KR100892746B1

KR100892746B1 - 가축 분뇨 발효장치

Info

Publication number: KR100892746B1
Application number: KR20080112051A
Authority: KR
Inventors: 황상구; 샤프카트 이모모프
Original assignee: 주식회사 케이티씨
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2008-11-12
Publication date: 2009-04-15
Also published as: WO2010055985A1

Abstract

본 발명은, 분뇨투입부와; 상기 분뇨투입부로 투입되는 분뇨를 저장하는 탱크를 격벽으로 분실하고, 분실한 격벽의 관통공을 중심으로 분뇨가 순환이동하면서 고온발효되도록 하는 고온발효부와; 상기 고온발효부에서 발효되어 오버플로우되는 액비를 저장하는 액비저장부와; 상기 고온발효부에서 분뇨 발효시 생성되는 메탄가스를 포집하여 저장하는 가스저장부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가축 분뇨 발효장치에 관한 것이다.

본 발명 가축 분뇨 발효장치에 의하면, 분뇨이동부에 의해 제2실의 분뇨가 제1실 및 제3실로 공급되고, 제1실 및 제3실의 분뇨가 제2실로 공급되어 순환하면서 발효되므로 발효장치의 크기에 상관없이 적용하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라 탱크에 투입된 분뇨를 열원공급부의 열원으로 가열하여 발효시키므로 발효시간을 단축시킬 수 있으며, 교반장치를 사용하지 않아 제품의 유지관리를 용이하게 함과 아울러 분뇨의 발효시 발생하는 메탄(CH₄)를 가스저장부에 저장하여 발효장치 및 생활 에너지원으로 사용할 수 있으므로 다른 연료에 비해 경제성을 향상시킬 수 있음과 아울러 발효된 액비는 천연비료이므로 기생충 발생 방지 및 잡초의 성장을 억제하면서 환경오염을 방지할 수 있는 것이다.

가축 분뇨, 발효, 액비, 메탄, 에너지,

Description

가축 분뇨 발효장치{Fermentation equipment of livestock excretion}

본 발명은 가축 분뇨 발효장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가축분뇨중에서도 돈분을 진공상태에서 고온발효시켜 얻어지는 양질의 액비를 비료로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 발효시 발생하는 메탄가스를 대체에너지원으로 사용할 수 있는 가축 분뇨 발효장치에 관한 것이다.

일반적으로 고농도의 유기물로 이루어진 가축 분뇨를 그대로 하천으로 방류할 경우, 하천을 오염시켜 음용수 및 농업용수 등 하천수의 이용을 불가능하게 하므로 별도의 요정화처리장치를 거쳐 방류하거나 분뇨탱크에 저장하여 자연 발효시켜 농작물의 거름으로 재활용하고 있으며, 이로 인해 토양의 산성화를 낮출 수 있고, 토양의 화학적 성질을 개선할 수 있었다.

또한, 상기 가축 분뇨를 퇴비화시키는 방법이 여러가지 제안된 바 있으나, 그 중에서 가장 많이 사용되는 것이 가축 분뇨를 인위적으로 발효시켜 퇴비화하는 방법이며, 이러한 방법을 구현할 수 있도록 한 것이 발효장치이다.

상기 발효장치는, 분뇨저장조와 발효처리조를 이용하여 자연발효시키는 방법이나, 이는 분뇨의 발효처리시간이 많이 걸리고, 발효가 균일하게 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 임펠라를 가진 교반장치를 이용하고 있으나, 이는 교반장치의 제작크기가 한정되어 있으므로 접합한 크기의 발효실 면적만을 가질 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

즉, 크기가 한정된 교반장치가 넓은 면적의 발효실을 교반할 수 없기 때문에 작은 면적의 발효실에서만 교반함에 따라 많은 가축 분뇨를 처리하지 못하는 문제점이 있었고, 발효실 내에 발생하는 가스에 의해 금속의 부품이 부식되어 제품의 수명을 단축시킬 뿐만 아니라 악취가 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 금속 부품의 부식에 따라 제품의 유지관리가 어려울 뿐만 아니라 사용자로 하여금 제품에 대한 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은, 상술한 바와 같은 종래의 제반결함을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 탱크에 저장된 분뇨를 분뇨이동부에 의해 위치를 이동하여 혼합되도록 하는 가축 분뇨 발효장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 분뇨를 열원으로 가열하여 발효시키므로 발효 시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 교반장치를 사용하지 않음으로 금속 부품의 부식을 방지하여 제품의 유지관리를 용이하게 할 수 있는 가축 분뇨 발효장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 분뇨의 발효시 발생하는 메탄(CH₄)를 발효장치 및 생활 에너지원으로 사용하여 경제적이며, 발효된 액비를 비료로 사용할 수 있는 가축 분뇨 발효장치를 제공함에 있다.

