KR200218965Y1 - 분뇨이용 메탄가스 활용장치 및 액비생산 - Google Patents

Abstract

본 고안은 분뇨 이용 메탄가스 활용 및 액비 생산 장치에 관한 것으로, 특히 수질, 대기, 토양오염 등이 심각한 가축 분뇨의 효율적 활용 및 고유가 시대의 에너지 절약 대책에 관한 것이다.

가스발생시설과 가스정화장치, 가스포집 및 저장장치를 거쳐 가압장치, 사용처로 연결되는 일련의 순환과정을 고안한 것으로 가스발생시설은 저온시 메탄가스 발생량을 증대시키기 위하여 분뇨통안에 보일러관을 배관하고, 온도 측정을 하며, 통속의 분뇨를 뒤섞는 작업을 위해 교반용 모터를 장착함과 동시에 모터 설치 및 수리시에 밖에서 작업할 수 있도록 스텐사슬을 이용하는 방법을 고안하였다. 또한 분뇨가 자동으로 흡입되고 부유물질과 찌꺼기(슬러시)를 각각 배출할 수 있는 관과 분뇨가 과도하게 흡입되면 수위조절이 되도록 배출구를 별도로 설치한다.

발생된 메탄가스는 가스정화장치에서 냄새가 제거되어 가스저장·포집장치로 이동하여 저장됨과 동시에 가스가압시설에 의해 센 압력을 얻어 사용처로 이동하게 된다.

기존의 축산농가 정화조를 보수하여 본 장치를 설치하면 해당 농장은 물론 인근 농가도 난방비 및 취사용 연료비가 상당히 줄어들게 되어 고유가 에너지 절감 및 침전물은 무취, 무공해의 유기질 거름으로 이용하게 되어 일석 삼조의 효과를 거둘 수 있다.

Description

분뇨이용 메탄가스 활용장치 및 액비생산{Excretion Utilization Methane gas Application and Liquid manure Production Installation}

가. 고안의 목적

종래의 메탄가스 활용은 저온일 때 발생량이 극히 적어 계속적인 활용이 어렵고, 냄새가 나서 취사에는 곤란하며, 압력이 약해서 보일러를 가동시키기에 무리하며, 분뇨 투입 및 배출등 작업이 불편하여 비능률적이므로 이런 문제점을 해결하는 데 있다.

나. 고안의 구성 및 작용

분뇨의 투입 및 배출등 작업이 편리하도록 투입구와 배출관, 비상 배출관을 설치하고, 35℃이상 분뇨의 온도를 유지하기 위해 방열시설 및 보일러 배관을 하며, 발생된 가스를 저장 포집하는 시설 및 냄새제거장치, 실용화가 용이한 가압장치등을 하여 많은 메탄가스 발생 촉진 및 다양한 활용이 가능하다.

다. 고안의 효과

본 고안은 분뇨이용 메탄가스활용 및 액비생산에 관한 장치로서, 특히 처리가 곤란한 가축 분뇨로 메탄가스를 발생시켜 취사 및 가정연료, 축사의 보일러 연료 등으로 활용하며, 그 침전물(슬러시)을 퍼내어 무독성, 무공해 비료 생산으로 연계하는 효과가 있다.

라. 분뇨가스 발생 순환 과정

제 1도와 같이 가스를 발생시켜 정화장치를 통하여 악취를 제거시킨 후, 가스 포집 및 저장장치를 거쳐 가스 기압을 실시하여 보일러 등에 사용하게 된다.

마. 가스 발생 장치

제 2도에서와 같이 분뇨 투입구( 16 )를 통하여 분뇨가 들어가며, 분뇨가 지나치게 많이 투입되면 흡입구( 18 )를 거쳐 비상 배출구( 17 )로 나가서 다른 탱크에 저장된다. 무거운 찌꺼기(슬러시)는 바닥에 가라앉게 되고, 부유물은 뜨게 되는데 교반용 모터 ( 20 ) 고장의 원인을 제거하기 위해서 무거운찌꺼기와 부유물은 배출구(7.8)로 품어내게 한다.

가스 발생을 촉진하기 위해서 모터( 20 )로 가끔 뒤섞는게 좋으며 40여일 정도 사용한 분뇨는 가스 발생량이 적으므로, 슬러시 제거용 관( 7 )을 이용하여 밖으로 품어 내어 농사용 거름으로 사용하면 악취도 적고, 독성도 없어져서 매우 좋다.

교반용 모터 ( 20 )를 수리하기 위해서 들어올리거나, 꺼낼 때는 녹이 슬지 않는 긴 스텐줄을 고정시켜 이동한다. 줄 14를 당기면 수직으로 이동하게 되고 줄 13을 당기면 분뇨탱크 밖으로 꺼내어 수리할 수 있어 사람이 직접 드나들지 않게 되므로 유독가스 질식 위험 및 분뇨를 모두 퍼내지 않아도 되는 이점이 있다.

겨울철 등 저온일 때는 가스 발생량이 떨어지므로, 분뇨탱크 밖( 21, 22 등)에 스치로폼이나 우레우탄 등으로 단열 처리하도록 한다.

출입구 겸 조절장치판 ( 6 )의 슬러시 제거용 관 ( 7 )과 부유물 제거용 관 ( 8 )은 저온일 때나, 보일러 관에 이상이 생겼을 때 직접 가열장치로 겸용할 수도 있는데, 관 ( 7 )으로 빨아 들여서 외부의 보일러를 통과한 후 관 ( 8 )으로 되돌아가게 하면 된다.

