KR0153510B1 - 음식물 쓰레기용 발효 처리기 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

각종의 음식쓰레기를 이용하여 유기질비료를 제조할 수 있는 발효처리기.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

기존 음식쓰레기용 발효처리기의 분쇄커팅효율을 배가하고, 발효처리시간을 위한 수분배출을 단시간에 효율적으로 행할 수 있는 수단제공과 아울러 배출수거상의 편익도 동시에 제공코져 하는 것임.

3. 발명의 해결방법의 요지

발효탱크(3)상부 일측에 설치되는 투입분쇄호퍼(25)의 공급스크류우(26)선측에 다수개의 공급공을 갖는 고정분쇄커터(27)와 이에 연접하여 회전할 수 있는 회전분쇄커터(28)와 다수개의 토출공을 갖는 공급토출캡(29)을 설치하였으며, 발효탱크(3)의 상부에는 저부에 경사면(9)을 가지며, 상기 경사면(9)고 유로연결되어 수분 배출용 배출공(12)과 연통되는 유로(11)를 가진 냉각수 순환용 냉수탱크(10)를 구비하며, 발효탱크(3)의 중단부 일측에는 유기질비료 배추용 배출공(18)을 형성하고, 상기 배출공(18)을 경유회전하는 원동축(18)상의 교반, 배출용 베인(15)은 축핀(17)에 의해 각운동할 수 있도록 설치하여 원동축(18)과 연결구동하는 피동축(22)상의 작동캠(23)의 구동으로 간헐적으로 유기질비료를 배출공(18)을 통하여 배출할 수 있도록 한 것이다.

4. 발명의 중요한 용도

각종 음식물 쓰레기 등의 발효처리기.

Description

음식물 쓰레기용 발효처리기

제1도는 본 발명의 실시예를 나타내는 측단면도.

제2도의 (a)는 본 발명의 제1도의 A-A선 단면도. (b)는 본 발명의 배출부를 발췌한 사시도.

제3도는 본 발명의 제1도에 도시된 분쇄투입호퍼 부위를 발췌한 분해사시도.

제4도는 종래의 음식물 쓰레기장치를 나타내는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 발효처리기 2 : 기체

3 : 발효탱크 4 : 용수저장실

5 : 가열수단 6 : 급수파이프

7 : 배수파이프 8 : 펌프

9 : 경사면 10 : 냉수탱크

11 : 유로 12 : 배출공

13,13' : 교반용 베인 14 : 원동축

15 : 교반·배출용 베인 16 : 교반레버

17 : 축핀 18 : 배출공

19 : 원동스프라켓 20 : 체인

21 : 피동스프라켓 22 : 피동축

23 : 작동캠 24 : 공급공

25 : 투입분쇄호퍼 26 : 공급스크류우

27 : 고정분쇄커터 28 : 회전분쇄커터

27',28' : 커팅블레이드 29 : 공급토출캡

본 발명은 각종 음식물쓰레기 등을 효모와 소정시간 교반, 건조 및 발효처리하여 유기질 비료를 생산할 수 있는 음식물 쓰레기용 발효처리기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 투입호퍼에 부설된 고정분쇄커터에 회전분쇄커터를 설치하여 음식물 쓰레기가 소정의 미세입자로 더욱 분쇄될 수 있도록 하며, 발효탱크 내에서 음식물 쓰레기를 가열하여 증발된 수분을 응축시켜 집수되게 함으로써 교반, 건조 및 발효시 발생되는 악취를 제거하며, 발효탱크내에 있는 유기질비료화 된 음식물 쓰레기를 용이하게 배출되도록 한 음식물 쓰레기용 발효처리기에 관한 것이다. 종래의 음식물쓰레기 처리장치는 일본 특개평 5-146702호(공개일 1993. 6. 15)의 제4도에 나타낸 것과 같이 음식물 쓰레기를 투입하는 호퍼(1)와, 음식물 쓰레기를 파쇄하고 탈수하여 건조용기(3)에 공급하는 파쇄탈수공급부(2)와, 건조용기(3)에 접속된 건조용에어공급관(17) 및 건조용에어배출관(19)과, 버너(4)의 연소에 의해 악취성분을 탈취하는 탈취로(5)와, 고온의 연소가스에 의해 송풍팬에서 공급되는 공기를 가열하는 열교환기(6)(7)를 구비하고 호퍼(1)와 파쇄탈수공급부(2)를 케이스(31)와 일체로 제작하고 케이스(31)를 건조용기로부터 분리가능하게 구성된 것으로, 상기의 음식물 쓰레기처리 장치는 버너(4)을 가동하면 탈취로(5)내에 있는 공기가 가열되어 열교환기(6)으로 보내어지면 송풍팬(8)에 의해 건조용기(3)로 공급되는 공기를 열교환기(6)에 의해 가열되어 건조용기(3)로 보내어진다.

