KR101239581B1 - 음식물쓰레기 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기의 분쇄, 상기 분쇄된 음식물 쓰레기의 탈수, 상기 탈수된 음식물 쓰레기의 건조 등이 보다 효율적으로 이루어지도록 하여 그 성능을 향상시킨 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 본체의 상부 일측에 형성되는 투입부와; 외부에 방사상으로 다단의 분쇄블록이 형성된 원기둥 형상의 회전분쇄기가 본체 상부에 장착되고, 본체 상부는 원통형으로 구성되면서 그 안쪽면에 회전분쇄기의 분쇄블록 사이사이에 위치되도록 다단의 분쇄블록이 고정되는 분쇄부와; 분쇄부의 하부측에 수평방향으로 이송스크류가 장착되어 음식물 쓰레기를 수평방향으로 이송하는 이송부와; 내부면이 나선형으로 연속 형성되면서 음식물 쓰레기 이송방향을 기준으로 후단으로 갈수록 점차 직경이 커지도록 구성되고 내부와 외부가 통하도록 다수의 배수공이 타공된 탈수통이 이송부의 배출단부 측에 수평방향으로 장착되는 탈수부와; 탈수통의 배출측 하부 위치에 유입구가 형성된 관형상의 건조통이 설치되고, 건조통 내부에는 이송스크류가 수평방향으로 장착되며, 건조통 외부에는 히터가 구비되는 건조부와; 건조통의 배출측 하부에 하방향으로 형성된 배출부로 이루어진다.

Description

음식물쓰레기 처리장치{FOOD WASTE DISPOSER}
본 발명은 음식물쓰레기 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음식물쓰레기의 분쇄, 탈수, 건조가 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 한 것이다.
주지하다시피, 음식물 쓰레기는 인간 생활에 수반하여 필수적으로 대량 발생되는 폐기물의 일종으로, 한국의 경우 하루에 약 1만여 톤의 대량이 발생된다.
음식물 쓰레기는 수분을 80∼85% 정도 다량 함유하여 젖은 상태로 배출되고 그 자체가 유기질로 이루어져 있으므로 쉽게 부패되고 악취와 오수를 발생시킨다. 따라서, 그 분리 수거, 운반 및 처리가 매우 난이함과 아울러, 매립 처리 시에는 다량의 침출수 및 악취를 유발하여 환경 오염을 일으킨다. 그리고, 소각 처리 시에는 높은 함수율로 인한 소각 온도 저하로 발열량이 매우 낮은 등 그 효율이 극히 불량하였다.
관련하여, 최근에는 폐기물 관리법에 의거 시 단위 이상 지역에서 발생되는 음식물 쓰레기의 직매립이 금지되고 있다.
따라서, 음식물 쓰레기를 환경 오염을 야기하지 않도록 적절히 처리해야 함과 더불어, 적절하게 재활용하여 경제적인 이익을 창출해야 한다.
그 안전한 처리 및 재활용을 위한 방안으로는 연료화, 비료화, 사료화 등이 있으며, 이러한 처리를 원활하게 달성하기 위해서는 우선 음식물 쓰레기에 함유된 수분을 최대한 제거하는 것이 필요하다. 즉, 음식물 쓰레기를 최대한 감량 및 탈수시키기 위해 일련된 분쇄, 탈수 및 건조 처리를 실시해야 한다.
물론, 현재 개발되어 있는 각종 음식물 쓰레기 처리 시스템 및 개별 음식물 처리기는 모두 음식물 쓰레기를 분쇄하여 탈수시키고 건조시키는 과정을 통해 처리한다.
건조 전에 음식물 쓰레기를 분쇄하는 이유는 그 양을 감량시킴과 아울러, 입자 크기의 균일화, 교반화 및 수분 용출성을 향상시켜 이후 원활한 탈수 및 건조가 실시될 수 있도록 하기 위함이다.
본 출원인은 대한민국 특허 출원번호 제10-2008-1559호의 "음식물 쓰레기 처리기"를 개발한 바 있으며, 해당 기술을 도 1을 참조로 설명한다.
