KR20210021757A

KR20210021757A - 액비 제조 장치

Info

Publication number: KR20210021757A
Application number: KR1020190101099A
Authority: KR
Inventors: 안형일
Original assignee: 안형일
Priority date: 2019-08-19
Filing date: 2019-08-19
Publication date: 2021-03-02
Also published as: KR102234333B1

Abstract

본 발명은, 원통형상으로 하부는 단부로 갈수록 직경이 감소하는 호퍼 형태로 이루어지고, 외부에서 음식물쓰레기, 농산부산물, 가축 분뇨를 포함하는 교반 대상물이 공급관을 통해 투입된 후 상기 교반 대상물을 교반하여 교반물을 생성하여 하부로 연결된 배출관을 통해 배출하며, 상기 교반물을 발효시켜 액비를 생산 배출하는 교반조; 상기 교반조 외부에 배치되어 상기 교반조에서 배출되는 상기 교반물에 대하여 공기 및 발효제를 혼합한 후 순환 라인을 통해 상기 교반조로 순환시키는 인라인 믹서를 포함하는 액비 제조 장치를 제공한다.

Description

액비 제조 장치{CHEMICAL REATOR FOR MANUFACTURING LIQUID FERTILIZER}

본 발명은 액비 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음식물쓰레기, 농산부산물, 분뇨를 교반 및 발효시켜 액비를 제조하는 액비 제조 장치에 관한 것이다.

산업발달과 도시인구의 증가로 인하여 음식쓰레기, 식품공장의 폐기물, 농산부산물 등 유기성 폐기물의 배출량이 증가하고 있으며, 이들 유기성 폐기물의 처리를 위한 수단으로 종래에는 주로 매립 또는 소각하는 방식을 채용하여 왔으나, 유기성 폐기물을 매립 또는 소각하는 처리방식은 부지확보의 문제점, 악취 및 유해가스 발생 등 2차적인 환경오염을 일으키는 요인이 되어왔다.

상기한 종래의 유기성 폐기물의 처리방식에 따른 여러 문제점들을 극복하기 위하여 발효 또는 건조기술을 이용하여 유기성 폐기물로부터 가축의 사료나 유기질 퇴비를 제조하는 처리방식에 의해 환경오염을 방지하고 자원의 재활용도를 높이는 기술들이 많이 제안되고 있다.

최근에는, 화학비료 및 농약을 사용하지 않은 청정농산물에 대한 소비자 욕구를 위하여 유기농법이 확산됨으로써, 음식물쓰레기, 농산부산물 등을 이용하여 퇴비 등 유기질 비료를 제조하려는 노력이 증가하고 있으며, 농가에서도 필요한 성분의 액상비료(이하 '액비')를 직접 제조하기 위하여 음식물 쓰레기 등 유기성 폐기물을 발효시켜 액상비료를 제조하는 발효장치의 사용이 증가하고 있다.

등록실용신안 20-0338528호 '액비 발효 제조장치'에는 액비를 제조하는 장치가 개시되어 있다.

상기한 선행기술의 대표도를 참조하면, 발효조의 내부로 음식물쓰레기, 농산부산물, 분뇨 등이 투입되면, 발효조의 내부에서 교반이 이루어진 후, 발효가 이루어져 액비가 제조됨을 알 수 있다.

상기와 같은 기술에 의하면, 발효조의 내부에서 음식물쓰레기, 농산부산물, 분뇨 등이 투입된 후 교반이 이루어지도록 구성되어 있다.

발효조의 내부에서 교반이 이루어지는 동안 발효조의 내측 하부에 분뇨 등이 누적되어 발효조의 전체 공간이 감소하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 외부에서 음식물쓰레기, 농산부산물, 분뇨를 포함하는 교반 대상물이 투입되면 이를 교반조에서 교반한 후 외부의 인라인 믹서에서 공기 및 발효제와 혼합이 이루어지도록 한 후 다시 교반조 내부로 투입하여 발효가 진행되도록 하는 액비 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 교반조의 하부가 단부로 갈수록 직경이 감소하는 호퍼 형태로 이루어지도록 하여 교반조의 내측 하부에 교반되지 못한 교반대상물이 누적되는 것을 방지할 수 있는 액비 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 원통형상으로 하부는 단부로 갈수록 직경이 감소하는 호퍼 형태로 이루어지고, 외부에서 교반 대상물이 공급관을 통해 투입된 후 상기 교반 대상물을 교반하여 교반물을 생성하여 하부로 연결된 배출관을 통해 배출하며, 상기 교반물을 발효시켜 액비를 생산 배출하는 교반조; 및 상기 교반조 외부에 배치되어 상기 교반조에서 배출되는 상기 교반물에 대하여 공기 및 발효제를 혼합한 후 순환 라인을 통해 상기 교반조로 순환시키는 인라인 믹서를 포함하는 액비 제조장치를 제공한다.

