KR100572301B1 - 유/무기성 및 가연성 폐기물의 재활용 장치에서의 자숙기구조 및 그를 이용한 자숙 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유/무기성 폐기물을 고압인 15-25㎏/㎤의 자숙기에서 교반하면서 150˚~250˚ 전,후의 포화증기를 이용하여 약 1시간 정도 뜸을 들여 처리하는 구조이며, 유/무기성 폐기물이 용이하게 분쇄 및 혼합되도록 메인샤프트에 서로 상이한 구조를 갖는 두 종류의 교반날개가 장착되어 교반날개의 형태 및 위치가 개선되고 또한 쉘 내부의 온도와 압력을 유지시키기 위하여 셀 상측에 한 쌍의 증기 투입밸브와 배출 밸브가 구비되는 유/무기성 및 가연성 폐기물의 재활용 장치에서의 자숙기 구조 및 그를 이용한 자숙 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 자숙기의 특징은 처리능력이 뛰어나고, 값싼 운영비로 원가가 절감되며, 짧은 시간에 처리(약 1시간 정도)할 수 있으며, 인체에 유해한 화학 물질의 발생이 없으며, 조작이 편리하고 연기나 냄새 및 오수가 거의 없고, 안전하고 위생적으로 양질의 안정된 품질의 제품을 생산할 수 있으면서 처리인원이 불필요하고, 또한 처리량에서도 부피는 40%, 무게는 80%까지 감량되며, 이때 수분 함수율은 70%정도이며, 7일 후에 자연건조 및 숙성시에는 15.2%의 함수율을 갖는 제품으로 변환된다.

또한, 종래에는 유/무기성 폐기물내에 포함되어 있는 합성수지 등은 인력이나 기계를 사용하여 분류 처리하였으나, 본 발명의 자숙기를 이용하여 고온, 고압에서 자숙처리하면 분해 처리되어 원하는 양질의 사료, 퇴비, 부숙토를 추출할 수 있게 된다.

그리고, 처리 가능한 것으로는 일반 소각 가능한 쓰레기, 음식물 쓰레기, 축산분뇨, 종이, 가죽제품, 섬유, 종이 기저귀, 인분, 하수도 오니, 가연성 건축 폐자재, 가연성 의료 폐기물, 농업용 비닐 등 모든 유/무기성 및 가연성 폐기물에 폭 넓게 사용 가능한 것이 특징이며, 목재를 사용할 때에는 별도의 목초액 회수통을 이용하여 목초액을 추출할 수 있는 특징이 있다.

유/무기성 폐기물 및 가연성 폐기물, 자숙기, 쉘(Shell), 교반날개, 고온, 고압

Description

유/무기성 및 가연성 폐기물의 재활용 장치에서의 자숙기 구조 및 그를 이용한 자숙 방법{Boiling tank structure in recycle system of organic/inorganic and combustibility scrapped material and its boiling method}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자숙기를 전체적으로 보이고 있는 외형도,

도 2는 도 1의 자숙기 내부를 보이고 있는 정단면도,

도 3은 도 2의 자숙기 내부 구조에서 메인샤프트에 장착된 교반날개의 확대상세도,

도 4는 메인샤프트에 교반날개가 편중되어 취부된 상태를 보인 상세 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 쉘(Shell), 104 : 투입구,

106 : 배출구, 108a, 108b : 스팀투입밸브,

110a,110b : 스팀배출밸브, 112 : 에어공급밸브,

114 : 쉘 고정브라켓트, 120 : 메인샤프트,

130 : 고정브라켓트, 132 : 볼트,

140, 142, 144, 146 : 교반날개,

160a~160d : 혼합 및 분쇄용날개.

본 발명은 유/무기성 및 가연성 폐기물의 재활용 장치에서의 자숙기 구조 및 그를 이용한 자숙 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음식물 쓰레기, 축산분뇨, 하수 오니 및 합성수지 등의 각종 유/무기성 폐기물이나 가연성 폐기물을 고압의 자숙기에서 교반하면서 고온, 고압의 포화증기로 증자처리하여 양질의 사료, 퇴비, 부숙토 등을 추출하도록 하는 유/무기성 및 가연성 폐기물의 재활용 장치에서의 자숙기 구조 및 그를 이용한 자숙 방법에 관한 것이다.

