KR20060089319A - 음식물 쓰레기 처리기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음식물쓰레기가 투입 가열되는 반응조의 호퍼 내 온도와 상기 호퍼를 가열하는 열매체유의 온도 차이 그리고 기 설정된 온도에 따라 반응조를 포함한 전체 시스템의 동작이 제어되도록 함은 물론 자칫 버려져 소멸될 수 있는 패열을 이용하여 상기 열매체유를 부가적으로 재 가열함으로써, 상기 반응조의 호퍼로 투입되는 음식물쓰레기를 투입량에 관계없이 완전하게 처리함과 동시에 에너지를 절감할 수 있도록 구성된 음식물쓰레기 처리장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징에 따르면,음식물쓰레기가 투입되는 투입구 및 처리된 음식물쓰레기의 부산물이 배출되는 배출구가 구비된 호퍼의 내부에 음식물쓰레기를 교반하거나 처리된 음식물쓰레기의 부산물을 배출구 방향으로 안내하는 교반임펠라가 구동모터의 구동에 의하여 회전되도록 설치되고 상기 호퍼의 하부에는 가열히터에 의해 열매체유가 가열되면서 상기 호퍼에 담긴 음식물쓰레기를 간접 가열하는 가열탱크가 설치된 반응조와, 상기 반응조의 호퍼 내에서 음식물쓰레기가 가열되어 발생된 증기가 냉각파이프를 통과하면서 냉각팬에 의해 발생된 외부의 냉각공기와 접촉 응축되어 응축수와 공기로 분리되도록 하는 응축기와, 상기 응축기를 통과한 공기가 열공급관과 촉매관을 지나면서 상기 열공급관과 촉매관에 내장된 탈취히터 및 세라믹담체와 백금촉매에 의해 탈취되도록 하는 탈취기와, 상기 탈취기를 통과한 공기를 다시 반응조의 호퍼로 재 유입시켜 호퍼의 내부 온도를 상승시킴과 동시에 상기 반응조의 호퍼 내에 공기압력부하가 발생되면 공기를 외부로 배출시킴으로써 상기 탈취기를 통과하여 반응조의 호퍼로 재 유입되는 공기의 흐름을 조절해주는 공기순환조절관과, 상기 응축기를 통과한 공기를 탈취기로 압송하는 송풍기와, 상기 응축기에 의해 생성된 응축수가 활성탄필터을 지나면서 최종 여과 처리되어 일정량씩 외부로 배출되도록 하는 드레인관, 등이 포함되어 이루어진 통상의 음식물쓰레기 처리기에 있어서,
상기 반응조의 가열히터에 의해 가온되어 일정한 온도 유지를 나타내면서 상기 호퍼를 가열하는 열매체유의 온도와, 음식물쓰레기가 투입 처리되면서 온도 변화를 나타내는 호퍼 내부의 온도와, 그리고 상기 일정한 온도를 유지하는 열매체유의 온도 및 변화를 나타내는 호퍼 내부의 온도를 바탕으로 기 설정된 온도에 따라 제어부가 상기 반응조의 가열히터 및 구동모터와, 응축기의 냉각팬과, 송풍기와, 탈취기의 탈취히터를 포함한 전체 시스템의 동작을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 음식물쓰레기가 투입되는 투입구 및 처리된 음식물쓰레기의 부산물이 배출되는 배출구가 구비된 호퍼의 내부에 음식물쓰레기를 교반하거나 처리된 음식물쓰레기의 부산물을 배출구 방향으로 안내하는 교반임펠라가 구동모터의 구동에 의하여 회전되도록 설치되고 상기 호퍼의 하부에는 가열히터에 의해 열매체유가 가열되면서 상기 호퍼에 담긴 음식물쓰레기를 간접 가열하는 가열탱크가 설치된 반응조와, 상기 반응조의 호퍼 내에서 음식물쓰레기가 가열되어 발생된 증기가 냉각파이프를 통과하면서 냉각팬에 의해 발생된 외부의 냉각공기와 접촉 응축되어 응축수와 공기로 분리되도록 하는 응축기와, 상기 응축기를 통과한 공기가 열공급관과 촉매관을 지나면서 상기 열공급관과 촉매관에 내장된 탈취히터 및 세라믹담체와 백금촉매에 의해 탈취되도록 하는 탈취기와, 상기 탈취기를 통과한 공기를 다시 반응조의 호퍼로 재 유입시켜 호퍼의 내부 온도를 상승시킴과 동시에 상기 반응조의 호퍼 내에 공기압력부하가 발생되면 공기를 외부로 배출시킴으로써 상기 탈취기를 통과하여 반응조의 호퍼로 재 유입되는 공기의 흐름을 조절해주는 공기순환조절관과, 상기 응축기를 통과한 공기를 탈취기로 압송하는 송풍기와, 상기 응축기에 의해 생성된 응축수가 활성탄필터을 지나면서 최종 여과 처리되어 일정량씩 외부로 배출되도록 하는 드레인관이 포함되어 이루어진 통상의 음식물쓰레기 처리기에 있어서,
상기 탈취기의 열공급관 및 촉매관이 반응조의 열매체유를 지나도록 가열탱크에 지지 설치되어, 상기 탈취기의 탈취히터에 의해 가열된 열공급관 및 촉매관이 열매체유를 부가적으로 가열할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치가 제공된다.
Description
도 1 은 본 발명에 실시예에 의한 음식물쓰레기 처리장치를 나타낸 전체 구성도.
도 2 는 본 발명인 음식물쓰레기 처리장치의 주요부인 반응조를 나타낸 측단면도.
도 3 은 본 발명인 음식물쓰레기 처리장치의 주요부인 교반 임펠라를 나타낸 사시도.
도 4 는 본 발명을 제어하기 위한 회로 블록도.
도 5 는 호퍼 내부의 온도 변화를 나타낸 특성도.
