KR100918711B1

KR100918711B1 - 음식물 쓰레기 파쇄장치

Info

Publication number: KR100918711B1
Application number: KR1020090007376A
Authority: KR
Inventors: 신승경; 박현수
Original assignee: 한빛테크원 (주)
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2009-09-22
Anticipated expiration: 2029-01-30

Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기 파쇄장치를 제시하기 위한 것으로, 음식물 쓰레기의 자원화를 위한 전처리 공정에 이용하는 음식물쓰레기 파쇄장치로서 일정한 형상으로 이루어진 파쇄부 케이싱에 음식물 투입구가 구비되고, 상기 케이싱 내부에는 상기 음식물투입구를 통하여 유입된 음식물쓰레기를 축에 나선 배열된 다수의 파쇄날이 고속회전하면서 파쇄하고 동시에 이들 음식물쓰레기와 그에 포함된 고형물을 한쪽으로 밀어 분산시키면서 일정한 크기 이하로 파쇄하도록 구성된 파쇄부가 구비되며, 상기 파쇄부 하부에는 파쇄된 음식물쓰레기를 선별통과시키는 스크린부가 포함되어 투입된 음식물쓰레기가 파쇄부 내에서 적절한 크기로 파쇄되고 스크린부를 통하여 선별 배출되도록 구성된 음식물 쓰레기 파쇄장치에 있어서, 상기 스크린부를 구성하는 스크린은 금속 후판에 일정간격으로 스크린구멍을 형성한 원호형 통체로 구성되고, 상기 스크린은 상기한 파쇄부 하부에 근접 형성되는 구조로 이루어져 파쇄날과 파쇄부케이싱 내측에 형성된 라이너에 의한 1차 파쇄와 파쇄날과 스크린구멍 사이에서 2차 파쇄가 함께 이루어지도록 구성한 것을 특징으로 한다.

음식물 쓰레기, 음식물쓰레기 자원화, 협잡물 배출, 음식물쓰레기 분리

Description

음식물 쓰레기 파쇄장치{CRUSHER FOR FOOD GARBAGE REUTILITIZATION }

본 발명은 수거한 음식물쓰레기의 자원화를 위한 전처리 공정에 필요한 음식물 쓰레기 파쇄장치에 관한 것이며, 음식물 쓰레기를 선별하고 파쇄하여 부숙토 등의 유기질 비료를 생산하거나, 지렁이 등의 사료화 또는 양질의 음식쓰레기 가축 사료화를 위한 자원화 공정에서 뼈 조각 등과 같은 고형물을 효과적으로 파쇄하기 위한 음식물 쓰레기 파쇄장치에 관한 것이다.

육류나 엽채류 등 식품으로 공급되는 농축 수산물의 대략 20% 정도가 음식물 쓰레기로 배출된다.

종래 이들 음식물 쓰레기의 처리를 소각이나 매립에 의존함으로써 매립지의 부족과 부지 확보의 어려움이 사회 문제로 대두 되고 있고, 소각처리의 경우 막대한 에너지 소비와 다이옥신 등의 유해물질 방출 등이 문제가 되어 음식물 쓰레기의 감량화와 자원화가 당면과제가 되고 있다.

음식물 쓰레기의 자원화는 음식물 쓰레기를 퇴비로 처리하거나 사료로 처리 하거나 또는 혐기성 소화에 의한 메탄 발효 등으로 이용함으로써 음식물 쓰레기의 소각이나 매립 시 파생되는 제 문제를 해소할 수 있는 이점이 있다.

일부 집단 급식소나 대형 음식점 등에서 발생하는 음식쓰레기는 수거, 운반 및 저장 전 과정에서 신선도를 유지하고, 병원균에 오염되지 않게 잘 잘 관리함으로써 고 품질의 복합사료로 활용할 수 있고, 공동주택이나 시장 등에서 수거한 경우에도 최소한 유기질 성분이 풍부한 퇴비나 부상토 등의 소재로 활용할 수 있다.

이와 같은 음식물 쓰레기의 자원화는 음식물 쓰레기를 분리 수거하고, 수거한 음식물 쓰레기를 이용목적에 맞게 전처리 과정을 거쳐 이용 목적대로 최종 생산물로 가공하는 공정으로 구성된다.

음식물 쓰레기의 자원화를 위한 전처리 공정은 음식물에 포함된 이물질을 분리 제거하고, 덩치가 큰 고형물질을 이용목적에 맞는 크기로 파쇄하는 공정으로 이루어진다.

따라서, 기존 음식물 쓰레기 파쇄장치는 인력 또는 기계적인 처리과정에 의해 쇠붙이나 비닐 등의 이물질을 완전히 제거한 상태의 음식물 쓰레기에 적용되는 것으로써 상기한 음식물 쓰레기를 후공정에 이용할 수 있는 정당한 크기로 파쇄하도록 구성된 단순한 형태의 파쇄장치로만 이루어질 수 있다.

또한, 기존 음식물 쓰레기 파쇄장치는 기계적인 처리장치, 예를 들면 자석선별기에 의해 쇠붙이 등을 음식물쓰레기로부터 미리 분리 선별한 음식물 쓰레기에 적용되는 것으로서 상기한 음식물 쓰레기를 후공정에 이용할 수 있는 정당한 크기 로 파쇄하고, 음식물 쓰레기에 포함된 이쑤시개, 뼈, 동물 사체, 비닐, 옷가지 등의 협잡물을 블로잉 또는 흡입과정에 의해 분리 선별하여 제거하는 음식물 쓰레기 선별 및 파쇄장치로 구성될 수 있다.

음식물 쓰레기를 후공정에 이용할 수 있는 정당한 크기로 파쇄하도록 구성되는 음식물 쓰레기 파쇄장치는 상부에 음식물 투입구가 구비되고, 상기 음식물투입구를 통하여 유입된 음식물쓰레기를 다수의 파쇄날이 회전축에 나선 배열된 고속회전 파쇄기가 투입된 음식물쓰레기와 그에 포함된 고형물을 배출구 쪽으로 밀어 분산시키면서 일정한 크기 이하로 파쇄하도록 구성된 파쇄부가 구비되며, 상기 파쇄부 하부에는 파쇄된 음식물쓰레기를 선별통과시키는 스크린부가 포함되어 투입된 음식물쓰레기가 파쇄부를 구성하는 케이싱 내에서 적절한 크기로 파쇄되어 스크린부를 통하여 선별 배출되는 구조로 이루어진다.

