KR101124355B1 - 동물성 폐유지를 이용한 열풍발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동물성 폐유지를 이용한 열풍발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유통기한이 경과된 육류 폐기물 또는 도축시 발생되는 동물성 폐지방을 내부에 공급하여, 사용자가 지정한 설정온도로 상기 도축 폐기물을 가열함으로써 동물성 유지를 만들되, 상기 동물성 유지를 정제기를 이용하여 사용하거나 또는 직접연소시켜 사용될 수 있도록 하는 것으로, 직접 연소시에는 전처리 가열장치내에 상기 동물성 유지와 연소용 공기를 혼합시킨 후 점화시켜 열풍이 발생되도록 하고, 정제하여 사용시에는 상기 동물성 유지에 메탄올과 수산화칼륨을 일정비율로 혼합가열하여, 소정시간 경과 후 분리되는 정제유를 추출하여 열풍발생수단의 연료를 사용함으로써 열풍이 발생되도록 한 동물성 폐유지를 이용한 열풍발생장치에 관한 것이다.

열풍발생장치, 도축 폐기물, 폐유지, 건조기, 정제기, 정제

Description

동물성 폐유지를 이용한 열풍발생장치{HOT AIR GENERATING APPARATUS USING ANIMAL WASTE FAT}

본 발명은 동물성 폐유지를 연료로 사용하여 열풍을 발생시킬 수 있도록 한 열풍발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 하?폐수 슬러지, 축산 분뇨 및 음식물 쓰레기와 같은 유기성 오염물질은 함수량이 많기 때문에 이송 및 보관이 곤란하고 쉽게 부패되어 악취가 발생되며 매립지에 매립할 경우 침출수 발생량이 많아 하천이나 지하수를 오염시킨다.

따라서 이러한 슬러지상 오염물질은 매립지에 매립하기보다는 신속히 퇴비나 사료화 하는 것이 바람직하다. 이에 따라 퇴비나 사료화를 위한 다양한 처리방법이 개발되었으며, 그 중 미생물을 이용한 퇴비나 사료화 방법은 환경 친화적으로 인정되어 가장 활발하게 이용되고 있다. 그러나 이러한 미생물학적 처리방법은 처리 기간이 길고 기후나 운전 조건 등에 따라 처리 효율이 급격히 떨어지며 대량의 오염물질을 처리하기 어렵다는 단점이 있다.

반면에 오염물질로부터 수분을 증발시켜 운송 및 보관을 용이하게 하고 부패 를 방지하는 건조나 증발 등과 같은 물리학적 처리방법은 간단하고 신속하며 소규모 운전이 가능하다는 장점에도 불구하고 에너지 비용이 많이 소요되는 단점 때문에 그 동안 널리 활용되지 못하고 있었다.

그런데 최근에 폐자원으로부터 열 에너지를 회수하는 다양한 기술이 개발되어 비교적 저렴한 비용으로 열 에너지를 얻을 수 있게 됨에 따라 건조나 증발과 같은 물리학적 처리방법에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 축산 분뇨와 같이 미생물학적 처리가 곤란한 경우나 음식물 쓰레기와 같이 발생량이 큰 오염물질을 물리학적으로 처리하여 운송 및 보관을 용이하게 하고 부패를 방지할 뿐만 아니라 배합사료의 원료로 사용하거나 소각 처리하는 방법이 개발되고 있다.

이 중 건조는 열에너지를 사용하여 건조대상물로부터 수분을 증발시키는 물리학적 처리방법의 하나로서 신속하고 간단하여 매우 유용한 처리방법으로 인정받고 있는데, 이러한 건조에는 크게 열전도 건조방식과 열풍 건조방식이 있다.

먼저, 열풍 건조방식은 뜨거운 바람을 건조대상물과 직접 접촉시켜 건조시키는 것으로서 주입되는 열풍의 종류에 따라 직접 가열방식과 간접 가열방식이 있다. 직접 가열방식은 연소장치에서 발생된 연소가스를 공기로 희석하여 직접 건조로에 주입시키는 것이고, 간접 가열방식은 연소가스 등을 열풍 발생기나 열 교환기로 주입시켜 열풍을 만든 다음 이 열풍을 건조로에 주입하여 사용하는 것이다.