도 6 은 본 발명에 의한 온도 제어 방법을 수행하기 위한 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 반응조 110 : 호퍼
111 : 투입구 111a : 개폐모터
111b : 개폐도어 111c : 자동정지기능
112 : 배출구 112a : 개폐모터
112b : 개폐도어 113 : 파쇄날
120 : 교반임펠라 121 : 샤프트축
122 : 교반날개 122a : 교반편
122b : 경사편 123 : 회동암
130 : 구동모터 131 : 구동축
132 : 스플라켓 133 : 체인
134 : 장력조절기어 140 : 가열히터
150 : 열매체유 160 : 가열탱크
170 : 열매체보조탱크 171 : 열매체연결관
172 : 팽창밸브 200 : 응축기
210 : 냉각파이프 220 : 냉각팬
300 : 탈취기 310 : 열공급관
320 : 촉매관 330 : 탈취히터
340 : 세라믹담체 350 : 백금촉매
400 : 공기순환조절관 410 : 안내관
420 : 흡배기관 500 : 드레인관
510 : 활성탄필터 600 : 제어부
610 : 호퍼온도감지센서 620 : 열매체유온도감지센서
630 : 탈취온도감지센서 640 : 타이머
650 : 설정온도저장부 660 : 비교기
670 : 컨트롤러 710 : 제1연결관
720 : 제2연결관 730 : 제3연결관
731 : 역지변 800 : 송풍기
본 발명은 음식물쓰레기 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 음식물쓰레기가 투입 가열되는 반응조의 호퍼 내 온도와 상기 호퍼를 가열하는 열매체유의 온도 차이 그리고 기 설정된 온도에 따라 반응조를 포함한 전체 시스템의 동작이 제어되도록 함은 물론 자칫 버려져 소멸될 수 있는 패열을 이용하여 상기 열매체유를 부가적으로 재 가열함으로써, 상기 반응조의 호퍼로 투입되는 음식물쓰레기를 투입량에 관계없이 완전하게 처리함과 동시에 에너지를 절감할 수 있도록 구성된 음식물쓰레기 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 종래의 음식물쓰레기 처리장치는, 음식물쓰레기가 저장 공간 내부로 투입되면 히터 등의 가열 수단에 의하여 가열하여 건조시키거나, 압축 등을 통하여 음식물쓰레기의 수분을 뺀 다음 열풍 건조시켜 수분만 제거된 상태로 형태 변화없이 말려있는 상태로 된다.
또한, 배출 공기는 별도의 탈취기술의 적용 없이 하수관으로 연결시켜 2차 오염을 야기시킬 수 있다.
상기 가열 수단은 보통 타이머 등에 의하여 그 동작 시간을 설정하여 음식물쓰레기를 가열 건조시키게 된다.
그런데, 이러한 종래의 가열 건조식 음식물쓰레기 처리장치는 가열 및 절단에 의하여 음식물쓰레기를 건조된 형태로 함으로써 감량, 감용의 목표를 달성하였으나, 타이머에 의하여 가열 수단 및 그 외의 전체 시스템의 동작 시간을 설정함으로써 완전 자동화되지 못한 처리기를 제공하였다.
즉, 타이머에 의하여 동작 시간을 인위적으로 설정함으로써 투입된 음식물쓰레기의 양이나 수분 함유 상태, 그리고 음식물쓰레기의 종류에 따른 건조 시간 등을 반영하지 못하게 된다.
이로 인해, 음식물쓰레기가 완전히 건조되지 못한 경우에는 다시 타이머의 시간을 설정을 하여 재 건조가 이루어져야 하는 등 완전한 건조가 이루어지지 못하고, 이로 인한 많은 문제점들이 있으며 악취 또한 발생하게 된다.
또한, 음식물쓰레기가 설정된 시간 내에 완전히 건조되는 경우에도 가열 수단은 계속 작동되고 있으므로, 에너지 낭비의 결과를 초래하고, 이 또한 음식물쓰레기의 양에 따른 신속한 처리가 이루어지지 못하게 되는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점에 착안하여 제안된 것으로, 그 목적은 음식물쓰레기가 투입 가열되는 반응조의 호퍼 내 온도와 상기 호퍼를 가열하는 열 매체유의 온도 차이 그리고 기 설정된 온도에 따라 반응조를 포함한 전체 시스템의 동작이 제어되도록 함은 물론 자칫 버려져 소멸될 수 있는 패열을 이용하여 상기 열매체유를 부가적으로 재 가열함으로써, 상기 반응조의 호퍼로 투입되는 음식물쓰레기를 투입량에 관계없이 음식물쓰레기의 고속 및 완전처리, 탈취 효과, 그리고 에너지 절감의 효과를 갖도록 구성된 음식물쓰레기 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면,음식물쓰레기가 투입되는 투입구 및 처리된 음식물쓰레기의 부산물이 배출되는 배출구가 구비된 호퍼의 내부에 음식물쓰레기를 교반하거나 처리된 음식물쓰레기의 부산물을 배출구 방향으로 안내하는 교반임펠라가 구동모터의 구동에 의하여 회전되도록 설치되고, 상기 호퍼의 하부에는 가열히터에 의해 열매체유가 가열되면서 상기 호퍼에 담긴 음식물쓰레기를 간접 가열하는 가열탱크가 설치된 반응조와, 상기 반응조의 호퍼 내에서 음식물쓰레기가 가열되어 발생된 증기가 냉각파이프를 통과하면서 냉각팬에 의해 발생된 외부의 냉각공기와 접촉 응축되어 응축수와 공기로 분리되도록 하는 응축기와, 상기 응축기를 통과한 공기가 열공급관과 촉매관을 지나면서 상기 열공급관과 촉매관에 내장된 탈취히터 및 세라믹담체와 백금촉매에 의해 탈취되도록 하는 탈취기와, 상기 탈취기를 통과한 공기를 다시 반응조의 호퍼로 재 유입시켜 호퍼의 내부 온도를 상승시킴과 동시에 상기 반응조의 호퍼 내에 공기압력부하가 발생되면 공기를 외부로 배출시킴으로써 상기 탈취기를 통과하여 반응조의 호퍼로 재 유입되는 공기의 흐름을 조절해주는 공기순환조절관과, 상기 응축기를 통과한 공기 를 탈취기로 압송하는 송풍기와, 상기 응축기에 의해 생성된 응축수가 활성탄필터을 지나면서 최종 여과 처리되어 일정량씩 외부로 배출되도록 하는 드레인관, 등이 포함되어 이루어진 통상의 음식물쓰레기 처리기에 있어서,
