WO2021010559A1 - 열풍 순환식 음식물 쓰레기 건조기 - Google Patents

열풍 순환식 음식물 쓰레기 건조기 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a food waste dryer, and in particular, to a food waste dryer capable of maintaining a constant amount of water vapor evaporated and evaporated during the drying process of food waste and improving the adsorption and deodorization performance of malodorous particles.
  • a conventional food waste dryer is a device for drying food waste with wind or heat, and the dried food waste is treated by using it as fertilizer or landfilling.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 1997-159358 may be exemplified.
  • a blower is disposed in the upper part of the receiving box accommodated in the dryer, and inside the dryer, from a blower. It can be seen that a circulation channel for air was formed to circulate and introduce the ventilation of air into the food waste.
  • the circulating air flow generated by the blower and the circulation passage of air is repeatedly dried over a wide range of the surface layer of the food waste, thereby increasing drying efficiency compared to natural drying.
  • the food waste dryer according to the prior art has a problem that the drying treatment speed of the food waste is relatively low because it does not have a separate heating wire or heater, and since it does not have a separate deodorizing device, the food smell must be discharged through the sewer. Because of this, there is a limitation in the place that it can be installed only around the sink, and there is a problem that cases of damage caused by odor are increased because the smell of discharged food flows backwards along the sewer.
  • the present invention has been conceived to solve the above problem, and its purpose is to maintain a constant amount of water vapor evaporated and evaporated during the drying process of food waste, and the structure has been improved to improve the adsorption and deodorization performance of malodorous particles. This is to provide a food waste dryer.
  • the food waste dryer includes: a body having a drying space formed therein and partially open to the outside; A front door for closing an open part of the main body; A drying basket disposed in the drying space of the main body and accommodating food waste therein; An air circulation unit comprising a heater capable of heating the air in the drying space, and drying the food waste by inhaling the air in the drying space and blowing the air heated by the heater to the food waste ; A circulation pipe configured to discharge air including water vapor vaporized during the drying process of the food waste to the outside through an exhaust pipe, and to recirculate the air heated by the heater to the drying space through a blower pipe; Includes; a deodorizing device mounted on the outside of the main body and capable of adsorbing and deodorizing malodorous particles from the air discharged to the outside through the circulation pipe, wherein the deodorizing device includes a deodorant including activated carbon and zeolite. It features.
  • the ratio of the air flow rate recirculated to the drying space through the blowing pipe to the air flow rate discharged to the outside through the exhaust pipe is 3 to 6.
  • the deodorant preferably contains 5 to 15 parts by weight of zeolite based on 100 parts by weight of activated carbon.
  • the deodorant preferably includes activated carbon on which copper (Cu), manganese (Mn), sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH) are supported.
  • the deodorant is 5,000 to 80,000 mg of manganese (Mn), 5,000 to 200,000 mg of copper (Cu), 100 to 10,000 mg of sodium hydroxide (NaOH), and 100 to 10,000 mg of potassium hydroxide (KOH) in 1 liter of water.
  • activated carbon having an average particle size of 0.5 to 1.5 mm and a zeolite having an average particle size of 2 to 7 mm are added and supported at room temperature, and it is preferably formed by dehydration and drying at 90 to 120°C.
  • an ultraviolet lamp installed inside the main body to sterilize food waste.
  • a temperature sensor capable of detecting the temperature of the drying space is provided, and when the temperature of the drying space detected by the temperature sensor exceeds a predetermined temperature, the operation of the heater is stopped.
  • a drying space is formed inside the main body partially opened to the outside; A front door for closing an open part of the main body; A drying basket disposed in the drying space of the main body and accommodating food waste therein;
  • An air circulation unit comprising a heater capable of heating the air in the drying space, and drying the food waste by inhaling the air in the drying space and blowing the air heated by the heater to the food waste ;
  • a circulation pipe configured to discharge air including water vapor vaporized during the drying process of the food waste to the outside through an exhaust pipe, and to recirculate the air heated by the heater to the drying space through a blower pipe;
  • Includes a deodorizing device mounted on the outside of the main body and capable of adsorbing and deodorizing malodorous particles from the air discharged to the outside through the circulation pipe, wherein the deodorizing device includes a deodorant including activated carbon and zeolite.
  • FIG. 1 is a perspective view of a food waste dryer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a front door of the food waste dryer shown in FIG. 1 in an open state.
  • FIG. 3 is a partial cut-away view of the food waste dryer shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of the food waste dryer shown in FIG. 1.
  • FIG. 5 is a view showing a deodorizing apparatus of the food waste dryer shown in FIG.
  • FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of the filter shown in FIG. 5.
  • FIG. 1 is a perspective view of a food waste dryer according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view showing a state in which a front door of the food waste dryer shown in FIG. 1 is opened.
  • 3 is a partial cut-away view of the food waste dryer shown in FIG. 1.
  • a food waste dryer 100 is a device capable of drying food waste F using hot air, and includes a main body 10 and a front door ( 20), an air circulation unit 30, a circulation pipe 40, an ultraviolet lamp 50, and a deodorization device 60.
  • the main body 10 is a case forming the overall exterior of the food waste dryer 100, and a drying space 11 for drying the food waste F is formed therein, and the drying space ( Part of 11) has a form that is open to the outside.
  • the main body 10 is formed in a rectangular box shape, and the drying space 11 is formed therein, and the front surface is shown to be open to the outside, but this may be used by opening the top or side to the outside as an example. As there is, it is not necessarily limited thereto.
  • a switch part 12 for operating the food waste dryer 100 is attached to the upper end of the front surface of the main body 10.
  • the switch unit 12 includes a power switch, a lamp indicating the operation state of the food waste dryer 100, a switch for driving the ultraviolet lamp 50, a lamp indicating the operation state of the ultraviolet lamp 50, and the like.
  • the body 10 is equipped with a temperature sensor (not shown) capable of detecting the temperature of the drying space 11, and the temperature of the drying space 11 detected by the temperature sensor exceeds a predetermined temperature. In this case, the operation of the heater 33 to be described later is stopped.
  • the front door 20 is a door that closes the opened front portion of the main body 10 and includes a gripping portion 21, a stopper 22, and a drying basket 23 as shown in FIG. 2.
  • the front door 20 covers an open part of the main body 10 and seals it so that air including malodorous particles generated from food waste does not leak into the atmosphere in normal times, and if necessary, the internal drying space of the main body 10 By opening (11), the food waste can be accommodated in the drying basket 23 to be described later.
  • the gripping part 21 is a part provided on the upper end of the front door 20 and is a part that the user can hold when opening or closing the front door 20.
  • the gripping portion 21 is provided in the form of a groove extending long to the left and right.
  • the front door 20 has a structure in which the lower end of the front door 20 is hinged to the main body 10, so that the upper end of the front door 20 is rotated forwardly around the lower end as shown in FIG. 2.
  • the stopper 22 is a restraining device for preventing the front door 20 from being opened excessively.
  • the stopper 22 is provided with a pair and is mounted on both sides of the lower end of the front door 20, respectively.
  • the drying basket 23 is a container provided with an accommodation space 24 capable of accommodating the food waste F, and is disposed in the drying space 11 of the main body 10.
  • a basket mounting portion 231 is formed on the inner surface of the front door 20 so that the drying basket 23 can be hung and mounted.
  • the basket mounting portion 231 is provided in the shape of a groove with an open upper side as shown in FIG. 4.
  • a hook portion 232 provided to be detachably hooked to the basket mounting portion 231 is formed.
  • the drying basket 23 has a structure that is detachably coupled to the inner surface of the front door 20, so that when the front door 20 is opened, the drying The basket 23 may be naturally exposed to the outside.
  • the drying space 11 inside the main body 10 and the outside are completely isolated, and at the same time, the front door 20 and the An airtight material (not shown) is attached to prevent unnecessary noise from being generated during the contact process of the main body 10.
  • a net support member 25 is mounted as shown in FIGS. 2 and 4.
