KR20150134712A - 직접 가열식 드럼형 슬러지 건조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 각종 산업현장에서 발생하는 폐수슬러지 등을 가열 건조토록 하는 직접 가열식 드럼형 슬러지 공급장치를 제공코자 하는 것으로, 보온건조실 내부에 회전하는 건조드럼을 설치하고, 건조드럼 내부에 가열수단을 두어 건조드럼을 가열하는 가열수단의 열손실을 최소화 함으로 해서 건조효율성을 극대화 할 수 있도록 하는 직접 가열식 드럼형 슬러지 건조장치를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 내측으로 보온건조실이 형성되도록 내열소재로 구성한 본체와, 상기 본체의 하부 전후에 내측으로 돌출되도록 설치한 지지롤러에 안치되어 자유회전하는 건조드럼과, 상기 건조드럼의 측면에 형성된 내접기어와 기어결합되도록 본체에 지지되도록 설치한 구동기어 및 구동기어를 회전시키는 구동모터와, 상기 건조드럼의 중심에 설치되어 건조드럼을 가열하는 가열수단과; 상기 본체의 전방으로 설치되는 슬러지 투입부와; 상기 건조드럼의 전방 상측에 설치된 배출가이드롤러 및 하측에 설치된 공급가이드롤러와; 드럼본체에 면 접촉되도록 슬러지 투입부에서 본체에 형성된 공급공을 통해서 공급가이드롤러의 안내로 드럼본체에 유도되고, 배출가이드롤러 및 보온건조실 내부의 유도롤러에 유도되어 배출공으로 배출되어 순환하는 무한궤도 타입의 여과벨트와; 공급가이드롤러와 배출가이드롤러 사이의 노출된 드럼본체 표면에 면접되는 드럼용 스크레이퍼 및 드럼용 스크레이퍼에서 스크레이핑된 건조 슬러지를 본체 외부로 배출하는 슬러지배출컨베이어와; 배출가이드롤러에 유도되는 여과벨트를 스크레이핑 하는 여과벨트용 스크레이퍼와; 드럼의 하측에 설치되어 여액을 집수 배출하는 여액배수부를 포함하도록 구성한 것이다.

Description

직접 가열식 드럼형 슬러지 건조장치{Direct heating drum type sludge dryer}
본 발명은 각종 산업현장에서 발생하는 폐수슬러지 등을 가열 건조토록 하는 직접 가열식 드럼형 슬러지 공급장치를 제공코자 하는 것으로, 보다 구체적으로는 보온건조실 내부에 회전하는 건조드럼을 설치하고, 건조드럼 내부에 가열수단을 두어 건조드럼을 가열하는 가열수단의 열손실을 최소화 함으로 해서 건조효율성을 극대화 할 수 있도록 하는 직접 가열식 드럼형 슬러지 건조장치를 제공코자 하는 것이다.
산업의 고도화와 인구 도심화에 따라 도시 하수처리장과 공단 및 농공단지 폐수처리장에서 처리하고 있으며, 이들 처리장 등에서는 오폐수 처리과정에서 다량의 슬러지가 발생한다. 현재까지는 발생되는 대부분의 슬러지를 해양투기, 매립 그리고 소각 등의 방법으로 처리하고 있으나, 해양투기 및 매립과 같은 슬러지 처분 방법은 지가의 상승, 침출수 발생, 환경오염 유발, 지역주민과의 갈등뿐만 아니라 런던 협약의 "슬러지 해양 투기 및 매립금지" 규약에도 위배되는 문제점을 안고 있다.
한편 퇴비, 아스팔트 충진재, 경량골재, 시멘트 원료 등과 같은 자원화로 이용하는 방법을 통해 슬러지를 재활용하여 최종 발생 슬러지 량을 최소화하는 연구들이 활발히 진행되고 있지만 슬러지 자원화 및 최적의 매립효과를 얻기 위한 필수조건인 슬러지의 함수율 저하 기술의 둔화로 슬러지의 효율적인 처리가 어려운 실정이다.
슬러지에서 수분 함량을 낮추기 위해서 다양한 구성의 탈수기를 사용하고 있으며, 근자에는 탈수기를 통해서 1차 탈수한 85%대의 높은 수분을 함유한 슬러지케이크를 다른 방식의 탈수기를 이용하여 2차 탈수하여 함수율을 60~40%대로 낮추는 기술이 사용되고 있다.
