SK288969B6 - Elektrický kompostér na spracovanie bioodpadov a/ alebo bioplastov - Google Patents

Abstract

Elektrický kompostér na spracovanie bioodpadov a/alebo bioplastov je tvorený horizontálnou kompostovacou komorou (4) s centrálnym hriadeľom s lopatkami (5) miešadla. V spodnej časti kompostovacej komory (4) je inštalovaný elektrický vyhrievací systém s vyhrievacími telesami (6). Centrálny hriadeľ miešadla je pripojený na pohonnú jednotku (2). Horná časť kompostovacej komory (4) má veko (7) s násypným otvorom a bezzápachový vetrací filter (12). Spodná časť kompostovacej komory (4) má vysýpací otvor (8) s hradidlom a výstupný prenosný zásobník (11) na kompost. V hornej časti kompostovacej komory (4) je inštalovaný teplomer (13). Pohonná jednotka (2) a vyhrievací systém s vyhrievacími telesami (6) je pripojený na riadiacu a ovládaciu jednotku (3). Pohonná jednotka (2), vyhrievací systém s vyhrievacími telesami (6) a riadiaca a ovládacia jednotka (3) sú umiestnené na ráme (1). Horná časť kompostovacej komory (4) má servisné veko (9). Hradidlo na vysýpacom otvore (8) je spojené s otváracou pákou (10).

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka konštrukcie elektrického kompostéra na spracovanie bioodpadov a/alebo bioplastov. Vynález spadá do oblasti strojárstva.

Doterajší stav techniky

Kompostovanie je prírodný proces, pri ktorom dochádza k rozkladu organických komponentov, obyčajne odpadov pôsobením mikroorganizmov, vody a kyslíka na humusové látky. Každý obyvateľ Slovenska vyprodukuje ročne stovky kilogramov odpadu ročne, pričom až viac ako tretinu predstavuje biologicky rozložiteľný odpad, a to najmä vo forme pokosenej trávy zo záhrad, lístia, malých konárov stromov, zeleninových a ovocných odpadkov, drevných pilín, kôry či trusu hospodárskych zvierat. V súčasnosti sa tento odpad vyváža na skládky alebo spaľuje. Podľa európskej smernice 1999/31/EC o skládkach odpadu by sa komunálny odpad do roku 2010 mal znížiť o 25 % v porovnaní s rokom 1995, do roku 2013 o 50 % a do roku 2020 až o 65 %. Kompostovanie je jedno z možných riešení, ako k tomuto cieľu možno prispieť. Okrem ekonomického benefitu (tým, že sa zníži množstvo odpadu, platí sa i menej za jeho likvidáciu a navyše sa šetrí výdavkami na priemyselné hnojivá) sú tu aj ďalšie výhody. Napríklad prospieva k zlepšeniu fyzikálnych vlastností pôdy. Kompostovanie znižuje riziko vysychania a prepúšťania vody. Kompostovaním sa získava predovšetkým kvalitné hnojivo, ktoré zadržiava vodu, prevzdušňuje pôdu a dodáva jej živiny. Bežne dostupné kompostéry predstavujú zväčša uzavreté prevzdušňované boxy, v ktorých dochádza za relatívne dlhý čas pôsobením vlhkosti k zmene odpadu na kompost, pričom tento odpad predstavuje hlavne prírodou vytvorený zelený odpad.

Na účely vyriešenia tohto problému bol navrhnutý elektrický kompostér na spracovanie bioodpadov a/alebo bioplastov podľa tohto vynálezu.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky sú v podstatnej miere odstránené konštrukciou elektrického kompostéra na spracovanie bioodpadov a/alebo bioplastov podľa vynálezu. Podstata vynálezu spočíva vtom, že elektrický kompostér na spracovanie bioodpadov a/alebo bioplastov je tvorený horizontálnou kompostovacou komorou s centrálnym hriadeľom s lopatkami miešadla. V spodnej časti kompostovacej komory je inštalovaný elektrický vyhrievací systém s vyhrievacími telesami. Centrálny hriadeľ miešadla je pripojený na pohonnú jednotku. Horná časť kompostovacej komory má veko s násypným otvorom a bezzápachový vetrací filter. Spodná časť kompostovacej komory má vysýpací otvor s hradidlom a výstupný prenosný zásobník na kompost. Hradidlo na vysýpacom otvore je spojené s otváracou pákou.

V hornej časti kompostovacej komory je inštalovaný teplomer. Pohonná jednotka, vyhrievací systém s vyhrievacími telesami a riadiacou a ovládacou jednotkou sú umiestnené na ráme.

