KR101247708B1

KR101247708B1 - 배출날개가 구비된 탄화장치

Info

Publication number: KR101247708B1
Application number: KR1020110093409A
Authority: KR
Inventors: 하재식; 하현만
Original assignee: 하재식
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2013-03-26

Abstract

배출날개가 구비된 탄화장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 배출날개가 구비된 탄화장치는 챔버의 일측에는 내부로 화염을 방사하는 버너가 설치되고, 상기 챔버의 상부에는 유기폐기물를 투입하는 투입구가 형성되며, 상기 챔버의 상부에는 유기폐기물의 탄화로 발생하는 연소가스를 배출하는 배기구가 형성되어, 유기폐기물을 탄화물로 탄화시키는 탄화로를 포함하는 탄화장치에 있어서, 상기 챔버의 하부에는 중공 형상의 회전축이 삽입되어 일측에 설치된 구동수단에 의해 회전하고, 상기 회전축의 상단에는 방사상으로 연장되어 회전하면서 상기 챔버 내부의 유기폐기물을 교반하는 하나 이상의 교반아암이 결합되며, 상기 교반아암에는 상기 교반아암의 회전에 따라 탄화물을 상기 회전축(220)의 중심으로 이동시켜 하측으로 배출할 수 있는 복수개의 배출날개가 상기 회전축의 회전방향으로 경사지게 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

배출날개가 구비된 탄화장치{Carbonizing apparatus with mixing blades}

본 발명은 탄화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기폐기물을 밀폐 상태에서 연소하여 탄화물로 탄화시키면서 탄화물을 내측으로 점진적으로 이동시켜 배출할 수 있는 배출날개가 구비된 탄화장치에 관한 것이다.

사회가 급속도로 발전하여 생활이 윤택해짐에 따라 환경에 대한 관심이 고조되고 있어서, 폐기물을 재활용할 수 있는 방안과, 환경오염을 줄일 수 있는 폐기물 처리방법에 대한 연구가 다양한 방편으로 활발하게 진행되고 있다.

이중 유기성 폐기물의 경우에는, 고온의 열로 소각하거나, 지렁이나 호기성·혐기성 미생물 등을 이용하여 퇴비화하는 방법으로 구분된다.

상기 소각방법은 짧은 시간 내에 많은 폐기물을 처리할 수 있는 장점이 있지만, 폐기물 처리비용이 비싸고, 자원을 재활용할 수 없다는 단점으로 있는 반면, 상기 퇴비화로 재활용하는 방법은 저렴한 비용으로 유기성 폐기물을 처리할 수 있고, 유기성 폐기물을 재활용할 수 있다는 장점이 있지만, 빠른 폐기물 처리가 불가능하고, 퇴비화 과정을 위한 부지가 상당히 크게 요구되며, 퇴비화 과정 중에 악취가 발생 되는 문제가 초래된다.

종래 유기성 폐기물 소각장치는, 유기성 폐기물이 버너로부터의 불꽃에 의해 직접 연소되어 소각되도록 하는 방식과, 버너의 연소열에 의해 가열 챔버나 가열 드럼이 고온으로 가열되고, 이러한 가열 챔버나 가열드럼에 투입된 유기성 폐기물이 고온의 가열 챔버나 가열 드럼 내에서 간접적으로 가열되어 소각되도록 하는 방식으로 구분된다.

상기 직접 연소식 소각장치는 연소방식이 단순하므로 장치의 구조가 상당히 단순화된다는 장점이 있지만, 불완전연소가 초래되어 배기가스에 함유된 환경오염물질이 다량 발생하고, 이러한 환경오염물질을 제거하기가 상당히 어려운 문제가 발생 되어, 현재는 이의 사용이 대폭 축소되고 있는 실정이다.

이에 반해 상기 간접 연소식 소각장치(열분해장치)는, 연소시에 발생 되는 버너로부터의 배기가스와, 유기성 폐기물로부터의 열분해가스가 각각 별개로 처리되므로, 환경오염물질의 제거가 용이하고, 소각시에 발생 되는 열분해가스를 다양한 형태로 재활용할 수 있다는 장점으로 인해, 현재 이의 사용이 차츰 확대되고 있는 실정이다.

