KR20240057474A - 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치 - Google Patents

내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교반조의 본체 및 내통에서 발생된 수증기가 폐쇄된 회로 내부를 순환하며 악취 및 오염된 공기를 그대로 배출하지 않고 정화한 뒤, 열교환을 통해 정화가스(정화공기)와 정화된 응축수로 분리함으로써, 열교환시 공냉식과 수냉식의 장점을 사용하여 작은 형상의 열교환기로 설계가 가능하고, 부동액이 섞인 물을 냉매로 사용하여 동파를 방지함과 동시에 라디에이터 내부를 흐르게 함으로써 내부 부식의 문제를 해결함과 동시에 기존방식 대비 단위 부피당 반응 면적을 최대화시킬 수 있으며, 공냉으로 주냉각, 수냉으로 보조냉각 시스템을 사용하여 응축 효율을 높이고 이로 인해 기존의 공냉방식에서 사용중이던 외부 탈취기를 부착하는 방법을 피하고 정화된 응축수만 배출함으로써 관리자의 악취로 인한 피해를 최소화로 줄일 수 있는 특징이 있다.

Description

내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치{Organic waste reduction and treatment device of internal circulation method}
본 발명은 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교반조의 본체 및 내통에서 발생된 수증기가 폐쇄된 회로 내부를 순환하며 악취 및 오염된 공기를 그대로 배출하지 않고 정화한 뒤, 열교환을 통해 정화가스(정화공기)와 정화된 응축수로 분리함으로써, 열교환시 공냉식과 수냉식의 장점을 사용하여 작은 형상의 열교환기로 설계가 가능하고, 부동액이 섞인 물을 냉매로 사용하여 동파를 방지함과 동시에 라디에이터 내부를 흐르게 함으로써 내부 부식의 문제를 해결함과 동시에 기존방식 대비 단위 부피당 반응 면적을 최대화시킬 수 있는 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치에 관한 것이다.
2005년 음식물류 폐기물의 매립이 금지된 이후, 나날이 늘어가는 음식물류 폐기물의 처리가 문제되고 있다. 국내의 음식물류 폐기물 양은 해마다 증가하여 2006년을 기준으로 하루에 13만여톤에 달하고 있으며, 음식물류 폐기물의 무게에 따라 음식물류 폐기물 비용을 부담하는 종량제가 실시되어, 음식물류 폐기물의 중량 감소 및 음식물류 폐기물 처리가 이슈화되고 있다.
음식물류 폐기물은 일반적으로 50~85%의 높은 수분 함량과 유기성 물질의 특성으로 인해 수거, 운반 시에 오수 및 악취를 발생시킨다. 종래에는 미생물을 이용하여 음식물류 폐기물을 분해시키는 방법으로 음식물류 폐기물을 처리하였으나, 이러한 방법은 많은 시간이 소요되고, 완전 처리가 불가능해 유해가스가 발생함에 따른 악취의 문제가 남아 있었다.
최근에는 음식물류 폐기물을 파쇄한 후 건조하여 처리함으로써 수분 함량을 줄이는 방법이 보편화되고 있다. 이와 같은 분쇄 건조 장치는 음식물류 폐기물을 건조하는 과정에서 발생한 배출가스를 열교환을 통해 응축하여 액체 상태로 배출하는데, 응축되지 않고 기체 상태로 남아 있는 배출가스는 외부로 나가지 않게 다시 건조 교반통으로 보낸다.
그러나, 기존에 열교환에서 공랭식은 라디에이터 내부에 있는 냉매를 팬이 불어주는 바람으로 식히는 방식인데 냉매 온도가 적게 올라가는 프레온 용으로 많이 사용되었고, 낮은 효율로 인한 응축 열량을 내보내기 위해 형상이 커져야 하는 단점이 있었다.
또한, 냉매를 사용하지 않고 팬이 불어주는 바람을 이용하여 열교환기 관로 내부에 수증기를 통과시켜 응축시키는 방식은 효율을 높이기 위해 커진 크기, 여러 대의 팬 장착, 관로 내부 부식 등의 문제가 있었다. 이러한 부식을 방지하기 위해 내식성, 열 전도성이 좋은 재질 사용이 불가피했으며 반응 면적을 넓히기 위해 많은 가닥의 관로가 사용되었다.
그리고, 기존의 수냉식은 물의 증발을 이용하기 때문에 냉각탑을 따로 사용하지 않는 장점이 있지만, 겨울철에 동파의 위험과 하절기 높은 온도로 인해 냉각 효율이 저하되는 단점이 있었다.
또한, 물의 비열이 높기 때문에 냉각을 하기 위한 장치의 성능을 맞추다보니 전기 사용료 증가의 원인이 되었다.