해당 음식물 쓰레기 처리기(100)는, 처리 대상의 음식물 쓰레기가 투입되는 투입구(110), 투입된 음식물 쓰레기를 서로 맞물려 회전되는 한 쌍의 회전 칼날을 이용하여 분쇄하는 1차 분쇄기(120), 1차 분쇄된 음식물 쓰레기를 압착하여 탈수시키는 롤러부(130), 케이스(142)에 수분 배출구(142a)가 형성되고 음식물 쓰레기를 압착하면서 이동시켜 탈수시키는 스크류(144)를 구비하는 압착기(140), 스크류(144)의 끝에 구비되어 음식물 쓰레기를 2차로 분쇄하는 2차 분쇄기(150), 2차 분쇄기(150)의 후단에 구비되어 음식물 쓰레기를 건조시키는 건조기(160), 건조기(160)의 하부에 구비되어 건조된 음식물 쓰레기가 배출되는 배출구(180)를 포함한다.
건조기(160)는 그 하부측에 구비되어 음식물 쓰레기를 공중으로 부양시키는 풍력기(162), 상부측에 구비되어 내부 공간을 가열하는 열원(164), 열원(164)의 하부측에 구비되어 부양되는 음식물 쓰레기를 3차로 분쇄하는 3차 분쇄기(170)로 이루어진다.
그러나, 이상과 같은 종래의 음식물 쓰레기 처리기(100)는 다음과 같은 문제점이 있어, 개량이 필요하다.
첫째, 3개의 분쇄기(120, 150, 170)를 구비하는데, 이는 메인 분쇄 작용을 제공하는 1차 분쇄기(120)의 분쇄 성능이 낮기 때문에 3개나 구비되는 것으로, 그에 따라 음식물 쓰레기 처리기(100)의 구성이 복잡하고 그 제조 비용이 상승되는 문제가 있었으며, 메인 분쇄 작용을 제공하는 1차 분쇄기(120)의 경우는 서로 맞물려 회전되는 양측의 회전 칼날로 이루어져 있는데, 이 구성에 의하면, 음식물 쓰레기 중에 함유된 뼈 조각과 같은 고형물이 양측의 회전 칼날 사이로 제대로 투입되지 못하고, 또한 음식물 쓰레기의 걸림 등에 의해 빈번히 회전 칼날의 회전 작동이 정지되거나, 파손되는 등 작동이 원활하지 못한 단점도 있었다.
둘째, 압착기의 스크류를 통해 음식물 쓰레기를 이동시킴과 동시에 압착에 의해 탈수를 수행토록 구성되어 있으나, 실질적으로 스크류는 음식물 쓰레기를 이동시키는데 유리할 뿐 이동과정에서 음식물 쓰레기의 압착과 탈수가 원활하게 이루어지지 않는 단점이 있었다.
셋째, 건조기의 경우 풍력기와 히터를 구비하고 있으나, 전술한 바와 같이 젖은 상태로 건조기로 유입되는 음식물 쓰레기는 그대로 가라앉게 되므로 풍력기에 의해 부양되면서 열원에 의해 건조되는 일련의 건조 동작이 원활하게 이루어지지 않는 것이며, 특히 건조구간이 매우 짧아 제대로 건조되지 않고 배출될 수밖에 없는 단점이 있었다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 음식물 쓰레기의 분쇄, 상기 분쇄된 음식물 쓰레기의 탈수, 상기 탈수된 음식물 쓰레기의 건조 등이 보다 효율적으로 이루어지도록 하여 그 성능을 향상시킨 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하고자 하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 본체의 상부 일측에 형성되는 투입부; 외부에 방사상으로 다단의 분쇄블록이 형성된 원기둥 형상의 회전분쇄기가 본체 상부에 모터에 의해 회전될 수 있도록 장착되고, 상기 본체 상부는 원통형으로 구성되면서 그 안쪽면에 상기 회전분쇄기의 분쇄블록 사이사이에 위치되도록 다단의 분쇄블록이 고정되어 상기 투입부를 통해 유입된 음식물 쓰레기를 다단 분쇄하는 분쇄부; 상기 분쇄부의 하부측에 수평방향으로 이송스크류가 모터에 의해 회전되도록 장착되고, 하면은 배출측을 향해 경사지게 이루어져 상기 분쇄장치를 통해 분쇄된 음식물 쓰레기를 수평방향으로 이송하는 이송부; 내부면이 나선형으로 연속 형성되면서 음식물 쓰레기 이송방향을 기준으로 후단으로 갈수록 점차 직경이 커지도록 구성되고 내부와 외부가 통하도록 다수의 배수공이 타공된 탈수통이 상기 이송부의 배출단부를 수용한 상태로 수평방향으로 모터에 의해 회전되도록 장착되어 상기 이송된 음식물 쓰레기를 나선형의 내주면을 따라 이송하면서 원심력에 의해 탈수하는 탈수부; 상기 탈수통의 배출측 하부 위치에 유입구가 형성된 관형상의 건조통이 설치되고, 상기 건조통 내부에는 이송스크류가 수평방향으로 모터에 의해 회전되도록 장착되며, 상기 건조통 외부에는 히터가 구비되어 상기 이송스크류에 의해 상기 탈수된 음식물 쓰레기를 이송하면서 건조시키는 건조부; 및 상기 건조통의 배출측 하부에 하방향으로 형성된 배출부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 건조통은 상하로 다단 구비되어 임의의 건조통 배출구와 이와 상하로 인접한 다른 건조통의 유입구가 서로 통하도록 연결되고, 상기 각 건조통 내부에 장착되는 이송스크류는 상기 건조통의 배치 위치 순대로 서로 반대방향이 되도록 배치되어 음식물 쓰레기의 건조거리가 늘어날 수 있다.
