KR19990001561A

KR19990001561A - 음식폐기물 처리장치

Info

Publication number: KR19990001561A
Application number: KR1019970024934A
Authority: KR
Inventors: 정창진
Original assignee: 정창진
Priority date: 1997-06-16
Filing date: 1997-06-16
Publication date: 1999-01-15

Abstract

본 발명은 음식폐기물 처리장치에 관한 것으로, 분쇄기(20)를 갖는 호퍼(11)의 하방에 설치된 오수드럼(30)과, 오수드럼(30)의 내부에 회전가능케 설치되고 유입, 배출구(41)(42)를 갖는 탈수드럼(40)과, 탈수드럼(40)내에 회전가능케 설치된 리드 스크류(50)와, 탈수된 음식 찌꺼기를 교반, 건조시키도록 오수드럼(30)의 하방에 설치되고 내벽면에 급치(103)가 형성되어 회전가능한 교반드럼(100)과, 오수드럼(30)내의 찌꺼기를 오수와 분리하면서 재처리하고 교반드럼(100)의 가열증기의 배출을 위하여 오수드럼(30)의 하부에 연통되고 리드 스크류(190)를 포함하는 하우징(200), 하우징(200)에 교반드럼(100), 진공펌프(220)를 갖는 배수관(210)을 연결하여, 원심력 및 추력에 의해 음식물 찌꺼기를 탈수시킴으로써 탈수효율을 향상시키고, 배출오수중의 음식물 찌꺼기를 2차 처리하여 수질오염을 방지하며, 탈수된 폐기물을 용이하게 건조, 발효시켜 사료 또는 비료로 이용할 수 있도록 된 것이다.

Description

음식폐기물 처리장치

본 발명은 음식폐기물 처리장치에 관한 것으로, 특히 음식폐기물이 탈수효율 향상과 탈수용량을 증가시키고, 탈수시 배출된 미세한 음식물 찌꺼기를 2차 처리하여 수질오염을 방지하며, 아울러 탈수된 폐기물을 용이하게 건조, 발효시켜 사료 또는 비료로 이용할 수 있도록 된 음식폐기물 처리장치에 관한 것이다.

현재 국내에서 발생하는 2은 일일 8톤 트럭으로 수십대분에 해당하는 막대한 양이 배출되고 있으며, 이를 연간 손실금액으로 환산할 경우 국민 총생산의 4%인 8조원에 달하고 있다.

또한 국민 1인당 쓰레기 배출량은 국내의 경우 약 0.46㎏, 일본 0.37㎏, 독일 0.27㎏로 국내의 경우 배출량이 각국에 비하여 약 20~30%가 많을 뿐만 아니라, 음식폐기물중 대부분을 차지하는 97.1%가 매립되고 1.8%는 소각되며, 나머지 약 1.1%만 사료나 퇴비로 처리되고 있을 뿐이다.

아울러 배출되는 음식폐기물중에서 음식물 찌꺼기가 약 31%인 15,096톤을 차지하고 있는 바 실로 막대한 양이 아닐 수 없으며, 다량의 음식물 찌꺼기가 주택가 및 요식업소의 쓰레기통에 마구 버려지고 있는 것은 물론, 그 발생량이 기하급수적으로 증가함에 따라 손실금액을 거론하지 않더라도 엄청난 환경오염을 유발시킬 것임은 명약관화한 일이다.

이에 따라 음식물 찌꺼기를 생활 폐기물의 한 품목으로 지정하여 음식물 찌꺼기 적게 남기기 및 그 분리수거와 물기제거 등의 홍보를 해왔으나, 이러한 집중적인 홍보에도 불구하고 음식폐기물의 감소는 괄목할 만하게 이루어지지 못하고 있는 실정이다.

이처럼 발생하는 음식폐기물을 감량 또는 재활용 처리할 수 있는 방안들이 출현하고 있으며, 음식폐기물의 처리방식은 소각하는 방법, 압축하여 수분을 제거한 다음 감량하는 방법 또는 발효, 분해하여 중량, 부피를 감량하는 방법 및 발효, 건조시켜 사료나 퇴비로 사용하는 방법 등이 있다.

이중에서 소각하는 방식은 대규모의 소각처리시설이 필요하고, 소각에 따른 운전비용이 과다하게 소요되는 것은 물론, 소각시 발생하는 다이옥신 등의 유해물질 배출이 큰 사회적 문제로 대두되고 있으며, 소각후 배출물을 매립함으로써 침출수 등에 의한 환경오염을 초래하는 문제점이 있다.

