KR20010091740A - 음식물 쓰레기의 자동처리 및 사료제조장치 - Google Patents

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Abstract

이 발명은 음식물 쓰레기를 물과 함께 호퍼에 투입하여 이송장치에 의하여 이송시키면서 여분과 수위를 측정하여 염분을 제거하고, 염분 처리된 음식물 쓰레기를 분쇄장치에서 두 번에 걸쳐 소정크기로 하고 금속물을 선별하여 수거하며, 건조장치에서 짜여지고 건조되면 절단장치가 칩상으로 절단하여 사료로 수집되게 하고, 슬러지와 물들은 세척수 제거장치에서 건조되고 슬러지는 별도로 수거되고, 필요에 따라 이송장치에 다수의 샤워 유니트와 노즐, 분쇄장치내의 샤워노즐들을 작동시켜서 잔여 음식물 쓰레기를 슬러지로 처리하고 세척수를 동시에 제거하도록하는 일련의 작동을 자동으로 수행하는 음식물 쓰레기의 자동처리 및 사료제조장치이다.

Description

음식물 쓰레기의 자동처리 및 사료제조장치{Foodstuff Trash Automatic Processing and Feed Manufacturing Apparatus}
이 발명은 음식물 쓰레기를 이송, 파쇄하거나 분쇄, 건조, 절단 및 이 장치의 세척 등의 일련의 공정을 자동으로 수행하여, 그 부산물로써 사료거나 유기비료를 제조할 수 있는 음식물 쓰레기의 자동처리 및 사료제조장치에 관한 것이다.
종래의 음식물 쓰레기 처리장치는 크게는 미생물 배양에 의하여 음식물 쓰레기를 숙성, 발효시키는 미생물학적 처리방식과 기계적으로 파쇄하거나 분쇄시키고 건조하는 등의 물리적 처리방식이 있다.
미생물학적 처리방식은 미생물을 배양하고 성장환경을 조성하여야 하고 유기물이 발효되는 처리시간이 길다는 등의 단점이 있고, 특히 음식물 쓰레기의 연속처리가 되지 않음으로 대량으로 음식물 쓰레기를 처리하는데 그 한계가 있었다.
이에 반하여 물리적 처리방식은 음식물 쓰레기를 분쇄 또는 파쇄, 압축, 건조 등을 하는데 국한하여 기술개발이 이루어져 왔으며, 어느 정도 음식물 쓰레기를 처리하는데 일익을 담당한다고 하나 거의 대부분의 장치가 음식물 쓰레기를 효과적으로 처리하는데 실패하였다.
이와 같이 물리적 처리방식을 적용하는 종래의 음식물 쓰레기 처리장치는 그 이유로써 다음과 같은 많은 문제점을 가지고 있었다.
1. 음식물 쓰레기의 다양성에 대한 대처가 미흡했다.
음식물 쓰레기는 뼈와 같은 단단한 물질이 있는 반면 야채와 같이 섬유질로 된 질긴 물질을 동시에 처리하여야 함에도, 실제로는 그 처리능력이 어느 한쪽으로 치우치는 경향이었다. 더 나아가 진밥등은 그의 점성으로 분쇄기이거나 파쇄기내에 투입되어서는 기계의 오 작동을 유발 시키게되고 이를 제거하기가 어렵다.
2. 음식물 쓰레기에는 수저와 같은 철등의 금속이거나 비닐과 같은 비철금속이 포함될 수 있음에도 이에 대한 대처가 종래 기술에서는 고려되지 않았다.
음식물 쓰레기에 이러한 이 물질들은 장치내에 유입되어서는 고장을 유발시키거나 장치에 손상을 입히게 됨은 자명하다.
3. 음식물 쓰레기를 처리하는 중에 그로부터 발생되는 냄새거나 악취 를 제거하는 기술적 고려가 미흡하였다.
유기물질로 이루어진 음식물 쓰레기는 통상 냄새를 갖고 있으며 시간이 경과되거나 분쇄 및 파쇄 중에 악취를 발생시키게 됨에도 종래 기술에서는 이를 제거하지못하였다.
4. 음식물 쓰레기 처리장치는 사용중이거나 후에도 청결하게 유지되 어야 하는데, 종래 기술에서는 이에 대한 시사가 전혀 이루어지지 못하고 있다.
음식물 쓰레기 처리장치는 위생적이지 못하며, 이를 위생적으로 유지시키기 위하여서는 장치를 분해하여 수 작업으로 자주 청소하는 방법밖에 없다. 이는 작업이 번거롭고 어렵다.
이러한 점들에 비추어 볼 때, 대한민국 공개 특허공보 제 97-5419호 (대한민국 특허 제 172,570호)가 개시되어 있다. 이는 음식물 쓰레기를 1차 및 2차 파쇄 공정을 거쳐 일정한 크기로 하고, 저장 폭기조에서 비중이 큰 물질을 침전시키며, 그다음 파쇄된 음식물 쓰레기는 1차로 탈수되고, 탈수된 음식물 쓰레기는 2차 탈수됨과 동시에 압축되며, 탈수로 발생된 폐수는 저장조에 보관되도록 하고 있다.
이 특허에서는 파쇄, 압축, 탈수의 공정을 개시하고 있으나, 음식물 쓰레기 종류의 다양성, 건조 및 탈취와 시스템의 청소와 같은 기술은 시사되고 있지 못하며, 특히 금속이거나 나무 등과 같은 이물질의 제거를 하는 방법에 대하여서는 전혀 언급이 되지 않고 있다.
이외에도, 대한민국 공개 특허공보 제 98-33544호 (1998. 7. 25.)에서는 음식물 쓰레기 자동처리기가 개시되어 있으며, 이 기술은 도 7에 도시와 같이 음식물 쓰레기를 투입, 분쇄, 압축 및 탈수, 부산물배출의 처리공정을 갖고있는 것으로 나타나 있다. 그 기술 내용은 다음과 같다.
