KR100893058B1 - 미생물을 함유한 바이오세라믹 볼과 천연고무 담체부재를이용한 음식물쓰레기의 분해처리장치 및 분해처리방법 - Google Patents
미생물을 함유한 바이오세라믹 볼과 천연고무 담체부재를이용한 음식물쓰레기의 분해처리장치 및 분해처리방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 미생물을 함유한 바이오세라믹 볼과 천연고무 담체부재를 이용한 음식물쓰레기의 분해처리장치 및 분해처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가정이나 식당 등에서 발생하는 음식물쓰레기를 박테리아와 같은 미생물을 이용하여 완전하게 분해하여 처리하기 위해서, 음식물쓰레기 분해처리장치에 미생물의 왕성한 번식을 제공하는 천연고무 담체부재 및 고강도 세라믹볼을 수납하여서, 음식물을 분쇄하고 분해할 수 있도록 환경을 제공함으로서 청결하게 음식물쓰레기를 처리할 수 있는 미생물을 함유한 바이오세라믹 볼과 천연고무 담체부재를 이용한 음식물쓰레기의 분해처리장치 및 분해처리방법을 제안한다.
음식물쓰레기, 분해, 세라믹볼, 담체부재.
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음식물쓰레기 분해처리장치의 외관을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 분해처리장치의 내부를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 분해처리장치의 구성을 분리하여 도시한 분리사시도.
도 4는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 분해처리장치의 분해조에 혼합되는 세라믹볼 및 담체부재를 도시한 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 분해처리장치의 교반수단를 구성하는 축어셈블리의 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 분해처리장치의 교반수단과 배수수단의 구성 및 작동상태를 도시한 부분단면도.
도 7은 본 발명에 따른 세라믹볼의 내부구조를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 담체부재를 나타내는 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 분해처리장치의 영양제공급수단을 도시 한 개략도.
도 10은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 분해처리장치의 부유물분해수단을 도시한 개략도.
도 11은 본 발명의 음식물쓰레기 분해처리장치의 처리방법을 도시한 블럭도.
도 12내지 14는 본 발명장치의 다른 실시예가 표현된 도면.
도 15a내지 15d는 본 발명에 따른 세라믹볼의 다양한 형상을 도시한 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 외부케이싱 20: 상면
30: 전면 40: 좌측면
100: 분해조 102: 수용부
110: 내부투입구 114:차단도어 120: 베이스판 132: 교반모터
134: 축어셈블리 135: 씰링
136: 연결부재 150: 장력조절수단
152: 조절풀리 160: 세라믹볼
164: 표피층 166: 담체부재
167: 다공질 172: 수분공급배관
174: 수분공급밸브 176: 분사노즐
182: 강제배기배관 184: 흡입팬
190: 히터 198: 배수수단
200: 집수통 202: 배출관
203: 하수통 204: 하수관
210: 세척수관 212: 세척수밸브
240: 콘트롤박스 242: 조작버튼
244: 디스플레이부 250: 전원스위치
본 발명은 미생물을 함유한 바이오세라믹 볼과 천연고무 담체부재를 이용한 음식물쓰레기의 분해처리장치 및 분해처리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가정이나 식당 등에서 발생하는 음식물쓰레기를 박테리아와 같은 미생물을 이용하여 완전하게 분해하여 처리하기 위해서, 음식물쓰레기 분해처리장치에 미생물의 왕성한 번식을 제공하는 천연고무 담체부재 및 고강도 세라믹볼을 수납하여서, 음식물을 분쇄하고 분해할 수 있도록 환경을 제공함으로서 청결하게 음식물쓰레기를 처리할 수 있는 미생물을 함유한 바이오세라믹 볼과 천연고무 담체부재를 이용한 음식물쓰레기의 분해처리장치 및 분해처리방법에 관한 것이다.
최근 들어, 음식물쓰레기로 인한 환경오염에 대한 관심이 높아져 감에 따라 미생물을 이용한 음식물쓰레기 처리장치 및 처리방법이 다양하게 연구되고 있으며, 일반적으로 음식물쓰레기를 소정의 가압장치로 가압하여 음식물쓰레기에 포함된 수분을 제거하고 음식물을 잘게 파쇄함으로써, 음식물쓰레기의 중량을 줄여 배출하는 음식물쓰레기 처리장치가 주류를 이루고 있다.
따라서, 이와 같은 음식물쓰레기 처리장치를 이용하면, 음식물쓰레기의 수분이 제거되므로, 수분으로 인한 음식물쓰레기의 악취발생을 방지하여 환경오염을 줄일 수 있고, 음식물쓰레기의 처리비용을 절감할 수 있다.
그런데, 종래의 기술에 따른 음식물쓰레기 처리장치는 실질적으로 음식물을 완전히 분해하여 처리하기 보다는, 이러한 음식물쓰레기 처리장치를 통해 수분이 부분적으로 제거하고 부피가 줄어든 상태의 음식물쓰레기를 별도로 수거하여 처리해야 하는 문제점이 여전히 잔재하였다.
또한, 이러한 음식물쓰레기 처리기에서는 음식물의 분쇄 및 압착 시 발생되어 흘러나가는 하수에 대한 별도의 정화장치가 구비되지 않아 그대로 하수관으로 배출되어 하수관 내벽 및 하천을 오염시키는 문제점이 있다.
그리고, 이와 같은 종래의 음식물쓰레기처리장치에 의해 분쇄되고 압착된 음식물 찌꺼기 중 일부는 사료 또는 비료로 재활용되기는 하나, 대부분이 매립에 의존하고 있다. 따라서 이로 인한 환경오염이 심각한 실정이다.
즉, 이렇게 버려지는 쓰레기는 분해되면서 악취가 심하게 발생하고 병원균이 자생하여 인간의 건강 및 위생에 직접 또는 간접적인 악영향을 끼치고 있으며, 또한 상수원을 오염시키는 문제가 되고 있다.
한편, 종래의 음식물쓰레기 처리기에서도 음식물을 잘게 분쇄하거나 섞기 위 해 교반수단이 사용된다. 그러나 이러한 교반수단은 하나의 축어셈블리로 음식물을 교반시키므로, 축어셈블리를 구동하는 모터에 부하가 많이 가중되어 고장의 원인이 되는 한편, 한번에 많은 양의 음식물을 교반시킬 수 없는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 개선하고자, 본 발명의 발명자에 의해 앞서 제안된 특허 제: 10-2005-86813호,(명칭: 음식물쓰레기 처리기의 교반장치)와, 특허 제: 10-2005-86827호 (명칭: 음식물쓰레기 분해처리장치의 처리방법) 등이 있으며, 이는 음식물쓰레기를 분쇄하고 분해처리하기 위한 미생물균이 서식할 수 있도록 다공질의 세라믹볼을 사용하였다.
그러나, 종래의 기술은 세라믹볼이 미생물의 서식을 유도하여 분해하는 역할보다는 분쇄하는 기능에만 치중됨에 따라 상대적으로 세라믹볼의 강도를 보강하여야 하는 필요성이 요구되었다. 이는, 미생물의 생장을 위해서는 기존의 세라믹볼에서 제공되는 다공질의 비율을 증가시켜야 하고 다공질의 증가에 따라 볼의 강도가 상대적으로 취약해짐으로 혼합 시 세라믹볼의 마모현상이 급격히 진행되었던 것이다.
이러한 마모현상은 세라믹볼의 표면층에 존재하는 다수의 다공질을 급속히 감소시켜 결과적으로는 미생물의 서식 및 생장이 불가능한 상태가 되며, 마모 시 발생하는 가루는 분해조의 바닥에 찌꺼기와 함께 쌓여 누적되거나, 배수관을 막아 음식물처리기 수조 속에 침전됨으로 관로의 역류현상 및 기능장애를 유발하고 잦은 관리를 필요로 하는 문제점이 있었다.
또한, 음식물쓰레기 처리기가 초기 수개월간은 정상적으로 작동되기는 하나, 장시간 사용함에 따라 세라믹볼의 마모로 인해 쓰레기를 분쇄하는 기능이 저하됨은 물론, 다공질의 감소로 인해 미생물의 서식이 불가능하여 처리기의 성능이 급격히 저하되는 현상이 발생하였다.
보다 상세하게는, 종래의 세라믹볼은 압축강도를 10~200kg/cm2로 규정하고 있는 반면, 상기의 압축강도는 강도가 상대적으로 낮아 마모되기 쉬우며, 음식물쓰레기와 함께 혼합되면서 분쇄 시, 교반날개 및 상호간의 마찰로 인해 마모가 촉진되고 급격한 손상을 유발하는 문제점이 발생하는 것이다.
그리고, 상기 분해조에 장착된 교반축의 틈새로 쓰레기에서 발생되는 물, 즉 하수가 누설되어 심한 악취와 더불어 장치 및 주위를 오염시키는 단점이 있었던 것이다.
따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 음식물쓰레기 분해처리장치에 세라믹볼의 강도를 보강하고, 세라믹볼과 함께 천연성분의 발포 담체부재를 혼합하여 제공함으로서, 교반수단 및 세라믹볼 간의 상호 충돌 및 마찰을 현저히 완화하며, 미생물의 왕성한 서식 및 생장환경을 제공할 수 있어서 음식물쓰레기를 분쇄 및 분해하여 처리하도록 하는 미생물을 함유한 바이오세라믹 볼과 천연고무 담체부재를 이용한 음식물쓰레기의 분해처리장치 및 분해처리방법을 제공하고자 함에 있다.
