KR101060314B1

KR101060314B1 - 마이크로파 가열수단과 온풍 가열수단을 겸하여 수용하는 음식물쓰레기 처리장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101060314B1
Application number: KR1020090013472A
Authority: KR
Inventors: 김영민
Original assignee: (주)씨에스아이엔씨
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2009-02-18
Publication date: 2011-08-30
Also published as: KR20100094165A

Abstract

본원은 음식물쓰레기를 단시간에 건조시키기 위하여 마이크로파로 가열건조하는 단계와 열선히터로 온풍가열하는 단계를 겸하여 이루어지는 음식물쓰레기처리장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

본원에서 제공되는 음식물쓰레기처리장치는 마그네트론으로부터 마이크로파를 받는 마이크로파차폐실을 하우징 내에 형성하고 마이크로파차폐실 내에 음식물쓰레기를 수용하는 회전 혹은 비회전식 처리용기를 설치하고 처리용기 내에 음식물쓰레기를 절단 혹은 교반하면서 가열건조시키는 전제조건을 갖고, 상기 처리용기로부터의 배기를 순환팬에 의해 다시 처리용기로 재 순환시키는 순환로가 마이크로파차폐실과 하우징 사이에 마련되고, 처리용기로부터의 배기가스를 탈취하고 하우징 밖으로 배출하는 배기탈취부를 갖고, 또한 순환로 내에 처리용기로부터의 배기온도를 검출하는 온도센서가 마련되고, 처리용기로부터의 배기를 가열하여 순환팬에 의해 온풍으로 처리용기로 순환시키는 히터가 마련되며, 상기 온도센서의 검출온도의 변화를 감시하고 마그네트론 및 히터를 제어하는 제어회로를 갖추고, 제어회로는 검출온도의 온도기울기가 완만한 상승으로부터 급상승으로 변화하는 변화점에 달하기 전에 마그네트론을 정지시킨 후, 온풍을 순환시키도록 히터를 작동시키는 구성을 포함하여 제공된다.

음식물쓰레기, 마그네트론, 온풍, 마이크로파차폐실, 제어회로

Description

마이크로파 가열수단과 온풍 가열수단을 겸하여 수용하는 음식물쓰레기 처리장치 및 그 제어방법{food garbage disposer and it's controlling method having both magnetron and warm-air heater}

본원 발명은 음식물쓰레기를 단기간에 건조를 완료시키기 위하여 마그네토론을 이용하여 마이크로파로 가열건조시키는 단계와 열선히터를 이용하여 온풍가열시키는 단계를 수용하여 이루어지는 음식물쓰레기처리장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 음식물쓰레기 처리기는 가정이나 음식점의 주방에서 발생되는 쓰레기를 처리하는 기기로서, 그 처리방식은 주로 건조에 의하거나 발효에 의하고 있는데, 상기 건조에 의한 처리방식은 열선히터를 이용하여 공기를 덥힌 후 뜨거운 공기로 건조시키는 온풍건조나 마그네트론을 이용한 마이크로파 가열방식 중에서 하나를 선택하여 음식물쓰레기를 건조하게 된다.

음식물쓰레기에 마이크로파를 사용하여 가열건조시키는 기술로서 일본공개특허 2003-326229호(특허문헌 1)에 개시된 기술사상의 외관을 도 1에 도시하였는 바, 이를 참조하여 그 구성을 살펴보면, 상기 특허의 음식물쓰레기처리장치는 하우 징(1)내에 설치된 상자모양의 마이크로파차폐실(2)의 윗면 입구를 하우징(1)에 경첩을 이용하여 전자기차폐뚜껑을 부착하여 개폐할 수 있도록 구성되어 있으며, 마이크로파차폐실(2)은 마이크로파를 반사하는 스텐레스 등의 금속판(4)으로 윗면 이외의 면을 둘러 싸도록 제공되어 있다.

상기 특허의 음식물쓰레기는 마이크로파를 투과하는 바닥이 있는 처리용기(5)에 수용되고, 이 처리용기(5)는 마이크로파차폐실(2)에 탈착되는 형태로 설치되어 처리용기(5)에 수용된 음식물쓰레기를 교반하기 위해 회전 가능하도록 제공되며, 처리용기(5)내의 바닥부분에는 음식물쓰레기를 절단하기 위해 처리용기(5) 상부에 회전되는 회전컷터가 장착되며, 마이크로파차폐실(2)내에는 하우징(1)내에 설치된 마그네트론으로부터의 마이크로파가 마이크로파차폐실(2)의 측벽외부로부터 조사되며, 또한 하우징(1)내에 설치된 흡기팬으로 기기 외부로부터 흡기한 마그네트론의 냉각에 공급되는 바람이 전자기차폐 상부뚜껑(3)의 안쪽면(아랫면)에 설치된 금속제의 송풍가이드(6)로 안내되어 처리용기(5)내로 송풍되도록 제공되며, 마이크로파차폐실(2)의 측벽 상부에는 배기구(7)가 설치되어 하우징(1)내의 하부에 설치된 배기팬으로 처리용기(5)내를 흡기하는 것에 의해 하우징(1)외로 강제배기가 이루어지도록 한 기술구성이 개시되어 있다.

