KR19980079397A - 음식물 쓰레기의 탄화처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기의 탄화처리장치에 관한 것으로서, 음식물 쓰레기를 탄화분말 처리함으로써 음식물 쓰레기의 감량화율을 향상시켜 부피를 최소화하고 음식물 쓰레기의 부패로 생성되는 유해균을 멸균함과 동시에 음식물 쓰레기 처리과정에서 발생되는 증기 및 냄새를 효율적으로 제거하여 환경공해를 최소화하기 위한 것인 바,

투입된 음식물 쓰레기를 간접가열방식으로 탄화 분말처리하는 탄화처리기(10)와, 상기 탄화처리기(10)로부터 제1배관(11)을 통해 유입된 미세한 분진, 증기 및 냄새성분을 필터링하는 1차필터기(20)와, 상기 1차필터기(20)로부터 제2배관(21)을 통해 유입된 잉여증기 및 냄새성분을 포집하여 건증기 상태로 외부에 배출하는 증기배출구(31)를 가지는 2치필터기(30)와, 상기 탄화처리기(10)로부터 발생된 미세한 분진, 증기 및 냄새성분을 1차필터기(20)로 유입시키며 동시에 상기 1차필터기로부터 발생된 잉여증기 및 냄새성분을 2차필터기(30)로 유입시켜 외부로 강제 배출케하는 유입수단(40)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

음식물 쓰레기의 탄화처리장치

본 발명은 음식물 쓰레기의 탄화처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음식물 쓰레기를 탄화분말 처리함으로써 음식물 쓰레기의 감량화율을 향상시켜 부피를 최소화하고 음식물 쓰레기의 부패로 생성되는 유해균을 멸균함과 동시에 음식물 쓰레기 처리과정에서 발생되는 증기 및 냄새를 효율적으로 제거하여 환경공해를 최소화한 음식물 쓰레기의 탄화처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 가정이나 식당 등에서 배출되는 음식물 쓰레기는 많은 수분이 함유되어 있어서 그대로 비닐봉지 등에 담아 쓰레기를 버릴 경우 부피와 무게가 많으며, 이를 현장에서 직접 분쇄처리할 수 없기 때문에 일단 차량을 이용하여 수거한 다음 쓰레기매립지에 매립하게 되므로 날로 증가하는 쓰레기를 매립할 수 있는 마땅한 쓰레기 매립장이 없을 뿐아니라 쓰레기를 수거하기 전의 상태나 매립장 등에서 심한 악취가 나며, 또한 주위가 오염되어 비위생적이고 쓰레기의 수거에도 많은 인력이 낭비되는 등이 문제점이 있었다.

따라서, 종래 음식물 쓰레기를 비교적 간편하게 처리하기 위해 고안된 장치로는 탈수장치, 건조장치, 발효장치, 발효소멸화장치, 소각장치 등이 있었다.

그러나, 탈수장치 및 건조장치는 음식물 쓰레기의 수분만을 제거함에 따라 감량효과가 떨어져 최종 부산물의 부피가 커지는 단점이 있으며, 발효장치 및 소멸화발효장치는 수분조정재 및 발효미생물을 주기적으로 공급 및 제거해야 하며 공급되는 수분조정재의 부피가 커서 음식물 처리용량에 비해 처리조의 크기가 커지는 단점이 있으며 발효미생물의 활동이 가장 활발한 최적 환경의 조성에 따른 유해균의 발생우려도 있었다.

또한, 소각장치는 소각을 위한 버너 등의 부가설비 및 환경공해에 대비한 공해방지장치의 설치가 필요하며, 이 장치는 가정이나 음식물 등의 협소한 공간에는 설치가 어려운 단점이 있었다.

