KR20220103861A

KR20220103861A - 복합 음식물쓰레기 처리장치

Info

Publication number: KR20220103861A
Application number: KR1020210006182A
Authority: KR
Inventors: 여수현
Original assignee: 여수현
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2022-07-25

Abstract

보다 깨끗하고 효과적으로 음식물쓰레기를 처리하는 복합 음식물쓰레기 처리장치가 제공된다. 복합 음식물쓰레기 처리장치는, 일 측에 투입구가 형성되고 타 측에 복수의 배출구가 형성되며 투입구와 배출구 사이의 수용공간에 복수 개의 제1교반날개가 배치되어 제1교반날개로 물과 분해미생물이 혼합된 음식물쓰레기를 분쇄하는 제1분해조, 제1분해조와 분리 배치되어 입상으로 분쇄된 음식물쓰레기의 분쇄입자가 용해된 침출수를 공급받아 저장하는 침출수조, 침출수조로부터 침출수를 제공받고, 유지방분해제와 혼합하여 처리하는 유지방분해조, 및 유지방분해조에서 배출된 배출액을 압축시켜 액상성분 및 고형성분으로 분리하고 각각 서로 다른 경로로 배출시키는 압축분리모듈을 포함한다.

Description

복합 음식물쓰레기 처리장치{Complex food waste disposal apparatus}

본 발명은 음식물쓰레기 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 다단계의 복합적인 처리과정을 통해 보다 깨끗하고 효과적으로 음식물쓰레기를 처리하는 복합 음식물쓰레기 처리장치에 관한 것이다.

매일 대량의 쓰레기가 만들어지며 이러한 쓰레기들이 끊임없이 처리시설로 공급되고 있다. 삶이 윤택해지면서 쓰레기들의 양도 증가하고 있으며 음식물쓰레기의 경우도 예외는 아니다. 가정에서 버려지는 잔반, 먹다 남은 포장음식, 식당에서 배출되는 음식찌꺼기와 식품 가공공장 등에서 배출되는 폐식재료까지 다양한 음식물쓰레기들이 매일같이 대량 생성되어 배출되고 있다.

음식물쓰레기는 특히, 쉽게 부패하는 유기물로 이루어져 있고 수분까지 다량 포함하고 있어 운반이 까다롭다. 따라서 배출 전에 적정 수준으로 어느 정도는 처리가 필요하다. 이에 따라 여러 가지 처리방식이 개발된 바 있는데, 대부분은 수분을 없애는 탈수 및 건조과정을 중심으로 배출 등이 용이하도록 분쇄하는 과정 등을 포함한다. 대한민국 특허10-1169251호 등에 이러한 음식물쓰레기의 처리방식이 개시되고 있다.

그러나, 음식물쓰레기는 구성성분이 다양하고 각 배출원마다 다루는 양도 크게 차이가 있는바 종래의 처리방식이 효율적으로 적용되지 못하는 경우도 많았다. 또한, 단순히 배출이 용이하게 가공하는 정도에 불과한 처리방식에서 화학적 분해 등을 동반한 고도의 처리가 가능한 개념으로 음식물쓰레기의 처리에 대한 개념도 바뀌고 있어, 그에 대응하는 처리방식이나 장치의 개발도 지속적으로 이루어지고 있는 실정이다.

대한민국등록특허공보 제10-1169251호, (2012. 08. 02)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다단계의 복합적인 처리과정을 통해 보다 깨끗하고 효과적으로 음식물쓰레기를 처리하는 복합 음식물쓰레기 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 복합 음식물쓰레기 처리장치는, 일 측에 투입구가 형성되고 타 측에 복수의 배출구가 형성되며 상기 투입구와 상기 배출구 사이의 수용공간에 복수 개의 제1교반날개가 배치되어 상기 제1교반날개로 물과 분해미생물이 혼합된 음식물쓰레기를 분쇄하는 제1분해조; 상기 제1분해조와 분리 배치되어 입상으로 분쇄된 상기 음식물쓰레기의 분쇄입자가 용해된 침출수를 공급받아 저장하는 침출수조; 상기 침출수조로부터 상기 침출수를 제공받고, 유지방분해제와 혼합하여 처리하는 유지방분해조; 및 상기 유지방분해조에서 배출된 배출액을 압축시켜 액상성분 및 고형성분으로 분리하고 각각 서로 다른 경로로 배출시키는 압축분리모듈을 포함한다.

상기 처리장치는, 제1분해조와 상기 침출수조 사이에 위치하며, 상기 배출구와 연통되는 유입구 및 상기 침출수조와 연통되고 상기 배출구보다 직경이 작은 복수의 유출구가 형성되며, 상기 유입구와 상기 유출구 사이의 처리공간에 복수 개의 제2교반날개가 배치되어 상기 배출구를 통과한 음식물쓰레기를 상기 제2교반날개로 2차 분쇄하는 제2분해조를 더 포함할 수 있다.

상기 제2분해조는 상기 제1분해조 하부에 연결되며 적어도 일부는 상기 침출수조 내 삽입되어 상기 침출수조에 저장된 상기 침출수에 잠길 수 있다.

