KR20140005612A - 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치 - Google Patents

기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐기물(원료물질)을 무산소 상태 하에서 간접가열하여 가스와 오일, 차아(Char) 등으로 분해하도록 이루어진 간접가열방식의 열분해장치이다. 상세하게는 높은 온도 및 온도변화의 영향에 의하여 열분해로의 진공(기밀)상태가 파괴되지 않도록 함으로써 정상적인 열분해가 이루어질 수 있도록 기밀유지를 위한 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명인 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치는, 가열수단이 형성된 가열로 내측으로 스크류 날개가 설치된 스크류축을 구비한 열분해로가 설치되어 간접가열방식으로 폐기물을 고온 및 진공상태하에서 열분해하도록 이루어진 간접가열방식의 열분해장치에 있어서, 상기 스크류축이 온도변화에 따라 발생하는 신축현상에 의하여 발생하는 기밀파괴현상을 방지할 수 있도록 스크류축과 구동장치 사이에 냉각용 유체와 기밀용 유체를 이용한 냉각기밀유지장치와, 스크류축 일측에 설치되어 스크류축의 길이가 온도의 변화에 따라 조절되도록 하는 신축커플링을 이용한 신축기밀유지장치 중 적어도 어느 하나를 포함하는 기밀유지수단을 포함하도록 이루어진다.

Description

기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치{Confidentiality means of indirect heating of the pyrolysis unit equipped with}
본 발명은 폐기물(원료물질)을 무산소 상태 하에서 간접가열하여 가스와 오일, 차아(Char) 등으로 분해하도록 이루어진 간접가열방식의 열분해장치이다. 상세하게는 높은 온도 및 온도변화의 영향에 의하여 열분해로의 진공(기밀)상태가 파괴되지 않도록 함으로써 정상적인 열분해가 이루어질 수 있도록 기밀유지를 위한 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치에 관한 것이다.
사회가 본격적인 산업화 양상을 나타내면서 '대량생산과 대량소비'에 따른 폐기물이 급증하는 가운데 폐기물 처리에 수반되는 환경오염 문제가 심각하게 대두됨에 따라 효율적인 폐기물 처리방안이 시급히 요구되고 있는 실정이다.
일반적으로 폐기물이란 쓸모없게 되어 버리는 물질을 총칭하며, 통상적 관념내지는 폐기물 관리법에 따르면 '쓰레기·연소재·오니(汚泥)· 폐유(廢油)·폐산·폐알칼리·동물 사체 등 사람의 생활이나 산업활동에 필요 없게 되어 버리는 물질'로 정의된다. 현재 사용되고 있는 폐기물 처리방안에는 '감량', '재활용', '재생', '매립' 및 '소각' 등이 있다.
이 중에서 감량, 재활용, 재생의 폐기물 처리방안은 최종적인 폐기물 처리방안이 되지 못하며, 극히 일부만이 폐기물들만이 가능한 관계로 제외하고, 매립은 장기간에 걸쳐 심각한 토질 및 수질오염을 초래하므로 각국의 강력한 규제대상이 되고 있다. 따라서 현재로서는 주로 '소각'의 방법이 사용되는데, 이는 화염(火焰)을 이용하여 폐기물을 태워 제거하는 방법이다. 하지만 '소각'에 의한 폐기물 처리방법 역시 여러 가지 문제점이 있다. 즉, 폐기물에 직접적인 화염을 가하는 소각의 경우에 폐기물의 적재량, 밀도, 수분 함유량, 소각로 크기, 가열온도와 같은 여러 요인으로 인해 완전연소가 실질적으로 불가능하고, 불완전 연소에 따른 그을음, 먼지, 대기오염 공해배출가스 등이 다량 발생하는 2차적인 문제점을 가진다.
이에 따라 최근에는 고온 및 진공환경에서 폐기물을 열분해(pyrolysis)하는 다양한 방법이 소개되었으며, 첨부된 특허문헌들과 같이 다양한 열분해 장치 및 방법이 제시 및 개발되어 사용되고 있으며, 더욱더 향상된 기술을 제공하고자 지속적으로 기술을 개발하고 있다.
