KR20220033404A - 음식물쓰레기 처리 장치 - Google Patents

음식물쓰레기 처리 장치 Download PDF

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KR20220033404A
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food waste
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drying
waste treatment
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KR1020210068042A
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신홍기
박성태
한무일
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주식회사 스마트카라
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Abstract

본 발명은 음식물쓰레기를 분쇄·건조시켜 처리하기 위한 음식물쓰레기 처리 장치를 개시한다. 본 발명은 케이싱, 건조통, 분쇄날, 가열 수단, 상부 커플링과 하부 커플링으로 구성되어 있다. 케이싱은 위쪽이 개방되도록 형성되어 있는 건조실을 갖는다. 건조통은 건조실에 탈착할 수 있도록 형성되어 있으며, 음식물쓰레기를 수용한다. 분쇄날은 음식물쓰레기의 분쇄를 위하여 건조통의 바닥에 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 가열 수단은 음식물쓰레기를 건조할 수 있도록 건조통에 열에너지를 가한다. 구동 모터는 분쇄날의 회전을 위한 회전 구동력을 제공하도록 건조실의 아래쪽에 장착되어 있다. 상부 커플리은 건조실의 아랫면에 돌출되도록 분쇄날에 결합되어 있고, 하면에 육각 별 모양 장부 구멍이 형성되어 있다. 하부 커플링은 구동 모터의 회전 구동력에 의해 회전할 수 있도록 구동 모터에 연결되어 있으며, 육각 별 모양 장부 구멍과 맞물려 구동 모터의 회전 구동력을 분쇄날에 전달할 수 있도록 위쪽을 향하여 연장되어 있는 정삼각형 장부를 갖는다. 본 발명에 의하면, 분쇄날과 구동 모터 각각의 축이 삼각형 장부와 별 모양 장부 구멍이 서로 맞물리는 단순한 구조의 커플링에 의해 연결되어 건조통의 탈착이 간편하고, 커플링의 마모 및 파손을 방지할 수 있다.

Description

음식물쓰레기 처리 장치{FOOD WASTE TREATMENT APPARATUS}
본 발명은 음식물쓰레기를 분쇄·건조시켜 처리하기 위한 음식물쓰레기 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분쇄날과 구동 모터 사이를 단순한 구조에 의해 정확하고 견고하게 연결할 수 있는 음식물쓰레기 처리 장치에 관한 것이다.
음식물쓰레기 처리 장치는 음식물쓰레기 또는 음식물류 폐기물을 기계적, 열적, 생물학적 처리 공정 등을 거쳐 감량하는 장치를 말하며, 음식물쓰레기 감량기기로 부르고도 있다. 음식물쓰레기 처리 장치는 음식물쓰레기를 열에너지에 의해 건조하는 건조 방식, 음식물쓰레기를 미생물에 의해 유기물질로 발효하는 발효 방식, 음식물쓰레기를 미생물에 의해 발효, 소멸하는 소멸 방식 등이 있다. 건조 방식은 전기 가열, 증기 또는 온수 가열, 열풍 가열로 분류할 수 있다.
한국 등록특허 제10-1375322호 '음식물쓰레기 처리 장치'는 케이싱(Casing), 음식물쓰레기를 수용하며 케이싱의 삽입구를 통해 탈착시킬 수 있는 건조통, 건조통 안에 회전할 수 있도록 장착되어 있는 분쇄 부재, 건조통의 가열을 위해 케이싱에 장착되어 있는 가열 부재, 분쇄 부재를 회전시킬 수 있도록 케이싱에 장착되어 있는 구동 모터로 구성되어 있다.