대한민국 특허등록 10-0785850은 음식물 쓰레기를 선별하고 파쇄하여 탈수, 건조 또는 발효단계로 이송시키기 위한 음식물 쓰레기 전 처리시설로 다수 개의 함마크라샤가 축을 중심으로 연결, 조립되어 일정 경사각을 형성하며 음식물을 일 측 방향으로 이송시키며 파쇄기능을 수행하는 파쇄장치를 제시하고 있고, 파쇄장치에 내장되는 함마크라샤는 원형 타입의 회전판에 120도 간격으로 3개의 타격날조립부를 갖고, 타격날 조립부에는 타격날이 조립되어 사용되되 타격날은 정6면체로 이루어져 한쪽 면이 마모되면 다른 면으로 전위시켜 4개 면이 모두 교체 사용될 때까지 함마크라샤를 보호하는 구조로 되어 있다.

상기 구조는 에어 펌프를 통하여 파쇄부 내로 에어를 불어 넣어주고, 그 압력에 의해 비닐이나 옷가지 등의 가벼운 물질을 제거하는 구조로서 그동안 인력에 의해 이루어지고 기피 대상이 되고 있는 음식물 쓰레기 선별작업을 파쇄과정에서 선별 분리하는 효과를 제공하고 있으나 함마크라샤로 이루어지는 파쇄장치에 관련하여 다음과 같은 문제점이 또한 지적되고 있다.

첫째, 상기 파쇄장치는 파쇄기(20)를 구성하는 함마크라샤(30)의 타격날(31)이 케이싱에 부착된 라이너(34)를 통과할 때 해당 위치에 있는 고형물을 타격하여 파쇄가 이루어지도록 구성된 것으로 타격날과 라이너에 의한 1차 파쇄만 이루어지고, 체망(21, 스크린)은 일정 크기 이하의 파쇄물을 선별통과시키는 작용만 함으로 파쇄효율이 높지 않은 단점이 있다.

둘째, 상기 파쇄장치는 플라스틱 등이 포함된 쓰레기 파쇄에 적합하게 구성된 것으로 음식물 쓰레기의 파쇄에는 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.

즉, 통상의 음식물쓰레기에 포함된 고형물은 과일이나 육류 등이 대부분이고, 설령 뼈 조각이 주류인 음식물 쓰레기라 하더라도 타격에 의해 분쇄하는 것보다 갈아서 분쇄하거나 절단에 의한 파쇄가 더욱 효과적인데 상기 파쇄기는 모루 작용을 하는 라이너와 해머작용을 하는 타격날과의 타격에 의한 파쇄에 의해 음식물쓰레기에 포함된 고형물을 분쇄하는 작용원리를 갖는 것으로 파쇄효율이 낮을 수밖에 없는 문제점이 있었다.

셋째, 파쇄기는 투입된 음식물쓰레기를 한쪽으로 밀면서 지속적인 파쇄가 이루어지도록 각각의 타격날에 경사(즉, 리드각)을 부여하고 있으나 파쇄기 하부에 형성된 체망(21)이 타격날로부터 떨어져 있어 이평이송이 제한되고 타격날과 타격날 사이의 공간을 통하여 파쇄기 하부로 유입된 고형물을 파쇄부 상부로 다시 끌어 올려져 재차 파쇄되어야 하는 데 이러한 동작이 효과적으로 이루어지지 않아 파쇄효율이 낮으며, 상기 체망은 고형물을 거르고 파쇄물 만 통과하는 기능만 갖도록 구성되어 있어 체망이 막히는 현상이 자주 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 음식물 쓰레기의 자원화를 위한 전처리 공정으로서 음식물을 파쇄하는 파쇄장치를 제공함에 있어서, 파쇄부의 케이싱 내벽에 부착된 라이너와 고속회전하는 파쇄기의 파쇄날에서 1차 파쇄가 이루어지고, 스크린과 파쇄날에 의한 2차 파쇄가 연속적으로 이루어지도록 구성함으로써 파쇄효율을 향상하는 음식물 쓰레기 파쇄장치를 제시할 목적을 갖는다.

또한, 본 발명은 회전축 상에 결합되는 각각의 파쇄날을 구성함에 있어서, 직접 절단에 의한 파쇄가 이루어지는 칼날부와 압박력에 의해 파쇄가 이루어지는 가압돌기를 동일 파쇄날에 구성하여 가압돌기와 라이너 및 가압돌기와 스크린 사이에서 3차 및 4차 파쇄가 이루어지도록 구성함으로써 더욱 파쇄효율을 향상하는 음 식물 쓰레기 파쇄장치를 제시할 목적을 갖는다.

또한, 본 발명은 음식물쓰레기의 특성에 따라 파쇄날과 스크린 사이의 간격을 조절하여 협잡물의 분리 선별 및 배출 효율과 파쇄효율을 향상할 수 있는 음식물 쓰레기 파쇄장치를 제시할 목적을 갖는다.

또한, 본 발명은 칼날부에 리드각을 적용하기 위하여 회전축 상에 결합되는 파쇄날의 위치에 따라 각기 다르게 적용되는 칼날부의 형성각을 키홈의 위치에 의해 간편하게 조절할 수 있도록 구성한 파쇄날을 제공하고, 파쇄도중 케이싱 외 측으로 폐수가 유출되는 것을 원천적으로 차단할 수 있는 파쇄장치를 제시할 목적을 갖는다.

