KR102342186B1 - 음식물 쓰레기 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 건조기본체에 열원으로 적은 열에너지로도 고온으로 가열되는 열매체유를 이용하여 2시간내에 신속하게 건조 처리되며, 건조 과정에서 별도의 필터없이도 덮개부와 냉동장치를 통해 악취 발생을 차단하게 되는 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 개구된 상방으로 음식물쓰레기가 투입되는 투입구와 처리된 음식물쓰레기의 부산물이 배출되는 배출구가 구비되고, 상기 음식물쓰레기를 교반하고 분쇄하는 날개부가 구동모터에 의하여 회전되도록 설치되는 건조기본체와, 상기 건조기본체의 내주연을 따라 형성되어 상기 음식물쓰레기를 직접 건조시키기 위하여 가열수단과 열매체유가 충진되고 순환되는 가열챔버와, 상기 건조기본체의 개구된 투입구를 밀폐시키고 상기 음식물쓰레기의 건조과정에서 발생되는 악취를 순환시켜서 배출하는 덮개부와, 상기 덮개부로부터 이어지는 연결관과 연결되며, 상기 연결부를 통해 유입되는 악취수증기를 냉각시켜 수분을 제거하는 냉각장치로 구성되는 것이다.

Description

음식물 쓰레기 처리장치{A FOOD GARBAGE TREATING APPARATUS}

본 발명은 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에너지 소모가 적으면서도 많은 양의 음식물 쓰레기를 빠른 시간 내에 분쇄 및 건조 가능하고, 별도의 필터 없이도 악취 발생을 차단할 수 있는 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것이다.

생활 폐기물로 인한 환경오염에 관심이 고조됨에 따라 음식물 및 가축분노 등의 쓰레기 처리에 관한 다양한 연구 개발이 진행되고 있다.

가정이나 음식점 등에서 배출되는 음식물 쓰레기는 가축 사료로 이용되거나 단순히 물기만을 걸러낸 후 폐기시키고 있으나, 그 폐기되는 양은 점점 더 증가되는 추세이다.

특히, 음식물 쓰레기는 수분 함수율이 90%이상을 차지하므로, 수집은 물론, 운반, 처리 및 매립 과정이 매우 번거로워 소각 처리하는 것이 일반적이다.

그러나 소각 처리를 위한 이동 시 음식물 쓰레기와 같은 유기성 오염물질은 함수량이 많기 때문에 이송 및 보관이 곤란하고 쉽게 부패되어 악취가 발생되며 매립지에 매립할 경우 침출수 발생량이 많아 하천이나 지하수를 오염시킨다.

따라서 이러한 슬러지상 오염물질은 매립지에 매립하기보다는 신속히 퇴비, 연료화 및 사료화하는 것이 바람직하다. 이에 따라 퇴비, 연료화 및 사료화를 위한 다양한 처리방법이 개발되었으며, 그 중 미생물을 이용한 퇴비화 방법은 환경 친화적으로 인정되어 가장 활발하게 이용되고 있다. 그러나 이러한 미생물학적 처리방법은 처리기간이 길고 기후나 운전 조건 등에 따라 처리 효율이 급격히 떨어지며 대량의 오염물질을 처리하기 어렵다는 단점이 있다.

반면에 오염물질로부터 수분을 증발시켜 운송 및 보관을 용이하게 하고 부패를 방지하는 건조나 증발 등과 같은 물리학적 처리방법은 간단하고 신속하며 소규모 운전이 가능하다는 장점에도 불구하고 에너지 비용이 많이 소요되는 단점 때문에 그 동안 널리 활용되지 못하고 있었다.

이에, 건조시 소요되는 연료의 비용을 절감할 수 있는 구조와 더불어, 음식물 쓰레기와 같이 발생량이 큰 오염물질을 물리학적으로 손쉽고 용이하게 처리할 수 있는 장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

이로 인하여, 다양한 음식물 쓰레기용 건조장치가 제시되었지만, 기존의 가열 건조장치의 경우, 전기나 연료를 사용하여 열풍 건조시키는데 과대한 에너지가 소비되고 심한 악취 발생으로 인해 이의 처리가 더 큰 문제가 대두되고 처리시간이 장시간으로 기기의 안전성 및 기계수명이 짧았다. 또한, 소각식은 처리물을 직화시키는 것으로서 기계의 대형화와 낮은 발열량으로 인한 불완전 연소로 인해 다이옥신 등의 유해가스를 발생하고 과다한 에너지를 소비해야 하며 기기의 안전성과 주변 환경에 커다란 영향을 미쳐 사용이 어렵다.

