KR20150112691A - 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기를 건조, 교반 및 분쇄시켜 잔사를 배출하는 음식물처리부; 상기 음식물처리부에서 배출되는 잔사로 연료 펠릿을 만들어 연소시키고, 펠릿 연소 시 발생되는 열에너지를 상기 음식물처리부에 공급하는 열원공급부; 상기 음식물처리부와 열원공급부의 동작을 제어하여, 첫째, 음식물 쓰레기를 건조, 교반 및 분쇄 시켜 잔사가 배출되도록 제어하고, 둘째, 잔사로 펠릿 만드는 동작을 제어하고, 셋째, 펠릿 연소 동작을 제어하고, 넷째, 펠릿 연소 시 발생되는 열에너지를 음식물처리부에 공급하여 펠릿 연소 시 발생되는 열에너지가 음식물 쓰레기를 건조시키는 건조 에너지로 이용되도록 제어하는 동작제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템 및 방법이다.
이러한 본 발명은, 특히, 음식물 쓰레기 처리 후에 남는 부산물인 잔사를 연소시켜 음식물 쓰레기를 건조시키는 건조 열원으로 사용하고, 버너 내부에서 음식물 쓰레기에 포함된 수분을 증발시키고, 냄새를 태움으로써, 첫째, 에너지를 획기적으로 줄이고, 둘째, 냄새가 발생하지 않으며, 셋째, 침출수나 배출수를 배출하지 않게 되는 효과가 있다. 또한, 자원 회생 순환 과정 및 음식물 쓰레기 처리 과정이 자동으로 이루어지도록 함으로써 무인 자동 운전이 가능하게 되는 효과 등이 있다.

Description

자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템 및 방법{Cleaning system for food waste}

본 발명은 "자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템 및 방법"에 관한 것으로, 특히, 음식물 쓰레기를 건조, 분쇄 및 교반시켜 처리함에 있어서, 건조, 분쇄 및 교반 후에 남는 최종 부산물인 잔사(殘渣)를 연소시켜 열에너지를 생산하고, 생산된 열에너지를 음식물 쓰레기를 건조시키는 열원으로 사용함으로써, 음식물 쓰레기 처리 시 가장 많은 에너지(전기에너지)를 소모하는 건조 과정의 소요 에너지를 음식물 쓰레기에서 회수하는 에너지(잔사 연소 에너지)로 충당할 수 있도록 한 것이다.

또한 잔사를 연소시킬 시 펠릿(pellet)으로 성형함으로써 에너지 밀도를 높이고 일정한 습도 및 균질한 품질을 가질 수 있도록 한 것이다.

또한, 음식물 쓰레기와 접촉하는 공기(건조실 내의 온도)를 버너 내로 유통시켜 공기에 포함된 수분을 대기 중으로 증발시키고 냄새를 태움으로써 음식물 쓰레기에서 대기오염 물질과 수질오염 물질(침출수, 또는 배출수) 등이 발생되지 않도록 한 것이다.

또한, 상기 과정을 자동제어 함으로써 무인 자동 운전이 가능하도록 한 것이다.

주지하다시피 음식물 쓰레기 처리 시스템은 음식물 쓰레기를 건조, 분쇄 및 발효시켜 처리하는 시스템으로, 교반기, 건조실(탱크), 제습장치 및 가열장치 등을 필수 구성요소로 하여 이루어진다.

이러한 음식물 쓰레기 처리 시스템은 상기 교반기를 이용하여 교반 및 파쇄한 음식물 쓰레기를 건조실에서 건조시키는 동작을 반복 수행하여 음식물 쓰레기를 처리하게 되며, 발효 여부나 처리 상태에 따라 가축 사료나 퇴비 등으로 사용하게 된다.

일반적으로 교반기는 회전축에 장착된 파쇄뭉치와 칼날 및 상기 회전축을 회전시키는 구동모터로 구성되고, 제습장치는 저온을 생성하는 냉각부와 제습동작을 수행하는 제습부 및 송풍팬 등으로 구성되며, 가열장치는 발열코일(히터)로 구성된다.

대한민국 특허 등록 제 10-1308308호 "음식물 쓰레기 소멸기", 대한민국 특허 등록 제 10-1253507호 "음식물 쓰레기 처리장치", 대한민국 특허 등록 제 10-1138500호 "탈습장치를 구비한 음식물 처리기", 대한민국 특허 등록 제 10-1103542호 "음식물 쓰레기 처리장치", 대한민국 특허 등록 제 10-0817607호 "음식물 쓰레기 재활용장치" 등은 이러한 음식물 쓰레기 처리 시스템의 일례이다.

대한민국 특허 출원 제 10-2013-0141729호 "음식물 쓰레기 처리 장치", 대한민국 특허 출원 제 10-2013-0141728호 "음식물 쓰레기 처리 시스템 제어장치 및 방법" 등은 본인의 선출원 발명이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 음식물 쓰레기 처리 시스템들은, 전기에너지를 이용하여 음식물 쓰레기를 건조시킴으로 인해 에너지 이용 효율이 저하되고, 에너지 소비가 과다하게 됨은 물론 비용이 많이 소요된다는 문제점 등이 있었다.

즉, 전기히터로 이루어진 가열장치에서 전기에너지를 열에너지로 바꾸어 음식물 쓰레기를 건조시킴으로써 에너지 이용 효율이 저하되고, 전기에너지 사용량이 많아져 대용량 전력설비가 필요하게 된다는 문제점 등이 있었다.

또한, 상기와 같은 종래의 음식물 쓰레기 처리 기술들은, 음식물 쓰레기에 포함된 염분이나 음식물 쓰레기에서 발생되는 침출수 처리가 용이하지 않아 토양오염, 수질오염, 해양오염 및 대기오염을 발생시키게 된다는 문제점 등이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 음식물 쓰레기를 처리한 후 남는 잔사를 연소시켜 음식물 쓰레기를 건조시키는 열원으로 사용하고, 잔사를 연소시키는 버너 내부에서 음식물 쓰레기에 포함된 수분을 증발시키고, 냄새를 태움으로써 첫째, 외부에서 공급하는 에너지(예: 전기에너지 등) 사용을 획기적으로 줄이고, 둘째, 냄새가 발생하지 않으며, 셋째, 대기오염 물질이나 수질오염 물질(침출수나 배출수) 등을 배출하지 않는 환경 친화적인 "자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템 및 방법"을 제공하기 위한 것이다.

또한, 음식물 잔사를 연소시킬 시 펠릿으로 만들어 연소시킴으로써 에너지 밀도를 높여 고온 발생이 가능하도록 하고, 균질한 품질의 펠릿이 만들어질 수 있도록 한 것이다.

즉, 음식물 쓰레기 잔사를 버너로 이송시켜 연소시키고, 연소 시 발생하는 열에너지를 건조실(또는 교반실)로 이송시켜 음식물 쓰레기를 건조시킴으로써, 음식물 쓰레기 처리 시 가장 많은 열에너지를 필요로 하는 건조 과정의 에너지 공급을 잔사(또는 펠릿) 연소 시 발생하는 열에너지로 충당하도록 한 것이다.

