KR101259914B1 - 다목적 폐기물 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다목적 폐기물 처리 시스템을 개시한다. 폐기물은 유기 폐기물 및 무기 물질을 포함한다. 처리 시스템은 그 안에 유기 폐기물을 수용하고 그로부터 나오는 분쇄된 유기 물질을 생산하는 분쇄기를 포함한다. 처리 시스템은 그 안에 무기 물질을 수용하고 그로부터 나오는 압착된 무기 물질을 생산하는 압착기를 더 포함한다. 처리 시스템은 분쇄기 및 압착기가 장착되는 하우징을 더 포함한다. 처리 시스템은 분쇄기 및 압착기와 공통인 세척 시스템을 더 포함한다. 세척 시스템은 분쇄기 및 압착기 각각 내에 세척제를 세척 목적으로 공급한다. 선택적으로, 또는 세척 시스템과 조합하여, 처리 시스템은 분쇄기 및 압착기와 공통인 유압 시스템을 포함한다. 동일한 유압 시스템이 분쇄기 및 압착기 작동을 제어하도록 사용된다.

폐기물, 처리 시스템, 분쇄기, 압착기, 분쇄기, 세척, 유압

Description

다목적 폐기물 처리 시스템{MULTI-PURPOSE DISCARDED MATERIAL TREATMENT SYSTEM}

본 발명은 재생 가능 물질 처리 시스템 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 많은 종류의 물질을 처리할 수 있는 시스템에 관한 것이다.

지자체의 쓰레기 매립지의 폐쇄로 인해 고형 폐기물의 폐기는 점점 더 어려워지고 있으며, 환경법의제정으로 인하여 방법을 선택하는 것이 점점 더 어려워 지고있다. 따라서 재생이 과거에 사용하던 통상의 고형 폐기물 처리 과정에 대한 가장 실용적인 대안이라는 것은 점점 더 명료해지고 있다. 재생은 고형 폐기물의 처리를 위한 환경 친화적인 수단을 제공하며, 동시에 종이, 플라스틱, 유리, 금속, 혼합 비료, 직물 등과 같은 우리의 일상 생활에 중요한 물건의 제조에 필요한 자원을 제공한다.

더욱이, 실제 재생 과정의 중요한 하나의 문제는 물질 분리 비용이다. 폐기물 관리 설비는 다양한 이유 때문에 정확한 물질 분리 비용을 견딜 수 없을 것이며, 재생 가능 물질의 대부분은 다시 폐기장으로 가게 된다. 소비자는 재상 가능 물질을 종류별로 분리하는데 필요한 노력을 보이려고 하지 않는다. 결과적으로, 많은 수의 매립지가 규모를 늘리고 있고, 천연 자원은 빠르게 소모되며, 요구되는 재생 노력은 허비되고 있다.

폐기물 더미는 통상 지저분한 덩어리나 폐물 무더기, 특히 상습 구역에서 볼 수 있는 불쾌한 광경과 닮아있다. 컨테이너들은 또한 재생 가능 물건들의 작업량으로 인해 쉽게 넘치며 여러 날 그 상태로 있게 된다. 시간 및 온도로 인해 더러운 폐기물은 많은 미생물 활동을 활발하게 한다. 넘치는 물건들은 종종 섞여서 재생 가능 물질의 오염, 위험한 위생 상태 및 원치 않는 냄새를 유발한다.

게다가, 적극적으로 재생 가능 물건을 분류하는 주부들도 종종 그들이 폐기물 기탁금을 받을 수 있는 가의 여부에 따라 추가로 분리되어야만 하는 많은 종이 꾸러미 및 캔, 유리 및 플라스틱병을 담은 커다란 가방에 의해 그들의 분류 의욕이 상실되곤 한다. 손으로 플라스틱 용기 및 캔을 짜부라뜨리는 데는 많은 노력이 들어가고 비효율적이며 이에 대한 추가의 작업은 아직까지는 소용이 없다. 이들 가방 및 꾸러미는 길가에 놓이고 수거 차량은 이들을 재생 공장으로 운반하여 재생을 위한 폐기 제품을 처리하도록 한다. 재생 가능 물건을 운반하는 비용은 때때로 지자체에게 부담이 되는바, 이는 병, 캔 등에 의해 유발되는 그 자체 형태로 인한 불필요한 부피가 컨테이너 내에 다량의 공기를 운반하도록 만드는 재생 가능 물건을 분류하는데 엄청난 양의 비용을 초래하게 하기 때문이다. 이들 재생 가능 물건을 분류 및 처리하는 비용은 증가한 세금의 형태로 소비자에게 전가된다.

종래 기술에 관련한 몇 가지 참조 예를 들면 다음과 같은 특허(들) 또는 특허 출원(들): US6443057, US5619914, US5123341, US4102263, US20060060586A1, US20060042107A1, US6935586, US6903142, US5172630, US7000532, US5813323, US5259304, US5257577이 있다. 이들 종래 기술의 목록이 가장 근접한 종래 기술을 완성 또는 종래 기술을 구성하는 승인을 의도하는 것은 아니다.

따라서, 전술한 결점의 적어도 하나를 극복할 필요가 있는바, 이는 폐기 물질의 체적의 상당한 감소, 상당한 양의 폐기 물질을 감소한 공간 내에 용이하게 분류, 유기 폐기물 또는 더러운 무기 물질과 관련한 악취의 감소, 통상의 처리 기계와 관련한 소음 및 에너지 소비 감소, 통상의 처리 기계와 비교하여 단순화 및 신뢰성 증대를 포함하지만, 그에 제한되지는 않는다.

따라서, 공급자로부터 시작하는 재생 가능 물질 처리 시스템의 분야에 있어서의 개선 필요성이 있다.

본 발명은 다목적 폐기물 처리 시스템을 개시한다. 폐기물은 유기 폐기물 및 무기 물질을 포함한다. 즉석 다목적 폐기물 처리 시스템을 사용함으로써 재생 가능물질의 부피를 90%까지 줄이게 된다.

