KR101026463B1 - 음식물 쓰레기 처리기의 교반부 구조 - Google Patents

음식물 쓰레기 처리기의 교반부 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기 처리기의 교반부 구조에 관한 것으로, 하면이 "w" 형상의 곡면으로, 하면 중앙부는 상부로 돌출되고, 상기 중앙부의 좌측과 우측은 각각 하향으로 볼록하게 돌출된 볼록부인 교반통; 상기 교반통의 외면에 배치되어 상기 교반통 내부를 가열하는 가열부; 상기 교반통의 볼록부에 배치되며, 구동 장치의 구동력에 의해 회전하는 교반축과, 상기 교반축의 길이방향을 따라 상기 교반축과 수직 방향으로 배치된 복수개의 교반대, 상기 교반대의 단부에 연결된 교반날을 구비하는 교반기;를 포함하되, 상기 교반축의 횡방향을 기준으로 상기 교반날이 상기 교반대에 경사지게 연결되어 있어, 상기 교반축의 회전에 의해 상기 교반통 내면에 붙은 음식물 쓰레기를 상기 교반대가 퍼올릴 수 있고, 상기 교반축의 종방향을 기준으로 상기 교반날이 상기 교반대에 경사지게 연결되어 있어, 상기 교반축의 회전에 의해 상기 음식물 쓰레기가 상기 교반축의 길이방향을 따라 이동하며, 상기 교반대는 상기 교반축을 중심으로 회전하되, 상기 교반대의 길이는 상기 교반축이 회전할 때, 상기 교반대의 단부에 배치된 교반날이 상기 볼록부의 내면과 1mm이내이고, 교반축의 운동에 의해 교반날이 회전하면서 상기 교반통 내면과의 사이에서 음식물 쓰레기를 파쇄함과 동시에 덩어리로 뭉치는 것을 방지하여 상기 음식물 쓰레기의 표면적을 증가시키고, 상기 가열부의 열을 상기 음식물 쓰레기의 표면에 전달하여 건조시키는 음식물 쓰레기 처리기의 교반부 구조에 관한 것이다.

Description

음식물 쓰레기 처리기의 교반부 구조 {Mixing Structure of Food Waste Processing Apparatus}
본 발명은 음식물 쓰레기 처리기의 교반부 구조에 관한 것으로, 구체적으로는 1차 분쇄된 음식물 쓰레기를 2차로 파쇄시키면서 회전을 통해 분산시킴으로써 뭉침 현상을 방지하고 표면적을 넓혀 건조 효율을 극대화하는 음식물 쓰레기 처리기의 교반부 구조에 관한 것이다.
음식물 쓰레기는 일반적으로 50~85%의 수분을 함유하고 있어, 수분과 고체의 기계적 분리가 어렵고, 이물질이 섞여 재활용 처리가 쉽지 않다. 또한, 이물질이 섞인 경우에는 퇴비·사료화 시에 품질저하가 우려되며, 부패가 쉬워 신속한 처리가 요구된다. 종래에는 음식물 쓰레기를 소각 및 매립 처리하였으나, 2005년 이후 市지역 이상은 음식물쓰레기의 매립이 금지되었다.
국내의 음식물 쓰레기 양은 해마다 증가하여 2006년을 기준으로 하루에 13만여톤에 달하고 있으며, 음식물 쓰레기의 무게에 따라 음식물 쓰레기 비용을 부담하는 종량제가 실시되어, 음식물 쓰레기의 중량 감소 및 음식물 쓰레기 처리가 이슈화되고 있다.
종래에는 미생물을 이용하여 음식물 쓰레기를 분해시키는 방법으로 음식물 쓰레기를 처리하였다. 이러한 방법은 유기폐기물을 감량시키는 효과를 얻을 수 있으나 미생물을 이용한 분해에 많은 시간이 소요되고, 완전 처리가 불가능해 유해가스가 발생함에 따른 악취의 문제가 남아 있었다.
음식물 쓰레기의 중량 대부분을 차지하는 것은 수분으로서, 최근에는 음식물 쓰레기를 파쇄한 후 건조하여 처리함으로써 수분 함량을 줄이는 방법이 보편화되고 있다. 그러나, 이와 같은 분쇄 건조장치에서는 갑각류와 어패류 등의 단단한 껍질은 파쇄할 수 없을 뿐 아니라 크기가 큰 음식물 쓰레기의 경우 분쇄가 어려워 건조 시간이 많이 소요된다.
