KR200394513Y1

KR200394513Y1 - 축사 환기 공조 시스템

Info

Publication number: KR200394513Y1
Application number: KR20-2005-0017460U
Authority: KR
Inventors: 김준호
Original assignee: 김준호
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2005-06-17
Publication date: 2005-09-02

Abstract

본 고안은 축사 환기 공조 시스템에 관한 것으로, 특히 공기정화모듈, 공기조화모듈 및 공기공급모듈을 구비한 정화공기 공급장치, 일단은 상기 정화공기 공급장치의 출구단에 연결되고, 타단은 축사에서 사육되는 동물의 키 높이 근방에 위치하는 다수의 배출구로 이루어진 정화공기 분배장치, 축사의 상부층에 위치하고 일단은 다수의 흡입구 및 이에 각각 설치되는 흡입팬으로 이루어지고, 타단은 축사밖으로 연장되는 상부공기 배출장치, 축사의 하부층에 위치하고 일단은 다수의 흡입구 및 이에 각각 설치되는 흡입팬으로 이루어지고, 타단은 축사밖으로 연장되는 하부공기 배출장치 및, 상기 상부공기 배출장치 및 하부공기 배출장치의 타단과 일단이 연결되고 배출된 공기를 별도 배출, 정화처리 또는 분리수거하는 오염공기처리장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 축사 환기 공조 시스템에 관한 것이다.

Description

축사 환기 공조 시스템 {SYSTEM FOR CATTLE SHED WITH AIR CONDITIONING AND CIRCULATION}

본 고안은 축사내부에서, 가축의 분뇨가 부패하면서 발생하는 가스와 가축의 호흡에 의해 발생하는 각종 오염공기를 각 오염공기 또는 가스의 비중차이를 이용하여 효율적으로 분리 배출하고, 축사내에 정화되고, 조화된 신선한 공기를 제공함으로써 가축의 생육을 촉진하고, 사육자의 건강을 유지토록 하는 축사 환기 공조 시스템에 관한 것이다.

현재 축산농가가 대형화, 단지화 하여 많은 가축을 정형화된 축사내부에서 밀집사육 함에 따라 축사환경이 아주 심각한 상황에 처해있다. 즉, 대형화된 축사 내지 축사단지에서 계속적인 가축의 분뇨 발생 및 다량의 사육두수에 따른 환경오염이 단지 전체에 걸쳐 이루어지고 있으며, 한곳에서 오랫동안 가축을 사육함에 따라 대기의 순환이 이루어지지 않고, 오염공기가 정체됨으로써 환경오염도가 심각하여 축사주변 공기에는 가스 및 악취, 각종 세균 등의 이물질이 가득한 상황이라, 축사주변 대기 공기를 정화하여 사용해야 할 시점에 있다.

이런 상황에서 단순히 축사내부와 외부의 공기순환을 하는 것으로서는 개선에 한계가 있으며, 따라서 축사에 동력 환풍기, 동력 송풍기, 대형 선풍기, 에어컨 등을 수없이 설치하여 많은 동력비와 시설비의 부담을 감수하며 투자를 하여도 근본적인 해결이 되지 않고 있는 상황이다.

이에 따라 축사 내부에 가축이 각종유해 가스에 노출, 중독되어 치료방법이 없이 폐사하며 심지어 가축들이 집단 폐사하는 경우에 병균도 모르고 확실한 원인도 모른 채 신종 병이라며 농장을 폐쇄하고 다른 농장으로 이주를 하는 농가도 발생하고 있는 실정이다.

더욱 심각한 것은 이와 같은 유해가스는 가축뿐만 아니라 이를 사육하는 사육자에게도 인체 극심한 영향을 미칠 수 있다는 것인데, 이러한 유해가스로는 황화수소, 암모니아, 이산화탄소, 메탄 등을 들 수 있고, 이들은 거의 대부분이 무색이며, 암모니아와 황화수소를 제외하고는 무취로서 사육자는 자신도 모르는 사이에 이러한 유해가스에 노출되는 위험을 감수하여야 한다.

특히 이와 같은 오염은 겨울철과 여름철에 더욱 심각한 상황에 처하게 되는데, 겨울철에는 축사내부를 보온을 하기위해 각종열기구사용으로 인한 일산화탄소가스가 발생 증가하고 보온을 하기위해 환기를 최소화하기 때문에 각종 유해가스 및 오염된 공기에 가축들이 노출되며, 여름철에는 기온이 상승하면서 습도까지 동반하여 축사내외부의 부패물의 부패를 가속시켜 각종 병균과 유해가스가 더욱 많이 발생하며 이로 인한 유해가스에 가축이 중독 되어 폐사하기 쉬운 문제점이 있다.

