KR20010074635A - 유기 폐기물 분해 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

폐기물이 분쇄되며, 상기 분쇄된 폐기물이 용기(10)의 저부(13) 내의 공간에 공급되는 유기 폐기물 분해용 방법 및 장치가 제공된다. 폐기물은 용기의 상부로 상승되면서, 용기 내의 회전형 교반기(16,22,23,24,25,26,27) 상의 날개부(22,23, 24,25,26,27)에 의해 교반 및 회전된다. 용기 내에 부압을 유지하면서 상기 용기의 하부 영역에 배치된 하나 이상의 날개부(22) 상에 제공된 노즐(30)을 통하여 용기로 공기가 공급된다. 분해된 폐기물은 배출 파이프(68)를 통해 용기로부터 배출된다.

Description

유기 폐기물 분해 방법 및 장치{Method And Machine For Decomposing Organic Waste}

상기 특허에 개시된 방법에서, 유기 폐기물은 분쇄되며, 상기 분쇄된 폐기물은 공간의 저부로 공급되며, 상기 폐기물은 상기 공간의 상부로 상승되면서 상기 공간에서 교반 및 혼합되며, 공기가 상기 공간 내의 폐기물을 통과하며, 분해된 폐기물은 상기 공간의 상부로부터 배출된다.

상기 방법을 수행하기 위한 분해 장치는 용기와, 상기 용기의 저부에 위치된 폐기물 입구와; 상기 입구에 공급된 폐기물을 분쇄하기 위한 수단과; 상기 용기 내에 위치되며, 상기 용기의 중심에 위치된 회전형 수직 샤프트 및, 상기 입구를 통해 상기 용기로 공급된 폐기물을 교반 및 혼합하기 위해 상기 샤프트로부터 반경 방향으로 돌출되며 그 중 하나 이상은 상기 용기 내의 폐기물을 상승시키도록 경사지며 이에 의해 상기 폐기물을 상기 용기의 저부로부터 상부로 이동시키는 날개부를 포함하는 교반기와; 상기 용기의 하부 영역으로 공기를 유입시키기 위한 공기 입구와; 상기 용기의 상부에 위치된 분해 폐기물용 배출 파이프 및; 상기 공기 입구로부터 상기 용기를 통해 공기를 유동시키며 내부의 폐기물을 공기 출구를 통해 주위로 배출하기 위한 수단을 포함한다.

본 발명은 WO97/46499호 명세서에 개시된 형태의 유기 폐기물 분해용 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 적합한 실시예의 분해 장치의 수직 단면도.

도 2는 분해 장치의 평면도.

도 3은 도 1의 선 III-III을 따른 분해 장치의 단면도.

도 4는 도 1의 선 IV-IV를 따른 교반 날개부의 확대 단면도.

도 5는 도 1의 선 V-V를 따른 분쇄기의 확대 단면도.

본 발명의 주 목적은 용기 내의 폐기물의 덩어리화 및 교반기에 점착되는 물질의 축적을 방지하면서 폐기물의 완전한 혼합 및 교반 뿐만 아니라 탈수를 보장하며, 용기로부터의 악취의 방출을 방지하거나 매우 감소시키는 동시에 내부의 생물학적 부패 처리를 유지 및 증진시키기 위해, 용기 내의 폐기물에 공기를 연속적으로 공급하며 상기 폐기물 전체에 걸쳐 공기를 분배하는 것을 보장함으로써 보다 효과적인 분해 유기 폐기물의 부패 또는 분해를 수행하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 용기로부터 배출 파이프를 통해 분해 물질의 자동적인 간헐적 배출을 제공하는 것이다.

상기 및 다른 목적은 청구항 1 및 청구항 2의 양태를 특징으로 하여 상술한 형태의 방법 및 장치에 의해 성취되는 본 발명의 예시적인 실시예의 하기의 설명으로부터 명백해 질 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 분해 장치는 원형의 만곡된 측벽(11)과, 상부벽(12) 및 하부벽(13)을 갖는 원통형 용기(10)를 포함한다. 상기 용기는 프레임(14)에 의해 지지되며, 상기 측벽 및 상부벽은 도면 부호 15로 부분적으로 나타낸 외측 단열층을 갖는다. 상기 용기를 통해 중앙으로 축방향으로 연장되는 중공 샤프트(16)는 하부벽(13)의 하부에 장착된 구형 볼 베어링(17) 및, 용기의 상부에 장착된 박스 거더(box girder)(19)의 상부에 장착된 구형 볼 베어링(18)에 의해 용기 내에 회전 가능하게 장착된다. 샤프트(16)는 기어(21)를 경유하여 전기 구동 모터(20)에 연결된다.

