KR20020068024A - 분뇨 발효시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 분뇨 발효시스템에 의하면, 상부가 개방되며 분뇨(E)가 저장되는 저장탱크(10)와, 이 저장탱크(10)의 개방부에 설치되는 브래킷(20)과, 이 브래킷(20)의 중심부위에 회전가능하게 설치되며 풍력에 의해 회전하면서 저장탱크(10)에 저장된 분뇨(E)를 교반시키는 교반수단(3)을 구비한다.

이에 따라 교반수단(30)에 의해 저장탱크(10)에 저장된 분뇨(E)가 교반되며 이로 인해 공기가 지속적으로 공급됨으로써, 호기성 박테리아의 번식이 왕성하여 분뇨(E)의 발효기간이 단축되며 이로 인해 분뇨 처리량을 월등하게 높일 수 있고 분뇨(E)로 인한 환경오염을 줄일 수 있는 이점이 있다. 또한, 교반수단(30)은 별도의 외부동력이 필요 없이 풍력에 의해 작동되기 때문에, 전원공급이 어려운 평야지대에도 손쉽게 설치할 수 있는 작용효과가 있다.

Description

분뇨 발효시스템{EXCRETIONS FERMENTATION SYSTEM}

본 발명은 분뇨 발효시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분뇨(糞尿)를 저장탱크에 담아 일정기간 보관 자연 발효시켜 거름으로 사용할 수 있도록 한 분뇨 발효시스템에 관한 것이다.

일반적으로 가축을 대량으로 기르는 축산농가의 경우 고심거리중의 하나가 매일 발생되는 다량의 분뇨 처리다. 따라서 축산농가에서는 전문처리업체에 다량의 축산분뇨를 위탁 처리하는 경우가 빈번하며, 이로 인해 상당한 처리비용이 요구된다.

또한, 발효되지 않은 축산 분뇨는 유기질이기 때문에, 이를 직접 거름으로 사용할 경우 심한 냄새가 발생되며 축산 분뇨에 포함된 유충으로 인한 피해가 생길 수 있다.

따라서 정부에서는 다량으로 발생되는 축산 분뇨를 일정기간 보관하여 자연 발효시키기 위한 대용량의 저장탱크를 축산농가에 보급하여 왔다. 즉, 대용량의 저장탱크에 다량의 축산 분뇨를 일정기간 보관하면, 박테리아에 의해 분뇨가 발효되면서 유기질에서 무기질로 변하게 된다. 따라서 이러한 무기질의 분뇨를 농가에서는 거름, 즉 물비료로 사용할 수 있다.

그러나 분뇨를 저장탱크에 단순하게 저장, 즉 혐기성으로 저장하는 경우에는 산소공급이 원활하게 이루어지지 않기 때문에, 유기질에서 무기질로 완전 발효되기까지는 상당한 기간이 요구된다. 실제로, 본 출원인이 시험한 결과, 저장탱크의 용량이 50톤인 경우, 분뇨 발효기간은 적어도 6개월 정도 소요됨을 알 수 있었다. 또한, 발효가 진행되는 오랜 시간 동안 악취가 발생되어 주변의 환경오염원이 된다.

따라서 지속적으로 발생되는 다량의 축산 분뇨를 처리하는데 그 한계가 있으며, 이로 인해 축산농가에서는 분뇨를 쌓아두면서 방치하기 때문에 악취로 인한 민원발생이 빈번한 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 풍력을 이용하여 저장탱크에 저장된 축산 분뇨를 교반시켜 공기를 공급함으로써 분뇨의 냄새와 발효시간을 월등하게 줄일 수 있는 분뇨 발효시스템을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 분뇨 발효시스템의 측단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 분뇨 발효시스템의 분해사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 블레이드 조립체를 발췌하여 보인 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10..저장탱크 20..브래킷

