KR102357182B1 - 축인분을 이용한 친환경 비료제조장치 - Google Patents

축인분을 이용한 친환경 비료제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 축인분을 이용한 친환경 비료제조장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 부자재와 분뇨를 혼합하여 발효가 이루어진 비료원료를 급속건조기를 통해 건조가 이루어질 수 있도록 하되, 급속건조기의 건조방식을 연료를 통해 화력을 발생시키는 버너의 열을 이용하여 비료원료를 빠르고 균일하게 건조가 이루어질 수 있도록 하여, 생산성을 높이고 양질의 비료를 생산할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 분뇨저장조를 통해 공급된 분뇨와 부자재 저장조를 통해 공급된 부자재를 혼합하여 수분조절이 이루어지고 일정기간동안 발효가 이루어지는 발효조와, 상기 발효조에서 발효된 비료원료를 공급받아 고온에서 건조하는 급속건조기와, 상기 급속건조기를 거친 비료의 이물질을 선별하고 고형의 비료형태로 성형하는 성형기;로 이루어지는 비료제조장치에 있어서, 상기 급속건조기는; 회전하면서 비료원료를 건조하는 회전건조장치와, 상기 회전건조장치 내부로 가열공기를 전달해주는 가열공급장치;로 이루어지고, 상기 회전건조장치는; 원통형의 형상으로 이루어지고 수평설치되되, 상부에는 비료원료 공급부가 형성되고, 일측에는 열풍유입부가 개방형성되고, 지지대에 의해 회전가능하게 설치되는 건조본체와, 상기 건조본체의 열풍유입부 반대편에 고정 설치되어 건조본체를 회전시키는 회전모터와, 상기 건조본체의 내주면에는 건조본체가 회전함에 따라 하부의 비료원료가 이동하면서 상부에서 낙하되도록 돌출형성되는 다수의 버킷판;으로 구성되고, 상기 가열공급장치는; 일측에 열풍공급부가 개방형성되어 열풍유입부와 근접하게 설치되는 가열본체와, 상기 가열본체의 내부에는 주입된 연료를 연소시켜 고온의 열을 발생시키는 버너;로 구성되어 버너에 의해 가열된 열이 열풍공급부와 열풍유입부를 거쳐 건조본체 내부로 전달되도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

축인분을 이용한 친환경 비료제조장치{Fertilizer production system using excretion}
본 발명은 축인분을 이용한 친환경 비료제조장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 부자재와 분뇨를 혼합하여 발효가 이루어진 비료원료를 급속건조기를 통해 건조가 이루어질 수 있도록 하되, 급속건조기의 건조방식을 연료를 통해 화력을 발생시키는 버너의 열을 이용하여 비료원료를 빠르고 균일하게 건조가 이루어질 수 있도록 하여, 생산성을 높이고 양질의 비료를 생산할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.
일반적으로 축분[畜糞]과 인분[人糞]은 흔히 배출되는 유기성 폐기물에 해당하는 것으로, 이러한 축,인분은 토양오염 및 수질오염뿐만 아니라 악취로 인한 대기오염을 유발하는 주범이라 할 수 있다. 이러한 오염문제에 대한 적절한 해결책으로는 축,인분을 발효 처리하여 비료화함으로써 농작물의 양분으로 사용되는 방안이 제시되고 있다.
일반적으로 축인분을 이용한 비료제조공정은 분뇨 상태의 축인분과 부자재(볏짚, 톱밥, 왕겨, 패각, 연탄재, 나뭇가지 등)를 혼합하여 수분조절이 이루어진 다음, 발효조에서 장시간의 발효과정을 거치고 건조기에서 고온의 열로 수분을 충분히 제거를 하게 된다. 수분이 제거된 비료원료는 최종적으로 성형기를 통해 고형의 비료 형태로 성형되어 배출이 이루어진다.
