KR101618096B1 - 오물 처리 장치 및 오물 처리 차량 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물쓰레기나 대소변 등과 같이 물기가 함유된 오물을 냄새 발생 없이 최소한의 비용으로 소각하여 간단하게 처리할 수 있는 오물 처리장치에 관한 것이다.
본 발명의 오물처리장치는, 연소챔버(10); 상기 연소챔버(10) 하단에 설치되어, 연소챔버 내에 투입된 오물을 분쇄하고 교반하는 블레이드(12); 상기 연소챔버(10) 내부로 고압의 열풍을 공급하여, 연소챔버 내에 고온 건조한 공기의 유동을 발생시키는 블로워(42); 및 상기 연소챔버(10) 상부에 설치되며, 연소챔버 내에서 블레이드(12)에 의해 분쇄되고 열풍에 의해 건조되어 연소챔버(10) 내에서 상부로 비산하는 오물 가루를 향해 연료를 분사함으로써 오물 가루가 연소되도록 하는 인젝터(52);를 포함하고, 필요에 따라 상기 연소챔버(10)의 상단에 형성된 투입구(18); 상기 투입구(18)와 결합하는 배출구(28)를 구비하며, 연소챔버(10) 상단에 설치되는 탈수챔버(20); 및 상기 투입구(18) 또는 배출구(28) 부근에 설치되어 탈수챔버(20) 내에서 소정의 처리가 이루어진 오물을 연소챔버(10)로 투입하는 투입밸브(29);를 더 포함하며, 필요에 따라 차량에 적재된 채로 운용될 수 있다.

Description

오물 처리 장치 및 오물 처리 차량{Garbage Incinerating Apparatus and Garbage Incinerating Vehicle}

본 발명은 오물 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음식물쓰레기나 대소변 등과 같이 물기가 함유된 오물을 냄새 발생 없이 최소한의 비용으로 소각하여 간단하게 처리할 수 있는 오물 처리장치에 관한 것이다.

음식물쓰레기와 같이 수분이 함유된 오물은 소각이 쉽지 않다. 게다가 음식물쓰레기는 염분을 함유하고 있어 비료로도 사용이 어려운 실정이다.

이에 현재에는 음식물쓰레기를 별도로 분리 배출하고 있으며 일부 지역에서는 이러한 음식물쓰레기를 수거하여 이를 동물용 사료와 일부 섞어 가축 등의 동물에게 먹이기도 한다.

하지만 음식물쓰레기에 들어 있는 내용물 중에는 동물이 섭취하기에 부적절한 내용물(뼈, 이쑤시개 등)이 들어가 있는 경우가 많아, 이를 골라내는 작업에 많은 인건비가 소요되어 비경제적이며, 세정수가 다량 필요하여 다른 공해문제가 발생함은 물론, 이를 골라내지 않고 동물에게 먹이면 질병에 걸리거나 죽는 등 그 처리가 여간 까다로운 것이 아니다.

게다가 음식물쓰레기는 이미 가정에서 보관하면서 부패가 진행되어 골목마다 있는 음식물쓰레기통에 배출되었을 때 상당한 악취를 풍기게 된다.

이러한 음식물쓰레기를 처리하는 방안에 대해서 많은 고안이 있었다.

먼저 음식물쓰레기를 발효하여 자연 분해시키는 방법도 고려되었으나 이는 시간이 오래 걸려 넒은 장소를 필요로 하고, 발효와 자연 분해 시 발생하는 악취를 처리하는 것이 매우 까다로울 수밖에 없다.

이에 현재는 음식물쓰레기를 건조시키는 방법이 많이 사용되고 있으나, 음식물쓰레기를 건조하더라도 수분은 어느 정도 남아 있어 여전히 악취가 나는 문제가 있었고, 이러한 악취를 방지하기 위해 음식물쓰레기를 완벽하게 건조하고자 한다면 너무 많은 에너지를 사용하게 되어 바람직하지 않다.

등록특허공보 제219821호 공개특허공보 제2012-60257호 공개특허공보 제2013-29313호

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 음식물쓰레기와 같은 오물을 즉시 건조시키고 분말 상태에서 완전 연소시켜 오물에서 발생하는 악취를 원천적으로 차단하고 오물의 부피를 획기적으로 줄일 수 있는 오물 처리장치를 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 오물을 빠른 시간 내에 건조시키고 소각이 잘 이루어질 수 있도록 하는 오물 처리장치를 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 오물의 건조와 연소 과정이 가장 빠르고 효율적으로 이루어질 수 있도록 그 처리과정을 적절히 분리한 오물 처리장치를 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 오물을 건조하기 전 오물에 함유된 수분을 최대한 제거하여 건조 작업이 빠르게 이루어질 수 있도록 한 오물 처리장치를 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 오물을 건조하고 소각하기 전 오물을 예비적으로 커팅하여 건조와 소각 작업이 용이하게 이루어지도록 한 오물 처리장치를 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 오물에 함유된 수분을 제거하면서 동시에 오물을 예비적으로, 그리고 효율적으로 커팅할 수 있는 오물 처리장치를 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 오물에 함유된 수분의 제거를 촉진함은 물론, 수분 제거 후 수분 제거 장치를 청결히 할 수 있는 오물 처리장치를 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 오물에 함유된 수분을 빠르게 제거하고 오물에 함유된 수분에 의해 악취가 발생하는 것을 방지할 수 있는 오물 처리장치를 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 오물을 수거함과 동시에 오물을 처리할 수 있도록 하는 장치를 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 오물을 수거하면서 즉시 처리하기 편리하도록 하는 장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 연소챔버(10); 상기 연소챔버(10) 하단에 설치되어, 연소챔버 내에 투입된 오물을 분쇄하고 교반하는 블레이드(12); 상기 연소챔버(10) 내부로 고압의 열풍을 공급하여, 연소챔버 내에 고온 건조한 공기의 유동을 발생시키는 블로워(42); 및 상기 연소챔버(10) 상부에 설치되며, 연소챔버 내에서 블레이드(12)에 의해 분쇄되고 열풍에 의해 건조되어 연소챔버(10) 내에서 상부로 비산하는 오물 가루를 향해 연료를 분사함으로써 오물 가루가 연소되도록 하는 인젝터(52);를 포함하는 오물 처리장치를 제공한다.

