KR20230087172A - 음식물쓰레기 처리장치 - Google Patents

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Abstract

가정에서 발생되는 음식물쓰레기를 즉각적으로 처리하기 미생물을 이용한 음식물쓰레기 처리장치가 활용된다. 종래의 음식물쓰레기 처리장치는 투입되는 음식물쓰레기의 종류와 구동환경에 따라 음식물의 분해정도가 달라져, 음식물의 분해정도를 확인하기 위해 장치를 수시로 개방하여 확인하는 불편함이 있으며, 음식물 분해 효율이 저하되는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치는 음식물쓰레기와 미생물제제를 수용하여 발효시키는 발효용기를 갖는 하우징, 상기 발효용기 내 내용물의 중량을 측정하는 중량감지센서, 상기 중량감지센서의 신호에 기초하여 상기 발효용기 내 내용물의 중량 변화율이 미리 설정된 종료 변화율에 도달하였을 때 발효 완료된 것으로 판단하는 제어부를 가진다.
이러한 음식물쓰레기 처리장치를 통해 투입된 음식물의 처리단계와 완료 여부를 쉽게 파악하고 대처할 수 있다.

Description

음식물쓰레기 처리장치 {Food waste disposal system}
본 발명은 미생물을 이용해 음식물을 분해하는 음식물쓰레기 처리장치에 관한 것이다.
음식물쓰레기 처리장치를 통해 가정에서 발생되는 음식물쓰레기를 즉각적으로 처리할 수 있다.
그런데, 종래의 음식물쓰레기 처리장치는, 투입되는 음식물의 종류에 따라 음식물의 분해 시간이 달라져, 미리 설정된 시간 내에 음식물이 처리되지 않는 경우가 발생한다.
이로 인해, 사용자는 음식물의 분해 완료 여부를 파악하기 어려워 장치를 수시로 개방하여 확인하는 불편함이 있으며, 이 과정에서 음식물의 분해 효율이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 투입된 음식물의 발효 과정과 발효 완료 여부를 쉽게 파악할 수 있는 음식물쓰레기 처리장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 음식물쓰레기 처리장치에 있어서, 음식물과 미생물제제를 수용하여 발효시키는 발효용기를 갖는 하우징, 상기 발효용기 내 내용물의 중량을 측정하는 중량감지센서, 상기 중량감지센서의 신호에 기초하여 상기 발효용기 내 내용물의 중량 변화율이 미리 설정된 한계 변화율에 도달하였을 때 발효 완료된 것으로 판단하는 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치에 의해 달성된다.
그리고, 표시부와, 상기 발효용기 내 내용물을 간헐적인 휴지시간을 두고 교반하는 교반기를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 발효 완료 상태에서 상기 휴지시간 중에 상기 중량감지센서로부터의 중량신호에 기초하여 상기 발효용기 내 내용물의 중량이 소정의 상한 중량을 초과할 경우, 상기 표시부에 비움 알림을 표시할 수 있어, 발효용기 내에 쌓여있는 분해 잔여물의 퇴출 시기를 쉽게 파악할 수 있으며, 분해 잔여물로 인해 음식물의 분해 효율이 저하되는 경우를 예방할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 소정의 주발효구간에서 중량 변화율이 소정의 적정 변화율에 도달하지 못하였을 경우 상기 표시부에 점검알림을 표시할 수 있어, 장기간 사용으로 인한 음식물의 분해 효율 저하를 사용자가 쉽게 파악할 수 있고, 미생물제제를 교체하는 등의 적절한 조치를 취하도록 할 수 있다.
그리고, 상기 발효용기 내에 위치한 소음센서와, 상기 교반기에 가해지는 하중을 감지하는 부하센서 중 적어도 하나를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 소음센서와 상기 부하센서 중 적어도 하나가 정상 범위를 벗어날 경우 점검 알림 신호를 발생시킬 수 있어, 분해 불가능한 이물질에 의해 발생하는 분해 정체 현상을 파악하고, 사용자가 초지하도록 알릴 수 있다.
그리고, 상기 제어부는 발효과정에서 중량 변화율에 따라 음식물의 분해 상황을 파악하고, 상기 표시부에 표시할 수 있어, 발효과정에 있는 장치를 개방하지 않고도 음식물의 분해 정도와 분해 완료 시기를 예측할 수 있다.