또한, 음식물 쓰레기에 접촉하는 공기를 버너 내부로 유통시켜 음식물 쓰레기에 포함된 수분을 공기 중으로 증발시킴으로써 침출수나 배출수가 없도록 하고, 음식물 쓰레기에 포함된 냄새와 오염물질을 태움으로써 냄새 발생이나 대기오염 물질 배출이 없도록 한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 "자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템"의 구성1은,

음식물 쓰레기를 건조, 교반 및 분쇄시켜 잔사를 배출하는 음식물처리부;

상기 음식물처리부에서 배출되는 잔사를 연소시키고, 잔사 연소 시 발생되는 열에너지를 상기 음식물처리부에 공급하는 열원공급부;

상기 음식물처리부와 열원공급부의 동작을 제어하여, 첫째, 음식물 쓰레기를 건조, 교반 및 분쇄 시켜 잔사가 배출되도록 제어하고, 둘째, 잔사 연소 동작을 제어하고, 셋째, 잔사 연소 시 발생되는 열에너지를 음식물처리부에 공급하여 잔사 연소 시 발생되는 열에너지가 음식물 쓰레기 건조 에너지로 이용되도록 제어하는 동작제어부;를 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

상기 음식물처리부는,

음식물 쓰레기를 교반 및 파쇄시키는 교반기;

상기 교반기에서 파쇄된 음식물 쓰레기를 건조시키는 건조실; 및,

상기 건조실에 열에너지를 공급하는 건조열공급부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 음식물처리부의 교반기와 건조실 및 건조열공급부는,

건조실 내부에 격벽을 설치하여 건조실을 제1건조실과 제2건조실로 분리한 후, 상기 제1건조실과 제2건조실 상면에 각각 투입구를 마련하고, 제2건조실 일측벽에 잔사를 배출하는 배출구를 구비하고,

상기 제1건조실과 제2건조실을 관통하여 회전축을 설치하고, 이 회전축 상에 방사 방향으로 파쇄뭉치와 칼날을 설치하여 교반기를 구성하고,

상기 제1건조실과 제2건조실 하부와 측면에 건조열공급부를 설치하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 제2건조실 일측벽에 구비되는 배출구에는 잔사이송장치가 장착되어 제2건조실에서 생성되는 잔사를 잔사저장탱크로 이송함을 특징으로 한다.

상기 잔사이송장치는 관 내부에 스크류가 장착되어 상기 스크류의 회전에 따라 잔사를 이송하는 공지의 회전이송장치로 구성됨이 바람직하다.

상기 건조열공급부는,

건조실 하부나 측면의 내부나 외부에 공기나 유체가 흐르는 관을 설치하여, 상기 열원공급부에서 열교환 된 공기나 유체가 유통되면서 열교환을 수행하여 건조실의 온도를 상승시키도록 구성됨을 특징으로 한다.

예를 들어, 음식물 쓰레기가 건조되는 건조실 내부의 상단에서 시작되어 열원공급부의 버너 내부를 거쳐 다시 건조실 내부 하단으로 돌아오는 공기 유통 경로(열매체를 유체로 하였을 경우에는 유체 흐름 경로)를 구성하고, 공기 리턴 시 건조실 하부와 측면을 돌아 리턴하도록 공기 유통 관(에어히팅파이프)을 설치하여 상기 목적을 달성하도록 구성할 수 있다. 즉, "건조실 내부 상단 -> 열원공급부 버너 내부 -> 건조실 하부 및 측면 -> 건조실 내 하부"로 이루어지는 공기 흐름 경로를 구성하여 버너에서 생성되는 열로 건조실 내의 음식물 쓰레기를 가열시켜 건조되도록 구성할 수 있다.

상기 건조열공급부는 건조실 하부와 측면에 이중 벽체를 구성하여 그 이중 벽체 내부로 공기나 유체가 유통되는 관이 지나도록 설치한 후, 상기 이중 벽체 내부를 유체로 채움으로써 열교환 효율을 향상시킴을 특징으로 한다.

이러한 건조열공급부는, 가열된 공기(또는 유체)가 지나가는 관이 유체 내로 통과하도록 함으로써 열교환 효율을 향상시키기 위한 것이다.

상기 열원공급부는,

상기 음식물처리부에서 배출되는 잔사를 저장하는 잔사저장탱크;

상기 잔사저장탱크에 저장된 잔사를 연소시켜 열에너지를 발생하는 버너; 및,

상기 버너에서 발생하는 열에너지를 교환하는 열교환부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 구성에 있어서, 상기 버너 내부에 보조가열장치를 더 설치하여 구성함을 특징으로 한다.

이러한 보조가열장치는 잔사가 모두 소진되거나, 또는 버너 내부의 온도를 일정 온도 이상으로 상승시키거나, 또는 어떤 원인으로 인하여 잔사를 연소시킬 수 없는 상황이 발생하였을 경우 상기 보조가열장치를 통해 음식물처리부에 열원을 공급하기 위한 것이다.

상기 보조가열장치는 전기에너지를 사용하는 가열장치(예: 전기히터)로 구성됨이 바람직하다.

상기 버너에서 잔사를 연소시킬 경우에는,

음식물 쓰레기와 접촉하는 공기(예: 건조실 내의 공기 또는 교반 중인 음식물 쓰레기와 접촉하는 공기)를 버너 내부로 유통시켜 상기 공기에 포함된 수분을 대기 중으로 증발시킴을 특징으로 한다.

이는, 음식물 쓰레기에 포함된 수분을 대기 중으로 증발시켜 처리함으로써 수질오염 물질인 침출수나 배출수가 나오지 않게 하기 위한 것이다.

즉, 버너 내의 열로 음식물 쓰레기와 접촉한 공기에 포함된 수분을 공기 중으로 증발시킴으로써 음식물 쓰레기에 포함된 수분이 배출되지 않도록 하기 위한 것이다.

상기 버너에서 잔사를 연소시킬 경우에는,

음식물 쓰레기와 접촉하는 공기(예: 건조실 내의 공기 또는 교반 중인 음식물 쓰레기와 접촉하는 공기)를 버너 내부로 유통시켜 상기 공기에 포함된 냄새 성분을 소각시킴을 특징으로 한다.

이는, 음식물 쓰레기에 포함된 냄새 성분(악취 발생 성분)을 소각시켜 처리함으로써 냄새(악취)가 발생되지 않도록 하기 위한 것이다.

즉, 버너 내의 열로 음식물 쓰레기와 접촉한 공기에 포함된 냄새 성분을 태워버림으로써 냄새 발생 요인을 근원적으로 제거하기 위한 것이다.

상기 버너에서 잔사를 연소시킬 경우에는,

음식물 쓰레기와 접촉하는 공기(예: 건조실 내의 공기 또는 교반 중인 음식물 쓰레기와 접촉하는 공기)를 버너 내부로 유통시켜 상기 공기에 포함된 오염 물질, 또는 잔사 연소로 인해 발생하는 오염물질을 소각시킴을 특징으로 한다.

이는, 음식물 쓰레기에 포함된 오염 물질이나 잔사 연소 시 발생하는 오염물질(예: 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 다이옥신, 비산재, 페놀, 벤젠 등의 유해가스)을 소각시켜 처리함으로써 대기 오염 물질이 배출되지 않도록 하기 위한 것이다.

즉, 버너 내의 열로 음식물 쓰레기와 접촉한 공기에 포함된 오염물질, 또는 잔사 연소 시 발생하는 오염물질을 태워버림으로써 대기오염 발생 요인을 근원적으로 제거하기 위한 것이다. 이때 필요 시 버너 내의 온도를 인위적으로 초고온(예: 섭씨 1,200~1,300도)으로 만들어 오염물질을 소각시킬 수 있다.

상기 버너에서 잔사를 연소시킬 경우에는, 외부 공기를 유입시켜 연소에 필요한 산소를 공급하도록 구성함이 바람직하다.

상기 잔사저장탱크에 저장된 잔사는 잔사이송장치에 의해 잔사를 이송시켜 연소시킴이 바람직하다.

즉, 설정된 조건이나 온도에 따라 필요한 양의 잔사를 이송시켜 연소시킴으로써 버너에서 발생되는 열에너지의 양을 조절할 수 있다.

상기 열교환부는,

버너 내부 또는 외부에 공기나 유체가 흐르는 관을 설치한 후 상기 관 내부로 공기, 또는 유체가 흐르도록 하여 버너에서 발생되는 열을 교환함을 특징으로 한다.

