KR20110068407A - Forced circulated livestock manure fermenter using solar heat and production process thereof - Google Patents

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KR20110068407A
KR20110068407A KR1020090125349A KR20090125349A KR20110068407A KR 20110068407 A KR20110068407 A KR 20110068407A KR 1020090125349 A KR1020090125349 A KR 1020090125349A KR 20090125349 A KR20090125349 A KR 20090125349A KR 20110068407 A KR20110068407 A KR 20110068407A
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Abstract

PURPOSE: A forced circulation type livestock excrement fermenter using solar energy is provided to maintain the constant temperature of livestock excrements in winter for the fermentation. CONSTITUTION: A forced circulation type livestock excrement fermenter using solar energy comprises the following: a cylindrical fermentation tank(510) for storing livestock excrements; a cylindrical outer tank(540) separately surrounding the outside of the fermentation tank; a first thermal medium cut-out unit(520) forming a helix conduit line; a second thermal medium cut-out unit(530) dividing the inside of the helix conduit line into a first conduit line and a second conduit line; and a thermal medium transferring heat from the solar energy heat collector to the livestock excrements.

Description

강제순환식 태양열 축산분뇨 발효조 {FORCED CIRCULATED LIVESTOCK MANURE FERMENTER USING SOLAR HEAT AND PRODUCTION PROCESS THEREOF}Forced Circulation Solar Livestock Manure Fermenter {FORCED CIRCULATED LIVESTOCK MANURE FERMENTER USING SOLAR HEAT AND PRODUCTION PROCESS THEREOF}

본 발명은 태양열을 이용하여 축산분뇨를 발효시킬 수 있도록 하는 강제 순환식 축산분뇨 발효조에 관한 것이다.The present invention relates to a forced circulation livestock manure fermenter that can ferment livestock manure using solar heat.

축산분뇨의 해상 투기가 금지되면서 축산분뇨를 처리하기 위한 방안이 연구되고 있다. 이 중 가장 효과적인 해결 방안은 축산분뇨를 적절히 처리함으로써, 축산분뇨를 자원화 할 수 있도록 하는 것이다. 이를 위하여 축산분뇨를 발효시킬 수 있는 축산분뇨 발효조가 요구된다.As marine dumping of livestock manure is banned, methods for treating livestock manure are being studied. The most effective solution among these is to properly treat livestock manure, thereby making it possible to resource livestock manure. For this purpose, a livestock manure fermenter capable of fermenting livestock manure is required.

축산분뇨 발효조는 일정 온도 이상이 유지되어야 발효균 활동이 가능하기 때문에, 동절기에는 온도가 낮아 발효 기능을 상실하게 되고, 정상적인 발효 활동이 이루어지도록 하기 위해서는 별도의 가열원을 이용하여 일정 온도 이상을 유지해야 한다. 따라서 동절기에 화석연료 등을 사용하여 발효조의 온도를 유지할 수 있도록 하는 방법이 사용되었는데, 이는 연료비가 적지 않게 소요되며 환경오염까지 유발하는 문제점이 있었다.Since livestock manure fermenters can maintain fermentation bacteria only when a certain temperature is maintained, the fermentation function is lost due to the low temperature in winter, and in order to ensure normal fermentation activity, a specific heating source must be used to maintain a certain temperature. do. Therefore, the method was used to maintain the temperature of the fermentation tank in the winter using fossil fuel, etc. This is a fuel cost is not small and there is a problem causing environmental pollution.

한편, 친환경적인 에너지이면서, 비용이 소요되지 않아 매우 경제적이고 이 용 가능성이 높은 에너지로 태양 에너지가 최근 많이 사용되고 있다. 태양 에너지를 이용하는 방법으로는 다이오드를 이용하여 태양광으로부터 에너지를 얻는 방법과, 집열판을 이용하여 태양열로부터 에너지를 얻는 방법이 사용된다. 이 중, 온수를 가열하여 생활용수 등으로 사용할 수 있도록 하기 위하여 태양열 시스템이 사용되고 있다. 태양열 시스템은 강제 순환식과 자연 순환식이 있는데, 시스템의 안정성 등의 이유로 인하여 펌프를 이용하여 열매체를 순환시키는 강제 순환식이 널리 사용된다. 이와 같은 태양열 시스템을 축산분뇨 발효조에 적용하게 되면 친환경적이고 저렴한 에너지를 이용하여 동절기에도 효과적으로 축산분뇨의 발효가 이루어지도록 할 수 있다.On the other hand, solar energy is very economical and highly available because it is eco-friendly and does not cost much. As a method of using solar energy, a method of obtaining energy from sunlight using a diode and a method of obtaining energy from solar heat using a heat collecting plate are used. Among them, solar systems have been used to heat hot water so that it can be used as living water. There are two types of solar system: forced circulation and natural circulation. Due to the stability of the system, forced circulation is widely used to circulate the heat medium using a pump. When such a solar system is applied to a livestock manure fermenter, the livestock manure can be effectively fermented even in winter using environmentally friendly and inexpensive energy.

도 1은 열교환기를 이용하는 종래의 강제 순환식 태양열 시스템의 일례를 도시한 것이다. 도면에서와 같이 종래의 태양열 시스템은 태양열 집열기(101), 축열조(온수탱크, 102), 열교환기(103) 및 순환펌프(104)로 구성되며 그 밖에도 상기 시스템을 제어하기 위한 제어기 등의 구성이 적용될 수 있다. 상기 태양열 집열기(101)에서는 태양열을 받아 그 열을 이용하여 열매체를 가열시키고, 가열된 열매체는 순환펌프(104)에 의하여 열교환기(103)로 전달된다. 또한, 축열조(온수탱크, 102)에는 온수가 저장되어 있는데, 순환펌프(104)에 의하여 상기 저장된 온수 또한 열교환기(103)로 전달된다. 따라서 열교환기(103) 내부에서 상기 열매체 및 온수 사이의 열 교환이 이루어지고, 열매체의 열이 온수로 전달되어 온수가 가열되게 된다. 가열된 온수는 다시 축열조(102)로 돌아가고 축열조에 저장되어 있는 온수가 전반적으로 가열되게 된다.Figure 1 shows an example of a conventional forced circulation solar system using a heat exchanger. As shown in the drawing, a conventional solar system is composed of a solar collector 101, a heat storage tank (hot water tank 102), a heat exchanger 103, and a circulation pump 104. In addition, a configuration of a controller for controlling the system is provided. Can be applied. The solar collector 101 receives solar heat and heats the heat medium using the heat, and the heated heat medium is transferred to the heat exchanger 103 by the circulation pump 104. In addition, hot water is stored in the heat storage tank (hot water tank) 102, and the stored hot water is also transferred to the heat exchanger 103 by the circulation pump 104. Therefore, heat exchange between the heat medium and the hot water is performed in the heat exchanger 103, and the heat of the heat medium is transferred to the hot water so that the hot water is heated. The heated hot water is returned to the heat storage tank 102 so that the hot water stored in the heat storage tank is generally heated.

이와 같이 열교환기를 이용하는 종래의 강제 순환식 태양열 시스템에서는 열교환기(103)를 사이에 두고 2개로 각각 순환되는 배관계통을 가지고 있어야 하기 때문에 그 구조가 복잡하고, 순환펌프(104)도 열매체를 이동시키기 위한 것과 온수를 이동시키기 위한 것 2개가 필요하기 때문에 고장의 가능성도 높다. 또한, 축산분뇨 발효조에 이를 적용하고자 하는 경우에는 온수 대신 축산분뇨를 이동시켜야 하는 문제점이 있다.In the conventional forced circulation solar system using a heat exchanger as described above, the structure is complicated because the heat exchanger 103 must be provided with two piping systems circulated in two, respectively, and the circulation pump 104 also moves the heating medium. There is also a high possibility of failure since it requires two things, one for moving hot water and one for moving hot water. In addition, when it is intended to apply to livestock manure fermenter there is a problem to move the livestock manure instead of hot water.

