KR20230022344A - 슬러지 진공 건조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬러지 진공 건조기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각종 슬러지를 건조시키되, 진공 상태에서 건조시키도록 구성함에 따라 건조 과정에서 발생되는 악취를 저감함은 물론이고 신속하게 건조시킬 수 있어 에너지 절감을 할 수 있으며 작업능률이 크게 향상되고, 설치면적이 작아 시공비가 저렴한 슬러지 진공 건조기에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 마그네트론을 이용해 각종 슬러지를 건조시키되, 진공펌프로 인해 진공 상태에서 건조시키도록 구성함에 따라 건조 과정에서 발생되는 악취를 저감함은 물론이고 신속하게 건조시킬 수 있어 에너지 절감을 할 수 있으며 작업능률이 크게 향상되고, 구조적으로 간단하여 설치면적이 작아 시공비가 저렴한효과를 나타낸다.

Description

슬러지 진공 건조기{Sludge vacuum dryer}

본 발명은 슬러지 진공 건조기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각종 슬러지를 건조시키되, 진공 상태에서 건조시키도록 구성함에 따라 건조 과정에서 발생되는 악취를 저감함은 물론이고 신속하게 건조시킬 수 있어 에너지 절감을 할 수 있으며 작업능률이 크게 향상되고, 설치면적이 작아 시공비가 저렴한 슬러지 진공 건조기에 관한 것이다.

일반적으로, 음식물 쓰레기나 오폐수를 처리하는 과정에서 발생되는 슬러지는 다량의 수분을 포함하고 있어서, 기존에는 탈수장치를 이용해서 탈수한 다음 남은 슬러지는 매립지에 매립하거나 해양투기가 이루어지고 있었다.

특히 매립지에 매립시에는 2차 침출수가 다량 발생되어 침출수의 처리비용이 증가됨은 물론 악취발생 및 환경을 오염시키는 문제를 내포하고 있다.

이에 정부에서는 슬러지 케이크의 함수율이 75% 이상인 경우에는 매립지로의 반입이 불가능하도록 규제를 강화하게 되었고, 이에 따라 함수율이 높은 슬러지를 처리하는 방법을 개발하여 슬러지를 처리하고 있다.

상기 슬러지를 처리하는 방법으로는 소각, 열분해와 같은 방법으로 처리하고 있으며, 방식의 차이는 있으나 함수율을 일정수준으로 낮추는 감량화 및 환경오염의 방지라는 공통적인 목적을 갖는다.

상기한 처리 방식으로는 소각장 건설에 대한 지역주민들의 반발 및 높은 함수율로 인한 막대한 운전비용이 소요되는 문제점이 야기되고 있다.

그래서, 근래에는 대한민국 특허등록번호 제10-0836664호(2008.06.10. 공고)로 공고된 송풍기의 폐열을 열풍으로 이용한 마이크로웨이브 슬러지건조장치 및 이를 이용한 건조방법이 제안되어 있다.

