KR101711371B1 - 음식물 쓰레기 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발효조에 투입된 음식물 쓰레기에 포함된 수분이 자동으로 외부로 배출되도록 함으로써 음식물을 건조시키기 위한 에너지 사용을 최소화할 수 있는 음식물 쓰레기 처리 장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 이를 구현하기 위한 본 발명의 음식물 쓰레기 처리 장치는, 음식물이 수용되어 발효되는 음식물 발효조(100); 상기 음식물 발효조(100) 내부의 음식물을 교반하기 위한 교반기(200); 상기 음식물 발효조(100)의 바닥에 구비되어 상기 음식물에 포함된 물이 낙하할 수 있도록 복수의 구멍(301)이 형성된 타공부(300); 상기 타공부(300)의 하부에 구비되어, 상기 타공부(300)의 구멍(301)을 통해 낙하된 물을 수집하기 위한 물받이(400)를 포함한다.

Description

음식물 쓰레기 처리 장치{Food waste treating apparatus}

본 발명은 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발효조 내부에 수용된 음식물에서 발생된 수분을 제거함으로써 음식물 처리의 효율을 향상시킬 수 있는 음식물 쓰레기 처리 장치에 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 경과 됨에 따라 음식물이 부패되면서 심한 악취를 내포하여 심각한 환경오염 및 위생 문제를 야기하는 주원인으로 작용하고 있다.

일반적인 음식물 쓰레기의 조성은 통상, 85%의 수분, 13%의 유기물 및 2%의 무기물로 구성되며, 그 원소구성을 보면 탄소(C) 45%, 수소(H) 7%, 산소(O) 32%, 질소(N) 3.6%, 황(S) 0.2%, 기타 12.2% 등으로 이루어져 있다.

현재 일반적으로 사용되고 있는 음식물 쓰레기의 처리방법으로는 건조기를 이용하여 음식물 쓰레기에 함유된 수분을 강제 건조시켜 음식물 쓰레기의 양을 감량시키도록 하는 건조 방식과, 음식물 쓰레기를 수용한 발효조 내에 미생물을 투입하고 적정 온도와 습도 및 공기(산소) 등을 공급하여 발효시켜 물과 탄산가스로 배출시키는 액상 소멸 방식이 있다. 물과 탄산가스로 배출시키는 액상소멸 방식은 침술수에 많은 고형성분 및 오염물질이 있어서 환경오염에 심각한 작용을 할 수 있는 문제점들이 있다.

또한 상기 건조 방식의 음식물 쓰레기 처리 장치의 경우 히터의 열에 의해 처리조 내부를 고온의 상태로 유지함으로써 음식물 쓰레기에 함유된 수분을 강제로 건조시키는 방식인데, 음식물 쓰레기의 조성 중 수분이 85%인 점을 고려하면 수분을 건조시키기 위한 에너지가 과다하게 소요되는 문제점이 있다.

종래 기술의 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 선행문헌으로서 대한민국 등록특허 제10-1253507호가 개시되어 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 발효조에 투입된 음식물 쓰레기에 포함된 수분이 자동으로 외부로 배출되도록 함으로써 음식물을 건조시키기 위한 에너지 사용을 최소화할 수 있는 음식물 쓰레기 처리 장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 음식물 쓰레기 처리 장치는, 음식물이 수용되어 발효되는 음식물 발효조(100); 상기 음식물 발효조(100) 내부의 음식물을 교반하기 위한 교반기(200); 상기 음식물 발효조(100)의 바닥에 구비되어 상기 음식물에 포함된 물이 낙하할 수 있도록 복수의 구멍(301)이 형성된 타공부(300); 상기 타공부(300)의 하부에 구비되어, 상기 타공부(300)의 구멍(301)을 통해 낙하된 물을 수집하기 위한 물받이(400)를 포함한다.

상기 음식물 발효조(100)의 하부에는 히터(500a,500b)가 구비되어 상기 히터의 발열에 의해 상기 음식물 발효조(100) 내부는 고온의 분위기가 형성되는 것일 수 있다.

상기 히터(500a,500b)는 상기 음식물 발효조(100)의 저면에 구비되되, 상기 물받이(400)의 양측에 각각 구비되는 것일 수 있다.

상기 물받이(400)에 수집된 물은 배수로(410)를 통해 외부로 배출되는 것일 수 있다.

상기 물받이(400)의 일측에는 상기 물받이(400) 내부를 향해 세척수를 분사하는 세척수분사수단이 구비된 것일 수 있다.

