KR102541704B1 - 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치의 구동장치 - Google Patents

Abstract

교반축을 바닥에서 이격하여 상부에 메달아 지지한 상태로 회전 구동시킬 수 있도록, 지면에 수직으로 배치되고 내부에 유기성 폐기물 수용 공간을 구비하여 유기성 폐기물을 건조 발효 처리하기 위한 발효탱크, 상기 발효탱크 중심에 상하로 연장되어 회전가능하게 설치되는 교반축, 상기 교반축을 따라 간격을 두고 설치되는 적어도 하나 이상의 교반날개, 상기 발효탱크 하부에 마련되어 상기 교반축을 회전시키기 위한 구동장치를 포함하고, 상기 구동장치는 상기 교반축 하단에 설치되고 발효탱크 하부를 관통하여 외측으로 연장되는 구동샤프트, 상기 발효탱크의 하부 외측면에 설치되어 상기 구동샤프트를 발효탱크에 메달아 지지하기 위한 서스펜션부, 상기 구동샤프트 하단에 설치되는 피동기어, 상기 피동기어에 연결되어 회전력을 인가하는 동력부를 포함하는 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치의 구동장치를 제공한다.

Description

유기성 폐기물 고속 건조 발효장치의 구동장치{DRIVInG APPARATUS FOR FAST DRYING FERMENTATION OF ORGANIC WASTE}

본 개시 내용은 가축 분뇨 등 유기성 폐기물을 고속으로 건조 발효하기 위한 고속 건조 발효장치의 구동장치에 관한 것이다.

예를 들어, 축산농가에서 배출되는 가축 분뇨를 포함한 유기성 폐기물은 자원화시설을 통해 건조 발효하여 퇴비 등으로 재처리될 수 있다.

가축 분뇨 등을 자원화하기 위한 건조 발효장치는 발효탱크와 발효탱크 내부에 구비되는 교반날개를 포함한다. 발효탱크에 수용된 유기성 폐기물은 교반날개에 의해 연속적으로 교반되면서 발효 처리된다.

교반날개는 발효탱크의 중심에 배치된 교반축에 설치되어, 교반축의 회전에 따라 발효냉크 내부를 돌면서 분뇨 등을 교반하게 된다. 발효탱크의 하부에는 교반날개와 연결되어 교반날개를 회전 구동시키기 위한 구동장치가 마련된다.

종래 구동장치는 두 개의 구동실린더를 구비하여, 구동실린더가 신축 구동되면서 교반축을 회전시키는 구조로 되어 있다. 이러한 구조는 편하중에 의해 베어링 등 구동장치 주요 부품의 손상 및 기계적 고장을 유발시키게 된다.

모터의 회전력을 이용하여 교반축을 회전시키는 구조의 경우, 교반력을 높이기 위해서는 고사양의 모터가 필요하여, 설비의 크기나 전력 비용을 증가시키게 된다.

또한, 종래의 구조는 교반축을 설비 바닥에 지지하여 하중을 지탱하는 구조로, 편심 하중에 의한 변이가 크고 교반축에 구동장치를 설치하거나 분해하기 어려운 문제가 있다.

본 과제는 교반축을 바닥에서 이격하여 상부에 메달아 지지한 상태로 회전 구동시킬 수 있도록 된 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치의 구동장치를 제공하는 것이다.

본 과제는 구동장치의 동력부 사양을 낮출 수 있도록 된 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치의 구동장치를 제공하는 것이다.

본 과제는 최소한의 철판만을 사용하여 구동샤프트의 지지력을 확보할 수 있도록 된 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치의 구동장치를 제공하는 것이다.

본 과제는 설치 및 유지 보수가 용이한 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치의 구동장치를 제공하는 것이다.

본 구현예의 발효장치는 지면에 수직으로 배치되고 내부에 유기성 폐기물 수용 공간을 구비하여 유기성 폐기물을 건조 발효 처리하기 위한 발효탱크, 상기 발효탱크에 설치되어 발효탱크로 투입된 분뇨를 교반하기 위한 교반기를 포함할 수 있다.

상기 교반기는 상기 발효탱크 중심에 상하로 연장되어 회전가능하게 설치되는 교반축, 상기 교반축을 따라 간격을 두고 설치되는 적어도 하나 이상의 교반날개, 상기 발효탱크 외측 하부에 마련되어 상기 교반축을 회전시키기 위한 구동장치를 포함할 수 있다.

