KR101197233B1 - 촉매연소방식 탈취모듈 및 이를 이용한 음식물 처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배기가스의 악취 발생 및 소멸 시점을 정확하게 파악하고 이에 즉각적으로 대응함으로써 배기가스로부터 신속하게 악취를 제거하는 것은 물론, 촉매가열히터의 가열량을 가변 제어함으로써 절전효과를 극대화할 수 있으며, 탈취모듈의 악취제거 상태를 직접적으로 파악하여 탈취모듈 자체의 이상 여부를 조기 발견할 수 있는 촉매연소방식 탈취모듈 및 이를 이용한 음식물 처리장치에 관한 것이다.
상기 본 발명은 음식물 쓰레기를 열풍건조하고, 이때 발생하는 악취공기로부터 악취를 제거하기 위한 촉매 담체를 갖는 탈취모듈을 포함하는 음식물 처리장치에 있어서, 상기 촉매 담체를 가열하기 위한 촉매가열히터; 상기 탈취모듈에서 배출되는 악취를 감지하기 위한 악취센서; 및 상기 악취센서에 의해 감지된 악취 정도가 미리 설정된 설정치 이하이면 상기 촉매가열히터를 오프(off)시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명은 음식물 쓰레기를 열풍건조하고, 이때 발생하는 악취공기로부터 악취를 제거하기 위한 촉매 담체를 갖는 탈취모듈을 포함하는 음식물 처리장치에 있어서, 상기 촉매 담체를 가열하기 위한 촉매가열히터; 상기 탈취모듈에서 배출되는 악취를 감지하기 위한 악취센서; 및 상기 악취센서에 의해 감지된 악취 정도가 미리 설정된 설정치 이하이면 상기 촉매가열히터를 오프(off)시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 촉매연소방식 탈취모듈 및 이를 이용한 음식물 처리장치에 관한 것으로, 특히 배기가스의 악취 발생 및 소멸 시점을 정확하게 파악하고 이에 즉각적으로 대응함으로써 배기가스로부터 신속하게 악취를 제거하는 것은 물론, 촉매가열히터의 가열량을 가변 제어함으로써 절전효과를 극대화할 수 있으며, 탈취모듈의 악취제거 상태를 직접적으로 파악하여 탈취모듈 자체의 이상 여부를 조기 발견할 수 있는 촉매연소방식 탈취모듈 및 이를 이용한 음식물 처리장치에 관한 것이다.
음식물 쓰레기는 수분함량이 높고 쉽게 부패되어 매립 및 소각처리에 어려움이 있기 때문에 이를 수집하여 감량화 또는 자원화를 시도하고 있다. 그 일환으로 최근 들어 각 가정의 주방 또는 업소에 배치되는 음식물 처리장치가 개발되어 사용되고 있다.
이와 같은 종래의 음식물 처리장치는 음식물의 종류에 따라 고온 열풍, 미생물 발효, 분자 분해 기화 등의 방법으로 음식물에 포함된 수분을 제거하여 부피를 줄이거나 소멸시키는 제1공정과, 이 과정에서 발생된 수분을 포함하는 악취가스로부터 탈취 및 응축과정을 거쳐 탈취 및 저온으로 낮추어진 공기를 실내 또는 외부로 배출하는 제2공정을 포함하고 있다.
상기한 제1공정은 처리시간과 유지비용 등에 따라 선택될 수 있는 것이며, 제2공정은 사용자의 만족도와 직결되는 공정으로서 상품성을 결정하는 중요한 요소로 부각되고 있다.
이와 같이 제2 공정을 효과적으로 수행하기 위해 음식물 쓰레기 처리 시의 온도 또는 배기가스의 습도를 검출하여 촉매가열히터를 온/오프 제어하는 기술이 공개되어 있다.
즉, 악취제거를 위해 검출을 통해 하기 특허문헌 1에는 탈취모듈의 온도를 측정하여 소정 온도 이상인 경우 촉매가열히터 및 전동모터를 오프(off) 시켜 알코올 등의 화학반응을 억제하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2호에도 온도센서를 이용하여 히터를 종료하는 기술이 개시되며, 특허문헌 3호에는 발생 증기량을 서미스터로 센싱하여 히터에 공급되는 전류위상을 자동제어하는 기술이 개시되어 있다.
또한, 상기와 같이 온도 대신에 습도를 검출하여 촉매가열히터를 제어하는 기술은 특허문헌 4 및 특허문헌 5에 각각 개시된 바와 같이, 습도센서를 통해 건조 진행 상황에 응답하여 촉매가열히터를 제어하는 기술이 개시되어 있다.
그런데, 상기 종래기술들과 같이 건조 처리조 내의 온도나 습도를 검출하여 악취량을 간접적으로 판단하고, 이를 근거로 촉매가열히터를 간접적으로 제어하는 경우, 탈취모듈 자체에 이상이 있더라도 이를 조기에 발견하기 어려운 문제가 있었다.
또한, 온도의 변화에 따라 악취량 변동이 있는 경우, 이에 즉각적인 대처가 어렵기 때문에 악취 발생과 동시에 신속하게 악취를 제거하지 못하는 것은 물론, 온도를 근거로 촉매가열히터를 제어하는 경우 고려해야하는 조건이 매우 다양하기 때문에 음식물 처리장치의 악취제거를 위한 프로그래밍이 용이하지 못한 문제가 있었다.