본 발명은 이러한 점들을 감안하여 안출된 것으로서, 음식물 쓰레기를 탄화분말화 처리함으로써 음식물 쓰레기의 감량화율을 향상시켜 최종 처리된 음식물 쓰레기의 부피를 최소화하고, 음식물 쓰레기의 부패로 생성되는 유해균을 멸균함과 동시에 음식물 쓰레기 처리과정에서 발생되는 증기 및 냄새를 효율적으로 제거하여 음식물 쓰레기로 인한 환경공해로부터 벗어나게 하며, 탄화처리된 분말은 퇴비 등으로 재활용되어져 자원의 활용 및 쾌적한 환경을 제공하도록 한 음식물 쓰레기 탄화처리장치를 제공하는데 그 목적을 두고 있다.

본 발명의 다른 목적은, 구조가 간단하고 사용자의 조작이 간편하며 별도의 부가된 설비나 설치없이 협소한 실내공간에서도 사용 가능한 음식물 쓰레기의 탄화처리장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 고안의 목적은, 전열에서 발생된 열에 의해 간접가열방식으로 탄화처리된 기통을 가열하여 기통 내부의 온도를 100∼350℃로 유지되게 하고, 그 온도를 3∼8시간동안 지속시킴으로써 투입된 음식물 쓰레기를 탄화처리하고 상기 탄화처리된 음식물 쓰레기를 분말화한 후 부유물을 제거한 건증기상태로 배출함으로써 달성된다.

즉, 투입된 음식물 쓰레기를 간접가열방식으로 탄화 분말처리하는 탄화처리기와, 탄화처리기로부터 제1배관을 통해 유입된 미세한 분진, 증기 및 냄새성분을 필터링하는 1차필터기와, 1차필터기로부터 제2배관을 통해 유입된 잉여증기 및 냄새성분을 포집하여 건증기 상태로 외부에 배출하는 2차필터기와, 탄화처리기로부터 발생된 탄화분말, 증기 및 냄새성분을 1차필터기로 유입시키며 동시에 1차필터기로부터 발생된 증기 및 냄새성분을 2차필터기로 유입시켜 외부로 강제 배출케하는 유입수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명 제1실시예에 의한 음식물 쓰레기의 탄화처리장치의 구성도,

도 2a는 동 탄화처리장치의 구동축의 사시도,

도 2b는 동 탄화처리장치의 1차필터기의 확대단면도,

도 2c는 동 2차필터기의 일부발췌 확대사시도,

도 2d는 동 2차필터기의 필터를 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명 제2실시예에 의한 음식물 쓰레기 탄화처리장치의 구성도,

도 4는 본 발명 제3실시예에 의한 음식물 쓰레기 탄화처리장치의 단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 탄화처리기

11 : 제1배관 12 : 기통

13 : 전열기수납조 14 : 구동축

15 : 개폐구

20 : 1차필터기

21 : 제2배관 24 : 격벽

25 : 분말제거필터 26 : 공기통로

30 : 2차필터기

31 : 증기배출구 32 : 평판

34 : 미세분말제거필터 35 : 탈취필터

36 : 냄새제거촉매필터

40 : 유입수단

50 : 분말회수기

60 : 케이스

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 음식물 쓰레기 탄화처리장치의 제1실시예를 보인 것으로서, 투입된 음식물 쓰레기를 간접가열방식으로 탄화 분말처리하는 탄화처리기(10)와, 이 탄화처리기로부터 제1배관(11)을 통해 유입된 탄화분말, 증기 및 냄새성분을 필터링하여 제거하는 1차필터기(20)와, 1차필터기(20)로부터 제2배관(21)을 통해 유입된 잉여증기 및 냄새성분을 포집하여 건증기 상태로 외부에 배출하는 2차필터기(30)와, 탄화처리기(10)로부터 발생된 탄화분말, 증기 및 냄새성분을 1차필터기(20)로 유입시키며 동시에 1차필터기(20)로부터 발생된 증기 및 냄새성분을 2차필터기(30)로 유입시켜 외부로 강제 배출시키는 유입수단(40)으로 이루어져 있다.

