KR20180023782A - IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템 - Google Patents

IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 악취방지 시스템을 개시한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 폐기물처리장 또는 퇴비장 등에 적용되어 외부로 배출되는 악취를 제거하고, 자체 에너지 발전으로 자립형 사업장을 구축할 수 있는 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템은 일반적인 폐기물 처리장에 적용 할 수 있는 시스템으로서, 기존 및 신규 비료사업장의 지붕 사면에 악취제거구역을 설치하여 건조장내에서 발생하는 암모니아 가스를 포집한 후 수분과 유기산을 혼합한 악취제거제를 투입해서 포집되는 암모니아 가스를 지속적으로 제거할 수 있다.

Description

IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템{SMART SYSTEM FOR ECO-FRIENDLY NATURAL CIRCULATION FOR PREVENTING BAD SMELL AND ENERGY SELF-RELIANCE BASED ON IoT}
본 발명은 악취방지 시스템에 관한 것으로, 특히 폐기물처리장 또는 퇴비장 등에 적용되어 외부로 배출되는 악취를 제거하고, 자체 에너지 발전으로 자립형 사업장을 구축할 수 있는 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템에 관한 것이다.
최근 환경문제의 관심증대에 따라, 폐기물 사업장 등에서 발생하는 악취에 대한 민원발생 및 이에 대한 해소방안이 현대사회의 가장 큰 이슈로 대두되고 있다.
현재, 세계적인 환경변화정책에 따라 해양배출이 금지되고 육상폐기를 해야 하는 상황에 직면하였으며, 각 지역에서 발생하는 육상폐기물 처리와 악취로 인한 환경오염문제는 지역주민의 민원발생의 주원인으로서 그 해소방안은 해당업체의 사활이 걸린 중요한 사인이라 할 수 있다.
특히, 우리나라와 같이 산업단지와 농촌 등으로 건립되어 운영중인 업체축사, 축분장, 하수처리장, 음식물쓰레기 처리시설, 지하상가 및 산업공정시설 등의 폐기물 관련 악취배출시설에서는 그로부터 발생되는 악취에 대한 인근 주민들의 민원이 나날이 증가하고 있으며, 그 악취배출시설의 운용에 영향을 주는 결정적인 요인으로서 지역적인 한계를 넘어서는 획기적인 악취방지 및 제거설비의 개발과 도입이 시급한 실정이다.
한편, 우리나라 농가 또는 농촌에 위치한 퇴비장들은 약 1,300개 업체에 의해 운영되고 있다. 이들 업체는 대부분이 외부로 배출되는 악취, 특히 암모니아 가스의 방지를 위해 악취제거제 등을 사용하여 처리과정에서 발생되는 악취를 제거하고자 노력하고 있으며, 외부 배출과정에서의 악취방지를 위해서 스크레바를 설치 운영하고 있으나, 매월 수천만원의 운영비가 지출됨에도 불구하고 아직 만족할 만한 효과를 얻지 못하고 있다.
특히, 축산농가 및 퇴비장 등은 사업장 평균 가동연한이 10년 이상으로 사업장의 특성인 암모니아 가스 발생으로 인하여 대부분의 사업장 지붕이 부식되어 개보수가 요구되는 실정이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 폐기물 사업장의 지붕개량을 통한 악취제거설비와 태양광 및 풍력발전기가 융합된 에너지자립과 악취를 해결할 수 있는 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템을 제공하는 데 과제가 있다.
또한, 본 발명은 년간 수천억원의 악취방지설비 운영비의 절감과 해당업체의 민원을 해결하는 것은 물론 국가적으로도 막대한 지출을 절감할 수 있는 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템을 제공하는데 과제가 있다.
또한, 본 발명은 해외 기술수출로 인한 해외수익의 발생은 세계적인 환경분야에서 우리나라의 선진화된 환경설비를 홍보할 수 있는 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템을 제공하는데 과제가 있다.
전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 시스템은 건축 구조물에 설치되는 시스템으로서, 암모니아 가스를 수집 및 제거하는 가스 처리부; 상기 가스 처리부에 의해 발생하는 암모니아수를 집수하여 저장조로 배출하는 집수부; 및 투입되는 원료를 일방향으로 이송하여 발효에 의해 비료를 생산하는 건조부를 포함할 수 있다.
