KR101570391B1 - 발효장의 공기공급 시스템 - Google Patents

Abstract

산기용 공기구멍을 쉽게 찾을 수 있으면서도 확장홈에 쌓여 공기구멍을 막는 이물질의 두께가 작고 견고하게 다져지지 않아서 공기구멍을 막고 있는 이물질을 공기로 불어서 쉽게 제거할 수 있고, 공기구멍을 막는 이물질이 견고하게 다져지지 않아서 공기구멍을 막고 있는 이물질을 제거하기가 쉽고, 선재가 긴밀하게 밀착되어 형성된 스프링관과 같은 별도의 부품이 필요치 않은 발효장의 공기공급 시스템이 개시된다. 상기 공기공급 시스템은 발효장의 바닥 표면 하부를 따라 묻혀 있고 간격을 두고 다수의 공기배출구가 형성되어 있는 공기공급관과 상기 공기공급관으로 공기를 공급하는 송풍기 및 상기 공기배출구에서 상기 바닥 표면까지 연통되게 형성된 다수의 공기구멍을 가지는 발효장의 공기공급 시스템에서, 상기 공기구멍은, 상기 공기배출구에서 상방으로 연장된 하부구멍 및 상기 하부구멍의 상단 개구와 어긋난 위치에 가장 깊은 곳인 심부와, 상기 심부에서 상부로 갈수록 내부가 점점 확장되는 경사벽부를 가지는 확장홈을 포함하고, 상기 하부구멍의 상단 개구는 상기 심부와 상기 확장홈의 상단 가장자리 사이의 상기 경사벽부에 형성된 것을 포함하는 구성을 가진다.

Description

발효장의 공기공급 시스템{System for supplying air with fermentation space}

본 발명은 음식물 찌꺼기 등의 유기성 폐기물을 발효시켜 퇴비화하는 발효시설의 개선에 관련된 것으로, 특히 발효실 바닥에 설치되어 발효 대상물로 공기를 공급하는 공기공급 시스템의 개선에 관련된 것이다.

일반적으로, 음식물 쓰레기 등의 유기성 폐기물로부터 양질의 퇴비를 얻기 위해서는 선별, 파쇄, 탈수 등의 전처리 공정을 거치면서 유기성 폐기물의 함수율을 적정하게 조절하여 줌과 아울러 발효장에서의 호기성 발효를 위해 퇴적한 유기성 폐기물 내부로 원활한 공기공급이 이루어져야 한다.

발효장에서 공기가 유기성 폐기물 내부로 원활하게 공급되지 못하는 부분에는 혐기성 미생물에 의한 혐기성 발효가 이루어져 심한 악취가 나고 양질의 퇴비를 얻을 수 없다.

이에 따라 발효 대상물 내부로 골고루 공기를 공급하기 위해 발효장 바닥 아래에 간격을 두고 공기배출구가 뚫린 공기공급관을 묻어두고, 공기배출구에서 발효장의 바닥 표면까지 산기용 공기구멍을 형성하여 둔 상태에서, 송풍기를 이용하여 공기공급관으로 공기를 공급하여 산기용 공기구멍을 통해 발효장에 쌓여 있는 유기성 폐기물 내부로 골고루 공기가 공급될 수 있게 한다. 도 1 내지 3을 참조하여 종래기술을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 유기성 폐기물을 발효시키는 발효장의 일례를 나타낸 사진이고, 도 2는 발효장의 바닥에 설치된 종래 공기공급 시스템의 공기배출구조를 나타낸 단면도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이 선별, 파쇄, 탈수 등의 전처리 공정을 거친 유기성 폐기물(10)을 퇴적하여 발효시키기 위한 발효장(20)의 시멘트 등으로 된 바닥(22) 표면 하부에는 공기공급관(30)이 묻혀 있다. 공기공급관(30)에는 간격을 두고 공기배출구(32)가 뚫려 있고, 공기배출구(32)에서 바닥(22)의 표면까지는 산기용 공기구멍(24)이 설치되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이 공기구멍(24)은 공기배출구(32)와 같은 정도의 크기로 공기배출구(32)에서 바닥(22) 표면까지 구멍을 뚫은 형태를 취하고 있다. 공기배출구(32)와 공기구멍(24)의 크기는 호기성 미생물에 의한 호기성 발효에 필요한 양의 공기를 적정 압력으로 공급할 수 있는 정도의 크기로 형성된다. 공기배출구(32)와 공기구멍(24)이 커질수록 분출되는 공기의 압력이 떨어지고, 이물질이 쉽게 내부로 유입될 수 있기 때문에 공기배출구(32)와 공기구멍(24)은 적정한 크기로 형성되어야 한다.