도 1을 참조하면, 고온 및 진공환경에서 폐기물을 열분해(pyrolysis) 하는 간접가열방식의 열분해장치는 크게 가열수단(1a)이 형성된 가열로(1)와, 상기 가열로(1)의 내측에 설치된 폐기물을 열분해 시키는 열분해로(2)와, 상기 열분해로(2)의 투입구(20a)로 투입된 폐기물을 이동시키는 스크류날개(3a)가 형성된 스크류축(3)과, 상기 스크류축(3)을 구동시키는 구동장치(4)로 구성되어, 상기 열분해로(2)에 투입된 폐기물은 스크류축(3)에 의하여 이동하면서 간접가열방식으로 고온으로 가열되되, 진공환경상태에서 폐기물이 열분해가 이루어지도록 열분해로(2)의 내부는 진공상태를 유지하게 된다. 이와 같은 방식에 의하여 폐기물은 열분해로(2)에서 고온 및 진공상태에서 열분해 하여 가스와 오일, 차아(Char) 등으로 분해되고, 분해된 가스와 오일은 가스배출구(2b)를 통해 배출되어 미도시된 회수장치에 의하여 가스와 오일이 분리되어 회수되고, 나머지 차아(Char)은 차아 배출구를 통하여 배출된다.
그러나, 열분해로 내측에 설치되어 회전하는 스크류 축을 지지하는 동시에 기밀을 유지시켜 열분해로를 진공상태로 유지시키기 위해서는 매우 어려운 문제점이 있다.
즉, 스크류 축이 회전함으로써 패킹을 이용하는 실링(sealing)부에서 기밀을 유지하도록 하는 경우 스크류 축의 온도 변화에 의하여 도 1과 같이 축의 길이방향으로 변화(팽창 및 축소)함으로써 실링(sealing)부(메카니컬 씰(mechanical seal))의 기밀이 파괴되어 진공상태를 유지하지 못하게 된다.
이와 같은 문제점에 의하여 열분해로의 진공상태가 파괴됨으로써 폐기물이 바람직하게 열분해가 이루어지지 못하고, 열분해 효율이 떨어지는 등의 문제점이 야기된다.
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본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로,
본 발명은 온도변화에 따른 팽창 및 수축에 의하여 열분해로의 진공상태가 파괴되지 않도록 실링부(메카니컬 씰(mechanical seal))의 기밀상태를 유지시킬 수 있도록 이루어진 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치를 제공하고자 한다.
즉, 회전하며 고온으로 가열되는 스크류축의 일측 단 부분을 냉각시켜 스크류축의 온도변화로 인한 팽창 및 수축을 최소화하는 한편, 온도변화에 따른 길이변화에 대하여 대응할 수 있도록 하여 기밀상태를 유지시키기 위한 패킹 등과 같은 구성의 파손을 줄임으로써 기밀상태를 유지시킬 수 있도록 이루어진 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 발명된 본 발명인 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치는, 가열수단이 형성된 가열로 내측으로 스크류 날개가 설치된 스크류축을 구비한 열분해로가 설치되어 간접가열방식으로 폐기물을 고온 및 진공상태하에서 열분해하도록 이루어진 간접가열방식의 열분해장치에 있어서, 상기 스크류축이 온도변화에 따라 발생하는 신축현상에 의하여 발생하는 기밀파괴현상을 방지할 수 있도록 스크류축과 구동장치 사이에 냉각용 유체와 기밀용 유체를 이용한 냉각기밀유지장치와, 스크류축 일측에 설치되어 스크류축의 길이가 온도의 변화에 따라 조절되도록 하는 신축커플링을 이용한 신축기밀유지장치 중 적어도 어느 하나를 포함하는 기밀유지수단을 포함함을 특징으로 한다.
상기 냉각기밀유지장치는, 열분해로의 일측에 설치되는 한편, 구동장치의 동력을 스크류축에 전달하는 동력전달장치가 수용되는 내부공간과. 냉각을 위한 냉각용 유체가 순환하도록 이루어진 냉각용 챔버가 구비되는 기밀유지용 몸체로 이루어지되, 상기 기밀유지용 몸체의 일측면 상측부분에는 열분해로와 연통하여 스크류축의 일단이 삽입되도록 제1 관통홀이 형성되고, 상기 제1 관통홀이 형성된 일측면과 대응하는 타측면의 하측부분에는 구동장치의 회전축이 설치되도록 제2 관통홀이 형성됨을 특징으로 한다.
상기 내부공간에 수용되는 기밀용 유체의 수위는 적어도 제2 관통홀에 기밀용 유체가 수용되도록 수위가 조절 및 유지됨을 특징으로 한다.
