KR0184018B1 - 분뇨 호기발효촉진장치 및 발효시스템 그리고 이것을 이용한 퇴비 - Google Patents

분뇨 호기발효촉진장치 및 발효시스템 그리고 이것을 이용한 퇴비 Download PDF

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Abstract

종래 톱밥등에 의해 분뇨발효촉진장치는 대형구조물이 필요하였으며 발효촉진기능도 미약하여 중소규모 양축농가에는 큰 부담이 되고 대형화에도 설비운용시 단점이 있었다. 본 발명은 좌우의 가로멤버(11)(11a) 사이를 다수의 세로멤버(12)(13)(14)(15)로 결합하여 모터, 바퀴등을 지지하며 수직멤버(16)가 버킷엘리베이터(21)의 배출부(24)를 지지하는 프레임부, 스크류컨베이어부(1)의 중앙부(4) 하부에 반입부(22)가 배치되고 장치 후방을 향하여 경사지게 설치된 버킷엘리베이터부(21), 스크류컨베이어부(1)와 버킷엘리베이터(21) 및 장치 전체의 전진력을 제공하는 동력발생부, 그리고 장치의 발효로내 전진시 코너부에서 유도로(41)에 접촉시 마찰을 감소하고 장치의 회전조향을 유도하는 조향장치용 롤러(20)로 구성되는 발효촉진장치와 상부가 개방되고 일측면에 배출로(48)가 여닫을 수 있게 설치되며, 각 코너별로 환형의 유도로(41)의 높이가 발효촉진장치의 가로멤버(11)(11a)의 외측에 설치된 조향장치용 롤러(20) 설치 높이보다 높게 설치하며, 중앙에는 에어주입과 분뇨분무가 가능한 섹터(44)가 있는 발효촉진조를 개발하였다.
또한 본 발명은 상기한 단일 원동기 구조의 발효촉진장치의 효율성을 높이기 위하여 스크류컨베이어, 버킷엘리베이터등을 지지하는 프레임부, 장치전체의 이송과 작동을 위한 동력발생부 및 발효촉진장치를 가이드하는 조향장치부로 구성되는 발효촉진장치에 있어서, 1개의 원동기가 하부프레임에 고정되어 후륜과 주구동축에 구동력이 직결되며, 주구동축의 좌우측에는 컨베이어 구동부, 스크래퍼구동부, 해로우구동부가 각각 컨베이어 전동부, 스크래퍼전동부 및 해로우전동부를 통하여 연결되어 있는것을 특징으로하는 발효촉진장치를 개발하였다. 더 나아가서 본 발명은 일측면에 배출로(48) 여닫을 수 있게 설치되며, 각 코너별로 환형의 유도로(31)의 높이가 발효촉진장치의 가로멤버(11)(11a)의 외측에 설치된 조향장치용 롤러(20) 설치 높이 보다 높게 설치하며, 중앙에는 에어주입과 분뇨분무가 가능한 섹터(44)가 있는 발효조, 발효조의 측면에 분뇨저류조와 축사를 연계시켜주고, 발효조의 상부에 일정공간을 두고 일단이 분사구에 연결되고 타단은 분류저류조의 하측에 잠입되있는 분뇨동급도관이 루프에 설치되며, 전후좌우측면에는 개폐커튼을 설치하여 임의로 개폐가능토록하며, 일측면에는 분뇨저류조와 축사를 연계시켜준 발효시스템을 개발하여 양질의 퇴비를 제공하고 있다.

Description

분뇨 호기발효촉진장치 및 발효시스템 그리고 이것을 이용한 퇴비
제1도는 본 발명의 제1실시예의 발효촉진장치의 전체구성도.
제2도는 본 발명의 제1실시예의 발효촉진장치의 평면도.
제3도는 본 발명의 제1실시예의 발효촉진장치를 발효촉진조에서 사용하는 평면도.
제4도는 본 발명의 발효조의 단면도.
제5도는 본 발명의 제1실시예의 발효장치의 버킷엘리베이터의 부분단면도.
제6도는 본 발명의 제2실시예 발효촉진장치를 나타내는 사시도.
제7도는 본 발명의 제2실시예 11의 정면도.
제8도는 본 발명의 제2실시예 11의 평면도.
제9도는 본 발명의 제2실시예 11의 측면도.
제10도는 본 발명의 제2실시예 11의 전체 구조도.
제11도는 본 발명의 제2실시예의 발효조의 부분사시도.
제12도는 본 발명의 제2실시예의 컨베이어구동부의 부분확대사시도.
