KR101945255B1 - 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치를 개시한다. 본 발명은 바닥이 메시 스크린으로 이루어진 분해실과, 출구가 분해실의 하부와 연통하는 배수통로와, 분해실과 연통하는 음식물 투입구를 바닥에 개폐 가능하게 가지고 싱크볼 하부의 배출구에 결합되며 측면에 배수통로의 입구와 연결되는 배수구를 갖는 거름망하우징을 구비하는 챔버; 모터와, 이 모터의 회전축에 그 지름방향으로 간격을 두고 배치되는 제1 및 제2 교반블레이드를 분해실에 구비하되, 제1 및 제2 교반블레이드가 스파이럴 형태로 이루어져 양단이 회전축의 둘레에 소정각도를 이루면서 지지되는 교반유닛; 챔버의 배수통로에 구비되는 냄새역류방지트랩;을 포함한다.
본 발명은, 제1 및 제2 교반블레이드가 교번적으로 메시 스크린을 전체적으로 비스듬히 긁어주면서 회전하기 때문에 음식물 쓰레기가 적재되어 있지 않고 활발하게 이송되면서 뒤섞이게 되어 교반효율이 매우 우수할 뿐 아니라 메시 스크린의 폐색우려도 효과적으로 억제되게 된다.

Description

싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치{Apparatus for food waste processing using microorganism}

본 발명은 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 싱크대에 직접 장착하여 음식물 쓰레기를 미생물을 이용하여 확실하게 액상으로 분해시켜서 하수로 바로 배출시킬 수 있음은 물론 원활한 교반작용으로 분해효율을 향상시킴과 더불어 메시 스크린의 막힘을 효과적으로 억제하여 원활한 배출을 보장할 수 있고, 이에 따라 별도의 수거와 매립 등의 불합리한 과정 없이도 음식물 쓰레기를 친환경적으로 안전하고 손쉽게 처리할 수 있도록 된 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치에 관한 것이다.

주지하다시피 가정이나 음식점 등에서는 매일 일정량의 음식물 쓰레기가 필연적으로 발생하게 되고, 이와 같이 발생된 음식물 쓰레기는 자체적으로 많은 수분을 함유하고 있기 때문에 폐기처리를 위한 대기 과정에서 부패현상과 함께 심한 악취를 발생하게 된다.

특히, 우리나라 음식문화의 특성상 음식물 쓰레기는 많은 수분과 더불어 염분 함유량도 상당히 높아 그대로 매립될 경우 침출수에 의한 토질오염과 지하수오염 등 심각한 환경오염을 유발하고, 방대한 매립부지를 필요로 할 뿐 아니라 소각도 어려워 그 처리의 심각성이 매우 높다.

이에 따라 음식물 쓰레기의 효율적 처리방안의 일환으로 음식물 쓰레기를 가축용 사료 또는 토양개선용 비료(퇴비) 등으로 재활용하는 방안이 활발히 추진되고 있기도 하나, 다량으로 함유된 염분으로 인해 실효성이 그다지 높지 않아 처리량이 미미한 실정이다.

따라서 음식물 쓰레기 처리의 주된 방법으로 매립과 소각이 여전히 많은 비중을 차지하고 있어 환경오염의 위험이 날로 증가하고 있음은 물론, 이러한 종래의 음식물 쓰레기의 처리방법은 그 처리과정상 필연적으로 수반되는 수거와 운반 및 저장에 따른 악취발생과 번잡함을 감수할 수밖에 없으며 대규모의 처리시설을 필요로 하는 문제도 안고 있었다.

한편, 이와 같은 전형적인 음식물 쓰레기 처리방법의 문제점을 해결하기 위한 방안으로 근래에는 예컨대 각 가정에서 발생된 음식물 쓰레기를 가열 건조시켜 배출할 수 있게 하는 음식물 건조기가 출현하고 있기도 한데, 이러한 음식물 건조기의 경우 건조시간이 대단히 오래 걸릴 뿐 아니라 전력소모량이 상당해 적절한 해결책이 될 수 없었다.

이에 따라 최근에는 가정 등에서 발생된 음식물 쓰레기를 호기성 미생물을 이용하여 간편하게 액상으로 분해시킴으로써 별도의 수거과정 없이 하수로 바로 배출시키는 형태의 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리기가 다수 제시되고 있으며, 그 일례로 한국 등록특허 10-1463574호를 들 수 있다.

이 기술은 음식물 쓰레기가 투입되어 교반되는 처리조의 상부에 싱크대의 개수대로부터 음식물쓰레기를 내려받는 입구통로가 구비되어 싱크대에 직접 연결되고, 처리조 하부에 설치된 타공망의 하측에 격벽타공망을 더 설치하여 2번에 걸쳐 음식물쓰레기를 소화시킴으로써 완전 분해를 도모함과 함께 처리조의 상부에서 하방으로 물을 분사하여 냄새 발생을 억제할 수 있도록 되어 있다.

그런데, 이러한 한국 등록특허 10-1463574호는 다음과 같은 여러 가지 문제점을 내포하고 있다.

첫째, 다수의 교반날개가 막대형으로 구성되어 교반축의 길이방향으로 이격되면서 상호 방사상으로 설치되기 때문에 교반 시 각 교반날개가 선형으로 회전되어 음식물 쓰레기의 교반작용이 원활하게 이루어지지 않을 뿐 아니라, 예컨대 콩나물이나 국수 또는 라면 등과 같이 가늘고 긴 음식물이 각 교반날개에 뒤엉키는 등 교반불량에 따른 분해효율 저하의 우려가 매우 높다.