Kľúčovým prvkom zariadenia je kompostovacia komora. Musí umožňovať prísun materiálu z drviča kuchynského (kosti) a spotrebného odpadu (bioplastové tácky, príbory, poháre, fólie a pod.) alebo neupravovaného materiálu priamo do kompostovacej komory bez použitia drviča, ak bude mať materiál vlastnosti vhodné na kompostovanie, vlastné kompostovanie s príslušným tepelným režimom (časovo definovaný profil ohrevu vsádzky) a vyprázdňovanie kompostovacej komory po skončení kompostovania. Na kompostovaciu komoru je napojený cez rúrkové hrdlo s ochrannou mriežkou aj odťah vznikajúcich pár do protizápachovej jednotky napr. s uhlíkovou vložkou. Predpokladá sa vsádzkový režim, t. j. jeden cyklus kompostovania sa týka jednej uzavretej náplne bez dopĺňania, resp. s priebežným dopĺňaním počas technologického procesu. Konštrukčným materiálom je nehrdzavejúca oceľ bez tepelnej alebo chemickej povrchovej úpravy, mechanická úprava (leštenie alebo brúsenie) iba v nevyhnutných miestach na zabezpečenie funkčnosti zariadenia. Kompostovacia komora s miešadlom a vyhrievacím systémom sa skladá z nasledujúcich funkčných častí: spodného dielu, predného a zadného čela, hriadeľa miešadla s uložením, izolácie, pohonu miešadla, horného krytu, plniaceho a vyprázdňovacieho otvoru a vyhrievacieho systému.

Spodný diel kompostovacej komory je riešený tak, že kompostovacia komora vo zvislom reze predstavuje písmeno „U, pričom spodná časť kompostovacej komory tvorí polkružnicu. Bočné steny kompostovacej komory sú tvorené rovinnými plechmi. Kompostovacia komora má konštrukciu navrhnutú tak, aby sa spracovávaná vsádzka dostala maximálne na úroveň hriadeľa miešadla (po upchávky v čelách komory). Kompostovacia komora je uložená v nosnom ráme. V prípade suchých vsádzok môže byť jej objem aj väčší.

Predné a zadné čelo kompostovacej komory, hriadeľ miešadla s uložením sú riešené tak, že na prednej a zadnej strane je kompostovacia komora uzavretá rovinnými čelami, ktoré sú privarené k časti komory tvaru „U. V osi polkružnice (spodnej polovice pomyslenej kružnice) sa nachádza os rotujúceho horizontálneho hriadeľa, na ktorom sú uložené ramená lopatiek, ktoré majú vsádzku v stanovenom režime premiešavať. Na ramenách lopatiek sú pozdĺžne ploché lišty, ktoré svojou hranou kopírujú polkruhové dno kompostovacej komory, a tým zabezpečujú prestup tepla od vyhrievacieho systému cez stenu kompostovacej komory do miešanej vsádzky. Na miešanie sa používajú tri premiešavacie lišty. Hriadeľ je uložený v dvoch guľkových ložiskách, ktoré sú umiestnené v domčekoch inštalovaných v čelách kompostovacej komory. Prechod hriadeľa čelom je vybavený bezkontaktnými kotúčovými upchávkami s možnosťou preplachovania (v prípade potreby) vodou mimo cyklu kompostovania. Umiestnenie domčekov ložísk je konštrukčne usporiadané tak, aby sa materiál, ktorý môže prípadne prepadnúť upchávkou, nedostal do ložiska (voľný priestor medzi upchávkou a ložiskovým domčekom).

Izolácia kompostovacej komory je riešená tak, že na zníženie povrchovej teploty a zamedzenie možného popálenia obsluhy sú všetky funkčné časti kompostovacej komory zvonka zaizolované vhodným typom izolácie. Vyhrievací systém je umiestnený pod izoláciou. Nad izoláciou je z pohľadovej steny inštalovaný krycí plech z nehrdzavejúcej ocele.

Pohon miešadla je riešený tak, že pohon miešadla s prevodovkou je uložený v ráme. Elektromotor s prevodovkou tvorí celok s vhodne zvoleným prevodovým pomerom (prevod do pomala s vysokým prevodovým pomerom). Príkon elektromotora je dostatočný na to, aby motor dokázal pretlačiť miešacie lopatky vsádzkou (na začiatku sa uvažuje pastovitý materiál s veľkým odporom proti miešaniu, obsahujúci aj väčšie kusy) a umožní pohyb aj pri zakliesnení kusa materiálu v klinovej medzere medzi stenou komory a miešadlom pri jeho približovaní sa zhora k vyhrievanej stene. Na zabezpečenie rôznych režimov a regulácie frekvencie otáčania bude napájacia elektrická sústava vybavená frekvenčným meničom.