본 발명 가축 분뇨 발효장치는,

분뇨투입부와;

상기 분뇨투입부로 투입되는 분뇨를 저장하는 탱크를 격벽으로 분실하고, 분실한 격벽의 관통공을 중심으로 분뇨가 순환이동하면서 고온발효되도록 하는 고온발효부와;

상기 고온발효부에서 발효되어 오버플로우되는 액비를 저장하는 액비저장부와;

상기 고온발효부에서 분뇨 발효시 생성되는 메탄가스를 포집하여 저장하는 가스저장부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명 가축 분뇨 발효장치는, 분뇨이동부에 의해 탱크에 저장된 분뇨를 흡 입.배출하는 방향을 전환하여 혼합하므로 발효장치의 크기에 상관없이 적용할 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

또한, 본 발명 가축 분뇨 발효장치는, 탱크에 투입된 분뇨를 열원공급부의 열원으로 가열하여 발효시키므로 발효시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 교반장치를 사용하지 않음으로 분뇨의 발효시 발생하는 가스에 의한 부품의 부식을 방지하여 제품의 유지관리를 용이하게 함과 아울러 수명을 연장하여 사용자로 하여금 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

또한, 본 발명 가축 분뇨 발효장치는, 분뇨의 발효시 발생하는 메탄(CH₄)를 가스저장부에 저장하여 발효장치 및 생활 에너지원으로 사용할 수 있으므로 다른 연료에 비해 경제성을 향상시킬 수 있음과 아울러 발효된 액비는 천연비료이므로 기생충 발생 방지 및 잡초의 성장을 억제하면서 환경오염을 방지할 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 개략도이다.

본 발명은, 분뇨투입부(100)가 구성되고, 상기 분뇨투입부(100)로 투입되는 분뇨를 저장하는 탱크(210)를 격벽(210)으로 분실하고, 분실한 격벽(210)의 관통공(221)을 중심으로 분뇨가 순환이동하면서 고온발효되도록 하는 고온발효부(200)가 구성되며, 상기 고온발효부(200)에서 발효되어 오버플로우되는 액비를 저장하는 액비저장부(300)가 구성되고, 상기 고온발효부(200)에서 분뇨 발효시 생성되는 메탄가스를 포집하여 저장하는 가스저장부(400)를 포함하여 구성되는 것으로, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 고온발효부(200)는, 상기 분뇨투입부(100)로 투입되는 분뇨를 저장하는 탱크(210)가 구비되고, 상기 탱크(210)의 내측 상면에 고정되어 탱크(210) 내부를 분실하며, 분실된 공간이 연통되도록 하는 하나 이상의 격벽(220)이 구비되고, 상기 하나 이상의 격벽(220)을 중심으로 분뇨를 이동시키는 분뇨이동부(230)가 구비되며, 상기 격벽(220)에 열원을 공급하는 열원공급부(240)를 포함하여 구비된다.

또한, 상기 탱크(210) 내부에 분뇨투입부(100)로 투입되는 분뇨가 탱크(210) 하부로 공급되도록 하는 투입관(110)을 더 포함하여 구비된다.

또한, 상기 격벽(220)의 관통공(221)이 경사지게 형성되어 분뇨의 흐름을 원활하게 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 격벽(220)의 내부에 열원공급부(240)의 열원공급라인(241)이 형성된다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동과정을 설명한다.

먼저, 분뇨를 저장하는 탱크(210)는 진공상태를 유지함이 바람직하며, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 분뇨투입부(100)로 투입되는 분뇨는 하나 이상의 투입관(110)을 통해 탱크(210)의 하부로 공급되면서 투입되는 분뇨 량에 따라 격벽(220)에 의해 분실한 제1실(211), 제2실(212) 및 제3실(213)의 상부로 분뇨 수위 가 상승한다.

이때, 상기 분뇨는, 고온발효부(200)의 하나 이상의 격벽(220) 상단부나 상부에 위치한 상태에서 제어부(미도시)의 제어에 따라 열원공급부(240)에서 발생한 열원이 열원공급라인(241)을 순환하는데, 상기 열원공급라인(241)을 순환하는 열원은 고온의 유체나 스팀중 어느 하나이나, 여기서는 고온의 유체가 바람직하다.

상기 열원공급라인(241)이 내장된 격벽(220)은 고온의 유체인 열원에 의해 온도가 상승함과 동시에 분뇨와 열교환되는 과정을 반복하면서 분뇨의 온도를 상승시키며, 온도가 상승된 분뇨는 대류현상에 의해 탱크(210)내부에서 순환하면서 혼합된다.