이하에서는 본 발명을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 하기에서 설명되는 본 발명의 바람직한 실시 예는 본 발명의 기술적 범위를 한정하려는 것은 아니며, 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자에게 본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하려는 것이다. 도면상에서 동일한 도면부호는 동일한 요소를 지칭한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 음식물쓰레기와, 미생물균이 서식하는 세라믹볼이 담겨지는 분해조와; 교반모터와 연동하는 교반수단과, 하수를 배출하는 배수수단이 구비된 음식물쓰레기 분해처리장치에 있어서; 상기 분해조에는, 상기 다공질의 담체부재가 제공되어서 상기 교반수단에 의해 세라믹볼과 함께 교반되며; 상기 배수수단은, 상기 분해조의 하단부와 연통된 하수통과, 상기 하수통은 분해조와 연결된 순환펌프가 구비되며; 상기 세라믹볼은, 압축강도가 250kg/cm2에서부터 500kg/cm2이내의 범위를 가지는 세라믹스로 이루어지고, 미세구멍의 직경이 1㎛ 이내로 형성되며; 상기 담체부재는, 천연고무 40~80%, 폴리비닐알콜 5~20중량%, 활성탄 5~25중량%, 발포제 10~15중량%의 구성비로 이루어진 스펀지부재이며; 상기 분해조에 제공되는 세라믹볼과 담체부재가 1:1의 혼합비로 제공되며; 상기 교반수단은, 회전동력을 발색시키는 교반모터와, 상기 교반모터의 동력으로 회동하는 교반축과, 상기 교반축에 결합되어 음식물을 혼합하는 교반날개를 포 함하는 구성을 가지며; 상기 교반날개는 '~'형상으로 완만한 곡면으로 형성되며; 상기 교반축에는 씰링(Sealing)이 구비됨을 특징으로 하는 음식물쓰레기 분해처리장치를 제안한다.
도 1 및 도 2에는 본 발명에 의한 음식물쓰레기 분해처리장치의 외관과 내부의 사시도가 각각 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명에 의한 음식물쓰레기 분해처리장치의 분해사시도가 도시되어 있다. 상기 도면들을 참조하면, 본 발명에서 구현하고자하는 음식물쓰레기 분해처리장치는 외관을 형성하는 외부케이싱(10)과, 상기 외부케이싱(10)의 내부에 구비되어 음식물을 교반시키는 교반수단,
그리고 미생물균에 의해 음식물을 분해하여 소멸시키는 소화수단과,
상기 소화수단에 수분을 공급하는 수분공급수단과,
상기 소화수단에서 발생되는 악취를 제거하고 공기를 공급하는 강제배기수단과,
상기 소화수단에 영양제를 공급하는 영양공급수단과,
상기 소화수단과 음식물이 담겨지는 분해조(100)와,
상기 소화수단에 열기를 공급하는 히터(190)와, 상기 분해조(100) 내부로 음식물이 투입되는지의 여부를 감지하는 음식물감지수단과,
상기 각 수단과 전체적인 작동을 제어하는 제어수단과,
상기 분해조의 하단부와 연통된 배수수단(198)과,
상기 수분공급수단과 강제배기수단과 영양공급수단을 포함하여 미생물이 생존 가능한 환경을 제공하는 미생물관리수단 등으로 이루어진다.
상기 외부케이싱(10)은 도시된 바와 같이, 다수의 평판으로 이루어져 전후 좌우는 물론 상부를 차폐하도록 형성되며, 상부외관을 형성하는 상면(20)의 전반부는 전방으로 갈수록 점차 낮아지는 경사면(20')으로 이루어진다. 그리고, 상기 경사면(20')에는 소정 크기의 외부투입구(22)가 관통 형성되고, 이러한 외부투입구(22)는 투입구도어(24)에 의해 선택적으로 차폐된다. 상기 투입구도어(24)는 상단부가 경첩 등에 의해 상기 경사면(20')에 체결되어, 사용자가 하단을 들어올려 개방시킬 수 있도록 구성되며, 이러한 투입구도어(24)에는 사용자의 파지를 용이하게 하는 도어손잡이(도시되지 않음)가 더 형성되기도 한다.
상기 외부투입구(22)의 좌측에는 도어센서(26)가 더 설치된다. 상기 도어센서(26)는 상기 투입구도어(24)의 개폐를 감지하는 것으로, 상기 투입구도어(24)와 상기 경사면(20')의 접촉 여부에 따라 투입구도어(24)의 개폐 여부를 감지하거나 적외선을 발사하여 투입구도어(24)의 개폐를 감지하는 적외선센서 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 이와 같은 도어의 개폐 감지 센서는 일반적으로 널리 사용되는 것이므로, 여기서는 상세한 구성은 생략한다.
상기 도어센서(26)에 의해 감지되는 신호는 상기 제어수단에 전달되고, 상기 제어수단은 이러한 도어센서(26)로부터 전달되는 정보에 따라 상기 교반수단의 작동을 제어한다. 즉, 상기 제어수단은 상기 도어센서(26)의 감지에 따라 상기 투입구도어(24)가 개방되는 경우에는 일정시간 동안 상기 교반수단이 작동되도록 제어하게 된다. 상기 외부케이싱(10)의 전면(30) 하단부에는 전면점검구(32)가 관통 형성된다. 상기 전면점검구(32)는 전면도어(32')에 의해 개폐 가능하도록 설치된다. 따라서, 사용자는 상기 전면도어(32')를 개방시킨 상태에서 상기 전면점검구(32)를 통해 아래에서 설명할 수도레버(222) 등과 같은 내부의 부품 상태를 점검할 수 있게 된다.
상기 외부케이싱(10)의 전면(30) 좌측 부분에는 스위치점검구(34)가 관통 형성되며, 이러한 스위치점검구(34)는 스위치도어(34')에 의해 개폐된다. 따라서, 사용자는 상기 스위치도어(34')를 개방시킨 상태에서 아래에서 설명할 전원스위치(250)를 외부에서 용이하게 조작할 수 있게 된다.
상기 외부케이싱(10)의 좌측면(40) 하단부에는 측면점검구(42)가 관통 형성되며, 이러한 측면점검구(42)는 측면도어(42')에 의해 개폐된다. 상기 측면도어(42')는 사용자가 외부에서 아래에서 설명할 교반모터(132) 등의 부품을 용이하게 점검할 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기 분해조(100) 내부에는 소정의 공간이 형성되며, 이러한 내부의 공간에는 상기 소화수단과 음식물 등이 적치된다. 상기 분해조(100)는 상방이 개구되어 있으며, 하단부에는 아래에서 설명할 세라믹볼(160)과 담체부재(166) 및 음식물이 쌓이는 수용부(102)가 반원형상으로 성형된다.
보다 상세하게 살펴보면, 상기 분해조(100)의 하단부는 아래에서 설명할 교반날개(134c)의 궤적과 대응되는 반원형상의 수용부(102)가 형성된다. 즉, 상기 수용부(102)는 내주면이 아래에서 설명할 교반날개(134c)가 회전할 때의 최외측 부분의 궤적보다 큰 반경을 가지도록 형성되어, 교반날개(134c)의 회전시 분해조(100)의 수용부(102) 내면과 간섭이 일어나지 않도록 구성된다. 바람직하게는, 상기 교 반날개(134c)의 회전반경과 분해조(100) 내면의 사이의 간격을 25mm로 유지도록 함으로써, 교반이 원활하도록 함은 물론, 교반효율을 극대화시킬 수 있는 것이다. 이는 간격이 25mm 이하일 경우, 상기 분해조 내면과 교반날개의 사이에 음식물 및 볼과 담체부재가 걸리는 현상이 발생되며, 25mm 이상일 경우, 교반이 재대로 이루어지지 못하여 음식물의 분쇄가 원활하지 못하는 것이다.
그리고, 상기 수용부(102)는 전후에 각각 형성된다. 즉, 상기 수용부(102)는 상대적으로 전방에 형성되는 제1수용부(102')와 후방에 형성되는 제2수용부(102")로 이루어진다. 따라서, 이러한 제1수용부(102')와 제2수용부(102")에는 아래에서 설명할 제1교반축(134a')과 제2교반축(134a")이 각각 구비된다.
상기 제1수용부(102')와 제2수용부(102")의 높이는 서로 다르게 형성된다. 보다 구체적으로는 상기 제1수용부(102')는 상기 제2수용부(102")보다 상대적으로 낮은 위치에 형성된다.
그리고 상기 수용부는 음식물쓰레기의 처리양에 따라 증감될 수 있을 것이다.
상기 분해조(100)의 상단에는 테이블(104)이 수평으로 구비된다. 상기 테이블(104)은 상기 분해조(100)의 상부를 차폐하는 것으로, 좌우길이는 상기 분해조(100)의 좌우 길이보다 더 큰 크기를 가지도록 형성됨이 바람직하다.
상기 테이블(104)에는 상하로 관통되는 상측개방구(104')가 형성된다. 상기 상측개방구(104')는 상기 분해조(100) 내부로 아래에서 설명할 세라믹볼(160)과 담체부재(166) 등을 투입하기 위한 것으로, 이러한 상측개방구(104')는 상면커 버(106)에 의해 선택적으로 차폐된다.
상기 분해조(100)의 상단 전반부는 상기 외부케이싱(10)의 전반부에 형성되는 경사면(20')과 대응되는 경사를 가지도록 형성되며, 여기에는 내부투입구(110)가 관통 형성된다. 상기 내부투입구(110)는 음식물 등이 상기 분해조(100) 내부로 투입되는 입구가 된다.
상기 내부투입구(110)의 선단에는 안내면(112)이 형성된다. 상기 안내면(112)은 후방으로 갈수록 그 높이가 점차 낮아지도록 경사지게 형성되어, 상기 분해조(100)로 투입되는 음식물이 원활하게 유입되도록 안내한다. 즉, 음식물이 상기 안내면(112) 상면을 따라 슬라이딩하여 상기 분해조(100) 내부로 투입되어 상기 수용부(102)에 적치되는 것이다.
상기 내부투입구(110)는 차단도어(114)에 의해 차폐된다. 상기 차단도어(114)는 회동 가능하게 설치된다. 보다 구체적으로는 상기 차단도어(114)의 상단은 경첩(114')에 의해 상기 분해조(100)의 상단에 회동 가능하게 설치되어, 음식물쓰레기의 무게와 중력으로 회동된다. 따라서, 상기 차단도어(114)는 자체의 하중에 의해 하부로 드리워지게 되어, 하단이 상기 안내면(112)의 후단에 접하게 된다. 이렇게 되면, 상기 내부투입구(110)는 차폐된다. 즉 음식물을 투입하는 경우에는 상기 차단도어(114)는 상단을 축으로 회전하여 후방으로 밀려 개방되고, 음식물이 완전히 투입된 다음에는 다시 수직을 유지함으로써 상기 내부투입구(110)를 통한 악취의 방출을 방지하게 된다.
