KR20120056945A - 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오염된 토양을 가열하여 토양의 오염물질을 증발시켜 효율적으로 토양의 오염물질을 정화시키고, 이를 냉각시켜 배출함으로써, 오염물질 정화에 수반되는 이차 오염물질이 발생하지 않는 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 관한 것으로, 회전하는 제1 로터리 퀼른을 이용하여 그 내부로 유류 오염토양을 이동시키고, 내부에는 일정온도로 유류 오염토양을 예열시키는 예열 수단을 구비한 토양 예열부, 상기 토양 예열부에 연결되고, 회전하는 제2 로터리 퀼른을 이용하여 그 내부로 유류 오염토양을 이동시키며, 내부에는 일정온도로 유류 오염토양을 가열시켜 유류를 증발제거시키고 토양을 정화처리하는 가열 수단을 구비한 토양 가열부 및 상기 토양 가열부에 연결되고, 회전하는 제3 로터리 퀼른을 이용하여 그 내부로 유류 오염토양을 이동시키며, 정화처리된 토양을 냉각시켜 배출시키는 냉각 수단을 구비한 토양 배출부를 포함하여 이루어진다.
Description
본 발명은 유류 물질로 오염된 토양을 정화시키는 장치에 관한 것으로, 특히 오염된 토양을 가열하여 토양의 오염물질을 증발시켜 효율적으로 토양의 오염물질을 정화시키고, 이를 냉각시켜 배출함으로써, 오염물질 정화에 수반되는 이차 오염물질이 발생하지 않는 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 관한 것이다.
일반적으로 지하 유류 저장시설로부터의 유류물질 유출은 인간을 포함한 모든 육상 생태계의 생존기반인 토양을 오염시킨다. 토양오염은 대기나 물과는 달리 오랜 시간 동안 오염물질의 누출이 지속되어도 빠른 기간 내에 그 영향이 나타나지 않으나, 일단 오염이 일어나면 오염에 따른 피해가 끼치는 영향은 장기간 지속된다.
이와 같은 유류 물질에 의한 오염토양의 처리기술은 대체적으로 생물학적 처리기술, 물리?화학적 처리기술, 고정화 기술, 열처리기술, 그리고 in-situ 처리기술 등으로 구분할 수 있다.
이 중에서 열처리 기술은 다양한 오염토양에 대해서 적용 범위가 광범위하고 처리 비용이 저렴하여 널리 사용되고 있는 기술이다.
그런데, 종래의 열처리 기술은 토양을 가열하는 방식이 비효율적이고, 오염물질을 증발시키기 위해서 높은 온도로 가열하는 연료의 산화물을 처리하여야 하는 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위한 것으로서, 유류물질에 의한 오염토양을 정화하는데 신속한 작업이 가능하고, 효율적이며, 오염토양을 정화하는데 수반되는 이차 오염물질의 발생을 방지할 수 있는 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치를 제공함에 있다.
그리고 본 발명의 다른 목적은 제작비용의 절감을 이룰 수 있을 뿐만 아니라, 열 손실 없이 오염토양을 처리할 수 있는 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 유류 물질로 오염된 토양을 정화시키는 장치에 있어서,
회전하는 제1 로터리 퀼른을 이용하여 그 내부로 유류 오염토양을 이동시키고, 내부에는 일정온도로 유류 오염토양을 예열시키는 예열 수단을 구비한 토양 예열부;
상기 토양 예열부에 연결되고, 회전하는 제2 로터리 퀼른을 이용하여 그 내부로 유류 오염토양을 이동시키며, 내부에는 일정온도로 유류 오염토양을 가열시켜 유류를 증발제거시키고 토양을 정화처리하는 가열 수단을 구비한 토양 가열부; 및
상기 토양 가열부에 연결되고, 회전하는 제3 로터리 퀼른을 이용하여 그 내부로 유류 오염토양을 이동시키며, 정화처리된 토양을 냉각시켜 배출시키는 냉각 수단을 구비한 토양 배출부;를 포함하여 이루어지는 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치를 제공한다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 토양 예열부는 제1 로터리 퀼른의 일측에 토양 투입구를 구비하고, 타측에는 토양 배출구를 구비하며, 내부에서 증발된 유증기를 외부로 배출처리하는 가스 배출구를 구비하고, 상기 토양 가열부는 토양 예열부의 토양 배출구에 연결된 토양 투입구를 제2 로터리 퀼른의 일측에 구비하고, 타측에는 토양 배출구를 구비하며, 내부에서 증발된 유증기를 외부로 배출처리하는 가스 배출구를 구비하고, 상기 토양 배출부는 토양 가열부의 토양 배출구에 연결된 토양 투입구를 제3 로터리 퀼른의 일측에 구비하고, 타측에는 토양 배출구를 구비하며, 내부에서 증발된 유증기를 외부로 배출처리하는 가스 배출구를 구비하고, 상기 토양 예열부와 토양 가열부 및 토양 배출부는 상하 직렬로 배치되어 일체로 연결됨으로써 상기 토양 예열부와 토양 가열부 및 토양 배출부를 통과하는 토양 흐름방향은 서로 반대로 진행하면서 토양 정화가 이루어지는 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치를 제공한다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 토양 예열부의 제1 로터리 퀼른, 상기 