KR102224084B1 - 디스크 타입 건조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물쓰레기, 슬러지, 축산분료 등과 같은 유기성폐기물을 건조하는 디스크 타입 건조기에 관한 것이다.
본 발명은 드럼의 내부에서 회전하는 디스크를 이용하여 음식물쓰레기를 교반시킴과 더불어 고온의 에어를 함께 공급하는 방식을 병행하여 약 80% 이상의 수분을 포함하고 있는 음식물쓰레기를 짧은 시간 내에 효율적으로 건조시킬 수 있는 한편, 덩어리처럼 딱딱하게 뭉쳐 있는 등의 음식물쓰레기를 쉽게 분쇄 및 교반시킬 수 있는 드럼 내부 구조를 개선한 새로운 형태의 건조기를 구현함으로써, 음식물쓰레기의 함수율을 대폭 낮춰서 건조 효율을 높일 수 있음은 물론 음식물쓰레기의 교반 효율을 높일 수 있는 등 전체적으로 음식물쓰레기 처리 효율을 향상시킬 수 있는 한편, 음식물쓰레기의 이송을 위한 패들의 형태 및 설치 구조 등을 변경하여 이송 기능은 물론 교반 기능을 겸할 수 있도록 하고, 이와 더불어 볼트 체결 구조로 착탈가능한 패들을 적용하여 손쉽게 교체할 수 있으며, 또 드럼의 내부에서 패들과 함께 음식물쓰레기를 분쇄하고 교반하는 기능을 하는 교반용 바를 이용하여 고온의 에어를 공급하는 구조를 적용함으로써, 배관 구조 및 배관 설비의 단순화를 도모할 수 있는 디스크 타입 건조기를 제공한다.

Description

디스크 타입 건조기{DISK TYPE DRYER}

본 발명은 디스크 타입 건조기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음식물쓰레기, 슬러지, 축산분료 등과 같은 유기성폐기물을 건조하는 디스크 타입 건조기에 관한 것이다.

1990년대에 들어와 폐기물문제가 사회문제화되고, 소각 및 매립 처리과정 중에 2차오염이 일어나면서 쓰레기 성상 중에 가장 문제가 될 수 있는 음식물쓰레기와 슬러지에 대한 관심이 증가하게 되었다.

이들은 대부분이 미생물에 의하여 분해가능한 유기물을 많이 포함하고 있는 것으로 유기성폐기물로 분류되고 있다.

이들 유기성폐기물이 폐기물의 처리과정에서 문제가 되는 요인은 높은 수분함량으로서 음식물쓰레기는 80∼85% 정도, 슬러지는 75∼80% 정도를 보여주고 있다는 점이다.

이러한 높은 수분함량은 소각 시에 발열량을 저하시켜 보조연료의 사용량을 증가시키고, 경우에 따라서는 불완전연소를 유도하게 된다.

또한, 매립단계에서 침출수의 증가요인이 되며, 높은 수분함량에 유기물이 급격히 분해되어 악취발생의 요인이 되기도 한다.

이러한 문제점 때문에 1990년대에 들어와 매립규제하는 움직임이 발생했으며, 최대한 수분을 억제한 상태에서 반입을 유도하고 있으나, 아직까지 많은 문제점을 야기시키고 있는 실정이다.

일 예로서, 식당 또는 일반 가정에서 매일 배출되는 음식물쓰레기는 적당한 습도와 온도를 유지하면서 건조시키면, 동물의 사료, 유기질이 풍부한 양질의 퇴비, 연료 보조재 등으로 재활용할 수 있다.

하지만, 일반 생활쓰레기와 함께 버려져 매립 또는 소각되는 경우, 음식물쓰레기로 인해 다른 생활쓰레기까지 오염시켜서 악취는 물론이고 침출수, 오폐수 발생으로 인한 환경, 토질, 수질오염 등 많은 사회적 문제를 초래할 수 있다.

이러한 점을 고려하여 발효식, 탈수식, 분쇄 건조식, 온풍 및 열풍 건조식 등과 같은 여러 가지 방식의 음식물쓰레기 건조기가 제시되고 있다.

상기 발효식은 음식물쓰레기에 미생물 균주를 첨가하여 발효과정을 통하여 수분을 제거하는 것으로서, 온도 및 습도 관리가 가능한 공간이 필요하며 악취가 발생하고 처리시간이 길다는 단점이 있다.

상기 탈수식은 원심분리 방식 또는 프레스 압축방식으로 음식물쓰레기로부터 수분을 제거하는 것으로서, 기계 장치가 필요하고 후속 처리가 필요하며 잦은 고장과 완전 건조가 되지 않는다는 단점이 있다.

상기 분쇄 건조식은 음식물쓰레기를 분쇄와 동시에 건조시키는 것으로서, 동물의 뼈나 고형물에 의해 분쇄장치의 고장이 잦고, 밥, 식용유, 지방질 등에 의해 음식물쓰레기를 분쇄 도중에 젤리상태에서 굳어져 건조가 불가능하게 되며, 기계에 잔존 음식물로 인한 악취가 발생하는 단점이 있다.