하지만, 열풍 건조방식의 연료로 사용되는 탄화성 연소가스는 유해물질들이 포함되어 있는 매연을 대기중에 방출하게 되고, 이는 환경오염을 불러 일으켜 공중위생에 심각한 위협을 초래하기에, 최근에는 상기와 같은 열풍 건조방식에 사용되 는 탄화성 연소가스의 연료를 대체하여 사용할 수 있는 친환경적인 대체연료를 사용한 열풍발생장치의 개발이 시도되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 열풍을 발생시키기 위한 열풍발생장치에 공급되는 기존의 탄화성 연소가스 연료를 대신하여, 가축 도축시 발생되는 동물성 지방 및 유통기한이 경과된 육류 폐기물을 동물성 유지로 만들어 연료로 사용하되, 생성된 동물성 유지를 정제없이 직접연소시키거나 또는 정제기로 여과시키고 별도의 첨가물을 통해 정제유를 분리 후 이를 연료로 이용하여 열풍을 발생시킬 수 있도록 한 동물성 폐유지를 이용한 열풍발생장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 사용자 지정온도로 설정된 가열수단에 의해, 내입되는 도축 폐기물을 동물성 유지 상태로 녹이는 도축 폐기물 처리 건조기와; 상기 도축 폐기물 처리 건조기로부터 배출된 동물성 유지를 저장하는 용기부와; 연료로 사용될 상기 동물성 유지가 길이방향으로 설치된 내부 연소관에 공급되는 전처리 가열장치와; 상기 연소관의 외주연에 연통연결되어, 상기 연소관 내부에 연소용 공기를 공급하는 공급부와; 상기 연소관 내부에 길이방향으로 설치되어, 동물성 유지와 연소용 공기를 가열하는 전기히터와; 상기 동물성 유지와 연소용 공기가 혼합분사되는 연소관 일단측 내부에 스파크를 발생시킴으로써, 상기 전처리 가열장치로부터 열풍이 발생되도록 하는 점화장치; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 사용자 지정온도로 설정된 가열수단에 의해, 내입되는 도축 폐기물을 동물성 유지 상태로 녹이는 도축 폐기물 처리 건조기와; 상기 도축 폐기물 처리 건조기로부터 배출된 동물성 유지를 저장하는 용기부와; 상기 용기부에 저장된 상기 동물성 유지 내부의 불순물을 여과하는 거름장치와; 상기 거름장치를 거친 동물성 유지를 정제하여, 동물성 정제유지를 만드는 정제기와; 상기 동물성 정제유지에, 동물성 정제유지의 총중량 대비 메탄올(CH₃OH) 25wt%, 수산화칼륨(KOH) 0.5wt%를 혼합하는 혼합통과, 상기 동물성 정제유지, 메탄올, 수산화칼륨이 상호간 반응되도록 상기 혼합통 내부를 가열하는 가열장치와, 상기 가열장치의 온도를 조절하기 위한 온도제어장치로 이루어져, 동물성 정제유지가 정제유와 글리세린으로 층분리되도록 하는 분리수단과; 상기 정제유를 연료로 하여 열풍을 발생시키는 열풍발생수단; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도축 폐기물 처리 건조기는 내부의 온도를 사용자가 지정한 설정온도로 항시 유지시키되, 상기 설정온도는 60 내지 100℃인 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 열풍을 발생시키기 위한 열풍발생장치에 사용되는 탄화성 연소가스를 대신하여, 다양한 도축 폐기물을 동물성 유지로 만들어 연료를 사용함으로써, 육류 폐기물을 재활용 한다는 점에서 폐기물 처리의 효과와 함께, 탄화성 연소가스를 사용하지 않음으로 환경오염이 줄어듦과 동시에, 열풍발생장치의 구동시에 필요한 연료를 동물성 유지의 대체연료로 사용함으로써 가동 및 운영비가 현저히 절감되며 사용 또한 편리한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 동물성 유지를 연료로 하여 구동되는 열풍발생장치로부터 열풍을 발생시켜, 하수/폐수 슬러지 등의 생활오니를 비롯해, 다양한 식품산업의 건조공정에 광범위하게 사용될 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동물성 폐유지를 이용한 열풍발생장치를 상세히 설명하도록 한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 동물성 폐유지를 이용한 열풍발생장치는 도축 폐기물 처리 건조기(10), 전처리 가열장치(20), 거름장치(30), 정제기(40), 분리수단(50), 열풍발생수단(60)을 포함한다.