한국등록특허 제10-1026464호
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,
교반조의 본체 및 내통에서 발생된 수증기가 폐쇄된 회로 내부를 순환하며 악취 및 오염된 공기를 그대로 배출하지 않고 정화한 뒤, 열교환을 통해 정화가스(정화공기)와 정화된 응축수로 분리함으로써, 열교환시 공냉식과 수냉식의 장점을 사용하여 작은 형상의 열교환기로 설계가 가능하고, 부동액이 섞인 물을 냉매로 사용하여 동파를 방지함과 동시에 라디에이터 내부를 흐르게 함으로써 내부 부식의 문제를 해결함과 동시에 기존방식 대비 단위 부피당 반응 면적을 최대화시킬 수 있는 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 공냉으로 주냉각, 수냉으로 보조냉각 시스템을 사용하여 응축 효율을 높이고 이로 인해 기존의 공냉방식에서 사용중이던 외부 탈취기를 부착하는 방법을 피하고 정화된 응축수만 배출함으로써 관리자의 악취로 인한 피해를 최소화로 줄일 수 있는 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 투입구를 통해 유기성 폐기물이 내부에 투입되고, 상기 투입된 유기성 폐기물과 상기 유기성 폐기물을 분해하는 유기물 분해 촉매가 내통에서 교반기에 의해 서로 균일하게 교반하여 유기성 폐기물을 분해시키는 교반조와;
상기 내통의 외면에 구비되고, 상기 내통의 내부를 가열하여 유기성 폐기물을 가열하는 가열부와;
상기 교반조의 상측에 연결되어 유기성 폐기물의 가열에 의해 발생한 수증기를 흡입하여 수분과 정화가스로 분리하며, 분리된 응축수는 외부로 배출하고, 정화가스는 상기 내통의 내부로 재공급하여 습도를 조절하는 내부순환부와;
상기 내부순환부와 열교환을 통해 수증기를 응축시키고, 상기 수증기와 열교환한 냉매를 공냉식과 수냉식으로 냉각시키는 냉각부;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 교반조는, 상부에는 유기성 폐기물이 내부에 투입되는 투입구가 형성되고, 측면에는 처리가 완료된 유기성 폐기물이 배출되는 배출구가 형성되며, 일단부에는 내부에서 발생된 수증기가 내부순환부로 흡입되는 흡입구와 상기 내부순환부에서 처리된 정화가스가 내부에 공급되는 공급구가 각각 형성되는 본체와;
상기 본체의 하측에 일체형으로 형성되되, 반구형으로 형성되어 투입구를 통해 본체에 투입된 유기성 폐기물이 내부에서 교반, 가열, 파쇄, 건조가 이루어지는 내통과;
상기 본체 또는 내통의 내부에 설치되어 투입된 유기성 폐기물과 유기물 분해 촉매를 교반시켜 혼합 및 파쇄시키는 교반기와;
상기 본체의 투입구 측에 설치되어 투입구 도어의 열림을 측정하는 도어 열림 센서와, 상기 내통 내에 설치되어 유기성 폐기물의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 내통 내에 설치되어 유기성 폐기물의 수분을 측정하는 수분센서로 이루어지는 센서부;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 교반기는, 상기 본체 또는 내통의 내부를 수평으로 관통 형성되어 회전되고, 양끝단부가 상기 본체 또는 내통의 외부로 돌출 형성되어 지지되는 교반 샤프트와;
상기 본체 또는 내통의 내부에 구비된 교반 샤프트의 몸통에 다수개가 부착되어 교반 샤프트의 회전에 의해 유기성 폐기물을 교반 및 파쇄시키는 교반날개와;
상기 본체 또는 내통의 외부로 돌출 형성된 교반 샤프트의 일측과 체인으로 연결되어 회전 동력을 공급하는 교반모터;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 교반날개는 몸통이 곡률로 곡선지게 형성되어 상하좌우에 대류현상을 유도하여 유기성 폐기물에 가열이 고루 이루어지고,
상기 교반날개의 끝단부에는 교반날이 직교로 형성되는데, 상기 교반날은 일단면이 절곡되어 교반날개의 역회전시, 유기성 폐기물을 퍼올릴 수 있는 것을 특징으로 하는 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 가열부는, 상기 내통의 외면 전체를 감싸도록 설치되어 전기에 의해 내통을 가열하는 밴드히터와;
상기 내통과 밴드히터 사이에 형성되어 밴드히터의 열이 내통에 전도시키는 동시에 상기 내통에서 전달되는 데미지가 밴드히터에 전달되는 것을 흡수하는 운모판;
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 내부순환부는, 상기 본체의 흡입구와 공급구에 연결되어 본체에서 흡입한 수증기를 수분과 정화가스로 분리되도록 이송시키는 순환관과;
상기 본체의 흡입구 측에 설치되어 흡입되는 수증기 내의 이물질을 1차 필터링하는 흡입필터와;
상기 본체의 흡입구에 연결되는 순환관에 설치되어 관통되는 수증기 내의 이물질을 2차 필터링하는 제 1 메쉬필터와;