상기 동작제어부는,

음식물 쓰레기를 교반 및 파쇄하는 교반기의 동작을 제어하는 교반제어부;

열원공급부에서 발생되어 음식물처리부로 이송하는 열에너지의 이송을 제어하는 열공급제어부;

상기 음식물처리부에서 배출되는 잔사를 잔사저장탱크로 이송시켜 저장하도록 제어하는 잔사저장제어부;

버너의 잔사 연소 동작을 제어하는 버너제어부;

하나 이상의 스위치로 이루어진 스위치부;

메모리부;

음식물처리부와 열원공급부의 동작 상태와 처리 상태 등에 대한 정보를 나타내는 표시경보부; 및,

상기 교반제어부와, 열공급제어부와, 잔사저장제어부와, 버너제어부와, 스위치부와, 메모리부 및 표시경보부의 동작을 제어하여, 음식물 쓰레기의 건조, 교반 및 파쇄 동작을 제어하고, 배출되는 잔사를 연소시켜 연소 시 발생하는 열에너지로 음식물 쓰레기를 건조하도록 제어하며, 동작 상태 및 동작 이력 등을 저장하고 나타내는 제어부;를 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

상기 교반제어부는,

하나 이상의 온도센서로 이루어져 음식물 쓰레기의 온도를 검출하는 온도검출부; 및,

교반기 구동모터의 동작을 제어하는 구동모터제어부;를 포함하여 구성됨이 바람직하다.

상기 구성에 있어서, 하나 이상의 습도센서로 이루어져 음식물 쓰레기의 습도를 검출하는 습도검출부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 구동모터제어부는 제어부의 제어신호에 따라 구동모터의 회전속도를 제어하거나, 또는 온/오프 제어함이 바람직하다.

제어부의 제어신호에 의해 모터의 속도를 제어하는 제어장치의 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

이러한 교반제어부는 음식물 쓰레기의 온도(음식물 쓰레기가 담겨져 있는 건조실의 온도)와 습도를 검출하여 교반기 구동모터의 동작을 제어하기 위한 것이다.

상기 교반제어부는, 건조실에 마련된 음식물 투입구 도어의 열고 닫음을 제어하는 도어제어부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 도어제어부는 건조실 도어를 전기적 신호에 의해 열리고 닫히는 도어로 구성하였을 경우 상기 제어부의 제어신호에 의해 그 열리고 닫힘을 제어하기 위한 것이다.

예를 들어 건조실 벽면에 실린더를 고정하고, 상기 실린더 피스톤에 개폐 도어를 연결하여 구성하거나, 또는 모터의 회전축에 피니언 기어를 연결하고 개폐도어 측면에 랙 기어를 연결하여 전기적 신호에 의해 동작하도록 구성한 후, 사용자의 개폐 스위치 조작에 의해 도어가 열리거나 닫히도록 구성할 수 있다.

이러한 도어제어부는 양손에 음식물 쓰레기 봉투를 들고 발로 스위치를 조작하도록 할 수 있음은 물론, 교반기가 작동할 경우에는 작동이 정지된 후에 도어가 열리도록 제어함으로서 안전을 도모하도록 하기 위한 것이다.

상기 열공급제어부는,

상기 열원공급부에서 발생되어 음식물처리부로 이송되는 열에너지의 이송 동작을 제어함을 특징으로 한다.

예를 들어, 상기 열원공급부에서 열교환한 열매체(공기,또는 유체)를 음식물처리부로 순환시키는 순환수단의 동작을 제어하도록 구성할 수 있다.

상기 열매체를 공기로 하였을 경우 상기 순환수단은 송풍팬으로 구성되고, 열공급제어부는 상기 송풍팬(미도시)의 동작을 제어하는 팬제어부(미도시)로 구성된다. 상기 열매체를 액체(물 등)로 하였을 경우 상기 순환수단은 순환펌프(미도시)로 구성되고, 열공급제어부는 상기 순환펌프(미도시)의 동작을 제어하는 펌프제어부(미도시)로 구성된다.

상기 잔사저장제어부는,

하나 이상의 잔사이송장치로 이루어져 상기 제어부의 제어신호에 의해 동작하여 잔사저장탱크에 잔사를 저장하거나, 또는 상기 잔사저장탱크에 저장된 잔사를 버너에 공급하는 잔사이송제어부; 및,

잔사저장탱크에 저장된 잔사의 양을 검출하는 잔사용량검출부;를 포함하여 구성됨이 바람직하다.

상기 잔사용량검출부는 잔사저장탱크에 저장된 잔사의 양을 검출하는 공지의 검출수단으로 구성된다. 접촉 스위치 등으로 이루어져 일정 공간에 채워지는 물질의 채워짐 정도를 검출하는 기술이나, 무게 등을 검출하여 그 양을 검출하는 기술은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

이러한 잔사저장제어부는 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 음식물처리부에서 배출하는 잔사를 잔사저장탱크에 이송 시켜 저장하고, 상기 잔사저장탱크에 저장된 잔사를 버너로 공급하는 기능을 반복 수행한다.

상기 버너제어부는,

하나 이상의 온도센서로 이루어져 버너 내부의 온도를 검출하는 온도검출부;

잔사 연소 시 연소를 보조하는 열을 발생시키는 발열부의 동작을 제어하는 발열제어부; 및,

잔사 연소 시 필요한 공기를 공급하는 공기공급팬의 동작을 제어하는 팬제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 구성에 있어서, 버너 내부에 투입된 잔사를 교반 및 이송시키는 이송모터의 동작을 제어하는 이송모터제어부;를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 기술적 사상에 따른 구성1은, 음식물처리부에서 배출되는 잔사를 버너로 이송시켜 연소시키고, 연소 시 발생하는 열에너지를 상기 음식물처리부로 이송시켜 음식물 쓰레기를 건조시키는 열로 이용하도록 함에 특징이 있다.

본 발명 "자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템"의 구성2는,

음식물 쓰레기를 건조, 교반 및 분쇄시켜 잔사를 배출하는 음식물처리부;

상기 음식물처리부에서 배출되는 잔사로 연료 펠릿을 만들어 연소시키고, 펠릿 연소 시 발생되는 열에너지를 상기 음식물처리부에 공급하는 열원공급부;

상기 음식물처리부와 열원공급부의 동작을 제어하여, 첫째, 음식물 쓰레기를 건조, 교반 및 분쇄 시켜 잔사가 배출되도록 제어하고, 둘째, 잔사로 펠릿 만드는 동작을 제어하고, 셋째, 펠릿 연소 동작을 제어하고, 넷째, 펠릿 연소 시 발생되는 열에너지를 음식물처리부에 공급하여 펠릿 연소 시 발생되는 열에너지가 음식물 쓰레기를 건조시키는 건조 에너지로 이용되도록 제어하는 동작제어부;를 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

상기 열원공급부는,

상기 음식물처리부에서 배출되는 잔사를 저장하는 잔사저장탱크;

상기 잔사저장탱크에 저장된 잔사를 이송시켜 펠릿을 만드는 펠릿성형기;

상기 펠릿성형기에서 만들어지는 펠릿을 저장하는 펠릿저장탱크;

상기 펠릿저장탱크에 저장된 펠릿을 연소시켜 열에너지를 발생하는 버너; 및,

상기 버너에서 발생하는 열에너지를 교환하는 열교환부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 버너에서 펠릿을 연소시킬 경우에는,

음식물 쓰레기와 접촉하는 공기(건조실 내의 공기 또는 교반 중인 음식물 쓰레기와 접촉하는 공기)를 버너 내부로 유통시켜 상기 공기에 포함된 수분을 대기 중으로 증발시킴을 특징으로 한다.

상기 버너에서 펠릿을 연소시킬 경우에는,

음식물 쓰레기와 접촉하는 공기(건조실 내의 공기 또는 교반 중인 음식물 쓰레기와 접촉하는 공기)를 버너 내부로 유통시켜 상기 공기에 포함된 냄새 성분 소각시킴을 특징으로 한다.

