KR102595665B1 - 축분 발효처리기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 축분 발효처리기에 관한 것으로서, 고농도 유기성 폐기물인 축분을 호기성 미생물을 이용하여 발효처리함으로써 퇴비화 또는 감량화가 가능할뿐만 아니라 발효와 건조를 서로 다른 공간에서 동시에 진행하여 처리속도가 빠르고 에너지를 절감할 수 있는 축분 발효처리기에 관한 것이다.

Description

축분 발효처리기{ferment treat apparatus of livestock excrements}
본 발명은 축분 발효처리기에 관한 것으로서, 고농도 유기성 폐기물인 축분을 호기성 미생물을 이용하여 발효처리함으로써 퇴비화 또는 감량화가 가능할뿐만 아니라 발효와 건조를 서로 다른 공간에서 동시에 진행하여 처리속도가 빠르고 에너지를 절감할 수 있는 축분 발효처리기에 관한 것이다.
최근 산업 발전과 인구 증가로 폐기물의 발생량이 날로 증가하고 있다. 폐기물은 환경오염을 유발하고 그 중에 함유된 유용자원이 폐기되는 일도 있어서 이를 효율적으로 처리하여 회수하는 일이 중요시되고 있다. 폐기물은 구성하고 있는 물질의 성상면에서 유기성 폐기물과 무기성 폐기물로 구분할 수 있다.
유기성 폐기물은 생물에 유래한 동식물성의 폐기물로서 유기성 폐기물의 함량이 40% 이상인 폐기물로 정의될 수 있다.
이러한 유기성 폐기물의 범주 내에 포함되는 폐기물은 그 종류 및 발생원이 다양하다. 음식물쓰레기, 하·폐수처리장의 슬러지, 수산물 가공공장의 폐기물, 농·축산물 가공공장의 폐기물, 식품·제지 공장의 찌꺼기, 도축장의 도축 폐기물, 축산분뇨 등이 유기성 폐기물에 해당한다.
유기성 폐기물의 증가는 환경 및 수질오염의 가장 큰 원인으로 대두되고 있는 실정이다. 특히, 축산농가에서 배출되는 축산 분뇨는 일반적으로 가축의 대사작용 중 발생하는 고체액체성 물질로 BOD 2만~3만ppm 정도의 고농도 유기물질이다. 이러한 축산 분뇨는 고농도의 유기물로 이루어져 있어 별도의 처리과정을 거치지 않고 방류하게 되면 하천과 호수를 오염시키게 된다. 특히 질소와 인이 다량 함유되어 수계에 부영양화를 초래하여 음용수뿐만 아니라 농업용수 등 하천수의 이용을 불가능하게 만든다.
고농도의 유기성 폐기물은 함수율이 높으면서 배출되는 오염물질의 농도가 높아서 처리에 어려움이 있고, 일반적으로 매립, 소각, 발효 등의 방법으로 처리되고 있다.
소각처리 할 경우에는 발열량이 낮고 수분 함량이 많아 불완전 연소가 이루어지며, 대기오염 발생 등의 심각한 문제점이 있다. 그리고 매립을 통한 처리 방법은 많은 양의 침출수를 발생시켜 지하수 및 토양을 오염시키며, 부패로 인한 악취를 발생시킬 뿐 아니라 쓰레기 매립지의 사용기간을 단축시키는 원인이 되고 있다. 이에 따라 미생물을 이용하여 유기성 폐기물을 발효하여 처리하는 방법이 대두되고 있다. 미생물 발효를 통해 유기성 폐기물을 퇴비로 만들거나, 감량 또는 소멸시킬 수 있다.
대한민국 공개특허 제10-2020-0109912호에는 축분발효건조기가 개시되어 있다.