상기 신축기밀유지장치는, 스크류축이 날개측 스크류축과, 동력전달측 스크류축으로 이루어지며, 상기 날개측 스크류축과 동력전달측 스크류축 사이에는 다수의 가이드공이 형성된 제1 플레이트 판과, 상기 가이드공과 대응되게 형성되고 가이드공에 삽입되어 슬라이드하는 다수의 가이드대가 형성된 제2 플레이트 판으로 이루어짐을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어진 본 발명의 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치는, 기밀유지수단에 의하여 스크류축의 온도변화에 따른 신축(팽창 및 수축)을 최소화함으로써 기밀유지를 위하여 사용되는 패킹 등과 같은 구성의 파손을 방지하여 기밀상태를 유지시킴으로써 열분해로의 진공상태 파괴로부터 발생하는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 상기 기밀유지수단은 구조상 열분해로의 진공상태를 2차로 유지시킬 수 있음으로써 더욱 열분해로의 진공상태를 유지시킬 수 있다.
또한, 상기 기밀유지수단은 온도변화를 최소화시키는 냉각을 이용한 냉각기밀유지장치와, 온도변화에 따른 길이변화에 대하여 대처할 수 있는 신축기밀유지장치 중 적어도 어느 하나로 이루어짐으로써 온도변화로 인하여 발생하는 스크류축의 신축을 적절하게 대처함으로써 기밀유지를 향상시킬 수 있다.
상기 신축기밀유지수단에 의하여 제작 및 설치를 보다 용이하게 할 수 있으며, 유지보수에 대한 쉽게 함으로써 유지비용을 절감할 수 있는 장점을 가진다.
도 1은 종래에 사용 중에 있는 간접가열방식의 열분해장치의 개략단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 나타낸 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치의 개략단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예인 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치의 작동상태를 나타낸 개략단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예인 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치의 기밀유지수단에 대한 상세 개략단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예인 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치의 기밀유지수단 중 냉각용 유체와 기밀용 유체를 이용한 냉각기밀유지장치에 대한 상세 단면 개략도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예인 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치의 기밀유지수단 중 신축커플링을 이용한 신축기밀유지장치에 대한 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예인 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치의 기밀유지수단 중 신축커플링을 이용한 신축기밀유지장치의 작동상태도.
도 8은 도 2의 a-a선 단면개략도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예인 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치의 스크류축에 대한 상세 사시도.
첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 폐기물을 진공상태에서 간접가열방식으로 고온으로 가열하여 가스와 오일 및 차아(Char) 등으로 열분해시키되, 높은 온도 및 온도의 변화의 영향에 의하여 열분해로의 진공(기밀)상태가 파괴되지 않도록 함으로써 정상적인 열분해가 이루어질 수 있도록 기밀유지를 위한 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치(A)의 구성은 크게 고온으로 가열하기 위한 가열용 버너를 구비한 가열로와, 상기 가열로 내측에 설치되어 폐기물을 열분해시키는 열분해로와, 상기 열분해로에 공급되는 폐기물을 이동시키고, 열분해 후 나머지 차아(Char)를 이동시켜 배출하도록 하는 스크류 날개가 형성된 스크류축과, 상기 스크류축을 회전시키는 구동장치와, 높은 온도 및 온도변화에 의하여 열분해로의 진공상태가 파괴되는 것을 방지하기 위한 기밀유지수단으로 구성된다.
이하, 본 발명의 일 실시 예를 도시한 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치(A)의 구성은 크게 폐기물이 열분해가 일어날 수 있도록 고온으로 가열하도록 하는 가열수단인 가열용 버너(11)가 구비되는 내부공간(10a)을 가지는 가열로(10)와, 상기 가열로 내측인 내부공간(10a)에 설치되되, 가열용 버너(11) 측의 일단(20')가 타측의 단부(20") 보다 하향되게 설치되며, 타측의 단부(20") 측의 상부에 폐기물 투입구(21)와, 가스 배출구(22)가 형성되고, 하부에 차아 배출구(23)가 형성된 열분해로(20)와, 상기 열분해로(20)의 내측에 설치되어 공급된 폐기물을 가열용 버너(11) 측으로 이동시키는 스크류 날개(31)가 형성된 스크류축(30)과, 상기 스크류축(30)을 정회전과 역회전시키는 구동장치(40)와, 고온 및 온도변화에 의하여 발생하는 신축현상으로 기밀이 파괴됨을 방지하기 위한 기밀유지수단(B)으로 구성된다.