또한 축사에서 발생하는 각종 가스가 가연성이라서 밀집된 축사들 중에 제일 낮은 지대 대기 통풍이 원활하지 못하는 곳에 위치한 축사는 원인을 모르는 화재가 종종 발생하는데 그 이유는 저지대일수록 통풍이 원활하지 못하여 축사에서 발생하는 가연성 가스가 체류하면서 발생하므로 이러한 폭발위험을 방지하기 위해서도 축사내의 공기를 효율적으로 정화, 배출하여야 하는 과제의 해결이 절실히 요구되는 실정이다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 축사에서 발생하는 가스가 공기보다 가벼운 종류와 무거운 종류로 나누어지는 것에 착안한 것으로 이를 통하여 각 오염공기 또는 가스의 비중차이를 이용하여 효율적으로 분리 배출하고, 축사내에 정화되고, 조화된 신선한 공기를 제공함으로써 가축의 생육을 촉진하고, 사육자의 건강을 유지토록 하는 축사 환기 공조 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은

공기정화모듈, 공기조화모듈 및 공기공급모듈을 구비한 정화공기 공급장치;

일단은 상기 정화공기 공급장치의 출구단에 연결되고, 타단은 축사에서 사육되는 동물의 키 높이 근방에 위치하는 다수의 배출구로 이루어진 정화공기 분배장치;

축사의 상부층에 위치하고 일단은 다수의 흡입구 및 이에 각각 설치되는 흡입팬으로 이루어지고, 타단은 축사밖으로 연장되는 상부공기 배출장치;

축사의 하부층에 위치하고 일단은 다수의 흡입구 및 이에 각각 설치되는 흡입팬으로 이루어지고, 타단은 축사밖으로 연장되는 하부공기 배출장치; 및,

상기 상부공기 배출장치 및 하부공기 배출장치의 타단과 일단이 연결되고 배출된 공기를 별도 배출, 정화처리 또는 분리수거하는 오염공기처리장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 축사 환기 공조 시스템을 제공한다.

이하 본 고안에 대하여 도면을 참조하여 자세하게 설명한다.

본 고안은 축사 환기 공조 시스템에 관한 것으로 공기정화모듈, 공기조화모듈 및 공기공급모듈을 구비한 정화공기 공급장치, 일단은 상기 정화공기 공급장치의 출구단에 연결되고, 타단은 축사에서 사육되는 동물의 키 높이 근방에 위치하는 다수의 배출구(11)로 이루어진 정화공기 분배장치(10), 축사의 상부층에 위치하고 일단은 다수의 흡입구(21) 및 이에 각각 설치되는 흡입팬(22)으로 이루어지고, 타단은 축사밖으로 연장되는 상부공기 배출장치(20), 축사의 하부층에 위치하고 일단은 다수의 흡입구(31) 및 이에 각각 설치되는 흡입팬(32)으로 이루어지고, 타단은 축사밖으로 연장되는 하부공기 배출장치(30) 및 상기 상부공기 배출장치(20) 및 하부공기 배출장치(30)의 타단과 일단이 연결되고 배출된 공기를 별도 배출, 정화처리 또는 분리수거하는 오염공기처리장치(40)를 포함하여 구성된다.

즉 본 고안은 도 1과 도 3에 그 일 실시예를 간략히 도시한 바와 같이 축사내부에서, 축 분뇨가 부패하면서 발생하는 가스와 가축에서 발생하는 각종 오염공기는 크게 황화수소, 암모니아, 이산화탄소, 메탄 등으로 나누어지는데 이러한 가스는 공기보다 무겁거나, 가벼운 비중을 가지므로 이를 일정시간 축사에 잔류시키면 공기와의 비중차이에 의하여 자연적으로 분리되는 원리를 이용하여 축사내부 공기층을 상부와 하부로 각각 분리하여 방출하거나 수거하고, 정화 및 공조설비를 거친 신선한 공기를 이에 대체하여 공급하는 것으로 특히, 상기 방출의 경우에는 축 분뇨 폐수 정화조 위의 오염공기처리장치(가스 집진실)로 오염가스를 이송한 후, 축 분뇨 폐수 정화조에서 축 분뇨가 부패하면서 자연적으로 발생하는 열을 활용하여 오염된 공기나 가스를 가볍게 하여 가스 집진실에 높게 설치된 굴뚝을 통해 고공으로 날려서 버리는 시스템에 관한 것으로 이러한 과정이 반복되다보면 축사 내부 및 외부 환경이 자동으로 정화되어 쾌적한 청정 환경을 제공할 수 있는 것이다. 도 1에 도시한 것은 상부에서 바라본 것으로 상하 관계가 분명하지 않으나 이는 도 3에 명확히 도시한 바와 같다. 또한 도 1에는 좌우에 각각 상부공기 배출장치와 하부공기 배출장치를 설치한 것으로 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니고 좌우 대칭으로 상부 및 하부 공기 배출장치를 모두 설치할 수 있음은 물론이며, 이는 축사의 상태에 따라 다양한 형태로 변형할 수 있다.

도 1은 본 고안의 축사 환기 공조 시스템 중에서 신선한 공기를 공급하는 정화공기 공급장치 및 축사에서의 배관 배치에 대한 일 실시예를 도시한 시스템 개략도이다.

