KR20000053670A - 환경 보전형 세척장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용한 세척수의 반복사용에 의한 수돗물 사용을 절감하고 세정수를 반복 사용함으로서 세제사용량을 절감하여 환경을 보전할 수 있는 세척장치의 개발에 관한 것이다.

식기 세척기, 의류 세탁기, 기계류 부품 세척기, 자동차 세척기등의 세제를 사용하는 모든 업체 및 가정에서 세척에 필요한 세제 및 수돗물을 일회 사용하고 하수도로 흘려보냄으로서 발생하는 환경 오염을 감소시키고 물의 사용량을 줄여 갈수록 심각해지는 환경 오염과 수자원 부족으로부터 환경을 보전하기 위하여 수돗물 저장조, 헹굼물 저장조, 주세척수 저장조 및 관련 순환펌프와 노즐로 구성된 시스템에서 최종 세척에 사용된 수돗물을 헹굼물로 사용하고 헹굼물로 사용하고 난 물을 주 세척수로 사용하며 각각의 저장조는 흘러넘침관을 이용하여 각 저장조의 수위를 일정하게 유지하면서도 흘러 들어오는 량만을 배출하도록 함으로서 수돗물 사용을 감소시키고, 세재가 용해된 세정액 재순환 저장조와 순환펌프 및 노즐, 세정액 제어 장치로 구성된 세정액 재순환 시스템을 통하여 한번 사용된 세정액을 수회 반복사용함으로서 세제의 하수 배출을 감소시킴으로서 환경을 보전할 수 있는 수돗물 및 세정액 재사용 세척방법을 개발하였다. 특히, 본 시스템의 자동이송장치로 그동안 사용되었던 고가의 벨트 콘베이어 시스템 대신에 그릇과 같은 피 세척물을 그물과 같은 망으로 구성된 이송상자에 담고 세척상자의 양단에 기어홈과 같은 일정 간격의 망을 구성하고 원주에 이빨을 배열한 회전자를 이송상자의 양단부 홈과 맞물리게 하여 회전시킴으로서 이송상자를 일정 속도로 직선운동 할수 있게 만든 피 세척물 자동 이송장치를 개발함으로서 세척장치의 단순화와 가격인하를 유도할 수 있도록 하였다.

Description

환경 보전형 세척장치{The method and apparatus of washing device to protect the environment}

산업발전의 속도가 가속화되면서 인건비의 상승과 3D업종에 대한 선호도 저하에 의하여 세척장치에 대한 자동화가 빠른 속도로 이루어지고 있다. 세척장치의 자동화는 식기 세척분야와 기계 세척, 의류 세척용 세탁기등에 대한 기술개발이 집중적으로 이루어졌다. 그러나, 전 국토의 산업화에 따른 산업 폐기물의 대량 방출과 산업용 및 가정용 세제의 방출량이 갈수록 늘어나고 있어, 전 국토에 분포되어 있는 강물이 상수원으로서의 사용이 매우 심각한 위협을 받고 있는 시점이다. 이에가정 및 산업체에서 한번만 사용하고 하수도로 흘려보내는 현재 시스템을 개선하여사용하고 난 물을 재사용하고, 세재가 용해된 세정액을 반복 사용함으로서 갈수록심각해져가는 물 부족 현상을 해결하고, 자연으로 배출되는 세제의 량을 절감시켜환경을 보존하고자 한다.

본 발명은 식기 세척기, 의류 세탁기, 기계류 부품 세척기등에 이용하여 한번 사용하고 난 수도물과 세정액을 수회 반복 사용함으로서 수돗물과 세제의 사용량을 경감할 수 있는 기술이다. 현재 세척기류는 한번 사용하고 난 물과 세정액을 반복 사용하지 않고 곧바로 하수도에 버리는 설비등이 대부분이어서 수돗물과 세제의 사용이 엄청날 뿐만 아니라, 벨트콘베이어를 이용하는 자동이송 세척기계는 설비자체가 고가이기 때문에 소규모 업체에서는 사용할 수가 없다. 이에 사용하고 난 물을 수회 반복 사용하는 세척방법을 개발함으로서 엄청난 양의 세제와 음식물찌꺼기가 환경을 오염시키는 것을 막을 수 있다.