상기 버너에서 펠릿을 연소시킬 경우에는,

음식물 쓰레기와 접촉하는 공기(건조실 내의 공기 또는 교반 중인 음식물 쓰레기와 접촉하는 공기)를 버너 내부로 유통시켜 상기 공기에 포함된 오염 물질, 또는 잔사 연소로 인해 발생하는 오염물질을 소각시킴을 특징으로 한다.

상기 펠릿성형기는, 잔사를 압착하여 펠릿을 만드는 펠릿압착기; 및, 펠릿 압착 동력을 제공하는 펠릿압착구동모터;로 구성되어, 잔사를 압축하거나, 또는 압축 및 가열하여 펠릿을 제조하는 공지의 펠릿성형기로 구성됨이 바람직하다.

상기 동작제어부는,

음식물 쓰레기를 교반 및 파쇄하는 교반기의 동작을 제어하는 교반제어부;

열원공급부에서 발생되어 음식물처리부로 이송되는 열에너지의 이송 동작을 제어하는 열공급제어부;

음식물처리부에서 배출되는 잔사를 잔사저장탱크로 이송시켜 저장하도록 제어하는 잔사저장제어부;

펠릿성형부의 펠릿 제조 동작을 제어하는 펠릿성형제어부;

펠릿성형부에서 만드는 펠릿을 펠릿저장탱크로 이송시켜 저장하도록 제어하는 펠릿저장제어부;

버너의 펠릿 연소 동작을 제어하는 버너제어부;

하나 이상의 스위치로 이루어진 스위치부;

메모리부;

음식물처리부와 열원공급부의 동작 상태와 처리 상태 등에 대한 정보를 나타내는 표시경보부; 및,

상기 교반제어부와, 열공급제어부와, 잔사저장제어부와, 펠릿성형제어부와, 펠릿저장제어부와, 버너제어부와, 스위치부와, 메모리부 및 표시경보부의 동작을 제어하여, 음식물 쓰레기의 건조, 교반 및 파쇄 동작을 제어하고, 펠릿 제조 및 연소 동작을 제어하며, 펠릿 연소 시 발생하는 열에너지로 음식물 쓰레기를 건조하도록 제어하고, 동작 상태 및 동작 이력을 저장하고 나타내는 제어부;를 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

한편, 본 발명 "자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 방법"의 구성1은,

음식물 쓰레기를 건조, 분쇄 및 교반시켜 처리하여 잔사를 배출하는 음식물 쓰레기 처리 방법에 있어서,

상기 음식물 쓰레기 처리 방법은,

음식물 쓰레기를 건조, 분쇄 및 교반시켜 잔사를 배출하는 음식물쓰레기처리단계;

상기 음식물쓰레기처리단계를 수행한 후, 상기 음식물쓰레기처리단계에서 배출되는 잔사를 버너로 이송시켜 연소시키는 연소단계; 및,

상기 연소단계를 수행한 후, 상기 연소단계에서 발생하는 열에너지를 음식물 쓰레기를 건조시키는 건조 에너지로 사용하는 회생건조단계;를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.

상기 연소단계를 수행하여 버너 내에서 연소를 시킬 경우에는,

음식물 쓰레기와 접촉하는 공기(건조실 내의 공기 또는 교반 중인 음식물 쓰레기와 접촉하는 공기)를 버너 내부로 유통시켜 상기 공기에 포함된 수분을 대기 중으로 증발시킴을 특징으로 한다.

상기 연소단계를 수행하여 버너 내에서 연소를 시킬 경우에는,

음식물 쓰레기와 접촉하는 공기(건조실 내의 공기 또는 교반 중인 음식물 쓰레기와 접촉하는 공기)를 버너 내부로 유통시켜 상기 공기에 포함된 냄새 성분 소각시킴을 특징으로 한다.

상기 연소단계를 수행하여 버너 내에서 연소를 시킬 경우에는,

음식물 쓰레기와 접촉하는 공기(건조실 내의 공기 또는 교반 중인 음식물 쓰레기와 접촉하는 공기)를 버너 내부로 유통시켜 상기 공기에 포함된 오염 물질, 또는 잔사 연소로 인해 발생하는 오염물질을 소각시킴을 특징으로 한다.

본 발명 "자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 방법"의 구성2는,

음식물 쓰레기를 건조, 분쇄 및 교반시켜 처리하여 잔사를 배출하는 음식물 쓰레기 처리 방법에 있어서,

상기 음식물 쓰레기 처리 방법은,

음식물 쓰레기를 건조, 분쇄 및 교반시켜 잔사를 배출하는 음식물쓰레기처리단계;

상기 음식물쓰레기처리단계를 수행한 후, 상기 음식물쓰레기처리단계에서 배출되는 잔사를 펠릿성형기로 이송시켜 펠릿을 제조하는 펠릿제조단계;

상기 펠릿제조단계를 수행한 후, 상기 펠릿제조단계를 수행하여 제조한 펠릿을 버너로 이송시켜 연소시키는 연소단계; 및,

상기 연소단계를 수행한 후, 상기 연소단계에서 발생하는 열에너지를 음식물 쓰레기를 건조시키는 건조 에너지로 사용하는 회생건조단계;를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.

본 발명 "자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템의 제어방법"은,

음식물처리부와, 열원공급부 및 동작제어부로 이루어져, 음식물 쓰레기를 건조, 교반 및 분쇄시켜 잔사를 배출하고, 배출되는 잔사를 연소시켜 음식물 쓰레기를 건조시키는 건조 열로 사용하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템의 제어방법에 있어서,

상기 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템의 제어방법은,

음식물처리부의 동작 조건을 설정하는 동작조건설정단계;

상기 동작조건설정단계를 수행한 후 음식물 쓰레기의 상태를 검출하여 제어량을 산출하고, 상기 산출된 제어량으로 음식물처리부와 열원공급부의 동작을 제어하여 음식물 쓰레기를 건조, 교반 및 분쇄시켜 잔사를 배출하는 음식물처리단계;

상기 음식물처리단계를 수행한 후 상기 음식물처리단계에서 배출되는 잔사를 잔사저장탱크로 이송하여 저장하는 잔사저장단계;

상기 잔사저장단계를 수행한 후, 잔사저장탱크에 저장되는 잔사를 펠릿성형기로 이송하여 펠릿을 제조하는 펠릿제조단계;

상기 펠릿제조단계를 수행한 후, 상기 펠릿제조단계에서 제조하는 펠릿을 펠릿저장탱크로 이송하여 저장하는 펠릿저장단계;

상기 펠릿저장단계를 수행한 후, 펠릿저장탱크에 저장되는 펠릿을 버너 내로 이송시켜 펠릿을 연소시키는 연소단계;

상기 펠릿연소단계를 수행한 후 상기 펠릿연소단계를 수행하여 발생하는 열에너지를 음식물처리부에 공급하여 음식물 쓰레기를 건조시키는 건조 열원으로 사용하는 회생건조단계;

상기 회생건조단계를 수행한 후, 작동 상태 및 작동 이력 등에 대한 데이터를 메모리부에 저장하는 데이터저장단계; 및,

상기 데이터저장단계를 수행한 후, 동작 상태 및 검출 데이터 등을 표시경보부에 나타내는 표시경보단계;를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.

본 발명 "자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템 및 방법"은 특히, 음식물 쓰레기 처리 후에 남는 부산물인 잔사를 연소시켜 음식물 쓰레기를 건조시키는 건조 열원으로 사용하고, 버너 내부에서 음식물 쓰레기에 포함된 수분을 증발시키고, 냄새를 태움으로써, 첫째, 에너지를 획기적으로 줄이고, 둘째, 냄새가 발생하지 않으며, 셋째, 침출수나 배출수를 배출하지 않게 되는 효과가 있다. 또한, 자원 회생 순환 과정 및 음식물 쓰레기 처리 과정이 자동으로 이루어지도록 함으로써 무인 자동 운전이 가능하게 되는 효과 등이 있다.