상기 온풍 및 열풍 건조식은 소형 음식물쓰레기 처리기에 많이 쓰이는 방식으로서, 음식물쓰레기를 용기에 담아 건조실에 넣어 건조실 상단에 설치된 순환팬에 의해 온풍이나 열풍을 순환시키고 일부를 배출하는 방식이다.

이러한 온풍 및 열풍 건조식은 음식물쓰레기의 표면에서부터 내부로 건조시켜 들어가므로 음식물쓰레기의 표면에 건조한 막이 형성되어 내부로 열 전달이 잘되지 않아 12시간 이상씩 걸리고 젤리형태의 음식물쓰레기는 건조가 불가능하다는 단점이 있다.

최근에는 고온의 스팀을 이용하여 음식물쓰레기를 건조시키는 방식이 제시되고 있다.

예를 들면, 한국 등록특허 제10-1659814호에는 드럼의 내부에서 회전하는 디스크를 이용하여 음식물쓰레기를 교반시킴과 더불어 스팀을 공급하여 음식물쓰레기를 건조하는 방식의『디스크 건조기』가 개시되어 있다.

그러나, 한국 등록특허 제10-1659814호의『디스크 건조기』는 다음과 같은 단점이 있다.

1) 디스크에 부착되어 있는 패들을 이용하여 음식물쓰레기를 휘저어주면서 이송시킬 때, 덩어리처럼 딱딱하게 뭉쳐 있거나, 부피가 큰 덩어리 형태 등과 같은 음식물쓰레기의 경우, 교반이 잘 이루어지지 않아 건조효과가 떨어지고 또 이송효율이 저하되는 단점이 있다.

2) 음식물쓰레기를 한쪽으로 밀어내면서 이송시키는 패들의 경우, 모두 같은 방향(사선 방향)을 향해 설치되어 있는 관계로 음식물쓰레기를 이송시키는데 큰 문제는 없으나, 음식물쓰레기를 한쪽 방향으로 밀어주는 역할에만 충실하다보니 음식물쓰레기를 충분히 교반시키는 측면에서는 미흡한 점이 있다.

3) 음식물쓰레기를 한쪽으로 밀어내면서 이송시키는 패들의 경우, 디스크측에 용접으로 고정되어 있기 때문에 패들이 파손되거나 음식물쓰레기가 끼어서 제기능을 못할 때에는 디스크를 포함하는 샤프트 전체를 교체해야 하는 등 비용적인 측면, 작업성 측면, 설비 운용적인 측면 및 설비 가동률 측면 등에서 불리한 점이 있다.

4) 건조기 본체의 내부에 고온의 에어를 공급하기 위하여 복잡한 파이프 배관을 적용하고 있기 때문에 전체적으로 건조기 구조가 복잡할 뿐만 아니라 제작성이 떨어지고 유지보수 측면에서 불리한 점이 있다.

한국 등록특허 제10-1659814호

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 드럼의 내부에서 회전하는 디스크를 이용하여 음식물쓰레기를 교반시킴과 더불어 고온의 에어를 함께 공급하는 방식을 병행하여 약 80% 이상의 수분을 포함하고 있는 음식물쓰레기를 짧은 시간 내에 효율적으로 건조시킬 수 있는 한편, 덩어리처럼 딱딱하게 뭉쳐 있는 등의 음식물쓰레기를 쉽게 분쇄 및 교반시킬 수 있는 드럼 내부 구조를 개선한 새로운 형태의 건조기를 구현함으로써, 음식물쓰레기의 함수율을 대폭 낮춰서 건조 효율을 높일 수 있음은 물론 음식물쓰레기의 교반 효율을 높일 수 있는 등 전체적으로 음식물쓰레기 처리 효율을 향상시킬 수 있는 디스크 타입 건조기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 음식물쓰레기의 이송을 위한 패들의 형태 및 설치 구조 등을 변경하여 이송 기능은 물론 교반 기능을 겸할 수 있도록 하고, 이와 더불어 볼트 체결 구조로 착탈가능한 패들을 적용하여 손쉽게 교체할 수 있도록 한 디스크 타입 건조기를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 드럼의 내부에서 패들과 함께 음식물쓰레기를 분쇄하고 교반하는 기능을 하는 교반용 바를 이용하여 고온의 에어를 공급하는 구조를 적용함으로써, 배관 구조 및 배관 설비의 단순화를 도모할 수 있는 디스크 타입 건조기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 디스크 타입 건조기는 다음과 같은 특징이 있다.

상기 디스크 타입 건조기는 음식물쓰레기 투입과 배출을 위한 투입구와 배출구가 갖추어져 있는 건조기 본체와, 상기 건조기 본체의 내부에 회전가능한 구조로 설치되고 스팀 인렛과 스팀 아웃렛를 가지는 중공 샤프트의 외주면에 다수 개의 디스크가 형성되어 있는 형태로 이루어지며 내부에 공급되는 스팀에 의해 가열되어 음식물쓰레기를 건조하면서 교반시켜주는 디스크 회전체와, 상기 디스크 회전체에 있는 중공 샤프트의 후단부에 연결되어 디스크 회전체를 회전시켜주는 구동장치와, 스팀 투입과 배출을 위한 스팀 인렛과 스팀 아웃렛을 가지면서 건조기 본체의 외주면 둘레를 감싸는 구조로 설치되는 스팀 자켓과, 상기 건조기 본체의 내부에 에어를 공급함과 더불어 음식물쓰레기를 교반시켜주는 수단으로서 "ㄱ"자 형상의 단면을 가지는 동시에 다수 개의 에어 배출홀을 가지는 앵글 형태로 이루어지고 건조기 본체의 내벽에 본체 길이방향을 따라 나란하게 배치되는 동시에 내벽과의 사이에 에어 통로를 조성하면서 내벽으로부터 돌출 설치되는 한쌍의 교반용 바와, 상기 디스크 회전체에 있는 디스크의 가장자리에 설치되어 음식물쓰레기를 교반시켜주는 패들 수단으로서 디스크의 끝에 용접으로 고정되는 패들 지지체와 상기 패들 지지체에 볼트 체결구조로 결합되는 패들 연결체와 상기 패들 연결체의 끝에 일체 형성되는 패들 이송/교반체로 구성되는 패들을 포함하는 구조로 이루어지는 것이 특징이다.

