KR102023758B1 - 축산 분뇨 교반장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 축산분뇨교반장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분뇨저장탱크에 저장된 축산분뇨를 펌핑하여 분뇨저장탱크의 저부로 외부공기 또는 분뇨저장탱크 내의 발효가스와 함께 토출함으로써 분뇨저장탱크의 저부에 침전된 축산분뇨의 교반을 유도하는 축산 분뇨 교반장치에 관한 것이다.
본 발명의 축산분뇨교반장치는 분뇨저장탱크에 저장된 축산분뇨를 펌핑하여 분뇨저장탱크의 저부로 외부에서 유입된 공기 또는 분뇨저장탱크 내의 발효가스와 같은 기체와 함께 토출함으로써 분뇨저장탱크의 저부에 침전된 축산분뇨를 교반시킬 수 있으며, 용존산소량 증가를 위한 별도의 산기구조가 필요없어 경제적인 이점이 있다.
그리고, 본 발명의 축산분뇨교반장치는 축산분뇨비상유도부재의 상부로 유입된 축산분뇨가 하강 시 발생되는 부압에 의해 유입된 기체가 축산분뇨와 함께 압축되어 분뇨저장탱크의 저부로 토출됨에 따라 분뇨저장탱크의 저부에 침전된 축산분뇨의 교반효율이 향상 될 수 있는 이점이 있다.

Description

축산 분뇨 교반장치{Mixing apparatus for livestock excretions}
본 발명은 축산분뇨교반장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분뇨저장탱크에 저장된 축산분뇨를 펌핑하여 분뇨저장탱크의 저부로 외부공기 또는 분뇨저장탱크 내의 발효가스와 함께 토출함으로써 분뇨저장탱크의 저부에 침전된 축산분뇨의 교반을 유도하는 축산 분뇨 교반장치에 관한 것이다.
축산폐수는 일반 생활하수의 수백 배를 넘는 고농도의 오염물질을 함유하고 있어 일반적인 하·폐수 처리 시설로는 확실하면서도 경제적으로 처리하는데 많은 어려움이 있다. 축산폐수에 함유된 고형물, 유기물질 및 질소 농도는 수처리 공정의 효율을 저해할 뿐만 아니라 시설의 유지관리에 어려움을 주게 된다.
상기 축산폐수는 지하수를 오염시키고, 사람과 동물에게 치명적인 보건, 위생, 환경 저해요소를 유발시키며, 악취와 병해충을 전파하고, 동물의 성장을 저해시키며 가축의 폐사율을 높이고, 처리가 난해할 뿐더러 처리비용이 점점 많이 들고 있어 사회적인 문제로 부각되고 있다.
축산폐수는 일반적으로 수천 ppm의 높은 암모니아성 질소가 함유되어 있다. 이렇게 고농도로 함유된 암모니아성 질소의 경우, 생물학적으로 처리하는 것에는 한계가 있으며 높은 암모니아성 질소 농도는 질소 제거 미생물의 활동 자체에 저해 작용을 하는 것으로 보고되고 있다. 따라서 이에 대한 해결책으로 폐수를 희석함으로써 농도를 낮추는 방법과 물리화학적 탈질 방법이 이용되고 있다. 물리화학적 탈질 공법에는 여러 가지가 있으나 공기탈기법(Air Stripping)의 경우, 물질농도 평형 원리에 의해 촉발되는 물질전달을 핵심 기작으로 하고 있어 고농도의 암모니아 함유 폐수일수록 적용에 유리하고 처리가 빠르다는 장점을 지니고 있다. 다만, 여러 장점에도 불구하고 탈기된 암모니아 가스의 2차 처리 문제 등으로 인한 문제가 있어 현장적용에 어려움이 많은 실정이다.
국내 공개특허공보 제10-2004-0045707호에는 축산폐수 처리장치가 개시되어 있다. 상기 축산폐수 처리장치는 상기 폐수저류탱크와 탈수장치사이에 혼합장치를 설치하되, 내부에 지그재그형으로 수로가 형성되도록 일정간격으로 이격된 다수의 다이야프램을 구비하는 라인형 믹서를 설치하여 투입된 폐수와 응집제가 상기 믹서의 다이야프램에 충돌하고 지그재그로 이송되면서 상기 응집제와 상기 축산폐수가 혼합되도록 한다.
그러나 상기 축산폐수 처리장치는 응집제가 주입된 축산폐수에 단순히 산소만을 공급하여 처리하므로 상기 축산폐수를 이용하여 액비를 제조시 상기 축산폐수를 발효시키는데 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.
한편, 종래의 발효 저장조의 교반장치는 저장조 내부 조성물을 변위기의 구동으로 인해 교반시킴과 동시에 저장조의 외부에서 파이프를 통해 외부공기를 조성물에 공급함에 따라 발효를 촉진시키게 된다.
그러나, 외부 공기만을 블로어(blower)에 의해 흡입하여 저장조 밑바닥에 토출 시킬 경우 공기 입자가 크기 때문에 조성물과 외부공기의 상호 접촉면적이 적고, 저장조 내부의 조성물이 정적상태를 유지하게 되므로 저장조 밑바닥에 침전된 축산분뇨가 원활하게 교반되지 않아 교반효율이 떨어지며 침전물이 토출구를 막아 발효 효율이 떨어지며, 숙성기간이 장기화되며, 상층부와 하층부의 액상상태의 불균형으로 인해 유기질 비료의 질이 저하되므로 이를 사용하는 농가 소득에 실질적으로 큰 도움을 주지 못하는 문제점을 갖게 된다.
