KR20180106072A

KR20180106072A - 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치

Info

Publication number: KR20180106072A
Application number: KR1020170033648A
Authority: KR
Inventors: 권상동
Original assignee: 권상동; 주식회사 대력
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2018-10-01

Abstract

본 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것으로, 특히 음식물 쓰레기의 처리시 발생하는 폐수를 재사용하여 음식물 쓰레기의 원활한 이송을 이루도록 하고 악취발생을 방지하거나 최소화하는 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것이다. 구성은 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치로서, 공동주택의 각 가정 개수대의 하부에 설치된 분쇄기로부터 분쇄되어 배수관을 통해 배출되는 음식물 쓰레기를 이송하도록 건물 상층에서부터 지하층까지 설치되는 이송관과; 상기 이송관의 일 측과 연결되어 이송되는 음식물 쓰레기에 포함된 수분을 탈수시키는 탈수수단과; 상기 탈수수단의 일 측에 위치하여 탈수 동작에 의해 분리되는 폐수를 상기 이송관의 일 측으로 공급하여 재사용토록 하는 폐수순환수단과; 상기 탈수수단의 타 일 측에 위치하여 분리되는 음식물 쓰레기를 분해, 건조처리하도록 교반기와 탈취수단과 열교환수단 및 유체배출수단으로 이루어지는 쓰레기 분해수단; 을 포함한다.

Description

공동주택 음식물 쓰레기 처리장치{Food waste processor in Apartment Housing}

본 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것으로, 특히 음식물 쓰레기의 처리시 발생하는 폐수를 재사용하여 음식물 쓰레기의 원활한 이송을 이루도록 하고 악취발생을 방지하거나 최소화하는 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 아파트, 연립, 빌라와 같은 공동주택의 각 가정에서 발생 되는 음식물 쓰레기는 공동주택의 한쪽에 설치한 쓰레기통에 일반 쓰레기와 분리수거하였다가 차량을 이용하여 수거한 후, 소각처리 또는 매립처리하고 있다.

한편, 음식물 쓰레기는 다른 일반 쓰레기에 비해 수분과 냄새를 많이 함유하고 있기 때문에 신속한 처리가 이루어지지 않을 경우 세균번식과 전염병 발생 및 악취발생 등의 주원인이 된다.

이에 따라, 악취를 최소화함은 물론 세균번식과 전염병 발생을 방지하거나 최소화할 수 있는 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치가 요구되었고, 이에 부합하여 음식물 쓰레기를 분쇄 처리하는 분쇄기(Disposer)와 같은 다양한 구성의 음식물 쓰레기 처리장치가 제시되고 있다.

그러나 종래의 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치는 음식물 쓰레기의 처리가 편한 장점은 있으나 하수도로 바로 배출시키기 때문에 음식물 쓰레기가 하수도에 퇴적되거나, 하수처리장 용량을 초과하여 배출되어 하수처리가 원활하게 이루어지지 않기 때문에 수질오염과 악취 등의 발생을 해소하지 못하는 문제점이 있었다.

또, 종래의 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치는 각 가정에서 배출, 낙하하는 음식물 쓰레기를 분해, 건조기로 이송하는 배관이 수평으로 배치되기 때문에 음식물과 함께 배출되는 물의 양이 적을 경우 원활한 이송이 이루어지지 않기 때문에 많은 양의 물이 소비되는 문제점이 있다.

또한, 수평 배관에 음식물 쓰레기가 퇴적되어 배관이 막히거나 악취가 각 가정으로 역류함은 물론 벌레가 발생하는 등의 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2008-0094166호

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 음식물 쓰레기 처리시 발생하는 폐수를 강제 순환시켜 수평 관 내에서 음식물 쓰레기의 원활한 이송을 이루도록 함으로써, 퇴적과 막힘을 예방하고 물의 소비를 최소화하며 쾌적한 환경을 도모하는 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 음식물 쓰레기의 분해 효율 향상을 통해 음식물 쓰레기 처리 효율을 높이고, 환경오염을 최소화하며, 쓰레기 운송처리 과정에서 발생하는 에너지 소모와 경제적 손실을 최소화하는 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치로서, 공동주택의 각 가정 개수대의 하부에 설치된 분쇄기로부터 분쇄되어 배수관을 통해 배출되는 음식물 쓰레기를 이송하도록 건물 상층에서부터 지하층까지 설치되는 이송관과; 상기 이송관의 일 측과 연결되어 이송되는 음식물 쓰레기에 포함된 수분을 탈수시키는 탈수수단과; 상기 탈수수단의 일 측에 위치하여 탈수 동작에 의해 분리되는 폐수를 상기 이송관의 일 측으로 공급하여 재사용토록 하는 폐수순환수단과; 상기 탈수수단의 타 일 측에 위치하여 분리되는 음식물 쓰레기를 분해, 건조처리하도록 교반기와 탈취수단과 열교환수단 및 유체배출수단으로 이루어지는 쓰레기 분해수단; 을 포함한다.

