KR20100121833A - 원적외선을 이용한 음식물 처리장치. - Google Patents

원적외선을 이용한 음식물 처리장치. Download PDF

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Abstract

본 발명은 원적외선을 이용한 음식물 처리장치에 관한 것으로, 이러한 장치는 본체와; 원적외선 발산부재와; 교반통; 및 교반부재로 구성되고, 상기 교반부재는 제어부에 의하여 정회전과 역회전으로 작동하는 정역모터와; 상기 정역모터에 의하여 구동되고, 상기 교반통에 길이 방향으로 장착되는 교반축과; 상기 교반축과 지지대에 의하여 고정되며, 나선형으로 이루어진 나선교반구와; 한 쌍의 경사된 판으로 형성되고, 상기 교반통의 내부 측면에 밀착되게 장착되며, 상기 교반축에 의하여 회전되는 측면스크래퍼로 구성되고, 상기 원적외선 발산부재는 전기에 의하여 열이 발생하는 발열코일과; 상기 발열코일과 인접한 부위에 장착되는 세라믹판으로 구성된다. 이와 같은 구성에 따라, 원적외선이 음식물 쓰레기 내부에 깊숙이 침투하므로 미생물에 의한 발효가 용이하게 이루어지고, 또한 상기 측면스크래퍼와 상기 중앙스크래퍼에 의하여 교반통 내부에 음식물 쓰레기가 눌러 붙는 것을 방지할 수 있고, 특히 상기 나선교반구에 의하여 교반이 용이하게 이루어질 뿐만 아니라, 발효된 음식물 쓰레기는 외부로 용이하게 배출할 수 있는 효과가 발생한다.
원적외선, 음식물, 쓰레기, 교반, 처리, 장치

Description

원적외선을 이용한 음식물 처리장치.{A food garbage treating apparatus using radiation of far infrared ray}
본 발명은 원적외선을 이용한 음식물 처리장치에 것으로, 더욱 상세하게는 원적외선이 음식물 쓰레기에 깊숙이 침투하여 미생물이 활동할 수 있는 온도를 유지하므로, 발효 효율이 증대되고, 발효된 음식물 쓰레기는 나선형으로 이루어진 나선교반구에 의하여 배출구를 통하여 용이하게 배출할 수 있는 음식물 처리장치에 관한 것이다.
최근에 생활 수준의 향상으로 생활 쓰레기의 배출량이 증대되어 이러한 쓰레기의 처리가 사회적으로 큰 문제로 대두하고 있다. 특히, 각 가정이나 식당에서 먹고남은 음식물쓰레기는 수분을 많이 함유하기 때문에 부패가 빨리 진행되므로 심한 악취가 날뿐만 아니라 운반 및 처리가 매우 곤란하다. 이러한 음식물쓰레기가 매립장에 매립될 경우 함유된 수분이 침출되어 주변 토양 및 하천 등을 오염 시키고, 부패시 메탄가스를 발생하여 화재 및 폭발 등의 문제를 야기한다.
따라서, 최근에는 음식물쓰레기의 수분을 제거하여 부피를 줄여서 수거하거나 가축의 사료 및 비료의 원료로 재활용하기 위한 여러 방법이 개시되고 있다. 음 식물쓰레기의 처리방식은 크게 소각식, 발효식 및 건조식이 있다. 소각식은 음식물을 직접 가열하여 소각시키는 방식으로 수분함유로 처리비용이 많이 들고 소각시 발생되는 연기와 냄새로 2차적인 공해요인에 의해 널리 보급되지 못하고 있다.
발효식은 음식물쓰레기를 미생물로 발효시킴으로써 음식물쓰레기의 분해가 이루어지도록 하여 부피를 줄이는 방식이다. 그러나, 발효식은 발효시간이 소요되므로 처리기간이 장시간 요구되는 등의 문제가 있다.
또한 미생물에 의하여 발효하기 위해서는 음식물을 교반해야 되는데, 이때 교반통 내부에 눌어붙는 경우가 발생하여 발효를 지연시킨다는 문제점이 있고, 발효된 음식물쓰레기를 외부로 자연스럽게 배출하지 못한다는 문제점이 있다.
그리고 미생물에 의하여 음식물 쓰레기가 발효하는 과정에서 다량의 수증기가 발생하여 발효된 음식물 쓰레기를 용이하게 건조할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로서, 본 발명의 목적은 첫째, 미생물이 발효하는데 가장 적당한 온도를 음식물 쓰레기 전체에 유지되도록 하고, 음식물 쓰레기가 교반통 내부에 눌어붙는 것을 방지하고, 발효된 음식물쓰레기는 빠른 시간 내에 건조하여 외부로 자연스럽게 배출할 수 있는 원적외선을 이용한 음식물 처리장치를 제공하는 데 있다.
