KR102091975B1 - 축산분뇨 발효 건조장치 - Google Patents

Abstract

중력을 받아 아래로 계속해서 떨어지도록 축산분뇨와 건조재를 혼합·분쇄하면서 열기로 건조하면서 1차 발효 건조하고, 이어 교반과 열기로 다시 2차로 발효 건조하므로, 축산분뇨와 건조재가 아래로 이동하면서 계속해서 발효 건조가 이루어지게 하여 지속해서 발효 건조할 수 있다. 특히, 혼합·분쇄한 축산분뇨와 건조재를 교반할 때 서로 다른 높이에서 교반 작용이 이루어지게 구성하므로, 교반한 축산분뇨와 건조재의 하중을 분산하여 쉽고도 교반 효과를 높여 발효 건조 효과를 더욱 높일 수 있다. 또한, 발효 건조하는 동안 발생한 증기를 집진기로 포집하고, 포집한 증기 대부분을 다시 건조장치로 재순환하여 다시 한 번 집진기로 포집할 수 있게 구성하므로, 축산분뇨에서 문제가 되는 악취 제거와 병균 발생을 억제할 수 있다.

Description

축산분뇨 발효 건조장치{APPARATUS FOR DRYING AND FERMENTING LIVESTOCK EXCRETIONS}

본 발명은 축산분뇨 발효 건조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 축산분뇨와 건조제를 교반 날개로 혼합·분쇄하면서 열기를 불어넣어 1차로 발효·건조한 다음, 열기를 분사하는 분위기 속에서 다시 교반 날개를 통해 하중을 분산하면서 2차로 발효·건조면서 외부로 배출할 수 있게 구성하되, 이때 발생한 증기를 집진기로 집진하여 다시 발효·건조과정을 거치게 구성하므로, 악취와 별균 발생을 억제하면서도 발효 건조 과정을 연속해서 진행할 수 있게 한 것이다.

일반적으로 축산분뇨는 축산물의 수요가 늘어나면서 사육하는 가축 수가 늘어남에 따라 축산분뇨의 양도 그만큼 더 늘어나고 있다. 이러한 축산분뇨는 각종 유기물과 질소나 인산 그리고 칼슘과 같은 비료 성분이 많아 거름으로 사용하기도 하나, 축산분뇨를 거름으로 만드는데 긴 시간과 높은 비용 그리고 냄새 등으로 어려움이 많다. 이에, 아래의 (특허문헌 1) 내지 (특허문헌 3)과 같이, 축산분뇨를 건조하여 거름으로 만드는 다양한 기술이 개발되어 있다.

(특허문헌 1) 한국등록특허 제10-1553440호

마이크로파를 발생시키는 마그네트론을 구비하는 마이크로웨이브 장비; 상기 마이크로웨이브 장비의 마그네트론에서 발생시킨 마이크로파가 도파관을 통해 이동하며, 상기 도파관을 통해 이동된 마이크로파에 의해 발열을 유도하는 발열부; 상기 마이크로웨이브 장비 및 상기 발열부의 하부에 위치하며, 가축의 분뇨가 저장되는 분뇨통; 상기 발열부에서 생성한 열 또는 열풍을 유도하는 유입로; 일단은 상기 유입로와 연결되고 타단은 상기 분뇨통과 연결되며, 상기 분뇨통을 감싸면서 상기 발열부에서 생성한 열 또는 열풍을 상기 분뇨통으로 전달하는 감긴 배관; 상기 감긴 배관을 통해 전달된 열 또는 열풍에 의해 상기 분뇨통에서 가축의 분뇨가 건조되면서 발생하는 악취와 수분이 함유된 내부공기가 배관을 통해 공급되는 디미스터(Demister); 및 상기 디미스터의 상부에 위치하며, 상기 디미스터에서 수분이 제거된 내부공기를 상기 발열부로 순환시키는 순환 팬을 포함하되, 상기 발열부는 석영관과, 상기 석영관 내에 구비되는 발열체롤 포함하며, 상기 발열체는 탄화규소(SiC) 또는 활성탄(Active Carbon)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가축분뇨 건조 장치를 제공한다. 따라서, 고가의 석유를 사용하지 않고 마이크로파 조사에 의한 유전가열을 열원으로 이용하여 가축의 분뇨를 건조시킬 수 있어 비용 절감 및 에너지를 절약할 수 있고, 가축의 분뇨가 저장되는 분뇨통을 이중으로 가열함으로써 가축분뇨의 건조 효율을 향상시킬 수 있으며, 건조 시 발생되는 악취를 발열부로 순환하여 산화 분해시킴으로 인하여 건조와 악취제거를 동시에 수행할 수 있다.

