KR200213016Y1 - 음식물 쓰레기 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 신규한 방식의 음식물 쓰레기 처리장치를 개시한다.

본 고안 장치는 싱크대의 개수조에 연결되는 수밀구조의 케이싱과, 이 케이싱의 내부에 설치된 분리망과, 분리망내에 투입된 음식물 쓰레기를 가압하는 가압수단과, 가압수단의 가압에 대해 상기 음식물 쓰레기를 지지하는 폐쇄수단과, 수분이 제거되고 난 음식물 쓰레기의 찌꺼기의 배출을 안내하는 배출구를 구비하여 구성된다.

이러한 구성에 의하면 소형경량으로 싱크대의 개수조 하부에 직접 설치가 가능하며, 그 작동에 큰 에너지가 소모되지 않을 뿐 아니라 작동에 의한 진동이나 소음이 없고 우수한 탈수효율을 발휘할 수 있는 음식물 쓰레기 처리장치가 제공된다.

Description

음식물 쓰레기 처리장치

본 고안은 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것으로, 특히 음식물 쓰레기를 탈수(脫水) 처리하는 장치에 관한 것이다.

세계적으로 환경오염에 대한 관심이 고조되고 있는 가운데, 환경보전과 폐기물 처리에 세계 모든 나라들이 고심하고 있다. 음식물 쓰레기에 대해서 서구에서는 한때 싱크대 하부에 설치된 디스포져(disposer)에 의해 분쇄하여 이를 물과 함께 하수관으로 흘려 보내는 방식이 널리 사용된 바 있으나, 이것이 수질오염에 큰 영향을 미침이 알려져 이러한 방식은 세계적으로 사용이 금지되었다.

특히 아직껏 채식이 주종을 이루는 우리나라의 식생활 특성을 볼 때, 전체 생활 폐기물 중 채소류등 음식물 쓰레기의 발생량이 전체의 40%에 달하며, 또한 국물이나 수분이 많은 우리 음식물 문화의 특성상 이러한 음식물 쓰레기의 수분 함유량은 거의 7, 80% 이상에 이르고 있다.

이에 따라 우리나라의 생활폐기물은 그 수거와 운반이 매우 비효율적이고 비위생적일 뿐 아니라 서구에서의 쓰레기 처리방법의 주종을 이루는 소각(燒却)방법의 적용이 곤란하여 거의 매립(埋立)방식에 의존하고 있다. 그러나 이러한 매립방식은 최근의 지방자치화에 따라 매립지의 확보가 어려워져 그 처리에 근본적인 문제를 안고 있다.

이와 같은 문제의 해결을 위해 최근에는 음식물 쓰레기를 유기적으로 처리하여 퇴비화 또는 사료화하는 방식이 각광받고 있는데, 이 방법은 처리 소요비용이 매우 저렴하며 폐기물의 재활용이 가능한 등의 여러 가지 이점이 있다.

그러나 이 경우에도 다량의 수분을 함유한 상태로는 쓰레기의 수거 및 운반이 곤란하므로 그 탈수문제가 선결과제가 된다.

가정에서 일반적으로 사용되고 있는 음식물 쓰레기의 탈수방법은 자연탈수 방식이라고 볼 수 있는데, 이것은 음식물 쓰레기를 싱크대등에 방치하여 수분을 제거한 뒤 찌꺼기를 수거하는 방식이다. 그러나 이 방법은 음식물 쓰레기를 장시간 방치해야 하므로 냄새나 파리의 꼬임등 매우 비위생적이며 다른 조리작업을 방해하고 탈수효율이 매우 낮아 실질적으로 유효성을 가지지 못한다.

이에 따라 싱크대 하부에 설치할 수 있는 기계적 탈수장치들이 제안된바 있는데, 그 중 하나는 원심분리방식의 장치이다. 이것은 세탁기의 탈수기와 동일한 원리로서 음식물 쓰레기를 싱크대 하부의 회전용기에 투입시킨 후 이를 고속으로 회전시킴으로써 탈수시키는 장치이다. 그러나 이러한 장치는 음식물 쓰레기 표면에 부착된 수분만을 제거할 뿐 내부 수분은 제거하지 못하여 효율이 낮을 뿐 아니라 고속회전이 필요하므로 작동시의 진동과 소음이 매우 큰 문제가 있다. 더구나 회전용기는 그 구조상 이를 분리하지 않고는 내용물을 꺼낼수가 없으므로 소정량의 쓰레기를 탈수시마다 회전용기를 분리하여 잔류하는 찌꺼기를 별도의 수거봉투에 옮겨야 하는 불편이 있어 가정용으로는 실용화가 불가능하다.