이 방법에 의하면, 과거의 방법에 비해 에너지 절감에서는 장점이 있지만 건조과정에서 발생되는 악취를 저감하지 못하며, 구조적으로 복잡하여 시공단가가 상승되는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 각종 슬러지를 건조시키되, 진공 상태에서 건조시키도록 구성함에 따라 건조 과정에서 발생되는 악취를 저감함은 물론이고 신속하게 건조시킬 수 있어 에너지 절감을 할 수 있으며 작업능률이 크게 향상되고, 설치면적이 작아 시공비가 저렴한 슬러지 진공 건조기를 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 개폐식 도어가 각각 구비된 건조실과 제어실이 격벽에 의해 구분되되, 상기 격벽의 상측에는 관통홀이 형성되며, 상기 제어실 내부에는 상기 격벽에 형성된 관통홀을 감싸는 형태를 취하는 응축수 저장실이 형성된 본체; 상기 본체의 상부에 설치되어서 상기 건조실 내부로 마이크로파를 주사하기 위한 다수의 마그네트론; 상기 제어실 내부에 구비되어서 상기 건조실 내부를 진공분위기로 조성하기 위한 진공펌프; 상기 제어실 내부에서 상기 응축수 저장실을 경유하도록 설치되는 이송관로와, 상기 이송관로로 냉각수를 공급하기 위해 냉각수를 저장하는 저장통과, 상기 저장통에 저장된 냉각수를 상기 이송관로를 통해 순환시키는 순환펌프로 이루어져 건조과정에서 발생되어 배출되는 수증기를 응축하기 위한 응축기; 상기 제어실 내부에 설치되어서 상기 응축수 저장실에 저장되는 응축수를 외부로 배출하되, 응축수 배출과정에서도 상기 건조실의 진공 상태를 유지하도록 작동하는 배출수단; 및 상기 건조실 내부로 투입되며, 내부에는 슬러지를 저장하는 건조통;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 다수의 마그네트론은 건조 상태에 따라 교대로 작동되거나 혹은 선택된 특정 마그네트론만 동작할 수 있도록 제어되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 건조통은 녹 발생이 적은 스테인리스 재질로 형성되되, 건조 효율을 높이기 위해 내벽에 마이크로파에 의해 발열되는 발열체가 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 마그네트론을 이용해 각종 슬러지를 건조시키되, 진공펌프로 인해 진공 상태에서 건조시키도록 구성함에 따라 건조 과정에서 발생되는 악취를 저감함은 물론이고 신속하게 건조시킬 수 있어 에너지 절감을 할 수 있으며 작업능률이 크게 향상되고, 구조적으로 간단하여 설치면적이 작아 시공비가 저렴한효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 슬러지 진공 건조기를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 슬러지 진공 건조기의 내부를 보인 개략적 종단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 마그네트론을 보인 평면도.
도 4의 "가"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 응축기를 보인 사시도이고, "나"는 응축기의 작동관계를 보인 단면도.
도 5의 "가" 및 "나"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 슬러지 진공 건조기의 작동관계를 보인 개략적 종단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 슬러지 진공 건조기를 보다 상세히 설명하기로 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 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 일실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 슬러지 진공 건조기를 보인 사시도이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 슬러지 진공 건조기의 내부를 보인 개략적 종단면도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 마그네트론을 보인 평면도이며, 도 4의 "가"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 응축기를 보인 사시도이고, "나"는 응축기의 작동관계를 보인 단면도이다.

도 1 및 2를 참조로 하면, 본 발명의 슬러지 진공 건조기는 크게 본체(100), 마그네트론(200), 진공펌프(300), 응축기(400), 배출수단(500) 및 건조통(600)을 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 본체(100)는 개폐식 도어(112)가 각각 구비된 건조실(110)과 제어실(120)이 격벽(130)에 의해 구분되도록 형성되되, 상기 격벽(130)의 상측에는 관통홀(132)이 형성되며, 상기 제어실(120) 내부에는 상기 격벽(130)에 형성된 관통홀(132)을 감싸는 형태를 취하는 응축수 저장실(140)이 형성되어져 있다.

다음으로, 상기 마그네트론(200)은 상기 본체(100)의 상부에 설치되어서 상기 건조실(110) 내부로 마이크로파를 주사하여 슬러지가 건조되도록 열원을 제공하기 위해 구비되는 것으로, 건조분야에서 널리 사용하고 있으므로 별도의 상술은 생략하기로 한다.

다만, 도 3에서 도시하는 바와 같이, 본 발명에서는 마그네트론(200)을 다수 개로 구비하되, 순번을 부여하여 건조상태에 따라 홀수만 작동하거나 그 반대로 짝수만 작동되도록 하는 등 교대로 작동되도록 제어할 수 있고, 그룹별로 작동되도록 하는 등 다양하게 제어할 수 있어 에너지를 절감할 수 있는 것이다.

