KR20110027290A - 촉매연소식 탈취모듈 및 이를 이용한 음식물 처리장치와 그 처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음식물 쓰레기를 열풍 건조처리하며 이로부터 발생된 배기가스로부터 탈취를 한 후 악취가 제거된 응축수를 수집하고 배기가스의 일부를 재순환시키는 것은 물론, 건조시간을 최대한 단축시킬 수 있고 배출가스의 냉각효과를 최대화할 수 있는 촉매연소식 탈취모듈 및 이를 이용한 음식물 처리장치와 그 처리방법에 관한 것이다.
상기 본 발명은 음식물을 교반 및 분쇄하면서 열풍을 이용하여 건조시키기 위한 처리용기; 상기 처리용기로부터 배출된 악취공기를 탈취하기 위한 촉매연소식 탈취모듈; 및 상기 탈취모듈로 공급되는 악취공기를 가열하고, 동시에 상기 탈취모듈로부터 배출되는 악취가 탈취된 공기를 냉각하기 위한 펠티어소자;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
음식물, 처리장치, 열풍건조, 펠티어 소자, 탈취, 촉매 담체, 응축
Description
본 발명은 촉매연소식 탈취모듈 및 이를 이용한 음식물 처리장치에 관한 것으로, 특히 음식물 쓰레기를 처리용기에서 열풍 건조처리하며 이로부터 발생된 배기가스를 탈취한 후 응축수를 수집하고, 배기가스의 일부를 재순환시키되 배기가스에 함유된 수분을 제거한 상태로 재순환시킴에 따라 건조시간을 최대한 단축시킬 수 있고 배출가스의 냉각효과를 최대화할 수 있는 촉매연소식 탈취모듈 및 이를 이용한 음식물 처리장치와 그 처리방법에 관한 것이다.
음식물 쓰레기는 수분함량이 높고 쉽게 부패되어 매립 및 소각처리에 어려움이 있기 때문에 이를 수집하여 감량화 또는 자원화를 시도하고 있다. 그 일환으로 최근 들어 각 가정의 주방 또는 업소에 배치되는 음식물 처리장치가 개발되어 사용되고 있다.
이와 같은 종래의 음식물 처리장치는 음식물의 종류에 따라 고온 열풍, 미생물 발효, 분자 분해 기화 등의 방법으로 음식물에 포함된 수분을 제거하여 부피를 줄이거나 소멸시키는 제1공정과, 이 과정에서 발생된 수분을 포함하는 악취가스로부터 탈취 및 응축과정을 거쳐 탈취 및 저온으로 낮추어진 공기를 실내 또는 외부로 배출하는 제2공정을 포함하고 있다.
상기한 제1공정은 처리시간과 유지비용 등에 따라 선택될 수 있는 것이며, 제2공정은 사용자의 만족도와 직결되는 공정으로서 상품성을 결정하는 중요한 요소로 부각되고 있다.
상기 제2공정의 처리방식은 크게 나누어 탈취 전 응축방식, 탈취 후 재순환방식 및 탈취 후 응축방식으로 나눌 수 있다.
탈취 전 응축방식은 일본 등록특허 제3241037호, 일본 등록특허 제3290023호 및 일본 공개특허 제1996-291976호에 개시된 바와 같이, 음식물 쓰레기를 열풍 건조시킬 때 발생하는 공기로부터 악취를 탈취하는 과정을 거치지 않고, 그대로 악취공기를 냉각시켜 응축수를 형성한다. 따라서, 처리장치 내측에 설치된 응축수 용기에는 악취가 나는 응축수가 수집되며, 응축수 용기를 비우기 위해 처리장치에서 분리하는 경우 응축수에서 나는 악취로 인해 사용자가 불쾌감 및 혐오감을 느끼는 문제가 있었다.
또한, 탈취 후 재순환방식은 일본 등록특허 제3837191호에 개시된 바와 같이, 건조실에서 배출되는 공기를 탈취시킨 후 이 공기를 건조실로 재순환시킨다. 이 경우 재순환되는 공기의 수분 함유량이 높기 때문에 건조실로 재투입되는 공기로 인해 건조시간을 지연시키는 문제가 있었다.
더욱이, 탈취 후 응축방식은 일본 공개특허 제1998-2671호, 일본 등록특허 제3398805호에 개시된 바와 같이, 건조실을 가열하는 열교환방식으로 이루어지는데, 이 경우 응축효율이 떨어지고 외부로 다량의 수분을 포함하는 공기를 배출하기 때문에 실내에서 사용 시 실내습기를 증가시키는 원인이 되었다.
