KR20040020814A - 축분 교반장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저장조에 저장된 축분을 호기성 처리방식으로 발효시키기 위하여 외부공기와 축분을 혼합후 저장조에 공급시 산소를 축분에 충분하게 공급하고, 저장조 밑바닥에 침전되는 슬러지 및 중금속을 효과적으로 교반시켜 균일한 농도의 액비를 생성시킬 수 있도록 한 것으로,

인분을 포함하는 가축 배설물 및 음식물 찌꺼기의 조성물을 저장하는 저장조와, 저장조 밑바닥에 배치되는 노즐이 각각 단부에 형성되며 외부공기가 유체의 유속을 따라 흡입되는 공기 흡입구가 각각 상부에 형성된 흡입관 및 토출관과, 흡입관과 토출관사이의 관로에 설치되며 흡입관을 통해 저장조로 부터 흡입되는 조성물에 흡입관의 공기 흡입구를 통해 흡입되는 외부공기를 혼합하고, 토출관을 통해 저장조에 공급되는 조성물에 토출관의 공기 흡입구를 통해 흡입되는 외부공기를 혼합하여 토출시키는 펌프를 제공한다.

Description

축분 교반장치{agitator for domestic animals output}

본 발명은 저장조에 저장된 축분을 호기성 처리방식으로 발효시키기 위하여 외부공기와 축분을 혼합후 저장조에 공급시 산소를 축분에 충분하게 공급하고, 저장조 밑바닥에 침전되는 슬러지 및 중금속을 효과적으로 교반시켜 균일한 농도의 액비를 생성시킬 수 있도록 한 축분 교반장치에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 저장조의 축분을 펌프 구동으로 흡입한후 저장조내에 토출시킬 때, 저장조와 펌프를 서로 연통시키는 파이프의 공기 흡입구를 통해 유체의 유속을 따라 흡입되는 외부공기가 축분에 혼합,교반되도록 하여 발효를 촉진시킬 수 있도록 한 축분 교반장치에 관한 것이다.

일반적으로, 발효 저장조의 교반장치는 인분을 포함한 돈분, 우분 등과 같은 가축의 배설물 및 음식물 찌꺼기와 톱밥(이하, "조성물"이라 칭한다) 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 이동할 수 있는 액비 살포장비의 탱크에 옮겨져 비닐하우스 단지, 과수원 단지, 전답 등에 골고루 살포되어져 유용하게 사용됨에 따라, 토질의 산성화를 방지하고 작물의 수확량이 증대되므로 농가 소득을 증가시킬 수 있게 된다.

한편, 종래의 발효 저장조의 교반장치는 저장조 내부 조성물을 변위기의 구동으로 인해 교반시킴과 동시에 저장조의 외부에서 파이프를 통해 외부공기를 조성물에 공급함에 따라 발효를 촉진시키게 된다.

그러나, 외부공기만을 블로어(blower)에 의해 흡입하여 저장조 밑바닥에 토출시킬 경우 공기 입자가 크기 때문에 조성물과 외부공기의 상호 접촉면적이 적고, 저장조 내부의 조성물이 정적상태를 유지하게 되므로 저장조 밑바닥에 침전되는 슬러지 및 중금속이 원활하게 교반되지않아 침전물이 토출구를 막아 발효 효율이 떨어지며, 숙성기간이 장기화되며, 상층부와 하층부의 액상상태의 불균형으로 인해 유기질 비료의 질이 저하되므로 이를 사용하는 농가 소득에 실질적으로 큰 도움을 주지못하는 문제점을 갖게 된다.

또한, 저장조에 저장된 조성물의 발효시 큰 공기방울 입자가 상층부에서 터지며, 이때 발생되는 심한 악취로 인해 저장조가 설치되는 축사 주변에 생활하는 인근주민 및 축사를 통과하는 사람은 악취로 인한 고통을 감수해야만 되는 문제점을 갖게 된다.

