KR100492866B1 - 음식물찌꺼기처리기 - Google Patents

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KR100492866B1
KR100492866B1 KR10-1998-0055509A KR19980055509A KR100492866B1 KR 100492866 B1 KR100492866 B1 KR 100492866B1 KR 19980055509 A KR19980055509 A KR 19980055509A KR 100492866 B1 KR100492866 B1 KR 100492866B1
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가츠스케 이시구로
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팔로마 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 가열실로부터 응축실로 원활하게 기체를 흐르게 한 음식물 찌꺼기 처리기에 관한 것으로, 처리조용 히터(12)에 의해 처리조(11)의 가열을 개시하면, 처리조(11) 및 가열실(13)내의 온도가 상승하여 부엌쓰레기A에 함유된 수분이 증발한다. 한편, 처리조용 히터(12)에 의한 가열 개시부터 소정 시간이 경과하면, 팬(42) 및 기체용 히터(43)를 작동시킨다. 그 때문에 가열실(13)내의 수증기를 많이 함유한 기체는 응축부(20)로 흘러서 핀튜브(21)를 지날 때 냉각되고, 반환관(41)을 통해 가열실(13)로 반송된다. 그 때 가열실(13)로부터 핀튜브(21)로 이송된 기체는 냉각되어 이슬점이 내려가기 때문에, 기체에 함유된 수증기가 응축되어 물이 되고 S자관(31)으로 흘러 떨어진다. 그리고, 수증기의 함유량이 적어진 기체는 반환관(41)을 흐를 때 기체용 히터(43)에 의해 고온으로 가열된 후, 노즐(44)에 의해 처리조(11)내의 부엌쓰레기A에 분사된다.

Description

음식물 찌꺼기 처리기
본 발명은 음식물 찌꺼기 처리기에 관한 것이며, 보다 상세하게는 일반 가정이나 음식점 혹은 학교, 병원 등의 주방에서 발생하는 부엌쓰레기 등의 음식물 찌꺼기를 간편하게 탈취·건조처리하는 음식물 찌꺼기 처리기에 관한 것이다.
종래부터 부엌쓰레기 등의 음식물 찌꺼기를 건조상태로 만들어 부패하지 않도록 함과 동시에, 처리중에 발생하는 악취 성분을 탈취처리하는 음식물 찌꺼기 처리기가 공지되어 있다. 일반적으로 이와 같은 음식물 찌꺼기 처리기는, 음식물 찌꺼기를 가열하여 발생하는 수증기를 탈취하여 배출하는 구성으로 되어 있다.
예를들면, 일본국 특개평5-146773호 공보에는, 단열재료로 이루어진 회전용기에 음식물 찌꺼기를 넣고, 회전용기를 기울인 상태에서 회전시키면서 음식물 찌꺼기를 가열하고, 음식물 찌꺼기로부터 발생하는 수증기를 대기와 연통하고 있는 응축부로 유도하고, 상기 응축부에서 수증기를 응축시킴으로써 음식물 찌꺼기를 건조시키는 가열건조장치가 개시되어 있다.
일본국 특개평5-146773호 공보에 개시된 가열건조 처리장치에 의하면, 비스듬하게 기울인 회전용기를 회전시키면서 음식물 찌꺼기의 가열이 행해지므로, 음식물 찌꺼기가 국부적으로 가열되지 않고, 음식물 찌꺼기의 열분해로 인한 악취의 발생을 저감할 수 있다는 이점이 있다.
그러나, 동 공보에 개시된 가열건조장치는, 대기압하에서 건조가 행해지기 때문에, 단시간에 음식물 찌꺼기의 건조를 하려면 건조 온도를 높일 필요가 있다. 그 때문에 에너지 비용이 높아지고, 또 실내에서 사용했을 경우에는 열원에 의해 실내온도가 상승한다는 문제가 있었다. 또, 음식물 찌꺼기의 국부 가열을 방지하기 위해 회전용기를 회전시키는 회전기구가 필요해져서 장치가 복잡해진다는 문제가 있었다.
또, 부엌쓰레기는 주로 부엌에서 발생하기 때문에, 음식물 찌꺼기 처리기를 실내에 설치하면 사용하기는 좋으나, 악취의 배출, 수증기의 배출에 의한 온도상승, 열원에 의한 온도상승이라는 실내환경을 악화시키는 요인이 많아서 실내설치가 곤란하였다. 그 때문에 본원 출원인은 음식물 찌꺼기를 가열하는 가열실과, 수증기를 냉각하여 응축시키는 응축실을 구비하고, 음식물 찌꺼기를 가열하여 발생하는 수증기에 의해 가열실과 응축실이 연통하는 공간에 존재하는 공기를 압출한 상태에서 이 공간을 밀폐하고, 수증기의 응축량을 많게 함으로써 이 밀폐공간내를 부압으로 만들어 건초처리하는 발명을 앞서 제안하고 있다. 이와 같은 구성에서는, 부압에 의해 뚜껑과의 시일부로부터 악취 누출을 방지할 수 있음과 동시에, 비점을 저하시켜서 가열량을 저감시킬 수 있다. 게다가 음식물 찌꺼기로부터 발생하는 악취성분을 응축한 물과 함께 하수관에 배수함으로써 악취나 수증기를 배출할 필요가 없으므로 실내에서 사용할 수 있다.
이와 같은 구성에서는 수증기에 의해 공간내의 공기를 압출하여 밀폐후 기체의 대부분을 수증기로 만듬으로써, 응축실에서 기체를 냉각했을 때의 체적수축율을 높이고, 가열실에서 발생하는 수증기를 응축실로 원활하게 흐르게 할 수 있으나, 실제로는 취급이나 구조나 비용 등의 면에서 진공도를 높이기가 곤란하여 밀폐공간내에는 상당한 공기가 존재한다고 생각된다. 그 때문에 응축실에는 냉각된 후의 공기가 그대로 잔존하여 가열실에서 응축실로의 수증기의 흐름을 방해한다. 따라서, 가열실에서의 수증기의 발생효율이 나빠져서 양호한 건조성능을 얻지 못할 우려가 있었다.
또, 음식물 찌꺼기로부터 발생하는 수증기를 효율적으로 응축시키는 일이 중요해지는데, 냉각효율을 높이기 위해 외부에서 팬으로 송풍하면 구조가 복잡해져서 비용이 높아진다는 문제가 있었다.
본 발명의 음식물 찌꺼기 처리기는 상기 과제를 해결하고, 가열실에서 응축실로 원활하게 기체를 흐르게 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 음식물 찌꺼기 처리기는 상기 과제를 해결하여 저렴한 구성으로 수증기의 냉각효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 청구항1 기재의 음식물 찌꺼기 처리기는,
부엌쓰레기 등의 음식물 찌꺼기를 가열하는 가열부와,
상기 가열부와 연통되어 상기 음식물 찌꺼기로부터 발생하는 수증기를 함유한 기체를 냉각하는 응축부와,
상기 응축부에서 응축한 물을 외부로 배수하는 배수로와,
상기 응축부에서 냉각한 기체를 상기 가열부로 강제로 반송하는 반환수단을 구비한 것을 요지로 한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 청구항2 기재의 음식물 찌꺼기 처리기는, 청구항1 기재의 음식물 찌꺼기 처리기에 있어서, 상기 반환수단은 상기 응축부의 하류측과 상기 가열부를 연통하는 연통로와, 상기 연통로에서 응축부측으로부터 가열부측 방향으로 기체를 흐르게 하는 팬으로 구성된 것을 요지로 한다.
상기 구성을 가진 본 발명의 청구항1 기재의 음식물 찌꺼기 처리기는, 가열부에서 부엌쓰레기 등의 음식물 찌꺼기를 가열하여 음식물 찌꺼기에 함유된 수분을 증발시키고, 가열부와 연통되는 응축부에서 기체를 냉각하여 수증기를 응축시킨다. 또, 응축부에서 냉각한 기체를 반환수단에 의해 강제로 가열부로 반송하는 구성에 의해, 가열부내의 수증기를 많이 함유한 기체를 응축부로 원활하게 흐르게 함과 동시에, 응축부에서 냉각되어 수증기의 함유량이 적어진 기체를 다시 가열부로 반송하기 때문에, 음식물 찌꺼기에 함유된 수분을 효율적으로 증발시킬 수 있음과 동시에, 그 수증기를 효율적으로 응축시킬 수 있다. 또, 음식물 찌꺼기로부터 발생한 악취의 대부분은 응축된 물과 함께 외부(예를들면 하수관)로 배수할 수 있다.
