KR102384237B1 - 대형 유기 폐기물 건조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 폐기물 건조기에 관한 것으로, 특히 수분이 함유된 유기 폐기물을 고온으로 건조하면서 발생하는 증기를 고온의 열매체유를 통해 가열함으로써 냄새입자를 태워서 배기할 수 있도록 한 대형 유기 폐기물 건조기에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 수분이 함유된 유기 폐기물을 투입받으며, 투입된 유기 폐기물을 교반하는 교반부가 구비되고, 유기 폐기물의 가열에 의해 발생된 증기를 배출하는 배출관이 구비된 건조로; 상기 건조로를 열매체유에 의해 가열하는 가열부; 상기 배출관으로부터 배출되는 증기를 투입받아 순환관을 통해 상기 가열부의 열매체유와 열교환시키면서 순환시켜 냄새입자를 태워서 감소시키는 냄새감소부; 상기 냄새감소부로부터 배출되는 증기를 필터링하여 잔류냄새를 제거하는 여과부;로 구성된다.

Description

대형 유기 폐기물 건조기{Food waste dryer}

본 발명은 유기 폐기물 건조기에 관한 것으로, 특히 음식 폐기물, 하수 슬러지, 축분 등의 유기 폐기물로부터 냄새를 제거하여 환경오염의 원인을 제거할 수 있도록 한 대형 유기 폐기물 건조기에 관한 것이다.

일반 가정, 음식점, 대형 급식소 등에서 발생하는 음식 폐기물 즉, 음식물 쓰레기, 하수 슬러지, 축사 등에서 발생하는 축분 등의 유기 폐기물에는 수분이 함유되어 있어서, 소각할 경우에는 많은 에너지가 필요하고, 또한 매립시는 침출수와 악취에 의해 환경오염이 발생하게 된다.

그리고, 퇴비, 동물 사료로 활용을 하는 경우에도 유기 폐기물에 포함된 수분을 제거하는 과정을 거쳐서 자원화 하게 되지만, 이 과정에서 악취 및 침출수 등의 환경오염 문제가 크게 대두되고 있다.

등록특허 제10-1277073호(음식물 쓰레기 처리 장치 및 방법)에서는 이러한 유기 폐기물의 한 종류인 음식물 쓰레기의 수분을 제거하고자, 일정량의 음식물 쓰레기를 공급받으면 자동 폐쇄되는 전자 밸브가 구비된 이송 파이프; 상기 이송파이프로부터 이송된 일정량의 음식물 쓰레기를 수용하여 하부에 다수의 배출공이 형성되어 음식물 쓰레기에 포함되는 오수가 걸러지도록 하는 탈수통; 모터에 의해 동작하는 피니언과 래크를 구비하고, 래크의 일측 단부에 압착판을 형성하고 상기 모터의 구동에 따라 상기 압착판으로 탈수통에 담긴 음식물 쓰레기를 압착시켜 상기 탈수통 하단에 형성된 다수의 배출공으로 오수를 탈수하여 건조실로 이동시키는 압착부; 상기 건조실로 이동된 음식물 쓰레기를 건조시키는 마그네트론; 상기 탈수통의 측면을 이루는 개폐도어가 형성되고, 상기 개폐도어의 이동을 제어하는 개폐부; 및 상기 전자밸브, 상기 모터 및 상기 마그네트론의 동작 타이밍을 상기 전자밸브, 상기 모터, 상기 마그네트론의 구동 순서로 순차적이며 반복적으로 자동 제어하는 자동제어부로 이루어진 음식물 처리 장치를 제안하였다.

그런데, 이러한 종래기술은 유기 폐기물의 한 종류인 음식물 쓰레기를 압착하여 수분을 거른 다음 건조시키게 되고, 걸러진 수분은 여러 단계의 정화 처리과정을 통해 정화시켜 배출시키키게 되지만, 압착 설비, 건조설비, 수분 정화설비 등 많은 설비가 구비되어야 하므로, 설비의 설치비용이 증가함은 건조시에도 악취가 발생할 수 있는 단점이 있다.

