WO2015186898A1 - 무인조작 음식물 쓰레기 처리장치 - Google Patents

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WO2015186898A1
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reaction tank
dry
dry powder
discharge
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이명렬
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주식회사 이엔아이씨
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    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/20—Waste processing or separation

Definitions

  • the present invention relates to a food waste treatment apparatus, and more particularly, because the manager's machine operation is not required, and thus, unmanned operation is possible, and there is no time restriction on discharging food waste, and the injected food waste is a heat-drying steam decomposition method. Processed and the final by-product is formed into a pellet shape and discharged, and relates to a food waste processing apparatus that can be made at the same time resource recycling of food waste.
  • the food waste disposal system used in multi-unit housing has a lot of inconvenience due to the different time used by a large number of emitters, and various restrictions on the processing of machines operated by 24-hour input, and limitations in the rules of use. The perfect treatment of was impossible.
  • the food waste processing machine by the drying method is not possible to continuously input, so the discharge time is determined by the user at a certain time, and when the input is complete, the worker is operating the machine to operate the food waste treatment, Machines are not suitable for multi-unit housing.
  • the present invention is not required because the operator's machine operation is not only possible to operate unattended, there is no time constraints on the discharge of food waste, the input food waste is treated by heat drying steam decomposition method and the final by-product is formed into a pellet shape and discharged, It is to provide a food waste processing apparatus that can be made at the same time resource recycling of food waste.
  • the above object is an unmanned food waste treatment apparatus, the input storage unit having a wireless recognition and remote monitoring function and the food waste is input and stored;
  • a dry decomposition unit configured to receive and store the food waste stored in the input storage unit, to dry and decompose and form a dry powder;
  • a molding discharge part configured to receive the dry powder formed through the dry decomposition part and to form and discharge the molded powder into a pellet shape.
  • a low temperature storage tank is provided inside the input storage unit, and the outside of the cold storage tank is frozen so that food waste is stored at a low temperature.
  • a coil is attached, a reaction tank is provided inside the dry decomposition unit, and a first sliding door is installed at an upper portion of the reaction tank to open when the food waste stored in the input storage unit is input.
  • a second sliding door is opened to be opened when the dry powder is discharged from the dry cracking unit, and the molding powder is formed into a pellet shape in the by-product storage box and the by-product storage box in which the dry powder is stored.
  • Unmanned food characterized in that the pellet molding machine is provided It is achieved by the Reggie processing apparatus.
  • the inlet storage unit has a horizontal screw for moving the input food waste to the right, the inclined screw to raise the food waste stored in the reverse rotation operation to reduce the load burden of the food waste stored in the operation of the horizontal screw And, and the first screw conveyor for transporting the food waste moved to the right by the horizontal screw to the reaction tank of the dry decomposition unit may be further provided.
  • the lower end of the low temperature storage tank of the input storage unit is provided with a first weight sensor for sensing the total weight of the food waste continuously input, the lower end of the reaction tank of the dry decomposition unit sensing the weight of the food waste transferred from the input storage unit the input storage Inclined and horizontal screw and the first screw conveyor and a second weight sensor for operating the reaction tank is provided on the part, and if the dry powder stored in the by-product storage of the molding discharge portion is loaded a predetermined amount, sensing It may be provided with a third weight sensor for transferring to the pellet molding machine.
  • the reaction chamber is provided with a discharge chamber in which the dry powder is collected for discharge, and the second sliding door formed in the discharge chamber is opened and closed, so that the dry powder is collected and discharged in a predetermined amount into the discharge chamber.
  • a second screw conveyor is connected, the dry powder may be delivered to the molding discharge unit.
  • an automatic filtration device is provided with an automatic spray nozzle to filter the steam discharged from the reaction tank;
  • a condenser for condensing the steam passed through the automatic filtration device to condensate and air;
  • a condensate purification device for purifying the condensed water generated from the condenser and supplying the condensed water to the automatic spray nozzle of the automatic filtration device;
  • a deodorizer for purifying and deodorizing air generated from the condenser;
  • an air circulation control device for mixing the air passing through the deodorizer with external air and reintroducing the reactor into the reactor.
  • the reactor is a reactor temperature sensor for sensing the temperature in the reactor; And a heat medium oil temperature sensor for detecting the temperature of the heat medium oil.
  • the molding discharge unit may include a sorter for separating metals or foreign substances, which are undecomposed substances, contained in the dry powder introduced into the by-product storage box; And a third screw conveyor configured to transfer the dry powder to the pellet molding machine when the dry powder is accumulated in a predetermined amount or more in the by-product storage box.
  • the present invention can be applied in parallel with the wireless recognition function of the central fee settlement system that pays the individual user costs according to the implementation of the pay-as-you-go system implemented by the national environmental policy. It maximizes the user's convenience, operates automatically by receiving signals from unmanned operation, and minimizes food waste by reducing emissions, and recycles by-products as energy sources.
  • the food waste treatment apparatus of the present invention is divided into three stages, the food waste is put into the cold storage tank in the first stage input storage unit, a plurality of discharge users can be continuously discharged and operated without an operator or time constraints
  • the reaction tank treatment of the two-step dry cracking unit is automatically operated, so that it operates in a stable optimum state, and thus there is no defect rate during operation.
  • the present invention in the principle of steam decomposition to decompose food waste in the saturated steam state to form a powder state and discharge by forming the by-product in the form of pellets in the discharge molding unit of the three-stage, there is an effect of recycling food waste as an energy source have.
  • each step of the present invention is provided with a weight sensor, the operation is made by sending and receiving signals for each function is possible unmanned operation.
  • FIG. 1 is a view showing the appearance of the food waste treatment apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a view schematically showing the internal configuration of the food waste processing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a view schematically showing the side portion shown in FIG.
  • FIG. 4 is a view schematically showing the components of the dry cracking unit.
  • 5 and 6 are views showing an overall operation of the food waste treatment apparatus.
  • cooling coil 110 geared motor
  • first screw conveyor 150 first sliding door
  • reactor 210 second sliding door
  • heating heater 168 heat medium oil
  • heating tank 170 discharge chamber
  • cooling fan 174 drain pipe
  • deodorizer 176 heat supply pipe
  • blower 201 automatic filtration device
  • FIG. 1 is a view showing the appearance of the food waste treatment apparatus according to the present invention.
  • 2 is a view schematically showing the internal configuration of the food waste processing apparatus shown in FIG. 3 is a view schematically showing the side portion shown in FIG. 4 is a view schematically showing the components of the dry cracking unit.
  • 5 and 6 are views showing an overall operation of the food waste treatment apparatus.
  • the food waste processing apparatus is provided with an input storage part (A), a dry decomposition part (B) and a molding discharge part (C), after the food waste is input and decomposition and dried pellet shape It is possible to handle the one-stop food waste discharged by molding.
  • the input storage unit A includes an input port 10 into which food waste is inputted to the outside, a wireless recognition card reader 22 identifying a user, a button input unit 21, and instructions for use, guidance text, measured weight, and the like.
  • the screen display unit 30 may be provided. By providing a wireless recognition card reader 22 or the like, it is possible to apply to an individual fee settlement system of a wireless recognition function type.
  • Weighing scale 20 for measuring the weight of food waste is preferably formed on the top of the inlet 10 as shown to be able to be measured at the moment to put the food waste on the weighing scale (20).
  • the inner auxiliary plate 11 of the inlet 10 is formed at an obtuse angle rather than a right angle, and when the inlet 10 is opened, the inner auxiliary plate 11 is positioned horizontally, and when the inlet 10 is closed, the inner auxiliary plate ( Since 11) is inclined, when the inlet 10 is closed, the food waste can slide down along the inner auxiliary plate 11 to be dropped in (see FIG. 2).
  • the inlet 10 When the inlet 10 is recognized by the wireless recognition card reader 22 or the button input unit 21 in the front portion, the card or number is recognized with the voice message on the screen display unit 30, the discharge and system description appears, the inlet 10 It is preferable that the lower end is automatically inclined forward by the cylinder or the motor to the center of the front and the food waste is introduced into the machine, and when the inlet 10 is pushed, the locking device is automatically operated while closing.
  • the inspection opening 60 is formed on the upper surface of the apparatus to be formed of glass or plastic of transparent material so as to project the inside of the apparatus, and may be formed to be opened and closed for repair or the like.