더욱이, 온도나 습도를 통해 악취를 감지함에 따라 정확한 악취 발생 시점 파악이 용이하지 못해 촉매가열히터를 가동하는 시간이 길어짐에 따라 실질적인 절전효과를 얻기 힘든 문제가 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 배기가스의 악취 발생 및 소멸 시점을 정확하게 파악하고 이에 즉각적으로 대응함으로써 배기가스로부터 신속하게 악취를 제거하는 것은 물론, 촉매가열히터의 가열량을 가변 제어함으로써 절전효과를 극대화할 수 있는 촉매연소방식 탈취모듈 및 이를 이용한 음식물처리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 탈취모듈의 악취제거 상태를 직접적으로 파악하여 탈취모듈 자체의 이상 여부를 조기 발견할 수 있는 촉매연소방식 탈취모듈 및 이를 이용한 음식물 처리장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 금속 케이스, 상기 금속 케이스 내에 장착된 촉매 담체, 상기 촉매 담체를 가열하기 위한 촉매가열히터, 상기 금속 케이스에 수증기를 포함한 악취공기를 도입하기 위한 도입관 및 상기 금속 케이스 내부의 상기 촉매 담체를 통과한 탈취공기를 배출하기 위한 배기관을 포함한 촉매연소방식 탈취모듈에 있어서, 상기 배기관을 통해 배출되는 배기가스의 악취정도를 센싱하기 위한 악취센서; 및 상기 악취센서에 의해 감지된 악취 정도가 미리 설정된 설정치 이하인 경우 상기 촉매가열히터를 오프(off)시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매연소방식 탈취모듈을 제공한다.
상기 제어부는 미리 설정된 시간의 경과 후에도 악취센서에 의해 감지된 배기가스의 악취 정도가 상기 설정치 이하로 감소하지 않는 경우 탈취 모듈의 이상으로 판단할 수 있다.
상기 촉매가열히터는 상기 촉매 담체를 직접 가열하기 위해 상기 촉매 담체 내부에 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 금속 케이스, 상기 금속 케이스 내에 장착된 촉매 담체, 상기 촉매 담체를 가열하기 위한 촉매가열히터, 상기 금속 케이스에 수증기를 포함한 악취공기를 도입하기 위한 도입관 및 상기 금속 케이스 내부의 상기 촉매 담체를 통과한 탈취공기를 배출하기 위한 배기관을 포함한 촉매연소방식 탈취모듈에 있어서, 상기 도입관에 유입되는 유입가스 중의 악취정도를 센싱하기 위한 제1 악취센서; 상기 배기관을 통해 배출되는 배기가스 중의 악취정도를 센싱하기 위한 제2 악취센서; 및 상기 제1 악취센서에 의해 감지된 유입 악취정도에 응답하여 상기 촉매가열히터의 가열량을 가변 제어하고, 상기 제2 악취센서에 의해 감지된 배출 악취정도가 미리 설정된 설정치 이하로 떨어지면 상기 촉매가열히터를 오프시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매연소방식 탈취모듈을 제공한다.
상기 제어부는 유입되는 악취 종류를 판별하고 판별된 악취 종류에 대응하는 반응온도로 상기 촉매가열히터의 가열온도를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제2 악취센서에 의해 감지된 배기가스의 악취 정도가 미리 설정된 시간 동안 설정치 이하로 감소하지 않고 지속적으로 감지되면 상기 제어부의 신호에 따라 사용자에게 탈취모듈의 교체시기를 알려주기 위한 알람부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 음식물을 건조하기 위한 건조 용기; 상기 건조용기에 열풍을 공급하기 위한 송풍팬; 상기 건조용기에 송풍되는 공기를 가열하기 위한 건조히터; 상기 건조용기의 수증기를 다량 포함한 악취공기를 도입하기 위한 도입관; 상기 도입관을 통해 유입된 악취공기로부터 악취를 제거하기 위한 촉매 담체를 갖는 촉매연소방식 탈취모듈; 상기 탈취모듈을 통해 악취가 탈취된 공기를 배출하기 위한 배기관; 상기 배기관을 통해 배출되는 배기가스 중의 악취정도를 센싱하기 위한 악취센서; 및 상기 악취센서에 의해 감지된 악취정도가 설정치 이하로 떨어지면 상기 촉매가열히터를 오프시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치를 제공한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 있어서는 악취센서를 통해 감지된 악취가스의 악취정도를 제어부로 전송하여, 제어부로 하여금 촉매가열히터의 가열량을 가변 제어함으로써 전력을 효율적으로 관리할 수 있다. 또한, 악취센서를 통해 탈취모듈로부터 배출되는 배기가스에 포함된 악취가 발생하지 않는 경우, 제어부를 통해 즉각적으로 촉매가열히터를 오프시켜 절전효과를 얻을 수 있다.
더욱이, 본 발명은 온도센서 또는 습도센서를 통해 탈취모듈의 상태를 간접적으로 파악하는 종래기술과 달리 악취센서를 통해 탈취모듈의 악취제거 상태를 직접적으로 파악함으로써 탈취모듈 자체의 이상 여부를 조기 발견할 수 있으므로 탈취모듈의 유지보수를 신속하게 행할 수 있다.
또한, 본 발명은 배기가스의 일부를 상온보다 높은 온도를 가지고 수분 차단필터에 의해 수분을 제거한 상태로 처리용기 내부로 재순환함으로써 음식물 쓰레기의 건조시간을 최대한 단축할 수 있는 이점이 있다.