상기 문제를 해결하기 위해 본 발명은, 처리용기에서 발생된 배기가스를 탈취한 후 응축수를 수집하는 방식으로, 배기가스의 일부를 재순환시키되 배기가스에 함유된 수분을 제거한 상태로 재순환시킴에 따라 건조시간을 최대한 단축시킬 수 있는 음식물 처리장치 및 그 처리방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 펠티어 소자를 통해 고온의 배기가스를 촉매연소식 탈취모듈로 공급하여 탈취모듈의 보조 열원으로 사용함과 동시에, 촉매연소식 탈취모듈에서 배출되는 배기가스를 냉각시켜 응축효율을 향상시켜 배기가스에 포함된 수분을 응축수로 수집할 수 있는 촉매연소식 탈취모듈 및 이를 이용한 음식물 처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 탈취된 배기가스를 펠티어 소자에 의해 냉각시킨 후 온도가 낮은 응축수 용기를 통과시켜 하우징 외부로 배출함에 따라 배출가스의 냉각효과를 최대화할 수 있는 촉매연소식 탈취모듈 및 이를 이용한 음식물 처리장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 금속 케이스, 상기 금속 케이스 내에 장착된 하니콤 구조를 가지는 촉매부재, 상기 촉매부재를 가열하기 위한 히터, 상기 금속 케이스에 수분을 포함한 악취공기를 도입하기 위한 도입관 및 상기 금속 케이스 내부의 상기 촉매부재를 통과한 탈취공기를 배출하기 위한 배기관을 포함한 촉매연소식 탈취모듈에 있어서, 상기 도입관과 배기관 사이에 장착되는 펠티어 소자를 포함하고, 상기 펠티어 소자는 발열면이 상기 도입관에 면접되고, 냉각면이 상기 배기관에 면접된 것을 특징으로 하는 촉매연소식 탈취모듈을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 금속 케이스 내에 설치되며 표면에 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀이 길이방향으로 형성되어 악취공기가 통과하는 하니콤 구조를 가지는 촉매부재; 촉매반응을 활성화하기 위해 케이스 내측에 설치되는 히터; 상기 금속 케이스로 수분을 포함한 악취공기를 도입하기 위한 도입관; 상기 금속 케이스 내부의 상기 촉매부재를 통과한 탈취공기를 배출하기 위한 배기관; 및 상기 도입관과 배기관 사이에 장착되며, 발열면은 상기 도입관에 면접되고, 냉각면이 상기 배기관에 면접된 펠티어 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매연소식 탈취모듈을 제공한다.
상기 촉매연소식 탈취모듈에서 수분을 포함한 악취공기는 음식물 처리장치에서 음식물을 분쇄 및 건조할 때 발생되는 것이다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 음식물을 교반 및 분쇄하면서 열풍을 이용하여 건조시키기 위한 처리용기; 상기 처리용기에 열풍을 공급하기 위한 송풍팬; 상기 처리용기에 송풍되는 공기를 가열하기 위한 건조히터; 상기 처리용기로부터 수분을 다량 포함한 악취공기가 도입되는 도입관; 상기 도입관을 통해 유입된 악취공기를 탈취하기 위한 촉매연소식 탈취모듈; 상기 탈취모듈을 통해 악취가 탈취된 공기를 배출하기 위한 배기관; 및 상기 도입관과 배기관 사이에 장착되는 펠티어 소자;를 포함하며, 상기 펠티어 소자는 발열면이 상기 도입관에 면접되고, 냉각면이 상기 배기관에 면접된 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치를 제공한다.
이 경우, 상기 음식물 처리장치는 배기관으로부터 분기되고 상기 송풍팬으로 탈취된 배기가스의 일부를 공급하는 재순환관;을 더 포함하여, 배기가스를 재순환 시켜 건조히터의 소비전력을 낮출 수 있다.
또한 상기 본 발명은 상기 배기관으로부터 분기된 응축수 배출관; 상기 응축수 배출관을 통해 배출된 응축수를 담기 위한 응축수 용기; 상기 응축수 용기 내부의 공기를 배출하기 위한 배출관; 및 상기 배출관을 통해 배출된 공기와 외기를 혼합하여 외부로 강제 배출하기 위한 배출팬;을 더 포함할 수 있다.
이 경우, 본 발명은 상기 재순환관을 통해 제공되는 재순환 공기 중 수분을 차단하고 공기만을 통과시키기 위한 수분 차단필터를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 수분 차단필터는 내열성을 가지며, 수분은 차단하고 공기만을 통과시키는 미세기공을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 상기 펠티어 소자는 100℃∼600℃의 고온 가열이 가능한 텔루오르화 납으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은, 음식물을 건조하기 위한 처리용기; 상기 처리용기에 열풍을 공급하기 위한 송풍팬; 상기 건조용기에 송풍되는 공 기를 가열하기 위한 건조히터; 상기 처리용기로부터 수분을 다량 포함한 악취공기가 도입되는 도입관; 상기 도입관을 통해 유입된 악취공기를 탈취하기 위한 촉매연소식 탈취모듈; 상기 탈취모듈을 통해 악취가 탈취된 공기를 배출하기 위한 배기관; 상기 배기관으로부터 분기되고 상기 송풍팬으로 탈취된 공기의 일부를 제공하는 재순환관; 및 상기 재순환관을 통해 제공되는 재순환 공기 중 수분을 차단하고 공기만을 통과시키기 위한 수분 차단필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치를 제공한다.