여기서 상기 연소챔버(10)의 측벽에는 열선(16)이 내장된다.

또한 본 발명은 이에 더하여, 상기 연소챔버(10)의 상단에 형성된 투입구(18); 상기 투입구(18)와 결합하는 배출구(28)를 구비하며, 연소챔버(10) 상단에 설치되는 탈수챔버(20); 및 상기 투입구(18) 또는 배출구(28) 부근에 설치되어 탈수챔버(20) 내에서 소정의 처리가 이루어진 오물을 연소챔버(10)로 투입하는 투입밸브(29);를 더 포함하는 오물 처리장치를 제공한다.

여기서 상기 탈수챔버(20) 내부에는 깔대기 형상의 시브(22)가 설치되고, 상기 시브(22)는 탈수챔버(20)의 바닥에 회전 가능하게 고정되고, 구동수단(24)에 의해 회전하며, 상기 시브(22)의 하단은 배출구(28)와 연통한다.

여기서 상기 탈수챔버(20) 내부에는 탈수챔버 내로 투입된 오물을 커팅하는 커터가 구비된다.

여기서 상기 커터는 시브(22) 내측에 설치되며 시브의 회전에 대해 상대적으로 다른 회전속도를 가지도록 회전한다.

여기서 상기 시브(22)의 외측에는 상기 시브(22) 내측을 향해 토출구가 배치되도록 노즐(48)이 설치되고, 상기 노즐을 통해 블로워(42)로부터 공급된 고압의 열풍이 시브 내측을 향해 분사된다.

여기서 상기 탈수챔버(20)에는 진공펌프(32)가 연결된다.

또한 본 발명은 상기 오물 처리장치를 적재한 차량을 제공한다.

상기 차량에는 소정 위치로부터 오물 처리장치의 오물 투입구까지 연장된 컨베이어 밸트(60)가 설치될 수 있다.

본 발명에 의하면, 오물을 즉시 건조시키고 분말 상태에서 비산된 오물을 연료 분사로 완전 연소시켜 오물에서 발생하는 악취를 원천적으로 차단하고 오물의 부피를 획기적으로 줄일 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 오물을 고온에서 빠른 시간 내에 건조시키고 오물을 더욱 고온의 분말 상태로 할 수 있어 완전 연소와 소각이 잘 이루어질 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 오물의 건조와 연소 과정 전에 적절히 오물을 처리하는 과정을 거쳐 오물의 건조와 연소 과정이 가장 빠르고 효율적으로 이루어질 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 오물을 건조하기 전 시브에 오물을 넣고 원심 탈수시켜 오물에 함유된 수분을 효율적으로 최대한 제거함으로써 이어지는 건조 작업이 빠르게 이루어지도록 할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 오물을 건조하고 소각하기 전 커터에 의해 오물을 예비적으로 분쇄하여 건조와 소각 작업이 간단하고 용이하게 이루어질 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 시브와 커터가 함께 작동하고 서로 반대방향으로 작동함으로써 오물에 함유된 수분을 제거하면서 동시에 오물을 예비적으로, 그리고 효율적으로 분쇄할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 블로워의 뜨거운 고압의 공기에 의해 오물에 함유된 수분의 제거를 촉진함은 물론, 오물의 분쇄가 더욱 잘 이루어지도록 할 수 있고, 수분 제거 후 시브를 청결히 유지할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 진공펌프로 탈수챔버 내의 분위기를 진공으로 만들 수 있어 오물에 함유된 수분을 더욱 빠르게 제거하고 오물에 함유된 수분에 의해 악취가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 발명은 오물 처리장치를 오물 수거 차량에 적재함으로써 오물을 수거함과 동시에 오물을 처리할 수 있다.

