KR-20260060998-A - Sludge drying device

Abstract

본 발명은 케이스 4면에 정해진 간격을 두고 복수의 마이크로 웨이브 발생기를 설치하고, 상기 케이스의 내부에는 마이크로 웨이브에 의해 발열 작동하는 탄화 규소판을 설치함은 물론 슬러지 이송로 내에는 복수의 온풍 배출관을 일체로 구비한 이송날개들이 정해진 각도 및 거리를 두고 중공 파이프의 외면에 설치된 슬러지 이송 스크류를 설치하여, 각종 슬러지의 건조효율을 대폭 증대시킬 수 있고, 슬러지 건조에 따른 비용을 대폭 줄일 수 있도록 한 슬러지 건조장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 일 실시 예는, 케이스(10)와 복수의 마이크로 웨이브 발생기(20), 복수의 탄화 규소판(30), 슬러지 이송로(40), 슬러지 이송 스크류(50), 스크류 구동 모터(60), 온풍 발생기(70) 및 제어반(80)을 포함한다.

Inventors

• 손기재
• 김신태

Assignees

• 케이엔제이이엔지(주)
• 손기재

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20250901

Claims (5)

1. 상면 일측에 슬러지 투입용 호퍼를 구비하고, 저면에 구비된 지지대를 통해 지상에 고정 설치되는 케이스와; 상기 케이스의 전후상하면 외면에서 내측을 향해 설치되고, 마이크로 웨이브를 정해진 출력으로 발생시키는 복수의 마이크로 웨이브 발생기; 복수의 고정구를 통해 상기 케이스의 전면과 후면 및 저면 내측에서 각각 일정 거리 떨어진 위치에 고정 설치된 상태에서, 상기 마이크로 웨이브 발생기들에 의해 조사되는 마이크로 웨이브에 의해 발열 작동하는 복수의 탄화 규소판; 측단면이 "U"자 형상을 갖되, 일단부에는 건조 슬러지 배출공이 형성되고 상기 케이스의 내부에서 길이방향으로 길게 설치되는 슬러지 이송로; 상기 슬러지 이송로 상에 회전 가능하게 설치되되, 양단부는 상기 케이스의 양측면을 관통하여 외부로 노출되게 설치되어 슬러지를 상기 슬러지 이송로의 일측에서 타측으로 이송시키며 슬러지 내에 온풍을 분사시켜 주는 슬러지 이송 스크류; 상기 케이스의 일측면에 설치되고, 상기 슬러지 이송 스크류에 회전 동력을 발생시키는 스크류 구동 모터; 지상에 설치되고, 상기 케이스의 타측면으로 노출된 상기 슬러지 이송 스크류와 연통되게 결합되며, 외부 공기를 정해진 온도로 가열한 온풍을 상기 슬러지 이송 스크류의 중공 파이프와 이송날개 및 온풍 배출관들 내부를 통해 슬러지 내로 공급시켜 주는 온풍 발생기; 및 상기 스크류 구동 모터와 온풍 발생기의 구동을 제어하는 제어반;을 포함하는 슬러지 건조장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 탄화 규소판들과 상기 케이스의 전면과 후면 및 저면의 내면 사이에는, 상기 탄화 규소판들의 고정구 외면에 고정 설치된 상태에서 상기 탄화 규소판들에서 발생되는 고온의 열이 상기 케이스의 외측으로 전달되는 