본 발명은, 상기 교반조에서 상기 인라인 믹서로의 상기 교반물의 배출을 단속하는 제1 단속부; 및 상기 교반조에서 생산된 상기 액비의 외부 공급을 단속하는 제2 단속부; 를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 단속부는, 일단은 상기 교반조에 연결되고, 타단은 상기 인라인 믹서로 연결되어, 상기 교반조에서 배출되는 상기 교반물이 상기 인라인 믹서로 이동하도록 하는 제1 공급관과, 상기 제1 공급관 상에 배치되어, 상기 제1 공급관을 통한 상기 교반물의 공급을 단속하는 제1 밸브와, 상기 제1 공급관 상에 배치되어, 상기 제1 밸브를 통과한 교반물에 공급 압력을 인가하는 제1 공급 펌프를 포함하고, 상기 제2 단속부는, 일단은 상기 교반조에 연결되고, 타단은 외부의 액비 수요처로 연결되는 제2 공급관과, 상기 제2 공급관 상에 배치되어, 상기 제2 공급관을 통한 상기 액비의 배출을 단속하는 제2 밸브와, 상기 제2 공급관 상에 배치되어, 상기 제2 밸브를 통과한 상기 액비에 압력을 인가하는 제2 공급 펌프를 포함하며, 상기 제1 밸브가 개방되면, 상기 제2 밸브는 폐쇄되고, 상기 제1 밸브가 폐쇄되면, 상기 제2 밸브는 개방될 수 있다.

그리고 본 발명은 상기 발효제의 공급을 제어하는 발효제 공급부와, 상기 인라인 믹서로 공기를 공급하는 에어 공급부를 더 포함하고, 상기 발효제 공급부는, 발효제를 저장하는 발효제 저장탱크와, 일단은 상기 발효제 저장탱크에 연결되고, 타단은 제1 공급관을 통해 상기 인라인 믹서로 연결되어 상기 발효제가 상기 인라인 믹서로 이동할 수 있도록 하는 발효제 공급 라인과, 상기 발효제 저장탱크의 상기 발효제를 상기 인라인 믹서로 공급하는 발효제 공급 펌프를 포함하며, 상기 발효제 공급부는, 상기 공급관 상에 배치되어, 상기 제1 공급관을 통한 상기 교반물의 유동량을 측정하는 유량 센서와, 상기 유량 센서의 측정치에 대응하여 상기 발효제 공급부를 제어하는 제1 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 에어 공급부는, 일단이 제1 공급관으로 연결되어 상기 인라인 믹서로 외부의 공기를 공급하는 에어 공급관과, 상기 에어 공급관 상에 배치되어 상기 공기에 일정한 압력을 인가하는 에어 공급 펌프와, 상기 교반조 내부의 용존 산소를 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 용존 산소 요구량 측정 센서와, 상기 용존 산소 요구량 측정 센서에서 출력되는 신호에 대응하여 상기 에어 공급 펌프를 제어하는 제2 제어부를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제2 제어부는, 상기 용존 산소 요구량 측정 센서에 의해 측정된 상기 용존 산소 측정치가 증가하면, 에어 공급량이 증가하도록 상기 에어 펌프를 제어할 수 있다.

상기 인라인 믹서는, 파이프 형상의 제1케이스와, 파이프 형상이며, 상기 제1케이스 타측 끝단에 배치되는 제2케이스와, 파이프 형상이며, 내주면에서 돌출 형성되어 일측과 타측으로 경사지게 형성되고 중심축을 중심으로 회전대칭형인 두 개의 경사가이드를 구비하여, 상기 제1케이스 내로 삽입되어 일측에 배치되는, 나선분사부 및 링 형상이며 내주면에서 돌출 형성되는 난류돌기를 구비하여, 적어도 두 개 이상이 상기 제1케이스 내로 삽입되어 상기 나선분사의 타측에 중첩 배치되는 난류발생부를 포함하고, 상기 난류발생부는, 원주방향을 따라 일면과 타면을 관통하여 상기 고정핀이 관통하는 체결공을 더 구비하되, 상기 체결공은 특정한 직경선에 대하여 선대칭으로 배치되며, 상기 난류돌기는 상기 직경선에 대하여 선대칭으로 배치되지 않으며, 상기 난류발생부는, 상기 제1케이스 내로 상기 직경선을 중심으로 교대로 뒤집혀서 삽입되어 배치될 수 있다.

상기 난류돌기는, 상기 난류발생부의 중심축을 기준으로 등각 배치되고, 상기 난류발생부는, 내주면에 함몰 형성되어 상기 돌기가 삽입되어 나사 결합하는 돌기결합공을 더 포함하고, 상기 난류발생부는, SUS 재질로 이루어질 수 있다.

상기 난류돌기는, 돌출 방향의 측방향으로 돌출되는, 적어도 하나 이상의 돌출구근을 포함하고, 상기 나선분사부는, 원통형상이며, 상기 나선분사부 내부에 동심으로 배치되는 유체분할부를 포함하며, 상기 순환 라인의 일단은, 상기 교반조의 중심에 대하여 편심되게 상기 교반조와 연결될 수 있다.

상기와 같은 본 발명은, 외부에서 음식물쓰레기, 농산부산물, 분뇨를 포함하는 교반 대상물이 투입되면 이를 교반조에서 교반한 후 외부의 인라인 믹서에서 공기 및 발효제와 혼합이 이루어지도록 한 후 다시 교반조 내부로 투입하여 발효가 진행되도록 한다.