(특허문헌 2) 한국등록특허 제10-1661282호

축분 건조장치에 관한 것으로, 축분이 투입되는 호퍼, 상기 호퍼의 하측으로 형성되며 내측으로 축분을 교반하면서 이동시키는 이동 스크루가 형성되며 열매체가 흐르는 전열부가 형성되는 거치대, 상기 거치대의 일측의 하측으로 형성되며 내측으로 이동 스크루에 의해 이송된 축분이 파쇄되는 파쇄기가 형성되는 케이스, 상기 거치대에 형성된 이동 스크루와 케이스에 형성된 파쇄기를 구동하는 동력부로 구성된 건조기; 상기 건조기에서 건조되고 파쇄된 축분을 일정한 양으로 공급하는 정량 공급부; 상기 건조기로 동력을 공급하면서 제어하는 제어동력부; 상기 건조기, 제어동력부가 설치되며 배기장치가 형성되는 외부하우징;으로 이루어진 축분 건조장치에서 상기 이동 스크루의 축 내부에 형성되어 열매체가 흘러 열매체에서 전달된 열이 스크루 날개를 가열하도록 하고 가열된 스크루 날개는 축분을 교반하고 이동시키면서 동시에 축분을 가열하는 축분 건조장치에 관한 것이다. 건조기에 형성되어 열매체가 흐르는 거치대의 전열부를 통해 거치대의 내부로 투입되는 수분이 많이 포함된 축분이 이동스크류를 통해 이동하게 될 때 원활하게 건조되어 축분의 건조효율이 우수하게 되는 장점이 있다.

(특허문헌 3) 한국공개특허 제10-2019-0024437호

액화가스의 기화 냉열을 이용한 축산분뇨 및 음식물 쓰레기 등의 동결건조 처리 방법에 관한 것으로써, 액화가스의 기화 폐냉열을 이용함으로써 효율적인 에너지 재활용 방법을 제공하고, 버려지는 유기폐기물 및 축산분뇨 자원을 악취제거 및 침출수를 정화하여 다시 활용할 수 있는 방법을 제공하는데 의의가 있다.

하지만, 기존의 축분 건조장치는 다음과 같은 문제가 있다.

(1) 한 번에 건조장치로 건조할 수 있는 축산분뇨의 양이 정해지므로, 축산분뇨를 처리할 수 있는 용량에 한계가 있다.

(2) 특히, 건조장치로 축산분뇨를 건조한 다음 다시 새로운 축산분뇨를 투입하여 건조할 때, 새로 투입한 축산분뇨를 건조할 수 있는 건조 분위기를 조성하는 데 긴 시간이 필요하다.

(3) 이에, 건조한 축산분뇨를 건조장치에서 밖으로 배출하고 다시 건조할 축산분뇨를 건조장치에 공급하는 과정이 복잡할 뿐만 아니라 이를 전자동화하는 데도 어려움이 있다.

(4) 건조하지 못한 축산분뇨는 건조장치 주변에 따로 모아서 보관해야 하므로, 보관 장소가 필요할 뿐만 아니라 축산분뇨에서 발생한 냄새 등으로 불쾌한 주변 환경을 조성한다.

(5) 특히, 축산분뇨에서 발생한 악취와 병균 발생 등으로 주변 민가 등에서 민원 제기가 많이 발생한다.

한국등록특허 제10-1553440호 (등록일: 2015.09.09) 한국등록특허 제10-1661282호 (등록일: 2016.09.23) 한국공개특허 제10-2019-0024437호 (공개일: 2019.03.08)

