KR100281000B1 - 유기물 쓰레기 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고압펌프에 의해 유기물쓰레기가 압축가열통의 상부로 압송되면서 히터장치에 의해 고압상태에서 살균되면서 토출판의 토출구로 순간 토출됨에 따라 유기물쓰레기에 함유된 수분이 기화되어 염분과 함께 신속하게 분리되어 건조되기 때문에 양질의 사료 및 퇴비를 생산할 수 있고, 또한 건조된 유기물쓰레기는 수분이 완전히 제거된 상태이기 때문에 소각시키거나 매립을 하여도 2차공해가 발생하지 않는다. 특히 구조가 간단하고 소형임에도 불구하고 신속하고 효율적으로 많은 양의 유기물쓰레기를 공해없이 저렴한 비용에 처리할 수 있다.

Description

유기물쓰레기 처리장치
본 발명은 유기물쓰레기를 처리하는 장치에 관한 것으로, 특히 유기물쓰레기 즉, 음식물 쓰레기, 가축분뇨, 오니 등과 같은 유기물을 고온고압으로 가열한 후 폭발시키듯 토출시켜 수분을 기화 및 증발시키므로써 건조시켜 가축사료나 퇴비로 사용하도록 하거나 소각 또는 매립처리할 수 있도록 장치에 관한 것이다.
일반적으로 음식물쓰레기나 가축배설물이나, 정수장과 같은 곳에서 식수를 얻기 위해 정수시킬 때 또는 하수종말처리장에서 하수처리를 할 때 부산물로 발생하는 곤죽상태의 오니(이하 유기물쓰레기라 함) 등을 처리하는 방법에는 매립 또는 소각시키는 방법 그리고 발효장치로 발효시켜 퇴비 또는 가축의 사료로 재활용하는 방법 등이 있다.
이와 같이 처리하기 위해서는 유기물쓰레기의 수분을 탈수시켜야 한다. 탈수처리방법에는 원심탈수 및 압착탈수 등이 있는데, 곤죽상태의 유기물쓰레기를 원심 및 압착탈수시키게 되면 수분을 비롯하여 입자가 작은 음식물쓰레기가 함께 빠져나가기 때문에 2차공해를 유발하게 되는 폐단을 낳게 되는 폐단이 있다.
또 발효건조시켜 퇴비나 가축사료로 사용하는 방법은 발효처리 장치의 부피가 크고 발효에 필요한 적당한 온도를 유지시켜주어야만 발효 효율이 높아져 양질의 사료를 얻을 수 있고, 또 온도를 적당하게 유지시키게 되면 발효시간이 길어져 연료의 소모량이 많아지므로 결국 유기물쓰레기의 처리용량이 떨어지고 엄청난 장비운영비용이 소요되는 폐단이 있었다.
따라서 본 발명은 이러한 종래의 폐단을 해소하기 위해 창안한 것으로서, 그 목적은 유압펌프를 이용하여 고압으로 압송시키면서 열을 가한 후 토출구로 고속으로 토출시킴과 동시에 건조시켜 가축의 사료 또는 퇴비로 사용하거나 소각 및 매립처리토록 하므로써 다량의 유기물 쓰레기를 공해없이 저렴한 비용으로 신속 간편하게 처리할 수 있는 유기물쓰레기 처리장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 유기물쓰레기 처리장치의 구조를 나타낸 종단면도,
도 2는 본 발명의 유기물쓰레기 처리장치의 구조를 나타낸 측단면도,
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
10 - 압축가열통 11 - 지지틀 12 - 히터장치
13 - 단열벽 14 - 노즐 15 - 온도센서
16 - 토출판 17 - 토출구 18 - 볼트
19 - 분산봉 20 - 망체 22 - 배기통
24 - 배출슈트 26 - 버큠펌프 28 - 그릴
30 - 호퍼 32 - 펌프장치 33a,33b - 실린더
34a,34b - 피스톤 35a,35b - 유압실린더 36 - 공급관
37 - 모터 38 - 체인 40 - 이송컨베이어
42 - 공급호퍼
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유기물쓰레기 처리장치는, 유기물쓰레기가 투입되는 호퍼와;
상기 호퍼의 하부와 연결되어 유기물쓰레기를 압송받아 열을 가하여 건조시키면서 토출시키는 압축가열통과;
상기 호퍼의 하부에 설치되어 유기물쓰레기를 압축가열통으로 압송하는 펌프수단과;
상기 압축가열통의 상부에 설치되어 토출된 유기물쓰레기를 임시 저장하고, 저장된 유기물쓰레기를 배출시킴과 동시에 상부에 설치된 배기통으로 습기 및 가스를 배출시키는 망체들로 구성되어 달성된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 유기물쓰레기 처리장치의 구조를 나타낸 종단면도이고, 도 2는 본 발명의 유기물쓰레기 처리장치의 구조를 나타낸 측단면도이다.