상기 이송관은 공동주택의 높이에 따라 수직으로 설치되는 수직 관과, 상기 수직 관의 하단과 연결되고 수평으로 설치되는 수평 관으로 이루어지고, 상기 수평관은 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 탈수수단은 동력원인 모터와, 상기 모터의 회전동작에 연동하여 음식물 쓰레기가 함유하고 있는 수분을 탈수시키도록 외면에 다수 개의 구멍이 형성된 탈수통을 포함하여 이루어지고, 상기 탈수통의 내부 중앙에는 탈수된 음식물 쓰레기를 쓰레기 분해수단으로 원활하게 배출시키기 위한 이송 스크류가 부가되는 것을 특징으로 한다.

상기 폐수순환수단은 폐수저장탱크와, 여과필터와, 수평 관으로 폐수를 공급하기 위한 폐수순환펌프와, 하수도로 배출하기 위한 배출펌프를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 탈취수단은 제1 교반부로부터 배출된 유체(배기가스)의 악취성분을 생물학적으로 분해 제거하는 바이오탈취수단과, 상기 바이오탈취수단으로부터 탈취된 유체를 가열하여 살균과 탈취하는 열적탈취수단과 상기 열적탈취수단으로부터 배출된 유체에 포함된 중금속 성분을 촉매로 제거하는 촉매탈취수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 교반기는, 상부에 위치하며 미생물을 통해 음식물 쓰레기를 분해처리하는 제1 교반부와, 상기 제1 교반부의 하측에 위치하여 제1 교반부에서 분해처리된 음식물 쓰레기의 잔사를 수용하여 건조시키는 제2 교반부와, 상기 제2 교반부의 외주부에 형성되는 열교환부로 이루어지고, 상기 제1 교반부와 제2 교반부 사이에는 다수 개의 통공을 구비한 격판이 형성되어 상, 하 2개의 공간으로 분리되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 음식물 쓰레기의 처리시 발생하는 폐수를 강제로 순환시키는 폐수 순환수단을 통해 수평 관 내부에서 음식물 쓰레기의 이송이 원활하게 이루어지도록 함으로써, 퇴적과 막힘을 방지하고 물의 소비를 최소화하는 효과가 있다.

또, 본 발명은 음식물 쓰레기의 분해 효율 향상으로 쓰레기 처리 효율을 높이고, 악취발생과 환경오염을 최소화하며, 쓰레기 운송처리로 인해 발생하는 에너지 소모와 경제적 손실을 최소화하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 쓰레기 분해수단을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 쓰레기 분해수단의 사시도 이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치의 사용 상태도 이다.
도 5는 본 발명에 따른 쓰레기 분해수단의 사용 상태를 확대하여 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

도 1 내지, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치(1000)는 이송관(100)과 탈수수단(200)과 폐수순환수단(300)과 쓰레기 분해수단(400)으로 대별되어 이루어진다.

상기 이송관(100)은 공동주택의 각 가정 개수대(10)의 하부에 설치된 분쇄기(20)로부터 분쇄되어 배수관(30)을 통해 배출되는 음식물 쓰레기를 이송하도록 건물 상층에서부터 지하층까지 설치된다.

또, 상기 이송관(100)은 공동주택의 높이에 따라 수직으로 설치되는 수직 관(110)과, 상기 수직 관(110)의 하단과 연결되고 수평으로 설치되는 수평 관(120)으로 이루어진다.

즉, 상기 수직 관(110)은 일 측에 각 가정의 개수대(10)에 설치된 배수관(30)의 일단이 연결되어 각 가정에 설치되는 분쇄기(20)에 의해 분쇄되어 배수관(30)을 통해 배출되는 음식물 쓰레기를 아래에 위치하는 수평 관(120)으로 신속하게 이송시키는 역할을 한다.

그리고 상기 수평 관(120)은 수직 관(110)을 통해 이송되는 음식물 쓰레기를 상기 탈수수단(200)으로 원활하게 이송시키는 역할을 한다.

여기서, 상기 수평 관(120)은 음식물 쓰레기의 이송이 원활하게 이루어지도록 경사지게 설치되는 것이 바람직하다.

예컨대, 상기 수평 관(120)의 좌측은 높고 우측은 낮게 경사지게 설치되거나, 좌측은 낮고 우측은 높게 경사지게 설치될 수 있다.

즉, 상기 탈수수단(200)이 위치하는 수평 관(120)의 일단 측은 낮은 경사를 이루고 타 일단 측은 상기 낮은 경사에 비해 높은 경사를 이루도록 설치되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 수평 관(120)의 내부에서 이송되는 음식물 쓰레기를 종래에 비해 훨씬 원활하고 용이하게 상기 탈수수단(200)으로 이송시킬 수 있다.

상기 탈수수단(200)은 이송관(100)의 일 측과 연결되어 이송되는 음식물 쓰레기에 포함된 수분을 탈수시키는 역할을 한다.