상기 가스 처리부는, 상기 건축 구조물의 천정을 구성하며, 일단이 서로 접합되어 지면과 경사를 이루는 복수의 지붕패널을 포함하는 제1 영역상에 위치하고, 상기 복수의 지붕패널의 외측으로 접합부의 상부에 상기 복수의 지붕패널의 길이방향으로 하나이상이 배치되는 환풍기; 외부의 가스 제거제가 저장된 저장조와 공급관을 통해 연결되고, 상기 접합부에 배치되어 하부방향으로 가스 제거제를 분사하는 적어도 하나이상의 분사노즐; 및 상기 복수의 지붕패널의 내측에 배치되며, 사면이 내측방향으로 경사를 갖도록 기울어져 상기 제1 영역내 암모니아 가스를 포집하는 가스 포집판을 포함할 수 있다.
상기 집수부는, 상기 건축 구조물에서 상기 가스 처리부 및 건조부 사이의 제2 영역에 배치되고, 직사각형 형태인 중앙부; 및 상기 중앙부의 각 측단에서 경사를 갖도록 연장되어 상기 중앙부로 암모니아수를 집수하고, 하부에서 상승하는 암모니아 가스 및 공기의 통로인 다수의 타공이 형성되는 측부를 구비하는 집수판을 포함할 수 있다.
상기 중앙부는, 배수관을 통해 상기 저장조와 연통될 수 있다.
상기 건조부는, 상기 건축 구조물의 하부로 제3 영역에 배치되고, 투입구로부터 투입되는 원료를 교반하는 교반기 및, 교반된 원료를 배출구로 이송하여 발효시키는 이송벨트를 포함하는 건조대; 및 상기 건조대의 배면에 배치되며, 외부공기를 상기 건조대로 유입시키는 하나이상의 송풍기를 포함할 수 있다.
상기 건조부는, 상기 건조대의 상부에 배치되며, 상기 건조대에 대응하는 영역을 n(n은 자연수)개로 분할하여 상부로 상승하는 암모니아 가스가 좌우방향으로 분산되는 것을 차단하는 복수의 가스 차단막을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 가스 차단막은, 상기 투입구 및 배출구 사이에 배치되되, 적어도 상기 투입구와 인접한 차단막들간 이격거리가 상기 배출구와 인접한 차단막들간 이격거리보다 좁게 배치될 수 있다.
상기 건축 구조물의 외측으로 적어도 일측에 형성되며, 개폐됨에 따라 외부공기를 내부로 유입시키거나 차단하는 복수의 측벽 차단막을 더 포함할 수 있다.
상기 건축 구조물의 천정을 구성하며 일단이 서로 접합되어 지면과 경사를 이루는 복수의 지붕패널의 외측에 배치되고, 태양광을 집광하여 발전(power generation)하는 하나이상의 태양관 집열판을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 지붕패널의 접합부에 배치되고, 주변에서 발생하는 바람에 의해 발전(power generation)하는 하나이상의 풍력발전기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템은 일반적인 폐기물 처리장에 적용 할 수 있는 시스템으로서, 기존 및 신규 비료사업장의 지붕 사면에 악취제거구역을 설치하여 건조장내에서 발생하는 암모니아 가스를 포집한 후 수분과 유기산을 혼합한 악취제거제를 투입해서 포집되는 암모니아 가스를 지속적으로 제거할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 악취제거막존을 통과한 암모니아 가스는 완벽하게 제거되어 암모니아수의 형태로 별도로 분리 보관되기 때문에 사업장 외부로 악취가 비산되지 않아서 민원을 근본적으로 해결할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 퇴비장 등 폐기물처리사업장의 근무자들의 주요 애로사항으로서, 사업장 내에 분포되어있는 암모니아 가스로 인한 어려움을 극복하기 위해, 실시간으로 발생되는 암모니아 가스를 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 월 평균 운영비가 수천만원에 이르고 있는 스크레바의 운영비에 대하여 기존 스크래바와 같은 악취방지설비를 별도로 설치하지 않아도 됨에 따라, 사업장 운영비를 획기적으로 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 지붕사면으로 태양광 집열판을 설치하여 사업장에서 사용하는 전기를 생산하여 활용함으로써 에너지자립형 사업장을 구축할 수 있는 효과가 있다.