  • the net-shaped support member 25 is a net-shaped member having a plurality of ventilation holes, and is disposed to be spaced apart from the bottom of the drying basket 23 by a predetermined distance.
  • a dielectric sensor (not shown) capable of measuring a change in dielectric constant of food waste is mounted inside the drying basket 23.
  • the dielectric sensor (not shown) is a sensor for controlling driving of the heater 33 and the impeller 32 to be described later.
  • the dielectric sensor (not shown) is a sensor for measuring the change in dielectric constant using electromagnetic waves, and calculates the degree to which the dielectric relaxation frequency changes through moisture contained in food waste to determine the amount of water vapor generated.
  • the dielectric relaxation frequency increases, and it is determined that there is a large amount of moisture in the food waste, and the driving of the heater 33 is continued.
  • the heater 33 There is a function to stop it.
  • High permittivity basically means that electrical energy is transmitted well.
  • electricity does not flow well and electromagnetic waves pass well, but in soils with increased permittivity due to moisture, electricity gradually begins to flow. Electromagnetic waves are hardly transmitted.
  • the air circulation unit 30 is a device that sucks air in the drying space 11 and then heats and blows the air to the food waste F.
  • the motor 31 is an electric motor that rotates around the first central axis C1 by an external power source.
  • the impeller 32 is a blowing fan coupled to the motor 31 and rotating around the first central axis C1, and is disposed below the motor 31 as shown in FIG. 4. .
  • the heater 33 is a device for heating the air in the drying space 11 by generating heat by an external power source, and includes a PTC heater (Positive Temperature Coefficient Heater) in this embodiment, and the PTC heater
  • the set temperature is preferably about 60 ⁇ 70 °C.
  • the PTC heater is a sensor type heater that relatively increases or decreases the amount of heat generated according to the ambient temperature, and is widely used in automobiles.
  • the heater 33 is disposed between the impeller 32 and the blower pipe 41 to be described later.
  • the intake port 34 is a hole through which air is sucked into the interior of the air circulation unit 30 and is in communication with the impeller 32.
  • the intake port 34 is disposed at the upper end of the drying space 11 as shown in FIG. 4, and the food waste is boiled by hot air during the drying process of the food waste, so that the impeller 32 It is formed in the form of a net to prevent penetration.
  • the circulation pipe 40 is a pipe for discharging some of the air blown from the impeller 32 to the outside and recirculating the other part to the drying space 11 again.
  • the circulation pipe 40 includes a blow pipe 41 and an exhaust pipe 42.
  • the blower pipe 41 is a pipe for recirculating the air blown from the impeller 32 and heated by the heater 33 back to the drying space 11.
  • blower pipe 41 One end of the blower pipe 41 is in communication with the impeller 32, and the other end of the blower pipe 41 is in communication with an upper end of the drying space 11.
  • the exhaust pipe 42 is a pipe for discharging some of the air blown from the impeller 32 to the outside.
  • One end of the exhaust pipe 42 is in communication with the impeller 32, and the other end of the exhaust pipe 42 is in communication with the deodorization device 60.
  • one end of the blower pipe 41 and one end of the exhaust pipe 42 are disposed adjacent to each other.
  • the circulation pipe 40 the air including water vapor vaporized during the drying process of the food waste F is discharged to the outside, and the air heated by the heater 33 is returned to the drying space 11 Can be recycled.
  • the ratio of the air flow rate recirculated to the drying space 11 through the blowing pipe 41 to the air flow rate discharged to the outside through the exhaust pipe 42 is 3 to 6.
  • the ratio of the air flow rate is approximately 4.
  • the ultraviolet lamp 50 is an ultraviolet (UV) lamp for sterilizing food waste, and a UV-LED is used in this embodiment.
  • UV ultraviolet
  • the ultraviolet lamp 50 is mounted on the upper end of the drying space 11 as shown in FIG. 4.
  • the ultraviolet lamp 50 when the power switch of the food waste dryer 100 is pressed, the ultraviolet lamp 50 is automatically operated for a predetermined time and then turned off automatically. For example, it can be set to turn off after the first 5 hours of operation.
  • the ultraviolet lamp 50 may be forcibly operated or stopped using a separate switch provided in the switch unit 12.
  • the deodorizing device 60 is a deodorizing device capable of adsorbing and deodorizing malodorous particles from the air discharged to the outside through the circulation pipe 40, and is detachably mounted on the rear surface of the main body 10. .
  • This deodorization device 60 includes a case 61 and a filter 65.
  • the case 61 is a case capable of accommodating the filter 65 and includes an outer case 611 and an inner case 612.
  • the outer case 611 is a case disposed to surround the inner case 612 as shown in FIG. 4.
  • An inlet port 63 communicating with the exhaust pipe 42 is formed at one end of the outer case 611.
  • the inlet 63 may be detachably coupled to the exhaust pipe 42 as shown in FIG. 4.
  • the inner case 612 is a case disposed inside the outer case 611 in a state spaced apart from the outer case 611 by a predetermined distance.
  • the inner case 612 is provided with a pair.
  • a filter receiving hole 613 capable of detachably accommodating the filter 65 is provided.
  • the lower end of the filter receiving hole 613 may support and support the filter 65 and is opened to allow air to pass therethrough.
  • An air passage 62 through which air discharged from the exhaust pipe 42 can move is formed in a space between the outer case 611 and the inner case 612.
  • the air passage 62 has one end in communication with the inlet 63 and the other end in communication with the lower end of the filter 65.
  • the filter 65 In a state where the filter 65 is inserted into the filter receiving hole 613, the filter 65 is fixed so that the filter 65 does not deviate from the inner case 612 by using a stopper member 64.
  • the closure member 64 is a member having a hollow 641 therein, and is screwed to the upper end of the inner case 612.
  • the net member 651 located at the upper end of the filter 65 may be exposed to the outside through the hollow 641.
  • the filter 65 is a filter including a deodorant 652 containing activated carbon and zeolite therein.
  • the filter 65 is provided in a cylindrical shape as shown in FIG. 6, and a net member 651 through which air can penetrate is disposed at the upper and lower ends, respectively.
  • the deodorant 652 filled in the filter 65 may not pass through the net member 651 and may remain accommodated in the filter 65.
  • air in the air passage 62 is introduced through the lower end of the filter 65, deodorized through the deodorant 652, and then externally through the upper end of the filter 65. Is discharged as.
  • the odor generated in the food waste dryer 100 is caused by food waste, the water content is high and has both acidic and basic odors.
  • the deodorant 652 built in the deodorization device 60 should have a high instantaneous adsorption performance and a high selective adsorption performance in the presence of moisture, and should be able to adsorb, oxidize and neutralize both basic and acidic odors.
  • activated carbon was selected as the deodorant 652, and the average particle size was 0.5 to 1.5 mm in consideration of the smooth flow of exhaust gas and the adsorption capacity of the deodorant 652.
  • Cu copper
  • Mn manganese
  • NaOH sodium hydroxide
  • KOH potassium hydroxide
  • metals such as copper (Cu) and manganese (Mn) and neutralizing agents such as sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH) are supported on the activated carbon to remove the deodorizing performance and acidic odor.
  • manganese (Mn) having strong oxidizing power is added in the form of oxide, and the amount of the manganese (Mn) is preferably 5,000 to 80,000 mg/L, and if it is less than 5,000 mg/L, the oxidizing power is lowered and exceeds 80,000 mg/L. It tends to become supersaturated and no longer dissolve.
  • Copper (Cu) is also added in the form of an oxide, and has excellent oxidizing power and excellent ammonia deodorization ability.
  • the amount used is preferably 5,000 to 200,000 mg/l. If it is less than 5,000 mg/l, the deodorizing ability is lowered, and if it exceeds 200,000 mg/l, the addition effect is not affected.
  • the sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH) are added for the purpose of neutralizing the acidic odor, and the amount of each is preferably 100 to 10,000 mg/l, and if less than 100 mg/L, the neutralizing function is weak, and 10,000 mg If it exceeds /l, there is no effect on the addition effect.