즉, 상기 탈수수단(200)은 이송관(100)의 수평 관(120) 일단 하부에 설치되어 유입되는 음식물 쓰레기가 함유하고 있는 수분을 탈수시킨다.

그리고 음식물 쓰레기에서 탈수된 폐수는 상기 폐수순환수단(300)으로 보내지고, 음식물 쓰레기는 상기 쓰레기 분해수단(400)으로 보내져 분해, 건조가 이루어지도록 한다.

이를 위해 상기 탈수수단(200)은 동력원인 모터(210)와, 상기 모터(210)의 회전동작에 연동하여 음식물 쓰레기가 함유하고 있는 수분을 탈수시키는 탈수통(220)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 탈수통(220)은 외면에 원활한 탈수를 위한 다수 개의 구멍(221)이 형성되고, 상기 탈수통(220)의 하부 측에는 탈수되는 폐수를 상기 폐수순환수단(300)으로 배출하기 위한 폐수 배출 라인(230)이 형성된다.

그리고 상기 구멍(221)은 탈수가 신속하고 원활하게 이루어지도록 탈수통(220)의 내면에서 외면으로 갈수록 확장형성되는 것이 바람직하다.

또, 상기 탈수통(220)의 내부 중앙에는 탈수된 음식물 쓰레기를 상기 쓰레기 분해수단(400)으로 원활하게 배출시키기 위한 이송 스크류(240)가 부가 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 이송 스크류(240)는 모터(210)의 회전동작에 연동하도록 설치되거나, 타 측에 설치되는 별도의 모터(미도시)에 의해 구동될 수 있다.

이러한 모터와 이송 스크류의 설치 구성은 다양한 형태로 실시될 수 있는 것이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 폐수순환수단(300)은 탈수수단(200)의 일 측에 위치하여 탈수 동작에 의해 분리되는 폐수를 상기 수평 관(120)의 일 측으로 공급하여 재사용토록 하는 역할을 한다.

이를 위해 상기 폐수순환수단(300)은 폐수저장탱크(310)와, 상기 폐수저장탱크(310)에 형성되는 여과필터(320)와, 상기 수평 관(120)으로 폐수를 공급하기 위한 폐수순환펌프(330)와, 하수도로 배출하기 위한 배출펌프(340)를 포함하여 이루어진다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 탈수수단(200)의 배출라인(230)을 통해 상기 폐수저장탱크(310)의 내부로 폐수가 유입되면 상기 여과필터(320)에 의해 여과된다.

그리고 상기 여과필터(320)에 의해 여과된 폐수는 다시 상기 폐수순환펌프(330)에 의해 끌어 올려져 일부는 상기 수평 관(120)으로 공급되고, 상기 배출펌프(340)에 의해 일부는 하수도(미도시)로 배출된다.

여기서, 상기 여과필터(320)는 폐수저장탱크(310)의 내부에 탈부착 가능하도록 형성되며, 제1 여과부(321)와 상기 제1 여과부(321)의 바깥쪽에 형성되는 제2 여과부(322)로 이루어진다.

상기 제 1 여과부(321)는 활성세라믹 소결체(Activated Ceramic Material)로 이루어지는 담체(擔體 : 표면에 필름 모양으로 부착한 미생물에 의해 배수 중의 유기물을 분해·제거하는 것)로 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 담체는 미생물을 번식시킨 생물 막으로서 물과 접촉되도록 함으로써 오염물질을 정화하는 미생물 담체로 형성하는 것이 바람직하다.

또, 상기 활성세라믹 소결체는 미생물의 용이한 활착과 오염물질의 분해 효율을 높이기 위해, 다수의 나노 기공(nanopore)과 다수의 마이크로 기공(micropore) 및 다수의 거대 기공(macropore)이 고르게 형성되는 것이 바람직하다.

다수의 나노 기공, 마이크로 기공 및 거대 기공이 고르게 형성되는 경우 미생물 담체의 활착이 매우 좋아 오염물질의 분해 효율을 높여 물의 부패를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 물속에 포함된 유기물 및 무기물과 같은 이물질도 효율적으로 걸러 더욱 향상된 수질정화를 이룰 수 있다.

상기 제2 여과부(322)는 유기·무기물인 작은 덩어리 등을 제거하여 물을 깨끗이 하는 여과포·거름종이·펠트(felt : 양모나 인조 섬유에 습기와 열을 가해 압축시킨 천)·스펀지 또는 금속필터로 이루어진다.

여기서, 상기 금속 필터는 필터층의 막힘 현상을 감소시키거나 방지하기 위해 살균 기능이 있는 동(구리)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 제2 여과부(322) 소재의 공극은 제1 여과부(321)의 담체 사이의 공극보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

그러나 본 발명에 따른 여과필터(320)는 이에 한정되지 않고 유기물이 포함된 폐수를 정화하기 위한 것이라면 다양한 구성으로 형성될 수 있다.

