KR101047386B1 - 퇴비 발효기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 퇴비 발효기는 투입되는 퇴비 원료를 저장하고 발효를 진행시키기 위해 내부에 교반장치와 배출장치를 구분하여 제공하는 발효조와, 상기 발효조 내부로 공기를 공급하는 발효공기 공급장치, 및 상기 퇴비 원료의 발효에 의해 발생되는 상기 발효조 내의 발효 가스를 외부로 배출하는 배기장치를 구비하고, 상기 교반장치는 교반영역 내에서 상기 퇴비 원료를 투입하고, 발효되는 퇴비를 교반하고, 상기 배출장치는 배출영역 내에서 상기 발효되는 퇴비를 교반하여 외부로 배출하는 것을 특징으로 함으로써, 발효조 내의 조건을 평형으로 유지하여 퇴비의 품질을 균일하게 하였고 부가적으로 동력 손실을 방지하였으며 유지 보수의 편리성을 확보하였다. 또한, 발효 효과를 향상시키고 공기와 동력의 허실을 방지하여 발효기의 경제성을 개선하였다.

Description

퇴비 발효기{Device for Fermenting Compost}
본 발명은 퇴비 발효기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교반장치와 배출장치의 동력을 별도로 구성하고 필요 부분을 집중적으로 교반 및 급기하여 퇴비의 품질을 균일하게 유지하고, 발효 효과를 향상시킨 퇴비 발효기에 관한 것이다.
종래의 발효기는 발효기 상부에 원료를 투입하고 스프레더(1, spreader)로 흩뿌려주게 되면 도 1에 도시한 바와 같이, 스프레더(1)가 회전하여 일정위치에만 원료(3, 4)가 집중적으로 낙하하여 적재되고 만재에 이르러 슬립으로 다른 구역(4)에 적재되는 등 원료량이 달라 발효조(2) 내에서 원료 물성의 평형 유지 및 품질의 균질성 확보가 어려웠다.
한편, 도 2에 도시한 종래의 발효기는 발효기 하부에만 집중적으로 공기 공급관(5)으로부터 공기가 공급되어 공기가 발효조 내부 퇴적층 전체를 투과해야 하므로 필연적으로 송풍기(6) 정압이 높아야 하고 따라서 동력 손실이 발생할 수 있다. 또한, 발효가 종료된 하단부에 공기가 집중적으로 급기되어 발효물의 과 건조 현상으로 발효 저해 요인이 되기도 한다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 지점에 구비된 교반날개(8)에 의한 교반은 발효물 배출시 퇴비 배출구(7)로 퇴비를 밀어내는 역할을 하는데, 발효물을 배출하지 않을 때도 필요 이상으로 교반하므로 중력 하중이 가장 큰 부분을 상시 교반하기 위해 불필요한 동력이 소비됨을 알 수 있다. 또한, 발효된 퇴비를 배출할 경우, 퇴비 배출구(7)로 공기가 다량 누출되어 공기의 허실이 발생됨은 물론, 수증기와 악취가 함께 대기 중에 확산되는 등 2차적으로 환경적 문제에 노출된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 퇴비 원료가 투입되고, 발효 과정을 거쳐 배출하기까지 일련의 과정이 보다 효과적이고 유기적으로 상호작용이 이루어지도록 고안하여 퇴비의 품질을 균일하게 유지하고, 필요 이상의 동력 소모를 방지하여 경제성이 향상된 발효기를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 퇴비 발효기는, 투입되는 퇴비 원료를 저장하고 발효를 진행시키기 위해 내부에 교반장치와 배출장치를 구분하여 제공하는 발효조와, 상기 발효조 내부로 공기를 공급하는 발효공기 공급장치, 및 상기 퇴비 원료의 발효에 의해 발생되는 상기 발효조 내의 발효 가스를 외부로 배출하는 배기장치를 포함하고, 상기 교반장치는 교반영역 내에서 상기 퇴비 원료를 투입하고, 발효되는 퇴비를 교반하고, 상기 배출장치는 배출영역 내에서 상기 발효되는 퇴비를 교반하여 외부로 배출하는 것을 특징으로 한다.
상기 교반장치는 상기 발효조의 내부에 구비되는 교반축과, 상기 교반축에 연결고정되어 상기 퇴비 원료를 고르게 투입하는 고르개 날개와, 상기 교반축에 연결고정되어 상기 퇴비를 교반하는 교반날개를 포함하고, 상기 교반축은 상기 발효조의 상부에 배치되는 교반축 구동장치의 구동에 의해 축회전되는 것을 특징으로 한다.