상기 제 1 메쉬필터 후단에 연결되는 순환관에 설치되어 수증기 내의 악취를 탈취하여 정화시키는 탈취 활성탄 용기와;
상기 탈취 활성탄 용기에서 정화된 수증기를 냉각부의 냉매와 열교환시켜 응축시켜 정화가스와 응축수로 분리하고, 상기 응축수는 하측으로 유도하여 외부로 배출시키는 열교환기와;
상기 본체 내의 수증기를 흡입시켜 순환관을 통해 이송시키고, 상기 열교환기에서 분리된 정화가스를 본체 내에 공급하는 송풍기와;
상기 본체의 공급구에 연결되는 순환관에 설치되어 송풍기를 통해 이송 관통되는 정화가스 내의 이물질을 3차 필터링하는 제 2 메쉬필터;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치에 관한 것이다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치는 교반조의 본체 및 내통에서 발생된 수증기가 폐쇄된 회로 내부를 순환하며 악취 및 오염된 공기를 그대로 배출하지 않고 정화한 뒤, 열교환을 통해 정화가스(정화공기)와 정화된 응축수로 분리함으로써, 열교환시 공냉식과 수냉식의 장점을 사용하여 작은 형상의 열교환기로 설계가 가능하고, 부동액이 섞인 물을 냉매로 사용하여 동파를 방지함과 동시에 라디에이터 내부를 흐르게 함으로써 내부 부식의 문제를 해결함과 동시에 기존방식 대비 단위 부피당 반응 면적을 최대화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 공냉으로 주냉각, 수냉으로 보조냉각 시스템을 사용하여 응축 효율을 높이고 이로 인해 기존의 공냉방식에서 사용중이던 외부 탈취기를 부착하는 방법을 피하고 정화된 응축수만 배출함으로써 관리자의 악취로 인한 피해를 최소화로 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치를 나타낸 개통도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치를 나타낸 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치를 나타낸 정면도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 교반기를 나타낸 전개도이다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치를 나타낸 개통도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치를 나타낸 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 교반기를 나타낸 전개도이다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치는 투입구(13)를 통해 유기성 폐기물이 내부에 투입되고, 상기 투입된 유기성 폐기물과 상기 유기성 폐기물을 분해하는 유기물 분해 촉매가 내통(12)에서 교반기(20)에 의해 서로 균일하게 교반하여 유기성 폐기물을 분해시키는 교반조(10)와; 상기 내통(12)의 외면에 구비되고, 상기 내통(12)의 내부를 가열하여 유기성 폐기물을 가열하는 가열부(40)와; 상기 교반조(10)의 상측에 연결되어 유기성 폐기물의 가열에 의해 발생한 수증기를 흡입하여 수분과 정화가스로 분리하며, 분리된 응축수는 외부로 배출하고, 정화가스는 상기 내통의 내부로 재공급하여 습도를 조절하는 내부순환부(200)와; 상기 내부순환부(200)와 열교환을 통해 수증기를 응축시키고, 상기 수증기와 열교환한 냉매를 냉각시키는 냉각부(300)로 구성된다. 이때, 상기 교반조(10), 가열부(40), 내부순환부(200), 냉각부(300)는 제어부(미도시)의 제어에 의해 자동제어된다.
상기 교반조(10)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상부에는 유기성 폐기물이 내부에 투입되는 투입구(13)가 형성되고, 측면에는 처리가 완료된 유기성 폐기물이 배출되는 배출구(14)가 형성되며, 상기 교반조(10)의 일단부에는 내부에서 발생된 수증기가 내부순환부(200)로 흡입되는 흡입구(15)와 상기 내부순환부(200)에서 처리된 정화가스가 내부에 공급되는 공급구(16)가 각각 형성되는 본체(11)와; 상기 본체(11)의 하측에 일체형으로 형성되되, 반구형으로 형성되어 투입구(13)를 통해 본체에 투입된 유기성 폐기물이 내부에서 교반, 가열, 파쇄, 건조가 이루어지는 내통(12)과; 상기 본체(11) 또는 내통(12)의 내부에 설치되어 투입된 유기성 폐기물과 유기물 분해 촉매를 교반시켜 혼합 및 파쇄시키는 교반기(20)와; 상기 본체(11)의 투입구(13) 측에 설치되어 투입구 도어(17)의 열림을 측정하는 도어 열림 센서(31)와, 상기 내통(12) 내에 설치되어 유기성 폐기물의 온도를 측정하는 온도센서(32)와, 상기 내통(12) 내에 설치되어 유기성 폐기물의 수분을 측정하는 수분센서(33)로 이루어지는 센서부(30)로 구성된다.
