KR19980050411A - 음식물쓰레기처리장치의 작동제어방법 및 이 작동제어방법을 따르는 음식물쓰레기 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투입된 음식물쓰레기를 수용하는 처리조와, 상기 처리조내의 음식물쓰레기를 교반시키는 교반기를 가지는 음식물쓰레기 처리장치의 작동제어방법 및 이 작동방법으로 제어되는 음식물쓰레기처리장치에 관한 것으로서, 상기 교반기를 3 - 5 분 동안 구동하는 교반단계와, 상기 교반후, 20 - 40 분 동안 상기 교반기의 작동을 중지시키는 휴지단계를 포함한다. 이에 의해 처리조내에 투입되는 음식물쓰레기가 매우 효과적으로 분해되게 된다는 우수한 효과가 제공된다.

Description

음식물쓰레기처리장치의 작동제어방법 및 이 작동제어방법을 따르는 음식물쓰레기 처리장치

본 발명은 음식물쓰레기 처리장치의 작동제어방법 및 이 제어방법에 의해 작동되는 음식물쓰레기 처리장치에 관한 것이다.

음식물쓰레기처리장치는, 소각처리가 어려운 일반 가정이나 음식점으로 부터의 음식물쓰레기를 처리하여 처분하는 장치이다. 이러한 음식물쓰레기 처리장치에는, 투입구를 통해 투입되는 음식물쓰레기를 수용하는 처리조와, 이 처리조내에 수용된 음식물쓰레기를 호기성 미생물 및 수분조정제와 교반시키는 교반기가 마련되어 있다. 교반기의 교반작용에 의해 수분조정제와 미생물과 함께 혼합되는 음식물쓰레기는, 미생물의 분해작용에 의해 분해되게 되며, 이 때 발생하는 악취가스는 배기팬에 의하여 급송되어 정화처리후 외부로 배출되게 된다. 수분조정제는, 음식물쓰레기에 함유된 다량의 수분을 조절하여 미생물의 생육조건을 활성화시키는 역할을 하고, 이에 따라 미생물의 분해효율이 향상되게 된다.

한편, 음식물쓰레기 처리장치의 처리조내에 설치된 교반기는, 정역구동모터의 구동에 의하여 작동하게 된다. 도 5는 종래의 음식물쓰레기처리장치의 작동제어방법의 개략적 흐름도이다. 이 흐름도에서 볼 수 있는 바와 같이, 종래의 음식물쓰레기처리장치의 작동은, 외부로 부터의 전원이 인가된 상태에서(P1), 투입구를 통해 처리조내에 음식물쓰레기가 투입되고, 운전키가 온선택되게 되면(P2), 정역구동모터가 작동하게 된다(P3). 이 때, 정역구동모터는 약 3분 즉, 180초 동안의 작동(P3)과 60분 동안의 작동중단을 교호적으로 진행하는 주기로 제어되며, 이에 의해 처리조내에서 설치된 교반기도 이러한 사이클을 따라 교반회전하게 된다.

그리고, 정역구동모터가 구동정지된 60분 동안 배기팬이 작동하게 되며(P5), 이 배기팬의 작동에 의해 처리조내의 악취가스가 배출되게 된다. 이러한 정역구동모터의 구동정지동안, 호기성 미생물의 분해활동이 활발히 진행되게 되며, 이 때, 도시않은 제어부는, 정역구동모터의 구동정지시간이 60분이 경과하였는가를 판별하여(P6), 60분이 경과된 경우, 운전키오프여부를 판별하게 된다(P7). 그래서, 운전키가 오프된 경우 기기의 작동을 중단시키고, 운전온 상태에서는 상기한 과정을 따라 정역구동모터를 회전시키게 된다(P3). 한편, 정역구동모터의 작동은, 통상적으로, 소정 시간동안의 정방향 회전과 나머지 시간동안의 역방향 회전으로 제어되게 된다.