본 발명의 목적은, 저장조로 부터 축분을 펌프 구동으로 인해 흡입하여 다시 토출시킬때 외부공기가 축분에 혼합되도록 하여 저장조 밑바닥에 침전되는 슬러지 및 중금속을 원활하게 교반시켜 교반효율을 향상시키며, 숙성기간을 단축할 수 있도록 한 축분 교반장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 저장조 내부에 공급되는 외부공기와 액체가 펌프 내부를 통과하며 잘게 파쇄되어 조성물과의 접촉면적이 증가되고, 저장조내의 넓은 면적에 퍼짐으로 인해 저장조 내부에 슬러지의 침전물 형성되는 것을 최소화함에 따라 액비의 농도가 균일한 양질의 유기질 비료를 생성하여 농가 소득을 증대시킬 수 있도록 한 축분 교반장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 조성물 전체를 상하교반하여 움직여주고 공기입자를 작게하여 폭기시켜줌에 따라 축분 등의 발효시 발산되는 악취 발생을 최소화하여 저장조가 설치되는 축사의 주변을 쾌적한 환경으로 조성할 수 있도록 한 축분 교반장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 축분 교반장치의 사시도,

도 2는 본 발명에 의한 축분 교반장치의 단면도,

도 3은 본 발명에 의한 축분 교반장치의 사용상태도,

도 4는 본 발명에 의한 축분 교반장치에서 노즐의 변형예시도,

도 5는 본 발명에 의한 축분 교반장치에서 공기 흡입구의 변형예시도,

도 6은 본 발명에 의한 축분 교반장치에서 노즐의 다른 변형예시도,

도 7은 본 발명에 의한 축분 교반장치에서 노즐의 또 다른 변형예시도,

도 8은 본 발명에 의한 축분 교반장치에서 노즐의 또 다른 변형예시도이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

10; 저장조

11,14; 노즐

12,15; 공기 흡입구

13; 흡입관(suction pipe)

16; 토출관(discharge pipe)

17; 펌프

18; 가요성 호스

P; 관로

전술한 본 발명의 목적은, 인분을 포함하는 가축 배설물 및 음식물 찌꺼기의 조성물을 저장하는 저장조와, 저장조 밑바닥에 배치되는 노즐이 단부에 형성되며 외부공기가 유체의 유속을 따라 흡입되는 공기 흡입구가 상부에 형성된 흡입관과, 저장조 밑바닥에 배치되는 노즐이 단부에 형성되며 외부공기가 유체의 유속을 따라 흡입되는 공기 흡입구가 상부에 형성된 토출관과, 흡입관과 토출관사이의 관로에설치되며 흡입관을 통해 저장조로 부터 흡입되는 조성물에 흡입관의 공기 흡입구를 통해 흡입되는 외부공기를 혼합하고, 토출관을 통해 저장조에 공급되는 조성물에 토출관의 공기 흡입구를 통해 흡입되는 외부공기를 혼합하여 토출시키는 펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 축분 교반장치를 제공함에 의해 달성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 전술한 흡입관 및 토출관 상부에 각각 적어도 1군데 이상으로 형성되는 공기 흡입구의 직경이 1∼5㎜이내이다.

또한, 전술한 토출관의 단부에 형성되는 노즐은 저장조의 밑바닥면에 대해 직각 또는 45°경사지게 형성된다.

또한, 전술한 흡입관 및 토출관의 공기 흡입구는 흡입관 및 토출관에 대해 상대적으로 작은 직경으로서 소정각도로 경사지게 형성된다.

또한, 전술한 토출관과 이의 노즐 사이에 가요성 호스가 각각 연통되게 설치된다.

또한, 전술한 토출관 하단에 형성되는 유니온유닛트에 회전자재토록 결합되며, 좌우대칭형으로 형성되는 노즐을 통해 분뇨 및 외부공기를 토출시 회전되어 저장조 내부에 와류를 형성하여 산소를 공급하는 분뇨교반용 회전체를 구비한다.

또한, 전술한 토출관에 연결되어 압력이 유입되는 입구와 입구 외측으로 형성되는 출구를 구비하고, 전술한 입구를 통해 유입되며 출구를 통해 배출되는 압력에 의해 저장조 내부를 전진이동하여 저장조 하류측의 정체된 슬러지를 와해시키는 분뇨교반용 유선형 이동체를 구비한다.

또한, 전술한 축분 교반장치는, 소정의 동력원에 연결되는 구동모터와, 자체의 일단이 구동모터에 연결되어 회전력을 전달받는 가요성 회전축과, 가요성 회전축을 보호하는 가요성 케이스의 상측이 다양한 각도로 절곡될 수 있도록 노출된 상태로 가요성 케이스의 하측을 수용하여 지지하는 고정관과, 고정관 하단에 일체형으로 고정된 연장관을 통과하는 가요성 회전축의 타단부에 회전가능하게 연결되는 회전날개를 구비한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 축분 교반장치는, 인분을 포함하는 가축 배설물 및 음식물 찌꺼기의 조성물을 저장하는 저장조(10)와, 저장조(10) 밑바닥에 이격되게 배치되는 노즐(11)이 단부에 형성되며 외부공기가 흡입되는 공기 흡입구(12)가 상부에 형성된 흡입관(suction pipe)(13)과, 저장조(10) 밑바닥에 이격되게 배치되는 노즐(14)이 단부에 형성되며 외부공기가 유체의 유속에 따라 흡입되는 공기 흡입구(15)가 상부에 형성된 적어도 하나 이상의 토출관(discharge pipe)(16)과,