또한 본 발명은 오물 수거 차량 밖에서 오물을 즉시 오물 처리 장치로 이송할 수 있어 오물을 수거하면서 즉시 처리하기 편리하다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 오물 처리장치의 정면도,
도 2는 본 발명의 오물 처리장치의 챔버부 하단의 정면도,
도 3은 본 발명의 오물 처리장치의 챔버부 및 관련 구성의 평면도, 그리고
도 4는 본 발명의 오물 처리장치가 차량에 탑재된 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 오물 처리장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 오물 처리장치의 정면도, 도 2는 본 발명의 오물 처리장치의 챔버부 하단의 정면도, 도 3은 본 발명의 오물 처리장치의 챔버부 및 관련 구성의 평면도, 그리고 도 4는 본 발명의 오물 처리장치가 차량에 탑재된 상태를 나타낸 도면이다.

[전체적인 구조]

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 오물 처리 장치는 크게 건조연소부(1), 전처리부(2), 진공압형성부(3), 블로잉부(4), 및 연료분사부(5)로 이루어져 있다.

건조연소부(1)는 음식물쓰레기를 잘게 분쇄하며 건조시키고, 분쇄되고 건조되어 챔버 내에서 바람에 의해 비산하는 음식물을 연소시키는 구성이다. 본 발명에서는 음식물쓰레기를 단순히 건조함에 그치지 않고 이를 완전히 연소시켜 수분을 제거함으로써 음식물쓰레기의 부피를 획기적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 악취의 원인인 수분을 제거하여 악취의 발생을 원천적으로 차단할 수 있다.

전처리부(2)는 건조연소부(1)에 음식물쓰레기를 투입하기 전, 음식물쓰레기에 잔류하는 수분을 최대한 제거하는 탈수 과정을 통해 건조연소부(1)에서 수분을 증발시키는데 들어가는 시간과 비용을 최소화하고, 또한 탈수 과정 전에, 혹은 탈수 과정과 함께 음식물쓰레기를 소정 크기 이하로 커팅하여 탈수 과정에서 탈수가 더 확실히 되도록 하고, 아울러 음식물쓰레기의 크기를 줄여 건조연소부(1)에서 음식물쓰레기를 건조하고 커팅하는 시간을 줄이기 위한 구성이다.

진공압형성부(3)는 전처리부(2)의 내부 분위기를 진공으로 만들어서 탈수 과정을 더욱 빠르게 진행되도록 하는 구성이다.

블로잉부(4)는 건조연소부(1)에 고온 고압의 공기를 불어넣어 음식물쓰레기를 더욱 신속하게 건조시키며, 더불어 고압의 공기에 의해 건조연소부 내부에 스월(swirl)이나 터뷸런스(turbulence)를 발생시켜, 분쇄 및 건조되어 분말화(粉末化)된 음식물쓰레기를 건조연소부에서 비산시키는 기능을 한다. 또한 블로잉부(4)는 전처리부(2)에도 고온 고압의 공기를 공급하여 탈수 과정과 커팅 과정이 원활이 이루어지도록 하고, 원심 탈수부에 음식물쓰레기의 잔류물이 부착되어 남지 않도록 세척해주는 기능을 한다.

그리고 연료분사부(5)는 건조연소부에서 비산하는 건조된 음식물쓰레기 분말에 연료를 분사하여 자연발화 또는 강제점화에 의해 비산한 음식물쓰레기 분말을 완전 연소시킴으로써 악취를 원천적으로 제거하고 음식물쓰레기의 부피를 비약적으로 줄일 수 있는 기능을 한다.

[건조연소부]

건조연소부(1)는 앞서 설명한 바와 같이 음식물쓰레기를 잘게 분쇄하며 건조시키고, 분쇄되고 건조되어 챔버 내에서 바람에 의해 비산하는 음식물을 연소시키는 구성이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 건조연소부(1)는 바닥이 평평한 원통형 단지 형태의 연소챔버(10)를 포함한다. 연소챔버(10)의 측벽에는 열선(16)이 내장되어 있어 연소챔버 내의 온도를 높여준다. 물론 열 효율을 위해 연소챔버의 외측에는 단열재가 피복되는 것이 좋다.

연소챔버(10)의 바닥에는 도 2에 도시된 바와 같이 블레이드(12)가 설치되는데, 이는 연소챔버(10)의 바닥에서 회전축을 중심으로 회전하여 연소챔버(10) 내부로 투입된 음식물쓰레기를 분쇄하는 기능을 한다. 블레이드(12)의 회전축은 연소챔버(10)의 바닥면에 대해 수직을 이루며 연소챔버(10)를 관통하여 연소챔버(10)의 저면으로 노출되고, 그 단부에는 베벨기어(131)가 형성되어 있다.

또한 연소챔버(10)의 저면에는 브라켓을 통해 모터(14)가 설치되어 있다. 모터의 회전축은 또 다른 베벨기어(132)와 직결되며, 이들 베벨기어(131,132)가 서로 직각으로 물려 모터의 회전력을 블레이드(12)에 전달한다. 모터에 대비한 블레이드의 회전속도는 베벨기어(131,132)의 기어비를 통해 조절할 수 있다.

블레이드(12)는 연소챔버(10)의 바닥면에 인접하여 배치되므로 연소챔버(10)의 바닥면에 음식물쓰레기가 달라붙는 현상을 방지하면서 연소챔버(10) 바닥에 있는 음식물쓰레기를 지속적으로 분쇄하고 교반할 수 있다. 이러한 블레이드(12)의 형상은 주로 분쇄될 음식물쓰레기의 성질에 따라 적절히 선택 가능하다.