상기 교반축은 상기 교반영역의 상부에 구비되는 상부지지 베어링과 상기 배출영역의 하부에 구비되는 하부지지 베어링에 연결되어 축회전되는 것을 특징으로 한다.
상기 퇴비배출 장치는 상기 배출영역 내에 구비되는 스크류 컨베이어의 회전에 의해 상기 발효된 퇴비를 인출하여 상기 발효조의 외부로 배출시키는 것을 특징으로 한다.
상기 발효공기 공급장치는 급기 브로워에서 공급되는 공기를 급기 제어밸브의 개폐에 의해 교반영역 급기관을 통해 상기 발효조의 교반영역으로 공급하고, 배출영역 급기관을 통해 배출영역으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 배기장치는 상기 발효조의 상부에 배치되고, 상기 발효조의 상부면에 관통되는 복수의 배기가스 후드와, 상기 배기가스 후드와 연결되는 주배기관과, 상기 주배기관을 통해 유인되는 발효 가스를 냄새를 제거하면서 외부로 배출하는 탈취장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 따르면, 교반장치와 배출장치의 동력을 별도로 구성하고 투입되는 퇴비 원료의 필요 부분을 집중적으로 교반하므로 발효조 내의 조건을 평형으로 유지하여 퇴비의 품질을 균일하게 하였고 부가적으로 동력 손실을 방지하였으며 교반기의 구동 장치를 발효기 상부에 설치하여 발효기 하부의 열악한 장소에서 점검 및 수리하던 악조건에서 탈피하여 유지 보수의 편리성을 확보하였다.
또한, 발효 과정에서 가장 많이 산소가 필요한 부분에 급기를 집중적으로 하므로 발효 효과를 향상시키고 공기와 동력의 허실을 방지하여 발효기의 경제성을 개선하였다.
도 1은 종래 기술에 따른 퇴비 발효기를 나타내는 전체 개략도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 퇴비 발효기의 공기 공급 장치를 나타내는 개략도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 퇴비 발효기의 교반장치를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 퇴비 발효기를 개략적으로 나타내는 전체 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 퇴비 발효기의 교반장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 퇴비 발효기의 배출장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 퇴비 발효기의 발효공기 공급장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 퇴비 발효기의 발효공기 공급장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 퇴비 발효기의 배기장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 퇴비 발효기의 배기장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
이하, 도면들을 참조하여, 본 발명에 따른 퇴비 발효기의 구조에 관하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 4는 본 발명에 따른 퇴비 발효기를 개략적으로 나타내는 전체 단면도이다. 도 4를 참조하면, 퇴비 발효기는 발효조(10)와, 교반장치(20)와, 배출장치(30)와, 발효공기 공급장치(40), 및 배기장치(50)를 구비한다. 상기 발효조(10)는 원통형 구조일 수 있으며, 상부의 투입구(16)로부터 투입되는 퇴비 원료를 저장하고 발효를 진행시키기 위해 내부에 교반장치(20)와 배출장치(30)를 구분하여 제공한다. 한편, 상기 교반장치(20)는 교반영역(12) 내에서 상기 퇴비 원료를 투입하고, 발효되는 퇴비를 교반한다. 그리고, 상기 배출장치(30)는 배출영역(14) 내에서 상기 발효되는 퇴비를 교반하여 외부로 배출한다. 퇴비 원료가 상부의 투입구(16)로부터 투입되고 상기 교반영역(12)은 상기 발효조(10)의 상부에, 상기 배출영역(14)은 상기 발효조(10)의 하부에 위치할 수 있다. 즉, 상기 발효조(10)의 상부로부터 퇴비 원료가 투입되어 상부의 교반영역(12)에서 교반장치(20)에 의해 교반되고, 발효된 퇴비가 상기 발효조(10) 하부의 배출영역(14)에서 배출장치(30)에 의해 외부로 배출되는 구조이다.
상기 교반장치(20)는 상기 교반영역(12) 내에서 상기 퇴비 원료를 투입하고, 발효되는 퇴비를 교반한다. 상기 교반장치(20)는 교반축(21)과, 고르개 날개(22)와, 교반날개(24)를 포함한다. 상기 교반축(21)은 상기 발효조(10)의 내부에 수직방향으로 연장되며, 상기 교반축(21)에 고르개 날개(22)가 연결고정된다. 상기 교반날개(24)도 상기 교반축(21)에 상기 고르개 날개(22)의 하부에서 연결고정된다. 상기 교반축(21)은 상기 발효조(10)의 상부에 배치되는 교반축 구동장치(26)와 연결되어 교반축 구동장치(26)의 구동에 의해 축회전된다. 상기 고르개 날개(22)와 교반날개(24)는 복수개로 구비될 수 있다.
