KR20150098455A - 공기순환식 다기능 건조장치 - Google Patents

공기순환식 다기능 건조장치 Download PDF

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KR20150098455A KR1020140019760A KR20140019760A KR20150098455A KR 20150098455 A KR20150098455 A KR 20150098455A KR 1020140019760 A KR1020140019760 A KR 1020140019760A KR 20140019760 A KR20140019760 A KR 20140019760A KR 20150098455 A KR20150098455 A KR 20150098455A
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Abstract

본 발명은 공기순환식 다기능 건조장치에 관한 것으로, 광파와 극초단파 그리고 공기가열(Air heat)에 의한 건조작용과 함께 효율적인 제습을 통한 우수한 성능의 공조시스템을 제공하게 되며, 이를 위해 본 발명은, 슬러지 투입구 및 슬러지 수거부가 구비되어 있는 케이스; 상기 케이스의 내부에 수평으로 설치되며 상기 투입구로 투입된 슬러지를 수거부로 운반하는 컨베이어벨트;로 된 공기순환식 다기능 건조장치에 있어서, 상기 케이스의 측면에 형성되는 투입구 및 배출구; 상기 케이스의 상면 내측에 부착되며 마이크로웨이브(Micro wave)를 슬러지에 조사하는 극초단파 발생부 및 광파를 슬러지에 조사하여 건조시키는 광파 발생부; 상기 케이스의 상면에 설치하여 공기 순환통로를 형성함에 따라 상기 극초단파 발생부 및 광파 발생부를 냉각시키는 후드 및 상기 후드에 결합되는 덕트; 상기 투입구를 통해 흡입한 습한 공기로부터 수분 및 악취 성분을 분리 배출하며 상기의 배출구를 통해 건조된 공기를 공급하게 되는 제습기;로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

공기순환식 다기능 건조장치{An air circulative multiple drying apparatus}
본 발명은 공기순환식 다기능 건조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광파와 극초단파 그리고 공기가열(Air heat)에 의한 건조작용과 함께 효율적인 제습을 통한 우수한 성능의 공조시스템을 제공하게 되는 공기순환식 다기능 건조장치에 관한 것이다.
일반적으로 슬러지(Sludge)는 폐기물의 일종으로, 물속의 부유물이 침전하여 진흙상태로 된 것을 말한다. 이러한 슬러지로는 산업폐기물인 하수도 및 산업배수 처리의 부산물을 비롯하여 축산분뇨, 음식물 쓰레기 등(이하 '슬러지'라 함)이 있다. 이러한 슬러지에는 수분이 다량으로 함유되어 있기 때문에 프레스로 가압 및 압착하거나 또는 열을 가하여 건조 또는 고비용이 드는 냉각건조 등의 방식으로 수분을 분리 및 제거함으로써 슬러지를 효과적으로 처리할 수 있게 된다.
한편 마이크로웨이브(극초단파)에 의한 슬러지 건조방식의 경우, 상기 슬러지에 마이크로웨이브(Micro wave)를 투과함으로써 분자 간의 마찰열을 이용하여 수분을 배출 및 증발시키게 된다. 그런데 증발로 인한 수분이 마이크로웨이브의 투과를 방해하여 건조성능이 저하되고 처리효율이 떨어지는 단점이 있었다. 또 파장 발생장치부의 자체 열로 인한 장치의 수명 저하로 인한 내구성이 떨어지고 이는 곧 고비용으로 이어져 교체 및 수리 등으로 장치의 가동률이 현저히 낮아지며 장치의 건조 효율성이 저하되는 문제점이 있었다.
여기서 상기의 슬러지 건조 및 처리장치에 관한 종래의 선행기술(특허문헌)로는 본원 발명의 발명자와 동일한 발명자에 의해 국내특허출원 제10-2009-0066576(2009.07.21.)호의 '슬러지 처리장치'가 공지된 바에 있으며, 이미 공지된 바에 따라 이에 관한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
하지만 종래의 선행기술은 컨베이어벨트를 따라 이송되는 슬러지에 광파(Light wave)를 조사하여 건조되는 것으로, 광파 발생부, 반사 방열판, 방열핀 등으로 구성된 광파 조사 부재를 포함하여 구성된다. 이는 열(빛)에너지의 열 집중으로 슬러지의 가열 및 건조가 신속한 반면에 전기 소비가 매우 증가함에 따른 에너지 소비효율성이 현저히 저하되는 등 비경제적인 문제점이 있었다.
