KR100853865B1 - 축분자원의 연료화 장치 - Google Patents

Abstract

축분을 연료, 퇴비 및 우사로 재활용하는 것에 의해 친환경적 축산 경영지침에 합리적으로 대처하여 축산농가의 애로사항을 해결할 수 있으며, 부족한 농지(계절적 여건)로 인한 분뇨의 처리 곤란과 방치로 인해 발생되는 악취로부터의 민원을 해결함과 동시에, 축분의 폐기물로 여겨지던 것을 자원화 할 수 있는 축분자원의 연료화 장치를 개시한다.

본 발명의 축분자원의 연료화 장치는, 축분을 발효 및 건조 처리하기 위한 것으로 상부에 입구를 형성하고 하부에 출구를 형성한 원통형상의 발효조와, 축분을 발효조내에 공급하는 축분공급기와, 상기 발효조내에서 회전가능하게 설치되어 발효조내의 축분을 균일하게 교반하는 교반기와, 상기 교반기를 구동시키는 구동수단과, 상기 발효조에 구비되어 발효조 외부의 공기를 내부로 공급하기 위한 공기공급기와, 상기 발효조의 하부에 설치되고 발효조의 출구를 통해 연통되며 양측에 제1 및 제2 배출구를 구비하는 원통형상의 발효축분배출통체와, 상기 발효축분배출통체내에 회전가능하게 설치되어 회전방향에 따라 발효축분을 양측의 제1 배출구 또는 제2 배출구로 밀어내는 배출스크류와, 상기 배출스크류를 정,역회전 구동하기 위한 구동수단과, 상기 발효축분배출통체의 제1 배출구에 착탈가능하게 결합되어 발효축분을 고형화하기 위한 고형물성형부재를 포함하여 구성된다.

Description

축분자원의 연료화 장치{Making Fuel Apparatus of Livestock Waste}

도 1은 본 발명에 따른 축분자원의 연료화 장치를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 축분자원의 연료화 장치의 내부 구성을 나타낸 종단면도.

도 3은 본 발명의 축분자원의 연료화 장치에서 축분투입기의 내부 구성을 나타낸 도 1의 A-A선 단면도.

도 4는 본 발명의 축분자원의 연료화 장치에서 교반기를 나타낸 일부 절결사시도.

도 5a 및 5b는 본 발명의 축분자원의 연료화 장치에서 고형물성형부재를 나타낸 도 2의 B-B선 단면도 및 고형물성형부재에 의해 제조된 축분연료를 나타낸 사시도.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에서 고형물성형부재의 다른 변형예를 나타낸 정면도 및 변형예의 고형물성형부재에 의해 제조된 축분펠릿을 나타낸 사시도.

도 7은 본 발명의 축분자원의 연료화 장치에서 열회수수단의 열교환기를 나타낸 사시도.

도 8은 본 발명의 축분자원의 연료화 장치의 제어 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 발효조 11 : 입구

12 : 출구 20 : 축분공급기

21 : 공급통체 22 : 버켓

23 : 공급스크류 30 : 교반기

31 : 회전축 32 : 교반봉

32a : 공기배출구멍 40 : 공기공급기

41 : 에어컴프레셔 42 : 공기공급관

50 : 열회수기 51 : 열교환통체

52 : 열교환기 53 : 수조

54 : 펌프 61 : 발효축분배출통체

61a,61b : 제1 및 제2 배출구 62 : 배출스크류

70,80 : 고형물성형부재 90 : 제어부

91,92 : 상,하부 위치검출센서 92 : 온,습도계

본 발명은 축분자원의 연료화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우분 등의 축분을 발효조내에 투입하여 균일하게 교반하고 고온성 미생물을 이용하여 발효처리하면서 건조시킨 후 배출시켜 축분연료로 사용하거나, 퇴비 또는 우사로 재활용할 수 있으며 축분의 발효시 발생하는 열은 회수하여 온수 또는 난방에 이용할 수 있도록 한 축분자원의 연료화 장치에 관한 것이다.