아울러, 본 발명은 펠티어 소자를 촉매연소방식 탈취모듈의 도입관 및 배기관에 각각 발열면 및 냉각면을 면접하도록 배치하여, 탈취모듈의 보조 열원으로 사용함과 동시에, 배기가스의 응축효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 탈취된 배기가스를 충분히 냉각시킨 후 하우징 외부로 배출함에 따라 배출가스로 인해 실내 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 처리장치를 나타내는 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 촉매연소방식 탈취모듈을 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 처리장치의 제어부에 연결된 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 촉매연소방식 탈취모듈을 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 처리장치의 제어부에 연결된 구성을 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 처리장치를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.
첨부된 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 처리장치를 나타내는 단면도, 도 2는 도 1에 도시된 촉매연소방식 탈취모듈을 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 처리장치의 제어부에 연결된 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명의 음식물 처리장치는 하우징(10), 송풍팬(21), 수분 차단필터(25), 처리용기(30), 촉매연소방식 탈취모듈(40), 촉매가열히터(42), 펠티어 소자(50), 응축수 용기(60), 배출팬(63), 제1 및 제2 악취센서(71,73), 알람부 및 제어부(90)를 포함한다.
하우징(10)은 송풍팬(21) 및 수분 차단필터(25)를 구비한 상부(11)와, 처리용기(30), 촉매연소방식 탈취모듈(40), 펠티어 소자(50), 응축수 용기(60) 및 배출팬(63)을 구비한 하부(13)를 포함한다.
하우징(10)의 상부(11)는 일측에 외기를 유입하기 위한 공기유입구(11a)가 형성되며, 공기유입구(11a)와 연통하는 제1 유로(P1)가 바람직하게는 수평방향으로 형성되어 있다. 상기 제1 유로(P1)의 후단부에는 그의 하측에 위치한 처리용기(21)와 연통하는 관통구멍(11b)이 형성되고, 관통구멍(11b)의 하측, 즉 처리용기(21)의 상부에는 공기유입구(11a)로부터 제1 유로(P1)를 통하여 처리용기(21) 내부로 외기를 도입하기 위하여 송풍팬(21)이 배치되어 있다. 상기 송풍팬(21)은 제1 유로(P1)에 설치된 구동모터(21a)에 의해 가동되며 축을 통하여 연결되어 있다.
또한, 상기 제1 유로(P1) 상에는 송풍팬(21)의 상류에 건조히터(23)가 배치되어 송풍팬(21)으로 이송되는 공기를 가열함으로써 처리용기(30)로 고온의 공기를 공급한다.
또한, 제1 유로(P1) 상에는 건조히터(23) 상류에 수분 차단필터(25)가 배치되며, 후술하는 재순환관(67)을 통해 제1 유로(P1)로 공급되는 배기가스는 수분 차단필터(25)를 통과하면서 내재된 수분이 제거된 상태로 다시 건조히터(23)를 통과하면서 대략 100℃ 미만의 고온의 공기로 되어 처리용기(30)로 재공급된다. 이 경우, 제1 유로(P1)는 상대적으로 상온보다 높은 고온을 유지하게 되므로 수분 차단필터(25)는 예를 들면, 열에 강하면서 다수의 기공을 가지는 단일막 또는 다층막 구조를 갖는 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 기공은 수증기는 차단하고 공기만을 통과시키도록 설정되는 것이 필요하며 소재는 친수성 소재인 것이 바람직하다. 예를 들어, 수증기는 1,000만 분의 4㎜의 구멍을 통과하므로 상기 기공은 1,000만 분의 4㎜ 이하로 설정되는 것이 바람직하다.
이와 같이 재순환하는 배기가스의 일부로부터 수분을 제거하여 재공급함에 따라, 종래와 같이 재순환용 배기에 포함된 수분에 의해 음식물 쓰레기(31)의 건조시간이 늘어나는 것을 방지하여 고속으로 음식물 쓰레기(31)를 건조할 수 있으며, 아울러 배기가스를 재활용함으로써 건조히터(23)의 사용전력을 절감시킬 수 있다. 즉, 재순환되는 배기가스는 후술하는 바와 같이 촉매연소방식 탈취모듈(40)의 배기관(41b)을 통과하면서 배기관(41b)이 펠티어 소자(50)의 냉각면(53)과 접촉되어 냉각이 이루어지게 되나, 여전히 상온보다 높은 온도를 가지며 대략 100℃ 미만의 온도를 가지고 있다. 따라서, 상온까지 충분히 냉각이 이루어지지 못한 배기가스를 재순환시키는 것은 에너지 효율 개선에 기여할 수 있게 된다.
처리용기(30)는 음식물 쓰레기(31)를 수납하고 건조하기 위한 것으로 대략 상부가 개방된 통형상으로 이루어진다. 또한, 처리용기(30)에는 그의 하단에 음식물 쓰레기(31)를 교반과 동시에 잘게 분쇄하기 위한 분쇄/교반기(15)가 설치되고 분쇄/교반기는 처리용기(30)의 하단 배면에 설치된 구동모터(M)(17)에 의해 구동된다.
이 경우 처리용기(30) 내에 수납된 음식물 쓰레기(31)는 분쇄 및 교반과 동시에 상측에 설치된 송풍팬(21)을 통해 고온의 공기에 의해 열풍 건조된다.