또한, 일본공개특허 2004-66053호(특허문헌 2) 특허기술은 위와 같은 구조의 음식물쓰레기처리장치에서, 처리용기로부터의 배기온도를 온도센서로 검출하여 그 검출온도를 감시하고 검출온도가 직선적인 완만한 상승추이로부터 급격한 상승이 되었을 때, 마그네트론에 의한 건조처리를 자동 종료시키도록 하는 기술이 개시되 어 있다.

또한, 일본공개특허 2005-103355호(특허문헌 3) 특허에서는 처리실(마이크로파차폐실)밖에 형성된 배기경로에 촉매를 배치하여 처리용기로부터의 배기를 촉매로 탈취하면서 기기 외부로 배출하며 그 촉매의 열원으로 음식물쓰레기 건조용 마그네트론를 병용한 기술이 개시되어 있다.

그러나 위에 개시된 종래의 음식물쓰레기처리장치는 음식물쓰레기 건조가 과도하여 연소/발화와 같은 위험사태가 발생할 수 있으며, 따라서 처리용기가 마이크로파 투과가 가능한 상태의 재질로 내열온도를 높이는 것이 어렵기 때문에 처리용기가 녹아내리는 문제점도 발생하였다.

또한, 특허문헌 2에 기재된 것과 같이 검출온도가 직선적인 완만한 상승추이로부터 급격한 상승이 이루어지는 경우, 마그네트론에 의한 건조처리를 자동종료시키도록 하는 것 만으로는 건조가 아직 불충분한 상태에서 강제적으로 가동이 종료되어 건조장치의 재 가동이 필요하게 되는 문제점이 확인 되었다.

본원 발명의 목적은 음식물쓰레기의 건조가 과도하여 연소/발화상태에 이르거나 또는 반대로 건조가 불충분한 상태로 가동정지에 이르지 않도록 하는 최상의 건조조건을 찾고자 하는 목적을 갖는다.

또한, 처리용기로부터의 배기를 높은 열효율로 유지하면서 효율적으로 탈취성능을 발휘 할 수 있는 음식물쓰레기처리장치의 제어조건을 찾고자 하는 목적을 갖는다.

본원의 제1발명 기술사상은 마그네트론으로부터 마이크로파를 받는 마이크로파 차폐실 내에 음식물쓰레기를 수용하는 회전 혹은 비회전식 처리용기를 설치하고 처리용기 내부로 회전컷터를 장착하여 음식물쓰레기를 절단 혹은 교반하면서 가열건조시키는 음식물쓰레기처리장치의 제어방법과 관련하여, 상기 처리용기로부터의 배기온도를 온도센서로 검출하고 검출온도의 변화를 감시하여 그 온도기울기가 완만한 상승으로부터 급상승으로 변화하는 변화점에 달하기 이전에 마그네트론의 동작를 정지시킨 후, 상기 처리용기로부터의 배기를 열선히터로 가열하여 온풍으로 처리용기의 내외로 순환시킴과 함께 처리용기로부터의 배기의 일부를 탈취하면서 기기밖으로 배출시키는 수단에 의한 제어방법에 관한 것이다.

상기 제1발명의 구체적 구현형태로 제2발명은 상기 변화점을 마그네트론의 열량과 처리용기로의 공기량과 처리용기의 용량에 따라 사전에 설정하여 제어하고 자 하는 것이다.

상기 발명과 관련한 제3발명은 상기 처리용기로부터의 배기를 상기 마이크로파차폐실 외에 형성된 순환로 내로 열선히터를 이용하여 가열하고 순환팬에 의해 온풍으로서 처리용기내로 순환시키고자 하는 기술사상이다.

상기 발명과 관련한 제4발명은 상기 온풍온도를 온도센서로 검출하고 그 온도가 설정온도로 유지되도록 열선히터를 제어하면서 온풍으로서 순환시키고자 하는 기술사상이다.

상기 발명과 관련한 제5발명은 기기 밖의 외부공기를 흡기팬으로 흡기하여 상기 히터로 가열하고 처리용기로부터의 배기와 함께 온풍으로서 순환키고자 하는 기술사상이다.

상기 발명과 관련한 제6발명은 상기 처리용기로부터의 배기를 상기 순환팬에 의해 상기 순환로부터 상기 마이크로파차폐실 내를 경유하여 처리용기내로 순환시키면서 마이크로파차폐실에 들어온 배기의 일부를 마이크로파차폐실 외에서 촉매로 탈취하여 배기팬으로 기기외부로 배출시키고자 하는 기술사상이다.

본원의 제7발명의 기술사상은 마그네트론으로부터 마이크로파를 받는 마이크로파차폐실을 하우징 내에 형성하여 마이크로파차폐실 내에 음식물쓰레기를 수용하는 회전 혹은 비회전식 처리용기를 설치하고 음식물쓰레기를 절단 혹은 교반하면서 가열건조시키는 음식물쓰레기처리장치에서, 마이크로파차폐실과 하우징과의 사이에 처리용기로부터의 배기를 순환팬으로 다시 처리용기로 재순환시키는 순환로를 형성함과 함께 처리용기로부터의 배기를 탈취하면서 하우징밖으로 배출하는 배기탈취부 를 설치하고, 상기 순환로 내에 처리용기로부터의 배기온도를 검출하는 온도센서와 처리용기로부터의 배기를 가열하고 상기 순환팬에 의해 온풍으로서 처리용기로 순환시키는 히터를 설치하며, 또한 상기 온도센서의 검출온도의 변화를 감시하여 상기 마그네트론 혹은 히터를 제어하는 제어회로를 갖추고, 또한 제어회로는 검출온도의 온도기울기가 완만한 상승으로부터 급상승으로 변화하는 변화점에 달하기 전에 마그네트론을 정지시킨 후, 온풍을 순환시키도록 히터를 작동시키도록 하는 음식물쓰레기처리장치가 개시된다.

