KR100558891B1 - 유기성 폐기물 퇴비화 설비의 급기 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기성 폐기물 퇴비화 설비의 급기 시스템에 관한 것으로써, 종래의 급기시스템은 급기대롱이 압밀경화층에 에어터널 공극을 형성하기가 어려웠고, 접촉식으로 설치된 경우 급기대롱의 원위치 복귀가 잘 안되었으며, 설치 높이를 같게 하기 위해 급기대롱의 선단을 절단할 경우 분출공의 구경이 서로 달라분출되는 공기량이 일정하지 못하므로 발효가 균일하지 못한 문제점이 있다.

이에 본 발명은 발효조(100)의 바닥(120)에 설치되는 공기공급관(300)에 급기대롱(400)을 끼워서 퇴비화 설비의 급기 시스템을 구성함에 있어서, 상기 급기대롱(400)의 맨 상단에만 분출공(420)을 형성하되 그 내부의 분출로(421)를 노출부(401)의 상단에서 하단까지 동일한 구경으로 형성하여 각 부위별 공기공급량이 일정함과 아울러 퇴비의 압밀경화층에 에어터널이 쉽게 형성되게 하고, 급기대롱(400)은 고정턱(450)에 설치된 탄력 링체(500)에 의해 원위치 복귀가 원활토록 하며, 외주면의 눈금(470)에 의해 절단위치 파악이 용이토록 하며, 굴곡성이 좋은 연질의 보호관(600)을 급기대롱 선단에 끼워 에스컬레이터가 통과되는 동선(y)보다 높게 설치하는 접촉식으로의 설치가 용이한 효과가 있다.

유기성 폐기물, 발효조, 퇴비, 급기시스템, 급기대롱, 공기공급관

Description

유기성 폐기물 퇴비화 설비의 급기 시스템{Air inflow system of compost device for organic waste}

도 1 은 바닥에 공기공급관과 급기대롱이 설치된 발효조에서 교반차로 퇴비를 교반하는 공지의 교반시스템을 보인 측면 개략도

도 2a 는 종래의 급기대롱과 공기공급관의 구조를 분해하여 보인 단면도

도 2b 는 종래의 급기대롱이 공기공급관에 결합된 상태를 보인 단면도

도 3 은 종래의 급기대롱을 일부 절단하여 같은 높이로 설치한 상태를 보인 측단면도

도 4 는 본 발명에 의해 공기공급관에 결합되는 급기대롱을 보인 정면도

도 5 는 본 발명의 급기대롱을 공기공급관에 결합한 상태를 보인 측단면도

도 6 은 본 발명의 급기대롱을 일부 절단하여 같은 높이로 설치한 상태를 보인 측단면도

도 7a, 7b 는 본 발명의 급기대롱 선단에 보호관을 설치한 상태도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 발효조 150 : 퇴비의 압밀경화층

300 : 공기공급관 400 : 급기대롱

420 : 분출공 421 : 분출로

430 : 유입공 450,460 : 고정턱

470 : 눈금 500 : 링체

600 : 보호관

본 발명은 유기성 폐기물 퇴비화 설비의 급기 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세히는 발효조로 공급된 축분이나 음식물 찌꺼기 등의 유기성 폐기물 내부로 에어를 보다 원활하게 공급할 수 있도록 하여 발효 능률을 높힐 수 있는 유기성 폐기물 퇴비화 설비의 급기 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 음식물쓰레기, 축산폐기물, 각종 유기성슬러지를 처리하는데는 다양한 기술이 적용되고 있으나, 단순히 처리하여 주변 환경오염을 방지하기 보다는 이를 재활용하여 자원화하는 기술에 더욱 많은 관심을 보이고 있다. 재활용 방법에 있어서는 종류에 따라 다소의 차이는 있지만 발효시켜 퇴비화하는 기술을 가장 많이 적용하고 있는 추세이다.

즉, 축분이나 음식쓰레기 등의 수분이 많은 유기성 폐기물은 톱밥이나 왕겨 등의 수분조절제와 혼합하여 발효조에 저장시킨 다음 이를 인공적으로 호기성 발효를 시키고, 그 발효열로 건조시켜서 안전한 퇴비가 되도록 하고 있다.