그런데, 이러한 종래의 제어방법에 의하여 작동되는 음식물쓰레기 처리장치들은, 그 크기 및 모델에 관계없이 교반기의 교반회전이 일괄적으로 3분 회전에 60분 작동 중지되고, 숭풍팬의 작동주기도 또한 일정치 않아, 이에 따라 음식물쓰레기의 효율적인 분해가 이루어지지 않는다는 문제점이 있다. 즉, 미생물에 의한 분해효율은, 처리조내의 온도 및 교반되는 음식물쓰레기 사이에 공급되는 공기에 의해 변화되게 되는데, 종래의 음식물쓰레기 처리장치는, 일정치 않은 배기팬의 구동으로 내부 온기가 외부로 유출되게 되며, 또한, 적당하지 아니한 교반기의 작동 및 작동중지에 의해 교반되는 음식물쓰레기 사이에 통기가 적절하게 이루어지지 않게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 종래의 문제점을 고려하여, 처리조내에 투입되는 음식물쓰레기를 효과적으로 분해시킬 수 있는 음식물쓰레기 처리장치의 작동제어방법 및 이 작동방법에 따라 제어되는 음식물쓰레기 처리장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 음식물쓰레기처리장치의 정단면도,

도 2는 도 1의 측단면도,

도 3은 교반기의 부분확대도,

도 4는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치의 작동제어방법의 흐름도,

도 5는 종래의 음식물쓰레기처리장치의 작동제어방법의 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5 : 처리조 7 : 음식물쓰레기

9 : 발열장치 12 : 교반기

15 : 교반익 17 : 보조익

19 : 정역구동모터 27 : 배기관

29 : 배기팬 31 : 정화부

상기 목적은, 본 발명에 따라, 투입된 음식물쓰레기를 수용하는 처리조와, 상기 처리조내의 음식물쓰레기를 교반시키는 교반기를 가지는 음식물쓰레기 처리장치의 작동제어방법에 있어서, 상기 교반기를 3 - 5 분 동안 구동하는 교반단계와, 상기 교반후, 20 - 40 분 동안 상기 교반기의 작동을 중지시키는 휴지단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치의 작동제어방법에 의하여 달성된다.

여기서 상기 교반단계는, 상기 교반기를 일측 방향으로 회전시키는 정회전단계와; 상기 정회전 후 타측 방향으로 회전시키는 역회전단계를 포함하여 구성하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 휴지단계에서 상기 처리조내의 처리가스를 배출시키는 배기단계가 이루어지도록 하면, 음식물쓰레기의 분해효율을 훨씬 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 목적은, 음식물쓰레기 처리장치에 있어서, 처리될 음식물쓰레기를 수용하는 처리조와; 상기 처리조내에 회전가능하게 설치되는 교반익과; 상기 교반익을 정역회전시키는 정역구동모터와; 상기 정역구동모터를 3 - 5 분간 정역방향으로 구동시킨 후, 20 - 40 분간 정지시키는 과정을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치에 의하여 달성된다.

여기서 상기 처리조내의 처리가스를 배출하기 위한 배기팬을 더 포함하며; 상기 제어부는 상기 구동모터의 정지기간중에 상기 배기팬을 작동시키도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 교반익에는, 그 각각의 자유단부영역에 축선방향의 가로로 인장된 보조익을 더 설치하여, 음식물쓰레기를 효과적으로 교반시킬 수 있다. 이 때, 상기 보조익은 V 형 단면형상을 가지도록 구성하는 것이 바람직하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 음식물쓰레기처리장치의 정단면도이고, 도 2는 도 1의 측단면도, 그리고, 도 3은 교반기의 부분확대도이다. 이들 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 음식물쓰레기 처리장치(1)는, 외부케이싱(3)의 내부에 음식물쓰레기(7)를 수용하는 처리조(5)가 설치되어 있고, 그 상부에 음식물쓰레기(7)의 투입을 위한 투입구개폐용 도어(25)가 설치되어 있다. 처리조(5)는, 거의 U 형상을 가지며, 이 U 형상의 처리조내에는, 음식물쓰레기(7)를 교반하는 교반기(12)가 마련되어 있다.

