KR102483409B1 - 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치 - Google Patents
바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고함수유기성폐기물, 가축분뇨, 도축폐기물, 폐사가축, 동식물성잔재물 또는 하폐수슬러지 등 수분이 많은 유기성 폐기물을 왕겨, 미생물, 효소 및 무기물질을 분쇄 및 혼합하여 만든 바이오촉매를 이용해 발효 및 분해 처리하여 최종적으로 퇴비부재료인 발효부형제, 토양개량제인 바이오차(Biochar), 재생에너지인 고형연료(Bio-SRF) 등으로 다양하게 활용할 수 있도록 하는 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 분해소멸 감량처리장치는 음식물쓰레기, 가축분뇨, 도축폐기물, 폐사가축, 동식물성잔재물 또는 하폐수슬러지 등의 고함수유기성폐기물을 왕겨, 미생물, 효소 및 무기물질을 분쇄 및 혼합하여 만든 바이오촉매를 통해 발효 및 분해 처리하여 최종적으로 퇴비부형제, 토양 개량제, 고형연료를 만들어 자원화가 가능한 장점이 있다.
본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 분해소멸 감량처리장치는 음식물쓰레기, 가축분뇨, 도축폐기물, 폐사가축, 동식물성잔재물 또는 하폐수슬러지 등의 고함수유기성폐기물을 왕겨, 미생물, 효소 및 무기물질을 분쇄 및 혼합하여 만든 바이오촉매를 통해 발효 및 분해 처리하여 최종적으로 퇴비부형제, 토양 개량제, 고형연료를 만들어 자원화가 가능한 장점이 있다.
Description
본 발명은 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고함수유기성폐기물, 가축분뇨, 도축폐기물, 폐사가축, 동식물성잔재물 또는 하폐수슬러지 등 수분이 많은 유기성 폐기물을 왕겨, 미생물, 효소 및 무기물질을 분쇄 및 혼합하여 만든 바이오촉매를 이용해 발효 및 분해 처리하여 최종적으로 퇴비부재료인 발효부형제, 토양개량제인 바이오차(Biochar), 재생에너지인 고형연료(Bio-SRF) 등으로 다양하게 활용할 수 있도록 하는 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치에 관한 것이다.
사업장 및 생활계에서 다양한 폐기물이 배출되고 있는데 그중에서 함수율이 높은 유기성 폐기물이 대량 발생하고, 수분이 많아서 보관 및 수집운반과 처리과정에서 악취 등 환경오염이 심각한 실정이다.
이러한 폐기물 등은 수년 전까지 대부분 해양투기 업체를 통하여 바다에 버려졌는데 해양투기는 2012년 가축분뇨와 하수 슬러지 투기 금지, 2013년 음폐수와 분뇨 슬러지 투기 금지, 2014년 산업폐수와 폐수 슬러지 투기 금지 이후 예외적 유예기간까지 감안하여 2016년부터는 모든 폐기물의 해양투기가 전면 금지되면서 육상처리로 전환되었다.
고함수유기성폐기물의 육상처리는 소각 또는 매립 등 단순처리를 하거나 퇴액비화, 사료화, 고형연료화, 바이오가스에너지화 등 다양한 자원화 처리방안이 있다. 그러나 자원화 과정의 기술적 문제는 물론 자원화 제품의 활용처 부족 등으로 결국 환경성이나 경제성이 부족하여 활성화되지 못하고 있는 실정이다.
특히, 자원화 처리과정에 소요되는 열이나 전력 등 화석연료의 과다 사용 시 발생하는 온실가스와 퇴비나 액비와 같이 자원화된 제품이 농경지에 살포되어 분해가 끝날 때까지 발생하는 악취는 물론 이산화탄소나 메탄 등 추가로 발생되는 온실가스는 기후변화의 중요한 원인이 되고 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여 고함수유기성폐기물을 일정한 규모의 밀폐된 챔버에 투입한 뒤 연속적 교반 공정을 거쳐 대상물을 감량화시키는 기계식 콤포스트 장치가 개발되어 사용되고 있다.
또한 주로 식당이나 단체 급식소 등에서 배출되는 고함수유기성폐기물을 소규모의 밀폐된 챔버에 투입하고 미생물제제를 혼합한 뒤 교반하여 대상물을 감량화시키는 장치도 상용화되어있다.
그러나 종래의 이러한 장치들은 고함수유기성폐기물의 처리과정에 전력 등 에너지 소모량이 과다하거나, 투입된 폐기물의 분해 소멸 감량률이 낮거나, 공정 중 악취 등 대기오염 물질이나 이산화탄소 등 온실가스가 외부로 배출되거나 하는 등 여러 문제점이 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 고함수유기성폐기물을 왕겨, 미생물, 효소 및 무기물질을 분쇄 및 혼합하여 만든 바이오촉매를 통해 발효 및 분해 처리함으로써 최종적으로 퇴비부형제, 바이오차(Biochar), 고형연료(Bio-SRF) 등으로 자원화가 가능한 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 고함수유기성폐기물을 처리하는 도중에 발생하는 고온의 공기를 응축시켜 응축수를 생성하고, 생성된 응축수를 고온의 공기와 열교환시킬 수 있게 냉각 및 열교환기에 재공급하며 열교환기를 통과하는 고온의 공기를 챔버 내부로 재공급함으로써 고함수유기성폐기물 처리에 소요되는 에너지 소모를 줄이고, 악취 발생을 저감시킬 수 있도록 하는 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 송풍기를 이용하여 챔버 내부로 외기를 공급함으로써 바이오촉매에 함유된 미생물의 활성도 및 분해력을 향상시키고, 고함수유기성폐기물의 분해 및 소멸 시간을 감축시키며, 특히 미분해 유기물로 인한 악취발생 및 수질오염 등 2차적인 환경오염 유발을 방지할 수 있는 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치는 고함수유기성폐기물과 바이오촉매가 투입되는 챔버와; 상기 챔버에 투입된 고함수유기성폐기물의 무게를 측정하기 위한 무게측정부와; 상기 챔버에 투입된 고함수유기성폐기물을 가열하기 위한 가열부와; 상기 챔버에 투입된 고함수유기성폐기물과 바이오촉매를 혼합 및 교반시키는 혼합교반부와; 상기 챔버 내에서 발생하는 고온공기를 상기 챔버 외부로 배출시키기 위한 공기배출관과; 상기 공기배출관에 연결되고, 상기 공기배출관에서 공급되는 고온공기와 외부에서 공급되는 응축수 사이에 열교환이 이루어질 수 있도록 고온공기가 통과하는 제1유로와 상기 응축수가 통과하는 제2유로가 구획 형성된 열교환부와; 상기 열교환부에 연결되고, 상기 열교환부를 통과한 고온공기가 유입되며, 상기 열교환부에서 발생하는 응축수를 저장하는 응축수저장탱크와; 상기 응축수저장탱크의 수위를 설정된 기준수위로 유지시키도록 상기 응축수를 배출시키는 응축수배출관과; 일 측이 상기 응축수저장탱크에 연결되고, 타 측은 상기 챔버에 연결되어, 상기 챔버 내부의 공기를 상기 공기배출관과 상기 열교환부와 상기 응축수저장탱크를 거쳐 상기 챔버로 재공급되도록 순환시키는 공기순환부와; 상기 응축수저장탱크에 저장된 응축수를 냉각시킨 후 상기 열교환부로 공급하는 응축수공급부와; 상기 열교환부로 공급된 응축수를 상기 응축수저장탱크로 회수하는 응축수회수부와; 고함수유기성폐기물 처리 동작을 사용자가 선택 및 조작할 수 있는 조작부와, 상기 조작부에 입력된 조작신호 또는 상기 무게측정부에서 측정된 무게정보에 따라 상기 가열부와 상기 혼합교반부와 상기 공기순환부와 상기 응축수공급부 및 상기 외기공급부의 동작을 각각 제어하는 제어부를 포함하는 컨트롤패널;을 구비한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치는 상기 챔버 내부로 상기 챔버 외부의 공기를 투입하는 외기공급부;를 더 구비한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치는 상기 챔버 내에서 발생하는 악취를 제거하기 위한 탈취부;를 더 구비한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치의 상기 탈취부는 액상의 