KR100488497B1 - 음식물 쓰레기 처리기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기를 소멸화 처리하는 장치에 관한 것으로, 특히 발효조내의 수분을 배출함으로써 수분을 적정하게 유지하여 음식물 쓰레기의 소멸에 필요한 미생물의 활동 조건을 최적화하면서, 또한 발효조내에서 발생하는 악취를 효과적으로 제거하기 위한 음식물 쓰레기 처리기를 제공하는데 목적이 있다.

이러한 목적은, 음식물 쓰레기를 저장하면서 발효시키는 발효조; 상기 발효조에서 발생하는 가스를 냉각시켜 가스중에 함유된 수분에 악취를 결합시켜 외부로 배수하는 냉각기; 외부로부터 유입된 공기를 가열하여 상기 발효조내로 투입하는 가열기; 냉매를 압축하여 고온 고압의 상태로 만든 다음 상기 가열기로 제공하는 압축기; 상기 가열기를 통해 나오는 고온 고압의 냉매를 식혀 상기 냉각기로 제공하는 쿨링 팬;을 포함하여 구성하며, 냉각기를 통해 나오는 저온 저압의 냉매는 상기 압축기로 제공되는 냉각 싸이클을 이루도록 구성됨으로써 달성된다.

Description

음식물 쓰레기 처리기{FOOD-WASTE TREATING MACHINE}

본 발명은 음식물 쓰레기를 소멸화 처리하는 장치에 관한 것으로, 특히 발효조내의 수분을 배출함으로써 수분을 적정하게 유지하여 음식물 쓰레기의 소멸에 필요한 미생물의 활동 조건을 최적화하면서, 또한 발효조내에서 발생하는 악취를 효과적으로 제거하기 위한 음식물 쓰레기 처리기에 관한 것이다.

일반적으로 음식물 쓰레기를 처리하는 방법으로서는 여러 가지 방안이 있겠으나, 가장 널리 사용하는 방법으로는 매립의 방법이 주로 사용되고 있다.

그런데, 이러한 음식물 쓰레기는 수분을 많이 함유하고 있어, 이를 매립하는 경우 매립 후에 침출수가 발생하여 주변의 토양 및 수질을 오염시키는 등의 문제가 발생한다.

그러므로, 이의 문제점 때문에 다른 방안으로는 음식물 쓰레기를 연소시키는 방법이 있기는 하나, 이 방법은 연소를 위한 에너지가 많이 필요로 하기 때문에 경제적이지 못한 문제가 있다.

따라서, 음식물 쓰레기를 효과적으로 처리하기 위한 여러 가지 방안이 제시되어 있다.

그 대표적인 예로 미생물을 이용한 발효 방법을 들 수 있다.

발효조내에 미생물을 투입하여 그 미생물에 의하여 음식물 쓰레기가 분해 소멸되도록 함으로써 그에 따른 분해 생성물이 거의 발생되지 않는 방법이다.

그런데, 음식물의 분해를 위해서 발효조내의 수분 등을 적절히 조절하여 미생물의 활동 조건을 제공하기 위해서는 각종 복잡한 장치를 필요로 하고, 또한 발효시 발생되는 악취의 제거를 위해서는 별도의 복잡한 장치가 필요로 하게 된다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 음식물 쓰레기 처리기에서 발생하는 여러 가지 문제점을 해소시켜, 냉각 싸이클에 의해 미생물의 활동시 발효조 내의 수분을 최적절히 유지토록 하고, 또한 악취를 제거할 수 있도록 한 음식물 쓰레기 처리기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 음식물 쓰레기를 저장하면서 발효 소멸시키는 발효조; 상기 발효조에서 발생하는 가스를 냉각시켜 가스중에 함유된 수분에 악취를 결합시켜 외부로 배수하는 냉각기; 외부로부터 유입된 공기를 가열하여 상기 발효조내로 투입하는 가열기;로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 냉매를 압축하여 고온 고압의 상태로 만든 다음 상기 가열기로 제공하는 압축기; 상기 가열기를 통해 나오는 고온 고압의 냉매를 비교적 저온 상태로 전환하여 상기 냉각기로 제공하는 쿨링 팬;을 포함하여 구성하며, 냉각기를 통해 나오는 저온 저압의 냉매는 상기 압축기로 제공되는 냉각 싸이클을 이루도록 구성된다.