Horný kryt kompostovacej komory, inak aj servisné veko, je riešený tak, že je to plochý odnímateľný diel, ktorý umožňuje zatváranie a otváranie vrchnej časti komory. Má tvar obdĺžnika, po obvode s jednoduchým polymérnym tesnením. Horná časť krytu je kvôli zníženiu povrchovej teploty zaizolovaná, na hornej ploche bude opäť pohľadový plech. Na odnímanie horného krytu budú slúžiť rukoväti. Horný odnímateľný (resp. odklápateľný) kryt nie je umiestnený po celej dĺžke kompostovacej komory, jedna časť je statická a pevná, určená na umiestnenie plniaceho hrdla. Horný kryt je vybavený elektrickým zabezpečovacím snímačom, ktorý neumožňuje činnosť miešadla počas otvoreného krytu (eliminácia možnosti poranenia obsluhy vložením ruky do komory).

Na plnenie kompostéra slúži plniaci otvor kompostovacej komory, ktorý je umiestnený v statickej pevnej časti horného krytu a je tvorený krátkou vystúpenou rúrou štvorcového prierezu, ktorá je uzavretá zátkou s rýchloupínacím mechanizmom s bezpečnostným snímačom blokovania chodu pohyblivých častí pri otvorení zátky. Plnenie je ručne lopatkou. Jeho veľkosť je primeraná jednoduchej manipulácii vzhľadom na veľkosť aj hmotnosť (ručná obsluha).

Na vyprázdňovanie kompostovacej komory slúži otvor v spodnej časti komory tvaru „U. Otvor je uzatvárateľný odnímateľným vekom s manipulačnými uzávermi (upinákmi). Otvor je situovaný do cca 1/3 dĺžky kompostovacej komory na opačnej strane, ako je plniaci otvor. Postupné vyprázdňovanie kompostovacej komory sa realizuje otvorením spodného otvoru najprv počas bežiaceho miešacieho hriadeľa, neskôr počas zastaveného hriadeľa ručným vyhrabaním vhodnou lopatkou pri otvorenom hornom kryte. Neuvažuje sa stým, že by sa komora po skončení kompostovania vyprázdňovala dokonale celá, ale v kompostovacej komore by časť materiálu zostala. Vyprázdňovanie sa realizuje do prenosného zásobníka umiestňovaného pod vyprázdňovací otvor kompostovacej komory, ktorý nemá objem celej vsádzky (vyprázdnenie na 2-krát alebo 3-krát kvôli jednoduchej manipulácii) a pohybuje sa na kolieskach.

Vyhrievací systém kompostovacej komory je riešený tak, že na možnosť realizácie časovo regulovaného tepelného režimu ohrevu kompostovacej komory je v spodnej časti komory inštalovaný elektrický systém, ktorý bude napájaný a riadený regulačným systémom. Vyhrievanie bude odporovými elektrickými pásmi s meraním teploty tak, aby teplota steny kompostovacej komory nepresiahla maximálnu povolenú teplotu pre proces kompostovania. Počas kompostovania by regulačný systém mal umožňovať nastavovanie predpísanej hodnoty teploty v predpísaných časových úsekoch počas celého trvania kompostovania, resp. zvolené teploty nastavované manuálne tlačidlami. Podľa potreby je možná inštalácia technicky realizovateľného chladenia vsádzky, ochladenie po skončení kompostovania bude samovoľným chladnutím (napr. pri otvorení horného krytu kompostovacej komory) a je možné vytvorenie aj samotného chladiaceho obehu na cielené dochladzovanie vsádzky.

Elektrický a riadiaci systém je riešený tak, že kompostér má inštalovaný elektrický systém vybavený možnosťou jednoduchej regulácie potrebných funkcií. Pohonná jednotka a vyhrievací systém s vyhrievacími telesami je pripojený na riadiacu a ovládaciu jednotku. Je to nastavovanie maximálnej teploty a režimu zodpovedajúcej frekvencie otáčania (programovateľné predvolenie režimov). Je to regulácia frekvencie otáčania miešadla. Je to bezpečnostné nastavenie maximálneho času kompostovania. Je to elektrická výbava, ktorá musí tiež umožňovať bezpečnostné odstavenie motora miešadla pri otvorení horného krytu komory, inštaláciu bezpečnostného STOP-tlačidla na okamžité vyradenie elektrického systému napájania, inštaláciu hlavného vypínača elektrického prúdu a signalizovanie zapnutia/vypnutia funkcií signálnymi kontrolkami na paneli. Na realizáciu regulačných funkcií je použitý jednoduchý priemyselný regulátor, optimálne programovateľný a s displejom, s možnosťou navolenia štyroch režimov teploty a frekvencie otáčania miešadla na paneli kompostéra. Pri poklese teploty o cca 5 °C proti nastavenej teplote sa vyhrievanie automaticky zapne. Programovateľné riadenie umožňuje predvoliť regulátory na jednotlivé režimy (cez tlačidlá), aby bolo možné zmeniť nastavenie teploty aj frekvencie otáčania miešadla (iba odborným personálom, mimo zásahu bežnej užívateľskej obsluhy).

