KR20160048604A

KR20160048604A - 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템 및 슬러지 건조방법

Info

Publication number: KR20160048604A
Application number: KR1020140145606A
Authority: KR
Inventors: 고상수; 정민우
Original assignee: (주) 지엔티
Priority date: 2014-10-25
Filing date: 2014-10-25
Publication date: 2016-05-04

Abstract

본 발명은 펠렛 성형기를 통해 펠렛(Pellet) 형상으로 성형 된 함수율 60%의 혼합 슬러지를 건조하기 위하여 외주면이 단열재로 보호되어 있고 혼합 슬러지로부터 발생 되는 수증기를 배출하기 위한 다수의 배출구가 형성된 건조실과, 상기 건조실에 장착되며 호퍼(Hopper)를 통해 공급되는 함수율 60%의 혼합 슬러지를 상측의 1단으로부터 하측의 2단 및 3단으로 순차적으로 왕복하면서 이동시키기 위한 3단의 벨트 컨베이어(Belt conveyer)와, 상기 건조실 외측에 설치되며 건조실 외부의 공기를 흡입하여 송풍하는 공기 흡입용 팬과, 상기건조실의 외측에 설치되며, 대류현상에 의하여 건조실의 상부에 있는 수분이 포함된 공기를 흡입하여 원심분리에 의하여 수분이 포함된 차가운 공기와 더운 공기로 분리하고 더운 공기를 공기 흡입용 팬에 공급되도록 하는 원심 분리형 블러워와, 관체 형상으로서 상기 건조실 내부의 3단의 벨트 컨베이어 상측에 각각 설치되며 상기 공기 흡입용 팬으로부터 유입되는 바람을 저면에 형성된 다수의 통공을 통해 건조실 내부로 제공하는 라인 파이프(Line Pipe)와, 상기 라인 파이프 내부에 장착되며 상기 공기 흡입용 팬으로부터 유입되는 바람을 열풍으로 만드는 코일 히터(Coil heater)와, 상기 코일 히터를 통과한 열풍을 분사하는 토출구로 구성되는 열풍기와, 상기 벨트 컨베이어와 상기 라인 파이프 사이에 설치된 고정프레임에 장착되어 회전하는 회전축과, 상기 회전축의 상측에 연결되어 구동장치에 의해 구동되는 헤드부와, 상기 회전축의 하측에 연결되어 회전운동하는 다수의 교반부재로 이루어진 슬러지 교반장치로 된 구성에 의해 달성된다.
따라서 하수슬러지나 음식물 쓰레기, 종이, 직물 등의 각종 슬러지를 건조실 외부로부터 흡입된 수분함유량이 없는 공기와 수분을 걸러낸 컨베이어 내부의 따뜻한 공기를 혼합하여 코일 히터에 분사하여 발생 된 열풍으로 건조함으로써 종래의 슬러지 건조시스템보다 건조시간을 절약할 수 있으며 그로 인해 에너지 소비를 줄일 수 있는 경제성 있는 발명이며, 슬러지 교반장치를 통해 슬러지를 섞어 뒤집어 줌으로써 상하측에 위치한 슬러지의 위치를 바꿔줌으로써 슬러지 전체를 골고루 건조할 수 있을 뿐만 아니라 하측에 위치하여 벨트 컨베이어와 접촉하고 있는 슬러지의 열풍 접촉면을 증대함으로써 슬러지 전체를 완벽히 건조하여 건조효율을 높일 수 있는 장점이 있으며, 배출되는 슬러지의 두께를 균일하게 유지할 수 있는 장점이 있고, 장치의 구조가 간단하여 고장이 적고 유지 및 보수가 용이한 매우 유용한 발명이다.

Description

슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템 및 슬러지 건조방법{The heating system of a three-stage transferring conveyer for sludge drying by using external the air and the heating method of the sludge device}

본 발명은 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템 및 슬러지 건조방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 음식물 쓰레기나 종이, 직물 등의 각종 슬러지를 건조한 혼합 슬러지를 건조실 외부로부터 흡입된 수분함유량이 없는 공기와 수분을 걸러낸 컨베이어 내부의 따뜻한 공기를 혼합하여 코일 히터에 분사하여 발생 된 열풍으로 건조함으로써 건조시간을 절약할 수 있어 에너지 소비를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 슬러지 전체를 골고루 건조할 수 있어 건조효율을 높임으로써 에너지의 낭비를 절약할 수 있는 슬러지 건조용 이송 컨베이어 시스템과 그 시스템을 통한 슬러지 건조방법에 관한 것이다.

일반적으로 산업의 발달에 따라 많은 자원이 필요로 하게 되었으며, 이를 생산하는 과정에 함량에 달하지 못하는 많은 자원이 폐기물로 분류되어 사용되지 못하여 쓰레기로 처리하여야 하는 실정이다.

특히 화석연료는 석탄·석유·천연가스 같은 지하자원을 이용하는 연료로서 현재 인류가 이용하고 있는 에너지의 대부분이 이에 해당한다.