그리고, 상기 분해조(100)의 좌우 측면에는 아래에서 설명할 교반축(134a)이 삽입되어 걸리는 축삽입공(116)이 관통 형성된다. 즉, 상기 분해조(100)의 측면 전반부에는 아래에서 설명할 제1교반축(134a')의 양단이 삽입되어 걸리는 제1축삽입공(116')이 관통 형성되고, 상기 분해조(100)의 측면 후반부에는 아래에서 설명할 제2교반축(134a")의 양단이 삽입되어 걸리는 제2축삽입공(116")이 관통 형성된다.
상기 분해조(100)의 하측에는 하부 외관을 형성하는 베이스판(120)이 구비된다. 상기 베이스판(120)은 상기 외부케이싱(10)의 하단 크기와 대응되는 사각평판으로 이루어지며, 이러한 베이스판(120)의 상면에는 다수의 부품이 고정 설치된다. 상기 베이스판(120)과 분해조(100)는 소정간격 이격 설치됨이 바람직하며, 이러한 분해조(100)는 다수의 지지대(122)에 의해 지지된다. 상기 지지대(122)는 소정의 크기를 가지는 프레임으로 이루어져, 상기 분해조(100)의 네 모퉁이에 설치된다. 따라서, 이러한 4개의 지지대(122) 하단은 상기 베이스판(120)에 접하고, 상기 지지대(122)의 상단부는 상기 분해조(100)에 접하게 되어 분해조(100)가 고정된다.
상기 교반수단은, 회전동력을 발생시키는 교반모터(132)와, 상기 교반모터(132)로부터 공급되는 동력에 의해 회전하여 상기 분해조(100) 내부의 음식물을 혼합하는 한 쌍의 축어셈블리(134)와, 상기 교반모터(132)에서 발생되는 동력을 상기 한쌍의 축어셈블리(134)로 전달하는 연결부재(136) 등으로 이루어진다.
상기 교반모터(132)는 베이스판(120)의 상면에 고정 설치되어 외부로부터 공급되는 전원에 의해 회전동력을 발생한다. 따라서, 이러한 교반모터(132)에 의해 발생되는 회전동력은 교반모터(132)의 일측에 돌출 형성된 모터풀리(132')를 통해 아래에서 설명할 연결부재(136)로 전달되어 상기 축어셈블리(134)가 회전되도록 한 다.
또한, 상기 교반모터(132)는, 정방향 및 역방향의 회전이 가능하도록 구성된다. 즉, 상기 교반모터(132)는 사용자의 선택에 따라 정회전 또는 역회전이 가능하도록 구성됨이 바람직하다. 따라서, 상기 축어셈블리(134)가 정회전 하다가 축어셈블리(134)에 이물이 감겨 회전이 어렵게 되면, 상기 교반모터(132)는 역회전하여 이물이 상기 축어셈블리(134)로부터 분리되도록 한다.
도 5는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 분해처리장치의 교반수단을 구성하는 축어셈블리의 구성을 나타내는 도면이다.
상기의 도면들을 참조하면, 상기 축어셈블리(134)는, 상기 분해조(100) 내부를 가로질러 설치되는 교반축(134a)과, 상기 교반축(134a)의 일단에 구비되며 상기 연결부재(136)가 걸리는 축풀리(134b)와, 상기 교반축(134a)의 외면에 다수 설치되어 상기 분해조(100) 내부의 음식물을 혼합하는 교반날개(134c)와, 교반축(134a)에 결합되어 분해조 내의 물이 누설되지 않도록 방지하는 씰링(135: Sealing) 등으로 이루어진다.
상기 축어셈블리(134)는 상기에서 설명한 바와 같이 한 쌍이 설치된다. 보다 구체적으로 살펴보면, 상대적으로 전방에 설치되는 제1축어셈블리(134')와 제2축어셈블리(134")로 나누어진다. 따라서, 상기 제1축어셈블리(134')는 상기에서 설명한 분해조(100)의 제1수용부(102') 상측에 위치되며, 상기 제2축어셈블리(134")는 상기에서 설명한 분해조(100)의 제2수용부(102") 상측에 위치된다.
상기 한 쌍의 축어셈블리(134)는 서로 그 설치높이가 상이하게 설치된다. 즉, 상기 제1축어셈블리(134')는 상기 제2축어셈블리(134")보다 상대적으로 낮은 위치에 설치된다. 그리고, 상기 교반축(134a)과 축풀리(134b)도 상기 제1축어셈블리(134')에 형성되는 제1교반축(134a')과 제1축풀리(134b')와, 상기 제2축어셈블리(134")에 형성되는 제2교반축(134a")과 제2축풀리(134b")로 나누어진다. 따라서 상기 제1교반축(134a')의 양단은 상기 제1축삽입공(116')에 삽입되고, 상기 제2교반축(134a")의 양단은 상기 제2축삽입공(116")에 삽입된다.
상기 교반날개(134c)는 상기 교반축(134a)에 대하여 일정한 비틀림각도를 가지도록 형성된다. 이처럼 상기 교반날개(134c)가 상기 교반축(134a)에 대해 비틀림각도를 가지도록 형성하는 이유는 상기 축어셈블리(134)의 회전 시 음식물과 세라믹볼(160) 및 담체부재(166)에 의한 부하를 줄이기 위함이다. 특히, 교반날개(134c)가 '~'형상으로 완만한 곡면으로 굽어지게 형성되는 것이 바람직하며, 이는 교반 시, 부하를 현저히 감소시킴은 물론, 보다 원활하게 교반이 이루어진다.
상기 축풀리(134b)는 고정키(260)에 의해 상기 교반축(134a)의 일단에 고정 설치된다. 따라서, 상기 축풀리(134b)와 교반축(134a)의 좌측단(도 5에서)에는 서로 대응되는(마주보는) 키홈(262)이 각각 형성된다.
상기 교반날개(134c)는, 상기 교반축(134a)으로부터 일정 거리 이격된 위치에 설치되어 음식물과 상기 세라믹볼(160)에 직접적으로 접촉하여 혼합하는 날개부(270)와, 상기 날개부(270)의 양단을 지지하는 한 쌍의 날개지지부(272) 등으로 구성된다.
상기 한 쌍의 날개지지부(272)는 상기 교반축(134a)의 외주면에 설치되어 상 기 날개부(270)의 양측 단부를 각각 지지하게 되고, 상기 날개부(270)는 도시된 바와 같이, 상기 교반축(134a)에 대하여 일정한 비틀림각도를 가지도록 설치된다. 상기 날개지지부(272)의 하단은 교반축과 직접적으로 견고하게 결합되며, 용접으로 결합시키는 것이 바람직하다.
상기 한 쌍의 축어셈블리(134)는 그 설치높이가 서로 상이하게 설치된다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1축어셈블리(134')는 상기 제2축어셈블리(134")보다 상대적으로 낮은 위치에 설치된다. 그리고, 이러한 축어셈블리(134)가 3개 이상이 설치되는 경우에는 서로 인접한 축어셈블리(134)는 서로 설치높이가 상이하게 된다.
보다 구체적으로 살펴보면, 서로 인접한 축어셈블리(134) 간의 회전 중심의 수직높이와 수평길이의 비(比), 즉 도 6에서 상기 제1축어셈블리(134')의 제1교반축(134a')과 상기 제2축어셈블리(134")의 제2교반축(134a") 사이의 수직높이 'X'와, 상기 제1축어셈블리(134')의 제1교반축(134a')과 상기 제2축어셈블리(134")의 제2교반축(134a") 사이의 수평길이 'Y'의 비(比)는 1:2.2가 됨이 바람직하다.
상기 연결부재(136)는 체인(chain)으로 이루어짐이 바람직하다. 따라서, 상기 축풀리(134b)와 모터풀리(132') 등은 체인(chain)이 걸리는 체인풀리로 이루어짐이 바람직하다. 이처럼 상기 연결부재(136)가 체인으로 이루어지도록 하는 것은, 미끄럼을 방지하여 보다 정확한 동력 전달이 가능하도록 하기 위함이다. 상기 연결부재(136)는 적당한 장력(텐션:tension)을 항상 유지하여야 하는데, 이러한 연결부재(136)의 텐션(tension)은 장력조절수단(150)에 의해 조절된다.
상기 장력조절수단(150)은 상기 연결부재(136)가 걸리는 조절풀리(152)와, 상기 조절풀리(152)의 이동을 강제하는 조절레버(154) 등으로 이루어진다. 보다 상세하게는, 상기 분해조(100)의 좌측면에는 상기 조절풀리(152)가 좌측방으로 돌출 형성된다.
그리고, 이러한 조절풀리(152)의 전방에는 상기 조절풀리(152)가 전후로 이동되도록 강제하는 조절레버(154)가 설치된다. 상기 조절레버(154)는 볼트-너트의 결합형태로 이루어짐이 바람직하다. 따라서, 사용자가 상기 조절레버(154)의 볼트를 시계방향으로 돌리면 상기 조절풀리(152)는 후방으로 이동하여 상기 연결부재(136)의 장력이 증대되고, 반대로 사용자가 상기 조절레버(154)의 볼트를 반시계방향으로 돌리면 상기 조절풀리(152)는 전방으로 이동하여 상기 연결부재(136)의 장력이 줄어든다.
상기 소화수단은 음식물을 분해하는 미생물균(도시되지 않음)과, 도 4에서처럼, 상기 분해조(100)의 내부에는 미생물균이 서식할 수 있는 세라믹볼(160)과 다공질의 담체부재(166)를 혼합하여 제공된다. 그리고, 상기 세라믹볼(160)과 담체부재(166)는 상기 교반수단에 의해 음식물과 혼합되고, 상기 교반날개의 회전에 의해 세라믹볼 및 담체부재를 혼합하면서 음식물쓰레기가 분쇄되며, 이때 상기 담체부재의 완충작용으로 세라믹볼 및 교반날개의 마찰을 최소화하여 마모를 현저히 감소시키고, 세라믹볼의 수명을 연장할 수 있게 된다.
