KR20150076269A - 다중이용시설의 후방작업장에 발생하는 음식물쓰레기를 즉시 처리하는 감량처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중이용시설의 음식물쓰레기를 모아두지 않고 발생할 때마다 바로 처리하는 음식물쓰레기 감량처리장치를 개시한다.
음식재료를 다듬고 씻으며 먹고 남은 그릇을 설거지할 때 발생하는 음식물쓰레기는 모아두면 바로 부패하기 때문에 악취가 나고 쥐나 파리 등 병원성 짐승과 해충이 꼬이기 십상인 데, 본 발명은 환경에 순응하는 음식물쓰레기 처리장치로 쓰레기가 발생하는 후방작업장에서 바로 처리할 수 있도록 싱크조와 처리조로 병열구성하되, 싱크대 하부에 1차 사용한 물을 재사용할 수 있도록 중수탱크를 구비하고 음식물쓰레기를 분쇄할 때 쓰는 용수나 처리장치의 사용 후 세정용수로 공급하여 기존의 처리기의 악취요인을 제거할 수 있도록 하였으며, 처리조는 투입호퍼와 크라싱라우터 분쇄기와 유압탈수기 및 무수찌꺼기 키이크 포장기를 구비하여 일관작업이 되도록 하였다.
투입호퍼의 뚜껑을 열고 고기 뼈와 조개껍질 등 주방에서 발생하는 음식물쓰레기는 구분 없이 반경 5cm, 길이 20cm 이하이면 무엇이던 파쇄가 가능한 찝고, 부수고, 갈게 되는 삼삭기능의 삼축 파쇄날이 상반되게 연접하는 한쌍의 크라싱라우터가 서로 맞물려 돌아가며 분쇄한 음식물쓰레기를 하부의 유압탈수기 압축하우징의 적충부에 투하되도록 되어 있는 데, 일정량이 쌓이면 감지센스나 스위치의 작동신호를 받아 유압조절변의 자동행정에 따라 탈수하게 된다.
이 때 추출된 오수나 액즙은 드레인 트레이로 모여들어 하수도로 배출되고 80%이상 감량된 무수찌꺼기 케이크는 반출도어로 내려가 쓰레기봉투에 포장되고 종래 처리기의 악취를 해소하는 처리장치의 세정작업을 제어판의 콘토롤로 예비가동함으로써 깔끔하게 처리하는 음식물쓰레기 감량처리장치이다.

Description

발생할 때마다 바로 처리하는 다중이용시설의 음식물쓰레기 감량처리장치{Pure Treatment Machine reducing all of Food-waste from Eating House Rear}

본 발명은 다중이용시설의 후방에서 발생하는 음식물쓰레기의 감량처리장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 현존의 상하수도 체계를 바탕으로 배출기준을 준수하며 자연에 순응하는 처리방법과 그 장치에 관한 것으로 저에너지와 절수가 가능한 간명하고 효율적인 구조를 구비하여 음식재료를 다듬거나 먹고난 식기를 세척할 때 발생하는 음식물쓰레기를 분리수거하여 쌓아두지 않고 바로 처리하여 해충과 악취를 방지하는 음식물쓰레기 감량처리장치를 개시하는 것이다.

우리나라는 우리나라는 음식물쓰레기의 매립과 소각 및 해양투기는 법적으로 규제하고 있으며 분리수거하여 쌓아놓다 보니 부패가 진행되고 악취가 진동하여 처리에 난항을 초래하고 있어 년간 전국적 처리비용이 24조원에 이르고 있다.

음식물쓰레기는 특성상 염분이 많고 쌓아 놓으면 부패하기 쉬워 침출수와 악취로 인해 환경이 오염되기 쉬우므로 발생즉시 처리하는 것이 비용과 품이 적게 들어가는 바람직한 방법이다. 처리방법에 있어서도 고에너지와 처리방법이 또 다른 처리과제를 요구하는 방법이나 장치는 지양하고 자연에 순응하는 처리방법과 장치에 방점을 두어야 할 것이다.

