KR102162151B1 - 배기열 및 이중 송풍기를 이용한 발효장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기열 및 이중 송풍기를 이용한 발효장치에 관한 것으로, 내부 공간에 수용되는 음식물 쓰레기나 가축 분뇨를 교반시키는 교반기; 상기 교반기의 내부 압력에 따라 복수의 압력을 선택적으로 공급하는 압력부; 및 상기 압력부에서 상기 교반기로 공급되는 압력을 가열시키는 히터부;를 포함한다. 이러한 구성으로, 교반기의 내부 압력에 따라 전력소비가 다른 송풍기를 작동시킴으로써, 교반기의 내부 압력에 따라 필요한 송풍량을 전력소비가 다른 송풍기로 조절하여 전력소비를 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

배기열 및 이중 송풍기를 이용한 발효장치{FERMENTATION APPARATUS USING EXHAUST HEAT AND DOUBLE BLOWER}

본 발명은 배기열 및 이중 송풍기를 이용한 발효장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배기열 및 이중 송풍기를 이용하여 음식물 쓰레기 및 가축 분뇨를 발효시키는 배기열 및 이중 송풍기를 이용한 발효장치에 관한 것이다.

일반적으로 축사에서 대량으로 발생되는 가축 분뇨는 이를 유기발효과정을 거치면 유용한 퇴비나 고형 연료로 재활용할 수 있는 자원이 되는데, 이는 톱밥 등의 수분조절제를 혼합하여 공기를 공급하면서 교반하여 발효시키는 과정을 거친다.

가축 분뇨의 퇴비화는 통상적으로 유기물이 미생물에 의하여 분해되어 안정화되는 과정이다. 그 최종 물질은 환경에 나쁜 영향을 주지 않아야 하고, 토양에 사용할 수 있어야 하며, 저장하기에 충분한 부식토 상태의 물질로 변화시키는 생화학적 공정 또는 고체 폐기물의 유기성분을 인위적인 조건하에서 연속적으로 생물학적 처리를 하는 것이다.

퇴비는 농경지에서 안전하게 작물을 생산하기 위하여 필요 불가결한 농자재로, 질 좋은 퇴비의 사용은 토양의 물리성, 화학성 및 미생물상이 개선되어 작물이 생육하기 좋은 환경을 만든다.

기존의 발효장치는 도 1에 나와 있는 바와 같이 교반기(10) 내에 공기압을 제공하여 교반시키는 것으로, 하나의 송풍기(20)를 통해 공기압을 하나의 압력계만 제공함으로써, 교반 작업이 수행되는 동안 하나의 압력을 제공하므로 전력이 많이 소모되는 문제점이 있다.

대한민국특허청 출원번호 제10-2008-0112051호 대한민국특허청 출원번호 제10-2002-0013414호 대한민국특허청 출원번호 제10-2002-0013422호 대한민국특허청 출원번호 제10-2007-0024670호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 축분이나 음식물 쓰레기를 교반탱크에 넣어 교반 작업을 수행할 때 교반 작업에 소모되는 전력을 절감시키는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배기열 및 이중 송풍기를 이용한 발효장치는 내부 공간에 수용되는 음식물 쓰레기나 가축 분뇨를 교반시키는 교반기; 상기 교반기의 내부 압력에 따라 복수의 압력을 선택적으로 공급하는 압력부; 및 상기 압력부에서 상기 교반기로 공급되는 압력을 가열시키는 히터부;를 포함한다.

또한, 상기 압력부는 제1 송풍기 및 제2 송풍기를 포함하고, 상기 제2 송풍기는 상기 제1 송풍기의 소비전력보다 작은 소비전력을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압력부는 압력센서를 통해 상기 교반기의 내부 압력을 감지하여, 상기 교반기의 내부 압력이 기 설정된 압력값보다 높을 시 상기 제1 송풍기를 작동시키고, 상기 기 설정된 압력값보다 작을 시 상기 제2 송풍기를 작동시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 교반기의 일측에는 외기가 유입되고 상기 압력부를 통해 압력을 공급받는 유입구가 형성되고 타측에는 상기 내부 공간에서 발생되는 가스 및 열기를 배출시키는 배출구가 형성되며, 상기 유입구 및 배출구의 일부가 서로 인접하게 배치되고, 상기 배출구의 배기열을 통해 상기 유입구로 유입되는 외기를 가열시키는 열교환기;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 히터부는 온도센서를 통해 상기 유입구로 유입되는 외기의 온도를 감지하여, 상기 열교환기에 의해 가열된 외기의 온도가 기 설정된 온도보다 높을 시 상기 히터부의 구동을 정지시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 배기열 및 이중 송풍기를 이용한 발효장치에 따르면, 교반기의 내부 압력에 따라 전력소비가 다른 송풍기를 작동시킴으로써, 교반기의 내부 압력에 따라 필요한 송풍량을 전력소비가 다른 송풍기로 조절하여 전력소비를 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 교반기에서 배출되는 배기열을 통해 유입구의 외기를 가열시킴으로써, 유입구의 외기를 가열할 때 사용되는 히터의 전력소비를 절감시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 발효장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배기열 및 이중 송풍기를 이용한 발효장치를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제1 관 및 제2 관의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토출구의 확대도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 배기열 및 이중 송풍기를 이용한 발효장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배기열 및 이중 송풍기를 이용한 발효장치를 나타낸 도면, 도 3 내지 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제1 관 및 제2 관의 확대도, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토출구의 확대도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 배기열 및 이중 송풍기를 이용한 발효장치는 필요 송풍력에 따라 전력소비가 다른 송풍기를 작동시켜 전력소비를 절감하는 것은 물론, 배기열을 통해 외기를 가열하여 히터의 전력소비를 절감할 수 있는 특징이 있다.