수분을 여러 단계를 통해 정화시켰다할지라도 배출되는 수분에는 악취 및 부패 성분이 포함되어 있어서 토양 및 수질 오염을 가져올 수 밖에 없는 단점이 있으며, 이를 위해서는 고도 정화시설을 갖추어야 하지만 이는 많은 설치 비용의 증가에 의해 현실적으로 적용하기가 매우 어려운 문제점이 있는 것이다.

<선행기술문헌>

1. 대한민국 등록특허 제10-1277073호

(음식물 쓰레기 처리 장치 및 방법)

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 수분이 함유된 유기 폐기물을 고온으로 건조하면서 발생하는 증기를 고온의 열매체유를 통해 가열함으로써 냄새입자를 태워서 배기할 수 잇도록 한 대형 유기 폐기물 건조기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예에 따른 대형 유기 폐기물 건조기는,

수분이 함유된 유기 폐기물을 투입받으며, 투입된 유기 폐기물을 교반하는 교반부가 구비되고, 유기 폐기물의 가열에 의해 발생된 증기를 배출하는 배출관이 구비된 건조로;

상기 건조로의 외측에 외부쟈켓이 씌워지고, 상기 외부쟈켓의 내부에는 열매체유가 충진되며, 히터에 의해 가열된 열매체유가 순환되면서 상기 유기 폐기물을 가열하는 가열부;

상기 배출관으로부터 배출되는 증기를 투입받아 순환관을 통해 상기 외부쟈켓의 내부에 충진된 열매체유와 열교환시키면서 순환시켜 증기에 포함된 냄새입자를 태우는 냄새감소부;

상기 냄새감소부로부터 배출되는 수분을 필터링하여 냄새를 제거하는 여과부;

상기 건조로의 배출관으로부터 배출되는 증기를 냄새감소부로 공급하고, 상기 냄새감소부로부터 배출되는 증기를 상기 여과부로 선택적으로 배출하는 댐퍼;

상기 배출관의 압력을 감지하는 제1압력계;

상기 순환관의 압력을 감지하는 제2압력계;

상기 제1압력계와 제2압력계의 압력에 따라 상기 댐퍼를 제어하는 컨트롤러;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냄새감소부는

상기 외부쟈켓의 내측에서 상기 건조로의 외측부위와 간격을 유지하면서 순환관이 스파이럴 형태로 설치되며, 상기 순환관은 외부쟈켓의 외측으로 연장되어 송풍기와 접속됨으로써 증기에 포함된 증기를 폐회로 상태로 순환시키면서 가열하도록 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 음식 폐기물, 하수 슬러지, 축분 등의 유기 폐기물을 고온의 열매체유를 이용하여 건조할 때 증기에 포함된 냄새입자를 다시 열매체유와 열교환시키면서 순환시켜 태우게 됨으로써 냄새를 감소시키게 되어 대기오염을 줄일 수 있는 장점이 있는 것이다.

도1은 본 발명의 제1실시예에 의한 대형 유기 폐기물 건조기의 구조를 보인 도.
도2는 본 발명의 제2실시예를 보인 도.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.

본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.

그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.

도1은 본 발명의 제1실시예에 의한 대형 유기 폐기물 건조기의 구조를 보인 도이고, 도2는 제2실시예을 보인 도이다.

본 발명의 제1실시예는 크게, 건조로(100), 가열부(200), 냄새감소부(300), 댐퍼(400), 여과부(500), 그리고 컨트롤러(600)로 구성된다.

상기 건조로(100)는 상측이 둥그런 돔 형태를 가지며, 교반부(120)가 설치되는데, 상기 교반부(120)는 건조로(100)의 상측에 설치된 모터(110)로부터 동력을 공급받아 내부로 투입된 유기 폐기물을 교반하게 된다.