도 1 은 본 발명 "자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템"의 구성을 나타낸 시스템 블록도,
도 2 는 본 발명의 다른 구성을 나타낸 시스템 블록도,
도 3 은 본 발명의 구성요소를 나타낸 평면도,
도 4 는 본 발명 중 내부 중요 구성 요소를 나타낸 우측면 사시도,
도 5 은 본 발명 중 건조실과 교반기 구성의 일례를 나타낸 정면도,
도 6 는 본 발명 중 내부 중요 구성 요소를 나타낸 좌측면 사시도,
도 7 은 본 발명 중 동작제어부의 구성을 나타낸 블록도,
도 8 은 본 발명의 외부 구성의 일례를 나타낸 도면,
도 9 는 본 발명의 동작 원리를 개략적으로 나타낸 도면,
도 10 은 본 발명 "자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 방법"을 나타낸 제어흐름도,
도 11 은 본 발명 "자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 방법"을 나타낸 다른 제어흐름도,
도 12 은 본 발명 ""자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템의 제어방법"을 나타낸 제어흐름도.

본 발명 "자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템 및 방법"의 기술적 사상을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

설명을 함에 있어서 동일, 또는 유사한 구성 및 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 명칭 및 부호를 사용한다.

<실시예>

본 실시예에서는 잔사를 펠릿으로 성형하여 연소시키는 것을 예로 하여 설명한다. 따라서, 열원공급부는 펠릿성형기와 펠릿저장탱크를 포함하여 구성하고, 버너에서는 펠릿을 연소시키는 것을 예로 하여 설명한다.

또한, 본 실시예에 있어서 열원공급부와 음식물처리부 사이의 열 교환은 공기 이송을 통해 교환하는 것을 예로 하여 설명한다. 따라서, 저장실 하부와 측면에 공기 유통경로인 에어히팅파이프를 지그재그로 설치하고, 공기 이송을 강제하는 송풍팬을 설치하며, 열원공급부의 버너 내부를 거쳐 공기가 순환되도록 한 것을 예로 하여 설명한다.

또한, 본실시예에 있어서는 음식물 쓰레기에 포함된 수분을 버너 내부에서 대기 중으로 증발시켜 침출수나 배출수가 없도록 한 것을 예로 하여 설명한다.

또한, 본 실시예에 있어서는 음식물 쓰레기에 포함된 냄새 성분 및 대기오염 성분, 또는 펠릿 연소 과정에서 발생하는 대기오염 물질을 버너 내부에서 소각시키는 것을 예로 하여 설명한다.

또한, 본 실시예에 있어서 버너는 내부에 보조가열장치를 장착하지 않은 것을 예로 하여 설명한다.

이와 같이 본 실시예를 구성한 이유는, 본 발명의 기술적 사상에 따른 다른 실시예들은 본 실시예로부터 용이하게 알 수 있음은 물론 본 발명의 기술적 사상을 간결하고 명확하게 설명하기 위함이다.

이하, 본 실시예의 구성에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도1과 도3에서 도시되는 바와 같이, 음식물처리부(200)에서 배출되는 잔사가 열원공급부(300)에 공급되고, 상기 열원공급부(300)에서 생성된 열에너지가 상기 음식물처리부(200)로 공급되어 공급된 열에너지에 의해 음식물 쓰레기를 건조시킬 수 있도록 구성 및 배치하고, 상기 음식물처리부(200)와 열원공급부(300)의 동작을 제어하는 동작제어부(100)를 설치하여 구성한다.

상기 음식물처리부(200)는, 도4와 도5에서 도시되는 바와 같이, 건조실(210) 내부에 격벽(211b)을 설치하여 건조실(210)을 제1건조실(211)과 제2건조실(212)로 분리한 후, 상기 제1건조실(212)과 제2건조실(212) 상면에 각각 투입구(211a, 212a)를 마련하고, 제2건조실(212) 일측벽에 잔사를 배출하는 배출구(미도시)를 구비하고, 상기 제1건조실(211)과 제2건조실(212)을 관통하여 회전축(222a)을 설치하고, 이 회전축 상에 방사 방향으로 파쇄뭉치(222b)와 칼날(미도시)을 설치하여 교반기(220)를 구성하고, 상기 제1건조실(211)과 제2건조실(212) 하부와 측면에 에어히팅파이프(223)로 이루어진 건조열공급부를 설치하여 구성한다. 도면 중 미설명 부호 (221)은 교반기를 구동시키는 구동모터, (221a)는 원동스프로킷, (222c)는 종동스프로킷, (224)는 잔사 배출구를 각각 나타낸다.

상기 열원공급부(300)는 도3, 도4 및 도6에서 도시되는 바와 같이, 상기 잔사배출부(224)에서 배출되는 잔사가 저장되는 잔사저장탱크(310)와, 펠릿제조기(321), 펠릿제조기구동모터(322), 펠릿저장탱크(330) 및 버너(340)를 상기 음식물처리부(200) 주위에 배치하여 구성한다. 도면 중 미설명 부호 (311)은 잔사저장탱크(310)가 놓이는 잔사저장탱크받침대, (323)은 잔사저장탱크(310)에 저장된 잔사를 펠릿제조기(321)로 이송하는 제2잔사이송장치, (324)는 상기 펠릿제조기(321)에서 만들어지는 펠릿을 펠릿저장탱크(330)로 이송하는 제1펠릿이송장치, (331)은 펠릿저장탱크(330)에 저장된 펠릿을 버너(340)에 공급하는 제2펠릿이송장치, (341)은 공기배출구를 각각 나타낸 것이다. (312)는 잔사배출구(224)안에 설치되어 상기 제2건조실(212)에서 생성되는 잔사를 잔사저장탱크(310)로 이송하는 제1잔사이송장치(미도시)를 각각 나타낸다. 상기 제1,2잔사이송장치(312, 323)와, 제1,2펠릿이송장치(324, 331)은 회전스크류에 의해 잔사나 펠릿을 이송하는 공지의 회전이송장치로 구성된다.

상기 동작제어부(100)는, 도7에서 도시되는 바와 같이, 표시경보부(110)와, 스위치부(120)와, 교반제어부(130)와, 열공급제어부(140)와, 잔사저장제어부(160)와, 펠릿성형제어부(170)와, 펠릿저장제어부(180)와, 버너제어부(190)를 제어부(150)에 접속하여 구성한다.

상기 표시경보부(110)는 시각표시부(111)와 청각표시부(112)로 구성하고, 교반제어부(130)는 구동모터제어부(131)와 온도검출부(132)와, 습도검출부(133)와, 도어제어부(134)로 구성하고, 잔사저장제어부(160)는 잔사이송제어부(161)와 잔사용량제어부(162)로 구성하고, 펠릿저장제어부(180)는 펠릿이송제어부(181)와 펠릿용량제어부(182)로 구성하며, 버너제어부(190)는 온도검출부(191)와, 이송모터제어부(192)와, 팬제어부(193) 및 발열제어부(194)로 구성한다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 동작 및 작용 효과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 동작제어부(100)의 메모리부(173), 또는 제어부(150)의 내부메모리에 각 센서(온도센서, 습도센서 등)에서 검출하는 값으로부터 음식물처리부(200) 각 구성요소의 동작 상태 및 음식물 처리상태를 판단하는 데이터(데이터 테이블)와 검출 프로그램, 제어프로그램 및 운영프로그램 등을 저장한다.

이후 동작제어부(100)의 제어부(150)는, 도12에서 도시되는 바와 같이, 동작조건설정단계(S310)을 수행하여 음식물처리부(200)의 동작조건을 설정한다. 즉, 가열온도(건조실(211, 212)의 온도), 음식물 쓰레기 처리 속도(교반 속도), 자동 수동 설명, 동작 시간 등의 동작 조건을 설정한다.