  • the remote monitoring system 70 is provided so that it can be monitored remotely.
  • the control panel 40 may be formed on the top of the front of the device, the electrical control unit 50 for electrically controlling the device may be formed on the top of the back of the device.
  • the low temperature storage tank 90 is provided inside the input storage unit A.
  • the cold storage tank 90 attaches the freezing coil 101 to the outside of the cold storage tank 90 so that a plurality of users can continuously discharge the food waste without time constraints so that the food waste can be stored at low temperature without corruption. It is preferable to.
  • the lower end of the center of the cold storage tank 90 is preferably formed in a hopper shape, and a horizontal screw 120 is installed at the center of the lower end to move the food waste in the direction of dry decomposition (B). And, in order to reduce the load burden of the food waste being stored at the time of the operation of the horizontal screw 120 is provided with an inclined screw 130 that functions to raise the food waste stored in the reverse rotation operation.
  • the first screw conveyor 140 is configured to link the food waste moved to the right by the horizontal screw 120 to the dry decomposition unit (B).
  • the first screw conveyor 140 is preferably configured to be put into the dry decomposition unit (B) by a predetermined amount of food waste.
  • the cooling pump 100 and the geared motor 110 are further provided below the cold storage tank 90.
  • a discharge pipe 141 is connected to the first screw conveyor 140 so that the food waste stored at a low temperature in the cold storage tank 90 may be introduced into the dry decomposition part B.
  • Dry decomposition unit (B) is provided with a reaction tank 160 is a process for drying steam decomposition by receiving the food waste that was stored at low temperature without corruption, the upper portion of the reaction tank 160 in the cylinder (S) or motor
  • the first sliding door 150 is provided by.
  • the first sliding door 150 is operated together at the start of the operation of the first screw conveyor 140, so that the food waste pulled up from the first screw conveyor 140 smoothly through the discharge pipe 141. It is desirable to be added to the. Accordingly, when the operation of the first screw conveyor 140 is completed and the input of food waste is completed, the first sliding door 150 is returned to its original position to seal the discharge pipe 141 and the reaction tank 160, Odor can be prevented from leaking from the food waste stored in the cold storage tank (90).
  • the outside of the reaction tank 160 is a double tank is provided with a pipe heater and a heat medium as a heat supply source is coated with a ceramic coating to increase the thermal conductivity, the stirrer 164 is disposed inside the reaction tank 160, the reaction tank 160
  • the food waste from which steam decomposition is completed is decomposed into a powder shape, and according to the opening of the second sliding door 210 of the discharge chamber 220, through the second screw conveyor 240, the molded discharge part C is a third step. To be discharged.
  • Steam cracking in the reactor 160 is performed by a number of components disposed adjacent to the reactor to cooperate with the reactor 160, the steam cracking process of the reactor 160 is described below with reference to FIG. .
  • the reaction tank 160 is further provided with a heating tank 169 and the driving unit 165, an automatic filtration device 201, a condenser 171, a condensate water purification device disposed adjacent to the reaction tank 160 ( 187, in cooperation with the blower 200, the deodorizer 175, the air circulation control unit 181 is performed by the electric control unit 50 for controlling the operation of the entire system to perform the steam decomposition drying process.
  • the reaction tank 160 is provided with a first sliding door 150 for injecting food waste while opening and closing by a cylinder S or a motor, and an agitator 164 for stirring food waste in the reaction tank 160 and a reaction tank.
  • Heating tank 169 filled with the heat medium oil supplying heat to the food waste of 160, a plurality of heating heaters 167 for heating the heat medium oil 168, and an exhaust chamber for discharging the by-products that are dry and decomposed when the work is completed. (220, see FIG. 2) and the like.
  • a safety sensor 162 for transmitting an operation stop signal and a driving motor 165 for driving the agitator 164 may be further provided.
  • the automatic filtration device 201 is connected to the steam outlet pipe 163 through which the water vapor generated in the reaction tank 160 is discharged, and the filtration filter 205 provided in the filtration unit 206 and the filtration unit 206. And an automatic spray nozzle 204 for cleaning the filtration filter 205.
  • the automatic spray nozzle 204 is the condensed water generated in the condenser 171 is injected through the gear pump 202, the condensed water sprayed through the automatic spray nozzle 204 to clean the filtration filter 205 Is used.
  • the condenser 171 includes a plurality of cooling tubes 172 through which water vapor passes, and a plurality of cooling fans 173 for cooling the cooling tubes 172 by air cooling.
  • the condensate purification apparatus 186 includes a condensate storage tank 187 for storing condensate, a drain pipe 174 for moving the condensate generated from the condenser 171, a condensate filter layer 188 for purifying the condensate, and condensate. It includes a drain pipe 190 for discharging to the outside, a heating wire 191 to prevent freezing, and an auxiliary tank 189 for storing a predetermined amount of purified condensate generated through the condensate filter layer 188. In addition, when the water level of the auxiliary tank 189 exceeds the predetermined level is connected to the auxiliary tank 189, the drain pipe 190 is installed to discharge the water 192 stored in the auxiliary tank 189 to the outside through the automatic pump. .
  • Deodorizer 175 is divided into a heat supply tube 176 and a catalyst tube 178, the heat supply tube 176 includes an air heater 180, the catalyst tube 178 is a reaction catalyst 207 and pretreatment material 208.
  • Air circulation control device 181 is a vortex type, the rotary blade 182, the stationary edge 185 located on the upper portion of the rotary blade 182, the rotary guide structure located in the center, and the air attached to the bottom It includes an air intake and exhaust pipe 183 for the intake and exhaust of the air purification filter 184 detachable at the end.
  • the safety sensor 162 recognizes whether the first sliding door 150 is correctly closed, and transmits an operation start signal to the electric controller 50.
  • a plurality of heating heaters 167 of the heating tank 169 is operated to raise the temperature of the heat medium oil 168, the agitator 164 by the drive motor 165 and the drive chain outside the reaction tank 160 Is rotated and the food waste in the reaction tank 160 receives heat from the heated heat medium oil 168 as the temperature is raised, a large amount of steam is generated, decomposition and drying is made.
  • Stirrer 164 is composed of a plurality of stirring blades 166 is rotated is provided with a stirring blade shaft 166a of a symmetrical structure to promote the drying and decomposition of food waste and to prevent the phenomenon of food waste to one side. At this time, when the size of the food waste is more than the appropriate size by the pulverized blade 166 and the crushing blade 161 fixedly attached to the inner wall of the reaction tank 160 by crushing smaller than the appropriate size to further promote drying and decomposition.
  • the stirring blade 166 is attached to the stirring blade shaft 166a at an angle of about 45 ° in order to minimize the load during operation, and the inclined piece 166b is attached to the back of the stirring blade to stop the by-product when the work is finished. 164 rotates in the opposite direction to collect the by-products toward the discharge chamber 220.
  • the heating heater 167 has a two-row structure in the form of a pipe heater, increases the temperature of the heat medium oil, supplies heat to the reaction tank 160 with indirect heat, and proceeds with drying and decomposition.
  • Each of the temperature sensor 160 and the heating heater 167 is provided with temperature sensors 193 and 194 to control the temperature.
  • a safety control device (not shown) for electrically shorting the two-row heating heater 167 is cut off when it is overheated to a predetermined temperature to prevent overheating during malfunction due to an abnormality of the controller.
  • the heating heater 167 is described as being installed in two rows, but the present invention is not limited to the number of the heating heater 167, may be installed in one or more as necessary.
  • Water vapor generated in the reaction tank 160 is transferred to the automatic filtration device 201 along the first connecting pipe 196 through the steam outlet pipe 163.
  • Food waste in the reaction tank 160 has a low moisture content after a predetermined time, and drying and decomposition, when the completion point is reached, a large amount of dust is generated by the rotation of the stirrer 164 and the circulation of the blower.
  • the dust is circulated along the circulation pipe through the steam outlet pipe 163 along with the steam at every operation, which significantly lowers the operating efficiency, such as causing the failure of the blower 200 or reducing the life of the deodorizer 175. If it is dropped and severe, it may cause the blockage of the pipe and cause operation stoppage and malfunction.