도 2의 열교환코일 내장형 태양열 시스템은 도면에서와 같이 축열조(온수탱크, 102)의 내부에 열교환을 위한 열교환코일(105)이 형성되어 있어, 태양열 집열기(101)로부터 열을 받은 열매체가 상기 축열조(102)에 저장되어 있는 온수를 직접 가열할 수 있도록 한다. 이와 같은 열교환코일 내장형 태양열 시스템은 열교환코일이 온수를 저장하는 축열조(102) 내부에 위치하게 되어, 이에 스케일(scale, 물때)이 발생할 가능성이 높아지고, 이로 인한 성능 저하가 발생될 수 있다. 또한, 열교환코일이 축열조(102) 내에서 온수와 접촉할 수 있는 면적에 한계가 있기 때문에, 작은 규모에서만 적용이 가능하다는 문제점이 있다. 특히, 축산분뇨 발효조에 이를 적용하는 경우에는, 축산분뇨 사이에 열교환코일이 위치하게 되어 관리하기가 어렵고, 열 대류가 잘 이루어지지 않는 축산분뇨의 특성상 전반적으로 고르게 가열하기가 어려워 발효가 잘 이루어지기 어렵다.In the heat exchange coil built-in solar system of FIG. 2, as shown in the drawing, a heat exchange coil 105 for heat exchange is formed in the heat storage tank (hot water tank 102), and the heat medium receiving heat from the solar heat collector 101 is the heat storage tank ( The hot water stored in 102 may be directly heated. Such a heat exchange coil built-in solar system is located inside the heat storage tank 102 in which the heat exchange coil stores hot water, thereby increasing the possibility of scale (scale), which may cause performance degradation. In addition, since the heat exchange coil is limited in the area that can be in contact with the hot water in the heat storage tank 102, there is a problem that can be applied only in a small scale. In particular, when applied to the livestock manure fermenter, the heat exchange coil is located between the livestock manure is difficult to manage, and due to the characteristics of the livestock manure, which is not well convection, it is difficult to heat evenly overall fermentation well it's difficult.

또한 도 3의 맨틀형 축열조를 이용한 태양열 시스템은 도면에서와 같이 축열조(온수탱크, 102)의 외측벽에 열교환을 위하여 열매체가 이동할 수 있는 공간(106)이 형성되어 있고, 태양열 집열기(101)로부터 열을 받은 열매체가 상기 축열조(102)의 외벽에 형성된 공간(106)으로 이동하면서 축열조(102) 내부의 온수를 가열할 수 있도록 한다. 이와 같이 개선된 태양열 시스템은 그 시스템이 단순화된다는 장점이 있으나, 높은 열전달계수를 확보하기 위하여 순환유량이 증대됨으로써 집열기 입출구의 온도차가 작아지고 열효율이 떨어지는 문제점이 있다.In addition, in the solar system using the mantle-type heat storage tank of FIG. 3, a space 106 is formed in the outer wall of the heat storage tank (hot water tank) 102 to move the heat medium for heat exchange, and heat from the solar heat collector 101. Receiving the heat medium moves to the space 106 formed on the outer wall of the heat storage tank 102 to heat the hot water inside the heat storage tank 102. This improved solar system has the advantage that the system is simplified, but the circulation flow is increased to secure a high heat transfer coefficient, there is a problem that the temperature difference between the collector inlet and outlet decreases and the thermal efficiency is lowered.

따라서, 간단한 구조로 축산분뇨 발효조에 태양열 시스템을 적용하면서도, 축산분뇨 전체가 고르게 열을 받아 일정한 온도를 유지할 수 있도록 하는 축산분뇨 발효조가 요구된다.Therefore, while applying a solar thermal system to the livestock manure fermenter with a simple structure, there is a need for a livestock manure fermenter that allows the entire livestock manure to be uniformly heated to maintain a constant temperature.

본 발명은 동절기에도 축산분뇨의 발효가 이루어질 수 있도록 하는 축산분뇨 발효조를 제공할 수 있다.The present invention can provide a livestock manure fermenter to allow the fermentation of livestock manure even in winter.

본 발명은 축산분뇨 발효조를 전반적으로 가열함으로써, 대류가 이루어지지 않는 축산분뇨를 일정한 온도로 유지할 수 있도록 하는 축산분뇨 발효조를 제공할 수 있다.The present invention can provide a livestock manure fermenter to maintain the livestock manure at a constant temperature by heating the livestock manure fermenter as a whole.

본 발명은 태양열 시스템을 이용하여 별도의 가열 비용 없이도 축산분뇨의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 하는 축산분뇨 발효조를 제공할 수 있다.The present invention can provide a livestock manure fermenter to maintain a constant temperature of livestock manure without using a separate heating cost.

본 발명은 열매체와 축산분뇨 사이에서 열을 전달할 수 있는 열 전달 면적을 최대화함으로써, 보다 효율적으로 축산분뇨를 가열할 수 있도록 하는 축산분뇨 발효조를 제공할 수 있다.The present invention can provide a livestock manure fermenter that can heat the livestock manure more efficiently by maximizing the heat transfer area capable of transferring heat between the heat medium and the livestock manure.

본 발명은 열매체가 발효조의 측면을 따라 나선형으로 이동하도록 하면서도, 열매체가 상기 나선형의 관로를 이탈하지 않도록 함으로써, 보다 효율적으로 축산분뇨를 가열할 수 있는 축산분뇨 발효조를 제공할 수 있다.The present invention can provide a livestock manure fermentation tank that can heat the livestock manure more efficiently by allowing the heating medium to move helically along the side of the fermentation tank, while preventing the heating medium from leaving the helical conduit.

본 발명은 나선형으로 하측으로 이동한 열매체가 다시 나선형 관로를 따라 상측으로 이동하도록 함으로써, 더욱 효과적인 가열이 이루어질 수 있도록 하는 축산분뇨 발효조를 제공할 수 있다.The present invention can provide a livestock manure fermenter that allows the heating medium moved helically downward to move upward along the spiral duct again, thereby enabling more efficient heating.

본 발명은 이중나선 구조의 관로를 하부에 형성함으로써, 측면뿐 아니라, 하부도 가열되도록 하여, 전체적으로 일정한 온도를 유지하여 발효가 효과적으로 이 루어지도록 하는 축산분뇨 발효조를 제공할 수 있다.The present invention can provide a livestock manure fermentation tank to form a double-helical conduit in the lower portion, so that not only the side, but also the lower portion is heated, to maintain a constant temperature as a whole to effectively fermentation.

본 발명의 일실시예에 따른 축산분뇨 발효조는 축산분뇨를 저장하는 원통형 발효 탱크, 상기 발효 탱크와 이격되어 상기 발효 탱크의 외측면을 둘러싸는 원통형 외부 탱크, 상기 발효 탱크의 외측면 및 상기 외부 탱크의 내측면에 나선형으로 밀착되어 나선형 관로를 형성하는 제1 열매체 차단부, 상기 발효 탱크의 외측면 및 상기 외부 탱크의 내측면에 나선형으로 밀착되어 상기 나선형 관로의 내부를 제1 관로 및 제2 관로로 구분하는 제2 열매체 차단부 및 상기 제1 관로를 따라 하측으로 이동하고, 다시 제2 관로를 따라 상측으로 이동하며, 태양열 집열기로부터의 열을 상기 발효 탱크에 저장되는 상기 축산분뇨에 전달하는 열매체를 포함하여 구성될 수 있다.Livestock manure fermenter according to an embodiment of the present invention is a cylindrical fermentation tank for storing livestock manure, a cylindrical outer tank spaced apart from the fermentation tank surrounding the outer surface of the fermentation tank, the outer surface of the fermentation tank and the outer tank The first heat medium blocking portion that is in close spiral contact with the inner surface of the to form a spiral pipeline, the outer surface of the fermentation tank and the inner surface of the outer tank spirally closely contact the inside of the spiral pipe to the first pipe and the second pipe A second heat medium blocking unit and a heat medium to move downward along the first pipe, and further to the top along the second pipe, and transfer the heat from the solar collector to the livestock manure stored in the fermentation tank It may be configured to include.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 축산분뇨 발효조는 상기 발효 탱크 및 외부 탱크의 하부에 위치하며 이중나선 구조의 관로를 가지는 원통형 하부 열전달부를 더 포함하고, 상기 이중나선 구조의 관로의 일측 끝단은 상기 제1 관로에 연결되고, 타측 끝단은 상기 제2 관로에 연결되도록 구성될 수 있다.In addition, the livestock manure fermenter according to an embodiment of the present invention further includes a cylindrical lower heat transfer unit located in the lower portion of the fermentation tank and the outer tank and having a double-helical conduit, and one end of the double-helical conduit It is connected to the first conduit, the other end may be configured to be connected to the second conduit.

이 때, 상기 제1 열매체 차단부 및 제2 열매체 차단부는 탄성을 가지며, 임계치 이상의 힘 또는 열이 가해지면 일시적으로 소성을 가지게 되는 기둥 형태의 열매체 차단용 자재에 상기 임계치 이상의 힘 또는 열을 가함으로써 생성될 수 있다.At this time, the first heat medium blocking portion and the second heat medium blocking portion are elastic, and by applying a force or heat above the threshold to a pillar-shaped heat medium blocking material which temporarily has plasticity when a force or heat above a threshold is applied. Can be generated.

또한, 상기 열매체 차단용 자재는 단면의 지름이 5mm 내지 10mm 이내인 원통 형의 형상을 가질 수 있다.In addition, the heat medium blocking material may have a cylindrical shape having a diameter of the cross section within 5mm to 10mm.

본 발명에 따르면 동절기에도 축산분뇨의 발효가 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the present invention there is an effect to allow fermentation of livestock manure even in winter.

본 발명에 따르면 축산분뇨 발효조를 전반적으로 가열함으로써, 대류가 이루어지지 않는 축산분뇨를 일정한 온도로 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the present invention, by heating the livestock manure fermenter as a whole, there is an effect to maintain the livestock manure at a constant temperature that is not convection.