대량생산과 대량소비로 이루어지는 현대사회는 대량 폐기에 의해 심각한 환경오염문제를 야기하고 있다. 대표적인 환경오염문제로는 대량 폐기에 의한 토양 · 수질오염문제와 에너지의 대량소비에 의한 공기오염을 그 예로 들 수 있다.

토양·수질오염문제와 관련하여 농업분야에서도 자유로운 입장만은 아니다. 생산의 효율성이 우선시되면서 집약적 농업이 추진된 결과 농약·화학비료의 과다투하 및 가축분뇨의 부적절한 관리로 인하여 토양·수질오염문제가 야기되었기 때문이다. 한국농촌경제연구원의 연구 자료에 의하면 우리나라의 화학비료와 가축분뇨로 인한 토양면적의 질소 밸런스(투입잉여)는 238㎏/ha로 OECD 국가중 가장 높은 수준이며, 양분수지 초과율은 질소 90.6％, 인산 125.1％, 가리 85.7％에 달하는 것으로 추정되고 있다.

가축분뇨의 부적절한 관리로 인한 토양 및 수질오염의 심각성을 인식하고 농림부와 환경부는 합동으로 가축분뇨에 의한 환경문제를 해소하고 관리의 효율성을 높이기 위해 2004년 11월 「가축분뇨관리·이용대책」을 발표하고 2013년까지의 장기종합계획을 수립하였으며, 「가축분뇨관리·이용대책」을 법률적으로 뒷받침하는 「가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률(안)」을 2005년 6월 23일 입법예고한 바 있다. 동법률(안)에서는 「72런던협약 96의정서」가 향후 1~2년 안에 발효될 것으로 전망하면서 가축분뇨의 해양투기가 금지되는 것을 감안하여 가축분뇨를 퇴비 · 액비로 전량 자원화하고, 퇴비·액비의 이용을 촉진하는 것을 법제화하고 있다.

한편 음식물류 폐기물의 경우 2005년 1월부터 직매립이 금지된 이후, 퇴비 또는 사료로 가공하여 자원화하는 비율이 증가하고 있다. 음식물류 폐기물은 환경부에서 "음식물류 폐기물 자원화처리사업"의 일환으로, 가축분뇨는 환경부의 "축산폐수처리사업"과 농림부의 "가축분뇨처리시설 지원사업"으로 정화처리 및 자원화 처리하고 있으며, 환경부와 농림부의 음식물류 폐기물 처리사업과 가축분뇨 처리사업에 많은 예산이 소요되고 있다.

그러나 양분총량제가 실시되지 아니한 상황 하에서 화학비료를 줄이지 못한 채 가축분뇨와 음식물류 폐기물을 활용하는 차원에서 퇴비화하여 투입하다보니 과잉투입을 낳아 토양·수질오염을 야기하고 있다.

또한 가축경영의 급속한 대규모화, 축산업자의 경영악화, 고령화 등으로 가축분뇨를 자원으로 이용하는 것이 한계에 부딪히자 가축분뇨의 대부분이 버려지거나 무단 투기되어지고 있어 지하수 오염이나 토양, 해양오염의 심각한 원인으로 급부상하는 만큼 축산부산물의 재활용정책의 정립이 시급한 실정이다.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 우분 등의 축분을 연료, 퇴비 및 우사로 재활용하는 것에 의해 친환경적 축산 경영지침에 합리적으로 대처하여 축산농가의 애로사항을 해결할 수 있으며, 부족한 농지(계절적 여건)로 인한 분뇨의 처리 곤란과 방치로 인해 발생되는 악취로부터의 민원을 해결함과 동시에, 축분의 폐기물로 여겨지던 것을 자원화 할 수 있는 축분자원의 연료화 장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 축분을 저장하여 발효 및 건조시키기 위한 것으로 수직방향으로 설치되고 상부에 입구를 형성하고 하부에 출구를 형성한 원통형상의 발효조와, 상기 발효조의 외측면에 설치되어 축분을 발효조내에 공급하는 축분공급기와, 상기 발효조내에서 회전가능하게 설치되어 발효조내의 축분을 균일하게 교반하는 교반기와, 상기 교반기를 구동시키는 구동수단과, 상기 발효조에 구비되어 발효조 외부의 공기를 내부로 공급하기 위한 공기공급기를 포함하며, 상기 교반기는 발효조내에 수직방향으로 설치된 속이 빈 중공의 회전축과, 상기 회전축의 바깥둘레면에 반경방향으로 설치되어 회전축의 내부와 연통되고 공기배출구멍을 형성한 속이 빈 중공의 교반봉으로 구성되고, 상기 공기공급기는 발효조의 외측에 설치된 에어컴프레셔와, 상기 에어컴프레셔에서 발생된 공기를 회전축의 내부로 공급하기 위해 에어컴프레셔와 교반기의 회전축을 연결하는 공기공급관으로 구성되는 축분자원의 연료화 장치에 특징이 있다.