기존의 축인분을 이용한 비료제조장치에서 적용되는 건조기의 경우, 스팀을 이용하거나 전기히터와 같은 열원을 이용하여 비료원료에 포함된 수분을 제거하였다. 스팀 방식의 경우 스팀이 제대로 밀폐되지 않을 경우, 오히려 비료원료에 수분이 전달되는 문제점이 있고, 열손실이 크기 때문에 열효율면에서 좋지 못한 단점을 가지고 있다. 그리고 전기히터 방식의 경우, 가열온도가 높지 않기 때문에 빠른 건조가 어렵고, 열이 고르게 전달되지 않아 건조가 균일하지 이루어지지 않는 문제점이 있다.
그러나 이를 감안하여 지나치게 높은 열로 비료원료를 건조하게 될 경우, 비료원료의 미생물 발효의 특성이 사라지게 되어, 고품질의 비료를 생산할 수 없는 문제점이 발생하기 때문에, 적절한 열로 건조가 이루어지면서 열전달이 고르게 이루어질 수 있도록 하여 균일하게 건조되는 것이 최상의 건조방법이라 할 수 있다.
등록특허 제10-1977012호 등록특허 제10-1885051호 등록특허 제10-1276399호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 발효가 완료된 비료원료를 급속건조기를 통해 건조가 이루어지되, 급속건조기의 건조방식을 버너를 통해 발생되는 열원을 이용하여 열풍 및 간접가열을 통해 빠르고 균일하게 건조가 이루어질 수 있도록 하고, 가열원이 비료원료에 직접적으로 접촉되지 않도록 하여 발효특성은 그대로 유지할 수 있도록 함으로써, 비료제조의 생산성을 높이고 양질을 비료를 생산할 수 있는 축인분을 이용한 친환경 비료제조장치를 제공함에 목적을 두고 있다.
본 발명은 분뇨저장조를 통해 공급된 분뇨와 부자재 저장조를 통해 공급된 부자재를 혼합하여 수분조절이 이루어지고 일정기간동안 발효가 이루어지는 발효조와, 상기 발효조에서 발효된 비료원료를 공급받아 고온에서 건조하는 급속건조기와, 상기 급속건조기를 거친 비료의 이물질을 선별하고 고형의 비료형태로 성형하는 성형기;로 이루어지는 비료제조장치에 있어서, 상기 급속건조기는; 회전하면서 비료원료를 건조하는 회전건조장치와, 상기 회전건조장치 내부로 가열공기를 전달해주는 가열공급장치;로 이루어지고, 상기 회전건조장치는; 원통형의 형상으로 이루어지고 수평설치되되, 상부에는 비료원료 공급부가 형성되고, 일측에는 열풍유입부가 개방형성되고, 지지대에 의해 회전가능하게 설치되는 건조본체와, 상기 건조본체의 열풍유입부 반대편에 고정 설치되어 건조본체를 회전시키는 회전모터와, 상기 건조본체의 내주면에는 건조본체가 회전함에 따라 하부의 비료원료가 이동하면서 상부에서 낙하되도록 돌출형성되는 다수의 버킷판;으로 구성되고, 상기 가열공급장치는; 일측에 열풍공급부가 개방형성되어 열풍유입부와 근접하게 설치되는 가열본체와, 상기 가열본체의 내부에는 주입된 연료를 연소시켜 고온의 열을 발생시키는 버너;로 구성되어 버너에 의해 가열된 열이 열풍공급부와 열풍유입부를 거쳐 건조본체 내부로 전달되도록 한 것을 특징으로 한다.
또한 상기 건조본체의 열풍유입부 반대편에는 스팀배출구멍이 형성되어 있어서, 건조과정에서 증발된 수분이 외부로 배출되도록 한 것을 특징으로 한다.
또한 상기 가열본체의 중앙에는 수평으로 가열축봉이 고정설치되되, 상기 가열축봉은 건조본체의 내부까지 삽입되도록 한 길이로 연장되어, 버너에 의해 가열된 가열축봉의 열이 건조본체로 전달되도록 한 것을 특징으로 한다.