상기 축분발효건조기는 하나의 발효조에서 발효와 건조가 동일한 공정 및 조건으로 수행되는 것으로 구성되어 있다. 하지만, 발효와 건조는 조건이 상이하여 동일한 공간에서 동일한 공정으로 수행될 경우 발효나 건조가 제대로 되지 않는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2020-0109912호: 축분발효건조기
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 고농도 유기성 폐기물인 축분을 호기성 미생물을 이용하여 발효처리함으로써 퇴비화 또는 감량화가 가능할뿐만 아니라 발효와 건조를 서로 다른 공간에서 동시에 진행하여 처리속도가 빠르고 에너지를 절감할 수 있는 축분 발효처리기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내부로 미생물과 축분이 투입되어 발효되는 발효유닛과; 상기 발효유닛의 내부로 공기를 주입하기 위한 제 1송풍기와; 상기 발효유닛에서 발효된 발효축분이 낙하하여 내부로 투입될 수 있도록 상기 발효유닛의 하부에 설치되며, 내부로 투입된 상기 발효축분을 건조시키는 건조유닛과; 상기 발효유닛에서 발생되는 발효열을 상기 발효축분을 건조시키기 위한 에너지로 활용하기 위해서 상기 발효유닛에서 배출되는 공기를 상기 건조유닛으로 투입시키기 위한 제 2송풍기와; 상기 제 2송풍기에 의해 상기 건조유닛으로 유입되는 공기를 가열하기 위한 히터;를 구비한다.
상기 건조유닛은 드라이조와, 상기 드라이조의 내부에 설치되는 건조교반기를 구비하고, 상기 발효유닛은 상기 드라이조의 상부를 덮도록 상기 드라이조의 상부에 결합되는 발효조와, 상기 발효조의 내부에 설치되는 발효교반기를 구비하며, 상기 건조교반기 또는 상기 발효교반기는 모터에 의해 구동하는 회전축과, 상기 회전축의 일측 단부에서 중앙 방향으로 이격되어 다수가 설치되되 서로 엇갈리게 설치되는 제 1지지대들과, 상기 제 1지지대들의 단부에 결합되어 나선형의 궤적을 따라 비틀리게 형성된 제 1스크류깃과, 상기 회전축의 타측 단부에서 중앙 방향으로 이격되어 다수가 설치되되 서로 엇갈리게 설치되는 제 2지지대들과, 상기 제 2지지대들의 단부에 결합되어 나선형의 궤적을 따라 비틀리게 형성되되 상기 제 1스크류깃과 반대 방향으로 비틀리게 형성된 제 2스크류깃을 구비한다.
상기 제 1송풍기와 연결되는 에어공급라인이 상기 발효조의 내부에 설치되고, 상기 에어공급라인은 내부에 유로가 형성된 에어관과, 상기 에어관의 외주면에 일정 간격으로 형성되어 외경이 축소되는 축경부와, 상기 축경부에 형성되는 이너홀과, 상기 이너홀을 막도록 상기 축경부에 부착되며 분사구가 형성된 고무시트와, 상기 축경부를 감싸도록 설치되며 상기 이너홀과 대응되는 위치에 아우터홀이 형성되며 일측이 벌어지게 형성된 고정커버와, 상기 고정커버의 벌어진 부위에 결합되어 상기 고정커버를 상기 축경부에 가압시키기 위한 결속부재를 구비한다.
상기 발효유닛 및 상기 건조유닛과 연결되는 배기덕트를 통해 외부로 배출되는 배기가스를 정화처리하기 위한 배기정화수단을 더 구비하고, 상기 배기정화수단은 상기 배기덕트와 결합되어 내측으로 배기가스가 통과하는 환형의 회전드럼과, 상기 회전드럼의 내측에 일정 거리 이격되어 설치되는 한쌍의 광촉매모듈들과, 상기 광촉매모듈들 사이에 설치되어 자외선을 발생시키는 LED모듈과, 상기 회전드럼을 회전시키기 위한 회전구동부를 구비하며, 상기 광촉매모듈은 네트부재와, 상기 네트부재의 표면에 형성된 반사층과, 상기 반사층의 표면에 형성된 투명커버층과, 상기 투명커버층에 부착되어 자외선에 의해 광활성화되는 광촉매와, 상기 투명커버층에 위치하여 광을 산란시키는 금속산란입자를 구비한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 고농도 유기성 폐기물인 축분을 호기성 미생물을 이용하여 발효처리함으로써 퇴비화시킬 수 있으며, 감량화 또는 소멸화가 가능하여 축분을 친환경적으로 처리할 수 있다.