상기 처리 시스템은 그 안에 유기 폐기물을 수용하고 그로부터 나오는 분쇄된 유기 물질을 생산하는 분쇄기를 포함한다. 상기 처리 시스템은 그 안에 무기 물질을 수용하고 그로부터 나오는 압착된 무기 물질을 생산하는 압착기를 더 포함한다. 상기 처리 시스템은 상기 분쇄기 및 압착기가 장착되는 하우징을 더 포함한다. 상기 처리 시스템은 상기 분쇄기 및 압착기와 공통인 세척 시스템을 더 포함한다. 상기 세척 시스템은 상기 분쇄기 및 상기 압착기 각각 내에 세척제를 세척 목적으로 공급한다. 선택적으로, 또는 세척 시스템과 조합하여, 상기 처리 시스템은 상기 분쇄기 및 상기 압착기와 공통인 유압 시스템을 포함한다. 동일한 유압 시스템이 상기 분쇄기 및 압착기 작동을 제어하도록 사용된다.

또한, 본 발명은 압착기 조(jaw)의 일부를 형성하는 돌기의 실시예를 개시한다. 상기 돌기는 두 개의 반대쪽 압착기 조(jaw) 위에서 엇갈리게 되어 압착 후에 그들의 압축 상태를 유지하기에 충분한 부피로 상기 물질의 구조를 변경하도록 적용된다. 이는 특정 형태의 플라스틱과 같은 탄성 기억 특징을 갖는 물질일 것을 필요로 한다.

또한, 본 발명은 저속 및 고 토크에서 기능을 수행하는 분쇄기의 실시예를 개시한다. 상기 분쇄기는 뼈를 포함하는 유기 폐기물을 당겨넣어 분쇄하는 나선형의 각진 회전 블레이드를 갖는다.

본 발명의 일 양태에 따라, 다목적 폐기물 처리 시스템이 제공된다. 폐기물은 유기 폐기물 및 무기 물질을 포함한다. 상기 처리 시스템은 분쇄 수단 및 분쇄기 세척 수단을 포함한다. 상기 분쇄 수단은 유기 폐기물로부터 분쇄된 유기 물질로 생산하도록 구성된다. 상기 처리 시스템은 압착기 수단을 갖는 압착기 및 압착기 세척 수단을 더 포함한다. 상기 압착기 수단은 무기 물질로부터 압착된 무기 물질을 생산하도록 구성된다. 상기 처리 시스템은 상기 분쇄기 세척 수단 및 압착기 세척 수단에 연결되는 세척 시스템을 더 포함한다. 상기 세척 시스템은 상기 연결을 통해 세척 목적으로 각각의 분쇄기 및 압착기에 세척 물질을 공급한다. 상기 처리 시스템은 상기 분쇄기, 압착기 및 세척 시스템이 장착되는 하우징을 더 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따라, 다목적 폐기물 처리 시스템이 제공된다. 폐기물은 유기 폐기물 및 무기 물질을 포함한다. 상기 처리 시스템은 분쇄 수단을 갖는 분쇄기 및 분쇄기 작동 수단을 포함한다. 상기 분쇄 수단은 유기 폐기물로부터 분쇄된 유기 물질을 생산하도록 구성된다. 상기 분쇄기 작동 수단은 상기 분쇄 수단을 연결 제어한다. 상기 처리 시스템은 압착기 수단을 갖는 압착기 및 압착기 작동 수단을 더 포함한다. 상기 압착기 수단은 무기 물질로부터 압착된 무기 물질을 생산하도록 구성된다. 상기 압착기 작동 수단은 상기 압착기 수단을 연결 제어한다. 상기 처리 시스템은 상기 분쇄기 작동 수단 및 압착기 작동 수단에 연결되는 유압 라인을 갖는 유압 시스템을 더 포함한다. 상기 분쇄기 작동 수단 및 압착기 작동 수단은 유압 라인 내의 유압 유체를 사용하여 제어된다. 상기 처리 시스템은 상기 분쇄기, 압착기 및 유압 시스템이 장착되는 하우징을 더 포함한다.

다른 실시예에 따라, 전술한 처리 시스템의 사용법이 제공된다.

다른 실시예에 따라, 유기 폐기물 및 무기 물질을 포함하는 폐기 물질의 처리 방법이 제공된다. 상기 방법은 분쇄기, 압착기 및 세척 시스템을 단일 하우징 내에 제공하는 단계를 포함하되; 상기 분쇄기는 유기 폐기물을 수용하고 상기 유기 폐기물로부터 분쇄된 유기 물질을 생산하며; 상기 압착기는 상기 무기 물질을 수용하고 상기 유기 물질로부터 압착된 무기 물질을 생산하며; 상기 세척 시스템은 세척 물질을 각각의 분쇄기 및 압착기 내에 세척 목적으로 선택적으로 또는 동시에 공급한다.

다른 실시예에 따라, 유기 폐기물 및 무기 물질을 포함하는 폐기 물질의 처리 방법이 제공된다. 상기 방법은 분쇄기, 압착기 및 유압 시스템을 단일 하우징 내에 제공하는 단계를 포함하되; 상기 분쇄기는 유기 폐기물을 수용하고 상기 유기 폐기물로부터 분쇄된 유기 물질을 생산하며; 상기 압착기는 무기 물질을 수용하고 상기 무기 물질로부터 압착된 무기 물질을 생산하며; 상기 유압 시스템은 상기 분쇄기 및 압착기 및 그에 따른 분쇄된 유기 물질의 생산 및 압착된 무기 물질의 생산을 선택적으로 또는 동시에 제어한다.