또, 상기 구성을 가진 본 발명의 청구항2 기재의 음식물 찌꺼기 처리기는, 응축부의 하류측과 가열부를 연통하는 연통로를 구비하고, 연통로에서 팬에 의해 응축부측으로부터 가열부측 방향으로 기체를 흐르게 함으로써, 응축부에서 냉각된 기체를 가열부로 강제로 반송하여, 가열부에서 응축부로 기체를 원활하게 흐르게 할 수 있다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 청구항3 기재의 음식물 찌꺼기 처리기는,
부엌쓰레기 등의 음식물 찌꺼기를 가열하는 가열부와,
상기 가열부와 연통되어 상기 음식물 찌꺼기로부터 발생하는 수증기를 함유한 기체를 냉각하는 응축부와,
상기 응축부에서 응축한 물을 외부로 배수하는 배수로를 구비하고,
상기 응축부는 적어도 한쪽 판에 요부를 형성한 2매의 판을 중첩하고 상기 판 주위를 시일하여 내부에 공간을 만듬과 동시에, 상기 공간내에 다수의 격벽을 형성하여 상기 기체를 S자형으로 유도하도록 형성된 것을 요지로 한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 청구항4 기재의 음식물 찌꺼기 처리기는, 청구항3 기재의 음식물 찌꺼기 처리기에 있어서, 상기 응축부는 상기 판이 연직이 되도록 설치하고 상기 기체를 상하방향 S자형으로 유도함과 동시에, 상기 다수의 격벽은 하단만이 개구된 하단 개구 격벽과 상하단이 함께 개구하여 하단 위치가 상기 하단 개구 격벽보다 낮은 양단 개구 격벽을 번갈아 형성한 것을 요지로 한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 청구항5 기재의 음식물 찌꺼기 처리기는, 청구항4 기재의 음식물 찌꺼기 처리기에 있어서, 상기 응축부로부터 상기 배수로에의 유로에 물을 모아 두는 응축수 고임부를 형성하고, 상기 응축수 고임부에 고인 물이 소정의 밀폐 수위를 초과한 상태에서 상기 물에 의해 상기 응축부의 기체와 상기 배수로의 기체가 연통하는 유로를 차단함과 동시에, 상기 밀폐 수위보다 높은 소정의 배수수위를 초과한 부분의 물을 상기 배수로에 배수하는 차단배수로를 구비하고, 상기 응축부의 압력이 상기 배수로의 압력에 비해 낮아져서 상기 응축수 고임부에 있어서의 상기 배수로측 수위가 소정의 밀폐수위까지 하강함으로써 상기 배수로측 공기가 상기 응축기측으로 흡입되는 구성으로 한 것을 요지로 한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 청구항6 기재의 음식물 찌꺼기 처리기는, 청구항3, 4 또는 5 기재의 음식물 찌꺼기 처리기에 있어서, 상기 응축부에서 냉각한 기체를 상기 가열부에 강제로 반송하는 반환수단과,
상기 가열부에 반송한 기체를 음식물 찌꺼기쪽으로 분사하는 분사노즐을 구비한 것을 요지로 한다.
상기 구성을 가진 본 발명의 청구항3 기재의 음식물 찌꺼기 처리기는, 가열부에서 부엌쓰레기 등의 음식물 찌꺼기를 가열하여 음식물 찌꺼기에 함유된 수분을 증발시키고, 가열부와 연통되는 응축부에서 기체를 냉각하여 수증기를 응축시킨다. 이 응축부는 적어도 한쪽 판에 요부를 형성한 2매의 판을 중첩하고, 판 주위를 시일하여 내부에 공간을 만듬과 동시에, 공간내에 다수의 격벽을 형성하여 기체를 S자형으로 유도하도록 형성된다. 그 때문에 가열부로부터의 기체는 응축부에서 S자형으로 유도되고, 판의 내면과 수증기가 접촉하기 쉬워져서 냉각효율을 높일 수 있다. 또, 음식물 찌꺼기로부터 발생하는 악취의 대부분은 응축된 물과 함께 외부(예를들면 하수관)로 배수할 수 있다.
또, 상기 구성을 가진 본 발명의 청구항4 기재의 음식물 찌꺼기 처리기는, 판이 연직이 되도록 설치하여 기체를 상하방향 S자형으로 유도함으로써, 외부의 공기를 판의 외부면을 따라 드래프트력에 의해 상측으로 흐르기 쉽게 할 수 있기 때문에 냉각효율을 높일 수 있다. 또, S자형 유로에서 수증기가 응축되어 물이 되면 연직면을 타고 바로 아래로 흘러 떨어진다. 여기서, 단순히 S자형 유로를 형성한 것 만으로는 유로의 하부에 물이 고여서 기체 유로가 막혀 버리지만, 하단만이 개구된 하단 개구 격벽과, 상하단이 함께 개구되어 하단 위치가 하단 개구 격벽보다 낮은 양단 개구 격벽을 번갈아 형성한 구성에 의해 하부에 연통공간이 형성되기 때문에, S자형 유로에서 흘러 떨어지는 물을 1곳에 모아서 배수로로 유도할 수 있음과 동시에, 하부에 고인 물의 수위가 양단 개구 격벽의 하단보다 높아지는 상태에서는 연통공간으로부터 기체가 흐르는 것을 막아서 S자형으로 유도할 수 있다.
또, 상기 구성을 가진 본 발명의 청구항5 기재의 음식물 찌꺼기 처리기는, 응축부에서 배수로에의 유로에 물을 모아두는 응축수 고임부를 형성하고, 응축수 고임부에 고인 물이 소정의 밀폐 수위를 초과한 상태에서 그 물에 의해 응축부의 기체와 배수로의 기체가 연통하는 유로를 차단함으로써, 가열실과 응축실의 연통공간을 밀폐한다. 이 밀폐공간내에서 음식물 찌꺼기의 가열 및 발생하는 수증기의 응축을 행하여, 응축되지 않은 수증기가 그대로 외부로 배출되는 것을 방지한다. 또, 응축수 고임부에는 응축부에서 응축된 물이 이송되어 오지만, 응축수 고임부에 고인 물은 소정의 배수 수위를 초과한 부분이 배수로에서 외부(예를들면 하수관)로 배수되기 때문에 계속해서 증가하지 않는다. 또, 밀폐공간내부가 배수로에 비해 부압이 되면 응축수 고임부의 배수로측 수위가 하강함과 동시에 응축부측 수위가 상승하지만, 배수로측 수위가 소정의 밀폐수위까지 하강함으로써 배수로측 공기가 밀폐공간내로 흡입되기 때문에, 응축부측 수위가 너무 상승하는 것을 막을 수 있다.
또, 상기 구성을 가진 본 발명의 청구항6 기재의 음식물 찌꺼기 처리기는, 응축부에서 냉각한 기체를 가열부로 강제로 반송한다. 그 때문에 가열부내의 수증기를 많이 함유한 기체가 응축부로 원활하게 흐르고, 또 응축부에서 냉각되어 수증기의 함유량이 적어진 기체가 원활하게 가열부로 흘러서, 음식물 찌꺼기에 함유된 수분이 효율적으로 증발됨과 동시에 그 수증기가 효율적으로 응축된다. 또, 가열부로 반송된 기체를 음식물 찌꺼기쪽으로 분사함으로써 음식물 찌꺼기에 함유된 수분의 증발이 촉진된다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 청구항7 기재의 음식물 찌꺼기 처리기는, 부엌쓰레기 등의 음식물 찌꺼기를 가열하는 가열부와, 상기 가열부와 연통되어 상기 음식물 찌꺼기로부터 발생하는 수증기를 함유한 기체를 냉각하는 응축부와, 상기 응축부에서 응축한 물을 외부로 배수함과 동시에, 상기 가열실의 기압을 자동으로 조절하는 자동조절 배수수단과, 상기 응축부에서 냉각한 기체를 상기 가열부에 강제로 반송하는 반환수단을 구비하고, 상기 반환수단의 고압측에 상기 자동조절 배수수단을 연통시킨 것을 요지로 한다.
이 경우 청구항8 기재의 발명과 같이, 상기 반환수단의 고압측 최고 기압이 상기 반환수단에서 발생하는 차압 이하가 되도록 하면 좋다.
상기 구성을 가진 본 발명의 청구항7 기재의 음식물 찌꺼기 처리기에 의하면, 반환수단의 고압측에 자동조절 배수수단을 연통시켰으므로, 반환수단의 고압측 최대 기압이 일정치 이하로 제한된다. 그 때문에 가열실은 감압상태 혹은 약간의 정압상태 이하로 유지되어 악취누출은 적어진다.
또, 본 발명의 청구항8 기재의 음식물 찌꺼기 처리기에 의하면, 반환수단의 고압측 최대 기압이 반환수단에 의해 발생하는 차압 이하가 되도록 반환수단 및/또는 자동조절 배수수단을 구성하면, 저압측인 가열부내는 정상상태에서 항상 대기압과 거의 등압 또는 감압상태로 유지된다. 이에 따라 가열부에 투입하는 열량과 응축부에서 흡수되는 열량의 균형을 맞출 필요가 없어져서 음식물 찌꺼기 처리기의 조작이 간략화된다.
이상 설명한 본 발명의 구성·작용을 좀더 분명히 하기 위해, 이하 본 발명의 음식물 찌꺼기 처리기의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
(제1실시예)
도 1은 본 발명의 제1실시예로서의 음식물 찌꺼기 처리기의 개략구성도이다. 이 음식물 찌꺼기 처리기는 크게 나누어 부엌쓰레기A를 가열하는 가열부(10)와, 부엌쓰레기A로부터 발생하는 수증기를 응축시키는 응축부(20)와, 응축부(20)와 하수관(1)을 연통하여 배수함과 동시에, 유수의 상태에 따라 통기를 차단하는 차단배수부(30)와, 응축부(20)에서 냉각한 기체를 다시 가열부(10)로 반송하는 반환부(40)로 이루어진다.