상기 분해조에 투입되는 세라믹볼(160)과 담체부재(166)는 1:1의 혼합비로 제공되는 것이 가장 바람직하며, 또는 상기의 전체 혼합비율에서 세라믹볼이 50%~70%를 차지하고 담체부재는 50%~30%의 비율로 제공되는 것이 바람직하다. 이는, 음식물쓰레기의 상태, 예컨데, 수분의 함유량, 딱딱하거나 질긴 정도 등에 따라 세라믹볼과 담체부재의 혼합비율을 적절히 조절하여 음식물쓰레기의 분쇄 및 분해 효율을 높일 수 있는 것이다. 이때, 상기 담체부재(66)는 전체 혼합비의 50%를 초과하지 않도록 혼합 제공함으로써, 교반날개가 회전 시 세라믹볼의 마찰을 담체부재가 완충해 마모도를 현저히 감소시켜 볼의 수명을 연장함은 물론, 볼 간의 마찰로 발생되는 마모물질을 월등히 줄일 수 있는 것이다.
상기 세라믹볼(160) 및 담체부재(166)는 분해조(100) 내부 하측에 다수 구비되는데, 바람직하게는 상기 분해조(100) 내부의 1/5~1/6정도의 공간을 차지하도록 구비된다. 이처럼 상기 세라믹볼(160) 및 담체부재(166)가 상기 분해조(100) 내부 부피의 약 10~20% 정도 차지하도록 하는 것은, 상기 세라믹볼(160)의 양이 너무 많으면 상기 교반수단에 많은 부하가 작용하여 교반모터(132)에 무리한 힘이 걸리게 되고, 세라믹볼(160) 및 담체부재(166)의 양이 너무 작으면 미생물균의 양이 너무 작아 음식물의 분해 속도가 느리게 되기 때문이다.
상기 세라믹볼(160)은 바이오(bio) 세라믹스(ceramics)로 이루어지며, 다수개가 상기 교반날개(134c)에 의해 음식물과 함께 혼합되므로 충분한 내구성을 가지도록 구성하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 압축강도가 250Kg/㎠에서부터 500Kg/㎠ 정도의 세라믹스(ceramics)로 이루어진다.
이처럼, 상기 세라믹볼(160)의 압축강도를 제한하는 이유는 지나치게 압축강도가 낮으면 세라믹볼(160)이 쉽게 마모될 우려가 있으며 비교적 강도가 큰 음식물 의 분쇄가 어렵고, 지나치게 압축강도가 높으면 세라믹볼(160)을 교반시키는 상기 교반날개(134c) 및 상기 분해조(100) 표면이 손상을 입을 우려가 있기 때문이다.
상기한바와 같이 적용된 세라믹볼을 도 7을 참조하여 보다 상사하게 살펴보면 다음과 같다. 상기 세라믹볼(160)은 미생물이 서식하는 장소를 제공하는 내부 중앙부의 핵(162)과, 상기 핵의 외주에 형성되고 미생물균의 이동통로로 이용하는 다수의 미세구멍이 형성되는 표피층(164)으로 구성된다.
상기 세라믹볼(160)은 외경이 약 8~20mm 정도의 크기를 가지도록 형성된다. 이처럼 상기 세라믹볼(160)의 크기를 제한하는 것은, 상기 세라믹볼(160)에 의한 음식물의 분쇄 능률과 세라믹볼(160)에 서식하는 미생물균의 산소 공급 능률을 동시에 고려하기 위함이다.
보다 상세하게는, 상기 세라믹볼(160)의 크기가 20mm보다 크게 되면 음식물의 분쇄력이 떨어진다. 즉, 상기 다수의 세라믹볼(160)이 음식물과 혼합되면서 음식물을 잘게 분쇄하는 역할도 하게 되는데, 세라믹볼(160)의 크기가 커지면 세라믹볼(160) 사이의 공극이 지나치게 커져 음식물의 분쇄력이 저하되기 때문이다. 또한, 상기 세라믹볼(160)의 크기가 8mm 이하가 되면, 세라믹볼(160) 사이의 공극이 지나치게 작아져 상기 세라믹볼(160) 내부에 서식하는 미생물균에 충분한 산소 공급이 어렵기 때문이다.
상기 세라믹볼(160) 내부에는 다수의 미세구멍이 형성되어 미생물균이 서식하고 이동할 수 있는 통로를 제공하고 있다. 그리고, 이러한 미세구멍은 그 크기(직경)가 1㎛ 이내가 되도록 형성되는 것이 바람직하며, 이는 세라믹볼의 강도를 개선하고자 상대적으로 미세구멍의 크기를 축소한 것이다, 아래에서 설명할 박테리아의 크기가 약 0.5 ~ 1.5㎛인 점을 고려할 때, 상기 세라믹볼(160)에 형성된 미세구멍의 크기가 1.0㎛이내가 되면 미생물균(박테리아 등)의 서식하기에 다소 협소할 수도 있으나 충분히 서식이 가능하며, 미세구멍의 개수를 늘려 보충할 수도 있으며, 함께 혼합 제공되는 발포 담체부재에 의해 미생물의 서식공간은 충분히 마련되기 때문에 오히려 미생물의 서식환경이 월등하다 할 것이다.
본 발명에 따른 담체부재(166)는 도 8에서 예시하고 있는 것처럼, 천연고무가 주요 구성비를 차지하고 있으며, 이는 천연고무 40~80%, 폴리비닐알콜 5~20중량%, 활성탄 5~25중량%, 발포제 10~15중량%의 구성비로 이루어진다. 상기 담체부재(166)의 제조과정을 간략하게 언급하면, 상기 원료들을 교반하는 원료배합단계와, 배합된 원료를 소정의 온도와 일정 시간동안 숙성하는 숙성단계와, 숙성된 배합원료를 교반하는 교반단계와, 교반된 배합원료를 금형에 투입하고 고온에서 일정시간 동안 가열하는 가열단계와, 가열된 배합원료를 저온에서 냉각하는 냉각단계로 이루어진다.
상기와 같이 원료를 배합한 후 배합원료를 숙성하는 것은 내부에 혼련된 약품성이 서로 전이하여 활성화를 조성하기 위한 것이며, 숙성단계를 거치면서 찐빵을 찌듯 전표면이 부풀어 올라 고른 팽창, 상승이 이루어져 스펀지와 된 담체로서의 물성을 갖게 되는 것이다. 이렇게 제조하여 스펀지화된 담체는 미세한 독립기포 구조로 되어 있어서, 열전도율이 극히 낮기 때문에 열기나 냉기의 침입에 매우 우수한 차단효과를 가질 뿐만 아니라, 스펀지가 갖는 큰 비표면적과 높은 기공률로 인하여 미생물 담체로 이용할 수 있는 것이다.
상기 세라믹볼(160)과 담체부재(166)에 서식하는 미생물균으로는 다양한 종류의 세균이 사용될 수 있으나, 여기서는 일례로 박테리아가 사용되는 경우를 예로 들어 설명한다. 박테리아는 몸이 하나의 세포로 이루어진 가장 작고 하등한 미생물을 일컫는 것으로, 현재까지 2,000여 종이 알려져 있으며, 엽록소가 없기 때문에 광합성을 할 수 없다. 따라서 땅속, 물속, 공기 속, 사람의 몸속 등 어느 곳에나 양분이 있으면 기생한다. 이러한 박테리아가 자라기 위해서는 양분과 함께 알맞은 온도와 습도 및 산소가 필요하다. 20℃ 이하에서 잘 자라는 것을 저온성, 55∼60℃에서 잘 자라는 것을 고온성이라고 하며, 그 중간 온도에서 자라는 것을 중온성이라고 한다. 그리고 산소를 필요로 하는 세균을 호기성, 산소 없이도 살 수 있는 세균을 혐기성이라 한다.
상기 세라믹볼(160) 및 담체부재(166)에는 상기와 같은 다양한 박테리아가 혼재함이 바람직하다. 다만 설명의 편의를 위해 이하에서는 고온성 및 호기성 박테리아가 사용되는 경우를 예로 들어 설명한다. 상기와 같은 다양한 박테리아는 상기 세라믹볼(160) 내부에 진공흡착에 의해 흡입되며, 상기 세라믹볼(160)과 담체부재(166)를 통해 미생물균이 서식하게 된다.
상기 수분공급수단은, 외부로부터 유입되는 물을 안내하는 수분공급배관(172)과, 상기 수분공급배관(172)에 설치되어 수분공급배관(172)을 선택적으로 차폐하는 수분공급밸브(174)와, 상기 수분공급배관(172)의 단부에 설치되어 물을 분사하는 분사노즐(176) 등으로 구성된다.
상기 수분공급배관(172)은 상기 분해조(100)의 우측 외부에 상하로 길게 형성되어, 아래에서 설명할 수도관(220)을 통해 외부로부터 공급되는 물을 상기 분사노즐(176)로 안내한다. 상기 수분공급밸브(174)는 상기 수분공급배관(172)의 하단부에 구비되며, 상기 제어수단의 명령에 의해 상기 수분공급배관(172)을 개폐한다. 상기 수분공급밸브(174)는 솔레노이드밸브로 이루어짐이 바람직하다.
상기 분사노즐(176)은, 상기 분해조(100) 내부의 상단부에 설치되어, 하방으로 물을 분사하도록 구성된다. 즉, 상기 수분공급배관(172)의 상단은 수직 절곡되어 상기 분해조(100) 내부로 연장되며, 이러한 수분공급배관(172)의 끝단부에 상기 분사노즐(176)이 형성된다. 상기 수분공급수단은 상기 교반수단이 작동되지 않는 경우에도 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 소화수단에 수분을 공급하도록 구성된다. 즉 상기 분해조(100) 내부에 음식물이 모두 소멸되어 상기 교반수단이 정지된 경우에도 상기 수분공급수단에 의해 상기 분해조(100) 내부로 물이 공급된다.
이처럼, 음식물이 처리되지 않는 경우에도 상기 수분공급수단이 작동되도록 하는 이유는 상기 분해조(100) 내부에 구비되는 세라믹볼(160)에 서식하는 미생물균이 서식하기 좋은 환경을 제공하기 위함이다. 즉 상기 수분공급수단은 상기 분해조(100) 내부에 물을 공급하여 상기 분해조(100) 내부의 음식물이 원활하게 혼합되도록 함과 동시에 상기 세라믹볼(160)에 서식하는 미생물균에 수분을 제공하는 역할을 하는 것이다.
