KR100337474B1 - 교반기 - Google Patents

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    • B01F35/531—Mixing receptacles characterised by the configuration of the interior, e.g. baffles for facilitating the mixing of components with baffles, plates or bars on the wall or the bottom

Abstract

본 발명은 발효된 음식물 쓰레기의 교반 과정에서 발생하는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 교반 과정에서 콜로이드 상태의 발효물을 파쇄할 수 있는 교반기를 제공한다. 본 발명에 따른 교반기는 원통형의 제 1 교반통 및 제 2 교반통을 포함하되, 각 교반통 내부에는 회전가능한 축이 교반통의 길이 방향으로 장착되어 있으며, 제 1 교반통의 일측부와 이에 대응하는 제 2 교반통의 일측부를 제거한 상태에서 제거된 선단을 연결하였다. 각 회전축에는 선단에 임펠러가 고정된 다수의 로드가 고정되되, 각 교반통의 다수의 로드 중에서 최외측의 로드에 고정된 임펠러의 선단부에는 하나 이상의 절개부가 구성되고, 이 절개부와 대응하는 연결선과 인접한 교반통의 내부면에는 대응 임펠러의 절개부와 동일한 수의 돌출부가 구성되어 있다. 각 회전축 양단의 로드 종단에 고정된 임펠러가 각 교반통의 경계부중 양 종단 표면에 형성된 돌출부를 통과하는 과정에서 임펠러의 절개부가 돌출부 위를 통과함으로서 절개부와 돌출부 사이에 위치하는 발효물은 강제로 파쇄된다.

Description

교반기{Agitator}
본 발명은 교반기에 관한 것으로서, 특히 내용물의 파쇄(破碎) 기능을 함께 갖는 교반기에 관한 것이다.
음식물 쓰레기를 처리하는 건조 발효기에서는, 음식물 쓰레기의 신속하고 효율적인 건조를 위하여 투입된 음식물 쓰레기를 강제로 교반(攪拌)하게 된다. 이를 보다 상세히 설명하면, 발효가 완료된, 즉 죽 형태의 음식물 쓰레기(이하, "발효물"이라 칭함)가 투입되는 교반기 하부에는 가열 수단이 장착되어 있으며, 이 가열 수단에서 발생된 열에 의하여 발효물이 건조된다. 그러나, 가열 수단과 인접한 부분의 발효물에는 과다한 열이 공급되는 반면에 가열 수단과 떨어져 있는 발효물에는 건조에 필요한 열이 충분하게 공급되지 않게 된다.
이러한 현상을 방지하기 위하여 사용되는 교반기 내에는 구동부에 의하여 회전하는 회전축이 교반기의 길이 방향으로 설치되어 있으며, 회전축에는 다수의 로드(rod)가 회전축과 수직을 이루는 상태로 고정되어 있다. 따라서 구동부의 작동에 따라 회전축이 회전함으로서 회전하는 각 로드는 발효물을 교반하게 된다.
그러나, 이러한 구성을 갖는 교반기 내에서도 다음과 같은 문제점들이 발생한다. 건조가 진행됨에 따라 죽 형태로 투입된 발효물 내의 수분 함유율이 30% 내지 40% 정도로 낮아지게 되면, 발효물은 떡 상태인 콜로이드(colloid) 상태가 된다. 따라서, 콜로이드 상태의 발효물 속에서 회전하는 로드에는 큰 저항력이 작용하게 된다.
결국, 이러한 저항력으로 인하여 로드의 회전이 원활하게 이루어지지 않으며, 심한 경우 그 회전이 중지됨으로서 교반 기능을 수행할 수 없게 되며, 교반기 자체의 기능에도 영향을 미치게 된다.
이와 같이 교반이 충분히 이루어지지 않은 상태에서 발효물의 가열이 진행되면, 가열 수단과 떨어져 있는 발효물에는 열이 충분하게 공급되지 않게 되어 발효물의 균일한 건조 상태를 얻기 어렵다. 또한, 콜로이드 상태의 발효물이 교반되지 않고 건조됨으로서 발효물은 부피가 큰 단단한 덩어리 형태로 교반기에 존재하게 된다. 이러한 형태의 발효물 덩어리는 회전축, 로드에 손상 및 변형을 유발함으로서 교반기의 치명적인 고장의 원인이 된다.
또한, 덩어리 형태로 건조된 발효물을 분말(powder)형태로 가공하기 위해서는 별도의 파쇄 장치를 이용하여야 하나, 파쇄기의 가격이 매우 비싸 경제적인 측면에서 교반기와 파쇄기를 별도로 구비하는 것은 바람직하지 않다.