본 발명에서는 도축 폐기물(W)을 동물성 유지(油脂)(A)로 만들어 직접연소시킴으로써 열풍을 발생시키는 것과, 동물성 유지(A)에서 정제유(C)만을 분리하여 연료로 사용함으로써 열풍을 발생시키는 2가지로 이루어져 있다.

1.(첫번째 실시예), 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 도축 폐기물(W)을 직접연소시켜 열풍을 발생시키는 경우에는 도축 폐기물 처리 건조기(10)와 전처리 가열 장치(20)로 이루어진다.

상기 도축 폐기물 처리 건조기(10)는 도축 폐기물(W) 즉, 도축시에 발생되는 가축의 지방이나 또는 유통기한이 지난 육류 등이 내입되는 유입부(11)와, 상기 유입부(11)로부터 유입된 도축 폐기물(W)이 저장되는 건조부(12)와, 상기 건조부(12) 내에 공급된 도축 폐기물(W)을 교반할 수 있도록 도축 폐기물 처리 건조기(10) 내 건조부(12)에 설치되는 다양한 형태의 교반기(미도시)와, 상기 건조부(12)의 하단에 설치되어 상기 건조부(12) 내의 도축 폐기물(W)을 사용자가 지정한 설정온도(본 발명에서는 60 내지 100℃로 설정하며, 항시 사용자가 지정한 설정온도를 유지하도록 한다.)로 가열, 건조시키는 가열수단(14)으로 이루어진다.(상기 가열수단(14)으로는 버너 등 다양한 형태가 사용될 수 있다.) 대게, 상기 도축 폐기물 처리 건조기(10) 내에 유입되는 도축 폐기물(W)은 건조부(12) 내부가 60℃가 될때부터 녹기 시작한다.

상기 도축 폐기물 처리 건조기(10)에서 동물성 유지(A)로 녹은 도축 폐기물(W)은 상기 도축 폐기물 처리 건조기(10)의 일단에 형성된 배출부(13)에 의해 배출되어 임시저장부(15)에 저장이 되고, 이는 펌프(16)에 의해 드럼통과 같은 다양한 형태의 용기부(17)에 저장이 된다.

(물론, 상기 도축 폐기물 처리 건조기(10)는 내입되는 도축 폐기물(W)을 녹여 동물성 유지(A)로 만들 수 있다면, 쓰레기를 교반하여 처리하기 위한 건조기 등 사용자에 의해 다양한 장치로 대체될 수 있음이며, 또한, 상기 배출부(13)에는 동물성 유지(A)의 배출량을 조절하거나 또는 온/오프(ON/OFF)를 조절할 수 있는 제어 밸브(미도시)가 설치될 수 있음이다.)

상기 전처리 가열장치(20)는 도 1 또는 도 2에서 도시된 바와 같이, 도축 폐기물 처리 건조기(10)로부터 동물성 유지(A)로 변형된 도축 폐기물(W)을 연료로 사용하여 열풍을 발생시키기 위한 장치로써, 이를 위해, 상기 전처리 가열장치(20)는 내부가 비어 있는 하우징(23)과, 상기 하우징(23)에 형성되는 연소로(24)와, 상기 연소로(24) 내에 길이방향으로 설치되는 연소관(25)이 구비된다.

또한, 상기 연소관(25)에는 연소관(25) 내에 연소용 공기를 공급하기 위한 공급부(26)가 연통형성되어 있고, 상기 연소관(25) 내부 길이방향으로는 열을 발생시키는 전기히터(27)가 설치되며, 상기 연소관(25)의 일단부에는 스파크를 일으키는 점화장치(28)가 설치되도록 한다.