따라서 도시되지는 않았지만, 별도의 습도센서가 구비되어 현재 분해조(100)의 내부 습도 상태를 상기 제어수단에 전달하고, 제어수단은 이러한 정보를 바탕으 로 하여 상기 수분공급수단을 제어하도록 구성되는 것도 가능할 것이다.
상기 강제배기수단은, 상기 분해조(100) 내부의 가스(악취)를 외부로 안내하는 강제배기배관(182)과, 상기 강제배기배관(182)의 일측에 구비되어 흡인력을 발생시키는 흡입팬(184) 등으로 이루어진다. 상기 강제배기배관(182)은 상기 분해조(100)의 우측 외부에 상하로 길게 형성되고, 이러한 강제배기배관(182)의 하단부 근처에는 상기 흡입팬(184)이 설치된다. 그리고, 상기 강제배기배관(182)은 상단이 상기 분해조(100) 내부 상측 부분에 연통되게 설치되며, 하단은 아래에서 설명할 하수관(204)과 연통되도록 설치된다.
상기 강제배기수단은 상기에서 설명한 바와 같이, 상기 분해조(100) 내부의 음식물분해가스를 외부로 배출하는 동시에 상기 세라믹볼(160)에 서식하는 미생물균(박테리아)에 산소를 공급하는 기능을 하게 된다. 즉, 상기 분해조(100) 내부의 공기가 외부로 빠져나가면, 외부의 새로운 공기가 분해조(100) 내부로 유입되므로 산소가 상기 세라믹볼(160)에 공급되는 효과가 있다. 따라서 이러한 강제배기수단은 본 장치가 정지된 경우에도 계속 가동하여 상기 세라믹볼(160)의 미생물균에 산소를 공급하도록 설정된다.
상기 히터(190)는, 상기 분해조(100)의 하단부에 설치되며, 상기 분해조(100)의 내부 온도에 따라 선택적으로 작동된다. 보다 상세하게는 상기 수용부(102)의 저면에는 히터(190)가 부착 설치되며, 상기 분해조(100)에는 내부의 온도를 측정하는 온도센서(도시되지 않음)가 설치되고, 이러한 온도센서에 의해 감지되는 온도 정보는 상기 제어수단으로 전달된다.
따라서, 상기 제어수단은 상기 온도센서에 의해 측정된 온도가 미리 설정된 온도 이하가 되면, 상기 히터(190)를 가열하여 상기 분해조(100) 내부의 온도를 증가시키게 된다. 그리고 상기 분해조(100)의 온도가 설정된 온도까지 상승하면, 상기 히터(190)를 오프(off)시킨다.
예로, 상기 제어수단은 온도센서에 의해 측정된 분해조(100) 내부의 온도가 20℃ 이하가 되면 상기 히터(190)가 작동되도록 하고, 분해조(100) 내부의 온도가 60℃ 이상이 되면 상기 히터(190)가 오프(off)되도록 제어한다. 이처럼 상기 분해조(100) 내부의 온도를 일정 범위 내에서 유지시키는 것은, 상기 세라믹볼(160)에 서식하는 미생물균(박테리아)이 활동하기 좋은 온도를 유지시켜 음식물의 분해를 빠르게 하기 위함이다.(상기의 고온성 박테리아는 55~60도씨에서 잘 자람)
도 6은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 분해처리장치의 교반수단과 배수수단의 구성 및 작동상태를 도시한 부분단면도이다. 도 6을 참조하면, 상기 분해조(100)의 전면 하단부 우측에는 다수의 슬릿(S)이 형성된다. 즉 상기 제1수용부(102')의 전면 우측단 부근에는 다수의 슬릿(S)이 관통 형성된다. 상기 슬릿(S)은 상기 분해조(100) 내부의 물이 통과하는 부분이다. 즉, 음식물로부터 분리되거나 음식물이 분해되어 생성된 물이 상기 슬릿(S)을 통과하여 외부로 배출된다. 따라서, 이러한 슬릿(S)은 폭이 약 0.5 ~ 2.0mm이 크기를 가지도록 형성되며, 상기 분해조(100)의 하단 반원형부에 소정의 구간에 일정한 간격으로 배치하고, 그 간격을 10mm로 배치하는 것이 바람직하다. 이로서, 분해조의 바닥면에 찌꺼기나 세라믹볼에서 발생되는 가루 등의 이물질이 누적되지 않도록 하고 배수효율을 향상시킬 수 있다.
상기 배수수단(198)은 분해조(100)의 하단부에 연결 설치된 집수통(200)과, 상기 집수통과 연결 설치된 하수통(203)과, 상기 하수통과 연결되고 분해조의 일측부와 순환배관(203b)을 통해 연결된 순환펌프(203a)가 설치되며, 상기 하수통과 연결 설치된 집유통(284)으로 구성된다. 보다 상세하게는, 상기 분해조(100)의 제1수용부(102')에 형성되는 상기 다수의 슬릿(S) 하측에 집수통(200)이 설치된다. 따라서 상기 분해조(100) 내부의 음식물에 함유된 수분이 분리되어 상기 슬릿(S)을 통과한 다음, 상기 집수통(200)에 모아진다.
한편, 도시되지는 않았지만, 상기 축어셈블리(134)에는 상기 슬릿(S)을 청소하는 브러쉬가 더 구비되기도 한다. 즉, 상기 축어셈블리(134)의 교반날개(134c)에 브러쉬가 더 구비되어 상기 축어셈블리(134)의 회전시 상기 슬릿(S)에 접하여 슬릿(S)에 부착된 음식물을 분리시켜 슬릿(S)이 밀폐되는 것을 방지한다.
상기 집수통(200)의 저면에는 배출관(202)이 연결 설치된다. 상기 배출관(202)은 상기 집수통(200)에 모인 하수의 배출을 안내하기 위한 관이며, 상기 배출관(202)은 집수통을 거쳐 하수통(203)과 연결된다. 상기 집수통(200)은 슬릿(S)부를 충분히 수용할 수 있는 용적으로 이루어지고 히터(190)의 개방통로를 통해 분해조와 결합된다. 상기 하수통(203)의 일측부에 순환펌프(203a)가 장착되고, 타측부에는 하수관(202)이 연결되고, 상기 순환펌프(203a)는 분해조(100)의 일측부와 연결된다. 상기 하수관(204)은 상기 베이스판(120)의 상측에 설치되어 상기 집수통(200) 및 하수통(203)에 고인 물이 외부로 배출되도록 안내한다.
상기 배수수단(198)은 하수관(204)과 연결된 역류방지수단(206)이 더 설치된 다. 상기 역류방지수단(206)은 하수도 본관(도시되지 않음)의 막힘 등으로 인해 상기 하수관(204)을 통해 하수가 역류하는 경우에 이를 차단하는 역할을 하는 것으로, 체크밸브 등으로 이루어진다. 또한, 하수의 역류에 의해 상기 역류방지수단(206)이 작동되는 경우에는 이러한 상태가 아래에서 설명할 디스플레이부(244)를 통해 사용자가 인식할 수 있도록 표시되는 한편, 부저(Buzzer, 도시되지 않음) 등에 의해 경고음을 발생시키도록 구성된다.
또한, 상기에서 설명한 바와 같이, 상기 하수관(204)에는 상기 강제배기배관(182)도 연결되어 있다. 따라서, 상기 하수관(204)에서 상기 집수통(200)의 하수와 상기 강제배기배관(182)을 통해 배출되는 악취가 혼합되어 외부로 배출된다.
상기 집수통(200)에는 세척수관(210)이 더 연결된다. 상기 세척수관(210)은 아래에서 설명할 수도관(220)을 통해 유입되는 물을 상기 집수통(200)으로 안내하여 집수통(200) 내부를 세척하기 위한 것으로, 이러한 세척수관(210)은 세척수밸브(212)에 의해 개폐된다.
상기 세척수밸브(212)는 상기 수분공급밸브(174)와 같이 솔레노이드밸브로 이루어짐이 바람직하며, 이러한 세척수밸브(212)도 상기 제어수단의 제어를 받게 된다. 즉, 상기 제어수단의 명령에 따라 상기 세척수밸브(212)가 개방되어 상기 집수통(200) 내부로 세척수가 분사되도록 함으로써, 상기 집수통(200) 내부에 부착된 음식물 찌꺼기 또는 상기 슬릿(S)을 막고 있는 음식물 찌꺼기가 상기 배출관(202)을 통해 씻겨 내려가도록 한다.
상기 배출관(202)으로 유입되는 세척수는 상기와 같이 음식물 찌꺼기를 씻겨 내는 작용 외에 외부로 배출되는 하수를 희석하는 역할도 하게 된다. 즉, 하수 배출기준에 따라 배수의 수질을 조정하기 위하여 상기 세척수밸브(212)가 사용된다. 예를들어, 외부로 배수되는 하수의 수질을 향상시키고자 하는 경우에는 상기 세척수밸브(212)를 열어 많은 양의 세척수가 상기 배출관(202)으로 유입되도록 하고, 반대로 외부로 배수되는 하수의 수질이 양호한 경우에는 상기 세척수밸브(212)를 조정하여 상기 배출관(202)으로 세척수가 유입되지 않도록 한다.
상기 세척수관(210)과 상기 수분공급배관(172)은 외부와 연결 설치되는 수도관(220)과 연통된다. 그리고 이러한 수도관(220)에는 수도레버(222)가 구비된다. 상기 수도레버(222)는 레버(Lever)의 회전에 의해 상기 수도관(220)을 수동으로 개폐하는 것이다.
상기 수도관(220)에는 유량조절수단(224)이 더 설치된다. 상기 유량조절수단(224)은 워터 해머(Water Hammer)를 방지하기 위한 것이다. 즉, 상기 수분공급밸브(174)와 세척수밸브(212)는 솔레노이드밸브로 이루어져 전자적으로 개폐되도록 구성되어 있는데, 이러한 수분공급밸브(174)와 세척수밸브(212)가 급작스럽게 개폐되면, 배관(수도관 등) 내부를 유동하는 유체의 운동에너지가 압력에너지로 변환되면서 워터 해머(Water Hammer)가 발생한다.