이를 위하여 본 발명은 음식물 쓰레기의 자원화를 위한 전처리 공정에 이용하는 음식물쓰레기 파쇄장치로서,

일정한 형상으로 이루어진 파쇄부 케이싱에 음식물 투입구가 구비되고, 상기 케이싱 내부에는 상기 음식물투입구를 통하여 유입된 음식물쓰레기를 고속회전하는 파쇄기로 파쇄하고 동시에 이들 음식물쓰레기와 그에 포함된 고형물을 한쪽으로 밀어 분산시키면서 일정한 크기 이하로 파쇄하도록 구성된 파쇄부가 구비되며, 상기 파쇄부 하부에는 파쇄된 음식물쓰레기를 선별통과시키는 스크린부가 포함되어 투입된 음식물쓰레기가 파쇄부 내에서 적절한 크기로 파쇄되고 스크린부를 통하여 선별 배출되도록 구성된 음식물 쓰레기 파쇄장치에 있어서, 상기 스크린부를 구성하는 스크린은 금속 후판에 일정간격으로 스크린구멍을 형성한 원호형 통체로 구성하고, 상기 스크린은 상기한 파쇄부 하부에 근접 형성한 구성으로 하여 파쇄날과 파쇄부케이싱 내측에 형성된 라이너에 의한 1차 파쇄와 파쇄날과 스크린구멍 사이에서 2차 파쇄가 함께 이루어지는 음식물 쓰레기 파쇄장치를 제시한다.

또한, 본 발명은 상기 스크린구멍을 장공으로 형성하고, 상기 장공 스크린구멍은 파쇄날에 적용된 리드각에 대향하도록 경사지게 형성함으로써 파쇄날의 이송압력에 의해 막힘 없이 파쇄물을 배출하고, 파쇄날과 스크린구멍 사이에서 2차 파쇄가 효과적으로 이루어지는 음식물 쓰레기 파쇄장치를 제시한다.

또한, 본 발명은 상기 스크린부를 구성함에 있어서, 파쇄날과 스크린까지의 거리를 조절할 수 있는 스크린 유격조절장치를 더 포함하도록 구성하여 협잡물 및 음식물쓰레기의 물리적 특성에 따라 파쇄날과 스크린의 유격을 조절함으로써 더욱 효과적으로 음식물쓰레기파쇄와 협잡물 선별분리가 이루어지도록 구성한 음식물 쓰레기 파쇄장치를 제시한다.

또한, 본 발명은 상기 파쇄부를 구성하는 회전축에 결합되는 각각의 파쇄날은 원판상 몸체 테두리에 2~3개로 형성되는 칼날부와, 상기 칼날부 사이에 칼날부 의 외각 회전궤적 안쪽에 그 정점부가 형성되고 완만한 곡선형을 이루며 돌출되는 가압돌기를 형성하여 가압돌기와 라이너에 의한 3차 파쇄와, 가압돌기와 스크린에 의한 4차 파쇄가 추가로 이루어지는 음식물 쓰레기 파쇄장치를 제시한다.

또한, 상기한 파쇄날은 중심부에 형성한 축공과 상기 축공에 형성한 키홈을 구비하여 축의 키홈에 삽입된 키와, 축의 양측에서 파쇄날의 양단을 압박하도록 결합되는 고정원판과, 상기 고정원판 외 측에 각기 결합되는 와셔 및 록크너트에 의해 축 상에 함께 고정되며, 상기 키홈은 파쇄날의 축 상 결합위치 별로 칼날부와 이루는 각도가 각기 달리 적용되도록 구성하여 각 파쇄날에 형성된 칼날부에 나선나선상의 리드각이 형성되도록 순차적으로 결합하는 구조의 음식물 쓰레기 파쇄장치를 제시한다.

또한, 본 발명은 상기한 파쇄날을 구성함에 있어서, 상기 축공을 축경보다 크게 형성하고, 상기 축경보다 크게 형성한 축공에는 키홈을 미리 형성한 링을 결착한 구성으로 하여 키홈이 없는 상태로 파쇄날을 대량 제작하고, 별도의 키홈이 형성된 링을 상기 축공에 추후 결착하는 과정에서 키홈과 파쇄부의 경사각을 조절하는 구성을 제시한다.

또한, 본 발명은 음식물쓰레기 파쇄 중에 축과 케이싱의 결합부를 통하여 폐수가 유출되는 것을 방지하기 위하여 케이싱의 양면 내측 축공에 파쇄부의 고정원판이 삽입되는 고정원판삽입공간을 형성하고, 상기 고정원판삽입공간 하부에는 케이싱 바닥부로 향하는 폐수유출로를 형성하며, 상기 축공에는 하나 이상의 리테이너를 결합하는 구성을 제시한다.

본 발명은 스크린에서 2차 파쇄가 이루어지도록 구성됨으로써 파쇄부의 케이싱 내벽에 부착된 라이너와 고속회전하는 파쇄부의 파쇄날에서 1차 파쇄가 이루어 지고, 스크린과 파쇄날에 의한 2차 파쇄가 연속적으로 이루어져 파쇄효율을 향상할 수 있다.

또한, 본 발명은 파쇄날에 형성된 가압돌기에 의해 가압돌기와 라이너 및 압부부와 스크린 사이에서 3차 및 4차 파쇄가 이루어짐으로써 파쇄 효율을 더욱 향상할 수 있다.

또한, 본 발명은 파쇄날과 스크린 사이의 간격을 조절하는 스크린 유격조절장치에 의해 음식물쓰레기의 특성에 따라 스크린의 간격을 줄임으로써 갈아서(磨碎) 배출할 수 있고, 간격을 넓혀 입자상으로 배출할 수 있으며, 협잡물 또한 스크린 유격조절에 의해 분리 배출에 용이한 크기로 분쇄할 수 있어 자원화 대상을 효과적으로 분쇄하고, 분리 배출하여야 하는 협잡물의 분리 선별 및 배출 효율도 향상할 수 있다. 또한, 파쇄날의 압박에 의해 스크린구멍을 통한 파쇄물의 배출이 이루어짐으로 스크린 구멍이 막히지 않고, 스크린 구멍을 구성하는 장공과 장공의 경사는 파쇄날과 파쇄날 사이로 유입된 고형물을 효과적으로 분쇄하여 음식물 쓰레기 파쇄장치의 파쇄효율을 증대시킨다.

또한, 본 발명은 회전축 상에 결합되는 파쇄날의 위치에 따라 각기 다르게 적용되는 칼날부의 형성각을 키홈을 미리 형성한 링에 의해 용이하게 구성할 수 있다.

또한, 본 발명은 케이싱 내벽에 형성한 고정원판삽입공간과 리테이너에 의해 파쇄기 내의 폐수 유출이 원천적으로 차단되는 장점을 제공한다.