즉, 음식물 쓰레기는 호퍼(1)내로 투입되고, 회전칼(65)과 스페이스링(67)이 조립되어 있는 분쇄기(8)내에서는 각종 음식물 쓰레기가 분쇄되며, 압축기(48)내에는 압축기축(39)에 스크루날개(70)가 고정되게 하여 분쇄물이 이송되게 한다. 한편, 분쇄기(48)에는 리턴커버(69)가 설치되어 소정입자이하의 분쇄물이 통과하여 압축기(48)내로 유입된다. 그러나, 리턴커버(69)를 통과하지 못하는 분쇄물은 분쇄기(8)에서 리턴 되어 다시 분쇄되거나, 분쇄물이 육질이거나 섬유질이어서 리턴커버에 쌓이는 경우 분쇄기(8)내로 물을 공급하여 강제로 리턴커버를 통과시킨다. 압축기(48)는 그의 배수구(52)에 설치된 수분감소 조절장치에 의하여 그 내부의 압력이 조절되며, 이에 의하여 음식물 쓰레기를 탈수시키고 배수구(52)를 통하여 배출시키며, 침출수는 드레인(83)을 통하여 하수도로 배수 처리되도록 하였다. 또, 압축기(48)에는 세척장치가 설치되어 있다.
이 장치의 특징으로는 과부하장치(99)가 설치되어서, 쇠 젓가락, 숫가락 등이 분쇄기와 압축기에 끼워져서 기기가 정지되거나, 과부하시 시스템을 정지시켜 안전하게 한다. 이 경우 컨트롤 박스(28)에 모터(45)의 역작용 버튼을 눌러 금속 이물질을 제거하게 된다. 또, 음식물 쓰레기 처리작업 후에는 세척장치(27)의 물 공급 밸브(26)를 열어 스프레이노즐들을 작동시켜 호퍼(1), 분쇄기(8), 압축기(48), 수분감소조절기(93)의 내부청소를 하고, 밸브(25)를 열어 청소용 물을 처리기내에 투입하여 세척한다. 이러한 물 공급 장치를 이용하면 음식물 쓰레기장치의 세척을 할 수 있고 음식물 쓰레기의 처리작업 중에 어느 정도의 냄새를 제거한다.
그러나, 이와 같이 구성시킨 음식물 쓰레기 자동처리장치는 금속제의 이물질 처리가 사람의 손으로 이루어져야하며, 음식물 쓰레기의 냄새를 제거하거나 분쇄시에물을 사용하게되고, 또 장치의 세척 시 사용되는 물들은 모두 하수 처리되도록 하여야 하므로, 이는 또 다른 환경오염을 유발하는 결과로 된다.
더구나, 이 장치에서는 음식물 쓰레기를 단순히 분쇄하고 탈수하는 것을 그 요지로 하고 있어 음식물 쓰레기가 어느 정도의 수분을 포함하게 되는 것을 피할 수 없었다. 이는 최종 처리된 음식물 쓰레기를 재처리하여야 함을 의미하는 것으로, 음식물 쓰레기를 재 건조시키거나 발효 또는 냉동이 이루어져야 보관이 가능하게 됨을 의미한다. 그러므로, 이 장치는 음식물 쓰레기를 비효율적으로 처리를 하고 있음을 알 수 있다.
그러므로, 음식물 쓰레기를 처리함에 있어 효율적으로 처리함은 물론 추가공정 없이 일괄 자동공정으로 처리되고, 음식물 쓰레기가 곧바로 사료로써 제조된다면 매우 혁신적이고 바람직 할 수 있다.
이 발명의 목적은 한 시스템에서 일련의 공정을 통하여 음식물 쓰레기를 효율적으로 자동 처리할 수 있는 음식물쓰레기 자동처리 및 사료제조장치를 제공하는데 있다.
이 발명의 다른 목적은 음식물 쓰레기를 이송, 파쇄거나 분쇄, 건조, 절단 및 이 장치의 세척 등의 일련의 공정 등을 자동으로 효율적으로 수행하여 그 부산물의 사료거나 유기비료 등을 제조할 수 있는 음식물쓰레기 자동처리 및 사료 제조장치를 제공하는데 있다.
이 발명의 또 다른 목적은 음식물 쓰레기를 일련의 공정을 통하여 처리하는 중에 비닐, 플라스틱과 같은 비금속이거나 수저 등의 금속류를 선별하고 제거가 가능하게 한 음식물쓰레기자동처리 및 사료제조장치를 제공하는데 있다.
이 발명의 또 다른 목적은 음식물 쓰레기를 일련의 공정을 통하여 처리하는데 있어 그 슬러지를 제거하여야 하고, 냄새를 제거하며 시스템의 휴지기동안 청결을 유지시키도록 자동세척이 가능하게 한 음식물쓰레기자동처리 및 사료제조장치를 제공하는데 있다.