복수의 상기 유출구는, 상기 제2분해조의 외면을 따라 형성된 망체로 이루어져 상기 침출수조에 저장된 상기 침출수의 적어도 일부를 상기 제2분해조의 처리공간으로 유입시킬 수 있다.

상기 처리장치는, 상기 유지방분해조 내부로 연장된 산소공급관을 포함하여 상기 유지방분해조에 산소를 공급하는 산소공급모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 압축분리모듈은, 상기 배출액을 공급받는 공급구와, 고형성분을 토출하는 토출구와, 상기 공급구 측으로부터 상기 토출구를 향하는 방향으로 유체를 압축하여 이송시키는 압축스크류를 포함하여 형성될 수 있다.

상기 처리장치는, 상기 침출수조와 상기 유지방분해조 사이에 연결되어 상기 침출수를 유동시키는 볼텍스펌프를 더 포함할 수 있다.

상기 처리장치는, 상기 압축분리모듈 후단에서 상기 액상성분을 공급받아 정화시키고 하수관으로 배출하는 정수모듈을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 하나의 장치 내에서 다양한 처리방식이 복합적으로 적용되어 음식물쓰레기의 처리효과가 향상된다. 특히, 종래의 단순건조나 칼날을 이용한 분쇄방식에 비해, 음식물쓰레기를 물리, 화학적 처리방식을 복합하여 미세입자로 재구성하고 이를 물과 분리하여 고형화시키는 과정을 통해 매우 깨끗하고 효과적으로 처리할 수 있다. 아울러 분리된 물은 정수과정을 통해 하수관 등으로 바로 배출이 가능하므로 매우 편리할 뿐만 아니라, 관로 등에 침착되기 쉬운 유지방 등의 성분도 유기적 처리과정을 통해 미리 제거하므로 안전하게 사용할 수 있다. 또한 이러한 방식으로 대량 발생되는 음식물쓰레기도 자동으로, 손쉽게 처리가 가능하므로 음식물쓰레기의 발생량이 많은 식당이나 식품 가공공장 등의 시설에서도 매우 유용하게 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 복합 음식물쓰레기 처리장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 처리장치의 요부 분해도이다.
도 3은 도 1의 처리장치의 내부구조를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 처리장치의 제2분해조 저면을 확대 도시한 부분 단면도이다.
도 5는 도 1의 처리장치의 압축분리모듈의 내부구조를 도시한 도면이다.
도 6은 도 1의 처리장치의 제1분해조, 제2분해조, 및 침출수조의 동작을 도시한 작동도이다.
도 7은 도 1의 처리장치 전체의 작동도이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 의한 복합 음식물쓰레기 처리장치에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 복합 음식물쓰레기 처리장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 처리장치의 요부 분해도이며, 도 3은 도 1의 처리장치의 내부구조를 도시한 단면도이고, 도 4는 도 1의 처리장치의 제2분해조 저면을 확대 도시한 부분 단면도이고, 도 5는 도 1의 처리장치의 압축분리모듈의 내부구조를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 복합 음식물쓰레기 처리장치(1)는 물과 분해미생물이 혼합된 음식물쓰레기를 제1분해조(100)에서 분쇄하고, 분쇄된 음식물쓰레기 입자를 침출수의 형태로 물에 녹여 침출수조(300)에 저장하며, 침출수조(300)의 침출수를 이동시켜 다시 유지방을 분해하는 과정을 진행하고, 이후 압축분리가 가능한 압축분리모듈(500)에서 유지방이 제거된 침출수를 액상성분과 고형성분으로 완전히 분리하여 고형성분만을 따로 배출하도록 형성된다. 이를 통해 최종 배출되는 쓰레기의 양을 효과적으로 줄일 수 있고, 미생물 등에 의한 분해과정에 의해 실질적인 분해처리가 가능하며, 처리기간을 크게 단축할 수 있을 뿐만 아니라 악취도 줄일 수 있다. 또한, 고형성분과 따로 분리된 액상성분은 정수과정을 거쳐 하수관(610)으로 바로 배출시킬 수 있어, 추가적인 배수시설 없이도 본 장치만으로 매우 편리하고 깨끗한 처리가 가능하다.