탈취제가 저장된 탈취제저장탱크와, 상기 탈취제저장탱크에 저장된 탈취제를 상기 공기배출관으로 분사하여 고온공기에 탈취제를 편승시키는 탈취제분사유닛을 포함하고, 상기 탈취제분사유닛은 압축공기를 공급하기 위한 공기공급부와, 상기 탈취제공급부에서 공급되는 탈취제를 1차 미세화시켜 상기 공기공급부에서 공급되는 압축공기에 편승시키는 1차미세화유닛과, 상기 1차미세화유닛을 통과한 유체의 압력과 속도를 변화시켜 미세화된 탈취제를 2차로 미세화시키는 2차미세화유닛과, 상기 2차미세화유닛을 통과한 탈취제를 공기배출관으로 확산시키기 위한 확산덕트를 포함하고, 상기 1차미세화유닛은 입구가 상기 공기공급부와 연결되고 출구가 상기 2차미세화유닛과 연결되며 내부에 유로가 형성된 초미세화챔버와, 상기 초미세화챔버에 설치되어 상기 탈취제공급부와 연결되며 탈취제를 상기 유로로 분무하는 분무노즐과, 상기 유로에 설치되어 상기 분무노즐을 통해 분무된 탈취제를 상기 유로를 통과하는 기류에 편승시키기 위한 편승부재를 구비하고, 상기 편승부재는 상기 유로를 통과하는 압축공기가 내부를 경유할 수 있도록 내부가 비어있으며 전면에 유입구가 형성되고 후면에 유출구가 형성된 편승본체와, 상기 편승본체의 내부로 삽입된 상기 분무노즐로부터 분무되는 탈취제가 상기 편승본체의 외부로 확산될 수 있도록 상기 편승본체에 형성된 다수의 확산홀들을 구비한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치의 상기 제어부는 고함수유기성폐기물이 상기 챔버에 투입되면, 상기 혼합교반부를 설정된 제1기준시간 동안에 설정된 제1기준회전수로 작동되게 하면서 외부 공기를 상기 챔버 내부로 투입되게 하는 고속모드와, 상기 제1기준시간이 경과하면, 상기 혼합교반부를 설정된 제2기준시간 동안에 설정된 제2기준회전수로 정방향으로 회전하는 동작과 역방향으로 회전하는 동작이 반복되게 하는 중속모드와, 상기 제2기준시간이 경과하면, 상기 혼합교반부를 설정된 제3기준시간 동안 설정된 제3기준회전수로 작동되게 하면서 설정된 주기로 외부 공기를 상기 챔버 내부로 투입되게 하는 저속모드를 지원하며, 상기 고속모드와 상기 중속모드와 상기 저속모드를 각각 개별적으로 작동되게 지원하거나 순차적으로 작동되게 지원한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치의 상기 제어부는 상기 고속모드 또는 상기 중속모드 또는 상기 저속모드로 작동되게 제어하는 도중 상기 챔버에 새로운 고함수유기성폐기물이 투입되면, 작동 모드를 상기 고속모드로 전환되게 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치의 상기 제어부는 상기 혼합교반부에 과부하가 발생할 시, 작동 모드에 관계없이 상기 혼합교반부를 일정 시간동안 역방향으로 회전되게 한 후 정방향으로 회전되게 하고, 상기 혼합교반부에 설정된 횟수 이상의 과부하가 발생할 시, 상기 혼합교반부를 정지시킨다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치의 상기 컨트롤패널은 처리장치를 사용하는 사용자를 식별하기 위한 사용자식별부를 더 구비하고, 상기 사용자식별부는 사용자별 고유의 식별정보가 저장된 태그를 일정 거리 이내로 접근시킬 시 상기 태그에 저장된 사용자별 고유의 식별정보를 무선으로 수신하는 리더기와, 사용자별로 처리장치의 사용 시각 정보, 고함수유기성폐기물 투입량 정보를 포함하는 사용정보를 저장하는 저장부를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치의 상기 컨트롤패널은 여러 지역에 설치 및 운영되고 있는 처리장치들을 관리 및 모니터링하는 중앙관제부로 상기 사용정보를 송출하는 통신부를 더 구비하고, 상기 중앙관제부에는 상기 처리장치들로부터 각각 송출되는 사용정보를 수신 및 저장하는 데이터수집부;가 구비된다.
본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 분해소멸 감량처리장치는 음식물쓰레기, 가축분뇨, 도축폐기물, 폐사가축, 동식물성잔재물 또는 하폐수슬러지 등의 고함수유기성폐기물을 왕겨, 미생물, 효소 및 무기물질을 분쇄 및 혼합하여 만든 바이오촉매를 통해 발효 및 분해 처리하여 최종적으로 퇴비부형제, 토양 개량제, 고형연료를 만들어 자원화가 가능한 장점이 있다.
본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 분해소멸 감량처리장치는 처리 완료된 최종물을 퇴비부원료인 발효부형제, 토양개량제인 바이오차(Biochar), 재생에너지인 고형연료(Bio-SRF) 등으로 다양하게 활용할 수 있다.
본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 분해소멸 감량처리장치는 폐기물을 처리하는 도중에 발생하는 고온의 공기를 응축시켜 응축수를 생성하고, 생성된 응축수를 고온의 공기와 열교환시킬 수 있게 냉각 및 열교환기에 재공급하며 열교환기를 통과하는 고온의 공기를 챔버 내부로 재공급함으로써 고함수유기성폐기물 처리에 소요되는 에너지 소모를 줄이고, 악취 발생을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 분해소멸 감량처리장치는 송풍기를 이용하여 챔버 내부로 외기를 공급함으로써 바이오촉매의 활성도 및 분해력을 향상시키고, 유기성 폐기물의 분해 및 소멸 시간을 감축시키며, 특히 미분해 유기물로 인한 악취발생 및 수질오염 등 2차적인 환경오염 유발을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 분해소멸감량처리장치는 고함수유기성폐기물의 감량처리공정에서는 물론 결과물의 최종처리과정에서도 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 아산화질소(N2O) 등의 온실가스가 전혀 배출되지 않거나, 배출량이 대폭 감축된 탄소중립적인 고함수유기성폐기물 처리장치이다.
도 1은 본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치의 사시도.
도 2 내지 도 7은 본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치의 내부 구조를 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치의 혼합교반날개를 나타낸 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치의 제어계통을 나타낸 블록도.
도 10 내지 도 13은 본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치의 탈취부를 나타낸 도면.
도 2 내지 도 7은 본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치의 내부 구조를 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치의 혼합교반날개를 나타낸 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치의 제어계통을 나타낸 블록도.
도 10 내지 도 13은 본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치의 탈취부를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 9에는 본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치는 하우징(10)과, 챔버(20)와, 무게측정부(30)와, 가열부(40)와, 혼합교반부(60)와, 외기공급부(70)와, 공기배출관(80)과, 열교환부(90)와, 응축수저장탱크(100)와, 응축수배출관과, 공기순환부(120)와, 응축수공급부(130)와, 응축수회수부(140)와, 컨트롤패널(150)과, 데이터수집부(210)를 구비한다.
