KR200226974Y1 - 에너지 절약형 소형 잔반 처리기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 잔반 처리조의 온도를 상승시키고 열 회수를 극대화하여 소비전력을 최소화 한 잔반 처리기에 관한 것으로, 잔반 처리를 하는 처리조(1)와, 상기 처리조를 분리할 수 있는 처리조 분리/취부 기구단(15)이 장착된 아웃 터브조(2)와; 상기 아웃 터브조(2)의 하부에 설치되고 아웃 터브조(2)와 잔반 처리조(1)의 온도를 올려주는 열원/탈취 시스템(12)과; 외부로의 열 손실 발생을 최소화하는 단열 우레탄 및 석면포(11)와; 상기 아웃 터브조(2)의 외부를 둘러싸고 있는 열 전달 자켓 주름관(6)과; 상기 주름관(6)을 고정하고 있는 단열 터브조(4)와; 상기 아웃 터브조(2) 외부의 열 손실을 최소화하는 단열 석면포(8)와; 상기 아웃 터브조(2)와 상기 열원/탈취 시스템(12) 사이에 설치되고 아웃터브조(2)와 잔반 처리조(1)에 열을 전달하는 열 조절판(14);을 포함하여 이루어짐으로써, 탈취 처리된 고온의 공기를 아웃 터브조의 외곽에 부착된 열 전달 자켓에 배출케 하여 아웃터브조의 온도를 상승시키어 잔반 처리조의 온도 상승에 일조를 담당하여 에너지의 손실을 최소화하고, 고온의 공기 온도를 낮추어 흡,배기 팬을 통하여 밖으로 배출되어 사용자의 안전이 보장된다.

Description

에너지 절약형 소형 잔반 처리기{small type food waste treatment apparatus for energe save type}

본 고안은 에너지 절약형 소형 잔반 처리기에 관한 것으로, 특히 잔반 처리조의 온도를 상승시키고 열 회수를 극대화하여 소비전력을 최소화 한 잔반 처리기에 관한 것이다.

음식물 쓰레기(잔반) 처리에 있어 지금까지 상용화된 기술은 건조방식, 발효방식, 발효소멸 방식, 건조발효방식 등이 있다.

건조방식은 단순하게 음식쓰레기를 넣고 “열풍이나 히터를 삽입하여 80∼125℃이상의 온도를 가하여 음식물 중에 포함된 수분을 증발시키는 방법 ”으로 단순한 처리라고 할 수 있으나 열의 유지와 음식물이 잔반 처리조 내부에 고착되지 않고 건조 시키는 것이 기술적 노하우(Know-how)이다.

이 방식은 감량화로 상기 열거한 방식 중 좋지 않은 방법 중의 하나이나 높은 소비전력, 고온처리, 사용의 편리성과 소비전력의 과다 사용, 안전상의 문제를 해결하면 잔반의 85%를 구성하고 있는 수분을 효율적으로 제거, 일반 소비자가 사용하기에 가장 편한 감량화 처리 방식이라 할 수 있다.

또한 건조방식은 잔반(음식물쓰레기)을 단순하게 건조 시키므로 겉보기 밀도가 증가한다.

이들 겉보기 밀도를 크게 하기 위하여 교반 날개로 파쇄하는 기계적인 부분이 삽입되어 있다.

도 1 은 종래의 소형 잔반 처리기의 단면도이고, 도 2 는 종래의 소형 잔반 처리기의 사시도로서, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

건조방식의 종래 기술은

잔반 처리를 시행하는 처리조(1)와 이 처리조를 분리할 수 있는 처리조 분리/취부 기구단(15)이 장착된 아웃 터브조(2), 도어(21) 상부에 잔반 처리조(1)의 온도를 올려주는 히터I(29), 아웃 터브조(2)의 외부를 둘러싸고 열 손실을 최소화한 단열 석면포(8)로 조립되어 있고, 히터II(33)가 내장되어 배출 공기의 온도를 상승시키어 백금 촉매 탈취 기능을 돕는 탈취 시스템(32)으로 구성되어 있다.

