KR101819616B1 - 지렁이를 이용한 전력생산장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지렁이를 이용한 전력생산장치에 관한 것으로서, 특히 지렁이가 음식물쓰레기를 처리하면서 발생하는 분변액을 이용하여 전기에너지를 생산할 수 있는 지렁이를 이용한 전력생산장치에 관한 것이다.
본 발명의 지렁이를 이용한 전력생산장치은, 지렁이의 분변액을 미생물연료전지부의 애노드측에 공급하여 전기에너지를 생산하는 것을 특징으로 한다.

Description

지렁이를 이용한 전력생산장치 { APPARATUS FOR GENERATING ELECTRICITY USING EARTHWORM }

본 발명은 지렁이를 이용한 전력생산장치에 관한 것으로서, 특히 지렁이가 음식물쓰레기를 처리하면서 발생하는 분변액을 이용하여 전기에너지를 생산할 수 있는 지렁이를 이용한 전력생산장치에 관한 것이다.

음식물쓰레기는 수분 함량이 높아 소각이 어렵고, 매립시 토양 및 수질오염을 유발시켜 처리가 힘들다.

이러한 음식물쓰레기를 처리함에 있어서, 에너지를 사용하지 않고 친환경적으로 처리하는 방법 중에 하나로 지렁이를 통한 음식물쓰레기 분해를 꼽을 수 있다.

지렁이는 대부분의 환경에서 잘 서식하고 악취도 발생하지 않는다.

따라서 최근에는 지렁이를 통해 가정에서 나오는 음식물쓰레기를 처리하고, 지렁이의 배출물을 퇴비로 사용하는 경우가 종종 있다.

하지만, 대부분은 지렁이가 갖는 외형상의 혐오감과 일반 도시 가정에서 음식물을 처리하는 장소에 대한 제한점 때문에 잘 사용되지 않고 있다.

한편, 최근에는 미생물 균체를 촉매로 사용해 유기물을 분해하고 이때 발생하는 화학에너지를 전기에너지로 직접 전환하는 미생물연료전지에 대한 기술개발이 이루어지고 있다.

미생물연료전지는 현재 발전용보다는 생활 하폐수, 농촌폐기물 분해와 같이 오물의 유기물을 분해해 정화작용을 하는 용도로 주로 사용되고 있다.

대한민국 등록특허 10-1391776호 대한민국 공개특허 10-2012-0021517호

본 발명은 지렁이를 이용하여 음식물쓰레기를 친환경적으로 처리하면서 동시에 지렁이가 음식물쓰레기를 처리하면서 발생하는 분변액을 이용하여 전기에너지를 생산할 수 있는 지렁이를 이용한 전력생산장치을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 지렁이를 이용한 전력생산장치는, 지렁이의 분변액을 미생물연료전지부의 애노드측에 공급하여 전기에너지를 생산하는 것을 특징으로 한다.

이러한 전력생산장치는, 음식물과 지렁이가 내부에 수용되는 지렁이수납부; 상기 지렁이수납부의 하부에 배치되어 상기 지렁이수납부에서 발생하는 지렁이의 분변액을 수집하는 수거부; 상기 수거부에서 수집한 지렁이의 분변액을 공급받는 미생물연료전지부; 및 상기 수거부 내부에 존재하는 분변액을 상기 미생물연료전지부에 공급하는 연결부;를 포함하여 이루어진다.

상기 미생물연료전지부에 연결되어 생산된 전기에너지를 저장하는 배터리;를 더 포함하여 이루어진다.

상기 미생물연료전지부는 상기 수거부의 하부에 배치된다.

상기 연결부는, 일단이 상기 수거부에 연결되고 타단이 상기 미생물연료전지부에 연결된 호스; 및 상기 호스에 장착되어 상기 분변액의 이동을 개폐하는 밸브;로 이루어진다.

상기 지렁이수납부의 하부는 상기 수거부의 상부와 연통되어 상기 지렁이수납부에서 발생한 지렁이 분변액이 상기 수거부로 낙하되어 수집된다.

상기 지렁이수납부는, 내부에 음식물과 지렁이가 수용되는 수용본체; 및 상기 수용본체의 상부를 개폐하는 커버;를 포함하여 이루어지되, 상기 수용본체의 하부에는 상기 수거부의 상부와 연통되는 배출공이 형성되어 있다.