케이싱의 삽입구는 덮개에 의해 여닫을 수 있도록 구성되어 있다. 분쇄 부재와 구동 모터는 커플링(Coupling)에 의해 연결되어 있다. 커플링은 분쇄 부재에 결합되어 있는 상부 커플링과 구동 모터의 축에 결합되어 있는 하부 커플링으로 구성되어 있다. 상부 커플링은 아래쪽으로 연장되어 있는 하향치부를 갖는다. 하부 커플링은 하향치부에 이맞물림되도록 위쪽으로 연장되어 있는 상향치부를 갖는다. 구동모터의 회전 구동력은 하향 및 상향치부의 이맞물림에 의해 분쇄 부재에 전달되어 분쇄 부재를 회전시키게 된다. 구동 모터는 보정 모드에서 하향치부에 대한 상향치부의 각도를 보정할 수 있도록 1회 미만으로 회전시킬 수 있도록 구동된다. 위 특허문헌에 개시되어 있는 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
상기한 바와 같은 음식물쓰레기 처리 장치는 구동 모터의 구동력을 기어 커플링(Gear coupling)에 의해 전달하도록 구성되어 있으나, 상부 및 하부 커플링의 기어이(Gear teeth)는 마모에 의해 파손될 우려가 높은 문제가 있다. 또한, 기어 커플링의 기어이는 정확한 이맞물림을 위하여 정밀하게 가공해야 하므로 단가가 비싼 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 음식물쓰레기 처리 장치에서 기어 커플링의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 삼각형 장부와 별 모양 장부 구멍이 서로 맞물리는 구조의 커플링에 의해 건조통의 탈착이 간편하고, 커플링의 마모 및 파손을 방지할 수 있는 음식물쓰레기 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 위쪽이 개방되도록 형성되어 있는 건조실을 갖는 케이싱과; 건조실에 탈착할 수 있도록 형성되어 있으며, 음식물쓰레기를 수용하는 건조통과; 음식물쓰레기의 분쇄를 위하여 건조통의 바닥에 회전할 수 있도록 장착되어 있는 분쇄날과; 음식물쓰레기를 건조할 수 있도록 건조통에 열에너지를 가하는 가열 수단과; 분쇄날의 회전을 위한 회전 구동력을 제공하도록 건조실의 아래쪽에 장착되어 있는 구동 모터와; 건조실의 아랫면에 돌출되도록 분쇄날에 결합되어 있고, 하면에 육각 별 모양 장부 구멍이 형성되어 있는 상부 커플링과; 구동 모터의 회전 구동력에 의해 회전할 수 있도록 구동 모터에 연결되어 있으며, 육각 별 모양 장부 구멍과 맞물려 구동 모터의 회전 구동력을 분쇄날에 전달할 수 있도록 위쪽을 향하여 연장되어 있는 정삼각형 장부를 갖는 하부 커플링을 포함한다.
본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리 장치는, 분쇄날과 구동 모터 각각의 축이 삼각형 장부와 별 모양 장부 구멍이 서로 맞물리는 단순한 구조의 커플링에 의해 연결되어 건조통의 탈착이 간편하고, 커플링의 마모 및 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리 장치에서 덮개가 열린 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리 장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리 장치에서 건조통이 분리되어 있는 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리 장치를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리 장치에서 커플링의 일실시예 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리 장치에서 커플링의 결합 상태를 나타낸 저면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리 장치에서 커플링의 다른 실시예 나타낸 사시도이다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다. 본 발명을 설명하는 데 있어서 도면에 도시되어 있는 구성 요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리 장치에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리 장치(10)는 케이싱(20)과 덮개(30)를 구비한다. 케이싱(20) 또는 본체는 개방단부(22)가 위쪽에 형성되어 있는 건조실(24)을 갖는다. 덮개(30)는 힌지(Hinge: 32)를 중심으로 회전되어 개방단부(22)를 여닫을 수 있도록 케이싱(20)의 한쪽에 연결되어 있다. 힌지(32)와 연결되는 덮개(30)의 한쪽 끝 또는 후단 회전단으로 되고, 덮개(30)의 다른 쪽 끝 또는 선단은 자유단으로 된다.