그러나, 현실은 환경에 대한 관심의 결여로 세정액 재사용에 대한 연구가 없어 세정액 재사용 시스템은 개발되지 않고, 모든 식기세척기등 세척장비에서는 한번 사용한 세척수 및 헹굼수를 일회 사용으로 제한하여 귀중한 물의 낭비와 세제의 과다 사용으로 인한 환경오염이 심각한 사회문제가 되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 세척용수의 일회 사용으로 인한 세제와 수돗물의 낭비를 현격히 줄여 환경오염을 저감시키고자 한번 사용하고 난 수돗물과 세정액을 수회반복 사용함으로서 물과 세제의 사용량을 줄이고, 세척장치 한 대에 수도물 및 세정액 반복사용시스템을 개발, 사용하고자 한다.

또한 피 세척물 자동이송 시스템으로 채용되고 있는 벨트콘베이어 시스템에 대항하여 간단하면서도 피 세척물을 자동이송시킬 수 있는 이송장치를 개발하였다.

도 1 은 본 발명에 의한 일 실시예의 전체 시스템 구성도.

도 2 는 본 발명에 의한 피 세척물 이송상자 개념도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 수돗물 저장조 20 : 헹굼물 저장조

22 : 헹굼물 순환 펌프 23 : 헹굼물 분사 노즐

13 : 헹굼물 흘러넘침 배관 30 : 주세척수 저장조

32 : 주세척수 순환펌프 40 : 세정액 저장조

42 : 세정액 순환펌프 46 : 세제 주입제어장치

50 : 초벌 세척수 저정조 60 : 피 세척물 이송상자

70 : 이송상자 이송장치

수돗물과 세제 사용량을 최소화하기 위한 본 고안은 수돗물 재 사용 시스템과 세제 순환 시스템으로 대별된다. 식기등 피 세척물건은 이물질이 묻어 있는 상태로 이송상자(60)에 자연스럽게 놓여진 상태에서 이송상자 수송장치(70)의 회전에 의하여 본 세척 시스템으로 들어온다. 본 시스템은 이송상자 수송장치의 운전으로 연속적으로 들어오는 피세척물(61)을 고체상 이물질 제거, 세정액 분사, 주 세척, 헹굼, 수돗물 세척의 순서로 자동 세척을 수행한다. 일반적으로 물체의 연속이동은 벨트콘베이어 시스템을 이용하나 본 고안에서는 피 세척물(61)을 담은 상자(60)가 연속적으로 이동하도록 된 자동이송장치에 의하여 전진한다. 피 세척물이 직선상으로 연속 이동을 할 때 자동 세척이 이루어지도록 하기 위하여 자동 이송상자 수송시스템(70) 하부에는 고체상 이물질 제거, 세정액 분사, 주 세척, 헹굼, 수돗물 세척의 순서로 각각의 기능을 수행하도록 하는 고정 시스템이 장치되어 있다.

피세척물이 처음 들어오는 곳에는 피세척물에 붙어 있는 고체상 이물질을 초별 제거하기 위하여 분사 노즐(52)과 관련 배관, 노즐에서 고압으로 분사되는 세척수에 의하여 그릇에서 떨어진 이물질이 하수구로 흘러가지 못하도록하는 스트레이너(54, strainer), 떨어진 물을 저장하는 저장조(50), 물을 배출하기 위한 배출밸브(53) 및 배관등이 연결되어 있다. 본 저장조(50)로 들어온 물은 주 세정조(30)로 중력에 의하여 들어가 주 세정펌프(32)를 통하여 재순환한다. 이로서 고체상 이물질은 초벌세척 노즐에 의하여 스트레이너에 모이고 이송상자가 세정액 분사 시스템으로 들어온다.