도 2에 나타낸 바와 같은 공기구멍(24)이 형성된 발효장(20)에서는 선별, 파쇄, 탈수 등의 전처리 공정을 거친 유기성 폐기물(10)을 불도저나 포크레인 등을 이용해 바닥(22) 위에서 이동시키고 교반하는 과정에서 유기성 폐기물(10) 등의 발효 대상물에 의해 공기구멍(24)이 막히게 된다. 이 경우 공기구멍(24)을 다시 뚫어주어야 하는 데, 공기구멍(24)의 크기가 작아서 막힌 공기구멍(24)을 찾기가 어렵고, 이물질이 공기구멍(24)을 견고하게 막고 있어 이물질을 제거하고 공기구멍(24)을 다시 뚫어주는 데에 시간이 오래 걸린다. 결과적으로, 도 2에 나타낸 바와 같은 구조의 공기구멍(24)이 형성된 발효장(20)에서는 유기성 폐기물의 처리 효율이 떨어진다는 문제점이 있다.

그 외에 유기성 폐기물 발효장의 공기공급 시스템과 관련된 선행기술로는 등록번호 20-0444079호(발명의 명칭: 유기성 폐기물 교반 발효장의 공기공급 시스템, 발명자: 나종광)의 등록실용신안공보에서 공기공급관에 형성된 배출공에 연결관을 결합하고, 이 연결관에 내측으로 이동하는 공기가 외부로 유출되지 않도록 선재가 긴밀하게 밀착되어 형성된 스프링관을 설치한 것을 개시하고 있다.

등록번호 20-0444079호에 개시된 것은 공기배출구만큼의 나선이 형성된 연결관과 외부로 유출되지 않도록 선재가 긴밀하게 밀착되어 형성되고 장비에 부딪혔을 때 옆으로 구부려졌다가 복원될 수 있는 스프링관과 같은 별도의 부품들이 필요하다는 단점이 있다.

도 3은 도 2의 공기배출구조의 개선된 형태를 나타낸 단면도이다.

본 발명자는, 도 2에 나타낸 공기구멍이 찾기 어렵다는 단점을 극복하기 위해 도 3에 나타낸 바와 같이 공기구멍(24)의 상단부를 나팔모양의 확장홈(24a)으로 형성하는 것을 시도하였다. 이 확장홈(24a)은 상단 가장자리에서 중심으로 갈수록 점점 깊어지며, 구면홈 형태를 취하고 있다.

본 발명자는, 도 3에 나타낸 바와 같이 바닥(22)의 표면 쪽의 공기구멍(24)을 나팔모양의 확장홈(26)으로 형성하는 경우, 막힌 공기구멍(24)을 찾기는 쉬워졌으나, 확장홈(24a)에 채워지는 유기성 폐기물이 중심부로 몰려 다져져서 공기구멍(24a)이 더 단단하게 막히게 되어 막힌 공기구멍(24)을 뚫기가 힘든 단점이 발생한다는 것을 알게 되었다.

그리고 확장홈(24a) 중심부에서 다져진 유기성 폐기물은 두께가 두꺼워서 공기배출구(32)를 통해 배출되는 압축공기로 불어내기가 어려워 대부분 별도의 도구를 이용하여 수작업으로 공기구멍(24)을 뚫어주어야 하는 단점이 발생함도 알게 되었다.