단순한 감량방식은 수분제거가 용이하지 않고, 이 역시 매립 또는 소각되므로 비경제적인 것은 물론, 환경오염의 문제점을 배제할 수 없다.

발효, 분해방식의 경우에는 유기성 음식폐기물을 분해하여 소멸화시키는 방법이나 처리된 배출물을 소각 또는 매립함에 따라 이 경우 또한 환경오염의 문제점을 피할 수 없다.

한편 사료 또는 퇴비화 방식은 음식폐기물을 분쇄하여 여기에 톱밥이나 미생물등의 발효제를 투입하여 건조, 발효시키는 것으로 자원을 재활용함과 동시에 환경오염을 방지할 수 있는 이점이 있을 뿐만 아니라, 자원 재활용과 환경오여방지에 기여하므로 가장 바람직한 방법일 것이다.

한국특허공고 96-2904호에서는 상호 대응 회전하는 양측 분쇄기어와 그 하방의 로울러에 의해, 분쇄기어로부터 3를 분쇄한 다음 로울러를 통해 찌꺼기를 미분쇄하도록 하고 있으나, 실질적으로 기어형태의 분쇄수단을 이용함으로써 음식물 찌꺼기의 분쇄가 용이하지 못한 단점이 있다.

즉, 이빨과 이빨이 상호 면접된 상태로 분쇄기어가 회전하므로 이때 음식물 찌꺼기이 통과가 곤란하고, 분쇄되어 나오는 음식물 찌꺼기의 양 또한 극히 적어질므로 제품으로서의 가치를 상실하게 되며, 특히 동물의 뼈나 기타 고형분의 음식물 찌꺼기는 분쇄가 불가능한 경우가 있을 뿐만 아니라 분쇄되더라도 저항력에 의해 분쇄기어와 모터에 과부하를 초래하여 기어의 마모 또는 모터의 소손을 초래할 수 있다.

또한 기어의 마모시 발생한 금속분말이 분쇄처리되는 음식물 찌꺼기에 혼입되어 사료로 이용할 수 없다.

더욱의 분쇄기어로부터 분쇄된 찌꺼기를 로울러에서 보다 미분쇄하도록 하고 있으나, 양측 로울러가 상호 일정한 간극을 유지하고 있다 하더라도 그 사이에서 압착, 통과되어 나오는 분쇄물은 더욱 적어질 수밖에 없다.

한편 분쇄된 음식물 찌꺼기는 스크류에 의해 배출구를 통해 사료 수납통에 보내지고, 이 스크류로 이동하는 과정중에 필터로부터 배출되는 수분이 몸통에 모여지되도록 하고 있으나, 단순히 처리된 음식물 찌꺼기를 이송하는 것에 불과하고 필터가 쉽게 막혀 음식물 찌꺼기 처리 및 수분제거효율이 크게 저하될 수밖에 없다.

한국공개특허공고 95-23313호는, 폐기된 음식물을 통공이 형성된 수평 회전날에 의해 분쇄함과 동시에 그 통공을 통해 분쇄되는 찌꺼기 처리물이 하방으로 배출되도록 하고 있으나, 일정시간 동안 음식물 찌꺼기를 분쇄해야만 하고 통공을 통한 처리물의 배출량이 매우 적어질는 것은 물론, 통공이 음식물 찌꺼기에 의해 쉽게 막혀져 이 역시 제품으로서의 제기능을 수행할 수 없다.

또 지꺼기의 분쇄시 수분을 배출할 수 있는 배수구를 갖고 있으나, 이때 오수와 찌꺼기의 일부가 배수구를 통해 동시에 배출되므로 기능상의 불합리한 문제점이 있다.

분쇄된 상기의 찌꺼기는 전자파 처리실에서 회전하는 다수의 컨베어벨트상으로 이송시켜 마이크로웨이브 발생장치에 의해 가열, 건조하고 있으나, 수분이 다량포함된 상태로 분쇄물의 건조를 행하므로 장시간이 요구된다.

또한 마이크로웨이브를 이용할 경우에는 전자파 처리실을 밀폐시켜야만 하므로 장치의 제작이 용이하지 않고, 제작비가 크게 증가하는 문제점을 갖고 있다.

한국공개특허공고 95-32016호는 투입된 음식물 찌꺼기를 기어형의 분쇄수단을 이용하고 있으나 이 경우에도 기어형태의 분쇄수단을 이용함으로써 음식물 찌꺼기의분쇄가 용이하지 못하고, 음식물 찌꺼기의 통과가 원활하지 못하며, 분쇄되어 나오는 음식물 찌꺼기의 양 또한 극히 적어질므로 제품으로서의 가치를 상실하게 된다.