또한 건조로(100)의 상측에는 유기 폐기물의 건조시 발생하는 증기를 외부로 배출하기 위한 배출관(130)이 접속되어 있는 구조를 가진다.

상기 가열부(200)는 상기 건조로(100)의 내부에 투입된 유기 폐기물에 열을 가하여 가열함으로써 수분을 증발시키도록 하는 것으로서, 상기 건조로(100)의 외측, 즉 측벽외측과 바닥부위 외측을 기밀하게 감싸도록 외부쟈켓(210)이 씌워지고, 상기 외부쟈켓(210)의 내부에는 열매체유가 충진된다.

상기 열매체유는 250℃ 이상으로 가열됨으로써 유기 폐기물에 고온의 열을 가하여 건조시킬 수 있는 것이다.

상기 외부쟈켓(210)에 고온의 열매체유를 고르게 순환시키기 위하여, 하측에는 유입관(220)이 구비되고, 반대쪽 위치의 상측부위에는 유출관(230)이 접속되며, 상기 유입관(220)과 유출관(230)의 사이에는 열매체유를 가열하기 위한 히터(240)가 설치되어 있다.

따라서 히터(240)에 의해 250℃ 이상으로 가열된 열매체유는 유입관(220)을 통해 외부쟈켓의 내측으로 유입되어 건조로(100)의 외측을 순환하면서 가열하게 되고, 이로 인해 건조로(100)의 내측에 투입된 유기 폐기물에 열이 가해지는 것이다.

상기 열매체유는 유출관(230)을 통해 외부로 유출되어 히터(240)에 의해 재가열됨으로써 고온을 유지하는 열매체유가 외부쟈켓(210)의 내측을 순환하면서 고르고 지속적으로 건조로(100)를 가열하는 구조를 갖는다.

냄새감소부(300)는 상기 건조로(100)의 배출관(130)을 통해 배출되는 증기를 유입받아 순환관(310)을 통해 상기 외부쟈켓(210)의 내측으로 순환시킴으로써 고온의 열매체유와 열교환하면서 증기에 포함된 냄새입자를 태워서 감소시키는 것으로서, 상기 순환관(310)은 상기 외부쟈켓(210)의 외측으로부터 내측으로 도입되어 내부를 유동하는 증기에 포함된 냄새입자를 열매체유의 열에 의해 고온으로 가열함으로써 태우게 되고, 가열된 증기를 계속 순환시키면서 냄새입자를 태우게 되어 냄새 발생을 억제하게 된다.

이를 위하여 순환관(310)은 외부쟈켓(210)의 내측에서 상기 건조로(100)의 외측부위와 간격을 유지하면서 스파이럴 형태로 설치되며, 외부쟈켓(210)의 외측에 위치하는 순환관(310)에는 송풍기(320)가 구비됨으로써 순환관(310) 내부의 증기를 외부쟈켓(210)의 내부로 순환시키면서 고온의 열매체유와 열교환시킴으로써 증기에 포함된 냄새입자를 고온으로 태우게 되는 것이다.

이때 스파이럴 형태의 순환관(310)은 스파이럴 형태로 설치됨으로써 열매체유와 열교환시간을 증대시켜 냄새입자의 감소효율을 높일 수 있게 된다.

상기 댐퍼(400)는 건조로(100)로부터 배출관(130)을 통해 배출되는 증기를 상기 냄새감소부(300)로 제공하고, 또한 냄새감소부(300)로부터 배출되는 잔여 냄새입자를 포함하는 증기를 여과부(500) 쪽으로 배출시키도록 한다.

상기 여과부(500)는 냄새입자를 필터링하여 배출하기 위한 것으로서, 내부에는 카본필터가 다단으로 설치되어 있게 된다.

상기 컨트롤러(600)는 배출관(130)에 설치된 제1압력계(140)와 순환관(310)에 설치된 제2압력계(330)로부터 감지된 압력값에 따라 상기 댐퍼(400)를 제어함으로써 배출관(130)과 순환관(310)을 연결시키거나 또는 순환관(310)을 여과부(500)로 연결시켜 증기를 배기시키도록 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 상세히 설명한다.