하우징(10)은 전면부(11)와, 양 측면부(12)와, 후면부 및 개구부가 형성된 상판부(13)를 구비하고 하부가 각각 개방된 사각 박스 구조를 가진다. 하우징(10)의 상판부(13)에는 개구부를 개폐할 수 있도록 상하로 회전 가능하게 설치되는 투입개폐도어(13A)가 구비된다. 투입개폐도어(13A)는 하우징(10)뿐만 아니라 내부에 설치되는 챔버(20)를 개폐할 수 있도록 설치된다. 하우징(10) 하부에는 하우징(10)의 개방된 하부를 폐쇄할 수 있도록 평판 상의 베이스플레이트(15)가 설치된다. 베이스플레이트(15) 하부에는 하우징(10)을 이동시킬 수 있도록 바퀴부재(15A)가 복수 설치된다. 하우징(10) 내부에는 챔버(20)를 설치할 수 있는 설치공간이 형성된다. 하우징(10)의 후면부와 인접하는 하우징(10)의 상판부(13)에는 컨트롤패널(150)이 설치된다. 그리고, 하우징(10)의 전면부(11)에는 처리 완료된 고함수유기성폐기물을 배출하기 위해 개방된 배출구가 마련되고, 배출구를 개폐할 수 있는 배출도어(11A)가 설치된다.
챔버(20)는 하우징(10) 내부에 설치되고, 고함수유기성폐기물이 처리되는 부분으로서, 고함수유기성폐기물을 투입할 수 있는 투입구가 상부에 구비되고, 내부에는 투입구를 통해 투입되는 고함수유기성폐기물을 처리할 수 있는 음식물처리공간부가 마련된다. 챔버(20)는 투입개폐도어(13A)를 통해 개구부 및 투입부의 개폐가 가능하도록 챔버(20)의 투입구가 하우징(10)의 개구부와 동일한 높이에 설치된다. 챔버(20)의 하부는 후술하는 혼합교반부(60)의 혼합교반날개(62)가 회전 가능하도록 원통 형상으로 형성된다.
챔버(20)에는 고함수유기성폐기물과 고함수유기성폐기물 처리에 사용되는 미생물제제나 부숙왕겨나 천연효소나 산소와 반응하여 유기성 폐기물을 분해하는 산화촉매제나 바이오촉매 또는 효소촉매가 개별적 또는 복합적으로 투입될 수 있다.
바이오촉매는 프로테아제(Protease), 아밀라아제(Amylase), 셀룰라아제(Cellulase), 리파아제(Lipase)를 포함할 수 있다.
무게측정부(30)는 챔버(20) 하부 또는 베이스플레이트(15)에 설치되어 챔버(20)에 투입된 고함수유기성폐기물의 무게를 실시간 측정한다. 무게측정부(30)에서 측정된 무게정보는 컨트롤패널(150)의 제어부(170)로 전송된다. 이때, 제어부(170)는 무게측정부(30)에서 측정된 무게정보를 기반으로 본 발명에 따른 고함수유기성폐기물 처리장치의 전반적인 작동을 제어할 수 있다.
가열부(40)는 챔버(20) 내부에 투입된 고함수유기성폐기물을 가열할 수 있도록 챔버(20) 하부에 설치된다.
챔버(20)에는 챔버(20) 내부의 온도를 실시간 측정하는 온도측정부(50)가 더 구비되며, 온도측정부(50)에서 측정된 온도정보는 후술하는 컨트롤패널(150)의 제어부(170)로 전송된다. 이때, 제어부(170)는 무게측정부(30)에서 측정된 무게정보, 온도측정부(50)에서 측정된 온도정보 등을 기반으로 가열부(40)의 작동을 제어할 수 있다.
혼합교반부(60)는 챔버(20)에 투입된 고함수유기성폐기물과 바이오촉매를 혼합 및 교반시키는 것으로, 회전축(61)과, 교반날개(62)와, 회전구동부(63)를 포함하여 구성할 수 있다.
회전축(61)은 챔버(20) 내부에 챔버(20)를 가로지르도록 수평으로 설치되고, 양단이 챔버(20)의 양 측면부(12)에 각각 회전 가능하게 설치된다.
교반날개(62)는 회전축(61) 주변에 나선 구조로 설치되어 회전축(61)이 회전될 시 챔버(20) 내부의 고함수유기성폐기물을 혼합교반시키는 복수의 날개부를 포함하여 구성할 수 있다.
더욱 상세하게, 날개부는 복수의 내측날개(62A)와, 복수의 외측날개(62B)와, 내측날개(62A)와 외측날개(62B)를 회전축(61)으로부터 이격되게 지지하는 지지플레이트(62C)를 포함하여 구성할 수 있다.
각 지지플레이트(62C)는 회전축(61)의 양측 단부와 길이 중심 측에 각각 설치되며, 서로 나란하고 서로 대향되는 방향으로 연장된 한 쌍의 제1지지리브와, 제1지지리브와 직교하고 서로 대향되는 방향으로 연장된 한 쌍의 제2지지리브를 포함하여 구성된다. 제1지지리브는 제2지지리브보다 짧은 길이로 형성된다.
내측날개(62A)는 나선 구조로 연장되고, 양단이 서로 인접하는 양측 지지플레이트(62C)의 각 제1지지리브에 고정된다.
외측날개(62B)는 내측날개(62A)와 반대 방향으로 나선 구조로 연장되고, 양단이 서로 인접하는 양측 지지플레이트(62C)의 각 제2지지리브에 고정된다.
내측날개(62A)와 외측날개(62B)는 서로 대향되는 방향으로 나선 구조를 가지도록 연장되어 챔버(20)의 내측 중심부의 고함수유기성폐기물과 챔버(20) 내측 가장자리의 고함수유기성폐기물이 서로 반대방향으로 이동되게 함으로써 고함수유기성폐기물 및 바이오촉매의 혼합 및 교반효율을 높일 수 있다.
회전구동부(63)는 교반모터(63A)와, 교반모터(63A)에 일 측이 연결되고 타 측은 챔버(20) 외부로 노출되게 설치된 회전축(61)에 연결되어 교반모터(63A)의 회전력을 회전축(61)에 전달하는 동력전달부를 포함하여 구성할 수 있다. 동력전달부는 교반모터(63A)의 축에 설치되는 구동스프로킷(63B)과, 회전축(61)에 설치되는 종동스프로킷(63C)과 구동스프로킷(63B)과 종동스프로킷(63C)에 설치되어 무한궤도상으로 회전되는 체인(63D)을 포함하여 구성할 수 있다. 교반모터(63A)는 감속기어가 구비된 기어드모터를 적용할 수 있다.
외기공급부(70)는 챔버(20) 내부에 산소를 공급하기 위한 것으로서, 챔버(20) 내부로 챔버(20) 외부의 공기를 투입한다.
더욱 상세하게, 외기공급부(70)는 일 측이 챔버(20)의 측면부(12)를 관통하도록 설치되고 타 측은 챔버(20) 외부로 노출되게 설치되는 외기투입관(71)과, 외기투입관(71)에 설치되어 외기를 흡입하여 외기투입관(71)으로 공급하는 블로워(72)를 포함하여 구성된다. 외기공급부(70)는 제어부(170)에 의해 작동 제어된다.
