KR200264897Y1

KR200264897Y1 - 교반기

Info

Publication number: KR200264897Y1
Application number: KR2020010033127U
Authority: KR
Inventors: 한필순; 이규암; 김형수; 김식; 이준철
Original assignee: 주식회사 가이아
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2002-02-25
Also published as: JP3628667B2; JP2003135948A

Abstract

본 고안은 발효된 음식물 쓰레기의 교반 과정에서 콜로이드 상태의 발효물을 파쇄할 수 있는 교반기를 제공하며, 본 고안에 따른 교반기는 2개의 교반통을 인접하게 위치시키고, 회전하는 임펠러를 이용하여 발효물을 교반시킴으로서 교반 기능을 얻을 수 있음은 물론 각 교반통의 경계부 표면에는 돌출턱을, 임펠러(만곡 부재)의 소정 위치에 각 돌출턱과 대응하는 절개부를 형성함으로서 발효물 건조시 뭉쳐진 상태의 발효물을 파쇄시킬 수 있어 균일한 상태의 발효 건조물을 얻을 수 있다. 특히, 교반기 내에서 온도가 가장 높은 부분인 양 교반통의 경계부에서 파쇄 작용이 일어남으로서 고온의 상태에서 발효물 내에 포함되어 있는 플라스틱과 같은 이물질도 파쇄시킬 수 있다.

Description

교반기{Agitator}

본 고안은 교반기에 관한 것으로서, 특히 발효된 음식물 쓰레기를 교반할 수 있을 뿐만 아니라 교반 과정에서 발생된 콜로이드 상태의 발효물을 파쇄(破碎)할 수 있는 교반기에 관한 것이다.

음식물 쓰레기를 처리하는 건조 발효기에서는, 음식물 쓰레기의 신속하고 효율적인 건조를 위하여 투입된 음식물 쓰레기를 강제로 교반(攪拌)하게 된다. 이를 보다 상세히 설명하면, 발효가 완료된, 즉 죽 형태의 음식물 쓰레기(이하, "발효물"이라 칭함)가 투입되는 교반기 하부에는 가열 수단이 장착되어 있으며, 이 가열 수단에서 발생된 열에 의하여 발효물이 건조된다. 그러나, 가열 수단과 인접한 부분의 발효물에는 과다한 열이 공급되는 반면에 가열 수단과 떨어져 있는 발효물에는 건조에 필요한 열이 충분하게 공급되지 않게 된다.

이러한 현상을 방지하기 위하여 사용되는 교반기 내에는 구동부에 의하여 회전하는 회전축이 교반기의 길이 방향으로 설치되어 있으며, 회전축에는 다수의 로드(rod)가 회전축과 수직을 이루는 상태로 고정되어 있다. 따라서 구동부의 작동에 따라 회전축이 회전함으로서 회전하는 각 로드는 발효물을 교반하게 된다.

그러나, 이러한 구성을 갖는 교반기 내에서도 다음과 같은 문제점들이 발생한다. 건조가 진행됨에 따라 죽 형태로 투입된 발효물 내의 수분 함유율이 60% 내지 70% 정도로 낮아지게 되면, 발효물은 떡 상태인 콜로이드(colloid) 상태가 된다. 따라서, 콜로이드 상태의 발효물 속에서 회전하는 로드에는 큰 저항력이 작용하게 된다. 결국, 이러한 저항력으로 인하여 로드의 회전이 원활하게 이루어지지 않으며, 심한 경우 그 회전이 중지됨으로서 교반 기능을 수행할 수 없게 되며, 교반기 자체의 기능에도 영향을 미치게 된다.

