KR101298665B1

KR101298665B1 - 종량 기능이 내장된 음식물 쓰레기 감량 처리 장치

Info

Publication number: KR101298665B1
Application number: KR1020130040988A
Authority: KR
Inventors: 이종열
Original assignee: 주식회사 한썸
Priority date: 2013-04-15
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2013-08-20

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 음식물 쓰레기 감량 처리 장치는, 본체; 상기 본체에 설치되며 사용자 정보를 인식하는 카드 인식부; 상기 본체 내에 위치하며 음식물 쓰레기의 중량을 측정하는 계량부; 상기 음식물 쓰레기를 가루 형태로 처리하여 중량을 줄이는 처리부; 상기 처리부에서 발생된 수증기를 냉각하는 냉각기를 포함하는 열교환부; 상기 카드 인식기에 의하여 인식된 정보 및 상기 계량부에 의하여 측정된 중량 정보를 관리 서버로 전송하는 통신부; 및 상기 카드 인식부, 상기 계량부, 상기 처리부, 상기 열교환부 및 상기 통신부 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

종량 기능이 내장된 음식물 쓰레기 감량 처리 장치{FOOD WASTE TREATMENT APPARATUS HAVING VOLUME RATE SYSTEM}

본 발명은 음식물 쓰레기 감량 처리 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는, 종량제에 따른 요금 과금이 가능하고 음식물 쓰레기를 감량할 수 있는 종량 기능이 내장된 음식물 쓰레기 감량 처리 장치에 관한 것이다.

가정용 쓰레기 중 생활 쓰레기는 지속적인 계도 및 계몽으로 분리 수거율이 증가하고 있지만, 음식물 쓰레기는 발생량이 증가하고 있어 이에 대한 처리 방법과 처리 비용의 해결이 중요한 문제로 대두되고 있다.

이에 환경부에서는 배출량에 관계 없이 동일 요금을 부과하던 정액제에서 배출자가 배출한 양만큼 수거 및 처리 비용을 지불하는 종량제로 음식물 쓰레기 정책을 전환하였다. 현재에는 음식물 쓰레기 전용 봉투를 이용한 배출 방법을 사용하고 있다. 그런데 음식물 쓰레기 전용 봉투는 가득 찰 때까지 실내에 보관해야 하기 때문에 음식물 쓰레기가 부패되거나 오염된 침출수에 의하여 실내에 악취가 발생할 수 있다.

또한, 수거를 위한 배출 시 야간에 동물에 의하여 음식물 쓰레기 전용 봉투가 훼손되고, 이로 인하여 수거 업체에 의한 수거가 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 이를 고려하여 플라스틱 재질의 음식물 쓰레기 전용 수거 용기를 보급하여 전용 봉투를 대신하는 방법이 제안되었다.

그러나 이러한 방법에 의하더라도 음식물 쓰레기 전용 수거 용기에 담긴 음식물 쓰레기에 의하여 악취가 발생하는 문제가 있었다. 그리고 각 사용자의 음식물 쓰레기 배출량을 측정하는 데 어려움이 있었으며, 음식물 쓰레기의 양이 많아 수거 시에 많은 비용이 발생하는 문제도 있었다.

본 발명은 종량제에 따른 요금 과금이 가능하고 음식물 쓰레기를 감량할 수 있는 음식물 쓰레기 장치를 제공하고자 한다.

상기 본체에 상기 음식물 쓰레기를 투입하는 투입구 및 상기 투입구를 개폐하는 커버가 설치되고, 상기 투입구와 상기 커버 사이에 이물질을 감지하는 끼임 방지 센서를 구비할 수 있다.

상기 처리부는, 상기 음식물 쓰레기를 교반하는 교반부; 및 상기 교반부를 가열하는 히팅부를 포함할 수 있다.

상기 처리부는 상기 교반부 전에 위치하며 상기 음식물 쓰레기를 분쇄하는 분쇄부를 더 포함할 수 있다. 상기 분쇄부는, 분쇄 모터; 및 상기 분쇄 모터에 의하여 회전하며 서로 교차하는 제1 및 제2 칼날을 각기 구비하는 제1 회전축 및 제2 회전축을 포함할 수 있다.

상기 분쇄 모터에 과전류가 인가될 때 상기 제어부는 상기 분쇄 모터를 반대 방향으로 회전시킬 수 있다.

상기 계량부와 상기 교반부 사이에 위치하며 냄새 유출을 차단하는 냄새 차단부를 더 포함할 수 있다.

상기 냄새 차단부가, 일 단부가 계량부의 하부 일측에 회전 가능하게 연결되는 제1 차단 부재와, 일 단부가 계량부의 하부의 다른 일측에 회전 가능하게 연결되는 제2 차단 부재와, 상기 제1 차단 부재를 회전 구동하는 제1 모터와, 상기 제2 차단 부재를 회전 구동하는 제2 모터를 포함할 수 있다.

상기 교반부는, 교반 모터; 및 상기 교반 모터에 의하여 회전하며 교반 부재가 형성되는 회전축을 포함할 수 있다.

상기 교반 모터에 과전류가 인가될 때 상기 제어부는 상기 교반 모터를 반대 방향으로 회전시킬 수 있다.

상기 히팅부는, 상기 교반부를 둘러싸며 열전달 매체를 수용하는 용기; 및 상기 열전달 매체를 가열하는 히터를 포함할 수 있다.