이로 인해 음식물 쓰레기의 분해시간이 상당히 길어져 효율적인 처리가 곤란하고, 수시로 처리조의 내부를 청소해주어야 하는 불편도 따른다.

둘째, 연질의 음식물, 예를 들어 두부나 면류 또는 걸죽한 죽과 같은 음식물은 타공망의 구멍에 끼이기 쉬운데, 막대형의 교반날개가 단순히 선형으로만 회전하므로 고른 교반작용을 기대할 수 없어 타공망의 구멍에 낀 음식물의 배출이 용이하지 않음은 물론 미생물에 의한 분해도 쉽지 않다.

따라서 타공망이 폐색될 우려가 높고, 이 경우 음식물 쓰레기는 물론이고 처리조 내부에 분사된 물도 배수가 어려워 자칫 역류될 가능성도 배제하기 어렵다.

셋째, 싱크대의 개수대 하부에 연결되는 거름망수용체 둘레에 배출공을 형성하여 별도의 호스를 통해 하수관으로 설겆이 물을 배수하는 구성인 바, 처리조로부터의 악취 역류는 방지할 수 있으나 하수관으로부터 올라오는 악취는 차단할 수 없다.

이를 방지하기 위해 거름망수용체에도 냄새역류방지수단을 구비할 수 있겠으나, 이 경우 냄새역류수단을 2중으로 설치해야 하고 구조 또한 비교적 복잡해질 수밖에 없다.

한국 등록특허 10-1463574호

본 발명은 상술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 싱크대에 간편하게 설치할 수 있고, 음식물 쓰레기를 전체적으로 골고루 교반할 수 있으면서 음식물 쓰레기가 교반날개에 뒤엉키는 등의 교반불량현상을 최대한 억제함으로써 미생물에 의한 음식물 쓰레기의 분해효율 향상을 도모할 수 있는 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 음식물 쓰레기에 의한 메시 스크린의 폐색을 효과적으로 억제하여 신속하고 원활한 배수를 보장할 수 있는 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 별도의 호스 등을 구비하지 않고서도 싱크대에서 배출되는 물을 효과적으로 배수시킬 수 있으면서도 하수관 및 음식물 쓰레기 분해조로부터 역류하는 악취를 확실하게 차단시킬 수 있는 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 의한 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치는, 바닥이 메시 스크린(mesh screen)으로 이루어진 분해실과, 출구가 분해실의 하부와 연통하는 배수통로와, 분해실과 연통하는 음식물 투입구를 바닥에 개폐 가능하게 가지고 싱크볼 하부의 배출구에 결합되며 측면에 배수통로의 입구와 연결되는 배수구를 갖는 거름망하우징을 구비하는 챔버(chamber); 모터와, 이 모터의 회전축에 그 지름방향으로 간격을 두고 배치되는 제1 및 제2 교반블레이드(mixing blade)를 분해실에 구비하되, 제1 및 제2 교반블레이드가 스파이럴(spiral) 형태로 이루어져 양단이 회전축의 둘레에 소정각도를 이루면서 지지되는 교반유닛; 챔버의 배수통로에 구비되는 냄새역류방지트랩;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 분해실에 설치되어 메시 스크린을 향해 세정수를 분사하는 복수의 세척노즐을 더 포함하여, 미생물의 증식에 필요한 습도유지와 더불어 메시 스크린의 폐색을 확실하게 방지한다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 분해실의 수위를 감지하여 세척노즐의 작동을 제어하는 수위감지센서를 더 포함하여, 배수관의 막힘 발생으로 인한 역류를 효과적으로 방지한다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 음식물 투입구의 개폐여부를 감지하여 교반유닛의 구동을 제어하는 마개열림감지센서를 더 포함하여, 음식물 쓰레기 투입에 대한 사용상의 안전성을 담보한다.

이와 같은 본 발명에 의한 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치에 의하면, 거름망하우징을 통해 싱크대의 싱크볼 저부에 간편하게 설치할 수 있고, 제1 및 제2 교반블레이드가 스파이럴 형태로 이루어져 회전축의 둘레에 간격을 두고 지지되어 있으므로 음식물 쓰레기를 전체적으로 골고루 확실하게 교반할 수 있음은 물론 음식물 쓰레기가 종래와 같이 교반날개에 뒤엉키는 등의 교반불량현상을 최대한 억제할 수 있게 된다. 이에 따라 미생물에 의한 음식물 쓰레기의 분해효율 향상을 기대할 수 있다.

또한, 제1 및 제2 교반블레이드가 메시 스크린을 비스듬히 긁어주면서 회전하기 때문에 음식물 쓰레기가 적재되어 있지 않고 활발하게 이송되면서 뒤섞이게 되어 메시 스크린의 폐색우려도 효과적으로 억제될 뿐 아니라, 종래에 비해 신속하고 원활한 배수를 보장할 수 있게 된다.

또, 종래와 달리 배수통로가 챔버에 일체로 구비되어 있어 별도의 호스 등을 구비하지 않고서도 싱크대에서 배출되는 물을 효과적으로 배수시킬 수 있음은 물론이고, 이와 같이 배수되는 물이 분해실의 하부를 통해 배출되기 때문에 메시 스크린의 세정효과가 더욱 좋아지는 장점이 있다.