이와 같이 교반이 충분히 이루어지지 않은 상태에서 발효물의 가열이 진행되면, 가열 수단과 떨어져 있는 발효물에는 열이 충분하게 공급되지 않게 되어 발효물의 균일한 건조 상태를 얻기 어렵다. 또한, 콜로이드 상태의 발효물이 교반되지 않고 건조됨으로서 발효물은 부피가 큰 단단한 덩어리 형태로 교반기에 존재하게 된다. 이러한 형태의 발효물 덩어리는 플라스틱과 같은 이물질과 함께 회전축, 로드에 손상 및 변형을 유발함으로서 교반기의 치명적인 고장의 원인이 된다.

또한, 덩어리 형태로 건조된 발효물을 분말(powder)형태로 가공하기 위해서는 별도의 파쇄 장치를 이용하여야 하나, 파쇄기의 가격이 매우 비싸 교반기와 파쇄기를 별도로 구비하는 것은 경제적으로 바람직하지 않다.

본 고안은 발효된 음식물 쓰레기의 교반 과정에서 발생하는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 교반 과정에서 콜로이드 상태의 발효물을 파쇄할 수 있는 교반기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안은 2개의 교반통을 인접하게 위치시키고, 회전하는 임펠러를 이용하여 발효물을 교반시킴으로서 교반 기능을 얻을 수 있음은 물론 각 교반통의 경계부 표면에는 돌출턱을, 임펠러(만곡 부재)의 소정 위치에 각 돌출턱과 대응하는 절개부를 형성함으로서 발효물 건조시 뭉쳐진 상태의 발효물을 파쇄시킬 수 있어 균일한 상태의 발효 건조물을 얻을 수 있다. 특히, 교반기 내에서 온도가 가장 높은 부분인 양 교반통의 경계부에서 파쇄 작용이 일어남으로서 고온의 상태에서 발효물 내에 포함되어 있는 플라스틱과 같은 이물질도 파쇄시킬 수 있다.

본 고안에 따른 교반기는, 밀폐된 하우징의 내부 공간 하부는 길이방향으로 서로 평행하고 서로 인접한 2개의 반원통형으로 이루어져 제 1 및 제 2 교반통을 각각 형성하며, 각 교반통 내에는 하우징에 회전 가능하게 장착된 축이 각각 위치하되, 각 회전축 표면에는 일정간격을 유지하는 다수의 로드가 장착되어 있으며, 각 축 주변에는 나선 방향이 서로 다른 2개의 임펠러들이 각 로드의 선단부에 의하여 지지되며, 각 로드 선단에 인접한 임펠러 단부 외측에는 절개부가 구성되고 이와 대응하는 제 1 교반통과 제 2 교반통의 인접부 표면에는 돌출부가 구성되어 회전축에 의한 임펠러의 회전시 임펠러의 절개부가 각 교반통 표면에 구성된 돌출부위를 통과하여 절개부와 돌출부 사이에 위치하는 발효물이 강제로 파쇄하게 된다.

본 고안에서, 임펠러가 고정되는 다수의 로드들은 일정한 간격을 갖고 회전축에 수직 상태로 고정되되, 각 로드는 축을 관통하여 축 양측으로 연장되거나 또는 축의 양측에 각각 고정된 형태이다. 각 로드는 인접하는 다른 로드들과 직교하는 상태이며, 어느 한 축의 로드가 수평 상태이면 이에 대응하는 다른 축의 로드)는 수직 상태에 있게 된다.

각 축 주변에 구성된 각 임펠러는 각 로드에 고정된 다수의 만곡 부재로 이루어지며, 어느 한 수직 로드의 상부 로드 종단부 양측에는 만곡 부재가 각각 고정되되, 이 만곡 부재들의 또다른 일단은 이웃하는 수평 로드들중 제 1 측에 위치한 수평 로드의 내측 로드(교반통 경계부를 향한 로드)의 종단부 및 제 2 측(제 1측과 반대 위치)에 위치한 수평 로드의 외측 로드(하우징 외벽을 향한 로드) 종단부에 각각 고정되며, 수직 로드의 하부 로드 종단부 양측에 고정된 만곡 부재의 또다른 일단은 제 1 측에 위치한 수평 로드의 외측 로드(하우징 외벽을 향한 로드)의 종단부 및 제 2 측에 위치한 수평 로드의 내측 로드(교반통 경계부를 향한 로드)의 종단부에 각각 고정된다. 여기서, 또다른 수직 로드에는 인접한 다른 수직 로드에 고정된 만곡 부재와 반대의 상태로 만곡 부재가 고정된다.