가열부(10)는 부엌쓰레기A를 수납하는 처리조(11)와, 처리조(11)를 가열하는 처리조용 히터(12)와, 이들을 수납하는 차단구조의 가열실(13)로 구성된다. 또, 가열실(13)의 상부에는 처리조(11)를 출입하기 위해 개폐하는 뚜껑(13a)이 형성된다.
응축부(20)는 가열실(13)의 상부에 연통하는 핀튜브(21)로 구성된다.
차단배수부(30)는 핀튜브(21)로부터의 물을 하측으로 흐르게 하는 하행유로(32)와, 하행유로(32)로부터 일단 올라가는 상행유로(33)와, 상행유로(33)로부터 다시 내려가서 하수관(1)에 연통하는 배수 유로(34)를 형성하는 S자관(31)으로 구성된다.
반환부(40)는 핀튜브(21)의 하류측과 가열실(13)을 연통하는 반환관(41)을 형성하고, 이 반환관(41)에는 핀튜브(21)로부터 가열실(13) 방향으로 기체를 흐르게 하는 팬(42)과, 팬(42)의 하류측에서 기체를 가열하는 기체용 히터(43)와, 하류측 단부로부터 가열실(13)내의 부엌쓰레기A쪽으로 기체를 분사하는 노즐(44)이 형성된다.
다음에, 이 음식물 찌꺼기 처리기의 동작에 대해 설명한다. 처리조(11)내에 부엌쓰레기A가 투입되어 건조처리의 개시조작이 이루어지면, 처리조용 히터(12)로 처리조(11)의 가열을 개시한다. 그 때문에 처리조(11) 및 가열실(13)내의 온도가 상승하여 부엌쓰레기A에 포함된 수분이 증발하고, S자관(31)의 물이 수위a에 도달하지 않은 상태에서는 가열실(13) 및 핀튜브(21)내에 존재하던 공기가 수증기의 발생에 의해 하수관(1)측으로 압출된다. 한편, 처리조용 히터(12)에 의해 가열을 개시하고 나서 소정 시간이 경과하면, 반환부(40)의 팬(42) 및 기체용 히터(43)를 작동시킨다. 그 때문에, 가열실(13)내의 수증기를 많이 함유한 기체는 응축부(20)로 흘러가서 핀튜브(21)를 통과할 때 냉각되고, 반환관(41)을 통해 가열실(13)로 반송한다. 그 때 가열실(13)로부터 핀튜브(21)로 이송된 기체는 냉각되어 이슬점이 내려가기 때문에, 기체에 함유된 수증기가 응축되어 물이 되어 S자관(31)으로 흘러 떨어진다. 그리고, 수증기의 함유량이 적어진 기체는 반환관(41)을 흐를 때 기체용 히터(43)에 의해 고온으로 가열된 후, 노즐(44)에 의해 처리조(11)내의 부엌쓰레기A에 분사된다. 이와 같이 기체용 히터(43)에 의해 고온으로 가열한 기체를 부엌쓰레기A에 직접 분사함으로써, 부엌쓰레기A에 함유된 수분의 증발이 촉진되고, 또 반환관(41)내에서의 결로도 방지된다. 한편, 응축되어 S자관(31)으로 흘러 떨어진 물은 하행유로(32)에서 상행유로(33)에 연결된 U자 부분에 고이며, 고인 물이 수위a까지 상승함으로써 하행유로(32)에서 상행유로(33)로 기체가 연통하는 유로를 차단한다. 따라서, 가열실(13) 및 핀튜브(21)를 포함하는 공간이 외부에 대해 밀폐상태가 된다. 그 때 밀폐공간내는 운전개시시에 존재하던 공기의 일부를 하수관(1)측으로 압출한 상태로 되어 있기 때문에, 가열실(13)에서 주는 열량을 핀튜브(21)에서 빼앗는 열량보다 적게 하여 수증기의 응축량을 증가시킴으로써, 밀폐공간내의 압력을 저하시킬 수 있다. 따라서, 가열실(13)내가 부압이 되고 비점이 저하되어, 낮은 온도에서 수분을 증발시키는 것이 가능해지며, 또 악취성분을 뚜껑(13a)과의 간격을 통해 외부로 새지 않게 할 수 있다.
S자관(31)에는 핀튜브(21)로부터 흘러 떨어진 물이 고여 가지만, 상행유로(33)의 물이 수위b를 초과한 부분은 배수 유로(34)를 통해 하수관(1)으로 흐르기 때문에, 물이 계속해서 증가하지 않아서 수위가 안정하다. 또, 하행유로(32)와 상행유로(33)의 물의 수위차는 밀폐공간내와 하수관(1)내의 압력차에 따라 결정되기 때문에, 밀폐공간내의 압력이 부압치로 되어 있는 상태에서는 하행유로(32) 물의 수위는 상행유로(33) 물의 수위b보다 높은 수위c에서 안정하다. 그리고, 부엌쓰레기A로부터 발생하는 악취 성분의 대부분은 S자관(31)에 고인 물에 녹아들어 하수관(1)으로 배수된다.
또, S자관(31)에 의해 밀폐공간내의 압력이 자연히 조정된다. 예를들면, 밀폐공간내의 압력이 대기압을 초과하여 상승하면 하행유로(32)의 물의 수위는 하강한다. 그리고, 수위a까지 하강하면, 하행유로(32)쪽의 기체가 상행유로(33)쪽으로 배출된다. 따라서, 밀폐공간내의 압력은 상행유로(33)와 하행유로(32)의 물의 수위차에 의해 결정되는 소정치까지 밖에는 증가하지 않는다.
한편, 밀폐공간내의 압력이 대기압을 하회하여 하강하면, 하행유로(32)의 물의 수위는 상승하고, 상행유로(33)의 물의 수위는 하강한다. 그리고, 상행유로(33)의 물이 수위a까지 하강하면, 상행유로(33)쪽의 기체가 하행유로(32)쪽으로 흡입된다. 따라서, 밀폐공간내의 압력은 하행유로(32)와 상행유로(33)의 수위차에 의해 결정되는 소정치까지밖에는 하강하지 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 음식물 찌꺼기 처리기에 의하면, 핀튜브(21)에서 냉각한 기체를 가열실(13)로 반송하기 위한 반환관(41)을 설치하고, 밀폐공간내의 기체를 팬(42)에 의해 강제로 순환시킴으로써, 수증기를 많이 함유한 기체를 핀튜브(21)로 흐르게 함과 동시에, 핀튜브(21)에서 냉각되어 수증기의 함유량이 적어진 기체를 다시 가열실(13)로 반송할 수 있기 때문에, 부엌쓰레기A에 함유된 물의 증발 및 발생된 수증기의 응축을 효율적으로 행할 수 있어서 건조성능을 높일 수 있다. 또, 반환관(41)을 통해 가열실(13)로 이송된 기체를 가열함으로써, 고온의 기체를 부엌쓰레기A에 직접 분사하여 수분의 증발을 촉신시킬 수 있음과 동시에, 반환관(41)에서 수증기가 결로되어 버리는 것을 방지할 수 있다. 또, S자관(31)에 고인 물에 의해 하행유로(32)에서 상행유로(33)로의 기체가 연통하는 유로를 차단하는 구성에 의해, 전자밸브 등의 개폐밸브를 사용하지 않고 가열실(13) 및 핀튜브(21)를 포함한 공간을 외부에 대해 밀폐할 수 있기 때문에 저렴하게 구성할 수 있으며, 또 상행유로(33)의 물이 수위b를 초과한 부분은 배수유로(34)를 통해 하수관(1)으로 흐르기 때문에, 밀폐공간을 유지하면서 배수할 수 있다. 아울러, 상행유로(33)와 하행유로(32)의 수위차에 의해 밀폐공간내의 압력범위를 조정할 수 있기 때문에, 밀폐공간내가 고압이 되는 데 따른 가열효율의 저하나 악취누출을 방지할 수 있음과 동시에, 저압이 되는데 따른 S자관(31)으로부터의 물의 역류를 방지할 수 있다.
또, 가열된 부엌쓰레기A로부터 발생하는 수증기를 응축하여 악취와 함께 배수하는 구성에 의해, 악취누출이나 온도상승을 방지할 수 있기 때문에, 실내환경의 악화를 방지할 수 있다. 또, 가열실(13)안이 부압이 됨으로써 뚜껑(13a)과의 틈새로부터의 악취누출을 방지할 수 있기 때문에, 시일성능을 과다하게 높일 필요가 없으며, 더우기 비점이 저하되어 낮은 온도에서 건조처리할 수 있기 때문에, 가열에 요하는 에너지를 줄여서 소비전력을 저감시킬 수 있음과 동시에 실내의 온도상승을 저감시킬 수 있다. 아울러, 가열실(13)내를 부압으로 하기 위해 진공펌프 등 고가의 장치를 설치할 필요가 없으며, 탈취장치나 수증기 배출장치 등을 설치할 필요가 없기 때문에, 구조를 간단히 하여 비용을 저감시킬 수 있다.