본 발명에 따른 음식물쓰레기의 처리장치는 투입된 음식물의 발효과정과 발효 완료 여부를 쉽게 파악할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치의 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 따른 음식물쓰레기 처리장치의 제어블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치의 발효용기 내 중량변화를 시간의 흐름에 따라 나타낸 그래프이다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치의 사시도, 분해 사시도 및 종단면도이다.
이들 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치는, 미생물제제(20)를 통해 음식물(10)을 발효하여 음식물(10)의 잔여물을 최소화하기 위한 장치이다. 음식물쓰레기 처리장치의 구성은 음식물(10)과 미생물제제(20)가 투입되는 하우징(100)과, 하우징(100)을 차폐하는 커버(200), 음식물(10)의 분해과정에 따른 정보를 나타내는 표시부(300)로 구성되어 있다.
하우징(100)은 음식물쓰레기 처리장치의 케이스에 해당하는 부분으로 상부가 개방된 개방면(101)을 가진다.
하우징(100) 내부에는 음식물(10)과 미생물재제(20)가 수용되어 음식물(10)의 분해작용이 일어나는 발효용기(110)가 포함된다. 발효용기(110)는 하우징(100)과 마찬가지로 음식물(10)과 미생물제제(20)의 투입이 용이하도록 상부가 개방된 투입개구(111)를 가진다. 그리고, 발효용기(110)는 내부에서 발생하는 소음을 감지하는 소음센서(112)를 포함한다.
발효용기(110) 내부에는 음식물(10)과 미생물재제(20)의 교반을 통해 발효작용이 활발히 이뤄지도록 돕는 교반기(120)가 존재한다. 교반기(120)는 발효용기(110) 상에서 회전 가능하게 지지된 회전봉(121)과, 상기 회전봉(121)으로부터 돌출되어 음식물(10)과 미생물재제(20)를 직접 교반하는 교반봉(122), 상기 회전봉(121)을 구동하는 교반구동부(123), 교반기(120)의 구동에 따른 부하를 측정하는 부하센서(124)를 포함한다.
하우징(100)과 발효용기(110) 사이에는 중량감지센서(130)가 개재된다. 중량감지센서(130)는 발효용기(110)의 하중을 전기적 신호로 변환하여 발효용기(110) 내 내용물의 중량을 측정한다. 발효용기(110) 내 내용물의 중량을 정확히 측정하기 위해 중량감지센서(130)는 교반기(120)의 외측 하단부에 위치하는 것이 바람직하다.
커버(200)는 하우징(100)의 개방면(101) 및 발효용기(110)의 투입개구(111)를 커버한다. 커버(200)는 일단이 하우징(100)에 회동 가능하게 결합되며, 발효용기(110)에 내용물을 투입하기 용이하도록 선택적으로 개폐할 수 있다.
표시부(300)는 하우징(100) 또는 커버(200)의 일측에 배치되어 발효용기(110) 내부의 발효과정에 따라, 현재 일어나는 분해과정 및 분해 완료 여부를 통지하고, 특정한 조건에 따라 사용자가 조치를 취할 수 있도록 알람을 표시한다. 이러한 표시부(300)는 소리 신호를 발산하거나 시각신호를 신호를 표시하여 사용자에게 통지할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 제어블록도를 나타낸 도면이다.
음식물쓰레기 처리장치는 제어부(400)를 통해 발효용기(110)의 소음센서(112), 교반기(120)의 교반구동부(123) 및 부하센서(124), 중량감지센서(130), 표시부(300)등을 제어할 수 있다.
발효용기(110) 내에 위치한 소음센서(112)는 발효용기(110) 내부에서 구동되는 교반기(120)와 음식물(10)에 의한 소음을 측정한다. 이러한 소음은 주로 교반봉(122)과 분해가 불가능한 음식물(10)이 부딪히며 발생하게 된다. 이때, 제어부(400)는 소음센서(112)에 의한 소음 신호가 미리 설정된 정상범위를 초과하는 경우 교반기(120)의 구동을 강제로 정지하거나, 표시부(300)를 통해 점검알림을 표시하도록 제어한다.
