JP2016530992A - 生ごみの真空乾燥処理システム - Google Patents
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Abstract
本発明は、生ごみの真空乾燥処理システムに関し、特に、装置の構成が簡単で生ごみ収去車両に搭載することできるので、収去移動中にも生ごみを真空乾燥処理することができる生ごみの真空乾燥処理システムに関する。本発明による生ごみの真空乾燥処理システムは、真空状態のタンク内の発熱体から放出された光が熱に変換されて投入された生ごみを滅菌及び乾燥させて、乾燥される過程で発生する気化及び昇華された気体を凝縮して凝縮水として排出し、非凝縮された気体を大気放出するように構成することで、生ごみ浸出水も同時に処理することができる装置である。したがって、本発明は、真空状態のタンク内で輻射熱が生ごみの表面に触れると、熱に変換されて乾燥が速く進行されることで、収去、運搬及び処理過程中に発生できる腐敗、悪臭、浸出水による汚染、細菌増殖などを顕著に減殺させることができるので、衛生的な処理及びリサイクルが可能になる。
Description
本発明は、生ごみの真空乾燥処理システムに関し、特に、生ごみと生ごみ浸出水を同時に真空乾燥処理して腐敗と悪臭、浸出水による汚染、細菌などの繁殖を防止するだけではなく、コンパクトな構成で運搬車両に搭載することで収去過程中でもリアルタイムで処理することができる生ごみの真空乾燥処理システムに関する。
一般的に家庭や要式業店などから放出される生ごみは、別の分離収去を通じて焼却または埋め立てるか飼料や堆肥にリサイクルされていることは主旨の事実である。
すなわち、各地から放出される生ごみは、車両で収去して集荷場に集めた後、生ごみ浸出水は環境汚染度を低めた後に下水終末処理場に送られ、ごみは粉砕及び乾燥処理後に焼却または埋め立てるかそれとは別に飼料や堆肥などの商品にリサイクルしている。
この場合、生ごみを収去する車両では、移動中に腐敗によるひどい悪臭が発生するだけではなく、このような生ごみが集まった集荷場では、浸出水による汚染、腐敗による悪臭と細菌の繁殖がひどく発生するので、集結された生ごみの粉砕、乾燥に格別の管理が必要になる。
また、生ごみの腐敗、生ごみ浸出水の変質により運送過程と処理されるまでの所要時間が汚染物質を極大化させる要因になっている。
この汚染される物質は、全区間で外部に放出されて新しい未知の病原体を発生させる要因になって疾病が一層拡大されていることが分かる。
このため、排出される生ごみは時間が遅滞されないで安全に処理されることが望ましい。
したがって、最近には前記生ごみを収去する過程から腐敗と悪臭、浸出水による汚染を防止すると同時に滅菌しながら生ごみ浸出水を同時に処理して乾燥、粉砕できる装置が要求されている。
したがって、本発明は前述のような問題点を解決すべくなされたもので、その目的は、真空状態で光/熱電子遠赤外線の放出を通じた放射熱により生ごみを加熱乾燥し、この時、気化されるガスを凝縮させて排出して衛生的な処理及びリサイクルを可能とし、コンパクトな構成で運搬車両に搭載して収去過程でもリアルタイムで処理できるようにした生ごみの真空乾燥処理システムを提供することにある。
上述した目的を達成するための本発明による生ごみの真空乾燥処理システムは、生ごみが投入されると、これを真空状態で発熱体の熱放出により加熱乾燥して乾燥された生ごみを排出させて、乾燥時に発生する蒸気を移送させる真空処理装置と、前記真空処理装置から移送される蒸気を凝縮して凝縮水と非凝縮水に分離させる凝縮分離機と、真空配管を通じて前記凝縮分離機と連結され、凝縮分離機から排出された非凝縮性気体を大気に排出する真空ポンプと、前記凝縮分離機から分離された凝縮水を排出する自動排水装置、及び前記凝縮分離機と自動排水装置との間に介在されて凝縮水の逆流を防止する真空逆流防止装置と、を含み、小型且つ軽量のコンパクトな形態に製作して生ごみ運搬車両に搭載可能に構成することで、生ごみの収去と同時に乾燥工程が進行されることを特徴とする。