상기 세척수분사수단은, 상기 물받이(400) 내부를 향해 세척수를 분사하기 위한 노즐(600)과, 상기 노즐(600)에 연결된 세척수공급배관(610)과, 상기 세척수공급배관(610) 상에 구비되어 상기 세척수의 공급 여부를 제어하기 위한 세척수공급제어밸브(620)로 이루어진 것일 수 있다.

상기 교반기(200)는, 모터(260)의 동력에 의해 회전하는 회전축(210)과, 상기 회전축(210) 상에 일체로 결합되어 음식물을 교반하기 위한 복수의 패들(paddle) (220a,220b,220c,220d)을 포함하고; 상기 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)은 회전시 상기 타공부(300)의 구멍(301)에 끼어 있는 음식물을 제거할 수 있는 위치에 구비된 것일 수 있다.

상기 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)의 회전시 상기 타공부(300)에 가장 근접한 위치에서 상기 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)의 단부와 상기 타공부(300)의 상면 사이의 거리는 0.5 ~ 1.5㎜인 것일 수 있다.

상기 교반기(200)는, 모터(260)의 동력에 의해 회전하는 회전축(210)과, 상기 회전축(210) 상에 일체로 결합되어 음식물을 교반하기 위한 복수의 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)을 포함하고; 상기 복수의 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)은 상기 회전축(210)의 축 방향에서 보았을 때 방사상으로 배치된 것일 수 있다.

이 경우 상기 복수의 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)은 상기 회전축(210)과 평행한 수평면에 대하여 경사진 것일 수 있다.

또한 상기 복수의 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d) 중 상기 회전축(210)의 단부가 관통하는 음식물 발효조(100)의 벽면에 가까운 패들(paddle)(220a)은 회전시 음식물 쓰레기를 벽면 측으로 미는 방향이 되도록 경사진 것일 수 있다.

본 발명의 음식물 쓰레기 처리 장치에 의하면, 음식물 발효조 내부에 음식물을 투입하면 음식물에 포함된 수분이 타공부의 구멍을 통해 자동으로 낙하되어 외부로 배출되므로 음식물을 건조시키기 위한 에너지 및 비용을 절감할 수 있고, 악취의 발생을 감소시킬 수 있다.

또한 교반기의 패들(paddle)이 회전하면서 패들(paddle)의 단부가 타공부의 구멍에 끼어있는 음식물을 제거할 수 있어 타공부를 청소할 필요 없이 계속적인 사용이 가능하다.

또한 타공부의 하부에 구비된 물받이의 측부에 세척수를 분사하기 위한 세척수분사수단을 구비함으로써 물받이 내부의 청소가 용이하다.

또한 복수의 패들(paddle)은 회전축과 평행한 수평면에 대하여 경사지게 하여 교반을 원활하게 함은 물론이고 잘 섞어주고 휘저어 주게 함으로써 단위시간당 수증기 증발을 많게 할 수 있다.

또한 상기 복수의 패들(paddle) 중 벽면에 가까운 패들(paddle)은 회전시 음식물 쓰레기를 벽면 측으로 미는 방향이 되도록 경사지게 하여 음식물쓰레기에 포함되어 있는 수분을 탈수시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 음식물 쓰레기 처리 장치에서 음식물 발효조가 설치된 상태를 보여주는 사시도
도 2는 도 1에 나타난 음식물 쓰레기 처리 장치의 절개 사시도
도 3은 도 1에 나타난 음식물 쓰레기 처리 장치의 정단면도
도 4는 도 1에 나타난 음식물 쓰레기 처리 장치의 측단면도
도 5는 도 1에 나타난 음식물 쓰레기 처리 장치의 패들(paddle)과 타공부 사이의 간격을 보여주는 도면

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

도 1은 본 발명에 의한 음식물 쓰레기 처리 장치에서 음식물 발효조가 설치된 상태를 보여주는 사시도, 도 2는 도 1에 나타난 음식물 쓰레기 처리 장치의 절개 사시도, 도 3은 도 1에 나타난 음식물 쓰레기 처리 장치의 정단면도, 도 4는 도 1에 나타난 음식물 쓰레기 처리 장치의 측단면도, 도 5는 도 1에 나타난 음식물 쓰레기 처리 장치의 패들(paddle)과 타공부 사이의 간격을 보여주는 도면이다.

