KR101940625B1 - 음식물 쓰레기 처리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음식물 쓰레기 처리 시스템에 관한 것으로, 음식물 쓰레기를 취합하기 위한 취합 유닛, 흡착성 여재와 미생물을 이용하여 상기 음식물 쓰레기를 발효/소멸시키기 위한 숙성 유닛, 상기 숙성 유닛으로부터 배출되는 공기를 응축하고 재생하여 상기 숙성 유닛으로 피드백시키기 위한 응축 유닛, 상기 음식물 쓰레기와 상기 흡착성 여재를 분리하기 위한 분리 유닛 및 상기 흡착성 여재를 재활용하여 상기 숙성 유닛에 제공하기 위한 수분 조절제 공급 유닛을 포함한다. 따라서 음식물 쓰레기를 처리하는데 있어서 사용되는 공기를 최소화하는 것이 가능하다.
Description
본 발명은 흡착성 여재와 미생물을 이용하는 음식물 쓰레기 처리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미생물에 의한 발효/소멸 동작을 통해 음식물 쓰레기를 처리하는데 있어서 사용되는 흡착성 여재와 공기를 재활용할 수 있는 음식물 쓰레기 처리 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 국토교통과학기술진흥원의 지원으로 "유기성 폐자원 활용을 위한 핵심 적용기술 및 주거단지 모델 개발"의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 14AUDP-B083705-01, 과제명: 주거단지 내 유기성 폐자원의 활용촉진을 위한 실증 연구].
현재 우리나라를 비롯하여 세계 여러 나라의 음식물 쓰레기 처리 방법은 환경 오염에 대한 여러 가지 문제를 야기하고 있다. 우리 나라 정부는 이러한 음식물 쓰레기 문제를 해결하기 위하여 다양한 계획들을 추진하고 있다. 그리고 그 일환으로 2005년부터 음식물 쓰레기의 직접매립을 금지하였으며 많은 예산을 들여 음식물 쓰레기 자원화 시설을 설치하여 운영 중에 있다.
음식물 쓰레기 자원화 시설에서는 음식물 쓰레기 중 무기물을 분리한 후 분쇄하고 영양제를 주입하여 사료나 퇴비로 전환하거나, 혐기성 소화를 통해 바이오 가스로 전환하여 음식물 쓰레기를 새로운 자원으로 전환하여 처리하고 있다. 하지만 이 과정에서 대량의 침출수가 발생되며 이렇게 발생되는 침출수는 해양 투기되거나 하수 종말 처리장에서 처리된다.
상황이 이렇다 보니 음식물 쓰레기를 처리하는데 있어서 결론적으로 해양 오염을 유발하고 하수 처리 시설의 유기물 부하율을 증가시키는 문제점이 발생하였다. 따라서, 정부에서는 이러한 문제점을 막기 위하여 해양 투기에 대한 기준을 강화하고 있으며, 하수 처리장의 수질 규제 강화 및 하수 처리수 재이용 계획 등을 추진 중이다. 하지만, 이러한 방안들은 실질적으로 환경 오염을 해결하기 위한 근본적인 방안이 될 수는 없다.
한편, 요즈음에는 음식물 쓰레기를 미생물을 이용하여 발효/소멸시키는 방식이 활발히 연구되고 있다.
발효/소멸 방식은 미생물이 활성화될 수 있는 일정한 조건의 환경에 음식물 쓰레기를 투입하여 미생물로 하여금 음식물 쓰레기를 발효/소멸시켜 주는 방식으로써, 추가적인 오염 없이도 음식물 쓰레기의 양을 획기적으로 줄이는 것이 가능하다.
일반적으로 발효/소멸 방식은 호기성 미생물을 이용한다. 때문에, 발효/소멸 방식의 음식물 쓰레기 처리 시스템은 호기성 미생물의 활발한 발효/소멸 반응을 위하여 산소를 공급해야 하고, 온도를 적정하게 유지해야 하며, 음식물 쓰레기에 포함되는 80% 상당의 수분을 원활하게 배출해 주어야만 한다. 음식물 쓰레기 처리 시스템에서 이러한 역할을 담당하는 것이 바로 공기이다.
따라서, 기존의 발효/소멸 방식의 음식물 쓰레기 처리 시스템은 매우 많은 양의 공기가 제공되어야만 한다. 하지만, 이렇게 제공된 공기는 음식물 쓰레기를 처리하는 과정에서 악취 성분을 포함하게 되며, 사용된 공기를 배출하기 위해서는 추가적인 악취 제거 장치를 이용하여 악취 성분을 제거해야만 한다. 악취 제거 장치의 경우 배출되는 공기가 많으면 많을수록 그 규모가 커져야 하며 그에 따른 설치 비용이 늘어나게 된다.
요즈음에는 다양한 방법의 음식물 쓰레기 처리 방법들이 연구 중에 있으며, 한국공개특허 제2015-0001355호 (2015.01.06.)와 한국공개특허 제2007-0110984호 (2007.11.21.)에는 음식물 쓰레기를 물리적으로 분쇄하고 톱밥을 혼합하는 구조의 음식물 쓰레기 처리 방법 및 장치를 제안하고 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 발효/소멸 반응을 통해 음식물 쓰레기를 처리하는데 있어서 사용되는 흡착성 여재와 공기를 재활용할 수 있는 음식물 쓰레기 처리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 미생물의 활발한 발효/소멸 반응을 위하여 사용되는 공기의 양을 최소화할 수 있는 음식물 쓰레기 처리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 음식물 쓰레기를 취합하기 위한 취합 유닛; 상기 취합 유닛으로부터 상기 음식물 쓰레기를 전달받으며, 흡착성 여재와 미생물을 이용하여 상기 음식물 쓰레기를 발효/소멸시키기 위한 숙성 유닛; 상기 숙성 유닛으로부터 배출되는 공기를 응축하고, 응축된 공기를 재생하여 상기 숙성 유닛으로 피드백시키기 위한 응축 유닛; 상기 숙성 유닛으로부터 배출되는 상기 음식물 쓰레기와 상기 흡착성 여재를 분리하기 위한 분리 유닛; 및 상기 분리 유닛에서 분리된 상기 흡착성 여재를 재활용하여 상기 숙성 유닛에 제공하기 위한 수분 조절제 공급 유닛을 포함하는 음식물 쓰레기 처리 시스템이 제공된다.