도 2를 참고하면, 촉매연소방식 탈취모듈(40)은 금속케이스(41)와, 히터(42)와, 도입관(41a)과, 배기관(41b)과, 촉매 담체(45)를 포함하여 이루어진다.
금속케이스(41)는 내부에 촉매 담체(45)를 수용할 수 있는 원통형 공간이 마련된다. 또한, 금속케이스(41)에는, 처리용기(30)에서 배기가스가 배출되는 제2 유로(P2)에 연통되어 배기가스를 금속케이스(41) 내로 안내하기 위해 일측에 배기가스가 유입되는 도입관(41a)이 배치되며, 타측에는 촉매 담체(45)를 거치면서 유입된 배기가스의 악취를 탈취한 실내 배기가스를 배출하기 위한 배기관(41b)이 배치된다.
이러한 도입관(41a) 및 배기관(41b)은, 도입관(41a)으로 유입되는 배출가스가 금속케이스(41)의 내부에 배치된 촉매 담체(45)를 반드시 통과한 후 배출될 수 있도록, 금속케이스(41)에 수용된 촉매 담체(45)의 유입측 및 유출측의 양단에 각각 배치되며, 바람직하게는 금속케이스(41)가 수직으로 배치될 때 하측에 도입관(41a)이 연통되고, 상측에 배기관(41b)이 연통된다.
이 경우, 촉매가열히터(42)는, 금속관 내부에 발열체가 내장된 시즈(sheath) 히터를 발열체로 사용하여 중간에 내부 공간을 갖는 코일 형태로 권선된 권선부(42a)를 구비하며, 코일 형태는 원통형이 바람직하다. 이 경우, 촉매가열히터(42)에 대한 전원공급은 권선부(42a)로부터 축방향으로 연장된 일측 및 타측 전원단자(44a,44b) 사이에 인가되며, 양 단자에 나사단자나 평단자 또는 러그단자(Lug terminal)를 사용할 수 있다.
또한, 촉매 담체(45)는 예를 들어, 내측 촉매 담체(45a)와 외측 촉매 담체(45b)를 포함한다. 즉, 내측 촉매 담체(45a)는 촉매가열히터(42)에서 원통형 권선부(42a)의 내측에 배치되는 원기둥 형태의 촉매 담체이며, 외측 촉매 담체(45b)는 촉매가열히터(42) 권선부(42a)의 외측을 둘러싸도록 배치되는 원통 형태의 촉매 담체이다. 이를 위하여, 내측 촉매 담체(45a)는, 촉매가열히터(42)의 권선부(42a) 내측으로 삽입될 수 있도록 권선부(42a)의 내측 지름과 같거나 작은 외측 지름을 갖도록 형성된다. 이 경우, 내측 및 외측 촉매 담체(45a,45b)는 각각 허니콤 형태의 다수의 셀로 이루어지며, 원기둥의 길이 방향으로 유체 이동 통로가 형성될 수 있도록 한다.
이와 같이 촉매연소방식 탈취모듈(40)에 촉매가열히터(42)를 자체적으로 구비하는 경우, 내측 및 외측 촉매 담체(45a,45b)의 촉매를 균일하게 활성화시키는데 유리한 구조를 제공한다.
상기 촉매 담체(45a,45b)는 예를 들어, 20~100㎛ 두께를 갖는 FeCrAl계 내열성 합금 박판에 촉매금속으로서 백금, 코발트, 니켈, 팔라듐 또는 나노 실버를 코팅한 재료를 사용하며, 평판에 코로게이션 처리된 파판이 접촉하는 접촉부마다 용접이 이루어진 것을 권선하여 원기둥 또는 원통 형태로 성형하여 각 셀이 허니콤 구조를 이루고 있다.
상기 촉매 담체(45a,45b)는 촉매금속의 종류에 따라 예를 들어 200~600℃로 촉매활성온도가 설정된다. 상기 촉매 담체(45a,45b)의 셀은 파판의 형상에 따라 반구형 또는 삼각형으로 이루어질 수 있다. 여기에서, 내측 촉매 담체(45a) 및 외측 촉매 담체(45b)는 상술한 허니콤 형태뿐만 아니라, 다양한 형태를 가질 수 있다.
상기 FeCrAl계 합금 재료로는 Fe-15Cr-5Al 비율로 합성된 페칼로이 합금 또는 Fe-20Cr-5Al-REM(희토류 금속)(여기서, REM(Y, Hf, Zr) 1% 정도 포함)을 사용하는 것이 바람직하다.
상기한 촉매연소방식 탈취모듈(40)은 도 2에 도시된 구조 외에도 촉매가열히터와 촉매연소방식 탈취모듈을 구비하는 구조를 갖는 경우 주지된 어떤 구조도 채택 가능하다. 예를 들어, 촉매가열히터가 촉매연소방식 탈취모듈로부터 분리되어 촉매연소방식 탈취모듈의 전단에 배치된 구조도 채용 가능하다.
한편, 촉매연소방식 탈취모듈(40)에서는 도입관(41a)과 배기관(41b)이 원형 파이프 형상으로 이루어진 것을 예시하였으나, 펠티어 소자(50)의 발열면(51)과 냉각면(53) 사이에 각각 탈취모듈(40)에서는 도입관(41a)과 배기관(41b)이 면접촉이 이루어지도록 도입관(41a)과 배기관(41b)은 적어도 일면이 평면 구조를 갖는 것이 바람직하다.