그러나 교반시키지 않고 자연적으로 발효시키는 것은 주로 혐기성 발효로서 각종 부패 세균 등이 번식하여 악취가 심하며, 이러한 상태로 퇴비화하여 사용하면 농작물이 병들고 잡초가 무성하게 된다.

그리고, 온풍에 의해 강제 건조시키는 것 역시 악취가 심하고 온풍발생에 따른 유지비가 엄청나게 많이 들며, 농지에 투입하였을 때 그때 농지에서 발효되면서 발생되는 고온의 발효열로 식물들이 죽게 되는 심각한 문제점이 발생된다.

따라서, 이러한 점들을 두루 감안하여 톱밥이나 왕겨 등의 수분조절제가 혼합된 유기성 폐기물을 발효조에서 혼합 교반시켜서 호기성 발효가 촉진되게 하는 유기성 폐기물의 퇴비화 설비가 개발되어 사용되고 있다.

그리고 축분이나 음식물 찌꺼기 등의 유기성 폐기물로 퇴비를 만드는 설비 중 유기성 폐기물이 투입되는 발효처리조에는 유기성 폐기물의 발효 숙성을 촉진시키기 위하여 처리조의 바닥면에 등간격으로 공기 분사공이 형성된 공기공급관을 배관한 후 그 위로 유기성 폐기물을 투입하여 처리하고 있다.

이때 콘크리트로 만들어지는 발효처리조는 길이가 약 100M내외로서 매우 길기 때문에 아무리 숙련된 기술자라 하더라도 바닥면을 수평으로 일정하게 형성하지 못함에 따라 바닥면은 완만한 파형의 요철부를 이루게 되며, 이로 인해 바닥면에 설치되는 공기공급관도 완만한 파형을 이루면서 설치될 수 밖에 없다.

그리고 이러한 발효처리조를 왕복하는 교반차의 에스컬레이터는 퇴비를 교반할 때 바닥면을 따라 완만한 파상형으로 설치된 공기공급관과 에스컬레이터의 하단이 접촉되면 공기공급관이 파손되므로 교반차의 에스컬레이터는 공기공급관 위로 상당한 간격을 두고 지나가면서 교반 작업을 하도록 하고 있다.

그러다 보니 공기공급관과 에스컬레이터의 하단부 사이의 공간에는 딱딱하게 굳는 퇴비의 압밀경화층이 두텁게 잔류할 수 밖에 없으며, 이 잔류하는 퇴비의 압밀경화층은 시간이 지날수록 점차 굳어져서 공기공급관의 분출공들을 막아 폐쇄시키게 된다. 이에 따라 발효처리조의 유기성 폐기물에는 공기공급관을 통해 공기가 고르게 공급되지 못하여 유기성 폐기물의 발효 숙성이 고르지 못하여 품질을 떨어뜨리게 되고, 유기성 폐기물을 발효 숙성시켜서 퇴비화하는데 소요되는 시간이 오래 걸려서 원가상승의 요인이 발생된다.

그리고 이러한 문제점을 해결하기 위해 개발된 "발효조의 급기대롱"이 실용신안등록 제93029호(공고번호 95-7394호)로 제안되어 등록된 바 있다. 상기 실용신안권은 현재 본원 출원인 회사에서 양도받아 소유하고 있으며, 그동안 발효처리 시스템을 시공하면서 계속 실시하고 있는 기술이다.

상기 선 등록 실용신안은, 발효조(10)의 양쪽 옹벽 위에 설치된 레일(11)을 따라 교반차(20)가 왕복 이동을 하도록 하고, 상기 발효조(10)에 투입된 유기성 폐기물로 된 퇴비는 교반차(20)의 유압실린더에 의해 각도 조절되는 에스컬레이터(21)로 교반하여 숙성시키며, 그러한 발효조(10)의 바닥(12)에 설치된 공기공급관(30)에는 다수의 급기대롱(40)을 등간격으로 설치하여 교반되는 퇴비 속으로 공기를 공급하므로서 퇴비의 발효 숙성을 촉진시키도록 한 것이다.

