KR101508512B1 - 발효열을 이용한 축분 발효기 - Google Patents

Abstract

발효되는 유기질비료의 원료를 내부에 수납하고, 상면에 브로워(100)를 설치한 종형의 발효조(10)를 포함하는 발효열을 이용한 축분 발효기가 개시된다.
상기 유기질비료의 원료에 공기를 고르게 주입해 미생물의 호흡열로 축분의 온도를 높혀 수분증발을 유도하면서 발효시키는 과정에서, 이 때 상기 발효조(10) 상단에 설치된 제1 브로워(110)가 미생물의 호흡열로 생긴 발효열을 흡입하게 된다.
그 흡입된 발효열은 발효조(10) 내부 위쪽에 설치되어 있는 순환파이프(200)를 거쳐서 온도를 유지하게 되고, 온도가 유지된 발효열이 중공축(20)과 연결된 제2 브로워(120)에 흡입되면서, 제2 토출구(120b)를 통해 중공축(20)으로 넣어주게 되는 것이다. 즉시 주입된 발효열은, 별도의 히터장치를 장착하지 않아도 온도를 유지하고, 특히 여름철에는 외부 온도가 평균적으로 높아서 발효조(10)의 내부 온도 또한 자연스럽게 높아지게 된다. 그로인해 수분증발을 더욱 유도됨으로써, 퇴비화가 더욱 빠르게 진행되는 것이다.

Description

발효열을 이용한 축분 발효기{Fermenter using fermentation heat of livestock}

본 발명은 축분 발효기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기질비료의 원료를 내부에 수납한 발효조와, 그 유기질비료의 원료에 공기를 고르게 주입해 미생물의 호흡으로 발효열이 발생해, 축분의 온도를 높혀 수분증발을 유도하면서 발효시키는 장치에 대한 것이다.

일반적으로 축분 발효기는 축산농가에서 발생하는 축산분뇨를 단시간에 발효 및 분해하여 유기질비료를 만드는 장치를 말하는 것이다. 그 축분 발효기를 종래기술로 한국 특허등록 10-0668620호(축분 발효기용 구동장치)에서 구동에 대해 자세히 설명하고 있다.

상기 배경이 되는 종래기술을 도 2에서 요약하자면, 축분 발효기는 발효되는 유기질비료의 원료를 내부에 수납하고 상면에 브로워를 포함한 종형의 발효조(2)와, 상기 발효조 내측에 회전 가능하게 종형방향으로 설치된 중공의 중공축(11)과, 상기 발효조의 하부에 중공축과 결합되어 일측방향으로 회전되는 래칫(21)을 구비한 래칫휠(20)을 형성하되, 그 래칫휠(20)이 일측방형으로 회전하도록 왕복레버부(31)를 결합 형성하되, 그 왕복레버부(31)의 양측으로 실린더고정부(30)로 실린더(32, 33)를 형성하여 실린더의 작동으로 일측으로 회전되는 왕복레버부(31)를 회전시켜 중공축(11)이 회전해, 복수의 교반날개가 연동하면서 원료를 교반하도록 형성한 교반회전부(300)로 작동되고 있다.

또한, 도 1에서는 종래의 문제점이 되는 히터장치에 관한 것이다. 한국 등록실용실안 20-0278722(유기성 폐기물 고속발효 장치)에서는, 그 고속발효 장치가 작동됨에 따라 유기질비료의 원료에 공기가 고르게 주입되어, 호기성 조건에서 발효열이 발생된다. 그 발효열이 파이프(200)와 브로워(100)를 통해 히터장치(300)에 주입하게 되고, 히터에서 더 데워진 공기를 중공축(20)에 주입하게 되는 것이다.

상기 도 1에서는 히터장치(300)를 별도로 설치해야 하고, 전기요금이 추가로 발생하게 된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 유기질비료의 원료에 공기를 고르게 주입하여, 호기성 조건에서 발효열이 발생됨에 따라, 그 발효열을 별도의 히터장치를 거치지 않고, 발효열의 온도를 유지하기 위해 순환파이프를 거쳐서 중공축으로 다시 주입하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유기질비료의 원료를 내부에 수납하고 상면에 브로워를 구비한 종형의 발효조와, 상기 발효조 내측에 회전 가능하게 종방향으로 설치된 중공의 중공축과, 상기 발효조의 하부에 중공축과 결합되어 일측방향으로 회전되게 구동시키는 회전구동부를 형성하고,