  • the deodorant 652 has a very strong oxidizing power on the activated carbon, and supports manganese and copper, which are metals having excellent deodorization components, and sodium hydroxide and potassium hydroxide as a neutralizing agent, thereby increasing the deodorizing effect and removal of acid odor. I can make it.
  • the amount of activated carbon used is proportional to the amount of food waste to be treated. For example, when drying 100 g of general food waste, the amount of activated carbon is preferably about 100 to 500 g, but the amount of use may vary depending on the type of food waste.
  • the activated carbon and zeolite having an average particle size of 2 to 7 mm were added and supported at room temperature, and after dehydration, the activated carbon was not changed in shape.
  • the deodorant 652 is obtained by drying at about 90 to 120°C.
  • the deodorant 652 includes 5 to 15 parts by weight of zeolite based on 100 parts by weight of activated carbon.
  • the reason why the ingredients are supported on activated carbon and zeolite at room temperature is that if the activated carbon is dissolved and supported at a high temperature, the pore structure of the activated carbon can be changed, and particles are formed when the activated carbon returns to room temperature after being cooled, resulting in the surface area of the activated carbon. This is because it can act as a cause of lowering.
  • the zeolite is a kind of feldspar-like mineral and is filled with water molecules in nano-sized pores inside. When this zeolite is heated, it is inorganic, so the ore does not boil, but the water molecules contained in it evaporate to generate water vapor. This shape looks like boiling, an ore named by the Greek meaning of ["zeo"]. to be.
  • the zeolite is defined as [crystalline aluminum silicate having a cage or channel structure] after various verifications today. Zeolites are widely used as catalysts, adsorbents, additives for detergents, feed additives, soil quality improvement agents, etc. It is known that there are a total of 200 species both natural and synthetic.
  • adsorption the phenomenon of an increase in the concentration of a specific substance at the interface.
  • absorption which is distinguished from adsorption.
  • adsorption the phenomenon of an increase in the concentration of a specific substance at the interface.
  • absorption the phenomenon of an increase in the concentration of a specific substance at the interface.
  • absorption the phenomenon of an increase in the concentration of a specific substance at the interface.
  • absorption the phenomenon of an increase in the concentration of a specific substance at the interface
  • absorption the concentration increases evenly at the interface as well as the entire system
  • absorption which is distinguished from adsorption.
  • sorption the case in which it is difficult to distinguish between adsorption and absorption.
  • Most of the adsorption phenomena observed in zeolites should be classified as sorption, but it is customarily called adsorption.
  • zeolites are stable at high temperatures. Activated carbon or charcoal has good porosity, but burns when it exceeds 400°C, whereas zeolite has the advantage of not being burned. Through heat treatment, it is possible to easily desorb and adsorb new ones.
  • the specific surface area, which is important for adsorption, is also considerably higher than that of charcoal: 250 ⁇ 300m2/g, activated carbon: 800 ⁇ 1000m2/g, compared to natural zeolite: 300 ⁇ 600m2/g, synthetic zeolite: 800 ⁇ 900m2/g.
  • the deodorant 652 includes synthetic zeolite.
  • the air generated by the driving of the impeller 32 is transferred to the blower pipe 41 including heat generated by the heater 33, and the food waste (F) contained in the drying basket 23 through the blower pipe 41 It is blown in to dry food waste.
  • the dielectric sensor (not shown) controls the driving of the heater 33 and the impeller 32 by measuring the change in dielectric constant of the food waste dried by hot air to find out the amount of water vapor generated in the drying space 11 Is done.
  • Air containing water vapor vaporized and evaporated in the drying process through the heater 33 is supplied to the exhaust pipe 42 by air circulation in the circulation pipe 40, and the air including the water vapor supplied to the exhaust pipe 42 is It is supplied to the deodorization device 60 mounted on the rear of the main body 10 and is adsorbed by the built-in deodorant 652.
  • the replacement cycle of the deodorant 652 is at least 3 months or more, typically about 6 months.
  • the food waste dryer 100 of the above-described configuration includes a main body 10 having a drying space 11 formed therein and partially open to the outside; A front door 20 for closing an open portion of the main body 10; A drying basket 23 disposed in the drying space 11 of the main body 10 and accommodating food waste therein; It includes a heater 33 capable of heating the air in the drying space 11, and after inhaling the air in the drying space 11, the air heated by the heater 33 is converted into the food waste.
  • An air circulation unit 30 capable of drying food waste by blowing air; Air including steam vaporized during the drying process of the food waste is discharged to the outside through an exhaust pipe 42, and the air heated by the heater 33 is recirculated to the drying space 11 through a blower pipe 41 Circulation pipe 40 provided to be able to;
  • a deodorizing device 60 that is mounted outside the main body 10 and capable of adsorbing and deodorizing malodorous particles from the air discharged to the outside through the circulation pipe 40, including, and the deodorizing device 60 Since it contains a deodorant 652 containing activated carbon and zeolite, the amount of water vapor evaporated and evaporated during the drying process of the food waste is kept constant, and the adsorption and deodorization performance of odor particles by the deodorant 652 There is an advantage that can be improved.
  • the ratio of the air flow rate recirculated to the drying space through the blowing pipe 41 is 3 to 6, so the food waste By optimizing the amount of heat transferred to (F) and the treatment efficiency of the deodorizing device 60, there is an advantage of maximizing the drying performance of the food waste (F).
  • the deodorant 652 since the food waste dryer 100 includes 5 to 15 parts by weight of zeolite with respect to 100 parts by weight of activated carbon, the deodorant 652 has an advantage of increasing the deodorizing effect compared to the case of using only activated carbon.
  • the food waste dryer 100 since the deodorant 652, copper (Cu), manganese (Mn), sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH) containing activated carbon supported, when only activated carbon is used Compared to that, there is an advantage that can increase the removal efficiency of acid odor.
  • the deodorant 652 contains 5,000 to 80,000 mg of manganese (Mn), 5,000 to 200,000 mg of copper (Cu), and 100 to 10,000 mg of sodium hydroxide (NaOH) in 1 liter of water. And 100 to 10,000 mg of potassium hydroxide (KOH) are dissolved, and then activated carbon having an average particle size of 0.5 to 1.5 mm and a zeolite having an average particle size of 2 to 7 mm are added and supported at room temperature. Since it is formed by drying at 120°C, there is an advantage that the pore structure of the activated carbon does not change during the manufacturing process, and the surface area of the activated carbon does not decrease.
  • Mn manganese
  • Cu 5,000 to 200,000 mg of copper
  • NaOH sodium hydroxide
  • KOH potassium hydroxide
  • the food waste dryer 100 includes an ultraviolet lamp 50 installed inside the main body 10 to sterilize the food waste, so that various bacteria that may exist in the food waste F are removed before the deodorization process. There is an advantage that can be eliminated.
  • the food waste dryer 100 includes a temperature sensor (not shown) capable of sensing the temperature of the drying space 11, and the temperature of the drying space 11 sensed by the temperature sensor is a predetermined temperature. If exceeds, since the operation of the heater 33 is stopped, there is an advantage of preventing overheating of the heater 33 and minimizing the use of electric energy.