상기 가열로(10)는 통상적인 가열용 버너(11)가 구비되어 간접방식으로 열분해로(20)를 가열하도록 이루어진 것으로, 외부로 열이 배출되어 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 단열처리된다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 상기 열분해로(20)는 폐기물을 진공상태 하에서 간접가열방식으로 가열하여 가스와 오일 및 차아(Char) 등으로 열분해시키는 것으로, 가열용 버너(11) 측의 일단(20')가 타측의 단부(20") 보다 하향되게 설치되어 투입된 폐기물이 가열용 버너(11) 측이 이동이 용이하도록 하며, 타측 단부(20")의 상측에는 폐기물을 열분해로(20) 내측에 투입할 수 있는 밀폐용 덮개(21a)가 설치된 폐기물 투입구(21)와, 폐기물이 열분해 되어 발생한 가스와 오일이 배출되는 가스 배출구(22)가 형성되고, 하측에는 열분해 후 나머지 차아(Char)을 외부로 배출하도록 하는 밀폐용 덮개(23a)가 설치된 차아 배출구(23)가 형성된다.
상기 열분해로(20)는 도 2에서와 같이 상측으로 열분해로 발생한 가스와 오일이 이동할 수 있도록 회피용 공간부(20a)가 형성될 수 있도록 도 8과 같이 열분해로(20)의 단면은 'U'자 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 도 8과 같이 'U'자 형태로 단면이 형성되어 하측에는 폐기물을 이동시키는 스크류 날개(31)가 형성된 스크류축(30)이 설치되고, 상측에 회피용 공간부(20a)가 형성될 수 있도록 한다.
이와 같이 스크류축(30)의 상측에 형성된 회피용 공간부(20a)를 통하여 이동하는 가스와 오일이 정체되어 일부분에 모이는 현상을 방지할 수 있도록 도 2와 같이 제1곡선부(R1)와 제2곡선부(R2)를 형성한다. 상기 제1곡선부(R1)와 제2곡선부(R2)에 의하여 가스와 오일은 도 3과 같이 가스 배출구(22)로 정체되지 않고 이동하여 배출되도록 한다.
상기 열분해로(20)에는 내부온도와 내부압력과 진공상태를 확인하기 위한 각각의 게이지의 설치는 당연한 것이며, 본 실시 예에서는 도시하지 않는다.
도 2와 도 9를 참조하면, 상기 스크류축(30)은 열분해로(20)의 내측에 설치되어 투입된 폐기물을 열분해과정 시 가열용 버너(11) 측 방향으로 이동시키고, 열분해 후 나머지 차아를 차아 배출구(23) 방향으로 이동시켜 배출하도록 하는 구성으로, 일단은 가열용 버너(11) 측의 열분해로(20) 일단(20')부에 축방향으로 회전가능하도록 지지되며, 타단부는 열분해로(20) 타단(20")부에 형성된 실링부(20-1)에 축방향으로 회전가능하도록 지지되어 관통한 후 단부에는 동력전달부재인 종동기어(43)가 설치되어 기밀유지수단(B)의 냉각기밀유지장치(100)에서 구동장치(40)의 회전축(41)에 설치되어 있는 동력전달부재인 원동기어(42)와 치합한다.
즉, 상기 스크류축(30)은 구동장치(40)의 회전축(41)에 설치되어 있는 원동기어(42)와 단부에 설치되어 있는 종동기어(43)로 이루어진 동력전달장치로 구동장치(40)와 동력이 전달되도록 연결되어 정회전 또는 역회전을 한다.
이때, 상기 동력전달장치인 원동기어(42)와 종동기어(43)는 평(spur) 기어로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 온도변화에 따른 스크류축(30)의 신축현상시 종동기어(43)가 스크류축(30)의 축방향으로 이동을 가능하도록 한다.
도 4와 같이 상기 열분해로(20) 타단(20")부에 형성된 실링부(메카니컬 씰(mechanical seal))(20-1)에는 스크류축(30)이 회전하는 동시에 기밀이 유지될 수 있도록 보통 기밀유지용 베어링부재(P)가 설치된다.