제13도는 본 발명의 시스템이 설치된 상태의 사시도임.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 스크류컨베이어부 2, 2a : 좌우스크류
3 : 스크류축 4 : 중앙부
5 : 가이드플레이트 5a : 고무판
11, 11a : 가로멤버 12 : 제1세로멤버
13 : 제2세로멤버 14 : 제3세로멤버
15 : 제4세로멤버 16 : 수직멤버
17 : 바퀴 18 : 바퀴
19 : 프로텍터 20 : 롤러
21 : 버킷엘리베이터 22 : 반입부
23 : 상승부 24 : 배출부
25 : 버킷 26 : 전동기구
27 : 롤러 30 : 제1구동모터
31 : 전동기구 32 : 제2구동모터
33 : 전동기구 34 : 제3구동모터
35 : 전동기구 40 : 발효조
41 : 유도로 42 : 에어주입로
43 : 분뇨분무도관 44 : 섹터
45 : 분무노즐 46 : 에어공급노즐
47 : 에어노즐 48 : 배출로
50 : 하부프레임 51 : 후륜
52 : 주구동축 53 : 원동장치
60 : 컨베이어구동부 61 : 전동기구
62 : 벨트 63 : 사이드컨베이어전동부
70 : 스크래퍼구동부 71 : 정면상스크래퍼
72 : 정면하스크래퍼 73 : 측면상스크래퍼
74 : 측면하스크래퍼 75 : 스크래퍼전동부
80 : 해로우구동부 81 : 해로우전동부
82 : 전방구동축 83 : 후방구동축
84 : 전방해로우 85 : 후방해로우
90 : 방향유도부 91 : 테이퍼면
92 : 홈 93 : 안내레일
100 : 루프 101 : 분뇨공급도관
102 : 분사구 103 : 개폐커튼
104 : 분뇨저류조 105 : 축사
106 : 좌프로텍터 107 : 우프로텍터
본 발명은 각종 축분이나 인분과 수분조절제(왕겨, 톱밥, 목편, 식물의 잎사귀 또는 줄기등)의 퇴비원료를 다수의 버킷으로 반전시켜주면서 서서히 전진하는 발효촉진장치와 이 발효촉진장치가 내장되어 상기한 퇴비원료를 발효시켜주는 발효시스템에 관한 것이다. 본 발명의 또다른 분야는 이들 장치와 발효조로 부터 고온에서 각종 부패병원균과 해충난이나 유해식물씨앗등이 사멸된 고품위의 퇴비의 제공에 관한 것이다.
각종 축분이나 인분등을 양질의 유기질비료화하는 데 있어서 가장 중요한 수단이 고온의 호기성발효법이다. 즉, 산소가 필요없는 혐기성발효와 산소가 필요한 호기성 발효가 있는바, 혐기성발효는 양분의 손실, 유기산기체에 의한 피해, 병원균증식, 토양의 산성화등으로 퇴비로서 이용이 불가능한 것이다. 그 반면에 적절한 산소가 공급되어 60℃이상의 고온에서 발효되는 경우 동일한 재료라 하더라도 이같은 단점을 전부 해소하여 숙성이 잘된 것은 토양에 극히 유리한 생육조건을 제공하는 것이다.
이같은 점에 착안하여 공기공급기능을 갖는 발효장치가 제공되고 있다. 미합 중국특허제441039호는 공기를 공급할 수 있는 긴 봉상체를 퇴비내에 깊숙히 박을 수 있게 하여 공기를 외부에서 퇴비더미내부로 공급하는 퇴비공기공급장치를 제공하고있으나 공급된 공기가 고상의 퇴비입자내를 투과하여 고르게 분포하지 못하고 공기공급장치의 근처에만 공기가 공급된다는 단점이 있는 것이다.
그외에 현재 시행되고 있는 발효장치로서 수십내지 수백톤의 퇴비를 저류할수 있는 발효조에 분뇨와 톱밥등을 섞어넣고 콘베이어를 타고 서서히 진행하는 대형반전기를 이용하여 이들을 뒤섞어주므로서 원활한 퇴비의 숙성이 가능케하고있으나 대형철구조물을 발효조위에 설치한 다음 수톤내지 수십톤에 이르는 퇴비더미를 반전키위한 대형반전기와 동력장치가 필요하므로 소규모축산농가에서 적용키 어려울 뿐만아니라 반전이 고르게 되지못하여 부분적으로 혐기성부패가 진행되고 있는 것이다. 따라서, 반전이 부족한 곳은 포크레인과 같은 장비를 이용하여 일일히 뒤집어 주어야한다는 문제가 있는 것이었다.
그 외에 구미에서 사용되는 사일로에 의한 연속발효방법이 있으나 거대한 저장능력을 갖는 사일로 설치도 문제일 뿐아니라 기술적으로 이들을 서서히 반전하여 균일하게 호기발효시킨다는 것이 거의 불가능하기때문에 소규모영농에서는 염두조차 낼 수 없는 대형설비의 설치라는 단점외에도 발효효율성이 지극히 낮다는 단점이 지적되고 있었다.
본 발명은 연속분뇨공급장치가 있는 발효촉진조내에 소정의 유도로를 설치하고, 이 유도로내에서 퇴비의 반전을 계속하면서 서서히 회전운동하는 발효촉진장치를 개발하여 분뇨의 연속적인 호기성발효가속화로 퇴비화를 촉진하고 설치비용도 극소화하는 것에 목적이 있다. 더욱 구체적으로는 좌우의 가로멤버에 회동가능하게 세로로 설치된 스크류컨베이어부, 좌우의 가로멤버사이를 다수의 세로멤버로 결합하여 모터, 바퀴 등을 지지하며 수직멤버가 버킷엘리베이터의 배출부를 지지하는 프레임부, 스크류컨베이어부의 중앙부의 하부에 반입부가 배치되고 장치 후방을 향하여 경사지게 설치된 버킷엘리베이터부 및 장치전체의 전진력을 제공하는 동력발생부, 그리고 장치의 발효조내 전진시 코너부에서 유도로에 접촉시 마찰을 감소하고 장치의 회전조향을 유도하는 조향장치용 롤러로 구성되는 발효촉진장치를 제공하는 것이다.