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Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기 건조기에 관한 것으로서, 내부에 건조 공간이 형성되어 일부가 외부로 개방된 본체; 상기 본체의 개방된 일부를 폐쇄하는 전방 도어; 상기 본체의 건조 공간에 배치되며, 음식물 쓰레기를 내부에 수용하는 건조 바구니; 상기 건조 공간의 공기를 가열할 수 있는 히터를 포함하며, 상기 건조 공간에 있는 공기를 흡입한 후, 상기 히터에 의하여 가열된 공기를 상기 음식물 쓰레기로 송풍함으로써 음식물 쓰레기를 건조시킬 수 있는 공기 순환 유닛; 상기 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화된 수증기를 포함한 공기는 배기관을 통하여 외부로 배출시키고, 상기 히터에 의하여 가열된 공기는 송풍관을 통하여 상기 건조 공간으로 재순환시킬 수 있도록 마련되어 있는 순환 배관; 상기 본체의 외부에 장착되어 상기 순환 배관을 통해 외부로 배출되는 상기 공기로부터 악취입자를 흡착하여 탈취할 수 있는 탈취 장치;를 포함하며, 상기 탈취 장치는, 활성탄과 제올라이트를 포함하는 탈취제를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화되어 증발하는 수증기 발생량을 일정하게 유지하고, 악취입자의 흡착, 탈취성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

열풍 순환식 음식물 쓰레기 건조기
본 발명은 음식물 쓰레기 건조기에 관한 것으로서, 특히 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화되어 증발하는 수증기 발생량을 일정하게 유지하고, 악취입자의 흡착, 탈취성능을 향상시킬 수 있는 음식물 쓰레기 건조기에 관한 것이다.
일반적으로, 가정에서 발생한 음식물 쓰레기(Food Waste)는 주로 매립하는 방식으로 처리하고 있어 심각한 환경오염을 유발하고 있으며, 나아가 부패하면서 심한 악취를 동반하고 있어 주변환경은 물론, 생활환경 전반에 걸쳐 여러 환경오염문제를 발생하는 주범으로 작용하고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 음식물 쓰레기 처리기와 음식물 쓰레기 건조기 등이 개발되어 왔는데, 종래의 음식물 쓰레기 처리기는 미생물을 이용한 발효방식을 이용하여 음식물 쓰레기를 처리하고 있어 음식물 쓰레기의 처리편의성이 우수하다는 장점이 있으나, 미생물의 유지, 관리에 다소 어려움이 있고, 미생물에만 전적으로 의지하고 있어 음식물 쓰레기 처리속도가 늦다는 문제점이 있다.
종래의 음식물 쓰레기 건조기는, 음식물 쓰레기를 바람이나 열로 건조시키는 장치로서, 건조한 음식물 쓰레기는 비료로 사용하거나, 매립하는 방식으로 처리한다.
상기 음식물 쓰레기 건조기와 관련한 선행기술로는 일본 특개평 제1997-159358호를 예로 들 수 있으며, 이를 살펴보면 건조기의 내부에 수용되어 있는 수용상자의 상방부에 송풍기를 배치하고, 상기 건조기 내부에는 송풍기로부터의 송풍을 음식물 쓰레기에 순환도입시킬 수 있도록 공기의 순환유로를 형성한 것을 볼 수 있다.
따라서, 상기 송풍기와 공기의 순환유로에 의해 발생한 순환공기류가 음식물 쓰레기의 표층부를 광범위하게 걸쳐서 반복하여 건조하고 있어, 자연 건조에 비하여 건조 효율을 높이고 있다.
그러나 상기 선행기술에 따른 음식물 쓰레기 건조기는 별도의 열선이나 히터를 구비하지 않아, 음식물 쓰레기의 건조처리 속도가 비교적 낮다는 문제점이 있으며, 별도의 탈취 장치를 구비하지 않아 음식물 냄새를 하수구를 통해 배출해야하기 때문에 싱크대 주변에서만 설치할 수 있다는 장소의 제한이 있으며, 배출된 음식물 냄새가 하수구를 따라 역류하는 경우도 있어 종종 발생하고 있어 악취에 의한 피해사례가 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화되어 증발하는 수증기 발생량을 일정하게 유지하고, 악취입자의 흡착, 탈취성능을 향상시킬 수 있도록 구조가 개선된 음식물 쓰레기 건조기를 제공하기 위함이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 건조기는, 내부에 건조 공간이 형성되어 일부가 외부로 개방된 본체; 상기 본체의 개방된 일부를 폐쇄하는 전방 도어; 상기 본체의 건조 공간에 배치되며, 음식물 쓰레기를 내부에 수용하는 건조 바구니; 상기 건조 공간의 공기를 가열할 수 있는 히터를 포함하며, 상기 건조 공간에 있는 공기를 흡입한 후, 상기 히터에 의하여 가열된 공기를 상기 음식물 쓰레기로 송풍함으로써 음식물 쓰레기를 건조시킬 수 있는 공기 순환 유닛; 상기 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화된 수증기를 포함한 공기는 배기관을 통하여 외부로 배출시키고, 상기 히터에 의하여 가열된 공기는 송풍관을 통하여 상기 건조 공간으로 재순환시킬 수 있도록 마련되어 있는 순환 배관; 상기 본체의 외부에 장착되어 상기 순환 배관을 통해 외부로 배출되는 상기 공기로부터 악취입자를 흡착하여 탈취할 수 있는 탈취 장치;를 포함하며, 상기 탈취 장치는, 활성탄과 제올라이트를 포함하는 탈취제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 배기관을 통하여 외부로 배출되는 공기 유량에 대하여, 상기 송풍관을 통하여 건조 공간으로 재순환되는 공기 유량의 비율은 3 내지 6인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 탈취제는, 활성탄 100중량부에 대하여 제올라이트 5 내지 15중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 탈취제는, 동(Cu), 망간(Mn), 수산화나트륨(NaOH) 및 수산화칼륨(KOH)이 담지된 활성탄을 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 탈취제는, 물 1ℓ에 5,000∼80,000㎎의 망간(Mn), 5,000∼200,000㎎의 동(Cu), 100∼10,000㎎의 수산화나트륨(NaOH) 및 100∼10,000㎎의 수산화칼륨(KOH)을 용해시킨 다음, 상온에서 평균 입자크기가 0.5∼1.5㎜인 활성탄과 평균 입자크기가 2∼7㎜인 제올라이트를 첨가하여 담지시키고, 이를 탈수 및 90∼120℃에서 건조하여 형성된 것이 바람직하다.
여기서, 상기 본체 내부에 설치되어 음식물 쓰레기를 살균하는 자외선 램프를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 건조 공간의 기온을 감지할 수 있는 온도 센서를 구비하며, 상기 온도 센서가 감지한 건조 공간의 기온이 미리 정한 온도를 초과하는 경우에는 상기 히터의 작동이 중단되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 내부에 건조 공간이 형성되어 일부가 외부로 개방된 본체; 상기 본체의 개방된 일부를 폐쇄하는 전방 도어; 상기 본체의 건조 공간에 배치되며, 음식물 쓰레기를 내부에 수용하는 건조 바구니; 상기 건조 공간의 공기를 가열할 수 있는 히터를 포함하며, 상기 건조 공간에 있는 공기를 흡입한 후, 상기 히터에 의하여 가열된 공기를 상기 음식물 쓰레기로 송풍함으로써 음식물 쓰레기를 건조시킬 수 있는 공기 순환 유닛; 상기 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화된 수증기를 포함한 공기는 배기관을 통하여 외부로 배출시키고, 상기 히터에 의하여 가열된 공기는 송풍관을 통하여 상기 건조 공간으로 재순환시킬 수 있도록 마련되어 있는 순환 배관; 상기 본체의 외부에 장착되어 상기 순환 배관을 통해 외부로 배출되는 상기 공기로부터 악취입자를 흡착하여 탈취할 수 있는 탈취 장치;를 포함하며, 상기 탈취 장치는, 활성탄과 제올라이트를 포함하는 탈취제를 포함하므로, 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화되어 증발하는 수증기 발생량을 일정하게 유지하게 되고, 상기 탈취제에 의한 악취입자의 흡착, 탈취성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기 건조기의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 음식물 쓰레기 건조기의 전방도어가 열린 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 음식물 쓰레기 건조기의 부분절개도이다.
