KR20100024271A - 태양열과 실리카겔을 이용한 음식물 쓰레기 건조기 - Google Patents

태양열과 실리카겔을 이용한 음식물 쓰레기 건조기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 별도의 전원 공급 없이도 작동될 수 있도록 태양열 에너지를 이용하여 음식물 쓰레기를 건조하되, 태양열 에너지가 공급되지 않는 야간에는 실리카겔의 특성을 이용하여 음식물 쓰레기를 건조하되, 상기 실리카겔은 주간에 태양열 에너지에 의하여 다시 건조됨으로써 야간에 다시 사용될 수 있도록 하여, 주간과 야간 모두 음식물 쓰레기를 지속적으로 건조할 수 있는 새로운 음식물 쓰레기 건조기를 제공하기 위한 것으로서, 내부에 건조용 공간부가 형성된 본체, 상기 본체에 마련되어 상기 건조용 공간부를 개폐하도록 마련된 도어, 상기 건조용 공간부의 공기를 가열하도록 상기 본체의 표면에 마련되는 태양열 집열부, 상기 건조용 공간부 내부에 배치되는 음식물 저장함, 상기 건조용 공간부 내부에 마련되는 실리카겔 집합체를 포함하여 이루어져, 야간에는 상기 실리카겔 집합체가 상기 건조용 공간부의 공기 중 습기를 흡수하는 동시에 발열하여 상기 음식물 저장함의 음식물 쓰레기를 건조하며, 주간에는 상기 태양열 집열부가 상기 건조용 공간부의 공기를 가열하여 상기 음식물 저장함의 음식물 쓰레기와 상기 실리카겔 집합체를 함께 건조하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

태양열과 실리카겔을 이용한 음식물 쓰레기 건조기{DRIER FOR GARBAGE USING SOLAR ENERGY AND SILICA GEL}
본 발명은 음식물 쓰레기를 건조하기 위하여 태양에너지와 실리카겔을 이용한 음식물 쓰레기 건조기에 관한 것이다.
음식물 쓰레기는 다량의 수분을 함유하고 있어서 이의 처리에 많은 어려움과 불편함이 있으며, 이를 건조하기 위하여 다양한 건조기들이 개발되고 있다.
음식물 쓰레기를 처리하는 방법으로서는 여러가지 방안이 있지만, 가장 널리 사용되고 있는 방법은 각 음식물 쓰레기 발생원으로부터 기타 다른 쓰레기와 분리 수거하여 매립하는 방법이 있으나, 이는 매립지의 확보가 요구되고 수분이 제거되지 않은 상태에서 직접 수거 매립되는 관계로 분리시나 매립원에서의 심한 악취 발생과 더불어 침출수의 발생으로 인한 주변의 토양 및 수질의 오염이라는 문제를 야기하게 된다.
그리고 매립방법에서 탈피하여 수거된 음식물 쓰레기를 연소하는 방법이 있지만, 이는 연소에 따른 설비 및 연소를 위한 에너지가 많이 필요하게 되고 또한 연소에 따른 다이옥신 발생 등의 여러 환경적인 문제들을 야기하게 되어 이 방법 역시 권장되지 못하고 있다.
한편, 종래에 사용되고 있는 음식물 쓰레기 건조기들은 대부분 히터에 의하여 음식물 쓰레기를 가열 증발 처리하여 건조하고 있는 실정이다. 그러나 이러한 음식물 쓰레기 건조기들은 지나치게 전력을 낭비한다는 문제가 있으며, 그 효율 또한 그리 높지 않다.