다음으로, 상기 진공펌프(300)는 상기 제어실(120) 내부에 구비되어서 상기 건조실(110) 내부의 공기를 외부로 배출함으로써 내부를 진공분위기로 조성하기 위해 구비되는 것으로 건조실(110) 내부가 진공 상태가 되면 단시간 내에 가열되어 신속한 건조를 가능하게 하는 장점이 있다.

다음으로, 상기 응축기(400)는 도 4의 "가" 및 "나"를 참조로 하면, 상기 제어실(120) 내부에서 상기 응축수 저장실(140)을 경유하도록 설치되는 이송관로(410)와, 상기 이송관로(410)로 냉각수를 공급하기 위해 냉각수를 저장하는 저장통(420)과, 상기 저장통(420)에 저장된 냉각수를 상기 이송관로(410)를 통해 순환시키는 순환펌프(430)로 이루어져 건조과정에서 발생되어 배출되는 고온의 수증기를 응축하게 된다. 이 과정에서 응축된 응축수는 응축수 저장실(140)에 저장됨은 당연하고, 저장된 응축수는 후술할 배출수단(500)에 의해 외부로 배출되어진다.

다음으로, 상기 배출수단(500)은 상기 제어실(120) 내부에 설치되어서 상기 응축수 저장실(140)에 저장되는 응축수를 외부로 배출하되, 응축수 배출과정에서도 상기 건조실(110)의 진공 상태를 유지하도록 작동되는 것으로, 상기 응축수 저장실(140)에 연결된 제1관로(512)가 구비된 응축수 저장통(510), 상기 제1관로(512) 상에 설치되어 응축수 배출을 제어하는 제1밸브(520), 상기 제1관로(512) 상에 설치되어 제1관로(512)로 외부 공기가 유입되도록 하여 배수가 원활하도록 하는 공기유입밸브(530) 및 상기 응축수 저장통(510)에 저장된 응축수를 외부로 배출하기 위한 제2관로(540)를 포함하여 구성되며, 제2관로(540) 상에 제2밸브(550)가 구비되어 있다.

상기 응축수 저장실(140)에 저장된 응축수를 배출할 때에는 제2관로(540) 상에 구비된 제2밸브(550)를 닫고, 제1밸브(520) 및 공기유입밸브(530)를 열어서 응축수가 응축수 저장통(510)에 저장되도록 한 뒤, 제1밸브(520) 및 공기유입밸브(530)를 닫고 제2밸브(550)를 열어 응축수를 외부로 배출되도록 하여 응축수 배출과정에서도 외부 공기가 건조실(110) 내부로 유입되지 못하도록 하는 것이다.

마지막으로, 상기 건조통(600)은 상기 건조실(110) 내부로 투입되며, 내부에는 슬러지를 저장하게 되는데, 함수율이 높은 슬러지를 건조하는 건조통(600)으로 사용되는 만큼 녹 발생이 적은 스테인리스 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 건조통(600)의 내벽에는 세라믹과 같은 발열체(610)를 구비하여 마이크로파에 의해 발열되어 신속한 건조를 가능하도록 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 건조통(600)의 하면에는 지게차와 같은 운반수단을 이용하여 편리한 이송이 되도록 삽입부(620)가 형성되는 것이 바람직하다.

이제, 하기에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 슬러지 진공 건조기의 작동관계에 대해서 살펴보기로 한다.

도 5의 "가" 및 "나"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 슬러지 진공 건조기의 작동관계를 보인 개략적 종단면도이다.

먼저, "가"를 참조로 하면, 미도시 하고 있는 건조실(110)의 도어(112)를 열고 슬러지가 저장된 건조통(600)을 투입한 뒤 건조실 도어(112)를 닫고, 제어실(120)에 구비된 진공펌프(300)를 통해 건조실(110) 내부를 진공 분위기로 조성하게 된다.