또한, 쌀을 주식으로 하는 음식 문화에서는 음식물 쓰레기가 점성을 가져 서로 뭉치게 되는데, 이와 같이 음식물 쓰레기가 뭉쳐져 덩어리를 지게 되면 건조되는 표면적이 줄어들어 건조 시간이 길어지고, 최종적으로 수분 함량이 높은 상태로 배출되게 되어 악취를 제거할 수 없는 문제가 있다.
또한, 건조 시 음식물 쓰레기가 일 방향으로만 회전하게 되어, 뭉친 상태의 음식물 쓰레기 한쪽 면에만 반복적으로 열이 가해지게 되고, 그에 따라 음식물 쓰레기가 교반통 내면에 누룽지처럼 붙어 가열 히터로부터의 열 전달을 방해하는 문제가 있다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 음식물 쓰레기를 열 건조하는 과정에서 음식물 쓰레기가 뭉치지 않도록 하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 음식물 쓰레기의 전면에 골고루 열이 가해지도록 하여, 건조 시간을 단축시키고 수분 함량을 줄이는데 목적이 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 하면이 "w" 형상의 곡면으로, 하면 중앙부는 상부로 돌출되고, 상기 중앙부의 좌측과 우측은 각각 하향으로 볼록하게 돌출된 볼록부인 교반통; 상기 교반통의 외면에 배치되어 상기 교반통 내부를 가열하는 가열부; 상기 교반통의 볼록부에 배치되며, 구동 장치의 구동력에 의해 회전하는 교반축과 상기 교반축의 길이방향을 따라 상기 교반축과 수직 방향으로 배치된 복수개의 교반대, 상기 교반대의 단부에 연결된 교반날을 구비하는 교반기;를 포함하여, 교반축에 따라 교반날이 회전하면서 상기 교반통 내면과의 사이에서 음식물 쓰레기를 파쇄함과 동시에 덩어리로 뭉치는 것을 방지하여 상기 음식물 쓰레기의 표면적을 증가시키고, 상기 가열부의 열을 상기 음식물 쓰레기의 표면에 전달하여 건조시키는 음식물 쓰레기 처리기의 교반부 구조를 제공한다.
이때, 상기 가열부는 상기 교반통의 하면과 측면 하부를 감싸는 형상의 세라믹 밴드 히터이고, 상기 교반기는 상기 교반통의 볼록부에 각각 1개씩 한 쌍으로 구비되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 한 쌍의 교반기는 서로 반대 방향으로 회전하도록 할 수 있고, 상기 교반기는 회전 방향을 변경할 수 있다.
특히, 교반날은 상기 교반축의 횡방향 또는 종방향을 기준으로 상기 교반대에 경사지게 연결되도록 하여 상기 교반통 내면에 붙은 음식물 쓰레기를 상기 교반대가 퍼올리거나, 상기 교반축의 길이방향을 따라 음식물 쓰레기를 이동시키도록 하는 것이 바람직하다.
이밖에도, 상기 교반대는 상기 교반축을 중심으로 회전하되, 상기 교반대의 길이는 상기 교반축이 회전할 때, 상기 교반대의 단부에 배치된 교반날이 상기 볼록부의 내면과 1mm이내가 되도록 할 수 있다.
본 발명에서는 음식물 쓰레기가 뭉치지 않도록 분산함으로써 음식물 쓰레기를 열 건조하는 시간을 단축할 수 있다.
또한, 본 발명은 음식물 쓰레기의 전면에 골고루 열이 가해지도록 하여, 건조 시간을 단축시키고 수분 함량을 줄이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 음식물 쓰레기 처리기를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 음식물 쓰레기 처리기의 내부 구조를 보여주는 개략적인 단면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 음식물 쓰레기 처리기의 교반부 구조를 보여주는 개략적인 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 교반기가 설치된 교반통 내부 구조를 보여주는 개략적인 측단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 각각 또 다른 실시예에 따라 교반날의 경사가 다른 교반통 내부 구조를 보여주는 개략적인 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 교반통 내부 구조를 보여주는 개략적인 평면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1에는 본 발명의 음식물 쓰레기 처리기(1)를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 음식물 쓰레기 처리기(1)의 내부 구조를 보여주는 개략적인 단면 사시도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 음식물 쓰레기 처리기(1)는 크게 상단에 배치되는 파쇄부(10)와 상기 파쇄부(10)의 하단에 배치되는 교반부(20)로 구성된다. 상기 파쇄부(10)는 상단에 음식물 쓰레기가 들어가는 호퍼 형태의 투입구(11)를 구비하고, 상기 투입구(11)의 하단에는 파쇄날(12)을 배치하여, 상기 투입구(11)를 통해 들어간 음식물 쓰레기가 파쇄날(12)에 의해 잘게 부서지도록 한다. 상기 파쇄날(12)에 의해 부서진 음식물 쓰레기는 교반통(21)으로 떨어지고, 상기 교반통(21) 내에 배치된 교반기(40)에 의해 섞임과 동시에 분쇄된다. 이때, 상기 교반통(21) 외면에는 가열부(50)가 배치되어 상기 교반통(21) 내의 음식물 쓰레기를 건조시킨다.