상기 발효장치는 상기 교반기의 교반날개를 통해 상기 발효탱크 내부로 공기를 공급하기 위한 공기공급부를 더 포함할 수 있다.

상기 구동장치는 상기 교반축 하단에 설치되고 발효탱크 하부를 관통하여 외측으로 연장되는 구동샤프트, 상기 발효탱크의 하부 외측면에 설치되어 상기 구동샤프트를 발효탱크에 메달아 지지하기 위한 서스펜션부, 상기 구동샤프트 하단에 설치되는 피동기어, 상기 피동기어에 연결되어 회전력을 인가하는 동력부를 포함할 수 있다.

상기 동력부는 구동모터, 상기 구동모터에 연결되는 감속기, 상기 감속기의출력축에 설치되는 동력기어, 상기 동력기어와 상기 피동기어를 연결하는 체인을 포함할 수 있다.

상기 서스펜션부는 상기 발효탱크 하부 외측면에 상기 구동샤프트 주위를 감싸도록 설치되는 상부보, 상기 구동샤프트 외주면에 형성된 단차부에 끼워져 설치되어 구동샤프트를 회전가능하게 지지하는 베어링블럭, 상기 상부보 하단에 간격을 두고 설치되고 내측으로 연장되어 상기 베어링블럭의 하단을 받쳐 지지하는 적어도 하나 이상의 지지빔을 포함할 수 있다.

상기 지지빔은 H빔으로 이루어질 수 있다.

상기 상부보는 사각 형태를 이루고, 상기 상부보의 각 변에 적어도 하나 이상의 지지빔이 설치되어 상기 베어링블럭 하단을 고정하는 구조일 수 있다.

상기 구동샤프트는 상기 서스펜션부를 지나 아래로 연장되어 상기 구동샤프트 하단에 설치되는 구동기어가 상기 서스펜션부와 간섭되지 않는 구조일 수 있다.

상기 베어링블럭의 위쪽에서 상기 구동샤프트 외주면에 설치되고 외측으로 연장되는 차단링을 더 포함하여, 상기 발효탱크 하부와 구동샤프트 사이의 실링부에서 새는 유출수가 하부의 베어링블럭으로 흐르는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 본 구현예에 의하면, 교반축 하단에 연결되는 구동장치의 구동샤프트를 기계실 상부에 메달아 설치함으로써, 구동샤프트를 설비 바닥에서 이격시킬 수 있다.

이에, 교반축의 편심 하중에 의한 변이를 줄일 수 있고 내구성을 높일 수 있게 된다.

또한, 교반축에서 구동샤프트의 분해 조립이 쉽고, 설치 및 유지 관리가 용이하다.

사각의 상부보와 복수개의 지지빔을 이용하여 베어링블럭에 걸리는 하중을 효과적으로 지지하여, 구동샤프트를 기계실 상부에 보다 적은 비용으로도 안정적으로 설치할 수 있다. 이에, 설치 비용을 줄이고 경제성을 높일 수 있다.

구동샤프트에 설치되는 피동기어의 설계 자유도를 확보함으로써 피동기어의 직경을 크게 형성할 수 있어, 적은 구동에너지로도 교반축을 회전시킬 수 있게 된다. 이에, 모터의 사양을 낮춰 비용을 줄이고 경제성을 높일 수 있다.

구동샤프트와 발효탱크 사이에서 새나오는 유출수로부터 베어링블럭의 손상을 방지할 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치의 구동장치 구조를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 3과 도 4는 본 실시예에 따른 구동장치의 각 구성부를 도시한 개략적인 도면이다.
도 5는 본 실시예의 지지빔에 의한 하중 지지 구조와 종래의 철판에 의한 하중 지지 구조에 대한 하중 구조 해석을 위한 모델링을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며, 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이하 본 실시예는 유기성 폐기물로 고점도 축산 분뇨, 저점도 축산분뇨, 우분, 낙농분, 계분, 돈분, 음식물류 폐기물이나 하수 폐수 슬러지 등 다양한 유기성 폐기물의 처리에 모두 적용될 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 고속 건조 발효장치의 전체적인 구성을 도시하고 있으며, 도 2 내지 도 4은 구동장치 각 구성부를 나타내고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 고속 건조 발효장치(이하, 발효장치(100)라 한다)는 지면에 수직으로 배치되고 내부에 유기성 폐기물 수용 공간을 구비하여 유기성 폐기물을 건조 발효 처리하기 위한 발효탱크(10), 발효탱크(10)에 설치되어 발효탱크(10)로 투입된 분뇨를 교반하기 위한 교반기(20)를 포함할 수 있다.