산업의 고도 성장과 더불어 그 성장 과정에서 필수적으로 발생되는 산업, 생활폐기물의 처리 문제는 매우 심각하게 대두되고 있으며, 특히 음식물 쓰레기, 축산분뇨, 하수오니 등 유/무기성 폐기물의 처리는 토양 오염, 대기 오염, 수질 오염 등의 2차적인 환경 오염원으로 작용할 뿐만 아니라 그 처리 과정이 어려워 소각 처리하거나 땅속에 매립 및 해양에 투기하는 형태를 벗어나지 못하고 있고 그에 따른 사회적, 경제적, 도덕적인 문제가 부각되고 있는 실정이다.

즉, 현재 국가마다 순환형 경제사회 구축의 시책이나 국제적인 확대생산과 책임론이 확대됨에 따라 강력하고 폭넓게 사업자에게 책임을 묻는 사회가 되었고, 폐기물 등은 많은 자치단체나 기업이 사료 및 퇴비로의 리사이클 대책을 강구하고 있다. 그러나 축산분뇨, 유기성 오염 등의 퇴비화나 토양 개량재화에 의한 제품은 이미 공급과잉 기미가 보이고 양질의 시장 우위성이 있는 사료나 퇴비 등으로 재생하느냐가 중요한 문제로 나타나고 있다.

하지만, 우리의 음식물 쓰레기는 수분과 염분이 많고 쉽게 부패되는 유/무기성 물질이 다량 함유되어 있기 때문에 재활용에 있어 어려움이 많았다. 예컨대 유/무기성 폐기물, 농/수/축산 가공 폐기물, 음식물 쓰레기 및 하,폐수 오니와 같은 폐기물은 함수율(75% 이상, WB(Wet Base))이 높고, 발열량이 낮기 때문에 상기와 같이 소각 처리하거나 매립 및 해양 투기하는 방식은 부적당하였다.

다시 말해, 상기 유/무기성 폐기물을 소각 처리할 경우에는 음식물 쓰레기 자체의 낮은 열량과 많은 수분 함량으로 인해 소각 효율이 저하되고 불완전 연소로 각종 유해물질의 배출이 증가되며, 매립 처리할 경우에도 질소 및 유황 화합물에 의한 악취가 발생되고 질병을 유발시키며 토양과 지하수를 오염시키는 등 그 문제가 심각하였다.

이 때문에, 폐기물 및 슬러지를 효과적으로 처리하기 위한 감량화, 무해화 및 재활용 기술이 필요하며 탈수 후 반드시 건조 공정을 거쳐야 하는 폐기물 처리 장치가 개발되고 있다.

그러나, 현재 개발되어 있는 각종 유/무기성 폐기물 처리장치는 음식물 쓰레기, 축산 분뇨, 하수 오니 등의 오염원을 별도의 장치를 통하여 각각 처리하고 있기 때문에 각 처리장치의 설치에 따른 비용 소모가 많이 발생되었다.

또한, 현재 유/무기성 폐기물 처리장치는 일반 소각 가능한 쓰레기, 음식물 쓰레기, 하수 오니 등의 오염원에 농업용 비닐, 요구르트 병과 같이 합성수지 등이 포함되어 있는 경우, 이를 별도의 인력이나 기계를 사용하여 분류하고 처리하기 때문에 작업 공수의 증대에 따른 처리 비용이 증가되었다.

그리고, 종래 유/무기성 폐기물을 처리하는 장치를 통해 폐기물을 처리한다고 하더라도 최종 생산물에는 염분성분이 전체 부피에서 약 20~30%까지 내재되어 있기 때문에, 이를 그대로 사용할 경우 토양의 산성화를 초래할 수 있다. 따라서 이를 방지하기 위하여 중성약품을 사용할 수 밖에 없어 약품 구매에 따른 별도의 비용이 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 종래 염분 성분이 높게 남아 있어서 탈수 과정과 분쇄 과정을 수행한 후 그 염분을 제거하기 위하여 톱밥이나 첨가제가 공급되는 작업 공정이 진행되기 때문에, 작업 공정이 번거로운 점이 있었던 것이다.