도 4는 도 1에 도시된 음식물 쓰레기 건조기의 수직단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 음식물 쓰레기 건조기의 탈취장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 필터의 수직단면도이다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음식물 쓰레기 건조기의 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 음식물 쓰레기 건조기의 전방도어가 열린 상태를 나타내는 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 음식물 쓰레기 건조기의 부분절개도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음식물 쓰레기 건조기(100)은, 열풍을 사용하여 음식물 쓰레기(F)를 건조시킬 수 있는 장치로서, 본체(10)와 전방 도어(20)와 공기 순환 유닛(30)과 순환 배관(40)과 자외선 램프(50)와 탈취 장치(60)를 포함하여 구성된다.
상기 본체(10)는, 본체(10)는 음식물 쓰레기 건조기(100)의 전체적인 외관을 형성하는 케이스로 음식물 쓰레기(F)를 건조하는 건조 공간(11)이 내부에 형성되어 있으며, 상기 건조 공간(11)의 일부가 외부로 개방된 형태를 갖게 된다.
본 실시예에서는 상기 본체(10)가 사각 박스 형태로 이루어져 내부에 건조 공간(11)이 형성되고, 전면은 외부로 개방된 것으로 보이고 있으나, 이는 하나의 예로 상부 또는 측면을 외부로 개방하여 사용할 수도 있음으로, 반드시 이에 한정 짓는 것은 아니다.
*상기 본체(10)의 앞면 상단부에는, 음식물 쓰레기 건조기(100)를 작동시키기 위한 스위치부(12)가 부착되어 있다.
상기 스위치부(12)는, 전원 스위치, 음식물 쓰레기 건조기(100)의 동작상태를 나타내는 램프, 상기 자외선 램프(50)를 구동하기 위한 스위치, 상기 자외선 램프(50)의 동작상태를 나타내는 램프 등을 포함할 수 있다.
상기 본체(10)에는, 상기 건조 공간(11)의 기온을 감지할 수 있는 온도 센서(미도시)가 장착되어 있으며, 상기 온도 센서가 감지한 건조 공간(11)의 기온이 미리 정한 온도를 초과하는 경우에는 후술할 히터(33)의 작동이 중단된다.
본 실시예에서는 상기 온도 센서가 감지한 건조 공간(11)의 기온이 50도를 초과하는 경우에 상기 히터(33)의 작동이 중단된다.
상기 전방 도어(20)는, 상기 본체(10)의 개방된 전방부를 폐쇄하는 도어로서, 도 2에 도시된 바와 같이 파지부(21)와 스토퍼(22)와 건조 바구니(23)를 포함한다.
상기 전방 도어(20)는, 상기 본체(10)의 개방된 일부를 덮어 평상시에는 음식물 쓰레기에서 발생한 악취입자를 포함한 공기가 대기중으로 누설하지 않도록 밀폐하고, 필요시에는 본체(10)의 내부 건조 공간(11)을 개방하여 음식물 쓰레기를 후술될 건조 바구니(23)에 수용할 수 있도록 하게 된다.
상기 파지부(21)는, 상기 전방 도어(20)의 상단부에 마련된 부분으로서, 사용자가 상기 전방 도어(20)를 열거나 닫을 때 잡을 수 있는 부분이다.
본 실시예에서 상기 파지부(21)는 좌우로 길게 연장된 홈부의 형태로 마련되어 있다.
상기 전방 도어(20)는 하단부가 상기 본체(10)에 힌지 결합되어 있으므로, 도 2에 도시된 바와 같이 하단부를 중심으로 상단부가 전방으로 회전되으로써 개방되는 구조를 가진다.
상기 스토퍼(22)는, 상기 전방 도어(20)가 과도하게 개방되는 것을 방지하기 위한 구속 장치이다.
상기 스토퍼(22)는, 한 쌍이 마련되어 상기 전방 도어(20)의 하단부 양측에 각각 장착되어 있다.
상기 건조 바구니(23)는, 음식물 쓰레기(F)를 내부에 수용할 수 있는 수용 공간(24)을 구비한 용기로서, 상기 본체(10)의 건조 공간(11)에 배치된다.
본 실시예에서 상기 전방 도어(20)의 내면에는 건조 바구니(23)가 걸려서 장착될 수 있는 바구니 장착부(231)가 형성되어 있다.
상기 바구니 장착부(231)는, 도 4에 도시된 바와 같이 상방이 개방된 홈 형태로 마련되어 있다.
*상기 건조 바구니(23)의 상단부에는, 상기 바구니 장착부(231)에 탈착 가능하게 걸릴 수 있도록 마련된 걸이부(232)가 형성되어 있다.
즉 본 실시예에서 상기 건조 바구니(23)는 상기 전방 도어(20)의 내면에 탈착 가능하게 결합되어 있는 구조를 가지므로, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 전방 도어(20)가 개방되면 상기 건조 바구니(23)가 자연스럽게 외부로 노출될 수 있다.
상기 전방 도어(20)와 본체(10) 사이에는 상기 전방 도어(20)의 폐쇄시 상기 본체(10) 내부의 건조 공간(11)과 외부를 완전하게 격리함과 동시에 상기 전방 도어(20)와 본체(10)의 접촉 과정에서 불필요한 소음이 발생하는 것을 예방할 수 있도록 기밀재(미도시)가 부착되어 있다.
상기 건조 바구니(23)의 바닥에는, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 그물형 받침부재(25)가 장착되어 있다.
상기 그물형 받침부재(25)는, 다수의 통기구멍을 구비한 그물형 부재로서, 상기 건조 바구니(23)의 바닥과 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로 배치되어 있다.
따라서, 상기 그물형 받침부재(25) 위에 올려진 음식물 쓰레기(F)가 함유한 다량의 수분은 자연스럽게 상기 건조 바구니(23)의 바닥으로 낙하하게 되고, 음식물 쓰레기(F)의 건더기만 상기 그물형 받침부재(25) 위에 남게 됨으로써, 음식물 쓰레기의 건조효율을 높일 수 있게 된다.
또한, 상기 그물형 받침부재(25) 위에 올려진 음식물 쓰레기(F)의 하면에도 열풍이 접촉할 수 있는 긍정적 효과도 발생한다.
한편, 상기 건조 바구니(23)의 내부에는 음식물 쓰레기의 유전율변화를 측정할 수 있는 유전센서(미도시)가 장착되어 있다.
상기 유전센서(미도시)는, 후술할 히터(33)와 임펠러(32)의 구동을 제어하기 위한 센서이다.
여기서, 상기 유전센서(미도시)는 전자파를 이용하여 유전율변화를 측정하기 위한 센서로, 음식물 쓰레기에 포함된 수분을 통해 유전완화주파수가 변화하는 정도를 계산하여 수증기발생량을 알아낸다.
즉, 수증기발생량이 적으면 유전완화주파수가 증가함으로, 음식물 쓰레기에 다량의 수분이 있다고 판단하여 히터(33)의 구동을 지속하고, 수증기발생량이 많으면 유전완화주파수가 낮아짐에 따라 상기 히터(33)를 정지시키는 기능이 있다.
유전율이 높다는 의미는 기본적으로 전기에너지가 잘 전달된다는 의미로 예를 들어 유전율이 낮은 흙에서는 전기가 잘 흐르지 않고 전자파는 잘 투과하지만, 수분에 젖어 유전율이 상승한 토양의 경우에는 점차 전기가 흐르기 시작하며 전자파는 잘 투과되지 않는다.
이러한 성질을 이용한 유전센서(미도시)를 장착하여 사용함으로써, 저가의 비용으로 정확성을 높일 수 있게 되는 것이다.
따라서, 이러한 유전센서(미도시)를 통해 음식물 쓰레기의 유전율변화를 측정하여 수증기발생량을 알아냄으로써, 히터(33) 및 임펠러(32)의 구동을 제어하게 되고, 이를 통해 건조 공간(11)의 온도와 풍량을 조절하여 음식물 쓰레기의 건조효율은 물론, 수증기발생량을 일정하게 유지하여 후술될 탈취장치의 탈취성능을 동시에 높일 수 있게 되는 것이다.