또, 본 실시에에서는 팬(42) 및 기체용 히터(43)를 처리조용 히터(12)에 의해 가열을 개시하고 나서 소정 시간 경과후에 작동시켰으나, 이것에 한정된 것은 아니며, 예를들면 핀튜브(21)내나 가열실(13)내의 온도나 습도나 압력 등, 혹은 차단배수부(30)에 있어서의 수위 등을 검출하여 그 검출치에 의거해서 작동시켜도 되고, 또 처리조용 히터(12)와 동시에 작동시켜도 된다.
또, S자관(31) 하부의 스페이스를 작게 함으로써, 건조처리를 개시하고 나서 기체의 연통유로를 차단하기까지 필요한 물의 양을 적게 하여 차단에 요하는 시간을 짧게 해도 된다. 또, 항상 물을 모아 둔 상태에서 기체의 연통유로를 차단해 두는 구성이어도 된다.
또, 응축부(20)는 자연냉각에 한하지 않고, 예를들면 외부에서 팬으로 송풍하여 냉각하는 구성이어도 된다.
또, 부엌쓰레기A는 처리조용 히터(12)에 의해 가열하는 구성에 한정된 것이 아니라, 예를들면 가스버너나 마이크로파 등으로 가열하는 구성이어도 된다.
또, 본 실시예에서는 반환관(41)을 흐르는 기체를 기체용 히터(43)로 가열했으나, 가열하지 않는 구성이어도 된다. 또, 처리조용 히터(12)를 사용하지 않고 기체용 히터(43)로 가열한 열풍에 의해 부엌쓰레기A에 함유된 수분을 증발시키는 구성이어도 된다.
또, 본 실시예에서는 가열실(13) 및 핀튜브(21)를 포함하는 공간을 밀폐상태로 함과 동시에 부압으로 했으나, 부압으로 하지 않은 구성이어도 되고, 밀폐상태로 하지 않은 구성이어도 된다.
또, 차단배수부(30)는 S자관 구조에 한정된 것이 아니라, 예를들면 도 2에 도시한 바와 같이 물을 모아 두는 탱크(51)와, 탱크(51)의 바닥면에 면하여 늘어지고 핀튜브(21)로부터의 물을 하측으로 흐르게 하는 응축수 배출관(52)과, 탱크(51)의 상측면과 하수관(1)을 연통하여 탱크(51)내의 소정 수위를 초과한 부분의 물을 하수관(1)에 배수하는 배수관(53)으로 구성해도 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 부압시에는 탱크(51)에 고인 물의 수위가 응축수 배출관(52)의 하단면으로 하강하기까지 차단상태를 유지하기 위해 응축수 배출관(52)의 연직방향높이를 높이고 탱크(51)의 용량을 크게 함으로써, 정압측 한계치에 관계없이 부압측 한계치를 크게 설정할 수 있다. 또, 물로 차단하는 구성에 한하지 않고, 전자밸브 등의 개폐밸브를 사용하여 유로를 차단하는 구성으로 해도 된다.
또, 응축부(20)는 핀튜브 구조에 한하지 않고, 예를들면 도 3에 도시한 바와 같이 다수의 파이프(61, 61, …)를 임의의 기울기로 병설한 구조여도 된다. 이와같은 구성에서는 파이프(61, 61, …) 주위에서 드래프트력에 의해 밑에서 위로 흐르는 공기에 의해 파이프(61, 61, …)가 냉각된다. 또, 파이프(61, 61, …)내에서 응축된 물을 경사에 의해 S자관(31)측으로 흐르기 쉽게 할 수 있다.
(제2실시예)
도 4는 본 발명의 제2실시예로서의 음식물 찌꺼기 처리기의 개략구성도이다. 이 음식물 찌꺼기 처리기는 크게 나누어, 부엌쓰레기A를 가열하는 가열부(110)와, 부엌쓰레기A로부터 발생하는 수증기를 응축시키는 응축부(120)와, 응축부(120)와 하수관(101)을 연통하여 배수함과 동시에 유수의 상태에 따라 통기를 차단하는 차단배수부(130)와, 응축부(120)에서 냉각한 기체를 다시 가열부(110)로 반송하는 반환부(140)로 이루어진다.
가열부(110)는 부엌쓰레기A를 수납하는 처리조(111)와, 처리조(111)를 가열하는 처리조용 히터(112)와, 이들을 수납하는 차단구조의 가열실(113)로 구성된다. 또, 가열실(113)의 상부에는 처리조(111)를 출입하기 위해 개폐하는 뚜껑(113a)이 형성된다.
응축부(120)는 도 5에 도시한 바와 같이 소정 형상의 요부를 형성한 2매의 금속판(121, 122)을 중첩하고, 그 금속판(121, 122) 주위를 심용접에 의해 시일하여 내부에 공간을 만듬과 동시에, 그 공간내에 하단만이 개구된 하단 개구 간격(123, 123, …)과, 상하단이 모두 개구된 양단 개구 간격(124, 124,…)을 번갈아 형성한 것이다. 양단 개구 간격(124, 124,…)의 하단은 하단 개구 간격(123, 123, …)의 하단에 비해 낮은 위치까지 형성되어 있으며, 내부 공간에 수위L까지 물이 고임으로써 양단 개구 간격(124, 124,…)의 하단 개구만이 막히고, 기체를 상하방향 S자형으로 유도하는 유로가 형성된다. 또, 하부의 연통스페이스의 바닥면은 차단배수부(130)쪽으로 하향 경사져 있어서 물을 흐르기 쉽게 하였다.
또, 금속판(121, 122)이 세로방향이 되도록 설치함으로써, 외부의 공기가 드래프트력에 의해 외부면을 따라 상측으로 원활하게 흐르기 때문에, 냉각효율을 높일 수 있다. 또, 상하방향으로 S자형 간격을 형성하고 있기 때문에 유로내에서 결로된 물이 연직면에 의해 아래로 흘러 떨어지기 쉽다. 여기서, 하부에 연통스페이스를 형성하지 않고 단순히 상하방향으로 S자형 유로만을 형성했을 경우 유로내에서 응축된 물이 고여서 증가함으로써 기체 유로를 막아 버리지만, 하부에 연통스페이스를 형성함으로써 유로내에서 결로된 물을 차단배수부(130)측으로 보낼 수 있으며, 또 고인 물에 의해 그 연통스페이스를 막음으로써 기체를 S자형으로 흐르게 할 수 있다.
차단배수부(130)는 물을 모아두는 탱크(131)와, 탱크(131)의 바닥면에 면하여 늘어지고 응축부(120)로부터의 물을 하측으로 흐르게 하는 응축수 배출관(132)과, 탱크(131)의 상측 측면과 하수관(101)을 연통하며 탱크(131)내의 소정수위d를 초과한 부분의 물을 하수관(101)으로 배수하는 배수관(133)으로 구성된다. 이와 같은 구성에 의해 탱크(131)내의 물이 응축수 배출관(132)의 하단개구면인 수위e보다 높아진 상태에서 가열실(113)과 응축부(120)의 기체가 연통하는 공간을 외부에 대해 밀폐한다.
반환부(140)는 응축부(120)의 하류측과 가열실(113)을 연통하는 반환관(141)을 형성하고, 이 반환관(141)에는 응축부(120)로부터 가열실(113) 방향으로 기체를 흐르게 하는 팬(142)과, 팬(142)의 하류측에서 기체를 가열하는 기체용 히터(143)와, 하류측 단부로부터 가열실(113)내의 부엌쓰레기A쪽으로 기체를 분사하는 노즐(144)이 형성된다.
다음에 이 음식물 찌꺼기 처리기의 동작에 대해 설명한다. 처리조(111)내에 부엌쓰레기A가 투입되어 건조처리의 개시조작이 이루어지면, 처리조용 히터(112)에 의해 처리조(111)의 가열을 개시한다. 그 때문에 처리조(111) 및 가열실(113)내의 온도가 상승하고, 부엌쓰레기A에 함유된 수분이 증발하고, 가열실(113) 및 응축부(120)의 기체가 연통하는 공간내의 압력이 상승한다. 그리고, 응축수 배출관(132)의 물이 하단개구면인 수위e까지 하강하면, 도 6에 도시한 바와 같이 가열실(113) 및 응축부(120)에 존재하던 공기가 하수관(101)측으로 압출되기 때문에, 탱크(131)와 응축수 배출관(132)의 수위차에 의해 결정되는 압력까지밖에 증가하지 않는다. 한편, 처리조 히터(112)에 의해 가열을 개시하고 나서 소정 시간이 경과하면, 반환부(140)의 팬(142) 및 기체용 히터(143)를 작동시킨다. 그 때문에, 가열실(113)내의 수증기를 많이 함유한 기체는 응축부(120)로 흘러서, S자형으로 흐를 때 냉각되고, 반환관(141)을 통해 가열실(113)로 반송한다. 그 때 가열실(113)로부터 응축부(120)로 이송된 기체는 냉각되어 이슬점이 내려가기 때문에, 기체에 함유된 수증기가 응축되고 물이 되어서 응축부 하부에 고이고, 응축수 배출관(132)으로 흘러 떨어진다. 그리고, 가열실(113)에서 주는 열량을 응축부(120)에서 빼앗는 열량보다 작게 해서 수증기의 응축량을 증가시킴으로써, 가열실(113) 및 응축부(120)의 압력이 저하되어 탱크(131)에 물이 고인다. 그 때문에, 가열실(113)과 응축부(120)의 기체가 연통하는 공간이 외부에 대해 밀폐상태가 되고, 운전개시시에 존재하던 공기의 일부를 하수관(101)측으로 압출했기 때문에 밀폐공간내를 부압으로 할 수 있다.
