KR101253507B1

KR101253507B1 - 음식물 쓰레기 처리장치

Info

Publication number: KR101253507B1
Application number: KR1020120104589A
Authority: KR
Inventors: 한무식
Original assignee: 주식회사 그린코리아
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2013-04-11

Abstract

본 발명은 음식물 발효조에서 음식물 쓰레기가 발효되는 과정에서 발생하는 음식물가스에 함유된 수분의 제습 효율을 높일 수 있는 음식물 쓰레기 처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명은, 히터(200)의 발열에 의한 고온의 분위기에서 음식물 쓰레기를 발효시키는 음식물 발효조(100); 상기 음식물 발효조(100)에서 음식물 쓰레기의 발효과정에서 발생하는 음식물가스에 함유된 수분을 노점 이하의 온도로 낮추어 응축수를 배출하는 수분 응축기(300);를 포함하되, 상기 수분 응축기(300)는, 상기 음식물 발효조(100)에 연결되어 음식물가스가 유입되는 음식물가스 유입구(311)가 일측에 형성된 제1챔버(310); 상기 제1챔버(310)로 유입된 음식물가스가 통과하는 다수개의 튜브(323)가 설치되고, 상기 튜브(323)를 통과하는 음식물가스와 열교환되도록 외부공기를 공급하는 공냉식 냉각장치(500)가 일측에 설치된 제2챔버(320); 및 상기 튜브(323)를 통과한 음식물가스와 열교환되도록 냉매가 흐르는 냉매순환관(340)이 내부에 설치되고, 일측에는 음식물 배출구(332)가 형성되며, 하부에는 음식물가스에 함유된 수분의 응축수가 저장되는 물탱크(330a)와, 상기 물탱크(330a)에 저장된 응축수가 배출되는 응축수 배출구(333)가 형성된 제3챔버(330);로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

음식물 쓰레기 처리장치{FOOD WASTE DISPOSER}

본 발명은 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음식물 쓰레기에 함유된 수분의 제습 효율을 향상시킴과 아울러 수분 응축기의 제조비용을 절감하고 유지보수 작업을 용이하게 수행할 수 있는 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것이다.

일반가정이나 음식점 등에서 발생되는 생활 쓰레기의 대부분을 차지하고 있는 음식물 쓰레기는 많은 수분을 함유하고 있어 소각처리가 불가능하거나 이를 소각처리하는데 많은 비용이 소요되며, 매립 처리시에는 시간이 경과함에 따라 음식물이 부패되면서 심한 악취를 내포하여 심각한 환경오염 및 위생 문제를 야기하는 주원인으로 작용하고 있다.

통상 음식물 쓰레기의 조성은 85%의 수분, 13%의 유기물 및 2%의 무기물로 구성되어 있어 전체 조성 중 수분이 대부분의 비율을 차지하고 있다.

이러한 음식물 쓰레기에 함유된 수분을 제거하여 처리하기 위한 방법으로, 건조기를 이용하여 음식물 쓰레기에 함유된 수분을 강제 건조시켜 음식물 쓰레기의 양을 감량시키도록 하는 건조방식이 알려져 있으나, 이러한 건조방식은 고온의 건조 공기를 이용하여 음식물의 수분을 제거하는 것으로서, 음식물을 직접 가열하는 히터의 발열에만 의존하게 되므로 건조 효율이 낮은 단점이 있다.

음식물 쓰레기를 처리하는 다른 방법으로, 음식물 쓰레기를 수용한 처리조 내에 미생물을 투입하고 적정 온도와 습도 및 산소를 공급하여 미생물 분해에 의해 발효시켜 처리하는 방법이 알려져 있으며, 그 일례로 도 1에는 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0000841호에 개시된 음식물 쓰레기 처리장치를 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 종래 음식물 쓰레기 처리장치(1)는, 발효조(3)의 배기부(5)를 통해 배출되는 배기가스를 발효조(3)의 외부에 설치된 외부 순환덕트(11)를 통해 순환시키면서 고온 다습한 배기가스에 포함된 수분을 노점 이하로 냉각하여 응축시키고, 응축된 응축수는 외부로 배출하도록 구성되어 있다. 발효조(3)에서 발생하는 고온 다습한 배기가스는 외부 순환덕트(11)를 따라 순환하면서 응축기(14)를 통과하는 동안 배기가스에 포함된 수분이 응축되고, 응축기(14)에서 응축된 응축수는 저수조(18)에 저장된 후에 외부로 배출되도록 구성되어 있다.

그러나 이와 같은 종래의 음식물 쓰레기 처리장치에서는, 응축기(14)에서 고온 다습한 음식물가스가 통과하면서 공냉식에 의해 온도를 낮추도록 구성되어 있으나, 음식물가스와 외부 공기 간의 열교환에 의할 경우 여름철과 같이 외부공기의 온도가 높은 경우에는 외부공기의 공급만으로는 음식물가스의 온도를 낮추는데 한계가 있다.

