KR20100073261A - 음식물쓰레기 처리용 교반발효장치 - Google Patents

음식물쓰레기 처리용 교반발효장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음식물쓰레기 처리용 교반발효장치에 관한 것으로서, 음식물 쓰레기를 교반하면서 미생물에 의해 발효처리하기 위하여 상단에 투입구가 구비되고 저부 소정 위치에 배출구가 구비된 외통체와, 상기 외통체 내부에는 모터와 연결된 메인축이 구비되고, 메인축 외주면에 복수개의 교반날개가 구비되며, 외통체 일측에 가열기가 부착되어서 된 공지의 장치에 있어서, 상기 외통체의 투입구에 슬래더(SHREDDER)가 구비된 한 쌍의 제1축 및 제2축이 설치되고, 상기 슬래더와 교반날개 사이에 컨베이어 및 가압롤러가 구비되며, 상기 컨베이어의 하부에 유수판 및 집수관이 설치되어서, 슬래더에서 분쇄된 음식물 쓰레기가 컨베이어와 가압롤러 사이에서 가압, 압출되어 물기가 제거된 상태로 교반되도록 장치하여서 구성된 음식물 쓰레기 처리용 교반발효장치가 개시된다.
음식물쓰레기, 교반, 발효장치

Description

음식물쓰레기 처리용 교반발효장치{MIXING AND FERMENTATION SYSTEM FOR FOOD WASTE TREATMENT}
본 발명은 음식물쓰레기를 일정온도에서 교반하여 미생물에 의해 발효되도록 한 장치에 관한 것으로, 특히 음식물쓰레기의 교반시 응집되어 덩어리로 되는 것을 방지하면서도 교반 발효처리속도와 증발가스에 의한 악취 발행을 예방할 수 있는 음식물쓰레기 처리용 교반발효장치에 관한 것이다.
일반적으로, 가정이나 식당 등에서 발생되는 음식물쓰레기는 하수구를 통하여 방류될 경우에 하천오염의 주원인이 되며, 땅에 매립하여도 부패되어 악취와 함께 각종 병균의 발생원인이 되었다.
이와 같이, 음식물쓰레기의 처리가 심각한 사회문제로 대두되고 있는 실정으로서, 근래에는 음식물쓰레기를 미생물에 의하여 발효시킴으로서 사료나 비료 등으로 재활용하기 위한 방안이 요구되고 있다.
이에, 본 출원인은 국내 등록실용신안 제 0176543호(이하, '선행기술'이라 함)와 같이 음식물쓰레기를 교반하면서 미생물에 인한 발효처리를 실행할 때 분쇄수단에 의하여 음식물쓰레기가 응집되어 덩어리체로 되는 것을 방지하고 산소와의 접촉을 원활하게 하여 미생물을 활성화시킬 수 있도록 한 교반발효장치를 제안한 바 있으 며, 그 구성은 내부에 발효실이 구비된 발효통체와, 발효실 내부에 좌우길이 방향으로 길게 설치된 회동축에 다수개의 교반날개가 고정된 교반부재로 구성된 장치에 있어, 상기 교반날개의 끝단부에 분쇄판을 부착하고 발효실의 내주면에 마찰판을 부착하여서, 회전되는 분쇄판과 고정된 마찰판 사이의 틈새에서 음식물쓰레기의 덩어리가 분쇄되도록 한 장치이다.
그러나, 본 출원인에 의한 선행기술은 음식물 쓰레기가 발효실에 직접 투입되기 때문에, 덩어리가 비교적 큰 쓰레기가 투입될 경우 또는 물기가 비교적 많은 쓰레기가 투입될 경우 이들을 교반, 발효시키는 공정 시간이 많이 소요되는 문제점이 있고, 또한 교반 과정에서 음식물 쓰레기는 가열기에 의해 적정의 고온 하에서 교반, 발효되기 때문에 증기와 같은 증발가스가 발생하게 되는데, 이로 인해 심한 악취가 발행하므로 실내에서 사용하기에 부적절한 문제점이 있었다.
일반적으로, 가정이나 식당 등에서 발생되는 음식물쓰레기는 하수구를 통하여 방류될 경우에 하천오염의 주원인이 되며, 땅에 매립하여도 부패되어 악취와 함께 각종 병균의 발생원인이 되었다.
이와 같이, 음식물쓰레기의 처리가 심각한 사회문제로 대두되고 있는 실정으로서, 근래에는 음식물쓰레기를 미생물에 의하여 발효시킴으로서 사료나 비료 등으로 재활용하기 위한 방안이 요구되고 있다.