본 발명의 목적은 산기용 공기구멍이 발효 재료에 의해 막히더라도 쉽게 찾을 수 있으면서도 막힌 산기용 공기구멍을 쉽게 뚫을 수 있는 공기공급 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 산기용 공기구멍을 막는 발효 재료가 견고하게 다져지는 것을 방지할 수 있는 공기공급 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 스프링관이 필요치 않은 공기공급 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 발효장 공기공급 시스템은 발효장의 바닥 표면 하부를 따라 묻혀 있고 간격을 두고 다수의 공기배출구가 형성되어 있는 공기공급관과 상기 공기공급관으로 공기를 공급하는 송풍기 및 상기 공기배출구에서 상기 바닥 표면까지 연통되게 형성된 다수의 공기구멍을 가지는 발효장의 공기공급 시스템에서, 상기 공기구멍은, 상기 공기배출구에서 상방으로 연장된 하부구멍; 및 상기 하부구멍의 상단 개구와 어긋난 위치에 배치된 가장 깊은 곳인 심부와, 상기 심부에서 상부로 갈수록 내부가 점점 확장되는 경사벽부를 가지는 확장홈을 포함하고, 상기 하부구멍의 상단 개구는 상기 심부와 상기 확장홈의 상단 가장자리 사이의 상기 경사벽부에 형성된 것을 포함하는 구성을 한다.

상기 확장홈의 상기 심부를 기준으로 발효 재료를 왼쪽에서 오른쪽으로 이동시키는 상기 발효장에서 상기 하부구멍의 상단개구는 왼쪽의 상기 경사벽부에 형성된 것이 바람직하다.

왼쪽의 상기 경사벽부가 오른쪽의 상기 경사벽부보다 가파르게 형성된 것이 좋다.

상기 확장홈은 원추형 홈 또는 구면형 홈인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 산기용 공기구멍을 쉽게 찾을 수 있으면서도 확장홈에 쌓여 공기구멍을 막는 이물질의 두께가 작아서 공기구멍을 막고 있는 이물질을 공기로 불어서 쉽게 제거할 수 있다.

본 발명에 따르면, 산기용 공기구멍이 이동되어오는 발효재료와 마주 보지 않는 경사벽부에 형성되기 때문에 공기구멍을 막는 이물질이 견고하게 다져지지 않아서 공기구멍을 막고 있는 이물질을 제거하기가 쉽다.

본 발명에 따르면, 선재가 긴밀하게 밀착되어 형성된 스프링관과 같은 별도의 부품이 필요치 않다.

도 1은 유기성 폐기물을 발효시키는 발효장의 일례를 나타낸 사진,
도 2는 발효장의 바닥에 설치된 종래 공기공급 시스템의 공기배출구조를 나타낸 단면도,
도 3은 도 2의 공기배출구조의 개선된 형태를 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 공기공급 시스템의 평면배치도,
도 5는 본 발명에 따른 공기공급 시스템의 공기배출구조를 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 공기공급 시스템의 공기배출구조의 변형 예들을 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 공기공급 시스템의 평면배치도이고, 도 5는 본 발명에 따른 공기공급 시스템의 공기배출구조를 나타낸 단면도이다.

음식물 쓰레기 등의 유기성 폐기물을 대량으로 처리하는 발효장은 넓다. 이러한 발효장에는 통상 도 4에 나타낸 바와 같이 발효장을 4개 구역으로 나누어 구역별로 공기공급 시스템(100)을 설치한다.

각 구역별 발효장의 바닥(110) 표면 하부에는 복수의 공기공급관(120)이 간격을 두고 묻혀 있고, 이들의 일단은 연결관(121)을 통해 송풍기(130)에 연결되어 있다. 연결관(121)으로는 가로와 세로 각 200㎜ 정도의 사각관이 사용된다. 각 송풍기(130)의 풍량은 40CMM 정도, 풍압은 1000㎜Aq 정도의 것이 사용된다.

각각의 공기공급관(120)에는 간격을 두고 공기배출구(122)가 뚫려 있다. 공기배출구(122)는 약 500㎜ 정도의 간격으로 형성되어 있으며, 이웃하는 공기공급관(120)에 형성된 공기배출구(122)와는 서로 엇갈리게 배치되어 있다.

