KR102256704B1 - 열풍 순환식 음식물 쓰레기 건조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기 건조기에 관한 것으로서, 내부에 건조 공간이 형성되어 일부가 외부로 개방된 본체; 상기 본체의 개방된 일부를 폐쇄하는 전방 도어; 상기 본체의 건조 공간에 배치되며, 음식물 쓰레기를 내부에 수용하는 건조 바구니; 상기 건조 공간의 공기를 가열할 수 있는 히터를 포함하며, 상기 건조 공간에 있는 공기를 흡입한 후, 상기 히터에 의하여 가열된 공기를 상기 음식물 쓰레기로 송풍함으로써 음식물 쓰레기를 건조시킬 수 있는 공기 순환 유닛; 상기 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화된 수증기를 포함한 공기는 배기관을 통하여 외부로 배출시키고, 상기 히터에 의하여 가열된 공기는 송풍관을 통하여 상기 건조 공간으로 재순환시킬 수 있도록 마련되어 있는 순환 배관; 상기 본체의 외부에 장착되어 상기 순환 배관을 통해 외부로 배출되는 상기 공기로부터 악취입자를 흡착하여 탈취할 수 있는 탈취 장치;를 포함하며, 상기 탈취 장치는, 활성탄과 제올라이트를 포함하는 탈취제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화되어 증발하는 수증기 발생량을 일정하게 유지하고, 악취입자의 흡착, 탈취성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

열풍 순환식 음식물 쓰레기 건조기{Food Waste Dryer with Circulatiing Hot Air}

본 발명은 음식물 쓰레기 건조기에 관한 것으로서, 특히 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화되어 증발하는 수증기 발생량을 일정하게 유지하고, 악취입자의 흡착, 탈취성능을 향상시킬 수 있는 음식물 쓰레기 건조기에 관한 것이다.

일반적으로, 가정에서 발생한 음식물 쓰레기(Food Waste)는 주로 매립하는 방식으로 처리하고 있어 심각한 환경오염을 유발하고 있으며, 나아가 부패하면서 심한 악취를 동반하고 있어 주변환경은 물론, 생활환경 전반에 걸쳐 여러 환경오염문제를 발생하는 주범으로 작용하고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 음식물 쓰레기 처리기와 음식물 쓰레기 건조기 등이 개발되어 왔는데, 종래의 음식물 쓰레기 처리기는 미생물을 이용한 발효방식을 이용하여 음식물 쓰레기를 처리하고 있어 음식물 쓰레기의 처리편의성이 우수하다는 장점이 있으나, 미생물의 유지, 관리에 다소 어려움이 있고, 미생물에만 전적으로 의지하고 있어 음식물 쓰레기 처리속도가 늦다는 문제점이 있다.

종래의 음식물 쓰레기 건조기는, 음식물 쓰레기를 바람이나 열로 건조시키는 장치로서, 건조한 음식물 쓰레기는 비료로 사용하거나, 매립하는 방식으로 처리한다.

상기 음식물 쓰레기 건조기와 관련한 선행기술로는 일본 특개평 제1997-159358호를 예로 들 수 있으며, 이를 살펴보면 건조기의 내부에 수용되어 있는 수용상자의 상방부에 송풍기를 배치하고, 상기 건조기 내부에는 송풍기로부터의 송풍을 음식물 쓰레기에 순환도입시킬 수 있도록 공기의 순환유로를 형성한 것을 볼 수 있다.

따라서, 상기 송풍기와 공기의 순환유로에 의해 발생한 순환공기류가 음식물 쓰레기의 표층부를 광범위하게 걸쳐서 반복하여 건조하고 있어, 자연 건조에 비하여 건조 효율을 높이고 있다.

그러나 상기 선행기술에 따른 음식물 쓰레기 건조기는 별도의 열선이나 히터를 구비하지 않아, 음식물 쓰레기의 건조처리 속도가 비교적 낮다는 문제점이 있으며, 별도의 탈취 장치를 구비하지 않아 음식물 냄새를 하수구를 통해 배출해야하기 때문에 싱크대 주변에서만 설치할 수 있다는 장소의 제한이 있으며, 배출된 음식물 냄새가 하수구를 따라 역류하는 경우도 있어 종종 발생하고 있어 악취에 의한 피해사례가 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화되어 증발하는 수증기 발생량을 일정하게 유지하고, 악취입자의 흡착, 탈취성능을 향상시킬 수 있도록 구조가 개선된 음식물 쓰레기 건조기를 제공하기 위함이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 건조기는, 내부에 건조 공간이 형성되어 일부가 외부로 개방된 본체; 상기 본체의 개방된 일부를 폐쇄하는 전방 도어; 상기 본체의 건조 공간에 배치되며, 음식물 쓰레기를 내부에 수용하는 건조 바구니; 상기 건조 공간의 공기를 가열할 수 있는 히터를 포함하며, 상기 건조 공간에 있는 공기를 흡입한 후, 상기 히터에 의하여 가열된 공기를 상기 음식물 쓰레기로 송풍함으로써 음식물 쓰레기를 건조시킬 수 있는 공기 순환 유닛; 상기 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화된 수증기를 포함한 공기는 배기관을 통하여 외부로 배출시키고, 상기 히터에 의하여 가열된 공기는 송풍관을 통하여 상기 건조 공간으로 재순환시킬 수 있도록 마련되어 있는 순환 배관; 상기 본체의 외부에 장착되어 상기 순환 배관을 통해 외부로 배출되는 상기 공기로부터 악취입자를 흡착하여 탈취할 수 있는 탈취 장치;를 포함하며, 상기 탈취 장치는, 활성탄과 제올라이트를 포함하는 탈취제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 배기관을 통하여 외부로 배출되는 공기 유량에 대하여, 상기 송풍관을 통하여 건조 공간으로 재순환되는 공기 유량의 비율은 3 내지 6인 것이 바람직하다.