상기 반응조의 가열히터에 의해 가온되어 일정한 온도 유지를 나타내면서 상기 호퍼를 가열하는 열매체유의 온도와, 음식물쓰레기가 투입 처리되면서 온도 변화를 나타내는 호퍼 내부의 온도와, 그리고 상기 일정한 온도를 유지하는 열매체유의 온도 및 변화를 나타내는 호퍼 내부의 온도를 바탕으로 기 설정된 온도에 따라 제어부가 상기 반응조의 가열히터 및 구동모터와, 응축기의 냉각팬과, 송풍기와, 탈취기의 탈취히터를 포함한 전체 시스템의 동작을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치가 제공된다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 음식물쓰레기가 투입되는 투입구 및 처리된 음식물쓰레기의 부산물이 배출되는 배출구가 구비된 호퍼의 내부에 음식물쓰레기를 교반하거나 처리된 음식물쓰레기의 부산물을 배출구 방향으로 안내하는 교반임펠라가 구동모터의 구동에 의하여 회전되도록 설치되고, 상기 호퍼의 하부에는 가열히터에 의해 열매체유가 가열되면서 상기 호퍼에 담긴 음식물쓰레기를 간접 가열하는 가열탱크가 설치된 반응조와, 상기 반응조의 호퍼 내에서 음식물쓰레기가 가열되어 발생된 증기가 냉각파이프를 통과하면서 냉각팬에 의해 발생된 외부의 냉각공기와 접촉 응축되어 응축수와 공기로 분리되도록 하는 응축기와, 상기 응축기를 통과한 공기가 열공급관과 촉매관을 지나면서 상기 열공급관과 촉매관에 내장된 탈취히터 및 세라믹담체와 백금촉매에 의해 탈취되도 록 하는 탈취기와, 상기 탈취기를 통과한 공기를 다시 반응조의 호퍼로 재 유입시켜 호퍼의 내부 온도를 상승시킴과 동시에 상기 반응조의 호퍼 내에 공기압력부하가 발생되면 공기를 외부로 배출시킴으로써 상기 탈취기를 통과하여 반응조의 호퍼로 재 유입되는 공기의 흐름을 조절해주는 공기순환조절관과, 상기 응축기를 통과한 공기를 탈취기로 압송하는 송풍기와, 상기 응축기에 의해 생성된 응축수가 활성탄필터을 지나면서 최종 여과 처리되어 일정량씩 외부로 배출되도록 하는 드레인관이 포함되어 이루어진 통상의 음식물쓰레기 처리기에 있어서,
상기 탈취기의 열공급관 및 촉매관이 반응조의 열매체유를 지나도록 가열탱크에 지지 설치되어, 상기 탈취기의 탈취히터에 의해 가열된 열공급관 및 촉매관이 열매체유를 부가적으로 가열할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치가 제공된다.
이하 본 발명인 음식물쓰레기 처리장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 실시예에 의한 음식물쓰레기 처리장치를 나타낸 전체 구성도이고, 도 2 는 본 발명인 음식물쓰레기 처리장치의 주요부인 반응조를 나타낸 측단면도이며, 도 3 은 본 발명인 음식물쓰레기 처리장치의 주요부인 교반 임펠라를 나타낸 사시도이고, 도 4 는 본 발명을 제어하기 위한 회로 블록도이며, 도 5 는 호퍼 내부의 온도 변화를 나타낸 특성도이고, 도 6 은 본 발명에 의한 온도 제 어 방법을 수행하기 위한 흐름도이다.
도시한 바와 같은 본 발명인 음식물쓰레기 처리기는
음식물쓰레기가 투입되는 투입구(111) 및 처리된 음식물쓰레기의 부산물이 배출되는 배출구(112)가 구비된 호퍼(110)의 내부에 음식물쓰레기를 교반하거나 처리된 음식물쓰레기의 부산물을 배출구(112) 방향으로 안내하는 교반임펠라(120)가 구동모터(130)의 구동에 의하여 회전되도록 설치되고 상기 호퍼(110)의 하부에는 가열히터(140)에 의해 열매체유(150)가 가열되면서 상기 호퍼(110)에 담긴 음식물쓰레기를 간접 가열하는 가열탱크(160)가 설치된 반응조(100)와,
상기 반응조(100)의 호퍼(110) 내에서 음식물쓰레기가 가열되어 발생된 증기가 냉각파이프(210)를 통과하면서 냉각팬(220)에 의해 발생된 외부의 냉각공기와 접촉 응축되어 응축수와 공기로 분리되도록 하는 응축기(200)와,
상기 응축기(200)를 통과한 공기가 열공급관(310)과 촉매관(320)을 지나면서 상기 열공급관(310)과 촉매관(320)에 내장된 탈취히터(330) 및 세라믹담체(340)와 백금촉매(350)에 의해 탈취되도록 하는 탈취기(300)와,
상기 탈취기(300)를 통과한 공기를 다시 반응조(100)의 호퍼(110)로 재 유입시켜 호퍼(110)의 내부 온도를 상승시킴과 동시에 상기 반응조(100)의 호퍼(110) 내에 공기압력부하가 발생되면 공기를 외부로 배출시킴으로써 상기 탈취기(300)를 통과하여 반응조(100)의 호퍼(110)로 재 유입되는 공기의 흐름을 조절해주는 공기순환조절관(400)과,
상기 응축기(200)를 통과한 공기를 탈취기(300)로 압송하는 송풍기(800)와,
상기 응축기(200)에 의해 생성된 응축수가 활성탄필터(510)을 지나면서 최종 여과 처리되어 일정량씩 외부로 배출되도록 하는 드레인관(500), 등이 포함되어 이루어진 통상의 음식물쓰레기 처리기에 있어서,
상기 반응조(100)의 가열히터(140)에 의해 가온되어 일정한 온도 유지를 나타내면서 상기 호퍼(110)를 가열하는 열매체유(150)의 온도와, 음식물쓰레기가 투입 처리되면서 온도 변화를 나타내는 호퍼(110) 내부의 온도와, 그리고 상기 일정한 온도를 유지하는 열매체유(150)의 온도 및 변화를 나타내는 호퍼(110) 내부의 온도를 바탕으로 기 설정된 온도에 따라 제어부(600)가 상기 반응조(100)의 가열히터(140) 및 구동모터(130)와, 응축기(200)의 냉각팬(220)과, 송풍기(800)와, 탈취기(300)의 탈취히터(330)를 포함한 전체 시스템의 동작을 제어하도록 구성된다.
