KR20100119656A - Waste load sensing method by speed commend voltage and waste treatment apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 속도지령전압에 의한 음식물부하 감지방법 및 이를 이용한 음식물처리기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음식물처리기 내의 분쇄스크류를 일정한 속도로 구동하는 경우에 모터부에서 발생하게 되는 속도지령전압을 감지하고 상기 속도지령전압과 음식물 쓰레기의 부하와의 상관관계로부터 부하를 결정한 후에 모터의 적정속도 및 음식물 쓰레기에 가해지는 열원의 적정 크기 및 공급 시간을 제어하게 하는 음식물쓰레기 처리방법 및 이를 이용한 음식물처리기에 관한 것이다.The present invention relates to a food load sensing method using a speed command voltage and a food processor using the same. More specifically, the speed command voltage generated from the motor unit is detected when the grinding screw in the food processor is driven at a constant speed. After determining the load from the correlation between the speed command voltage and the load of the food waste, the food waste treatment method and the food processor using the same to control the proper speed of the motor and the proper size and supply time of the heat source applied to the food waste will be.
일반적으로 각 가정 또는 음식점 등에서는 매일 일정량의 음식물 쓰레기가 배출되며, 이러한 음식물 쓰레기는 단순한 거름망을 통해 물기 만이 걸러진 후 폐기되고 있다. 이러한 종래의 음식물 쓰레기 처리방법은 비위생적으로 음식물 쓰레기가 자주 버려지지 않을 경우 악취를 발생시켜 주변의 공기를 오염시키고 있다. 근래의 식생활의 개선과 외식 사업의 증가로 인하여 가정 또는 요식업소 등에서 많은 음식물 쓰레기가 배출되고, 또한 이러한 음식물 쓰레기는 대부분이 수분을 많이 함유한 상태로 버려져 환경을 오염시키는 주원인이 되기도 했다.In general, a certain amount of food waste is discharged from each home or restaurant every day, and the food waste is discarded after only the water is filtered through a simple strainer. The conventional food waste disposal method causes unpleasant odors to contaminate the surrounding air when the food waste is not discarded frequently. Recently, due to the improvement of eating habits and the increase of eating out business, many food wastes are emitted from homes and restaurants, and most of these food wastes have been left in a state of high water content, which has become the main cause of polluting the environment.
이와 같이 버려진 음식물 쓰레기는 소각이 어렵고 또한 비료 및 사료로 사용하기에 불충분하여 부득이 매립지에 매립되는 실정이다.As such, the discarded food waste is difficult to incinerate and is insufficient for use as a fertilizer and feed, and thus is inevitably buried in a landfill.
그리고 상기 수분을 함유하고 있는 음식물 쓰레기를 매립하기 위해서는 운반수단을 통해 매립지까지 운반해야 하는데 이때 운반 중에 음식물 쓰레기로부터 악취가 심한 오염물이 도로로 흘러내리는 경우가 발생하고, 또한 쓰레기의 수거서부터 매립지까지 운반하기 위해서는 보다 많은 인력과 충분한 매립지를 확보해야 하는 어려움이 있다.And in order to bury the food waste containing the water to transport it to the landfill through a transport means during which the odorous contaminants flow down from the food waste to the road, and also from the collection of garbage to landfill There is a difficulty in securing more manpower and sufficient landfill.
그리고, 상기와 같은 음식물 쓰레기를 매립하더라도 그 매립지의 주위에서는 악취 발생과 파리 및 모기등과 같은 많은 해충들의 서식지를 제공하여 주는 결과가 되어 주변 생활권 자들에게 많은 피해를 주게 되고 또한 주변의 토지 및 수자원(지하수)을 오염시키는 결과를 초래하게 되는 문제점이 있다.In addition, even when the landfill of food waste is reclaimed, the odor is generated around the landfill and provides habitat for many pests such as flies and mosquitoes, which causes a lot of damage to people living in the surrounding area. There is a problem that results in contaminating (ground water).
이러한 문제들을 해결하기 위해, 최근에는 음식물 쓰레기를 전문적으로 처리할 수 있는 음식물 쓰레기 처리장치가 개발되고 있다. 음식물 쓰레기 처리장치는 음식물 쓰레기를 처리하는 방법에 따라 다양한 종류로 구분될 수 있으며, 그 이용 상태에 따라서도 다양한 종류로 구분될 수 있다. 그 예로 주방에 장착되어져 사용되는 싱크볼 타입 또는 임의의 장소에 설치되어져 사용될 수 있는 프리스탠딩 타입이 있게 된다.In order to solve these problems, recently, a food waste processing apparatus capable of treating food waste professionally has been developed. The food waste treatment apparatus may be classified into various kinds according to the method of processing food waste, and may be classified into various kinds according to its use state. For example, there may be a sink ball type that is mounted and used in a kitchen or a freestanding type that may be installed and used in an arbitrary place.