이 경우 상기 본 발명은 상기 배기관으로부터 분기된 응축수 배출관; 상기 응축수 배출관을 통해 배출된 응축수를 담기 위한 응축수 용기; 상기 응축수 용기 내부의 공기를 배출하기 위한 배출관; 및 상기 배출관을 통해 배출된 공기와 외기를 혼합하여 외부로 강제 배출하기 위한 배출팬;을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 촉매연소식 탈취모듈은 금속 케이스 내에 설치되며 표면에 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀이 길이방향으로 형성되어 악취공기가 통과하는 하니콤 구조를 가지는 촉매부재; 및 촉매반응을 활성화하기 위해 케이스 내측에 설치되는 히터;를 포함할 수 있다.
더욱이, 본 발명은 음식물을 교반 및 분쇄하면서 열풍을 이용하여 건조시키기 위한 처리용기; 상기 처리용기로부터 배출된 악취공기를 탈취하기 위한 촉매연소식 탈취모듈; 및 상기 탈취모듈로 공급되는 악취공기를 가열하고, 동시에 상기 탈취모듈로부터 배출되는 악취가 탈취된 공기를 냉각하기 위한 펠티어소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치를 제공한다.
이 경우, 상기 펠티어 소자는 발열면이 상기 악취공기를 상기 탈취모듈로 안내하는 도입관에 면접되고, 냉각면이 상기 탈취모듈로부터 탈취된 공기를 배출하는 배기관에 면접되도록 배치되는 것이 바람직하다.
상기 촉매연소식 탈취모듈은 금속 케이스 내에 설치되며 표면에 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀이 길이방향으로 형성되어 악취공기가 통과하는 하니콤 구조를 가지는 촉매부재; 및 촉매반응을 활성화하기 위해 케이스 내측에 설치되는 히터;를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 처리용기에 투입된 음식물을 교반 및 분쇄하면서 열풍을 이용하여 건조시키는 단계; 상기 처리용기로부터 도입관을 통하여 도입되는 수분을 다량 포함한 악취공기를 예비 가열하는 단계; 상기 도입관을 통해 탈취모듈로 유입된 악취공기를 촉매연소방식으로 탈취하는 단계; 및 상기 탈취모듈의 배기관을 통해 배출되는 악취가 탈취된 공기를 냉각시켜 수분을 응축시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치의 처리방법을 제공한다.
상기 본 발명에 따른 음식물 처리장치의 처리방법은, 상기 배기관을 통과하면서 응축되는 응축수와 탈취된 공기를 응축수 용기에 통과시키는 단계; 및 상기 응축수 용기로부터 배출되는 가스를 음식물 처리장치의 외부로 강제 배출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 처리방법은 상기 배기관으로부터 배출되는 탈취된 공기의 일부를 처리용기로 재순환시키는 단계; 및 상기 재순환되는 공기로부터 수분을 차단하고 공기만을 통과시키는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 도입관을 통하여 도입되는 악취공기를 예비 가열하는 단계와 상기 탈취모듈의 배기관을 통해 배출되는 악취가 탈취된 공기를 냉각시켜 수분을 응축시키는 단계는 상기 도입관과 배기관 사이에 장착되는 펠티어 소자를 사용하여 처리되는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 본 발명에 있어서는, 배기가스의 일부를 수분 차단필터에 의해 수분을 제거한 상태로 재순환함으로써 건조시간을 최대한 단축시킬 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명은 펠티어 소자를 촉매연소식 탈취모듈의 도입관 및 배기관에 각각 발열면 및 냉각면을 면접하도록 배치하여, 탈취모듈의 보조 열원으로 사용함과 동시에, 배기가스의 응축효율을 향상시킬 수 있다.
더욱이 본 발명은 탈취된 배기가스를 충분히 냉각시킨 후 하우징 외부로 배출함에 따라 배출가스로 인해 실내 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 처리장치를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.
첨부된 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 처리장치를 나타내는 단면도, 도 2는 도 1에 도시된 촉매탈취식 탈취모듈을 나타내는 단면도이다.
본 발명의 음식물 처리장치는 하우징(10), 송풍팬(21), 수분 차단필터(25), 처리용기(30), 촉매연소식 탈취모듈(40), 펠티어 소자(50), 응축수 용기(60) 및 배출팬(63)을 포함한다.
하우징(10)은 송풍팬(21) 및 수분 차단필터(25)를 구비한 상부(11)와, 처리용기(30), 촉매연소식 탈취모듈(40), 펠티어 소자(50), 응축수 용기(60) 및 배출팬(63)을 구비한 하부(13)를 포함한다.