이러한 본 발명의 복합 음식물쓰레기 처리장치(1)는 다음과 같이 구성된다. 복합 음식물쓰레기 처리장치(1)는, 일 측에 투입구(도 2의 101a참조)가 형성되고 타 측에 복수의 배출구(도 2의 101b참조)가 형성되며 투입구(101a)과 배출구(101b) 사이의 수용공간에 복수 개의 제1교반날개(110)가 배치되어 제1교반날개(110)로 물과 분해미생물이 혼합된 음식물쓰레기를 분쇄하는 제1분해조(100), 제1분해조(100)와 분리 배치되어 입상으로 분쇄된 음식물쓰레기의 분쇄입자가 용해된 침출수를 공급받아 저장하는 침출수조(300), 침출수조(300)로부터 침출수를 제공받고, 유지방분해제와 혼합하여 처리하는 유지방분해조(400), 및 유지방분해조(400)에서 배출된 배출액을 압축시켜 액상성분 및 고형성분으로 분리하고 각각 서로 다른 경로로 배출시키는 압축분리모듈(500)을 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 복합 음식물쓰레기 처리장치(1)는, 제1분해조(100)와 침출수조(300) 사이에 위치하며, 배출구(101b)와 연통되는 유입구(도 2의 201a참조) 및 침출수조(300)와 연통되고 배출구(101b)보다 직경이 작은 복수의 유출구(도 2의 201b참조)가 형성되며, 유입구(201a)와 유출구(201b) 사이의 처리공간에 복수 개의 제2교반날개(도 2의 210참조)가 배치되어 배출구(101b)를 통과한 음식물쓰레기를 제2교반날개(210)로 2차 분쇄하는 제2분해조(200)를 더 포함할 수 있으며, 압축분리모듈(500) 후단에서 압축분리모듈(500)로부터 액상성분을 공급받아 정화시키고 하수관(610)으로 배출하는 정수모듈(600)을 더 포함할 수 있다. 특히 제2분해조(200)는 제1분해조(100)의 하부에 연결되며 적어도 일부는 침출수조(300) 내 삽입되어 침출수조(300)에 저장된 침출수에 잠기도록 형성될 수 있다(도 6 및 도 7참조). 이러한 구성을 통해, 제1분해조(100), 제2분해조(200) 및 침출수조(300)의 복합작용으로 보다 효과적인 음식물쓰레기의 입상분쇄가 가능하며, 최종적으로 액상성분과 고형성분으로 개별 분리하고, 음식물쓰레기의 액상성분은 정화 후 하수시설로 바로 배출시키는 것이 가능하다. 이하, 이와 같은 본 발명의 일 실시예에 기초하여 본 발명의 구성 및 작용효과 등을 보다 상세히 설명한다.

먼저 도 1 내지 도 5를 참조하여 전체적인 구조에 대해 설명한다. 복합 음식물쓰레기 처리장치(1)는 음식물쓰레기를 처리하는 각 구성부를 도 1과 같은 하우징(10)에 수용할 수 있다. 하우징(10)은 내부에 제1분해조(100), 제2분해조(200), 침출수조(300), 및 유지방분해조(400)와 압축분리모듈(500)을 수용하여 이들이 유기적으로 연결되는 공간을 제공하며 이들을 외부와 차폐시켜 처리과정이 안전하게 진행되도록 보호하는 역할도 할 수 있다. 또한, 처리 중에 발생되는 발열이나, 부분적인 악취 등도 하우징(10)으로 갈무리함으로써 외부로 새어나가지 않게 할 수 있다. 하우징(10)은 전체적으로 방형의 함체와 같은 형태로 형성될 수 있으나 그와 같이 한정될 필요는 없으며 여러 가지 다른 형태로 필요에 따라 변형될 수 있다. 하우징(10)의 상부 등 적어도 일 측에는 개폐 가능한 커버(11)가 형성되어 있어 커버(11)를 개방하고 제1분해조(100)의 투입구(101a) 등에 접근할 수 있다. 하우징(10)의 전면에는 최종 배출되는 고형성분을 외부로 빼내기 위한 배출서랍(12)과, 장치를 조작하기 위한 조작버튼 등이 형성된 조작반(13) 등이 배치될 수 있다.

도 2를 참조하면, 제1분해조(100)는 일 측에 투입구(101a)가 형성되고 타 측에 복수의 배출구(101b)가 형성되며 투입구(101a)와 배출구(101b) 사이의 수용공간에는 복수 개의 제1교반날개(110)가 배치된다. 제1분해조(100)는 예를 들어, 바닥 면이 원주면의 형상으로 형성된 제1분해용기(101) 내에 회전방식으로 구동되는 제1교반날개(110)가 배치된 구조로 형성될 수 있다. 제1교반날개(110)는 제1분해용기(101)를 가로지르는 회전축(111)에서 반경방향으로 돌출되어 있을 수 있으며 회전축(111)은 기어와 같은 동력전달장치에 의해 모터(112)에 연결되어 회전할 수 있다. 제1교반날개(110)의 말단에는 제1교반판(110a)이 형성되어 제1분해조(100) 내 음식물쓰레기와 접촉하는 면적을 확대시킬 수 있다. 제1교반판(110a)은 예를 들어, 회전 방향으로 벌어진 굴절판이 서로 연결된 지그재그 형태로 굴절된 판상의 구조물로 형성될 수 있다. 그러나 그와 같이 한정될 필요는 없으며 또 다른 다양한 형태로 제1교반날개(110)의 구조를 변형하는 것이 가능하다.