또한, 지붕에 입체 수직형 풍력발전기를 설치하여 태양광 발전의 한계를 보완할 수 있으며, 기존 풍력발전기의 단점인 소음을 해결함에 따라, 날씨에 비교적 영향을 받지 않는 종합적인 에너지생산과 효율적인 전력을 생산할 수 있고, ESS(energy storage system) 설비 중 경제성과 효율성이 높은 제품을 선택하여 함께 활용함에 따라, 기존의 사업장을 아주 유용한 에너지 자립형 사업장으로 전환할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템이 건축 구조물에 설치된 구조를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템의 가스 처리부 및 집수부를 나타낸 모식도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템의 건조부를 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템이 설치된 건축 구조물의 외관을 나타내는 모식도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템(10)은 크게 암모니아 가스를 수집 및 제거하는 가스 처리부(100), 가스 처리부(100)에 의해 발생하는 암모니아수를 집수하여 저장조로 배출하는 집수부(200) 및 투입되는 원료를 일방향으로 이송하여 발효에 의해 비료를 생산하는 건조부(300)을 포함할 수 있다.
가스 처리부(100)는 암모니아 가스를 액화하여 암모니아를 제거하는 역할을 하는 것으로, 본 발명의 시스템이 적용되는 건축 구조물의 최상층에 형성될 수 있고, 소정의 가스 제거제가 투입됨에 따라, 건축 구조물의 상층에 수집되는 암모니아 가스를 액화하여 하부에 위치하는 집수부(200)로 낙하시키게 된다.
집수부(200)는 액화된 암모니아수를 집수하는 역할을 한다. 이를 위해, 집수부(200)는 중앙부가 소정넓이를 가지며 지면과 평행하고, 각 측부가 지면과 소정각도로 기울어진 구조로 형성되는 집수판을 구비하여 그 집수판의 중앙부로 액화된 암모니아수를 집수하게 된다. 그리고, 중앙부의 일측에 연결된 배수관을 통해 집수된 암모니아수를 외부의 저장조(400)로 배수하게 된다.
여기서, 저장조(400)는 하나이상이 이용될 수 있으며, 저장된 암모니아수는 오염도에 따라 가스 처리부(100)로 공급되어 재정화되거나, 외부로 배수될 수 있다.
건조부(300)는 암모니아 가스의 발생원인 원료를 건조 및 발효시켜 비료를 생산하는 역할을 한다. 이러한 건조부(300)는 건축 구조물의 하층에 위치하여 그의 입구로부터 투입되는 원료를 이송수단을 통해 출구로 이송하면서 암모니아 가스를 증발시키고, 발효과정을 거쳐 비료를 배출하게 된다.
전술한 구조에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템(10)은 건축 구조물에 설치되어 내부에서 발생하는 암모니아 가스를 포집하여 지속적으로 제거하게 된다.
즉, 본 발명의 실시예에 의한 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템(10)은 폐기물처리장 또는 축산물 비료사업장 등의 건축 구조물에서 발생하는 암모니아 가스를 액화시켜 저장조로 집수시키기 위한 것으로, 폐기물처리장 최상층에 위치하는 분사장치가 액상 제거제를 분무하여 암모니아 포집판으로 상승한 암모니아 가스를 액화시키고, 액화된 암모니아는 암모니아수 집수판에 집수된 후 저장조로 유도되도록 한다.
