KR102563017B1

KR102563017B1 - 음식물 쓰레기 처리장치

Info

Publication number: KR102563017B1
Application number: KR1020210168407A
Authority: KR
Inventors: 안진우
Original assignee: 안진우
Priority date: 2021-11-30
Filing date: 2021-11-30
Publication date: 2023-08-03
Also published as: KR20230080877A

Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기를 건조시켜 처리할 수 있도록 하는 한편 처리 완료된 음식물 쓰레기는 가연성 물질로 연소시켜 처리할 수 있도록 하는 것으로, 비교적 적은 용량의 음식물 쓰레기를 자체적으로 처리할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은 음식물 쓰레기를 투입하면 교반과 건조가 이루어지는 건조기를 구비하되 상기 건조기는 바닥을 이중으로 설치하여 내부에 채워진 물을 가열한 스팀을 건조기의 내부로 공급하여 음식물 쓰레기가 열과 스팀에 의해 건조되게 하는 한편 건조기의 내부에는 음식물 쓰레기를 교반하는 교반날개를 설치하고, 상기 건조기의 하측에는 가스나 고체연료를 연소시켜 건조기 내부의 가열공간에 채워진 물을 가열하는 연소구를 설치하고, 상기 건조기의 일측에는 건조기의 바닥에 이중으로 설치된 가열공간에 물을 채워주는 워터쟈켓을 설치하고, 상기 건조기에서 음식물 쓰레기를 건조시킨 스팀을 흡입하여 수분을 제거하는 냉각탑을 설치하고, 상기 건조기의 스팀을 냉각탑에서 냉각시켜 수분을 제거한 후 건조기로 순환시키는 진공펌프를 구비함으로써 이루어진다.

Description

음식물 쓰레기 처리장치{An Apparatus for Disposal of Food Garbage}

본 발명은 음식물 쓰레기를 건조시켜 처리할 수 있도록 하는 한편 처리 완료된 음식물 쓰레기는 가연성 물질로 연소시켜 처리할 수 있도록 하는 것으로, 비교적 적은 용량의 음식물 쓰레기를 자체적으로 처리할 수 있도록 하는 것이다.

가정이나 식당 등에서 발생하는 음식물 쓰레기는 다양한 형태의 물질이 혼합되어 있고, 다량의 수분을 함유하기 때문에 쉽게 부패가 이루어져 주기적으로 수거해가는 경우에도 보관과 처리가 쉽지 않고, 매립을 하는 경우에도 악취와 침출수가 발생하여 환경을 오염시키게 된다.

음식물 쓰레기를 친환경적으로 처리하기 위해서는 시간과 비용을 들여서 수거를 한 다음, 퇴비로 만들어 재사용하거나 가열하여 소각시킬 수밖에 없으나, 음식물 쓰레기를 수거하기 위해서는 일정시간 동안 보관할 때 발생하는 악취를 피할 수 없고, 모아진 음식물 쓰레기를 이동시킬 때 악취가 발생하는 문제가 있으며, 특히, 음식물 쓰레기의 수거와 처리에 상당한 비용과 시간을 필요로 하는 것이었다.

특허등록 10-2118243호(2020.05.27 등록) 특허등록 10-0881642호(2009.01.28 등록) 실용신안 등록 20-0381203호(2005.03.31 등록)

본 발명은 음식물 쓰레기를 처리함에 있어서, 많은 량을 모아서 수거한 다음 시간과 비용을 들여서 건조와 퇴비화 과정을 거쳐야 하는 문제를 해결하기 위한 것으로, 음식물 쓰레기 발생장소에서 소규모로 음식물 쓰레기를 건조시켜 처리한 후 이를 압착하여 소각용 연료로 재활용할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 음식물 쓰레기를 투입하면 교반과 건조가 이루어지는 건조기를 구비하되 상기 건조기는 바닥을 이중으로 설치하여 내부에 채워진 물을 가열한 스팀을 건조기의 내부로 공급하여 음식물 쓰레기가 열과 스팀에 의해 건조되게 하는 한편 건조기의 내부에는 음식물 쓰레기를 교반하는 교반날개를 설치하고, 상기 건조기의 하측에는 가스나 고체연료를 연소시켜 건조기 내부의 가열공간에 채워진 물을 가열하는 연소구를 설치하고, 상기 건조기의 일측에는 건조기의 바닥에 이중으로 설치된 가열공간에 물을 채워주는 워터쟈켓을 설치하고, 상기 건조기에서 음식물 쓰레기를 건조시킨 스팀을 흡입하여 수분을 제거하는 냉각탑을 설치하고, 상기 건조기의 스팀을 냉각탑에서 냉각시켜 수분을 제거한 후 건조기로 순환시키는 진공펌프를 구비함으로써 이루어지는 것으로, 음식물 쓰레기를 열과 스팀으로 건조시킨 후 배출되게 하며, 건조기에서 배출된 음식물 쓰레기는 압착하여 고체연료로 사용한다.