주방의 싱크대에 부착하여 소량의 주방용 음식물쓰레기를 디스포저로 분쇄하여 하수도로 배출하는 방법으로는 미국특허 제7, 971, 810호등이 개시되고 있으나 우리나라의 상하수도 체계에서는 배관이 막히는 등 부작이 있어 적용이 쉽지 않다.

가정에서 분리수거하여 음식물종량제로 수집하여 처리하는 대량처리기로는 특허 제10-2010-0107181호와 제10-2011-01477086 등이 개시되고 있으나 음식물쓰레기의 처리효율에만 집중한 나머지 에너지소비가 과중하고 분리수거 시 동원되는 주부들의 부역이 고통스런 점이 걸린다.

그 외 소멸발효방식의 음식물처리기로는 특허 제1999-016957이 있으며,

분쇄하여 탈수한 케이크로 반출하는 음식물쓰레기처리기로는 공개번호 10-2013-0063262호가 있으며, 파쇄 후 교반건조하는 시스템으로는 특허 제10-1026405호 (2011년 3월 25일)가 개시되었고, 건조로로 건조하여 펠릿을 제조하는 음식물쓰레기 처리기술로는 공개번호 제10-2012-0097619호 개시되고 있다.

비특허 문헌자료로는 2013년 10월 11일 건설기술연구원에서 배출시설기술협회와 공동개최한 스마트음식물쓰레기처리기술에 대한 국제포럼보고서와 음식물류페기물의 자원화 현황 및 발전방안, 국립환경연구원, 2004와 친환경도시만들기, 이정형외, 구미서관, 2008 등이 배경기술의 문제점과 개선방향을 제시하고 있다.

1. 특허 제10-2010-0107181호 2. 특허 제10-2011-01477086 호 2. 특허공개 제10-2013-0063262호 3. 특허공개 제10-2012-0097619호 4. 특허공개 제10-2012-0097619호 5. 미국특허 제7, 971, 810호

1. 배출시설기술협회와 공동개최한 스마트음식물쓰레기처리기술에 대한 국제포럼보고서, 건설기술연구원, 2013. 10. 2. 음식물류페기물의 자원화 현황 및 발전방안, 국립환경연구원, 2004 3. 친환경도시만들기, 이정형외, 구미서관, 2008

상기한 종래의 음식물쓰레기 처리기술과 장치에서는 분리수거라는 접근방법의 잘못으로 인하여 미증유의 처리비용과 혐오시설로 야기되는 음식물쓰레기의 처리고충에 집착한 나머지 효율성과 스마트한 기술개발에만 치중하다 보니 우리나라의 상하수도 운용체계와 자연에 순응하는 처리를 개시하지 못하고 고에너지와 고가의 처리장비를 제공하는 것과는 달리 획기적인 처리대안을 제시하지 못하는 안타까운 실정이다.

본 발명의 해결과제는 음식물쓰레기가 대량으로 발생되고 있는 다중이용시설의 후방이라는 사용환경과 종사자들의 작업동선을 고려해서 최소의 투입으로 최대한의 rf가 실현되는 처리장치를 개시할 수 있어야 한다. 따라서 최소의 설치공간과 최소한의 품을 전제조건으로 수용하고, 에너지와 상수도를 절수할 수 있을 뿐만 아니라 우리나라의 상하수도체계와 자연에 순응하는 처리방법과 장치의 발명이라는 목적을 달성하는 것이 핵심과제가 된다.

아울러 악취로 고통 받고 있는 종래처리기의 악취 발생요인을 제거함과 더불어 다중이용시설에 있어서 환경위생에 초미의 관심사인 음식재료의 오염을 미연에 차단하기 위하여 부패하기 전에 발생할 때마다 바로 바로 처리할 수 있는 음식물쓰레기 처리장치를 개시하는 것이 된다.

다중이용시설의 음식물쓰레기는 이수시게와 휴지 등 이물질이 혼재할 뿐만 아니라 고기 뼈와 조개껍질 등 파쇄가 쉽지 않는 고형물과 맛을 내기위해 간을 맞추다 보니 염분이 많고 수분이 52~85%인 젖어 있는 음식물쓰레기가 대분이라는 특징을 살피건 데, 저에너지의 안전한 탈수장치가 강구되어야 한다. 따라서 수분과 액즙을 제거하는 것이 가장 대표적인 rf가 되는 것이며. 고도의 파쇄성능을 발휘하는 분쇄기의 구조가 필요하다.