상기 냉각기는 발효조에서 발생되는 가스를 이송시키는 가스 이송관을 저온 저압의 냉매가 이송되는 냉매 이송관이 감싸고 형성되며, 그 외부에는 저온 저압의 상태를 유지토록 냉각 자켓이 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 가열기는 외부로부터 유입된 공기를 발효조 내로 이송시키는 공기 이송관을 고온 고압의 냉매가 이송되는 냉매 이송관이 감싸고 형성되며, 그 외부에는 고온 고압의 상태를 유지토록 가열 자켓이 구비된 것을 특징으로 한다.

한편, 발효조내의 온도를 측정하기 위한 온도 센서; 상기 온도 센서의 측정 온도값에 의하여 상기 냉각 사이클의 동작을 제어하여 발효조 내의 수분 유지를 제어하는 수분 유지 제어기를 더 포함하여 구성된다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명의 장치는, 발효조에서 음식물 쓰레기가 발효처리 되어 소멸될 때 발생하는 가스중에 함유된 악취와 수분을 냉각 사이클을 통해 결합시켜 악취를 제거하게 되고, 또한 그 냉각 사이클의 동작에 따라 발효조 내의 수분을 강제 흡입하여 외부로 배출함으로써 미생물이 활동할 최적의 조건을 구현하도록 함으로써 에너지를 낭비하지 않고 적은 동력으로도 악취 제거 및 음식물 쓰레기의 소멸 처리를 수행할 수가 있는 것이다.

이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 장치의 개략적 구성을 나타낸 구성도이고, 도면 2 는 본 발명에 따른 가스 냉각기와 가열기의 상세한 구조를 나타낸 단면도로서, 상기 도면에서 음식물 쓰레기는 발효조(100)에 저장되는데, 이 발효조(100)에는 미생물, 톱밥 등의 음식물 쓰레기의 발효에 도움을 주는 물질을 투입하여 효과적인 발효가 이루어지게 할 수가 있다.

한편, 상기 발효조(100)에는 냉각기(300)와 연결되는 가스 이송관(200)이 연결되고, 또한 가열기(700)와 연결되는 공기 이송관(730)이 연결되어 있다.

따라서, 상기 발효조(100)에서 음식물 쓰레기가 발효될 때 발생하는 가스가 가스 이송관(200)을 통하여 냉각기(300)로 유도되고, 이 가스가 냉각기(300)를 통과할 때 가스의 수분 포화 온도가 낮아짐에 따라 가스 중에 함유된 수분이 응축되면서 가스에 포함된 악취를 함유하게 된다.

그러므로, 악취가 함유되어 응축된 수분은 냉각기(300)의 하단에 설치된 배수구(400)를 통하여 외부로 배출되게 된다.

상기 냉각기(300)를 통과하면서 수분과 악취가 제거된 가스의 일부는 환기 팬(500)의 강제 흡입력에 의하여 방출관(600)을 통해 외부로 방출된다.

이때, 환기 팬(500)의 동작에 따라 가스 이송관(200)내의 가스가 냉각기(300)쪽으로 이송되고, 또한 발효조(100) 내의 가스 또한 가스 이송관(200) 쪽으로 이송되게 되는 것이다.

그러므로, 환기 팬(500)에 의하여 수분이 함유된 발효조(100)내의 가스를 유출시킴으로써 수분 조절이 가능해 진다.

이러한 수분 조절에 관해서는 이후에 상세히 설명한다.

또한, 발효조(100)내에 수분을 어느 정도 함유하고, 또한 미생물이 활동하기 위한 최적의 온도를 구현하기 위하여 가열기(700)에서 외부의 공기를 가열하고 그 가열된 공기는 공기 이송관(700)을 통하여 발효조(100)로 투입된다.

따라서, 발효조(100)는 그 발효 조건에 따라 수분의 제거 및 공급에 따른 수분 유지가 가능하게 된다.