교반기(120)의 교반구동부(123)는 제어부(400)에 의해 제어된다. 교반구동부(123)는 제어부(400)에 의해 발효용기(110) 내 내용물을 교반하는 교반시간과 간헐적으로 작동이 정지되는 휴지시간을 가진다. 즉, 교반구동부(123)의 교반시간 및 휴지시간은 교반기(120)의 교반시간과 휴지시간에 해당하게 된다. 교반기(120)가 휴지시간에 들게 되면 교반봉(122)에 의한 음식물(10)과 미생물제제(20)의 교반과정이 정지되므로 교반기(120)의 동작에 의해 발생될 수 있는 중량감지센서(130)의 측정오차를 최소화할 수 있다. 따라서, 중량감지센서(130)를 통한 발효용기(110) 내 내용물의 중량 측정은 교반기(120)가 휴지시간일 때 측정하는 것이 바람직하다.
부하센서(124)는 교반 과정 중 교반기(120)에 가해지는 저항력을 측정하고 제어부(400)에 전달하게 된다. 부하센서(124)로부터 측정된 하중이 미리 설정된 기준 수치를 초과하는 위험 범위에 속하는 경우, 제어부(400)는 발효용기(110) 내에 이물질이 존재하거나 미생물제제(20)에 이상이 생긴 것으로 판단하여 교반기(120)의 구동을 강제로 정지하거나 표시부(300)를 통해 사용자가 확인하도록 제어한다.
제어부(400)는 중량감지센서(130)에 의해 측정되는 발효용기(110)의 중량 신호를 시간의 흐름에 따른 중량 변화 즉, 중량 변화율로 감지하여 표시부(300)에 표시한다. 예를 들어, 중량 변화율이 미리 설정된 한계 변화율 미만일 때, 발효가 완료된 것으로 판단하고, 이를 표시부(300)에 표시하도록 한다. 이러한 중량 변화율의 변화와 제어에 관해서는 후술할 도 5를 통해 보다 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치의 발효용기(110) 내의 중량 변화를 시간의 흐름에 따라 나타낸 그래프이다. 도 5에 표시되는 중량 및 중량 감소율은 본 발명의 이해를 돕기 위해 이상적으로 구성된 그래프이며, 실제 구동시 나타나는 측정값과 차이가 있을 수 있다. 이러한 측정값은 중량감지센서(130)로부터 측정되는 중량과 제어부(400)에 의해 측정된 시간에 따른 중량 변화율로 표시된다.
중량 변화율에 따라, 비어있는 발효용기(110)에 미생물제제를 투입하는 미생물제제투입구간(a), 미생물제제(20)가 투입된 발효용기(110)에 음식물(10)을 투입하는 음식물투입구간(b), 발효용기(110) 내의 음식물의 분해가 활발하게 일어나 중량 변화율이 크게 나타나는 주발효구간(c), 음식물의 분해가 느려지는 정체발효구간(d), 음식물(10)의 분해에 따른 중량감소가 거의 측정되지 않으며, 분해가 완료된 발효완료구간(e)로 분류할 수 있다.
도 1내지 5를 참조하여 음식물(10)의 발효과정을 상세히 설명한다.
먼저, 하우징(100)의 개방면(101)을 덮고 있는 커버(200)를 열어 발효용기(110) 내부에 미생물제제(20)를 투입한다. 이때 투입되는 미생물제제(20)는 호열성, 내염성 및 내산성이 우수한 바실루스 균주와 우드 펠릿, 활성탄, 클루 코스, 유탄 등이 혼합된 제제이다. 미생물제제(20)의 투입에 따라, 중량감지센서(130)로부터 측정되는 발효용기(110)의 중량이 증가하며, 제어부(400)를 통해 미생물제제투입구간(a)에 해당하는 중량 증가율이 측정된다.
미생물제제(20)가 투입된 이후, 일정량의 수분과 함께 음식물(10)을 발효용기(110) 내로 투입한다. 음식물(10)의 투입에 따라, 중량감지센서(130)로부터 측정되는 발효용기(110)의 중량이 증가하며, 제어부(400)를 통해 음식물투입구간(a)에 해당하는 중량 변화율이 측정된다.
투입된 음식물(10) 및 미생물제제(20)는 발효용기(110)에 내에 제한된 용량만큼 투입하는 것이 바람직하다. 이러한 제한 용량은 발효용기(110)의 일측에 존재하는 표시선에 의해 안내될 수 있다. 이러한 표시선 외에도 중량감지센서(130)에서 측정되는 중량이 제한된 범위를 벗어날 경우, 제어부(400)에 의해 경고신호를 전송하도록 하거나, 음식물(10)과 미생물제제(20)의 부피 또는 적재높이를 측정하는 계측센서(미도시)가 발효용기(110) 내에 위치하여 측정된 신호를 제어부(400)에 전달하도록 할 수도 있다.