또한, 본 발명은 발효와 건조를 서로 다른 공간에서 동시에 진행하므로 처리속도가 빠르다. 그리고 발효시 발생되는 발효열을 건조에너지로 이용함으로써 축분 처리에 소요되는 에너지를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 축분 발효처리기의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 2는 도 1에 적용된 요부를 발췌한 사시도이고,
도 3은 도 1에 적용된 다른 요부를 발췌한 절개 사시도이고,
도 4는 본 발명의 다른 예에 따른 축분 발효처리기의 요부를 나타낸 분리 사시도이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 예에 따른 축분 발효처리기의 요부를 나타낸 분리 사시도이고,
도 6은 도 5에 적용된 광촉매모듈의 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 축분 발효처리기에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 축분 발효처리기는 내부로 미생물과 축분이 투입되어 발효되는 발효유닛(10)과, 발효유닛(10)의 내부로 공기를 주입하기 위한 제 1송풍기(20)와, 발효유닛(10)의 하부에 설치되며 내부로 투입된 발효축분을 건조시키는 건조유닛(30)과, 발효유닛(10)에서 배출되는 공기를 건조유닛(30)으로 투입시키기 위한 제 2송풍기(40)와, 제 2송풍기(40)에 의해 건조유닛(30)으로 유입되는 공기를 가열하기 위한 히터(45)를 구비한다.
본 발명은 발효유닛(10)과 건조유닛(30)이 상하로 배치되어 있다.
발효유닛(10)은 발효조(11)와, 발효조(11)의 내부에 설치되는 발효교반기(60)를 구비한다.
발효조(11)는 바닥이 둥근 곡면으로 이루어진다. 발효조(11)는 후술할 드라이조(31)의 상부를 덮도록 설치된다. 발효조(11)의 상부에는 유기성 폐기물을 투입하기 위한 투입구가 마련되고, 투입구에는 개폐가능한 투입도어(13)가 설치된다. 유기성 폐기물로 축분을 예로 들고 있으나, 이외에도 음식물쓰레기나 하폐수의 슬러지를 발효조(11)로 투입할 수 있음은 물론이다. 유기성 폐기물의 함수량이 높을 경우 고액분리 후 발효조(11)로 투입할 수 있다.
발효조(11)의 바닥에는 발효가 완료된 발효축분을 드라이조(31)로 투입할 수 있도록 배출구가 형성되고, 배출구에는 개폐가능한 바닥도어(15)가 설치된다. 바닥도어(15)는 슬라이딩 방식으로 전후 또는 좌우로 슬라이딩 이동하면서 개폐될 수 있다. 도시되지 않았지만 바닥도어(15)를 개폐하기 위해 액츄에이터가 설치될 수 있음은 물론이다. 액츄에이터로 실린더나 모터를 이용할 수 있다.
발효교반기(60)는 발효조(11)의 내부에 설치된다. 발효교반기(60)는 발효조(60) 내부로 투입된 축분을 골고루 교반하는 역할을 한다.
도시된 발효교반기(60)는 모터에 의해 구동하는 회전축(61)과, 회전축(61)의 일측 단부에서 중앙 방향으로 이격되어 다수가 설치되되 서로 엇갈리게 설치되는 제 1지지대들(63a,63b,63c)과, 제 1지지대들(63a,63b,63c)의 단부에 결합되어 나선형의 궤적을 따라 비틀리게 형성된 제 1스크류깃(65)과, 회전축(61)의 타측 단부에서 중앙 방향으로 이격되어 다수가 설치되되 서로 엇갈리게 설치되는 제 2지지대들(67a,67b,67c)과, 제 2지지대들(67a,67b,67c)의 단부에 결합되어 나선형의 궤적을 따라 비틀리게 형성된 제 2스크류깃(69)을 구비한다.
회전축(61)은 발효조(11)의 내부를 전후로 가로지르도록 설치된다. 회전축(61)은 모터에 의해 회전된다. 도시되지 않았지만 회전축(61)은 벨트나 체인을 통해 모터로부터 동력을 전달받을 수 있도록 구성된다.
회전축(61)에는 다수의 제 1지지대들(63a,63b,63c)과 다수의 제 2지지대들(67a,67b,67c)이 설치된다. 회전축(61)의 중앙에서 회전축(61)의 일측 단부 사이에 다수의 제 1지지대들(63a,63b,63c)이 일정 간격으로 배치된다. 그리고 회전축(61)의 중앙에서 회전축(61)의 타측 단부 사이에 다수의 제 2지지대들(67a,67b,67c)이 일정 간격으로 배치된다.
제 1지지대들(63a,63b,63c)은 서로 엇갈리게 배치된다. 가령, 제 1지지대들(63a,63b,63c)은 90°간격을 유지하도록 회전축상에 배치될 수 있다. 이와 달리 60°간격을 유지하도록 배치될 수 있음은 물론이다.