또다른 목적으로는 상부가 개방되고 일측면에 배출로가 여닫을 수 있게 설치되며, 각 코너별로 환형의 유도로의 높이가 발효촉진장치의 가로멤버의 외측에 설치된 조향장치용 롤러의 설치 높이 보다 높게 설치하며, 중앙에는 에어주입과 분뇨분무가 가능한 섹터가 있는 발효조의 제공에 있다.
본 발명의 또다른 목적으로는 스크류컨베이어, 버킷엘리베이터등을 지지하는 프레임부, 장치전체의 이송과 작동을 위한 동력발생부 및 발효촉진장치를 가이드하는 조향장치부로 구성되는 상기한 발효촉진장치에 있어서, 1개의 원동기가 하부프레임에 고정되어 후륜과 주구동축에 구동력이 직결되며, 주구동축의 좌우측에는 컨베이어 구동부, 스크래퍼구동부, 해로우구동부가 각각 컨베이어 전동부, 스크래퍼전동부 및 해로우전동부를 통하여 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 발진촉진장치를 제공하여 대규모처리가 필요한 경우에도 버킷엘리베이터를 연속하여 설치하므로서 분뇨등이 다량으로 용이하게 처리될수 있게 하는 것이다.
본 발명은 상기한 장치와 발효조 그리고 이들 시스템을 이용하여 볏짚, 건조, 톱밥, 목편등의 식물 또는 동물체의 건조물로 되는 수분조절제를 발효조에 채운 다음 축분 또는 인분을 상면에 균일 분무한 후 일정기간 경과후 발효촉진장치로 전체를 반전하고 상기한 수분조절제를 다시 첨가한 다음 다시 상기한 과정을 반복하므로서 우수한 품질의 퇴비를 제공에도 목적이 있다.
이하 본 발명의 발효촉진장치와 발효조의 구체적 실시예를 첨부한 도면에 의하여 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
제1도는 본 발명의 실시예 1의 발효촉진장치의 사시도이고, 제2도는 그것의 평면도이다.
본 발명의 발효촉진장치는 진행하는 정면부의 가로멤버에 회동가능하게 설치된 스크류컨베이어부(1), 2개의 가로멤버(11)(11a) 사이를 다수의 세로멤버(12)(13)(14)(15)를 횡으로 결합하여 모터 등을 지지하면서 일부는 상부로 향하여 경사지게 수직멤버(16)가 버킷엘리베이터(21)를 지지하도록 구성한 프레임부, 스크류컨베이어부(1)의 중앙에서 부터 장치 후단쪽으로 경사지게 설치된 다수의 버킷(25)들이 연속 회전되게 구성한 버킷엘리베이터부(21), 상기한 스크류컨베이어부(1)와 버킷엘리베이터부(21) 및 장치 전체의 이송력을 발생하는 동력 발생부, 본 발명의 장치를 발효촉진조의 유도로 내에서 서서히 원운동하게 가이드하는 조향장치용 롤러(20)로 구성되어 있다.
본 발명의 스크류컨베이어부(1)는 두개의 가로멤버(11)(11a) 사이에 횡으로 회동가능하게 설치되며 좌우에 스크류(2)(2a)가 스크류축(3)에 설치되어져 중앙부(4)를 중심으로 회전시 좌우에서 퇴비들이 중앙으로 이송되게 하였다. 중앙부(4)의 하부는 버킷엘리베이터(21)의 반입부(22)가 통과되게 구성되어져 이송된 분뇨 등의 퇴비들이 버킷(25)에 실려지게 한다. 스크류컨베이어부(1)의 앞쪽은 개방하고 뒤쪽에 가이드 플레이트(5)를 설치하되 그 하단에는 탄성의 고무판(5a)을 라운드지게 부착하여 장치가 전진할 때 적재된 퇴비가 스크류(2)(2a)의 사이로 밀어 올라가게 한다.
본 발명의 프레임부는 저면의 좌우에 2개의 가로멤버(11)(11a)를 설치하고 이것에서 횡방향으로 적어도 3이상의 제1, 제2, 제3, 제4 세로멤버(12)(13)(14)(15)를 연결하며, 제3세로멤버(14)에는 상부쪽으로 경사지게 바람직하게는 65-85도의 경사각을 갖도록 수직멤버(16)를 설치하여 버킷엘리베이터(21)를 고정 지지하도록 하였다. 수직멤버는 퇴비발효조의 높이에 따라 높게 구성할 수도 있고 버킷엘리베이터의 설치수에 따라 2이상 설치하여 대량 처리도 가능한 것이다. 제1세로멤버(12)에는 다수의 러그가 설치된 360도 회전가능한 바퀴(17)를 설치하며 제2세로멤버(13)와 제3세로멤버(14) 사이에는 구동모터들이 설치고정되며, 제4세로멤버(15)는 가로멤버(11)(11a)와 연결되거나 혹은 제2, 제3세로멤버와 지지프레임(17)에 의하여 연결되어 역시 다수의 러그가 설치된 바퀴(18)가 회동가능하게 설치되어 있다. 수직멤버(16)에는 하방향으로 넓은 프로텍터(19)를 설치하여 분뇨 등이 내부로 진입하여 오는 것을 차단한다. 가로멤버(11)(11a)의 외측벽에는 발효조 내의 유도로에 접하여 장치의 원운동을 유도 조정하는 조향장치용 롤러(20)들이 부착되어 있되, 가로멤버의 크기에 따라 2 이상 다수개 부착하여 유도로와의 마찰이 최소화되게 하였다.