이러한 효과를 제공할 수 있는 본 실시예에 따른 배기열 및 이중 송풍기를 이용한 발효장치(100)는 교반기(110), 압력부(120), 히터부(130) 및 열교환기(140)를 포함한다.

상기 교반기(110)는 내부 공간이 형성된 발효조가 구비되고, 상기 발효조 내에 회전 가능하게 지지되어 외부로부터 동력을 전달받아 회동되는 회전축(113)이 결합되며, 상기 회전축(113)에는 상기 발효조의 내부에 수용되는 음식물 쓰레기나 가축 분뇨를 교반시키는 교반익(114)이 결합된다.

여기서, 상기 회전축(113) 및 교반익(114)은 파이프 형태로 형성된다.

상기 교반기(110)의 일측에는 외기가 흡입되어 상기 교반기(110) 내부로 공급되도록 하는 유입구(111)가 결합되고, 타측에는 상기 교반기(110) 내에서 발생되는 가스 및 열기를 배출시키는 배출구(112)가 형성된다.

상기 배출구(112)의 단부에는 집진기(150)가 설치된다.

한편, 상기 유입구(111) 및 배출구(112)는 일부분이 서로 인접하게 배치된다.

상기 압력부(120)는 상기 교반기(110)에 압력을 공급하는 것으로, 상기 유입구(111)의 일측에 형성된다.

상기 압력부(120)는 상기 교반기(110)의 내부 압력에 따라 선택적으로 서로 다른 압력을 공급한다.

구체적으로, 상기 압력부(120)는 인버터 모터를 사용하는 제1 송풍기(120a) 및 제2 송풍기(120b)를 포함한다.

상기 제1 송풍기(120a)는 기 설정된 소비전력을 가지고, 상기 제2 송풍기(120b)는 상기 제1 송풍기(120a)의 소비전력보다 작은 소비전력을 갖는다.

예컨대, 상기 제1 송풍기(120a)는 19kw 소비전력이 사용되고, 1500~3400mmAq의 압력을 공급한다.

상기 제2 송풍기(120b)는 7.5kw 소비전력이 사용되고, 1700~1000mmAq의 압력을 공급한다.

이는, 상기 교반기(110) 내에 필요한 압력에 따라 고압이 필요할 때에는 상기 제1 송풍기(120a)를 작동시키고, 저압이 필요할 때에는 상기 제2 송풍기(120b)를 작동시키기 위함이다.

나아가, 상기 압력부(120)는 압력센서(121) 및 제1 제어부(122)를 포함한다.

상기 압력센서(121)는 상기 교반기(110)의 내부 압력을 감지한다.

상기 제1 제어부(122)는 상기 압력센서(121)로부터 감지된 압력값을 전달받아, 상기 감지된 압력값이 기 설정된 압력값보다 클 경우 상기 제1 송풍기(120a)를 작동시키고, 상기 감지된 압력값이 기 설정된 압력값보다 작을 경우 상기 제2 송풍기(120b)를 작동시킨다.

예컨대, 상기 제1 제어부(122)는 상기 교반기(110)의 내부 압력이 1700mmAq 초과일 경우 상기 제1 송풍기(120a)를 작동시키고, 내부 압력이 그 이하일 경우 상기 제2 송풍기(120b)를 작동시킨다.

상기 히터부(130)는 상기 압력부(120)에서 상기 교반기(110)로 공급되는 압력을 가열시키는 것으로, 상기 유입구(111)의 타측에 형성된다.

상기 히터부(130)는 온도센서(131) 및 제2 제어부(132)를 포함한다.

상기 온도센서(131)는 상기 압력부(120)터에서 상기 교반기(110)로 공급되는 압력의 온도를 감지한다.

상기 제2 제어부(132)는 상기 온도센서(131)를 통해 감지된 온도값을 전달받아, 상기 감지된 온도값이 기 설정된 온도값보다 작을 시 상기 히터부(130)를 작동시키고, 상기 감지된 온도값이 기 설정된 온도값보다 높을 시 상기 히터부(130)의 작동을 정지시킨다.