하우징(10)의 상부(11)는 일측에 외기를 유입하기 위한 공기유입구(11a)가 형성되며, 공기유입구(11a)와 연통하는 제1 유로(P1)가 바람직하게는 수평방향으로 형성되어 있다. 상기 제1 유로(P1)의 후단부에는 그의 하측에 위치한 처리용기(21)와 연통하는 관통구멍(11b)이 형성되고, 관통구멍(11b)의 하측, 즉 처리용기(21)의 상부에는 공기유입구(11a)로부터 제1 유로(P1)를 통하여 처리용기(21) 내부로 외기를 도입하기 위하여 송풍팬(21)이 배치되어 있다. 상기 송풍팬(21)은 제1 유로(P1)에 설치된 구동모터(21a)에 의해 가동되며 축을 통하여 연결되어 있다.
또한, 상기 제1 유로(P1) 상에는 송풍팬(21)의 상류에 건조히터(23)가 배치되어 송풍팬(20)으로 이송되는 공기를 가열함으로써 처리용기(30)로 고온의 공기를 공급한다.
또한, 제1 유로(P1) 상에는 건조히터(23) 상류에 수분 차단필터(25)가 배치되며, 후술하는 재순환관(70)을 통해 제1 유로(P1)로 공급되는 배기가스는 수분 차단필터(25)를 통과하면서 내재된 수분이 제거된 상태로 다시 건조히터(23)를 통과하면서 대략 100℃ 미만의 고온의 공기로 되어 처리용기(30)로 재공급된다. 이 경우, 제1 유로(P1)는 상대적으로 상온보다 높은 고온을 유지하게 되므로 수분 차단 필터(25)는 예를 들면, 열에 강하면서 다수의 기공을 가지는 단일막 또는 다층막 구조를 갖는 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 기공은 수증기는 차단하고 공기만을 통과시키도록 설정되는 것이 필요하며 소재는 친수성 소재인 것이 바람직하다. 예를 들어, 수증기는 1,000만분의 4mm의 구멍을 통과하므로 상기 기공은 1,000만분의 4mm 이하로 설정되는 것이 바람직하다.
이와 같이 재순환하는 배기가스의 일부로부터 수분을 제거하여 재공급함에 따라, 종래와 같이 재순환용 배기에 포함된 수분에 의해 음식물 쓰레기(31)의 건조시간이 늘어나는 것을 방지하여 고속으로 음식물 쓰레기(31)를 건조할 수 있으며, 아울러 배기가스를 재활용함으로써 건조히터(23)의 사용전력을 절감시킬 수 있다. 즉, 재순환되는 배기가스는 후술하는 바와 같이 촉매연소식 탈취모듈(40)의 배기관(43b)을 통과하면서 배기관(43b)이 펠티어 소자(50)의 냉각면(53)과 접촉되어 냉각이 이루어지게 되나, 여전히 상온보다 높은 온도를 가지며 대략 100℃ 미만의 온도를 가지고 있다. 따라서, 상온까지 충분히 냉각이 이루어지지 못한 배기가스를 재순환시키는 것은 에너지 효율 개선에 기여할 수 있게 된다.
처리용기(30)는 음식물 쓰레기(31)를 수납하고 건조하기 위한 것으로 대략 상부가 개방된 통형상으로 이루어진다. 또한, 처리용기(30)에는 그의 하단에 음식물 쓰레기(31)를 교반과 동시에 잘게 분쇄하기 위한 분쇄/교반기(15)가 설치되고 분쇄/교반기는 처리용기(30)의 하단 배면에 설치된 구동모터(M)(17)에 의해 구동된다.
이 경우 처리용기(30) 내에 수납된 음식물 쓰레기(31)는 분쇄 및 교반과 동 시에 상측에 설치된 송풍팬(21)을 통해 고온의 공기에 의해 열풍 건조된다.
촉매연소식 탈취모듈(40)은 금속케이스(41) 및 금속케이스(41) 내측에 설치된 촉매 담체(45)를 포함한다. 금속케이스(41)는 내부에 촉매 담체(45)를 수용할 수 있는 원통형 공간이 마련된다. 또한, 금속케이스(41)에는, 처리용기(30)에서 배기가스가 배출되는 제2 유로(P2)에 연통되어 배기가스를 금속케이스(41) 내로 안내하기 위해 일측에 배기가스가 유입되는 도입관(43a)이 배치되며, 타측에는 촉매 담체(45)를 거치면서 유입된 배기가스의 악취를 탈취한 실내 배기가스를 배출하기 위한 배기관(43b)이 배치된다.
이러한 도입관(43a) 및 배기관(43b)은, 도입관(43a)으로 유입되는 배출가스가 금속케이스(41)의 내부에 배치된 촉매 담체(45)를 반드시 통과한 후 배출될 수 있도록, 금속케이스(41)에 수용된 촉매 담체(45)의 유입측 및 유출측의 양단에 각각 배치되며, 바람직하게는 금속케이스(41)가 수직으로 배치될 때 하측에 도입관(43a)이 연통되고, 상측에 배기관(43b)이 연통된다.
촉매 담체(45)는 도 2에 도시된 바와 같이 허니콤 형태의 다수의 셀로 이루어지며, 각 셀은 예를 들어, 원기둥의 길이 방향으로 유체 이동 통로가 형성될 수 있도록 한다.