따라서, 이 발명의 음식물 쓰레기의 자동처리 및 사료제조장치는 호퍼에 연결되고 그의 상, 하부에 적절히 배열되는 다수의 샤워 유니트, 호퍼로 유입된 음식물 쓰레기를 이송시키는 쌍을 이룬 이송스크루들, 하우징 하부의 소정위치에 설치되는 수위센서 및 염분센서와 그의 최하단에 설치되어 음식물 쓰레기의 염분농도 및 수위에 따라 자동배수 하도록 설치된 배수장치들로 이루어진 이송장치와; 이 이송장치의 상단에서부터 수직으로 음식물 쓰레기를 두 번에 걸쳐 분쇄하는 분쇄기와 선별기가 하우징내에 차례로 배열되고 그들 각각의 분쇄롤러의 기어들 사이에 남는 잔유물을 제거하는 제거기를 구비하며 선별기에는 전원이 인가되어 금속물을 검출하도록 하고, 하우징 상단에는 음식물 쓰레기의 양을 검출하도록 설치된 센서, 하우징의 소정높이에 각각 배열된 쌍을 이룬 샤워노즐들을 구비한 분쇄장치와; 그의 원주둘레로 실린더에 히터가 삽입되고 외부둘레로는 단열재로 처리되게 한 하우징, 소정크기로 분쇄된 음식물 쓰레기를 유입하여 이송하도록 하고 입구에 인접하여 최초피치가 넓게 형성되고 배출구에 인접되어서는 피치가 좁아지도록 하여 음식물 쓰레기에 포함된 수분을 제거하고 그 내부의 중심에는 히터봉을 삽입하여 건조시키도록 쌍을 이루어 상호 반대 방향으로 회전되게 한 이송스크루들을 구비한 건조장치와; 이 건조장치에 인접하여 설치되고 이송스크루의 회전속도보다 고속으로 회전되는 절단날을 구비하여 음식물 쓰레기를 사료화 하도록 칩상으로 절단하는 절단장치와; 건조장치에 연결되어 절단된 사료를 수거하고 이송하고, 시스템의 세척시에는 역회전하여 슬러지의 유입을 방지하는 제 1의 이송기와; 일측단부가 건조장치의 하우징과 연통되고 대략 중간부에서서 분쇄기 및 선별기의 하우징의 하단이 연결되고 타측단부에서는 배수파이프와 연결된 상부하우징, 상부하우징 하측에 일측이 연통되고 그의 내부 둘레로 증발기가 설치되고 타측에는 슬러지 이송장치가 설치되는 하부하우징과 상하부 하우징에 감속기에 의하여 동일회전하고 그들의 각각의 중신에 히터봉이 삽입되게 한 쌍을 이룬 이송스크루를 구비한 세척수 제거장치와; 제 1의 이송기의 출구측에 인접하여 설치되어 사료를 용이하게 수거하는 제 2 이송기와; 세척수 제거장치의 하우징에 인접하여 설치되어 슬러지를 용이하게 수거하는 슬러지이송장치들로 구성된다.
그러므로, 이 발명은 음식물 쓰레기를 자동으로 처리하도록 한 것으로 염분을 제거하고 음식물 쓰레기를 건조시켜 냄새를 제거하여 칩상으로 절단하여 사료화 하고 슬러지를 별도로 분리하여 수거하도록 한다. 또한 이 발명은 시스템 내부에서 발생된 수분을 모두 건조시켜 자연환경을 보호하도록 하고 있고 필요에 따라서 시스템의 세척을 자동으로 수행하도록 한다.
도 1은 이 발명에 따른 음식물 쓰레기의 자동처리 및 사료제조장치의 전체 시스템을 보인 측 단면도,
도 2는 이 발명에 따른 음식물 쓰레기의 자동처리 및 사료제조장치의 전체 시스템을 보인 상단면도,
도 3은 이 발명에 따른 음식물 쓰레기의 자동처리 및 사료제조장치의 분쇄장치를 도 1의 측면에서 절개하여 보인 측 단면도,
도 4는 이 발명에 따른 음식물 쓰레기의 자동처리 및 사료제조장치의 절단장치와 그 주변의 연결관계를 보인 도 1의 측면에서 절단한 측 단면도,
도 5는 이 발명에 따른 음식물 쓰레기의 자동처리 및 사료제조장치의 절단장치와 사료 이송장치의 연결관계를 보인 도 1의 측면에서 절단한 측 단면도,
도 6은 이 발명에 따른 음식물 쓰레기의 자동처리 및 사료 제조장치의 절단장치와 그 주변의 연결관계를 도 1을 확대하여 보인 측 단면도,
도 7은 종래기술의 음식물 쓰레기의 처리장치 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 음식물 쓰레기의 자동처리 및 사료제조장치 10:우징
11: 호퍼 20: 이송장치 40: 배수장치
50: 분쇄장치 55: 분쇄기 56: 선별기
80: 건조장치 90: 절단장치 104: 제 1 이송기
110: 제 2 이송기 120: 세척수 제거장치 130: 슬러지 이송장치
이 발명을 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
음식물쓰레기자동처리 및 사료제조장치(100)는 하나의 단일 유니트로 구성되며, 하우징(10)내에 장착된다. 도 1 및 2에 도시와 같이 하우징(10)내에 설치된 유니트는 음식물 쓰레기를 이송, 분쇄, 건조, 전단 및 유니트 세척, 냄새를 제거하고 그 부산물이 사료로 배출되게 한 일련의 공정을 자동으로 효율적으로 수행한다.