본 발명의 버킷엘리베이터(21)는 배출부(24)가 수평면에 대하여 반입부(22)쪽으로 경사각을 갖게 수직멤버(16)와 제1세로멤버(12)에 고정 설치되어 있고, 다수의 버킷(25)들이 벨트 또는 기타 체인 등의 전동기구(26)에 실려져 무한 궤도식으로 회전하게 되며, 상승부(23)로 상승할 때 버킷(25)에 분뇨 등의 퇴비성분이 실려져 배출부(24)로 이송되고 이어서 프로텍터(19)의 바깥쪽으로 낙하되도록 한다. 전동기구(26)의 양측단에는 다수의 회전롤러(27)들이 전동기구(26)의 궤도운동에 따른 진동과 이탈을 억제하도록 전동기구(26)의 측단을 따라 연이어지게 부착설치되어 고정부위에서 자유회동 되게 하였다.
본 발명의 버킷엘리베이터(21)는 발효조의 크기에 따라 2이상 설치가능하며 필요에 따라 크기와 형태는 조절가능하다.
본 발명의 동력발생부는 전력에 의하여 구동되는 전동모터들(또는 다른 원동기류)를 제2세로멤버(13)와 제3세로멤버(14)에 집중고정하였으며 제1구동모터(30)는 정면의 스크류컨베이어(1)와 벨트 또는 체인의 전동기구(31)로 회전축이 연결되어져 있고, 제2구동모터(32)는 버킷엘리베이터(21)의 스프로킷(또는 풀리)측과 벨트 등의 전동기구(33)로 연결되며 제3구동모터(34)는 역시 공지의 전동기구(35)로 제4세로멤버(15)와 연결되어 바퀴(18)의 회전을 가능하게 한다. 이상의 구동모터들은 적당한 감속기어를 부착하여 필요한 속도로 조절하며, 장치가 가동하면 끊임없이 구동하게 된다.
본 발명의 또 다른 실시예로서 본 발명의 발효촉진장치를 가동할 수 있는 발효시스템의 발효조에 대하여 제4도 및 제5도에 의거 구체적으로 설명한다.
본 발명의 발효조(40)는 통상의 직육면체 구조의 발효조내에 각 코너별로 환형의 유도로(41)를 발효촉진장치의 가로멤버(11)(11a)의 외측에 설치된 조향장치용 롤러(20)가 닿을 수 있는 정도의 높이를 갖는 유도로(41)가 형성되며, 중앙에는 에어주입로(42)와 분뇨분무 도관(43)이 설치된 섹터(44)가 설치되어 있다. 상부는 개방되며 일측별에는 임의 개방 가능한 배출로(48)를 설치하여 숙성된 퇴비의 배출로로 이용될 수 있게 하였다. 중앙의 섹터(44)는 제4도에 도시하듯이 상단에 분뇨분무도관(43)의 분구노즐(45)을 비스듬히 부착하여 발효조 상면에 골고루 분뇨들이 분무되게 구성하며 그 타단은 도시하지아니한 분뇨저류조에 연결하였고, 하부에는 에어공급도관(46)과 연결된 에어노즐(47)이 지면을 향하여 매설되어져 발효촉진장치의 세척과 신선한 공기공급구조로서 역할하게 되어 있다.
이상의 구조적 특징을 갖는 실시예 1의 발효촉진장치와 발효조를 이용한 발효시스템의 작용효과를 설명한다.
통상적인 돈사, 우사 등의 축분발효에 사용되는 톱밥, 왕겨, 볏짚 등의 수분조절제를 본 발명의 발효조내에 일정한 높이로 적재하여 놓고, 제3도에 도시하듯이 본 발명의 발효촉진장치를 배치한다. 분뇨분무도관(43)에 공지의 방법으로 분뇨를 이송시켜 섹터(49)의 상부에 설치된 분무노즐(45)로 부터 분뇨가 제3a도와 같이 방산되게 하여 왕겨, 톱밥 등의 수분조절제 상부에 골고루 덮이도록 한다.