본 발명에 있어서, 외부 공기를 상기 숙성 유닛 내부로 공급하기 위한 공기 공급 유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 응축 유닛은, 상기 숙성 유닛으로부터 배출되는 공기를 응축하기 위한 응축기; 상기 응축기로부터 배출되는 공기와 상기 공기 공급 유닛으로부터 배출되는 공기를 상기 숙성 유닛으로 배출하기 위한 유입기; 및 상기 응축기로부터 배출되는 공기의 일부를 전달받아 공기 내의 오염 성분을 제거하고 외부로 배출하기 위한 청정기를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 응축기는 냉각 매체로 생활 하수를 사용하도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 흡착성 여재는 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기의 알갱이 보다 크기가 큰 그래뉼 형태를 가지도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 숙성 유닛 내부로 상기 흡착성 여재 및 상기 미생물을 투입하기 위한 투입부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 숙성 유닛은, 상기 취합 유닛으로부터 전달되는 상기 음식물 쓰레기를 파쇄하기 위한 파쇄부; 상기 파쇄부의 하부에 연결되어 상기 음식물 쓰레기를 발효/소멸시키기 위한 처리부; 및 상기 처리부의 하부에 연결되어 상기 처리부에서 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기를 포집하기 위한 포집부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 분리 유닛은 상기 처리부와 상기 포집부 사이에 배치되며, 상기 음식물 쓰레기와 상기 흡착성 여재의 크기에 따라 분류하기 위한 체 형태의 부재를 포함하도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 파쇄부는, 서로 맞물려 회동하는 스크류 부재; 및
상기 스크류 부재를 회전 구동하기 위한 모터 부재를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 처리부의 몸체 내부에 형성되며, 상기 음식물 쓰레기의 종류에 따라 회전 속도 및 강도가 조절되는 교반 부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 관점에 따르면, 제1 내지 제10항 중 어느 한 항의 음식물 쓰레기 처리 시스템의 동작 방법에 있어서, 상기 숙성 유닛에 상기 음식물 쓰레기, 미생물 및 흡착성 여재를 투입하는 단계; 상기 숙성 유닛 내에서 상기 미생물에 의하여 상기 음식물 쓰레기를 발효/소멸시키는 단계; 상기 발효/소멸이 완료된 이후 상기 음식물 쓰레기와 상기 흡착성 여재를 분리하고 상기 흡착성 여재를 재활용하여 상기 숙성 유닛에 재투입하는 단계; 및 상기 숙성 유닛 내에서 사용되는 공기를 응축하고 상기 숙성 유닛에 응축 공기를 재공급하는 단계를 포함하는음식물 쓰레기 처리 시스템의 동작 방법이 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 발효/소멸시키는 단계는, 상기 음식물 쓰레기와 미생물을 그대로 방치하거나 교반 동작을 통해 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 흡착성 여재는 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기의 알갱이 보다 크기가 큰 그래뉼 형태를 가지도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 응축 공기를 재공급하는 단계는, 상기 숙성 유닛으로부터 배출되는 공기를 응축하는 단계; 및 상기 응축된 공기를 상기 숙성 유닛으로 유입시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 숙성 유닛 내부로 외부 공기를 공급하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 응축된 공기 중 상기 외부 공기를 공급하는 단계에서 공급된 공기의 양만큼의 공기 내에서 오염 성분을 제거하고 외부로 배출하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 음식물 쓰레기를 파쇄하는 단계; 및 상기 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기를 포집하여 처리하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 음식물 쓰레기 처리 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명은 흡착성 여재의 추가 사용량을 줄여줌으로써 그에 따른 유지 관리비를 줄여주는 효과가 있다.
본 발명은 미생물의 발효/소멸 반응을 하는데 있어서 사용되는 공기의 양을 최소화함으로써 배출 되는 공기의 악취 처리 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 음식물 쓰레기 처리 시스템을 설명하기 위한 블록도.
도 2 는 도 1 의 음식물 쓰레기 처리 시스템의 일부 구성을 실체화하여 구성한 장치의 단면도.
도 3 은 도 2 의 응축 유닛을 설명하기 위한 블록도.
도 4a 는 도 1 의 음식물 쓰레기 처리 시스템의 일부 구성을 실체화하여 구성한 장치의 단면도.
도 4b 는 측면도.
도 4c 은 평면도.
도 4d 는 설명을 위한 참고도.
도 2 는 도 1 의 음식물 쓰레기 처리 시스템의 일부 구성을 실체화하여 구성한 장치의 단면도.
도 3 은 도 2 의 응축 유닛을 설명하기 위한 블록도.
도 4a 는 도 1 의 음식물 쓰레기 처리 시스템의 일부 구성을 실체화하여 구성한 장치의 단면도.
도 4b 는 측면도.
도 4c 은 평면도.
도 4d 는 설명을 위한 참고도.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백히 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이하, 본 발명의 설명에 앞서, 본 발명의 실시예에 따른 음식물 쓰레기 처리 시스템은 가정이나 아파트 단지 정도의 소단위에 설치되는 것을 일례로 하였다. 하지만, 본 발명은 각지에서 쏟아지는 음식물 쓰레기를 처리할 수 있는 광역 단위의 음식물 쓰레기 처리 시스템에도 적용 가능할 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 음식물 쓰레기 처리 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1 을 참조하면, 음식물 쓰레기 처리 시스템은 음식물 쓰레기를 취합하기 위한 취합 유닛(10); 상기 취합 유닛(10)으로부터 상기 음식물 쓰레기를 전달받으며, 흡착성 여재와 호기성 미생물을 이용하여 상기 음식물 쓰레기를 발효/소멸시키기 위한 숙성 유닛(20); 외부 공기를 상기 숙성 유닛(20) 내부로 공급하기 위한 공기 공급 유닛(30); 상기 숙성 유닛(20)으로부터 배출되는 공기(BG)를 응축하고, 응축된 공기를 재생하여 상기 숙성 유닛(20)으로 피드백시키기 위한 응축 유닛(40); 분리 유닛(60)에서 분리된 상기 흡착성 여재를 재활용하여 상기 숙성 유닛(20)에 제공하기 위한 수분 조절제 공급 유닛(50); 상기 숙성 유닛(20)으로부터 배출되는 상기 음식물 쓰레기와 상기 흡착성 여재를 분리하기 위한 분리 유닛(60); 및 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기를 최종적으로 처리하기 위한 처리 유닛(70)을 포함한다.
상기 취합 유닛(10)은 음식물 쓰레기를 취합하기 위한 구성이다. 취합 유닛(10)은 매일 매일 각 가정에서 발생하는 음식물 쓰레기를 한 곳에 모아두기 위한 역할을 한다.
상기 숙성 유닛(20)은 상기 취합 유닛(10)에 취합되어 있는 음식물 쓰레기 중 일부를 전달받으며, 내부로 투입되는 흡착성 여재와 호기성 미생물을 이용하여 음식물 쓰레기를 발효/소멸시키기 위한 구성이다. 숙성 유닛(20)은 이후 설명될 공기 공급 유닛(30)으로부터 신선한 공기(SG)를 제공받고, 응축 유닛(40)으로부터 재생된 공기(GG)를 제공받으며, 수분 조절제 공급 유닛(50)으로부터 수분 조절제인 흡착성 여재를 제공받는다.