대한민국 등록특허공보 제10-0527172호 : 축산폐수 및 분뇨등 고농도의 질소를 함유하는 오폐수처리장치 및 방법 대한민국 등록특허공보 제10-0757992호 : 축산 분뇨 발표/교반장치
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 분뇨저장탱크에 저장된 축산분뇨를 순환시켜 분뇨저장탱크의 저부로 토출함으로써 분뇨저장탱크에 침점된 축산분뇨의 교반을 유도하며, 축산분뇨 순환시 외부공기 또는 분뇨저장탱크 내의 가스와 혼합유도되어 발효 촉진을 기대할 수 있는 축산분뇨교반장치를 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 축산분뇨교반장치는 축산분뇨가 수용되는 분뇨저장탱크와, 상기 분뇨저장탱크 내에 수용된 축산분뇨를 펌핑하여 축산분뇨를 이송시키는 분뇨공급부와; 상부에 상기 분뇨공급부에 의해 이송된 고압의 축산분뇨가 유입될 수 있는 분뇨유입공간이 마련되며 상기 분뇨유입공간으로 유입되는 상기 축산분뇨의 유속에 의해 형성되는 부압에 의해 기체가 유입되게 상기 분뇨저장탱크에 대해 상부가 돌출되게 위치되고 일측이 개방되며, 내부로 유입된 상기 축산분뇨와 기체가 하방으로 압축되어 상기 분뇨저장탱크의 저면으로 토출되면서 상기 분뇨저장탱크의 저면에 침전된 상기 축산분뇨가 상기 분뇨저장탱크 내에서 비산될 수 있도록 상기 분뇨저장탱크의 저면에 인접하게 연장되며 내부에 상기 분뇨유입공간과 연통되며 하방으로 개방된 압축공간이 형성된 적어도 하나의 축산분뇨비산유도부재;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 축산분뇨비산유도부재는 상기 분뇨유입공간이 마련되며 상기 분뇨유입공간으로 유입된 상기 축산분뇨와 상기 기체가 하방으로 배출될 수 있도록 하면에 하방으로 갈수록 직경이 감소된 제1배출노즐부가 마련된 분뇨유입부와; 상기 분뇨유입부의 하부 가장자리에서 하방으로 연장되어 상기 제1배출노즐부가 수용되며, 중심 측에 내측이 상하방향으로 각각 관통되며 상기 제1배출노즐부의 하부가 수용되는 위치에서부터 하방으로 소정간격 상호 이격되게 배열되되 상방에 위치되는 상기 제1배출노즐부의 하부 또는 상호 간의 하부가 내부로 수용되게 상호 이격되며 내부를 통과하는 축산분뇨의 유속이 증가되어 상기 기체의 유입을 유도할 수 있도록 상부에서 하부로 갈수록 내경이 각각 감소되는 다수의 기체유입유도노즐이 설치되는 기체유입유도부와; 상기 기체유입유도부의 하단 가장자리를 따라 하방으로 연장되어 하단이 상기 분뇨저장탱크의 저면에 인접하며, 상기 기체유입유도노즐에서 배출된 상기 축산분뇨와 기체가 하방으로 압축되어 배출되는 상기 압축공간이 형성된 압축분뇨배출부;를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 압축분뇨배출부는 상하방향으로 일정한 내경을 갖는 관 형상으로 형성되며, 상기 축산분뇨비산유도부재는 상기 기체유입유도노즐에서 토출되는 상기 축산분뇨가 부딪혀 파쇄될 수 있도록 상기 압축공간 내에서 상기 기체유입유도노즐에 대응되는 하방의 위치되며 상기 압축분뇨배출부의 내경보다 작은 직경을 가져 외주면과 상기 압축분뇨배출부의 내주면 사이로 상기 축산분뇨가 하방으로 배출되는 배출로를 형성하는 파쇄부와, 상기 파쇄부의 외주면에서 상기 압축분뇨배출부의 내주면으로 연장되어 상기 파쇄부의 위치를 고정하는 지지부를 갖는 분뇨파쇄부재를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 파쇄부는 상하방향으로 각각 관통형성되어 상기 축산분뇨가 분산 배출되면서 기체와 혼합을 유도하는 다수의 분뇨파쇄공을 구비할 수 있다.
또한, 상기 파쇄부는 다수의 상기 분뇨파쇄공들 사이의 상면에 상방으로 돌출되되 상부로 갈수록 직경이 감소되어 상기 축산분뇨의 파쇄를 유도하는 다수의 분뇨파쇄돌기를 구비할 수 있다.
상기 압축분뇨배출부는 하단에 외경이 확장되어 상기 압축공간에서 토출되는 상기 축산분뇨와 상기 기체를 방사상으로 배출유도하여 토출되는 상기 축산분뇨와 기체에 의한 토출압에 의해 상기 분뇨저장탱크에 침전된 상기 축산분뇨의 비산 영역의 확산을 유도하는 비산영역확산유도부를 더 구비할 수도 있다.
본 발명의 축산분뇨교반장치는 분뇨저장탱크에 저장된 축산분뇨를 펌핑하여 분뇨저장탱크의 저부로 외부에서 유입된 공기 또는 분뇨저장탱크 내의 발효가스와 같은 기체와 함께 토출함으로써 분뇨저장탱크의 저부에 침전된 축산분뇨를 교반시킬 수 있으며, 용존산소량 증가를 위한 별도의 산기구조가 필요없어 경제적인 이점이 있다.