이에, 본 출원인은 국내 등록실용신안 제 0176543호(이하, '선행기술'이라 함)와 같이 음식물쓰레기를 교반하면서 미생물에 인한 발효처리를 실행할 때 분쇄수단에 의하여 음식물쓰레기가 응집되어 덩어리체로 되는 것을 방지하고 산소와의 접촉을 원활하게 하여 미생물을 활성화시킬 수 있도록 한 교반발효장치를 제안한 바 있으며, 그 구성은 내부에 발효실이 구비된 발효통체와, 발효실 내부에 좌우길이 방향으로 길게 설치된 회동축에 다수개의 교반날개가 고정된 교반부재로 구성된 장치에 있어, 상기 교반날개의 끝단부에 분쇄판을 부착하고 발효실의 내주면에 마찰판을 부착하여서, 회전되는 분쇄판과 고정된 마찰판 사이의 틈새에서 음식물쓰레기의 덩어리가 분쇄되도록 한 장치이다.
그러나, 본 출원인에 의한 선행기술은 음식물 쓰레기가 발효실에 직접 투입되기 때문에, 덩어리가 비교적 큰 쓰레기가 투입될 경우 또는 물기가 비교적 많은 쓰레기가 투입될 경우 이들을 교반, 발효시키는 공정 시간이 많이 소요되는 문제점이 있고, 또한 교반 과정에서 음식물 쓰레기는 가열기에 의해 적정의 고온 하에서 교반, 발효되기 때문에 증기와 같은 증발가스가 발생하게 되는데, 이로 인해 심한 악취가 발행하므로 실내에서 사용하기에 부적절한 문제점이 있었다.
이에 따라, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 음식물 쓰레기의 교반, 발효 공정 전에 음식물 쓰레기를 교반시키는데 적절한 크기로 미리 절개한 뒤 교반실에 투입시켜서 교반, 발효 공정 시간을 대폭 절감시킬 수 있는 음식물쓰레기 처리용 교반발효장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 음식물 쓰레기의 물기를 최대한 제거한 후 교반실에 투입시켜서 교반, 발효 공정 중, 음식물 쓰레기에서 발생하는 증발가스의 양을 최소화하여 악취의 발산을 감소시킬 수 있는 음식물쓰레기 처리용 교반발효장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하부에 적정 온도까지 상승시킬 수 있는 가열기가 구비되고 내부에는 메인축에 축설된 복수 개의 교반날개를 구비한 외통체 상부의 투입구 측에 상기 메인축의 구동과 연동하여 회전하는 한 쌍의 평행한 제1축 및 제2축을 구성하되, 상기 제1축 및 제2축에 각각 음식물 쓰레기를 분쇄시킬 수 있는 슬래더(SHREDDER)를 장착하여 음식물 쓰레기를 적절한 크기로 분쇄할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 양태는, 상기 슬래더와 교반날개 사이에 음식물 쓰레기를 가압할 수 있는 컨베이어 및 가압롤러와, 상기 가압에 의해 음식물 쓰레기로부터 압출 되는 물을 집수하여 배출시킬 수 있는 수분 제거수단이 구비된 것을 특징으로 한다.
이상의 설명과 같이, 본 발명에 의한 교반발효장치에 의하면, 음식물 쓰레기의 교반, 발효 공정 전에 슬래더가 음식물 쓰레기를 적절한 크기로 미리 절개시킨 다음 교반실에 투입되게 하므로, 메인축에 과부하가 발생하지 않을 뿐만 아니라, 교반날개의 회전이 전체 쓰레기에 대해 균일하게 적용되므로 공정 및 발효 시간을 대폭 절감시킬 수 있게 된다.
게다가 컨베이어와 가압롤러에 의해서 물기가 어느 정도 제거된 상태에서 교반, 발효되므로 증발가스의 양이 현저히 감소하여 악취를 유발하지 않게 되며, 그만큼 세균의 번식을 억제할 수 있게 되는 유용한 효과를 가진다.
이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 교반발효장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 교반발효장치의 측단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 교반발효장치의 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 교반발효장치는 반구 형태인 돔(DOME)형 커 버(1) 내에 장착된 것으로, 돔형 커버(1) 상부에는 힌지 수단 등으로 회동 가능한 투입구 커버(2)가 구비되고, 내부에 음식물 쓰레기를 교반시킬 수 있는 외통체(3)가 마련되며, 상기 외통체(3) 상단에는 투입구 커버(2)를 열었을 때 외통체가 개방되도록 투입구(4)가 형성된 개략적인 구성을 취하고 있다.
