KR0148112B1 - 혐기 발효조의 무동력 교반방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가축의 분뇨등을 처리하기 위해 사용되는 혐기 발효조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발효 과정주에 발생하는 가스의 힘을 이용하여 발효조내의 내용물을 교반할 수 있는 혐기 발효조의 무동력 교반방법 및 교반장치에 관한 것이다. 본 발명은 발효조내의 내용물 발효과정에서 생성되는 가스를 발효가스 포집통에 축적한 후 상기 포집통내의 가스압력이 높아졌을 때 축적된 고압의 가스를 포집통으로부터 발효조를 통해 외부로 방출시킴에 따라 발효조내의 내용물이 분사되는 가스 압력에 의해 교반되게 하는 것을 특징으로 하는 혐기 발효조의 무동력 교반 방법을 제공하며, 내용물을 발효시키는 발효조와, 상기 발효조에 상,하 순환관으로 연결되어 발효시 생성되는 가스를 고압으로 저장하는 발효가스 포집통과, 상기 발효조에 설치되어 가스를 외부로 배출시키는 배출관과, 상기 순환관 및 배출관에 설치되어 가스의 흐름을 개폐하여 주는 밸브와, 상기 발효조내에 설치되고 포집통내의 고압가스를 발효조내로 분사시켜 내용물을 교반하여 주는 분사노즐로 구성된 혐기 발효조의 무동력 교반장치를 제공한다.

Description

혐기 발효조의 무동력 교반방법 및 그 장치

첨부된 도면은 본 발명의 장치를 나타낸 구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:발효조 2:포집통

5:분사노즐 6, 7, 9:밸브

본 발명은 가축의 분뇨등을 처리하기 위해 사용되는 혐기 발효조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발효 과정중에 발생하는 가스의 힘을 이용하여 발효조내의 내용물을 교반할 수 있는 혐기 발효조의 무동력 교반방법 및 교반장치에 관한 것이다.

일반적으로 혐기발효조(이하 발효조라함)는 소나 돼지 또는 닭과 같은 가축의 분뇨를 분해하여 처리하는 장치로서, 발효조는 외부에 노출되지 않게 말봉되어 있고 미생물에 의해 발효조내의 유기물이 분해되는 과정에서 가스가 발생하게 되며, 발생된 가스는 외부로 방출시키는 구조로 되어 있다.

또한 발효조의 내부를 일정한 온도로 유지시키면서 내부의 내용물을 계속 주기적으로 교반시켜 주어야 양호한 발효 효율을 얻을 수 있게되며, 발효조내의 온도를 일정하게 유지시키기 위해 통상 보일러가 사용되고 내부의 내용물을 교반시키기 위해서는 프로펠러와 같은 기계적 장치가 사용된다. 그러나 상기와 같은 종래의 발효조는 내용물의 교반을 위해 프로펠러와 같은 기계적 장치가 필요하여 발효조의 구조가 복잡해지고, 별도의 동력이 사용됨에 따라 에너지의 소비가 증가함은 물론 발효조의 운영비가 많이 소요된다. 본 발명의 목적은 별도의 동력을 사용하지 않고 발효시 생성되는 가스의 압력을 이용하여 발효조내의 내용물을 교반하는 방법과 이 방법을 수행하기에 적합한 교반장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라 발효조내의 내용물 발효과정에서 생성되는 가스를 발효조의 일측에 설치된 발효가스 포집통에 축적한 후 상기 포집통내의 가스압력이 높아졌을 때 축적된 고압의 가스를 포집통으로부터 발효조를 통해 외부로 방출시킴에 따라 발효조내의 내용물이 분사되는 가스 압력에 의해 교반하게 하는 혐기 발효조의 무동력 교반방법이 제공된다.

또한 본 발명에 따라 내용물을 발효시키는 발효조와, 상기 발효조에 가스 순환관으로 연결되어 발효시 생성되는 가스를 고압으로 저장하는 발효가스 포집통과, 상기 가스 순환관에 설치되어 가스의 흐름을 개폐하여 주는 밸브와, 상기 발효조내에 설치되어 포집통내의 고압가스를 발효조내로 분사시켜 주는 분사노즐로 구성된 혐기 발효조의 무동력 교반장치가 제공된다.

본 발명의 실시예를 첨부된 도면과 관련하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면은 본 발명에 따른 혐기 발효조의 무동력 교반장치를 나타낸 구성도로서, 가축의 분뇨와 같은 내용물을 발효시키는 발효조(1)의 일측에 상기 발효조내의 내용물이 발효할 때 생성되는 가스를 포집하여 저장하는 포집통(2)이 설치되어 있고 발효조와 포집통사이에는 발효조의 가스가 포집통으로 순환되는 통로인 상부 순환관(3)과 저장된 가스를 발효조로 순환시키는 통로인 하부 순환관(4)이 설치되어 있으며, 상기 발효조내에는 하부 순환관과 연결된 분사노즐(5)이 설치되어 있다.

상기 상부 순환관(3)에는 발효조내의 가스가 포집통으로 유입되는 것을 허용하면서 포집통내의 가스가 발효조로 역류하는 것을 방지하는 일방향 밸브(6)가 설치되어 있고 하부 순환관(4)에는 밸브(7)가 설치되어 있다.