뿐만 아니라, 유/무기성 폐기물을 처리하는데 있어 처리장치에 투입된 폐기물을 보다 효과적으로 교반하기 위하여 다양한 형태의 교반날개를 구비하는데, 종래에는 교반날개의 형태 및 위치가 부적합하게 구성되어 있어 셀 내부에서의 폐기물이 전체적으로 교반되지 못하여 일부 폐기물은 처리되지 못하였다.

한편, 각종 폐기물을 퇴비화 하는 경우에 종래에는 콘 포스트 방식이 이용되었다.

상기 콘 포스트 방식은 발효기간이 대략 6개월에서 2년 정도 걸리고, 그 발효기간이 장시간이기 때문에 시설 공간이 커질수 밖에 없다. 그리고, 발효촉진과 냄새제거를 위하여 사용되는 수분조정재로서 톱밥, 낙엽, 볏짚류, 커피찌꺼기 등이 필요하지만 발효가 끝날때까지 악취가 남게 되며, 온도나 습도 등의 유지관리에 세 심한 주의가 요구되었다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 유/무기성 폐기물을 고압인 15-25㎏/㎤의 자숙기에서 교반하면서 150˚~250˚ 전, 후의 포화증기를 이용하여 약 1시간 정도 뜸을 들여 처리하여 양질의 사료 및 퇴비, 부숙토 등을 추출하도록 하는 유/무기성 및 가연성 폐기물의 재활용 장치에서의 자숙기 구조 및 그를 이용한 자숙 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 유/무기성 폐기물을 자숙 처리하는 쉘 내부에 장착되는 교반 날개의 형태와 위치를 개선하여 상기 유/무기성 폐기물을 보다 확실하게 분쇄 및 혼합이 이루어지도록 하는데 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유/무기성 및 가연성 폐기물의 재활용 장치에서의 자숙기 구조는, 유/무기성 폐기물과 셀룰로스계 원료를 공급받기 위하여 내부에 공간부가 형성되고 그 공간부의 수평방향으로 구동모터로부터 전달받은 구동력에 의해 정 회전 및 역 회전되어 상기 공급받은 유/무기성 폐기물과 셀룰로스계 원료를 일정 시간동안에 고온 및 고압의 환경 조건에서 자숙 처리되도록 분쇄 및 혼합을 행하기 위한 다수의 교반날개가 구비되는 메인 샤프트가 양 단부에 지지 설치되는 타원 모양의 쉘이 구비되며, 상기 쉘은, 상측과 하측 중앙부분에는 유/무기성 폐기물이 투입되는 투입구와 상기 유/무기성 폐기물이 자숙 처리되어 사료, 퇴비, 부숙토가 배출되는 배출구와, 상기 투입구를 축으로 하여 좌우측에 수증기를 공급하고 자숙 완료 후에 포화증기를 배출할 수 있도록 형성되는 한 쌍의 스 팀 투입밸브 및 스팀 배출밸브가 구비되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 상기 교반날개는 서로 상이한 구조를 갖는 2종류의 제 1내지 제 4혼합 및 분쇄용날개와 제 5내지 제 8교반날개로 구분되고, 그 구분된 날개는 상기 메인샤프트에 교번적으로 설치되면서 그 장착되는 형태 및 구조가 유/무기성 폐기물을 보다 용이하게 혼합하고 분쇄할 수 있도록 형성된다.

또한, 본 발명의 유/무기성 및 가연성 폐기물의 재활용 장치에서의 자숙기 구조를 이용한 자숙방법은, 음식물 쓰레기, 축산 분뇨, 하수 오니 등의 유/무기성 폐기물과 셀룰로스계 원료가 1:1 비율로 혼합된 후 15~25㎏/㎤의 압력이 제공되는 쉘 내부로 공급되면, 교반날개의 회전에 의하여 교반되면서 150℃~250℃ 전후의 포화증기에 의해 대략 1시간정도 자숙 처리되어 분해되면 상기 유/무기성 폐기물에 함유된 염분이 거의 제거된 상태의 사료, 퇴비, 부숙토가 추출되는 것을 특징으로 한다.

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

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자숙기를 전체적으로 보이고 있는 외형도, 도 2는 도 1의 자숙기 내부를 보이고 있는 정단면도, 도 3은 도 2의 자숙기 내부 구조에서 메인샤프트에 장착된 교반날개의 확대상세도, 도 4는 메인샤프트에 교반날개가 편중되어 취부된 상태를 보인 상세도면이다.