즉, 이송장치(20)는 다소 경사지게 하우징(10)내에 설치되는 원통형의 동체(21)를 구비한다. 이 동체(21)내에는 그 내부에 쌍을 이루어 이송스크루(22), (23)들이 배설되는데, 이송스크루(22), (23)중의 어느 하나, 실예를 들면 이송스크루(22)가 동체 상측에 모터(24)와 다수의 기어들로 이루어진 기어박스(25)의 동력 축에 프로펠러(26)와 함께 연결되고, 동체하측에 다수의 기어들로 이루어진 감속기(27)가 설치되어 이송스크루(22), (23)중의 다른 이송스크루(23)에 동력을 전달하도록 구성되어 있다. 이들 이송스크루(22), (23)들은 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 서로 맞물려 있으며 음식물 쓰레기를 원활히 이송하도록 각기 오른 나사와 왼 나사로 형성된다. 동체(21)에는 그 위에 호퍼(11)가 설치되도록 감속기(27)에 인접한 그의 하단부터 다소 상부로 일정 넓이를 갖도록 하여 음식물 쓰레기를 유입되게 한 유입부(28)와 프로펠러(26)에 인접하여 음식물 쓰레기를 배출하는 배출구(29)가 형성되어있다. 이 호퍼(11)는 그의 상단부가 하우징(10)의 상단에 적당히 고정되고 샤워노즐(12)이 커버(13)상에 적당히 배설되어 물을 공급하도록 하여 음식물 쓰레기의 냄새 및 염분을 일차적으로 제거하고 비중이 큰 유리거나 사기를 침전시키고 낮은비중의 나무 등은 부동되므로 유입부(28)의 도어(30)를 통하여 제거될 수 있다. 또, 동체(21)에는 그의 외측 상부에 수도전과 연결되는 파이프와 샤워노즐로 구성되는 샤워 유니트(31), (32)들이 설치되고 외측 하부에도 수도전과 연결되는 파이프와 샤워노즐로 구성되는 샤워 유니트(33)가 설치되어 있다. 그리고, 이 동체의 내측 하부에는 일정 폭의 요홈으로 형성되거나 상단부에 인접하여 직경이 확장되어 하부로 연장한 확장부(34)가 형성되고, 이 확장부(34)위에는 다수의 구멍을 가진 배수판(36)이 고정되어 있어 다량의 물 공급이 가능하도록 한다. 샤워 유니트(33)에 인접하여 수위센서(37), (38)가 고정되어 소정의 수위를 감지하도록 하거나, 이들 수위센서들 중 어느 하나를 염분농도를 측정하는 염분농도 측정센서(37)로 설치하여 소정농도 이상에서는 물을 공급하도록 하므로 이 발명의 최종 부산물로 되는 사료의 염분이 제거되도록 한다.
이외에도, 현가형 금속제거판(39)은 커튼형상으로 이송스크루(22), (23)의 중간에 위치되도록 하여 이송중의 음식물 쓰레기의 이송양을 제한하고 동시에 부피가 큰 금속이나 막대의 더 이상의 진출을 막아 제거하도록 한다. 동체(21) 하측면에 감속기(27)에 인접하여 배수장치(40)가 설치되는데, 배수파이프(41)가 동체 하부의 배수구와 이후 상세히 기술되는 슬러지 제거장치의 유입구에 연결되고 그 중단에는 전자밸브(42)가 설치되어 동체내의 수 레벨을 조정하도록 한다. 그리고, 동체의 배출구(29)에 인접하여 음식물 쓰레기의 처리량을 검출하는 처리량 감지센서(43)가 설치되어 음식물 쓰레기의 과대한 양이 통과 하지 못하도록 그의 검출신호가 궁극적으로 이송스크루의 작동이 제어되게 한다.
분쇄장치(50)는 이단으로 음식물 쓰레기를 분쇄하는 동시에 수저와 같은 금속물질을 선별하여 제거하고 이를 별도로 보관한 후 처리되도록 한다. 이 분쇄장치(50)는 동력을 발생시키는 모터(51), 이 모터(51)의 동력축에 대하여 상, 하 측면으로 맞물려있는 기어를 가진 두 개씩 쌍을 이룬 연결축을 설치한 동력전달부(52)와 각 쌍을 이룬 연결축(53), (54)으로부터 연장된 축상에는 음식물 쓰레기를 분쇄하는 분쇄기(55)와 음식물 쓰레기를 분쇄하는 것 이외에도 금속을 선별하여 제거되게 하는 선별기(56)가 설치되어있다. 이 분쇄기(55)와 선별기(56)는 도 1의 측면을 도시한 도 4에 상세히 도시된 바와 같이 각각 쌍을 이루어 소정 폭을 가지며 소정의 형상으로 되는 기어군을 서로 대향하여 하우징(57)내에 배설되는데, 이 하우징(57)은 선별기(56)가 설치되는 하부가 분쇄기(55)가 설치된 상부보다 더 넓은 공간을 확보하고 있다.
분쇄기(55)는 쌍을 이룬 연결축(53)에 연결된 제 1의 분쇄롤러(61), (61a)들로 구성되어 있다. 이 제 1의 분쇄롤러(61), (61a)들은 동 출원인의 특허출원 제 98-19099호의 1차 분쇄롤러와 동일한 구성을 가지고 있으며 이는 음식물 쓰레기중의 부피가 큰 뼈를 어느 정도의 크기로 부수어 버리거나 야채 등의 줄거리 및 잎사귀, 심지어는 비닐과 같은 질긴 물질을 가위로 찢듯이 작은 크기로 절단하도록 한다. 즉, 제 1의 분쇄롤러(61), (61a)들은 그들의 원주둘레로 일정간격의 기어가 형성되고 이 각각의 기어는 두 가지 종류의 톱니가 형성되는데, 각 기어에 제 1톱니(63), (63a)들은 그들간의 골 간격이 넓게 형성되고, 상단 일측에는 계단형상의 쇼울더(64), (64a)가 각각 형성되며 롤러들의 회전중에 상호 엇갈리게 마주보게 되어서 가위와 같이 기능 하도록 하며, 부피가 큰 물질을 처리한다. 그리고 이들 제 1톱니(63), (63a)사이의 골에는 제 2 톱니(63a)가 형성되는데, 이는 분쇄롤러(61), (61a)들의 회전중에 제 1톱니(63)의 쇼울더(64)를 형성한 상단부와 상호 엇갈리게 마주보게 되어서 제 1의 톱니(63)와 협동하여 음식물쓰레기의 크기를 소정크기로 한다. 그러나, 쌍을 이룬 분쇄롤러(61), (61a)를 사용할 경우 음식물쓰레기가 분쇄되는 과정에서 제 1톱니(63)와 제 2톱니(63a)거나 제1 톱니(63a)와 제 2톱니(63)의 열들 사이에 분쇄된 잔유물이 남게되고 이로 인하여 성능저하를 초래하게된다.