또한, 상기 탈취기(300)의 열공급관(310) 및 촉매관(320)이 반응조(100)의 열매체유(150)를 지나도록 가열탱크(160)에 지지 설치되어, 상기 탈취기(300)의 탈취히터(330)에 의해 가열됨과 아울러 열매체유(150)에 잠긴 열공급관(310) 및 촉매관(320)이 열매체유(150)를 부가적으로 가열할 수 있도록 구성된다.
상기 제어부(600)는 음식물쓰레기가 투입되어 가열되는 반응조(100)의 호퍼(110) 내 온도를 감지하는 호퍼온도감지센서(610)와, 상기 반응조(100)의 호퍼(110)를 가열하는 열매체유(150)의 온도를 감지하는 열매체유온도감지센서(620)와, 상기 탈취기의 탈취온도를 감지하는 탈취온도감지센서(630)와, 설정 시간동안 구동모터(130)와 냉각팬(220)과 송풍기(800)를 작동시키는 타이머(640)와, 기 설정된 온도값을 저장하는 설정온도저장부(650)와, 상기 호퍼온도감지센서(610) 및 열매체 유온도감지센서(620)에 의해 센싱된 각각의 온도값과 상기 설정온도저장부(650)에 저장된 기 설정 온도값을 비교하여 그에 따른 출력값을 발하는 비교기(660)와, 상기 비교기(660)의 출력값 및 타이머(640)의 설정시간 에 의해 상기 반응조(100)의 가열히터(140) 및 구동모터(130)와 응축기(200)의 냉각팬(220)과 송풍기(800)와 탈취기(300)의 탈취히터(330) 등과 같은 전체 시스템의 구동을 선택적으로 정지 및 작동시키는 컨트롤러(670)가, 포함되어 구성된다.
상기 반응조(100)의 호퍼(110)로 음식물쓰레기를 투입하는 투입구(111)및 상기 호퍼(110) 내에서 처리된 음식물쓰레기의 부산물을 배출시키는 배출구(112)는 각각 개폐모터(111a)(112a)로 작동되는 개폐도어(111b)(112b)에 의해 개폐되며, 상기 투입구(111)는 음식물쓰레기의 투입을 용이하게 할 수 있도록 호퍼(110)의 상측에 구비되는 것이 바람직하고, 상기 투입구(111)는 호퍼(110)의 내부 바닥면과 인접한 호퍼(110)의 측면에 구비되는 것이 바람직하며, 상기 투입구(111) 주변에는 자동정지기능(111c)이 구비된다.
상기 반응조(100)의 호퍼(110) 내에 투입된 음식물쓰레기가 가열되면서 발생되는 증기는 제1연결관(710)을 통해 응축기(200)로 공급되어 냉각파이프(210)를 지나면서 응축수와 감온된 공기로 분리된다.
상기 탈취기(300)의 열공급관(310) 내에는 상기 응축기(200)를 지나 열공급관(310) 내로 유입되는 공기를 가온시켜 세라믹담체(340) 및 백금촉매(350)을 통과하면서 탈취되기에 적정온도가 되도록 하는 탈취히터(330)가 고정 배치되고, 상기 탈취기(300)의 촉매관(320) 내에는 상기 가온 된 공기가 통과되면서 탈취가 이루어 지도록 하는 열노화 방지를 위한 전 처리재인 세라믹담체(340)와 세라믹 담체에 백금을 코팅한 다수의 백금촉매(350)가 적정 간격으로 고정 배치되며, 상기 탈취기(300)의 열공급관(310)은 제2연결관(720)에 의해 상기 응축기(200)와 연통되도록 연결된다.
상기 제2연결관(720) 상에는 상기 응축기(200)를 지난 공기를 탈취기(300)로 강제 압송하는 송풍기(800)가 설치되고, 상기 탈취기(300)의 촉매관(320) 상에는 탈취온도를 감지하는 탈취온도감지센서(630)가 설치되며, 상기 반응조(100)의 호퍼(110) 상측에는 상기 호퍼(110)의 내부 온도를 감지하는 호퍼온도감지센서(610)가 설치되고, 상기 반응조(100)의 가열탱크(160)에는 열매체유(150)의 온도를 감지하는 열매체유온도감지센서(620)가 설치된다.
상기 반응조(100)의 열매체유(150)를 지나도록 가열탱크(160)에 지지 결합된 탈취기(300)의 촉매관(320)에는 상기 탈취기(300)를 통과하면서 가온 및 탈취되어 반응조(100)의 호퍼(110)로 재 유입되는 공기의 흐름을 조절하도록 공기순환조절관(400)이 연통되게 연결되고, 상기 공기순환조절관(400)은 반응조(100)의 호퍼(110)와 제3연결관(730)에 의해 연통되도록 연결되며, 상기 탈취기(300)와 공기순환조절관(400) 사이에는 상기 반응조(100)의 호퍼(110) 내 증기가 역류되어 탈취기(300)로 들어가지 못하도록 하는 역지변(731)이 구비된다.
상기 공기순환조절관(400)은 탈취기(300)를 통과하면서 가온 및 탈취된 공기가 반응조(100)의 호퍼(110)로 재 유입되도록 하는 안내관(410)과, 상기 반응조(100)의 호퍼(110) 내 공기압력부하에 따라 외부 공기가 유입되거나 또는 상기 호 퍼(110)로 유입되는 공기를 외부로 배출되도록 하는 흡배기관(420)이 대략 T자 형으로 연통되게 형성되어 구성된다.
