KR100298293B1 - 유기성폐기물을이용한발효,건조방법및장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기성폐기물에 발효촉진물질의 첨가 유, 무에 관계없이 발효, 건조과정 중에 악취를 전혀 외부로 배출시키지 아니하여, 외부 환경공해를 유발시키지 않으면서 가축의 사료나 퇴비를 제조할 수 있도록 한 발효, 건조장치에 관한 것이다.

종래의 경우 발효, 건조기는 작동 중에 외부공기를 내부로 공급하고 내부의 고온 다습한 공기는 외부로 배출시키도록 이루어져 있어, 내용물이 발효, 건조되면서 다량의 악취가 발생하여 주변 대기환경의 오염을 가져 왔었다.

본 발명은 부패성 유기폐기물을 밀폐된 발효, 건조실 내부에서 인위적으로 발효, 또는 건조시키되, 작동 중 발효, 건조실 상부로 유도되는 수증기를 냉각 응축시키고, 냉각 응축된 응축수는 발효, 건조실의 외부로 배출시키며, 냉각, 응축과정에서 응축수와 분리되어 건조, 정화된 공기는 발효, 건조실 내부로 공급하는 내부공기 순환사이클을 형성하여, 외부로 악취가 배출되는 것을 근원적으로 차단하여 외부 환경공해를 방지하고, 가동시간을 단축시켜 발효, 건조효율을 극대화시키면서 품질이 양호한 사료 또는 퇴비를 얻을 수 있도록 하여, 유기성폐기물의 발효, 건조 또는 소멸처리분야에 효과적으로 활용할 수 있는데 그 특징이 있다.

Description

유기성 폐기물을 이용한 발효, 건조장치

본 발명은 유기성폐기물로서 농, 축, 수산부산물 등에 발효촉진물질의 첨가 유, 무에 관계없이 발효, 건조과정 중에 발효건조기의 내부에서 발생되는 악취를 전혀 외부로 배출시키지 아니하여, 외부 환경공해를 유발시키지 않으면서 가축의 사료나 퇴비를 제조할 수 있도록 한 발효, 건조장치에 관한 것이다.

일반적으로 종래에 있어서 유기성폐기물을 사용하여 가축의 사료나 퇴비화 하기 위한 발효, 건조방식은 본 출원인의 선발명인 국내 특허공고 제96-9050호 등이 개시되어 있으나, 이들 선행기술의 경우 제1도 및 제2도에 도시한 예와 같이 공통적으로 발효건조기 본체(1)의 외부에서 가열이 이루어져 발효건조기 내부온도를 일정온도 이상으로 유지하고, 유기성폐기물인 내용물을 교반혼합기(3)에 의해 교반혼합시키면서 외부의 신선한 공기를 흡입구(5)를 경유 발효건조기 본체(1) 내부로 공급하며, 내부의 고온 다습한 공기는 발효건조기 본체(1) 외부로 배출송풍기(7)(7)를 거쳐 배출시키도록 이루어져 있다. 이때, 발효건조기 본체(1) 내부엔 내용물로서 각종 유기성폐기물이 공급되는데 이들 유기성폐기물은 다량의 수분과 유해의 질소화합물 등을 함유하고 있는 관계로 작동 중에 발효건조기(1)의 외부로 배출되는 고온 다습한 공기를 직접 발효건조기(1)의 외부로 배출시키는 경우 내용물이 발효, 건조되면서 다량의 악취가 발생하여 주변 대기환경을 오염시키게 되는 문제가 발생하고 있다.

또한, 내부공기의 배출시 중간경로로서 탈취탑이나 탈취기구를 거친 다음 외부로 배출시키도록 한 예도 있으나, 이러한 중간경로를 거치게되므로 발효, 건조효율과 내부공기의 배출효율이 낮아지고 사용되는 탈취제의 사용량이 적지 않아 경제적으로 부담되며, 탈취제의 효과 역시 완벽하게 탈취되지 않아 외부오염을 완전히 방지하지 못하는 단점이 노출되고 있다.

물론 종래에도 내용물 자체에 의하여 자연적으로 발효가 이루어지도록 하여 소멸시키거나 사료, 퇴비로 활용하는 기술은 이미 오래전부터 활용되어 오고 있으나, 발효시 악취가 발생하여 주변환경을 헤치고 있으며 발효처리에 오랜 시간이 소요되므로 경제적으로 널리 이용되지 못하고 있다.