상기와 같은 화석연료는 현대에 이르러 산업발달로 인하여 사용량이 급격히 늘어났고, 사용량의 증가로 인하여 매장량이 감소하면서 연료부족이라는 심각한 문제점을 않고 있다.

본 출원인은 대체연료로 사용하기 위하여 상/하수도에서 발생하는 음식물 쓰레기나 종이 및 직물 등의 각종 슬러지를 수거하여 건조하는 슬러지 건조용 컨베이어를 발명하였다.

즉 이송 컨베이어의 상측에 마이크로웨이브와 팬을 설치하고 컨베이어의 하단부에는 히트를 설치하여 마이크로웨이브에서 발생하는 마이크로파와 히터에서 발생하는 열기를 이용하여 슬러지가 이송 컨베이어를 타고 이송하는 동안 건조되도록 한 것이다.

상기의 슬러지 건조용 컨베이어는 마이크로웨이브와 히터를 동시에 가동하여 마이크로웨이브에서 발생하는 마이크로파와 히터에서 발생하는 열기를 동시에 이용하여 건조하는 방식이다.

그러나 상기의 슬러지 건조용 컨베이어는 마이크로웨이브와 히터를 동시에 작동하여 약 250℃에서 건조함으로써 불필요한 에너지의 낭비가 심한 단점이 있다.

그러나 상기의 방식은 마이크로웨이브에서 발생하는 마이크로파가 슬러지에 함유되어 있는 물 분자를 통과하면서 고속으로 회전시켜 가열하는 방법으로 이 이상의 효과를 얻을 수가 없는 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 슬러지를 이송시키는 이송 컨베이어의 하단부에 차단판을 설치하여 마이크로파가 슬러지를 통과한 다음 반사되어 다시 슬러지를 가열하도록 된 것이 안출되었으나 상기의 슬러지 건조장치는 히터와 마이크로웨이브를 같이 설치하고 이송 컨베이어의 하단부에 반사판은 설치하여 단순하게 마이크로파를 반사시키기 위한 것으로, 에너지의 낭비가 심하였다.

또 다른 개선방법으로서 도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 슬러지의 연소열을 이용한 슬러지의 자원화 시스템이 개시되어 있으며, 이 자원화 시스템의 구성을 살펴보면, 함수율 80%의 탈수 슬러지와 함수율 20%의 건조 슬러지를 혼합하는 혼합기를 구비하고, 상기 혼합기를 통해 혼합된 함수율 60%의 혼합 슬러지를 펠렛 형상으로 성형하는 펠렛 성형기를 장착하며, 상기 펠렛 성형기를 통해 펠렛 형상으로 성형 된 혼합 슬러지를 건조하기 위하여 외주면이 단열재(40)로 보호되어 있고 혼합 슬러지로부터 발생 되는 수증기를 배출하기 위한 다수의 배출구가 형성된 건조실(1)과 상기 건조실(1) 외측에 설치되며 건조된 혼합 슬러지를 연소시켜 열을 발생시키는 연소실(2)과, 상기 건조실 내에 장착되며 호퍼를 통해 공급되는 함수율 60%의 혼합 슬러지를 상측의 1단으로부터 하측의 2단 및 3단으로 순차적으로 왕복하면서 이동시키기 위한 3단의 벨트 컨베이어와, 상기 1단에 설치된 벨트 컨베이어(21) 상측에 설치되며 일측에 6극 모터가 장착되어 있어 팬을 구동하여 상기 연소실에서 발생한 열을 열풍 유입로를 통해 유입하여 토출구로 분사시키는 열풍기(10)와, 상기 2단 및 3단에 설치된 벨트 컨베이어(22, 23) 상측에 설치되며 일측에 6극 모터가 장착되어 있어 팬을 구동하여 인입된 공기를 토출구로 분사시키는 열풍기(30)로 구성되는 시스템이다.

그러나 이러한 슬러지의 자원화 시스템은 혼합 슬러지를 연소시킴으로써 발생한 시스템 내부의 열을 다시 슬러지를 건조하는데 사용함으로써 에너지를 절약할 수는 있었으나, 밀폐된 공간 내에서 공기의 온도가 아무리 높아도 공기 중에 수분이 많거나 포화 상태면 건조 대상물이 거의 건조되지 않는 이유로 혼합 슬러지가 건조되면서 발생한 수증기가 같이 유입됨으로 인해 고온이 되어도 슬러지가 빠르게 건조되지 않아 이 시스템을 가동하는데 걸리는 시간이 많이 소요되고 이로 인해 에너지 소비가 많은 단점이 발생하였다.

또한, 컨베이어를 통해 운반되는 슬러지에서 컨베이어와 접촉되는 하측에 위치한 슬러지는 열풍이 직접 미치지 않아 건조가 잘 되지 않는 단점이 발생하였다.