한편 음식물 쓰레기를 처리하는 다른 장치로는 녹즙기의 구성을 그대로 이용한 장치를 싱크대 하부에 설치한 구성이 제안된 바 있는데, 이는 탈수효율은 매우 우수하지만 녹즙기 자체의 문제점을 그대로 나타내어 음식물 쓰레기의 처리에는 적절하지 못하다. 즉 두 분쇄기어가 맞물려 회전구동되는 구성의 녹즙기는 착즙(窄汁)은 잘 이뤄지지만 착즙되고난 찌꺼기가 분쇄기어 사이 및 부리망 사이에 잘 끼게 되므로 빈번한 분해청소가 필요하게 된다. 따라서 이를 음식물 쓰레기의 탈수에 사용하는 경우에는 편의를 제고하기는커녕 지저분한 쓰레기 찌꺼기의 제거를 위한 빈번한 분해소제 작업이 필요하여, 역시 실용화되지 못하고 있다.

이외에도 음식물 쓰레기의 분쇄나 건조, 또는 발효처리등을 위한 여러 가지 장치들이 제안된 바 있으나, 이들은 모두 음식점등의 대량의 음식물 쓰레기가 발생하는 곳에서의 대용량 처리에나 사용될 수 있거나 그 처리가 효율적이지 못하여, 가정에서 소량씩 발생되는 음식물 쓰레기의 처리에는 전혀 사용될 가능성이 없다.

이와 같은 종래의 문제점들을 감안하여 본 고안의 목적은 가정에서 발생되는 소량의 음식물 쓰레기의 처리에도 편리하게 사용될 수 있을 뿐 아니라, 구성에 따라 음식점등 다량의 음식물 쓰레기의 처리에도 유효하게 사용될 수 있는 처리장치를 제공하는 것이다.

도1은 본 고안 장치의 전체적인 구성을 보이는 시스템도,

도2는 본 고안 장치의 기능적 구성을 보이는 단면도,

도3A 내지 A는 본 고안 장치의 작동을 보이는 순차적 단면도들이다.

＜도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명＞

S : 개수조(槽)

1 : 케이싱(casing)

2 : 분리망(分離網)

3 : 가압수단

4 : 폐쇄수단

5 : 배출구

상술한 목적의 달성을 위해 본 고안에 의한 음식물 쓰레기 처리장치는,

싱크대의 개수조 하부로 연결되는 배수관과 하수관사이에 횡방향으로 설치되는 수밀구조의 케이싱과,

이 케이싱의 내부에 설치되며, 수분이 통과하는 분리구멍이 다수 형성되어 배수관을 통해 낙하된 음식물 쓰레기가 그 내부로 투입되는 분리망과,

이 분리망의 일단에 설치되며 제1구동수단에 의해 분리망내에 투입된 음식물 쓰레기를 가압하는 가압수단과,

분리망의 타단에 설치되어 상기 가압수단의 가압에 대해 상기 음식물 쓰레기를 지지하며, 제2구동수단에 의해 개폐되는 폐쇄수단과,

케이싱의 폐쇄수단 하부에 형성되어 수분이 제거되고 난 음식물 쓰레기의찌꺼기의 배출을 안내하는 배출구를,

구비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하면 소형경량으로 싱크대의 개수조 하부에 직접 설치가 가능하며, 그 작동에 큰 에너지가 소모되지 않을 뿐 아니라 작동에 의한 진동이나 소음이 없고 우수한 탈수효율을 발휘할 수 있는 음식물 쓰레기 처리장치가 제공된다.

실시예

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도1 및 도2에서, 본 고안 장치는 바람직하기로 싱크대의 개수조(S) 하부의 배수관(P1)과 하수관(P2)의 사이에 연결되어 설치되는데, 양 관(P1, P2)에 연통(連通)되어 장치 전체의 지지부를 형성하는 케이싱(casing;1)과, 그 내부에 설치되어 다수의 분리구멍(2a)이 형성된 분리망(2)을 구비한다. 케이싱(1)과 분리망(2)은 대략 원통형으로 구성되는 것이 바람직하다.

