KR101399382B1 - 디스포저와 드럼형 필터장치를 이용한 음식물 쓰레기의 자동집하 시스템 - Google Patents

디스포저와 드럼형 필터장치를 이용한 음식물 쓰레기의 자동집하 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음식물 쓰레기가 발생되는 각각의 장소에 음식물 쓰레기를 파쇄하는 디스포저(disposer)를 배치하여 음식물 쓰레기를 슬러지 형태로 파쇄하여 배출하게 하여 사용자의 편리성을 극대화시키되, 시스템에 구비된 드럼형 슬러지 여과필터를 이용하여 음식물 쓰레기 슬러지를 액체인 하수로부터 분리시켜서 음식물 쓰레기 슬러지는 별도로 수집 처리하고 하수는 하수관로를 통해서 배출함으로써, 안전하고 친환경적으로 음식물 쓰레기를 배출하고 수집할 수 있는 "디스포저와 드럼형 필터장치를 이용한 음식물 쓰레기의 자동집하 시스템"에 관한 것이다.
본 발명에서는 복수개의 가정에 각각 설치되어 음식물 쓰레기를 분쇄하여 배출하는 분쇄기(1); 분쇄기(1)로부터 배출되는 음식물 쓰레기 슬러지와 가정에서 배출되는 하수가 섞여서 이송되는 하수관로(10); 하수관로(10)를 통해서 유입되는 음식물 쓰레기 슬러지와 하수를 고액분리하여 하수를 공용하수관으로 배출하는 슬러지 여과필터(2); 및 슬러지 여과필터(2)에 의해 하수로부터 분리되어 슬러지 여과필터(2)로부터 배출된 음식물 쓰레기 슬러지가 수집되는 슬러지 저장조(3)를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 자동집하 시스템이 제공된다.

Description

디스포저와 드럼형 필터장치를 이용한 음식물 쓰레기의 자동집하 시스템{Food Waste Gathering System}
본 발명은 아파트 등의 공동주택이나 식당 밀집 지역 또는 건물처럼 여러 가정 또는 여러 장소에서 음식물이나 식재료의 쓰레기(이하, "음식물 쓰레기"라고 약칭함)가 버려질 때, 이러한 음식물 쓰레기를 관로를 통해서 집하장소로 수집하여 처리하는 음식물 쓰레기의 자동집하 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 음식물 쓰레기가 발생되는 각각의 장소에 음식물 쓰레기를 파쇄하는 디스포저(disposer)를 배치하여 음식물 쓰레기를 슬러지 형태로 파쇄하여 배출하게 하여 사용자의 편리성을 극대화시키되, 시스템에 구비된 드럼형 슬러지 여과필터를 이용하여 음식물 쓰레기 슬러지를 액체인 하수로부터 분리시켜서 음식물 쓰레기 슬러지는 별도로 수집 처리하고 하수는 하수관로를 통해서 배출함으로써, 안전하고 친환경적으로 음식물 쓰레기를 배출하고 수집할 수 있는 "디스포저와 드럼형 필터장치를 이용한 음식물 쓰레기의 자동집하 시스템"에 관한 것이다.
가정이나 식당 등에서 발생하는 음식물 쓰레기를 수집하여 처리하는 종래의 음식물 쓰레기 집하시스템의 경우, 음식물 쓰레기를 일괄 수집하여 처리한다는 장점이 있지만, 사용자가 개별적으로 음식물 쓰레기를 별도의 용기에 담아서 음식물 쓰레기 집하시스템의 투입장치에 직접 버려야 하는 불편함이 있다.
한편, 각 가정의 싱크대 등에 설치되어 음식물 쓰레기를 분쇄하는 분쇄기(디스포저/disposer)가 개발되어 있으며, 이러한 음식물 쓰레기 분쇄기의 일예가 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0088193호에 개시되어 있다. 이러한 종래의 분쇄기는 일반적으로 주방에 설치되어 있으므로 사용자는 주방에서 곧바로 음식물 쓰레기를 버릴 수 있게 되며, 따라서 별도의 용기에 음식물 쓰레기를 담아서 실외로 나가고 투입장치를 여는 등의 번거롭고 불편한 일을 하지 않아도 되는 편리함이 있다.
그러나 분쇄기를 통해서 잘게 부서진 음식물 쓰레기는 주방에서 발생하는 하수와 함께 슬러지 형태로 일반 하수관로를 통해 배출되기 때문에 많은 문제가 야기된다. 우선, 음식물 쓰레기의 슬러지가 하수와 함께 일반 하수관로로 배출되는 경우, 슬러지로 인하여 하수관로가 막히게 되는 문제점이 발생하게 된다. 또한 하수관로로 배출되는 하수에 슬러지가 포함되어 있으므로, 하수에 함유된 유기물의 농도가 매우 높으며, 따라서 기존 하수 정화처리 시설의 처리 능력을 초과하게 되어 원활한 하수 정화처리가 이루어지지 못하게 되는 문제점이 발생하게 된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0088193호(2012. 08. 08. 공개)
본 발명은 위와 같은 음식물 쓰레기의 배출과정에서 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 공동주택 또는 식당 밀집 건물이나 구역에서 음식물 쓰레기가 생기면 각 가정에 구비된 분쇄기를 통해서 바로 분쇄하여 하수관로를 통해 배출할 수 있도록 하고 이렇게 배출되는 음식물 쓰레기를 일괄 수집 처리하여 사용자의 편의성을 극대화시키면서도, 음식물 쓰레기 슬러지를 하수와 분리시킴으로써 음식물 쓰레기 슬러지로 인한 하수관로의 막힘 현상을 방지함과 동시에 하수관로로 배출되는 하수의 유기물 농도가 음식물 쓰레기 슬러지로 인하여 과도하게 상승하는 것을 방지하여 하수종말처리장에서의 원활한 하수처리가 이루어질 수 있게 하는 음식물 쓰레기 자동집하 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 복수개의 가정에 각각 설치되어 음식물 쓰레기를 분쇄하여 배출하는 분쇄기; 분쇄기로부터 배출되는 음식물 쓰레기 슬러지와 가정에서 배출되는 하수가 섞여서 이송되는 하수관로; 하수관로를 통해서 유입되는 음식물 쓰레기 슬러지와 하수를 고액분리(固液分離)하여 하수를 공용하수관으로 배출하는 슬러지 여과필터; 및 슬러지 여과필터에 의해 하수로부터 분리되어 슬러지 여과필터로부터 배출된 음식물 쓰레기 슬러지가 수집되는 슬러지 저장조를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 자동집하 시스템이 제공된다.