본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로, 중력을 받아 아래로 계속해서 떨어지도록 축산분뇨와 건조재를 공급하고, 이들을 혼합·분쇄하면서 열기로 건조하면서 1차로 발효 건조한 다음, 교반하면서 열기로 공급하여 다시 2차로 발효 건조가 이루어지게 구성하므로, 축산분뇨와 건조재가 중력을 받아 아래로 이동하면서 계속해서 발효 건조가 이루어지게 하여 건조장치를 멈추지 않고 지속해서 발효 건조할 수 있게 한 축산분뇨 발효 건조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 혼합·분쇄한 축산분뇨와 건조재를 교반할 때 서로 다른 높이에서 교반 날개가 회전하면서 교반 작용이 이루어지게 구성하므로, 교반한 축산분뇨와 건조재의 하중을 분산하여 쉽고도 편리하게 교반 효과를 높여 발효 건조 효과를 더욱 높일 수 있게 한 축산분뇨 발효 건조장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 발효 건조하는 동안 발생한 증기를 집진기로 포집하고, 포집한 증기 대부분을 다시 건조장치로 재순환하여 다시 한 번 집진기로 포집할 수 있게 구성하므로, 축산분뇨에서 문제가 되는 악취 제거와 병균 발생을 억제할 수 있게 한 축산분뇨 발효 건조장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 축산분뇨 발효 건조장치는, 중력 방향으로 축산분뇨가 이동할 수 있도록 구성하되, 위에서부터 제1 내지 제3공간(110, 120, 130)으로 구획한 본체(100); 상기 제1공간(110) 상부를 통해 그 내부에 축산분뇨를 공급하는 제1 컨베이어(200');
상기 제1공간(110) 상부를 통해 그 내부에 건조재를 공급하는 제2 컨베이어(200"); 여러 개의 제1교반 날개(310)를 갖춰서 공급받은 건조재와 축산분뇨를 혼합하고 분쇄하며, 외부에는 중공인 내부와 연결한 여러 개의 제1 노즐(320)을 갖추고 중력 방향에 대해 수평으로 나란하게 위치하도록 상기 제1공간(110)에 설치한 적어도 두 개의 제1교반 축(300); 상기 제1공간(110)과 제2공간(120)을 구획하여 상기 혼합·분쇄한 건조재와 축산분뇨를 낙하하게 하고, 중공으로 이루어진 외부에는 상기 제2 공간(120)을 향해 분사할 수 있게 여러 개의 제2 노즐(410)을 갖춘 중간 프레임(400); 중공으로 이루어져서 상기 중간 프레임(400)과 상기 제2공간(120)의 바닥 사이에 장착하고, 상기 제3공간(130)으로 돌출한 끝에는 액추에이터(510) 구동으로 회전할 수 있게 장착한 제2교반 축(500); 상기 제2교반 축(500)에 소정의 간격을 두고 서로 엇갈리게 설치하여 일체로 회전하게 설치한 적어도 두 개의 제2교반 날개(500'); 상기 제2교반 축(500)의 하부에 일체로 회전할 수 있도록 설치하되, 적어도 두 개가 같은 간격을 두고 설치한 제3교반 날개(500"); 상기 제2공간(120)의 바닥에서 제3공간(130)으로 떨어지는 건조한 축산분뇨를 외부로 배출하는 제3 컨베이어(600); 상기 제3공간(130)에 설치하여 열기를 생성하고, 생성한 열기를 상기 제1 노즐(320), 제2 노즐(410), 그리고 상기 제3교반 날개(500")에 공급하는 가열장치(700); 및 상기 본체(100) 상부에 장착하여 제1공간(110)에 연결하여 증기를 집진하고, 집진한 증기를 상기 가열장치(700)로 재순환하면서 일부를 외부로 배출하는 집진기(800);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 제2 컨베이어(200")는, 바닥에 설치한 건조재 탱크에서 건조재를 본체(100) 상부로 이송하는 스크루 컨베이어인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1교반 날개(310)는, 상기 제1교반 축(300)의 길이 중간을 기준으로 양쪽이 대칭되게 서로 반대로 배치한 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 제2교반 날개(500')와 제3교반 날개(500")는, 같은 개수로 구성하되, 상기 제2교반 축(500)의 길이 방향을 기준으로 투영했을 때 제3교반 날개(500")가 제2교반 날개(500')에 하나씩 대응하여 중첩하게 구성한 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제3교반 날개(500")는, 상기 가열장치(700)에 연결하여 열기를 공급받는 어댑터(520); 상기 어댑터(520)에 한쪽을 고정하여 제1통로(531)를 통해 열기를 공급받고, 여러 개의 제2 통로(532)를 통해 열기를 아랫면으로 이송하게 하는 교반 날(530); 상기 교반 날(530)의 윗면을 마감하여 상기 어댑터(520)에서 공급받은 열기가 교반 날(530) 밖으로 빠져나가지 않게 마감하는 마감판(540); 및 상기 교반 날(530)의 아랫면에 장착하여 열기의 흐름을 유도하는 가이드(550);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 액추에이터(510)는, 인버터 구동 모터인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 축산분뇨 발효 건조장치는 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 축산분뇨와 건조재를 계속 공급하면서 발효 건조가 지속적으로 이루어지게 되므로, 발효 건조 과정을 멈추지 않고 축산분뇨를 고체연료화할 수 있다.

(2) 이에, 발효 건조하지 못한 축산분뇨를 보관할 별도의 공간을 마련하지 않아도 되므로 공간활용도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 보관 중인 축산분뇨 등에서 풍기는 악취와 병균 발생 등에서 자유롭다.

(3) 또한, 축산분뇨를 별도로 보관하는데 필요한 보관비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 계속해서 발효 건조가 이루어지므로 발효 건조 시간을 현저하게 줄일 수 있다.

(4) 한편, 축산분뇨와 건조재를 계속 공급하면서 발효 건조가 이루어지므로, 축사 사무실과 같이 원거리에서도 축산분뇨 발효 건조기를 제어할 수 있어 자동화하여 원거리 제어가 가능하다.

(5) 발효 건조하는 과정에서 발생한 악취와 분진은 집진기로 걸러 제거하고, 특히 집진기를 통과한 증기를 다시 한 번 발효 건조장치를 거쳐서 외부로 배출할 수 있게 구성하므로, 대기 오염을 줄일 수 있다.