한편, 호퍼(1)에 투입된 음식물 쓰레기는 파쇄탈수공급부(2)에 설치된 스크류식 압축반송기(2a)에 의해 이송되며, 절단커터(2b)에 의해 분쇄되고 다공플레이터(2c)을 통과하면서 탈수된 후 공급구(33)를 통하여 건조용기(3)내로 보내지며, 건조용기(3)내에 보내어진 음식물 쓰레기는 교반장치(13)에 의해 절단과 교반이 이루어진다.

상기의 건조용기(3)내에서 절단과 교반이 이루어지는 음식물 쓰레기는 열교환기(6)에 의해 가열된 고온공기가 건조용기(3)로 보내어지며, 건조용기(3)로 보내어진 고온의 공기에 의해 건조되며, 수분 및 악취가 함유된 습한 공기는 건조용공기배출관(19)을 통하여 열교환기(7)에 보내어지며, 수분 및 악취가 함유된 습한 공기는 버너(4)의 연소에 의해 가열된 고온의 열기가 통과하는 열교환기(7)에 의해 가열된 후 버너(4)로 보내어지며, 상기 열교환기(7)에 의해 가열된 후 버너(4)로 보내어진 수분 및 악취가 함유된 습한 공기는 연소용 공기로 이용되는 동시에 연소되어 수분 및 악취가 가열 분해되어 외부로 배출되도록 하며, 건조용기(3)내에서 음식물 쓰레기는 개폐뚜껑(16)을 열어 작업자가 수작업으로 수납용기(15)내에서 배출시키도록 한 것이 알려져 있다.

그러나 종래의 음식물 쓰레기 처리장치는 호퍼에 부착된 파쇄탈수공급부에 설치된 하나의 절단커터에 의해 분쇄하므로서 음식물 쓰레기가 미세하게 분쇄되지 아니하여 공급구(33)가 자주 막히며, 건조용기내의 고온 공기에 의해 건조된 수분 및 악취가 함유된 습한 공기는 버너의 연소에 의해 가열 분해시켜 외부로 배출시키나 이 역시 음식물 쓰레기에 함유된 수분은 증발시키나 음식물 쓰레기에서 발생되는 악취를 완전히 제거하지 못하는 문제점이 있으며, 또한 건조용기내에서 건조된 음식물 쓰레기를 작업자가 개폐뚜껑을 열어서 인출하므로서 불편할 뿐만 아니라, 건조용공기배출관, 에어공급관, 열교환기(7) 등을 설치하므로서 설치면적 및 제작경비 등이 많이 소요되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위하여 투입호퍼에 부설된 고정분쇄커터에 회전분쇄커터를 설치하여 음식물 쓰레기가 소정의 미세입자로 더욱 분쇄시켜 공급구가 자주 막히지 않도록 하며, 발효탱크 내에서 음식물 쓰레기를 가열하여 증발된 수분을 응축시켜 집수되게 함으로써 교반, 건조 및 발효시 발생되는 악취를 완전히 제거하는 동시에 발효탱크내에 있는 유기질비료화 된 음식물 쓰레기를 용이하게 배출되도록 하며, 설치면적 및 제작경비가 적게 드는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제1도 내지 제3도를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 실시예를 나타내는 측단면도를 나타내는 것이며, 제2도의 (a)는 본 발명 제1도의 A-A선 단면도이고, (b)는 본 발명의 배출부를 발췌한 사시도를 나타낸 것이며, 제3도는 본 발명의 제1도에 도시된 분쇄투입호퍼 부위를 발췌한 분해사시도를 나타낸 것으로 도면중의 미설명부호 30은 구동모터, 31은 감속기, 32는 배출공(18)상의 배출도어, 33은 캐스터, 34는 콘트롤박스이다.