따라서 슬러지의 건조 시 시간을 단축하여 에너지 소비를 줄이고 열풍기의 효율을 극대화하여 에너지를 절약할 뿐만 아니라 하측에 위치한 슬러지도 완벽히 건조할 수 있는 슬러지의 건조 시스템과 건조방법이 절실히 요구되는 실정이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0066050호, 2011년 6월 16일 공개 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0140348호, 2013년 12월 24일 공개 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0070930호, 2011년 06월 27일 공개

따라서 상기한 문제점을 개선하고 해결하기 위한 본 발명의 목적은 하수슬러지나 음식물 쓰레기, 종이, 직물 등의 각종 슬러지를 건조실 외부로부터 흡입된 수분함유량이 없는 공기와 수분을 걸러낸 컨베이어 내부의 따뜻한 공기를 혼합하여 코일 히터에 분사하여 발생 된 열풍으로 건조함으로써 종래의 슬러지 건조시스템보다 슬러지 건조시간을 절약할 수 있으며 그로 인해 에너지 소비를 줄일 수 있는 경제성 있는 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템을 제공하는 데 있으며, 두 번째 목적은 슬러지 교반장치를 통해 슬러지를 골고루 섞어 뒤집어 줌으로써 슬러지 전체를 완벽히 건조할 수 있어 건조효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 시스템 외부로 배출되는 슬러지의 두께를 균일하게 유지할 수 있는 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템 및 슬러지 건조방법을 제공하는 데 있으며, 세 번째 목적은 고장이 적고 유지 및 보수가 용이한 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 펠렛 성형기를 통해 펠렛(Pellet) 형상으로 성형 된 함수율 60%의 혼합 슬러지를 건조하기 위하여 외주면이 단열재로 보호되어 있고 혼합 슬러지로부터 발생 되는 수증기를 배출하기 위한 다수의 배출구가 형성된 건조실과, 상기 건조실에 장착되며 호퍼(Hopper)를 통해 공급되는 함수율 60%의 혼합 슬러지를 상측의 1단으로부터 하측의 2단 및 3단으로 순차적으로 왕복하면서 이동시키기 위한 3단의 벨트 컨베이어(Belt conveyer)와, 상기 건조실 외측에 설치되며 건조실 외부의 공기를 흡입하여 송풍하는 공기 흡입용 팬과, 상기건조실의 외측에 설치되며, 대류현상에 의하여 건조실의 상부에 있는 수분이 포함된 공기를 흡입하여 원심분리에 의하여 수분이 포함된 차가운 공기와 더운 공기로 분리하고 더운 공기를 공기 흡입용 팬에 공급되도록 하는 원심 분리형 블러워와, 관체 형상으로서 상기 건조실 내부의 3단의 벨트 컨베이어 상측에 각각 설치되며 상기 공기 흡입용 팬으로부터 유입되는 바람을 저면에 형성된 다수의 통공을 통해 건조실 내부로 제공하는 라인 파이프(Line Pipe)와, 상기 라인 파이프 내부에 장착되며 상기 공기 흡입용 팬으로부터 유입되는 바람을 열풍으로 만드는 코일 히터(Coil heater)와, 상기 코일 히터를 통과한 열풍을 분사하는 토출구로 구성되는 열풍기와, 상기 벨트 컨베이어와 상기 라인 파이프 사이에 설치된 고정프레임에 장착되어 회전하는 회전축과, 상기 회전축의 상측에 연결되어 구동장치에 의해 구동되는 헤드부와, 상기 회전축의 하측에 연결되어 회전 운동하는 다수의 교반부재로 이루어진 슬러지 교반장치로 된 구성에 의해 달성된다.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 하수슬러지나 음식물 쓰레기, 종이, 직물 등의 각종 슬러지를 건조실 외부로부터 흡입된 수분함유량이 없는 공기와 수분을 걸러낸 컨베이어 내부의 따뜻한 공기를 혼합하여 코일 히터에 분사하여 발생 된 열풍으로 건조함으로써 종래의 슬러지 건조시스템보다 건조시간을 절약할 수 있으며 그로 인해 에너지 소비를 줄일 수 있는 경제성 있는 발명이다.

또한, 슬러지 교반장치를 통해 슬러지를 골고루 섞어 뒤집어 줌으로써 슬러지 전체를 완벽히 건조함으로써 건조효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 건조실 외부로 배출되는 슬러지의 두께를 균일하게 유지할 수 있는 장점이 있다.

나아가 장치의 구조가 간단하여 고장이 적고 유지 및 보수가 용이한 매우 유용한 발명이다.