제1분해조(100)의 투입구(101a)는 제1분해용기(101) 상부의 넓게 개방된 공간으로 형성될 수 있고, 배출구(101b)는 제1분해용기(101) 바닥에 뚫린 복수 개의 구멍으로 형성될 수 있다. 배출구(101b)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 복수 개의 열을 이루어 주기적으로 배열될 수 있다. 제1교반날개(110)는 회전하며 상부의 투입구(101a)로 공급된 음식물쓰레기(A)를 혼합 및 분쇄하고, 특히 복수 개의 배출구(101b)로 밀어내어 분쇄된 음식물쓰레기 입자를 하방으로 배출시키는 작용을 할 수 있다. 이를 통해, 적어도 복수 개의 배출구(101b)를 통해 통과 가능한 정도로 입자화된 음식물쓰레기들만을 제1분해조(100)에서 배출시킬 수 있다. 제1분해조(100)의 수용공간은 상부의 투입구(101a)와 하부의 배출구(101b) 사이의 내부공간 전체를 의미할 수 있으며 그러한 수용공간 안에서 제1교반날개(110)를 회전시켜 수용공간에 공급된 음식물쓰레기를 효과적으로 분쇄시킬 수 있다. 후술하여 다시 설명하겠지만, 제1분해조(100)로 투입되는 음식물쓰레기는 물과 분해미생물이 혼합된 상태로 미생물의 분해작용에 의해서도 분해가 진행되며, 따라서 미생물의 분해작용과 제1교반날개(110)의 혼합/분쇄작용을 복합하여 더욱 효과적으로 음식물쓰레기를 분쇄하고 입자화하는 것이 가능하다. 제1분해조(100)를 통과한 음식물쓰레기는 제2분해조(200)에서 재차 분쇄된다.

제2분해조(200)는 도 2와 같이 제1분해조(100)와 침출수조(300) 사이에 위치한다. 제2분해조(200)는 제1분해조(100)의 배출구(101b)와 연통되는 유입구(201a), 및 침출수조(300)와 연통되고 배출구(101b)보다 직경이 작은 복수의 유출구(201b)가 형성되며, 유입구(201a)와 유출구(201b) 사이의 처리공간에 복수 개의 제2교반날개(210)가 배치된 형태로 형성된다. 특히, 제2분해조(200)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 제1분해조(100) 하부에 연결되며, 적어도 일부는 침출수조(300) 내 삽입되어 침출수조(300)에 저장된 침출수에 잠기도록 형성될 수 있다. 이러한 구조에 따른 구체적인 작용에 대해서는 후술하여 보다 상세히 설명한다. 제2분해조(200)는 제1분해조(100)보다는 용적이 작을 수 있으며 바닥 면이 원주면의 형상으로 형성된 제2분해용기(201) 내에 역시 회전방식으로 구동되는 제2교반날개(210)가 배치된 구조로 형성될 수 있다. 제2교반날개(210)는 제2분해용기(201)를 가로지르는 회전축(211)에서 반경방향으로 돌출되어 형성될 수 있고, 회전축(211)은 모터(212)와 연결되어 회전될 수 있다. 제2교반날개(210)의 말단에는 제2교반판(210a)을 형성하여 제2분해조(200) 내 음식물쓰레기와 접촉하는 면적을 확대시킬 수 있다. 제2교반판(210a)은 특별한 형상으로 제한될 필요는 없으나 예를 들면, 침출수 및 침출수에 용해된 음식물쓰레기 입자를 효과적으로 유동시킬 수 있는 형상으로 형성될 수 있다. 제2교반날개(210) 역시 필요에 따라 여러 형태로 변형시킬 수 있다.

제2분해조(200)는 제1분해조(100) 하부에 바로 연결되어 제1분해조(100)에서 분쇄된 음식물쓰레기을 공급받고 이를 2차 분쇄한다. 특히, 제2분해조(200)는 하부가 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 침출수조(300)의 내부공간으로 삽입되며 그러한 상태로 제2분해조(200)에 형성된 복수의 유출구(201b)를 통해서 침출수조(300) 내 저장된 침출수를 역으로 유입하여 제2분해조(200) 안에 유지시킬수 있다. 이를 위해 제2분해조(200)의 외면에는 침출수의 유출입을 원활하게 하는 망체(202)구조가 형성될 수 있다. 즉 제2분해조(200)의 복수의 유출구(201b)는, 제2분해조(200)의 외면을 따라 형성된 망체(202)로 이루어져 침출수조(300)에 저장된 침출수의 적어도 일부를 제2분해조(200)의 처리공간으로 유입시킬 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 제2분해조(200)의 유입구(201a)는 상부의 상대적으로 넓게 개방된 공간으로 형성되고, 복수의 유출구(201b)는 망체(202)에 형성된 미세한 개구 또는 통공들로 형성될 수 있다. 처리공간은 유입구(201a)와 유출구(201b) 사이 또는 유입구(201a)와 망체(202) 사이에 형성된 공간으로써 이러한 처리공간 안에 침출수를 유입하여 1차 분쇄된 음식물쓰레기를 침출수에 침수된 상태로 침출수에 완전히 녹을 때까지 분해시킬 수 있다. 망체(202)는 예를 들어, 제2분해용기(201) 중 회전축(211)을 지지하는 부분 외 나머지 전체에 형성될 수 있고 이러한 구조로 침출수를 보다 용이하게 유입할 수 있다. 또한 제2분해용기(201) 안에서 2차 분쇄되어 미립자화 된 음식물쓰레기 분쇄입자도 보다 용이하게 배출시킬 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1분해조(100)와 제2분해조(200) 사이에 추가 망체(101c)가 설치될 수 있다. 추가망체(101c)는 제1교반판(110a)으로 분해되기 어려운 물체가 배출구(101b)에 걸리는 것을 방지하는 구조로, 예를 들어, 젓가락 같은 금속체가 배출구(101b)에 걸려 제1 교반판(110a)의 회전을 방해하는 것을 방지하기 위한 구조이다. 추가망체(101c)는 배출구(101b) 보다 구멍이 작은 망체 구조로, 배출구(101b)의 크기와 배치를 고려하여 추가하거나 제거할 수 있다. 즉, 추가망체(101c)는 필요에 따라 가감할 수 있는 추가적 구성으로 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제거된 상태로 사용되거나 도 4에 도시된 바와 같이 설치하여 사용할 수 있다.