상기 반응조(100)의 교반임펠라(120)는 호퍼(110) 내에 수평으로 회전 가능하게 배치되는 샤프트축(121) 상에 다수의 교반날개(122)가 회동암(123)에 의해 상기 샤프트축(121)을 중심으로 일정간격을 두면서 방사형으로 고정 결합되어 구성되며, 상기 반응조(100)의 호퍼(110) 내면에는 상기 교반임펠라(120)의 교반날개(122)가 교차되어 지나면서 호퍼(110)에 투입된 음식물쓰레기가 파쇄되도록 하는 파쇄날(113)이 구비된다.
상기 교반임펠라(120)의 샤프트축(121)과 구동모터(130)의 구동축(131)에는 각각 스플라켓(132)이 고정 결합되고, 상기 스플라켓(132)은 체인(133)에 의해 연동되도록 결합되어 상기 구동모터(130)의 구동에 따라 교반임펠라(120)가 작동되며, 상기 체인(133)은 장력조절기어(134)에 의해 그 장력이 조절된다.
상기 교반날개(122)는 음식물쓰레기를 밀어 교반하는 교반편(122a)의 배면에 경사편(122b)이 일정각도로 경사지게 일체로 결합되어 구성되며, 상기 샤프트축(121)이 정방향으로 회전되는 경우에는 상기 교반날개(122)의 교반편(122a)이 반응조(100)의 호퍼(110)에 투입된 음식물쓰레기를 휘저어 골고루 교반하게 되고, 상기 샤프트축(121)이 역방향으로 회전되는 경우에는 상기 교반날개(122)의 경사편(122b)이 처리된 음식물쓰레기의 부산물을 호퍼(110)의 배출구(112) 방향으로 밀어 모이도록 하게되는데, 이때에 상기 배출구(112)는 개폐모터(112a)에 의해 작동되는 개폐도어(112b)가 열리면서 개방되어 상기 배출구(112)를 통해 처리된 음식물쓰레 기의 부산물이 외부로 배출되어 진다.
상기 반응조(100)의 호퍼(110) 측면에는 열매체보조탱크(170)가 열매체연결관(171)을 통해 가열탱크(160)과 연통되도록 설치되어 상기 가열히터(140)에 의해 가열되는 열매체유(150)의 열팽창에 따라 상기 열매체유(150)가 열매체연결관(171)을 통해 가열탱크(160) 및 열매체보조탱크(170) 간에 상호 유동될 수 있도록 구성되며, 상기 열매체보조탱크(170)에는 일정압력 이상이 되면 개방 및 복구되는 팽창밸브(172)가 구비된다.
이와 같이 구성된 본 발명인 음식물쓰레기 처리장치의 작용은 다음과 같다.
상기 반응조(100)의 투입구(111)를 통해 음식물쓰레기를 호퍼(110)로 투입하면, 상기 호퍼(110)의 하부에 위치한 가열탱크(160)의 가열히터(140)에 의해 가온되는 열매체유(150)가 호퍼(110)를 가열하게 되는데, 이때에 상기 열매체유(150)의 온도는 약 120℃ 정도 까지 상승되어야 하고, 상기 호퍼 내부의 온도는 약 80℃ 정도 까지 상승되어야 한다.
또한, 상기 호퍼(110)의 내부 온도가 상승되면서 음식물쓰레기에 포함된 수분이 증기로 변화시키게 됨과 동시에 상기 교반임펠라(120)는 정방향으로 회전되면서 교반날개(122)의 교반편(122a)에 의해 음식물쓰레기가 골고루 분산시켜 교반하게 되며, 이때 음식물쓰레기의 크기가 적정크기 이상인 경우에는 상기 회동되는 교반날개(122)와 파쇄날(113)에 의해 적정크기 이하로 작게 파쇄 되면서 조기 건조 및 분해를 돕게된다.
또한, 상기 반응조(100)의 호퍼(110) 내에서 음식물쓰레기가 가열되며 발생된 증기는 제1연결관(710)을 통해 응축기(200)로 유입되고, 상기 응축기(200)로 유입된 증기는 냉각공기를 발생시키는 응축기(200)의 냉각팬(220)을 지나도록 설치된 냉각파이프(210)를 지나면서 그 온도가 급격히 떨어져 응축되면서 응축수와 감온된 공기로 분리되며, 상기 응축수는 활성탄필터(510)을 지나면서 최종 여과 처리되어 드레인관(500)을 통해 일정량씩 외부로 배출되고, 상기 감온된 공기는 송풍기(800)에 의해 제2연결관(720)을 통해 상기 반응조(100)의 열매체유(150)를 지나도록 가열탱크(160)에 지지 결합된 탈취기(300)로 압송된다.
또한, 탈취기(300)로 압송된 감온된 공기는 탈취기(300)의 열공급관(310)을 지나면서 탈취히터(330)에 의해 탈취 적정온도인 약 250℃ 내지 300℃로 재 가온되어 상기 탈취기(300)의 촉매관(320) 내에 구비된 열노화 방지용 세라믹담체(340)와 다수의 백금촉매(350)층을 지나면서 탈취되며, 이때에 상기 탈취기(300)의 열공급관(310) 및 촉매관(320)이 반응조(100)의 열매체유(150)를 지나도록 가열탱크(160)에 지지 설치되어 있음으로, 상기 탈취기(300)의 탈취히터(330)에 의해 가열된 열공급관(310) 및 촉매관(320)이 열매체유(150)를 부가적으로 가열하여 상기 반응조(100)의 호퍼(110)를 가열하는 열매체유(150)의 온도 상승 및 유지를 돕게된다.
또한, 상기 탈취기(300)를 지나면서 탈취된 가온 공기는 공기순환조절관(400)의 안내관(410)을 통해 반응조(100)의 호퍼(110)로 재 유입되어 상기 반응조(100)의 호퍼(110) 내 온도의 상승을 돕게 됨과 동시에 상기 반응조(100)의 호퍼(110) 내 공기압력부하에 따라 공기순환조절관(400)의 흡배기관(420)을 통해 상기 반응조(100)의 호퍼(110)로 유입되는 공기를 미세하게 외부로 배출시키게된다.