바람직하게는, 상기 탈수통의 전후위치에는 상기 탈수통을 회전가능하게 지지해주는 베어링이 각각 장착될 수 있다.
본 발명은 회전분쇄기의 회전에 따라 회전분쇄기에 고정된 분쇄블록과 본체 내벽에 고정된 분쇄블록이 서로 스치듯 지나면서 그 사이로 유입된 음식물 쓰레기가 잘게 분쇄될 수 있는 것이며, 특히 동물의 뼈와 같이 딱딱한 음식물 쓰레기가 혼입되더라도 분쇄블록이 견고하여 쉽게 파손되지 않는 것이며, 분쇄 블록이 다단으로 이루어져 점차 잘게 분쇄가 이루어지는 이점이 있게 된다.
또한, 이송부는 음식물 쓰레기의 이송에만 관계하고, 탈수부는 나선형으로 이루어지면서 후단으로 갈수록 점차 직경이 커지도록 된 탈수통이 고속으로 회전하게 되므로 음식물 쓰레기가 탈수통의 나선형 골을 따라 이동하면서 원심력에 의해 수분이 탈수공을 통해 배출될 수 있어 효율적인 이송 및 탈수가 가능해지는 것이다.
또한, 탈수가 완료된 음식물쓰레기는 이송스크류를 통해 건조통 내부로 이송되면서 건조통 외부의 히터에 의해 건조가 이루어질 수 있으며, 이러한 건조통이 서로 연결되게 다단으로 구성되므로 건조거리가 길어지게 되어 보다 효율적인 건조가 이루어질 수 있게 된다.
또한, 이송부의 이송스크류, 탈수부의 탈수통, 건조부의 이송스크류가 각각 회전하게 되면 그 내부에 위치된 음식물 쓰레기가 모두 이송되어 다음 단계로 배출될 수 있는 것이므로 본체 내부에 음식물 쓰레기가 잔존하지 않게 되어 보다 위생적인 음식물 쓰레기 처리장치를 제공할 수 있는 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 음식물 쓰레기 처리장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 분쇄부의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 탈수부의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 건조부의 사시도.
이하, 본 발명을 제시되는 실시예 및 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치는, 본체(200)의 상부 일측에 투입부(210)가 형성되고, 본체(200)의 하부에는 배출부(260)가 형성되며, 본체(100) 내부에 상부로부터 순차적으로 분쇄부(220), 이송부(230), 탈수부(240), 건조부(250)가 각각 배치된다.
분쇄부(220)는, 외부에 방사상으로 다단의 분쇄블록(222)이 형성된 원기둥 형상의 회전분쇄기(221)가 본체(200) 상부에 회전가능하게 장착되고, 본체(200) 상부는 원통형으로 구성되면서 그 안쪽면에 회전분쇄기(221)의 분쇄블록(222) 사이사이에 위치되도록 다단의 분쇄블록(223)이 고정되어 투입부(210)를 통해 유입된 음식물 쓰레기를 다단 분쇄할 수 있도록 구성된다.
이송부(230)는, 분쇄부(220)의 하부측에 수평방향으로 이송스크류(231)가 회전가능하게 장착되고, 이송스크류(231)의 하부면은 배출측을 향해 경사지게 이루어져 분쇄장치를 통해 분쇄된 음식물 쓰레기를 수평방향으로 이송하도록 구성된다.
