KR101538990B1 - 음식물 쓰레기 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기가 분해되는 과정에서 발생하는 고온다습한 유해 가스를 수중에서 응축시키면서 처리하게 되는 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것이다. 본 발명은, 혼합조의 외부에 루프형으로 형성되어 혼합조 안으로 공급될 외기를 도입하는 외기 도입 관로와, 이 외기 도입 관로를 통해 도입된 외기를 가열하여 혼합조 안으로 공급하도록 히팅 코일이 권취되어 있는 외기 공급관과, 혼합조에서 발생하는 고온다습한 가스가 유입되어 응축되는 응축수가 저류되어 있는 저수조와, 혼합조로부터 저수조로 고온다습한 가스가 유입되도록 하는 가스 도출관과, 가스 도출관의 말단에 연결되어 혼합조의 고온다습한 가스가 저수조의 응축수 중으로 기포를 형성하면서 분출되도록 하는 다공성의 가스 분출 부재와, 외기 도입 관로로 외기를 도입하여 외기 공급관을 통해 혼합조로 압송함과 아울러 혼합조 내의 고온다습한 가스가 가스 분출 부재 쪽으로 압송되도록 하는 블로어와, 가스 분출 부재를 통해 저수조로 분출되어 응축된 후에 잔류하는 가스를 외부로 배출하는 배기관로를 포함하여 이루어진다.

Description

음식물 쓰레기 처리장치{Food waste disposal unit}
본 발명은 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것으로서, 특히 음식물 쓰레기가 분해되는 과정에서 발생하는 고온다습한 유해 가스를 수중에서 응축시키면서 처리하게 되는 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것이다.
가정이나 대중 식당 등에서 발생하는 각종 음식물 쓰레기는 그대로 배출되는 경우 환경오염의 문제를 일으킬 수 있기 때문에 적절하게 처리되어야 하며, 이를 위한 다양한 형태의 음식물 쓰레기 처리장치가 개발되어 있다.
대표적인 음식물 쓰레기 처리장치로는 건조식, 파쇄식, 원심분리식, 농축식 등의 방식을 포함하는 기계적 처리장치를 들 수 있는데, 이것은 음식물 쓰레기를 케이크 형태로 압축시켜 배출하게 됨에 따라 이러한 케이크 형태의 배출물을 또다시 처리해야 하는 문제를 안고 있다.
이러한 문제를 개선하기 위한 음식물 쓰레기 처리장치로서, 최근에는 미생물에 의해 음식물 쓰레기를 발효시켜 퇴비화하는 미생물 처리방식 또는 바이오 방식의 장치가 개발되어 있다.
한편, 본 발명의 발명자가 개발한 음식물 쓰레기 처리장치를 2012년 1월 19일자로 특허등록을 받았는데(하기 특허문헌 1), 이것은 음식물 쓰레기를 건조하는 과정에서 발생하는 고온다습한 가스를 냉각하면서 응축된 물을 액체비료로 이용할 수 있도록 한 것이다. 즉, 이 음식물 쓰레기 처리장치는, 음식물 쓰레기를 혼합조 내에서 밴드히터로 가열하면서 교반기에 의해 혼합하고, 이때 음식물 쓰레기로부터 발생하는 더운 가스를 냄새제거통의 증발기로 냉각시키면서 액체비료로 생성하게 된다.
또한, 본 발명의 발명자는 특허문헌 2의 음식물 쓰레기 처리장치를 출원한바 있는데, 이 음식물 쓰레기 처리장치는 음식물 쓰레기가 분해되는 과정에서 발생하는 고온다습한 유해 가스를 처리장치에 구비된 다수의 저수조에서 수차례에 걸쳐 응축함으로써, 음식물 쓰레기를 신속하게 건조 처리하게 된다.
[특허문헌 1] 대한민국 등록특허 제10-1110143호(명칭 : 음식물 쓰레기 처리장치, 특허권자 : 영진환경산업(주)) [특허문헌 2] 대한민국 특허출원 제10-2011-0127406호(명칭 : 음식물 쓰레기 처리장치, 출원인 : 구성현)
전술한 특허문헌 1의 음식물 쓰레기 처리장치는, 혼합조로부터 발생하는 고온다습한 가스를 냄새제거통의 증발기에서 냉각시키면서 액체비료를 생성할 때, 증발기로 공급되는 냉매의 열교환을 위하여 압축기, 응축기, 모세관 등의 열교환 시스템이 필요하기 때문에, 장치의 제작 비용과 가격이 크게 상승하는 문제가 있다.