상기 제7발명과 관련한 제8발명은 그 구체적형태로 상기 변화점이 제어회로에 마그네트론의 열량과 처리용기로의 공기량과 처리용기의 용량에 따라 사전에 설정되어 제공되는 실시양태이다.

상기 제7발명과 제8발명과 관련한 제9발명은 상기 히터를 상기 마이크로파차폐실외에 형성된 순환로에 설치하고 상기 처리용기로부터의 배기를 순화로내에서 히터로 가열하고 순환팬에 의해 온풍으로서 처리용기내로 순환시키는 구조에 관한 것이다.

상기 제7발명 내지 제9발명과 관련한 제10발명은 온풍이 설정온도로 유지되면서 설정시간만큼 순환하도록 상기 제어회로가 상기 히터를 제어하는 것이다.

상기 제7발명 내지 제10발명과 관련한 제11발명은 상기 하우징 밖의 외부공기를 흡기하는 흡기팬를 설치하고 그 흡기도 상기 히터로 가열하여 상기 처리용기로부터의 배기와 함께 상기 순환팬으로 온풍으로서 순환시키는 구성이다.

상기 제7발명 내지 제11발명과 관련한 제12발명은 상기 순환팬이 상기 처리 용기로부터의 배기를 상기 마이크로파차폐실 내를 경유하여 상기 순환로로부터 처리용기내로 순환시키고 상기 배기탈취부는 그 배기의 일부를 촉매로 탈취하여 배기팬으로 하우징밖으로 배출시키는 기술구성이다.

상기 기술구성을 갖는 음식물쓰레기처리장치의 작동 과정을 상술하여 보면, 제1발명 혹은 제7발명에서는 처리용기로부터의 배기(공기 외에 음식물쓰레기에서 증발한 수증기나 발생된 가스를 포함)온도를 온도센서로 검출하여 검출온도의 변화를 감시하고, 그 온도기울기가 완만한 상승으로부터 급상승으로 변화하는 변화점에 달하기 전에 마그네트론을 정지시키게 된다.

상기 온도기울기를 측정할 수 있는 방법으로는, 온도센서가 온도를 검출하는 단위시간을 설정하고 단위시간당 온도의 변화를 계산하여 그 값이 일정크기 이상이면 변화점으로 인정할 수 있다.

마이크로파에 의한 유도가열방식은 도 2에서 처리시간과 온도관계를 그래프로 나타낸 것처럼, 마이크로파는 수분에 흡수되어 수분이 현열로 가열되고 잠열로 수증기가 되어 증발하기 때문에 음식물쓰레기에 수분이 많을 시에는 온도상승은 완만한 기울기(온도가 T₁이 되는 시점 H₁까지)가 되나 일단 수분량이 적어지면 수증기의 발생도 적어지고 그 만큼 공기가 따뜻해져서 온도 기울기가 급격하게 되고, 공기비열은 물의 1/500정도이기 때문에 수분이 있는 곳까지 떨어지면 온도상승이 있는 시점(H₂)에서 급경사로 변하는 특성을 갖는다.

그러므로 H₂를 변화점이라 칭할 때, H₂ 변화점을 지나서도 마이크로파조사에 의한 건조를 계속하게되면 온도상승의 급 기울기를 이루며 연소/발화에 도달하게 된다.

따라서 본원 발명에서는 마이크로파조사에 의한 건조처리는 온도센서에 의한 검출온도(처리용기로부터의 배기온도)의 상승기울기가 변화점(H₂)에 도달하기 전에 멈추고 그 이후에는 처리용기로부터의 배기를 마이크로파차폐실 외에 설치한 히터를 이용하여 순환팬의 온풍으로 가열하여 처리용기의 내외로 순환시키는 온풍가열처리로 이행하는 수단으로 마이크로파조사에 의한 건조가 과도함에 따른 연소/발화를 방지할 수 있는 음식물쓰레기 처리장치를 제공할 수 있다.

온도상승이 급 기울기로 변화하는 변화점(H₂)의 온도는 실험에 의한 통계적평균치로부터 또는 예측치로서 부여한 후 실험을 통하여 최적치를 얻을 수 있을 것이며, 변화점의 온도는 배출되는 음식물쓰레기의 종류나 처리량에 따라서도 변하지만 그 변화 정도는 작을 수 있고, 음식물쓰레기의 종류나 처리량이 변할 때마다 변화점의 설정을 하나하나 사전에 바꾸는 작업은 사용자에게 번거로운 설정을 강요하게 되는 문제점을 가질 수 있다.