상기 배출장치(30)는 배출영역(14) 내에 스크류 컨베이어(32)를 구비한다. 상기 스크류 컨베이어(32)가 축회전하고 상기 교반영역(12)으로부터 투입되는 퇴비를 인출하여 외부로 배출하게 된다.
한편, 상기 발효공기 공급장치(40)는 상기 교반영역(12)의 하부 및 상기 배출영역(14)의 하부에 구비되어 발효공기를 공급한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 외부에 급기 블로워(42)를 구비하여 상기 급기 블로워(42)에서 공급되는 공기는 주급기관(44)으로 공급되고 상기 주급기관(44)은 급기 제어밸브(46)의 개폐에 의해 교반영역(12)과 배출영역(14) 내의 발효공기 급기관(47, 48)을 통해 발효조(10) 내로 의 공기 공급을 제어한다.
또한, 상기 배기장치(50)는 발효조(10)의 상부에 구비되어 발효조(10)에서 발생되는 발효 가스를 외부로 배출한다.
도 5는 본 발명에 따른 퇴비 발효기의 교반장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 5를 살펴보면, 상기 발효조(10) 외부에는 상기 교반축(21)에 연결되는 교반축 구동장치(26)가 구동하여 교반축(21)을 축회전시킨다. 상기 설명한 바와 같이, 상기 교반축(21)에는 상부에 고르개 날개(22)가 구비되어 있고, 하부에 교반날개(24)가 구비되어 교반축(21)의 회전에 의해 함께 회전된다. 상기 교반축(21)은 상부지지 베어링(27)에 의해 상기 교반축 구동장치(26)와 연결될 수 있다. 또한, 상기 교반축(21)의 하부는 하부지지 베어링(28)에 의해 지지될 수 있다. 상기 고르개 날개(22)와 교반날개(24)는 복수개로 구비될 수 있으며, 회전하면서, 투입되는 퇴비 원료를 고르게 교반영역(12)에 쌓이게 하고, 교반영역(12) 내에 쌓이는 퇴비 원료를 교반시킨다. 상기 퇴비 원료가 발효하여 원하는 퇴비가 만들어질 때까지 상기 교반날개(24)와 고르개 날개(22)는 회전하도록 하여 발효조(10) 내의 조건을 평형으로 유지하여 퇴비의 품질을 균일하게 할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 퇴비 발효기의 배출장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 6을 참조하면, 발효조(10) 내에서 충분히 발효된 퇴비는 외부로 배출되어야 하는데, 상기 교반장치(20)를 구동하는 동력과 별도의 배출장치(30) 동력을 이용하게 된다. 상기 발효조(10)의 하부에 구비되는 배출 구동장치(34)의 구동에 의해 상기 발효조(10)의 내부에 구비되는 스크류 컨베이어(32)가 축회전하게 된다. 또한, 상기 스크류 컨베이어(32)는 일단에 바(bar)를 구비하여 스크류 컨베이어(32)의 축회전과 동시에 바의 축회전도 가능하도록 하여 퇴비가 원활하게 배출될 수 있도록 섞어주고 밀어주는 역할을 할 수 있다. 상기 발효조(10) 외부의 배출 구동장치(34)에는 퇴비 배출관(36)을 구비하여 상기 배출관(36)을 통해 외부로 퇴비를 배출한다. 상기 배출장치(30)는 상기 교반장치(20)의 동력과 별도의 동력을 사용함으로써 충분히 발효된 퇴비를 배출하고자 하는 경우에만 배출 구동장치(34)를 구동하여 퇴비를 배출할 수 있으므로, 동력이 절약될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 퇴비 발효기의 발효공기 공급장치를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 퇴비 발효기의 발효공기 공급장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
발효공기 공급장치(40)는 퇴비 원료의 발효를 위해 필요한 산소를 공급하기 위한 장치로서, 기존에 발효조(10)의 하부에서만 공기를 공급하던 구조와 달리, 본 발명의 발효조(10)의 교반영역(12) 및 배출영역(14) 양측에서 공기를 공급함으로써 과 건조 현상없이 전체적으로 균일하게 발효되도록 한다. 도 7을 참조하면, 발효조(10) 외부에 구비되는 급기 브로워(42)에서 공기가 공급되어 주급기관(44)으로 전달된다. 상기 주급기관(44)은 급기 제어밸브(46)에 의해 발효영역 급기관(47) 및 배출영역 급기관(48)으로 공기를 공급할 수 있다. 필요에 따라 상기 급기 제어밸브(46)를 개폐함으로써 선택적으로 해당 영역에 공기를 공급할 수 있다. 도 8을 살펴보면, 원통형의 발효조(10) 둘레를 따라 복수의 급기관들(47, 48)이 배치될 수 있고 각 급기관마다 각각의 급기 제어밸브(46)가 구비될 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 퇴비 발효기의 배기장치를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 10은 본 발명에 따른 퇴비 발효기의 배기장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 9를 살펴보면, 상기 배기장치(50)는 상기 발효조(10)의 상부에 배치될 수 있다. 교반영역(12) 및 배출영역(14)에서 발생하는 발효 가스는 상승하여, 발효조(10) 상부면에 둘레를 따라 구비되는 배기가스 후드(52)를 통해 연결되는 주배기관(54)으로 전달된다. 상기 주배기관(54)은 탈취장치(56)에 연결되어 주배기관(54)으로부터 탈취장치(56)로 공급된 발효 가스의 냄새가 제거되면서 외부로 배출되게 된다. 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 배기가스 후드(52)는 원통형의 발효조(10)의 둘레를 따라 복수개로 구비될 수 있고, 상기 배기가스 후드들(52)은 하나의 주배기관(54)에 연결될 수 있다.