(6) 가열장치로 생성한 열기를 노즐과 교반 날개를 통해 발효 건조장치 내부로 분사하여 축사분뇨를 발효 건조할 수 있게 구성하므로, 발효 조건에 맞추면서도 건조 효과를 더욱 높일 수 있다.

(7) 교반 날개를 회전시켜주는 축을 인덕터 모터로 회전하게 구성하므로, 원하는 속도 등으로 제어할 수 있어 공급한 축사분뇨와 건조재의 양에 맞게 회전수와 속도를 제어하여 최적의 발효 건조 조건으로 제어할 수 있다.

(8) 컨베이어 방식으로 축산분뇨와 건조재를 발효 건조장치에 공급하고, 발효 건조장치 하부에 건조한 퇴비를 배출할 수 있도록 컨베이어를 갖춤으로써, 투입과 건조 후 배출을 자동화할 수 있어 발효 건조 과정 전체를 자동화할 수 있다.

[도 1]은 본 발명에 따른 축산분뇨 발효 건조장치의 전체 구성을 보여주는 사시도이다.
[도 2]는 본 발명에 따른 축산분뇨 발효 건조장치의 내부 구성 전체를 보여주려고 본체 일부를 투명하게 표시한 사시도이다.
[도 3]은 본 발명에 따른 축산분뇨 발효 건조장치의 내부 구성을 보여주기 위한 정면도이다.
[도 4]는 본 발명에 따른 축산분뇨 발효 건조장치의 내부 구성을 보여주기 위한 측면도이다.
[도 5]는 본 발명에 따른 제1교반 축의 구성을 보여주는 도면으로, (a)는 사시도이고, (b)는 정면도이다.
[도 6]은 본 발명에 따른 제2교반 축에 제2 및 제3교반 날개를 장착한 상태를 보여주는 사시도이다.
[도 7]은 본 발명에 따른 제2교반 축에 제2 및 제3교반 날개를 장착한 상태를 보여주려고 분해한 사시도이다.
[도 8]은 본 발명에 따른 제3교반 날개의 내부 구성을 보여주려고 일부를 분해한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 한가지 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

[구성]

본 발명에 따른 축산분뇨 발효 건조장치는, [도 1] 내지 [도 8]과 같이, 본체(100), 제1 컨베이어(200'), 제2 컨베이어(200"), 제1교반 축(300), 중간 프레임(400), 제2교반 축(500), 제2교반 날개(500'), 제3교반 날개(500"), 제3 컨베이어(600), 가열장치(700), 그리고 집진기(800)를 포함한다.

특히, 상기 제1 컨베이어(200')와 제2 컨베이어(200")로 이송한 축산분뇨와 건조재를 제1교반 축(300)에 장착한 제1교반 날개(310)로 혼합 분쇄하면서 열기를 불어넣어 1차로 발효 건조가 이루어지게 하고, 축산분뇨의 하중을 분산하면서 상기 제2교반 축(500)에 장착한 제2교반 날개(500')와 제3교반 날개(500")로 열기를 공급하는 분위기에서 축산분뇨를 2차로 발효 건조할 수 있게 구성하므로, 발효 건조 과정을 멈추지 않고 지속적으로 발효 건조할 수 있게 한 것이다.

또한, 상기 제1교반 축(300)은 중력 방향에 대해 교차하게 설치하되, 수평으로 적어도 두 개를 구성하고 열기를 분사할 수 있게 구성하므로, 제1교반 축(300) 위에 공급한 축산분뇨와 건조재의 혼합과 분쇄 과정을 거치면서 축산분뇨와 건조재가 열기에 노출되는 시간을 늘려 발효 건조 효과를 높일 수 있게 한 것이다.

그리고 상기 제2교반 날개(500')는 중력방향으로 장착한 제2교반 축(500)의 길이 방향을 따라 높이 차이를 두고 배치하여 구성하므로, 상하로 쌓이는 축사분뇨를 분할하면서 교반하여 하중 분산 효과를 거치면서 중간 프레임(400)에서 분사하는 열기를 통해 발효 건조 효과를 높일 수 있게 한 것이다.

마지막으로 상기 제3교반 날개(500")는 열기를 분사하면서 교반할 수 있게 구성하므로, 발효 건조가 이루어지는 본체(100) 안에서 발효 건조 효과를 더욱 높일 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 관해 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 건조재는 축산분뇨에 혼합하여 발효와 건조에 사용하는 것으로, 통상적으로는 톱밥을 주로 사용한다.

가. 본체

본체(100)는, [도 1] 내지 [도 4]와 같이, 상부에서 축산분뇨와 건조재를 공급받아 중력을 이용하여 아래로 내려갈 수 있게 구성한다. 이때, 상기 본체(100)는 이처럼 상하로 유동하는 공간을 위에서부터 제1 내지 제3공간(110, 120, 130)으로 구획하여 사용한다.