또한, 관련 선행기술로서 일본 공개특허공보 특개평6-329202호가 알려져 있으나, 이는 가열히터와 급송열풍팬으로 용기 내측에 위치한 쓰레기를 가열시키는데 활용하게 되어 있고 유통로에 열교환기가 설치되어 있으나, 실제로는 쓰레기가 가열되면서 발생되는 고온다습한 내부공기가 저장대나 드레인까지 이동할 수 있을지는 몰라도 이곳 저장대나 드레인에서 수분이 제거된 공기가 다시 용기 내측의 쓰레기가 위치한 부분까지 복귀하고 이와 같이 순환하는 기술구성이 제대로 갖추어져 있지 못하므로 개념상의 기술을 제시하는 것은 가능하겠으나 실제로 활용하기에는 미흡한 점이 많이 노출되고 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해소하고자 연구, 개발된 것으로서 다음과 같은 목적을 갖는다.

본 발명의 주목적은 부패성 유기폐기물을 밀폐된 발효, 건조실 내부에서 인위적으로 발효, 또는 건조시키되, 작동중 발효, 건조실 상부로 유도되는 수증기를 냉각 응축시키고, 냉각 응축된 응축수는 발효, 건조실의 외부로 배출시키며, 냉각, 응축과정에서 응축수와 분리되어, 건조 정화된 공기는 발효, 건조실 내부로 공급하는 내부공기 순환사이클을 형성하여, 외부로 악취가 배출되는 것을 근원적으로 차단하여 외부 환경공해를 방지하고, 가동시간을 단축시켜 발효, 건조효율을 극대화시키고자 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 발효, 건조실 형태를 내, 외부 통기가 방지되도록 밀폐형태로 형성하여, 발효, 건조시 외부의 과도한 산소공급을 막아 내용물인 부패성 유기폐기물이 발효, 건조시 변질되는 것을 방지하고 품질이 양호한 사료 또는 퇴비를 얻을 수 있도록 함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 작동시 발효, 건조실 상부로 유도되는 수증기를 보다 신속하게 냉각, 응축시키기 위한 구조를 채택하여, 냉각, 응축효율을 향상시키고 기존의 발효, 건조기나 소멸기 등에도 범용으로 적절히 활용할 수 있도록 하고자 하는데 있다.

본 발명은 전술한 제반 목적을 달성하고자, 가열원이 설치된 발효, 건조실의 내부에 내용물로서 부패성 유기폐기물을 넣고 발효, 건조실 내부의 온도를 소정온도 유지하면서 내용물을 내부의 교반, 혼합기구에 의하여 교반 혼합시키면서 발효, 건조 또는 소멸이 이루어지도록 하되, 발효, 건조실과 연동되는 소정위치에 응축수 배출구를 갖는 냉각, 응축실을 형성하여 이루어지는 장치에 있어서, 상기 발효, 건조실과 냉각, 응축실 사이엔 내부공기 순환급송용 강제급송기구를 설치하고, 상기 발효, 건조실과 냉각, 응축실이 외부와 차단된 밀폐형태로 이루어지는 발효, 건조장치를 제공한다.

제1도는 종래의 발효, 건조방법을 설명하기 위한 개념도.

제2도는 종래의 발효, 건조장치의 일례를 도시한 종단면도.

제3도는 본 발명인 발효, 건조장치를 설명하기 위한 개념도.

제4도는 본 발명인 발효, 건조장치의 바람직한 일례를 보여주는 외관사시도.

제5도는 제4도의 일부생략 종단면도.

제6도는 제4도의 후방에서 바라본 종단면도.

제7도는 본 발명인 장치에서 사용되는 냉각응축실의 변형례를 나타낸 일부생략 횡단면도.

제8도는 본 발명인 장치에서 사용되는 냉각응축실과 발효건조실 사이에 예열기구를 설치한 변형례를 나타낸 일부생략 횡단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 발효, 건조실 3 : 교반, 혼합기구

9 : 가열원 11 : 냉각, 응축실

13 : 응축수배출구 15 : 열교환기

17 : 강제급송기구

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명에 대하여 보다 상세히 살펴보고자 한다.