본 발명은 발효된 음식물 쓰레기의 교반 과정에서 발생하는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 교반 과정에서 콜로이드 상태의 발효물을 파쇄할 수 있는 교반기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 교반기는 원통형의 제 1 교반통 및 제 2 교반통을 포함하되, 각 교반통 내부에는 회전가능한 축이 교반통의 길이 방향으로 장착되어 있으며, 제 1 교반통의 일측부와 이에 대응하는 제 2 교반통의 일측부를 제거한 상태에서 제거된 선단을 연결하였다. 각 회전축에는 선단에 임펠러가 고정된 다수의 로드가 고정되되, 각 교반통의 다수의 로드 중에서 최외측의 로드에 고정된 임펠러의 선단부에는 하나 이상의 절개부가 구성되고, 이 절개부와 대응하는 연결선과 인접한 교반통의 내부면에는 대응 임펠러의 절개부와 동일한 수의 돌출부가 구성되어 있다. 각 회전축 양단의 로드 종단에 고정된 임펠러가 각 교반통의 경계부중 양 종단 표면에 형성된 돌출부를 통과하는 과정에서 임펠러의 절개부가 돌출부 위를 통과함으로서 절개부와 돌출부 사이에 위치하는 발효물은 강제로 파쇄된다.
제 1 및 제 2 교반통의 회전축은 그 회전 방향이 서로 반대방향이며, 각 로드가 하단에서 상향으로 회전할 때 임펠러가 마주보는 다른 교반통을 향하여 회전하도록 회전축의 회전 방향이 설정되어 있다.
또한, 본 발명에서 제 1 교반통과 제 2 교반통이 연결된 부분은 각 회전축보다 아래에 위치함으로서 회전하는 임펠러가 제 1 교반통(또는 제 2 교반통)에서 제 2 교반통(또는 제 1 교반통)으로 발효물을 쉽게 이동시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 교반기의 측면도.
도 2는 도 1의 A 방향에서 본 도면으로서, 제 1 교반통 및 제 2 교반통의 내부 구조를 개략적으로 도시하는 도면.
도 3의 도 1의 B 부분의 상세도.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 교반기의 측면도, 도 2는 도 1의 A 방향에서 본 도면으로서, 도 2에서는 제 1 교반통(10)의 내부 구조만을 도시하였다. 한편 제 2 교반통(20)과 제 1 교반통(10)은 크기만 다를 뿐 그 내부 구조는 서로 동일하다.
교반기(1)는 하우징(2)에 지지된 원통형의 제 1 교반통(10) 및 제 1 교반통 (10)보다 작은 규격의 제 2 교반통(20)을 포함한다. 제 1 교반통(10)과 제 2 교반통(20)은 눕혀진 형태이며, 상부는 개방된 상태이다. 따라서, 이 개방부를 통하여발효된 음식물 쓰레기(죽 형태로서, 이하에서는 "발효물"이라 칭함)가 각 교반통 (10 및 20) 내부로 투입된다.
각 교반통(10 및 20) 내부에는 각각의 구동부(도시되지 않음)에 의하여 회전하는 회전축(11, 21)이 교반통(10, 20)의 길이 방향으로 장착되어 있으며, 하부에는 교반통(10 및 20) 내부의 발효물을 가열하기 위한 가열 수단(3)이 설치되어 있다.
한편, 제 1 교반통(10)의 측부와 이에 대응하는 제 2 교반통(20)의 측부를 일부 제거한 상태에서 제거된 선단을 연결하였다. 따라서 도 1에 도시된 바와 같이 제거된 부분에서의 제 1 교반통(10)의 가상 반경(R)은 제 2 교반통(20)의 내부에, 제 2 교반통(20)의 가상 반경(r)은 제 1 교반통(10)의 내부에 일부 위치되며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
각 교반기(10 및 20) 내에 장착된 각 회전축(11, 12)에는 다수의 로드 (12, 22; rod)가 회전축과 수직을 이루는 상태로 고정되어 있다. 각 로드(12 및 22)의 선단에는 일정 면적의 임펠러(13 및 23)가 고정되어 있다. 본 발명의 가장 큰 특징은 상술한 임펠러(13 및 23)와 각 교반통(10 및 20) 벽면에 형성된 파쇄용 돌출턱 (14, 24)으로서, 이를 도 2 및 도 3을 통하여 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 도 1의 B부분의 상세도로서, 각 교반통(10, 20)의 측면 부재를 제거한 상태에서 일부만을 도시하였으며, 제 1 및 제 2 교반통(10 및 20) 일단 내면에 구성된 파쇄용 돌출턱(15 및 25) 및 이에 대응하는 로드(12R, 22R)에 고정된 임펠러(13R, 23R)의 구성을 도시하고 있다. 도 3에서는 각 축(11, 22)에 고정된 로드중에서 한 종단에 위치한 로드(12R, 22R) 및 임펠러(13R, 23R)만을 도시하였다. 그라나, 실질적으로는 도 2에 도시된 바와 같이 파쇄용 돌출턱은 각 교반통의 또다른 종단의 내면에도 동일하게 구성되어 있다.