여기서, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 유기성 폐기물과 톱밥 등의 혼합 물이 자숙기에 공급되는 일련의 이송수단은 공지기술이 적용될 수 있음에 그 상세 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자숙기는 유기성 폐기물과 셀룰로스계 화합물 예컨대, 톱밥을 공급받아 증자처리하기 위한 공간부가 내부에 형성되고 좌측단부 및 우측단부에는 개구부가 형성되는 대략 타원 모양을 갖는 쉘(Shell)(100)로 이루어진다.

상기 쉘(100)의 개구부에는 도면에 미도시하고 있는 구동모터로부터 인가받은 구동력을 전달받고 후술하는 메인샤프트(120)를 일 방향으로 회전시키기 위하여 구동력전달부재(20)가 장착된다.

상기 구동력전달부재(20)는 구동모터의 회전력을 체인 등을 통해 전달받고 상기 메인샤프트(120)를 정/역회전시키는 통상적인 구조로 이루어진다.

그리고, 쉘(100)의 상측과 하측 중앙부분에는 유/무기성 폐기물이 투입되는 투입구(104) 및, 상기 유/무기성 폐기물이 소정 시간동안 일정 압력과 온도에 의하여 자숙 처리되어 생산되는 양질의 사료, 퇴비, 및 부숙토가 배출되도록 배출구(106)가 형성된다.

또한, 상기 쉘(100)의 상측부분에는 상기 투입구(104)를 축으로 하여 양 방향으로 수증기를 공급하고 자숙 완료 후에 수증기를 배출할 수 있는 한 쌍의 스팀 투입밸브(108a,108b) 및 스팀 배출밸브(110a,110b)가 형성된다. 그리고 상기 쉘(100) 내부를 청소하기 위하여 외부로부터 일정 압력의 에어(Air)를 공급하기 위한 에어공급밸브(112)가 상기 배출구(106)로부터 일 방향에 편중되어 형성된다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 구동력전달부재(20)와 연계되어 상기 쉘(100) 내부의 중앙에는 메인샤프트(120)가 지지 설치되며, 그 메인샤프트(120)에는 상기 유/무기성 폐기물을 골고루 혼합하고 분쇄하기 위한 다수의 교반날개 및 혼합,분쇄용 날개(140 내지 146, 160a 내지 160d)가 설치된다.

상기 교반날개 및 혼합, 분쇄용 날개(140 내지 146, 160a 내지 160d)는 서로 상이한 구조를 갖는 교반날개가 각각 4개씩 제공되며, 그 교반날개 및 혼합, 분쇄용 날개(140 내지 146, 160a 내지 160d)는 상기 메인샤프트(120)의 일 방향에서부터 고정 브라켓트(130)에 의해 교번적으로 장착된다. 여기서, 상기 교반날개 갯수는 상기 쉘(100)의 크기나 상기 유/무기성 폐기물의 처리용량 등에 비례하여 가변적으로 설치될 수 있음은 물론이다.

계속해서, 상기 교반날개 및 혼합, 분쇄용 날개(140 내지 146, 160a 내지 160d)는 상기 투입구(104)를 통해 유입되는 유/무기성 폐기물을 분쇄하고 혼합하기 위하여 메인샤프트(120)의 외면에 고정브라켓트(130)에 의해 직접 장착되는 제 1 내지 제 4혼합 및 분쇄용날개(160a 내지 160d)와, 상기 쉘(100)의 바닥면에 적층되는 유/무기성 폐기물을 혼합하기 위하여 버켓형태의 교반날개를 갖는 제 5내지 제 8교반날개(140, 142, 144, 146)로 구분된다.

여기서, 상기 제 1 내지 제 4혼합 및 분쇄용날개(160a 내지 160d)에서 제 2혼합 및 분쇄용날개(160b)는 한쌍의 블레이드가 대략 '×'자 형상을 하며, 다른 제 1, 제 3 및, 제 4혼합 및 분쇄용날개(160a,160c,160d)는 한 쌍의 블레이드 형태가 서로 평행되게 구성되며, 상기 제 2혼합 및 분쇄용날개(160b)를 중심으로 유/무기성 폐기물을 중앙부로 용이하게 이송시키기 위하여 제 1 혼합 및 분쇄용날개(160a)와 제 3 및 제 4혼합 및 분쇄용날개(160c,160d)의 장착 형태가 상이하게 놓여진다.