또한 동물의 뼈나 기타 고형분의 음식물 찌꺼기는 대부분 분쇄가 불가능할 뿐만 아니라 분쇄되더라도 저항력에 의해 분쇄기어와 모터에 과부하를 초래하여 기어의 마모 또는 모터의 소손을 초래할 수 있으며, 기어의 마모시는 금속분말이 발생하여 음식물 찌꺼기에 혼입되어 사료로 이용할 수 없다.

분쇄수단내에는 배수조가 연결되어 있어 찌꺼기의 분쇄시 발생된 오수를 받도록 하고 있는데, 이때에도 분쇄된 음식물 찌꺼기의 일부와 오수가 동시에 배수조로 보내지므로 제기능을 수행할 수 없고, 배수호스가 쉽게 폐색되는 문제점이 있다.

아울러 가정용의 음식물 찌꺼기 처리장치이므로 큰 용량의 찌꺼기 처리는 불가능하다.

한국특허공고 96-14859호는, 일정량의 음식물 찌꺼기를 건조장치내에 투입, 밀폐시킨 다음 가열공기를 압송하여 찌꺼기의 건조를 행하고, 또한 건조를 행함과 동시에 다수의 곡선형으로 된 교반날개에 의해 음식물 찌꺼기의 교반 및 파쇄를 행하는 것이다.

그러나 여기서는 음식물 찌꺼기중의 오수를 자연 배출되도록 하는 상태에서 주로 찌꺼기의 건조만을 행하므로, 즉 이때 찌꺼기 중에 다량의 수분이 포함되어 있어 버너에 의한 가열을 행하더라도 찌꺼기의 건조에는 상당한 시간이 소요된다.

또한 교반날개에 의한 음식물 찌꺼기의 분쇄를 행하나 하나 실제적으로 수개의 교반날개만으로는 분쇄(粉碎)가 아닌 파쇄(破碎)에 불과하고, 입자가 큰 찌꺼기나 금속 등의 고형 이물질 또는 동물의 뼈 등은 파쇄가 곤란하므로 음식물 찌꺼기의 분말화는 불가능하다.

아울러 건조물의 파쇄에 장시간이 요구되므로 가동에 따른 운전비용과 장치의 제작비용이 크게 증가하는 단점이 있다.

한국특허공고 96-15438호는, 회전통체내에 톱밥과 소량의 미생물 제제를 투입, 밀폐하고, 통체를 회전시킴과 동시에 그 내부온도를 정확히 제어하면서 유기물질인 음식물 찌꺼기를 분해 및 소멸화시킨다는 것이나, 이때 음식물 찌꺼기가 분해, 소멸되기까지에는 수십일(소용량으로 제작할 경우)에서 수 개월이 소요될 뿐만 아니라, 장기간 운전함에 따른 가동비용의 증가와 함께 장치의 구조가 복잡하고 정밀한 제어가 요구되어 운전이 용이하지 않으며, 따라서 매우 비경제적인 단점을 갖고 있다.

한편 전술한 음식폐기물 처리장치 이외에 음식물 찌꺼기를 분쇄, 압축하여 사료내 퇴비로 이용하는 대부분의 다른 음식폐기물들에 있어서도 탈수(이송)드럼이 통공이 미소한 원형상으로 되어 있어 찌꺼기로부터 오수의 배출이 원활하지 못한 것은 물론, 통공이 쉽게 폐색되어 기능저하를 초래하는 문제점이 있었다.

본 발명의 제 1 목적은, 음식물 찌꺼기중에 포함된 오수의 분리 및 배출을 신속, 용이하게 행함과 동시에 탈수효율을 향상시킬 수 있는 음식폐기물 처리장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 제 2 목적은, 음식물 찌꺼기로부터 분리된 오수중에 미세한 찌꺼기 분말이 혼입되는 것을 차단함과 아울러 수질환경오염을 방지하는 음식폐기물 처리장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 제 3 목적은, 동물의 뼈, 금속성 이물질 및 기타 음식물 찌꺼기중에 포함된 고형물의 분쇄를 용이하게 행할 수 있는 음식폐기물 처리장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 제 4 목적은, 복합적인 기능에 비하여 비교적 구조가 간단하고, 제작비용 및 가동비용을 절감할 수 있는 음식폐기물 처리장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 제 5 목적은, 대량의 음식물 찌꺼기를 원 사이클로 처리할 수 있는 음식폐기물 처리장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 상기의 제반 목적을 달성하기 위하여, 호퍼의 하방에 분쇄된 음식물 찌꺼기 분말 및 그 중의 오수를 원심력 및 추력에 의해 분리, 배출하는 탈수수단을 구비하고, 탈수수단의 하방에 교반수단을 설치하여 탈수처리된 찌꺼기를 발효제와 교반 및 건조하도록 하며, 탈수수단으로부터 오수와 함께 배출된 찌꺼기를 회수하여 호퍼에 재투입, 처리함과 아울러 교반수단에서 발생되는 증기를 배출하기 위하여, 리드 스크류를 갖는 하우징 및 필터를 갖는 배수관을 연통하고, 배수관에 진공펌프를 설치하면서 교반수단을 하우징에 연결하여 오수분리와 증기배출을 행할 수 있도록 구성된 특징이 있다.