本発明による生ごみ真空乾燥処理システムは、真空を利用することで別途の外部断熱及び保温が不必要になる。これによって、発熱体から放出された熱は損失が少なくて使用時に最大の効果を示し、放射熱を阻害する物質がなくて効率が極大化される。このように真空乾燥された生ごみは、異物分離及び破砕が便利であり、排出後に進行される腐敗や悪臭がなくて滅菌されるので汚染がない。
また、本発明の装置は、構成が非常に簡単で運搬車両にも搭載ができるので、現在、生ごみを収去、運搬及び処理する過程中に発生する悪臭、浸出水による汚染、腐敗による細菌の拡散を防止することができ、生ごみ浸出水も同時に処理して費用節減はもちろん環境保護に相当な効果を期待することができる。
また、生ごみを真空乾燥処理した後に異物を除去してから出た副産物は滅菌されているので、飼料や堆肥に資源化することができ、含水量が少なくて容易に粉砕され、また、焼却が容易で熱として利用するにも高効率的であるので、大気汚染及び廃棄物処理に対する社会的問題を解消することができる。特に、濡れたごみを強制焼却するための高熱が要求されなくて、汚染物質の発生が少ない。
発明を実施するための最良の形態
本発明の実施のための最良の形態は、生ごみが投入されると、これを真空状態で発熱体の熱放出により加熱乾燥して乾燥された生ごみを排出させて、乾燥時に発生する蒸気を移送させる真空処理装置と、前記真空処理装置から移送される蒸気を凝縮して凝縮水と非凝縮水に分離させる凝縮分離機と、真空配管を通じて前記凝縮分離機と連結され、凝縮分離機から排出された非凝縮性気体を大気に排出する真空ポンプと、前記凝縮分離機から分離された凝縮水を排出する自動排水装置、及び前記凝縮分離機と自動排水装置との間に介在されて凝縮水の逆流を防止する真空逆流防止装置と、を含み、小型且つ軽量のコンパクトな形態に製作して生ごみ運搬車両に搭載可能に構成されることで、生ごみの収去と同時に乾燥工程が進行されることを特徴とする生ごみの真空乾燥処理システムを提供する。
本発明の実施のための最良の形態は、生ごみが投入されると、これを真空状態で発熱体の熱放出により加熱乾燥して乾燥された生ごみを排出させて、乾燥時に発生する蒸気を移送させる真空処理装置と、前記真空処理装置から移送される蒸気を凝縮して凝縮水と非凝縮水に分離させる凝縮分離機と、真空配管を通じて前記凝縮分離機と連結され、凝縮分離機から排出された非凝縮性気体を大気に排出する真空ポンプと、前記凝縮分離機から分離された凝縮水を排出する自動排水装置、及び前記凝縮分離機と自動排水装置との間に介在されて凝縮水の逆流を防止する真空逆流防止装置と、を含み、小型且つ軽量のコンパクトな形態に製作して生ごみ運搬車両に搭載可能に構成されることで、生ごみの収去と同時に乾燥工程が進行されることを特徴とする生ごみの真空乾燥処理システムを提供する。
発明の実施のための形態
以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面を参照して詳しく説明する。
以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面を参照して詳しく説明する。
図１は、本発明による生ごみの真空乾燥処理システムを示した構成図である。図１に示したように、本発明による生ごみの真空乾燥処理システム１００には、生ごみを投入する案内板であるホッパー１０と、生ごみが連続投入されるようにホッパー１０を通じて生ごみ投入が感知されると、投入される生ごみを真空処理装置３０の内部に投入するロータリフィーダ(Ｒｏｔａｒｙ Ｆｅｅｄｅｒ)２０が設置される。
真空処理装置３０は、真空状態で設計された真空乾燥タンク３１と、真空乾燥タンク３１内に設置されてロータリフィーダ２０を通じて投入された生ごみを一定に広げるパドル式アジテータ３３と、生ごみを真空環境中で加熱乾燥させるための発熱体３５と、パドル式アジテータ３３を回転駆動させるための回転体３７と、で構成される。真空乾燥タンク３１には、真空排気することができる管路が接続され、内部掃除及び排出のために蓋３９が備われている。