도 1a는 종래 기술에 의한 슬러지의 건조장치
도 1b는 종래 기술에 의한 슬러지 건조장치의 정면도
도 1c는 종래 기술에 의한 슬러지 건조장치의 일부 정면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템을 보여주는 개략도
도 3a는 종래 기술에 의한 슬러지 건조장치의 열풍기를 보여주는 개략도
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템의 열풍 조사의 범위를 보여주는 개략도
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템의 라인파이프 및 코일히터를 보여주는 개략도
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템의 라인파이프에 설치된 인렛 파이프를 보인 개략도
도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템의 라인 파이프 및 히터를 보여주는 측단면도
도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템의 원심분리형 블로워를 보여주는 개략사시도
도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템의 라인 파이프의 연결상태를 보여주는 개략사시도
도 4f는 본 발명 원심분리형 블러워에 의하여 수분이 없고 고온으로 가열된 공기를 외부의 신선한 공기와 같이 라인파이프에 열풍을 재공급하는 팬에 연결된 상태를 보인 개략도
도 4g 내지 h는 실시예에 따른 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템의 라인 파이프의 연결 상태를 보여주는 개략도
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템의 슬러지 교반장치를 보여주는 개략도
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 교반장치의 요부 발췌 사시도
도 6은 본 발명의 전체를 보인 개략 외부 사시도
도 7은 본 발명 교반장치를 보인 개략 사시도

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 펠렛 성형기를 통해 펠렛(Pellet) 형상으로 성형 된 함수율 60%의 혼합 슬러지를 건조하기 위하여 외주면이 단열재로 보호되어 있고 혼합 슬러지로부터 발생 되는 수증기를 배출하기 위한 다수의 배출구가 형성된 건조실과, 상기 건조실에 장착되며 호퍼(Hopper)를 통해 공급되는 함수율 60%의 혼합 슬러지를 상측의 1단으로부터 하측의 2단 및 3단으로 순차적으로 왕복하면서 이동시키기 위한 3단의 벨트 컨베이어(Belt conveyer)와, 상기 건조실 외측에 설치되며 건조실 외부의 공기를 흡입하는 공기 흡입용 팬과, 상기 건조실의 외부에 설치되어 건조실 상측에서 배출되는 수분이 포함된 공기를 흡입하여 원심분리에 의하여 수분이 포함된 차가운 공기와 수분이 없는 가열된 고온의 공기로 분리하여 고온의 공기를 공기 흡입용 팬으로 재공급하는 원심분리형 블로워(Spiral blower)와, 관체 형상으로서 상기 건조실 내부의 3단의 벨트 컨베이어 상측에 각각 설치되며 상기 공기흡입용 팬으로부터 유입되는 바람을 저면에 형성된 다수의 통공을 통해 건조실 내부로 제공하는 라인 파이프(Line Pipe)와, 상기 라인 파이프 내부에 장착되며 상기 공기 흡입용 팬으로부터 유입되는 바람을 열풍으로 만드는 코일 히터(Coil heater)와, 상기 코일 히터를 통과한 열풍을 분사하는 토출구로 구성되는 열풍기와, 상기 벨트 컨베이어와 상기 라인 파이프 사이에 설치된 고정프레임에 장착되어 회전하는 회전축가 상기 회전축의 상측에 연결되어 구동장치에 의해 구동되는 헤드부와, 상기 회전축의 하측에 연결되어 회전운동하는 다수의 교반부재로 이루어진 슬러지 교반장치로 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템을 보여주는 개략도로서, 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템은 도 1b를 통해 확인해 볼 수 있듯이 도 1b의 건조실(1)에 해당되는 구성은 다음과 같다.

펠렛 성형기를 통해 펠렛(Pellet) 형상으로 성형 된 함수율 60%의 혼합 슬러지를 건조하기 위하여 외주면이 단열재(40)로 보호되어 있고 혼합 슬러지로부터 발생 되는 수증기를 배출하기 위한 다수의 배출구가 형성되어 있다.

따라서 상기 건조실(1)에 장착되며 호퍼(Hopper, 50)를 통해 공급되는 함수율 60%의 혼합 슬러지를 상측의 1단 벨트 컨베이어(21)로부터 하측의 2단 벨트 컨베이어(22) 및 3단 벨트 컨베이어(23)로 순차적으로 왕복하면서 이동시키기 위한 3단의 벨트 컨베이어(Belt conveyer, 130)로 구성된다.

도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템의 열풍 조사의 범위를 보여주는 개략도이고, 도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 이용한 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템의 라인파이프 및 코일히터를 보여주는 개략도이다.

도 3b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템의 열풍기(100)는 상기 건조실(1) 외측에 설치되며, 건조실(1) 외부의 공기를 흡입하여 송풍하는 공기 흡입용 팬(110)과, 관체 형상으로서 상기 건조실(1) 내부의 3단의 벨트 컨베이어(130) 상측에 각각 설치되며 상기 공기 흡입용 팬(110)으로부터 유입되는 바람을 저면에 형성된 다수의 통공을 통해 건조실(1) 내부로 제공하는 라인 파이프(Line Pipe, 200)와, 상기 라인 파이프(200) 내부에 장착되며 상기 공기흡입용 팬(110)으로부터 유입되는 바람을 열풍으로 만드는 코일 히터(Coil heater, 120)와, 상기 코일 히터(120)를 통과한 열풍을 분사하는 토출구(70)로 구성된다.

그리고 도 4a를 참조하면 공기 흡입용 팬(110)에 의하여 흡입된 공기가 라인파이프(200)에서 각각의 코일히터(120)로 가기 전에 라인 파이프(200)에 설치된 연결파이프(201)에 의하여 공간이 넓어지면서 공기의 유속이 느려지면서 가열되고 연결파이프를 통과한 공기는 공간이 좁아지므로 베르누이 정리에 의하여 속도가 빨라지면서 가열된 공기가 빠르게 이동하게 된다.