펠티어(Peltier) 소자(50)는 전기를 공급하면 일측이 가열되는 발열면(51)과 반대측이 냉각되는 냉각면(53)을 가진다. 이와 같은 펠티어 소자(50)는 발열면(51)이 도입관(41a)에 면 접촉되고, 냉각면(53)이 배기관(41b)에 각각 면 접촉되록 배치된다.
이 경우, 펠티어 소자(50)의 발열면(51)은 도입관(41a)을 가열시키는 보조 열원으로 사용되며, 도입관(41a)을 통과하는 배기가스의 온도를 상승시킨다. 이와 같이 소정 온도로 가열된 배기가스는 촉매연소방식 탈취모듈(40)로 유입된 후 촉매 담체(45)와 활발한 반응이 이루어지므로 탈취 효과를 극대화시킬 수 있다.
이와 함께 펠티어 소자(50)의 냉각면(53)은 배기관(41b)을 냉각시킨다. 이에 따라 촉매연소방식 탈취모듈(40)에서 탈취된 상태로 배출되어 배기관(41b)을 통과하는 배기가스는 내부에 포함된 수분이 응축되어 배기관(41b)에 연통된 응축수 배출관(62)을 통하여 응축수 용기(60)로 수집된다.
상기 펠티어 소자(50)는 100℃-600℃까지 가열할 수 있는 텔루오르화 납을 소재로 하여 제작하는 것이 바람직하며, 이 경우 종래의 저항발열식 히터 대신 탈취모듈의 촉매가열 열원으로 대치가 가능하다.
응축수 용기(60)는 상측으로 배기가스가 배출되는 배출관(61)이 형성되며, 이 경우 배출관(61)을 통해 배출된 배기가스는 배출팬(63)을 통해 하우징(10)의 하부(13) 일측에 형성된 가스배출구(13a)를 통해 하우징(10)의 하부(13) 내측으로부터 강제 배출된다.
이때, 가스배출구(13a)의 주변에는 배기가스의 배출방향을 하 방향으로 안내하기 위한 배출가이드(65)가 설치된다. 이러한 배출가이드(65)는 음식물 처리장치 주변에 있는 물건 또는 사람에게 직접 배기가스가 분사되는 것을 방지한다.
재순환관(67)은 일측이 배기관(41b)에 연통되고 타측이 제1 유로(P1)에 연통된다. 이에 따라 배기관(41b)을 통해 배출되는 배기가스 중 일부를 제1 유로(P1)로 공급하여 재사용할 수 있다.
제1 악취센서(71)는 도입관(41a)을 통해 금속케이스(41) 내로 유입되는 악취공기에 포함된 악취 정도를 감지하도록 예를 들어, 도입관(41a)의 입구에 설치된다. 제1 악취센서(73)는 악취감지신호를 발생하고 이 신호를 제어부(90)로 전달한다.
제2 악취센서(73)는 배기관(41b)을 통해 금속케이스(41) 외부로 배출되는 배기가스에 포함된 악취 정도를 감지하도록 예를 들어, 배기관(41b)의 출구에 설치된다. 제2 악취센서(73)는 제1 악취센서(71)와 마찬가지로 악취감지신호를 발생하고 이 신호를 제어부(90)로 전달한다.
상기 악취센서(71,73)는 주지된 센서를 사용할 수 있다. 예를 들어, 일본공개특허 제2000-275201호, 미국특허 제5,777,207호, 한국특허 제852255호, 일본공개특허 제1999-295256호 등에 개시된 것을 음식물의 종류에 따라 주로 발생되는 악취물질을 고려하여 검출하고자 하는 가스, 예를 들어, 암모니아, 트리메틸아민, 황화수소 등의 종류에 따라 선택할 수 있다.
알람부는 제어부(90)에 의해 악취상태 및 탈취모듈의 상태를 사용자에게 알리기 위한 부저, 램프 또는 디스플레이부로 이루어진다.
제어부(90)는, 도 3을 참고하면, 제1 및 제2 악취센서(71,73)에서 전달된 신호와 음식물 처리장치를 제어하기 위한 각종 데이터를 임시로 저장하기 위한 RAM으로 이루어지는 제1 메모리(91)를 포함하며, 제1 및 제2 악취센서(71,73)를 통해 저장된 데이터를 통해 촉매가열히터(42) 및 알람부(80)를 구동하도록 프로그래밍된 프로그램 및 음식물 처리장치의 기본적인 제어에 필요한 시스템 제어 프로그램이 저장된 ROM, EPROM 또는 EEPROM으로 이루어진 제2 메모리(93)를 포함한다.
상기 제어부(90)는 입력단에 제1 및 제2 악취센서(71,73)가 접속되고, 출력단에 촉매가열히터(42) 및 알람부가 각각 접속된다.
이 경우 제어부(90)는 입력단에 음식물 처리장치의 가동을 위한 소정의 입력부(미도시)가 접속되고, 출력단에 분쇄/교반기(15)의 구동모터(17), 송풍팬(21)의 구동모터(21a), 건조히터(23), 배출팬(63)의 구동모터(63a)가 각각 접속됨에 따라, 상기 악취 감지에 따른 작업 외에 음식물 쓰레기의 열풍건조, 외기 인입, 배기가스 배출 등의 작업을 행하도록 음식물 처리장치를 제어한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 처리장치는 다음과 같은 과정을 거쳐 음식물 쓰레기를 처리하게 된다.
