KR101358885B1 - 음식물 쓰레기 처리용 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치 - Google Patents

음식물 쓰레기 처리용 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 크기가 큰 덩어리 형태의 고형물을 포함하는 처리 대상물을 하나의 장치에서 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수할 수 있는 음식물 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치는 처리 대상물을 파쇄하는 파쇄 모듈, 상기 파쇄 모듈로부터 파쇄된 처리 대상물을 수용하고 원심력을 이용하여 처리 대상물의 수분과 고형물을 1차적으로 분리하는 고액 분리 모듈 및 상기 고액 분리 모듈에서 분리된 고형물을 수용하고 이를 압축시킴으로써 상기 고형물로부터 수분을 2차 분리하는 압축 탈수 모듈을 포함한다.

Description

음식물 쓰레기 처리용 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치{INTEGRATED CRUSHING, SOLID-LIQUID SEPARATING AND PRESSURE DEHYDRATING APPARATUS FOR FOOD WASTE DISPOSAL}
본 발명은 음식물 쓰레기 처리용 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파쇄 모듈과 고액 분리 모듈과 압축 탈수 모듈이 일체로 구성된 음식물 쓰레기 처리 장치에 관한 것이다.
사람의 일상 생활과 관련하여 주방에서 배출되는 음식물 쓰레기 및/또는 오수, 화장실에서 수거되는 분뇨나 오니, 또는 가축의 분뇨나 축산 폐수 등은 일차적으로 각 가정이나 산업체에 설치된 음식물 쓰레기 분리 수거함, 오수 정화 시설 또는 정화조 등에서 1차적으로 수거 또는 처리된다. 이후, 이러한 처리 대상물은 하수 종말 처리장이나 폐수 종말 처리장 또는 오폐수 처리 시설 등으로 이송되어 최종적으로 처리되고 있다.
그러나, 음식물 쓰레기, 오수, 분뇨, 오니 등의 처리 대상물은 다량의 수분에 슬러지 등과 같은 고형물이 함유되어 있는 상태이기 때문에 고형물을 분리 제거하지 않고는 정화 처리 과정이 적절하게 수행될 수 없다. 따라서, 정화 처리 공정 중에는 슬러지 등을 탈수 처리하여 수분과 고형물을 분리하는 고액 분리 공정이 포함되어 있다.
이와 같이, 슬러지를 탈수 처리하는 고액 분리 장치로서, 2매의 엔드리스 여과포 벨트가 다수의 롤러를 통과하도록 설치되고, 2매의 여과포 사이에 슬러지를 통과시켜서 슬러지가 롤러에 의해 가압 탈수되도록 하는 벨트 프레스 방식이 있다. 그 외에, 외주면에 스크류 날개가 형성되어 있는 축이 여과 통체의 내주에 회전 가능하게 설치되고, 축의 직경이 전방으로 갈수록 커지면서 탈수실의 용적이 점차로 작아지도록 형성하여, 슬러지가 전방으로 이송됨에 따라 서서히 압축되면서, 슬러지 중의 수분은 여과 통체를 통해 분리되고, 수분이 제거된 슬러지가 케이크 상태로 배출되는 스크류 프레스 방식이 사용되고 있다.
그러나, 전술한 벨트 프레스 방식이나 스크류 프레스 방식은 슬러지를 가압하여 탈수하는 방식으로, 장치가 복잡하고 대형화되어 제작비가 많이 들고, 탈수에 많은 시간이 소요된다. 더욱이, 이들 방식은 탈수 효과가 낮아서 배출되는 케이크에 많은 수분이 잔류한다는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 최근에는 데칸터형 탈수기라고 하는, 원심력을 이용해 수분을 효과적으로 분리하는 장치가 개발되어 왔다. 데칸터형 탈수기는, 소형 경량으로 제작될 수 있으며, 비교적 저속에서도 탈수 효과가 우수한 고액 분리 장치로 그 사용 범위가 점차 넓어지고 있다.
그러나, 전술한 처리 대상물이 다량의 수분에 슬러지 등과 같은 고형물을 포함하고 있을 뿐만 아니라, 음식물 쓰레기와 같이, 슬러지 형태 이외의 크기가 큰 덩어리 형태의 고형물을 포함하는 경우에는 상기한 고액 분리 장치를 직접 사용할 수가 없다.
이러한 경우, 고형물 내의 수분은 상기한 장치로는 제거할 수 없기 때문에, 슬러지 형태 이외의 크기가 큰 덩어리 형태의 고형물을 포함하는 처리 대상물은 고액 분리 과정에 앞서, 파쇄 과정을 먼저 거쳐야 한다. 즉, 파쇄 장치에서 큰 덩어리 형태의 고형물을 슬러지 형태로 파쇄한 후에, 이를 고액 분리 장치에 투입하여 고액 분리를 실시하여, 정화 처리 과정이 적절하게 수행될 필요가 있다.
본 발명은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 크기가 큰 덩어리 형태의 고형물을 포함하는 처리 대상물을 하나의 장치에서 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수할 수 있는 음식물 쓰레기 처리 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면,
처리 대상물을 분쇄하는 파쇄 모듈; 상기 파쇄 모듈로부터 분쇄된 처리 대상물을 원심력을 이용하여 수분과 고형물을 분리하는 고액 분리 모듈; 및 상기 고액 분리 모듈에서 분리된 고형물을 압축시킴으로써 상기 분리된 고형물의 공극을 줄이고 수분를 제거하는 압축 탈수 모듈을 포함하는 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치가 제공된다.
상기 파쇄 모듈은 중공 원통형의 파쇄 모듈 하우징; 상기 파쇄 모듈 하우징의 상부에 위치된 투입구; 상기 파쇄 모듈 하우징의 중심부를 가로질러 설치된 파쇄 회전축; 상기 파쇄 회전축에 장착된 하나 이상의 회전 블레이드; 및 상기 파쇄 모듈 하우징의 바닥에 고정된 하나 이상의 고정 블레이드를 포함하고, 상기 회전 블레이드는 일정 간격으로 이격된 상태로 상기 고정 블레이드를 지나가면서 처리 대상물을 파쇄할 수 있다.
상기 고액 분리 모듈은 중공 원통형인 고액 분리 모듈 하우징; 상기 고액 분리 모듈 하우징 내에 회전 가능하게 설치되고 수분은 통과시키고 고형물은 걸러지도록 하는 중공 원통형 필터 구조체인 여과 통체; 및 상기 여과 통체 내에 설치된 고형물 분리부를 포함하고, 상기 고형물 분리부는 상기 여과 통체 내에 회전 가능하게 설치된 스크레이퍼 회전축과, 상기 스크레이퍼 회전축에 반경 방향으로 이동 가능하게 탄성 지지된 다수의 스크레이퍼를 포함하고, 상기 다수의 스크레이퍼는 나선형 형상으로 형성될 수 있다.