탄화처리기(10)는 원통, 사각통 또는 다각통 형상의 기통(12)과, 이 기통의 상면에 형성된 음식물투입구(121)와, 기통(12)의 밑면에 설치되며 내화열판(131)에 전열(132)을 매설한 전열기수납조(13)와, 다수의 날개편(141)이 몸체에 부착되며 기어(142)에 연결된 구동축(14)과, 기통(12)의 하부 일측에 설치되어 탄화처리된 분말을 외부에 배출하도록 된 개폐구(15)로 구성되어 있다.

기통(12)은 외벽(122)과 전열(132) 사이에 대략 1∼20mm의 간격을 두어 공기층을 형성하여, 전열(132)에서 발생된 열을 공기층에 의해 기통(12)의 외벽(122)으로 전달하는 간접가열방식으로 구성된다.

또한, 기통(12) 상부에 부설된 지지판(143)에 구동모타(144)와 감속기(145)를 설치하고, 이 감속기의 출력측에 기어(142)를 설치하여, 구동모타(144)의 동력이 감속기(145)의 입력측에 전달되며 감속기(145)에서 감속된 동력은 출력측을 통해 기어(142)로 전달된다.

한편, 감속기(145)의 출력측에 고정된 기어(142)와 맞물리는 위치에 구동축(14) 상단부에 고정된 기어(142)를 위치시켜 감속기(145)에서 감속되어진 동력이 기어(142)로 전달되도록 한다.

구동축(13)은 상단부의 지지베어링(146)에 의해 지지되며, 도 2a에서 보인 바와 같이, 몸체에 다수의 날개편(14)이 부설되어 있다.

날개편(14)은 음식물 쓰레기의 교반 및 탄화진행과정에서 생성되는 시멘트화변성물의 교반(攪拌)시 구동축(14) 및 구동모타(144)에 과부하가 걸리지 않도록 축의 수평선상에서 상하로 5∼40°각도로 기울게 설치하고, 구동축(13) 하부의 ㄱ자형 날개편(14)의 하단부와 기통(11)의 밑면 사이에 1∼10mm의 간극(P)을 두어 탄화물의 고착에 의한 열전달 저하를 방지한다.

한편, 기통(12) 내부의 온도가 설정된 온도에 미달 또는 초과시 이를 감지하는 온도감지기(161)를 설치하여 전열(132)의 전원을 공급 또는 차단케 하며, 전열기수납조(13)에 형성된 공기층의 온도를 감지하는 온도감지기(162)를 설치하여 전열(132)의 과열을 제어토록 한다.

1차필터기(20)는, 도 2b에서 보인 바와 같이, 일측면에 제1배관(11)과 연결된 흡입구(22)와, 타측면에 제2배관(21)과 연결된 배기구(23)와, 내부에 일정간격을 두고 설치된 다수의 격벽(24)과, 이 격벽에 의해 형성된 공간부에 착설되는 다수의 분말제거필터(25)로 구성되어 있다.

이때, 다수의 격벽(24)이 1차필터기(20)의 내부에 설치되는데 있어 그 일측에 공기통로(26)를 형성하되, 첫 번째 격벽의 상단을 기체로부터 적정간격을 띄어 공기통로를 형성한다면 두 번째 격벽은 그 하단을 기체로부터 적정간격을 띄어 공기통로를 형성하는 방식으로 서로 엇갈리게 공기통로(26)를 형성한다.

즉, 다수의 격벽의 일측에 형성되는 공기통로(26)는, 그 위치가 서로 엇갈려 지그재그로 형성되도록 하여 탄화처리기로부터 유입된 분진, 증기 및 냄새가 격벽들의 사이에 착설된 필터를 충분히 통과할 수 있도록 한다.

2차필터기(30)는, 도 2c 및 도 2d에서 보인 바와 같이, 상부에 설치되며 다공처리된 다수의 평판(32)과, 하부에 착설되며 유입되는 증기 및 냄새를 가열하여 건증기화하는 증기가열전열(33)과, 평판(33)들의 사이에 차례로 적층되도록 끼워지는 미세분말제거필터(34)와 탈취필터(35) 및 냄새제거촉매필터(36)와, 필터처리된 건증기를 외부로 배출하는 증기배출구(31)로 구성되어 있다.