특히, 상기 패들의 패들 이송/교반체는 건조기 본체의 내벽을 바라보는 방향으로 나란하게 형성되는 패들 교반체와 건조기 본체의 선단부를 바라보는 방향으로 경사지게 형성되는 패들 이송체로 구성되고, 상기 패들 교반체와 패들 이송체는 각각의 디스크 상에서 건조기 본체의 길이 방향을 따라가면서 하나씩 교대로 배치될 수 있다.

여기서, 상기 디스크 회전체의 중공 샤프트의 선단부와 후단부는 건조기 본체의 밖으로 연장된 후에 이중 로터리 밸브를 매개로 하여 스팀 배관측과 연결되는 구조에 의해 스팀을 공급받을 수 있도록 할 수 있다.

그리고, 상기 디스크 회전체의 디스크는 중공의 원판 형태로서, 다수 개가 샤프트에 의해 중심이 관통되어 서로 통하면서 샤프트측과 동심원을 이룸과 더불어 샤프트 축선을 따라 일정간격으로 배치되는 구조로 형성될 수 있다.

본 발명에서 제공하는 디스크 타입 건조기는 다음과 같은 효과가 있다.

1) 스팀 자켓으로 고온의 환경을 조성함과 더불어 고온의 에어를 이용하여 음식물쓰레기를 건조시키는 방식을 적용함으로써, 음식물쓰레기의 표면만 건조되지 않고 내부로부터 건조되기 때문에 음식물쓰레기 함수율을 낮출 수 있고, 고온의 에어가 음식물쓰레기의 내부에 골고루 투입될 수 있도록 하여 전체적으로 고른 건조 효과를 얻을 수 있으며, 음식물쓰레기를 최적의 상태로 건조시킬 수 있는 등 음식물쓰레기 건조 효율 및 처리 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

따라서, 본 발명의 디스크 타입 건조기를 통해 건조된 처리물은 동물의 사료로도 사용 가능함은 물론 유기질이 풍부하여 양질의 퇴비나 연료 보조재로 재활용할 수 있는 등 친환경적이면서 사회적 이익을 증대시킬 수 있는 유용한 효과가 있다.

2) 이송 기능의 패들과 교반 기능의 패들을 조합한 복합형의 패들을 적용하여 덩어리처럼 딱딱하게 뭉쳐 있는 등의 음식물쓰레기를 뒤집어주거나 쉽게 분쇄 및 교반시킬 수 있도록 함으로써, 음식물쓰레기의 교반 효율을 높일 수 있는 등 전체적으로 음식물쓰레기 처리 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

3) 디스크측에 설치되는 패들의 설치구조를 볼트 체결방식으로 개선함으로써, 패들의 기능 저하 시에 패들만 쉽게 교체할 수 있으며, 따라서 교체와 관련한 비용적인 측면, 교체 작업과 관련한 작업성 측면, 설비 운용적인 측면 및 설비 가동률 측면 등에서 유리한 효과가 있다.

4) 건조기 본체의 내부에서 패들과 함께 음식물쓰레기를 분쇄하고 교반하는 기능을 하는 교반용 바를 이용하여 고온의 에어를 공급하는 구조를 적용함으로써, 배관 구조 및 배관 설비의 단순화를 도모할 수 있는 등 건조기의 전체적인 구조를 단순화할 수 있고, 제작성 및 유지보수 측면에서 유리한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 타입 건조기를 나타내는 정면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 타입 건조기를 나타내는 평면도
도 3과 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 타입 건조기를 나타내는 측면도
도 5 내지 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 타입 건조기를 나타내는 확대도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 타입 건조기에서 패들을 나타내는 사시도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 타입 건조기를 나타내는 정면도, 평면도 및 측면도이고, 도 5 내지 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 타입 건조기를 나타내는 확대도이다.

도 1 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 디스크 타입 건조기는 음식물쓰레기가 건조되는 공간을 제공하는 수단으로 건조기 본체(12)를 포함한다.

상기 건조기 본체(12)는 원통형 드럼 형태로 이루어져 옆으로 누워있는 자세로 설치되고, 후단부 측상부에는 건조하기 위한 음식물쓰레기를 투입할 수 있는 투입구(10)가 형성됨과 더불어 선단부 측하부에는 건조를 마친 음식물쓰레기를 배출할 수 있는 배출구(11)가 형성된다.