30..교반수단 31..베어링조립체

32..회전축 33..교반날개

34..블레이드 조립체 40..천막

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

분뇨를 일정기간 저장하여 발효시키는 분뇨 발효시스템에 있어서,

분뇨 발효시스템은 상부가 개방되며 분뇨가 저장되는 저장탱크와, 이 저장탱크의 개방부에 설치되는 브래킷과, 이 브래킷의 중심부위에 회전가능하게 설치되며 풍력에 의해 회전하면서 저장탱크내의 분뇨를 교반시키는 교반수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 교반수단은 브래킷의 중심부위에 설치되는 베어링 조립체와, 이 베어링 조립체에 회전가능하게 결합되되 하단은 저장탱크의 저부까지 연장되며 상단은 브래킷 상측으로 연장된 회전축과, 이 회전축의 하단에 회전 반경방향으로 설치된 적어도 하나 이상의 교반날개와, 이 회전축의 상단에 설치되어 바람에 의해 회전축과 함께 회전하는 블레이드 조립체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 블레이드 조립체는 회전축의 상단에 고정 결합되는 허브와, 이 허브를 중심으로 방사상으로 배치되어 상기 회전축과 함께 일체로 회전하는 다수개의 로드와, 이 로드들의 끝단에 설치되어 바람과 부딪치는 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 블레이드는 로드의 끝단에 회전 접선방향으로 설치되며 내부가 텅 빈원뿔형상의 금속통으로 이루어 진 것을 특징으로 한다.

또한, 분뇨 발효시스템은 브래킷을 매개로 설치되어 저장탱크의 상부를 덮는 천막을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하면, 풍력에 의해 저장탱크에 저장된 분뇨가 교반되며 이로 인해 저장탱크내에 공기가 자연 공급됨으로써 동력을 이용하지 않고서도 이의 발효기간을 월등하게 줄일 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부도면을 간략히 설명하면, 도 1과 도 2는 본 발명에 따른 분뇨 발효시스템의 전체적인 구조를 보인 것이고, 도 3은 본 발명에 따른 블레이드 조립체를 보인 것이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 분뇨 발효시스템은 외형몸체를 이루며 축산 분뇨(E)가 저장되는 저장탱크(10)와, 이 저장탱크(10)의 상부에 설치되는 브래킷(20)과, 이 브래킷(20)의 중심부위에 설치되어 저장탱크(10)내의 분뇨(E)를 교반시키는 교반수단(30)을 갖추고 있다.

저장탱크(10)는 상부가 개방된 원통 형상으로, 이의 내부에는 다량의 축산 분뇨(E)가 저장되게 된다. 실제로 본 발명의 실시 예에서는 저장탱크(10)의 직경(D)을 5m, 높이(H)를 2.6m 정도로 구성함으로써, 여기에는 대략 50톤 정도의 축산분뇨(E)를 저장할 수 있도록 하였다.

브래킷(20)은 저장탱크(10)의 개방된 상부를 덧씌울 수 있도록 철재 봉을 통해 지붕형식으로 제작된 것으로, 이의 중심부위에는 후술하는 교반수단(30)의 베어링 조립체(31)가 설치된다. 또한, 브래킷(20)을 매개로 저장탱크(10)의 상부에는 공기의 유통은 허용하면서 외부로부터 나뭇가지 등과 같은 이물질이 들어오지 못하도록 천막(40)이 씌워져 있다. 이러한 천막(40)은 발효되면서 발생되는 악취가 외부로 빠져나가는 것을 어느 정도 억제하는 기능도 병행한다.

그리고 교반수단(30)은 외부의 동력 전달없이 풍력에 의해서만 회전하면서 저장탱크(10)에 저장된 분뇨(E)를 교반시키는 것으로, 이를 위해 브래킷(20)의 중심부위에 설치되는 베어링 조립체(31)와, 이 베어링 조립체(31)에 회전가능하게 입설되는 회전축(32)과, 이 회전축(32)의 하단에 설치되는 다수개의 교반날개(33)와, 회전축(32)의 상단에 마련된 블레이드 조립체(34)를 포함하고 있다.