공기배출관(80)은 챔버(20) 내에서 고함수유기성폐기물이 가열부(40)에 의해 가열 및 바이오촉매에 의해 반응하면서 발생하는 고온공기를 챔버(20) 외부로 배출시키는 것으로, 일 측이 챔버(20) 내부 상측에 수평으로 설치되고, 타 측은 챔버(20)를 관통하여 챔버(20) 외부로 노출되게 연장된다. 공기배출관(80)의 타 측은 후술하는 열교환부(90)의 상부에 결합되어 열교환부(90)로 고온공기를 공급한다. 챔버(20) 내측에 위치하는 공기배출관(80) 하부에는 챔버(20) 내부의 고온공기가 공기배출관(80) 내부로 유입될 수 있도록 개방된 복수의 공기유입구멍이 길이방향을 따라 일정 간격 이격되게 형성된다.
열교환부(90)는 공기배출관(80)을 통해 챔버(20) 외부로 배출되는 고온공기와 응축수 사이에 열교환이 이루어지도록 하는 부분으로서, 공기배출관(80)의 하부에 상부가 연결되고, 하부는 응축수저장탱크(100)에 연결된다.
고온공기가 상부에서 하부로 통과할 수 있게 상하로 연장된 제1유로와, 제1유로 주변을 감싸며 응축수가 통과할 수 있는 제2유로가 각각 구획 형성된다. 열교환부(90)는 공기배출관(80)과 연통되는 제1유로가 각각 형성되고 서로 나란하게 배치된 복수의 관체와, 관체들 주변을 감싸 관체들과의 사이에 제2유로를 형성하는 외벽부를 포함하여 구성할 수 있다. 열교환부(90)는 통상의 원통 다관식 열교환부(90) 또는 원통 다관식 응축기 구조를 적용할 수 있다.
고온공기가 열교환부(90)를 통과하는 도중 응축수와 열교환이 이루어지며, 이 과정에서 고온공기에 포함된 수증기가 일부 응축 및 액화되어 제1유로상에 응축수가 발생한다. 제1유로상에 발생한 응축수는 제1유로와 연통되도록 열교환부(90) 하부에 연결된 응축수저장탱크(100)로 흘러들어가 저장된다. 그리고, 열교환부(90)를 통과한 고온공기는 수분이 일정 부분 제거된 상태로 응축수저장탱크(100)를 경유하여 공기순환부(120)에 의해 챔버(20) 내부로 재공급된다.
응축수저장탱크(100)는 열교환부(90)에서 발생하는 응축수를 저장하는 것으로, 열교환부(90) 하부에 연결된다. 응축수저장탱크(100)에는 내부의 응축수 수위를 표시하는 수위표시기(101)가 설치된다.
응축수배출부(110)는 열교환부(90)를 통과한 고온공기가 응축수저장탱크(100) 내로 유입될 수 있는 공간 또는 유로가 항상 존재할 수 있도록 응축수저장탱크(100)에 저장된 응축수를 응축수저장탱크(100) 외부로 배출시켜 응축수저장탱크(100)의 수위를 설정된 기준수위로 유지시킨다. 응축수배출부(110)는 응축수저장탱크(100)의 상면으로부터 하방으로 일정 간격 이격된 지점에 일 측에 연결되어 응축수저장탱크(100) 외부로 응축수를 배출시키는 응축수배출관을 포함할 수 있다.
공기순환부(120)는 챔버(20) 내부의 공기를 공기배출관(80)과 열교환부(90)와 응축수저장탱크(100)를 순차적으로 거쳐 챔버(20)로 재공급되도록 순환시킨다.
더욱 상세하게 공기순환부(120)는 송풍기(121)와, 순환공급관(122)을 포함하여 구성할 수 있다.
송풍기(121)는 일 측이 응축수저장탱크(100)에 연결되어 응축수저장탱크(100) 내부의 공간에 차있는 공기를 흡입하여 타 측으로 배출시킨다.
순환공급관(122)은 송풍기(121)에 일 단이 연결되고 타 측은 챔버(20)를 관통하여 챔버(20) 내부로 연장된다. 순환공급관(122)은 챔버(20) 내부에 위치하는 공기배출관(80)과 나란하도록 설치될 수 있다. 챔버(20) 내부에 위치하는 순환공급관(122)에는 송풍기(121)를 통해 공급되는 공기를 챔버(20) 내부로 배출시킬 수 있도록 길이방향을 따라 복수의 공기배출구멍이 일정 간격 이격되게 형성된다.
공기순환부(120)는 공기배출관(80)을 통해 챔버(20) 내부의 고온공기를 열교환부(90) 측으로 이동되게 하여 열교환부(90)를 통해 열교환시키며, 열교환이 이루어진 공기를 다시 챔버(20)로 공급함으로써 고함수유기성폐기물 처리 과정에서 발생하는 수증기를 신속하고 효율적으로 제거할 수 있도록 한다.
응축수공급부(130)는 응축수저장탱크(100)에 저장된 응축수를 냉각시킨 후, 열교환부(90)로 공급하여 열교환부(90)의 열교환 효율을 높이기 위한 것으로서, 응축수공급펌프(131)와, 냉각기(132)와, 응축수주입관(133)을 포함하여 구성할 수 있다.
응축수공급펌프(131)는 응축수저장탱크(100)로부터 응축수를 펌핑하여 냉각기(132)에 공급하는 것으로서, 응축수흡입관(131A)과 응축수공급관(131B)이 각각 연결된다.
냉각기(132)는 공냉식으로 응축수를 냉각시키는 것으로서, 좁은 유로를 갖는 냉각관(132A)이 길게 연장된 구조를 가진다. 냉각관(132A)은 외기와 응축수 사이에 열교환이 이루어질 수 있게 열전도도가 높은 소재로 형성되고 비교적 작은 직경을 가지도록 형성된다. 냉각기(132)는 응축수공급관(131B)을 통해 응축수공급펌프(131)로부터 펌핑되는 응축수를 공급받고, 냉각된 응축수를 응축수주입관(133)을 통해 열교환부(90)의 제2유로에 공급한다.
응축수회수부(140)는 열교환부(90)의 제2유로에 공급된 응축수를 응축수저장탱크(100)로 회수하는 것으로서, 일 단이 제2유로와 연통되도록 열교환부(90) 상측에 연결되고 타 단이 응축수저장탱크(100)와 연결되는 응축수회수관을 포함하여 구성할 수 있다.
컨트롤패널(150)은 본 발명에 따른 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치의 전반적인 작동을 제어 및 관리하는 부분으로, 조작부(160)와, 제어부(170)와, 사용자식별부(180)와, 통신부(190) 및 디스플레이를 포함하여 구성할 수 있다.
조작부(160)는 사용자가 고함수유기성폐기물 처리장치의 작동 모드 또는 작동을 수동 또는 자동으로 조작할 수 있도록 복수의 키입력부를 포함하여 구성할 수 있다. 조작부(160)는 장치의 설정 정보, 장치의 작동 상태 정보 등을 표시하기 위한 디스플레이와 일체로 구성된 터치스크린의 일부 구성일 수도 있고, 이와 다르게 조작을 위한 키입력부가 디스플레이와 별개로 구성될 수도 있다.
제어부(170)는 조작부(160)에 입력된 조작신호, 사용자가 조작하여 선택한 작동 모드, 온도측정부(50)에서 측정된 온도정보, 무게측정부(30)에서 측정된 무게정보 등에 따라 가열부(40), 혼합교반부(60), 공기순환부(120), 응축수공급부(130), 외기공급부(70), 후술하는 탈취부의 동작을 각각 독립적으로 제어한다.
더욱 상세하게, 제어부(170)는 고속모드와, 중속모드와, 저속모드를 포함하는 작동모드를 지원한다. 제어부(170)는 고속모드와, 중속모드와, 저속모드를 각각 개별적으로 작동되게 지원할 수도 있고, 고속모드와, 중속모드와, 저속모드를 순차적으로 작동되게 지원할 수도 있다.