상기 수거부는, 상부가 개방되어 상기 지렁이수납부의 하부에 배치되는 수거본체와; 상기 수거본체의 바닥면에는 낙하된 지렁이 분변액을 일측으로 이동시키는 경사부가 형성되어 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 지렁이를 이용한 전력생산방법은, 지렁이의 분변액을 미생물연료전지부의 애노드측에 공급하여 전기에너지를 생산하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 지렁이 분변액은 지렁이가 음식물을 먹고 배출하여 발생된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 지렁이를 이용한 전력생산장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

지렁이를 이용하여 음식물쓰레기를 친환경적으로 처리하면서 동시에 지렁이가 음식물쓰레기를 처리하면서 발생하는 분변액을 이용하여 전기에너지를 생산할 수 있어, 음식물쓰레기 배출량을 줄여 환경문제를 줄이는 친환경적이면서 동시에 경제적인 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지렁이를 이용한 전력생산장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지렁이를 이용한 전력생산장치의 단면구조도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지렁이를 이용한 전력생산장치를 이용하여 전기에너지를 생산하는 과정을 도시한 단면구조도.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 지렁이를 이용한 전력생산장치는, 지렁이수납부(10)와, 수거부(20)와, 연결부(30)와, 미생물연료전지부(40) 등을 포함하여 이루어진다.

상기 지렁이수납부(10)는 박스 형태로 이루어지고, 내부에 음식물과 지렁이가 수용된다.

이때, 상기 지렁이수납부(10)에 수용되는 음식물은 음식물쓰레기임이 바람직하고, 상기 지렁이수납부(10)에 수용된 지렁이가 음식물쓰레기를 먹어 분해할 수 있도록 한다.

상기 지렁이수납부(10)는 1개만으로 이루어질 수도 있고, 본 실시예와 같이 여러개가 상하방향으로 적층되어 이루어질 수도 있다.

상기 지렁이수납부(10)가 다수개로 이루어져 상하방향으로 적층된 경우에는, 상부와 하부에 위치한 지렁이수납부(10) 내부에 존재하는 지렁이들이 상부와 하부로 이동할 수 있도록 통로를 형성할 수도 있다.

이러한 상기 지렁이수납부(10)는, 수용본체(11)와 커버(12)로 이루어진다.

상기 수용본체(11)는 내부에 음식물과 지렁이가 수용되는 육면체 형상으로 상부가 개방된 구조로 이루어진다.

상기 커버(12)는 상기 수용본체(11)의 개방된 상부를 개폐하도록 한다.

그리고, 상기 수용본체(11)의 하부에는, 상기 수용본체(11)의 하부에 배치되는 상기 수거부(20)의 상부와 연통되는 다수개의 배출공(13)이 형성되어 있다.

상기 수거부(20)는 상기 지렁이수납부(10)의 하부에 배치되어, 상기 지렁이수납부(10)에서 지렁이가 음식물을 먹고 배출한 지렁이의 분변액을 수집한다.

상기 지렁이수납부(10)의 하부는 상기 수거부(20)의 상부와 연통되어 상기 지렁이수납부(10)에서 발생한 지렁이 분변액이 상기 수거부(20)로 낙하되어 수집된다.

구체적으로, 상기 수용본체(11)의 하부에 상기 배출공(13)이 형성되어 있는바, 상기 수용본체(11)의 내부에서 지렁이가 배출한 분변액은 상기 배출공(13)을 통해 하부에 위치한 상기 수거부(20)로 낙하되어 수집되게 된다.

이때, 상기 배출공(13)은 지렁이가 이동할 수 없는 구조 및 크기로 이루어지고, 액체상태의 분변액만 이동할 수 있는 구조로 이루어져 있다.

상기 수거부(20)는 수거본체(21)와 경사부(22)로 이루어진다.

상기 수거본체(21)는 상부가 개방되어 상기 지렁이수납부(10)의 하부에 배치된다.

상기 경사부(22)는 상기 수거본체(21)의 바닥면에 형성되어 상기 지렁이수납부(10)에서 낙하된 지렁이 분변액이 일측으로 이동되어 모일 수 있도록 한다.

상기 연결부(30)는 상기 수거부(20) 내부에 수집된 분변액을 상기 미생물연료전지부(40)로 공급하는 역할을 한다.

이러한 상기 연결부(30)는, 상단이 상기 수거부(20)에 연결되고 하단이 상기 미생물연료전지부(40)에 연결되어 상하방향으로 배치되는 호스(31)와, 상기 호스(31)에 장착되어 상기 분변액의 이동을 개폐하는 밸브(32)로 이루어진다.

상기 미생물연료전지부(40)는 상기 수거부(20)에서 수집한 지렁이의 분변액을 공급받아, 전기에너지를 생산한다.

미생물연료전지는 미생물을 애노드측에 공급하면 유기물을 분해하면서 전기를 발생시키는 연료전지로써, 대한민국 등록특허 10-1391776호, 공개특허 10-2012-0021517호, 공개특허 10-2014-0143594호 등에 나타나 있는 바와 같이 이미 공지된 기술이다.

본 실시예에서의 상기 미생물연료전지부(40)는 공지된 미생물연료전지를 이용하면 충분한바, 그 구체적인 구조에 대한 자세한 설명은 생략한다.