침출수조(300)는 제1분해조(100)와 분리 배치되어 입상으로 분쇄된 음식물쓰레기의 분쇄입자가 용해된 침출수를 공급받아 저장한다. 도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼, 침출수조(300)는 제1분해조(100)와는 완전히 분리되어 제2분해조(200)의 하부에 배치될 수 있고, 상부는 개방되어 제2분해조(200)를 내부에 수용할 수 있다. 침출수조(300)는 일 측에 침출수배출관(310)이 연결된 넓은 용기와 같은 형상으로 형성될 수 있으며 침출수배출관(310)과 연결되어 내부에 저장된 침출수를 외부로 배출시킬 수 있다. 침출수조(300)에 저장되는 침출수는, 예를 들어 제1분해조(100)와 제2분해조(200)를 거쳐 분쇄된 음식물쓰레기의 분쇄입자가 포함된 음식물쓰레기의 분쇄입자와 물의 혼합물일 수 있으며, 제1분해조(100)로 투입된 음식물쓰레기의 수분과 물 등이 먼저 추출되어 중력방향으로 낙하된 후 음식물쓰레기의 분쇄입자와 혼합되어 만들어진 것일 수 있다. 즉 침출수조(300)에 저장되는 침출수는 제1분해조(100) 및 제2분해조(200)의 연속적인 분해과정을 거쳐 분쇄된 음식물쓰레기 입자가 함유된 것으로 이와 같이 음식물쓰레기를 침출수에 함유된 형태로 바꾸어 편리하게 유동시키면서 후속하는 처리를 진행할 수 있다. 침출수는 후술하는 바와 같이 유지방은 제거하고, 가압하여 고형성분과 액상성분을 각각 분리시켜 별도로 처리할 수 있다.

침출수조(300)에 저장된 침출수는 펌프에 의해 유지방분해조(400)로 공급된다. 침출수조(300)와 유지방분해조(400) 사이에는 입상물질이 함유된 유체를 효과적으로 유동시키는 볼텍스펌프(320)가 배치될 수 있다. 즉 복합 음식물쓰레기 처리장치(1)는 침출수조(300)와 유지방분해조(400) 사이에 연결되어 침출수를 유동시키는 볼텍스펌프(320)를 더 포함할 수 있으며, 볼텍스펌프(320)를 이용하여 음식물쓰레기 분쇄입자가 함유된 침출수를 상대적으로 높은 위치의 유지방분해조(400)까지 원활하게 공급할 수 있다. 예를 들어, 침출수조(300)와 볼텍스펌프(320)의 사이에는 침출수배출관(310)이 연결되고, 유지방분해조(400)와 볼텍스펌프(320)의 사이에는 침출수이송관(330)이 연결되어 볼텍스펌프(320)의 압력으로 침출수를 유지방분해조(400)까지 원활하게 이동시킬 수 있다. 그러나 이러한 관로구조로 제한될 필요는 없으며 침출수를 원활하게 유동시킬 수 있는 또 다른 구조로도 얼마든지 변형이 가능하다.

유지방분해조(400)는 침출수조(300)로부터 침출수를 제공받고 유지방분해제와 혼합하여 유지방을 제거하는 처리를 한다. 상기한 볼텍스펌프(320)와 관로구조를 통해 침출수조(300)에 저장된 침출수를 유지방분해조(400)로 공급하고 유지방분해조(400) 내에서 유지방을 제거하는 처리과정을 진행할 수 있다. 유지방분해조(400)는 도 2 등에 도시된 것처럼 하우징(10)안에 배치될 수 있고, 하우징(10) 외부의 유지방분해제공급탱크(410)로부터 유지방분해제를 공급받을 수 있다. 유지방분해제공급탱크(410)에는 정량펌프(412)가 설치되어 있어 정량펌프(412)의 조작에 의해 일정량의 유지방분해제를 유지방분해조(400)로 공급할 수 있다. 유지방분해제는 예를 들어, 액상일 수 있으며 유지방 제거가 가능한 미생물 등을 함유하고 있는 것일 수 있다. 그러나 그와 같이 한정될 필요는 없으며 유지방 제거가 가능한 한도 내에서 다양한 형태의 유지방분해제를 활용할 수 있다. 유지방분해제공급관(411)을 통해 유지방분해조(400)로 공급된 유지방분해제는 유지방분해조(400)로 제공된 침출수와 혼합되며 일정 시간 동한 분해작용을 거쳐 유지방성분을 제거하게 된다. 아울러, 도시된 것처럼 유지방분해조(400) 내부로 연장된 산소공급관(421)을 포함하여 유지방분해조(400)에 산소를 공급하는 산소공급모듈(420)을 이용함으로써 유지방분해조(400) 내 지속적인 산소공급을 통해 분해작용을 촉진시킬 수 있다. 이와 같은 처리과정을 통해 유지방이 제거되면 관로 등에 유지방성분이 침착되어 고착되는 문제 등이 해결되므로 본 처리장치에서 최종 분리된 액상성분 등을 하수관(610) 등으로 직접 배출하는 것이 가능하다.

