KR100734493B1

KR100734493B1 - 유기질 폐기물의 고온 살균 건조 처리장치

Info

Publication number: KR100734493B1
Application number: KR1020050110060A
Authority: KR
Inventors: 장태희
Original assignee: (주)동서기술
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2007-07-03
Also published as: KR20070052432A

Abstract

본 발명은 음식물을 비롯한 각종 유기질 폐기물을 고온 살균 진공 건조장치를 이용하여 빠른 시간내에 건조시켜 각종 사료나 유기질비료로 이용될 수 있게 하는 유기질폐기물의 고온 살균 건조장치에 관한 발명이다.

본 발명 건조장치는 건조탱크 내의 폐기물교반기능 및 절단 파쇄 기능 향상과 전기히터 또는 오일버너를 이용한 가열장치와 건조탱크 내의 균일한 온도분포와 지속적 보온효과를 갖는 열매체 이용과 응축수와 냉각수를 이용하여 수봉식 진공펌프의 기능을 향상시키고 폐기물이 건조될 때 발생되는 가스와 냄새를 완전히 연소시키고 응축수를 여과하여 환경공해를 줄일 수 있는 장치이다.

유기질 폐기물

Description

유기질 폐기물의 고온 살균 건조 처리장치{Hot sterilize and dry system of organic waste}

도1은 본 발명 장치에서 폐기물건조탱크의 단면을 보인 전체 구성도

도2는 본 발명 장치 중 폐기물건조탱크의 종단측면도

도3은 도2 A-A선 단면도

도4는 본 발명의 일요부인 폐기물교반부재의 사시도

도5는 본 발명 장치 중 폐기물건조탱크 가열구조의 다른 구성예를 보인 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 폐기물건조탱크 11: 폐기물투입구

12: 건조물배출구 20: 진공펌프

30: 1차집진여과탱크 31: 2차집진여과탱크

40: 응축수냉각라지에터 100: 열매체수용실

200,210: 폐기물교반부재 300: 가열장치

400: 응축수순환탱크 500: 응축수여과탱크

600: 냉각수공급탱크

본 발명은 각종 음식 폐기물이나 생선 폐기물 또는 가축 배설물(주로 분뇨)등 생활 주변에서 가장 많이 발생되고 있는 재활용이 가능한 각종 유기질 폐기물을 폐기물이 함유하고 있는 다량의 수분을 이물질의 첨가나 탈수과정이 없이 진공 고열 살균으로 고속건조하여 가축이나 해양 또는 담수양식용 사료는 물론 유기질 비료로도 이용될 수 있도록 하는 것이 본 발명의 목적이다.

인간의 식생활에 의해 폐기되고 있는 음식 폐기물의 양은 날로 증가되고 있는 실정이며, 생선이나 기타 육류 또는 식품 등이 폐기되어 버려지는 양도 크게 증가하고 있으며 가축에 의해 발생되는 분뇨등의 폐기물 또한 날로 증가하고 있는 것이다.

이와같은 여러가지 종류의 폐기물은 버려지는 양에 비하여 재활용을 위한 처리시설이 아직까지 미흡하여 토양매립이나 하천, 해양 투기등으로 인하여 상수원 오염 등 환경오염이 심각한 상태인 것이다.

또한 각종의 유기질 폐기물을 소각하여 처리하고 있으나 소각시에 발생되는 다이옥신 등 유해물질에 의한 인체 및 환경오염이 심각하고 과다한 소각비용이 소요되는 문제점이 있게 되는 것이다.

종래에도 유기질 폐기물을 탈수 살균 건조하여 처리하거나 처리된 폐기물을 사료로 이용하기 위한 장치들이 많이 알려지고 있는 것이다.

최근 알려지고 있는 한국특허등록 제10-0344246호(공고일자 2002년 7월 24일) "음식물 쓰레기의 진공건조 및 사료제조 장치"(이하 선행기술1이라 함)가 알려지고 있다.

또한 한국실용신안등록 제20-0133065호 "음식물 쓰레기의 처리장치"(이하 선행기술2라 함)가 알려지고 있다.

또한 본 출원인의 선출원 발명 특허출원 제10-2005-0094863호가 선행기술로 출원되어 있다.