상기 압축 탈수 모듈은 중공 원통형 배럴; 및 상기 배럴 내부에 회전 가능하게 설치되고 스크류 날개가 외주면에 형성되어 있는 스크류 축을 포함하고, 상기 배럴과 스크류 축 사이의 공간은 하류로 갈수록 서서히 감소하고, 상기 배럴의 적어도 하류측 부분은 수분은 통과시키고 고형물은 걸러지도록 하는 필터 구조체로 구성될 수 있다.
상기 파쇄 모듈과 고액 분리 모듈은 격벽을 사이에 두고 배치되고, 상기 격벽에 형성된 복수 개의 파쇄물 통로를 통하여 직접 연결되고, 상기 파쇄 모듈에 의해 잘게 분쇄된 처리대상물이 물의 유동와 함께 상기 통로를 통하여 상기 고액 분리 모듈로 이송될 수 있다.
상기 고액 분리 모듈은 그 하류 방향 하부에 형성된 개구를 통하여 상기 압축 탈수 모듈과 직접 연결되어 상기 고액 분리 모듈에서 수분이 제거된 고형물이 상기 고액 분리 모듈 내에 설치된 스크레이퍼에 의해 상기 압축 탈수 모듈로 이송될 수 있다.
상기 파쇄 모듈과 고액 분리 모듈 중 적어도 일측에는, 격벽에 형성된 파쇄물 통로를 향하는 일 면에 브러시가 형성된 브러시 부재가 상기 격벽에 인접한 위치에 설치되어, 상기 브러시 부재는 상기 격벽에 대해 이동함으로써 파쇄물 통로에 막고 있는 고형물을 제거할 수 있다.
상기 투입구는 경사진 통로 형상으로 바닥 경사면에는 액체를 공급하기 위한 적어도 하나의 노즐을 포함할 수 있다.
상기 파쇄 회전축 상의 이격된 위치에 돌출 형성된 한 쌍의 블레이드 지지부에 양 단부가 고정된 블레이드 축을 포함하고, 상기 블레이드 축에 다수의 회전 블레이드가 각각 회전 가능하게 설치될 수 있다.
상기 파쇄 회전축에는 다수개의 회전 블레이드가 일정 간격으로 서로 이격되어 장착되고, 상기 회전 블레이드는 파쇄 회전축과 동일한 축방향으로 그에 회동 가능하게 설치될 수 있다.
상기 파쇄 모듈은 중공 원통형의 파쇄 모듈 하우징, 상기 파쇄 모듈 하우징의 중심부를 가로질러 설치된 파쇄 회전축, 및 상기 파쇄 회전축에 장착된 하나 이상의 회전 블레이드를 포함하고, 상기 고액 분리 모듈은 중공 원통형인 고액 분리 모듈 하우징, 상기 고액 분리 모듈 하우징 내에 회전 가능하게 설치되고 수분은 통과시키고 고형물은 걸러지도록 하는 중공 원통형 필터 구조체인 여과 통체, 및 상기 여과 통체 내에 설치되고 상기 여과 통체 내에 회전 가능하게 설치된 스크레이퍼 회전축과 상기 스크레이퍼 회전축에 설치된 다수의 스크레이퍼를 갖는 고형물 분리부를 포함하고, 상기 압축 탈수 모듈은 중공 원통형 배럴, 및 상기 배럴 내부에 회전 가능하게 설치되고 스크류 날개가 외주면에 형성되어 있는 스크류 축을 포함하고, 상기 파쇄 모듈의 파쇄 회전축와 상기 고액 분리 모듈의 여과 통체의 회전축 및 스크레이퍼 회전축은 각각의 일단부가 삽통식으로 구성되어 일측에서 하나의 모터에 연결되고, 상기 고액 분리 모듈의 여과 통체의 회전축 또는 스크레이퍼 회전축의 타단부는 상기 압축 탈수 모듈의 스크류 축의 일단부와 연결될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치에 의해 파쇄 과정과 고액 분리 과정과 압축 탈수 과정이 순차적으로 자동 진행됨으로써, 음식물 쓰레기의 내부 공극 및 수분을 줄여, 그 부피 및 악취를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치는 파쇄 모듈과 고액 분리 모듈과 압축 탈수 모듈이 하나의 구동원에 의해 작동하기 때문에 장치의 크기가 보다 컴팩트하게 구성될 수 있을 뿐만 아니라 장치의 구동을 위한 소비 전력을 저감시킬 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치는 파쇄 모듈과 고액 분리 모듈과 압축 탈수 모듈이 일체로 구성되어 있기 때문에, 각 모듈에서 배출되는 중간 처리물이 다음 모듈로 자동으로 이동되어 그 취급이 용이하다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은 다음의 첨부 도면과 관련하여 주어진 바람직한 실시예의 이하 설명으로부터 명백해 질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치의 전체적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치의 파쇄 모듈의 측면을 도시하는, 도 1의 선 A-A에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치의 고액 분리 모듈의 고형물 분리부의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치의 고액 분리 모듈의 고형물 분리부의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치의 고액 분리 모듈의 측면을 도시하는, 도 1의 선 B-B에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치의 고액 분리 모듈의 작동을 설명하는 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치의 압축 탈수 모듈의 측면을 도시하는, 도 1의 선 C-C에 따른 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치의 파쇄 모듈과 고액 분리 모듈 사이의 경계부의 일 실시예를 설명하는 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치의 전체적은 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시된 본 발명에 따른 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치(100)는 전체적으로 파쇄 모듈(I)과, 고액 분리 모듈(II)과, 압축 탈수 모듈(III)과, 이들을 구동하기 위한 구동 유닛(모터, 풀리, 벨트, 기어 박스 등)을 포함한다.