도시된 바와 같이 압축가열통(10)은 원통형으로 형성되어 하부에 지지틀(11)에 의해 수직으로 설치되어 있다. 압축가열통(10)의 상하부를 제외한 둘레에는 내부를 대략 300∼500℃로 가열하는 히터장치(12)가 설치되어 있으며, 압축가열통(10)의 둘레에는 단열벽(13)이 둘러싸여 압축가열통(10)의 내부온도를 보온하도록 되어 있다. 압축가열통(10)의 중앙부 둘레에는 상향된 노즐(14)이 형성되어 도면에 도시되지 않은 산소탱크로부터 액체 또는 기체 산소를 내부로 공급시킬 수 있도록 되어 있으며, 상하부에는 다수개의 온도센서(15)들이 설치되어 압축가열통(10)의 각부위에 따른 온도를 체킹하여 각 부분마다 적당한 온도를 유지할 수 있도록되어 있다. 또한 압축가열통(10)의 상부에는 토출판(16)이 결합되어 있다. 이 토출판(16)은 둘레에 상광하협된 형상으로 상하 관통된 다수개의 토출구(17)가 형성되어 있고 그 중앙하부에는 하단이 비교적 뾰족하게 형성되어 압송되는 유기물쓰레기를 외부로 분산시키는 분산봉(19)이 형성되어 있다. 그리고 토출판(16)의 토출구(17) 및 압축가열통(10)의 내부 점검이나 고장수리 및 청소를 용이하게 수행할 수 있도록 하기 위해 볼트(18)로 분해조립이 용이토록 되어 있다.
또한 압축가열통(10)의 상부에 설치된 망체(20)는 유기물쓰레기를 임시 저장할 수 있도록 넓은 내부공간을 가지고 있으며 상부에는 유기물쓰레기의 건조시 발생하는 습기 및 가스를 배출시키는 배기통(22)이 설치되어 있고 측면부에는 임시 저장된 유기물쓰레기를 하부로 배출시키는 배출슈트(24)가 설치되어 있다. 특히 배기통(22)은 버큠펌프(26)에 의해 공기를 강제 흡입하도록 되어 있고, 배기통(22)의 하부에는 토출된 유기물쓰레기가 배기통(22)으로 빨려들어가지 않도록 그릴(28)이 형성되어 있다. 또 이러한 망체(20)는 지지프레임에 의해 수평 회동가능하게 설치되어 있다.
압축가열통(10)의 측부에 설치된 호퍼(30)의 하부에는 유기물쓰레기를 압축가열통(10)으로 압송하는 펌프장치(32)가 설치되어 있다. 펌프장치(32)는 몰타르상태의 콘크리트를 압송하는 다양한 구조의 공지의 펌프장치를 적용하는 것으로서, 도 2에서 도시한 바와 같이 양측에 두 개의 실린더(33a)(33b)를 구비하고, 이 두실린더(33a)(33b)에는 실린더(33a)(33b)를 왕복운동하는 피스톤(34a)(34b)이 설치되어 있으며, 이 피스톤(34a)(34b)은 교호로 출몰작동하는 유압실린더(35a)(35b)에 의해 작동된다. 참조번호 35는 유압펌프이다.
그리고 실린더(33a)(33b)의 선단부에는 유기물쓰레기를 압축가열통(10)으로 공급하는 공급관(36)이 설치되어 있다. 이 공급관(36)은 압축가열통(10)과 호퍼(30)의 하부에서 회동되는 구조로 설치되어 있으며, 양측실린더(33a)(33b)의 선단부사이를 피스톤(34a)(34b)의 동작에 연동하여 유동한다. 이와 같은 동작은 양측 두 피스톤(34a)(34b)의 동작에 연동하는 스위치작동에 의해 정역회전하는 모터(37)와 체인(38)으로 연결되어 작동하게 된다.