Vonkajší kryt zariadenia je riešený tak, že na nosnom ráme zariadenia je inštalovaný vonkajší plechový kryt, ktorým je zakrytá konštrukcia kompostéra (praktické a estetické hľadisko). Zakrytie je realizované okrem zadnej strany (prípadne čiastočné zakrytie zadnej strany). Cez zadnú stranu je prístup okolitého vzduchu k zariadeniu.

Drvič kuchynského odpadu je riešený tak, že na efektívne kompostovanie je nevyhnutné zabezpečiť materiál primeranej disperzity, resp. maximálneho rozmeru kúskov kompostovateľného materiálu (kosti, zvyšky jedál, kusy bioplastu, spotrebného materiálu a pod.). Zároveň sa tým zabezpečí eliminácia možného zaseknutia a mechanického poškodenia miešacieho lopatkového systému napr. kusmi kostí, t. j. zaseknutím medzi komoru a miešadlo. Na tento účel je možné použiť drvič priamo integrovaný na kompostéri na plniacom otvore komory.

Bezzápachový vetrací filter je riešený tak, že na zabezpečenie odťahu vznikajúcich plynov a pár pri kompostovaní a ich elimináciou pred vypustením do pracovného alebo komunálneho prostredia je nevyhnutné použiť aktívnu dezodoračnú jednotku. Uvažuje sa s inštaláciou komerčne dostupného a jednoduchého bezzápachového vetracieho filtra s výmennou náplňou aktívnej adsorpčnej látky a vlastným odťahovým ventilátorom. Výstup z filtra môže byť priamo do prostredia inštalácie kompostéra, ak to hygienické predpisy prostredia umožnia, resp. pomocou potrubia mimo priestoru inštalácie kompostéra.

Prenosný zásobník na nasýpanie materiálu je riešený tak, že je určený na zhromažďovanie pomletého materiálu, resp. materiálu bez úpravy na nasýpanie do kompostéra. Je to nádoba určená na ručnú manipuláciu, vyrobená z nehrdzavejúcej ocele, umožňujúca jednoduché nasadenie na plniaci otvor komory. Plnenie zo zásobníka do komory kompostéra je ručne.

Prenosný zásobník materiálu na vysýpanie materiálu je riešený tak, že zásobník na skompostovaný materiál je vozík, ktorý sa zasúva pod kompostér, do ktorého sa materiál z komory kompostéra postupne vyprázdňuje a umiestni mimo zariadenia. Zásobník je určený na ručnú manipuláciu, na spodnej časti má kolieska na jednoduché manipuláciu. Je vyrobený z nehrdzavejúcej ocele.

Výhody konštrukcie elektrického kompostéra na spracovanie bioodpadov a/alebo bioplastov podľa vynálezu sú zjavné z účinkov, ktorými sa prejavujú navonok. Vo všeobecnosti možno konštatovať, že originalita predloženého riešenia spočíva vtom, že je vhodná pre organizácie venujúce sa kompostovaniu bioodpadu, a to či už v malom domácom, alebo veľkom priemyselnom meradle. Veľkou skupinou na umiestnenie elektrického kompostéra na bioplasty na trhu sú jedálne alebo výdajne jedla, kde dochádza k zhromažďovaniu zvyškov jedla a prípadne aj použitého bioplastového odpadu, napríklad vo forme zberných vreciek, jednorazových tanierov, pohárov alebo príboru, pričom v týchto zariadeniach je nevyhnutné, aby za relatívne krátky čas bolo možné cielene kompostovať tento odpad. Všetky funkčné časti sú vyrobené z nehrdzavejúcej ocele, umožňujúce bezproblémové čistenie a následnú dezinfekciu v zmysle platných hygienických predpisov.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Konštrukcia elektrického kompostéra na spracovanie bioodpadov a/alebo bioplastov podľa vynálezu bude bližšie zobrazená na výkresoch, kde je na obr. 1 znázornený v bočnom pohľade. Na obr. 2 je znázornený v čelnom pohľade.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Jednotlivé uskutočnenia podľa tohto vynálezu sú predstavované na ilustráciu a nie ako obmedzenia technických riešení. Odborníci znalí stavu techniky nájdu alebo budú schopní zistiť s použitím nie viac ako rutinného experimentovania mnoho ekvivalentov k špecifickým uskutočneniam vynálezu. Aj takéto ekvivalenty budú spadať do rozsahu nasledujúcich patentových nárokov.