다른 실시예에 따라, 압착기 입구, 압착기 출구, 압착기 조, 및 압착기 작동 수단을 포함하는 압착기가 제공된다. 압착기 입구는 무기 물질을 수용하도록 구성된다. 압착기 조는 상기 무기 물질로부터 상기 압착기 출구를 통해 상기 압착기로부터 나오는 압착된 플라스틱, 압착된 금속, 압착된 유리, 압착된 판지 및 압착된 무기 물질을 생산하도록 구성된다. 상기 압착기 작동 수단은 압착기 조 위치를 연결 제어한다. 상기 압착기 조는 V-형 돌기를 포함한다. 상기 V-형 돌기의 치수는 결과: 사용된 최소 에너지, 압착된 거의 모든 물질, 파괴된 플라스틱의 대부분의 구조적 탄성, 상기 조(jaw)로부터의 거의 안전하게 작동되는 거의 용이한 폐기물의 배출을 최적화하도록 실험에 의해 결정된다.

다른 실시예에 따라, 유기 폐기물로부터 압착된 유기 물질을 생산하도록 적용되는 분쇄기가 제공된다. 상기 분쇄기는 원통형 바디 및 상기 원통형 바디 내에서 회전 가능 축에 장착되는 블레이드를 포함한다. 상기 회전 가능 바디는 분쇄기 입구 및 분쇄기 출구를 갖는다. 상기 분쇄기 입구는 유기 폐기물을 수용하도록 구성된다. 분쇄된 유기 물질은 분쇄기 출구를 통해 분쇄기를 빠져나간다. 블레이드는 일정 각도로 장착되어 상기 회전 가능 축의 회전시 유기 폐기물은 분쇄기 입구 내로 당겨지고 분쇄된 유기 물질은 원통형 바디 내에서 분쇄기 출구까지 밀려진다.

본 발명(들)의 추가 특징 및 장점은 첨부한 도면을 참조로 하는 이하의 상세한 설명을 통해 더욱 명료해질 것이다.

도 1은 본 발명(들)의 실시예에 따른 다목적 폐기물 처리 시스템의 사시도이다.

도 2a는 본 발명(들)의 실시예에 따른 분쇄 수단의 단면도이다.

도 2b는 본 발명(들)의 실시예에 따른 입구 및 출구를 포함하는 분쇄기의 원통형 바디의 단면도이다.

도 2c는 본 발명(들)의 실시예에 따른 분쇄기의 블레이드 조립체의 사시도이다.

도 3은 본 발명(들)의 실시예에 따른 싱크(sink)로부터 전용 수용체까지의 유기 폐기물의 처리 과정을 보여주는 전방 개략도이다.

도 4는 본 발명(들)의 실시예에 따른 압착기를 보여주는 사시도이다.

도 5a는 본 발명(들)의 실시예에 따른 V-형 돌기를 포함하는 압착기 조를 부분적으로 도시하는 평면도이다.

도 5b는 본 발명(들)의 실시예에 따른 V-형 돌기를 포함하는 압착기 조를 도시하는 사시도이다.

도 6은 본 발명(들)의 실시예에 따른 배수구를 포함하는 세척 시스템의 흐름 개략도이다.

도 7은 본 발명(들)의 실시예에 따른 유압 전력 시스템의 흐름 개략도이다.

도 8은 본 발명(들)의 실시예에 따른 제어 장치의 기능 및 구조를 설명하는 블록 다이어그램이다.

도 9는 본 발명(들)의 실시예에 따른 다목적 폐기물 처리 방법의 순서도이다.

도 10은 본 발명(들)의 다른 실시예에 따른 다목적 폐기물 처리 방법의 순서도이다.

도 11은 본 발명(들)의 실시예에 따른 나이프 조립체의 단면도이다.

첨부한 도면에 있어서, 동일 구성요소는 동일 참조번호에 의해 표기된다는 것을 알 수 있을 것이다.

용어의 정의: 본 발명에 있어서, 다음과 같은 용어가 정의된다.

- "무기 물질"은 플라스틱, 금속, 유리, 판지, 종이, 직물 등을 포함하는 의미이다.

- "유기 폐기물"은 음식물 쓰레기 등을 포함하는 의미이다.

- "세척 물질"은 물, 비누나 다른 세척제가 섞인 물, 기체 물질 등을 포함하는 의미이다.

- "압착기 조" 또는 "압착기 조들"은 하나 또는 두 개의 이동 부품의 배열을 포함하는 의미이다. 이동 부품은 마주보는 판을 포함할 수 있다. 이러한 정의는 또한 하나의 부품이 고정되고 다른 부품은 이동 가능한 배열을 포함한다.

이제 도면을 참조하면, 특히, 도 1의 사시도는 실시예에 따른 물질 처리 시스템(100)을 도시한다. 처리 시스템(100)은, 도시된 바와 같이, 하우징(100), 싱크(101), 하나 또는 그 이상의 개방공(108), 압착기(106), 분쇄기(104), 파쇄기(111), 이송 장치(112), 저장통(110), 유기 물질 수용체(105), 세척 시스템(610, 도 1에는 도시되지 않고 도 7에 상세하게 도시됨), 유압 시스템(710, 도 1에는 도시되지 않고 도 7에 상세하게 도시됨), 사용자 인터페이스 패널 및 제어 장치(115)를 포함한다. 사용자 인터페이스 패널 및 제어 장치(115)는 단일 패키지 내에 도시되어 있지만, 사용자 인터페이스 패널 및 제어 장치는 시스템(100)의 각기 다른 부분에 위치될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 하우징(103)은 시트 금속 또는 합성체 외피로 덮인 프레임(116)을 포함한다. 본 실시예에 있어서, 압착기(106), 분쇄기 싱크(101) 및 인터페이스 패널(115)은 프레임(116)에 고정된 것으로 도시되어 있다. 다른 실시예에 있어서, 처리 시스템(100)의 부품들은 자가-기립체 위에 고정될 수 있다.