도시된 실시예에서, 6개의 날개부(22,23,24,25,26,27)가 상이한 높이로 샤프트(16)에 장착되지만, 임의의 다른 개수의 날개부가 선택될 수 있다. 상기 날개부들은 관형이며, 각각의 날개부는 상기 날개부(25)용의 짧은 원통형 부분(25A)과, 편평한 기다란 부분(25B)을 가지며, 상기 날개부(25)는 샤프트(16)가 통과되며 나사 연결부(29)에 의해 상기 샤프트에 연결되는 소켓(28)에 상기 부분(25A)에서 장착된다.

하부벽(13)에 인접하게 배치된 날개부(22)를 도시하는 실시예에서, 최하부 날개부들 중 하나의 내부는 중공 샤프트(16)의 내부와 연통한다. 상기 날개부는 외측 단부에서 폐쇄되며, 다수의 노즐(30)을 갖추며, 4개의 노즐이 도시된 실시예에서, 중공 날개부는 도 4에 도시한 바와 같이 하부벽(13)을 향해 경사지며, 상기 하부벽에 인접한 출구를 갖는 노즐을 위한 다기관을 형성한다. 샤프트(16)의 의도된 회전 방향은 화살표(31)에 의해 나타내며, 상기 회전 방향과 관련하여 상기 노즐(30)은 "상류"측에서 날개부(32)로부터 돌출된다.

변형예에서, 각각의 노즐 상의 호스(hose)가 출구 단부를 형성하며, 상기 호스는 하부벽(13) 상을 미끄럼 이동한다.

덱크(19) 상에는 주위로부터 공기를 흡입하며 압력하에 챔버(33)로 공기를 이송하는 전기팬(32)이 장착된다. 상기 챔버는 부분(35)에서 서로 연통하는 두 개의 격실(33A,33B)로 칸막이(34)에 의해 분할되며, 상기 격실(33A)은 팬의 출구에 연결된다. 전기 히터(36)는 격실(33A) 내로 연장된다. 중공 샤프트(16)는 개방된 상부 단부에서 챔버(33B) 내로 돌출되며, 공기 밀봉부(37)는 격실(33B)로 삽입된 샤프트 주위에 제공된다. 온도 센서(38)(서모스탯)는 챔버(33B) 내에 제공되며, 센서(38)에 의해 감지된 공기의 온도에 따라 팬(32)에 의해 공급된 공기의 가열을 제어하도록 히터(36)에 작동적으로 연결된다. 중공 샤프트(16) 내로 통과되는 공기는 교반기의 날개부(22)를 경유하여 노즐(30)을 통해 용기(10)의 내부로 공급되며, 상술한 가열 장치에 의해 소정의 고온으로 유지된다. 공기가 폐기물에 공급되는 위치는 회전형 교반기의 회전에 의해 폐기물 내에서 원형 경로로 연속적으로 변위된다.

다수의 정지형 교반기(39), 도시된 실시예에서는 3개의 교반기가 용기의 측벽(11)에 장착되며, 내측면으로부터 용기(10) 내로 반경 방향으로 돌출된다. 상기 교반기들은 각각 샤프트(16)의 회전형 날개부 상부에 배치되며, 대응하는 날개부에 근접한다. 각각의 교반기는 로드(40)와, 상기 로드 상에 회전 가능하게 장착되며 축방향 돌출 핀(fin)(42)을 갖는 관형 부재(41)를 포함한다. 관형 부재가 상기 로드 상에 제공되지 않을 경우, 특히 로드가 나사산 형성되는 경우, 상기 로드는 교반기로서 또한 효과적이지만, 핀이 형성된 관형 부재는 효율을 증진시킨다.