그리고, 본 발명의 축산분뇨교반장치는 축산분뇨비상유도부재의 상부로 유입된 축산분뇨가 하강 시 발생되는 부압에 의해 유입된 기체가 축산분뇨와 함께 압축되어 분뇨저장탱크의 저부로 토출됨에 따라 분뇨저장탱크의 저부에 침전된 축산분뇨의 교반효율이 향상 될 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 축산분뇨교반장치는 축산분뇨비상유도부재의 압축공간 내에서 축산분뇨가 분뇨파쇄부재에 의해 파쇄되어 하방으로 이동되므로 토출효율 및 기체와의 혼합효율이 향상될 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 축산분뇨교반장치에 대한 일부 측단면도이고,
도 2는 도 1의 축산분뇨교반장치의 축산분뇨비산유도부재에 대한 측단면도이고,
도 3은 도 1의 축산분뇨교반장치의 축산분뇨비산유도부재에 대한 일부사시단면도이고,
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 축산분뇨교반장치의 분뇨파쇄부재에 대한 사시도이고,
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 축산분뇨교반장치의 분뇨파쇄부재에 대한 사시도이고
도 6은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 축산분뇨교반장치에 대한 일부 측단면도이고,
도 7은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 축산분뇨교반장치에 대한 일부 측단면도이고,
도 8은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 축산분뇨교반장치의 압축분뇨배출부에 대한 일부 사시도이고,
도 9는 본 발명의 제7 실시 예에 따른 축산분뇨교반장치의 축산분뇨비산유도부재에 대한 일부 측단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 축산분뇨교반장치를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(1)가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 축산분뇨교반장치(10)는 축산분뇨가 수용되는 분뇨저장탱크(20)와, 분뇨저장탱크(20) 내에 수용된 축산분뇨(5)를 펌핑하여 축산분뇨(5)를 상방으로 이송시키는 분뇨공급부(30)와, 분뇨공급부(30)와 연결되어 펌핑된 축산분뇨(5)가 내부로 유입되어 축산분뇨(5)와 함께 외부공기 또는 분뇨저장탱크(20) 내의 발효가스를 분뇨저장탱크(10)의 저부로 토출하는 적어도 하나의 축산분뇨비산유도부재(50)와, 축산분뇨비산유도부재(50)와 연결되어 축산분뇨(5) 이동시 축산분뇨비산유도부재(50) 내에 발생되는 부압에 의해 외부공기 또는 분뇨저장탱크(20) 내의 발효가스의 유입을 위한 기체유입유로를 형성하는 기체유입부(80)를 구비한다.
즉, 축산분뇨교반장치(10)는 분뇨저장탱크(20)에 설치되어 분뇨공급부(30)를 통해 분뇨저장탱크(20) 내에 저장된 축산분뇨(5)를 축산분뇨비산유도부재(50)로 펌핑하여 기체유입부(80)를 통해 유입된 외부 공기 또는 분뇨저장탱크(20) 내의 발효가스 등의 기체를 축산분뇨(5)와 함께 분뇨저장탱크(20)의 저부로 토출함으로써 분뇨저장탱크(20)의 저부에 침전된 축산분뇨를 비산시켜 축산분뇨(5)를 교반시킨다.
분뇨저장탱크(20)는 내부에 축산분뇨(5)와 같은 유기성 폐기물이 수용될 수 있는 내부공간(21)이 형성된다. 분뇨저장탱크(20)는 유기성 폐기물에 의해 발생된 질소와 같은 발효 가스에 의해 부식되거나 결함이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 고강도 합성수지재로 형성되는 것이 바람직하다.
분뇨공급부(30)는 분뇨공급펌프(31)와, 분뇨공급관(35)을 구비한다. 분뇨공급관(31)은 분뇨저장탱크(20)의 상단을 상하방향으로 관통하며 하단이 분뇨저장탱크(20)의 저부에 인접하게 연장되며 상부는 분뇨저장탱크(20)에 대해 상방으로 연장되어 후술되는 축산분뇨비산유도부재(50)와 연결된다. 분뇨공급펌프(35)는 분뇨공급관(31)과 연결되어 분뇨저장탱크(20)에 저장된 유기성 폐기물을 펌핑하여 축산분뇨비산유도부재(50)로 공급한다. 분뇨공급펌프(35)는 분뇨공급관(31)의 하단에 연결되어 있으나, 도시된 바와 다르게 분뇨저장탱크(20)의 외부에서 분뇨공급관(31)과 연결될 수도 있을 것이다.
축산분뇨비산유도부재(50)는 상부에 분뇨공급펌프(31)에 의해 펌핑된 고압의 축산분뇨(5)가 유입될 수 있는 분뇨유입공간(52)이 마련되며 분뇨유입공간(52)으로 축산분뇨(5) 유입과 함께 공기가 유입되게 분뇨저장탱크(20)에 대해 상부가 돌출되게 위치되고 일측이 개방되며, 내부로 유입된 축산분뇨(5)와 공기가 하방으로 압축되어 분뇨저장탱크(20)의 저면으로 토출되면서 분뇨저장탱크(20)의 저면에 침전된 축산분뇨(5)가 분뇨저장탱크(20) 내에서 비산될 수 있도록 하단이 분뇨저장탱크(20)의 저면에 인접하도록 연장되며 내부에 분뇨유입공간(52)과 연통되며 하방으로 개방된 압축공간(72)이 형성된다.
도 2를 참고하면, 축산분뇨비산유도부재(50)는 분뇨유입부(51)와, 기체유입유도부(61)와, 압축분뇨배출부(71)와, 분뇨파쇄부재(75)를 구비한다.
분뇨유입부(51)는 내부에 분뇨유입공간(52)이 마련되며 상부 일측에 분뇨공급관(31)과 연결되며 분뇨유입공간(52)과 연통되는 분뇨유입구(53)와, 기체유입부(80)와 연결되며 분뇨유입공간(52)과 연통되는 기체유입구(54) 형성되며, 하단 중심측에 분뇨유입공간(52)으로 유입된 축산분뇨(5)와 기체가 하방으로 배출될 수 있도록 분뇨유입공간(52)과 연통되게 상하방향으로 관통되되 하방으로 갈수록 직경이 감소된 제1배출노즐부(55)가 마련된다.
분뇨유입부(51)는 분뇨유입공간(52)으로 유입된 축산분뇨(5)가 중심측으로 유도되며 하방으로 배출되는 속도가 증가될 수 있도록, 하부에 하단이 제1배출노즐부(55)와 연결되며 상부보다 직경이 좁은 관 형상으로 연장된 분뇨이동가속유도부(56)가 마련된다. 즉, 분뇨유입부(51)는 상부보다 하부가 직경이 좁은 단차진 형상을 갖는다.