또한 본 발명은, 상기 발효조의 하부에 수평방향으로 설치되고 발효조의 출구를 통해 연통되며 양측에 제1 및 제2 배출구를 구비하는 원통형상의 발효축분배출통체와, 상기 발효축분배출통체내에 회전가능하게 설치되어 회전방향에 따라 발효축분을 양측의 제1 배출구 또는 제2 배출구로 밀어내는 배출스크류와, 상기 배출스크류를 정,역회전 구동하기 위한 구동수단과, 상기 발효축분배출통체의 제1 배출구에 착탈가능하게 결합되어 발효축분을 고형화하기 위한 고형물성형부재를 더욱 포함하는 축분자원의 연료화 장치에 특징이 있다.

또한 본 발명은 상기 발효조의 상부에 설치되어 상기 발효조 내부와 연통하는 열교환통체와, 상기 열교환통체내에 설치된 열교환기와, 상기 열교환기와 연결된 수조와, 상기 수조내의 물을 열교환기로 순환시키기 위한 펌프로 이루어지는 열회수기를 더욱 포함하는 축분자원의 연료화 장치에 특징이 있다.

또한 본 발명의 상기 축분공급기는, 발효조의 상부에 형성된 입구를 통해 연통되고 발효조의 외측에 수직방향으로 설치된 공급통체와, 상기 공급통체의 하부에 구비되어 축분을 투입하기 위한 버켓과, 상기 공급통체내에 회전자유롭게 설치되어 버켓을 통해 투입된 하부의 축분을 상부로 이동시켜 입구를 통해 발효조내로 공급하는 공급스크류와, 상기 공급스크류를 구동하기 위한 구동수단으로 구성되는 축분자원의 연료화 장치에 특징이 있다.

또한 본 발명은, 축분을 저장하여 발효 및 건조시키기 위한 것으로 수직방향으로 설치된 원통형상의 발효조와, 상기 발효조의 외측면에 설치되어 축분을 발효조내에 공급하는 축분공급기와, 상기 발효조내에서 회전가능하게 설치되어 발효조내의 축분을 균일하게 교반하는 교반기와, 상기 교반기를 구동시키는 구동수단과, 상기 발효조의 하부에 수평방향으로 설치되고 발효조의 하부에 형성된 배출구를 통해 연통되며 양측에 제1 및 제2 배출구를 구비하는 원통형상의 발효축분배출통체와, 상기 발효축분배출통체내에 회전가능하게 설치되어 회전방향에 따라 발효축분을 양측의 제1 배출구 또는 제2 배출구로 밀어내는 배출스크류와, 상기 배출스크류를 정,역회전 구동하기 위한 구동수단과, 상기 발효축분배출통체의 제1 배출구에 착탈가능하게 결합되어 발효축분을 고형화하기 위한 고형물성형부재를 포함하는 축분자원의 연료화 장치에 특징이 있다.

또한 본 발명은, 상기 발효조내에 투입되는 축분의 최소 및 최대 저장량을 검출할 수 있도록 발효조내의 상,하부에 설치된 상부위치검출센서 및 하부위치검출센서와, 상기 발효조 내부의 온,습도를 검출할 수 있도록 발효조의 측벽에 설치한 온,습도계를 더욱 구비하는 축분자원의 연료화 장치에 특징이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 축분자원의 연료화 장치를 나타낸 사시도 및 내부구성을 나타낸 단면도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 축분자원의 연료화 장치는 축분을 저장하여 발효 및 건조시키기 위한 발효조(10)를 구비한다.