그러나, 현재 사용되고 있는 음식물 쓰레기 처리장치는 건조기에 투입된 음식물 쓰레기의 중량을 별도로 측정하지 않고 일정한 열원을 정해진 시간만큼 가하여 건조처리하고 투입되는 음식물의 양에 관계없이 분쇄스크류를 일정속도로 회전시키므로 분쇄 내지 건조 작업이 수행됨으로써 가동 모터의 운전시간이 길어지고 전력소모가 커질 수 있는 문제점이 있다.However, the currently used food waste processing apparatus does not measure the weight of the food waste put into the dryer separately, but applies a constant heat source for a predetermined time to dry and process the grinding screw at a constant speed irrespective of the amount of food added. As the drying operation is performed, there is a problem in that the operation time of the movable motor is increased and power consumption is increased.
또한, 음식물 중량을 측정하기 위하여 압전 센서 및 고가의 검출수단을 사용하거나 모터의 전류를 이용할 경우 역시 전류를 감지하기 위한 전류감지센서를 이용하여 검출함으로써 건조처리 시간을 설정하고, 설정된 시간 동안 모터와 같은 교반수단 및 히터와 같은 가열수단을 교반·예열시켜 열 건조 처리하도록 하는 방식이 있을 수 있다. 상기의 방식은 음식물 부하를 측정하여 그 측정된 부하에 따라 가열 시간을 조절할 수 있지만 별도의 장치를 설치해야 하므로 비용면에서 부담이 따른다. 또한, 추가 장비가 많아지게 되면 장비 관리에 어려움이 있을 수 있다는 단점이 있다.In addition, by using a piezoelectric sensor and expensive detection means to measure food weight or using a current of the motor, a dry process time is set by detecting the current by using a current sensor to detect the current. There may be a method of stirring and preheating the same agitation means and a heating means such as a heater to heat-dry the treatment. The above method can measure the food load and adjust the heating time according to the measured load, but there is a burden in terms of cost since a separate device must be installed. In addition, there is a disadvantage that there may be a difficulty in managing the equipment if more equipment is increased.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서, 투입되는 음식물 쓰레기의 부하를 직접적으로 측정하는 압전센서 등을 제거하는 대신에 모터에서 발생하는 속도지령전압 신호와, 모터의 회전속도, 및 음식물 부하 등과의 상관관계를 이용하여 투입되는 음식물 쓰레기의 량을 감지한 후 적절하게 분쇄 또는 건조할 수 있게 하 는 속도지령전압에 의한 음식물부하 감지방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 상기의 음식물부하 감지방법을 이용한 음식물처리기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention, in order to solve the above problems, instead of removing the piezoelectric sensor for directly measuring the load of the food waste input, such as the speed command voltage signal generated from the motor, the rotational speed of the motor, food load, etc. It is an object of the present invention to provide a food load detection method based on a speed command voltage that detects the amount of food waste introduced by using correlations and then properly grinds or dries. In addition, an object of the present invention is to provide a food processor using the food load detection method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명의 일 관점에 따른 속도지령전압에 의한 음식물부하 감지방법은 음식물처리기 내의 분쇄스크류가 구비된 건조로에 음식물쓰레기를 투입하는 단계, 상기 분쇄스크류에 구동력을 제공하는 모터부의 속도제어를 위한 제어부가 속도지령전압을 발생하는 단계, 상기 제어부가 상기 속도지령전압을 감지 한 후에 상기 제어부에 미리 입력된 속도지령전압과 음식물 부하와의 상관 관계로부터 상기 건조로에 투입된 음식물 쓰레기의 부하를 측정하는 단계, 상기의 측정된 음식물 쓰레기의 부하에 따라 상기 건조로 내에서 상기 음식물 쓰레기가 교반, 건조 또는 분쇄 처리될 수 있도록 회전 속도를 정하는 단계, 및 상기 모터부에 부설된 구동기어가 상기 분쇄스크류를 구동할 수 있도록 공급 전압의 크기가 조절되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Food load detection method according to the speed command voltage according to an aspect of the present invention provided to achieve the above object is the step of injecting food waste into the drying furnace equipped with a crushed screw in the food processor, the driving force to the crushed screw Generating a speed command voltage by the controller for controlling the speed of the motor unit to be provided; and inputting the speed command voltage into the drying furnace from a correlation between the speed command voltage previously input to the controller and the food load after the controller detects the speed command voltage; Measuring a load of food waste, determining a rotational speed so that the food waste can be agitated, dried or pulverized in the drying furnace according to the measured load of food waste, and attached to the motor unit The supply voltage is large enough to drive a grinding gear. Characterized in that it comprises the steps section.
상기 모터부의 모터는 BLDC(Brushless DC) 모터일 수 있다.The motor of the motor unit may be a brushless DC (BLDC) motor.
상기 회전속도기준치에 대한 속도지령전압과 음식물 쓰레기의 부하와의 상관 관계는 가로축을 속도지령전압으로 하고 세로축을 음식물 부하에 따른 토크로 설정한 그래프에서 양의 기울기를 유지한 채 선형적으로 비례할 수 있다.The correlation between the speed command voltage and the load of food waste for the rotation speed reference value is linearly proportional to the graph with the horizontal axis being the speed command voltage and the vertical axis being the torque according to the food load. Can be.