또한 호퍼(30)의 상부 일측에는 유기물쓰레기를 이송공급하는 컨베이어(40)가 설치되어 있으며, 이송컨베이어(40)의 일측단 상부에는 유기물쓰레기를 공급하는 공급호퍼(42)가 설치되어 있다.
이러한 구성에 의한 본 발명의 작동관계를 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 유기물쓰레기장치는 음식물쓰레기, 가축분뇨 또는 각종 오니 등의 유기물쓰레기를 공급호퍼(42)에 투입시키면 이송컨베이어(40)에 의해 이송되어 호퍼(30)로 투입된다. 투입된 음식물쓰레기는 유압에 의해 실린더(33a)(33b)내에서 교호로 진퇴작동하는 피스톤(34a)(34b)이 유기물쓰레기를 압축가열통(10)으로 압송하게 된다. 이를 좀더 상세히 설명하면, 일측 피스톤(34a)(34b)이 후퇴하면 타측 피스톤(34a)(34b)은 전진하게 되어 후퇴할 때는 호퍼(30)내의 유기물쓰레기를 흡입하게 되고, 전진할 때는 흡입된 유기물쓰레기를 압송하는 동작을 반복하게 된다. 이와 동시에 공급관(36)은 피스톤(34a)(34b)의 동작에 의해 작동하는 모터(37)에 의해 일측피스톤(34a)(34b)이 흡입하게 되면 신속하게 회동하여 피스톤(34a)(34b)이 전진하는 실린더(33a)(33b)의 입구부와 연결되고, 다시 전진한 피스톤(34a)(34b)이 후퇴하게 되고 후퇴해 있던 피스톤(34a)(34b)이 전진하게 되면 공급관(36)은 신속하게 회동하여 전진하는 피스톤(34a)(34b)의 실린더(33a)(33b) 입구에 연결된다. 이때 피스톤(34a)(34b)이 흡입행정에 있는 실린더(33a)(33b)의 입구는 호퍼(30)내에서 노출되기 때문에 호퍼(30)내의 유기물쓰레기가 실린더(33a)(33b)의 내부로 흡입되게 되고, 피스톤(34a)(34b)의 전진시 공급관(36)을 통해 유기물쓰레기를 압축가열통(10)에 압송시키게 된다. 이러한 압송동작은 연속적으로 이루어진다.
연속적으로 압송되는 유기물쓰레기는 압축가열통(10)의 상부로 압송되어 압축되고, 둘레에 설치된 히터장치(12)에 의해 가열되며, 중앙부에 설치된 노즐(14)을 통해 산소를 공급받아 유기물을 산화분해(CO2와 H2O로 분해)하게 된다. 특히 히터장치(12)에 의해 가열될 때 각부분에 설치된 온도센서(15)에 의해 온도가 체킹되므로 도면에 도시되지 않은 제어부에 의해 최적온도로 가열시킬 수 있다. 이와 같이 압축이송되는 유기물쓰레기는 토출판(16)에 설치된 토출구(17)를 통해 지속적으로 토출되게 되는데, 토출구(17)를 향해 압송되는 과정에서 분산봉(19)에 의해 압축가열통(10)의 상단 내주면 쪽으로 분산되게 되어 압송되는 유기물쓰레기가 고른 온도분포로 가열되어지며 또 공간이 협소해짐에따라 압력이 더욱더 높아지게 된다.
이러한 상태로 유기물쓰레기가 토출판(16)까지 상승하게 되면 토출판(16)의 토출구(17)를 통해 빠른 속도로 폭발하듯이 토출되게 된다. 이때 고압상태의 압축가열통(10)내에서 갑자기 저압상태의 상부통으로 토출되기 때문에 순간적으로 튀어올러가게 되면서 부풀려지게 됨과 동시에 유기물쓰레기에 함유된 수분은 고압상태에서 갑자기 저압상태로 되기 때문에 기화작용이 신속하게 발생되어 유기물쓰레기와 분리되게 되며 기화작용에 따른 수분의 분리시 음식물에 함유된 염분도 함께 분리된다.
유기물쓰레기는 토출구(17)를 통해 튀어올라가 망체(20)내에 모아지게 되고, 이는 곧 배출슈트(24)를 통해 배출된다. 그리고 유기물쓰레기가 토출구(17)로 토출되면서 발생된 가스 및 수분은 망체(20)의 상부에 버큠펌프(26)로 연결된 배기통(22)을 통해 신속하게 배출된다.