이와 같이, 상기 폐수순환수단(300)은 수평 관(120)의 일단 측으로 음식물 쓰레기의 탈수동작에 의해 분리되는 폐수를 여과하여 재사용토록 함으로써, 상기 수평 관(120)을 통해 이송되는 음식물 쓰레기의 흐름을 더욱더 원활하게 하여 수평 관(120) 내부에서 음식물 쓰레기가 지체되거나 막히는 것을 방지함과 동시에 음식물 쓰레기의 원활한 이송을 위해 투입되는 물의 소비를 최소화하여 비용을 현저하게 절감할 수 있다.

상기 쓰레기 분해수단(400)은 탈수수단(200)의 타 일 측에 위치하여 분리되는 음식물 쓰레기를 분해, 건조처리하도록 교반기(410)와 탈취수단(420)과 열교환수단(430) 및 유체배출수단(440)으로 대별되어 이루어진다.

상기 교반기(410)는, 상부에 위치하며 미생물을 통해 음식물 쓰레기를 분해처리하는 제1 교반부(411)와, 상기 제1 교반부(411)의 하측에 위치하여 제1 교반부(411)에서 분해처리된 음식물 쓰레기의 잔사를 수용하여 건조시키는 제2 교반부(412)와, 상기 제2 교반부(412)의 외주부에 형성되는 열교환부(413)를 구비하도록 구성된다.

또, 상기 교반기(410)는 원활한 교반을 위해 원통형으로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 제1 교반부(411)의 일 측면에는 음식물 쓰레기가 투입되는 투입구(411a)가 형성되며, 내부 중앙에는 수직으로 위치하여 투입되는 음식물 쓰레기를 바이오칩과 고르게 혼합(교반)하는 교반 날개(414a)를 갖는 교반축(414)이 형성된다.

또, 상기 교반축(414)의 상단은 교반기(410)의 상면으로 설치되는 동력원인 구동모터(415)의 축과 연결되어 구동모터(415)의 동작에 연동하여 회전동작하게 된다.

그리고 상기 교반기(410)와, 상기 탈취수단(420) 사이에는 음식물 쓰레기의 분해처리시 발생하는 고온의 수증기와 가스, 공기를 포함하는 폐열(유체)를 배출하는 폐열 배출관(P1)이 설치된다.

또, 상기 제1 교반부(411)와 제2 교반부(412) 사이에는 다수 개의 통공(416a)을 구비한 격판(416)이 형성되어 제1 교반부(411)와 제2 교반부(412)가 상, 하 2개의 공간으로 분리된다.

즉, 상기 다수 개의 통공(416)은 제1 교반부(411)에서 바이오칩에 포함된 미생물에 의해 완전히 분해되거나 교반 날개(414a)에 의해 잘게 부서진 상태의 일부 잔사를 제2 교반부(412)로 원활하게 낙하, 분리해냄으로써, 제1 교반부(411)에 투입되는 음식물 쓰레기의 밀도가 일정하게 유지되도록 한다.

뿐만 아니라, 제1 교반부(411) 내에 공급되는 폐열이 음식물 쓰레기 내에 고르게 분포되도록 하여 호기성 미생물의 활동을 적절하게 유지시켜 분해효율이 향상되도록 하여 음식물 쓰레기 처리장치(1000)의 동작부하를 줄일 수 있다.

또, 상기 격판(416)의 통공(416a)은 격판(416)의 상면에서 하면으로 갈수록 그 단면적이 넓어지는 테이퍼 형상으로 형성되는 것이 바람직한데, 이 경우 1차 분해 처리된 음식물 쓰레기가 통공(416a)의 입구부분을 통과한 후에는 하측으로 갈수록 통공(416a)의 단면적이 점점 증가하기 때문에 통공(416a) 내면과 음식물 쓰레기 간에 작용하는 마찰력을 현저하게 줄일 수 있어, 음식물 쓰레기의 점도가 높은 경우라도 음식물 쓰레기이 통공(416a)에 걸려 막혀버리는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

한편, 상기 통공(416a)의 형상은 상면에서 하면으로 갈수록 그 단면적이 연속적으로 넓어지는 테이퍼 형상에 한정되지 않고 그 단면적이 2단 내지 3단 이상으로 단계적으로 넓어지는 형태로 형성될 수 있다.

그리고 상기 바이오칩은 음식물 쓰레기를 원활하게 분해처리할 수 있도록 호기성 미생물이 접종된 것, 즉 음식물 쓰레기를 분해하기 위한 미생물이 생육할 수 있는 환경을 제공하고 수분을 조절할 수 있는 톱밥 또는 우드 칩 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 열교환부(413)는 제2 교반부(412)의 외주를 따라 감싸는 이중 관 이 S자 형태로 형성되어 추후 설명할 제2 유체이송관(425)을 통해 이송되는 고온의 폐열 유체가 제2 교반부(412)의 상부 외주에서부터 하부 외주를 따라 S자 형태로 흐르면서 제2 교반부(412) 내에 존재하는 유체와 2차 열교환 시킴으로써 교반기(410) 내부의 온도 저하를 방지하도록 하는 것이다.