한편, 상기와 같은 과정이 지속적으로 반복되다 보면 최초 반응조(100)의 호퍼(110)에 투입된 젖은 상태의 음식물쓰레기가 분해되어 수분이 완전히 제거된 상태로 건조되기 시작하면서 분말형태의 부산물이 되며, 이 시점부터 약 80℃를 나타내던 상기 반응조(100)의 호퍼(110) 내부 온도는 점차적으로 상승되며 기 설정된 온도가 되면 제어부(600)에 의해 반응조(100)의 가열히터(140)와 탈취기(300)의 탈취히터(330)의 작동이 정지 된다.
이후 상기 구동모터(130)에 의해 회전되는 교반임펠라(120)를 역방향으로 회전시키게 되면, 교반임펠라(120)의 교반날개(122)에 형성된 경사편(122b)이 분말형태의 음식물쓰레기 부산물을 반응조(100)의 호퍼(110) 측면에 위치한 배출구(112) 방향으로 밀어 모이게 함으로써 상기 반응조(100)의 배출구(112)를 통해 처리된 분말형태의 부산물을 원활하게 배출처리 할 수 있게 된다.
이때, 상기 배출구(112)의 개폐도어(112b)가 개폐모터(112a)에 의해 자동으로 개방되어 상기 처리된 음식물쓰레기의 부산물이 상기 배출구(112)를 통해 외부로 배출되어 지도록 하게되며, 상기 처리된 음식물쓰레기의 부산물 배출이 완료되면 상기 배출구(112)의 개폐도어(112b)가 개폐모터(112a)에 의해 자동으로 닫히면서 모든 처리 공정이 자동화 되는 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 음식물쓰레기 처리장치에 대한 온도 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.
가열탱크(160)의 열매체유(150)가 가열히터(140)에 의해 가열되면서 음식물쓰레기가 투입 및 처리되는 호퍼(110)를 가열함과 동시에 열매체유온도감지센서(620)와 호퍼온도감지센서(610)가 각각 상기 열매체유(150)의 온도와 호퍼(110) 내부의 온도를 감지하여 나타내다가 상기 호퍼(110) 내에 투입된 음식물쓰레기가 처리되면서 수분이 증발되어 건조가 시작되면 도 5에 도시한 바와 같이 상기 호퍼(110)를 가열하는 열매체유(150)의 온도는 일정하게 유지되면서 동시에 상기 호퍼(110) 내부의 온도는 점차적으로 상승되는 변화를 나타내게된다.
이러한 온도 변화를 이용하여 음식물쓰레기 처리장치가 완전히 자동화될 수 있는 온도 제어를 행하고자 한다.
먼저, 호퍼(110)의 내부에 음식물쓰레기가 투입되면 컨트롤러(670)는 반응조(100)의 가열히터(140), 탈취기(300)의 탈취히터(330), 송풍기(800), 응축기(200)의 냉각팬(220), 반응조(100)의 구동모터(130)를 작동시켜 건조 동작을 시작하게 된다.(ST100)
이때, 상기 반응조(100)의 호퍼(110) 내 온도와 상기 가열히터(140)에 의해 가온되는 열매체유(150)의 온도와 상기 탈취기(300)의 탈취온도는 각각 호퍼온도감지센서(610)와 열매체유온도감지센서(620)와 탈취온도감지센서(630)에 의해 센싱된다.
상기 비교기(660)는 열매체유온도감지센서(620)로 부터 열매체유(150) 온도값을 인가받아 설정온도저장부(650)에 미리 저장된 약 120℃인 열매체유(150)의 허용 온도값과 비교하여 그 결과값을 출력하게 되는데, 상기 열매체유(150)가 일정 온도에 도달하지 않은 경우 컨트롤러(670)는 가열히터(140)와 탈취히터(330)를 지속적으로 작동시켜 열매체유(150)의 온도를 약 120℃까지 상승 유지시키게 되고, 상기 열매체유(150)의 온도가 약 120℃인 일정 온도에 도달하게 되면, 컨트롤러(670)는 가열히터(140)의 작동을 중단시킴과 아울러 상기 탈취기(300)의 탈취히터(330)를 지속적으로 작동시켜 상기 열매체유(150)의 온도를 약 120℃로 일정하게 유지시키게 된다.(ST001)(ST002)(ST003)(ST004)(ST005)
이때, 상기 호퍼온도감지센서(610)에 의한 호퍼(110) 내부의 온도는 약 80℃ 정도를 나타내게되고, 상기 탈취온도감지센서(630)에 의한 탈취기(300)의 탈취온도는 약 250℃ 내지 300℃를 나타내게 된다.
즉, 열매체유온도감지센서(620)에 의하여 센싱된 온도값을 비교기(660)에서 인가받아 설정온도저장부(650)의 기 설정된 온도값인 약 120℃와 비교하여 그 비교값을 출력하게 되고, 컨트롤러(670)는 그 비교값에 의하여 가열히터(140)의 작동을 단속함으로써 열매체유(150)의 온도를 약 120℃의 일정 온도로 유지하게 되며, 상기 탈취온도감지센서(630)에 의해 감지된 탈취기(300)의 촉매관(320) 내부 온도가 설정된 온도인 약 250℃ 내지 300℃를 넘어서게 되면 컨트롤러(670)는 탈취히터(330)의 작동을 단속하는 제어를 하게 된다.
상기의 동작에 의하여 호퍼(110) 내부의 온도는 호퍼온도감지센서(610)에 의해 일정 온도인 약 80℃를 나타내면서 음식물쓰레기를 건조시키게 되는데, 이때 상기 음식물쓰레기의 수분이 완전히 증발된 상태로 건조가 이루어지기 시작하는 경우 도 5 에 도시한 바와 같이 열매체유(150)는 약 120℃의 일정온도를 지속적으로 유 지함과 동시에 호퍼(110) 내부의 온도는 음식물쓰레기의 완전 건조 시점부터 점차적으로 상승하는 변화가 나타낸다.