여기서, 상기 탈취제는, 활성탄 100중량부에 대하여 제올라이트 5 내지 15중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 탈취제는, 동(Cu), 망간(Mn), 수산화나트륨(NaOH) 및 수산화칼륨(KOH)이 담지된 활성탄을 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 탈취제는, 물 1ℓ에 5,000∼80,000㎎의 망간(Mn), 5,000∼200,000㎎의 동(Cu), 100∼10,000㎎의 수산화나트륨(NaOH) 및 100∼10,000㎎의 수산화칼륨(KOH)을 용해시킨 다음, 상온에서 평균 입자크기가 0.5∼1.5㎜인 활성탄과 평균 입자크기가 2∼7㎜인 제올라이트를 첨가하여 담지시키고, 이를 탈수 및 90∼120℃에서 건조하여 형성된 것이 바람직하다.

여기서, 상기 본체 내부에 설치되어 음식물 쓰레기를 살균하는 자외선 램프를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 건조 공간의 기온을 감지할 수 있는 온도 센서를 구비하며, 상기 온도 센서가 감지한 건조 공간의 기온이 미리 정한 온도를 초과하는 경우에는 상기 히터의 작동이 중단되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 내부에 건조 공간이 형성되어 일부가 외부로 개방된 본체; 상기 본체의 개방된 일부를 폐쇄하는 전방 도어; 상기 본체의 건조 공간에 배치되며, 음식물 쓰레기를 내부에 수용하는 건조 바구니; 상기 건조 공간의 공기를 가열할 수 있는 히터를 포함하며, 상기 건조 공간에 있는 공기를 흡입한 후, 상기 히터에 의하여 가열된 공기를 상기 음식물 쓰레기로 송풍함으로써 음식물 쓰레기를 건조시킬 수 있는 공기 순환 유닛; 상기 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화된 수증기를 포함한 공기는 배기관을 통하여 외부로 배출시키고, 상기 히터에 의하여 가열된 공기는 송풍관을 통하여 상기 건조 공간으로 재순환시킬 수 있도록 마련되어 있는 순환 배관; 상기 본체의 외부에 장착되어 상기 순환 배관을 통해 외부로 배출되는 상기 공기로부터 악취입자를 흡착하여 탈취할 수 있는 탈취 장치;를 포함하며, 상기 탈취 장치는, 활성탄과 제올라이트를 포함하는 탈취제를 포함하므로, 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화되어 증발하는 수증기 발생량을 일정하게 유지하게 되고, 상기 탈취제에 의한 악취입자의 흡착, 탈취성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기 건조기의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 음식물 쓰레기 건조기의 전방 도어가 열린 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 음식물 쓰레기 건조기의 부분절개도이다.
도 4는 도 1에 도시된 음식물 쓰레기 건조기의 수직단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 음식물 쓰레기 건조기의 탈취장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 필터의 수직단면도이다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기 건조기의 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 음식물 쓰레기 건조기의 전방도어가 열린 상태를 나타내는 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 음식물 쓰레기 건조기의 부분절개도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음식물 쓰레기 건조기(100)은, 열풍을 사용하여 음식물 쓰레기(F)를 건조시킬 수 있는 장치로서, 본체(10)와 전방 도어(20)와 공기 순환 유닛(30)과 순환 배관(40)과 자외선 램프(50)와 탈취 장치(60)를 포함하여 구성된다.

상기 본체(10)는, 본체(10)는 음식물 쓰레기 건조기(100)의 전체적인 외관을 형성하는 케이스로 음식물 쓰레기(F)를 건조하는 건조 공간(11)이 내부에 형성되어 있으며, 상기 건조 공간(11)의 일부가 외부로 개방된 형태를 갖게 된다.

본 실시예에서는 상기 본체(10)가 사각 박스 형태로 이루어져 내부에 건조 공간(11)이 형성되고, 전면은 외부로 개방된 것으로 보이고 있으나, 이는 하나의 예로 상부 또는 측면을 외부로 개방하여 사용할 수도 있음으로, 반드시 이에 한정 짓는 것은 아니다.

상기 본체(10)의 앞면 상단부에는, 음식물 쓰레기 건조기(100)를 작동시키기 위한 스위치부(12)가 부착되어 있다.

상기 스위치부(12)는, 전원 스위치, 음식물 쓰레기 건조기(100)의 동작상태를 나타내는 램프, 상기 자외선 램프(50)를 구동하기 위한 스위치, 상기 자외선 램프(50)의 동작상태를 나타내는 램프 등을 포함할 수 있다.

상기 본체(10)에는, 상기 건조 공간(11)의 기온을 감지할 수 있는 온도 센서(미도시)가 장착되어 있으며, 상기 온도 센서가 감지한 건조 공간(11)의 기온이 미리 정한 온도를 초과하는 경우에는 후술할 히터(33)의 작동이 중단된다.

본 실시예에서는 상기 온도 센서가 감지한 건조 공간(11)의 기온이 50도를 초과하는 경우에 상기 히터(33)의 작동이 중단된다.

상기 전방 도어(20)는, 상기 본체(10)의 개방된 전방부를 폐쇄하는 도어로서, 도 2에 도시된 바와 같이 파지부(21)와 스토퍼(22)와 건조 바구니(23)를 포함한다.

