KR102505482B1 - 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치 - Google Patents

순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치는 내측에 처리 대상 유기성 폐기물이 수용되는 공정 공간을 형성하는 바디; 상기 바디의 외면과 기 설정 거리 이격되어, 상기 바디를 감싸도록 제공되어, 상기 바디의 외면과 내측면 사이에 열매체유 수용 공간을 형성하는 보조 하우징; 상기 바디에 연결되어, 상기 공정 공간에 위치된 처리 대상 유기성 폐기물을 교반하는 교반 모듈; 및 상기 바디의 내측면 영역에 매립되게 제공되어, 순환 열매체유가 흐르도록 제공되는 나선형 순환 열교환 배관을 포함한다.

Description

순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치{Organic waste processing apparatus using circulating thermal oil and microorganisms}
본 발명은 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세히 공정 공간이 보다 효과적 가열되면서 미생물과 공정 대상 유기성 폐기물이 교반되면서 공정이 수행되는 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 농산물 집하장, 공판장, 김치공장 등과 같이 야채를 많이 취급하는 곳에서는 야채 손질에 따른 부산물로 인해 상당한 양의 농산부산물이 발생된다. 이러한 농산부산물은 비가연성 쓰레기로서, 가연성의 일반 쓰레기와는 분리 수거하여 별도의 처리 과정을 거쳐야만 가축의 사료나 퇴비 등 유용한 용도로 사용될 수 있다.
그런데 통상 농산부산물의 경우 부피가 크고 무겁기 때문에 처리하는데 많은 비용이 소요되며 또한 별도로 처리되지 못하고 그냥 버려지거나 불법으로 처리되는 경우 오랜 시간 방치되어 부패 등에 의해 악취, 폐수 등이 발생되어 주변 환경을 오염시키는 문제점이 있었다. 또한 별도로 분리된다면 처리 및 활용이 쉬울 수 있으나, 현행 법률상 폐기물로 분류되기 때문에 이를 효율적으로 활용하지 못하고 있다.
농산부산물은 발생원 또는 유통경로에 따라 다양한 형태로 배출되며，수거 형태와 방법에 따라 최종 소비 단계에서는 낮은 품질 상태로 수집되며 특히 채소류의 경우 다량의 부산물이 균질하게 발생하여 재활용 관점에서 경제적 가치가 크다. 채소류의 경우, 80~90% 이상의 수분으로 인하여 그 중량에 비해 체적이 지나치게 크기 때문에 처리비의 부담이 매우 크다.
따라서 효과적으로 농산부산물을 처리하기 위해서는 우선 그 체적을 줄이고 중량을 감소시킬 수 있는 장치의 필요성이 제기되어 왔으나, 대량의 농산부산물을 경제적으로 처리할 수 있는 장치가 없는 실정이다. 특히 농산부산물 중 가장 체적이 크고, 양이 많은 것이 배추, 무우 등으로, 부산물을 사료화 및 비료화하기 위해 연속적이고 효율적으로 처리가 요구된다. 이러한 농산부산물을 건조하여 중량과 부피를 80% 이상 줄임으로서 처리 비용을 현저하게 절감할 수 있는 기술 개발이 필요하다.
본 발명은 공정 공간이 보다 효과적 가열되면서 미생물과 공정 대상 유기성 폐기물이 교반되면서 공정이 수행되는 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 공정 공간의 가열 효율이 향상될 수 있는 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 공정 공간의 온도를 빠른 시간내에 변경할 수 있는 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 공정 공간으로 미생물을 효과적으로 공급한 후 유기성 폐기물과 교반할 수 있는 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내측에 처리 대상 유기성 폐기물이 수용되는 공정 공간을 형성하는 바디; 상기 바디의 외면과 기 설정 거리 이격되어, 상기 바디를 감싸도록 제공되어, 상기 바디의 외면과 내측면 사이에 열매체유 수용 공간을 형성하는 보조 하우징; 상기 바디에 연결되어, 상기 공정 공간에 위치된 처리 대상 유기성 폐기물을 교반하는 교반 모듈; 및 상기 바디의 내측면 영역에 매립되게 제공되어, 순환 열매체유가 흐르도록 제공되는 나선형 순환 열교환 배관을 포함하는 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 나선형 순환 열교환 배관은 상기 바디의 길이 방향을 따라 상기 공정 공간을 감싸도록 권선되는 구조로 제공될 수 있다.