펠티어(Peltier) 소자(50)는 전기를 공급하면 일측이 가열되는 발열면(51)과 반대측이 냉각되는 냉각면(53)을 가진다. 이와 같은 펠티어 소자(50)는 발열면(51)이 도입관(43a)에 면 접촉되고, 냉각면(53)이 배기관(43b)에 각각 면 접촉되록 배치된다.
이 경우, 펠티어 소자(50)의 발열면(51)은 도입관(43a)을 가열시키는 보조 열원으로 사용되며, 도입관(43a)을 통과하는 배기가스의 온도를 상승시킨다. 이와 같이 소정 온도로 가열된 배기가스는 촉매연소식 탈취모듈(40)로 유입된 후 촉매 담체(45)와 활발한 반응이 이루어지므로 탈취 효과를 극대화시킬 수 있다.
이와 함께 펠티어 소자(50)의 냉각면(53)은 배기관(43b)을 냉각시킨다. 이에 따라 촉매연소식 탈취모듈(40)에서 탈취된 상태로 배출되어 배기관(43b)을 통과하는 배기가스는 내부에 포함된 수분이 응축되어 배기관(43b)에 연통된 응축수 배출관(62)을 통하여 응축수 용기(60)로 수집된다.
상기 펠티어 소자(50)는 100℃∼600℃까지 가열할 수 있는 텔루오르화 납을 소재로 하여 제작하는 것이 바람직하며, 이 경우 종래의 저항발열식 히터 대신 탈취모듈의 촉매가열 열원으로 대치가 가능하다.
응축수 용기(60)는 상측으로 배기가스가 배출되는 배출관(61)이 형성되며, 이 경우 배출관(61)을 통해 배출된 배기가스는 배출팬(63)을 통해 하우징(10)의 하부(13) 일측에 형성된 가스배출구(13a)를 통해 하우징(10)의 하부(13) 내측으로부터 강제 배출된다.
이때, 가스배출구(13a)의 주변에는 배기가스의 배출방향을 하 방향으로 안내하기 위한 배출가이드(65)가 설치된다. 이러한 배출가이드(65)는 음식물 처리장치 주변에 있는 물건 또는 사람에게 직접 배기가스가 분사되는 것을 방지한다.
재순환관(70)은 일측이 배기관(43b)에 연통되고 타측이 제1 유로(P1)에 연통된다. 이에 따라 배기관(43b)을 통해 배출되는 배기가스 중 일부를 제1 유로(P1)로 공급하여 재사용할 수 있다.
한편, 상술한 촉매연소식 탈취모듈(40)은 도 2와 같이 모듈 내부에 자체 히터(145)를 구비하고 펠티어 소자(50)의 발열면(51)을 보조 열원으로 사용하는 것을 예로 들었으나, 이에 제한되지 않고 펠티어 소자(50)의 발열면(51)을 촉매연소식 탈취모듈(40)의 메인 히터(145)로 사용하는 것도 가능하다.
즉, 도 2를 참고하면, 촉매연소식 탈취모듈(40)은 금속케이스(141)와, 히터(142)와, 촉매 담체(145)를 포함하여 이루어진다. 이 경우, 히터(142)는, 금속관 내부에 발열체가 내장된 시즈(sheath) 히터를 발열체로 사용하여 중간에 내부 공간을 갖는 코일 형태로 권선된 권선부(142a)를 구비하며, 코일 형태는 원통형이 바람직하다. 이 경우, 히터(142)에 대한 전원공급은 권선부(142a)로부터 축방향으로 연장된 일측 및 타측 전원단자(144a,144b) 사이에 인가되며, 양 단자에 나사단자나 평단자 또는 러그단자(Lug terminal)를 사용할 수 있다.
또한, 촉매 담체(145)는 예를 들어, 내측 촉매 담체(145a)와 외측 촉매 담체(145b)를 포함한다. 즉, 내측 촉매 담체(145a)는 히터(142)에서 원통형 권선부(142a)의 내측에 배치되는 원기둥 형태의 촉매 담체이며, 외측 촉매 담체(145b)는 히터(142) 권선부(142a)의 외측을 둘러싸도록 배치되는 원통 형태의 촉매 담체이다. 이를 위하여, 내측 촉매 담체(145a)는, 히터(142)의 권선부(142a) 내측으로 삽입될 수 있도록 권선부(142a)의 내측 지름과 같거나 작은 외측 지름을 갖도록 형성된다. 이 경우, 내측 및 외측 촉매 담체(145a,145b)는 각각 허니콤 형태의 다수의 셀로 이루어지며, 원기둥의 길이 방향으로 유체 이동 통로가 형성될 수 있도록 한다.
이와 같이 촉매연소식 탈취모듈(40)에 히터(142)를 자체적으로 구비하는 경우, 내측 및 외측 촉매 담체(145a,145b)의 촉매를 균일하게 활성화시키는데 유리한 구조를 제공한다.