한편, 수증기의 함유량이 적어진 기체는 반환관(141)을 흐를 때 기체용 히터(143)에 의해 고온으로 가열된 후, 노즐(144)에 의해 처리조(111)내의 부엌쓰레기A에 분사된다. 이와 같이 기체용 히터(143)에 의해 가열하여 상대습도가 낮아진 기체를 부엌쓰레기A에 직접 분사함으로써, 부엌쓰레기A에 함유된 수분의 증발이 촉진되고, 또 반환관(141)내에서의 결로도 방지된다. 또, 가열실(113)내가 부압이기 때문에 비점이 저하되어, 낮은 온도에서 수분을 증발시키는 것이 가능해지고, 또 악취성분을 뚜껑(113a)과의 틈새를 통해 외부로 새지 않게 할 수 있다.
탱크(131)에는 응축부(120)로부터 흘러떨어지는 물이 고여 나가지만, 탱크(131)의 물이 수위d를 초과한 부분은 배수관(133)을 통해 하수관(101)으로 흐르기 때문에, 물이 계속해서 증가하지 않아 안정하다. 그리고, 부엌쓰레기A에서 발생한 악취성분의 대부분은 탱크(131)에 고인 물에 녹아 들어 하수관(101)으로 배수된다. 또, 응축수 배출관(132)과 탱크(131) 물의 수위차는 밀폐공간내와 하수관(101)내의 압력차에 의해 결정되기 때문에, 밀폐공간내의 압력이 부압치로 되어 있는 상태에서는 응축수 배출관(132) 혹은 응축부(120) 물의 수위는 탱크(131)의 물의 수위보다 높은 수위C에서 안정한다. 이 수위C가 도 4에 도시한 바와 같이 양단 개구 간격(124)의 하단이 되는 수위L보다 높아짐으로써 기체를 S자형으로 안내하는 유로가 형성된다.
한편, 밀폐공간내의 압력이 계속해서 감소하면, 응축부(120) 물과 탱크(131) 물의 수위차는 커진다. 그리고, 응축부(120)의 물이 하단 개구 격벽(123)의 하단이 되는 수위H보다 높아지면 기체의 유로가 차단되어 버리지만, 탱크(131) 물이 감소하여 수위e까지 하강하면, 도 7에 도시한 바와 같이, 탱크(131)측 공기가 응축수 배출관(132)측으로 흡인되어 밀폐공간내의 압력이 너무 감소하는 것이 방지된다. 따라서, 응축부(120) 물의 수위가 너무 상승하는 것을 방지 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 음식물 찌꺼기 처리기에 의하면, 응축부(120)를 판(121, 122)이 연직이 되도록 설치함으로써, 외기를 드래프트력에 의해 외부면을 따라 상측을 흐르기 쉽게 하고, 또 기체를 S자형으로 유도함으로써 기체에 함유된 수증기를 판(121, 122)의 내면에 접촉하기 쉽게 하여 냉각효율을 높일 수 있으며, 또 2매의 금속판(121, 122)을 중첩하는 간단한 구조이기 때문에 낮은 비용으로 실현할 수 있다. 또, 상하 S자형으로 함과 동시에 하부에 연통스페이스를 형성함으로써, 유로내에서 응축된 물에 의해 유로가 막히는 것을 방지할 수 있으며, 또, 고인 물에 의해 연통스페이스를 막음으로써 기체는 연통시키지 않고 S자형으로 흐르게 할 수 있다. 또, 밀폐공간내의 압력이 감소되어 탱크(131) 물이 수위e까지 하강하면 탱크(131)측의 공기가 응축수 배출관(132)측으로 흡인되는 구성에 의해, 응축부(120)내 물의 수위가 너무 상승함으로써 기체 유로가 막히는 것을 방지할 수 있다. 또, 응축부(120)에서 냉각한 기체를 가열실(113)로 반송하기 위한 반환관(141)을 형성하고, 밀폐공간내의 기체를 팬(142)에 의해 강제로 순환시킴으로서, 수증기를 많이 함유한 기체가 응축부(120)로 원활하게 흐름과 동시에, 응축부(120)에서 냉각되어 수증기의 함유량이 적어진 기체가 원활하게 가열실(113)로 흐르기 때문에, 부엌쓰레기A에 함유된 물의 증발 및 발생한 수증기의 응축을 효율적으로 행할 수 있어서 건조 성능을 높일 수 있다. 또, 반환관(141)을 통해 가열실(113)로 이송되는 기체를 가열함으로써, 상대 습도가 낮아진 기체를 부엌쓰레기A에 직접 분사하여 수분의 증발을 촉진시킬 수 있음과 동시에, 반환관(141)에서 수증기가 결로되어 버리는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 탱크(131)에 고인 물에 의해 응축부(120)로부터 하수관(101)으로 기체가 연통하는 유로를 차단하는 구성에 의해, 전자밸브 등의 개폐밸브를 사용하지 않고 가열실(113) 및 응축부(120)를 포함한 공간을 외부에 대해 밀폐할 수 있기 때문에 저렴하게 구성할 수 있으며, 더우기 탱크(131) 물이 수위d를 초과하는 부분은 배수관(133)을 통해 하수관(101)으로 흐르기 때문에, 밀폐공간을 유지하면서 배수할 수 있다.
또, 가열된 부엌쓰레기A로부터 발생하는 수증기를 응축하여 악취와 함께 배수하는 구성에 의해, 악취누출이나 습도상승을 방지할 수 있기 때문에, 실내 환경의 악화를 방지할 수 있다. 또, 가열실(113)내가 부압이 됨으로써 뚜껑(113a)과의 틈새를 통해 악취누출을 방지할 수 있기 때문에, 시일성능을 과다하게 높일 필요가 없으며, 또 비점이 저하되어 낮은 온도에서 건조처리할 수 있기 때문에, 가열에 요하는 에너지를 줄여서 소비전력을 저감시킬 수 있음과 동시에 실내의 온도상승을 저감시킬 수 있다. 아울러 가열실(113)내를 부압으로 하기 위해 진공펌프 등 고가의 장치를 설치할 필요가 없으며, 또 탈취장치나 수증기 배출장치 등을 설치할 필요가 없기 때문에, 구조를 간단히 하여 비용을 저감할 수 있다.
또, 본 실시예에서는 팬(142) 및 기체용 히터(143)를 처리조용 히터(112)에 의해 가열을 개시하고 나서 소정 시간 경과후에 작동시켰으나, 이것에 한하는 것은 아니며, 예를들면 응축부(120)내나 가열실(113)내의 온도나 습도나 압력 등, 혹은 차단배수부(130)에 있어서의 수위 등을 검출하고, 그 검출치에 의거해서 작동시켜도 되고, 또 처리조용 히터(112)와 동시에 작동시켜도 된다.
또, 차단배수부는 본 실시예와 같은 구조에 한하는 것은 아니며, 예를들면 도 8에 도시한 바와 같이, 응축부(120)로부터의 물을 하측으로 흐르게 하는 하행유로(152)와, 하행유로(152)로부터 일단 올라가는 상행유로(153)와, 상행유로(153)로부터 다시 내려가서 하수관(101)에 연통하는 배수유로(154)를 형성하는 S자관(151)으로 해도 된다. 또, 물에 의해 차단하는 구성에 한하지 않고, 전자밸브 등의 개폐밸브를 사용하여 유로를 차단하는 구성으로 해도 된다.
또, 부엌쓰레기A는 처리조용 히터(112)에 의해 가열하는 구성에 한하는 것이 아니라, 예를들면 가스 버너나 마이크로파 등에 의해 가열하는 구성이어도 된다.
또, 본 실시예에서는 반환관(141)을 흐르는 기체를 기체용 히터(143)로 가열했으나, 가열하지 않은 구성이어도 된다. 또, 처리조용 히터(112)를 사용하지 않고 기체용 히터(143)로 가열한 열풍에 의해 부엌쓰레기A에 함유된 수분을 증발시키는 구성이어도 된다. 또, 응축부(120)로부터 가열실(113)로 기체를 반송하지 않는 구성이어도 된다.
또, 예를들면 도 9에 도시한 바와 같이, 응축부(120)내의 물은 양단 개구 격벽(124)의 하단이 되는 수위L보다 높은 소정 수위를 초과한 부분만큼 탱크(131)에 흐르게 하는 구성으로 해도 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 응축부(120)의 압력이나 탱크(131) 물의 양에 관계없이 하부에 기체 유로가 연통하는 것을 방지하여 항상 기체를 S자형으로 흐르게 할 수 있다.
또, 본 실시예에서는 가열실(113) 및 핀튜브(121)를 포함한 공간을 밀폐상태로 함과 동시에 부압으로 했으나, 부압으로 하지 않은 구성이어도 되고, 밀폐상태로 하지 않은 구성이어도 된다.