또한, 상기 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치(100)에는, 파쇄 모듈(I)의 상부에 음식물 쓰레기와 같은 처리 대상물을 투입하기 위한 투입구(110)가 구비되고, 고액 분리 모듈(II)의 하단부에 탈수액 배출구(120)가 구비되고, 압축 탈수 모듈(III)의 선단부에 슬러지 케이크 배출구(130)가 구비된다. 이에 따라서, 투입구(110)를 통하여 투입된 처리 대상물은 각각의 모듈을 거치면서, 처리 대상물 내의 수분은 탈수액 배출구(120)를 통하여 배출되고 수분이 제거된 슬러지 케이크는 슬러지 케이크 배출구(130)를 통하여 배출된다. 이들 구성에 대해서는 각각의 모듈에서 다시 상세히 설명하고자 한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 파쇄 모듈(I)에 대해 설명하고자 한다. 도 2는 본 발명에 따른 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치의 파쇄 모듈의 측면을 도시하는, 도 1의 선 A-A에 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 파쇄 모듈(I)은 측면에서 보았을 때 원형을 이루는, 대체로 중공 원통형인 형상의 파쇄 모듈 하우징(10)과, 파쇄 모듈 하우징(10)의 상부 후방에 위치된 투입구(110)와, 파쇄 모듈 하우징(10)의 중심부를 가로질러 설치된 파쇄 회전축(10s)과, 파쇄 회전축(10s)에 장착된 하나 이상의 회전 블레이드(11)와, 파쇄 모듈 하우징(10)의 바닥에 고정 설치된 하나 이상의 고정 블레이드(13)를 포함한다.
파쇄 모듈 하우징(10)은 대체로 중공 원통형 형상으로 측면 일부가 개방되어 투입구(110)가 연결되고, 양 대향 측벽의 중심부에는 파쇄 회전축(10s)이 관통 설치되어 있다. 파쇄 모듈(I)에 인접하는 고액 분리 모듈(II)과 경계를 이루는 파쇄 모듈 하우징(10)의 하류측(도 1에서 우측) 측벽은 원형 플레이트 형상의 격벽(12)으로 형성된다. 상기 격벽(12)에는 그의 중심에서 소정 거리만큼 이격된 위치에 하나 이상의 파쇄물 통로(12a)가 형성되어 있다. 파쇄물 통로(12a)는 격벽(12)에 형성되어 파쇄 모듈(I)에서 분쇄된 고형물이 수분과 함께 고액 분리 모듈(II)로 이송되는 통로이다.
상기 투입구(110)는 본 발명의 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치(100), 구체적으로는 파쇄 모듈 하우징(10)에 처리 대상물을 투입하기 위한 통로로서, 파쇄 모듈 하우징(10)의 측면에 형성된 개구에 연결되는 통로이다. 투입구(110)의 입구에는 (도시되지 않은) 뚜껑이 구비되어 뚜껑이 개방된 상태에서는 장치(100), 적어도 파쇄 모듈(I)의 작동은 멈추도록 구성된다. 투입구(110)는 그 통로가 전체적으로 비스듬하도록 경사지게 형성되어 처리 대상물이 파쇄 모듈 하우징(10) 내로 순차적으로 유입될 수 있도록 한다. 투입구(110)의 바닥 경사면(112)에는 다수의 노즐(114)을 구비하여, 이를 통하여 물과 같은 액체를 분사함으로써, 처리 대상물의 파쇄 모듈 하우징(10) 내로의 유입을 용이하게 할 뿐만 아니라 잘게 파쇄된 처리 대상물이 수분과 함께 유동하여 고액 분리 모듈(II)로의 이동을 용이하게 할 수 있다.
상기 파쇄 회전축(10s)은 양 단부가 파쇄 모듈 하우징(10)의 양 측벽의 중심부에 관통 지지된 중공축의 형태이다. 파쇄 회전축(10s)의 일단부(도 1에서 좌측 단부)는 파쇄 모듈 하우징(10)의 외부로 연장되어 파쇄 회전축(10s)을 회전시키기 위한 구동부와 연결된다. 본 실시예에서, 구동부로는 파쇄 모듈(I)의 하부에 설치된 모터(M)를 포함한다. 본 실시예에서, 구동부인 모터(M)와 파쇄 회전축(10s)을 연결하기 위하여 풀리와 벨트를 사용한다. 예를 들어, 모터(M)의 구동축 및 파쇄 회전축(10s)의 일단부에 풀리(M1) 및 풀리(41)를 각각 장착하고, 이들 풀리(M1, 41)를 벨트(Blt)로 연결한다. 본 실시예에서는 풀리와 벨트를 사용하여 모터(M)와 파쇄 회전축(10s)을 연결하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 스프라켓 및 체인, 또는 기어열로 연결할 수 있음은 물론이다.
한편, 중공축인 파쇄 회전축(10s)의 중심에는 고액 분리 모듈(II)의 여과 통체(22) 및 스크레이퍼(24)를 각각 회전시키는 회전축들이 통과한다. 이들 구성은 고액 분리 모듈(II)에서 다시 설명될 것이다.
상기 회전 블레이드(11)는 복수개가 파쇄 회전축(10s)과 동일한 축방향으로 그에 회동 가능하게 설치될 수 있다. 도시된 예에서와 같이, 파쇄 회전축(10s) 상에는 그의 축 방향을 따라서 이격된 위치에 한 쌍의 블레이드 지지부(11a)가 파쇄 회전축(10s)으로부터 돌출하도록 설치되어 있다. 한 쌍의 블레이드 지지부(11a)에는 블레이드 축(11s)의 양 단부가 고정 설치되어 있고, 블레이드 축(11s)에는 다수의 회전 블레이드(11)가 소정 간격으로 서로 이격되어, 각각이 회전 가능하게 설치되어 있다. 이와 달리, 한 쌍의 블레이드 지지부(11a)에 블레이드 축(11s)의 양 단부 회전 가능하게 설치되고, 블레이드 축(11s)에 다수의 회전 블레이드(11)가 고정 설치될 수도 있다. 다른 예로서, 회전 블레이드(11)는 한 쌍의 블레이드 지지부(11a) 및 블레이드 축(11s) 없이 파쇄 회전축(10s)에 직접 회동 가능하게 설치될 수도 있다. 회전 블레이드(11)의 각각은 회전 방향을 향하는 에지 및 끝단 에지에 블레이드 날이 위치하도록 설치된다. 예를 들어, 도 2에서 파쇄 회전축(10s)이 반시계 방향으로 회전하는 경우, 우측 및 하측 에지에 블레이드 날이 위치하도록 설치된다. 전술된 실시예에서는, 회전 블레이드(11)가 파쇄 회전축(10s)에 직접 또는 간접적으로 회동 가능하게 설치되어 있으나, 이와 달리 회전 블레이드(11)는 고정 설치될 수도 있음은 물론이다.
또한, 파쇄 모듈 하우징(10)의 바닥에는 그의 축 방향으로 다수의 고정 블레이드(13)가 서로 이격되어 고정 설치된다. 특히, 이들 고정 블레이드(13)는 상호 이격된 다수의 회전 블레이드(11) 사이에 위치하도록 설치된다. 고정 블레이드(13)의 각각은 파쇄 모듈 하우징(10)의 바닥에 원주 방향을 따라서 길게 연장된 플레이트 형상으로, 상기 예와 같이 도 2에서 파쇄 회전축(10s)이 반시계 방향으로 회전하는 경우, 적어도 후방면(좌측면)에 블레이드 날이 위치하도록 고정 설치된다.