도 1을 여전히 참조하면, 다목적 폐기물 처리 시스템(100)이 도시되어 있다. 처리 시스템(100)은 분쇄기 입구(301, 도 3), 분쇄기 출구(302), 분쇄 수단(200, 도 2) 및 분쇄기 세척기 입구(304)를 갖는 분쇄기(104)를 포함한다. 분쇄기 세척기 입구(304)는 분쇄기(104)의 세척에 사용되는 분쇄기 세척기 수단(도시하지 않음)에 대한 입구이다. 분쇄기 입구(301)는 유기 폐기물을 수용하도록 구성된다. 분쇄 수단(200)은 유기 폐기물로부터 분쇄기 출구(302)를 통해 분쇄기(104)를 빠져 나가는 분쇄된 유기 물질을 생산하도록 구성된다. 분쇄기 세척기 수단은 세척 목적에 유용할 수 있는 스프레이 노즐, 브러시 또는 기타 다른 수단을 포함할 수 있다.

처리 시스템(100)은 압착기 입구(403, 도 4), 압착기 출구(404), 및 압착기 세척기 입구(406)를 갖는 압착기(106)를 더 포함한다. 압착기 세척기 출구(406)는 압착기(106)의 세척에 사용되는 압착기 세척기 수단(도시하지 않음)에 대한 입구이다. 압착기 입구(403)는 무기 물질을 수용하도록 구성된다. 압착기(106)는 압착기 출구(404)를 통해 압착기(106)를 빠져나가는 압착된 무기 물질을 상기 무기 물질로부터 생산하도록 설계된다. 처리 시스템(100)은 분쇄기 세척기 입구(304, 도 3) 및 압착기 세척기 입구(406, 도 4)에 연결되는 세척 시스템(610)을 더 포함한다. 세척 시스템(610)은 세척 물질을 각각의 분쇄기(104) 및 압착기(106) 내에 세척 목적으로 공급한다. 처리 시스템(100)은 분쇄기(104) 및 압착기(106)가 장착되는 하우징(103)을 더 포함한다.

도 1을 다시 참조하면, 다른 양태에 따라, 분쇄기(104)는 분쇄 수단(200, 도 2)을 연결 제어하는 분쇄기 작동 수단(118)을 갖는다. 압착기(106)는 압착기 조를 연결 제어하는 압착기 작동 수단(401)을 갖는다. 처리 시스템(100)은 분쇄기 작동 수단(118) 및 압착기 작동 수단(401)에 연결되는 유압 라인(740, 705)을 갖는 유압 시스템(710, 도 7)을 더 포함한다. 분쇄기 작동 수단(118) 및 압착기 작동 수단(401)은 밸브(703)를 사용하여 유압 라인(704, 705) 내의 유압 유체의 변화에 의해 제어된다.

도 3을 참조하면, 싱크(101)로부터 전용 수용체(105)까지의 유기 폐기물의 처리 과정을 도시한다.

싱크(101)는 모든 종류의 유기 폐기물을 수용하고 이들을 그이 바닥에 모은다. 온수 및 냉수는 야채, 손, 단지 등을 세척하도록 제공된다. 도 3에 도시된 실시예에 있어서, 물은 토출부(117)를 갖는 수도꼭지(102)를 통해 제공된다. 다른 실시예에 있어서, 싱크(101)는 수도꼭지를 갖는 단일 또는 이중 싱크일 수 있다.

싱크(101)의 바닥에는, 구멍(303) 및 도관(306)이 저속 분쇄기 입구(301)까지의 유기 폐기물용 통로를 제공한다. 싱크(101)로부터의 물 흐름은 폐기물을 배수하는데 유용하다. 싱크 자화 캡(sink magnetised cap)은 안전을 위해 또는 동일 목적으로 적용되는 다른 수단을 위해 사용될 수 있다.

도 2a를 참조하면, 원통형 바디(201) 및 상기 원통형 바디(201) 내의 회전 가능 축(203)에 장착되는 블레이드(202)를 포함하는 분쇄 수단(200)이 도시되어 있다. 원통형 바디(201)는 분쇄기 입구(204) 및 분쇄기 출구(205)를 갖는다. 분쇄기 입구(204)는 유기 폐기물을 수용하도록 구성된다. 분쇄된 유기 물질은 분쇄기 출구(205)를 통해 분쇄기를 빠져나간다. 블레이드(202)는 나선형으로 각진 형태로 설계되어, 회전 가능 축(203)의 회전 시, 유기 폐기물은 분쇄기 입구(204) 내로 당겨지고 분쇄된 유기 물질은 원통형 바디(201) 내에서 분쇄기 출구(205)를 향해 당겨진다. 블레이드(202)의 나선형 각도는 15도 내지 45도 사이, 특히 20도 내지 40도 사이, 더욱 특히 25도 내지 35도 사이의 어떤 각도든 가능하다. 나선형 각도는 회전 축선에 수직인 방향으로 블레이드 조립체(206)에서 볼 때 축(203)의 회전 축 선의 방향 및 블레이드 팁 중 어느 하나의 접선 사이의 각도로서 규정된다. 블레이드의 나선형 각도는 증가한 분쇄 효과를 위해 일단부에서 타단부까지 변화할 수 있다. 또한, 각기 다른 블레이드 배열은 분쇄기의 입구 및 출구에서 가능하다. 예를 들면, 입구에서의 단일 블레이드 및 출구에서의 하나 이상의 블레이드 또는 별도의 축에 장착되는 두 개의 블레이드 조립체는 입구 및 출구에서 각기 다른 속도로 회전한다.

도 2a를 여전히 참조하면, 저 회전 속도 분쇄 수단(200)의 단면도가 도시되어 있다. 분쇄 수단(200)의 상부 오른쪽에 있어서, 유기 폐기물은 입구 개방공(204)을 통해 바디(201) 내에 수용된다. 도 2에 도시된 실시예에 있어서, 바디(201)는 거의 튜브 형상을 갖는다. 바디(201)의 내측에서, 블레이드(202)를 포함하는 블레이드 조립체(206)는 유압 엔진과 같은 분쇄기 작동 수단(118) 또는 기계식, 전자기식 또는 열동역학적 수단과 같은 본 기술 분야에 공지된 기타 수단(예를 들면, 스털링(Sterling) 엔진)에 의해 구동된다. 도 2b는 세 개의 블레이드(202)를 구비하는 실시예를 도시한다. 다른 가능한 실시예는 하나 또는 그 이상의 블레이드를 포함한다.