본 발명의 음식물 쓰레기 자동집하 시스템에서, 상기 슬러지 여과필터는, 복수개가 순차적으로 배치되고 연결관로에 의해 서로 이어져서 직렬로 연결된 여과필터 세트를 이루어서 구비되어 있어서, 음식물 쓰레기 슬러지로부터 하수를 분리하는 고액분리가 다단계로 진행되며; 상기 여과필터 세트는 복수개로 구비되고, 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 흐르는 하수관로가 분기되어 각각의 여과필터 세트에 연결되어, 하수관로를 통해 흘러가는 음식물 쓰레기 슬러지와 하수를 복수개의 여과필터 세트 중에서 선택된 여과필터 세트로만 보낼 수 있게 구성될 수 있다.
특히, 본 발명의 음식물 쓰레기 자동집하 시스템에서, 상기 슬러지 여과필터는, 통형상의 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에서 회전되도록 배치되어 있고 복수개의 유입구멍이 형성되어 있는 기둥형상을 가지고 있어서 음식물 쓰레기 슬러지로부터 분리되어 하수만이 유입구멍을 통해 유입되도록 하여 케이싱의 외부로 배출시켜 음식물 쓰레기 슬러지와 하수를 고액분리시키는 타공망 필터부재와, 케이싱에 구비되어 상기 타공망 필터부재로 공기를 분사하여 유입구멍을 청소하는 청소용 공기분사노즐과, 케이싱 내부에 구비되어 있고 공기를 분사하여 슬러지와 섞여 있는 하수가 상승되도록 하는 상승공기 형성용 공기분사노즐을 포함하여 구성될 수 있으며, 더 나아가, 상기 슬러지 여과필터의 케이싱에는 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 함께 유입되어 오는 인입관이 연통되어 있고; 상기 인입관에는 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 유입되어 오는지의 여부를 검출하는 인입확인 센서가 구비되어 있는데; 상기 인입확인 센서는, 인입관에 설치된 회전축을 중심으로 하여 회전가능하게 설치되어 인입관의 단면을 가로막거나 또는 개방하는 회전디스크와, 상기 회전축에 결합되어 회전축의 회전에 따라 회전운동하는 회전체와, 상기 회전체의 접근 여부를 감지하는 근접센서를 포함하여 구성되어, 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 인입관으로 유입되지 아니하는 상태에서는 회전디스크가 인입관의 단면을 가로막고 있다가 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 인입관으로 유입되어 흐를 때에는 회전디스크가 회전하면서 기울어지고 회전체도 함께 회전하면서 회전체가 근접센서와 가까워지게 되어 음식물 쓰레기 슬러지와 하수의 인입관내 흐름 존재 상태를 인지하게 되는 구성을 가질 수 있다.
본 발명에 의하면, 사용자는 음식물 쓰레기가 생겼을 때 각 가정에 구비된 분쇄기를 통해서 바로 분쇄하여 하수관로를 통해 배출하고, 이를 일괄 수집 처리할 수 있게 되어 사용자의 편의성이 크게 증대되면서도, 음식물 쓰레기 슬러지가 대부분 제거된 하수만이 공용하수관을 통해서 배출되므로, 음식물 쓰레기 슬러지로 인한 하수관로의 막힘 현상을 방지할 수 있으며, 이와 더불어 하수관로로 배출되는 하수의 유기물 농도가 슬러지로 인하여 과도하게 상승하는 것을 방지하게 되어 하수종말처리장에서의 원활한 하수처리가 이루어질 수 있게 되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 슬러지의 자동집하 시스템의 개략적인 시스템 계통도이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 각각 본 발명의 자동집하 시스템에 구비된 슬러지 여과필터(2)의 일실시예를 바라보는 방향을 달리하여 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2a에 도시된 슬러지 여과필터의 내부 구성을 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 슬러지의 자동집하 시스템의 인입관에 구비된 인입확인 센서의 구성을 보여주는 개략적인 투시 사시도이다.
도 5는 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 유입되지 않는 상태에 있는 인입확인 센서의 개략적인 측단면도이다.
도 6은 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 유입되는 상태에 있는 인입확인 센서의 개략적인 측단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
도 1에는 본 발명에 따른 음식물 쓰레기 슬러지의 자동집하 시스템(100)(이하, "자동집하 시스템"이라고 약칭함)의 개략적인 시스템 계통도가 도시되어 있다.
본 발명의 자동집하 시스템(100)에는 각 가정에 설치되어 음식물 쓰레기를 분쇄하여 하수관로(10)를 통해서 배출하는 분쇄기(디스포저)(1)와, 하수관로(10)를 통해서 배출되는 음식물 쓰레기 슬러지와 하수를 고액분리하는 슬러지 여과필터(2)와, 하수로부터 분리된 음식물 쓰레기 슬러지가 수집되는 슬러지 저장조(3)가 구비되어 있다.