한편, 종래 음식물로부터 발생한 가스의 수분을 제거하기 위해 냉매 시스템을 이용하여 음식물에서 발생한 고온의 가스와 냉매를 증발기에서 열교환시키는 방식도 이용되고 있으나, 냉매 시스템을 연간 계속 가동시킬 경우에는 냉매 시스템에 많은 부하가 작용하게 되어 고장율이 높아 냉매 시스템의 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한 종래의 음식물 쓰레기 처리장치 중에는 냉매를 이용하여 음식물가스를 냉각시켜 음식물가스에 포함된 수분을 제습하여 음식물 쓰레기의 양을 줄이는 기술이 개발되고 있으나, 구성부품 간의 분리가 용이하지 않은 구조로 이루어져 있어 구성부품의 유지보수 작업을 위한 분리 및 조립작업이 용이하지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 음식물 발효조에서 음식물 쓰레기가 발효되는 과정에서 발생하는 음식물가스에 함유된 수분의 제습 효율을 높일 수 있는 음식물 쓰레기 처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 수분 응축기의 설치구조를 간소화하고 제작비용을 절감할 수 있는 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 음식물가스의 수분 제습을 위한 냉각수단으로 공냉식 냉각방식과 냉매식 냉각방식을 외기의 온도변화에 대응하여 선택적 또는 복합적으로 사용함으로써 냉매식 냉각수단의 연중 가동시간을 단축시켜 냉매순환 장치의 내구성을 향상시키고 전력 소모량을 절감할 수 있는 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하는 것이다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 음식물 쓰레기 처리장치는, 히터(200)의 발열에 의한 고온의 분위기에서 음식물 쓰레기를 발효시키는 음식물 발효조(100); 상기 음식물 발효조(100)에서 음식물 쓰레기의 발효과정에서 발생하는 음식물가스에 함유된 수분을 노점 이하의 온도로 낮추어 응축수를 배출하는 수분 응축기(300);를 포함하되, 상기 수분 응축기(300)는, 상기 음식물 발효조(100)에 연결되어 음식물가스가 유입되는 음식물가스 유입구(311)가 일측에 형성된 제1챔버(310); 상기 제1챔버(310)로 유입된 음식물가스가 통과하는 다수개의 튜브(323)가 설치되고, 상기 튜브(323)를 통과하는 음식물가스와 열교환되도록 외부공기를 공급하는 공냉식 냉각장치(500)가 일측에 설치된 제2챔버(320); 및 상기 튜브(323)를 통과한 음식물가스와 열교환되도록 냉매가 흐르는 냉매순환관(340)이 내부에 설치되고, 일측에는 음식물 배출구(332)가 형성되며, 하부에는 음식물가스에 함유된 수분의 응축수가 저장되는 물탱크(330a)와, 상기 물탱크(330a)에 저장된 응축수가 배출되는 응축수 배출구(333)가 형성된 제3챔버(330);로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이 경우 상기 제3챔버(330)의 상부에는 체결수단(331a)에 의해 탈장착되는 덮개(331)가 결합되고, 상기 덮개(331)에는 상기 음식물가스 배출구(332)와, 상기 냉매순환관(340)에 연결된 제1냉매유입구(342)와 제1냉매유출구(343)가 형성되어, 상기 제3챔버(330)와 상기 덮개(331)의 분리시, 상기 덮개(331)와 상기 냉매순환관(340)이 일체로 상기 제3챔버(330)로부터 분리되는 것으로 구성될 수 있다.

또한 상기 제2챔버(320)의 양측면에는 다수개의 관통홀(321a,322a)이 형성된 지지판(321,322)이 설치되고, 상기 다수개의 튜브(323)의 양단은 상기 관통홀(321a,322a)에 삽입되며, 상기 튜브(323)의 외측면에는 알루미늄 소재의 전열핀(324)이 길이방향을 따라 소정 간격으로 결합된 것으로 구성될 수 있다.

또한 상기 음식물가스 유입구(311)를 통해 상기 제1챔버(310) 내로 유입된 음식물가스는, 상기 제2챔버(320) 내부에 설치된 다수개의 튜브(323)의 내부를 통과한 후에 상기 제3챔버(330)의 내부로 유입되고, 상기 제3챔버(330)의 내부에 설치된 냉매순환관(340)의 외측면에 접촉한 후에 상기 음식물가스 배출구(332)를 통해 배출되는 것으로 구성될 수 있다.