그러나, 상기 열분해로(20) 타단(20")부에 형성된 실링부(20-1)에서 스크류축(30)을 회전을 하면서 기밀을 유지시키기가 어려움으로써 일반 베어링, 부시(Bush)로만 지지할 수도 있다. 즉, 후설되는 기밀유지수단(B)의 냉각기밀유지장치(100)에 의하여 기밀을 유지시킬 수 있음으로써 열분해로(20) 타단(20")부에 형성된 실링부(20-1)에서는 기밀상태를 유지시키기지 않아도 열분해로(20)의 진공상태를 유지시킬 수 있다.
상기 스크류축(30)에 형성된 스크류 날개(31)에는 도 2와 도 9와 같이 다수의 관통홀(32)이 형성되거나, 또는 스크류 날개(31)를 메쉬판으로 형성하여 다수의 관통홀(32)과 대응하는 다수의 메쉬공을 가지도록 할 수도 있다.
상기 스크류 날개(31)에 형성된 다수의 관통홀(32) 또는 다수의 메쉬공은 열분해 과정시 폐기물이 압축되는 현상을 방지하고, 다수의 관통홀(32) 또는 다수의 메쉬공을 통하여 열분해되고 있는 폐기물이 통과하여 교반작용을 일으킬 수도 있다. 이는 교반작용으로 인한 열분해효율의 상승효과를 가질 수 있다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 상기 기밀유지수단(B)는 크게 스크류축(30)과 구동장치(40) 사이에 냉각용 유체와 기밀용 유체를 이용한 냉각기밀유지장치(100)와, 스크류축(30) 일측에 설치되어 스크류축(30)의 길이가 온도의 변화에 따라 조절되도록 하는 신축커플링을 이용한 신축기밀유지장치(200) 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 냉각기밀유지장치(100) 또는 냉각기밀유지장치(100)와 신축기밀유지장치(200)로 이루어지는 것이 기밀을 유지함에 있어 바람직하다.
상기 냉각기밀유지장치(100)는, 스크류 날개(31)와 구동장치(40) 사이에 위치하여 열분해로(20)의 진공상태가 열에 의한 변형으로 파괴되는 현상을 방지하는 한편, 기밀상태를 보다 효과적으로 유지시킬 수 있도록 하는 것으로, 도 4와 도 5를 참조하면, 냉각용 유체가 순환할 수 있도록 하측에 입구(111a)와 상측에 출구(111b)가 형성된 냉각용 챔버(111)가 구비되는 한편, 구동장치(40)의 동력을 스크류축(30)에 전달하는 동력전달장치가 수용되는 내부공간(112)이 구비되는 기밀유지용 몸체(110)로 이루어진다.
상기 내부공간(112)은 열분해로(20)의 내부와 함께 진공상태가 유지되도록 밀폐형태로 이루어진다.
상기 기밀유지용 몸체(110)는 열분해로(20)의 실링부(20-1)에 설치되되, 실링부(20-1)와 연통하도록 제1 관통홀(113)이 일측면 상측부분에 형성되고, 상기 제1 관통홀(113)에 스크류축(30)의 일단이 삽입된다.
상기 제1 관통홀(113)이 형성된 일측면과 대응하는 타측면의 하측부분에는 구동장치(40)의 회전축(41)이 설치되도록 제2 관통홀(114)이 형성된다.
상기 구동장치(40)는 기밀유지용 몸체(110)의 외측에 위치하며, 보통 정역회전이 가능한 전기모터를 사용한다. 이러한 구동장치(40)의 회전축(41)은 스크류축(30)과 평행하게 설치되며, 기밀유지용 몸체(110)의 내부공간(112)이 진공상태가 유지될 수 있도록 메카니컬 씰(mechanical seal)로 지지된다.
상기 기밀유지용 몸체(110)의 내부공간(112)에는 구동장치(40)의 동력을 스크류축(30)에 전달되도록 동력전달장치가 설치되며, 상기 동력전달장치는 메카니컬 씰(mechanical seal)인 제2 관통홀(114)을 관통설치되는 구동장치(40)의 회전축(41)에 구비된 원동기어(42)와, 제1 관통홀(113)을 관통설치되는 스크류축(30)에 구비된 종동기어(43)로 이루어진다. 이러한 상기 내부공간(112)에는 기밀용 유체가 수용된다.