도어(28)를 열고 잔반(음식물 쓰레기)을 넣은 후 도어(28)를 닫으면 일단의 컨트롤 보드에 의해 전기 모터(9)가 좌.우 회전을 행하고, 이에 연결된 기어장치의 감속, 연결된 파쇄 회전 축(10)의 회전, 연결된 파쇄 날개(17)의 회전으로 투입된 잔반물의 혼합이 행하여지고, 이와 동시에 상부 도어(21)의 히터I(29)에 전기를 투입하여 열이 발생한다. 이때 히터I(29)는 가까이 부착된 온도 센서의 조절로 150℃로 열을 발생하여 잔반 처리조(1)에 전달된다. 온도 센서는 히터I(29)가 열을 발생, 잔반 처리조(1) 내부 온도를 100℃∼125℃로 가능하게 조정한다.

잔반 처리조(1)에 온도가 올라가면 투입된 잔반물이 건조되어 수증기를 발생하게 되고 이 수증기는 처리조 공기 배출구(31)를 통해 공기 흐름관을 거쳐 탈취 시스템(32)의 공기 흡입구로 흡입 되고 탈취 시스템(32) 내부는 히터II(33)에 의해 300℃로 가열되어 있어 흡입된 수증기가 동일한 온도로 건조되게 된다. 이 건조 공기는 탈취 시스템(32)의 일단에 설치된 하니컴형 백금 촉매(23)을 지나며 악취가 제거되어 진다. 배출된 공기는 흡.배기 팬(5)으로 흡입되어 내부 흡입 공기와 혼합되어 공기 배출구(7)로 완전히 배출된다.

이때 흡.배기 팬은 탈취 시스템(32)내의 공기를 계속적으로 배출하여 탈취 시스템(32) 내부, 공기 흐름관(31), 잔반 처리조(1) 내부의 압력을 부압이 되게 하여, 도어(28)에 흡기팬(30), 공기 주입구를 설치하여 처리조 공기 흡입구(19)을 통하여 부압 상태인 잔반 처리조(1)에 계속적으로 외부 공기가 유입되게끔 공기 흐름을 구성하여 잔반 처리를 시행한다.

종래 기술에 있어 히터I(29)이 도어(28)에 설치되어 있어 사용자가 사용시 도어(28)을 무심결에 온도가 상승이 되어 있는 상태에서 열었을 시 화상을 입을 염려가 있으며, 잔반 처리조(1) 열 상승용 히터I(29)와 탈취 시스템 열 상승용 히터II(33)가 별도의 온도 센서에 의해 조정되어 각각 열을 발생하므로 과다한 소비전력이 사용되어지고, 탈취 처리된 고온 공기가 흡.배기 팬에 의해 찬 공기와 혼합되어 밖으로 배출되나 외부 공기가 뜨거울 시는 사용자가 화상을 입을 수 있는 결함이 있다.

따라서, 본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 아웃 터브조와 열원/탈취 시스템 사이에 열 조절판을 설치하여 각각의 특성에 맞게 온도 조절을 행하고, 탈취 처리된 고온의 공기를 아웃 터브조 외곽에 부착된 열 전달 자켓에 배출하여 잔반 처리조의 온도를 상승시켜 에너지의 손실을 최소화하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래의 소형 잔반 처리기의 단면도.

도 2 는 종래의 소형 잔반 처리기의 사시도.

도 3 은 본 고안에 적용되는 소형 잔반 처리기의 단면도.

도 4 는 본 고안에 적용되는 소형 잔반 처리기의 공기 흐름 및 열 전달 단면도이며.

도 5 는 본 고안에 적용되는 소형 잔반 처리기의 열원/탈취 시스템의 단면도.