토양 가열부의 제2 로터리 퀼른 및 상기 토양 배출부의 제3 로터리 퀼른은 서로 동일한 구조를 갖추고, 그 각각은 원통형 로터리와 양쪽 뚜껑 및 중심 파이프와 중심축으로 이루어지고, 상기 원통형 로터리는 긴 원통과 상기 긴 원통 내벽에 부착된 스크류 및 상기 긴 원통 양단에 부착된 롤러 링과 링 기어로 구성되며, 상기 양쪽 뚜껑의 일측 뚜껑에는 토양 투입구가 있고, 타측 뚜껑에는 토양 배출구와 가스 배출구가 있고, 상기 양쪽 뚜껑의 중앙에는 상기 중심축이 지나는 구멍이 있으며, 예열수단 또는 가열수단을 외부에 연결시키기 위한 구멍이 있으며, 상기 양쪽 뚜껑의 하단에는 상기 원통형 로터리 올려놓고 구동할 수 있는 두 개의 롤러가 부착되고, 상기 양쪽 뚜껑의 안쪽으로는 상기 원통형 로터리의 양단으로 배출되는 열을 차단하는 절연체가 있으며, 상기 토양 투입구가 있는 일측 뚜껑의 하단에 구동모터를 부착하여 구동모터에 부착된 피니언 기어를 통해 상기 원통형 로터리의 링 기어를 구동하여 로터리 퀼른을 회전시키고, 상기 양쪽 뚜껑과 상기 중심 파이프 및 상기 중심축을 나사로 된 중심축의 양단에 대형 너트로 결합시켜 일체로 연결한 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치를 제공한다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 토양 예열부는 제1 로터리 퀼른의 토양 투입구에 부착된 토양 투입기와, 상기 제1 로터리 퀼른의 중심 파이프에 열 교환매체의 입구와 출구가 형성되어 고온의 열교환 매체가 유입되고 유류 오염토양을 예열한 다음, 저온의 열교환 매체로 배출되는 예열수단을 구비하며, 상기 토양 투입기는 토양이 투입되는 호퍼와 상기 호퍼의 하단에 오거와 상기 오거를 구동하는 구동모터로 이루어져 연속적으로 토양을 투입할 수 있는 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치를 제공한다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 토양 가열부는 제2 로터리 퀼른의 중심 파이프 내경부에 다수의 전열기들이 원형으로 고정되어 외부 전원에 의해서 발열하는 가열수단이 구비되어 유류 오염토양을 가열하고, 상기 가열수단은 유류 오염토양의 내부에서 발열하여 가열시킴으로써 열 손실을 방지할 수 있도록 구성된 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치를 제공한다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 토양 배출부는 제3 로터리 퀼른의 원통형 로터리 외벽에 동 파이프를 감아서 그 내부에 열 교환매체를 통과시켜 고온의 토양을 냉각시키는 냉각수단을 구비하며, 상기 냉각수단은 그 입구측으로 저온의 열교환 매체가 유입되고, 동 파이프를 통과하는 동안 고온으로 가열되며, 그 출구는 상기 토양 예열부의 예열수단 입구측에 연결됨으로써 예열수단의 열원으로서 사용되는 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치를 제공한다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 절연체는 상기 양쪽 뚜껑에 상응 하는 구멍이 형성된 금속판 재료로 이루어지고, 그 내부에는 고온에 견딜 수 있는 내화재료가 채워지며, 상기 절연체의 외경을 상기 원통형 로터리의 내경보다 조금 작게 하여 토양이 유출되는 것을 방지하고, 상기 절연체의 중심에 돌출부를 만들어 상기 중심 파이프를 결합할 수 있도록 구성된 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치를 제공한다.
본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 의하면 전열기로 오염된 토양을 가열하여 토양의 오염물질을 증발시킴으로써, 토양의 오염물질 정화에 효율적이며, 오염물질 정화에 수반되는 이차 오염물질 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 의하면 열 교환기를 사용하여 가열된 배출 토양을 냉각시키고 투입되는 토양을 가열하므로 효율적으로 오염된 토양을 처리할 수 있는 장점이 있다.
나아가, 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 의하면 모터에 의해서 회전하는 동일 구조의 제1, 제2 및 제3 로터리 퀼른을 사용함으로써 제작비용을 크게 절감할 수 있다.
뿐만 아니라, 이와 같은 로터리 퀼른 구조를 통하여 토양의 이송을 용이하게 하고 연속적으로 오염토양을 처리할 수 있으며, 예열수단 및 가열수단이 로터리 퀼른의 내부에 있음으로서 열 손실 없이 오염토양을 처리할 수 있는 우수한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치를 전체적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 구비된 제1,제2 및 제3 로터리 퀼른을 도시한 분해 사시도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 구비된 일측 뚜껑을 도시한 측면도이다.