Odborníkom znalým stavu techniky nemôže robiť problém optimálne navrhnutie konštrukcie, preto tieto znaky neboli detailne riešené.

Príklad

V príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu vynálezu je opísaný jeden konštrukčný variant elektrického kompostéra na spracovanie bioodpadov a/alebo bioplastov, ktorý je znázornený na obr. 1 a 2. Elektrický kompostér na spracovanie bioodpadov a/alebo bioplastov je tvorený horizontálnou kompostovacou komorou 4 s centrálnym hriadeľom s lopatkami 5 miešadla. V spodnej časti kompostovacej komory 4 je inštalovaný elektrický vyhrievací systém s vyhrievacími telesami 6. Centrálny hriadeľ miešadla je pripojený na pohonnú jednotku 2. Horná časť kompostovacej komory 4 má veko 7 s násypným otvorom a bezzápachový vetrací filter 12. Spodná časť kompostovacej komory 4 má vysýpací otvor 8 s hradidlom a výstupný prenosný zásobník 11 na kompost. V hornej časti kompostovacej komory 4 je inštalovaný teplomer 13. Pohonná jednotka 2 a vyhrievací systém s vyhrievacími telesami 6 je pripojený na riadiacu a ovládaciu jednotku 3 aj s ostatnými nevyhnutnými snímačmi. Pohonná jednotka 2, vyhrievací systém s vyhrievacími telesami 6 a riadiacou a ovládacou jednotkou 3 je umiestnený na ráme 1. Horná časť kompostovacej komory 4 má servisné veko 9. Hradidlo na vysýpacom otvore 8 je spojené s otváracou pákou 10. Veko 7 s násypným otvorom má uspôsobenie na pripojenie drviča bioodpadu a/alebo bioplastov.

Priemyselná využiteľnosť

Priemyselná využiteľnosť konštrukcie elektrického kompostéra na spracovanie bioodpadov a/alebo bioplastov podľa vynálezu nachádza uplatnenie v reštauračných zariadeniach, hlavne školských jedálňach, ktoré sú vybavené riadom z biodegradovateľných plastov. Umiestnenie kompostéra je možné iba vo vnútorných priestoroch budov.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Elektrický kompostér na spracovanie bioodpadov a/alebo bioplastov, vyznačujúci sa tým, že je tvorený horizontálnou kompostovacou komorou (4) s centrálnym hriadeľom s lopatkami (5) miešadla; v spodnej časti kompostovacej komory (4) je inštalovaný elektrický vyhrievací systém s vyhrievacími telesami (6); centrálny hriadeľ miešadla je pripojený na pohonnú jednotku (2); pohonná jednotka (2) a vyhrievací systém s vyhrievacími telesami (6) sú riadené riadiacou a ovládacou jednotkou (3); riadiaca a ovládacia jednotka (3) reguluje pomocou rotácie hriadeľa s lopatkami (5) miešadla cielený pohyb vsádzky v kompostovacej komore (4), zdržný čas vsádzky v kompostovacej komore (4) a kontakt vsádzky s vyhrievacími telesami (6); horná časť kompostovacej komory (4) má veko (7) s násypným otvorom a bezzápachový vetrací filter (12); spodná časť kompostovacej komory (4) má vysýpací otvor (8) s hradidlom a výstupný prenosný zásobník (11) na kompost; v hornej časti kompostovacej komory (4) je inštalovaný teplomer (13).
2. 2. Elektrický kompostér na spracovanie bioodpadov a/alebo bioplastov podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pohonná jednotka (2), vyhrievací systém s vyhrievacími telesami (6) a riadiaca a ovládacia jednotka (3) sú umiestnené na ráme (1).
3. 3. Elektrický kompostér na spracovanie bioodpadov a/alebo bioplastov podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že horná časť kompostovacej komory (4) má servisné veko (9).
4. 4. Elektrický kompostér na spracovanie bioodpadov a/alebo bioplastov podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že hradidlo na vysýpacom otvore (8) je spojené s otváracou pákou (10).
5. 5. Elektrický kompostér na spracovanie bioodpadov a/alebo bioplastov podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že veko (7) s násypným otvorom má uspôsobenie na pripojenie drviča bioodpadu a/alebo bioplastov.