상기 교반부 및 상기 히팅부 중 적어도 하나에 온도 센서가 구비될 수 있다.

상기 냉각기는, 상기 교반부에서 배출된 상기 수증기를 냉각하는 제1 냉각기 및 상기 제1 냉각기로부터 배출된 상기 수증기를 재냉각하는 제2 냉각기를 포함할 수 있다.

상기 열교환부는, 상기 처리부 및 상기 냉각기에서 버려지는 폐열을 흡수하여 공기를 가열하여 상기 교반부에 제공하는 집열기를 더 포함할 수 있다.

상기 카드 인식부, 상기 계량부, 상기 처리부, 상기 열교환부, 상기 통신부, 상기 제어부에 의한 정보를 표시하는 디스플레이 패널을 더 포함할 수 있다.

상기 계량부가 로드 셀을 포함할 수 있다.

상기 카드 인식부가 라디오 주파수 인식(radio frequency identification, RFID) 방식을 이용할 수 있다.

상기 통신부는 코드 분할 다중 접속(code division multiple access, CDMA)에 의하여 상기 관리 서버에 전송할 수 있다.

상기 열교환부에 의하여 응축된 응축수를 살균 및 탈취하는 응축수 처리부를 더 포함할 수 있다.

상기 응축수 처리부는, 상기 응축수가 보관되는 응축수 보관통과, 전해 물질을 상기 응축수 보관통에 공급하는 전해 물질 공급기와, 상기 응축수를 처리하는 전해 셀을 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 음식물 쓰레기 감량 처리 장치에 의하면, 음식물 쓰레기의 배출량에 따라 정해진 요금을 부과할 수 있다. 그리고 처리부를 구비하여, 음식물 쓰레기를 건조하고 부드러운 가루 형태로 배출할 수 있다. 이에 의하여, 음식물 쓰레기의 양이 80% 내지 90% 정도 감소시킬 수 있고, 매일 운행하는 수거 차량의 운행을 줄여, 음식물 쓰레기의 처리에 필요한 비용을 줄일 수 있다. 또한, 가루 형태의 음식물 쓰레기를 퇴비로 사용할 수 있으므로 별도의 쓰레기 집하장, 처리 시설 등이 필요하지 않다. 그리고 열 교환부(50) 및 응축수 처리부(60)에 의하여 악취, 미생물 등에 의한 문제를 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서 환경적 및 경제적으로 우수한 특성을 지닌다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음식물 쓰레기 감량 처리 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 음식물 쓰레기 감량 처리 장치를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 음식물 쓰레기 감량 처리 장치를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 음식물 쓰레기 감량 처리 장치를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 음식물 쓰레기 감량 처리 장치의 냄새 차단부를 도시한 구성도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.

도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.

그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 "포함"한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분을 배제하는 것이 아니며 다른 부분을 더 포함할 수 있다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 위치하는 경우도 포함한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 위치하지 않는 것을 의미한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 음식물 쓰레기 감량 처리 장치 및 음식물 처리 시스템을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음식물 쓰레기 감량 처리 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 음식물 쓰레기 감량 처리 장치를 도시한 개략적인 단면도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 음식물 쓰레기 감량 처리 장치를 도시한 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)는, 본체(10)와, 카드 인식부(20)와, 계량부(30)와, 처리부(40)와, 열교환부(50), 통신부(70)와, 제어부(80)를 포함한다. 그리고 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)에 전원을 제공하고 다양한 모터(18, 422, 442, 62)에 전원을 제공하는 전원부(90)를 포함할 수 있다. 또한 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)의 작동 후에 발생되는 응축수를 처리하는 응축수 처리부(110)를 더 포함할 수 있다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.

본체(10)는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)의 외형을 구성한다. 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)의 동작을 위한 구성(일례로, 계량부(30), 처리부(40), 열교환부(50), 제어부(80), 통신부(70) 등)이 본체(10)에 설치되거나 본체(10)의 내부 공간에 수용된다. 본체(10)는 일정한 강도를 가지고 외부에 위치하여도 쉽게 부식되지 않는 등의 다양한 물질로 이루어질 수 있다.

본체(10)의 상부에는 음식물 쓰레기가 투입되는 투입구(12)가 마련되고, 투입구(12)의 상부에는 투입구(12)를 개폐하는 커버(14)가 위치한다. 커버(14)는 다양한 방식, 구조에 의하여 투입구(12)를 개방하거나 투입구(12)를 폐쇄할 수 있다. 일례로, 본 실시예에서는 커버(14)가 본체(10)의 상부에 힌지 구조로 결합될 수 있고, 힌지 구조는 구동 모터(18)에 의하여 개폐될 수 있다.

투입구(12) 부근에는 투입구(12)와 커버(14) 사이에 사용자의 손, 기타 이물질 등이 끼었는지 여부를 판단하는 끼임 방지 센서(16)가 위치할 수 있다. 끼임 방지 센서(16)는 다양한 방식, 구조가 적용될 수 있다. 끼임 방지 센서(16)는, 일례로, 초음파 센서, 적외선 센서 등일 수 있다.