따라서 본원의 제2발명 또는 제8발명에서는 변화점을 마그네트론의 열량과 처리용기로의 공기량과 처리용기의 용량에 따라 사전에 설정하도록 하고자 하는 것으로, 예를 들면 실험에 의한 통계적평균치로부터 마그네트론의 열량과 처리용기로의 공기량과 처리용기의 용량의 각각에 대한 온도와 시간의 함수관계로 변화점의 온도를 정해 그 정해진 변화점의 온도보다 수도(1~4도 정도) 낮은 온도(도 2의 T1 보다 1~4도 낮은 온도)를 마그네트론의 정지온도로 사전에 설정하게 되면, 처리용기로부터의 배기온도를 검출하는 온도센서의 검출온도의 변화를 감시하고 그 온도기울기가 도 2에 나타난 것과 같이 완만한 상승으로부터 급상승으로 이행되는 추이를 알 수 있기 때문에 그것이 사전에 설정되어 있는 변화점으로 달하기 직전의 온도가 되었을 때, 마그네트론를 자동적으로 정지시켜 그 이후는 열선가열에 의한 온풍순환으로서 건조시킬 수 있게 된다.

따라서 마그네트론의 열량과 처리용기의 공기량과 처리용기의 용량에 대응한 적정온도 관리가 가능하여 안전하게 건조시킬 수 있게된다.

본원의 제3발명 또는 제9발명에서는 처리용기로부터의 배기를 마이크로파차폐실 외에 형성된 순환로를 이용하여 열선히터로 가열하면서 순환팬에 의해 온풍으로서 처리용기 내를 순환시키기 때문에 처리용기로부터의 배기를 순환로로 모아서 높은 열효율로 가열할 수 있는 효과를 갖게한다.

본원의 제4발명 또는 제10발명에서는 도 2를 참조하여 설명하면 히터로 가열된 온풍온도를 검출하고 온풍온도를 설정온도 T₃로 유지하면서 H₁부터 H₃까지의 설정시간 만큼 온풍을 순환시키기 때문에 마이크로파조사에 의한 건조처리 후에도 계속적으로 온풍가열처리를 안정적으로 동작시킬 수 있게 된다.

본원의 제5발명 또는 제11발명에서는 기기 밖의 외부공기를 흡기팬으로 흡기하여 그 흡기를 온풍히터로 가열하고 온풍으로서 처리용기 내로 공급하는 시스템이기 때문에 온풍의 풍량을 늘려 온풍가열 처리효과를 높일 수 있게 된다.

본원의 제6발명 또는 제12발명에서는 처리용기로부터의 배기를 마이크로파차 폐실 내를 경유하여 다시 처리용기로 순환시키기 때문에 열효율을 높일 수 있게 되고 또한, 처리용기로부터의 배기를 갑자기 탈취하지 않고 마이크로파차폐실 내를 경유시키고 나서 마이크로파차폐실 외에서 탈취하여 기기밖으로 강제 배출하기 때문에 높은 효율로 탈취효과를 얻을 수 있게 된다.

본원의 기술사상이 구체적으로 구현되는 실시양태는 "발명의 실시를 위한 구체적인 내용" 란 기재에서 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

본원은 음식물쓰레기의 건조가 과도하여 연소/발화상태에 이르거나 또는 반대로 건조가 불충분한 상태로 가동정지에 이르지 않도록 하는 최상의 건조조건을 제공하는 효과를 갖는다.

또한, 처리용기로부터의 배기를 높은 열효율로 유지하면서 효율적으로 탈취성능을 발휘 할 수 있는 음식물쓰레기처리장치의 제어조건을 제공하는 효과를 갖는다.

특히 실험결과 종래의 음식물 처리장치에 비하여 음식물의 탈수 분해 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있었음을 확인할 수 있었다.

이하 본원 발명의 기술사상이 구체적으로 구현되는 실시양태를 첨부된 도면을 참조하여 설명하고자 하나, 본 출원의 명세서나 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 본원의 보호범위는 발명의 기술사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 할 것이고, 또한 본원의 실시예에 제시되는 실시양태는 본원의 목적을 달성하기 위한 하나의 적용예에 불과할 뿐이고 본원의 기술사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.

본원의 음식물쓰레기처리장치의 바람직한 구현 형태를 도 3에서는 A타입으로 제시하고, 도 4에서는 B타입으로 제시하고자 하는바, 도 3a에서는 음식물쓰레기처리장치 A타입을 나타낸 것이고, 도 3b는 음식물쓰레기처리장치 A타입 내부에서 공기의 흐름 방향을 화살표로 나타낸 것으로, 음식물쓰레기처리장치 A타입은 마이크로파 투과가 가능한 바닥이 있는 원통형의 처리용기(11)를 이용하고, 이것을 하우징(12)내에 설치된 상자모양의 마이크로파차폐실(13)내에 두어 회전대(14)위에 탈착이 가능하도록 탑재하고 회전대(14)와 함께 회전시키도록 구성되어 있다.

또한, 비록 도시되지는 않았지만, 처리용기(11)에는 손잡이가 통 외측에 설치되어 착탈이 용이하도록 제공되는 것이 바람직하고, 처리용기(11)는 폴리프로필렌 등의 마이크로파 투과재료에 내열성을 높이기 위해 세라믹 등을 혼합하여 성형되어 제공되는 것이 바람직하다.