상기 음식물가스의 냉각을 위한 일실시예로, 상기 음식물가스 배출구(332)를 통해 배출되는 음식물가스의 온도(T1)를 감지하기 위한 제1온도센서(610); 및 상기 제1온도센서(610)에서 감지된 온도(T1)를 설정된 기준온도(Ts)와 비교하여, 상기 냉매순환관(340)으로 냉매를 순환 공급하는 냉매식 냉각방식과, 상기 공냉식 냉각장치(500)를 이용하여 외부공기를 공급하는 공냉식 냉각방식을 선택적 또는 복합적으로 사용하도록 제어하는 제어부(700);를 더 포함하되, 상기 제1온도센서(610)에서 감지된 온도(T1)가 설정된 기준온도(Ts)보다 높은 경우에는 상기 냉매식 냉각방식과 공냉식 냉각방식을 복합적으로 사용하고, 상기 제1온도센서(610)에서 감지된 온도(T1)가 상기 설정된 기준온도(Ts) 이하인 경우에는 상기 공냉식 냉각방식만을 사용하거나, 상기 공냉식 냉각방식과 함께 상기 냉매식 냉각방식의 가동비율을 조절하여 사용하는 것으로 구성될 수 있다.

상기 음식물가스의 냉각을 위한 다른 실시예로, 상기 음식물가스 배출구(332)를 통해 배출되는 음식물가스의 온도(T1)를 감지하기 위한 제1온도센서(610); 상기 음식물가스 유입구(311)를 통해 유입되는 음식물가스의 온도(T2)를 감지하기 위한 제2온도센서(620); 및 상기 제2온도센서(620)에서 감지된 온도(T2)와 상기 제1온도센서(610)에서 감지된 온도(T1) 간의 온도편차(ΔT=T2-T1)를 설정된 기준온도편차(ΔTs)와 비교하여, 상기 냉매순환관(340)으로 냉매를 순환 공급하는 냉매식 냉각방식과, 상기 공냉식 냉각장치(500)를 이용하여 외부공기를 공급하는 공냉식 냉각방식을 선택적 또는 복합적으로 사용하도록 제어하는 제어부(700);를 더 포함하되, 상기 온도편차(ΔT)가 상기 기준온도편차(ΔTs)보다 작은 경우에는 상기 냉매식 냉각방식과 공냉식 냉각방식을 복합적으로 사용하고, 상기 온도편차(ΔT)가 상기 기준온도편차(ΔTs) 이상인 경우에는 상기 공냉식 냉각방식만을 사용하거나, 상기 공냉식 냉각방식과 함께 상기 냉매식 냉각방식의 가동비율을 조절하여 사용하는 것으로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치에 의하면, 수분 응축기에 공냉식 냉각수단과 냉매식 냉각수단을 함께 구비함으로써 음식물 발효조에서 발효되는 과정에서 발생하는 음식물가스에 함유된 수분의 제습 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

또한 수분 응축기를 제1챔버와 제2챔버 및 제3챔버가 조립 및 분리 가능한 구조로 구성함과 아울러 제3챔버에 냉매순환관을 탈장착 가능하도록 구성으로써 수분 응축기의 설치 및 유지보수 작업이 용이해지는 장점이 있다.

또한 음식물가스가 내부로 통과되는 튜브의 외측면에 결합되는 제1전열핀을 알루미늄 소재로 구성함으로써 수분 응축기의 제조단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한 냉매식 냉각수단과 공냉식 냉각수단을 외부공기의 온도 변화에 대응하여 선택적 또는 복합적으로 사용함으로써 냉매식 냉각장치의 연중 가동시간을 단축시켜 고장발생율을 줄이고 내구성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래 음식물 쓰레기 처리장치를 보여주는 개략 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치를 보여주는 개략 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치에 구비되는 수분 응축기의 외관 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치에서 냉매 순환관이 제3챔버의 외부로 분리된 모습을 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 수분 응축기의 내부 구조를 개략적으로 보여주는 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 수분 응축기의 작동 블록도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리장치는, 음식물 쓰레기가 내부에 수용되어 고온의 분위기에서 음식물 쓰레기를 발효시키는 음식물 발효조(100), 상기 음식물 발효조(100)에 장착되어 음식물 발효조(100) 내부를 가열하는 히터(200), 상기 음식물 발효조(100)에서 음식물 쓰레기의 발효과정에서 발생하는 음식물가스에 함유된 수분을 노점 이하의 온도로 낮추어 발생된 응축수를 배출하는 수분 응축기(300), 상기 수분 응축기(300)를 통과하는 음식물가스와 열교환되도록 냉매를 순환공급하여 음식물가스에 함유된 수분을 응축시키기 위한 증발기(410)와, 상기 증발기(410)에 연결되어 냉매가 순환되는 압축기(420), 응축기(430) 및 팽창밸브(440)를 포함하는 냉매식 냉각장치(400), 상기 수분 응축기(300)를 통과하는 음식물가스와 열교환되도록 외부 공기를 공급하는 공냉식 냉각장치(500, 도 3 참조)를 포함하여 구성된다.