참고로, 수분 조절제는 음식물 쓰레기의 원활한 수분 제거를 위하여 적층되는 음식물 쓰레기에 통기를 확보하기 위한 것으로써, 그래뉼 형태의 흡착성 여재가 사용된다. 그리고 숙성 유닛(20) 내부에는 호기성 미생물이 발효/소멸 반응될 수 있는 환경이 제공되며, 실질적으로 호기성 미생물이 투여되거나 호기성 미생물이 활발히 번식할 수 있는 첨가제가 투여될 수 있다.
상기 공기 공급 유닛(30)은 외부 공기를 숙성 유닛(20) 내부로 공급하기 위한 구성이다. 공기 공급 유닛(30)에서 숙성 유닛(20)으로 공급되는 신선한 공기(SG)는 숙성 유닛(20) 내부에 투입되는 호기성 미생물이 생존을 유지하는데 사용된다. 참고로, 이때 공급되는 신한한 공기(SG)는 미생물의 생존과 더불어 활발한 발효/소멸 반응을 위하여 공급되는 공기이며, 그 공기의 양은 온도를 적정하게 유지하기 위한 공기의 양과 수분을 원활하게 배출해 주기 위한 공기의 양에 비하여 매우 적은 양에 해당한다.
상기 응축 유닛(40)은 숙성 유닛(20)에서 배출되는 공기(BG)를 응축하고 이렇게 응축된 공기를 재생하여 다시 숙성 유닛(20)으로 피드백시키기 위한 구성이다. 응축 유닛(40)은 응축 동작을 수행하고 이를 통해 숙성 유닛(20)에서 배출되는 공기(BG)의 온도와 습도를 낮추는 것이 가능하다.
참고로, 호기성 미생물의 생존을 위한 온도는 약 35도에서 55도 정도이다. 하지만, 숙성 유닛(20) 내부의 공기는 호기성 미생물의 발효/소멸 반응으로 인하여 그보다 높은 온도를 형성하고 있으며, 또한 음식물 쓰레기에 함유된 수분에 의하여 비교적 높은 습도를 형성하고 있다. 따라서, 이렇게 고온 다습한 공기가 숙성 유닛(20)에 계속적으로 정체되어 있다면 호기성 미생물은 생존이 불가하다.
그래서 숙성 유닛(20)은 정체된 공기를 배출하여 숙성 유닛(20) 내부의 온도와 습도를 낮춰 주어야 한다. 이를 위하여 숙성 유닛(20)은 정체된 공기를 응축 유닛(40)으로 배출하고, 응축 유닛(40)은 이를 응축하여 이보다 낮은 온도와 낮은 습도를 가지는 공기로 재생하여 숙성 유닛(20)으로 다시 피드백시킨다. 응축 유닛(40)에서 배출되는 공기(GG)는 온도와 습도가 낮기 때문에 결국 숙성 유닛(20) 내부는 낮은 온도와 낮은 습도를 유지하는 것이 가능하다.
상기 수분 조절제 공급 유닛(50)은 숙성 유닛(20)에서 숙성되는 음식물 쓰레기와 섞여 수분을 조절하기 위한 수분 조절제를 공급하기 위한 구성이다. 여기서, 수분 조절제는 그래뉼 형태의 예컨대, 숯, 목탄, 대나무 등을 활성화한 활성탄 또는 슬러지를 이용한 탄화물과 같은 흡착성 여재를 이용할 수 있다. 그래뉼 형태의 흡착성 여재의 경우 음식물 쓰레기의 악취를 흡착하고, 음식물 쓰레기의 통기를 확보하는 하는 것이 가능하기 때문에 악취 제거와 공기에 의한 수분 배출을 원활하게 하는 역할을 한다.
참고로, 그래뉼 형태의 흡착성 여재는 악취 흡착 역할 이외에도 숙성 유닛(20)에서 음식물 쓰레기와 섞이며 이를 통해 음식믈 쓰레기끼리 서로 엮여서 하나의 큰 덩어리가 되는 것을 막아준다. 또한, 그래뉼 형태의 흡착성 여재는 비교적 단단하기 때문에 음식물 쓰레기의 무게를 분산시켜주는 것이 가능하며, 이는 곧 숙성 유닛(20)을 종방향으로 높게 설계할 수 있음을 의미한다.
숙성 유닛(20)이 종방향으로 설계된다는 것은 숙성 유닛(20)이 차지하는 설치 면적 최소화할 수 있음을 의미한다. 또한, 숙성 유닛(20)이 종방향으로 설계할 수 있다는 것은 숙성 유닛(20) 상부에 배치될 수 있는 악취 제거 장치의 설치 면적 역시 줄여 줄 수 있음을 의미하며, 이는 곧 악취 제거 장치를 설치하는데 소모되는 비용을 줄여줄 수 있음을 의미한다.
상기 분리 유닛(60)은 숙성 유닛(20)로부터 배출되는 음식물 쓰레기와 그래뉼 형태의 흡착성 여재를 분리하기 위한 구성이다. 그래뉼 형태의 흡착성 여재는 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기에 비하여 알갱이가 크기 때문에 예컨대, 체와 같은 구성을 통해 음식물 쓰레기와 그래뉼 형태의 흡착성 여재를 분리하는 것이 가능하다. 그리고, 이렇게 분리된 그래뉼 형태의 흡착성 여재는 다시 수분 조절제 공급 유닛(50)로 전달되어 재활용이 가능하다.
흡착성 여재를 재활용 할 수 있다는 것은 흡착성 여재의 추가 구입 및 유지 관리 비용을 줄여 줄 수 있음을 의미한다. 참고로, 수분 조절제 공급 유닛(50)으로 전달되는 흡착성 여재의 경우 바로 재사용하는 것도 가능하나, 흡착성 여재가 악취를 흡착하는 능력을 최대화할 수 있도록 흡착성 여재에 회복 시간을 제공하는 것도 가능하다.
상기 처리 유닛(70)은 분리 유닛(60)에서 배출되는 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기를 배출하여 처리하기 위한 구성이다.
도 2 는 도 1 의 음식물 쓰레기 처리 시스템의 일부 구성을 실체화하여 구성한 장치의 단면도이다.
도 2 를 참조하면, 숙성 유닛(20)은 음식물 쓰레기를 내부에 수용한 후 흡착성 여재와 호기성 미생물을 이용하여 발효/소멸시키기 위한 것으로, 상기 취합 유닛(20)으로부터 전달되는 상기 음식물 쓰레기를 파쇄하기 위한 파쇄부(210); 상기 파쇄부(210)의 하부에 연결되는 상기 음식물 쓰레기를 발효/소멸시키기 위한 처리부(220); 상기 숙성 유닛(20) 내부로 흡착성 여재 및 호시성 미생물을 투입하기 위한 투입부(230); 및 상기 처리부(220)의 하부에 연결되어 상기 처리부(220)에서 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기를 포집하기 위한 포집부(240)를 포함한다.
