KR200364657Y1 - 축분 교반장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 축분 교반장치에 관한 것으로서, 인분을 포함하는 가축배설물 및 음식물 찌꺼기로 이루어진 축분을 저장하는 저장조(10); 상기 저장조(10)에 일단부가 배치되고 그 타단부가 외부로 노출된 축분흡입관(20); 상기 축분흡입관(20)의 외부로 노출된 타단부와 연결되어 이 축분흡입관(20)을 통해 저장조(10)의 축분을 빨아들이는 펌프(50); 및 상기 펌프(50)에 일단부가 연결되고 타단부가 저장조(10)의 내부로 연장되어 축분흡입관(20)을 통해 흡입된 축분을 다시 동일 저장조(10)로 토출시키는 축분토출관(30)을 포함하여 구성된다. 따라서, 작은 입자의 산소를 축분에 충분하게 용해시키는 동시에 저장조 밑바닥에 침전되는 슬러지 및 중금속을 효과적으로 교반시켜 균일한 농도의 액비를 생성시킬 수 있도록 하며, 유체의 토출압력에 의해 저장조 바닥면의 슬러지를 유동시켜 침전되는 것을 방지하고, 토출관 상측에 설치된 벤츄리노즐을 통과하는 유체의 유속력에 의해 흡입되는 외부공기(산소)를 축분 속에 용해시키되 체류시간을 연장하여 미생물 증식을 촉진시킴에 따라 양질의 액비를 생성시킬 수 있도록 하는 효과를 얻는다.

Description

축분 교반장치{Apparatus for agitating of livestock's night soil and waste food etc.}

본 고안은 축분 교반장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대형 저장조의 축분을 호기성 처리방식으로 발효시키기 위하여 외부공기와 축분을 혼합 후 저장조에 토출하는 방식으로, 작은 입자의 산소를 축분에 충분하게 용해시키는 동시에 저장조 밑바닥에 침전되는 슬러지 및 중금속을 효과적으로 교반시켜 균일한 농도의 액비를 생성시킬 수 있도록 한 축분 교반장치에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 소정의 저장조에 저장된 축분을 펌프 구동으로 흡입한 후 동일 저장조내로 토출시킬 때, 유체의 토출압력에 의해 저장조 바닥면의 슬러지를 유동시켜 침전되는 것을 방지하고, 토출관 상측에 설치된 벤츄리노즐을 통과하는 유체의 유속력에 의해 흡입되는 외부공기(산소)를 축분 속에 용해시키되 체류시간을 연장하여 미생물 증식을 촉진시킴에 따라 양질의 액비를 생성시킬 수 있도록 한 축분 교반장치에 관한 것이다.

일반적으로, 발효 저장조의 교반장치는 인분을 포함한 돈분, 우분 등과 같은 가축의 배설물 및 음식물 찌꺼기와 톱밥(이하, "축분"이라 한다)등을 변위기의 구동으로 인해 혼합하고, 저장조 바닥에 배치되는 공기 공급관을 통해 외부공기를 공급하여 발효조에서 장시간(약 40일 소요됨)에 걸쳐 발효시킴에 따라 양질의 유기질 비료를 얻을 수 있게 된다.

이때, 제조되는 유기질 비료는 이동 가능한 액비 살포장비의 탱크에 옮겨진 후, 해당 비닐하우스 단지, 과수원 단지, 전답 등지에 골고루 살포되는 등 유용하게 사용됨으로써 토질의 산성화를 방지하고, 작물의 수확량이 증대되어 농가 소득을 증가시킬 수 있게 된다.

한편, 종래의 발효저장조의 교반장치는 저장조 내부 축분을 변위기의 구동으로 인해 교반시키는 동시에 저장조 외부에서 파이프를 통해 외부공기를 축분에 공급하여 발효를 촉진시켰다.

그러나, 외부공기 만을 블로어로 흡입하여 저장조 밑바닥에 토출시킬 경우, 공기입자가 크기 때문에 축분과 외부공기의 상호 접촉면적이 적고 저장조 내부의 축분이 정적상태를 유지하게 되므로, 저장조 밑바닥에 침전되는 슬러지 및 중금속이 원활하게 교반되지 않아 침전물이 토출구를 막을 우려가 있어 발효 효율이 떨어지고, 숙성기간이 장기화될 수 있으며, 또한, 저장조의 상층부와 하층부에서 액상상태의 불균형으로 인해 유기질 비료의 질이 저하되어, 이를 사용하는 농가소득에 실질적으로 큰 도움을 주지 못하는 문제점을 갖게 된다.

