KR960004533Y1 - 증기식 축분(畜糞)건조기 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

증기식 축분(畜糞)건조기

제1도는 본 고안의 사시도.

제2도는 동 일측면도.

제3도는 건조통의 내부구조를 보인 종단측면도.

제4도는 교반익차의 평면배치도.

제5도는 제4도의 I-I선 절단면 확대도.

제6도는 교반익차와 여기에 소속된 분뇨긁기용 스크류의 정면배치도.

제7도는 증기배관도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 건조통 2a, b : 구동장치

3 : 응축기 4a, b : 교반익차

5 : 덕트 7a, b : 축분긁기용 스크류

16 : 가열실 41(a,b), 71(a,b) : 회전축

42a, b : 교반익 43a, b : 저항익

44 : 증기공 45 : 증기트랩

46a, b : 전동기어 72a, b : 종동기어

본 고안은 양계장, 양돈장, 목장 등에서 발생하는 계분, 돈분, 우분 등의 축분을 강제로 건조하는데 사용하는 증기식 충분건조기에 관한 것이며, 특히, 건조시간의 단축, 악취제거의 효율성제고, 및 교반익과 그 회전축과의 구석진 부분에 축분이 끼어붙는 현상을 억제할 수 있는 증기식 가축분뇨건조기에 관한 것이다.

본 고안과 비교되는 것으로는 실용신안공보 제92-8400호가 있다. 이 선행기술은 교반통을 가열하는 열매체로 기름을 사용하기 때문에 열매의 비용부담이 크고, 인화물질인 탓에 유류취급에 각별한 주의가 요망된다. 또 교반통의 중반 높이까지만 가열실이 확보되어 있기 때문에 교반통에 투입된 축분에 대한 가열폭이 작아지던가 더디다.

특히 기온이 낮은 동절기에는 가열실이 없는 교반통의 윗부분의 표면온도와 교반통 내의 온도편차가 두드러져서 교반통의 천정에 건조중에 발생한 증기가 응집되는 과할 정도로 나타나 건조결과가 신통치 않았다.

또, 버너실내에 장치된 화공파이프에 있어서도 건조기 특히 화실의 내부구조를 복잡하게 만들고 축분건조기의 제작단가를 높이는 요인이 되는 것은 물론 교반날개가 봉상인 탓에 축분을 저으면서 건조하는 효율이 낮았다.

한편, 본인에 의한 실용신안등록출원 제92-24351호의 축분건조기는 교반통의 저부로 도입하는 열풍을 교반통의 주위로 유통시킨 후에 방출하므로서 상기 선행기술의 문제점을 보완하였는데, 축분의 건조처리효율과 에너지면에서 개선의 여지가 남아있는 것으로 판단된다. 건조통내에서 축분에 열풍을 쐬이는 것만으로는 축분 깊숙이까지 열풍이 침투하지 못해 그래도 건조시간이 더뎠다.

또한, 상기 본인에 의한 다른 선출원고안 제93-9305호는 교반익의 뿌리부분, 즉 회전축에 이러진 교반익의 뿌리부분이 대개 직각 또는 둔각이어서 여기에 분뇨가 끼면 인위적방법이 아니고는 긁어낼 수 없다. 그래서 이런 현상이 누적되면 결국 말라붙은 축분층이 두터워져 축분의 처리능률을 떨어뜨리고 교반익 회전축에 부하가 가중되어 기계적수명을 단축시키는 좋지못한 결과를 초래할 가능성이 있었다.

따라서, 본 고안의 목적은 건조시간의 단축, 악취제거, 및 교반익차에 달아붙는 축분의 억제효과가 큰 증기식 축분건조기를 제공하는 것이다.

본 고안은 축분투입구와 건조된 축분토출구를 가진 공지의 건조통 하반부 주벽과 바닥을 증기를 가열원으로 하는 가열실로 하여 건조통내의 축분을 외곽쪽에서 가열 건조토록 하고, 교반익차의 회전축과 교반익에도 증기를 공급하여 내부적으로 축분을 건조토록 함과 동시에 교반익의 발단에 저항익을 부착하여 축분의 교반이송방향을 인접한 다음 교반익차 쪽으로 돌림으로 건조통내에서 축분의 순환을 도와 건조가 촉진되도록 한 것이다.

또, 건조통 밖에는 응축기를 설치하여 덕트로 건조통의 천정에 연결함으로써 건조중 발생한 건조통내의 고온다습한 수증기를 뽑아내 응축하여 분뇨취를 제거하고 응축수는 방출토록 한 것이다.

그리고 교반익차의 직상부에는 각 교반익차와는 반대쪽으로 회전하면서 교반익차에 달라붙는 축분을 떨구게 구성한 것이다.

이하, 바람직한 실시예에 근거하여 작성한 첨부도면에 따라 더욱 구체적으로 본 고안을 설명한다.