흡입관(13)과 토출관(16)사이의 관로(P)에 설치되며, 흡입관(13)을 통해 저장조(10)로 부터 흡입되는 조성물에 흡입관(13)의 공기 흡입구(12)를 통해 흡입되는 외부공기를 혼합하고, 토출관(16)을 통해 저장조(10)에 공급되는 조성물에 토출관(16)의 공기 흡입구(15)를 통해 유체의 유속에 따라 흡입되는 외부공기를 혼합하여 토출시키는 펌프(17)를 구비한다.

이때, 전술한 흡입관(13) 및 토출관(16) 상부에 각각 적어도 1군데 이상으로 형성되는 공기 흡입구(12,15)의 직경이 펌프(17)의 흡입력이 향상되도록 1∼5㎜이내이고, 토출관(16)의 단부에 형성되는 노즐(14)은 저장조(10)의 밑바닥면에 대해 직각 또는 45°각도로 경사지게 형성된다.

도면중 미 설명부호 19는 저장조(10) 상단에 개폐가능하게 형성되는 뚜껑이다.

이하, 본 발명에 의한 축분 교반장치의 작동을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 축사 등에 부대시설로서 설치되는 저장조(10)에 인분을 포함한 돈분, 우분 등의 가축 배설물, 음식물 찌꺼기 등의 조성물이 투입되어 저장된다. 저장조(10)에 대해 흡입관(13) 및 토출관(16)을 통해 연결되는 펌프(17)가 사용자에 의해 전원스위치(미도시됨)를 조작함에 따라 모터(미도시됨) 구동으로 인해 작동하게 된다.

전술한 펌프(17) 구동으로 인해 저장조(10)에 저장되는 축분 등의 조성물이 노즐(11) - 흡입관(13) - 관로(P) - 펌프(17)를 차례로 통과하여 흡입되고, 저장조(10)로 부터 흡입된 조성물은 관로(P) - 토출관(16) - 노즐(14)을 차례로 통과하여 저장조(10)에 소정압력으로서 다시 분출되므로, 저장조(10) 밑바닥에 침전되는 슬러지층에 산소를 공급시켜 용해하고, 조성물을 교반시켜 원활하게 발효시킬 수 있게 된다.

이때, 전술한 흡입관(13)을 통하여 저장조(10)로 부터 조성물을 흡입할 때, 흡입관(13) 상부에 형성된 공기 흡입구(12)에 의해 외부공기가 유체의 유속을 따라 흡입관(13)에 흡입되어 내부의 조성물과 혼합된 후, 토출관(16) 상부에 형성된 공기 흡입구(15)에 의해 외부공기가 토출관(16)에 흡입되어 내부의 조성물과 혼합되므로, 외부공기와 혼합되는 조성물이 저장조(10)에 소정 압력으로서 분출되는 것이다.

이로 인해, 조성물이 토출관(16)의 단부에 저장조(10) 바닥면에 대해 직각 또는 45°각도로 경사지게 형성된 노즐(14)을 통과하여 저장조(10) 밑바닥에 분출됨에 따라, 저장조(10) 밑바닥에 침전되는 슬러지에 대해 산소를 공급하여 조성물의 미생물이 증식할 수 있는 최적의 활동조건을 제공하며, 조성물을 외부공기와 혼합하여 교반시킴에 따라 발효를 촉진시키고, 저장조(10) 내부에 침전물 형성을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 축분 교반장치는, 토출관(16)과 이의 노즐(14)사이에 소정길이(저장조 상층부에서 바닥층)의 가요성 호스(flexible hose)(18)를 연통되게 설치함에 따라, 토출관(16)을 통과하는 조성물이 노즐(14)을 통하여 소정 압력으로서 분사될 때 노즐(14)이 가요성 호스(18)에의해 저장조(10) 내부에서 다양한 각도로 유동하게 되므로 저장조(10) 내부의 조성물에 대한 노즐(14)의 분사방향을 확장시켜 조성물의 교반 효율을 향상시킬 수 있다.