본 발명에서, 냉각탑은 건조기의 스팀을 흡입하여 내부로 확산되게 한 후 외측의 냉각 파이프를 흐르는 냉수나 냉각쟈켓에 채워진 냉수로 냉각되어 스팀에 포함된 수분이 응축수로 바닥에 모아지게 하며, 상기 냉각탑에서 수분이 제거된 스팀은 진공펌프에 의해 건조기로 순환되며 음식물 쓰레기를 건조시키는 한편 악취 발생을 방지하게 된다.

본 발명의 건조기에 설치된 교반날개는 선단에 길이 방향으로 절단칼을 설치함으로써 교반날개의 회전시 음식물 쓰레기의 교반이 이루어지는 동시에 절단칼의 회전으로 음식물 쓰레기의 절단이 이루어져 음식물 쓰레기의 건조가 빠르게 이루어지게 한다.

본 발명의 건조기에서 건조가 완료된 음식물 쓰레기는 배출구로 배출시켜 성형틀에서 일정 모양으로 성형시킴으로써 연소구로 투입하여 연소가 이루어지게 한다.

본 발명은 소규모의 음식물 쓰레기가 배출되는 장소에 설치되어 음식물 쓰레기를 보관하거나 이동하는 수고를 하지 않고도 현장에서 음식물 쓰레기의 건조가 이루어지는 한편 건조된 음식물 쓰레기는 고형화 연료로 만들어 연소가 이루어질 수 있도록 함으로써 소규모의 음식물 쓰레기를 발생시키는 곳에서 빠르게 음식물 처리가 이루어지기 때문에 악취 발생과 침출수 발생을 방지하는 한편 현장에서 바로 처리하여 소각시키기 때문에 친환경적인 처리가 가능하다.

본 발명은 음식물 쓰레기를 발효시키지 않아 악취가 발생하지 않음은 물론 매립하지 않기 때문에 침출수가 배출되지 않는 것으로, 음식물 쓰레기를 건조시켜 연소시킴으로써 음식물 쓰레기의 처리가 빠르고, 현장에서 처리가 이루어지기 때문에 음식물 쓰레기의 이동과 보관 및 처리에 따른 시간과 비용을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 구성도
도 2는 본 발명의 건조기 정단면도
도 3은 본 발명의 건조기 측단면도
도 4는 본 발명의 덮개 개폐 상태도
도 5는 본 발명의 교반날개 측면도
도 6은 본 발명의 교반날개 사시도
도 7은 본 발명의 냉각탑 실시예 단면도
도 8은 본 발명의 냉각탑 다른 실시예 단면도
도 9는 성형틀에 음식물 쓰레기를 투입한 상태 단면도
도 10은 성형틀에서 음식물 쓰레기가 압착되는 상태 단면도
도 11은 성형틀에서 음식물 쓰레기를 배출시키는 상태 단면도

본 발명은 음식물 쓰레기를 건조시켜 가연성 연료로 만든 후 이를 소각하여 처리하는 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것으로, 건조기에 일정량의 음식물 쓰레기를 투입한 후 건조가 이루어지게 하되 전도에 의해 전달되는 열과, 스팀을 이용하여 음식물 쓰레기를 건조시킨 후 건조된 음식물 쓰레기는 고형으로 제작하여 음식물 쓰레기를 건조시키기 위한 소각 연료로 사용하는 것이다.