분뇨 온도가 낮으면 보일러온수로 가온해야 하므로 측정용 센서 ( 9 )를 부착하여 항상 35°정도 이상이 되도록 하고, 보일러 배관용 ( 10, 11 )파이프로 온수를 유입( 10 ), 배출( 11 ) 하도록 하며, 가스배출용 파이프( 12 )는 가스를 외부로 내보내어 가스정화 장치와 연결된다.

바. 가스 정화

메탄가스는 냄새가 심하므로 사용상 거부감을 주기 때문에 발생된 장치 ( 27 )에서 나온 가스는 물 속을 통과하여 배출 ( 23 )되는데 물 공급 및 청소구( 24 )와 더러워진 물 배출구( 26 )가 필요하며 청소 시에는 가스밸브( 25 )를 잠그고 밸브( 26 )를 열어, 버리면 된다.

사. 가스 포집, 저장 확대

정화된 가스는 우선 큰 통( 31 )에 ⅔정도 물을 담고, 약간 작은 통 ( 32 ) 밑면에 구멍( 33 )을 내어 물에 잠기게 한 다음 가스량 측정용 눈금을 그어 가스 량에 따라서 상·하로 오르 내리게 하여 가스를 포집, 저장하게 한다.

아. 가스 가압 장치

포집된 가스는 압력이 약해서 보일러 등의 연료로는 미흡하므로 가압이( 35 ) 필요한데, 기존의 콤프레샤를 이용하는 것이 좋고, 난방용 보일러 및 취사 등에 이용도가 높아지게 된다.

자. 분뇨 가열 방법

저온 시에는 메탄가스 발생량이 적기 때문에 활용도가 낮으므로, 분뇨통 속에 보일러관을 배관하여 가온 장치를 하는데, 밑면에 ( 44 ) 배관하는 방법과 다단계( 45 )로 배관하는 방법, 사방벽면과 밑면에( 46 ) 보일러 파이프를 배관하는 방법 및 원액을 외부로 뽑아내어 직접가열 ( 47 )하여 순환시키는 방법 등이 있다.

차. 침전물 처리

오래 사용한 분뇨는 메탄가스 발생량이 극히 적어지므로, 40여일 정도 지나면 외부로 배출하여 농토에 뿌려주면 무독성, 무공해의 공짜 유기질 거름을 많이 얻을 수 있어, 농가 경영에도 크게 이바지할 것이다.

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제 1도는 본 고안의 실시예에 따른 순환도

제 2도는 가스 발생 시설 단면도

제 3도는 악취제거 장치

제 4도는 가스 포집·저장 장치

제 5도는 가스 가압 장치

제 6도는 조절 장치 평면도

제 7도는 분뇨 가열 방법

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 :

6 조절장치

7 슬러시 제거용관

8 부유물질 제거용관

9 분뇨온도 측정용센서

10 보일러배관용 파이프

11 보일러배관용 파이프

12 가스 배출용관

13 교반용모터 조정장치

14 교반모터 고정장치

15 전선

16 분뇨 투입구

17 분뇨 배출용관

18 과다분뇨 흡입구

19 분뇨투입관 전선 및 교반용모터 조정사슬 보호관

20 교반기

21 단열재

22 단열재

23 가스배출구

24 물공급 및 청소구(밀폐가능)

25 가스잠금장치

26 폐수배출구

27 가스주입구

31 물이 담긴 큰 통

32 가스 저장용 통

33 밑면(구멍)

34 메탄가스 포집장치

35 메탄가스 가압기

36 메탄가스 사용처

37 보일러배관 밑면설치

38 보일러 배관 다단계설치

39 보일러 배관 벽면과 밑면설치

40 분뇨원액 직접가열

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Claims (1)

1. 가스발생시설로서 중앙 보호관( 19 )에 분뇨 투입구( 16 )와 교반용 모터( 20 )를 움직이는 전선( 15 )과 스텐 고정줄( 14 )이 구비되고,

   좌측 상단부 출입구 겸 조절장치에 분뇨통과 고정시키는 핀( 6 )이 있고, 침전물(슬러시) 배출관( 7 )과 부유물 배출관( 8 ), 교반용 모터 조정용 스텐줄( 13 ) 및 분뇨통 내 온도 측정용 센서( 9 ), 가스 배출용관( 12 ), 보일러 온수 배관용 파이프( 10, 11 )등이 구비되며,

   우측단으로 분뇨과다 유입시 비상 배출되는 배출시설로 흡입구( 18 )와 배출구( 17 )가 구비되었으며,

   밑면과 사방벽면에는 두께 30cm의 철근 콘크리트 벽체와 단열재( 22 )가 구비되고,

   안쪽으로 보일러 배관 시설( 21 )이 밑면과 사방, 다단계로 중앙부분에 구비되며,

   가스정화장치로 흡입구( 27 )와 잠금장치( 25 ), 폐수배수구( 26 ) 및 청소구 겸 물주입구( 24 )와 가스 배출구( 23 )를 구비하고,

   가스 포집·저장장치로 큰 통( 31 )과 상기통( 31 )안에 들어갈 수 있는 구멍뚫린( 33 ) 약간 작은 통( 32 )에 눈금을 부착하여 계량할 수 있게 하며,

   가스 가압장치로 정화장치( 36 )와 콤프레셔( 35 ), 사용처( 34 )를 구비시키고,

   분뇨 가열장치로 밑면가열( 37 ), 다단계 가열( 38 ), 밑면과 4방벽면 가열 및 분뇨원액 직접가열( 40 )장치를 구비하는 분뇨이용 메탄가스 활용 및 액비 생산장치.