먼저, 건조로(100)의 내부로 수분이 함유된 유기 폐기물을 투입한 다음 운전명령을 컨트롤러(600)에 인가하게 되면, 상기 컨트롤러(600)는 모터(110)를 구동하여 교반부(120)에 의해 내부에 투입된 유기 폐기물을 교반시킴과 아울러 히터(240)를 구동시켜 열매체유를 가열하게 된다.

또한, 댐퍼(400)를 제어하여 배출관(130)을 통해 배출되는 건조로(100)의 증기를 냄새감소부(300)의 순환관(310)으로 유입되도록 제어함과 동시에 송풍기(320)를 가동하여 유입된 증기가 외부쟈켓(210)의 내부를 순환하면서 열매체유와 열교환하도록 한다.

이때, 순환관(310)은 증기를 계속 순환시키면서 열매체와 열교환시키게 됨으로써 냄새입자가 반복하여 태워지면서 감소되는 것이다.

또한, 컨트롤러(600)는 제2압력계(330)의 압력값을 인가받아 설정된 압력값이 넘어서면 댐퍼(400)를 제어하여 배출관(130)을 통해 유입되는 증기를 차단하게 되고, 이로 인해 순환관(310)은 폐회로를 형성하여 유입된 증기에 포함된 냄새입자를 계속 순환시켜 열교환시키게 된다.

냄새입자가 포함된 증기를 순환시키는 도중 상기 제1압력계(140)의 압력값이 설정값 이상이 되면, 컨트롤러(600)는 댐퍼(400)를 제어하여 순환관(310) 내부의 감소된 냄새입자를 포함하는 증기를 여과부(500) 쪽으로 배출시킴으로써 냄새입자를 완벽하게 제거하여 외부로 배출시키게 된다.

이러한 순환관(310)의 내부의 잔류 냄새입자를 포함하는 증기는 자체 압력과 송풍기(320)에 의해 급속히 여과부(600) 쪽으로 배출되고, 압력이 낮아지게 되면, 컨트롤러(600)는 댐퍼(400)를 제어하여 건조로(100)로부터 배출되는 증기를 다시 순환관(310) 쪽으로 유입시키게 되는 것이다.

물론, 순환관(310)의 압력이 설정된 값에 도달하기 전에 배출관(130)의 압력이 설정된 값에 도달하는 경우에도 컨트롤러(600)는 댐퍼(400)를 제어하여 순환관(310) 내부의 증기를 여과부(500) 쪽으로 신속히 배출시킨 다음 다시 댐퍼(400)를 제어하여 배출관(130)의 증기를 순환관(310) 쪽으로 유입시킴으로써 건조로(100) 내부의 압력을 적절히 해소하면서 증기에 포함된 냄새입자를 태워서 감소시킨 다음 배출할 수 있는 것이다.

따라서, 상기의 과정을 반복하면서 증기에 포함된 냄새입자를 태워서 감소시킨 다음 여과부(500)에 의해 냄새입자를 여과시켜 배출함으로써 유기 폐기물로부터 발생하는 냄새를 제거할 수 있는 것이다.

본 발명의 제2실시예는 도2에 도시한 바와같이, 가열부(200)의 외부쟈켓(210)의 내측으로 순환관(310)이 도입되지 않는 구조로서, 열매체유가 순환하는 유입관(220)의 경로상에 냄새감소부(300)가 설치되고, 상기 냄새감소부(300)에 배출관(130)이 도입되어 건조로(100)로부터 배출되는 증기가 유입관(220)을 순환하는 열매체유와 열교환하면서 냄새가 감소된 다음 여과부(500)를 통해 배출되는 구조를 가질 수 있다.