발효탱크(10)는 내부가 빈 원통형 단면구조를 이룬다. 본 실시예는 발효탱크(10)가 지면에 수직으로 세워져 설치되는 수직형 구조일 수 있다.

이하 설명에서, 도 1에서 발효탱크(10)를 지면에 수직으로 세운 상태에서 y축 방향을 상하방향 또는 수직방향이라 하며, y축 방향을 따라 위쪽을 상 또는 상부라 하고 아래쪽을 하 또는 하부라 한다.

발효탱크(10) 상부에 유기성 폐기물 투입을 위한 입구(12)가 마련되며, 하부에는 발효 완료된 퇴비를 배출하는 출구(14)가 마련될 수 있다. 또한, 발효탱크(10) 상부에 악취 등의 가스 배출을 위한 배기홀이 마련될 수 있다. 발효탱크(10)의 크기나 구조는 다양하게 변형될 수 있다.

교반기(20)는 발효탱크(10) 중심에 상하로 연장되어 회전가능하게 설치되는 교반축(21), 교반축(21)을 따라 간격을 두고 설치되는 적어도 하나 이상의 교반날개(22), 발효탱크(10) 하부에 마련되어 교반축을 회전시키기 위한 구동장치(60)를 포함할 수 있다.

교반기(20)는 공기공급부(30)를 더 포함하여 교반날개(22)를 통해 발효탱크(10) 내부로 공기를 공급하는 구조일 수 있다. 공기공급부(30)는 교반날개(22)를 통해 공기를 분사하는 구조일 수 있다.

이에, 본 실시예의 발효장치(100)는 발효탱크(10)에 투입된 유기성 폐기물을 교반기(20)로 교반하면서 외부 공기를 공급함으로써, 호기성 미생물의 유기물 분해를 통해 유기성 폐기물을 건조 발효시킬 수 있다.

교반축(21)은 발효탱크(10)의 중심에 배치되어 수직방향을 따라 상하로 연장된다. 교반축(21)을 따라 높이차를 두고 교반날개(22)가 배열 설치될 수 있다. 또한, 원주방향을 따라 각 위치에서 하나 또는 두 개 이상의 교반날개(22)가 교반축(21)의 원주방향을 따라 간격을 두고 배열 설치될 수 있다. 교반날개(22)의 설치 위치나 개수는 다양하게 변형될 수 있다.

구동장치(60)가 작동되면 교반축(21)이 회전되고, 교반축(21)에 설치된 교반날개(22)가 돌면서 발효탱크(10)에 채워진 유기성 폐기물을 휘저어 교반시키다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 구동장치(60)는 교반축(21) 하단에 설치되고 발효탱크(10) 하부를 관통하여 외측으로 연장되는 구동샤프트(62), 발효탱크(10)의 하부 외측면에 설치되어 구동샤프트(62)를 발효탱크(10) 바닥 외측면에 메달아 지지하기 위한 서스펜션부(70), 구동샤프트(62) 하단에 설치되는 피동기어(63), 피동기어(63)에 연결되어 회전력을 인가하는 동력부(80)를 포함할 수 있다.

이에, 교반축(21) 하단에 설치된 구동샤프트(62)를 발효탱크 하부의 바닥면 외측 즉, 구동장치의 기계실 상단에 메달아 설치함으로써, 구동샤프트(62)는 지면에서 이격될 수 있다. 따라서, 교반축(21)이 메달려 지지되는 상태로 교반축(21)의 편심과 변이를 최소화할 수 있게 된다. 또한, 구동샤프트(62)의 분해와 조립 작업을 보다 용이하게 수행할 수 있고, 설치 및 유지 관리가 용이하다.

