KR101809433B1 - 가축분료 및 고농도 유기물 소화조의 교반 스크류 축길이 가변형 유성기어식동력전달구조 - Google Patents

가축분료 및 고농도 유기물 소화조의 교반 스크류 축길이 가변형 유성기어식동력전달구조 Download PDF

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Abstract

본 발명의 유성기어를 이용한 소화조의 교반장치를 제공하는 것으로 링기어를 고정하는 경우 캐리어에 연결된 피니언교반축이 회전하며 소화조의 중심부의 유기물을 교반하고, 캐리어를 고정하는 경우 링기어에 연결된 링기어교반축이 회전하며 소화조의 내벽 주위를 교반하므로써, 소화조 내부를 전체적으로 교반할 수 있는 2가지 교반방법을 하나의 동력으로 제공함으로써, 소화조 내부 유기물의 교반효과를 극대화하는 목적과 효과가 있다.
또한, 상기 링기어교반축과 상기 피니언교반축의 길이를 조절함으로써 소화조 내부의 수직적인 차원에서의 교반도 가능하게 함으로써 더욱더 소화조 내부 유기물의 교반효과를 극대화하는 효과가 있다.

Description

가축분료 및 고농도 유기물 소화조의 교반 스크류 축길이 가변형 유성기어식동력전달구조{omited}
본 발명은 유기물 소화조에 관한 것으로 특별하게는 가축분료 등을 처리하기 위한 소화조에 관한 것이다.
기존의 기술로는 도1에 도시한 것과 같이 가스교반 압축기 유입관 상등수 유출관 하부침사롤 유출관 등으로 구성된 가스교반 소화조 등이 있다. 도2에 도시한 기존의 기계식 교반방식의 소화조는 기존 가스 교반식 소화조 대비 2,500㎥ 소화조 기준 교반동력을 10~15kW, 소음을 70dB 내외, 기계 고장율 감소까지 낮추는데 성공하였으나, 소화조 내부의 높은 소화슬러지 농도 100,000ppm(함수율 90%이하) 이상을 유지하는 상황에서는 하이드로포일형 교반기 부근은 비교적 교반이 원하는 수준으로 이루어지나 소화조 상부 및 하부 부분은 소화에 필요한 적절한 유동성을 확보할 수 없는 단점이 기존 가스압 교반 소화조와 같이 나타나고 있어 소화조 효율 증가를 기대할 수 없는 상황이다.
소화조의 측벽에는 온도계가 부착되어 있어(통상 3~5개소) 상하 온도 편차로 소화조 내부의 교반력을 추정할 수 있으며, 기존 가스 교반식 및 기계 교반식의 경우 약 3~5℃의 온도 편차를 보이며, 교반이 매우 불량할 경우 최대 10℃까지 온도 편차를 나타내고 있다.
이외의 기술로는 혐기성 소화조의 기계식 교반장치의 지지구조에 관한 것으로 혐기성 소화조 내의 슬러지를 교반하기 위한 교반력을 제공하는 구동장치를 혐기성 소화조의 둘레를 따라 지면에 고정되는 구조물에 설치하여, 구동장치의 자체 하중을 비롯하여 슬러지 교반에 따른 추력 및 진동 등을 혐기성 소화조에
전달하지 않고 구조물을 통해 지면에 전달하는 것이 있다.
또한, 수직형 건식 혐기성 소화조를 이용한 바이오가스 생성장치의 발명에서는 유기물을 고르게 교반하고 혐기성 미생물의 발효가 원활하도록 교반기를 수직으로 구성한 발명이 있다.
그러나, 이러한 발명들은 소화조에서 가장 중요한 혐기성 발효를 소화조 전체에서 균일하게 일으키기위한 유기물의 교반효과를 극대화하는데 한계가 있어왔다.
공개특허공보 10-2008-0011189 등록특허공보 10-0921538
상기의 선행기술 등에서 살펴본 바와 같이 소화조 전체에 걸쳐 미생물의 발효가 균일하게 일어나기 위해서는 소화조 내부가 균일하게 교반되어야 하는데, 유기물의 점성이 높고, 교반을 위하여서는 큰 동력이 필요하고, 소화조의 형태에 따라 소화조가 횡으로 넓은 경우 하나의 교반 스크류로써는 교반이 불가능한 문제가 있어왔다.
본 발명에서는 소화조 내부의 유기물이 균일하게 교반되지 않는 상기의 문제를 해결하기 위하여 유기물을 분해하는 혐기성 미생물을 이용한 소화조에 있어서, 소화조의 교반을 위한 동력으로 사용되는 모터; 및
상기 모터의 동력을 입력으로 하여 교반용 스크류를 구동하기 위한 유성기어; 및 상기 모터의 동력은 상기 유성기어의 선기어에 연결되고; 상기 소화조의 교반위하여 상기 유성기어의 피니언들을 연결하는 캐리어의 아래쪽에서 연결되는 피니언교반축(40); 및 상기 유성기어의 링기어의 아래쪽에서 연결되는 링기어교반축(50); 및 상기 링기어의 회전과 상기 캐리어의 회전을 제어하기 위하여 상기 링기어의 상부에 구비되는 기어브레이크; 및 상기 캐리어의 윗쪽에 수직으로 연결되는 연결축위에 원형의 브레이크디스크가 연결되고; 상기 브레이크디스크 위에 구비되는 브레이크; 및 상기 피니언교반축 및 링기어교반축에 연결되는 소화조의 유기물 교반을 위한 스크류로 구성되는 가축분료 및 고농도유기물소화조의 교반스크류 길이 가변형 유성기어식 동력전달구조를 제공한다.
또한, 상기 피니언교반축 및 링기어교반축은 가변길이형인 것을 특징으로 하는 가축분료 및 고농도유기물소화조의 교반스크류 길이 가변형 유성기어식 동력전달구조를 제공한다.
