KR101837887B1 - 음식물 쓰레기 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바이오칩을 이용하여 음식물 쓰레기를 분해하되 음식물 쓰레기에 포함되는 고형물의 분쇄가 이루어지고 음식물 쓰레기과 바이오칩의 혼합물 내부에 공기를 직접 투입하여 분해 효율이 우수한 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것으로서, 바이오칩과 슬러지의 혼합물이 내장되며, 바닥면이 원호상을 이루는 분해조; 상기 분해조의 내부에 횡으로 배치되어 구비되는 회전축, 상기 회전축의 길이방향으로 상호 등간격을 이루며 또한 회전축의 원주방향으로 방사상으로 배치되는 복수의 회전바, 상기 회전바의 단부에 고정된 상태에서 상기 혼합물을 교반 및 절단하는 믹싱편을 포함하여 이루어지는 교반부; 및 상기 혼합물의 교반 과정에서 증발하는 수분을 분해조로부터 제거하고 분해조에 공기가 투입되도록 하는 공조부;를 포함하며, 상기 바닥면에는 복수 개의 절단톱날이 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

음식물 쓰레기 처리장치{Food Garbage Disposer}

본 발명은 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 바이오칩을 이용하여 음식물 쓰레기를 분해하되 음식물 쓰레기에 포함되는 고형물의 분쇄가 이루어지고 음식물 쓰레기와 바이오칩의 혼합물 내부에 공기를 직접 투입하여 분해 효율이 우수한 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것이다.

음식물 쓰레기는 각종 유기물과 함께 수분을 다량으로 함유하고 있어 매립시 침출수로 인하여 지하수를 오염시키는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 음식물 쓰레기를 분해 소멸시킬 수 있는 미생물이 주입된 바이오 칩이 개발되었고 이를 활용한 다양한 음식물 쓰레기 처리장치가 개시되고 있다.

이러한 음식물 쓰레기 처리장치의 일반적인 구성은, 교반조에 바이오칩과 음식물 쓰레기를 함께 넣은 다음, 미생물의 분해 효율을 높이기 위해 미생물 활성에 맞는 온도로 교반조를 가열하고 호기성인 미생물에 산소를 공급하기 위해 교반을 실시하며, 열 공급과 분해 과정에서 증발되는 음식물 쓰레기의 수분을 외부로 배출하는 구성으로 이루어진다.

다만, 음식물 쓰레기에는 부피가 큰 고형물이 혼입되어 있는데 이러한 고형물은 분해에 장시간이 소요되는 문제가 있다. 또한, 기존의 음식물 쓰레기 처리장치는 새로운 공기를 혼합물 상부에 단순 공급한 상태에서 교반으로 상부의 혼합물이 내부로 혼입되는 과정을 통해 공기가 혼합물 내부에 분산되도록 하는 방식을 채택하고 있어 분해 효율이 저조한 문제가 있다.

KR 10-1308308 B1 2013.09.06.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 음식물 쓰레기에 포함된 고형물을 분쇄하는 동시에 혼합물 내부로 공기를 직접 투입하여 음식물 쓰레기의 처리 시간을 단축하고 분해 효율이 우수한 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하는 데에 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 음식물 쓰레기 처리장치는, 바이오칩과 슬러지의 혼합물이 내장되며, 바닥면이 원호상을 이루는 분해조; 상기 분해조의 내부에 횡으로 배치되어 구비되는 회전축, 상기 회전축의 길이방향으로 상호 등간격을 이루며 또한 회전축의 원주방향으로 방사상으로 배치되는 복수의 회전바, 상기 회전바의 단부에 고정된 상태에서 상기 혼합물을 교반 및 절단하는 믹싱편을 포함하여 이루어지는 교반부; 및 상기 혼합물의 교반 과정에서 증발하는 수분을 분해조로부터 제거하고 분해조에 공기가 투입되도록 하는 공조부;를 포함하며, 상기 바닥면에는 복수 개의 절단톱날이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 음식물 쓰레기 처리장치는, 상기 회전바에 보강리브가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 음식물 쓰레기 처리장치는, 상기 절단톱날은 전면이 회전방향과 예각을 이루는 두 믹싱편 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명의 음식물 쓰레기 처리장치는, 상기 회전축의 내부에 제1에어홀이 구비되고, 상기 회전바의 내부에는 일단이 상기 제1에어홀에 연결되는 제2에어홀이 구비되며, 상기 믹싱편의 후면에는 상기 제2에어홀과 연결되는 복수의 토출공이 구비된 상태에서, 상기 공조부를 통해 공기가 상기 제1에어홀에 투입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 음식물 쓰레기 처리장치에 의하면, 바닥면에 구비되는 절단톱날, 상기 절단톱날을 경계로 한 쌍의 믹싱편이 상호 경사지게 배치되는 구성을 통해 고형물의 분쇄가 이루어지며 교반부에 구비되는 에어홀과 토출공을 통해 혼합물 내부에 공기가 직접 투입되므로, 음식물 쓰레기의 처리 시간이 단축되고 우수한 분해 효율을 갖게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치의 주요 부분의 외관을 도시한 사시도.
도 2(a)는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치의 교반부 및 절단톱날을 도시한 사시도이고, 도 2(b)는 교반부의 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치의 혼합물 교반 과정을 예시한 개요도.
도 4는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치에서 에어 공급수단이 구비되는 교반부의 일부를 도시한 정면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치의 주요 부분의 외관을 도시한 사시도이고, 도 2(a)는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치의 교반부 및 절단톱날을 도시한 사시도이며, 도 2(b)는 교반부의 측면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 음식물 쓰레기 처리장치의 케이스(10), 상기 케이스(10)의 내부에 구비되는 분해조(20), 교반부(30), 구동부, 가열부 및 공조부로 이루어지며, 음식물 쓰레기(이하 ‘슬러지’라 한다)에 혼입된 고형물이 효과적으로 분쇄되고 슬러지와 바이오칩의 혼합물(이하 ‘혼합물’이라 한다) 내부로 공기를 직접 투입하여 분해 효율이 향상되는 것을 특징으로 한다.