고속모드는 고함수유기성폐기물이 챔버(20)에 투입되면, 혼합교반부(60)를 설정된 제1기준시간 동안에 설정된 제1기준회전수로 작동되게 하면서 외기공급부(70)를 통해 외부 공기를 챔버(20) 내부로 투입되게 한다. 본 실시 예에 따른 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치에서 제1기준시간은 1시간, 제1기준회전수는 10RPM으로 설정하였으나 고함수유기성폐기물의 종류 및 양에 따라 다르게 설정할 수 있음은 물론이다.
중속모드는 고속모드가 시작된 후 제1기준시간이 경과하면, 혼합교반부(60)를 설정된 제2기준시간 동안에 설정된 제2기준회전수로 정방향으로 회전하는 동작과 역방향으로 회전하는 동작이 반복되게 한다.
본 실시 예에 따른 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치에서 제2기준시간은 3시간, 제2기준회전수는 5RPM으로 설정하였으나, 고함수유기성폐기물의 종류 및 양에 따라 다르게 설정할 수 있음은 물론이다. 그리고, 1시간을 기준으로 58분 동안은 정방향으로 회전시키고 나머지 2분 동안은 역방향으로 회전시키는 패턴이 3시간 동안 1시간 마다 반복적으로 이루어지도록 하였다. 정방향 회전 지속시간과 역방향 회전 지속시간은 필요에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
저속모드는 중속모드가 시작된 후 제2기준시간이 경과하면, 혼합교반부(60)를 설정된 제3기준시간 동안 설정된 제3기준회전수로 작동되게 하면서 설정된 주기마다 설정된 지속시간 동안 외부 공기를 챔버(20) 내부로 투입되게 한다.
본 실시 예에서 제3기준시간은 12시간, 제3기준회전수는 2RPM, 설정된 주기는 30분, 설정된 지속시간은 10분으로 각각 설정하였으나, 고함수유기성폐기물의 종류 및 양에 따라 다르게 설정할 수 있음은 물론이다.
앞서 중속모드 및 저속모드는 앞선 단계의 작동모드가 완료된 후에 작동되는 것으로 설명하였으나 이와 다르게 앞선 단계의 작동모드 여부에 관계없이 개별적으로 작동될 수 있다.
그리고, 제어부(170)는 고속모드 또는 중속모드 또는 저속모드로 작동되게 제어하는 도중 챔버(20)에 새로운 고함수유기성폐기물이 투입되면, 작동 모드를 고속모드로 전환되게 한다. 더욱 상세하게, 제어부(170)는 무게측정부(30)로부터 실시간으로 전송되는 무게정보를 수신하며, 챔버(20)에 고함수유기성폐기물이 추가로 투입됨에 따라 수신된 무게정보에 변화가 발생하는 경우 현재 작동중이던 모드를 즉시 중단하고 고속모드를 다시 시작되게 제어할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 혼합교반부(60)에 과부하가 발생할 시, 현재 작동중인 작동 모드에 관계없이 혼합교반부(60)를 일정 시간동안 역방향으로 회전되게 한 후 정방향으로 회전되게 제어할수 있다. 제어부(170)는 교반모터(63A)에 전원을 공급하는 인버터의 출력전류를 통해 부하여부를 판정할 수 있고, 부하가 발생한 것으로 판정된 경우, 교반모터(63A)를 역방향으로 일정 시간 회전시킨 후 다시 정방향으로 회전시킬 수 있다.
그리고, 혼합교반부(60)에 설정된 횟수 이상의 과부하가 발생할 시, 이벤트 상황으로 판정하고, 혼합교반부(60)를 즉시 정지시킨 후, 하우징(10)에 구비된 경고램프 또는 경고스피커를 통해 이벤트 발생 신호를 주변으로 송출하여 사용자 또는 관리자가 즉시 이벤트 상황을 인지할 수 있도록 한다.
사용자식별부(180)는 본 발명에 따른 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치를 사용하는 사용자를 식별하기 위한 것으로서, 리더기(181)와, 저장부(182)를 포함하여 구성할 수 있다.
리더기(181)는 사용자별 고유의 식별정보가 저장된 태그가 일정 거리 이내로 접근될 때, 태그에 저장된 사용자별 고유의 식별정보를 RF통신을 통해 무선으로 수신하여 획득한다.
저장부(182)는 리더기(181)를 통해 획득한 사용자별 고유의 식별정보와, 사용자별로 처리장치를 사용한 시각 정보, 처리장치에 투입한 고함수유기성폐기물 투입량(무게) 정보를 포함하는 사용정보를 자동 저장한다.
통신부(190)는 여러 지역에 각각 설치 및 운영되고 있는 처리장치들을 관리 및 모니터링하는 중앙관제부(200)로 무선 또는 유선 인터넷 통신망을 통해 전송하기 위한것으로, 저장부(182)에 저장된 사용정보를 송출한다.
그리고, 중앙관제부(200)에는 처리장치들로부터 각각 송출되는 사용정보를 수신 및 저장하는 데이터수집부(210)가 구비되어 있다. 데이터수집부(210)에 수집되는 정보는 지역별, 시기별 등으로 구분하여 빅데이터를 구축할 수 있으며, 구축된 빅데이터를 활용하여 다양한 서비스를 제공할 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치는 챔버(20) 내에서 발생하는 악취를 제거하기 위한 탈취부를 더 구비한다.
탈취부는 챔버(20) 내부로 탈취제를 투입할 수 있는 탈취제투입유닛(230);을 포함하여 구성할 수 있다.
탈취제투입유닛(230)은 액상의 제1탈취제가 저장되는 제1탈취제저장탱크(231)와, 일 단이 제1탈취제저장탱크(231)에 연결되고 타 단은 챔버(20) 내부로 연장되어 제1탈취제저장탱크(231)에 저장된 제1탈취제를 챔버(20) 내부로 공급하는 제1탈취제공급관(232)을 포함하여 구성할 수 있다. 제1탈취제저장탱크(231)에는 제1탈취제의 수위를 표시하는 제1탈취제수위표시기(233)가 설치될 수 있다.
그리고, 도면에 도시되어 있지 않지만, 제1탈취제저장탱크(231) 내부에는 제1탈취제공급관(232)에 연결되어 제1탈취제를 펌핑하여 제1탈취제공급관(232)으로 공급하는 제1탈취제펌프가 더 구비될 수 있다. 이때, 제1탈취제펌프는 제어부(170)에 의해 주기적으로 제1탈취제가 챔버(20) 내부로 일정량씩 공급되도록 작동될 수 있다.
한편, 탈취부는 공기배출관(80) 또는 응축수저장탱크(100)로 탈취제를 분사하는 탈취제분사유닛(240);을 포함하여 구성할 수도 있다.
탈취제분사유닛(240)은 액상의 제2탈취제가 저장되는 제2탈취제저장탱크(241)와, 일 단이 제2탈취제저장탱크(241)에 연결되고 타 단은 응축수회수관에 연결되어 제2탈취제저장탱크(241)에 저장된 제2탈취제를 응축수회수관 및 응축수저장탱크(100) 챔버(20) 내부로 공급하는 제2탈취제공급관(242)을 포함하여 구성할 수 있다. 제2탈취제저장탱크(241)에는 제2탈취제의 수위를 표시하는 제2탈취제수위표시기(243)가 설치될 수 있다.
