KR100421119B1 - 축산분뇨 및 음식물 쓰레기 퇴비화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 축산분뇨나 음식물 쓰레기 또는 폐수 슬러지 등의 퇴비화 장치에 비하여 정확한 함수율을 맞출 수 있고, 교반효율을 높일 수 있도록 하기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시예에서는 축분저장조(10), 수분조절제 저장조(20), 혼합기(30), 이송콘베이어 (40)로 이루어진 혼합부(M)와; 혼합부(M)에서 이송된 축분이 저장되는 저장조(50), 이 저장조(50)의 바닥에 설치되어 외부의 송풍팬(60)에 의해 강제로 공기가 공급되는 공기공급관(70), 저장조(50)의 상부에 설치되어 레일(90)위를 왕복이동하면서 저장조(50)에 저장된 축분을 교반시키는 교반기(80)로 이루어진 교반부(R);로 구성된 것에 있어서, 상기 혼합기(30)는 수분조절제 저장조(20)에 저장된 수분조절제를 퍼올리기 위한 스크류 콘베이어(32)와, 축분저장조(10)에 저장된 축산분뇨를 상기 스크류 콘베이어(32)에 의해 이송되는 수분조절제 위에 투입하기 위한 축분 인양펌프(34)로 이루어지고, 교반기(80)는 저장조(50)의 전폭에 걸쳐 가로질러 설치되는 교반축(82)과, 이 교반축(82)에 방사상으로 설치되는 교반날개(84)와, 상기 교반축(82)을 회전시켜 주기 위한 교반축 구동용 모터(86)와, 교반기 전체를 저장조(50)의 전후로 왕복이동시키기 위한 왕복이송용 모터(88)로 이루어진다.

Description

축산분뇨 및 음식물 쓰레기 퇴비화 장치 {A Device for making organic fertilizer with stock raising sweages and food wastes}

본 발명은 축산분뇨 및 음식물 쓰레기 퇴비화 장치에 관한 것으로, 상세히는 축산분뇨나 음식물 쓰레기 또는 폐수 슬러지 등의 재활용을 위한 퇴비원료와 톱밥 또는 수피 등 수분조절제의 혼합을 스크류 콘베이어와 축분 인양펌프에 의해 무인 자동화하여 발효에 적합한 함수율이 되도록 하고, 저장조에 투입된 축산분뇨(또는 음식물 쓰레기나 폐수 슬러지)는 교반날개가 방사상으로 부착된 교반축이 저장조의 전 폭에 걸쳐 설치된 교반기의 1회 왕복에 의해 단시간내에 효과적인 교반이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

돈사나 우사에서 다량으로 발생되는 축산분뇨 및 각 가정이나 음식업소에서 매일매일 발생되는 다량의 음식물 쓰레기 또는 폐수처리과정에서 발생된 폐수 슬러지등을 폐수의 발생없이 유기질 비료로 재활용하기 위한 수단으로서 이들 축산분뇨아 음식물 쓰레기 등을 톱밥 등의 수분조절제와 혼합하여 공기를 공급하면서 발효시켜 유기질비료로 생산하기 위한 축산분뇨 및 음식물 쓰레기 퇴비화 장치가 사용되고 있다.

이러한 축산분뇨 및 음식물 쓰레기 퇴비화 장치는 축산분뇨 및 음식물 쓰레기의 무공해처리와 이를 농토의 지력개선에 활용한다는 측면에서 각광받고 있는 설비이나, 본 출원인이 기존의 축산분뇨 및 음식물 쓰레기 퇴비화 장치를 수년간 면밀히 분석해 본 바, 기존의 퇴비화 장치는 다음과 같은 몇가지 단점이 있었다.