이하, 본 고안을 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 고안에 따라 구성된 교반기의 사시도 및 정단면도.

도 3은 도 2의 C 방향에서 본 도면으로서, 교반기의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 4는 도 3의 D 부분의 상세 사시도.

도 1 및 도 2는 본 고안에 따라 구성된 교반기의 사시도 및 정단면도, 도 3은 도 2의 C 방향에서 본 도면, 도 4는 도 3의 D 부분의 상세도로서, 본 고안에 따른 교반기(100)는 밀폐형 하우징(101) 및 하우징(100) 내부에 장착된 회전축(111, 121)으로 구성된다.

밀폐된 하우징(101)의 상부에는 투입구(102)가 형성되어 있어 이 투입구 (102)를 통하여 발효된 음식물 쓰레기(죽 형태로서, 이하에서는 "발효물"이라 칭함)가 하우징(101) 내부로 투입된다.

하우징(101) 내부 공간의 하부는 하우징(101)의 길이방향으로 서로 평행한 2개의 반원통형으로 이루어져 있으며, 이 반원통형 부분들이 각각 제 1 및 제 2 교반통(110 및 120)을 형성한다. 각 교반통(110 및 120) 내부에는 각각의 구동부(도시되지 않음)에 의하여 회전하는 회전축(111, 121)이 교반통(110, 120)의 길이 방향으로 장착되어 있으며, 하우징(101) 하부의 프레임(102) 내에는 교반통(110 및 120) 내부의 발효물을 가열하기 위한 가열 수단(103)이 설치되어 있다.

각 교반통(110 및 120) 내에 장착된 각 회전축(111 및 121)에는 다수의 로드(112A, 112B, 112C, 112D 및 122A, 122B, 122C, 122D)가 회전축(111 및 112)과 수직을 이루는 상태로 장착되어 있으며, 각 로드는 일정 간격을 유지하고 있다. 여기서, 각 로드(112A, 112B, 112C, 112D 및 122A, 122B, 122C, 122D)는 대응하는 축(111 및 112)을 관통하여 축 양측으로 연장되거나 또는 축의 양측에 각각 고정된 형태로서, 각 로드(112A, 112B, 112C, 112D 및 122A, 122B, 122C, 122D)는 그 양 종단이 각 교반통(110, 120)의 바닥면에 인접할 정도의 길이를 갖는다. 또한, 한 축(예를 들어, 111)에 고정된 각 로드(112A, 112B, 112C 또는 112D)는 인접하는 다른 로드들과 직교하는 상태이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 어느 한 축(예를 들어, 111)의 로드들(예를 들어, 112C)의 장착 방향과 이 로드와 대응하는 다른 축(121)의 로드(122C)의 장착 방향은 반대이다. 즉, 평면도인 도 3의 상태에서 어느 한 축(예를 들어, 111)의 로드(예를 들어, 112C)가 수평 상태를 유지하면 이에 대응하는 다른 축(121)의 로드 (122C)는 수직 상태이다. 한편, 각 축(111, 121) 주변에는 나선 방향이 서로 다른 2개의 임펠러들(210, 220)이 각 로드(112A, 112B, 112C, 112D 및 122A, 122B, 122C, 122D)의 선단부에 의하여 지지된다.