(제3실시예)
이하, 본 발명의 바람직한 제3실시형태를 도면을 참조하면서 설명한다. 도 10은 본 발명에 관한 음식물 찌꺼기 처리기의 개략구성도이다. 도 10에 있어서, 음식물 찌꺼기 처리기(210)는, 음식물 찌꺼기를 가열하는 가열부(220)와, 음식물 찌꺼기로부터 발생하는 수증기를 응축시키는 응축부(230)와, 응축부(230)에서 냉각된 공기를 가열부(220)에 강제로 반송하는 반환수단(240)과, 응축부(230)에서 생긴 응축수를 외부로 배출함과 동시에, 음식물 찌꺼기 처리기(210) 내부의 기압을 자동으로 조절하는 자동조절 배수수단(250)을 구비하고 있다.
가열부(220)는 연통로(212a)를 통해 응축부(230)의 일단에 연결되고, 응축부(230)의 타단은 연통로(212b)를 통해 반환수단(240)의 저압측에 연결되어 있다. 또, 반환수단(240)의 고압측은 연통로(212c) 및 분사노즐(246)을 통해 가열부(220)에 연결되어 있다. 이에 따라 음식물 찌꺼기 처리장치(210)내의 공기가 가열부(220)와 응축부(230) 사이를 순환하도록 되어 있다. 또, 반환수단(240)의 고압측에는 자동조절 배수수단(250)이 연결되어 있다.
가열부(220)는 단열구조를 가진 밀폐가능한 가열실(222)의 바닥부에 처리조 가열용 히터(224)를 설치한 것이다. 가열실(222) 상부에는 뚜껑(222a)이 설치되고, 음식물 찌꺼기(226a)를 넣은 처리조(226)를 가열실(222)내에 수납할 수 있도록 되어 있다. 또, 처리조 가열용 히터(224) 대신에 가스버너나 마이크로파에 의해 음식물 찌꺼기(226a)를 가열하도록 해도 된다.
응축부(230)는 다수의 방열핀(234, 234…)이 형성된 핀튜브(232)로 이루어져 있다. 또, 응축부(230)는 수증기를 함유한 습한 공기를 냉각하고, 응축수와 건조한 공기로 분리할 수 있는 것이면 되므로, 예를들면 도 11에 도시한 바와 같이, 다수의 파이프(236, 236…)를 비스듬하게 병설하고, 드래프트력에 의해 파이프(236, 236…)를 냉각하는 타입의 응축부(230)를 사용해도 된다. 또, 자연냉각에 한하지 않고, 예를들면 송풍 팬을 설치하여 강제냉각시키도록 해도 된다.
반환수단(240)은 순환 팬(242)으로 이루어지며, 연통로(212b)와 연통로(212c) 사이에 소정의 차압을 발생시킴으로써, 저압측으로 유도된 기체를 고압측으로 배출하도록 되어 있다. 또, 순환 팬(242)의 고압측은 연통로(212c)의 일단에 연결되고,연통로(212c)의 타단은 가열부(220)의 가열실(222) 내부에 형성된 분사노즐(246)에 연결되어 있다. 또, 연통로(212c)에는 기체 가열용 히터(244)가 설치되고, 연통로(212c)를 지나는 기체를 가열할 수 있도록 되어 있다.
자동조절 배수수단(250)은 응축수를 모아 두는 탱크(252)와, 탱크(252)의 바닥면에 면하여 늘어져 있는 도수관(254)과, 탱크(252) 측면에 형성된 배수관(256)으로 되어 있다. 도수관(254)은 연통로(212c)에 연결되고, 응축부(230)에서 응축하여, 반환수단(240)으로부터 배출된 응축수를 탱크(252)내에 유도하도록 되어 있다.
또, 배수관(256)은 탱크(252)내에 남은 응축수가 일정량에 도달했을 때, 응축수의 일부가 하수관(214)으로 배수되도록 탱크(252)의 바닥면으로부터 소정 높이로 형성되어 있다.
또, 순환 팬(242)의 고압측 최고 기압은 자동조절 배수수단(250)에 설치된 탱크(252)내의 최대 수위에서 도수관(254) 선단까지의 길이에 상당하는 위치 수두(水頭)에 의해 결정되지만, 이 위치 수두는 순환 팬(242)에 의해 발생하는 차압 이하가 되도록 구성되어 있다.
다음에, 도 10에 도시한 음식물 찌꺼기 처리기(210)의 작용에 대해 설명한다. 먼저 탱크(252)내에 응축수가 최대 수위까지 채워져 있는 상태에서 음식물 찌꺼기 처리기(210)를 사용하는 경우에 대해 도 12를 참조하면서 설명한다.
먼저, 가열실(222)의 뚜껑(222a)을 열고, 처리조(226)내에 음식물 찌꺼기(226a)를 투입하고, 뚜껑(222a)을 단는다. 이 때 가열실(222)내는 공기로 채워지고, 가열실(222)내의 기압은 대기압과 같으므로, 자동조절 배수수단(250)의 탱크(252)내 수위와, 도수관(254)내의 수위는 동일하다. 이 상태를 도시한 것이 도 12(a)이다.
다음에, 처리조 가열용 히터(224)를 온으로 하여 처리조(226)를 가열함과 동시에, 순환 팬(242) 및 기체가열용 히터(244)를 온으로 한다. 처리조 가열용 히터(224)가 온이 되면, 처리조(226)가 가열되고, 음식물 찌꺼기(226a)로부터 수증기가 발생함과 동시에, 가열실(222)내의 공기가 가열되어 팽창하므로, 가열실(222)내의 기압이 상승하지만, 순환 팬(242)이 차압을 발생시키고, 고압측에 연통로(212c) 및 도수관(254)이 연결되어 있기 때문에, 가열실(222)내의 압력상승은 팬압력을 가압하여 도수관(254)내의 응축수(258)에 전해져서 도수관(254)내에 있는 응축수(258)의 수면을 내리 누른다. 그리고, 도수관(254)내의 수면이 도수관(254)의 선단에 도달했을 때, 도수관(254)의 선단으로부터 가열실(222)내의 공기의 일부가 배출되어 가열실(222)내의 압력상승이 정지한다.이 상태를 도시한 것이 도 12(b)이다.
따라서, 이 순환경로중, 분사노즐(246)이 가장 큰 압력손실체이므로, 다시 말하면 연통로(212a) 및 응축부(230)는 압력손실이 거의 없으므로, 가열실(222)내의 압력은 도수관(254)내의 압력보다 팬압을 줄인 것이 된다.
또, 처리조 가열용 히터(224)는 처리조(226)내의 온도가 소정의 온도가 되도록 가열실(222) 바닥부에 설치된 서미스터(도시 생략)에 의해 온-오프제어된다. 또, 음식물 찌꺼기(226a)중에 랩 등이 포함되어 있는 경우, 처리조(226)의 온도가 130℃를 초과하면 랩 등이 분해되어 유해한 염소가스가 발생하므로, 처리온도는 130℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.
또, 순환 팬(242)이 온이 되면, 가열실(222)내에 잔류하고 있는 공기는 음식물 찌꺼기(226a)로부터 발생하는 수증기와 함께 응축부(230)에 강제로 반송된다. 이 때 수증기를 함유한 습한 공기는 방열핀(234, 234…)에 의해 냉각되어 이슬점이 내려가기 때문에, 수증기가 응축되어 물이 된다.
또, 음식물 찌꺼기(226a)로부터 발생한 악취성분은 그 대부분이 응축수에 녹아 들므로, 응축부(230)내의 공기는 탈취된다. 또, 가열실(222)은 자동조절 배수수단(250)의 탱크(252)내에 고여 있는 응축수에 의해 대기와 차단되어 있기 때문에, 수증기의 응축에 의해 가열실(222)로부터 연통로(212b)에 이르는 순환경로의 기압이 저하된다.
응축부(230)로부터 배출된 응축수와 건조·탈취된 공기는 연통로(212b)를 지나 순환 팬(242)에 이른다. 그리고, 응축수는 순환 팬(242)을 그냥 지나쳐서 그대로 도수관(254)으로 흘러 떨어져서 탱크(252)내에 고인다. 또, 탱크(252)로부터 넘친 응축수는 배수관(256)을 통해 하수관(214)으로 배출된다.
한편, 건조·탈취된 공기는 순환 팬(242)에 의해 증압되고, 연통로(212c)에 이른다. 이 때 응축부(230)에서 수증기가 응축됨으로써 저압측의 기압이 내려가고 있으므로, 순환 팬(242)의 고압측 기압도 그 만큼 저하된다. 그 때문에, 수증기의 응축이 진행되어 순환 팬(242)의 고압측 기압이 대기압보다 작아지면, 탱크(252)내의 응축수(258)가 도수관(254)에 의해 빨려 올라가서 도수관(254)내의 수위가 상승한다. 이 상태를 도시한 것이 도 12(c)이다.
그리고, 연통로(212c)에 이송된 공기는 기체 가열용 히터(244)에 의해 가열되어 분사노즐(246)에 이르고, 가열실(222)에 수납된 처리조(225)내의 음식물 찌꺼기(226a)쪽으로 분사노즐(246)로부터 가열된 공기가 분사된다.
이와 같이 가열실(222)내가 부압이 되어 있는 상태에서 음식물 찌꺼기(226a)에 기체 가열용 히터(244)에 의해 가열된 공기가 직접 분사되고, 또 음식물 찌꺼기(226a)로부터 발생하는 수증기는 가열실(222)내의 공기와 함께 강제로 응축부(230)에 반송되므로, 음식물 찌꺼기(226a)로부터의 수증기의 증발이 촉진된다. 또, 연통로(212c)내가 가열됨으로써 연통로(212c)내에서의 결로도 방지된다.