이러한 건조기 본체(12)의 상면부와 한쪽 측상부에는 다수 개의 개폐가능한 덮개(26)가 설치되어 있으며, 이때의 덮개(26)는 건조기 본체 내부의 작업상황 확인, 내부 점검 등을 위한 용도로 사용될 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 투입구(10)를 통해서 건조기 본체(12)의 내부에 음식물쓰레기가 투입되면, 음식물쓰레기는 후술하는 디스크 회전체(17)와의 접촉에 의해 건조됨과 더불어 배출구(11)가 있는 쪽으로 이동되고, 건조를 마친 음식물쓰레기는 오버플로되는 형태, 즉 계속해서 투입되는 건조 전의 음식물쓰레기에 의해 밀려서 올라오는 형태로 배출구(11)를 통해 배출될 수 있게 된다.

또한, 상기 디스크 타입 건조기는 디스크 회전체(17)의 중공 샤프트(15)를 회전시켜주기 위한 수단으로 구동장치(18)를 포함한다.

상기 구동장치(18)는 모터 동력과 체인 전동을 이용하는 타입으로서, 건조기 본체(12)의 후단부 일측에 설치되는 모터(18a)와, 상기 모터(18a)의 축에 장착되는 모터측 스프로킷(18b) 및 중공 샤프트(15)의 후단부에 장착되는 샤프트측 스프로킷(18c)과, 이들 모터측 스프로킷(18b)과 샤프트측 스프로킷(18c) 사이에 연결되는 체인(18d)를 포함한다.

이에 따라, 상기 모터(18a)의 작동 시 체인과 스프로킷에 의한 동력전달을 통해 디스크 회전체(17)가 회전될 수 있게 된다.

또한, 상기 디스크 타입 건조기는 고온의 스팀을 이용하여 건조기 본체(12)의 온도를 유지시켜주는 수단으로 스팀 자켓(19)을 포함한다.

상기 스팀 자켓(19)은 건조기 본체(12)의 외주면 둘레, 예를 들면 덮개(26) 등이 설치되어 있는 건조기 본체 상면부와 측상부를 제외한 전체 외주면 둘레를 둘러 싸면서 건조기 본체(12)와의 사이에 공간을 조성할 수 있는 구조로 설치된다.

일 예로서, 상기 스팀 자켓(19)은 건조기 본체(12)의 전체 길이구간에 걸쳐 설치됨과 더불어 전체 둘레구간 중 상부 일부를 제외한 나머지 측부와 저부에 걸쳐 설치될 수 있게 된다.

여기서, 상기 스팀 자켓(19)은 내부 전체가 통하는 하나의 자켓 형태로 이루어질 수도 있으나, 바람직하게는 3개 내지 4개의 격실로 나누어 각각이 스팀을 공급받고 배출시킬 수 있는 구조로 구성하는 것이 바람직하다.

이러한 스팀 자켓(19)에는 스팀 투입을 위한 복수 개의 스팀 인렛(13b)과 스팀 배출을 위한 복수 개의 스팀 아웃렛(14b)이 구비된다.

이에 따라, 외부의 스팀 공급원(미도시)으로부터 제공되는 고온의 스팀, 예를 들면 100∼200℃ 정도의 스팀은 스팀 인렛(13b)을 통해 스팀 자켓(19)의 내부로 들어옴과 더불어 자켓 내부 공간을 흐르면서 건조기 본체(12)의 외벽 둘레를 가열한 후에 아래쪽의 스팀 아웃렛(14b)을 통해 응축수 형태로 빠져나가게 되므로서, 건조기 본체(12)는 항상 적정온도로 유지될 수 있게 된다.

또한, 상기 디스크 타입 건조기는 실질적으로 음식물쓰레기를 가열하여 건조시킴과 더불어 교반시켜주고 또 한쪽으로 진행시켜주는 수단으로 디스크 회전체(17)를 포함한다.

상기 디스크 회전체(17)는 건조기 본체(12)의 내부에 회전가능한 구조로 설치되고 중공 샤프트(15)와, 상기 중공 샤프트(15)의 외주면에 형성되는 다수 개의 디스크(16)로 구성되며, 이때의 중공 샤프트(15)의 내부와 디스크(16)의 내부로 공급되는 스팀에 의해 가열되는 디스크(16)의 전도열 등에 의해 음식물쓰레기의 건조가 이루어질 수 있게 된다.

이를 위하여, 상기 중공 샤프트(15)는 건조기 본체(12)의 내부에서 건조기 본체(12)의 축선을 따라 나란하게 배치되고, 이러한 중공 샤프트(15)의 양단부는 건조기 본체(12)의 선단부와 후단부를 통해 외부로 관통 연장되며, 이렇게 건조기 본체(12)의 밖으로 연장된 중공 샤프트(15)의 양단부는 건조기 본체(12)의 선단부와 후단부 밖에 설치되어 있는 각각의 베어링(27)에 의해 지지된다.

여기서, 상기 중공 샤프트(15)의 양쪽 단부, 예를 들면 건조기 본체(12)의 선단부와 후단부쪽으로 각각 나와 있는 스팀 인렛(13a)과 스팀 아웃렛(14a)에는 플랜지가 형성되며, 이에 따라 중공 샤프트(15)는 플랜지를 이용하여 후술하는 로터리 밸브(24)의 플랜지와 체결되면서 로터리 밸브(24)측과 연결될 수 있게 된다.