대한민국 특허공개번호 제10-2017-0114021호(공개일자 2017년10월13일) 대한민국 등록번호 제10-1065721호(공고일 2011년09월19일)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 건조기본체에 열원으로 적은 열에너지로도 고온으로 가열되는 열매체유를 이용하여 2시간내에 신속하게 건조 처리되며, 건조 과정에서 별도의 필터없이도 덮개부와 냉동장치를 통해 악취 발생을 차단하게 되는 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 개구된 상방으로 음식물쓰레기가 투입되는 투입구와 처리된 음식물쓰레기의 부산물이 배출되는 배출구가 구비되고, 상기 음식물쓰레기를 교반하고 분쇄하는 날개부가 구동모터에 의하여 회전되도록 설치되는 건조기본체와, 상기 건조기본체의 내주연을 따라 형성되어 상기 음식물쓰레기를 직접 건조시키기 위하여 가열수단과 열매체유가 충진되고 순환되는 가열챔버와, 상기 건조기본체의 개구된 투입구를 밀폐시키고 상기 음식물쓰레기의 건조과정에서 발생되는 악취를 순환시켜서 배출하는 덮개부와, 상기 덮개부로부터 이어지는 연결관과 연결되며, 상기 연결부를 통해 유입되는 악취수증기를 냉각시켜 수분을 제거하는 냉각장치로 구성되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 배출구는 에어실린더에 의하여 밀폐커버가 자동 개폐되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 날개부는 상기 건조기본체의 하면에 방사형으로 다수개 설치되어 상기 음식물쓰레기를 교반하고 상기 배출구로 배출을 유도하는 교반날개와, 상기 교반날개로부터 상방으로 이격 설치되어 상기 음식물쓰레기를 분쇄하는 분쇄날개로 구성되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가열챔버에는 상기 가열수단이 수직 방향을 따라 나선형으로 설치되며, 상기 열매체유를 순환시키도록 순환펌프가 연결 설치되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가열챔버에는 온도감지센서가 설치되어 기설정 온도 이상으로 올라가면 상기 가열수단의 작동을 제어하도록 구성되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 덮개부는 상기 투입구를 향하여 수직의 격판이 길이 방향을 따라 다수개 설치되어 이물질이 흡착되고, 악취는 상부측으로 방출하는 방취판과, 상기 방취판의 상부측으로 "S"자 형태의 지그재그로 설치되어 악취를 순환시켜서 1차 악취 제거가 이루어지면서 배출시키는 이중파이프로 구성되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 이중파이프는 제1파이프와, 상기 제1파이프의 내부를 따라 설치되되, 수직공이 길이방향을 따라 형성되어 악취를 감소시키는 제2파이프로 구성되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 냉각장치는 냉기를 생성하기 위하여 압축기와 응축기 및 팽창밸브, 증발기를 포함하는 하우징과, 상기 하우징의 상부측에 상기 연결관과 연결되어 악취를 유입시키는 흡입펌프로 구성되는 것이다.

본 발명에 의한 음식물 쓰레기 처리장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 열원으로 열매유체를 사용함으로써, 적은 열에너지로도 고온의 건조열을 가할 수 있으며, 건조열의 균일한 열전달이 가능하여 신속한 건조 처리가 가능하고, 열매체유의 제어 및 관리가 용이하다.

둘째, 음식물 쓰레기 건조시 발생되는 고온의 악취수증기는, 외부로 배출되지 않고, 덮개부를 통해 1차 악취제거가 이루어지고, 다시 냉각장치로 유입되어 수분이 제거되도록 냉각 처리함으로써, 악취가 발생되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음식물 쓰레기 처리장치의 정면도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 건조기본체의 단면도이고,
도 3은 도 3에서 덮개부의 확대 단면도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉각장치의 단면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

여기서 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음식물 쓰레기 처리장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 건조기본체의 단면도이고, 도 3은 도 3에서 덮개부의 확대 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉각장치의 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 음식물 쓰레기 처리장치(1)는, 이동을 위하여 캐스터(2)가 설치된 사각의 프레임(1)내에 설치되는 구조로, 크게 음식물쓰레기가 교반되고 분쇄되는 건조기본체(100)와, 건조기본체(100)에 설치되어 음식물쓰레기를 가열하여 건조시키는 가열챔버(130)와, 건조기본체(100)를 밀폐시키고, 건조시 발생되는 악취를 1차 감소시키고 배출시키는 덮개부(140)와, 덮개부(140)로부터 악취수증기를 유입받아 냉각시키는 냉각장치(160)를 포함할 수 있다.