케이싱(1)의 일측에는 분리망(2) 내부에서 음식물 쓰레기를 가압하는 가압수단(3)을 이동시키는 제1구동수단(M1)이 설치되고, 타측에는 이 쓰레기의 가압시 지지점이 되며 탈수가 완료된 찌꺼기를 배출하는 폐쇄수단(4)을 개폐시키는 제2구동수단(M2)이 구비된다. 폐쇄수단(4)의 하부에는 찌꺼기의 배출을 안내하는 배출구(5)가 설치되어 그 하부에 찌꺼기 수집통(6)이 위치하게 된다. 이 수집통(6)은 필요에 따라서는 쓰레기 분리수거용의 수거봉투로 대체될 수 있다.

양 구동수단(M1, M2)에는 이에 대한 전원공급과 상대적인 동작을 제어하는 제어부와 사용자의 조작버튼등이 포함되는 조작패널(7)이 전기적으로 접속된다.

이러한 구성에 있어서는 개수조(S)에 발생된 음식물 쓰레기가 배수관(P1)을 통해 본 고안 장치의 분리망(2) 내부로 낙하하여 이에 일시저장되고, 이 과정에서 분리망(2)을 통해 자연적인 방법으로 수분이 일차적으로 제거된다. 그런데 본 고안 장치의 구동전에 쓰레기가 과도하게 투입되거나 개수조(S)상의 음식물 세척등으로 다량의 물이 투입되면 개수조(S)로 넘칠 가능성이 있으므로 배수관(P1)과 하수관(P2) 사이에는 과잉되는 물의 오버플로우(overflow)를 위한 바이패스(bypass)관(P3)이 설치되는 것이 바람직하다. 이때 바이패스관(P3)의 입구에는 음식물 쓰레기의 직접유입을 방지하기 위한 적절한 보호망이 설치되고, 배수관(P1) 내부에도 숟가락이나 젓가락 또는 티스푼등 장치의 작동을 저해할 이물질의 투입을 방지하기 위한 적절한 보호망이 설치되는 것이 바람직하다.

한편 가압수단(3)과 폐쇄수단(4)은 각각 케이싱(1) 및 분리망(2)의 축방향으로 구동되어야 하므로 양 구동수단(M1, M2)은 각각 선형(線形) 구동수단으로 구성되어야 한다. 이러한 선형 구동수단으로 가장 널리 사용되고 있는 것은 유압 또는 공압 액튜에이터(actuator)이나 이들은 그 구성상 압력발생 및 저장장치등이 필요하여 소형경량화에는 문제가 있다. 이에 따라 양 구동수단(M1, M2)은 리니어 모터(linear motor)로 구성되는 것이 바람직한 바, 이를 도2를 통해 살펴보기로 한다.

먼저 가압수단(3)측을 살펴보면, 이는 분리망(2)의 내부를 이동하는 피스톤(31)을 구비하는데, 이 피스톤(31)의 내부에는 나사구멍(32)이 형성되어, 제1구동수단(M1)의 구동축(34)에 연결된 나사봉(33)과 나사결합되어 있다. 제1구동수단(M1)은 정역(正逆)회전 가능한 모터로 구성되는데, 이러한 구성에 의해 피스톤(31)은 제1구동수단(M1)의 회전방향에 따라 분리망(2)의 축방향으로 이동된다.

여기서 피스톤(31)의 가압력의 증가를 위해서는 나사구멍(32) 및 나사봉(33)의 나사산의 피치(pitch)를 미세하게 형성하거나, 제1구동수단(M1)을 감속기어군을 포함하는 기어붙이 모터(geared motor)로 구성하거나, 또는 양 방법 모두를 병용할 수 있다.

한편 폐쇄수단(4)측을 살펴보면, 이는 케이싱(1)의 내측에 힌지(hinge;44)로 결합되어 분리망(2)의 단부를 폐쇄하는 개폐구(41)와, 제2구동수단(M2)의 구동축에 결합된 구동보스(42), 그리고 이 구동보스(42)의 내주와 나사결합된 구동봉(43)이 구비되고, 구동봉(43)의 선단은 개폐구(41) 후단의 이어(ear;45)와 장공(長孔 ;46)을 통해 결합된다.