그리고, 상기 건조기 본체(12)의 후단부로 나와 있는 중공 샤프트(15)의 단부에는 체인(18d)이 걸려지게 되는 샤프트측 스프로킷(18c)가 장착되어 모터측 동력을 전달받을 수 있게 되고, 이에 따라 모터 구동 시 중공 샤프트(15)는 양단의 베어링(27)에 의한 지지를 받으면서 회전될 수 있게 되며, 결국 중공 샤프트(15) 및 디스크(16)를 포함하는 디스크 회전체(17) 전체가 회전될 수 있게 된다.

이러한 중공 샤프트(15)는 외부의 스팀 배관(25)측과 연결되어 있는 로타리 밸브(24)로부터 스팀을 공급받을 수 있게 됨과 더불어 내부의 응축수를 배출할 수 있게 된다.

이를 위하여, 상기 중공 샤프트(15)의 스팀 인렛(13a)과 스팀 아웃렛(14a)은 건조기 본체(12)의 선단부와 후단부 밖으로 연장되어 베어링(27)에 의한 지지를 받음과 더불어 계속해서 더 연장되어 베어링(27)의 앞쪽에 설치되어 있는 로터리 밸브(24)의 토출측으로 연결된다.

그리고, 상기 로터리 밸브(24)의 흡입측에는 외부의 스팀 공급원(미도시)측으로 배관되는 스팀 배관(25)이 연결된다.

이에 따라, 상기 스팀 공급원에서 제공되는 고온의 스팀은 스팀 배관(25)과 로터리 밸브(24)를 거쳐 중공 샤프트(15)의 내부로 공급될 수 있게 된다.

여기서, 상기 로터리 밸브는 시중에 시판 중인 공지의 로터리 밸브를 적용할 수 있으며, 이에 따라 그 내부 유로 등에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 디스크 회전체(17)의 디스크(16)는 내부에 공간을 가지는 중공의 원판 형태로 이루어지게 되고, 중공 샤프트(15) 상에 그 중심을 통해 관통되면서 샤프트측과 동축을 이루는 구조로 설치된다.

여기서, 상기 디스크(16)는 중심쪽에서 외곽쪽으로 갈수록 폭이 좁아지는, 다시 말해 중심쪽에서 외곽쪽으로 갈수록 두께가 얇아지는 형태의 원판이 적용될 수 있게 된다.

이러한 디스크(16)는 다수 개가 구비되며 각각의 디스크(16)는 중공 샤프트(15)의 길이방향을 따라 일정간격으로 배치될 수 있게 된다.

또한, 상기 디스크 타입 건조기는 패들(23)과 함께 짝을 이루어 음식물쓰레기를 뒤집어주는 역할과 더불어 건조기 본체(12)의 내부로 고온의 에어를 공급하기 위한 배관 역할을 하는 수단으로 한쌍의 교반용 바(22)를 포함한다.

상기 교반용 바(22)는 건조기 본체(12)의 내부에 에어를 공급함과 더불어 음식물쓰레기를 교반시켜주는 역할을 하는 것으로서, "ㄱ"자 형상의 단면을 가지는 동시에 다수 개의 에어 배출홀(20), 예를 들면 교반용 바 길이방향을 따라 일정 간격으로 형성되는 다수 개의 에어 배출홀(20)을 가지는 일정 길이의 앵글 형태로 이루어지게 된다.

이러한 교반용 바(22)는 건조기 본체(12)의 내벽에 본체 길이방향을 따라 나란하게 배치되는 동시에 내벽과의 사이에 에어 통로(21)를 조성하면서 내벽으로부터 돌출되는 구조로 설치된다.

예를 들면, 상기 교반용 바(22)는 폭방향 양단부가 건조기 본체(12)의 내벽에 밀착되고, 이 상태로 내벽에 용접으로 고정 설치되므로서, 교반용 바(22)의 내측과 내벽 사이에는 대략 삼각형 형상의 에어 통로(21)가 조성되는 한편, 이렇게 설치되는 교반용 바(22)의 폭방향 중간에 있는 뾰족한 부분, "ㄱ"자 형상 단면의 뾰족한 부분은 건조기 본체(12)의 중심을 향해 돌출되므로서, 패들(23)과는 소정의 갭을 유지한 채로 마주 대할 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 디스크 회전체(17)의 회전 시 패들(23)에 의해 이송되면서 교반되는 음식물쓰레기 중에서 덩어리처럼 딱딱하게 뭉쳐 있는 음식물쓰레기는 패들(23)과 교반용 바(22) 사이를 강제로 통과하면서(패들에 의해 강제로 밀려나면서) 충격이나 압력을 받아 잘게 부숴질 수 있게 되며, 또 대부분의 음식물쓰레기도 패들(23)과 교반용 바(22) 사이를 강제로 통과하면서 간섭을 받아 한두차례 뒤집어지게 되므로서, 교반 작업이 활발히 이루어질 수 있게 되고, 결국 음식물쓰레기가 골고루 섞이면서 건조 효율이 향상될 수 있게 된다.