또한, 상기 제 5내지 제 8교반날개(140 내지 146)는 전술한 바와 같이 쉘 (100) 내부의 하측에 적재되는 유기성 폐기물을 상측으로 끌어올려 혼합이 용이하도록 타원형의 쉘(100)의 내부면과 근접되게 상기 메인샤프트(120)에 서로 상이한 길이를 갖는 고정바(bar)(140a, 142a, 144a, 146a)가 고정브라켓트(130)에 의해 장착되고, 그 고정바(140a, 142a, 144a, 146a)의 양단면에 버켓식 교반날개(140b, 142b, 144b, 146b)가 각각 설치된다. 상기 버켓식 교반날개(140b, 142b, 144b, 146b)는 상기 유/무기성 폐기물을 혼합할 때 적재되지 않고 자연스럽게 흘러내려갈 수 있도록 소정의 경사면이 제공된다.

그리고, 상기한 제 1 내지 제 4혼합 및 분쇄용날개(160a 내지 160d)와 제 5내지 제 8교반날개(140 내지 146)가 메인샤프트에 장착되는 각도는 서로 교차되도록 설치되는 바, 예컨대 제 1내지 제 4혼합 및 분쇄용날개(160a 내지 160d)가 0˚와 180˚축에 위치되면, 상기 5내지 제 8교반날개(140 내지 146)는 90˚ 와 270˚축에 위치되도록 한다. 이는 상기 유/무기성 폐기물을 보다 용이하게 분쇄하고 혼합하기 위함이다.

또한, 상기 메인샤프트(120)에 고정바(140a, 142a, 144a, 146a)가 고정되거나, 상기 버켓식 교반날개(140b, 142b, 144b, 146b)가 고정바에 고정될 때에는, 용이하게 착탈 가능하도록 체결 수단 즉 볼트(132) 등이 이용된다.

한편, 도 4는 도시된 바와 같이 상기 제 1내지 제 4혼합 및 분쇄용날개(160a 내지 160d)에서, 제 2혼합 및 분쇄용날개(160b)는 상기 투입구(104)의 수직중심축(P1)과 메인샤프트(120)의 수평중심축(P2)로부터 일 방향으로 일정 간격(P')(P") 편중되게 위치된다.

미설명 부호, '10'은 지지부재이고, '114'는 쉘 고정용 브라켓트이다.

그와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 일반 소각 가능한 쓰레기, 음식물 쓰레기, 축산분뇨, 종이, 가죽제품, 섬유, 종이 기저귀, 인분, 가연성 건축 폐자재, 가연성 의료 폐기물, 농업용 비닐, 하수 오니 등과 같은 유/무기성 폐기물과 셀룰로스를 지닌 원료 예컨대 톱밥이 1:1 비율로 혼합된 후 공지의 이송수단을 통해 운반되고 쉘(100)의 용량 대비 약 80% 정도의 혼합물(유/무기성 폐기물+톱밥)이 쉘(100)의 투입구(104)로 공급된다.

즉, 본 발명의 자숙기는 종래 폐기물에 포함되는 합성수지 등을 분류하지 않고 한꺼번에 자숙 처리할 수 있다는 것이다.

그리고, 실시예로서 상기 유/무기성 폐기물 중 하수 오니에 함유된 주성분은 대략 80%의 수분과, 17%의 유기질과, 3%의 무기질로 이루어지며, 상기 톱밥에 함유된 주성분은 셀룰로스가 50~55%, 헤미셀룰로스가 10~20%, 리그닌이 20~30%로 이루어진다.

그와 같이 상기 유/무기성 폐기물이 톱밥과 혼합되어 셀(100) 내부로 투입되면, 상기 쉘(100) 내부에서는 구동력을 전달받은 메인샤프트(120)의 정 회전으로 뒤섞이면서 고온과 고압의 포화수증기로 약 1시간동안 자숙 처리하면 분해 처리되어 양질의 사료, 퇴비, 및 부숙토를 추출하게 된다.

상기한 과정을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

우선, 상기 셀(100) 내부로 유/무기성 폐기물과 톱밥이 투입구(104)를 통해 공급되면, 상기 유/무기성 폐기물과 톱밥을 증자 처리하기 위한 환경이 조성되어야 한다.