도 1과 도 3에 도시된 바와 같이 축사내의 상부 및 하부의 공기가 상대적으로 높은 오염도를 가지므로 이를 상기 상부공기 배출장치 및 하부공기배출장치를 통하여 흡입하여 배출하게 된다. 따라서 오염공기가 축사내부에서 배출된 공기량만큼 다시 축사내로 공급되어져야 하는 공기가 필요하고 이러한 흡입공기는 축사주변 대기 환경에서 흡입하나 이를 바로 사용하는 경우에는 축사의 환경개선이 충분히 이루어지지 않으므로 이를 공기정화모듈, 공기조화모듈 및 공기공급모듈을 통하여 공급된다. 즉, 오염 이물질을 제거하여 정화한 후, 축사내부에 필요한 공기를 원하는 온도 및 습도로 조절한 후 사육가축에게는 상쾌하고 질 좋은 신선한 공기를 지속적 축사내부에 자동 공급하여 가축들에게 최상의 환경을 연중 계절과 상관없이 제공한다. 이를 통하여 축사내부에서 무거운 가스는 하부 배출장치로, 가벼운 가스는 상부 배출장치로 방출하고 그 양만큼 공조기 및 정화기를 통한 신선한 공기가 자동으로 축사내부에 다시 채워진다.

상기 공기정화모듈은 축사주변의 공기를 흡입하여 사용하므로 이들의 오염물질을 제거하기 위한 것으로 상기 기술한 축사내 발생가스의 여과 및 제거에 활용되는 공지의 다양한 필터 시스템이 여기에 적용될 수 있으며, 이에 추가하여 미세먼지의 제거를 위하여 집진기를 더 포함할 수 있다. 이에 대한 구체적인 예로는 활성탄 필터 등의 흡착 필터 또는 정화필터와 집진기를 함께 사용할 수 있으며, 상기 집진기로는 전기 집진기, 방전집진기, 여과필터 등을 사용할 수 있다.

또한 다량의 신선한 공기의 제공이 가능하도록 하기 위하여 상기 여과 및 정화된 흡입공기는 압축기를 통하여 압축하여 공기를 저장탱크에 고압으로 저장하며, 이를 필요에 따라 감압하여 각 축사에 공급할 수 있다.

상기 신선한 공기의 축사로의 공급단계에서 각축사별로 필요 환경이 각각 다르기 때문에 각 축사별 또는 전체 축사에 대하여 공조기를 설치하여 상기 저장탱크로부터 공급되어진 공기를 필요한 온도 및 습도로 조절하여 요구하는 양만큼 공급하게 된다. 이를 위하여 상기 공기조화모듈은 공기의 가열, 냉각, 제습 및 가습 장치를 구비할 수 있고, 이러한 장치는 공지에 이미 다양한 형태가 존재하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 상기 공조과정의 구체적인 예로 제습장치는 에어드라이어를 설치하여 제습을 함은 물론 공기를 냉각시켜 줄 수도 있으며, 또한 보일러를 활용하여 공기를 가온할 수도 있고 가습을 일정공간의 분무실에서 분무식으로 하여 습도 조절을 할 수 있으며, 필요시에는 상기 분무되는 물에 소독약을 첨가하여 소독을 함께 실시할 수도 있다. 이를 통하여 축사내부의 세균 박멸도 함께 할 수 있다. 이에 대한 구체적인 실시예는 도 2에 도시한 바와 같다.

상기 공급을 위해서는 공급라인에 감압장치 및 유량조절 밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 유량조절 밸브는 솔레노이드 자동 밸브 또는 수동밸브 또는 자동수동겸용밸브에서 임의 조절하여 필요량을 자동으로 공급하도록 할 수 있으며, 이에 추가하여 공급 관 말단에 공급량을 측정할 수 있는 유량 게이지를 달 수 있으며, 이를 통하여 공기 공급량을 확인 분석하고 공급량 조절 및 데이터를 기록화 하여 과학적 사육을 도모할 수 있다.

즉, 상기 정화공기 공급장치에서 상기 공기정화모듈은 집진기, 정화필터를 구비하고, 상기 공기조화모듈은 공기의 가열, 냉각, 제습 및 가습 장치를 구비하고, 상기 공기공급모듈은 감압장치 및 유량조절밸브를 구비하며, 압축기 및 정화공기 저장탱크를 더 포함하여 상기 공기정화모듈에 의하여 정화된 공기가 상기 압축기에 의하여 압축되어 상기 저장탱크에 저장되고 필요시 상기 공기조화모듈에 의하여 온도 및 습도가 조정되어 상기 공기공급모듈을 통하여 공기를 공급하도록 구성할 수 있다.

또한, 각 공기조화모듈은 도 1에 도시한 바와 같이 축사내에 설치되는 온도센서, 습도센서 및 가스센서와 상기 센서들의 측정값과 목표치를 비교하여 상기 정화공기 공급장치에서 공급되는 공기의 온도, 습도, 공급유량 또는 흡입팬(상기 배출장치에 설치된)을 자동제어하거나 이들 모두를 함께 자동제어하는 제어부를 더 포함하여 온도, 습도 및 오염도를 자동 조절할 수 있다. 즉, 각 공기조화모듈은 각 축사내부에 설치된 온도, 습도, 가스 센서에서 감지한 정보를 제공받아 사육 관리자가 정해준 기준 환경수치에 맞추어 축사 내부가 이러한 조건에 도달하도록 공급받은 공기를 각 공조기 자체로 온도, 습도 또는 공급유량을 조절하여 연중 계절과 상관없이 축사내부에 지속적으로 공급하고, 축사를 균일한 환경으로 유지할 수 있다. 바람직하게는 상기 유량 및 유속은 축사내의 상하부 공기가 혼합되지 않도록 하는 범위내에서 공급되는 것이 좋으며, 이는 배출시에도 동일하다.