이와 같이, 워터 해머(Water Hammer)는 흐르고 있는 유체의 순간적인 에너지 변환의 일종으로, 이러한 워터 해머가 발생하면 배관의 파손과 배관연결 부위의 누수 그리고 소음과 진동이 발생하게 된다. 따라서, 상기 유량조절수단(224)은 상기 수도관(220)과 같은 배관에서 발생하는 서지 압력을 신속하게 해소시킬 수 있도록 릴리프 밸브나 서지해소 밸브 또는 진공 브레이크 등으로 이루어진다. 또한, 이러한 유량조절수단(224)은 수도관(220) 등으로의 하수 역류를 차단하는 역할(체크 밸브)도 겸하도록 구성됨이 보다 바람직하다.
상기 분해조(100)의 좌측면에는 소정 크기의 가이드판(230)이 좌측방으로 돌출되도록 더 형성되고, 이러한 가이드판(230)에는 콘트롤박스(240)가 설치된다. 상기 콘트롤박스(240)는 상기 제어수단을 포함한 다수의 전자부품이 내장되는 것으로, 전면에는 다수의 조작버튼(242)과, 디스플레이부(244)가 구비된다.
그리고, 상기 콘트롤박스(240)의 하측에는 전원스위치(250)가 설치된다. 상기 전원스위치(250)는 외부로부터 유입되는 전원을 온(on)/오프(off)하는 것으로, 상기 가이드판(230) 하측에 상하로 설치되는 스위치판(252)에 부착 설치된다.
상기 제어수단은 상기 콘트롤박스(240) 내부에 구비되는 마이콤(MICOM)으로 이루어짐이 바람직하며, 상기에서 설명한 수분공급수단과 강제배기수단, 그리고 상기 교반수단, 히터(190), 음식물감지수단 등과 정보를 교환하는 한편, 이러한 각 수단과 부품들의 작동을 제어한다.
따라서, 사용자는 상기 콘트롤박스(240)에 구비된 다수의 조작버튼(242)을 이용하여 상기 각 수단과 부품들의 작동상태를 설정하거나, 설정상태를 변경할 수 있다.
그리고, 상기 디스플레이부(244)는 엘이디(LED) 등으로 구성되어, 음식물쓰레기 분해처리장치의 전체적인 작동상태나 에러(Error) 상태 그리고 작동시간 등을 디스플레이(Display)한다. 또한 도시되지는 않았지만, 상기 콘트롤박스(240) 내부 에는 상기 제어수단에 전원을 공급하는 충전배터리가 더 구비된다.
이러한 충전배터리는 외부로부터 공급되는 전원에 의해 충전되어 상기 제어수단에 전원을 공급하게 된다. 따라서 외부로 부터의 전원이 완전히 차단되는 경우에도 상기 제어수단에 설정된 각종 데이터는 소실되지 않고 보존(기억)된다.
한편, 상기 분해조(100)의 일측에는 영양공급수단(260)이 더 설치된다. 즉, 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 분해조(100)의 내부에 박테리아 원액과 같은 영양제를 분사하는 영양공급수단(260)이 상기 분해조(100)의 좌측이나 우측에 설치되기도 하는데, 이러한 영양공급수단(260)의 일례가 도 9에 도시되어 있다.
도 9는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 분해처리장치의 영양제공급수단을 도시한 개략도이다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 영양공급수단(260)은 영양제(262)가 저장되는 영양통(264)과, 상기 영양통(264)에 저장된 영양제(262)를 안내하는 영양분공급관(266), 상기 영양분공급관(266)의 끝단부에 구비되어 영양분을 상기 분해조(100) 내부로 분사하는 영양분사노즐(268) 그리고, 상기 영양분공급관(266)의 어느 부위에 설치되어 상기 영양분공급관(266)을 선택적으로 개폐하는 영양조절밸브(270) 등으로 이루어진다.
상기 영양분사노즐(268)은 상기 분해조(100)의 내부로 돌출되도록 설치되어, 상기 분해조(100) 내부에 구비되는 세라믹볼(160)에 영양제를 분사하는 것으로, 이러한 영양분사노즐(268)은 별개로 구비되어 설치될 수도 있으나, 상기 수분공급수단의 수분공급배관(172)에 연결설치되어 상기 영양통(264)에 저장된 영양제(262)가 상기 분사노즐(176)을 통해 물과 함께 분사되도록 구성하는 것도 가능할 것이다.
상기 영양조절밸브(270)는 솔레노이드밸브로 이루어짐이 바람직하며, 상기 제어수단에 의해 제어된다. 그리고, 이러한 영양공급수단(260)은 주로 상기 분해조(100) 내부에 음식물이 남아있지 않는 경우에 상기 세라믹볼(160)에 서식하는 미생물균(박테리아 등)에 영양을 공급하기 위해 사용된다. 상기 영양제(262)로는 박테리아 원액이 사용됨이 바람직하다.
도 10은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 분해처리장치의 부유물분해수단을 도시한 개략도이다. 또한, 상기 하수통(203)의 일측에는 집수통(200)을 거쳐 하수통(203)에 모아져 외부로 배출되고 물속에 함유된 부유물을 분해하는 부유물분해수단(280)이 더 구비되기도 한다. 즉, 도 10에 도시된 바와 같은 부유물분해수단(280)이 더 구비되고 상기 집수통(200)에 물과 함께 모아져 배출되는 식기 세척유(퐁퐁 등)나 음식물에 포함되어 있는 기름기 등과 같은 부유물을 최종적으로 분해한다.
상기 부유물분해수단(280)은, 부유물을 분해하는 미생물균(박테리아 등)과, 내부에는 상기 미생물균이 서식 및 이동하는 다수의 미세 구멍이 형성되는 부유세라믹볼(282)과, 상기 부유세라믹볼(282)과 물(286)이 저장되는 집유통(284) 등으로 구성된다.
상기 부유세라믹볼(282)은 물(286)보다 낮은 비중을 가지도록 성형되어, 상기 집유통(284)에 일시적으로 저장되는 물(286) 위에 떠다니도록 구성됨이 바람직하다. 따라서, 이러한 부유세라믹볼(282) 내부에 서식하는 미생물균(박테리아 등)이 물(286) 위에 떠다니는 부유물(세척유나 기름 등)을 분해하게 되는 것이다.
보다 상세하게는 상기 부유세라믹볼(282)은 물 위에 뜨도록 하기 위해, 고무제나 플라스틱제, 무기력류 등을 이용하며, 복합재료와 증결제 또는 결합제와 열에 의한 융합류 등으로 무기질의 접착 등을 행하여 띄우는 것과 열성온도 등을 조절하여 부상시키는 것이 가능하다.
바람직하게는 상기 부유세라믹볼(282)은 외형이 구형으로 이루어진 중공형의 볼로써, 비중이 1g/㎤이하가 되도록 구성된다. 또한, 박테리아와 같은 미생물균의 개체 유지를 위해 미생물균(박테리아)을 상기 부유세라믹볼(282)에 진공흡착하여 동결 건조한다.
상기 집유통(284) 상면에는 상기 하수관(204)이 연통되고, 저면에는 최종적으로 하수를 건물의 외부로 배출하는 하수배관(290)이 연결 설치되거나, 아래에서 설명되어질 하수통(203)이 연결 설치된다. 상기 하수배관(290)은 상기 집유통(284)의 내부에 일정 높이만큼 상방으로 돌출 형성됨이 바람직하다. 따라서 상기 집유통(284) 내부에 일정량 이상의 물(286)이 모아지면, 상기 하수배관(290)의 상단을 넘쳐(overflow) 상기 하수배관(290)을 통해 배출된다.
그리고, 상기와 같은 부유물분해수단(280)이 설치되는 경우에는 상기에서 설명한 역류방지수단(206)은 상기 하수배관(290)에 설치됨이 보다 바람직하다.
아울러, 상기 하수통(203)과 집유통(284)은 유지 및 보수를 용이하도록 별도로 구분하였으나 일체로 형성할 수도 있으며, 또한, 도시되지는 않았지만 제어수단과 연결된 자동밸브, 또는 수동밸브를 설치하여 배수량을 적절히 조절할 수도 있다.
이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 음식물쓰레기분해처리장치의 처리방법을 설명한다.
도 11의 블럭도로 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 처리방법은, 미생물균이 서식하는 상기 다수의 세라믹볼(160)이 수용되어 있는 상기 분해조(100) 내부로 음식물쓰레기가 투입되는지의 여부를 판단하는 음식물검출단계(300)와, 상기 분해조(100) 내부로 음식물쓰레기가 투입된 경우 음식물쓰레기와 상기 세라믹볼(160)을 서로 혼합하여 교반하고 상기 세라믹볼(160) 내부에 서식하는 미생물균을 이용하여 음식물을 분해하는 교반 및 분해단계(310)와, 상기 분해조(100) 내부로 일정시간 이상 음식물쓰레기가 투입되지 않는 경우 상기 세라믹볼(160)에 서식하는 미생물균에 생존 가능한 환경을 제공하는 미생물관리단계(320) 등으로 크게 나누어진다.
보다 구체적으로 살펴보면, 우선 상기 분해조(100) 내부에는 다수의 세라믹볼(160)이 투입된다. 즉, 사용자는 상기 상면(20)을 제거하고 상면커버(106)를 벗겨낸 다음, 상기 상측개방구(104')를 통해 다수의 세라믹볼(160)을 투입하며, 이러한 세라믹볼(160) 내부에는 박테리아와 같은 다수의 미생물균(박테리아)이 진공흡착에 의해 유입되어 서식하고 있다.
그리고, 상기 콘트롤박스(240)에 구비된 제어수단에는 음식물쓰레기 분해처리장치의 전체적인 작동 상태가 미리 설정되어 있는 상태이다. 따라서, 사용자가 상기 전원스위치(250)를 온(on)시키면, 음식물쓰레기 분해처리장치는 작동 준비가 완료되어 상기 음식물검출단계(300)가 시작된다.