즉, 상기 열교환부(413)는 추후 설명할 상기 탈취수단(420)으로부터 가열, 공급되는 고온의 폐열 유체가 제2 유체이송관(425)을 통해 내부로 유입되면 제2 교반부(412)의 외주를 따라 상부에서부터 하부로 S자 형태로 흐르면서 제2 교반부(412) 내에 존재하는 유체와 2차 열교환을 이루도록 함으로써, 교반기(410) 내부의 온도 저하를 방지하게 된다.

상기 열교환부(413)는 투입구(411a)를 제외한 제2 교반부(412)의 외주 부분으로 형성되는 것이 바람직하고, 구조는 통상적인 관형 열교환기를 포함할 수 있는 것으로서 구체적인 설명은 생략한다.

그리고 상기 열교환부(413)로 유입되어 열교환이 이루어진 유체는 추후 설명할 유체배출수단(440)의 유체배출관(443)을 통해 대기로 배출된다.

이와 같은 구성의 상기 열교환부(413)는, 상기 탈취수단(420)으로부터 가열, 공급되는 폐열 유체를 내부로 유입시켜 제2 교반부(412)의 외주를 따라 흐르도록 함으로써, 제2 교반부(412) 내에 흐르는 유체와 지속적으로 2차 열교환 시킴으로써, 상기 제2 교반부(412) 내부의 온도저하를 최소화하여 상기 제1 교반부(411)에서 분해 처리된 음식물 쓰레기의 잔사가 격판(414)의 각 통공(414a)을 통해 낙하하는 것을 원활하게 건조처리함과 동시에 제1 교반부(410)로 가열된 유체가 상승 되도록 함으로써 상기 탈취수단(420)를 구성하는 열적탈취수단(422)의 잦은 가열을 예방하고 열효율을 향상시켜 에너지 절감을 이룰 수 있다.

상기 탈취수단(420)은 상기 제1 교반부(410)로부터 배출된 폐열 유체(배기가스)로부터 악취성분을 가열하여 제거하는 역할을 한다.

상기 탈취수단(420)은 제1 교반부(410)로부터 배출되어 배출관(P1)을 통해 유입되는 폐열 유체의 악취성분을 생물학적으로 분해 제거하는 바이오탈취수단(421)과, 상기 바이오탈취수단(421)으로부터 탈취된 유체를 가열하여 살균과 탈취하는 열적탈취수단(422)과 상기 열적탈취수단(422)으로부터 배출된 유체에 포함된 중금속 성분을 촉매로 제거하는 촉매탈취수단(423)으로 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 바이오탈취수단(421)은, 담체에 부착된 미생물을 사용하여 악취물질을 이산화탄소, 물 그리고 광물염으로 전환시키는 것으로서, 고농도 탄화수소 증기의 배출 시와 같은 경우는 증기를 냉각, 응축하여 회수함과 동시에 배출가스 중의 탄화수소 농도를 저감시키는 응축법을 이용할 수 있다.

상기 열적탈취수단(422)은 구리 또는 강관제의 공기가열 코일이나 전기히터 등으로 이루어지는 것이 바람직하나, 전열선이나 가스 등을 사용하여 공기를 가열할 수 있는 것이라면 이에 한정되지 않고 다양한 구성을 채용할 수 있다.

상기 촉매탈취수단(423)은 백금합금에 활성 알루미나를 코팅한 것이나 니크롬선에 백금합금을 코팅한 것 등이 사용될 수 있다.

또, 상기 바이오탈취수단(421)과 열적탈취수단(422) 사이에는 상기 바이오탈취수단(421)으로부터 탈취, 이송되는 유체를 이송하는 제1 유체이송관(424)이 설치된다.

또한, 상기 촉매탈취수단(423)과 열교환부(413) 사이에는 상기 촉매탈취수단(421)으로부터 탈취, 이송되는 유체를 이송하는 제2 유체이송관(425)이 설치된다.

이와 같은 구성의 상기 탈취수단(420)은 음식물 쓰레기의 분해에 사용된 폐열 유체에 포함된 악취성분을 완전히 제거함으로써, 음식물 쓰레기 처리시 쾌적한 환경을 도모할 수 있다.

상기 열교환수단(430)은 탈취수단(420)에 의해 가열, 이송되는 폐열 유체와 외부로부터 주입되는 외부 유체를 1차 열교환 하여 상기 제2 교반부(412)에 공급하는 역할을 한다.

즉, 상기 열교환수단(430)은 외부로부터 외부 유체(공기)를 흡입하여 공급하도록 유체흡입관(433) 및 유체공급관(434)과 연결되는 유체공급송풍기(431)와, 상기 촉매탈취수단(423)과 열교환부(413) 사이에 설치되는 제2 유체이송관(425)의 일부분을 통해 설치되어 탈취수단(420)에 의해 가열, 이송되는 폐열 유체와 외부 유체를 1차 열교환하는 열교환기(432)로 이루어진다.