이러한 상기 목적은 본 발명에 의해 달성되며, 본 발명의 일면에 따라, 원적외선을 이용한 음식물 처리장치는, 중공부가 형성되어 내부에 구성품을 수용하는 박스 형상이고, 상부에 음식물 쓰레기가 투입되는 개폐문이 형성된 본체와; 상기 본체에 투입된 음식물 쓰레기에 원적외선을 발산하는 원적외선 발산부재와; 상기 본체 내에 장착되는 교반통; 및 상기 교반통 내에서 음식물 쓰레기를 교반하는 교반부재로 구성되고, 상기 교반통은 원통이 길이방향으로 이등분된 형상의 하부통과; 상기 하부통의 절개면에서 상부로 일정길이 연장되는 상부통으로 구성되며, 상기 교반부재는 제어부에 의하여 정회전과 역회전으로 작동하는 정역모터와; 상기 정역모터에 의하여 구동되고, 상기 교반통에 길이 방향으로 장착되는 교반축과; 상기 교반축과 지지대에 의하여 고정되며, 나선형으로 이루어진 나선교반구와; 한 쌍의 경사된 판으로 형성되고, 상기 교반통의 내부 측면에 밀착되게 장착되며, 상기 교반축에 의하여 회전되는 측면스크래퍼로 구성되고, 상기 원적외선 발산부재는 전 기에 의하여 열이 발생하는 발열코일과; 상기 발열코일과 인접한 부위에 장착되는 세라믹판으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 나선교반구에는 직사각형 모양의 판재로 이루어지고, 상기 하부통의 내면에 밀착되게 장착되는 중앙스크래퍼가 추가로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발열코일에는 반사판이 추가로 형성되어, 상기 발열코일에서 발생하는 복사열이 상기 세라믹판으로 반사되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 세라믹판은 규사, 소다회 등의 유리 원료 분말 90 내지 95 % 중량과 토르말린, 일라이트, 모나자이트, 제올라이트, 맥반석, 산화티타늄, 티탄자철광 중에서 하나 이상으로 이루어진 분말 5 내지 10 %중량을 혼합하고 용융하여 제조된 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 교반통의 외측면에는 일정두께의 세라믹층과; 상기 세라믹층에 매설되고 전기에 의하여 열이 발생하는 발열선;으로 이루어진 세라믹 히타 자켓이 추가로 장착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일면에 따라, 상기 본체 내부에는 냉매에 순환에 의하여 습기를 제거하는 제습부재가 추가로 장착되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제습부재는 냉매를 압축하여 배출하는 압축기와; 상기 압축기에서 압축된 냉매와 공기를 상호 열교환시키는 응축기와; 상기 응축기로부터 이동하는 공기와 열교환된 냉매를 공기와 상호 열교환시키는 증발기와; 상기 증발기에서 냉각된 공기를 중앙격실을 통하여 상기 교반통 내부에 공급하는 공급팬과; 상기 교 반통의 고온다습한 공기를 흡입하여 상기 증발기에 공급하는 측면격실을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일면에 따라, 상기 본체에는 배출구가 구비되고, 상기 배출구에는 진공흡입기가 추가로 장착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기와 같은 구성에 따라, 상기 원적외선 발산부재에 의하여 조사되는 원적외선이 음식물 쓰레기 내부에 깊숙이 침투하므로 미생물에 의한 발효가 용이하게 이루어지고, 또한 상기 측면스크래퍼와 상기 중앙스크래퍼에 의하여 교반통 내부에 음식물 쓰레기가 눌러 붙는 것을 방지할 수 있고, 특히 상기 나선교반구에 의하여 교반이 용이하게 이루어질 뿐만 아니라, 발효된 음식물 쓰레기는 제습부재에 의하여 단시간에 건조가 되고, 또한 진공흡입기에 의하여 외부로 용이하게 배출할 수 있는 효과가 발생한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술하며, 도면 전체를 통하여 동일한 부분에는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 음식물 처리장치의 사시도이고, 도 2는 부분 절단 사시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 도면 부호 10으로 도시한 본 발명에 따른 원적외선을 이용한 음식물 처리장치는 본체(20), 교반통(40), 교반부재(50), 원적외선 발산부재(30) 등으로 구성된다.
