KR100269683B1 - 음식물찌꺼기 소멸처리장치 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 생화학작용에 의해 음식물 찌꺼기를 분해시켜 잔여물을 남기지 않는 상태로 소멸시킬 뿐 아니라, 분해과정에서 발생되는 고유한 냄새가 제거될 수 있도록 하기 위한 것이다.

이를 실현시키기 위하여 본 발명은 음식물찌꺼기가 투입될 수 있고 바이오칩(8)이 충진되어 있으며 외부로 통하는 배기관이 연결되어 있는 처리조(2); 이 처리조(2)내에 투입되는 음식물찌꺼기와 바이오칩(8)을 혼합시킬 수 있도록 처리조(2)의 양측 벽체에 구동 가능하도록 설치되어 구동수단(14)에 의한 동력으로 교반날개(12)를 회전시키게 되는 구조로 된 교반장치(10); 콘트롤러(C)의 제어에 따라 작동하여 적정온도로 가열된 산소를 상기 처리조(2)에 공급시킬 수 있도록 하는 산소공급수단(40)으로 구성되는 음식물찌꺼기 소멸처리장치에 있어서, 상기 배기관(48)과 처리조(2) 사이에 설치되어 배출가스로부터의 냄새를 제거하는 탈취수단과, 처리조 내부 상측으로 발생되는 습증기를 고온의 산소로 밀어 배출시키는 증기배출수단을 더욱 포함하여 구성되는 음식물찌꺼기 소멸처리장치를 제공한다.

Description

음식물찌꺼기 소멸처리장치

본 발명은 음식물찌꺼기 소멸처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 처리가 곤란한 음식물 찌꺼기를 생화학적으로 분해하여 완전히 소멸시키고, 이때 발생되는 냄새를 고온처리하여 탈취시킬 수 있도록 하기 위한 음식물찌꺼기 소멸처리장치에 관한 것이다.

최근 환경오염원을 줄이고자 하는 노력의 일환으로 행해지는 음식물찌꺼기의 처리방법이 점차 개선되고 있으며, 음식물 찌꺼기를 처리하기 위한 방법의 하나로는 음식물찌꺼기를 퇴비화하는 연구가 이루어지고 있다.

그러나, 이와 같은 음식물찌꺼기의 퇴비처리는 토양을 산성화시키게 되는 문제가 있을 뿐 아니라, 도심에서는 생성된 퇴비를 적절하게 사용할 수 있는 기회가 한정되어 있기에 그 실효가 의심스럽게 됨에 따라 음식물 찌꺼기를 가연성의 것으로 만들어 태우는 방안이 대두되고 있다.

이를 위하여는 음식물 찌꺼기를 탈수 및 건조시켜야만 하므로 음식물찌꺼기를 탈수, 건조시키는 장치가 연소장치와 복합적으로 구성되어야만 하기 때문에 장치의 부피가 커지게 되고 연소후 배출가스의 처리에 대한 방안이 마련되어 있지 않다.

따라서 종전의 음식물찌꺼기 연소장치는 가정용으로 부적합하며 사용범위가 극히 한정될 뿐 아니라, 배출가스에 의한 대기의 오염으로 또 다른 환경오염의 원인을 파생시키게 된다.

이러한 각종의 문제를 해결할 수 있는 방안으로 근래에 음식물 찌꺼기를 생화학적으로 분해처리하여 잔여물을 남기지 않도록 하는 장치를 고안하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그 결과, 가정에까지 보급될 수 있게 된 음식물찌꺼기 소멸처리장치는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 음식물찌꺼기 등이 담길 수 있는 용기로서의 처리조(62)가 구비되고, 이 처리조(62)의 내부에 바이오칩이 충진되는 구조로 되어 있다.

상기한 바이오칩은 미생물이 육성될 수 있는 기초적인 환경을 제공하게 되어 있으며, 처리조(62)내에 투입되는 음식물찌꺼기와 혼합된다. 또 처리조(62)내에 교반장치(64)가 내장되어 있어 음식물찌꺼기와 바이오칩을 교반하여 잘 혼합시킬 수 있도록 하고 있다.

상기 교반장치(64)는 처리조(62)의 양측 벽체에 구동 가능하도록 설치되는 교반날개(66)와, 이 교반날개(66)를 구동시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동수단(70), 그리고 구동수단(70)의 구동력을 교반날개(66)의 회전축(68)에 전달하는 동력전달수단(72)으로 구성되어 있다.