또한, 저장조에 저장된 축분의 발효시 큰 공기방울 입자가 상층부에서 터지면서 발생되는 심한 악취로 인해 저장조가 설치된 축사 주변에 생활하는 인근주민 및 축사를 직업으로 하는 종사자는 악취로 인한 고통을 감수해야만 되는 문제점을 갖고 있었다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 그 목적은 펌프 구동으로 저장조로부터 흡입되는 축분에 입자가 작은 외부공기를 혼합하여 빠르게 용해시킨 후 저장조에 토출시킬 수 있게 함으로써, 외부공기와 유체의 접촉표면적을 증대시키고 저장조 내에 호기조건을 형성하여 축분 속에 미생물 증식을 증대시킬 수 있도록 한 축분 교반장치를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 저장조의 축분에 공급되는 외부공기의 체류시간을 연장시킴에 따라 축분속에 용해되는 산소량이 증대되어 미생물 활동을 촉진시키도록 함으로써, 농도가 균일한 양질의 유기질 비료를 생성하여 농가소득을 증대시킬 수 있도록 한 축분 교반장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 유체의 토출압력에 의해 저장조 밑바닥에 침전된 슬러지 및 중금속을 부상시키는 동시에 침전되는 것을 최소화하며, 저장조 내부의 축분을 균일하게 교반 및 혼합시켜 균질의 액비를 생성시킬 수 있도록 한 축분 교반장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 저장조로부터 흡입되는 축분에 외부공기를 혼합한 후 동일 저장조로 토출되는 축분을 이송시키는 파이프를 저장조 내부에 배치하여 동절기에 동파로 인해 파손되는 것을 방지하고, 파이프를 용이하게 연결할 수 있도록 한 축분 교반장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 축분 교반장치를 나타낸 사시도이다.

도 2는 본 고안에 따른 축분 교반장치를 나타낸 내부 단면도이다.

도 3은 본 고안에 따른 축분 교반장치 중 벤츄리노즐을 나타낸 요부확대단면도이다.

도 4는 본 고안에 따른 축분 교반장치 중 이송기가 작동되는 상태를 나타낸 개략도이다.

도 5는 본 고안에 따른 축분 교반장치의 다른 실시예를 나타낸 개략단면도이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10 : 저장조 20 : 축분흡입관

21 : 공기흡입구 30 : 축분토출관

31 : 공기흡입구 32 : 벤츄리노즐

33 : 상류측토출부 34 : 하류측토출부

40 : 이송기 41 : 부유판

42 : 신축관 43 : 구동모터

44 : 회전날개 50 : 펌프

60 : 축분흡입관 70 : 축분토출관

80 : 뚜껑 90 : 노즐

이와 같은 상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 축분 교반장치는 인분을 포함하는 가축배설물 및 음식물 찌꺼기로 이루어진 축분을 저장하는 저장조; 상기 저장조에 일단부가 배치되고 그 타단부가 외부로 노출된 축분흡입관; 상기 축분흡입관의 외부로 노출된 타단부와 연결되어 이 축분흡입관을 통해 저장조의 축분을 빨아들이는 펌프; 및 상기 펌프에 일단부가 연결되고 타단부가 저장조의 내부로 연장되어 축분흡입관을 통해 흡입된 축분을 다시 동일 저장조로 토출시키는 축분토출관을 포함하여 구성된다.

또한, 본 고안에 따른 축분 교반장치에 있어서, 상기 저장조 내의 축분에 잠겨있는 축분토출관의 타단부는 저장조의 바닥면까지 연장되고 그 선단부가 일정각도 절곡 형성된 것이 바람직하다.

또한, 본 고안에 따른 축분 교반장치에 있어서, 상기 축분토출관에 일측부가 결합된 상태로 축분 상에 부유되는 부유판과, 이 부유판의 상면에 설치되는 회전모터와, 이 회전모터에 연결되어 축 회전되면서 축분 내에서 추진력을 발생시켜 부유판과 축분토출관이 축분 표면상에서 이동되게 하는 회전날개를 포함하는 이송기가 더 구비된 것이 바람직하다.