본 발명에서 상기 파쇄날(12)과 상기 교반기(40)는 두 개가 한 쌍으로 구비될 수 있으며, 도 1에서 보듯이, 상기 교반기(40)는 제1기어(22)에 의해 회전한느데, 한 쌍의 제1기어(22)는 구동 장치(30)에 연결되어 상기 구동 장치(30)의 회전 구동력에 따라 서로 반대방향으로 맞물려 회전하고, 상기 교반기(40) 역시 그에 따라 회전 운동한다. 이때, 상기 파쇄날(12)을 회전시키는 한 쌍의 제2기어(13)는 벨트 또는 체인을 통해 상기 제1기어(22)의 회전력을 전달받아 서로 반대방향으로 회전하도록 구성할 수 있다. 또한, 상기 제1기어(22)와 제2기어(13)에 각각 구동 장치(30)를 연결하여 개별적으로 회전을 제어하도록 구성하는 것도 가능하다.
도 3에는 본 발명의 음식물 쓰레기 처리기(1)의 교반부(20) 구조를 보여주는 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 일실시예에 따라 교반기(40)가 설치된 교반통(21) 내부 구조를 보여주는 개략적인 측단면도가 도시되어 있다.
상기 교반통(21)은 상기 파쇄부(10)의 하단에 배치되는데, 상기 파쇄날(12)의 하단으로 낙하한 음식물을 수용할 수 있도록 상기 파쇄부(10)의 하단과 교반통(21)의 상단은 연통되어 있거나 상기 교반통(21)의 상단에 상기 파쇄부(10)의 하단이 삽입되는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 교반통(21)은 상면은 상기 파쇄부(10)와 연통되도록 개방되고, 하면은 "w" 형상의 곡면으로 형성되는데 구체적으로 하면의 중앙부(21a)가 상부로 돌출되고, 상기 중앙부(21a)의 양 측면 즉, 좌측과 우측의 하면은 하향으로 볼록하게 돌출된 볼록부(21b)를 구성한다. 상기 양 볼록부(21b)에는 각각 교반기(40)가 배치되는데, 상기 교반기(40)는 상기 제1기어(22)의 구동력에 의해 회전하는 교반축(41)과 상기 교반축(41)의 길이방향을 따라 상기 교반축(41)과 수직 방향으로 배치된 복수개의 교반대(42), 상기 교반대(42)의 단부에서 상기 교반대(42)와 수직 방향으로 배치된 교반날(43)을 구비한다. 이때, 상기 볼록부(21b) 중 어느 하나에만 교반기(40)가 배치되는 것도 가능하다.
상기 교반대(42)는 상기 교반축(41)을 중심으로 회전하는데, 상기 교반대(42)의 길이는 상기 교반축(41)이 회전할 때, 상기 교반대(42)의 단부에 배치된 교반날(43)이 상기 볼록부(21b)의 내면과 1mm이내가 되도록 하는 것이 바람직하며, 상기 볼록부(21b)는 상기 교반대(42)의 회전을 고려할 때, 상기 교반축(41)을 중심으로 원형의 일부인 것이 바람직하다. 이때, 상기 교반날(43)로 평면이 아니라, 상기 볼록부(21b)의 내면과 일정 간격으로 이격된 상태로 회전하도록 곡면이거나(미도시) 상기 교반대와 경사진 상태로 연결되어 있어(도 5a 및 도 5b 참조), 상기 교반날(43)의 진행방향 중 적어도 어느 일측은 상기 볼록부(21b)의 내면과 1mm이내가 되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 교반날(43)과 상기 볼록부(21b)의 내면 사이의 공간에 위치한 음식물 쓰레기는 상기 교반날(43)의 회전 이동에 따라 부서지거나 뭉친 것이 흩어지게 되는데, 전분이 많이 포함된 우리 나라의 음식물 쓰레기 특징상 음식물 쓰레기가 서로 분리되지 않고 점성에 의해 뭉쳐 하나의 덩어리로 회전하는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 볼록부(21b) 내측, 양 볼록부(21b) 사이에서 상면으로 돌출한 중앙부(21a)에 위치한 음식물 쓰레기는 상기 교반날(43)에 의해 2차 파쇄될 수 있다.