본 발명인 개념에 의하면 제3도에 도시한 바와 같이, 소정의 발효 건조실 내부에서 부패성 유기폐기물을 발효 또는 건조시키되, 작동중 발효, 건조실(1)의 상부로 유도되는 고온 다습한 공기인 수증기를 냉각, 응축실(11)로 급송시키고, 냉각, 응축실(11) 내부에서 냉각, 응축시켜 얻어진 응축수는 외부로 배출시키며, 상기 냉각, 응축과정에서 응축수와 분리되어 건조, 정화된 공기는 다시 발효, 건조실(1) 내부로 공급하는 내부공기의 반복적인 순환사이클이 소정의 밀폐공간에서 이루어져 발효, 건조가 이루어지게 된다.

또한 전술한 개념을 구체적으로 실현한 장치의 바람직한 일례가 제4도 내지 제6도에 도시되어 있는데, 가열원(9)이 설치된 발효, 건조실(1)의 내부온도를 소정 온도 유지시키고 내용물을 내부의 교반, 혼합기구(3)에 의하여 교반 혼합시키면서 발효, 건조 또는 소멸이 이루어지도록 하되, 발효, 건조실(1)과 연통되는 소정위치에 응축수배출구(13)를 갖는 냉각, 응축실(11)을 형성하고, 냉각, 응축실(11) 내부엔 열교환기(15)를 설치하여 이루어지는 장치에 있어서, 상기 발효, 건조실(1)과 냉각, 응축실(11) 사이엔 내부공기 순환급송용 강제급송기구(17)를 설치하며, 상기 발효, 건조실(1)과 냉각, 응축실(11)은 외부와 차단된 밀폐형태로 이루어진다.

이때, 발효, 건조실(1)은 내용물의 투입구(2)와 발효 건조처리된 내용물을 외부로 배출시키기 위한 배출구(4)가 각각 형성되어지되, 이들 투입구(2) 및 배출구(4)는 장치의 작동시 밀폐가 유지될 수 있게 구성되며, 교반, 혼합기구(3)는 중심축(6)에 급송날개(8)가 나선형으로 설치되어 체인과 같은 동력전달기구(10)와 구동모터(M)에 의하여 회전작동하게 구성된다.

냉각, 응축실(11)의 내부에 설치되는 열교환기(15)는 냉각수나 냉매가 유입, 배출되는 라디에이터형태나 기타 적절한 형태의 것을 채택, 사용할 수 있는데, 작동중 발효, 건조실(1) 내부에서 발생되는 고온 다습한 공기인 수증기를 냉각, 응축시킬 수 있는 형태라면 어떠한 형태라도 채택이 가능하며, 도시한 바와 같이 라디에이터형태인 경우 용량에 따라 그 크기나 설치수효의 가감이 가능하다 하겠다.

또한, 내부공기 순환급송용 강제급송기구(17)는 급송팬형태를 채택할 수 있고, 그 설치위치는 냉각, 응축실(11)의 입구부나 배출부 또는 입구부 및 배출구에 동시에 설치하여 활용할 수 있겠다.

또한, 냉각, 응축실(11)의 입구부로서 강제급송기구(17)가 설치된 경우엔 강제급송기구(17)의 전방에 걸름망과 같은 여과기구(19)를 설치한 여과부(21)를 마련하여, 작동중 발효, 건조실(1) 내부에서 비산되는 먼지형태의 내용물이 강제급송기구(17) 또는 냉각, 응축실(11)에 유입되는 것을 방지함이 바람직하다.

또한, 냉각, 응축실(11)과 발효, 건조실(1)의 사이로서 냉각, 응축실(11)의 열교환기(15) 후부엔 제7도에 도시한 바와 같이 수분응결낙하용 제습기구(23)를 설치함이 바람직한데, 그 형태는 열교환기(15)를 거치면서 고온 다습한 수증기는 대부분 응축수형태로 수분이 제거되나, 일부 수분이 제거되지 아니한 공기가 예를 들면 제습기구(23)의 일례로서 다수의 격판(24) 사이를 경유하면서 이들 격판(24)에 순차적으로 부딪히고 미세한 물방울이 이들 격판(24) 표면에 응결되면서 낙하하여 응축수와 함께 외부로 배출되도록 할 수 있다.