  • the automatic filtration device 201 is mounted on the first connection pipe 196 in communication with the steam outlet pipe 163 of the reaction tank 160, the automatic filtration device 201 is the filtration device tank 206 And a filtration filter 205 formed of a plurality of metal meshes installed in the filtration unit 206, an automatic spray nozzle 204 attached to one side of the inner surface of the filtration unit 206, and a gear pump 202.
  • the filtration filter 205 is arranged in a row at a fine lattice metal mesh with a plurality of rows.
  • dust generated from the first connecting pipe 196 of the previous operation and attached to the filtration filter 205 is automatically backwashed with condensate stored in the auxiliary tank 189 of the condensate purification device 186 to be generated by the dust. It is possible to reduce the failure and clogging of the circulation pipe.
  • the automatic spray nozzle 204 and the gear pump 202 applied to the present invention are configured to operate for a predetermined time at the start time of operation of the food waste processing apparatus.
  • the automatic injection nozzle 204 is generated by the condenser 171 and the condensed water stored in the auxiliary tank 189 to the gear pump 202 by backwashing the filtration filter 205 to wash the filtration filter 205 by filtration This is to prevent the blockage of the 205 and to help smooth steam discharge.
  • a large amount of steam may be generated by water injected into the filtration filter 205, thereby promoting the decomposition of raw waste or dry waste. Will also do.
  • the steam passing through the automatic filtration device 201 is introduced into the condenser 171, the introduced steam passes through the cooling tube 172 consisting of a plurality of tubes, a plurality of cooling fans (one side of the cooling tube 172) 173) are installed to separate the condensate and air by air-cooled condensation.
  • the cooling tube 172 is composed of a plurality of metal pipes for efficient heat dissipation, and coiled aluminum fins are formed on the outer surface of the cooling tube 172.
  • a grid-like contact network is disposed at the end of the cooling tube 172 to maximize the condensation phenomenon.
  • the condensate is introduced into the condensation water purification device 186 through the drain pipe 174, and the drain pipe 174 is formed in an overflow (overflow) structure that is immersed in the condensate so that external air is not sucked in.
  • a condensate filter layer 188 composed of activated carbon is formed in the middle of the condensate storage tank 187, and the water 560 purified through the condensate filter layer 188 is stored in the auxiliary tank 189. Is provided with an automatic pump to flow out through the drain pipe 190.
  • the purified condensate stored in the auxiliary tank 189 is utilized as a water supply source for the nozzle injection of the automatic filtration device 201 through the gear pump 202.
  • Deodorizer 175 is composed of a heat supply pipe 176 and a catalyst tube 178, the air supply pipe 176 is equipped with an air heater, the catalyst tube 178 is a pretreatment agent 208 and the reaction catalyst 207 Is inserted.
  • Air passing through the deodorizer 175 is mixed with the outside air in the air circulation control unit 181 and re-introduced into the reaction tank 160, the air circulation control device 181 is the amount of steam generated in the reaction tank 160 and the steam pressure According to the air volume ratio, the outside air volume is automatically adjusted and introduced.
  • Air circulation control device 181 is located in front of the air inlet pipe 192 for introducing air into the reaction tank 160, the air inlet pipe 192 is a steam outlet to satisfy the flow rate of the inlet air and other reaction conditions It consists of a diameter of approximately 70% of the diameter of the tube 163, the top of the cylindrical air circulation control device 181 is attached to the rotary blade 182 of a certain angle using the whirlwind principle, the rotary type Between the upper end of the wing 182 and the air inlet pipe 192, a reverse direction 185 is attached to prevent the reverse flow of steam generated inside the reaction tank 160, it is possible to move the air only in the direction of the reaction tank 160 Let's do it.
  • the rotary wing 182 serves to smooth the air circulation of the external air supply and circulation pipe.
  • the central portion of the air circulation control device 181 is connected to the guide tube of the deodorizing device 175 the rotary guide structure.
  • the rotary guide structure is provided to adjust the load of air flowing through the guide tube and to smoothly supply external air.
  • the lower pipe of the air circulation control device 181 is designed to be approximately 30% of the diameter of the air inlet pipe 192 as the intake or exhaust of the air to the intake and exhaust pipe 183, the end of the intake and exhaust pipe 183
  • Detachable air purifying filter 184 is installed in the fresh air and at the same time prevents the discharge of odor that may occur in the abnormality of the device in advance.
  • the air passing through the air circulation control device 181 is re-introduced into the reaction tank 160 along the fourth connecting pipe 199, thereby continuing the air circulation.
  • the wet food waste put into the initial reaction tank 160 is steam-decomposed and dried in a state where water is completely removed, thereby reducing the weight of the powder form.
  • By-products are generated, and since this time, the operation of the heating heater 167 of the heating tank 169 and the air heater 180 of the deodorizer 175, which are the heat source of the reaction tank 160, is stopped and all functions are sequentially performed after a predetermined time. Is stopped.
  • the two-stage dry cracking unit (B) separates water and air through the condenser while continuously discharging and circulating water vapor generated during food waste treatment, and uses energy generated by waste heat generated during deodorization. In addition to the savings, no odor is generated, and it is durable and environmentally friendly.
  • the molded discharge part (C) of the three stages has a low water content and pellets the dry powder transferred from the by-product storage box (250) and the storage box for hygienically storing the by-products generated from the dry decomposition part (B), which is dry-decomposed in powder form. It includes a pellet molding machine 290 to be molded.
  • the by-product storage box 250 may further include a sorting unit 270 for separating particles of a predetermined size or more, such as metals or foreign substances, which are undecomposed substances included in the by-product flowing from the second screw conveyor 240.
  • the pellet molding machine 290 receives the by-product stored in the third screw conveyor 280 to be formed into a pellet shape by a molding machine and discharged.
  • the detected information is an individual fee. It is delivered to the central control system for settlement, the food waste injected through the food waste inlet 10 is stored in the cold storage tank 90, the cold storage tank 90 is maintained at a low temperature by the freezing coil 101 to generate odors.
  • the first weight sensor S1 provided in the cold storage tank 90 transmits a signal to the electric control unit 50 to suppress the first sliding.
  • the door 150 is opened.
  • the electrical control unit 50 is connected to the remote monitoring system to enable remote monitoring of the device.
  • the first screw conveyor 140 in the cold storage tank 90 operates to deliver food waste in the cold storage tank 90 to the reaction tank 160.
  • the operation of the inclined screw 130 and the horizontal screw 120 is preferably stopped.
  • the food waste introduced into the reaction tank 160 is subjected to dry decomposition by the components such as the stirrer 164, the condenser 171, the blower 200, the air heater 180, the heating heater 167, and the second sliding. Collected to the discharge chamber 220 through the door 210, the dry decomposition products collected in the discharge chamber 220 is discharged through the second screw conveyor 240, the foreign matters are filtered through the separator 270, and the by-product storage box Are stored at 250.
  • the by-product storage box 250 When the by-product storage box 250 is provided with a third weight sensor (S3) and a predetermined weight is loaded in the by-product storage box 250, it is introduced into the pellet molding machine 290 in accordance with the operation of the third screw conveyor 280, to pellet By molding discharge, it becomes a resource and can use it.
  • S3 third weight sensor
  • the machine is operated in a control manner in which signals are input and received by the weight sensor, the proximity sensor, and the timer to each of the input storage unit, the dry decomposition unit, and the molding discharge unit, so that the manager's machine operation is not required.
  • the timer to each of the input storage unit, the dry decomposition unit, and the molding discharge unit, so that the manager's machine operation is not required.
  • there is no time constraint on discharging food waste and after the input food waste is steam-decomposed, the final by-product is formed into a pellet shape and discharged, thereby providing a food waste processing apparatus that can simultaneously recycle food waste. Will be.

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Abstract

본 발명은 관리자의 기계조작이 요구되지 않아 무인 동작이 가능할 뿐 아니라 음식물 쓰레기 배출에 시간적인 제약이 없고, 투입된 음식물 쓰레기는 열건조 증기분해 방법으로 처리되고 최종부산물은 펠렛 형상으로 성형되어 배출됨으로써, 음식물 쓰레기의 자원화가 동시에 이루어질 수 있는 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하기 위한 것이다.

