KR100729956B1 - 음식쓰레기 일괄 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식쓰레기에서 자성물질의 선별, 비닐지나 나무젓가락 등의 협잡물의 파쇄, 파쇄 후 순음식쓰레기와 협잡물의 분리 배출, 순음식쓰레기의 교반과 압착 탈수 및 탈수 후 슬러지의 반출에 이르는 전 과정을, 최소의 공간 내에서 단시간에 아주 효율적으로 일괄 처리할 수 있는 음식쓰레기 일괄 처리장치를 제공하기 위한 것으로서,

음식쓰레기 중에 섞인 자성물질 수거에 필요한 자석선별기를 스크류 컨베이어형 투입수단의 선단에 장착하여 그 점유면적을 없애고, 자성물질이 선별된 후의 음식쓰레기를 파쇄선별기에 연결할 때 점유면적이 최소가 되는 각도가 되도록 하며, 투입되는 음식쓰레기 중의 협잡물을 파쇄하여 순음식쓰레기와 분리해 배출하도록 된 파쇄선별기의 하부에 배치된 교반기 밑에는 탈수기를 근접 배치하여 협잡물이 제거된 음식쓰레기의 탈수 이동거리 단축과 이에 따른 탈수시간의 절약을 도모하며, 상기 탈수기의 슬러지 배출용 호퍼 밑에 프레임을 벗어나지 않도록 스크류 컨베이어형 슬러지 반출수단을 근접 배치하여 슬러지 반출수단용 점유면적을 배제하고, 상기 파쇄선별기의 협잡물 배출구에다 횡스크류 컨베이어형 협잡물 반출수단을 직결하여 협잡물의 반출 편의가 제공되도록 한 음식쓰레기 일괄 처리장치를 특징으로 한다.

Description

음식쓰레기 일괄 처리장치{Apparatus for disposing food waste in a bundle}

도 1은 본 발명에 의한 음식쓰레기 일괄 처리장치의 부분절개 정면도

도 2는 협잡물 반출수단의 위치를 나타내기 위한 협잡물 배출구의 좌측 발췌도

도 3은 파쇄선별기의 일례도

도 4는 탈수기의 일례도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 자석선별기 11: 호퍼

12: 자석 20: 투입수단

21: 실린더 22: 스크류

24: 타공판 30: 파쇄선별기

34: 파쇄날 35: 협잡물 배출구

37: 흡출팬 40: 교반기

50: 탈수기 56: 호퍼

60: 슬러지 반출수단 70: 협잡물 반출수단

본 발명은 차량으로 수거돼 오는 음식쓰레기에서 자성물질의 선별, 비닐지나 나무젓가락 등의 협잡물 파쇄와 협잡물-순음식쓰레기의 분리 배출, 순음식쓰레기의 교반 및 탈수에 이르는 전 과정을 최소의 공간에서 단시간에 아주 효율적으로 일괄 처리할 수 있는 음식쓰레기 일괄 처리장치에 관한 것이다.

생활쓰레기매립장의 침출수가 수질과 토양을 심각히 오염시키는 원인으로 밝혀지면서 음식쓰레기 처리방안에 대한 갖가지 묘안이 제안되고 있다. 그 가운데 대표적인 것이 음식쓰레기처리장치다.

음식쓰레기처리장으로 수거돼오는 음식쓰레기에는 나무젓가락, 쇠수저, 캔, 병, 비닐, 이쑤시개 등의 협잡물이 섞일 수 있다. 이러한 협잡물은 처리된 음식쓰레기의 사료화 또는 유기질 비료화를 저해한다. 이 점을 고려할 때, 음식쓰레기의 본격적인 처리공정에 투입하기에 앞서 협잡물을 제거하는 작업은 필수적이다.

쇠젓가락 토막과 같은 작은 협잡물은 수작업으로 일일이 선별하기가 여의치 않고, 인건비 부담이 크며, 선별작업의 효율성이 낮다. 이 점을 고려하여 제안된 것이 자석선별기이다. 자석선별기는 투입되는 음식쓰레기에 섞인 자성물질을 흡착하는 것이다.