그리고 또 다른 해결수단으로서는 세척수로 흘러 보내는 다량의 상수도를 집수하여 중수도로 활용하여 분쇄용수나 사용후 처리장치의 세정용수로 재사용하는 장치가 강구되어야 할 것이다.

또 다른 목적은 사용환경의 적응도를 높이고 사용과 유지보수에 용이성을 확보하기 위하여 구조의 간명성과 견고성을 겸비하는 것이 될 것이다.

이상과 같은 해결수단을 융합하고 작업단계마다 안전과 적기작동을 콘트롤 하는 제어장치를 구비하는 것이 본 개시발명의 화룡점정이 된다.

본 발명의 음식물쓰레기 처리장치는 싱크조와 처리조가 병열로 구비되어 설치공간이 작고 동선이 짧아 일품을 최대한 절감할 수 있고 발생장소에 근접하여 처리기가 입지함으로 발생할 때마다 바로 처리할 수가 있어 음식물쓰레기가 환경위생을 중시하는 실내에서 부패하기 전에 처리하는 효과는 엄청나다고 할 것이다.

사용용수가 중수로 재사용되므로 상수도의 절수가 20%이상이고, 사용 후 처리장치의 세정이 기능적으로 작동하게 되므로 악취가 없는 쾌적한 후방을 유지하는 것은 다중이용시설의 자부심이 될 것이다.

음식물쓰레기의 감량처리가 우리나라 상하수도 체계와 자연에 순응하는 방법으로만 처리하여도 발생 음식물쓰레기의 80% 이상이 감량이 가능하여 우리나라의 음식물처리기 배출허용기준인 20%에도 부합하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 음식물쓰레기의 감량처리장치의 구성을 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 2는 크라싱라우터로 구성된 분쇄기의 구조를 나타내는 평면도(2 a)와 단면도(2 b)이다.
도 3은 유압탈수기의 구조를 나타내는 평면도(3 a)와 하우징의 개략적인 사시도(3 b)이다.
도 4는 본 발명의 구조를 나타내는 정면단면도(4 a)과 측면단면(4 b)이다.
도 5는 분쇄기의 치절구조(5 a), 연접상태(5 b), 맞물림상태(5 c)표시한 평면도와 치절라우터(5 d), 크라싱라우터구조(5 e)를 나타낸 개략적 사시도이다.
도 6은 본 발명의 음식물쓰레기 감량처리장치의 작동을 컨트롤하는 제어판의 블록도이다.

본 발명을 실시하기 위하여 제어판의 블록도와 부문별 도면을 근거로 상세하게 설명하는 것은 본 발명의 취지와 특장을 더욱 분명하게 할 것이다.

도 1에서 나타난 바와 같이 다중이용시설의 후방환경에 적응하는 수단으로서 본 발명의 음식물쓰레기 감량처리장치는 싱크조와 병열로 처리조를 구비하고 제어판을 연결하는 스위치(106)가 전면에 장착되어 있다. 그릇을 씻거나 음식재료를 다듬는 싱크(100)하부에는 중수탱크(101)와 급수펌프(102)를 구비하고, 처리조는 투입호프(120)와 분쇄기(130), 탈수기(140) 및 무수찌꺼기 포장기(152)가 처리된 음식물쓰레기가 자연스럽게 투하되도록 수직으로 구비된다.

도 6의 블럭도를 보면 제어부가 감지센스(123, 146)와 스위치의 신호를 받아 급수펌프(102), 전동벨브(114, 115, 116), 분쇄기의 구동모터(131), 탈수기의 유압펌프(141)의 가동여부를 결정하고, 안전한 상황이라 판단되면 정격가동을 위한 출력을 조절하여 필요한 장치의 작동을 지속하거나 중지하도록 구성하고 있다.