즉, 본 발명에서는 파쇄날(12)을 거쳐 교반통(21)에 떨어진 음식물 쓰레기가 점분에 의해 뭉치는 것을 방지할 뿐만 아니라, 파쇄날(12)에 의해 파쇄되지 않은 덩어리를 교반날(43)로 2차 파쇄하여 작은 입자로 만들 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 상기 교반날(43)과 교반통(21) 내면 사이의 공간을 1mm 이내로 제한함으로써, 전분을 포함한 음식물 쓰레기가 상기 교반통(21) 내면에 누룽지처럼 굳는 것을 긁어낼 수 있어, 음식물 쓰레기의 교반 뿐 아니라 교반통(21) 내면을 통해 가열부의 열 전달이 차단되는 것을 방지할 수 있다.
상기 교반통(21)에서 2차로 파쇄 또는 분리된 음식물 쓰레기 입자들은 상기 교반통(21)의 외면에 배치된 가열부(50)에 의해 가열 건조되어 함수율을 낮추게 된다. 이때, 상기 가열부(50)는 히터로서 다양한 형태로 상기 교반통(21)의 외면 또는 외부에 배치될 수 있으며, 상기 가열부(50)로부터 교반통(21)을 통해 전달된 열이 상기 음식물 쓰레기 입자에 골고루 전달되도록 상기 음식물 쓰레기 입자를 교반하는 것이 교반기(40)의 역할이다. 특히, 상기 가열부(50)는 도 3과 같이 밴드 형상의 히터로 상기 교반통(21)의 하면과 측면 하부를 감싸도록 배치될 수 있으며, 세라믹 밴드 히터를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 파쇄날(12)에 의한 1차 파쇄를 거친 음식물 쓰레기 입자가 교반통(21)에 설치된 교반기(40)의 의해서 2차로 파쇄될 뿐만 아니라 뭉침이 방지되어, 넓은 표면적을 갖게 되므로, 교반통(21)으로 전달된 열에 의한 상기 음식물 쓰레기 입자의 건조 효율이 높아진다.
도 5a 및 도 5b에는 각각 또 다른 실시예에 따라 교반날(43)의 방향이 다른 교반통(21) 내부 구조를 보여주는 개략적인 측단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 교반기(40)는 서로 반대방향으로 회전하면서 양 측의 음식물 쓰레기를 교환하게 된다. 이때, 상기 교반기(40)의 회전 방향은 일정시간 단위로 변경할 수 있는데, 도 5a에서는 좌측의 교반기(40)가 반시계 방향으로, 우측의 교반기(40)가 시계 방향으로 회전하면서 교반기(40)의 중앙부(21a)에 쌓인 음식물 쓰레기를 서로 퍼올려 반대측에 옮겼으나, 도 5b에서는 좌측의 교반기(40)가 시계 방향으로, 우측의 교반기(40)가 반시계 방향으로 회전하면서 교반기(40)의 중앙부(21a)에 쌓인 음식물 쓰레기를 서로 퍼가게 된다. 이와 같이 교반기(40)의 회전 방향을 바꾸어 줌으로써, 상기 음식물 쓰레기의 뭉침을 방지하고 건조 표면적으로 넓혀 건조 시간을 단축할 수 있다.
또한, 도 5a 및 도 5b에서 보듯이, 상기 교반대(42)와 상기 교반날(43)을 교반축(41)의 횡단면에서 볼 때, 서로 수직이 아닌 각도로 연결할 수도 있는데, 이와 같이 상기 교반날(43)과 교반대(42)의 각도를 달리함으로써 음식물 쓰레기를 퍼올리는 힘을 증가 시키거나, 상기 볼록부(21b) 내면 또는 교반기(40)의 중앙부(21a)와 상기 교반날(43) 사이에서 음식물 쓰레기에 더 강한 충격을 주어 2차 파쇄를 진행할 수도 있다.