그러나, 상기와 같은 종래 유기성 폐기물 열분해장치는, 고정된 가열 챔버나 가열 드럼 내에 적정량의 유기성 폐기물을 투입한 후, 가열 챔버나 가열드럼을 밀폐시킨 상태에서, 가열 챔버나 가열드럼 내에 투입된 유기성 폐기물을 모두 열분해 시키고, 이후 열분해 작업이 완료된 상태에서 가열 챔버나 가열드럼으로부터 탄화폐기물을 제거하여 상기 작업을 반복적으로 수행하는 방식으로 되어 있어서, 즉 열분해작업이 연속적이지 못하고 단계적으로 반복 수행되는 방식으로 되어 있어서, 유기성 폐기물 열분해 장치의 처리속도가 상당히 느리고, 이로 인해 유기성 폐기물 처리비용이 크게 상승되는 문제가 초래되었다.

또한, 탄화물의 원활한 교반이 어렵고, 교반이 되더라도 탄화가 끝나면 연소를 중지하고 완료된 탄화물을 일일이 수거해야 하는 번거로움이 있었다.

본 발명의 실시 예들은 상술한 문제점들을 해결하고자 안출된 것으로 본 발명의 목적은 회전하는 교반아암에 복수개의 경사진 배출날개를 설치하여 유기폐기물을 탄화하는 동시에 탄화물을 중심으로 점진적으로 이동시켜 자동으로 배출할 수 있는 배출날개가 구비된 탄화장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 챔버의 일측에는 내부로 화염을 방사하는 버너가 설치되고, 상기 챔버의 상부에는 유기폐기물를 투입하는 투입구가 형성되며, 상기 챔버의 상부에는 유기폐기물의 탄화로 발생하는 연소가스를 배출하는 배기구가 형성되어, 유기폐기물을 탄화물로 탄화시키는 탄화로를 포함하는 탄화장치에 있어서, 상기 챔버의 하부에는 중공 형상의 회전축이 삽입되어 일측에 설치된 구동수단에 의해 회전하고, 상기 회전축의 상단에는 방사상으로 연장되어 회전하면서 상기 챔버 내부의 유기폐기물을 교반하는 하나 이상의 교반아암이 결합되며, 상기 교반아암에는 상기 교반아암의 회전에 따라 탄화물을 상기 회전축(220)의 중심으로 이동시켜 하측으로 배출할 수 있는 복수개의 배출날개가 상기 회전축의 회전방향으로 경사지게 결합되는 것을 특징으로 배출날개가 구비된 탄화장치가 제공될 수 있다.

이때, 상기 교반아암은 파이프 형상을 이루고, 상기 교반아암의 하부에 고정핀에 의해 상기 배출날개가 각도조절 가능하게 결합될 수 있으며, 상기 교반아암과 배출날개 사이에는 상기 교반아암의 처짐을 보강하는 파이프 형상의 보강재가 더 결합될 수 있다.

그리고 상기 투입구와 상기 회전축의 하부에는 로터리 밸브가 설치될 수 있다.

또한, 상기 구동수단은 모터와, 상기 모터에 연결된 변속기와, 상기 변속기에 연결된 스프라켓과, 상기 회전축의 하부와 상기 스프라켓에 연결되어 상기 회전축에 동력을 전달하는 체인으로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 탄화가 진행되면서 교반아암이 교반하는 동시에 탄화물이 점진적으로 내측으로 이동하여 회전축을 통해 자동 배출되기 때문에 탄화물의 생성속도가 빠르고, 연속적으로 배출되기 때문에 처리비용이 절감되고 재생속도가 빠르다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 따른 배출날개가 구비된 탄화장치의 내부구조를 나타내는 구조도.
도 2는 본 발명의 교반아암과 배출날개를 및 회전축의 작동상태를 나타내는 평면도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에 나타난 바는 본 발명의 전반적인 이해를 위해 제시된 것이므로 본 발명의 기술적 범위가 그것들에 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 구성 및 기능에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 따른 배출날개가 구비된 탄화장치의 내부구조를 나타내는 구조도이다.

본 발명은 탄화로(100)와 상기 탄화로(100) 속에 설치되어 탄화물을 교반하고 배출시킬 수 있는 회전축(220), 교반아암(240) 및 배출날개(260)로 구성된다.