본 발명은 별도의 전원 공급 없이도 작동될 수 있도록 태양열 에너지를 이용하여 음식물 쓰레기를 건조하되, 태양열 에너지가 공급되지 않는 야간에는 실리카겔의 특성을 이용하여 음식물 쓰레기를 건조하되, 상기 실리카겔은 주간에 태양열 에너지에 의하여 다시 건조됨으로써 야간에 다시 사용될 수 있도록 하여, 주간과 야간 모두 음식물 쓰레기를 지속적으로 건조할 수 있는 새로운 음식물 쓰레기 건조기를 제공하고자 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 내부에 건조용 공간부가 형성된 본체, 상기 본체에 마련되어 상기 건조용 공간부를 개폐하도록 마련된 도어, 상기 건조용 공간부의 공기를 가열하도록 상기 본체의 표면에 마련되는 태양열 집열부, 상기 건조용 공간부 내부에 배치되는 음식물 저장함, 상기 건조용 공간부 내부에 마련되는 실리카겔 집합체를 포함하여 이루어져, 야간에는 상기 실리카겔 집합체가 상기 건조용 공간부의 공기 중 습기를 흡수하는 동시에 발열하여 상기 음식물 저장함의 음식물 쓰레기를 건조하며, 주간에는 상기 태양열 집열부가 상기 건조용 공간부의 공기를 가열하여 상기 음식물 저장함의 음식물 쓰레기와 상기 실리카겔 집합체를 함께 건조하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 상기 본체의 표면에 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환 및 축적하는 태양광 발전부가 마련되며, 상기 건조용 공간부 내부에 상기 태양열 집열 부를 따라 공기 순환용 가이드판이 마련되며, 상기 공기 순환용 가이드판과 상기 태양열 집열부 사이로 공기의 일방향 흐름이 형성되도록 상기 건조용 공간부 내부에 공기 순환용 팬이 마련되며, 상기 공기 순환용 팬은 상기 태양광 발전부로부터 공급되는 전력에 의하여 구동되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명은 별도의 전원 공급 없이도 지속적으로 음식물 쓰레기를 건조할 수 있다. 특히 본 발명은 주간에는 태양열 에너지를 이용하여 건조하며, 야간에는 실리카겔을 이용하여 건조하며, 다시 주간에는 수분을 흡수한 실리카겔을 건조하여 야간에 다시 사용할 수 있도록 하는 새로운 음식물 쓰레기 건조기를 제공할 수 있다.
이하 본 발명의 일 실시례에 의거하여 그 구성과 작용을 상세히 설명한다.
본 건조기는 태양열 에너지와 실리카겔의 특성을 이용하여 음식물 쓰레기를 건조한다.
태양 에너지를 이용하는 방법으로서는, 태양의 열에너지를 이용하여 이를 특정 매체를 가열시키는 방법으로 이용하거나 혹은 태양의 광에너지를 이용하여 전기에너지로 변환시켜 이용하는 방법이 있다.
그러나 태양의 열에너지를 이용하는 방법은 주간에만 이용할 수 있다는 한계 가 있다. 물론 태양의 광에너지를 전기 에너지로 변환하여 밧데리에 축전한 후 야간에 이용하는 방법이 이미 사용되고 있지만, 태양의 열에너지를 축열하여 야간에 이용하는 경우는 에너지 효율성의 문제로 인하여 그리 사용되지 않는다.
따라서 본 건조기는 주간에는 태양의 열에너지를 이용하여 음식물 쓰레기를 건조하는 동시에 태양의 열에너지를 이용하여 실리카겔을 건조하여 실리카겔을 재사용할 수 있도록 한다.
다음으로 실리카겔의 특성을 설명한다.
실리카겔은 주로 음식물 등과 같이 포장되어 방습제로 널리 사용되고 있다. 보통 이러한 실리카겔은 실리카겔 구슬형(bead)과 알갱이형(granule)으로 나누어진다.
실리카겔은 산화규소와 수분으로 이루어진다. 실리카겔의 수분량은 변화될 수 있다.
실리카겔의 수분량을 감소시키기 위한 방법으로는 보통 가열 건조의 방법이 널리 사용되며, 통상 실리카겔을 방습제로 사용할 때는 실리카겔을 가열 건조시켜 수분을 1%이하로 제거하여 사용한다. 즉, 외부 열원에 의하여 실리카겔을 가열하면 실리카겔의 수분이 제거되어 실리카겔이 건조된다.