상기 냉각기(300)와 가열기(700)에서 필요한 열원은 압축기(800)와 쿨링 팬(900)으로 이루어진 냉각 사이클에 의해 얻게된다.

즉, 압축기(800)는 냉매를 압축함으로써 고온 고압의 상태로 만들게 되고, 이러한 고온의 냉매는 가열기(700) 쪽으로 공급되어 가열 자켓(710)과의 열교환에 의하여 외부로부터 유입되는 공기를 데우게 된다.

상기 가열기(700)와의 열교환에 의해 통해 발효조(100)로 유입되는 공기를 가열한 고온 고압의 냉매는 쿨링 팬(900)으로 유입되고, 쿨링 팬(900)에서의 공냉식 냉각 작용에 의하여 어느 정도 식혀져 비교적 저온 상태로 전환된다.

따라서, 쿨링 팬(900)에 의해 어느 정도 식혀진 냉매는 증발 기능을 갖는 냉각기(300)로 유입됨으로써 증발됨으로써 저온 저압의 상태가 되어 가스 이송관(200)과 열교환하게 된다.그러므로, 발효조(100)로부터 가스 이송관(200)을 통해 유출되는 가스를 냉각하게 되고, 이의 가스가 냉각됨으로 인해 가스에 포함된 수분과 냄새 입자가 결합하여 악취를 제거하게 되는 것이다.

상기 저온 저압의 냉매는 다시 압축기(800)로 유입되어 고온 고압 상태의 냉매가 됨으로써 냉각 사이클을 수행하게 된다.

즉, 냉각 사이클에 의하여 발효조(100)로 투입되는 공기를 가열하고, 발효조(100)에서 유출되는 수분과 악취가 함유된 가스를 냉각기(300)의 기화 즉 증발 작용에 의하여 응축시켜 악취를 제거하게 되는 것이다.이의 냉각 사이클을 좀더 명확히 정리하면, 압축기(고온 고압) - 가열기(공기 이송관과의 고온 열교환) - 냉각팬(고온의 냉매를 공냉식으로 냉각) - 냉각기(증발 기능에 의해 가스 이송관과의 저온 열교환) - 압축기(고온 고압)도 2는 냉각기(300)와 가열기(700)의 상세 구조를 보인 도로서, 상기 냉각기(300)와 가열기(700)에는 각각 냉각 자켓(310)과 가열 자켓(710)이 구비되어 있고, 상기 냉각 자켓(310)과 가열 자켓(710)의 내부에는 각각 냉매가 순환하면서 열을 교환하게 하는 냉매 이송관(320,720)이 설치된 구조로 되어 있다.

삭제

이러한 냉매 이송관(320,720)은 가스 이송관(200) 및 공기 이송관(730)을 마치 스프링처럼 감싸 안으며 설치되어 있어 서로간의 열교환이 이루어지게 된다.

즉, 냉매 이송관(320,720)이 직접 가스를 냉각 및 가열시키는 것이 아니라, 상기 자켓(310,710)속에 들어 있는 매체를 냉각 및 가열시키게 하고, 이 매체가 상기 가스를 냉각 및 가열시키게 하는 것이 바람직하다.이를 자세히 설명한다.먼저 압축기(800)로부터 유입되는 고온 고압의 냉매는 가열기(700)의 냉매 이송관(720)의 내부를 흐르면서 공기 이송관(730)과 고온의 열교환을 하게 된다.그러므로, 공기 이송관(730) 내부의 공기는 따뜻하게 데워져서 발효조(100)의 내부로 유입되며, 상기 냉매 이송관(320) 내부의 고온의 냉매는 냉각팬(900)에 의하여 공냉식 냉각이 이루어진 다음 냉각기(300)의 냉매 이송관(320)으로 유입된다.이때, 상기 냉매 이송관(320)은 쿨링 팬(900)으로부터 유입되는 관의 구경보다 크게 형성되어 있으므로 고온 고압의 냉매는 냉매 이송관(320)의 내부로 유입되면서 급속히 팽창되어 기화된다. 즉, 증발 기능을 수행함으로써 저온의 상태로 되는 것이다.이렇게 저온의 상태로 된 냉매는 가스 이송관(200)과 저온 열교환함으로써 아스 이송관(200)의 내부에 흐르는 가스를 응축시키게 되는 것이다.이로 인해, 가스에 포함된 수분과 냄새 입자가 결합되어 가스 이송관(200)의 하부로 떨어지고 배수구(400)를 통하여 외부로 유출됨으로써 악취가 제거된다.