충분히 분뇨의 분무가 완료되면 본 발명의 발효촉진장치에 전원을 인가하여 제1구동모터(30), 제2구동모터(32) 및 제3구동모터(34)를 구동하여 버킷엘리베이터(21), 스크류컨베이어(1), 바퀴(18)가 일정한 속도로 동작한다. 스크류컨베이어(1)는 스크류축(3)을 중심으로 스크류들이 회전하여 전방의 왕겨 등의 퇴비를 중앙부(4)로 이송하여 주면 동시에 버킷엘리베이터(21)는 중앙부(4)에서 낙하되는 퇴비들을 반입부(22)에서 버킷(25)에 적재하여 상승부(23)를 거쳐 배출부(24)로 넘겨 주게 되는 것이다. 즉, 배출부(24)에서 버킷(25)은 180도 반전되어 프로텍터(19) 뒤쪽으로 왕겨 등과 분뇨의 혼합덩어리를 낙하시켜주므로 걷어올려진 퇴비는 후방에 쌓이게 되는 것이다.
이같은 작업은 제3구동모터(34)의 구동력에 의하여 장치 전체가 서서히 전진하면서 진행되기 때문에 중앙부(4)로 집중된 퇴비들이 계속 프로텍터(19)의 뒷편에 퇴적되면서 공기와 접하므로 퇴비내에 충분한 산소의 공급이 가능하게 되어 퇴비의 호기적발효가 가속화 된다. 이같은 퇴비반전작업은 통상 4 내지 7일마다 1회 정도가 적당하기에 장치 구동속도는 이에 맞추어 조정하는 것이 적당하다.
이상의 본 발명의 장치가 계속 전진하여 발효조의 귀퉁이에 도달한 경우에도 바퀴(18)가 계속 전진작용을 하므로 장치의 회전반경이 내외측간에 차이를 보여 외측가로멤버(11)가 코너의 유도로(41) 내벽에 닿게 되면 돌출된 롤러(20)가 닿게 되어 미끄럼 작용이 발생하므로 장치가 회전될 수 있는 것이다. 이같이 본 발명의 발효촉진장치가 발효조내에서 회전하므로서 퇴비는 호기성의 고온발효가 촉진되어 통상 10~15일 정도면 완숙된 우수한 천연퇴비가 양산가능한 것이다.
퇴비가 완숙되면 발효조(40)의 배출로(48)를 개방하여 퇴적된 퇴비를 외부로 방출제거하여 앞서 설명한 작업을 반복하면 공해물질로 인식되던 분뇨를 천연유기질비료로 환원사용할 수 있게 되는 것이다. 특히, 본 발명의 발효촉진장치는 자체 중량이 가볍고 설계 제작이 용이하여 소규모 양축농가에서도 그 규모별로 소량경량화 가능하므로 분뇨처리시설 확보에 큰 기여를 할 수 있는 것이다.
이상의 실시예 1은 소규모가금류나 사육두수가 적은 농가의 경우에는 충분히 이용가능하지만 1000두이상의 양돈농가와 같이 일일 분뇨배출량이 1톤을 넘는 때는 충분한 처리능력을 발휘할 수 없고, 발효조의 저부와 측면에 누적되는 미발효퇴비의 부패를 효율적으로 제거할 수 없었다. 이하 실시예 2는 규모가 크고 발효조측면과 저부를 모두 균일발효할 수 있는 또다른 실시예를 제시한다.
[실시예 2](2개의 버킷엘리베이터가 설치된 경우)
본 발명의 또다른 실시예로서 2개의 버킷엘리베이터를 설치한 구체적인 예를 첨부한 도면에 의하여 구체적으로 설명한다.
실시예 1에 제시하듯이 스크류컨베이어, 버킷엘리베이터등을 지지하는 프레임부, 장치전체의 이송과 작동을 위한 동력발생부 및 장치를 가이드하는 조향장치부로 구성되는 발효촉진장치에 있어서, 하부프레임(50)이 중앙에 설치된 원동장치(53)와 전동기구로 연결된 주구동축(52)에 컨베이어구동부(60), 스크래퍼구동부(70), 해로우구동부(80)가 연결되어 보다 규모가 큰 발효조에서도 효율적인 작업이 가능토록하였다.
실시예 1과 달리 1개의 원동장치반을 효율적으로 이용하도록 구성한 본 방치는 하부프레임(50)의 저면후방에 2이상이 병렬로 배치된 후륜(51)과 그리고 앞쪽의 주구동축(52)에 구동력이 직결되도록하였으며, 이 주구동축(52)의 좌우양측에는 컨베이어구동부(60), 스크래퍼구동부(70) 및 해로우구동부(80)가 공지의 전동기구인 체인, 벨트 또는 기어를 이용하여 순차적으로 연결되게하였다.
본 발명에서 주구동축(52)은 하부프레임(50)의 정면양측단까지 길게 연장되어져 상시회전하므로 이곳에 연결된 컨베이어구동부(60), 스크래퍼구동부(70) 및 해로우구동부(80)는 내장된 동력변환기구에 의하여 필요한 회전운동이 가능케되어 있다.
본 발명의 실시예 2의 컨베이어구동부(60)는 실시예 1과 동일한 구조인 관계로 설명을 생략하며, 다만 2개의 컨베이어를 구동하므로 주구동축(52)의 양측에 구동기어 또는 마찰롤러(61)를 설치하여 벨트(62)의 저면에 내접되게 하였다. 주구동축(52)과 롤러(61)사이는 사이드컨베이어전동부(63)가 설치되어 운동속도와 방향이 제어된다(제13도).