상기 음식물 발효조(100)에는 음식물 쓰레기의 분해를 위한 분해매체제로서 미생물이 투입될 수 있으며, 음식물 발효조(100) 내부 공간은 히터(200)에 의해 직접 가열되거나, 열매체를 이용한 간접 가열에 의해 대략 55℃ 정도의 고온의 분위기를 유지하게 된다.

상기 히터(200)는 음식물 발효조(100)의 하부면을 감싸도록 형성되고, 히터(200)의 열과 미생물에 의해 음식물 발효조(100) 내부의 음식물 쓰레기는 건조 및 발효 과정을 거치게 되며, 그 잔유물은 재활용을 위해 수거된다.

상기 음식물 발효조(100)에서 발생하는 음식물가스에는 다량의 수분이 함유되어 있으며, 상기 음식물가스는 팬(301)의 작동에 의해 수분 응축기(300)로 유입되어 음식물가스에 함유된 수분의 제습 과정을 거치게 된다.

상기 수분 응축기(300)는 음식물 발효조(100)로부터 유입되는 음식물가스의 온도를 노점 이하의 온도로 낮추어 음식물가스에 함유된 수분을 응축수로 응축시킴에 있어서 공냉식 냉각방식과 냉매식 냉각방식을 선택적 또는 복합적으로 사용할 수 있는 구조로 이루어져 있다.

도 3과 도 4를 참조하면, 상기 수분 응축기(300)는, 제1챔버(310)와 제2챔버(320) 및 제3챔버(330)가 체결수단(331a)에 의해 상호 조립 및 분리 가능한 구조로 구성되어 있다.

상기 제1챔버(310)는 음식물 발효조(100)로부터 배출된 음식물가스가 유입되는 음식물가스 유입구(311)가 상부에 연결되어 있고, 내부에는 유입된 음식물가스가 이동되는 빈 공간이 형성되어 있다.

상기 제2챔버(320)의 양측에는 제1챔버(310) 및 제3챔버(330)와의 경계면을 이루는 지지판(321,322)이 설치되고, 상기 지지판(321,322)에는 종방향과 횡방향으로 이격된 다수개의 관통공(321a,322a)이 형성되어 있으며, 상기 관통공(321a,322a)에는 튜브(323)의 양단이 삽입된 구조로 이루어져 있다.

이에 따라 상기 제1챔버(310)로 유입된 음식물가스는 제2챔버(320)의 일측에 설치된 지지판(321)에 형성된 관통공(321a)을 통과하여 튜브(323)의 내부를 통과한 후에 제2챔버(320)의 타측에 설치된 지지판(322)에 형성된 관통공(322a)을 통과하여 제3챔버(330)의 내부로 배출된다.

또한 상기 제2챔버(320)의 전면부에는 상기 튜브(323)를 통과하는 음식물가스와의 열교환을 위해 외부공기를 공급하는 공냉식 냉각장치(500)가 설치되고, 상기 튜브(323)의 외측면에는 열교환 효율을 향상시키기 위해 길이방향을 따라 다수개의 제1전열핀(324)이 결합되어 있다.

상기 튜브(323)는 열전달율이 우수한 동(Cu) 소재로 구성되고, 상기 제1전열핀(324)은 알루미늄(Al) 소재로 구성될 수 있다. 알루미늄(Al)은 열전달율이 우수하고 가격이 저렴한 장점은 있으나, 물과의 접촉시 내식성이 취약한 단점이 있다. 본 발명에서는 음식물가스가 튜브(323)의 내부를 통과하도록 구성함으로써, 튜브(323)의 외측면에 결합되는 제1전열핀(324)을 알루미늄 소재로 구성하더라도 음식물가스와 제1전열핀(324) 간의 접촉이 차단되므로 제1전열핀(324)의 부식을 방지함과 동시에 제조단가를 낮출 수 있는 이점이 있다.

상기 튜브(323)의 내부를 통과하는 음식물가스에 포함된 수분은 공냉식 냉각장치(500)에 의해 공급되는 외부공기와의 열교환에 의해 1차적으로 냉각되고, 이때 발생된 응축수는 튜브(323)의 내측면에 고인 후에 튜브(323)를 통과하는 음식물가스의 유동에 의해 제3챔버(330) 측으로 이동하게 된다. 이 경우 상기 튜브(323)는 수평방향으로 배치될 수 있으나, 응축수의 배출이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 상기 튜브(323)는 제1챔버(310)에서 제3챔버(330)를 향하여 하향의 기울기를 갖도록 경사지게 배치된 것으로 구성될 수도 있다.