이처럼 이루어진 본체(100)는, [도 2] 내지 [도 4]와 같이, 상기 제1공간(110)에서 축산분뇨와 건조재를 혼합 분쇄하면서 1차로 발효 건조가 이루어지고, 상기 제2공간(120)에서 2차로 발효 건조가 이루어진 다음, 제3공간(130)을 통해 본체(100) 밖으로 배출된다. 그리고 제3공간(130)에는 가열장치(700)와 본 발명에 따른 발효 건조장치의 구동 부분 등을 장착하는 공간으로 활용한다.

나. 제1 컨베이어

제1 컨베이어(200')는, [도 2] 및 [도 3]과 같이, 상술한 본체(100) 상부에 장착하여 축산분뇨를 제1공간(110) 안에 투입할 때 사용한다. 이때, 상기 제1 컨베이어(200')는 제1공간(110) 위에서 중력을 이용하여 축산분뇨가 자연스럽게 제1공간(110) 안으로 유입할 수 있게 구성한다. 이러한 제1 컨베이어(200')는 벨트 형태의 컨베이어를 이용함으로써, 벨트 위에 올려놓은 축산분뇨가 계속해서 제1공간(110) 안으로 투입할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

다. 제2 컨베이어

제2 컨베이어(200")는, [도 2] 및 [도 3]과 같이, 상술한 본체(100)에 건조재를 공급하기 위한 컨베이어이다. 특히, 건조재는 축산분뇨에 혼합하여 발효와 건조가 잘 이루어지게 하기 위한 것으로, 이러한 건조재는 상술한 제1공간(110)을 통해 자연 낙하하게 하여 축산분뇨와 혼합할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2 컨베이어(200")는 건조재를 저장하는 탱크와 제1공간(110) 사이에 이송할 높이 차이가 있을 때는 스크루 컨베이어를 이용하여 원하는 양만큼 쉽게 이송할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

라. 제1교반 축

제1교반 축(300)은, [도 2]·[도 4] 및 [도 5]와 같이, 상술한 제1공간(110)에 적어도 두 개를 장착한다. 이때, 상기 제1교반 축(300)에는 여러 개의 제1교반 날개(310)를 갖춰서 제1공간(110)을 통해 공급받은 축산분뇨와 건조재를 혼합하면서 분쇄할 수 있게 구성한다.

특히, 상기 제1교반 축(300)은, [도 4] 및 [도 5(b)]와 같이, 중력 방향에 대해 수평 방향으로 설치함으로써, 제1교반 날개(310) 위에서 낙하하는 축산분뇨와 건조재를 오랫동안 머물게 하면서 혼합 분쇄하여 제2공간(120)으로 자연 낙하하게 하기 위함이다. 이에, 상기 제1교반 축(300)은 적어도 두 개를 서로 나란하게 배치하여 이처럼 그 위에 축산분뇨와 건조재가 머물게 하면서 혼합 분쇄 효과를 높일 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1교반 날개(310)는, 상기 제1교반 축(300)에 나란하게 여러 개를 장착할 수도 있으나, 바람직하게는 [도 5]와 같이, 제1교반 축(300)의 길이 중심을 기준으로 양쪽이 대칭되게 배치하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 제1교반 날개(310)는 축산분뇨와 건조재를 혼합 분쇄하면서 제1교반 축(300)의 중심으로 몰리면서 제2공간(120) 안으로 투하할 수 있게 제1교반 날개(310) 방향을 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1교반 축(300)은 중공으로 제작하고, 외부에는 [도 4] 및 [도 5]와 같이 여러 개의 제1노즐(320)을 장착하는 것이 바람직하다. 제1노즐(320)은 후술할 가열장치(700)에서 발생한 열기를 제1교반 축(300) 안으로 공급받아 이 제1 노즐(320)을 통해 분사할 수 있게 구성함으로써, 제1공간(110)에서 축산분뇨와 건조재를 혼합 분쇄하는 과정에서도 열기를 가해 발효 건조 효과를 높일 수 있게 하기 위함이다.

이러한 제1교반 축(300)은, 도면에서는 도시하지 않았으나, 통상의 기술로 제작한 모터와 같이 회전시킬 수 있는 액추에이터를 통해 회전량과 회전속도를 조절하게 구성해야 함은 본 발명이 속한 기술분야의 종사자라면 누구든지 쉽게 알 수 있을 것이다.

마. 중간 프레임

중간 프레임(400)은, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 상술한 제1공간(110)과 제2공간(120)을 구획한다. 특히, 상기 중간 프레임(400)은 후술할 제2교반 축(500)이 제2공간(120) 안에서 회전할 수 있도록 지지할 수 있게 구성한다.

