KR101977012B1 - 축인분을 이용한 유기질 복합 비료제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 축인분을 이용한 유기질 복합 비료제조장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 발효과정을 거친 원료의 수분조절이 신속하고 효율적으로 이루어질 수 있도록 하여, 비료제조에 따른 소요시간을 단축시키고 양질의 비료를 제공할 수 있도록 한 축인분을 이용한 유기질 복합 비료제조장치에 관한 기술이다.
즉, 본 발명은 부자재 저장조의 부자재와 분뇨 저장조의 분뇨를 혼합하여 일정기간동안 발효가 이루어지는 발효조와, 상기 발효조의 원료를 고온에서 가열하여 수분을 조절하는 건조기와, 상기 건조기를 거친 원료의 이물질을 분리 선별하는 선별기와, 선별기를 거친 비료를 고형의 비료형태로 성형하는 성형기;로 이루어지며, 상기 건조기는; 전, 후단이 개방된 형태의 원통형으로 이루어지고 상부에는 발효원료가 투입되는 투입구와 건조과정에서 증기가 배출되는 증기배출구가 각각 형성되고 하부에는 건조된 원료가 배출되는 건조배출구가 형성되며, 고정지지대에 의해 회전되지 않고 고정되어 있는 본체부와, 상기 본체부의 개방된 양측에 각각 회전지지대에 의해 회전가능한 형태로 설치되는 회전프레임과, 상기 회전프레임을 연결하는 형태로 형성되어 회전프레임이 회전함에 따라 본체부의 내측에서 발효원료에 열을 전달하면서 교반작용을 함께하는 가열막대부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

축인분을 이용한 유기질 복합 비료제조장치{Manufacturing system of the organic fertilizer}
본 발명은 축인분을 이용한 유기질 복합 비료제조장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 발효과정을 거친 원료의 수분조절이 신속하고 효율적으로 이루어질 수 있도록 하여, 비료제조에 따른 소요시간을 단축시키고 양질의 비료를 제공할 수 있도록 한 축인분을 이용한 유기질 복합 비료제조장치에 관한 기술이다.
일반적으로 축분 또는 인분과 같은 배설물(분뇨물)은 악취 발생 문제, 하천 방류 시 하천오염, 해양 투기 시 연안 해안의 황폐화, 배설물 처리 문제 등으로 인한 환경오염이 발생하고 있다.
이를 감안하여 종래에도 유기물을 함유한 폐기물 및 배설물 처리방법과 장치가 개발되어 다량의 축분 또는 인분 등의 배설물을 이용하여 고품질의 유기질비료를 생산하여 환경오염 발생원인 축분 또는 인분 등의 유기질 폐기물을 다량으로 처리할 수 있음은 물론, 고품질의 유기질비료를 사용하여 토양의 산성화를 방지할 수 있도록 하고 있다.
이러한 종래의 축인분을 이용한 유기질 복합 비료제조장치는 일반적으로 볏짚, 톱밥, 왕겨, 패각, 연탄재, 나뭇가지와 같은 부자재와, 축인분을 대형 탱크 내에서 혼합한 다음 발효조로 이송하여 발효가 이루어진다.
발효가 이루어진 원료는 고온의 건조장치에서 비료성형에 조건에 맞게 수분제거가 이루어지는데, 전체 비료제조공정에 있어서 건조공정이 많은 소요시간을 차지하는 문제점이 있었다. 그러나 건조시간을 단축시키기 위해 지나치게 고온으로 건조할 경우 성형이 어려울 정도로 수분제거가 되거나 비료의 유익균이 사멸하게 되어 제 기능을 못하는 문제점이 발생하게 된다.
축인분을 이용한 유기질 복합 비료제조장치관련 선행기술로서, 등록특허 제10-1325075호(유기성 폐기물의 건조장치)에는 축분이 채워지며 교반용 모터에 의해 축분을 교반하는 교반체가 설치되는 수용부가 형성되고, 상부 일측에는 축분을 투입하기 위한 투입구가 구비되고, 하부 일측에는 건조된 축분을 배출시키는 배출구가 구비되는 본체와; 상기 본체의 하부에 구비되어 상기 축분을 건조시켜 제조되는 펠릿을 태워 상기 본체를 가열하는 버너와; 상기 본체의 무게를 감지하는 로드셀과; 상기 본체에 투입된 축분의 무게를 이용해 축분의 수분함량을 계산하여 그 수분함량이 설정된 수분함량 이하인지를 비교하여 상기 교반용 모터의 구동을 제어하는 제어판넬;로 구성되는 기술이 개시되어 있다.