상기 부하감지를 이용한 음식물쓰레기 처리방법은 상기 교반, 건조, 분쇄 과 정이 종료된 후에 상기 건조로의 하부에 형성되어 있는 배출구를 통하여 분말 건조된 처리물이 배출되는 단계를 더 포함할 수 있다.The food waste treatment method using the load sensing may further include a step of discharging the powder-dried processed material through an outlet formed in the lower part of the drying furnace after the stirring, drying, and grinding process is completed.
상기의 회전 속도를 정하는 단계에서 상기 회전속도가 상기 제어부에 입력된 기준범위를 벗어난다고 판단되면 사용자는 상기 건조로에 투입된 음식물 쓰레기의 량을 조절한 후 다시 음식물 쓰레기의 부하를 측정하는 단계를 거칠 수 있다.If it is determined that the rotation speed is out of the reference range input to the control unit in the step of determining the rotation speed, the user may go through the step of adjusting the amount of food waste put into the drying furnace and measuring the load of food waste again. have.
상기의 회전 속도를 정하는 단계에서 상기 회전속도가 상기 제어부에 입력된 기준범위를 만족한다고 판단되면 상기 제어부는 상기 모터부에 연결되는 전원공급부를 통해 상기 구동기어의 회전속도를 조절할 수 있게 한다.If it is determined that the rotational speed satisfies the reference range input to the control unit in the step of determining the rotational speed, the control unit may adjust the rotational speed of the drive gear through a power supply connected to the motor unit.
상기의 공급 전압의 크기를 조절하며 작동을 수행하는 중에 상기 모터부에 이상이 발생하는 경우에는 정비를 수행한 후에 다시 상기 속도지령전압을 이용하여 음식물 쓰레기의 부하를 측정하는 단계를 거치게 할 수 있다.When an abnormality occurs in the motor unit during the operation while adjusting the magnitude of the supply voltage, after performing maintenance, the step of measuring the load of food waste using the speed command voltage may be performed again. .
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명의 다른 관점에 따른 음식물처리기는 음식물 쓰레기가 투입되어 교반, 건조 또는 분쇄 과정이 수행되는 건조로, 상기 건조로 내에 배치되며, 회전축과 상기 회전축의 반경방향을 향하여 나선방향으로 연장형성되는 회전블레이드를 구비하는 분쇄스크류, 상기 분쇄스크류에 회전 동력을 제공하는 모터부, 상기 제어부의 회전속도에 따라 속도지령전압을 발생하는 속도지령전압 발생회로, 및 상기 속도지령전압 발생회로에 전기적으로 연결되는 제어부를 포함한다.Food waste treatment apparatus according to another aspect of the present invention provided to achieve the above object is a drying furnace in which food waste is input and agitating, drying or grinding is performed, disposed in the drying furnace, the radius of the rotary shaft and the rotary shaft A grinding screw having a rotating blade extending in a spiral direction toward a direction, a motor unit for providing rotational power to the grinding screw, a speed command voltage generating circuit for generating a speed command voltage according to the rotation speed of the controller, and the And a control unit electrically connected to the speed command voltage generation circuit.
바람직하게, 상기 제어부는 미리 입력된 속도지령전압과 음식물 쓰레기 부하와의 상관 관계로부터 상기 건조로에 투입된 음식물 쓰레기의 부하를 측정한 후에 상기 모터부에 부설되는 구동기어의 회전 속도를 제어할 수 있다.Preferably, the control unit may control the rotation speed of the drive gear installed in the motor unit after measuring the load of the food waste put into the drying furnace from the correlation between the speed command voltage input in advance and the food waste load.
또한, 상기 모터부의 모터는 BLDC(Brushless DC) 모터일 수 있다.In addition, the motor of the motor unit may be a brushless DC (BLDC) motor.
이상에서 설명한 본 발명인 속도지령전압에 의한 음식물부하 감지방법은 모터부의 작동중에 분쇄스크류의 회전속도에 따라 일정한 상관관계를 이루며 형성되는 속도지령전압(Vsp)을 이용하여 음식물처리기에 투입된 음식물 쓰레기의 부하를 측정할 수 있게 됨으로써 부하에 따른 적정 회전 속도를 결정할 수 있다.According to the present invention, the food load detection method using the speed command voltage uses the speed command voltage Vsp which is formed in a constant correlation according to the rotational speed of the grinding screw during the operation of the motor unit. By being able to measure the appropriate rotational speed according to the load can be determined.