또한, 본 발명의 시스템(10)은 건축 구조물 내부의 공기량을 조절하기 위한 공기공급 개폐식 차단막과, 건축 구조물내 위치한 건조장으로부터 발생하는 암모니아 가스의 외부 유출을 차단하기 위한 차단막과, 건축 구조물 내부의 전기 공급을 위한 태양광 집열판을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템(10)은 상승하는 암모니아 가스량에 따라 악취 제거제의 용량을 자동으로 조절하여 분사가능하도록 구성될 수 있고, 건축 구조물 내부의 공기 대류 상태를 파악하여 자동으로 측면 차단막이 개폐되도록 구동 될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템(10)은 가스처리부(100), 집수부(200), 건조부(300) 및 저장조(400) 마다 센서를 탑재하고, 정보통신망을 통해 외부의 스마트폰 및 태블릿PC 등과 같은 사용자 단말기(500) 및 시스템을 관리 감독하는 중앙서버(600)와 연결되어 시스템에 대한 전반적인 운용관리를 수행할 수 있다.
일 예로서, 시스템의 각 구성부에 탑재되는 센서는 암모니아 가스농도를 실시간으로 감지하여 감지결과를 중앙서버(600)로 전송하고, 중앙서버(600)는 그 가스농도가 일정 임계치를 초과하는 경우, 각 구성부의 작동을 중지시킬 수 있으며, 관리자가 소지한 사용자 단말기(500)에 현재 상황을 실시간으로 전송할 수 있다.
또한, 관리자는 사용자 단말기(500)를 통해 각 구성부의 현재 작동상황을 실시간으로 확인할 수 있으며, 위험상황 발생시 원격으로 시스템의 작동을 중지시키거나, 혹은 재개할 수 있다.
이러한 특징을 갖는 본 발명의 실시예에 의한 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템을 구성하는 각각의 구성요소들을 일 예를 통해 구체적으로 설명하도록 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템이 비료사업장과 같은 건축 구조물에 설치된 사례를 통해 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템이 건축 구조물에 설치된 구조를 나타낸 모식도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템의 가스 처리부 및 집수부를 나타낸 모식도이다. 또한, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템의 건조부를 나타낸 모식도이다. 또한, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템이 설치된 건축 구조물의 외관을 나타내는 모식도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템(10)은 축산물 비료사업장과 같은 건축 구조물(1)에 설치될 수 있고, 건축 구조물(1)은 그 위치에 따라, 제1 내지 제3 영역(Area1 ~ Area3)으로 구분할 수 있으며, 제1 내지 제3 영역(Area1 ~ Area3)에는 각각 가스 처리부(100), 집수부(200) 및 건조부(300)가 배치되게 된다. 그리고, 건축 구조물(1)의 외부에는 저장조(400)가 배치될 수 있다.
가스 처리부
도 2 및 도 3을 참조하면, 가스 처리부(100)는 건축 구조물(1)의 천정을 구성하며 일단이 서로 접합되어 지면과 경사를 이루는 복수의 지붕패널(2)을 포함하는 제1 영역(Area)상에 위치하고, 지붕패널(2)의 외측면으로 접합부의 상면에 지붕패널(2)의 길이방향으로 하나이상이 배치되는 환풍기(110)와, 외부의 가스 제거제가 저장된 제1 저장조(410)와 공급관(115)을 통해 연결되고, 상기 접합부에 배치되어 하부방향으로 가스 제거제를 분사하는 적어도 하나이상의 분사노즐(120)과, 두 지붕패널의 내측면에 배치되며, 사면이 내측방향으로 경사를 갖도록 기울어져 제1 영역(Area1)내 암모니아 가스를 포집하는 가스 포집판(130)을 포함할 수 있다.
가스 처리부(100)에서 정화하는 대부분의 가스는 암모니아 가스(ammonia gas; a1)로서, 이러한 암모니아 가스는 심한 악취가 나는데 그 특징은 특유의 톡 쏘는 냄새에서 알 수 있듯이 염기성을 띠는 가스이다. 질소와 수소로 이루어진 화합물로 NH3의 분자식을 가지며, 물에 쉽게 녹는 성질을 가지고 있다.
이러한 암모니아 가스를 정화하기 위해, 가스 처리부(100)는 건축 구조물(1)의 지붕 최상층인 제1 영역(Area1)에 배치되며, 암모니아 성분을 제거시키는 가스 제거제(w1)를 공급하는 공급관(115)과 분사노즐(120)을 포함하고, 분사노즐(120)은 안개분무가 가능한 노즐로 구성되어 하부방향으로 가스 제거제(w1) 건축 구조물(1)의 상층으로 올라오는 암모니아 가스(a1)와 접촉 및 반응이 쉽게 발생하도록 구성되게 된다. 상기 가스 제거제(w1)는 물(H2O)에 희석된 형태로 사용될 수 있다.