본 발명의 음식물 쓰레기 처리 장치(1)는, 음식물이 수용되어 발효되는 음식물 발효조(100), 상기 음식물 발효조(100) 내부의 음식물을 교반하기 위한 교반기(200), 상기 음식물 발효조(100)의 바닥에 구비되어 상기 음식물에 포함된 수분(물)이 낙하할 수 있도록 복수의 구멍(301)이 형성된 타공부(300), 상기 타공부(300)의 하부에 구비되어 상기 타공부(300)의 구멍(301)을 통해 낙하된 물을 수집하기 위한 물받이(400)를 포함한다.

상기 음식물 발효조(100)는 하부가 반원형으로 형성되고 그 내부에 음식물이 투입되어 건조가 이루어지게 된다.

상기 교반기(200)는, 상기 음식물 발효조(100)의 중앙부를 가로지르도록 구비된 회전축(210), 상기 회전축(210) 상에 복수개가 결합되어 상기 회전축(210)과 함께 일체로 회전하면서 상기 음식물 발효조(100) 내부에 수용된 음식물을 교반하기 위한 패들(paddle)(220), 상기 회전축(210)의 양측 단부에 결합되어 상기 회전축(210)의 원활한 회전을 위한 한 쌍의 베어링(230,240), 상기 회전축(210)과 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)을 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 모터(260), 상기 모터(260)의 구동력을 상기 회전축(210)에 전달하기 위한 벨트(250)로 이루어진다.

상기 회전축(210)은 상기 음식물 발효조(100)의 일측과 타측 벽면(101,102)을 관통하도록 구비되고, 그 관통된 벽면(101,102)의 외측에 각각 구비된 베어링(230,240)에 회전가능하도록 지지되어 있다.

상기 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)은 연결부재(225a,225b,225c,225d)를 매개로 상기 회전축(210)에 고정 결합되어 있다.

상기 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)은 상기 회전축(210)의 길이 방향을 따라 일정 간격 이격되어 복수 개가 구비되되, 도 3에 나타난 바와 같이 회전축(210)의 길이 방향에서 보았을 때 회전축(210)을 기준으로 상부와 하부에 엇갈리도록 복수의 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)이 배치되고, 도 4에 나타난 바와 같이 회전축(210)의 축 방향에서 보았을 때 복수의 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)이 방사상으로 배치되도록 구비된다.

또한 상기 복수의 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)은 도 3에 나타난 회전축(210)과 평행한 수평면을 기준으로 경사진 형상으로 연결부재(225a,225b,225c,225d)에 결합되어 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 복수의 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)에 의하면 음식물 쓰레기의 교반이 원활하게 이루어진다.

상기 복수의 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d) 중 상기 회전축(210)의 양측 단부가 관통하는 음식물 발효조(100)의 벽면(101)에 가까운 패들(paddle)(220a)은 회전시 음식물 쓰레기를 벽면(101) 측으로 미는 방향이 되도록 경사진 형상으로 이루어져 있다.

이와 같이 패들(paddle)(220a)이 회전시 음식물 쓰레기를 벽면(101) 측으로 밀게 되면 음식물 쓰레기가 패들(paddle)(220a)과 벽면(101) 사이에서 압축되어 음식물에 포함된 수분을 짜내는 효과가 있어 음식물 쓰레기의 수분 함량을 감소시킬 수 있다.

본 실시예에서는 일측의 패들(paddle)(220a)만 음식물 쓰레기를 벽면(101) 측으로 미는 방향이 되도록 경사지게 형성하였으나, 타측의 패들(paddle)(220d)도 음식물 쓰레기를 벽면(102) 측으로 미는 방향이 되도록 경사지게 형성되도록 변형 실시할 수 있다.

또한 상기 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)이 회전하는 경우 타공부(300)와의 사이에서 음식물이 압축되어 음식물에 포함된 수분을 짜내는 효과가 있어 음식물 쓰레기의 수분 함량을 감소시킬 수 있다.

상기 타공부(300)는 상기 음식물 발효조(100)의 중앙 하부의 일정 영역에 구멍(301)을 형성한 부분으로서, 상기 구멍(301)을 통해 음식물에 포함된 수분을 하부로 배출시킬 수 있도록 되어 있다. 상기 구멍(301)은 타공부(300)의 전체에 걸쳐 복수 개가 이격되어 형성되고, 그 개수나 형상은 다양하게 변형실시 가능하다.

상기 구멍(301)의 크기는 음식물 쓰레기에서 생긴 물이 낙하할 수 있는 정도이면 되나, 구멍(301)의 크기가 지나치게 크면 음식물 쓰레기가 구멍(301)을 통해 빠져나갈 수 있고, 구멍(301)의 크기가 지나치게 작으면 음식물 쓰레기로 인해 구멍(301)이 자주 막히는 문제가 생길 수 있으므로, 적절한 크기로 설정하는 것이 바람직하다.