상기 동작조건설정단계(S310)을 수행한 후 상기 제어부(150)는, 음식물 쓰레기의 상태를 검출하여 제어량을 산출하고, 상기 산출된 제어량으로 음식물처리부(200)와 열원공급부(300)의 동작을 제어하여 음식물 쓰레기를 건조, 교반 및 분쇄시켜 잔사를 배출하는 음식물처리단계(S320)를 수행한다. 즉, 교반제어부(130)의 온도검출부(132)와 습도검출부(133)를 통해 검출한 값으로부터 구동모터(221)의 제어량을 산출한 후 구동모터제어부(131)를 통해 교반 및 분쇄 동작을 수행하고, 열에너지 공급 여부를 판단하게 된다.

상기 음식물처리단계(S320)를 수행한 후 상기 제어부(150)는 잔사저장단계(S330)를 수행하여 음식물처리단계(S320)에서 배출되는 잔사를 잔사저장탱크(310)로 이송하게 된다. 즉, 잔사용량검출부(162)를 통해 잔사저장탱크(310)에 저장된 잔사의 양을 검출한 후 잔사이송제어부(161)를 통해 제1잔사이송장치(312)의 동작을 제어하여 배출된 잔사를 잔사저장탱크(310)에 저장하게 된다. 잔사이송동작은 잔사저장탱크(310)에 잔사 저장 공간이 있을 경우에 수행한다. 이때, 잔사 배출 유무를 검출하여 잔사저장동작을 제어할 수 있음은 물론이다. 즉, 잔사가 배출되었을 때(제1잔사이송장치가 일정 시간 이상 동작되었을 때) 동작하도록 설정 할 수 있다.

상기 잔사저장단계(S330)를 수행한 후 상기 제어부(150)는 잔사저장탱크(310)에 저장되어 있는 잔사를 펠릿성형기(320)로 이송하여 펠릿을 제조하는 펠릿제조단계(S340)를 수행하게 된다. 즉, 제2잔사이송장치(323)를 통해 잔사저장탱크(310)에 저장된 잔사를 펠릿압착기(321)로 이송시킨 후 상기 펠릿성형제어부(170)를 통해 펠릿압착기구동모터(322)의 동작을 제어하여 펠릿을 만들게 된다.

음식물 쓰레기를 처리하고 남은 잔사를 이용하여 펠릿을 제조하는 펠릿성형기(320)의 구성 및 동작 원리는 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 펠릿제조단계(S340)를 수행한 후 상기 제어부(150)는 펠릿저장단계(S350)를 수행하여 상기 펠릿제조단계(S340)에서 제조하는 펠릿을 펠릿저장탱크(330)로 이송하여 저장하게 된다. 즉, 펠릿용량검출부(182)를 통해 펠릿저장탱크(330)에 저장된 펠릿의 양을 검출한 후 펠릿이송제어부(111)를 통해 제1펠릿이송장치(324)의 동작을 제어하여 제조된 펠릿을 펠릿저장탱크(330)에 저장하게 된다.

상기 펠릿저장단계(S350)를 수행한 후 상기 제어부(150)는 상기 펠릿저장탱크(330)에 저장된 펠릿을 버너(340) 내로 이송시켜 펠릿을 연소시키는 연소단계(S360)를 수행한다. 즉, 상기 음식물처리단계(S320)에서 검출 및 판단한 열에너지 공급 여부에 대한 결과에 따라 버너(340) 내로 투입하는 펠릿의 양을 조절하며 펠릿을 연소시키게 된다. 다시 말해, 상기 온도검출부(191)를 통해 검출한 버너(340) 내부의 온도와, 이 온도에서 발생되는 열에너지 및 필요 펠릿 양을 산출하여(메모리에 저장된 데이터 테이블 참조) 상기 제2펠릿이송장치(331)의 동작을 제어하고, 이송모터제어부(192)를 통해 버너 내에 투입된 펠릿을 이송시키는 이송모터(미도시)의 동작을 제어하고, 팬제어부를 통해 공기공급팬(미도시)의 동작을 제어하고, 발열제어부(194)를 통해 발열부(미도시)의 동작을 제어하여 펠릿 연소동작을 제어하게 된다.

상기 연소단계(S360)를 수행한 후 상기 제어부(150)는 회생건조단계(S370)를 수행하여 상기 연소단계(S360)를 수행하여 발생하는 열에너지를 음식물처리부(200)에 공급하게 된다. 즉, 에어히팅파이프(223) 내의 공기 순환을 강제하는 송풍팬(141)의 동작을 열공급제어부(140)를 통해 제어하여 상기 버너(340)에서 발생한 열에너지를 음식물처리부(200)의 건조실(211, 212)에 공급하게 되는 것이다. 건조실(211, 212)에 공급되는 열에너지는 음식물 쓰레기를 건조시키는 열원으로 사용된다.

상기 회생건조단계(S370)를 수행한 후 상기 제어부(150)는 데이터저장단계(S380)와 표시경보단계(S390)를 순차적으로 수행하여 작동 상태 및 작동 이력 등에 대한 데이터를 메모리부(125)에 저장하고 표시경보부(110)에 나타내게 된다.

도8은 본 실시예에 의한 "자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템"의 구성을 나타낸 사시도로 부호 (121)은 비상정지스위치, (111a)는 시각표시부, (111b)는 경광등을 각각 나타낸다. 공기배출부(341)에 연결된 연통은 뒤편에 마련된다(미도시).

도9는 본 실시예의 동작원리를 나타낸 것으로, 버너(340)에서 펠릿의 연소로 인해 생성되는 열에너지가 공기 유통 경로(142)와 송풍팬(141) 및 에어히팅파이프(223)를 통해 건조실(210)에 열 에너지를 전달하면, 상기 건조실(210) 내에 설치된 교반기(220)가 음식물 쓰레기를 교반 및 분쇄하는 동작을 수행하게 된다.

그러면 건조실(210) 내의 공기는 중고온의 다습한 상태가 된다. 예를 들어 건조실(210)의 온도가 섭씨 90도가 되도록 설정할 수 있으며, 건조실(210)의 온도, 송풍팬(141)의 송풍량(가동량) 및 교반기(210) 동작 속도 등을 통해 일정 %의 습도가 되도록 할 수 있다.

상기 건조실(210)의 중저온의 다습한 공기는 버너(340) 내부로 이송된다. 그러면 버너(340) 내부의 온도에 의해 공기가 점차 가열되어 고온 상태가 되어 건조실(210)에서 이송된 공기에 포함된 수분(음식물 쓰레기에 포함된 수분)은 공기배출구(141)를 통해 공기 중으로 배출되게 된다. 즉, 건조실(210)에서 이송된 중고온 다습의 공기가 버너(340) 내부를 통과하며 더욱 뜨거워지며, 공기 중에 포함된 수분의 분자 운동이 더욱 활발해져 공기배출구(341)를 통해 외부로 배출되게 된다. 따라서 음식물 쓰레기에 포함된 수분(침출수)의 배출이 없게 된다.

한편, 공기 중의 수분이 외부 공기로 배출되는 것과는 별개로 상기 버너(340) 내를 통과하는 건조실(210)에서 이송된 공기에 포함된 냄새 발생 성분이나 오염 물질은 버너(340) 내부에서 태워져 외부로의 냄새 유출이 없게 된다. 즉, 버너(340) 내부의 고온에 의해 냄새 성분 및 오염물질 성분을 소각시켜 악취 발생 및 오염 물질 배출을 원천 차단하게 된다. 참고로, 버너(340) 내부의 온도를 초고온(예: 섭씨 1,200도 ~ 1,300도)으로 가열하면 다이옥신을 포함한 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 비산재, 페놀, 벤젠 등과 같은 유해물질을 소각시킬 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예는 특히, 음식물 쓰레기로 만든 펠릿을 연소시켜 발생하는 열 에너지를 이용하여 음식물 쓰레기를 건조시키고, 음식물 쓰레기에 포함된 수분을 외부 공기 중으로 증발시켜 배출하며, 음식물 쓰레기에서 발생하는 냄새 발생 성분과 오염 발생 성분을 버너 내부에서 소각시켜 버림으로써 에너지 사용을 획기적으로 줄이고, 냄새나 오염물질이 발생하지 않으며, 침출수나 배출수가 배출되지 않는 효과 등이 있다.