커버(14)는 카드 인식부(20)에 카드가 인식되면 구동 모터(18)에 의하여 개방될 수 있다. 그리고 음식물 쓰레기의 투입이 완료되면 끼임 방지 센서(16)에 의하여 이물질 등의 끼임이 검출되지 않으면 다시 구동 모터(18)에 전원이 인가되어, 커버(14)가 투입구(12)를 폐쇄한다.

본체(10)의 전면부에 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)에 의하여 처리 완료된 가루 형태로 처리된 음식물 쓰레기를 외부로 배출하기 위한 배출부(60)가 형성될 수 있다. 이에 의하여 음식물 쓰레기를 쉽게 배출할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 배출부(60)의 위치가 달라질 수 있다. 배출부(60)에 대해서는 추후에 좀더 상세하게 설명한다.

그리고 본체(10)의 측면, 후면에는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100) 시 발생하는 열이 방출되거나 환기가 이루어지도록 하는 환기공(10a)이 위치할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 환기공(10a)이 형성되지 않거나, 환기공(10a)이 다른 위치에 형성되는 등 다양한 변형이 가능하다.

본체(10)의 상부 또는 측부에 위치하는 카드 인식부(20)에 의하여 음식물 쓰레기를 투입하는 사용자의 정보를 인식할 수 있다. 카드 인식부(20)로는 다양한 구조, 방식이 적용될 수 있으며, 일례로, 라디오 주파수 인식(radio frequency identification, RFID) 방식이 적용될 수 있다.

그리고 본체(10)에는 디스플레이 패널(22)이 위치할 수 있다. 디스플레이 패널(22)은 사용자의 정보(일례로, 주소), 음식물 쓰레기의 중량, 금액, 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)의 상태(일례로, 동작 상태, 알람 상태, 안내 문구) 등을 표시할 수 있다. 그리고 디스플레이 패널(22)에는 사용자가 입력할 수 있는 키 패드(24)가 구비될 수 있다. 키 패드(24)는 터치 패널 형태로 디스플레이 패널(22)에 구비될 수 있다. 그리고 디스플레이 패널(22)에는 스피커(도시하지 않음) 등이 장착되어 각 단계, 상태 등을 알려주는 음성 안내 서비스를 지원하도록 할 수 있다. 도면에서는 디스플레이 패널(22)과 카드 인식부(20)가 일체로 형성된 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

투입구(12)의 하부에는 계량부(30)가 위치하여, 투입구(12)를 통하여 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)의 내부로 투입된 음식물 쓰레기의 중량이 측정된다. 계량부(30)로는 다양한 방식, 구조가 적용될 수 있다. 일례로, 계량부(30)로 로드 셀을 사용할 수 있다. 로드 셀은 선 변형 게이지에 의하여 측정된 축 방향의 변형을 하중으로 환산하느 것으로 미세한 측정이 가능하다.

계량부(30)에 의하여 측정된 음식물 쓰레기의 배출량, 배출량에 따른 과금 정보, 사용자 정보 등은 제어부(80)(좀더 정확하게는, 계량부 제어기(82)를 통하여 디스플레이 패널(22)에 나타나게 된다. 이에 따라 사용자가 다양한 정보를 실시간으로 확인할 수 있다. 그리고 계량부(30)에 의하여 계량된 음식물 쓰레기의 중량은 처리부(40)에 전달되어 중량에 따라 정해진 시간 동안 분쇄, 교반, 건조 등이 진행될 수 있도록 한다. 또한, 음식물 쓰레기의 중량은 통신부(70)를 통하여 관리 서버(92)로 전송된다.

처리부(40)에서는 계량부(30)를 거쳐 전달된 음식물 쓰레기를 건조하여 가루 형태가 되도록 처리한다. 본 실시예에서 처리부(40)는, 음식물 쓰레기를 분쇄하는 분쇄부(42)와, 분쇄부(42)에 의하여 분쇄된 음식물 쓰레기를 교반하는 교반부(44)와, 교반부(44)를 가열하는 히팅부(46)를 포함할 수 있다.

분쇄부(42)는, 호퍼(420)와, 분쇄 모터(422)와, 분쇄 모터(422)에 의하여 회전하며 제1 및 제2 칼날(424a, 424b)이 각기 형성되는 제1 및 제2 회전축(426a, 426b)을 포함할 수 있다. 음식물 쓰레기는 제1 및 제2 칼날(424a, 424b)의 사이로 투입되고, 제1 및 제2 칼날(424a, 424b)가 서로 교차되면서 음식물 쓰레기를 계속하여 쥐어짜듯이 밀어넣는 상태가 되어 음식물 쓰레기를 효과적으로 분쇄할 수 있다. 그리고 분쇄 모터(422)의 과전류를 검출하는 과전류 센서(428)를 더 포함할 수 있다.

분쇄 모터(422)는 제어부(80)에 의하여 제어되어 회전축(426a, 426b)의 운동 방향, 회전 속도 등을 제어할 수 있다. 분쇄 모터(422)로는 다양한 구조, 방식의 모터가 사용될 수 있다. 본 실시예에서 과전류 센서(428)가 분쇄 모터(422)의 과전류가 검출된 경우에는, 제어부(80)가 분쇄 모터(422)를 반대 방향으로 회전한 다음 다시 원래 방향으로 회전하도록 할 수 있다. 그러면, 뼈, 갑각류 등의 단단한 물질에 의하여 분쇄가 원할하게 이루어지지 않을 경우에 분쇄부(42)에 걸린 로드를 제거하여 원활한 분쇄가 이루어지도록 한다. 그러나 이와 같이 방향을 변환하여 분쇄 모터(422)를 제어하여도 과전류가 계속 검출되는 경우에는 제어부(80)가 디스플레이 패널(22)에 과전류 경고등을 표시하고 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)를 정지시킨다.