상기 전방 도어(20)는, 상기 본체(10)의 개방된 일부를 덮어 평상시에는 음식물 쓰레기에서 발생한 악취입자를 포함한 공기가 대기중으로 누설하지 않도록 밀폐하고, 필요시에는 본체(10)의 내부 건조 공간(11)을 개방하여 음식물 쓰레기를 후술될 건조 바구니(23)에 수용할 수 있도록 하게 된다.

상기 파지부(21)는, 상기 전방 도어(20)의 상단부에 마련된 부분으로서, 사용자가 상기 전방 도어(20)를 열거나 닫을 때 잡을 수 있는 부분이다.

본 실시예에서 상기 파지부(21)는 좌우로 길게 연장된 홈부의 형태로 마련되어 있다.

상기 전방 도어(20)는 하단부가 상기 본체(10)에 힌지 결합되어 있으므로, 도 2에 도시된 바와 같이 하단부를 중심으로 상단부가 전방으로 회전됨으로써 개방되는 구조를 가진다.

상기 스토퍼(22)는, 상기 전방 도어(20)가 과도하게 개방되는 것을 방지하기 위한 구속 장치이다.

상기 스토퍼(22)는, 한 쌍이 마련되어 상기 전방 도어(20)의 하단부 양측에 각각 장착되어 있다.

상기 건조 바구니(23)는, 음식물 쓰레기(F)를 내부에 수용할 수 있는 수용 공간(24)을 구비한 용기로서, 상기 본체(10)의 건조 공간(11)에 배치된다.

본 실시예에서 상기 전방 도어(20)의 내면에는 건조 바구니(23)가 걸려서 장착될 수 있는 바구니 장착부(231)가 형성되어 있다.

상기 바구니 장착부(231)는, 도 4에 도시된 바와 같이 상방이 개방된 홈 형태로 마련되어 있다.

상기 건조 바구니(23)의 상단부에는, 상기 바구니 장착부(231)에 탈착 가능하게 걸릴 수 있도록 마련된 걸이부(232)가 형성되어 있다.

즉 본 실시예에서 상기 건조 바구니(23)는 상기 전방 도어(20)의 내면에 탈착 가능하게 결합되어 있는 구조를 가지므로, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 전방 도어(20)가 개방되면 상기 건조 바구니(23)가 자연스럽게 외부로 노출될 수 있다.

상기 전방 도어(20)와 본체(10) 사이에는 상기 전방 도어(20)의 폐쇄시 상기 본체(10) 내부의 건조 공간(11)과 외부를 완전하게 격리함과 동시에 상기 전방 도어(20)와 본체(10)의 접촉 과정에서 불필요한 소음이 발생하는 것을 예방할 수 있도록 기밀재(미도시)가 부착되어 있다.

상기 건조 바구니(23)의 바닥에는, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 그물형 받침부재(25)가 장착되어 있다.

상기 그물형 받침부재(25)는, 다수의 통기구멍을 구비한 그물형 부재로서, 상기 건조 바구니(23)의 바닥과 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로 배치되어 있다.

따라서, 상기 그물형 받침부재(25) 위에 올려진 음식물 쓰레기(F)가 함유한 다량의 수분은 자연스럽게 상기 건조 바구니(23)의 바닥으로 낙하하게 되고, 음식물 쓰레기(F)의 건더기만 상기 그물형 받침부재(25) 위에 남게 됨으로써, 음식물 쓰레기의 건조효율을 높일 수 있게 된다.

또한, 상기 그물형 받침부재(25) 위에 올려진 음식물 쓰레기(F)의 하면에도 열풍이 접촉할 수 있는 긍정적 효과도 발생한다.

한편, 상기 건조 바구니(23)의 내부에는 음식물 쓰레기의 유전율변화를 측정할 수 있는 유전센서(미도시)가 장착되어 있다.

상기 유전센서(미도시)는, 후술할 히터(33)와 임펠러(32)의 구동을 제어하기 위한 센서이다.

여기서, 상기 유전센서(미도시)는 전자파를 이용하여 유전율변화를 측정하기 위한 센서로, 음식물 쓰레기에 포함된 수분을 통해 유전완화주파수가 변화하는 정도를 계산하여 수증기발생량을 알아낸다.

즉, 수증기발생량이 적으면 유전완화주파수가 증가함으로, 음식물 쓰레기에 다량의 수분이 있다고 판단하여 히터(33)의 구동을 지속하고, 수증기발생량이 많으면 유전완화주파수가 낮아짐에 따라 상기 히터(33)를 정지시키는 기능이 있다.

유전율이 높다는 의미는 기본적으로 전기에너지가 잘 전달된다는 의미로 예를 들어 유전율이 낮은 흙에서는 전기가 잘 흐르지 않고 전자파는 잘 투과하지만, 수분에 젖어 유전율이 상승한 토양의 경우에는 점차 전기가 흐르기 시작하며 전자파는 잘 투과되지 않는다.

이러한 성질을 이용한 유전센서(미도시)를 장착하여 사용함으로써, 저가의 비용으로 정확성을 높일 수 있게 되는 것이다.

따라서, 이러한 유전센서(미도시)를 통해 음식물 쓰레기의 유전율변화를 측정하여 수증기발생량을 알아냄으로써, 히터(33) 및 임펠러(32)의 구동을 제어하게 되고, 이를 통해 건조 공간(11)의 온도와 풍량을 조절하여 음식물 쓰레기의 건조효율은 물론, 수증기발생량을 일정하게 유지하여 후술될 탈취장치의 탈취성능을 동시에 높일 수 있게 되는 것이다.

