 형상으로서 횡방향교반익(16a)과 종방향교반익(16b)의 결합 형태를 가지는 교반익(16)과, 상기 본체(10) 상부에 설치되는 내용물 투입구(18)와, 상기 본체(10)의 하부에 설치되고 처리된 내용물을 배출하기 위한 배출구(20)와, 상기 본체(10)의 외부에 설치되는 외부가열원(22)과, 상기 본체(10)의 상부에 설치되고 상기 열교환기(5)로부터 유입되는 외부기류의 유입을 위하여 마련되는 유입통로(24)와, 그리고 내용물의 가열과 교반 혼합에 의하여 생성되는 내부기류의 배출통로 중간부엔 열분해기구(3)를 마련하여 이루어지고,

   상기 열분해기구(3)는 내용물의 가열과 교반 혼합에 의하여 생성되는 내부기 류의 배출통로 중간부에 설치하되, 상기 본체(10)의 상부 일측에 분진제거망(30)을 갖춘 유입부(32)를 마련하고, 상기 외부가열원(22)을 상기 본체(10)의 일부를 감싼 상태로 가열매체가 유동하도록 마련한 상태에서 상기 외부가열원(22)을 경유하고 상기 유입구(32)와 연통되며 상기 열교환기(5)와 연결 배출되는 배출부(34)와 서로 연통되는 내부기류순환파이프(36)를 다수 설치하며, 상기 배출부(34)와 연통되는 내부기류순환파이프(36)와 상기 유입부(32)와 연통되는 내부기류순환파이프(36)의 상부는 구획판(38)에 의하여 서로 구분되고 상기 배출부(34)와 연통되는 내부기류순환파이프(36)와 상기 유입부(32)와 연통되는 내부기류순환파이프(36)의 하부는 연통부(40)에 의하여 서로 연통이 가능하게 구성하여 이루어지며,

   상기 열교환기(5)는 내부에 상기 건조실(1)의 배출통로 중간에 설치된 열분해기구(3)의 배출부(34)와 일측이 연결 설치되고 다른 일측에는 응축기(7)와 내부기류유도관(50)에 의하여 연결 설치되는 유동공간(52)이 분리된 상태로서 부분구획부(54)와 함께 마련되고 상기 유동공간(52)의 상,하부에는 예열통로(56,58)가 마련되며 상기 상,하부 예열통로(56,58)의 사이로서 상기 유동공간(52)에는 다수의 예열파이프(60)가 설치되며, 상부 예열통로(56)에는 상기 유입통로(24)와 내부기류유도관(98)이 연결 설치되어 이루어지며,

   상기 응축기(7)는 내부에 상기 열교환기(5)와 내부기류유도관(50)에 의하여 연결 설치되는 상부구획통로(70)와, 상기 제습기(9)와 내부기류유도관(72)에 의하여 서로 연결 설치되는 하부구획통로(74)와, 상기 상,하부 구획통로(70,74)의 사이에는 하부의 냉각매체 유입구(76)와 상부의 냉각매체 배출구(78)가 마련된 응축공 간(80)이 마련되며, 상기 상,하부 구획통로(70,74)의 사이로서 상기 응축공간(80)에는 상기 상,하부 구획통로(70,74)를 서로 연통시키는 응축파이프(82)가 설치되며, 상기 하부 구획통로(74)에는 응축수 배출용 드레인(84)이 각각 설치되어 이루어지며,

   상기 제습기(9)는 내측에 다수의 통공(90)이 형성된 다공통체(92)와 상기 다공통체(92)와 이격된 상태로 이를 감싸는 구조로 되어 있는 외측통체(94)가 결합되어 있는 상태로 이루어지되, 상기 다공통체(92)는 상기 응축기(7)의 하부구획통로(74)와 내부기류유도관(72)에 의하여 서로 연결 설치되고 상기 외측통체(94)는 중간에 송풍기(96)가 설치된 내부기류유도관(98)를 거쳐 상기 열교환기(5)의 상부 예열통로(56)와 서로 연결 설치되며, 상기 외측통체(94)의 하부에는 응축수 배출용 드레인(100)이 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 밀폐 순환 건조 장치.

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