교반부(44)는, 교반 용기(440)와, 교반 모터(442)와, 교반 모터(442)에 의하여 회전하며 교반 부재(444)가 장착되는 회전축(446)를 포함할 수 있다. 교반 부재(444)는 일례로 회전축(42)과 직각의 각도를 이루도록 장착되며 주걱 형상을 가져 교반의 효율성을 향상할 수 있다. 교반 부재(444)은 회전축(442)의 회전 운동에 의하여 360도로 회전하면서 분쇄된 음식물을 계속 섞어주는 동작을 하여 교반 용기(440) 내에서 음식물을 분쇄 및 교반한다. 그리고 교반 모터(442)의 과전류를 검출하는 과전류 센서(448)를 더 포함할 수 있다.

교반 모터(442)는 제어부(80)에 의하여 제어되어 회전축(446)의 운동 방향, 회전 속도 등을 제어할 수 있다. 교반 모터(442)로는 다양한 구조, 방식의 모터가 사용될 수 있다. 본 실시예에서 과전류 센서(448)가 분쇄 모터(422)의 과전류가 검출된 경우에는, 제어부(80)가 교반 모터(442)를 반대 방향으로 회전한 다음 다시 원래 방향으로 회전하도록 한다. 그러면, 교반 부재(444)과 교반 용기(440)에 음식물 찌꺼기가 걸려 발생할 수 있는 축 파손을 방지할 수 있다. 그러나 이와 같이 방향을 변환하여 교반 모터(442)를 제어하여도 과전류가 계속 검출되는 경우에는 제어부(80)가 디스플레이 패널(22)에 과전류 경고등을 표시하고 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)를 정지시킨다.

그리고 교반부(44)는 교반 용기(440)의 내부에 위치한 온도 센서(449)를 더 포함할 수 있다. 온도 센서(449)로는 다양한 방식, 구조 등이 적용될 수 있으며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 온도 센서(449)에서 실시간으로 측정된 온도는 제어부(80)로 전달되고, 제어부(80)는 히팅부(46) 및 열교환부(50)를 콘트롤하여 교반 용기(440)의 내부를 원하는 온도로 유지시킨다.

그리고 교반부(44)의 하단에는 건조/분쇄된 음식물의 계량을 위한 계량기(도시하지 않음)가 더 구비될 수 있다. 계량기로는 다양한 방식, 구조가 적용될 수 있다. 계량기에 의하여 교반부(44) 내의 음식물 쓰레기의 중량을 측정하여 정해진 중량 기준에 도달할 때까지 음식물 쓰레기를 연속 투입할 수 있고, 정해진 중량 기준에 도달하면 교반부(44) 및 히터부(46)가 동작하여 음식물 쓰레기를 감량할 수 있다. 이러한 계량기는 실시예에 따라 생략될 수도 있다.

교반부(44) 외부에는 교반부(44) 내부에서 분쇄 및 교반된 음식물 쓰레기를 가열하는 히팅부(46)가 위치한다. 히팅부(46)는 다양한 구조, 방식 등에 의하여 열을 제공하는 다양한 가열 수단을 포함할 수 있다. 일례로, 본 실시예에서는 히팅부(46)가 교반부(44)의 외부에 위치하며 내부에 열전달 유체(일례로, 열전도도가 높은 오일)가 수용되는 용기(460)와, 용기(460) 내부에 장착된 히터(462)를 포함할 수 있다. 히터(462)는 용기(460) 내부의 열전달 유체를 가열하여 교반부(44)가 일정한 온도로 가열될 수 있도록 한다. 이러한 방식을 사용하여 교반부(44)를 전체적으로 균일하게 가열할 수 있다.

그리고 히팅부(46)는 용기(460)의 내부에 위치한 온도 센서(464)를 더 포함할 수 있다. 온도 센서(464)로는 다양한 방식, 구조 등이 적용될 수 있으며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 온도 센서(464)에서 실시간으로 측정된 온도는 제어부(80)로 전달되고, 제어부(80)는 히터(462)를 콘트롤하여 교반 용기(440)의 내부를 원하는 온도로 유지시킨다.

이와 같은 처리부(40)에서는, 분쇄부(42)에서 음식물 쓰레기를 일정한 크기로 분쇄하고, 히팅부(46)에 의하여 가열된 교반부(44)에서 분쇄된 음식물 쓰레기를 좀더 작은 크기로 분쇄하면서 교반하면서 가열 및 건조시킨다. 이에 의하여 음식물 쓰레기가 가루 형상을 가지도록 처리된다. 교반부(44)에서의 가열 및 건조에 의하여 음식물 쓰레기로부터 증발된 수증기는 배출관(40a)을 통하여 열교환부(50)로 강제 송풍된다. 교반부(44)와 열교환부(50) 사이에는 불순물을 제거하기 위한 불순물 제거 필터(도시하지 않음)이 위치할 수 있다. 불순물 제거 필터로는 다양한 구조, 방식의 필터가 사용될 수 있다. 그리고 가루 형상으로 처리된 음식물 쓰레기는 배출부(60)를 통하여 외부로 배출된다.