제2탈취제저장탱크(241)는 응축수회수관보다 높은 위치에 설치되어 제2탈취제저장탱크(241)에서 제2탈취제공급관(242)을 따라 제2탈취제가 자동으로 응축수회수관으로 주입 및 공급될 수 있도록 한다. 이와 다르게, 제2탈취제공급관(242)에는 제2탈취제를 주기적으로 정량 제공할 수 있도록 제어부(170)에 의해 주기적으로 제2탈취제공급관(242)의 유로를 개폐하는 솔레노이드밸브(245)가 설치될 수 있다.
도면에 도시되어 있지 않지만, 제2탈취제저장탱크(241) 내부에는 제2탈취제공급관(242)에 연결되어 제2탈취제를 펌핑하여 제2탈취제공급관(242)으로 공급하는 제2탈취제펌프가 더 구비될 수 있다. 그리고, 제2탈취제공급관(242)에는 제2탈취제저장탱크(241) 측에서 공급되는 압력이 설정된 기준압력을 초과하면 제2탈취제공급관(242)의 유로를 개방시키고, 제2탈취제저장탱크(241) 측에서 공급되는 압력이 기준압력 미만이면 제2탈취제공급관(242)의 유로를 폐쇄된 상태로 유지시키는 압력밸브가 더 구비될 수 있다. 이 경우, 제2탈취제펌프가 가동된 후 일정 시간이 지나면 압력밸브가 개방되면서 제2탈취제가 응축수회수관으로 고속 분사될 수 있다. 제2탈취제펌프는 제어부(170)에 의해 주기적으로 가동될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치는 탈취제투입유닛(230)과 탈취제분사유닛(240) 이 둘을 모두 포함하여 탈취부를 구성할 수도 있다.
한편, 도 10 내지 도 13에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 탈취부(250)가 도시되어 있다.
도 10 내지 도 13을 참조하면, 탈취부(250)는 액상의 탈취제가 저장된 탈취제저장탱크(251)와, 탈취제저장탱크(251)에 저장된 탈취제를 공기배출관으로 분사하여 고온공기에 탈취제를 편승시키는 탈취제분사유닛(260)을 구비한다.
탈취제저장탱크(251)는 탈취제분사유닛(260)으로 공급되는 액상의 탈취제가 일정량 저장 및 보관된다.
탈취제분사유닛(260)은 공기공급부(261)와, 1차미세화유닛(270)과, 2차미세화유닛(280)과, 2차미세화유닛(280)을 통과한 탈취제를 공기배출관(80)으로 확산시키기 위한 확산덕트(290)를 포함하여 구성할 수 있다.
공기공급부(261)는 압축공기를 1차미세화유닛(270)으로 공급한다. 공기공급부(261)로 블로워를 사용할 수 있다. 블로워는 팬의 회전에 의해 외부의 공기를 흡입하여 일정한 압력으로 공기를 배출한다. 또한, 공기공급부(261)로 공기압축기를 이용할 수 있음은 물론이다.
1차미세화유닛(270)은 탈취제저장탱크(251)에서 공급되는 탈취제를 1차로 미세화시켜 압축공기에 편승시키는 역할을 한다.
더욱 상세하게 1차미세화유닛(270)은 입구가 공기공급부(261)와 연결되고 출구가 2차미세화유닛(280)과 연결되며 내부에 유로가 형성된 초미세화챔버(271)와, 초미세화챔버(271)에 설치되어 탈취제저장탱크(251)와 연결되며 탈취제를 유로로 분무하는 분무노즐(272)과, 유로에 설치되어 분무노즐(272)을 통해 분무된 탈취제를 유로를 통과하는 기류에 편승시키기 위한 편승부재(273)를 구비한다.
초미세화챔버(271)는 공기공급부(261)와 2차미세화유닛(280) 사이에 설치된다.
초미세화챔버(271)는 내부에 유로가 형성된다. 초미세화챔버(271)의 전면에는 유로의 입구가 형성되고, 초미세화챔버(271)의 후면에는 유로의 출구가 형성된다. 블로워로부터 배출되는 압축공기는 초미세화챔버(271)의 입구를 통해 초미세화챔버(271) 내부로 유입된다. 초미세화챔버(271)로 유입된 압축공기는 유로를 따라 일정한 속도로 이동하면서 기류를 형성한다.
분무노즐(272)은 초미세화챔버(271)에 설치된다. 분무노즐(272)의 단부는 편승부재(273)의 내부로 삽입되도록 설치된다. 분무노즐(272)은 탈취제저장탱크(251)와 탈취제공급라인으로 연결되어 탈취제를 편승부재(273)의 내부로 분무한다. 분무노즐(272)은 탈취제를 물방울 형태로 분무할 수 있는 통상적인 노즐 구조를 갖는다.
편승부재(273)는 유로의 중앙에 설치된다. 유로의 중앙에 설치된 편승부재(273)는 유로를 통과하는 기류와 마주한다. 편승부재(273)는 분무노즐(272)을 통해 분무된 탈취제를 1차로 미세화시킴과 동시에 미세화된 탈취제를 기류에 편승시키는 역할을 한다.
도시된 편승부재(273)는 편승본체(274)와, 편승본체(274)의 내부로 삽입된 분무노즐(272)로부터 분무되는 탈취제가 편승본체(274)의 외부로 확산될 수 있도록 편승본체(274)에 형성된 다수의 확산홀(275)들을 구비한다.
편승본체(274)는 유로를 통과하는 압축공기가 내부를 경유할 수 있도록 내부가 비어있으며 전면에 유입구가 형성되고 후면에 유출구가 형성된다. 편승본체(274)의 내부로 삽입된 분무노즐(272)을 통해 탈취제가 편승본체(274)의 내부에 분무된다. 분무노즐(272)은 전후좌우 사방으로 탈취제를 분무할 수 있도록 분사구가 전후좌우 방향으로 각각 형성된다.
편승본체(274)는 중앙에서 단부방향으로 진행할수록 점진적으로 외경이 작아지도록 형성된다. 이러한 편승본체(274)는 전면부와 후면부가 유선형으로 형성된다.
편승본체(274)가 유로의 중심에 위치하도록 편승본체(274)는 지지대로 지지된다. 지지대의 일측은 편승본체(274)의 외측에 결합되고, 지지대의 타측은 초미세화챔버(271)의 내측에 결합된다.
편승본체(274)를 통과하는 기류는 편승본체(274)의 내부와 외부에서 압력과 속도의 차이가 발생된다. 가령, 편승본체(274)의 내부는 기류의 속도가 늦고 압력이 높다. 그리고 편승본체(274)의 외부는 기류의 속도가 빠르고 압력은 낮다. 따라서 편승본체(274)의 내부로 분무된 탈취제는 기류에 편승하고, 편승본체(274)의 내외부간의 압력차이로 인해 탈취제는 확산홀(275)을 통해 편승본체(274) 외부로 이동한다. 이때 편승본체(274)의 바깥 주위를 따라 흐르는 강한 기류와 충돌하면서 탈취제 입자들은 미세하게 쪼개져 1차로 미세화된다. 미세화된 탈취제는 공기와 함께 초미세화챔버(271)를 출구를 통해 배출된다.
2차미세화유닛(280)은 초미세화챔버(271)로부터 배출된 유체의 압력과 속도를 변화시켜 미세화된 탈취제를 2차로 미세화시킨다. 여기서 유체는 공기와 탈취제 입자가 혼합된 물질을 의미한다.
도시된 예에서는 1차미세화유닛(270)과 2차미세화유닛(280) 사이에 히팅수단이 구비된다. 히팅수단은 2차미세화유닛(280)으로 유입되는 유체의 온도를 상승시켜 기체화를 가속시키기 위함이다.