것을 1차적으로 차단하는 판체 형상의 세라믹 보드; 상기 세라믹 보드보다 상대적으로 두꺼운 두께의 판체 형상을 갖고, 상기 세라믹 보드의 외면에 설치된 상태에서 상기 세라믹 보드를 통과한 고온의 열이 상기 케이스의 외측으로 전달되는 것을 2차적으로 차단하는 세라믹 하드 보드; 및 상기 세라믹 보드보다 상대적으로 두꺼운 두께의 판체 형상을 갖고, 내면이 상기 세라믹 하드 보드의 외면에 밀착되게 설치되되, 자체의 외면과 상기 케이스의 내면 사이에는 소정 폭을 갖는 공기 절연층이 형성되도록 일정 거리 이격되게 설치된 상태에서, 상기 세라믹 하드 보드까지 통과한 열이 상기 케이스의 외측으로 전달되는 것을 최종적으로 차단하는 MG 펠트(Felt);를 더 포함하는 슬러지 건조장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 케이스의 상면은 길이방향으로 소정 폭을 갖는 개구부를 형성하고, 상기 개구부의 상면에는 속이 빈 직사각 함체 형성을 갖는 탑 커버를 설치하여 막아주며, 상기 케이스의 상면에 설치되는 상기 마이크로 웨이브 발생기들은 상기 탑 커버의 상면에 고정 설치하고, 개구부를 제외한 상기 케이스의 상판 저부와 상기 탑 커버의 내부에는 상기 케이스 내의 열이 외부로 배출되는 것을 차단하는 보온 단열재로써 세라믹 보드를 더 설치한 것을 특징으로 하는 슬러지 건조장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 슬러지 이송 스크류는, 정해진 지름을 갖고, 상기 케이스의 길이보다 길게 형성된 중공 파이프와; 평단면이 "∠" 형상을 갖되, 절곡부에는 복수의 온풍 토출공이 형성되고, 상기 중공 파이프의 외면 원주를 따라 정해진 각도 및 거리를 두고 경사지게 설치되는 복수의 이송날개; 및 내단부는 개구되고 외단부는 상기 이송날개에 설치된 덮개에 의해 막혀지며, 외면에는 복수의 노즐공이 형성된 형태를 갖고, 상기 이송날개들의 절곡부 내측에 수직방향에 설치되되, 개구된 내단부는 상기 중공 파이프의 외면에 고정 설치되는 복수의 온풍 배출관;를 포함하는 슬러지 건조장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 온풍 배출관들은, 각각 내부에 유동 가능하게 설치되고, 상기 슬러지 이송 스크류의 회전 각도에 대응하여 해당 온풍 배출관 내에서 자중에 의해 상하방향으로 유동되며, 상기 중공 파이프에 형성된 온풍 배출공들 중 해당 온풍 배출관과 연통되는 온풍 배출공을 자동으로 개폐시켜 주는 유동형 중량 볼 또는 유동형 중량 추; 및 상기 온풍 배출관 내에서 막힘부의 내면과 상기 중공 파이프의 온풍 배출공 주변 외면에 설치되고, 상기 유동형 중량 볼 또는 유동형 중량 추가 상기 슬러지 이송 스크류의 회전 각도에 대응하여 해당 온풍 배출관 내에서 자중에 의해 상하방향으로 유동되며 상기 온풍 배출관의 막힘부와 상기 중공 파이프의 온풍 배출공 주변에 부딪힐 때 발생되는 소음을 저감시켜 주는 한 쌍의 소음저감부재;를 더 포함하는 슬러지 건조장치.