유기 폐기물은 입구 개방공(204)과 블레이드(202)의 상호 작용에 의해 분쇄되며 블레이드(202)에 의해 바디(207)의 내면(205)에 대해 이동된다. 유기 폐기물은 그가 분쇄기 출구(205)에 도달할 때까지 바디(207) 안쪽에서 이동한다. 유기 폐기물이 당겨지고, 밀려나서 연속 블레이드에 의해 반복적으로 분쇄된다는 것을 알 수 있다. 분쇄기(200)의 바닥 왼쪽에 있어서, 분쇄된 폐기물은 분쇄기 출 구(205)를 통해 중력에 의해 해제되어 수용체(105) 내로 낙하한다. 도관(306)의 바닥 안쪽에는, 넘치는 물을 배수구(308)로 흘려보내는 물 바이패스(도시하지 않음)를 구비하는 스크린이 제공될 수 있다.

블레이드 조립체(206)는 대체로 저속 및 고 토크에서 회전 축선(203)을 중심으로 회전한다. 속도 범위는 30rpm 내지 120rpm 사이, 특히, 60rpm 내지 90rpm 사이가 바람직할 수 있고, 토크는 입력 파워에 비례하여 변화할 수 있다.

블레이드(202) 및 바디(201) 사이의 거리는 0.5mm 내지 1mm 사이에 포함될 수 있다. 블레이드(202)든 바디(201)든 날카로워야 할 필요는 없다. 입구 개방공 각도는 수평으로부터 위로 90도로 도시되어 있다. 다른 실시예에 있어서, 입구 개방공 각도는 수평으로부터 180도까지 일 수 있다. 출구 개방공 각도(α)는 90도 내지 120도일 수 있다. 이는 분쇄기(104, 도 1)에 의해 점유되는 수직 공간을 감소하는데 이점에 있는바; 즉, 바디(201)의 상부에서 직접 유기 폐기물을 공급함으로써 공간을 수직으로 더 점유하도록 할 수 있다. 이러한 배열은 하부 통(110)의 가용 높이를 극대화한다.

수용체(105)는 그가 가득 차는 경우 바디(103)로부터 쉽게 당겨지도록 활주 레일(307) 위에 놓인다.

도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 입구(301) 및 출구(302)를 포함하는, 분쇄기(104)의 원통형 바디(207)를 도시한다.

도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 분쇄기(104)의 블레이드 조립체(206)를 도시한다.

도 3을 다시 참조하면, 생분해성 물질로 제조되는 봉투(305, bag)가 유기 쓰레기 수용체(105) 내에 점선으로 도시되어 있다. 봉투(305)가 가득 차면, 사용자는 가득 찬 봉투(305)를 꺼내서 새것과 교체한다. 이들 봉투는 다공성이며 수용체(105)는 천공되어 물이 수용체를 통과하여 배수 네트워크(308)와 합류하게 된다.

도 1을 다시 참조하면, 압착기 개방공(108)이 하우징(103)의 상부에 위치하여 공간 활용을 극대화하고 커버(107)는 잠금 장치를 구비하여 사용자가 부상당하지 않도록 하는 실시예가 도시되어 있다. 이러한 배열은 물질을 압착기(106)의 챔버(403) 내로 공급할 수 있도록 한다. 다른 실시예에 있어서, 압착기(106)의 개방공(107)은 하우징(103)의 수직 면에 제공될 수 있다.

압착기(106)의 세부 구조는 도 4에 도시되어 있다. 압착기(106)의 기능 중 하나는 그가 수용하는 물질을 구조적으로 변경 및 파쇄하는 것이다. 물질의 구조는 그들의 부피가 압착 후 감소하도록 충분히 변경되어야 한다. 이는 특정 형태의 플라스틱과 같은 탄성 기억을 갖는 물질에 있어 필수적이다. 압착기(106)는 두 개의 서로 마주보는 조(407)를 포함한다. 조(407) 중 적어도 하나는 유압 실린더와 같은 하나 또는 그 이상의 압착기 작동 수단(401)에 의해 다른 쪽으로 이동될 수 있다. 물질의 부피는 컨테이너(402)에 의해 양쪽으로 짜부라지게 된다. 다른 실시예에 있어서, 압착기 작동 수단(401)은 스크루 또는 다른 기계적 전자기 또는 열동역학적 수단일 수 있으며, 압축 축선은 수직 또는 다른 방향일 수 있다.

도 5b를 참조하면, 압착기 조(407)를 연결 제어하는 압착기 작동 수단(401)을 포함하는 압착기 조(407)가 도시되어 있다. 압착기 조(407)는 V-형 돌기(405) 를 포함한다. 도 5a를 참조하면, V-형 돌기의 치수는 알파(α)가 45 내지 120도이고 치수(b)가 5mm 내지 20mm 사이일 수 있는 실험에 의해 완료된 계산에 의해 결정된다.

도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, V-형 돌기(405)는 조(407)에 고정되거나 그의 일부를 형성한다. 실시예에 따른 V-형 돌기(405)의 프로파일은 도 5a 및 도 5b에 도시되어 있다. V-형 돌기(405)는 물질 변형 및 압착기(106)의 효율을 높이도록 엇갈리게 배치된다. 다른 실시예에 있어서, v-형 돌기(405)는 조(407) 중 하나에만 고정된다. 돌기는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 다른 형태를 가질 수도 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 적용 가능한 무기 물질(예를 들면, 플라스틱, 종이, 판지, 등)을 절단하도록 압착기(106)의 출구(404)에 나이프 조립체(1100)를 구비할 수 있다. 나이프 조립체(1100)는 롤러(1122) 상에 나이프 블레이드(1110)를 포함할 수 있다. 다른 롤러(1120)는 무기 물질을 당겨 절단하도록 롤러(1122)와 상호 작용한다. 다른 실시예에 있어서, 하나 또는 양측 롤러(1120, 1122)는 절단될 필요가 없는(또는 절단될 수 없는) 무기 물질을 통과시키도록 이동가능하다.