Description

무인조작 음식물 쓰레기 처리장치
본 발명은 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 관리자의 기계조작이 요구되지 않아 무인 동작이 가능할 뿐 아니라 음식물 쓰레기 배출에 시간적인 제약이 없고, 투입된 음식물 쓰레기는 열건조 증기분해 방법으로 처리되고 최종부산물은 펠렛 형상으로 성형되어 배출됨으로써, 음식물 쓰레기의 자원화가 동시에 이루어질 수 있는 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것이다.
공동주택에서 사용하는 음식물 쓰레기 처리기는 다수의 배출자들이 이용하는 시간이 각각 다르고 24시간 수시 투입으로 가동 중인 기계가 처리하는 데는 여러 제약이 따르고 사용규칙상에도 한계가 있어 많은 불편함이 따르며, 또한 음식물 쓰레기의 완벽한 처리가 불가능하였다.
최근, 공동주택에서의 음식물 쓰레기 처리방안 중 종량제 정책의 일환으로, RFID를 적용한 개별요금정산시스템이 시행되고 있으나, 이는 단순히 음식물 쓰레기를 수거용기만을 설치한 채, 배출자 부담원칙에만 한정시키는 방법으로서 음식물 쓰레기를 처리하는 것이 아니라 단순 보관하는 수준으로 한정되어 있어, 보관 중 악취발생과 운반 처리에 대한 새로운 해결 방법이 없이 기존의 문제점이 그대로 발생되고 있는 실정이다.
또한 대안으로서 제시되는 공동주택용 음식물 쓰레기 처리기계의 대부분은 24시간 연속 가동되는 미생물에 의한 발효소멸기 또는 발효건조기이나, 이러한 제품들은 공동주택이라는 특성상 다수가 이용하여야 하므로, 가동 중인 기계가 일시정지되는 회수가 많고, 또 음식물 쓰레기를 투입하는 과정에 여러 가지 혼입물이 투입될 수 있어, 음식물 쓰레기 처리장치의 정상적인 운전이 방해되거나 비효율적이며, 나아가 기계가 대형화되어야 하는 문제점이 있어, 이러한 대안 제품들 또한 해결해야 할 문제점이 다수인 실정이다.
특히, 건조방식에 의한 음식물 쓰레기 처리기계는 연속투입이 불가하여 배출시간을 정하여 일정한 시간대에 이용자들이 투입하여야 하고 투입완료가 되면 작업자가 기계를 동작시키는 방식으로 처리되고 있어, 이러한 방식의 음식물 쓰레기 처리기계는 다수가 이용하는 공동주택에서는 적합하지 않게 된다.
따라서, 종량제 정책 시행에 맞추어 다수의 이용자들이 배출시간에 구애받지 않을 뿐만 아니라, 별도의 수거, 처리 작업을 거치지 않아도 환경오염으로부터 자유롭고 완전한 처리방법을 통해 음식물을 처리하고 그 부산물조차도 자원으로 활용할 수 있는 원스톱 음식물 쓰레기 처리기가 절실히 요구된다 하겠다.
본 발명은 관리자의 기계조작이 요구되지 않아 무인 동작이 가능할 뿐 아니라 음식물 쓰레기 배출에 시간적인 제약이 없고, 투입된 음식물 쓰레기는 열건조 증기분해 방법으로 처리되고 최종부산물은 펠렛 형상으로 성형되어 배출됨으로써, 음식물 쓰레기의 자원화가 동시에 이루어질 수 있는 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적은, 무인조작 음식물 쓰레기 처리장치로서, 무선인식과 원격모니터링 기능을 가지며 음식물 쓰레기가 투입되어 저장되는 투입저장부; 상기 투입저장부에 투입되어 저장된 음식물 쓰레기를 전달받아 건조 및 분해시켜 건조분말로 형성하는 건조분해부; 및 상기 건조분해부를 통해 형성된 건조분말을 전달받아 펠렛 형상으로 성형하여 배출하는 성형배출부를 포함하며, 상기 투입저장부의 내부에는 저온저장조가 구비되며, 상기 저온저장조의 외부는 음식물 쓰레기가 저온저장되도록 냉동코일이 부착되며, 상기 건조분해부의 내부에는 반응조가 구비되며, 상기 반응조의 상부에는 상기 투입저장부에 저장된 상기 음식물 쓰레기가 투입될 때 개방되는 제1 슬라이딩 도어가 설치되며, 상기 반응조의 하부에는 상기 건조분말이 상기 건조분해부로부터 배출될 때 개방되는 제2 슬라이딩 도어가 설치되며, 상기 성형배출부의 내부에는 상기 건조분말이 보관되는 부산물보관함 및 상기 부산물보관함에 보관된 건조분말을 펠렛 형상으로 성형하는 펠렛 성형기가 구비되는 것을 특징으로 하는 무인조작 음식물 쓰레기 처리장치에 의해 달성된다.
상기 투입저장부에는 투입된 음식물 쓰레기를 우측으로 이동시키는 수평형 스크류, 상기 수평형 스크류의 작동시에 보관 중인 음식물쓰레기의 하중 부담을 덜어주기 위해 역회전 동작으로 보관 중인 음식물 쓰레기를 상승시키는 경사형 스크류, 및 상기 수평형 스크류에 의해 우측으로 이동되는 음식물 쓰레기를 상기 건조분해부의 상기 반응조로 이송 투입시키는 제1 스크류 컨베이어가 더 구비될 수 있다.
상기 투입저장부의 저온저장조 하단에는 연속 투입된 음식물 쓰레기의 전체 중량을 센싱하는 제1 중량센서가 구비되며, 상기 건조분해부의 반응조 하단에는 상기 투입저장부에서 이송되어온 음식물 쓰레기의 중량을 센싱하여 상기 투입저장부에 구비된 경사형 및 수평형 스크류와 제1 스크류 컨베이어 및 상기 반응조가 작동되도록 하는 제2 중량센서가 구비되며, 상기 성형배출부의 상기 부산물보관함에 보관된 상기 건조분말이 일정량 적재되면, 이를 센싱하여 펠렛 성형기로 이송시키기 위한 제3 중량센서가 구비될 수 있다.
상기 반응조 내부에는 상기 건조분말이 배출을 위해 모여지는 배출챔버가 구비되며, 상기 배출챔버에 형성되는 제2 슬라이딩 도어가 개폐됨으로써, 상기 건조분말이 상기 배출챔버로 일정량 모여져 배출되며, 상기 배출챔버에는 제2 스크류 컨베이어가 연결되어, 상기 건조분말이 상기 성형배출부로 전달될 수 있다.
상기 건조분해부는, 상기 반응조에서 배출되는 증기를 여과시키기 위해 자동분사노즐이 구비된 자동여과장치; 상기 자동여과장치를 통과한 증기를 응축시켜 응축수와 공기로 분리하는 응축기; 상기 응축기로부터 생성된 응축수를 정화시켜 상기 자동여과장치의 상기 자동분사노즐로 공급하는 응축수정화장치; 상기 응축기로부터 생성된 공기를 정화시켜 탈취하는 탈취장치; 및 상기 탈취장치를 통과한 공기를 외부 공기와 혼합하여 상기 반응조로 재유입시키는 공기순환조절장치를 더 포함할 수 있다.
상기 반응조는 상기 반응조 내의 온도를 감지하는 반응조 온도감지센서; 및 상기 열매체유의 온도를 감지하는 열매체유 온도감지센서를 더 포함할 수 있다.
상기 성형배출부는, 상기 부산물보관함으로 유입되는 상기 건조분말에 포함된 미분해물질인 금속류나 이물질 등을 분리해내기 위한 선별기; 및 상기 부산물보관함에 상기 건조분말이 일정량 이상 쌓이면, 상기 펠렛 성형기로 상기 건조분말을 이송시키는 제3 스크류 컨베이어를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 국가의 환경정책으로 시행하고 있는 종량제 실시 방향에 따라 개별 이용자 비용부담을 하는 중앙요금정산시스템이 무선인식기능과 함께 병행하여 적용될 수 있으며, 원격제어시스템을 구비시켜 다수가 이용하는 공동주택 등에서 이용자의 편리성을 극대화시켰으며, 무인조작에 의해 신호를 받아 운전이 자동으로 이루어지며, 배출량을 스스로 감량함으로써 음식물쓰레기를 최소화하고 부산물을 자원화하여 에너지원으로 재활용하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 음식물 쓰레기 처리장치는 3단계로 분리 구성되어 1단계인 투입저장부에서 저온저장조에 음식물 쓰레기가 투입됨으로써, 다수의 배출 이용자들이 운전 조작자나 시간 제약 없이 연속해서 배출과 작동이 가능하며, 2단계인 건조분해부의 반응조 처리도 자동으로 운전되면서 안정된 최적의 상태에서 동작됨으로서 가동 시 불량률이 없는 효과가 있다.