도 1은 본 발명의 전체구성을 나타낸 종단면도

도 2는 본 발명 음식폐기물 분쇄기의 확대 평면도

도 3은 본 발명 음식폐기물 분쇄기의 측면도

도 4는 본 발명 음식폐기물 2차 탈수장치의 측단면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 본체11 : 호퍼

12,12a : 지지홈13 : 배출관

20 : 분쇄기21 : 구동커터

21a,22a : 칼날22 : 종동커터

23,24,51,101 : 축25 : 구동기어

26 : 종동기어30 : 오수드럼

31,210 : 배수관40 : 탈수드럼

41 : 유입구42 : 배출구

43,43a,44,44a : 지지돌기45 : 장공

50,190 : 리드 스크류52 : 브러시

60,80,200 : 하우징70,90 : 베어링 유니트

102 : 지지봉103 : 급치

111 : 배기관110 : 커버

120 : 발효제 투입구130 : 히터

140 : 버킷 엘리베이터150 : 구동모터

160,170 : 베벨기어180 : 모터

220 : 진공펌프230 : 필터

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

도 1은 본 발명의 전체구성을 나타낸 종단면도이고, 도 2는 본 발명 음식폐기물 분쇄기의 확대 평면도이며, 도 3은 본 발명 음식폐기물 분쇄기의 측면도이다.

또한 도 4는 본 발명 음식폐기물 2차 탈수장치의 측단면도로서, 본체(10)의 상부에 호퍼(11)를 형성하고, 호퍼(11)의 위 내부 하방에 상호 대응하여 음식물 찌꺼기를 비롯한 동물의 뼈, 금속성 이물질, 젓가락 및 기타 고형 이물질을 분쇄할 수 있는 전, 후 1조의 구동커터(21) 및 종동커터(22)로 된 분쇄기(20)를 설치하며, 그 하방에 위치하면서 호퍼(10)의 직각방향에 연통하도록 밀폐된 오수드럼(30)을 설치한다.

상기 오수드럼(30)의 내부 중심에 원형단면을 갖는 탈수드럼(40)을 회전가능케 설치하되, 그 양단 둘레에 다수의 유입구(41) 및 배출구(2)를 형성하고, 탈수드럼(40)의 회전을 지지하면서 투입 및 배출되는 음식물 찌꺼기의 누설을 방지하도록 유입구(41)와 배출구(42)의 양측 외주연에 지지돌기(43)(43a),(44)(44a)를 각기 형성하며, 지지돌기(43)(43a),(44)(44a)가 대응, 결합되도록 본체(10)의 양측 내주연에 사각단면을 갖는 지지홈(12)과 지지홈(12a)을 각기 형성한다.

탈수드럼(40)의 지지돌기(43)(44) 사이에 위치하도록 그 둘레에 장공(45)을 연속적으로 배열, 형성하되, 장공(45)은 탈수드럼(40)의 길이방향으로 형성하여 이송되는 음식물 찌꺼기의 배수를 원활하게 하는 것이 바람직하다.

또한 탈수드럼(40) 내에는 리드 스크류(50)를 결합하여 호퍼(11), 분쇄기(20) 및 유입구(41)를 통해 탈수드럼(40)내에 투입된 분말 음식물 찌꺼기를 이송, 압축시킬 수 있도록 하되, 리드 스크류(50)는 그 피치가 점차 감소되도록 하여 순차적으로 압축, 탈수가 행하여지도록 하고, 리드 스크류(50)의 날개의 외단부에 금속제의 유연한 브러시(52)를 형성하여 탈수드럼(40)의 내벽면에 부착되는 이물질을 용이하게 제거할 수 있도록 하며, 본체(10)의 외부에서는 리드 스크류(50)의 축(51)에 회전가능케 하우징(60)을 결합하면서 이 하우징(60)을 탈수드럼(40)의 일측벽에 일체로 고정한다.