여기서, 상기 유체공급관(434)은 상기 유체공급송풍기(431)의 배기구(미도시) 연결되고 타 일단은 상기 열교환기(432)의 입구(미도시)와 연결되는 제1 유체공급관(434a)과, 상기 열교환기(432)의 출구(미도시)와 일단이 연결되고 타 일단은 상기 제2 교반부(412)와 연결되는 제2 유체공급관(434b)으로 구성된다.

또, 상기 열교환기(432)는 상기 제2 유체이송관(425)의 일부 구간 외 측을 감싸도록 형성되는 관형 가열기(tubular heater : 원통(shell) 중에 설치된 여러 개의 전열관 내부를 흐르는 액체를 관 외부에서 가열하는 형식을 다관형 교환기 또는 원통다관식 열교환기(shell and tube heat exchanger 라고 부른다)로 이루어지는 것이 바람직하나, 폐열의 회수 효율을 용이하게 높일 수 있는 것이라면 이에 한정되지 않고 다양하게 형성될 수 있다.

이러한 구성의 상기 열교환기(432)는 상기 제2 유체이송관(425)을 통해 교반기(410)의 내부로 송출되는 폐열 유체와 상기 유체공급송풍기(431)의 흡기구(미도시)와 연결된 유체흡입관(433)을 통해 외부로부터 유입되는 신선한 외부 유체를 1차 열교환 시켜 상기 제2 유체공급관(434b)을 통해 제2 교반부(412) 내로 공급함으로써, 교반기(410) 내부의 온도저하 없이 음식물 쓰레기와 바이오칩 혼합물의 분해에 필요한 공기와 열을 제공할 수 있기 때문에 종래에 비해 현저한 에너지 절감을 이룰 수 있다.

상기 유체배출수단(440)은 상기 교반기(410)에서 발생하는 악취성분을 포함하는 폐열 유체를 배출시키는 역할을 한다.

즉, 상기 유체배출수단(440)은 교반기(410)에서 발생하는 악취성분을 외부로 배출하도록 흡입구와 배기구(미도시)를 갖는 유체배출송풍기(441)와, 일단이 상기 교반기(410) 즉, 상기 제2 교반부(412)의 일 측과 연결되고 타 일단은 상기 유체배출송풍기(441)의 흡기구와 연결되는 유체흡입관(442)과 상기 유체배출송풍기(441)의 배기구와 연결되는 유체배출관(443)을 포함하여 구성된다.

이러한 구성의 상기 유체배출수단(440)은 유체배출송풍기(441)가 동작하게 되면 상기 유체흡입관(442)을 통해 폐열 유체가 빨려들어 상기 유체배출관(443)을 통해 대기로 배출된다.

이때, 상기 유체배출송풍기(441)의 동작에 연동하여 교반기(410) 내부의 유체는 배출관(P1)을 통해 바이오 탈취수단(421)과 제1 유체이송관(424) 및 열적탈취수단(422), 촉매탈취수단(423)과 제2 유체이송관(425)을 거쳐 상기 열교환부(413)로 원활한 이송이 이루어지게 된다.

또, 상기 유체배출관(443)에는 탈취기(미도시)를 설치하여 외부로 배출되는 유체에 포함된 악취성분을 제거하도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치(1000)는 별도의 표시부(미도시)와 제어부(미도시)에 의해 제어되도록 구성된다.

이러한 쓰레기 처리장치를 제어하는 표시부와 제어부는 당업자에게 공지된 통상의 기술 사항에 해당하므로, 구체적인 설명은 생략한다.

그리고 상기 표시부와 제어부는 음식물 쓰레기 처리장치(1000)와 정보를 송수신할 수 있도록 전기적으로 연결된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 사용 상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치를 이용하여 음식물 쓰레기를 처리할 경우, 각 가정의 개수대(10)에 음식물 쓰레기가 투입되면 개수대(10)의 하부에 설치된 분쇄기(20)에 의해 분쇄된다.

그리고 상기 각 가정에 설치된 분쇄기(20)에 의해 분쇄된 음식물 쓰레기는 각 가정 개수대 배수관(30)을 통해 배출된다.

다음, 상기 각 가정의 개수대 배수관(30)을 통해 배출되는 음식물 쓰레기는 상기 수직 관(110)으로 유입되면서 자유낙하 방식으로 지하층에 설치된 수평 관(120)으로 유입된다.

이때 상기 수평 관(120)의 일 측으로는 폐수순환펌프(330)에 의해 폐수가 재공급되므로 음식물 쓰레기가 폐수와 함께 원활하게 이송된다.

따라서, 상기 수평 관(120) 내부에서 음식물 쓰레기의 흐름이 원활하게 이루어져 음식물 쓰레기가 지체되거나 막히는 것을 방지할 수 있다.

이후, 상기 수평 관(120)을 통과한 음식물 쓰레기는 탈수수단(200)의 탈수통(220)으로 유입되면 동력원인 모터(210)가 회전동작하게 되고 이와 동시에 탈수통(220)이 회전하면서 음식물 쓰레기에 함유된 수분을 탈수시키게 된다.