또한 본 발명은 증기 분해시키는 원리로 음식물쓰레기를 포화증기상태에서 분해시켜 가루상태를 형성하고 3단계인 배출성형부에서 부산물을 펠렛 형상으로 성형하여 배출함으로써, 음식물 쓰레기를 에너지원으로 자원화하는 효과가 있다.
또한 본 발명의 각 단계에는 중량센서가 구비되며, 각 기능별 신호를 주고 받는 방식으로 운전이 이루어져 무인조작이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치의 외관 형상을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 음식물 쓰레기 처리장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 측면부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4은 건조분해부의 구성요소를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 음식물 쓰레기 처리장치의 전체 운전 흐름도를 도시한 도면이다.
<부호의 설명>
10: 투입구 20: 중량측정저울
21: 버튼 입력부 22: 무선인식 카드 리더기
30: 화면표시부 40: 컨트롤패널
50: 전기제어부 60: 점검구
70: 원격모니터링시스템 S1: 제1 중량센서
90: 저온저장조 100: 냉각펌프
101: 냉각코일 110: 기어드모터
120: 수평형 스크류 130: 경사형 스크류
140: 제1 스크류 컨베이어 150: 제1 슬라이딩 도어
160: 반응조 210: 제2 슬라이딩 도어
220: 배출챔버 S2: 제2 중량센서
240: 제2 스크류 컨베이어 250: 부산물보관함
S3: 제3 중량센서 270: 선별기
280: 제3 스크류 컨베이어 290: 펠렛성형기
161: 고정파쇄날 162: 안전센서
163: 증기출구관 164: 교반기
165: 구동모터 166: 교반임펠라
167: 가열히터 168: 열매체유
169: 가열탱크 170: 배출챔버
171: 응축기 172: 냉각관
173: 냉각팬 174: 드레인관
175: 탈취장치 176: 열공급관
178: 촉매관 179: 촉매관
180: 에어히터 181: 공기순환조절관
182: 와류형회전날개 183: 흡배기관
184: 공기정화필터 185: 역지변
186: 응축수정화장치 187: 응축수저장탱크
188: 응축수필터층 189: 보조탱크
190: 배수관 191: 교반날개
192: 공기인입관 193: 반응조 온도감지센서
194: 열매체유온도감지센서
196: 제1연결관 197: 제2연결관
198: 제3연결관 199: 제4연결관
200: 송풍기 201: 자동여과장치
202: 기어펌프 203: 물공급관
204: 자동분사노즐 205: 여과필터
206: 여과장치통 207: 반응촉매
208: 전처리재
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치의 외관 형상을 도시한 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 음식물 쓰레기 처리장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 측면부를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4은 건조분해부의 구성요소를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 5 및 도 6은 음식물 쓰레기 처리장치의 전체 운전 흐름도를 도시한 도면이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치는 투입저장부(A), 건조분해부(B) 및 성형배출부(C)를 구비함으로써, 음식물 쓰레기가 투입되어 분해건조된 후 펠렛 형상으로 성형 배출되는 원스톱 음식물 쓰레기 처리가 가능하게 된다.
투입저장부(A)는 외부에 음식물 쓰레기가 투입되는 투입구(10)와, 사용자를 식별하는 무선인식 카드 리더기(22), 버튼 입력부(21), 그리고 사용설명이나 안내 문구, 계측된 중량 등을 디스플레이하는 화면표시부(30) 등이 구비될 수 있다. 무선인식 카드 리더기(22) 등을 구비함으로써, 무선인식기능 방식의 개별요금정산시스템에 적용가능하게 된다.
음식물 쓰레기의 중량을 측정하는 중량측정저울(20)은 도시된 바와 같이 투입구(10) 상단에 형성되어 중량측정저울(20)에 음식물 쓰레기를 올려놓는 순간 측정될 수 있도록 함이 바람직하다. 투입구(10)의 내부 보조판(11)은 직각이 아니라 둔각으로 형성되어 투입구(10)를 오픈하였을 때, 내부 보조판(11)이 수평으로 위치되고, 투입구(10)를 닫았을 때, 내부 보조판(11)이 경사지게 위치하게 됨으로써, 투입구(10)를 닫게 되면, 음식물 쓰레기가 내부 보조판(11)을 따라 미끄러져 낙하 투입될 수 있게 된다(도 2 참조).
투입구(10)는 전면부에 무선인식 카드 리더기(22)나 버튼 입력부(21)에 의하여 카드나 번호가 인식되면 음성 메세지와 함께 화면표시부(30)에 배출량과 시스템설명이 나타나며, 투입구(10)가 실린더나 모터에 의해 자동으로 하단부를 중심축으로 상단부가 앞쪽으로 경사지게 열리면서 음식물 쓰레기를 기계 내부에 투입시키며 투입구(10)를 밀면 자동으로 닫히면서 잠금장치가 동작되도록 함이 바람직하다.
또한 장치의 상면에는 점검구(60)가 투명 재질의 유리 혹은 플라스틱으로 형성되어 장치 내부를 투영시킬 수 있도록 형성됨이 바람직하며, 수리 등을 위하여 개폐가능하게 형성할 수도 있을 것이다. 또한 원격모니터링 시스템(70)이 구비되어 원격에서 모니터링이 가능하다.
컨트롤패널(40)이 장치의 전면 상단에 형성될 수 있으며, 장치를 전기적으로 제어하는 전기제어부(50)가 장치의 후면 상단에 형성될 수 있다.
투입저장부(A)의 내부에는 저온저장조(90)가 구비된다. 저온저장조(90)는 다수의 이용자들이 시간 제약없이 음식물 쓰레기를 연속해서 배출하는 것이 가능하도록 저온저장조(90)의 외부에 냉동코일(101)을 부착시켜 음식물 쓰레기가 부패되지 않고 저온저장될 수 있도록 함이 바람직하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 저온저장조(90)의 중심 하단부는 호퍼 형상으로 형성함이 바람직하며, 하단부 중앙에는 음식물 쓰레기를 건조분해부(B) 방향으로 이동시키는 수평형 스크류(120)가 설치되며, 수평형 스크류(120)의 작동시에 보관중인 음식물쓰레기의 하중 부담을 덜어주기 위해 역회전 동작으로 보관중인 음식물 쓰레기를 상승시키는 기능을 하는 경사형 스크류(130)가 구비된다. 또한 수평형 스크류(120)에 의해 우측으로 이동되는 음식물 쓰레기를 건조분해부(B)로 이송 투입하기 위해 제1 스크류 컨베이어(140)가 연계해서 구성된다. 제1 스크류 컨베이어(140)는 음식물 쓰레기가 설정된 일정량씩 건조분해부(B)에 투입되도록 구성됨이 바람직하다. 저온저장조(90) 하부에는 냉각펌프(100)와 기어드모터(110)가 더 구비된다.
제1 스크류 컨베이어(140)에는 배출관(141)이 연결되어 저온저장조(90)에 저온저장되어 있던 음식물 쓰레기가 건조분해부(B)로 투입될 수 있게 된다.
건조분해부(B)는 부패되지 않고 저온 보관되어 있던 음식물 쓰레기를 투입받아 증기분해 건조시키기 위한 공정이 진행되는 반응조(160)가 구비되는데, 반응조(160)의 상부에는 실린더(S)나 모터에 의해 작동되는 제1 슬라이딩 도어(150)가 구비된다. 제1 슬라이딩 도어(150)는 제1 스크류 컨베이어(140)의 작동 개시시 함께 작동되도록 함으로써, 제1 스크류 컨베이어(140)로부터 끌어 올려지는 음식물 쓰레기가 배출관(141)을 통해 원활하게 반응조(160)로 투입될 수 있도록 함이 바람직하다. 이에 따라, 제1 스크류 컨베이어(140)의 작동이 완료되어 음식물 쓰레기의 투입이 종료되면, 제1 슬라이딩 도어(150)가 다시 원위치로 복귀되어 배출관(141)과 반응조(160) 사이를 밀폐함으로써, 저온저장조(90)에 보관되어 있는 음식물 쓰레기로부터 악취가 새어나오는 것을 방지할 수 있게 된다.