상술한 바와 같이, 각 교반통(10, 20) 내에서 회전가능하게 장착된 각 회전축(11, 21)에는 일정한 간격을 두고 다수의 로드(12, 22)가 고정되어 있으며, 각 로드(12, 22) 선단에는 발효물을 교반하기 위한 임펠러(13, 23)가 고정되어 있다.
회전축(11, 21)에 의하여 회전하는 임펠러(13, 23)의 선단은 교반통(10, 20)의 내부 표면과 이격되며, 회전축(11, 21)의 중심으로부터 임펠러(13, 23) 선단까지의 거리를 도 1에서 R 및 r로 각각 표시하였다. 양 교반통(10, 20)의 최외측의 2개의 로드(12L, 12R 및 22L, 22R)에 고정된 임펠러(13L, 13R 및 23L, 23R)의 선단부에는 하나 이상의 절개부(14, 24)가 구성되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 교반통(10)과 제 2 교반통(20)이 연결되는 연결선(L) 양측의 각 교반통(10, 20)의 내부면에는 임펠러(13L, 13R 및 23L, 23R)의 절개부(14, 24)와 대응하는 돌출부(15, 25)가 구성되어 있다. 돌출부(15, 25)의 수는 임펠러(13L, 13R 및 23L, 23R)의 절개부(14, 24)와 동일하다.
각 돌출부(15, 25)는 임펠러(13L, 13R 및 23L, 23R)의 절개부(14, 24)와 일대일로 대응하며, 그 규격은 절개부(14, 24)보다 약간 작게 이루어져 있다. 따라서, 각 임펠러(13L, 13R 및 23L, 23R)의 회전시 절개부(14, 24)는 돌출부(15, 25) 위를 통과하며, 절개부 사이의 부분은 돌출부와 돌출부 사이에 형성된 공간을 통과하게 된다. 결국, 임펠러(13L, 13R 및 23L, 23R)는 돌출부(15, 25)에 의하여 그 회전이 방해받지 않는다.
한편, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 교반통(10)의 회전축(11)과 제 2 교반통(20)의 회전축(21)의 회전 방향은 서로 반대이며, 따라서, 각 임펠러 (13, 23)의 충돌을 방지하기 위하여 제 1 회전축(11)의 로드(12)와 제 2 회전축 (21)의 로드를 서로 엇갈리게 고정시켰다. 즉, 제 1 회전축(11)의 어느 한 로드 (12; 즉, 임펠러)는 제 2 회전축(21)의 2개의 로드(21) 사이의 공간에 대응한다. 따라서, 도 3에는 연결선(L) 양측의 제 1 교반통(10)의 내부면과 이에 대응하는 제 2 교반통(20)의 내부면 모두에 서로 연결된 돌출부(15, 25)가 형성되었음을 도시되어 있으나, 임펠러(13, 23)와 대응하는 교반통(10, 20)의 표면에만 돌출부 (15, 25)를 형성하여도 된다.
이상과 같은 본 발명의 동작 및 그 기능을 각 도면을 통하여 설명한다.
제 1 및 제 2 교반통(10 및 20) 내부로 발효물이 투입되면, 각 구동부가 작동하여 각 회전축(11, 21)이 회전하게 된다. 각 회전축(11, 21)이 회전함으로서, 각 회전축(11, 21)에 고정된 다수의 로드(12, 22)가 회전하며, 따라서, 각 로드 (12, 22) 선단에 고정된 임펠러(13, 23)는 발효물을 교반하게 된다. 특히, 각 회전축(11, 21) 양단의 로드(12L, 12R 및 22L, 22R)에 고정된 임펠러(13L, 13R 및 23L, 23R)가 각 교반통(10, 20)의 경계선(L; 접합선)의 표면에 형성된 돌출부(15, 25)를 통과하는 과정에서 임펠러의 절개부(14, 24)가 돌출부(15, 25) 위를 통과하게 되며, 절개부(14, 24)와 돌출부(15, 25) 사이에 위치하는 발효물은 강제로 파쇄된다.