도 3b는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 구비된 일측 뚜껑을 도시한 정면도이다.
도 4a는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 구비된 타측 뚜껑을 도시한 정면도이다.
도 4b는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 구비된 타측 뚜껑을 도시한 측면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치의 양쪽 뚜껑에 구비된 절연체를 도시한 설명도이다.
도 6a는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 구비된 토양 예열부의 결합 단면도이다.
도 6b는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 구비된 토양 가열부의 결합 단면도이다.
도 6c는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 구비된 토양 냉각부의 결합 단면도이다.
도 7a는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치의 토양 예열부에 구비된 예열수단의 외관 사시도이다.
도 7b는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치의 토양 가열부에 구비된 가열수단의 외관 사시도이다.
도 7c는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치의 토양 냉각부에 구비된 냉각수단의 외관 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치의 토양 예열부에 투입기가 장착된 정면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 구비된 투입기를 도시한 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치의 작동상태를 도시한 설명도이다.
도 2는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 구비된 제1,제2 및 제3 로터리 퀼른을 도시한 분해 사시도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 구비된 일측 뚜껑을 도시한 측면도이다.
도 3b는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 구비된 일측 뚜껑을 도시한 정면도이다.
도 4a는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 구비된 타측 뚜껑을 도시한 정면도이다.
도 4b는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 구비된 타측 뚜껑을 도시한 측면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치의 양쪽 뚜껑에 구비된 절연체를 도시한 설명도이다.
도 6a는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 구비된 토양 예열부의 결합 단면도이다.
도 6b는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 구비된 토양 가열부의 결합 단면도이다.
도 6c는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 구비된 토양 냉각부의 결합 단면도이다.
도 7a는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치의 토양 예열부에 구비된 예열수단의 외관 사시도이다.
도 7b는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치의 토양 가열부에 구비된 가열수단의 외관 사시도이다.
도 7c는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치의 토양 냉각부에 구비된 냉각수단의 외관 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치의 토양 예열부에 투입기가 장착된 정면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치에 구비된 투입기를 도시한 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치의 작동상태를 도시한 설명도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 회전하는 제1 로터리 퀼른(210)을 이용하여 그 내부로 유류 오염토양을 이동시키고, 내부에는 일정온도로 유류 오염토양을 예열시키는 예열 수단을 구비한 토양 예열부(200)를 갖는다.
그리고 본 발명의 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치(100)는 상기 토양 예열부(200)에 연결되는 토양 가열부(400)를 구비하는데, 이와 같은 토양 가열부(400)는 회전하는 제2 로터리 퀼른(410)을 이용하여 그 내부로 유류 오염토양을 이동시키며, 내부에는 일정온도로 유류 오염토양을 가열시켜 유류를 증발제거시키고 토양을 정화처리하는 가열수단(420)을 구비한다.
또한 본 발명의 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치(100)는 이와 같은 토양 가열부(400)에 연결되는 토양 배출부(600)를 구비하며, 이와 같은 토양 배출부(600)는 회전하는 제3 로터리 퀼른(610)을 이용하여 그 내부로 유류 오염토양을 이동시키며, 정화처리된 토양을 냉각시켜 배출시키는 냉각수단(620)을 구비한다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치(100)는 상기 토양 예열부(200)의 제1 로터리 퀼른(210), 상기 토양 가열부(400)의 제2 로터리 퀼른(410) 및 상기 토양 배출부(600)의 제3 로터리 퀼른(610)들이 서로 동일한 구조, 기능 및 작용효과를 갖추고 있다.
따라서 이하에서는 설명의 간략화를 위하여 제1 로터리 퀼른(210)에 대해서 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 하며, 이와 같은 토양 예열부(200)의 제1 로터리 퀼른(210)은 토양 가열부(400)의 제2 로터리 퀼른(410) 및 토양 배출부(600)의 제3 로터리 퀼른(610)에 각각 모두 공통적으로 적용되는 것임을 미리 명확하게 밝혀두고자 한다.
이와 같이 상기 토양 가열부(400)의 제2 로터리 퀼른(410) 및 토양 배출부(600)의 제3 로터리 퀼른(610)에 각각 공통적으로 적용되는 토양 예열부(200)의 제1 로터리 퀼른(210)의 구조가 도 2 내지 도 5a 및 도 5b에 걸쳐서 상세히 도시되어 있다.
이와 같은 제1 로터리 퀼른(210)은 도 2에 전체적으로 도시된 바와 같이, 원통형 로터리(220)와 양쪽 뚜껑(240a,240b) 및 중심 파이프(260)와 중심축(280)으로 이루어져 있다.
이와 같은 원통형 로터리(220)는 속이 빈 중공형의 긴 원통(224)과, 상기 긴 원통(224) 내벽에 부착된 스크류(226) 및 긴 원통(224) 양단에 부착된 복수의 롤러 링(228a,228b)과 상기 일측 롤러 링(228a)에 인접하여 일체로 연결된 링 기어(230)로 구성되어 있다.