본 발명은 건조기의 바닥을 이중으로 형성하여 물이 채워지는 가열공간을 형성한 후 상기 건조기의 저면에 형성된 연소구에서 가스나 고형 연료에 의한 연소가 이루어질 때 가열공간의 물을 가열하여 스팀을 건조기의 내부로 공급하는 한편 전도에 의한 열이 건조기로 공급됨으로써 건조기의 음식물 쓰레기는 전도되는 열과 스팀에 의해 건조가 이루어지게 되고, 교반날개를 이용하여 교반과 절단이 이루어지면서 건조가 진행된다.

건조기에서 음식물 쓰레기를 건조시킨 스팀은 냉각탑으로 공급되어 수분이 제거된 후 건조기로 공급되어 음식물 쓰레기를 건조시키게 되며, 가열공간에서는 지속적으로 물을 가열하여 건조에 사용되는 스팀을 발생시키게 된다.

이러한, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명한다.

본 발명은 음식물 쓰레기의 투입과 건조가 이루어지는 건조기(10)를 구비하되 상기 건조기(10)는 저면으로 가스버너(21)가 설치되거나 가연성 연료를 소각하여 음식물 쓰레기의 건조에 필요한 열을 발생시키는 연소구(20)를 설치하고, 상기 연소구(20)의 상측에 위치하는 건조기(10)의 바닥은 물이 채워지는 가열공간(31)을 형성하고, 상기 건조기(10)의 일측면에는 상기 가열공간(11)으로 물을 공급하는 워터쟈켓(30)을 설치하고, 상기 건조기(10)의 상측은 덮개(11)를 씌워 개폐될 수 있도록 한다.

본 발명의 건조기(10)는 유압실린더(12)로 개폐가 이루어지는 덮개(11)를 개방시킨 후 내부에 음식물 쓰레기를 투입할 수 있도록 하고, 상기 덮개(11)는 내측에 부직포 필터(40)를 설치하여 건조기(10)의 내부에서 발생된 수분과 스팀이 부직포 필터(40)를 거친 후 외부로 배출되게 하며, 상기 덮개(11)는 음식물 쓰레기의 건조과정에서는 유압실린더(12)로 건조기(10)에 밀착된 상태를 유지시킴으로써 스팀과 냄새가 외부로 배출되지 않도록 한다.

본 발명의 건조기(10)는 저면에 연소구(20)를 형성하여 가스버너(21)나 가연성 연료를 투입하여 연소가 이루어지게 하며, 상기 연소구(20)에는 공지된 연료 투입구(22)와 연통(23)이 설치되고, 상기 연소구(20)에서 발생된 열은 건조기(10)의 바닥을 가열하게 된다.

건조기(10)의 바닥은 워터쟈켓(30)에서 공급되는 물이 채워지는 가열공간(31)을 형성하되 상기 가열공간(31)에는 워터쟈켓(30)에 의해 일정 수위를 유지한 채로 가열이 이루어지며, 상기 가열공간(31)에서 가열에 의해 발생된 스팀은 스팀구멍(32)을 통하여 건조기(10)의 내부로 공급되어 음식물 쓰레기를 스팀으로 건조시키게 하고, 상기 워터쟈켓(30)에는 음식물 쓰레기를 건조시킨 스팀에서 추출한 응축수가 공급되어 채워지게 한다.

본 발명의 건조기(10) 바닥을 가열공간(31)이 형성되게 이중으로 형성한 이유는 건조기(10)를 스테인레스 금속으로 제작할 때 스테인레스 금속의 특성 상 고열에 직접 노출되면 금속 모양의 변화가 발생하기 때문에 이를 방지하기 위함으로, 연소구(20)에서 연료의 연소로 발생한 열은 건조기(10)에 전도현상에 의해 전달이 이루어지는 한편 가열공간(31)에 채워진 물을 가열하여 스팀으로 만든 후 스팀구멍(32)을 통하여 건조기(10)의 내부로 공급하여 음식물 쓰레기를 건조시키는 것이다.