즉, 상기 연소관(25)의 타단부에 형성된 유입구(21)를 통해 상기 건조부(12)에 저장되어 있는 동물성 유지(A)를 별도의 노즐을 통해 공급하고, 상기 공급부(26)를 통해 연소용 공기를 연소관(25)에 공급하여, 상기 연소관(25) 내에서 연소용 공기와 동물성 유지(A)가 혼합되면서 상기 전기히터(27)에 의해 가열되어 연소관(25)의 단부(점화장치(28) 측을 향해)로 유동한다. 이후, 상기 혼합된 연소용 공기와 동물성 유지(A)는 연소관(25)의 일단부에 형성된 점화장치(28)를 통해 점화가 되어 외부로 화염(연소열)과 함께 열풍을 발생시키는 것이다. (물론, 상기 전처리 가열장치(20)의 배출구(22)에는 연소관(25)과 대응되는 부분에 별도의 공간부(미도시)를 더 마련하여, 공간부에는 화염이 일어나게 되고, 상기 열풍만을 공간부 의 일단부를 통해 외부로 배출시켜, 다양한 종류의 건조대상물을 건조하는데 사용할 수 있는 등, 그 사용예는 사용자에 의해 다양하게 실시될 수 있을 것이다.)

2.(두번째 실시예), 도 3에서 도시된 바와 같이, 도축 폐기물(W)을 정제한 후 정제유(C)만을 분리하여 연료로 사용함으로써 열풍을 발생시키는 경우에는 도축 폐기물 처리 건조기(10), 거름장치(30), 정제기(40), 분리수단(50), 열풍발생수단(60)으로 이루어진다.

상기 도축 폐기물 처리 건조기(10)는 전술된 첫번째 실시예와 동일한 방법을 사용하여 도축 폐기물(W)을 동물성 유지(A)로 용기부(17)에 저장한다.

이후, 전술된 바와 같이, 상기 용기부(17)에 저장된 동물성 유지(A)를 곧바로 직접 연소시켜 사용하는것이 아니라, 상기의 동물성 유지에서 정제유(C)만을 분리하여 사용하는 것인데, 이를 위해,

상기 거름장치(30)는 용기부(17)에 저장된 동물성 유지(A)를 다양한 형태의 거름망 등에 통과시켜 상기 동물성 유지(A) 내에 포함되어 있는 미세한 불순물 및 찌꺼기 등을 다시 여과시키기 위한 것이다. (물론, 상기 거름장치(30)의 여과 반복 회수는 사용자에 의해 다양하게 시행가능함은 당연할 것이다.)

상기 정제기(40)는 거름장치(30)를 거친 동물성 정제유지(B)를 정제하기 위한 것으로, 공지된 기술인 기존의 정제기(40)를 사용할 수도 있다. 본 발명에서는 정제기(40)를 통해 여과된 동물성 유지(A)를 동물 정제유지(B)라 명명하였다.

상기 분리수단(50)은 상기 정제기(40)를 통해 정제된 동물성 정제유지(B)에, 상기 동물성 정제유지(B)의 총중량 대비 25wt%의 메탄올(CH₃OH)과, 상기 동물성 정제유지(B)의 총중량 대비 0.5wt%의 수산화칼륨(KOH)을 혼합한 후, 이를 정제기(40) 내에서 사용자가 지정한 설정온도로 가열시킨 후, 사용자가 지정한 설정시간 동안 경과시키도록 하는 것이다. 이를 위해 분리수단(50)은 동물성 정제유지와 메탄올, 수산화칼륨이 섞을 수 있는 혼합통(51)과, 상기 혼합통(51) 내 동물성 정제유지와 메탄올, 수산화칼륨을 가열할 수 있도록 하는 가열장치(52)(상기 가열장치(52)로는 전기가열식 히터 등 사용자에 의해 전기를 이용하는 다양한 장치들로 대체되어 사용될 수 있을 것이다.)와, 상기 가열장치(52)의 온도와 시간을 조절할 수 있도록 하는 온도제어장치 및 시간제어장치(미도시)로 이루어진다.

(물론, 상기 가열장치(52)에는 별도의 전원장치(미도시)를 통해 전원을 공급받아야 하며, 상기 가열장치(52)는 혼합통(51) 내부 저면에 설치되거나 또는 혼합통(51) 하단에 접촉설치되는 등 사용자의 선택에 의해 다양하게 실시될 수 있을 것이다.)