히팅수단은 초미세화챔버(271)의 출구와 연결된 연결관과, 연결관에 설치되어 연결관을 통과하는 유체를 가열하는 히터로 이루어진다. 히터로 코일 형상의 전기히터를 이용할 수 있다. 도시된 히팅수단은 생략될 수 있음은 물론이다. 히팅수단이 생략될 경우 초미세화챔버(271)의 출구는 2차미세화유닛(280)과 바로 연결된다.
2차미세화유닛(280)은 1차미세화유닛(270)을 통과한 유체가 내부로 유입되는 혼합챔버(281)와, 혼합챔버(281)의 내부에 설치되어 확산덕트(290)와 연결되며 내부에 형성된 통로의 직경이 가변되는 가변덕트(282)를 구비한다.
혼합챔버(281)는 사각의 통 형상으로 이루어진다. 혼합챔버(281)의 전면에는 연결관이 연결된다. 연결관을 통해 가열된 유체가 혼합챔버(281)의 내부로 유입된다.
가변덕트(282)는 혼합챔버(281)의 내부에 설치된다. 혼합챔버(281)의 내부로 유입된 유체는 가변덕트(282)를 통과하여 확산덕트(290)로 유입된다. 가변덕트(282)는 내부 통로의 직경을 가변시켜 유체의 압력과 속도를 변화시킨다.
가변덕트(282)는 전면이 막혀 있고 측면에 다수의 유입홀들이 형성된 확관부(282A)와, 확관부(282A)의 후면에 결합되어 확산덕트(290)와 연결되어 확관부(282A)의 내경보다 더 작게 내경이 형성된 축관부(282B)를 구비한다. 확관부(282A)는 원통형 구조로 이루어진다. 확관부(282A)의 측면에는 다수의 유입홀들이 형성된다. 유체는 확관부(282A)의 측면에 형성된 유입홀을 통해 확관부(282A)의 내부로 유입된다. 유체가 유입홀을 통해 확관부(282A)의 내부로 유입되는 과정에서 강한 와류가 형성되어 다시 한번 미세하게 탈취제 입자가 미세화된다.
축관부(282B)는 확관부(282A)의 후면에 결합된다. 축관부(282B)는 확관부(282A)의 내경보다 더 작은 내경을 갖는다. 따라서 가변덕트(282)는 축관부(282B)에서 통로가 급격히 좁아짐에 따라 유체는 속도와 압력이 급격히 변하면서 탈취제 입자의 혼합과 충돌이 급격히 이루어진다.
확산덕트(290)는 축관부(282B)와 연결되어 혼합챔버(281)의 외부로 연장된다. 확산덕트(290)는 탈취제의 종류, 탈취제의 용도에 따라 다양한 높이와 다양한 방향으로 설치될 수 있다. 확산덕트(290)를 통해 배출되는 유체 중의 탈취제 입자는 초미세크기로 미세화되어 있으므로 실내 또는 실외 공간에 넓게 확산되어 먼 거리까지 이동이 가능하다.
도면에 도시되어 있지 않지만, 본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치는 탈취제농도조절수단을 더 구비할 수 있다.
탈취제농도조절수단은 탈취제저장탱크(251)와 연결된 탈취제보충라인과, 탈취제공급라인과 연결되어 혼합챔버(281)에 설치된 보조분무노즐(287)을 구비한다.
보조분무노즐(287)을 통해 탈취제저장탱크(251)에 저장된 탈취제를 혼합챔버(281)에 직접분무할 수 있다. 이러한 분무를 통해 혼합챔버(281)로 유입된 유체 중의 탈취제 농도를 조절할 수 있다. 혼합챔버(281)에 과잉으로 공급된 탈취제나 혼합챔버(281) 내에서 응축된 탈취제를 회수할 수 있도록 혼합챔버(281)의 내측 하부에는 회수조가 마련될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치는 하우징에 감지부가 더 구비될 수 있다.
감지부는 공기 중의 특정 성분을 감지한다. 특정 성분은 악취, 일산화탄소, 오존, 질소산화물, 황산화물, 휘발성유기화합물, 미세먼지 등의 대기오염물질일 수 있다. 또한, 특정 성분은 세균, 바이러스 등일 수 있다. 감지부로 이러한 특정 성분을 감지할 수 있는 통상적인 전자센서나 고해상도 영상카메라, 열화상카메라, 적외선카메라, X레이 영상장비, 초분광영상장비 등을 이용할 수 있다. 감지부를 통해 특정 성분의 유무와 특정 성분의 농도를 감지할 수 있다.
제어부는 감지부의 감지여부에 따라 탈취부(250)와 공기순환부의 작동을 각각 제어한다. 제어부는 감지부의 감지신호에 의해 감지된 물질의 종류 및 농도를 분석 및 처리한다. 그리고 분석 및 처리결과에 따라 탈취제공급부와 공기공급부(261)의 작동을 제어한다.
한편, 도면에 도시되어 있지 않지만, 본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치는 챔버의 투입구를 제1투입구와 제2투 입구로 구분하여 설치할 수 있다.
제1투입구를 통해서 고함수유기성 폐기물 중 사이즈가 크거나 길이가 길거나 또는 뼈다귀와 같이 딱딱한 조대 대상물을 챔버에 투입하고, 제2투입구를 통해서 사이즈가 작거나 길이가 짧거나 또는 성상이 무른 고함수유기성폐기물을 챔버에 투입할 수 있다. 그리고, 제1투입구에는 고함수유기성폐기물 중 사이즈가 크거나 길이가 길거나 또는 뼈다귀와 같이 딱딱한 조대 대상물을 파쇄 또는 분쇄할 수 있는 파분쇄기를 설치하여 파분쇄기를 통해 이러한 조대 대상물을 파분쇄 처리후 챔버 내부로 투입될 수 있도록 할 수 있다.