이러한 한쌍의 교반용 바(22)는 건조기 본체(12)의 내벽 하부 구간에서 서로 일정 각도를 두고 배치될 수 있게 된다.

예를 들면, 2개의 교반용 바(22)는 원통형으로 이루어진 건조기 본체(12)의 단면을 기준으로 하여 중심을 지나는 수직선에 대해 양편으로 약 45°정도의 각도를 이루며 내벽 하부 구간에 각각 배치될 수 있게 되고, 이렇게 배치되는 2개의 교반용 바(22)의 경우 서로 간에는 약 90°정도의 각도를 이룰 수 있게 된다.

여기서, 서로 간에 약 90°정도의 각도를 이루는 한쌍의 교반용 바(22)에 상응하여 디스크(16)의 가장자리를 따라 형성되는 패들(23)의 경우에도 디스크 원주방향을 따라가면서 약 90°정도의 간격으로 4개를 구비함으로써, 적어도 2곳에서 동시에 음식물쓰레기가 잘게 부숴지거나 뒤집어지도록 하는 것이 바람직하다.

특히, 상기 교반용 바(22)는 건조기 본체(12)의 내부로 고온의 에어가 공급되도록 하는 통로 역할도 하게 되므로서, 종전과 같이 에어 공급을 위한 별도의 파이프, 배관 등을 삭제할 수 있게 된다.

이를 위하여, 상기 건조기 본체(12)의 내벽에는 다수의 에어 배출홀(20)을 가지면서 에어 통로(21)를 조성하는 교반용 바(22)가 설치되고, 이렇게 설치되는 교반용 바(22)의 한쪽 끝은 막혀 있는 동시에 다른 한쪽 끝에는 에어 배관(28)이 연결된다.

이에 따라, 외부의 에어 공급원(미도시)에서 에어는 교반용 바(22)로 유입되고, 계속해서 교반용 바(22)에 있는 다수의 에어 배출홀(20)을 통해 건조기 본체(12) 내의 음식물쓰레기측으로 분사될 수 있게 된다.

이때, 상기 교반용 바(22)의 내부에 흐르는 에어는 소정의 열교환기(미도시)측과의 열교환에 의해 온도가 약 80∼100℃ 정도의 올라가게 되고, 이에 따라 한쌍의 교반용 바(22)에 있는 에어 배출홀(20)을 건조기 본체(12)의 내부 아래쪽 공간에 고온의 에어를 집중적으로 투입할 수 있게 되며, 결국 건조기 본체(12) 내의 음식물쓰레기측으로 고온의 에어가 투입되면서 음식물쓰레기 건조 효율이 올라갈 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 다른 예로서, 상기 건조기 본체(12)의 내측 하부로 고온의 에어를 공급하는 수단으로서, 폐열을 이용하여 공기를 가열한 후에 이를 건조기 본체(12)측에 공급하는 수단을 포함할 수 있다.

즉, 간접 가열 건조기의 특성 상 다량의 스팀을 사용하게 되며, 다량의 스팀을 사용하는 만큼 다량의 폐열 또는 응축수가 발생하게 된다.

이에 따라, 이렇게 발생하는 폐열 또는 응축수를 효과적으로 회수하여 건조기 내부(하부)에 주입하는 에어를 가열함으로써, 에너지 이용효율을 높일 수 있게 된다.

이를 위하여, 건조기 본체(12)의 외부에 열교환기, 스팀 트랩, 에코마이저 등과 같은 폐열회수장치(미도시)를 구비하고, 이때의 폐열회수장치를 이용하여 공기를 가열한 후에 이렇게 가열한 에어를 건조기 본체(12)의 내측 하부로 공급함으로써, 음식물쓰레기에 대한 건조효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 버려지는 폐열을 활용함으로써 에너지 이용효율도 높일 수 있게 된다.

또한, 상기 디스크 타입 건조기는 음식물쓰레기를 한쪽 방향, 예를 들면 투입구에서 배출구쪽으로 밀어주는 역할 및 음식물쓰레기를 교반시켜주는 역할을 하는 수단으로 패들(23)을 포함한다.

상기 패들(23)은 디스크(16)의 가장자리 둘레를 따라가면서 일정 간격으로 다수 개가 설치될 수 있게 되며, 이에 따라 디스크(16)의 회전 시 패들(23)에 의해 음식물쓰레기는 뒤섞이면서 한쪽 방향으로 밀려날 수 있게 되고, 결국 투입구(10)쪽에서 투입된 음식물쓰레기는 교반되는 과정을 거치면서 배출구(11)쪽으로 진행될 수 있게 된다.

이를 위하여, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 패들(23)은 디스크(16)의 끝에 용접으로 고정되는 패들 지지체(23a)와, 상기 패들 지지체(23a)에 볼트와 너트에 의한 체결구조로 결합되는 패들 연결체(23b)와, 상기 패들 연결체(23b)의 끝에 일체 형성되는 패들 이송/교반체(23c)로 구성되며, 이때의 패들 이송/교반체(23c)가 실질적으로 음식물쓰레기를 휘저어주면서 섞어주게 되고 또 음식물쓰레기를 한쪽으로 밀어서 이송시켜줄 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 패들(23)을 파손이나 변형 등에 의해 교체할 때, 패들 지지체(23a)와 패들 연결체(23b)를 체결하고 있는 볼트와 너트를 풀고, 패들 연결체(23b)와 패들 이송/교반체(23c)만 떼어낸 후에 새것으로 갈아끼우면, 패들 교체작업을 손쉽게 할 수 있게 된다.