또한, 본 고안에 따른 축분 교반장치에 있어서, 상기 축분토출관은 펌프에서부터 저장조의 중앙 상부까지는 직관으로 형성되고, 이 중앙 상부에서 부유판과 결합되는 부위까지는 이 부유판이 저장조의 내주면 근처까지 이동되도록 신축 가능한 신축관으로 형성된 것이 바람직하다.

또한, 본 고안에 따른 축분 교반장치에 있어서, 상기 축분흡입관 및 축분토출관의 펌프와 연결되기 위해 외부로 노출된 부위를 제외한 나머지 부분이 저장조내부에 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 본 고안에 따른 축분 교반장치에 있어서, 상기 축분흡입관 및 축분토출관의 축분 외부로 노출된 소정부위에 공기흡입구가 형성된 것이 바람직하다.

또한, 본 고안에 따른 축분 교반장치에 있어서, 상기 축분토출관의 공기흡입구는 반경방향으로 관통되고, 이 공기흡입구의 단부인 축분토출관의 내주면에 벤츄리노즐이 형성된 것이 바람직하다.

또한, 본 고안에 따른 축분 교반장치에 있어서, 상기 축분토출관의 공기흡입구 상류측 토출부 직경(D1)과 상기 공기흡입구의 하류측 토출부 직경(D2)은 D1≤D2를 만족하고, 상기 공기흡입구와 인접하는 입구부 직경(d1)과 출구부 직경(d2)은 d1<d2를 만족하는 것이 바람직하다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 축분 교반장치는 인분을 포함하는 가축(돼지 또는 닭 등을 말함) 배설물 및 음식물 찌꺼기로 이루어진 축분을 저장하는 대용량의 저장조(10)(200 ~ 1000톤의 용량을 가짐)와, 이 저장조(10)로부터 흡입되는 유체(축분)의 유속력에 의해 외부공기가 흡입되는 공기흡입구(21)가 상부에 소정직경(1 ~ 5mm로 형성됨)으로 적어도 1군데 이상 형성되는 축분흡입관(20)(suction pipe)과, 이 축분흡입관(20)을 통해 저장조(10) 내의 축분을 흡입하고 축분토출관(30)을 통해 저장조(10)로 다시 축분을 배출시키는 펌프(50)와, 이 펌프(50)를 통해 흡입한 축분을 다시 저장조(10)로 토출시 이 축분의 유속력에 의해 흡입되는 외부공기량을 증대시키도록 공기흡입구(31)를 갖는 벤츄리노즐(32)이 상단에 형성되며, 끝단의 노즐(90)을 통한 유체의 토출압력에 의해 저장조(10) 바닥면에 침전된 슬러지를 부상시키고, 또한, 슬러지가 침전되는 것을 방지하는 축분토출관(30)(discharge pipe)을 포함하는 구성으로 되어 있다.

또한, 상기 축분토출관(30)의 중간 부위에 형성된 소정길이의 신축관(42)이 저장조(10) 내부에서 축분에 부상된 상태로 유동되는 부유판(41)과 연결되며, 이 부유판(41)에 장착된 구동모터(43)에 소정각도로 경사지게 연결된 회전날개(44)의 추진력에 의해 부유판(41)이 유동되고, 이 유동으로 인해 축분토출관(30) 단부를 강제 이송시킴으로써 축분과 외부공기의 접촉표면적을 증대시켜 축분 속에 외부공기의 체류시간을 증대시키는 축분교반용 이송기(40)를 구비한다.

여기서, 상기 신축관(42)은 이송기(40)가 저장조(10)의 내주면에 인접되는 위치까지 이동하면서 축분 상으로 떠다닐 수 있도록 하는 신축 가능한 관으로 형성되는 것이 바람직하며, 본 고안에서는 유연한(flexible) 곡선 형상의 관이 구비되어 있다.

그리고, 상기 축분배출관(30)의 벤츄리노즐(32)은 이 축분토출관(30)에 반경방향으로 관통 형성되는 공기흡입구(31)의 상류측토출부(33)의 직경(D1)과, 공기흡입구(31)의 하류측토출부(34)의 직경(D2)은 D1≤D2를 만족하고, 공기흡입구(31)와 접하는 입구부의 직경(d1)과 공기흡입구(31)와 접하는 출구부의 직경(d2)은 d1<d2를 만족하도록 형성된다.