상기 공기 순환 유닛(30)은, 상기 건조 공간(11)에 있는 공기를 흡입한 후 가열하여 상기 음식물 쓰레기(F)로 송풍하는 장치로서, 모터(31)와 임펠러(32)와 히터(33)와 흡기구(34)를 포함한다.

상기 모터(31)는, 외부 전원에 의하여 제1 중심축(C1)을 중심으로 회전하는 전기식 모터이다.

상기 임펠러(32)는, 상기 모터(31)에 결합되어 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 회전하는 송풍팬으로서, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 모터(31)의 하방에 배치되어 있다.

상기 임펠러(32)가 회전하면, 상기 공기 순환 유닛(30)의 하방에 마련된 상기 흡기구(34)를 통하여 상기 건조 공간(11)에 있는 공기가 흡입된 후, 상기 순환 배관(40)으로 송풍된다.

상기 히터(33)는, 외부전원에 의해 발열하여 상기 건조 공간(11)에 있는 공기를 가열하기 위한 장치로서, 본 실시예에서는 PTC히터(Positive Temperature Coefficient Heater)를 포함하고 있으며, 상기 PTC히터의 설정온도는 약 60~70℃가 바람직하다.

상기 PTC히터는, 주변 온도에 따라 발열량이 상대적으로 증감하는 센서 방식의 히터로서 자동차 등에서 많이 사용되고 있다.

본 실시예에서 상기 히터(33)는, 상기 임펠러(32)와 후술할 송풍관(41) 사이에 배치되어 있다.

상기 흡기구(34)는, 상기 공기 순환 유닛(30)의 내부로 공기를 흡입하기 위한 구멍으로서, 상기 임펠러(32)와 연통되어 있다.

본 실시예에서 상기 흡기구(34)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 건조 공간(11)의 상단부에 배치되어 있으며, 음식물 쓰레기의 건조과정에서 열풍에 의해 음식물 쓰레기가 끓어올라 상기 임펠러(32)에 침투하는 것을 예방할 수 있도록 그물망 형태로 형성되어 있다.

상기 순환 배관(40)은, 상기 임펠러(32)로부터 송풍되는 공기 중 일부는 외부로 배출시키고, 다른 일부는 다시 건조 공간(11)으로 재순환시키기 위한 배관이다. 상기 순환 배관(40)은, 송풍관(41)과 배기관(42)을 포함한다.

상기 송풍관(41)은, 상기 임펠러(32)로부터 송풍되어 상기 히터(33)에 의하여 가열된 공기를 다시 건조 공간(11)으로 재순환시키기 위한 배관이다.

상기 송풍관(41)의 일단부는 상기 임펠러(32)와 연통되어 있고, 상기 송풍관(41)의 타단부는 상기 건조 공간(11)의 상단부와 연통되어 있다.

상기 배기관(42)은, 상기 임펠러(32)로부터 송풍되는 공기 중 일부를 외부로 배출시키기 위한 배관이다.

상기 배기관(42)의 일단부는 상기 임펠러(32)와 연통되어 있고, 상기 배기관(42)의 타단부는 상기 탈취 장치(60)와 연통되어 있다.

본 실시예에서 상기 송풍관(41)의 일단부와 상기 배기관(42)의 일단부는 서로 인접하게 배치되어 있다.

따라서, 상기 순환 배관(40)을 통하여, 상기 음식물 쓰레기(F)의 건조 과정에서 기화된 수증기를 포함한 공기는 외부로 배출시키고, 상기 히터(33)에 의하여 가열된 공기는 다시 건조 공간(11)으로 재순환시킬 수 있다.

여기서, 상기 배기관(42)을 통하여 외부로 배출되는 공기 유량에 대하여, 상기 송풍관(41)을 통하여 건조 공간(11)으로 재순환되는 공기 유량의 비율은 3 내지 6인 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 상기 공기 유량의 비율이 대략 4이다.

상기 공기 유량의 비율이 3미만인 경우에는 음식물 쓰레기(F)에 전달되는 열량이 감소하고 상기 탈취 장치(60)의 처리 능력에 부담이 증가하는 문제점이 있고, 상기 공기 유량의 비율이 6초과인 경우에는 음식물 쓰레기(F)에 전달되는 열량은 증가하나 외부로 배출되는 수분의 양이 감소하여 에너지 소비가 증가할 수 있는 문제점이 발생한다.

상기 자외선 램프(50)는, 음식물 쓰레기를 살균하기 위한 자외선(UV) 램프로서, 본 실시예에서는 UV-LED가 사용되고 있다.

상기 자외선 램프(50)는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 건조 공간(11)의 상단부에 장착되어 있다.

본 실시예에서 상기 자외선 램프(50)는, 상기 음식물 쓰레기 건조기(100)의 전원 스위치를 누르면 자동적으로 미리 정한 시간만큼 작동한 후 자동으로 꺼지도록 설정되어 있다. 예컨대 최초 5시간 작동 후에 꺼지도록 설정할 수 있다.

상기 자외선 램프(50)는, 상기 스위치부(12)에 마련된 별도의 스위치를 사용하여 강제적으로 작동시키거나 작동중지시킬 수도 있다.

상기 탈취 장치(60)는, 상기 순환 배관(40)을 통해 외부로 배출되는 상기 공기로부터 악취입자를 흡착하여 탈취할 수 있는 탈취 장치로서, 상기 본체(10)의 뒷면에 탈착 가능하게 장착되어 있다. 이 탈취 장치(60)는 케이스(61)와 필터(65)를 포함하고 있다.