그리하여 이러한 제습기구(23)를 통과하게 되는 공기는 보다 수분이 더 제거되게 되며, 제7도에 도시한 바와 같이 일정간격으로 설치된 다수의 격판(24)의 경우 선단부위가 절곡형성된 형태를 채택하는 경우 격판(24) 상호간 사이를 통과하면서 방향전환이 될 때마다 이들 절곡선단부위에 부딪히는 저항효과가 커져 수분의 응결효과를 증대시킬 수 있게 되며, 제습기구(23)의 형태 역시 어느 특정형태에 제한을 받는 것이 아니라 본 발명에 채택가능한 형태라면 다른 형태라도 적절하게 활용할 수 있겠다.

제8도는 본 발명인 장치에 있어서 다른 변형례를 도시한 것으로서, 냉각, 응축실(11)을 통과하면서 냉각 건조된 공기를 직접 발효, 건조실(1)에 공급하지 않고, 발효, 건조실(1) 내부의 온도에 영향을 주지 않고 발효, 건조과정에 나쁜 영향을 주지 않도록 냉각, 응축실(11)의 후부와 발효, 건조실(1) 사이에 설치되는 예열기구(25)를 통과시켜 온도를 상승시킨 다음 발효, 건조실(1) 내부로 공급할 수 있도록 한 예를 보여준다. 이때, 예열기구(25)는 통상의 전기식 히터나 기타 가열수단을 채택 활용할 수 있다.

도면중 미설명부호로서 14, 16은 열교환기(15)의 냉매 유입구 및 배출구를 각각 나타낸다.

한편, 전술한 제4도 내지 제8도에 도시한 경우 냉각, 응축실(11)과, 발효, 건조실(1)이 분리 형성되어 구성된 예를 보여주고 있으나, 실제로는 발효, 건조실(1)과 냉각, 응축실(11)을 반드시 분리 형성해야하는 것은 아니고 발효, 건조실(1)과 냉각, 응축실(11)은 서로 연통되는 형태로서 내부공기가 순환유동될 수 있고 이들 발효, 건조실(1)과 냉각, 응축실(11)이 작동시 외부와 차단되는 밀폐구조를 가지면 가능하다. 물론, 이 경우에도 발효, 건조실(1)과 냉각, 응축실(11) 사이에서 급송팬과 같은 강제급송기구(17)를 설치하여 내부공기의 순환급송이 이루어지도록 할 수 있겠다.

그리하여, 작동시 배출구(4)는 밀폐상태에서 발효, 건조실(1) 내부에 내용물 투입구(2)를 열고 유기성폐기물을 적정량 넣은 다음 투입구(2)를 닫아 밀폐시킨 상태에서 가열원(9)을 작동시켜 발효, 건조실(1) 내부의 온도를 발효 또는 건조에 적합한 온도까지 상승시키면서 교반, 혼합기구(3)를 구동시켜 내용물의 온도도 고르게 분포시키고 발효, 건조시키는 과정을 수행한다. 이때, 발효, 건조과정 중에 내용물에서 발생되는 고온 다습한 공기, 즉 수증기는 강제급송기구(17)에 의하여 냉각, 응축실(11) 내부로 급송되어지고 냉각, 응축실(11) 내부에 도달한 수증기는 열교환기(15)를 경유하면서 냉각되어 공기중에 함유된 수분은 응축수형태로 냉각, 응축실(11)의 하부로 낙하하여 응축수배출구(13)를 경유, 외부로 배출되게 된다.

이때, 열교환기(15)는 냉각수 또는 냉매가 유입구(14)를 거쳐 유입되고, 열교환기(15) 및 배출구(16)를 거쳐 배출되면서 열교환기(15)의 표면온도를 연속 냉각시키게 되며, 이에 따라 유입된 수증기의 연속적인 냉각 응축과정을 연속 수행하게 되고, 열교환기(15)를 거치면서 수분이 제거된 건조상태의 공기는 다시 발효, 건조실(1)로 공급되게 된다.

그리하여, 이와 같이 발효, 건조실(1)의 고온 다습한 공기로부터 냉각, 응축실(11)에서 수분이 제거되고 다시 수분이 제거된 공기는 다시 발효, 건조실(1)로 공급되는 반복순환작동이 이루어지면서 내용물의 발효 또는 건조가 보다 신속하게 이루어지게 되는 것이다.