또한, 상기 나선형 순환 열교환 배관은 상기 바디의 내측면에서 상기 공정 공간을 향해 돌출되게 제공될 수 있다.
또한, 상기 교반 모듈의 일측에 연결되어 미생물을 공급하는 미생물 공급 부재를 더 포함하고, 상기 교반 모듈은 상기 미생물 공급 부재가 공급한 미생물을 상기 공정 공간으로 토출 가능하게 제공될 수 있다.
또한, 상기 교반 모듈은, 상기 바디의 길이 방향을 따라 연장되어, 상기 바디를 관통하게 위치되는 교반축; 및 상기 교반축의 외면에 결합되는 교반 날개를 포함하되, 상기 교반 날개는 상기 교반축의 외면에 결합되어 상기 교반축의 반대 방향으로 연장되는 교반부; 및 상기 교반부의 외측 단부에 위치되어, 미생물을 분사하는 토출 노즐부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 공정 공간이 보다 효과적 가열되면서 미생물과 공정 대상 유기성 폐기물이 교반되면서 공정이 수행되는 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 공정 공간의 가열 효율이 향상될 수 있는 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 공정 공간의 온도를 빠른 시간내에 변경할 수 있는 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 공정 공간으로 미생물을 효과적으로 공급한 후 유기성 폐기물과 교반할 수 있는 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치의 종단면도이다.
도 2는 바디에 있어, 나선형 순환 열교환 배관이 위치된 영역의 확대 도면이다.
도 3은 제2 실시 예에 따른 교반 모듈을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치의 종단면도이다.
도 1을 참조하면, 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치(1)는 바디(10), 보조 하우징(20), 교반 모듈(30) 및 나선형 순환 열교환 배관(40)을 포함한다.
바디(10)는 내측에 처리 대상 유기성 폐기물이 수용되어 처리되는 공정 공간(11)을 형성한다. 바디(10)는 좌우 방향으로 기 설정 길이를 갖는 용기 구조로 제공될 수 있다. 바디(10)의 일측에는 공정 공간(11)에서 수증기가 배출되는 수증기 배출구(12)가 형성된다. 수증기 배출구(12)는 바디(10)의 상부 영역에 형성될 수 있다. 바디(10)의 일측에는 공정 공간(11)으로 유기성 폐기물을 투입하거나, 공정이 완료된 유기성 폐기물을 인출하는데 사용되는 반출구(13)가 형성될 수 있다. 반출구(13)는 도어(14)에 의해 개폐 가능하게 제공된다.
보조 하우징(20)은 바디(10)의 외면과 기 설정 거리 이격되어, 바디(10)를 외측을 감싸도록 제공된다. 이에 따라, 바디(10)의 외면과 보조 하우징(20)의 내측면 사이에는 열매체유 수용 공간(21)이 형성된다. 열매체유 수용 공간(21)의 두 지점은 각각 열매체유 메인 순환 유로(51)의 양단에 연결된다. 열매체유 메인 순환 유로(51)는 보조 하우징(20)의 외면에 형성된 홀을 통해 열매체유 수용 공간(21)에 연결되어, 보조 하우징(20)의 외부에 위치될 수 있다. 열매체유 메인 순환 유로(51)에는 메인 펌프(52), 메인 히터(53)가 위치된다. 메인 펌프(52)는 열매체유 수용 공간(21)의 열매체유가 열매체유 메인 순환 유로(51)를 유입되고, 열매체유 순환 유로(55)의 열매체유가 열매체유 수용 공간(21)으로 유입되는 압력을 제공한다. 메인 히터(53)는 열매체유 메인 순환 유로(51)를 경유하는 열매체유를 가열한다. 이에 따라, 열매체유 수용 공간(21)의 열매체유는 열매체유 메인 순환 유로(51)를 경유하는 과정에서 효과적으로 가열될 수 있어 적정 온도를 유지할 수 있다. 수증기 배출구(12)는 보조 하우징(20)을 관통하여 외부로 연장된다. 반출구(13)는 보조 하우징(20)을 관통하여 외부로 연결되게 제공된다. 보조 하우징(20)의 외면에는 단열재(25)가 기 설정 두께로 위치될 수 있다.
교반 모듈(30)은 바디(10)에 연결된다. 교반 모듈(30)은 공정 공간(11)에 위치된 유기성 폐기물을 교반하여, 유기성 폐기물이 효과적으로 가열되어 처리되게 한다. 교반 모듈(30)은 교반축(31), 교반 날개(32) 및 교반 구동기(33)를 포함한다.