먼저, 상기 탄화로(100)의 구조에 대해 설명하면, 유기폐기물이 투입되어 연소되는 공간인 챔버(120)에 각각 버너(140), 투입구(160), 배기구(180)가 형성된다.

상기 챔버(120)는 연소로와 같은 것으로 내부 연소온도가 약 600℃ 이상이므로 고온을 견딜 수 있는 재료로 이루어지며, 단열이 가능한 재질이 바람직하다.

그리고 상기 버너(140)는 상기 챔버(120)의 일측에 설치되어 상기 챔버(120)의 내부로 화염을 방사한다. 바람직하게는 상기 챔버(120)의 측면에 복수개가 설치될 수 있다.

또 상기 투입구(160)는 슬러지와 같은 유기폐기물을 투입하는 곳으로 상기 챔버(120)의 상부에 형성될 수 있다. 바람직하게는 상기 투입구(160)에 로터리 밸브(162)가 구비되는 것이 좋을 것이다.

또한 상기 챔버(120)의 상단에는 상기 챔버(120) 내부에서 발생하는 연소가스가 배출되는 배기구(180)가 형성될 수 있다.

다음으로 회전축(220), 교반아암(240) 및 배출날개(260)에 대해 설명한다.

상기 회전축(220)은 상기 챔버(120)의 하부 중앙을 관통하여 회전 가능하게 결합되고 내부가 빈 중공 형상으로 이루어진다. 이것은 회전 구동하면서 탄화물을 하측으로 배출하기 위한 구조이다. 그리고 상기 회전축(220)은 구동수단(300)에 의해 회전 구동된다.

상기 구동수단(300)은 상기 회전축(220)의 하측에 설치되어 상기 회전축(220)을 회전시키는 것으로, 모터(320)와 변속기(340)와 스프라켓(360) 및 체인(380)으로 구성될 수 있다.

상기 구동수단(300)은 도시된 바와 같이 상기 탄화로(100)를 지지하는 지지프레임(400)에 설치될 수 있으며 상기 스프라켓(360)과 체인(380) 대신 풀리와 벨트를 사용할 수도 있다.

그리고 상기 모터(320)는 속도 조절이 가능하고 상기 변속기(340)를 통해 상기 회전축(220)이 적절한 RPM을 가지도록 제어된다.

바람직하게는, 상기 회전축(220)의 하단에도 로터리 밸브(222)가 구비되어 외기는 차단하면서 탄화물을 용이하게 배출하도록 한다.

또한 상기 교반아암(240)은 상기 회전축(220)의 상단 외측에 결합되는데, 대략 빔 형상을 가지면서 상기 회전축(220)을 중심으로 하나 이상이 방사상으로 연장 형성된다.

따라서, 상기 교반아암(240)은 상기 회전축(220)의 회전에 따라 함께 회전하면서 연소되는 유기폐기물 혹은 탄화된 탄화물을 골고루 뒤섞으면서 교반할 수 있다.

이때, 상기 교반아암(240)은 하나만 결합될 수 있고, 도시된 바와 같이 4개가 십자형으로 결합될 수도 있으며, 2개가 형성될 수도 있다. 이것은 상기 회전축(220)의 회전속도 등에 따라 적절하게 선택하여 제작할 수 있다.

바람직하게는, 상기 교반아암(240)은 내부가 중공인 파이프 형상이 좋다.

한편, 상기 배출날개(260)는 상기 각 교반아암(240)에 복수개가 일정 간격으로 경사지게 결합되어, 상기 교반아암(240)의 회전에 따라 탄화물을 일측으로 쓸어 내는 기능을 한다.

즉, 상기 배출날개(260)는 상기 교반아암(240)의 길이방향 중심선에 수직하는 면에 대하여 소정의 각도로 경사되되, 상기 탄화물의 진행방향에 대해 비스듬히 내측을 지향한 상태로 배열된다.

도 2를 참조하여 더 상세하게 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 교반아암과 배출날개를 및 회전축의 작동상태를 나타내는 평면도이다. 도 2에서 점선은 이와 같은 탄화물의 이동 경로를 나타내는 것이다.