이와 같이 공급된 정화된 공기는 도 3에 도시한 바와 같이 상기 정화공기 분배장치를 통하여 축사에 공급되어지는데 상기 정화공기 분배장치는 일단은 상기 정화공기 공급장치의 출구단에 연결되고, 타단은 축사에서 사육되는 동물의 키 높이 근방에 위치하는 다수의 배출구로 이루어진다. 또한 축사 내부에 공급되어지는 공기는 역류하는 것을 방지하여 항상 신선한 공기가 밖으로 밀고 나가도록 구성하는 것이 바람직하며, 축사내의 가축의 높이에 맞추어 가축들에게 최대한 가깝게 공급하는 것이 바람직하므로 배관식으로 축사내의 어디든지 쉽게 공급이 가능하도록 구성하며, 축사의 동선을 고려하여 바람직하게는 상기 정화공기 분배장치는 가축의 키 높이로 축사의 벽면을 따라 설치되고, 상기 배출구는 배출방향으로만 유동이 흐르는 체크밸브로 구성되는 것이 좋다. 이를 통하여 가축들이 질 좋은 공기를 사용하고, 사용후 무겁거나 가벼워진 공기는 배출장치를 통하여 배출하는 방식으로 공급량을 최소화하고 최대의 효과를 보게 할 수 있다.

또한 이에 추가하여 축사내부에 가축이 활동하는데 지장이 없는 하부측의 일정높이의 여유 있는 공간마다 가축이 좋아하는 작물, 채소류 또는 음지성 줄기식물 등을 라굴 재배, 수경 재배등을 포함한 방법으로 재배할 수 있는 재배부를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는 정화공기 분배장치와 축사의 바닥면 사이의 높이에 위치하는 것이 좋다. 이를 통하여 가축에게서 발생하는 이산화탄소(탄산가스)의 농도가 높은 곳에 작물을 배치하여 이를 섭취하게 하고, 습도 역시 조절하여 천연적인 공기정화와 습도조절을 할 수 있도록 구성할 수도 있다. 이를 통하여 높은 이산화탄소 농도에 따른 작물의 고속성장을 이룰 수 있고, 이를 가축의 사료로 활용하여 육질을 개선하도록 하거나, 기타 다른 작물을 재배하여 얻은 수익과 식물에 의한 축사내 공기정화 및 습도조절에 따른 에너지 절감의 효과를 얻을 수 있다.

따라서 모든 공기 공급라인은 공기압을 활용하여 송풍기가 전혀 필요하지 않아 획기적으로 에너지 절감을 이룰 수 있으며, 축사 출입구에 에어 커튼을 설치하여 축사 관리시 외부의 공기를 차단하게 하여 에너지를 절약하며 관리비와 동력비가 절감할 수 있다.

상기 배출장치는 도 3에 도시한 바와 같이 축사내부에서 발생하는 유해가스가 공기보다 무겁거나, 가벼운 것을 이용한 것으로 공기보다 무거운 가스는 축사내부 하부로 이동하므로 축사의 하부층에 위치하고 일단은 다수의 흡입구 및 이에 각각 설치되는 흡입팬으로 이루어지고, 타단은 축사밖으로 연장되는 하부공기 배출장치를 이용하여 배출하고, 공기보다 가벼운 가스는 축사내부 상부로 이동하므로 축사의 상부층에 위치하고 일단은 다수의 흡입구 및 이에 각각 설치되는 흡입팬으로 이루어지고, 타단은 축사밖으로 연장되는 상부공기 배출장치를 이용하여 배출한다.

바람직하게는 상기 하부공기 배출장치는 축사내 축 분뇨가 들어있는 가축분뇨 피트에서 축 분뇨와 제일 가까운 축사내부에서 제일 낮은 곳에 필요한 수만큼 환기용 소형 환풍기(흡입팬)를 설치하여 흡입 배출하도록 하는 것이 좋다. 따라서 상기 하부공기 배출장치는 축사내 가축 분뇨 피트 내부의 상단에 위치하도록 구성할 수 있다.

또한, 가벼운 가스 및 오염된 공기는 축사내부의 제일 높은 곳인 천정 (천정시설이 없는 축사는 간이식 및 영구식 천정을 시설하는데 시설시, 사육 관리를 하는데 지장이 없을 정도로 높이를 최대한 낮게 시설을 하여 관리할 공기량을 줄여주며, 사육두수에 비례하여 호흡에 필요한 공기량만 최소의 환기로 지속적 환기를 할 수 있다. 또한 천정이 있는 축사의 경우에도 별도의 내부천정을 비닐 등으로 구성하여 정화대상이 되는 내부공간을 줄여 사용할 수 있음은 물론이다.)측면에다 환기용 소형 환풍기(흡입팬)를 필요한 수만큼 설치하여 가벼운 가스 및 오염된 공기층만을 흡입하여 배출하도록 한다.