그리고 이와 같은 긴 원통(224)의 양측을 폐쇄시키도록 양측에 각각 뚜껑(240a,240b)이 배치되는데, 이와 같은 양쪽 뚜껑(240a,240b)은 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 토양 투입구(242)가 있는 일측 뚜껑(240a)과, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 토양 배출구(244)가 있는 타측 뚜껑(240b)으로 구성되고, 타측 뚜껑(240b)에 토양 배출구(244)와 함께 가스 배출구(246)가 형성되어 있다.
이와 같은 양쪽 뚜껑(240a,240b)의 중심에는 각각 중심축(280)이 지나는 구멍(248)이 형성되어 있고, 그 하부측으로는 이후에 설명되는 바와 같이, 토양 예열부(200)와 토양 가열부(400)의 제1 및 제2 로터리 퀼른(210,410) 중앙에 있는 가열수단(420)나 예열수단(350)을 연결시키기 위한 구멍(250)이 있으며, 양쪽 뚜껑(240a,240b)의 하단에 원통형 로터리(220)를 올려놓고 구동할 수 있는 두 개의 롤러(252)가 부착되어 있다.
또한 상기 양쪽 뚜껑(240a,240b)의 안쪽으로는 각각의 양쪽 뚜껑(240a,240b)에 상응하는 구멍이 있으면서 원통형 로터리(220)의 양단으로 배출되는 열을 차단하는 절연체(300a,300b)가 장착되어 있다.
이와 같은 절연체(300a,300b)는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 내부가 비어있는 고리형 금속판 부재(310a,310b)에 고온에 견딜 수 있는 내화재료(312a,312b)인 석고로 채우는 것이 바람직하며, 절연체(300a,300b)의 외경을 원통형 로터리(220)의 내경보다 조금 작게 하여 토양이 유출되는 것을 방지한다.
또한 상기 절연체(300a,300b)의 중심에는 돌출부(314a,314b)를 만들어 중심 파이프(260)를 결합할 수 있도록 하며, 각각의 양쪽 뚜껑(240a,240b)에 상응하는 구멍(316a,316b)들이 형성되어 있다.
한편, 상기 토양 투입구(242)가 형성되어 있는 일측 뚜껑(240a)의 하단에는 구동모터(330)를 부착하여 구동모터(330)에 부착된 피니언 기어(332)로 원통형 로터리(220)의 링 기어(230)를 구동한다.
이와 같은 제1 로터리 퀼른(210)은 바람직하게는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 양쪽 뚜껑(240a,240b)과 중심 파이프(260)를 중심축(280)이 관통하고, 상기 중심축(280)의 양단에 형성된 나사부(282)에는 각각 대형 너트(284)를 나사 결합하여 일체로 연결한다.
그리고 상기 중심 파이프(260)의 내부에 토양 예열부(200)의 예열수단(350)이나, 토양 가열부(400)의 가열수단(420)을 설치하여 열 손실을 방지할 수 있다. 이와 같이 제1 로터리 퀼른(210)은 원통형 로터리(220)와 양쪽 뚜껑(240a,240b) 및 중심 파이프(260)와 중심축(280)을 결합하여 일체로 구성된다.
또한 바람직하게는 상기 제1 로터리 퀼른(210)의 중심 파이프(260)에 온도 센서(도시되어 있지 않음)를 부착하여 토양의 온도를 측정할 수 있고, 원통형 로터리(220)에 절연수단(도시되어 있지 않음)을 감아서 열 손실을 줄일 수 있다.
도 6a에는 토양 예열부(200)의 결합 단면이 도시되어 있다.
이와 같은 토양 예열부(200)는 그 중심 파이프(260)에는 도 7a에 도시된 바와 같이, 예열수단(350)을 구비하는데, 이와 같은 예열수단(350)은 중심 파이프(260)의 양측에 열 교환매체(P1)의 입구(352)와 출구(354)를 만들어 중심 파이프(260)의 내부로 열 교환매체(P1)를 투입시키고, 토양 예열부(200) 내로 유입된 토양을 예열할 수 있도록 하고, 만일 상기 열 교환매체(P1)의 온도가 낮을 경우, 별도로 열 교환매체(P1)를 가열할 수 있는 가열기(도시되어 있지 않음)를 추가할 수도 있다.
그리고 상기 토양 투입기(800)는 도 8에 도시된 바와 같이, 토양 예열부(200)의 제1 로터리 퀼른(210)에 마련된 토양 투입구(242)에 장착되어 있다.
이와 같은 토양 투입기(800)는 도 9에 도시된 바와 같이, 상부가 넓고 하부는 좁은 원추형 단면의 호퍼(810)와, 상기 호퍼(810)의 하단에 수평으로 설치된 오거(Auger)(812)와 상기 오거(812)를 구동하는 구동모터(820)로 이루어져서 연속적으로 토양의 투입이 가능하게 하는 것이 바람직하다.