그러므로, 이 발명에 따른 분쇄기(55)에는 음식물 쓰레기의 기어들 사이에 끼워지는 잔유물을 제거하는 제 1의 제거기(66), (66a)들이 제 1분쇄롤러(61), (61a) 각각의 하우징(57)에 인접하여 설치된다. 이 제 1의 제거기(66), (66a)들은 각각 제1 및 2 톱니(63), (65)과 (63a), (65a)의 작동에 영향을 미치지 않는 위치에 날개부(68), (68a)들을 각각 구비하며, 이 날개부(68), (68a)들은 제 1 및 2 톱니(63), (65)와 (63a), (65a)들의 횡으로 배열된 간격사이의 공간에 제 1분쇄롤러(61), (61a)의 하측 반경 둘레부터 상부 소정위치까지 연장되어 그에 접촉되도록 삽입되어 있다.
선별기(56)는 하우징(57)내에 제 1분쇄기(55)의 하단에 다소 넓은 공간에 설치되며, 그의 양 측면으로는 이후 기술되는 바와 같이 수저 등과 같은 금속을 회수하는 회수통로(58), (59)가 형성되어 있다. 또한, 이 선별기(56)는 쌍을 이룬 연결축(54)에 고정되는 제 2 분쇄롤러(71), (71a)와 이 제 2분쇄롤러(71), (71a)들 각각에 소정간격을 두고 일체로 되는 다수의 원형판(72), (72a)들을 구비하는데,이 원형판(72), (72a)들의 각각에는 사다리모양의 스퍼어 기어의 제 1 및 2톱니(73), (73a)들이 형성되어 있다. 그러므로, 제 1 분쇄롤러(61), (61a) 바로 하측에 제 2분쇄롤러(71), (71a)들이 위치되고, 어느 정도의 크기로 일차 분쇄된 음식물 쓰레기가 제 1 및 2의 톱니(73), (73a)사이로 유도되어 연한 것은 가위질하듯이 잘라지고, 뼈 등의 단단한 것은 톱니들이 이차로 압축하여 완전히 파손시키게 된다. 이 톱니들의 강도는 사기거나 유리조각들도 분쇄가능 하도록 된다. 그러나, 쌍을 이 분쇄롤러(71), (71a)들만을 사용할 경우 음식물쓰레기가 분쇄되는 과정에서 제 1 및 2톱니(73), (73a)들 사이에도 분쇄된 잔유물이 남게되고 이로 인하여 성능저하를 초래하게 된다.
그러므로, 이 발명에 따르면, 이 선별기(56)는 서로 대향하여 있는 쌍을 이룬 제 2분쇄롤러(71), (71a)와 음식물 쓰레기를 건조처리를 하도록 안내하는 안내구(81)사이에 음식물 쓰레기의 안내 통로(74)로 되고, 동시에 금속의 회수통로(58), (59)를 제 2 제거기(75), (75a)가 설치된다. 이 제거기(75), (75a)들은 횡 방향으로 형성되며 그의 선단에는 제 1 제거기(66), (66a)와 유사한 날개부(76), (76a)들이 일체로 고정되는데, 다수의 원형판(72), (72a)들 사이의 간격의 공간에 제 2분쇄롤러(71), (71a)들의 원주둘레로 접촉하고 수직 반경으로부터 소정각도 대략 45도 이상 외측으로 연장하여 형성된다. 또한, 이 선별기(56)는 제 2분쇄롤러(71), (71a)들의 각각에 직류전원의 상이한 극성으로 인가되어 있어, 금속편이 원형판(73), (73a)사이에 끼워지는 경우 연결축(54)들이 동시에 반대회동을 하도록 하여 끼워진 금속편이 토출되도록 하여 회수통로(58), (59)들중 어느 하나를 경유하여 수거함(77)에 수납된다. 이외에도 하우징(57)에는 제 1제거기(66), (66a)들의 바로 하단에 그의 내부를 세척하기 위한 샤워노즐(62), (62a)들과 제 2제거기(75), (75a)의 하측에는 이후 기술되는 건조장치(80)를 세척하기 위한 샤워노즐(67), (67a)들이 노즐파이프와 함께 각각 설치되어있다 (도 1참조). 수분 안내구(78)가 하우징(57)의 하단에 연결되어, 이후 기술되는 바와 같이 하우징(57)내를 세척하기 위하여 샤워노즐들로부터 공급된 물이거나 음식물 쓰레기의 과도한 수분을 인한 낙수를 음식물 쓰레기의 찌꺼기와 함께 수분, 찌꺼기를 처리하는 세척수 제거장치로 안내하도록 한다. 안내구(81)로 공급되는 음식물 쓰레기 양을 조절하도록 검출하는 센서(79)가 안내구의 상단에 인접하여 설치되어 있다(도 1참조). 이 센서(79)로부터의 신호는 도시되지 않은 시스템 제어부에서 수신하여 음식물 쓰레기를 공급하는 이송스크루(22), (23)의 작동을 제어하므로 가능하다.