본 발명의 건조기(10)에는 모터(50)로 회전되는 교반날개(51)를 설치하되 상기 교반날개(51)는 길이를 짧고 형성하거나 길게 형성하여 건조기(10)에 채워진 음식물 쓰레기를 골고루 교반할 수 있도록 하고, 상기 교반날개(51)의 선단에는 절단칼(52)을 설치함으로써 교반날개(51)의 회전에 따라 음식물 쓰레기의 교반이 이루어짐과 동시에 절단칼(52)의 회전으로 음식물 쓰레기를 잘게 절단하게 된다.

따라서, 본 발명의 건조기(10)는 음식물 쓰레기를 채운 후 연소구(20)에서의 가열이 이루어진 채로 교반날개(51)를 회전시키면, 연소구(20)의 열이 전도되어 음식물 쓰레기를 가열시킴과 동시에 가열공간(31)에 채워진 물이 스팀으로 변한 후 스팀구멍(32)을 통하여 음식물 쓰레기에 섞이기 때문에 음식물 쓰레기는 건조가 이루어지는 동시에 교반과 절단이 이루어지게 된다.

본 발명의 건조기(10)에 투입되기 전에 음식물 쓰레기는 수분을 탈수하는 것이 음식물 쓰레기의 건조에 도움이 된다.

건조기(10)에 채워진 음식물 쓰레기는 교반날개(51)와 절단칼(52)의 회전에 따라 교반과 절단이 이루어지게 되고, 이 과정에서 연소구(20)에서 발생된 열이 전도되는 동시에 가열공간(31)에서 스팀을 발생시켜 음식물 쓰레기에 전달하기 때문에 음식물 쓰레기는 전도되는 열과 스팀에 의해 건조가 진행된다.

건조기(10)에서 음식물 쓰레기를 건조시킨 스팀은 수분을 많이 함유하기 때문에 덮개(11)에 설치된 부직포 필터(40)를 거친 후 냉각탑(60)으로 배출되는 것으로, 부직포 필터(40)는 건조기(10)의 음식물 찌꺼기가 냉각탑(60)으로 배출되는 것을 막아주게 된다.

냉각탑(60)은 건조기(10)에서 배출되는 수분을 함유한 스팀이 상측공간(61)으로 투입된 후 차단판(63)에 뚫린 파이프(64)를 타고 하부공간(62)으로 배출되고, 냉각탑(60)의 하부공간(62)에 채워진 스팀은 차단판(63)에 설치된 배출 파이프(65)를 통하여 외부로 배출되는 것으로, 상기 냉각탑(60)의 외측은 냉각수가 흐르는 냉각 파이프(70)를 설치함으로써, 하부공간(62)에 채워진 스팀의 온도를 낮춰서 응축수가 바닥으로 모아지게 하고, 배출 파이프(65)로는 수분이 제거된 상태의 스팀만 배출이 이루어지게 한다.

냉각탑(60)에서 차단판(63)으로 상,하부 공간(61)(62)을 구분하는 이유는 배출 파이프(1)로 배출된 스팀이 상부공간(61)을 채우게 하여 스팀의 압력을 줄임으로써 스팀의 흐름 속도를 낮추게 하고, 상부공간(61)에서 속도가 낮아진 스팀은 파이프(64)를 통하여 하부공간(62)에서 다시한번 속도를 낮춤으로써 응축수 발생이 용이하게 하고, 배출 파이프(65)를 통하여 배출되는 스팀은 수분이 제거된 상태가 된다.

여기서, 냉각탑(60)은 외측으로 냉각파이프(70)를 감아줌으로써 온도를 낮추지 않고, 냉각탑(60)의 외측을 워터쟈켓(71)으로 형성하여 냉수를 채워줌으로써, 워터쟈켓(71)의 냉수 온도에 의해 스팀 온도를 낮춰서 응축수를 빼내게 할 수 있다.

냉각탑(60)의 배출 파이프(65)에는 진공펌프(80)를 연결함으로써, 진공펌프(80)를 작동시킴에 따라 건조기(10)의 스팀이 냉각탑(60)을 통하여 배출 파이프(65)로 배출되고, 상기 냉각탑(60)에서 수분이 제거된 후 진공펌프(80)에서 배출되는 스팀은 건조기(10)의 내부로 재투입되어 음식물 쓰레기의 수분을 건조시키는데 사용된다.