상기한 구성에 의하여, 파쇄 회전축(10s)의 회전에 의해 다수의 회전 블레이드(11)가 고정 블레이드(13) 사이를 지나가면서, 이들 블레이드가 상호 협동하여 처리 대상물을 파쇄한다. 회전 블레이드(11)는 파쇄 회전축(10s)에 직접 또는 간접적으로 회동 가능하게 설치되어 있지만, 파쇄 회전축(10s)이 회전하면 원심력에 의하여 도 2에서 실선으로 도시된 상태로 회전하면서 처리 대상물을 파쇄한다. 다만, 처리 대상물에 단단한 고형물이 포함되어 처리 대상물을 한 번에 파쇄 또는 절단하기 어려운 경우, 회전 블레이드(11)는 파쇄 회전축(10s)에 직접 또는 간접적으로 회동 가능하게 설치되어 있으므로, 도 2에서 점선으로 표시된 상태로 회전하면서 단단한 처리 대상물을 여러 차례 지나가면서 이를 파쇄 또는 절단하게 된다. 이를 통해, 처리 대상물이 뼈, 씨앗과 같은 이물질인 경우 해당 블레이드의 손상 뿐만 아니라 모터(M)에 과부하가 걸려 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 구성된 회전 블레이드(11)는 파쇄 회전축(10s)에 1개의 열로만 구성되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 복수 개의 열로 구성될 수 있다. 예를 들어, 블레이드 지지부(11a), 블레이드 축(11s) 및 회전 블레이드(11)로 이루어진 세트가 파쇄 회전축(10s)의 원주 방향을 따라서 일정 간격으로 복수 개가 (예를 들어 120도 간격으로 3개가) 설치될 수 있다. 이와 유사하게 고정 블레이드(13) 역시 파쇄 모듈 하우징(10)의 종방향으로 이격된 다수개가, 원주 방향으로 다수개 이격되어 형성될 수 있다.
이와 같이, 슬러지 형태로 잘게 분쇄된 고형물은 전술된 노즐(114)에서 분사된 물과 함께 유동하면서 파쇄 모듈 하우징(10)의 격벽(12)에 형성된 파쇄물 통로(12a)를 통해 고액 분리 모듈(II)로 이동한다. 파쇄 모듈(I) 및 고액 분리 모듈(II)은 전체적으로 하류측, 즉 고액 분리 모듈(II) 측이 다소 낮게 경사지도록 구성될 수 있다. 이러한 구성을 통해, 잘게 파쇄된 처리 대상물 및 물의 유동을 보다 원활하게 할 수 있다.
다음은 도 1, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 고액 분리 모듈(II)에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치의 고액 분리 모듈의 고형물 분리부의 사시도 및 분해 사시도이다. 도 5는 본 발명에 따른 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치의 고액 분리 모듈의 측면을 도시하는, 도 1의 선 B-B에 따른 단면도이고, 도 6은 고액 분리 모듈의 작동을 설명하는 단면도이다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 고액 분리 모듈(II)은 측면에서 보았을 때 원형을 이루는, 대체로 중공 원통형인 형상의 고액 분리 모듈 하우징(20)과, 상기 고액 분리 모듈 하우징(20) 내에 회전 가능하게 설치된 중공 원통형인 형상의 여과 통체(22)와, 여과 통체(22) 내에 회전 가능하게 설치된 고형물 분리부(26)를 포함한다.
상기 고액 분리 모듈 하우징(20)은 아래에서 상세히 설명되는 여과 통체(22)의 작동에 의해 그로부터 배출되는 탈수액이 비산되지 않도록 여과 통체(22)를 둘러싸는 중공 원통형 형상으로 형성되어 있다. 고액 분리 모듈 하우징(20)은 하단 중심부에 탈수액 배출구(120)가 연결되고, 하류 방향(도 1에서 우측) 하부에는 여과 통체(22)의 내벽면으로 제거되는 고형물인 탈수 슬러지를 배출시키는 탈수 슬러지 배출 개구(도시되지 않음)가 형성되어 있다. 이때, 고액 분리 모듈 하우징(20)의 하단부는 배출구(120)가 연결된 부분을 향하여 하향 경사지게 형성되어 있다. 이는 여과 통체(22)의 작동에 의해 그로부터 배출되는 탈수액이 고액 분리 모듈 하우징(20)의 하단부에 수집되어 배출구(120)로 용이하게 배출시키기 위함이다. 한편, 고액 분리 모듈 하우징(20)의 양 대향 측벽의 중심부에는 여과 통체(22)의 회전축과 스크레이퍼 회전축(24s)이 관통 설치되어 있다. 이때, 고액 분리 모듈 하우징(20)의 파쇄 모듈(I)과 인접한 측벽이 파쇄 모듈(I)의 격벽(12)이라는 것에 유의하여야 한다.
상기 여과 통체(22)는 고액 분리 모듈 하우징(20) 내에 설치된 중공 원통형인 형상으로서, 수분을 통과시키고 고형물은 걸러지도록 다수의 미세공이 형성된 필터 구조체이다. 상기 여과 통체(22)는 고액 분리 모듈 하우징(20)의 내부에 회전 가능하게 설치되어, 파쇄물 통로(12a)를 통하여 고액 분리 모듈 하우징(20)의 내부로 투입된 슬러지 중의 수분을 회전 시의 원심력에 의해 여과 통체(22) 외부로 분리시키는 기능을 한다.
여과 통체(22)의 회전축은 고액 분리 모듈 하우징(20)의 양 대향 측벽에 회전 가능하게 지지되고, 여과 통체(22)의 회전축의 상류측인 일단부(도 1에서 좌측 단부)는 고액 분리 모듈 하우징(20)을 지나 파쇄 모듈(I)의 외부까지 연장되어 이를 회전시키기 위한 구동부와 연결된다. 이때, 여과 통체(22)의 회전축의 일단부는 중공축인 파쇄 모듈(I)의 파쇄 회전축(10s)의 중공부를 관통하여 파쇄 모듈(I)의 외부까지 연장된다. 전술된 모터(M)와 여과 통체(22)의 회전축을 연결하기 위하여, 모터(M)의 구동축과 여과 통체(22)의 회전축의 일단부에 풀리(M2a) 및 풀리(42a)를 각각 장착하고, 이들 풀리(M2a, 42a)를 벨트(Blt)로 연결한다. 풀리와 벨트를 사용한 이러한 연결은 이에 한정되는 것은 아니고 스프라켓 및 체인, 또는 기어열로 연결할 수 있음은 물론이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 고형물 분리부(26)는 고액 분리 모듈 하우징(20) 및 여과 통체(22)의 중심부를 가로질러 구비된 스크레이퍼 회전축(24s)과, 스크레이퍼 회전축(24s)에 돌출 형성된 다수 쌍의 지지봉(24a)과, 각 쌍의 지지봉(24a)에 스프링(24b)을 매개로 탄성 지지되어 있는 스크레이퍼 고정 프레임(24c)과, 스크레이퍼 고정 프레임(24c)에 비스듬히 고정 설치된 다수의 스크레이퍼(24)를 포함한다.