임펠러(210, 220)의 구성을 도 3 및 도 4에 도시된 어느 한 축만을 예를 들어 설명하며, 여기서는 설명의 편의상 도 4에 도시된 상태 즉, 축(111)이 회전하지 않은 상태에서 설명하기로 한다. 어느 한 수직 로드(112B)의 상부 로드(112B-1) 종단부 양측에는 만곡 부재(134, 131)가 각각 고정되며, 이 만곡 부재들(134, 131)의 또다른 일단은 이웃하는 수평 로드들(112A, 112C)중 좌측에 위치한 수평 로드 (112C)의 내측 로드(112C-2; 교반통 경계부(300)를 향한 로드)의 종단부 및 우측에 위치한 수평 로드(112A)의 외측 로드(112A-1; 하우징 외벽을 향한 로드) 종단부에 각각 고정된다. 또한, 수직 로드(112B)의 하부 로드(112B-2) 종단부 양측에 고정된 만곡 부재(133, 132)의 또다른 일단은 좌측에 위치한 수평 로드(112C)의 외측 로드 (112C-1; 하우징 외벽을 향한 로드)의 종단부 및 우측에 위치한 수평 로드 (112A)의 내측 로드(112A-2; 교반통 경계부(300)를 향한 로드)의 종단부에 각각 고정된다. 여기서, 인접한 또다른 수직 로드(112D)는 위에 설명한 바와 반대 상태로 만곡 부재가 장착됨은 물론이다.

이와 같은 형태로 각 로드(112A, 112B, 112C, 112D 및 122A, 122B, 122C, 122D)에 만곡 부재(131 ..134, 231..234)를 장착함으로서 도 3에 도시된 바와 같이 각 축(111, 121) 주변에는 나선 방향이 서로 다른 2개의 헬리컬형 임펠러들(210, 220 및 230, 240) 이 구성된다.

각 만곡 부재(131 ..134, 231..234)에는 절개부(R)가, 각 교반통(110, 120)의 경계부(300)를 이루는 벽면에 파쇄용 돌출턱(P)이 각각 형성되어 있으며, 이를 도 3 및 도 4를 통하여 보다 상세하게 설명한다.

임펠러(210, 220 및 230, 240)를 구성하는 만곡 부재(131 ..134, 231..234) 및 교반통(110, 120) 내면에 형성된 파쇄용 돌출턱(P)의 관계를 도시하고 있다. 제 1 교반통(110)과 제 2 교반통(120)의 경계부(300)를 구성하는 교반통 내면에는 소정 높이 및 폭을 갖는 돌출턱(P)이 형성되어 있으며, 이 돌출턱(P)은 각 로드 (112A, 112B, 112C, 112D 및 122A, 122B, 122C, 122D)의 양측과 대응하는 위치에 형성된다.

한편, 전술한 각 만곡 부재(131 ..134, 231..234)에서 각 로드(112A, 112B, 112C, 112D 및 122A, 122B, 122C, 122D)에 고정되는 고정단의 외측에는 절개부(R)가 구성되어 있으며, 이 절개부(R)의 수는 대응하는 돌출턱(P)의 수와 동일하다. 각 돌출부(P)는 각 만곡 부재(131 ..134, 231..234)에 구성한 절개부(R)와 일대일로 대응하며, 그 규격은 절개부(R)보다 약간 작게 이루어져 있다. 따라서, 각 축(111, 121)의 회전에 의한 각 만곡 부재(131 ..134, 231..234)의 회전시 각 절개부(R)는 돌출부(P) 위를 통과하며, 절개부(R) 사이의 부분은 돌출턱(P)과 돌출턱(P) 사이에 형성된 공간을 통과하게 된다. 결국, 각 만곡 부재(131 ..134, 231.. 234)는 돌출턱(P)에 의하여 그 회전이 방해받지 않는다.

한편, 제 1 교반통(110)에 장착된 축(111)은 그 회전 방향이 제 2 교반통 (120)에 장착된 축(121)의 회전 방향은 서로 반대이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각 축(111)에 고정된 각 로드(112A, 112B. 112C, 112D)는 회전하는 경우에도 다른 축(121)의 로드(122A, 122B. 122C, 122D)에 대하여 서로 간섭하지 않는다.