본 발명은 음식물 쓰레기의 자원화를 위한 전처리 공정으로써

상기한 음식물 쓰레기 파쇄장치는 일 측상부에 음식물투입구가 구비되고, 박스형상의 케이싱 내부에 파쇄부가 구비되며, 상시 파쇄부 하부에 스크린이 구비되는 음식물 파쇄기에 적용될 수 있고, 파쇄부 상부에 별도의 케이싱에 의해 비닐 등의 이물질을 선별분리하고 음식쓰레기와 함께 파쇄하여 외부로 흡입하거나 블로잉하여 배출하는 구조의 음식물 쓰레기 파쇄장치에 적용될 수 있다.

도시된 실시 예는 다수의 파쇄날(110)이 축(120) 상에 나선 배열되어 고속회전하는 파쇄기(11)가 투입된 음식물쓰레기와 그에 포함된 고형물을 배출구 쪽으로 밀어 분산시켜 일정한 크기 이하로 파쇄하도록 구성된 파쇄부(10)와; 상기 파쇄부 상부에 형성되고, 파쇄부 상부면을 구성하는 파쇄부상부공간(21)과, 상기 파쇄부상부공간의 일측 상부에 형성되는 음식물쓰레기투입구(22)와, 상기 파쇄부상부공간의 타 측에서 상향으로 경사진 상향경사통로(231)와 그 상단부에 형성된 수평통로(232) 및 그 하향으로 경사진 하향경사통로(233)가 연속되어 이루어지는 협잡물배출통로(23)와, 상기 협잡물배출통로의 수평통로(232)에 형성되는 협잡물흡입팬(24)을 포함하는 구조로 이루어져 투입된 음식물쓰레기에 포함된 파쇄 전 협잡물과 파쇄기에 의해 파쇄된 협잡물을 동시에 흡입하여 이를 외부로 분리 배출하는 협잡물분리배출부(20)와; 상기 파쇄부 하부에 설치되어 파쇄된 음식물쓰레기 중 일정 크기 이하만 선별 배출하고 일정 크기 이상은 재파쇄하도록 걸러주는 스크린부(30)와; 상기 파쇄부 및 스크린부 하부에 설치되어 파쇄된 음식물쓰레기를 일시 저장하기 위한 탱크(40)와; 상기 탱크 내에 음식물쓰레기를 외부로 배출하기 위한 배출장치(50)를; 포함하는 구조 음식물 쓰레기 파쇄장치에 적용한 것이며, 도 1은 본 발명의 구성을 설명하기 위한 실시 예의 정면상태 단면도이고, 도 2는 측단면도, 도 3은 평면도를 도시한 것이다.

도시된 실시 예에 의한 파쇄부(10)는, 상부에 협잡물분리배출부(20)가, 하부에 스크린부(30)와 탱크(40)가 결합되는 부분으로 상 하부가 개방되고, 길이가 긴 쪽을 길이방향으로 하여 그것을 전 후면으로 삼을 때 양 측면(121)의 전 후부에 각 기 전후면(122, 123)이 부착되는 구조로 파쇄부케이싱(12)이 구성된다.

상기 파쇄부케이싱(12)은 파쇄부 내부 공간을 구성하고, 파쇄기(11)를 지지하며, 파쇄과정에서 발생하는 파쇄충격 등을 수용하기 위한 것으로서 주물로서 통 체로 구성할 수 있고, 완전한 분해 수리 등의 편의를 위하여 각기 독립된 두꺼운 판재를 사용하여 볼트(124)로 체결 고정하는 구조로 실시할 수 있다.

볼트(124)로 체결하는 구조로 파쇄부케이싱을 구성하는 경우에는 파쇄 중 수분 등이 유출되지 않도록 실링한 상태로 조립한다.

상기 파쇄부케이싱의 전면 또는 후면에는 내부를 개방할 수 있도록 볼트에 의해 체결되는 덮개(13)가 형성되고, 상기 덮개 또는 그 반대쪽 내벽 면에는 파쇄기의 파쇄날(111)과 짝을 이루어 고형물을 1차 파쇄하는 라이너(14)가 탈부착 구조로 결합 된다.

파쇄부케이싱의 양 측면(131)은 파쇄기 축(112)을 설치하기 위한 축공(15)이 형성되는 구조를 갖는다.

상기 덮개(13)가 전면(122) 벽에 형성한 가이드봉(131)에 지지된 상태로 볼트(132) 결합 되도록 구성하여 무거운 덮개를 분리 해체하지 않고도 덮개의 개방이 이루어진다.

도 4는 파쇄부케이싱(12)의 후면 내벽에 라이너(14)를 볼트로 체결하는 구조로 결합하고, 전면에는 단턱(131)에 의한 끼워맞춤구조로 덮개(13)를 결합한 구조로 구성하고, 상기 덮개를 가이드봉(131)에 지지하기 위하여 전면의 덮개 상하부에 3개의 가이드봉을 역삼각 구조로 형성하고 덮개에 각기 상기 가이드봉에 삽입지지 되는 브라켓(133)을 형성한 구조를 도시한 것이다.

상기 구조에 의해 덮개(13)와 전면(122)을 고정하는 볼트(132)만 분리하고, 덮개를 앞으로 당겨주면 덮개는 가이드봉에 안정되게 지지된 상태에서 전면판으로부터 분리됨으로 수 톤씩 나가는 무거운 덮개 분리에 따른 보조장비나 위험 요소 없이 간편하게 파쇄부 내부 공간을 개방하여 보수하거나 유지 관리할 수 있다.

본 발명에 의한 파쇄기(11)는 양단이 파쇄부케이싱의 양 측면을 관통하여 베어링(113) 지지되는 회전축(112)과, 상기 회전축 상에 결합되는 복수의 원판형 파쇄날(111)과, 상기 회전축(112)에 회전구동력을 제공하기 위해 파쇄부케이싱(12) 외 측에서 연결되는 구동모터(114)로 이루어진다.

회전축(112)에 결합되는 각각의 파쇄날(111)은 도 5에 도시한 바와 같이, 원판상 몸체(111a) 테두리에 칼날팁(111b)이 조립되는 칼날부(111c)를 형성하고, 상기 칼날부 사이에 칼날부의 외각 회전궤적 안쪽에 그 정점부가 형성되고 완만한 곡선형을 이루며 돌출되는 가압돌기(111d)를 형성한 구조를 갖는다.