상기 선행기술1의 장치와 그 작용 효과를 보면,

보일러에서 발생되는 고온의 증기를 2중구조로 된 음식물 처리탱크의 스팀공간으로 공급하며 음식물쓰레기 저장탱크 내에는 모터와 감속기에 의해 회전 구동되는 중공상태의 회전축이 수직상태로 설치되고 회전축에는 복수층의 나선관과 방사상의 간격봉이 서로 연통되게 구성되어 있고 회전축에는 보일러와 연결되는 스팀인입관과 스팀퇴출관을 구비하고 있고 회전축 양쪽에는 스프링으로 탄지되는 청소판이 설치되어 있다.

또한 처리탱크와 연통되는 분진포집탱크와 냉각탱크, 분쇄기, 저장탱크 및 송풍기와 진공펌프가 구비되어 있다.

상기한 구성을 갖는 선행기술1은 2중구조로 된 처리탱크의 구조상 실시가 매우 곤란한 문제점이 있는 것이다.

그 이유는 수분함량이 매우 높고 많은 양의 폐기물을 진공 고온으로 처리하기 위해서는 보일러에서 발생되는 고압의 스팀압력이 처리탱크에 미치는 영향이 매우 크다.

상기 선행기술1의 구성을 보면, 내부탱크와 외부탱크 사이에 스팀공간이 형성되어 있고 이 스팀공간으로 스팀이 공급되는 것인바 내부탱크와 외부탱크를 지지 고정하는 구성이 없어서 내외부탱크가 스팀압력에 견딜수가 없는 것이다.

또한 상기 선행기술1의 문제점은 내부탱크가 모터회전축의 수직방으로 설치되어 있고 회전축에는 내부 나선파이프와 외부 나선파이프가 고정되어 있는 구성으로 내부탱크로 투입되는 폐기물은 내부탱크가 수직상태로 설치되어 있어서 폐기물의 자체 하중에 의하여 내부탱크 저면으로 적치되는 현상 때문에 회전축의 회전을 저해하는 원인이 됐고 회전축에 고정된 내외부 나선관이 회전축과 같이 회전하게 되나 투입된 폐기물이 상하로 이동되면서 교반되는 기능을 효과적으로 할 수가 없게 되는 문제점이 있는 것이다.

그리고 회전축과 히팅관 및 나선파이프로 스팀이 공급되는 구조로 되어 있으나 히팅관과 나선파이프로 공급되는 스팀의 열에 의하여 건조된 상태의 폐기물이 눌러붙게 됨으로 회전축에 과부하가 발생하게 되고 폐기물이 고루게 교반되지 못하는 문제점이 있게 되는 것이다.

또한 내부탱크의 내벽을 청소하기 위하여 회전축 외주벽 상하부에 회전축과 직각상태로 압지스프링으로 탄지된 청소판이 장치되어 있으나 내부탱크의 내벽을 청소하는 기능만을 목적으로 구성되어 있어서 폐기물을 고루게 교반하거나 절단 파 쇄할 수가 없는 것이다.

그리고 송풍기는 진공펌프와 연결된 연결관을 통하여 냉각탱크에 연결되어 있는 구조로서 이와같은 구조는 폐기물 처리탱크 내의 진공기압의 조절이 불가능하고 오히려 진공펌프의 부하를 상승시키는 문제점이 있는 것이다.

선행기술1의 구성 중 폐기물이 건조되면서 발생시키는 분진이나 수분, 가스가 분진포집탱크에 설치된 필터에 의해 포집되고 분진이 제거된 고온의 증기는 냉각탱크를 통과하면서 열교환기에 의해 열교환이 이뤄워지면서 고온의 가스가 냉각되도록 하고 있으나 이와같은 기능을 하게 되는 분진포집탱크의 구성이 탱크의 중간에 세로방향으로 필터가 설치되어 있어서 폐기물이 건조될 때 발생되는 응축수가 포집탱크에 차 있게 되면 필터가 응축수에 잠기게 되어 필터기능을 할 수가 없으며 수동밸브를 조작하여 수시로 응축수를 배출시켜야 되는 문제점이 있게 되는 것이다.

그리고 폐기물을 신속하고도 위생적으로 건조시키기 위해서는 폐기물의 종류 즉 폐기물이 함유하고 있는 수분량이나 부패상태, 냄새 등의 정도에 따라서 폐기물 처리탱크 내의 진공압과 온도가 보다 과학적으로 설정되어야 하나 선행기술1에서는 이와같은 기능을 수반되지 못함으로서 처리 능력과 처리 속도가 크게 떨어지는 문제점이 있게 되는 것이다.