상기 음식물검출단계(300)는, 음식물쓰레기가 상기 외부투입구(22)를 통해 상기 분해조(100) 내부로 투입되는 상태를 직접적으로 감지하거나, 상기 외부투입구(22)를 차폐하는 투입구도어(24)의 개방 여부를 감지하여 음식물쓰레기의 투입 여부를 판단하는 단계이다.
여기서, 상기 투입구도어(24)의 개방 여부에 따라 음식물 투입 여부를 판단하는 것을 예로 들어 살펴보면, 사용자가 상기 투입구도어(24)를 개방시킬 때, 상기 도어센서(26)가 투입구도어(24)의 개방을 감지하여 상기 제어수단에 이러한 상태를 전달하고, 상기 제어수단은 상기 교반수단을 비롯한 상기 수분공급수단 및 강제배기수단과 히터(190) 등에 제어명령을 전달하게 된다.
상기 분해조(100) 내부로 음식물이 투입된 경우에는 상기 교반 및 분해단계(310)가 진행된다. 상기 교반 및 분해단계(310)는, 상기 분해조(100) 내부에 수용되어 있는 세라믹볼(160)과 음식물쓰레기가 서로 혼합되고, 음식물은 미생물균에 의해 분해되도록 하는 단계이다.
보다 구체적으로 살펴보면, 상기 교반수단이 작동하여 상기 분해조(100) 내부에 투입된 음식물과 상기 세라믹볼(160)은 서로 섞이게 된다. 즉, 외부로부터 전달되는 전원에 의해 상기 교반모터(132)가 작동하고, 이러한 교반모터(132)의 회전은 상기 연결부재(136)에 의해 상기 축어셈블리(134)에 전달된다. 따라서 상기 교반날개(134c)에 의해 음식물과 세라믹볼(160)이 서로 혼합된다.
즉, 상기 축어셈블리(134)의 회전에 따라 상기 세라믹볼(160)이 상기 교반날개(134c)에 밀려 상기 분해조(100)의 내면을 따라 올라가다가 떨어지는 동작을 계속적으로 반복하게 되고, 이러한 운동으로 상기 세라믹볼(160)은 음식물쓰레기와 뒤 섞이면서 음식물쓰레기를 분쇄하게 된다. 이와 동시에 상기 세라믹볼(160)에 서식하는 미생물(박테리아)이 미세 구멍을 따라 외부로 나와 음식물쓰레기를 분해시킨다.
한편, 사용자는 상기 장력조절수단(150)의 조절레버(154)를 작동하여, 상기 연결부재(136)의 장력을 조절함으로써 동력의 전달이 원활하게 이루어지도록 한다.
그리고, 상기 교반 및 분해단계(310)에는, 상기 분해조(100) 내부에서 발생되는 악취(탄산가스)를 외부로 배출하는 강제배기과정(312)과, 상기 분해조(100) 내부의 온도를 일정 범위 내로 유지하는 온도유지과정(314)과, 상기 분해조(100) 내부로 수분을 공급하는 수분공급과정(316) 등이 더 포함된다.
상기 강제배기과정(312)은 상기 강제배기수단에 의해 상기 분해조(100) 내부의 악취(탄산가스)를 외부로 배출함으로써, 상기 분해조(100) 내부에는 외부의 신선한 공기가 유입되도록 하는 단계이다.
따라서, 이때에는 상기 흡입팬(184)이 작동하게 되고, 이러한 흡입팬(184)의 작동에 의해 형성되는 흡인력에 의해 상기 강제배기배관(182)으로 상기 분해조(100) 내부의 가스가 배출된다. 즉, 상기 분해조(100) 내부의 음식물이 분해되면서 발생하는 악취가 상기 강제배기배관(182)을 통해 상기 하수관(204)으로 배출된다.
상기 온도유지과정(314)은, 상기 히터(190)의 선택적 사용에 의해 상기 분해조(100) 내부의 온도를 설정된 온도 범위인 20℃ ~ 60℃로 유지하는 과정이다. 물론, 사용자의 설정에 따라 설정 온도 범위는 다양하게 변경될 수 있다.
보다 구체적으로는, 상기 분해조(100) 내부의 온도를 측정하는 온도센서(도시되지 않음)에서 측정된 정보가 상기 제어수단에 전달되고, 이러한 정보를 상기 제어수단이 분석하여 설정된 온도(20℃) 이하인 경우에는 상기 히터(190)를 가동시킨다.
그리고, 상기 제어수단은 상기 온도센서로부터 전달되는 정보를 분석하여, 상기 분해조(100) 내부의 온도가 설정된 온도(60℃)를 초과하는 경우에는 상기 히터(190)의 작동을 정지시킨다.
상기 수분공급과정(316)은, 상기 분해조(100) 내부에 설정된 시간마다 일정량의 물을 공급하는 과정이다. 물론, 이러한 수분공급과정(316)은 설정된 시간마다 일정량의 물을 공급하는 방법 외에, 상기 분해조(100) 내부의 습도를 측정하여 설정된 습도범위보다 습도가 낮은 경우에 물을 공급하도록 구성될 수도 있다.
이와 같이, 상기 수분공급과정(316)에서는 상기 수분공급수단이 미리 설정된 프로그램에 따라 상기 분해조(100) 내부로 물을 공급한다. 즉, 상기 제어수단의 명령에 따라 상기 수분공급밸브(174)가 개방되면, 상기 분사노즐(176)을 통해 물이 분사되어 음식물과 세라믹볼(160)에 충분한 수분을 공급한다.
상기 강제배기과정(312)과, 온도유지과정(314) 그리고 수분공급과정(316) 등에 의해 상기 분해조(100) 내부는 음식물의 분해 및 미생물균의 서식이 용이한 습도 및 온도를 갖추게 되어, 음식물의 분해가 촉진된다.
그리고, 상기 강제배기과정(312)과, 온도유지과정(314) 그리고 수분공급과정(316) 등은 음식물쓰레기의 투입 여부와 관계없이 상기 전원스위치(250)가 온(on)되는 경우에는 바로 작동하여, 미리 상기 분해조(100) 내부가 음식물 분해를 위한 적절한 환경(산소, 온도 및 습도가 충분한 환경)이 되도록 상기 제어수단에 의해 제어됨이 바람직하다.
상기 분해조(100) 내부에 투입된 음식물에 포함된 수분 그리고, 음식물이 분해되어 생성되는 물(H2O)은 상기 교반날개(134c)에 의해 상기 수용부(102)에서 유동되다가 상기 슬릿(S)을 통과하여 분해조 외부로 나온다.
상기 세척수밸브(212)는 상기 제어수단의 명령에 따라 일정 시간마다 개방된다. 즉, 사용자가 미리 설정한 시간에 상기 세척수밸브(212)는 상기 세척수관(210)을 개방시켜, 상기 집수통(200) 내부에 물이 분사되도록 한다. 또한, 상기 세척수밸브(212)는 상기에서 설명한 바와 같이 상기 배출관(202)을 통해 외부로 배수되는 하수를 희석시킬 필요가 있는 경우에도 개방된다.
상기 집수통(200) 내부로 분사되는 물은 상기 집수통(200) 내부에 부착된 미세 이물과 상기 슬릿(S)을 막고 있는 음식물을 제거한다. 이렇게 되면, 상기 집수통(200) 내부의 미세 이물은 물과 함께 씻겨 상기 배출관(202)으로 배출되고, 상기 슬릿(S)은 개방되어 분해조(100) 내부의 물이 상기 집수통(200)으로 원활하게 배출된다.
상기 교반수단은 설정된 시간 동안 작동된다. 즉 상기 분해조(100) 내부로 음식물이 투입된 다음, 설정된 일정 시간(예, 5시간 등)이 지나면, 상기 교반수단의 작동이 정지된다.
물론, 획일적으로 일정 시간 후에 상기 교반수단이 정지되도록 하지 않고, 상기 분해조(100) 내부에 음식물이 남아있는지의 여부를 감지하여 음식물이 완전히 소멸된 경우에 상기 교반수단이 정지되도록 설정하는 것도 가능할 것이다.
또한, 상기 콘트롤박스(240) 내부에는 상기 제어수단에 전원을 공급하는 충전밧데리(도시되지 않음)가 내장되어 있으므로, 상기 전원스위치(250)가 오프(off)되어 본 장치 전체가 일시 정지되었다가 다시 작동되는 경우에는 상기 제어수단이 잔여시간을 기억하여 남은 시간 동안 본 장치가 작동되도록 제어하게 된다. 그리고, 이러한 잔여시간은 상기 디스플레이부(244)를 통해 외부로 표시된다.
상기와 같은 과정이 계속되면, 상기 분해조(100) 내부에 존재하는 음식물은 점차 파쇄되어 약 30분 내지는 1시간이 경과하면, 음식물의 형태를 알아볼 수 없을 정도로 파쇄되고, 약 4~5시간이 지나면 음식물쓰레기의 약 90% 이상이 소멸된다. 음식물이 소멸되면, 암모니아나 메탄가스 등과 같은 음식물분해가스 및 물(H2O)이 생성되고, 이러한 음식물분해가스는 상기 강제배기수단에 의해 외부로 배출되고, 상기 물(H2O)은 상기 집수통(200)을 거쳐 배출관(202) 및 하수관(204)을 통해 외부로 배출된다.
한편, 상기 분해조(100) 내부로 일정 시간(예, 7시간 등) 이상 음식물쓰레기가 투입되지 않는 경우에는, 상기 세라믹볼(160)에 서식하는 미생물균(박테리아)에 생존 가능한 환경을 제공하는 미생물관리단계(320)가 수행된다.
상기 미생물관리단계(320)는, 상기 세라믹볼(160)에 서식하는 미생물균(박테리아)에 수분을 공급하는 수분공급과정(316)과, 상기 세라믹볼(160)에 서식하는 미생물균(박테리아)에 산소를 공급하는 강제배기과정(312)과, 상기 세라믹볼(160)에 서식하는 미생물균(박테리아)에 영양분을 공급하는 영양공급과정(322) 등으로 이루어진다.