상기 스크레이퍼 회전축(24s)은 여과 통체(22)의 회전축과 마찬가지로 고액 분리 모듈 하우징(20)의 양 대향 측벽에 회전 가능하게 지지되고, 양 단부는 고액 분리 모듈 하우징(20)을 지나 그 외부로 연장된다. 스크레이퍼 회전축(24s)의 상류측인 일단부(도 1에서 좌측 단부)는 고액 분리 모듈 하우징(20)을 지나 파쇄 모듈(I)의 외부까지 연장되어 이를 회전시키기 위한 구동부와 연결된다. 이때, 여과 통체(22)의 회전축의 상기 일단부도 중공축으로 형성되는 바, 스크레이퍼 회전축(24s)은 여과 통체(22)의 회전축의 중공부를 관통하여 파쇄 모듈(I)의 외부까지 연장된다. 전술된 모터(M)와 스크레이퍼 회전축(24s)을 연결하기 위하여, 모터(M)의 구동축 및 스크레이퍼 회전축(24s)의 일단부에 풀리(M2b) 및 풀리(42b)를 각각 장착하고, 이들 풀리(M2b, 42b)를 벨트(Blt)로 연결한다. 풀리와 벨트를 사용한 이러한 연결은 이에 한정되는 것은 아니고 스프라켓 및 체인, 또는 기어열로 연결할 수 있음은 물론이다.
한편, 스크레이퍼 회전축(24s) 또는 여과 통체(22)의 회전축의 하류측인 타단부는 고액 분리 모듈 하우징(20)을 관통하여 그 외부에서 풀리(43) 및 벨트(Blt)를 통하여 압축 탈수 모듈(III)에 동력을 전달한다. 이에 대해서는 아래에서 도 7을 참조하여 다시 설명하기로 한다. 전술된 바와 같이 파쇄 회전축(10s), 여과 통체(22)의 회전축 및 스크레이퍼 회전축(24s)은 각각의 일단부가 삽통식으로 구성되어 일측에서 하나의 모터(M)에 연결되어 있다. 이들에 각각 연결된 풀리들(M1, M2a, M2b, 41, 42a, 42b)의 크기를 조절함으로써 파쇄 회전축(10s), 여과 통체(22)의 회전축 및 스크레이퍼 회전축(24s)의 회전 속도를 다르게 설정할 수 있다. 예를 들어, 파쇄 회전축(10s), 스크레이퍼 회전축(24s), 그리고 여과 통체(22)의 회전축이 이러한 순서로 빠르게 회전하도록 풀리들(M1, M2a, M2b, 41, 42a, 42b)의 크기를 설정한다. 풀리 및 벨트 이외의 다른 동력 전달 장치의 경우도 유사한 방식으로 파쇄 회전축(10s), 스크레이퍼 회전축(24s) 및 여과 통체(22)의 회전축의 속도를 각기 다르게 설정할 수 있다.
스크레이퍼 회전축(24s)에 돌출 형성된 각 쌍의 지지봉(24a)은 축방향으로 서로 이격되어 있고, 이러한 쌍의 지지봉(24a)이 스크레이퍼 회전축(24s)의 원주 방향으로 다수 개의 쌍, 예를 들어 본 실시예에서는 3쌍이 등간격으로 이격 형성되어 있다. 이들 각 쌍의 지지봉(24a)에는 스프링(24b)을 매개로 하여 스크레이퍼 고정 프레임(24c)이 스크레이퍼 회전축(24s)의 반경 방향으로 탄성 이동 가능하게 설치된다. 스크레이퍼 고정 프레임(24c)은 스크레이퍼 회전축(24s)의 종방향으로 연장된 막대 형상으로 그 위에 다수의 스크레이퍼(24)가 고정되어 있다. 스크레이퍼(24)는 여과 통체(22)의 내벽면에 부착되는 탈수 슬러지를 긁어내기 위한 블레이드 형상으로 고정 프레임(24c)에 경사지게 고정되어, 스크레이퍼 회전축(24s)에 설치된 스크레이퍼(24) 모두는 전체적으로 나선형을 이룬다. 스크레이퍼(24)는 우레탄, PE, 일반고무, 테프론, PVC, FRP 및 합성고무로 이루어진 군으로부터 선택된 재료로 형성될 수 있다.
다음은 이와 같이 구성된 고형물 분리부(26)의 작동을 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하고자 한다. 도 5 및 도 6의 실선으로 도시된 바와 같이, 스크레이퍼 회전축(24s)이 일정 속도 이하로 회전할 때, 스크레이퍼 회전축(24s)의 반경 방향으로 탄성 이동 가능하게 설치된 스크레이퍼(24)는 스프링(24b)에 의해 수축된 상태에 있게 된다. 이후, 스크레이퍼 회전축(24s)이 일정 속도 이상으로 회전하게 되면, 원심력에 의해 스크레이퍼(24)는 도 6의 이점 쇄선으로 도시된 바와 같이 스프링(24b)의 탄성력을 넘어서 스크레이퍼(24)의 상부 에지가 여과 통체(22)의 내벽면에 밀착되면서 여과 통체(22)와 상대 회전 운동을 하게 된다. 이러한 상대 회전 운동에 의해 여과 통체(22)의 내벽면에 부착된 탈수 슬러지를 긁어내게 된다. 더욱이, 스크레이퍼(24)는 전체적으로 스크레이퍼 회전축(24s)에 나선형으로 설치되어 긁어내어 제거된 탈수 슬러지를 하류 방향으로, 즉 압축 탈수 모듈(III)을 향하여 이송시킨다. 스크레이퍼(24)에 의해 이송된 탈수 슬러지는 고액 분리 모듈 하우징(20)의 하류 방향 하부에 형성된 탈수 슬러지 배출 개구를 통하여 배출된다. 배출된 탈수 슬러지는 아래에서 설명될 탈수 슬러지 통로(31)를 통하여 낙하하여 압축 탈수 모듈(III)로 전달된다.