상기 촉매 담체(145a,145b)는 예를 들어, 20~100㎛ 두께를 갖는 FeCrAl계 내열성 합금 박판에 촉매금속으로서 백금, 코발트, 니켈, 팔라듐 또는 나노 실버를 코팅한 재료를 사용하며, 평판에 코로게이션 처리된 파판이 접촉하는 접촉부마다 용접이 이루어진 것을 권선하여 원기둥 또는 원통 형태로 성형하여 각 셀이 허니콤 구조를 이루고 있다.
상기 촉매 담체(145a,145b)는 촉매금속의 종류에 따라 예를 들어 200~600℃로 촉매활성온도가 설정된다. 상기 촉매 담체(145a,145b)의 셀은 파판의 형상에 따라 반구형 또는 삼각형으로 이루어질 수 있다. 여기에서, 내측 촉매 담체(145a) 및 외측 촉매 담체(145b)는 상술한 허니콤 형태뿐만 아니라, 다양한 형태를 가질 수 있다.
상기 FeCrAl계 합금 재료로는 Fe-15Cr-5Al 비율로 합성된 페칼로이 합금 또는 Fe-20Cr-5Al-REM(희토류 금속)(여기서, REM(Y, Hf, Zr) 1% 정도 포함)을 사용하는 것이 바람직하다.
상기한 촉매연소식 탈취모듈(40)은 도 2에 도시된 구조 외에도 히터와 촉매연소식 탈취모듈을 구비하는 구조를 갖는 경우 주지된 어떤 구조도 채택 가능하다. 예를 들어, 히터가 촉매연소식 탈취모듈로부터 분리되어 촉매연소식 탈취모듈의 전 단에 배치된 구조도 채용 가능하다.
한편, 상기한 도 2에 도시된 촉매연소식 탈취모듈(40)에서는 도입관(43a)과 배기관(43b)이 원형 파이프 형상으로 이루어진 것을 예시하였으나, 펠티어 소자(50)의 발열면(51)과 냉각면(53) 사이에 각각 탈취모듈(40)에서는 도입관(43a)과 배기관(43b)이 면접촉이 이루어지도록 도입관(43a)과 배기관(43b)은 적어도 일면이 평면 구조를 갖는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 처리장치는 다음과 같은 과정을 거쳐 음식물 쓰레기를 처리하게 된다.
먼저, 처리용기(30)에 음식물 쓰레기(31)를 투입한 후 하우징(10)의 하부(13)에 장착시킨 뒤, 음식물 처리장치를 가동한다. 이에 따라 처리용기(30) 내부에는 분쇄/건조기(15)에 의해 음식물 쓰레기(31)를 분쇄 및 교반 동작이 이루어지기 시작한다.
또한, 송풍팬(21)이 회전하여 하우징(10) 외부에 있는 외기(外氣)를 공기유입구(11a)를 통해 제1 유로(P1)로 강제로 흡입한다. 이때 제1 유로(P1)로 유입되는 외기는 건조히터(23)를 통과하면서 가열되어 고온 상태로 된다.
이에 따라 고온의 공기는 송풍기(21)를 통해 처리용기(30) 내부로 공급되면서, 물기를 포함한 음식물 쓰레기를 고속으로 열풍 건조시킨다.
그 후, 처리용기(30)에서 사용된 고온의 공기는 악취를 포함하는 배기가스로 되어 처리용기(30)로부터 제2 유로(P2)로 배출된다. 제2 유로(P2)를 따라 배출되는 악취를 포함한 배기가스는 도입관(43a)을 통과하면서 펠티어 소자(50)의 발열 면(51)에 의해 예비 가열된 상태로 촉매연소식 탈취모듈(40)로 유입된다.
고온의 배기가스는 촉매연소식 탈취모듈(40)의 촉매 담체(45)를 통과하면서 촉매의 도움으로 산화가 이루어지면서 악취가 제거되고, 금속케이스(41)로부터 배출되어 배기관(43b)을 따라 이동한다. 이때 고온의 배기가스는 펠티어 소자(50)의 냉각면(53)에 의해 급속히 냉각되고 배기가스에 포함된 수분이 응축된다.
응축된 수분은 배기관(43b)을 따라 응축수 배출관(62)을 통하여 응축수 용기(60)로 수집된다. 이 경우 응축수 용기(60)에 수집된 응축수는 악취가 제거된 상태이므로 사용자는 악취로 인한 불쾌감을 느끼지 않고 응축수 용기(60)를 비울 수 있다.
한편, 수분과 분리된 배기가스는 대부분 응축수 용기(60)를 거쳐 배출관(61)으로 배출된 후, 배출팬(63)에 의해 냉각과 동시에 하우징(10) 외부로 배출된다. 이때, 배기가스는 배기관(43b)을 통과하면서 1차 냉각되고 상대적으로 온도가 낮은 응축수 용기(60)를 통과하면서 2차 냉각된다. 따라서, 본 실시예의 음식물 처리장치는 하우징(10) 외부로 배출되는 배기가스가 최대한 냉각된 상태로 배출되므로 배기가스에 의해 실내 온도가 상승되는 것을 억제한다.