상기 본체(11)와 내통(12)은 일체형으로 형성되어 프레임(1) 위에 설치되고, 상기 프레임(1)은 이동이 가능하도록 하부에 다수개의 바퀴(2)가 설치되어 원하는 곳으로 이동되어 사용이 가능하며, 상기 본체(11)와 내통(12)은 1회 최대 처리용량이 99kg정도되는 용량으로 형성된다. 이때, 상기 본체(11)와 내통(12)은 SUS304 스테인레스 재질로 이루어져서 부식을 방지하면서 내구성을 확보한다. 상기 프레임(1)의 상부에 교반조(10) 이외에도 가열부(40), 내부순환부(200), 냉각부(300), 제어부가 설치되어 하나의 모듈화된다.
그리고, 상기 본체(11)의 투입구(13)에는 개폐하는 투입구 도어(17)가 더 형성되고, 상기 투입구 도어(17)는 수동 또는 자동으로 개폐가 가능하며, 상기 투입구(13)에 설치된 도어 열림 센서(31)에 의해 투입구 도어(17)가 열리면 처리장치의 작동이 일시에 중단된다.
또한, 상기 본체(11)의 배출구(14)에는 배출구(14)의 커버(미도시)를 개폐시키는 전동장치(18)가 더 설치되고, 상기 전동장치(18)는 전동 엑츄에이터 등으로 이루어져 자동으로 커버를 개폐하여 본체(11) 및 내통(12) 내에서 처리된 잔재물(유기성 폐기물이 파쇄되고 건조가 완료된 물질)이 배출된다. 이때, 상기 배출구(14)를 통해 잔재물의 배출은 교반기(20)의 교반날개(22)가 역방향으로 회전되면 잔재물을 퍼올려서 배출구(14) 측으로 이송시킨다.
상기 내통(12)은 본체(11)의 하측에 일체형으로 형성되되, 반구형으로 형성되어 투입구(13)를 통해 본체에 투입된 유기성 폐기물이 내부에서 교반, 가열, 파쇄, 건조가 이루어지도록 본체(11)와 동일한 두께, 재질로 형성된다.
상기 교반기(20)는 도 1 및 도 4에서처럼, 상기 본체(11) 또는 내통(12)의 내부를 수평으로 관통 형성되어 회전되고, 양끝단부가 상기 본체(11) 또는 내통(12)의 외부로 돌출 형성되어 지지되는 교반 샤프트(21)와; 상기 본체(11) 또는 내통(12)의 내부에 구비된 교반 샤프트(21)의 몸통에 다수개가 부착되어 교반 샤프트(21)의 회전에 의해 유기성 폐기물을 교반 및 파쇄시키는 교반날개(22)와; 상기 본체(11) 또는 내통(12)의 외부로 돌출 형성된 교반 샤프트(21)의 일측과 체인으로 연결되어 회전 동력을 공급하는 교반모터(23)로 구성된다. 이때, 상기 교반모터(23)는 정회전시 교반, 역회전시 잔재물 배출 역할을 한다. 즉, 상기 교반날개(22)가 정회전시에는 유기성 폐기물을 교반시키고, 역회전시에는 잔재물을 배출구(14) 측로 들어올려 배출시킨다.
여기서, 상기 교반 샤프트(21)는 교반모터(23)에서 체인을 통해 전달받은 동력으로 회전이 이루어지며 외주연에 다수개의 교반날개(22)가 부착되는데, 상기 교반날개(22)는 교반 샤프트(21)의 길이방향으로 상호 이격되어 다수개가 부착되며 상기 교반 샤프트(21)의 외주연 원주방향으로 다수개가 부착된다.
그리고, 상기 교반날개(22)는 도 4에서처럼, 직선형이 아닌 곡률을 가지고 곡선지게 형성되는데, 그 이유는 재질의 특성 때문이다. 내통(12)의 환경은 하부가열로 인해 유기성 폐기물에서 액체가 나오는 고온다습한 환경이므로 부식에 강한 STS 재질(스테인레스 재질)의 교반날개(22)를 사용한다. STS재질의 특성상 일반 STEEL보다 강도와 강성은 강하지만 비틀림에 대한 저항이 낮다. 교반 샤프트(21)가 교반날개(22)와 함께 회전하면서 내용물을 지나가기 때문에 지속적인 비틀림응력을 받게 된다.