또한, 연소챔버(10)의 측벽에는 도 1에 도시된 바와 같이 열선(16)이 내장되는데, 열선에 의해 뜨거워진 연소챔버(10)의 측벽 내벽에 블레이드(12)에 의해 분쇄된 음식물쓰레기 분말이 달라붙을 염려가 있으므로(특히 블레이드의 회전에 의해 발생하는 원심력이 분쇄된 음식물쓰레기를 연소챔버의 측벽으로 밀어내는 영향이 있을 수 있음), 연소챔버의 측벽 내벽이 엠보싱 처리되도록 할 수 있다. 한편, 후술하겠지만 본 발명에서는 건조된 음식물쓰레기 분말이 비산하였을 때 이를 연료와 함께 완전히 연소시켜버리기 때문에 연소챔버의 측벽에 음식물쓰레기 분말이 부착될 가능성은 거의 없다. 왜냐하면 음식물쓰레기의 부착력은 건조된 음식물쓰레기에 그래도 여전히 남아있는 수분에 의해 발생하는 것이므로, 단순히 건조하는 것을 넘어서 이를 완전히 연소시켜 버리면 수분이 남지 않은 재가 되어 부착력이 사라지기 때문이다.

연소챔버(10)에는 2개의 연통구(11)가 측면에 형성되고, 이를 통해 후술할 블로잉부(4)로부터 고온 고압의 공기가 공급된다. 따라서 이렇게 극히 건조한 공기의 유동 및 열선에 의한 고온의 분위기에 의해 블레이드(12)에 의해 교반되며 분쇄되는 음식물쓰레기는 급속히 건조될 수 있다.

연통구(11)를 통해 들어온 고온 고압의 공기는 원통형의 연소챔버(10) 내에서 강한 와류를 일으켜 분쇄된 음식물쓰레기가 신속히 건조되도록 해주고, 아울러 분쇄와 건조가 일정 수준 이상 진행된 음식물쓰레기를 비산시켜준다. 강한 와류에 의해 음식물쓰레기가 비산한다는 것은, 다른 측면에서 말하자면, 이렇게 비산이 될 정도로 건조와 분말화가 진행된 음식물쓰레기는 연소될 준비가 되어 있다는 것이다.

연소챔버(10)의 상부에는 인젝터(52)가 설치되어 있는데, 이를 통해서 고압의 연료가 연소챔버(10) 내부의 상부 공간으로 분사된다. 연소챔버 내부는 이미 고온의 분위기가 형성되어 있고, 건조된 분말의 음식물쓰레기가 비산되고 있는 상태이기 때문에 자연발화를 유도하기에 충분하다. 따라서 자연발화가 잘 이루어지는 연료를 극소량만 연소챔버(10) 내로 분사하여 발화의 시점만 제공하면 비산중인 음식물쓰레기 분말 자체가 연료가 되어 함께 연소하게 된다. 연소챔버에는 온도조건, 내부 건조분말 비산 밀도와 같은 자연발화 조건을 감지할 수 있는 온도 센서 등을 부착하여 소정의 조건이 갖추어졌을 때에만 간헐적으로 연료가 분사되도록 제어한다. 한편, 발화 조건을 반드시 자연발화 방식으로만 한정할 필요는 없고, 필요에 따라 점화플러그와 같이 불꽃을 일으키는 강제점화 구성을 부가하는 것도 가능하다.

이렇게 연소가 이루어진 음식물쓰레기는 이후 통상적인 배출과정을 통해 연소챔버(10)에서 배출시킬 수 있으며, 그 구체적인 배출 방식이나 구성에 대한 설명은 생략한다.

[전처리부]

전처리부(2)는 건조연소부(1)에 음식물쓰레기를 투입하기 전에, 건조연소부에서 가장 효율적으로 분쇄와 건조가 이루어질 수 있을 정도까지 음식물쓰레기를 전처리하는 구성이다. 건조연소부(1)에 너무 물기가 많은 음식물쓰레기가 투입되거나 너무 부피가 큰 음식물쓰레기가 투입되면, 건조연소부의 분쇄방법과 건조방법에 의해 분쇄와 건조를 행하는데 너무 많은 시간이나 비용이 소요되어 버리게 되는바, 이러한 현상은 바람직하지 않다. 따라서 건조연소부(1)에서 가장 효율적으로 분쇄와 건조가 이루어질 수 있을 정도까지는 음식물쓰레기를 전처리하는 것이 시간, 비용적 효율성 측면에서 유리하다.

이러한 정도까지 음식물쓰레기를 전처리하기 위해, 전처리부(2)에서는 음식물쓰레기를 소정 크기 이하로 커팅하면서 원심탈수를 한다. 이를 위해 전처리부는 먼저 탈수를 실시하기 위한 공간으로서 탈수챔버(20)를 구비한다. 탈수챔버(20)는 하부에 배출구(28)가 형성되고, 이는 연소챔버(10)의 상부에 형성된 투입구(18)와 결합한다. 도 1에 도시된 바와 같이 배출구(28)와 투입구(18)는 원형 단면의 파이프 형상이며 그 단부의 플랜지를 서로 맞대어 결합하는 방식으로 연소챔버(10) 상부에 탈수챔버(20)를 설치할 수 있다.