본 발명에 따르면 태양열 시스템을 이용하여 별도의 가열 비용 없이도 축산분뇨의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect of maintaining a constant temperature of livestock manure without using a separate heating cost using a solar system.

본 발명에 따르면 열매체와 축산분뇨 사이에서 열을 전달할 수 있는 열 전달 면적을 최대화함으로써, 보다 효율적으로 축산분뇨를 가열할 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the present invention, by maximizing the heat transfer area capable of transferring heat between the heat medium and the livestock manure, there is an effect of heating the livestock manure more efficiently.

본 발명에 따르면 열매체가 발효조의 측면을 따라 나선형으로 이동하도록 하면서도, 열매체가 상기 나선형의 관로를 이탈하지 않도록 함으로써, 보다 효율적으로 축산분뇨를 가열할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, while allowing the heating medium to move helically along the side of the fermentation tank, the heating medium does not leave the spiral conduit, thereby making it possible to heat livestock manure more efficiently.

본 발명에 따르면 나선형으로 하측으로 이동한 열매체가 다시 나선형 관로를 따라 상측으로 이동하도록 함으로써, 더욱 효과적인 가열이 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the present invention, the heating medium moved downward in a spiral direction is moved upward along the spiral pipe again, so that more effective heating can be achieved.

본 발명에 따르면 이중나선 구조의 관로를 하부에 형성함으로써, 측면뿐 아니라, 하부도 가열되도록 하여, 전체적으로 일정한 온도를 유지하여 발효가 효과적으로 이루어지도록 하는 효과가 있다.According to the present invention, by forming a pipeline having a double-helical structure at the bottom, the side as well as the bottom is heated, thereby maintaining the overall constant temperature to effectively effect the fermentation.

이하에서, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the embodiments. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

본 발명에 따른 축산분뇨 발효조는 태양열 시스템과 같이 가열된 열매체를 이용하여 발효조의 온도를 일정 온도 이상으로 유지함으로써, 동절기에도 발효균이 유효한 활동을 할 수 있도록 하여 축산분뇨의 발효가 원활하게 이루어지도록 하는 장치이다.Livestock manure fermenter according to the present invention is to maintain the temperature of the fermenter to a certain temperature or more using a heated heating medium, such as a solar system, so that fermentation bacteria can be effective in winter, so that the livestock manure is made smoothly Device.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양열 가열 시스템을 적용한 축산분뇨 발효조의 일례를 도시하는 도면이다.4 is a view showing an example of a livestock manure fermenter to which the solar heating system according to an embodiment of the present invention is applied.

도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 축산분뇨 발효조(401)는 태양열 집열기(101)에서 태양열을 이용하여 가열된 열매체가 열매체 순환용 펌프(104)에 의하여 순환하면서 발효조의 온도를 일정 온도 이상으로 유지할 수 있도록 하는 태양열 시스템에 포함되어 축산분뇨를 저장하고, 열매체의 열이 축산분뇨로 전달되어 축산분뇨 내의 발효균이 원활하게 활동할 수 있는 온도를 유지할 수 있도록 한다.As shown in the figure, the livestock manure fermenter 401 according to an embodiment of the present invention is the temperature of the fermenter while the heat medium heated by solar heat in the solar collector 101 circulated by the heat medium circulation pump 104 It is included in the solar system to maintain the temperature above a certain temperature to store livestock manure, heat of the heat medium is transferred to the livestock manure to maintain a temperature at which the fermentation bacteria in the livestock manure can be smoothly active.

이 때, 일반적으로 태양열 시스템을 적용하여 사용하는 온수 가열기의 경우, 열효율 등의 이유로 온수의 상부가 하부보다 높은 온도를 유지하도록 하는 성층화를 이루어야 하는데 비해 축산분뇨 발효조에서는 축산분뇨의 대류가 거의 없고, 전체적으로 고르게 발효가 이루어져야 한다. 따라서, 상기 태양열 집열기(101)로부 터 열을 전달하는 열매체는 상기 축산분뇨 발효조(401)의 상부로 유입되어 상부부터 하부까지 축산분뇨를 가열한 후, 다시 하부에서 상부로 이동하면서 축산분뇨를 재차 가열하고, 상부의 열매체 배출구로 빠져나가도록 구성될 수 있다.At this time, in the case of hot water heaters generally applied by applying a solar thermal system, due to thermal efficiency, the upper part of the hot water should be stratified to maintain a higher temperature than the lower part, whereas the livestock manure fermenter has little convection of livestock manure. It should be fermented evenly throughout. Therefore, the heat medium that transfers heat from the solar collector 101 flows into the upper part of the livestock manure fermenter 401 and heats livestock manure from the upper part to the lower part, and then moves the lower part from the lower part to the upper part again. Heat and exit to the upper heat medium outlet.

또한, 측면에서의 가열만으로는 축산분뇨 내부까지 고르게 가열되지 못하는 경우가 발생될 수 있으므로, 축산분뇨 발효조(401)의 하부에 열매체가 이동하면서 축산분뇨로 원활한 열전달이 이루어질 수 있도록 하는 관로가 형성되도록 구성될 수 있다.In addition, since only the heating from the side may occur even if not evenly heated inside the livestock manure, the heat medium is moved to the lower part of the livestock manure fermenter 401 is configured to form a pipeline for smooth heat transfer to livestock manure while moving Can be.

이와 같이 본 발명에 따른 축산분뇨 발효조(401)를 이용하면 저장되어 있는 축산분뇨를 측면에서 2차례, 하부에서 1차례 각각 가열할 수 있도록 함으로써, 축산분뇨가 전체적으로 필요한 온도를 유지할 수 있고, 발효균의 원활한 활동으로 인하여 동절기에도 적절히 발효가 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.As such, by using the livestock manure fermenter 401 according to the present invention, the stored livestock manure can be heated twice from the side and once from the bottom, so that the livestock manure can maintain the required temperature as a whole. Due to the smooth activity, there is an effect that can be properly fermented even in winter.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 축산분뇨 발효조(401)의 구성을 도시하는 도면이다.5 is a view showing the configuration of the livestock manure fermenter 401 according to an embodiment of the present invention.

도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 축산분뇨 발효조(401)는 발효 탱크(510), 제1 열매체 차단부(520), 제2 열매체 차단부(530), 외부 탱크(540) 및 열매체를 포함하여 구성될 수 있다. 이하 구성요소 별로 구체적으로 기술하도록 한다.As shown in the figure, the livestock manure fermenter 401 according to the present invention is a fermentation tank 510, the first heat medium block 520, the second heat medium block 530, the outer tank 540 and the heat medium It can be configured to include. Hereinafter, the components will be described in detail.

발효 탱크(510)는 축산분뇨를 저장하고 발효시키기 위하여 사용되는 원통형 탱크이다. 태양열 시스템을 이용하는 축산분뇨 발효조(401)에서는 발효 탱크(510)에 축산분뇨를 저장해 두고, 저장된 축산분뇨를 태양열을 이용하여 가열함으로써, 동절기에도 축산분뇨의 온도를 일정 온도 이상으로 유지하도록 하고, 이로써 발효균이 지속적으로 활동할 수 있도록 하여, 계절과 무관하게 축산분뇨를 발효시켜 자원화 할 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 축산분뇨 발효조(401)에서 내부탱크(510)는 종래에 축산분뇨를 발효시키기 위하여 사용하던 원통형의 탱크를 그대로 적용하여 사용할 수 있으며, 이로 인하여 축산분뇨 발효조(401)를 구성하기 위한 비용화 노력을 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 종래에 사용하던 탱크를 사용하지 않는 경우에는 금속판을 원통형으로 구부리고 양 끝단을 맞닿게 하여 용접함으로써 간단하게 구현할 수 있다. Fermentation tank 510 is a cylindrical tank used for storing and fermenting livestock manure. In the livestock manure fermenter 401 using the solar system, the livestock manure is stored in the fermentation tank 510, and the stored livestock manure is heated using solar heat, so that the temperature of the livestock manure is kept above a certain temperature even in winter. By allowing fermentation bacteria to continue to be active, livestock manure can be fermented and resourceized regardless of the season. In the livestock manure fermenter 401 according to the present invention, the inner tank 510 may be used by applying a cylindrical tank that has conventionally been used for fermenting livestock manure, and thus, for constituting the livestock manure fermenter 401. The effect can be to minimize the cost effort. In the case of not using a conventional tank, it can be easily implemented by bending the metal plate in a cylindrical shape and abutting both ends thereof.