처리용기(11)내의 바닥면에는 회전컷터(15)가 장착되어 처리용기(11)를 회전대(14)위에 탑재하면 이 회전컷터(15)가 마이크로파차폐실(13)의 외측 하부에 설치된 컷터용 모터(16)로 종래와 같이 클러치(17)를 사이에 두어 연결되고 컷터용 모터(16)로 회전되도록 구성되고 회전대(14)는 마이크로파차폐실(13)의 외측 하부에 설치된 교반용 모터(18)로 회전된다.

마이크로파차폐실(13)은 마이크로파를 반사하는 스테인레스 등의 금속판으로 정면 이외의 면을 둘러싸여 그 정면개구는 하우징(12)에 경첩된 도면에 생략된 전자기차폐문으로 개폐가 가능하고 이 전자기차폐문을 열어 마이크로파차폐실(13)의 정면개구로부터 처리용기(11)를 출납할 수 있도록 구성되어 있다.

또한 하우징(12)와 마이크로파차폐실(13)과의 사이에는 마이크로파차폐실(13)의 외부 상측에 수평으로 상부순환로(19a), 외부의 한 측에 측부순환로(19b), 외부타측에 배기탈취로(19c)가 형성되어 상부순환로(19a)와 측부순환로(19b)와는 연결되어 있다.

또한 하우징(12)에 형성된 흡기구(12a)의 내측에는 흡기팬(20)이 설치되어 이 흡기팬(20)에 의해 흡기된 외부공기가 상부순환로(19a)의 한쪽 끝에서부터 도입되고 상부순환로(19a)내의 다른쪽 끝에서는 온도센서(21) 혹은 습도센서(22)가 설치되고 또한 상부순환로(19a)내의 중간에는 전열식히터(23)가 설치되어 있다.

또한 측부순환로(19b) 내에는 그 중간에 마그네트론(24), 그 아래 방향으로 순환팬(25)이 설치되고 마그네트론(24)으로부터의 마이크로파는 마이크로파차폐실(13)의 측벽 중간으로부터 처리용기(11)의 주벽을 투과하여 처리용기(11)내로 조사되며 순환팬(25)은 처리용기(11)로부터 마이크로파차폐실(13) 내에 일단 들어온 공기나 수증기, 가스를 측부순환로(19b)를 통해서 다시 순환시키게 된다.

또한 배기탈취로(19c)내에는 그 하부에 배기팬(26), 그 윗방향으로 순환팬(25)이 설치되고, 또한 탈취용촉매(27)의 설치위치 윗쪽으로 하우징(12)외로 개구되는 외부배기구(28)가 형성되어, 이것들로 배기탈취부(29)가 구성되어 있으며, 배기팬(26)은 마이크로파차폐실(13)내로 들어온 가스를 촉매(27)를 통해 외부배기구(28)로부터 하우징(12)밖으로 강제배기되며, 탈취용촉매(27)는 도면에 표시되지 않은 촉매가열용히터로 150~200℃ 범위로 가열되어 활성을 높여주는 것이 바람직하다.

또한 회전대(14)위에 탑재되는 처리용기(11)는 윗면개구를 윗덮개(30)로 닫을 수 있고 이 윗덮개(30)에는 흡기구(31)와 배기구(32)가 형성되어 흡기구(31)는 그 상부에 형성된 흡기측연통실(33)을 사이에 두고 상부순환로(19a)와 연통되며 배기구(32)의 상부에는 마이크로파차폐를 위한 다공구조 또는 메쉬구조로 되어 있는 칸막이 벽(34)에 배기측 연통실(35)이 형성되어 배기구(32)는 이 배기측연통실(35)을 사이에 두고 마이크로파차폐실(13)내와 연통되며 배기측연통실(35)을 형성하는 칸막이 벽(34) 혹은 상기 흡기측연통실(33)을 형성하는 칸막이 벽(36~37)은 마이크로파차폐실(13)의 천정부에 위치하여 설치된다.

이와 같은 구조를 갖는 음식물쓰레기처리장치 A타입은 음식물쓰레기를 수용한 처리용기(11)를 회전대(14)위에 탑재하여 다음과 같이 가동시킬 수 있는바, 전원을 ON시켜 가동개시를 하면, 회전대(14) 위의 처리용기(11)가 교반용모터(18)에 의해 회전됨과 동시에 처리용기(11)내의 회전컷터(15)가 컷터용모터(16)에 의해 회전되면서 마그네트론(24)으로부터 마이크로파가 처리용기(11)의 주벽을 투과하여 처리용기(11)내로 조사되며, 또 흡기팬(22)에 의해 외부공기가 흡기되어 윗덮개(30)의 흡기구(31)로부터 처리용기(11)내로 들어오는 것과 함께 처리용기(11)로부터의 배기(공기 외의 음식물쓰레기로부터 증발된 수증기나 발생가스)가 윗덮 개(30)의 배기구(32)로부터 배기측연통실(35)을 지나 마이크로파차폐실(13)내로 일단 들어오면서부터 순환팬(25)에 의해 측부순환로(19b) 혹은 상부순환로(19a)를 지나 처리용기(11)내로 다시 순환하게 되며, 이것과 동시에 마이크로파차폐실(13)내에 들어온 처리용기(11)로부터의 배기되는 일부는 배기팬(26)에 의해 촉매(27)로 탈취되면서 외부배기구(28)로부터 하우징(12)밖으로 배출이 이루어진다.