또, 처리조(62)의 하부에는 히터(74)가 전류에 의해 발열작용되도록 배치되어 있어 처리조(74)내의 처리물 및 바이오칩을 생화학적 분해작용에 적당한 온도로 가열시킬 수 있도록 되어 있다.

그런데, 이와 같은 미생물의 생화학적 분해작용 과정에서는 다량의 배출가스가 발생되는데, 이를 적절히 처리할 수 있는 수단이 강구되어 있지 않아 거주공간의 환경조건을 쾌적하게 유지시킬 수가 없는 단점이 되고 있었다.

즉, 음식물찌꺼기 소멸장치로부터 방출되는 냄새 때문에 수시로 거주공간을 환기시키기 않는 한 사용이 곤란하게 되므로 사용상의 번거로움이 초래되고 설치공간의 제약을 받는 문제점이 된다는 것이다.

또, 히터가 처리조의 국부를 가열시킬 뿐 처리조내부를 고르게 가열시키기 못하여 처리조 하부에서는 처리물이 연소되는 반면 중심부 및 상측부 등지에서는 미생물의 생화학적 작용이 활성화되지 않는다는 비효율적인 문제점, 그리고 생화학적인 작용시에 발생되는 습증기에 의한 폐혜에 따른 문제점 등이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 단점, 또는 문제점을 해소하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 거주공간의 환경조건을 쾌적하게 유지시킬 수 있게 되며, 냄새제거를 위한 잦은 환기를 행하지 않아도 되므로 편리한 사용이 가능하게 됨과 아울러 설치공간의 제약을 해소시키게 되는 음식물찌꺼기 소멸처리장치를 제공하는데 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 고른 온도의 분포로 처리조 내부 전체에서 생화확적 반응이 활성화되어 음식물 찌꺼기의 효율적인 처리를 가능하게 함과 아울러, 습증기의 폐혜를 방지할 수 있게 된 음식물찌꺼기 소멸처리장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

도 1은 종래 음식물찌꺼기 소멸처리장치를 개략적으로 나타내는 사시도,

도 2는 종래 음식물찌꺼기 소멸처리장치를 개략적으로 나타내는 일단면도,

도 3a는 본 발명에 의한 음식물찌꺼기 소멸처리장치를 부분절취 상태로 도시한 일면도,

도 3b는 본 발명에 의한 음식물찌꺼기 소멸처리장치의 산소공급수단의 다른 실시예를 나타내기 위한 부분 단면도,

도 4와 도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 음식물찌꺼기 소멸처리장치에 적용된 교반장치의 다양한 실시예를 각각 나타내기 위한 부분 분해사시도,

도 7은 본 발명의 음식물찌꺼기 소멸처리장치에 적용된 탈취수단을 나타내는 부분 단면도이다,

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 처리조 8 : 바이오칩

12 : 교반날개 14 : 구동수단

30 : 피동측 회전축 32 : 구동측 회전축

34 : 연장 회전축 40 : 산소공급수단

42 : 덕트 44 : 하우징

46 : 전기히터 48 : 배기관

50 : 장착관 52 : 세라믹촉매

이를 실현시키기 위하여 본 발명은 음식물찌꺼기가 투입될 수 있고 바이오칩이 충진되어 있으며 외부로 통하는 배기관이 연결되어 있는 처리조와, 이 처리조내에 투입되는 음식물찌꺼기와 바이오칩을 혼합시킬 수 있도록 처리조의 양측 벽체에 구동 가능하도록 설치되어 구동수단에 의한 동력으로 교반날개를 회전시키게 되는 구조로 된 교반장치와, 콘트롤러의 제어에 따라 작동하여 적정온도로 가열된 산소를 상기 처리조에 공급시킬 수 있도록 하는 산소공급수단과, 배기관과 처리조 사이에 설치되어 배출가스로부터의 냄새를 제거하는 탈취수단과, 처리조 내부 상측으로 발생되는 습증기를 고온의 산소로 밀어 배출시키는 증기배출수단을 포함하여 구성되는 음식물찌꺼기 소멸처리장치를 제공한다.