또한, 가스 처리부(100)는 가스 포집판(130)을 구비함에 따라, 건축 구조물(1)의 지붕패널(2)의 내부와 가스 포집판(130) 사이에 악취 제거존을 형성하게 된다.
암모니아 가스는 발생과 동시에 가스 포집판(130)을 통해 자연적으로 암모니아 제거구역으로 모아지게 된다. 악취 제거존은 지붕패널(2)의 접합부에 형성된 배기구 및 이와 연결되는 환풍기(110)가 있어 암모니아 가스를 포함한 수증기와 공기가 자연스럽게 악취 제거존으로 모이게 하는 역할을 하며, 암모니아 가스는 상부에 설치된 분사노즐(120)에서 분사되는 가스 제거제에 의해 응집 및 중화되어 암모니아수로 변하여 하부에 배치된 집수부(200)의 집수판(210)에 모아져서 배수관(225)을 통해 배출된다.
또한, 가스 포집판(130)은 하부에서 상승하는 암모니아 가스를 악취 제거존에 자연스럽게 포집될 수 있도록 지붕패널(2) 경사면에 사면으로 설치된다.
집수부
도 2 및 도 3을 참조하면, 집수부(200)는 건축 구조물(1)에서 가스 처리부(100) 및 건조부(300) 사이의 제2 영역(Area2)에 배치되고, 직사각형 형태인 중앙부(211) 및, 중앙부(211)의 각 측단에서 경사를 갖도록 연장되어 중앙부(211)로 암모니아수를 집수하고, 하부에서 상승하는 암모니아 가스(a1) 및 공기(a2)의 통로인 다수의 타공이 형성되는 측부(212)를 구비하는 집수판(210)를 포함할 수 있다.
집수판(210)은 전술한 가스 포집판(130)의 하부로 배치되며, 역삼각형의 구조를 갖는다. 그의 중앙부(211)는 폐쇄되고, 이를 둘러싸는 측부(212)는 측단으로 타공이 형성됨에 따라 개방되어 발생되는 암모니아 가스(a1)가 상부로 이동할 수 있도록 하는 동시에, 하부에서 올라오는 암모니아 가스(a1)가 사면으로 분기되어 악취 제거존에 포집이 되도록 한다.
그리고, 측부(212)는 집수된 암모니아수를 자연적으로 흘러내릴 수 있도록 경사구조를 가지며, 중앙부(211)는 별도의 배수구를 통해 종단지역에 설치된 집수관과 연통하여 제2 저장조(420)로 모을 수 있도록 하며, 집수된 암모니아수는 암모니아 농도에 따라 흡착기법을 이용하여 정화시켜 외부로 배출하거나 암모니아수를 보관하게 된다.
이러한 집수판(210)에는 부식방치물질이 도포될 수 있으며, 우레탄과 같은 부직이 최소화되는 특징을 갖는 물질로 제조될 수 있다.
건조부
도 2, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 건조부(300)는 건축 구조물(1)의 하부로 제3 영역(Area3)에 배치되고, 투입구로부터 투입되는 원료를 교반하는 교반기 및, 교반된 원료를 배출구로 이송하여 발효시키는 이송벨트를 포함하는 건조대(310) 및, 건조대(310)의 배면에 배치되며, 외부공기(a2)를 상기 건조대(310)로 유입시키는 하나이상의 송풍기(미도시)를 포함할 수 있다.
이러한 건조부(300)는 건축 구조물(1)내에서 건조장 및 발효장을 이루게 되며, 80m를 기준으로 퇴비생산시 축분과 톱밥 등과의 혼합을 통해 함수율이 조정되도록 투입되는 원료를 발효과정을 거치면서 비료로서 생산하게 된다.