다음은 도 1 및 도 7을 참조하여, 압축 탈수 모듈(III)에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 7은 본 발명에 따른 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치의 압축 탈수 모듈의 측면을 도시하는, 도 1의 선 C-C에 따른 단면도이다.
상기 압축 탈수 모듈(III)은 고액 분리 모듈(II)의 하류측 아래에 설치된 중공 원통형의 배럴(30)과, 배럴(30) 내부에 배치되고 스크류 날개(32)가 외주면에 형성되어 있는 스크류 축(30s)과, 스크류 축(30s)을 회전시키기 위한 기어 박스(GB)를 포함한다.
상기 배럴(30)은 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이 파쇄 모듈 하우징(10) 및 고액 분리 모듈 하우징(20)에 수평으로 직각을 이루도록 설치된다. 배럴(30)의 상류측 (도 7에서 우측) 상부는 개방되어 탈수 슬러지 통로(31)에 의해 고액 분리 모듈 하우징(20)의 하류 방향 하부에 형성된 (도시되지 않은) 탈수 슬러지 배출 개구와 연결된다. 배럴(30)의 상류 측인 일단부에는 스크류 축(30s)을 회전시키기 위한 기어 박스(GB)가 설치되고, 배럴(30)의 하류 측인 타단부에는 슬러지 케이크 배출구(130)가 형성되는데, 슬러지 케이크 배출구(130) 근처에는 내경이 서서히 감소하는 슬러지 압착부(36)가 형성된다.
배럴(30) 내에 설치된 스크류 축(30s)은 양단이 배럴(30)의 양단에 회전 가능하게 지지되고, 상류 측인 일단부가 기어 박스(GB)에 연결된다. 기어 박스(GB)는 일측에 풀리(G3)가 구비되어, 전술된 스크레이퍼 회전축(24s) 또는 여과 통체(22)의 회전축의 하류측인 타단부에 설치된 풀리(43)와 벨트(Blt)를 통하여 연결된다. 기어 박스(GB) 내에는 다수의 기어열이 구비되어 스크레이퍼 회전축(24s)으로부터 전달받은 회전력의 방향을 90도 회전시켜 스크류 축(30s)을 회전시킨다. 기어 박스(GB)의 이러한 구성은 공지된 사항으로 구체적인 설명은 생략한다.
이와 같이 구성된 압축 탈수 모듈(III)은 고액 분리 모듈(II)에서 스크레이퍼(24)에 의해 이송된 탈수 슬러지를 탈수 슬러지 통로(31)를 통하여 배럴(30)의 상류측인 일단부에서 수용하게 된다. 구체적으로 탈수 슬러지는 배럴(30)의 상류측인 일단부의 배럴(30)과 스크류 축(30s) 사이의 공간(34) 내에 수용되고, 이렇게 수용된 탈수 슬러지는 스크류 축(30s)이 기어 박스(GB)로부터 동력을 전달받아 회전함으로써 그에 형성된 스크류 날개(32)에 의해 하류측으로 이동하게 된다. 배럴(30)의 하류측인 타단부에 형성된 슬러지 압착부(36)는 내경이 서서히 감소되는 형태로, 압착부(36)의 벽면을 여과 통체(22)의 벽면과 유사하게 수분은 통과시키고 고형물은 걸러지도록 다수의 미세공이 형성된 필터 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의해 상기와 같이 이송되는 탈수 슬러지는 슬러지 압착부(36)에서 압축되면서 슬러지 중에 남아 있는 수분이 슬러지 압착부(36)의 벽면을 통하여 2차로 한 번 더 분리된다. 따라서, 슬러지는 압축되면서 수분이 한 번 더 제거되어 그 부피가 감소된 채로 슬러지 케이크 배출구(130)를 통하여 배출된다. 슬러지 케이크 배출구(130)를 통해서 배출된 고형물, 즉 슬러지 케이크는 그 아래에 별도로 설치된 수거 장치에 의해 수거될 수 있다.
이 경우, 슬러지 압착부(36) 아래에는 슬러지 압착부(36)의 벽면을 통하여 2차로 분리되는 수분을 수집하기 위한 구성이 필요하며, 이는 고액 분리 모듈(II)의 탈수액 배출구(120)와 연결되어 고액 분리 모듈(II)에서 분리된 수분과 함께 배출될 수 있다.
한편, 내경이 서서히 감소하는 형상의 상기 슬러지 압착부(36)를 대신하여, 내경이 일정한 배럴(30) 내에 상류측인 일단부에서 하류측인 타단부로 갈수록 외경이 서서히 증가하는 스크류 축(30s)을 설치하거나, 또는 상류측인 일단부에서 하류측인 타단부로 갈수록 내경이 서서히 감소하는 배럴(30) 내에 외경이 일정한 스크류 축(30s)을 설치하여, 배럴(30)과 스크류 축(30s) 사이의 공간(34)의 용적이 점차로 감소하도록 형성할 수도 있다. 이는 배럴(30) 자체가 슬러지 압착부(36)의 기능을 하게 된다. 따라서, 이러한 경우에, 베럴(30)은 전술된 형태의 필터 구조로 구성될 수 있고, 배럴(30) 아래에는 배럴(30)의 벽면을 통하여 2차로 분리되는 수분을 수집하기 위한 구성이 필요하다. 수분 수집 구성은 고액 분리 모듈(II)의 탈수액 배출구(120)와 연결되어 고액 분리 모듈(II)에서 분리된 수분과 함께 배출될 수 있다.
전술된 실시예에서, 인접하는 파쇄 모듈(I)과 고액 분리 모듈(II)의 경계를 이루는 격벽(12)에 형성된 개구인 파쇄물 통로(12a)를 통하여, 파쇄 모듈(I)에서 분쇄된 고형물이 수분과 함께 고액 분리 모듈(II)로 이동한다. 이 경우, 파쇄물 통로(12a)는 그 크기가 너무 작으면 분쇄된 고형물과 수분이 고액 분리 모듈(II)로 이동하기 곤란하고 그 크기가 너무 크면 적절히 분쇄되지 않은 고형물이 고액 분리 모듈(II)로 이동하게 된다. 따라서, 파쇄물 통로(12a)는 고액 분리 모듈(II)에서 처리될 수 있는 고형물의 크기에 대응하는 크기로 형성되면서, 다수개가 형성되는 것이 바람직하다. 다만, 파쇄물 통로(12a)가 고형물에 의해 막히는 것을 방지하기 위하여, 파쇄 모듈과 고액 분리 모듈 사이의 경계부에 고형물 제거 유닛을 설치할 수 있다.