즉, 약 120℃로 일정온도를 유지하는 열매체유(150)에 의해 호퍼(110) 내부의 온도가 약 80℃의 온도를 나타내다가 상기 호퍼(110) 내에서 처리되고 있는 음식물쓰레기의 수분이 완전히 증발된 상태로 건조가 이루어지기 시작하면 호퍼(110) 내부의 온도는 점차적으로 상승하게 되는 것이다.
그러므로, 비교기(660)는 열매체유온도감지센서(620)와 호퍼온도감지센서(610)로 부터 각각 열매체유(150)의 온도값 및 상승되는 호퍼(110) 내부의 온도값을 인가받아 설정온도저장부(650)에 저장된 온도값(예를 들어 상기 열매체유(150)의 온도과 호퍼(110) 내부 온도의 편차 온도값 또는 호퍼(110) 내부의 온도값)과 비교하여 그 비교 결과값을 컨트롤러(670)로 제공하게 되고, 컨트롤러(670)는 상기 호퍼(110) 내 온도값 보다 설정온도저장부(650)에 저장된 호퍼 내부의 온도값이 낮은 경우에는 가열히터(140) 및 탈취히터(330)를 선택적으로 작동시키게되고, 상기 호퍼(110) 내 온도값 보다 설정온도저장부(650)에 저장된 호퍼 내부의 온도값이 같거나 높은 경우에는 가열히터(140)의 작동은 정지시키게되고 탈취히터(330)의 작동을 선택적으로 작동 및 정지시키게 된다. (ST006)(ST007)
이로써, 열에너지원인 가열히터(140) 및 탈취히터(330)의 작동은 종료되지만, 호퍼(110) 내부의 열기를 빨리 외부로 배출하기 위하여 구동모터(130), 냉각팬(220), 송풍기(800)의 동작은 일정 시간 유지시켜 열기의 배출과 아울러 냉각팬(220)에 의한 응축수과 공기의 분리, 송풍기(800)에 의해 공기를 탈취기(300)쪽으 로 압송시킴으로써 탈취 기능을 수행하도록 하게 된다.
이를 위해, 컨트롤러(670)는 타이머(640)에서 계수되는 설정 시간동안 구동모터(130), 냉각팬(220), 송풍기(800)의 동작을 유지시킨 다음 설정된 시간이 경과되면 그 작동을 중지시킴으로써 모든 동작을 정지시키게 되는 것이다 (ST008)(ST009)
또한, 상기 동작 이후 컨트롤러(670)는 개폐모터(111a)(112a)를 작동시켜 배출구(112)의 개폐도어(111b)(112b)를 개방하게되고, 이후 구동모터(130)를 역회전시켜 교반임펠라(120)의 교반날개(122)가 처리된 음식물쓰레기의 부산물을 호퍼(110)의 배출구(112) 방향으로 밀어 상기 배출구(112)를 통해 처리된 음식물쓰레기의 부산물을 외부로 배출시키게 되며, 일정시간이 지나 상기 처리된 음식물쓰레기의 부산물이 배출구(112)를 통해 완전히 배출되면 상기 개폐모터(111a)(112a)를 작동시켜 배출구(112)의 개폐도어(111b)(112b)를 밀폐함으로써 음식물쓰레기 처리장치의 모든 작동을 종료시키게 된다.(ST010)(ST011)(ST012)
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치는, 반응조의 호퍼 내에서 음식물쓰레기가 파쇄 및 건조되면서 증기가 발생되고, 응축기에서는 상기 반응조의 호퍼에서 발생된 수증기를 응축하여 응축수와 공기로 분리되며, 탈취기에서는 상기 응축기에서 분리된 공기를 탈취하여 반응조로 재 공급하고, 드레인관은 상기 응축기에서 응축된 응축수의 이물질을 최종 여과하여 외부로 배출 시키는 과정이 작업설정시간까지 지속적으로 반복되면서 최초 반응조의 호퍼 내에 투입된 젖은 상태의 음식물쓰레기가 완전히 건조 분해가 이루어져 분말형태의 부산물로 남게 되므로 음식물쓰레기의 처리를 보다 위생적이고 신속하게 감량시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명인 음식물쓰레기 처리기는 반응조의 호퍼 내에 투입된 음식물쓰레기를 가열 건조시키는 열매체유가 가열히터 뿐만 아니라 탈취기의 탈취히터에 의하여 가열될 수 있는 구성임으로 최소에너지로 작동되며, 공기 순환 재 유입 방법으로 반응조 내부로 재 유입시켜 운전 중 외부로 배출되어지는 공기의 흐름에 따라 냄새 및 열손실이 전혀 없음으로 기존 건조 분해기의 단점인 냄새발생 및 높은 운전비를 최소화하는 효과를 주어 근본적인 문제점을 해결해 주는 음식물쓰레기 처리기로 구성되었다.
또한, 본 고안인 음식물쓰레기 처리기는 교반임펠라의 정방향 회전시 반응조의 호퍼에 투입된 음식물쓰레기가 교반날개에 의해 골고루 분산되면서 교반되어 열매체유에 의해 건조됨과 아울러 상기 교반임펠라의 역방향 회전시 교반날개에 의해 처리된 음식물쓰레기의 부산물이 호퍼의 일측에 마련된 배출구를 통해 원활하게 배출시킬 수 있음으로 기기 사용에 대한 편의성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
마지막으로, 반응조의 호퍼 내부 온도 변화에 따라 수분이 완전히 제거된 음식물쓰레기 완전 건조 시간을 판단하여 시스템을 제어하도록 함으로써 음식물쓰레기의 고속 처리 및 에너지 절감의 효과를 갖도록 함과 아울러 투입량에 관계 없이 음식물쓰리기의 처리상황을 기계 스스로 인지해서 종료되는 완전 자동화된 처리기를 제공하는 효과가 있다.