1.국내특허출원 제10-2009-0066576(2009.07.21., 본원 발명의 발명자와 동일한 발명)
본 발명의 목적은 습기를 다량 함유하고 있는 슬러지가 빛에 의한 광파와 파장에 의한 극초단파를 조사하여 건조함과 함께 내부 공기(습기)를 흡입하고 제습 및 순환되게 함으로써 건조시간을 단축하고 건조효율성이 월등히 향상되며 에너지 소비효율성이 우수한 공기순환식 다기능 건조장치를 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 컨베이어벨트를 따라 이송되는 슬러지의 상부에서 조사되는 극초단파 및 광파를 슬러지의 저면으로 반사시켜 골고루 신속하게 건조가 이루어지게 되는 공기순환식 다기능 건조장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은, 슬러지 투입구 및 슬러지 수거부가 구비되어 있는 케이스; 상기 케이스의 내부에 수평으로 설치되며 상기 투입구로 투입된 슬러지를 수거부로 운반하는 컨베이어벨트;로 된 공기순환식 다기능 건조장치에 있어서, 상기 케이스의 측면에 형성되는 투입구 및 배출구; 상기 케이스의 상면 내측에 부착되며 마이크로웨이브(Micro wave)를 슬러지에 조사하는 극초단파 발생부 및 광파를 슬러지에 조사하여 건조시키는 광파 발생부; 상기 케이스의 상면에 설치하여 공기 순환통로를 형성함에 따라 상기 극초단파 발생부 및 광파 발생부를 냉각시키는 후드 및 상기 후드에 결합되는 덕트; 상기 투입구를 통해 흡입한 습한 공기로부터 수분 및 악취 성분을 분리 배출하며 상기의 배출구를 통해 건조된 공기를 공급하게 되는 제습기;로 구성됨을 특징으로 하는 슬러지 건조 처리장치를 제안한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 케이스는 상부에 'V'자형 경사면이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 컨베이어벨트의 저부에 반사판이 구비된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 흡입구에 구비되는 여과부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명은 습기를 다량 함유하고 있는 슬러지에 광파와 극초단파를 조사하여 건조함과 함께 이때 발생하는 습기를 강제로 제습함으로써, 극초단파의 투과율이 극대화되며 공기 중에 포함된 수분함량을 낮추어 건조시간이 절반 이상 단축되고 또 에너지소비를 절반 이상 절감할 수 있는 매우 경제적인 효과가 있다.
그리고 본 발명은 케이스의 상부가 경사면으로 형성되어 있어서, 슬러지로부터 발생한 수분(수증기) 및 가스(악취, 유해성분)가 경사면을 따라 투입구로 자연스럽게 흘러들어가게 되고 케이스 내에 정체됨이 없이 원활히 재순환하도록 된다.
또한 본 발명은 케이스의 상부에 후드를 구비하여 경사면을 신속히 냉각시켜 극초단파 발생부 및 광파 발생부의 손상 및 오작동을 예방하며 작동을 원활히 하고 수명이 한층더 연장되는 등의 효과가 수반된다.
또한 본 발명은 컨베이어벨트의 저부에 반사판을 구비하여 극초단파 및 광파가 슬러지의 상부와 하부에도 골고루 조사되면서 건조작용 및 에너지 소비효율성을 한층더 향상시키는 효과를 제공한다.
또한 본 발명은 슬러지에 포함된 수분, 유분, 당분을 함께 건조 가능하게 됨으로 피 건조물(슬러지)의 선택폭이 광범위하며 다양한 산업분야에 적용이 가능하다. 특히 가스 및 악취성분 등을 위생적으로 처리하여 살균작용과 함께 외부 유출을 방지하며 산업폐기물 또는 폐수처리 부산물, 음식물쓰레기 등의 건조 처리에 적합하다. 예컨대 제지 슬러지, 저급석탄 건조, 병균성 폐기물 건조, 농수산물 건조 등 다양한 분야에 광범위하게 적용 가능하다.