즉, 종전과 같이 패들 이상 시 용접으로 불어서 패들을 강제로 떼어내거나 심한 경우 디스크 전체를 교체해야 하는 것과 비교할 때, 본 발명에서는 볼트와 너트를 푼 다음 패들 연결체(23b)와 패들 이송/교반체(23c)만 교체하면 되므로, 패들 교체작업을 신속하고 간편하게 할 수 있고, 그 만큼 교체에 따른 비용 절감은 물론 설비의 운전 정지 시간을 단축할 수 있는 등 설비 가동율을 높일 수 있게 된다.

그리고, 상기 패들(23)의 패들 이송/교반체(23c)는 패들 교반체(23c-1)와 패들 이송체(23c-2)의 두가지 타입으로 이루어질 수 있게 된다.

이때의 패들 교반체(23c-1)는 건조기 본체(12)의 내벽을 바라보는 방향으로 나란하게 형성되면서 주로 음식물쓰레기를 교반하는 역할을 담당하게 되고, 상기 패들 이송체(23c-2)는 건조기 본체(12)의 선단부를 바라보는 방향(음식물쓰레기가 이송되는 방향 기준 앞쪽)으로 경사지게 형성되면서 주로 음식물쓰레기를 선단부쪽으로 밀어주는 역할을 담당하게 된다.

특히, 상기 패들 교반체(23c-1)와 패들 이송체(23c-2)는 각각의 디스크(16) 상에서 건조기 본체(12)의 길이 방향을 따라가면서 하나씩 교대로 배치될 수 있게 된다.

즉, 건조기 본체(12)의 길이방향을 따라가면서 배치되는 각 디스크(16) 중에서 앞선 디스크(16)에는 패들 교반체(23c-1)가, 이것과 이웃하는 그 다음의 디스크(16)에는 패들 이송체(23c-2)가, 계속해서 그 다음의 디스크(16)에는 패들 교반체(23c-1)가 배치되는 형태로 패들 교반체(23c-1)와 패들 이송체(23c-2)는 하나씩 교대로 배치될 수 있게 된다.

이렇게 패들 교반체(23c-1)와 패들 이송체(23c-2)는 하나씩 교대로 반복해서 배치되므로서, 음식물쓰레기의 이송과 교반이 순차적으로 반복될 수 있게 되고, 그 결과 패들 교반체(23c-1)가 있는 구간에 잠시 정체되는 음식물쓰레기의 경우 곧바로 이송되지 않고 충분히 교반된 후에 이송될 수 있게 되므로서, 이송은 원활하게 이루어지면서도 교반도 충분히 이루어질 수 있게 되고, 결국 충분한 교반시간의 확보로 건조 효율을 한층 향상시킬 수 있게 된다.

따라서, 이와 같이 구성되는 디스크 타입 건조기의 작동상태에 대해 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 건조기 본체(12)의 투입구(10)를 통해 일정량의 음식물쓰레기, 예를 들면 함수율이 80% 이상인 음식물쓰레기가 투입된다.

다음, 음식물쓰레기 투입 후, 구동장치(18)에 의해 디스크 회전체(17)가 회전하게 되고, 계속해서 중공 샤프트(15)의 내부로 고온의 스팀이 공급됨과 더불어 스팀 자켓(19)의 내부에도 고온의 스팀이 공급된다.

이때의 중공 샤프트(15)로 공급되는 스팀에 의해 디스크(16)가 가열되면서 디스크 표면 온도가 올라가게 됨과 더불어 스팀 자켓(19)으로 공급되는 스팀에 의해 건조기 본체(12)의 벽면 또한 가열되어 벽면 내벽의 온도가 올라가게 된다.

이 상태에서, 건조기 본체(12) 내에서 디스크 회전에 의해 뒤섞이면서 교반되는 음식물쓰레기는 온도가 올라가 있는 디스크 표면은 물론 드럼 벽면에 접촉되면서 건조될 수 있게 된다.

이때, 회전하고 있는 디스크(16)에 있는 패들(23)과 건조기 본체(12)의 내벽에 있는 교반용 바(22) 사이에서 간섭을 받는 음식물쓰레기는 계속 뒤집어지면서 섞이게 되는 동시에 덩어리 형태의 음식물쓰레기는 잘게 해제되면서 섞이게 되므로서, 그 만큼 열교환이 충분히 이루어지게 되므로서, 건조 효율이 한층 높아질 수 있게 된다.

이와 더불어, 교반용 바(22)의 에어 통로(21)와 에어 배출홀(20)을 통해서 고온의 에어가 건조기 본체(12) 내의 중심영역에 있는 음식물쓰레기측으로 투입된다.

이에 따라, 음식물쓰레기가 주로 모여 있는 건조기 본체(12) 내의 하부영역에 집중적으로 투입되는 고온의 에어에 의해 음식물쓰레기가 보다 효과적으로 건조될 수 있게 된다.