또한 상기 가열축봉에는 외측으로 가열판이 더 돌출형성되어, 건조본체 회전시 버킷판에서 낙하되는 비료원료가 가열판에 접촉되면서 건조가 이루어지도록 한 구조로 되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 가열공급장치는 가열본체의 하부에 이동형 지지부가 설치되어, 가열공급장치를 이동시켜 회전건조장치가 서로 분리 또는 결합될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명은 발효가 완료된 비료원료를 급속건조기를 통해 건조가 이루어지되, 급속건조기의 건조방식을 버너를 통해 발생되는 열원을 이용하여 열풍 및 간접가열을 통해 빠르고 균일하게 건조가 이루어질 수 있도록 하고, 가열원이 비료원료에 직접적으로 접촉되지 않도록 하여 발효특성은 그대로 유지할 수 있도록 함으로써, 비료제조의 생산성을 높이고 양질을 비료를 생산할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 축인분을 이용한 친환경 비료제조장치의 전체 구성을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 비료제조장치에서 급속건조기를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 급속건조기를 구성하는 회전건조장치를 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 급속건조기를 구성하는 가열공급장치를 나타낸 도면
도 5는 본 발명에 따른 급속건조기의 내부에서 비료원료의 건조과정을 나타낸 측단면도
도 6은 본 발명에 따른 가열공급장치의 가열축봉 구조를 나타낸 사시도
도 7은 본 발명에 따른 가열공급장치의 이동을 통해 회전건조장치와 분리 또는 결합의 예시를 나타낸 도면
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 발명은 도 1에 도시한 바와 같이 분뇨저장조(100)를 통해 공급된 분뇨와 부자재 저장조(200)를 통해 공급된 부자재를 혼합하여 수분조절이 이루어지고 일정기간동안 발효가 이루어지는 발효조(300)와, 상기 발효조(300)에서 발효된 비료원료를 공급받아 고온에서 건조하는 급속건조기(400)와, 상기 급속건조기(400)를 거친 비료의 이물질을 선별하고 고형의 비료형태로 성형하는 성형기(500);로 이루어지는 비료제조장치에 관한 기술이다.
본 발명의 급속건조기(400)는 발효된 비료원료를 빠르고 효율적으로 건조시키기 위한 구성으로서, 그 구성은 도 2에 도시한 바와 같이 크게 회전건조장치(600)와 가열공급장치(700)로 이루어진다. 즉, 상기 회전건조장치(600)는 회전하면서 실질적으로 비료원료의 건조가 이루어지는 구성이고, 가열공급장치(700)는 회전건조장치(600) 내부로 고온의 가열공기를 전달해주는 구성에 해당된다.
상기 회전건조장치(600)는 원통형의 형상으로 이루어지고 수평설치되되, 상부에는 비료원료 공급부(611)가 형성되고, 일측에는 열풍유입부(612)가 개방형성되고, 지지대(613)에 의해 회전가능하게 설치되는 건조본체(610)와, 상기 건조본체(610)의 열풍유입부(612) 반대편에 고정 설치되어 건조본체(610)를 회전시키는 회전모터(620)와, 상기 건조본체(610)의 내주면에는 건조본체(610)가 회전함에 따라 하부의 비료원료가 이동하면서 상부에서 낙하되도록 돌출형성되는 다수의 버킷판(630);으로 구성된다.
그리고 상기 가열공급장치(700)는 일측에 열풍공급부(711)가 개방형성되어 열풍유입부(612)와 근접하게 설치되는 가열본체(710)와, 상기 가열본체(710)의 내부에는 주입된 연료를 연소시켜 고온의 열을 발생시키는 버너(720);로 구성되어 버너(720)에 의해 가열된 열이 열풍공급부(711)와 열풍유입부(612)를 거쳐 건조본체(610) 내부로 전달되도록 한 것에 특징이 있다.