반대로 실리카겔은 습한 공기와 접하면서 수분량이 증가된다. 이는 통상적인 방습제의 효과로서 이해될 수 있다. 또한 실리카겔이 주변의 수분을 흡수하는 것은 발열 반응으로서 주변에 열을 발산하게 된다. 통상적인 방습제의 경우 그 양이 매우 적기 때문에 열원으로 이용할 정도의 발열량을 발산하지는 않지만, 실리카겔의 양이 많아지면 그 발열량 또한 열원으로서 이용될 수 있다. 따라서 본 발명에서는 실리카겔 집합체로서 실리카겔을 이용한다.
따라서 야간에 실리카겔과 음식물 쓰레기가 동일한 공간에 배치되면 실리카겔은 주변 공기의 수분을 흡수하면서 발열하며, 이에 의하여 주변 공기가 실리카겔의 수분 흡수와 발열 반응에 따라 건조 가열되며, 주변 공기의 건조 가열에 따라 음식물 쓰레기는 건조될 수 있다.
이렇게 수분을 흡수하게 된 실리카겔은, 주간에 주변의 열원(구체적으로는 태양의 열에너지)에 의하여 가열되면 오히려 수분이 제거된다.
즉, 수분을 흡수하게 된 실리카겔이 가열되면 다시 습기 제거제로서 야간에 사용될 수 있도록 건조될 수 있다.
본 건조기는 이와 같은 태양의 열에너지와 주간과 야간에 따른 실리카겔의 건조와 수분 흡수의 교대 작용으로 음식물 쓰레기를 주간과 야간 어느 경우에나 건조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시례에 따른 음식물 쓰레기 건조기의 종단면 개념도이다.
본 음식물 쓰레기 건조기는 태양 에너지를 이용하여 음식물 쓰레기를 건조하여야 하므로 태양 에너지를 받을 수 있는 실외에 마련되어야 한다.
음식물 쓰레기 건조기의 본체(100)는 콘크리리트 구조물 등으로 형성될 수 있다.
본체(100) 내부에는 건조용 공간부(120)가 형성되어 있다.
본체(100)의 표면에는 태양열 집열부(110)가 마련되며, 태양열 집열부(110)는 태양열 에너지를 흡수하여 이를 이용하여 건조용 공간부(120)의 공기를 가열시킨다.
따라서 주간에는 태양열 집열부(110)에 의하여 건조용 공간부(120) 내부의 공기가 가열된다.
건조용 공간부(120) 내부에는 음식물 쓰레기가 저장되는 음식물 저장함(160)이 마련된다.
음식물 저장함(160)은 내부의 음식물 쓰레기가 쉽게 가열되어 내부의 수분이 증발될 수 있도록 다수의 구멍이 형성된 다공망 등으로 제작된다.
즉 음식물 저장함(160)에 저장되는 음식물 쓰레기는 가급적 공기와 많이 접할 수 있도록 하여야 그 건조 효율을 높일 수 있다.
음식물 저장함(160)의 전면에는 상기 건조용 공간부(120)를 개폐하며 음식물 저장함(160)을 외부로 인출하거나 혹은 내부에 음식물 저장함(160)을 투입하거나, 혹은 음식물 저장함(160)에 음식물 쓰레기를 투입하거나 건조된 음식물 쓰레기를 음식물 저장함(160)으로부터 빼낼 수 있도록 도어(130)가 마련된다. 즉, 도어(130)는 음식물 저장함(160)이 지나다니는 통로로 이용되거나, 음식물 쓰레기가 지나다니는 통로로 이용된다.
물론 도어(130)는 본체(100)에 마련된다.
음식물 저장함(160)의 하부에 위치한 본체(100)에는 배수통로(170)가 형성되어, 음식물 저장함(160)으로부터 흘러나오는 수분이 배수통로(170)를 통하여 외부 로 배출되도록 한다.
건조용 공간부(120) 내부에는 실리카겔 집합체(140)가 마련된다.
실리카겔 집합체(140)란, 실리카겔을 상당량 모아둔 것을 말하며, 실리카겔 집합체(140)는 건조용 공간부(120)의 온도와 습도에 따라 수분을 배출하거나 흡수하게 된다.