상기한 선행기술2는 음식물 쓰레기를 탈수 및 분리수거 할 수 있도록 한 것으로 건조 탈수 수단으로 구성된 탱크내에 압축로울러에 의하여 음식물이 탈수되고 압축로울러에는 히터코일부재가 장치되어 음식물의 탈수와 가열기능을 하게 되고 탈수된 음식물은 분리 수단에 의하여 탈수된 음식물과 오염수가 분리되도록 하는 구성을 갖는 것으로 상기한 선행기술2는 스팀을 이용한 고속건조 기능이나 처리탱크 내의 기압과 내부 온도조절 응축수처리 기능이 미비하여 음식물 쓰레기의 효과적 처리를 기대할 수가 없는 문제점이 있게 되는 것이다.

또한 본 출원인의 선출원 발명은 건조탱크 내부를 고열스팀에 의하여 가열시키고 건조물의 혼합교반 장치는 모터와 감속기에 의해 회전되는 하나의 축에 설치된 교반날개에 의하여 건조물이 교반되는 구성과 진공펌프에 의하여 배출되는 응축수를 냉각시켜 자동배출되게 하는 구성으로 이루워져 있다.

그러나 본인의 선출원 발명은 건조탱크에 별도의 스팀회류관이 설치되어 있어서 구성이 복잡하고 건조물 교반 날개는 건조물을 고루 교반시키는 기능은 우수하나 육류나 질긴 채소 등을 절단할 수가 없으며 배출되는 가스와 냄새를 효과적으로 처리할 수가 없는 문제점이 있게 되는 것이다.

본 발명은 상기한 선행기술1,2 및 본인의 선출원 발명의 문제점을 해결하기 위하여 건조물의 가열시스템을 전기 히팅시스템과 버너를 이용한 가열시스템을 적용하고 열전달과 열지속을 향상시키기 위하여 열매체를 이용하고 진공흡입펌프의 가동효율을 높이기 위하여 펌프가 적정 온도를 유지할 수 있도록 하며 건조물에서 발생되는 가스와 냄새는 가열장치에 의해 연소시킴으로써 가열효과의 증진과 가스배출에 의한 환경오염의 문제점을 해결할 수 있도록 하는 것이 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제이다.

상부에 폐기물투입구(11)와 전방에 건조물배출구(12)를 구비한 폐기물건조탱크(10)와 상기 폐기물건조탱크(10)와 연통되는 진공펌프(20)와 상기 폐기물건조탱크(10)와 상기 진공펌프(20) 사이에 설치되는 1차집진여과탱크(30)와 2차집진여과탱크(31) 및 응축수냉각라지에터(40)로 이루워지는 공지의 구성에 있어서,
상기 폐기물건조탱크(10)의 저면 및 전후면이 연통되도록 구성되는 열매체수용실(100)과 상기 폐기물건조탱크(10)의 내부 전후방에 병열로 설치되는 폐기물교반부재(200)(210)와 상기 열매체수용실(100) 내의 하부에 설치되는 가열장치(300)와 상기 진공펌프(20)와 연통되며 진공펌프(20)로 부터 응축수를 공급받는 응축수순환탱크(400)와 상기 응축수순환탱크(400)와 연통되며 상기 응축수순환탱크(400)로 부터 공급받은 응축수를 여과하는 응축수여과탱크(500)와 상기 진공펌프(20)에 냉각수를 공급하는 냉각수공급탱크(600)가 구비된다.
상기 폐기물건조탱크(10)의 내부 전방에 설치되는 폐기물교반부재(200)는 모터와 감속기에 의해 구동되는 동력전달기어(202)를 갖는 회전축(201)이 구비되며, 상기 폐기물건조탱크(10)의 내부 후방에 설치되는 폐기물교반부재(210)는 상기 동력전달기어(202)에 의해 연동되는 연동기어(212)를 갖는 회전축(211)이 구비된다.
상기 폐기물교반부재(200)(210)의 회전축(201)(211)에는 다수의 교반판고정봉(203)이 크로스상태로 교차되게 구비되며, 각 고정봉(203) 사이는 상기 회전축(201)(211)의 중심부를 향해 나선상태로 경사지게 구성된 다수의 교반판(204)이 고정된다.
상기 열매체수용실(100) 내의 하부에 설치되는 상기 가열장치(300)는 전기를 에너지로 하는 히팅패널(301)로 구성되며 상기 히팅패널(301)에는 가스연소공(302)이 구비되고 상기 가스연소공(302)은 가스유입관(304)과 연통된다.