한편, 본 발명을 통하여 발효조(100) 내의 수분을 최적으로 유지할 수 있도록 미생물의 활동 조건을 최적화하는 동작을 설명한다.

발효조(100)내에는 온도 센서(110)가 구비되는데, 이 온도 센서(110)는 발효조(100) 내의 온도를 대표할 수 있는 위치에 설치됨이 바람직하다.

수분 유지 제어기(120)는 상기 온도 센서(110)로부터 출력되는 온도 감지값에 따라 수분 유지 동작을 행하게 된다.

일반적으로 발효조(100) 내부의 온도가 적정선 이상 올라가는 경우 미생물이 왕성히 활동하여 발효중인 상태이므로 수분의 증발이 많아져 발효조(100) 내부의 수분 함유율이 적정선을 넘게 된다.

즉, 수분이 40 - 50% 정도로 유지되어야 하는데, 발효중에는 이의 수분 유지값을 넘게 되므로 수분 유지 제어기(120)는 환기 팬(500) 및 냉각 사이클 즉, 압축기(800) 및 쿨링 팬(900)을 동작시키게 된다.

따라서, 환기 팬(500)에 의해 발효조(100)내의 수분이 함유된 가스는 강제 흡입되어 냉각기(300)쪽으로 유도되고, 냉각 사이클에 의한 수분 응축에 의해 악취가 제거되어 방출관(600)을 통해 외부로 방출된다.

이때, 환기 팬(500)의 회전수를 적절히 조절함으로써 빠른 수분의 배출이 이루어지도록 하는데, 예를 들면 환기 팬(500)의 회전 초기 단계에서는 회전수를 많이, 어느 정도 일정 시간이 지난 후에는 회전수를 낮추는 방향으로 제어함이 바람직하다.

또한, 가열기(700)에서는 외부의 공기를 가열하게 발효조(100)내로 투입함으로써 발효 능력을 높이게 되는 것이다.

이때, 발효조(100)의 내의 온도에 따른 수분 함유율은 실험을 통하여 정할 수 있을 것이다.

또한, 온도 센서(110)로부터 감지된 발효조(100)의 온도값이 적정선 이상 내려가면 미생물이 활동하지 않은 상태 즉, 발효가 거의 되지 않은 상태이고, 이 상태는 수분 함유율이 아주 낮은 상태이므로 수분 유지 제어기(120)는 환기 팬(500) 및 압축기(800), 그리고 쿨링 팬(900)의 동작을 멈추도록 제어한다.

결국, 음식물 쓰레기의 발효 소멸시 발효조(100)내에 수분이 함유되면 이를 적정선의 수분 함유율로 유지시킬 수 있는 것이다.

상기 발효조(100)내의 온도값을 통해 냉각 사이클을 구동시켜 수분을 유지하는 경우 이외에 냉각기(300)를 제외할 수 있다.

즉, 압축기(800) 및 쿨링 팬(900) 등의 냉각 시스템을 두지 않고, 발효조(100)로부터 발생된 가스를 가스 이송관(200)을 통하여 곧바로 환기 팬(500)쪽으로 유출시킨다.

그러므로, 수분 유지 제어기(120)는 온도 센서(110)로부터의 발효조(100)내의 온도 측정값에 따라 환기 팬(500)의 동작 유무를 제어한다.

결국, 온도가 적정선이 넘으면 환기 팬(500)을 동작시키고, 그렇지 않으면 환기 팬(500)을 정지시킴으로써 발효조(100)내의 수분을 외부로 방출시켜 최적의 수분 상태를 유지시킨다.

이러한 수분 유지 동작 과정은 상기에서 설명하였으므로 중복된 동작 과정의 상세한 설명은 하지 않는다.