먼저, 처리용기(30)에 음식물 쓰레기(31)를 투입한 후 하우징(10)의 하부(13)에 장착시킨 뒤, 음식물 처리장치를 가동한다. 이에 따라 처리용기(30) 내부에는 분쇄/건조기(15)에 의해 음식물 쓰레기(31)를 분쇄 및 교반 동작이 이루어지기 시작한다.
또한, 송풍팬(21)이 회전하여 하우징(10) 외부에 있는 외기(外氣)를 공기유입구(11a)를 통해 제1 유로(P1)로 강제로 흡입한다. 이때 제1 유로(P1)로 유입되는 외기는 건조히터(23)를 통과하면서 가열되어 고온 상태로 된다.
이에 따라 고온의 공기는 송풍기(21)를 통해 처리용기(30) 내부로 공급되면서, 물기를 포함한 음식물 쓰레기를 고속으로 열풍 건조시킨다.
그 후, 처리용기(30)에서 사용된 고온의 공기는 악취를 포함하는 배기가스로 되어 처리용기(30)로부터 제2 유로(P2)로 배출된다. 제2 유로(P2)를 따라 배출되는 악취를 포함한 배기가스는 도입관(41a)을 통과하면서 펠티어 소자(50)의 발열면(51)에 의해 예비 가열된 상태로 촉매연소방식 탈취모듈(40)로 유입된다.
고온의 배기가스는 촉매연소방식 탈취모듈(40)의 촉매 담체(45)를 통과하면서 촉매의 도움으로 산화가 이루어지면서 악취가 제거되고, 금속케이스(41)로부터 배출되어 배기관(41b)을 따라 이동한다. 이때 고온의 배기가스는 펠티어 소자(50)의 냉각면(53)에 의해 급속히 냉각되고 배기가스에 포함된 수분이 응축된다.
응축된 수분은 배기관(41b)을 따라 응축수 배출관(62)을 통하여 응축수 용기(60)로 수집된다. 이 경우 응축수 용기(60)에 수집된 응축수는 악취가 제거된 상태이므로 사용자는 악취로 인한 불쾌감을 느끼지 않고 응축수 용기(60)를 비울 수 있다.
한편, 수분과 분리된 배기가스는 대부분 응축수 용기(60)를 거쳐 배출관(61)으로 배출된 후, 배출팬(63)에 의해 냉각과 동시에 하우징(10) 외부로 배출된다. 이때, 배기가스는 배기관(41b)을 통과하면서 1차 냉각되고 상대적으로 온도가 낮은 응축수 용기(60)를 통과하면서 2차 냉각된다. 따라서, 본 실시예의 음식물 처리장치는 하우징(10) 외부로 배출되는 배기가스가 최대한 냉각된 상태로 배출되므로 배기가스에 의해 실내 온도가 상승되는 것을 억제한다.
또한, 배기가스 중 일부는 배기관(41b)에서 재순환관(67)으로 유입된 후 다시 제1 유로(P1)로 이송된다. 재순환되는 배기가스는 수분 차단필터(25)를 거치면서 미처 제거되지 않은 수분과 완전히 분리된 후, 건조히터(23)에 의해 가열된 상태로 송풍팬(21)에 의해 처리용기(30)로 재공급된다.
상기한 바와 같이 탈취모듈(40)을 통해 악취공기로부터 악취를 제거할 때, 제1 악취센서(71)는 도입관(41a)을 통해 유입되는 악취가스에 포함된 악취를 감지하여 악취감지신호를 제어부(90)로 전송한다. 제어부(90)는 제1 악취센서(71)로부터 전달받은 신호를 제1 메모리(71)에 저장한다. 이때 저장 데이터는 악취 정도에 대한 정보를 담고 있다. 상기 제어부(90)는 상기 저장된 데이터를 제2 메모리(93)에 미리 설정된 악취 정도에 대한 테이블과 비교하여 촉매가열히터(42)의 가열량을 제어한다.
이와 같이 제어부(90)는 제1 악취센서(71)에 의해 감지되는 악취 정도에 따라 촉매가열히터(42)를 가변적으로 가열함으로써, 촉매 담체(45)를 활성화시켜 필터링 성능을 향상시키는 것은 물론 촉매가열히터(42)에 의해 소모되는 전력 소모를 효율적으로 관리할 수 있다.
또한, 제2 악취센서(73)는 배기관(41b)에서 배출되는 배기가스에 포함된 악취를 감지하여 악취감지신호를 제어부(90)로 전송한다. 제어부(90)는 제2 악취센서(73)로부터 전달받은 신호를 제1 메모리(71)에 저장한다. 이때 저장 데이터는 악취 정도에 대한 정보를 담고 있다. 상기 제어부(90)는 상기 저장된 데이터를 제2 메모리(93)에 미리 설정된 악취 정도에 대한 테이블과 비교하여 최소값 미만이면 촉매가열히터(42)를 오프(off)시킨다.
이와 같이 제어부(90)는 배출되는 배기가스의 악취 정도를 감지하고 이에 대해 선택적으로 촉매가열히터(42)를 온(on)/오프(off) 함에 따라 촉매가열히터(42)에 의해 소모되는 전력을 최소화할 수 있다.