＜도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 잔반 처리조 2 : 아웃 터브조 3 : 단열 터브 공기 배출기

4 : 단열 터브조 5 : 흡,배기 팬 6 : 열전달쟈켓(Al) 주름관

7 : 공기 배출구 8 : 단열 석면포 9 : 전기 모터

10: 파쇄 회전 축 11: 단열 우레탄 ＆ 석면포 12: 열원/탈취 시스템

13: 온도 센서I 14: 열 조절판 15: 잔반처리조 분리/취부 기구단

16: 온도 센서II 17: 파쇄 날개 18: 처리조 공기 배출구

19: 처리조 공기 흡입구 20: 처리조 밀폐 고무판 21: 도어

22: 공기 흐름관 23: 하니컴형 백금 촉매 24: 히터

25: 외장 케이스 26: 공기 배출구 27: 공기 흡입구

40: 탈취기 41: 잔반 처리기 42: 배기 블로워

43: 히터(210W) 44: 히터(80W) 45: 흡기팬

46: 교반회전수(4∼8)

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

본 고안에 의한 잔반 처리기의 일실시예는

잔반 처리를 하는 처리조(1)와,

상기 처리조를 분리할 수 있는 처리조 분리/취부 기구단(15)이 장착된 아웃 터브조(2)와;

상기 아웃 터브조(2)의 하부에 설치되고 아웃 터브조(2)와 잔반 처리조(1)의 온도를 올려주는 열원/탈취 시스템(12)과;

외부로의 열 손실 발생을 최소화하는 단열 우레탄 및 석면포(11)와;

상기 아웃 터브조(2)의 외부를 둘러싸고 있는 열 전달 자켓 주름관(6)과;

상기 주름관(6)을 고정하고 있는 단열 터브조(4)와;

상기 아웃 터브조(2) 외부의 열 손실을 최소화하는 단열 석면포(8)와;

상기 아웃 터브조(2)와 상기 열원/탈취 시스템(12) 사이에 설치되고 아웃터브조(2)와 잔반 처리조(1)에 열을 전달하는 열 조절판(14);을 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

상기 열원/탈취 시스템(12)은 잔반처리조(1)의 온도열과 탈취기능을 행하는 열을 일체화하여 이루어짐이 바람직하다.

먼저, 본 고안 장치를 설명함에 있어 기본적 원리라 할 수 있는 탈취 기술에 대해 알아 보면 다음과 같다.

탈취 기술 체계를 크게 구분하여 보면

- 물리적인 방법 : 수세법, 냉각법(응축법), 흡착법

- 화학적 방법 : 연소법 - 직접 연소법, 촉매 연소법

약제 처리법 - 알카리 세정법, 약액세정법, 산화법, 은폐법, 중화법, 액상촉매법

- 생물학적 방법 : 토양탈취법

- 기타 방법 : 확산법, Ball 차단법

이 중 본 장치에 사용한 연소법에는 화염을 사용하여 악취 물질의 최저온도 이상에서 산화 연소시키는 직접연소법과 산소를 함유한 가스 중의 악취물질에 대하여 촉매의 존재 하에서 비교적 낮은 온도에서 산화 연소 또는 열분해 반응을 진행시켜 무취 상태로 처리하는 촉매 연소법이 있다.

두 가지 처리공법에서 중요한 연소 조건의 차이와 여러 유기화합물의 발화 및 착화온도에 대한 비교표를 아래에 나타냈다.

직접연소법과 촉매연소법의 가연성탄화수소(CmH₂n)에 대한 기본 반응식은 다음과 같다.

. 직접 연소법 : 650∼800℃ CmH₂n + (m + n/2)O₂→ mCO₂+ nH₂O + 열량

. 촉매 연소법 : 300∼400℃ CmH₂n + (m + n/2)O₂→ mCO₂+ nH₂O + 열량 촉매

〈비교표〉

직접연소법과 촉매연소법의 연소조건
구 분	직접 연소법	촉매 연소법
연소온도	700∼900℃	270∼400℃
연소상태	고온 화염 중에 일정시간체류하여 연소	촉매에 접촉하여 연소,화염 생김
공간속도	7,500∼12,000/hr	15,000∼26,000/hr
체류시간	0.5∼0.3초	0.24∼0.14초

촉매 연소법은 촉매로서 백금, 코발트, 니켈 등을 사용하므로 값이 비싸지만 종합적인 성능이 우수한 백금계의 것이 많다.

파라듐은 불안정하고 촉 매독에 내구성이 약하며 산화코발트나 산화망간은 고온에서 활성이 저하하는 결점이 있다. 일반적으로 촉매 연소법에서는 활성과 내열 내피독성으로부터 안전한 백금촉매를 담체(감마 알루미나 등)에 담지 하여 많이 사용한다.