열교환부(50)는 냉각기를 포함하여 처리부(40)에서 발생된 수증기를 냉각한다. 또한, 수증기를 냉각할 때 방출되는 열(즉, 폐열)을 흡수하여 교반부(44) 로 순환되는 공기를 가열하여 순환하도록 할 수 있다.

열교환부(50)는 수증기를 냉각하기 위한 냉각기(52)를 포함한다. 이때, 냉각기(52)는 제1 냉각기(522)와 제2 냉각기(524)를 포함하여 수증기를 좀더 효율적으로 냉각하도록 할 수 있다. 즉, 제1 냉각기(522)에서는 교반부(44)에서 발생되는 수증기를 열교환에 의하여 냉각시킨 후에 제2 냉각기(524)로 제공한다. 제2 냉각기(524)에서는 냉각 시스템에 의하여 수증기를 액화시켜 수증기를 수분 형태로 변환하여 배출된다. 즉, 제2 냉각기(524)는 응축기(524a), 증발기(524b), 컴프레서(524c)를 구비하여 냉각 유체 등에 의한 반복된 동작을 통하여 열을 제거한다.

그리고 열교환부(50)는 집열기(54)를 더 포함한다. 집열기(54)는 제1 냉각기(522)에 근접하여 설치되며 제1 냉각기(522)에 의하여 열 교환이 진행될 때 방출되는 열을 흡수한다. 그리고 제2 냉각기(524)에 의하여 냉각된 공기가 집열기(54)를 통과하면서 가열된 후에 교반부(44)에 공급된다. 일례로, 제2 냉각기(524)를 거치면서 냉각된 공기의 온도가 약 7℃이며, 집열기(54)를 통과하는 공기는 약 7~10℃ 정도의 온도만큼 가열된다.

이와 같이 열교환부(50)는 냉각기(52)를 구비하여 교반부(44)에서 음식물 쓰레기가 타는 것을 방지할 수 있고, 음식물 쓰레기에서 포함된 수분을 효율적으로 물로 냉각시켜 외부로 배출하거나 응축수 처리부(110)로 전달할 수 있다. 또한 집열기(54)를 구비하여 교반부(44)에서 음식물을 건조하기 위하여 발생되는 열 에너지를 모아 이를 다시 순환시키는 것에 의하여 에너지 손실을 최소화할 수 있다.

응축수 처리부(110)는 음식물 쓰레기의 처리과정에서 배출되는 응축수를 보관하였다가 전기적 분해 과정을 통하여 살균한 후에 이를 외부로 배출할 수 있도록 한다. 응축수 처리부(110)로는 응축수의 악취를 제거하고 미생물 제거할 수 있는 다양한 방식, 구조가 적용될 수 있다.

일례로, 응축수 처리부(110)는, 응축수 보관통(112)과, 전해 물질 공급기(114)와, 전해 셀(116)과, 순환 펌프(118)와, 응축수 및/또는 전해 물질의 순환을 위한 밸브(119)를 포함할 수 있다. 응축수 보관통(112)은 음식물 쓰레기 처리 과정에서 발생한 후에 열교환부(50)에서 냉각되어 형성되는 응축수를 보관한다. 응축수 보관통(112)에 일정량 이상의 응축수가 저장되면 센서(도시하지 않음)이 이를 감지하여 전해셀(116)에서 탈취, 살균이 이루어질 수 있도록 한다.

매질 공급기(114)는 전해 셀(116)의 동작을 위한 전기 분해의 매질 역할을 하는 매질을 응축수 보관통(112)에 공급하는 역할을 한다. 전해 물질은 밸브(119)의 제어에 의하여 응축수를 처리하기 전에 일정량이 응축수 보관통(112)으로 공급되어 응축수와 함께 희석된다. 매질로는 다양한 물질이 사용될 수 있는데, 일례로, 소금을 이용할 수 있다.

응축수 보관통(114) 내의 응축수와 매질은 순환 펌프(118)를 통하여 전해 셀(116)로 강제 순환하게 된다. 순환 펌프(118)로는 다양한 구조, 방식이 적용될 수 있다.

전해 셀(116)은 매질로 희석된 응축수를 전기 분해하여 응축수의 탈취, 살균이 이루어지도록 한다. 애노드 전극(60a)와 캐소드 전극(60b)에 의하여 응축수에 전기적 에너지를 제공하면 응축수의 pH가 일시적으로 대략 8.0 내지 8.5 정도의 약 알칼리로 변화되며 높은 산화 환원력을 가지게 되며 치아염소산(NaOCl)과 OH-라디칼이 생성된다. 생성된 OH-라디칼은 선형 유기물과 결합하여 선형 유기물을 알데하이드 또는 단순 유기물로 분해하며, 불포화 결합을 가지는 유기물 방향족 및 이중 결합을 가지는 유기물 질소와 결합된 유기물 등과 반응하여 분해 및 결정화 반응이 일어나도록 하여 냄새의 원인 물질을 제거한다. 이에 의하여 미생물 및 탈취의 원인 물질을 제거할 수 있다.