상기 제3챔버(330)는 튜브(323)를 통과한 음식물가스를 냉매를 이용한 열교환에 의해 2차로 냉각시켜 음식물가스에 포함된 수분을 응축시켜 수집 및 배출하도록 구성되어 있다. 이를 위한 구성으로, 제3챔버(330)의 내부에는 냉매가 흐르는 냉매순환관(340)이 지그재그 형태로 설치되고, 제3챔버(330) 내부의 하부공간에는 응축수가 낙하되어 저장되는 물탱크(330a)가 마련되며, 상기 물탱크(330a)의 일측에는 응축수 배출구(333) 및 응축수의 배출을 조절하기 위한 밸브(334)가 구비되어 있다.

또한 상기 제3챔버(330)의 상면을 덮는 덮개(331)는 볼트 등의 체결수단(331a)에 의해 조립 및 분리 가능하게 결합되고, 상기 덮개(331)에는 냉매순환관(340)의 양단에 연결되어 냉매를 공급 및 회수하는 제1냉매유입구(342)와 제1냉매배출구(343) 및 음식물가스 배출구(332)가 연결 설치되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 도 4에 도시된 바와 같이 체결수단(331a)을 해체하고 제3챔버(330)에서 덮개(331)를 분리하여 상측으로 들어올리게 되면, 덮개(331)와 함께 냉매순환관(340)이 일체로 인출되며, 이에 따라 냉매순환관(340)의 유지보수 작업을 용이하게 수행할 수 있게 된다.

상기 냉매순환관(340)은 동(Cu) 재질로 구성되고, 그 외측면에는 열전달율을 높이기 위한 제2전열핀(341)이 결합되어 있다. 이 경우 상기 제2전열핀(341)은 음식물가스와의 접촉에 의한 부식방지를 위해 내부식성이 우수한 스테인리스 소재로 구성될 수 있다.

상기와 같은 수분 응축기(300)의 구성에 의하면, 음식물가스 유입구(311)를 통해 상기 제1챔버(310) 내로 유입된 음식물가스는, 제2챔버(320) 내부에 설치된 다수개의 튜브(323)의 내부를 통과한 후에 제3챔버(330)의 내부로 유입되고, 상기 제3챔버(330)의 내부에 설치된 냉매순환관(340)의 외측면에 접촉한 후에 팬(302)의 작동에 의해 음식물가스 배출구(332)를 통해 배출된다.

다시 도 2를 참조하면, 상기 냉매식 냉각장치(400)는, 냉동사이클을 구성하는 증발기(410), 압축기(420), 응축기(430) 및 팽창밸브(440)를 포함한다.

상기 증발기(410)에는 팽창탱크(440)를 통과한 저온, 저압의 액상 냉매가 유입되는 제3냉매유입구(413)와, 상기 제3냉매유입구(413)로 유입된 냉매를 수분 응축기(300)의 제1냉매유입구(342) 측으로 공급하는 제2냉매배출구(412)와, 수분 응축기(300)에서 열을 흡수한 후에 제1냉매배출구(343)를 통해 배출되는 냉매가 유입되는 제2냉매유입구(411)와, 상기 제2냉매유입구(411)로 유입된 냉매를 압축기(420) 측으로 배출하는 제3냉매배출구(414)가 형성되어 있다.

상기 응축기(430)에서는 압축기(420)를 거친 고온, 고압의 기체 상태의 냉매가 액체로 응축되면서 열을 발생하고, 수분 응축기(300)를 통과하면서 수분이 제거된 음식물가스는 팬(302)에 의해 응축기(430)의 유입구(431)로 유입된 후 응축기(430)의 냉매에서 발생한 열을 전달받아 가열된 후 응축기(430)의 유출구(432)를 통해 배출되어 음식물 발효조(100)로 다시 유입된다.

음식물 발효조(100)는 55℃ 정도의 고온 분위기에서 음식물을 건조하게 되는데, 상기와 같이 응축기(430)에서 발생하는 열을 이용하여 예열된 가스를 음식물 발효조(100)로 공급하게 되면 건조 효율을 향상시킬 수 있게 되며, 히터(200)의 발열에만 의존하는 경우에 비하여 전력 소모를 줄일 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서는 수분 응축기(300)에서 음식물가스의 온도를 낮추기 위한 냉각수단으로, 상기와 같은 냉매식 냉각장치(400)를 이용한 냉매식 냉각방식과, 외부공기의 공급하는 공냉식 냉각장치(500)를 이용한 공냉식 냉각방식을 외부공기의 온도변화에 대응하여 선택적 또는 병합적으로 사용할 수 있도록 구성된 점에 특징이 있다.