아울러 배수통로에 냄새역류방지트랩이 구비되어 있는 바, 분해실은 물론이고 하수관으로부터 역류하는 악취를 간단한 구성의 하나의 트랩으로 확실하게 차단시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치의 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치의 부분 절단 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치의 단면도,
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 취한 평단면도,
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 측단면도,
도 6은 도 4의 Ⅵ을 따라 취한 냄새역류방지트랩의 발췌 분해 사시도,
도 7은 도 6에 도시한 냄새역류방지트랩의 결합상태 단면도,
도 8은 본 발명에 의한 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치의 제1 및 제2 교반블레이드의 작동을 모식적으로 도시한 평면도,
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ선을 따라 취한 단면도,
도 10은 본 발명 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치의 세척노즐의 작동 메카니즘을 개략적으로 도시한 블록도,
도 11은 본 발명 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치의 경보 메카니즘을 개략적으로 도시한 블록도,
도 12는 본 발명에 의한 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치의 거름망의 바람직한 한 형태를 보인 측면도이다.
도 13은 거름망의 다른 실시예를 보인 사시도

이와 같은 본 발명에 의한 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도 1 내지 도 5에서, 본 발명에 의한 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치는, 싱크대의 싱크볼(S) 저부에 구비된 배수구(D)에 장착되어 발생된 음식물 쓰레기(W)를 미생물에 의해 소화 분해시키는 챔버(10)와, 이 챔버(10) 내에 투입된 음식물 쓰레기(W)를 골고를 섞어줌으로써 미생물에 의한 분해작용이 원활하게 진행되도록 촉진시키는 교반유닛(20)과, 챔버(10) 및 하수관(도지하지 않음)으로부터 악취가 실내로 역류하는 것을 차단하는 냄새역류방지트랩(30)와, 장치의 구동을 제어하기 위한 콘트롤러(50)를 포함하여 구성된다.

챔버(10)는 음식물 쓰레기(W)가 투입되어 분해되는 분해실(13)을 내부에 갖는 몸체(11)와, 이 몸체(11)의 개구된 상단에 결합되어 분해실(13)을 외부와 차폐시키는 탑커버(12)로 이루어진다. 챔버(10)의 몸체(11)는 원활한 배수를 위해서 도시된 바와 같이 그 하부가 적절히 경사지도록 구성되는 바람직하고, 이러한 몸체(11)의 하단부 측면에는 복수개의 배수구(11a)가 수평방향으로 구비된다.

여기서, 챔버(10) 몸체(11)의 배수구(11a)가 수평방향으로 설치되는 이유는 기 설치되어 있는 하수관과 싱크대간의 높이 제약으로 인해 배수호스(도시하지 않음)가 심하게 꺾이는 등의 설치상의 어려움과 배수불량을 방지하기 위함이다.

챔버(10)의 몸체(11)에는 싱크볼(S)로부터 배추되는 물을 하수관으로 유도하는 배수통로(14)가 일체로 구비된다. 배수통로(14)는 여러 가지 형태로 챔버(10)의 몸체(11)에 구비될 수 있으며, 예를 들어 도시된 바와 같이 분해실(13)의 일측에 격벽(11b)을 수직으로 설치함으로써 몸체(11) 내부에 일체로 구성할 수 있다. 격벽(11b)은 그 하단이 챔버(10) 몸체(11)의 바닥으로부터 적절히 이격됨으로써 배수통로(14)의 하단을 분해실(13)의 하부와 연통시킨다.

그리고 분해실(13)의 하부에는 투입된 음식물 쓰레기(W)는 받쳐주면서 분해된 액체는 외부로 배출되도록 소정크기의 다수의 통공(15a)들이 구비된 메시 스크린(15)이 구비된다. 이러한 메시 스크린(15)은 음식물 쓰레기(W)의 보다 원활한 교반을 위해 후술한 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)의 회전반경에 대응하는 곡률의 원호형으로 구성되는 바람직하다.

이에 따라 싱크볼(S)에서 배수된 물이 챔버(10)의 배수통로(14)를 통해 그 분해실(13)의 중간 하부로 유출되는 바, 별도의 수분을 공급하지 않더라도 분해실(13) 내의 미생물의 성장에 필요한 습도를 유지시킬 수 있음은 물론이고 분해실(13) 하부의 메시 스크린(15)을 청소해주는 부가적인 효과도 함께 도모할 수 있게 된다.

한편, 외부의 하수관이 막힐 경우 싱크볼(S)에서 배수된 물과 후술한 세척노즐(40)에서 분사된 세척수는 챔버(10)의 분해실(13)에 저수될 수밖에 없는데, 이 상태에서 배수와 세척이 계속 진행된다면 물이 싱크볼(S)로 역류할 수 있다. 따라서 본 발명은 챔버(10)의 분해실(13) 수위가 소정수위까지 저수될 경우, 이를 감지하여 그 신호를 콘트롤러(50)로 송출함으로써 세척노즐(40)에의 급수를 차단시킴과 동시에 경보를 발하는 수위감지센서(51)를 함께 구비한다.

챔버(10)의 탑커버(12) 상면에는 싱크볼(S)의 배수구(D)에 결합되어서 싱크볼(S)에 통상적으로 구비되는 거름망(M)을 내부에 수용하는 원통형의 거름망하우징(16)이 돌출되게 형성된다. 이를 위해 거름망하우징(16)의 내주에는 싱크볼(S)의 배수구(D)와 결합하기 위한 암나사(16a)가 형성될 수 있다.

그리고 거름망하우징(16)의 바닥, 즉 거름망하우징(16)을 구성하는 위치의 탑커버(12)에는 음식물 쓰레기(W)를 챔버(10) 몸체(11)의 분해실(13)로 투입하기 위한 투입구(17)가 형성된다. 이 거름망하우징(16)의 투입구(17)는 마개(18)에 의해 개폐 가능하게 차폐되는데, 교반유닛(20)의 작동중에 마개(18)를 열고 음식물 쓰레기(W)를 투입할 경우 자칫 회전하는 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)에 의해 부상을 입을 우려가 있다.