순환 팬(242)을 온으로 한 당초에는 수증기의 응축량이 많으므로, 연통로(212c)내의 기압은 저하 일로를 걸으며, 탱크(252)내의 응축수가 도수관(254)으로 계속해서 빨려 올라간다. 그리고, 연통로(212c)내의 기압이 좀더 내려가서 도수관(254)의 선단이 탱크(252)내에 잔류하고 있는 응축수(258)의 수면으로부터 노출된 곳에서 도수관(254)의 선단으로부터 도수관(254)내에 공기가 들어가서, 연통로(212c)내의 압력 저하가 정지한다. 이 상태를 도시한 것이 도 12(d)이다.
이와 같이 연통로(212c)내의 기압이 일정치 이하로 되었을 때, 연통로(212c)내에 공기를 넣도록 한 것은, 가열실(222)에 대한 응축수의 역류를 방지함과 당시에, 처리조(226)내의 음식물 찌꺼기(226a)로부터 발생하는 수증기를 원활하게 응축부(230)에 반송하기 위함이다. 수증기를 원활하게 응축부(230)에 반송하기 위해서는 수증기의 캐리어가 되는 공기가 일정량 이상 필요해지기 때문이다.
따라서, 자동조절 배수수단(250)을 설치함으로써, 연통로(212c)내의 기압은 탱크(252)의 용량, 도수관(254)의 길이, 단면적 및 배수관(256)의 장착위치에 따라 결정되는 최고 기압과 최저 기압의 범위내에서 자동으로 조절된다.
이상과 같이 가열실(222)내에 잔류되어 있는 공기는 건조처리가 종료되기 까지 음식물 찌꺼기(226a)로부터 발생하는 수증기의 캐리어로서 가열부(220)와 응축부(230) 사이를 순환하게 된다. 그리고, 음식물 찌꺼기(226a)중의 수분이 완전히 없어진 곳에서 처리조 가열용 히터(224) 및 기체 가열용 히터(244)를 오프로 하고, 그위에 순환 팬(242)을 오프로 하면, 음식물 찌꺼기(226a)의 건조처리는 종료된다.
다음에 본 발명에 관한 음식물 찌꺼기 처리기에 의해 정상상태에서 가열실(222)내가 부압 내지 약간의 정압으로 유지되는 원리에 대해 설명한다. 반환수단(240)의 고압측은 자동조절 배수수단(250)에 연결되어 있으므로, 반환수단(240)의 고압측 최고 기압 및 최저 기압은, 자동조절 배수수단(250)에 의해 결정된다. 즉, 고압측 기압을 P2라 하면, P2의 최대치는 탱크(252)내의 응축수(258)의 최대 수위에서 도수관(254) 선단까지의 위치 수두h1(이하, 간단히 「h1」이라 한다)와 같다.
마찬가지로, 응축수(258)의 최대 수위에서 도수관(254) 선단까지의 사이에 저장된 응축수(258)의 체적을 V0, 도수관(254)의 단면적을 a라 하면, 고압측 기압P2의 최소치는 -V0/a와 같다. 이 값을 -h2로 두면 P2의 변동범위는 다음의 수학식 1의 식으로 표시된다.
[수학식 1]
-h2≤P2≤h1
이에 대해 가열실(222)내 즉 반환수단(240)의 저압측 기압을 P1이라 하고, 반환수단(240)에 의해 발생하는 차압을 △P라 하면, P1, P2 및 △P의 사이에는 다음의 수학식 2 식이 성립된다.
[수학식 2]
P2=P1+△P
수학식 2의 식에서 다음의 수학식 3의 식을 얻을 수 있다.
[수학식 3]
P1=P2-△P
여기서 수학식 1의 식에서 P2의 최대치는 자동조절 배수수단(250)에 의해 h1 이하가 되도록 규제되어 있으므로, 수학식 3의 식에서 P1은 P2보다 △P만큼 감소한 것이며, 약간의 정압 이하가 된다. 또, h1이 △P 이하이면 P1은 항상 대기압과 등압 또는 대기압보다 부압이 됨을 알 수 있다.
따라서, 예를들면 반환수단(240)으로서 △P가 50mmAq인 순환 팬(242)을 사용하는 경우에는, h1이 40mm가 되도록 자동조절 배수수단(250)을 설게하면 P2는 40mmAq 이상이 되는 것은 아니므로, P1은 항상 부압이 되고, 가열실(222)내를 감압상태로 유지할 수 있다.
도 13은 이와 같이 구성된 음식물 찌꺼기 처리기(210)의 가열실(222)내의 기압P1 및 순환 팬(242)의 고압측 기압P2의 시간에 따른 변화의 일예를 도시한 것이다. 먼저, 처리조(226)에 음식물 찌꺼기(226a)를 넣고, 뚜껑(222a)을 닫는다. 이 때 P1 및 P2는 모두 0mmAq, 즉 대기압과 등압이다. 이 상태에서 처리조 가열용 히터(224), 순환 팬(242) 및 기체 가열용 히터(244)를 온으로 한다.
처리조 가열용 히터(224)가 온이 되면, 가열실(222)내의 온도가 상승함과 동시에, P1 및 P2도 차례로 상승하고, 얼마 안 있어 h1에 상당하는 압력이 되는 곳에서 포화한다.
또, 순환 팬(242)이 온이 됨으로써 음식물 찌꺼기(226a)로부터 발생하는 수증기가 응축부(230)에 강제로 이송되어 냉각되므로, P1 및 P2는 급격히 저하되고, 얼마 안 있어 P1 및 P2는 부압이 된다. 또, P2 및 P1의 차이는 순환 팬(242)에 의해 발생하는 차압△P와 거의 같아진다.
수증기의 응축이 진행됨에 따라 P2는 계속해서 내려가고, P2가 -h2에 상당하는 압력에 도달한 곳에서 도수관(254)의선단으로부터 공기가 새어 들어온다. 이에 따라 P1 및 P2의 압력저하가 정지된다. 또, 처리조용 히터(224)에 투입하는 열량을 일정하게 한 채 음식물 찌꺼기(226a)의 가열을 계속하면, 음식물 찌꺼기(226a)로부터 발생하는 수증기가 차례로 작아짐에 따라 응축부(230)에서 빼앗기는 열량이 작아진다.
그 결과, 음식물 찌꺼기 처리기(210)내를 순환하는 공기는 팽창되고, P1 및 P2는 차례로 증가한다. 그러나, 음식물 찌꺼기 처리기(210)내를 순환하는 공기를 계속해서 가열해도 P2의 상한치는 상술한 바와 같이 h1에 제한되어 있으므로, 순환 팬(242)에 의해 발생하는 차압△P이 h1 이상인 경우에는 P1이 정압이 되는 일은 없다.
이에 따라 가열부(220)에 있어서의 수증기 발생과 응축실(230)에 있어서의 수증기의 응축이 연속적으로 진행되는 정상상태에서는 가열부(220)에 투입하는 열량과 응축부(230)에서 빼앗는 열량의 균형을 맞추지 않아도 가열실(222)내의 기압은 항상 부압 혹은 약간의 정압으로 유지된다. 또, 정상상태에 있어서 가열실(222)내의 기압이 항상 부압 혹은 약간의 정압으로 유지됨으로써, 가열실(222)의 기밀성이 그 만큼 높지 않은 경우에도 가열실(222)로부터 악취나 수증기가 새지 않는다.
또, 건조처리의 초기상태에 있어서 가열실(222)은 정압으로 되어 있으나, 그 값은 비교적 작고, 또 음식물 찌꺼기(226a)의 건조처리에 요하는 통산시간에 비하면 아주 짧은 시간이므로, 저렴한 시일부재를 사용한 경우에도 악취 및 수증기가 누출되는 일은 없다.
다음에, 탱크(252)내에 응축수가 고여 있지 않은 상태에서 음식물 찌꺼기 처리기(210)를 사용하는 경우에 대해 설명한다. 처리조(226)에 음식물 찌꺼기(226a)를 넣고 뚜껑(222a)을 닫고, 처리조 가열용 히터(224), 순환 팬(242) 및 기체 가열용 히터(244)를 온으로 하면, 수증기가 발생함과 동시에 가열실(222)내의 공기가 팽창한다.팽창한 공기는 그대로 연통구멍(212c)을 통해 자동조절 배수수단(240)으로부터 하수관(214)으로 배출된다. 따라서, 가열실(222)내의 기압은 대기압보다 △P만큼 낮은 값이 되므로, 가열실(222)로부터 악취 및 수증기가 누출되지 않는다.
또, 음식물 찌꺼기(226a)로부터 발생하는 수증기는 응축부(230)에 의해 응축되어 응축수가 되고, 응축수는 반환수단(240) 및 도수관(254)을 통해 탱크(252)내에 고인다. 그리고, 도수관(254)의 선단이 탱크(252)내에 고인 응축수(258)의 수면 이하가 되는 곳에서 가열실(222)이 대기와 차단된다.