그러나 종래 알려진 탈수 건조장치의 예로는 대한민국 공개특허공보(A)10-2011-0127503호(2011.11.25.)의 2단 양면건조방식 산업용 탈수건조장치에 제안되고 있으며, 이의 경우 투인고온발열롤러 및 완전고온발열롤러가 열매체에 의해 가열되도록 한 구성을 제공하고 있다.
대한민국 등록특허공보(B1) 10-1112199호(2012.01.27.)의 히팅 롤러 및 이를 포함하는 슬러지 건조장치가 제공되고 있으며, 이의 경우 롤러를 전기히터 방식으로 가열토록 하고 있다.
다른 예로는 대한민국 등록특허공보(B1)10-1005086호(2010.12.23.)의 폐수슬러지 처리용 건조장치가 드럼내부의 전기히터 및 열매유 가열방식을 채택하고 있으며, 등록특허공보(B1)10-0976243호(2010.08.18.)의 폐수 슬러지처리용 탈수 및 증발 건조장치의 경우 외부 보일러를 이용한 열매유 가열방식 등이 채택되고 있다.
그러나 상기와 같은 종래 기술들의 경우 드럼을 구동하는 축 간섭으로 드럼을 직접 가열하지 못하고 열매유를 가열하여 순환시키는 방법을 사용하거나 드럼 내부에 전기히터를 설치하여 열매유를 가열하는 방법 등을 사용하고 있으나, 이들의 경우 열손실이 많고 특히 드럼에 슬러지가 지속적으로 접촉됨에 따라 드럼 온도 상승이 저하되어 건조 효율성을 기대하기 어려웠다.
KR 1020110127503 A 2011.11.25. KR 101112199 B1 2012.01.27. KR 101005086 B1 2010.12.23. KR 100976243 B1 2010.08.18.
이에 본 발명자는 상기한 종래 드럼형 슬러지 건조장치가 갖는 제반 문제점을 일소코자 본 발명을 연구 개발한 것으로서, 본 발명에서는 보온건조실 내부에 건조드럼을 회전하도록 설치하고, 건조드럼 내부에 가열수단을 설치하는 구성으로 건조드럼을 직접 가열토록 함으로 해서 건조효율성을 극대화 하는 직접 가열식 드럼형 슬러지 건조장치를 제공함에 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.
과제 해결수단으로 본 발명에서는 내측으로 보온건조실이 형성되도록 내열소재로 구성한 본체와; 상기 본체의 하부 전후에 내측으로 돌출되도록 설치한 지지롤러에 안치되어 자유회전하는 건조드럼과; 상기 건조드럼의 측면에 형성된 내접기어와 기어결합되도록 본체에 지지되도록 설치한 구동기어 및 구동기어를 회전시키는 구동모터와; 상기 건조드럼의 중심에 설치되어 건조드럼을 가열하는 가열수단과; 상기 본체의 전방으로 설치되는 슬러지 투입부와; 상기 건조드럼의 전방 상측에 설치된 배출가이드롤러 및 하측에 설치된 공급가이드롤러와; 드럼본체에 면 접촉되도록 슬러지 투입부에서 본체에 형성된 공급공을 통해서 공급가이드롤러의 안내로 드럼본체에 유도되고, 배출가이드롤러 및 보온건조실 내부의 유도롤러에 유도되어 배출공으로 배출되어 순환하는 무한궤도 타입의 여과벨트와; 공급가이드롤러와 배출가이드롤러 사이의 노출된 드럼본체 표면에 면접되는 드럼용 스크레이퍼 및 드럼용 스크레이퍼에서 스크레이핑된 건조 슬러지를 본체 외부로 배출하는 슬러지배출컨베이어와; 배출가이드롤러에 유도되는 여과벨트를 스크레이핑 하는 여과벨트용 스크레이퍼와; 드럼의 하측에 설치되어 여액을 집수 배출하는 여액배수부를 포함하도록 구성하였다.
또한 본 발명에서의 상기 가열수단은 본체에 지지되는 한쌍의 지지관과; 상기 지지관에 양단이 결합되며 드럼의 중앙에 형성된 설치구멍과 이격상태로 건조드럼을 관통하여 설치한 버너설치관과; 상기 버너설치관에 설치되며 드럼본체의 내면에 화염을 직접 분사하는 버너어셈블리와; 상기 버너어셈블리를 냉각할 수 있도록 지지관 내측에 설치한 송풍팬을 포함하도록 구성하였다.
본 발명에서 제공하는 직접 가열식 드럼형 슬러지 건조장치를 사용할 경우 하기와 같은 효과가 있다.