상기 하우징(60)은 베어링 유니트(70)로써 본체(10)에 회전지지되도록 하고, 리드 스크류(50)의 축(51)의 타단부는 탈수드럼(40)의 타측벽에 고정된 하우징(80)에 회전지지되도록 삽입하며, 하우징(80)은 베어링 유니트(90)로써 본체(10)에 회전지지되도록 구성하며, 탈수드럼(40) 및 리드 스크류(50)의 회전방향은 동일하게 하는 것이 바람직하다.

아우러 상기 오수드럼(30)은 곡면형으로 형성함과 동시에 그 하부 일측을 하향 경사시켜 오수의 배출이 원활하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하며, 그 하향 경사된 오수드럼(30)의 하부에 오수 배수관(31)을 형성한다.

상기 본체(10)의 일측 하부에는 분쇄 및 탈수처리된 찌꺼기 처리물을 배출할 수 있도록 탈수드럼(40)의 배출구(42)와 연통하는 처리물 배출관(13)을 연결하고, 처리물 배출관(13)의 하단에 그로부터 찌꺼기 처리물을 받아 교반 및 건조시키는 교반드럼(100)을 회전가능케 본체(10)에 설치하되, 교반드럼(100)은 처리물 배출관(13)으로부터 하향 경사되도록 설치하는 것이 바람직하다.

또 교반드럼(100)을 부상시켜 지지할 수 있도록 그 중심의 축(101)과 교반드럼(100)의 내주면 양측에 지지봉(102)을 방사상으로 고정하고, 교반드럼(100)의 하측단에 커버(110)를 간섭이 없도록 이격, 설치하며, 교반드럼(100)의 내주면에 급치(103)를 연속적으로 형성하여 처리물이 교반이 원활하게 이루어지도록 구성한다.

한편 상기 처리물 배출관(13)의 일측에 발효제를 투입할 수 있는 발효제 투입구(120)를 연결하고, 교반드럼(100)의 하부에는 히터(130)를 간섭되지 않도록 구비하여 교반드럼(100)내에 투입되는 음식물 찌꺼기 분말과 발효제를 적정 온도로 가열, 건조시킬 수 있도록 하고, 커버(110)의 상측에는 교반드럼(100)의 가열시 발생된 가스 및 증기를 배출시킬 수 있는 배기관(111)을 일체로 연결한다.

상기 커버(110)의 하부에는 버킷 엘리베이터(140)를 연통시켜 발효제와 혼합되고 적정상태로 건조된 처리물을 발효탱크(도시생략함)로 이송시킬 수 있도록 구성한다.

아울러 분쇄기(20), 탈수드럼(40), 리드 스크류(50) 및 교반드럼(100)의 구동을 위하여, 구동모터(150)에 탈수드럼(40)의 하우징(60)과 리드 스크류(50)의 축(51)을 전동기구(여기서는 벨트전동기구를 이용함)로 연결하되, 여기서는 탈수되는 음식물 찌꺼기의 원활한 이송을 위하여 리드 스크류(50)의 회전속도는 탈수드럼(40)의 보다 빠르게 하는 것이 바람직하다.

상기 분쇄기(20)의 구동커터(21)와 종동커터(22)의 축(23)(24)에는 상호 치합되는 구동기어(25) 및 종동기어(26)를 고정하고, 축(23)은 하우징(60)에 고정하되, 그 회전속도는 탈수드럼(40) 보다 빠르게 하는 것이 바람직하다.

또 구동커터(21) 및 종동커터(22)들은 그 축(23)(24)상에서 다수개로 배열하며, 그 커터들의 칼날(21a)(22a)은 상호 대칭으로 또한 상호 일정 간격으로 이격됨과 동시에 중첩되도록 하고, 여기서 구동커터(21)들과 종동커터(22)들의 칼날(21a)(22a)은 조립시 원주방향에서 각기 위치를 달리하도록 세팅한다.

또한 교반드럼(100)의 구동을 위해서는 탈수드럼(40)의 타측 하우징(80)과 교반드럼(100)의 축(101)에 상호 베벨기어(160)(170)를 치합시켜 동력을 전달하도록 구성한다.