본 발명의 냉각탑(60)은 하부공간(62)을 채우는 스팀이 냉각탑(60)의 외측을 감싼 형태로 냉각 파이프(70)를 설치하여 스팀의 온도를 낮추게 되나, 냉각탑(60)의 외측을 이중으로 형성하여 냉각용 물이 채워지는 냉각 쟈켓(71)을 설치할 수 있는 것으로, 냉각쟈켓(71)을 설치하는 것이 냉각 파이프(70)를 설치하는 것보다 냉각 효율이 좋으나, 필요에 따라 선택적 사용이 가능하다.

본 발명의 냉각탑(60)에 스팀이 채워지고 배출하는 동력은 진공펌프(80)에 의해 이루어지는 것으로, 배출 파이프(65)와 하부공간(62)을 연통하는 파이프(64) 및 건조기(10)로 복귀되는 파이프(66)에는 각각 밸브(81)(82)(83)(84)를 설치한 후 진공펌프(80)에 의해 건조기(10)에서 발생시킨 스팀이 냉각탑(60)을 거친 다음 건조기(10)로 복귀하기 위해서는 밸브(81)(84)는 열고, 밸브(82)(83)는 닫아준 상태를 유지하여야 하고, 냉각탑(60)의 바닥에 응축수가 채워진 경우에는 상기와는 반대로 밸브(81)(84)는 닫고, 밸브(82)(83)를 열어줌으로써, 외부공기가 냉각탑(60)의 하부공간(62)으로 유입되어 냉각탑(60)의 응축수가 배출될 수 있도록 한다.

본 발명의 냉각탑(60)에는 저면에 응축수 파이프(67)를 설치하되 상기 응축수 파이프(67)는 밸브(85)로 개폐되게 함으로써, 냉각탑(60)의 하부공간(62)에 응축수가 일정량 채워질 때 밸브(85)를 열어줌과 동시에 밸브(82)(83)를 열어서 외부공기가 진공펌프(80)에서 가압된 후 하부공간(62)으로 주입되고, 이로 인하여 하측에 채워진 응축수가 배출되어 건조기(10)의 워터쟈켓(30)으로 이동한 후 재사용된다.

본 발명에서 밸브(81)(82)(83)(84)(85)의 조작은 자동으로 이루어지게 하며, 냉각탑(60)에 채워지는 응축수의 량을 감지하는 센서에 의해 밸브(81)(82)(83)(84)(85)의 작동이 자동으로 이루어지게 한다.

이러한, 본 발명은 상기와 같은 과정을 반복함으로써, 건조기(10)에 채워진 음식물 쓰레기의 건조가 이루어지게 되는 것으로, 음식물 쓰레기의 건조과정에서 수분이 다량으로 포함된 스팀을 냉각시켜 수분을 응축수로 회수한 후 건조된 스팀을 다시 건조기(10)로 투입하여 음식물 쓰레기의 건조가 이루어지게 되며, 이 과정을 반복하면 충분히 수분이 제거된 음식물 쓰레기를 얻을 수 있고, 이 과정에서 스팀을 외기로 배출시키지 않기 때문에 음식물 쓰레기의 처리 과정에서 발생하는 냄새가 나지 않는다.

이 같은 과정을 거쳐 건조기(10)에서 음식물 쓰레기의 건조가 충분히 이루어져 수분이 포함된 스팀의 배출이 이루어지지 않게 되면, 건조기(10)의 건조과정은 중단하고, 건조기(10)의 측면에 설치된 배출구(15)를 열어 충분히 건조된 음식물 쓰레기를 배출시키도록 한다.

건조기(10)에서 배출된 음식물 쓰레기는 성형틀(90)을 이용하여 일정 크기로 압착 성형함으로써, 차후에 연소구(20)에 넣어 연소가 이루어지게 할 수 있는 것으로, 본 발명의 성형틀(90)은 내부 공간에 건조된 음식물 쓰레기를 채운 후 유압실린더(91)로 압착하여 일정 모양을 만든 다음, 유압실린더(92)를 작동시켜 압착된 음식물 쓰레기를 배출시키되 유압실린더(93)로 차단판(94)을 개방시킨 공간으로 배출시키게 되며, 이 때의 음식물 쓰레기는 건조된 상태에서 소형으로 압착되기 때문에 냄새가 나지 않으면서 부패도 진행되지 않기 때문에 차후에 연소구(20)에 투입하여 연소 연료로 사용할 수 있다.