세정액 분사시스템은 상수도관(3)을 통하여 세정액 저장조(40)에 물이 공급되며 일정 수위가 유지되도록 부자(45)를 이용한 수위제어장치(46)등이 구비되어 있다. 본 저장조의 수위는 상한점과 하한점을 설정하여 수위가 하한점에 이르렀을 때 수돗물이 공급되고 상한점에 이르렀을 때 수원공급이 중단된다. 수돗물이 공급되는 배관에 세제 주입구를 연결하여 보충되는 물에 해당하는 만큼의 세제가 추가된다. 본 세제주입은 에젝터( ejector)방식이나 수위에 연동시킨 별도 세제공급용 장치등을 구성할 수 있다. 수위제어 장치도 기존의 개발되어 있는 부자식이나 전자제어방식, 전자제어 밸브등 다양한 방법에 의하여 구성할 수 있으므로 여기서는 상세히 기술하지 않는다. 상한과 하한사이에서 유지되는 세정액 저장조(40)에 세정액 순환펌프(42), 세정액 분사노즐(43)이 연결되어 세제가 용해된 세정액을 피세척물에 분사시키고 분사된 세정액은 중력에 의하여 다시 세정액 저장조(40)로 되돌아온다. 피세척물에 붙어있는 이물질의 일부가 본 세정액 저장조로 반입되어 오므로 이들을 모으기위한 스트레이너가 필요하지만 본 도에는 보이지 않았다. 또한 반복 사용회수가 늘어남에따라 세정액에 이물질이 섞여 세정능력을 감소시키게 되므로 세척수량이 일정 한도에 이르면 세정액 자체를 교환할 필요가 있을 경우 세정액 배출밸브(44)를 열어 더러워진 세정액을 교환한다. 세정액 순환시스템에서 피 세척물에 세제를 끼얹은 다음 피세척물 이송상자(60)는 주 세척시스템으로 간다.

주세척 시스템은 세척수 저장조(30)와 주 세척펌프(32), 주 세척노즐(33) 및 초벌세척 노즐(52)로 가는 분기관등의 관련 배관으로 구성되어 있다. 주 세척펌프(32)의 가압으로 노즐(33)을 토하여 분사되는 고압 세척수는 피 세척물에 묻어 있는 이물질을 완전히 제거한다. 세척 노즐(33)은 고정식이거나 회전식을 채택할 수 있다. 본 순환시스템에도 피세척물에 붙어있는 이물질의 일부가 본 세정액 저장조로 반입되어 오므로 이들을 모으기위한 스트레이너가 필요하지만 본 도에는 보이지 않았다. 주 세척시스템에서 피 세척물에 붙어있는 이물질은 제거되지만 아직 세제와 세척수 자체가 깨끗하지 못한 상태이므로 이송상자(60)의 이동을 따라 피 세척물은 헹굼공정에 이른다.

헹굼수 저장조(20)와 순환펌프(22), 헹굼수 분사 노즐(23)로 구성된 본 시스템은 노즐 상부에 있는 피 세척물에 고압 헹굼수를 분사시켜 세제와 주 세척수에 포함된 미세한 이물질을 제거한다.

헹굼공정에서 깨끗이 세척된 피 세척물은 상수도에 직결된 배관(1)의 끝에 있는 노즐(11)에서 분사되는 청정수로 최종 세척됨으로서 세척을 완료한다. 세척이 끝나면 피 세척물을 건조하기 위한 온풍공급, 세척효율을 높이기 위한 주 세척수등의 가열등 부가적인 실비를 사용할 수 있으며 이는 기존의 개발된 기술과 설비를 이용하는 분야이므로 본 장에서는 설명하지 않는다.