다른 한편으로는 상기 탈수드럼(40)의 장공(45)으로부터 오수와 함께 배출된 미세한 음식물 찌꺼기 분말을 오수와 분리함과 동시에 회수시키기 위하여, 오수드럼(30)의 배수관(31)을 모터(180)에 의해 회전하는 리드 스크류(190)를 포함하는 하우징(200)의 하부에 연결하고, 하우징(200)의 상부를 호퍼(11)에 연결하며, 배수관(31)에 대향하도록 하우징(200)의 하부에는 배수관(210)을 연결하여 구성한다.

배수관(210)에는 진공펌프(220)를 설치하면서 하우징(200)과 배수관(210)의 경계부내에 필터(230)를 착탈가능케 결합하여 하우징(200)내에서 찌꺼기 분말에 혼재된 수분을 배출할 수 있도록 하며, 이 배수관(210)에 상기 배기관(111)을 연통시켜 가스를 함께 배출시킬 수 있도록 구성한 것이다.

따라서 본 발명의 음식폐기물 처리장치는 도 1 내지 도 4에 나타난 바와 같이, 음식폐기물을 투입-분쇄-탈수 및 압축-배출-교반 및 건조-발효공정을 행하여 원 사이클로 연속 처리할 수 있으며, 특히 음식물 찌꺼기를 신속히 압축, 탈수함과 동시에 사료화 처리를 행할 수 있다.

즉, 호퍼(11)에 투입되는 음식물 찌꺼기와 각종 고형 이물질은 분쇄기(20)의 상호 맞물려 회전하는 구동기어(25) 및 종동기어(26)에 의해 양측 구동커터(21) 및 종동커터(22)로부터 분쇄되면서 하방의 회전하는 탈수드럼(40)의 유입구(41)를 통해 그 내부에 투입되며, 투입된 음식물 찌꺼기 분말은 고속 회전하는 탈수드럼(40)의 원심력에 의해 그 드럼의 내벽면을 향하여 회전하면서 그중에 포함된 오수가 탈수되고, 탈수되는 오수는 탈수드럼(40)의 장공(45)을 통해 오수드럼(30)내로 배출된다.

또 탈수와 동시에 리드 스크류(50)에 의해 음식물 찌꺼기가 이송되어가면서 연속적인 탈수가 행하여지는데, 이때 음식물 찌꺼기는 탈수드럼(40) 자체의 원심력에 의한 탈수와 동시에 리드 스크류(50)의 피치가 점차 감소함에 따른 압축력(추력)발생에 의해 완벽한 탈수가 이루어지는 것이며, 구동부의 속도비에 의해 리드 스크류(50)의 회전속도가 탈수드럼(40) 보다 빠르게 행하여지므로 즉, 음식물 찌꺼기가 리드 스크류(50)의 날개와 날개 사이에 가도힌 상태에서 비틀림 추력과 원심력을 동시에 갖고 원주방향으로 이동하면서 단계적인 탈수가 이루어진다(종래의 탈수방식에서는 단지 리드 스크류에 의한 일정한 값의 추력만으로 탈수를 행하므로 탈수효율이 저하되었음.)

이를 보다 구체적으로 설명하면 미분적(微分的)으로 볼 때, 최초 탈수물에는 리드 스크류(50)가 1회전하는 동안의 원심력(F₁)과 1피치 내에서의 최초 날개의 추력(P₁)이 작용하여 탈수강도(脫水强度)는 F₁+P₁으로 된다.

즉, 초기의 탈수강도는 다음 식과 같다.

단, F₁: 초기 원심력(㎏);

M : 탈수드럼의 질량(w/g);

W₁: 초기 음식물 찌꺼기의 중량;

g : 정수 9.8(m/sec²);

γ : 탈수드럼의 반경(m);

ω : 각속도;

N : 분당 회전수;

음식물 찌꺼기의 탈수도는 다음 식과 같다.

상기 식에서와 같이 원심력에 의한 탈수도(脫水度)는 원심력(F)의 크기에 비례하고, 원심력(F)은 탈수드럼(40)의 반경과 분당 회전수의 제곱에 비례하므로, 원심력이 증가할수록 음식물 찌꺼기의 수분이 원활하게 배출되어 용이하게 건조되는 것을 쉽게 알 수 있다.

여기서 음식물 찌꺼기가 탈수와 동시에 점차 이송해나가면서 후기지점에서는 음식물 찌꺼기의 중량이 감소되면서 원심력 또한 감소되어 음식물 찌꺼기의 탈수강도가 감소될 우려가 있으나, 이때 리드 스크류(50)의 피치가 감소되어 가는 상태이므로 음식물 찌꺼기의 탈수에는 아무런 문제도 발생하지 아니하며, 아울러 리드 스크류(50)에 의한 압축작용에 의해 탈수드럼(40)내에서는 잔밥, 채소류, 나무 젓가락, 생선류 등과 같은 찌꺼기의 압착, 분쇄 또한 용이하게 이루어진다.