기체유입유도부(61)는 분뇨유입부(51)의 단차진 측의 가장자리를 따라 하방으로 연장되어 분뇨이동가속유도부(56)와 제1배출노즐부(55)가 수용되는 기체유입유도하우징부(62)와, 제1배출노즐부(55)와 기체유입유도하우징부(62)의 개구된 하단 사이에 위치되는 다수의 기체유입유도노즐(66)을 구비한다.
기체유입유도하우징부(62)는 하부가 분뇨이동가속유도부(56)와 다수의 기체유입유도노즐(66)보다 크되 상부보다 직경이 작은 관 형상으로 형성되어, 상부보다 하부의 직경이 작은 단차진 형상을 갖는다. 그리고, 기체유입유도하우징부(62)의 단차진 하부의 하단에는 다수의 기체유입유도노즐(66)들 중 최하단에 위치한 기체유입유도노즐(66)의 하부가 일부 수용되며 하방으로 갈수록 내경이 좁아지는 제2배출노즐부(65)가 구비된다.
다수의 기체유입유도노즐(66)은 내측이 상하방향으로 각각 관통된 관 형상으로 형성되어 제1배출노즐부(55)의 하부가 수용되는 위치에서부터 하방으로 소정간격 이격되게 배열되되, 상방에 위치되는 제1배출노즐부(55) 또는 기체유입유도노즐(66)의 하부가 내부로 수용되며 내부를 통과하는 축산분뇨의 유속이 증가될 수 있도록 상부에서 하부로 갈수록 내경이 각각 감소되게 형성된다.
상하로 인접한 기체유입유도노즐(66)들과, 다수의 기체유입노즐(66)들 중 최상단에 위치한 기체유입유도노즐(66)과 제1배출노즐부(55)와, 다수의 기체유입노즐(66)들 중 최하단에 위치한 기체유입유도노즐(66)과 제2배출노즐부(65)는 도 3에 도시된 바와 같이 상하로 연장되는 다수의 연결판(69)들에 의해 상호 이격되게 연결된다.
다수의 연결판(69)은 복수 개가 기체유입유도노즐, 또는 제1배출노즐부(55) 또는 제2배출노즐부(65)의 외주면에 원주방향을 따라 상호 이격된다. 상하방향으로 다수의 연결판(69)은 상호 대응되는 위치에 장착되어 있으나, 도시된 바와 다르게 상하방향으로 상호 엇갈리는 위치에 장착되어 축산분뇨와 기체와의 혼합을 유도할 수 도 있을 것이다.
상하로 마주하는 제1배출노즐부(55)의 외주면과 기체유입유도노즐(66)의 내주면 사이, 상하로 인접하는 기체유입유도노즐(66)들 간의 외주면과 내주면 사이, 그리고, 상하로 마주하는 기체유입유도노즐(66)의 외주면과 제2배출노즐부(65)의 내주면 사이에는 각각 기체유입유도하우징부(62)의 하부에서 역류된 축산분뇨와 기체가 중심측으로 이동되어 하방으로 배출 유도될 수 있는 유입로(67)가 형성된다.
제1 및 제2배출노즐부(55, 65)와, 다수의 기체유입유도노즐(66)은 각각 하방으로 갈수록 내경 및 외경이 좁아지게 형성되어 축산분뇨(5)의 이동속도 상승을 유도하여 기체의 유입을 유도하면서 축산분뇨와 기체가 혼합되어 축산분뇨의 용존산소량 상승을 유도한다.
압축분뇨배출부(71)는 기체유입유도하우징부(62)의 하부 가장자리를 따라 하방으로 연장되어 제2배출노즐부(65)가 수용되며 하단이 분뇨저장탱크(20)의 저면에 인접하며, 기체유입유도노즐(66)에서 배출된 축산분뇨(5)와 기체가 하방으로 압축되어 배출되는 압축공간(72)이 형성된다.
압축분뇨배출부(71)는 기체유입유도하우징부(62)의 외경이 감소된 하부와 동일한 직경을 가지며 상하방향으로 일정한 내경을 갖는 관 형상으로 형성된다.
압축분뇨배출부(71)는 기체유입유도부(61)의 제2배출노즐부(65)에서 배출된 축산분뇨(5)와 기체가 하방으로 이동되면서 압축되어 분뇨저장탱크(20)의 저면으로 토출되도록 한다.
분뇨파쇄부재(75)는 압축공간에서 축산분뇨가 뭉쳐지는 것을 방지하기 위한 것으로서, 도시된 바와 다르게 다수 개 구비되어 압축분뇨배출부(71)의 길이방향으로 소정간격 이격되게 압충공간(72) 내에 위치될 수 도 있다.
분뇨파쇄부재(75)는 기체유입유도노즐(66)과 제2배출노즐부(65)에서 토출되는 축산분뇨(5)가 부딪혀 파쇄될 수 있도록 압축공간(72) 내에서 기체유입유도노즐(66)에 대응되는 하방의 위치되며 압축분뇨배출부(71)의 내경보다 작은 직경을 가져 외주면과 압축분뇨배출부(71)의 내주면 사이로 축산분뇨(5)가 하방으로 배출되는 배출로(78)를 형성하는 원판 형상의 파쇄부(76)와, 파쇄부(76)의 외주면에서 압축분뇨배출부(71)의 내주면으로 연장되어 파쇄부(76)의 위치를 고정하는 지지부(77)를 구비한다.
기체유입부(80)는 일단이 분뇨저장탱크(30)에 연결되며, 타단부에 외부공기가 유입될 수 있도록 유입공(82)이 형성된 제1기체공급관(81)과, 제1기체공급관(81)의 일측에서 기체유입구(54)로 연장된 제2기체공급관(83)과, 외부의 공기 또는 분뇨저장탱크(20) 내의 발효가스가 제2기체공급관(83)으로 이동되게 제1기체공급관(81)의 일측을 개방하거나 타측을 개방하는 기체공급제어밸브(85)를 구비한다.
