KR100663895B1 - 축분 교반장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대용량 저장조의 축분을 호기성 처리방식으로 발효시켜 양질의 액비를 생성시키도록 저장조의 축분을 펌프 구동으로 흡입한후 저장조내에 토출시킬 때, 유체의 토출압력에 의해 저장조 바닥면의 슬러지를 유동시켜 침전으로 인해 경화되는 것을 방지하고, 토출관 상측에 설치된 벤츄리 노즐을 통과하는 유체의 유속력에 의해 흡입되는 외부공기를 축분속에 빠르게 용해시키고 축분속에 외부공기 체류시간을 연장하여 미생물 증식을 증대시킬 수 있도록 한 것으로,

본 발명에 의한 축분 교반장치는, 인분을 포함하는 가축 배설물 및 음식물 찌꺼기로 이루어진 축분을 저장하는 저장조와,

저장조로 부터 흡입되는 유체의 유속력에 의해 외부공기가 흡입되는 공기 흡입구가 상부에 형성되는 축분 흡입관과,

저장조에 토출되는 유체의 유속력에 의해 공기 흡입구를 통해 흡입되는 외부공기를 축분속에 빠르게 용해시키도록 벤츄리노즐이 상측에 형성되며, 끝단의 노즐을 통한 유체의 토출압력에 의해 저장조 바닥면에 슬러지 침전되는 것을 방지하는축분 토출관과,

축분 토출관의 중간측에 형성된 플렉시블관에 의해 저장조 내부에서 부상된 상태로 유동되며, 부유판에 장착된 구동모터에 경사지게 연결되는 회전날개의 추진력에 의해 저장조 내부에서 강제적으로 유동되어 축분속에 외부공기를 장시간 체류시키는 축분교반용 이송체와,

축분 흡입관과 토출관사이의 관로에 설치되며, 저장조로 부터 흡입되는 축분에 축분 흡입관의 공기 흡입구를 통해 흡입되는 외부공기를 혼합하고, 저장조에 토출되는 축분에 벤츄리노즐의 공기 흡입구를 통해 흡입되는 외부공기를 혼합하여 토출시키는 펌프를 구비한다.

축분 교반장치, 산소 공급장치

Description

축분 교반장치{agitator for domestic animals output}

도 1은 본 발명에 의한 축분 교반장치의 사시도,

도 2는 본 발명에 의한 축분 교반장치의 단면도,

도 3은 본 발명에 의한 축분 교반장치의 벤츄리노즐의 요부발췌확대도,

도 4는 본 발명에 의한 축분 교반장치의 사용상태도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 축분 교반장치의 변형예시도이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

10; 저장조

20; 축분 흡입관

21; 공기 흡입구

30; 축분 토출관

31; 공기 흡입구

32; 벤츄리노즐

40; 축분교반용 이송체

41; 부유판

42; 플렉시블관

43; 구동모터

50; 펌프

60; 축분 흡입관

70; 축분 토출관

본 발명은 대형 저장조(200∼1000톤의 용량을 말함)의 축분을 호기성 처리방식으로 발효시키기 위하여 외부공기와 축분을 혼합후 저장조에 토출시 작은 입자의 산소를 축분에 충분하게 용해시키고, 저장조 밑바닥에 침전되는 슬러지 및 중금속을 효과적으로 교반시켜 균일한 농도의 액비를 생성시킬 수 있도록 한 축분 교반장치에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 저장조의 축분을 펌프 구동으로 흡입한후 저장조내에 토출시킬 때, 유체의 토출압력에 의해 저장조 바닥면의 슬러지를 유동시켜 침전되는 것을 방지하고, 토출관 상측에 설치된 벤츄리 노즐을 통과하는 유체의 유속력에 의해 흡입되는 외부공기(산소)를 축분속에 용해시키되 체류시간을 연장하여 미생물 증식을 촉진시킴에 따라 양질의 액비를 생성시킬 수 있도록 한 축분 교반장치에 관한 것이다.

일반적으로, 발효 저장조의 교반장치는 인분을 포함한 돈분, 우분 등과 같은 가축의 배설물 및 음식물 찌꺼기와 톱밥(이하, "조성물"이라 칭한다) 등을 변위기의 구동으로 인해 혼합하고, 저장조 바닥에 배치되는 공기 공급관을 통해 외부공기를 공급하여 발효조에서 장시간(약 40일 소요됨)에 걸쳐 발효시킴에 따라 양질의 유기질 비료를 얻을 수 있게 된다.