보다 구체적인 구성 설명을 위해 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 외통체(3) 내부에는 복수개의 교반날개(11)를 형성한 메인축(10)이 수평하게 설치되고, 상기 교반날개의 회전 방향측에 분쇄판(12)이 장착되는데, 분쇄판(12)은 끝단부 양측에 절단부를 형성하고 각 절단부 사이는 ?quot; 형상의 여유 공간부를 형성하고 있으며, 또한 외통체(3)의 반원통형으로 형성된 바닥에는 방사 상으로 소정 간격(배출 공간)을 이룬 복수개의 마찰판(13)이 구비되고, 외통체(3)의 반원통형 하부 외면에는 음식물 쓰레기의 교반시 미생물이 활성화 될 수 있는 온도 조건(60 내지 70)까지 교반실 온도를 상승시킬 수 있는 가열기(15)가 부착되어 있으며, 이와 같은 구조는 앞서 본 발명자가 제안한 바 있는 선행기술의 상세한 설명을 통해 보다 구체적으로 이해할 수 있으므로, 이에 관한 상세한 설명은 생략하며, 이후의 설명에서도 선행기술의 작용 설명과 같이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 외통체(3) 상부에 형성된 투입구(4)에는 상기 메인축(10)의 구동과 연동하여 회전하는 한 쌍의 평행한 제1축(20a) 및 제2축(20b)이 회동 가능하게 구비되고, 상기 제1축 및 제2축에는 각각 음식물 쓰레기를 분쇄시킬 수 있는 슬래더(SHREDDER)(22)가 장착된다.
모터(6)의 구동으로부터 슬래더(22)까지 연동하는 과정은, 도 1에 도시된 바와 같 이, 모터(6)의 구동축(7)에 형성된 스프로킷(SPROCKET)이 그것과 평행한 축인 감속축(8)의 스프로킷과 연결되어서, 감속축에 의해 모터의 회전수가 감속되며, 다시 감속축(8)의 스프로킷이 메인축(10)의 스프로킷과 연결되는 형태로 하여 메인축(10)이 적절한 회전속도를 갖도록 구성된다.
또한, 메인축(10)에 형성된 스프로킷은 제1축(20a)의 일단에 형성된 스프로킷과 연결되고, 제1축(20a)의 타단에 제1기어(21a)가 마련되어서 제2축(20b)의 타단에 형성된 제2기어(21b)와 상호 합치되어서 제1축(20a) 및 제2축(20b)이 상호 동일 회전비로 회전할 수 있도록 구성되는 것으로, 이상의 회동 장치 구성은 회전속도와 감속비 등을 고려하여 다양한 형태로 변경될 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 슬래더(22)와 교반날개(11) 사이에는 음식물 쓰레기의 물기를 제거하는 가압 및 압출 수단이 마련된다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 슬래더(22) 하부에는 우측으로 상향 경사진 컨베이어(23)가 구비되고, 상기 컨베이어(23) 일단 상부 측에는 가압롤러(24)가 구비된다.
아울러, 상기 컨베이어(23)의 하부에 소정 거리 이격 설치된 유수판(25)은 상기 컨베이어(23)와 동일한 경사 각도를 가지도록 좌측으로 하향 경사지게 설치되고, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 유수판(25)의 하향 경사측 선단에는 일단에 배수구(27)가 형성된 집수관(26)이 구비되며, 바람직하게는 상기 집수관(26)이 외통체(3)의 측벽 내측 또는 외측에 설치되어 지지될 수 있도록 구성한다.
도 3에 도시된 바와 같이 집수구(27)는 배수관(28)을 통해서 돔형 커버(1) 내부에 형성된 집수탱크(30)와 연결되며, 집수탱크(30) 일측에는 배수밸브(31)가 형성되어 있다.
이때, 도시하지는 않았지만, 배수밸브(31)의 개방은 집수탱크(30) 내에 물의 충진 량을 검출하는 센서와 연동하여 자동으로 개폐되도록 할 수 있고, 수동으로 개폐되도록 할 수도 있음은 물론이다.
또한, 집수탱크(30)에 충진된 물을 정화시킨 상태에서 하수구로 배출되도록 하기 위해서 집수탱크(30) 내부에 필터(미도시)와 같은 물리적인 정화수단이나, 자외선 램프(미도시)를 설치하여 살균 작용을 하도록 할 수 있다.
이하에서는 상기 구성에 따른 교반발효장치의 작용을 설명하며, 다만 분쇄판(12)이 장착된 교반날개(11)와, 외통체(3) 하부에 형성된 마찰판(13) 및 가열기(15) 구성은 앞서 본 발명자가 제안한 선행기술의 구성 및 작용과 유사하므로, 이에 관한 설명은 생략한다.
사용자에 의해 본 발명의 교반발효장치에 전원이 인가되면, 전술한 바와 같이 모터(6)의 구동이 감속축(8)에 의해 감속되어 메인축(10)을 저속으로 회전시켜서 교반날개(11)가 선회되고, 이와 동시에 메인축(10)과 연동하는 제1축(20a)과, 제1축(20a)에 연동하는 제2축(20b)이 회전하면서 슬래더(22)가 구동된다.