또한, 배기가스 중 일부는 배기관(43b)에서 재순환관(70)으로 유입된 후 다시 제1 유로(P1)로 이송된다. 재순환되는 배기가스는 수분 차단필터(25)를 거치면서 미처 제거되지 않은 수분과 완전히 분리된 후, 건조히터(23)에 의해 가열된 상태로 송풍팬(21)에 의해 처리용기(30)로 재공급된다.
상기한 바와 같이 본 발명은, 배기가스의 일부를 상온보다 높은 온도를 가지 고 수분 차단필터(25)에 의해 수분을 제거한 상태로 처리용기(30) 내부로 재순환함으로써 음식물 쓰레기(31)의 건조시간을 최대한 단축시킬 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명은 펠티어 소자(50)를 촉매연소식 탈취모듈(40)의 도입관(43a) 및 배기관(43b)에 각각 발열면(51) 및 냉각면(53)을 면접하도록 배치하여, 탈취모듈(40)의 보조 열원으로 사용함과 동시에, 배기가스의 응축효율을 향상시킬 수 있다.
더욱이, 본 발명은 탈취된 배기가스를 충분히 냉각시킨 후 하우징(10) 외부로 배출함에 따라 배출가스로 인해 실내 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예로 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 처리장치를 나타내는 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 촉매탈취식 탈취모듈의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
*도면 내 주요부분에 대한 부호설명*
10: 하우징 11: 상부
11a: 공기유입구 11b: 관통구멍
13: 하부 13a: 가스배출구
15: 분쇄기 17,21a: 구동모터
21: 송풍팬 142: 히터
23: 건조히터 25: 수분 차단필터
30: 처리용기 40,140: 촉매연소식 탈취모듈
41,141: 금속케이스 43a: 도입관
43b: 배기관 45,145: 촉매 담체
50: 펠티어 소자 51: 발열면
53: 냉각면 60: 응축수 용기
61: 배출관 62: 응축수 배출관
63: 배출팬 65: 배출가이드
70: 재순환관
Claims (20)
- 금속 케이스, 상기 금속 케이스 내에 장착된 하니콤 구조를 가지는 촉매부재, 상기 촉매부재를 가열하기 위한 히터, 상기 금속 케이스에 수분을 포함한 악취공기를 도입하기 위한 도입관, 및 상기 금속 케이스 내부의 상기 촉매부재를 통과한 탈취공기를 배출하기 위한 배기관을 포함한 촉매연소식 탈취모듈에 있어서,상기 도입관과 배기관 사이에 장착되는 펠티어 소자를 포함하고,상기 펠티어 소자는 발열면이 상기 도입관에 면접되고, 냉각면이 상기 배기관에 면접된 것을 특징으로 하는 촉매연소식 탈취모듈.
- 금속 케이스 내에 설치되며 표면에 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀이 길이방향으로 형성되어 악취공기가 통과하는 하니콤 구조를 가지는 촉매부재;촉매반응을 활성화하기 위해 케이스 내측에 설치되는 히터;상기 금속 케이스로 수분을 포함한 악취공기를 도입하기 위한 도입관;상기 금속 케이스 내부의 상기 촉매부재를 통과한 탈취공기를 배출하기 위한 배기관; 및상기 도입관과 배기관 사이에 장착되며, 발열면은 상기 도입관에 면접되고, 냉각면이 상기 배기관에 면접된 펠티어 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매연소식 탈취모듈.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수분을 포함한 악취공기는 음식물 처리장치에서 음식물을 분쇄 및 건조할 때 발생되는 것을 특징으로 하는 촉매연소식 탈취모듈.
- 음식물을 교반 및 분쇄하면서 열풍을 이용하여 건조시키기 위한 처리용기;상기 처리용기에 열풍을 공급하기 위한 송풍팬;상기 처리용기에 송풍되는 공기를 가열하기 위한 건조히터;상기 처리용기로부터 수분을 다량 포함한 악취공기가 도입되는 도입관;상기 도입관을 통해 유입된 악취공기를 탈취하기 위한 촉매연소식 탈취모듈;상기 탈취모듈을 통해 악취가 탈취된 공기를 배출하기 위한 배기관; 및상기 도입관과 배기관 사이에 장착되는 펠티어 소자;를 포함하며,상기 펠티어 소자는 발열면이 상기 도입관에 면접되고, 냉각면이 상기 배기관에 면접된 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치.
- 제4항에 있어서,상기 배기관으로부터 분기되어 상기 송풍팬으로 탈취된 공기의 일부를 제공하는 재순환관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치.