발효조(10)는 수직방향으로 설치되어 상부에는 입구(11)를 형성하고 하부에는 개폐구동기구(14)에 의해 동작되는 개폐판(13)으로 개폐가능하게 된 출구(12)를 형성하고 있으며, 상기 개폐구동기구(14)는 개폐판(13)에 고정된 래크기어(14a)와, 상기 래크기어(14a)에 이 맞물림된 피니언기어(14b)와, 상기 피니언기어(14b)를 회전시키기 위한 전동모터(14c)로 구성된다.

또한 상기 발효조(10)의 입구(11)에는 발효 및 건조 처리할 축분을 발효조(10)내로 공급하기 위한 축분공급기(20)가 연결되어 있다.

축분공급기(20)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 발효조(10)의 외측면에 수직방향으로 설치되어 발효조(10)의 입구(11)를 통해 상부가 연통되는 공급통체(21)를 구비하고, 공급통체(21)의 하부에는 버켓(22)이 구비되어 발효조(10)내로 공급할 축분을 공급통체(21)의 하부에 투입하는 것이 용이하도록 되어 있다. 또한 공급통체(21)내에는 공급스크류(23)가 회전자유롭게 설치되어 버켓(22)을 통해 투입된 하부의 축분을 상부로 이동시켜 입구(11)를 통해 발효조(10)내로 공급하도록 되어 있고, 공급스크류(23)를 회전구동시키기 위한 구동수단은 공급스크류(23)의 축을 회전시키도록 결합된 전동모터(24)로 구성되어 있다.

또한 상기 축분공급기(20)는 도시하지는 않았지만, 축분을 담는 다수개의 용기를 발효조(10)의 하부와 입구(11)사이에서 차례로 승,하강하도록 설치하여, 상기 다수개의 용기가 차례로 순환하면서 축분을 발효조(10)내에 투입시킬 수 있도록 구성할 수도 있다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 발효조(10)내에는 공급된 축분을 균일하게 교반하기 위한 교반기(30)가 구비되어 있다. 이 교반기(30)는 발효조(10)내에 회전자유롭게 수직방향으로 설치된 속이 빈 중공의 회전축(31)과, 상기 회전축(31)의 길이방향을 따라 다수개 배치된 교반봉(32)으로 이루어지고, 교반봉(32)은 도 4에 도시된 바와 같이 회전축(31)의 바깥둘레면에 반경방향으로 설치되어 회전축(31)의 내부와 연통되며 다수의 공기배출구멍(32a)을 하면에 형성한 속이 빈 중공의 형태로 되어 있다.

교반봉(32)의 단면형상은, 교반봉(32)의 상면에 축분이 쌓이지 않도록 하고, 교반봉(32) 하면의 공기배출구멍(32a)이 축분에 의해 막히지 않도록 설정하는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 교반봉(32)의 단면형상을 삼각형으로 하였지만, 이 외에도 원형, 마름모 등 상기한 작용을 수행할 수 있는 단면 형상이라면 모두 적용 가능하다. 상기와 같은 구성의 교반기(30)를 구동시키기 위한 구동수단은 발효 조(10)의 상면에 설치되어 교반기(30)의 회전축(31)을 회전시키는 전동모터(33)로 이루어진다.

본 실시예에서는 상기 발효조(10)와 교반기(30)의 회전축(31)을 수직방향으로 구성하였지만, 수평방향으로 구성하여도 좋다.

그리고, 상기 발효조(10)에는 발효조(10) 외부의 공기를 내부로 공급하기 위한 공기공급기(40)가 구비된 것으로, 공기공급기(40)는 발효조(10)의 외측 상면에 설치되어 공기를 발생시키는 에어컴프레셔(41)와, 상기 에어컴프레셔(41)에서 발생된 공기를 회전축(31) 내부의 중공부로 공급하기 위해 에어컴프레셔(41)와 교반기(30)의 회전축(31)을 연결하는 공기공급관(42)으로 구성되고, 이를 위해 교반기(30)를 구동하기 위한 전동모터(33)는 회전축(31)이 전동모터(33)를 관통하여 반대쪽으로 노출되는 타입을 채용하는 것이 바람직하다.