하부벽(13)에 인접하여, 유입구(43)가 측벽(11) 내에 제공되며, 분쇄된 폐기물을 용기(10)로 이송하는 입구 유닛(44)이 상기 입구에 연결된다. 유닛(44)은 리드(lid)(46)를 갖추며 하부 단부에서 단부벽(48)에 의해 폐쇄된 챔버(47)와 하부 단부에서 연통하는 흡입구(45)를 포함한다. 전기 모터(49)가 단부벽(48)에 장착되며, 전기 모터의 구동핀(drive pin)은 하부로부터 챔버(47)로 돌출된 샤프트(50)에 연결된다. 상부 단부에서, 회전자(51)가 샤프트(50)에 장착되며, 상기 회전자는 상기 샤프트가 화살표(53)로 나타낸 방향으로 회전할 때, 챔버에 공급된 물질에 하향력을 가하기 위해 각형성되며 90°로 이격된다. 분쇄기(도 5)는 상기 회전자의 하부에 배치되며, 샤프트(50)에 장착되며 동일 간격으로 이격된 4개의 에지 리세스(55)를 갖는 디스크(54)를 포함한다. 두 개의 절단 블레이드(56)가 상기 디스크의 상부측에 장착되며, 두 개의 반경 방향으로 대향된 리세스(55) 중 하나에각각 배치된 절단 에지(57)를 갖는다. 그 중 하나를 도면 부호 58로 도시한 2개의 정지형 카운터 블레이드가 절단 블레이드(56)와 협동하기 위해 서로 반경 방향으로 대향되어 챔버(47) 내에 장착된다. 4개의 핀(59)은 반경 방향으로 연장되며 동일 간격으로 이격된 디스크(54)의 하부측에 장착되며, 상기 핀들은 동일한 높이에 위치하며 샤프트(50)의 회전 중에 입구를 통과할 때 나타내는 높이가 입구(43)와 동일한 높이가 된다.

분해되는 유기 폐기물은 흡입구(45)에 공급되며, 회전자가 모터(49)에 의해 고속으로 회전할 때 회전자(51) 상의 날개부(52)에 의해 상기 흡입구를 통해 하향으로 정방향으로 운반된다. 상기 폐기물은 분쇄기로 이송되며, 여기서 상기 폐기물은 카운터 블레이드(58)와 협동하여 절단 블레이드(56)에 의해 분쇄된다. 상기 분쇄된 폐기물은 리세스(55)를 통해 낙하되며, 회전하는 핀(59)에 의해 포획되며, 상기 핀은 분쇄된 폐기물을 입구(43)를 향해 또한 상기 입구를 통해 용기(10) 내로 투사(投射)한다.

상기 용기 내에서, 중공 샤프트(16)는 화살표(31)에 의해 나타낸 회전 방향으로 모터(20)에 의해 2 내지 6 rpm으로 계속 회전한다. 하부 날개부(22,23)가 입구(43)를 통과할 때, 분쇄된 폐기물은 상기 날개부들을 향해 투사되며, 이는 종종 높은 습도를 가지며 점착성을 갖는 상기 폐기물이 상기 날개부에 점착되며 축적되어 회전형 교반기의 파손 및/또는 모터(20)의 과부하 및 파손을 초래하는 위험이 있다. 상기 위험을 배제하기 위해, 각각의 날개부(22,23)의 외측 단부에는, 화살표(31)에 의해 나타낸 회전 방향에 대해 상기 날개부로부터 "상류"로 연장되며 그로부터 약 2 내지 3cm 이격된 측벽(11)의 만곡 형상을 따르는 배플(60)이 장착된다. 상기 배플의 "하류" 에지는 측벽(11)의 내측면에 인접하게 배치된 스크레이퍼를 형성한다. 상기 배플은 상기 날개부의 회전 중에 입구를 약 30°이상 피복하는 길이를 갖는다. 상기 배플을 향해 투사된 폐기물은 대응하는 날개부에 점착되는 것이 효과적으로 방지된다는 것을 알았다. 한편, 배플에 점착되는 폐기물은 배플에 축적되지 않고 용이하게 배플로부터 미끄러진다.