자성물질이 선별된 음식쓰레기는 스크류 컨베이어 등의 음식쓰레기 투입수단을 이용해 파쇄기로 투입하여 비자성물질을 파쇄하고. 파쇄물 중에서 순음식쓰레기 와 침출수는 파쇄기의 하부로, 협잡물은 파쇄기의 후단으로 분리 배출하게 된다. 파쇄기에서 배출되는 협잡물은 협잡물 이송수단을 빌어 수거하기 용이한 위치로 옮기게 된다.

침출수가 섞인 순음식쓰레기는 파쇄기의 하위에 배치된 교반기에서 교반한 후 배출하여 탈수과정으로 이행하게 된다.

탈수기는 음식쓰레기를 스크류로 이송하면서 실린더와의 협동으로 압착 탈수시켜 배출하고, 그 과정에서 발생하는 침출수와 슬러지는 슬러지 이송수단으로 배출하도록 한 것이다.

탈수기에서 배출되는 탈수 슬러지는 스크류 컨베이어를 이용하여 반출대기위치로 옮긴다.

이렇듯 범용 음식쓰레기처리장치는 자석선별기와 음식쓰레기 투입수단, 파쇄기, 교반기, 협잡물 이송수단, 탈수기, 슬러지 이송수단으로 구성되지만, 지금까지는 이들 장치와 수단을 기능별로 분산시켜 배치해왔기 때문에 전 공정의 일괄 진행은 애당초 불가능하다. 그러다보니 처리단계별로 처리대상물을 이송하는 데 소요되는 시간만큼 공정은 더디 진행되고 처리효율은 낮았다. 고정별 이송과정에서 악취로 인한 작업장 내의 고통도 심하다. 그리고 더욱 큰 문제는 음식쓰레기처리장 건설에 절대적인 부지의 면적이 늘어나 초기 시설비 부담이 막대하다는 점이다.

따라서 본 발명의 목적은 수거차량에 실려오는 음식쓰레기에서 자성물질의 선별, 비닐지나 나무젓가락 등의 협잡물의 파쇄, 파쇄 후 순음식쓰레기와 협잡물의 분리 배출, 순음식쓰레기의 교반과 압착 탈수 및 탈수 후 슬러지의 반출에 이르는 전 과정을, 최소의 공간 내에서 단시간에 아주 효율적으로 일괄 처리할 수 있는 음식쓰레기 일괄 처리장치를 제공하는 것이다.

이 과제는, 음식쓰레기 중에 섞인 자성물질을 수거하는 데 필요한 자석선별기를 스크류 컨베이어형 투입수단의 선단에 장착하여 그 점유면적을 없애고, 자성물질이 선별된 후의 음식쓰레기를 파쇄선별기에 연결할 때 점유면적이 최소가 되는 각도가 되도록 하며, 투입되는 음식쓰레기 중의 협잡물을 파쇄하여 순음식쓰레기와 분리해 배출하도록 된 파쇄선별기의 하부에 배치된 교반기 밑에는 탈수기를 근접 배치하여 협잡물이 제거된 음식쓰레기의 탈수 이동거리 단축과 이에 따른 탈수시간의 절약을 도모하며, 상기 탈수기의 슬러지 배출용 호퍼 밑에 프레임을 벗어나지 않도록 스크류 컨베이어형 슬러지 반출수단을 근접 배치하여 슬러지 반출수단용 점유면적을 배제하고, 상기 파쇄선별기의 협잡물 배출구에다 횡스크류 컨베이어형 협잡물 반출수단을 직결하여 협잡물의 반출 편의를 도모한 음식쓰레기 일괄 처리장치로 달성할 수 있다.

도 1에서, 본 발명에서 제안하는 음식쓰레기 일괄 처리장치는 자석선별기(10)와 투입수단(20), 파쇄선별기(30), 교반기(40), 탈수기(50), 슬러지 반출수단(60), 협잡물 반출수단(70)으로 이뤄지는 음식쓰레기 일괄 처리장치를 콤팩트화함 으로써 공장 내에서의 점유면적을 최소화하고, 음식쓰레기를 투입하면 자성물질의 선별과 협잡물의 파쇄 및 순음식쓰레기의 분리 배출, 교반, 탈수, 슬러지 및 협잡물 반출에 이르는 전 공정이 일괄적으로 진행되어 짧은 시간에 효율적으로 음식쓰레기를 처리할 수 있게 한 것이 특징이다.

