SK8685Y1 - Elektrický kompostér na bioodpady a/alebo bioplasty - Google Patents

Abstract

Elektrický kompostér na bioodpady a/alebo bioplasty 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 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).

Description

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka konštrukcie elektrického kompostéra na bioodpady a/alebo bioplasty. Technické riešenie 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 tietinu predstavuje biologicky rozložiteľný odpad, a to najmä vo forme pokosenej trávy zo záhrad, lístia, malých konárov stromov, zeleninových a ovocných odpadkov, drevných pilín, kôiy či trusu hospodárskych zvierat. V súčasnostisatento 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, pievzdušňuje pôdu a dodáva jej živiny. Bežne dostupné kompostéiy predstavujú zväčša uzavreté prevzdušňované boxy, v ktorých dochádza za relatívne dlhý čas pôsobenímvlhkosti k zmene odpadu na kompost, pričom tento odpad predstavuje hlavne prírodou vytvorený zelený odpad.

S cieľom vyriešiť tento problémbol navrhnutý elektrický kompostér na bioodpady/bioplasty podľa tohto technického riešenia.

Podstata technického riešenia

Uvedené nedostatky sú v podstatnej miere odstránené konštrukciou elektrického kompostéra na bioodpady a/alebo bioplasty podľa technického riešenia. Podstata technického riešenia spočíva v tom, že elektrický kompostér na bioodpady a/alebo bioplasty 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 komoiy 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 ovládaciou jednotkou je umiestnený 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, ďalej 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 priebežnýmdoplňanímpočas 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 v 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 max na úroveň hriadeľa miešadla (po upchávky v čelách komory). Kompostovacia komora je uložená v nosnomráme. V prípade suchých vsádzokmôže 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 pomyselnej kružnice) sa nachádza os rotujúceho horizontálneho hriadeľa, na ktorom sú uložené ramená lopatiek, ktoré majú vsádzku v stanovenom režime premiešavať. Na

S K 8685 Υ1 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 gulkových 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 ty pom izolácie. Výhrievací systém je umiestnený pod izoláciou. Na izoláciu 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 vysokýmprevodovým 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 ktorý 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 sústavavybavenáfrekvenčnýmmeničom

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 polymémym 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 týchloupínacím 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 s tým, 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.

Výhrievací systémkompostovacej komory je riešený tak, že pre možnosť realizácie časovo regulovaného tepelného režimu ohrevu kompostovacej komory je v spodnej časti komory inštalovaný elektricky' systém, ktorý bude napájaný a riadený regulačným systémom Výhrievanie bude odporovými elektrickými pásmi s meraním teploty tak, aby teplota steny kompostovacej komory nepresiahla maximálnu povolenú teplotu pre proces kompostovania. Počas kompostovania by regulačný systémmal umožňovať nastavovanie predpísanej hodnoty teploty v predpísaných časových úsekoch počas celého 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 systéms 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 tlačidla - STOP 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 programova

S K 8685 Υ1 teľný 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 pre jednotlivé režimy (cez tlačidlá), aby bolo možne 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 okohtého 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 a 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 kompostér! 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 deodzorizačnú 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 jednoduchú manipuláciu. Je vyrobený z nehrdzavejúcej ocele.

Výhody konštrukcie elektrického kompostéra na bioodpady a/alebo bioplasty podľa technického riešenia sú zjavné z účinkov, ktorými sa prejavujú navonok. Vo všeobecnosti možno konštatovať, že originalita predloženého riešenia spočíva v tom, že je vhodná pre organizácie venujúce sa kompostovaniu bioodpadu, a to či už v malom domácom, alebo veľkom priemyselnom meradle. Veľkou skupinou pre 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, z 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 b ezproblémové čistenie a následnú dezinfekciu v zmysle platných hygienických predpisov.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Konštrukcia elektrického kompostéra na bioodpady a/alebo bioplasty podľa technického riešenia bude bližšie zobrazená na výkresoch, kde na obr. 1 je znázornený v bočnom pohľade. Na obr. 2 je znázornený v čelnom pohľade.

Príklady uskutočnenia

Jednotlivé uskutočnenia podľa technického riešenia sú predstavované na ilustráciu a nie ako obmedzenia technických riešení. Odborníci poznajúci stav techniky nájdu alebo budú schopní zistiť s použitím nie viac ako rutinného experimentovania mnoho ekvivalentov k špecifickým uskutočneniam technického riešenia. Aj takéto ekvivalenty budú spadať do rozsahu nasledujúcich nárokov na ochranu.

Odborníkom poznajúcim stav techniky nemôže robiť problém optimálne navrhnutie konštrukcie, preto tieto znalý neboli detailne riešené.

Príklad 1

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu technického riešenia je opísaný jeden konštrukčný variant elektrického kompostéra na bioodpady a/alebo bioplasty, ktorý je znázornený na obr. 1 a 2. Elektrický kompostér na bioodpady a/alebo bioplasty je tvorený horizontálnou kompostovacou komorou 4 s centrálnym

S K 8685 Υ1 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 otvor8 s hradidlomavýstupný prenosný zásobník 11 na 5 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 10 pripojenie drviča bioodpadu a/alebo bioplastov.

Priemyselná využiteľnosť

Priemyselná využiteľnosť konštrukcie elektrického kompostéra na bioodpady a/alebo bioplasty podľa technického riešenia 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 (6)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Elektrický kompostér na bioodpady a/alebo bioplasty, 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); 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. Elektrický kompostér na bioodpady a/alebo bioplasty podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pohonná jednotka (2) a vyhrievací systém s vyhrievacími telesami (6) je pripojený na riadiacu a ovládaciu jednotku (3).

3. Elektrický kompostér na bioodpady a/alebo bioplasty podľa nárokov la 2, vyznačujúci sa tým, že pohonná jednotka (2), vyhrievací systém s vyhrievacími telesami (6) a riadiacou jednotkou (3) je umiestnený na ráme (1).

4. Elektrický kompostér na bioodpady a/alebo bioplasty podľa nároku 1, tým, že horná časťkompostovacej komory (4) má servisnéveko (9).

5. Elektrický kompostér na bioodpady a/alebo bioplasty podľa nároku 1, tým, že hradidlo na vy sýpacomotvore (8) je spojené s otváracou pákou (10).

6. Elektrický kompostér na bioodpady a/alebo bioplasty podľa nároku 1, tým, tov.

a ovládacou vyz vyz vyz jú jú jú a

že veko (7) s násypným otvorom má uspôsobenie na pripojenie drviča bioodpadu a/alebo bioplas-