여기서 공기공급관에 설치되는 종래의 급기대롱은 상단의 분출공(42a)과 하측 유입공(43)이 일체로 관통되어 있고, 그 노출부(41)의 측면에도 상기 유입공 (43)과 통하는 다수의 분출공(42b)이 형성되어 있으며, 그 급기대롱(40) 몸체는 상협 하광 형태를 이루고 있다.

그리고 급기대롱(40)의 하단에는 약간 돌출된 상하 고정턱(45)(46) 사이에 고정부(44)를 형성하여 발효조(10)의 바닥(12) 위에 시공되는 공기공급관(30)에 등간격으로 형성한 각 삽입공(31) 마다 상기 급기대롱(40)을 상하 고정턱(45)(46)과 고정부(44)에 의해 끼워서 결합되게 한 것이다.

여기서 상기 급기대롱(40)의 설치되는 높이는 교반차(20)의 에스컬레이터(21)와 최대한 근접되기는 하지만 접촉되지 않는 비접촉식으로 설치하거나, 또는 교반차(20)의 에스컬레이터(21)가 지나가는 동선(y)보다 약간 높게 돌출되는 접촉식으로 설치하는 것이 바람직하다.

이러한 선 등록에서, 발효조(10)의 바닥(12)에 설치된 공기공급관(30)은 위에서 언급한 것처럼 바닥면을 따라 완만한 파상형으로 설치되므로 이러한 공기공급관(30)에 상기 급기대롱(40)을 설치하면 도 3 과 같이 급기대롱의 높이도 자연히 들쭉날쭉하면서 파상형을 이루게 된다.

그런데, 상기와 같이 급기대롱(40)의 높이가 들쭉날쭉한 파상형으로 설치된 상태에서 맨 위쪽의 급기대롱(40)이 에스컬레이터(20)의 동선(y)보다 낮은 비접촉식으로 설치하면 그보다 아래에 놓인 급기대롱(40)의 노출부(41) 주변에는 퇴비의 압밀경화층(15)이 두텁게 잔류하게 되면서 그 부위의 급기대롱(40)은 잔류된 퇴비의 압밀경화층(15) 속에 묻힌 상태가 되며, 그 잔류된 퇴비의 압밀경화층(15)은 시간이 지날수록 점차 굳어져 딱딱해지므로 결국 퇴비속에 묻힌 급기대롱(40)은 분 출공(42a)(42b)이 막혀 폐쇄됨에 따라 공기가 원활하게 공급되지 못하게 된다.

그리고 급기대롱(40)의 노출부(41) 상단 뿐만 아니라 측면에도 분출공(42b)이 형성되어 유입공(43)으로 들어오는 공기가 여러 분출공(42a)(42b)으로 분산되어 분출력이 약하게 되므로 딱딱하게 굳은 퇴비의 압밀경화층(15)에 에어터널 공극을 형성하기가 어렵다고 할 수 있다.

또한 교반차(20)의 에스컬레이터(21)가 맨 아래쪽의 급기대롱(40) 선단을 지나가는 접촉식으로 설치하면 그보다 위에 놓인 급기대롱(40)은 높게 돌출되어 있으므로 에스컬레이터(21)가 지나갈 때마다 에스컬레이터(21)에 밀려서 일 방향으로 심하게 기울어지게 된다.

이때 선 등록의 명세서에서는 급기대롱(40)이 일방향으로 기울어져도 탄력성있는 합성수지 재질로 형성된 것이므로 자유롭게 절곡되었다가 복귀된다고 하였으나, 선 등록의 합성수지재 급기대롱(40)을 실제로 시공하여 본 바에 의하면 에스컬레이터(21)가 지나가는 동선(y)보다 높게 돌출된 급기대롱(40)은 상하 고정턱(45)(46) 사이가 찌그러짐과 아울러 벌여지면서 꺽이므로 복귀력을 잃어 원위치로 복귀되지 못하게 되며, 이로 인해 발효조(10)의 각 부위별 공기 공급량이 균일하지 못하여 발효가 균일하게 되지 못하는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같이 급기대롱(40)의 높이가 들쭉날쭉한 파상형으로 설치되면 유기성 폐기물 속으로 공급되는 공기량의 공급 부위가 상이하여 발효상태가 부위마다 틀리게 되므로 공기공급관(30)은 발효조(10)의 바닥(12)을 따라 파상형으로 설치되더라도 그 공기공급관(30)에 설치되는 다수의 급기대롱(40)들은 높이를 일정하 게 하여 설치하는 것이 바람직하다.