또한, 모터에 구비되는 속도지령전압 발생회로의 속도지령전압 출력치와 음식물 부하와의 일정한 상관관계를 파악한다면 별도로 중량감지를 위한 압전센서,부하 측정을 위한 전류센서 및 회전속도 측정을 위한 엔코더 등의 추가적인 장치를 구비함이 없이 적절한 음식물 쓰레기의 처리가 가능할 것이다. 또한, 본원 발명과 같이 속도지령전압 출력치와 음식물 쓰레기 부하의 연동관계를 적절히 제어함으로써 장치의 간략화 및 비용 절감을 도모할 수 있다.In addition, if a constant correlation between the speed command voltage output value and the food load of the speed command voltage generation circuit provided in the motor is grasped, a piezoelectric sensor for weight detection, a current sensor for load measurement, and an encoder for rotation speed measurement may be used. Appropriate disposal of food waste will be possible without additional equipment. Further, as in the present invention, by controlling the interlocking relationship between the speed command voltage output value and the food waste load, the device can be simplified and the cost can be reduced.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 부하감지를 이용한 음식물쓰레기 처리방법 및 이를 이용한 음식물처리기를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and other advantages of the present invention will become more apparent by describing the preferred embodiments of the present invention in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a food waste treatment method using a load detection and a food waste processor using the same.
도 1은 본 발명에 따른 음식물처리기에 대한 개념도, 도 2는 본 발명에 따른 음식물처리기의 구동 단계를 시계열적으로 나타낸 순서도, 및 도 3a 내지 도 3d는 속도지령전압, 모터 회전속도 및 음식물 부하 등의 상관 관계를 나타낸 그래프이다.1 is a conceptual diagram of a food processor according to the present invention, Figure 2 is a flow chart showing a time series of the driving step of the food processor according to the present invention, and Figures 3a to 3d are speed command voltage, motor rotational speed and food load, etc. It is a graph showing the correlation of.
이하, 본 발명의 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저 일반적으로, 음식물을 교반, 건조, 분쇄하도록 하는 장치들은 투입되는 음식물을 분쇄수단에 의해서 잘게 분쇄하는 동시에 잘 섞이도록 교반하는 기능을 동시에 수행한다. 상기의 교반, 건조, 분쇄 처리 후 처리된 음식물 쓰레기가 회수함에 모아지는 구조에 의해 사용자가 최종적으로 처리할 수 있다. 본 명세서 상에서는 투입되는 음식물이 분쇄되고 건조되는 건조로(110)가 구비된 음식물처리기(100)로 간략화하여 설명한다.First, in general, devices for stirring, drying, and pulverizing food simultaneously perform a function of pulverizing the input food by pulverizing means and simultaneously mixing well. The user can finally process the structure by collecting the food waste collected after the stirring, drying, and pulverizing. In the present specification, a brief description will be made of a
본 발명에 따른 음식물처리기(100)에 대해 개략적인 구조를 먼저 살핀다.The schematic structure of the
도 1을 참조하면, 음식물처리기(100)는 분쇄스크류(112)가 구비된 건조로(110), 분쇄스크류(112)를 구동하는 모터부(150), 속도지령전압을 생성하는 속도지령전압 발생회로(130), 건조로(110)에 저장된 음식물쓰레기를 건조하는 히 터(140), 모터부(150)와 모터 구동 및 센싱부(152)에 연결되는 제어부(120), 사용자가 음식물 처리기의 상태를 조작할 수 있는 조작패널(160) 및 구동상태를 식별할 수 있게 디스플레이하는 표시부(170)를 구비한다.Referring to FIG. 1, the
본 발명은 건조로(110)에서 분쇄스크류(112)가 구동하는 경우에 가해지는 음식물의 부하를 속도지령전압과의 상관 관계를 통하여 제어부(120)에서 적절히 판단하고, 판단된 결과를 모터부(150) 및 히터(140)에 전달하여 건조로(110) 내의 음식물 쓰레기에 대해서 적정 시간 및 온도로 건조/분쇄 과정을 수행하게 하는 음식물처리기(100)를 제공한다.According to the present invention, the load of food applied when the
분쇄스크류(112)는 간섭 없이 회전이 가능하도록 건조로(110)의 내부에 배치되고, 일정한 회전축을 기준으로 상기 회전축의 반경방향을 따라 나선 모양을 이루며 연장되는 구조로 이루어질 수 있다. 여기에서, 건조로(110)는 중공의 원통형이나 구형으로 제작되어질 수 있다.The
모터부(150)는 분쇄스크류(112)에 기계적으로 연결되어 구동을 가능하게 한다. 모터부(150)는 분쇄스크류(112)에 직접 연결되는 구동기어(154), 구동기어(154)에 직접 연결되어 동력을 전달하는 교반모터(156), 및 교반모터(156)에 연결되며 그 내부에 속도지령전압 발생회로(130)가 구비되는 제어부(120)로 이루어진다.The
본 발명에서는 모터부(150)로서 AC모터, DC모터, BLDC 모터, BLAC 모터, SRM(Switched Reluctance Motor), SynRM(Synchronous Reluctance Motor) 등 다양한 모터가 사용될 수 있는데, 특히 BLDC(Brushless DC) 모터가 적용되는 것이 분쇄스 크류(112)의 적절한 제어를 위해서 바람직하다.In the present invention, various motors such as an AC motor, a DC motor, a BLDC motor, a BLAC motor, a switched reluctance motor (SRM), a synchronous reluctance motor (SYNRM) may be used as the
상기 BLDC 모터는 그 이름에서 알 수 있는 바와 같이 DC모터에서 브러시 구조를 없애고 정류를 전자적으로 수행하는 모터이다. 즉 영구자석의 위치를 홀센서 등의 전자적 센서로 검출하고, 검출된 신호로 전기각을 판단하여 코일에 전류를 흘려서 토크를 발생시킨다. 브러쉬(Brush)가 부착된 DC 모터에서는 정류자와 Brush의 접촉에 의해서 코일에 전류를 흐르게 하는 기능을 하지만, Brush가 마모되는 단점이 있다. 그러나 BLDC 모터는 Brush를 사용하지 않고 비접촉의 위치 검출기와 반도체 소자로서 통전시키는 기능으로 바꾸어 놓은 모터이다. 따라서 BLDC 모터의 토크발생원리는 DC모터의 경우와 같은 형태이다.As the name suggests, the BLDC motor removes the brush structure from the DC motor and performs the rectification electronically. That is, the position of the permanent magnet is detected by an electronic sensor such as a hall sensor, the electric angle is judged by the detected signal, and a current is passed through the coil to generate torque. In the DC motor with a brush, the current flows through the coil by the contact of the commutator and the brush, but the brush is worn down. However, the BLDC motor is a motor that has been replaced with a non-contact position detector and a semiconductor element without using a brush. Therefore, torque generating principle of BLDC motor is same as that of DC motor.