한편, 도 4d에서와 같이 건조실(1) 외부에 장착되어 있는 원심분리형 블로워(140)가 건조실의 상측에 있는 수분이 포함된 공기를 흡입하여 고속 회전시킴으로써 수분이 포함된 차가운 공기와 수분이 없는 고온의 공기로 분리한 다음 고온의 공기를 공기 흡입용 팬(110)을 통하여 건조실 내부의 라인 파이프(200) 내에 장착된 코일 형상의 코일 히터(120)에 제공하면 상기 코일 히터(120)는 열풍으로 만들어 라인 파이프(200)의 저면에 형성된 통공을 통해 혼합 슬러지로 분사하게 된다.

도 3a에 도시된 열풍기는 종래 기술에 의한 슬러지 건조시스템에 장착된 열풍기로서 종래의 열풍기는 건조실 내부의 공기(I)를 순환시키면서 혼합 슬러지 상부로 열풍을 제공함으로써 높은 습도의 공기가 계속 순환되면서 분사되므로 밀폐된 공간 내에서 공기의 온도가 아무리 높아도 공기 중에 수분이 많거나 포화 상태면 건조 대상물이 거의 건조되지 않는 이유로 슬러지를 완벽히 건조하는데 소비되는 시간이 많이 소요되며, 그로 인해 에너지가 소비가 많은 단점이 있었으며, 내부의 공기(I)를 순환하면서 분사하는 방식이라 건조실 내부 구조가 복잡하여 시스템을 유지하고 고장이 발생시 보수하기가 어려운 단점 또한 발생하였다.

본 발명의 실시예에 의한 슬러지 건조시스템은 외부의 공기(O)를 유입하여 혼합 슬러지에 송풍함으로써 건조시간이 적게 소요되므로 에너지 소비가 적은 장점이 있고, 내부 구조가 단순하므로 유지 보수가 용이한 장점이 있다.

도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 내/외부의 공기를 이용한 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템의 라인파이프에 설치된 인렛 파이프를 보인 개략도이고, 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템의 라인 파이프 및 히터를 보여주는 측 단면도이다.

또한, 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템의 원심분리형 블로워를 보여주는 개략 사시도 이고, 도 4e내지 도 4h는 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템의 라인 파이프의 연결상태를 보여주는 개략 사시도 이다.

도 4b 내지 도 4h를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템의 라인 파이프(200)는 1열로 구성되며, 상기 1열로 구성되는 라인 파이프(200)의 양측에는 각각 공기흡입용 팬(110)이 장착된다.

또한, 상기 라인 파이프(200)의 일측에 다단으로 결합 되며 관체 형상으로서 저면에 통공이 형성된 다수의 인렛 파이프(Inlet Pipe, 210)가 더 포함되는 것이 특징이다.

특히, 상기 인렛 파이프(Inlet Pipe) 저면의 열풍 분사간격(W)은 2미터가 바람직하며, 상기 다수의 인렛 파이프(210) 간 간격은 0.5미터가 바람직하고, 1단에 설치된 라인 파이프(200)의 길이는 30미터가 바람직하다. 즉 상기 라인 파이프(200)의 총 길이는 1단에 30미터씩 3단에 걸쳐 설치되어 있으므로 총 길이는 90미터가 바람직하다.

특히, 도 4d를 참고하면, 상기 원심분리형 블로워(140)는 일측에 건조실 외부의 공기를 흡입하여 송풍하는 블로워 모터(Blower Motor, 111)가 장착되고, 타측 측면에 수직으로 결합 되어 송풍 되는 공기를 회전시켜 배출하는 이중관(112)이 더 장착되는 것이 특징이다.

상기 원심분리형 블로워(140)의 블로워에는 슬러지에 열풍을 투사하여 열을 주고 수분이 함유된 공기(S)가 인입되며, 블로워에 인입된 수분이 함유된 공기는 블로워에 의해 이동되면서 원형 형상의 벽에 부딪히게 되고 이때 차갑고 수분이 함유된 공기는 하중이 무거우므로 고속으로 회전하는 원심력에 의하여 원심분리된 공기(T)는 중앙에 위치하게 되고 수분이 없고 가벼우며 고온의 더운 공기는 회전력에 의하여 중앙부의 외측에 위치하게 된다.

따라서 원심분리형 블로워의 배출구에 수직으로 결합 된 이중관(112)에서 내측에 형성된 관에는 차갑고 습한공기(V)가 통과되고 외측에 형성된 관에는 더운 공기(U)가 통과하게 되며, 외측에 형성된 관을 통과한 더운 공기를 재활용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 도 4a를 참고하면, 상기 연결파이프(201)의 직경은 상기 라인 파이프(200)의 직경 보다 1.5배 이상 크게 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 열풍이 라인 파이프(200)를 통해 이동되어 오다가 넓이가 넓은 연결파이프(201)의 내부에 장착된 히터에 이르러 공기의 이동속도가 느려지게 되며, 히터에 의하여 열풍의 가열시간이 길어지는 장점이 있으며, 연결파이프(201)의 배출지점에서는 다시 좁아지게 되므로 고온으로 가열된 열풍이 고속으로 배출되어 슬러지를 더욱 효율적으로 건조하게 됨으로써 작업시간을 단축하고 에너지의 낭비를 절감할 수 있는 시스템이다.