그리고, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(10)는 도시되지는 않았으나, 기체공급제어밸브(85)와 분뇨공급펌프(35)의 구동을 제어하는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(10)는 분뇨저장탱크(20)에 저장된 축산분뇨(5)를 상방으로 펌핑하여 분뇨저장탱크(20)의 저부로 외부에서 유입된 공기 또는 분뇨저장탱크 내의 발효가스와 같은 기체와 함께 토출함으로써 분뇨저장탱크(20)의 저부에 침전된 축산분뇨를 교반시킬 수 있으며, 용존산소량 증가를 위한 별도의 산기구조가 필요없어 경제적인 이점이 있다.
그리고, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(10)는 축산분뇨비상유도부재(50)의 상부로 유입된 축산분뇨(5)가 하강 시 발생되는 부압에 의해 유입된 기체가 축산분뇨(5)와 함께 압축되어 분뇨저장탱크(20)의 저부로 토출됨에 따라 분뇨저장탱크(20)의 저부에 침전된 축산분뇨(5)의 교반효율이 향상 될 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(10)는 축산분뇨비상유도부재(50)의 압축공간(72) 내에서 축산분뇨(5)가 분뇨파쇄부재(75)에 의해 파쇄되어 하방으로 이동되므로 토출효율 및 기체와의 혼합효율이 향상될 수 있는 이점이 있다.
한편, 도 4에는 본 발명의 제2실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(110)가 도시되어 있다. 앞서 도시한 도면에서와 동일기능을 갖는 구성요소는 동일참조부호로 표기한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(110)는 분뇨파쇄부재(175)를 제외하고 본 발명의 제1 실시예에 따른 축산분뇨교반장치(10)의 구성과 동일하다.
분뇨파쇄부재(175)는 파쇄부(176)와 복수의 지지부(77)를 구비한다.
파쇄부(176)는 압축분뇨배출부(71)의 내경보다 작은 직경을 가져 외주면과 압축분뇨배출부(71)의 내주면 사이로 축산분뇨(5)가 하방으로 배출되는 배출로(78)를 형성하는 원판 형상으로 형성되되 상하방향으로 각각 관통형성되어 축산분뇨(5)가 분산 배출되면서 기체와 혼합을 유도하는 다수의 분뇨파쇄공(179)이 형성된다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(110)는 다수의 분뇨파쇄공(179)을 갖는 파쇄부재(175)에 의해 압축공간(72)에서 축산분뇨의 파쇄효율과 기체와 혼합효율이 향상됨에 따라 축산분뇨의 이동 및 발효효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
한편, 도 5에는 본 발명의 제3실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(210)가 도시되어 있다. 앞서 도시한 도면에서와 동일기능을 갖는 구성요소는 동일참조부호로 표기한다.
본 발명의 제3실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(210)는 분뇨파쇄부재(275)를 제외하고 본 발명의 제2 실시예에 따른 축산분뇨교반장치(110)의 구성과 동일하다.
분뇨파쇄부재(275)는 파쇄부(276)와 복수의 지지부(77)를 구비한다.
파쇄부(276)는 압축분뇨배출부(71)의 내경보다 작은 직경을 가져 외주면과 압축분뇨배출부(71)의 내주면 사이로 축산분뇨(5)가 하방으로 배출되는 배출로(78)를 형성하는 원판 형상으로 형성된다.
파쇄부(276)는 상하방향으로 각각 관통형성되어 축산분뇨(5)가 분산 배출되면서 기체와 혼합을 유도하는 다수의 분뇨파쇄공(179)과, 다수의 분뇨파쇄공(179)들 사이의 상면에 상방으로 돌출되되 상부로 갈수록 직경이 감소되어 축산분뇨의 파쇄를 유도하는 다수의 분뇨파쇄돌기(180)를 구비한다.
본 발명의 제3실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(210)는 다수의 분뇨파쇄돌기(180)를 갖는 파쇄부재(275)에 의해 압축공간(72)에서 축산분뇨의 파쇄효율과 기체와 혼합효율이 향상됨에 따라 축산분뇨의 이동 및 발효효율을 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
한편, 도 6에는 본 발명의 제4실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(310)가 도시되어 있다. 앞서 도시한 도면에서와 동일기능을 갖는 구성요소는 동일참조부호로 표기한다.
도 6에는 본 발명의 제4실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(310)는 토출방향전환부재(360)를 더 구비하는 것과, 압축분뇨배출부(371)를 제외하고 본 발명의 제1 내지 제3실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(10,110,210)의 구성과 동일하다.
압축분뇨배출부(371)는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 압축분뇨배출부(71)의 구조를 갖되, 하단에 외경이 확장되어 상기 압축공간에서 토출되는 상기 축산분뇨와 상기 공기를 방사상으로 배출유도하여 토출되는 상기 축산분뇨와 공기에 의한 토출압에 의해 상기 분뇨저장탱크에 침전된 상기 축산분뇨의 비산 영역의 확산을 유도하는 비산영역확산유도부(373)를 구비한다.
토출방향전환부재(360)는 압축분뇨배출부(371)의 하단 중심에 대응되는 분뇨저장탱크(20)의 저면에 장착되며 상방으로 갈수록 외경이 감소되어 원뿔형상으로 형성된다. 토출방향전환부재(360)는 상단과 하단 가장자리를 연결하는 가상선상(a)에 대해 외주면이 중심이 내측에 위치되게 오목하게 형성되어 압축분뇨배출부(371)에서 토출되는 축산분뇨(5)를 측방향으로 유도하는 유도곡면(361)이 형성된다.