공기배출구(122)의 직경은 약 8㎜ 정도이고, 공기공급관(120)의 직경은 약 75㎜ 정도이다. 공기공급관(120)들의 타단에는 공기공급관(120)과 연통된 구멍을 통해 공기공급관(120)이 막혔을 때 공기공급관(120) 내부의 이물질을 제거할 수 있도록 하기 위한 소제부(123)가 형성되어 있다. 이러한 소제부(123) 역시 가로와 세로가 각각 200㎜ 정도의 사각관이 이용된다. 소제부(123)에는 뚜껑이 설치되어 있어서, 호기성 발효를 위해 바닥(110) 상의 퇴적된 발효대상물로 공기를 공급할 때에는 닫아두어 공기가 새지 않도록 하고, 공기공급관(120) 내부를 청소하고자 할 때에는 뚜껑을 열고 공기공급관(120)과 연결된 구멍을 통해 내부의 이물질을 제거할 수 있게 되어 있다.

도 5를 참조하면, 각각의 공기배출구(122) 위쪽에는 공기배출구(122)에서 바닥(110) 표면까지 연통되게 공기구멍(112)이 형성되어 있다. 이 공기구멍(112)은 공기배출구(122)에서 상방으로 연장되게 형성된 하부구멍(112a)과 바닥(110) 표면에 형성된 확장홈(114)으로 이루어져 있다.

하부구멍(112a)은 바람직하게 대략 공기배출구(122)와 같은 단면적의 크기로 형성된다. 상부 쪽 바닥 표면에 형성되는 확장홈(114)은 하부구멍(112a)보다 큰 면적에 걸쳐서 형성되어 있다. 이 확장홈(114)은 바람직하게 구면홈 형태로 형성되며, 하부구멍(112a)의 상단과 어긋난 위치에서 하부구멍(112a)의 상단보다 깊게 형성된 심부(114a)와 심부(114a)에서 상부로 갈수록 내부가 점점 확장되는 경사벽부(114b)를 가진다. 이 경사벽부(114b)는 상단 가장자리에서 내측으로 갈수록 점점 깊어진다. 하부구멍(112a)의 상단 개구는 이 경사벽부(114b)에 형성되며, 심부(114a)와 확장홈(114b)의 상단 가장자리 사이에 위치한다. 이에 따라 본 발명에서 하부구멍(112a)은 확장홈(114)의 중심부에서 한쪽으로 치우친 위치에 배치된다. 이는, 도 3에서 나타낸, 하부구멍이 확장홈의 중심부, 가장 깊은 곳에 배치되는 것과 차이를 이루는 본 발명의 가장 큰 특징을 이루는 부분이다.

도 5에 나타낸 바와 같이 하부구멍(112a)의 상단 개구가 확장홈(114)의 경사벽부(114b)에 배치됨에 따른 장점을 열거하면 다음과 같다.

첫째, 바닥(110) 위에 쌓인 유기성 폐기물을 치웠을 때 하부구멍(112a) 상방의 확장홈(114)에 남아 있는 유기성 폐기물의 두께가 얇아지게 된다. 이에 따라 하부구멍(112a)을 통해 공기를 불어서 하부구멍(112a) 상방의 확장홈(114)에 남아 있는 유기성 폐기물 등의 이물질을 제거하기가 수월해진다.

둘째, 확장홈(114)은 중심부에서 전후 및 좌우로 폭이 가장 넓어서 확장홈(114)에 수용된 이물질이 상대적으로 큰 물체로부터도 가압될 확률이 높을 뿐만 아니라 경사벽부로 인해 가압된 이물질이 모두 중심부로 이동하려하기 때문에 중심부가 더 견고하게 다져지게 되는 데, 본 발명에서는 중심부에서 벗어난 경사벽부(114b)에 하부구멍(112a)의 상단 개구가 배치되게 함으로써 하부구멍(112a)이 이물질에 의해 막히는 것이 방지된다.