제1도에서 보듯이, 본 고안에 의한 축분건조기는 크게 건조통(1)과 교반익차 구동부(2) 및 응축기(3)로 구분할수 있다. 건조통(1)의 정점에서는 축분투입구(11)를 배치하고, 정점의 일측에는 공압 또는 유압실린더(12)를 설치하여 이것으로 뚜껑(13)을 여닫을 수 있게 한다. 그리고 도면에서는 보이지 않지만 건조통(1)의 저면일측에는 건조된 축분을 토출하기 위한 축분토출구와 뚜껑 및 이 뚜껑을 여닫는 개폐기구(예: 실린더)도 함께 갖춰진다. 교반익차 구동부(2a, b)는 제1도의 우측단에 그리고 응축기(3)는 건조통(1)의 제1도의 앞쪽 좌측단에 배치되어 있다.

그리고 응축기(3)와 건조통(1)의 정점에 형성한 배기구(17)는 덕트(5)로 연결하여 건조통(1)내에서 축분이 건조되면서 발생하는 고온다습한 배기를 냉각시켜 응축토록 하고, 응축수는 냉각수 유입구(31)로 유입되고 열교환 계통을 순환한 물은 토출구(32)를 거쳐 도시하지 아니한 냉각탑으로 보내진다.

제2도에서 보듯이, 2조의 교반익차(4a, b)를 전제로 하므로 교반익차 구동부(2a, b)역시 2개조로 한다. 각 교반익차 구동부(2a, b)는 각기 모터(21a, b)의 회전축에 구동풀리(22a, b)와 건조통(1)의 일측단 밖으로 노출된 후술되는 교반익차의 회전축단에 고정축끼움한 종동풀리(23a, b), 구동풀리(22a)와 종동풀리(23a)간 및 다른 구동풀리(22a)와 종동풀리(23b)간에 두른 무한궤도형 전동수단(24a, b)을 근간으로 하고, 상기 종동풀리(23a, b)와 동축상에 설치한 전동기어(46a, b)와 건조통(1)에서 상기 전동기어(46a, b)쪽으로 노출된 축분 긁기용 스트류(7a, b)의 회전축(71a, b)끝에 고정축끼움하여 전동기어(46a, b)에 잇물림한 종동기어(72a, b)까지를 포함한다.

모터(21a)와 (21b)는 회전방향을 서로 달리한다. 이를테면 제2도의 좌측 모터(21a)가 우회전형으로 하면 우측 모터(21b)는 좌회전형으로, 또는 그 반대로 하는 것이다. 이것은 나중에 설명하지만 교반익차(4a)와 (4b)를 서로 반대방향으로 회전시켜 건조통(1)내에서의 휘젓기는 마찬가지이지만 이송방향만은 반대로 하여 건조통(1)내에서의 교반성을 강화하는데 긴요하다.

제3도는 건조통(1)의 내부구조를 나타낸 것이다. 이 그림에 있어서, 건조통(1)의 바닥쪽, 모서리는 양 교반익차(4a, b)의 회전축(41a, b)의 회전중심을 기준으로 교반익(42a, b)의 회전반경보다는 약간 큰 반경으로 절곡시켜 호상면(14)으로 하여 각진 부분을 없애고, 바닥면(15)는 평탄하게 한다. 호상면(14)은 축분이 끼어붙는 것을 방지하고, 평탄한 바닥면(15)은 회전방향이 각기 다른 교반익차(4a, b)에 의해 상대방 교반익차(4a) 또는 (4b)쪽으로 축분이 순탄하게 밀려가 자기구역에서의 축분의 전체현상이 일어나지 않게 하는 데 긴요하다. 만약 바닥면(15)에서 교반익차(4a, b)의 구역을 가르는 융기같은 장애물이 존재할 경우에는 상대방 구역으로 축분이 넘어가는 것이 저지당하기 때문에 교반건조능률면에서 뒤진다.

건조통(1)의 하반부 둘레에는 가열실(16)을 형성한다. 건조통(1)내에 투입되어 건조작업에 돌입할때 대개 그 높이의 절반쯤 축분을 채우고 건조작업을 진행한다. 축분이 채워지지 않는 중반 이후 윗부분은 공간으로 남겨저 증기가 차게 한다. 그래서 가열실(16)은 건조통(1)의 직접가열에만 필요하고, 따라서 가열실(16)은 축분이 차지하는 건조통(1)의 중반 이하 부위에만 형성하는 것이 에너지절약적 측면에서 유익하다. 그렇더라도 건조통(1)의 모든 주면에 걸쳐 가열실(16)을 형성할 수도 있다. 어쨌든 가열실(16)은 도시하지 아니한 보일러측에 연결하고, 가열실(16)의 외벽을 포함한 모든 건조통(1)의 전주면은 단열재(17)로 둘러 씌워서 열손실을 차단한다.

제4도에 나타난 바와 같이. 교반익차(4a, b)는 건조통(1)내에 설치하여 양 교반익(42a, b)이 서로 반대쪽으로 회전할때 서로에게 간섭하지 않도록 최소한의 축간거리를 띄우고 병렬로 설치하여 개별적으로 주어진 교반익차 구동부(2a, b)에 의해 구동하여 건조통(1)내의 축분을 휘저으면서 서로 반대쪽으로 이송시켜 축분의 건조를 도와주는 것으로, 개개의 교반익차(4a, b)는 저마다 하나의 회전축(41a, b)상에 교반익(42a, b)과 저항익(43a, b)을 부착한다.