또한 탈수도중 원심력에 의해 탈수드럼(40)의 내벽면에 들어 붙은 미세한 음식물 찌꺼기나 기타 기름기는 리드 스크류(50)의 날개 단부에 형성된 브러시(52)에 의해 용이하게 제거되므로 탈수드럼(40)의 장공(45)이 막히는 것을 방지함과 동시에 오수의 배출이 항시 원활하게 이루어지도록 한다.

전술한 바와 같이 탈수를 완료한 음식물 찌꺼기는 탈수드럼(40)의 배출구(42)와 배출관(13)을 통해 교반드럼(100)내에 투입되며, 이와 동시에 투입구(120)를 통해 넣어진 톱밥이나 미생물 제재 등의 발효제가 분말화된 음식물 찌꺼기와 혼합, 교반된다.

교반드럼(100)은 하향 경사하여 회전하고 그 내주면에 급치(103)가 형성되어 있어 음식물 찌꺼기의 혼합무을 비산시키면서 균일한 혼합, 교반이 이루어지도록 하며, 또한 이 과정중에는 하방의 히터(130)에 의해 교반드럼(100)이 가열되므로 동시에 음식 찌꺼기 처리물의 건조를 행한다.

아울러 고반, 건조가 완료된 처리물은 회전하는 통상의 버킷 엘리베이터(140)를 통해 발효탱크(도시하지 않음)로 보내져 일정시간 또는 일정기간 동안 발효됨과 동시에 사료 또는 퇴비로써 재활용할 수 있다.

한편 상기 음식물 찌꺼기의 탈수시는 미세한 분말입자상으로 된 소량의 음식물 찌꺼기가 오수와 함께 배출되는데, 오수 및 이물질은 하향 경사된 오수드럼(30)의 배수관(31)을 통해 집결되어 하우징(200)으로 유입되며, 하우징(200)내에서는 모터(180)에 의해 회전하는 리드 스크류(190)에 의해 이물질을 상향이송시켜 호퍼(11)에 재투입한다.

또한 진공펌프(220)의 작동에 의해 하우징(200)내의 오수는 이물질과 분리되면서 필터(230)와 배수관(210)을 거쳐 별도이 오수탱크(도시하지 않음)로 유도, 정화된 상태에서 배출이 이루어진다.

상기에서 교반드럼(100)의 작동시는 그 내부에 히터(130)의 가열에 의해 음식물 찌꺼기의 증발열과 가스가 발생하며, 이때의 증기 및 가스는 배기관(111) 및 배수관(210)을 통해 오수탱크로 보내져 정화처리된다.

이상과 같이 본 발명 음식폐기물 처리장치는, 각기 회전하는 탈수드럼 및 리드 스크류에 의해 음식물 찌꺼기를 원심력 및 압축력(추력)에 의해 탈수함으로써 그 중에 포함된 오수를 신속, 용이하게 분리 및 배출할 수 있는 것은 물론, 탈수효율이 향상되며, 음식물 찌꺼기로부터 분리된 오수를 2차적으로 걸러 찌꺼기와 분리함과 동시에 그 찌꺼기를 호퍼에 재투입함에 따라 수질환경오염을 방지한다.

또한 호퍼내에 장착된 분쇄기로부터 동물의 뼈, 금속성 이물질 및 기타 고형물의 분쇄가 용이하고, 음식물 찌꺼기의 분쇄, 탈수, 교반 및 건조, 발효를 하나의 사이클로 형성함으로써 단시간내에 대량의 찌꺼기를 처리함과 아울러 비교적 구조가 간단하여 제작비용 및 가동비용을 절감할 수 있다.

아울러 리드 스크류의 브러시에 의해 탈수드럼의 내벽면에 부착된 찌꺼기나 기름기 등의 제거가 용이할 뿐만 아니라, 탈수드럼의 배수공 폐색을 방지할 수 있어 탈수장치의 보수가 불필요하며 다라서 장치의 유지관리가 간편한 효과가 있다.