또한, 상기 중간 프레임(400)은, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 외부에 여러 개의 제1 노즐(410)을 갖춘다. 상기 제2 노즐(410)은 중간 프레임(400)에서 제2 공간(120)을 향해 열기를 분사할 수 있게 하여 제2공간(120)에서 혼합한 축산분뇨와 건조재의 발효와 건조 효과를 높일 수 있게 한다. 이때, 상기 제2 노즐(410)은 후술할 중공의 제2교반 축(500)을 통해 열기를 공급받고, 이 열기가 중간 프레임(400)을 거쳐 제2 노즐(410)로 공급하게 구성한다.

바. 제2교반 축

제2교반 축(500)은, [도 2] 내지 [도 4]와 같이, 상술한 제2공간(120)에 회전할 수 있게 장착한다. 이때, 상기 제2교반 축(500)은 중력 방향으로 나란하게 장착하되, 한쪽을 상술한 중간 프레임(400)에, 그리고 다른 한쪽을 제2공간(120)과 제3공간(130)을 구획한 바닥에 관통하게 장착하여 회전할 수 있게 설치한다.

특히, 상기 제2교반 축(500)은 중공으로 형성함으로써, 제3공간(130)에 장착하는 후술할 가열장치(700)를 통해 열기를 공급받아 상술한 중간 프레임(400)과 후술할 제3교반 날개(500")로 공급할 수 있게 구성한다.

이러한 제2교반 축(500)은, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 제3공간(130)으로 관통 돌출한 한쪽 끝에는 액추에이터(510)를 장착하여 회전할 수 있게 장착한다. 이러한 액추에이터(510)는 제2교반 축(500)을 회전하게 하는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으나, 인버터 구동 모터를 이용함으로써, 축사분뇨와 건조재량 등을 고려하여 발효 건조하는 시간에 따라 회전 속도를 쉽고 편리하게 조절할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 액추에이터(510)는 벨트나 풀리 또는 체인 등을 통해 제2교반 축(500)을 회전할 수 있게 구성함으로써, 이 제2교반 축(500)에 후술할 가열장치(700)를 쉽게 연결하여 열기를 공급할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

사. 제2교반 날개

제2교반 날개(500')는, [도 2] 내지 [도 4]와 같이, 상술한 제2교반 축(500)에 길이 방향을 따라 소정의 간격을 두고 서로 엇갈리게 적어도 두 개를 설치한다. 도면에서는, 세 개의 제2교반 날개(500')를 장착한 예를 보여준다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 제2교반 날개(500')는, [도 6] 및 [도 7]과 같이, 상기 제2교반 축(500)을 기준으로 길이 방향을 따라 같은 간격으로 제2교반 날개(500')를 배치하되, 상기 제2교반 축(500)을 그 축 중심방향으로 볼 때 이웃한 제2교반 날개(500')가 같은 각도를 이루도록 제2교반 축(500)에 장착하는 것이 바람직하다. 이는, 제2교반 축(500)이 회전할 때 여러 개의 제2교반 날개(500')에 골고루 회전력을 전달할 뿐만 아니라, 여러 개의 제2교반 날개(500')가 제2공간(120)에 쌓인 발효 건조 중인 축산분뇨를 단계적으로 나누면서 교반이 이루어지게 하여 축에 가해지는 부담을 줄이면서도 발효 건조 효과를 높일 수 있게 하기 위함이다.

아. 제3교반 날개

제3교반 날개(500")는, [도 2] 내지 [도 4]와 같이, 상술한 제2교반 축(500)의 하부에 장착한다. 이때, 제3교반 날개(500")는 발효 건조한 축산분뇨를 제2공간(120)의 바닥을 통해 본체(100) 밖으로 배출하기 전에 교반하면서 발효 건조가 이루어지게 한다.

이러한 제3교반 날개(500")는, [도 6] 및 [도 7]과 같이, 적어도 두 개가 일체로 이루어지되, 상술한 제2교반 날개(500')와 같은 개수로 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제3교반 날개(500")는, [도 6] 및 [도 7]과 같이, 상술한 제2교반 축(500)의 축 중심 방향으로 바라볼 때, 상술한 제2교반 날개(500')와 제3교반 날개(500")가 서로 중첩하게 구성하는 것이 바람직하다.

이러한 제3교반 날개(500")는, [도 8]과 같이, 후술할 가열장치(700)에서 제2교반 축(500)으로 공급한 열기를 교반 날개 아래에서 분사하게 하여 발효와 건조 효과를 높일 수 있게 구성한다. 이를 위해, 상기 제3교반 날개(500")는, 어댑터(520), 교반 날(530), 마감판(540), 그리고 가이드(550)를 포함한다.