이는, 쉘(100)의 상측에 형성되는 스팀 투입밸브(108a,108b)를 통해 포화수증기가 공급되도록 하는 것에 의해 달성되며, 상기 유/무기성 폐기물에 내재되는 각종 바이러스나 균이 완전 사멸할 수 있는 조건 즉 150℃~250℃의 온도와 15-25㎏/㎤의 압력이 선행되어야 한다.

상기와 같이 고온 및 고압환경이 쉘(100) 내부에 제공된 상태에서, 구동모터가 구동되면 상기 구동력은 동력전달부재(20)를 매개로 메인샤프트(120)에 전달되어 정해진 방향으로 정 회전하게 된다.

그러면, 상기 메인샤프트(120)의 회전 방향과 동일한 방향으로 제 1내지 제 8교반날개와 혼합, 분쇄용 날개(160a~160d, 140~146)도 회전이 이루어지게 되며, 상기 투입구(104)를 통해 공급되는 유/무기성 폐기물과 통밥의 혼합물은 특히 상기 투입구(104)로부터 일 방향에 편중되게 위치되는 제 2혼합 및 분쇄용날개(160b)의 회전에 의해 일차적으로 분쇄처리되어 아래 방향으로 낙하된다.

그러면, 상기 제 1내지 제 4혼합 및 분쇄용날개(160a~160d)와 대략 90˚각도로 교차되게 형성되는 제 5내지 8교반날개(140~146)에 의해 상기 쉘(100)의 바닥면에 적층된 혼합물은 중앙부의 바닥면에서 가장자리방향으로 끌어올리면서 상부방향으로 이송되며, 그 이송된 혼합물은 다시 낙하되면서 제 1내지 제 4혼합 및 분쇄용 날개(160a~160d)에 의해 분쇄되고 혼합되게 된다.

이와 동시에, 상기 제 5내지 제 8교반날개(140~146)에 의하여 가장자리쪽으로 이동되는 혼합물은 제 1, 3, 4혼합 및 분쇄용날개(160a,160c,160d)의 회전에 의하여 중앙부쪽으로 모아지게 되고, 중앙에 위치된 '×'자 형상의 제 2혼합 및 분쇄용날개(160b)에 의해 분쇄되는 과정을 반복하게 된다.

이때, 제 5내지 제 8교반날개(140~146)는 버켓식 교반날개(140b,142b,144b,146b)의 일면에 경사면이 형성되어 있기 때문에 혼합물이 그 경사면을 따라 자연스럽게 흘러 내려갈 수 있어 혼합물이 그 버켓식 교반날개(140b,142b,144b,146b)와 셀(100)의 내부면 사이에 끼워져서 교반이 되지 않는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기와 같이 혼합물이 쉘(100) 내부에서 이동되는 경로를 도 2의 화살표를 이용하여 도시하고 있다.

즉, 투입된 상기 혼합물은 제 5내지 제 8교반날개(140~146)에 의해 쉘(100) 내부에서 경로(B)를 통해 전체적으로 혼합이 용이하게 되며, 제 1내지 제 4혼합 및 분쇄용날개(160a~160d)에 의해서 경로(A)를 따라 가장자리에서 중앙부로 모아지도록 하여 분쇄과정을 반복적으로 행하게 된다.

그와 같은 제 1내지 제 8교반날개와 혼합, 분쇄용 날개에 의해 상기 혼합물이 지속적으로 분쇄되고 혼합되는 과정은 대략 1시간정도 수행된다.

이후, 상기 자숙 과정이 완료되면, 혼합물은 퇴비, 사료, 및 부숙토가 처리물로 배출된다.

상기 처리물은 음식물쓰레기, 축산분뇨, 하수오니 등의 유/무기성 폐기물이 투입됐을때 그에 해당되는 퇴비, 사료, 부숙토 등이 추출된다. 구체적으로 음식물쓰레기는 퇴비나 사료로 추출되고, 축산분뇨는 퇴비로만 추출되며, 하수오니는 퇴비나 부숙토로 추출된다.