BLDC 모터에 사용되는 마그네트로는 소형 모터에 있어서는 그 대부분이 성능과 가격면에서 페라이트 마그네트가 주류이지만 최근에는 그것보다도 한층 더 성능이 좋은 플라스틱 네어듐을 사용하는 체적효율(경박 단소화)을 보다 높인 방향이 보이고 있다. 따라서, 모터의 소형화를 가능하게 하는 장점이 있다.Most of the magnets used in BLDC motors are mainly made of ferrite magnets in terms of performance and price. However, in recent years, the volume efficiency (plasticization and shortening) of plastic neodymium is improved. The direction is showing. Therefore, there is an advantage of enabling miniaturization of the motor.
BLDC 모터는 통전의 기능은 반도체로 구성된 구동회로를 모터의 내부 또는 모터의 외부로 접속해서 최초로 회전한다. 회전의 논리는 위치검출을 해서 홀소자에서의 신호를 인버터용 트랜지스터의 베이스로 구동하기 위한 분배기능을 한다. 더욱 이 회전의 논리회로는 회전수에 비례한 펄스를 발생하고 동시에 회전수의 피드백 신호로 해서 이용할 수도 있다.The BLDC motor rotates for the first time by connecting a drive circuit composed of semiconductors to the inside or outside of the motor. The logic of rotation detects the position and serves as a distribution function for driving the signal from the Hall element to the base of the inverter transistor. Moreover, the logic circuit of rotation can generate a pulse proportional to the rotation speed, and can also be used as a feedback signal of the rotation speed.
정리하면, BLDC 모터는 기계적 정류기구를 전자화함으로써 전기적노이즈와 기계적노이즈가 작아지고, 신뢰성이 높고 수명이 길다. 또한, 고속화가 용이하며 기기의 고밀도화에 따른 요청에 용이하게 대응할 수 있다. 즉, 형상 및 구조를 자유도화하여 가볍고 소형으로 제작하여 일체화할 수 있는 기반이 조성된다. 특히, BLDC 모터는 구동속도를 일정하게 하거나 가변적으로 제어할 수 있게 함으로써 본 발명의 목적에 해당하는 블레이드의 회전속도를 적절히 제어할 수 있게 한다.In summary, the BLDC motor electronically mechanicalizes the mechanical rectifying mechanism, thereby reducing the electric noise and the mechanical noise, and providing high reliability and long life. In addition, it is easy to speed up and can easily respond to a request for higher density of the device. In other words, the foundation can be made freely by making the shape and structure free and compact and integrated. In particular, the BLDC motor can control the rotation speed of the blade corresponding to the object of the present invention by allowing the drive speed to be constant or variably controlled.