본 발명의 자동집하 시스템(100)은 아파트와 같은 공동주택뿐만 아니라 식당 밀집 지역 또는 식당 밀집 건물에도 적용하여 설치될 수 있는 바, 음식물 쓰레기가 발생하는 곳은 가정뿐만 아니라 식당일 수도 있는데, 편의상 본 명세서에서는 이를 통칭하여 "가정"이라고 표기한다.
도 1에 도시된 것처럼, 여러 가정에 각각 설치되어 있는 분쇄기(1)에 음식물 쓰레기가 버려지면 분쇄기(1)는 음식물 쓰레기를 잘게 부숴서 슬러지의 형태로 하수관로(10)로 배출되는데, 하수관로(10)에는 주방에서 배출되는 주방 하수뿐만 아니라 욕실 등에서 발생하는 욕실 하수도 배출되어 음식물 쓰레기와 함께 섞여서 이송된다. 이렇게 배출되는 음식물 쓰레기 슬러지와 하수(주방 하수와 욕실 하수)는 하수관로(10)를 통해서 슬러지 여과필터(2)로 유입된다. 슬러지 여과필터(2)에서는 슬러지를 하수와 분리시키는 "고액분리(固液分離)" 과정이 진행되며, 하수와 분리된 슬러지는 슬러지 배출관로(31)를 통해서 슬러지 저장조(3)로 수집된다. 슬러지 저장조(3)에 수집된 음식물 쓰레기 슬러지는 수거 차량(M)에 의해 필요할 때마다 수거되어 폐기된다. 도면부호 34는 슬러지 저장조(3)로부터 수거 차량(M)으로 음식물 쓰레기 슬러지를 반출하는 반출관로(34)이다.
한편, 음식물 쓰레기 슬러지로부터 분리된 하수는 공용하수관으로 배출되어 하수종말처리장에서 처리되는데, 도면에 예시된 본 발명의 실시예처럼 하수저장탱크(4)를 더 구비하여, 슬러지 여과필터(2)로부터 배출되는 하수를 일단 하수저장탱크(4)로 수집한 후, 하수저장탱크(4)로부터 공용하수관으로 하수를 배출하는 구성을 가질 수도 있다.
한편, 도면에 예시된 것처럼 본 발명의 자동집하 시스템(100)에서, 슬러지 여과필터(2)는 복수개가 직렬로 연결되어 하나의 여과필터 세트(set)를 이루어서 구비될 수 있다. 즉, 복수개의 슬러지 여과필터(2)가 순차적으로 배치되어 있고, 각각의 슬러지 여과필터(2)는 연결관로(32)로 서로 이어져서 하나의 여과필터 세트를 형성하는 것이다. 도면에 예시된 실시예의 경우, 도면부호 A와 B로 각각 표시된 것처럼 2개의 슬러지 여과필터(2)가 직렬 연결되어 하나의 여과필터 세트를 형성하고 있다. 복수개의 분쇄기(1)로부터 배출되는 음식물 쓰레기 슬러지와 주방하수, 그리고 욕실 등으로부터 배출되는 욕실 하수는 하수관로(10)로 모여서 흐르게 되는데, 하수관로(10)로부터 음식물 쓰레기 슬러지와 하수의 혼합물이 처음으로 유입되는 첫 번째 슬러지 여과필터(2)에서 고액분리 과정에 의해 음식물 쓰레기 슬러지가 하수로부터 분리되어 슬러지 배출관로(31)를 통해서 슬러지 저장조(3)로 보내지며, 하수는 연결관로(32)를 통해서 후속하는 두 번째 슬러지 여과필터(2)로 보내지는 구성을 가진다. 비록 첫 번째 슬러지 여과필터(2)에서 고액분리 과정이 진행되었지만 두 번째 슬러지 여과필터(2)로 유입된 하수 속에는 아직도 음식물 쓰레기 슬러지가 존재할 수도 있다. 따라서 두 번째 슬러지 여과필터(2)에서도 추가적인 고액분리 과정에 의해 음식물 쓰레기 슬러지를 하수로부터 분리시키게 되고, 분리된 음식물 쓰레기 슬러지는 두 번째 슬러지 여과필터(2)에 연결된 슬러지 배출관로(31)를 통해서 슬러지 저장조(3)로 보내지며, 하수는 공용하수관으로 배출되거나 또는 하수 배출관로(33)를 통해서 하수저장탱크(4)로 보내진다. 위의 설명에서는 2개의 슬러지 여과필터(2)가 직렬 연결되어 하나의 여과필터 세트를 이루는 것으로 설명하였지만, 본 발명에서는 3개 이상의 슬러지 여과필터(2)가 직렬 연결되어 하나의 여과필터 세트를 형성할 수도 있는 것이다. 이와 같이 구성에 의해 음식물 쓰레기 슬러지와 하수는 복수개의 슬러지 여과필터(2)를 거치면서 고액분리가 다단계로 진행되므로 하수로부터 음식물 쓰레기 슬러지를 분리하여 제거하는 것이 더욱 효과적으로 진행되며, 공용하수관으로 배출되는 하수는 음식물 쓰레기 슬러지가 없거나 매우 극소량만이 존재하는 상태가 된다. 따라서 음식물 쓰레기 슬러지로 인하여 공용하수관이 막히는 것을 방지할 수 있게 되고, 더 나아가 하수의 유기물 농도가 음식물 쓰레기 슬러지로 인하여 과도하게 상승하는 것을 방지하여 하수종말처리장에서 원활하게 하수처리할 수 있게 한다는 효과가 발휘된다.