이에 추가하여 상기 상부공기 배출장치 및 하부공기 배출장치는 도 4의 좌측 도면에 도시한 바와 같이 동일한 재질로 구성할 수도 있고, 다른 실시예(우측 도면)에 도시한 바와 같이 그 흡입구 부분의 배관을 투명한 재질로 이루어지게 하고, 상기 투명한 재질로 이루어진 흡입구 및 흡입팬의 점검구(23)를 더 포함하도록 구성할 수 있다. 이를 통하여 설치, 육안점검 및 보수관리를 쉽게 한다. 이와 같이 배출된 가벼운 가스, 오염된 공기, 무거운 가스는 오염공기처리장치로 이송되며, 도 1에 도시한 바와 같이 배출장치와 오염공기처리장치 사이에 자동, 수동 또는 자동수동겸용으로 작동하는 플랩(Flap) 밸브를 설치하여 계절별로 배출량을 조절할 수 있게 하며 배출량 게이지를 달아 데이터를 확인 분석 하여 배기량을 조절함과 기록화 하여 과학적 사육을 도모케 한다.

상기 오염공기처리장치는 상기 상부공기 배출장치 및 하부공기 배출장치의 타단과 일단이 연결되고 배출된 공기를 별도 배출, 정화처리, 소각 또는 분리수거하는 장치로서, 정화처리의 경우는 공지의 다양한 오염가스 정화설비를 이용하여 상기 높은 농도로 포집된 오염가스를 정화하여 외기로 배출하는 정화처리를 할 수 있고, 분리수거의 경우는 상기 상부공기배출장치와 하부공기배출장치에서 배출된 공기를 각각 분리하여 수거하도록 하며, 상기 수거방법에는 공지의 다양한 폐가스의 분리수거 및 압축, 정제 기술 등이 적용될 수 있으며, 이외에도 상기 유해가스 및 오염공기를 압축연소 또는 공지의 다양한 소각처리 방식을 이용한 소각 처리하는 것도 가능하다.

또한 별도 배출의 경우는 상기 수집된 오염가스를 축사근처에 다시 배출하는 것은 축사의 2차 오염을 야기하므로 바람직하게는 축사로부터 원격지에 배출하는 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 고공에 배출하는 것이 좋다.

이외에 상기 정화, 수거, 소각 또는 배출 방식을 상호 조합하여 이를 복합한 형식의 오염공기처리장치를 꾸밀 수 있음도 물론이다. 이에 대한 구체적인 예로는 정화장치와 배출장치를 함께 설비하고 평소에는 정화설비, 또는 소각설비를 사용하고 정전 등의 비상시나 정화설비의 유지보수시 또는 배출설비가 운영되기 유리한 기후조건 등의 경우에는 배출설비를 가동하는 방식을 적용할 수 있다. 즉, 본 고안의 내용은 별도의 에너지 공급 없이 자연적인 대류현상 및 폐열의 활용을 통하여 에너지를 최소한으로 소모하면서 배기가 이루어지는 시스템을 제공하는 것이므로 예를 들어 정전의 경우에 본 고안의 신선한 공기를 공급하는 분배장치는 상기 기술한 바와 같이 공기를 저장했다가 공기압으로 송풍기가 필요 없이 공급하는 방식이여서 정전시에도 저장탱크의 압력이 높은 경우에는 자연적 공급이 되며, 이에 따라 배출도 축사가 일정정도 기밀을 유지함에 따라 상기 들어오는 압력과 축사내의 열로 인하여 자연방출이 되며, 평상시 가동중에도 가스농도가 떨어지면 흡입팬은 자동으로 멈추게 구성할 수 있으며, 정전시 흡입팬이 가동이 않는 경우에도 상기와 기술한 바와 같은 원인에 따라 배기가 이루어지므로 정전시에도 아래에 기술한 방식의 오염공기처리장치를 활용할 경우에 자동배출이 이루어질 수 있다. 따라서 이러한 배출장치를 단독 또는 정화, 소각 또는 수거장치에 대한 백업시스템으로 이중으로 설치할 수 있다.

즉 상기 배출의 경우에는, 이를 위하여 상기 오염공기처리장치는 상부공기 배출장치 및 하부공기 배출장치의 타단과 일단이 연결되고 배출된 공기를 배출하는 장치로서, 축사부지의 정화조(50) 상부에 설치되고, 바닥면(41)은 상기 정화조(50)와 접촉하여 설치되고, 이와 소통하는 통기구(42)를 가지며, 상부는 투명한 재질로 이루어지고 이를 제외한 하우징 벽체의 내벽은 반사체 또는 흑체로 이루어지고 외벽은 흑체로 이루어져 일정한 체적을 가지고 기밀이 유지되는 하우징(45), 상기 하우징(45)의 최상단에 연결되어 그 끝단은 외기에 연결되는 굴뚝(47) 및 상기 굴뚝(47) 내부에 위치하는 송풍팬(48)을 포함하여 구성할 수 있다.

즉, 상기 배출형 오염공기처리장치는 축사부지에서 제일 낮은 곳에 폐수정화조가 시설되어 있는 정화조 상단에 오염공기처리장치를 상부에 이에 접촉하여 시설하고, 이와 소통하는 통기구를 구성하여, 오염공기처리장치가 정화조에서 축 분뇨가 부패하면서 발생하는 가스와 열을 활용하여 상기 배출장치로부터 이송관을 통해 들어오는 각종가스 및 오염된 공기를 가볍게 만들어서 고공으로 방출하는 것을 도와 높게 설치된 굴뚝관로를 쉽게 타고 나갈 수 있게 한다. 이에 대한 구체적인 실시예는 도 5에 도시한 바와 같다.