- 제5항에 있어서,상기 배기관으로부터 분기된 응축수 배출관;상기 응축수 배출관을 통해 배출된 응축수를 담기 위한 응축수 용기;상기 응축수 용기 내부의 공기를 배출하기 위한 배출관; 및상기 배출관을 통해 배출된 공기와 외기를 혼합하여 외부로 강제 배출하기 위한 배출팬;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치.
- 제5항 또는 제6항에 있어서,상기 재순환관을 통해 제공되는 재순환 공기 중 수분을 차단하고 공기만을 통과시키기 위한 수분 차단필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치.
- 제4항에 있어서, 상기 펠티어 소자는 텔루오르화 납으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치.
- 음식물을 건조하기 위한 처리용기;상기 처리용기에 열풍을 공급하기 위한 송풍팬;상기 건조용기에 송풍되는 공기를 가열하기 위한 건조히터;상기 처리용기로부터 수분을 다량 포함한 악취공기가 도입되는 도입관;상기 도입관을 통해 유입된 악취공기를 탈취하기 위한 촉매연소식 탈취모듈;상기 탈취모듈을 통해 악취가 탈취된 공기를 배출하기 위한 배기관;상기 배기관으로부터 분기되고 상기 송풍팬으로 탈취된 공기의 일부를 제공 하는 재순환관; 및상기 재순환관을 통해 제공되는 재순환 공기 중 수분을 차단하고 공기만을 통과시키기 위한 수분 차단필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치.
- 제9항에 있어서,상기 배기관으로부터 분기된 응축수 배출관;상기 응축수 배출관을 통해 배출된 응축수를 담기 위한 응축수 용기;상기 응축수 용기 내부의 공기를 배출하기 위한 배출관; 및상기 배출관을 통해 배출된 공기와 외기를 혼합하여 외부로 강제 배출하기 위한 배출팬;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치.
- 제9항에 있어서, 상기 촉매연소식 탈취모듈은금속 케이스 내에 설치되며 표면에 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀이 길이방향으로 형성되어 악취공기가 통과하는 하니콤 구조를 가지는 촉매부재; 및촉매반응을 활성화하기 위해 케이스 내측에 설치되는 히터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치.
- 음식물을 교반 및 분쇄하면서 열풍을 이용하여 건조시키기 위한 처리용기;상기 처리용기로부터 배출된 악취공기를 탈취하기 위한 촉매연소식 탈취모듈; 및상기 탈취모듈로 공급되는 악취공기를 가열하고, 동시에 상기 탈취모듈로부터 배출되는 악취가 탈취된 공기를 냉각하기 위한 펠티어소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치.
- 제12항에 있어서,상기 펠티어 소자는 발열면이 상기 악취공기를 상기 탈취모듈로 안내하는 도입관에 면접되고, 냉각면이 상기 탈취모듈로부터 탈취된 공기를 배출하는 배기관에 면접된 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치.
- 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 촉매연소식 탈취모듈은,금속 케이스;상기 금속 케이스 내에 설치되며 표면에 촉매가 코팅된 다수의 중공형 셀이 길이방향으로 형성되어 악취공기가 통과하도록 하니콤 구조를 가지는 촉매부재; 및촉매반응을 활성화하기 위해 내측에 설치되는 히터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치.
- 제14항에 있어서, 상기 펠티어 소자는 텔루오르화 납으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치.
- 제13항에 있어서,상기 배기관으로부터 분기되고 상기 송풍팬으로 탈취된 공기의 일부를 제공하는 재순환관; 및상기 재순환관을 통해 제공되는 재순환 공기 중 수분을 차단하고 공기만을 통과시키기 위한 수분 차단필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치.
- 처리용기에 투입된 음식물을 교반 및 분쇄하면서 열풍을 이용하여 건조시키는 단계;상기 처리용기로부터 도입관을 통하여 도입되는 수분을 다량 포함한 악취공기를 예비 가열하는 단계;상기 도입관을 통해 탈취모듈로 유입된 악취공기를 촉매연소방식으로 탈취하는 단계; 및상기 탈취모듈의 배기관을 통해 배출되는 악취가 탈취된 공기를 냉각시켜 수분을 응축시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치의 처리방법.
- 제17항에 있어서, 상기 배기관을 통과하면서 응축되는 응축수와 탈취된 공기를 응축수 용기에 통과시키는 단계; 및상기 응축수 용기로부터 배출되는 가스를 음식물 처리장치의 외부로 강제 배출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치의 처리방법.
- 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 배기관으로부터 배출되는 탈취된 공기의 일부를 처리용기로 재순환시키는 단계; 및상기 재순환되는 공기로부터 수분을 차단하고 공기만을 통과시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치의 처리방법.
- 제17항에 있어서, 상기 도입관을 통하여 도입되는 악취공기를 예비 가열하는 단계와 상기 탈취모듈의 배기관을 통해 배출되는 악취가 탈취된 공기를 냉각시켜 수분을 응축시키는 단계는 상기 도입관과 배기관 사이에 장착되는 펠티어 소자를 사용하여 처리되는 것을 특징으로 하는 음식물 처리장치의 처리방법.
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