한편, 본 발명의 자동집하 시스템(100)에서는, 이렇게 복수개의 슬러지 여과필터(2)가 직렬 연결되어 만들어진 여과필터 세트가 복수개로 병렬 구비될 수 있다. 즉, 복수개의 슬러지 여과필터(2)가 직렬 연결되어 하나의 "여과필터 세트"를 이루게 되고, 이러한 "여과필터 세트"가 복수개로 병렬로 연결되어 구비될 수 있는 것이다. 따라서 도면에 예시된 실시예의 경우, 제1여과필터 세트(A)와 제2여과필터 세트(B)의 2개의 여과필터 세트가 구비되어 있지만, 3개 이상의 복수개로 여과필터 세트가 구비될 수도 있다.
본 발명에서, 이와 같이 복수개의 여과필터 세트가 구비되는 경우, 작동의 다중화를 위하여, 분쇄기(1)로부터 배출되는 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 흐르는 하수관로(10)를 분기하여 각각 복수개의 여과필터 세트에 연결하여, 음식물 쓰레기 슬러지와 하수를 선택적으로 복수개의 여과필터 세트로 보내도록 구성될 수 있다. 도면에 예시된 실시예에서, 분쇄기(1)로부터의 하수관로(10)가 분기되어 각각의 여과필터 세트로 연결되며, 분기된 관로에는 제어밸브(V1)가 구비되어 있다. 따라서 제어밸브(V1)의 개폐를 제어함으로써 하수관로(10)를 통해 흘러가는 음식물 쓰레기 슬러지와 하수를 필요에 따라 복수개의 여과필터 세트 중에서 선택된 여과필터 세트로만 보낼 수 있게 된다. 도면에 예시된 실시예의 경우, 제1여과필터 세트(A)와 제2여과필터 세트(B)가 구비되어 있으므로, 제어밸브(V1)의 제어를 통해 분배기(12)로부터의 음식물 쓰레기 슬러지와 하수를 제1여과필터 세트(A)와 제2여과필터 세트(B) 중 어느 하나로만 하수와 음식물 쓰레기 슬러지가 흐르게 할 수 있는 것이다.
음식물 쓰레기 슬러지와 하수를 복수개의 여과필터 세트에 선택적으로 흐르게 하는 본 발명의 자동집하 시스템(100)에서의 이와 같은 다중화 구성에 의하면, 여과필터의 청소작업과 무관하게 지속적으로 하수와 슬러지의 고액분리 공정을 수행할 수 있게 되는 효과가 발휘된다. 즉, 후술하는 것처럼 여과필터 세트에서 슬러지 여과필터(2)의 청소작업이 필요한 경우, 청소해야할 슬러지 여과필터(2)가 포함된 여과필터 세트로는 하수와 음식물 쓰레기 슬러지의 흐름을 차단하고, 다른 여과필터 세트로 계속하여 하수와 음식물 쓰레기 슬러지를 흘러 보낼 수 있게 되므로, 여과필터의 청소작업이 진행되더라도 자동집하 시스템(100)의 전체에서는 하수와 음식물 쓰레기 슬러지의 고액분리 공정에 의한 음식물 쓰레기 슬러지의 집하 작업이 계속하여 진행될 수 있게 만들 수 있는 것이다.
다음에서는 도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 3을 참조하여 본 발명의 자동집하 시스템(100)에 구비된 슬러지 여과필터(2)의 구체적인 구성에 대해 설명한다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c에는 각각 본 발명의 자동집하 시스템(100)에 구비된 슬러지 여과필터(2)의 일실시예를 바라보는 방향을 달리하여 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2a에 도시된 슬러지 여과필터(2)의 내부 구성을 보여주는 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도면에 도시된 것처럼, 슬러지 여과필터(2)는, 통형상의 케이싱(21)과, 상기 케이싱(21)의 내부에 배치되어 있고 복수개의 유입구멍(220)이 형성되어 있는 기둥형상을 가지고 있어서 음식물 쓰레기 슬러지로부터 분리되어 하수만이 유입구멍(220)을 통해 유입되도록 하여 음식물 쓰레기 슬러지와 하수를 고액분리시키는 타공망 필터부재(22)와, 케이싱(21)에 구비되어 상기 타공망 필터부재(22)를 향하여 공기를 분사함으로써 유입구멍을 청소하는 청소용 공기분사노즐(23)과, 케이싱(21) 내부에 구비되어 있고 공기를 분사하여 음식물 쓰레기 슬러지와 섞여 있는 하수가 잘 혼합되도록 함과 동시에 하수가 유입구멍(220)으로 용이하게 유입되도록 상승시키는 상승공기 형성용 공기분사노즐(24)을 포함하여 구성된다.
구체적으로 상기 케이싱(21)은 내부 공간을 가지는 통형상의 부재로 이루어져 있다. 상기 케이싱(21)은 그 높이 방향이 연직상태로부터 소정 각도로 기울어지도록 경사진 형태로 설치된다. 기울어진 상태로 설치되는 케이싱(21)의 상부에는 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 함께 유입되어 오는 인입관(210)이 연통된 상태로 연결되어 있으며, 기울어진 상태에서 저점(低點) 위치에는 음식물 쓰레기 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 인출관(211)이 연통된 상태로 연결되어 있다. 상기 인입관(210)에는 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 유입되는 것을 인지할 수 있는 인입확인 센서(27)가 구비되어 있는데, 인입확인 센서(27)의 실시예에 대한 구체적인 구성은 후술한다. 한편, 도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 3에서는 도시가 생략되어 있지만 상기 슬러지 인출관(211)에는 개폐를 제어하는 개폐밸브가 구비되어 있다.