상기 발효조(10)에는 축분의 발효시 발생하는 열을 온수 또는 난방용으로 활용하기 위한 열회수기(50)를 더욱 구비하고 있다. 열회수기(50)는 발효조(10)의 상부에 설치되어 상기 발효조(10) 내부와 연통하는 열교환통체(51)와, 상기 열교환통체(51)내에 설치된 열교환기(52)와, 상기 열교환기(52)와 연결된 수조(53)와, 상기 수조(53)내의 물을 열교환기(52)로 순환시키기 위한 펌프(54)로 구성되며, 상기 열교환통체(51)에는 송풍기(55)를 설치하여 열교환통체(51)내의 공기를 외부로 강제 배출시킴으로써 발효조(10)내의 열의 흐름을 원활하게 하여 열교환기(52)와의 열교환효율을 증대시키는 것이 바람직하고, 열교환기(52)는 도 7에 도시된 바와 같이 수조(53)와 연결되는 열교환관(52a)을 지그재그 형태로 굴곡형성하고 얇고 넣은 다수개의 열흡수판(52b)을 설치함으로써 열교환 효율을 증대시키는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 축분자원의 연료화 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 발효조(10)의 하부에 설치된 발효축분배출통체(61)를 구비한다. 이 발효축분배출통체(61)는 발효조(10)의 하부에 수평방향으로 설치되고 발효조(10)의 출구(12)를 통해 연통되며 양측에 제1 및 제2 배출구(61a,61b)를 구비하고 있으며, 상기 제1 배출구(61a)는 수평방향의 일측 끝단에 형성되고 제2 배출구(61b)는 다른 일측인 제1 배출구(61a)의 반대쪽 바닥에 형성되어 있다.

상기 발효조(10)로부터 출구(12)를 통해 발효축분배출통체(61)내로 유입된 발효축분은 발효축분배출통체(61)내에 회전가능하게 설치된 배출스크류(62)에 의해 상기 제1 배출구(61a) 또는 제2 배출구(61b)로 배출시키도록 구성되어 있다. 상기 배출스크류(62)는 구동수단에 의해 정,역방향으로 회전하는 것으로, 구동수단은 발효축분배출통체(61)의 일측에 설치되어 배출스크류(62)의 축과 결합되는 전동모터(63)로 구성되고, 이 전동모터(63)는 배출스크류(62)를 정,역방향의 양쪽으로 회전시키는 것이 가능한 타입의 전동모터를 채용함으로써 전동모터(63)의 회전방향에 따라 배출스크류(62)가 발효축분을 제1 배출구(61a) 또는 제2 배출구(61b)로 밀어내어 배출시킬 수 있도록 되어 있다.

한편, 상기 발효축분배출통체(61)의 제1 배출구(61a)에는 발효축분을 임의 형태로 고형화하기 위한 고형물성형부재(70)가 구비되어 있다. 고형물성형부재(70)는 임의 형태의 고형물을 형성할 수 있도록 다양한 형상으로 구성될 수 있으 며, 발효축분배출통체(61)의 제1 배출구(61a)로부터 착탈가능하게 결합하여 교체가 가능하도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한 제1 배출구(61a) 부분의 발효축분배출통체(61)는 제1 배출구(61a)쪽으로 직경이 점점 작아지는 테이퍼부(61c)를 형성하여 배출되는 발효축분을 압축시켜 결합력을 증대시킴으로써 고형물의 형성후 고형물의 형상을 유지할 수 있도록 하고, 배출스크류(62)에는 고형물성형부재(70)의 내부 중심에 위치하는 성형축봉(62a)을 더욱 연장 형성하여 중앙에 구멍을 가지는 고형물을 형성할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 단면이 원형인 고형물성형부재(70)에 의해서는 성형축봉(62a)에 의해 속이 빈 원통형상의 고형물을 길게 배출시켜 성형할 수 있고, 일정한 크기로 절단하게 되면, 연료로 사용하기에 적합한 고형물(W1) 형상으로 형성할 수 있다. 이때 고형물성형부재(70)의 안둘레면에는 요철부(71)를 형성하여 고형물(W1)이 길게 배출될 때 성형축봉(62a)의 회전에 의해 고형물(W1)이 따라서 회전하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또한 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 작은 구멍(81)을 다수 형성한 고형물성형부재(80)에 의해서는 작은 직경의 고형물을 길게 성형할 수 있고, 이를 일정한 크기로 절단하게 되면, 축분펠릿(W2)으로 형성할 수 있다. 또한 발효축분을 제1 배출구(61a)로 배출시키지 않고 제2 배출구(61b)로 배출시키는 경우, 발효축분을 고형화시키지 않고 그대로 퇴비나 우사로 사용할 수 있다.