그러나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 일 실시예에 불과한 것으로 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.

예를 들어 본 실시예에서는 음식물처리부에서 발생되는 잔사를 펠릿을 만들어 연소시키도록 구성하였으나(도11), 도2와 도10에서 도시되는 바와 같이 잔사를 직접 버너 내부로 투입하여 연소시킨 후, 상기 잔사 연소 시 발생되는 열을 이용하여 상기 실시예와 같은 동작 및 효과가 발생하도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기 실시예에서는 열 교환 및 전달 매체로 공기를 사용하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 유체를 열 교환 및 열 전달 매체로 사용하여 음식물처리부와 열원공급부 사이의 열 교환을 하도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

100: 동작제어부 110: 표시경보부
111: 시각표시부 112: 청각표시부
120: 스위치부 125: 메모리부
130: 교반제어부 131: 구동모터제어부
132: 온도검출부 133: 습도검출부
134: 도어제어부 140: 열공급제어부
141: 송풍팬 150: 제어부
160: 잔사저장제어부 161: 잔사이송제어부
162: 잔사용량검출부 170: 펠릿성형제어부
180: 펠릿저장제어부 181: 펠릿이송제어부
182: 펠릿용량검출부 190: 버너제어부
191: 온도검출부 192: 이송모터제어부
193: 팬제어부 194: 발열제어부
200: 음식물처리부 210: 건조실
211: 제1건조실 211a: 도어
211b: 격벽 212: 제2건조실
212a: 도어 212b: 확인창
220: 교반기 221: 구동모터
221a: 원동스프로킷 222a: 회전축
222b: 파쇄뭉치 222c: 종동 스프로킷
223: 에어히팅파이프 224: 잔사배출구
300: 열원공급부 310: 잔사저장탱크
311: 잔사저장탱크받침대 312: 제1잔사이송장치
320: 펠릿성형기 321: 펠릿압착기
322: 펠릿압착기구동모터 323: 제2잔사이송장치
324: 제1펠릿이송장치 330: 펠릿저장탱크
331: 제2펠릿이송장치 340: 버너
S110: 음식물쓰레기처리단계 S120: 연소단계
S130: 회생건조단계 S210: 음식물쓰레기처리단계
S220: 펠릿제조단계 S230: 연소단계
S240: 회생건조단계 S310: 동작조건설정단계
S320: 음식물처리단계 S330: 잔사저장단계
S340: 펠릿제조단계 S350: 펠릿저장단계
S360: 연소단계 S370: 회생건조단계
S380: 데이터저장단계 S390: 표시경보단계

Claims (20)