본 발명의 스크래퍼구동부(70)는 본 발명장치의 정면좌우측모퉁이부위에 설치되는 것으로서 정면좌우측에 정면상스크래퍼(71)와 정면하스크래퍼(72)가 상하로 설치되고 양측면의 정면측으로는 역시 측면상스크래퍼(73)와 측면하스크래퍼(74)가 쌍으로 설치되어있다. 이들 스크래퍼는 주구동축과 스크래퍼전동부(75)를 통하여 연결되므로서 회전방향과 속도가 조절된다.
본 발명의 해로우구동부(80)는 버킷엘리베이터(21)가 설치된 수직멤버(16)의 좌우측에 해로우전동부(81)를 통하여 주구동축과 연결되며, 전후로 길게 연장된 전방구동축(82)과 후방구동축(83)의 측단에 전방해로우(84)와 후방해로우(85)가 회전가능토록 결합된다. 전방해로우(84)는 퇴비의 높이에 따라서 2단이상 구성할 수도 있다(제9도 은선부분 참조).
본 발명의 실시예 2의 또 다른 특징은 발효조(40)의 섹터(44) 전후면에 방향유도부(90)를 설치한 것이다(제11도). 방향유도부(90)는 조향장치의 롤러(20)와 동일 높이를 갖도록 하여 본 방치의 진행방향쪽으로 경사진 테이퍼면(91)을 형성하고 그 반대면은 홈(92)을 구성하였으며 첨단부에는 필요에 따라 안내레일(93)을 U자형으로 구성하였다. 또 다른 특징으로는 발효조의 상부에 일정공간을 두고 일단이 분사구(102)에 연결되고 타단은 분류저류조의 하측에 잠입되있는 분뇨공급도관(101)이 루프(100)에 설치되며, 전후좌우측면에는 개폐커튼(103)을 설치하여 임의로 개폐가능토록 하며, 일측면에는 분뇨저류조(104)와 축사(105)를 연계시켜주어 상기한 발효촉진장치와 함께 전체를 시스템화한 것이다(제13도).
본 발명의 실시예 2에서 사용한 스크류컨베이어는 실시예 1과 달리 스크류의 경사방향이 2개의 버킷엘리베이터로 퇴비가 분산이송가능토록 4부분으로 나누어 구성되고 중앙에 중앙스크레퍼(110)를 설치하여 중앙에 퇴비가 누적되어지는 현상도 없게한다. 즉 좌측컨베이어벨트를 중심으로 장치의 중앙에서 좌단까지 스크류의 방향을 집중시키며 우측컨베이어벨트를 중심으로 중앙에서 우단까지 스크류의 방향을 집중시켜준다. 마찬가지로 컨베이어벨트가 3이상인 경우에는 이같은 형태로 스크류의 경사방향을 6개 방향이상으로 나누어서 설치할 수도 있는 것이다.
본 발명의 실시예 2에서 프로텍터는 좌프로텍터(106), 우프로텍터(107)를 설치하여 중앙의 장치전체를 보호할 수 있게 고성하였으며, 퇴비의 적재높이에 따라서 더 높게 또는 낮게 할 수도 있는 것이다.
이상의 구조를 갖는 본 발명의 실시예 2의 작동관계를 설명한다. 원동장치(53)의 작동이 시작되면 구동력이 체인등의 전동기구를 통하여 주구동축(52)에 전달되어 회전이 시작된다. 주구동축이 회전되면 컨베이어구동부(60)의 컨베이어 전동부(63)를 통하여 롤러(61)에 구동력이 전달되므로 이것과 내접된 벨트(62)도 회전하는 것이다. 또한 스크래퍼전동기구(75)에도 회전력이 전달되므로 이것에 연결된 정면상하스크래퍼(71)(72) 그리고 측면상하스크래퍼(73)(74)도 회전하면서 좌우측면의 귀부에 누적되는 퇴비더미를 스크래핑처리하므로 진행의 방해 또는 저부와 측면발효조에 쌓여져 반전이 되지 아니하는 불균일 발효(혐기성발효)와 같은 단점을 없애주는 것이다.
주구동축의 회전력은 계속하여 전동기구(82)와 연결된 해로우전동부(81)를 통하여 해로우구동부(80)에 전달되므로 전방해로우(84)와 후방해로우(85)가 회전하면서 전방에 누적된 퇴비더미를 중앙 또는 측면으로 공급하며, 후방에서 버킷으로부터 쏟아져 나온 퇴비를 좌우로 펼쳐서 평탄화시켜준다.
본 발명에서 컨베이어전동부(63), 스크래퍼전동부(75) 및 해로우전동부(75)는 각각 공지의 클러치장치를 내장하여 미도시한 콘트롤부에서 수동 또는 자동으로 동력전달을 끊거나 연결가능토록하였다. 예를 들어 장치후방에 누적되는 퇴비가 낮은 경우에는 후방해로우(85)의 회전력을 차단하여 불필요한 동력낭비를 없애며, 스크래퍼들도 필요시에 좌우를 교대로 단속하므로서 효율적인 처리가 가능토록하였다.