상기 선행기술은 하부에 설치된 버너에서 펠릿(고형연료)를 연소시켜 건조하는 기술로서, 연료가 연소되면서 상당한 고온으로 가열되기 때문에 지나친 고온에 의해 원료의 성분이 변질될 수 있고, 건조가 균일하게 이루어지지 않는 문제점이 있다. 또한 버너의 가열온도가 일정하게 유지하기 어렵기 때문에 비료성형에 효율적인 수분으로 정확하게 조절하기 어려운 단점이 있고, 버너가 노출된 형태로 되어 있기 때문에 열손실이 많은 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 발효과정을 거친 원료의 수분을 제거하는 건조장치의 건조방식을 효과적으로 개선하여 건조가 신속하게 이루어질 수 있도록 하여 비료제조 시간을 단축시킬 수 있도록 하면서, 비료 건조에 따른 열손실을 최소화하고 건조가 균일하게 이루어질 수 있도록 하여 양질의 비료를 생산할 수 있는 축인분을 이용한 유기질 복합 비료제조장치를 제공함에 목적이 있다.
본 발명은 부자재 저장조의 부자재와 분뇨 저장조의 분뇨를 혼합하여 일정기간동안 발효가 이루어지는 발효조와, 상기 발효조의 원료를 고온에서 가열하여 수분을 조절하는 건조기와, 상기 건조기를 거친 원료의 이물질을 분리 선별하는 선별기와, 선별기를 거친 비료를 고형의 비료형태로 성형하는 성형기;로 이루어지며, 상기 건조기는; 전, 후단이 개방된 형태의 원통형으로 이루어지고 상부에는 발효원료가 투입되는 투입구와 건조과정에서 증기가 배출되는 증기배출구가 각각 형성되고 하부에는 건조된 원료가 배출되는 건조배출구가 형성되며, 고정지지대에 의해 회전되지 않고 고정되어 있는 본체부와, 상기 본체부의 개방된 양측에 각각 회전지지대에 의해 회전가능한 형태로 설치되는 회전프레임과, 상기 회전프레임을 연결하는 형태로 형성되어 회전프레임이 회전함에 따라 본체부의 내측에서 발효원료에 열을 전달하면서 교반작용을 함께하는 가열막대부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 본체부의 투입구는 길이방향 시작지점에 형성되고, 건조배출구는 투입구의 반대편에 형성될 수 있도록 하고, 상기 본체부는 건조배출구 방향으로 하향경사진 형태로 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 가열막대부는; 전원공급에 의해 고온의 열을 발생하는 가열봉과, 상기 가열봉의 외주면을 감싸는 형태로 결합되고 교반판이 길이방향을 따라 돌출형성되어 있는 가열커버;로 구성되는 것을 특징으로 하는 축인분을 이용한 유기질 복합 비료제조장치
또한 상기 선별기는; 상부에 투입호퍼가 형성되고 하부에는 비료배출구가 형성되어 있는 몸체와, 상기 몸체의 내측 일정높이에 설치되고, 메쉬(mesh)형태의 거름망이 형성되어 있는 선별판과, 상기 선별판이 설치된 높이의 몸체 외측에 형성되는 이물질배출구와, 상기 선별판의 상부에 설치되어 투입된 원료를 회전시키면서 원료가 선별판을 통과하도록 안내하는 작동부재;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 투입호퍼에는 한 쌍의 분쇄날이 설치되어 투입원료의 분쇄가 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
또한 상기 작동부재는; 구동모터에 의해 회전하는 회전축과, 상기 회전축에 형성되어 수평방향으로 연장되는 회전바와, 상기 회전바의 하부에 길이방향을 따라 형성되는 브러쉬;로 구성되어 상기 브러쉬가 선별판의 상부를 쓸면서 비료가 낙하되도록 유도하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 발효과정을 거친 원료의 수분을 제거하는 건조장치의 건조방식을 효과적으로 개선하여 건조가 신속하게 이루어질 수 있도록 하여 비료제조 시간을 단축시킬 수 있도록 하면서, 비료 건조에 따른 열손실을 최소화하고 건조가 균일하게 이루어질 수 있도록 하여 양질의 비료를 생산할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 축인분을 이용한 유기질 복합 비료제조장치의 전체 구성을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 건조기를 나타낸 도면
도 3은 본 발명에 따른 건조기의 작동예를 나타낸 도면
도 4는 본 발명에 따른 건조기의 작동과정에서 회전이동하는 가열막대부에 의해 원료의 흐름을 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 교반판 형상에 따른 2가지 실시예를 (가), (나) 형태로 나타낸 단면도
도 6은 본 발명의 선별기를 나타낸 도면
도 7은 본 발명에 따른 선별기의 선별판을 나타낸 사시도
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 축인분을 이용한 유기질 복합 비료제조장치는 도 1에 도시한 바와 같이 부자재 저장조(100)의 부자재와 분뇨 저장조(200)의 분뇨를 혼합하여 일정기간동안 발효가 이루어지는 발효조(300)와, 상기 발효조(300)의 원료를 고온에서 가열하여 수분을 조절하는 건조기(400)와, 상기 건조기(400)를 거친 원료의 이물질을 분리 선별하는 선별기(500)와, 선별기(500)를 거친 비료를 고형의 비료형태로 성형하는 성형기(600);로 이루어져 있다.