교반기(12)는, 처리조(5)의 외측에 고정설치된 정역구동모터(19)로부터 회전력을 제공받는 교반축(13)과 이 교반축(13)을 따라 소정간격을 두고 방사상으로 연장된 다수의 교반익(15)으로 구성되어 있다. 교반익(15)들은, 그 교반축선상에 상호 72°각도로 배치되어 교반축(13)의 전 길이구간에 5개가 마련되며, 이에 따라 각기 일정한 소정거리를 유지하게 된다. 그리고, 교반축(13)의 말단과 정역구동모터(19)의 회전축(13)에는 각각 풀리(21)가 설치되어 상호 스프라켓(23)을 통해 연결되어 있다. 한편, 각각의 교반익(15)에는, 그 말단영역의 소정길이에 축선방향의 가로로 연장된 보조익(17)이 설치되어 있다. 이들 보조익(17)은, V형 단면형상을 가지며, 교반익(15)의 회전을 따라 유동하여 음식물쓰레기(7)를 효과적으로 교반시킨다.

처리조(5)의 하부영역에는, 처리조(5)내의 온도를 감지하는 온도감지센서(11)가 부착되어 있고, 처리조(5)의 외면에는 처리조내를 일정온도로 유지시키는 발열장치(9)가 설치되어 있다. 발열장치(9)는, 온도감지센서(11)로 부터의 감지신호를 제공받아 제어신호를 출력하는 도시않은 제어부에 의해 조리실내의 온도를 약 30℃ - 40℃ 로 유지시킨다. 이 온도는 음식물쓰레기(7)와 혼합된 미생물의 분해활동을 가장 활성화 시킬 수 있는 온도로서, 이에 따라 음식물쓰레기(7)의 분해효율이 향상되게 된다.

한편, 미생물의 분해작용에 의해 분해되는 음식물쓰레기(7)에서는 암모니아 및, 메틸멀캅탄, 아세트알데히드, 초산, 유화수소, 황하메틸, 스틸렌 등의 성분이 함유된 악취가스가 발생하게 된다. 이러한 악취가스는, 처리조(5)의 상부에 마련된 배기관(27)을 통해 외부로 배출되게 된다. 그리고, 배기관(27)의 유로내에는, 처리조내의 악취가스를 강제배출시키는 배기팬(29)과, 배출되는 악취가스를 정화시키는 정화부(31)가 마련되어 있다.

정화부(31)는, 담체수용본체와 이 본체내에 수용된 미생물균주의 기생을 위한 다수의 다공질세라믹담체(33)로 구성된다. 다공질세라믹담체(33)는 갈탄, 규조토, 활성탄, 점토 등의 천연재료를 고온에서 소성화시켜 다공성을 가지고 있으며, 다공내에는 냄새제거에 효능이 있는 미생물균주가 고정화 되어 있다. 그리고, 담체수용본체의 유입공 및 유출공의 전면에는 다공질세라믹담체(33)의 외부유출을 차단하는 망상체가 부착되어 있다.

이러한 구성에 따른 음식물쓰레기 처리장치(1)는, 투입구를 통하여 음식물쓰레기(7)가 처리조내에 투입되게 되면, 교반기(12)가 회전하여 음식물쓰레기(7)를 호기성 미생물 및 수분조정제와 혼합시킨다. 이 때, 처리조내는, 발열장치(9)에 의해 미생물의 분해활동이 가장 활발한 온도로 유지되게 되며, 혼합되는 음식물쓰레기(7) 사이에는 공기의 공급이 이루어지게 된다. 한편, 교반작용에 의해 미생물 및 수분조정제와 골고루 섞인 음식물쓰레기(7)는, 교반기(12)의 작동중지동안 적정한 온도 및 미생물의 활발한 분해활동으로 분해되게 된다. 따라서, 이러한 교호적으로 진행되는 교반기(12)의 작동주기에 따라 음식물쓰레기(7)의 분해효율이 변화되게 된다.

이하에서는, 교반주기에 대한 음식물쓰레기(7)의 분해율을 측정한 실험결과표를 통해 채택된 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치의 작동제어방법을 설명하기로 한다. 다음의 표 1은 음식물쓰레기 처리장치(1)의 목업세트(Mock - up Set) 3대를 마련하고, 이들 각 처리조내의 교반기(12)를 3분회전에 50분정지, 3분회전에 30분정지, 그리고, 3분회전에 5분정지시켜 분해율을 측정한 실험결과표이다. 이 때, 총 교반기(12)의 작동시간은 20시간이었다.