이때, 기존의 직선형 날개의 경우 교반과정에서 한번에 큰 하중을 견뎌야하는 반면, 곡률형 날개(본 발명의 교반날개(22))는 순차적으로 약한 하중부터 먼저 받고 곡률로 하중을 흘려내기 때문에 상대적으로 적은 비틀림 응력을 받고 샤프트(21)의 비틀림에 대한 데미지를 줄여주는 효과가 있다.
또한, 음식물류폐기물이 감량되면서 변화되는 상태(음식물 -> 곤죽 -> 덩어리 -> 작은입자)중 곤죽인 상태에서는 날개(22)에 곡률로 인해 상하좌우의 미세한 대류를 유도하여 가열이 골고루 되도록 하며 건조가 진행된다. 덩어리, 작은입자로 가는 과정에서는 날개(22)의 회전방향에 따라 샤프트(21)와 가까운 부분부터 드러나기 시작하면서 내용물이 머금고 있는 수분의 증발 시간 및 증발량을 증가시키는 효과가 있다. 이때, 상기 교반날개(22)의 곡률 각도는 샤프트의 회전 속도에 따라 15° ~ 20°로 정할 수 있다.
그리고, 상기 교반날개(22)의 끝단부에는 교반날(24)이 직교로 형성되는데, 상기 교반날(24)은 교반날개(22)에서 수평으로 형성되고, 상기 교반날(24)은 일단면이 절곡되어 교반날개(22)의 역회전시, 유기성 폐기물을 퍼올릴 수 있는데, 상기 교반날(24)의 절곡된 각도는 내통 R305를 고려하여 날개 끝단의 여유공간 약 700 ㎟을 두어 설계하였다. 빈 공간의 역할은 반 고체 상태로 교반하는 내용물이 잘 섞이도록 도움을 준다.
또한, 교반 중 음식물을 파쇄시키고 배출 시 교반날개(22)가 역회전하면 절곡된 교반날(24)이 부산물을 퍼올리는 역할을 하여 배출시간 단축에 효과적이다. 날개 각도가 너무 크면 빈 공간의 용량이 너무 작아지고, 각도가 작아지면 빈 공간이 커지는 만큼 회전축이 받는 하중이 늘어나기 때문에 상기 교반날(24)의 절곡 각도는 145° ~ 165° 범위를 가지도록 설계하였다.
상기 센서부(30)는 도 1 내지 도 3에서처럼, 본체(11)의 투입구(13) 측에 설치되어 투입구 도어(17)의 열림을 측정하는 도어 열림 센서(31)와, 상기 내통(12) 내에 설치되어 유기성 폐기물의 온도를 측정하는 온도센서(32)와, 상기 내통(12) 내에 설치되어 유기성 폐기물의 수분을 측정하는 수분센서(33)로 이루어지고, 상기 도어 열림 센서(31), 온도센서(32), 수분센서(33)에서 측정된 신호는 제어부에 전달되며, 상기 제어부는 전달된 신호에 따라 교반조(10), 가열부(40), 내부순환부(200), 냉각부(300)를 선택적으로 제어한다.
상기 가열부(40)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 내통(12)의 외면에 구비되어 상기 내통(12)의 내부를 가열하여 유기성 폐기물을 가열하도록 밴드히터(41)와, 운모판(42)으로 구성된다.
여기서, 상기 밴드히터(41)는 내통(12)의 외면 전체를 감싸도록 설치되어 외부의 전기에 의해 가열되어 내통을 가열하는 장치로써, 종래에는 열매체유를 사용하는 방식으로 첫번째, 물을 사용할 경우 주기적으로 열매체유를 교체해주지 않으면 슬러지가 발생되어 히팅효율이 급격하게 떨어지고, 인화점 이상의 온도로 가열된 상태에서 일정한 압력하에 운전되기 때문에 취급 장치 및 설비에서 누출이 일어나고 스파크, 정전기 등의 점화원이 존재한다면 화재 및 폭발로 이어질 수 있는 안전상의 단점이 있다.
그리고 두 번째는 열풍을 상부에서 내통으로 투입하여 내부온도를 상승시켜 건조하는 방식으로 열풍건조방식은 꾸준히 고온의 열을 상부에서 쏘아주기 때문에 내통에 있는 내용물에 골고루 열이 전달되는 장점이 있지만, 150℃ 이상의 고온의 열풍을 계속해서 생성하기 위해 사용되는 비싼 전기료와 고온의 열풍이 내통으로 직접 장시간 노출되면서 기계적인 내구성(베어링, 송풍기 등)에 안좋은 영향을 미칠 수 있다는 단점이 있다.