음식물(10)의 투입이 완료되면 미생물제제(20) 내의 미생물이 번식하기 용이한 환경을 조성해 음식물(10)의 분해가 빠르게 이뤄질 수 있도록 커버(200)를 닫아 발효용기(110)의 상부 개방면을 폐쇄한다. 이러한 미생물제제(20)에 포함된 미생물의 생장을 돕기 위해 발효용기(110)의 외주면을 커버하는 온열장치가 게재될 수 있다.
다음 구간에서 음식물(10)은 미생물에 의해 활발하게 분해되는 주발효구간(c)을 가진다. 분해가 빠르게 이뤄지는 음식물(10)은 대부분의 과일류, 대부분의 야채류, 고기 및 생선류, 곡류 및 곡류가공품, 발효된 양념류, 과자 및 빵 등이 해당된다. 음식물(10)이 발효용기(110) 내부에서 미생물에 의해 분해됨에 따라 중량감지센서(130)로부터 측정되는 발효용기(110)의 중량이 감소한다. 따라서, 주발효구간(c)에서의 중량 감소율이 가장 크게 나타나 높은 경사도를 가지게 된다. 주발효구간(c) 내에서는 음식물(10)의 분해와 미생물의 번식이 동시에 이뤄져 일시적으로 중량이 증가하거나 미세한 중량 변화율의 증감이 지속적으로 발생할 수 있다.
주발효구간(c)에서 분해가 용이한 음식물(10)들의 분해가 빠르게 이뤄지고, 분해가 더딘 음식물이 계속적으로 분해되어 중량 감소가 더디게 되고 중량 감소율이 완만해지는 정체발효구간(d)에 진입하게 된다. 분해가 더딘 음식물은 떡, 과일 껍질, 무, 배추, 오이, 고구마 등이 있으며, 대체로 섬유질 함량이 높은 음식물(10)이다. 이러한 정체발효구간(d)에서도 음식물은 지속적으로 분해되고 있으며, 주발효구간(c)과 마찬가지로 음식물(10)의 분해와 미생물의 번식이 동시에 이뤄져 미세한 중량의 증감이 지속적으로 발생할 수 있다.
대부분의 음식물(10)이 분해되면 분해 잔여물과, 분해 불가 음식물
로 인해 분해가 정체되고 한계 감소율에 근접하는 발효완료구간(e)에 진입하게 된다. 분해가 잘 이뤄지지 않는 음식물은 뼈, 패각, 내장, 버터 등 유지방, 야채 줄기, 야채 껍질, 고염분의 장류, 핵과류의 씨앗, 담배 및 약품류가 있으며, 기타 섭취 불가능한 이물질이 포함된다. 이러한 경우, 제어부(400)를 통해 발효완료구간(e)에 진입한 것을 감지하여 표시부(300)에 표시하면 사용자가 커버(200)를 개방하여 발효용기(110) 내에 존재하는 분해 불가 음식물과 이물질을 제거할 수도 있다.
중량감지센서(130)로부터 측정되는 중량 변화율이 제어부(400)에서 설정한 한계 감소율에 도달한 것이 확인되면 표시부(300)에 분해 완료가 통지되며 사용자는 이를 확인하고 새로운 음식물(10)을 발효용기(110) 내부에 투입하여 음식물(10)을 분해하는 (b)~(f) 과정을 반복하게 된다. 발효완료구간(e)이후의 발효용기(110)의 중량은 분해 잔여물로 인해 미생물제제투입단계(a) 및 지난 발효완료구간(e)대비 소량 증가하게 된다.
(b)~(f)에 따른 음식물 분해과정이 일정 횟수 이상 반복되게 되거나 분해완료단계(f)에서의 음식물 중량이 지정된 수치 이상일 때, 제어부(400)는 표시부(300)를 통해 비움 알림을 표시한다. 비움 알림을 확인한 사용자는 커버(200)를 개방하여 발효용기(110) 내부의 분해 잔여물을 배출하여 미생물이 음식물(10)을 분해하기 용이한 환경을 유지할 수 있다.
분해과정 중에 제어부(400)를 통해 주발효구간(c)에서의 중량 감소율이 적정 감소율에 도달하지 못하였거나 미리 설정된 반복 횟수를 초과하는 경우, 미생물제제(20)의 교체 시기인 것으로 판단하여 표시부(300)를 통해 미생물제제(20)의 교체를 사용자에게 알려주게 된다.