이때, 퇴비가 만들어지는 과정에서 원료는 설치된 교반기(315)에 의해서 교반되면서 배출구 쪽으로 이송이 되는데, 투입구로부터 약 40m까지가 가장 많이 암모니아 가스(a1)가 발생되고 이후부터는 점차 감소되어 발효가 완료되는 시점에는 거의 암모니아 가스(a1)가 발생되지 않는 특징이 있다.
본 발명에서는 이러한 특징을 고려하여 건조대(310)에 대응하는 영역을 n등분(n은 자연수)하여 커튼형의 차단막(320)을 설치함으로써 발생되는 암모니아 가스(a1)가 지역적으로 모아지게 해서 암모니아의 분산을 차단하는 동시에 상부의 악취 제거존으로 올라가도록 하여 사업장 전체로 분산되는 암모니아 가스를 효과적으로 관리 및 제어할 수 있게 된다. 여기서, 차단막(320)는 건조대(310)의 영역을 4 등분하는 위치에 설치되는 것이 바람직하다(n=4).
또한, 전술한 바와 같이, 상기 투입구와 인접한 영역의 암모니아 가스(a1)의 밀도가 배출구와 인접한 영역보다 높음에 따라, 차단막(320)은 적어도 상기 투입구와 인접한 차단막들간 이격거리가 상기 배출구와 인접한 차단막들간 이격거리보다 좁게 배치되도록 구성될 수 있다.
그리고, 건조대(310)의 측면으로 건축 구조물(1)의 벽면상에는 지상부터 약 1m 높이의 개폐식 차단막(350)이 설치될 수 있으며, 상황에 따라 개폐되도록 한다.
평상시에는 개폐식 차단막(350)을 개방하여 외부공기를 유입하도록 하여 자연스러운 대류현상을 유도하고, 발생된 암모니아 가스가 상승기류를 타고 상부에 설치된 악취 제거존으로 이동 및 접촉될 수 있도록 한다.
그외 구성부
도 2 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에서 건축 구조물(1)의 외부로는 가스 제거제가 저장된 제1 저장조(410) 및 중화된 암모니아수가 저장되는 제2 저장조(420)를 포함하는 저장조(400)가 배치될 수 있다.
제1 저장조(410)는 암모니아 가스를 중화 및 제거시키는 가스 제거제를 공급하는 공급펌프(미도시)가 설치될 수 있다.
또한, 제2 저장조(420)는 중화된 암모니아수를 저장하며, 암모니아의 농도에 따라 외부로 배출되거나, 집수된 암모니아수가 추가적으로 보충될 수 있다.
그리고, 배수관(225)은 중화된 암모니아수를 제2 저장조(420)에 보내는 관로로서, 암모니아 집수판(210)의 종단과 연통될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 시스템은, 시스템이 설치되는 건축 구조물에 발전(power generation)을 수행할 수 있으며, 지붕패널(2)의 외부면에는 복수의 태양광 집열판(500)을 설치하여 시스템에서 사용하는 전기를 생산하여 활용함으로써 에너지자립형 사업장을 운영할 수 있다.
또한, 도시되어 있지는 않지만 지붕패널(2)에 입체 수직형 풍력발전기를 더 설치하여 전술한 태양광 발전의 한계를 보완할 수 있다. 특히, 기존 풍력발전기의 문제인 소음이 해결될 수 있고, 날씨에 비교적 영향을 받지 않는 종합적인 에너지생산과 효율적인 전력을 생산할 수 있으며, 기존의 ESS(energy storage system) 설비 중 경제성과 효율성이 높은 제품을 선택하여 함께 활용함으로써 유용한 에너지 자립형 사업장으로 전환할 수 있다.