또한 오염공기처리장치의 하우징은 상부는 햇빛투과율이 좋은 투명한 소재인 유리, 아크릴, 비닐 등을 사용하여 태양열의 수집이 용이하게 하고, 이를 제외한 하우징 벽체의 내벽은 반사체(은박지나 거울 등) 또는 흑체(흑색 페인트칠 등)로 이루어지고, 상기 투명한 소재 부분을 제외한 하우징 벽체의 외벽은 흑체로 이루어져 일정한 체적을 가지고 기밀이 유지되는 형태로 구성할 수 있다. 이는 태양열 수집을 최대화하기 위한 것으로 이를 선택적으로만 적용할 수도 있다. 이를 통하여 태양에너지와 정화조에서 발생하는 열을 최대한 활용해서 오염된 공기와 가스를 높은 굴뚝을 통해 창공으로 날려 보낼 수 있으며, 최대한 자연의 에너지를 활용하여 저에너지 고효율로 축사 내부 및 외부 환경을 개선할 수 있다.

또한, 상기 오염공기처리장치의 굴뚝은 철판, 철골, 수지 파이프, 벽돌, 콘크리트 또는 이들의 복합체 등의 가능한 다양한 소재로 하여 사다리꼴 모양으로 축사 위치와 가축 사육 두수에 상응하여 관로의 지름과 높이를 정하여 최대한 높게 제작한 후 철판이나 철골의 경우는 부식방지 도금을 하여 시설하며 낙뢰방지 설비를 더 포함할 수 있다. 이외에도 철골구조에 굴뚝 배관은 FRP, 아크릴, 또는 PE 등으로 이루어진 수지배관 또는 투명수지배관으로 구성할 수도 있다. 이를 통하여 철골구조는 굴뚝 전체의 강성을 유지하고 실질적인 가스배출은 상기 수지배관을 통하여 배출되도록 하여 굴뚝의 제작비용을 절감할 수 있다. 바람직하게는 상기 배관은 투명한 수지배관을 사용하는 것이 태양광의 조사에 따른 배관내의 공기 가열효과를 얻을 수 있으므로 좋다. 또한 바람직하게는 상기 굴뚝의 높이는 최소한 30 m이상 되는 것이 축사의 2차 오염을 방지하고 고공에서 완전히 혼합되어 분산되어질 수 있으므로 좋다.

또한 상기 배출형 오염공기처리장치 하우징의 상단, 즉 굴뚝의 하단에 송풍팬을 설치한다. 이는 방출할 가스 및 오염된 공기가 높은 굴뚝 관로를 통하여 자연적으로 방출이 안 될 경우를 대비하는 것으로 굴뚝 내부에 유량센서를 설치하고 이를 감지하게 하여 자연적인 방출이 되지 않는 경우에는 송풍팬을 가동시켜 배출토록 한다. 상기 송풍팬의 작동은 타임제로 동작하여 최대한 자연적인 방법으로 유해 가스 및 오염 공기를 지속적으로 방출을 하게하고, 동력 사용을 최소화하는 것이 바람직하다.

또한 이에 추가하여 상기 송풍팬과 센서가 설치된 관로에 투명 점검구를 설치하여 작동여부를 육안으로 확인하고, 주기적으로 점검할 수 있도록 할 수 있으며, 상기 굴뚝의 끝단 또는 중간에 내부공기만 밖으로 나가도록 하는 플랩밸브(49)를 더 포함하도록 구성할 수 있다. 이를 통하여 굴뚝 상단에 바람이 불거나, 굴뚝 상단의 대기 비중이 낮아 차갑고 무거운 공기가 유입되는 것을 방지하여 오염가스가 축사로 역류하는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 상기 기술한 배출형 오염공기처리장치는 이를 통하여 유해가스와 오염공기를 최대한 높은 창공에다 날려서 버리므로 축사 내부 및 외부 주변 대기환경을 청정지역으로 만들 수 있다.

또한 상기 플랩밸브에 추가하거나 또는 별도로 역류방지를 위하여 굴뚝 상단은 H자 후드로 제작하여 역류방지 및 배기에 비바람을 활용하게 한다. 즉, 상기 굴뚝의 끝단에 중간부가 상기 굴뚝 끝단과 통하여 연결되는 중공형 수평관(61), 상기 수평관(61)의 양단과 통하여 연결되는 중공형의 수직관(62), 상기 굴뚝 끝단으로부터 상기 중공형 수평관(61)의 양측으로 분기되는 양쪽을 기밀하고 상부에 피봇을 가지는 플랩밸브(63)로 이루어지는 하나 또는 둘 이상의 H자 후드를 더 포함하도록 구성할 수 있다.

이에 대한 구체적인 실시예는 도 6에 도시한 바와 같고, 이와 같은 H자 후드는 비가 오더라도 빗물이 들어오지 못하게 하며, 바람이 적당히 불어주면 바람이 H자 후드 좌우수직관을 통과하면서 굴뚝에서 나오는 오염공기를 빨아주는 역할을 한다. 또한 이러한 벤츄리 효과를 극대화하기 위해서는 상기 좌우수직관의 단면적 중에서 수평관과 만나는 부분을 더 작게 구성할 수 있다.