음식물(10)의 (a)~(f)에 따른 분해과정에서 미생물제제(20)의 오염이나 이물질 유입에 의해 분해과정에 따른 분해 감소율이 정상적으로 나타나지 않는 이상 상황이 발생할 수 있다. 이러한 이상 상황은 소음센서(112), 부하센서(124), 중량감지센서(130) 및 제어부(400)에 의해 감지되고 표시부(300)를 통해 점검 알림을 표시하도록 한다.
이상 상황에 대한 정확한 측정을 위해, 소음센서(112)는 투입된 음식물(10)과 미생물제제(20)에 의해 방해받지 않도록 발효용기(110)의 상단에 위치하는 것이 바람직하다. 그리고, 부하센서(124)는 회전봉(121)과 교반구동부(123)사이에 위치하여 회전봉(121)의 구동에 따라 가해지는 하중을 측정하거나, 교반구동부(123)에 인코더 형태로 구성되어 교반구동부(123)에 걸리는 토크를 측정하는 방식을 채택할 수 있다.
소음센서(112)와 부하센서(124)를 통해 측정되는 정보는 제어부(400)를 통해 선택적으로 활용될 수 있으며, 동시에 취합되는 정보를 이용하여 보다 정확한 정보를 제공하거나 각 센서의 이상 여부를 파악할 수도 있다.
이상의 구성을 가지는 본 발명에 따른 음식물쓰레기 처리장치는
음식물(10)과 미생물제제(20)를 수용하여 발효시키는 발효용기(110)를 갖는 하우징(100)과 발효용기(110) 내 내용물의 중량을 측정하는 중량감지센서(130)와, 발효용기(110)내 내용물의 중량 변화율을 파악하는 제어부(400)를 통해 음식물의 발효 완료 여부를 별도의 확인 작업 없이 쉽게 파악할 수 있다.
그리고, 음식물의 분해 상황을 표시하는 표시부(300)와 발효용기(110) 내 내용물을 교반하는 교반기(120)를 가져 미생물을 통한 음식물의 분해를 도우며, 표시부(300)를 통해 발효상황을 파악하고 대처할 수 있다.
그리고, 발효용기(110) 내에 위치한 소음센서(112)와, 교반기(120)에 가해지는 하중을 감지하는 부하센서(124)중 적어도 하나를 포함하여, 소음센서(112)와 부하센서(124) 중 적어도 하나가 이상 상황을 감지할 경우, 점검 알림 신호를 발생시키고 표시부(300)를 통해 사용자가 확인하게 함으로써, 분해과정에서 발생하는 이상 상황을 빠르게 파악하고 대처할 수 있도록 한다.
10 : 음식물
20 : 미생물제제
100 : 하우징
101 : 개방부
110 : 발효용기
111 : 상단개구
112 : 소음센서
120 : 교반기
121 : 회전봉
122 : 교반봉
123 : 교반구동부
124 : 부하센서
130 : 중량감지센서
200 : 커버
300 : 표시부
400 : 제어부

Claims (5)

  1. 음식물쓰레기 처리장치에 있어서,
    음식물과 미생물제제를 수용하여 발효시키는 발효용기를 갖는 하우징,
    상기 발효용기 내 내용물의 중량을 측정하는 중량감지센서,
    상기 중량감지센서의 신호에 기초하여 상기 발효용기 내 내용물의 중량 변화율이 미리 설정된 한계 변화율에 도달하였을 때 발효 완료된 것으로 판단하는 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    표시부와,
    상기 발효용기 내 내용물을 간헐적인 휴지시간을 두고 교반하는 교반기를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 발효 완료 상태에서 상기 휴지시간 중에 상기 중량감지센서로부터의 중량 신호에 기초하여 상기 발효용기 내 내용물의 중량이 소정의 상한 중량을 초과할 경우, 상기 표시부에 비움 알림을 표시하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는 소정의 주발효구간에서 중량 변화율이 소정의 적정 변화율에 도달하지 못하였을 경우 상기 표시부에 점검 알림을 표시하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 발효용기 내에 위치한 소음센서와, 상기 교반기에 가해지는 하중을 감지하는 부하센서 중 적어도 하나를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 소음센서와 상기 부하센서 중 적어도 하나가 정상 범위를 벗어날 경우 점검 알림 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는 발효과정에서 중량 변화율에 따라 음식물의 분해 상황을 파악하고, 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 음식물쓰레기 처리장치.
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