이를 위한 일실시예로서, 상기 음식물가스 배출구(332)를 통해 배출되는 음식물가스의 온도(T1)를 감지하기 위한 제1온도센서(610)와, 상기 제1온도센서(610)에서 감지된 온도(T1)를 설정된 기준온도(Ts)와 비교하여, 상기 냉매순환관(340)으로 냉매를 순환 공급하는 냉매식 냉각방식과, 상기 공냉식 냉각장치(500)를 이용하여 외부공기를 공급하는 공냉식 냉각방식을 선택적 또는 복합적으로 사용하도록 제어하는 제어부(700)를 포함하여 구성될 수 있다.

이 경우 상기 제1온도센서(610)에서 감지된 온도(T1)가 설정된 기준온도(Ts)보다 높은 경우에는 상기 냉매식 냉각방식과 공냉식 냉각방식을 복합적으로 사용하고, 상기 제1온도센서(610)에서 감지된 온도(T1)가 상기 설정된 기준온도(Ts) 이하인 경우에는 공냉식 냉각장치(500)만을 사용하거나, 공냉식 냉각장치(500)의 가동과 함께 냉매식 냉각장치(400)의 가동비율을 조절하여 사용하는 것으로 구성될 수 있다.

본 실시예에서는 음식물 발효조(100)에서 가열되어 음식물가스 유입구(311)를 통해 수분 응축기(300)로 유입되는 음식물가스의 온도가 일정함을 전제로 하여, 수분 응축기(300)를 거치면서 냉각되어 음식물가스 배출구(332)를 통해 배출되는 음식물 가스의 온도(T1)를 제1온도센서(610)에 측정하게 된다.

여름철과 같이 외기의 온도가 높은 경우에는 공냉식 냉각방식만으로는 수분 응축기(300)에서 음식물가스를 충분히 냉각시키기 어려우므로, 이 경우에는 공냉식 냉각방식과 함께 냉매식 냉각방식을 병행하게 된다. 이 경우 제1온도센서(610)에서 감지된 온도(T1)가 설정된 기준온도(Ts)를 초과하는 정도의 차이에 따라서 냉매식 냉각장치(400)의 가동비율을 적정하게 조절하여 사용할 수 있다. 즉, 제1온도센서(610)에서 감지된 온도(T1)가 설정된 기준온도(Ts)보다 약각 높은 경우에는 공냉식 냉각장치(500)의 가동과 함께 냉매식 냉각장치(400)의 가동비율을 낮게 설정할 수 있으며, 제1온도센서(610)에서 감지된 온도(T1)가 설정된 기준온도(Ts)를 훨씬 상회하는 경우에는 공냉식 냉각장치(500)의 가동과 함께 냉매식 냉각장치(400)의 가동비율을 높게 설정하도록 제어하게 된다.

이와 반대로, 겨울철과 같이 외부공기의 온도가 낮은 경우에는 공냉식 냉각장치(500)의 가동만으로도 수분 응축기(300)에서 음식물가스의 충분한 냉각이 가능하므로, 이 경우에는 공냉식 냉각장치(500)만을 가동하고 냉매식 냉각장치(400)의 가동을 중단시키거나, 냉매식 냉각장치(400)의 가동비율을 낮게 설정하도록 제어할 수 있다.

수분 응축기(300)의 냉각방식에 대한 다른 실시예로서, 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 음식물가스 배출구(332)를 통해 배출되는 음식물가스의 온도(T1)를 감지하기 위한 제1온도센서(610)와, 상기 음식물가스 유입구(311)를 통해 유입되는 음식물가스의 온도(T2)를 감지하기 위한 제2온도센서(620) 및 상기 제2온도센서(620)에서 감지된 온도(T2)와 상기 제1온도센서(610)에서 감지된 온도(T1) 간의 온도편차(ΔT=T2-T1)를 설정된 기준온도편차(ΔTs)와 비교하여, 냉매식 냉각방식과 공냉식 냉각방식을 선택적 또는 복합적으로 사용하도록 제어하는 제어부(700)를 포함하여 구성될 수 있다.

이 경우 상기 측정된 온도편차(ΔT)가 상기 기준온도편차(ΔTs)보다 작은 경우에는 음식물가스의 냉각에 의한 수분의 응축이 충분히 이루어지지 않은 경우로 판단하여 상기 냉매식 냉각방식과 공냉식 냉각방식을 복합적으로 사용하고, 이와 반대로 상기 온도편차(ΔT)가 상기 기준온도편차(ΔTs) 이상인 경우에는 음식물가스의 냉각에 의한 수분의 응축이 충분히 이루어진 것으로 판단하여 공냉식 냉각방식만을 사용하거나, 공냉식 냉각방식과 함께 냉매식 냉각방식의 가동비율을 조절하여 사용하는 것으로 구성될 수 있다.