물론, 냉각, 응축실(11)의 입구부에 여과기구(19)가 설치된 여과부(21)를 마련한 경우에는 발효, 건조시 발효, 건조실(1) 내부에서 비산되는 먼지형태의 내용물이 냉각, 응축실(11) 또는 강제급송기구(19)에 유입되는 것을 방지하므로 보다 효과적으로 작동이 이루어질 수 있다.

또한, 열교환기(15) 후부에 제습기구(23)를 채택한 경우엔 열교환기(15)를 거치면서 고온 다습한 수증기로부터 대부분의 수분이 응축수형태로 제거되나, 일부 수분이 제거되지 아니한 공기는 이들 제습기(23)를 거치면서 보다 확실하게 수분의 제거효과를 증대시킬 수 있게 된다.

더욱이 냉각, 응축실(11)의 후부와 발효, 건조실(1) 사이 공기공급덕트에 예열기구(25)를 설치하여 이 예열기구(25)를 통과하는 저온 저습상태의 공기온도가 발효, 건조실(1) 내부의 온도에 맞게 유지시키면서 공기를 발효, 건조실(1)로 공급하게 되면, 발효, 건조실(1) 내부의 내용물이 발효 또는 건조가 이루어지는 과정상 악영향을 주지 않게 되어 내용물의 발효 또는 건조가 보다 효과적으로 이루어질 수 있게 된다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 부패성 유기폐기물을 밀폐된 발효, 건조실 내부에서 인위적으로 발효, 또는 건조시키되, 작동중 발효, 건조실 상부로 유도되는 수증기를 냉각 응축시키고, 냉각 응축된 응축수는 발효, 건조실의 외부로 배출시키며, 냉각, 응축과정에서 응축수와 분리되어 건조, 정화된 공기는 발효, 건조실 내부로 공급하는 내부공기 순환사이클을 형성하여, 외부로 악취가 배출되는 것을 근원적으로 차단하여 외부 환경공해를 방지하고, 가동시간을 단축시켜 발효, 건조효율을 극대화시킬 수 있고, 발효, 건조실 형태를 내, 외부 통기가 방지되도록 밀폐형태로 형성하여, 발효, 건조시 외부의 과도한 산소공급을 막아 내용물인 부패성 유기폐기물이 발효, 건조시 변질되는 것을 방지하고 품질이 양호한 사료 또는 퇴비를 얻을 수 있으며, 발효, 건조실 상부로 유도되는 수증기를 보다 신속하게 냉각, 응축시키기 위한 구조를 채택하여, 냉각, 응축효율을 향상시키고 기존의 발효, 건조기나 소멸기 등에도 범용으로 적절히 활용할 수 있는 등의 우수한 효과를 갖는다.

Claims (4)

1. 가열원(9)이 설치된 발효, 건조실(1)의 내부온도를 소정 온도 유지시키고 내용물을 내부의 교반, 혼합기구(3)에 의하여 교반 혼합시키면서 발효, 건조 또는 소멸이 이루어지도록 하되, 상기 발효, 건조실(1)과 연통되는 소정위치에 응축수배출구(13)를 갖는 냉각, 응축실(11)을 형성하고, 냉각, 응축실(11) 내부엔 열교환기(15)를 설치하여 이루어지는 통상의 발효건조장치에 있어서, 상기 발효, 건조실(1)과 냉각, 응축실(11) 사이엔 내부공기 순환급송용 강제급송기구(17)를 설치하고, 상기 발효, 건조실(1)과 냉각, 응축실(11)은 외부와 차단된 밀폐형태로 이루어지며, 상기 열교환기(15)는 냉각수나 냉매가 유입, 배출되는 라디에이터형태로 이루어지고, 강제급송기구(17)는 급송팬형태로서 냉각, 응축실(11)의 입구부나 배출부에 설치되며, 상기 냉각, 응축실(11)의 입구부에 여과기구(19)를 설치한 여과부(21)를 마련하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용한 발효, 건조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉각, 응축실(11)과 열교환기(15) 후부에 수분응결낙하용 제습기구(23)를 추가로 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용한 발효, 건조장치.
3. 제2항에 있어서, 제습기구(23)가 선단부위가 절곡형성되고 일정간격으로 설치된 다수의 격판(24)형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용한 발효, 건조장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 냉각, 응축실(11)의 후부와 발효, 건조실(1)사이에 예열기구(25)를 추가로 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물을 이용한 발효, 건조장치.