이로 인해, 저장조(10) 내부의 조성물이 동적 상태를 유지하게되며, 조성물과 외부공기의 상호 접촉면적이 증대되어 저장조(10) 내부의 조성물이 원활하게 발효되며, 이로로 인해 발효시 발산되는 악취 발생을 최소화하며, 양질의 액비를 확보할 수 있게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 축분 교반장치는, 전술한 흡입관(13) 및 토출관(16)의 공기 흡입구(12,15)를 흡입관(13) 및 토출관(16)에 대해 각각 경사지게 형성함에 따라[이때, 공기 흡입구(12,15)의 직경(d)은 흡입관(13) 및 토출관(16)의 직경(D)에 대해 상대적으로 작은 직경으로 형성된다], 펌프(17) 구동시 공기 흡입구(12,15)를 통한 공기 흡입량이 증대되어 저장조(10) 내부의 조성물에 대해 산소 공급량을 증대시켜 조성물의 교반 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 축분 교반장치는, 전술한 토출관(16) 하단에 형성되는 유니온유닛트(50)에 회전자재토록 결합되며, 좌우대칭형으로 형성되는 노즐(51,52)을 통해 펌프(17)로 부터 토출되는 분뇨 및 외부공기를 토출시 회전되어 저장조(10) 내부에 와류를 형성하여 산소를 공급하는 분뇨교반용 회전체(53)를 구비한다.

이로 인해, 전술한 펌프(17)로 부터 토출되는 분뇨 및 외부공기에 의해 전술한 분뇨교반용 회전체(53)가 자유롭게 회전하고, 이로 인해 전술한 저장조(10) 하류측의 정체되는 슬러지에 와류를 형성함에 따라, 특히 저장조(10) 하류측의 분뇨에 외부로부터의 산소를 충분하게 공급하여 교반효율을 향상시켜 농도가 균일한 양질의 액비를 생성할 수 있게 된다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 축분 교반장치는, 전술한 토출관(16)에 호스(57)를 통해 연결되어 압력이 유입되는 입구(54)와 입구(54) 외측으로 형성되는 출구(55)를 구비하고, 입구(54)를 통해 유입되며 출구(55)를 통해 배출되는 압력에 의해 저장조(10) 내부를 전진이동하여 저장조(10) 하류측의 정체된 슬러지를 와해시키는 분뇨교반용 유선형 이동체(56)를 구비한다.

이로 인해, 전술한 토출관(16)에 연결되는 입구(54)를 통해 전술한 펌프(17)로 부터 토출되는 분뇨가 혼합된 외부공기압(이때, 별도의 동력원에 의해 토출되는 수압 또는 공기압이 사용될 수 있음은 물론이다.)이 유입된 후 출구(55)를 통해 저장조(10) 내부로 배출됨에 따라, 전술한 분뇨교반용 유선형 이동체(56)는 저장조(10) 내부를 자유롭게 이동하게 된다.

따라서, 전술한 분뇨교반용 유선형 이동체(56)의 계속적인 전진이동으로 인해 저장조(10) 하류측의 정체된 슬러지를 와해시킴에 따라 분뇨에 외부로부터의 산소를 충분하게 공급하여 교반효율을 향상시켜 농도가 균일한 양질의 액비를 생성할수 있게 된다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 축분 교반장치는, 소정의 동력원에 연결되는 구동모터(60)와, 자체의 일단이 구동모터(60)에 연결되어 회전력을 전달받는 가요성 회전축(61)과, 가요성 회전축(61)을 보호하는 가요성 케이스(62)(플렉시블한 호스를 말함)의 상측이 다양한 각도로 절곡될 수 있도록 노출된 상태로 가요성 케이스(62)의 하측을 수용하여 지지하는 고정관(63)과, 고정관(63) 하단에 일체형으로 고정된 연장관(64)을 통과하는 가요성 회전축(61)의 타단부에 회전가능하게 연결되는 회전날개(65)(임펠러를 말함)를 구비한다.

이로 인해, 전술한 구동모터(60)에 전원이 인가되어 구동시 구동모터(60)에 일단이 연결되는 가요성 회전축(61)이 회전되고, 가요성 회전축(61) 타단부에 장착되는 회전날개(65)의 구동으로 인해 저장조(10) 내부의 축분을 강제적으로 교반시킬 수 있게 된다.