또한, 본 발명은 교반조의 하부가 단부로 갈수록 직경이 감소하는 호퍼 형태로 이루어지도록 하여 교반조의 내측 하부에 교반되지 못한 교반대상물이 누적되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 교반조의 외부에 배치된 인라인 믹서에서 교반물에 대하여 발효제가 공급되어 혼합되므로, 교반물의 발효가 더욱 효과적으로 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액비 제조 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 인라인 믹서의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 인라인 믹서에 혼화 대상물질의 흐름을 설명하는 도면이다.
도 4 와 도 5는 본 발명에 따른 인라인 믹서에서, 난류 발생부의 중첩에 따른 난류 돌기의 배열 설명하는 도면이다.
도 6과 도 7은 본 발명에 따른 인라인 믹서에서, 직경선을 기준으로 선대칭 하지 않는 난류 돌기의 배치를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 인라인 믹서에서, 난류 돌기 및 체결공의 위상차를 이용한, 난류 돌기의 나선 배열을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 인라인 믹서에서 교반조로의 교반물의 공급을 설명하는 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액비 제조 장치의 구성을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액비 제조 장치(100)는 교반조(110), 인라인 믹서(120), 제1 단속부(130) 및 제2 단속부(140)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 액비 제조 장치(100)는 발효제 공급부(150), 에어 공급부(160)을 더 포함한다.

교반조(110)은 외부에서 투입되는 교반 대상물인 음식물쓰레기, 농산부산물, 분뇨 등을 균일하게 교반하여 교반물을 생성한 후 배출한다. 또한, 교반조(110)은 교반물에 대하여 후술하는 발효제를 공급하여 발효가 이루어져 액비를 생산한다.

교반조(110)은 소정의 직경과 길이를 갖는 원통 형상으로, 내측으로는 교반과 발효가 이루어지는 공간을 제공한다. 또한, 교반조(110)의 하부는 단부로 갈수록 직경이 감소하는 호퍼 형태로 이루어진다.

교반조(110)의 상부 일측으로는 교반 대상물을 투입하는 공급관(112)이 연결되고, 하부 중앙으로는 교반물을 배출하는 배출관(114)이 연결된다.

여기서, 공급관(112) 상에는 교반 대상물 공급 펌프(P)가 배치되어, 교반 대상물에 대하여 소정의 압력을 인가하며, 공급이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 배출관(114)의 단부에는 후술하는 제1 및 제2 단속부(130)(140)가 연결된다.

인라인 믹서(120)는 교반조(110)에서 배출되는 교반물을 공급받은 후, 교반물에 대하여 공기 및 발효제를 공급하여 서로 균일하게 혼합되도록 한다. 공기 및 발효제를 공급하는 구성에 대해서는 후술하기로 한다.

도 2는 도 1에 도시된 인라인 믹서의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 인라인 믹서에 교반물의 혼화 대상물질의 흐름을 설명하는 도면이다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 인라인 믹서(120)는, 제1 케이스(1210)와 제2 케이스(1220)와 나선 분사부(1213) 및 난류 발생부(1211)를 포함한다.

제1 케이스(1210) 및 제2 케이스(1220)는 파이프 형상이며 제2 케이스(1220)는 제1 케이스(1210)의 타측 끝단에 배치된다.

나선 분사부(1213)는, 파이프 형상으로 그 내부에 두 개의 경사가이드(1213-2)를 포함한다. 경사가이드(1213-2)는, 내주면에서 돌출 형성되어 일측과 타측으로 경사지게 형성되고 중심축을 중심으로 회전대칭형이다.

난류 발생부(1211)는, 링 형상이며 내주면에서 돌출 형성되는 난류 돌기(1211-1)를 구비한다. 난류 발생부(1211)는, 제1 케이스(1210) 내로 적어도 두 개 이상이 삽입되어, 나선 분사부(1213)의 타측에 중첩 배치된다. 이때, 중첩방향으로 인접하는 난류 발생부(1211)의 난류 돌기(1211-1)의 위치는 중첩되지 않는다.

도 3을 참조하면, 교반물의 혼화 과정을 확인할 수 있다.

제1 케이스(1210)의 일측에서 유입된 교반물은, 두 가지 유동경로(a1, a2)로 분할되어, 경사가이드(1213-2)를 통과한다. 경사가이드(1213-2)를 통과한 교반물은, 나선형 와류를 형성하여 진행한다.

난류 발생부(1211)에 주입된 교반물은, 난류 돌기(1211-1)에 의해 난류를 형성하며 진행한다. 상술한 바와 같이 난류 발생부(1211)는 복수 개가 중첩되어 제1 케이스(1210) 내부에 배치된다. 이때 중첩되는 난류 발생부(1211)의 난류 돌기(1211-1)의 위치는 중첩되지 않고, 축방향을 따라 지그재그로 배치된다. 따라서, 교반물은 복수의 난류 발생부(1211)를 통과하면서, 다수의 난류 돌기(1211-1)와 충돌함으로써, 혼화효율이 향상된다.

또한, 제1 케이스(1210)의 길이를 확장하여, 난류 발생부(1211)의 중첩 개수를 증가시킴으로써, 혼화효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

인라인 믹서는, 교반물을 나선 진행시키는 나선 분사부(1213)와 교반물에 난류를 발생하는 난류 발생부(1211) 및 이를 수용하는 제1 케이스(1210)를 분리함으로써, 조립성이 향상되고 혼화 효율 조절이 용이하다. 또한, 동일한 형상의 난류 발생부(1211)를 중첩 배치하여 난류를 발생함으로써, 적은 제작 비용으로 혼화 효율을 제어할 수 있으며, 높은 혼화 효율의 난류 발생 구조를 용이하게 제작할 수 있다.