실리카겔 집합체(140)는 건조용 공간부(120)의 공기와 접촉할 수 있는 상태이면 어떠한 형태로든지 건조용 공간부(120) 내부에 마련될 수 있다.
한편, 본체(100)의 표면에 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환 및 축적하는 태양광 발전부(150)가 마련된다.
태양광 발전부(150)는 태양광 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지 모듈(151)과 상기 태양전지 모듈에서 발생하는 전기를 축적하는 밧데리(152)로 이루어진다.
밧데리(152)에 축전된 전력은 팬 등과 같은 전기기기의 구동에 이용될 수 있다.
또한 건조용 공간부(120) 내부에는 태양열 집열부(110)를 따라 공기 순환용 가이드판(190)이 마련된다.
그리고 공기 순환용 가이드판(190)과 태양열 집열부(110) 사이로 공기의 일방향 흐름이 형성되도록 공기 순환용 팬(181)이 건조용 공간부(120) 내부에 마련된다.
따라서 공기 순환용 가이드 팬(181)의 구동에 의하여 건조용 공간부(120) 내 부의 공기는 화살표와 같은 공기 순환 흐름을 가지게 된다.
또한 공기 순환용 가이드 팬(181)은 태양광 발전부(150)로부터 공급되는 전력, 구체적으로는 밧데리에 축전된 전력에 의하여 구동된다.
공기 순환용 가이드 팬(181)은 공기를 적극적으로 태양열 집열부(110) 측으로 공급하도록 함으로써 전체적인 공기가 보다 빨리 가열될 수 있도록 한다.
상기와 같이 구성된 본 건조기는, 주간에는 태양열 집열부(110)가 건조용 공간부(120)의 공기를 가열하여 음식물 저장함(160)의 음식물 쓰레기를 건조시키는 동시에 실리카겔 집합체(140)를 건조시켜 재생 사용할 수 있도록 한다.
또한 본 건조기는, 야간에는 실리카겔 집합체(140)가 건조용 공간부(120)의 습기를 흡수하는 동시에 발열하여 음식물 저장함(160)의 음식물 쓰레기를 건조시키게 된다.
도 2는 본 발명의 제2실시례에 따른 음식물 쓰레기 건조기의 종단면 개념도이다.
본 실시례는 기본적으로 제1실시례와 동일하며 다만 배기라인(21)과 일방향으로 작동되는 댐퍼(22)를 마련하였다는 점에서만 차이가 있다.
건조용 공간부(120)는 태양열 집열부(110)에 의하여 가열된 공기가 외부로 배출되지 않는 것이 바람직하다. 이는 공기의 외부 배출에 따라 열량도 함께 배출되기 때문이다.
그러나 태양열 집열부(110)에 의하여 건조용 공간부(120)가 가열되면 온도가 증가함은 물론 온도 증가에 따라 압력이 증가하며, 또한 음식물 쓰레기를 건조시키면서 습도도 함께 증가하나, 이는 적정 수준에서 유지되어야 한다.
따라서 건조용 공간부(120)와 외부를 연결하는 배기라인(21)을 마련하며, 또한 건조용 공간부(120)의 압력이 증가함에 따라 열리게 되는 댐퍼(22)를 배기라인(21)에 마련하였다.
즉 도 2에 도시된 바와 같이 댐퍼(22)는, 통상적인 상태에서는 도 2의 실선과 같이 건조용 공간부(120)를 닫은 상태를 유지하며, 건조용 공간부(120)의 온도와 압력이 상승하면 도 2의 점선과 같이 열려 내부의 공기(수분 포함)가 외부로 배출될 수 있도록 하였다.
도 3은 본 발명의 제3실시례에 따른 음식물 쓰레기 건조기의 종단면 개념도이다.
본 실시례는 기본적으로 제1실시례와 동일하며 다만 흡기댐퍼(31)와 배기 팬(32)을 마련하였다는 점에서만 차이가 있다.