그런데 이와 같이 공기공급관(30)은 파상형인 상태에서 급기대롱(40)의 높이를 고른 높이로 설치하려면 급기대롱(40)을 길이가 여러가지인 것으로 구비하여야 하는데 이렇게 하는 것은 그 다양한 길이의 급기대롱(40)을 사출 성형하기 위한 금형들이 필요하므로 그 금형비가 너무 과다하게 소요되므로 원가상승의 요인이 많은 문제점이 있다.

그리고, 급기대롱을 길게 형성한 상태에서 필요한 길이로 절단하여 시공하는 방법이 있는데, 종래의 급기대롱(40)은 상협하광 형태인 몸체의 외경과 더불어서 그 내부의 구경도 상협 하광 형태를 이루고 있다.

그러므로 이러한 급기대롱(40)은 길이를 짧게 하기 위해 절단할 때 아래쪽으로 절단하면 할 수록 분출공의 구경이 더 크게 되므로 공급되는 공기량이 서로 상이하게 되며, 이로 인해 발효조(10)의 각 부위별로 균일한 발효 숙성을 기대할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 급기대롱을 절단하여 교반차의 에스컬레이터가 지나가는 동선과 비접촉식의 고른 높이 또는 접촉식의 고른 높이로 설치할 때 그 절단되어 상이한 길이로 설치되는 급기대롱마다 일정한 공기량을 공급할 수 있도록 하여 발효조의 모든 퇴비가 균일한 발효 숙성이 되게 하는 유기성 폐기물 퇴비화 설비의 급기 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 급기대롱을 비접촉식으로 설치하였을 때 그 급기대롱의 주변에 일정 두께로 형성되는 퇴비의 압밀경화층에 에어터널을 양호하게 형성하여 공기를 교반되는 퇴비에 원활히 공급할 수 있는 유기성 폐기물 퇴비화 설비의 급기 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 급기대롱을 접촉식으로 설치하였을 때 급기대롱의 상단부가 원위치로 양호하게 복귀될 수 있고, 급기대롱을 절단하여 시공할 때 그 절단부위를 쉽게 파악할 수 있는 유기성 폐기물 퇴비화 설비의 급기 시스템을 제공하는데 있다.

이하, 본 발명의 상기 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시예의 기술구성 및 작용을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 는 본 발명에 의해 공기공급관에 결합되는 급기대롱을 보인 정면도이고, 도 5 는 본 발명의 급기대롱을 공기공급관에 결합한 상태를 보인 측단면도이고, 도 6 은 본 발명에서 급기대롱을 일부 절단하여 같은 높이로 설치한 상태를 보인 측단면도이다.

이에 도시된 본 발명의 구성 중 발효조(100)의 바닥(120)에 설치된 공기공급관(300)의 각 삽입공(310)에는 다수의 급기대롱(400)을 끼우되 급기대롱(400) 하단에 약간 돌출시켜 형성한 상하 고정턱(450)(460)과 그 사이의 고정부(440)에 의해 공기공급관(300)의 삽입공(310)에 결합되게 하여 유기성 폐기물 퇴비화 설비의 급기 시스템을 구성한 점은 종래와 같다고 할 수 있다.