상기 케이스(61)는, 상기 필터(65)를 수용할 수 있는 케이스로서, 외부케이스(611)와 내부케이스(612)를 포함한다.

상기 외부케이스(611)는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 내부케이스(612)를 둘러감싸도록 배치된 케이스이다.

상기 외부케이스(611)의 일단부에는 상기 배기관(42)과 연통되어 있는 유입구(63)가 형성되어 있다.

상기 유입구(63)는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 배기관(42)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

상기 내부케이스(612)는, 상기 외부케이스(611)와 미리 정한 거리만큼 이격된 상태로 상기 외부케이스(611)의 내부에 배치된 케이스이다. 본 실시예에서 상기 내부케이스(612)는 한 쌍이 마련되어 있다.

상기 내부케이스(612)의 내부에는, 상기 필터(65)를 탈착 가능하게 수용할 수 있는 필터수용공(613)이 마련되어 있다.

상기 필터수용공(613)의 하단부는 상기 필터(65)를 받쳐서 지지할 수 있으며, 공기가 통과할 수 있도록 개구되어 있다.

상기 외부케이스(611)와 내부케이스(612)의 사이 공간에는 상기 배기관(42)으로부터 배출되는 공기가 이동할 수 있는 공기이동로(62)가 형성되어 있다.

상기 공기이동로(62)는, 일단부가 상기 유입구(63)과 연통되어 있으며 타단부는 상기 필터(65)의 하단부와 연통되어 있다.

상기 필터(65)가 상기 필터수용공(613)에 삽입된 상태에서, 마개부재(64)를 사용하여 상기 필터(65)가 상기 내부케이스(612)로부터 이탈하지 않도록 고정한다.

상기 마개부재(64)는 내부에 중공(641)을 가진 부재로서, 상기 내부케이스(612)의 상단부에 나사결합된다.

상기 중공(641)을 통하여 상기 필터(65)의 상단부에 위치한 그물부재(651)가 외부로 노출될 수 있다.

상기 필터(65)는, 활성탄과 제올라이트를 포함하는 탈취제(652)를 내부에 포함하는 필터이다.

본 실시예에서 상기 필터(65)는, 도 6에 도시된 바와 같이 원통 형상으로 마련되며, 상단부와 하단부에는 공기가 관통할 수 있는 그물부재(651)가 각각 배치되어 있다.

따라서 상기 필터(65)의 내부에 충진된 탈취제(652)는 상기 그물부재(651)를 통과하지 못하고 상기 필터(65)의 내부에 수용된 상태를 유지할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이 상기 공기이동로(62)에 있는 공기는 상기 필터(65)의 하단부를 통하여 유입되고, 상기 탈취제(652)를 거쳐서 탈취된 후 상기 필터(65)의 상단부를 통하여 외부로 배출된다.

상기 음식물 쓰레기 건조기(100)에서 발생하는 악취는 음식물 쓰레기에 기인하므로, 함수량이 높으며 산성 악취와 염기성 악취를 동시에 가지고 있다.

따라서, 상기 탈취 장치(60)에 내장되는 탈취제(652)는 높은 순간 흡착성능 및 수분 존재시 높은 선택적 흡착성능을 가져야 하며, 염기성 악취 및 산성 악취 모두를 흡착, 산화 및 중화시킬 수 있어야 한다.

본 발명에서는 이러한 탈취제(652)로 활성탄을 선택하고, 원활한 배출가스의 흐름과 탈취제(652)의 흡착능을 고려하여 평균 입자크기를 0.5∼1.5㎜로 하였다.

이는, 상기 입자크기가 0.5㎜ 미만이면 배출가스의 흐름에 영향이 있어 음식물 쓰레기 건조기(100)의 내부온도가 상승하는 경향이 있고, 1.5㎜를 초과하면 배출가스의 흐름이 빨라 악취가 잘 흡착, 산화 및/또는 중화되지 않을 수 있기 때문이다.

아울러, 본 발명에서는 탈취 효율 및 산성 악취를 제거하기 위하여 상기 활성탄에 동(Cu), 망간(Mn), 수산화나트륨(NaOH) 및 수산화칼륨(KOH)을 담지시켜 사용하게 된다.

즉, 상기 입자크기를 갖는 활성탄을 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 건조기(100)에 적용한 결과, 초기 흡착에 의해 악취가 발생하지 않으나, 일정 시간(약 3일 이상)이 지난 다음부터는 산성 취기를 발생하는 단점이 있다.

따라서, 본 발명에서는 탈취성능 및 산성악취를 제거하기 위하여 동(Cu) 및 망간(Mn)과 같은 금속과 수산화나트륨(NaOH) 및 수산화칼륨(KOH)과 같은 중화제를 상기 활성탄에 담지시켜 사용한다.

본 발명에 따르면, 강력한 산화력을 갖는 망간(Mn)은 산화물 형태로 첨가되며, 그 사용량은 5,000∼80,000㎎/ℓ이 바람직하며, 5,000㎎/ℓ 미만이면 산화력이 저하되고, 80,000㎎/ℓ을 초과하면 과포화되어 더 이상 용해되지 않는 경향이 있다.

동(Cu) 또한 산화물 형태로 첨가되며, 우수한 산화력 및 우수한 암모니아 탈취능을 갖는다. 그 사용량은 5,000∼200,000㎎/ℓ이 바람직하며, 5,000㎎/ℓ 미만이면 탈취능이 저하되고, 200,000㎎/ℓ을 초과하면 첨가효과에 영향이 없다.