자석선별기(10)는 수거해 온 음식쓰레기에 섞여 있는 자성물질을 흡착, 수거하기 위하여 음식쓰레기가 일시적으로 담기는 호퍼(11)의 내주면에 복수의 자석(12)을 상하 및 둘레 방향으로 일정한 간격을 두고 부착하여 호퍼(11)로 투입되는 음식쓰레기에 섞인 자성물질을 흡착하여 순음식쓰레기와 분리시키는 것으로, 투입수단(20)의 초입에 설치된다. 자석(12)에 흡착된 자성물질은 호퍼(11) 내에서 자성물질이 선별된 후의 음식쓰레기가 전량 파쇄선별기(30)로 넘어가 호퍼(11)가 비워진 후에 호퍼(11) 위에서 팔을 집어넣어 긁어내는 방법으로 수거한다.

투입수단(20)은 자석선별기(10)를 통과하면서 자성물질이 흡착된 후의 음식쓰레기를 이송하여 파쇄선별기(30)의 투입구로 투입하는 것으로, 모터(23)에 의해서 일방향으로만 회전하는 스크류(22)가 실린더(21)에 내장된 전동식 스크류 컨베이어다. 음식쓰레기의 이송에 지장을 받지 않으면서도 점유면적을 최소화하기 위해서는 처리장내 바닥에서 파쇄선별기(30)의 투입구(32)에 연결했을 때의 투입수단(20)의 기울기는 45° 내외가 적합하다.

음식쓰레기가 이송될 때 발생하는 침출수의 원활한 배수를 도모하기 위하여 실린더(21)의 초입부는 침출수가 빠져나가기 용이한 타공판(24)이고, 타공판(24)의 구역에는 재킷(25)이 설치되어 타공판(24)을 통해 빠져나오는 침출수가 재킷(25)에 안내되어 정해진 곳으로만 안전하게 배출될 수 있다.

파쇄선별기(30)는 투입되는 음식쓰레기 중의 나무젓가락, 비닐지 등의 협잡물을 파쇄하여 협잡물 배출구로 내보내고 순음식쓰레기는 교반기(40)로 내보내는 협잡물 자동선별기능을 가진 것이다.

파쇄선별기(30)와 교반기(40)의 일례로 도 2를 든다. 이 그림에서, 파쇄통(31)의 투입구(32)로 투입되는 음식쓰레기 중의 협잡물은 회전축에 방사상으로 또한 나선형으로 배열된 복수의 파쇄날(34)이 모터(33)에 의해 일방향으로 고속회전할 때에 파쇄되고, 파쇄될 때마다 파쇄날(34)에 의해 튕겨 올랐다가 천장에 부딪혀 떨어지는 낙하운동이 반복되는 것과 함께 나선상으로 배열된 파쇄날(34)의 영향을 받아 차츰 화살표 d1 방향을 따라 이동하다가 마지막 단계에서 협잡물 배출구(35)로 빠져나가고, 순음식쓰레기는 파쇄통(31)의 바닥 구성재인 타공판(36)의 구멍을 통해 교반기(40)로 낙하되도록 한 것이다. 도면 부호(37)은 협잡물의 배출을 돕기 위하여 협잡물 배출구(35) 상에 설치된 전동식 흡출팬을 표시한다.

같은 그림에서, 교반기(40)는 파쇄선별기(30)의 타공판(36)으로 빠져나와 교반통(41)으로 떨어지는 순음식쓰레기를 그 침출수와 함께 모터(44)로 구동되는 스크류(42)로 휘저어 덩어리지지 않도록 헤쳐가지고 배출구(43)를 통해 탈수기(50)로 보내주는 것으로, 파쇄선별기(30)의 하부에 설치된다.