결론적으로, 본 발명에 따른 인라인 믹서를 적용한 완전 배출형 교반기는, 교반물을 교반조(110)에서 배출되어 인라인 믹서(120)를 통과한 후 재주입하는 과정을 통하여, 교반물과 공기 및 발효제가 혼합될 수 있다.

즉, 일반적인 회전 날개형 교반기는, 교반기 구조에 따라 교반물의 일부가 정체되어, 전체 혼화 효율이 악화되며, 혼화 균일도가 낮아지는 문제점이 있을지 있지만, 본 발명에서 사용하는 인라인 믹서는 교반물 전량이 교반조와 인라인 믹서를 순환하여 통과함으로써, 혼화 효율이 향상될 수 있으며 혼화 균일도가 개선될 수 있다.

또한, 교반물이 교반조 내부에 모두 주입되어 수용된 후, 제1 단속부(130)를 통해 인라인 믹서로 순환시킬 수 있다. 이렇게 되면 교반물 전체의 혼화 효율 균일성을 더 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 혼화 완료된 교반물을 구성하는 구성 물질의 비율도 균일하게 유지할 수 있다.

또한, 조립성이 향상된 인라인 믹서(120)를 교반조(110) 외부에 설치하여 공기 및 발효제를 혼합시킴으로써, 교반조 내부에 별도의 폭기장치를 설치하지 않아도 된다는 장점을 가진다.

또한, 펌프의 펌핑 압력을 조절하여, 인라인 믹서(120)에서 교반조(110)로 주입되는 교반물의 주입 압력을 제어함으로써, 교반조(110) 및 인라인 믹서(120) 내부에서의 혼화 작용의 강약을 제어할 수 있다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 실시형태의 인라인 믹서에서, 나선 분사부(1213)는 유체 분할부를 더 포함할 수 있다. 유체 분할부는, 원통형상으로 나선 분사부(1213) 내부에 동심으로 배치된다.

유체 분할부(1213-1)에 의해서, 나선 분사부(1213)의 유체 통과 면적이 감소한다. 유체 통과 면적이 감소함으로써, 교반물이 나선 분사부(1213)를 통과할 때 유속이 상승한다. 따라서 유체 분할부를 포함한 나선 분사부(1213)는, 교반물을 나선 진행 방향으로 고속 분사한다. 교반물의 유속이 상승하면, 난류 돌기(1211-1)에 의한 난류발생이 더 활발해진다.

또한, 본 발명에 따른 인라인 믹서에서 난류 돌기(1211-1)는, 돌출 방향의 측방향으로 돌출되는, 적어도 하나 이상의 돌출구근(1211-11)을 더 포함할 수 있다. 돌출구근(1211-11)은 난류 돌기(1211-1)에 의한 난류 형성을 더 활성화함으로써, 혼화 효율을 더 향상시키는 효과가 있다.

도 4 와 도 5는 본 발명에 따른 인라인 믹서에서, 난류 발생부의 중첩에 따른 난류 돌기의 배열 설명하는 도면이다.

도 4와 도 5를 참조하면, 동일한 형상의 난류 발생부를 회전시켜 중첩함으로써, 인접하는 난류 발생부의 난류 돌기는 중첩 방향으로 중첩하지 않는 것을 확인할 수 있다.

도 4를 참조하면, 제1 난류 돌기(1211-31)와 제2 난류 돌기(1211-41)의 배치형태는 서로 상이하다. 그러나 제1 난류 발생부(1211-3)와 제2 난류 발생부(1211-4)는 동일한 형상으로, 제1 난류 발생부(1211-3)를 특정 각도로 회전시키면 제2 난류 돌기(1211-41)의 배치를 형성할 수 있다.

도 5를 참조하면, 제1 난류 발생부(1211-3)와 제2 난류 발생부(1211-4)를 직경선(L1)이 일치하도록 중첩하면, 제1 난류 돌기(1211-31)사이에 제2 난류 돌기(1211-41)가 배치됨을 알 수 있다. 이때 제1 난류 돌기(1211-1)와 제2 난류 돌기(1211-1)는 중심축 방향을 따라 지그재그로 배치되며, 도 2 내지 도 3에 도시된 난류 돌기(1211-1) 배치를 구현할 수 있다.

도 6과 도 7은 본 발명에 따른 인라인 믹서에서, 직경선을 기준으로 선대칭 하지 않는 난류 돌기의 배치를 설명하는 도면이다.

도 2, 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 인라인 믹서는, 난류 발생부(1211)는 체결공(1211-2)을 더 포함한다.

체결공(1211-2)은, 제3,4난류 발생부(1211-5, 1211-6)의 원주방향을 따라 일면과 타면을 관통하여 형성되어 고정핀(1212)이 삽입된다. 이때, 체결공(1211-2)은 특정한 직경선(L1)에 대하여 선대칭으로 배치된다. 반면에, 난류 돌기(1211-51, 1211-61)는 직경선(L1)에 대하여 선대칭으로 배치되지 않는다.

도 6의 제3 난류 발생부(1211-5) 및 제4 난류 발생부(1211-6)는 동일한 형상이다. 제3 난류 발생부(1211-5)를 뒤집으면 제4 난류 발생부(1211-6)의 형상을 얻을 수 있다. 즉, 두 개의 제3 난류 발생부(1211-5)를 중첩하되, 어느 하나를 뒤집어 적층하면, 도 7의 중첩된 난류 돌출부 배치를 얻을 수 있다.