상기 본체(20)는 중공부가 형성되어 내부에 여러 가지 구성품을 수용하는 박스 형상이고, 전면에는 사용자가 발열 온도, 작동 시간 등을 제어할 수 있는 제어패널(미도시)이 장착되게 된다. 그리고 상기 본체(20) 내부에는 제어부(회로기판)이 장착되어 있어서, 상기 제어패널에서 입력된 데이터에 따라서, 후술하는 교반축(52)의 회전방향, 교반통(40)의 내부 온도, 작동 시간 등을 제어하게 된다. 또한 상기 본체(20)에는 개폐문(25)이 형성되어서, 음식물 쓰레기나 미생물 등을 투입할 수 있게 된다.
그리고 상기 본체(20) 내부에는 도 2에 도시된 바와 같이 교반통(40)이 장착된다. 상기 교반통(40)은 하부통(43)과 상부통(41)의 이루어지는데, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하부통(43)은 중공부가 형성되는 원통이 길이방향으로 이등분되어 이루는 형상이고, 상기 상부통(41)은 상기 하부통(43)의 절개면에서 상부로 일정길이 연장되어 상하가 개방되는 박스 형상이다.
또한 상기 교반통(40)의 외측면에는 일정두께의 세라믹층(120)과 상기 세라믹층(120)에 매설되고 전기에 의하여 열이 발생하는 발열선(130)으로 이루어진 세라믹 히터 재킷(100)이 장착된다. 따라서 상기 세라믹층에서 원적외선이 발생하게 된다.
상기 교반통(40) 내부에는 모터(51)에 의하여 회전되는 교반축(52)이 장착되는데, 상기 교반축(52)은 상기 하부통(43)의 반원을 이루는 중심에 장착된다.
그리고 상기 교반축(52)에는 나선교반구(53)가 장착되는데, 상기 나선교반구(53)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 교반축(52)을 감싸는 나선형상이다. 그리 고 상기 나선교반구(53)는 지지대(57)에 의하여 상기 교반축(52)에 고정된다. 상기 나선교반구(53)는 상기 교반축(52)의 회전방향에 따라서 교반통(40) 내부에 수용되는 음식물 쓰레기를 일측 방향으로 이송시킨다. 따라서 상기 교반축(52)은 상기 제어부에 의하여 교번되면서 정회전과 역회전이 되므로, 상기 나선교반구(53)는 일측방향과 타측방향으로 교번하면서 음식물 쓰레기를 교반하게 된다.
그리고 도 4의 부분 확대도에 도시된 바와 같이, 상기 지지대(57)와 상기 나선교반구(53)가 연결되는 부위에는 직사각형 모양의 판재로 이루어진 중앙스크래퍼(55)가 장착된다. 상기 교반축(52)이 상기 하부통(43)의 중심에 위치하게 되므로, 상기 중앙스크레퍼(55)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 하부통(43)의 내면을 밀착하여서 회전하게 된다. 따라서 회전되는 상기 중앙스크래퍼(55)에 의하여 상기 하부통(43) 내면에 음식물 찌꺼기가 눌러 붙는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한 도면에 도시된 바와 같이 상기 교반축(52)의 양단부에는 측면스크래퍼(54)가 장착된다. 상기 측면 스크래퍼(54)는 한 쌍의 경사면이 대향되도록 형성되어 있는데, 상기 교반축(52)의 회전방향에 따라서 상기 경사면이 상기 교반통(40)의 내부 측면에 음식물 쓰레기가 눌러 붙는 것을 방지한다.
그리고 상기 제어부에서는 설정된 시간이 경과하면, 발효된 음식물 쓰레기를 상기 본체(20)에 형성된 배출구(70)로 배출하게 되는데, 이때에는 상기 제어부에서는 상기 교반축(52)을 일방향으로만 회전하도록 하여서 상기 중앙스크래퍼(55)와 상기 측면스크래퍼(54)에 의하여 상기 교반통(40)의 내측 면에 눌러 붙은 음식물 쓰레기를 박리하고, 내부에 수용되는 음식물 쓰레기는 일방향으로 회전하는 상기 나선교반구(53)에 의하여 배출구(70)로 배출하게 된다.
상기 원적외선 발산부재(30)는 도 7a와 7b에 도시되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이 상기 원적외선 발산부재(30)는 발열코일(31), 세라믹판(33) 및 반사판(35) 등으로 구성된다. 상기 발열코일(31)에서는 전기에 의하여 열이 발생하고, 발생된 열은 상기 세라믹판(33)을 가열하여서 상기 교반통(40) 내부에 원적외선이 조사되게 된다. 그리고 상기 발열코일(31)을 감싸는 상기 반사판(35)은 상기 발열코일(31)에서 발생하는 열은 반사하여 상기 세라믹판(33)은 열이 집중되도록 한다.