본 발명의 급속건조기(400)는 연료를 연소하는 과정에서 발생되는 고온의 열이 빠르게 전달되어 기존의 스팀공급 방식이나 전기열선을 이용한 방법에 비해 건조속도를 높이려는 목적을 지니면서, 연소과정에서 발생되는 화력이 비료원료에는 직접적으로 전달되지 않도록 하여, 발효특성은 그대로 유지할 수 있도록 한 목적을 지키고자 한 구성이다.
상기 회전건조장치(600)에 대해 좀 더 설명하자면, 도 3에 도시한 바와 같이 건조본체(610)는 수평으로 설치된 원통형의 형상으로 이루어지고 회전모터(620)에 의해 회전되는 구성이다. 상기 건조본체(610)의 상부에는 비료원료 공급부(611)가 형성되어 발효과정을 거친 비료원료가 투입되어 건조본체(610) 내부에 채워진다. 상기 비료원료 공급부(611)는 개폐가능하게 설치되어 비료원료 투입시에는 개방되어 있는 상태로 투입되고, 건조시에는 닫을 수 있도록 하여 외부로 배출되지 않도록 해야 한다.
그리고 상기 건조본체(610)의 일측에는 완전히 개방된 형태의 열풍유입부(612)가 형성되어 있어서, 가열공급장치(700)의 열이 건조본체(610) 내부로 유입되도록 한다. 또한 상기 건조본체(610)의 열풍유입부(612) 반대편에는 스팀배출구멍(614)이 형성되어 있어서, 건조과정에서 증발된 수분이 외부로 배출되도록 한다.
상기 스팀배출구멍(614)에는 송풍팬(미도시)이 더 설치될 경우, 스팀 배출이 좀 더 효율적으로 이루어질 수 있다.
그리고 상기 건조본체(610)의 내주면에는 도 5에 도시한 바와 같이 둘레를 따라 일정간격을 두고 버킷판(630)이 다수 돌출형성되어 있어서, 건조본체(610) 회전시 버킷판(630)도 함께 회전하면서 아래에 있는 비료원료를 퍼올려서 상부에서 낙하되는 형태로 작동하여, 건조가 고르게 이루어질 수 있도록 한다.
아울러, 상기 가열공급장치(700)에 대해 좀 더 설명하자면, 도 4에 도시한 바와 같이 가열공급장치(700)를 구성하는 가열본체(710)는 일측에 열풍공급부(711)가 형성되어 있다. 따라서, 상기 열풍공급부(711)와 건조본체(610)의 열풍유입부(612)는 서로 마주보는 형태로 근접되게 설치되어 가열공급장치(700)에서 발생하는 열이 외부로 손실되는 것을 최소화하는 것이 좋다.
상기 가열본체(710)의 내부에는 연료를 연소시켜서 고온의 열을 발생시키는 버너(720)가 설치되어 있다. 상기 가열본체(710)에 사용되는 연료는 가스형태 또는 액체형태가 적용될 수 있으며, 필요에 따라 목재와 같은 연료로 적용될 수 있고, 상기 버너(720)에 적용되는 연료의 형태는 한정하지 않도록 한다.
그리고, 상기 가열본체(710)의 중앙에는 수평으로 가열축봉(730)이 고정설치되되, 상기 가열축봉(730)은 건조본체(610)의 내부까지 삽입되도록 한 길이로 연장되어, 버너(720)에 의해 가열된 가열축봉(730)의 열이 건조본체(610)로 전달되도록 한 것을 특징이 있다.
상기 가열축봉(730)은 가열본체(710)에 설치되는 것으로서, 길게 연장되어 건조본체(610)의 내부 끝까지 삽입되어 가열축봉(730)을 통해 전달되는 열이 건조본체(610) 전체에 적용되는 것이 바람직하다.
상기 가열축봉(730)의 한쪽 부분은 버너(720)와 근접되게 설치되어 버너(720)의 화력이 직접적으로 전달되는 것으로서, 가열축봉(730)에 의해 가열본체(710) 내부로 간접적인 열전달을 통해 열에너지 전달효과를 극대화할 수 있는 것이다.
