KR20160124463A - 동물의 분비물을 이용한 전기생산 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탱크에 온수와 에어를 공급하는 펌프; 상기 펌프의 온수공급관과 에어공급관을 통해 온수와 에어를 공급받되, 일측에는 원수보충관이 형성되고 하부에는 보일러실이 형성되며 상부에 구비된 가스배출구에는 가스이송관이 연결되는 제1,2,3 탱크로 이루어진 탱크; 상기 탱크의 가스이송관으로부터 가스를 공급받아 하부에 구비된 연소실을 통해 분비액을 가열하는 다수의 증류탱크; 상기 증류탱크의 상부로 배출되는 수증기를 수증기이송관을 통해서 공급받는 증기터빈실;을 포함하도록 구성되는 동물의 분비물을 이용한 전기생산 설비를 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 축사에서 발생한 축산분뇨, 즉 동물의 분비물을 폐기처분하는 것이 아니라 상기 분비물을 이용하여 전기를 생산하는 설비를 제공함으로써 폐기처분에 따른 환경오염을 방지함과 더불어 분비물 처리에 따라 발생하는 수증기는 터빈을 돌려 전기를 생산하고 정화된 분비물의 액체는 퇴비로 사용되며, 이로 인해 농가의 소득증진과 지역경제의 활성화를 기대할 수 있도록 하는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

동물의 분비물을 이용한 전기생산 설비{FACILITY FOR PRODUCING ELECTRICITY BY FERMENTATION OF MUCK}

본 발명은 동물의 분비물을 이용한 전기생산 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 축사에서 발생한 축산분뇨, 즉 동물의 분비물을 폐기처분하는 것이 아니라 상기 분비물을 이용하여 전기를 생산하는 설비를 제공함으로써 폐기처분에 따른 환경오염을 방지함과 더불어 분비물 처리에 따라 발생하는 수증기는 터빈을 돌려 전기를 생산하고 정화된 분비물의 액체는 퇴비로 사용되며, 이로 인해 농가의 소득증진과 지역경제의 활성화를 기대할 수 있도록 하는 동물의 분비물을 이용한 전기생산 설비에 관한 것이다.

근래에 들어 축산농가의 규모가 커지면서 곳곳에 산재된 축사들로부터 배출되는 가축분뇨, 즉 동물의 분비물이 하천 및 토양오염의 주원인이 되고 있어 사회문제화되고 있다.

이러한 집약적인 축산업의 발달로 국내에서 발생되는 가축분뇨의 연간 배출량은 약 4,500만톤 규모로 막대한 비료자원으로서의 역할과 동시에 한편으로는 주변 환경의 오염원으로까지 인식하게 되었는데, 이는 일부 농가에서 분뇨의 방치, 무단 방류 등으로 토양 및 수질오염 유발에 대한 우려, 악취 및 해충발생 등에 기인한 것으로서 가축분뇨 처리와 환경문제 해결에 대한 요구와 관심이 주변 및 사회 전반에서 증대되고 있는 실정이다.

한편, 우분이나 돈분 등 가축분뇨는 그동안 "오수분뇨 및 축산폐수에 관한 법률"의 틀속에서 정화처리를 포함한 수질관리와 개별농가 단위에서의 자원화를 중심으로 관리되어 왔으며, 고형성분의 퇴비화처리, 액체성분의 정화처리 및 주변과의 악취문제에 의한 민원의 해결을 위한 다양하고 친환경적인 기술개발의 노력이 진행되고 있다.

국내의 경우 일반적으로 축사에서 발생된 가축분뇨의 처리는 해양배출, 공공시설을 이용한 처리 및 톱밥, 왕겨 등의 수분조절재를 이용한 퇴비화 등에 의해 이루어지고 있으나 아직까지도 애로요인이 많이 남아 있는 것이 현실이다.

즉, 가축분뇨는 순수 비료기능 이외에 토양개량(물리ㆍ화학ㆍ생물성) 등 친환경 농업에 기여할 수 있으나 비료성분이 불균형적이고, 살포시 많은 비용과 노동력이 요구되어 화학비료와의 경쟁에서 현실적으로 불리한 면이 있어 비료 자원화가 어려운 실정이고, 가축분뇨는 고농도 유기성 물질로 발생 및 처리과정에서 심한 악취발생으로 인근주민 민원이 발생되고, 일부 비위생적인 축사관리도 환경오염을 가중시킬 우려가 있다.