Description

슬러지 건조장치{Sludge drying device} 본 발명은 슬러지 건조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 긴 사각 함체 형상을 갖는 건조장치의 케이스 4면에 정해진 간격을 두고 복수의 마이크로 웨이브 발생기를 설치하고, 상기 케이스의 내부에는 마이크로 웨이브에 의해 발열 작동하는 탄화 규소판을 설치함은 물론 슬러지 이송로 내에는 복수의 온풍 배출관을 일체로 구비한 이송날개들이 정해진 각도 및 거리를 두고 중공 파이프의 외면에 설치된 슬러지 이송 스크류를 설치하여, 각종 슬러지의 건조효율을 대폭 증대시킬 수 있고, 슬러지 건조에 따른 비용을 대폭 줄일 수 있도록 발명한 슬러지 건조장치에 관한 것이다. 최근 산업이 발전함에 따라 다양한 분야에서 발생되는 각종 폐기물 중에서 물기가 함유된 폐기물인 슬러지(sludge)의 발생량도 크게 증가하고 있다. 슬러지는 하폐수 처리시설에서 발생되는 하폐수 슬러지, 식품 또는 제지공장 등의 산업현장에서 발생되는 다습 폐기물, 가정에서 발생되는 음식물 쓰레기나 축산 농가에서 발생되는 축산 분뇨 등이 있다. 이와 같은 슬러지는 일반적으로 80%에 이르는 수분이 함유되어 있으므로 일반적인 소각시설의 처리대상에서는 제외되어 매립을 통한 처리가 일반화되어 있다. 그러나 매립을 통한 슬러지의 처리는 침출수로 인한 지하수 등의 2차 오염, 지반의 약화, 매립 면적의 확보 등에 따른 문제점이 대두되면서 이에 대한 대체 기술이 요구됨에 따라 슬러지 처리를 위한 다양한 기술들이 개발되고 있다. 슬러지 처리를 위해 개발된 종래 기술을 예로 들면, 대한민국 등록특허공보 제10-0407828호의 "적외선과 고주파를 이용한 수분건조방법"이 있다. 상기 종래기술에는 건조용기 내에 이송컨베이어를 회전 가능하게 설치하고, 그 이송컨베이어의 입구측 상부에 자석을 설치하여 투입된 슬러지에 포함된 금속성 이물질을 제거하며, 이송컨베이어의 상부에 가열장치를 설치하여 슬러지에 고온의 열을 가하여 건조하고, 건조 과정에서 발생된 증기는 환풍기를 이용해 배출하며, 건조용기의 배출구에서 배출되는 건조된 슬러지에 다시 적외선을 조사하는 슬러지 건조 방법이 제안되어 있다. 그러나 위와 같은 종래기술은 건조용기 내에서 슬러지에 열을 가해 건조하기 위한 가열장치의 가동에 많은 에너지 비용이 소요되는 단점이 있을 뿐만 아니라, 장비가 대형화되어 설치 공간에 제약이 따르는 단점도 있고, 슬러지가 건조되는 데도 오랜 시간이 소요되는 단점이 있다. 특히, 종래기술에서 건조용기 내에 설치되는 가열장치는 슬러지를 신속하게 건조 시키기 위해 온도를 높이면, 슬러지의 표면이 빠르게 건조되면서 슬러지의 내부 수분이 외부로 배출되는 것을 방해하기 때문에 슬러지의 내부까지 완전 건조 시키기 위해서 더 많은 에너지와 건조 시간을 필요로 하는 단점이 있다. 한편, 종래 대부분의 슬러지 건조장치로는 열풍건조, 증기를 이용한 스크류식 건조장치 등 다양하게 활용하고 있으나, 슬러지의 표면수분과 자유수는 신속히 건조되나 슬러지 내부의 결합수와 내부수분의 증발이 원활하지 못하여 건조시간이 장시간임에도 불구하고 건조효율이 낮은 상태로 운영되고 있는 시설이 대부분이다. 슬러지 탈수 및 건조과정에서 발생하는 악취문제로 도심에서 운전하는 것이 민원발생의 주원인이 되고 있다. 이에 따라, 각종 슬러지의 건조효율을 증대시킬 수 있고, 슬러지 건조에 따른 비용도 대폭 줄일 수 있는 슬러지 건조장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬러지 건조장치의 정면 및 평면도. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬러지 건조장치의 측단면도. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬러지 건조장치에 슬러지 이송 컨베이어를 설치한 상태의 정면도. 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬러지 건조장치의 사시도. 도 6 및 도 7은 본 발명 장치 중 케이스와 슬러지 이송로의 사시도. 도 8은 본 발명 장치 중 슬리지 이송 스크류의 사시도 및 일부 확대도. 도 9의 (a)(b)는 본 발명의 다른 실시 예가 적용된 슬러지 이송 스크류의 일부 분해 사시도 및 결합 상태 확대 단면도. 도 10은 본 발명 장치 중 슬러지 이송 스크류의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 요부 확대 단면도. 