본 발명에 따른 축산분뇨 발효조(401) 에서는 축산분뇨를 저장하는 발효 탱크(510)의 측면 그리고 경우에 따라서는 하면에서 열매체가 축산분뇨를 가열하도록 하고 있으므로, 축산분뇨를 저장하는 발효 탱크(510) 및 상기 발효 탱크(510)를 둘러싸면서 온수에 열을 전달하기 위한 열매체가 이동할 수 있는 경로를 형성하기 위한 외부 탱크(540)로 이중 탱크를 구성하도록 하고 있다. 발효 탱크(510)는 이중 축산분뇨를 저장하는 탱크로, 상술한 바와 같이 측면 또는 하면에서 열매체로부터 열을 전달받아 내부에 저장된 축산분뇨로 전달해야 하므로, 열전도도가 높은 물질을 사용하여 구성하는 것이 바람직하다. 따라서 상술한 바와 같이 금속판을 구부려 원통형으로 구성하고 이를 용접하여 발효 탱크(510)를 구성하는 것이 바람직하다.In the livestock manure fermenter 401 according to the present invention, since the heating medium heats the livestock manure from the side of the fermentation tank 510 for storing the livestock manure and in some cases, the fermentation tank 510 for storing the livestock manure. And an outer tank 540 for forming a path through which the heat medium for transferring heat to the hot water can move while surrounding the fermentation tank 510. Fermentation tank 510 is a tank for storing the double livestock manure, as described above to receive heat from the heat medium from the side or lower surface to be transferred to the livestock manure stored inside, it is configured to use a material with high thermal conductivity desirable. Therefore, as described above, it is preferable to construct the fermentation tank 510 by bending the metal plate to form a cylindrical shape and welding the same.

발효 탱크(510)를 구성하는 금속판은 철, 구리, 알루미늄, 금, 은, 주석 등 다양한 소재로 구성될 수 있으며, 둘 이상의 금속의 합금 성분을 이용하여 구성할 수도 있다. 단, 축산분뇨를 저장하기 위한 것이므로, 축산분뇨로 인하여 쉽게 부식되거나 상할 수 있는 소재의 금속판이 사용되지 못할 수 있으며, 부식 등에 대한 내구성이 강한 금속판이 사용될 수 있다. 상기 금속판으로는 열전도도가 높아 열을 쉽게 전달할 수 있는 물질이라면 어떤 것도 적용이 가능하다.The metal plate constituting the fermentation tank 510 may be made of various materials such as iron, copper, aluminum, gold, silver, tin, or may be configured using an alloy component of two or more metals. However, because it is for storing livestock manure, the metal plate of a material that can be easily corroded or spoiled due to livestock manure may not be used, and a metal plate with strong resistance to corrosion may be used. As the metal plate, any material can be applied as long as it has a high thermal conductivity and can easily transfer heat.

외부 탱크(530)는 상기 열매체 차단부(520)의 외측에 밀착되어 원통형으로 형성된다. 외부 탱크(530)는 상기 발효 탱크(510)의 외벽을 둘러싸면서 발효 탱크(510)와 일정 간격 이격되어 공간을 형성하여 열매체가 이동할 수 있도록 한다. 이 때 상기 발효 탱크(510) 및 외부 탱크(530)의 이격으로 인하여 발생되는 공간은 상술한 바와 같이 열매체 차단부(520)에 의하여 나선형의 공간으로 구분되기 때문에, 열매체가 발효 탱크(510)에 저장된 축산분뇨를 측면에서 상당히 균일하게 가열할 수 있다.The outer tank 530 is in close contact with the outside of the heat medium blocking part 520 is formed in a cylindrical shape. The outer tank 530 surrounds the outer wall of the fermentation tank 510 and forms a space spaced apart from the fermentation tank 510 by a predetermined interval so that the heat medium can move. At this time, since the space generated due to the separation of the fermentation tank 510 and the outer tank 530 is divided into a spiral space by the heat medium blocking unit 520 as described above, the heat medium is added to the fermentation tank 510. The stored livestock manure can be heated fairly evenly from the side.

외부 탱크(540)는 상기 발효 탱크(510)와 이격되어 상기 발효 탱크(510)의 외측면을 둘러싸는 원통형의 탱크로, 발효 탱크(510)와 마찬가지로 금속판을 둥글게 말아 양 끝단을 용접하여 생성할 수 있다. 외부 탱크(540)는 발효 탱크(510)를 둘러싸면서, 발효 탱크(510)의 외측면에 열매체가 밀착하여 이동할 수 있도록 해야 하기 때문에, 열매체가 이동할 수 있는 공간을 확보하기 위하여 발효 탱크(510)와 이격되어 구성된다. 이 때 이격되는 거리는 5mm 이상 10mm 이하의 범위를 가지는 것이 바람직하다. 상기 이격 거리가 커지게 되면 발효 탱크(510) 및 외부 탱크(540) 사이의 간격이 벌어지게 되어 열매체가 통과하는 유로의 면적이 넓어져, 즉 유속이 떨어져 열을 전달하는 효율이 떨어지게 되고, 만일, 상기 이격 거리가 너무 좁아지면 작은 변형으로 인하여 열매체가 이동하는 관로가 막히는 문제점이 발생할 수도 있다.The outer tank 540 is a cylindrical tank spaced apart from the fermentation tank 510 and surrounds the outer surface of the fermentation tank 510, similarly to the fermentation tank 510, by rolling a metal plate round and welding both ends. Can be. The outer tank 540 surrounds the fermentation tank 510, so that the heat medium must move in close contact with the outer surface of the fermentation tank 510, so that the fermentation tank 510 can be secured to secure a space in which the heat medium can move. And spaced apart. At this time, it is preferable that the spaced distance has a range of 5 mm or more and 10 mm or less. When the separation distance is increased, the gap between the fermentation tank 510 and the outer tank 540 is widened to increase the area of the flow path through which the heat medium passes, that is, the flow rate is lowered and the efficiency of transferring heat decreases. If the separation distance is too narrow, a small deformation may cause a problem that the pipe line through which the heating medium moves is blocked.

외부 탱크(540)를 구성할 때에는 제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)가 상기 발효 탱크(510)의 외부에 구성된 이후에, 금속판을 상기 발효 탱크(510)의 측면을 감싸는 형태로 둥글게 말고, 상기 금속판이 제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)와 강하게 밀착되도록 압력을 가한 후에 양 끝단을 용접함으로써, 발효 탱크(510), 제1 열매체 차단부(520), 제2 열매체 차단부(530) 및 외부 탱크(530)로 인하여 나선형의 제1 관로 및 제2 관로가 형성될 수 있도록 할 수 있다. 이 때, 금속판 등을 용접하여 발효 탱크(510) 및 외부 탱크(540) 사이의 이격 공간을 구분하여 제1 관로 및 제2 관로를 형성하는 것보다, 원통형의 열매체 차단용 자재를 이용하여 제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)를 구성하게 되면, 더욱 강한 힘을 지탱할 수 있으므로 더욱 강한 압력을 가하면서 용접을 할 수 있다. 따라서, 제1 열매체 차단부(520) 또는 제2 열매체 차단부(530)와 외부 탱크(540)의 밀착도를 높일 수 있고, 틈새가 벌어지지 않도록 구성하여, 열매체의 순환이 잘 이루어지도록 하고, 열교환 효율을 높이면서 발효 탱크(510)의 안에 저장되어 있는 축산분뇨가 전반적으로 고르게 가열될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.When the outer tank 540 is configured, after the first heat medium blocking part 520 and the second heat medium blocking part 530 are configured outside the fermentation tank 510, the metal plate is disposed on the side surface of the fermentation tank 510. Round the shape in the form of enveloping, by pressing the metal plate is strongly adhered to the first heat medium blocking portion 520 and the second heat medium blocking portion 530, by welding both ends, fermentation tank 510, the first heat medium Due to the blocking part 520, the second heat medium blocking part 530, and the outer tank 530, the first and second spiral paths may be formed. At this time, rather than forming a first pipe line and a second pipe line by dividing the space between the fermentation tank 510 and the outer tank 540 by welding a metal plate or the like, the first material is made of a cylindrical heat medium blocking material. When the heat medium blocking unit 520 and the second heat medium blocking unit 530 are configured, a stronger force can be supported, and welding can be performed while applying a stronger pressure. Therefore, the adhesion between the first heat medium blocking part 520 or the second heat medium blocking part 530 and the outer tank 540 can be improved, and the gap is not formed so that the heat medium is well circulated and the heat exchange is performed. While raising the efficiency, the livestock manure stored in the fermentation tank 510 can be obtained with an overall heating effect.

외부 탱크(540)는 발효 탱크(510)에 비하여 열전도도가 낮은 물질을 이용하여 구성될 수 있는데, 이는 열매체가 발효 탱크(510) 및 외부 탱크(540) 사이의 이격 공간을 통하여 이동하면서 발효 탱크(510)에 저장된 축산분뇨로 대부분의 열을 전달하고, 축산분뇨 발효조(401)의 외부로는 열이 손실되지 않도록 하기 위해서이다. The outer tank 540 may be configured using a material having a lower thermal conductivity than the fermentation tank 510, which is a fermentation tank while the heat medium moves through the spaced space between the fermentation tank 510 and the outer tank 540. This is to transfer most of the heat to the livestock manure stored in the 510, so that heat is not lost to the outside of the livestock manure fermentation tank 401.