또한 H자 후드 내부, 굴뚝이 수평관으로 분기되는 지점에, 상단에 피봇 연결부를 가지는 플랩 밸브를 설치할 수 있고, 바람직하게는 상기 플랩밸브가 완전히 닫힌 경우에 플랩이 일정한 각도로 좌우대칭으로 아래가 벌어진 형태가 되도록 걸림턱을 구비하여 구성되도록 할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 도 6에 도시한 바와 같이 상기 각도는 수직선에 대하여 좌우로 15도 경사를 이루는 것이 좋다. 이를 통하여 바람이 강하게 불어 대기중의 외부공기가 굴뚝을 타고 역류하는 것을 방지하며, 상기 플랩밸브의 플랩은 가벼운 소재로 구성하는 것이 바람직하다.

이와 같은 상기 H자 후드는 하나 또는 둘 이상 구성할 수 있다. 즉, 굴뚝을 중심축으로 하여 회전대칭으로 다수의 H자 후드를 구성할 수 있으며, 2개가 대칭으로 구성되는 경우에는 상부에서 보았을 때 십자형태의 구성을 가질 수 있다. 이를 통하여 바람의 방향이 바뀌는 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이외에 상기 정화공기 공급장치와 오염공기처리장치는 이를 일체로 이루어지도록 하고 상기 정화공기 공급장치의 폐열이 상기 오염공기처리장치의 내부공기 가열에 사용되도록 구성할 수 있다.

즉, 공기조화모듈에 사용되는 공조기는 그 구동시에 폐열이 발생하므로 이러한 폐열도 상기 배출형 오염공기처리장치 내부의 공기 가열에 활용토록 하는 것이다. 이를 통하여 에너지 효율을 증대할 수 있다. 이에 대한 구체적인 예로 공조기는 공기 가공시에 발생하는 모든 열(여름에는 공기중에 습도 제거와 공기를 식혀주는 에어드라이기에서 발생하는 열, 겨울에는 공기를 데워 주는 보일러로부터 발생하는 폐열, 및 공기압축기의 공기를 압축하는 과정에서 발생하는 열)을 상기 배출형 오염공기처리장치 내부로 유입토록 한다. 이와 같은 폐열의 유입을 위해서는 공조시설이 배출형 오염공기처리장치와 함께 일체로 설치되어야 폐열을 에너지로 활용할 수가 있다.

또한 공기정화모듈도 집진기 및 정화필터의 구동에 따라 장치내에서 발생하는 열을 활용하는 것이 가능하므로 이를 위하여 배출형 오염공기처리장치와 함께 일체로 설치할 수 있다.

상기 폐열의 활용방법으로는 공지 다양한 폐열활용방법이 이에 적용될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 예로는 각 기기의 발열 부위가 상기 배출형 오염공기처리장치의 내부로 노출되게 하거나, 상기 발열 부위로부터 배출형 오염공기처리장치의 내부로 열전달 매체를 설치하거나 또는, 상기 배출형 오염공기처리장치와 오염공기로부터 정화공기 공급장치를 보호하기 위해서 상기 공급장치의 기기시설은 배출형 오염공기처리장치 측면에 설치된 차단벽으로 분리하고, 기기마다 배기닥트를 설치해서 배출형 오염공기처리장치로 더운 공기를 유입시킬 수도 있다.

상기와 같이 본 고안에 따르면, 축사에서 발생하는 가스가 공기보다 가벼운 종류와 무거운 종류로 나누어지는 것을 활용하여 각 오염공기 또는 유해가스를 그 비중차이를 이용하여 효율적으로 분리 배출하고, 축사내에 정화되고, 조화된 신선한 공기를 공급하여 축사환경을 개선함과 동시에 가축의 생육을 활발히 할 수 있으며, 사육자의 건강을 확보하게 된다.

또한 현재 축사내부에서 발생하는 유해가스와 축사주변 대기환경오염으로 인한 가축의 폐사 및 가연성가스로 인한 사고 등을 미연에 방지할 수 있다.

또한 이와 같은 과정을 반복함에 따라 축사주변 환경을 과거와 같이 청정 지역으로 만들 수 있음은 물론 시설 후 사육관리 및 인건비를 절감하고 가능한 동력을 사용하지 않고 폐열 및 폐가스를 적극적으로 활용함으로써 유지관리가 용이하여 관리비 절감에 큰 도움 을 줄 수 있어 가축사육 향상 및 소득증대에 일조하는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 고안은 전술한 고안의 상세한 설명 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 고안의 범위 내에 포함됨은 물론이다.

도 1은 본 고안의 축사 환기 공조 시스템에 대한 일 실시예의 시스템을 위에 바라본 경우의 평면 개략도이다.

도 2는 본 고안의 축사 환기 공조 시스템에 적용되는 정화공기 공급장치의 일 실시예의 시스템 개략도이다.

도 3은 본 고안의 축사 환기 공조 시스템에서 축사에 배치되는 분배장치 및 배출장치의 상하 위치 관계를 도시한 개략도이다.

도 4는 본 고안의 축사 환기 공조 시스템에 적용되는 상부 또는 하부 공기 배출장치의 두 실시예에 대한 일부 확대 단면도이다.

도 5는 본 고안의 축사 환기 공조 시스템에서 적용되는 오염공기처리장치의 일 실시예에 대한 시스템 개략도이다.