뿐만 아니라, 전술한 바 있는 상기 유/무기성 폐기물에는 비닐봉지, 스테롤류, 플라스틱 등과 같은 합성수지가 같이 혼입되더라도 상기한 자숙과정을 통해 완전하게 분해되어 퇴비, 사료 등과 부숙토 등의 토양개량제와 같은 처리물로 배출된다. 이는 종래 상기 합성수지가 유/무기성 폐기물에 혼합되었을때 별도의 인력이나 기계를 이용한 작업 공정을 통해 이를 분류하고, 그 분류된 유/무기성 폐기물만을 자숙처리하는 공정에 비하여 작업 공수를 절감할 수 있게 된다.

그와 같이, 본 발명의 자숙기에 의한 자숙 공정이 완료되면 유/무기성 폐기물을 처리하는 양에서 부피는 40%, 무게는 80%의 감량 효과가 있으며, 이때에 수분 함수율은 70%정도이며, 7일 후 자연건조 및 숙성이 되면 15.2%의 함수율을 갖는 처리물이 추출된다.

한편, 상기 처리물은 쉘(100) 내부의 고온 및 고압 조건하에서 처리되는 동안 상기 유/무기성 폐기물내에 포함되어 있는 염분이 수증기로 거의 모두 배출된다.

상기 처리물 배출은 현재 쉘(100) 내부 압력이 15-25㎏/㎤의 고압인 상태이기 때문에, 이를 배출이 용이한 대기압(무압)으로 맞춰주기 위하여 스팀 배출밸브(110a,110b)를 통해 내부의 포화증기를 배출시키는 과정이 일정 시간 이루 어지게 되고, 그 이후에 배출구(106)를 통해 배출이 가능하게 된다.

상기 처리물 배출을 위해서는 상기 구동모터가 자숙처리를 하기 위하여 메인샤프트(120)를 정,역회전을 수 회 반복하고 회전시킨 방향으로 회전시켜야 보다 용이하게 배출할 수 있다.

또한, 상기 자숙처리를 행한 이후에 그 쉘(100) 내부를 청소하고자 하는 경우, 에어공급밸브(112)를 통해 높은 압력의 에어(air)를 분사하여 메인샤프트(120) 및 교반날개에 잔재되어 있는 처리물을 제거하도록 한다.

한편, 상기 사료, 퇴비, 부숙토 등과 같은 처리물을 추출하는 과정 이외에 목재를 사용할 때에는 목초액을 추출할 수 있다.

이는, 스팀 배출밸브(110a,110b)에 도면에 미도시하고 있는 목초통이 연결된 상태에서 상기 고온 및 고압의 조건하에서 목재를 증자처리하게 되면, 목재액 회수통을 이용하여 일정량의 목초액을 회수할 수 있게 된다.

그러한 목초액 회수과정은 상기 쉘(100) 내부의 포화증기를 배출하는 기능으로도 이용된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 유/무기성 및 가연성 폐기물의 재활용 장치에서의 자숙기 구조 및 그를 이용한 자숙 방법에 따르면, 15-25㎏/㎤의 압력이 제공되는 자숙기 내에서 유/무기성 폐기물이 톱밥과 교반되면서 150℃~250℃ 전 후의 포화증기를 이용하여 대략 1시간 동안 자숙 처리하면 상기한 유기성 폐기물은 완전히 분해 처리되어 바이러스나 균류가 완전사멸되고 냄새가 제거되며 소분 자화와 짧은 시간내에 퇴비화가 가능하여 양질의 퇴비, 사료, 부숙토 등을 추출할 수 있는 효과가 있다.

상기 자숙 공정을 통해 추출되는 처리물은 부피가 40%, 무게는 80%가 감량되고, 일정 시간(7일)이 경과된 후 자연건조 및 숙성이 이루어지면 15.2%의 함수율을 가지게 된다.

또한, 상기 고온과 고압 조건하에서 자숙 처리되는 상기 유/무기성 폐기물의 염분을 거의 모두 제거할 수 있어 별도로 중성화과정을 생략할 수 있어 작업공수의 절감효과를 기대할 수 있다.