그리고 본 발명의 건조기(400)는 도 2에 도시한 바와 같이 전, 후단이 개방된 형태의 원통형으로 이루어지고 상부에는 발효원료가 투입되는 투입구(411)와 건조과정에서 증기가 배출되는 증기배출구(412)가 각각 형성되고 하부에는 건조된 원료가 배출되는 건조배출구(413)가 형성되며, 고정지지대(414)에 의해 회전되지 않고 고정되어 있는 본체부(410)와,상기 본체부(410)의 개방된 양측에 각각 회전지지대(421)에 의해 회전가능한 형태로 설치되는 회전프레임(420)과, 상기 회전프레임(420)을 연결하는 형태로 형성되어 회전프레임(420)이 회전함에 따라 본체부(410)의 내측에서 발효원료에 열을 전달하면서 교반 작용을 함께하는 가열막대부(430);로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 본체부(410)는 원통형으로 이루어져 있으며, 고정지지대(414)에 의해서 회전하지 않고 고정된 형태로 설치되는 구성이다. 상기 본체부(410)의 상부에는 투입구(411), 증기배출구(412)가 형성되고 하부에는 건조배출구(413)가 형성되어 있다. 이때 투입구(411)는 본체부(410)의 길이방향 시작지점에 형성되고 건조배출구(413)는 투입구(411)의 반대편에 형성될 수 있도록 하고, 상기 본체부(410)는 건조배출구(413) 방향으로 하향경사진 형태로 설치되어 건조배출구(413)를 통해 건조가 완료된 원료를 배출할 때 가열막대부(430)의 움직임만으로 경사면을 따라 자동으로 배출될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 회전프레임(420)은 한 쌍으로 이루어져 본체부(410)의 개방된 양측에 각각 막아주는 형태로 설치되어 내측의 원료가 빠져나오지 않도록 한다. 상기 회전프레임(420)은 본체부(410)와 가급적 밀폐되는 구조로 이루어지는 것이 바람직하나, 회전프레임(420)은 본체부(410)와 달리 회전가능한 형태로 설치되기 때문에 구성간의 간섭이 발생하지 않도록 하는 것이 좋다.
상기 회전프레임(420)의 회전작용은 회전지지대(421)와 롤러 또는 베어링과 같은 매개로 회전가능하게 설치되고, 한쪽의 회전프레임(420)에 형성된 기어부에 구동수단(미도시)의 회전동력을 전달하는 체인을 연결하여 회전이 이루어지도록 한다.