본 발명의 특징은 도 5 와 같이 상기 급기대롱(400)의 몸체중 공기공급관(300)의 외부로 돌출되는 노출부(401)는 맨 상단에만 분출공(420)을 형성하되 그 분출공(420)과 통하는 내부의 분출로(421)를 노출부(401)의 상단에서 하단까지 동일한 구경(d)으로 형성하고, 공기공급관(300)의 삽입공(310)에 끼워지는 고정부(440)의 내부에는 상기 분출로(421) 구경에서 아래의 유입공(430)으로 갈수록 점차 넓어지는 상협 하광 구조의 유입로(431)를 형성한 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 급기대롱(400)의 상하 고정턱(450)(460)중 상측 고정턱(450)에는 고무나 실리콘, 우레탄 등의 재질로 형성된 탄력 링체(500)를 설치하여 공기공급관(300)의 삽입공(310)에 끼워진 급기대롱(400)이 일 방향으로 기울어지면 탄력 링체(500)가 압축되었다가 복원되는 힘에 의해 급기대롱(400)이 원위치되게 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 급기대롱(400)의 노출부(401)외주면에 일정 간격으로 다수의 돌기나 표식에 의한 절단용 눈금(440)을 형성하여 급기대롱(400)의 절단 위치 파악을 쉽도록 한 것을 특징으로 한다.

도 7a 는 본 발명의 급기대롱 선단에 보호관을 설치하는 상태도이고, 도 7b 는 본 발명의 급기대롱에 끼워진 보호관이 동작되는 상태도로서, 급기대롱(400)의 노출부(401) 상단에는 고무나 실리콘, 우레탄 등의 탄성 재질로서 굴곡성이 좋은 연질의 보호관(600)을 동선(y)보다 높게 설치하여 급기대롱(400)을 접촉식으로 설 치할 때 상기 보호관(600)의 일 부위만이 교반차의 에스컬레이터에 접촉되게 한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 형성된 본 발명은 상기 급기대롱(400)의 몸체 중 공기공급관(300)의 외부로 돌출되는 노출부(401)의 맨 상단에만 분출공(420)이 형성되어 있으므로 급기대롱(400)을 비접촉식으로 설치하였을 때 그 급기대롱(400)이 묻힐 정도의 굳은 퇴비의 압밀경화층(150)이 있더라도 공기공급관(300)에서 유입공(430)을 통해 유입되는 공기가 전량 상단의 분출공(420)만으로 집중되므로 퇴비의 압밀경화층(150)에 에어터널 공극을 쉽게 형성할 수 있어 교반되는 퇴비속으로 공기를 원활하게 공급할 수 있다.

그리고, 급기대롱(400)의 상단 분출공(420)과 통하는 내부의 분출로(421)가 노출부(401)의 상단에서 하단까지 동일한 구경(d)으로 형성된 것이므로 발효조(100)의 굴곡진 바닥(120)을 따라 파상형으로 설치된 공기공급관(300)에 동일한 높이로 급기대롱(400)을 설치하고자 일부 급기대롱(400)의 노출부(401) 어디를 절단하여도 노출부(401)의 내부 분출로(421) 구경(d)은 위에서 아래까지 모두 동일하므로 절단되지 않고 설치된 급기대롱(400)이나 짧게 절단되어 설치된 급기대롱(400)의 분출공(420) 모두 동일한 구경(d)을 유지할 수 있어 어느 부위에서나 교반되는 퇴비 속으로 일정한 공기량이 공급되어 발효 숙성이 고르게 된다.

또한, 급기대롱(400)을 접촉식으로 설치하였을 때 교반차의 에스컬레이터가 급기대롱(400)의 상단을 접촉하여 밀면서 지나가면 급기대롱(400)은 공기공급관(300)의 삽입공(300) 사이에 끼워진 탄력 링체(500)가 눌려 압축되었다가 에스컬레 이터가 완전히 지나가는 순간 탄력 링체(500)가 원상태로 복원되는 힘을 이용하여 급기대롱(400)을 원위치로 복귀시켜 주므로 종래에 비해 급기대롱(400)의 위치가 정확하게 유지되는 것이다.