전술한 태양광 발전 및 풍력 발전을 위한 구조물의 설치시 및 향후 유지관리를 위해 안전한 설계에 의한 이동로 또는 계단 등이 설치될 수 있으며, 본 발명의 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템은 퇴비장과 같은 폐기물처리 사업장에 국한하지 않고 섬유산업 및 피혁산업 등의 악취를 발생하는 모든 산업체의 사업장에 적용될 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
1 : 건축구조물 2: 지붕패널
3 : 측벽 10 : 시스템
100 : 가스 처리부 110 : 환풍기
115 : 공급관 120 : 분사노즐
130 : 가스 포집판 200 : 집수부
210 : 집수판 211 : 중앙부
212 : 측부 225 : 배수관
300 : 건조부 310 : 건조대
320 : 차단막 350 : 개폐식 차단막
400 : 저장조 410 : 제1 저장조
420 : 제2 저장조 a1 : 암모니아 가스
a2 : 공기 w1 : 가스 제거제
Area1 ~ Area3 : 제1 내지 제3 영역

Claims (10)

  1. 건축 구조물에 설치되는 시스템으로서,
    암모니아 가스를 수집 및 제거하는 가스 처리부;
    상기 가스 처리부에 의해 발생하는 암모니아수를 집수하여 저장조로 배출하는 집수부; 및
    투입되는 원료를 일방향으로 이송하여 발효에 의해 비료를 생산하는 건조부
    를 포함하는 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 처리부는,
    상기 건축 구조물의 천정을 구성하며, 일단이 서로 접합되어 지면과 경사를 이루는 복수의 지붕패널을 포함하는 제1 영역상에 위치하고,
    상기 복수의 지붕패널의 외측으로 접합부의 상부에 상기 복수의 지붕패널의 길이방향으로 하나이상이 배치되는 환풍기;
    외부의 가스 제거제가 저장된 저장조와 공급관을 통해 연결되고, 상기 접합부에 배치되어 하부방향으로 가스 제거제를 분사하는 적어도 하나이상의 분사노즐; 및
    상기 복수의 지붕패널의 내측에 배치되며, 사면이 내측방향으로 경사를 갖도록 기울어져 상기 제1 영역내 암모니아 가스를 포집하는 가스 포집판
    을 포함하는 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 집수부는,
    상기 건축 구조물에서 상기 가스 처리부 및 건조부 사이의 제2 영역에 배치되고,
    직사각형 형태인 중앙부; 및
    상기 중앙부의 각 측단에서 경사를 갖도록 연장되어 상기 중앙부로 암모니아수를 집수하고, 하부에서 상승하는 암모니아 가스 및 공기의 통로인 다수의 타공이 형성되는 측부를 구비하는 집수판
    을 포함하는 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 중앙부는,
    배수관을 통해 상기 저장조와 연통되는 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 건조부는,
    상기 건축 구조물의 하부로 제3 영역에 배치되고,
    투입구로부터 투입되는 원료를 교반하는 교반기 및, 교반된 원료를 배출구로 이송하여 발효시키는 이송벨트를 포함하는 건조대; 및
    상기 건조대의 배면에 배치되며, 외부공기를 상기 건조대로 유입시키는 하나이상의 송풍기
    를 포함하는 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 건조부는,
    상기 건조대의 상부에 배치되며, 상기 건조대에 대응하는 영역을 n(n은 자연수)개로 분할하여 상부로 상승하는 암모니아 가스가 좌우방향으로 분산되는 것을 차단하는 복수의 가스 차단막
    을 더 포함하는 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 가스 차단막은,
    상기 투입구 및 배출구 사이에 배치되되, 적어도 상기 투입구와 인접한 차단막들간 이격거리가 상기 배출구와 인접한 차단막들간 이격거리보다 좁게 배치되는 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 건축 구조물의 외측으로 적어도 일측에 형성되며, 개폐됨에 따라 외부공기를 내부로 유입시키거나 차단하는 복수의 측벽 차단막
    을 더 포함하는 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 건축 구조물의 천정을 구성하며 일단이 서로 접합되어 지면과 경사를 이루는 복수의 지붕패널의 외측에 배치되고, 태양광을 집광하여 발전(power generation)하는 하나이상의 태양관 집열판
    을 더 포함하는 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 지붕패널의 접합부에 배치되고, 주변에서 발생하는 바람에 의해 발전(power generation)하는 하나이상의 풍력발전기
    를 더 포함하는 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템.
KR1020170015951A 2016-08-24 2017-02-06 IoT 기반 친환경 자연순환식 악취방지 및 에너지 자립형 스마트 시스템 KR20180023782A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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