건조용 공간부(120) 내부는 음식물 쓰레기의 건조에 따라 그 공기 내에 다량의 수분을 포함되게 되며, 이는 음식물 쓰레기의 건조 효율을 낮추는 요인이 된다. 따라서 건조용 공간부(120) 내부의 공기는 일정 주기 간격으로 외부로 배출된 후 새로운 공기로 채워지는 것이 바람직하다. 그러나 공기의 외부 배출은 열량의 외부 배출의 원인이 되므로, 지나치게 잦은 공기 교체는 오히려 건조 효율을 저하시킬 수 있다. 따라서 공기 교체에 필요한 적당한 주기는 별도로 고려되어야 하지만, 이 는 건조기의 용량이나 사용 환경 등에 따라 적절히 선택될 수 있을 것이리라 이해된다.
본 실시례에서는 본체(100)에 배기 팬(32)을 마련하여 내부의 공기를 외부로 배출할 수 있도록 하였다.
또한 본 실시례에서는 본체(100)에 일방향으로 작동하는 흡기 댐퍼(31)를 마련하여 배기 팬(32)의 작동시 외부에서 내부로 공기가 유입될 수 있도록 하였다.
즉, 배기 팬(32)이 작동할 경우 흡기 댐퍼(31)는 도 3의 점선과 같이 열려 외부의 공기가 내부로 유입될 수 있도록 하고, 배기 팬(32)이 작동하지 않을 경우 흡기 댐퍼(31)는 도 3의 실선과 같이 닫힌 상태를 유지하도록 하였다.
물론 배기 팬(32)은 밧데리(152)의 전력 공급에 의하여 구동된다.
본 발명의 실시례는 본 발명의 바람직한 실시례일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상은 당업자에 의하여 조정 및 변경될 수 있다. 이러한 조정 및 변경이 본 발명의 기술적 사상을 이용한다면 이는 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
본 발명은 친환경적인 음식물 쓰레기 건조기로 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시례에 따른 음식물 쓰레기 건조기의 종단면 개념도,
도 2는 본 발명의 제2실시례에 따른 음식물 쓰레기 건조기의 종단면 개념도,
도 3은 본 발명의 제3실시례에 따른 음식물 쓰레기 건조기의 종단면 개념도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 본체 110 : 태양열 집열부
120 : 건조용 공간부 130 : 도어
140 : 실리카겔 집합체 150 : 태양광 발전부
160 : 음식물 저장함 170 : 배수 통로
181 : 공기 순환용 팬 190 : 공기 순환용 가이드판

Claims (2)

  1. 내부에 건조용 공간부가 형성된 본체, 상기 본체에 마련되어 상기 건조용 공간부를 개폐하도록 마련된 도어, 상기 건조용 공간부의 공기를 가열하도록 상기 본체의 표면에 마련되는 태양열 집열부, 상기 건조용 공간부 내부에 배치되는 음식물 저장함, 상기 건조용 공간부 내부에 마련되는 실리카겔 집합체를 포함하여 이루어져,
    야간에는 상기 실리카겔 집합체가 상기 건조용 공간부의 공기 중 습기를 흡수하는 동시에 발열하여 상기 음식물 저장함의 음식물 쓰레기를 건조하며,
    주간에는 상기 태양열 집열부가 상기 건조용 공간부의 공기를 가열하여 상기 음식물 저장함의 음식물 쓰레기와 상기 실리카겔 집합체를 함께 건조하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양열과 실리카겔을 이용한 음식물 쓰레기 건조기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체의 표면에 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환 및 축적하는 태양광 발전부가 마련되며, 상기 건조용 공간부 내부에 상기 태양열 집열부를 따라 공기 순환용 가이드판이 마련되며, 상기 공기 순환용 가이드판과 상기 태양열 집열부 사이로 공기의 일방향 흐름이 형성되도록 상기 건조용 공간부 내부에 공기 순환용 팬이 마련되며, 상기 공기 순환용 팬은 상기 태양광 발전부로부터 공급되는 전력에 의하여 구동되는 것을 특징으로 하는 태양열과 실리카겔을 이용한 음식물 쓰레기 건조기.
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