탈수챔버(20)와 연소챔버(10)가 연결되는 부위에는 탈수챔버에서 전처리가 된 음식물쓰레기를 연소챔버(10)로 투입하는 통로를 개폐하기 위한 투입밸브(29)가 형성되어 있다. 따라서 아직 탈수챔버(20) 내에서 전처리가 이루어지기 전이라면 투입밸브(29)는 닫혀 있어 음식물쓰레기가 탈수챔버 내에 머무르게 하고, 전처리가 완료되면 투입밸브(29)를 열어 음식물쓰레기를 탈수챔버로부터 연소챔버로 투입할 수 있게 된다.

탈수챔버(20)에는 체의 기능을 하는 구성으로서, 깔대기 형상의 시브(22)가 설치된다. 이러한 시브(22)는 바닥은 뚫려 있고, 측면은 상광하협의 깔대기 형상의 체로 이루어져 있다. 시브는 탈수챔버(20)의 바닥에 회전 가능하게 설치되고, 그 뚫려 있는 부분이 탈수챔버(20)의 배출구(28)와 연통하게 된다.

시브(22)는 탈수챔버(20) 내에서 고속으로 회전 가능하다. 이를 위해 도 1에 도시된 바와 같이 시브(22)의 중앙 상부에는 회전축이 설치되고, 회전축은 탈수챔버(20)의 상단 커버를 관통하여 외부로 노출되며, 이렇게 노출된 회전축의 단부에서 베벨기어를 통해 구동수단인 모터(24)에 연결된다. 모터(24)에 대비한 시브(22)의 회전속도는, 앞서 설명한 건조연소부(1)의 모터(14)와 블레이드(12) 관계와 마찬가지로, 베벨기어의 기어비를 통해 조절할 수 있다.

탈수챔버(20)의 상단커버에는 투입구(26)가 형성되어 있다. 따라서 투입구를 통해 음식물쓰레기가 투입되면, 투입된 음식물 쓰레기는 시브(22) 내부에 수용되고, 이 상태에서 시브(22)를 회전시키면 음식물쓰레기가 원심 탈수되면서 수분이 시브(22)를 통해 바깥으로 빠져나가게 된다. 이렇게 빠져나간 수분은 탈수챔버(20) 바닥의 드레인밸브(미도시)를 통해 외부로 빼낼 수 있다.

드레인밸브를 통해 빼낸 수처리장치에 투입하여 탈취와 정화 과정을 거친다. 수처리장치는 분해조, 정화조, 침전조, 탈취-멸균소독-탈색조의 순으로 구성하거나, 침전조, 여과조, 모세 필터조의 순으로 구성하여 오수를 처리할 수 있다. 사정이나 환경에 따라서는 드레인밸브를 통해 빼낸 물을 저장탱크에 보관하고, 추후 수처리할 수 있다.

한편 탈수챔버(20)에는 시브(22)와 함께, 또는 시브(22) 대신 커터(미도시)가 설치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 시브(22)와 함께 커터가 설치되는 사항에 대해 설명할 것이지만, 본 발명이 반드시 시브(22)와 커터가 함께 설치되는 사항에 한정되지 않음은 자명하다.

커터는 시브(22)의 중앙에 상하로 연장 형성된 회전축에 동축(同軸)으로 함께 설치될 수 있다. 이렇게 동축으로 커터를 설치하면 커터는 시브 내측에 위치할 것이다.

커터는, 시브(22)의 회전구동과 별도로 구동되도록 하거나, 시브(22)의 회전구동과 같이 구동되지만 회전방향은 같고 회전속도에 차이가 있도록 구성하거나, 시브(22)의 회전구동과 같이 구동되지만 시브(22)와 회전방향이 반대로 되도록 구성할 수도 있다. 즉 커터는 시브의 회전속도에 대해 상대적인 회전속도를 가지도록 회전할 수 있도록 구성한다.

시브의 회전구동과 별도로 구동되도록 하는 것은 커터를 구동하기 위한 모터를 별도로 설치하고 그 구동계통 역시 별도로 설치하는 것에 의해 구현될 수 있다. 또한 동축에서 동일 구동원에 대해 회전방향이나 회전속도에 차이를 두는 것 역시 통상적인 동축 반전 구조로 구현 가능하다.

어떠한 경우든 시브(22)와 커터(미도시)를 함께 설치하는 경우, 이들을 회전시키면 시브(22) 내에 있는 음식물쓰레기는 원심 탈수가 이루어지면서 동시에 커터에 의해 잘게 부수어질 수 있다.

이 때, 시브(22)와 커터에 의한 탈수와 분쇄 효율을 높이기 위해 블로워(42)의 고압의 바람이 사용될 수 있다. 즉 도 1에 도시된 바와 같이 블로워(42)는 제2배관(46)을 통해 탈수챔버(20) 내에 고압의 바람을 공급하는데, 이러한 바람이 노즐(48)을 통해 시브(22)의 외측에서 시브 내측으로 고압으로 불어져 들어간다. 노즐(48)은 시브(22)의 외면에 마주하며 상하방향으로 형성되어 있기 때문에, 노즐을 통해 바람이 나오면 시브의 하단부터 상단까지 일직선상에서 시브 외측으로부터 시브 내측으로 바람이 불어 들어가게 된다. 따라서 시브(22)가 회전하면서 노즐을 통해 바람이 나오면, 시브(22) 측면의 모든 면적이 시브 외측에서 내측으로 불어들어가는 바람을 맞게 된다.