삭제

도5는 본 발명 가열장치(300)의 다른 구성예를 보인 것으로, 버너(303)로 구성된 가열장치(300)를 상기 폐기물건조탱크(10)의 하부에 설치하여 폐기물건조탱크(10)를 직접 가열할 수 있도록 하고 가스유입관(304)을 코일상태로 구성하여 가스 체류 시간이 연장되도록 한 것이다.

도면 중 미설명부호 (305)는 연소가스배출관, (306)은 연통, (50)(51)은 집전여과탱크(30)(31)에 내장된 집진여과필터, (60)은 응축수여과탱크(500)에 내장되는 활성탄, (70)은 응축수 역류방지체크밸브를 보인 것이다.

상기한 구성으로 이루워진 본 발명의 작용 효과를 설명한다.

폐기물건조탱크(10)에 투입되는 폐기물 중 특히 음식폐기물의 경우 수분함량이 매우 높을 뿐만아니라 질긴 섬유질을 상당 함유하고 있어서 폐기물건조탱크(10) 내에서 교반시 고루 교반되지 않으며 질긴 섬유질이나 육류의 경우에는 교반판에 휘감기는 등 과부하를 유발하게 된다.

본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위하여 2개의 폐기물교반부재(200)(210)를 건조탱크의 내부 전후방에 병열로 설치하고 폐기물교반부재(200)(210)의 회전축(201)(211)은 각각 반대방향으로 회전되며 상기 회전축(201)(211)에 크로스 상태로 고정된 교반판고정봉(203)에 만곡되어 나선상태로 고정된 교반판(204)은 상기 회전축(201)(211)의 중심을 향해 경사지게 나선상태로 고정되어 있어서 상기 회전축(201)(211)이 회전할 때 교반판(204) 바깥면이 건조탱크(10)의 내벽과 1~2mm의 간격을 일정하게 유지하면서 회전됨으로 건조탱크(10) 내의 폐기물이 회전축(201)(211)의 중심을 향해 경사지게 고정된 교반판(204)에 의해 안쪽으로 모였다가 다시 흩어지는 작용이 번복되면서 고루게 혼합되고 각각 반대방향으로 회전되는 교반판(204)에 의하여 질기고 길이가 긴 섬유질이나 굵은 뭉치의 폐기물은 잘게 절단되고 파쇄되는 것이다.

건조탱크(10) 내부는 가열장치(300)에 의하여 적정 온도로 가열되며 가열온도는 자동 온도조절장치(도시되지 않음)에 의하여 일정한 온도를 유지하게 된다.

가열장치는 전기를 에너지로 한 히팅패널(301)이 설치되거나 버너(303)로 대체할 수가 있다.

상기 열매체수용실(100)에는 실리콘오일을 비롯한 각종 오일을 채워서 건조탱크 내부의 온도를 균일하게 유지시킨다.

건조탱크(10) 내의 폐기물이 건조되면서 발생되는 응축수와 가스 및 분진은 진공펌프(20)에 의하여 흡입되어 건조탱크(10) 내부가 진공상태가 되어 신속하게 건조되며 진공펌프(20)에 의하여 배출되는 응축수와 가스 및 분진은 1~2차 집진여과탱크(30)(31)에서 여과되고 응축수는 고온상태에서 냉각라지에터(40)를 통과하면서 냉각되어 진공펌프(20)로 유입되고 진공펌프(20)에서 다시 응축수순환탱크(400)로 유입된다.

본 발명 진공펌프(20)는 수봉식(임펠러가 물에 완전히 잠긴 상태)으로 펌프내의 물의 온도가 30℃ 이하 일때 95% 이상 펌핑기능을 발휘한다.

그러므로 수봉수의 온도가 높을 때는 응축수순환탱크(400) 내의 응축수를 공급하여 온도를 낮추거나 냉각수공급탱크(600)에 냉각수를 공급하여 온도를 낮출수가 있다.

응축수순환탱크(400)로 유입된 응축수와 가스 및 냄새는 응축수여과탱크(500)로 유입되고 유입된 응축수는 활성탄(60)에 의해 깨끗한 물로 여과되어 재활용되거나 폐기되며 가스와 냄새는 히팅패널(301)에 형성된 가스연소공(302)을 관통하는 가스유입관(304)을 통과하면서 열에 의해 완전히 연소되어 외부로 배출됨으로 냄새나 가스유출로 인한 문제점이 해결된다.