세척에 사용하는 세척수 사용량을 절감하기 위하여 본 고안에서는 수돗물을 이용한 피 세척물의 최종 세척, 최종 세척에 사용하고 난 물을 이용하여 헹굼 공정에 이용, 헹굼에 이용된 물을 주 세척 시스템이 이용하는 세척수 재 사용 시스템순으로 이용한다.

세척공정의 끝에 있는 세척노즐에는 수돗물이 직접 공급된다. 노즐(11)에서 분사되어 피 세척제를 최종적으로 씻고난 물은 하부에 있는 상수 저장조(10)로 떨어진다. 본 세척수 저장조로 계속해서 떨어지는 물은 저장조 하부로부터 헹굼조(20) 상부로 이어지는 수돗물 넘침 배관(13)을 따라 헹굼조로 넘쳐 흘러들게 된다. 헹굼물 순환펌프(22)에 의하여 헹굼물은 계속순환되며 흘러 들어온 수돗물만큼은 다시 헹굼물 흘러넘침 배관(25)을 통하여 헹굼물 저장조(20) 최 하부에서 주 세척수 저장조(30)로 흘러들어간다. 흘러넘침 관(13,25,36)은 저장조의 하부에서 다음 저장조의 상부로 이어져 비중이 높아 직전 저장조의 하부에 있는 이물질을 포함한 용액을 다음 저장조로 흘려 보냄으로서 직전 저장조의 물을 항상 가장 깨끗한 상태로 유지할 수 있다. 또한 다음 저장조의 상부로 이어짐으로서 직전 저장조의 수위를 본 흘러넘침관의 상부 위치와 동일하게 유지시켜 줌으로서 직전 저장조의 수위를 넘어 흘러 들어오는 물만을 흘려 보내 직전 저장조의 수위를 일정하게 유지한다. 주 세척조(30)로 흘러 들어온 물은 주 세척수 순환펌프(32)에 의하여 주 세척노즐(33)과 초벌 세척노즐(52)에서 피 세척물을 세척시킨 후 자중에 의하여 다시 주 세척수 저장조(30)로 흘러들어온다. 헹굼수 저장조(20)에서 흘러 들어온 만큼의 세척수는 다시 주 세척수 흘러넘침관(36)을 통하여 주 세척수 저장조(30)의 수위를 유지하면서 하수구로 흘러 넘치게 한다.

이와같이 본 고안에서는 피 세척물의 최종 세척에만 상수도를 이용하고, 사용한 물을 이용하여 다음 헹굼, 세척을 수행함으로서 세척에 사용하는 수돗물의 사용을 현저히 절감할 수 있다.

벨트콘베이어가 없이 피 세척물을 자동으로 이동하게 할 수 있도록 본 발명에서는 두 종류로 구성된 피 세척물 자동이송 시스템을 고안하였다. [도2]에서 보이는 바와같이 스테인리스 망등을 상호 용접한 그물형으로 구성한 피 세척물 운반 상자(60)에 피 세척물을 엎어 놓는다. 본 운반상자는 중간중간에 수직봉(63)을 용접하여 피 세척물을 세워두는데 편리하도록 한다. 운반상자(60)의 양단에는 망과 망사이가 일정하도록 배열하여 평기어의 기능을 수행 할 수 있도록 제작한다. 원주를 따라가면서 발을 용접하여 이송상자의 평이빨(62)과 맞물려 주 세척장치에 고정되어 있는 회전장치(70)가 돌아감에따라 이송상자는 자동으로 직진할 수 있다. 이송상자와 이송상자를 밀접하게 붙여놓고 유자형(U type) 클램프등을 이용할 경우 아주 쉽고도 간단하게 상호 연결되어 하나의 상자를 이송시키면 함께 연결된 모든 상자가 움직이게 되어 결국은 모든 이송상자가 직선으로 전진하게 된다. 물론 본 이송시스템에는 구동모터, 회전자(70)를 고정하기 위한 베어링, 모터와 회전자의 연결 커플링, 모터 지지장치, 이송상자(60)의 양축에 회전자를 배치할 것, 모터 속도 제어장치, 회전자 제어 시스템등 부가적인 장치가 필요하지만 복 특허의 청구 내용에 포함되어있지 않을 뿐만 아니라 전문적인 기계적 지식이 있는 사람이 구현 가능한 범위이므로 기술하지 않는다.