건조장치(80)는 도 1에 도시와 같이 하우징(57)의 측면으로 연장된 하우징(82)을 구비하며, 이 하우징(82)내에는 내측에 인접한 원주둘레로 실린더실(83)이 형성되고, 그 내부에는 외부전원에 연결된 히터(84)가 설치되거나 가스의 연소실로 활용되어 하우징(82)내를 소정온도를 유지시키도록 한다. 실린더(83)에는 그에 인접하여 하우징(57)에서부터 횡으로 연장되어 건조이송스크루(85), (85a)가 쌍을 이루어 배열된다. 이 이송스크루(85), (85a)들에는 그들의 중심으로 히터봉(86)이 거의 동일 길이로 삽입되어 소정온도로 이송스크루(85), (85a)를 가열하므로 실린더(83)에서의 가열온도와 함께 이송중의 음식물 쓰레기를 건조시킨다. 이송스크루(85), (85a)들은 하우징(57)의 외부에 차례로 설치된 기어박스로 이루어지는 감속기(87)와 모터(88)에 의하여 소정속도로 회동된다. 그러므로 소정온도로 가열되는 음식물 쓰레기는 그 내부에 포함될 수 있는 작은조각의 나무거나 비닐등은 대부분 건조 이송 과정중에 대부분 제거된다. 또한, 이송스크루(85), (85a)들은 각기 안내구(78)에 인접한 부분에서는 그 피치간에 간격이 넓고, 일정거리까지는 이 피치간격이 좁아지고 이후 좁아진 일정피치간격을 유지시키도록 한다. 이는 음식물 쓰레기가 이송되는 중에 점차 좁아지는 피치에 의하여 압축되게 하고 건조시키는 기능을 수행하는데 주목된다. 그러므로, 이렇게 건조된 음식물 쓰레기는 칩 상으로 절단되므로 사료로써 될 수 있다.
절단장치(90)는 도 4, 5 및 6에 도시와 같이 이송스크루(85), (85a)의 축들이 연장되어 있고, 그의 하우징(91)이 건조장치의 하우징(82)에 단열판(89)에 의하여 열 차단되도록 연결되어 있다. 이송스크루(85), (85a)의 인접부의 축들에는 소정간극을 두고 절단날(92), (92a)들이 기어회전판(93), (93a)에 의하여 회전되도록 하여 건조되어 배출되는 음식물 쓰레기를 칩상으로 절단 가능하게 설치되어있다. 이들 기어회전판(93), (93a)들은 상호 반대방향으로 이송스크루(85), (85a)의 회전보다 고속으로 회전되어야 하므로 다수의 기어들에 연동 되어 있다. 즉, 이송 스크루(85), (85a)의 최장으로 연장된 축단부상에는 제 1기어(94)가 축수되어 있으며, 이 제 1기어(94)의 상단에는 제 2기어(95)가 맞물려 배설되어있다. 이 제 2기어(95)는 동일축상에 그의 뒤에 바로 인접하여 아이들러(96)가 베어링(96a)에 의하여 회전지지 되게 설치된다. 이 아이들러(96)는 이송스크루(85)상에 회전판(97)과 접촉하여 무부하 회전된다. 이 아이들러(96)의 후단에는 동축상에 임펠러(98)가 설치되고 이는 제 2회전기어(99)를 회전시키게된다. 이로써 기어회전판(93), (93a)들이 회전되어서 그들 전단에 절단날(92), (92a)들이 상호 반대로 회전된다.
한편, 이송스크루(85), (85a)의 연장된 단부에는 절단장치(90)에 인접하여 히터봉(86)에 전원이 인가되도록 전원단자로 되는 부러쉬(101)와 히터봉(86)의 온도를 감지하는 더머스테트 또는 더머커플과 같은 온도감지센서(102)가 설치되어 히터봉의 소정온도를 제어부에서 제어하도록 하고 있다. 절단날(92), (92a)의 바로 아래로는 건조되어 칩상으로 절단되어 하강하는 사료를 통과시키는 유입구(103)가 형성되어있다. 이 유입구(103)의 바로 하측에는 제 1의 사료이송기(104)가 설치되며, 그의 하우징(105)내에는 이송스크루(106)가 설치되고, 이 이송스크루(106)는 모터(107)에 연결되어 사료를 이송한다. 그다음 사료는 수직배열 된 제 2 이송기(110)에 공급된다. 여기서, 제 1이송기(104)는 모터(107)의 역회전에 의하여 역회전되어서는 세척 시 건조장치(80)를 통과한 물이 이후 기술되는 제 2이송기(110)에 유입되지 않도록 한다.
도1, 5 및 6에 도시와 같이, 제 2 이송기(110)는 그의 상단에 동력모터(111)에 연결된 감속기(112)에는 이송스크루(113)가 수직 하우징(114)내에 배열되어있다. 이 하우징(114)은 제 1 이송기(104)의 하우징(105)과 그의 하단에 인접하여 연통 되고, 상단에 인접하여 사료배출구에 안내부(115)가 연결되어 있어 포대 등에 사료를 담을 수 있도록 한다.
제 2이송기(110)의 하부에 좌측단에는 그의 하우징(105)의 하부에 세척수가 통과하는 수통로(108)가 연결 되어있으며, 이 수통로(108)는 도 1에 도시와 같이 세척수 제거장치(120)에 연결된다. 세척수 제거장치(120)는 이중으로 되는 상단 하우징(121)과 하단 하우징(122)을 구비하며, 이 하우징(121)의 좌측단에 세척수 유입구(123)가 형성되며, 그 중단에는 하우징(57)의 수분안내구(78)와 연통되는 구멍이 형성되어 있고, 우측상단에는 위에서 기재와 같이 전자밸브(42)와 연결되는 배수파이프(41)가 고정되어 있으며, 우측하단에는 하측하우징(122)과 연통 되는 연통구(124)가 형성되어있다.
상하 하우징(121)과 (122)에는 각각 이송스크루(125), (126)들이 내장되어 있으며, 이송스크루(125), (126)들의 각각에도 히터봉이 설치되게되며, 하우징(122)에는 그의 내측면에 인접하여 증발기(127)가 더 설치되는데, 이 증발기는 가스 및 화석연료의 연소기 일수 있다. 이들 이송스크루(125), (126)들은 소정의 동일 속도로 회전하도록 감속기(129)에 연결되어 있고, 이송스크루(126)의 우측단에는 모터(128)와 함께 히터봉들의 전원인가 단자들과 더모스태트와 같은 온도센서가 설치되어 시스템제어가 이루어지도록 하므로 세척수를 증발시키도록 한다. 동시에 이 세척수 제거장치(120)는 전체시스템의 세척시거나 음식물 쓰레기의 처리 과정 중에 발생되는 슬러지들을 이송스크루(125), (126)들에 의하여 운반하여 별도로 처리하도록 하고 있다.