그 이후에는 처음부터 탱크(252)내에 응축수가 채워져 있는 경우와 마찬가지로, 가열실(222)내의 기압이 자동조절 배수수단(250)에 의해 자동으로 조절되면서, 음식물 찌꺼기(226a)의 건조가 진행된다. 또, h1이 △P 이하인 경우에는 정상상태에 있어서 P1이 항상 부압으로 유지되는 점도 동일하다.
이상, 본 발명에 따른 실시형태에 대해 상세히 설명했으나, 본 발명은 상기 실시형태에 아무런 한정을 받지 않으며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위내에서 여러 변형이 가능하다.
예를들면, 상기 실시형태에서는 처리조용 히터(224)를 온으로 함과 동시에, 순환 팬(242) 및 기체 가열용 히터(244)를 작동시키고 있으나, 처리조용 히터(224)에 의해 가열을 개시하고 나서 소정시간 경과후에 순환 팬(242) 및 기체 가열용 히터(244)를 작동시켜도 된다. 또, 응축부(230)내나 가열실(222)내의 온도, 습도, 압력, 자동조절 배수수단(250)의 탱크(252) 수위 등을 검지하고, 그 검출치에 의거해서 순환 팬(242) 및 기체 가열용 히터(244)를 작동시켜도 된다.
또, 상기 실시형태에서는 연통로(212c)를 흐르는 기체를 기체 가열용 히터(244)를 사용하여 가열함으로써, 부엌쓰레기A로부터 수증기의 발생을 촉진시키도록 하고 있으나, 기체 가열용 히터(244)는 반드시 필요하지 않다. 또, 처리조용 히터(224)를 사용하지 않고, 기체 가열용 히터(244)만을 사용하여 가열한 열풍에 의해 음식물 찌꺼기(226a)에 함유된 수분을 증발시키도록 해도 된다.
또, 상기 실시형태에서는 자동조절 배수수단(250)은 탱크(252)와 탱크(252)의 바닥면에 면하여 늘어져 있는 도수관(254) 및 배수관(256)으로 구성되어 있으나, 응축부(230)로부터 흘러드는 응축수를 하측으로 흐르게 하는 하행유로와, 하행유로에서 일단 올라가는 상행유로와, 상행유로에서 다시 내려가서 하수관에 연통하는 배수유로로 이루어진 S자관을 사용해도 되며, 이에 따라 상기 실시형태와 같은 효과를 얻을 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 대해 설명했으나, 본 발명은 이러한 실시예에 아무런 한정을 받지는 않으며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 형태로 실시할 수 있음은 물론이다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 청구항1 기재의 음식물 찌꺼기 처리기에 의하면, 가열부내의 수증기를 많이 함유한 기체를 응축부에 원활하게 흐르게 함과 동시에, 응축부에서 냉각되어 수증기의 함유량이 적어진 기체를 다시 가열부로 반송함으로써, 음식물 찌꺼기에 함유된 수분을 효율적으로 증발시킬 수 있음과 동시에, 그 수증기를 효율적으로 응축시킬 수 있기 때문에, 건조성능을 높일 수 있다.
또, 본 발명의 청구항2 기재의 음식물 찌꺼기 처리기에 의하면, 연통로와 팬에 의해 간단한 구성으로 실현할 수 있다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 청구항3 기재의 음식물 찌꺼기 처리기에 의하면, 수증기를 함유한 기체를 S자형으로 유도함으로써 수증기와 판의 내면을 접촉하기 쉽게 하여 냉각효율을 높일 수 있으며, 그위에 2매의 판을 중첩한 간단한 구조에 의해 낮은 비용으로 실현할 수 있다.
도, 본 발명의 청구항4 기재의 음식물 찌꺼기 처리기에 의하면, 판이 연직이 되도록 설치함으로써, 외기를 드래프트력에 의해 외부면을 따라 상측으로 흐르기 쉽게 하여 냉각효율을 높일 수 있다. 또, 유로에서 응축한 물을 하부에서 연통시킴으로써 고인 물에 의해 유로가 막히는 것을 방지할 수 있음과 동시에, 기체는 연통시키지 않고 S자형으로 흐르게 함으로써 냉각효율을 높일 수 있다.
또, 본 발명의 청구항5 기재의 음식물 찌꺼기 처리기에 의하면, 밀폐공간내의 압력이 저하되어 응축수 고임부의 배수로측 수위가 소정의 밀페수위까지 하강하면 배수로측 공기가 밀폐공간내에 흡인되는 구성에 의해, 응축부내의 물의 수위가 너무 상승함으로서 기체유로가 막히는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 발명의 청구항6 기재의 음식물 찌꺼기 처리기에 의하면, 가열부내의 수증기를 많이 함유한 기체를 응축부로 원활하게 흐르게 함과 동시에, 응축부에서 냉각되어 수증기의 함유량이 적어진 기체를 다시 가열부로 반송함으로써, 음식물 찌꺼기에 함유된 수분을 효율적으로 증발시킬 수 있음과 동시에, 그 수증기를 효율적으로 응축시킬 수 있기 때문에, 건조성능을 높일 수 있다. 또, 수증기의 함유량이 적어진 기체를 음식물 찌꺼기에 분사함으로써, 수분의 증발을 촉진시킬 수 있다.
본 발명의 청구항7 기재의 음식물 찌꺼기 처리기에 의하면, 가열실에서 발생한 수증기를 함유한 기체를 응축부에 강제로 보내고, 응축부로부터 배출된 기체를 가열실에 강제로 반송하는 반환수단과, 응축수를 외부로 배출함과 동시에, 가열실내의 기압을 자동으로 조절하는 자동조절 배수수단을 구비한 음식물 찌꺼기 처리기에 있어서, 상기 반환수단의 고압측에 상기 자동조절 배수수단을 연통시키도록 했으므로, 가열실내의 기압은 약간의 정압 이하가 되어 가열실로부터의 악취나 수증기의 누출을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
또, 본 발명의 청구항8 기재의 음식물 찌꺼기 처리기에서는, 상기 반환수단의 고압측 최대 기압과 대기압의 차이가 상기 반환수단에서 발생하는 차압 이하가 되도록 한 경우에는, 정상상태에서 가열부내의 기압을 항상 부압으로 할 수 있으며, 가열부에 투입하는 열량과 응축부에서 빼앗는 열량의 균형을 맞추지 않아도, 가열부로부터의 악취나 수증기의 누출을 방지할 수 있어서, 음식물 찌꺼기 처리기의 조작이 간략해진다는 효과가 있다.
그 때문에, 이것을 예를들면 일반 가정의 실내에서 사용하는 음식물 찌꺼기 처리기로 사용하면, 악취누출, 수증기 배출에 의한 습도상승, 열원으로 인한 온도상승 등에 기인하는 실내환경의 악화를 일으키지 않고 부엌쓰레기 등의 부패방지·탈취처리가 가능해지는 것으로, 산업상 그 효과가 매우 큰 발명이다.
도 1은 제1실시예로서의 음식물 찌꺼기 처리기의 개략구성도,
도 2는 또다른 예로서의 차단배수부의 개략구성도,
도 3은 또다른 예로서의 응축부의 개략구성도,
도 4는 제2실시예로서의 음식물 찌꺼기 처리기의 개략구성도,
도 5는 응축부의 설명도,
도 6은 응축부 및 차단배수부의 수위를 도시한 설명도,
도 7은 응축부 및 차단배수부의 수위를 도시한 설명도,
도 8은 또다른 예로서의 음식물 찌꺼기 처리기의 개략구성도,
도 9는 또다른 예로서의 음식물 찌꺼기 처리기의 개략구성도,
도 10은 제3실시예로서의 음식물 찌꺼기 처리기의 개략구성도,
도 11은 다수의 파이프를 구비한 응축부의 개략구성도,
도 12는 가열실내의 기압과 탱크내의 수위 변화의 관계를 설명하는 도면,
도 13은 건조처리시 가열실내의 기압 및 순환 팬의 고압측 기압의 경시변화를 도시한 도면,
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10:가열부 11:처리조
13:가열실 20:응축부
21:핀 튜브 30:차단배수부
31:S자관 40:반환부
41:반환관 42:팬
43:기체용 히터 44:노즐
110:가열부 113:가열실
120:응축부 121, 122:금속판
123:하단 개구 격벽 124:양단 개구 격벽
130:차단배수부 131:탱크
140:반환부 141:반환관
210:음식물 찌꺼기 처리기 220:가열부
226a:음식물 쓰레기 230:응축부
240:반환수단 250:자동조절 배수수단

Claims (2)

  1. 부엌쓰레기 등의 음식물 찌꺼기를 가열하는 가열부와, 상기 가열부와 연통되어 상기 음식물 찌꺼기로부터 발생하는 수증기를 함유한 기체를 냉각하는 응축부와, 상기 응축부에서 응축한 물을 외부로 배수함과 동시에, 상기 가열실의 기압을 자동으로 조절하는 자동조절 배수수단과, 상기 응축부에서 냉각한 기체를 상기 가열부에 강제로 반송하는 반환수단을 구비하고, 상기 반환수단의 고압측에 상기 자동조절 배수수단을 연통시킨 것을 특징으로 하는 음식물 찌꺼기 처리기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반환수단의 고압측 최고 기압이 상기 반환수단에서 발생하는 차압 이하가 되도록 한 것을 특징으로 하는 음식물 찌꺼기 처리기.
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