도 6b에는 토양 가열부(400)의 결합 단면이 도시되어 있다.
이와 같은 토양 가열부(400)는 제2 로터리 퀼른(410)의 중심 파이프(260)에 도 7b와 같은 가열수단(420)을 설치하여 토양을 가열할 수 있다. 상기 가열수단(420)은 다수개의 막대형 전열기(422)들을 상기 중공 원통형 중심 파이프(260)의 내경을 따라 원형으로 설치하여 많은 열량을 공급할 수 있게 하는 것이 바람직하고, 가열수단(420)을 제어할 수 있는 제어기(도시되어 있지 않음)를 필요로 한다.
즉, 상기 토양 가열부(400)의 제2 로터리 퀼른(410)은 토양 예열부(200)의 제1 로터리 퀼른(210)과는 다르게, 중심 파이프(260)의 내부에 예열수단(350) 대신 다수의 막대형 전열기(422)을 원형으로 설치한 가열수단(420)을 구비하고 있다.
따라서 이와 같은 가열수단(420)의 막대형 전열기(422)들은 외부로부터 공급되는 전원에 의해서 발열하고, 상기 중심 파이프(260)를 통해서 열을 제2 로터리 퀼른(410)의 스크류(226)를 통해서 진행하는 오염된 토양으로 전달하여 가열시킨다.
한편, 도 6c에는 토양 배출부(600)의 결합 단면이 도시되어 있다.
이와 같은 토양 배출부(600)는 제3 로터리 퀼른(610)의 원통형 로터리(220) 외벽에 동 파이프(622)를 감은 냉각수단(620)을 구비하며, 이와 같은 냉각수단(620)은 입구(624) 측으로 열 교환매체(P2)가 유입되고, 동 파이프(622)를 흐르는 열 교환매체(P2)에 의하여 가열된 토양을 냉각시키며, 이와 같은 냉각작용 도중에 가열된 열 교환매체(P2)는 출구(626)를 통하여 토양 예열부(200)의 예열수단(350)에 연결되어 공급될 수 있다.
즉, 이와 같은 토양 배출부(600)는 토양 예열부(200)의 제1 로터리 퀼른(210)과 토양 가열부(400)의 제2 로터리 퀼른(410)과는 다르게, 중심 파이프(260)의 내부에 예열수단(350) 또는 가열수단(420)을 구비하고 있지 않다.
대신, 제3 로터리 퀼른(610)의 원통형 로터리(220) 외벽에 도 7c에 도시된 바와 같이, 동 파이프(622)를 감은 냉각수단(620)을 구비하고 있다. 이와 같은 냉각수단(620)은 상기 원통형 로터리(220)가 가열되어 팽창된 상태를 고려하여 동 파이프(622)를 감아서 원통형 로터리(220)의 온도에 의하여 동 파이프(622)가 팽창하면, 상기 원통형 로터리(220)의 열을 동 파이프(622)의 열 교환매체(P)에 전달하고, 동 파이프(622)와 원통형 로터리(220)의 외벽 사이에 마찰이 없이 원통형 로터리(220)를 구동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치(100)는 도 10에 도시된 바와 같은, 토양 예열부(200)와 토양 가열부(400) 및 토양 배출부(600)들이 서로 직렬로 연결된다.
즉, 토양 예열부(200)의 토양 투입구(242)에는 토양 투입기(800)를 부착시키고, 토양 배출구(244)에는 토양 가열부(400)의 토양 투입구(242)를 연결시킨다. 또한 토양 가열부(400)의 토양 배출구(244)에는 토양 배출부(600)의 토양 투입구(242)를 연결시켜서 서로 일체로 결합되도록 한다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치(100)는 상기 토양 예열부(200)와 토양 가열부(400) 및 토양 배출부(600)들을 수직으로 배열하여 작동시키면 토양의 이송을 용이하게 할 수 있다.
이때, 각각의 토양 투입기(800), 토양 예열부(200), 토양 가열부(400) 및 토양 배출부(600)들에 구비된 구동모터(330,820)들은 모두 작동하여 토양 이송이 이루어지도록 한다.
이와 같이 상기 토양 예열부(200)와 토양 가열부(400) 및 토양 배출부(600)는 상하 직렬로 배치되어 서로 일체로 연결됨으로써 상기 토양 예열부(200)와 토양 가열부(400) 및 토양 배출부(600)를 통과하는 토양 흐름방향은 서로 반대로 진행하면서 토양 정화가 이루어지게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치(100)는 토양 투입기(800)의 원추형 호퍼(810) 측으로 유류 물질에 의한 오염토양(K1)이 투입된다.
이와 같은 오염토양(K1)은 토양 투입기(800)의 구동모터(820)가 작동하여 내부의 오거(812)를 회전시킴으로써 토양 예열부(200)의 토양 투입구(242) 측으로 유입된다.