-버너어셈블리에서 제공되는 화염이 건조드럼을 직접 가열할 수 있으므로 드럼본체 온도를 항상 일정하게 유지할 수 있다.
-건조드럼이 본체 내부의 밀폐된 보온건조실에 위치하므로 열손실을 최소화할 수 있다.
-건조율 대비 연료 소모를 최소화 하면서도 건조 효율성을 대폭 향상시킬 수 있다.
-버너어셈블리만 주기적으로 점검하면 되므로 유지관리가 편리하다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 직접 가열식 드럼형 슬러지 건조장치의 바람직한 일 실시례를 보인 정단면도
도 2는 도 1의 평단면도
도 3은 도 1의 측단면도
도 4는 본 발명에서 제공하는 직접 가열식 드럼형 슬러지 건조장치에 적용된 건조드럼 구성을 보인 사시도
도 5는 본 발명에 적용될 수 있는 가열수단의 다른 예를 보인 단면도
이하 본 발명에서 제공하는 직접 가열식 드럼형 슬러지 건조장치의 실시례를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 직접 가열식 드럼형 슬러지 건조장치의 바람직한 일 실시례를 보인 정단면도를 도시한 것이고, 도 2, 도 3은 도 1의 평단면도 및 측단면도, 도 4는 본 발명에서 제공하는 직접 가열식 드럼형 슬러지 건조장치에 적용된 건조드럼 구성을 보인 사시도를 각각 도시한 것이다.
본 발명에서 제공하는 직접 가열식 드럼형 슬러지 건조장치(1)는 건조드럼(4)을 가열수단(7)으로 직접 가열토록 함으로 해서 열손실을 방지할 수 있도록 한 것으로, 본 발명에서는 내측으로 보온건조실(21)이 형성되도록 내열소재로 밀폐되도록 본체(2)를 구성한다.
본체(2)는 상부에 증기배출공(22)이 형성되며, 측방의 상측과 하측에 각각 공급공(23)과 배출공(24)이 여과벨트(3)가 통과하는 폭으로 형성한다.
상기 본체(2) 내부의 보온건조실(21)에는 건조드럼(4)이 배치되어 회전된다.
건조드럼(4)은 파이프 형상의 드럼바디(41)의 내부 양측으로 중앙에 설치구멍(42a)이 형성된 메인지지판(42)을 결합하고, 양측 메인지지판(42) 사이에는 일정간격으로 보조지지판(43)을 설치하여 드럼바디(41)가 열변형되는 것을 방지할 수 있게 한다.
건조드럼(4)의 메인지지판(42)에는 롤러지지링(43)을 결합한다. 롤러지지링(43)은 드럼바디(41)와 동심으로 결합되며, 드럼바디(41)와 롤러지지링(43) 사이의 공간에는 본체(2)에 지지되도록 설치된 지지롤러(5)를 내입하여 롤러지지링(43)을 지지할 수 있도록 한다.
본 발명에서는 지지롤러(5)가 건조드럼(4)의 한쪽에 2개씩 총 4개가 설치된 구성이 도시되어 있으며, 지지롤러(5)는 건조드럼(4)을 측면에서 볼 때 좌우 대칭되도록 배치되어 건조드럼(4)을 지지하는 구성을 제공하고 있다. 바람직하기로는 건조드럼(4) 중심에서 30~45도 위치에 지지롤러(5)가 위치되도록 설계하여 건조드럼(4)을 안정되게 지지할 수 있게 한다.
상기와 같이 지지롤러(5)에 의해 지지되는 건조드럼(4)은 본체(2) 내부의 보온건조실(21) 내부에 위치하게 되는데, 이 상태에서 구동모터(6)의 구동력으로 건조드럼(4)을 저속으로 구동시킬 수 있도록 한다.
건조드럼(4) 구동을 위한 방법으로는 드럼바디(41)에 롤러지지링(43) 쪽으로 향하도록 내접기어(44)를 설치하고, 본체(2)에는 내접기어(44)와 결합되는 구동기어(61)를 설치하고, 구동기어(61) 축을 본체(2) 외부에 설치되는 감속기를 포함하는 구동모터(6)에 의해 구동될 수 있도록 한다.
이때 상기 구동기어(61)는 양측 지지롤러(5) 사이에 위치되고, 지지롤러(5)와 반대방향으로 내접기어(44)와 기어결합되는 것으로, 건조드럼(4)은 지지롤러(5)와 구동기어(61)에 의해 3점 지지되는 구성을 제공하여 건조드럼(4)을 흔들림 없이 안전하게 지지 및 구동할 수 있게 되는 것이다.