상기 세라믹판(33)에 의하여 조사되는 원적외선은 비교적 파장이 긴 2.5∼4μm 이상의 것이며, 이러한 원적외선은 음식물 쓰레기 내부에 침투하여 온도를 상승하고 미생물을 활성화시키게 된다
상기 교반통(40)에 투입되는 미생물을 여러 종류를 선택하여 투입할 수 있는데, 예를 들어서 프로테아제, 리파아제, 셀룰라아제, 아밀라아제의 효소활성도가 뛰어나며, 내산성, 내염성 및 내열성이 우수한 신규 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) ENB-02(KACC 91319P) 및 이를 무기담체인 제오라이트에 안정되게 휴면 흡착시키는 미생물을 사용할 수도 있다. 이와 같이 이루어진 미생물 균주는 효소의 높은 활성도에 의한 분해 활성이 뛰어나며, 생육온도 범위는 0~85℃이며, 염분 농도 8%에서도 생육가능하며 pH범위 4.0~10.0에서 생존 가능하며, 최적 환경은 온도 범위는 65~55℃이며, 염분5%이하, 최적pH범위 5.0~8.5에서 가장 왕성한 활동을 보이며 프로테아제와 리파아제의 활성화가 높아 악취발생을 억제함과 동시에 셀룰라 아제 및 아밀라아제 분비능력으로 특히 우리나라 음식물쓰레기 특성에 따른 분해능력이 뛰어난 내염성, 내산성 및 내열성 균주이다.
상기 세라믹판(33)은 규사, 소다회 등의 유리 원료 분말 90 내지 95 % 중량과 원적외선을 발생시킬 수 있는 물질인, 토르말린, 일라이트, 모나자이트, 제올라이트, 맥반석, 산화티타늄, 티탄자철광 중에서 1종 이상을 선택하여 300메시의 분발을 혼합하고 용융하여 제조하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예는 도 8a 내지 8c를 참조하여 설명한다.
도면에 도시된 바와 같이 다른 실시예는 상기 본체(20) 내부에는 냉매에 순환에 의하여 습기를 제거하는 제습부재(200)가 추가로 장착된다.
상기 제습부재(200)는 냉매를 압축하여 배출하는 압축기(270)와; 상기 압축기(270)에서 압축된 냉매와 공기를 상호 열교환시키는 응축기(미도시)와; 상기 응축기(미도시)로부터 이동하는 공기와 열교환된 냉매를 공기와 상호 열교환시키는 증발기(250) 등으로 구성된다.
그리고 상기 증발기(250)에서 수증기가 결로되어 저온건조한 공기는 공급팬(280)에 의하여 상기 교반통(40) 내부로 공급되고, 상기 교반통(40) 내부의 고온다습한 공기는 상기 증발기(250)로 흡입하게 된다. 이와 같이 상기 본체(20) 내부에서 공기가 순환되면서 습기를 제거하기 위해서는 저온건조한 공기와 고온다습한 공기의 흐름이 서로 원활하게 순환되어야 하는데, 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 격판에 의하여 분리되는 중앙격실(210)과 상기 중앙격실(210)의 양측면에 형성되는 측면격실(220)에 의하여 공기가 순환된다.
상기 증앙격실(210)은 상기 증발기(250)의 상부에 위치하여서 상기 공급팬(280)에 의하여 저온건조한 공기를 상기 교반통(40) 내부로 공급하고, 한 쌍의 상기 측면격실(220)을 통해서는 상기 교반통(40) 내부의 고온다습한 공기를 흡입하여 상기 증발기(250)로 이동하게 한다. 상기 증발기(250)로 이동한 고온다습한 공기는 이슬점 이하로 냉각되면서 결로되어 하부로 낙하하게 된다.
그리고 도 9에는 또다른 실시예가 도시되어 있는데, 도면에 도시된 바와 같이 상기 본체(20)에 형성된 상기 배출구(70)에는 진공흡입기(300)가 추가로 장착되어서, 발효되고 건조한 음식물 쓰레기를 간편하게 흡입하여 처리할 수 있게 된다. 상기 진공흡입기(300)에는 흡입된 음식물 쓰레기를 수납하는 필터팩이 장착되는 것이 바람직하고, 또한 상기 진공흡입기(300)는 상기 본체(20) 내부에 수납할 수 있도록 할 수도 있게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 원적외선을 이용한 음식물 처리장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하고 이하의 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 음식물 처리장치의 사시도.
도 2는 음식물 처리장치의 부분 절단 사시도.
도 3은 교반부재의 부분 절단 사시도.