결론적으로 본 실시예에 따른 제3,4 난류 발생부(12115, 1211-6)는, 동일한 형상의 난류 발생부(1211-5)를 이용하여, 교반물의 진행방향을 따라 난류 돌기(1211-51)를 지그재그로 배치할 수 있다. 더불어 체결공(1211-2)에 고정핀(1212)을 삽입함으로써, 복수의 난류 발생부(12115, 1211-6)의 적층 구조 상태를 고정할 수 있다.

또한, 본 실시에에 따른 인라인 믹서에서 난류 돌기(1211-51)는, 바람직하게는 난류 발생부(1211-5, 1211-6)의 중심축을 기준으로 등각 배치될 수 있다. 중첩되는 난류 돌기(1211-51, 1211-61)가 등각으로 배치됨으로써, 난류 발생부(1211-5, 1211-6) 내주면을 따라 균일한 혼화 효율 특성을 얻을 수 있다.

또한, 본 실시에에 따른 인라인 믹서에서 난류 발생부(1211)는, 내주면에 함몰 형성되어 상기 돌기가 삽입되어 나사 결합하는 돌기결합공을 더 포함할 수 있다. 난류 돌기(1211-1)를 난류 발생부(1211)에서 분리하여 제작함으로써 난류 발생부(1211)의 조립 및 생산이 용이해지는 장점이 있다.

또한, 본 실시에에 따른 인라인 믹서에서 난류 발생부(1211-5, 1211-6)의 재질은, 바람직하게는 SUS 재질이다. 일반적으로 SUS 재질을 이용하여, 복잡한 돌출 구조인 난류 발생부(1211-5, 1211-6) 형상을 형성하기 위해서는 주물 공법을 이용해야 한다. 그러나 주물 공법은, 금형 설계 및 제작 등 고가의 제조 설비 및 부자재가 필요하다.

본 발명에 따른 인라인 믹서는, 동일한 형상의 난류 발생부(1211-5, 1211-6)를 중첩 배치한다. 따라서 SUS 재료를 이용한 제작이 용이한 장점이 있다.

도 8은 본 발명에 따른 인라인 믹서에서, 난류 돌기 및 체결공의 위상차를 이용한, 난류 돌기의 나선 배열을 설명하는 도면이다.

도 6 내지 도 7에 도시된 제3 난류 발생부(1211-5) 및 제4 난류 발생부(1211-6)는, 난류 돌기(1211-51, 1211-61)와 체결공(1211-2) 배치의 위상차이를 이용한 것이다.

반면에 도 8에 도시된 난류 발생부(1211-7, 1211-8, 1211-9)는, 다수의 체결공(1211-2)이 형성된 난류 발생부(1211-7)를 특정한 각도로 회전하여 중첩함으로써, 난류 돌기(1211-71, 1211-81, 1211-91)를 나선 진행 방향으로 배치한다.

제5 난류 발생부(1211-7)는 서로 다른 지름선(L1)에 따른 다수의 체결공(1211-2)이 형성된다. 제6 난류 발생부(1211-8) 및 제7 난류 발생부(1211-9)는, 제5 난류 발생부(1211-7)를 특정한 각도로 회전시킨 것으로서, 형상은 동일하다.

즉, 제5 난류 발생부(1211-7)를 특정한 각도로 회전하여 중첩하고 이 조합을 반복하면, 난류 돌기(1211-71, 1211-81, 1211-91)는 나선형으로 배치된다. 중첩된 난류 돌기(1211-71, 1211-81, 1211-91)는 도 7의 난류 돌기(1211-51, 1211-61) 배치 간격보다 더 치밀하다. 반면에 도 8의 난류 발생부조합(1211-10)의 난류 돌기(1211-71, 1211-81, 1211-91) 배치는, 난류발생 현상이 나선형으로 발생함으로써, 유속 감소가 최소화하고, 혼화 효율은 더 향상될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시형태에서 제2 케이스(1220) 타측으로 배출되는 교반물은, 나선형으로 회전 진행한다. 또한, 도 1에 도시한 펌프(4)의 펌핑 압력을 제어하면, 인라인 믹서에서 배출되는 교반물의 분사 압력을 상승시킬 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 인라인 믹서에서 교반조로의 교반물의 공급을 설명하는 도면이다.

도 9를 참조하면, 인라인 믹서(120)에서 교반조(110)로 교반물을 순환 라인(1220-3)을 통해 공급함을 알 수 있다.

상기 순환 라인의 일단은 수평으로 설치되되, 상기 교반조의 중심에서 편심되게 배치되어, 순환 라인(1220-3)을 통해 교반조(110)로 분사된 교반물은 도 9에 도시된 바와 같이, 교반조(120) 내부에서 교반조(120)의 중심을 기준으로 회전하며 하강하며, 그 과정에서 혼화 작용이 지속된다.

제1 단속부(130)는 교반조(110)에서 교반된 교반물이 인라인 믹서(120)로의 공급되는 것을 단속한다.

제1 단속부(130)는 제1 공급관(132), 제1 밸브(V1) 및 제1 공급 펌프(P1)를 포함한다.