한편, 본 발명의 유기물쓰레기장치는 음식물쓰레기, 가축분뇨 또는 각종 오니 등의 유기물쓰레기를 처리할 수 있도록 한 것이나 가장 효과적으로 처리하기 위해서는 음식물쓰레기와 오니는 별도로 처리하는 것이 좋다.
특히 음식물쓰레기를 처리할 때에는 별도의 선별기를 통하여 각종 이물질을 걸러내는 공정을 수행하도록 해야 할 뿐만 아니라 입자가 큰 음식물의 경우에는 분쇄기를 통하여 잘게 분쇄시킨 후 투입시켜야 한다.
또 이와 같이 건조된 유기물쓰레기는 매립 또는 소각처리하거나 가축사료 또는 퇴비로 사용할 수 있으나, 가장 신속하고 확실하면서 적은 비용으로 공해없이 처리하는 방법은 소각처리하는 것이며, 두 번째는 완전건조된 상태이기 때문에 매립시키는 방법이 좋다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 고압펌프에 의해 유기물쓰레기가 압축가열통의 상부로 압송되면서 히터장치에 의해 고압상태에서 살균되면서 토출판의 토출구로 순간 토출됨에 따라 유기물쓰레기에 함유된 수분 및 염분이 신속하게 분리가 되어 건조되기 때문에 양질의 사료 및 퇴비를 생산할 수 있는 장점이 있다.
또한 건조된 유기물쓰레기를 그대로 퇴비로 사용할 수 있으며, 수분이 완전히 제거된 상태이기 때문에 소각시키거나 매립을 하여도 2차공해가 발생하지 않는 장점이 있다. 특히 구조가 간단하고 소형임에도 불구하고 신속하고 효율적으로 많은 양의 유기물쓰레기를 공해없이 저렴한 비용에 처리할 수 있는 유용한 고안다.

Claims (7)

  1. 유기물쓰레기 공급수단에 의해 유기물쓰레기를 임시 저장하는 호퍼(30)와;
    상기 호퍼(30)의 하부와 연결되어 유기물쓰레기를 압송받아 열을 가하여 건조시키면서 토출시키는 압축가열통(10)과;
    상기 호퍼(30)의 하부에 설치되어 유기물쓰레기를 압축가열통(10)으로 압송하는 펌프수단과;
    상기 압축가열통(10)의 상부에 설치되어 토출된 유기물쓰레기를 임시 저장하고, 저장된 유기물쓰레기를 배출시킴과 동시에 상부에 설치된 배기통(22)으로 습기 및 가스를 배출시키는 망체(20)들로 구성된 것을 특징으로 하는 유기물쓰레기 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 압축가열통(10)은 원통형으로 둘레에 내부를 가열하는 히터장치(12) 및 그 둘레에 단열벽(13)이 둘러싸이고, 상부에는 다수개의 토출구(17)를 갖는 토출판(16)이 구비되어서 된 것을 특징으로 하는 유기물쓰레기 처리장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 압축가열통(10)의 중앙부 둘레에는 산소공급용 노즐(14)이 설치된 것을 특징으로 하는 유기물쓰레기 처리장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 토출판(16)의 중앙하부에는 하단이 뾰족하게 형성된 분산봉(19)이 설치된 것을 특징으로 하는 유기물쓰레기 처리장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 망체(20)의 상부에 버큠펌프(26)와 연결된 배기통(22)이 설치되고 측면부에는 유기물쓰레기를 배출시키는 배출슈트(24)가 설치된 것을 특징으로 하는 유기물쓰레기 처리장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 배기통(22)의 하부에는 그릴(28)이 형성된 것을 특징으로 하는 유기물쓰레기 처리장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 펌프장치(32)는 양측에 유압에 의해 교호로 왕복운동하는 피스톤(34a)(34b)을 갖는 복수개의 실린더(33a)(33b)와,
    상기 양측 피스톤(34a)(34b)의 전진동작과 연동되어 구동되는 구동수단에 의해 회동되면서 양측 실린더(33a)(33b)의 입구와 교호로 연결되는 공급관(36)으로 구성된 것을 특징으로 하는 유기물쓰레기 처리장치.
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