그리고 연결된 복수의 가열막대부(430)를 통해 회전동력이 한 쌍의 회전프레임(420)이 함께 회전가능하지만, 가열막대부(430)의 부하를 최소화하기 위해 중앙에 형성된 연결축(440)으로 회전동력이 전달되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 가열막대부(430)는 회전프레임(420)에 다수 형성되어 회전프레임(420)과 함께 회전하면서 본체부(410)의 내측에 채워진 발효원료에 열전달 및 교반작용이 함께 이루어지도록 한 구성이다 상기 가열막대부(430)는 도 3에 도시한 바와 같이 원형 배열로 배치되며, 가급적 바깥부분에 형성되어 가열막대부(430)가 본체부(410)의 내주면과 가깝게 위치하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 가열막대부(430)는 도 4에 도시한 바와 같이 전원공급에 의해 고온의 열을 발생하는 가열봉(431)과, 상기 가열봉(431)의 외주면을 감싸는 형태로 결합되고 교반판(432a)이 길이방향을 따라 돌출형성되어 있는 가열커버(432);로 구성된다. 본 발명에서 가열커버(432)는 교반판(432a)의 형상에 따라 2가지의 형태로 이루어져 서로 안쪽과 바깥쪽에 배치되도록 하며, 먼저 바깥쪽에 배치되는 가열커버(432)의 경우 도 5의 (가)에 도시한 바와 같이 교반판(432a)이 일자형태로 형성될 수 있도록 하고, 안쪽에 배치되는 가열커버(432)의 경우 도 5의 (나)에 도시한 바와 같이 X자 형태로 형성될 수 있도록 하여, 바깥쪽과 안쪽의 서로다른 교반판(432a)의 형태에 따라 원료를 효율적으로 휘저어줄 수 있도록 한다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 건조기(400)는 종래와 같이 본체부(410)의 외측에서부터 가열되어서 원료로 전달되는 것이 아니라, 본체부(410)의 내측에 배치된 가열막대부(430)가 원료에 직접적으로 전달되기 때문에, 열손실이 최소화되면서 건조가 신속히 이루어질 수 있도록 하고, 가열막대부(430) 자체에 원료를 교반할 수 있는 구조로 되어 있기 때문에 건조효율을 높이고 원료가 균일하게 건조될 수 있는 이점을 갖는다.
본 발명의 선별기(500)는; 상부에 투입호퍼(511)가 형성되고 하부에는 비료배출구(512)가 형성되어 있는 몸체(510)와, 상기 몸체(510)의 내측 일정높이에 설치되고, 메쉬(mesh)형태의 거름망(521)이 형성되어 있는 선별판(520)과, 상기 선별판(520)이 설치된 높이의 몸체(510) 외측에 형성되는 이물질배출구(530)와, 상기 선별판(520)의 상부에 설치되어 투입된 원료를 회전시키면서 원료가 선별판(520)을 통과하도록 안내하는 작동부재(540);로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 선별기(500)는 선별판(520)의 상부에 올려진 원료가 작동부재(540)의 회전에 의해 함께 회전하면서 작은 입자에 해당하는 비료는 거름망(521)이 형성되어 있는 선별판(520)을 통과하게 되고 큰 입자에 해당하는 이물질은 선별판(520)의 바깥쪽으로 이동하면서 이물질배출구(530)를 통해 배출된다.
상기 선별기(500)는 작은 입자로 이루어지는 비료만을 선별하는 구성이기 때문에 몸체(510)에 형성된 투입호퍼(511)에는 한 쌍의 분쇄날(511a)이 설치되어 투입원료의 분쇄가 이루어질 수 있도록 한다.
그리고 상기 작동부재(540)는 구동모터에 의해 회전하는 회전축(541)과, 상기 회전축(541)에 형성되어 수평방향으로 연장되는 회전바(542)와, 상기 회전바(542)의 하부에 길이방향을 따라 형성되는 브러쉬(543);로 구성되어 상기 브러쉬(543)가 선별판(520)의 상부를 쓸면서 비료가 낙하되도록 유도하게 되는 것이다.
즉, 거름망(521)이 형성된 선별판(520)에 브러쉬(543)가 접촉되면서 비료를 낙하시키는 구조로 되어 있기 때문에, 비료의 낙하가 좀 더 용이하게 이루어질 수 있고 마찰에 따른 부하도 적게 드는 이점이 있다. 또한 브러쉬(543)의 크기가 거름망(521)의 공극보다 작게 형성되기 때문에 거름망(521)이 막히는 현상을 방지할 수 있다.
아울러, 상기 선별판(520)은 전체가 거름망(521)으로 형성되는 구조보다 도 7에 도시한 바와 같이 회전축(541)이 결합되는 중앙부분과 테두리 부분은 프레임구조로 되어 강한 지지력을 갖도록 한 구조로 되는 것이 좋다.