또한, 발효조(100)의 도어(130)가 열렸다 닫힌 경우는 음식물 쓰레기를 발효조(100)에 투입한 경우가 될 수 있다.

이 경우에는 음식물 쓰레기에 수분이 다량 함유되어 있으므로 빠른 수분 제거가 필요로 하게 된다.

그러므로, 수분 유지 제어기(120)는 도어 감지 센서(140)의 감지 상태를 입력받아 도어가 열렸다 닫힌 경우 환기 팬(500)을 동작시키게 된다.

이때, 도어(130)가 닫힌 후의 초기 단계에서는 환기 팬(500)의 회전수를 일정 시간동안 높인 상태에 발효조(100)내의 수분을 급속히 제거하게 된다.

일정 시간 지난 후에는 정상 상태의 회전수를 유지하면서 수분 조절을 수행하게 된다.

이때, 악취 제거의 동작을 하는 경우 수분 유지 제어기(120)는 압축기(800) 및 쿨링 팬(900)의 냉각 사이클을 동작시킬 것이다.

이로 인해 급속히 발효조(100) 내의 수분 함유량은 낮아질 것이며, 이후 수분 유지 제어기(120)는 발효조(100) 내의 온도 감지값에 의해 상기에서 설명한 수분 유지 제어 과정을 수행할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리기는, 음식물 쓰레기를 소멸화함에 있어 냉각 사이클을 통해 가스에 함유된 악취를 효과적으로 제거함과 아울러 발효조내의 온도를 감지하여 그 온도에 따른 수분 유지를 행함으로써 많은 에너지를 사용하지 않고서도 고효율로 작동시킬 수가 있는 효과가 있는 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리기를 나타낸 개략적 구성도,

도 2 는 본 발명에 따른 장치의 가열기와 냉각기의 구조를 자세하게 나타내 보인 확대 단면도이다

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

100 : 발효조 110 : 온도센서

120 : 수분 유지 제어기 200 : 가스 이송관

300 : 냉각기 400 : 배수구

500 : 환기팬 600 : 방출관

700 : 가열기 800 : 압축기

900 : 쿨링팬

Claims (12)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 음식물 쓰레기를 저장하면서 발효 소멸시키는 발효조;

   냉매를 압축하여 고온 고압의 상태로 만드는 압축기;

   외부로부터 유입된 공기를 발효조 내로 이송시키는 공기 이송관을 상기 압축기로부터 유출된 고온 고압의 냉매가 이송되는 냉매 이송관이 감싸고 형성되어 상기 공기 이송관과 열교환하며, 상기 냉매 이송관의 외부에는 고온 고압의 상태를 유지토록 가열 자켓이 구비된 가열기;

   상기 가열기의 냉매 이송관으로부터 유출되는 고온 고압의 냉매를 공냉시키는 쿨링 팬;

   발효조에서 발생되는 가스를 외부로 이송시키는 가스 이송관을 냉매 이송관이 감싸고 형성되어 쿨링팬으로부터 유입되는 고압의 냉매를 팽창에 의하여 증발시켜 저온 저압으로 변환시킨 다음 가스 이송관과 열교환함으로써 가스에 포함된 수분을 응축하여 냄새 입자와 결합시킨 후 외부로 배출하며, 상기 냉매 이송관의 외부에는 저온 저압 상태를 유지하도록 냉각 자켓이 구비된 냉각기;

   상기 발효조에서 발생하는 가스를 상기 냉각기로 강제 흡입함과 아울러 냉각기내에서 수분과 결합되고 남은 가스를 외부로 강제 배출하기 위한 환기 팬;

   발효조내의 온도를 측정하기 위한 온도 센서;

   상기 온도 센서의 측정 온도값에 의하여 상기 압축기, 쿨링 팬, 환기 팬의 동작을 제어하여 냉각 사이클을 이루도록 함으로써 발효조 내의 수분 유지를 제어하는 수분 유지 제어기를 포함하여 구성하며, 상기 냉각기를 통해 나오는 저온 저압의 냉매는 상기 압축기로 다시 제공되도록 구성된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리기.
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