교반축(31)은 바디(10)의 길이 방향을 따라 연장되어, 바디(10)의 길이 방향에 수직한 양단의 중앙 영역을 관통하도록 위치된다.
교반 날개(32)는 교반축(31)의 외면에 결합되어, 공정 공간(11)의 내측에 위치된다.
교반 구동기(33)는 교반축(31)의 일측 단부에 위치되어, 교반축(31)이 회전되는 동력을 제공한다. 교반 구동기(33)는 전동 모터 등으로 제공될 수 있다.
도 2는 바디에 있어, 나선형 순환 열교환 배관이 위치된 영역의 확대 도면이다.
도 2를 참조하면, 나선형 순환 열교환 배관(40)은 바디(10)의 내측면 영역에 매립되게 제공된다. 나선형 순환 열교환 배관(40)은 바디(10)의 길이 방향을 따라 공정 공간(11)을 감싸도록 권선되는 구조로 제공될 수 있다. 나선형 순환 열교환 배관(40)은 바디(10)의 내측면에서 공정 공간(11)을 향해 돌출된다.
나선형 순환 열교환 배관(40)의 양측 단부는 각각 열매체유 순환 유로(55)의 양단에 연결된다. 열매체유 순환 유로(55)는 보조 하우징(20)을 관통한 후, 보조 하우징(20)의 외부에 위치될 수 있다. 열매체유 순환 유로(55)에는 펌프(56), 히터(57)가 위치된다. 펌프(56)는 순환 열매체유가 나선형 순환 열교환 배관(40)과 열매체유 순환 유로(55)를 순환되는 압력을 제공한다. 히터(57)는 열매체유 순환 유로(55)를 유동하는 순환 열매체유를 가열한다. 이에 따라, 나선형 순환 열교환 배관(40)과 열매체유 순환 유로(55)를 따라 흐르는 순환 열매체유는 유동과정에서 과정에서 효과적으로 가열될 수 있어 적정 온도를 유지할 수 있다.
유기성 폐기물이 공정 공간(11)으로 투입 되면, 교반 모듈(30)에 의해 교반된다. 이 때, 공정 공간(11)은 열매체유 수용 공간(21)의 열매체유에 의해 1차적으로 가열된 상태로 제공된다. 또한, 공정 공간(11)은 나선형 순환 열교환 배관(40)을 흐르는 순환 열매체유에 의해 추가적으로 가열된다. 순환 열매체유는 나선형 순환 열교환 배관(40)을 흐르는 상태를 유지하여, 공정 공간(11)과의 열교환이 보다 효과적으로 이루어 진다. 또한, 나선형 순환 열교환 배관(40)은 공정 공간(11)을 향해 돌출된 상태로 되어 있어, 공정 공간(11)과 열교환 되는 면적이 증가되어, 열교환 효율이 향상된다. 또한, 순환 열매체유는 순환 하는 상태를 유지하여, 공정 과정에서 히터(57)의 가열 온도를 조절하여, 순환 열매체유의 온도 및 그에 의한 공정 공간(11)의 온도를 빠른 속도로 조절할 수 있다.
건조 공정이 수행될 때, 공정 공간(11)에는 액상 또는 분말 상태의 미생물이 투입된다. 이에 따라, 교반과정에 유기성 폐기물은 미생물과 혼합되면서 가열된다. 공정 과정에서 발생하는 수증기는 수증기 배출구(12)를 통해 배출된다. 기 설정 시간동안 공정이 수행되어, 공정 처리가 완료되면, 처리된 유기성 폐기물은 반출구(13)를 통해 반출된다.
도 3은 제2 실시 예에 따른 교반 모듈을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 교반 모듈(30a)은 교반축(31a), 교반 날개(32a) 및 교반 구동기(33a)를 포함한다.
교반축(31a)은 바디(10)의 길이 방향을 따라 연장되어, 바디(10)의 길이 방향에 수직한 양단의 중앙 영역을 관통하도록 위치된다. 교반축(31a)의 내측에는 메인 통로(341)가 형성된다.