또 한편 측부순환로(19b) 혹은 상부순환로(19a)를 지나 순환하는 처리용기(11)로부터의 배기는 온도센서(21)에 의해 온도가 검출되는 것과 함께 습도센서(22)에 의해 습도가 검출되어 그 검출온도 혹은 검출습도에 의해 마그네트론(24), 히터(23), 흡기팬(20), 순환팬(25), 배기팬(26), 촉매가열용히터가 제어회로에 의해 제어되는바, 온도센서(21)에 의한 검출온도는 도 2에 나타난 것과 같이 마이크로파에 의한 음식물쓰레기의 가열건조의 진행에 따라 시간의 경과와 함께 상승하고 그 온도상승은 음식물쓰레기의 수분이 높을 때에는 완만한 기울기(온도가 T1이 되는 시점 H1까지)이지만 수분이 낮아지면 수증기의 발생이 적어져 그만큼 공기가 따뜻해져 온도기울기가 급변하고 공기의 비열은 물의 1/500정도이기 때문에 수분이 어느 정도 떨어지면 온도상승이 있는 시점(H₂)에서 급경사로 바뀌게 된다.

본원 발명에서는 이 시점(H2)을 변화점으로서 파악하고 이 변화점에 달하는 온도를 실험에 의해 통계적평균치로부터 마그네트론(24)의 열량과 처리용기(11)로의 공기량과 처리용기(11)의 용량에 따라 결정하고, 이것을 제어회로에 사전설정하게 되며 온도센서(21)에 의한 검출온도의 상승기울기를 제어회로로 감시하고 검출 온도가 변화점의 온도에 도달하는 수도(1~4℃)전(도 2의 T₁ 참조)에 마그네트론(24)을 정지시키고 그 이후는 상부순환로(19a) 혹은 측부순환로(19b)를 지나는 온풍온도를 온도센서(21)로 검출하면서 그 온풍온도가 설정온도(T₃)를 유지하도록 히터(23)를 제어하여 이것을 H₁부터 H₃까지의 설정시간만큼 동작시키도록 제공된다.

이는 예를 들어 마그네트론(24)의 열량과 처리용기(11)로의 공기량과 처리용기(11)의 용량에 따라 결정된 변화점의 온도가 100도 이하인 60도에서 90도 사이의 온도라면 온도센서(21)에 의한 검출온도가 그것보다 1도에서 4도정도 낮은 온도가 됐을 때, 마그네트론(24)을 정지시켜 그 이후는 온도센서(21)로 계속 검출하는 온풍온도가 100도에서 120도 사이의 온도를 유지시키도록 히터(23)를 제어하고 이것을 설정시간만큼 동작시키게 되는 것이다.

따라서 마그네트론(24)이 정지된 후에는 히터(23)로 가열된 온풍이 순환팬(25)에 의해 윗덮개(29)의 흡기구(31)로부터 처리용기(11)내로 보내지는 시스템이 작동됨으로 연소/발화온도로 도달하지 않는 온풍에 의한 건조가 실시되고 처리용기(11)로부터의 배기는 윗덮개(30)의 배기구(32)로부터 배기측연통실(35)을 지나 마이크로파차폐실(13)내에 일단 들어와서부터 순환팬(25)에 의해 측부순환로(19b) 혹은 상부순환로(19a)를 지나 히터(23)에 의해 다시 가열되어 처리용기(11)내로 다시 순환하게 되며, 마이크로파차폐실(13)내로 들어온 처리용기(11)로부터의 배기의 일부는 그 사이에도 배기팬(26)에 의해 촉매(27)로 탈취되면서 외부배기구(28)로부터 하우징(12)외로 배출되도록 제공된다.

이때 흡기팬(20)의 풍량을 예를들어 한 시간당 5리터라고 한다면 순환팬(25)의 풍량은 처리용기(11)로부터의 배기가 공기 외에 음식물쓰레기로부터 증발한 수증기나 음식물쓰레기로부터 발생한 가스를 포함하고 있기 때문에 흡기팬(20) 풍량의 2배 이상인 10리터 정도를 필요로 하고 또한 배기팬(26)의 풍량은 흡기팬(20)의 3배 정도(15리터)로 하게된다.

도 4a는 본원의 기술사상이 적용되는 음식물쓰레기처리장치 B타입의 구성도를 나타낸 것이고, 도 4b는 B타입의 공기 흐름을 나타낸 것이다.

음식물쓰레기처리장치 B타입은 마이크로파차폐실(13)의 윗면을 개구시켜 전자기차폐문(38)으로 개폐하고 처리용기(11)를 마이크로파차폐실(13)의 윗면개구로부터 출납하도로 하며 또 마이크로파차폐실(13)과 하우징(12) 사이에 왕(往)순환로(39)와 복(復)순환로(40)를 병행하여 형성하는 것과 함께 복(復)순환로(40)에 연통하는 배기로(41)를 형성하고 있다.