그리고 상기 가열축봉(730)의 끝 부분이 끼워질 수 있도록 건조본체(610)의 내부에 홀더(640)가 설치되는 것이 바람직하다. 상기 홀더(640)는 건조본체(610)에 공회전되게 설치되어 건조본체(610)가 회전하더라도 가열축봉(730)에 회전력이 전달되지 않도록 한다.
상기 홀더(640)에 가열축봉(730)의 끝 부분이 지지되기 때문에, 회전건조장치(600)와 가열공급장치(700)의 안정적인 결합이 이루어질 수 있도록 하면서, 하중에 의해 가열축봉(730)이 아래로 쳐지는 것을 방지해줄 수 있는 것이다.
아울러, 상기 가열축봉(730)에는 도 5 내지 6에 도시한 바와 같이 외측으로 가열판(731)이 더 돌출형성되어, 건조본체(610) 회전시 버킷판(630)에서 낙하되는 비료원료가 가열판(731)에 접촉되면서 건조가 이루어지도록 한 구조로 되어 있다.
상기 가열축봉(730)은 앞서 설명한 바와 같이 버너(720)의 열을 간접적으로 전달해주는 구성이기 때문에, 가열축봉(730)에 가열판(731)을 더 형성하여 도 5에 도시한 바와 같이 버킷판(630)에서 낙하되는 비료원료가 고온으로 달궈진 가열판(731)에 접촉되면서 건조효과를 높이게 되는 것이다. 상기 가열판(731)은 열전달 효과를 높이는 것뿐만 아니라 낙하되는 비료원료를 넓게 퍼트리는 작용과, 낙하시간을 늘려서 건조가 균일하고 효율적으로 이루어지도록 하는 구성이다.
상기 가열판(731)은 구체적으로 가열축봉(730)으로부터 상부방향으로 경사지게 돌출된 상향돌출판(731a)과, 하부방향으로 경사지게 돌출된 하향돌출판(731b)으로 구성될 수 있다. 그리고 상향돌출판(731a)의 안쪽에는 낙하슬릿(731a')이 형성되어 있어서, 도 5에 도시한 바와 같이 상향돌출판(731a)에 낙하된 비료원료는 경사면을 타고 내려오다가 낙하슬릿(731a')에서 수직으로 낙하하게 되고, 낙하된 비료원료는 다시 하향돌출판(731b)의 경사면을 따라 낙하하게 된다.
아울러, 상기 상향돌출판(731a)은 한곳에 설치되는 것보다 도면에 도시한 바와 같이 비료원료가 낙하되는 위치에 따라 다른 각도로 복수 형성되어, 비료원료가 낙하되는 지점이 달라도 상향돌출판(731a) 위에 안정적으로 떨어지도록 한다. 그리고 상향돌출판(731a)이 복수로 설치될 경우 낙하되는 비료원료가 각각 분배될 수 있기 때문에, 건조효율을 높일 수 있다.
그리고 본 발명의 가열공급장치(700)는 도 7에 도시한 바와 같이 가열본체(710)의 하부에 이동형 지지부(740)가 설치되어, 가열공급장치(700)를 이동시켜 회전건조장치(600)가 서로 분리 또는 결합될 수 있도록 한다. 상기 가열공급장치(700)를 회전건조장치(600)로부터 분리함으로써, 회전건조장치(600) 내부에서 건조가 완료된 비료를 용이하게 꺼내어 배출시킬 수 있고, 회전건조장치(600)와 가열공급장치(700)의 정비 편의성을 높일 수 있다.