상기 수산화나트륨(NaOH) 및 수산화칼륨(KOH)은 산성악취를 중화시킬 목적으로 첨가되며, 그 사용량은 각각 100∼10,000㎎/ℓ이 바람직하며, 100㎎/ℓ 미만이면 중화 기능이 약하고, 10,000㎎/ℓ을 초과하면 첨가효과에 영향이 없다.

이와 같이, 본 발명에 따른 탈취제(652)는 상기 활성탄에 산화력이 매우 강하며, 탈취성분이 우수한 금속인 망간 및 구리와 중화제로 수산화나트륨 및 수산화칼륨을 담지시켜 탈취효능과 산성악취의 제거를 상승시킬 수 있다.

상기 활성탄의 사용량은 처리되는 음식물 쓰레기의 양에 비례한다. 예를 들어 일반적인 음식물 쓰레기 100g를 건조시킬 때 상기 활성탄의 사용량은 100∼500g 정도가 바람직하나, 음식물 쓰레기의 종류에 따라 상기 사용량은 변화될 수 있다.

본 실시예에서는, 물 1ℓ에 상기 성분을 용해시킨 다음, 상기 활성탄및 평균 입자크기가 2∼7㎜인 제올라이트를 상온에서 첨가하여 담지시키고, 이를 탈수시킨 다음, 활성탄의 형상에 변화를 주지 않으면서 신속한 건조를 하기 위하여 약 90∼120℃에서 건조시켜 상기 탈취제(652)를 얻는다.

여기서, 상기 탈취제(652)는, 활성탄 100중량부에 대하여 제올라이트 5 내지 15중량부를 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 성분들을 활성탄 및 제올라이트에 상온에서 담지시키는 이유는 고온에서 용해시켜 담지시키면 활성탄의 기공구조가 변화될 수 있을 뿐만 아니라, 냉각되어 상온으로 회귀할 때 입자가 형성되어 활성탄의 표면적을 저하시키는 원인으로 작용할 수 있기 때문이다.

상기 제올라이트(zeolite)는 장석(feldspar)류 광물의 일종으로 내부에 있는 나노 크기의 세공 속에 물 분자들을 가득 채우고 있다. 이 제올라이트를 가열하면 무기물이어서 광석은 끓지 않으나 내포된 물 분자가 증발하여 수증기를 발생하는데, 이 모양이 마치 끓는 것처럼 보여 그리스어로 [ "끓는(zeo) 돌(lithos)"]이라는 의미로 명명된 광석이다.

상기 제올라이트는, 오늘날에는 여러 가지 검증을 거쳐 [ Cage나 Channel 구조를 갖는 결정성 규산알루미늄]으로 정의 되고있다. 제올라이트는 촉매, 흡착제, 세제의 첨가제, 사료의 첨가제, 토질 개량제 등으로 많이 사용되며 천연과 합성으로 총 200여종이 존재하고 있음이 알려져 있다.

일반적으로 계면에서 특정 물질의 농도가 증가하는 현상을 흡착(adsorption)이라 부른다, 계면 뿐 아니라 계 전체에서 농도가 고르게 증가하면 흡수(Absorption)라 불러 흡착과 구분한다. 아주 작은 세공이 치밀하게 발달된 고체에서는, 세공 표면을 경계면으로 보면 흡착질이 표면에 흡착되었다고 할 수 있으나, 전체적으로 보면 흡착질이 계면에 고르게 퍼져 있다. 이렇게 흡착과 흡수를 구별하기 어려운 경우를 수착(Sorption)이라고 한다. 제올라이트에서 관찰되는 흡착 현상은 대부분 수착으로 분류해야 하는 경우가 많으나, 관례상 흡착이라고 부른다.

제올라이트의 장점은 높은 온도에서는 안정하다는 것이다. 활성탄이나 숯이 다공성은 좋으나 400℃를 넘어서면 연소되는 단점이 있는 반면 제올라이트는 연소가 되지 않는다는 장점이 있으며 열처리를 통하여 쉽게 흡착된 것을 탈착하고 다시 새로운 것을 흡착할 수 있다. 흡착에 있어 중요한 비표면적도 참숯:250~300m2/g, 활성탄:800~1000m2/g에 비하여 천연제올라이트 : 300~600m2/g, 합성제올라이트 : 800~900m2/g 정도로 상당히 높은 편이다. 본 실시예에서 상기 탈취제(652)가 합성제올라이트를 포함하고 있다.

이하에서는, 상술한 구성의 음식물 쓰레기 건조기(100)가 작동하는 원리의 일례를 설명하기로 한다.

먼저 음식물 쓰레기(F)를 건조 바구니(23)에 수용한 상태에서 전방 도어(20)를 닫고 스위치부(12)를 조작하게 되면, 본체(10)의 후방에서 연장된 전기선 등을 통하여 외부전원이 공급되어 본체(10) 내부의 건조 공간(11)에 장착된 공기 순환 유닛(30)이 구동하게 된다.

상기 임펠러(32)의 구동에 의해 발생한 공기는 히터(33)에서 발열한 열을 포함하여 송풍관(41)으로 이송되고, 상기 송풍관(41)을 통해 건조 바구니(23)에 담겨진 음식물 쓰레기(F)에 송풍되어 음식물 쓰레기를 건조하게 된다.

이 과정에서 상기 유전센서(미도시)는 열풍에 의해 건조되는 음식물 쓰레기의 유전율변화를 측정하여 건조 공간(11)의 수증기발생량을 알아내어 상기 히터(33)와 상기 임펠러(32)의 구동을 제어하게 된다.