도 4는 나선교반구를 설명하기 위한 도면.
도 5는 중앙스크래퍼를 설명하기 위한 도면.
도 6은 측면스크래퍼를 설명하기 위한 도면.
도 7a와 7b는 원적외선 발산부재의 단면도와 분해 사시도.
도 8a 내지 8c는 다른 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 9는 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10: 음식물 처리장치, 20: 본체,
30: 원적외선 발산부재, 31: 발열코일,
33: 세라믹판, 35: 반사판,
40: 교반통, 50: 교반부재,
52: 교반축, 53: 나선교반구,
54: 측면스크래퍼, 55: 중앙스크래퍼,
57: 지지대

Claims (8)

  1. 중공부가 형성되어 내부에 구성품을 수용하는 박스 형상이고, 상부에 음식물 쓰레기가 투입되는 개폐문(25)이 형성된 본체(20)와; 상기 본체(20)에 투입된 음식물 쓰레기에 원적외선을 발산하는 원적외선 발산부재(30)와; 상기 본체(20) 내에 장착되는 교반통(40); 및 상기 교반통(40) 내에서 음식물 쓰레기를 교반하는 교반부재(50)로 구성되고,
    상기 교반통(40)은 원통이 길이방향으로 이등분된 형상의 하부통(43)과; 상기 하부통(43)의 절개면에서 상부로 일정길이 연장되는 상부통(41)으로 구성되며,
    상기 교반부재(50)는 제어부에 의하여 정회전과 역회전으로 작동하는 정역모터(51)와; 상기 정역모터(51)에 의하여 구동되고, 상기 교반통(40)에 길이 방향으로 장착되는 교반축(52)과; 상기 교반축(52)과 지지대(57)에 의하여 고정되며, 나선형으로 이루어진 나선교반구(53)와; 한 쌍의 경사된 판으로 형성되고, 상기 교반통(40)의 내부 측면에 밀착되게 장착되며, 상기 교반축(52)에 의하여 회전되는 측면스크래퍼(54)로 구성되고,
    상기 원적외선 발산부재(30)는 전기에 의하여 열이 발생하는 발열코일(31)과; 상기 발열코일(31)과 인접한 부위에 장착되는 세라믹판(33)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 원적외선을 이용한 음식물 처리장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 나선교반구(53)에는 직사각형 모양의 판재로 이루어 지고, 상기 하부통(43)의 내면에 밀착되게 장착되는 중앙스크래퍼(55)가 추가로 형성되는 것을 특징으로 하는 원적외선을 이용한 음식물 처리장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 발열코일(31)에는 반사판(35)이 추가로 형성되어, 상기 발열코일(31)에서 발생하는 복사열이 상기 세라믹판(33)으로 반사되는 것을 특징으로 하는 원적외선을 이용한 음식물 처리장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 세라믹판(33)은 규사, 소다회 등의 유리 원료 분말 90 내지 95 % 중량과 토르말린, 일라이트, 모나자이트, 제올라이트, 맥반석, 산화티타늄, 티탄자철광 중에서 하나 이상으로 이루어진 분말 5 내지 10 %중량을 혼합하고 용융하여 제조된 것을 특징으로 하는 원적외선을 이용한 음식물 처리장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 교반통(40)의 외측면에는 일정두께의 세라믹층(120)과 상기 세라믹층(120)에 매설되고 전기에 의하여 열이 발생하는 발열선(130)으로 이루어진 세라믹 히터 재킷(100)이 추가로 장착되는 것을 특징으로 하는 원적외선을 이용한 음식물 처리장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 본체(20) 내부에는 냉매에 순환에 의하여 습기를 제거하는 제습부재(200)가 추가로 장착되는 것을 특징으로 하는 원적외 선을 이용한 음식물 처리장치.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 제습부재(200)는 냉매를 압축하여 배출하는 압축기(270)와; 상기 압축기(270)에서 압축된 냉매와 공기를 상호 열교환시키는 응축기와; 상기 응축기로부터 이동하는 공기와 열교환된 냉매를 공기와 상호 열교환시키는 증발기(250)와; 상기 증발기(250)에서 냉각된 공기를 중앙격실(210)을 통하여 상기 교반통(40) 내부에 공급하는 공급팬(280)과; 상기 교반통(40)의 고온다습한 공기를 흡입하여 상기 증발기(250)에 공급하는 측면격실(220)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원적외선을 이용한 음식물 처리장치.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 본체(20)에는 배출구(70)가 구비되고, 상기 배출구(70)에는 진공흡입기(300)가 추가로 장착되는 것을 특징으로 하는 원적외선을 이용한 음식물 처리장치.
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