유지방분해조(400)는 압축분리모듈(500)과 연결되며, 압축분리모듈(500)은 유지방분해조(400)에서 배출된 배출액을 압축시켜 액상성분 및 고형성분으로 분리하고 각각을 서로 다른 경로로 배출시킨다. 압축분리모듈(500)은 예를 들어, 도 2와 같이 유지방분해조(400) 하부의 연결구(431)와 배출액관(430)을 통해 연결될 수 있다. 도시되지 않았지만, 배출액관(430)을 포함하는 본 발명의 각 관로구조에는 필요에 따라 유체흐름을 조절하는 밸브 등을 적소에 설치하여 침출수 등의 유동량을 필요에 따라 조절하도록 형성할 수 있다. 압축분리모듈(500)로 유입되는 배출액은 유지방분해조(400)에서 유지방 성분이 제거된 침출수일 수 있으며 이러한 침출수를 압축분리모듈(500)에서 가압하여 액상성분과 고형성분으로 분리시켜 배출할 수 있다. 도 5를 참조하면, 압축분리모듈(500)은 상기 배출액을 공급받는 공급구(520)와, 고형성분을 토출하는 토출구(530)와, 공급구(520) 측으로부터 토출구(530)를 향하는 방향으로 유체를 압축하여 이송시키는 압축스크류(510)를 포함하여 형성될 수 있다. 압축스크류(510)는 몸체(501) 내에 회전 가능하게 배치될 수 있고, 몸체(501)의 서로 반대편에 공급구(520)와 토출구(530)가 위치할 수 있다. 공급구(520)로 공급된 배출액은 압축스크류(510)의 회전에 의해 토출구(530) 방향으로 이송될 수 있으며 이송과정에서 압축스크류(510)에 형성된 나사산에 의해 압축될 수 있다. 나사산은 부분적으로 간격이 다르게 형성될 수 있으며 필요에 따라 나사산의 크기나 형상 등도 변형될 수 있다. 따라서 도시된 바와 같은 형태로 한정하여 이해할 필요는 없으며 유체 압축이 가능한 다양한 형태로 압축스크류(510)를 형성해 줄 수 있다.

도시되지 않았지만, 압축분리모듈(500) 외부 또는 내부공간 등을 활용하여 압축스크류(510)를 구동하는 구동부(모터 및 기어, 벨트, 체인 등을 포함하는 동력전달장치를 포함할 수 있다)를 형성해 줄 수 있고 이를 통해 압축분리모듈(500)을 자동으로 구동시킬 수 있다. 압축분리모듈(500)의 하부에는 분리된 액상성분을 외부로 배출하는 액체배출부(540)가 형성될 수 있으며 액체배출부(540)는 예를 들어, 거름망 등을 포함하는 필터와 같은 형태일 수 있다. 따라서 압축스크류(510)의 압축작용에 의해 분리된 액상성분(D)은 액체배출부(540)를 통해 빠져나가고, 압축스크류(510)에서 압축된 고형성분(E)은 압축분리모듈(500) 전방의 토출구(530)를 통해 토출시킬 수 있다. 이와 같이 유지방분해조에서 공급된 배출액을 액상성분 및 고형성분으로 분리시켜 각각 다른 경로로 배출할 수 있다. 액체배출부(540)는 도 2와 같이 압축분리모듈(500) 외측으로 연장된 액체배출관(541)과 연통되어 액체배출관(541)을 통해 액상성분이 배출될 수 있으며, 압축되어 토출구(530)로 빠져나온 고형성분은 배출서랍(12) 등을 이용하여 하우징(10) 외부로 배출시킬 수 있다.

이하, 이러한 구조를 바탕으로 복합 음식물쓰레기 처리장치의 분쇄과정과, 이를 포함하는 전체 처리과정을 보다 상세히 설명한다.

도 6은 도 1의 처리장치의 제1분해조, 제2분해조 및 침출수조의 동작을 도시한 작동도이고, 도 7은 도 1의 처리장치 전체의 작동도이다.

먼저 도 6을 참조하여 음식물쓰레기(A)의 분쇄과정을 상세히 설명하면 다음과 같다. 음식물쓰레기(A)는 제1분해조(100)의 투입구(101a)로 공급된다. 음식물쓰레기(A)는 물(B1) 및 분해미생물(B2)과 함께 제1분해조(100)에 수용될 수 있으며 이에 따라 분해미생물(B2)의 분해작용에 의해 분해될 수 있다. 전술한 하우징(도 1의 10참조)의 커버(도 1의 11참조) 등을 개방하고 제1분해조(100)의 투입구(101a)에 접근하여 음식물쓰레기(A) 등을 공급할 수 있다. 분해미생물(B2)은 음식물쓰레기(A)의 종류 등에 따라 달라질 수 있으며 하나 또는 하나 이상의 종류가 혼합되어 있는 것일 수도 있다. 분해미생물(B2)에는 악취를 제거하는 악취제거 가능한 미생물도 포함되어 있을 수 있다. 이러한 미생물과 물을 음식물쓰레기(A)에 혼합하고 제1분해조(100) 내 유지하여 미생물에 의한 분해작용을 진행시킬 수 있다. 제1교반날개(110)는 이와 같은 분해작용이 진행되는 동안 물(B1)과 분해미생물(B2)이 혼합된 음식물쓰레기(A)를 혼합 및 분쇄하며, 이와 같은 물리적 분쇄과정이 복합되어 보다 신속하게 음식물쓰레기(A)의 분해가 진행된다. 도 6에 도시된 것처럼 제1교반날개(110)는 회전하며 음식물쓰레기(A)를 분쇄할 수 있고, 이에 따라 분쇄된 음식물쓰레기 입자(A1)는 회전축(111)에 대해 반경방향으로 이동하면서 하부의 배출구(101b)로 배출될 수 있다. 이와 같은 과정을 통해 음식물쓰레기를 분쇄하고 1차로 분쇄된 음식물쓰레기(A)를 제1분해조(100)에서 배출시킬 수 있다.