Claims

호퍼에 투입된 음식물 찌꺼기를 분쇄하는 분쇄수단 및 리드 스크류가 포함된 찌꺼기 탈수수단과, 찌꺼기를 교반하는 교반수단과, 분쇄, 탈수된 찌꺼기를 건조시키는 건조수단을 선택적으로 갖는 음식폐기물 처리기에 있어서,

상기 탈수수단은, 밀폐상태로 본체에 설치되고 호퍼의 하방에 위치하는 오수드럼과, 호퍼로부터 찌꺼기가 투입되는 다수의 유입구를 일측에 갖고 오수드럼내에 상,하로 일정간격을 두고 회전가능케 설치된 탈수드럼 및 그 둘레에 연속 형성되어 찌꺼기로부터의 오수를 원심력에 의해 배출시키는 장공과, 탈수드럼내에 별도로 회전가능케 결합되어 찌꺼기를 이송시키는 리드 스크류와, 유입구의 반대방향에 위치하도록 탈수드럼의 타측에 다수 형성된 배출구 및 배출구에 연통하도록 오수드럼에 연결된 배출관으로 구성된 것을 특징으로 하는 음식폐기물 처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 리드 스크류의 축 양단에 각기 회전가능케 결합되고 탈수드럼의 양측단에 고정된 하우징; 리드 스크류의 축과 하우징에 구동모터가 전동가능케 연결된 것을 특징으로 하는 음식폐기물 처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 교반수단은, 배출관과 연결되면서 탈수수단의 하방에 회전가능케 설치되고 찌꺼기 이송 및 교반이 가능하도록 일정 경사각을 갖고 내주면에 급치가 형성된 교반드럼과, 교반드럼을 회전 지지하도록 그 중심에 설치된 축 및 축과 드럼의 내벽에 방사상으로 고정된 다수의 지지봉으로 구성된 것을 특징으로 하는 음식폐기물 처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 분쇄수단은, 호퍼내에 위치하고 상호 역방향으로 대응 회전하여 찌꺼기를 분말화할 수 있도록 축방향에 설치된 다수의 구동커터 및 종동커터로 된 것을 특징으로 하는 음식폐기물 처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 건조수단은, 교반드럼의 하부에 근접하여 히터가 설치된 것을 특징으로 하는 음식폐기물 처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 장공을 통과한 오수중에 포함된 찌꺼기를 호퍼에 제투입할 수 있도록 오수드럼의 하부는 경사, 형성되고, 그 하향측이 리드 스크류를 갖는 하우징에 연통되며, 하우징이 호퍼에 연결된 것을 특징으로 하는 음식폐기물 처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 리드 스크류는, 찌꺼기에 대한 압축력을 갖도록 투입구측으로부터 점차 피치가 감소된 것을 특징으로 하는 음식폐기물 처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 본체의 내주면 양측에 지지홈이 형성되고, 지지홈에 대응, 결합되어 회전지지되고 장공으로부터 유입, 배출구가 차단되도록 탈수드럼이 외주면 양측에 지지돌기가 각기 형성된 것을 특징으로 하는 음식폐기물 처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 장공의 폐색방지를 위하여 리드 스크류의 날개 단부에 탈수드럼의 내벽면에 유연하게 접촉되는 브러시가 형성된 것을 특징으로 하는 음식폐기물 처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 분쇄수단은 상호 역방향으로 대응 회전하여 찌꺼기를 분말화할 수 있도록 축방향에 설치된 다수의 구동커터 및 종동커터로 된 것을 특징으로 하는 음식폐기물 처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 오수드럼은 곡면형 통체인 것을 특징으로 하는 음식폐기물 처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 배출관에 발효제 투입구가 연통된 것을 특징으로 하는 음식폐기물 처리장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 리드 스크류는 탈수드럼 보다 큰 회전비로 된 것을 특징으로 하는 음식폐기물 처리장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 분쇄수단은 하우징에 연결되어 회전력을 얻는 것을 특징으로 하는 음식폐기물 처리장치.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 교반드럼은 탈수드럼으로부터 기어전동에 의해 구동되는것을 특징으로 하는 음식폐기물 처리장치.
제 4 항에 있어서,

상기 구동,종동커터는 상호 대칭이고, 구동 또는 종동커터들은 각기 원주방향의 위치를 달리하여 고정된 것을 특징으로 하는 음식폐기물 처리장치.
제 6 항에 있어서,

상기 교반드럼의 하단에 커버가 비간섭상태로 설치되고, 커버의 상부는 하우징에 연통되어 교반드럼의 증기를 배출하는 것을 특징으로 하는 음식폐기물 처리장치.
제 6 항 또는 제 17항에 있어서,

상기 하우징의 하부에 필터를 사이에 두고 배수관이 연통되며, 배수관에 진공펌프가 설치된 것을 특징으로 하는 음식폐기물 처리장치.