본 발명의 제4실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(310)는 비산영역확산유도부(373)와 토출 방향 전환부재(360)에 의해 압축분뇨배출부(371)에서 토출되는 축산분뇨와 기체가 측방향으로 토출 유도되므로 분뇨저장탱크(20)의 저면에 침전된 축산분뇨의 비산 영역이 확대될 수 있어 교반효율이 증대될 수 있다.
본 발명의 제4실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(310)는 도시된 바와 다르게, 토출방향전환부재(360) 없이 비산영역확산유도부(373)만 구비하거나, 비상영역확산유도부(373) 없이 토출방향전환부재(360)만 구비되는 것으로 적용될 수도 있을 것이다.
한편, 도 7에는 본 발명의 제5실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(410)가 도시되어 있다. 앞서 도시한 도면에서와 동일기능을 갖는 구성요소는 동일참조부호로 표기한다.
도 6에는 본 발명의 제5실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(410)는 토출압증가유도링(460)와 비산영역확산유도부(373)를 더 구비하는 것을 제외하고 본 발명의 제1 내지 제3실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(10,110,210)의 구성과 동일하다.
토출압증가유도링(460)은 내부가 관통된 링 형상으로 관통된 방향이 상하방향을 향햐도록 압축분뇨배출부(371)의 하부 내주면에 장착된다.
토출압증가유도링(460)은 압축공간(72)의 하부로 압축이동된 축산분뇨(5)와 기체에 압력이 가중된 후 토출되게 내주면이 상단과 하단에서 중심측으로 갈수록 돌출되게 형성된다.
본 발명의 제5실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(410)는 토출압증가유도링(460)에 의해 압축분뇨배출부에서 토출되는 축산분뇨와 기체의 토출압이 증가되고 압축분뇨배출부에서 멀어지는 외측 하방으로 토출되게 유도되므로 분뇨저장탱크(20)의 저면에 침전된 축산분뇨의 비산 영역이 확대될 수 있어 교반효율이 증대될 수 있다.
본 발명의 제5실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(410)는 도시된 바와 다르게, 비산영역확산유도부(373) 없이 토출압증가유도링(460) 만 구비하는 것으로 적용될 수도 있을 것이다.
한편, 도 8에는 본 발명의 제6실시 예에 따른 압축분뇨배출부(571)가 도시되어 있다.
압축분뇨배출부(571)는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 압축분뇨배출부(71)의 구조를 갖되, 하단에 외경이 확장되어 상기 압축공간에서 토출되는 축산분뇨와 상기 공기를 방사상으로 배출유도하여 토출되는 상기 축산분뇨와 공기에 의한 토출압에 의해 상기 분뇨저장탱크에 침전된 상기 축산분뇨의 비산 영역의 확산을 유도하는 비산영역확산유도부(573)를 구비한다.
비산영역확산유도부(573)는 압축분뇨배출부(571)에서 분뇨파쇄부재(75)에 의해 1차 파쇄된 축산분뇨가 2차 파쇄되어 분뇨저장탱크(20)의 저부로 토출될 수 있도록 압축분뇨배출부(571)에서 멀어지는 방사 방향으로 갈수록 폭이 커지는 다수의 절제홈(575)이 형성된다.
다수의 절제홈(575)은 비산영역확산유도부(573)의 원주방향으로 동일간격 상호 이격된다.
본 발명의 제6실시 예에 따른 축산분뇨교반장치는 절제홈(575)이 형성된 비산영역확산유도부(573)에 의해 분뇨저장탱크(20)로 토출시 축산분뇨가 다시 한번 파쇄되고 기체와 혼합이 유도되므로 축산분뇨의 교반 효율 및 발효효율을 더욱 높일 수 있다.
한편, 도 9에는 본 발명의 제7실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(610)가 도시되어 있다.
본 발명의 제7실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(610)는 본 발명의 제1실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(10)의 구조에 분뇨파쇄부재(675)를 포함하는 보조펌핑유닛(670)을 더 구비한다.
보조펌핑유닛(670)은 기체유입유도노즐(66)과 제2배출노즐부(65)에서 토출되는 축산분뇨(5)를 파쇄하면서 압축공간(72)의 하부로 이동된 축산분뇨(5)와 기체를 분뇨저장탱크(20) 저면 방향으로 펌핑한다.
보조펌핑유닛(670)은 분뇨파쇄부재(675)와, 복수의 가이드바(678)와, 복수의 탄성부재(680)와, 복수의 지지링(679)을 구비한다.
분뇨파쇄부재(675)는 압축공간(72) 내에서 기체유입유도노즐(66)에 대응되는 하방의 위치되며 압축분뇨배출부(71)의 내경보다 작은 직경을 가져 기체유입유도노즐(66)에서 토출되는 축산분뇨(5)가 부딪혀 파쇄될 수 있도록 하며 외주면과 압축분뇨배출부(71)의 내주면 사이로 축산분뇨(5)가 하방으로 배출되는 배출로(78)를 형성하는 원판형상의 파쇄부(676)와, 파쇄부(676)의 양측부에 상호 멀어지는 방향으로 돌출되되 압축분뇨배출부(71)의 내주면과 이격되는 복수의 결합리브(677)를 구비한다.
복수의 가이드바(678)는 하단이 복수의 결합리브(677)에 각각 결합되며 상하방향으로 상호 나란하게 연장되어 기체유입유도하우징부(62)의 하부를 각각 관통한다. 복수의 가이드바(678)는 분뇨파쇄부재(675)가 기체유입유도노즐(66)과 제2배출노즐부(65)에 대해 인접하거나 멀어지는 방향으로 분뇨파쇄부재(675)의 이동을 안내한다.
기체유입유도하우징부(62)의 내부공간으로 돌출된 복수의 가이드바(678)의 각 상단에는 가이드바(678)보다 큰 직경을 가져 기체유입유도하우징(62)로부터 이탈을 방지하며 후술되는 탄성부재(680)를 탄성지지하는 지지링(679)이 각각 장착된다.