상기 중공축에 중공형성으로 결합되고, 복수의 교반날개가 연동하면서 원료를 교반하는 교반회전부를 포함함에 있어서, 상기 발효조 상단 일측에 제1 브로워를 설치하되, 상기 제1 브로워의 제1 흡입구는 상기 발효조 내부 방향으로 삽입되어 있어서, 발효조의 내부 공기를 흡입하고 상기 제1 흡입구로 흡입된 공기를 배출하는 제1 토출구(100b)는, 상기 발효조 위쪽 내부에 평행하게 배열된 순환파이프의 입구에 연결한 파이프입구와, 상기 파이프입구로 들어온 공기가 빠져나가는 파이프출구를 구비하되, 그 파이프출구에 연결된 제2 브로워의 공기를 흡입하는 제2 흡입구와, 상기 제2 흡입구에서 흡입된 공기를 배출하는 제2 토출구는, 상기 중공축의 상부에 결합되어 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 교반날개의 회전과 동시에 공기주입으로 의한 호기성 발효 작용이 일어나, 발효열을 생성하게 되고, 그 발효열을 즉시 이용해 재주입하게 됨으로써, 별도의 히터장치를 장착하지 않아도 되는 이점이 있다.

종래기술에서는 별도의 히터장치를 장착하게 된다, 그러나 본 발명에 따르면별도의 히터장치를 제작하지 않아, 제작비용과 유지 및 가동에 필요한 비용이 발생하지 않는 이점이 있다.

특히, 여름철에는 외부 온도가 평균적으로 높아서 발효조의 내부 온도 또한 자연스럽게 높아지게 된다, 그로인해 수분증발을 더욱 유도됨으로써, 퇴비화가 더욱 빠르게 진행된다.

도 1은 종래의 축분 발효기의 단면도.
도 2는 종래의 축분 발효기의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 발효조의 평면도.
도 4는 도 3의 A - A 선 단면도.
도 5는 도 4의 본 발명에 따른 요부 확대도.
도 6은 도 3의 B - B 선 단면도.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 종래의 축분 발효기의 단면을 도시한 것이고, 도 2 또한 마찬가지로 종래의 축분 발효기의 단면도를 도시한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 발효조의 평면도를 나타낸 것이고, 도 5는 도 4의 본 발명에 따른 요부 확대도를 도시한 것이다.

이에 도 4는 도 3의 A - A 선 단면도를 나타낸 것이고, 도 6 또한 도 3의 B - B 선 단면도를 나타낸 것이다.

본 발명은 유기질비료의 원료를 내부에 수납하고 상면에 브로워(100)를 구비한 종형의 발효조(10)와, 상기 발효조(10) 내측에 회전 가능하게 종방향으로 설치된 중공의 중공축(20)과, 상기 발효조(10)의 하부에 중공축(20)과 결합되어 일측방향으로 회전되게 구동시키는 회전구동부(30)를 형성하게 된다.

상기 회전구동부(30)는 통상적으로, 발효조(10)의 하단에 설치되고, 중공축(20)과 연동 결합되어 일측방향으로 회전되는 래칫(75)을 구비한 래칫휠(70)을 형성하고, 상기 래칫휠(70)이 일측방향으로 회전하도록 왕복레버부(50)를 결합형성하되, 왕복레버부(50)의 양측으로 실린더고정부(65)로 실린더(60)를 결합형성하여, 그 실린더(60)의 작동으로 일측으로 회전되는 왕복레버부(50)를 회전시켜 중공축(20)이 회전해, 복수의 교반날개가 연동되면서 원료를 교반하도록 형성한 교반회전부(40)를 포함하게 된다.

상기 발효조(10) 상단 일측에 제1 브로워(110)를 설치하되, 상기 제1 브로워(110)는 상기 발효기(10) 내부 방향으로 삽입되어 있는 제1 흡입구(110a)와;

상기 제1 흡입구(110a)로 흡입된 공기를 배출하는 제1 토출구(110b)는, 상기 발효기(10) 위쪽 내부에 평행하게 배열된 순환파이프(200)의 입구에 연결한 파이프입구(200a)와;

상기 파이프입구(200a)로 들어온 공기가 빠져나가는 파이프출구(200b)를 구비하되, 그 파이프출구(200b)에 연결된 제2 브로워(120)의 공기를 흡입하는 제2 흡입구(120a)와; 상기 제2 흡입구(120a)에서 흡입된 공기를 배출하는 제2 토출구(120b)는, 상기 중공축(20)의 상부에 결합되어 구성하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 발효열을 이용한 축분 발효기(1)는 축산 농가에서 매일 발생되는 축분을 수거하여 발효기(10)의 투입구(미도시)에 투입해, 별도의 회전구동부(30)에 의해 중공축(20)을 회전시킴과 동시에, 발효기(10) 내부 공기를 흡입하는 제1 브로워(110)가 작동하게 된다.