제1 열매체 차단부(520)는 상기 발효 탱크(510)의 외측면 및 상기 외부 탱크(540)의 내측면에 나선형으로 밀착되어 나선형 관로를 형성한다. 제1 열매체 차단부(520)가 발효 탱크(510)의 외측면 및 외부 탱크(540)의 내측면에 밀착되어 구성되면, 상기 발효 탱크(510) 및 외부 탱크(540) 사이의 이격 공간을 나선형으로 구분하게 됨으로써, 나선형의 관로를 형성하게 된다. 만일 이와 같이 제1 열매체 차단부(520)가 구성되지 않는다면, 유입된 열매체는 측면을 따라 빠른 속도로 빠져나가게 되며, 열을 전달할 수 있는 시간이 짧아지게 되므로, 열전달의 효율이 떨어지게 된다. 따라서, 이와 같이 나선형으로 이격 공간을 구분하여 줌으로써, 열매체가 나선형으로 이동하면서 오랜 시간 동안 열을 발효 탱크(510)에 저장된 축산분뇨에 전달할 수 있도록 한다.The first heat medium blocking part 520 is in close contact with the outer surface of the fermentation tank 510 and the inner surface of the outer tank 540 to form a spiral pipeline. When the first heat medium blocking part 520 is configured to be in close contact with the outer surface of the fermentation tank 510 and the inner surface of the outer tank 540, the space between the fermentation tank 510 and the outer tank 540 is spiraled. By dividing into, a spiral pipe line is formed. If the first heat medium blocking part 520 is not configured as described above, the heat medium flowing in is quickly exited along the side surface, and the time for transferring heat is shortened, thereby reducing the efficiency of heat transfer. Thus, by separating the space separated in a spiral as described above, the heat medium is transferred to the livestock manure stored in the fermentation tank 510 for a long time while moving in a spiral.

또한 제2 열매체 차단부(530)는 상기 발효 탱크(510)의 외측면 및 상기 외부 탱크(540)의 내측면에 나선형으로 밀착되어 상기 제1 열매체 차단부(520)로 인하여 형성된 상기 나선형 관로의 내부를 제1 관로 및 제2 관로로 구분한다. 본 발명에 따른 축산분뇨 발효조는 열매체가 투입되어 상부에서 하부로 이동하면서 1차적으로 축산분뇨를 가열하고, 다시 하부에서 상부로 이동하면서 2차적으로 축산분뇨를 가열함으로써, 전체적으로 고르게 열을 전달할 수 있도록 한다. 따라서, 하나의 나선형 관로로는 열매체가 한 방향으로밖에 이동할 수 없으므로, 제2 열매체 차단부를 이용하여 관로를 2개로 나누어 이중나선 형태로 구성되도록 한다.In addition, the second heat medium blocking part 530 is helically in close contact with the outer surface of the fermentation tank 510 and the inner surface of the outer tank 540 of the spiral conduit formed by the first heat medium blocking part 520. The interior is divided into a first pipeline and a second pipeline. The livestock manure fermenter according to the present invention heats the livestock manure while the heating medium is moved from the top to the bottom, and heats the livestock manure secondly while moving from the bottom to the top, so that heat can be evenly transmitted throughout. do. Therefore, since the heating medium can move only in one direction with one spiral conduit, the conduit is divided into two using a second heating medium blocking unit so as to have a double spiral form.

제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)는 탄성을 가지며 임계치 이상의 힘 또는 열이 가해지면 일시적으로 소성을 가지게 되는 기둥 형태의 열매체 차단용 자재를 상기 임계치 이상의 힘 또는 열을 가하여 상기 발효 탱크(510)의 외측면에 나선형으로 밀착시킴으로써 형성될 수 있다. 이와 같은 구성을 위하여, 상술한 바와 같이 발효 탱크(510)의 외측면에 제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)를 구성한 이후에 외부 탱크(540)를 구성하도록 할 수 있다. 종래의 태양열 시스템에서는 이중 탱크를 구성할 때에, 내부 외부 탱크를 각각 원통형으로 구성하고 외부 탱크 안에 발효 탱크를 끼워 넣는 방법을 많이 이용하였으나, 본 발명에서와 같이 열매체 차단용 자재가 나선형으로 형성된 경우에 그와 같은 방법을 적용한다면, 열매체 차단용 자재와 외부 탱크가 밀착되도록 제조하는 것이 매우 어려워 시간이 오래 걸리고, 나선형 관로에서 틈새가 발생할 확률이 높아지기 때문에, 열이 전달되는 효율도 떨어지게 된다. 따라서, 제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)를 구성한 이후에 금속판으로 외부를 둘러싸고 압력을 가한 후 이를 용접하여 외부 탱크(540)를 제조하는 것이 바람직하다.The first heat medium blocking part 520 and the second heat medium blocking part 530 may have elasticity and may have a column-shaped heat medium blocking material that temporarily has plasticity when a force or heat above a threshold is applied. In addition, it may be formed by helically contacting the outer surface of the fermentation tank 510. For this configuration, as described above, the outer tank 540 may be configured after the first heat medium blocking part 520 and the second heat medium blocking part 530 are configured on the outer surface of the fermentation tank 510. have. In the conventional solar system, when the double tank is configured, the inner outer tank is formed in a cylindrical shape and a fermentation tank is inserted into the outer tank. However, in the case where the heat medium blocking material is spirally formed as in the present invention, If such a method is applied, it is very difficult to manufacture the thermal medium blocking material and the outer tank so that it takes a long time and the probability of generating a gap in the spiral pipe increases the efficiency of heat transfer. Therefore, after configuring the first heat medium blocking part 520 and the second heat medium blocking part 530, it is preferable to manufacture the outer tank 540 by applying pressure after surrounding the outside with a metal plate and applying pressure thereto.

이와 같은 이유로, 제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)를 구성하는 열매체 차단용 자재는 힘 또는 열을 가하여 형태를 변형 시킬 수 있는 기둥 형태의 자재가 이용되며, 상기 열매체 차단용 자재의 형태를 변형시켜서 발효 탱크(510)의 외벽에 나선형의 형태로 밀착되도록 형성할 수 있다. 열매체 차단용 자재가 금속판과 같은 형태가 아니라 기둥 형태로 구성되게 되면, 발효 탱크(510)의 외벽에 단단하게 고정시킬 수 있고, 외부 탱크(540)를 상기 제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)에 밀착시켜 고정시킬 때에도 압력을 가하여 틈이 생기지 않도록 밀착시킬 수 있다. 따라서, 금속판의 형태로 나선형 관로를 형성하는 것과 비교할 때, 보다 손쉽게 축산분뇨 발효조를 제조할 수 있으면서도 틈이 새지 않아 높은 효율로 열교환이 이루어질 수 있다.For this reason, the heat medium blocking material constituting the first heat medium blocking unit 520 and the second heat medium blocking unit 530 is a pillar-shaped material that can change the shape by applying force or heat, the heat medium The shape of the blocking material may be modified so as to be in close contact with the outer wall of the fermentation tank 510 in the form of a spiral. When the heat medium blocking material is formed in a pillar shape instead of a metal plate, the heat medium blocking material may be firmly fixed to the outer wall of the fermentation tank 510, and the outer tank 540 may be fixed to the first heat medium blocking part 520 and the first material. Even when the adhesive is fixed to the heat medium blocking part 530, pressure may be applied to prevent the gap from being generated. Therefore, compared with forming a spiral pipe in the form of a metal plate, the livestock manure fermenter can be produced more easily, but the gap does not leak, and heat exchange can be performed with high efficiency.

제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)를 구성하는 열매체 차단용 자재는 상술한 바와 같이 탄성을 가지고 있으나, 임계치 이상의 힘 또는 열을 가하게 되면 일시적으로 소성을 가지는 재료를 이용하여 구성될 수 있다. 상기 열매체 차단용 자재는 금속 또는 플라스틱 등의 재료로 구성될 수 있는데, 금속의 경우 임계치 이상의 힘이 주어지면 일시적으로 소성을 가지게 되어 형태가 변형되지만, 고정된 후에는 소성을 가지므로 상기 발효 탱크(510)의 외벽에 밀착시키기 용이하다. 이 때 금속은 철, 구리, 알루미늄, 금, 은, 주석 등 다양한 소재로 구성될 수 있으며, 둘 이상의 금속의 합금 성분을 이용하여 구성할 수도 있다.The heat medium blocking material constituting the first heat medium blocking part 520 and the second heat medium blocking part 530 has elasticity as described above, but when a force or heat above a threshold is applied, a material having temporary plasticity is used. Can be configured. The heat medium blocking material may be made of a material such as metal or plastic, and in the case of a metal, when a force above a threshold is given, the material temporarily has plasticity and is deformed, but after fixing, the fermentation tank ( It is easy to adhere to the outer wall of 510. In this case, the metal may be formed of various materials such as iron, copper, aluminum, gold, silver, and tin, or may be configured using an alloy component of two or more metals.