본 발명에서 제시한 실시예 2는 2개의 버킷엘리베이터와 하나의 해로우를 사용한 경우를 예시하고있으나, 퇴비발효조의 폭과 높이에 맞추어 계속 연결하여 버킷엘리베이터를 3이상 설치가능하며 높이가 높아진 경우에는 버킷엘리베이터의 높이를 높이는 동시에 해로우의 높이도 높이거나 다단계로 구성하여 줄 수도 있는 것이다.
본 발명에 의한 퇴비발효에 따른 퇴비제조과정을 설명한다.
본 발명에 따른 퇴비발효과정은 수분조절제적재, 분뇨공급, 발효, 수분조절제 추가공급, 반전의 과정을 계속 반복하여 진행된다. 이것을 보다 세분하여 설명하면 다음과 같다.
1) 수분조절제 적재
볏짚, 왕겨, 톱밥, 목편, 식물체줄기등을 본 발명의 발효조내에 빈틈없이 채워준다. 이 경우에 가능한한 수분이 없거나 최소화한 것을 사용함이 추후발생될 발효시 발생될 수분과의 관계에서 발효환경을 최적화할 수 있다. 수분조절제의 적재시 본 발명의 발효촉진장치는 임의의 위치에서 전후에 이들 재료가 채워지도록 구성하며 발효장치보다 높게 되는 경우에는 장치가 덮이지아니하게 적재한다.
2) 분뇨공급
발효조의 측면에 붙어있는 분뇨저류조(105)에서 공지의 펌프를 이용하여 분뇨공급도관(103)을 거쳐 분무기(102)를 통하여 수분조절제의 상면에 분뇨가 분무되도록 한다.
3) 발효
분뇨의 공급이 끝나면 전후좌우의 개폐커튼(103)을 닫아 충분히 보온하면서 발효를 유도한다. 통상 하절기의 경우에는 실외온도가 30도를 넘게 되므로 커튼을 개방하며 동절기에는 닫아서 보온에 유의한다. 발효가 4 내지 7일정도 진행되면 조절제내의 산소가 거의 소모되므로 다음의 반전단계로 진행시킨다. 이 발효과정에서 내부의 온도가 60도이상 상승하므로 불필요한 수분은 증발하며 잡균이나 잡초의 씨앗이 사멸되는 것이다.
4) 반전
본 발명의 장치를 가동시켜 수분조절제와 분뇨가 혼입된 것 전체를 뒤집어 준다. 본 발명의 장치가 작동하기 시작하면 버킷엘리베이터가 전방의 퇴비를 버킷에 실어 후방으로 넘겨주면서 해로우를 이용하여 평탄화하므로 외부의 공기와 충분히 접촉하여 호기성발효에 필요한 산소의 공급이 가능한 것이다. 반전은 1회가 적당하나 필요에 따라서는 2 내지 3회반복하여 보다 발효가 촉진되게할 수 있는 것이다. 그러나 잦은 반전은 내부의 품온을 낮추어 주므로 동절기에는 산소공급만 충분하다면 1회로서 충분하다.
5) 수분조절제의 추가 보충 및 분뇨공급
반전이 되면 수분조절제를 전체중량의 1 내지 2%첨가하여 준다. 이같은 발효과정에서 수분조절제는 서서히 형태를 소실하면서 구조가 파괴되어 부피가 감소하므로(통상 1일 1 내지 2%의 중량감소와 그 이상의 부피감소가 있다) 계속적인 수분조절제의 공급과 분뇨공급이 있어도 전체의 부피는 변함이 없이 발효조를 넘치거나 발생된 발효액이 흐르는 현상은 없다. 이상의 과정을 계속 반복하다 15일 내지 20일정도 경과하면 발효조를 개방하여 퇴비를 수거하므로서 각종작물재배용으로 공급가능한 것이다.
이상의 설명과 같이 본 발명의 발효장치를 이용하면 어떠한 유기질재료도 호기촉진발효하여 퇴비화하므로 공해유발물질을 모두 재활용할 수 있음은 물론 장치의 콤펙트화로 양돈등의 축산농가의 규모에 맞추어 퇴비발효장치를 공급할 수 있는 것이다. 즉, 소나 돼지축산농가라도 사육두수가 적거나 닭, 토기등과 같은 적은 체격의 가축을 사양하는 농장의 규모에 적절하도록 버킷엘리베이터의 수를 조절하여 제작가능하며 발효촉진조에서 고온으로 연속발효하므로 뇨와 분을 구분하지아니하고 공급하더라도 공급된 뇨내의 수분이 공기중에 비산제거되어 알맞는 습도를 유지한다는 특징에 의하여 분뇨수거시설이 단일형태로 구성가능한 특징이 있는 것이다.

Claims (14)

  1. 좌우의 가로멤버(11)(11a)에 회동가능하게 세로로 설치된 스크류컨베이어부(1), 좌우의 가로멤버(11)(11a) 사이를 다수의 세로멤버(12)(13)(14)(15)로 결합하여 모터, 바퀴 등을 지지하며 수직멤버(16)가 버킷엘리베이터(21)의 배출부(24)를 지지하는 프레임부, 스크류컨베이어부(1)의 중앙부(4) 하부에 반입부(22)가 배치되고 장치 후방을 향하여 경사지게 설치된 버킷엘리베이터(21) 및 장치전체의 전진력을 제공하는 동력발생부, 그리고 장치의 발효로내 전진시 코너부에서 유도로(41)에 접촉시 마찰을 감소하고 장치의 회전조향을 유도하는 조향장치용 롤러(20)로 구성되는 발효촉진장치.