그런 다음, 본체(100) 상부에 구비된 다수의 마그네트론(200)을 작동시켜 건조실(110) 내부로 마이크로파를 주사하여 슬러지를 건조하게 된다. 이때 건조통(600)의 내벽에는 발열체(610)가 구비되어 있어 마이크로파에 의해 발열됨으로써 보다 신속한 건조를 가능하게 하여 에너지 절감에 보탬이 될 것이다.

한편, 슬러지 건조 상태에 따라 상기 다수의 마그네트론(200)을 순차적으로 작동시키거나 특정 그룹만을 작동시키는 방식으로 에너지 절감 효과를 구현할 수도 있음은 자명하다.

"나"에서 도시하는 바와 같이, 이러한 건조과정에서 증발되는 수증기는 격벽(130)에 형성된 관통홀(132)을 통해 응축수 저장실(140)로 배출될 것이고, 응축수 저장실(140)에서 냉각수가 순환되고 있는 이송관로(410)에 접촉되면서 응축되어 하측으로 낙하되어 저장될 것이다. 낙하되는 응축수는 배출수단(500)의 제1관로(512)를 통해 응축수 저장통(510)으로 저장되어지며, 일정 높이에 구비된 센서가 수위를 인식하게 되면 제1밸브(520)를 닫고, 제2밸브(550)가 열려 저장된 응축수를 외부로 배수하게 된다. 이 배수과정에서 제1밸브(520)가 닫혀 있으므로 공기가 건조실(110) 내부로 유입되지 않아 배수과정에서도 진공 상태를 유지할 수 있게 되는 장점이 있다.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 발명에서 개시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

100 : 본체 110 : 건조실
112 : 도어 120 : 제어실
122 : 도어 130 : 격벽
132 : 관통홀 140 : 응축수 저장실
200 : 마그네트론 300 : 진공펌프
400 : 응축기 410 : 이송관로
420 : 저장통 430 : 순환펌프
500 : 배출수단 510 : 응축수 저장통
512 : 제1관로 520 : 제1밸브
530 : 공기유입밸브 540 : 제2관로
550 : 제2밸브 600 : 건조통
610 : 발열체 620 : 삽입부

Claims (3)

1. 개폐식 도어가 각각 구비된 건조실과 제어실이 격벽에 의해 구분되되, 상기 격벽의 상측에는 관통홀이 형성되며, 상기 제어실 내부에는 상기 격벽에 형성된 관통홀을 감싸는 형태를 취하는 응축수 저장실이 형성된 본체;
   상기 본체의 상부에 설치되어서 상기 건조실 내부로 마이크로파를 주사하기 위한 다수의 마그네트론;
   상기 제어실 내부에 구비되어서 상기 건조실 내부를 진공분위기로 조성하기 위한 진공펌프;
   상기 제어실 내부에서 상기 응축수 저장실을 경유하도록 설치되는 이송관로와, 상기 이송관로로 냉각수를 공급하기 위해 냉각수를 저장하는 저장통과, 상기 저장통에 저장된 냉각수를 상기 이송관로를 통해 순환시키는 순환펌프로 이루어져 건조과정에서 발생되어 배출되는 수증기를 응축하기 위한 응축기;
   상기 제어실 내부에 설치되어서 상기 응축수 저장실에 저장되는 응축수를 외부로 배출하되, 응축수 배출과정에서도 상기 건조실의 진공 상태를 유지하도록 작동하는 배출수단; 및
   상기 건조실 내부로 투입되며, 내부에는 슬러지를 저장하는 건조통;
   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지 진공 건조기.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 다수의 마그네트론은 건조 상태에 따라 교대로 작동되거나 혹은 선택된 특정 마그네트론만 동작할 수 있도록 제어되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 슬러지 진공 건조기.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 건조통은 녹 발생이 적은 스테인리스 재질로 형성되되, 건조 효율을 높이기 위해 내벽에 마이크로파에 의해 발열되는 발열체가 구비되는 것을 특징으로 하는 슬러지 진공 건조기.

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