이렇듯, 본 발명의 밴드히터(41)를 사용한 하부 가열방식은 전기를 이용한 방법이기 때문에 열매체유와 열풍과 비교해서 정교한 온도 제어가 가능한 장점이 있고 사용전력에 따라 안정적으로 고온의 운전이 가능하다. 또한 지속적으로 열풍을 생성해야하는 방식에 비해 20~30%가량 전기세 절감효과가 있고, 내통(12)으로 간접가열 방식이기 때문에 기계적 내구성을 유지한다. 이때, 상기 밴드히터(41)에는 온도센서(43)가 설치되어 밴드히터(41)의 온도를 측정하고, 측정된 값은 제어부에 전달되어 제어부에 설정된 값에 따라 밴드히터(41)를 제어한다.
그리고 상기 내통(12)과 밴드히터(41) 사이에는 방열 구리스 처리한 운모판(42)이 사용되었는데, 상기 운모판(42)은 교반과정에서 내통에 생길수 있는 변형에 의한 밴드히터(41)에 가해지는 데미지를 흡수할 수 있고, 상기 운모판(42)에 섬유를 방열 구리스가 잘 침투 할 수 있는 형상으로 성형하여 방열구리스에 의한 열전도율 상승과 내통(12)과의 접촉력을 강화시킨다.
상기 내부순환부(200)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 순환관(210), 흡입필터(220), 제 1 메쉬필터(230), 탈취 활성탄 용기(240), 열교환기(250), 송풍기(260), 제 2 메쉬필터(270)로 구성되는데, 상기 교반조(10)의 상측에 연결되어 유기성 폐기물의 가열에 의해 발생한 수증기를 흡입하여 수분과 정화가스로 분리하며, 분리된 응축수는 외부로 배출하고, 정화가스는 상기 내통(12)의 내부로 재공급하여 습도를 조절한다. 이때, 상기 내부순환부(200)는 공냉 방식의 순환부로 열교환기(250)에서 공냉식과 냉각부의 수냉식이 상호 열교환되는 것이다.
상기 순환관(210)은 본체(11)의 흡입구(15)와 공급구(16)에 연결되어 본체(11)에서 흡입한 수증기를 수분과 정화가스로 분리되도록 이송시키는 관으로, 상기 순환관(210)에는 흡입필터(220), 제 1 메쉬필터(230), 탈취 활성탄 용기(240), 열교환기(250), 송풍기(260), 제 2 메쉬필터(270)가 연결된다.
상기 흡입필터(220)는 본체(11)의 흡입구(15) 측에 설치되어 흡입되는 수증기 내의 이물질을 1차 필터링하는 필터로써, 즉, 내통(12)에서 발생하는 분진 등을 1차 필터링해준다.
상기 제 1 메쉬필터(230)는 본체(11)의 흡입구(15)에 연결되는 순환관(210)에 설치되어 관통되는 수증기 내의 이물질을 2차 필터링하는 필터로써, 내통(12)에서 발생하는 분진 등을 2차로 필터링해준다.
상기 탈취 활성탄 용기(240)는 제 1 메쉬필터(230) 후단에 연결되는 순환관(210)에 설치되어 수증기 내의 악취를 탈취하여 정화시키는 용기로써, 순환관(210)에서 분기된 분기관이 연결되고, 상기 분기관에는 미세 압력 조절 밸브(241)가 설치되어 수증기의 유입을 조절하여 탈취 활성탄 용기(240) 내에 유입시켜 원활하게 악취를 탈취한다.
여기서, 상기 탈취 활성탄 용기(240) 내에는 활성탄이 저장되어 있어 수증기가 내부에 유입되면 활성탄이 악취를 흡착하여 탈취시켜 정화하고, 정화된 수증기는 열교환기(250)에 전달되는 것이다.
상기 열교환기(250)는 탈취 활성탄 용기(240)에서 정화된 수증기를 냉각부(300)의 냉매와 열교환을 통해 응축시켜 정화가스(정화공기라고도 함)와 응축수로 분리하고, 상기 열교환기(250)의 하단부에는 응축된 응축수를 유도하여 임시 저장하는 저장통(251)이 더 형성되며, 상기 저장통(251)에는 응축수를 외부로 배출시키는 배출관(252)이 하측에 형성된다.
상기 송풍기(260)는 링블러워로써, 열교환기(250)에서 열교환된 정화가스가 배출되는 배출구(14) 측에 설치되어 본체(11) 내의 수증기를 흡입시켜 순환관(210)을 통해 순환시키고, 상기 열교환기(250)에서 분리된 정화가스를 본체(11) 내에 공급한다.