1. 어댑터

어댑터(520)는, [도 8]과 같이, 상술한 제2교반 축(500)의 하부, 즉 제2공간(120)을 관통하여 제3공간(130)으로 돌출한 부분에 장착한다. 이때, 상기 어댑터(520)는 후술할 가열장치(700)에 연결하여 상기 제2교반 축(500)이 회전할 때 이 가열장치(700)에서 발생한 열기를 중공인 제2교반 축(500)으로 공급할 수 있게 구성하고, 상기 제2교반 축(500)은 상부에 장착한 상술한 중간 프레임(400)을 통해 제1 노즐(410)에, 그리고 이 어댑터(520)를 통해 후술할 교반 날(530)에 열기를 각각 공급하게 한다.

2. 교반 날

교반 날(530)은, [도 8]과 같이, 상술한 어댑터(520)에 상술한 제2교반 날개(500')와 대응하는 위치에 각각 하나씩, 도면에서는 3개를 같은 간격이 되게 배치하여 고정한다.

이때, 상기 교반 날(530)에는, [도 8]과 같이, 제1통로(531)와 제2통로(532)를 형성한다. 여기서, 제1통로(531)는 상술한 제2교반 축(500)과 어댑터(520)의 연결로 가열장치(700)에서 공급받은 열기를 이 교반 날(530) 위로 공급할 수 있게 하는 통로이다. 또한, 상기 제2통로(532)는 교반 날(530) 위에 공급한 열기가 교반 날(530) 아래로 진행 방향이 바뀌게 하여 열기가 아래에서 위로 올라오면서 발효와 건조 효과를 높일 수 있게 하기 위한 통로이다.

3. 마감판

마감판(540)은, [도 8]과 같이, 상술한 교반 날(530)의 상부를 마감하여 상술한 제1통로(531)를 통해 교반 날(530) 위로 공급한 열기가 제2교반 날개(500") 밖으로 빠져나가는 것을 방지하고, 열기가 제2교반 날개(500") 안에 가둬두는 역할과 여러 개의 제2통로(532)로 분배하는 역할을 담당한다.

4. 가이드

가이드(550)는, [도 8]과 같이, 상술한 교반 날(530)의 아랫면에 여러 개를 형성한다. 이때, 상기 가이드(550)는 상술한 제2통로(532)와 대응하는 위치에 각각 하나씩 돌출 형성함으로써, 이 제2통로(532)를 통해 분사하는 열기가 가이드(550)를 통해 제2공간(120) 하부에 골고루 분사하여 발효와 건조 효과를 높일 수 있게 한다.

자. 제3 컨베이어

제3 컨베이어(600)는, [도 4]와 같이, 상술한 제3공간(130)에 장착한다. 이때, 상기 제3 컨베이어(600)는 제2공간(120)의 바닥에 형성한 배출 구멍을 통해 제2공간(120)에서 제3공간(130)으로 자연 낙하하는 발효와 건조를 끝낸 퇴비를 본체(100) 밖으로 배출할 때 사용한다. 이러한 제3 컨베이어(600)는 스크루 컨베이어를 이용함으로써, 상기 제2공간(120)에서 제3공간(130)으로 계속해서 떨어지는 퇴비를 연속해서 본체(100) 밖으로 배출할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

차. 가열 장치

가열장치(700)는, [도 2] 내지 [도 4]와 같이, 상술한 제3공간(130)에 장착한다. 이때, 상기 가열장치(700)는 제1분기 관(710)을 통해 상술한 제1교반 축(300)에 공급하여 이 제1교반 축(300)이 회전할 때 제1 노즐(320)을 통해 열기가 제1공간(110) 내부에 골고루 공급하여 발효와 건조 효과를 높일 수 있게 한다.

또한, 상기 가열장치(700)는, [도 3]과 같이, 중공이면서 회전하는 제2교반 축(500)에 열기를 공급할 수 있게 구성하므로, 이 제2교반 축(500)의 상부를 지지하는 중간 프레임(400)에 장착한 제2 노즐(410), 그리고 제2교반 축(500)의 하부에 장착한 제3교반 날개(500")를 통해 제2공간(120) 내부에 골고루 공급하여 발효와 건조 효과를 높일 수 있게 한다.

하. 집진기

집진기(800)는, [도 2] 내지 [도 8]과 같이, 상술한 제1공간(110)에 연결하여 발효 건조 과정에서 발생한 증기에 포함한 악취나 세균 등을 제거하기 위한 통상의 기술로 제작한 것을 사용한다.

이때, 상기 집진기(800)는, [도 2] 내지 [도 4]와 같이, 순환 관(810)을 갖춰서 집진기(800)에서 나온 증기를 펌프 등을 이용하여 상술한 가열장치(700)를 통해 본체(100) 안으로 재순환할 수 있게 구성함으로써, 오염된 증기가 대기로 방출하는 것을 최소화할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명은 교반 날개를 통해 두 번에 걸쳐 발효와 건조하는 과정에서 각 과정에서 열기를 공급하여 발효와 건조 효과를 더욱 높이면서 발효 건조 과정이 끊이지 않고 지속해서 이루어질 수 있게 된다.