또한, 제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)를 구성하는 열매체 차단용 자재가 플라스틱을 이용하여 구성되는 경우, 열가소성 수지를 이용하여 임계치 이상의 열을 가하고 이에 따라 형태를 변형시켜 나선형으로 상기 발효 탱크(510)에 밀착시킨 후 식혀서 고정되도록 할 수 있다. 또한 열경화성 수지를 이용하는 경우에는 형틀 등을 이용하여 액체 상태의 수지를 나선형으로 배치시키고, 열을 가하여 단단하게 밀착되도록 할 수 있다. 이 밖에도 힘 또는 열을 이용하여 형태를 변형시키고, 보통의 상태에서는 탄성을 가지고 형태를 유지하는 성질을 가진 물질을 이용하여 상기 열매체 차단용 자재를 구성함으로써, 금속판 을 용접하여 관로를 형성하는 경우에 비하여 훨씬 용이하게 작업을 수행하면서도, 상기 발효 탱크(510) 및 외부 탱크(530)에 밀착되도록 형성하여 열 전달 효율을 높이도록 한다.In addition, when the heat medium blocking material constituting the first heat medium blocking unit 520 and the second heat medium blocking unit 530 is made of plastic, heat is applied to a threshold value or more using a thermoplastic resin, and thus the shape is modified. It may be made to be in close contact with the fermentation tank 510 in a spiral and then cooled and fixed. In the case of using a thermosetting resin, the resin in a liquid state can be arranged in a spiral shape using a mold or the like, and it can be tightly adhered by applying heat. In addition, in the case of forming a pipe by welding a metal plate by constructing the heat medium blocking material using a material having a property of elasticity and maintaining shape in a normal state by using force or heat. Compared to the fermentation tank 510 and the outer tank 530, while performing the operation much easier than the operation to increase the heat transfer efficiency.

제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)를 구성하는 상기 열매체 차단용 자재는 상기 외부 탱크(540)의 경우와 마찬가지로, 상기 발효 탱크(510)의 재료와 비교하여 열전도도가 낮은 물질을 이용하는 것이 바람직하다. 발효 탱크(510)의 경우 열매체가 발효 탱크(510)의 외부를 따라 이동하면서 발효 탱크(510)를 통하여 열을 전달해야 하기 때문에 높은 열전도도를 가지는 물질을 이용해야 했으나, 제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)는 열을 다른 곳으로 빼앗기지 않고, 발효 탱크(510)로만 열이 공급될 수 있도록 하기 위하여 상부에서의 열이 하부에 있는 온도가 낮은 열매체로 전달되지 않도록 함으로써, 열매체의 열이 대부분 발효 탱크(510)를 통하여 온수로 전달될 수 있도록 해야 한다. 따라서, 제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)는 열전도도가 낮은 재료로 구성되는 것이 보다 바람직하다.The heat medium blocking material constituting the first heat medium blocking part 520 and the second heat medium blocking part 530 is thermally conductive as compared with the material of the fermentation tank 510, similarly to the case of the outer tank 540. Preference is given to using materials having a low value. In the case of the fermentation tank 510, since the heat medium must transfer heat through the fermentation tank 510 while moving along the outside of the fermentation tank 510, a material having a high thermal conductivity should be used, but the first heat medium blocking part ( 520 and the second heat medium blocking portion 530 does not lose heat to another place, so that the heat at the top is not transferred to the low temperature heat medium at the bottom so that heat can be supplied only to the fermentation tank 510. As a result, most of the heat of the heat medium must be transmitted to the hot water through the fermentation tank 510. Therefore, the first heat medium blocking part 520 and the second heat medium blocking part 530 are more preferably made of a material having low thermal conductivity.

또한 제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)를 구성하는 열매체 차단용 자재는 원기둥의 형태를 가질 수 있으며, 그 단면을 형성하는 원의 지름이 5mm 내지 10mm 이내의 범위를 가지도록 할 수 있다. 상기 지름은 상술한 발효 탱크(510) 및 외부 탱크(540) 사이의 이격 거리와 동일하게 발효 탱크(510) 및 외부 탱크(540)와의 사이에서 빈틈이 생기지 않도록 해야 한다. 상술한 바와 같이, 상기 지름이 커지게 되면 발효 탱크(510) 및 외부 탱크(540) 사이의 간격이 벌어지게 되어 열을 전달하는 효율이 떨어지게 되고, 만일, 상기 간격이 너무 좁아지면 작은 변형으로 인하여 열매체가 이동하는 관로가 막히는 문제점이 발생할 수도 있다. 따라서, 5mm 이상 10mm 이하의 지름을 가지는 원기둥 형태의 열매체 차단용 자재를 이용하여 제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)를 형성하는 것이 바람직하다. 이 밖에도 열매체 차단용 자재는 사각 기둥, 육각 기둥, 팔각 기둥 등의 형태를 가질 수 있으며, 이와 같은 형태에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다.In addition, the heat medium blocking material constituting the first heat medium blocking unit 520 and the second heat medium blocking unit 530 may have a cylindrical shape, the diameter of the circle forming the cross section is within the range of 5mm to 10mm. You can have it. The diameter should be equal to the separation distance between the fermentation tank 510 and the outer tank 540 described above so that no gap is formed between the fermentation tank 510 and the outer tank 540. As described above, when the diameter increases, the spacing between the fermentation tank 510 and the outer tank 540 is widened, and the efficiency of transferring heat decreases. If the spacing is too narrow, due to the small deformation. There may be a problem that the pipeline through which the heating medium moves is blocked. Therefore, it is preferable to form the first heat medium blocking part 520 and the second heat medium blocking part 530 using a cylindrical heat medium blocking material having a diameter of 5 mm or more and 10 mm or less. In addition, the heat medium blocking material may have a form such as a square pillar, a hexagon pillar, an octagonal pillar, and the like, but the present invention is not limited thereto.

상기 제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)를 구성하는 열매체 차단용 자재를 나선형으로 형성시킬 때에는 상기 나선형을 구성하는 제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)사이의 간격이 열매체 차단용 자재의 단면의 지름의 10배 내지 20배 이내의 길이의 간격을 유지하도록 형성 할 수 있다. 상기 열매체 차단용 자재의 단면의 지름 및 상기 열매체 차단용 자재 사이의 간격의 비율은 상기 제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)에 의하여 형성되는 관로에서 흐르는 열매체의 유량 중 상기 발효 탱크(510)의 외벽과 맞닿아 열을 전달할 수 있는 열매체의 비율을 결정하기 때문에 매우 중요할 수 있다. 상술한 바와 같이 열매체 차단용 자재는 지름이 5mm 내지 10mm 이내의 범위에 포함되는 것이 바람직하며, 열매체 차단용 자재 사이의 거리는 100mm정도를 유지하는 것이 바람직하다.When the heat medium blocking material constituting the first heat medium blocking part 520 and the second heat medium blocking part 530 is formed in a spiral shape, the first heat medium blocking part 520 and the second heat medium blocking part constituting the spiral shape are formed. The interval between the 530 may be formed so as to maintain the interval of length within 10 to 20 times the diameter of the cross section of the heat medium blocking material. The ratio of the diameter of the cross section of the heat medium blocking material and the heat medium blocking material is a flow rate of the heat medium flowing in the conduit formed by the first heat medium blocking part 520 and the second heat medium blocking part 530. It may be very important because it determines the ratio of the heat medium that can be in contact with the outer wall of the fermentation tank 510 to transfer heat. As described above, the heat medium blocking material is preferably included in the range of 5mm to 10mm in diameter, the distance between the heat medium blocking material is preferably maintained to about 100mm.

제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)로 인하여 형성되는 상기 제1 관로 및 제2 관로는 각각 상부 및 하부에 그 관로의 끝단을 가지게 되는데, 제1 관로의 상부 끝단은 열매체 투입구(550)에 연결되고, 제2 관로의 상부 끝단은 열매체 배출구(560)에 각각 연결될 수 있다. 또한, 제1 관로 및 제2 관로의 하부 끝단은 서로 연결되어, 제1 관로에서 하부로 이동한 열매체가 제2 관로를 통하여 상부로 이동하도록 구성될 수 있는데, 하측에 하부 열전달부(570)가 구성되는 경우에는 상기 하부 열전달부(570)에 형성된 이중나선 관로의 두 끝단에 상기 제1 관로 및 제2 관로의 하부 끝단이 각각 연결되도록 함으로써, 제1 관로를 통하여 하부로 이동한 열매체가 이중나선 관로를 통하여 내부를 가열하고, 다시 제2 관로로 연결되어 상부로 이동하면서 측면을 다시 가열하도록 구성될 수 있다.The first conduit and the second conduit formed by the first heating medium blocking part 520 and the second heating medium blocking part 530 have ends of the conduit in the upper part and the lower part, respectively. It is connected to the heat medium inlet 550, the upper end of the second conduit may be connected to the heat medium outlet 560, respectively. In addition, the lower ends of the first conduit and the second conduit may be connected to each other, and the heat medium moving downward from the first conduit may be configured to move upward through the second conduit. When configured, the lower end of the first pipe and the second pipe is connected to the two ends of the double spiral pipe formed in the lower heat transfer part 570, respectively, the heat medium moved downward through the first pipe It may be configured to heat the interior through the conduit, and again to the second conduit to heat the side while moving upwards.