본 발명에 의한 음식물 쓰레기용 발효처리기는 제1도의 실시예를 나타내는 측단면도에 나타낸 바와 같이 대략 직사각형의 박스체 등으로 구성되는 기체(2)상에는 대략 단면이 U형 등으로 이루어지는 발효탱크(3)를 장착하되, 상기 발효탱크(3)는 2중의 케이싱으로 구성하여 이등 상간에 용수가 수장될 수 있는 용수수장실(4)이 형성된다.

상기 용수수장실(4)에는 용수의 가열을 위한 히터로 되는 가열수단(5)을 장치하며, 용수수장실(4)내의 용수 급수 및 배수를 위하여 급수파이프(6) 및 배수파이프(7)를 각각 펌프(8)와 연결되도록 설치하며, 발효탱크(3)의 상부에는 대략 산형(山形)의 하향 경사면(9)이 아래쪽으로 향하는 냉수탱크(10)가 안치되도록 구성하며, 냉수탱크(10)는 그 단면이 제2도에서와 같이 개략()형상으로 이루어져 있으며, 내부에는 냉각수가 펌프(8)에 의해 순환될 수 있도록 설치하며, 냉수탱크(10)의 경사면(9) 하단부는 일측으로 하향 경사지게 유로(11)를 형성하여 수분 배출용 배출공(12)과 연통되도록 설치되며, 상기 냉각수는 방열을 위한 방열수단(미도시)과 연결할 수 있으며, 냉수탱크(10)내에 사용되는 냉각수는 필요에 따라서 통상의 다양한 냉매를 사용할 수도 있다.

그리고 발효탱크(3)의 내부에는 횡방향으로 음식물쓰레기가 교반,발효될 수 있도록 하는 교반용 베인(13,13')이 원동축(14)상에 축과 수직방향으로 다수개 설치되며, 이러한 교반용 베인(13,13')의 형상 및 개수 등은 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이다(도시한 예는 방사상으로 4개가 형성된 경우임).

또한 교반용 베인(13,13')의 일측단에는 배출기능도 동시에 수행할 수 있는 교반·배출용 베인(15)을 부착하며, 교반·배출용 베인(15)은 교반레버(16)상에 축핀(17)으로 회동 가능하게 설치하여 유기질비료화된 음식물쓰레기를 발효탱크(3)외부로 간헐적으로 배출할 수 있도록 되는 것으로 이의 구성을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

발효탱크(3)의 일측, 즉 교반·배출용 베인(15)이 부착되는 원동축(14)과 수평부위 정도의 높이(즉 기체의 중간정도)에는 배출공(18)을 형성하고, 상기 배출공(18)상으로 유기질비료화된 음식물쓰레기를 간헐적으로 배출될 수 있도록 원동축(14)일단에 원동스프라켓(19)을 축삽하고 원동스프라켓(19)과 체인(20)으로 연결 구동되는 피동스프라켓(21)을 교반·배출용 베인(15)의 회전방경내에 축설되는 피동축(22)상에 축삽하며, 상기 피동축(22)의 발효탱크(3) 내측으로 작동캠(23)을 축삽고정하며 작동캠(23)의 회전구동으로 인하여 교반·배출용 베인(15)이 각운동할 수 있도록 구성된다.

발효탱크(3)의 상부 일측에는 공급공(24)을 형성하여 제3도에 도시된 음식물 쓰레기 투입 및 분쇄용 투입분쇄호퍼(25)가 설치되며, 깔데기형의 투입분쇄호퍼(25) 하측에는 수평방향으로 공급스크류우(26)를 축설하고, 상기 공급스크류우(26) 선측으로는 고정분쇄커터(27)와 회전분쇄커터(28), 그리고 공급토출캡(29)을 각각 장착하며, 상기 고정분쇄커터(27)와 회전분쇄커터(28)는 분쇄효율을 극대화하기 위하여 다수개의 요철형 커팅블레이드(27',28')를 형성토록 하며, 회전분쇄커터(28)는 공급되는 음식물 쓰레기를 절단시 중심으로 음식물쓰레기를 유도할 수 있도록 개략(ㄱ)형의 커팅블레이드(28')로 절곡하여 구성되는 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 작용관계를 제1도 내지 제3도를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