소정시간이 경과 된 후에는 혼합통(51) 내에서는 상기 동물성 정제유지(B)가 정제유(Refined Oil)(C)와 글리세린(Glycerin)(D)으로 층분리되는데, 상기 정제유(C)는 글리세린(D)보다 상대적으로 밀도가 낮기 때문에, 상기 글리세린(D) 상부 에 정제유(C)가 층으로 분리되어 구분된다.

(일실시예를 들어 설명을 하면, 상기 정제기(40) 내에, 동물성 정제유지(B)(Animal Oil)를 54L 공급하고, 메탄올(CH₃OH)을 14L, 수산화칼륨(KOH)을 270g 혼합하여 상호간 반응이 되도록 설정온도로 가열후 일정시간 경과시키면, 55L의 정제유(C)와 8L의 글리세린(D)으로 분리가 된다.)

상기 열풍발생수단(60)은 상기 분리수단(50)을 통해 얻어낸 정제유(C)를 연료로 하여 화염과 열풍을 만들어 내기 위한 것으로, 상기 열풍발생수단(60)으로서는 액체연소버너 등 사용자에 의해 다양한 구성이 선택되어 사용될 수 있음이며, 상기 열풍발생수단(60)에서 열풍만을 사용하기 위해서는 상기 전처리 가열장치(20)에서 전술된 방법 및 사용자에 의한 다양한 방법이 이용되어 다양한 건조열원으로 사용되도록 할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 동물성 폐유지를 이용한 열풍발생장치를 나타낸 일실시예의 개념도.

도 2는 도 1의 전처리 가열장치를 나타낸 일실시예의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 동물성 폐유지를 이용한 열풍발생장치를 나타낸 또 다른 실시예의 개념도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 표시>

10: 도축 폐기물 처리 건조기 11: 유입부

12: 건조부 13: 배출부

14: 가열수단 15: 임시저장부

16: 펌프 17: 용기부

20: 전처리 가열장치 21: 유입구

22: 배출구 23: 하우징

24: 연소로 25: 연소관

26: 공급부 27: 전기히터

28: 점화장치 30: 거름장치

40: 정제기 50: 분리수단

51: 혼합통 52: 가열장치

53: 온도제어장치 60: 열풍발생수단

A: 동물성 유지 B: 동물성 정제유지

C: 정제유 D: 글리세린

W: 도축 폐기물

Claims (3)

1. 사용자 지정온도로 설정된 가열수단(14)에 의해, 내입되는 도축 폐기물(W)을 동물성 유지(A) 상태로 녹이는 도축 폐기물 처리 건조기(10)와;

   상기 도축 폐기물 처리 건조기(10)로부터 배출된 동물성 유지(A)를 저장하는 용기부(17)와;

   상기 용기부(17)에 저장된 상기 동물성 유지(A) 내부의 불순물을 여과하는 거름장치(30)와;

   상기 거름장치(30)를 거친 동물성 유지(A)를 정제하여, 동물성 정제유지(B)를 만드는 정제기(40)와;

   상기 동물성 정제유지(B)에, 동물성 정제유지(B)의 총중량 대비 메탄올(CH₃OH) 25wt%, 수산화칼륨(KOH) 0.5wt%를 혼합하는 혼합통(51)과, 상기 동물성 정제유지(B), 메탄올, 수산화칼륨이 상호간 반응되도록 상기 혼합통(51) 내부를 가열하는 가열장치(52)와, 상기 가열장치(52)의 온도를 조절하기 위한 온도제어장치(53)로 이루어져, 동물성 정제유지(B)가 정제유(C)와 글리세린(D)으로 층분리되도록 하는 분리수단(50)과;

   상기 정제유(C)를 연료로 하여 열풍을 발생시키는 열풍발생수단(60);

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동물성 폐유지를 이용한 열풍발생장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 도축 폐기물 처리 건조기(10)는

   내부의 온도를 사용자가 지정한 설정온도로 항시 유지시키되, 상기 설정온도는 60 내지 100℃인 것을 특징으로 하는 동물성 폐유지를 이용한 열풍발생장치.
3. 삭제

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