제1분해조(100)에서 분쇄되어 배출구(101b)로 배출된 음식물쓰레기 입자(A1)는 제2분해조(200) 내부에서 2차 분쇄된다. 특히, 제2분해조(200)는 전술한 바와 같이 침출수조(300) 내 삽입되어 있어 외면의 망체(202) 등을 통해 침출수(C)를 내부로 유입한 상태로 분쇄과정을 진행하게 된다. 제2분해조(200)로 유입된 음식물쓰레기 입자(A1)는 침출수(C)에 침수된 상태로 제2교반날개(210)의 분쇄작용에 의해 반복하여 분쇄되며, 제2교반날개(210)와 함께 유동하면서 더욱 미세화된다. 이와 같이 제2분해조(200)에서 재차 분쇄된 음식물쓰레기 입자(A2)는 제2분해조(200) 안에서 침출수(C)에 용해된 상태로 전환되어 침출수조(300)로 배출될 수 있다. 복수의 유출구(201b)는 충분히 분쇄되지 않은 음식물쓰레기 입자가 침출수조(300)로 배출되지 못하게 걸러내는 역할을 할 수 있으며 침출수조(300)의 침출수(C)를 제2분해조(200) 내부로 유입하는 역할도 할 수 있다. 음식물쓰레기를 반복적으로 분쇄시켜 침출수(C) 내 용해된 상태로 만들 수 있으며 침출수(C)를 침출수조(300)에 저장할 수 있다. 침출수(C)는 전술한 것처럼 제1분해조(100)에 투입된 음식물쓰레기(A)의 수분과, 공급된 물(B1) 등이 배출구(101b)와 유출구(201b)를 통해 먼저 낙하한 후 음식물쓰레기 분쇄입자와 혼합되는 방식으로 생성될 수 있으므로 처리가 진행되는 동안 농도가 점차 증가될 수 있다. 필요한 경우 물 등을 공급하여 농도를 일정 수준으로 이하로 유지시킬 수 있으며 반복적으로 침출수(C)를 침출수조(300) 밖으로 배출하여 농도를 조절하는 것도 가능하다. 제2분해조(200)는 이와 같이 침출수(C)를 내부로 유입하고 분쇄된 음식물쓰레기를 혼합하여 음식물쓰레기가 침출수(C) 내 충분히 용해될 때까지 분쇄과정을 진행할 수 있다. 이러한 과정을 통해 음식물쓰레기의 분쇄입자가 용해된 침출수(C)를 생성하고 침출수조(300)에 저장할 수 있다.

이후, 도 7에 도시된 바와 같이 후속하는 처리과정을 진행한다. 전술한 것처럼 제1분해조(100) 및 제2분해조(200)를 거쳐 입상으로 분쇄시킨 음식물쓰레기의 분쇄입자는 침출수조(300)의 침출수(C) 내 함유시킨 상태로 전환되며 침출수(C)를 이동시켜 후속하는 처리를 진행할 수 있다. 음식물쓰레기 분쇄입자가 함유된 침출수(C)는 전술한 볼텍스펌프(320)를 이용하여 용이하게 이송할 수 있으며 침출수배출관(310) 및 침출수이송관(330)을 따라 유지방분해조(400)로 신속하게 공급할 수 있다. 유지방분해조(400)에는 유지방분해제공급탱크(410)로부터 제공된 유지방분해제(F)가 첨가되고 산소공급모듈(420)로부터 산소(G)가 공급되어 반응이 촉진될 수 있다. 이에 따라 유지방이 제거된 배출액(C1)[즉, 유지방분해조에서 유지방이 제거된 침출수]은 유지방분해조(400)로부터 압축분리모듈(500)로 유입되며, 압축분리모듈(500)을 통과하면서 전술한 바와 같이 액상성분(D) 및 고형성분(E)으로 각각 분리될 수 있다. 고형성분(E)은 전술한 압축과정을 통해 토출구(530)로 토출된 후 분리서랍(도 1 및 도 2의 12참조) 등을 통해 하우징(10) 외부로 손쉽게 배출될 수 있으며, 액상성분(D)은 액체배출관(541)을 따라서 정수모듈(600)로 공급될 수 있다. 정수모듈(600)은 액상성분(D)을 정화시켜 정화수(D1)를 생성하며 이를 하수관(610)을 통해 직접 배출할 수 있다.