이에 따라 안전상 마개(18)가 열린 때에는 교반유닛(20)이 정지되는 것이 바람직한 바, 본 발명은 탑커버(12)에 투입구 마개(18)의 개폐여부를 감지하여 그 신호를 콘트롤러(40)로 송출함으로써 교반유닛(20)의 작동을 온/오프 시킴과 동시에 경보를 발하는 마개열림감지센서(52)를 함께 구비한다.

그리고 거름망하우징(16)의 외주 일측, 즉 챔버(10) 몸체(10)의 배수통로(14)에 대응하는 위치에는 싱크볼(S)에서 배수된 물을 몸체(11)의 배수통로(14)로 유도하는 배수덕트(19)가 돌출 형성되어 거름망하우징(16)의 내부와 연통한다.

따라서 본 발명은 싱크볼(S)에서 배출된 물이 거름망(M)을 통과하면서 그에 포함된 음식물 쓰레기(W)는 거름망(M)에 걸러지고 물은 배수덕트(19)와 배수통로(14)를 거쳐 분해실(13)의 하부로 유입된 뒤, 챔버(10)의 몸체(11) 하부 측면에 구비된 배수구(11a)를 통해서 하수관으로 배출되는 구조적 특징을 갖는다.

이는 종래와 달리 별도의 배수호스 구성을 배제시킬 수 있을 뿐 아니라 버려지는 물을 이용하여 분해실(13)의 메시 스크린(15)을 세척해주는 효과를 부여하게 되어 메시 스크린(15)의 통공(15a)이 막히는 현상도 효과적으로 억제하게 된다.

교반유닛(20)은 모터(21)와, 이 모터(21)에 의해 구동되는 회전축(22) 및 이 회전축(22)의 둘레에 지지되어 회전축(22)과 함께 회전하면서 챔버(10)의 분해실(13)에 투입된 음식물 쓰레기(W)를 골고루 섞어주는 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)로 구성된다.

회전축(22)은 챔버(10)의 몸체(11)를 수평방향으로 관통하도록 설치되어 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)와 함께 분해실(13) 내부에 위치하고, 모터(21)는 몸체(11)의 한쪽 외측면에 고정되어 커버(60)에 의해 보호된다.

제1 및 제2 블레이드(23)(24)는 본 발명의 특징에 따라 일정한 두께와 너비를 갖는 원호형의 띠상 몸체가 비틀어진 상태의 스파이럴 형태로 구성되고, 복수의 서포트암(support arm:25)에 의해서 회전축(22)의 둘레에 각각 그 지름방향으로 회전축(22)과 간격을 두고 고정된다. 이에 따라 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)는 도 5에서 보는 바와 같이 축방향에서 보아 각각의 양단이 일정각도, 예컨대 약 90도 정도 어긋난 상태로 서포트암(25)에 의해 회전축(22)에 지지되며, 상호간에는 대칭적으로 마주보는 형태를 취한다.

그러나 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이 지름방향에서 볼 때는 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)가 대향하지 않고 축방향으로 일정간격만큼 이격되어 어긋나게 되는데, 이는 아래에서 후술한 바와 같이 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)에 의해 음식물 쓰레기(W)가 분해실(13)의 중간부분으로 모아지면서 교반되기 때문에 전체적으로 보다 균일한 교반을 추구하기 위함이다.

물론, 지름방향에서 볼 때도 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)가 대칭적으로 마주보아도 무방하며, 본 발명의 작용효과에는 별다른 지장을 초래하지 않는다.

이와 같은 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)는 스파이럴 형태로 이루어지는 바, 도 8 및 도 9에 모식적으로 도시한 바와 같이 회전축(22)의 지름방향으로 볼 때, 그 양단이 일정한 각도로 경사져서 각각 분해실(13)의 중간부분으로 향해 기울어지는 형태를 취하게 된다. 이에 따라 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)는 모터(21)에 의해 회전될 때, 그 길이방향의 바깥쪽 끝단부부터 메시 스크린(15)에 접하면서(①포지션) 점진적으로 전부분이 접하게 되므로(②③포지션) 분해실(13)의 메시 스크린(15) 상에 놓인 음식물 쓰레기(W) 전부가 도 9에 도시한 바와 같이 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)에 의해 쓸려서 원주방향으로 이송됨과 동시에 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)의 스파이럴 경사도를 따라 분해실(13)의 중간부분 쪽으로도 이동된다.

이 때, 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)에 쓸려서 이송되는 음식물 쓰레기(W) 중 일부는 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)가 일정너비로 구성되어 회전축(22)과 간격을 두고 배치되어 있기 때문에 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)를 타고 넘어가면서 뒤섞이게 되고((②③포지션), 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)가 메시 스크린(15) 영역을 벗어나는 위치(③포지션)에 도달하면 제1 및 제2 교반블레이드에 쓸려 이송된 음식물 쓰레기(W)가 점진적으로 비틀리면서 메시 스크린(15)의 바닥을 향해 낙하되어 뒤섞이게 된다.

이러한 동작은 회전축(22)을 중심으로 대향되게 배치된 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)에 의해 교번적으로 이루어지는 바, 음식물 쓰레기(W)를 분해실(13) 전체적으로 매우 골고루 교반시킬 수 있음은 물론 종래와 달리 음식물 쓰레기(W)의 일부가 교반되지 않고 부분적으로 적체되어 있는 등의 불합리한 현상이 야기되지 않는다.