도면 중 80은 저장조(10) 상단에 개폐 가능하게 장착되는 뚜껑이고, 90은 저장조(10) 바닥면에 대해 직각 또는 45°각도를 유지하여 축분토출관(30) 단부에 고정되는 노즐이다.

이러한 구성에 따른 본 고안의 축분 교반장치는 축사 등에 부대시설로서 설치되는 저장조(10)에 인분을 포함한 돈분, 우분 등의 가축배설물이나 음식물 찌꺼기 등의 축분이 상부를 통하여 투입되어 저장되는 한편, 이 저장조(10)에 연통되는 축분흡입관(20) 및 축분토출관(30) 사이의 관로에 설치되는 펌프(50)가 작동되면, 저장조(10)의 축분이 축분흡입관(20)을 통해 흡입되고 나서 축분토출관(30)의 노즐(90)을 통해 동일 저장조(10)로 다시 분출되는 과정을 통해 저장조(10) 밑바닥에 침전되어 있는 슬러지층에 산소를 공급하여 용해하고, 또한, 이송기(40)의 이동에 의해 축분을 교반시켜 이 축분이 원활하게 발효될 수 있도록 하는 것이다.

이때, 상기 축분흡입관(20)을 통하여 저장조(10)로부터 축분을 흡입할 때, 축분흡입관(20) 상부에 형성된 공기흡입구(21)에 의해 외부공기가 유체의 유속을 따라 축분흡입관(20)에 흡입되어 축분과 혼합되고, 다시 축분토출관(30)의 벤츄리노즐(32)에 형성된 공기흡입구(31)를 통해 외부공기가 흡입되어 유동되는 축분과 혼합된다.

따라서, 외부로부터 흡입되는 외부공기(산소를 말함)와 축분의 접촉표면적을 증대시켜 축분 속에 외부공기를 장시간 체류시킬 수 있게 되어 저장조(10) 내부의 축분이 호기조건을 갖도록 하며, 이에 따라, 미생물을 증식시킬 수 있게 되고, 축분의 발효를 촉진시켜 양질의 유기질 비료를 생성할 수 있게 된다.

또한, 상기 저장조(10)에 부유되어 있는 이송기(40)의 구동모터(43)를 구동시켜 소정각도로 경사지게 연결된 회전날개(44)를 회전시키면, 이 회전날개(44)의 추진력으로 인해 부유판(41)이 축분 상에 부유된 상태로 자유롭게 이동할 수 있게 되다.

이로 인해, 상기 부유판(41)에 고정된 축분토출관(30)의 신축관(42)이 부유판(41)을 따라 강제로 이동되고 이와 동시에 축분에 잠겨있는 노즐(90)이 이동하게 되면서, 저장조(10) 바닥에 정체된 슬러지에 와류를 형성하거나 또는 정체된 슬러지를 와해시키는 등 저장조(10) 바닥의 슬러지에 외부공기를 충분히 공급하여 교반 효율을 향상시키게 되며, 그 결과 농도가 균일한 양질의 액비를 생성할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 상기 저장조(10) 바닥면에 대해 45°각도로 경사지게 형성된 축분토출관(30)의 노즐(90)은 또한, 저장조(10) 밑바닥으로 분출되는 유체의 토출압력에 의해 저장조(10) 바닥면의 슬러지가 경화되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 저장조(10) 밑바닥에 침전되어 있는 슬러지에 대해서는 산소를 공급하여 축분의 미생물이 증식할 수 있는 최적의 조건을 제공하며, 축분을 외부공기와 혼합하여 교반시킴에 따라 발효를 촉진시키고 저장조(10) 내부에 침전물 형성을 최소화할 수 있게 된다.

한편, 도 5는 본 고안의 다른 실시예로서, 축분흡입관(60)이 저장조(10)의 하단부에서 직접 관통 설치되고, 축분토출관(70)이 이 축분흡입관(60)의 인접부에 평행하게 배치된 상태에서 바로 저장조(10) 내부로 관통되어 관 대부분이 저장조(10) 내부에 배치되는 구조로 되어 있다.