이하, 각 구성별로 본 발명의 구체적인 내용을 설명하면, 먼저 케이스(10)는 박스 형상으로 제작되며 상면에는 슬러지를 투입하기 위한 도어(11)가 구비된다.

분해조(20)는 케이스(10)의 내부에 구비되며, 그 내부에는 바이오칩이 구비된 상태에서 상기 도어(11)를 통해 슬러지가 투입되는 구성으로서, 바닥면(21)이 원호상을 이루는 U자형으로 제작된다.

또한, 상기 바닥면(21)에는 후술할 교반부(30)의 믹싱편(36)과 함께 슬러지에 혼입된 고형물을 잘게 분쇄하는 복수의 절단톱날(23)이 배치되는데, 상기 절단톱날(23)의 각 날(23a)은 원활한 분쇄를 위해 고형물을 일시적으로 고정하는 역할을 한다.

도 3은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치의 혼합물 교반 과정을 예시한 개요도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 교반부(30)는 분해조(20)의 내부에 구비된 상태에서 상기 바이오칩과 슬러지를 혼합 교반하는 구성으로서, 분해조(20)의 내부에 횡으로 배치되어 구비되는 회전축(31), 상기 회전축(31)의 길이방향으로 상호 등간격을 이루며 또한 회전축(31)의 원주방향으로 방사상으로 배치되는 복수의 회전바(33), 상기 회전바(33)의 단부에 고정된 상태에서 혼합물을 교반시키는 믹싱편(36)을 포함하여 이루어진다.

상기 회전축(31)은 양단이 분해조(20)의 측벽에 베어링 지지된 상태에서 일단이 구동부에 연결되어 이로부터 동력을 전달받아 회전하게 된다.

상기 회전바(33)는 외팔보 구조로 회전축(31)에 고정된 상태에서 교반시 믹싱편(36)으로부터 전달되는 혼합물의 저항을 지지하게 되므로, 견고한 지지를 위해 후면(회전방향에 대해) 부위에는 보강리브(35)가 구비된다.

도 2(a) 및 도 2(b)에 도시되어 있듯이, 상기 회전축(31)의 길이방향 중심을 기준으로 하여 좌측에 배치되는 회전바(33)들과 우측에 배치되는 회전바(33)들은 회전축(31)의 횡방향 중심 단면에 대하여 서로 반대쪽에 설치되고, 상기 회전축(31)의 종단면에 대하여는 복수의 회전바(33)가 360°를 균분하는 각도로 설치되는데, 이는 모두 교반부(30)의 회전으로 인한 진동을 저감하고 슬러지의 교반을 보다 효율적으로 수행하기 위함이다.

상기 믹싱편(36)은 사각의 판재 형상으로 제작되어 혼합물을 회전방향(r)으로 밀어내는 역할을 한다. 또한, 효과적인 교반 및 절단을 위해 절단톱날(23)은 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 그 전면(前面)이 회전방향(r)과 예각(α)을 이루는 두 믹싱편(36, 36') 사이에 위치하게 된다.

이와 같이 믹싱편(36)이 회전방향(r)에 대해 예각(α)으로 경사지게 구비됨으로써 믹싱편(36)의 회전 과정에서 혼합물은 절단톱날(23) 너머의 영역(A)으로 밀리게 되고 다시 후속으로 진입되는 이웃하는 믹싱편(36')에 의해 원영역(A')으로 밀리게 된다.

따라서, 이웃하는 두 믹싱편(36, 36')에 의해 밀려지는 혼합물은 절단톱날(23)을 기준으로 지그재그 형태로 이동하며 교반되고, 상기 혼합물이 절단톱날(23)을 통과하는 과정에서 고형물의 일부는 날(23a)에 일시적으로 고정된 상태에서 진입하는 믹싱편(36, 36')의 모서리에 의해 전단되며 일부는 날(23a) 자체의 모서리에 의해 파쇄되는바, 이러한 혼합물의 이동 과정과 전단/파쇄 과정이 반복되어 고형물이 잘게 분쇄됨으로써 바이오칩의 미생물에 의한 분해가 신속하게 이루어지고 이에 따라 음식물 쓰레기의 분해 효율이 향상되며 이와 동시에 같은 용량의 음식물 쓰레기 처리장치에 비해 음식물 쓰레기의 처리 시간도 단축할 수 있다.