따라서 전 부분에서 미생물의 증식과 분해 활동이 활발하게 진행될 수 있고, 특히 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)가 메시 스크린(15)의 바닥을 비스듬히 말끔하게 긁어주면서 음식물 쓰레기(W)를 이송 및 섞어주므로 음식물 쓰레기(W)의 형태와 종류에 관계없이 음식물 쓰레기(W)가 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)에 뒤엉키지 않고 원활하게 교반될 뿐 아니라 메시 스크린(15)의 통공(15a)에 적절한 압력이 작용하게 되어 메시 스크린(15)의 통공(15a)을 통한 배출도 매우 원활하게 이루어지고, 통공(15a)에 음식물 쓰레기(W)가 끼이거나 막히는 현상도 거의 발생되지 않는다.

한편, 이러한 본 발명의 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)는 도 9에 도시한 바와 같이 분해실(13)의 메시 스크린(15)과의 간극(d)이 매우 중요한데, 너무 가까우면 회전중에 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)가 메시 스크린(15)에 부딪쳐 소음발생과 마모가 심할 수 있고, 너무 떨어지면 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)가 음식물 쓰레기(W)를 확실하게 긁어주면서 이송시키지 못해 교반효율이 저하될 수 있다.

본 발명자의 실험에 의하면 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)와 메시 스크린(15) 간의 간극(d)은 약 0.5 ~ 3㎜, 바람직하기로는 1㎜ 내외가 적당한 것으로 관측되었다.

여기서, 본 발명의 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)를 회전축(22)을 중심으로 대향하는 2개로 구성한 이유는 음식물 쓰레기(W)가 한쪽으로 치우치지 않고 전체적으로 고르게 교반될 수 있도록 하기 위함이다.

즉, 단일 교반블레이드(23 또는 24)로 이루어질 경우 교반블레이드(23 또는 24)의 스파이럴 경사각에 의해 음식물 쓰레기(W)가 어느 한쪽으로 몰리게 되면서 균일한 교반이 어렵게 되고, 통상의 스크류(screw) 형태로 구성할 경우에는 음식물 쓰레기(W)가 한쪽으로 몰릴 뿐 아니라 가압작용이 발생하여 교반효율이 더욱 저하되고 메시 스크린(15)의 폐색우려가 대단히 높아질 수 있기 때문에 위에서 설명한 바와 같이 일정각도를 갖는 2개의 스파이럴 형태 블레이드로 구성하는 것이다.

냄새역류방지트랩(30)은 여러 가지 형태로 구성될 수 있는데, 본 발명은 예를 들어 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 챔버(10) 몸체(11)의 배수통로(14)에 구비되는 저수조(31)과, 이 저수조(31)에 수용되도록 거름망하우징(16)의 배수덕트(19)에 형성되어 통상의 U관 형태의 수로를 형성해주는 한쌍의 트랩탭(trap tab:32)으로 구성된다.

저수조(31)는 몸체(11)의 배수통로(14) 상단부에 형성되는 대략 U자 형태의 칸막이(33)에 의해 배수통로(14)에 형성되며, 칸막이(33)의 양쪽 상단은 물이 배수통로(14) 쪽으로 월류할 수 있도록 배수통로(14)의 상단보다 일정높이 낮은 구성을 갖는다.

한 쌍의 트랩탭(32)은 거름망하우징(16)의 배수덕트(19) 출구 양측 하단에서 상호 대향하도록 하방으로 일정길이 연장되어 저수조(31)의 바닥과 일정높이만큼씩 이격된다.

이에 따라 싱크볼(S)에서 배출된 물이 거름망하우징(16)의 배수덕트(19)을 통해 저수조(31)로 채운 뒤 그 상단을 월류하여 챔버(10)의 배수통로(14)로 배수되는 바, 분해실(13)과 하수관의 악취는 냄새역류방지트랩(30)의 저수조(31)에 채워진 물에 의해 확실하게 차단될 수 있다.

한편, 본 발명은 바람직하기로 도 5에 도시된 바와 같이 챔버(10)의 분해실(13) 내에서 메시 스크린(15)을 향해 세척수를 분사하는 복수의 세척노즐(40)을 함께 구비한다.

이러한 세척노즐(40)은 메시 스크린(15)의 폐색을 효과적으로 방지함과 동시에 동절기 등에도 미생물의 증식에 알맞은 온도의 세척수를 분사함으로써 미생물의 소멸을 차단한다.

이를 위해 본 발명의 세척노즐(40)은 도 10에 도시한 바와 같이, 외부의 급수원으로부터 공급되는 세척수를 개폐하는 메인밸브(V)와 세척노즐(40) 사이에 온도센서(41)와, 히터(42) 및 솔레노이드밸브(43)를 순차적으로 구비하여 콘트롤러(50)로 제어함으로써 날씨에 관계없이 상시 미생물의 증식에 알맞은 온도의 세척수를 공급하게 된다.

즉, 메인밸브(V)를 통해 급수된 세척수의 온도를 측정한 결과 미생물의 증식에 필요한 온도보다 낮은 경우 히터(42)를 가동시켜 세척수를 적정온도로 가온시킨 뒤 솔레노이드밸브(43)를 개방하여 세척노즐(40)에 공급하는 것이다.

콘트롤러(50)는 본 발명 장치를 자동으로 제어하기 위한 제어프로그램을 내장하고, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이 각 센서(41, 51, 52)와 히터(42), 밸브(43) 및 모터(21) 등과 회로적으로 연결되어서 각종 운전상황에 따라 필요한 조치를 자동으로 수행하게 된다.

또, 장치의 운전 중 발생되는 위험상황을 알릴 수 있도록 경보수단(53)을 함께 구비하여 사용자에게 이를 알려 안전사고를 미연에 방지할 수 있게 한다.

경보수단(53)은 여러 가지 형태의 것들이 채택될 수 있는데, 예를 들어 도시된 바와 같이 경보램프(53a) 또는 경보버저(53b)로 이루어지거나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.