이상과 같은 본 고안의 동작 및 그 기능을 각 도면을 통하여 설명한다.

제 1 및 제 2 교반통(110 및 120) 내부 즉, 하우징(101) 내부로 발효물이 투입되면, 각 구동부가 작동하여 각 축(111, 121)이 회전한다. 따라서, 각 축(111, 121)에 고정된 다수의 로드(112A, 112B. 112C, 112D 및 122A, 122B. 122C, 122D)가 회전하며, 이에 각 로드 선단에 고정된 만곡 부재(131 ..134 및 231.. 234)가 형성하는 나선형 임펠러(210, 220 및 230, 240)는 발효물을 교반하게 된다. 특히, 각 로드에 고정된 만곡 부재(131 ..134, 231.. 234)가 경계부(300)와 인접한 교반통 (110, 120) 표면에 형성된 돌출턱(P)을 통과하는 과정에서 만곡 부재(131 ..134, 231.. 234)의 절개부(R)가 대응하는 돌출턱(P) 위를 통과하게 되며, 따라서 절개부 (R)와 돌출부(P) 사이에 위치하는 발효물, 특히 플라스틱과 같은 비교적 단단한 이물질 역시 강제로 파쇄된다.

한편, 본 고안에서 장치의 사용 효과를 크게 하기 위하여 각 교반통(11, 120)에 장착된 축(111, 121)의 회전 방향은 중요한 요인으로 작용한다. 각 로드 즉, 임펠러(210, 220 및 230, 240)가 각 교반통(110, 120)의 경계부(300)를 기준으로 하단에서 상향으로 회전할 때 임펠러(210, 220 또는 230, 240)가 마주보는 다른 교반통(120 또는 110)을 향하여 회전하도록 축(111, 121)의 회전 방향을 설정한다. 따라서, 예를 들어 제 1 교반통(110)에서 교반 및 파쇄된 발효물은 임펠러(210, 220)의 계속되는 회전에 의하여 경계부(300)를 넘어 제 2 교반통(120)으로 이동된다.

제 2 교반통(120)에서도 상술한 동작, 즉 임펠러(230, 240)에 형성된 절개부 (R)와 교반통(120) 표면에 형성된 돌출부(P)의 상호 작용에 의한 발효물의 파쇄가 이루어지며, 파쇄가 이루어진 발효물은 제 2 교반통(120) 내의 회전하는 임펠러 (230, 240)에 의하여 제 1 교반통(110)의 내부 공간으로 이동된다. 이러한 동작은 본 장치가 가동되는 동안에 반복적으로 진행된다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 교반통(110)과 제 2 교반통(120)의 경계부(300) 상단은 각 축(111, 112)보다 아래에 위치하고 있다. 이는 회전하는 임펠러(210, 220 및 230, 240)가 제 1 교반통(또는 제 2 교반통)에서 제 2 교반통(또는 제 1 교반통)으로 발효물을 쉽게 이동시킬 수 있도록 하기 위한 것이다. 만일, 경계부(300)가 각 축(111, 112)과 수평상태로 또는 그보다 위에 위치하는 경우에 임펠러(210, 220 및 230, 240)가 발효물을 다른 교반통으로 이동시킬 수 없음은 물론이다.

발효물의 건조 과정동안 이러한 교반 및 파쇄 동작이 반복적으로 진행됨에 따라 뭉쳐진 상태로 투입된 발효물은 균일하게 파쇄되어 건조 종료후, 발효물은 그 입자 크기가 균일한 상태가 된다. 특히, 각 교반통 내의 축에는 나선 방향이 서로다른 임펠러가 장착되어 있어 발효물의 교반 효율의 극대화를 이룰 수 있다.