본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리 장치(10)는 음식물쓰레기를 수용하여 건조하기 위한 건조통(40)과, 건조통(40) 안에 수용되는 음식물쓰레기를 분쇄하기 위하여 건조통(40)의 바닥에 회전할 수 있도록 장착되어 있는 분쇄날(50)을 구비한다. 건조통(40)은 건조실(24)에 탈착할 수 있도록 구성되어 있다. 관통구멍(42)이 건조실(24)의 관통구멍(26)과 정렬되도록 건조통(40)의 바닥 중앙에 형성되어 있다. 분쇄날(50)의 축(52)은 관통구멍(26, 42)들과 정렬되어 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 분쇄날(50)의 축(52)은 관통구멍(42)에 끼워질 수 있다. 또한, 분쇄날(50)은 음식물쓰레기를 절단할 수 있는 절단날(Cutting blade)로 구성될 수도 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리 장치(10)는 건조통(40) 안에 수용되어 있는 음식물쓰레기에 열에너지를 가하여 건조시키기 위한 가열 장치(Heating device: 60)를 구비한다. 가열 장치(60)는 건조실(24)의 바닥에 장착되어 있다. 가열 장치(60)는 전기 발열체(Electrical heating element: 62)와, 전기 발열체(62)의 열을 전달하는 가열판(Heating plate: 64)으로 구성되어 있다. 가열판(64)은 건조실(24)의 바닥을 덮도록 장착되어 있다. 관통구멍(66)이 건조실(24)의 관통구멍(26)과 정렬되도록 가열판(64)의 중앙에 형성되어 있다. 전기 발열체(62)는 가열판(64)의 아랫면에 장착되어 있다. 전기 발열체(62)는 전열선(Electric heating wire), 전기 히팅 케이블(Electric heating cable), 면상 발열체(Planar heater) 등으로 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 전기 발열체(62)는 건조실(24)의 아랫면에 장착될 수도 있다.
본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리 장치(10)는 분쇄날(50)을 회전시키기 위한 회전 구동력을 제공하는 구동 모터(Driving motor: 70)와, 구동 모터(70)의 구동을 제어하기 위한 컨트롤러(Controller: 80)와, 컨트롤러(80)와 연결되어 있는 컨트롤 패널(Control panel: 90)을 구비한다. 구동 모터(70)는 건조실(24)의 아래쪽에 장착되어 있다. 구동 모터(70)는 분쇄날(50)과 연결되어 있는 축(72)을 갖는다. 구동 모터(70)의 회전 구동력은 감속기에 의해 감속되어 축(72)에 전달된다. 몇몇 실시예에 있어서, 구동 모터(70)는 기어드 모터(Geared motor)로 구성될 수도 있다.
컨트롤러(80)는 구동 모터(70)와 연결되도록 케이싱(20) 안에 장착되어 있는 마이크로프로세서(Microprocessor)로 구성될 수 있으며, 컨트롤 패널(90)로부터 입력되는 신호에 따라 구동 모터(70)의 구동을 시퀀스 제어(Sequential control)한다. 컨트롤 패널(90)은 케이싱(20)의 윗면에 장착되어 있다. 컨트롤 패널(90)은 파워 스위치(Power switch), 버튼(Button), 발광다이오드 인디케이터(Light Emitting Diode indicator, LED indicator), 오디오 장치(Audio device), 디스플레이(Display) 등으로 구성될 수 있다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리 장치(10)는 구동 모터(70)의 회전 구동력을 분쇄날(50)에 전달하기 위한 커플링(100)을 구비한다. 커플링(100)은 분쇄날(50)의 축(52)에 결합되어 있는 상부 커플링(110)과, 구동 모터(70)의 축(72)에 결합되어 있는 하부 커플링(120)으로 구성되어 있다. 상부 및 하부 커플링(110, 120) 각각은 스크루(Screw: 102)의 체결에 의해 축(52, 72)들 각각에 결합될 수 있다.
육각 별 모양 장부 구멍(Hexagon star shape mortise: 112)이 상부 커플링(110)의 아랫면에 형성되어 있다. 육각 별 모양 장부 구멍(112)은 두 개의 정삼각형 장부 구멍(114, 116) 각각의 세 꼭짓점이 둘레 방향을 따라 60도(Degree) 각도의 등간격으로 배열되어 있다. 육각 별 모양 장부 구멍(112)의 여섯 꼭짓점과 여섯 코너(Conner) 각각은 라운드(118)로 형성되어 있다.
정삼각형 장부(Equilateral triangle tenon: 122)가 육각 별 모양 장부 구멍(112)에 장부 맞춤될 수 있도록 하부 커플링(120)의 상단에 위쪽을 향하여 연장되어 있다.