이때, 제조되는 유기질 비료는 이동가능한 액비 살포장비의 탱크에 옮겨져 비닐하우스 단지, 과수원 단지, 전답 등에 골고루 살포되어져 유용하게 사용됨에 따라, 토질의 산성화를 방지하고 작물의 수확량이 증대되므로 농가 소득을 증가시킬 수 있게 된다.

한편, 종래의 발효 저장조의 교반장치는 저장조 내부 조성물을 변위기의 구동으로 인해 교반시킴과 동시에 저장조 외부에서 파이프를 통해 외부공기를 조성물에 공급함에 따라 발효를 촉진시키게 된다.

그러나, 외부공기만을 블로어(blower)에 의해 흡입하여 저장조 밑바닥에 토출시킬 경우 공기 입자가 크기 때문에 조성물과 외부공기의 상호 접촉면적이 적고, 저장조 내부의 조성물이 정적상태를 유지하게 되므로 저장조 밑바닥에 침전되는 슬러지 및 중금속이 원활하게 교반되지않아 침전물이 토출구를 막아 발효 효율이 떨어지며, 숙성기간이 장기화되며, 저장조의 상층부와 하층부에서 액상상태의 불균형으로 인해 유기질 비료의 질이 저하되므로 이를 사용하는 농가 소득에 실질적으로 큰 도움을 주지못하는 문제점을 갖게 된다.

또한, 저장조에 저장된 조성물의 발효시 큰 공기방울 입자가 상층부에서 터지며, 이때 발생되는 심한 악취로 인해 저장조가 설치되는 축사 주변에 생활하는 인근주민 및 축사를 직업으로 하는 종사자는 악취로 인한 고통을 감수해야만 되는 문제점을 갖게 된다.

본 발명의 목적은, 펌프 구동으로 저장조로 부터 흡입되는 축분에 입자가 작은 외부공기를 혼합하여 빠르게 용해시킨후 저장조에 토출시킴에 따라, 외부공기와 유체의 접촉표면적이 증대되므로 저장조내에 호기조건을 형성하여 축분속에 미생물 증식을 증대시킬 수 있도록 한 축분 교반장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 저장조의 축분에 공급되는 외부공기의 체류시간을 연장시킴에 따라, 축분속에 용해되는 산소량이 증대되어 미생물 활동을 촉진시켜 농도가 균일한 양질의 유기질 비료를 생성하여 농가 소득을 증대시킬 수 있도록 한 축분 교반장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 유체의 토출압력에 의해 저장조 밑바닥에 슬러지 및 중금속의 침전되는 것을 최소화하며, 저장조 내부의 축분을 균일하게 교반 및 혼합시켜 균질의 액비를 생성시킬 수 있도록 한 축분 교반장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 저장조로 부터 흡입되는 축분에 외부공기를 혼합한후 저장조에 토출되는 축분을 이동시키는 파이프를 저장조 내부에 배치하여 동절기에 동파로 인해 파손되는 것을 방지하고, 파이프를 용이하게 연결할 수 있도록 한 축분 교반장치를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 인분을 포함하는 가축 배설물 및 음식물 찌꺼기로 이루어진 축분을 저장하는 저장조와,

저장조로 부터 흡입되는 유체의 유속력에 의해 외부공기가 흡입되는 공기 흡입구가 상부에 형성되는 축분 흡입관과,

저장조에 토출되는 유체의 유속력에 의해 공기 흡입구를 통해 흡입되는 외부공기를 축분속에 빠르게 용해시키도록 벤츄리노즐이 상측에 형성되며, 끝단의 노즐을 통한 유체의 토출압력에 의해 저장조 바닥면에 슬러지 침전되는 것을 방지하는축분 토출관과,

축분 토출관의 중간측에 형성된 플렉시블관에 의해 저장조 내부에서 부상된 상태로 유동되며, 부유판에 장착된 구동모터에 경사지게 연결되는 회전날개의 추진력에 의해 저장조 내부에서 강제적으로 유동되어 축분속에 외부공기를 장시간 체류시키는 축분교반용 이송체와,