상기 건조드럼(4)의 중심에는 가열수단(7)이 설치되어 건조드럼(4)의 드럼바디(41)를 가열할 수 있도록 한다. 상기 가열수단(7)은 가스버너 또는 기름버너가 사용될 수 있으며, 경우에 따라서는 전기히터가 제공될 수도 있다.
본 발명의 가열수단(7) 구성은 본체(2)에 한쌍의 지지관(71)을 설치하고, 상기 지지관(71)에는 건조드럼(4)의 메인지지판(42)에 형성된 설치구멍(42a)과 이격상태로 건조드럼(4)을 관통하여 설치한 버너설치관(72)의 양단을 결합하여 지지할 수 있게 한다.
상기 버너설치관(72)의 내측으로는 드럼바디(41)의 내면에 화염을 직접 분사하는 버너어셈블리(73)를 설치하다. 이때 버너설치관(72)에는 노즐공만 드럼바디(41) 쪽으로 관통되어 있으며, 고온의 열기에 의해 버너설치관(72) 내의 버너어셈블리(73)가 손상되는 것을 방지하도록 버너설치관(72)의 내부에는 내화재를 설치하여 열전이가 최소화 될 수 있도록 한다. 또한 버너어셈블리(73)를 냉각할 수 있도록 지지관(71)의 내측에 송풍팬(74)을 설치하여 외부 공기를 버너설치관(72) 내부에 지속적으로 공급하여 버너어셈블리(73)가 가열되는 것을 방지할 수 있게 한다. 이때 버너어셈블리(73)는 공급되는 연료와 공기를 적절히 배합하여 분사하는 기능성을 갖는다.
가열수단(7)은 건조드럼(4)의 크기에 따라 버너어셈블리(73)가 가감될 수 있으며, 도 1 내지 도 3에서는 버너어셈블리(73)가 2개 설치된 예가 도시되어 있으나, 도 5와 같이 대칭되는 위치에 3개씩 총 6개를 설치하여 사용할 수도 있다.
상기 건조드럼(4)의 전방 상측과 전방 하측에는 건조드럼(4)의 축방향으로 각각 배출가이드롤러(8) 및 공급가이드롤러(9)를 설치하며, 본체(2)의 전방에는 수개의 벨트가이드롤러(101)가 설치된 슬러지 투입부(10)를 배치한다.
그리고 상기 건조드럼(4)에는 드럼바디(41)에 면 접촉되도록 슬러지 투입부(10)에서 본체(2)에 형성된 공급공(23)을 통해서 공급가이드롤러(9)의 안내로 건조드럼(4)에 유도되고, 배출가이드롤러(8) 및 보온건조실(21) 내부의 유도롤러(11)에 유도되어 배출공(24)으로 배출되어 순환하는 무한궤도 타입의 여과벨트(3)를 설치하여 건조드럼(4) 쪽으로 연속적으로 슬러지를 공급할 수 있도록 한다.
상기 슬러지 투입부(10)로는 연속적으로 슬러지를 공급하는 슬러지 공급장치(도시되지 않음)가 연결 구성되어 여과벨트(3)에 슬러지를 고르게 편 상태로 공급된다.
또한 상기 공급가이드롤러(9)와 배출가이드롤러(8) 사이의 노출된 건조드럼(4) 표면에는 본체(2)에 지지되는 드럼용 스크레이퍼(12)를 설치하며, 드럼용 스크레이퍼(12) 하측에는 드럼용 스크레이퍼(12)에서 스크레이핑된 건조 슬러지를 본체(2) 외부로 배출하는 슬러지배출컨베이어(13)를 설치한다.
슬러지배출컨베이어(13)는 한 쌍의 스크루 구성으로 이루어져 슬러지를 본체(2) 위부로 원활하게 배출할 수 있도록 한다.
드럼용 스크레이퍼(12)는 상세히 도시되지는 않았지만 토션스프링의 탄성력에 의해 드럼바디(41)의 외면에 밀착되도록 설치한다.
그리고 여과벨트용 스크레이퍼(14)를 설치하여 여과벨트(3)에 남아있는 슬러지를 분리할 수 있도록 하며, 건조드럼(4)의 하측에는 여액을 집수 배출하는 여액배수부(15)를 설치토록 한다.