도 7에 도시된 하부 커플링(120)의 실시예에서 정삼각형 장부(122)는 세 꼭짓점(123)과 세모서리선(125)을 구비하고 각각의 꼭짓점과 모서리에는 라운드(Round) 가공이 되어 있다. 또한, 정삼각형 장부(122)의 중심에는 상부 커플링(110)을 체결하기 위한 스크류의 머리부를 수용하기 위한 수용홈(127)이 형성되어 있다.
도 5에 도시된 하부 커플링(120)의 실시예에서 정삼각형 장부(122)는 세 꼭짓점에서 돌출된 세 개의 정삼각형 돌기(126)가 정삼각형 장부(122)의 세 꼭짓점에 더 형성되어 있다. 정삼각형 돌기(126)의 꼭짓점과 모서리선은 라운드(Round: 124)가공되어 있다. 정삼각형 돌기(126)들 각각은 정삼각형 장부 구멍(114, 116)들 중 어느 하나에 장부 맞춤된다.
몇몇 실시예에 있어서, 육각 별 모양 장부 구멍(112)은 하부 커플링(120)의 윗면에 형성되고, 정삼각형 장부(122)는 상부 커플링(110)의 하면에 형성될 수도 있다.
도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리 장치(10)는 건조통(40)을 건조실(24)에 수직 방향을 따라 탈착시킬 수 있도록 안내함과 아울러 건조통(40)의 위치를 결정하는 위치 결정 구조물(Positioning structure: 130)을 구비한다. 위치 결정 구조물(130)은 건조통(40)의 아랫면 가장자리에 둘레 방향을 따라 등간격으로 돌출되어 있는 복수의 위치 결정 돌기(132)들과, 위치 결정 돌기(132)들 각각이 서로 대응하는 관계로 끼워 맞춤되도록 가열판(64)에 형성되어 있는 복수의 위치 결정 구멍(134)으로 구성되어 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 위치 결정 구멍(134)들은 건조실(24)의 바닥 가장자리에 형성될 수 있다. 이 경우, 가열 장치(60)는 건조실(24)의 아랫면에 장착될 수 있다.
지금부터는, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리 장치에 대한 작용을 설명한다.
도 3과 도 4를 참조하면, 덮개(30)가 열려지면, 건조통(40)의 위치 결정 돌기(132)들이 위치 결정 구멍(134)들에 끼워 맞춰지도록 건조통(40)을 건조실(24) 안에 수용시킨다. 위치 결정 돌기(132)들이 위치 결정 구멍(134)들에 끼워 맞춰지는 것에 의해 건조실(24) 안에 수용되는 건조통(40)의 위치가 정확하게 결정된다. 건조통(40)이 건조실(24)에 수용되면, 덮개(30)에 의해 개방단부(22)를 닫아준다.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 건조통(40)이 건조실(24) 안에 수용되면서 정삼각형 장부(122)가 육각 별 모양 장부 구멍(112)의 정삼각형 장부 구멍(112) 중 어느 하나에 정확하게 맞물리게 된다. 정삼각형 장부(122)가 육각 별 모양 장부 구멍(112)의 정삼각형 장부 구멍(112) 중 어느 하나에 정확하게 맞물릴 수 있는 것은 위치 결정 돌기(132)들과 위치 결정 구멍(134)들의 끼워 맞춤에 의해 건조통(40)이 위치 결정되어 있는 상태에서 수직 방향으로 직선 운동하면서 정삼각형 장부(122)와 육각 별 모양 장부 구멍(112)이 맞물리기 때문이다. 이와 같이 정삼각형 장부(122)와 육각 별 모양 장부 구멍(112)의 맞물림이 간편하고 정확하게 수행되어 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.
육각 별 모양 장부 구멍(112)과 정삼각형 장부(122)가 맞물린 상태에서 구동 모터(70)가 구동되면, 구동 모터(70)의 회전 구동력은 커플링(100)을 통해 분쇄날(50)에 전달되어 분쇄날(50)을 회전시키게 된다. 분쇄날(50)의 회전에 의해 건조통(40) 안에 수용되어 있는 음식물쓰레기가 분쇄된다. 육각 별 모양 장부 구멍(112)과 정삼각형 장부(122)가 맞물려 회전 구동력을 전달하는 커플링 구조는 기어이들의 이맞물림에 의해 회전 구동력을 전달하는 기어 커플링에 비하여 기계적 강성 및 내마모성이 우수하므로, 마모 및 파손이 방지되어 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.