発熱体３５は、遠赤外線波長を放出するハロゲンなどやセラミックヒーターなどを熱源として使用する。
真空乾燥タンク３１から出る気体は、凝縮性気体と非凝縮性気体が混合された状態であるので、これを真空ポンプ７０でポンピングするためには、体積が大きく不適切である。したがって、凝縮性気体を最大限凝縮させて凝縮水で排出するように凝縮機を備えた分離機４０が設置される。
分離機４０には、真空で蒸溜された凝縮性気体を冷凍させて凝縮水を抽出するように冷媒循環管路５０が配設される。分離機４０で、凝縮水は、蒸溜された気体を凝縮させて液体化されたことなので清潔な状態で自動排出され、非凝縮性気体は、真空ポンプ７０を通じて大気に排出されるように構成される。
分離機４０と真空ポンプ７０との間には真空配管６０が配設され、分離機４０の下部には、凝縮水の排出のための自動排水装置８０が連結設置される。
分離機４０と自動排水装置８０との間には、排出される凝縮水の逆流を防止するための真空逆流防止装置９０が介在される。
このような構成された図１のシステムの生ごみの真空乾燥処理過程に対して図２を通じて具体的に説明する。
図２に示したように、生ごみ封筒やゴミ箱を収去してホッパー１０に生ごみを投入する（ステップＳ２１０）。
ホッパー１０では、生ごみの投入を感知して重量を計量する（ステップＳ２２０）。
ロータリフィーダ２０では、真空状態を維持しながら投入された生ごみを適正量ずつ積載して真空処理装置３０側に供給する（ステップＳ２３０）。
ここで、ロータリフィーダ２０は、生ごみを真空処理装置３０の真空乾燥タンク３１の内部に投入する装置として、真空乾燥タンク３１の真空状態を最大限維持しながら生ごみを投入しなければならないので、生ごみを集めておけば、これを感知して回転しながら投入し、この時、各部分に真空を維持するように隔室と固定部と回転部に真空シールが装着されている。
真空処理装置３０の真空乾燥タンク３１は、外部に大気圧が作用するので、外圧を受ける構造物で製作され、上部に発熱体３５として光/熱電子が遠赤外線放射熱を放出する構造である。この時、生ごみ中の水分と揮発性物質が気化及び昇華されて最大限急速に拡散される構造を備えており、これを助けるためにパドル式アジテータ３３を装着している。
真空乾燥タンク３１内には、生ごみが均一に熱を受けて蒸気がたくさん発生するように表面積を広げるために、パドル式アジテータ３３を設置して回転体３７を通じて一定した速度で回転しながら投入された生ごみを均一に広げる。真空乾燥タンク３１内の生ごみは、真空状態で発熱体３５の放射熱の放出により乾燥される（ステップＳ２４０）。
真空環境では対流による熱伝逹がない状態なので断熱効果があり、本発明のように光/熱電子遠赤外線の放射熱波長が生ごみ表面に着けば全て熱に変換される。したがって、外壁で加熱する時より熱損失がなく熱伝逹も速くて急速に加熱される。
この時、真空内部では気化及び昇華が発生し、温度が高くなるほど流出物(ｅｆｆｕｓｉｏｎ)からの蒸発速度は速くなって拡散により蒸気移動が急速に行われる。
本発明では、このような原理を利用した真空条件と放射熱により生ごみを急速に真空乾燥処理する。
真空乾燥タンク３１から抽出された気化と昇華された気体は分離機４０に移送され、乾燥された生ごみは排出される（ステップＳ２５０）。
分離機４０は、真空状態の内部に冷媒循環管路５０が設置されているので、真空乾燥タンク３１から移送された気体から熱を取り出して凝縮させて気体より重い凝縮水を抽出して凝縮水と非凝縮水に分離する（ステップＳ２６０）。
この時、抽出された凝縮数は、熱により気体、すなわち、水蒸気に蒸溜された気体を凝縮させた結果物として、汚染しなかったきれいな状態でその重さにより下部に集まる。したがって、分離機４０の下部に集まった凝縮水は、自動排水装置８０を通じて排出される（ステップＳ２７０）。
一方、凝縮されない非凝縮性気体は、真空配管６０に沿って大気に排出される（ステップＳ２８０）。この時、真空乾燥タンク３１内部の真空を維持するために真空ポンプ７０が設置される。