상기 파쇄부(210)는 상부에 형성되는 투입구(TG)를 통하여 투입된 음식물 쓰레기를 파쇄하여 최초 음식물 쓰레기보다 작은 알갱이로 만들기 위한 구성이다. 파쇄부(210)는 서로 맞물려 회동하는 스크류 부재(211); 상기 스크류 부재(211)를 구동하는 모터 부재(212)를 포함한다. 투입구(TG)와 스크류 부재(211) 사이에는 투입구(TG)를 통해 투입되는 음식물 쓰레기가 스크류 부재(211)의 중앙쪽으로 안내될 수 있도록 호퍼 형태의 가이드 부재(213)가 형성될 수 있다.
상기 스크류 부재(211)는 모터 부재(212)의 제어에 따라 서로 맞물려 회전한다. 스크류 부재(211)는 상부에 배치된 투입구(TG)를 통해 투입되는 음식물 쓰레기를 파쇄하도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 모터 부재(212)는 음식물 쓰레기의 종류에 따라 스크류 부재(211)의 회전 속도 및 강도를 조절하는 것이 가능하다.
한편, 상기 처리부(220)은 파쇄부(210)로부터 파쇄된 음식물 쓰레기를 호기성 미생물과 흡착성 여재를 이용하여 발효/소멸시키기 위한 구성으로써, 음식물 쓰레기와 호기성 미생물이 섞여서 발효/소멸 반응이 이루어지는 몸체 부재(221)와, 음식물 쓰레기의 발효/소멸을 활성화시키기 위한 교반 부재(222) 및 교반 부재(222)를 구동하기 위한 모터 부재(223)를 포함한다.
상기 몸체 부재(221)는 대략 장방형의 중공 형태를 가진다. 몸체 부재(221)의 상부면은 파쇄부(210) 하부면과 연통되어 있으며 파쇄부(210)에서 파쇄된 음식물 쓰레기는 이 연통 부분을 통해 몸체 부재(221) 내부로 투입된다. 몸체 부재(221) 하부면은 음식물 쓰레기가 포집부(240)로 안내될 수 있도록 호퍼 형태의 가이드 부재(224)가 형성될 수 있다.
그리고 몸체 부재(221)는 바닥막이 부재(225)에 의하여 음식물 쓰레기가 발효/소멸될 수 있는 내부 공간이 구획될 수 있으며, 또한 음식물 쓰레기가 완전히 발효/소멸되기 이전까지 음식물 쓰레기가 외부로 유출되지 않도록 그 통로를 막아주는 역할을 할 수 있다. 이후 다시 설명하겠지만, 바닥막이 부재(225)는 음식물 쓰레기의 발효/소멸 반응 중에는 몸체 부재(221) 내부에 결합되어 음식물 쓰레기가 포집부(240)로 내려가는 것을 막아주고, 음식물 쓰레기가 완전히 발효/소멸 된 이후에는 음식물 쓰레기가 내려올 수 있는 통로를 확보하도록 설계되어 음식물 쓰레기를 포집부(240)로 배출하는 것이 가능하다.
상기 바닥막이 부재(225)는 미닫이 형태나 여닫이 형태 등 여러 가지 형태로 설계될 수 있다.
상기 교반 부재(222)는 다수의 날개편(NG)이 형성되며 처리부(220)의 몸체 부재(221) 내부 중심에 종방향으로 설치될 수 있으며, 교반 부재(222)의 회전 동작으로 인하여 음식물 쓰레기는 섞이게 된다. 그리고, 상기 모터 부재(223)는 음식물 쓰레기의 종류에 따라 교반 부재(222)의 회전 속도 및 강도를 조절하는 것이 가능하다. 참고로, 몸체 부재(221) 내부에 투입되는 흡착성 여재는 교반 동작을 통해 악취의 흡착 성능이 저하되지 않는 것으로 채택하는 것이 바람직하다.
한편, 도 2 에서는 처리부(220)에 교반 부재(222)와 모터 부재(223)가 설계되어 음식물 쓰레기와 흡착성 여재 및 호기성 미생물을 교반하도록 하는 구성을 일례로 하였지만, 교반 부재(222)와 모터 부재(223) 없이 파쇄된 음식을 쓰레기와 흡착성 여재와 호기성 미생물을 혼합하여 그대로 방치하더라도 호기성 미생물에 의한 발효/소멸 동작은 가능하다. 이 경우 위에서도 설명하였지만, 비교적 단단한 그래뉼 형태의 흡착성 여재에 의하여 처리부(220)는 종방향으로 길게 설계되는 것이 가능하다.
상기 투입부(230)는 처리부(220) 내부로 흡착성 여재와 호기성 미생물을 투입하기 위한 것으로써, 마개 부재(231)와 가이드 부재(232)를 포함한다.
상기 마개 부재(231)는 흡착성 여재와 호기성 미생물을 처리부(220) 내부로 투입한 이후 입구가 막아질 수 있도록 탄력 구조를 가질 수 있다. 마개 부재(231)는 스크류 부재(211) 아래쪽에 외부와 내부가 연통되는 부분을 막을 수 있도록 형성되며, 스크류 부재(211) 아래쪽에 연통되는 부분이 형성되는 것은 흡착성 여재가 스크류 부재(211)에 의하여 분쇄되지 않게 하기 위함이다.
상기 가이드 부재(232)는 흡착성 여재와 호기성 미생물을 투입되는 구멍까지 손쉽게 안내하기 위한 구성으로써, 마개부재(231) 방향으로 하향 기울어지도록 설계될 수 있다.
상기 포집부(240)는 처리부(220)의 가이드 부재(224) 하부에 배치되며, 처리부(220)에서 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기를 포집하기 위한 구성이다. 포집부(240)에 포집된 음식물 쓰레기는 도 1 의 처리 유닛(70)으로 전달되어 최종적으로 처리된다.
한편, 처리부(220) 하부에 연장되어 형성되는 가이드 부재(224) 와 포집부(240) 사이에는 도 1 의 분리 유닛(60)이 배치될 수 있다.
상기 분리 유닛(60)은 그래뉼 형태의 흡착성 여재(K)와 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기의 알갱이(J)를 분리하기 위한 구성이다. 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기의 알갱이(J)의 크기는 일반적인 흙 알갱이 정도가 된다. 즉, 흡착성 여재(K)의 크기가 음식물 쓰레기의 알갱이(J)의 크기보다 크기 때문에 매쉬 형태의 체(C)와 같은 구성을 가지는 분리 유닛(60)을 통해 음식물 쓰레기의 알갱이(J)와 흡착성 여재(K)를 분리하여 구분하는 것이 가능하다. 그리고, 이렇게 분리된 흡착성 여재(K)는 다시 도 1 의 수분 조절제 공급 유닛(50)로 전달되어 재활용이 가능하다.
참고로, 도 2 에서는 분리 유닛(60)이 흡착성 여재(K)와 음식물 쓰레기의 알갱이(J)의 크기에 의하여 이 둘을 분류하도록 구성하는 것을 일례로 하였지만, 이외 무게나 자성 등의 서로 다른 물리적, 화학적 성질을 이용하여 분류하는 것도 가능할 것이다.