상기 기밀용 유체는 보통 열분해로(20)에서 열분해시 발생하는 오일과 동일하거나 유사한 유체를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 기밀용 유체의 수위는 기밀용 유체에 의하여 메카니컬 씰(mechanical seal)인 제2 관통홀(114)의 기밀이 유지될 수 있도록 위치하는 것이 바람직하며, 즉, 제2 관통홀(114)에 기밀용 유체가 수용될 수 있도록 한다. 바람직하게는 도 5와 같이 기밀용 유체에의 수위는 적어도 제2 관통홀(114)의 최고점(114a) 이하로 위치하지 않도록 한다. 이를 위해서는 레벨게이지와 보충장치 등을 포함할 수 있으며, 이는 당해 기술로 구현함에 있어 어려움이 없음으로 별도의 설명을 하지 않는다.
이러한 상기 냉각기밀유지장치(100)는 기밀유지용 몸체(110)에 구비된 냉각용 챔버(111)에 의하여 온도의 상승 및 온도변화가 적어 스크류축(30)의 신축량이 작게 발생하는 한편, 내부공간(112)에 수용되는 기밀용 유체에 의하여 온도변화에 따른 구동장치(40)의 회전축(41)의 신축량을 최소화하고, 기밀용 유체에 의하여 제2 관통홀(114)의 기밀상태를 더욱더 확고한 유지시킬 수 있다.
상기 신축기밀유지장치(200)는 높은 온도와 온도변화에 따른 스크류축(30)의 신축량이 감소시킬 수 있도록 하는 한편, 제작 및 설치를 용이하도록 하는 동시에 유지보수가 용이하도록 있도록 한다.
이러한 신축기밀유지장치(200)는 도 2와 도 4와 같이 스크류축(30)의 일측에 형성되되, 보통 일단이 회전지지되는 실링부(20-1) 전단부에 위치한다.
상기 신축기밀유지장치(200)는 도 6과 도 7과 같이 실링부(20-1) 전단부에서 스크류축(30)이 날개측 스크류축(30a)과, 동력전달측 스크류축(30b)으로 이루어지도록 하며, 상기 날개측 스크류축(30a)에는 다수의 가이드공(211)이 형성된 제1 플레이트 판(210)이 구비되고, 상기 동력전달측 스크류축(30b)에는 가이드공(211)과 대응되게 형성되고 가이드공(211)에 삽입되어 슬라이드하는 다수의 가이드대(221)가 형성된 제2 플레이트 판(220)이 구비된다.
이와 같이 이루어진 신축기밀유지장치(200)에 의하여 온도변화에 의하여 발생하는 스크류축(30)의 날개측 스크류축(30a) 신축량은 동력전달측 스크류축(30b)에 영향을 미치지 않음으로써 온도변화에 의한 신축현상에 의하여 발생하는 실링부(20-1)의 기밀상태의 파괴를 방지할 수 있다.
또한, 상기 스크류축(30)이 스크류 날개(31)가 형성된 날개측 스크류축(30a)과 실링부(20-1)에 설치되고 단부에 동력전달부재가 구비되는 동력전달측 스크류축(30b)으로 구성되고, 신축량을 흡수(감쇠)할 수 있는 신축기밀유지장치(200)로 연결됨으로써 제작과 설치가 용이하고, 유지보수가 용이하여 유지보수비용이 절감되는 장점이 있다.
이와 같이 이루어진 본 발명의 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치의 작동상태를 설명하면,
도 3과 같이 폐기물 투입구(21)를 통하여 폐기물을 열분해로(20)의 내측에 투입하고, 폐기물 투입구(21)을 닫는다.
가열로(10)의 일측에 구비되어 있는 가열수단인 가열용 버너(11)를 이용하여 열분해로(20)의 내부온도를 승온시켜 상기 열분해로(20)에 투입된 폐기물을 간접가열방식으로 고온으로 가열하여, 진공상태 하에서 열분해를 시키며, 이때, 구동장치(40)를 이용하여 스크류축(30)을 회전시켜 폐기물을 가열수단인 가열용 버너(11) 방향으로 이동시켜 열분해가 잘 일어나도록 한다.
이때, 스크류축(30)의 스크류 날개(31)에 형성된 다수의 관통홀(32)을 통하여 열분해되어 액상상태의 폐기물이 통과함으로 교반작용이 일어나 분해효율이 상승된다.
상기 열분해되어 발생된 가스와 오일은 회피용 공간부(20a)을 통하여 가스 배출구(22)로 배출되어 미도시된 가스와 오일 집진기에 안내된다.
열분해가 완료되면, 스크류축(30)을 역회전시켜 나머지 차아를 차아 배출구(23)로 배출한다.