Claims (3)
- 음식물쓰레기가 투입되는 투입구(111) 및 처리된 음식물쓰레기의 부산물이 배출되는 배출구(112)가 구비된 호퍼(110)의 내부에 음식물쓰레기를 교반하거나 처리된 음식물쓰레기의 부산물을 배출구(112) 방향으로 안내하는 교반임펠라(120)가 구동모터(130)의 구동에 의하여 회전되도록 설치되고 상기 호퍼(110)의 하부에는 가열히터(140)에 의해 열매체유(150)가 가열되면서 상기 호퍼(110)에 담긴 음식물쓰레기를 간접 가열하는 가열탱크(160)가 설치된 반응조(100)와,상기 반응조(100)의 호퍼(110) 내에서 음식물쓰레기가 가열되어 발생된 증기가 냉각파이프(210)를 통과하면서 냉각팬(220)에 의해 발생된 외부의 냉각공기와 접촉 응축되어 응축수와 공기로 분리되도록 하는 응축기(200)와,상기 응축기(200)를 통과한 공기가 열공급관(310)과 촉매관(320)을 지나면서 상기 열공급관(310)과 촉매관(320)에 내장된 탈취히터(330) 및 세라믹담체(340)와 백금촉매(350)에 의해 탈취되도록 하는 탈취기(300)와,상기 탈취기(300)를 통과한 공기를 다시 반응조(100)의 호퍼(110)로 재 유입시켜 호퍼(110)의 내부 온도를 상승시킴과 동시에 상기 반응조(100)의 호퍼(110) 내에 공기압력부하가 발생되면 공기를 외부로 배출시킴으로써 상기 탈취기(300)를 통과하여 반응조(100)의 호퍼(110)로 재 유입되는 공기의 흐름을 조절해주는 공기순환조절관(400)과,상기 응축기(200)를 통과한 공기를 탈취기(300)로 압송하는 송풍기(800)와,상기 응축기(200)에 의해 생성된 응축수가 활성탄필터(510)을 지나면서 최종 여과 처리되어 일정량씩 외부로 배출되도록 하는 드레인관(500),등이 포함되어 이루어진 통상의 음식물쓰레기 처리기에 있어서,상기 반응조(100)의 가열히터(140)에 의해 가온되어 일정한 온도 유지를 나타내면서 상기 호퍼(110)를 가열하는 열매체유(150)의 온도와, 음식물쓰레기가 투입 처리되면서 온도 변화를 나타내는 호퍼(110) 내부의 온도와, 그리고 상기 일정한 온도를 유지하는 열매체유(150)의 온도 및 변화를 나타내는 호퍼(110) 내부의 온도를 바탕으로 기 설정된 온도에 따라 제어부(600)가 상기 반응조(100)의 가열히터(140) 및 구동모터(130)와, 응축기(200)의 냉각팬(220)과, 송풍기(800)와, 탈취기(300)의 탈취히터(330)를 포함한 전체 시스템의 동작을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치.
- 음식물쓰레기가 투입되는 투입구(111) 및 처리된 음식물쓰레기의 부산물이 배출되는 배출구(112)가 구비된 호퍼(110)의 내부에 음식물쓰레기를 교반하거나 처리된 음식물쓰레기의 부산물을 배출구(112) 방향으로 안내하는 교반임펠라(120)가 구동모터(130)의 구동에 의하여 회전되도록 설치되고 상기 호퍼(110)의 하부에는 가열히터(140)에 의해 열매체유(150)가 가열되면서 상기 호퍼(110)에 담긴 음식물쓰레기를 간접 가열하는 가열탱크(160)가 설치된 반응조(100)와,상기 반응조(100)의 호퍼(110) 내에서 음식물쓰레기가 가열되어 발생된 증기 가 냉각파이프(210)를 통과하면서 냉각팬(220)에 의해 발생된 외부의 냉각공기와 접촉 응축되어 응축수와 공기로 분리되도록 하는 응축기(200)와,상기 응축기(200)를 통과한 공기가 열공급관(310)과 촉매관(320)을 지나면서 상기 열공급관(310)과 촉매관(320)에 내장된 탈취히터(330) 및 세라믹담체(340)와 백금촉매(350)에 의해 탈취되도록 하는 탈취기(300)와,상기 탈취기(300)를 통과한 공기를 다시 반응조(100)의 호퍼(110)로 재 유입시켜 호퍼(110)의 내부 온도를 상승시킴과 동시에 상기 반응조(100)의 호퍼(110) 내에 공기압력부하가 발생되면 공기를 외부로 배출시킴으로써 상기 탈취기(300)를 통과하여 반응조(100)의 호퍼(110)로 재 유입되는 공기의 흐름을 조절해주는 공기순환조절관(400)과,상기 응축기(200)를 통과한 공기를 탈취기(300)로 압송하는 송풍기(800)와,상기 응축기(200)에 의해 생성된 응축수가 활성탄필터(510)을 지나면서 최종 여과 처리되어 일정량씩 외부로 배출되도록 하는 드레인관(500)이 포함되어 이루어진 통상의 음식물쓰레기 처리기에 있어서,상기 탈취기(300)의 열공급관(310) 및 촉매관(320)이 반응조(100)의 열매체유(150)를 지나도록 가열탱크(160)에 지지 설치되어, 상기 탈취기(300)의 탈취히터(330)에 의해 가열된 열공급관(310) 및 촉매관(320)이 열매체유(150)를 부가적으로 가열할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제어부(600)는음식물쓰레기가 투입되어 가열되는 반응조(100)의 호퍼(110) 내 온도를 감지하는 호퍼온도감지센서(610)와,상기 반응조(100)의 호퍼(110)를 가열하는 열매체유(150)의 온도를 감지하는 열매체유온도감지센서(620)와,상기 호퍼온도감지센서(610) 및 열매체유온도감지센서(620)에 의해 센싱된 각각의 온도값과 기 설정된 온도값을 비교하여 그에 따른 출력값을 발하는 비교기(660)와,상기 비교기(660)의 출력값에 의해 상기 반응조(100)의 가열히터(140) 및 구동모터(130)와 응축기(200)의 냉각팬(220)과 송풍기(800)와 탈취기(300)의 탈취히터(330) 등과 같은 전체 시스템의 구동을 선택적으로 정지 및 작동시키는 컨트롤러(670)가,포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치.
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