한편, 도 2 에는 도 1 의 공기 공급 유닛(30) 및 응축 유닛(40)이 도시되어 있다.
상기 공기 공급 유닛(30)은 외부 공기를 응축 유닛(40)을 통해 숙성 유닛(20)인 처리부(220) 내부로 공급하기 위한 구성이다. 공기 공급 유닛(30)은 외부로부터 공기를 제공받은 신선한 공기(SG)를 응축 유닛(40)으로 제공한다. 위에서도 설명하였듯이, 이렇게 제공된 신선한 공기(SG)는 처리부(220) 내의 호기성 미생물의 생존을 위한 것으로 그 만큼에 해당하는 최소한의 공기 양을 제공받으면 된다.
상기 응축 유닛(40)은 숙성 유닛(20)에서 배출되는 공기(BG)를 응축하고 이를 다시 숙성 유닛(20)으로 피드백 시켜주기 위한 구성이다. 응축 유닛(40)과 숙성 유닛(20)은 숙성 유닛(20)으로부터 배출되는 공기(BG)를 전달받기 위한 제1 공기 이송관(TR1)과, 응축 유닛(40)으로부터 배출되는 공기(SG+GG)를 전달하기 위한 제2 공기 이송관(TR2)이 연결되어 있으며, 특히, 제2 공기 이송관(TR2)에 연장되어 연결되어 숙성 유닛(20) 내부에 배치되는 제3 공기 이송관(TR)은 응축 유닛(40)으로부터 배출되는 공기(SG+GG)가 숙성 유닛(20) 전반에 걸쳐 분사될 수 있도록 숙성 유닛(20) 처리부(220)의 길이 방향으로 형성될 수 있다.
한편, 도 2 의 실시예에서는 제3 공기 이송관(TR)이 숙성 유닛(20) 처리부(220)의 상부에 배치되는 것을 일례로 하였지만, 설계에 따라 그의 배치 위치는 변경이 가능하다.
도 3 은 도 2 의 응축 유닛(40)을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3 을 참조하면, 응축 유닛(40)은 상기 숙성 유닛(20)으로부터 배출되는 공기(BG)를 응축하기 위한 응축기(410); 상기 응축기(410)로부터 배출되는 공기(GG)와 상기 공기 공급 유닛(30)으로부터 배출되는 공기(SG)를 상기 숙성 유닛(20)으로 배출하기 위한 유입기(420); 및 상기 응축기(410)로부터 배출되는 공기(GG)의 일부를 전달받아 공기 내의 오염 성분을 제거하고 외부로 배출하기 위한 청정기(430)를 포함한다.
상기 응축기(410)는 제1 공기 이송관(TR1)을 통해 전달되는 공기(BG)를 전달받아 응축하여 배출한다. 제1 공기 이송관(TR1)를 통해 전달되는 공기(BG)는 숙성 유닛(20)의 처리부(220)에서 배출되는 공기로써 고온 다습한 공기이며 응축기(410)는 이 공기를 응축하여 보다 낮은 온도와 보다 낮은 습도의 공기(GG)로 재생한다.
상기 유입기(420)는 응축기(410)로부터 배출되는 공기(GG)와 공기 공급 유닛(30)으로부터 배출되는 공기(SG)를 전달받아 제2 공기 이송관(TR2)을 통해 제3 공기 이송관(TR3)으로 전달하고, 이렇게 전달된 공기(SG+GG)는 숙성 유닛(20)의 처리부(220)로 전달된다. 이때, 신선한 공기(SG)는 호기성 미생물의 생존에 사용될 수 있으며, 대다수를 차지하는 이외 공기는 처리부(220) 내의 공기와 습도를 낮추는데 사용될 수 있다.
상기 청정기(430)는 응축기(410)에서 배출되는 공기(GG)를 전달받으며, 이 공기 내에 포함된 악취와 같은 오염 성분을 제거하여 외부로 배출한다.
여기서, 응축기(410)에서 배출되는 공기(GG)의 일부는 유입기(420)로 전달되고 나머지 일부는 청정기(430)로 전달되는데, 청정기(430)로 전달되는 공기의 양은 공기 공급 유닛(30)에서 유입되는 신선한 공기(SG)의 양에 대응되는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 응축 유닛(40)은 외부에서 전달받은 공기 양만큼 외부로 다시 배출해야 하는데, 여기서는 신선한 공기(SG)를 전달받으며, 그에 대응하는 양의 공기를 청정기(430)를 통해 외부로 배출한다.
위에서 설명하였듯이, 신선한 공기(SG)는 호기성 미생물을 생존시키기 위한 최소한의 공기 양을 필요로 하며, 청정기(430)는 응축기(410)에서 배출되는 공기(GG) 중 이 공기 양에 대응하는 공기의 오염 요소를 제거하여 외부로 배출한다. 따라서, 청정기(430)는 이에 알맞은 최소한의 규모로 설계되는 것이 가능하다.
이어서, 청정기(430)의 규모는 최소화될 수 있으며, 규모를 최소화한 만큼 필터링 기능을 높이는 경우 청정기(430)에서 배출되는 공기(JG)는 오염 성분이 거의 없는 상태가 될 수 있다.
한편, 응축기(410)는 숙성부(20)에서 배출되는 공기(BG)를 전달받아 응축 동작을 수행한다. 응축 동작은 냉각 매체를 통해 이루어 질 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 이 냉각 매체를 생활 하수로 사용하는 것이 가능하다. 생활 하수의 경우 봄, 여름, 가을, 겨울에 상관없이 비교적 일정한 약 20도의 온도를 유지할 수 있으며, 이를 냉각 매체로 이용하여 응축 동작을 수행하는 경우 응축기(410)를 통해 배출되는 공기(GG)는 계절에 상관없이 비교적 일정한 온도를 유지하는 것이 가능하다.
이하, 도 2 및 도 3 의 음식물 쓰레기 처리 시스템의 동작 방법을 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3 을 참조하면, 음식물 쓰레기 처리 시스템은 상기 숙성 유닛(20)에 상기 음식물 쓰레기, 미생물 및 흡착성 여재를 투입하는 단계; 상기 숙성 유닛(20) 내에서 상기 미생물에 의하여 상기 음식물 쓰레기를 발효/소멸시키는 단계; 상기 발효/소멸이 완료된 이후 상기 음식물 쓰레기와 상기 흡착성 여재를 분리하고 상기 흡착성 여재를 재활용하여 상기 숙성 유닛에 재투입하는 단계; 및 상기 숙성 유닛 내에서 사용되는 공기를 응축하고 상기 숙성 유닛에 응축 공기를 재공급하는 단계를 포함한다.
상기 음식물 쓰레기는 투입구(TG)를 통해 투입되며 파쇄하는 단계를 거쳐 숙성 유닛(20)의 처리부(220)로 전달되고, 호기성 미생물 및 흡착성 여재는 투입부(230)를 통해 처리부(220)로 투입될 수 있다. 그래서, 음식물 쓰레기와, 호기성 미생물 및 흡착성 여재는 처리부(220)에 모이게 된다.