  2. 제1항에 있어서, 스크류컨베이어(1)의 앞쪽은 개방하고 뒤쪽에는 가이드 플레이트(5)를 설치하되 그 하단은 탄성의 고무판(5a)을 라운드지게 부착고정한 것을 특징으로 하는 발효촉진장치.
  3. 제1항에 있어서, 제3세로멤버(14)에서 후상방쪽으로 버킷엘리베이터(21)의 경사각이 65~85도가 되도록 수직멤버(16)를 설치한 프레임부를 갖는 것을 특징으로 하는 발효촉진장치.
  4. 제1항에 있어서, 제1세로멤버(12)에는 다수의 러그가 있는 360도 회전 가능한 바퀴(1)를 2이상 설치하며, 제4세로멤버(15)에는 다수의 러그가 있는 2이상의 바퀴(18)가 회동 가능하게 설치된 프레임부를 갖는 것을 특징으로 하는 발효촉진장치.
  5. 제1항에 있어서, 버킷엘리베이터(21)의 배출부(24)는 높게하고 반입부(22)는 낮게하여 스크류컨베이어(1)의 중앙부(4) 하부를 버킷(25)이 수평을 이루면서 통과하게 하는 것을 특징으로 하는 발효촉진장치.
  6. 일측면에 배출로(48)가 여닫을 수 있게 설치되며, 각 코너별로 환형의 유도로(41)의 높이가 발효촉진장치의 가로멤버(11)(11a)의 외측에 설치된 조향장치용 롤러(20) 설치 높이보다 높게 설치하며, 중앙에는 에어주입과 분뇨분무가 가능한 섹터(44)가 있는 발효조, 발효조의 측면에 분뇨저류조와 축사를 연계시켜주고, 발효조의 상부에 일정공간을 두고 일단이 분사구에 연결되고 타단은 분류저류조의 하측에 잠입되있는 분뇨동급도관이 루프에 설치되며, 전후좌우측면에는 개폐커튼을 설치하여 임의로 개폐가능토록하며, 일측면에는 분뇨저류조와 축사를 연계시켜준 발효시스템.
  7. 제6항에 있어서, 섹터(44)의 상부에는 비스듬히 분무구가 개방된 분무노즐(45)을 설치하고, 섹터 내부의 하측으로 에어공급도관(46)과 연결된 에어노즐(47)이 지면을 향하여 비스듬히 매설되어져 있는 것을 특징으로 하는 발효조.
  8. 제6항에 있어서, 섹터의 전후단에 조향장치의 롤러와 동일높이를 갖고, 발효촉진장치의 진행방향으로 테이퍼면을 형성하며 그 반대면에는 홈이 있는 방향유도부를 부착한 것을 특징으로 하는 발효조.
  9. 제6항에 있어서, 방향유도부의 첨단부에 안내레일을 반원형으로 부착한 것을 특징으로 하는 발효조.
  10. 스크류컨베이어, 버킷엘리베이터등을 지지하는 프레임부, 장치전체의 이송과 작동을 위한 동력발생부 및 발효촉진장치를 가이드하는 조향장치부로 구성되는 발효촉진장치에 있어서, 1개의 원동기가 하부프레임에 고정되어 후륜과 주구동축에 구동력이 직결되며, 주구동축의 좌우측에는 컨베이어 구동부, 스크래퍼구동부, 해로우구동부가 각각 컨베이어 전동부, 스크래퍼전동부 및 해로우전동부를 통하여 연결되어 있는것을 특징으로하는 발효촉진장치.
  11. 제10항에 있어서, 컨베이어 구동부는 벨트의 저면과 접하는 기어 또는 마찰롤러와 연결되어있는 것을 특징으로 하는 발효촉진장치.
  12. 제10항에 있어서, 스크래퍼구동부에는 발효촉진장치의 정면좌우측에 정면상스크래퍼와 정면하스크래퍼가 상하로 배치되며, 그 측면에는 측면상스크래퍼와 측면하스크래퍼가 상하로 배치되는 것을 특징으로하는 발효촉진장치.
  13. 제10항에 있어서, 해로우구동부는 버킷엘리베이터가 설치된 수직멤버의 좌우측에 해로우전동부를 통하여 주구동축과 연결되며, 발효장치의 전후로 길게 연장된 전방구동축과 후방구동축의 축단에 전방해로우와 후방해로우가 회전가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 발효촉진장치.
  14. 볏짚, 건초, 톱밥, 목편등의 식물 또는 동물체의 건조물로 되는 수분조절제를 제6 항기재의 발효조에 채운다음 축분 또는 인분을 상면에 균일 분무한 후 4 내지 7일 경과 후 제1항 내지 제11항 기재의 발효촉진장치로 전체를 반전하고 상기한 수분조절제를 전체중량의 1 내지 2%첨가한 다음 다시 상기한 과정을 반복하여 제조되는 퇴비.
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