또한 본 발명은 상기한 탈취수단이, 콘트롤러의 제어에 따라 인가되는 전류에 의해 발열작용을 행하게 되는 전기히터와, 상기 처리조로부터 덕트로 연결되어 상기 전기히터가 내장되며 배기관이 연장되는 하우징과, 상기 배기관과 연통되는 상태하에서 하우징에 내장된 장착관에 결합, 설치된 단열수단으로 구성되는 음식물찌꺼기 소멸처리장치를 제공한다.

이와 같은 구성으로 된 본 발명은 처리조 내에서 바이오칩과 음식물찌꺼기가 교반장치에 의해 혼합되며, 이러한 혼합물은 산소공급수단에 의해 처리조 내부로 공급되는 적정온도의 산소에 의해 미생물의 생장 발육을 촉진시킬 수 있는 최적의 조건으로 조성된다. 이때 발생되는 배출가스는 송풍기의 흡입력에 따라 탈취수단을 지나는 상태로 처리조로부터 배출되고, 탈취수단으로부터 가하여지는 고열에 따라 배출가스를 탈취시키게 되며, 단열수단에 의한 단열이 이루어지는 상태하에서 배기관을 통해 외부로 방출된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예는 도 3에 도시된 바와 같이 음식물찌꺼기 등이 담길 수 있는 용기로서의 처리조(2)가 구비되고, 이 처리조(2)의 내부에 바이오칩(8)이 충진되는 구조로 된 음식물찌꺼기 소멸처리장치에 관련된다.

상기한 바이오칩(8)은 미생물이 육성될 수 있는 기초적인 환경을 제공하게 되며, 처리조(2)내에 투입되는 음식물찌꺼기와 혼합된다. 또 처리조(2)내에 교반장치(10)가 내장되어 있어 음식물찌꺼기와 바이오칩(8)을 교반하여 잘 혼합시킬 수 있도록 하고 있다.

상기 교반장치(10)는 처리조(2)의 양측 벽체에 구동 가능하도록 설치되는 교반날개(12)와, 이 교반날개(12)를 구동시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동수단(14), 그리고 구동수단(14)의 구동력을 교반날개(12)의 회전축에 전달하는 동력전달수단(16)으로 종래와 동일하게 구성되어 있다.

상기한 교반장치(10)의 교반날개(12)는, 도 4에서와 같이 그 회전축에 120°의 위상차이를 갖는 위치에 연속하여 그 단부가 연장되며, 회전축의 법선에 직교하는 방향으로 길게 배치되는 다수의 앵글, 또는 도5에서와 같이 중공체인 파이프로 이루어져 있다.

또한, 도 6에서와 같이 상기 교반날개(12)가, 그 회전축에 90°의 위상차이를 갖는 위치에 연속하여 그 단부가 연장되며, 회전축의 법선에 직교하는 방향으로 길게 배치되는 다수의 바아(24)의 단부에 커터(26)가 각각 결합되도록 형성될 수도 있다.

상기 다수의 커터(26)는 그 회전 전방측으로부터 후방측으로 두께가 점증되는 형상으로 형성됨으로써, 처리조(2)에 채워진 바이오칩(8) 및 음식물쓰레기의 저항에 의해 회동이 방해되지 않도록 하고 있다.

또한, 상기 교반장치(10)의 회전축은, 도 3 내지 도 6에서 도시된 바와 같이 처리조(2)의 내측 벽체의 일측에 설치된 베어링의 내륜에 피동측 회전축(30)을, 그리고 처리조(2) 내측 벽체의 타측에 설치된 베어링의 내륜에 구동측 회전축(32)을 각각 압입, 결합시키고, 이러한 피동측 및 구동측 회전축(30)(32)을 연장 회전축(34)으로 연장시킨 구조로 구성되어 있다.

즉, 상기 피동측 회전축(30) 및 구동측 회전축(32)의 각 타단과, 연장 회전축(34)의 양단에는 체결부재에 의해 결합되는 플랜지(F)가 각각 연장되어 있으며, 피동측 회전축(30)과 연장 회전축(34)은 산소공급수단(40)와 연통되는 상태의 중공체로 각각 형성되고, 외주에 다수의 통공이 뚫려 있어 산소공급수단(40)으로부터 공급되는 산소가 처리조(2) 내로 배출될 수 있도록 하고 있다.