물론, 도시하지는 않았지만, 상기 컨베이어(23)와 가압롤러(24) 역시 메인축(20)의 회전력 또는 제2축(20b)의 회전력을 이용하여 스프로킷/체인 또는 기어와 같은 적절한 연결수단을 통해 연동하게 할 수 있다.
이러한 구동 과정 중, 투입구(4)를 통해 음식물 쓰레기가 투입되면, 음식물 쓰레기 는 슬래더(22)에 의해서 분쇄되어 적절한 크기로 분쇄되는데, 상기 분쇄된 음식물 쓰레기의 크기는 슬래더(22)의 날개폭과, 슬래더(22)에 형성된 칼날의 이격 거리 및 날개 높이 등에 따라 결정된다.
슬래더(22)를 통과하면서 분쇄된 음식물 쓰레기는 컨베이어(23)에 투하되어 이동하고, 이동된 음식물 쓰레기는 가압롤러(24) 사이를 통과하면서 가압된다.
즉, 가압롤러(24)는 컨베이어(23)를 구성하는 일측 롤러(도면 상 우측 롤러)와 서로 반대 방향으로 회전하면서 컨베이어 벨트 상에 놓인 음식물 쓰레기를 눌러서 물기를 짜는 역할을 수행하는 것으로, 컨베이어(23)는 앞서 설명되고 도시된 바와 같이 반드시 경사질 필요는 없고, 수평으로 설치되어도 무방하다.
가압롤러(24)와 컨베이어(23) 사이에서 압출, 발생된 물은 컨베이어(23)의 하부에 형성된 유수판(25)으로 낙하하여 유수판(25)의 경사에 따라 도면 상 좌측으로 하향 이동한 뒤 집수관(26)으로 수집되는 한편, 물기가 제거된 음식물 쓰레기는 외통체(3) 저부로 낙하하여 교반날개(11) 및 가열기(15)에 의해서 적정한 온도 하에서 교반, 발효된다.
앞서 설명된 바와 같이 집수관(26)으로 수집된 물은 도 3에 도시된 바와 같이 배수구(27)를 통해 배출되어 배수관(28)을 따라 이동하여 집수탱크(30)에 충진되고, 집수탱크(30)에 충진된 물은 배수밸브(31)가 개방되었을 때, 토출되어 하수도로 버려진다.
이와 같이, 상시 슬래더(22)는 교반실로 유입되는 음식물 쓰레기의 크기를 적절한 크기로 미리 분쇄하여 투입하게 하고, 또한 컨베이어와 가압롤러는 음식물 쓰레기의 물기 함유량을 최소화되게 하여 교반실로 유입되게 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 교반발효장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 교반발효장치의 측단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 교반발효장치의 평면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 돔형 커버 2 : 투입구 커버 3 : 외통체
5 : 배출구 커버 6 : 모터 7 : 구동축
8 : 감속축 10 : 메인축 11 : 교반날개
13 : 마찰판 15 : 가열기
20a : 제1축 20b :제2축 22 : 슬래더(SHREDDER)
23 : 컨베이어 24 : 가압롤러 25 : 유수판
26 : 집수관 30 : 집수탱크

Claims (3)

  1. 음식물 쓰레기를 교반하면서 미생물에 의해 발효처리되도록 상단에 투입구가 구비되고 저부 소정 위치에 배출구가 구비된 외통체와, 상기 외통체 내부에 모터와 연결된 메인축이 구비되고, 메인축 외주면에 복수개의 교반날개가 구비되며, 외통체 일측에 가열기가 부착된 교반발효장치에 있어서,
    상기 외통체의 투입구에 슬래더(SHREDDER)가 구비된 한 쌍의 제1축 및 제2축이 구비되고, 상기 슬래더와 교반날개 사이에 컨베이어 및 가압롤러가 구비되며, 상기 컨베이어의 하부에 유수판 및 집수관이 설치되어서, 슬래더에서 분쇄된 음식물 쓰레기가 컨베이어와 가압롤러 사이에서 가압, 압출되어 물기가 제거된 상태로 교반되도록 구성된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리용 교반발효장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1축은 메인축과 연결되고, 상기 제2축은 제1축의 타단과 기어로 합치되어서, 제1축은 메인축에 연동하여 회전되고, 제2축은 제1축에 연동하여 회전되게 한 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리용 교반발효장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유수판은 외통체의 측벽으로 하향 경사지게 설치되고, 상기 집수관은 유수판의 하향 경사진 단부의 외통체 측벽에 설치되어서 음식물 쓰레기에서 압출된 물이 유수판을 따라 집수관에 모여 하수구로 방출되며, 상기 집수관의 일단에 집수구가 형성되고, 상기 집수구는 집수탱크와 배수관으로 연결되며, 상기 집수탱크 일측에 배수밸브가 형성된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리용 교반발효장치.
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