지지링(679)은 가이드바의 상단에 나사결합되거나, 용접 방식 또는 억지끼움방식으로 결합될 수 있다.
탄성부재(680)는 가이드바(678)가 관통될 수 있는 코일스프링 형태로서 상방을 향하는 일측이 지지링(679)과 접하며, 하방을 향하는 타측이 기체유입유도하우징부(62)의 단차긴 내주면에 접한다.
탄성부재(680)는 기체유입유도노즐(66)과 제2배출노즐부(65)에서 토출되는 축산분뇨와 기체의 토출압에 의해 압축공간의 길이방향을 따라 분뇨파쇄부재(675)가 하강 후 상승될 수 있도록 지지링(679)을 탄성지지한다. 가이드바(678)는 도시된 바와 다르게, 지지링(679)과 결합없이 상단의 외경이 확장되어 탄성부재(680)에 직접 지지될 수도 있다.
본 발명의 제7실시 예에 따른 축산분뇨교반장치(610)는 분뇨파쇄부재(675)가 압축공간의 길이방향을 따라 상승 하강이 반복되면서, 기체유입유도노즐(66)과 제2배출노즐부(65)에서 토출되는 축산분뇨(5)를 파쇄하면서 압축공간(72)의 하부로 이동된 축산분뇨(5)와 기체를 분뇨저장탱크(20) 저면 방향으로 펌핑 할 수 있어, 교반효율이 향상될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10 : 축산분뇨교반장치 20 : 분뇨저장탱크
30 : 분뇨공급부 31 : 분뇨공급펌프
35 : 분뇨공급관 50 : 축산분뇨비산유도부재
51 : 분뇨유입부 52 : 분뇨유입공간
53 : 분뇨유입구 54 : 기체유입구
55 : 제1배출노즐부 56 : 분뇨이동가속유도뷰
61: 기체유입유도부 62 : 기체유입유도하우징부
65 : 제2배출노즐부 66 : 기체유입유도노즐
69 : 연결판 71 : 압축분뇨배출부
72 : 압축공간 75 : 분뇨파쇄부재
76 : 파쇄부 77 : 지지부
80 : 기체유입부

Claims (9)

  1. 축산분뇨가 수용되는 분뇨저장탱크와,
    상기 분뇨저장탱크 내에 수용된 축산분뇨를 펌핑하여 축산분뇨를 이송시키는 분뇨공급부와;
    상부에 상기 분뇨공급부에 의해 이송된 고압의 축산분뇨가 유입될 수 있는 분뇨유입공간이 마련되며 상기 분뇨유입공간으로 유입되는 상기 축산분뇨의 유속에 의해 형성되는 부압에 의해 기체가 유입되게 상기 분뇨저장탱크에 대해 상부가 돌출되게 위치되고 일측이 개방되며, 내부로 유입된 상기 축산분뇨와 기체가 하방으로 압축되어 상기 분뇨저장탱크의 저면으로 토출되면서 상기 분뇨저장탱크의 저면에 침전된 상기 축산분뇨가 상기 분뇨저장탱크 내에서 비산될 수 있도록 상기 분뇨저장탱크의 저면에 인접하게 연장되며 내부에 상기 분뇨유입공간과 연통되며 하방으로 개방된 압축공간이 형성된 적어도 하나의 축산분뇨비산유도부재;를 구비하고,
    상기 축산분뇨비산유도부재는
    상기 분뇨유입공간이 마련되며 상기 분뇨유입공간으로 유입된 상기 축산분뇨와 상기 기체가 하방으로 배출될 수 있도록 하면에 하방으로 갈수록 직경이 감소된 제1배출노즐부가 마련된 분뇨유입부와;
    상기 분뇨유입부의 하부 가장자리에서 하방으로 연장되어 상기 제1배출노즐부가 수용되며, 중심 측에 내측이 상하방향으로 각각 관통되며 상기 제1배출노즐부의 하부가 수용되는 위치에서부터 하방으로 소정간격 상호 이격되게 배열되되 상방에 위치되는 상기 제1배출노즐부의 하부 또는 상호 간의 하부가 내부로 수용되게 상호 이격되며 내부를 통과하는 축산분뇨의 유속이 증가되어 상기 기체의 유입을 유도할 수 있도록 상부에서 하부로 갈수록 내경이 각각 감소되는 다수의 기체유입유도노즐이 설치되는 기체유입유도부와;
    상기 기체유입유도부의 하단 가장자리를 따라 하방으로 연장되어 하단이 상기 분뇨저장탱크의 저면에 인접하며, 상기 기체유입유도노즐에서 배출된 상기 축산분뇨와 기체가 하방으로 압축되어 배출되는 상기 압축공간이 형성된 압축분뇨배출부;를 구비하고,
    상기 압축분뇨배출부는 상하방향으로 일정한 내경을 갖는 관 형상으로 형성되며,
    상기 축산분뇨비산유도부재는
    상기 기체유입유도노즐에서 토출되는 상기 축산분뇨가 부딪혀 파쇄될 수 있도록 상기 압축공간 내에서 상기 기체유입유도노즐에 대응되는 하방의 위치되며 상기 압축분뇨배출부의 내경보다 작은 직경을 가져 외주면과 상기 압축분뇨배출부의 내주면 사이로 상기 축산분뇨가 하방으로 배출되는 배출로를 형성하는 파쇄부와, 상기 파쇄부의 외주면에서 상기 압축분뇨배출부의 내주면으로 연장되어 상기 파쇄부의 위치를 고정하는 지지부를 갖는 분뇨파쇄부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 축산분뇨교반장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서 상기 파쇄부는
    상하방향으로 각각 관통형성되어 상기 축산분뇨가 분산 배출되면서 기체와 혼합을 유도하는 다수의 분뇨파쇄공을 구비하는 것을 특징으로 하는 축산분뇨교반장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 파쇄부는
    다수의 상기 분뇨파쇄공들 사이의 상면에 상방으로 돌출되되 상부로 갈수록 직경이 감소되어 상기 축산분뇨의 파쇄를 유도하는 다수의 분뇨파쇄돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 축산분뇨교반장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 압축분뇨배출부는
    하단에 외경이 확장되어 상기 압축공간에서 토출되는 상기 축산분뇨와 상기 기체를 방사상으로 배출유도하여 토출되는 상기 축산분뇨와 기체에 의한 토출압에 의해 상기 분뇨저장탱크에 침전된 상기 축산분뇨의 비산 영역의 확산을 유도하는 비산영역확산유도부를 구비하는 것을 특징으로 하는 축산분뇨교반장치.