그 첫째로는, 축산분뇨 및 음식물 쓰레기와 수분조절제를 적정비율로 혼합하여 발효에 적합한 함수율로 맞추는데 있어서 스키드 로더나 굴삭기 등의 장비를 이용하여 임의로 혼합함으로써 정확한 함수율(약 65%정도가 바람직함)을 맞추어주기가 어렵고, 작업장 주위가 오염되어 환경오염을 유발하게 되었으며, 특히 축산분뇨와 수분조절제의 혼합시 장비 운전자도 악취로 인하여 작업이 어렵고 이를 기피하여 대충대충 혼합하고 작업을 종료하였기 때문에 다음의 발효공정에서 정상적인 발효가 이루어지지 않게 되는 문제점이 있었다.

둘째로는, 기존의 축산분뇨 및 음식물 쓰레기 퇴비화 장치에 있어서는 수분조절제와 혼합된 축산분뇨 및 음식물 쓰레기를 저장조에 투입하여 교반함에 있어서 폭이 짧은 에스컬레이터식 교반기를 사용함으로써 발효장의 폭에 따라 교반기가 수회(數回) 반복하여 왕복이동하여야 했었으므로 시간낭비 및 전력과 인력의 낭비를 초래하여 과다한 비용의 지출로 인한 유기질 비료의 생산성이 저하되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 축산분뇨 또는 음식물 쓰레기나 폐수 슬러지 등의 재활용 퇴비원료와 톱밥이나 수피 등의 수분조절제를 혼합함에 있어서, 인력을 투입하거나 장비를 직접 운전하지 않고도 자동적으로 발효에 적합한 65%내외의 함수율에 맞게 혼합시킬 수 있는 혼합수단을 구비함과 아울러, 수분조절제와 혼합된 축산분뇨 또는 음식물 쓰레기가 저장된 저장조에 설치된 교반기에 의해 축산분뇨나 음식물 쓰레기를 교반할 때, 수회 왕복이동을 하지 않고 단 1회의 이동만에 의해 비용 및 시간적인 측면에서 효과적으로 가능하도록 하는데 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수거된 축산분뇨나 음식물 쓰레기를 저장하기 위한 축분저장조, 톱밥이나 수피 등의 수분조절제 저장조, 상기 축분저장조와 수분조절제 저장조로부터 축산분뇨 또는 음식물 쓰레기와 수분조절제를 퍼올려 혼합하는 혼합기 및 혼합기에서 혼합된 축산분뇨 또는 음식물 쓰레기를 이송시키는 이송 콘베이어로 이루어진 혼합부; 상기 혼합부에서 이송된 축산분뇨나 음식물 쓰레기가 저장되는 저장조, 이 저장조의 바닥에 설치되어 외부로부터 공기가 공급되는 공기공급관, 상기 저장조의 상부에 설치되어 왕복이동하면서 저장조에 저장된 축산분뇨나 음식물 쓰레기를 교반시키는 교반기로 이루어진 교반부를 포함하는 축산분뇨 및 음식물 쓰레기 퇴비화 장치에 있어서, 상기 혼합기는 수분조절제 저장조의 수분조절제를 퍼올리기 위한 스크류 콘베이어와, 상기 축분저장조의 축산분뇨나 음식물 쓰레기를 상기 스크류 콘베이어에 의해 이송되는 수분조절제에 투입하기 위한 축분 인양펌프를 포함하여 이루어져 상기 축분 인양펌프의 구동속도조절에 의해 축산분뇨 또는 음식물 쓰레기의 함수율을 제어할 수 있도록 하고, 상기 교반기는 저장조의 전폭에 걸쳐 가로질러 설치되는 교반축과, 이 교반축에 방사상으로 설치되는 교반날개와, 상기 교반축을 회전시키주기 위한 교반축 구동용 모터와,상기 교반기를 왕복이동시키기 위한 왕복이송용 모터를 포함하여 이루어져 단 1회의 왕복에 의해 축산분뇨나 음식물 쓰레기의 교반을 완료할 수 있도록 한 축산분뇨 퇴비화 장치를 제공한다.