속도지령전압 발생회로(130)는 제어부(120)에 부설되어 음식물의 부하토크에 따라서 일정하게 비례하는 방향으로 속도지령전압을 출력하도록 하는데, 이 속도지령전압은 제어부(120)에서 연산된다. 이하 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 속도지령전압, 모터 회전속도 및 음식물 부하간의 상관 관계에 대하여 설명한다.The speed command
제어부(120)는 제어라인(122)을 통해 모터 구동 및 센싱부(152)에 연결되며, 상기 제어라인(122)은 모터 구동 및 센싱부(152)로부터 발생하는 회전수출력 신호를 제어부(120)에 전송한다. 한편, 제어부(120)는 전원라인(124)을 통해 전원공급부(134)에 연결되고, 순차적으로 상기 전원공급부(134)는 모터 구동 및 센싱부(152)에 연결되는 구조를 취한다.The
건조로(110)에 투입된 음식물의 양이 증가하면 그에 따라 분쇄스크류(112)에 걸리는 부하정도도 증가하게 된다. 상기의 음식물 부하정도가 증가하게 되면 분쇄스크류(112)를 구동하게 하는 기동 토크도 따라서 증가하게 되는데 도 3a를 보면 가로축을 음식물 부하로 하고 세로축을 기동토크로 설정한 그래프에서 양의 기울기를 유지한 채 선형적으로 비례하는 것을 확인할 수 있다.When the amount of food added to the drying
음식물 부하정도가 커지면 분쇄스크류(112)를 구동하는 구동력이 증가하게 되므로 기동토크(부하토크)가 증가해야 하고 자연스럽게 구동기어(154)로 공급되는 전압의 크기도 점점 증가하는 방향으로 상관관계가 형성될 수 있다. 도 3b에서는 가로축을 일정한 회전속도기준치에 대한 속도지령전압(Vsp)으로 하고 세로축을 기동토크(T)로 설정한 그래프에서 양의 기울기를 유지한 채 선형적으로 비례하는 것을 확인할 수 있다.As the food load degree increases, the driving force for driving the grinding
도 3c를 보게 되면, 가로축을 속도지령전압(Vsp)으로 하고 세로축을 음식물 부하에 의한 토크로 설정한 그래프를 볼 수 있는데, 양의 기울기를 유지한 채 선형적으로 비례하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3C, a graph in which the horizontal axis is set as the speed command voltage Vsp and the vertical axis is set as the torque due to food load can be seen, which can be seen to be linearly proportional while maintaining a positive slope.
도 3d를 보게 되면, 가로축을 음식물 부하토크[mN·m]로 하고 세로축을 분쇄스크류(112)의 회전속도[rpm]로 설정한 그래프에서 다양한 속도지령전압(Vsp)에 따른 변동 형태를 볼 수 있는데, 음의 기울기를 유지한 채 소정의 곡률반경을 가진 곡선형상으로 비례하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 예를 들어, 속도지령전압(Vsp)을 일정한 a V 라고 보면(그래프에서 최상단의 선도), 음식물 부하토크가 커질수록 분쇄스크류(112)에 가해지는 부담이 증가하므로 회전속도가 점점 늦어지는 것을 확인할 수 있다.3D, in the graph where the horizontal axis is the food load torque [mN · m] and the vertical axis is the rotational speed [rpm] of the grinding
다시 도 3d를 참조하면, 분쇄스크류(112)의 회전속도를 Y1으로 한정한 상태에서 각 선도에서의 음식물 부하토크를 알 수 있게 되는데, 속도지령전압(Vsp) aV,bV,cV 각각에 대해서 X1, X2, X3로 결정된다. 즉, 일정한 분쇄스크류의 회전상태하에서는 속도지령전압이 커질수록 그에 따라 음식물의 부하 토크가 점점 커질 수 있다는 것을 알 수 있게 된다. 다시 말하면, 일정한 회전속도 기준치로 회전하기 위한 속도지령전압은 음식물부하가 커질수록 증가한다는 것을 알 수 있다.Referring again to FIG. 3D, the food load torque in each diagram can be known in a state where the rotation speed of the grinding
정리하면, 도 3b의 부하 토크는 음식물 부하에 비례하고, 회전 속도는 속도지령전압에 비례하므로 결과적으로 음식물 부하토크가 증가하면 속도지령전압이 증가하고 음식물 부하토크가 감소하면 속도지령전압이 감소하게 되는 결과로 이어진다.In summary, the load torque of FIG. 3B is proportional to the food load, and the rotational speed is proportional to the speed command voltage. As a result, the speed command voltage increases when the food load torque increases and the speed command voltage decreases when the food load torque decreases. It leads to the result.