상기 용기에 수용된 폐기물은 회전형 교반기의 날개부(22,23,24,25,26,27) 및 정지형 교반기(39)에 의해 연속적으로 교반 및 혼합된다. 회전형 교반기 및 정지형 교반기는 폐기물 내에 흙덩어리가 형성되는 것을 함께 방지한다. 흙덩어리는 폐기물 내에 공급된 공기의 균일한 분포를 곤란하게 한다. 교반 로드(61)를 보강하기 위해, 블레이드(62)가 도 1에 도시한 바와 같이 날개부(22,23)로부터 상향 및 하향으로 돌출되어 제공된다. 더욱 더 많은 폐기물이 용기에 공급됨에 따라 폐기물의 높이는 물질의 연속적인 교반 하에 상승한다. 날개부(25,26,27)는 물질의 상승 작용을 위해 각형성된다. 팬(32)으로부터 노즐(30)을 통해 이송된 공기는 용기 내의 폐기물의 저부에 공급되며 교반에 의해 유리되며 기공이 형성된 폐기물을 통해 상향으로 통과되므로, 공급된 공기는 폐기 물질을 분해하기 위해 용기 내에서 발생되는 미생물학적 처리를 유지시키기 위해 폐기물 입자에 친밀하게 접촉될 수 있다. 공기는 각형성된 노즐로부터 날개부(22)의 "상류"측에서 저부를 향해 용기의 저부에 공급되기 때문에, 노즐의 흙덩어리화의 위험은 없다. 공급된 공기의 온도는 약 20 내지 25℃이며, 팬(32)에 의해 주위로부터 흡입된 공기가 상기 온도에있지 않으면, 센서(38)의 제어 하에 공급된 공기의 온도를 소정의 레벨로 상승시키기 위해 필요한 정도로 공기의 가열이 수행된다. 용기 내에서의 처리를 시작하기 위해, 공급된 공기는 분해 장치의 작동 초기화 중에 예를 들면 30 내지 35℃의 고온으로 가열될 수 있다.

미생물학적 처리 중에 용기 내에서 처리되는 폐기물의 습기는 증발되며 용기로부터 제거되어야 한다. 흡입 팬(63)이 습기를 제거하기 위해 용기의 내부 공간(65) 내의 상부벽(12)을 통해 개방되는 도관(64)에 연결되며, 처리 중에 용기 내에 발생된 습기 뿐만 아니라 악취는 팬(63)에 의해 배출 도관(66)으로 이송된다. 팬(32,63)은 용기 내에 항상 부압(상압 이하)으로 유지되도록 서로 조절되어야 한다. 단열부(15)는 용기의 내측면 상의 응축물의 형성을 감소시킨다. 용기의 내측면 상에 축적된 응축물은 물질 덩어리로 재차 합체되어 습도를 증가시킨다. 따라서, 응축물의 형성은 가능한 한 방지되어야 한다.

분해 처리 중에 용기를 통해 연속적으로 상승되는 물질은 폐기물이 부식토로 변화되는 도 1의 상부 레벨(67)에 도달한다. 배출 파이프(68)는 레벨(67)에서 용기(10)에 연결되며 측벽(11)의 외부를 따라 하향으로 연장된다. 배출 파이프의 하부 단부에는, 플랩(69)이 지점(70)에 피봇 가능하게 장착되며 균형추(71)에 의해 제공된 편향에 대항하여 용기 내에 유지된 부압에 의해 실선으로 도시한 폐쇄 위치에 유지된다. 물질은 관형 패들(paddle)(72)에 의해 레벨(67)에서 용기 내의 물질로부터 운송되며, 상기 관형 패들은 중공 샤프트에 장착되어 함께 회전하며 그의 전체 길이에 걸쳐 평탄화되며 수직으로 연장되는 편평한 표면을 갖는다. 팬(63)은용기 내의 부압을 깨뜨리도록 타이머에 의해 종종 정지되므로, 플랩(69)은 배출 파이프 내에 수집된 물질을 수용기 내로 배출하기 위해 균형추(71)의 편향 하에 일점쇄선으로 나타낸 개방 위치로 요동된다.