이와 같은 토양 예열부(200)에서는 구동모터(330)의 작동으로 제1 로터리 퀼른(210)이 중심 파이프(260) 둘레를 회전하면서 그 내부에 장착된 스크류(226)가 토양 투입구(242)측으로부터 토양 배출구(244)측으로 이동하게 되며, 이때 예열수단(350)의 입구(352)측으로는 열교환 매체, 예를 들면 고온수 또는 수증기가 유입되어 출구(354)측으로 배출된다.
이와 같은 과정에서 상기 예열수단(350)은 중심 파이프(260) 둘레를 회전하면서 이동하는 오염토양(K1)을 일정 온도로 예열시키게 되며, 이와 같은 예열과정에서 생성된 유증기(S)는 토양 예열부(200)의 가스 배출구(246)를 통해서 수집되어 별도로 포집처리된다.
그리고, 일정 온도로 예열된 오염 토양은 토양 예열부(200)의 토양 배출구(244)를 통해서 토양 가열부(400)의 토양 투입구(242)로 유입되며, 상기 토양 가열부(400)의 구동모터(330) 작동으로 토양 배출구(244)측으로 이동된다.
이와 같은 과정에서도 상기 토양 가열부(400)에서는 구동모터(330)의 작동으로 제2 로터리 퀼른(410)이 내부의 중심 파이프(260) 둘레를 회전하면서 그 내부에 장착된 스크류(226)가 토양 투입구(242)측으로부터 토양 배출구(244)측으로 이동하게 되며, 이때 가열수단(420)은 가열수단(420)에 전원 공급이 이루어져서 발열한다.
즉, 토양 가열부(400)의 가열수단(420)은 도 7b에 도시된 바와 같은, 다수의 막대형 전열기(422)을 원형으로 중심 파이프(260)의 내부에 설치한 것으로서, 외부로부터 공급되는 전원에 의해서 발열하고 상기 중심 파이프(260)를 통해서 열을 제2 로터리 퀼른(410)의 스크류(226)를 통해서 진행하는 오염토양(K1)에 전달하여 가열시킨다.
따라서 상기 가열수단(420)에 의해서 일정 온도로 가열된 오염토양(K1)은 이와 같은 가열과정에서 대부분의 유류물질이 유증기(S)로 증발하게 되며, 토양 가열부(400)의 가스 배출구(246)를 통해서 수집되어 별도로 포집처리된다.
이와 같이 유류 물질이 제거되어 정화된 토양(K2)은 토양 가열부(400)의 토양 배출구(244)를 통해서 토양 배출부(600)의 토양 투입구(242)로 유입되며, 토양 배출부(600)에서는 구동모터(330)의 작동으로 제3 로터리 퀼른(610)이 내부의 중심 파이프(260) 둘레를 회전하면서 그 내부에 장착된 스크류(226)가 정화된 토양(K2)을 토양 투입구(242)측으로부터 토양 배출구(244)측으로 이동시키게 된다.
이와 같은 토양 배출부(600)에서는 고온의 오염 토양이 냉각수단(620)에 의해서 냉각처리되는데, 이와 같은 냉각수단(620)의 입구(624)측으로는 열 전달매체(P2) 예를 들면, 저온의 물이 유입되고, 동 파이프(622)를 통하여 흐르면서, 토양 배출부(600) 내의 고온의 정화된 토양(K2)으로부터 발열되는 열을 흡수하여 냉각시키고, 정화된 토양(K2)이 냉각된 상태로 토양 배출부(600)의 토양 배출구(244)를 통해서 배출되도록 한다.
한편, 상기 냉각수단(620)은 열 전달매체(P2)가 열 파이프(622) 내를 통과하면서 고온으로 온도가 상승되며, 상기 냉각수단(620)의 출구(626)를 통해서 고온수 또는 수증기 상태로 배출된다.
이와 같은 냉각수단(620)의 출구(626)는 토양 예열부(200)의 예열수단(350)에 연결된 것이어서, 상기 냉각수단(620)을 통하여 배출되는 고온수 또는 수증기의 열 전달매체(P2)는, 토양 예열부(200)에서 오염토양(K1)의 예열에 사용되는 열 전달매체(P1)로 전환되고 효율적인 재사용이 가능하게 된다.
이와 같은 냉각수단(620)을 통하여 냉각된 정화된 토양(K2)은 토양 배출부(600)의 토양 배출구(244)측을 통하여 회수되며, 상기 토양 배출부(600)를 통과하는 과정에서 일부 잔류하여 증발하는 유증기(S)는 토양 배출부(600)의 가스 배출구(246)를 통해서 수집되어 별도로 포집처리된다.
상기와 같이 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치(100)에 의하면 가열수단(420)을 통해서 오염된 토양을 가열하여 토양의 오염물질을 증발시킴으로써, 토양의 오염물질 정화에 효율적이며, 오염물질 정화에 수반되는 이차 오염물질 발생을 방지할 수 있는 장점이 얻어진다.