상기 발효/소멸시키는 단계는 이렇게 처리부(220)에 모인 음식물 쓰레기를 호기성 미생물에 의하여 발효/소멸시키는 과정이다. 발효/소멸은 음식물 쓰레기와 호기성 미생물을 그대로 방치하거나 교반 동작을 통해 이루어 질 수 있으며, 특히 그대로 방치하는 경우 음식물 쓰레기가 압착되어 통기가 형성되지 않을 수 있으나 본 발명의 실시예에서는 그래뉼 형태의 흡착성 여재를 이용하여 통기를 확보하는 것이 가능하다.
상기 숙성 유닛(20)에 재투입하는 단계는 상기 발효/소멸이 완료된 이후 음식물 쓰레기와 흡착성 여재를 분리하고 이렇게 분리된 흡착성 여재를 다시 숙성 유닛(20)으로 재투입하여 재활용하는 과정이다. 이미 설명하였지만, 흡착성 여재는 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기의 비하여 알갱이가 크다. 따라서, 이를 이용하여 흡착성 여재와 음식물 쓰레기를 분리하는 것은 가능하며, 이렇게 분리된 흡착성 여재는 숙성 유닛(20)에 다시 투입되어 음식물 악취를 흡착하는 역할을 다시 수행하는 것이 가능하다.
상기 응축 공기를 재공급하는 단계는 상기 숙성 유닛(20) 내에서 사용되는 공기를 응축하고 상기 숙성 유닛에 응축 공기를 재공급하는 과정으로써, 상기 숙성 유닛(20)으로부터 배출되는 공기를 응축하는 단계; 및 상기 응축된 공기를 상기 숙성 유닛(20)으로 유입시키는 단계를 포함한다.
상기 응축하는 단계에서 사용되는 냉각 매체로는 생활하수가 이용될 수 있으며, 이를 통해 응축된 공기는 다시 숙성 유닛(20)으로 유입되어 음식물 쓰레기의 악취 및 수분을 운반하는 역할을 수행한다.
위와 같은 과정을 통해 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기는 예정된 포집부(240)로 포집되어 처리된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 음식물 쓰레기 처리 시스템은 호기성 미생물의 생존 및 번식과 활발한 발효/소멸 반응을 외부 공기를 공급하는 단계를 더 포함한다. 이미 설명하였지만, 이 때 공급되는 신선한 공기(SG)의 양은 악취 및 수분을 운반하는 공기의 양에 비하여 매우 적으며, 이는 공기 공급을 위한 설비 비용을 최소화할 수 있음을 의미한다.
이어서, 숙성 유닛(20)은 공급된 외부 공기의 양 만큼 숙성 유닛(20) 내부 공기를 외부로 배출해야만 한다. 이때 배출되는 공기는 오염 성분이 제거된 공기여야만 하는데, 본 발명의 실시예에 따른 음식물 쓰레기 처리 시스템은 대부분의 공기를 재활용하기 때문에 배출되는 공기의 양이 매우 적으며, 이는 오염을 제거하여 공기 배출을 위한 설비 비용을 최소화할 수 있음을 의미한다.
도 4a 는 도 1 의 음식물 쓰레기 처리 시스템의 일부 구성을 실체화하여 구성한 장치의 단면도이고, 도 4b 는 측면도 이며, 도 4c 은 평면도이다. 그리고, 도 4d 는 설명을 위한 참고도이다.
도 4a 를 참조하면, 음식물 쓰레기 처리 시스템은 중공형으로 형성되며 외부와 연통되는 투입구(TG1)를 통해 투입되는 음식물 쓰레기를 수용하기 위한 취합 유닛(1000); 상기 취합 유닛(1000)과 연결되어 상기 음식물 쓰레기를 이송하기 위한 이송 유닛(2000); 상기 이송 유닛(2000)을 통해 상기 음식물 쓰레기를 전달받으며, 흡착성 여재와 미생물을 이용하여 상기 음식물 쓰레기를 발효/소멸시키기 위한 숙성 유닛(3000); 상기 숙성 유닛(3000)으로부터 배출되는 공기를 응축하고, 응축된 공기를 재생하여 상기 숙성 유닛(3000)으로 피드백시키기 위한 응축 유닛(4000); 상기 숙성 유닛(3000)에서 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기를 외부로 배출하기 위한 배출 유닛(5000)을 포함한다.
상기 취합 유닛(1000)는 장방형으로 형성되며 상부에 음식물 쓰레기를 투입하기 위한 투입구(TG1)를 구비한다. 취합 유닛(1000)는 투입구(TG1)를 통해 투입되는 음식물 쓰레기를 취합하고 음식을 쓰레기를 교반시키기 위한 구성으로써, 내부에는 음식물 쓰레기를 교반하기 위한 교반부(1100)가 형성된다.
상기 교반부(1100)는 모터에 의하여 회동하는 회동 부재(1101)와, 회동 부재(1101)의 길이 방향으로 일정 간격 이격되어 형성되어 음식물 쓰레기를 직접적으로 교반하기 위한 날개편(1102)을 포함한다. 교반부(1100)의 교반 동작에 의하여 취합 유닛(1000) 내부의 음식물 쓰레기는 적층되어 쌓이지 않고 잘 섞이게 된다.
상기 이송 유닛(2000)은 상기 취합 유닛(1000)의 하부에 형성되어 음식물 쓰레기를 상기 숙성 유닛(3000)으로 이송하기 위한 구성이다. 상기 이송 유닛(2000)은 상기 취합 유닛(1000)과 상기 숙성 유닛(3000) 각각의 하부에 형성되는 개방구(G)를 관통하여 배치되며, 상기 음식물 쓰레기를 상기 취합 유닛(1000)에서 상기 숙성 유닛(3000)으로 이송하기 위한 음식물 이송부(2001); 및 상기 음식물 이송부(2001)의 구동력을 공급 및 제어하기 위한 구동부(2002)를 포함한다.
상기 음식물 이송부(2001)는 구동부(2002)의 제어에 따른 회전 동작을 통해 음식물 쓰레기를 취합 유닛(1000)에서 숙성 유닛(3000)로 이동시키기 위한 스크류 부재로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 음식물 쓰레기 처리 시스템은 음식물 이송부(2001)를 스크류 부재가 아닌 음식물 쓰레기를 이송하기 위한 다른 부재를 이용하는 것도 가능할 것이다.
상기 숙성 유닛(3000)은 상기 음식물 이송부(2001)를 통해 취합 유닛(1000)으로부터 전달되는 음식물 쓰레기를 흡착성 여재와 미생물을 이용하여 발효/소멸시키기 위한 구성이다. 숙성 유닛(3000)은 상부에 흡착성 여재와 미생물을 투입하기 위한 투입구(TG2)와 내부에 음식물 쓰레기를 교반하기 위한 교반부(3100)를 구비한다.