먼저, 건조기본체(100)는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 금속재로 제작된 원통형으로 상방은 개구되어 투입구(102)를 형성하고, 내부에 일정 공간이 형성된다.

개구된 투입구(102)로는 각종 음식물, 동물뼈, 조개류, 과일씨 등이 투입되는 부분이다.

그리고 건조 처리된 음식물쓰레기의 부산물이 배출되는 배출구(104)는 건조기본체(100)의 바닥면에 가까운 하부측에 형성될 수 있다.

상기 배출구(104)에는 밀폐커버(106)가 설치되되, 배출구(104)의 크기 보다는 더 크게 형성되어 완전 밀폐가 가능하며, 고무패킹 등이 구비될 수 있다.

또한, 밀폐커버(106)는 자동 개폐가 가능하도록 에어실린더(107)가 설치될 수 있다. 에어실린더(107)는 밀폐커버(106)를 포함하면서 전방측으로 연장된 배출통로(108)에 설치되며, 밀폐커버(106)와 동일 선상에 위치되어 실린더로드의 직선운동으로 밀폐커버(106)를 개폐하게 된다.

덧붙여, 배출통로(108)는 하면으로 경사져서 처리된 음식 부산물이 낙하하도록 형성하였다.

그리고 건조기본체(100)의 정중앙에 설치되어 음식물쓰레기를 교반하고 분쇄하는 날개부(110)는, 다시 교반날개(112)와 분쇄날개(114)로 구성되며, 건조기본체(100)의 하면에 설치되는 구동모터(120)와 감속기(122)에 의하여 회전 작동될 수 있다.

구동모터(120)는 정, 역회전이 가능하고, 토크(torque) 및 부하를 고려하여 선정하는 것이 바람직하다.상기 구동모터(120)로부터 건조기본체(100)로 이어지는 회전축(121)상에 교반날개(112)와 분쇄날개(114)가 설치된다.

회전축(121)의 하단측, 즉 건조기본체(100)의 하면에 방사형으로 다수개의 교반날개(112)가 설치되어 음식물쓰레기를 교반하고, 배출구(104)의 밀폐커버(106) 개방시에는 저속 회전하면서 배출을 유도하게 된다.

그리고 분쇄날개(114)는 교반날개(112)로부터 상방으로 이격되어 회전축(121)상에 설치되며, 다수개가 설치되어 고속회전으로 음식물쓰레기를 잘게 분쇄하게 된다.

한편, 건조기본체(100)의 내측면 전체를 따라 공간을 형성하는 가열챔버(130)가 형성된다.

가열챔버(130)는 건조기본체(100)의 내측 크기보다는 작게 형성되어 설치됨으로써, 일정 공간이 마련되며 그 공간부에 도 2에서와 같이, 가열수단(132)이 가열챔버(130)를 따라 나선형으로 설치될 수 있다.

가열수단(132)은 히팅파이프나 열선일 수 있다.

그리고 가열수단(132)과 같이 가열챔버(130)에는 열매체유(134)가 충진된다.

참고로, 열매체유(134)는 화학장치를 일정한 조작온도로 유지하기 위하여 가열(加熱) ·제열(除熱) 등의 전열에 이용하는 합성기름으로, 장점은 온도를 올리는 데 있어 물을 사용하는 스팀보일러보다 압력을10분의 1로 낮출 수 있어 경제적이다.

더 나아가 가열챔버(130)내의 열매체유(134)를 순환시키도록 건조기본체(100)에 근접하여 순환펌프(136)가 설치될 수 있다.

또한, 가열챔버(130)에는 온도감지센서(138)가 설치되어 기설정 온도 이상으로 올라가면 가열수단(132)의 작동을 제어하게 된다.

그리고 건조기본체(100)의 개구된 투입구(102)를 밀폐시키고 음식물쓰레기의 건조과정에서 발생되는 악취를 순환시켜서 배출되는 덮개부(140)는 도 1에 도시된 바와 같이, 공압실린더(141)와 실린더로드(141a)에 의하여 자동 개폐가 가능하며, 음식물쓰레기의 투입시 공압실린더(141)의 작동으로 개방되었다가 건조 및 분쇄 작동 전에 닫아 투입구(102)를 밀폐시키게 된다.