도면에는 보이지 않았지만 이물질이 노즐에 기어 분사능력을 저하하는 현상을 막기위하여 모든 저장조에서 펌프로 진입하는 배관의 입구에는 스트레이너가 설치되어야 한다. 또한 [도1]에는 하부에 상부로만 세척수등이 분사된 것으로 표시되어 있으나 노즐은 상하부에서 위치하여 분사되어야 한다. 또한 모든 저장조에는 사용하고난 물을 배출하기 위한 배출밸브(53,44,35,24,12)가 있어 물을 교체 할 수 있다.

도1은 본 발명에 의한 일실시예의 전체 시스템 구성도로서, 도시된 바와 같이 세척시스템 및 이송상자 수송시스템이 일체화되어 있다.

본 시스템을 발명함으로서 식기 세척기, 의류 세탁기, 기계류 부품 세척기, 자동차 세척기등의 세제를 사용하는 모든 업체 및 가정에서 일회 사용하고 하수도로 흘려보내던 세제를 수십회 반복사용함으로서 세제의 사용량을 혁신적으로 감소시키며 피 세척물을 씻기위해 필요한 물을 수돗물에 직결하여 하나의 용도로만 쓰고 버리던 물을 최종 그릇을 닦고난 물은 헹굼물로, 다 쓰고난 헹굼물은 세정액으로 재 사용함으로서 현재 사용하는 수돗물의 사용량을 수십분지 일로 감소시킨다. 이와같이 기존의 세척장치에서 소요되는 물의 사용량을 수십배 절감할 수 있고, 자연으로 흘러나가는 세제를 거의 회수할 수 있음으로 인하여 귀중한 수자원을 보호하고, 환경보전을 기할 수 있다.

Claims (2)

1. 식기 세척기, 의류 세탁기, 기계류 부품 세척기, 자동차 세척기등의 세제를 사용하는 모든 업체 및 가정에서 일회 사용하고 하수도로 흘려보내던 세제 및 수돗물을 반복 사용함으로서 환경 오염을 감소시키고 물의 사용량을 줄여 갈수록 심각해지는 환경 오염과 수자원 부족으로부터 환경을 보전하기 위하여

   수돗물 저장조, 헹굼물 저장조, 주세척수 저장조 및 관련 순환펌프와 노즐로 구성된 [도1]과 같은 시스템에서 최종 세척에 사용된 수돗물을 헹굼물로 사용하고 헹굼물로 사용하고난 물을 주 세척수로 사용하며 각각의 저장조는 흘러넘침관을 이용하여 각 저장조의 수위를 일정하게 유지하면서도 흘러들어오는 량만을 배출하도록함으로서 수돗물 사용을 감소시키고, 세재가 용해된 세정액 재순환 저장조와 순환펌프 및 노즐, 세정액 제어 장치로 구성된 세정액 재순환 시스템을 통하여 한번 사용된 세정액을 수회 반복사용함으로서 세제의 하수 배출을 감소시킴으로서 환경을 보전할 수 있는 수돗물 및 세정액 재사용 세척방법
2. 피 세척물을 그물과 같은 망으로 구성된 이송상자에 담고 세척상자의 양단에 기어홈과 같은 일정 간격의 망을 구성하고 원주에 이빨을 배열한 회전자를 이송상자의 양단부 홈과 맞물리게 하여 회전시킴으로서 이송상자를 일정 속도로 직선운동할수 있게 만든 피 세척물 자동 이송장치.