이와 같은 열분해 과정시 발생하는 고온 및 온도변화에서도 기밀유지수단(B)에 의하여 열분해로의 기밀상태가 파괴되지 않게 된다.
즉, 기밀유지수단(B)의 냉각기밀유지장치(100)는 냉각용 유체에 의하여 동력전달장치부분이 고온으로 가열되거나 또는 온도변화로 발생하는 신축량을 최소화시킬 수 있으며, 공기보다 분자의 크기가 큰 기밀용 유체에 의하여 기밀이 유지됨으로써 기밀유지 상태가 좋다.
또한, 신축기밀유지장치(200)에 의하여 길이가 비교적 긴 스크류축(30)의 온도변화에 의하여 발생하는 신축(길이변화)량이 메카니컬 씰(mechanical seal)인 실링부(20-1)나 동력전달장치 부분에 전달되지 않음으로써 온도변화에 따른 신축(길이변화)량으로 발생하는 기밀파괴현상을 방지할 수 있다.
상기와 같이 이루어진 본 발명의 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치는 열분해로의 진공상태에 대한 신뢰성이 좋음으로써 폐기물의 열분해효율이 향상될 수 있으며, 스크류축의 스크류 날개에 형성되어 있는 다수의 관통홀에 의하여 교반작용이 발생할 수 있음으로써 열분해효율이 상승할 수 있어 폐기물의 열분해장치로 널리 사용될 것이다.
10 : 가열로 11 : 가열용 버너
20 : 열분해로 20a : 회피용 공간부
30 : 스크류축 31 : 스크류 날개
32 : 관통홀
40 : 구동장치
A : 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치
B : 기밀유지수단
100 : 냉각기밀유지장치 110 : 기밀유지용 몸체
200 : 신축기밀유지장치 210, 220 : 플레이트 판

Claims (4)

  1. 가열수단이 형성된 가열로 내측으로 스크류 날개가 설치된 스크류축을 구비한 열분해로가 설치되어 간접가열방식으로 폐기물을 고온 및 진공상태하에서 열분해하도록 이루어진 간접가열방식의 열분해장치에 있어서,
    상기 스크류축(30)이 온도변화에 따라 발생하는 신축현상에 의하여 발생하는 기밀파괴현상을 방지할 수 있도록 스크류축(30)과 구동장치(40) 사이에 냉각용 유체와 기밀용 유체를 이용한 냉각기밀유지장치(100)와, 스크류축(30) 일측에 설치되어 스크류축(30)의 길이가 온도의 변화에 따라 조절되도록 하는 신축커플링을 이용한 신축기밀유지장치(200) 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 기밀유지수단(B)을 포함함을 특징으로 하는 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각기밀유지장치(100)는,
    열분해로(20)의 일측에 설치되는 한편, 구동장치(40)의 동력을 스크류축(30)에 전달하는 동력전달장치가 수용되는 내부공간(112)과. 냉각을 위한 냉각용 유체가 순환하도록 이루어진 냉각용 챔버(111)가 구비되는 기밀유지용 몸체(110)로 이루어지되,
    상기 기밀유지용 몸체(110)의 일측면 상측부분에는 열분해로(20)와 연통하여 스크류축(30)의 일단이 삽입되도록 제1 관통홀(113)이 형성되고, 상기 제1 관통홀(113)이 형성된 일측면과 대응하는 타측면의 하측부분에는 구동장치(40)의 회전축(41)이 설치되도록 제2 관통홀(114)이 형성됨을 특징으로 하는 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 내부공간(112)에 수용되는 기밀용 유체의 수위는 적어도 제2 관통홀(114)에 기밀용 유체가 수용되도록 수위가 조절됨을 특징으로 하는 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 신축기밀유지장치(200)는,
    스크류축(30)이 날개측 스크류축(30a)과, 동력전달측 스크류축(30b)으로 이루어지며,
    상기 날개측 스크류축(30a)과 동력전달측 스크류축(30b) 사이에는 다수의 가이드공(211)이 형성된 제1 플레이트 판(210)과, 상기 가이드공(211)과 대응되게 형성되고 가이드공(211)에 삽입되어 슬라이드하는 다수의 가이드대(221)가 형성된 제2 플레이트 판(220)으로 이루어짐을 특징으로 하는 기밀유지수단이 구비된 간접가열방식의 열분해장치.
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