제1 공급관(132)은 일단은 배출관(114)의 단부에 연결되고, 타단은 인라인 믹서(120)로 연결되어, 교반조(110)에서 배출되는 교반물이 인라인 믹서(120)로 이동하도록 한다. 제1 공급관(132)의 직경은 사용자의 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

제1 밸브(V1)는 제1 공급관(132) 상에 배치되어, 제1 공급관(132)을 통한 교반물의 배출을 단속한다.

제1 공급 펌프(P1)는 제1 공급관(132) 상에 배치되어, 제1 밸브(V1)를 통과한 교반물에 소정의 압력을 인가하여, 인라인 믹서(120)로의 이동이 용이하게 이루어지도록 한다.

여기서, 제1 공급 펌프(P1)는 제1 밸브(V1)의 개방과 함께 동작이 이루어지고, 제1 밸브(V1)가 폐쇄되면 동작이 정지할 수 있다.

제2 단속부(140)는 교반조(110)에서 생산된 액비의 외부 수요처로의 공급을 단속한다.

제2 단속부(140)는 제2 공급관(142), 제2 밸브(V2) 및 제2 공급 펌프(P2)를 포함한다.

제2 공급관(142)은 일단은 배출관(114)의 단부에 연결되고, 타단은 액비의 외부 수요처로 연결된다. 여기서, 외부 수요처는 액비를 사용하는 농업 현장일 수 있고, 농업 현장으로 액비를 수송하기 위한 수송 수단일 수 있다.

제2 공급관(142)의 직경은 사용자의 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

제2 밸브(V2)는 제2 공급관(142) 상에 배치되어, 제2 공급관(142)을 통한 액비의 배출을 단속한다.

이때, 제2 밸브(V2)는 제1 밸브(V1)의 동작과 반대로 이루어진다. 즉, 제1 밸브(V1)가 개방될 때 제2 밸브(V2)는 폐쇄되고, 제1 밸브(V1)가 폐쇄될 때 제2 밸브(V2)는 개방된다.

제2 공급 펌프(P2)는 제2 공급관(142) 상에 배치되어, 제2 밸브(V2)를 통과한 교반물에 소정의 압력을 인가하여, 배출이 용이하게 이루어지도록 한다.

여기서, 제2 공급 펌프(P2)는 제2 밸브(V2)의 개방과 함께 동작이 이루어지고, 제2 밸브(V2)가 폐쇄되면 동작이 정지할 수 있다.

발효제 공급부(150)는 인라인 믹서(120)의 교반물에 대하여 소정의 발효제를 공급하여, 교반물의 발효가 용이하게 이루어지도록 한다.

발효제 공급부(150)는 발효제 저장탱크(152), 발효제 공급관(153) 및 발효제 공급 펌프(P3)를 포함한다.

발효제 저장탱크(152)는 소정의 발효제를 소정량으로 저장한다. 여기서, 발효제는 사용자의 필요에 따라 액상 형태로 저장될 수 있다.

발효제 공급관(153)은 소정의 직경을 갖는 관 형태로서, 일단은 발효제 저장탱크(152)에 연결되고, 타단은 인라인 믹서(120)로 연결되어 발효제가 인라인 믹서(120)로 이동할 수 있도록 한다.

발효제 공급 펌프(P3)는 발효제 공급관(153) 상에 배치되어, 발효제에 소정의 압력을 인가하여 공급이 용이하게 이루어지도록 한다.

발효제 공급 펌프(P3)의 동작을 위해 유량 센서(154)와 제1 제어부(156)를 더 포함할 수 있다.

유량 센서(154)는 공급관(112) 상에 배치되어, 제1 공급관(112)을 통하여 교반조로 공급되는 교반 대상물의 유동량을 측정하여 해당하는 신호를 출력한다.

제1 제어부(156)는 유량 센서(154)에서 출력되는 측정치에 대응하여 발효제 공급 펌프(P3)의 동작량을 제어한다. 즉, 교반 대상물의 유동량이 많으면 그 양에 대응하여 발효제 공급 펌프(P3)의 동작량을 늘이고, 유동량이 적으면 발효제 공급 펌프(P3)의 동작량을 줄인다.

에어 공급부(160)는 외부의 공기를 인라인 믹서(120)로 공급하여 발효가 촉진되도록 한다.

에어 공급부(160)는 에어 공급관(162)과 에어 공급 펌프(P4)를 포함한다.

에어 공급관(162)은 일단은 제1 공급관(132)의 일측으로 연결되어 외부의 공기가 인라인 믹서(120)로 공급되도록 한다.

에어 공급 펌프(P4)는 에어 공급관(162)에 배치되어 외부의 공기에 일정 압력을 인가하여 공기의 공급이 용이하게 이루어지도록 한다.

또한, 에어 공급부(160)는 용존 산소 요구량 측정 센서(164)와 제2 제어부(166)를 더 포함한다.

용존 산소 요구량 측정 센서(164)는 교반조(110)의 내부에 배치되어, 교반조(110)의 용존 산소 요구량(dissolved oxygen; DO)량을 측정하여 해당하는 신호를 출력한다. 여기서 용존 산소 요구량은 교반조 내부에서 액비 생산을 위해 필요한 산소량이다.