탈수부(240)는, 내부면이 나선형으로 연속 형성되면서 음식물 쓰레기 이송방향을 기준으로 후단으로 갈수록 점차 직경이 커지도록 구성되고 내부와 외부가 통하도록 다수의 배수공(242)이 타공된 탈수통(241)이 이송부(230)의 배출단부를 수용한 상태로 수평방향으로 회전가능하게 장착되어 상기 이송된 음식물 쓰레기를 나선형의 내주면을 따라 이송하면서 원심력에 의해 탈수하도록 구성된다.
건조부(250)는, 탈수통(241)의 배출측 하부 위치에 유입구(252)가 형성된 관형상의 건조통(251)이 설치되고, 건조통(251) 내부에는 이송스크류(254)가 수평방향으로 회전가능하게 장착되며, 건조통(251) 외부에는 다수의 히터(255)가 구비되어 이송스크류(254)에 의해 음식물 쓰레기를 이송하면서 건조시키도록 구성된다.
또한, 배출부(260)는 건조통(251)의 배출측 하부에 하방향으로 형성된다.
이때, 분쇄부(220)의 회전분쇄기(221), 이송부(230)의 이송스크류(231), 탈수부(240)의 탈수통(241), 건조부(250)의 이송스크류(254)는 도시하지는 않았지만 구동모터로부터 회전력을 각각 전달받도록 구성해야 함은 자명하다.
또한, 회전분쇄기(221)의 분쇄블록(222)과 본체(200) 내벽의 분쇄블록(223) 사이의 간격은 좁으면 좁을수록 좋을 것이나 작동 중 서로 간섭될 수 있으므로 간섭이 일어나지 않을 정도로만 이격시켜 구성하면 되며, 각 분쇄블록(222)(223)의 개수 또는 크기 역시 다양하게 구성할 수 있으므로 특별하게 한정하지는 않는다.
또한, 탈수통(241)의 앞쪽과 뒤쪽에는 탈수통(241)을 회전가능하게 지지해주도록 베어링(243)을 장착하게 된다.
또한, 건조통(251)은 상하로 다단 구비하여 임의의 건조통(251) 배출구(253)와 이와 상하로 인접한 다른 건조통(251)의 유입구(252)가 서로 통하도록 연결하고, 각 건조통(251) 내부에 장착되는 이송스크류(254)는 건조통(251)의 배치 위치 순대로 서로 반대방향이 되도록 배치하여 음식물 쓰레기의 건조거리를 늘릴 수 있도록 구성하게 된다.
도면상의 미설명 부호 270는 탈수된 물이 배출되는 배수부를 나타낸다.
이와 같이 구성된 상태에서 투입부(210)를 통해 음식물 쓰레기가 투입되면 고속회전되는 회전분쇄기(221)의 분쇄블록(222)이 본체(200) 상부 내벽면에 형성되어 있는 분쇄블록(223) 사이를 스치듯 지나면서 그 사이에 위치되는 음식물 쓰레기를 잘게 분쇄해주게 되며, 이러한 각 분쇄블록(222)(223)이 다단으로 형성되어 있으므로 음식물 쓰레기는 분쇄 및 낙하되면서 순차 점점 더 작은 크기로 분쇄가 이루어질 수 있게 된다.
또한, 음식물 쓰레기에 동물의 뼈와 같이 단단한 물질이 포함되더라도 분쇄블록(222)(223) 자체가 견고하게 이루어져 있어 이들을 손쉽게 분쇄할 수 있음은 물론 분쇄블록(222)(223)의 파손을 방지할 수 있게 된다.
분쇄부(220)를 통해 분쇄된 상태로 낙하하는 음식물 쓰레기는 이송부(230)의 이송스크류(231)에 의해 수평방향으로 이송되어 탈수통(241)으로 유입되며, 탈수통(241)은 나선형으로 이루어지면서 후단으로 갈수록 점차 직경이 커지는 형상으로 이루어져 있어 탈수통(241) 내부로 유입된 음식물 쓰레기는 고속회전하는 탈수통(241)의 내주면을 따라 밀리면서 자연스럽게 이송되고, 이러한 과정에서 원심력에 의해 음식물 쓰레기에 포함되어 있던 수분이 탈수통(241)의 배수공(242)을 통해 빠져나가면서 탈수가 이루어질 수 있게 된다.