  7. 제 1항 또는 제6항에 있어서, 상기 축산분뇨비산유도부재는
    관통된 방향이 상하방향을 향햐도록 상기 압축분뇨배출부의 하단 내주면에 장착되며 상기 압축공간의 하부로 압축이동된 상기 축산분뇨와 기체에 압력이 가중된 후 토출되게 내주면이 상단과 하단에서 중심측으로 갈수록 돌출되게 형성되어 토출압증가유도링을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 축산분뇨교반장치.
  8. 제 1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 압축분뇨배출부의 하단 중심에 대응되는 상기 분뇨저장탱크의 저면에 장착되며 상방으로 갈수록 외경이 감소되어 원뿔형상으로 형성되되 상단과 하단 가장자리를 연결하는 가상선상에 대해 외주면이 중심이 내측에 위치되게 오목하게 형성되어 상기 압축분뇨배출부에서 토출되는 상기 축산분뇨를 측방향으로 유도하는 유도곡면을 갖는 토출방향전환부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 축산분뇨교반장치.
  9. 축산분뇨가 수용되는 분뇨저장탱크와,
    상기 분뇨저장탱크 내에 수용된 축산분뇨를 펌핑하여 축산분뇨를 이송시키는 분뇨공급부와;
    상부에 상기 분뇨공급부에 의해 이송된 고압의 축산분뇨가 유입될 수 있는 분뇨유입공간이 마련되며 상기 분뇨유입공간으로 유입되는 상기 축산분뇨의 유속에 의해 형성되는 부압에 의해 기체가 유입되게 상기 분뇨저장탱크에 대해 상부가 돌출되게 위치되고 일측이 개방되며, 내부로 유입된 상기 축산분뇨와 기체가 하방으로 압축되어 상기 분뇨저장탱크의 저면으로 토출되면서 상기 분뇨저장탱크의 저면에 침전된 상기 축산분뇨가 상기 분뇨저장탱크 내에서 비산될 수 있도록 상기 분뇨저장탱크의 저면에 인접하게 연장되며 내부에 상기 분뇨유입공간과 연통되며 하방으로 개방된 압축공간이 형성된 적어도 하나의 축산분뇨비산유도부재;를 구비하고,
    상기 축산분뇨비산유도부재는
    상기 분뇨유입공간이 마련되며 상기 분뇨유입공간으로 유입된 상기 축산분뇨와 상기 기체가 하방으로 배출될 수 있도록 하면에 하방으로 갈수록 직경이 감소된 제1배출노즐부가 마련된 분뇨유입부와;
    상기 분뇨유입부의 하부 가장자리에서 하방으로 연장되어 상기 제1배출노즐부가 수용되며, 중심 측에 내측이 상하방향으로 각각 관통되며 상기 제1배출노즐부의 하부가 수용되는 위치에서부터 하방으로 소정간격 상호 이격되게 배열되되 상방에 위치되는 상기 제1배출노즐부의 하부 또는 상호 간의 하부가 내부로 수용되게 상호 이격되며 내부를 통과하는 축산분뇨의 유속이 증가되어 상기 기체의 유입을 유도할 수 있도록 상부에서 하부로 갈수록 내경이 각각 감소되는 다수의 기체유입유도노즐이 설치되는 기체유입유도부와;
    상기 기체유입유도부의 하단 가장자리를 따라 하방으로 연장되어 하단이 상기 분뇨저장탱크의 저면에 인접하며, 상기 기체유입유도노즐에서 배출된 상기 축산분뇨와 기체가 하방으로 압축되어 배출되는 상기 압축공간이 형성된 압축분뇨배출부;를 구비하고,
    상기 압축분뇨배출부는
    상하방향으로 일정한 내경을 갖는 관 형상으로 형성되며,
    상기 축산분뇨비산유도부재는
    상기 압축공간 내에서 상기 기체유입유도노즐에 대응되는 하방의 위치되며 상기 압축분뇨배출부의 내경보다 작은 직경을 가져 상기 기체유입유도노즐에서 토출되는 상기 축산분뇨가 부딪혀 파쇄될 수 있도록 하며 외주면과 상기 압축분뇨배출부의 내주면 사이로 상기 축산분뇨가 하방으로 배출되는 배출로를 형성하는 분뇨파쇄부재와, 상기 분뇨파쇄부재의 가장자리에서 상기 기체유입유도부의 하부를 관통하도록 상하방향으로 연장되어 상기 분뇨파쇄부재가 상기 기체유입유도노즐에 대해 인접하거나 멀어지는 방향으로 이동가능하게 지지하는 복수의 가이드바와, 상기 분뇨파쇄부재가 상기 압축공간의 길이방향으로 승강가능하게 상기 기체유입유도부의 내부공간으로 관통된 상기 가이드바의 상단을 탄성지지하는 복수의 탄성부재를 구비하여, 상기 기체유입유도노즐에서 토출되는 축산분뇨를 파쇄하면서 상기 압축공간의 하부로 이동된 축산분뇨와 기체를 상기 분뇨저장탱크 저면 방향으로 펌핑하는 보조펌핑유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 축산분뇨교반장치
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