이뿐만 아니라 피 건조물이 식품인 경우에 함수율을 10%이하로 낮추어 물성의 변질이나 부패 등의 염려가 없고 농수산물이나 약초, 목재 등을 건조시켜 장기간 보존 가능하게 되며 또 물성의 약리작용이나 성분은 그대로 유지하면서 변질 없이 위생적으로 수분을 제거할 수 있는 효과가 수반된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 공기순환식 다기능 건조장치(100)를 내부 단면으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 공기순환식 다기능 건조장치를 단면으로 나타낸 측면도.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하며, 도면상에서 동일한 도면부호는 동일한 요소를 지칭한다.
상기 도면에 따르면 본 발명은, 슬러지 투입구(12) 및 슬러지 수거부(14)가 구비되어 있는 케이스(10); 상기 케이스의 내부에 수평으로 설치되며 상기 투입구(12)로 투입된 슬러지(S)를 수거부(14)로 운반하는 컨베이어벨트(20);로 된 공기순환식 다기능 건조장치에 있어서, 상기 케이스(10)의 측면에 형성되는 투입구(16) 및 배출구(18); 상기 케이스(10)의 상면 내측에 부착되며 마이크로웨이브(Micro wave)를 슬러지에 조사하는 극초단파 발생부(30) 및 광파를 슬러지에 조사하여 건조시키는 광파 발생부(40); 상기 케이스(10)의 상면에 설치하여 공기 순환통로를 형성함에 따라 상기 극초단파 발생부(30) 및 광파 발생부(40)를 냉각시키는 후드(50) 및 상기 후드(50)에 결합되는 덕트(52); 상기 투입구(16)를 통해 흡입한 습한 공기로부터 수분 및 악취 성분을 분리 배출하며 상기의 배출구(18)를 통해 건조된 공기를 공급하게 되는 제습기(60);로 구성됨을 특징으로 한다.
위를 더욱 자세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 발명의 공기순환식 다기능 건조장치(100)는 케이스(10), 컨베이어벨트(20), 극초단파 발생부(30), 광파 발생부(40), 후드(50), 제습기(60)로 구성되어 슬러지(S)를 운반 및 신속히 건조 처리하게 된다.
상기 케이스(10)는 소정의 밀폐된 공간을 형성시켜 악취나 유해성분의 외부로 유출을 방지하며 슬러지를 이송하기 위한 컨베이어벨트가 가로로 설치되어 있다. 이에 슬러지(S)가 케이스의 상부 일측에 구비되어 있는 슬러지 투입구(12)로 투입되고 컨베이어벨트 위에 올려진 채 타측 하부에 구비된 슬러지 수거부(14)로 이송된다. 그리고 상기 케이스(10)의 측면에 투입구(16) 및 배출구(18)가 상하 일정한 간격을 두고 다수 개로 이격 형성되어 있다.
상기 투입구(12)의 하부에는 스크류(13)가 구비되며 이 스크류가 슬러지(S)를 잘게 잘라 컨베이어벨트 위에 두께가 일정하도록 펼쳐서 균등하게 건조가 되게 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 케이스(10)는 상부에 'V'자형 경사면(11)이 형성된 것을 특징으로 한다. 즉 상기 케이스(10)의 상부 경사면(11)이 양측 투입구(16)를 향해 위로 비스듬한 '∨'자 경사로 형성함에 따라, 슬러지(S)로부터 배출되는 수분(수증기) 및 가스(악취, 유해성분) 등이 케이스의 양 측면에 있는 투입구(16)로 원활히 보내진다.
상기 경사면(11)은 컨베이어벨트의 진행방향을 따라 연장되며, 극초단파 발생부(30)와 광파 발생부(40)들이 부착된 채 슬러지(피 건조물)에 극초단파(마이크로웨이브) 및 광파를 조사하여 신속히 건조가 이루어진다.
여기서 본 발명에 따르면, 상기 컨베이어벨트(20)의 저부에 반사판(22)이 구비된 것을 특징으로 한다. 즉 상기 컨베이어벨트(20)의 내측 또는 저면에 반사판(22)을 구비함에 따라, 상부에서 조사되는 극초단파 및 광파를 슬러지의 저면으로 반사시키게 된다. 이로써 상기 극초단파 발생부 및 광파 발생부에 의한 극초단파 및 광파가 슬러지의 상부와 하부에서 조사됨으로 슬러지의 건조율이 배가된다.