상기 제 2 메쉬필터(270)는 본체(11)의 공급구(16)에 연결되는 순환관(210)에 설치되어 송풍기(260)를 통해 이송 관통되는 정화가스 내의 이물질을 3차 필터링하는데, 상기 정화가스 내 분진 등을 3차로 한번 더 필터링해준다.
상기 냉각부(300)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 내부순환부(200)의 열교환기(250)에서 열교환되어 온도가 상승한 냉매를 라디에이터팬(360)으로 외부 공기와 열교환시켜 1차 냉각시키는 공냉식 냉각코일(320)과; 상기 냉매를 냉각라인을 따라 이송시키는 냉매 순환펌프(330)와; 상기 공냉식 냉각코일(320)에서 1차 냉각시킨 냉매를 외부의 공기와 열교환시켜 2차 냉각시키는 냉각기(340)와; 상기 냉각기(340)에서 최종 냉각된 냉매를 저장하고, 상기 저장된 냉매를 내부순환부(200)의 열교환기(250)에 전달하는 냉매탱크(350)로 구성된다.
여기서, 상기 열교환기(250), 공냉식 냉각코일(320), 냉매 순환펌프(330), 냉각기(340), 냉매탱크(350)는 냉매 순환관(210)에 의해 연결되어 냉매가 냉매 순환관(210)을 통해 이송된다.
그리고, 상기 공냉식 냉각코일(320)과 냉각기(340)는 각각 라디에이터팬(360)에 의해 외부 공기와 열교환시켜 냉매를 냉각시키는데, 상기 냉각기(340)는 외부 공기의 온도가 높거나(하절기) 냉매의 온도가 설정값 이상으로 가열되었을 때 작동하여 냉매의 온도를 2차로 낮춰주는 장치이다. 이때, 상기 라디에이터팬(360)은 냉매의 설정온도에 따라 제어부에서 작동시킨다.
이렇듯, 상기 냉각기(340)를 통해 냉각된 부동액(냉매)이 열교환기(250)를 지나가고 송풍기(260)를 통해 내통에서 나온 고온다습한 공기가 열교환기(250)에서 온도차에 의한 응축현상을 발생시키고 이로 인해 유기성 폐기물의 수분을 효과적으로 건조할 수 있다. 또한 응축과정에서 많은 습기가 머무는 라디에이터를 외부에서 부식방지 코팅 처리가 가능하여 응축과정에서 부식에 대한 저항성과 내구성을 향상시켰다. 이는 100kg/일 처리용량의 기존 방식의 응축기가 최소로 필요로하는 면적(보일러 배관용 스텐 주름관 약 18m)을 1/2마력 열교환기 라디에이터 4개(1개당 너비 : 335mm, 높이 : 265mm, 깊이 : 110mm)로 대체할 수 있다.
10 : 교반조 11 : 본체
12 : 내통 13 : 투입구
14 : 배출구 15 : 흡입구
16 : 공급구 17 : 투입구 도어
18 : 전동장치
20 : 교반기 21 : 교반샤프트
22 : 교반날개 23 : 교반모터
24 : 교반날
30 : 센서부 31 :도어 열림 센서
32,43 : 온도센서 33 : 수분센서
40 : 가열부 41 : 밴드히터
42 : 운모판
200 : 내부순환부 210 : 순환관
220 : 흡입필터 230 : 제 1 메쉬필터
240 : 탈취 활성탄 용기 241 : 미세 압력 조절 밸브
250 : 열교환기 251 : 저장통
252 : 배출관 260 : 송풍기
270 : 제 2 메쉬필터
300 : 냉각부 310 : 냉매 순환관
320 : 공냉식 냉각코일 330 : 냉매 순환펌프
340 : 냉각기 350 : 냉매탱크
360 : 라디에이터팬

Claims (6)

  1. 투입구(13)를 통해 유기성 폐기물이 내부에 투입되고, 상기 투입된 유기성 폐기물과 상기 유기성 폐기물을 분해하는 유기물 분해 촉매가 내통(12)에서 교반기에 의해 서로 균일하게 교반하여 유기성 폐기물을 분해시키는 교반조(10)와;
    상기 내통(12)의 외면에 구비되고, 상기 내통(12)의 내부를 가열하여 유기성 폐기물을 가열하는 가열부(40)와;
    상기 교반조(10)의 상측에 연결되어 유기성 폐기물의 가열에 의해 발생한 수증기를 흡입하여 수분과 정화가스로 분리하며, 분리된 응축수는 외부로 배출하고, 정화가스는 상기 내통의 내부로 재공급하여 습도를 조절하는 내부순환부(200)와;
    상기 내부순환부(200)와 열교환을 통해 수증기를 응축시키고, 상기 수증기와 열교환한 냉매를 냉각시키는 냉각부(300);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 교반조(10)는,