상기 히터(33)를 통한 건조과정에서 기화되어 증발되는 수증기를 포함한 공기는 순환 배관(40)의 공기순환에 의해 배기관(42)으로 공급되고, 이 배기관(42)에 공급된 수증기를 포함한 공기는 본체(10) 후방에 장착된 탈취 장치(60)에 공급되어 내장된 탈취제(652)에 흡착된다. 이 탈취제(652)의 교체주기는 적어도 3개월 이상, 통상적으로 6개월 정도이다.

따라서, 상기 탈취제(652)에 악취가 흡착된 깨끗한 공기는, 상기 필터(65)의 상단부에 위치한 그물부재(651)를 통하여 대기중으로 배기된다.

상술한 구성의 음식물 쓰레기 건조기(100)는, 내부에 건조 공간(11)이 형성되어 일부가 외부로 개방된 본체(10); 상기 본체(10)의 개방된 일부를 폐쇄하는 전방 도어(20); 상기 본체(10)의 건조 공간(11)에 배치되며, 음식물 쓰레기를 내부에 수용하는 건조 바구니(23); 상기 건조 공간(11)의 공기를 가열할 수 있는 히터(33)를 포함하며, 상기 건조 공간(11)에 있는 공기를 흡입한 후, 상기 히터(33)에 의하여 가열된 공기를 상기 음식물 쓰레기로 송풍함으로써 음식물 쓰레기를 건조시킬 수 있는 공기 순환 유닛(30); 상기 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화된 수증기를 포함한 공기는 배기관(42)을 통하여 외부로 배출시키고, 상기 히터(33)에 의하여 가열된 공기는 송풍관(41)을 통하여 상기 건조 공간(11)으로 재순환시킬 수 있도록 마련되어 있는 순환 배관(40); 상기 본체(10)의 외부에 장착되어 상기 순환 배관(40)을 통해 외부로 배출되는 상기 공기로부터 악취입자를 흡착하여 탈취할 수 있는 탈취 장치(60);를 포함하며, 상기 탈취 장치(60)는, 활성탄과 제올라이트를 포함하는 탈취제(652)를 포함하므로, 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화되어 증발하는 수증기 발생량을 일정하게 유지하게 되고, 상기 탈취제(652)에 의한 악취입자의 흡착, 탈취성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

그리고 상기 음식물 쓰레기 건조기(100)는, 상기 배기관(42)을 통하여 외부로 배출되는 공기 유량에 대하여, 상기 송풍관(41)을 통하여 건조 공간으로 재순환되는 공기 유량의 비율은 3 내지 6이므로, 음식물 쓰레기(F)에 전달되는 열량과 상기 탈취 장치(60)의 처리 효율을 최적화하여, 음식물 쓰레기(F)의 건조 성능을 최대화시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 상기 음식물 쓰레기 건조기(100)는, 상기 탈취제(652)가, 활성탄 100중량부에 대하여 제올라이트 5 내지 15중량부를 포함하므로, 활성탄만 사용한 경우에 비하여 탈취 효과를 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

그리고 상기 음식물 쓰레기 건조기(100)는, 상기 탈취제(652)가, 동(Cu), 망간(Mn), 수산화나트륨(NaOH) 및 수산화칼륨(KOH)이 담지된 활성탄을 포함하므로, 활성탄만 사용한 경우에 비하여 산성악취의 제거 효율을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 상기 음식물 쓰레기 건조기(100)는, 상기 탈취제(652)가, 물 1ℓ에 5,000∼80,000㎎의 망간(Mn), 5,000∼200,000㎎의 동(Cu), 100∼10,000㎎의 수산화나트륨(NaOH) 및 100∼10,000㎎의 수산화칼륨(KOH)을 용해시킨 다음, 상온에서 평균 입자크기가 0.5∼1.5㎜인 활성탄과 평균 입자크기가 2∼7㎜인 제올라이트를 첨가하여 담지시키고, 이를 탈수 및 90∼120℃에서 건조하여 형성므로, 제조과정에서 활성탄의 기공구조가 변화되지 않고, 활성탄의 표면적이 감소하지 않는 장점이 있다.

그리고 상기 음식물 쓰레기 건조기(100)는, 상기 본체(10) 내부에 설치되어 음식물 쓰레기를 살균하는 자외선 램프(50)를 포함하므로, 음식물 쓰레기(F)에 존재할 수 있는 각종 세균을 탈취 과정 이전에 미리 제거할 수 있는 장점이 있다.

또한 상기 음식물 쓰레기 건조기(100)는, 상기 건조 공간(11)의 기온을 감지할 수 있는 온도 센서(미도시)를 구비하며, 상기 온도 센서가 감지한 건조 공간(11)의 기온이 미리 정한 온도를 초과하는 경우에는 상기 히터(33)의 작동이 중단되므로, 상기 히터(33)의 과열을 방지하고 전기 에너지의 사용을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.

이상으로 본 발명을 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것임은 명백하다.