본 고안의 기본 구성은 이 백금 촉매를 이용하여 가정에서 냄새 없이 효율적 사용이 가능하도록 한 장치이다.

도 3 은 본 고안에 적용되는 소형 잔반 처리기의 단면도이고, 도 4 는 본 고안에 적용되는 소형 잔반 처리기의 공기 흐름 및 열 전달 단면도이며, 도 5 는 본 고안에 적용되는 소형 잔반 처리기의 열원/탈취 시스템의 단면도로서, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

외부 공기 흡입이 가능하게 틈새를 준 도어(21)에 처리조 공기 흡입구(19)와 공기 배출구(18), 잔반 처리조 밀폐 고무판(20)을 구성한 도어 막이가 잔반 처리조(1)를 도어(21)가 닫혔을 때 처리조 내부를 밀폐시키며, 구성한 공기 흡.배기 출구로 공기 흐름이 이루워 진다.

잔반 처리를 시행하는 치리조(1)와 이 처리조를 분리할 수 있는 처리조 분리/취부 기구단(15) 및 온도 센서II(16) 및 상부 잔반 처리조(1)와 접촉 잔반 처리조 온도 상태 확인 장치가 장착된 아웃 터브조(2), 그 하부에 아웃 터브조(2)와 잔반 처리조(1)의 온도를 올려주는 열원/탈취 시스템(12), 외부로 열 손실 발생을 최소화한 단열 우레탄 및 석면포(11), 아웃 터브조(2)의 외부를 둘러싸고 있는 열 전달 자켓 주름관(6), 주름관을 고정하고 있는 단열 터브조(4), 그 외곽 열 손실을 최소화한 단열 석면포(8)로 조립되어 있다.

본 고안 장치는 도어(21)를 열고 잔반(음식물 쓰레기)을 넣은 후 도어(21)를 닫으면 일단의 컨트롤 보드에 의해 전기 모터(9)가 좌.우 회전을 행하고, 이에 연결된 기어장치의 감속, 연결된 파쇄 회전 축(10)의 회전, 연결된 파쇄 날개(17)의 회전으로 투입된 잔반물의 혼합이 행하여지고, 이와 동시에 열원/탈취 시스템(12)의 히터(24)에 전기를 투입하여 열이 발생한다. 이때 히터(24)는 가까이 부착된 온도 센서I(13)의 조절로 300℃로 열을 발생한다.

온도 센서I(13)은 히터(24)가 열을 발생, 열원/탈취 시스템(12) 내부 온도를 280℃∼350℃로 가능하게 조정한다.

이때 발생된 열은 열 조절판(14)를 통해 아웃 터브조(2), 잔반 처리조(1)에 전달된다.

잔반 처리조(1)에는 온도 센서II(16)가 아웃 터브조(2)에 고정되어 잔반 처리조(1)에 접촉하고 있어 이것으로 잔반 처리조(1)의 온도를 100∼125℃로 정밀 조정, 하단의 열원/탈취 시스템(12) 내부의 히터(24)를 온도 센서I과 동시 조정 기능을 행한다. 이 두 개의 온도 센서로 열 조정이 가능하게끔 히터(24)와 처리조(2) 사이에 열 조절판(14)를 설치하였다.

잔반 처리조(1)에 온도가 올라가면 투입된 잔반물이 건조되어 수증기를 발생하게 되고 이 수증기는 처리조 공기 배출구(18)를 통해 공기 흐름관(22)을 거쳐 열원/탈취 시스템(12)의 공기 흡입구(27)로 흡입 되고 열원/탈취 시스템(12) 내부는 히터(24)에 의해 300℃로 가열되어 있어 흡입된 수증기가 동일한 온도로 건조되게 된다. 이 건조 공기는 열원/탈취 시스템(12)의 일단에 설치된 하니컴형 백금 촉매(23)을 지나며 악취가 제거되어 열 전달 자켓(6) 주름관으로 열을 준다. 고온의 공기는 열 전달 자켓(6) 주름관에 열을 전달, 주름관에 접촉된 아웃 터브조(2)의 온도를 상승시키며 차가와진 상태에서 단열 터브 공기 배출구(3)로 배출된다.