결국, 도 1에 도시와 같이 하우징(122)의 좌측으로 이송된 슬러지는 수직 배열된 슬러지 이송장치(130)에 보내진다. 이 슬러지 이송장치(130)는 하우징(131)을 구비하며, 그 하단이 하우징(126)과 연통되어 있고, 그 내부에는 수직의 이송스크루(132)가 설치되고, 상단에는 감속기(133)와 구동모터(134)가 설치되며,감속기(133)의 바로 하부에 배출구(135)가 고정되어 포대등의 설치로 슬러지를 수집하도록 한다. 물론 이 슬러지는 하우징(126)의 우측에 배출구를 통하여 수거될 수도 있다. 여기서 주목되는 것은 사료이송장치(120)와 슬러지 이송장치(130)를 수직 배열한 것은 시스템의 공간효율을 높이도록 하는데 있다.
이와 같이 구성시킨 음식물 쓰레기 처리장치(100)는 음식물 쓰레기의 처리에는 음식물 쓰레기가 호퍼(11)에 담겨져서 이송장치(20)의 동체(21)내로 샤워노즐(12)로부터 공급되는 물과 함께 유입되는데, 이때 수위센서(37)와 염분센서(38)가 각각 감지하는 수위 및 염분에 따라 수 공급이 결정되도록 하고, 동시에 배수장치(40)의 전자밸브(42)의 작동을 시스템 제어부가 제어하여 수 파이프를 개방하여 염분이 함유된 물이 배수되도록 한다.
이후 음식물 쓰레기는 이송장치(20)의 이송스크루(22), (23)들에 의하여 이송되고 프로펠러(26)에의하여 효과적으로 분쇄장치(50)에 공급되고, 처리량감지센서(43)에의하여 소정량이 음식물 쓰레기가 분쇄기(55)와 선별기(56)를 차례로 거치면서 2번에 걸쳐 분쇄되고 금속의 물질은 선별기에서 제거되어 수거함(77)에 수집된다. 이때 음식물 쓰레기에 포함된 수분과 공급된 물은 하우징(57)의 하부의 수분 안내구(78)를 거쳐 세척장치의 하우징(121)내로 유입된다. 이 경우에도 또한 센서(79)의 작동으로 건조장치에 공급되는 쓰레기 양이 검출되도록 하여 공급이송장치(20)와 건조장치(80)의 작동을 시스템제어부가 제어하도록 한다.
건조장치(80)는 하우징(82) 내부로 유입된 염분이 제거된 음식물 쓰레기를 이송스크루(85), (85a)의 구조에 따라 압축하여 수분을 제거하는 동시에 히터(84) 및히터봉(86)에 의하여 소정온도로 건조시켜 절단장치(90)로 향하여 이송시킨다. 절단장치(90)의 절단날(92), (92a)들은 그들이 건조장치의 출구와 형성한 간극의 크기로 건조되고 비닐들이 제거된 사료로써 칩상으로 음식물 쓰레기를 절단하여 사료로 만든다. 이 사료는 제 1이송기(104)에 공급하여 일차로 이송시키고, 이어서 제 2이송기(110)로 이동되어 수집되도록 한다.
이러한 일련의 사료의 제조과정 중에 하우징(57)의 수분 안내구(78)를 통과하는 물과 그에 섞인 아주 작은 슬러지들과 배수파이프(41)를 통과하는 염분함유량이 많은 물과 작은 크기의 슬러지들은 슬러지 제거장치(120)의 상하단 하우징(121)과 (122)를 거쳐 히터봉과 증발기(127)에 의하여 수분이 제거되고 이송스크루(125)와 (125)에 의하여 슬러지 이송장치(130)로 운반되어 수거되도록 한다.
한편, 이 장치(100)의 세척시, 이송장치(20)의 하우징(21)내에서는 그의 내측의 상부 및 하부에 설치된 샤워유니트(31), (32)와 (33)을 가동시키고 동시에 샤워노즐(12), (13)들을 개방시켜 호퍼(11)는 물론 하우징(21)내에서 이송스크루(22), (23)들을 청소하게된다. 이때, 하우징(21)에 잔재된 음식물 쓰레기는 이송스크루(22), (23)에 의하여 하우징(57)으로 공급되고, 그 내부에서는 수위센서(38)의 수위감지신호에 따라 배수파이프(41)가 개방되어 세척수가 유입되고 제거장치(120)에서 히터봉과 증발기(127)에 의하여 소정온도에서 증발되고 제거된다.
또한, 하우징(57)에 공급된 잔여 음식물 쓰레기들은 분쇄장치(50)에서 분쇄기(55)와 선별기(56)를 거치면서 두 번에 걸쳐 분쇄되고 건조장치(80)로 유도된다. 동시에 샤워유니트(31)로부터의 세척수, 쌍을 이룬 샤워노즐(62, 62a) 및 (67), (67a)들로부터의 세척수가 하우징(57)의 내부를 청소하게되고 안내구(78)를 통하여 세척수 제거장치(120)내로 유입된다. 이 경우 세척수도 히터봉과 증발기(127)에 의하여 소정온도에서 증발되고 제거되고, 슬러지도 슬러지 이송장치(130)에 운반되어 건조상태로 수거된다.