또한, 제어부(90)는 제2 악취센서(73)를 통해 미리 설정된 시간 동안 배기가스에서 감지된 악취가 설정치 이하로 감소하지 않고 배기가스에서 지속적으로 감지되는 경우, 알람부를 통해 사용자에게 통보하여 탈취모듈의 교체 시기를 알려준다. 이 경우 제어부(90)는 음식물 처리장치를 오프(off)하도록 프로그래밍하는 것도 물론 가능하다.
상기한 바와 같이 본 발명은, 제1 악취센서(71)를 통해 감지된 악취가스의 악취정도를 제어부(90)로 전송하여, 제어부(90)로 하여금 촉매가열히터(42)의 가열량을 가변 제어함으로써 전력을 효율적으로 관리할 수 있다. 또한 제2 악취센서(73)를 통해 탈취모듈(40)로부터 배출되는 배기가스에 포함된 악취가 발생하지 않는 경우, 제어부(90)를 통해 즉각적으로 촉매가열히터(42)를 오프시켜 절전효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 제어부(90)가 악취센서(71)의 검출신호에 기초하여 유입되는 악취 종류를 판별하고 판별된 악취 종류에 대응하는 반응온도로 상기 촉매가열히터(42)의 가열온도를 제어하는 것도 가능하다.
또한 본 발명은 온도센서 또는 습도센서를 통해 탈취모듈의 상태를 간접적으로 파악하는 종래기술과 달리 악취센서를 통해 탈취모듈의 악취제거 상태를 직접적으로 파악함으로써 탈취모듈 자체의 이상 여부를 조기 발견할 수 있으므로 탈취모듈의 유지보수를 신속하게 행할 수 있다.
더욱이, 배기가스의 일부를 상온보다 높은 온도를 가지고 수분 차단필터(25)에 의해 수분을 제거한 상태로 처리용기(30) 내부로 재순환함으로써 음식물 쓰레기(31)의 건조시간을 최대한 단축할 수 있는 이점이 있다.
아울러 본 발명은 펠티어 소자(50)를 촉매연소방식 탈취모듈(40)의 도입관(41a) 및 배기관(41b)에 각각 발열면(51) 및 냉각면(53)을 면접하도록 배치하여, 탈취모듈(40)의 보조 열원으로 사용함과 동시에, 배기가스의 응축효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 탈취된 배기가스를 충분히 냉각시킨 후 하우징(10) 외부로 배출함에 따라 배출가스로 인해 실내 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예로 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
10: 하우징 11: 상부
11a: 공기유입구 11b: 관통구멍
13: 하부 13a: 가스배출구
15: 분쇄기 17,21a,63a: 구동모터
21: 송풍팬 142: 히터
23: 건조히터 25: 수분 차단필터
30: 처리용기 40: 촉매식 탈취모듈
41: 금속케이스 41a: 도입관
41b: 배기관 45: 촉매 담체
50: 펠티어 소자 51: 발열면
53: 냉각면 60: 응축수 용기
61: 배출관 62: 응축수 배출관
63: 배출팬 65: 배출가이드
67: 재순환관 71: 제1 악취센서
73: 제2 악취센서
90: 제어부
11a: 공기유입구 11b: 관통구멍
13: 하부 13a: 가스배출구
15: 분쇄기 17,21a,63a: 구동모터
21: 송풍팬 142: 히터
23: 건조히터 25: 수분 차단필터
30: 처리용기 40: 촉매식 탈취모듈
41: 금속케이스 41a: 도입관
41b: 배기관 45: 촉매 담체
50: 펠티어 소자 51: 발열면
53: 냉각면 60: 응축수 용기
61: 배출관 62: 응축수 배출관
63: 배출팬 65: 배출가이드
67: 재순환관 71: 제1 악취센서
73: 제2 악취센서
90: 제어부
Claims (10)
- 금속 케이스, 상기 금속 케이스 내에 장착된 촉매 담체, 상기 촉매 담체를 가열하기 위한 촉매가열히터, 상기 금속 케이스에 수증기를 포함한 악취공기를 도입하기 위한 도입관 및 상기 금속 케이스 내부의 상기 촉매 담체를 통과한 탈취공기를 배출하기 위한 배기관을 포함한 촉매연소방식 탈취모듈에 있어서,
상기 배기관을 통해 배출되는 배기가스의 악취정도를 센싱하기 위한 악취센서; 및
상기 악취센서에 의해 감지된 악취 정도가 미리 설정된 설정치 이하인 경우 상기 촉매가열히터를 오프(off)시키는 제어부를 포함하며,
상기 촉매 담체는 표면에 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀이 길이방향으로 형성된 내측 촉매 담체와, 상기 내측 촉매 담체의 외주부에 간격을 두고 동심상으로 배치되며 표면에 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀이 길이방향으로 형성된 외측 촉매 담체를 포함하고,
상기 촉매가열히터는 상기 촉매 담체를 직접 가열하기 위해 상기 내측 촉매 담체와 외측 촉매 담체 사이에 상호 접촉된 상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 촉매연소방식 탈취모듈. - 제1항에 있어서, 상기 제어부는 미리 설정된 시간의 경과 후에도 악취센서에 의해 감지된 배기가스의 악취 정도가 상기 설정치 이하로 감소하지 않는 경우 탈취 모듈의 이상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 촉매연소방식 탈취모듈.