한편, 2차필터기(30)의 하부 일측에 증기가열전열(33)의 온도를 감지하는 온도감지기(331)를 설치하여 전열의 과열을 제어토록 한다.

유입수단(40)은 통상의 브로어모타로 구성되어 1차필터기(20)와 2차필터기(30) 사이에 개재된 제2배관(21)에 설치되며, 탄화처리기(10)에서 발생된 미세한 분진, 증기 및 냄새성분을 1차필터기(20)로 유입시키며 동시에 1차필터기(20)에서 발생된 증기 및 냄새성분을 2차필터기(30)로 유입시켜 증기배출구(31)를 통해 외부로 강제 배출되도록 한다.

이로써, 증기 발생량에 비하여 배출이 적을시 기통(12) 내부의 압이 상승하여 음식물투입구(121) 등으로 냄새가 새어나가는 것을 방지할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명 음식물 쓰레기 탄화처리장치의 진행과정을 살펴보면, 음식물투입구(121)에 음식물 쓰레기를 투입한 후 전원을 온하면 구도모타(144), 유입수단(40), 탄화처리기의 전열(132) 및 2차필터기의 증기가열전열(33)이 동작된다.

즉, 기통(12)의 밑면에 착설된 전열(132)에 의해 기통(12) 내부의 온도를 100∼350℃로 일정시간 동안 지속함으로써 기통(12) 내부에 쌓인 음식물 쓰레기를 탄화시키고, 구동축(13) 및 이에 부설된 날개편(14)을 회전시켜 상기 탄화처리된 쓰레기를 분말시킨다.

이를 보다 상세히 설명하면, 3∼8시간동안 지속적으로 100∼350℃의 열이 공급되면 탄화물이 생성되며, 이 탄화물은 열을 충분히 받은 음식물 쓰레기의 표면 또는 기통(12) 내부면과의 밀착된 부분에서 생성된다.

그러나, 이렇게 생성된 탄화물은 열전도를 저하시켜 미탄화부의 탄화작용을 방해하며 기통(12)에 고착될시에는 열전달을 방해하여 열효율을 저하시키게 되므로 음식물 쓰레기의 교반이 필요하나, 교반시 구동축의 회전수가 지나치게 빠르면 음식물 쓰레기가 충분한 열을 공급받지 못해 탄화처리속도가 매우 느리게 진행되며 또한 건조현상이 발생하여 미탄화가 이루어지게 된다.

따라서, 구동축(13)의 회전수를 분당 1∼20회전이내에 회전되도록 구성하고, 구동축(14)에 부착된 ㄱ자형 날개편(141)의 하단부는 기통(12)의 밑면과 1∼10mm의 간극(P)을 두도록 설치한다.

상기와 같은 음식물 쓰레기의 탄화처리 진행시 증기 및 냄새가 필연적으로 발생하게 되며, 이러한 증기의 발생량에 비하여 배출이 적을시 기통(12) 내부의 압이 상승하게 되므로 유입수단(40)에 의해 이를 강제흡입하여 1차필터기(20)로 전달한다.

즉, 기통(12) 내부의 미세한 분진, 증기 및 냄새성분이 1차배관(11)을 통해 흡입구(22)로 들어가 1차필터기(20) 내부에 설치된 다수의 분말제거필터(25)를 거치는 동안 필터에 걸러지게 된다.

그 후, 유입수단(40)에 의해 1차필터기(20)로부터 배출되는 잉여증기 및 냄새는 2차필터기(30)로 전달된다.

2차필터기(30)는 증기가열전열(32)에 의해 2차필터기(30) 내부의 온도를 150∼400℃로 유지하여 유입된 증기 및 냄새를 건증기화한 후 대류현상에 의해 상승되는 상기 건증기는 2차필터기(30) 상부에 설치된 다수의 필터에 의해 필터링된다.