여기서 구동보스(42) 및 구동봉(43)의 나사의 피치는 전술한 바와 같이 미세피치로 형성될 수 있고, 필요에 따라 제2구동수단(M2)도 기어붙이 모터로 구성될 수 있다.

한편 분리망(2)은 케이싱(1)의 내부에 바람직하기로 그 양단이 플랜지(11,12)에 결합지지되는 바, 이 플랜지(11,12)에는 물의 외부 누출을 방지하기위한 수밀(水密)구조의 형성을 위해 적절한 가스켓(gasket;13,14)이 설치되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 고안 장치의 작동을 도3의 각도를 통해 살펴 보기로 한다.

본 고안 장치 상부의 개수조(S)에서는 일상적인 가정의 조리작업이 이루어지게 되는 바, 음식물 재료등의 세척작업등에 사용된 물은 분리망(2) 또는 바이패스관(P3)을 통해 하수관(P2)으로 배출되고, 이 물에 포함되거나 별도로 버려진 음식물 쓰레기(G)는 도3A에 도시된 바와 같이 배수관(P1)을 통해 본 고안 장치의 분리망(2) 내부에 투입되어 탈수작동이 이루어지기까지 일시 저장된다. 이 상태에서 쓰레기(G)에 포함된 수분이 자연 배출되고 투입되는 물의 양이 과도한 경우 바이패스관(P3)을 통해 오버플로우가 이루어짐은 전술한 바와 같다.

여기서 탈수가 개시될 시기는 일시저장된 쓰레기(G)의 양을 중량이나 근접센서등으로 감지하거나 사용자의 판단에 의해 감지될 수 있는데, 이에따라 조작패널(7)의 제어부 또는 조작버튼에 의해 탈수작동이 개시되면, 제1구동수단(M1)이 정방향으로 회전을 개시하여 도3B와 같이 피스톤(31)이 도면의 우방으로 이동하며 쓰레기(G)를 밀어주게 된다.

이때 폐쇄수단(4)의 개폐구(41)는 폐쇄상태를 유지하여 도3C와 같이 쓰레기(G)는 피스톤(31)과 개폐구(41)사이에서 가압이 이루어짐으로써 쓰레기(G)에 포함된 수분(W)은 분리망(2)의 분리구멍(2a)을 통해 하수관(P2)측으로 낙하배출되어, 피스톤(31)과 개폐구(41) 사이에는 분리구멍(2a)을 통과하지 못하는 찌꺼기(G')가 잔류되며 가압에 따라 점차 그 수분(W) 함유량이 감소된다.

여기서 피스톤(31)이 우방으로 이동할수록 개폐구(41)과의 사이에 존재하는 찌꺼기(G')에 대한 가압력이 증대되는데, 이 가압력이 증가될수록 수분(W)의 잔류량은 감소되지만 가압력이 과대한 경우에는 찌꺼기(G')가 분리망(2)의 분리구멍(2a)을 통해 하수관(P2)으로 배출되는 한편 분리구멍(2a)을 폐색(閉塞)시킬 우려가 있다.

그러므로 적절한 시점에서 도3D와 같이 개폐구(41)를 개방하여 찌꺼기(G')를 배출시킬 필요가 있는데, 이러한 개방시기의 결정방법으로는 기계적인 방법과 전기적인 방법이 사용될 수 있다. 먼저 기계적인 방법으로 가장 단순한 방법은 피스톤(31)의 이동 스트로크(stroke)상의 소정위치에 리미트(limit) 스위치등을 설치하여 피스톤(31)이 그 위치에 도달하면 이를 감지하여 제2구동수단(M2)을 기동시킴으로써 개폐구(41)를 개방하는 방법이다.

그러나 이러한 방법은 분리망(2)내의 음식물 쓰레기(G)의 투입량이 일정하지 못하므로 투입량이 과소하면 탈수율이 저하되고 과대하면 제1구동수단(M1)에 과부하가 걸릴 우려가 있다. 이에 따라 개폐구(41)측에 적절한 압력 스위치를 설치하여 감지압력이 소정의 설정치 이상일 때 제2구동수단(M2)을 기동시키도록 하는 것이 더욱 바람직할 것이다.