상기와 같이, 교반장치(20)와 배출장치(30)로 구분하여 제공하는 발효조(10)의 구조와, 교반영역(12) 내에 배치되는 교반날개(24) 및 고르개 날개(22)와, 각 영역에 구비되는 급기관들(47, 48)의 구성을 통해 발효 효과를 향상시키고, 발효조(10) 내의 조건을 평형으로 유지하여 퇴비의 품질을 균일하게 할 수 있으며, 부가적으로 동력 손실을 방지할 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 발효조 12: 교반영역
14: 배출영역 20: 교반장치
21: 교반축 22: 고르개 날개
24: 교반날개 26: 교반축 구동장치
27: 상부지지 베어링 28: 하부지지 베어링
30: 배출장치 32: 스크류 컨베이어
34: 배출 구동장치 36: 퇴비 배출관
40: 발효공기 공급장치 42: 급기 브로워
44: 주급기관 46: 급기 제어밸브
47: 교반영역 급기관 48: 배출영역 급기관
50: 배기장치 52: 배기가스 후드
54: 주배기관 56: 탈취장치

Claims (6)

  1. 투입되는 퇴비 원료를 저장하고 발효를 진행시키기 위해 내부에 교반장치와 배출장치를 구분하여 제공하는 발효조;
    상기 발효조 내부로 공기를 공급하는 발효공기 공급장치; 및
    상기 퇴비 원료의 발효에 의해 발생되는 상기 발효조 내의 발효 가스를 외부로 배출하는 배기장치를 포함하고,
    상기 교반장치는 교반영역 내에서 상기 퇴비 원료를 투입하고, 발효되는 퇴비를 교반하고, 상기 배출장치는 배출영역 내에서 상기 발효되는 퇴비를 교반하여 외부로 배출하며,
    상기 교반장치는 상기 발효조의 상부에 배치되는 교반축 구동장치에 의해 구동되고, 상기 배출장치는 상기 교반축 구동장치와 별도의 배출 구동장치에 의해 구동되며,
    상기 배출장치는 상기 배출영역 내에 구비되는 스크류 컨베이어와 상기 스크류 컨베이어의 일단에 구비되는 바(bar)의 축회전에 의해 상기 발효된 퇴비를 인출하여 상기 발효조의 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 퇴비 발효기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 교반장치는 상기 발효조의 내부에 구비되는 교반축과, 상기 교반축에 연결고정되어 상기 퇴비 원료를 고르게 투입하는 고르개 날개와, 상기 교반축에 연결고정되어 상기 퇴비를 교반하는 교반날개를 포함하고,
    상기 교반축은 상기 발효조의 상부에 배치되는 교반축 구동장치의 구동에 의해 축회전되는 것을 특징으로 하는 퇴비 발효기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 교반축은 상기 교반영역의 상부에 구비되는 상부지지 베어링과 상기 배출영역의 하부에 구비되는 하부지지 베어링에 연결되어 축회전되는 것을 특징으로 하는 퇴비 발효기.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발효공기 공급장치는 급기 브로워에서 공급되는 공기를 급기 제어밸브의 개폐에 의해 교반영역 급기관을 통해 상기 발효조의 교반영역으로 공급하고, 배출영역 급기관을 통해 상기 배출영역으로 공급하는 것을 특징으로 하는 퇴비 발효기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배기장치는 상기 발효조의 상부에 배치되고, 상기 발효조의 상부면에 관통되는 복수의 배기가스 후드와, 상기 배기가스 후드와 연결되는 주배기관과, 상기 주배기관을 통해 유인되는 발효 가스를 냄새를 제거하면서 외부로 배출하는 탈취장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 퇴비 발효기.
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