제2 제어부(166)는 용존 산소 요구량 측정 센서(164)에서 출력되는 신호에 의해 교반조(110) 내부의 용존 산소량에 대응하는 제어 신호를 출력하여, 에어 공급 펌프(P4)의 동작을 제어한다. 즉, 교반조(110) 내부의 용존 산소 요구량이 증가하면, 에어 공급 펌프(P4)의 동작량을 증가시켜 에어 공급량이 증가되도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보기로 한다.

음식물쓰레기, 농산부산물, 가축 분뇨를 포함하는 교반 대상물이 공급관(112)을 통해 교반조(110) 내부로 투입된다.

투입된 교반 대상물은 교반조(110) 내부에서 소정의 교반 수단(미도시)를 통해 교반될 수 있다.

공기 및 발효제와의 효율적인 혼합을 위하여 교반 대상물은 교반조(110) 하부의 배출관(114)을 통해 배출된 후, 제1 단속부(130)를 통해 인라인 믹서(120)로 공급될 수 있다.

여기서, 교반 대상물의 이동을 보다 용이하게 하기 위해 소정량의 물이 교반 대상물에 공급될 수 있다.

인라인 믹서(120)로 공급된 교반물은 다시 인라인 믹서(120)에서 교반조(110)로 재주입된다. 이와 같이, 교반물이 교반조(110)와 인라인 믹서(120)를 통해 순환하는 과정에서 균일한 교반이 이루어질 수 있다.

또한, 상기 교반조(110)의; 하부는 하측 단부로 갈수록 직경이 감소하는 호퍼형상을 가지며, 상기 하측단부에 배출관이 연결되어, 교반물 배출 시 적층이 되지 아니하고 전체 교반물이 배출되어 교반조(110) 내측 하부에 교반물의 누적이 발생하지 않는다.

교반물이 교반조(110)와 인라인 믹서(120)를 순환하는 동안, 제1 밸브(V1)는 개방되지만, 제2 밸브(V2)는 폐쇄된 상태를 유지하도록 하여 교반물이 발효되지 않은 상태에서 외부로 배출되는 것이 방지되도록 한다.

여기서, 교반조(110)와 인라인 믹서(120)를 교반물이 순환할 때, 공급관(112)을 통한 교반물의 양을 유량 센서(154)로 측정하여, 측정한 양에 대응하는 발효제를 공급한다.

여기서, 공급되는 발효제는 EM(Effective Microorganisms; 유용 미생물) 발효제로서, 이 분야에서 널리 사용되고 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 발효제는 인라인 믹서로 공급되어 교반물과 혼합되며, 상기 교반물을 발효시킨다.

발효가 보다 용이하게 이루어지도록 하기 위해, 상기 교반물에 공기의 공급이 이루어질 필요가 있다.

용존 산소 요구량 측정 센서(164)에 의해 용존 산소 요구량을 측정하고, 필요에 따라 에어 공급 펌프(P4)를 통해 상기 인라인 믹서(120)로 공기를 공급하여, 교반물과 공기를 혼합시킨다.

상기 교반조(110)의 교반물이 발효되어 액비가 되면, 제1 단속부(130)의 제1 밸브(V1)는 폐쇄하고, 제2 단속부(140)의 제2 밸브(V2)에 개방되어 액비의 사용처로 액비를 공급할 수 있다.

상기와 같은 본 발명은, 외부에서 음식물쓰레기, 농산부산물, 분뇨를 포함하는 교반 대상물이 투입되면 이를 교반조에서 교반한 후 외부의 인라인 믹서에서 발효제와 혼합이 이루어지도록 한 후 다시 교반조 내부로 투입하여 발효가 진행되도록 한다. 또한, 본 발명은 교반조의 하부가 단부로 갈수록 직경이 감소하는 호퍼 형태로 이루어지도록 하여 교반조의 내측 하부에 교반되지 못한 교반대상물이 누적되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 교반조의 외부에 배치된 인라인 믹서에서 교반물에 대하여 발효제가 공급되어 혼합되므로, 교반물의 발효가 더욱 효과적으로 이루어질다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 액비 제조 장치 110: 교반조
120: 인라인 믹서 130: 제1 단속부
140: 제2 단속부 150: 발효제 공급부
160: 에어 공급부