여름철과 같이 외기의 온도가 높은 경우에는 공냉식 냉각방식만으로는 수분 응축기(300)에서 음식물가스를 충분히 냉각시키기 어려우므로, 공냉식 냉각방식만을 적용할 경우 상기 측정된 온도편차(ΔT)는 작은 값을 나타내게 되며, 이 경우에는 측정된 온도편차(ΔT)와 기준온도편차(ΔTs)와의 차이 정도에 따라서 냉매식 냉각장치(400)의 가동비율을 적정하게 조절하여 사용할 수 있다. 즉, 측정된 온도편차(ΔT)가 기준온도편차(ΔTs)보다 약간 작은 경우에는 공냉식 냉각장치(500)의 가동과 함께 냉매식 냉각장치(400)의 가동비율을 낮게 설정할 수 있으며, 측정된 온도편차(ΔT)가 기준온도편차(ΔTs)보다 훨씬 작은 경우에는 공냉식 냉각장치(500)의 가동과 함께 냉매식 냉각장치(400)의 가동비율을 높게 설정하도록 제어할 수 있다.

이와 반대로, 겨울철과 같이 외부공기의 온도가 낮은 경우에는 공냉식 냉각장치(500)의 가동만으로도 수분 응축기(300)에서 음식물가스의 충분한 냉각이 가능하므로, 이 경우에는 공냉식 냉각장치(500)만을 가동하더라도 측정된 온도편차(ΔT)가 큰 값을 나타내게 되며, 측정된 온도편차(ΔT)가 기준온도편차(ΔTs) 이상인 경우에는 공냉식 냉각장치(500)만을 사용하고 냉매식 냉각장치(400)의 가동을 중단하도록 제어할 수 있고, 측정된 온도편차(ΔT)가 기준온도편차(ΔTs)보다 작은 경우에는 그 차이의 정도에 따라 공냉식 냉각장치(500)의 가동과 함께 냉매식 냉각장치(400)의 가동비율을 적정하게 설정하도록 제어할 수 있다.

이와 같이 외부공기의 온도 변화에 대응하여 수분 응축기(300)에서의 음식물 가스의 냉각방식을 냉매식과 공냉식을 선택적 또는 병합적으로 사용할 수 있도록 구성됨에 따라 냉매식 냉각장치의 연중 가동시간을 줄일 수 있게 되어 냉매순환 장치의 고장발생율을 줄여 내구성을 높이고 전력 소모량을 줄일 수 있게 된다.

100 : 음식물 발효조 200 : 히터
300 : 수분 응축기 301,302 : 팬
310 : 제1챔버 311 : 음식물가스 유입구
320 : 제2챔버 321,322 : 지지판
321a,322a : 관통공 323 : 튜브
324 : 제1전열핀 330 : 제3챔버
330a : 물탱크 331 : 덮개
331a : 체결수단 332 : 음식물가스 배출구
340 : 냉매순환관 341 : 제2전열핀
342 : 제1냉매유입구 343 : 제1냉매배출구
400 : 냉매식 냉각장치 410 : 증발기
411 : 제2냉매유입구 412 : 제2냉매배출구
413 : 제3냉매유입구 414 : 제3냉매배출구
420 : 압축기 430 : 응축기
431 : 유입구 432 : 유출구
500 : 공냉식 냉각장치 610 : 제1온도센서
620 : 제2온도센서 700 : 제어부