본 실시예에서는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)에 의하여 음식물이 건조되는 과정에서 악취가 발생하는 것을 방지하고, 음식물 쓰레기 내의 미생물에 의하여 발생할 수 있는 이차 오염을 방지할 수 있다.

처리부(40)에서 분쇄, 건조된 음식물 쓰레기는 배출부(60)를 통하여 배출된다. 배출부(60)는, 배출구(62)과, 배출구(62)를 개폐하는 배출 커버(64)을 포함할 수 있다. 배출 커버(64)는 다양한 방식, 구조에 의하여 배출구(62)를 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 일례로, 본 실시예에서는 배출 커버(64)가 본체의 측면 등에 힌지 구조로 결합될 수 있고, 힌지 구조는 배출 모터(66)에 의하여 개폐될 수 있다. 일례로, 처리부(40)에서 음식물 쓰레기가 완전히 가루 형태로 건조되고 정해진 배출량에 도달하면, 배출 커버(64)가 배출 모터(66)에 의하여 개방되고 교반부(44)의 교반 부재(444) 및 회전축(446)의 운동으로 인하여 가루 형태의 음식물 쓰레기가 외부로 자동 배출될 수 있다. 또는, 배출 커버가 개방된 후에 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)의 관리자가 교반 용기(440)를 꺼내어 가루 형태의 음식물 쓰레기를 외부로 배출할 수도 있다. 또 다른 예로는, 배출부(60)에 컨베이어(도시하지 않음)가 연결되어 처리부(40)에서 처리된 가루 형태의 음식물 쓰레기를 자동으로 이송하여 수거용 용기(도시하지 않음)에 담도록 할 수도 있다.

교반부(44)에서 음식물을 처리할 때 수증기를 냉각하여 발생되는 폐수는 별도의 폐수 배출관(도시하지 않음)을 통하여 배출된다. 이때, 동절기에 배출되는 폐수가 얼지 않도록 폐수 배출관에는 별도의 히터가 내장될 수 있고, 이러한 히터는 외부 온도 센서의 온도 감지로 일정 기온 이하에서 자동 작동할 수 있다. 그리고 폐수 배출관에 냄새를 제거하기 위한 장치가 더 구비될 수도 있다. 냄새를 제거하기 위한 장치로는 다양한 장치가 적용될 수 있음은 물론이다.

통신부(70)는 카드 인식부(20)에 의하여 인식된 사용자 정보 및 계량부(30)에 의하여 측정된 중량 정보를 관리 서버로 전송한다. 그리고 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)의 동작 상태, 오류 상태 등의 정보를 관리 서버로 전송할 수 있다. 일례로, 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)의 커버(14)의 오류(손 등의 이물질 끼임, 또는 그 외의 다양한 개폐 오류), 카드 인식부(20)의 오류(RFID 태그의 인식 오류, 불량 등), 계량부(30)의 오류 상태, 구동 모터, 분쇄 모터(422), 교반 모터(442) 등의 모터 오류, 제어부(80)의 오류 등을 관리 서버로 전송할 수 있다.

통신부(70)는 유선 통신, 무선 통신 등에 의하여 상술한 다양한 정보를 관리 서버로 전송할 수 있다. 일례로, 통신부(70)는 다수의 사용자들이 동시에 시간과 주파수를 공유하며 접속이 가능한 코드 분할 다중 접속 또는 부호 분할 다중 접속(code division multiple access, CDMA) 등에 의하여 관리 서버와 통신할 수 있다.

제어부(80)는 다양한 센서에 의하여 측정된 온도 정보, 그 외 다양한 상태 정보 등에 의하여 커버(14), 카드 인식부(20), 디스플레이부(22), 계량부(30), 처리부(40), 열교환부(50), 배출부(60), 통신부(70) 및 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)의 전원, 작동 등을 제어한다. 이를 위하여 제어부(80)는, 카드 인식부(20)에 의하여 인식된 카드 정보를 확인하는 사용자 확인부(81)와, 계량부(30)의 측정 결과에 따라 다양한 정보를 디스플레이 패널(22)에 제공하는 계량부 제어기(82)와, 히터부(46)의 온도 센서(464) 결과에 따라 히터(462)를 제어하는 히터부 제어기(83)와, 열교환부(50)를 제어하는 열교환부 제어기(84)와, 다양한 모터(18, 422, 442, 62)를 제어하는 모터 제어기(87)를 포함할 수 있다. 그 외에도 제어부(80)는, 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)의 구동 시간을 제어하는 구동 시간 제어기(85)와, 다양한 상태를 측정하는 센서 제어기(86)와, 오류 상태 등을 디스플레이 패널(22)에 표시하고 통신부(70)를 통하여 관리 서버(92)에 전송하는 오류 알림부(88)를 포함할 수 있다.

제어부(80)로는 다양한 구조, 방식이 적용될 수 있으며, 일례로, 마이크로 프로세서 등이 적용될 수 있다.