그리고 도면에 표시되어 있지 않지만, 처리해야 할 고함수유기성폐기물이 대량이어서 이에 대응하는 별도의 독립된 설비로서 고함수유기성폐기물의 저장장치 및 분리, 선별, 파쇄 분쇄하는 1차 전처리장치가 배치되고, 이렇게 1차 전처리된 대상물을 챔버에 자동적으로 일정량을 이송 투입하는 정량 공급장치가 설치될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치는 첨부된 도면을 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10 : 하우징
20 : 챔버
30 : 무게측정부
40 : 가열부
50 : 온도측정부
60 : 혼합교반부
70 : 외기공급부
80 : 공기배출관
90 : 열교환부
100 : 응축수저장탱크
110 : 응축수배출부
120 : 공기순환부
130 : 응축수공급부
140 : 응축수회수부
150 : 컨트롤패널
160 : 조작부
170 : 제어부
180 : 사용자식별부
190 : 통신부
200 : 중앙관제부
210 : 데이터수집부
230 : 탈취제투입유닛
240 : 탈취제분사유닛
20 : 챔버
30 : 무게측정부
40 : 가열부
50 : 온도측정부
60 : 혼합교반부
70 : 외기공급부
80 : 공기배출관
90 : 열교환부
100 : 응축수저장탱크
110 : 응축수배출부
120 : 공기순환부
130 : 응축수공급부
140 : 응축수회수부
150 : 컨트롤패널
160 : 조작부
170 : 제어부
180 : 사용자식별부
190 : 통신부
200 : 중앙관제부
210 : 데이터수집부
230 : 탈취제투입유닛
240 : 탈취제분사유닛
Claims (9)
- 고함수유기성폐기물과 바이오촉매가 투입되는 챔버와;
상기 챔버에 투입된 고함수유기성폐기물의 무게를 측정하기 위한 무게측정부와;
상기 챔버에 투입된 고함수유기성폐기물을 가열하기 위한 가열부와;
상기 챔버에 투입된 고함수유기성폐기물과 바이오촉매를 혼합 및 교반시키는 혼합교반부와;
상기 챔버 내에서 발생하는 고온공기를 상기 챔버 외부로 배출시키기 위한 공기배출관과;
상기 공기배출관에 연결되고, 상기 공기배출관에서 공급되는 고온공기와 외부에서 공급되는 응축수 사이에 열교환이 이루어질 수 있도록 고온공기가 통과하는 제1유로와 상기 응축수가 통과하는 제2유로가 구획 형성된 열교환부와;
상기 열교환부에 연결되고, 상기 열교환부를 통과한 고온공기가 유입되며, 상기 열교환부에서 발생하는 응축수를 저장하는 응축수저장탱크와;
상기 응축수저장탱크의 수위를 설정된 기준수위로 유지시키도록 상기 응축수를 배출시키는 응축수배출관과;
일 측이 상기 응축수저장탱크에 연결되고, 타 측은 상기 챔버에 연결되어, 상기 챔버 내부의 공기를 상기 공기배출관과 상기 열교환부와 상기 응축수저장탱크를 거쳐 상기 챔버로 재공급되도록 순환시키는 공기순환부와;
상기 응축수저장탱크에 저장된 응축수를 냉각시킨 후 상기 열교환부로 공급하는 응축수공급부와;
상기 열교환부로 공급된 응축수를 상기 응축수저장탱크로 회수하는 응축수회수부와;
고함수유기성폐기물 처리 동작을 사용자가 선택 및 조작할 수 있는 조작부와, 상기 조작부에 입력된 조작신호 또는 상기 무게측정부에서 측정된 무게정보에 따라 상기 가열부와 상기 혼합교반부와 상기 공기순환부와 상기 응축수공급부의 동작을 각각 제어하는 제어부를 포함하는 컨트롤패널;을 구비하고,
상기 응축수공급부는 상기 응축수저장탱크로부터 응축수를 펌핑하여 냉각기에 공급하도록 응축수흡입관과 응축수공급관이 각각 연결된 응축수공급펌프와, 상기 응축수공급관을 통해 응축수공급펌프로부터 펌핑되는 응축수를 공급받아 응축수를 냉각시키고 냉각된 응축수를 응축수주입관을 통해 열교환부의 제2유로에 공급하는 냉각기를 포함하고,
상기 응축수회수부는 일 단이 상기 열교환부의 제2유로와 연통되도록 상기 열교환부 상측에 연결되고 타 단이 상기 응축수저장탱크와 연결되어 상기 열교환부의 제2유로에 공급된 응축수를 상기 응축수저장탱크로 회수하는 응축수회수관을 포함하며,
상기 혼합교반부는 상기 챔버 내부를 가로지르도록 수평으로 설치되고 양단이 상기 챔버의 양 측면부에 각각 회전 가능하게 설치되는 회전축과, 상기 회전축 주변에 나선 구조로 설치되어 상기 회전축이 회전될 시 상기 챔버 내부의 고함수유기성폐기물을 혼합교반시키는 복수의 날개부를 포함하는 교반날개를 포함하고,
상기 날개부는 회전축의 양측 단부와 길이 중심 측에 각각 설치되는 제1지지리브와, 상기 제1지지리브와 직교하고 서로 대향되는 방향으로 연장된 제2지지리브와, 양단이 양측 제1지지리브에 각각 고정되고 나선 구조로 연장된 내측날개와, 양단이 양측 제2지지리브에 각각 고정되고 상기 내측날개와 반대 방향으로 나선 구조로 연장된 외측날개를 포함하며,
상기 챔버의 투입구는 고함수유기성 폐기물 중 조대 대상물을 챔버에 투입할 수 있는 제1투입구와, 성상이 무른 대상물을 챔버에 투입할 수 있는 제2투입구로 구분되고,
상기 제1투입구에는 조대 대상물을 파쇄 또는 분쇄할 수 있는 파분쇄기가 설치된 것을 특징으로 하는 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치. - 제1항에 있어서,
상기 챔버 내부로 상기 챔버 외부의 공기를 투입하는 외기공급부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서.
상기 제어부는
고함수유기성폐기물이 상기 챔버에 투입되면, 상기 혼합교반부를 설정된 제1기준시간 동안에 설정된 제1기준회전수로 작동되게 하면서 외부 공기를 상기 챔버 내부로 투입되게 하는 고속모드와,
상기 제1기준시간이 경과하면, 상기 혼합교반부를 설정된 제2기준시간 동안에 설정된 제2기준회전수로 정방향으로 회전하는 동작과 역방향으로 회전하는 동작이 반복되게 하는 중속모드와,
상기 제2기준시간이 경과하면, 상기 혼합교반부를 설정된 제3기준시간 동안 설정된 제3기준회전수로 작동되게 하면서 설정된 주기로 외부 공기를 상기 챔버 내부로 투입되게 하는 저속모드를 지원하며,
상기 고속모드와 상기 중속모드와 상기 저속모드를 각각 개별적으로 작동되게 지원하거나 순차적으로 작동되게 지원하는 것을 특징으로 하는 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치. - 제5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 고속모드 또는 상기 중속모드 또는 상기 저속모드로 작동되게 제어하는 도중 상기 챔버에 새로운 고함수유기성폐기물이 투입되면, 작동 모드를 상기 고속모드로 전환되게 하는 것을 특징으로 하는 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치. - 제5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 혼합교반부에 과부하가 발생할 시, 작동 모드에 관계없이 상기 혼합교반부를 일정 시간동안 역방향으로 회전되게 한 후 정방향으로 회전되게 하고,
상기 혼합교반부에 설정된 횟수 이상의 과부하가 발생할 시, 상기 혼합교반부를 정지시키는 것을 특징으로 하는 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치. - 제1항에 있어서,
상기 컨트롤패널은 처리장치를 사용하는 사용자를 식별하기 위한 사용자식별부를 더 구비하고,
상기 사용자식별부는 사용자별 고유의 식별정보가 저장된 태그를 일정 거리 이내로 접근시킬 시 상기 태그에 저장된 사용자별 고유의 식별정보를 무선으로 수신하는 리더기와, 사용자별로 처리장치의 사용 시각 정보, 고함수유기성폐기물 투입량 정보를 포함하는 사용정보를 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치. - 제8항에 있어서,
상기 컨트롤패널은 여러 지역에 설치 및 운영되고 있는 처리장치들을 관리 및 모니터링하는 중앙관제부로 상기 사용정보를 송출하는 통신부를 더 구비하고,
상기 중앙관제부에는 상기 처리장치들로부터 각각 송출되는 사용정보를 수신 및 저장하는 데이터수집부;가 구비된 것을 특징으로 하는 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220071693A KR102483409B1 (ko) | 2022-06-13 | 2022-06-13 | 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220071693A KR102483409B1 (ko) | 2022-06-13 | 2022-06-13 | 바이오촉매를 이용한 고함수유기성폐기물 스마트분해소멸감량장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102483409B1 true KR102483409B1 (ko) | 2022-12-30 |
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ID=84538863
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|---|---|
| KR (1) | KR102483409B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102627455B1 (ko) * | 2023-01-10 | 2024-01-23 | (주) 하나환경 | 동물사체 처리장치 |
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| KR20170006518A (ko) | 2015-07-08 | 2017-01-18 | 주식회사 한덕인터네셔널 | 탈취 성능이 향상된 음식물 쓰레기 처리기 |
| KR20210064026A (ko) | 2019-11-25 | 2021-06-02 | 오훈 | 음식물 쓰레기 처리장치 |
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-
2022
- 2022-06-13 KR KR1020220071693A patent/KR102483409B1/ko active IP Right Grant
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