즉, 도시된 바를 참조하면, 상기 배출날개(260)는 상기 회전축(220)의 회전방향으로 경사를 이루도록 설치되어 상기 교반아암(240)이 회전함에 따라 탄화물을 밀어 점진적으로 내측으로 이동시키는데, 이와 같은 회전이 반복되면 외측에 있던 탄화물이 점차 내측으로 다시 말해, 상기 회전축(220) 쪽으로 서서히 이동하게 되는 것이다.

결국, 외측에 있던 유기폐기물은 시간이 경과하면서 탄화물로 변하고 동시에 교반되면서 내측으로 이동하여 상기 회전축(220)을 통해 낙하하여 하측으로 배출되는 것이다.

이때, 상기 배출날개(260)는 고정핀(290)에 의해 상기 교반아암(240)의 하부에 결합되고 경사각도를 조절 가능한 것이 바람직하다. 이러한 경사각의 결정은 상기 회전축(220)의 회전속도나 상기 교반아암(240)의 개수 또는 유기폐기물의 양 등에 의해 적절하게 결정될 수 있으며, 제작시 경사각을 결정하여 상기 고정핀(290)으로 고정할 수 있다.

한편, 상기 교반아암(240)과 배출날개(260) 사이에는 보강재(280)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 교반아암(240)은 처짐이 발생할 수 있기 때문에 처짐을 방지하기 위해 상기 교반아암(240) 아래에 파이프 형상의 보강재(280)를 덧댈 수 있다.

이때, 상기 보강재(280)와 교반아암(240)은 서로 용접에 의한 용접부(w)를 형성하여 접합 가능하다. 물론, 상기 고정핀(290)은 상기 교반아암(240)과 보강재(280)를 관통하여 상기 배출날개(260)에 결합할 수 있다.

참고로, 상기 배출날개(260)는 상기 챔버(120)와 간섭되지 않도록 상기 챔버(120)의 바닥으로부터 부상되게 일정 높이로 이격 설치되는 것이 바람직하다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기의 특허청구범위에서 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 탄화로 120 : 챔버
140 : 버너 160 : 투입구
162 : 로터리 밸브 180 : 배기구
220 : 회전축 222 : 로터리 밸브
240 : 교반아암 260 : 배출날개
280 : 보강재 290 : 고정핀
300 : 구동수단 320 : 모터
340 : 변속기 360 : 스프라켓
380 : 체인
400 : 지지프레임
w : 용접부

Claims

챔버(120)의 일측에는 내부로 화염을 방사하는 버너(140)가 설치되고, 상기 챔버(120)의 상부에는 유기폐기물를 투입하는 투입구(160)가 형성되며, 상기 챔버(120)의 상부에는 유기폐기물의 탄화로 발생하는 연소가스를 배출하는 배기구(180)가 형성되어, 유기폐기물을 탄화물로 탄화시키는 탄화로(100)를 포함하는 탄화장치에 있어서,
상기 챔버(120)의 하부에는 중공 형상의 회전축(220)이 삽입되어 일측에 설치된 구동수단(300)에 의해 회전하고,
상기 회전축(220)의 상단에는 방사상으로 연장되어 회전하면서 상기 챔버(120) 내부의 유기폐기물을 교반하는 하나 이상의 교반아암(240)이 결합되며,
상기 교반아암(240)에는 상기 교반아암(240)의 회전에 따라 탄화물을 상기 회전축(220)의 중심으로 이동시켜 하측으로 배출할 수 있는 복수개의 배출날개(260)가 상기 회전축(220)의 회전방향으로 경사지게 결합되되,
상기 교반아암(240)은 파이프 형상을 이루고, 상기 교반아암(240)의 하부에 고정핀(290)에 의해 상기 배출날개(260)가 각도조절 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 배출날개가 구비된 탄화장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 교반아암(240)과 배출날개(260) 사이에는 상기 교반아암(240)의 처짐을 보강하는 파이프 형상의 보강재(280)가 더 결합되는 것을 특징으로 하는 배출날개가 구비된 탄화장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 구동수단(300)은,
모터(320)와, 상기 모터(320)에 연결된 변속기(340)와, 상기 변속기(340)에 연결된 스프라켓(360)과, 상기 회전축(220)의 하부와 상기 스프라켓(360)에 연결되어 상기 회전축(220)에 동력을 전달하는 체인(380)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 배출날개가 구비된 탄화장치.