이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
100 : 분뇨저장조 200 : 부자재 저장조
300 : 발효조 400 : 급속건조기
500 : 성형기 600 : 회전건조장치
610 : 건조본체 611 : 비료원료 공급부
612 : 열풍유입부 613 : 지지대
614 : 스팀배출구멍 620 : 회전모터
630 : 버킷판 640 : 홀더
700 : 가열공급장치 710 : 가열본체
711 : 열풍공급부 720 : 버너
730 : 가열축봉 731 : 가열판
731a : 상향돌출판 731a' : 낙하슬릿
731b : 하향돌출판 740 : 이동형 지지부

Claims (5)

  1. 분뇨저장조(100)를 통해 공급된 분뇨와 부자재 저장조(200)를 통해 공급된 부자재를 혼합하여 수분조절이 이루어지고 일정기간동안 발효가 이루어지는 발효조(300)와, 상기 발효조(300)에서 발효된 비료원료를 공급받아 고온에서 건조하는 급속건조기(400)와, 상기 급속건조기(400)를 거친 비료의 이물질을 선별하고 고형의 비료형태로 성형하는 성형기(500);로 이루어지는 비료제조장치에 있어서,
    상기 급속건조기(400)는; 회전하면서 비료원료를 건조하는 회전건조장치(600)와, 상기 회전건조장치(600) 내부로 가열공기를 전달해주는 가열공급장치(700);로 이루어지고,
    상기 회전건조장치(600)는;
    원통형의 형상으로 이루어지고 수평설치되되, 상부에는 비료원료 공급부(611)가 형성되고, 일측에는 열풍유입부(612)가 개방형성되고, 지지대(613)에 의해 회전가능하게 설치되는 건조본체(610)와, 상기 건조본체(610)의 열풍유입부(612) 반대편에 고정 설치되어 건조본체(610)를 회전시키는 회전모터(620)와,
    상기 건조본체(610)의 내주면에는 건조본체(610)가 회전함에 따라 하부의 비료원료가 이동하면서 상부에서 낙하되도록 돌출형성되는 다수의 버킷판(630);으로 구성되고,
    상기 가열공급장치(700)는;
    일측에 열풍공급부(711)가 개방형성되어 열풍유입부(612)와 근접하게 설치되는 가열본체(710)와, 상기 가열본체(710)의 내부에는 주입된 연료를 연소시켜 고온의 열을 발생시키는 버너(720);로 구성되어 버너(720)에 의해 가열된 열이 열풍공급부(711)와 열풍유입부(612)를 거쳐 건조본체(610) 내부로 전달되도록 하고,
    상기 가열본체(710)의 중앙에는 수평으로 가열축봉(730)이 고정설치되되, 상기 가열축봉(730)은 건조본체(610)의 내부까지 삽입되도록 한 길이로 연장되어, 버너(720)에 의해 가열된 가열축봉(730)의 열이 건조본체(610)로 전달되도록 하며,
    상기 가열축봉(730)에는 외측으로 가열판(731)이 더 돌출형성되어, 건조본체(610) 회전시 버킷판(630)에서 낙하되는 비료원료가 가열판(731)에 접촉되면서 건조가 이루어지도록 하되,
    상기 가열판(731)은 가열축봉(730)으로부터 상부방향으로 경사지게 돌출된 상향돌출판(731a)과, 하부방향으로 경사지게 돌출된 하향돌출판(731b)으로 구성되고, 상기 상향돌출판(731a)의 안쪽에는 낙하슬릿(731a')이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 축인분을 이용한 친환경 비료제조장치
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 건조본체(610)의 열풍유입부(612) 반대편에는 스팀배출구멍(614)이 형성되어 있어서, 건조과정에서 증발된 수분이 외부로 배출되도록 한 것을 특징으로 하는 축인분을 이용한 친환경 비료제조장치
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 가열공급장치(700)는 가열본체(710)의 하부에 이동형 지지부(740)가 설치되어, 가열공급장치(700)를 이동시켜 회전건조장치(600)가 서로 분리 또는 결합될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 축인분을 이용한 친환경 비료제조장치



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KR101977012B1 (ko) 2019-03-26 2019-05-09 이상규 축인분을 이용한 유기질 복합 비료제조장치

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