탈수통(241)으로부터 탈수가 이루어진 음식물 쓰레기는 탈수통(241)의 배출단부를 통해 낙하하게 되고, 탈수통(241)의 낙하 위치 아래에는 건조통(251)의 유입구(252)가 형성되어 있으므로 탈수된 음식물 쓰레기는 자연스럽게 건조부(250)의 건조통(251) 내부로 유입될 수 있으며, 건조통(251) 내부에는 수평방향으로 장착된 이송스크류(254)가 회전하면서 음식물 쓰레기를 건조통(251) 내부로 이송해주게 되고, 이러한 과정에서 건조통(251) 외부에 구비된 다수의 히터(255)로부터 열이 전도되어 음식물 쓰레기에 잔존하고 있는 수분을 증발시켜 건조가 이루어질 수 있는 것이다.
이때, 건조통(251)은 상하 다단으로 구성되고, 이러한 각 건조통(251)에 이송스크류(254)가 서로 반대방향으로 각각 장착되는 경우 음식물 쓰레기는 다단의 건조통(251) 내부로 순차 이송되면서 그 이동거리만큼 건조되는 시간이 확보되어 보다 완벽한 건조가 이루어진 상태로 배출될 수 있는 것이다.
또한, 이송부(230)에는 이송스크류(231)가 구비되고, 탈수부(240)에는 나선형의 탈수통(241)이 구비되며, 건조부(250)에도 이송스크류(254)가 구비되는 것이므로 상기한 이송스크류(231)(254) 또는 탈수통(241)이 음식물 쓰레기를 모두 밀어내게 되어 투입부(210)를 통해 유입된 음식물 쓰레기가 본체(200) 내부에 잔존하지 않고 모두 배출될 수 있어 위생성을 향상시킬 수 있는 이점도 있게 된다.
200 : 본체 210 : 투입부
220 : 분쇄부 221 : 회전분쇄기
222,223 : 분쇄블록 230 : 이송부
231,254 : 이송스크류 240 : 탈수부
241 : 탈수통 242 : 배수공
243 : 베어링 250 : 건조부
251 : 건조통 252 : 유입구
253 : 배출구 255 : 히터
260 : 배출부 270 : 배수부

Claims (3)

  1. 본체(200)의 상부 일측에 형성되는 투입부(210); 상기 투입부(210)를 통해 유입된 음식물 쓰레기를 다단 분쇄하는 분쇄부(220); 상기 분쇄부(220)를 통해 다단 분쇄된 음식물 쓰레기를 이송하면서 탈수하는 탈수부(240); 상기 탈수부(240)와 연속 형성되며, 상기 탈수부(240)의 배출측 하부 위치에 유입구(252)가 형성된 관형상의 건조통(251)이 설치되고, 상기 건조통(251) 내부에는 이송스크류(254)가 수평방향으로 모터에 의해 회전되도록 장착되며, 상기 건조통(251) 외부에는 히터(255)가 구비되어 상기 이송스크류(254)에 의해 상기 탈수된 음식물 쓰레기를 이송하면서 건조시키는 건조부(250); 상기 건조부(250)의 배출측 하부에 하방향으로 형성된 배출부(260)를 포함하는 음식물 쓰레기 처리장치에 있어서,
    상기 분쇄부(220)는, 외부에 방사상으로 다단의 분쇄블록(222)이 형성된 원기둥 형상의 회전분쇄기(221)가 상기 본체(200)의 상부에 모터에 의해 회전될 수 있도록 장착되고, 상기 본체(200) 상부는 원통형으로 구성되면서 그 안쪽면에 상기 회전분쇄기(221)의 분쇄블록(222) 사이사이에 위치되도록 다단의 분쇄블록(223)이 고정되어 상기 투입부(210)를 통해 유입된 음식물 쓰레기를 다단 분쇄하도록 구성되며;
    상기 탈수부(240)는, 내부면이 나선형으로 연속 형성되면서 음식물 쓰레기 이송방향을 기준으로 후단으로 갈수록 점차 직경이 커지도록 구성되고 내부와 외부가 통하도록 다수의 배수공(242)이 타공된 탈수통(241)이 수평방향으로 모터에 의해 회전되도록 장착되어 상기 이송된 음식물 쓰레기를 나선형의 내주면을 따라 이송하면서 원심력에 의해 탈수하도록 구성되고;
    상기 분쇄부(220)의 하부에는, 수평방향으로 이송스크류(231)가 모터에 의해 회전되도록 장착되고, 하면은 배출측을 향해 경사지게 이루어지면서 상기 그 배출단부가 상기 탈수부(240)의 탈수통(241) 입구측에 수용되어 상기 분쇄부(220)를 통해 분쇄된 음식물 쓰레기를 상기 탈수부(240) 방향으로 수평 이송하는 이송부(230)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
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