또, 특허문헌 2의 경우는 음식물 쓰레기가 투입 및 혼합되는 혼합조 내에 외기를 공급할 때 온도가 낮은 상태의 외기가 그대로 공급됨으로 인해, 혼합조에 투입된 음식물 쓰레기가 미생물 발효 및 교반되면서 탈수 케이스화하는 과정에서 발생하는 열기를 냉각시키게 되어 음식물 쓰레기의 처리 효율이 저하되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은, 장치의 제작 비용과 가격 및 음식물 쓰레기의 처리 비용을 저감함과 아울러, 음식물 쓰레기의 처리 과정에서 발생하는 고온다습한 가스를 효율적으로 응축시키면서 혼합조 내의 음식물 쓰레기의 건조 속도를 향상시키되, 혼합조에 투입된 음식물 쓰레기가 미생물 발효 및 교반되면서 탈수 케이스화하는 과정에서 발생하는 열기를 보존하여 음식물 쓰레기의 처리 효율을 더욱 향상시키게 되는 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하는 데에 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 혼합조에 투입된 음식물 쓰레기를 가열 및 교반하면서 탈수 케이크화 처리하는 음식물 쓰레기 처리장치에 있어서, 상기 혼합조의 외부에 루프형으로 형성되어 혼합조 안으로 공급될 외기를 도입하는 외기 도입 관로와, 이 외기 도입 관로를 통해 도입된 외기를 가열하여 혼합조 안으로 공급하도록 히팅 코일이 권취되어 있는 외기 공급관과, 상기 혼합조에서 발생하는 고온다습한 가스가 유입되어 응축되는 응축수가 저류되어 있는 저수조와, 상기 혼합조로부터 상기 저수조로 고온다습한 가스가 유입되도록 하는 가스 도출관과, 이 가스 도출관의 말단에 연결되어 혼합조의 고온다습한 가스가 저수조의 응축수 중으로 기포를 형성하면서 분출되도록 하는 다공성의 가스 분출 부재와, 상기 외기 도입 관로로 외기를 도입하여 외기 공급관을 통해 혼합조로 압송함과 아울러 혼합조 내의 고온다습한 가스가 저수조 쪽으로 압송되도록 하는 블로어와, 상기 가스 분출 부재를 통해 저수조로 분출되어 응축된 후에 잔류하는 가스를 외부로 배출하는 배기관로를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 있어서, 상기 저수조는 서로 격리된 제1 저수조와 제2 저수조 및 제3 저수조로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 가스 분출 부재는, 가스 도출관의 말단으로부터 제1 저수조 측으로 연장되어 혼합조의 고온다습한 가스가 제1 저수조의 응축수 중으로 기포를 형성하면서 분출되도록 하는 제1 가스 분출 부재와, 제1 저수조로부터 제2 저수조로 연통되는 제1 이송관의 말단에 설치되어 제1 저수조에서의 응축 후 잔류하는 가스가 제2 저수조의 응축수 중으로 기포를 형성하면서 분출되도록 하는 제2 가스 분출 부재와, 제2 저수조로부터 제3 저수조로 연통되는 제2 이송관의 말단에 설치되어 제2 저수조에서의 응축 후 잔류하는 가스가 제3 저수조의 응축수 중으로 기포를 형성하면서 분출되도록 하는 제3 가스 분출 부재를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 음식물 쓰레기 처리장치는, 음식물 쓰레기의 처리 과정에서 발생하는 고온다습한 가스를 효율적으로 응축시키면서 혼합조 내의 음식물 쓰레기의 건조 속도를 향상시키되, 루프형의 외기 도입 관로를 통해 외기를 도입하여 히팅 코일에 의해 가열된 상태로 혼합조 안으로 공급하게 됨에 따라, 혼합조에 투입된 음식물 쓰레기가 미생물 발효 및 교반되면서 탈수 케이스화하는 과정에서 발생하는 열기를 상승 및 보존하여 음식물 쓰레기의 처리 효율을 더욱 향상시키게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 음식물 쓰레기 처리장치는, 기존의 음식물 쓰레기 처리장치에 비해 장치의 제작 비용과 가격 및 음식물 쓰레기의 처리 비용을 저감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기존의 음식물 쓰레기 처리장치에서는 블로어가 혼합조 내의 고온다습한 가스를 압송함으로 인해 블로어의 수명에 악영향이 초래되는 데에 비해, 본 발명의 음식물 쓰레기 처리장치에서는 블로어가 신선한 외기만을 흡입하면서 외기 공급관의 히팅 코일이 외기를 가열하여 혼합조 측으로 이송하게 되므로 블로어의 수명이 연장되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치의 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 음식물 쓰레기 처리장치에 대한 정면부 단면도이다.