반응조(160)의 외부는 이중탱크로서 열공급원인 파이프히터와 열매체류가 구비되어 열전도률을 높이기 위해 세라믹코팅으로 도포되어 있으며, 반응조(160) 내부에는 교반기(164)가 배치되며, 반응조(160)에서의 증기분해가 완료된 음식물 쓰레기는 가루 형상으로 분해되어 배출챔버(220)의 제2 슬라이딩 도어(210)의 개방에 따라 제2 스크류 컨베이어(240)를 통해 제3 단계인 성형배출부(C)로 배출된다.
반응조(160)에서의 증기분해는 반응조(160)와 협력하도록 반응조와 인접하여 배치되는 다수의 구성요소들에 의하여 수행되는데, 반응조(160)의 증기분해 공정은 도 4를 참조하여 이하에 설명된다.
도 4를 참조하면, 반응조(160)는 가열탱크(169)와 구동부(165)가 더 구비되며, 반응조(160)에 인접 배치되는 자동여과장치(201), 응축기(171), 응축수정화장치(187), 송풍기(200), 탈취장치(175), 공기순환조절장치(181)와 협력하여 전체 시스템의 동작을 제어하는 전기제어부(50)에 의하여 증기분해 건조 공정을 수행하게 된다.
반응조(160)는 실린더(S)나 모터에 의해 개폐되면서 음식물 쓰레기를 투입하는 제1 슬라이딩 도어(150)가 상부에 구비되며, 반응조(160) 내부의 음식물쓰레기를 교반해주는 교반기(164), 반응조(160)의 음식물쓰레기에 열을 공급하는 열매체유가 채워진 가열탱크(169), 열매체유(168)를 가열하기 위한 복수의 가열히터(167), 작업완료시 건조 분해된 부산물을 배출하기 위한 배출챔버(220, 도 2 참조) 등을 포함한다. 또 제1 슬라이딩 도어(150)가 개방되어 있을 경우 운전정지 신호를 보내는 안전센서(162)와 교반기(164)를 구동하는 구동모터(165)가 더 구비될 수 있다.
자동여과장치(201)는 반응조(160)에서 발생한 수증기가 배출되는 증기출구관(163)에 연결되며, 여과장치통(206)과 여과장치통(206)의 내부에 구비된 여과필터(205) 및 여과필터(205)를 세척하는 자동분사노즐(204)을 포함할 수 있다.
여기서, 자동분사노즐(204)은 응축기(171)에 발생된 응축수가 기어펌프(202)를 통해 분사되는 것으로, 자동분사노즐(204)을 통해 분사된 응축수는 여과필터(205)를 세척하기 위하여 이용된다.
응축기(171)는 수증기가 통과하는 다수의 냉각관(172)과, 냉각관(172)을 공냉식으로 냉각하기 위한 복수의 냉각팬(173)을 포함한다.
응축수정화장치(186)는 응축수를 저장하는 응축수저장탱크(187)와, 응축기(171)로부터 생성된 응축수를 이동시키는 드레인관(174)과, 응축수를 정화하는 응축수필터층(188)과, 응축수를 외부로 배출하는 배수관(190)과, 동결을 방지하는 열선(191)과, 응축수필터층(188)을 통해 생성된 정제된 응축수를 일정량 보관하는 보조탱크(189)를 포함한다. 또한 보조탱크(189)에 연결되어 보조탱크(189)의 수위가 기설정된 수위를 초과하면 보조탱크(189)에 저장된 물(192)이 자동펌프를 통해 외부로 배출하는 배수관(190)이 설치된다.
탈취장치(175)는 열공급관(176)과 촉매관(178)으로 구분되며, 열공급관(176)은 에어히터(180)를 포함하며, 촉매관(178)은 반응촉매(207)와 전처리재(208)를 포함한다.
공기순환조절장치(181)는 와류형으로, 회전형날개(182)와, 회전형날개(182)의 상부에 위치한 역지변(185)과, 중앙부에 위치한 회전가이드구조물과, 하단에 부착된 공기의 흡기와 배기를 위한 흡배기관(183)과 끝단에 탈부착이 가능한 공기정화필터(184)를 포함한다.
따라서 이와 같이 구성된 구성요소들을 구비함으로써, 음식물 쓰레기가 반응조(160)의 제1 슬라이딩 도어(150)를 통해 투입되면, 실린더(S)나 모터에 의해 제 1 슬라이딩 도어(150)가 닫히면서 반응조(160)의 건조 분해가 시작된다. 이때, 안전센서(162)는 제1 슬라이딩 도어(150)가 정확하게 닫혔는지를 인지하여 전기제어부(50)로 운전시작가능 신호를 보낸다.
운전이 시작되면 가열탱크(169)의 복수의 가열히터(167)가 동작하여 열매체유(168)의 온도를 상승시키면 반응조(160) 외부의 구동모터(165)와 구동체인에 의해 교반기(164)가 회전하고 반응조(160) 내의 음식물 쓰레기는 가열된 열매체유(168)로부터 열을 전달받아 온도가 상승되면서 다량의 증기가 발생되고 분해와 건조가 이루어진다.
교반기(164)는 다수의 교반날개(166)로 구성되어 회전되면서 음식물 쓰레기의 건조 및 분해를 촉진하고 음식물 쓰레기가 한쪽으로 몰리는 현상을 방지하도록 대칭구조의 교반날개축(166a)이 설치된다. 이때 음식물 쓰레기의 크기가 적정크기 이상인 경우에는 회동되는 교반날개(166)와 반응조(160) 내벽에 고정 부착된 파쇄날(161)에 의해 적정크기 이하로 작게 파쇄하여 건조 및 분해를 더욱 촉진한다.
교반날개(166)는 운전 시 부하를 최소화하기 위하여 교반날개축(166a)에 대략 45°각도로 부착되며, 배면에는 경사편(166b)이 부착되어 있어 작업이 종료되어 부산물을 배출시킬 경우에는 교반기(164)가 반대방향으로 회전하여 배출 챔버(220) 방향으로 부산물이 모이게 한다.
본 실시예에 있어서 가열히터(167)는 파이프히터 형태의 2열 구조로 구성되어 있으며, 열매체유의 온도를 상승시켜 간접열로 반응조(160)에 열을 공급하여 건조 및 분해를 진행하며, 반응조(160) 및 가열히터(167) 각각에는 온도감지센서(193, 194)가 부착되어 있어 적정온도로 제어할 수 있도록 구성된다. 또한 제어기의 이상으로 인한 오작동시 과열을 방지하기 위하여 일정 온도 이상으로 과열될 경우 상기 2열 가열히터(167)를 전기적으로 단락하여 차단시키는 안전제어장치(미도시)가 구비된다. 본 실시예에서 가열히터(167)가 2열로 설치되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 가열히터(167)의 수를 제한하는 것은 아니며, 필요에 따라 하나 이상으로 설치될 수 있다.
반응조(160)에서 발생한 수증기는 증기출구관(163)을 통해 제1연결관(196)을 따라 자동여과장치(201)로 이송된다. 반응조(160) 내의 음식물 쓰레기는 일정시간이 지나면 함수율이 낮아지고 건조 및 분해가 되면서 완료시점에 이르면 교반기(164)의 회전과 송풍기의 순환으로 다량의 분진이 발생한다. 이 분진은 매 작업시마다 수증기와 함께 증기출구관(163)을 통해 순환배관을 따라 순환하게 됨으로써 송풍기(200)의 고장을 일으키거나 또는 탈취장치(175)의 수명을 감소시키는 등 운전효율을 현저히 떨어뜨리고 심할 경우에는 배관의 막힘 현상을 초래하여 운전 가동중지 및 오작동을 유발하는 원인이 된다.