더하여, 일부의 세척수는 건조장치(80)로 유입되고 건조되는데 이때 사료이송장치(104)의 이송스크루(105), (105a)들이 역회전을 하게되므로, 음식물 쓰레기의 잔여물은 건조 슬러지로 처리되도록 샤워노즐(67, 67a)로부터의 세척수와 함께 세척수 제거장치(120)의 상, 하부의 하우징(121), (122)으로 차례로 공급되어 완전히 증발되고, 슬러지들은 슬러지 이송장치(130)에 운반되어 건조상태로 수거된다. 다시 이와같이 슬러지가 제거된 상태에서, 이 장치는 샤워유니트와 노즐들만을 작동시켜 시스템 내부를 깨끗이 할 수 있다.
이상에서와 같이, 이 발명은 음식물 쓰레기를 사료로써 사용할 수 있도록 염분을 제거하고, 이차에 걸친 분쇄를 효과적으로 하고 동시에 금속을 선별하여 제거하며, 완전히 건조되면서 비닐등을 제거하여 동시에 냄새를 제거한 상태에서 칩상으로 절단하여 사료로써 수거하고, 슬러지를 별도로 건조시켜 수거한다. 더 나아가 이 발명은 사용을 않고 보관을 위하거나 시스템의 성능을 높이도록 자동으로 시스템 세척을 할 수 있다. 그러므로, 이 발명은 일련의 음식물 쓰레기처리를 지동으로 수행하여 그 부산물로 사료를 제조하는데 그 크기에 따라 다량의 음식물 처리를 공해없이 수행하도록 할 수 있다.

Claims (5)

  1. 음식물 쓰레기의 자동처리 및 사료제조장치에 있어서,
    호퍼에 연결되고 그의 상, 하부에 적절히 배열되는 다수의 샤워 유니트, 호퍼로 유입된 음식물 쓰레기를 이송시키는 쌍을 이룬 이송스크루들, 하우징 하부의 소정위치에 설치되는 수위센서와 염분센서와 그의 최하단에 설치되어 음식물 쓰레기의 염분농도 및 수위에 따라 자동배수 하도록 설치된 배수장치들로 이루어진 이송장치와;
    이 이송장치의 상단에서부터 수직으로 음식물 쓰레기를 두 번에 걸쳐 분쇄하는 분쇄기와 선별기가 하우징내에 차례로 배열되고 그들 각각의 분쇄롤러의 기어들 사이에 남는 잔유물을 제거하는 제거기를 구비하며 선별기에는 전원이 인가되어 금속물을 검출하도록 하고, 하우징 상단에는 음식물 쓰레기의 양을 검출하도록 설치된 센서, 하우징의 소정높이에 각각 배열된 쌍을 이룬 샤워노즐들을 구비한 분쇄장치와;
    그의 원주둘레로 실린더에 히터가 삽입되고 외부둘레로는 단열재로 처리되게 한 하우징, 소정크기로 분쇄된 음식물 쓰레기를 유입하여 이송하도록 하고 입구에 인접하여 최초피치가 넓게 형성되고 배출구에 인접되어서는 피치가 좁아지도록 하여 음식물 쓰레기에 포함된 수분을 제거하고 그 내부의 중심에는 히터봉을 삽입하여 건조시키도록 쌍을 이루어 상호 반대 방향으로 회전 되게 한 이송스크루들을 구비한건조장치와;
    이 건조장치에 인접하여 설치되고 이송스크루의 회전속도 보다 저속으로 회전되는 절단날을 구비하여 음식물 쓰레기를 사료화 하도록 칩상으로 절단하는 절단장치와;
    건조장치에 연결되어 절단된 사료를 수거하도록 사료이송장치에 운반하고, 시스템의 세척시에는 역회전하여 슬러지의 유입을 방지하는 제 1의 사료이송장치와;
    일측단부에 인접하여서 건조장치의 하우징과 연통되고 대략 중간부에서 분쇄장치의 하우징의 하단이 연결되고 타측단부에는 배수파이프와 연결된 상부하우징, 상부하우징 하측에 일측이 연통되고 그의 내부 둘레로 증발기가 설치되고 타측에는 슬러지 이송장치가 설치되는 하부하우징과 상하부 하우징에 감속기에 의하여 동일회전하고 그들의 각각의 중심에 히터봉이 삽입되게 한 쌍을 이룬 이송스크루를 구비한 세척수 제거장치와;
    제 1의 사료이송장치에 인접하여 설치되어 사료를 용이하게 수거하는 제 2사료 이송장치와 세척수 제거장치의 하우징에 인접하여 설치되어 슬러지를 용이하게 수거하는 슬러지이송장치들로 구성시킨 음식물 쓰레기의 자동처리 및 사료제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 절단장치의 선별기가 그의 롤러들상에 설치된 상호 마주보게 배열한 원형판에 각각 전원이 인가되어 금속물질이 끼워지는 경우 역회전을 하도록 하여 금속물이 하우징의 확장되어 있는 통로를 경유하여 하부에 수거함에 수집되도록 한 음식물 쓰레기의 자동처리 및 사료제조장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 절단장치가 건조장치의 출구측에 인접하여 절단날을 구비한 하나이상의 회전기어를 고속으로 회전시키도록 어느하나의 회전기어가 건조장치의이송스크루의 동력축상에 고정되고, 이 동력축의 가장 연장축에 고정한 제 1기어, 제 1기어와 결합되는 무부하 동력축상에 제 2기어, 제 2기어에 인접하여 동축상에 고정된 아이들러, 이 아이들러의 후편에 설치된 임펠러회전기어와, 이 임펠러회전기어와 기어결합되는 다수의 절단날을 원주둘레로 구비한 회전기어들로 구성되게한 음식물 쓰레기의 자동처리 및 사료제조장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 세척수 제거장치의 하부하우징에는 슬러지이송장치대신에 슬러지를 직접 수거하도록 수거통로를 연결한 음식물 쓰레기의 자동처리 및 사료제조장치.
  5. 제 1항에 있어서, 절단장치의 실린더를 가스의 연소실로 되게한 음식물 쓰레기의 자동처리 및 사료제조장치.
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