발효탱크(10)의 하부에는 구동장치(60)를 설치하기 위한 기계실(61)이 마련될 수 있다. 기계실(61)은 발효탱크 하부와 지면 사이에 설치되는 프레임 구조물로, 구동장치를 설치하기 위한 공간으로 이해할 수 있다. 발효탱크(10)의 하부 바닥이 기계실(61)의 상단을 이루게 된다.

동력부(80)는 회전력을 구동샤프트(62)로 인가한다. 본 실시예의 동력부(80)는 구동모터(81), 구동모터(81)에 연결되는 감속기(82), 감속기(82)의 출력축에 설치되는 동력기어(83), 동력기어(83)와 피동기어(63)를 연결하는 체인(84)을 포함할 수 있다.

여기서, 피동기어(63)와 피동기어(83)는 체인(84)과 연결되는 스프로켓휠 구조일 수 있다. 동력 전달은 스프로켓휠과 체인에 의해 이루어지는 구조 외에 예를 들어, 기어 대신 풀리와 벨트로 연결되어 동력을 전달하거나, 체인없이 피동기어와 동력기어가 직접 기어 형태로 맞물려 동력을 전달하는 구조일 수 있다.

동력부(80)는 구동샤프트(62)에서 이격되어 기계실(61) 내부 일측에 배치될 수 있다. 동력부(80)의 설치 위치는 다양하게 변형될 수 있다.

구동샤프트(62)는 축방향으로 연장된 원형 축부재로, 교반축(21)과 축중심이 일치된 상태로 교반축(21) 하단에 연결 설치된다.

예를 들어, 구동샤프트(62) 상단과 교반축(21)의 하단에는 각각 플랜지가 외측으로 돌출 형성될 수 있다. 이에, 구동샤프트(62)의 플랜지와 교반축(21)의 플랜지 사이를 볼트 등으로 체결하여, 교반축에 구동샤프트(62)를 연결 설치할 수 있다.

이에, 필요시 교반축(21)과 구동샤프트(62)를 분리하고 구동샤프트(62)를 위로 들어올려 구동장치(60)을 용이하게 분해 및 조립할 수 있게 된다.

교반축(21) 하단에 연결된 구동샤프트(62)는 발효탱크(10) 하부 바닥을 관통하여 기계실(61) 내부로 연장된다. 발효탱크(10) 하부 바닥과 구동샤프트(62) 사이에는 기밀 유지를 위한 실링부(66)가 설치될 수 있다.

구동샤프트(62)는 하단으로 갈수록 외경이 작아지도록 외주면에 단차 가공되어 단차부(64)를 형성할 수 있다. 단차부(64)에 베어링(74)이 안착되어 구동샤프트(62)를 회전가능하게 지지하게 된다.

또한, 구동샤프트(62)에는 베어링블럭(72) 보호를 위한 차단링(67)이 더 설치될 수 있다. 차단링(67)은 베어링블럭(72) 위쪽에 배치된다. 차단링(67)은 링 형태의 구조로, 구동샤프트(62)에 끼워져 설치된다. 차단링(67)은 구동샤프트(62) 외주면에 설치되고 외측으로 연장된다. 차단링(67)은 베어링블럭(72) 위쪽에서 베어링블럭(72)을 덮어 보호할 수 있게 된다.

따라서, 발효탱크와 구동샤프트(62) 사이의 실링부(66)에서 새는 유출수가 차단링(67)에 의해 막혀 구동샤프트(62) 외주면을 타고 아래로 흐르는 것을 방지할 수 있다. 이에, 유출수가 베어링블럭(72) 내부로 흘러들어가는 것을 막아, 베어링 등의 손상을 방지할 수 있다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 서스펜션부(70)는 기계실(61) 상부에 설치되어 구동샤프트(62) 주위로 배치되는 상부보(71), 구동샤프트(62) 외주면에 형성된 단차부(64)에 끼워져 설치되어 구동샤프트(62)를 회전가능하게 지지하는 베어링블럭(72), 상부보(71) 하단에 설치되고 내측으로 연장되어 베어링블럭(72)을 받쳐 지지하는 지지빔(73)을 포함할 수 있다.

베어링블럭(72)은 예를 들어, 베어링(74)과 베어링(74)을 지지하는 몸체부(75)를 포함할 수 있다. 베어링(74)은 예를 들어 테이퍼롤 구조로, 링 형태를 이루어 구동샤프트(62) 외측에 끼워져 단차부(64)에 설치될 수 있다. 베어링(74)의 내륜은 구동샤프트(62)의 단착부(64)에 접하여 지지되고, 외륜은 몸체부(75)에 접하여 지지된다.