상기와 같이 이물질 선별이 완료되면 최종적으로 성형기(600)에서 고형의 비료형태로 성형하여 포장 배출하게 된다.
이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
100 : 부자재 저장조 200 : 분뇨 저장조
300 : 발효조 400 : 건조기
410 : 본체부 411 : 투입구
412 : 증기배출구 413 : 건조배출구
414 : 고정지지대 420 : 회전프레임
421 : 회전지지대 430 : 가열막대부
431 : 가열봉 432 : 가열커버
432a : 교반판 440 : 연결축
500 : 선별기 510 : 몸체
511 : 투입호퍼 511a : 분쇄날
512 : 비료배출구 520 : 선별판
521 : 거름망 530 : 이물질배출구
540 : 작동부재 541 : 회전축
542 : 회전바 543 : 브러쉬
600 : 성형기

Claims (6)

  1. 부자재 저장조(100)의 부자재와 분뇨 저장조(200)의 분뇨를 혼합하여 일정기간동안 발효가 이루어지는 발효조(300)와, 상기 발효조(300)의 원료를 고온에서 가열하여 수분을 조절하는 건조기(400)와, 상기 건조기(400)를 거친 원료의 이물질을 분리 선별하는 선별기(500)와, 선별기(500)를 거친 비료를 고형의 비료형태로 성형하는 성형기(600);로 이루어지며,
    상기 건조기(400)는;
    전, 후단이 개방된 형태의 원통형으로 이루어지고 상부에는 발효원료가 투입되는 투입구(411)와 건조과정에서 증기가 배출되는 증기배출구(412)가 각각 형성되고 하부에는 건조된 원료가 배출되는 건조배출구(413)가 형성되며, 고정지지대(414)에 의해 회전되지 않고 고정되어 있는 본체부(410)와,
    상기 본체부(410)의 개방된 양측에 각각 회전지지대(421)에 의해 회전가능한 형태로 설치되는 회전프레임(420)과,
    상기 회전프레임(420)을 연결하는 형태로 형성되어 회전프레임(420)이 회전함에 따라 본체부(410)의 내측에서 발효원료에 열을 전달하면서 교반작용을 함께하는 가열막대부(430);로 구성되는 것을 특징으로 하는 축인분을 이용한 유기질 복합 비료제조장치
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 본체부(410)의 투입구(411)는 길이방향 시작지점에 형성되고, 건조배출구(413)는 투입구(411)의 반대편에 형성될 수 있도록 하고, 상기 본체부(410)는 건조배출구(413) 방향으로 하향경사진 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 축인분을 이용한 유기질 복합 비료제조장치
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가열막대부(430)는; 전원공급에 의해 고온의 열을 발생하는 가열봉(431)과, 상기 가열봉(431)의 외주면을 감싸는 형태로 결합되고 교반판(432a)이 길이방향을 따라 돌출형성되어 있는 가열커버(432);로 구성되는 것을 특징으로 하는 축인분을 이용한 유기질 복합 비료제조장치
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 선별기(500)는;
    상부에 투입호퍼(511)가 형성되고 하부에는 비료배출구(512)가 형성되어 있는 몸체(510)와,
    상기 몸체(510)의 내측 일정높이에 설치되고, 메쉬(mesh)형태의 거름망(521)이 형성되어 있는 선별판(520)과,
    상기 선별판(520)이 설치된 높이의 몸체(510) 외측에 형성되는 이물질배출구(530)와,
    상기 선별판(520)의 상부에 설치되어 투입된 원료를 회전시키면서 원료가 선별판(520)을 통과하도록 안내하는 작동부재(540);로 구성되는 것을 특징으로 하는 축인분을 이용한 유기질 복합 비료제조장치
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 투입호퍼(511)에는 한 쌍의 분쇄날(511a)이 설치되어 투입원료의 분쇄가 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 축인분을 이용한 유기질 복합 비료제조장치
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 작동부재(540)는; 구동모터에 의해 회전하는 회전축(541)과, 상기 회전축(541)에 형성되어 수평방향으로 연장되는 회전바(542)와, 상기 회전바(542)의 하부에 길이방향을 따라 형성되는 브러쉬(543);로 구성되어 상기 브러쉬(543)가 선별판(520)의 상부를 쓸면서 비료가 낙하되도록 유도하는 것을 특징으로 하는 축인분을 이용한 유기질 복합 비료제조장치
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