본 발명은 식당이나 연립 또는 적은 규모의 아파트와 같이 중,소규모의 음식물 쓰레기가 발생하는 곳에 설치하여, 음식물 쓰레기를 현장에서 처리하기 때문에 음식물 쓰레기를 보관하고 운바하는데 따른 비용이 적게 들고, 현장에서 바로 처리하기 때문에 환경오염을 줄이는 동시에 냄새나 악취가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

10 : 건조기 11 : 덮개
15 : 배출구 20 : 연소구
30 : 워터쟈켓 31 : 가열공간
40 : 부직포 필터 50 : 모터
51 : 교반날개 52 : 절단칼
60 : 냉각탑 61 : 상부공간
62 : 하부공간 63 : 차단판
70 : 냉각 파이프 71 : 워터 쟈켓
80 : 진공펌프 90 : 성형틀
91,92,93 : 유압실린더 94 : 차단판

Claims

덮개(11)를 열고 음식물 쓰레기를 투입하여 건조가 이루어지게 하는 건조기(10)를 구비하되 상기 건조기(10)는 하측으로 연소구(20)를 설치하여 건조기(10)로 열과 스팀을 공급하고,
상기 건조기(10)는 바닥을 이중으로 형성하여 내부에 채워진 물을 스팀으로 가열하여 건조기(10)의 내부로 공급하는 가열공간(31)을 구비하고,
상기 건조기(10)의 내부에는 모터(50)의 회전력으로 음식물 쓰레기를 교반하는 교반날개(51)를 설치하되 상기 교반날개(51)의 선단에는 음식물 쓰레기를 절단하는 절단칼(52)을 설치하고,
상기 건조기(10)의 하측에는 가스나 가연성 연료를 연소시켜 건조기(10) 내부로 열을 전달하거나 가열공간(31)의 물을 가열하여 스팀구멍(32)으로 스팀을 공급하고,
상기 건조기(10)의 덮개(11)에서 배출되는 수분이 포함된 스팀은 진공펌프(80)에 의해 냉각탑(60)을 거쳐 수분이 제거된 후 건조기(10)로 공급되게 하고,
상기 냉각탑(60)은 건조기(10)에 흡입된 스팀이 차단판(63)으로 상,하부 공간(61)(62)으로 구분되는 상부공간(61)을 채운 후 파이프(64)를 통하여 하부공간(62)으로 이동되어 응축수가 배출된 다음 배출 파이프(65)를 통하여 진공펌프(80)로 흐르게 하고,
상기 냉각탑(60)의 외측을 냉각 파이프(70)로 감아주어 냉각탑(60)에서 스팀이 냉각되며 수분이 응축수로 모아지게 한 다음 수분이 제거된 스팀은 건조기(10)로 공급되게 하는 한편 응축수는 수위센서로 높이가 감지될 때 건조기(10)의 워터쟈켓으로 배출되게 하고,
상기 건조기(10)에서 건조가 이루어진 음식물 쓰레기는 배출구(15)로 배출된 후 성형틀(90)에서 가연성 연료로 압착되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
제1항에 있어서, 냉각탑(60)은 건조기(10)의 스팀에 포함된 수분을 응축수로 회수하되 냉각탑(60)의 외측을 냉각 파이프(70)로 감아서 내부의 스팀 온도를 낮추거나, 냉각탑(60)의 외측에 냉각용 워터쟈켓(71)을 형성하여 내부의 스팀온도를 낮추고, 냉각탑(60)에서 수분이 제거된 스팀은 건조기(10)로 공급되어 음식물 쓰레기를 건조시키는 한편 냉각탑(60)에서 모아진 응축수는 건조기(10)의 워터쟈켓(30)으로 공급되어 가열되게 하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.