몸체부(75)는 베어링(74)이 끼워질 수 있도록 링 형태를 이루며 내주면에는 베어링(75)의 외륜을 지지하기 위해 안착홈이 형성되며, 외주면은 지지빔(73) 상부로 연장되어 지지빔(73) 위에 걸쳐질 수 있는 구조로 되어 있다. 몸체부(75)는 상부보(71)와 같이 외주부가 사각 형태를 이룰 수 있다. 몸체부(75)는 지지빔(73) 상에 올려져 지지될 수 있는 구조면 사각 형태 외에 원 형태 등 다양하게 변형될 수 있다.

베어링(74)은 내측으로 관통된 구동샤프트(62)의 단차부(64)와 몸체부(75)의 안착홈 사이에 맞물려 몸체부(75)에 대해 구동샤프트(62)를 회전가능하게 지지할 수 있다.

구동샤프트(62)는 베어링블럭(72)에 회전가능하게 지지되며, 베어링블럭(72)은 지지빔(73)을 매개로 상부보(71)에 고정된다. 따라서, 베어링블럭(72)은 발효탱크(10) 하부 외측면에 설치된 상부보(71)와 지지빔(73)에 받쳐 지지됨으로써, 구동샤프트(62)를 회전가능한 상태로 기계실(61) 내에서 상부에 메달아 설치할 수 있다.

베어링블럭(72)는 지지빔(73)에 볼트(78)를 매개로 고정 설치될 수 있다. 베어링블럭의 몸체부(75)는 플랜지와 같이 외측으로 연장되어 지지빔(73) 상에 얹혀 있어, 지지빔(73)과의 사이에 볼트(78)로 체결하여 고정할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 실시예에서, 상부보(71)는 사각 형태를 이루고, 상부보(71)의 각 변에 적어도 하나 이상의 지지빔(73)이 설치되어 베어링블럭(72) 하단을 받쳐 지지하는 구조일 수 있다.

본 실시예에서 상부보(71)는 두 개의 플렌지 사이에 웹이 연결된 H빔으로 이루어질 수 있다. 상부보(71)의 일측 플랜지는 발효탱크(10)에 접합되며, 타측 플랜지에 지지빔(73)이 결합된다.

또한, H빔 구조의 상부보(71)의 강성 보강하기 위해, 플랜지와 플랜지 사이에 보강용 웹플레이트(76)가 더 설치될 수 있다. 웹플레이트(76)는 상부보(71)를 따라 복수개가 간격을 두고 배열 되어 플랜지와 웹에 접합 설치될 수 있다 웹플레이트(76)에 의해 상부보(71)의 강도를 보다 높일 수 있게 된다.

상부보(71)는 베어링블럭(72) 주위로 사각 형태로 배치된다. 그리고, 지지빔(73)은 상부보(71)에서 베어링블럭(72) 쪽으로 연장되어 베어링블럭(72)을 받쳐 지지한다.

본 실시예에서 지지빔(73)은 두 개의 플렌지 사이에 웹이 연결된 H빔으로 이루어질 수 있다. 이에, 적은 개수로도 구동샤프트(62)의 하중을 충분히 지지할 수 있게 된다. 지지빔(73)의 일측 플랜지는 상부보(71)의 하부에 설치된다.

지지빔(73)은 예를 들어, 상부보(71) 하부에 볼트(77)를 매개로 고정 설치될 수 있다. 지지빔(73)은 상부보(71)에서 내측으로 연장되어 자유단을 이루며, 몸체부(75)와 체결되어 베어링블럭(72)에 걸리는 하중을 지탱한다. 상부보(71)에 대한 지지빔(73)의 돌출 길이는 베어링블럭(72)을 받쳐 지지할 수 있고, 구동샤프트(62)의 회전을 간섭하지 않을 정도면 충분하다.

이와 같이, 상부보(71)에 대해 지지빔(73)과 베어링블럭(72)이 모두 볼트(77,78)로 착탈가능하게 체결됨으로써, 보수가 필요한 경우 볼트(77,78)를 풀어 간단하게 각 구성부를 분리할 수 있다.