이때, 상기 탈수통(220)의 회전에 의해 음식물 쓰레기로부터 탈수된 폐수는 다수 개의 구멍(221)을 통과하여 폐수 배출라인(230)을 거쳐 상기 폐수순환수단(300)의 폐수저장탱크(310)로 유입되면서 여과필터(320)에 의해 여과된다.

그리고 상기 여과필터(320)에 의해 여과된 폐수는 다시 상기 폐수순환펌프(330)에 의해 일부는 상기 수평 관(120)으로 재공급되고, 상기 배출펌프(340)에 의해 일부는 하수도(미도시)로 배출된다.

이와 동시에, 상기 탈수통(220)에 의해 탈수된 음식물 찌꺼기는 이송 스크류(240)에 의해 상기 쓰레기 분해수단(400)으로 원활하게 배출된다.

다음 상기 쓰레기 분해수단(400)으로 음식물 쓰레기가 유입되면 상기 교반기(410)에 형성된 구동모터(415)가 회전동작하게 되고 이에 연동하여 교반 날개(414a)가 형성된 교반축(414)이 회전하면서 음식물 쓰레기와 호기성 미생물이 접종된 바이오칩을 고르게 혼합(교반)한다.

그리고 상기 탈취수단(420)의 열적탈취수단(422)이 동작하면서 유체를 가열하여 악취성분이 제거함과 동시에 제2 유체이송관(425)으로 이송되도록 한다.

계속해서, 상기 제2 유체이송관(425)을 통해 이송되는 유체는, 상기 열교환수단(430)의 유체공급송풍기(431)와 유체흡입관(433)에 의해 유입되는 외부 유체와 열교환기(432)를 통과하면서 1차 열교환이 이루어진다.

이때, 상기 열교환기(432)에 의해 열교환 된 신선한 외부 유체는 상기 유체공급송풍기(431)의 배기구(미도시)와 연결된 유체공급관(434)을 통해 제2 교반부(412) 내로 공급된다.

그리고 상기 제2 유체이송관(425)을 통해 이송되는 유체는 상기 제2 교반부(412)의 외주에 형성된 열교환부(413)로 유입된 후, 상부에서부터 하부로 S자 형태로 흐르면서 제2 교반부(412) 내에 존재하는 유체와 2차 열교환이 이루어진다.

이와 같이, 상기 열교환기(432)에 의해 1차 열교환이 이루어져 제2 교반부(412)로 공급된 외부 유체는 상기 격판(416)에 형성된 다수 개의 통공(416a)을 통해 상측에 위치하는 제1 교반부(411)로 상승하여 바이오칩과 혼합된 음식물 쓰레기와 활발하고 고르게 접촉하면서 음식물 쓰레기를 분해처리 한다.

이때, 상기 제1 교반부(411)에서 음식물 쓰레기가 소정의 수준으로 1차 분해가 이루어짐에 따라 입자의 크기가 작아지면 상기 격판(416)의 통공(416a)을 통해 낙하하여 제2 교반부(412)로 유입된다.

계속해서, 상기 열교환부(413)에 의해 2차 열교환이 이루어진 유체는 상기 제2 교반부(412)의 내부 온도저하를 최소화하여 유입된 음식물 쓰레기를 원활하게 건조처리함과 동시에 제1 교반부(411)로 열기를 지속적으로 공급하게 된다.

이때, 상기 제2 교반부(412)로 유입된 음식물 쓰레기의 잔사는 추가적으로 분해, 건조된 후 별도의 배출장치(500)에 의해 배출되어 퇴비로 사용되거나 폐기물로 수거되어 매립처리된다.

그리고 상기 열교환부(413)로 유입되어 제2 교반부(412)의 유체와 열교환된 폐열 유체는 상기 유체배출수단(440)의 유체배출송풍기(441)와 유체배출관(443)을 통해 대기로 배출된다.

한편, 상기 교반기(410)에서 바이오칩과 혼합된 음식물 쓰레기의 분해가 이루어짐에 따라 발생하는 고온의 수증기와 가스, 공기를 포함하는 유체는 상기 배출관(P1)에 의해 다시 탈취수단(420)과 열교환수단(430) 및 유체배출수단(440)으로 순환 배출되는 과정이 지속적으로 반복된다.

즉, 상기 유체배출수단(440)에 의해 상기 제1 교반부(411) 및 제2 교반부(412) 내의 유체는 상기 탈취수단(420)으로 배기(배출) 되고 상기 탈취수단(420)에 의해 탈취, 가열되어 상기 열교환수단(430)에 의해 1차 열교환 되고, 상기 제2 교반부(412)에 형성된 열교환부(413)를 통해 2차 열교환된 후 외부로 배출된다.