열매체는 상기 발효 탱크(510), 제1 열매체 차단부(520), 제2 열매체 차단부(530) 및 외부 탱크(540)로 인하여 형성되는 두 개의 나선형 관로 중 제1 관로를 따라 하측으로 이동하고, 다시 제2 관로를 따라서 상측으로 이동하며, 태양열 집열기로부터의 열을 상기 발효 탱크(510)에 저장되는 축산분뇨에게 전달한다. 열매체는 액체의 형태를 가지고, 태양열 집열기(101) 및 본 발명의 일실시예에 따른 축산분뇨 발효조(401) 사이를 관로를 따라 이동할 수 있다. 상기 열매체가 이동하도록 하기 위하여 순환 펌프(104)가 사용될 수 있고, 이와 같이 펌프를 이용하여 열매체를 이동시키는 태양열 시스템을 열매체를 펌프를 통하여 강제로 순환하도록 한다는 의미에서 강제 순환식 태양열 시스템이라 한다.The heat medium moves downward along the first one of the two spiral pipes formed by the fermentation tank 510, the first heat medium blocking part 520, the second heat medium blocking part 530, and the outer tank 540. Then, it moves upward along the second pipeline, and transfers the heat from the solar collector to the livestock manure stored in the fermentation tank 510. The heat medium may be in the form of a liquid and may move along the pipeline between the solar collector 101 and the livestock manure fermenter 401 according to an embodiment of the present invention. A circulation pump 104 may be used to move the heat medium, and the solar system for moving the heat medium using the pump is called a forced circulation solar system in the sense that the heat medium is forced to circulate through the pump.

열매체는 옥외에 설치되어 태양열을 받는 태양열 집열기(101)에서 열을 받아야 하므로, 옥외 및 옥내를 순환할 수 있어야 한다. 따라서 겨울철 낮은 온도의 옥외에서도 액체 상태를 유지하면서 원활하게 유동할 수 있도록 낮은 온도에서도 액체 상태를 유지할 수 있도록 하는 부동액을 이용할 수 있다.Since the heat medium must be heated in the solar collector 101 which is installed outdoors and receives solar heat, it must be able to circulate outdoors and indoors. Therefore, antifreeze can be used to maintain the liquid state even at low temperatures so that it can flow smoothly while maintaining the liquid state even at low temperatures outdoors in winter.

본 발명에 따른 축산분뇨 발효조(401)에서는 측면에서의 가열만으로 축산분뇨가 전반적으로 고르게 가열되기 어려운 경우에 대비하기 위하여, 상기 발효 탱크(510)의 하부에 이중와선 구조의 관로를 가지는 원통형의 하부 열전달부(570)를 더 포함하여 구성될 수 있다.In the livestock manure fermenter 401 according to the present invention, in order to prepare for the case in which the livestock manure is difficult to be heated evenly in general only by the heating on the side, the lower portion of the cylindrical having a double-wire structure pipe in the lower portion of the fermentation tank 510 The heat transfer unit 570 may be further included.

상술한 바와 같이, 발효 탱크(510) 및 외부 탱크(540)는 서로 이격되면서도 제1 열매체 차단부(520) 및 제2 열매체 차단부(530)와 밀착되어 상기 이격된 공간에 열매체가 이동할 수 있는 나선형의 제1 관로 및 제2 관로를 형성한다. 이는 상술한 바와 같이 제1 관로를 따라서 하부로 이동하면서 열매체가 축산분뇨를 1차적으로 가열하고, 다시 제2 관로를 따라서 상부로 이동하면서 2차적으로 가열하도록 하기 위함이다. 이와 같이 제1 관로 및 제2 관로를 구성함으로써, 2차례에 걸쳐서 열매체의 열이 축산분뇨로 전달되도록 하여 열전달 효율을 높일 수 있다.As described above, the fermentation tank 510 and the outer tank 540 are spaced apart from each other, but close to the first heat medium blocking part 520 and the second heat medium blocking part 530 to move the heat medium in the spaced apart. A spiral first conduit and a second conduit are formed. This is to allow the heating medium to heat the livestock manure primarily while moving downward along the first pipeline as described above, and to heat secondarily while moving upward along the second pipeline. By constituting the first pipe line and the second pipe line as described above, heat of the heat medium can be transferred to the livestock manure over two times, thereby improving heat transfer efficiency.

그러나, 이와 같은 경우에도 2차에 걸친 가열 모두 발효 탱크(510)의 측면을 가열하는 것이기 때문에, 발효 탱크(510)의 직경이 커지게 되면 발효탱크의 내부까지 열이 전달되기 어려운 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 전체적으로 발효 탱크(510)의 내부에 있는 축산분뇨를 가열하여, 일정한 온도 이상으로 유지할 수 있도록 하기 위한 방법이 요구된다.However, even in such a case, since the second heating is to heat the sides of the fermentation tank 510, when the diameter of the fermentation tank 510 becomes large, it may be difficult to transfer heat to the inside of the fermentation tank. have. Therefore, there is a need for a method for heating the livestock manure inside the fermentation tank 510 as a whole so as to maintain it above a certain temperature.

하부 열전달부(570)는 상기 발효 탱크(510) 및 외부 탱크(540)의 하부에 위치하며 그 내부에 이중와선 구조의 관로가 형성되어 있을 수 있다. 이 때, 상기 이중와선 형태의 관로의 일측 끝단은 상기 제1 관로의 하측 끝단에 연결되고, 타측 끝단은 상기 제2 관로의 하측 끝단에 연결될 수 있다. 이에 따라서, 상기 제1 관로를 따라서 하측 방향으로 이동한 열매체가 상기 이중와선 구조의 관로를 따라 이동하면서 상기 발효 탱크(510)의 하부를 가열하고, 다시 이중와선 구조의 관로에서 빠져 나와 상기 제2 관로로 이동하여 측면 2차 가열을 하면서 상부로 이동하여 열매체 배출구(560)로 배출될 수 있다. 이와 같은 구성을 통하여, 열매체가 오랜 시간동안 발효 탱크(510)의 축산분뇨에 열을 전달할 수 있도록 하면서, 측면뿐 아니라 하면에서도 열을 전달할 수 있도록 하여, 큰 규모의 축산분뇨 발효 탱크에 적용하는 경우에도, 축산분뇨를 전반적으로 가열할 수 있도록 한다. 이에 따라서, 축산분뇨의 발효가 보다 원활하게 이루어질 수 있다.The lower heat transfer part 570 may be positioned below the fermentation tank 510 and the outer tank 540, and a pipe of a double wire structure may be formed therein. At this time, one end of the double-wavy line can be connected to the lower end of the first conduit, the other end can be connected to the lower end of the second conduit. Accordingly, the heat medium moving downward along the first conduit heats the lower part of the fermentation tank 510 while moving along the conduit of the double vortex structure, and then exits the conduit of the double vortex structure to exit the second conduit. By moving to the pipeline and the side secondary heating can be moved to the top to be discharged to the heat medium outlet 560. Through such a configuration, the heat medium can transfer heat to the livestock manure of the fermentation tank 510 for a long time, while also being able to transfer heat from the side as well as the lower surface, when applied to a large livestock manure fermentation tank In addition, it is possible to heat the livestock manure overall. Accordingly, fermentation of livestock manure can be made more smoothly.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 축산분뇨 발효조(401)의 이중와선 구조의 관로를 가지는 하부 열전달부 (570)의 일례를 도시하는 도면이다.FIG. 6 is a view showing an example of a lower heat transfer part 570 having a double spiral line conduit of a livestock waste fermenter 401 according to an embodiment of the present invention.

도면에서 도면 부호 610에 해당하는 일측의 끝단은 상기 제1 관로의 하측 끝단에 연결되어 제1 관로를 따라서 이동한 열매체가 유입되도록 할 수 있고, 유입된 열매체는 화살표 방향으로 이중나선 구조의 관로를 따라 중심 방향으로 이동하면서 상기 발효 탱크(510)에 저장된 축산분뇨의 하부를 가열하고, 다시 이중와선 구조의 관로를 따라 바깥쪽 방향으로 이동하여 도면 부호 620에 해당하는 타측 끝단에서 유출된다.In the drawing, the end of one side corresponding to 610 is connected to the lower end of the first conduit to allow the heat medium moved along the first conduit to flow in, and the heat medium flows in the double-helical conduit in the direction of the arrow. Accordingly, the livestock manure stored in the fermentation tank 510 is heated while moving in the center direction, and then moved outward along the pipeline of the double spiral structure and flows out from the other end corresponding to 620.