배출도어(32)가 폐쇄된 상태에서 전원을 ON하면 발효탱크(3)의 외면부상에 설치된 용수수장실(4)내부의 히터 등의 가열수단(5)에 의해 용수가 가열되며, 투입분쇄호퍼(25)로 각종의 음식물 쓰레기와 함께 효모 등을 투입하면 구동모터(30)가 가동하여 음식물 쓰레기가 공급스크류우(26)에 의해 고정분쇄커터(27)측으로 압출 이송되면 1차로 고정분쇄커터(27)에 의해 분쇄된 후 회전분쇄커터(28)가 고정분쇄커터(27)와 연접된 상태에서 약 350rpm 정도로 고속회전하므로 음식물쓰레기는 2차로 회전분쇄커터(28)에 의해 더욱더 미세하게 분쇄된 후 공급토출캡(29)과 공급공(24)을 통하여 발효탱크(3)내부로 투입된다.

이때 고정분쇄커터(27)와 회전분쇄커터(28)의 커팅블레이드(27',28')는 대략 ㄱ형상으로 다수의 요철형으로 이루어져 있어 회전분쇄커터(28)가 회전시 발생하는 원심력에 의하여 음식물 쓰레기가 중심외방으로 벗어나려는 음식물 쓰레기를 중앙부로 유도하여 분쇄커팅시 슬립현상을 방지하여 미세하게 분쇄되는 것이다.

이와같이 공급토출캡(29)에 형성된 공급공(24)을 통하여 미세하게 분쇄된 음식물 쓰레기가 발효탱크(3)내부로 투입되면 구동모터(30)의 회전력이 원동축(14)에 전달되면 원동축(14)상에 축과 수직방향으로 다수개 설치된 교반용 베인(13,13')이 회전하여 공급공(24)을 통하여 투입된 효모와 미세하게 분쇄된 음식물 쓰레기가 교반되는 동시에 가열수단(5)에 의해 가열된 용수에 의해 가열되면서 발효 처리되는 동시에 음식물 쓰레기 등에 포함된 수분이 증기로 되어 위로 상승하면 발효탱크(3) 상부 냉수탱크(10)의 저면부 경사면(9)에 접촉하게 되어 냉수탱크(10)내에 채워진 냉각수에 의해 응축된 후, 악취성분이 농축되어 있는 응축수는 경사면(9)을 따라 낙하하며, 배출공(12)을 향하여 하향 경사져 있는 유로(11)의 경사면을 따라 배출공(12)으로 즉시 배출되는 것이다.

이때 음식물쓰레기내의 수분이 증발하여 냉수탱크(10)상의 순환하는 냉수에 전열하게 되는바, 응축효과를 높이기 위하여 본 발명의 냉수탱크(10)상의 냉각수는 펌프(8) 및 방열기(condenser)등과 연결하여 방열할 수 있도록 함으로서 장시간의 작업에도 지속적인 응축작업을 수행할 수 있는 것이다.

상기와 같이 소정시간이 교반, 발효처리 및 악취성분이 포함된 수분이 제거된 음식물 쓰레기, 즉 유기질비료화된 음식물 쓰레기는 발효탱크(3)의 중단부위 쯤에 형성된 배출공(18)상으로 배출이 되는데, 이때 유기질 비료화된 음식물쓰레기의 배출을 위해서는 배출공(18)상의 배출도어(32)를 사용자가 개방하면 원동축(14)일 단, 즉 배출공(18)과 동일부위에 부착된 교반·배출용 베인(15)이 유기질비료화 된 음식물 쓰레기의 배출작업을 수행한다.

즉, 교반 배출용 베인(15)은 원동축(14)상에 부착되어 회전하면서 단부에서 축핀(17)에 의해 각운동할 수 있도록 되어 있고, 상기 원동축(14)일단의 원동스프라켓(19)과 체인(20)으로 연결된 피동축(22)상이 피동스프라켓(21)의 동시 회전구동으로 인하여 피동축(22)상의 작동캠(23) 역시 회동하게 된다.

이때 원동스프라켓(19)과 피동스프라켓(21)은 기어비가 약 4:1 정도의 비로 하고 교반·배출용 베인(15)을 원동축(14)상에 방사형으로 4개 설치하여 작동캠(23)의 회전을 제3도와 같이 교반·배출용 베인(15)이 배출공(18)상에 위치하였을 때 축핀(17)을 기점으로 교반·배출용 베인(15)이 각운동하므로서 발효탱크(3) 내부의 유기질비료화된 음식물 쓰레기가 교반·배출용 베인(15)에 의해 자동적으로 배출공(18)상으로 배출되는 것이다.