한편, 정삼각형 장부(122)가 육각 별 모양 장부 구멍(112)에 정확하게 맞물리지 않고 육각 별 모양 장부 구멍(112)의 가장자리에 지지되어 덮개(30)를 닫을 수 없는 경우가 있다. 사용자가 컨트롤 패널(90)의 조작에 의해 보정 모드를 설정하게 되면, 컨트롤러(80)의 제어에 의해 구동 모터(70)가 1회전 미만, 예를 들면 10도 미만으로 축(72)을 회전시켜 육각 별 모양 장부 구멍(112)과 정삼각형 장부(122)를 정합시키게 된다. 몇몇 실시예에 있어서, 컨트롤러(80)는 프로그램에 의해 구동 모터(70)의 구동을 제어하여 보정 모드를 자동으로 설정될 수도 있다.
도 2와 도 4를 참조하면, 전기 발열체(62)의 작동에 의해 발생되는 열에너지는 가열판(64)을 통해 건조통(40)에 전달되어 건조통(40)을 가열시키게 되고, 건조통(40)의 가열에 의해 음식물쓰레기가 건조된다. 이와 같은 음식물쓰레기의 분쇄·건조에 의해 음식물쓰레기를 효율적으로 감량시킬 수 있다.
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
10: 음식물쓰레기 처리 장치 20: 케이싱
24: 건조실 30: 덮개
40: 건조통 50: 분쇄날
60: 가열 장치 70: 구동 모터
80: 컨트롤러 100: 커플링
110: 상부 커플링 112: 육각 별 모양 장부 구멍
120: 하부 커플링 122: 정삼각형 장부
130: 위치 결정 구조물

Claims (6)

  1. 위쪽이 개방되도록 형성되어 있는 건조실을 갖는 케이싱과;
    상기 건조실에 탈착할 수 있도록 형성되어 있으며, 음식물쓰레기를 수용하는 건조통과;
    상기 음식물쓰레기의 분쇄를 위하여 상기 건조통의 바닥에 회전할 수 있도록 장착되어 있는 분쇄날과;
    상기 음식물쓰레기를 건조할 수 있도록 상기 건조통에 열에너지를 가하는 가열 수단과;
    상기 분쇄날의 회전을 위한 회전 구동력을 제공하도록 상기 건조실의 아래쪽에 장착되어 있는 구동 모터와;
    상기 건조실의 아랫면에 돌출되도록 상기 분쇄날에 결합되어 있고, 하면에 육각 별 모양 장부 구멍이 형성되어 있는 상부 커플링과;
    상기 구동 모터의 회전 구동력에 의해 회전할 수 있도록 상기 구동 모터에 연결되어 있으며, 상기 육각 별 모양 장부 구멍과 맞물려 상기 구동 모터의 회전 구동력을 상기 분쇄날에 전달할 수 있도록 위쪽을 향하여 연장되어 있는 정삼각형 장부를 갖는 하부 커플링을 포함하는 음식물쓰레기 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 커플링의 육각 별 모양 장부 구멍은 상기 정삼각형 장부가 맞물릴 수 있도록 두 개의 정삼각형 장부 구멍 각각의 세 꼭짓점이 둘레 방향을 따라 등간격으로 배열되어 있는 음식물쓰레기 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상기 하부 커플링의 정상각형 장부는 중심에 상부커플링 체결 스크류의 일부를 수용하기 위한 수용홈이 형성되어 있는 음식물쓰레기 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 두 개의 정삼각형 장부 구멍 중 어느 하나에 맞물릴 수 있도록 상기 정삼각형 장부의 세 꼭짓점에 세 개의 정삼각형 돌기가 더 형성되어 있는 음식물 쓰레기 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 육각 별 모양 장부 구멍의 여섯 꼭짓점과 여섯 코너 각각은 라운드로 형성되어 있으며, 상기 정삼각형 장부의 세 꼭짓점은 라운드로 형성되어 있는 음식물쓰레기 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정삼각형 장부와 상기 육각 별 모양 장부 구멍의 정합을 위하여 상기 구동 모터가 1회전 미만으로 회전되도록 제어하는 컨트롤러를 더 포함하는 음식물쓰레기 처리 장치.
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