이때, 전술한 구동모터(60)에 연결되어 회전력을 전달받는 가요성 회전축(61)이 다양한 각도로 절곡이 가능한 탄성부재(일예로서, 압축코일스프링을 말함) 등으로 형성되며, 가요성 회전축(61)을 감싸 보호하는 가요성 케이스(62)가 절곡이 가능한 플렉시블한 호스 등으로 형성됨에 따라, 전술한 구동모터(60)와 회전날개(65)가 일직선상에 설치되지못하는 장소에 설치할 수 있게되므로, 축분 교반장치를 장소에 구애받지않고 편리하게 설치하여 사용할 수 있음은 물론이다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의한 축분 교반장치는 아래와 같은 이점을 갖는다.

저장조로 부터 축분을 흡입하여 다시 토출시킬때 외부공기가 유체의 유속에 의해 흡입되어 축분에 혼합되도록하여 저장조 밑바닥에 침전되는 슬러지 및 중금속을 효과적으로 교반시킴에 따라 교반효율이 향상되며, 숙성기간을 단축할 수 있다.

또한, 저장조에 공급되는 외부공기와 액체가 펌프 내부를 통과하며, 미세하게 파쇄되어 조성물과의 접촉면적이 증가되며 넓은 면적에 퍼짐으로 인해 슬러지의 침전물 형성되는 것을 최소화함에 따라, 액비의 농도가 균일하게 생성되는 양질의 유기질 비료를 저렴한 가격으로 제공하여 농가 소득을 증대시킬 수 있다.

또한, 저장조 내부의 조성물 전체를 상하교반하여 움직여주고, 공기 입자를 작게하여 폭기시켜줌에 따라 축분 등의 발효시 발산되는 악취 발생을 최소화하여 저장조가 설치되는 축사의 주변을 쾌적한 환경으로 조성할 수 있다.

Claims (7)

1. 인분을 포함하는 가축 배설물 및 음식물 찌꺼기의 조성물을 저장하는 저장조;

   상기 저장조 밑바닥에 배치되는 노즐이 단부에 형성되며 외부공기가 유체의 유속을 따라 흡입되는 공기 흡입구가 상부에 형성된 흡입관;

   상기 저장조 밑바닥에 배치되는 노즐이 단부에 형성되며 외부공기가 유체의 유속을 따라 흡입되는 공기 흡입구가 상부에 형성된 토출관; 및

   상기 흡입관과 토출관사이의 관로에 설치되며, 상기 흡입관을 통해 상기 저장조로 부터 흡입되는 조성물에 상기 흡입관의 공기 흡입구를 통해 흡입되는 외부공기를 혼합하고, 상기 토출관을 통해 상기 저장조에 공급되는 조성물에 상기 토출관의 공기 흡입구를 통해 흡입되는 외부공기를 혼합하여 토출시키는 펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 축분 교반장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 흡입관 및 토출관 상부에 각각 적어도 1군데 이상으로 형성되는 공기 흡입구의 직경이 1∼5㎜이내인 것을 특징으로 하는 축분 교반장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 토출관의 단부에 형성되는 노즐은 상기 저장조의 밑바닥면에 대해 직각 또는 45°경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 축분 교반장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 토출관과 이의 노즐사이에 가요성 호스가 각각 연통되게 설치된 것을 특징으로 하는 축분 교반장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 토출관 하단에 형성되는 유니온유닛트에 회전자재토록 결합되며, 좌우대칭형으로 형성되는 노즐을 통해 분뇨 및 외부공기를 토출시 회전되어 상기 저장조 내부에 와류를 형성하여 산소를 공급하는 분뇨교반용 회전체를 구비하는 것을 특징으로 하는 축분 교반장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 토출관에 연결되어 압력이 유입되는 입구와 상기 입구 외측으로 형성되는 출구를 구비하고, 상기 입구를 통해 유입되며 상기 출구를 통해 배출되는 압력에 의해 상기 저장조 내부를 전진이동하여 저장조 하류측의 정체된 슬러지를 와해시키는 분뇨교반용 유선형 이동체를 구비하는 것을 특징으로 하는 축분 교반장치.
7. 제1항에 있어서, 소정의 동력원에 연결되는 구동모터;

   자체의 일단이 상기 구동모터에 연결되어 회전력을 전달받는 가요성 회전축;

   상기 가요성 회전축을 보호하는 가요성 케이스의 상측이 다양한 각도로 절곡될 수 있도록 노출된 상태로 상기 가요성 케이스의 하측을 수용하여 지지하는 고정관; 및

   상기 고정관 하단에 일체형으로 고정된 연장관을 통과하는 상기 가요성 회전축의 타단부에 회전가능하게 연결되는 회전날개를 구비하는 것을 특징으로 하는 축분 교반장치.