도시된 실시 예는 상기한 칼날부를 180도 간격으로 2개 형성한 구조를 보여주고 있으나 필요에 따라 등 간격으로 3개 또는 4개를 형성할 수 있고, 각 칼날부 사이에 가압돌기가 형성된다.

상기 가압돌기(111d)는 파쇄날이 축에 결합된 상태에서 회전할 때 칼날부(111c) 바로 다음으로 케이싱 내벽에 형성된 라이너(14)와 마주쳐 그 틈새에 위치한 고형물을 압박에 의해 파쇄하여 칼날부(111c)와 라이너에 의한 1차 파쇄와, 칼날부와 스크린구멍 사이의 2차파쇄와 함께 가압돌기와 라이너에 의한 3차 파쇄를 유도한다.

또한, 상기 가압돌기(111d)는 회전 궤적 둘레에 형성한 스크린(31)에 근접하면서 그 사이에 낀 고형물을 압박하여 파쇄함으로 가압돌기(111d)와 스크린(31)에 의한 4차 파쇄가 이루어진다.

상기 파쇄날(111)의 중심에는 축공(111e)이 형성되고, 상기 축공(111e)에 키홈(111f)이 형성된다.

상기 파쇄날(111)은 도 6에 도시한 바와 같이, 축의 키홈(112a)에 삽입된 키(112b)와, 축의 양측에서 파쇄날의 양단을 압박하도록 결합되는 고정원판(115)과, 상기 고정원판 외 측에 각기 결합되는 와셔(116) 및 록크너트(117)에 의해 다수의 파쇄날(111)이 축(112) 상에 함께 고정되는 구조로 결합된다.

상기 록크너트(117)는 축의 회전에 의해 풀리지 않도록 왼나사 또는 오른나사로 축과 결합된다.

상기 파쇄날의 칼날부(111c)와 키홈(111f)의 형성각은 파쇄날의 축 상 결합위치 별로 각기 달리 적용됨으로써 칼날부에 의한 리드각이 형성될 수 있으며, 상기 리드각에 의해 스크루 이송처럼 투입된 음식물쓰레기를 파쇄하면서 다른 한쪽으로 밀어 재차 파쇄할 수 있게 된다.

따라서, 파쇄날에 적용된 키홈은 파쇄날의 위치에 따라 각기 다르며, 도시된 실시예와 같이 180도 각도로 칼날부(111c)를 형성하고, 리드각을 적용하기 위하여 인접 파쇄날 칼날부에 15도의 각편차를 부여하는 경우 칼날부(111c)에 대한 키홈의 형성각도가 다른 12종류의 파쇄날이 요구되며, 일반적으로 이를 위해 주물에 의해 파쇄날 몸체를 형성한 후 엔드밀 등을 사용하여 각기 다른 위치에 키홈을 형성하는 작업을 수행하여야 한다.

본 발명은 이와 같은 번잡한 과정을 단순화시키기 위하여 상기 축공(111e)을 축경보다 크게 형성하고, 상기 축경보다 크게 형성한 축공에는 키홈(111f)을 미리 형성한 링(118)을 결착한 구성을 제시한다.

상기 구성에서 키홈이 없는 상태의 파쇄날은 동일 주형을 사용하여 대량 제작할 수 있고, 별도의 키홈이 형성된 링 또한 동일 공정에 의해 대량 제작이 가능하며, 상기 링은 환형 몸체 내측에 키홈을 형성한 구조로 실시할 수 있고, 철편을 키홈 부위만큼 벌어지도록 링 형태로 밴딩하여 이를 상기 축공에 끼워 용착하는 방법으로 실시할 수 있다.

상기 구조에 의해 각 파쇄날과 각 링을 칼날부(111c)를 기준으로 목적하는 각도로 키홈이 위치하도록 축공에 링을 삽입한 후 용접 등의 방법으로 일체화시킴으로써 축공에 키홈을 직접 가공할 때의 공정과 노력을 생략할 수 있다.

본 발명은 음식물쓰레기 파쇄 중에 축(112)과 파쇄부케이싱(12)의 결합부를 통하여 폐수가 유출되는 것을 방지하기 위하여 케이싱의 양면(121) 내측 축공(15)에 파쇄기(11)의 고정원판(115)이 삽입되는 고정원판삽입공간(16)을 형성하고, 상기 고정원판삽입공간 하부에는 케이싱 바닥부로 향하는 폐수유출로(17)를 형성한다.

상기 고정원판삽입공간(16)에 고정원판(115)이 삽입된 상태에서 파쇄기가 고 속회전할 때 사방으로 튀는 폐수나 이물질이 고정원판(115)에 의해 1차 차단되고, 고정원판삽입공간(16) 하부로 흘러내린 폐수 및 이물질은 폐수유출로(17)를 통하여 케이싱 하부로 흘러내림으로써 케이싱 외부 유출이나 베어링으로 스며들어 내구성을 훼손하는 것이 방지된다.

또한, 상기 축공에는 하나 이상의 리테이너(18)를 결합할 수 있으며, 이에 의해 축을 타고 케이싱 외부로 유출되는 폐수 및 이물질을 완벽하게 차단할 수 있다.

도시된 협잡물분리배출부(20)는 패쇄부내부공간(21)과, 음식물쓰레기투입구(22)와, 협잡물배출통로(23)와, 협잡물흡입팬(24)으로 이루어진다.

또한, 상기한 협잡물흡입통로(23)는 파쇄부 상부면을 구성하는 파쇄부상부공간(21)과 상기 파쇄부상부공간의 일측 상부에 형성되는 음식물쓰레기투입구(22)가 포함되고, 상기 파쇄부상부공간의 끝에서 상향으로 경사진 상향경사통로(231)와, 그 상단부에 형성되는 수평통로(232)와, 하향으로 경사진 하향경사통로(233)로 이루어진 협잡물배출통로(23)로 이루어진다.

상기한 협잡물분리배출부(20)는 파쇄부케이싱(12) 상부에 결합되는 요소로서, 파쇄부 상부면을 구성하는 파쇄부상부공간(21)과, 상기 파쇄부상부공간(21)의 일 측 상부에 형성되는 음식물쓰레기투입구(22)와, 상기 파쇄부상부공간의 타 측에서 상향으로 경사진 상향경사통로(231)와 그 상단부에 형성되는 수평통로(232)와 그 단부에 하향으로 경사진 하향경사통로(233)가 각기 결합관계를 이루어 하나의 상부케이싱(25)을 형성하며, 파쇄부케이싱(12)에 대하여 실링구조로 볼트체결된다.