상기 공기 순환 유닛(30)은, 상기 건조 공간(11)에 있는 공기를 흡입한 후 가열하여 상기 음식물 쓰레기(F)로 송풍하는 장치로서, 모터(31)와 임펠러(32)와 히터(33)와 흡기구(34)를 포함한다.
상기 모터(31)는, 외부 전원에 의하여 제1 중심축(C1)을 중심으로 회전하는 전기식 모터이다.
상기 임펠러(32)는, 상기 모터(31)에 결합되어 상기 제1 중심축(C1)을 중심으로 회전하는 송풍팬으로서, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 모터(31)의 하방에 배치되어 있다.
상기 임펠러(32)가 회전하면, 상기 공기 순환 유닛(30)의 하방에 마련된 상기 흡기구(34)를 통하여 상기 건조 공간(11)에 있는 공기가 흡입된 후, 상기 순환 배관(40)으로 송풍된다.
상기 히터(33)는, 외부전원에 의해 발열하여 상기 건조 공간(11)에 있는 공기를 가열하기 위한 장치로서, 본 실시예에서는 PTC히터(Positive Temperature Coefficient Heater)를 포함하고 있으며, 상기 PTC히터의 설정온도는 약 60~70℃가 바람직하다.
상기 PTC히터는, 주변 온도에 따라 발열량이 상대적으로 증감하는 센서 방식의 히터로서 자동차 등에서 많이 사용되고 있다.
본 실시예에서 상기 히터(33)는, 상기 임펠러(32)와 후술할 송풍관(41) 사이에 배치되어 있다.
상기 흡기구(34)는, 상기 공기 순환 유닛(30)의 내부로 공기를 흡입하기 위한 구멍으로서, 상기 임펠러(32)와 연통되어 있다.
본 실시예에서 상기 흡기구(34)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 건조 공간(11)의 상단부에 배치되어 있으며, 음식물 쓰레기의 건조과정에서 열풍에 의해 음식물 쓰레기가 끓어올라 상기 임펠러(32)에 침투하는 것을 예방할 수 있도록 그물망 형태로 형성되어 있다.
상기 순환 배관(40)은, 상기 임펠러(32)로부터 송풍되는 공기 중 일부는 외부로 배출시키고, 다른 일부는 다시 건조 공간(11)으로 재순환시키기 위한 배관이다. 상기 순환 배관(40)은, 송풍관(41)과 배기관(42)을 포함한다.
상기 송풍관(41)은, 상기 임펠러(32)로부터 송풍되어 상기 히터(33)에 의하여 가열된 공기를 다시 건조 공간(11)으로 재순환시키기 위한 배관이다.
상기 송풍관(41)의 일단부는 상기 임펠러(32)와 연통되어 있고, 상기 송풍관(41)의 타단부는 상기 건조 공간(11)의 상단부와 연통되어 있다.
상기 배기관(42)은, 상기 임펠러(32)로부터 송풍되는 공기 중 일부를 외부로 배출시키기 위한 배관이다.
상기 배기관(42)의 일단부는 상기 임펠러(32)와 연통되어 있고, 상기 배기관(42)의 타단부는 상기 탈취 장치(60)와 연통되어 있다.
본 실시예에서 상기 송풍관(41)의 일단부와 상기 배기관(42)의 일단부는 서로 인접하게 배치되어 있다.
따라서, 상기 순환 배관(40)을 통하여, 상기 음식물 쓰레기(F)의 건조 과정에서 기화된 수증기를 포함한 공기는 외부로 배출시키고, 상기 히터(33)에 의하여 가열된 공기는 다시 건조 공간(11)으로 재순환시킬 수 있다.
여기서, 상기 배기관(42)을 통하여 외부로 배출되는 공기 유량에 대하여, 상기 송풍관(41)을 통하여 건조 공간(11)으로 재순환되는 공기 유량의 비율은 3 내지 6인 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 상기 공기 유량의 비율이 대략 4이다.
상기 공기 유량의 비율이 3미만인 경우에는 음식물 쓰레기(F)에 전달되는 열량이 감소하고 상기 탈취 장치(60)의 처리 능력에 부담이 증가하는 문제점이 있고, 상기 공기 유량의 비율이 6초과인 경우에는 음식물 쓰레기(F)에 전달되는 열량은 증가하나 외부로 배출되는 수분의 양이 감소하여 에너지 소비가 증가할 수 있는 문제점이 발생한다.
상기 자외선 램프(50)는, 음식물 쓰레기를 살균하기 위한 자외선(UV) 램프로서, 본 실시예에서는 UV-LED가 사용되고 있다.
상기 자외선 램프(50)는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 건조 공간(11)의 상단부에 장착되어 있다.
본 실시예에서 상기 자외선 램프(50)는, 상기 음식물 쓰레기 건조기(100)의 전원 스위치를 누르면 자동적으로 미리 정한 시간만큼 작동한 후 자동으로 꺼지도록 설정되어 있다. 예컨대 최초 5시간 작동 후에 꺼지도록 설정할 수 있다.
상기 자외선 램프(50)는, 상기 스위치부(12)에 마련된 별도의 스위치를 사용하여 강제적으로 작동시키거나 작동중지시킬 수도 있다.
상기 탈취 장치(60)는, 상기 순환 배관(40)을 통해 외부로 배출되는 상기 공기로부터 악취입자를 흡착하여 탈취할 수 있는 탈취 장치로서, 상기 본체(10)의 뒷면에 탈착 가능하게 장착되어 있다. 이 탈취 장치(60)는 케이스(61)와 필터(65)를 포함하고 있다.
상기 케이스(61)는, 상기 필터(65)를 수용할 수 있는 케이스로서, 외부케이스(611)와 내부케이스(612)를 포함한다.
상기 외부케이스(611)는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 내부케이스(612)를 둘러감싸도록 배치된 케이스이다.
상기 외부케이스(611)의 일단부에는 상기 배기관(42)과 연통되어 있는 유입구(63)가 형성되어 있다.
상기 유입구(63)는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 배기관(42)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.
상기 내부케이스(612)는, 상기 외부케이스(611)와 미리 정한 거리만큼 이격된 상태로 상기 외부케이스(611)의 내부에 배치된 케이스이다. 본 실시예에서 상기 내부케이스(612)는 한 쌍이 마련되어 있다.
상기 내부케이스(612)의 내부에는, 상기 필터(65)를 탈착 가능하게 수용할 수 있는 필터수용공(613)이 마련되어 있다.
상기 필터수용공(613)의 하단부는 상기 필터(65)를 받쳐서 지지할 수 있으며, 공기가 통과할 수 있도록 개구되어 있다.
상기 외부케이스(611)와 내부케이스(612)의 사이 공간에는 상기 배기관(42)으로부터 배출되는 공기가 이동할 수 있는 공기이동로(62)가 형성되어 있다.
상기 공기이동로(62)는, 일단부가 상기 유입구(63)과 연통되어 있으며 타단부는 상기 필터(65)의 하단부와 연통되어 있다.
상기 필터(65)가 상기 필터수용공(613)에 삽입된 상태에서, 마개부재(64)를 사용하여 상기 필터(65)가 상기 내부케이스(612)로부터 이탈하지 않도록 고정한다.
상기 마개부재(64)는 내부에 중공(641)을 가진 부재로서, 상기 내부케이스(612)의 상단부에 나사결합된다.
상기 중공(641)을 통하여 상기 필터(65)의 상단부에 위치한 그물부재(651)가 외부로 노출될 수 있다.
상기 필터(65)는, 활성탄과 제올라이트를 포함하는 탈취제(652)를 내부에 포함하는 필터이다.
본 실시예에서 상기 필터(65)는, 도 6에 도시된 바와 같이 원통 형상으로 마련되며, 상단부와 하단부에는 공기가 관통할 수 있는 그물부재(651)가 각각 배치되어 있다.