이상과 같은 본 고안은 2개의 교반통을 인접하게 위치시키고, 회전하는 임펠러를 이용하여 발효물을 교반시킴으로서 교반 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 본 고안은 각 교반통의 경계부 표면에는 돌출턱을, 임펠러(만곡 부재)의 소정 위치에는 각 돌출턱과 대응하는 절개부를 각각 형성함으로서 발효물 건조시 뭉쳐진 상태의 발효물을 파쇄시킬 수 있다. 특히, 본 고안의 교반기에서는 온도가 가장 높은 부분인 양 교반통의 경계부에서 파쇄 작용이 일어남으로서 고온의 상태에서 발효물 내에 포함되어 있는 플라스틱과 같은 이물질도 파쇄시킬 수 있다. 본 고안의 또다른 효과는 교반기에 파쇄 기능을 부여함으로서 별도의 파쇄기를 구비할 필요가 없어 교반기의 기능 향상과 아울러 장치의 효율성을 향상시킬 수 있다는 것이다.

Claims

투입된 발효물을 교반시키는 교반기에 있어서,

밀폐된 하우징의 내부 공간 하부는 길이 방향으로 서로 평행하고 서로 인접한 2개의 반원통형으로 이루어져 제 1 및 제 2 교반통을 각각 형성하며, 각 교반통 내에는 하우징에 회전 가능하게 장착된 축이 각각 위치하되, 각 회전축 표면에는 일정 간격을 유지하는 다수의 로드가 장착되어 있으며, 각 축 주변에는 나선 방향이 서로 다른 2개의 임펠러들이 각 로드의 선단부에 의하여 지지되며, 각 로드 선단에 인접한 임펠러 단부 외측에는 절개부가 구성되고 이와 대응하는 제 1 교반통과 제 2 교반통의 인접부 표면에는 돌출부가 구성되어 회전축에 의한 임펠러의 회전시 임펠러의 절개부가 각 교반통 표면에 구성된 돌출부 위를 통과하여 절개부와 돌출부 사이에 위치하는 발효물이 강제로 파쇄되는 것을 특징으로 하는 교반기.
제 1 항에 있어서, 임펠러가 고정되는 다수의 로드들은 일정한 간격을 갖고회전축에 수직 상태로 고정되되, 각 로드는 축을 관통하여 축 양측으로 연장되거나 또는 축의 양측에 각각 고정된 형태이며, 각 로드는 인접하는 다른 로드들과 직교하는 상태이며, 어느 한 축의 로드가 수평 상태이면 이에 대응하는 다른 축의 로드)는 수직 상태에 있는 것을 특징으로 하는 교반기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 각 축 주변에 구성된 각 임펠러는 상기 각 로드에 고정된 다수의 만곡 부재로 이루어지며, 어느 한 수직 로드의 상부 로드 종단부 양측에는 만곡 부재가 각각 고정되되, 이 만곡 부재들의 또다른 일단은 이웃하는 수평 로드들중 제 1 측에 위치한 수평 로드의 내측 로드(교반통 경계부를 향한 로드)의 종단부 및 제 2 측(제 1측과 반대 위치)에 위치한 수평 로드의 외측 로드(하우징 외벽을 향한 로드) 종단부에 각각 고정되며, 수직 로드의 하부 로드 종단부 양측에 고정된 만곡 부재의 또다른 일단은 제 1 측에 위치한 수평 로드의 외측 로드(하우징 외벽을 향한 로드)의 종단부 및 제 2 측에 위치한 수평 로드의 내측 로드(교반통 경계부를 향한 로드)의 종단부에 각각 고정되되, 인접한 또다른 수직 로드에는 상기 수직 로드에 고정된 만곡 부재와 반대의 상태로 만곡 부재가 고정되는 것을 특징으로 하는 교반기.
제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 교반통의 회전축은 그 회전 방향이 서로 반대방향이며, 각 로드가 하단에서 상향으로 회전할 때 임펠러가 다른 교반통을 향하여 회전하는 것을 특징으로 하는 교반기.