真空ポンプ７０には多くの種類があるが、本実施例では多段式乾式ポンプを使用する。このポンプは、シーリングするための流体、すなわち、液封式真空ポンプの液と油回転式真空ポンプのオイルとが不必要なので、２次汚染物質が排出されない特性を有しているので一番望ましい。
したがって、本発明では、運搬途中や処理待機及び処理中の遅滞される時間により発生する全ての問題を防止し、病害虫も滅菌するだけではなく、蒸発される凝縮水はすぐ排出して生ごみの重量が軽くなる。
また、真空乾燥処理された生ごみは、２次汚染が少なくて、臭気がなくて、異物を分離して粉砕する過程の長所を有し、焼却しても大気汚染問題が発生しなくて熱を高効率的に利用することができ、飼料及び堆肥に利用される場合、汚染しない清浄材料になる。
図３は、図１のシステムを車両に搭載した状態を示した図である。
図３に示したように、本発明による生ごみ処理処置は、小型軽量であり、コンパクトに製作されて車両に搭載及び牽引ができるので、投入される生ごみをすぐ処理して積置された生ごみから発生するさまざまな要因を除去することができる。
また、生ごみ運搬車両３００には油圧設備が装着されているので、車両３００に装着された油圧モータを利用してパドル式アジテータ３３を駆動することができ、車両３００のエンジンの動力の伝達を受けて真空ポンプ７０を駆動させることができる。
また、真空状態で熱を使用することで熱勾配の差が顕著に少なくて、熱伝逹が速くて長期間使用が可能であり、コンパクトなので所要面積などが小さくて高効率的である。
上述のように、本発明による生ごみの真空乾燥処理システムは、家庭や要式業店などから放出される生ごみの処理及びリサイクル分野に幅広く活用されることができる。
Claims (5)
- 生ごみが投入されると、これを真空状態で発熱体の熱放出により加熱乾燥して乾燥された生ごみを排出させて、乾燥時に発生される蒸気を移送させる真空処理装置と、
前記真空処理装置から移送される蒸気を凝縮して凝縮水と非凝縮水に分離させる凝縮分離機と、
真空配管を通じて前記凝縮分離機と連結され、凝縮分離機から排出された非凝縮性気体を大気に排出する真空ポンプと、
前記凝縮分離機から分離された凝縮水を排出する自動排水装置と、
前記凝縮分離機と自動排水装置との間に介在されて凝縮水の逆流を防止する真空逆流防止装置と、を含み、
小型軽量のコンパクトな形態に製作することで、生ごみ運搬車両に搭載可能に構成されて生ごみの収去と同時に乾燥工程が進行されることを特徴とする生ごみの真空乾燥処理システム。 - 前記真空処理装置は、
真空乾燥タンクと、
前記真空乾燥タンク内の上部に設置され、真空状態で放射熱の放出を通じて生ごみを加熱乾燥させる発熱体と、
前記真空乾燥タンクの内周に設置され、真空乾燥タンクの内部に投入された生ごみを均一に広げるためのパドル式アジテータと、
前記パドル式アジテータを一定速度で回転させるための真空回転体と、
前記真空乾燥タンクの内部の掃除及び乾燥された生ごみの排出のための蓋と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の生ごみの真空乾燥処理システム。 - 前記発熱体は、遠赤外線波長を放出するハロゲンなどやセラミックヒーターであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の生ごみの真空乾燥処理システム。
- 前記真空処理装置は、生ごみの投入時に真空乾燥タンクの真空状態が維持されるように生ごみの投入部分が隔室になったフィーダであることを特徴とする請求項２に記載の生ごみの真空乾燥処理システム。
- 前記凝縮分離機の内には、前記真空乾燥タンクと連結され、真空乾燥タンクで気化及び昇華された気体を冷凍させる冷媒循環管路が配設されることを特徴とする請求項２に記載の生ごみの真空乾燥処理システム。
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