따라서 상기 필터(65)의 내부에 충진된 탈취제(652)는 상기 그물부재(651)를 통과하지 못하고 상기 필터(65)의 내부에 수용된 상태를 유지할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 상기 공기이동로(62)에 있는 공기는 상기 필터(65)의 하단부를 통하여 유입되고, 상기 탈취제(652)를 거쳐서 탈취된 후 상기 필터(65)의 상단부를 통하여 외부로 배출된다.
상기 음식물 쓰레기 건조기(100)에서 발생하는 악취는 음식물 쓰레기에 기인하므로, 함수량이 높으며 산성 악취와 염기성 악취를 동시에 가지고 있다.
따라서, 상기 탈취 장치(60)에 내장되는 탈취제(652)는 높은 순간 흡착성능 및 수분 존재시 높은 선택적 흡착성능을 가져야 하며, 염기성 악취 및 산성 악취 모두를 흡착, 산화 및 중화시킬 수 있어야 한다.
본 발명에서는 이러한 탈취제(652)로 활성탄을 선택하고, 원활한 배출가스의 흐름과 탈취제(652)의 흡착능을 고려하여 평균 입자크기를 0.5∼1.5㎜로 하였다.
이는, 상기 입자크기가 0.5㎜ 미만이면 배출가스의 흐름에 영향이 있어 음식물 쓰레기 건조기(100)의 내부온도가 상승하는 경향이 있고, 1.5㎜를 초과하면 배출가스의 흐름이 빨라 악취가 잘 흡착, 산화 및/또는 중화되지 않을 수 있기 때문이다.
아울러, 본 발명에서는 탈취 효율 및 산성 악취를 제거하기 위하여 상기 활성탄에 동(Cu), 망간(Mn), 수산화나트륨(NaOH) 및 수산화칼륨(KOH)을 담지시켜 사용하게 된다.
즉, 상기 입자크기를 갖는 활성탄을 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 건조기(100)에 적용한 결과, 초기 흡착에 의해 악취가 발생하지 않으나, 일정 시간(약 3일 이상)이 지난 다음부터는 산성 취기를 발생하는 단점이 있다.
따라서, 본 발명에서는 탈취성능 및 산성악취를 제거하기 위하여 동(Cu) 및 망간(Mn)과 같은 금속과 수산화나트륨(NaOH) 및 수산화칼륨(KOH)과 같은 중화제를 상기 활성탄에 담지시켜 사용한다.
본 발명에 따르면, 강력한 산화력을 갖는 망간(Mn)은 산화물 형태로 첨가되며, 그 사용량은 5,000∼80,000㎎/ℓ이 바람직하며, 5,000㎎/ℓ 미만이면 산화력이 저하되고, 80,000㎎/ℓ을 초과하면 과포화되어 더 이상 용해되지 않는 경향이 있다.
동(Cu) 또한 산화물 형태로 첨가되며, 우수한 산화력 및 우수한 암모니아 탈취능을 갖는다. 그 사용량은 5,000∼200,000㎎/ℓ이 바람직하며, 5,000㎎/ℓ 미만이면 탈취능이 저하되고, 200,000㎎/ℓ을 초과하면 첨가효과에 영향이 없다.
상기 수산화나트륨(NaOH) 및 수산화칼륨(KOH)은 산성악취를 중화시킬 목적으로 첨가되며, 그 사용량은 각각 100∼10,000㎎/ℓ이 바람직하며, 100㎎/ℓ 미만이면 중화 기능이 약하고, 10,000㎎/ℓ을 초과하면 첨가효과에 영향이 없다.
이와 같이, 본 발명에 따른 탈취제(652)는 상기 활성탄에 산화력이 매우 강하며, 탈취성분이 우수한 금속인 망간 및 구리와 중화제로 수산화나트륨 및 수산화칼륨을 담지시켜 탈취효능과 산성악취의 제거를 상승시킬 수 있다.
상기 활성탄의 사용량은 처리되는 음식물 쓰레기의 양에 비례한다. 예를 들어 일반적인 음식물 쓰레기 100g를 건조시킬 때 상기 활성탄의 사용량은 100∼500g 정도가 바람직하나, 음식물 쓰레기의 종류에 따라 상기 사용량은 변화될 수 있다.
본 실시예에서는, 물 1ℓ에 상기 성분을 용해시킨 다음, 상기 활성탄및 평균 입자크기가 2∼7㎜인 제올라이트를 상온에서 첨가하여 담지시키고, 이를 탈수시킨 다음, 활성탄의 형상에 변화를 주지 않으면서 신속한 건조를 하기 위하여 약 90∼120℃에서 건조시켜 상기 탈취제(652)를 얻는다.
여기서, 상기 탈취제(652)는, 활성탄 100중량부에 대하여 제올라이트 5 내지 15중량부를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 성분들을 활성탄 및 제올라이트에 상온에서 담지시키는 이유는 고온에서 용해시켜 담지시키면 활성탄의 기공구조가 변화될 수 있을 뿐만 아니라, 냉각되어 상온으로 회귀할 때 입자가 형성되어 활성탄의 표면적을 저하시키는 원인으로 작용할 수 있기 때문이다.
상기 제올라이트(zeolite)는 장석(feldspar)류 광물의 일종으로 내부에 있는 나노 크기의 세공 속에 물 분자들을 가득 채우고 있다. 이 제올라이트를 가열하면 무기물이어서 광석은 끓지 않으나 내포된 물 분자가 증발하여 수증기를 발생하는데, 이 모양이 마치 끓는 것처럼 보여 그리스어로 [ "끓는(zeo) 돌(lithos)"]이라는 의미로 명명된 광석이다.
상기 제올라이트는, 오늘날에는 여러 가지 검증을 거쳐 [ Cage나 Channel 구조를 갖는 결정성 규산알루미늄]으로 정의 되고있다. 제올라이트는 촉매, 흡착제, 세제의 첨가제, 사료의 첨가제, 토질 개량제 등으로 많이 사용되며 천연과 합성으로 총 200여종이 존재하고 있음이 알려져 있다.
일반적으로 계면에서 특정 물질의 농도가 증가하는 현상을 흡착(adsorption)이라 부른다, 계면 뿐 아니라 계 전체에서 농도가 고르게 증가하면 흡수(Absorption)라 불러 흡착과 구분한다. 아주 작은 세공이 치밀하게 발달된 고체에서는, 세공 표면을 경계면으로 보면 흡착질이 표면에 흡착되었다고 할 수 있으나, 전체적으로 보면 흡착질이 계면에 고르게 퍼져 있다. 이렇게 흡착과 흡수를 구별하기 어려운 경우를 수착(Sorption)이라고 한다. 제올라이트에서 관찰되는 흡착 현상은 대부분 수착으로 분류해야 하는 경우가 많으나, 관례상 흡착이라고 부른다.
제올라이트의 장점은 높은 온도에서는 안정하다는 것이다. 활성탄이나 숯이 다공성은 좋으나 400℃를 넘어서면 연소되는 단점이 있는 반면 제올라이트는 연소가 되지 않는다는 장점이 있으며 열처리를 통하여 쉽게 흡착된 것을 탈착하고 다시 새로운 것을 흡착할 수 있다. 흡착에 있어 중요한 비표면적도 참숯:250~300m2/g, 활성탄:800~1000m2/g에 비하여 천연제올라이트 : 300~600m2/g, 합성제올라이트 : 800~900m2/g 정도로 상당히 높은 편이다. 본 실시예에서 상기 탈취제(652)가 합성제올라이트를 포함하고 있다.
이하에서는, 상술한 구성의 음식물 쓰레기 건조기(100)가 작동하는 원리의 일례를 설명하기로 한다.
먼저 음식물 쓰레기(F)를 건조 바구니(23)에 수용한 상태에서 전방 도어(20)를 닫고 스위치부(12)를 조작하게 되면, 본체(10)의 후방에서 연장된 전기선 등을 통하여 외부전원이 공급되어 본체(10) 내부의 건조 공간(11)에 장착된 공기 순환 유닛(30)이 구동하게 된다.