도면부호 620에 해당하는 부분은 상기 제2 관로의 하측 끝단과 연결되어 열매체가 다시 제2 관로를 따라서 발효 탱크(510)의 측면을 따라 상부로 올라가도록 구성된다. 도면부호 610 및 620에 해당하는 이중와선 관로의 끝단은 상기 제1 관 로 및 제2 관로의 하부 끝단과 각각 연결되도록 하기 위하여, 상기 발효 탱크(510) 및 외부 탱크(540) 사이에 이격된 공간에 위치되도록 할 수 있다.A portion corresponding to 620 is connected to the lower end of the second conduit so that the heat medium rises upward along the side of the fermentation tank 510 along the second conduit. Spaces between the fermentation tank 510 and the outer tank 540 are spaced apart from each other so that the ends of the double spiral line corresponding to 610 and 620 are connected to the lower ends of the first and second lines, respectively. It can be placed in.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 축산분뇨 발효조의 정면도이다.7 is a front view of the livestock manure fermenter according to an embodiment of the present invention.

도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 축산분뇨 발효조(401)는 발효 탱크(510)의 외측면에 제1 열매체 차단부(520)및 제2 열매체 차단부(530)이 형성되어 각각 하측 방향 및 상측 방향으로 열매체가 이동할 수 있도록 하는 제1 관로 및 제2 관로가 나선형으로 형성되고, 형성된 제1 관로 및 제2 관로를 따라 열매체가 2차에 걸쳐서 열을 발효 탱크(510)의 내부에 저장되어 있는 축산분뇨에 전달함으로써, 태양열을 이용하여 획득한 열을 최대한 높은 효율로 발효 탱크(510)에 전달하여 동절기에도 발효균이 원활하게 활동할 수 있는 온도 상태를 유지하도록 함으로써, 계절에 관계 없이 축산분뇨를 자원화하는 것이 용이하게 되도록 할 수 있다.As shown in the figure, the livestock manure fermenter 401 according to the present invention is formed on the outer surface of the fermentation tank 510, the first heat medium blocking portion 520 and the second heat medium blocking portion 530 are respectively downward direction And spirally forming a first pipe line and a second pipe line to allow the heat medium to move in an upward direction, and the heat medium stores heat in the fermentation tank 510 in a secondary manner along the formed first and second pipe lines. By delivering to the livestock manure, the heat obtained by using the solar heat to the fermentation tank 510 with the highest efficiency to maintain the temperature state that the fermentation bacteria can operate smoothly even in winter, regardless of the season Can be made easier to resource.

또한, 상술한 바와 같이, 상기 제1 관로 및 제2 관로의 상측 끝단은 각각 열매체 투입구 및 열매체 배출구에 연결될 수 있으며, 제1 관로 및 제2 관로의 하측 끝단은 서로 연결되어 제1 관로를 통하여 이동한 열매체가 제2 관로를 통하여 상부로 다시 이동할 수 있도록 할 수도 있으며, 경우에 따라서는 하부에 이중와선 구조의 관로를 가지는 하부 열전달부를 포함하는 경우, 상기 이중와선 구조의 관로의 일측 끝단에 상기 제1 관로의 하측 끝단이 연결되고, 타측 끝단에 제2 관로의 하측 끝단이 연결됨으로써, 제1 관로를 따라서 하부로 이동한 열매체가 발효 탱크(510)의 하부를 가열하고 다시 제2 관로를 통하여 상부로 이동할 수 있도록 구성할 수 있다.In addition, as described above, the upper end of the first pipe line and the second pipe line may be connected to the heat medium inlet and the heat medium outlet, respectively, the lower end of the first pipe line and the second pipe line is connected to each other to move through the first pipe line One heating medium may be moved back to the upper through the second conduit, and in some cases, when the lower heat transfer part having a conduit of a double-wire structure in the lower part, the first end of the pipeline The lower end of the first conduit is connected, and the lower end of the second conduit is connected to the other end, so that the heat medium moved downward along the first conduit heats the lower part of the fermentation tank 510 and again through the second conduit. It can be configured to move to.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.

도 1은 종래 기술에 따른 열교환기가 있는 강제 순환식 태양열 시스템의 일례를 도시하는 도면이다.1 is a view showing an example of a forced circulation solar system with a heat exchanger according to the prior art.

도 2는 종래 기술에 따른 열교환 코일이 축열조에 내장되어 있는 태양열 시스템의 일례를 도시하는 도면이다.2 is a view showing an example of a solar system in which a heat exchange coil according to the prior art is incorporated in a heat storage tank.

도 3은 종래 기술에 따른 맨틀형 축열조를 이용한 태양열 시스템의 일례를 도시하는 도면이다.3 is a view showing an example of a solar system using a mantle-type heat storage tank according to the prior art.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 축산분뇨 발효조를 이용한 태양열 축산분뇨 발효 시스템의 일례를 도시하는 도면이다.4 is a view showing an example of a solar livestock manure fermentation system using a livestock manure fermenter according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 축산분뇨 발효조의 구성을 도시하는 도면이다.5 is a view showing the configuration of the livestock manure fermenter according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 축산분뇨 발효조의 이중와선 구조의 관로를 가지는 하부 열전달부의 일례를 도시하는 도면이다.FIG. 6 is a view showing an example of a lower heat transfer part having a double spiral structure pipeline of a livestock waste fermenter according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 축산분뇨 발효조의 정면도이다.7 is a front view of the livestock manure fermenter according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

510: 발효 탱크510: fermentation tank

520: 제1 열매체 차단부520: first heat medium blocking portion

530: 제2 열매체 차단부530: second heat medium blocking portion

540: 외부 탱크540: outer tank

550: 열매체 투입구550: heating medium inlet

560: 열매체 배출구560: heat medium outlet

570: 하부 열전달부570: lower heat transfer unit

Claims (4)

축산분뇨를 저장하는 원통형 발효 탱크;Cylindrical fermentation tank for storing livestock manure; 상기 발효 탱크와 이격되어 상기 발효 탱크의 외측면을 둘러싸는 원통형 외부 탱크;A cylindrical outer tank spaced apart from the fermentation tank and surrounding an outer surface of the fermentation tank; 상기 발효 탱크의 외측면 및 상기 외부 탱크의 내측면에 나선형으로 밀착되어 나선형 관로를 형성하는 제1 열매체 차단부;A first heat medium blocking portion spirally in close contact with an outer surface of the fermentation tank and an inner surface of the outer tank to form a spiral pipe line; 상기 발효 탱크의 외측면 및 상기 외부 탱크의 내측면에 나선형으로 밀착되어 상기 나선형 관로의 내부를 제1 관로 및 제2 관로로 구분하는 제2 열매체 차단부; 및A second heat medium blocking part spirally in close contact with an outer surface of the fermentation tank and an inner surface of the outer tank to divide the inside of the spiral pipe into a first pipe line and a second pipe line; And 상기 제1 관로를 따라 하측으로 이동하고, 다시 제2 관로를 따라 상측으로 이동하며, 태양열 집열기로부터의 열을 상기 발효 탱크에 저장되는 상기 축산분뇨에 전달하는 열매체The heat medium moving downward along the first pipe line, moving upward along the second pipe line, and transferring heat from the solar collector to the livestock manure stored in the fermentation tank. 를 포함하는 것을 특징으로 하는 축산분뇨 발효조.Livestock manure fermenter comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 발효 탱크 및 외부 탱크의 하부에 위치하며 이중와선 구조의 관로를 가지는 원통형 하부 열전달부Cylindrical lower heat transfer part located in the lower part of the fermentation tank and the outer tank and having a double-wire structure pipeline 를 더 포함하고,More, 상기 이중와선 구조의 관로의 일측 끝단은 상기 제1 관로에 연결되고, 타 측 끝단은 상기 제2 관로에 연결되는 것One end of the double wire structure pipe is connected to the first pipe, the other end is connected to the second pipe 을 특징으로 하는 축산분뇨 발효조.Livestock manure fermenter characterized in that. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 열매체 차단부 및 제2 열매체 차단부는The first heat medium blocking part and the second heat medium blocking part 탄성을 가지며, 임계치 이상의 힘 또는 열이 가해지면 일시적으로 소성을 가지게 되는 기둥 형태의 열매체 차단용 자재에 상기 임계치 이상의 힘 또는 열을 가함으로써 생성되는 것It is produced by applying force or heat above the threshold to the pillar-shaped heat medium blocking material which is elastic and temporarily has plasticity when a force or heat above the threshold is applied. 을 특징으로 하는 축산분뇨 발효조.Livestock manure fermenter characterized in that. 제3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 열매체 차단용 자재는 단면의 지름이 5mm 내지 10mm 이내인 원통형의 형상을 가지는 것The heat medium blocking material is to have a cylindrical shape having a diameter of the cross section within 5mm to 10mm 을 특징으로 하는 분뇨 발효조.Manure fermenter characterized in that.
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