이러한 배열은 유기 물질을 파쇄 및 압축할 수 있도록 한다. 성능을 높이기 위해, 압축 전 또는 도중에 v-형 돌기를 가열하는 선택 방안도 가능하다. 압축될 물질을 적시는 다른 방안도 가능하다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 프로파일은 압축된 폐기물을 돌기로부터 용이하게 분리하도록 한다. 또한, 돌기(407)는 날카로워 야 할 필요는 없다. 비-접착 코팅은 몇몇 특정 물질을 처리하도록 사용될 수 있다.

본 실시예에 따라, 압축 사이클이 종료하면, 조(407)는 분리되고 압축된 물질은 통(110) 중 선택된 하나 안으로 직접 떨어진다. 그 전에, 제어 장치는 하부 테이블을 회전시켜 선택된 수용체를 압착기 출구(404) 아래에 위치시켜야 할 것이다.

다른 실시예에 있어서, 압착기(106)는 결속 시스템을 구비할 수 있다. 압착기(106)의 챔버(403)가 압착된 플라스틱, 종이, 판지, 직물 또는 기타 물질과 같은 압착된 물질로 가득 차는 경우, 결속 시스템은 끈, 타이 랩(tie wrap), 와이어 또는 기타 적절한 결속 수단과 같은 줄로 볼을 무리짓게 한다. 볼들은 챔버로부터 수동으로 당겨져서 쉽게 이동될 수 있다.

도 1을 다시 참조하면, 종이 또는 판지를 처리하는 통상의 파쇄기 모듈(111)이 도시되어 있다. 파쇄된 물질은 특정 수용체(113)를 향해 낙하부(112) 상에서 미끄러진다. 이러한 수용체는 슬라이딩 레일 상에 있다. 슬롯(114)은 종이, 판지 또는 기타 용도의 물질의 보충 저장부로서 사용가능하다.

도 1에 도시된 바와 같이, 하부(119)는 회전 통(110)을 위해 남겨 둔다. 통(110)은 회전 테이블(712) 상에 고정된다. 각각의 통(110)은 신속 잠금부(도시하지 않음)로 테이블(712)에 별도로 고정되고 이를 비우도록 용이하게 제거될 수 있다. 회전 이동은 직접 구동부, 벨트, 체인 또는 기타 수단을 통해 전기 엔진(도시하지 않음)과 같은 회전 수단에 의해 제공된다.

다른 실시예에 있어서, 회전 수단은 유압 엔진 또는 유압 실린더 시스템, 또는 전자기 또는 열동역학적 장치(도시하지 않음)일 수 있다.

도 7을 참조하면, 본 실시예의 유압 파워 시스템(710)이 도시되어 있다. 바람직하게 저압인, 중앙 유압 파워 유닛(701)은 밀봉된 탱크(702)를 채워서 펌프(701) 작동 없이 작업하기에 충분한 자율성을 얻는다. 탱크(702)는 유압 실린더(401), 유압 모터(118), 및 유압 모터(714)와 같은 복수의 이동 매체를 제공하여 조(407), 블레이드 조립체(206), 회전 블레이드(712) 및 기타 장비를 각각 솔레노이드 밸브 시스템(703)을 통해 이동시킨다. 유압 동력을 사용함으로써 작동 중에 처리 시스템(100)의 소음 레벨을 감소시킨다. 펌프(701)는 전기 엔진 또는 기타 기계적, 전자기 또는 열동역학적 수단에 의해 제어될 수 있다. 전체 유압 시스템(710)은 제어 모듈(800)에 의해 제어된다.

도 6을 참조하면, 실시예에 따른 세척 시스템(610)이 도시되어 있다. 세척 시스템(610)은 폐기 물질을 세척, 모든 잔류 물질의 제거, 모든 가능한 미생물 활동의 제거 및 악취 방지의 기능을 수행한다. 냉수(601) 및 온수(602)는 싱크(101) 내의 수도꼭지(102)에 제공되며, 세척 시스템(610) 내에 제공될 수도 있다. 세척 시스템(610)은 제어되는 비누 및/또는 기타 화학적 제품 농도 장치(606)를 구비하는 완화된 물 분배 시스템을 포함함으로써, 세척 용액을 제공한다. 세척 용액은 연결부(612)를 통해 압착기 세척기 입구(406), 분쇄기 세척기 입구(304) 및 저장 컨테이너 세척기 입구(605)까지 별도의 배관을 통해 공급된다. 압착기(106)의 세척 시스템(610)은 사용자 인터페이스 패널 및 제어 장치(115)의 통제 하에 압착 기(106)의 세척 및 폐기물의 세척을 수행한다.

도 6을 참조하면, 시스템의 아래쪽에 위치하는 대형 보관 탱크(607)는 세척 시스템(610)의 모든 배수구로부터 나오는 폐수를 저장한다. 레벨 센서(608)는 보관 탱크(607)가 가득 차는 시기를 감지하고 펌프(609)는 폐수를 메인 배수구로 보낸다. 폐수는 압착기(106), 분쇄기(104), 및 통(110)으로부터 배관(613)을 통해 대형 보관 탱크(609)로 배수된다.

도 1을 다시 참조하면, 실시예에 따른 사용자 인터페이스 패널(115)이 도시되어 있다. 패널(115)은 스크린(도시하지 않음), 버튼(도시하지 않음), 또는 기타 사용자 인터페이스 수단(예를 들면, 볼, 마우스, 터치스크린, 음성 상호작용 수단, 등)을 포함하여 다양한 종류의 사용자(책임자, 젊은이, 노인, 맹인, 등), 유지보수 담당, 조정자 등에게 유용한 출구 정보를 보여주고 입구 정보를 수신한다.