제 2지지대들(67a,67b,67c) 역시 서로 엇갈리게 배치된다. 가령, 제 2지지대들(67a,67b,67c)은 90°간격을 유지하도록 회전축상에 배치될 수 있다. 이와 달리 60°간격을 유지하도록 배치될 수 있음은 물론이다.
제 1스크류깃(65)은 제 1지지대들(63a,63b,63c)의 단부를 연결하도록 형성되어 일 방향으로 비틀리게 형성된다. 이러한 제 1스크류깃(65)은 회전축(61)을 중심으로 하는 나선형의 궤적을 형성한다.
제 2스크류깃(69)은 제 2지지대들(67a,67b,67c)의 단부를 연결하도록 형성되어 일 방향으로 비틀리게 형성된다. 이러한 제 2스크류깃(69)은 회전축(61)을 중심으로 하는 나선형의 궤적을 형성한다. 교반능력 향상을 위해 제 2스크류깃(69)의 비틀린 방향은 제 1스크류깃(65)의 비틀린 방향과 반대이다.
건조유닛(30)은 드라이조(31)와, 드라이조(31)의 내부에 설치되는 건조교반기를 구비한다.
드라이조(31)는 바닥이 둥근 곡면으로 이루어진다. 드라이조(31)의 상부는 발효조(11)가 덮고 있다. 따라서 발효조(11)의 바닥도어(15)를 개방하면 발효조(11) 내부의 발효축분이 드라이조(31)로 바로 낙하하여 투입된다. 도시되지 않았지만 드라이조(31)의 바닥 또는 측면에는 건조가 완료된 발효축분을 외부로 배출할 수 있도록 배출구가 형성되고, 배출구에는 배출도어가 설치될 수 있다.
건조교반기는 드라이조(31)의 내부에 설치된다. 건조교반기는 드라이조(31) 내부로 투입된 발효 축분을 골고루 교반하여 건조효율을 높인다.
도시되지 않았지만 건조교반기는 상술한 발효교반기(60)의 구성과 동일하다. 즉, 건조교반기는 모터에 의해 구동하는 회전축(71)과, 회전축(71)의 일측 단부에서 중앙 방향으로 이격되어 다수가 설치되되 서로 엇갈리게 설치되는 제 1지지대들과, 제 1지지대들의 단부에 결합되어 나선형의 궤적을 따라 비틀리게 형성된 제 1스크류깃과, 회전축의 타측 단부에서 중앙 방향으로 이격되어 다수가 설치되되 서로 엇갈리게 설치되는 제 2지지대들과, 제 2지지대들의 단부에 결합되어 나선형의 궤적을 따라 비틀리게 형성되되 제 1스크류깃과 반대 방향으로 비틀리게 형성된 제 2스크류깃을 구비한다.
상술한 건조교반기는 발효교반기의 구성과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
발효조(11) 내부로 미생물을 투입할 수 있도록 미생물공급부가 마련된다.
미생물공급부는 액상의 미생물이 저장된 미생물저장탱크(51)와, 미생물저장탱크(51)와 발효조(11)를 연결하는 미생물공급관(53)과, 미생물공급관(53)에 설치되는 펌프(55)를 구비한다.
미생물은 배양액 형태로 미생물저장탱크에 저장된다. 미생물 배양액은 축분 발효에 유용한 미생물을 배지에서 배양시킨 것으로서, 발효조(11) 내부에 투입되어 축분을 호기성 조건에서 분해한다. 이러한 미생물로 축분 발효에 이용되는 통상적인 호기성 미생물을 이용할 수 있다. 본 발명에 적당한 호기성 미생물로 바실러스 스테아로써모필러스(Bacillus stearothermophilus), 스페로테리우스 나우타우(Speroterius Nautau), 바실러스 터모아밀로보란스(Bacillus thermoamylovorans) 등을 이용할 수 있다.
미생물저장탱크(51)에 저장된 미생물은 펌프(55)에 의해 발효조(11) 내부로 공급된다. 미생물을 발효조(11)에 분사하기 위해 미생물공급관(53)과 연결되는 노즐이 발효조(11) 내부에 설치될 수 있다.