축분 흡입관과 토출관사이의 관로에 설치되며, 저장조로 부터 흡입되는 축분에 축분 흡입관의 공기 흡입구를 통해 흡입되는 외부공기를 혼합하고, 저장조에 토출되는 축분에 벤츄리노즐의 공기 흡입구를 통해 흡입되는 외부공기를 혼합하여 토출시키는 펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 축분 교반장치를 제공함에 의해 달성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 전술한 벤츄리노즐은, 축분 토출관에 반경방향으로 관통형성되는 공기 흡입구의 상류측 토출부의 직경(D1)과, 공기 흡입구의 하류측 토출부의 직경(D2)은 D1 ≤ D2를 만족하고,

공기 흡입구와 접하는 입구부의 직경(d1)과, 공기 흡입구와 접하는 출구부의 직경(d2)은 d1 〈 d2를 만족하도록 형성된다.

또한, 일단이 저장조 하측에 연통되며 타단이 펌프에 연결되는 축분 흡입관과,

일단이 펌프에 연결되어 저장조 내부에 배치되며 펌프 구동시 저장조에 토출되는 유체의 유속력에 의해 공기 흡입구를 통해 흡입되는 외부공기와 축분을 혼합하여 저장조에 토출시키는 축분 토출관을 구비한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 축분 교반장치는, 인분을 포함하는 가축(돼지 또는 닭 등을 말함) 배설물 및 음식물 찌꺼기로 이루어진 축분을 저장하는 대형 저장조(10)(200∼1000톤의 용량을 말함)와, 저장조(10)로 부터 흡입되는 유체의 유속력에 의해 외부공기가 흡입되는 공기 흡입구(21)가 상부에 소정직경(1∼5㎜로 형성됨)으로 적어도 1군데 이상으로 형성되는 축분 흡입관(20)(suction pipe)을 구비한다.

또한, 전술한 저장조(10)에 토출되는 유체의 유속력에 의해 흡입되는 외부공기량을 증대시키도록 공기 흡입구(31)를 갖는 벤츄리노즐(32)이 상단에 형성되며, 끝단의 노즐(90)을 통한 유체의 토출압력에 의해 저장조(10) 바닥면에 슬러지 침전되는 것을 방지하는 축분 토출관(30)(discharge pipe)을 구비한다.

또한, 전술한 축분 토출관(30)의 중간측에 형성된 소정길이의 플렉시블관(42)에 의해 저장조(10) 내부에서 부상된 상태로 유동되며, 부유판(41)에 장착된 구동모터(43)에 소정각도로 경사지게 연결되는 회전날개(44)의 추진력에 의해 부유판(41)의 유동으로 인해 축분 토출관(30) 단부를 강제이송시킴에 따라, 축분과 외부공기의 접촉표면적을 증대시켜 축분속에 외부공기의 체류시간을 증대시키는 축분교반용 이송체(40)를 구비한다.

또한, 전술한 축분 흡입관(20)과 토출관(30)사이의 관로에 설치되며, 저장조(10)로 부터 흡입되는 축분에 축분 흡입관(20)의 공기 흡입구(21)를 통해 흡입되는 외부공기를 혼합하고, 저장조(10)에 토출되는 축분에 벤츄리노즐(32)의 공기 흡입구(31)를 통해 흡입되는 외부공기를 혼합하여 토출시키는 펌프(50)를 구비한다.

이때, 전술한 벤츄리노즐(32)은, 축분 토출관(30)에 반경방향으로 관통형성되는 공기 흡입구(31)의 상류측 토출부(33)의 직경(D1)과, 공기 흡입구(31)의 하류측 토출부(34)의 직경(D2)은 D1 ≤ D2를 만족하고, 공기 흡입구(31)와 접하는 입구 부의 직경(d1)과, 공기 흡입구(31)와 접하는 출구부의 직경(d2)은 d1 〈 d2를 만족하도록 형성된다.

도면중 80은 저장조(10) 상단에 개폐가능하게 장착되는 뚜껑이고, 90은 저장조(10) 바닥면에 대해 직각 또는 45°각도를 유지하여 축분 토출관(30) 단부에 고정되는 노즐이다.