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- 금속 케이스, 상기 금속 케이스 내에 장착된 촉매 담체, 상기 촉매 담체를 가열하기 위한 촉매가열히터, 상기 금속 케이스에 수증기를 포함한 악취공기를 도입하기 위한 도입관 및 상기 금속 케이스 내부의 상기 촉매 담체를 통과한 탈취공기를 배출하기 위한 배기관을 포함한 촉매연소방식 탈취모듈에 있어서,
상기 도입관에 유입되는 유입가스 중의 악취정도를 센싱하기 위한 제1 악취센서;
상기 배기관을 통해 배출되는 배기가스 중의 악취정도를 센싱하기 위한 제2 악취센서; 및
상기 제1 악취센서에 의해 감지된 유입 악취정도에 응답하여 상기 촉매가열히터의 가열량을 가변 제어하고, 상기 제2 악취센서에 의해 감지된 배출 악취정도가 미리 설정된 설정치 이하로 떨어지면 상기 촉매가열히터를 오프시키는 제어부를 포함하며,
상기 촉매 담체는 표면에 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀이 길이방향으로 형성된 내측 촉매 담체와, 상기 내측 촉매 담체의 외주부에 간격을 두고 동심상으로 배치되며 표면에 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀이 길이방향으로 형성된 외측 촉매 담체를 포함하고,
상기 촉매가열히터는 상기 촉매 담체를 직접 가열하기 위해 상기 내측 촉매 담체와 외측 촉매 담체 사이에 상호 접촉된 상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 촉매연소방식 탈취모듈. - 제4항에 있어서, 상기 제어부는 유입되는 악취 종류를 판별하고 판별된 악취 종류에 대응하는 반응온도로 상기 촉매가열히터의 가열온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 촉매연소방식 탈취모듈.
- 제4항에 있어서, 상기 제2 악취센서에 의해 감지된 배기가스의 악취 정도가 미리 설정된 시간 동안 설정치 이하로 감소하지 않고 지속적으로 감지되면 상기 제어부의 신호에 따라 사용자에게 탈취모듈의 교체시기를 알려주기 위한 알람부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매연소방식 탈취모듈.
- 음식물을 건조하기 위한 처리용기;
상기 처리용기에 열풍을 공급하기 위한 송풍팬;
상기 처리용기에 송풍되는 공기를 가열하기 위한 건조히터;
상기 처리용기의 수증기를 다량 포함한 악취공기를 도입하기 위한 도입관;
상기 도입관을 통해 유입된 악취공기로부터 악취를 제거하기 위한 촉매 담체를 갖는 촉매연소방식 탈취모듈;
상기 탈취모듈을 통해 악취가 탈취된 공기를 배출하기 위한 배기관;
상기 배기관을 통해 배출되는 배기가스 중의 악취정도를 센싱하기 위한 악취센서; 및
상기 악취센서에 의해 감지된 악취정도가 설정치 이하로 떨어지면 상기 촉매 담체를 가열하기 위한 촉매가열히터를 오프시키는 제어부를 포함하며,
상기 촉매 담체는 표면에 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀이 길이방향으로 형성된 내측 촉매 담체와, 상기 내측 촉매 담체의 외주부에 간격을 두고 동심상으로 배치되며 표면에 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀이 길이방향으로 형성된 외측 촉매 담체를 포함하고,
상기 촉매가열히터는 상기 촉매 담체를 직접 가열하기 위해 상기 내측 촉매 담체와 외측 촉매 담체 사이에 상호 접촉된 상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치. - 음식물 쓰레기를 열풍건조하고, 이때 발생하는 악취공기로부터 악취를 제거하기 위한 촉매 담체를 갖는 탈취모듈을 포함하는 음식물 처리장치에 있어서,
상기 촉매 담체를 가열하기 위한 촉매가열히터;
상기 탈취모듈로 유입되는 악취공기에 포함된 악취를 감지하기 위한 제1 악취센서;
상기 탈취모듈에서 배출되는 배기가스에 포함된 악취를 감지하기 위한 제2 악취센서; 및
상기 제1 악취센서에 의해 감지된 악취 정도에 응답하여 상기 촉매가열히터의 가열량을 가변 제어하고, 상기 제2 악취센서에 의해 감지된 악취 정도가 미리 설정된 설정치 이하이면 상기 촉매가열히터를 오프(off)시키는 제어부;를 포함하며,
상기 촉매 담체는 표면에 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀이 길이방향으로 형성된 내측 촉매 담체와, 상기 내측 촉매 담체의 외주부에 간격을 두고 동심상으로 배치되며 표면에 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀이 길이방향으로 형성된 외측 촉매 담체를 포함하고,
상기 촉매가열히터는 상기 촉매 담체를 직접 가열하기 위해 상기 내측 촉매 담체와 외측 촉매 담체 사이에 상호 접촉된 상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치. - 삭제
- 제8항에 있어서, 상기 제2 악취센서에 의해 감지된 배기가스의 악취 정도가 미리 설정된 시간 동안 설정치 이하로 감소하지 않고 지속적으로 감지되면 상기 제어부의 신호에 따라 사용자에게 탈취모듈의 교체시기를 알려주기 위한 알람부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치.
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| KR1020100000758A KR101197233B1 (ko) | 2010-01-06 | 2010-01-06 | 촉매연소방식 탈취모듈 및 이를 이용한 음식물 처리장치 |
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