1. 음식물 쓰레기를 건조, 교반 및 분쇄시켜 잔사를 배출하는 음식물처리부;
   상기 음식물처리부에서 배출되는 잔사를 연소시키고, 잔사 연소 시 발생되는 열에너지를 상기 음식물처리부에 공급하는 열원공급부;
   상기 음식물처리부와 열원공급부의 동작을 제어하여, 첫째, 음식물 쓰레기를 건조, 교반 및 분쇄 시켜 잔사가 배출되도록 제어하고, 둘째, 잔사 연소 동작을 제어하고, 셋째, 잔사 연소 시 발생되는 열에너지를 음식물처리부에 공급하여 잔사 연소 시 발생되는 열에너지가 음식물 쓰레기 건조 에너지로 이용되도록 제어하는 동작제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템.
2. 음식물 쓰레기를 건조, 교반 및 분쇄시켜 잔사를 배출하는 음식물처리부;
   상기 음식물처리부에서 배출되는 잔사로 연료 펠릿을 만들어 연소시키고, 펠릿 연소 시 발생되는 열에너지를 상기 음식물처리부에 공급하는 열원공급부;
   상기 음식물처리부와 열원공급부의 동작을 제어하여, 첫째, 음식물 쓰레기를 건조, 교반 및 분쇄 시켜 잔사가 배출되도록 제어하고, 둘째, 잔사로 펠릿 만드는 동작을 제어하고, 셋째, 펠릿 연소 동작을 제어하고, 넷째, 펠릿 연소 시 발생되는 열에너지를 음식물처리부에 공급하여 펠릿 연소 시 발생되는 열에너지가 음식물 쓰레기를 건조시키는 건조 에너지로 이용되도록 제어하는 동작제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음식물처리부는,
   음식물 쓰레기를 교반 및 파쇄시키는 교반기;
   상기 교반기에서 파쇄된 음식물 쓰레기를 건조시키는 건조실; 및,
   상기 건조실에 열에너지를 공급하는 건조열공급부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 음식물처리부의 교반기와 건조실 및 건조열공급부는,
   건조실 내부에 격벽을 설치하여 건조실을 제1건조실과 제2건조실로 분리한 후, 상기 제1건조실과 제2건조실 상면에 각각 투입구를 마련하고, 제2건조실 일측벽에 잔사를 배출하는 배출구를 구비하고,
   상기 제1건조실과 제2건조실을 관통하여 회전축을 설치하고, 이 회전축 상에 방사 방향으로 파쇄뭉치와 칼날을 설치하여 교반기를 구성하고,
   상기 제1건조실과 제2건조실 하부와 측면에 건조열공급부를 설치하여 구성됨을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 건조열공급부는,
   건조실 하부나 측면의 내부나 외부에 공기나 유체가 흐르는 관을 설치하여, 상기 열원공급부에서 열교환 된 공기나 유체가 유통되면서 열교환을 수행하여 건조실의 온도를 상승시키도록 구성됨을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 열원공급부는,
   상기 음식물처리부에서 배출되는 잔사를 저장하는 잔사저장탱크;
   상기 잔사저장탱크에 저장된 잔사를 연소시켜 열에너지를 발생하는 버너; 및,
   상기 버너에서 발생하는 열에너지를 교환하는 열교환부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 열교환부는,
   버너 내부 또는 외부에 공기나 유체가 흐르는 관을 설치한 후 상기 관 내부로 공기, 또는 유체가 흐르도록 하여 버너에서 발생되는 열을 교환함을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 동작제어부는,
   음식물 쓰레기를 교반 및 파쇄하는 교반기의 동작을 제어하는 교반제어부;
   열원공급부에서 발생되어 음식물처리부로 이송하는 열에너지의 이송을 제어하는 열공급제어부;
   상기 음식물처리부에서 배출되는 잔사를 잔사저장탱크로 이송시켜 저장하도록 제어하는 잔사저장제어부;
   버너의 잔사 연소 동작을 제어하는 버너제어부;
   하나 이상의 스위치로 이루어진 스위치부;
   메모리부;
   음식물처리부와 열원공급부의 동작 상태와 처리 상태 등에 대한 정보를 나타내는 표시경보부; 및,
   상기 교반제어부와, 열공급제어부와, 잔사저장제어부와, 버너제어부와, 스위치부와, 메모리부 및 표시경보부의 동작을 제어하여, 음식물 쓰레기의 건조, 교반 및 파쇄 동작을 제어하고, 배출되는 잔사를 연소시켜 연소 시 발생하는 열에너지로 음식물 쓰레기를 건조하도록 제어하며, 동작 상태 및 동작 이력 등을 저장하고 나타내는 제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 교반제어부는,
   하나 이상의 온도센서로 이루어져 음식물 쓰레기의 온도를 검출하는 온도검출부;
   교반기 구동모터의 동작을 제어하는 구동모터제어부; 및,
   하나 이상의 습도센서로 이루어져 음식물 쓰레기의 습도를 검출하는 습도검출부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 버너제어부는,
    하나 이상의 온도센서로 이루어져 버너 내부의 온도를 검출하는 온도검출부;
    잔사 연소 시 연소를 보조하는 열을 발생시키는 발열부의 동작을 제어하는 발열제어부; 및,
    잔사 연소 시 필요한 공기를 공급하는 공기공급팬의 동작을 제어하는 팬제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템.
11. 제 2 항에 있어서, 상기 열원공급부는,
    상기 음식물처리부에서 배출되는 잔사를 저장하는 잔사저장탱크;
    상기 잔사저장탱크에 저장된 잔사를 이송시켜 펠릿을 만드는 펠릿성형기;
    상기 펠릿성형기에서 만들어지는 펠릿을 저장하는 펠릿저장탱크;
    상기 펠릿저장탱크에 저장된 펠릿을 연소시켜 열에너지를 발생하는 버너; 및,
    상기 버너에서 발생하는 열에너지를 교환하는 열교환부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템.
12. 제 6 항 또는 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 음식물 쓰레기와 접촉하는 공기(건조실 내의 공기 또는 교반 중인 음식물 쓰레기와 접촉하는 공기)를 버너 내부로 유통시켜 상기 공기에 포함된 수분을 대기 중으로 증발시킴을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템.
13. 제 6 항 또는 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 음식물 쓰레기와 접촉하는 공기(건조실 내의 공기 또는 교반 중인 음식물 쓰레기와 접촉하는 공기)를 버너 내부로 유통시켜 상기 공기에 포함된 냄새 성분 소각시킴을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템.
14. 제 6 항 또는 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 음식물 쓰레기와 접촉하는 공기(건조실 내의 공기 또는 교반 중인 음식물 쓰레기와 접촉하는 공기)를 버너 내부로 유통시켜 상기 공기에 포함된 오염 물질, 또는 잔사 연소로 인해 발생하는 오염물질을 소각시킴을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템.
15. 제 2 항에 있어서, 상기 동작제어부는,
    음식물 쓰레기를 교반 및 파쇄하는 교반기의 동작을 제어하는 교반제어부;
    열원공급부에서 발생되어 음식물처리부로 이송되는 열에너지의 이송 동작을 제어하는 열공급제어부;
    음식물처리부에서 배출되는 잔사를 잔사저장탱크로 이송시켜 저장하도록 제어하는 잔사저장제어부;
    펠릿성형부의 펠릿 제조 동작을 제어하는 펠릿성형제어부;
    펠릿성형부에서 만드는 펠릿을 펠릿저장탱크로 이송시켜 저장하도록 제어하는 펠릿저장제어부;
    버너의 펠릿 연소 동작을 제어하는 버너제어부;
    하나 이상의 스위치로 이루어진 스위치부;
    메모리부;
    음식물처리부와 열원공급부의 동작 상태와 처리 상태 등에 대한 정보를 나타내는 표시경보부; 및,
    상기 교반제어부와, 열공급제어부와, 잔사저장제어부와, 펠릿성형제어부와, 펠릿저장제어부와, 버너제어부와, 스위치부와, 메모리부 및 표시경보부의 동작을 제어하여, 음식물 쓰레기의 건조, 교반 및 파쇄 동작을 제어하고, 펠릿 제조 및 연소 동작을 제어하며, 펠릿 연소 시 발생하는 열에너지로 음식물 쓰레기를 건조하도록 제어하고, 동작 상태 및 동작 이력을 저장하고 나타내는 제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템.
16. 음식물 쓰레기를 건조, 분쇄 및 교반시켜 처리하여 잔사를 배출하는 음식물 쓰레기 처리 방법에 있어서,
    상기 음식물 쓰레기 처리 방법은,
    음식물 쓰레기를 건조, 분쇄 및 교반시켜 잔사를 배출하는 음식물쓰레기처리단계;
    상기 음식물쓰레기처리단계를 수행한 후, 상기 음식물쓰레기처리단계에서 배출되는 잔사를 버너로 이송시켜 연소시키는 연소단계; 및,
    상기 연소단계를 수행한 후, 상기 연소단계에서 발생하는 열에너지를 음식물 쓰레기를 건조시키는 건조 에너지로 사용하는 회생건조단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 방법.
17. 제 15 항에 있어서, 음식물 쓰레기를 건조, 분쇄 및 교반시켜 처리하여 잔사를 배출하는 음식물 쓰레기 처리 방법에 있어서,
    상기 음식물 쓰레기 처리 방법은,
    음식물 쓰레기를 건조, 분쇄 및 교반시켜 잔사를 배출하는 음식물쓰레기처리단계;
    상기 음식물쓰레기처리단계를 수행한 후, 상기 음식물쓰레기처리단계에서 배출되는 잔사를 펠릿성형기로 이송시켜 펠릿을 제조하는 펠릿제조단계;
    상기 펠릿제조단계를 수행한 후, 상기 펠릿제조단계를 수행하여 제조한 펠릿을 버너로 이송시켜 연소시키는 연소단계; 및,
    상기 연소단계를 수행한 후, 상기 연소단계에서 발생하는 열에너지를 음식물 쓰레기를 건조시키는 건조 에너지로 사용하는 회생건조단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 방법.
18. 제 16 항 또는 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연소단계를 수행하여 버너 내에서 연소를 시킬 경우에는,
    음식물 쓰레기와 접촉하는 공기를 버너 내부로 유통시켜 상기 공기에 포함된 수분을 대기 중으로 증발시킴을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 방법.
19. 제 16 항 또는 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연소단계를 수행하여 버너 내에서 연소를 시킬 경우에는,
    음식물 쓰레기와 접촉하는 공기를 버너 내부로 유통시켜 상기 공기에 포함된 냄새 성분, 또는 공기 중에 포함된 오염 물질 성분을 소각시킴을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 방법.
20. 음식물처리부와, 열원공급부 및 동작제어부로 이루어져, 음식물 쓰레기를 건조, 교반 및 분쇄시켜 잔사를 배출하고, 배출되는 잔사를 연소시켜 음식물 쓰레기를 건조시키는 건조 열로 사용하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템의 제어방법에 있어서,
    상기 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템의 제어방법은,
    음식물처리부의 동작 조건을 설정하는 동작조건설정단계;
    상기 동작조건설정단계를 수행한 후 음식물 쓰레기의 상태를 검출하여 제어량을 산출하고, 상기 산출된 제어량으로 음식물처리부와 열원공급부의 동작을 제어하여 음식물 쓰레기를 건조, 교반 및 분쇄시켜 잔사를 배출하는 음식물처리단계;
    상기 음식물처리단계를 수행한 후 상기 음식물처리단계에서 배출되는 잔사를 잔사저장탱크로 이송하여 저장하는 잔사저장단계;
    상기 잔사저장단계를 수행한 후, 잔사저장탱크에 저장되는 잔사를 펠릿성형기로 이송하여 펠릿을 제조하는 펠릿제조단계;
    상기 펠릿제조단계를 수행한 후, 상기 펠릿제조단계에서 제조하는 펠릿을 펠릿저장탱크로 이송하여 저장하는 펠릿저장단계;
    상기 펠릿저장단계를 수행한 후, 펠릿저장탱크에 저장되는 펠릿을 버너 내로 이송시켜 펠릿을 연소시키는 연소단계;
    상기 펠릿연소단계를 수행한 후 상기 펠릿연소단계를 수행하여 발생하는 열에너지를 음식물처리부에 공급하여 음식물 쓰레기를 건조시키는 건조 열원으로 사용하는 회생건조단계;
    상기 회생건조단계를 수행한 후, 작동 상태 및 작동 이력 등에 대한 데이터를 메모리부에 저장하는 데이터저장단계; 및,
    상기 데이터저장단계를 수행한 후, 동작 상태 및 검출 데이터 등을 표시경보부에 나타내는 표시경보단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자원 회생 순환 구조를 갖는 음식물 처리 시스템의 제어방법.
    

Images