가축분뇨의 자원화가 어려운 농가는 정화처리 시설을 설치하고 있으나 일반하수나 공장폐수보다 고농도인 경우가 많아 기술적, 경제적인 어려움이 있고, 농가의 관리소홀로 부적절한 처리를 하거나 무단방류하는 사례가 늘고 있는 실정이다.

이를 해결하기 위한 대책의 일환으로 정부에서는 소각, 퇴비화, 고형화 또는 고화, 탄화, 시멘트소성로 투입 등 유기성폐기물의 처리방법을 확대, 자원화공공처리시설(액비, 퇴비 생산) 신설 및 지역단위 통합관리센터 설치 등의 방안을 제시한 바 있으나, 이와 같은 대책에도 불구하고 악취 등으로 인한 잦은 민원의 발생으로 축산농가 또는 처리설비의 확충에 어려움을 가중시키고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 축사에서 발생한 축산분뇨, 즉 동물의 분비물을 폐기처분하는 것이 아니라 상기 분비물을 이용하여 전기를 생산하는 설비를 제공함으로써 폐기처분에 따른 환경오염을 방지함과 더불어 분비물 처리에 따라 발생하는 수증기는 터빈을 돌려 전기를 생산하고 정화된 분비물의 액체는 퇴비로 사용되며, 이로 인해 농가의 소득증진과 지역경제의 활성화를 기대할 수 있도록 하는 동물의 분비물을 이용한 전기생산 설비를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동물의 분비물을 이용한 전기생산 설비는, 탱크에 온수와 에어를 공급하는 펌프; 상기 펌프의 온수공급관과 에어공급관을 통해 온수와 에어를 공급받되, 일측에는 원수보충관이 형성되고 하부에는 보일러실이 형성되며 상부에 구비된 가스배출구에는 가스이송관이 연결되는 제1,2,3 탱크로 이루어진 탱크; 상기 탱크의 가스이송관으로부터 가스를 공급받아 하부에 구비된 연소실을 통해 분비액을 가열하는 다수의 증류탱크; 상기 증류탱크의 상부로 배출되는 수증기를 수증기이송관을 통해서 공급받는 증기터빈실;을 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

이처럼 본 발명은 축사에서 발생한 축산분뇨, 즉 동물의 분비물을 폐기처분하는 것이 아니라 상기 분비물을 이용하여 전기를 생산하는 설비를 제공함으로써 폐기처분에 따른 환경오염을 방지함과 더불어 분비물 처리에 따라 발생하는 수증기는 터빈을 돌려 전기를 생산하고 정화된 분비물의 액체는 퇴비로 사용되며, 이로 인해 농가의 소득증진과 지역경제의 활성화를 기대할 수 있도록 하는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1 - 본 발명 동물의 분비물을 이용한 전기생산 설비의 일 실시예를 도시한 구조도.
도 2 - 본 발명 동물의 분비물을 이용한 전기생산 설비의 다른 실시예를 도시한 구조도.

상기한 목적 및 효과를 달성하기 위한 본 발명을 바람직한 실시예를 통해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 동물의 분비물을 이용한 전기생산 설비는 [도 1]에 도시된 바와 같이, 탱크에 온수와 에어를 공급하는 펌프(110); 상기 펌프(110)의 온수공급관(111)과 에어공급관(112)을 통해 온수와 에어를 공급받되, 일측에는 원수보충관(120a)이 형성되고 하부에는 보일러실(120b)이 형성되며 상부에 구비된 가스배출구(120c)에는 가스이송관(124)이 연결되는 제1,2,3 탱크(121,122,123)로 이루어진 탱크(120); 상기 탱크(120)의 가스이송관(124)으로부터 가스를 공급받아 하부에 구비된 연소실(131)을 통해 분비액을 가열하는 다수의 증류탱크(130); 상기 증류탱크(130)의 상부로 배출되는 수증기를 수증기이송관(132)을 통해서 공급받는 증기터빈실(140);을 포함하도록 구성된다.

상기 펌프(110)는 탱크(120)에 온수와 에어를 공급하기 위한 구성으로, 상기 펌프(110)에는 온수공급관(111)과 에어공급관(112)이 구비된다.

상기 탱크(120)는 동물의 분비액이 저장되는 곳으로, 하부에 구비된 보일러실(120b)을 통해 상기 분비액은 가열되고 상기 가열로 인해 발생하는 수증기는 상부에 구비된 가스이송관(124)을 통해서 증류탱크(130)로 공급된다.

상기 탱크(120)의 일측에는 원수보충관(120a)이 형성되는데, 상기 원수보충관(120a)을 통해서 분비액의 가열에 필요한 원수를 보충하게 된다.