도 6은 상기 도 5의 오염공기처리장치의 굴뚝에 적용되는 H자 후드에 대한 일 실시예에 대한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 정화공기 분배장치 11 : 배출구

20 : 상부공기 배출장치 21 : 흡입구

22 : 흡입팬 23 : 점검구

30 : 하부공기 배출장치 31 : 흡입구

32 : 흡입팬 40 : 오염공기처리장치

41 : 바닥면 42 : 통기구

45 : 하우징 47 : 굴뚝

48 : 송풍팬 49 : 플랩밸브

50 : 정화조 61 : 수평관

62 : 수직관 63 : 플랩밸브

Claims

공기정화모듈, 공기조화모듈 및 공기공급모듈을 구비한 정화공기 공급장치;

일단은 상기 정화공기 공급장치의 출구단에 연결되고, 타단은 축사에서 사육되는 동물의 키 높이 근방에 위치하는 다수의 배출구로 이루어진 정화공기 분배장치;

축사의 상부층에 위치하고 일단은 다수의 흡입구 및 이에 각각 설치되는 흡입팬으로 이루어지고, 타단은 축사밖으로 연장되는 상부공기 배출장치;

축사의 하부층에 위치하고 일단은 다수의 흡입구 및 이에 각각 설치되는 흡입팬으로 이루어지고, 타단은 축사밖으로 연장되는 하부공기 배출장치; 및,

상기 상부공기 배출장치 및 하부공기 배출장치의 타단과 일단이 연결되고 배출된 공기를 별도 배출, 정화처리, 소각 또는 분리수거하는 오염공기처리장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 축사 환기 공조 시스템.
제1항에 있어서,

상기 정화공기 공급장치에서 상기 공기정화모듈은 집진기, 정화필터를 구비하고, 상기 공기조화모듈은 공기의 가열, 냉각, 제습 및 가습 장치를 구비하고, 상기 공기공급모듈은 감압장치 및 유량조절밸브를 구비하며, 압축기 및 정화공기 저장탱크를 더 포함하여 상기 공기정화모듈에 의하여 정화된 공기가 상기 압축기에 의하여 압축되어 상기 저장탱크에 저장되고 필요시 상기 공기조화모듈에 의하여 온도 및 습도가 조정되어 상기 공기공급모듈을 통하여 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 축사 환기 공조 시스템.
제2항에 있어서,

축사내에 설치되는 온도센서, 습도센서 및 가스센서와 상기 센서들의 측정값과 목표치를 비교하여 상기 정화공기 공급장치에서 공급되는 공기의 온도, 습도, 공급유량 또는 흡입팬을 자동제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축사 환기 공조 시스템.
제1항에 있어서,

상기 정화공기 분배장치는 가축의 키 높이로 축사의 벽면을 따라 설치되고, 상기 배출구는 배출방향으로만 유동이 흐르는 체크밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 축사 환기 공조 시스템.
제1항에 있어서,

상기 하부공기 배출장치는 축사내 가축 분뇨 피트내부의 상단에 위치하는 것을 특징으로 하는 축사 환기 공조 시스템.
제1항에 있어서,

상기 상부공기 배출장치 및 하부공기 배출장치는 그 흡입구 부분의 배관을 투명한 재질로 이루어지게 하고, 상기 투명한 재질로 이루어진 흡입구 및 흡입팬의 점검구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축사 환기 공조 시스템.
제1항에 있어서,

상기 오염공기처리장치는 상부공기 배출장치 및 하부공기 배출장치의 타단과 일단이 연결되고 배출된 공기를 배출하는 장치로서, 축사부지의 정화조 상부에 설치되고,

바닥면은 상기 정화조와 접촉하여 설치되고, 이와 소통하는 통기구를 가지며, 상부는 투명한 재질로 이루어지고 이를 제외한 벽체의 내벽은 반사체 또는 흑체로 이루어지고 그 외벽은 흑체로 이루어져 일정한 체적을 가지고 기밀이 유지되는 하우징;

상기 하우징의 최상단에 연결되어 그 끝단은 외기에 연결되는 굴뚝; 및,

상기 굴뚝 내부에 위치하는 송풍팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 축사 환기 공조 시스템.
제7항에 있어서,

상기 굴뚝은 철골구조에 투명 수지배관을 결합하여 구성하고 이의 끝단에 내부공기만 밖으로 나가도록 하는 플랩밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축사 환기 공조 시스템.
제7항에 있어서,

상기 굴뚝의 끝단에

중간부가 상기 굴뚝 끝단과 통하여 연결되는 중공형 수평관, 상기 수평관의 양단과 통하여 연결되는 중공형의 수직관, 상기 굴뚝 끝단으로부터 상기 중공형 수평관의 양측으로 분기되는 양쪽을 기밀하고 상부에 피봇을 가지는 플랩밸브로 이루어지는 하나 또는 둘 이상의 H자 후드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축사 환기 공조 시스템.
제7항에 있어서,

상기 정화공기 공급장치와 오염공기 처리장치는 이를 일체로 이루어지도록 하고, 상기 정화공기 공급장치의 폐열이 상기 오염공기 처리장치의 내부공기 가열에 사용되는 것을 특징으로 하는 축사 환기 공조 시스템.
제1항에 있어서,

축사내부 하부측의 일정높이에 작물, 채소류 또는 음지성 줄기식물을 재배하는 재배부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축사 환기 공조 시스템.