셋째, 발효장에서 유기성 폐기물을 이동시키는 방향은 일정하다. 발효시키기 위한 또는 발효 중인 유기성 폐기물을 도 5의 화살표로 나타낸 바와 같이 왼쪽에서 오른쪽으로 이동시키는 경우, 바람직하게 하부구멍(112a)은 확장홈(114)의 심부(114a)를 기준으로 왼쪽 경사벽부(114b)에 형성된다. 이렇게 하는 경우 이동 중인 유기성 폐기물은 주로 오른쪽 경사벽부를 향해 가압되게 되고, 왼쪽 경사벽부를 향해서는 가압되지 않는다. 이에 따라 하부구멍(112a) 상방으로 쌓이는 유기성 폐기물은 오른쪽 경사벽부에 쌓이는 유기성 폐기물에 비해 덜 다져지게 되고, 하부구멍(112a)으로 공기를 불어서 또는 수작업으로 공기구멍(112)을 막고 있는 이물질을 쉽게 제거할 수 있다. 유기성 폐기물을 이동시키는 방향이 일정치 않아 이 세 번째 효과는 누릴 수 없는 경우, 하부구멍(112a)은 확장홈(114)의 심부(114a)를 기준으로 왼쪽 또는 오른쪽 경사벽부(114b)에 형성될 수 있고, 때에 따라 양쪽 모두에 형성될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 공기공급 시스템의 공기배출구조의 변형 예들을 나타낸 단면도이다.

때에 따라, 확장홈(114)은 도 6(a)에 나타낸 바와 같이 심부(114a)를 중심으로 경사벽부(114b)가 좌우 대칭의 원추형 홈으로 형성될 수 있다. 이 때 하부구멍(112a)의 상단 개구는 확장홈(114)의 바깥쪽 가장자리 쪽으로 치우친 위치에 배치될 수 있다.

때에 따라 도 6(b)와 (c)에 나타낸 바와 같이 확장홈(114)을 심부(114a)를 중심으로 경사벽부(114b)가 좌우 비대칭인 원추형 홈 또는 구면형 홈으로 형성하고, 하부구멍(112a)의 상단 개구가 배치된 경사벽부(114b)의 기울기를 반대편 경사벽부(114b)의 기울기보다 가파르게 형성할 수 있다.

나머지는 도 4와 5를 통해 설명한 것과 같다.

본 발명은 음식물 쓰레기 등 유기성 폐기물을 발효시켜 퇴비를 만드는 발효장의 공기공급 시스템으로 이용될 가능성이 있다.

100: 공기공급 시스템 110: 바닥
112: 공기구멍 112a: 하부구멍
114: 확장홈 114a: 심부
114b: 경사벽부 120: 공기공급관
121: 연결관 122: 공기배출구
123: 소제부 130: 송풍기

Claims (4)

1. 발효장의 바닥 표면 하부를 따라 묻혀 있고 간격을 두고 다수의 공기배출구가 형성되어 있는 공기공급관과 상기 공기공급관으로 공기를 공급하는 송풍기 및 상기 공기배출구에서 상기 바닥 표면까지 연통되게 형성된 다수의 공기구멍을 가지는 발효장의 공기공급 시스템에서,
   상기 공기구멍은,
   상기 공기배출구에서 상방으로 연장된 하부구멍; 및
   상기 하부구멍의 상단 개구와 어긋난 위치에 배치된 가장 깊은 곳인 심부와, 상기 심부에서 상부로 갈수록 내부가 점점 확장되는 경사벽부를 가지는 확장홈을 포함하고,
   상기 하부구멍의 상단 개구는 상기 심부와 상기 확장홈의 상단 가장자리 사이의 상기 경사벽부에 형성된 것을 포함하고,
   상기 확장홈의 상기 심부를 기준으로 발효 재료를 왼쪽에서 오른쪽으로 이동시키는 상기 발효장에서 상기 하부구멍의 상단개구는 왼쪽의 상기 경사벽부에 형성된 것을 특징으로 하는 발효장의 공기공급 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 왼쪽의 상기 경사벽부가 오른쪽의 상기 경사벽부보다 가파르게 형성된 것을 특징으로 하는 발효장의 공기공급 시스템.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 확장홈은 원추형 홈 또는 구면형 홈인 것을 특징으로 하는 발효장의 공기공급 시스템.

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