또한 전자기차폐문(38)에서는 처리용기(11)의 윗면개구를 닫는 윗덮개(30)와 칸막이벽(42~45)에 의해 흡기실(46)과 왕(往)순환실(47)과 복(復)순환실(48)이 형성되어 있고 하우징(12)에 형성된 흡기구(12a)의 내측에는 흡기팬(20)이 설치되어 있으며 흡기팬(20)에 의해 흡기된 외부공기가 흡기실(46)을 지나 처리용기(11)내로 도입된다.

마이크로파차폐실(13)내에서 받침대(14)위에 탑재된 처리용기(11)내의 회전컷터(15)가 컷터용모터(16)에 의해 회전되는 것과 마그네트론(24)으로부터의 마이크로파가 처리용기(11)의 주벽을 투과하여 처리용기(11)내로 조사되는 것은 A타입 과 동일하며, 왕(往)순환로(39)내에는 순환팬(25)과 전열식히터(23)가 상하배치로 설치되어 있고 처리용기(11)로부터의 배기는 순환팬(25)의 작용에 의해 왕(往)순환실(47)을 지나 왕(往)순환로(39)로 들어오고 복(復)순환로(40)를 지나 복(復)순환실(48)로부터 다시 처리용기(11)내로 순환하게 되며 이 때 히터(23)가 A타입과 같이 작동하고 있을 때는 온풍이 되어 순환된다.

처리용기(11)로부터의 배기의 온도를 검출하는 온도센서(21)는 왕(往)순환실(47)과 왕(往)순환로(39) 사이에 설치되어 이 온도센서(21)의 검출온도가 제어회로에 의해 감시되어 마그네트론(24)이나 히터(23) 등이 실시예(1)와 같이 제어되며, 배기로(41)내에는 배기팬(26)과 탈취용촉매(27)로 백금/팔라디움 촉매가 설치되어 배기탈취부(29)가 구성되어 있으며 처리용기(11)로부터의 배기의 일부는 복(復)순환로(40)로부터 배기로(41)를 지나 하우징(12)외로 개구되는 외부배기구(28)로부터 기기밖으로 배출된다.

또한 A타입이나 또는 B타입 어느 쪽의 경우도 배기탈취부(29)를 하우징(12)내에 설치하였으나 하우징(12)과는 독립된 외부부착형 구조 즉, 하우징(12) 외측에 이것을 접속하는 구조로 변형되는 것도 가능함은 물론이다.

도 5에서는 본원 음식물쓰레기처리장치의 처리흐름도를 나타낸 것으로, 간략하게 그 처리 흐름을 살펴보면, 음식물쓰레기처리장치가 스타트되면 배기를 위한 순환팬, 배기가스를 탈취하는 탈취팬, 순환로 내에 처리용기로부터의 배기온도를 검출하는 온도센서 및 검출온도의 변화를 감시하고 마그네트론 및 히터를 제어하는 제어회로를 갖춘 시스템에서 처리용기에 음식물쓰레기가 들어있는 것이 확인되면 교반이 이루어지면서 마그네트론의 작동이 시작되어 내부온도를 높이게 되고, 소정의 설정온도에 이르기까지 교반이 실시되며 가온이 계속되다가 소정의 설정온도에 이르게 되면 열전대(thermostart)에 의한 설정온도 제어프르그램에 따라 마그네트론의 작동이 정지되고, 소정의 설정온도에서부터는 히터가 작동하여 목표치에 이르기가지 가열되다가 목표치에 이르면 히터작동이 멈추게되며, 소정의 시간이 경과하고 처리공정이 완료되면 순환팬과 탈취팬 및 교반동작이 멈추고 전체시스템이 종료되는 구성으로 적용될 수 있다.

상기에서 설정온도 제어 프르그램은 음식물쓰레기의 종류나 함수율 등의 특성에 따라서 언제든지 원하는 온도나 제어조건이 설정되어 운전될 수 있음은 물론이다.

도 1 : 종래의 음식물쓰레기처리장치 예시도

도 2 : 본원의 제어방식에서 처리시간과 온도의 관계를 나타낸 그래프

도 3 : 본원의 기술사상이 구현되는 음식물쓰레기처리장치 A타입 예시도.

도 4 : 본원의 기술사상이 구현되는 음식물쓰레기처리장치 B타입 예시도.

도 5 : 본원의 음식물쓰레기처리장치의 처리흐름도

********* 도면의 주요부호에 대한 설명 *********

11 : 처리용기 12 : 하우징

12a : 흡기구 13 : 마이크로파차폐실

14 : 회전대 15 : 회전컷터

16 : 컷터용 모터 17 : 클러치

18 : 교반용 모터 19a : 상부순환로

19b : 측부순환로 19c : 배기탈취로

20 : 흡기팬 21 : 온도센서

22 : 습도센서 23 : 열선히터

24 : 마그네트론 25 : 순환팬

26 : 배기팬 27 : 탈취용 촉매

28 : 외부배기구 29 : 배기탈취부

30 : 윗덮개 31 : 흡기구

32 : 배기구 33 : 흡기측연통실

34 : 칸막이a 35 : 배기측연통실

36 : 칸막이b 37 : 칸막이c

38 : 전자기차폐문 39 : 왕순환로

40 : 복순환로 41 : 배기로

42 : 칸막이d 43 : 칸막이e

44 : 칸막이f 45 : 칸막이g

46 : 흡기실 47 : 왕순환실

48 : 복순환실 49 : 처리용기 받침대

Claims

마그네트론으로부터 마이크로파를 받는 마이크로파 차폐실 내에 음식물쓰레기를 수용하는 처리용기를 설치하고 처리용기 내에 음식물쓰레기를 절단 또는 교반하면서 가열 건조시키는 음식물쓰레기 처리장치의 제어방법에 있어서,

