KR101154778B1 - 축분 재활용 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축산농가에서 처리해야하는 육우나 젖소의 배설물(이하, 축분이라 함)을 재활용하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 축분을 액체성분과 고형물로 분리함으로써 그 분리된 고형물을 재활용할 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.

본 발명에 의할 경우, 축분을 고형물과 액체성분으로 분리함으로써 액체성분을 발효시켜 비료 등으로 사용할 수 있게 함과 동시에 고형물은 통기성을 좋게 하여 짧은 시간에 발효균 이식 없이 발효열에 의해 자연살균과 건조한 후 사육장에 수분 조절용으로 재활용함으로써 축산농가의 경비부담을 줄임과 동시에 적치되는 분뇨를 줄일 수 있다는 효과를 가진다.

축분, 축산분뇨, 축분재활용, 고액분리, 압축, 롤러, 피더

Description

축분 재활용 장치{RECYCLING DEVICE FOR EXCREMENT OF COW}

본 발명은 축산농가에서 처리해야하는 육우나 젖소의 배설물을 액체성분과 고형물로 분리함으로써 그 분리된 고형물을 재활용할 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.

축산농가에서는 필연적으로 육우나 젖소의 배설물(이하, 축분이라함)이 부산됨은 필연적이라 할 것이고 그 부산된 축분의 경우 통상적으로 축사 내 저장조 등에 장기 보관하고 밭 등의 작물이 수확된 후 비료 등으로 사용되는 실정이다.

그러나 축분의 경우 장기 보관시 악취나 파리 등과 같은 해충의 발생으로 민원의 발생이 끊이지 않는다는 문제점이 있다. 특히 축분의 경우 점성이 강하고 소화가 덜된 풀 등이 다량 함유되어 있는 관계로 그 보관시에는 부피가 크고 액체도 아니고 고체도 아닌 콜로이드상태로 존재하므로 저장조에서 스키로더작업이나 펌프 등으로 배출시켜 이동시킴에 있어서도 상당한 곤란점이 있어왔다.

또한, 사육장에는 축분에서 발생한 수분을 조절하기 위해 많은 양의 톱밥을 주기적으로 깔아주는데 지속적으로 배출되는 분뇨로 인해 또다시 수분이 증가하면 사육장은 매우 질어진 상태가 되며 깔아준 톱밥을 포함한 더욱 많은 양의 축분을 저장 및 처리해야만 하는 악순환을 거치게 된다. 특히 동절기에는 톱밥이 자연 건조되지 않아 사용수명이 2주 정도밖에 되지 않아 막대한 톱밥 사용비용을 농가에서 지불하며 배출되는 분뇨의 양만 늘리는 형편이다.

이 같은 문제점에 대응하기 위해 축분을 분리하여 고형물과 액체로 분리할 수 있는 장치로는 스크류나 유압실린더를 이용하여 압력을 이용해 탈수하거나 원심식 탈수 방법이 있는데 점성 때문에 원심식은 처리가 거의 불가능하고 스크류나 유압실린더 방식도 축분의 점성으로 인해 효과적인 탈수가 곤란하였다.

상기한 문제점을 해결하고자 본 발명은, 축분을 액체성분과 고형물로 분리할 수 있는 수단을 제시함을 그 목적으로 한다. 특히 기존의 스크류압착식이나 원심탈수식에서는 효과적인 탈수가 행해지지 않았음에 주목하여 압축롤러를 통해 축분을 액체성분과 고형물로 분리할 수 있는 수단을 제시함을 그 목적으로 한다.

본 발명은 이를 위하여, 프레임(100) 내에 1조의 아이들롤러(110a,110b)를 통해 거치되는 연속적으로 천공(121)된 벨트(120)를 구비하고, 롤러 구동부(200)의 모터와 체인 등에 의해 연동하되, 상기 벨트(120)의 하부를 지지하는 지지롤러와 그 지지롤러에 의해 지지되는 벨트의 상부를 롤러축의 양단에 각각 일조로 구비된 제1압축기(131), 제2압축기(141) 및 제3압축기(151)를 통해 가압하는 압축롤러를 구비한 제 1 압축롤러부(130),제 2 압축롤러부(140) 및 제 3 압축롤러부(150)를 구비하며, 상기 제1 압축롤러부(130)의 전단에는 롤러구동부의 모터와 체인 등으로 연동하는 피더롤러(210)을 구비함으로써 구성되는 축분재활용장치를 제시한다.