한편 개폐구(41)의 개방시기를 결정하는 전기적 방법으로는 피스톤(31)을 구동하는 제1구동수단(M1)에 인가될 전력(전압 × 전류)이 피스톤(31)의 가압력에 따라 증가되는 점을 감안하여 그 전류를 측정하여 어느 한계 이상일 때 제2구동수단(M2)을 작동시켜 개폐구(41)를 개방하는 방법이다.

이러한 개방시기의 결정방법이나 그 기계 및 전기적 요소등에 대한 상세한 구성은 본원의 실용화를 위한 설계과정에서 구체화되어, 필요에 따라 후속출원으로 보완될 것이다.

도3D에서 개폐구(41)가 개방되면, 피스톤(31)의 우방 이동에 따라 찌꺼기(G')는 배출구(5)를 통해 찌꺼기 수집통(6)으로 낙하되어 이에 수집한다. 바람직하기로 피스톤(31)은 분리망(2)의 단부까지 이동하여 분리망(2)내에 찌꺼기(G')가 잔류되지 않도록 작동되는 바, 찌꺼기(G')의 효율적인 배출을 위해서 피스톤(31)과 분리망(2)의 단부는 서로 대응하는 테이퍼(taper)를 형성하여 절두(截頭) 원추(圓錐)형의 형태로 구성하는 것이 바람직하다. 또한 찌꺼기 수집통(6)은 전술한 바와 같이 쓰레기 수거봉투로 대체될 수 있는 바, 이 경우 배출구의 하부에는 수거봉투의 지지를 위한 적절한 고리(hook)등 지지수단이 구비되는 것이 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 의하면 소형경량으로 싱크대의 개수조 하부에 직접 설치가 가능하며, 그 작동에 큰 에너지가 소모되지 않을 뿐 아니라 작동에 의한 진동이나 소음이 없고 우수한 탈수효율을 발휘할 수 있는 음식물 쓰레기 처리장치가 제공된다. 이와 같은 장치는 필요한 처리용량에 따라 임의 크기로 구성이 가능하므로 음식점등 다량의 쓰레기 발생처에도 사용이 가능하며, 발효등 유기적 처리방법의 전(前)처리장치로도 구성이 가능하여 음식물 쓰레기 뿐 아니라 수분을 포함하는 제반 유기 폐기물 처리에 응용할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 싱크대의 개수조(S) 하부로 연결되는 배수관(P1)과 하수관(P2)사이에 횡방향으로 설치되는 수밀구조의 케이싱(1)과,

   이 케이싱(1)의 내부에 설치되며 수분(W)이 통과하는 분리구멍(2a)이 다수 형성되어 상기 배수관(P1)을 통해 낙하된 음식물 쓰레기(G)가 그 내부로 투입되는 분리망(2)과,

   이 분리망(2)의 일단에 설치되며 제1구동수단(M1)에 의해 상기 분리망(2)내에 투입된 상기 음식물 쓰레기(G)를 가압하는 가압수단(3)과,

   상기 분리망(2)의 타단에 설치되어 상기 가압수단(3)의 가압에 대해 상기 음식물 쓰레기(G)를 지지하며, 제2구동수단(M2)에 의해 개폐되는 폐쇄수단(4)과,

   상기 케이싱(1)의 상기 폐쇄수단(4) 하부에 형성되어 상기 수분(W)이 제거되고 난 음식물 쓰레기(G)의 찌꺼기(G')의 배출을 안내하는 배출구(6)를,

   구비하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1구동수단(M1)이 기어붙이 모터로 구성되고,

   상기 가압수단(3)이 상기 제1구동수단(M1)의 구동축(34)에 연결된 나사봉(33)과 나사결합되는 나사구멍(32)이 형성된 피스톤(31)을 구비하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제2구동수단(M2)이 기어붙이 모터로 구성되고,

   상기 폐쇄수단(4)이, 상기 케이싱(1)의 내측에 힌지(44)로 결합되어 상기 분리망(2)의 단부를 폐쇄하는 개폐구(41)와, 상기 제2구동수단(M2)의 구동축에 결합된 구동보스(42)와, 이 구동보스(42)의 내주와 나사결합되며 그 선단이 상기 개폐구(41) 후단에 결합되는 구동봉(43)을 구비하는 것을

   특징으로 하는 음식물 쓰레기 처리장치.