결과적으로, 도 3a 및 도 3b를 참조하면 음식물 부하 및 속도지령전압은 각각 기동토크에 비례하게 되므로, 속도지령전압은 결과적으로 음식물 부하에 비례한다는 결과를 얻게 된다. 도 3d는 다양한 속도지령전압 하에서의 회전속도와 음식물 부하토크를 이용하여 도 3c에서의 결과를 보여주는 것으로 제어부(120)는 분쇄스크류(112)의 정해진 회전속도를 기준으로 해서 건조로(110)에 투입된 음식물의 부하로부터 적정한 속도지령전압을 결정하게 된다. 예를 들어, 음식물 쓰레기가 건조로(110)에 투입된 상태에서 일정속도(ex. 8rpm)로 분쇄스크류가 회전하기 위한 속도지령전압을 측정하고 상기 속도지령전압(Vsp)을 이용하여 부하의 크기를 감지하게 된다. 즉, 음식물 부하가 있는 상태에서 모터를 동일한 속도로 가동시킬 때, 음식물 부하가 커질수록 측정되는 Vsp는 커지게 되고, 반대로 음식물 부하가 작아질수록 Vsp 전압은 작아지게 된다.As a result, referring to FIGS. 3A and 3B, since the food load and the speed command voltage are respectively proportional to the starting torque, the speed command voltage is consequently proportional to the food load. 3d shows the results in FIG. 3c using the rotational speed and the food load torque under various speed command voltages. The
이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 음식물처리기(100)의 구동 단계를 설명한다. 먼저, 음식물처리기(100)의 전원부(미도시)를 통해 전원이 인가되도록 한다(S10). 사용자가 건조로(110) 상부를 통해서 음식물 쓰레기를 적정량 투입한다(S11). 상기 음식물 투입 단계에서 건조로(110)에 진입하기 전에 별도의 절단 장 치가 구비되어 분쇄스크류(112)에 과도한 부하가 걸리지 않도록 할 수 있다. 사용자는 이후에 조작패널(160)을 어떤 공정으로 작동을 진행하게 할 것인지 입력할 수 있게 한다(S12). 상기 S12 단계는 교반, 건조 또는 분쇄 등의 처리방법을 사용자가 투입하는 음식물 쓰레기의 종류에 따라 취사선택할 수 있도록 한다.Hereinafter, a driving step of the
조작패널(160)을 통해 입력이 끝나고 작동 버튼을 누르면 속도지령전압 발생회로(130)에서 발생한 전압은 제어부(120)의 연산장치에서 연산된다(S13). 제어부(120)에서는 속도지령전압과 음식물 투입 부하량과의 선형적인 상관 관계를 이용하여 건조로(112)에 저장된 음식물 부하를 체크한다(S14). 이후 제어부(120)는 정산된 음식물 투입 부하량에 따른 가동시간을 판단한 다음에 구동기어(154)의 회전수를 결정한다(S15). 회전수를 결정하는 단계에서는 도 3a 내지 도 3d의 그래프의 범주에서 데이터가 구체적으로 실험으로 도출된 결과를 가지고 이용할 수 있을 것이다.When the input is completed and the operation button is pressed through the
이후, 결정된 구동기어(154)의 회전수가 적정 범위를 만족하는지 여부(이하, 기준 범위라 한다)에 대한 판단과정이 진행되는데(S16), 구동기어(154)의 회전속도에 따라서 모터부(150)와 분쇄스크류(112)에 가해지는 하중의 변동이 있게 되어 부품의 안정성과 처리 효율에 영향을 주게 된다. 즉, 구동기어(154)의 회전속도가 너무 느리게 되면 토크는 좋아질지 모르나 교반 및 분쇄를 수행하는 데에 있어서는 효율이 떨어지는 결과를 가져온다. 또한, 구동기어(154)의 회전속도가 너무 빠르게 되면 구동기어(154) 및 분쇄스크류(112)의 마모를 촉진할 수 있고 안정성에 있어서 문제가 발생할 수 있다.Thereafter, a process of determining whether the determined rotation speed of the
S16 단계에서 구동기어(154)의 회전속도가 너무 빠르거나 느리게 판단되면 투입되는 음식물을 조절하라는 신호를 표시부(170)를 통해 사용자가 알 수 있게 한다(S17). S17 단계에서 사용자는 건조로(110) 내에 음식물이 쌓여 있는 상태를 확인하고 투입되는 음식물의 량을 적절히 조절한 다음에 다시 작동을 하게 한다.If it is determined that the rotational speed of the
S16 단계에서 기준범위를 만족하면, 제어부(120)는 전원 공급부(134)를 통하여 모터구동 및 센싱부(152)에 공급되는 전압 공급을 적절히 조절할 수 있게 한다. 즉, 전원 공급부(134)는 교반모터(156)의 전력원 역할을 하게 되어 구동기어(154)의 회전속도를 변경하게 된다(S18).If the reference range is satisfied at step S16, the
이후, 작동 중에 모터부(150)의 작동 이상이 발생할 우려가 있을 수 있는데, 모터 구동 및 센싱부(152)는 교반모터(156)와 구동기어(154)의 정상 작동 여부를 감지하여 제어부(120)에 전송한다(S19). 여기에서, 모터부(150)에 과부하 발생 등으로 감지된 회전수 출력신호가 제한치 범위에서 벗어나게 되면 이상 징후가 있는 것으로 제어부(120)에 의해 분쇄스크류의 회전을 중지한 후 반대 방향으로 회전을 반복하여 정상적인 모터 동작이 되도록 한다. 이러한 과정을 거쳐도 모터부가 정상 운전범위 내로 회복되지 않으면, 사용자는 건조로와 모터부(150)를 정비한다(S20). 정비가 완료된 후에 다시 S13 단계로 진입하는 과정을 거치게 된다.Thereafter, there may be a possibility that an abnormal operation of the
건조로(110)에서 작동 중에 모터부(150)의 이상이 없으면 교반, 건조 또는 분쇄 과정을 계속적으로 수행하게 된다(S21). S21 단계에서 제어부(120)는 전원공급부(134)의 전원을 전력조절부(142)를 통해 히터(140)를 가동하게 한다. 상기 S21의 교반, 건조 또는 분쇄 단계에서 제어부(120)에서 지령된 회전속도를 안정되게 만족하는지 여부를 계속적으로 체크하는 과정을 거치게 된다(S22). 여기에서, 만족하지 않는다고 판단된다면 다시 S18 단계에서 모터에 공급되는 전압을 조절함에 의해서 회전속도를 변환하는 과정을 수행한다. S22 단계에서 만족한다면 건조로(110)의 내부가 처리단계별 설정온도 범위에 부합하는지 여부를 판단하게 된다(S23). 상기 설정온도 범위는 음식물의 교반, 분쇄, 건조 등의 각 단계별로 처리온도를 개별적으로 설정하는 것으로서 음식물의 종류 및 처리량 등에 따라서 달라질 수 있는 것으로서 초기에 제어부(120)에 미리 저장되는 과정을 거친다.If there is no abnormality of the