여기서, 상기 분뇨의 온도는 50~60℃가 바람직하며, 상기 분뇨의 온도에 따라 열원공급부(240)는 제어부의 제어에 의해 간헐적으로 작동한다.

이러한 상태에서 분뇨이동부(230)의 작동으로 제2실(212)에 위치한 분뇨를 흡입하여 제1실(211)과 제3실(213)로 공급한다. 이때, 상기 제2실(212)에 위치한 분뇨가 제1실(211)과 제3실(213)로 공급되어 혼합됨과 동시에 공급되는 분뇨의 속도에 의해 제1실(211)과 제3실(213)의 내부로 이동하여 각 실의 하부에 위치한 분뇨와도 열교환이 이루어져 분뇨는 균일한 온도를 유지할 수 있게 된다.

또한, 상기 제2실(212)의 분뇨가 제1실(211)과 제3실(213)로 공급될 때, 제1실(211)과 제3실(213)에 위치한 분뇨를 이동시켜야 하며, 상기 각 실에 위치한 분뇨는 격벽(220)의 경사진 관통공(221)을 경유하여 제2실(212)로 이동함과 동시에 경사진 관통공(221) 주위에 위치한 제2실(212)의 분뇨는 상기 제2실(212)로 이동하 는 제1실(211) 및 제3실(213)의 분뇨에 의해 제2실(212)의 상부로 이동하는 과정을 반복한다.

여기서 상기 관통공(221)은 분뇨의 원활한 흐름을 위치하여 경사지게 관통하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1실(211)과 제3실(213)에 위치한 분뇨를 흡입하여 제2실(212)로 공급할 경우는, 상기 제2실(212)의 분뇨를 제1실(211)과 제3실(213)로 공급하는 경우와 반대이므로 설명을 생략한다.

상기의 과정으로 각 실로 이동하여 혼합되는 분뇨가 발효되는 과정에서 가스 즉, 메탄(CH₄)가스가 발생함과 동시에 이 메탄(CH₄)가스에 의해 탱크(210) 내부의 압력이 높아져 일정기압 이상이면, 압력개폐부재(410)가 개방됨과 동시에 가스저장부(400)에서 흡입하여 저장하고, 일정기압 이하이면, 압력개폐부재(410)를 폐쇄시키는 과정을 반복한다.

또한, 상기의 과정으로 분뇨가 순환되어 발효된 액비는 분뇨이동부(230)에 의해 각 실로 순환할 때, 수면이 출렁거리는 너울 현상이 발생하는데, 이때, 액비는 오버플로우어관(310)에 오버 플로우로 배출되어 액비저장부(300)에 저장되고, 저장된 액비는 퇴비로 사용하면 된다.

이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으 로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 개략도

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 작동상태도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 분뇨투입구 110: 투입관

200: 고온발효부 210: 탱크

220: 격벽 230: 분뇨이동부

240: 열원공급부 300: 액비저장부

400: 가스저장부 410: 압력개폐부재

Claims

분뇨투입부와;

상기 분뇨투입부로 투입되는 분뇨를 저장하는 탱크를 격벽으로 분실하고, 분실한 격벽의 관통공을 중심으로 분뇨가 순환이동하면서 고온발효되도록 하는 고온발효부와;

상기 고온발효부에서 발효되어 오버플로우되는 액비를 저장하는 액비저장부와;

상기 고온발효부에서 분뇨 발효시 생성되는 메탄가스를 포집하여 저장하는 가스저장부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가축 분뇨 발효장치.
청구항 1에 있어서, 고온발효부는,

상기 분뇨투입부로 투입되는 분뇨를 저장하는 탱크와;

상기 탱크의 내측 상면에 고정되어 탱크 내부를 분실하며, 분실된 공간이 연통되도록 하는 하나 이상의 격벽과;

상기 하나 이상의 격벽을 중심으로 분뇨를 이동시키는 분뇨이동부와;

상기 격벽에 열원을 공급하는 열원공급부를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 가축 분뇨 발효장치.
청구항 2에 있어서,

상기 탱크 내부에 분뇨투입부로 투입되는 분뇨가 탱크 하부로 공급되도록 하는 투입관을 더 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 가축 분뇨 발효장치.
청구항 1에 있어서,

상기 격벽의 관통공이 경사지게 형성되어 분뇨의 흐름을 원활하게 하는 것을 특징으로 하는 가축 분뇨 발효장치.
청구항 2에 있어서,

상기 격벽의 내부에 열원공급부의 열원공급라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 가축 분뇨 발효장치.