또 발효조(1)에는 포집된 고압의 가스를 배출하기 위한 배출관(8)과 밸브(9)가 설치되어 있으며, 발효조내의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 보일러(10)와 내용물을 발효조내로 투입하기 위한 공급통(11)이 설치되어 있다. 따라서, 발효조(1)에 가축 분뇨와 같은 내용물을 투입한 상태에서 보일러를 가동시키면 발효조의 내부가 일정 온도로 유지되면서 내용물이 잘 발효되고 발효의 진행에 따라 생성되는 가스는 상부 순환관(3)을 통해 포집통으로 이동되어 포집통에 축적된다.

한편, 발효 가스의 생성에 따라 내부 압력이 설정된 기압보다 높아지면 배출관(8)에 설치된 밸브(9)가 열리면서 가스가 외부로 조금씩 배출되어 발효조와 포집통내의 압력은 외부 기압보다는 높은 수준의 일정 기압으로 유지된다.

상기와 같은 상태에서 교반시간이 되면 배출관(8)에 설치된 밸브(9)가 완전히 열리면서 발효조내의 가스가 배출관을 통해 외부로 빠져나가 발효조내의 압력은 외부 압력과 같게되며, 이때에도 포집통(2)의 내부 공간은 밸브(6)(7)에 의해 발효조와 차단된 상태에 있으므로 계속 압력이 높은 상태를 유지하게 된다.

따라서, 하부 순환관(4)에 설치된 밸브(7)가 열리면 포집통내의 고압가스가 발효조를 거쳐 외부로 방출되는데, 상기와 같은 과정에서 고압의 가스는 발효조 하부에 설치된 분사노즐(5)을 통해 강하게 분사되고 분사되는 압력에 의해 발효조내의 내용물이 교반된다.

이와 같은 교반작동은 포집통내의 압력이 외부 압력과 같아질 때 까지 계속되며, 가스의 방출이 끝나면 모든 밸브는 잠기고 다시 가스의 축적이 시작된다.

또한, 상기와 같은 밸브의 개폐작동은 센서 및 구동회로로 이루어진 콘트롤러(도시는 생략함)에 의해 자동으로 제어된다.

상기와 같은 본 발반방법과 기계적 교반방법을 비교하기 위해 수차례 실혐을 하여본 결과 본 발명에 따른 방법과 종래 방법은 발효조내에서 생성되는 가스의 양에서 전혀 차이가 없었고 본 발명의 방법이 오히려 약간 가스의 발생량이 많았으며, 프로펠러와 같은 기계적 장치가 삭제되어 고장의 염려가 없고 유지비가 저렴해지는 등의 잇점이 확인되었다.

[실시예]

발효조로서 내용량1톤 규모의 폴리에틸렌 용기를 사용하고 포집통으로는 탄력성이 우수한 드럼통을 사용하였다. 복수개의 밸브중에서 상부 순환관에는 기계식의 일방향 밸브를 사용하였고 하부순환관과 배출관에는 콘트롤러에 의해 작동하는 전기식의 솔레노이드 밸브를 사용하였다.

교반시간은 1일 4회로 설정하였으며, 교반에 필요한 발효조의 최소 압력은 1.12기압으로 나타났다.

상기와 같이 축적된 가스를 이용하여 내용물을 교반하여 본 결과 기계적 교반방법에 비해 교반효과가 뒤떨어지지 않았으며, 1년 이상 발효조를 운영하여 본 결과 발효조 내부를 전혀 열어볼 필요가 없었고 에너지의 30%이상을 절약할 수 있었다.

Claims (3)

1. 발효조 내의 내용물 발효과정에서 생성되는 가스를 발효가스 포집통에 축적한 후 상기 포집통 내의 가스압력이 높아졌을 때 축적된 고압의 가스를 포집통으로부터 발효조를 통해 외부로 방출시킴에 따라 발효조내의 내용물이 분사되는 가스압력에 의해 교반되게 하는 것을 특징으로 하는 혐기 발효조의 무동력 교반방법
2. 내용물을 발효시키는 발효조와, 상기 발효조에 상부 순환관으로 연결되어 발효시 생성되는 가스를 고압으로 저장하는 발효가스 포집통과 상기 발효가스 포집통과 발효조 사이에 설치되어 발효가스 포집통에 포집된 고압의 가스를 발효조로 공급해주는 하부순환관과, 상기 발효조내에 설치되고 하부순환관의 끝단에 고정되어 하부순환관으로 공급되는 고압의 가스를 발효조 내로 분사시키는 분사노즐과, 상기 발효조에 설치되어 발효조 내의 가스를 외부로 배출시키는 배출관과, 상기 각 순환관과 배출관에 설치되어 가스유로를 개폐하여 주는 밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 혐기 발효조의 무동력 교반장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 상부 순환관에 설치된 밸브는 일방향 밸브이고 하부순환관 및 배출관에 설치된 밸브는 솔레노이드 밸브인 혐기 발효조의 무동력 교반장치.