따라서 본 발명에서는 반응조(160) 상단의 증기출구관(163)과 연통된 제1연결관(196)에 자동여과장치(201)를 장착하였으며, 자동여과장치(201)는 여과장치통(206)과, 여과장치통(206)에 설치된 다수의 금속망으로 형성된 여과필터(205), 여과장치통(206)의 내면 일측에 부착된 자동분사노즐(204), 기어펌프(202)를 포함한다. 여과필터(205)는 미세한 격자형 금속망을 다열로 일정간격을 두고 배치하였다. 이에 따라 이전 작업의 제1연결관(196)에서 유입되어 여과필터(205)에 부착된 분진을 응축수정화장치(186)의 보조탱크(189)에 저장된 응축수로 자동 역세 분사시켜 줌으로써 분진에 의해 일어나는 고장 및 순환배관이 막히는 현상을 줄일 수 있게 된다.
본 발명에 적용된 자동분사노즐(204)과 기어펌프(202)는 음식물 쓰레기 처리장치의 운전 시작 시점에 기설정된 일정시간 동안 동작되도록 구성된다. 자동분사노즐(204)은 응축기(171)에서 생성되어 보조탱크(189)에 저장된 응축수를 기어펌프(202)로 끌어올려 여과필터(205)에 역세 분사하여 여과필터(205)를 세척함으로써 여과필터(205)의 막힘을 방지하고 원활한 증기 배출을 돕기 위한 것이다. 또한 생쓰레기나 건식쓰레기 처리시 수분 부족으로 분해가 느리거나 잘 되지 않는 경우에도 여과필터(205)에 분사된 물에 의해 다량의 증기가 발생될 수 있어 생쓰레기나 건식쓰레기의 분해를 촉진시키는 역할도 하게 된다.
자동여과장치(201)를 통과한 증기는 응축기(171)로 유입되고, 유입된 증기는 다수의 관으로 구성된 냉각관(172)을 통과하며, 냉각관(172)의 일측에는 복수의 냉각팬(173)이 설치되어 있어 공랭식 응축현상에 의해 응축수와 공기로 분리되게 한다. 냉각관(172)은 효율적인 방열을 위해 다수의 금속파이프로 구성되며, 냉각관(172)의 외면에는 코일형의 알미늄핀이 형성된다. 또한 냉각관(172)의 끝단에는 격자형접촉망을 배치하여 응축현상을 극대화하였다.
응축수는 드레인관(174)을 통하여 응축수정화장치(186)로 유입되며, 드레인관(174)은 외부공기가 흡입되지 않도록 응축수에 잠기는 오버플로우(over-flow) 구조로 형성된다. 응축수정화장치(186)에는 활성탄으로 구성된 응축수필터층(188)이 응축수저장탱크(187)의 중간에 형성되어 있으며 응축수필터층(188)을 통과하여 정제된 물(560)은 보조탱크(189)에 저장되어 배수관(190)을 통하여 외부로 흘러나가도록 자동펌프가 구비된다. 또한 보조탱크(189)에 저장된 정제된 응축수는 기어펌프(202)를 통해 자동여과장치(201)의 노즐분사에 물 공급원으로 활용된다.
제2연결관(197) 상에는 응축기(171)를 통과한 공기를 탈취장치(175)로 강제 압송하는 송풍기(200)가 설치되고, 송풍기(200)에 의해 압송된 공기는 탈취장치(175)로 이동된다. 탈취장치(175)는 열공급관(176)과 촉매관(178)으로 구성되며, 열공급관(176)에는 에어히터가 장착되며 촉매관(178)에는 전처리제(208)와 반응촉매(207)가 삽입된다.
탈취장치(175)를 통과한 공기는 공기순환조절장치(181)에서 외부 공기와 혼합되어 반응조(160)로 재유입되는데 공기순환조절장치(181)는 반응조(160)내에서 발생되는 증기량과 증기압에 따라 공기량비를 조절하여 외부 공기량을 자동으로 조절하여 유입시키는 장치로 단면이 'T'형 구조를 가진다. 공기순환조절장치(181)는 반응조(160) 내부로 공기를 유입시키는 공기인입관(192) 전단에 위치하며, 공기인입관(192)은 유입 공기의 유속 및 다른 반응조건을 만족시키기 위해 증기출구관(163) 직경의 대략 70% 크기의 직경으로 구성되며, 원통형 구조의 공기순환조절장치(181)의 상단에는 회오리바람 원리를 이용한 일정각도의 회전형날개(182)가 부착되어 있으며, 회전형날개(182)의 상단과 공기인입관(192)의 사이에는 반응조(160) 내부에서 발생되는 증기의 역류를 방지하기 위한 역지변(185)이 부착되어 반응조(160) 방향으로만 공기 이동을 가능하게 한다. 회전형날개(182)는 외부공기 공급과 순환배관의 공기 순환을 원활하게 하는 역할을 한다.
공기순환조절장치(181) 중앙부는 회전가이드구조물이 탈취장치(175)의 안내관과 연결되어 있다. 회전가이드구조물은 안내관을 통해 유입되는 공기의 부하를 조절하고 외부공기를 원활히 공급하기 위해 구비된다. 상기 공기순환조절장치(181)의 하부관은 흡배기관(183)으로 공기의 흡기 또는 배기가 이루어지는 관으로 공기인입관(192) 직경의 대략 30% 크기로 설계되어 있으며, 흡배기관(183) 끝단에는 탈부착이 가능한 공기정화필터(184)가 설치되어 신선한 공기를 유입함과 동시에 장치의 이상으로 발생할 수 있는 악취의 배출을 미연에 방지한다.
공기순환조절장치(181)를 통과한 공기는 제4연결관(199)을 따라 반응조(160)로 재유입됨으로써 공기 순환이 지속적으로 진행된다. 한편, 상기와 같은 과정이 지속적으로 반복되면서 작업이 진행되면, 최초 반응조(160)에 투입된 젖은 상태의 음식물 쓰레기가 증기 분해되어 수분이 완전히 제거된 상태로 건조되고, 이에 따라 감량이 되면서 분말 형태의 부산물이 생성되며, 이 시점부터 반응조(160)의 열공급원인 가열탱크(169)의 가열히터(167)와 탈취장치(175)의 에어히터(180)의 작동이 정지되고 일정시간 후에 순차적으로 모든 기능이 정지된다.
이후 구동모터(165)에 의해 회전되는 교반기(164)를 역방향으로 회전시키게 되면, 교반기(164)의 교반날개(166)에 형성된 경사편(166b)이 분말형태의 부산물을 반응조(160)의 중앙부에 위치한 배출 챔버(220)로 밀어 모이게 하여 반응조(160)의 배출 챔버(220)에 처리된 분말형태의 부산물이 채워지게 되면, 제2 스크류 컨베이어(240)를 통해 성형배출부(C)로 배출처리함으로써 건조분해부(B)의 공정이 종료된다. 이때, 배출 챔버(220)에는 제2 슬라이딩 도어(210)가 형성되어 있어, 반응조(160)의 건조 분해 공정이 완료됨과 동시에 개방되어 건조 분해된 부산물이 배출 챔버(220)로 투입될 수 있도록 구성된다. 배출 챔버의 제2 슬라이딩 도어(210)의 동작이 개시되면, 제2 스크류 컨베이어(240)도 동작을 개시하여 배출 챔버(220)로 투입되는 분말형태의 부산물을 성형배출부(C)로 배출하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 2단계의 건조분해부(B)에서는 음식물 쓰레기 처리시에 발생되는 수증기를 지속적으로 배출, 순환시키면서 응축기를 통해 물과 공기로 분리시키고, 탈취 시 발생되는 폐열을 이용하여 에너지를 절약할 수 있음과 동시에 악취를 일체 발생하지 않아 환경친화적인 구조로 내구성을 가지며 완전 자동화됨으로써 작업 효율을 극대할 수 있게 된다.
3단계의 성형배출부(C)는 함수율이 낮고 분말 형태로 건조분해된 건조분해부(B)로부터 생성된 부산물을 위생적으로 보관하기 위한 부산물보관함(250)과 보관함으로부터 전달된 건조분말을 펠렛 형상으로 성형하는 펠렛성형기(290)를 포함한다. 부산물보관함(250)에는 제2 스크류 컨베이어(240)로부터 유입되는 부산물에 포함된 미분해물질인 금속류나 이물질 등 일정 크기 이상의 입자들을 분리해 내기 위한 선별기(270)가 더 구비될 수 있다.