상기 덮개부(140)는 도 3을 참고하여 보다 상세히 설명하며, 방취판(142)과 이중파이프(144)로 구성될 수 있다.

방취판(142)은 건조기본체(100)를 향하여 수직의 격판이 길이 방향을 따라 다수개가 설치될 수 있다. 여기서 방취판(142)은 방열판과 같은 형태이며, 촘촘히 이어지는 격판을 통해 악취수증기에 포함된 이물질이 흡착될 수 있다.

그리고 방취판(142)의 상부측으로 "S"자 형태의 지그재그로 이중파이프(144)가 설치되어 악취를 순환시켜서 1차 악취 제거가 이루어질 수 있다.

이중파이프(144)는 "S"자 형태로 이어지는 제1파이프(144a)와, 이 제1파이프(144a)의 내부를 따라 제2파이프(144b)가 내장 설치되되, 제2파이프(144b)는 길이방향을 따라 수직공(144c)이 형성되어 악취를 감소시키게 된다.

그리고 덮개부(140)에는 연결관(150)을 통해 연결되는 냉각장치(160)가 건조기본체(100)에 근접하여 설치될 수 있다.

연결관(150)은 플렉시블한 재질일 수 있어, 덮개부(140)의 개방 작동시 어느 정도 연장될 수 있다.

냉각장치(160)는 도 4에서와 같이, 하우징(162)의 내부에 냉기를 생성하기 위하여 압축기(164)와 응축기(165) 및 팽창밸브(166), 증발기(167)를 설치하여 냉기를 생성하게 된다.

이들 압축기(164), 응축기(165), 팽창밸브(166), 증발기(167)는 일반 냉동고의 구조와 유사하므로 별도의 설명은 생략한다.

그리고 하우징(162)의 상부측에 연결관(150)과 연결되어 악취를 유입시키는 흡입펌프(168)로 구성될 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치의 작용은, 다시 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명한다.

공압실린더(141)의 작동에 의하여 건조기본체(100)로부터 덮개부(140)가 회동되어 투입구(102)의 개방이 이루어지면, 각종 음식물쓰레기를 채워 넣게 되며, 처리할 음식물쓰레기가 다 채워지면 다시 공압실린더(141)의 작동으로 덮개부(140)를 닫아 건조기본체(100)를 밀폐시키게 된다.

그리고 전원을 인가하면, 가열챔버(130)의 가열수단(132)이 발열을 시작하며, 적은 발열로도 열매체유(134)는 고온으로 가열되어 음식물쓰레기를 직접 가열시킬 수 있다.

여기서 열매체유(134)는 순환펌프(136)에 의하여 가열챔버(130)를 순환하면서 골고루 가열하게 되어 효율성이 증대되며, 가열수단(132)의 과열 방지를 위하여 온도감지센서(138)에서 온도를 측정하게 된다.

가열챔버(130)가 고온으로 가열됨과 동시에 구동모터(120)와 감속기(122)도 회전을 시작하여 날개부(110)가 회전을 시작한다.

교반날개(112)는 건조기본체(100)의 하부측에서 음식물쓰레기를 골고루 섞는 교반 역할을 하며, 교반되는 음식물쓰레기는 분쇄날개(114)를 통해 잘게 분쇄된다.

잘게 분쇄된 음식물쓰레기는 가열챔버(130)를 통해 건조되어 부산물이 만들어지고, 대략 음식물쓰레기의 처리 시간은 쓰레기량 따라 차이가 있겠지만 대략 2시간 이내에 처리가 가능하다.

건조된 부산물은 에어실린더(107)의 작동으로 배출구(104)의 밀폐커버(106)를 개방한 후, 교반날개(112)의 도움으로 음식물 부산물이 배출통로(108)를 통해 낙하 처리된다.

한편, 건조기본체(100)에 음식물쓰레기가 분쇄되고 건조되면서 발생한 악취수증기는 덮개부(140)의 방취판(142)을 통과하면서 이물질이 격판에 달라붙게 되고, 제1파이프(144a)와 수직공(144c)이 형성된 제2파이프(144b)를 따라 순환 이동하면서 1차로 악취가 어느 정도 제거된다.