그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 발효조(10)내에 투입되는 축분의 최소 및 최대 저장량을 검출할 수 있도록 발효조(10)내의 상,하부에 상부위치검출센서(91)와 하부위치검출센서(92)를 설치하고, 발효조(10) 내부의 온,습도를 검출할 수 있도록 발효조(10)의 측벽에 온,습도계(93)를 설치한 구성이며, 도 8에 도시된 본 발명 장치의 제어구성에서와 같이 상기 상,하부위치검출센서(91,92)와 온,습도계(93)를 제어부(90)와 신호전달이 가능하게 연결하고, 제어부(90)는 축분공급기(20)의 전동모터(24), 개폐구동기구(14)의 전동모터(14c), 교반기(30)의 전동모터(33), 배출스크류(62)의 전동모터(63), 공기공급기(40)의 에어컴프레셔(41) 및 열회수기(50)의 펌프(54)와 신호전달이 가능하게 연결하여 이들을 제어할 수 있도록 한 구성이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 축분자원의 연료화 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 축분공급기(20)의 구동수단인 전동모터(24)를 구동하여 공급스크류(23)를 회전시키고, 하부에 위치한 버켓(22)을 통해 발효 및 건조 처리할 축분을 공급통체(21)내의 하부로 투입하게 되면, 회전하는 공급스크류(23)에 의해 축분이 하부에서 상부로 이송되므로 상부에 위치한 발효조(10)의 입구(11)를 통해 발효조(10)내부로 축분을 공급할 수 있게 된다.

발효조(10)내부로 공급된 축분은 자연 발효되고, 발효되는 과정에서 열을 발생하게 되므로 발효조(10) 내부의 온도는 발효열에 의해 점점 상승하게 되며, 축분은 발효조(10)내의 온도에 의해 발효됨과 동시에 자연 건조된다. 이때 축분의 발효시 생성되어 활동하는 미생물중, 고온성이며 길항작용을 하는 미생물이 활동하게 되면, 발효조(10) 내부의 온도가 약 70-80도의 범위로 상승하게 되어 발효축분을 연료나 퇴비로 활용하기에 적합하게 된다.

이와 같이 발효조(10)내에서 축분을 발효 및 건조시키는 과정에서 교반기(30)의 전동모터(33)를 구동하게 되면, 회전축(31) 및 교반봉(32)이 회전하게 되므로 축분을 균일하게 교반하여 전체적으로 고르게 발효 및 건조시킬 수 있고, 이와 동시에 공기공급기(40)의 에어컴프레셔(41)를 구동하여 공기공급관(42)을 통해 회전축(31)내로 외부 공기를 공급하게 되면, 공기는 교반봉(32)에 형성된 공기배출구멍(32a)으로 분사되므로 발효조(10)내에 고르게 공기를 공급할 수 있게 되고, 이로써 축분의 발효시 소비되는 산소를 충분히 보충할 수 있게 되며, 교반봉(32)의 교반과 동시에 공기가 공급되므로 발효 및 건조효율을 더욱 증대시킬 수 있다.