여과벨트용 스크레이퍼(14)의 설치는 배출가이드롤러(8)에 유도되는 여과벨트(3)와 면접되도록 본체(2)에 설치토록 하며, 여액배수부(15)는 건조드럼(4)의 하측에 경사지게 설치한 여액유도판(151) 및 여액유도판(151)의 하측에 설치되어 여액을 본체(2) 외부로 배출하는 여액배출호퍼(152)로 구성한다.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 직접 가열식 드럼형 슬러지 건조장치(1)를 사용하는 경우 밀폐 구성의 본체(2)의 내부 보온건조실(21)에 건조드럼(4)을 설치하고, 가열수단(7)에 의해 직접 가열되도록 한 것으로, 열연손실 없이 슬러지의 건조가 가능하며, 특히 슬러지를 연속 투입하더라도 드럼바디(41)가 급랭되지 않고 지속적으로 건조 성능을 발휘할 수 있게 되는 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1:슬러지 건조장치 2:본체
21:보온건조실 22:증기배출공
23:공급공 24:배출공
3:여과벨트 4:건조드럼
41:드럼바디 42:메인지지판
42a:설치구멍 43:보조지지판
44:내접기어 5:지지롤러
6:구동모터 61:구동기어
7:가열수단 71:지지관
72:버너설치관 73:버너어셈블리
74:송풍팬 8:배출가이드롤러
9:공급가이드롤러 10:슬러지 투입부
101:벨트가이드롤러 11:유도롤러
12:드럼용 스크레이퍼 13:슬러지배출컨베이어
14:여과벨트용 스크레이퍼 15:여액배수부
151:여액유도판 152:여액배출호퍼

Claims (2)

  1. 내측으로 보온건조실(21)이 형성되도록 내열소재로 구성한 본체(2)와;
    상기 본체(2)의 하부 전후에 내측으로 돌출되도록 설치한 지지롤러(5)에 안치되어 자유회전하는 건조드럼(4)과;
    상기 건조드럼(4)의 측면에 형성된 내접기어(44)와 기어결합되도록 본체(2)에 지지되도록 설치한 구동기어(61) 및 구동기어(61)를 회전시키는 구동모터(6)와;
    상기 건조드럼(4)의 중심에 설치되어 건조드럼(4)을 가열하는 가열수단(7)과;
    상기 본체(2)의 전방으로 설치되는 슬러지 투입부(10)와;
    상기 건조드럼(4)의 전방 상측에 설치된 배출가이드롤러(8) 및 하측에 설치된 공급가이드롤러(9)와;
    드럼바디(41)에 면 접촉되도록 슬러지 투입부(10)에서 본체(2)에 형성된 공급공(23)을 통해서 공급가이드롤러(9)의 안내로 드럼바디(41)에 유도되고, 배출가이드롤러(8) 및 보온건조실(21) 내부의 유도롤러(11)에 유도되어 배출공(24)으로 배출되어 순환하는 무한궤도 타입의 여과벨트(3)와;
    공급가이드롤러(9)와 배출가이드롤러(8) 사이의 노출된 드럼바디(41) 표면에 면접되는 드럼용 스크레이퍼(12) 및 드럼용 스크레이퍼(12)에서 스크레이핑된 건조 슬러지를 본체(2) 외부로 배출하는 슬러지배출컨베이어(13)와;
    배출가이드롤러(8)에 유도되는 여과벨트(3)를 스크레이핑 하는 여과벨트용 스크레이퍼(14)와;
    드럼의 하측에 설치되어 여액을 집수 배출하는 여액배수부(15)를 포함도록 한 것을 특징으로 하는 직접 가열식 드럼형 슬러지 건조장치.
  2. 청구항 1에 있어서;
    상기 가열수단(7)은 본체(2)에 지지되는 한쌍의 지지관(71)과;
    상기 지지관(71)에 양단이 결합되며 드럼의 중앙에 형성된 설치구멍(42a)과 이격상태로 건조드럼(4)을 관통하여 설치한 버너설치관(72)과;
    상기 버너설치관(72)에 설치되며 드럼바디(41)의 내면에 화염을 직접 분사하는 버너어셈블리(73)와;
    상기 버너어셈블리(73)를 냉각할 수 있도록 지지관(71) 내측에 설치한 송풍팬(74)을 포함하도록 구성한 것을 특징으로 하는 직접 가열식 드럼형 슬러지 건조장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101717439B1 (ko) 2016-02-03 2017-03-20 주식회사 동성에코어 슬러지 건조 시스템
CN109323564A (zh) * 2018-10-31 2019-02-12 马鞍山市永运家纺有限公司 一种化纤面料的烘干装置
CN112944862A (zh) * 2021-02-10 2021-06-11 王婧怡 一种纺织布干燥设备

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