협잡물배출통로를 구성하는 상향경사통로는 대략 45도 상향으로 형성되며, 파쇄부상부공간에 대하여 협잡물배출통로의 위상을 높게 함으로써 후술하는 협잡물배출팬의 흡입압력에 의해 음식물쓰레기까지 배출되는 것을 방지하는 작용을 하고, 하향경사통로는 대략 45도 하향으로 형성되어 흡입된 협잡물을 신속하게 배출되도록 작용한다.

도시된 실시 예는, 파쇄부 상부 공간을 구성하는 상부케이싱(25)의 본체 우측 부에 본체로부터 돌출되게 형성되는 음식물쓰레기투입구(22)를 형성하고, 본체 내의 파쇄부상부공간에서부터 상향으로 경사지게 본체 상부로 돌출되게 형성되는 상향경사통로(231)를 형성하며, 상기 상향결사통로가 끝나는 부위에 수평으로 수평통로(232)를 형성하며, 상기 수평통로에 연속되게 하향으로 경사진 하향경사통로(233)를 형성하여 음식물쓰레기투입구(22)-파쇄부상부공간(21)-상향경사통로(231)-수평통로(232)-하향경사통로(233)로 연속되는 관로가 형성되도록 한 구조이며, 제작 및 조립의 편의를 위하여 상부케이싱 본체(251)과, 수평통로(232)를 구성하는 수평케이싱(252)과, 하향경사통로(233)를 구성하는 하향경사케이싱(253)을 각기 조립구조로 구성한 실시 예를 도시한 것이다.

협잡물흡입팬(24)은 팬(241)을 구성하는 날개(241a)가 상기 상향경사통로(231)를 향하도록 수평통로(232)에 설치되어 고속회전에 의해 상향경사통로(231)에서 하향경사통로(232)로 향하는 공기의 흐름을 형성하여 파쇄부 내부의 협잡물을 흡입 배출되도록 하는 요소이다.

상기 협잡물흡입팬(24)을 구성하는 팬(241)은 원판 상에 방사상으로 형성된 수직날개(241a)로 구성되고, 상기 수직날개는 회전 중심쪽이 내측으로 경사진 사다리꼴 구조로 이루어진다. 상기 팬(241)은 상부케이싱(25)을 관통하여 지지된 회전축(242)에 결합되며, 상기 회전축(242)은 상부케이싱 외 측에 설치된 구동모터(243)에 연결되는 구조를 갖는다.

상기 팬 수직날개의 형상에 의해 고속회전하는 팬 회전체 외 측에서 양압이 형성되고 회전중심부에 부압이 형성되어 전체적으로 음식물쓰레기투입구에서 배출구로 이어지는 연속된 강력한 공기 흐름이 형성되며, 상기 강력한 공기 흐름은 1차적으로 파쇄 전 음식물쓰레기에 포함된 비닐 등과 같은 협잡물을 흡입하여 배출하고, 2차적으로 파쇄기로 유입되어 파쇄된 협잡물을 끌어올려 배출한다.

즉, 음식물쓰레기투입구를 통하여 음식물쓰레기가 투입되어 낙하되는 과정에서 비중 차에 의해 음식물과 협잡물의 1차 분리가 일어나고, 분리된 협잡물은 부피가 크고 비중이 낮아 낙하하려는 중력보다 큰 흡입압이 작용함으로써 파쇄기 쪽으로 낙하하지 않고 파쇄부상부공간과 협잡물배출통로를 통하여 외부로 배출된다.

포함된 수분에 의해 무게가 증가된 협잡물이나 음식쓰레기와 섞여 있는 상태의 협잡물은 중력의 영향을 더 크게 받아 파쇄기로 낙하되고, 파쇄기에 의해 작은 크기로 분쇄되며, 분쇄된 협잡물은 파쇄날과 그 상부에 형성된 부압에 의해 파쇄부상부공간으로 상승하여 파쇄부상부공간과 협잡물배출통로를 통하여 외부로 배출된다.

도시된 실시 예는 협잡물의 물리적 특성에 따라 흡입압을 조절함으로써 협잡물을 더욱 효과적으로 선별분리할 수 있도록 상기 협잡물배출통로(23) 상향경사 통로(231) 단 부에 그 개폐량을 조절하는 게이트(26)가 설치된 구성을 보인 것이다.

상기 게이트(26)는 상향경사통로(231)의 상부 외 측에서 리드스크루(261)에 의해 승 하강하는 개폐판(262)을 형성한 구조로서 리드스크루의 핸들(262)을 돌림에 따라 개폐판이 상부케이싱을 관통하여 승 하강함으로써 통로의 개폐량을 조절할 수 있도록 구성된 것이다.

상기 게이트에 의한 개폐량 조절은 공기의 흐름 속도를 변화시켜 음식물쓰레기의 함수량, 협잡물의 구성과 크기 및 형상 등에 따라 협잡물은 흡입하여 배출하고 음식물 쓰레기는 파쇄기 내에 그대로 남아 있는 상태가 되도록 흡입압력을 적절하게 조절할 수 있게 함으로써 협잡물의 분리 배출효율을 향상할 수 있다.

본 발명에 의한 스크린부(30)는 금속 후판에 일정간격으로 스크린구멍(311)을 형성한 원호형 통체로 스크린(31)을 구성하고, 상기 스크린(31)은 상기한 파쇄부 하부에 근접 형성한 구성으로 하여 파쇄날과 파쇄부케이싱 내측에 형성된 라이너에 의한 1차 파쇄와 파쇄날과 스크린구멍 사이에서 2차 파쇄가 함께 이루어지도록 구성된다.

상기 스크린(30)은 내식 및 내화성능이 유지되는 금속소재로 10mm 내외 두께의 후판을 사용하며, 구멍 직경은 파쇄물의 이용목적에 따라 차등 적용하며 대략 10mm 내외로 구성한다.

스크린과 파쇄날 사이의 간격은 투입되는 음식물쓰레기의 특성에 따라 1mm에 서 수십mm까지 정할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 유격조절장치(32)에 의해 스크린과 파쇄날과의 간격을 조절할 수 있도록 구성할 수 있다.