또한, 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치(100)에 의하면 예열수단(350)을 사용하여 가열된 배출 토양을 냉각시키고, 투입되는 토양을 가열하므로 효율적으로 오염된 토양을 처리할 수 있는 장점이 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치(100)에 의하면 각각 구동모터(330)에 의해서 회전하는 동일한 구조의 제1, 제2 및 제3 로터리 퀼른(210,410,610)을 사용함으로써 제작비용을 크게 절감할 수 있고, 토양의 이송을 용이하게 하면서 연속적으로 오염토양(K1)을 처리할 수 있으며, 예열수단(350) 및 가열수단(420)이 제1 및 제2 로터리 퀼른(210,410)의 내부에 있음으로서 열 손실 없이 오염토양(K1)을 처리할 수 있는 우수한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시 예에 관련하여 상세히 설명하였지만 본 발명은 이와 같은 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 실용신안등록청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 예를 들면 상기에서는 토양 예열부(200), 토양 가열부(400) 및 토양 배출부(600)의 로터리 퀼른(210,410,610)들을 각각 하나의 세트로서 도시하였지만, 장치 성능의 향상을 위하여 각각 다수 세트를 구비할 수도 있을 것이다. 그렇지만 그와 같은 단순한 수정 또는 변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.
100...... 유류오염토양 정화장치 200....... 토양 예열부
210,410,610..... 제1, 제2 및 제3 로터리 퀼른 220...... 원통형 로터리
224....... 긴 원통 226...... 스크류
228a,228b........ 롤러 링 230...... 링 기어
240a,240b...... 양쪽 뚜껑 242....... 토양 투입구
244...... 토양 배출구 246........ 가스 배출구
248...... 구멍 250....... 구멍
252....... 롤러 260....... 중심 파이프
280...... 중심축 282...... 나사부
284....... 대형 너트 300a,300b....... 절연체
310a,310b...... 금속판 부재 312a,312b...... 내화재료
314a,314b...... 돌출부 316a,316b...... 구멍
330...... 구동모터 332...... 피니언 기어
350...... 예열수단 352...... 입구
354...... 출구 400...... 토양 가열부
420...... 가열수단 422...... 막대형 전열기
600....... 토양 배출부 620...... 냉각수단
622...... 동 파이프 624...... 입구
626...... 출구 800...... 토양 투입기
810....... 호퍼 812...... 오거(Auger)
820...... 구동모터 P1,P2...... 열 교환매체
K1...... 오염토양 K2....... 정화된 토양
S....... 유증기
210,410,610..... 제1, 제2 및 제3 로터리 퀼른 220...... 원통형 로터리
224....... 긴 원통 226...... 스크류
228a,228b........ 롤러 링 230...... 링 기어
240a,240b...... 양쪽 뚜껑 242....... 토양 투입구
244...... 토양 배출구 246........ 가스 배출구
248...... 구멍 250....... 구멍
252....... 롤러 260....... 중심 파이프
280...... 중심축 282...... 나사부
284....... 대형 너트 300a,300b....... 절연체
310a,310b...... 금속판 부재 312a,312b...... 내화재료
314a,314b...... 돌출부 316a,316b...... 구멍
330...... 구동모터 332...... 피니언 기어
350...... 예열수단 352...... 입구
354...... 출구 400...... 토양 가열부
420...... 가열수단 422...... 막대형 전열기
600....... 토양 배출부 620...... 냉각수단
622...... 동 파이프 624...... 입구
626...... 출구 800...... 토양 투입기
810....... 호퍼 812...... 오거(Auger)
820...... 구동모터 P1,P2...... 열 교환매체
K1...... 오염토양 K2....... 정화된 토양
S....... 유증기
Claims (7)
- 유류 물질로 오염된 토양을 정화시키는 장치에 있어서,
회전하는 제1 로터리 퀼른을 이용하여 그 내부로 유류 오염토양을 이동시키고, 내부에는 일정온도로 유류 오염토양을 예열시키는 예열 수단을 구비한 토양 예열부;
상기 토양 예열부에 연결되고, 회전하는 제2 로터리 퀼른을 이용하여 그 내부로 유류 오염토양을 이동시키며, 내부에는 일정온도로 유류 오염토양을 가열시켜 유류를 증발제거시키고 토양을 정화처리하는 가열 수단을 구비한 토양 가열부; 및