도 8을 참조하면, 파쇄 회전축(10s)에는 격벽(12)에 인접한 위치에 브러시 부재(11b)가 고정 설치되어 파쇄 회전축(10s)과 함께 회전하도록 구성될 수 있다. 브러시 부재(11b)의 격벽(12)을 향하는 면에는 브러시가 형성되어 브러시 부재(11b)가 회전함에 따라 격벽(12)에 형성된 파쇄물 통로(12a)에 고형물이 막혀 있는 경우 이를 제거할 수 있다.
이러한 브러시 부재(11b)는 고액 분리 모듈(II)에 추가로 설치될 수도 있다. 즉, 격벽(12)을 향하는 면에는 브러시가 형성된 브러시 부재를 여과 통체(22)의 회전축 또는 스크레이퍼 회전축(24s)에 고정 설치하여, 파쇄물 통로(12a)에 고형물이 막혀 있는 것을 제거할 수 있다.
이상에서 설명된 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치(100)의 전체적인 작동을 정리하면 다음과 같다.
파쇄 모듈(I)의 후방 상부에 형성된 투입구(110)에 음식물 쓰레기와 같은 처리 대상물을 투입하고 뚜껑을 닫으면 모터(M)가 회전하면서 본 장치(100)가 작동을 개시한다. 투입구(110)를 통하여 파쇄 모듈 하우징(10) 내에 투입된 처리 대상물은 파쇄 회전축(10s)에 장착되어 회전하는 회전 블레이드(11)와 파쇄 모듈 하우징(10)의 바닥에 고정 설치된 고정 블레이드(13)에 의해 파쇄된다. 이때, 회전 블레이드(11)는 파쇄 회전축(10s)에 회동 가능하게 설치되어 있으므로, 처리 대상물에 단단한 고형물이 포함되는 경우, 도 2에서 점선으로 표시된 상태로 회전하면서 단단한 처리 대상물을 여러 차례 지나감으로써 이를 파쇄 또는 절단하게 된다. 파쇄 모듈(I) 내에 구비된 노즐(114)로부터 파쇄 모듈 하우징(10) 내에 물을 공급함으로써 처리 대상물의 파쇄 및 파쇄 후 고액 분리 모듈(II)로의 이동을 용이하게 할 수 있다. 투입된 처리 대상물의 일부가 파쇄되어 그에 포함된 수분 및 별도로 공급된 수분과 함께 파쇄 모듈 하우징(10)의 격벽(12)에 형성된 파쇄물 통로(12a)를 통하여 고액 분리 모듈(II)로 이동하게 되면, 투입구(110)의 경사면에 놓인 처리 대상물이 파쇄 모듈 하우징(10) 내로 순차적으로 유입되어 상기 파쇄 공정이 연속으로 진행된다. 이때, 투입구(110)의 경사면(112)에 형성된 다수의 노즐(114)에서 물을 분사함으로써, 처리 대상물의 파쇄 모듈 하우징(10) 내로의 순차적 유입을 용이하게 할 수 있다.
파쇄된 처리 대상물과 수분이 파쇄물 통로(12a)를 통하여 고액 분리 모듈(II) 내로 유입되면 여과 통체(22)의 회전에 의한 원심력에 의해 고형물은 여과 통체(22)의 내벽면으로 부착되고 수분은 여과 통체(22)를 통과하여 그 외부로 유출된다. 유출된 수분은 고액 분리 모듈 하우징(20)의 내벽면에 부딪혀 하방으로 집수되어 탈수액 배출구(120)를 통해 배출된다. 여과 통체(22) 내벽면에 부착되는 고형물, 즉 탈수 슬러지는 여과 통체(22)의 내벽면에 밀착되는 스크레이퍼(24)가 여과 통체(22)와의 상대 회전 운동에 의해 긁어냄으로써 제거된다. 제거된 탈수 슬러지는 나선형으로 배열된 스크레이퍼(24)에 의해 압축 탈수 모듈(III)로 이송된다.
고액 분리 모듈(II)에서 분리된 탈수 슬러지는 탈수 슬러지 통로(31)를 통하여 압축 탈수 모듈(III)의 배럴(30)과 스크류 축(30s) 사이의 공간(34) 내로 유입된다. 배럴(30)과 스크류 축(30s) 사이의 공간(34) 내에서 탈수 슬러지는 스크류 축(30s)의 회전으로 인해 그에 형성된 스크류 날개(32)에 의해 하류측으로 이동하게 된다. 탈수 슬러지는 배럴(30)의 하류측에 형성된 슬러지 압착부(36)를 지나면서 압착되어 수분이 한 번 더 제거되어 슬러지 케이크 배출구(130)를 통하여 배출된다.
한편, 음식물 쓰레기의 수분을 대부분 제거하고, 그 내부의 공극을 최소로 줄여 압축된 상태로 슬러지 케이크 배출구(130)로부터 배출된 탈수 슬러지는, 슬러지 케이크 배출구와 연결된 도시되지 않은 반송 모듈(Ⅳ)을 통하여 음식물 처리함(미도시)으로 이송된다. 이와 같은 반송 모듈은 이송 스크류 장치 또는 밸트 컨베이어 등으로 구성될 수 있다.