제 1송풍기(20)는 발효조(11)의 내부를 호기성 조건으로 유지하기 위해 발효조(11) 내부로 공기를 주입한다. 제 1송풍기(20)는 연결관(21)에 의해 발효조(11)에 설치된 에어공급라인(22)과 연결된다. 도시된 예에서 에어공급라인(22)은 발효조(11)의 외측에 설치된다. 그리고 에어공급라인(22)과 대응되는 영역에 분출구(23)가 일정 간격으로 발효조(11)에 다수 형성된다. 제 1송풍기(20)가 작동하면 외부의 공기가 에어공급라인(22)으로 유입되어 분출구(23)를 통해 발효조(11)의 내부로 공급된다.
제 2송풍기(40)는 발효유닛(10)에서 배출되는 공기를 건조유닛(30)으로 투입시킨다. 이를 위해 발효조(11)와 드라이조(31)는 순환관(41)으로 연결된다. 순환관(41)의 일측은 발효조(11)의 상부에 연결되고, 순환관(41)의 타측은 드라이조(31)의 하부에 연결된다. 제 2송풍기(40)가 작동하면 순환관(41)을 통해 발효조(11)에서 드라이조(31)로 공기가 순환되어 유입된다.
이와 같이 제 2송풍기(40)에 의해 발효조(11)의 따뜻한 공기를 드라이조(31)로 유입시킴으로써 본 발명은 발효조(11)에서 발생되는 고온의 발효열을 버리지 않고 발효축분의 건조에 필요한 에너지로 활용할 수 있다. 따라서 본 발명은 건조공정에서 사용되는 에너지를 절감할 수 있다.
히터(45)는 순환관(41)에 설치된다. 히터(45)는 제 2송풍기(40)에 의해 드라이조(31)로 유입되는 공기를 일정 온도로 가열하는 역할을 한다. 가령, 히터(45)는 공기를 80 내지 120℃로 가열할 수 있다. 이러한 히터(45)는 발효축분의 건조에 필요한 열을 제공한다.
발효조(11)의 발효과정 및 드라이조(31)의 건조과정에서 발생되는 배기가스를 외부로 배출할 수 있도록 배기덕트(75)가 설치된다.
발효조(11)의 배기가스가 배출되는 제 1서브관(71)과, 드라이조(31)의 배기가스가 배출되는 제 2서브관(73)이 설치된다. 그리고 제 1서브관(71)과 제 2서브관(73)은 배기덕트(75)와 연결된다. 배기덕트(75)를 통해 배기가스는 외부로 배출된다. 배기덕트(75)를 통해 외부로 배출되는 배기가스의 처리를 위해 배기덕트(75)를 별도의 처리시설로 연결할 수 있음은 물론이다.
상술한 본 발명의 축분 발효처리기는 발효공정과 건조공정이 동시에 진행된다. 즉, 발효조(11)에서 축분이 발효됨과 동시에 드라이조(31)에서는 발효축분이 건조된다. 발효조에서 미생물에 의한 발효는 6 내지 12시간 정도면 소요된다. 따라서 건조공정도 6 내지 12시간 정도에 맞추어 수행된다. 발효와 건조가 완료되면 드라이조에서 건조된 축분은 드라이조의 외부로 배출되고, 발효된 축분은 발효조에서 드라이조로 투입된다. 그리고 발효조에 새로운 축분이 다시 투입된 후 또 다시 발효공정과 건조공정이 동시에 수행된다.
이와 같이 본 발명은 발효와 건조를 통해 고농도 유기성 폐기물인 축분의 감량화 또는 소멸화가 가능하다. 그리고 최종적으로 발효 및 건조된 축분은 퇴비로 유용하게 활용할 수 있다.
상술한 본 발명은 축분을 발효처리하는 것을 예로 들고 있으나, 축분 외에도 음식물쓰레기, 하폐수 슬러지 등의 유기성 폐기물을 발효처리할 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명의 다른 예에 따른 에어공급라인의 모습을 도 4에 도시하고 있다.
도 4를 참조하면, 에어공급라인(80)은 발효조의 내부에 설치되어 연결관(21)에 의해 제 1송풍기와 연결된다. 따라서 제 1송풍기가 작동하면 외부의 공기는 연결관(21)을 통해 에어공급라인(80)으로 유입되어 발효조 내부로 공급된다.