상기 구멍(301)의 크기를 적절히 설정한다고 하더라도 다양한 음식물 쓰레기에 의해 상기 구멍(301)의 막힘이 발생할 수 있다. 이와 같은 구멍(301)의 막힘을 방지하기 위해 상기 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)의 회전시 상기 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)의 단부가 상기 구멍(301)을 막고 있는 음식물 쓰레기의 상부를 긁을 수 있도록 구성하였다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 패들(paddle)(220;220a,220b,220c,220d)의 회전시 상기 타공부(300)에 가장 근접한 위치에서 상기 패들(paddle)(220;220a,220b,220c,220d)의 단부와 상기 타공부(300)의 상면 사이의 거리를 최대한 가깝게 하게 되면 패들(paddle)(220;220a,220b,220c,220d)의 단부가 음식물 쓰레기를 긁음으로써 구멍(301)의 막힘을 방지할 수 있다.

이를 위해 상기 타공부(300)에 가장 근접한 위치에서 상기 패들(paddle)(220;220a,220b,220c,220d)의 단부와 상기 타공부(300)의 상면 사이의 거리(G)는 0.5 ~ 1.5㎜인 것으로 설정하는 것이 바람직하다.

상기 물받이(400)는 상기 타공부(300)의 하부에 구비되어 상기 타공부(300)의 구멍(301)을 통해 낙하된 음식물 쓰레기에 포함된 물을 집수하게 되고, 상기 물받이(400)에 집수된 물을 외부로 배출하기 위한 배수로(410)가 구비되고, 상기 물받이(400)와 배수로(410) 사이는 수직 방향의 연결통로(420)에 의해 연결된다.

상기 물받이(400)의 바닥면(400a)은 일측에서 타측으로 갈수록 하향 경사지게 형성되어 있어, 구멍(301)을 통해 낙하된 물은 상기 연결통로(420)를 향해 원활하게 흐른다.

상기 물받이(400)의 일측에는 상기 물받이(400) 내부를 향해 세척수를 분사하는 세척수분사수단이 구비되고, 상기 세척수분사수단을 통해 세척수를 분사함으로써 물받이(400)의 바닥 청소를 용이하게 할 수 있다.

상기 세척수분사수단은, 노즐(600)과 세척수공급배관(610) 및 세척수공급제어밸브(620)로 이루어질 수 있다.

상기 노즐(600)에는 세척수공급배관(610)이 연결되고, 상기 세척수공급배관(610) 상에는 상기 세척수의 공급 여부를 제어하기 위한 세척수공급제어밸브(620)가 구비된다.

상기 세척수공급제어밸브(620)는 솔레노이드밸브로 구성되어 온(On)/오프(Off) 동작에 의해 세척수를 공급하거나 세척수의 공급을 중단할 수 있고, 상기 세척수공급배관에는 수돗물을 공급하는 방법으로 세척수를 공급할 수 있다.

상기 세척수공급제어밸브(620)의 동작은 설정된 시간에 자동으로 온(On)/오프(Off)가 되도록 구성할 수도 있고, 음식물 쓰레기 처리 장치에 구비된 스위치를 조작함으로써 온(On)/오프(Off)가 되도록 구성할 수도 있다.

상기 음식물 발효조(100)의 하부에는 히터(500a,500b가 구비되어 상기 히터(500a,500b)의 발열에 의해 상기 음식물 발효조(100) 내부는 고온의 분위기가 형성된다.

상기 히터(500a,500b)는 상기 음식물 발효조(100)의 저면에 구비되되, 상기 물받이(400)의 양측에 각각 구비되어, 음식물 쓰레기에 열에너지를 균일하게 공급할 수 있다.

이하, 상기한 음식물 쓰레기 처리 장치의 작용에 대해 설명한다.

사용자가 음식물 발효조(100) 내부에 음식물 쓰레기를 투입하면 초기에 많은 양의 물이 음식물 쓰레기로부터 발생하고, 이 음식물 쓰레기로부터 발생한 물은 타공부(300)의 구멍(301)을 통해 물받이(400)에 낙하된 후 연결통로(420), 배수로(410)를 통해 배출된다.

상기 교반기(200)가 작동하여 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)이 회전하면서 음식물 쓰레기를 교반하고, 히터(500a,500b)에 의해 가열되어 음식물 쓰레기가 건조된다.