상기 케이싱(21)의 내부에는 타공망 필터부재(22)가 배치되는데, 상기 타공망 필터부재(22)는 통형상 또는 기둥형상으로 이루어진 부재로서, 도면에 도시된 것처럼 상기 타공망 필터부재(22)의 높이 방향과 케이싱(21)의 높이 방향이 서로 평행하게 나란하도록 케이싱(21)의 기울어진 각도에 맞추어서 케이싱(21)의 내부에 배치된다. 특히, 타공망 필터부재(22)는 케이싱(21)의 높이방향 중심축에서 벗어난 위치로서 케이싱(21)의 높이방향 중심축보다 더 위쪽에 위치하도록 배치되는 것이 바람직하다. 상기 타공망 필터부재(22)의 표면에는 유입구멍(220)이 복수개로 형성되어 있는데, 상기 유입구멍(220)으로는 유체 즉, 하수는 유입될 수 있지만, 음식물 쓰레기 슬러지의 입자는 유입되지 못한다.
특히, 상기 타공망 필터부재(22)는 그 상부단면은 막혀 있지만 하부단면은 개방되어 있으며, 타공망 필터부재(22)의 개방된 하부단면은 케이싱(21)과 결합되는 하수 이송관(28)과 연통되어 있는 구성을 가진다. 따라서 하수 이송관(28)이 케이싱(21)에 결합되지만 하수 이송관(28)과 케이싱(21)의 내부은 서로 직접적으로 연통되지는 못하고, 반드시 타공망 필터부재(22)를 거쳐서 연통된다. 즉, 케이싱(21)의 내부에 담겨 있던 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 직접 하수 이송관(28)으로 흘러가는 것이 아니라, 케이싱(21)의 내부에 담겨 있던 음식물 쓰레기 슬러지와 하수의 혼합물에서 하수만이 타공망 필터부재(22)의 유입구멍(220)을 통과하여 타공망 필터부재(22)의 내부를 통해 하수 이송관(28)으로 배출될 뿐이고, 유입구멍(220)보다 더 큰 입자 크기를 가지는 음식물 쓰레기 슬러지는 타공망 필터부재(22)의 유입구멍(220)을 통과하지 못하게 되어 하수 이송관(28)으로 배출되지 않으며, 케이싱(21) 내부에 머물다가 슬러지 인출관(211)으로 배출되는 것이다.
한편, 상기 타공망 필터부재(22)는 상기 케이싱(21)의 내부에서 회전가능한 상태로 배치된다. 도면에서 부재번호 223은 타공망 필터부재(22)를 회전시키기 위한 회전모터(223)이고, 부재번호 224는 타공망 필터부재(22)의 회전축(224)이다.
상기 케이싱(21)에는 타공망 필터부재(22)를 향하여 공기를 분사하여 유입구멍(220)을 청소하는 청소용 공기분사노즐(23)이 구비되어 있는데, 상기 청소용 공기분사노즐(23)은 타공망 필터부재(22)의 측면 중에서 하수가 유입되는 측면이 아닌 다른 측면 즉, 하수가 유입되지 않는 측면을 향하여 공기가 분사되도록 배치되어 있다.
이와 같은 구성을 가지는 슬러지 여과필터(2)에서 음식물 쓰레기와 하수의 분리가 일어나는 과정 즉, 고액분리가 진행되는 과정을 살펴보면, 인입관(210)을 통해서 흘러온 음식물 쓰레기 슬러지와 하수는 일단 케이싱(21)의 내부로 유입되는데, 이러한 음식물 쓰레기 슬러지와 하수의 유입 상태가 인입확인 센서(27)에 의해 감지되면 타공망 필터부재(22)가 회전하게 된다. 타공망 필터부재(22)가 회전하는 과정에서, 음식물 쓰레기 슬러지와 하수의 혼합물에서 하수만이 타공망 필터부재(22)의 유입구멍(220)을 통과하여 타공망 필터부재(22)의 내부로 유입된 후 하수 이송관(28)으로 배출되고, 타공망 필터부재(22)를 통과하지 못한 음식물 쓰레기 슬러지는 케이싱(21)의 내부에서 낮은 위치에 침전된다.
앞서 설명한 것처럼, 타공망 필터부재(22)는 케이싱(21)의 내부에서 회전하도록 설치되어 있고, 청소용 공기분사노즐(23)에 의해 분사되는 공기는 타공망 필터부재(22)의 측면 중에서 하수가 유입되지 않는 측면을 향하고 있으므로, 하수의 유입이 일어난 유입구멍(220)은 타공망 필터부재(22)의 회전에 의해 청소용 공기분사노즐(23)을 마주하는 위치로 움직이게 되어 분사 공기에 의해 청소되며, 분사 공기에 의해 청소된 유입구멍(220)은 다시 하수가 유입될 수 있는 방향으로 돌아가게 된다. 이와 같이 본 발명에서는 유입구멍(220)이 "하수의 유입 진행 후 분사 공기에 의한 청소" 과정을 반복하여 그리고 지속적으로 거치게 되며, 그에 따라 슬러지로 인한 유입구멍(220)의 막힘 현상이 최소화되므로, 항상 우수한 음식물 쓰레기와 하수의 분리 즉, 우수한 고액분리 성능을 발휘하게 되는 장점이 있다. 참고로 타공망 필터부재(22)의 청소를 위하여 청소용 공기분사노즐(23)에서 분사되는 것은 반드시 "분사 공기"에 한정되는 것은 아니며, 세척액 등이 분사될 수도 있는데, 본 명세서에서는 편의상 이러한 공기와 세척액 등을 모두 통칭하여 "분사 공기"라고 표기하였다.