음식물쓰레기를 투입하는 호프(120)에는 힌지로 결합된 뚜껑(105)을 열고 닫게 하며 처리기의 상판덮개(104)는 싱크와 투입호프를 프레스로 성형한 것으로 싱크에는 초벌세척수와 행굼물을 구분하여 집수하는 드레인커브(103)와 거름망이 투입호프에는 음식물과 금속이물질을 감지하는 센스(123)가 설치되어 있고 하저 중앙에 장방형의 분쇄투입구(124)가 뚫려 있다.

도 2에 표시된 바와 같이 상판을 걷어내면 중수탱크(101)의 수면을 보게 되고 분쇄기(130)의 구동모터(131) 감속기(132) 및 제어판(108)이 장착된 동력실과 상부의 가장자리에 호프세척용 분사림(131)과 분쇄투입구(124)하부 가장자리를 따라 설치된 분쇄기 분사림(139) 아래에 크라싱라우트(137)가 장착된 처리룸으로 분할하여 구동 시에 오물이나 물기가 동력실에 비산되거나 흘러가지 않도록 차단하고 있다.

구동모터와 분쇄기 간의 동력전달수단은 간벽을 관통하는 체인(133)으로 전달된다. 동력을 전달받은 축동샤프트(134)의 양단을 축동기어(135)와 추동기어(136)로 맞물리게 하여 반대방향으로 회전하도록 기어트레인을 연결함으로써 크라싱라우터(137)의 분쇄파워가 전반적인 균형을 이루게 된다. 크라싱라우트(137)와 구획되는 간벽위에 샤프트의 베어링 블래킷을 설치하고 고정볼트(138)에 너트를 채운다음 안전핀으로 너트의 이탈을 방지하고 있다.

크라싱라우터(137)의 파쇄날(110)의 구조는 도 5에서 보는 봐와 같이 원반을 120도의 간격으로 돌출부(111)와 오목한 요부(112)를 갖도록 3개의 방향으로 조성하고 연접하는 파쇄날은 역삼각이 되도록 배열하면 60도마다 파쇄날의 돌출부(111)가 반대방향으로 회전하는 상대편 크라싱라우트의 파쇄날의 오목한 요부(112)와 5 c의 그림처럼 맞물리면서 음식물쓰레기를 찝고 파쇄하고 마모하는 3삭 작용을 연속적으로 가하게 되어 딱딱한 고기 뼈나 조개껍질도 쉽게 분쇄할 수 있게 된다.

이와 같은 크라싱라우트(137)는 직경이 150mm 이상인 대구경 샤프트를 레이저밀링기로 절삭하여 조성할 수도 있고 두꺼운 강판을 프레스로 재단하여 다각형 샤프트에 끼워서 채결하여 조성할 수도 있으며 주물방식으로 성형한 후 선반가공으로 제작하는 등 다양한 방법이 동원될 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이 파쇄된 음식물쓰레기는 하부로 떨어져 내려 탈수기의 하우징(142)내부 바닥에 형성된 배수구멍(118)을 무수히 천공한 스크린필터구조의 적충부(144)위에 쌓이게 된다. 일정량이 쌓인 정보가 감지센스(146)로 입수되거나 스위치(106) 탈수버턴의 신호를 받으면 제어부의 유압조절변(140)의 작동행정에 따라 탈수하우징(142)내에 우측 압축패드(148)의 실린더가 유압으로 신장되어 하우징의 압축부위(144)로 쌓인 쓰레기를 밀고 들어가 압착하며 탈수를 하게 된다.

압출된 오수와 즙은 하우징의 바닥과 전 후 벽면에 뚫린 배수구멍(118)으로 빠져나가서 드레인 트레이(150)로 흘러들어 드레인 파이프(165)로 배출, 하수도체계에 따라 정화조로 이송하거나 종말처리장으로 송출된다.