한편, 도 3b를 참고하면, 인렛 파이프(210)의 배관(211)에서 분사되는 열풍이 슬러지에 직접 조사되어 슬러지를 건조시키게 된다. 하단의 좌측은 종래 시스템에 의한 슬러지의 건조상황을 개략적으로 도시한 것이고 하단의 우측은 본원 발명의 시스템에 의한 슬러지의 건조상황을 개략적으로 도시한 것으로서, 좌측 종래 시스템은 슬러지가 이송되는 건조실 자체가 열풍에 의하여 가열되어 슬러지에서 수분이 증발되면서 건조되고 증발된 수분은 공기의 대류현상에 의하여 상측으로 이동되며 이때 수분과 열풍을 팬(fan)을 이용하여 배출하게 되므로 에너지의 낭비가 심하지만 우측의 본 발명의 시스템은 인렛파이프 배관(211)의 노즐에서 분사되는 열풍이 슬러지(60)에 직접 분사되고 열풍범위(R)를 광범위하게 하여 슬러지를 건조하게 되므로 건조속도가 빨라 건조시간이 단축되어 에너지의 낭비를 절감할 수 있는 장점이 있다.

도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템의 슬러지 교반장치를 보여주는 개략도이고, 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 교반장치의 요부 발췌 사시도로서, 도 5a를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템의 슬러지 교반장치(300)는 상기 벨트 컨베이어(130)와 상기 라인 파이프(200) 사이에 설치된 고정프레임(410)에 장착되어 회전하는 회전축(300)가 상기 회전축(300)의 상측에 연결되어 구동장치(400)에 의해 구동되는 헤드부(310)와, 상기 회전축(300)의 하측에 연결되어 회전운동하는 다수의 교반부재(330)로 구성된다.

특히, 상기 교반장치(300)와 교반장치(300)의 간격(W)은 1미터가 바람직하며, 0.5미터 간격인 인렛 파이프(210)와 인렛 파이프(210) 사이에 설치하는 것이 바람직하다.

특히, 상기 구동장치(400)는 체인 구동식 또는 벨트 구동식이 사용될 수 있으나 일정한 회전속도와 고장율을 정확성을 고려하여 체인으로 구동하는 것이 바람직하다.

이와 같은 건조기에서 벨트 컨베이어를 타고 이동되어 오는 혼합 슬러지를 슬러지 교반장치(300)를 통해 슬러지를 섞어 뒤집어 줌으로써 상측 및 하측에 위치한 슬러지의 위치를 바꿔줌으로써 슬러지 전체를 골고루 건조할 수 있을 뿐만 아니라 하측에 위치하여 벨트 컨베이어와 접촉하고 있는 슬러지의 열풍 접촉면을 증대함으로써 슬러지 전체를 완벽히 건조하여 건조효율을 높일 수 있는 장점이 있으며, 배출되는 슬러지의 두께를 균일하게 유지할 수 있는 장점이 있다.

이와 같은 본원 발명의 실시예에 의한 외부의 공기를 이용한 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어의 슬러지 건조방법은 펠렛 성형기를 통해 제1차 펠렛 형상으로 성형 된 함수율 60%의 혼합 슬러지를 3단의 벨트 컨베이어(Belt conveyer)를 통해 이동되면서 건조됨과 동시에 벨트 컨베이어 상측에 설치된 슬러지 교반장치를 통해 혼합 슬러지를 교반하여 섞어 뒤집어 주는 교반단계와, 상기 교반단계를 거치면서 동시에 열풍기를 통해 건조하는 제1차 건조단계와, 상기 제1차 건조단계를 통해 함수율 30%로 건조된 혼합 슬러지를 펠렛 형상으로 다시 압축 성형하는 제2차 압축 성형단계와, 상기 압축 성형단계를 통해 펠렛 형상으로 성형 된 혼합 슬러지를 3단으로 구성된 열풍기의 상단으로부터 하단으로 이동하면서 슬러지를 섞어 뒤집어주는 교반 단계와 동시에 다시 건조하는 제2차 건조단계와, 상기 열풍기의 하단에서 분사된 열풍이 대류 현상에 의해 상단으로 이동하여 상단으로 이송되는 슬러지를 건조하는 열풍 대류단계로 구성된다.

따라서 컨베이어가 3단으로 설치되어 상부에서부터 하단으로 슬러지가 이동되면서 다단식으로 건조되어 이송되며 하단에서 슬러지를 건조한 열풍은 상단으로 이동하여 슬러지의 하단부 즉 벨트 컨베이어와 접하고 있는 부분을 건조하게 된다.