도 8을 참조하면, 사용자 인터페이스 패널 및 제어 장치(115)의 기능 및 구조를 설명하는 블록 다이어그램이 도시되어 있다. 사용자 인터페이스 패널 및 제어 장치(115)는 사용자 인터페이스 패널(840) 및 제어 장치(800)를 포함한다. 사용자 인터페이스 패널(840) 및 제어 장치(800)는 시스템(100)의 각기 다른 부분에 위치될 수 있다.

사용자 인터페이스 패널(840)은 시스템 및 모든 사용자 사이의 양방향 통신 매체이다. 사용자 인터페이스 패널(840)은 출구 수단(801) 및 입구 수단(802)을 포함한다. 이러한 인터페이스 패널(840)은 시스템(100)에 장착될 수도 있고 단순히 시스템(100)에 인접하게, 즉, 동일한 공간 내에 배치될 수도 있다.

제어 장치(800)는 네 가지 레벨의 제어부를 포함한다.

제 1 레벨의 제어는 제어 장치(800)와 전술한 사용자 사이의 통신을 제어하는 사용자 인터페이스(804)를 포함한다. 사용자는 사용자 인터페이스 패널(840) 및 원격 입/출력 부분(803)에 연결되는 원격 수단을 통해 시스템(100)과 통신할 수 있다. 이들 원격 수단은 특정 이동식 박스일 수도 있고 인터넷, 지역 네트워크, 빌딩 네트워크와 같은 네트워크와 연결되는 기타 표준 사용자 인터페이스 패널일 수도 있다. 원격 입/출력 부분(803) 및 원격 수단 사이의 연결부는 유선, 무선주파수, 적외선 등일 수 있다.

제어 장치(800)의 제 2 레벨의 제어는 사용자 인터페이스(804)를 제어하도록 작동 제어(806), 안전 제어(807), 및 유지보수 제어(808)와 협동하는 감독 프로그램(805)을 포함한다.

제어 장치(800)의 제 3 레벨의 제어는 작동 제어(806), 안전 제어(807), 유지보수 제어(808)를 포함한다. 작동 제어(806)는 작동 목적으로 모든 장치를 제어한다. 작동 목적은 유기 폐기물 및 무기 물질을 입력, 분류, 세척, 압축, 저장 및 출력하는 것이다. 안전 제어(807)는 안전 목적으로 모든 장치를 제어한다. 안전 목적은 모든 사용자가 부상당하고 원상태가 망가지는 것을 방지하며 주변 환경이 소음, 물, 열, 전기, 진동, 냄새에 방해받지 않도록 하는 것이다. 유지보수 제어(808)는 유지보수 목적으로 모든 장치를 제어한다. 유지보수 목적은 시스템(100)의 모든 장비가 고장 및/또는 파괴되는 것을 방지하는 것이다. 작동 제어(806), 안전 제어(807) 및 유지보수 제어(808)는 자문 프로그램과 통신하여 지시 를 받고 상황을 보고한다.

제어 장치(800)의 제 4 레벨의 제어는 입력 제어(809), 물질 인식(810), 작업 흐름 공정(811), 장치 제어(813), 이송 제어(814), 저장 제어(815) 및 출력 제어(816)를 포함한다. "제어"의 의미는 제어 시스템의 센서로부터 받은 정보의 처리 및 특정 프로그램으로 외부로부터 받은 지시 후 제어 시스템의 작동 수단에 작동 정보를 보내는 것이다.

입력 제어(809)는 입구 개방공(817) 및 유체 입구(818)를 제어한다. 입구 개방공은 잘 작동되도록 모니터링될 수 있다.

물질 확인(810)은 사용자 지시 및 분석기(819)를 통해 센서(820)로부터 나오는 정보와 조합하여 물질을 확인한다. 분석기(819)는 초음파 분석기, 크로마토그래프 분석기, 적외선 분석기, 선(ray) 분석기, 열 분석기, 스펙트로미터 분석기 또는 바코드 리더일 수 있다.

공정 작업 흐름(811)은 제어 장치(800)의 제 2 레벨의 제어의 지시 및 규정(812)의 데이터베이스로부터 인식된 물질의 유효 공정 작업 흐름을 설정한다.

장치 제어(813)는 압착기(106), 분쇄기(104), 파쇄기(111), 세척 시스템(610), 전력 시스템(710) 및 기타 모든 장치(821)를 제어한다.

이송 제어(814)는 낙하부(823), 기계식 시스템, 연속 벨트 시스템, 송풍 시스템 또는 분리 이송 시스템을 제어하는 것을 포함하는 기타 수단과 같은 모든 이송 시스템(822)을 제어한다.

저장 제어(815)는 수용체(105), 통(110) 및 기타 수단을 제어하여 물질을 수 용한다. 특히, 전체 레벨은 보고되고 이동식 통의 위 치는 제어된다.

출구 제어(816)는 출구 개방공(824) 및 유체 출구(825)를 제어한다.

도 9는 본 발명(들)의 실시예에 따른 유기 폐기물 및 무기 물질을 포함하는 폐기물의 처리 방법(900)의 순서도이다. 상기 방법은 분쇄기, 압착기 및 세척 시스템을 단일 하우징 내에 제공하는 단계(902); 분쇄기가 유기 폐기물일 수용하고 유기 폐기물로부터 분쇄된 유기 물질을 생산하는 단계(904); 압착기가 무기 물질을 수용하고 무기 물질로부터 압착된 무기 물질을 생산하는 단계(906); 및 세척 시스템이 세척 물질을 각각의 분쇄기 및 압착기 내로 세척 목적으로 선택적으로 또는 동시에 공급하는 단계(908)를 포함한다.