상기 컨베이어벨트(20)는 케이스의 내부에 수평으로 설치되며 구동모터, 벨트 및 풀리와 같은 동력전달수단에 의해 구동하는 무한궤도방식의 벨트가 회전하면서 상기의 슬러지(S)를 타측 수거부(14)로 운반하게 된다. 이때 상기 컨베이어벨트(20)의 상부에는 도면에 나타나지는 않지만 슬러지 분배수단이 적어도 하나 또는 복수 개로 구비된다. 상기 슬러지 분배수단은 덩어리로 뭉쳐 있는 슬러지를 컨베이어벨트 위에 폭 방향으로 펼쳐서 두께가 일정하도록 전개시켜 공기와의 접촉면적을 넓혀 건조가 골고루 신속하게 이루어지게 된다.
다음 상기 극초단파 발생부(30)는 경시면(11)의 내측 저면에 적어도 하나 또는 복수 개가 일정간격으로 부착되며 외부에서 인가되는 전기에 의해 마이크로웨이브(Micro wave)를 발생시켜 슬러지(S)에 조사함에 따라, 슬러지에 분자 간의 마찰열을 발생시켜서 수분을 배출시키는 증발작용을 한다. 이는 예열이 필요없이 단시간에 수분을 증발시킴과 함께 신속한 건조가 가능하게 되며 에너지 효율성이 우수하다. 한편 상기의 마이크로웨이브(Micro wave, 극초단파)는 파장이 1m부터 짧게는 1mm까지의 파장을 갖는 전자기파로 그 주파수가 0.3~300GHz정도로 광범위하며 극초단파(UHF) 및 마이크로파(EHF)를 포함하는 다양한 다른 경계의 구분을 갖는다.
또한 상기 광파 발생부(40)는 광파에 의한 열에너지로 슬러지(S)를 건조하는 것으로, 슬러지에 광파를 조사함에 따라 이 광파에 포함된 열에너지에 의해 수분이 증발하게 된다. 상기 광파 발생부(40)는 소정의 길이로 길게 형성되고 다수의 방열핀을 가지는 방열판이 구비되며 외부에서 인가되는 전기에 의해 광파를 발생시켜 슬러지에 조사하도록 된다. 이때 상기 방열판은 광파 발생부 쪽으로 오목한 곡률로 만곡된 곡면 형상으로 이루어짐에 따라, 광파를 반사시켜 슬러지에 집중함과 함께 광파 발생부에서 발생되는 열 중의 일부를 외부로 발산시키는 작용을 한다. 여기서 상기의 광파에는 열에너지와 함께 자외선을 포함하고 있어서 슬러지를 건조 및 살균작용을 하며, 상기의 마이크로웨이브와 함께 광파를 투과하게 되면서 건조효율성이 월등히 향상되며 단시간에 신속히 건조가 이루어지게 된다. 한편 상기의 광파 발생부(40)는 메탈 하이드라이드 램프 등의 광파 램프 또는 적외선 히터 등으로 구성하는 것이 바람직하다.
여기서 상기 후드(50)는 케이스(10)의 상부 경사면(11) 위에 일정간격을 두고 이격 설치되며 그 사이에 소정의 공기 순환통로를 형성함에 따라 경사면의 열을 냉각시킨다. 상기 후드(50)는 아래로 갈수록 단면적이 확장되는 콘 형태로 형성되어 내부 공기순환이 원활하고 냉각효율이 우수하며 상부에 연결되어 있는 덕트(52)를 통해 배기가 한곳으로 모여 방출된다. 즉 상기 후드(50)를 통해 외부 공기가 순환하면서 경사면을 비롯한 극초단파 발생부와 광파 발생부의 과열을 예방하고 열로 인한 오작동이나 손상이 방지된다. 상기 덕트에는 환풍기(미도시)를 구비하여 송풍을 원활히 하는 것이 바람직하다.