그러므로 탈수 중 노즐을 통해 시브로 바람이 불어들어가면 원심력에 의해 시브 측면 내벽에 부착되려던 음식물쓰레기가 다시 시브의 중심으로 불어들어가게 되고, 불어들어가는 음식물쓰레기는 다시 커터에 의해 분쇄되며 시브의 원심력에 의해 시브 측면 내벽에 부착되려는 이동을 반복하게 된다. 따라서 이러한 구성에 의하면 음식물쓰레기의 커팅과 탈수가 신속하고 원활하게 이루어지게 된다.

한편 탈수챔버(20)에는 진공압형성부(3)가 작용하여 내부 분위기를 진공이 되도록 유도한다. 내부의 압력이 낮아지면 수분의 증발이 더욱 빨라지므로 이러한 구성 역시 음식물쓰레기의 탈수 효과를 높일 수 있다.

커팅과 탈수가 일정 수준 이상 이루어지면 투입밸브(29)가 열려, 전처리가 완료된 음식물쓰레기를 건조연소부(1)로 투입할 수 있다.

이렇게 음식물쓰레기를 배출한 후에도 탈수챔버 내에서 시브(22)를 지속적으로 회전시키면서 노즐(48)을 통해 바람을 분사할 수 있다. 이러한 동작은 시브(22) 내측면에 부착될 수 있는 음식물쓰레기를 완전히 제거하는 세척의 기능을 수행하는 것이다.

[진공압형성부]

진공압형성부(3)는 전처리부(2)의 내부를 진공으로 유지시켜주는 기능을 한다.

이는 진공펌프(32)와 탈수챔버(20)를 배관(34)으로 연결함으로써 구현할 수 있다. 진공펌프는 수봉식 펌프로 구성할 수 있고, 그 용량은 탈수하고자 하는 음식물쓰레기의 양에 따라 적절히 결정할 수 있다.

배관(34)의 중간에는 밸브(36)가 형성되어 있어서, 진공펌프에 의해 조성될 진공의 분위기가 전처리부(2)에 미치거나 미치지 않도록 제어할 수 있다.

[블로잉부]

도 1과 도 3에 도시된 바와 같이, 블로잉부(4)는 고압의 공기를 발생시키는 블로워(42)를 포함한다. 블로워는 고온 고압의 공기를 발생시키는 링블로워(ring blower)일 수 있고, 그 용량은 음식물쓰레기의 건조 용량에 따라 적절히 선택될 수 있다.

블로워(42)는 제1배관(44)을 통해 연소챔버(10)에 연결되며, 제1배관(44)에는 밸브(45)가 설치되어 있어 연소챔버(10)에 대한 고압의 바람 공급 여부를 제어할 수 있다.

제1배관(44)은 도 3에 도시된 바와 같이 연소챔버(10)의 측면에 설치된 2개의 연통구(11)를 통해 연소챔버에 연결된다. 이러한 연통구의 설치 위치나 형성 방향에 따라 연소챔버(10) 내의 공기 유동이 결정되므로, 연소챔버 내의 음식물쓰레기가 잘 건조되면서도 비산될 수 있도록 공기 유동을 유도할 수 있는 설치 위치나 형성 방향을 설정하는 것이 바람직하다. 실험을 통해, 본 발명의 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 연소챔버(10)의 하부에, 챔버의 중심에 대해서는 편심되면서도 두 개의 연통구가 서로 대칭되는 위치에 위치하도록 연통구의 위치를 결정하였다.

또한 블로워(42)는 제2배관(46)을 통해 탈수챔버(20) 내에 있는 노즐(48)에 연결되며, 제2배관에는 밸브(47)가 설치되어 있어 노즐을 통한 고압의 바람 공급 여부를 제어할 수 있다.

[연료분사부]

연료분사부(5)는 연소챔버(10) 내부로 연료를 분사하는 인젝터(52), 연료가 저장되어 있는 연료탱크(56), 그리고 연료탱크와 인젝터를 연결하며 연료탱크의 연료를 인젝터로 연료공급라인(54)을 포함한다.

인젝터(52)는 연소챔버(10) 내부에 자연발화 분위기가 조성되고 연소시키고자 하는 음식물쓰레기 분말이 일정 농도 이상 비산하였을 때, 고압의 연료를 연소챔버(10) 내부로 분사한다. 연소챔버 내에 분사된 연료가 자연발화되면 이와 함께 공중에 비산중인 음식물쓰레기 분말이 함께 연소한다. 이렇듯 연료의 분사는 필요한 시점에 간헐적으로 최소한의 양만큼만 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

연료로서는 가스나 액화석유 등 상황에 따라 적절한 연료가 사용될 수 있다.

[음식물쓰레기 처리장치의 작동]

이하 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치의 작동에 대해 설명한다.