이와 같이 음식물 쓰레기의 건조 과정이 진행되기 이전에 음식물 쓰레기에 포함된 물을 미리 구멍(301)을 통해 배수로(410)로 배출하게 되면, 음식물 쓰레기에 포함된 수분의 함량을 줄인 상태에서 건조 과정이 진행되므로, 음식물 쓰레기 처리에 소요되는 에너지 및 비용을 절감할 수 있고, 악취의 발생을 감소시킬 수 있다.

상기한 건조 과정이 진행되고 나면 타공부(300) 상면에 잔존하는 음식물 쓰레기도 건조한 상태가 되어 얇은 막과 같은 형태로 타공부(300)의 구멍(301)을 막게 된다.

그 후 다시 수분 함량이 높은 음식물 쓰레기가 음식물 발효조(100)에 투입되면 음식물 쓰레기에서 발생된 물로 인해 상기 타공부(300)의 구멍(301)을 막고 있던 얇은 막이 뚫리게 되고, 상기 구멍(301)을 통해 음식물 쓰레기에서 발생된 물은 외부로 배출됨으로써 상기한 음식물 쓰레기 처리 과정이 반복된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.

1 : 음식물 쓰레기 처리 장치 100 : 음식물 발효조
200 : 교반기 210 : 회전축
220 : 패들(paddle) 230,240 : 베어링
250 : 벨트 260 : 모터
300 : 타공부 301 : 구멍
400 : 물받이 410 : 배수로
420 : 연결통로 500a,500b : 히터
600 : 노즐 610 : 세척수공급배관
620 : 세척수공급제어밸브

Claims (11)

1. 음식물이 수용되어 발효되는 음식물 발효조(100);
   상기 음식물 발효조(100) 내부의 음식물을 교반하기 위한 교반기(200);
   상기 음식물 발효조(100)의 바닥에 구비되어 상기 음식물에 포함된 물이 낙하할 수 있도록 복수의 구멍(301)이 형성된 타공부(300);
   상기 타공부(300)의 하부에 구비되어, 상기 타공부(300)의 구멍(301)을 통해 낙하된 물을 수집하기 위한 물받이(400);를 포함하고,
   상기 물받이(400)에 수집된 물은 배수로(410)를 통해 외부로 배출되고,
   상기 물받이(400)의 일측에는 상기 물받이(400) 내부를 향해 세척수를 분사하는 세척수분사수단이 구비되고,
   상기 세척수분사수단은, 상기 물받이(400) 내부를 향해 세척수를 분사하기 위한 노즐(600)과, 상기 노즐(600)에 연결된 세척수공급배관(610)과, 상기 세척수공급배관(610) 상에 구비되어 상기 세척수의 공급 여부를 제어하기 위한 세척수공급제어밸브(620)로 이루어지고,
   상기 교반기(200)는, 모터(260)의 동력에 의해 회전하는 회전축(210)과, 상기 회전축(210) 상에 일체로 결합되어 음식물을 교반하기 위한 복수의 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)을 포함하고,
   상기 복수의 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)은 상기 회전축(210)과 평행한 수평면에 대하여 경사지고,
   상기 복수의 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d) 중 상기 회전축(210)의 양측 단부가 관통하는 음식물 발효조(100)의 벽면에 가까운 일측의 패들(paddle)(220a)과 타측의 패들(220b)은 회전시 음식물 쓰레기를 일측 벽면(101)과 타측 벽면(102) 측으로 각각 미는 방향이 되도록 경사진 것으로 이루어지고,
   상기 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)은 회전시 상기 타공부(300)의 구멍(301)에 끼어 있는 음식물을 제거할 수 있는 위치에 구비되고,
   상기 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)의 회전시 상기 타공부(300)에 가장 근접한 위치에서 상기 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)의 단부와 상기 타공부(300)의 상면 사이의 거리는 0.5 ~ 1.5㎜이고,
   상기 복수의 패들(paddle)(220a,220b,220c,220d)은 상기 회전축(210)의 축 방향에서 보았을 때 방사상으로 배치된 것으로 이루어진 음식물 쓰레기 처리 장치
2. 제1항에 있어서,
   상기 음식물 발효조(100)의 하부에는 히터(500a,500b)가 구비되어 상기 히터의 발열에 의해 상기 음식물 발효조(100) 내부는 고온의 분위기가 형성되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리 장치
3. 제2항에 있어서,
   상기 히터(500a,500b)는 상기 음식물 발효조(100)의 저면에 구비되되, 상기 물받이(400)의 양측에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리 장치
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