이에 따라 분해실(13)의 투입구(17) 마개(18)가 열려 있는 경우 교반유닛(20)의 모터(21)를 정지시킴과 동시에 경보를 발하여 알리거나, 하수관이 막혀 분해실(13)에 물이 일정수위 이상 저수된 경우 세척노즐(40)의 작동을 정지시킴과 함께 경보를 발하여 위험상황임을 확실하게 알릴 수 있게 된다.

한편, 거름망(M)에 걸러진 음식물 쓰레기(W)를 챔버(10)의 분해실(13)에 투입하기 위해서는 먼저 거름망(M)을 그 하우징(16)으로부터 빼낸 후, 거름하우징(16)의 바닥에 있는 마개(18)를 열어 투입구(17)를 개방시켜야 하는 바, 다소 번잡하고 오물이 묻어 있는 마개(18)를 직접 손으로 파지하기를 꺼릴 수도 있다.

이에 따라 도 12에 개략적으로 도시한 바와 같이, 거름망(M)의 저면에 투입구(17)의 마개(18)를 일체적으로 부착하여 거름망(M)을 그 하우징(16)으로부터 분리하면 분해실(13)의 투입구(17)가 동시에 개방되도록 할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치는, 거름망하우징(16)을 통해 싱크대의 싱크볼(S) 저부에 간편하게 설치할 수 있고, 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)가 스파이럴 형태로 이루어져서 회전축(22)의 둘레에 간격을 두고 지지되어 있으므로 음식물 쓰레기(W)를 전체적으로 골고루 확실하게 교반할 수 있음은 물론이고 음식물 쓰레기(W)가 종래와 같이 교반날개에 뒤엉키는 등의 교반불량현상을 최대한 억제할 수 있게 된다. 이에 따라 미생물에 의한 음식물 쓰레기의 분해효율 향상을 기대할 수 있다.

또한, 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)가 메시 스크린(15)의 바닥을 전체적으로 비스듬히 긁어주면서 회전하기 때문에 음식물 쓰레기(W)가 적재되어 있지 않고 활발하게 이송되면서 뒤섞이게 되어 메시 스크린(15)의 폐색우려도 효과적으로 억제될 뿐 아니라 종래에 비해 신속하고 원활한 배수를 보장할 수 있게 된다.

또, 종래와 달리 배수통로(14)가 챔버(10)에 일체로 구비되어 있어 별도의 호스 등을 구비하지 않고서도 싱크대에서 배출되는 물을 효과적으로 배수시킬 수 있음은 물론이고, 이와 같이 배수되는 물이 분해실(13)의 하부를 통해 배출되기 때문에 메시 스크린(15)의 세정효과가 더욱 좋아지는 장점이 있다.

아울러 배수통로(14)에 냄새역류방지트랩(30)이 구비되어 있는 바, 분해실(13)은 물론이고 하수관으로부터 역류하는 악취를 간단한 구성의 하나의 트랩으로 확실하게 차단시킬 수 있다.

도 13은 거름망(M)의 다른 실시예를 보인 사시도로써, 원통형 거름망(M)의 둘레에는 배수홀(74)들이 등간격으로 형성되어 있고, 거름망(M)의 바닥면(71)에는 거름망(M)에 투입된 음식물이 하측으로 낙하되도록 120°의 부채꼴 형상을 갖는 음식물낙하구(72)가 형성되어 있다.

거름망(M)의 바닥면(71) 중앙에는 결합축(73)이 형성되어 있고, 이 결합축(73)에는 회동보스(75)가 회동 가능하게 끼워져 있으며, 이 회동보스(75)에는 한쌍의 작동판(76)이 형성되어 있다. 작동판(76)들은 내측 단부가 회동보스(75)에 일체로 형성되어 있고, 타측 단부가 거름망의 내주면에 밀착되어 있다.

회동보스의 하단부와 작동판(76)의 하단부에는 부채꼴 형태의 개폐판(77)이 일체로 형성되어 있다. 따라서, 작업자가 작동판(76)을 잡고 결합축(73)을 중심으로 회동시키면 개폐판(77)이 결합축(73)을 중심으로 회전되면서 거름망의 음식물낙하구(72)를 개폐시키게 된다.

이러한 본 발명의 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치는, 음식물을 작동판(76)들과 개폐판(77) 사이의 공간에 투입시킨 후 작동판(76)을 회전시키면 음식물에 포함된 수분은 거름망의 배수홀(74)을 통해 거름망(M) 외측으로 배출되고, 수분이 배출된 음식물 쓰레기는 음식물낙하구(72)를 통해 거름망(M) 하측으로 배출된다.

또한, 작업자가 작동판(76)을 회전시키면 작동판(76)의 외측 단부가 거름망(M)의 배수홀(74)을 훌트면서 회전되므로 배수홀(74)에 끼인 음식물 쓰레기를 빼내는 역할을 수행한다.

한편, 회전축(22)은 금속재로 이루어질 수 있으며, 이 금속재의 회전축(22) 둘레에는 표면의 부식현상을 방지시키기 위해 부식방지도포층이 도포될 수 있으며, 부식현상을 방지하기 위한 본 발명에 따른 금속재의 표면 도포재료는 벤조트리아졸 35중량%, 보론 5중량%, CMC(Carboxy Methyl Cellulose) 5중량%, 지르코늄 5중량%, 티타늄 5중량%, 산화알루미늄(Al₂O₃) 45중량%로 구성된다.

벤조트리아졸은 부식방지 및 변색방지 등의 목적으로 첨가되며, 보론은 탈산제 등의 역할을 한다.