1. 탈수챔버(20)의 내부는 비어 있는 상태이고, 배출구(28) 측에 설치된 투입밸브(29)는 잠겨 있는 상황이며, 탈수챔버(20) 상부에 형성된 투입구(26)는 열려 있는 상황이다.

2. 탈수챔버(20) 상부에 형성된 투입구를 통해 음식물쓰레기가 전처리부(2)가 투입되면 투입구(26)가 닫힌다.

3. 진공펌프(32)가 가동되고 동시에 배관(34)상에 설치된 밸브(36)가 열려 탈수챔버(20) 내부의 기압을 낮춘 상태를 유지한다.

4. 모터(24)를 가동하여 시브(22)와 커터를 회전시켜 시브 내에 수용되어 있는 음식물쓰레기를 탈수하면서 커팅한다.

5. 블로워(42)를 가동하고 제2배관(46) 상의 밸브(47)를 열어 고온 고압의 바람이 노즐(48)을 통해 시브 외부에서 시브 내부로 불어나가도록 한다.

6. 시브(22) 내에 있는 음식물쓰레기의 탈수와 건조가 필요한 정도까지 진행되고 커팅과 분쇄가 필요한 정도까지 진행되면 밸브(47)를 닫고 블로워(42)를 끈다.

7. 모터(24)의 가동을 멈추어 시브와 커터의 작동을 중지시킨다.

8. 진공펌프(32)를 끄고 밸브(36)를 닫는다.

9. 4~8 단계에서 필요할 때에는 탈수챔버(20)에서 탈수되어 바닥에 고여 있는 물을 드레인밸브를 통해 뺀다.

10. 건조연소부(1)에 먼저 투입되었던 음식물쓰레기의 건조 및 연소가 완료되어 음식물쓰레기가 건조연소부(1)로부터 배출되어 건조연소부(1)가 비어 있는 상태까지 기다린다.

11. 투입밸브(29)를 열어 시브 내에 반건조분쇄된 음식물쓰레기를 건조연소부(1)의 연소챔버(10)로 투입한다.

12. 블로워(42)를 가동하고 제2배관(46) 상의 밸브(47)를 열어 고온 고압의 바람이 노즐(48)을 통해 시브 외부에서 시브 내부로 불어나가도록 하며, 모터(24)를 가동하여 시브(22)와 커터를 회전시켜, 시브의 내벽을 바람으로 세척한다. 이렇게 세척되는 음식물쓰레기 역시 열린 투입밸브(29)를 통해 연소챔버(10)로 투입된다.

13. 모터(24)의 가동을 멈추어 시브와 커터의 작동을 중지시키고, 밸브(47)를 닫고 블로워(42)를 끈다.

14. 투입밸브(29)를 닫는다.

15. 16 이하의 단계를 수행하며, 동시에 1~14의 단계를 수행한다.

16. 블로워(42)를 가동하고 제1배관(44) 상의 밸브(45)를 열어 블로워의 바람이 연소챔버(10)로 유입되도록 한다. 그리고 열선(16)에 전력을 공급하여 가열되도록 한다.

17. 모터(14)를 가동하여 블레이드(12)를 회전시킨다.

18. 건조와 분쇄가 진행되어 음식물쓰레기 분말이 일정 농도 이상 비산한 것이 확인되고, 내부 온도가 일정 수준 이상 올라간 것이 확인되면, 인젝터(52)를 통해 정해진 양만큼 연료를 분사한다.

19. 연소챔버(10) 내의 음식물쓰레기의 연소 작업이 완료되면 블로워(42)를 끄고 제1배관(44) 상의 밸브(45)를 닫는다. 그리고 열선(16)에 하였던 전력의 공급을 중단하고, 모터(14)를 중지시킨다.

20. 연소된 음식물쓰레기를 연소챔버(10)로부터 배출한다.

[음식물쓰레기 처리장치의 활용]

음식물쓰레기는 보통 가정이나 음식점에서 소정의 장소에 배출된다. 음식물쓰레기 수거 작업은 이러한 음식물쓰레기를 한 곳에 운송하여 처리하는 과정인 것이 일반적이다.

그러나 본 발명은 음식물쓰레기를 수거하여 한 곳에 모은 후 후처리를 하는 것 대신 음식물쓰레기를 수거하는 과정 중에 동시에 음식물쓰레기를 처리하는 방안을 모색하였다.

그리하여 본 발명은, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 음식물쓰레기 처리장치를 이동차량(70)의 적재함에 실었다(도면상에는 연소챔버와 탈소챔버만을 도시하였지만, 부가적인 구성 역시 함께 싣는다). 이렇게 하면 차량(70)은 음식물쓰레기를 현장에서 수거한 후 즉시 탈수챔버(20)에 넣어 음식물쓰레기 처리 작업을 실시할 수 있다.

또한 작업자의 편의를 위해 차량 외부에서 컨베이어 밸트(60) 상에 음식물쓰레기를 올려 음식물쓰레기가 컨베이어 밸트(60)를 타고 탈수챔버(20)에 투입되도록 할 수 있다.