    상부에는 유기성 폐기물이 내부에 투입되는 투입구(13)가 형성되고, 측면에는 처리가 완료된 유기성 폐기물이 배출되는 배출구(14)가 형성되며, 일단부에는 내부에서 발생된 수증기가 내부순환부(200)로 흡입되는 흡입구(15)와 상기 내부순환부(200)에서 처리된 정화가스가 내부에 공급되는 공급구(16)가 각각 형성되는 본체(11)와;
    상기 본체(11)의 하측에 일체형으로 형성되되, 반구형으로 형성되어 투입구(13)를 통해 본체(11)에 투입된 유기성 폐기물이 내부에서 교반, 가열, 파쇄, 건조가 이루어지는 내통(12)과;
    상기 본체(11) 또는 내통(12)의 내부에 설치되어 투입된 유기성 폐기물과 유기물 분해 촉매를 교반시켜 혼합 및 파쇄시키는 교반기(20)와;
    상기 본체(11)의 투입구(13) 측에 설치되어 투입구 도어(17)의 열림을 측정하는 도어 열림 센서(31)와, 상기 내통(12) 내에 설치되어 유기성 폐기물의 온도를 측정하는 온도센서(32)와, 상기 내통(12) 내에 설치되어 유기성 폐기물의 수분을 측정하는 수분센서(33)로 이루어지는 센서부(30);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 교반기(20)는,
    상기 본체(11) 또는 내통(12)의 내부를 수평으로 관통 형성되어 회전되고, 양끝단부가 상기 본체(11) 또는 내통(12)의 외부로 돌출 형성되어 지지되는 교반 샤프트(21)와;
    상기 본체(11) 또는 내통(12)의 내부에 구비된 교반 샤프트(21)의 몸통에 다수개가 부착되어 교반 샤프트(21)의 회전에 의해 유기성 폐기물을 교반 및 파쇄시키는 교반날개(22)와;
    상기 본체(11) 또는 내통(12)의 외부로 돌출 형성된 교반 샤프트(21)의 일측과 체인으로 연결되어 회전 동력을 공급하는 교반모터(23);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 교반날개(22)는 몸통이 곡률로 곡선지게 형성되어 상하좌우에 대류현상을 유도하여 유기성 폐기물에 가열이 고루 이루어지고,
    상기 교반날개(22)의 끝단부에는 교반날(24)이 직교로 형성되는데, 상기 교반날(24)은 일단면이 절곡되어 교반날개(22)의 역회전시, 유기성 폐기물을 퍼올릴 수 있는 것을 특징으로 하는 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 가열부(40)는,
    상기 내통(12)의 외면 전체를 감싸도록 설치되어 전기에 의해 내통을 가열하는 밴드히터(41)와;
    상기 내통(12)과 밴드히터(41) 사이에 형성되어 밴드히터(41)의 열이 내통에 전도시키는 동시에 상기 내통에서 전달되는 데미지가 밴드히터(41)에 전달되는 것을 흡수하는 운모판(42);
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 내부순환부(200)는,
    상기 본체(11)의 흡입구(15)와 공급구(16)에 연결되어 본체(11)에서 흡입한 수증기를 수분과 정화가스로 분리되도록 이송시키는 순환관(210)과;
    상기 본체(11)의 흡입구(15) 측에 설치되어 흡입되는 수증기 내의 이물질을 1차 필터링하는 흡입필터(220)와;
    상기 본체(11)의 흡입구(15)에 연결되는 순환관(210)에 설치되어 관통되는 수증기 내의 이물질을 2차 필터링하는 제 1 메쉬필터(230)와;
    상기 제 1 메쉬필터(230) 후단에 연결되는 순환관(210)에 설치되어 수증기 내의 악취를 탈취하여 정화시키는 탈취 활성탄 용기(240)와;
    상기 탈취 활성탄 용기(240)에서 정화된 수증기를 냉각부의 냉매와 열교환시켜 응축시켜 정화가스와 응축수로 분리하고, 상기 응축수는 하측으로 유도하여 외부로 배출시키는 열교환기(250)와;
    상기 본체(11) 내의 수증기를 흡입시켜 순환관(210)을 통해 이송시키고, 상기 열교환기(250)에서 분리된 정화가스를 본체(11) 내에 공급하는 송풍기(260)와;
    상기 본체(11)의 공급구(16)에 연결되는 순환관(210)에 설치되어 송풍기(260)를 통해 이송 관통되는 정화가스 내의 이물질을 3차 필터링하는 제 2 메쉬필터(270);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내부 순환 방식의 유기성 폐기물 감량 및 처리장치.

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