이렇게 건조기 본체(12)의 내부에 투입된 음식물쓰레기는 디스크 표면 등과의 접촉에 의해 건조됨과 고온의 에어 투입에 의해 건조되고, 이러한 과정을 거치면서 배출구(11)가 있는 쪽으로 이동된 후에 배출구(11)를 통해 배출되므로서, 음식물쓰레기에 대한 건조처리 과정이 완료된다.

이와 같이, 본 발명에서는 건조기 본체의 내부에서 회전하는 디스크를 이용하여 음식물쓰레기를 교반시키고, 이와 더불어 고온의 에어를 함께 공급하는 방식을 병행하여 약 80% 이상의 수분을 포함하고 있는 음식물쓰레기를 짧은 시간 내에 효율적으로 건조시킬 수 있는 한편, 덩어리처럼 딱딱하게 뭉쳐 있는 등의 음식물쓰레기를 쉽게 분쇄 및 교반시킬 수 있는 건조기 본체 내부 구조를 개선한 새로운 형태의 디스크 타입 건조기를 제공함으로써, 음식물쓰레기의 함수율을 대폭 낮춰서 건조 효율을 높일 수 있음은 물론 음식물쓰레기의 교반 효율을 높일 수 있는 등 전체적으로 음식물쓰레기 처리 효율을 향상시킬 수 있다.

10 : 투입구
11 : 배출구
12 : 건조기 본체
13a,13b : 스팀 인렛
14a,14b : 스팀 아웃렛
15 : 중공 샤프트
16 : 디스크
17 : 디스크 회전체
18 : 구동장치
18a : 모터 18b : 모터측 스프로킷
18c : 샤프트측 스프로킷 18d : 체인
19 : 스팀 자켓
20 : 에어 배출홀
21 : 에어 통로
22 : 교반용 바
23 : 패들
23a : 패들 지지체 23b : 패들 연결체
23c : 패들 이송/교반체 23c-1 : 패들 교반체
23c-2 : 패들 이송체
24 : 로타리 밸브
25 : 스팀 배관
26 : 덮개
27 : 베어링
28 : 에어 배관

Claims (4)

1. 음식물쓰레기 투입과 배출을 위한 투입구(10)와 배출구(11)가 갖추어져 있는 건조기 본체(12);
   상기 건조기 본체(12)의 내부에 회전가능한 구조로 설치되고 스팀 인렛(13a)과 스팀 아웃렛(14b)를 가지는 중공 샤프트(15)의 외주면에 다수 개의 디스크(16)가 형성되어 있는 형태로 이루어지며 내부에 공급되는 스팀에 의해 가열되어 음식물쓰레기를 건조하면서 교반시켜주는 디스크 회전체(17);
   상기 디스크 회전체(17)에 있는 중공 샤프트(15)의 후단부에 연결되어 디스크 회전체(17)를 회전시켜주는 구동장치(18);
   스팀 투입과 배출을 위한 스팀 인렛(13b)과 스팀 아웃렛(14b)을 가지면서 건조기 본체(12)의 외주면 둘레를 감싸는 구조로 설치되는 스팀 자켓(19);
   상기 건조기 본체(12)의 내부에 에어를 공급함과 더불어 음식물쓰레기를 교반시켜주는 수단으로서 "ㄱ"자 형상의 단면을 가지는 동시에 다수 개의 에어 배출홀(20)을 가지는 앵글 형태로 이루어지고 건조기 본체(12)의 내벽에 본체 길이방향을 따라 나란하게 배치되는 동시에 내벽과의 사이에 에어 통로(21)를 조성하면서 내벽으로부터 돌출 설치되는 한쌍의 교반용 바(22);
   상기 디스크 회전체(17)에 있는 디스크(16)의 가장자리에 설치되어 음식물쓰레기를 교반시켜주는 패들 수단으로서 디스크(16)의 끝에 용접으로 고정되는 패들 지지체(23a)와 상기 패들 지지체(23a)에 볼트 체결구조로 결합되는 패들 연결체(23b)와 상기 패들 연결체(23b)의 끝에 일체 형성되는 패들 이송/교반체(23c)로 구성되는 패들(23);
   을 포함하고,
   상기 패들(23)의 패들 이송/교반체(23c)는 건조기 본체(12)의 내벽을 바라보는 방향으로 나란하게 형성되는 패들 교반체(23c-1)와 건조기 본체(12)의 선단부를 바라보는 방향으로 경사지게 형성되는 패들 이송체(23c-2)로 구성되고, 상기 패들 교반체(23c-1)와 패들 이송체(23c-2)는 각각의 디스크(16) 상에서 건조기 본체(12)의 길이 방향을 따라가면서 하나씩 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 디스크 타입 건조기.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 디스크 회전체(17)의 중공 샤프트(15)의 선단부와 후단부는 건조기 본체(12)의 밖으로 연장된 후에 이중 로터리 밸브(24)를 매개로 하여 스팀 배관(25)측과 연결되는 구조에 의해 스팀을 공급받을 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 디스크 타입 건조기.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 디스크 회전체(17)의 디스크(16)는 중공의 원판 형태로서, 다수 개가 샤프트에 의해 중심이 관통되어 서로 통하면서 샤프트측과 동심원을 이룸과 더불어 샤프트 축선을 따라 일정간격으로 배치되는 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 디스크 타입 건조기.

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