상기 토양 가열부에 연결되고, 회전하는 제3 로터리 퀼른을 이용하여 그 내부로 유류 오염토양을 이동시키며, 정화처리된 토양을 냉각시켜 배출시키는 냉각 수단을 구비한 토양 배출부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치. - 제 1항에 있어서, 상기 토양 예열부는 제1 로터리 퀼른의 일측에 토양 투입구를 구비하고, 타측에는 토양 배출구를 구비하며, 내부에서 증발된 유증기를 외부로 배출처리하는 가스 배출구를 구비하고, 상기 토양 가열부는 토양 예열부의 토양 배출구에 연결된 토양 투입구를 제2 로터리 퀼른의 일측에 구비하고, 타측에는 토양 배출구를 구비하며, 내부에서 증발된 유증기를 외부로 배출처리하는 가스 배출구를 구비하고, 상기 토양 배출부는 토양 가열부의 토양 배출구에 연결된 토양 투입구를 제3 로터리 퀼른의 일측에 구비하고, 타측에는 토양 배출구를 구비하며, 내부에서 증발된 유증기를 외부로 배출처리하는 가스 배출구를 구비하고, 상기 토양 예열부와 토양 가열부 및 토양 배출부는 상하 직렬로 배치되어 일체로 연결됨으로써 상기 토양 예열부와 토양 가열부 및 토양 배출부를 통과하는 토양 흐름방향은 서로 반대로 진행하면서 토양 정화가 이루어지는 것임을 특징으로 하는 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 토양 예열부의 제1 로터리 퀼른, 상기 토양 가열부의 제2 로터리 퀼른 및 상기 토양 배출부의 제3 로터리 퀼른은 서로 동일한 구조를 갖추고, 그 각각은 원통형 로터리와 양쪽 뚜껑 및 중심 파이프와 중심축으로 이루어지고, 상기 원통형 로터리는 긴 원통과 상기 긴 원통 내벽에 부착된 스크류 및 상기 긴 원통 양단에 부착된 롤러 링과 링 기어로 구성되며, 상기 양쪽 뚜껑의 일측 뚜껑에는 토양 투입구가 있고, 타측 뚜껑에는 토양 배출구와 가스 배출구가 있고, 상기 양쪽 뚜껑의 중앙에는 상기 중심축이 지나는 구멍이 있으며, 예열수단 또는 가열수단을 외부에 연결시키기 위한 구멍이 있으며, 상기 양쪽 뚜껑의 하단에는 상기 원통형 로터리 올려놓고 구동할 수 있는 두 개의 롤러가 부착되고, 상기 양쪽 뚜껑의 안쪽으로는 상기 원통형 로터리의 양단으로 배출되는 열을 차단하는 절연체가 있으며, 상기 토양 투입구가 있는 일측 뚜껑의 하단에 구동모터를 부착하여 구동모터에 부착된 피니언 기어를 통해 상기 원통형 로터리의 링 기어를 구동하여 로터리 퀼른을 회전시키고, 상기 양쪽 뚜껑과 상기 중심 파이프 및 상기 중심축을 나사로 된 중심축의 양단에 대형 너트로 결합시켜 일체로 연결한 것임을 특징으로 하는 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치.
- 제 3항에 있어서, 상기 토양 예열부는 제1 로터리 퀼른의 토양 투입구에 부착된 토양 투입기와, 상기 제1 로터리 퀼른의 중심 파이프에 열 교환매체의 입구와 출구가 형성되어 고온의 열교환 매체가 유입되고 유류 오염토양을 예열한 다음, 저온의 열교환 매체로 배출되는 예열수단을 구비하며, 상기 토양 투입기는 토양이 투입되는 호퍼와 상기 호퍼의 하단에 오거와 상기 오거를 구동하는 구동모터로 이루어져 연속적으로 토양을 투입할 수 있는 것임을 특징으로 하는 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치.
- 제 3항에 있어서, 상기 토양 가열부는 제2 로터리 퀼른의 중심 파이프 내경부에 다수의 전열기들이 원형으로 고정되어 외부 전원에 의해서 발열하는 가열수단이 구비되어 유류 오염토양을 가열하고, 상기 가열수단은 유류 오염토양의 내부에서 발열하여 가열시킴으로써 열 손실을 방지할 수 있도록 구성된 것임을 특징으로 하는 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치.
- 제 3항에 있어서, 상기 토양 배출부는 제3 로터리 퀼른의 원통형 로터리 외벽에 동 파이프를 감아서 그 내부에 열 교환매체를 통과시켜 고온의 토양을 냉각시키는 냉각수단을 구비하며, 상기 냉각수단은 그 입구측으로 저온의 열교환 매체가 유입되고, 동 파이프를 통과하는 동안 고온으로 가열되며, 그 출구는 상기 토양 예열부의 예열수단 입구측에 연결됨으로써 예열수단의 열원으로서 사용되는 것임을 특징으로 하는 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치.
- 제 3항에 있어서, 상기 절연체는 상기 양쪽 뚜껑에 상응 하는 구멍이 형성된 금속판 재료로 이루어지고, 그 내부에는 고온에 견딜 수 있는 내화재료가 채워지며, 상기 절연체의 외경을 상기 원통형 로터리의 내경보다 조금 작게 하여 토양이 유출되는 것을 방지하고, 상기 절연체의 중심에 돌출부를 만들어 상기 중심 파이프를 결합할 수 있도록 구성된 것임을 특징으로 하는 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020100118436A KR20120056945A (ko) | 2010-11-26 | 2010-11-26 | 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치 |
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| KR1020100118436A KR20120056945A (ko) | 2010-11-26 | 2010-11-26 | 열 탈착에 의한 유류오염토양 정화장치 |
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