베어링 조립체(31)는 철재 봉으로 이루어진 지붕형식의 브래킷(20) 중심부위에 고정되는 몸체(31a)와, 이 몸체(31a)의 상,하부에 일정간격 이격되게 배치된 한 쌍의 구름베어링(31b)을 갖추고 있다. 몸체(31a)는 브래킷(20)의 중심부위에 용접수단을 통해 견실하게 장착된다.

회전축(32)은 한 쌍의 구름베어링(31b)에 회전 가능하게 결합되되 하단은 저장탱크(10)의 저부까지 연장되며 상단은 브래킷(20) 상측, 즉 베어링 조립체(31)의 몸체(31a) 상측으로 연장되게 설치된다. 이러한 회전축(32)은 하단이 저장탱크(10)에 저장된 분뇨(E)에 수용되기 때문에, 부식을 방지하기 위해 스테인리스 재질의 금속 봉으로 구성하는 것이 바람직하다.

교반날개(33)들은 소정의 경사면을 갖도록 이루어져 있으며 저장탱크(10)에 수용되는 회전축(32)의 하단에 일정한 간격으로 배치된다. 이에 따라 회전축(32)과 함께 교반날개(33)들이 회전하게 되면 저장탱크(10)에 저장된 분뇨(E)가 교반되게 된다.

또한, 블레이드 조립체(34)는 베어링 조립체(31) 상측으로 연장된 회전축(32)의 상단에 설치되어 바람에 의해 회전하는 것이다. 이를 위해 블레이드 조립체(34)는 도 3에 도시한 바와 같이, 회전축(32)의 상단에 고정되는 허브(34a)와, 이 허브(34a)를 중심으로 방사상으로 배치되는 다수개의 로드(34b)와, 이 로드(34b)들의 끝단에 각각 설치되는 블레이드(34c)를 포함한다. 이 때, 블레이드(34c)는 바람과 실제로 부딪치는 것으로, 본 발명의 실시 예에서는 내부가 텅 빈 원뿔형상의 금속 통으로 제작하여 로드(34b)의 끝단에 회전 접선방향으로 설치하였다. 이와 같이, 블레이드(34c)를 원뿔형상으로 제작한 것은 회전 저항을 최소화시키면서 약한 풍력에도 원활하게 회전할 수 있도록 하기 위함이다.

따라서 블레이드 조립체(34)의 허브(34a)를 회전축(32)의 상단에 견실하게 고정하면 이와 함께 회전축(32)이 일체로 회전하게 되는데, 이에 대한 것은 후술하는 작동설명에서 상세히 설명한다.

다음에는 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 분뇨 발효시스템의 작동 및 이에 따른 효과를 설명한다.

먼저, 저장탱크(10)에 다량의 축산 분뇨(E)를 투입한다. 이 때, 축산 분뇨(E)는 분뇨 운반차를 통해 투입하는 것이 바람직하며, 이로 인해 브래킷(20)과 교반수단(30)이 장착된 상태에서 분뇨(E)를 투입할 수 있다. 이 때, 축산 분뇨(E)는 발효되기 전이기 때문에 유기질상태이다.

그리고 이러한 상태에서 바람이 불면 블레이드(34c)가 저항을 받아 블레이드 조립체(34)와 함께 회전축(32)이 회전한다. 이에 따라 회전축(32)의 하단에 장착된 다수개의 교반날개(33) 역시 일체로 회전함으로써, 저장탱크(10)에 저장된 분뇨(E)가 교반되며 이로 인해 수류가 발생된다.

이러한 수류에 의해 분뇨(E)는 뒤섞이면서 공기가 자연스럽게 공급되어 발효가 보다 빨리 진행된다. 결국, 공기의 지속적인 공급으로 호기성 박테리아의 번식이 왕성해지면서 발효가 보다 빨리 진행되어 유기질의 분뇨가 무기질 분뇨로 변한다. 이러한 무기질 분뇨는 직접 농토에 뿌려 비료, 즉 물비료로 사용할 수 있다.