도 3은 도 1의 음식물 쓰레기 처리장치에 대한 상면부 단면도이다.
도 4는 도 1의 음식물 쓰레기 처리장치에 대한 좌측면부 단면도이다.
도 5는 도 1의 음식물 쓰레기 처리장치에 대한 우측면부 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
첨부도면 도 1∼도 5는 각각 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치의 실시예를 나타낸 사시도, 정면부 단면도, 상면부 단면도, 좌측면부 단면도 및 우측면도 단면도이다.
상기 도면에 보인 바와 같이, 본 발명의 음식물 쓰레기 처리장치는, 음식물 쓰레기를 미생물 발효제 및 촉매제 등과 균일하게 혼합하는 작업이 이루어지는 혼합조(10)와, 이 혼합조(10)로부터 발생하는 고온다습한 가스를 처리하기 위한 저수조(20)로 크게 구분이 되며, 혼합조(10)의 바로 옆에 저수조(20)가 배치되어 있다.
상기 혼합조(10)의 내부에는 다수의 교반 날개가 구비된 한 쌍의 교반기(30)가 설치되어 있고, 이 교반기(30)는 동력전달부(41)를 통해 모터(40)와 연결되어 회전 구동이 이루어짐으로써 혼합조(10) 내에 투입된 음식물 쓰레기를 미생물 발효제 및 촉매제 등과 함께 교반하여 균일하게 혼합하게 된다.
또, 혼합조(10)의 하부에는 혼합조(10) 내부를 가열하는 히터(50)가 설치되어 있는데, 혼합조(10) 내에 투입된 음식물 쓰레기가 미생물 발효제 및 촉매제와 함께 교반기(30)에 의해 교반될 때 히터(50)에 의해 가열이 됨으로써 탈수 케이크화 처리가 이루어지게 된다.
이처럼 탈수 케이크화 처리에 따라 혼합조(10)의 내부에는 고온다습한 가스가 발생하게 되는데, 이 고온다습한 가스를 상기 저수조(20)에서 처리하게 된다. 즉, 저수조(20)의 내부에는 응축수가 저류되어 있어서, 혼합조(10)로부터 저수조(20)로 유입된 고온다습한 가스가 저수조(20)의 응축수로 분출되어 응축이 이루어지게 된다.
본 발명에서는 혼합조(10)의 외부(예를 들면, 혼합조의 외부 상측)에 외기 도입 관로(60)가 구비되어 있어서 혼합조(10) 안으로 외기를 공급할 수 있게 된다. 특히, 이 외기 도입 관로(60)는 루프(loop)형으로 형성됨으로써, 외부의 찬 공기가 갑자기 혼합조(10) 안으로 유입됨으로 인해 혼합조(10)의 내부를 급격하게 냉각시키는 것과 이에 따른 혼합조(10)에서의 미생물 발효에 악영향을 미치는 것을 방지하게 된다.
더욱이, 외기 도입 관로(60)는 혼합조(10)의 내부로 이어지는 외기 공급관(70) 측으로 연결되는데, 이 외기 공급관(70)에는 히팅 코일(71)이 내부에 권취되어 있어서, 외기 도입 관로(60)를 거쳐 외기 공급관(70)으로 유입된 외기를 가열하여 혼합조(10)의 내부로 보낼 수 있게 된다. 따라서, 혼합조(10) 내로 유입되는 외기의 온도가 상승하여 혼합조(10)에서의 미생물 발효가 촉진되는 효과를 기대할 수가 있다.
또, 외기 도입 관로(60)와 외기 공급관(70)의 사이에는 외기 도입 관로(60)로 외기가 유입되어 외기 공급관(70)을 통해 혼합조(10) 안으로 공급되도록 흡입력 및 압송력을 제공하는 블로어(80)가 설치되어 있다. 그리고, 외기 도입 관로(60)는 혼합조(10)의 상판 부위에 일체로 용접되는 철물로 제작이 되므로, 이 외기 도입 관로(60)와 블로어(80)는 플랙시블한 소재의 연결 튜브(61)를 통해 연결이 된다.
상기 블로어(80)는 외기 도입 관로(60)로 외기를 도입하여 외기 공급관(70)을 통해 혼합조(10)로 압송할 뿐만 아니라, 혼합조(10) 내의 고온다습한 가스가 저수조(20) 쪽으로 압송되도록 하는 송풍력을 제공한다. 이에 따라, 기존의 음식물 쓰레기 처리장치에서는 블로어가 혼합조 내의 고온다습한 가스를 압송함으로 인해 블로어의 수명에 악영향이 초래되는 데에 비해, 본 발명의 음식물 쓰레기 처리장치에서는 블로어(80)가 신선한 외기만을 흡입하면서 외기 공급관(70)의 히팅 코일(71)이 외기를 가열하여 혼합조(10) 측으로 이송하게 되므로 블로어(80)의 수명이 연장되는 효과가 있다.