본 발명의 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치(100)에서는 파쇄 모듈(I)의 파쇄 회전축(10s)과 고액 분리 모듈(II)의 여과 통체(22)의 회전축 및 스크레이퍼 회전축(24s)이 전술된 바와 같이 풀리 및 벨트를 통하여 하나의 모터(M)에 연결됨으로써 구동되고, 압축 탈수 모듈(III)의 스크류 축(30s)은 스크레이퍼 회전축(24s) 또는 여과 통체(22)의 회전축과 풀리, 벨트, 및 기어 박스를 통하여 연결됨으로써 구동된다. 즉, 본 발명의 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치(100)는 구동원으로서 하나의 모터(M)에 의해 파쇄 모듈(I), 고액 분리 모듈(II), 압축 탈수 모듈(III) 및 반송 모듈(Ⅳ)이 구동되어, 본 발명에 따른 장치의 크기가 컴팩트하게 구성될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예들에 대해 예시적으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 앞서 설명된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 더 잘 이해할 수 있도록 설명하기 위한 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 권리 범위는 이러한 실시예들에 의해 한정되지 않으며, 아래 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 파쇄 모듈 하우징 10s: 파쇄 회전축
11: 회전 블레이드 12: 측벽
12a: 파쇄물 통로 13: 고정 블레이드
20: 고액 분리 모듈 하우징 22: 여과 통체
24: 스크레이퍼 24s: 스크레이퍼 회전축
30: 배럴 30s: 스크류 축
31: 탈수 슬러지 통로 32: 스크류 날개
36: 슬러지 압착부 100: 일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치
110: 투입구 114: 노즐
120: 탈수액 배출구 130: 슬러지 케이크 배출구
I: 파쇄 모듈 II: 고액 분리 모듈
III: 압축 탈수 모듈 M: 모터

Claims (12)

  1. 처리 대상물을 분쇄하는 파쇄 모듈;
    상기 파쇄 모듈로부터 분쇄된 처리 대상물을 원심력을 이용하여 수분과 고형물을 분리하는 고액 분리 모듈; 및
    상기 고액 분리 모듈에서 분리된 고형물을 압축시킴으로써 상기 분리된 고형물의 공극을 줄이고 수분를 제거하는 압축 탈수 모듈을 포함하고,
    상기 파쇄 모듈과 고액 분리 모듈은 격벽을 사이에 두고 배치되고, 상기 격벽에 형성된 복수 개의 파쇄물 통로를 통하여 직접 연결되고, 상기 파쇄 모듈에 의해 잘게 분쇄된 처리대상물이 물의 유동와 함께 상기 통로를 통하여 상기 고액 분리 모듈로 이송되는
    일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파쇄 모듈은,
    중공 원통형의 파쇄 모듈 하우징;
    상기 파쇄 모듈 하우징의 상부에 위치된 투입구;
    상기 파쇄 모듈 하우징의 중심부를 가로질러 설치된 파쇄 회전축;
    상기 파쇄 회전축에 장착된 하나 이상의 회전 블레이드; 및
    상기 파쇄 모듈 하우징의 바닥에 고정된 하나 이상의 고정 블레이드를 포함하고,
    상기 회전 블레이드는 일정 간격으로 이격된 상태로 상기 고정 블레이드를 지나가면서 처리 대상물을 파쇄하는
    일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고액 분리 모듈은,
    중공 원통형인 고액 분리 모듈 하우징;
    상기 고액 분리 모듈 하우징 내에 회전 가능하게 설치되고 수분은 통과시키고 고형물은 걸러지도록 하는 중공 원통형 필터 구조체인 여과 통체; 및
    상기 여과 통체 내에 설치된 고형물 분리부를 포함하고,
    상기 고형물 분리부는 상기 여과 통체 내에 회전 가능하게 설치된 스크레이퍼 회전축과, 상기 스크레이퍼 회전축에 반경 방향으로 이동 가능하게 탄성 지지된 다수의 스크레이퍼를 포함하고,
    상기 다수의 스크레이퍼는 나선형 형상으로 형성되는
    일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축 탈수 모듈은,
    중공 원통형 배럴; 및
    상기 배럴 내부에 회전 가능하게 설치되고 스크류 날개가 외주면에 형성되어 있는 스크류 축을 포함하고,
    상기 배럴과 스크류 축 사이의 공간은 하류로 갈수록 서서히 감소하고, 상기 배럴의 적어도 하류측 부분은 수분은 통과시키고 고형물은 걸러지도록 하는 필터 구조체로 구성되는
    일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 고액 분리 모듈은 그 하류 방향 하부에 형성된 개구를 통하여 상기 압축 탈수 모듈과 직접 연결되어 상기 고액 분리 모듈에서 수분이 제거된 고형물이 상기 고액 분리 모듈 내에 설치된 스크레이퍼에 의해 상기 압축 탈수 모듈로 이송되는
    일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파쇄 모듈과 고액 분리 모듈 중 적어도 일측에는, 격벽에 형성된 파쇄물 통로를 향하는 일 면에 브러시가 형성된 브러시 부재가 상기 격벽에 인접한 위치에 설치되어, 상기 브러시 부재는 상기 격벽에 대해 이동함으로써 파쇄물 통로에 막고 있는 고형물을 제거하는
    일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 투입구는 경사진 통로 형상으로 바닥 경사면에는 액체를 공급하기 위한 적어도 하나의 노즐을 포함하는
    일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 파쇄 회전축 상의 이격된 위치에 돌출 형성된 한 쌍의 블레이드 지지부에 양 단부가 고정된 블레이드 축을 포함하고, 상기 블레이드 축에 다수의 회전 블레이드가 각각 회전 가능하게 설치되는
    일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 파쇄 회전축에는 다수개의 회전 블레이드가 일정 간격으로 서로 이격되어 장착되고, 상기 회전 블레이드는 파쇄 회전축과 동일한 축방향으로 그에 회동 가능하게 설치되는
    일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축 탈수 모듈의 배출구 측에 연결되고, 상기 배출구를 통하여 배출된 슬러지를 음식물 쓰레기 수거함으로 이송하는 반송 모듈을 더 포함하고, 상기 반송 모듈은 이송 스크류 장치 및 밸트 컨베이어 중 어느 하나로 구성되는
    일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파쇄 모듈은 중공 원통형의 파쇄 모듈 하우징, 상기 파쇄 모듈 하우징의 중심부를 가로질러 설치된 파쇄 회전축, 및 상기 파쇄 회전축에 장착된 하나 이상의 회전 블레이드를 포함하고,
    상기 고액 분리 모듈은 중공 원통형인 고액 분리 모듈 하우징, 상기 고액 분리 모듈 하우징 내에 회전 가능하게 설치되고 수분은 통과시키고 고형물은 걸러지도록 하는 중공 원통형 필터 구조체인 여과 통체, 및 상기 여과 통체 내에 설치되고 상기 여과 통체 내에 회전 가능하게 설치된 스크레이퍼 회전축과 상기 스크레이퍼 회전축에 설치된 다수의 스크레이퍼를 갖는 고형물 분리부를 포함하고,
    상기 압축 탈수 모듈은 중공 원통형 배럴, 및 상기 배럴 내부에 회전 가능하게 설치되고 스크류 날개가 외주면에 형성되어 있는 스크류 축을 포함하고,
    상기 파쇄 모듈의 파쇄 회전축와 상기 고액 분리 모듈의 여과 통체의 회전축 및 스크레이퍼 회전축은 각각의 일단부가 삽통식으로 구성되어 일측에서 하나의 모터에 연결되고, 상기 고액 분리 모듈의 여과 통체의 회전축 또는 스크레이퍼 회전축의 타단부는 상기 압축 탈수 모듈의 스크류 축의 일단부와 연결되는,
    일체형 파쇄, 고액 분리 및 압축 탈수 장치.
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