	#1 (3분회전/50분정지)	#2 (3분회전/30분정지)	#3 (3분회전/5분정지)
과일류	투입량(g)	1000	1000	1000
	검출량(g)	69	33	10
	분해율(%)	93.1	96.7	99.0
	담체온도(℃)	53.8	59.2	46.7
야채류	투입량(g)	1000	1000	1000
	검출량(g)	140	75	81
	분해율(%)	86.0	92.5	91.9
	담체온도(℃)	58.3	55.8	48.6
생선류	투입량(g)	1000	1000	1000
	검출량(g)	19	7	17
	분해율(%)	98.1	99.3	98.3
	담체온도(℃)	-	-	-
잔반류	투입량(g)	1000	1000	1000
	검출량(g)	10	1	5
	분해율(%)	99.0	99.9	99.5
	담체온도(℃)	59.6	56.5	50.2
평균분해율(%)	94.1	97.1	97.2
담체온도평균값(℃)	57.2	57.2	48.5

이 표에서 볼 수 있는 바와 같이, 각 세트의 처리조내에는 음식물쓰레기(7) 1㎏ 씩을 투입시켰으며, 이들 음식물쓰레기(7)로는 과일류(사과, 단감, 바나나 껍질 등), 야채류(배추, 무우, 오이, 호박, 당근, 파, 양파, 콩나물 등), 생선류(고등어, 꽁치 등), 그리고, 잔반류(식당에서 발생하는 잔반)을 각각 구별하여 실험하였다. 음식물쓰레기(7)의 분해율은, 20시간동안 교반기(12)의 교반회전 및 교반중지를 교호적으로 진행시킨후 처리조내에 수분조정제와 함께 잔존하는 음식물쓰레기(7)의 무게를 측정함으로써 계산할 수 있었다.

이러한 결과표를 통해 음식물쓰레기(7)의 분해율은, 각 교반기(12)의 작동중지시간을 짧게 할수록 증대되는 것을 볼 수 있었다. 그리고, 세가지 목업세트중에서 #2와 #3을 비교해 보면, 그 평균분해율에 있어 다소 차이가 있긴 하지만 아주 경미하며, 분해가 용이하지 아니한 섬유질로 구성된 야채류의 음식물쓰레기(7)의 분해율은 #2의 조건이 더 양호한 것으로 나타나 있다. 또한, #3의 경우에는, 평균분해율이 양호한 반면, 교반기(7)에 음식물쓰레기가 휘감기는 부작용이 발생하여 작동에 무리를 가하는 것을 관찰할 수 있었다. 이에 따라 #3의 경우는, 바람직한 교반조건으로 보기 어렵다는 결론을 얻게 되었으며, 교반기(12)를 3분 회전에 30분 정지시키는 작동제어방법을 채택하게 되었다.

한편, 도 4는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치의 작동제어방법의 흐름도로서, 이 흐름도에서는, 상기 실험결과표를 통해 채택된 교반주기에 의해 제어되는 음식물쓰레기처리장치의 작동흐름도가 도시되어 있다. 본 음식물쓰레기 처리장치(1)는, 전원이 인가된 상태에서(s1), 투입구를 통해 처리조내에 음식물쓰레기(7)를 투입시키고 운전키를 온시키면(S2) 작동개시되게 된다. 우선, 운전키로 부터의 발생신호를 인가한 제어부는, 정역구동모터(19)를 정방향으로 회전시킨다(S3). 그러면, 이 정역구동모터(19)에 풀리(21) 및 스프라켓(23)을 통해 연결되어 있는 교반기(12)가 회전하여 처리조내의 음식물쓰레기(7)를 호기성 미생물 및, 수분조정제와 함께 혼합시킨다.