상술한 바와 같은 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 사용자가 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)의 카드 인식부(20)에 카드를 인식시켜 사용자의 정보를 받는다. 그러면 제어부(80)의 제어에 의하여 커버(14)가 열려 투입구(12)가 개방된다. 그러면 사용자는 음식물 쓰레기를 투입구(12)에 넣는다. 커버(14)가 열린 후에 일정 시간이 지나면 끼임 방지 센서(16)가 손, 이물질 등의 끼임이 있는지를 확인 한 후에 커버(14)를 닫는다. 계량부(30)가 음식물 쓰레기의 중량을 측정한 후에 디스플레이 패널(22)에 표시한다. 그리고 통신부(70)는 사용자의 정보 및 음식물 쓰레기의 중량을 관리 서버로 전송한다. 처리부(40)는 분쇄부(42), 교반부(44) 및 히팅부(46)에 의하여 음식물 쓰레기를 가루 형태로 처리한 후에 일정 중량 이상이면 배출부(60)에 의하여 외부로 배출한다. 처리부(40)에서 음식물 쓰레기로부터 증발된 수증기는 열교환기(50)를 거치면서 응축되고, 응축수 처리부(60)에서 살균 및 탈취된 후에 외부로 배출한다.

이때, 처리부(40)는 일정 시간(즉, 음식물 쓰레기의 배출이 많지 않는 야간) 동안에 동작되도록 할 수 있고, 음식물 쓰레기가 일정 중량 이상으로 투여된 경우에 추가적으로 동작되도록 할 수 있다. 그리고 처리부(40)가 처리를 수행하는 동안에는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)의 투입구로 추가적인 음식물 쓰레기가 투입되지 않도록 할 수 있다. 이에 의하여 처리부(40)의 동작 효율성을 향상하고 처리부(40)의 동작 중에 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)를 폐쇄하여 냄새 등이 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있다. 이와 같은 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)를 이용하면, 음식물 쓰레기의 배출량에 따라 정해진 요금을 부과할 수 있다. 그리고 처리부(40)를 구비하여, 음식물 쓰레기를 건조하고 부드러운 가루 형태로 배출할 수 있다. 이에 의하여, 음식물 쓰레기의 양이 80% 내지 90% 정도 감소시킬 수 있고, 매일 운행하는 수거 차량의 운행을 줄여, 음식물 쓰레기의 처리에 필요한 비용을 줄일 수 있다. 또한, 가루 형태의 음식물 쓰레기를 퇴비로 사용할 수 있으므로 별도의 쓰레기 집하장, 처리 시설 등이 필요하지 않다. 그리고 열 교환부(50) 및 응축수 처리부(60)에 의하여 악취, 미생물 등에 의한 문제를 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서 환경적 및 경제적으로 우수한 특성을 지닌다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 음식물 쓰레기 감량 처리 장치를 상세하게 설명한다. 상술한 실시예와 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 다른 부분에 대해서만 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 음식물 쓰레기 감량 처리 장치를 도시한 개략적인 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 음식물 쓰레기 감량 처리 장치의 냄새 차단부를 도시한 구성도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 다른 음식물 쓰레기 감량 처리 장치(100)는 계량부(30)와 교반부(44) 사이에 냄새 차단부(43)가 위치한다. 이러한 냄새 차단부(43)는 계량부(30)에서 계량된 음식물 쓰레기가 교반부(44)로 이동할 때만 개방되며, 그 외의 시간 동안에는 폐쇄된다. 좀더 상세하게는, 음식물 쓰레기가 투입구(12)를 통하여 투입되고 커버(14)가 닫히면 계량부(30)가 음식물 쓰레기의 중량을 측정한다. 그 후에 음식물 쓰레기가 교반부(44)로 이동될 때 냄새 차단부(43)가 개방된다. 이에 따라 냄새 차단부(43)는 커버(14)가 닫힌 상태에서 음식물 쓰레기가 계량부(30)로부터 교반부(44)로 이동하는 짧은 시간 동안만 개방되며 그 외의 시간에는 모두 폐쇄된다. 이에 의하여 교반부(44) 내에 음식물 쓰레기가 위치하더라도 냄새가 외부로 유출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

일례로, 본 실시예에서는 냄새 차단부(43)가, 제1 및 제2 차단 부재(432a, 432b)와, 제1 및 제2 차단 부재(432a, 432b)를 각기 회전 구동하는 제1 및 제2 모터(444a, 434b)를 포함할 수 있다. 제1 차단 부재(432a)의 일 단부가 계량부(30)의 하부 일측에 회전 가능하게 연결되고, 제2 차단 부재(432b)의 일 단부가 계량부(30)의 하부의 다른 일측에 회전 가능하게 연결된다. 그리고 제1 및 제2 모터(434a, 434b)의 부하를 감지하여 제1 및 제2 차단 부재(432a, 432b)의 개방 정도를 조절하는 센서(436a, 436b)를 더 포함할 수 있다. 센서(436a, 436b)로는 리미트 센서 등을 사용할 수 있다. 이러한 센서(436a, 436b)에 의하여 좀더 정밀하게 차단 부재(432a, 432b)를 구동할 수 있다.