상기 교반부(3100)는 모터 부재(3103)에 의하여 회동하는 회동 부재(3101)와, 회동 부재(3101)의 길이 방향으로 일정 간격 이격되어 형성되어 음식물 쓰레기와 흡착성 여배 및 미생물을 직접적으로 교반하기 위한 날개편(3102)을 포함한다. 교반부(3100)의 교반 동작에 의하여 숙성 유닛(3000) 내부의 음식물 쓰레기와 흡착성 여재 및 미생물을 골고루 잘 섞이게 되며, 미생물이 활발하게 반응할 수 있는 환경을 만들어준다.
상기 응축 유닛(4000)은 취합 유닛(1000)과 숙성 유닛(3000)에서 배출되는 공기를 응축하여 이를 재생하고 다시 취합 유닛(1000)과 숙성 유닛(3000)으로 피드백시켜주기 위한 구성이다. 응축 유닛(4000)은 도 3 의 구성에 대응될 수 있으며, 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
이와 관련하여, 숙성 유닛(3000)에서 배출되는 공기는 제1 공기 이송관(TR1)을 통해 응축 유닛(4000)으로 전달되고, 응축 유닛(4000)에서 배출되는 공기는 제2 공기 이송관(TR2)을 통해 숙성 유닛(3000)으로 배출된다. 도 4d 를 참조하면, 제2 공기 이송관(TR2)은 취합 유닛(1000)와 숙성 유닛(3000) 하부에 배치된다. 제2 공기 이송관(TR2)이 하부에 배치되는 것은 미생물의 발효/소멸 반응 효율을 높여주기 위함이다. 참고로, 도 4d 에는 응축 유닛(4000)에 외부 공기를 제공하고 배출하기 위한 송풍구(SG)가 개시되어 있다.
여기서, 제1 이송관(TR1)은 취합 유닛(1000)와 숙성 유닛(3000)을 가로지르는 수평 이송관과 수평 이송관과 응축 유닛(4000)을 연결하는 수직 이송관으로 구분될 수 있는데, 수직 이송관 내부에는 응축용 필터(FT)가 구비될 수 있다.
상기 배출 유닛(5000)은 숙성 유닛(3000)에서 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기를 외부로 배출하기 위한 구성이다. 상기 배출 유닛(5000)은 상기 숙성 유닛(3000) 하부에 형성되어 상기 음식물 쓰레기를 외부로 배출하기 위한 음식물 배출부(5001); 및 상기 음식물 배출부(5001)의 구동력을 공급 및 제어하기 위한 구동부(5002)를 포함한다.
한편, 음식물 배출부(5001)에서 배출되는 상기 음식물 쓰레기와 상기 흡착성 여재는 이후 분리되고 이렇게 분리된 흡착성 여재는 다시 숙성 유닛(3000)으로 재활용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 음식물 쓰레기 처리 시스템은 수분 조절제로 입자 형태의 흡착성 여재를 사용하여 생물학적 악취 처리 기능을 부가한다. 그리고, 흡착성 여재를 부산물로 배출하지 않으며 반복 순환하여 사용하는 것이 가능하다. 또한, 발효/소멸시 반응시 사용되는 공기를 재순환하여 사용하는 것이 가능하다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 취합 유닛 20 : 숙성 유닛
30 : 공기 공급 유닛 40 : 응축 유닛
50 : 수분 조절제 공급 유닛 60 : 분리 유닛
70 : 처리 유닛
30 : 공기 공급 유닛 40 : 응축 유닛
50 : 수분 조절제 공급 유닛 60 : 분리 유닛
70 : 처리 유닛
Claims (22)
- 음식물 쓰레기를 취합하기 위한 취합 유닛;
상기 취합 유닛으로부터 상기 음식물 쓰레기를 전달받으며, 흡착성 여재와 미생물을 이용하여 상기 음식물 쓰레기를 발효/소멸시키고 상기 음식물 쓰레기의 악취를 흡착하여 제거하기 위한 숙성 유닛;
상기 숙성 유닛으로부터 배출되는 공기를 응축하여 온도 및 습도를 낮추고, 응축된 공기의 일부를 상기 숙성 유닛으로 직접적으로 피드백시키기 위한 응축 유닛;
상기 숙성 유닛으로부터 배출되는 상기 음식물 쓰레기와 상기 흡착성 여재를 분리하기 위한 분리 유닛;
상기 분리 유닛에서 분리된 상기 흡착성 여재에 예정된 회복 시간을 반영하고, 회복된 흡착성 여재를 상기 숙성 유닛에 재활용하여 제공하기 위한 수분 조절제 공급 유닛; 및
상기 미생물의 생존에 사용되는 양의 외부 공기를 상기 숙성 유닛 내부로 공급하는 공기 공급 유닛을 포함하되,
상기 응축 유닛은,
상기 숙성 유닛으로부터 배출되는 공기를 응축하기 위한 응축기와, 상기 응축기로부터 배출되는 공기와 상기 공기 공급 유닛으로부터 배출되는 공기를 상기 숙성 유닛으로 배출하기 위한 유입기, 및 상기 응축기로부터 배출되는 공기의 일부를 전달받아 공기 내의 오염 성분을 제거하고 외부로 배출하기 위한 청정기를 포함하되,
상기 응축기는,
계절에 상관없이 일정한 온도를 유지하는 생활 하수를 냉각 매체로 사용하도록 구성하여 상기 숙성 유닛으로부터 배출되는 공기의 온도를 낮춤으로써 상기 숙성 유닛으로부터 배출되는 공기를 응축하고,
상기 청정기는,
외부로 배출되는 공기의 양이 상기 미생물의 생존에 사용되기 위해 상기 공기 공급 유닛을 통해 공급되는 외부 공기의 양과 동일하게 조절되도록 함으로써, 외부로 배출할 수 있는 공기의 양으로 정의되는 상기 청정기의 용량이 상기 미생물이 생존하는데 필요한 최소한의 공기의 양에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는,
음식물 쓰레기 처리 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 흡착성 여재는 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기의 알갱이 보다 크기가 큰 그래뉼 형태를 가지도록 구성되는
음식물 쓰레기 처리 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 숙성 유닛 내부로 상기 흡착성 여재 및 상기 미생물을 투입하기 위한 투입부를 더 포함하는
음식물 쓰레기 처리 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 숙성 유닛은,
상기 취합 유닛으로부터 전달되는 상기 음식물 쓰레기를 파쇄하기 위한 파쇄부;
상기 파쇄부의 하부에 연결되어 상기 음식물 쓰레기를 발효/소멸시키기 위한 처리부; 및
상기 처리부의 하부에 연결되어 상기 처리부에서 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기를 포집하기 위한 포집부를 포함하는
음식물 쓰레기 처리 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 분리 유닛은 상기 처리부와 상기 포집부 사이에 배치되며, 상기 음식물 쓰레기와 상기 흡착성 여재의 크기에 따라 분류하기 위한 체 형태의 부재를 포함하도록 구성되는
음식물 쓰레기 처리 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 파쇄부는,
서로 맞물려 회동하는 스크류 부재; 및
상기 스크류 부재를 회전 구동하기 위한 모터 부재를 포함하는
음식물 쓰레기 처리 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 처리부의 몸체 내부에 형성되며,
상기 음식물 쓰레기의 종류에 따라 회전 속도 및 강도가 조절되는 교반 부재를 더 포함하는
음식물 쓰레기 처리 시스템.