이러한 구성으로, 상기 히터부(130)를 효율적으로 작동시킴에 따라 상기 히터부(130)의 전력소비를 절감시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

상기 열교환기(140)는 상기 배출구(112)에서 배출되는 배기열을 통해 상기 유입구(111)로 유입되는 외기를 가열시키는 것으로, 상기 유입구(111) 및 배출구(112)가 서로 인접 배치된 위치에 설치된다.

나아가, 상기 열교환기(140) 중앙에는 상기 유입구(111)가 관통 삽입되고, 상기 관통된 유입구(111)의 양측에 상기 배출구(112)가 관통 삽입된다.

이러한 구성으로, 상기 유입구(111)로 유입되는 외기를 가열하여 상기 히터부(130)의 전력소비를 절감시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 상기 유입구(111)는 상기 교반기(110)에 연결되는 단부가 두갈래로 형성된다.

구체적으로, 상기 유입구(111)의 단부가 제1 관(111a) 및 제2 관(111b)으로 분리 형성된다.

상기 제1 관(111a)은 상기 회전축(113)에 연결되고, 상기 제2 관(111b)은 상기 교반익(114)에 연결된다.

이때, 상기 회전축(113)은 길이 방향으로 내부가 관통 형성되고, 관통된 내부가 상기 제1 관(111a)과 연결된다.

상기 교반익(114)은 외주면에 다수의 통공이 형성되어 상기 제2 관(111b)으로부터 공급된 압력 및 열기를 외부로 방출시킨다.

여기서, 상기 발효조의 내부 최하단에는 교반 작업이 완료된 음식물 쓰레기나 가축 분뇨를 토출시키는 토출구(115)가 형성된다.

이때, 상기 회전축(113)은 상기 토출구(115)의 중앙으로 관통 배치되도록 연장 형성된다.

그리고, 상기 유입구(111)는 상기 발효조에서 교반 작업 시 상기 압력부(120) 및 히터부(130)에서 공급되는 압력 및 열기를 상기 제2 관(111b)을 통해 공급하고,

상기 발효조에서 교반 작업이 완료된 음식물 쓰레기나 가축 분뇨를 토출시킬 때에는 상기 제1 관(111a)으로 공급한다.

이는, 상기 발효조에서 교반된 음식물 쓰레기나 가축 분뇨를 토출시킬 때 병목현상 없이 용이하게 토출될 수 있도록 하기 위함이다.

본 발명에 의한 배기열 및 이중 송풍기를 이용한 발효장치에 따르면, 교반기의 내부 압력에 따라 전력소비가 다른 송풍기를 작동시킴으로써, 교반기의 내부 압력에 따라 필요한 송풍량을 전력소비가 다른 송풍기로 조절하여 전력소비를 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 교반기에서 배출되는 배기열을 통해 유입구의 외기를 가열시킴으로써, 유입구의 외기를 가열할 때 사용되는 히터의 전력소비를 절감시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 발효장치 110: 교반기
111: 유입구 111a: 제1 관
111b: 제2 관 112: 배출구
113: 회전축 114: 교반익
115: 토출구 120: 압력부
120a: 제1 송풍기 120b: 제2 송풍기
121: 압력센서 122: 제1 제어부
130: 히터부 131: 온도센서
132: 제2 제어부 140: 열교환기
150: 집진기

Claims (5)

1. 내부 공간에 수용되는 음식물 쓰레기나 가축 분뇨를 교반시키는 교반기;
   상기 교반기의 일측에 연결되고, 상기 교반기의 내부 압력에 따라 복수의 압력을 선택적으로 공급하는 압력부; 및
   상기 압력부의 일측에 설치되고, 상기 압력부에서 상기 교반기로 공급되는 압력을 가열시키는 히터부;를 포함하며,
   상기 압력부는 제1 송풍기 및 제2 송풍기를 포함하고,
   상기 제2 송풍기는 상기 제1 송풍기의 소비전력보다 작은 소비전력을 가지며,
   상기 압력부는 압력센서를 통해 상기 교반기의 내부 압력을 감지하여, 상기 교반기의 내부 압력이 기 설정된 압력값보다 높을 시 상기 제1 송풍기를 작동시키고, 상기 기 설정된 압력값보다 작을 시 상기 제2 송풍기를 작동시키고,
   상기 교반기의 일측에는 외기가 유입되고 상기 압력부를 통해 압력을 공급받는 유입구가 형성되고 타측에는 상기 내부 공간에서 발생되는 가스 및 열기를 배출시키는 배출구가 형성되며,
   상기 유입구 및 배출구의 일부가 서로 인접하게 배치되고,
   상기 배출구의 배기열을 통해 상기 유입구로 유입되는 외기를 가열시키는 열교환기;를 더 포함하며,
   상기 히터부는 온도센서를 통해 상기 유입구로 유입되는 외기의 온도를 감지하여, 상기 열교환기에 의해 가열된 외기의 온도가 기 설정된 온도보다 높을 시 상기 히터부의 구동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 배기열 및 이중 송풍기를 이용한 발효장치.
   
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