＊ 도면의 주요부위에 대한 부호의 설명 ＊
100: 음식물 쓰레기 건조기
10: 본체
11: 건조 공간
12: 스위치부
20: 전방 도어
21: 파지부
22: 스토퍼
23: 건조 바구니
24: 수용 공간
25: 그물형 받침부재
30: 공기 순환 유닛
31: 모터
32: 임펠러
33: 히터
34: 흡기구
40: 순환 배관
41: 송풍관
42: 배기관
50: 자외선 램프
60: 탈취 장치
61: 케이스
62: 공기이동로
63: 유입구
64: 마개부재
65: 필터
231: 바구니 장착부
232: 걸이부
611: 외부케이스
612: 내부케이스
613: 필터수용공
641: 중공
651: 그물부재
652: 탈취제
C1: 제1 중심축

Claims (1)

1. 전체적인 외관을 형성하는 용기로서, 내부에 건조 공간이 형성되어 일부가 외부로 개방된 본체;
   상기 본체의 개방된 일부를 폐쇄하는 전방 도어;
   상기 본체의 건조 공간에 배치되며, 음식물 쓰레기를 내부에 수용하는 건조 바구니;
   상기 건조 공간의 공기를 가열할 수 있는 히터를 포함하며, 상기 건조 공간에 있는 공기를 흡입한 후, 상기 히터에 의하여 가열된 공기를 상기 음식물 쓰레기로 송풍함으로써, 상기 건조 바구니에 수용된 음식물 쓰레기를 열풍으로 건조시킬 수 있는 공기 순환 유닛;
   상기 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화된 수증기를 포함한 공기는 배기관을 통하여 외부로 배출시키고, 상기 히터에 의하여 가열된 공기는 송풍관을 통하여 상기 건조 공간으로 재순환시킬 수 있도록 마련되어 있는 순환 배관;
   상기 본체의 외부에 장착되어 상기 순환 배관을 통해 외부로 배출되는 상기 공기로부터 악취입자를 흡착하여 탈취할 수 있는 탈취 장치;를 포함하며,
   상기 공기 순환 유닛은, 외부 전원에 의하여 제1 중심축을 중심으로 회전하는 전기식 모터와, 상기 모터에 결합되어 상기 제1 중심축을 중심으로 회전하는 송풍팬으로서, 상기 모터의 하방에 배치되어 있는 임펠러와, 상기 공기 순환 유닛의 하방에 마련된 흡기구를 포함하며,
   상기 임펠러가 회전하면, 상기 흡기구를 통하여 상기 건조 공간에 있는 공기가 흡입된 후, 상기 순환 배관으로 송풍되며,
   상기 전방 도어는, 하단부가 상기 본체의 하단부에 힌지 결합되어 있으며, 하단부를 중심으로 상단부가 전방으로 회전됨으로써 개방되는 구조를 가지며,
   상기 탈취 장치는, 활성탄과 제올라이트를 포함하는 탈취제를 포함하며,
   상기 배기관을 통하여 외부로 배출되는 공기 유량에 대하여, 상기 송풍관을 통하여 건조 공간으로 재순환되는 공기 유량의 비율은 3 내지 6이며,
   상기 탈취제는, 활성탄 100중량부에 대하여 제올라이트 5 내지 15중량부를 포함하며,
   상기 본체 내부에 설치되어 음식물 쓰레기를 살균하는 자외선 램프를 포함하며,
   상기 건조 공간의 기온을 감지할 수 있는 온도 센서를 구비하며,
   상기 온도 센서가 감지한 건조 공간의 기온이 미리 정한 온도를 초과하는 경우에는 상기 히터의 작동이 중단되며,
   상기 탈취제는, 동(Cu), 망간(Mn), 수산화나트륨(NaOH) 및 수산화칼륨(KOH)이 담지된 활성탄을 포함하며,
   상기 탈취제는, 물 1ℓ에 5,000∼80,000㎎의 망간(Mn), 5,000∼200,000㎎의 동(Cu), 100∼10,000㎎의 수산화나트륨(NaOH) 및 100∼10,000㎎의 수산화칼륨(KOH)을 용해시킨 다음, 상온에서 평균 입자크기가 0.5∼1.5㎜인 활성탄과 평균 입자크기가 2∼7㎜인 제올라이트를 첨가하여 담지시키고, 이를 탈수 및 90∼120℃에서 건조하여 형성되며,
   전원 스위치, 동작 상태를 나타내는 램프, 상기 자외선 램프를 구동하기 위한 스위치, 상기 자외선 램프의 동작 상태를 나타내는 램프를 포함하는 스위치부가 상기 본체의 앞면 상단부에 마련되어 있으며,
   상기 탈취 장치는 상기 탈취제를 내부에 포함하는 필터를 수용할 수 있는 케이스를 포함하고 있으며,
   상기 케이스는, 외부케이스와 내부케이스를 포함하며,
   상기 외부케이스는, 상기 내부케이스를 둘러감싸도록 배치된 케이스이며,
   상기 외부케이스의 일단부에는 상기 배기관과 연통되어 있는 유입구가 형성되어 있으며,
   상기 유입구는, 상기 배기관에 탈착 가능하게 결합될 수 있으며,
   상기 내부케이스는, 상기 외부케이스와 미리 정한 거리만큼 이격된 상태로 상기 외부케이스의 내부에 배치된 케이스로서, 한 쌍이 마련되어 있으며,
   상기 내부케이스의 내부에는, 상기 필터를 탈착 가능하게 수용할 수 있는 필터수용공이 마련되어 있으며,
   상기 필터수용공의 하단부는 상기 필터를 받쳐서 지지할 수 있으며, 공기가 통과할 수 있도록 개구되어 있으며,
   상기 외부케이스와 내부케이스의 사이 공간에는 상기 배기관으로부터 배출되는 공기가 이동할 수 있는 공기이동로가 형성되어 있으며,
   상기 공기이동로는, 일단부가 상기 유입구와 연통되어 있으며 타단부는 상기 필터의 하단부와 연통되어 있으며,
   상기 필터가 상기 필터수용공에 삽입된 상태에서, 마개부재를 사용하여 상기 필터가 상기 내부케이스로부터 이탈하지 않도록 고정되며,
   상기 마개부재는 내부에 중공을 가진 부재로서, 상기 내부케이스의 상단부에 나사결합되어 있는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조기.

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