펠렛성형기(290)는 부산물보관함(250)에 건조분말이 일정 이상 적체되면, 제3 스크류 컨베이어(280)로부터 보관된 부산물을 이송받아 성형기에 의해 펠렛 형상으로 성형하여 배출하게 된다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치의 전체 운전 흐름도가 구비된 구성요소를 기초로 개략적으로 도시된다.
먼저, 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치에 구비된 카드리더기(22)나 버튼 입력부(21)를 통해 세대 정보가 입력되고 중량측정저울(20)에 음식물 쓰레기가 올려지면, 감지된 정보는 개별요금 정산을 위하여 중앙통제시스템으로 전달되며, 음식물 쓰레기 투입구(10)를 통해 투입된 음식물 쓰레기는 저온저장조(90)에 보관되며, 저온저장조(90)는 냉동코일(101)에 의하여 저온 유지되어 악취발생이 억제되며, 저온저장조(90) 내에 구비되는 제1 중량센서(S1)는 저온저장조(90) 내에 투입된 음식물 쓰레기의 양이 설정된 값에 도달하면, 전기제어부(50)로 신호를 전달하여 제1 슬라이딩 도어(150)가 개방되도록 한다. 전기제어부(50)는 원격모니터링 시스템에 연결되어 장치에 대한 원격 모니터링이 가능하다.
제1 슬라이딩 도어(150)가 개방되면, 저온저장조(90) 내의 제1 스크류 컨베이어(140)가 동작하여 저온저장조(90) 내의 음식물 쓰레기를 반응조(160)로 넘겨 주게 된다. 이때, 경사형 스크류(130)와 수평형 스크류(120)의 동작은 중지되는 것이 바람직하다.
저온저장조(90)의 음식물 쓰레기가 반응조(160)로 전달되면, 반응조(160)에 구비되는 제2 중량센서(S2)에 의해 측정된 음식물 쓰레기의 중량이 설정치에 이르면, 제1 슬라이딩 도어(150)가 닫히면서 전기제어부(50)의 제어에 의해 건조분해부(B)의 공정이 진행된다.
즉 반응조(160)에 투입된 음식물 쓰레기는 교반기(164), 응축기(171), 송풍기(200), 에어히터(180), 가열히터(167) 등의 구성요소에 의하여 건조분해가 진행된 후 제2 슬라이딩 도어(210)를 통해 배출챔버(220)로 모아지며, 배출챔버(220)에 모아진 건조분해 산물은 제2 스크류 컨베이어(240)를 통해 배출되어 선별기(270)를 통해 이물질 등이 걸러진 후 부산물 보관함(250)에 보관된다. 부산물 보관함(250)에는 제3 중량센서(S3)가 구비되어 부산물 보관함(250)에 일정 중량이 적재되면, 제3 스크류 컨베이어(280)의 작동에 따라 펠렛성형기(290)로 투입됨으로써, 펠렛으로 성형 배출됨으로써, 자원화되어 이용할 수 있게 된다.
따라서 본 발명에 따르면, 투입저장부, 건조분해부, 성형배출부 각각에 중량센서와 근접센서 및 타이머에 의해 신호를 주고받는 제어 방식으로 기계가 작동되어 관리자의 기계조작이 요구되지 않아 무인 동작이 가능할 뿐 아니라 음식물 쓰레기 배출에 시간적인 제약이 없고, 투입된 음식물 쓰레기가 증기분해처리된 후 최종 부산물은 펠렛 형상으로 성형되어 배출됨으로써, 음식물 쓰레기의 자원화가 동시에 이루어질 수 있는 음식물 쓰레기 처리장치가 제공될 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 무인조작 음식물 쓰레기 처리장치로서,
    무선인식과 원격모니터링 기능을 가지며 음식물 쓰레기가 투입되어 저장되는 투입저장부;
    상기 투입저장부에 투입되어 저장된 음식물 쓰레기를 전달받아 건조 및 분해시켜 건조분말로 형성하는 건조분해부; 및
    상기 건조분해부를 통해 형성된 건조분말을 전달받아 펠렛 형상으로 성형하여 배출하는 성형배출부를 포함하며,
    상기 투입저장부의 내부에는 저온저장조가 구비되며, 상기 저온저장조의 외부는 음식물 쓰레기가 저온저장되도록 냉동코일이 부착되며,
    상기 건조분해부의 내부에는 반응조가 구비되며, 상기 반응조의 상부에는 상기 투입저장부에 저장된 상기 음식물 쓰레기가 투입될 때 개방되는 제1 슬라이딩 도어가 설치되며, 상기 반응조의 하부에는 상기 건조분말이 상기 건조분해부로부터 배출될 때 개방되는 제2 슬라이딩 도어가 설치되며,
    상기 성형배출부의 내부에는 상기 건조분말이 보관되는 부산물보관함 및 상기 부산물보관함에 보관된 건조분말을 펠렛 형상으로 성형하는 펠렛 성형기가 구비되며,
    상기 투입저장부에는 투입된 음식물 쓰레기를 우측으로 이동시키는 수평형 스크류, 상기 수평형 스크류의 작동시에 보관 중인 음식물쓰레기의 하중 부담을 덜어주기 위해 역회전 동작으로 보관 중인 음식물 쓰레기를 상승시키는 경사형 스크류, 및 상기 수평형 스크류에 의해 우측으로 이동되는 음식물 쓰레기를 상기 건조분해부의 상기 반응조로 이송 투입시키는 제1 스크류 컨베이어가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 무인조작 음식물 쓰레기 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투입저장부의 저온저장조 하단에는 연속 투입된 음식물 쓰레기의 전체 중량을 센싱하는 제1 중량센서가 구비되며,
    상기 건조분해부의 반응조 하단에는 상기 투입저장부에서 이송되어온 음식물 쓰레기의 중량을 센싱하여 상기 투입저장부에 구비된 경사형 및 수평형 스크류와 제1 스크류 컨베이어 및 상기 반응조가 작동되도록 하는 제2 중량센서가 구비되며,
    상기 성형배출부의 상기 부산물보관함에 보관된 상기 건조분말이 일정량 적재되면, 이를 센싱하여 펠렛 성형기로 이송시키기 위한 제3 중량센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 무인조작 음식물 쓰레기 처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반응조 내부에는 상기 건조분말이 배출을 위해 모여지는 배출챔버가 구비되며, 상기 배출챔버에 형성되는 제2 슬라이딩 도어가 개폐됨으로써, 상기 건조분말이 상기 배출챔버로 일정량 모여져 배출되며,
    상기 배출챔버에는 제2 스크류 컨베이어가 연결되어, 상기 건조분말이 상기 성형배출부로 전달되는 것을 특징으로 하는 무인조작 음식물 쓰레기 처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 건조분해부는,
    상기 반응조에서 배출되는 증기를 여과시키기 위해 자동분사노즐이 구비된 자동여과장치;
    상기 자동여과장치를 통과한 증기를 응축시켜 응축수와 공기로 분리하는 응축기;
    상기 응축기로부터 생성된 응축수를 정화시켜 상기 자동여과장치의 상기 자동분사노즐로 공급하는 응축수정화장치;
    상기 응축기로부터 생성된 공기를 정화시켜 탈취하는 탈취장치; 및
    상기 탈취장치를 통과한 공기를 외부 공기와 혼합하여 상기 반응조로 재유입시키는 공기순환조절장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인조작 음식물 쓰레기 처리장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 반응조는 상기 반응조 내의 온도를 감지하는 반응조 온도감지센서; 및 상기 반응조의 가열탱크에 채워진 열매체유의 온도를 감지하는 열매체유 온도감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인조작 음식물 쓰레기 처리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 성형배출부는,
    상기 부산물보관함으로 유입되는 상기 건조분말에 포함된 미분해물질인 금속류나 이물질 등을 분리해내기 위한 선별기; 및
    상기 부산물보관함에 상기 건조분말이 일정량 이상 쌓이면, 상기 펠렛 성형기로 상기 건조분말을 이송시키는 제3 스크류 컨베이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인조작 음식물 쓰레기 처리장치.
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