즉, 미세분말제거필터(34)를 통과하면서 미세분말을 제거하며, 그 위에 설치된 탈취필터(35)를 지나면서 냄새를 1차제거하고, 연속 설치된 냄새제거촉매필터(36)를 지나면서 냄새가 필터링되어 건증기상태로 증기배출구(31)를 통해 외부로 배출된다.

한편, 음식물 쓰레기의 탄화처리과정 중 발생한 기통(12) 내부의 분말은 개폐구(15)를 통해 외부로 배출된다.

도 3은 본 발명 음식물 쓰레기 탄화처리장치의 제2실시예를 보인 것으로서, 탄화처리기(10)로부터 발생된 탄화분말을 집진 수거하는 분말회수기(50)가 별도로 구성되어 있다.

분말회수기(50)는 탄화분말수거통(51) 및 진공모타(52)를 포함하며, 탄화처리기(10)의 개폐구(15)에서 연장된 배관에 의해 탄화처리기(10)의 탄화분말을 진공모터(52)의 동작에 따라 분말수거통(51)으로 흡입수거하도록 되어 있다.

이때, 분말회수기(50)의 분말수거통(51)의 일측면이 배관에 의해 1차필터기(20)와 연결되어, 1차필터기(20)의 필터링 과정에서 발생되는 탄화분말을 수거할 수도 있다.

즉, 분말수거통(51)의 일측면에 개폐구(15)에 연결된 배관으로부터 연장된 흡입구(53) 및 타측면에 1차필터기에 연결된 배관으로부터 연장된 흡입구(54)를 통해 진공모타(52)의 흡입 동작시 기통(12)과 1차필터기(20)의 탄화분말을 회수토록 한다.

또한, 기통(12)의 밑면에 설치된 전열(132)을 가지는 전열기수납조(12) 외에 또다른 측면에 전열기수납조(12')를 추가 설치하여, 대량의 음식물 쓰레기의 투입시 보다 신속하게 탄화처리할 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명 음식물 쓰레기 탄화처리장치의 제3실시예를 보인 것으로서, 탄화처리기(10)와 1차필터기(20)와 2차필터기(30)를 하나의 케이스(60)에 포함시켜 구성한 것이다.

즉, 본 발명 제1 및 제2실시예에서 탄화처리기, 1차필터기, 2차필터기를 각기 별도로 구성했던 것과는 달리, 탄화처리기(10)와 1차필터기(20)와 2차필터기(30)를 차례로 적층시켜 하나의 케이스(60) 내에 구성한다.

한편, 탄화처리기(10)로부터 발생되는 증기 및 냄새를 1차필터기(20) 및 2차필터기(30)로 유입시키는 유입수단(40)을 증기배출구(41)에 설치하여 강한 흡입력을 보이도록 한다.

또한, 케이스(60)의 저면에는 이동바퀴를 착설하여 협소한 공간에서도 편리에 따라 자유자재로 이동가능케 한다.

한편, 본 발명 실시예에서의 유입수단(40)은 브로어모타로 구성되었으나, 공기를 일측에서 흡입하여 타측으로 배출하는 장치면 어떤 것이든 무방하다.

이와 같이 본 발명 음식물 쓰레기 탄화처리장치는, 음식물 쓰레기를 간접가열방식에 의해 탄화 분말처리하는 탄화처리기와 이 탄화처리기로부터 발생되는 탄화분말, 증기 및 냄새성분을 필터링하여 제거하는 1차필터기 및 2차필터기로 구성됨으로써, 종래 음식물 처리장치의 부가설비나 장치의 추가 또는 별도의 배기간 설치 등의 문제점을 해결하여 음식물 쓰레기의 발생원인 가정, 식당 또는 대형음식점 등의 협소한 실내공간에도 편리하게 설치할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 음식물 쓰레기를 탄화분말화함으로써 80∼90%의 감량화처리가 가능하므로 최종 부산물에 대한 감량화율이 대폭 향상되며, 음식물에 내재하거나 부패등으로 생성된 유해균은 탄화처리 과정에서 멸균되어지므로 유해균 발생, 증식 및 유해공해 등 이로인한 2차공해의 발생을 제거하여 위생상 안전한 장점이 있다.