따라서, 음식물쓰레기의 액상성분은 하수관 등을 통해 직접 배출하고 입상으로 미세하게 분해하여 응축시킨 고형성분만을 따로 분리하여 매우 깨끗하고 편리하게 처리할 수 있다. 복합 음식물쓰레기 처리장치(1)를 지속적으로 가동하면 이러한 처리과정을 연속하여 진행할 수 있으며 음식물쓰레기가 대량으로 발생하는 경우에도 매우 효과적으로 대응할 수 있다. 또한 음식물쓰레기의 종류에 따라 혼합하는 분해미생물을 바꾸어 주거나 악취를 제거하는 미생물 등도 함께 공급하여 처리효과를 더욱 향상시킬 수 있고 전술한 것처럼 유지방까지 제거할 수 있으므로 하수관 등을 오염시키지 않으면서 보다 편리하고 효과적으로 음식물쓰레기를 처리하는 것이 가능하다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 복합 음식물쓰레기 처리장치
10: 하우징 11: 커버
12: 배출서랍 13: 조작반
100: 제1분해조 101: 제1분해용기
101a: 투입구 101b: 배출구
110: 제1교반날개 110a: 제1교반판
111, 211: 회전축 112, 212: 모터
200: 제2분해조 201: 제2분해용기
201a: 유입구 201b: 유출구
202: 망체 210: 제2교반날개
210a: 제2교반판 300: 침출수조
310: 침출수배출관 320: 볼텍스펌프
330: 침출수이송관 400: 유지방분해조
410: 유지방분해제공급탱크 411: 유지방분해제공급관
412: 정량펌프 420: 산소공급모듈
421: 산소공급관 430: 배출액관
431: 연결구 500: 압축분리모듈
501: 몸체 510: 압축스크류
520: 공급구 530: 토출구
540: 액체배출부 600: 정수모듈
610: 하수관 A: 음식물쓰레기
A1, A2: 음식물쓰레기 입자 B1: 물
B2: 분해미생물 C: 침출수
C1: 배출액 D: 액상성분
D1: 정화수 E: 고형성분
F: 유지방분해제 G: 산소

Claims

일 측에 투입구가 형성되고 타 측에 복수의 배출구가 형성되며 상기 투입구와 상기 배출구 사이의 수용공간에 복수 개의 제1교반날개가 배치되어 상기 제1교반날개로 물과 분해미생물이 혼합된 음식물쓰레기를 분쇄하는 제1분해조;
상기 제1분해조와 분리 배치되어 입상으로 분쇄된 상기 음식물쓰레기의 분쇄입자가 용해된 침출수를 공급받아 저장하는 침출수조;
상기 침출수조로부터 상기 침출수를 제공받고, 유지방분해제와 혼합하여 처리하는 유지방분해조; 및
상기 유지방분해조에서 배출된 배출액을 압축시켜 액상성분 및 고형성분으로 분리하고 각각 서로 다른 경로로 배출시키는 압축분리모듈을 포함하는 복합 음식물쓰레기 처리장치.
제1항에 있어서,
제1분해조와 상기 침출수조 사이에 위치하며,
상기 배출구와 연통되는 유입구 및 상기 침출수조와 연통되고 상기 배출구보다 직경이 작은 복수의 유출구가 형성되며, 상기 유입구와 상기 유출구 사이의 처리공간에 복수 개의 제2교반날개가 배치되어 상기 배출구를 통과한 음식물쓰레기를 상기 제2교반날개로 2차 분쇄하는 제2분해조를 더 포함하는 복합 음식물쓰레기 처리장치.
제2항에 있어서,
상기 제2분해조는 상기 제1분해조 하부에 연결되며 적어도 일부는 상기 침출수조 내 삽입되어 상기 침출수조에 저장된 상기 침출수에 잠기는 복합 음식물쓰레기 처리장치.
제3항에 있어서,
복수의 상기 유출구는, 상기 제2분해조의 외면을 따라 형성된 망체로 이루어져 상기 침출수조에 저장된 상기 침출수의 적어도 일부를 상기 제2분해조의 처리공간으로 유입시키는 복합 음식물쓰레기 처리장치.
제1항에 있어서,
상기 유지방분해조 내부로 연장된 산소공급관을 포함하여 상기 유지방분해조에 산소를 공급하는 산소공급모듈을 더 포함하는 복합 음식물쓰레기 처리장치.
제1항에 있어서,
상기 압축분리모듈은, 상기 배출액을 공급받는 공급구와, 고형성분을 토출하는 토출구와, 상기 공급구 측으로부터 상기 토출구를 향하는 방향으로 유체를 압축하여 이송시키는 압축스크류를 포함하여 형성되는 복합음식물쓰레기 처리장치.
제1항에 있어서,
상기 침출수조와 상기 유지방분해조 사이에 연결되어 상기 침출수를 유동시키는 볼텍스펌프를 더 포함하는 음식물쓰레기 처리장치.
제1항에 있어서,
상기 압축분리모듈 후단에서 상기 액상성분을 공급받아 정화시키고 하수관으로 배출하는 정수모듈을 더 포함하는 복합 음식물쓰레기 처리장치.