하수를 위와 같은 과정을 통해서 하수 이송관(28)으로 배출시키게 되면, 하수 타공망 필터부재(22)를 통과하지 못하고 걸러져서 케이싱(21)의 내부에 침전된 음식물 쓰레기 슬러지는 하수는 슬러지 인출관(211)을 통해서 배출되고, 슬러지 배출관로(31)를 거쳐 슬러지 저장조(3)로 수집된다. 필요한 경우 슬러지 저장조(3)의 내부를 감압시키는 진공펌프를 더 설치하여, 진공펌프에 의해 슬러지 저장조(3)의 내부를 진공으로 만들거나 또는 감압시킴으로써, 음식물 쓰레기 슬러지가 슬러지 인출관(211)을 통해 슬러지 저장조(3)로 용이하게 수집될 수 있도록 할 수도 있다. 슬러지 저장조(3) 내부의 채움상태를 확인할 수 있는 용량감지센서 등을 이용하게 되면, 슬러지 저장조(3)에 채워진 음식물 쓰레기 슬러지의 폐기 등을 자동적으로 진행할 수 있게 된다. 예를 들면, 슬러지 저장조(3)에 구비된 용량감지센서에 의해, 슬러지 저장조(3)로 수집된 음식물 쓰레기 슬러지가 일정량에 도달하게 되면 신호를 발생시켜 수거차량에 무선통신 등을 이용하여 알려주어서 적기에 음식물 쓰레기 슬러지를 수거차량(M)이 수거하여 폐기할 수 있게 할 수 있다.
한편, 본 발명의 슬러지 여과필터(2)에서는, 케이싱(21)의 내부로 유입된 음식물 쓰레기 슬러지와 하수의 혼합물에서 하수만이 타공망 필터부재(22)의 유입구멍(220)으로 원활하게 유입될 수 있도록 하기 위하여, 상승공기 형성용 공기분사노즐(24)이 케이싱(21)의 내부에 더 구비될 수 있다. 상기 상승공기 형성용 공기분사노즐(24)은, 타공망 필터부재(22)의 측면 중에서 하수가 유입되는 측면을 마주하여 바라보도록 배치될 수 있는데, 상기 상승공기 형성용 공기분사노즐(24)로부터 공기가 분사되면, 음식물 쓰레기 슬러지와 섞여 있는 하수가 상승하면서 더욱 용이하게 유입구멍(220)으로 흘러들어갈 수 있게 되며, 더 나아가 하수가 유입구멍(220)으로 흘러들어가는 과정에서 음식물 쓰레기 슬러지의 입자가 유입구멍(220)을 막으려 할 때 분사된 공기에 의해 음식물 쓰레기 슬러지의 입자를 밀어내어 유입구멍(220)이 막히는 것을 저지하게 된다. 즉, 청소용 공기분사노즐(23)은 유입구멍(220)이 하수 유입 가능위치에 있지 아니한 상태에서 유입구멍(220)에 공기를 분사하여 유입구멍(220)을 청소하는 것인데 비하여, 상승공기 형성용 공기분사노즐(24)은 유입구멍(220)으로 하수가 유입되고 있는 과정에서 유입구멍(220)이 막히지 않도록 유입구멍(220)으로 공기를 분사하는 것이다.
상기 상승공기 형성용 공기분사노즐(24)은 케이싱(21) 내에서 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 잘 혼합되도록 하는 기능도 발휘한다. 본 발명의 음식물 쓰레기 자동집하 시스템에서는, 주방에서 발생하는 주방하수 뿐만 아니라 욕실 하수도 음식물 쓰레기 슬러지와 함께 케이싱(21)으로 유입된다. 따라서 음식물 쓰레기 슬러지가 가지고 있던 염분 및 양념은 하수와 섞이면서 그 농도가 옅어지게 되는데, 상승공기 형성용 공기분사노즐(24)에서 공기가 분사되면서 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 케이싱(21) 내에서 더욱 잘 혼합되며, 그에 따라 염분 및 양념의 희석 작용도 더욱 잘 진행되는 것이다.
본 발명에서는 위와 같이 여러 가지 유익한 작용을 하게 되는 상승공기 형성용 공기분사노즐(24)이 케이싱(21)의 내부에 더 구비될 수 있으며, 이러한 상승공기 형성용 공기분사노즐(24)에 의하여 하수가 음식물 쓰레기 슬러지로부터 더욱 효율적으로 분리되는 효과가 발휘된다.
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 3에서 부재번호 29는 필요에 따라 구비되는 에어벤트관(29)으로서, 케이싱(21)과 연통되어 있으며, 케이싱(21) 내부의 공기를 상기 에어벤트관(29)을 통해 배출함으로써, 인입관(210)을 통해 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 원활하게 케이싱(21)의 내부로 유입될 수 있게 된다. 그리고 부재번호 26은 필요에 따라 하수 이송관(28)에 구비되는 배출검출센서 설치관(26)으로서, 상기 배출검출센서 설치관(26)을 통해서 센서를 하수 이송관(28) 내로 삽입하여 하수 이송관(28)을 통해서 하수가 원활하게 배출되는지의 여부를 점검할 수 있다.
다음에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명에서 구비하고 있는 인입확인 센서(27)의 구체적인 구성에 대해 설명한다.
도 4에는 인입관(210)에 구비된 인입확인 센서(27)의 구성을 보여주는 개략적인 투시 사시도가 도시되어 있고, 도 5 및 도 6에는 각각 인입확인 센서(27)의 개략적인 측단면도가 도시되어 있는데, 도 5는 인입확인 센서(27)의 초기 상태 즉, 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 유입되지 않는 상태를 보여주는 것이고, 도 6은 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 유입되는 상태를 보여주는 것이다.