Claims (12)

1. 투입된 음식물 쓰레기를 간접가열방식으로 탄화 분말처리하는 탄화처리기(10)와, 상기 탄화처리기(10)로부터 제1배관(11)을 통해 유입된 미세한 분진, 증기 및 냄새성분을 필터링하는 1차필터기(20)와, 상기 1차필터기(20)로부터 제2배관(21)을 통해 유입된 잉여증기 및 냄새성분을 포집하여 건증기 상태로 외부에 배출하는 증기배출구(31)를 가지는 2차필터기(30)와, 상기 탄화처리기(10)로부터 발생된 미세한 분진, 증기 및 냄새성분을 1차필터기(20)로 유입시키며 동시에 상기 1차필터기로부터 발생된 잉여증기 및 냄새성분을 2차필터기(30)로 유입시켜 외부로 강제 배출케하는 유입수단(40)을 포함하여 이루어진 음식물 쓰레기 탄화처리장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 탄화처리기(10)는 기통(12)과, 상기 기통의 상면에 형성된 음식물투입구(13)와, 상기 기통의 적정위치에 설치되며 내화열판(141)에 전열(142)을 매설한 전열기수납조(14)와, 다수의 날개편(151)이 몸체에 부착된 구동축(15)과, 상기 기통의 하부 일측에 형성된 개폐구(16)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 탄화처리장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 1차필터기(20)는 일측면에 제1배관(11)에 연결된 흡입구(22)와, 타측면에 제1배관(21)에 연결된 배기구(23)와, 내부에 일정간격을 두고 설치되며 일측에 공기통로(26)를 형성한 다수의 격벽(23)과, 상기 격벽에 의해 형성된 공간부에 착설되는 분말제거필터(24)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 탄화처리장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 2차필터기(30)는 상부에 설치되며 다공처리된 평판(32)과, 하부에 착설되어 1차필터기(20)로부터 유입되는 증기 및 냄새를 가열하여 건증기화하는 증기가열전열(33)과, 상기 평판에 끼워져 차례로 적층되는 미세분말제거필터(34)와 탈취필터(35) 및 냄새제거촉매필터(36)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 탄화처리장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 유입수단(40)이 1차필터기(20)와 2차필터기(30) 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 탄화처리장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 유입수단(40)이 증기배출구(31)에 설치된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 탄화처리장치.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 유입수단(40)이 브로어모터인 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 탄화처리장치.
8. 제2항에 있어서, 상기 전열(142)과 기통(12)의 외벽(122) 사이에 간극을 두어 공기층이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 탄화처리장치.
9. 제2항에 있어서, 상기 날개편(151)은 ㄱ자형으로 구성되며, 이 날개편의 하단부와 기통(11) 밑면과의 간극을 1∼10mm로 형성하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 탄화처리장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 탄화처리기(10) 내부의 탄화처리된 분말을 수거하기 위해 분말수거통(51)과 진공모터(52)를 포함하는 분말회수기(50)가 부가되며, 탄화처리기(10)의 하부 개폐구(15)에서 연장된 배관에 의해 상기 탄화처리기와 연결됨을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 탄화처리장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 분말회수기(50)의 분말수거통(51)의 일측면이 배관에 의해 1차필터기(10)와 연결되어 상기 1차필터기의 탄화분말을 수거함을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 탄화처리장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 탄화처리기(10) 상부에 1차필터기(20)가 설치되고, 상기 1차필터기의 상부에 2차필터기(30)가 설치되고, 상기 2차필터기 상부에 유입수단(40)인 브로어모타가 설치되며, 각 매체를 연결한 배관(11)(21)에 의해 상기 각 매체가 지지되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 탄화처리장치.