그리고 이중파이프(144)를 통과한 악취수증기는 바로 연결관(150)을 통해 냉각장치(160)로 유입된다.

냉각장치(160)의 하우징(162) 내로 유입은 흡입펌프(168)의 작동으로 가능하며, 하우징(162)내로 유입된 악취수증기는 압축기(164), 응축기(165), 팽창밸브(166), 증발기(167)의 냉각 작용으로 포함된 수분을 냉각시킴으로써, 악취 원인을 제거하게 된다.

상술한 바에 따르면, 열원으로 열매유체를 사용함으로써, 적은 열에너지로도 고온의 건조열을 가할 수 있으며, 건조열의 균일한 열전달이 가능하여 신속한 건조 처리가 가능하고, 열매체유의 제어 및 관리가 용이하다.

또한, 음식물 쓰레기 건조시 발생되는 고온의 악취수증기는, 외부로 배출되지 않고, 덮개부를 거쳐 냉각장치로 유입되어 수분이 제거되도록 냉각 처리함으로써, 악취가 발생되지 않는다.이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하므로 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 안에서 변경 가능한 것이며, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

100 : 건조기본체 102 : 투입구
104 : 배출구 106 : 밀폐커버
107 : 에어실린더 108 : 배출통로
110 : 날개부 112 : 교반날개
114 : 분쇄날개 120 : 구동모터
121 : 회전축 122 : 감속기
130 : 가열챔버 132 : 가열수단
134 : 열매체유 136 : 순환펌프
138 : 온도감지센서 140 : 덮개부
141 : 공압실린더 142 : 방취판
144 : 이중파이프 144a : 제1파이프
144b : 제2파이프 144c : 수직공
150 : 연결관 160 : 냉각장치
162 : 하우징 164 : 압축기
165 : 응축기 166 : 팽창밸브
167 : 증발기 168 : 흡입펌프

Claims (8)

1. 개구된 상방으로 음식물쓰레기가 투입되는 투입구와 처리된 음식물쓰레기의 부산물이 배출되는 배출구가 구비되고, 상기 음식물쓰레기를 교반하고 분쇄하는 날개부가 구동모터에 의하여 회전되도록 설치되는 건조기본체와,
   상기 건조기본체의 내주연을 따라 형성되어 상기 음식물쓰레기를 직접 건조시키기 위하여 가열수단과 열매체유가 충진되고 순환되는 가열챔버와,
   상기 건조기본체의 개구된 투입구를 밀폐시키고 상기 음식물쓰레기의 건조과정에서 발생되는 악취를 순환시켜서 배출하는 덮개부와,
   상기 덮개부로부터 이어지는 연결관과 연결되며, 상기 연결관을 통해 유입되는 악취수증기를 냉각시켜 수분을 제거하는 냉각장치,
   로 구성되며,
   상기 덮개부는,
   상기 투입구를 향하여 수직의 격판이 길이 방향을 따라 다수개 설치되어 이물질이 흡착되고, 악취는 상부측으로 방출하는 방취판과,
   상기 방취판의 상부측으로 "S"자 형태의 지그재그로 설치되어 악취를 순환시켜서 1차 악취 제거가 이루어지면서 배출시키는 이중파이프로 구성되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 배출구는,
   에어실린더에 의하여 밀폐커버가 자동 개폐되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 날개부는,
   상기 건조기본체의 하면에 방사형으로 다수개 설치되어 상기 음식물쓰레기를 교반하고 상기 배출구로 배출을 유도하는 교반날개와,
   상기 교반날개로부터 상방으로 이격 설치되어 상기 음식물쓰레기를 분쇄하는 분쇄날개로 구성되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 가열챔버에는,
   상기 가열수단이 수직 방향을 따라 나선형으로 설치되며,
   상기 열매체유를 순환시키도록 순환펌프가 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 가열챔버에는,
   온도감지센서가 설치되어 기설정 온도 이상으로 올라가면 상기 가열수단의 작동을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
   
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 이중파이프는 제1파이프와,
   상기 제1파이프의 내부를 따라 설치되되, 수직공이 길이방향을 따라 형성되어 악취를 감소시키는 제2파이프로 구성되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 냉각장치는,
   냉기를 생성하기 위하여 압축기와 응축기 및 팽창밸브, 증발기를 포함하는 하우징과,
   상기 하우징의 상부측에 상기 연결관과 연결되어 악취를 유입시키는 흡입펌프로 구성되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
   

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