또한, 종래 비닐봉지, 스테롤류, 플라스틱 등과 같은 합성수지가 포함된 유/무기성 폐기물을 자숙 처리하기 위해서는 이를 분류한 후 처리해야 하나, 본 발명은 일반 소각 가능한 쓰레기, 음식물 쓰레기, 축산 분뇨, 종이, 가죽제품, 섬유, 종이기저귀, 인분, 하수도 오니, 가연성 건축 폐자재, 가연성 의료 폐기물, 농업용 비닐 등 모든 가연성 폐기물에 대하여 본 발명이 요구하는 일정한 온도와 압력 조건하에 자숙처리가 가능하며, 목재을 자숙할 때에는 별도의 목초액 회수통을 이용하여 목초액을 추출할 수 있는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 상기 유/무기성 폐기물을 분쇄하고 혼합하기 위하여 쉘 내부에 장착되는 교반날개의 형태와 장착 위치를 종래와 상이하게 제공함으로써, 상기 유/무기성 폐기물을 보다 용이하게 분쇄하고 혼합할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

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3. 음식물 쓰레기, 축산분뇨, 하수 오니 등의 유/무기성 폐기물 및 가연성 폐기물을 셀룰로스계 원료와 적정 비율로 혼합한 후 일정한 고온과 고압의 포화증기로 증자처리하고 사료, 퇴비, 부숙토 등의 처리물을 생산하는 유/무기성 폐기물의 재활용 장치인 자숙기에 있어서,

   상기 유/무기성 폐기물과 셀룰로스계 원료를 공급받기 위하여 내부에 공간부가 형성되고 그 공간부의 수평방향으로 구동모터로부터 전달받은 구동력에 의해 정 회전 및 역 회전시켜 상기 공급받은 유/무기성 폐기물과 셀룰로스계 원료를 일정 시간동안에 고온 및 고압의 환경 조건하에서 자숙 처리되도록 분쇄 및 혼합을 행하도록 다수의 교반날개 및 혼합, 분쇄용 날개가 장착되는 메인 샤프트가 양 단부에 지지 설치되는 대략 타원 모양의 쉘이 구비되며,

   상기 쉘은, 상측과 하측 중앙부분에는 유/무기성 폐기물이 투입되는 투입구와 상기 유/무기성 폐기물이 자숙 처리되어 사료, 퇴비, 부숙토의 처리물이 배출되는 배출구와, 상기 투입구를 축으로 하여 좌우측에 수증기를 공급하고 자숙 완료 후에 포화증기를 배출할 수 있도록 형성되는 한 쌍의 스팀 투입밸브 및 스팀 배출밸브가 구비되어 구성되고,

   상기 교반날개는 서로 상이한 구조를 갖는 2종류의 제 1내지 제 4혼합 및 분쇄용날개와 제 5내지 제 8교반날개로 구분되며, 그 제 1내지 제 8혼합 및 분쇄용날개와 교반날개는 상기 메인샤프트의 일방향에서 교번적으로 장착된 상태에서 상기 제 1내지 제 4혼합 및 분쇄용날개는 상기 유/무기성 폐기물을 분쇄하고 혼합하기 위하여 상기 메인샤프트의 외면에 고정브라켓트에 의해 직접 장착되고, 제 5내지 제 8교반날개는 상기 메인샤프트에 취부되는 서로 상이한 길이를 갖는 고정바의 양 단면에 소정의 경사면을 갖는 버켓식 교반날개가 설치되며,

   상기 제 1내지 제 4혼합 및 분쇄용날개에서, 제 2혼합 및 분쇄용날개는 상기 투입구로부터 일 방향으로 편중되게 위치되며 대략 '×'자 형상으로 구성되고, 다른 제 1, 제 3 및, 제 4혼합 및 분쇄용날개는 한 쌍의 블레이드가 서로 평행되게 구성되며, 상기 제 2혼합 및 분쇄용날개를 중심으로 유/무기성 폐기물을 중앙부로 용이하게 이송시키기 위하여 제 1 혼합 및 분쇄용날개와 제 3 및 제 4혼합 및 분쇄용날개의 장착 방향이 상이하게 놓여지는 것을 특징으로 하는 유/무기성 및 가연성 폐기물의 재활용 장치에서의 자숙기 구조.
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5. 제 3항에 있어서,

   상기 제 1 내지 제 4혼합 및 분쇄용날개와 제 5내지 제 8교반날개가 상기 메인샤프트에 장착되는 각도는 상호 수직 교차되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유/무기성 및 가연성 폐기물의 재활용 장치에서의 자숙기 구조.
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