혼합조(10)로부터 저수조(20)로 고온다습한 가스가 유입되도록 하기 위한 가스 도출관(90)이 혼합조(10)로부터 저수조(20) 측으로 연결되어 있으며, 가스 도출관(90)의 말단부에는 혼합조(10)의 고온다습한 가스가 저수조(20)의 응축수 중으로 기포를 형성하면서 분출되도록 하는 다공성의 가스 분출 부재(100)가 연결되어 있다. 또, 가스 분출 부재(100)를 통해 저수조(20)로 분출되어 응축된 후에 잔류하는 가스를 외부로 배출하는 배기관로(110)가 저수조(20)의 상부 일측에 설치되어 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서 상기 저수조(20)는 3개의 저수조, 즉 제1 저수조(21), 제2 저수조(22), 제3 저수조(23)로 구성될 수 있는데, 이는 효과적인 응축을 위한 하나의 예시일 뿐, 필요에 따라 한 개∼두 개의 저수조로 구성되거나 3개를 초과하여 구성될 수도 있다.
상기 각각의 저수조(21,22,23)에는 모두 일정 수위만큼 응축수가 저류되어 있으며, 제1 저수조(21)는 가스 도출관(90)에 의해 혼합조(10)와 연통된다. 특히, 가스 도출관(90)의 말단은 제1 저수조(21)의 응축수 중에 침지되는 상태로 연장이 된다.
그리고, 앞에서 언급한 바와 같이 가스 도출관(90)의 말단에는 다공성의 가스 분출 부재(100)가 연결되는데, 제1 저수조(21)에 마련되는 가스 분출 부재를 제1 가스 분출 부재(101)라 하고, 제2 저수조(22)에 마련되는 가스 분출 부재를 제2 가스 분출 부재(102)라 하며, 제3 저수조(23)에 마련되는 가스 분출 부재를 제3 가스 분출 부재(103)라 하기로 한다.
제1 가스 분출 부재(101)는 혼합조(10)로부터 가스 도출관(90)을 통해 제1 저수조(21) 측으로 유입된 고온다습한 가스가 제1 저수조(21)의 응축수 중으로 빠져나올 때 기포(bubble)를 형성하면서 분출되도록 한다. 이렇게 다공성의 제1 가스 분출 부재(101)에 의해 응축수 중으로 분출되는 고온다습한 가스가 기포를 형성하게 되면, 가스와 응축수의 열교환 표면적이 증대되기 때문에 신속하게 응축이 이루어지게 된다. 따라서, 응축 효율의 향상은 물론 응축수의 소요량도 저감할 수 있게 된다.
다음으로, 상기 제1 저수조(21)의 옆에 응축수가 저류된 제2 저수조(22)가 배치되어 있는데, 이 제2 저수조(22)와 접하는 제1 저수조(21)의 측벽 상부로부터 제2 저수조(22)의 내부로 제1 이송관(121)이 연결되어 있으며, 이 제1 이송관(121)의 말단에 다공성의 제2 가스 분출 부재(102)가 설치되어 있다. 따라서, 제1 저수조(21)에서의 응축 후 잔류하는 가스가 제1 이송관(121)을 통해 제2 가스 분출 부재(102)로부터 제2 저수조(22)의 응축수 중으로 기포를 형성하면서 분출됨으로써, 재차 응축이 이루어지게 된다.
또, 제2 저수조(22)의 옆에는 제3 저수조(23)가 배치되어 있는데, 이 제3 저수조(23)에도 응축수가 저류되어 있다. 그리고, 제2 저수조(22)의 상부로부터 제3 저수조(23)의 내부 응축수 중으로 제2 이송관(122)이 연결되어 있으며, 제2 이송관(122)의 말단에는 제2 저수조(22)에서의 응축 후 잔류하는 가스가 제3 저수조(23)의 응축수 중으로 기포를 형성하면서 분출되도록 하는 다공성의 제3 가스 분출 부재(103)가 설치되어 있다. 따라서, 제2 저수조(22)에서의 응축 후 잔류하는 가스가 제2 이송관(122)을 통해 제3 가스 분출 부재(103)로부터 제3 저수조(23)의 응축수 중으로 기포를 형성하면서 분출됨으로써, 3차로 응축이 이루어지게 된다.