Claims

원통형상으로 하부는 단부로 갈수록 직경이 감소하는 호퍼 형태로 이루어지고, 외부에서 교반 대상물이 공급관을 통해 투입된 후 상기 교반 대상물을 교반하여 교반물을 생성하여 하부로 연결된 배출관을 통해 배출하며, 상기 교반물을 발효시켜 액비를 생산 배출하는 교반조; 및
상기 교반조 외부에 배치되어 상기 교반조에서 배출되는 상기 교반물에 대하여 공기 및 발효제를 혼합한 후 순환 라인을 통해 상기 교반조로 순환시키는 인라인 믹서를 포함하는 액비 제조장치
제1항에 있어서,
상기 교반조에서 상기 인라인 믹서로의 상기 교반물의 배출을 단속하는 제1 단속부; 및
상기 교반조에서 생산된 상기 액비의 외부 공급을 단속하는 제2 단속부;
를 더 포함하는 액비 제조 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 단속부는,
일단은 상기 교반조에 연결되고, 타단은 상기 인라인 믹서로 연결되어, 상기 교반조에서 배출되는 상기 교반물이 상기 인라인 믹서로 이동하도록 하는 제1 공급관과,
상기 제1 공급관 상에 배치되어, 상기 제1 공급관을 통한 상기 교반물의 공급을 단속하는 제1 밸브와,
상기 제1 공급관 상에 배치되어, 상기 제1 밸브를 통과한 교반물에 공급 압력을 인가하는 제1 공급 펌프를 포함하는 액비 제조 장치.
제3항에 있어서,
상기 제2 단속부는,
일단은 상기 교반조에 연결되고, 타단은 외부의 액비 수요처로 연결되는 제2 공급관과,
상기 제2 공급관 상에 배치되어, 상기 제2 공급관을 통한 상기 액비의 배출을 단속하는 제2 밸브와,
상기 제2 공급관 상에 배치되어, 상기 제2 밸브를 통과한 상기 액비에 압력을 인가하는 제2 공급 펌프를 포함하는 액비 제조 장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 밸브가 개방되면, 상기 제2 밸브는 폐쇄되고,
상기 제1 밸브가 폐쇄되면, 상기 제2 밸브는 개방되는 액비 제조 장치.
제2항에 있어서,
상기 발효제의 공급을 제어하는 발효제 공급부와,
상기 인라인 믹서로 공기를 공급하는 에어 공급부를 더 포함하는 액비 제조 장치.
제6항에 있어서,
상기 발효제 공급부는,
발효제를 저장하는 발효제 저장탱크와,
일단은 상기 발효제 저장탱크에 연결되고, 타단은 제1 공급관을 통해 상기 인라인 믹서로 연결되어 상기 발효제가 상기 인라인 믹서로 이동할 수 있도록 하는 발효제 공급 라인과,
상기 발효제 저장탱크의 상기 발효제를 상기 인라인 믹서로 공급하는 발효제 공급 펌프를 포함하는 액비 제조 장치.
제7항에 있어서,
상기 발효제 공급부는,
상기 공급관 상에 배치되어, 상기 제1 공급관을 통한 상기 교반물의 유동량을 측정하는 유량 센서와,
상기 유량 센서의 측정치에 대응하여 상기 발효제 공급부를 제어하는 제1 제어부를 더 포함하는 액비 제조 장치.
제6항에 있어서,
상기 에어 공급부는,
일단이 제1 공급관으로 연결되어 상기 인라인 믹서로 외부의 공기를 공급하는 에어 공급관과,
상기 에어 공급관 상에 배치되어 상기 공기에 일정한 압력을 인가하는 에어 공급 펌프를 포함하는 액비 제조 장치.
제9항에 있어서,
상기 에어 공급부는,
상기 교반조 내부의 용존 산소를 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 용존 산소 요구량 측정 센서와,
상기 용존 산소 요구량 측정 센서에서 출력되는 신호에 대응하여 상기 에어 공급 펌프를 제어하는 제2 제어부를 더 포함하는 액비 제조 장치.
제10항에 있어서,
상기 제2 제어부는,
상기 용존 산소 요구량 측정 센서에 의해 측정된 상기 용존 산소 측정치가 증가하면, 에어 공급량이 증가하도록 상기 에어 펌프를 제어하는 액비 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 인라인 믹서는,
파이프 형상의 제1케이스와,
파이프 형상이며, 상기 제1케이스 타측 끝단에 배치되는 제2케이스와,
파이프 형상이며, 내주면에서 돌출 형성되어 일측과 타측으로 경사지게 형성되고 중심축을 중심으로 회전대칭형인 두 개의 경사가이드를 구비하여, 상기 제1케이스 내로 삽입되어 일측에 배치되는, 나선분사부 및
링 형상이며 내주면에서 돌출 형성되는 난류돌기를 구비하여, 적어도 두 개 이상이 상기 제1케이스 내로 삽입되어 상기 나선분사의 타측에 중첩 배치되는 난류발생부를 포함하는 액비 제조 장치.
제12항에 있어서,
상기 난류발생부는, 원주방향을 따라 일면과 타면을 관통하여 고정핀이 관통하는 체결공을 더 구비하되, 상기 체결공은 특정한 직경선에 대하여 선대칭으로 배치되며, 상기 난류돌기는 상기 직경선에 대하여 선대칭으로 배치되지 않으며, 상기 난류발생부는, 상기 제1케이스 내로 상기 직경선을 중심으로 교대로 뒤집혀서 삽입되어 배치되는 것을 액비 제조 장치.
제13항에 있어서,
상기 난류돌기는,
상기 난류발생부의 중심축을 기준으로 등각 배치되는 것을 액비 제조 장치.
제14항에 있어서,
상기 난류발생부는,
내주면에 함몰 형성되어 상기 돌기가 삽입되어 나사 결합하는 돌기결합공을 더 포함하는 것을 액비 제조 장치.
제12항에 있어서,
상기 난류발생부는,
SUS 재질로 이루어지는 것을 액비 제조 장치.
제12항에 있어서,
상기 난류돌기는,
돌출 방향의 측방향으로 돌출되는, 적어도 하나 이상의 돌출구근을 더 포함
하는 것을 액비 제조 장치.
제12항에 있어서,
상기 나선분사부는,
원통형상이며, 상기 나선분사부 내부에 동심으로 배치되는 유체분할부를 더 포함하는 것을 액비 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 순환 라인의 일단은,
상기 교반조의 중심에 대하여 편심되게 상기 교반조와 연결되는 액비 제조 장치.