본 발명에서 가열장치(300)의 다른 구성예로 설치되는 버너(303)에서 발생되는 연소가스는 연소통(306)을 통해 배출되며 응축수여과탱크(500)에서 공급되는 가스와 냄새는 가스유입관(304)으로 유입되어 버너(303)의 열에 의하여 연소되어 배출된다.

상기한 구성 및 작용 효과를 가지게 되는 본 발명은 각각 반대방향으로 회전되게 한 2개의 회전축에 교반판고정봉을 크로스상태로 고정시켜 만곡된 교반판을 나선상태로 고정시킴으로서 폐기물의 교반효과와 분쇄효과를 높이고 폐기물이 건조 되면서 발생되는 응축수와 가스 및 분진은 1~2차에 걸쳐 여과하고 냉각시켜 진공펌프로 공급하고 냉각된 응축수는 진공펌프의 최적 온도를 유지시키기 위하여 공급되며 응축수순환탱크에서 배출되는 응축수는 여과되어 배출되고 가스와 냄새는 완전히 연소시켜 배출시키므로 환경공해 유발의 염려가 없게 된다.

본 발명 장치에 의하여 건조된 폐기물은 그 용량에 따라서 약간의 차이는 있 지만 폐기물을 1000㎏ 정도 투입하였을 때 3~4시간이면 수분함량12~10%로 건조된 양질의 사료 또는 퇴비를 얻을 수 있는 것이다.

Claims

상부에 폐기물투입구(11)와 전방에 건조물배출구(12)를 구비한 폐기물건조탱크(10)와 상기 폐기물건조탱크(10)와 연통되는 진공펌프(20)와 상기 폐기물건조탱크(10)와 상기 진공펌프(20) 사이에 설치되는 1차집진여과탱크(30)와 2차집진여과탱크(31) 및 응축수냉각라지에터(40)로 이루워지는 공지의 구성에 있어서,

상기 폐기물건조탱크(10)의 저면 및 전후면이 연통되도록 구성되는 열매체수용실(100)과 상기 폐기물건조탱크(10)의 내부 전후방에 병열로 설치되는 폐기물교반부재(200)(210)와 상기 열매체수용실(100) 내의 하부에 설치되는 가열장치(300)와 상기 진공펌프(20)와 연통되며 진공펌프(20)로 부터 응축수를 공급받는 응축수순환탱크(400)와 상기 응축수순환탱크(400)와 연통되며 상기 응축수순환탱크(400)로 부터 공급받은 응축수를 여과하는 응축수여과탱크(500)와 상기 진공펌프(20)에 냉각수를 공급하는 냉각수공급탱크(600)가 구비되는 것을 특징으로 하는 유기질 폐기물의 고온 살균 건조 처리장치.
제1항에 있어서 상기 폐기물교반부재(200)(210)는 동력전달기어(202)와 연동기어(212)에 의해 회전되는 회전축(201)(211)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기질 폐기물의 고온 살균 건조 처리장치.
제2항에 있어서 상기 회전축(201)(211)은 각각 반대방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 유기질 폐기물의 고온 살균 건조 처리장치.
제2항에 있어서 상기 회전축(201)(211)에는 다수의 교반판고정봉(203)이 크로스상태로 고정된 것을 특징으로 하는 유기질 폐기물의 고온 살균 건조 처리장치.
제4항에 있어서 상기 교반판고정봉(203)에는 만곡된 교반판(204)이 나선상태로 경사지게 고정된 것을 특징으로 하는 유기질 폐기물의 고온 살균 건조 처리장치.
제1항에 있어서 상기 가열장치(300)는 히팅패널(301)로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기질 폐기물의 고온 살균 건조 처리장치.
제6항에 있어서 상기 히팅패널(301)에 가스연소공(302)이 구비되며 상기 가스연소공(302)에는 가스유입관(304)이 연통되게 설치되어 유기질 폐기물에서 발생되는 가스가 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 유기질 폐기물의 고온 살균 건조 처리장치.
제1항에 있어서 상기 가열장치(300)가 버너(303)로 구성된 것을 특징으로 하는 유기질 폐기물의 고온 살균 건조 처리장치.
제1항에 있어서 응축수여과탱크(500)에서 배출되는 가스와 냄새를 상기 가열장치(300)에 의해 연소되도록 하는 것을 특징으로 하는 유기질 폐기물의 고온 살균 건조 처리장치.