상기 배출관(130)은 냄새감소부(300)의 내측에서 유입관(220)의 외측둘레를 따라 스파이럴 형태로 감겨지도록 설치되어 고온의 열매체유와 열교환함으로써 냄새입자를 태워서 제거할 수 있으며, 그 제거된 냄새입자는 여과부(500)로 유입되어 필터링되는 구조를 갖는다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 예일뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다.

따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

100 : 건조로
110 : 모터
120 : 교반부
130 : 배출관
140 : 제1압력계
200 : 가열부
210 : 외부쟈켓
220 : 유입관
230 : 유출관
240 : 히터
300 : 냄새감소부
310 : 순환관
320 : 송풍기
330 : 제2압력계
400 : 댐퍼
500 : 여과부
600 : 컨트롤러

Claims (4)

1. 수분이 함유된 유기 폐기물을 투입받으며, 투입된 유기 폐기물을 교반하는 교반부가 구비되고, 유기 폐기물의 가열에 의해 발생된 증기를 배출하는 배출관이 구비된 건조로;
   상기 건조로의 외측에 외부쟈켓이 씌워지고, 상기 외부쟈켓의 내부에는 열매체유가 충진되며, 히터에 의해 가열된 열매체유가 순환되면서 상기 유기 폐기물을 가열하는 가열부;
   상기 외부쟈켓의 내측에서 상기 건조로의 외측부위와 간격을 유지하면서 순환관이 스파이럴 형태로 설치되고, 상기 순환관은 외부쟈켓의 외측으로 연장되어 송풍기와 접속되어 상기 배출관으로부터 배출되는 증기를 투입받아 순환관을 통해 상기 외부쟈켓의 내부에 충진된 열매체유와 열교환시키면서 폐회로 상태로 순환시켜 증기에 포함된 냄새입자를 감소시키는 냄새감소부;
   상기 냄새감소부로부터 배출되는 냄새입자를 필터링하여 잔류 냄새입자를 필터링하는 여과부;
   상기 건조로의 배출관으로부터 배출되는 증기를 냄새감소부로 공급하고, 상기 냄새감소부로부터 배출되는 냄새입자가 감소된 증기를 상기 여과부로 선택적으로 배출하는 댐퍼;
   상기 배출관의 압력을 감지하는 제1압력계;
   상기 순환관의 압력을 감지하는 제2압력계;
   상기 제1압력계와 제2압력계의 압력에 따라 상기 댐퍼를 제어하는 컨트롤러;로 구성되고,
   상기 컨트롤러는 상기 댐퍼를 제어하여 배출관을 통해 배출되는 건조로의 증기를 냄새감소부의 순환관으로 유입되도록 제어함과 동시에 송풍기를 가동하여 유입된 증기가 외부쟈켓의 내부를 순환시키면서 열매체유와 열교환하도록 하며, 상기 제2압력계의 압력값을 인가받아 설정된 압력값이 넘어서면 댐퍼를 제어하여 배출관을 통해 유입되는 증기를 차단하여 순환관이 폐회로를 형성하도록 함으로써 유입된 냄새입자를 포함한 증기를 계속 순환시켜 열교환에 의해 냄새입자를 태워서 감소시키게 되고, 증기를 순환시키는 도중 상기 제1압력계의 압력값이 설정값 이상이 되면, 댐퍼를 제어하여 순환관 내부의 감소된 냄새입자를 포함하는 증기를 여과부 쪽으로 배출시키며, 상기 제1압력계의 압력값이 설정값 이하로 낮아지게 되면, 상기 건조로로부터 배출되는 증기를 다시 순환관 쪽으로 유입시키도록 댐퍼를 제어함과 아울러,
   상기 제2압력계의 압력값이 설정된 값에 도달하기 전에 제1압력계의 압력이 설정된 값에 도달하는 경우에 상기 컨트롤러는 댐퍼를 제어하여 순환관 내부의 잔류 냄새입자를 포함하는 증기를 여과부 쪽으로 배출시킨 다음 다시 댐퍼를 제어하여 배출관의 증기를 순환관 쪽으로 유입시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 대형 유기 폐기물 건조기.
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