이때 슬러지는 상단부에서 수분이 거의 증발되어 하단으로 갈수록 적어지므로 하단에서 분사된 열풍이 대류 현상에 의하여 상단으로 이동되면서 상단에 있는 슬러지를 건조함으로써 열풍을 재활용할 수 있게 되므로 에너지를 절감할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 외부의 공기를 이용한 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템의 슬러지 건조방법은 함수율 60%의 혼합 슬러지를 상기 제1펠렛 성형기를 통해 펠렛 형상으로 제1차 성형하고, 펠렛화된 혼합 슬러지를 3단의 벨트 컨베이어(Belt conveyer)를 통해 이동시키면서 열풍기를 통해 건조함과 동시에 상측에 설치된 슬러지 교반장치(300)를 통해 혼합 슬러지를 섞어 뒤집어 주는 교반단계와, 상기 교반단계에 의하여 혼합 슬러지를 섞어 뒤집어 주면서 건조하는 1차 건조단계와 상기 제1차 건조단계를 통해 함수율 30%로 건조된 혼합 슬러지를 펠렛의 열량을 높이고 고온으로 연소하는 고효율 고체연료로 만들기 위하여 제2펠렛 성형기를 통해 펠렛 형상으로 압축하여 제2차 성형하는 압축 성형단계와, 상기 압축 성형단계를 통해 펠렛 형상으로 성형 된 혼합 슬러지를 섞어 뒤집어주는 교반 단계와 동시에 열풍기를 통해 다시 건조하는 제2차 건조단계로 구성된다.

따라서 상기한 바와 같은 슬러지 건조장치 및 슬러지 건조방법을 통해서 음식물 쓰레기나 종이, 직물 등의 각종 슬러지를 건조한 혼합 슬러지를 건조실 외부로부터 흡입된 수분함유량이 없는 공기와 수분을 걸러낸 컨베이어 내부의 따뜻한 공기를 혼합하여 코일 히터에 분사하여 발생 된 열풍으로 건조함으로써 종래의 슬러지 건조시스템보다 건조시간을 절약할 수 있으며 그로 인해 에너지 소비를 줄일 수 있는 경제성 있는 발명이며, 장치의 구조가 간단하여 고장이 적고 유지 및 보수가 용이한 매우 유용한 발명이다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에 따라 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진자에겐 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

1 : 건조실 2 : 연소실
10, 30, 100 : 열풍기 11 : 팬(Pan)
12 : 히터(Heater) 21 : 1단 벨트 컨베이어
22 : 2단 벨트 컨베이어 23 : 3단 벨트 컨베이어
40 : 단열재 50 : 호퍼(Hopper)
60 : 슬러지(Sludge) 70 : 토출구
110 : 공기흡입용 팬 111 : 블로워 모터
112 : 이중관 120 : 코일 히터(Coil heater)
130 : 벨트 컨베이어(Belt conveyer) 140. 원심분리형 블로워(blower)
150. 나선형 블로워 200 : 라인 파이프(Line Pipe)
201 : 연결 파이프 210 : 인렛 파이프(Inlet Pipe)
211 : 인렛 파이프 배관 220 : 보조파이프
300 : 슬러지 교반장치 310 : 헤드부
320 : 회전축 330 : 교반부재
400 : 구동장치 410 : 고정프레임
500 : 수분
I : 내부 공기 O : 외부 공기
W : 인렛 파이프(Inlet Pipe) 저면의 열풍 분사간격
R : 열풍 범위 S : 수분이 함유된 공기
T : 원심분리된 공기 U : 더운 공기
V : 차갑고 습한 공기