본 발명에 의할 경우, 축분을 고형물과 액체성분으로 분리함으로써 액체성분을 발효시켜 비료 등으로 사용할 수 있게 함과 동시에 고형물은 통기성을 좋게 하 여 짧은 시간에 발효균 이식 없이 발효열에 의해 자연살균과 발효건조한 후 사육장에 수분 조절용으로 재활용함으로써 축산농가의 경비부담을 줄임과 동시에 적치되는 분뇨를 줄일 수 있다는 효과를 가진다. 한편, 축분에서 분리된 고형물은 발효과정을 거침으로 악취 없이 비료로 사용되거나 압착하여 탄으로도 재활용할 수 있는 이점이 있다.

또한, 축분을 넓게 펴서 압축롤러를 이용해 탈수하면 적은 동력으로도 충분히 탈수가 이루어질 수 있도록 함으로써 에너지 절감을 꾀할 수 있다는 효과를 가진다.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 발명인 축분 재활용장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 프레임(100) 내에 1조의 아이들롤러(110a,110b)를 통해 거치되는 연속적으로 천공(121)된 벨트(120)를 구비하고, 롤러 구동부(200)의 모터와 체인 등에 의해 연동하되, 상기 벨트(120)의 하부를 지지하는 지지롤러와 그 지지롤러에 의해 지지되는 벨트의 상부를 롤러축의 양단에 각각 일조로 구비된 제1압축기(131), 제2압축기(141) 및 제3 압축기(151)를 통해 가압하는 압축롤러를 구비한 제1 압축롤러부(130),제2압축롤러부(140) 및 제3압축롤러부(150)를 구비하며, 상기 제1 압축롤러부(130)의 전단에는 롤러구동부의 모터와 체인 등으로 연동하는 피더롤러(210)을 구비함으로써 구성된다.

상기한 제1 내지 제3 압출롤러부와 피더롤러는 그 축의 일단에 형성된 스프라켓을 통해 체인 등에 의해 순차적으로 롤러구동부와 연동하게 된다. 또한, 상기 벨트는 스테인리스 재질로 그 표면에 일정간격을 가지고 연속적으로 천공을 형성하여 구성하되 플라즈마 용접 등에 의해 용접부가 평탄하게 형성되도록 함이 바람직하다.

한편, 상기 피더롤러(210)의 전단 상부에는 축분을 상기 벨트(120)의 상단으로 낙하시키기 위한 피더(310)를 구비할 수 있다. 상기 피더는 그 내측의 하단부에 중심부를 기준으로 서로 반대방향으로 축상에 고정된 피더스크류(331,332)를 구비하며 피더스크류는 피더스크류구동부(300)와 연동하여 구동된다.

도 3을 통해 보다 상세히 살펴보면 상기 피더(310)의 바닥에는 이물질배출공(321)의 양측으로 일정간격을 가지고 축분토출부(330)를 구비하며, 상기 이물질배출공의 외주연을 따라 나사산을 형성하며 외부로 돌출된 이물질분리통 체결부(322)에 이물질분리통(320)을 결합할 수 있도록 구성된다. 한편, 피더 내측의 하단부에 구비된 스크류는 피더스크류 구동부와 피더스크류연동부(301)를 통해 체인 등에 의해 연동하여 구동된다.

한편, 상기 피더스크류구동부(300)는 상기한 롤러구동부(200)와는 독립되게 형성되며, 상기 피더스크류구동부(300)의 구동속도는 볼륨모듈(240)을 통해 조절된다.

한편, 상기한 피더롤러(210)는 도 1에 도시된 바와 같이 그 축의 일단에 피더암(220)의 일단을 회동가능하도록 체결하고 상기 피더암의 타단은 외주연을 톱니바퀴 현상으로 가공한 볼륨모듈(240)과 맞물려 회전 가능한 치차(230)의 축에 회동할 수 없도록 고정 체결한다. 또한, 상기 피더롤러(210)의 양측에는 벨트(120)의 진행방향을 따라 가이드(250)를 구비할 수 있다.