CMC(Carboxy Methyl Cellulose)는 흡수성이 큰 백색 또는 미백색의 분말로서 물에 용이하게 녹아 점성을 나타내며, 피막을 형성하고 분산제 등의 역할을 한다.

지르코늄은 내마모성 및 내부식성 등을 높이는 역할을 하며, 티타늄은 내부식성이 있는 전이 금속원소로 뛰어난 방수성, 내식성 등을 갖도록 배합한다.

산화알루미늄은 내화도 및 화학적 안정성 등을 목적으로 첨가된다.

상기 구성 성분의 비율을 상기와 같이 수치한정한 이유는, 본 발명자가 수차례시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 부식방지 효과를 나타내었다.

또한, 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24)의 표면에는 오염물질의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있도록 오염 방지 도포용 조성물이 도포된 오염방지도포층이 형성될 수 있다. 상기 오염 방지 도포용 조성물은 수산화나트륨 및 알킬 베타인이 포함되어 있고, 수산화나트륨 및 알킬 베타인의 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~ 10 중량%이다.

상기 수산화나트륨 및 알킬 베타인은 전제 조성물 수용액중 1 ~ 10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 기재의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기 쉽다.

한편, 본 오염 방지 도포용 조성물을 제1 및 제2 교반블레이드(23)(24) 상에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기재 상의 최종 도포막 두께는 500 ~ 2000Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1000~2000 Å이다. 상기 도포막의 두께가 500 Å미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2000 Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.

그리고, 챔버(10)의 둘레에는 호흡기계 질환치료 등의 기능을 가진 방향제 물질이 코팅될 수 있으며, 이에 따라 사용자의 피로회복, 건강증진 등의 효과를 꾀할 수 있다.

한편, 방향제 물질에는 기능성 오일이 혼합될 수 있으며, 그 혼합비율은 방향제 95~97중량%에 기능성 오일 3~5중량%가 혼합되며, 기능성 오일은, 헬리크라이섬 오일(Helichrysum oil) 50중량%, 패치올리 오일(Patchouli oil) 50중량%로 이루어진다.

여기서 기능성 오일은 방향제에 대해 3~5중량%가 혼합되는 것이 바람직하다. 기능성 오일의 혼합비율이 3중량% 미만이면, 그 효과가 미미하며, 기능성 오일의 혼합비율이 3~5중량%를 초과하면 그 기능이 크게 향상되지 않는 반면에 제조 단가는 크게 증가된다.

기능성 오일 중 헬리크라이섬 오일(helichrysum oil)은 주 화학요소로는 nerol, geraniol, linalol 등을 들 수 있으며 항균, 항박테리아, 방부, 항알러지, 항염 등에 좋은 효과가 있다.

패치올리 오일(Patchouli oil)오일은 주 화학성분으로는 patchoulene, eugenol, carvone 등을 들 수 있으며 살균, 방부, 항울, 피부 염증 치료 등에 작용효과가 우수하다.

이러한 기능성 오일이 챔버(10)의 둘레에 코팅됨에 따라, 사용자의 피로회복, 건강증진 등에 기여하는 역할을 한다.

또한, 몸체(11)는 금속재로 이루어질 수 있고, 이러한 금속재의 몸체(11)의 내측면에는 부식방지 및 내오염성 향상용 피복 조성물로 이루어진 표면보호층이 도포될 수 있다.

이러한 피복 조성물은 레조르시놀 디글리시딜에테르(Resorcinol diglycidyl ether) 70중량% 및 프로판올아민 (Propanol amine) 25중량%를 혼합하여 제조한 수용해성 수지 조성물에, 5중량%의 헥사메틸레이티드-헥사메틸롤 멜라민(Hexamethylated-hexamethylol melamine)을 부가하여서 구성된다.

본 발명에서는 레조르시놀 디글리시딜에테르의 우수한 내화학성, 치수 안정성 등의 특성과 프로판올아민의 내부식성 등의 특성 및 멜라민 유도체의 우수한 윤활특성 등을 활용하여 보다 친환경적인 몸체(11)의 부식방지를 위한 피복을 형성할 수 있다.

이러한 부식 방지용 피복 조성물을 도포하는 방법은 몸체(11)의 내측면에 건조 도막 두께가 10~30㎛가 되도록 도포되는 것이 바람직하다.

건조 도막 두께가 10㎛ 미만이면 수명이 짧아질 수 있고, 30㎛를 초과하는 경우에는 기능상 문제점은 없으나, 경제적 이점이 감소한다.

또한 부직 방지용 피복 조성물이 도포된 몸체(11)는 10~30분 동안 공기 건조시킨 후 100~200℃, 바람직하게는 150~180℃에서 10~50분 동안 경화하여 비점착성이고 광택이 우수한 도막을 얻는 것이 가능하다.

10: 챔버 11 : 몸체
12: 탑커머 13 : 분해실
14 : 배수통로 15 ; 메시 스크린
16 : 거름망하우징 17 : 투입구
18 : 마개 19 : 배수덕트
20 : 교반유닛 21 : 모터
22 : 회전축 23, 24 ; 제1 및 제2 교반블레이드
30 : 냄새역류방지트랩 31 : 저수조
32 : 트랩탭 40 : 세척노즐
41 : 온도센서 42 : 히터
43 : 솔레노이드밸브 50 : 콘트롤러
51 : 수위감지센서 52 : 마개열림감지센서
53 : 경보수단 S : 싱크볼
M : 거름망 71 : 바닥면
72 : 음식물낙하구 73 : 결합축
74 : 배수홀 75 : 회동보스
76 : 작동판 77 : 개폐판

Claims (4)