이와 같이, 혼합조(10)에서의 음식물 쓰레기의 탈수 케이크화 과정에서 발생하는 고온다습한 가스가 제1 저수조(21), 제2 저수조(22), 제3 저수조(23)를 차례로 경유하면서 각 저수조의 응축수 중에 침지되어 있는 제1 가스 분출 부재(101), 제2 가스 분출 부재(102), 제3 가스 분출 부재(103)로부터 응축수 중으로 기포를 형성하면서 분출됨에 따라 충분한 응축이 이루어지게 된다. 그리고, 최종적으로 처리된 가스는 청정한 에어(air)의 상태로 배기관로(110)를 통하여 외부로 배출이 된다.
한편, 다공성인 제1 가스 분출부재(101)의 기공은 기포의 크기에 따른 열교환 표면적을 고려할 때 60∼100메시(mesh)의 크기로 이루어지는 것이 적당하며, 나머지 제2 가스 분출 부재(102)와 제3 가스 분출 부재(103)의 기공은 제1 저수조(21)에서의 응축 후 잔류 가스량을 고려하여 이보다 작은 120∼500메시의 크기로 형성하는 것이 바람직하다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10 : 혼합조 20 : 저수조
21 : 제1 저수조 22 : 제2 저수조
23 : 제3 저수조 30 : 교반기
40 : 모터 41 : 동력전달부
50 : 히터 60 : 외기 도입 관로
61 : 연결 튜브 70 : 외기 공급관
71 : 히팅 코일 80 : 블로어
90 : 가스 도출관 100 : 가스 분출 분재
101 : 제1 가스 분출 부재 102 : 제2 가스 분출 부재
103 : 제3 가스 분출 부재 110 : 배기관로
121 : 제1 이송관 122 : 제2 이송관

Claims (2)

  1. 혼합조에 투입된 음식물 쓰레기를 가열 및 교반하면서 탈수 케이크화 처리하는 음식물 쓰레기 처리장치에 있어서,
    상기 혼합조의 외부에 루프형으로 형성되어 상기 혼합조 안으로 공급될 외기를 도입하는 외기 도입 관로;
    상기 외기 도입 관로를 통해 도입된 외기를 가열하여 상기 혼합조 안으로 공급하도록 히팅 코일이 권취되어 있는 외기 공급관;
    상기 혼합조에서 발생하는 고온다습한 가스가 유입되어 응축되는 응축수가 저류되어 있는 저수조;
    상기 혼합조로부터 상기 저수조로 상기 고온다습한 가스가 유입되도록 하는 가스 도출관;
    상기 가스 도출관의 말단에 연결되어 상기 혼합조의 고온다습한 가스가 상기 저수조의 응축수 중으로 기포를 형성하면서 분출되도록 하는 다공성의 가스 분출 부재;
    상기 외기 도입 관로로 외기를 도입하여 상기 외기 공급관을 통해 상기 혼합조로 압송함과 아울러 상기 혼합조 내의 고온다습한 가스가 상기 저수조 쪽으로 압송되도록 하는 블로어;
    상기 가스 분출 부재를 통해 상기 저수조로 분출되어 응축된 후에 잔류하는 가스를 외부로 배출하는 배기관로를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 저수조는 서로 격리된 제1 저수조와 제2 저수조 및 제3 저수조로 구성되고,
    상기 가스 분출 부재는 상기 가스 도출관의 말단으로부터 상기 제1 저수조 측으로 연장되어 상기 혼합조의 고온다습한 가스가 상기 제1 저수조의 응축수 중으로 기포를 형성하면서 분출되도록 하는 제1 가스 분출 부재와, 상기 제1 저수조로부터 상기 제2 저수조로 연통되는 제1 이송관의 말단에 설치되어 상기 제1 저수조에서의 응축 후 잔류하는 가스가 상기 제2 저수조의 응축수 중으로 기포를 형성하면서 분출되도록 하는 제2 가스 분출 부재와, 상기 제2 저수조로부터 상기 제3 저수조로 연통되는 제2 이송관의 말단에 설치되어 상기 제2 저수조에서의 응축 후 잔류하는 가스가 상기 제3 저수조의 응축수 중으로 기포를 형성하면서 분출되도록 하는 제3 가스 분출 부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19990009028A (ko) * 1997-07-07 1999-02-05 주영길 음식물 쓰레기 처리를 위한 장치 및 그 시스템
KR20090120340A (ko) * 2008-05-19 2009-11-24 주식회사 에이엠오 하이브리드형 악취 제거장치 및 이를 이용한 포터블 음식물처리장치와 그의 제어방법

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