배출된 공기는 흡.배기 팬(5)으로 흡입되어 내부 흡입 공기와 혼합되어 공기 배출구(7)로 완전히 배출된다. 이때 흡.배기 팬은 단열 터브조(4)내의 공기를 계속적으로 배출하여 단열 터브조(4), 열원/탈취 시스템(12) 내부, 공기 흐름관(22), 잔반 처리조(1) 내부의 압력을 부압이 되게 하여, 도어(21)에 공기 주입구를 설치하여 치리조 공기 흡입구(19)을 통하여 부압 상태인 잔반 처리조(1)에 계속적으로 외부 공기가 유입되게끔 공기 흐름을 구성하여 잔반 처리를 시행한다.

또한, 두 개 열원의 일체화 및 배출 고온 공기의 재활용을 통한 에너지의 손실을 최소화하여 본 시스템으로 기존 시스템 사용 소비전력의 30% 이상 절감시킬 수 있다.

그리고, 잔반(음식물쓰레기)처리를 행하는 방식에는 건조방식, 건조/발효 방식, 발효/소멸 방식, 발효 방식이 있다.

상기 방식들의 특징은 잔반 처리조의 온도 조건을 어떻게 맞추느냐에 특성이 결정된다.

즉, 건조 방식(90∼125℃), 건조/발효 방식(75∼100℃), 발효/소멸 방식(45∼55℃), 발효 방식(40∼55℃)의 온도 조건을 유지하면 잔반 처리가 일어난다.

상기 4가지 방식 모두 탈취기능 수행의 온도 조건은 280∼350℃ 이다.

또한, 본 고안에 적용되는 잔반 처리기는 탈취기능을 수행하는 열원에서 열 조절판을 통한 잔반 처리조의 온도 상승을 구성하는 장치로서, 열 조절판의 단열 효과를 높인 것을 사용함으로 온도의 전달량을 조절할 수 있으며, 본 고안 장치에 상기 4가지 방식을 모두 적용함으로서 만족시킬수 있는 제품 개발이 가능하여 투자비용의 절감을 가져온다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 잔반 처리를 시행함에 있어 잔반 처리조의 온도 열과 탈취 기능을 행하는 열을 하나의 열원/탈취 시스템으로 구성하고, 아웃 터브조와 열원/탈취 시스템 사이에 열 조절판을 설치하여 각각의 특성에 맞게 온도 조절을 행하고, 탈취 처리된 고온의 공기를 아웃 터브조의 외곽에 부착된 열 전달 자켓에 배출케 하여 아웃터브조의 온도를 상승시키어 잔반 처리조의 온도 상승에 일조를 담당하여 에너지의 손실을 최소화하고, 고온의 공기 온도를 낮추어 흡,배기 팬을 통하여 밖으로 배출되어 사용자의 안전이 보장된다.

Claims (2)

1. 잔반 처리를 하는 처리조(1)와,

   상기 처리조를 분리할 수 있는 처리조 분리/취부 기구단(15)이 장착된 아웃 터브조(2)와;

   상기 아웃 터브조(2)의 하부에 설치되고 아웃 터브조(2)와 잔반 처리조(1)의 온도를 올려주는 열원/탈취 시스템(12)과;

   외부로의 열 손실 발생을 최소화하는 단열 우레탄 및 석면포(11)와;

   상기 아웃 터브조(2)의 외부를 둘러싸고 있는 열 전달 자켓 주름관(6)과;

   상기 주름관(6)을 고정하고 있는 단열 터브조(4)와;

   상기 아웃 터브조(2) 외부의 열 손실을 최소화하는 단열 석면포(8)와;

   상기 아웃 터브조(2)와 상기 열원/탈취 시스템(12) 사이에 설치되고 아웃터브조(2)와 잔반 처리조(1)에 열을 전달하는 열 조절판(14);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 잔반 처리기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 열원/탈취 시스템(12)은

   잔반처리조(1)의 온도열과 탈취기능을 행하는 열을 일체화하여 이루어짐을 특징으로 하는 잔반 처리기.