인입확인 센서(27)는, 케이싱(21)의 상부와 연결되어 있는 인입관(210)에 설치되어 있는 것으로서, 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 인입관(210)으로 유입되어 오는지의 여부를 검출하는 기능을 하는 것이다. 도면에 도시된 것처럼, 인입확인 센서(27)는, 인입관(210)의 상측에 설치된 회전축(271)을 중심으로 하여 회전가능하게 설치되어 인입관(210)의 단면을 가로막거나 또는 개방하는 회전디스크(270)와, 상기 회전축(271)에 결합되어 회전축(271)의 회전에 따라 회전운동하는 회전체(272)와, 상기 회전체(272)의 접근 여부를 감지하여 회전디스크(270)의 개방여부를 파악하는 근접센서(273)를 포함하여 구성된다.
상기 회전디스크(270)는 인입관(210)의 단면에 가로질러 배치되는 판부재로서, 인입관(210)의 상측에 설치된 회전축(271)을 중심으로 자유롭게 회전하게 된다. 인입확인 센서(27)는 인입관(210)에서 수평한 구간에 설치된다. 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 인입관(210)으로 유입되지 아니하는 상태에서는 도 5에 도시된 것처럼 회전디스크(270)가 인입관(210)의 단면을 가로질러서 가로막고 있게 된다. 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 인입관(210)으로 유입되어 흐를 때에는, 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 회전디스크(270)에 충돌하게 되는데, 회전디스크(270)가 회전축(271)을 중심으로 자유로운 회전이 가능한 상태이므로, 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 회전디스크(270)에 충돌하게 되면, 도 6에 도시된 것처럼, 회전디스크(270)는 회전하면서 기울어지고 음식물 쓰레기 슬러지와 하수는 인입관(210)을 통해서 계속 흘러가서 케이싱(21)으로 유입된다.
상기 회전축(271)에는 회전체(272)가 결합되어 있으므로, 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 흐르면서 회전디스크(270)에 충돌하고 회전디스크(270)가 회전하게 되면 회전체(272)도 함께 회전하게 된다. 한편, 근접센서(273)는 회전체(272)와의 거리 변화를 인지하는 것이다.
상기 회전체(272)는 회전디스크(270) 방향으로 치우쳐서 회전축(271)에 결합되어 인입관(210) 외부에 존재하는데, 회전디스크(270)의 회전에 의해 회전체(272)가 회전하게 되면, 근접센서(273)로부터 멀리 떨어져 있던 회전체(272)가 근접센서(273)와 가까워지게 되고, 그에 따라 근접센서(273)는 이러한 상태 즉, 회전체(272)가 회전에 의해 가까워진 사실을 인지함으로써, 회전디스크(270)의 회전 그리고 이러한 회전을 일으킨 음식물 쓰레기 슬러지와 하수의 인입관(210) 내 흐름 존재 상태를 인지하게 된다. 예를 들어 회전체(272)와 근접센서(272)에 각각 자석을 설치하여 자극이 가까워지는지 아니면 멀어지는지의 여부를 검지함으로써 음식물 쓰레기 슬러지와 하수의 흐름여부를 알 수 있게 되는 것이다. 그러나 근접센서(273)가 회전체(272)의 접근 또는 멀어짐을 인지하는 방식은 이러한 자석을 이용하는 것에 한정되지 아니하며, 다양한 방식에 의할 수 있다.
반대로 인입관(210) 내를 흐르던 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 더 이상 흐르지 않게 되면, 회전디스크(270)는 인입관(210)의 단면을 가로막기 위하여 회전하게 되고 그와 동시에 회전체(272)도 회전하여 근접센서(273)로부터 멀어지게 되므로, 근접센서(272)는 음식물 쓰레기 슬러지와 하수의 유동 중단 사실을 검출할 수 있게 된다. 음식물 쓰레기 슬러지와 하수의 유동이 중단되는 것을 검지하게 되면, 슬러지 여과필터(2)의 타공망 필터부재(22) 회전을 중지 시키는 등 고액분리 등에 필요한 작동을 멈추도록 시스템을 제어하여, 전력 낭비 등을 최소화시킬 수 있는 조치를 취할 수 있게 된다.
위와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 자동집하 시스템(100)에서는, 각 가정에서 발생하는 음식물 쓰레기가 분쇄기에 의해 잘게 분쇄되어, 주방하수 뿐만 아니라 욕실 하수 등 각 가정에서 생기는 하수와 함께 슬러지 형태로 배출되고, 이렇게 배출된 음식물 쓰레기 슬러지와 하수는 슬러지 여과필터(2)를 거치면서 고액분리되어 음식물 쓰레기 슬러지는 별도로 슬러지 저장조(3)로 수집된 후, 수거차량 등에 의해 외부로 반출되어 폐기된다. 음식물 쓰레기 슬러지로부터 분리된 하수는 공용하수관으로 배출된다.