탈수된 무수찌꺼기 케이크는 제어부의 유압조절변(140)의 행정에 따라 반출실린더(149)의 유압이 압축실린더(147)로 전가되어 하부로 열리는 반출도어(151) 위로 이송되고 다음 행정으로 압축실린더(147)의 유압이 풀리면서 압축패드가 무수찌꺼기 케이크로부터 떨어져 나가면 무수찌꺼기 케이크는 자중에 의해 반출도어(145)를 밑으로 열고 내려간다. 이 때 반출도어가 열리면서 쓰레기봉투의 상단을 잡고 있는 개구봉(154)을 추동하여 입구가 열리는 봉투(108)속으로 투입되고 열융착으로 밀봉하면 포장이 마무리 된다. 이상과 같은 본 발명의 구체적 해결수단을 구현한 음식물쓰레기 처리장치는 표 1의 스펙으로 정리할 수 있다.

구 분	특 징
1. 1일 음식물쓰레기 처리용량	최대 100kg
2. 분쇄기 구동모터 용량	1.5kw (2마력)
3. 분쇄기의 회전속도	100~200rpm
4. 바람직한 처리기 용적	1400 x 800 x 860mm

본 발명의 최종목표인 음식물쓰레기 감량처리장치는 3축 파쇄날로 조성한 크라싱라우터의 고성능 분쇄와 유압으로 압착하는 탈수하우징 구조와 중수탱크의 저장수로 처리장치를 사용 후에 말끔히 세정하는 일련의 자연에 순응하는 처리방법과 처리장치로 구체적 해결수단을 강구함에 따라 80% 이상 감량처리함과 아울러 다중이용시설의 후방환경이 청결하게 유지할 수 있음으로 충분하게 달성하게 됨을 입증하는 것이다.

마지막으로 무수찌꺼기 케이크가 미끄러져 내려간 다음 행정으로 반출패드와 압축패더가는 원상으로 복귀하면 처리장치의 잔류물을 청소하는 세정단계가 된다. 이 과정을 소홀히 하는 종래의 처리기는 악취로 종사가가 심한 고통을 받게 되고 청결해야 될 다중이용시설의 환경위생을 오염하고 있었으나 본 발명의 음식물쓰레기 감량처리장치는 흘러 보냈을 행금물을 저장한 중수탱크(101)에 모아둔 중수로 온전하게 세정을 하게 된다.

청소버턴의 신호를 받은 제어판은 급수펌프(102)를 가동하고, 도 4의 정면단면도에 도시한 전동밸브(114, 115, 116)를 모두 열어 투입호프와 분쇄룸의 분사림(131)과 탈수하우징의 분사노줄(155)을 통하여 세정수를 살수하며 일정시간 예비가동을 함으로써 투입호프(130)와 분쇄기의 크라싱라우터(147)의 파쇄 날의 사이사이와 탈수하우징(142)의 스크린필터 배수구멍(118과 드레인 트레이(150)의 내부에 꼬여있는 오물과 잔여물을 구석구석 말끔하게 세정하게 된다.

하루의 일과가 마무리되면 중수탱크의 잔류수도 급수펌프 앞에 장착한 배수밸브(117)를 열어 후방청소용수로 사용하거나 하수도로 방류하여 깨끗하게 비워둠으로써 중수탱크 내 부패요인을 완전히 제거한다.

다중이용시설의 음식물쓰레기는 다량으로 발생되고 이의 비위생적 처리로 많은 부작용이 일어나고 있는 실정이다.

따라서 우리나라의 상하수도체계를 수용하며 배출물시설기준에 부합하는 본 발명의 음식물쓰레기 처리장치는 환경에 순응하는 처리기술로 인하여 현업에 바로 사용할 가능성이 특별히 높다고 하겠다.

100 싱크 101 중수탱크 102 급수펌프 103 드레인커브 104 상판덮개 105 투입호퍼뚜껑 106 작동스위치 108 제어판 109 점검도어 110 분쇄기 치절구조 111 돌출부 112 오목요부 113 치절라우터 114 투입호퍼 전동벨브 115 분쇄기 전동벨브 116 탈수기하우징분사노즐 117 배수벨브 118 스크린필터 배수구멍 120 투입호퍼 121 호퍼 분사림 122 전동벨브 123 감지센스 124 분쇄투입구 130 분쇄기 131 구동모터 132 감속기 133 동력전달체인 134 축동샤프트 135 축동기어 136 추동기어 137 크라싱라우터 138 샤프트 고정볼트 140 탈수기 유압조절변 141 유압펌프 142 압축하우징 143 파쇄쓰레기 적충부 144 압축부 145 반출도어 146 감지센스 147 압축패드 148 압축실린더 149 반출실린더 150 드레인 트레이 151 반출도어 힌지 152 포장기 153 열 융접봉 154 봉투개구봉 155 탈수하우징 분사노즐