도시된 에어공급라인(80)은 내부에 유로가 형성된 에어관(81)과, 에어관(81)의 외주면에 일정 간격으로 형성되어 외경이 축소되는 축경부(83)와, 축경부(83)에 형성되는 이너홀(84)과, 이너홀(84)을 막도록 축경부(83)에 부착되며 분사구(86)가 형성된 고무시트(85)와, 축경부(83)를 감싸도록 설치되며 이너홀(84)과 대응되는 위치에 아우터홀(92)이 형성되며 일측이 벌어지게 형성된 고정커버(91)와, 고정커버(91)의 벌어진 부위에 결합되어 고정커버(91)를 축경부(83)에 가압시키기 위한 결속부재(97)(99)를 구비한다.
에어관(81)은 발효조의 길이방향을 따라 전후로 길게 설치된다. 에어관(81)은 양 단부가 막혀있다.
축경부(83)는 에어관(81)에 일정 간격으로 다수가 형성된다. 축경부(83)에는 이너홀(84)이 형성된다. 이너홀(84)은 에어관(81)의 길이방향을 따라 전후로 길게 형성된 장공형태로 이루어진다.
고무시트(85)는 탄성적으로 변형이 가능한 고무 소재로 형성된다. 고무시트(85)는 이너홀(84)을 막도록 축경부(83)의 외측면에 부착된다. 고무시트(85)에는 미세한 분사구(86)가 다수 형성된다. 이러한 분사구(86)는 고무시트(85)의 팽창 및 수축에 따라 개폐될 수 있다. 가령, 공기가 에어관(81)으로 유입되면 에어관(81)의 압력이 높아지면서 고무시트(85)가 에어관(81)의 바깥 방향으로 팽창하면서 분사구(86)가 벌어지고, 이에 따라 공기가 발효조 내부로 분사된다. 그리고 공기가 에어관(81)으로 유입되지 않으면 고무시트(85)는 수축하여 분사구(86)가 닫힌다.
고정커버(91)는 일측이 벌어져 있는 원통형 구조로 이루어진다. 고정커버(91)의 벌어진 양측 단부에는 상부립부(93)와 하부립부(94)가 각각 형성된다. 상부 및 하부립부(93)(94)에는 원형의 관통홀이 형성된다. 고정커버(91)에는 아우터홀(92)이 형성된다. 아우터홀(92)은 에어관(81)의 길이방향을 따라 전후로 길게 형성된 장공형태로 이루어진다. 아우터홀(92)은 이너홀(84)과 동일한 크기 및 형태로 형성된다.
고정커버(91)의 상부립부(93)와 하부립부(94)를 강제로 벌린 상태에서 고무시트(85)가 부착된 축경부(83)를 삽입시키면 고정커버(91)의 내측에 축경부(83)가 진입하여 위치한다. 이 상태에서 결속부재를 이용하여 상부립부(93)와 하부립부(94)를 조이면 고정커버(91)가 축경부(83)를 강하게 가압하면서 고정된다.
결속부재로 볼트(97)와 너트(99)를 이용한다. 볼트(97)는 상부립부(93)와 하부립부(94)에 형성된 관통홀을 통과하여 너트(99)와 나사결합된다.
한편, 본 발명은 배기정화수단을 더 구비할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 배기정화수단은 발효유닛 및 건조유닛과 연결되는 배기덕트(75)를 통해 외부로 배출되는 배기가스를 정화처리한다. 배기가스의 정화처리는 배기가스 중에 함유된 유해한 물질을 저감 또는 제거하는 것을 의미한다. 여기서 유해한 물질로서 악취나 세균을 들 수 있다.
도시된 배기정화수단은 배기덕트(75)와 결합되어 내측으로 배기가스가 통과하는 환형의 회전드럼(101)과, 회전드럼(101)의 내측에 일정 거리 이격되어 설치되는 한쌍의 광촉매모듈들(110)과, 광촉매모듈들(110) 사이에 설치되어 자외선을 발생시키는 LED모듈(120)과, 회전드럼(120)을 회전시키기 위한 회전구동부(130)를 구비한다.
회전드럼(101)은 배기덕트(75)의 특정 위치에 설치될 수 있다. 가령, 배기덕트(75)를 2개의 부위로 절단한 다음 회전드럼(101)의 양측에 절단된 배기덕트(75)를 결합시킨다.