특히, 본 발명에 따른 자동집하 시스템(100)에는 슬러지 여과필터(2)가 복수개로 직렬연결되어 구비될 수 있으며, 이 경우, 음식물 쓰레기 슬러지와 하수간의 고액분리가 더욱 잘 진행되어 음식물 쓰레기 슬러지가 거의 존재하지 않은 상태로 하수를 배출시킬 수 있게 된다. 더 나아가 본 발명에서는 가정에서 발생하는 욕실하수나 기타 하수가 음식물 쓰레기와 함께 배출되므로, 배출과정 및 고액분리 과정에서 음식물 쓰레기에 함유되어 있던 염분이나 양념류이 하수로 빠져나가게 된다. 따라서 본 발명의 자동집하 시스템(100)에 의해 발생되는 음식물 쓰레기 슬러지는 낮은 염분 및 양념 농도를 가지게 된다. 단순히 음식물 쓰레기를 잘게 부수어서 슬러지 상태로 만드는 경우, 음식물 쓰레기 슬러지에 함유된 높은 농도의 염분이나 양념류 때문에 음식물 쓰레기 슬러지의 사료화 및 퇴비화가 어렵게 되지만, 본 발명의 경우, 위와 같이 가정에서 발생하는 욕실하수나 기타 하수가 음식물 쓰레기와 함께 배출되고 전체적인 자동집하 과정에서 음식물 쓰레기의 염분이나 양념류의 농도가 하수를 통해 낮아지게 되므로, 본 발명의 자동집하 시스템(100)에 의해 발생되는 음식물 쓰레기 슬러지는 사료 또는 퇴비로서 이용하는데 전혀 지장이 없으며, 따라서 음식물 쓰레기에 대한 양질의 재생자원으로서의 활용가치를 크게 향상시킬 수 있게 된다는 효과가 발휘된다.
특히, 본 발명에 의하면, 음식물 쓰레기 슬러지가 대부분 제거된 하수만이 공용하수관을 통해서 배출되므로, 음식물 쓰레기 슬러지로 인한 하수관로의 막힘 현상을 방지할 수 있으며, 이와 더불어 하수관로로 배출되는 하수의 유기물 농도가 슬러지로 인하여 과도하게 상승하는 것을 방지하게 되어 하수종말처리장에서의 원활한 하수처리가 이루어질 수 있게 된다. 이러한 잇점을 누리면서도, 사용자는 음식물 쓰레기가 생겼을 때 각 가정에 구비된 분쇄기를 통해서 바로 분쇄하여 하수관로를 통해 배출하고 이를 일괄 수집 처리할 수 있으므로, 사용자의 편의성도 크게 향상되는 효과가 함께 발휘된다.
1: 분쇄기
2: 슬러지 여과필터
3: 슬러지 저장조
100: 자동집하 시스템

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 복수개의 가정에 각각 설치되어 음식물 쓰레기를 분쇄하여 배출하는 분쇄기(1);
    분쇄기(1)로부터 배출되는 음식물 쓰레기 슬러지와 가정에서 배출되는 하수가 섞여서 이송되는 하수관로(10);
    하수관로(10)를 통해서 유입되는 음식물 쓰레기 슬러지와 하수를 고액분리하여 하수를 공용하수관으로 배출하는 슬러지 여과필터(2); 및
    슬러지 여과필터(2)에 의해 하수로부터 분리되어 배출된 음식물 쓰레기 슬러지가 수집되는 슬러지 저장조(3)를 포함하여 구성되어 있으며;
    상기 슬러지 여과필터(2)는, 복수개가 순차적으로 배치되고 연결관로(32)에 의해 서로 이어져서 직렬로 연결된 여과필터 세트를 형성하면서 구비되어, 직렬 연결된 슬러지 복수개의 여과필터(2) 각각에 의해 음식물 쓰레기 슬러지로부터 하수를 분리하는 고액분리가 순차적으로 다단계로 진행되며;
    상기 여과필터 세트는 복수개로 구비되고, 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 흐르는 하수관로(10)가 분기되어 각각의 여과필터 세트에 연결되어,
    하수관로(10)를 통해 흘러가는 음식물 쓰레기 슬러지와 하수를 복수개의 여과필터 세트 중에서 선택된 여과필터 세트로만 보낼 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 자동집하 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 슬러지 여과필터(2)는,
    통형상의 케이싱(21)과,
    상기 케이싱(21)의 내부에서 회전되도록 배치되어 있고 복수개의 유입구멍(220)이 형성되어 있는 기둥형상을 가지고 있어서 음식물 쓰레기 슬러지로부터 분리되어 하수만이 유입구멍(220)을 통해 유입되도록 하여 케이싱(21)의 외부로 배출시켜 음식물 쓰레기 슬러지와 하수를 고액분리시키는 타공망 필터부재(22)와,
    케이싱(21)에 구비되어 상기 타공망 필터부재(22)로 공기를 분사하여 유입구멍(220)을 청소하는 청소용 공기분사노즐(23)과,
    케이싱(21) 내부에 구비되어 있고 공기를 분사하여 슬러지와 섞여 있는 하수가 상승되도록 하는 상승공기 형성용 공기분사노즐(24)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 자동집하 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 슬러지 여과필터(2)의 케이싱(21)에는 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 함께 유입되어 오는 인입관(210)이 연통되어 있고;
    상기 인입관(210)에는 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 유입되어 오는지의 여부를 검출하는 인입확인 센서(27)가 구비되어 있는데;
    상기 인입확인 센서(27)는, 인입관(210)에 설치된 회전축(271)을 중심으로 하여 회전가능하게 설치되어 인입관(210)의 단면을 가로막거나 또는 개방하는 회전디스크(270)와, 상기 회전축(271)에 결합되어 회전축(271)의 회전에 따라 회전운동하는 회전체(272)와, 상기 회전체(272)의 접근 여부를 감지하는 근접센서(273)를 포함하여 구성되어,
    음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 인입관(210)으로 유입되지 아니하는 상태에서는 회전디스크(270)가 인입관(210)의 단면을 가로막고 있다가 음식물 쓰레기 슬러지와 하수가 인입관(210)으로 유입되어 흐를 때에는 회전디스크(270)가 회전하면서 기울어지고 회전체(272)도 함께 회전하면서 회전체(272)가 근접센서(273)와 가까워지게 되어 음식물 쓰레기 슬러지와 하수의 인입관(210)내 흐름 존재 상태를 인지하게 되는 것을 특징으로 하는 음식물 쓰레기의 자동집하 시스템.
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