Claims (5)

1. 다중이용시설의 음식재료를 다듬거나 먹고 난 그릇을 씻는 후방작업장에서 발생하는 음식물쓰레기를 발생하는 장소에서 바로 처리하기 위한 싱크조와 처리조를 병렬로 구비하여 1차 사용한 수도물을 저장하는 중수탱크와 급수펌프를 싱크대 하부에 장착하고 제어판이 컨트롤 하는 전동벨브로 연결된 분사림으로 분쇄용수와 처리장치의 사용 후 세정용수를 살수하여 청소하도록 하는 구조와 결합한 투입호퍼와 한쌍의 크라싱라우터로 이루어진 분쇄기로 음식물쓰레기를 파쇄한 다음 탈수하우징 내에 좌우의 유압실린다를 유압펌프에 장착한 유압조절변의 작동행정에 따라 압축하여 탈수한 무수찌꺼기 케이크를 반출도어로 이송하여 쓰레기봉지로 포장하는 설비를 일관처리하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 감량처리장치
2. 제1항에 있어서
   음식물쓰레기를 1회전에 3삭으로 찝고 분쇄하고 갈 수 있게 원반형 소재를 120도 간격으로 돌출부와 요부가 교대하도록 파쇄날을 형성한 후 상호 반대방향으로 연접하는 일단의 치절라우터를 구성하고 이와 같은 구조의 상대편 치절라우트를 서로 맞대어 반대방향으로 돌아가면서 상대편 라우터의 파쇄날의 돌출부가 맞은편의 파쇄날의 오목한 요부로 들어가며 투입쓰레기를 파쇄하도록 구성한 크라싱라우터의 양단 샤프트에 동력을 전달하는 기어 트레인을 장착함으로써 분쇄기 전반에 파쇄력의 균형을 이루는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 감량처리장치
3. 제1항에 있어서
   분쇄된 음식물쓰레기를 탈수로 감량하기 위한 압축탈수 하우징을 분쇄물의 추출액이 빠져나가는 배수구멍을 하단과 전후 3면에 천공한 적충부와 압착탈수부 그리고 하부로 열리는 반출도어부로 구성하고, 적충부와 압착탈수부의 오수를 수집하는 드레인 트레이로 에워싼 다음 좌우압축패널에 반배방향으로 작동하는 유압실린더를 장착하여 제어판이 콘트롤하는 유압조절변의 작동행정에 따라 유압실린다가 신축함으로써 압축과 반출 및 원상복귀가 연속적으로 작동되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기의 감량처리장치
4. 제1항에 있어서
   후방작업에서 사용한 물을 재사용하기 위해 싱크대 하부에 장착한 중수탱크로 집수하고 제어판의 콘트롤 신호에 의하여 작동하는 급수펌프와 전동벨브로 투입호프와 분쇄기의 분사림 및 탈수기의 분사노즐로 살수하여 분쇄용수와 처리장치의 사용 후 세정용수를 공급하여 청소하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기의 감량처리장치
5. 제1항에 있어서
   싱크조의 중수탱크와 급수펌프, 분사림의 전동벨브, 투입호프의 음식물쓰레기 투입여부와 금속이물질을 감지하는 센스, 분쇄기, 분쇄된 쓰레기의 적충량을 감지하는 센스, 유압조절행정에 따른 탈수와 무수찌꺼기의 반출, 추동신호 포장봉투를 융접하고 절단하는 과정을 포함하여 일관하여 콘트롤하는 온오프, 분쇄, 탈수, 포장, 세정 스위치를 구비한 제어판을 특징으로 하는 음식물쓰레기의 감량처리장치

Images