또한, 스크린 유격조절장치(32)는 다양한 구조로 실시될 수 있으며, 도 7에 도시된 실시 예는 스크린 하부에 일정간격으로 지지대(321)를 부착하고, 상기 지지대(321)는 탱크(40)를 구성하는 하부케이싱 외 측으로 돌출되도록 형성된 나사봉(322)을 통하여 외부브라켓(323)에 너트(324)로 고정되도록 구성하여 너트를 불거나 조임에 따라 상기 나사봉과 그에 결합된 지지대가 승강함으로써 파쇄날과 스크린의 간격을 조절할 수 있게 한 구조를 갖는다.

상기 지지대는 스크린을 안정된 상태로 지지고정하기 위하여 2조가 한 쌍을 이루어 최소 4곳 이상에서 스크린에 용접 결합되고, 각각의 지지대는 수평프레임(325)과 봉(326)에 의해 견고한 격자형 틀체가 되도록 결합하며, 진동에 의해 이완되지 않도록 2중 너트(324)를 사용하여 결합함으로써 안정된 결합상태를 유지할 수 있고, 스크린과 파쇄날의 간격조절은 나사봉과 브라켓을 체결하는 너트를 풀고 조임으로써 간편하게 이루어질 수 있다.

스크린 유격조절장치(32)에 의한 스크린과 파쇄날의 간격조절은 1mm에서 수십mm까지 조절가능하며, 상기한 바와 같이 스크린을 후판으로 구성하고, 스크린구멍(311)을 장공으로 형성함으로써 파쇄날과 라이너에 의한 1차 파쇄와 함께 파쇄날과 스크린의 구멍에 의한 2차 파쇄가 동시에 이루어질 수 있고, 수 mm 단위에서 이루어지는 파쇄날과 스크린의 간격은 고형물뿐만 아니라 협잡물을 더욱 잘게 부수어 음식물로부터 쉽게 분리되고 흡입압에 의해 더욱 용이하게 배출되도록 작용하여 협 잡물의 선별 분리 효율을 더욱 향상할 수 있게 한다.

상기 스크린구멍을 장공으로 구성하고, 상기 장공은 파쇄날에 적용된 리드각에 대향하도록 경사지게 형성함으로써 도 8에 도시한 바와 같이, 칼날부와 장공은 장공에 끼인 뼈조각 등의 고형물을 가위질에 의해 절단하는 것처럼 절단하거나 갈아 내는 2차 파쇄가 이루어져 장공 모서리면의 마모가 감소되며, 파쇄날의 이송압력에 의해 파쇄물이 상기 장공을 용이하게 통과함으로써 파쇄효율이 더욱 향상된다.

탱크(40)는 파쇄된 음식물쓰레기를 일시 수용하기 위한 요소로서 박스형상의 케이스로 이루어져 파쇄부케이싱(12) 하부에 실링 구조로 볼트결합되며, 바닥에 파쇄물배출구(41)가 형성되는 구조를 갖는다.

배출장치(50)는 회전축 상에 스크루날개를 형성한 구조의 이송스크루(51)와 상기 스크루를 구동하기 위한 구동모터(52)로 이루어지고, 상기 스크루날개는 파쇄물배출구측으로 파쇄물을 밀어내도록 리드각이 적용된다.

도시된 실시 예는 탱크(40)의 하부 바닥 중심부에서 한쪽으로 약간 치우치도록 파쇄물배출구(41)를 형성하고, 상기 배출구를 향하도록 이송스크루의 스크루날개에 리드각을 적용한 구조로서 구동모터가 작동하여 이송스크루가 동작하면 스크루 날개가 탱크 내 파쇄물을 파쇄물배출구로 연속적으로 밀어냄으로써 적절한 크기로 파쇄되고, 협잡물 등의 이물질이 걸러진 음식물 쓰레기가 생산되며, 배출구를 통하여 배출되는 사전처리된 음식물쓰레기는 건조로나 발효실 등으로 공급되어 최 종 목적물 생산공정으로 투입된다.

상기 실시예에 적용된 음식물 파쇄기에 의한 처리과정은 다음과 같이 설명될 수 있다.

저장조 등에 수용된 음식물쓰레기가 컨베이어 또는 스크루장치 등 이송장치를 통하여 본 발명에 의한 음식물투입기로 투입된다.

이때 파쇄기에 의해 파쇄 곤란한 대형 고형물 등은 사전 스크린 등으로 걸러지고, 금속류는 자석선별기 등에 의해 자동으로 선별 분리됨으로 투입된 음식물쓰레기에는 처리가능한 크기의 협잡물과 뼈 조각 등의 고형물이 포함된 상태로 투입된다.

투입된 협잡물의 상당 부분은 음식물투입구와 파쇄기 사이 형성된 낙차와 비중차에 의해 떨어지는 동안 분리되며, 분리된 협잡물에는 협잡물흡입팬(24)에 의해 형성된 흡입압력에 의해 파쇄부상부공간(21)과 협잡물배출통로(23)를 통해 흡입배출되고, 일부 협잡물과 음식물쓰레기는 파쇄부(10)로 유입된다.

파쇄부로 유입된 음식쓰레기 및 일부 협잡물은 파쇄날(111)과 라이너(14)에 의해 1차 파쇄되고, 협잡물배출구 쪽으로 밀어주도록 리드각이 적용된 파쇄날의 작용에 의해 1차 파쇄가 반복적으로 이루어진다.

또한, 스크린유격조절장치(32)에 의해 조절된 파쇄날과 스크린의 장공 사이에는 연속적인 2차 파쇄가 이루어져 투입구에서 협잡물배출구 쪽으로 밀려 이송되는 동안 규격 이상의 뼈다귀 등 고형물은 스크린으로 통과되는 크기로 파쇄되어 장공을 통하여 탱크로 배출되고, 탱크로 배출된 파쇄물은 배출장치에 의해 외부로 배 출된다.

파쇄날에 의해 파쇄된 비닐 등의 협잡물은 폭이 넓게 짓이겨 진 형태로 파쇄되기 때문에 스크린의 장공을 통하여 배출되지 않고 파쇄날로부터의 회전원심력과 흡입압력에 의해 파쇄부 상부공간으로 상승하며, 상승된 조각 상태의 협잡물은 팬에 의한 흡입압력에 의해 협잡물배출통로를 통하여 배출됨으로써 효과적인 협잡물의 선별분리가 이루어진다.