도 6에는 본 발명의 일실시예에 따른 교반통(21) 내부 구조를 보여주는 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 상술한 도 5a 및 도 5b와 같이 상기 교반대(42)와 교반날(43)을 횡방향으로 경사지게 연결한 상태에서, 상기 교반대(42)와 교반날(43)을 종방향으로도 경사지게 설정할 수 있는데, 구체적으로 교반축(41)의 길이방향을 따라 일측으로 경사지게 교반날(43)을 배치할 수 있다. 즉, 도 6의 상측에서 보듯이, 교반날(43)의 좌측면이 교반축(41)에 가깝게 기울고, 교반날(43)의 우측면이 교반축(41)에서 멀어지도록 경사를 주면, 상기 교반축(41)의 회전에 따라 상기 음식물 쓰레기가 교반통(21) 단면의 반시계 방향으로 회전할 뿐만 아니라, 상기 교반축(41)의 길이방향을 따라 후방(도면에서 우측)으로 이동하게 된다. 이때, 도 6의 하측 교반기(40)는 반대 방향으로 교반축(41)이 기울게 설치되어 상기 상측 교반축(41)의 회전에 따라 이동된 음식물 쓰레기를 전방(도면에서 좌측)으로 이동시켜 음식물 쓰레기를 교반한다.
이상과 같이, 본 발명에서는 1차적인 파쇄를 거친 음식물 쓰레기를 교반기(40)를 통해 2차로 파쇄하면서 전분에 의해 뭉친 덩어리를 분리하고, 음식물 쓰레기를 소립자화하여 가열을 통한 건조 효율을 높임으로써 전력 사용을 줄이고 음식물 쓰레기 건조 시간을 단축할 수 있다.
1 음식물 쓰레기 처리기 10 파쇄부 11 투입구 12 파쇄날 13 제2기어
20 교반부 21 교반통 21a 중앙부 21b 볼록부 22 제1기어
30 구동 장치 40 교반기 41 교반축 42 교반대 43 교반날 50 가열부

Claims (8)

  1. 음식물 쓰레기 처리기(1)의 교반부 구조에 관한 것으로,
    하면이 "w" 형상의 곡면으로, 하면 중앙부(21a)는 상부로 돌출되고, 상기 중앙부(21a)의 좌측과 우측은 각각 하향으로 볼록하게 돌출된 볼록부(21b)인 교반통(21);
    상기 교반통(21)의 하면과 측면 하부를 감싸는 형상의 세라믹 밴드 히터로서 상기 교반통(21) 내부를 가열하는 가열부(50);
    상기 교반통(21)의 볼록부(21b)에 배치되며, 구동 장치(30)의 구동력에 의해 회전하는 교반축(41)과, 상기 교반축(41)의 길이방향을 따라 상기 교반축(41)과 수직 방향으로 배치된 복수 개의 교반대(42), 상기 교반대(42)의 단부에 연결된 교반날(43)을 구비하는 교반기(40);
    를 포함하되,
    상기 교반축(41)의 횡방향을 기준으로 상기 교반날(43)이 상기 교반대(42)에 경사지게 연결되어 있어, 상기 교반축(41)의 회전에 의해 상기 교반통(21) 내면에 붙은 음식물 쓰레기를 상기 교반대(42)가 퍼올릴 수 있고,
    상기 교반축(41)의 종방향을 기준으로 상기 교반날(43)이 상기 교반대(42)에 경사지게 연결되어 있어, 상기 교반축(41)의 회전에 의해 상기 음식물 쓰레기가 상기 교반축(41)의 길이방향을 따라 이동하며,
    상기 교반대(42)는 상기 교반축(41)을 중심으로 회전하되, 상기 교반대(42)의 길이는 상기 교반축(41)이 회전할 때, 상기 교반대(42)의 단부에 배치된 교반날(43)이 상기 볼록부(21b)의 내면과 1mm이내이고,
    교반축(41)의 운동에 의해 교반날(43)이 회전하면서 상기 교반통(21) 내면과의 사이에서 음식물 쓰레기를 파쇄함과 동시에 덩어리로 뭉치는 것을 방지하여 상기 음식물 쓰레기의 표면적을 증가시키고, 상기 가열부(50)의 열을 상기 음식물 쓰레기의 표면에 전달하여 건조시키는 음식물 쓰레기 처리기의 교반부 구조.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 교반기(40)는 상기 교반통(21)의 볼록부(21b)에 각각 1개씩 한 쌍으로 구비된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리기의 교반부 구조.
  4. 제3항에 있어서,
    한 쌍의 교반기(40)는 서로 반대 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리기의 교반부 구조.
  5. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 교반기(40)는 회전 방향을 변경함으로써 음식물 쓰레기가 일방향으로 뭉치는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리기의 교반부 구조.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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