이렇게 하면 음식물쓰레기 처리를 위한 차량이 음식물쓰레기를 수거하기 위해 이동하면서 동시에 음식물쓰레기의 처리가 이루어지므로, 음식물쓰레기의 수거가 완료되면 수거하였던 모든 음식물쓰레기가 이동 중에 처리 완료되므로, 별도의 후처리 과정을 거칠 필요 없이 음식물쓰레기 처리가 완료된다.

또한 이동 중 음식물쓰레기의 부피를 현격히 줄일 수 있어 작은 차량으로도 얼마든지 다량의 음식물쓰레기를 수거할 수 있다. 아울러 음식물쓰레기를 연소시켜 악취를 줄일 수 있다는 점에서 악취 처리를 위한 별도의 장비를 구비할 필요가 없어 장비 자체를 작게 구성할 수 있다는 점에서도 작은 차량으로 얼마든지 다량의 음식물쓰레기를 수거할 수 있다는 이점이 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 그 처리 대상이 음식물쓰레기에 국한되는 것은 아니다. 또한 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다.

1: 건조연소부
10: 연소챔버
11: 연통구
12: 블레이드
131, 132: 베벨기어
14: 모터
16: 열선
18: 투입구
19: 배출구
2: 전처리부
20: 탈수챔버
22: 시브(sieve)
24: 모터(구동수단)
26: 투입구
28: 배출구
29: 투입밸브
3: 진공압형성부
32: 진공펌프
34: 배관
36: 밸브
4: 블로잉부
42: 블로워
44: 제1배관
45: 밸브
46: 제2배관
47: 밸브
48: 노즐
5: 연료분사부
52: 인젝터
54: 연료공급라인
56: 연료탱크
60: 컨베이어 밸트
70: 차량

Claims (10)

1. 오물이 투입되는 투입구(26)를 구비하고, 상기 투입구(26)를 통해 투입된 오물에 잔류하는 수분을 제거하는 탈수를 실시하며, 탈수가 완료된 오물을 배출하는 배출구(28)를 구비하는 탈수챔버(20);
   상기 탈수챔버(20)의 배출구(28)와 연결되는 투입구(18)를 구비하고, 상기 탈수챔버(20)에서 탈수가 완료된 후 상기 투입구(18)를 통해 투입된 오물을 건조하고 연소시키는 연소챔버(10);
   상기 탈수챔버(20)의 배출구(28) 또는 상기 연소챔버(10)의 투입구(18) 부근에 설치되어 상기 탈수챔버(20) 내에서 탈수된 오물을 상기 연소챔버(10)로 투입하는 투입밸브(29); 및
   상기 연소챔버(10) 내부로 고압의 열풍을 공급하여, 상기 연소챔버 내에 고온 건조한 공기의 유동을 발생시키는 블로워(42);를 포함하되,
   상기 연소챔버(10) 하단에는 상기 연소챔버(10)의 투입구(18)를 통해 연소챔버 내에 투입된 오물을 분쇄하고 교반하는 블레이드(12)가 설치되고, 상기 연소챔버(10) 상부에는 연소챔버(10) 내부의 상부 공간에 연료를 분사하는 인젝터(52)가 설치되어 있어서,
   상기 연소챔버 하단에서 블레이드(12)에 의해 분쇄되며 상기 블로워(42)로부터 공급되는 열풍에 의해 건조되어 연소챔버(10) 내에서 상부로 비산하는 오물 가루를 향해 상기 인젝터(52)로 연료를 분사함으로써 오물 가루를 완전 연소시키는 것을 특징으로 하는 오물 처리장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 연소챔버(10)의 측벽에는 열선(16)이 내장된 것을 특징으로 하는 오물 처리장치.
   
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 탈수챔버(20) 내부에는 깔대기 형상의 시브(22)가 설치되고,
   상기 시브(22)는 탈수챔버(20)의 바닥에 회전 가능하게 고정되고, 구동수단(24)에 의해 회전하며,
   상기 시브(22)의 하단은 배출구(28)와 연통하는 것을 특징으로 하는 오물 처리장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 탈수챔버(20) 내부에는 탈수챔버 내로 투입된 오물을 커팅하는 커터가 구비되는 것을 특징으로 하는 오물 처리장치.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 탈수챔버(20) 내부에는 탈수챔버 내로 투입된 오물을 커팅하는 커터가 구비되고,
   상기 커터는 시브(22) 내측에 설치되며 시브의 회전에 대해 상대적으로 다른 회전속도를 가지도록 회전하는 것을 특징으로 하는 오물 처리장치.
   
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 시브(22)의 외측에는 상기 시브(22) 내측을 향해 토출구가 배치되도록 노즐(48)이 설치되고,
   상기 노즐을 통해 블로워(42)로부터 공급된 고압의 열풍이 시브 내측을 향해 분사되는 것을 특징으로 하는 오물 처리장치.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 탈수챔버(20)에는 진공펌프(32)가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 오물 처리장치.
   
9. 청구항 1, 청구항 2, 및 청구항 4 내지 청구항 8 중 어느 한 항의 오물 처리장치를 적재한 차량.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 차량에는 소정 위치로부터 오물 처리장치의 오물 투입구까지 연장된 컨베이어 밸트(60)가 설치된 것을 특징으로 하는 차량.
    

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