탈수기(50)는 교반기(40)에서 유입구(53)로 유입되는 음식쓰레기를 전동식 압착스크류(52)로 압송하면서 하반부에 배수공이 천공된 실린더(51)와의 협동으로 압착시켜 탈수하여 배출구(56)로 내보는 것으로, 그 일례를 도 3에 예시한다. 이 그림의 탈수기(50)는 음식쓰레기가 압착스크류(52)에 의해 압송 압착될 때 실린더(51)에 형성된 탈수공(54)으로 침출수가 빠져나가도록 한 것이다. 실린더(51)의 말단에 탄성저항판(55)이 설치된 경우는 음식쓰레기의 압착에 의한 탈수효율이 더높다. 도면 부호 (59)는 프레임(80) 상에 설치된 감속기-모터로 이루어진 압착스 크류(52) 구동장치를 표시한다.

슬러지 반출수단(60)은 탈수기(50)의 하부 구조인 호퍼(56)로 쏟아져 내리는 침출수 함유 슬러지를 음식쓰레기 일괄 처리장치 밖으로 반출하는 스크류 컨베이어로서, 프레임(80) 내에 위치하는 호퍼(57)에 근접 배치된다. 다시 말해, 슬러지 반출수단(60)은 프레임(80)의 영역 내에 설치함으로써 음식쓰레기 처리장의 실내 점유면적을 줄이는 것이다. 선단에 주어진 슬러지용 유입구에는 상기 호퍼(57)의 배출구(58)가 연결된다. 도면 부호 (61)는 그 실린더의 후단에 부가된 슬러지용 배출구를 표시한다.

협잡물 반출수단(70)은 상기 파쇄선별기(30)의 협잡물 배출구(35)로 강제 배출되는 파쇄된 협잡물을 받아 음식쓰레기 일괄 처리장치 밖으로 옮기는 횡형 스크류 컨베이어로서, 도 4에서 보듯이, 협잡물 반출수단(70)은 실린더(71)의 선단을 협잡물 배출구(35)와 통하게 연결하고, 이송돼 오는 협잡물이 쏟아져 내리는 배출구(73)는 외측단에 위치시킨다. 도면 부호 (72)은 스크류 구동용 모터이다.

음식쓰레기의 일괄 처리요령은 다음과 같다. 먼저, 투입수단(20)과 파쇄선별기(30), 흡출팬(37), 교반기(40), 탈수기(50), 슬러지 반출수단(60), 협잡물 반출수단(70)을 가동하고, 자석선별기(10)의 호퍼(11)에 음식쓰레기를 투입한다.

호퍼(11) 내에서 음식쓰레기 중에 섞인 자성물질이 자석(12)에 흡착된다. 자성물질이 수거된 음식쓰레기는 투입수단(20)의 스크류(22)에 의해 이송되다가 파쇄선별기(30)로 투입된다.

파쇄선별기(30)에서는 고속회전하는 파쇄날(32)에 의해 음식쓰레기에 포함된 나무젓가락이나 그 토막, 고기뼈 조각, 비닐 봉지, 질긴 섬유질 등 유기질 비료 혹은 사료화에 지장을 주는 협잡물이 파쇄된다. 이러한 파쇄작업이 진행되는 동안 협잡물은 파쇄날(32)에 튕겨 올랐다가 파쇄통(31)의 천장에 부딪쳐 떨어지는 반복된 움직임과 회전축 상에서 나선상으로 배열된 파쇄날(32)의 도움을 받아 차츰 협잡물 배출구(35)로 접근하게 된다. 협잡물 배출구(35)에서는 가동 중인 흡출팬(37)의 강력한 흡인력에 의해 강제로 배출되고, 협잡물 반출수단(70)에 실려 음식쓰레기 일관 처리장치 밖으로 반출된다.

한편, 파쇄선별기(30)에서 파쇄 선별작업이 진행되는 동안 타공판(36)으로는 순음식쓰레기와 침출수가 흘러내려 교반기(40)로 떨어진다. 교반기(40)에서는 회전 중인 스크류(42)에 의해 뭉쳐진 순음식기쓰레기 덩어리가 풀어지면서 이동하다가 배출구(43)를 거쳐 탈수기(50)로 유입된다.