본 실시예의 지지빔(73)은 상부보(71)의 각 변에 3개씩 배치되어 간격을 두고 서로 이격되어 설치될 수 있다. 이에, 지지빔(73)이 구동샤프트(62)의 하중을 분산하여 지지할 수 있다. 3개의 지지빔(73)은 구동샤프트(62)와 모서리쪽 보다는 거리가 가장 짧은 상부보(71)의 중간 지점 쪽으로 치우쳐져 배치될 수 있다. 이에, 지지빔(73)은 베어링블럭(72)을 효과적으로 지지하면서, 구동샤프트(62)로부터 베어링블럭(72)에 걸리는 하중이 상부보(71) 중간 지점 쪽에 치우쳐 배치된 3개의 지지빔(73)으로 효과적으로 분산되어 보다 안정적으로 하중을 지탱할 수 있게 된다.

이에, H빔 구조의 지지빔(73) 만으로도 베어링블럭(72)에 걸리는 전체 하중을 효과적으로 지탱할 수 있게 된다.

베어링블럭(72)을 지나 아래로 연장된 구동샤프트(62) 하단에 피동기어(63)가 설치된다. 피동기어(63)는 동력부(80)에서 인가되는 구동력을 구동샤프트(62)로 전달한다.

구동샤프트(62)의 하단에 고정원판(65)이 설치되고, 고정원판(65)에 피동기어(63)가 고정 설치될 수 있다. 고정원판(65)은 원형 플레이트 구조로, 구동샤프트(62) 하단에 예를 들어, 볼트를 매개로 고정 설치될 수 있다. 고정원판(65)은 구동샤프트(62) 하단에서 외측으로 돌출되어 구동샤프트(62)의 플랜지와 같은 작용을 할 수 있다. 피동기어(63)는 링 형태를 이루어, 고정원판(65) 외주부에 볼트를 매개로 고정 설치될 수 있다.

이에, 피동기어(63)와 고정원판(65)이 구동샤프트(62)에 모두 볼트로 착탈가능하게 체결됨으로써, 보수가 필요한 경우 볼트를 풀어 간단하게 각 구성부를 분리할 수 있다.

본 실시예에서, 구동샤프트(62)는 서스펜션부(80)의 지지빔(73)을 지나 아래로 연장되어, 구동샤프트(62) 하단에 설치되는 피동기어(63)가 상부보(71)는 물론 지지빔(73)에 전혀 간섭되지 않는 구조로 되어 있다.

이에, 구동샤프트(62)에 설치되는 피동기어(63)의 설계 자유도가 확보되어, 피동기어(63)의 직경을 보다 크게 형성할 수 있게 된다. 피동기어(63)의 직경을 크게 형성함으로써, 동력기어(83)에 대한 피동기어(63)의 기어비를 최대한 높일 수 있다.

따라서, 보다 적은 구동력으로도 구동샤프트(62)를 회전시킬 수 있어, 구동모터(81)의 사양을 낮출 수 있고, 교반축 회전에 소요되는 전력 비용을 줄일 수 있게 된다.

[실시예]

도 5는 구조해석을 위한 실시예와 비교예의 모델링을 나타내고 있다.

구동샤프트 지지 구조에 대한 구조해석은 상용 구조해석 프로그램인 MIDAS GEN을 사용하여 이루어졌다.

도 1에서 실시예는 위에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 사각 상부보의 네 변에 각각 3개의 지지빔을 설치하여, 지지빔으로 구동샤프트의 하중을 분산하여 지탱하는 구조에 대한 모델링을 나타내고 있다. 비교예는 종래 일반적으로 사용되는 사각 링 형태의 철판을 이용하여 구동샤프트의 하단을 철판으로 받쳐 지지하는 구조에 대한 모델링을 나타내고 잇다.

아래 표 1과 표 2는 상기한 모델링에 대한 실시예와 비교예의 구조해석 실험 결과 결과를 나타내고 있다.

실시예와 비교예에 따라 구동샤프트의 하중을 받쳐 지지하는 구조에 대한 실험 조건은 동일하게 적용하였다. 예를 들어, 실시예와 비교예 모두 동일한 철 재질(SM275)을 적용하였다. 실시예에서 지지빔의 H빔 규격은 H-100*100*6*8 이다. 비교예에서 철판의 두께는 125mm를 적용하였다. 그리고, 구동샤프트의 지지빔이 분담하는 하중은 유한요소 unit sell model을 동일한 조건으로 구성하여, 모두 동일하게 123.3(unit sell/kg)을 가하였다.