상기 탱크(120)는 제1,2,3 탱크(121,122,123)로 구성됨이 바람직한데, 이는 제1 탱크(121)에서 발생하는 발효증발된 가스와 악취 액체를 분리하여 퇴비로 이용하되 상기 악취 액체는 제2 탱크(122)로 공급되어 다시 소진되고 상기 제2 탱크(122)에서 발생하는 악취 액체는 제3 탱크(123)로 공급되어 다시 소진되도록 하여 분비액의 정화율을 최대화하기 위함이다.

상기 증류탱크(130)는 가스이송관(124)을 통해서 공급받는 가스에 의해 연소실(131)을 가동하여 분비액으로부터 수증기를 발생하기 위한 구성으로, 상기 증류탱크(130)의 일측에는 분비액보충관(130a)이 형성되고, 상기 분비액보충관(130a)으로 제1,2,3 탱크(121,122,123)로부터 정화된 분비액이 공급된다.

상기 증류탱크(130)에서 발생하는 수증기는 수증기이송관(132)을 통해서 증기터빈실(140)로 공급된다.

상기 증기터빈실(140)은 증류탱크(130)의 수증기를 공급받아 구동되는데, 이때 상기 증기터빈실(140)에는 다수의 증기터빈(141)과 터빈동력축(142), 동력전달수단(143)이 구비된다.

상기 증기터빈(141), 터빈동력축(142), 동력전달수단(143)은 공지의 구성에 해당되므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 동력전달수단(143)에는 동력을 전달받아 전기를 생산하는 소형발전기(150)가 연결되고, 상기 소형발전기(150)를 통해서 생산되는 전기는 축산농가 또는 한전에 송전된다.

한편, 본 발명에 따른 동물의 분비물을 이용한 전기생산 설비는 [도 2]에 도시된 바와 같이, 펌프(110); 상기 펌프(110)에 의해 온수와 에어를 공급받되, 일측에는 원수보충관(120a)이 형성되고 하부에는 보일러실(120b)이 형성되며 상부에 구비된 가스배출구(120c)에는 가스이송관(124)이 연결되는 제1,2,3 탱크(121,122,123)로 이루어진 탱크(120); 상기 탱크(120)의 가스이송관(124)으로부터 가스를 공급받아 하부에 구비된 연소실(131)을 통해 분비액을 가열하는 다수의 증류탱크(130); 상기 증류탱크(130)의 상부로 배출되는 수증기를 수증기이송관(132)을 통해서 공급받는 증기터빈실(140); 상기 증기터빈실(140)로부터 동력을 전달받는 소형발전기(150); 상기 제3 탱크(123)로부터 배출되는 정화된 악취 액체의 낙차를 통해 수력을 공급받기 위해 액체 이송관(125)에 형성되는 수력터빈실(160);을 포함하도록 구성된다.

상기 펌프(110), 탱크(120), 증류탱크(130), 증기터빈실(140), 소형발전기(150)는 위에서 설명된 바 있으므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

상기 수력터빈실(160)은 제3 탱크(123)로부터 배출되는 정화된 악취 액체를 증류탱크(130)로 공급하는 액체 이송관(125) 상에 설치되며, 상기 제3 탱크(123)는 증류탱크(130) 보다 더 높은 위치에 설치되므로 상기 액체 이송관(125)에 흐르는 정화된 악취 액체의 낙차를 이용하기 위해 수력터빈실(160)을 형성하고, 상기 수력터빈실(160)은 추가로 전기 또는 동력을 생산할 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110: 펌프 120: 탱크
130: 증류탱크 140: 증기터빈실
150: 소형발전기 160: 수력터빈실

Claims (1)

1. 탱크에 온수와 에어를 공급하는 펌프(110); 상기 펌프(110)의 온수공급관(111)과 에어공급관(112)을 통해 온수와 에어를 공급받되, 일측에는 원수보충관(120a)이 형성되고 하부에는 보일러실(120b)이 형성되며 상부에 구비된 가스배출구(120c)에는 가스이송관(124)이 연결되는 제1,2,3 탱크(121,122,123)로 이루어진 탱크(120); 상기 탱크(120)의 가스이송관(124)으로부터 가스를 공급받아 하부에 구비된 연소실(131)을 통해 분비액을 가열하는 다수의 증류탱크(130); 상기 증류탱크(130)의 상부로 배출되는 수증기를 수증기이송관(132)을 통해서 공급받는 증기터빈실(140);을 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 동물의 분비물을 이용한 전기생산 설비.

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