본 발명에서 상기 교반기의 교반축은 유압실린더에 의해 상하로 높이조절이 가능하도록 하여 축산분뇨나 음식물 쓰레기를 교반시킨 후 원위치복귀시 교반축과 교반날개가 상승된 상태로 복귀가능하도록 하며, 상기 교반기의 상부에는 상기 유압실린더에 의해 교반축과 동시에 상하로 개폐되도록 일측이 교반기 본체에 힌지결합된 교반기 커버를 구비하여 교반작업시 축산분뇨나 음식물 쓰레기가 외부로 튀거나 악취가 풍기는 것을 방지할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 의한 축산분뇨 및 음식물 쓰레기 퇴비화 장치를 도시한 전체구성도,

도 2는 본 발명에 의한 축산분뇨 및 음식물 쓰레기 퇴비화 장치의 평면도,

도 3은 본 발명에 의한 교반기의 사시도,

도 4는 본 발명에 의한 교반기의 평면도,

도 5는 본 발명에 의한 교반기의 측면도,

도 6은 본 발명에 의한 교반기의 정면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 축분저장조 20 : 수분조절제 저장조

30 : 혼합기 32 : 스크류 콘베이어

34 : 축분 인양펌프 40 : 이송콘베이어

M : 혼합부 50 : 저장조

60 : 송풍팬 70 : 공기공급관

80 : 교반기 90 : 레일

R : 교반부

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 축산분뇨 및 음식물 쓰레기 퇴비화 장치를 도시한 전체구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 축산분뇨 및 음식물 쓰레기 퇴비화 장치의 평면도이다.

이하에서는 편의상 본 발명의 퇴비화장치를 축산분뇨의 처리에 사용하는 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

상기 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 축산분뇨 퇴비화 장치는 축분저장조(10), 수분조절제 저장조(20), 상기 축분과 수분조절제 저장조(10,20)로부터 축분과 수분조절제를 퍼올려 혼합하는 혼합기(30) 및 이 혼합기(30)에서 혼합된 축분을 이송시키는 이송콘베이어(40)로 이루어진 혼합부(M)와; 상기 혼합부(M)에서 이송된 축분이 저장되는 저장조(50), 이 저장조(50)의 바닥에 설치되어 외부의 송풍팬(60)에 의해 강제로 공기가 공급되는 공기공급관(70), 상기 저장조 (50)의 상부에 설치되어 레일(90)위를 왕복이동하면서 저장조(50)에 저장된 축분을 교반시키는 교반기(80)로 이루어진 교반부(R)로 구성되어 있다.

상기 혼합부(M)의 혼합기(30)는 수분조절제 저장조(20)의 톱밥이나 수피(樹皮) 등의 수분조절제를 퍼올리기 위한 스크류 콘베이어(32)와, 축분저장조(10)에 저장된 축산분뇨를 상기 스크류 콘베이어(32)에 의해 이송되는 수분조절제 위에 투입하기 위한 또다른 축분 인양펌프(34)를 포함하여 이루어져 있으며, 상기 축분저장조(10)는 지하에 매설되어 필요량 만큼 상기 축분 인양펌프(34)에 의해 퍼올려서상기 수분조절제를 퍼올리는 스크류 콘베이어(32)의 도중에 투입하면 수분조절제와 축산분뇨의 혼합 및 이동(퍼올림)이 동시에 이루어지게 되며, 상기 축분 인양펌프 (34)의 구동속도조절에 의해 축산분뇨의 함수율이 발효에 적합한 함수율인 65%내외로 제어할 수 있도록 되어 있다.

도면중 부호 24는 수분조절제 저장조(20)의 바닥에 설치된 이송스크류로 수분조절제를 지속적으로 상기 스크류 콘베이어(32)에 공급하기 위한 것이다.

상기 축분저장탱크(10)와 수분조절제 저장탱크(20)는 모두 지하에 설치되어 있고, 축사나 제재소 등에서 운반해 온 각종 축산분뇨나 톱밥 또는 수피를 투입구 (12,22)를 통해 편리하게 투입시킴으로써 본 발명의 축산분뇨 퇴비화 장치가 설치된 건물 내부의 공간을 효과적으로 활용하면서 축분에 의한 주변의 오염을 방지할 수 있도록 되어 있다.