따라서, 벨트를 통해 운반되는 축분이 상기한 피더를 통해 공급되어 피더롤러를 통과할 때 축분이 적정용량 이상으로 빠르게 공급되면 피더롤러(210)가 도 1에 도시된 점선영역으로 밀려올라가게 되고 그 결과 피더롤러의 축과 회전하는 치차의 축을 연결한 피더암(220)이 일정각 만큼 회동하는 결과 회전하는 치차(230)와 맞물린 볼륨모듈(240)의 톱니바퀴가 일정각 만큼 회동하게 된다. 그에 따라 전술한 피더스크류구동부(300)의 모터 회전속을 줄여줌으로써 축분이 피더로부터 벨트로 낙하되는 분량을 줄일 수 있게 한다. 즉 상기한 볼륨모듈의 회전 정도에 맞추어 피더스크류구동부의 모터속도를 조절할 수 있도록 제어된다.

한편, 상기한 아이들롤러(110a)의 측단에는 스크레이퍼(scraper)(111)를 구비할 수 있는데, 이는 압착된 축분이 벨트에서 용이하게 분리되지 않을 경우에 대비하여 벨트의 회전방향과 마주보게끔 스크레이퍼를 구비함으로써 축분의 고형물을 용이하게 벨트로부터 분리할 수 있다.

또한, 상기한 제1 압축롤러부(130),제2압축롤러부(140) 및 제3압축롤러부(150) 각각의 하부에는 액체성분 수거통(132,142,152)를 구비함으로써 압축되는 과정에서 축분의 액체성분이 벨트에 형성된 천공된 부분을 통해 하부로 떨어지면 상기 수거통에 모여지게 된다.

한편, 본 발명의 종단부에는 필요에 따라 상기한 제3압축롤러부(150)와 연동하되, 생석회적재함(160) 내에 생석회를 그 적재함 하단의 통공을 통해 공급하되, 적재함 내의 생석회투입패들(161)의 회전에 의해 일정량씩 공급이 가능한 장치를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기한 아이들롤러(110a)를 돌아나가면서 축분의 고형물이 벨트로부터 분리됨과 동시에 적재함(173)에 적재된 축분의 고형물을 배출관로(170)를 따라 구비되고 배출스크류구동부와 체인 등에 의해 연동하는 배출스크류(171)를 통해 배출시킬 수 있는 장치를 더 포함할 수 있다.

이하에서 본 발명의 작동원리에 대해 기술하면 다음과 같다. 우선 피더(310)에 축분을 적재하고 본 발명을 구동하면, 롤러구동부(200)의 모터가 구동하고 그에 따라 순차적으로 연동된 피더롤러(210), 제1압축롤러부 내지 제3압축롤러부가 동시적으로 구동하게되며, 그와 동시에 상기 피더 내의 피더스크류(331,332) 또한 피더스크류구동부(300)의 모터가 구동함과 동시에 작동을 개시한다. 한편, 벨트(120)는 아이들롤러(110a,110b)에 거치되어 있으므로 벨트는 상기한 제1 내지 제3압축롤러부의 회전에 따라 그 압착력에 의거 수동적으로 회전하게 된다.

피더내의 축분은 피더스크류의 구동에 따라 피더의 중앙부로 이동하면서 축분토출부(330)를 통해 벨트로 낙하하게된다. 이 경우 상기한 피터토출부를 통과하지 못하는 잡석이나 목재 등 벨트에 손상을 가할 수 있는 이물질은 스크류의 회전과정에서 그 비중의 차로 인해 이물질 분리통(320) 속으로 들어가게된다. 상기한 이물질은 적절한 때에 이물질분리통을 분리하여 내부를 비움으로써 제거될 수 있다.