교반 날개(32a)는 교반축(31a)의 외면에 결합되어, 공정 공간(11)의 내측에 위치된다. 교반 날개(32a)는 교반축(31a)의 길이 방향을 따라 이격되어 복수 제공된다. 교반 날개(32a)는 교반부(320) 및 토출 노즐부(321)를 포함한다. 교반부(320)는 교반축(31a)의 외면에 결합되게 제공되어, 교반축(31a)의 반대 방향을 향해 연장되게 제공된다. 교반부(320)의 내측에는 메인 통로(341)와 연결되는 분기 통로(342)가 형성된다. 토출 노즐부(321)는 교반부(320)의 외측 단부에 위치된다. 토출 노즐부(321)의 내측에는 분기 통로(342)와 연결되어 공정 공간(11)을 향해 미생물을 분사하는 토출구(343)가 형성된다. 토출구(343)는 분기 통로(342)에서 복수가 분기 되는 구조로 제공될 수 있다.
교반축(31a)의 일측 단부에는 미생물 공급 부재(60)가 연결된다. 미생물 공급 부재(60)는 메인 통로(341)로 미생물을 공급한다. 미생물 공급 부재(60)는 액상의 미생물을 저장, 공급할 수 있다.
교반축(31)의 일측 단부에는 가스 공급 부재(70)가 연결된다. 가스 공급 부재(70)는 메인 통로(341)로 가스를 공급한다. 가스 공급 부재(70)가 공급하는 가스는 공기 등일 수 있다.
제2 실시 예에 따른 교반 모듈(30a)은 유기성 폐기물을 교반하는 과정에서 연속적 또는 단속적으로 미생물을 공급할 수 있다. 미생물이 교반 날개(32a)에 의해 공급됨에 따라, 유기성 폐기물은 미생물과 보다 효과적으로 교반된다. 또한, 미생물의 공급과 함께 가스가 공급될 수 있다. 이에 따라, 미생물은 가스와 함께 보다 효과적으로 메인 통로(341) 및 분기 통로(342)를 유동한 후 토출구(343)를 통해 토출될 수 있다. 또한, 가스는 미생물의 공급이 중단된 상태에서 단독으로 공급될 수 있다. 이에 따라, 메인 통로(341) 및 분기 통로(342)에 잔류하는 미생물을 토출시키, 메인 통로(341) 및 분기 통로(342)가 막히는 것을 방지한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10: 바디 20: 보조 하우징
30: 교반 모듈 31: 교반축
32: 교반 날개 33: 교반 구동기
40: 나선형 순환 열교환 배관

Claims (5)

  1. 내측에 처리 대상 유기성 폐기물이 수용되는 공정 공간을 형성하는 바디;
    상기 바디의 외면과 기 설정 거리 이격되어, 상기 바디를 감싸도록 제공되어, 상기 바디의 외면과 내측면 사이에 열매체유 수용 공간을 형성하는 보조 하우징;
    상기 바디에 연결되어, 상기 공정 공간에 위치된 처리 대상 유기성 폐기물을 교반하는 교반 모듈;
    상기 바디의 내측면 영역에 매립되게 제공되어, 순환 열매체유가 흐르도록 제공되는 나선형 순환 열교환 배관; 및
    상기 교반 모듈의 일측에 연결되어 미생물을 공급하는 미생물 공급 부재를 포함하고,
    상기 교반 모듈은 상기 미생물 공급 부재가 공급한 미생물을 상기 공정 공간으로 토출 가능하게 제공되는 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 나선형 순환 열교환 배관은 상기 바디의 길이 방향을 따라 상기 공정 공간을 감싸도록 권선되는 구조로 제공되는 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 나선형 순환 열교환 배관은 상기 바디의 내측면에서 상기 공정 공간을 향해 돌출되게 제공되는 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 교반 모듈은,
    상기 바디의 길이 방향을 따라 연장되어, 상기 바디를 관통하게 위치되는 교반축; 및
    상기 교반축의 외면에 결합되는 교반 날개를 포함하되,
    상기 교반 날개는 상기 교반축의 외면에 결합되어 상기 교반축의 반대 방향으로 연장되는 교반부; 및
    상기 교반부의 외측 단부에 위치되어, 미생물을 분사하는 토출 노즐부를 포함하는 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치.
KR1020220119634A 2022-09-21 2022-09-21 순환 열매체유와 미생물을 이용한 유기성 폐기물 처리 장치 KR102505482B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005131467A (ja) * 2003-10-28 2005-05-26 Matsushita Electric Works Ltd 生ごみ処理機
KR101924611B1 (ko) * 2017-10-20 2018-12-03 주식회사 평강비아이엠 열기 순환형 음식물쓰레기 및 축분 처리기

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