탈수기(50)로 유입되는 순음식쓰레기는 스크류(52)에 의해 압송되면서 실린더(51)와의 협동 하에, 탄성저항판(55)이 설치된 경우에는 그 협조를 받아 압착되면서 탈수된다. 침출수가 섞인 슬러지는 실린더(51)의 탈수공(54)으로 빠져나가 호퍼(57)로 떨어지고, 탈수된 음식쓰레기는 배출구(56)로 나간다.

호퍼(57)로 떨어지는 잔여 침출수와 슬러지는 슬러지 반출수단(60)에 의해 음식쓰레기 일괄 처리장치 밖으로 반출된다.

이와 같이 자석선별기가 투입수단에 장착됨에 따라 자석선별기가 독자적으로 차지하던 점유면적이 불필요해진다. 또, 투입수단은 점유면적을 가장 적게 차지하는 각도로 파쇄선별기의 투입구에 연결되어 음식쓰레게 일골 처리장치용 점유면적의 축소가 가능하다.

그리고 파쇄선별기의 하부에 위치한 교반기에 횡형 탈수기를 근접 배치하여 협잡물이 제거된 음식쓰레기를 곧바로 탈수시킬 수 있게 함으로써 음식쓰레기의 일괄 처리가 가능하고, 동시에 탈수기가 독자적으로 차지하던 점유면적도 줄어든다.

또한, 탈수기에서 쏟아지는 침출수 함유 슬러지를 반출하는 슬러지 반출수단이 탈수기의 호퍼 밑으로 이설되어 프레임 영역 내에 수용당함으로써 슬러지 반출수단용 점유면적도 불필요하다.

이에 따라 자성물질의 선별과 협잡물의 파쇄 선별, 협잡물이 제거된 음식쓰레기의 탈수, 슬러지의 반출에 이르는 음식쓰레기 처리작업을 일괄하여 처리할 수 있는 음식쓰레기의 일괄 처리장치를 부지구입예산이 적게 드는 작은 면적에도 능히 설치할 수 있고, 자성물질의 제거에서부터 협잡물의 제거와 협잡물이 제거된 음식쓰레기의 탈수 및 슬러지의 반출에 이르는 음식쓰레기 처리과정이 일괄적으로 유기적이게 진행할 수 있으므로 음식쓰레기 처리효율이 높고, 그 처리도 신속히 진행돼 능률을 높일 수 있다.

또, 자석선별기의 호퍼로 투입된 음식쓰레기에 대한 처리가 진행되는 동안에는 그것이 기외로 누출될 공간적 여유가 없기 때문에 처리작업 중에 악취로 인한 작업자의 고통도 대폭 줄어든다.

나아가, 자석선별기를 비롯한 기능별 장치의 표준화가 가능해 제작과 설치가 용이해지고, 공급자와 수요자 모두에게는 표준화에 따른 비용절감효과가 더 제공된다.

Claims (1)

1. 호퍼(11)에 자석(12)이 부착된 채로 투입수단(20)의 선단에 장착되는 자석선별기(10)와;

   선단의 타공판(24) 영역이 재킷(25)으로 보호되는 실린더(21)에 모터(23)로 회전되는 스크류(22)가 내장되고, 파쇄선별기(30)의 투입구(32)에 후단이 연결되도록 설치되는 투입수단(20)과;

   회전축에 나선상 배열을 이루도록 부착된 파쇄날(34)이 고속회전할 때 음식쓰레기 중의 협잡물을 파쇄하여 협잡물 배출구(35)로 배출시키고, 흡출팬(37)은 파쇄된 협잡물의 배출을 돕는 파쇄선별기(30)와;

   파쇄선별기(30)의 하부에 배치된 순음식쓰레기용 교반기(40)와;

   교반기(40) 밑에 근접 배치된 탈수기(50)와;

   상기 탈수기(50)의 슬러지 배출용 호퍼(56) 밑에 프레임(80)을 벗어나지 않도록 근접 배치된 스크류 컨베이어형 슬러지 반출수단(60)과;

   상기 협잡물 배출구(35)에 부착된 횡형 스크류 컨베이어형 협잡물 반출수단(70)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 음식쓰레기 일괄 처리장치.

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