상기 제습기(60)는 케이스 내에 슬러지로부터 배출되는 수분(수증기)를 신속히 제거함으로써, 건조효율을 높이고 광파 및 극초단파의 작용을 최적화시켜 신속한 건조가 이루어지며 에너지 소비효율이 한층더 향상된다.
이에 상기 제습기(60)는 케이스(10)의 양 측면에 하나 또는 복수 개가 동일한 간격으로 부착되고 상기 투입구(16)와 배출구(18)를 배관으로 연결하여 공기가 순환된다. 이때 케이스의 상부에 있는 투입구(16)로 공기(습기)를 강제 흡입하고 습기를 제거시킨 후 하부의 배출구(18)를 통해 건조된 공기를 공급하게 된다. 상기 제습기에 의해 회수되는 수분(악취, 유해성분)은 별도의 밀폐용기에 담아 처리하는 것이 바람직하다.
상기 제습기(60)는 응축기, 드라이어(증발기), 팽창밸브, 압축기 등으로 구성되며, 케이스의 내부 공기를 흡입펜에 의해 투입구(16)로 흡입하고 이 공기 중에 포함된 수분을 제거한 후 건조된 공기를 배출구(18)로 다시 보낸다.
여기서 상기 투입구(16)는 배출구(18) 위에 형성함에 따라, 케이스 내부의 공기순환이 원활하게 된다. 슬러지에서 증발되는 높은 온도의 수분이 상부의 투입구로 원활히 투입되어 건조된 공기가 하부의 배출구를 통해 낮은 온도로 자연스럽게 순환하면서 공기 흐름이 원활하게 되며 제습 효율성이 한층 향상된다. 한편 상기 제습기(60)에서 포집되는 응축수(수분, 가스, 유해성분 등)는 별도 배관 및 저장용기에 담겨 안전하게 회수되며 유해성분이 외부로 유출되지 않고 안전하게 처리하게 된다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 흡입구(16)에 구비되는 여과부(17)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. 상기 여과부(17)는 슬러지(S)를 건조시 수분과 함께 배출되는 유해성분이나 찌꺼기, 이물질 등을 여과하기 위한 스크린, 필터 등을 포함하여 구성되며, 상기의 투입구에 탈부착식으로 구비하여 청소 및 교체, 유지관리가 용이하도록 구성된다.
10:케이스 12: 투입구 13:스크류 14:수거부 16:투입구 17:여과부 18:배출구 20:컨베이어벨트 22:반사판 30:극초단파 발생부 40:광파 발생부 50:후드 52:덕트 60:제습기 100:슬러지 건조장치 S:슬러지

Claims (4)

  1. 슬러지 투입구(12) 및 슬러지 수거부(14)가 구비되어 있는 케이스(10); 상기 케이스의 내부에 수평으로 설치되며 상기 투입구(12)로 투입된 슬러지(S)를 수거부(14)로 운반하는 컨베이어벨트(20);로 된 공기순환식 다기능 건조장치에 있어서,
    상기 케이스(10)의 측면에 형성되는 투입구(16) 및 배출구(18);
    상기 케이스(10)의 상면 내측에 부착되며 마이크로웨이브(Micro wave)를 슬러지에 조사하는 극초단파 발생부(30) 및 광파를 슬러지에 조사하여 건조시키는 광파 발생부(40);
    상기 케이스(10)의 상면에 설치하여 공기 순환통로를 형성함에 따라 상기 극초단파 발생부(30) 및 광파 발생부(40)를 냉각시키는 후드(50) 및 상기 후드(50)에 결합되는 덕트(52);
    상기 투입구(16)를 통해 흡입한 습한 공기로부터 수분 및 악취 성분을 분리 배출하며 상기의 배출구(18)를 통해 건조된 공기를 공급하게 되는 제습기(60);로 구성됨을 특징으로 하는 슬러지 건조 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케이스(10)는 상부에 'V'자형 경사면(11)이 형성된 것을 특징으로 하는 공기순환식 다기능 건조장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨베이어벨트(20)의 저부에 반사판(22)이 구비된 것을 특징으로 하는 공기순환식 다기능 건조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 흡입구(16)에 구비되는 여과부(17)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 공기순환식 다기능 건조장치.
KR1020140019760A 2014-02-20 2014-02-20 공기순환식 다기능 건조장치 KR20150098455A (ko)

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