본 발명의 방법에 따라 작동되며 그의 특징 및 조건에 따라 60 내지 75kg의 1일 폐기물 공급량을 처리하는 능력을 갖는 분해 장치는 4주 동안 고품질의 분해 물질(부식토)을 발생시킬 수 있다.

Claims (9)

1. 용기(10)와, 상기 용기의 저부에 위치된 폐기물 입구(43)와; 상기 입구에 공급된 폐기물을 분쇄하기 위한 수단(56,58)과; 상기 용기 내에 위치되며, 회전형 수직 관형 샤프트(16) 및, 상기 입구를 통해 상기 용기로 공급된 폐기물을 교반 및 혼합하기 위해 상기 샤프트로부터 반경 방향으로 돌출되며 그 중 하나 이상은 상기 용기 내의 폐기물을 상승시키도록 경사지며 이에 의해 상기 폐기물을 상기 용기의 저부로부터 상부로 이동시키는 날개부(22,23,24,25,26,27)를 포함하는 교반기(16, 22,23,24,25,26,27)와; 상기 중공 샤프트 상에 배치되며, 상기 중공 샤프트의 회전에 의해 상기 용기의 하부 영역에서 폐기물을 통해 수평의 원형 경로로 변위되는, 상기 용기의 내부와 연통하며 용기(10)에 공기를 공급하는 공기 노즐(30)과; 상기 용기의 상부에 위치된 분해 폐기물용 배출 파이프(68) 및; 상기 공기 노즐로부터 상기 용기를 통해 공기를 유동시키며 내부의 폐기물을 공기 출구를 통해 주위로 배출하기 위한 수단(32,63)을 포함하는 유기 폐기물 분해 장치에 있어서,

   상기 노즐(30)은 선단 에지를 따라 분포된 노즐용 다기관을 형성하는 하나 이상의 관형 날개부의 선단 에지 상에 배치되며 상기 저부에 인접한 상기 용기 내로 개방되도록 상기 용기의 저부를 향해 경사지며,

   상기 공기를 유동시키는 수단(32,63)은 상기 용기 내에 부압을 유지하도록 조절되는 것을 특징으로 하는 유기 폐기물 분해 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 공기를 유동시키는 수단(32,63)은 압력 하에 상기 노즐(30)에 공기를 공급하는 압력 팬(32)과, 상기 용기(10)의 내부로부터 공기를 배출시키는 흡입 팬(63)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 폐기물 분해 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 수단(36)은 상기 압력 팬(32)에 의해 공급된 공기를 예비 가열하는 것을 특징으로 하는 유기 폐기물 분해 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 평형 플랩(69)이 상기 배출 파이프(68)의 배출 개구에 배치되며, 상기 플랩은 상기 용기 내의 부압에 의해 폐쇄 위치로 유지되도록 개방 위치로 편향되는 것을 특징으로 하는 유기 폐기물 분해 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 정지형 교반기(39)가 상기 샤프트(16)에 반경 방향으로 상기 용기(10) 내로 연장되는 것을 특징으로 하는 유기 폐기물 분해 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 정지형 교반기(39)는 원통형 로드(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 폐기물 분해 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 원통형 로드(40)는 나사산 형성되는 것을 특징으로하는 유기 폐기물 분해 장치.
8. 제 6 항에 있어서, 핀(42)이 상기 원통형 로드(40) 상에 회전 가능하게 장착되며, 상기 핀은 상기 로드를 따라 연장되며 반경 방향으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 유기 폐기물 분해 장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기(10)의 저부(13)에 인접하게 배치된 상기 샤프트(16) 상에 하나 이상의 날개부(22,23)가 장착되며, 상기 날개부의 외측 단부에는 배플(60)이 제공되며, 상기 배플은 상기 용기(10)의 측벽(11)의 내측면에 인접한 선단부를 가지며 상기 배플의 선단부를 향해 상기 내측면으로부터 분기되며, 상기 교반기(16,22,23,24,25,26,27)의 회전시에 통과될 때, 상기 용기의 측벽(11) 내에 제공된 입구(43)를 피복하는 것을 특징으로 하는 유기 폐기물 분해 장치.