회전드럼(101)은 내부가 비어있는 환형으로 이루어진다. 회전드럼(101)의 전후 양측은 개방되어 있다. 회전드럼(101)의 양 단부에는 배기덕트(75)의 단부가 삽입되는 삽입홈(83)이 마련된다. 회전드럼(101)이 배기덕트(75)에 결합된 상태에서 원활하게 회전할 수 있도록 삽입홈(103)에는 베어링이 설치될 수 있다.
광촉매모듈(110)은 회전드럼(101)의 내측에 일정 거리 이격되어 한쌍이 나란하게 설치된다.
광촉매모듈(110)은 네트부재(111)와, 네트부재(111)의 표면에 형성된 반사층(113)과, 반사층(113)의 표면에 형성된 투명커버층(115)과, 투명커버층(115)에 부착되어 자외선에 의해 광활성화되는 광촉매(117)와, 투명커버층(117)에 위치하여 광을 산란시키는 금속산란입자(119)를 구비한다.
네트부재(111)는 그물망 구조로 이루어진다. 네트부재(111)는 금속 또는 합성수지 소재로 형성된다.
반사층(113)은 네트부재(111)의 표면에 형성된다. 반사층(113)은 빛을 반사시킬 수 있는 소재를 코팅하여 형성할 수 있다. 반사층(113)은 투명커버층(115)을 통과한 광을 반사층(113)의 바깥으로 반사시키는 역할을 한다.
투명커버층(115)은 반사층(113)의 바깥에 형성된다. 투명커버층(115)은 투명한 합성수지 소재로 형성할 수 있다.
금속산란입자(119)는 투명커버층(115)의 내부 및 표면에 분산되어 있다. 금속산란입자(119)는 백금, 알루미늄 중에서 선택된 어느 하나를 이용할 수 있다. 금속산란입자(119)는 10 내지 100nm 크기의 입자로 이루어질 수 있다. 투명커버층(115)을 통과하는 광이 금속산란입자(119)의 표면에 입사되면 금속산란입자(119)의 표면에서 작은 전자기 간섭현상을 일으킨다. 그리고 간섭현상에 의해 금속산란입자(119) 표면에 파동이 형성되어 효과적으로 빛을 산란시킬 수 있다.
광촉매(117)는 투명커버층(115)의 표면에 부착된다. 광촉매(117)는 투명커버층(115)이 경화되기 전에 투명커버층(115)에 도포된다. 광촉매(117)로 이산화티탄 입자를 이용할 수 있다. 광촉매는 자외선에 의해 광활성화되어 전자, 전공대가 형성되면서 강한 산화력을 가지는 하이드록시 라디칼(-OH)과 슈퍼옥사이드를 생성하고, 하이드록시 라디칼과 슈퍼옥사이드는 배기가스 중의 각종 유기화합물과 세균 등을 산화 분해시킨다.
LED모듈(120)은 광촉매모듈들(110) 사이에 설치된다. LED모듈(120)은 자외선을 발생시켜 광촉매모듈(110)로 자외선을 조사시킨다.
회전구동부(130)는 회전드럼(101)의 외측면에 형성된 기어링(131)과, 기어링(131)과 치합하는 구동기어(135)와, 구동기어(135)를 회전시키는 모터(137)로 이루어진다.
기어링(131)은 회전드럼(101)의 외주면 둘레를 따라 형성된다. 기어링(131)에는 구동기어(135)와 치합할 수 있도록 다수의 톱니들이 형성된다.
모터(137)가 구동되면 회전드럼(101)이 회전하고, 이에 따라 배기덕트(75)를 통과하는 배기가스와 광촉매모듈(110)과의 접촉효율을 향상시켜 배기가스 중의 유기화합물과 세균 등을 제거할 수 있다. 특히, 악취물질의 분해에 효과적이다.