상기 수분공급과정(316)은, 상기에서 설명한 바와 같이 상기 수분공급수단에 의해 상기 분해조(100) 내부로 일정 시간마다 물을 공급하는 과정이다. 따라서 이러한 수분공급과정(316)은 상기 분해조(100) 내부로 음식물쓰레기가 투입되는지의 여부에 관계없이 진행된다. 물론, 상기 분해조(100) 내부로 음식물이 투입된 경우와 투입되지 않는 경우의 물 공급량은 서로 다르게 조절하여야 할 것이다.
상기 강제배기과정(312)도 상기에서 설명한 바와 같이, 상기 강제배기수단에 의해 상기 분해조(100) 내부의 공기(악취)를 외부로 강제 배출함으로써, 외부의 공기가 상기 분해조(100) 내부로 유입되도록 하는 과정이다.
이와 같이, 상기 강제배기과정(312)은 상기 분해조(100) 내부의 악취(탄산가스 등)제거는 물론, 상기 세라믹볼(160)에 서식하는 미생물균에 산소를 제공하는 역할을 하므로, 상기 분해조(100) 내부로 음식물이 투입되었는지의 여부 또는 상기 교반수단의 작동 여부에 관계없이 항상 작동됨이 바람직하다.
상기 영양공급과정(322)은 도 9와 같은 상기 영양공급수단(260)에 의해 상기 세라믹볼(160)에 서식하는 미생물균(박테리아)에 상기 영양제(262)를 공급하는 과정이며, 상기에서 설명한 바와 같이, 상기 영양제(262)로는 박테리아원액이 사용된다. 물론, 이러한 영양공급과정(322)에 의해 공급되는 영양제(262)는 사용자의 설정에 따라 일정 시간마다 일정량이 공급된다.
보다 상세하게 살펴보면, 상기 제어수단에 미리 설정된 프로그램에 따라 상 기 영양조절밸브(270)가 개방되어, 상기 영양제(262)가 상기 영양분사노즐(268)을 통해 상기 분해조(100) 내부로 분사된다. 이와 같은, 영양공급과정(322)은 장시간 본 장치가 작동되지 않는 경우에만 사용된다. 즉, 본 장치가 사용되는 도중에는 상기 분해조(100) 내부에 음식물이 적치되어 있으므로, 상기 세라믹볼(160)에 서식하는 미생물균(박테리아)은 음식물을 분해하여 영양분을 흡수할 수 있기 때문에 별도로 외부에서 영영분을 공급해 줄 필요가 없기 때문이다.
또한, 상기 교반 및 분해단계(310)를 거친 후 슬릿(S)으로 빠져나온 하수는 상기 배수수단(198)의 집수통(200)에 유입되고, 상기 집수통(200)의 하수는 하수통(203)에 담겨진다. 상기 하수통에서는 볼의 가루나 다소 무거운 찌꺼기 등의 이물질들이 바닥에 쌓이고, 하수는 하수관(204)으로 배출된다. 상기 하수관(204)에서는 상기 집수통(200)과 하수통(203)으로부터 배출되는 물과 상기 강제배기배관(182)을 통해 배출되는 가스(악취)가 혼합되어 외부로 배출된다. 특히, 상기 하수통(203)에는 찌꺼기나 볼의 가루들과 함께 미생물균도 함께 배출되어 미생물의 개체수가 현저히 감소됨으로 상기 순환펌프(203)를 통해 분해조로 다시 순화되어져 공급시키는 것이다. 이로서 미생물균의 손실을 예방할 수 있으며, 발생된 찌꺼기 및 볼의 가루가 하수관을 막는 현상을 방지할 수 있다. 이후, 분쇄 및 분해 처리가 완료된 잔량의 음식물쓰레기와 함께 배출도록 함으로써, 배수장치의 손상을 현저히 감소시킬 수 있는 것이다.
배수되는 하수 중의 부유물을 미생물균(박테리아)으로 제거하는 부유물제거단계(330)가 더 구비된다. 즉, 도 5와 같은 부유물분해수단(280)이 더 설치되는 경 우에는 상기 하수관(204)을 통과하는 배수가 한번 더 정화되는 부유물제거단계(330)가 수행된다.
이때, 상기 하수관(204)을 통해 상기 집유통(284)으로 유입된 부유물(식기 세척유 등)은 상기 집유통(284)에 고여있는 물(286) 위에 뜨게 되며, 이러한 부유물은 상기 부유세라믹볼(282) 내부에 서식하는 미생물균(박테리아 등)에 의해 분해된다.
상기 집유통(284)으로 점차 많은 배수가 집수되어, 물(286)의 높이가 상기 하수배관(290)의 상단보다 높아지면, 상기 집유통(284) 내부의 물은 자연적으로 넘쳐(overflow) 상기 하수배관(290)으로 유입된다.
또한, 하수도 본관(도시되지 않음)이 막혀 상기 하수관(204) 또는 하수배관(290)에서 역류가 일어나는 경우에는 상기 역류방지수단(206)이 작동하여 하수의 역류를 방지하는 한편, 상기 디스플레이부(244)를 통해 표시하는 동시에 부저(도시되지 않음)를 울려 사용자가 하수의 역류 상태를 시각적 및 청각적으로 감지하여 적절한 조치를 취하도록 한다.
그리고, 상기와 같은 음식물쓰레기 분해처리장치의 작동시 에러(Error)가 발생하는 경우에는 본 장치의 작동이 자동으로 정지되고, 이러한 에러(Error) 발생 상태가 외부로 표시되어 사용자가 인식할 수 있도록 구성됨이 바람직하다.
보다 구체적으로는, 에러(Error)가 발생한 경우에는 상기 제어수단이 이를 감지하여, 상기 교반 및 분해단계(310)가 자동으로 정지되도록 하는 한편, 외부로 경보를 발생한다. 즉, 상기 디스플레이부(244)를 통해 에러(Error)가 발생하였음을 표시하고, 부저(도시되지 않음) 등을 울려 사용자가 청각적으로 에러(Error) 발생을 감지할 수 있도록 한다.
도 12 내지 도 14는 본 발명장치의 다른 실시 예로서 상부 뚜껑을 일체로 제작하여 하나의 접이식 형태의 뚜껑으로 구성시켜 뚜껑의 구조를 간편하게하여 사용이 쉽도록 구성시킨 것이다.
그리고 도 15a 내지 도 15d는 본 발명에 있어서 세라믹볼의 다양한 형상을 도시한 도면으로서 삼각형, 사각형, 육각형, 팔각형 등의 다각형의 형상으로 구성하여 음식물의 종류에 따라 선택적으로 사용할 수 있도록 한 것이다.
또한 본 발명에 있어서, 사용되는 미생물이 포함된 세라믹 볼 또는 천연고무 담체부재는 장치에 투입되는 음식물쓰레기의 종류에 따라서 선택적으로 사용되어질 수 있다.
예를들어, 딱딱한 성분이 많은 음식물은 세라믹볼을 주로 많이 사용할 수 있으며, 분쇄할 필요가 없는 음식물은 천연고무 담체부재를 주로 많이 사용할 수 있는 것이다.
상술한바와 같이, 본 발명은 개량된 세라믹볼을 통해 음식물쓰레기의 분쇄율을 향상시킴은 물론, 상기 세라믹볼 및 완충기능을 가지는 담체부재를 적합한 비율로 혼합하여 사용함으로서, 미생물의 서식이 가능한 다공질 공간의 제공 및 수분함량 증대 등의 적합한 환경을 제공하여 미생물이 서식할 수 있는 안정된 환경을 제 공하며, 뿐만 아니라, 담체부재를 천연고무를 적용함으로써 미생물에 작용하는 독성을 제거하고, 미생물이 오랜 기간동안 생장 및 번식할 수 있도록 하며, 미생물의 생장환경을 최적화하여 음식물쓰레기의 분해를 촉진함으로서, 음식물쓰레기의 처리량을 현저히증가 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 분해조 내에 상기와 같이 혼합된 세라믹볼 및 담체부재를 제공함으로써, 교반날개 및 세라믹볼의 마찰력을 담체부재가 완충하여 마모도를 현저히 감소시키고, 수명을 연장함은 물론, 배수수단을 통해 볼의 마찰로 발생되는 가루 및 찌꺼기 등이 분해조의 내측 바닥부 및 슬릿부와 배관 등을 막는 문제점을 근본적으로 해소하여 장치의 오작동 및 수명을 연장할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 본 발명은 분해조에 장착된 교반축과의 틈새를 씰링으로 누설되지 않도록 함으로써 하수의 유출을 방지하고, 장치 및 주변을 오염시키는 원인을 해소하는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 교반수단의 교반날개가 완만한 곡면으로 이루어져 교반을 원활하게 하는 장점이 있다.
Claims (8)
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- 외관을 형성하는 외부케이싱과;상기 외부케이싱의 내부에 구비되어 음식물쓰레기를 투입시키며, 하단부에 반원형상으로 되고 서로 높이를 달리하는 전/후의 수용부(102',102")가 형성된 분해조(100)와:상기 수용부에 각각 장착되며, 교반모터에 의해 회전하는 제1교반축(134'a)과 제2교반축(134"a)에 설치되는 각 날개부와;상기 분해조 내부에 투입되는 것으로, 세라믹스에 의해서 압축강도가 250kg/cm2에서부터 500kg/cm2이내의 범위를 가지며 미세구멍의 직경이 1㎛ 이내로 성형된 세라믹볼과, 천연고무 40~80% 폴리비닐알콜 5~20중량% 활성탄 5~25중량% 발포제 10~15중량%의 구성비로 성형된 담체부재가 미생물과 함께 혼합된 소화수단과;상기 분해조의 일측으로 구비되는 영양공급수단과;상기 분해조의 하단부와 연통된 하수통과, 상기 하수통은 분해조와 연결된 순환펌프가 구비되어 하수 중의 부유물을 미생물균으로 제거하는 배수수단과;상기 각 수단의 작동을 제어하는 제어수단으로 구성됨을 특징으로 하는 미생물을 함유한 바이오세라믹 볼과 천연고무 담체부재를 이용한 음식물쓰레기의 분해처리장치.
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Cited By (4)
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