상기 음식물쓰레기 수용 및 처리용기의 배기온도를 온도센서로 검출하여 음식물쓰레기 중 수분이 가열되고 수증기로 되어 증발되는 완만한 온도상승에서 수증기가 증발된 후 온도가 급상승으로 변화하는 변화점(H₂)에 달하기 전에, 상기 마그네트론을 정지시키는 제1단계;

상기 처리용기로부터의 배기를 히터로 가열하여 온풍으로 처리용기의 내외로 순환시킴과 함께 처리용기로부터의 배기의 일부를 탈취하면서 기기외부로 배출시키는 제2단계;

의 구성을 포함하여 제공되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기처리장치 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 제1단계에서 변화점(H₂)은 마그네트론의 열량과 처리용기로의 공기량과 처리용기의 용량에 따라 사전에 변화점(H₂)보다 1~4℃ 낮는범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기처리장치 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 제2단계에서 처리용기로부터의 배기를 마이크로파차폐실 외에서 형성된 순환로 내에서 히터에 의해 가열하고 순환팬에 의해 온풍으로서 처리용기내로 순환시키도록 제공되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기처리장치 제어방법.
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 온풍은 그 온도를 온도센서로 검출하고 그 온도가 설정온도로 유지하도록 히터를 제어하면서 온풍으로 순환되도록 제공되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기처리장치 제어방법.
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 온풍의 순환은 기기 외측의 외부공기를 흡기팬에 의해 흡기하고 상기 히터로 가열하여 처리용기로부터의 배기와 함께 온풍으로서 순환시키도록 제공되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기처리장치 제어방법.
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 처리용기의 배기를 순환팬에 의해 마이크로파차폐실을 경유하여 순환로로를 거쳐 처리용기 내로 순환시키면서 마이크로파차폐실로 들어온 배기의 일부를 마이크로파차폐실 외의 촉매로 탈취하고 배기팬으로 외부로 배출시키도록 제공되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기처리장치 제어방법.
마그네트론으로부터 마이크로파를 받는 마이크로파차폐실을 하우징 내에 형성하고 마이크로파차폐실 내에 음식물쓰레기를 수용하는 처리용기를 설치하고 처리용기 내에 음식물쓰레기를 절단 혹은 교반하면서 가열건조시키는 음식물쓰레기처리장치에 있어서,

상기 처리용기로부터의 배기를 순환팬에 의해 다시 처리용기로 재 순환시키는 순환로가 마이크로파차폐실과 하우징 사이에 마련되고, 처리용기로부터의 배기가스를 탈취하고 하우징 밖으로 배출하는 배기탈취부를 갖고, 또한 순환로 내에 처리용기로부터의 배기온도를 검출하는 온도센서가 마련되고, 처리용기로부터의 배기를 가열하여 순환팬에 의해 온풍으로 처리용기로 순환시키는 히터가 마련되며, 상기 온도센서의 검출온도의 변화를 감시하고 마그네트론 및 히터를 제어하는 제어회로를 갖추고, 제어회로는 검출온도의 온도기울기가 음식물쓰레기 중 수분이 수증기로 되어 증발되는 완만한 온도상승에서 수증기가 증발된 후 온도가 급상승으로 변화하는 변화점(H₂)에 달하기 전에 마그네트론을 정지시킨 후, 온풍을 순환시키도록 히터를 작동시키는 구성을 포함하여 제공되는 갖는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기처리장치.
제7항에 있어서,

상기 변화점(H₂)이 제어회로에 마그네트론의 열량과 처리용기로의 공기량과 처리용기의 용량에 따라 사전에 변화점(H₂)보다 1~4℃ 낮는범위로 설정되어 제공되 는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기처리장치.
제7항에 있어서,

상기 히터가 마이크로파차폐실 외부에 형성된 순환로에 설치되고 처리용기로부터의 배기를 순환로 내에서 히터로 가열하고 순환팬에 의해 온풍으로서 처리용기내로 순환시키도록 제공되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기처리장치.
제7항 및 제8항에 있어서,

상기 제어회로는 온풍이 설정온도로 유지된 상태로 설정시간 만큼 순환되도록 히터를 제어하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기처리장치.
제7항에 있어서,

제7항 구성에 외부공기를 흡기하는 흡기팬이 추가로 마련되고 그 흡기도 히터로 가열되어 처리용기로부터의 배기와 함께 순환팬을 이용하여 온풍으로서 순환시켜 처리용기 내로 공급하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기처리장치.
제7항에 있어서,

상기 순환팬은 처리용기로부터의 배기가 마이크로파차폐실을 경유하여 순환로를 거쳐 처리용기내로 순환시키고 상기 배기탈취부는 배기의 일부를 촉매로 탈취 하고 배기팬으로 하우징밖으로 배출하는 구성으로 제공되는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기처리장치.