도 3은 본 발명에 의한 교반기의 사시도이고, 도 4 내지 도 6은 각각 교반기의 평면도, 측면도 및 정면도이다.

상기 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 축산분뇨 퇴비화 장치의 교반기(80)는 저장조(50)의 전폭에 걸쳐 가로질러 설치되는 교반축(82)과, 이 교반축(82)에 방사상으로 설치되는 교반날개(84)와, 상기 교반축(82)을 회전시켜 주기 위한 교반축 구동용 모터(86)와, 교반기 전체를 저장조(50)의 전후로 왕복이동시키기 위한 왕복이송용 모터(88)를 포함하여 이루어져 있다.

본 발명에서 상기 교반기(80)의 교반축(82)은 유압실린더(81)에 의해 상하로 높이조절이 가능하도록 되어 있으며, 이 교반기(80)의 상부에는 상기 유압실린더 (81)에 의해 교반축(82)과 동시에 상하로 개폐되도록 일측이 교반기 본체의 프레임(83)에 힌지결합된 교반기 커버(85)가 구비되어 있다.

상기 교반축(82)과 교반축 구동용 모터(86)사이에는 체인(87)으로 연결되어교반축(82)을 일방향으로 회전시키게 되고, 이 교반축(82)에 방사상으로 부착된 교반날개(84)의 말단에는 축산분뇨의 교반이 효과적으로 이루어질 수 있도록 하기 위하여 장방형의 플레이트(84a)가 부착되어 있으며, 교반날개(84)는 회전시의 저항을 최소화하기 위하여 교반축(82)에 직각으로 부착되어 있다.

상기 교반기(80)를 저장조(50)의 전후로 왕복이동시키기 위한 구동 메카니즘은 교반기(80)의 본체 프레임(83)에 설치된 왕복이송용 모터(88)와, 이 모터(88)에 커플링결합된 감속기(88a)와, 이 감속기(88a)의 출력축에 체인이나 벨트 등의 동력전달수단으로 연결된 구동축(89)과, 이 구동축(89)에 축결합되어 상기 레일(90)위에 놓여지는 바퀴(89a)를 포함하여 이루어져 있다.

본 발명의 퇴비화 장치에서 혼합부와 교반부의 작동과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 혼합부(M)에서는 이송콘베이어(40)가 구동되고, 스크류 콘베이어(32)가 작동되면, 수분조절제 저장조(20)의 수분조절제가 바닥에 설치된 이송스크류 (24)에 의해 공급되어 상기 스크류 콘베이어(32)로 공급되게 되며, 이와 동시에 축분저장조(10)에 저장된 축산분뇨가 축분 인양펌프(34)에 의해 퍼올려져 상기 스크류 콘베이어(32)위에 이송되는 수분조절제에 투입되면서 스크류 콘베이어(32)의 회전에 의해 혼합되면서 동시에 상승되어 상기 이송콘베이어(40)로 공급되어 저장조(50)로 투하된다.

상기 혼합부(M)에서는 작업자나 장비가 직접 투입되지 않고 스크류 콘베이어 (32)와 축분 인양펌프(34)에 의해 자동으로 수분조절제와 축분이 발효에 적합한 함수율이 되도록 혼합되어진다.

다음으로, 저장조(50)로 수분조절제와 혼합된 축분의 투하가 완료되면 교반부(R)의 작동이 이루어지게 되는데, 이 교반부(R)는 자동운전과 수동운전으로 조작이 가능하다.

제어반의 스위치를 자동운전모드로 절환시키면 교반축 구동용 모터(86)가 구동되어 교반축(82)을 저속으로 회전시키게 되고, 뒤이어 유압실린더 (81)가 수축되면 교반축(81)이 하강하게 되며, 왕복이송용 모터(88)도 구동되어 교반기(80)가 전진되면서 저장조(50)에 투하된 축분을 저장조(50)전체로 넓게 펼쳐주면서 교반시켜주게 된다.