따라서, 본 발명은 음식물 쓰레기의 분해 처리에 사용되고 배출되는 폐열을 바로 외부로 배출하여 버리지 않고 1,2차로 열교환 시키고, 열교환 된 유체를 교반기 내, 외부로 순환, 공급함으로써, 교반기 내부의 온도저하를 최소화하여 가열 유체를 제공하기 위한 가열수단(예컨대, 열적탈취수단)의 잦은 가동을 예방하고 열효율을 향상시켜 현저한 에너지 절감을 이룰 수 있는 것이다.

또, 음식물 쓰레기의 처리시 발생하는 폐수를 강제로 순환시키는 폐수 순환수단을 통해 수평 관 내부에서 음식물 쓰레기의 이송이 원활하게 이루어지도록 함으로써, 퇴적과 막힘을 방지하고 물의 소비를 최소화할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시 예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

1000 : 음식물 쓰레기 처리장치 100 : 이송관
110 : 수직 관 120 : 수평 관
200 : 탈수수단 210 : 모터
220 : 탈수통 221 : 구멍
230 : 폐수 배출 라인 240 : 이송 스크류
300 : 폐수순환수단 310 : 폐수저장탱크
320 : 여과필터 321 : 제1 여과부
322 : 제2 여과부 330 : 폐수순환펌프
340 : 배출펌프 400 : 쓰레기 분해수단
410 : 교반기 411 : 제1 교반부
412 : 제2 교반부 413 : 열교환부
414 : 교반축 414a : 교반 날개
415 : 구동모터 416 : 격판
416a : 통공 420 : 탈취수단
421 : 바이오탈취수단 422 : 열적탈취수단
423 : 촉매탈취수단 424 : 제1 유체이송관
425 : 제2 유체이송관 430 : 열교환수단
431 : 유체공급송풍기 432 : 열교환기
433 : 유체흡입관 434 : 유체공급관
434a : 제1 유체공급관 434b : 제2 유체공급관
440 : 유체배출수단 441 : 유체배출송풍기
442 : 유체흡입관 443 : 유체배출관
P1 : 배출관 500 : 배출장치

Claims

공동주택 음식물 쓰레기 처리장치로서,
공동주택의 각 가정 개수대의 하부에 설치된 분쇄기로부터 분쇄되어 배수관을 통해 배출되는 음식물 쓰레기를 이송하도록 건물 상층에서부터 지하층까지 설치되는 이송관과;
상기 이송관의 일 측과 연결되어 이송되는 음식물 쓰레기에 포함된 수분을 탈수시키는 탈수수단과;
상기 탈수수단의 일 측에 위치하여 탈수 동작에 의해 분리되는 폐수를 상기 이송관의 일 측으로 공급하여 재사용토록 하는 폐수순환수단과;
상기 탈수수단의 타 일 측에 위치하여 분리되는 음식물 쓰레기를 분해, 건조처리하도록 교반기와 탈취수단과 열교환수단 및 유체배출수단으로 이루어지는 쓰레기 분해수단; 을 포함하는 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치.
제1항에 있어서,
상기 이송관은 공동주택의 높이에 따라 수직으로 설치되는 수직 관과, 상기 수직 관의 하단과 연결되고 수평으로 설치되는 수평 관으로 이루어지고, 상기 수평관은 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치.
제1항에 있어서,
상기 탈수수단은 동력원인 모터와, 상기 모터의 회전동작에 연동하여 음식물 쓰레기가 함유하고 있는 수분을 탈수시키도록 외면에 다수 개의 구멍이 형성된 탈수통을 포함하여 이루어지고, 상기 탈수통의 내부 중앙에는 탈수된 음식물 쓰레기를 쓰레기 분해수단으로 원활하게 배출시키기 위한 이송 스크류가 부가되는 것을 특징으로 하는 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치.
제1항에 있어서,
상기 폐수순환수단은 폐수저장탱크와, 여과필터와, 수평 관으로 폐수를 공급하기 위한 폐수순환펌프와, 하수도로 배출하기 위한 배출펌프를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치.
제1항에 있어서,
상기 탈취수단은 제1 교반부로부터 배출된 유체(배기가스)의 악취성분을 생물학적으로 분해 제거하는 바이오탈취수단과, 상기 바이오탈취수단으로부터 탈취된 유체를 가열하여 살균과 탈취하는 열적탈취수단과 상기 열적탈취수단으로부터 배출된 유체에 포함된 중금속 성분을 촉매로 제거하는 촉매탈취수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치.
제1항에 있어서,
상기 교반기는, 상부에 위치하며 미생물을 통해 음식물 쓰레기를 분해처리하는 제1 교반부와, 상기 제1 교반부의 하측에 위치하여 제1 교반부에서 분해처리된 음식물 쓰레기의 잔사를 수용하여 건조시키는 제2 교반부와, 상기 제2 교반부의 외주부에 형성되는 열교환부로 이루어지고, 상기 제1 교반부와 제2 교반부 사이에는 다수 개의 통공을 구비한 격판이 형성되어 상, 하 2개의 공간으로 분리되는 것을 특징으로 하는 공동주택 음식물 쓰레기 처리장치.