이하, 본 발명에 의한 축분 교반장치의 작동을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 축사 등에 부대시설로서 설치되는 저장조(10)에 인분을 포함한 돈분, 우분 등의 가축 배설물, 음식물 찌꺼기 등의 조성물이 상부를 통하여 투입되어 저장된다. 저장조(10)에 연통되는 축분 흡입관(20) 및 축분 토출관(30)사이의 관로에 설치되는 펌프(50)가 사용자에 의해 전원스위치(미도시됨)를 조작함에 따라 구동모터(미도시됨) 구동으로 인해 작동하게 된다.

전술한 펌프(50) 구동으로 인해 저장조(10)에 저장되는 축분 등이 노즐(90) - 축분 흡입관(20)을 차례로 통과하여 펌프(50)에 흡입되고, 펌프(50)로 부터 소정압력으로서 토출되는 축분은 축분 토출관(30) - 노즐(90)을 차례로 통과하여 저장조(10)에 다시 분출되므로, 저장조(10) 밑바닥에 침전되는 슬러지층에 산소를 공급시켜 용해하고, 조성물을 교반시켜 원활하게 발효시킬 수 있게 된다.

이때, 전술한 축분 흡입관(20)을 통하여 저장조(10)로 부터 조성물을 흡입할 때, 축분 흡입관(20) 상부에 형성된 공기 흡입구(21)에 의해 외부공기가 유체의 유속을 따라 축분 흡입관(20)에 흡입되어 축분과 혼합된 후, 축분 토출관(30)의 벤츄리노즐(32)에 형성된 공기 흡입구(31)에 의해 외부공기가 축분 토출관(30)에 흡입되어 내부의 축분 등과 혼합된다.

따라서, 외부로 부터 흡입되는 외부공기(산소를 말함)와 축분의 접촉표면적을 증대시켜 축분속에 외부공기를 장시간 체류시킴에 따라, 저장조(10) 내부의 축분에 호기조건을 형성하여 미생물을 증식시킴에 따라 축분의 발효를 촉진시켜 양질의 유기질 비료를 생성할 수 있게 된다.

저장조(10) 내부의 축분이 축분 토출관(30)의 단부에 저장조(10) 바닥면에 대해 직각 또는 45°각도로 경사지게 형성된 노즐(90)을 통과하여 저장조(10) 밑바닥에 분출됨에 따라, 유체의 토출압력에 의해 저장조(10) 바닥면에 슬러지가 장시간동안 침전으로 인해 경화되는 것을 방지할 수 있다.

저장조(10) 밑바닥에 침전되는 슬러지에 대해 산소를 공급하여 축분의 미생물이 증식할 수 있는 최적의 활동조건을 제공하며, 축분을 외부공기와 혼합하여 교반시킴에 따라 발효를 촉진시키고, 저장조(10) 내부에 침전물 형성을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 전술한 저장조(10)에 부상되도록 내장된 부유체(41)에 장착되는 구동모터(43) 구동시, 구동모터(43)에 소정각도로 경사지게 연결되는 회전날개(44)의 회전에 따른 추진력으로 인해 부유체(41)가 전방향으로 자유롭게 전진할 수 있다.

이로 인해, 전술한 부유체(41)에 고정된 축분 토출관(30)이 플렉시블관(42) 에 의해 저장조(10) 내부에서 강제적으로 이동될 때 저장조(10) 바닥의 정체된 슬러지에 와류를 형성하거나, 또는 정체된 슬러지를 와해시킴에 따라, 저장조(10) 바닥의 슬러지에 외부공기(산소를 말함)를 충분하게 공급하여 교반효율을 향상시켜 농도가 균일한 양질의 액비를 생성할 수 있게 된다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 축분 교반장치는, 일단이 저장조(10) 하측에 연통되며 타단이 펌프(50)에 연결되는 축분 흡입관(60)과, 일단이 펌프(50)에 연결되어 저장조(10) 내부에 배치되며 펌프(50) 구동시 저장조(10)에 토출되는 유체의 유속력에 의해 공기 흡입구(31)를 통해 흡입되는 외부공기와 축분을 혼합하여 저장조(10)에 토출시키는 축분 토출관(70)을 구비할 수 있다.