실험 결과, 상기 표 1에서 확인할 수 있듯이, 실시예의 경우 하중에 대한 지지빔의 처짐이 0.1mm 로 나타나 허용치인 1.12mm 이내임을 확인할 수 있다. 또한, 표 2에서와 같이 실시예에 대한 구조 해석 결과값들 역시 모두 허용치 이내임을 확인할 수 있다.

이와 같이, 분석 결과 본 실시예와 같이 상부보에 설치되는 지지빔을 이용하여 구동샤프트의 하중을 지탱하더라도, 일반적으로 사용되는 비교예와 같이 부재력과 처짐에 대해 모두 안정적인 결과를 나타냄을 확인하였다.

이에, 본 실시예에 따라 구동샤프트를 받쳐 지지하는 구조로 적용하였을 때 종래와 비교하여 고가의 철판의 대량 사용과 다수의 연결용 볼트와 보강을 하지 않고도 구동샤프트를 안정적으로 받쳐 지지할 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 실시예의 경우 경제성과 시공성 측면에서 매우 우수한 효과를 얻을 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

10 : 발효탱크 12 : 입구
14 : 출구 20 : 교반기
21 : 교반축 22 : 교반날개
60 : 구동장치 61 : 기계실
62 : 구동샤프트 63 : 피동기어
64 : 단차부 65 : 고정원판
66 : 실링부 67 : 차단링
70 : 서스펜션부 71 : 상부보
72 : 베어링블럭 73 : 지지빔
74 : 베어링 75 : 몸체부
76 : 웹플레이트 77,78 : 볼트
80 : 동력부 81 : 모터
82 : 감속기 83 : 동력기어
84 : 체인

Claims (5)

1. 지면에 수직으로 배치되고 내부에 유기성 폐기물 수용 공간을 구비하여 유기성 폐기물을 건조 발효 처리하기 위한 발효탱크, 상기 발효탱크 중심에 상하로 연장되어 회전가능하게 설치되는 교반축, 상기 교반축을 따라 간격을 두고 설치되는 적어도 하나 이상의 교반날개, 상기 발효탱크 외측 하부에 마련되어 상기 교반축을 회전시키기 위한 구동장치를 포함하고,
   상기 구동장치는 상기 교반축 하단에 설치되고 발효탱크 하부를 관통하여 외측으로 연장되는 구동샤프트, 상기 발효탱크의 하부 외측면에 설치되어 상기 구동샤프트를 지면에서 이격시켜 발효탱크의 하부에 마련되는 기계실의 상단에 메달아 지지하기 위한 서스펜션부, 상기 구동샤프트 하단에 설치되는 피동기어, 상기 피동기어에 연결되어 회전력을 인가하는 동력부를 포함하고,
   상기 서스펜션부는 상기 발효탱크 하부 외측면에 상기 구동샤프트 주위로 설치되는 상부보, 상기 구동샤프트 외주면에 형성된 단차부에 끼워져 설치되어 구동샤프트를 회전가능하게 지지하는 베어링블럭, 상기 상부보 하단에 간격을 두고 설치되고 내측으로 연장되어 상기 베어링블럭의 하단을 받쳐 지지하는 적어도 하나 이상의 지지빔을 포함하고,
   상기 구동샤프트는 상기 서스펜션부를 지나 아래로 연장되어 상기 구동샤프트 하단에 설치되는 피동기어가 상기 서스펜션부와 간섭되지 않는 구조의 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치의 구동장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 동력부는 구동모터, 상기 구동모터에 연결되는 감속기, 상기 감속기의출력축에 설치되는 동력기어, 상기 동력기어와 상기 피동기어를 연결하는 체인을 포함하는 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치의 구동장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 베어링블럭의 위쪽에서 상기 구동샤프트 외주면에 설치되고 외측으로 연장되는 차단링을 더 포함하여, 상기 발효탱크 하부와 구동샤프트 사이의 실링부에서 새는 유출수가 하부의 베어링블럭으로 흐르는 것을 방지하는 구조의 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치의 구동장치.

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