1. 바닥이 메시 스크린으로 이루어진 분해실과, 출구가 상기 분해실의 하부와 연통하는 배수통로와, 상기 분해실과 연통하는 음식물 투입구를 바닥에 개폐 가능하게 가지고 싱크볼 하부의 배출구에 결합되며 측면에 상기 배수통로의 입구와 연결되는 배수구를 갖는 거름망하우징을 구비하는 챔버;
   모터와, 상기 모터의 회전축에 그 지름방향으로 간격을 두고 배치되는 제1 및 제2 교반블레이드를 상기 분해실에 구비하되, 상기 제1 및 제2 교반블레이드가 스파이럴 형태로 이루어져 양단이 상기 회전축의 둘레에 소정각도를 이루면서 지지되는 교반유닛;
   상기 챔버의 배수통로에 구비되는 냄새역류방지트랩을 포함하고;
   상기 분해실에 설치되어 상기 메시 스크린을 향해 세정수를 분사하는 복수의 세척노즐을 더 포함하며;
   상기 분해실의 수위를 감지하여 상기 세척노즐의 작동을 제어하는 수위감지센서를 더 포함하고;
   상기 음식물 투입구의 개폐여부를 감지하여 상기 교반유닛의 구동을 제어하는 마개열림감지센서를 더 포함하며;
   상기 챔버는 음식물 쓰레기가 투입되어 분해되는 상기 분해실을 내부에 갖는 몸체와, 상기 몸체의 개구된 상단에 결합되어 상기 분해실을 외부와 차폐시키는 탑커버로 이루어지고, 상기 몸체는 하부가 경사지도록 구성되며, 상기 몸체의 하단부 측면에는 복수개의 상기 배수구가 수평방향으로 구비되고, 상기 배수통로는 상기 분해실의 일측에 격벽을 수직으로 설치함으로써 상기 몸체 내부에 일체로 구성되며, 상기 격벽은 하단이 상기 몸체의 바닥으로부터 이격됨으로써 상기 배수통로의 하단을 상기 분해실의 하부와 연통시키고, 상기 싱크볼에서 배수된 물이 상기 챔버의 상기 배수통로를 통해 상기 분해실의 공간 하부로 유출되므로 별도의 수분을 공급하지 않더라도 상기 분해실 내의 미생물의 성장에 필요한 습도를 유지시킬 수 있고 상기 분해실 하부의 상기 메시 스크린을 청소해 주도록 구비되며;
   상기 몸체의 상기 배수통로에 대응하는 위치에는 상기 싱크볼에서 배수된 물을 상기 배수통로로 유도하는 배수덕트가 돌출 형성되어 상기 거름망하우징의 내부와 연통하고;
   상기 제1 및 제2 교반블레이드는 상기 회전축의 지름방향으로 볼때 양단이 일정한 각도로 경사져서 각각 상기 분해실의 중간부분으로 향해 기울어지는 형태를 취하며, 상기 모터에 의해 회전될 때 상기 제1 및 제2 교반블레이드의 바깥쪽 끝단부터 상기 메시 스크린에 접하면서 점짐적으로 전부분이 접하게 되므로 상기 분해실의 상기 메시 스크린 상에 놓인 음식물 쓰레기 전부가 상기 제1 및 제2 교반블레이드에 의해 쓸려서 원주방향으로 이송됨과 동시에 상기 제1 및 제2 교반블레이드의 스파이럴 경사도를 따라 상기 분해실의 중간부분 쪽으로도 이동되도록 구비되고;
   상기 제1 및 제2 교반블레이드와 상기 메시 스크린 간의 간극은 0.5~3mm 이며;
   상기 냄새역류방지트랩은, 상기 몸체의 상기 배수통로에 구비되는 저수조와, 상기 저수조에 수용되도록 상기 거름망하우징의 상기 배수덕트에 형성되어 U관 형태의 수로를 형성해 주는 한쌍의 트랩탭으로 구성되고;
   상기 세척노즐은, 외부의 급수원으로부터 공급되는 세척수를 개폐하는 메인밸브와 상기 세척노즐 사이에 온도센서와, 히터 및 솔레노이드밸브를 순차적으로 구비하여 콘트롤러를 제어함으로써 미생물의 증식에 알맞는 온도의 세척수를 공급하며, 상기 메인밸브를 통해 급수된 세척수의 온도를 측정한 결과 미생물의 증식에 필요한 온도보다 낮은 경우 상기 히터를 가동시켜 세척수를 일정한 온도로 가온시킨 뒤 상기 솔레노이드밸브를 개방하여 상기 세척노즐에 공급하도록 구비되고;
   원통형 거름망의 둘레에는 배수홀들이 등간격으로 형성되어 있고, 상기 거름망의 바닥면에는 상기 거름망에 투입된 음식물이 하측으로 낙하되도록 120°의 부채꼴 형상을 갖는 음식물낙하구가 형성되어 있으며,
   상기 거름망의 바닥면 중앙에는 결합축이 형성되어 있고, 상기 결합축에는 회동보스가 회동 가능하게 끼워져 있으며, 상기 회동보스에는 한쌍의 작동판이 형성되어 있고, 상기 작동판들은 내측 단부가 상기 회동보스에 일체로 형성되어 있으며, 상기 작동판의 타측 단부가 상기 거름망의 내주면에 밀착되어 있고, 상기 회동보스의 하단부와 상기 작동판의 하단부에는 부채꼴 형태의 개폐판이 일체로 형성되어 있어, 작업자가 상기 작동판을 잡고 상기 결합축을 중심으로 회동시키면 상기 개폐판이 상기 결합축을 중심으로 회전되면서 상기 거름망의 상기 음식물낙하구를 개폐시키도록 구비된 것을 특징으로 하는 싱크대용 미생물을 이용한 음식물 쓰레기 처리장치.
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