한편, 벨트 위로 낙하된 축분은 벨트의 회전에 따라 우선적으로 피더롤러(210)를 통과하게 된다. 이 과정에서 피더롤러는 축분을 일차적으로 평탄화시켜주는 작용을 하게된다. 초기 낙하된 축분은 피더롤러(210)의 양측에 구비된 가이드(250)에 의해 벨트 밖으로 흘러내림을 방지할 수 있다. 특히, 피더의 경우 전술한 바와 같이 일정기준 이상으로 축분이 과도하게 공급되면, 축분의 부피에 의해 위로 밀어올려지게 되고, 그에 따라 피더의 축과 회전하는 치차(230)의 축을 연결하는 피더암(220)이 일정각 회동하게 된다. 그 회동된 만큼 회전하는 치차(230)가 회전하고 그에 맞물린 볼륨모듈(240)이 같이 회전함으로써 볼륨모듈의 회전각에 따라 피터스크류구동부의 모터 구동속도를 줄이게 된다. 그 결과 축분의 낙하량을 조절할 수 있게 된다.

또한, 상기한 피더롤러를 통과한 축분은 순차적으로 제1압축롤러부와 제2압축롤러부, 제3 압축롤러부(130,140,150)를 통과하는 과정에서 고형물은 벨트에 잔존하고 액체성분은 벨트에 형성된 천공부를 통해 하부의 수거통으로 수거되게된다.

한편, 압축과정이 종료되고 벨트에 잔존하는 축분의 고형물은 아이들롤 러(110a)의 측단에 구비된 스크레이퍼(scraper)(111)를 통해 용이하게 벨트로 부터 분리할 수 있다.

아울러 필요에 따라 생석회의 투하가 가능함은 물론 분리된 고형물은 컨베이어나 배출스크류를 통해 원하는 장소로 이동시킬 수 있음은 전술한 바와 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 축분재활용장치의 측단면의 개념도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 축분재활용장치의 평면 개념도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이물질 분리통의 구조도.

*도면의 주요부호에 대한 간략한 설명*

100: 프레임 110a,110b : 1조의 아이들롤러

120: 벨트 130: 제1압축롤러부

140: 제2압축롤러부 150: 제3압축롤러부

200: 롤러구동부 300: 피더스크류구동부

310: 피더 320: 이물질분리통

Claims (7)

1. 축분의 재활용 장치에 있어서,

   프레임(100) 내에 1조의 아이들롤러(110a,110b)를 통해 거치되는 연속적으로 천공(121)된 벨트(120)를 구비하고, 롤러 구동부(200)의 모터와 체인에 의해 연동하되, 상기 벨트(120)의 하부를 지지하는 지지롤러와 그 지지롤러에 의해 지지되는 벨트의 상부를 롤러축의 양단에 각각 일조로 구비된 제1압축기(131), 제2압축기(141) 및 제3압축기(151)를 통해 가압하는 압축롤러를 구비한 제1 압축롤러부(130),제2압축롤러부(140) 및 제3압축롤러부(150)를 구비하며, 상기 제1 압축롤러부(130)의 전단에는 롤러구동부의 모터와 체인으로 연동하는 피더롤러(210)를 구비하고, 상기 피더롤러(210)의 전단 상부에는 축분을 상기 벨트(120)의 상단으로 낙하시키기 위한 피더(310)를 구비하되, 상기 피더는 그 내측의 하단부에 중심부를 기준으로 서로 반대방향으로 축상에 고정된 피더스크류(331,332)를 구비하며 피더스크류는 피더스크류구동부(300)와 연동하여 구동됨을 특징으로 하는 축분 재활용 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 피더스크류구동부(300)의 구동속도는 볼륨모듈(240)을 통해 조절됨을 특징으로 하는 축분 재활용 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기한 피더롤러(210)는 그 축의 일단에 피더암(220)의 일단을 회동가능하도록 체결하고 상기 피더암의 타단은 외주연을 톱니바퀴 현상으로 가공한 볼륨모듈(240)과 맞물려 회전 가능한 치차(230)의 축에 회동할 수 없도록 고정 체결됨을 특징으로 하는 축분 재활용 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기한 제1 압축롤러부(130),제2압축롤러부(140) 및 제3압축롤러부(150) 각각의 하부에는 액체성분 수거통(132,142,152)를 구비함을 특징으로 하는 축분 재활용 장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기한 아이들롤러(110a)의 측단에는 스크레이퍼(scraper)(111)를 구비함을 특징으로 하는 축분 재활용 장치.

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