한편, 본 발명의 효과를 크게 하기 위하여 각 교반통의 회전축(11, 21)의 회전 방향은 중요한 요인으로 작용한다. 각 로드(12, 22), 즉 임펠러(13, 23)가 하단에서 상향으로 회전할 때 임펠러(13, 23)가 마주보는 다른 교반통을 향하여 회전하도록 회전축의 회전 방향을 설정한다. 따라서, 예를 들어 제 1 교반통(10)에서 교반 및 1차 파쇄된 발효물은 임펠러(13)의 계속되는 회전에 의하여 제 2 교반통(20)으로 이동된다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 회전시 제 1 교반통(10)의 임펠러 (14)의 선단부는 제 2 교반통(20)의 내부 공간에 위치하게 되며, 따라서 회전하는 임펠러(14)는 발효물을 제 2 교반통(20) 내부로 강제 이동시키는 결과가 된다.
이후, 제 2 교반통(20)에서의 상술한 동작, 즉 임펠러(23)의 절개부(24)와 교반통 표면 돌출부(25)의 상호 작용에 의한 발효물의 2차 파쇄가 이루어지며, 파쇄가 이루어진 발효물은 제 2 교반통(20)의 임펠러(23)에 의하여 제 1 교반통(10)의 공간으로 이동된다. 이러한 동작은 본 장치가 가동되는 동안에 반복적으로 진행된다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 교반통과 제 2 교반통이 연결된 부분은 각 회전축보다 아래에 위치하고 있다. 이는 회전하는 임펠러가 제 1 교반통(또는 제 2 교반통)에서 제 2 교반통(또는 제 1 교반통)으로 발효물을 쉽게 이동시킬 수 있도록 하기 위한 것이다. 만일, 연결된 부분이 각 회전축과 수평상태로 또는 그보다 위에 위치하는 경우에 임펠러가 발효물을 다른 교반통으로 이동시킬 수 없음은 물론이다.
발효물의 건조 과정동안 이러한 교반 및 파쇄 동작이 반복적으로 진행됨에 따라 뭉쳐진 상태로 투입된 발효물은 균일하게 파쇄됨으로서 건조 종료후, 발효물은 그 입자 크기가 균일한 상태가 된다.
이상과 같은 본 발명은 2개의 교반통을 이용하고, 또한 발효물을 교반하는 임펠러 및 교반통 내부 표면에 돌출부를 형성한 간단한 구조를 이용함으로서 발효물 건조시 뭉쳐진 상태의 발효물을 파쇄시켜 균일한 발효 건조물을 형성할 수 있는 우수한 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

  1. 투입된 발효물을 교반시키는 교반기에 있어서,
    원통형의 제 1 교반통 및 제 2 교반통을 포함하되, 각 교반통 내부에는 회전가능한 축이 교반통의 길이 방향으로 장착되어 있으며, 제 1 교반통의 일측부와 이에 대응하는 제 2 교반통의 일측부를 제거한 상태에서 제거된 선단을 연결하였으며, 각 회전축에는 선단에 임펠러가 고정된 다수의 로드가 고정되되, 각 교반통의 다수의 로드 중에서 최외측의 로드에 고정된 임펠러의 선단부에는 하나 이상의 절개부가 구성되고, 이 절개부와 대응하는 연결선과 인접한 각 교반통의 내부면에는 대응 임펠러의 절개부와 동일한 수의 돌출부가 구성되어 있어 각 회전축 양단의 로드 종단에 고정된 임펠러가 각 교반통의 경계부중 양 종단 표면에 형성된 돌출부를 통과하는 과정에서 임펠러의 절개부가 돌출부 위를 통과함으로서 절개부와 돌출부 사이에 위치하는 발효물은 강제로 파쇄시키는 것을 특징으로 하는 교반기.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 교반통의 회전축은 그 회전 방향이 서로 반대방향이며, 각 로드가 하단에서 상향으로 회전할 때 임펠러가 마주보는 다른 교반통을 향하여 회전하도록 회전축이 회전하는 것을 특징으로 하는 교반기.
  3. 제 1 항에 있어서, 제 1 교반통과 제 2 교반통이 연결된 부분은 각 회전축보다 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는 교반기.
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