또한, 상기 피니언교반축 및 링기어교반축은 유압, 공압 또는 기어를 사용하여 축의 길이를 변경하는 것을 특징으로 하는 가축분료 및 고농도유기물소화조의 교반스크류 길이 가변형 유성기어식 동력전달구조를 제공한다.
또한, 상기 피니언교반축 및 링기어교반축의 길이 변경은 소화조의 정지 시에 변경하는 것을 특징으로 하는 가축분료 및 고농도유기물소화조의 교반스크류 길이 가변형 유성기어식 동력전달구조를 제공한다.
또한, 상기 피니언교반축 및 링기어교반축의 길이 변경은 소화조의 동작 중에 변경하는 것을 특징으로 하는 가축분료 및 고농도유기물소화조의 교반스크류 길이 가변형 유성기어식 동력전달구조를 제공한다.
본 발명의 상기와 같은 구성에 의하여 링기어를 고정하는 경우 캐리어에 연결된 피니언교반축이 회전하며 소화조의 중심부의 유기물을 교반하고, 캐리어를 고정하는 경우 링기어에 연결된 링기어교반축이 회전하며 소화조의 내벽 주위를 교반하므로써, 소화조 내부를 전체적으로 교반할 수 있는 2가지 교반 방법을 하나의 동력원으로 제공함으로써, 소화조 내부 유기물의 교반효과를 극대화하는 효과가 있다.
또한, 소화조의 동작 중에 또는 동작이 정지된 상태에서 상기 링기어교반축과 상기 피니언교반축의 길이를 조절함으로써 소화조 내부의 수직 방향 교반도 가능하게 함으로써 더욱 소화조 내부 유기물의 교반효과를 극대화하는 효과가 있다.
도 1은 기존의 가스 교반 소화조의 단면도
도 2는 기존의 기계식 교반 소화조의 단면도
도 3은 본 발명의 선기어(1), 피니언(2), 캐리어(3) 및 링기어(4)로 구성된 유성기어부
도 4는 본 발명의 유성기어식 교반부를 가지는 소화조의 구성도
도 5는 본 발명의 가변형 길이 회전축의 길이를 달리한 도면
본 발명은 가축분료 및 고농도유기물소화조의 유성기어식교반구조에 관한 것으로 혐기성 소화조의 가동에 있어서 가장 중요한 것은 소화조 내부의 교반이다. 소화조 전체를 하나의 스크류로 교반하는 것은 큰 동력이 필요하며, 여러개의 스크류를 사용하는 것도 많은 수의 동력발생장치를 필요로하기 때문에다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 하나의 동력장치를 이용하여 2가지 방법으로 소화조 내부의 유기물을 교반하는 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여 도3의 유성기어를 사용하였다. 유성기어는 동력을 입력받는 입력축 및 태양기어, 입력기어와 링기어사이에서 회전하며 동력을 전달하는 피니언 및 2개 이상의 상기 피니언을 연결하는 캐리어, 피니언의 외부에 위치하는 링기어로 구성된다. 이때 링기어를 고정하면 태양기어에 의하여 피니언과 캐리어가 함께 회전하고, 피니언을 고정하면 링기어가 회전하게된다.
즉, 피니언과 링기어의 회전과 고정을 조정함으로써 2가지 다른 기어의 출력을 만들어낼 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 유성기어의 동작원리를 이용하여, 도 4에 도시한바와 같이 피니언을 연결하는 캐리어 상단에 캐리어에 연결된 허브를 고정 또는 회전 제어하는 전자식 또는 수동식 회전 브레이크와, 상기 링기어의 상부에 설치되어 링기어의 회전을 고정 또는 회전 제어하는 전자식 또는 수동식 회전 브레이크를 구비하여 피니언의 회전을 출력으로 하는 축과 링기의의 회전을 출력으로 하는 축을 설치하고 이들 축의 회전을 제어하여 상기의 혐기성 소화조를 2가지 모드로 교반할 수 있는 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 특히 중앙부에 위치하게 되는 피니언과 캐리어에 연결된 축은 큰 감속비율을 가지기 때문에 충분한 회전토크를 가질 수 있어 여러 개의 스크류를 축에 연결하거나, 큰 스크류를 사용할 수 있으며, 링기어와 연결된 축들은 링기어를 따라 회전하는 형태의 교반이 가능하기 때문에 여러 개의 축을 사용할 수 있다. 아울러 상기 피니언과 캐리어에 연결된 축 및 링기어에 연결된 축 모두 가변길이형 축을 사용한다면 소화조의 상하 방향으로 효율적인 교반이 가능하도록 스크류의 위치를 제어할 수 있다.
본 발명에서는 상기 축을 길이 변경이 가능한 유압 및 공압 실린더와 이와 연결된 축으로 사용가능하며, 이밖에도 길이를 변경할 수 있는 수단이면 자동길이변경 방식이든 수동길이변경방식이든 모두 가능하다.
10 : 모터
20 : 유성기어식교반부
30 : 피니언의 캐리어부와 링기어부를 각각 고정하는 기어브레이크
40 : 피니언의 캐리어에 결합되어 회전하는 가변 길이의 회전축인 피니언교반축
50 : 링기어에 결합되어 회전하는 가변 길이의 회전축인 링기어교반축
60 : 교반을 위한 스크류
70 : 유기물 순환 펌프
80 : 유기물 배출조절 밸브
90 : 소화조
91 : 유기물공급파이프