또한, 도 2(a) 및 도 4에 도시되어 있듯이 회전축(31)의 양 단부 측에 배치되는 회전바(33)의 믹싱편(36)은 그 전면(前面)이 모두 회전축(31)의 길이방향 중심을 향해 설치되어 있어 슬러지를 분해조(20)의 중심 방향으로 밀어내는 작용을 하므로, 상기 분해조(20)의 하부 측면에 충분히 교반되지 않은 슬러지가 축적되는 것을 방지하여 교반 효율을 향상시키고 분해조(20)의 하부 측면에 가해지는 압력을 줄일 수 있기 때문에 분해조(20)의 구조적 안정성도 확보할 수 있다.

구동부는 전술한 바와 같이 회전축(31)을 회전시키는 구성으로서, 체인이나 벨트와 같은 동력전달장치와 동력원인 모터로 이루어진다.

가열부는 분해조(20)의 내부온도가 미생물의 분해 활동에 적합한 온도(이하 ‘최적온도’라 한다)를 유지하도록 분해조(20)를 가열하는 구성으로서, 바닥면(21)의 배면에 밀착 배치되며, 열매체인 오일과 열원인 열선으로 이루어진다.

도 4는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치에서 에어 공급수단이 구비되는 교반부의 일부를 도시한 정면도이다. 도 2 및 도 4를 참조하면, 공조부는 교반 과정에서 증발하는 수분을 분해조(20)로부터 제거하고 분해조(20)에 공기를 공급하여 미생물의 분해활동이 원활히 이루어지도록 하는 구성으로서, 상기 분해조(20)에 연결되는 제습용 덕트와 에어 공급용 덕트, 상기 제습용 덕트와 에어 공급용 덕트 각각에 구비되는 팬 및 제습용 덕트에 구비되는 제습기를 포함하여 이루어진다.

한편, 본 발명에서는 분해 효율을 극대화하기 위한 실시예로서, 공기를 혼합물 내부에 직접 투입하는 구성이 더 구비될 수 있다.

즉, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 회전축(31)의 내부에는 제1에어홀(32)이 구비되고, 회전바(33)의 내부에는 일단이 상기 제1에어홀(32)에 연결되는 제2에어홀(34)이 구비되며, 믹싱편(36)의 후면(회전방향에 대해)에는 상기 제2에어홀(34)과 연결되는 복수의 토출공(37)이 구비된 상태에서, 상기 에어 공급용 덕트에 분기관을 형성 이 분기관을 제1에어홀(32)에 연결하여 공기가 토출공(37)을 통해 분사되도록 한다.

혼합물의 교반 과정에서 믹싱편(36)의 후방에는 공동(cavity)이 일시적으로 형성되는데, 여기에 공기가 투입된 상태에서 공동 주변의 혼합물과 후행하는 이웃 믹싱편(36')에 의해 유입되는 혼합물이 더해지게 됨으로써 공기가 혼합물 내부로 고르게 분산되어 분해 효율이 극대화되게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

10: 케이스
11: 도어
20: 분해조
21: 바닥면
23: 절단톱날
30: 교반부
31: 회전축
32: 제1에어홀
33: 회전바
34: 제2에어홀
35: 보강리브
36: 믹싱편
37: 토출공

Claims (4)

1. 바이오칩과 슬러지의 혼합물이 내장되며, 바닥면(21)이 원호상을 이루는 분해조(20);
   상기 분해조(20)의 내부에 횡으로 배치되어 구비되는 회전축(31), 상기 회전축(31)의 길이방향으로 상호 등간격을 이루며 또한 회전축(31)의 원주방향으로 방사상으로 배치되는 복수의 회전바(33), 상기 회전바(33)의 단부에 고정된 상태에서 상기 혼합물을 교반 및 절단하는 믹싱편(36, 36')을 포함하여 이루어지는 교반부(30); 및
   상기 혼합물의 교반 과정에서 증발하는 수분을 분해조(20)로부터 제거하고 분해조(20)에 공기가 투입되도록 하는 공조부;
   를 포함하며,
   상기 바닥면(21)에는 복수 개의 절단톱날(23)이 구비되고,
   상기 절단톱날(23)은 전면이 회전방향(r)과 예각(α)을 이루는 두 믹싱편(36, 36') 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 회전바(33)에는 보강리브(35)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 회전축(31)의 내부에는 제1에어홀(32)이 구비되고, 상기 회전바(33)의 내부에는 일단이 상기 제1에어홀(32)에 연결되는 제2에어홀(34)이 구비되며, 상기 믹싱편(36, 36')의 후면에는 상기 제2에어홀(34)과 연결되는 복수의 토출공(37)이 구비된 상태에서, 상기 공조부를 통해 공기가 상기 제1에어홀(32)에 투입되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.

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