100: 본체
110, 120, 130: 제1, 제2, 제3공간
200', 200", 600: 제1, 제2, 제3 컨베이어
300, 500: 제1, 제2교반 축
310, 500', 500": 제1, 제2, 제3교반 날개
320: 제1 노즐
400: 중간 프레임
410: 제2 노즐
510: 액추에이터
520: 어댑터
530: 교반 날
540: 마감판
550: 가이드
700: 가열장치
800: 집진기

Claims (6)

1. 중력 방향으로 축산분뇨가 이동할 수 있도록 구성하되, 위에서부터 제1 내지 제3공간(110, 120, 130)으로 구획한 본체(100);
   상기 제1공간(110) 상부를 통해 그 내부에 축산분뇨를 공급하는 제1 컨베이어(200');
   상기 제1공간(110) 상부를 통해 그 내부에 건조재를 공급하는 제2 컨베이어(200");
   여러 개의 제1교반 날개(310)를 갖춰서 공급받은 건조재와 축산분뇨를 혼합하고 분쇄하며, 외부에는 중공인 내부와 연결한 여러 개의 제1 노즐(320)을 갖추고 중력 방향에 대해 수평으로 나란하게 위치하도록 상기 제1공간(110)에 설치한 적어도 두 개의 제1교반 축(300);
   상기 제1공간(110)과 제2공간(120)을 구획하여 상기 혼합·분쇄한 건조재와 축산분뇨를 낙하하게 하고, 중공으로 이루어진 외부에는 상기 제2 공간(120)을 향해 분사할 수 있게 여러 개의 제2 노즐(410)을 갖춘 중간 프레임(400);
   중공으로 이루어져서 상기 중간 프레임(400)과 상기 제2공간(120)의 바닥 사이에 장착하고, 상기 제3공간(130)으로 돌출한 끝에는 액추에이터(510) 구동으로 회전할 수 있게 장착한 제2교반 축(500);
   상기 제2교반 축(500)에 소정의 간격을 두고 서로 엇갈리게 설치하여 일체로 회전하게 설치한 적어도 두 개의 제2교반 날개(500');
   상기 제2교반 축(500)의 하부에 일체로 회전할 수 있도록 설치하되, 적어도 두 개가 같은 간격을 두고 설치한 제3교반 날개(500");
   상기 제2공간(120)의 바닥에서 제3공간(130)으로 떨어지는 건조한 축산분뇨를 외부로 배출하는 제3 컨베이어(600);
   상기 제3공간(130)에 설치하여 열기를 생성하고, 생성한 열기를 상기 제1 노즐(320), 제2 노즐(410), 그리고 상기 제3교반 날개(500")에 공급하는 가열장치(700); 및
   상기 본체(100) 상부에 장착하여 제1공간(110)에 연결하여 증기를 집진하고, 집진한 증기를 상기 가열장치(700)로 재순환하면서 일부를 외부로 배출하는 집진기(800);를 포함하는 것을 특징으로 하는 축산분뇨 발효 건조장치.
   
2. 제1항에서,
   상기 제2 컨베이어(200")는,
   바닥에 설치한 건조재 탱크에서 건조재를 본체(100) 상부로 이송하는 스크루 컨베이어인 것을 특징으로 하는 축산분뇨 발효 건조장치.
   
3. 제1항에서,
   상기 제1교반 날개(310)는,
   상기 제1교반 축(300)의 길이 중간을 기준으로 양쪽이 대칭되게 서로 반대로 배치한 것을 특징으로 하는 축산분뇨 발효 건조장치.
   
4. 제1항에서,
   상기 제2교반 날개(500')와 제3교반 날개(500")는,
   같은 개수로 구성하되, 상기 제2교반 축(500)의 길이 방향을 기준으로 투영했을 때 제3교반 날개(500")가 제2교반 날개(500')에 하나씩 대응하여 중첩하게 구성한 것을 특징으로 하는 축산분뇨 발효 건조장치.
   
5. 제1항에서,
   상기 제3교반 날개(500")는,
   상기 가열장치(700)에 연결하여 열기를 공급받는 어댑터(520);
   상기 어댑터(520)에 한쪽을 고정하여 제1통로(531)를 통해 열기를 공급받고, 여러 개의 제2 통로(532)를 통해 열기를 아랫면으로 이송하게 하는 교반 날(530);
   상기 교반 날(530)의 윗면을 마감하여 상기 어댑터(520)에서 공급받은 열기가 교반 날(530) 밖으로 빠져나가지 않게 마감하는 마감판(540); 및
   상기 교반 날(530)의 아랫면에 장착하여 열기의 흐름을 유도하는 가이드(550);를 포함하는 것을 특징으로 하는 축산분뇨 발효 건조장치.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,
   상기 액추에이터(510)는,
   인버터 구동 모터인 것을 특징으로 하는 축산분뇨 발효 건조장치.

Images