여기에서, 설정온도 범위를 만족한다면 계속적으로 처리과정을 수행하게 한 다음에 배출하는 단계가 뒤따르도록 한다(S25). 상기의 분쇄, 교반 또는 건조과정에 의해 처리된 음식물쓰레기는 분쇄스크류의 회전에 의해 전진되어 건조로(110)의 하부에 배치될 수 있는 배출구(미도시)를 통해 회수함(미도시)으로 모아져서 배출될 수 있다.In this case, if the set temperature range is satisfied, the process is continuously performed and then the step of discharging is followed (S25). The food waste treated by the pulverization, agitation, or drying process is collected through a discharge port (not shown) which is advanced by rotation of the pulverizing screw and disposed at a lower portion of the drying furnace 110 (not shown). Can be discharged.
상기 S23 단계에서 설정온도에 부합하지 않는다면, 온도 범위를 초과하는지 아니면 미만인지 여부를 판단하는 단계를 거친다(S24). 만약 온도범위 미만이라면 재차 S21 단계에서 분쇄, 교반 단계를 진행하는 과정에서 히터(140)를 가동하여 온도를 적정 수준으로 올리는 과정이 행해질 수 있다. 온도범위를 초과한다면 건조로(110)의 내부가 과열되는 문제가 있을 수 있으므로 초기 공정수행모드 입력 단계에서 온도 조건을 재설정하는 과정이 필요하게 된다.If it does not meet the set temperature in step S23, it is determined whether the temperature range is exceeded or less than (S24). If it is less than the temperature range, the process of raising the temperature to an appropriate level by operating the
상술한 바와 같이, 본 발명은 모터부의 작동중에 분쇄스크류의 회전속도에 따라 일정한 상관관계를 이루며 형성되는 속도지령전압(Vsp)을 이용하여 음식물처 리기에 투입된 음식물 쓰레기의 부하를 측정할 수 있게 됨으로써 부하에 따른 적정 회전 속도를 결정할 수 있다.As described above, the present invention by using the speed command voltage (Vsp) formed in a constant correlation depending on the rotational speed of the grinding screw during the operation of the motor unit it is possible to measure the load of food waste put into the food waste The proper rotation speed can be determined according to the load.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.While preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described specific embodiments. That is, a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs can make a number of changes and modifications to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims, and all such appropriate changes and modifications Equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 음식물처리기에 대한 개념도,1 is a conceptual diagram for a food waste processor according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 음식물처리기의 구동 단계를 시계열적으로 나타낸 순서도, 및Figure 2 is a flow chart showing a time series of driving the food waste processor according to the present invention, and
도 3a 내지 도 3d는 속도지령전압, 모터 회전속도 및 음식물 부하 등의 상관 관계를 나타낸 그래프이다.3A to 3D are graphs showing a correlation between a speed command voltage, a motor rotation speed, and a food load.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 음식물처리기 110 : 건조로100: food waste processor 110: drying furnace
112 : 분쇄 스크류 120 : 제어부112: grinding screw 120: control unit
122 : 제어 라인 124 : 전원 라인122: control line 124: power line
130 : 속도지령전압 발생회로 134 : 전원 공급부130: speed command voltage generation circuit 134: power supply
140 : 히터 142 : 전력조절부140: heater 142: power control unit
150 : 모터부 152 : 모터 구동 및 센싱부150: motor unit 152: motor driving and sensing unit
154 : 구동기어 156 : 교반 모터154: drive gear 156: stirring motor
160 : 조작 패널 170 : 표시부160: operation panel 170: display unit
Claims (9)
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KR (1) | KR20100119656A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120052834A (en) * | 2010-11-16 | 2012-05-24 | 임지연 | Apparatus for processing jelly fish |
KR20150122001A (en) * | 2014-04-22 | 2015-10-30 | 코웨이 주식회사 | A preprocess apparatus for treating food waste comprising a transfer screw and operating method thereof |
CN110694785A (en) * | 2019-10-30 | 2020-01-17 | 江苏美佳马达有限公司 | Control circuit and control method of food waste disposer |
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- 2009-05-01 KR KR1020090038706A patent/KR20100119656A/en not_active Application Discontinuation
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