이때, 저장조(10) 내부의 축분 토출관(70)에 벤츄리 노즐(32)이 설치되는 것은 도 2에 도시된 것과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

이로 인해, 전술한 축분 토출관(70)을 저장조(10) 내부에 배치시킴에 따라 동절기에 동파로 인해 축분 토출관(70)의 파손되는 것을 방지하여 사용수명을 연장할 수 있으며, 축분을 이송시키도록 펌프(50)와 저장조(10)사이에 파이프를 연결하는 작업공정을 줄여 작업성을 향상시킬 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의한 축분 교반장치는 아래와 같은 이점을 갖는 다.

펌프 구동으로 대형 저장조로 부터 흡입되는 축분에 입자가 작은 외부공기를 혼합하여 빠르게 용해시킨후 저장조에 토출시킴에 따라, 외부공기와 유체의 접촉표면적이 증대되므로 저장조내에 호기조건을 형성하여 축분속에 미생물 증식을 증대시킬 수 있다.

또한, 저장조의 축분에 공급되는 외부공기의 체류시간을 연장시킴에 따라, 축분속에 용해되는 산소량이 증대되어 미생물 활동을 촉진시켜 농도가 균일한 양질의 유기질 비료를 생성하여 농가 소득을 증대시킬 수 있다.

또한, 저장조에 순환되는 유체의 토출압력에 의해 저장조 밑바닥에 슬러지 및 중금속의 장시간 침전으로 인해 경화되는 것을 방지하며, 저장조 내부의 축분을 균일하게 교반 및 혼합시켜 균질의 액비를 생성시킬 수 있다.

또한, 저장조로 부터 흡입되는 축분에 외부공기를 혼합한후 저장조에 토출되는 축분을 이동시키는 파이프를 저장조 내부에 배치하여 동절기에 동파로 인해 파손되는 것을 방지하고, 파이프를 용이하게 연결할 수 있다.

Claims (3)

1. 인분을 포함하는 가축 배설물 및 음식물 찌꺼기로 이루어진 축분을 저장하는 저장조(10);

   상기 저장조(10)로 부터 흡입되는 유체의 유속력에 의해 외부공기가 흡입되는 공기 흡입구(21)가 상부에 형성되는 축분 흡입관(20);

   상기 저장조(10)에 토출되는 유체의 유속력에 의해 공기 흡입구(31)를 통해 흡입되는 외부공기를 축분속에 빠르게 용해시키도록 벤츄리노즐(32)이 상측에 형성되며, 끝단의 노즐(90)을 통한 유체의 토출압력에 의해 저장조(10) 바닥면에 슬러지 침전되는 것을 방지하는 축분 토출관(30);

   상기 축분 토출관(30)의 중간측에 형성된 플렉시블관(42)에 의해 저장조(10) 내부에서 부상된 상태로 유동되며, 부유판(41)에 장착된 구동모터(43)에 경사지게 연결되는 회전날개(44)의 추진력에 의해 저장조(10) 내부에서 강제적으로 유동되어 축분속에 외부공기를 장시간 체류시키는 축분교반용 이송체(40); 및

   상기 축분 흡입관(20)과 토출관(30)사이의 관로에 설치되며, 저장조(10)로 부터 흡입되는 축분에 축분 흡입관(20)의 공기 흡입구(21)를 통해 흡입되는 외부공기를 혼합하고, 저장조(10)에 토출되는 축분에 벤츄리노즐(32)의 공기 흡입구(31)를 통해 흡입되는 외부공기를 혼합하여 토출시키는 펌프(50)를 구비하는 것을 특징으로 하는 축분 교반장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 벤츄리노즐은;

   상기 축분 토출관에 반경방향으로 관통형성되는 상기 공기 흡입구의 상류측 토출부의 직경(D1)과, 상기 공기 흡입구의 하류측 토출부의 직경(D2)은 D1 ≤ D2를 만족하고,

   상기 공기 흡입구와 접하는 입구부의 직경(d1)과, 상기 공기 흡입구와 접하는 출구부의 직경(d2)은 d1 〈 d2를 만족하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 축분 교반장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 일단이 상기 저장조 하측에 연통되며 타단이 상기 펌프에 연결되는 축분 흡입관; 및

   일단이 상기 펌프에 연결되어 상기 저장조 내부에 배치되며, 펌프 구동시 저장조에 토출되는 유체의 유속력에 의해 공기 흡입구를 통해 흡입되는 외부공기와 축분을 혼합하여 저장조에 토출시키는 축분 토출관을 구비하는 것을 특징으로 하는 축분 교반장치.

Images