이 때 제1 브로워(110)의 제1 흡입구(110a)는 발효기(10)의 내부 공기를 흡입하기 위해 발효기(10)의 내부에 삽입되어 있고, 흡입된 공기는 제1 토출구(110b)로 나가게 된다.

상기 제1 토출구(110b)는 순환파이프(200)의 파이프입구(200a)와 연결되어 있다. 그 순환파이프(200)는 발효기(10) 위쪽 내부에 평행하게 배열된 파이프는 일정 간격을 유지하면서 연결되어 있고, 최소 3줄 이상의 파이프가 연결되어 있는 것이다.

이 때 발효기(10) 내부에 있는 순환파이프(200)로 들어온 공기의 온도는, 상기 순환파이프(200)가 발효기(10) 내부에 위치해 있기 때문에, 발효기(10) 외부의 온도차와 상관없이 온도를 유지하게 되는 것이다.

그리고, 온도를 유지한 공기는 순환파이프(200)의 파이프출구(200b)와 연결된 제2 브로워(120)의 제2 흡입구(120a)로 흡입되게 된다. 그 흡입된 공기는 중공축(20)으로 보내기 위해 제2 토출구(120a)와 바로 연결되어 있다.

공기의 온도를 유지하면서 바로 중공축(20)으로 보내지고, 계속되는 브로워(100)의 작동으로 더욱 빠르게 중공축(20)을 거쳐서, 중공으로 연결된 교반날개의 상면에 위치한 통공(90)으로 뿜어지게 되는 것이다.

또한, 브로워의 미작동시에도 발효열의 온도는 여름철 평균 65'c~68'c를 유지하게 되고, 브로워의 작동시에는 여름철 평균 75'c이상을 웃돌게 된다. 즉, 호기성 조건에 의해 발효시간이 지남에 따라, 미생물의 호흡열이 증가하게 되었을 때 수분증발이 최고조로 달하게 된다.

그래서, 미생물의 호흡열이 최고조로 달한 75'c의 공기 온도를 중공축(20)으로 계속 주입하게 되는 것이다. 이는 곧 별도의 히터장치 없이 높은 공기 온도로 퇴비를 만들게 되는 것이다.

겨울철에는 낮은 외부온도로 인해 발효기(10)의 내부 온도도 떨어지게 되어 있다. 이를 방지하기 위해 발효기(10) 내부에 설치된 통상적인 온도센서(미도시)가 작동돼, 발효기(10) 내부에 일정온도가 떨어지게 되면 발효열을 이용한 축분 발효기(1)가 작동하게 되어, 발효기(10) 내부 공기온도를 일정온도로 유지하게 된다.

1 : 발효열을 이용한 축분 발효기.
10 : 발효조.
20 : 중공축.
30 : 회전구동부.
40 : 교반회전부.
50 : 왕복레버부.
60 : 실런더.
65 : 실린더고정부.
70 : 래칫휠.
75 : 래칫.
90 : 통공.
100 : 브로워.
110 : 제1 브로워.
110a : 제1 흡입구. 110b : 제1 토출구.
120 : 제2 브로워.
120a : 제2 흡입구. 120b : 제2 토출구.
200 : 순환파이프.
200a : 파이프입구. 200b : 파이프출구.

Claims (1)

1. 유기질비료의 원료를 내부에 수납하고 상면에 브로워(100)를 구비한 종형의 발효조(10)와, 상기 발효조(10) 내측에 회전 가능하게 종방향으로 설치된 중공의 중공축(20)과, 상기 발효조(10)의 하부에 중공축(20)과 결합되어 일측방향으로 회전되게 구동시키는 회전구동부(30)를 형성하고,
   상기 중공축(20)에 중공형성으로 결합되고, 복수의 교반날개가 연동하면서 원료를 교반하는 교반회전부(40)를 포함함에 있어서,
   
   상기 발효조(10) 상단 일측에 제1 브로워(110)를 설치하되, 상기 제1 브로워(110)는 상기 발효조 내부 방향으로 삽입되어 있는 제1 흡입구(110a)와;
   상기 제1 흡입구(110a)로 흡입된 공기를 배출하는 제1 토출구(110b)는, 상기 발효조 위쪽 내부에 평행하게 배열된 순환파이프(200)의 입구에 연결한 파이프입구(200a)와;
   
   상기 파이프입구(200a)로 들어온 공기가 빠져나가는 파이프출구(200b);와; 그 파이프출구(200b)에 연결되어, 공기를 흡입하는 제2 브로워(120)의 제2 흡입구와(120a);
   상기 제2 흡입구(120a)에서 흡입된 공기를 배출하는 제2 토출구(120b)는, 상기 중공축(20)의 상부에 결합된 것을 특징으로 하는 발효열을 이용한 축분 발효기.

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