또한, 발효조(10) 내부의 공기는 발효조(10) 상부에 구비된 열회수기(50)의 열교환통체(51)로 유입되어 열교환기(52)를 거쳐 외부로 배출되어진다. 이때 열회수기(50)의 펌프(54)를 구동하여 수조(53)내의 물을 열교환기(52)로 순환시키게 되면, 발효조(10)내의 뜨거운 공기와 열교환기(52)의 열교환관(52a) 내부로 흐르는 차가운 물이 열교환하여 차가운 물은 온도가 상승하여 다시 수조(53)로 복귀되고, 뜨거운 공기는 온도가 낮아져 외부로 방출되며, 열회수기(50)의 송풍기(55)를 구동하게 되면, 발효조(10)내의 뜨거운 공기가 열교환통체(51)내로 강제 유입됨과 동시에 열교환기(52)를 지나는 공기의 흐름을 좋게 하므로 열교환 효율을 더욱 증대시킬 수 있다.

이와 같이 수조(53)내의 물을 열교환기(52)로 반복하여 순환시킴으로써 수 조(53)내의 물의 온도를 높일 수 있어 온수로 사용할 수 있고, 도시하지는 않았지만 열교환기(52)를 보일러의 배관과 연결하게 되면 난방용으로도 활용할 수도 있다.

발효조(10)내에서 축분의 발효 및 건조 처리가 완료된 후, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 개폐판(13)을 개폐하기 위한 전동모터(14c)를 구동시키면, 피니언기어(14b)의 회전동작이 래크기어(14a)의 직선이동으로 전환되고, 이로 인해 개폐판(13)이 출구(12)를 개방하게 되므로 발효축분을 출구(12)를 통해 발효축분배출통체(61)내로 유입시킬 수 있고, 이어서 배출용 전동모터(63)를 구동하게 되면, 배출스크류(62)가 회전하여 발효축분배출통체(61)내의 축분을 제1 배출구(61a) 또는 제2 배출구(61b)로 밀어내어 배출시킬 수 있게 된다.

배출용 전동모터(63)는 정,역방향의 회전이 가능하게 된 것이므로, 예를 들어 배출스크류(62)를 정방향으로 회전시키게 되면, 발효축분이 제1 배출구(61a)쪽으로 이동하여 배출되고, 배출스크류(62)를 역방향으로 회전시키게 되면, 발효축분이 반대로 제2 배출구(61b)쪽으로 이동하여 배출된다.

발효축분을 제1 배출구(61a)쪽으로 배출시키는 경우에는, 도 5a 및 도 5b에서와 같이 제1 배출구(61a)에 착탈 가능하게 결합된 고형물성형부재(70)와 이 고형물성형부재(70)의 중심에 위치한 배출스크류(62)의 성형축봉(62a)에 의해 속이 빈 원통형상의 고형물(W1)을 형성할 수 있고, 이러한 형상의 고형물(W1)은 축분 연료로서 활용할 수 있으며, 도 6a 및 도 6b에서와 같이 작은 구멍(81)을 여러 개 형성한 고형물성형부재(80)로 교체하는 경우, 작은 원통형의 축분펠릿(W2)을 형성할 있 고, 그 외에도 고형물성형부재(70)의 형상에 따라 다양한 형상의 고형물을 형성할 수 있다. 이때 발효축분배출통체(61)의 테이퍼부(61c)에 의해서는 제1 배출구(61a)쪽으로 이동하는 축분이 점점 압축되면서 배출되므로 고형물성형부재(70,80)에 의해 성형되는 고형물(W1) 및 축분펠릿(W2)의 결합력이 증대되어 쉽게 깨지지 않고 형태를 그대로 유지할 수 있다.

또한 발효축분을 제2 배출구(61b)쪽으로 배출하는 경우는, 발효축분을 고형화하지 않은 상태 그대로 배출할 수 있고, 이러한 발효축분은 퇴비나 우사로 활용하기에 적합하다.

그리고, 도 2 및 도 8에 도시된 바와 같이 발효조(10)내의 상,하부에 설치된 상부위치검출센서(91)와 하부위치검출센서(92)에 의해서는 발효조(10)내에 저장되는 축분의 상한선과 하한선을 검출할 수 있고, 이 검출데이터를 제어부(90)에 전달하게 되면, 제어부(90)는 축분의 저장량이 상한선 위로 넘어서는 경우, 축분공급기(20)의 전동모터(24)를 제어하여 구동을 정지시킴으로써 축분의 투입을 중단시키고, 축분의 저장량이 하한선 아래로 내려가는 경우, 교반기(30)의 전동모터(33)를 제어하여 구동을 정지시킴으로써 교반동작을 중단시킨다.

