KR20110026058A - 중공축을 이용한 음식물 쓰레기 및 유기성 슬러지의 건조 또는 탄화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중공축을 이용한 음식물 쓰레기 및 유기성 슬러지의 건조 및 탄화 장치에 관한 것으로, 중공 디스크가 일정 간격으로 설치된 두 개의 중공축이 회전되면서 음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지를 이송시키고, 중공축의 내부로 건조 또는 탄화에 적당한 온도의 스팀이 이동되어 중공축과 중공디스크에 열이 전달되어 음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지와의 열 교환 면적이 증대되어 건조 또는 탄화 처리의 효율이 극대화된 발명이다.

본 발명에 따르면, 일측 상부에 투입구가 형성되고, 타측 하부에 배출구가 형성된 케이싱; 상기 케이싱의 내부를 관통하여 나란하게 설치되고, 양단부에 스팀이 출입하는 구멍이 형성되며, 내부가 비어 있으며, 일정 간격으로 서로 엇갈린 위치에 스팀홀이 뚫린 두 개의 중공축; 상기 각각의 중공축에 뚫린 스팀홀이 내부에 위치하게 중공축에 설치된 다수 개의 중공디스크;를 포함하여 구성된 중공축을 이용한 음식물 쓰레기 및 유기성 슬러지의 건조 또는 탄화 장치가 제공된다.

탄화 장치, 중공축, 중공디스크, 음식물 쓰레기, 유기성 슬러지

Description

중공축을 이용한 음식물 쓰레기 및 유기성 슬러지의 건조 또는 탄화 장치{A drying and carbonizing apparatus with quill shaft for food waste or organic sludge}

본 발명은 중공축을 이용한 음식물 쓰레기 및 유기성 슬러지의 건조 및 탄화 장치에 관한 것으로, 중공 디스크가 일정 간격으로 설치된 두 개의 중공축이 회전되면서 음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지를 이송시키고, 중공축의 내부로 건조 또는 탄화에 적당한 온도의 스팀이 이동되어 중공축과 중공디스크에 열이 전달되어 음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지와의 열 교환 면적이 증대되어 건조 또는 탄화 처리의 효율이 극대화된 발명이다.

음식물 쓰레기 및 유기성 슬러지는 재활용, 매립, 소각의 방법으로 처리된다. 재활용 처리는 사료 및 퇴비로 이용하는 것으로, 80％ 정도의 수분을 포함하고 있어 변질이나 악취 및 질병 감염의 우려와 이물질 분리가 어려워 그 효과가 낮다. 그리고 연료로 재활용하는 경우는 보조 연료가 필요하고, 온도가 낮을 경우 다이옥 신이 발생되며, 공정에서의 체류기간이 길어 설비가 커지고 시설비가 과다하게 소요되는 문제점이 있다.

그리고 매립의 경우는 침출수로 인한 지하수 및 토양의 오염 문제와 발생 가스의 대기방출로 인한 대기오염으로 이 역시 많은 문제점을 가지고 있다.

또한 소각의 경우는 다이옥신 발생, 소각 잔재의 매립으로 인한 지하수 토양 오염, 이산화탄소 다량 발생으로 지구온난화 우려, 고가의 소각장치 및 그 유지비 등의 과다 소요로 많은 문제점이 있다.

따라서 음식물 쓰레기 및 유기성 슬러지를 환경 오염 없이 처리하는 방법이나 장치가 절실히 요구되고, 이러한 처리에 의해 발생된 처리물을 다양한 용도로 활용할 수 있도록 함이 절실히 요구된다.

종래의 음식물 쓰레기 및 유기성 슬러지의 건조 또는 탄화 장치 중 친환경적인 것으로는 증기를 이용한 것이 있다. 고온의 증기를 음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지에 직접 접촉시켜 탄화하는 것으로서, 1차와 2차 등의 여러 단계를 거쳐 탄화시켰다.

종래의 증기를 이용한 건조 또는 탄화 장치는 고온의 증기가 직접 음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지에 접촉되는 구조이다. 따라서 고온의 증기라고 하더라도 한 번의 접촉으로 완전한 건조나 탄화가 이루어지지 않아 여러 단계에서 2차례 이 상의 증기 접촉을 시켰다.