상기 미생물연료전지부(40)에서는 애노드측 즉 애노드(41)가 배치된 곳에 상기 연결부(30)를 통해 지렁이의 분변액이 공급되면, 유기물을 분해하여 전자를 방출하면서 전기에너지를 생산하게 된다.

이때, 상기 미생물연료전지부(40)에서 발생된 전기에너지를 저장하는 배터리(50)를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.

또한, 상기 미생물연료전지부(40)에서 발생된 전기에너지는 미세하기 때문에, 에너지 하베스팅을 통해 파워 컨디셔닝시켜 상용 가능한 전기에너지로 변환시킬 수도 있다.

위와 같은 상기 미생물연료전지부(40)는 상기 수거부(20)의 측방향에 위치할 수도 있으나, 본 실시예와 같이 상기 수거부(20)의 하부에 위치하도록 함이 바람직하다.

이로 인해, 상기 수거부(20)에 수집된 지렁이 분변액이 상하방향으로 설치된 상기 호스(31)를 통해 하방향으로 자유 낙하하여 하부에 배치된 상기 미생물연료전지부(40)의 애노드측에 용이하게 공급될 수 있다.

이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 사용방법 등에 대하여 살펴본다.

상기 지렁이수납부(10)에 지렁이와 음식물쓰레기를 넣는다.

시간이 지남에 따라 상기 지렁이수납부(10)에 수용된 지렁이가 음식물쓰레기를 먹고 분변액을 배출하게 된다.

상기 분변액은 상기 배출공(13)을 통해 상기 수거부(20)로 낙하되어 수집되고, 수집된 분변액은 상기 연결부(30)를 통해 상기 미생물연료전지부(40)로 공급된다.

그러면 상기 미생물연료전지부(40)에서는 공급된 분변액에 존재하는 유기물을 분해하면서 전기에너지를 발생시키고, 이를 상기 배터리(50)에 저장한다.

위와 같은 본 발명은 지렁이를 이용하여 음식물쓰레기를 처리할 수 있을 뿐만 아니라, 지렁이가 먹고 배출한 분변액을 이용하여 전기에너지도 발생시킬 수 있어, 음식물쓰레기 배출량을 줄여 환경문제를 줄이는 친환경적이면서 동시에 경제적인 효과를 얻을 수 있다.

본 발명인 지렁이를 이용한 전력생산장치은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

10 : 지렁이수납부, 11 : 수용본체, 12 : 커버, 13 : 배출공,
20 : 수거부, 21 : 수거본체, 22 : 경사부,
30 : 연결부, 31 : 호스, 32 : 밸브,
40 : 미생물연료전지부, 41 : 애노드, 42 : 캐소드,
50 : 배터리,

Claims (10)

1. 음식물과 지렁이가 내부에 수용되는 지렁이수납부;
   상기 지렁이수납부의 하부에 배치되어 상기 지렁이수납부에서 발생하는 지렁이의 분변액을 수집하는 수거부;
   상기 수거부의 하부에 배치되어 상기 수거부에서 수집한 지렁이의 분변액을 공급받아 전기에너지를 생산하는 미생물연료전지부와;
   상기 수거부 내부에 존재하는 분변액을 상기 미생물연료전지부에 공급하는 연결부와;
   상기 미생물연료전지부에 연결되어 생산된 전기에너지를 저장하는 배터리;를 포함하여 이루어지되,
   상기 지렁이수납부는,
   내부에 음식물과 지렁이가 수용되고 하부에 상기 수거부의 상부와 연통되는 배출공이 형성된 수용본체와; 상기 수용본체의 상부를 개폐하는 커버;를 포함하여 이루어지며,
   상기 수거부는,
   상부가 개방되어 상기 지렁이수납부의 하부에 배치되고 상기 배출공을 통해 상기 수용본체에서 발생된 지렁이 분변액이 낙하되어 수집되는 수거본체와; 상기 수거본체의 바닥면에 형성되어 낙하된 지렁이 분변액을 일측으로 이동시키는 경사부;를 포함하여 이루어지며,
   상기 연결부는,
   상단이 상기 수거부에 연결되고 하단이 상기 미생물연료전지부에 연결되어 상하방향으로 배치되는 호스와; 상기 호스에 장착되어 상기 분변액의 이동을 개폐하는 밸브;로 이루어지며,
   상기 수거부에 수집된 지렁이 분변액은 상하방향으로 배치된 상기 호스를 통해 하방향으로 자유 낙하하여 하부에 배치된 상기 미생물연료전지부의 애노드측에 공급되며,
   지렁이의 분변액을 이용하여 전기에너지를 생산하는 것을 특징으로 하는 지렁이를 이용한 전력생산장치.
   
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