이 때, 제어부는, 정역구동모터(19)의 정방향 회전이 2분동안 이루어졌는가를 판별하여(S4), 2분이 경과한 경우, 정역구동모터를 역방향으로 1분동안 더 회전시킨다(S5). 이러한 정역구동모터(19)의 정역회전과 유동하여 교반기(12)가 교반회전하는 동안, 처리조내의 온도는, 미생물의 분해활동이 가장 활발한 온도인 30℃ - 40℃로 발열장치(9)에 의하여 유지되게 된다. 이에 따라, 교반되는 음식물쓰레기(7) 사이에는 통기가 이루어지게 되며, 이러한 조건하에서 미생물의 작용으로 점차적으로 음식물쓰레기(7)의 분해가 이루어지게 된다. 그리고, 이 음식물쓰레기(7)의 분해와 함께 악취가스가 발생하게 된다.

한편, 정역구동모터(19)의 역방향 회전이 1분 경과하면(S6), 제어부는, 정역구동모터(19)의 작동을 중지시키고, 배기관내에 설치된 배기팬(29)을 구동시킨다(S7). 이 배기팬(29)에 의해 처리조내의 악취가스가 외부로 강제배출되게 되며, 이 강제배출되는 유로상에 설치된 정화부(31)를 거치며 정화처리되게 된다. 이러한, 배기팬(29)의 작동은 교반기(12)의 교반회전이 중지된 휴지시간 즉, 30분 동안 연속적으로 진행될 수 있으며, 처리조내의 적정 온도유지를 위하여 휴지기간동안 소정 시간간격으로 진행시킬 수도 있다.

그리고, 정역구동모터(19)의 작동중지로 교반기(12)의 휴지시간이 30분경과하게 되면(S8), 제어부는 배기팬(29)의 구동을 중지시키고(S9), 운전키 오프상태를 판별한 후(S10), 다시 정역구동모터(19)를 정방향으로 회전시킨다(s3). 이 후, 운전키가 오프될 때까지, 상기한 작동제어방법이 연속적으로 진행되게 된다.

이러한 구성 및 작동제어방법에 의하여, 본 음식물쓰레기처리장치(1)는, 배기팬(29)의 작동을 제어하여 처리조내를 적정온도로 유지할 수 있는 한편, 이러한 온도조건에서 교반기(13)를 3분 회전 30분 구동정지시킴으로써, 효과적으로 음식물쓰레기(7)의 분해효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 교반익(15)에 설치된 보조익(17)에 의하여 처리조내의 음식물쓰레기(7)가 골고루 섞이게 되며, 이에 따라 음식물쓰레기(7) 사이에 원할한 통기가 이루어지게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 처리조내에 투입되는 음식물쓰레기를 효과적으로 분해시킬 수 있는 음식물쓰레기 처리장치의 작동제어방법 및 이 제어방법에 따라 작동되는 음식물쓰레기 처리장치가 제공되게 된다.

Claims (7)

1. 투입된 음식물쓰레기를 수용하는 처리조와, 상기 처리조내의 음식물쓰레기를 교반시키는 교반기를 가지는 음식물쓰레기 처리장치의 작동제어방법에 있어서, 상기 교반기를 3 - 5 분 동안 구동하는 교반단계와, 상기 교반후, 20 - 40 분 동안 상기 교반기의 작동을 중지시키는 휴지단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치의 작동제어방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 교반단계는, 상기 교반기를 일측 방향으로 회전시키는 정회전단계와, 상기 정회전 후 타측 방향으로 회전시키는 역회전단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치의 작동제어방법.
3. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서, 상기 휴지단계에서 상기 처리조내의 처리가스를 배출시키는 배기단계가 행하여지는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치의 작동제어방법.
4. 음식물쓰레기 처리장치에 있어서, 처리될 음식물쓰레기를 수용하는 처리조와, 상기 처리조내에 회전가능하게 설치되는 교반익과, 상기 교반익을 정역회전시키는 정역구동모터와, 상기 정역구동모터를 3 - 5 분간 정역방향으로 구동시킨 후, 20 - 40 분간 정지시키는 과정을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 처리조내의 처리가스를 배출하기 위한 배기팬을 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 구동모터의 정지기간중에 상기 배기팬을 작동시키는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 교반익에는, 그 각각의 자유단부영역에 축선방향의 가로로 인장된 보조익이 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 보조익은 V 형 단면형상을 가지는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치.