그리고 증기를 음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지에 직접 접촉시키는 구조에서는 증기의 고온이 음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지에 골고루 접촉되지 못하여, 건조 또는 탄화가 제대로 이루어지지 않는 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 고온의 증기를 이용하되 음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지와의 고른 접촉으로 건조 또는 탄화가 확실하게 이루어지도록 함과 동시에, 몇 차례의 증기 접촉을 위한 다단계의 구성없이 하나의 구성 단위에서 한 번의 증기 열과의 접촉만으로 건조나 탄화가 이루어지도록 하여 건조 또는 탄화 장치 설비의 용적을 최적화할 수 있도록 하는 건조 또는 탄화 장치를 제공함에 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 건조 또는 탄화장치의 케이싱의 내부를 가로지르는 두 개의 축을 중공축으로 구성하고, 중공축에는 서로 엇갈리게 결합되는 디스크를 설치하되 디스크의 내부는 상기 중공축과 연결되는 내부 공간을 가지도록 한다. 따라서 중공축으로 고온의 증기가 공급되면, 중공축의 표면과 디스크의 표면이 음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지와 넓게 접촉됨으로써 열교환 면적의 증대 효과로 인하여 건조 또는 탄화 작용이 활발하게 일어나도록 하는 장치를 제공하게 된다.

본 발명에 따르면, 고온의 증기에 의한 열이 발산되는 중공축과 중공디스크의 표면 전체에서 음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지와의 접촉이 일어나게 되므로, 음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지의 건조나 탄화 효율이 극대화된다.

그리고 두 개의 중공축이 나란히 병치되고, 각각의 중공축에 서로 엇갈리도록 중공디스크가 설치되어, 음식물 쓰레기를 이송시킴과 동시에 탄화시키게 되고, 이러한 열 교환 효율이 높은 구조에 의하여 하나의 장치만으로 완전한 탄화가 이루어질 수 있어, 설비 용량을 극소화시켜 설치 공간의 절약과 설치 및 해체의 용이함 및 운전 관리에 장점이 있게 된다.

본 발명은 일측 상부에 투입구(1)가 형성되고, 타측 하부에 배출구(2)가 형성된 케이싱(3); 상기 케이싱(3)의 내부를 관통하여 나란하게 설치되고, 양단부에 스팀이 출입하는 구멍이 형성되며, 내부가 비어 있으며, 일정 간격으로 서로 엇갈린 위치에 스팀홀(4)이 뚫린 두 개의 중공축(5); 상기 각각의 중공축(5)에 뚫린 스팀홀(4)이 내부에 위치하게 중공축(5)에 설치된 다수 개의 중공디스크(6);를 포함하여 구성된다.

상기 두 개의 중공축(5)은 서로 연동되고, 반대 방향으로 회전되며, 각각에 기어(7)가 설치되어 서로 치합된 구조이다. 그리고 어느 하나의 중공축(5)에는 체인스프로켓(8)이 설치되어 체인에 의해 구동되게 구성할 수 있다.

그리고 상기의 중공디스크(6)는 중공축(5)의 전제 길이에 일정 간격으로 다 수 개 설치되되, 케이싱(3)의 투입구(1)에서 배출구(2) 쪽으로 절반 갯 수의 중공디스크(6)는 비스듬히 경사지게 설치되어 음식물 쓰레기를 이송하는 추력을 발생시키는 구조를 가진다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 중공축(5)의 우측에 설치된 중공디스크(6)는 비스듬히 설치되고, 좌측에 설치된 중공디스크(6)는 중공축(5)의 중심에 대하여 수직으로 설치된다.

그리고 상기 케이싱(3)에는 스팀실(9)이 빙둘러 형성되어, 중공축(5)과 스팀실(9)로 고온의 스팀이 출입하는 구조를 가진다.

그리고 상기 중공디스크(6)는 반원판으로 두 개의 부분으로 나뉘어져 설치되되, 나뉘어진 각각이 중공축(5)에 형성된 스팀홀(4)이 내부에 위치되게 설치된다. 그리고 나뉘어진 반원판형 중공디스크(6)는 완전한 반원판이 아니라 도 3과 도 5에 도시된 바와 같이, 맞보면서 설치된 반원판형 중공디스크(6)의 사이에 공간이 형성될 수 있도록 반원판보다 작은 형상이다.

그리고 각각의 반원판형 중공디스크(6)의 단부에는 커터(10)가 설치된 구조이다.

상기와 같은 구조를 가진 본 발명의 탄화 장치는 도 1 내지 도 3에 단면도로써 도시되어 있다.

음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지는 케이싱(3)의 투입구(1)를 통해 내부로 투입되어 본격적인 건조 또는 탄화의 과정을 거치게 된다.

건조에 필요한 열원은 스팀으로 얻게 되는데, 건조를 위한 스팀의 온도는 100~300℃ 정도이면 된다. 그리고 탄화에 필요한 열원 또한 스팀으로 얻게 되는데, 이 때의 스팀 온도는 500~900℃ 정도의 과열증기를 사용함이 좋다.