또한 발효조(10)의 측벽에 설치된 온,습도계(93)에 의해서는 발효조(10) 내부의 온,습도를 검출할 수 있고, 이 검출데이터를 제어부(90)에 전달하게 되면, 제어부(90)는 미리 설정한 온,습도 설정치와 비교하여 설정치를 넘어서는 경우, 열회수기(50)의 펌프(54) 및 송풍기(55)를 제어하여 구동시킴으로써 발효조(10)내의 고온을 열회수기(50)에 의해 회수하여 발효조(10)내의 온도를 낮추고, 또한 공기공급 기(40)의 에어컴프레셔(41)를 제어하여 구동시킴으로써 발효조(10)내에 공기를 공급하여 고온성 미생물이 활발하게 활동할 수 있는 환경을 제공한다.

또한 제어부(90)는 미리 설정된 발효시간동안 교반기(30)의 전동모터(33)를 구동하여 교반기능을 수행하고, 설정된 발효시간이 종료되면, 개폐구동기구(14)의 전동모터(14c)를 동작시켜 개폐판(13)을 개방시킴과 동시에, 배출스크류(62)의 전동모터(63)를 동작시킴으로써 발효축분의 배출기능을 수행한다.

지금까지 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 실용신안등록 청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 축분자원의 연료화 장치에 의하면, 축분을 발효조내에서 발효 및 자연건조 시킨 후, 선택적으로 발효축분배출통체의 제1 배출구로 배출하는 경우 다양한 형태의 고형물로 성형하여 축분연료나 축분펠릿으로 활용할 수 있고, 제2 배출구로 배출하는 경우, 퇴비나 우사로 재활용할 수 있으며, 발효조내에서 축분을 균일하게 교반하면서 외부공기를 공급하게 되므로 축분이 전체적으로 균일하게 발효 및 건조되는 것은 물론, 발효 및 건조 효율도 증대되는 효과가 있다.

또한 본 발명은 축분을 발효시켜 다양한 용도로 활용하는 것에 의해 친환경 적 축산 경영지침에 합리적으로 대처하여 축산농가의 애로사항을 해결할 수 있고, 부족한 농지로 인한 분뇨의 처리 곤란과 방치로 인해 발생되는 악취로부터의 민원을 해결함과 동시에, 축분의 폐기물로 여겨지던 것을 자원화 할 수 있는 유용한 발명인 것이다.

Claims (10)

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7. 축분을 저장하여 발효 및 건조시키기 위한 것으로 수직방향으로 설치된 원통형상의 발효조와,

   상기 발효조의 외측면에 설치되어 축분을 발효조내에 공급하는 축분공급기와,

   상기 발효조내에서 회전가능하게 설치되어 발효조내의 축분을 균일하게 교반하는 교반기와,

   상기 교반기를 회전 구동시키는 구동수단과,

   상기 발효조의 하부에 수평방향으로 설치되고 발효조의 하부에 형성된 배출구를 통해 연통되며 양측에 제1 및 제2 배출구를 구비하는 원통형상의 발효축분배출통체와,

   상기 발효축분배출통체내에 회전가능하게 설치되어 회전방향에 따라 발효축분을 양측의 제1 배출구 또는 제2 배출구로 밀어내는 배출스크류와,

   상기 배출스크류를 정,역회전 구동하기 위한 구동수단과,

   상기 발효축분배출통체의 제1 배출구에 착탈가능하게 결합되어 발효축분을 고형화하기 위한 고형물성형부재를 포함하고,

   상기 발효조에 구비되어 발효조 외부의 공기를 내부로 공급하기 위한 공기공급기를 더욱 포함하며,

   상기 발효조의 상부에 설치되어 상기 발효조 내부와 연통하는 열교환통체와, 상기 열교환통체내에 설치된 열교환기와, 상기 열교환기와 연결된 수조와, 상기 수조내의 물을 열교환기로 순환시키기 위한 펌프로 이루어지는 열회수기를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 축분자원의 연료화 장치.
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