이러한 배출수단은 유기질비료화된 음식물 쓰레기의 배출을 위하여 별도의 밸브장치 등을 필요로 하지 않을 뿐 아니라, 배출공(18)이 기체(2)의 중단부위에 설치되므로 사용자가 유기질비료화된 음식물 쓰레기를 배출받을 시 교반·배출용 베인(15)에 의해 자동적으로 배출공(18)을 통하여 배출되므로 상당한 이점이 있는 것이다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 투입분쇄호퍼의 고정분쇄커터에 회전분쇄커터를 설치하여 음식물 쓰레기를 균일한 입자상으로 미세분쇄하여 공급구의 막힘이 없이 발효탱크로부터 공급하며, 음식물 쓰레기가 가열수단과 교반수단에 의해 발효, 건조되는 과정에서 발생되는 악취 성분이 함유된 증기를 냉각장치에 의해 응축시켜 응축수의 상태로 수거하므로서 음식물쓰레기에서 발생되는 악취를 완전히 제거하며, 발효탱크(3) 내부에서 효모와 함께 교반, 건조하면서 발효 처리된 유기질비료화된 음식물 쓰레기를 하나의 구동수단에 의해 작동되는 배출수단을 이용하여 자동적으로 외부로 배출 수거할 수 있으며, 제작 경비가 적게 드는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 기체(2)의 발효탱크(3) 하부에 음식물 쓰레기들을 가열하는 가열수단(5)을 설치하고, 발효탱크(3)의 상부 일측에 설치되는 투입부에는 음식물 쓰레기를 투입하여 분쇄 공급하는 투입분쇄호퍼(25)를 설치하되, 상기 투입분쇄호퍼(25)는 공급스크류우(26)선측에 다수개의 공급공을 갖는 고정분쇄커터(27)와 다수개의 토출공을 갖는 공급토출캡(29)을 설치하고, 발효탱크(3)의 내부에는 횡방향으로 음식물 쓰레기가 교반, 발효될 수 있도록 하는 교반용 베인(13,13')이 원동축(14)상에 축과 수직방향으로 다수개 설치하여 음식물 쓰레기 등을 교반, 건조 및 발효시켜 발효탱크(3)의 중간부 일측에 형성된 배출공(18)에 의하여 유기질비료화 된 음식물 쓰레기를 배출하는 것에 있어서, 상기 투입분쇄호퍼(25)내에 설치되는 공급스크류우(26)의 선측에 다수개의 공급공을 갖는 고정분쇄커터(27)와 다수개의 토출공을 갖는 공급토출캡(29) 사이에 회전분쇄커터(28)를 설치하고, 상기 발효탱크(3)내의 상부에는 저부에 경사면(9)을 형성하고, 경사면(9)과 유로 연결되어 수분 배출용 배출공(12)과 연통되는 유로(11)를 가진 냉각수 순환용 냉수탱크(10)를 설치하고, 상기 교반용 베인(13,13')이 설치되는 원동축(14)의 일측에는 교반레버(16)와 구동모터(30)의 회전력에 의해 회전하는 원동스프라켓(19)을 부설하고, 원동스프라켓(19)과 연결된 체인(20)에 의해 회전하는 피동스프라켓(21)의 피동축(22)에 삽입된 작동캠(23)에 의해 각운동하는 교반·배출용 베인(15)을 축핀(17)에 설치하고, 상기 작동캠(23)의 간헐적인 회전이 교반·배출용 베인(15)에 전달되어 유기질비료화된 음식물 쓰레기가 교반·배출용 베인(15)에 의해 배출공(18)을 통하여 배출되도록 구성한 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기용 발효처리기.
2. 제1항에 있어서, 상기 투입분쇄호퍼(25)상의 고정분쇄커터(27)와 회전분쇄커터(28)는 커팅블레이드(27',28')에 다수개의 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기용 발효처리기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정분쇄커터(27)와 회전분쇄커터(28)의 커팅블레이드(27',28')는 대략 ㄱ형상으로 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기용 발효처리기.