이로 인해, 상기 축분토출관(70)을 저장조(10) 내부에 배치시킴에 따라 동절기에 동파로 인해 축분토출관(70)이 파손되는 것을 방지하여 사용수명을 연장할 수 있으며, 축분을 이송시키기 위한 펌프(50)와 저장조(10) 사이의 파이프 연결 작업공정이 삭감되어 작업성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 고안의 축분 교반장치는 펌프 구동으로 대용량의 저장조에서 흡입한 축분에 입자가 작은 외부 공기를 혼합하여 신속하게 용해시킨 후 다시 동일 저장조로 토출시킴으로써 유체와 공기의 접촉면적이 커지면서 저장조내에 호기조건을 형성하여 축분 속에 미생물 증식을 증대시킬 수 있는 효과를 얻는다.

또한, 저장조의 축분에 공급되는 외부공기의 체류시간을 연장시킴에 따라 축분 속에 용해되는 산소량이 증대되어 미생물 활동을 촉진시키게 되고, 그 결과 농도가 균일한 양질의 유기질 비료를 생성하여 농가 소득을 증대시킬 수 있는 효과를 얻는다.

또한, 저장조에 순환되는 유체의 토출압력에 의해 저장조 밑바닥에 슬러지 및 중금속이 경화되는 것을 방지하며, 저장조 내부의 축분을 균일하게 교반 및 혼합시켜 균질의 액비를 생성시킬 수 있는 효과를 얻는다.

또한, 축분흡입관 및 축분토출관을 저장조 내부에 배치하여 동절기에 동파로 인해 파손되는 것을 방지하고, 파이프를 용이하게 연결할 수 있는 효과를 얻는다.

Claims (8)

1. 인분을 포함하는 가축배설물 및 음식물 찌꺼기로 이루어진 축분을 저장하는 저장조(10);

   상기 저장조(10)에 일단부가 배치되고 그 타단부가 외부로 노출된 축분흡입관(20);

   상기 축분흡입관(20)의 외부로 노출된 타단부와 연결되어 이 축분흡입관(20)을 통해 저장조(10)의 축분을 빨아들이는 펌프(50); 및

   상기 펌프(50)에 일단부가 연결되고 타단부가 저장조(10)의 내부로 연장되어 축분흡입관(20)을 통해 흡입된 축분을 다시 동일 저장조(10)로 토출시키는 축분토출관(30);

   을 포함하여 구성되는 축분 교반장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 저장조(10) 내의 축분에 잠겨있는 축분토출관(30)의 타단부는 저장조(10)의 바닥면까지 연장되고 그 선단부가 일정각도 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 축분 교반장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 축분토출관(30)에 일측부가 결합된 상태로 축분 상에 부유되는 부유판(41)과, 이 부유판(41)의 상면에 설치되는 회전모터(43)와, 이 회전모터(43)에 연결되어 축 회전되면서 축분 내에서 추진력을 발생시켜 부유판(41)과 축분토출관(30)이 축분 표면상에서 이동되게 하는 회전날개(44)를 포함하는 이송기(40)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 축분 교반장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 축분토출관(30)은 펌프(50)에서부터 저장조(10)의 중앙 상부까지는 직관으로 형성되고, 이 중앙 상부에서 부유판(41)과 결합되는 부위까지는 이 부유판(41)이 저장조(10)의 내주면 근처까지 이동되도록 신축 가능한 신축관(42)으로 형성된 것을 특징으로 하는 축분 교반장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 축분흡입관(20) 및 축분토출관(30)의 펌프(50)와 연결되기 위해 외부로 노출된 부위를 제외한 나머지 부분이 저장조(10) 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 축분 교반장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 축분흡입관(20) 및 축분토출관(30)의 축분 외부로 노출된 소정부위에 공기흡입구(21,31)가 형성된 것을 특징으로 하는 축분 교반장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 축분토출관(30)의 공기흡입구(31)는 반경방향으로 관통되고, 이 공기흡입구(31)의 단부인 축분토출관(30)의 내주면에 벤츄리노즐(32)이 형성된 것을 특징으로 하는 축분 교반장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 축분토출관(30)의 공기흡입구(31) 상류측토출부(33)직경(D1)과 상기 공기흡입구(31)의 하류측토출부(34) 직경(D2)은 D1≤D2를 만족하고, 상기 공기흡입구(31)와 인접하는 입구부 직경(d1)과 출구부 직경(d2)은 d1<d2를 만족하는 것을 특징으로 하는 축분 교반장치.