상기 산소공급수단(40)은 외부의 산소를 팬(4)으로 흡입하여 이의 케이싱으로부터 교반장치(10)의 회전축에 연통,연결된 관로(6a)를 통하여 산소를 처리조(2) 내부로 공급시키도록 되어 있고, 또 상기 관로(6a) 소정부분을 가열기(10b)로 가열하여 관로(6a)에 흐르는 산소를 약 40°C로 가열시킨 후 교반장치(10)의 회전축(30)(34) 및 교반날개(12) 등의 통공을 통하여 다발적으로 처리조(2) 내부에 배출시키도록 되어 있다.

도3b는 상기 산소공급수단의 다른 실시예를 나타내는 도면으로 배기관(48)과 연장관(49)으로 연결되는 이중관(11)을 구비하여 이를 상기 관로(6a) 소정부위 외측에 중첩 배치시킴으로써, 배기관(48)으로 배출되는 폐열을 이용하여 가열된 산소를 공급시킬 수 있도록 할 수도 있다.

또, 처리조(2)에는 외부와 통하는 덕트(42)가 연결되어 있고 이 덕트(42)는 탈취수단의 하우징(44)과 연통 연결되어 있으며(도 3a 참조), 이와 같은 탈취수단은 콘트롤러(C)의 제어에 따라 인가되는 전류에 의해 발열작용을 행하게 되는 전기히터(46)가 상기 하우징(44)에 내장된 구조로 구성되어 있다.(도 7 참조)

또, 상기 하우징(44)에는 도 3a에서와 같이 탈취된 배출가스가 배출될 수 있는 배기관(48)이 연장되어 있으며, 이러한 배기관(48)과 연통되는 상태하에서 하우징(44)에 내장된 장착관(50)에 단열수단이 결합, 설치되어 있다.

상기한 바와 같은 장착관(50)은, 탈취수단의 하우징(44) 벽체와 이격될 수 있는 크기로 형성되어 하우징(44)과의 사이에 충열공간이 형성되도록 함으로써, 이와 같은 충열공간에 고온의 열기가 충만될 수 있도록 하고 있다.

이러한 단열수단은 외부로 통하는 다수의 미세공을 갖는 세라믹촉매(52)로 이루어짐으로써, 열기가 대량으로 방출되는 것이 방지되는 상태하에서 탈취된 배출가스만이 외부로 방출될 수 있도록 하고 있다.

또, 장착관(50)의 세라믹촉매(52) 하측으로 충열부재(53)가 장착되어 있어 이의 흡열 및 방열 작용에 따라 세라믹촉매(52)로 일정한 온도의 온도가 제공될 수 있도록 하고, 이로써 세라믹촉매(52)의 작용을 활성화시킬 수 있게 된다.

한편, 도 3a에서는 처리조(2) 내부 상측으로 생성되는 습증기를 밀어 덕트(42)를 통해 배출되도록 하는 증기배출수단이 구성된 상태가 도시되어 있다.

즉, 증기배출수단은 상기한 팬(4)의 케이싱과 연결된 다른 관로(6b)를 처리조(2) 상측으로 연통시키는 구조로 되어 있으며, 또 상기 관로(6b) 소정부분에 장착된 가열기(10a)로 관로(6b)에 흐르는 산소를 약 70°C로 가열시킨 후 처리조(2)로 배출시키도록 구성됨으로써, 처리조(2) 상부 공간에서 생성된 습증기를 덕트(42)로 밀어 배출시키게 되는 것이다.

상기 산소공급수단(40)이 콘트롤러(C)와 전기적으로 연결되어 있고, 이러한 콘트롤러(C)에는 처리조(2)내의 온도상태를 검출하는 온도센서(미도시)가 전기적으로 연결되어 있으므로 콘트롤러(C)의 제어에 따라 처리조(2) 내부는 항상 최적의 온도로 제어되는(도 2 참조) 구성으로 된 본 발명은 바이오칩(8)이 충진된 처리조(2)에 음식물찌꺼기를 투입시키고 콘트롤러(C)를 구동시키면 콘트롤러(C)의 제어에 따라 작용되는 산소공급수단(40)에 의해 처리조(2)에 적정온도의 산소가 공급됨으로써 처리조(2)의 내부를 미생물의 생장 발육에 적합한 최적의 조건인 온도와 산소의 공급이 이루어지게 된다.

또, 이와 동시에 콘트롤러(C)의 제어에 따라 교반장치(10)가 작동됨으로써 처리조(2)내의 바이오칩(8)과 투입된 음식물찌꺼기가 혼합되어 바이오칩(8)의 미생물에 의해 음식물찌꺼기가 소멸되는 것을 활성화시키게 된다.