Claims (5)

  1. 유기물을 미생물을 이용하여 처리하는 소화조에 있어서,
    소화조의 교반을 위한 동력으로 사용되는 모터, 상기 모터의 동력을 입력으로 하여 교반용 스크류를 구동하기 위한 유성기어, 상기 모터의 동력은 상기 유성기어의 선기어에 연결되고, 상기 소화조의 교반을 위한 피니언교반축은 상기 유성기어의 피니언들을 연결하는 캐리어의 아래쪽에서 연결되는 피니언교반축, 및 상기 유성기어의 링기어의 아래쪽에서 연결되는 링기어교반축;
    상기 링기어의 회전과 상기 캐리어의 회전을 제어하기위하여 상기 링기어의 상부에 구비되는 기어브레이크 및 상기 캐리어의 윗쪽에 수직으로 연결되는 연결축위에 원형의 브레이크디스크가 연결되고; 상기 브레이크디스크 위에 구비되는 브레이크; 및
    상기 피니언교반축 및 링기어교반축에 연결되는 소화조의 유기물 교반을 위한 스크류로 구성되는 것을 특징으로 하는 가축분료 및 고농도유기물소화조의 교반스크류 길이 가변형 유성기어식 동력전달구조.
  2. 상기 제1항에 있어서,
    상기 피니언교반축 및 링기어교반축은 가변길이형인 것을 특징으로 하는 가축분료 및 고농도유기물소화조의 교반스크류 길이 가변형 유성기어식 동력전달구조.
  3. 상기 제2항에 있어서,
    상기 피니언교반축 및 링기어교반축은 유압, 공압 또는 기어를 사용하여 축의 길이를 변경하는 것을 특징으로 하는 가축분료 및 고농도유기물소화조의 교반스크류 길이 가변형 유성기어식 동력전달구조.
  4. 상기 제3항에 있어서,
    상기 피니언교반축 및 링기어교반축의 길이 변경은 소화조의 정지 시에 변경하는 것을 특징으로 하는 가축분료 및 고농도유기물소화조의 교반스크류 길이 가변형 유성기어식 동력전달구조.
  5. 상기 제3항에 있어서,
    상기 피니언교반축 및 링기어교반축의 길이 변경은 소화조의 동작 중에 변경하는 것을 특징으로 하는 가축분료 및 고농도유기물소화조의 교반스크류 길이 가변형 유성기어식 동력전달구조.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115301461A (zh) * 2022-09-22 2022-11-08 李璐璐 一种防堵塞喷漆机及喷漆方法

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JP2002361059A (ja) 2001-06-05 2002-12-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 攪拌装置及び攪拌用容器
KR101564883B1 (ko) 2015-06-02 2015-10-30 대구환경공단 자유 낙하식 교반장치

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