교반기(80)가 저장조(50)의 끝까지 이동하게 되면 상기와는 반대로 유압실린더(81)가 신장되어 교반축(82)이 상승하게 되고 교반축 구동용 모터(86)도 정지하여 교반축(82)이 정지하게 되며, 이 상태에서 교반기(80)전체가 원래의 위치로 후진하여 복귀하게 되면 1사이클의 작동이 완료된다.

한편, 축분의 양에 따라 또는 다른 이유에 의해 교반기를 수동으로 조작하고자 할 경우에는 제어반의 스위치를 수동운전 모드로 절환시킨 상태에서 각 스위치를 조작하면 된다.

상기한 실시예에서는 본 발명을 축산분뇨를 퇴비화하는 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 가정이나 음식업소에서 발생되는 다량의 음식물 쓰레기를 유기질 비료로 제조하는 설비로도 사용할 수 있을 뿐만 아니라 폐수 슬러지를 재활용하여 유기질 비료조 제조하는 설비로도 사용할 수 있음은 물론이다.

한편, 본 발명은 축산분뇨와 음식물 쓰레기를 동시에 처리하거나 이를 각각 처리할 수도 있으며, 본 발명을 음식물 쓰레기의 처리에 사용할 경우에는 음식물 쓰레기 중에 함유된 염분을 제거하기 위한 생석회 등의 제염제를 소정의 비율로 혼합 투입하고 교반 발효후 후숙공정을 거침으로써 염분으로 인한 원예작물이나 초목의 피해를 제거할 수 있도록 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 축산분뇨와 수분조절제를 혼합함에 있어서 인력을 투입하거나 장비를 직접운전하지 않고도 축산분뇨 이송용 스크류 콘베이어와 수분조절제 이송용 스크류 콘베이어에 의해 자동적으로 정확한 함수율에 맞게 혼합시킬 수 있으며, 저장조의 전 폭에 걸쳐 교반축이 설치되어 있으므로 교반기의 1회 왕복이동에 의해 축산분뇨의 교반을 끝낼 수 있으므로 적은 전력소모로 단시간내에 유기질 비료를 생산할 수 있게 되는 것이다.

Claims (4)

1. 축분저장조(10), 수분조절제 저장조(20), 상기 축분과 수분조절제 저장조 (10,20)로부터 축분 또는 음식물 쓰레기와 수분조절제를 퍼올려 혼합하는 혼합기(30) 및 이 혼합기(30)에서 혼합된 축산분뇨나 음식물 쓰레기를 이송시키는 이송콘베이어(40)로 이루어진 혼합부(M)와; 상기 혼합부(M)에서 이송된 축산분뇨나 음식물 쓰레기가 저장되는 저장조(50), 이 저장조(50)의 바닥에 설치되어 외부의 송풍팬(60)에 의해 강제로 공기가 공급되는 공기공급관(70), 상기 저장조 (50)의 상부에 설치되어 레일(90)위를 왕복이동하면서 저장조(50)에 저장된 축산분뇨나 음식물 쓰레기를 교반시키는 교반기(80)로 이루어진 교반부(R)로 구성된 축산분뇨 및 음식물 쓰레기 퇴비화 장치에 있어서,

   상기 축분저장조(10)와 수분조절제 저장조(20)는 지하에 매설되어 축산분뇨와 수분조절제를 각각의 투입구(12,22)를 통해 투입시킬 수 있도록 되어 있고, 상기 혼합기(30)는 수분조절제 저장조(20)의 수분조절제를 퍼올리기 위한 스크류 콘베이어(32)와, 축분저장조(10)에 저장된 축산분뇨나 음식물 쓰레기를 상기 스크류 콘베이어(32)에 의해 이송되는 수분조절제 위에 투입하기 위한 축분 인양펌프(34)로 이루어져, 상기 축분 인양펌프(34)의 구동속도조절에 의해 축산분뇨나 음식물 쓰레기의 함수율을 제어함을 특징으로 하는 축산분뇨 및 음식물 쓰레기 퇴비화 장치.
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