이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 등록청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 발효유닛 20: 제 1송풍기
30: 건조유닛 40: 제 2송풍기
45: 히터

Claims (4)

  1. 내부로 미생물과 축분이 투입되어 발효되는 발효유닛과;
    상기 발효유닛의 내부로 공기를 주입하기 위한 제 1송풍기와;
    상기 발효유닛에서 발효된 발효축분이 낙하하여 내부로 투입될 수 있도록 상기 발효유닛의 하부에 설치되며, 내부로 투입된 상기 발효축분을 건조시키는 건조유닛과;
    상기 발효유닛에서 발생되는 발효열을 상기 발효축분을 건조시키기 위한 에너지로 활용하기 위해서 상기 발효유닛에서 배출되는 공기를 상기 건조유닛으로 투입시키기 위한 제 2송풍기와;
    상기 제 2송풍기에 의해 상기 건조유닛으로 유입되는 공기를 가열하기 위한 히터;를 구비하며,
    상기 건조유닛은 바닥이 둥근 곡면으로 이루어진 드라이조와, 상기 드라이조의 내부에 설치되는 건조교반기를 구비하고,
    상기 발효유닛은 상기 드라이조의 상부를 덮도록 상기 드라이조의 상부에 결합되며 바닥이 둥근 곡면으로 이루어진 발효조와, 상기 발효조의 내부에 설치되는 발효교반기와, 상기 발효축분이 상기 드라이조로 낙하하여 투입될 수 있도록 상기 발효조의 바닥에 형성된 배출구와, 상기 배출구를 개폐할 수 있도록 설치된 바닥도어를 구비하며,
    상기 제 1송풍기와 연결되는 에어공급라인이 상기 발효조의 내부에 설치되어 상기 제 1송풍기가 작동하면 외부의 공기가 상기 에어공급라인으로 유입되어 상기 발효조 내부로 공급되고,
    상기 에어공급라인은 내부에 유로가 형성된 에어관과, 상기 에어관의 외주면에 일정 간격으로 형성되어 외경이 축소되는 축경부와, 상기 축경부에 전후로 길게 형성된 장공형태의 이너홀과, 상기 이너홀을 막도록 상기 축경부에 부착되며 분사구가 형성된 고무시트와, 상기 축경부를 감싸도록 설치되며 상기 이너홀과 대응되는 위치에 아우터홀이 형성되며 일측이 벌어지게 형성된 고정커버와, 상기 고정커버의 벌어진 부위에 결합되어 상기 고정커버를 상기 축경부에 가압시키기 위한 결속부재를 구비하며,
    상기 에어관으로 공기가 유입되면 상기 고무시트가 상기 에어관의 바깥 방향으로 팽창하면서 상기 분사구가 벌어져 상기 발효조 내부로 공기가 분사되고, 상기 에어관으로 공기가 미유입되면 상기 고무시트가 수축하여 상기 분사구가 닫힐 수 있도록 상기 고무시트는 탄성적으로 변형가능하게 형성되어 상기 고무시트의 팽창 및 수축에 따라 상기 분사구가 개폐되는 것을 특징으로 하는 축분 발효처리기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 건조교반기 또는 상기 발효교반기는 모터에 의해 구동하는 회전축과, 상기 회전축의 일측 단부에서 중앙 방향으로 이격되어 다수가 설치되되 서로 엇갈리게 설치되는 제 1지지대들과, 상기 제 1지지대들의 단부에 결합되어 나선형의 궤적을 따라 비틀리게 형성된 제 1스크류깃과, 상기 회전축의 타측 단부에서 중앙 방향으로 이격되어 다수가 설치되되 서로 엇갈리게 설치되는 제 2지지대들과, 상기 제 2지지대들의 단부에 결합되어 나선형의 궤적을 따라 비틀리게 형성되되 상기 제 1스크류깃과 반대 방향으로 비틀리게 형성된 제 2스크류깃을 구비하는 것을 특징으로 하는 축분 발효처리기.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 발효유닛 및 상기 건조유닛과 연결되는 배기덕트를 통해 외부로 배출되는 배기가스를 정화처리하기 위한 배기정화수단을 더 구비하고,
    상기 배기정화수단은 상기 배기덕트와 결합되어 내측으로 배기가스가 통과하는 환형의 회전드럼과, 상기 회전드럼의 내측에 일정 거리 이격되어 설치되는 한쌍의 광촉매모듈들과, 상기 광촉매모듈들 사이에 설치되어 자외선을 발생시키는 LED모듈과, 상기 회전드럼을 회전시키기 위한 회전구동부를 구비하며,
    상기 광촉매모듈은 네트부재와, 상기 네트부재의 표면에 형성된 반사층과, 상기 반사층의 표면에 형성된 투명커버층과, 상기 투명커버층에 부착되어 자외선에 의해 광활성화되는 광촉매와, 상기 투명커버층에 위치하여 광을 산란시키는 금속산란입자를 구비하는 것을 특징으로 하는 축분 발효처리기.
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