이때 발생되는 배출가스가 탈취수단을 지나는 상태로 처리조(2)로부터 배출되고, 탈취수단으로부터 가하여지는 고열에 따라 탈취되며, 단열수단에 의한 단열이 이루어지는 상태하에서 배기관(48)을 통해 외부로 방출된다.

또, 하우징(44)과 장착관(50) 사이에 형성된 충열공간에 정체되는 고온의 산소에 의한 단열작용이 이루어져 탈취를 위한 히터(46)의 연소작용이 온도의 급격한 등락이 방지되는 상태하에서 원만하게 이루어지게 된다.

한편, 교반장치(10)에 의해 바이오칩 및 음식물찌꺼기가 교반될 때 미생물의 생화학적 작용을 활성화시키기 위하여 이에 적정한 온도의 산소가 처리조 내부로 고르게 공급되며, 이러한 생확학적 작용에 따라 생성되는 습증기를 고온의 산소로 밀어 배출시킴으로써, 습증기에 의한 폐혜를 방지할 수 있게 된다.

이상에서와 같은 본 발명에 의한 음식물찌꺼기 소멸처리장치는 미생물의 생화학적 분해작용 과정에서 발생되는 다량의 배출가스를 고온처리하여 탈취시킨 후 외부로 방출토록 함으로써, 거주공간의 환경조건을 쾌적하지 유지시킬 수 있게 되며, 냄새제거를 위한 잦은 환기를 행하지 않아도 되므로 편리한 사용이 가능하게 됨과 아울러 설치공간의 제약을 해소시킬 수 있게 된다는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 음식물찌꺼기가 투입될 수 있고 바이오칩이 충진되어 있으며 외부로 통하는 배기관이 연결되어 있는 처리조;

   이 처리조내에 투입되는 음식물찌꺼기와 바이오칩을 혼합시킬 수 있도록 처리조의 양측 벽체에 구동 가능하도록 설치되어 구동수단에 의한 동력으로 교반날개를 회전시키게 되는 구조로 된 교반장치;

   콘트롤러의 제어에 따라 작동하여 적정온도로 가열된 산소를 상기 처리조에 공급시킬 수 있도록 하는 산소공급수단;

   상기 배기관과 처리조 사이에 설치되어 배출가스로부터의 냄새를 제거하는 탈취수단; 및

   처리조 내부 상측으로 발생되는 습증기를 고온의 산소로 밀어 배출시키는 증기배출수단을 더욱 포함하여 구성되는 음식물찌꺼기 소멸처리장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기한 교반장치의 교반날개는,

   그 회전축에 120°의 위상차이를 갖는 위치에 연속하여 그 단부가 회전축과 연통되는 중공체로 연장됨과 아울러 다수의 통공이 뚫린 형상으로 형성되며, 회전축의 법선방향으로 길게 배치되는 다수의 파이프로 이루어진 것을 특징으로 하는 음식물찌꺼기 소멸처리장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 교반장치의 회전축은,

   처리조의 내측 벽체의 일측에 설치된 베어링의 내륜에 그 일단이 압입되고 그 타단에 플랜지가 연장되며, 산소공급수단와 연통되는 중공체의 피동측 회전축;

   처리조의 내측 벽체의 타측에 설치된 베어링의 내륜에 그 일단이 압입, 관통됨과 아울러 동력전달수단의 피동측 스프라켓이 장착되고 그 타단에 플랜지가 연장되며, 피동측 회전축과 연통되는 중공체의 구동측 회전축; 및

   상기 구동측 회전축 및 피동측 회전축의 플랜지들과 각각 상응하여 체결 고정이 가능한 한 상의 플랜지가 그 양단에 각각 결합되는 연장 회전축으로 이루어지는 음식물찌꺼기 소멸처리장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기한 탈취수단이,

   콘트롤러의 제어에 따라 인가되는 전류에 의해 발열작용을 행하게 되는 전기히터;

   상기 처리조로부터 덕트로 연결되어 상기 전기히터가 내장되며, 배기관이 연장되는 하우징; 및

   상기 배기관과 연통되는 상태하에서 하우징에 내장된 장착관에 결합설치된 단열수단으로 구성되는 음식물찌꺼기 소멸처리장치.