이상은 본 발명에 의한 음식물 파쇄장치를 파쇄부 상부에 협잡물분리배출부(20)가 구성되고, 파쇄부 하부에 탱크(40) 및 배출장치(50)를 구비한 음식물파쇄장치 위주로 설명하였으나 본 발명은 파쇄날과 스크린의 구조에 의한 1차 파쇄와 2차 파쇄 및 3차 파쇄와 4차 파쇄가 동시에 이루어지도록 함으로써 음식물 쓰레기의 파쇄효율을 극대화시키는 기술 사상을 갖는 것으로서 상기한 실시 예는 다양한 형태의 음식물 쓰레기 파쇄장치에 적용할 수 있음을 배제하기 위한 것이 아니다.

도면 중 미설명부호 53은 배출구, 100은 플라이휠, 101은 프레임, 102는 점검구, 103은 파쇄물을 표시한 것이다.

도 1은 본 발명의 구성을 도시하기 위한 정면 단면도

도 2는 본 발명의 구성을 도시하기 위한 측 단면도

도 3은 본 발명의 구성을 도시하기 위한 평면도

도 4는 파쇄부케이싱과 덮개의 결합부 구성도

도 5는 파쇄날의 실시 예도

도 6은 파쇄날과 측의 결합 상태 단면도

도 7은 스크린 유격조절장치의 구성도

도 8은 스크린과 파쇄날에 의한 2차 파쇄 상태도

* 주요부호의 설명

10. 파쇄부

11. 파쇄기 111. 파쇄날 111a. 몸체

111b. 칼날팁 111c. 칼날부 111d. 가압돌기

111e. 축공 111f. 키홈 112. 축

112a. 키홈 112b. 키 113. 베어링

114. 구동모터 115. 고정원판 116. 와셔

117. 록크너트 118. 링

12. 파쇄부케이싱 13. 덮개

131. 가이드봉 132. 볼트 133. 브라켓

14. 라이너 15. 축공

20. 협잡물분리배출부

21. 파쇄부내부공간 22. 음식물쓰레기투입구

23. 협잡물배출통로 24. 협잡물흡입팬

25. 상부케이싱 26. 게이트

30. 스크린부

31. 스크린 32. 스크린유격조절장치 321.지지대

322. 나사봉 323. 외부브라켓 324.너트

40. 탱크 41. 파쇄물배출구

50. 배출장치 51. 이송스크루 52. 구동모터

Claims

음식물 쓰레기의 자원화를 위한 전처리 공정에 이용하는 음식물쓰레기 파쇄장치로서 일정한 형상으로 이루어진 파쇄부 케이싱(12)에 음식물쓰레기투입구(22)가 형성되고, 상기 파쇄부 케이싱(12) 내부에는 라이너(14)가 설치되고 회전축(112)에 나선으로 배열된 다수의 파쇄날(111)이 고속회전하는 파쇄기(11)가 설치되어 상기 음식물투입구를 통하여 유입된 음식물쓰레기를 파쇄하고, 동시에 음식물쓰레기와 음식물쓰레기에 포함된 고형물을 한쪽으로 밀어 분산시켜 스크린(31)으로 배출하도록 구성된 파쇄부(10)가 형성되며, 상기 파쇄부 하부에는 파쇄된 음식물쓰레기를 선별통과시키기 위한 스크린(31)이 연결된 스크린부(30)가 설치되어 투입된 음식물쓰레기가 파쇄부 내에서 적절한 크기로 파쇄되고 협잡물이 제거되며 스크린부를 통하여 선별 배출되도록 구성된 음식물 쓰레기 파쇄장치에 있어서,

상기 파쇄기(11)를 구성하는 회전축(112)에 결합되는 각각의 파쇄날(111)은 원판상 몸체 테두리에 등 간격으로 형성되는 복수의 칼날부(111c)와, 상기 칼날부 사이 칼날부(111c)의 외각 회전궤적 안쪽에 그 정점부가 형성되고 완만한 곡선형을 이루며 돌출되는 가압돌기(111d)와, 상기 칼날부(111c)에 결합되는 칼날팁(111b)으로 이루어지고,

상기 스크린(31)은 금속 후판에 일정간격으로 스크린구멍(311)을 형성한 원호형 통체로 구성되어 파쇄부(10) 하부에 근접 설치되고,

파쇄날(111)과 파쇄부케이싱 내측에 형성된 라이너(14)에 의한 1차 파쇄, 파쇄날(111)과 스크린구멍(311) 사이에서 이루어지는 2차 파쇄, 가압돌기(111d)와 라이너(14)에 의한 3차 파쇄, 가압돌기(111d)와 스크린구멍(311)에 의한 4차 파쇄가 동시에 이루어지는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 파쇄장치.
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청구항 1에 있어서,

파쇄기(11)를 구성하는 회전축(112)에 결합되는 각각의 파쇄날(111)은 중심부에 링(118)을 삽입할 수 있는 홈이 형성되고, 상기 홈에는 축공(111e)과 키홈(111f)이 미리 형성된 링(118)에 결합되고, 회전축 상에 결합되는 위치에 따라 달라지는 키홈(111f)을 따라 파쇄날(111) 칼날부(111c)의 경사각을 파쇄날(111)과 링(118)의 결합에 의하여 조절가능한 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 파쇄장치.
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청구항 1에 있어서,

스크린(31)은 파쇄날(111)과 스크린(31)까지의 거리를 조절할 수 있는 스크린 유격조절장치(32)에 의해 결합되고,

상기 스크린 유격조절장치(32)는 스크린 하부에 일정간격으로 부착된 지지대(321)와 상기 지지대(321)에 일측이 결합되고 타측은 탱크(40)의 외측으로 돌출된 나사봉(322)에 결합되고, 상기 나사봉(322)은 탱크(40)의 외측에서 외부 브라켓(323)에 너트(324)로 고정하는 구성으로서 너트(324)를 풀거나 조임에 의하여 상기 나사봉(322)에 결합된 지지대(321)가 승강함으로써 파쇄날(111)과 스크린(31)의 간격을 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 파쇄장치.
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