그리고 이러한 본 발명은 도 6 과 같이 파상형으로 설치되는 공기공급관(300)에 다수의 급기대롱(400)을 동일한 높이로 설치하기 위해서 일부 급기대롱(400)의 노출부(401) 길이를 절단하고자 할 때 도 4 와 같이 노출부(401) 외주면에 형성한 돌기나 표식에 의한 절단용 눈금(440)을 이용하여 그 절단 위치를 쉽게 파악할 수 있으므로 작업을 보다 신속 간편하게 행할 수 있다.

또한, 도7b 와 같이 급기대롱(400)의 노출부(401) 상단에 탄성재질로 된 연질의 보호관(600)을 끼워서 공기공급관(300)에 설치되는 다수의 급기대롱(400) 높이를 일정하게 맞추어 접촉식으로 설치하면 에스컬레이터가 지나갈 때 상기 보호관(600)과 접촉되더라도 상기 보호관(600)이 쉽게 굽어졌다가 세워지면서 원위치로 복원되므로 발효조(100)의 부위별 공기 공급이 균일하고 급기대롱(400)의 높낮이 맞춤이 용이하다.

이상에서와 같이 본 발명은 유기성 폐기물의 발효조 바닥에 파상형으로 설치되는 공기공급관에 급기대롱을 동일 높이로 설치하고자 일부 급기대롱의 노출부 부위를 절단하여 설치하더라도 각 급기대롱의 공기 분출로 구경(d)이 같기 때문에 부위별 분배되는 공기량이 일정하고, 퇴비의 압밀경화층에 에어터널이 쉽게 형성되므 로 발효조의 각 부위별 퇴비 발효 숙성이 양호하면서도 균일하게 되는 효과가 있다.

그리고, 급기대롱을 접촉식으로 설치하더라도 고정부에 설치된 탄성 링체에 의해 일 방향으로 기울어졌던 급기대롱이 원위치로 양호하게 복귀되거나 또는 급기대롱 상단에 탄성재질로 설치된 연질의 보호관 만이 굽어졌다가 복원되는 것이므로 발효조의 각 부위별 공기 공급이 균일하게 분배될 수 있는 것으로서, 퇴비의 발효 숙성 효과를 증대시켜서 퇴비의 생산 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 발효조(100)의 바닥(120)에 설치되는 공기공급관(300)의 각 삽입공(310) 마다 하단에 상하 고정턱(450)(460)과 고정부(440)가 구비된 급기대롱(400)을 끼워서 유기성 폐기물 퇴비화 설비의 급기 시스템을 구성함에 있어서,

   상기 급기대롱(400)의 몸체중 공기공급관(300)의 외부로 돌출되는 노출부(401)는 맨 상단에만 분출공(420)을 형성하되 그 분출공(420)과 통하는 내부의 분출로(421)를 노출부(401)의 상단에서 하단까지 동일한 구경(d)으로 형성하고, 공기공급관(300)의 삽입공(310)에 끼워지는 고정부(440)의 내부에는 상기 분출로(421) 구경(d)에서 아래의 유입공(430)으로 갈수록 점차 넓어지는 상협 하광 구조의 유입로(431)를 형성한 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 퇴비화 설비의 급기 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 급기대롱(400)의 상하 고정턱(450)(460)중 상측 고정턱(450)에 고무나 실리콘, 우레탄 등의 재질로 형성된 탄력 링체(500)를 구비한 상태로 공기공급관(300)의 삽입공(310)에 결합하여 상기 탄력 링체(500)의 탄력에 의해 급기대롱(400)이 원위치로 복귀되게 한 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 퇴비화 설비의 급기 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 급기대롱(400)의 노출부(401) 외주면에 일정 간격으로 다수의 돌기나 표식에 의한 절단용 눈금(440)을 형성하여 급기대롱(400)의 절단 위치를 쉽게 파악할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물 퇴비화 설비의 급기 시스템.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 급기대롱(400)의 노출부(401) 상단에 고무나 실리콘, 우레탄 등의 탄성 재질로서 굴곡성이 좋은 연질의 보호관(600)을 끼워서 교반차의 에스컬레이터가 통과되는 동선(y)보다 높게 설치하는 접촉식으로 설치한 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 퇴비화 설비의 급기 시스템.

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