상기 임펠러(32)의 구동에 의해 발생한 공기는 히터(33)에서 발열한 열을 포함하여 송풍관(41)으로 이송되고, 상기 송풍관(41)을 통해 건조 바구니(23)에 담겨진 음식물 쓰레기(F)에 송풍되어 음식물 쓰레기를 건조하게 된다.
이 과정에서 상기 유전센서(미도시)는 열풍에 의해 건조되는 음식물 쓰레기의 유전율변화를 측정하여 건조 공간(11)의 수증기발생량을 알아내어 상기 히터(33)와 상기 임펠러(32)의 구동을 제어하게 된다.
상기 히터(33)를 통한 건조과정에서 기화되어 증발되는 수증기를 포함한 공기는 순환 배관(40)의 공기순환에 의해 배기관(42)으로 공급되고, 이 배기관(42)에 공급된 수증기를 포함한 공기는 본체(10) 후방에 장착된 탈취 장치(60)에 공급되어 내장된 탈취제(652)에 흡착된다. 이 탈취제(652)의 교체주기는 적어도 3개월 이상, 통상적으로 6개월 정도이다.
따라서, 상기 탈취제(652)에 악취가 흡착된 깨끗한 공기는, 상기 필터(65)의 상단부에 위치한 그물부재(651)를 통하여 대기중으로 배기된다.
상술한 구성의 음식물 쓰레기 건조기(100)는, 내부에 건조 공간(11)이 형성되어 일부가 외부로 개방된 본체(10); 상기 본체(10)의 개방된 일부를 폐쇄하는 전방 도어(20); 상기 본체(10)의 건조 공간(11)에 배치되며, 음식물 쓰레기를 내부에 수용하는 건조 바구니(23); 상기 건조 공간(11)의 공기를 가열할 수 있는 히터(33)를 포함하며, 상기 건조 공간(11)에 있는 공기를 흡입한 후, 상기 히터(33)에 의하여 가열된 공기를 상기 음식물 쓰레기로 송풍함으로써 음식물 쓰레기를 건조시킬 수 있는 공기 순환 유닛(30); 상기 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화된 수증기를 포함한 공기는 배기관(42)을 통하여 외부로 배출시키고, 상기 히터(33)에 의하여 가열된 공기는 송풍관(41)을 통하여 상기 건조 공간(11)으로 재순환시킬 수 있도록 마련되어 있는 순환 배관(40); 상기 본체(10)의 외부에 장착되어 상기 순환 배관(40)을 통해 외부로 배출되는 상기 공기로부터 악취입자를 흡착하여 탈취할 수 있는 탈취 장치(60);를 포함하며, 상기 탈취 장치(60)는, 활성탄과 제올라이트를 포함하는 탈취제(652)를 포함하므로, 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화되어 증발하는 수증기 발생량을 일정하게 유지하게 되고, 상기 탈취제(652)에 의한 악취입자의 흡착, 탈취성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고 상기 음식물 쓰레기 건조기(100)는, 상기 배기관(42)을 통하여 외부로 배출되는 공기 유량에 대하여, 상기 송풍관(41)을 통하여 건조 공간으로 재순환되는 공기 유량의 비율은 3 내지 6이므로, 음식물 쓰레기(F)에 전달되는 열량과 상기 탈취 장치(60)의 처리 효율을 최적화하여, 음식물 쓰레기(F)의 건조 성능을 최대화시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 음식물 쓰레기 건조기(100)는, 상기 탈취제(652)가, 활성탄 100중량부에 대하여 제올라이트 5 내지 15중량부를 포함하므로, 활성탄만 사용한 경우에 비하여 탈취 효과를 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고 상기 음식물 쓰레기 건조기(100)는, 상기 탈취제(652)가, 동(Cu), 망간(Mn), 수산화나트륨(NaOH) 및 수산화칼륨(KOH)이 담지된 활성탄을 포함하므로, 활성탄만 사용한 경우에 비하여 산성악취의 제거 효율을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 음식물 쓰레기 건조기(100)는, 상기 탈취제(652)가, 물 1ℓ에 5,000∼80,000㎎의 망간(Mn), 5,000∼200,000㎎의 동(Cu), 100∼10,000㎎의 수산화나트륨(NaOH) 및 100∼10,000㎎의 수산화칼륨(KOH)을 용해시킨 다음, 상온에서 평균 입자크기가 0.5∼1.5㎜인 활성탄과 평균 입자크기가 2∼7㎜인 제올라이트를 첨가하여 담지시키고, 이를 탈수 및 90∼120℃에서 건조하여 형성므로, 제조과정에서 활성탄의 기공구조가 변화되지 않고, 활성탄의 표면적이 감소하지 않는 장점이 있다.
그리고 상기 음식물 쓰레기 건조기(100)는, 상기 본체(10) 내부에 설치되어 음식물 쓰레기를 살균하는 자외선 램프(50)를 포함하므로, 음식물 쓰레기(F)에 존재할 수 있는 각종 세균을 탈취 과정 이전에 미리 제거할 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 음식물 쓰레기 건조기(100)는, 상기 건조 공간(11)의 기온을 감지할 수 있는 온도 센서(미도시)를 구비하며, 상기 온도 센서가 감지한 건조 공간(11)의 기온이 미리 정한 온도를 초과하는 경우에는 상기 히터(33)의 작동이 중단되므로, 상기 히터(33)의 과열을 방지하고 전기 에너지의 사용을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.
이상으로 본 발명을 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것임은 명백하다.

Claims (7)

  1. 내부에 건조 공간이 형성되어 일부가 외부로 개방된 본체;
    상기 본체의 개방된 일부를 폐쇄하는 전방 도어;
    상기 본체의 건조 공간에 배치되며, 음식물 쓰레기를 내부에 수용하는 건조 바구니;
    상기 건조 공간의 공기를 가열할 수 있는 히터를 포함하며, 상기 건조 공간에 있는 공기를 흡입한 후, 상기 히터에 의하여 가열된 공기를 상기 음식물 쓰레기로 송풍함으로써 음식물 쓰레기를 건조시킬 수 있는 공기 순환 유닛;
    상기 음식물 쓰레기의 건조 과정에서 기화된 수증기를 포함한 공기는 배기관을 통하여 외부로 배출시키고, 상기 히터에 의하여 가열된 공기는 송풍관을 통하여 상기 건조 공간으로 재순환시킬 수 있도록 마련되어 있는 순환 배관;
    상기 본체의 외부에 장착되어 상기 순환 배관을 통해 외부로 배출되는 상기 공기로부터 악취입자를 흡착하여 탈취할 수 있는 탈취 장치;를 포함하며,
    상기 탈취 장치는, 활성탄과 제올라이트를 포함하는 탈취제를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배기관을 통하여 외부로 배출되는 공기 유량에 대하여, 상기 송풍관을 통하여 건조 공간으로 재순환되는 공기 유량의 비율은 3 내지 6인 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 탈취제는, 활성탄 100중량부에 대하여 제올라이트 5 내지 15중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 탈취제는, 동(Cu), 망간(Mn), 수산화나트륨(NaOH) 및 수산화칼륨(KOH)이 담지된 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 탈취제는, 물 1ℓ에 5,000∼80,000㎎의 망간(Mn), 5,000∼200,000㎎의 동(Cu), 100∼10,000㎎의 수산화나트륨(NaOH) 및 100∼10,000㎎의 수산화칼륨(KOH)을 용해시킨 다음, 상온에서 평균 입자크기가 0.5∼1.5㎜인 활성탄과 평균 입자크기가 2∼7㎜인 제올라이트를 첨가하여 담지시키고, 이를 탈수 및 90∼120℃에서 건조하여 형성된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 본체 내부에 설치되어 음식물 쓰레기를 살균하는 자외선 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조기.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 건조 공간의 기온을 감지할 수 있는 온도 센서를 구비하며,
    상기 온도 센서가 감지한 건조 공간의 기온이 미리 정한 온도를 초과하는 경우에는 상기 히터의 작동이 중단되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기 건조기.
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