도 11은 본 발명 장치를 가로 및 세로방향으로 더 배열 및 적층한 상태를 예시한 개략적인 측단면도. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들은 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 포함하여 각 구성에 따른 작동상태를 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬러지 건조장치의 정면 및 평면도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬러지 건조장치의 측단면도를 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬러지 건조장치에 슬러지 이송 컨베이어를 설치한 상태의 정면도를 나타낸 것이다. 또한, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬러지 건조장치의 사시도를 나타낸 것이고, 도 6 및 도 7은 본 발명 장치 중 케이스와 슬러지 이송로의 사시도를 나타낸 것이며, 도 8은 본 발명 장치 중 슬리지 이송 스크류의 사시도 및 일부 확대도를 나타낸 것이다. 또, 도 9의 (a)(b)는 본 발명의 다른 실시 예가 적용된 슬러지 이송 스크류의 일부 분해 사시도 및 결합 상태 확대 단면도를 나타낸 것이고, 도 10은 본 발명 장치 중 슬러지 이송 스크류의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 요부 확대 단면도를 나타낸 것이며, 도 11은 본 발명 장치를 가로 및 세로방향으로 더 배열 및 적층한 상태를 예시한 개략적인 측단면도를 나타낸 것이다. 이에 따르면 본 발명의 일 실시 예가 적용된 슬러지 건조장치는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 크게 케이스(10)와 복수의 마이크로 웨이브 발생기(20), 복수의 탄화 규소판(30), 슬러지 이송로(40), 슬러지 이송 스크류(50), 스크류 구동 모터(60), 온풍 발생기(70) 및 제어반(80)을 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 탄화 규소판(30)들과 상기 케이스(10)의 전면과 후면 및 저면의 내면 사이에, 세라믹 보드(90)와 세라믹 하드 보드(100) 및 MG 펠트(110)가 설치된 것을 더 포함할 수 있다. 이와 같은 본 발명 장치 중 상기 케이스(10)는 도 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 스테인래스 재질로 성형한 복수의 수직 및 수평 바와 판체 등을 이용하여 속이 빈 긴 사각 함체 형상으로 제작되고, 상면 일측에는 슬러지 투입용 호퍼(11)가 구비된 형태를 가질 수 있으며, 이와 같은 상기 케이스(10)는 "ㄷ"자 형강 또는 "H"빔 등으로 제작하여 지상에 설치되는 사각 틀체형 지지대(12)의 상면에 올려지는 형태로 고정 설치되어, 지상으로부터 소정 높이를 갖게 설치되는 형태를 가질 수 있다. 이때, 상기 케이스(10)의 상면 일측에 설치된 슬러지 투입용 호퍼(11)와 지상 사이에는 도 4와 같이 슬러지 이송용 컨베이어(120)가 착탈식으로 설치되어, 외부에서 수거해온 각종 슬러지들을 상기 슬러지 이송용 컨베이어(120)를 통해 상기 슬러지 투입용 호퍼(11) 측으로 이송시켜 상기 케이스(10) 내의 슬러지 이송로(40) 입구측으로 지속적해서 공급시킬 수 있다. 또한, 상기 복수의 마이크로 웨이브 발생기(20)는 유도코일을 이용하여 100~300㎓ 대역의 마이크로 웨이브를 발생시켜 유도가열을 하는 것으로, 그 출력은 상기 케이스(10)의 크기와 상기 케이스(10) 내에서 일시에 건조하고자 하는 슬러지의 량 등에 의해 결정되는데, 예를 들어 10~100㎾의 출력을 가질 수 있다. 이와 같은 상기 마이크로 웨이브 발생기(20)들은 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 케이스(10)의 전후상하면 외면에서 출력부가 실제적으로 발열작동을 하는 탄화 규소판(30)들을 향해 상기 케이스(10)의 내측을 향해 설치된 형태를 가질 수 있다. 이때, 상기 마이크로 웨이브 발생기(20)들의 설치 갯수 및 구동 출력은 전술한 바와 같이, 상기 케이스(10)의 크기와 상기 케이스(10) 내에서 일시에 건조하고자 하는 슬러지의 량 등에 의해 결정된다. 여기서, 유도 가열(誘導 加熱, induction heating(IH))이란, 전자기 유도를 이용하여 금속