따라서 스팀은 음식물 쓰레기나 유기성 슬러지를 건조시킬 것인지 탄화시킬 것인지를 결정한 후 이에 적합 온도의 스팀을 공급하면 된다.

스팀은 중공축(5)의 일측 단부의 구멍으로 송급되고, 그리고 케이싱(3)의 내부에 빙둘러 형성된 스팀실(9)로 송급된다. 중공축(5)으로 유입된 스팀은 스팀홀(4)을 통하여 모든 중공디스크(6)의 내부로도 유입된다.

상기와 같이 스팀이 공급되면서 두 개의 중공축(5)은 기어(7)의 치합에 의하여 하나의 구동으로 동시에 구동하게 된다. 하나의 구동은 체인이 체인스프로켓(8)에 체결되어 이루어진다.

중공축(5)이 회전되면, 이에 설치된 중공디스크(6)도 회전되는데, 도 1의 우측에 도시된 것과 같이 기울어진 중공디스크(6)에 의해 음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지는 좌측으로 이동하게 된다. 음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지는 도 3과 도 5에 도시된 반원판형의 중공디스크(6)의 사이 공간과, 중공디스크(6)와 케이싱(3)의 벽면 사이의 공간을 통해 이동된다.

음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지가 이동되면서, 중공디스크(6)에 의해 완전히 교반되면서 모든 부분이 중공디스크(6)와 중공축(5) 및 스팀실(9)의 벽면에 접촉하여 높은 열을 받게 된다.

따라서 음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지는 고온의 열은 모든 부분에서 고르게 받을 수 있어 건조 또는 탄화의 효율이 극대화될 수 있다.

그리고 중공디스크(6)에 의해 음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지가 이동할 때, 덩어리진 것이 없도록 헤쳐주는 역할을 커터(10)가 하게 된다. 따라서 커터(10)에 의해 세절되어 스팀의 열이 음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지의 작은 입자에까지 전달되어 건조 또는 탄화 효율이 높아지게 된다.

상기의 과정으로 음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지는 이동하면서 완전히 건조 또는 탄화되어 배출구(2)를 통해 배출되고, 스팀은 반대 방향의 출구를 통해 배출되어 새로운 고열의 스팀이 유입된다.

도 1 내지 도 3은 각 방향에서 본 단면도

도 4는 중공축의 단부 상세 단면도

도 5는 중공축과 중공디스크의 상세 단면도

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 투입구 2 : 배출구

3 : 케이싱 4 : 스팀홀

5 : 중공축 6 : 중공디스크

7 : 기어 8 : 체인스프로켓

9 : 스팀실 10 : 커터

Claims (5)

1. 일측 상부에 투입구(1)가 형성되고, 타측 하부에 배출구(2)가 형성된 케이싱(3); 상기 케이싱(3)의 내부를 관통하여 나란하게 설치되고, 양단부에 스팀이 출입하는 구멍이 형성되며, 내부가 비어 있으며, 일정 간격으로 서로 엇갈린 위치에 스팀홀(4)이 뚫린 두 개의 중공축(5); 상기 각각의 중공축(5)에 뚫린 스팀홀(4)이 내부에 위치하게 중공축(5)에 설치된 다수 개의 중공디스크(6);을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는, 중공축을 이용한 음식물 쓰레기 및 유기성 슬러지의 건조 또는 탄화 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 중공디스크(6)는 중공축(5)의 전제 길이에 일정 간격으로 다수 개 설치되되, 케이싱(3)의 투입구(1)에서 배출구(2) 쪽으로 절반 갯 수의 중공디스크(6)는 비스듬히 경사지게 설치되어 음식물 쓰레기 또는 유기성 슬러지를 이송하는 추력을 발생시킴을 특징으로 하는, 중공축을 이용한 음식물 쓰레기 및 유기성 슬러지의 건조 또는 탄화 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 케이싱(3)에는 스팀실(9)이 형성됨을 특징으로 하는, 중공축을 이용한 음식물 쓰레기 및 유기성 슬러지의 건조 또는 탄화 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 중공디스크(6)는 반원판으로 두 개의 부분으로 나뉘 어져 설치되되, 나뉘어진 각각이 중공축(5)에 형성된 스팀홀(4)이 내부에 위치되게 설치됨을 특징으로 하는, 중공축을 이용한 음식물 쓰레기 및 유기성 슬러지의 건조 또는 탄화 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 반원판형 중공디스크(6)의 단부에는 커터(10)가 설치됨을 특징으로 하는, 중공축을 이용한 음식물 쓰레기 및 유기성 슬러지의 건조 또는 탄화 장치.

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