Claims

히터(200)의 발열에 의한 고온의 분위기에서 음식물 쓰레기를 발효시키는 음식물 발효조(100);
상기 음식물 발효조(100)에서 음식물 쓰레기의 발효과정에서 발생하는 음식물가스에 함유된 수분을 노점 이하의 온도로 낮추어 응축수를 배출하는 수분 응축기(300);를 포함하되,
상기 수분 응축기(300)는,
상기 음식물 발효조(100)에 연결되어 음식물가스가 유입되는 음식물가스 유입구(311)가 일측에 형성된 제1챔버(310);
상기 제1챔버(310)로 유입된 음식물가스가 통과하는 다수개의 튜브(323)가 설치되고, 상기 튜브(323)를 통과하는 음식물가스와 열교환되도록 외부공기를 공급하는 공냉식 냉각장치(500)가 일측에 설치된 제2챔버(320); 및
상기 튜브(323)를 통과한 음식물가스와 열교환되도록 냉매가 흐르는 냉매순환관(340)이 내부에 설치되고, 일측에는 음식물 배출구(332)가 형성되며, 하부에는 음식물가스에 함유된 수분의 응축수가 저장되는 물탱크(330a)와, 상기 물탱크(330a)에 저장된 응축수가 배출되는 응축수 배출구(333)가 형성된 제3챔버(330);로 이루어지고,
상기 음식물가스 배출구(332)를 통해 배출되는 음식물가스의 온도(T1)를 감지하기 위한 제1온도센서(610); 및
상기 제1온도센서(610)에서 감지된 온도(T1)를 설정된 기준온도(Ts)와 비교하여, 상기 냉매순환관(340)으로 냉매를 순환 공급하는 냉매식 냉각방식과, 상기 공냉식 냉각장치(500)를 이용하여 외부공기를 공급하는 공냉식 냉각방식을 선택적 또는 복합적으로 사용하도록 제어하는 제어부(700);를 더 포함하되,
상기 제1온도센서(610)에서 감지된 온도(T1)가 설정된 기준온도(Ts)보다 높은 경우에는 상기 냉매식 냉각방식과 공냉식 냉각방식을 복합적으로 사용하고,
상기 제1온도센서(610)에서 감지된 온도(T1)가 상기 설정된 기준온도(Ts) 이하인 경우에는 상기 공냉식 냉각방식만을 사용하거나, 상기 공냉식 냉각방식과 함께 상기 냉매식 냉각방식의 가동비율을 조절하여 사용하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
히터(200)의 발열에 의한 고온의 분위기에서 음식물 쓰레기를 발효시키는 음식물 발효조(100);
상기 음식물 발효조(100)에서 음식물 쓰레기의 발효과정에서 발생하는 음식물가스에 함유된 수분을 노점 이하의 온도로 낮추어 응축수를 배출하는 수분 응축기(300);를 포함하되,
상기 수분 응축기(300)는,
상기 음식물 발효조(100)에 연결되어 음식물가스가 유입되는 음식물가스 유입구(311)가 일측에 형성된 제1챔버(310);
상기 제1챔버(310)로 유입된 음식물가스가 통과하는 다수개의 튜브(323)가 설치되고, 상기 튜브(323)를 통과하는 음식물가스와 열교환되도록 외부공기를 공급하는 공냉식 냉각장치(500)가 일측에 설치된 제2챔버(320); 및
상기 튜브(323)를 통과한 음식물가스와 열교환되도록 냉매가 흐르는 냉매순환관(340)이 내부에 설치되고, 일측에는 음식물 배출구(332)가 형성되며, 하부에는 음식물가스에 함유된 수분의 응축수가 저장되는 물탱크(330a)와, 상기 물탱크(330a)에 저장된 응축수가 배출되는 응축수 배출구(333)가 형성된 제3챔버(330);로 이루어지고,
상기 음식물가스 배출구(332)를 통해 배출되는 음식물가스의 온도(T1)를 감지하기 위한 제1온도센서(610);
상기 음식물가스 유입구(311)를 통해 유입되는 음식물가스의 온도(T2)를 감지하기 위한 제2온도센서(620); 및
상기 제2온도센서(620)에서 감지된 온도(T2)와 상기 제1온도센서(610)에서 감지된 온도(T1) 간의 온도편차(ΔT=T2-T1)를 설정된 기준온도편차(ΔTs)와 비교하여, 상기 냉매순환관(340)으로 냉매를 순환 공급하는 냉매식 냉각방식과, 상기 공냉식 냉각장치(500)를 이용하여 외부공기를 공급하는 공냉식 냉각방식을 선택적 또는 복합적으로 사용하도록 제어하는 제어부(700);를 더 포함하되,
상기 온도편차(ΔT)가 상기 기준온도편차(ΔTs)보다 작은 경우에는 상기 냉매식 냉각방식과 공냉식 냉각방식을 복합적으로 사용하고,
상기 온도편차(ΔT)가 상기 기준온도편차(ΔTs) 이상인 경우에는 상기 공냉식 냉각방식만을 사용하거나, 상기 공냉식 냉각방식과 함께 상기 냉매식 냉각방식의 가동비율을 조절하여 사용하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2챔버(320)의 양측면에는 다수개의 관통홀(321a,322a)이 형성된 지지판(321,322)이 설치되고,
상기 다수개의 튜브(323)의 양단은 상기 관통홀(321a,322a)에 삽입되며,
상기 튜브(323)의 외측면에는 알루미늄 소재의 전열핀(324)이 길이방향을 따라 소정 간격으로 결합된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 음식물가스 유입구(311)를 통해 상기 제1챔버(310) 내로 유입된 음식물가스는, 상기 제2챔버(320) 내부에 설치된 다수개의 튜브(323)의 내부를 통과한 후에 상기 제3챔버(330)의 내부로 유입되고, 상기 제3챔버(330)의 내부에 설치된 냉매순환관(340)의 외측면에 접촉한 후에 상기 음식물가스 배출구(332)를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제3챔버(330)의 상부에는 체결수단(331a)에 의해 탈장착되는 덮개(331)가 결합되고,
상기 덮개(331)에는 상기 음식물가스 배출구(332)와, 상기 냉매순환관(340)에 연결된 제1냉매유입구(342)와 제1냉매유출구(343)가 형성되어,
상기 제3챔버(330)와 상기 덮개(331)의 분리시, 상기 덮개(331)와 상기 냉매순환관(340)이 일체로 상기 제3챔버(330)로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
삭제