도 10은 본 발명(들)의 실시예에 따른 유기 폐기물 및 무기 물질을 포함하는 폐기물의 처리 방법(1000)의 순서도이다. 상기 방법은 분쇄기, 압착기 및 유압 시스템을 단일 하우징 내에 제공하는 단계(1002); 분쇄기가 유기 폐기물일 수용하고 유기 폐기물로부터 분쇄된 유기 물질을 생산하는 단계(1004); 압착기가 무기 물질을 수용하고 무기 물질로부터 압착된 무기 물질을 생산하는 단계(1006); 및 유압 시스템이 분쇄기 및 압착기를 선택적으로 또는 동시에 제어하여 분쇄된 유기 물질의 생산 및 압착된 무기 물질의 생산을 수행하는 단계(1008)를 포함한다.

이하의 설명은 본 명세서에 개시된 처리 시스템의 사용 예를 설명한다. 프로토타입 처리 시스템은 적어도 일주일 기간 전체에 걸쳐 알루미늄, 판지, 유리, 종이, 플라스틱 및 강철로 이루어진 폐기 물질을 처리하도록 사용된다. 캐나다 퀘벡에서의 평균 가정의 폐기물 평균 재생 비율을 30%이다. 시스템의 사용에 따라, 폐기물의 85% 정도의 재생은 통상의 재생과 비교하여 80% 이상의 부피 감소에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 실시예는 전술한 바와 같이 설명되었으며 첨부 도면과 같이 설명되었지만, 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상을 이탈하지 않고도 변형이 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 변형은 본 발명의 범주 내에 포함되는 가능한 변형예로서 고려된다.

Claims (13)

1. 유기 폐기물 및 무기 물질을 포함하는 폐기물을 처리하는 다목적 폐기물 처리 시스템에 있어서,

   a. 분쇄 수단(200) 및 분쇄기 세척기 수단을 가지며, 상기 분쇄 수단(200)은 상기 유기 폐기물로부터 분쇄된 유기 물질을 생산하도록 구성되는 분쇄기(104);

   b. 압착기 수단 및 압착기 세척기 수단을 가지며, 상기 압착기 수단은 상기 무기 물질로부터 압착된 무기 물질을 생산하도록 구성되는 압착기(106);

   c. 상기 분쇄기 세척기 수단 및 상기 압착기 세척기 수단과의 연결부(612)를 갖는 세척 시스템(610)으로서, 상기 연결부(612)를 통해 세척 물질을 각각의 분쇄기(104) 및 압착기(106) 내로 세척 목적으로 공급하는 상기 세척 시스템(610); 및

   d. 상기 분쇄기(104), 상기 압착기(106) 및 상기 세척 시스템(610)이 장착되는 하우징(103)을 포함하는 처리 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하우징(103)은 두 개의 하우징 개방공을 포함하며, 각각의 하우징 개방공은 상기 분쇄기 입구(301) 및 압착기 입구(403) 중 대응하는 하나에 통로를 제공하는 처리 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 하우징(103)에 장착되는 제어 장치(115)를 더 포함하며, 상기 제어 장치(115)는 상기 분쇄기(104) 및 상기 압착기(106) 중 적어도 하나를 작동하는 처리 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제어 장치(115)는 상기 분쇄기(104) 및 상기 압착기(106)를 한번에 하나만을 작동시키는 처리 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,

   적어도 두 개의 통을 더 포함하며, 각각의 통은 상기 압착된 무기 물질 중 하나를 수용하는 처리 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,

   적어도 두 개의 통을 상기 압착기 수단으로부터 압착된 물질을 수용하는 위치에 위치시키는 폐기물 통 모터를 더 포함하는 처리 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제어 장치는 상기 폐기물 통 모터을 더 제어하는 처리 시스템.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 압착기 수단은 압착기 조(407)를 포함하는 처리 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 압착기 조(407)는 v-형 돌기(405)를 포함하는 처리 시스템.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 분쇄기(104)는 원통형 바디(102) 및 상기 원통형 바디(102) 내에 장착되는 블레이드 조립체(206)를 포함하며, 상기 바디(102)는 상기 유기 폐기물을 수용하는 분쇄기 입구(204) 및 상기 분쇄된 유기 물질의 출구를 제공하는 분쇄기 출구(205)를 갖는 처리 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 블레이드 조립체(206)는 회전 가능 축(203) 및 상기 회전 가능 축(203)에 일정 각도로 장착되는 블레이드(202)를 포함하여, 상기 회전 가능 축(203)의 회전 시, 상기 유기 폐기물은 상기 분쇄기 입구(204) 내로 당겨지고 상기 바디(102) 내에서 상기 분쇄기 출구(205)를 향해 밀려나는 처리 시스템.
12. 제 1 항에 있어서,

    종이 또는 판지를 파쇄하는 파쇄기(111)를 더 포함하며, 상기 파쇄기(111)는 상기 하우징(103)에 장착되는 처리 시스템.
13. 유기 폐기물 및 무기 물질을 포함하는 폐기물을 처리하는 다목적 폐기물 처리 시스템에 있어서,

    a. 분쇄 수단(200) 및 분쇄기 작동 수단(118)을 가지며, 상기 분쇄 수단(200)은 상기 유기 폐기물로부터 분쇄된 유기 물질을 생산하도록 구성되며, 상기 분쇄기 작동 수단(118)은 상기 분쇄 수단(200)을 연결 제어하는 분쇄기(104);

    b. 압착기 수단 및 압착기 작동 수단(401)을 가지며, 상기 압착기 수단은 상기 무기 물질로부터 압착된 무기 물질을 생산하도록 구성되며, 상기 압착기 작동 수단(401)은 상기 압착기 수단을 연결 제어하는 압착기(106);

    c. 상기 분쇄기 작동 수단(118) 및 상기 압착기 작동 수단(401)에 연결되는 유압 라인(740, 705)을 가지며, 상기 분쇄기 작동 수단(118) 및 상기 압착기 작동 수단(401)은 상기 유압 라인(740, 705) 내의 유압 유체를 사용하여 제어되는 유압 시스템(710); 및

    d. 상기 분쇄기(104), 상기 압착기(106) 및 상기 유압 시스템(710)이 장착되는 하우징(103)을 포함하는 처리 시스템.

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