제어부(80)가 제1 및 제2 모터(434a, 434b)를 구동하여 제1 및 제2 차단 부재(432a, 432b)의 서로 인접한 단부(즉, 고정되지 않은 단부)가 하부에 위치하도록 제1 및 제2 차단 부재(432a, 432b)를 회전시키면 냄새 차단부(43)가 개방된다. 반대로, 제어부(80)가 제1 및 제2 모터(434a, 434b)를 구동하여 제1 및 제2 차단 부재(432a, 432b)의 서로 인접한 단부가 서로 맞닿도록 상부로 이동시키면, 냄새 차단부(43)가 폐쇄된다. 이때, 제1 차단 부재(432a)와 제2 차단 부재(432b)의 서로 인접한 단부와, 계량부(30)의 하부에 인접한 가장자리 부분에는 차단 가스켓(432c, 432d) 등이 위치하여 제1 및 제2 차단 부재(432b) 사이를 밀폐하도록 할 수 있다. 그러면 냄새 차단부(43)의 폐쇄 상태에서 냄새가 외부로 유출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 냄새 차단부(43)로 다양한 구조, 방식이 적용될 수 있다. 또한 도 4에서는 분쇄부(42)를 도시하지 않았으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 분쇄부(42)와 냄새 차단부(43)를 함께 구비하는 것도 가능하며 그 외의 다양한 변형이 가능하다.

상술한 바에 따른 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 음식물 쓰레기 감량 처리 장치
10: 본체
20: 카드 인식부
30: 계량부
40: 처리부
42: 분쇄부
43: 냄새 차단부
44: 교반부
46: 히팅부
50: 열교환부
60: 배출부
70: 통신부
80: 제어부

Claims

본체;
상기 본체에 설치되며 사용자 정보를 인식하는 카드 인식부;
상기 본체 내에 위치하며 음식물 쓰레기의 중량을 측정하는 계량부;
상기 음식물 쓰레기를 교반하는 교반부 및 상기 교반부 내의 상기 음식물 쓰레기를 가열하는 히팅부를 포함하여, 상기 음식물 쓰레기를 가루 형태로 처리하여 중량을 줄이는 처리부;
상기 히팅부에 의하여 상기 음식물 쓰레기로부터 발생된 수증기를 냉각하는 냉각기를 포함하는 열교환부;
상기 카드 인식기에 의하여 인식된 정보 및 상기 계량부에 의하여 측정된 중량 정보를 관리 서버로 전송하는 통신부;
상기 카드 인식부, 상기 계량부, 상기 처리부, 상기 열교환부 및 상기 통신부 중 적어도 하나를 제어하는 제어부; 및
상기 냉각기에 의하여 냉각되어 응축된 응축수를 살균 및 탈취하는 응축수 처리부
를 포함하는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 본체에 상기 음식물 쓰레기를 투입하는 투입구 및 상기 투입구를 개폐하는 커버가 설치되고,
상기 투입구와 상기 커버 사이에 이물질을 감지하는 끼임 방지 센서를 구비하는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 처리부는 상기 교반부 전에 위치하며 상기 음식물 쓰레기를 분쇄하는 분쇄부를 더 포함하고,
상기 분쇄부는, 분쇄 모터; 및 상기 분쇄 모터에 의하여 회전하며 서로 교차하는 제1 및 제2 칼날을 각기 구비하는 제1 회전축 및 제2 회전축을 포함하는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치.
제4항에 있어서,
상기 분쇄 모터에 과전류가 인가될 때 상기 제어부는 상기 분쇄 모터를 반대 방향으로 회전시키는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 계량부와 상기 교반부 사이에 위치하며 냄새 유출을 차단하는 냄새 차단부를 더 포함하는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치.
제6항에 있어서,
상기 냄새 차단부가, 일 단부가 계량부의 하부 일측에 회전 가능하게 연결되는 제1 차단 부재와, 일 단부가 계량부의 하부의 다른 일측에 회전 가능하게 연결되는 제2 차단 부재와, 상기 제1 차단 부재를 회전 구동하는 제1 모터와, 상기 제2 차단 부재를 회전 구동하는 제2 모터를 포함하는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 교반부는, 교반 모터; 및 상기 교반 모터에 의하여 회전하며 교반 부재가 형성되는 회전축을 포함하는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치.
제8항에 있어서,
상기 교반 모터에 과전류가 인가될 때 상기 제어부는 상기 교반 모터를 반대 방향으로 회전시키는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 히팅부는, 상기 교반부를 둘러싸며 열전달 매체를 수용하는 용기; 및 상기 열전달 매체를 가열하는 히터를 포함하는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 교반부 및 상기 히팅부 중 적어도 하나에 온도 센서가 구비되는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 냉각기는, 상기 교반부에서 배출된 상기 수증기를 냉각하는 제1 냉각기 및 상기 제1 냉각기로부터 배출된 상기 수증기를 재냉각하는 제2 냉각기를 포함하는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 열교환부는, 상기 처리부 및 상기 냉각기에서 버려지는 폐열을 흡수하여 공기를 가열하여 상기 교반부에 제공하는 집열기를 더 포함하는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 카드 인식부, 상기 계량부, 상기 처리부, 상기 열교환부, 상기 통신부, 상기 제어부에 의한 정보를 표시하는 디스플레이 패널을 더 포함하는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 계량부가 로드 셀을 포함하는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 카드 인식부가 라디오 주파수 인식(radio frequency identification, RFID) 방식을 이용하는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 통신부는 코드 분할 다중 접속(code division multiple access, CDMA)에 의하여 상기 관리 서버에 전송하는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 응축수 처리부는, 상기 응축수가 보관되는 응축수 보관통과, 전해 물질을 상기 응축수 보관통에 공급하는 전해 물질 공급기와, 상기 응축수를 처리하는 전해 셀을 포함하는 음식물 쓰레기 감량 처리 장치.