실제로 본 발명자가 시험한 결과, 교반수단(30)을 통해 교반시키는 경우 50톤 정도의 분뇨를 발효하는데 2개월 정도 소요되었으며, 종래 보다 대략 4개월 정도 단축됨을 알 수 있었다.

따라서 분뇨 발효시스템을 통해 분뇨 처리량을 월등하게 높일 수 있으며, 풍력을 이용하여 교반수단(30)이 작동되기 때문에 별도의 동력이 필요 없다.

한편, 이러한 기술적 사상은 블레이드 조립체(34)의 블레이드(34c)를 원뿔형상의 금속 통으로 구성하는 것으로 설명하였지만, 이에 국한하지 않고 블레이드(34c)를 프로펠라와 같은 다른 방식으로 구성하여도 본 발명의 소기 목적을 달성할 수 있다. 즉, 교반날개(33)가 간헐적으로 회전하기만 하여도 공기가 공급되기 때문이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 분뇨 발효시스템에 의하면, 교반수단에 의해 저장탱크에 저장된 분뇨가 교반되며 이로 인해 공기가 지속적으로 공급된다. 따라서 호기성 박테리아의 번식이 왕성하여 분뇨의 발효기간이 단축되며, 이로 인해 분뇨 처리량을 월등하게 높일 수 있고 분뇨로 인한 환경오염을 줄일 수 있는 이점이 있다. 또한, 교반수단은 별도의 외부동력이 필요 없이 풍력에 의해 작동되기 때문에, 전원공급이 어려운 평야지대에도 손쉽게 설치할 수 있는 작용효과가 있다.

Claims (5)

1. 분뇨를 일정기간 저장하여 발효시키는 분뇨 발효시스템에 있어서,

   상기 분뇨 발효시스템은,

   상부가 개방되며 분뇨(E)가 저장되는 저장탱크(10)와,

   상기 저장탱크(10)의 개방부에 설치되는 브래킷(20)과,

   상기 브래킷(20)의 중심부위에 회전가능하게 설치되며 풍력에 의해 회전하면서 상기 저장탱크(10)내의 분뇨(E)를 교반시키는 교반수단(30)을 구비하는 것을 특징으로 하는 분뇨 발효시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 교반수단(30)은,

   상기 브래킷(20)의 중심부위에 설치되는 베어링 조립체(31)와,

   상기 베어링 조립체(31)에 회전가능하게 결합되되 하단은 상기 저장탱크(10)의 저부까지 연장되며 상단은 상기 브래킷(20) 상측으로 연장된 회전축(32)과,

   상기 회전축(32)의 하단에 회전 반경방향으로 설치된 적어도 하나 이상의 교반날개(33)와,

   상기 회전축(32)의 상단에 설치되어 바람에 의해 상기 회전축(32)과 함께 회전하는 블레이드 조립체(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분뇨 발효시스템.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 블레이드 조립체(34)는,

   상기 회전축(32)의 상단에 고정 결합되는 허브(34a)와,

   상기 허브(34a)를 중심으로 방사상으로 배치되어 상기 회전축(32)과 함께 일체로 회전하는 다수개의 로드(34b)와,

   상기 로드(34b)들의 끝단에 설치되어 바람과 부딪치는 블레이드(34c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분뇨 발효시스템.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 블레이드(34c)는 상기 로드(34b)의 끝단에 회전 접선방향으로 설치되며 내부가 텅 빈 원뿔형상의 금속 통으로 이루어 진 것을 특징으로 하는 분뇨 발효시스템.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 분뇨 발효시스템은 상기 브래킷(20)을 매개로 설치되어 상기 저장탱크(10)의 상부를 덮는 천막(40)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분뇨 발효시스템.