- 제1항, 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항의 음식물 쓰레기 처리 시스템의 동작 방법에 있어서,
상기 숙성 유닛에 상기 음식물 쓰레기, 미생물 및 흡착성 여재를 투입하는 단계;
상기 숙성 유닛 내에서 상기 미생물에 의하여 상기 음식물 쓰레기를 발효/소멸시키는 단계;
상기 발효/소멸이 완료된 이후 상기 음식물 쓰레기와 상기 흡착성 여재를 분리하고 상기 흡착성 여재에 회복 시간을 반영하여 회복시킨 후 재활용하여 상기 숙성 유닛에 재투입하는 단계; 및
상기 숙성 유닛 내에서 사용되는 공기를 응축하고 상기 숙성 유닛에 응축된 공기를 직접적으로 피드백하여 재공급하는 단계를 포함하는
음식물 쓰레기 처리 시스템의 동작 방법.
- 제11항에 있어서,
상기 발효/소멸시키는 단계는,
상기 음식물 쓰레기와 미생물을 그대로 방치하거나 교반 동작을 통해 이루어지는
음식물 쓰레기 처리 시스템의 동작 방법.
- 제11항에 있어서,
상기 흡착성 여재는 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기의 알갱이 보다 크기가 큰 그래뉼 형태를 가지도록 구성되는
음식물 쓰레기 처리 시스템의 동작 방법.
- 제11항에 있어서,
상기 응축 공기를 재공급하는 단계는,
상기 숙성 유닛으로부터 배출되는 공기를 응축하는 단계; 및
상기 응축된 공기를 상기 숙성 유닛으로 유입시키는 단계를 포함하는
음식물 쓰레기 처리 시스템의 동작 방법.
- 제14항에 있어서,
상기 숙성 유닛 내부로 외부 공기를 공급하는 단계를 더 포함하는
음식물 쓰레기 처리 시스템의 동작 방법.
- 제15항에 있어서,
상기 응축된 공기 중 상기 외부 공기를 공급하는 단계에서 공급된 공기의 양만큼의 공기 내에서 오염 성분을 제거하고 외부로 배출하는 단계를 더 포함하는
음식물 쓰레기 처리 시스템의 동작 방법.
- 제11항에 있어서,
상기 음식물 쓰레기를 파쇄하는 단계; 및
상기 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기를 포집하여 처리하는 단계를 더 포함하는
음식물 쓰레기 처리 시스템의 동작 방법.
- 중공형으로 형성되며 외부와 연통되는 투입구를 통해 투입되는 음식물 쓰레기를 수용하기 위한 취합 유닛;
상기 취합 유닛과 연결되어 상기 음식물 쓰레기를 이송하기 위한 이송 유닛;
상기 이송 유닛을 통해 상기 음식물 쓰레기를 전달받으며, 흡착성 여재와 미생물을 이용하여 상기 음식물 쓰레기를 발효/소멸시키고 상기 음식물 쓰레기의 악취를 흡착하여 제거하기 위한 숙성 유닛;
상기 숙성 유닛으로부터 배출되는 공기를 응축하여 온도 및 습도를 낮추고, 응축된 공기의 일부를 상기 숙성 유닛으로 직접적으로 피드백시키기 위한 응축 유닛;
상기 숙성 유닛에서 발효/소멸이 완료된 음식물 쓰레기를 외부로 배출하기 위한 배출 유닛;
상기 배출 유닛으로부터 배출되는 상기 음식물 쓰레기와 상기 흡착성 여재를 분리하기 위한 분리 유닛;
상기 분리 유닛에서 분리된 상기 흡착성 여재에 예정된 회복 시간을 반영하고, 회복된 흡착성 여재를 상기 숙성 유닛에 재활용하여 제공하기 위한 수분 조절제 공급 유닛; 및
상기 미생물의 생존에 사용되는 양의 외부 공기를 상기 숙성 유닛 내부로 공급하는 공기 공급 유닛을 포함하되,
상기 응축 유닛은,
상기 숙성 유닛으로부터 배출되는 공기를 응축하기 위한 응축기와, 상기 응축기로부터 배출되는 공기와 상기 공기 공급 유닛으로부터 배출되는 공기를 상기 숙성 유닛으로 배출하기 위한 유입기, 및 상기 응축기로부터 배출되는 공기의 일부를 전달받아 공기 내의 오염 성분을 제거하고 외부로 배출하기 위한 청정기를 포함하되,
상기 응축기는,
계절에 상관없이 일정한 온도를 유지하는 생활 하수를 냉각 매체로 사용하도록 구성하여 상기 숙성 유닛으로부터 배출되는 공기의 온도를 낮춤으로써 상기 숙성 유닛으로부터 배출되는 공기를 응축하고,
상기 청정기는,
외부로 배출되는 공기의 양이 상기 미생물의 생존에 사용되기 위해 상기 공기 공급 유닛을 통해 공급되는 외부 공기의 양과 동일하게 조절되도록 함으로써, 외부로 배출할 수 있는 공기의 양으로 정의되는 상기 청정기의 용량이 상기 미생물이 생존하는데 필요한 최소한의 공기의 양에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는,
음식물 쓰레기 처리 시스템.
- 제18항에 있어서,
상기 이송 유닛은,
상기 취합 유닛과 상기 숙성 유닛 각각의 하부에 형성되는 개방구를 관통하여 배치되며, 상기 음식물 쓰레기를 상기 취합 유닛에서 상기 숙성 유닛으로 이송하기 위한 음식물 이송부; 및
상기 음식물 이송부의 구동력을 공급 및 제어하기 위한 구동부를 포함하는
음식물 쓰레기 처리 시스템.
- 삭제
- 제18항에 있어서,
상기 숙성 유닛 하부에 배치되어 상기 응축 유닛으로부터 전달되는 공기를 상기 숙성 유닛으로 배출하기 하기 위한 공기 이송관을 더 포함하는
음식물 쓰레기 처리 시스템.
- 제18항에 있어서,
상기 배출 유닛은,
상기 숙성 유닛 하부에 형성되어 상기 음식물 쓰레기를 외부로 배출하기 위한 음식물 배출부; 및
상기 음식물 배출부의 구동력을 공급 및 제어하기 위한 구동부를 포함하는
음식물 쓰레기 처리 시스템.
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Legal Events
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