Claims

펠렛 성형기를 통해 펠렛(Pellet) 형상으로 성형 된 함수율 60%의 혼합 슬러지를 건조하기 위하여 외주면이 단열재(40)로 보호되어 있고 혼합 슬러지로부터 발생 되는 수증기를 배출하기 위한 다수의 배출구가 형성된 건조실(1);과,
상기 건조실(1)에 장착되며 호퍼(Hopper, 50)를 통해 공급되는 함수율 60%의 혼합 슬러지를 상측의 1단으로부터 하측의 2단 및 3단으로 순차적으로 왕복하면서 이동시키기 위한 3단의 벨트 컨베이어(Belt conveyer, 130);와,
상기 건조실(1) 외측에 설치된 공기 흡입용 팬(110)을 통하여 외부의 공기를 흡입하여 저면에 형성된 다수의 통공을 통해 건조실(1) 내부로 제공하는 라인 파이프(Line Pipe, 200)와,
상기 라인 파이프(200)가 양측에 연결되며 원통 형상인 연결파이프(201)와,
상기 연결파이프(201) 내부에 장착되며 상기 공기 흡입용 팬(110)로부터 유입된 바람을 열풍으로 만드는 코일 히터(Coil heater, 120)와,
상기 코일 히터(120)를 통과한 열풍을 분사하는 토출구(70)로 구성되는 열풍기(100);와,
상기 건조실의 상부에 설치되어 슬러지 건조 후 습기가 혼합된 공기를 흡입하고 흡입된 공기를 더운 공기와 수분이 혼합된 차가운 공기로 분리하여 공기 흡입용 팬(110)으로 송풍하는 원심분리형 블로워(Spiral blower, 140)와,
상기 벨트 컨베이어(130)와 상기 라인 파이프(200) 사이에 설치된 고정프레임(410)에 장착되어 회전하는 회전축(300)과, 상기 회전축(300)의 상측에 연결되어 구동장치(400)에 의해 구동되는 헤드부(310)와, 상기 회전축(300)의 하측에 연결되어 회전 운동하는 다수의 교반부재(330)로 이루어진 슬러지 교반장치(300);로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템
펠렛 성형기를 통해 제1차 펠렛 형상으로 성형 된 함수율 60%의 혼합 슬러지를 3단의 벨트 컨베이어(Belt conveyer)를 통해 이동시키면서 건조됨과 동시에 벨트 컨베이어 상측에 설치된 슬러지 교반장치(300)를 통해 혼합 슬러지를 섞어 뒤집어주는 교반 단계;와,
상기 교반단계를 거치면서 혼합 슬러지를 섞어 뒤집어줌과 동시에 열풍기를 통해 공급되는 열풍에 의하여 건조하는 제1차 건조 단계;와,
상기 제1차 건조 단계를 통해 함수율 30%로 건조된 혼합 슬러지를 펠렛 형상으로 다시 압축 성형하는 제2차 압축 성형 단계;와,
상기 압축 성형단계를 통해 펠렛 형상으로 성형 된 혼합 슬러지를 섞어 뒤집어주는 교반 단계와 동시에 열풍기를 통해 다시 건조하는 제2차 건조 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어의 슬러지 건조방법
제 1항에 있어서,
상기 라인 파이프(200)의 일측에 다단으로 연결되고 관체 형상으로서 저면에 다수의 통공이 형성된 다수의 인렛 파이프(Inlet Pipe, 210);가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템
제 1항에 있어서,
상기 연결파이프(201)의 직경은 상기 라인 파이프(200)의 직경 보다 1.5배 이상 크게 형성하여 베르누이 정리에 의하여 라인 파이프(200)에 의하여 공급되는 열풍이 라인파이프 보다 직경이 큰 연결파이프(201)에서 유속이 느려져 코일히터(120)에 의하여 충분하게 가열된 다음 다시 라인파이프(200)에서 유속이 빨라져 가열된 공기가 빠르게 배출되도록 한 것을 특징으로 하는 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템
제 3항에 있어서,
상기 인렛 파이프(210)의 배관(211)을 통해서 열풍이 슬러지(60)에 직접 분사되어 건조시키는 것을 특징으로 하는 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템
제 2항에 있어서,
상기 건조실의 하단에서 분사된 열풍이 하단 벨트 컨베이어의 혼합슬러지를 건조하면서 발생하는 수분과 열기가 대류 현상에 의해 상단으로 이동하면서 상단에서 중간과 상단 벨트 컨베이어를 타고 이송되는 혼합슬러지를 건조하는 열풍 대류단계;가 더 포함함으로서 에너지의 효율을 높일 수 있도록 하여서 된 것을 특징으로 하는 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어의 슬러지 건조방법
제 1항에 있어서,
상기 원심분리형 블로워(140)는 일측에 건조실 외부의 공기를 흡입하여 송풍하는 블로워 모터(Blower Motor, 111)가 장착되고, 타측 측면에 수직으로 결합 되어 송풍 되는 공기를 회전시켜 배출하는 이중관(112)이 더 장착된 것으로, 블로워에는 슬러지에 열풍을 투사하여 열을 주고 수분이 함유된 공기(S)가 인입되며, 블로워에 인입된 수분이 함유된 공기는 블로워에 의해 이동되면서 원형 형상의 벽에 부딪히게 되고, 이때 차갑고 수분이 함유된 공기는 하중이 무거우므로 고속으로 회전하는 원심력에 의하여 원심분리된 공기(T)는 중앙에 위치하게 되고 수분이 없고 가벼우며 고온의 더운 공기는 회전력에 의하여 중앙부의 외측에 위치하게 되므로 원심분리형 블로워에 의하여 배출구에 수직으로 결합 된 이중관(112)에서 내측에 형성된 관에는 차갑고 습한공기(V)가 통과되고 외측에 형성된 관에는 더운 공기(U)가 통과하게 되며, 외측에 형성된 관을 통과한 더운 공기를 재활용함으로써 에너지의 낭비를 절감할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 원심분리형 블로워(140)에 의하여 분리된 수분이 없고 고온으로 가열된 공기를 라인파이프(200)에 공기를 공급하는 팬(110)에 외부의 신선한 공기와 같이 흡입되게 하여 에너지의 낭비를 절감할 수 있도록 하여서 된 것을 특징으로 하는 슬러지 건조용 3단 이송 컨베이어 시스템.