교반익(42a, b)은 회전축(41a, b)의 대부분 차지하고 그 나머지를 저항익(43a, b)이 차지한다. 또, 회전익(42a, b)과 저항익(43a, b)은 날개의 방향을 달리해서 교반익(42a, b)에 의해 교반 이송돼 온 축분을 되돌아 가게 하며, 이들의 협동작용에 의하여 충분은 건조통(1)내를 순환하게 된다.

제3, 5도와 더불어 살필 때, 교반익(42a, b)은 속을 비우고 회전축(41a, b)에는 증기공(44)을 천공하며, 이들 증기공(44)과 그 위치의 교반익(42a, b)간은 단관(47)으로 접속하여 내부적으로 통하게 한다. 이로써 회전축(41a, b)의 일단을 통해 공급되는 증기는 증기공(44)과 단관(47)을 거쳐 교반익(42a, b)내로 유입되어 달구게 된다. 또, 건조통(1)밖으로 노출된 회전축(41a, b)의 후단에는 로터리 조인트(6)를 부착하고 이것을 보일러측에 연결된 증기관(도시생략)에 접속하여 교반익차(4a, b)의 회전에도 불구하고 언제나 보일러로부터의 증기공급이 원활토록 한다.

제3도로 돌아가서, 교반익차(4a, b)의 직상부에는 축분긁기용 스크류(7a, b)를 설치한다. 그리고 건조통(1)의 일측 밖으로 노출된 축분긁기용 스크류(7a, b)의 회전축(71a, b)선단에는 종동기어(72a, b)를 고정축 끼움하여 각기 전동기어(46a, b)에 접속한다. 이에 따라 각 축분긁기용 스크류(7a, b)는 그들의 교반익차(4a, b)의 회전방향과 엇갈려 회전하면서 교반익(42a, b)사이에 끼거나 달라붙은 축분을 긁어서 떨어뜨릴 수 있다.

그리고 한편으로 제6, 7도에서 보듯이, 교반익차(4a, b)의 회전축(41a, b)의 타단은 증기트랩(45)에 연결하고, 증기트랩(45)은 도시하지 아니한 보일러의 증류수 환수관측에 관으로 연결한다.

다음으로, 본 고안의 작용, 효과에 대하여 설명한다.

보일러에서 생산된 증기를 가열실(16)내에 공급하여 건조통(1)내부를 고온분위기로 조성하고 교반익차 구동부(2a, b)를 가동하여 교반익차(4a, b)를 회전시킨다. 이어서 실린더(12)를 조작하여 뚜껑(13)를 열고 건조통(1)의 대략 중간 높이만큼 들어차도록 축분을 투입한다. 이번에는 상기 실린더(12)를 역가동하여 뚜껑(13)를 닫고 본격적으로 축분건조작업에 돌입한다.

혹은 건조통(1)을 예열하기 전에 뚜껑(13)을 열고 건조할 분량의 축분을 투입한 다음 뚜껑(13)을 닫고 가열실(16)에 증기를 공급하면서 교반익차(4a, b)를 가동해도 된다. 응축기(3)는 축분의 건조가 본격적으로 이뤄질 때 가동하는 것이 건조통(1)의 고온분위기 조성에 이롭다.

보일러에서 공급되는 증기중의 일부는 가열실(16)로 유입되어 건조통(1)을 달굼으로써 축분에서 보면 외곽쪽의 축분에 열을 전하고, 다른 일부는 로터리 조인트(6)를 거쳐 회전축(41a, b)으로 유입되며 그 중의 일부 증기는 다시 증기공(44)과 단관(47)을 거쳐 교반익(42a, b)으로 유입되어 이들을 달궈서 축분측에서 볼 때 건조통(1)의 가열실(16)에서 먼 안쪽의 축분에 열을 전달한다.

이와 같이 건조통(1)에 의한 외곽의 축분건조작업과 회전축(41a, b) 및 교반익(42a, b)에 의한 안쪽 축분 건조작업이 동시적으로 병행되는 결과 건조통만의 가열에 의존했던 종전의 축분건조기에 비해 건조가 빨라진다.

축분건조과정에서는 필시 수증기가 발생한다. 그 수증기는 건조통(1)의 내부에서 축분이 차지하고 남은 상부의 공간으로 모였다가 덕트(5)를 거쳐 응축기(3)로 빨려나간다. 응축기(3)에서 응집된 응축수는 토출구(32)로 토출한다. 실험결과에 따르면 이때의 응축수는 pH 10정도의 약알칼리성을 띤다. 이 응축수를 정화설비로 보내 정화한 다음 토양에 뿌리면 각종 화학비료로 인해 산성화된 토양을 중화시키는 산성토양개선제(중화제)로서의 활용가치가 충분하다. 또, 열기를 품은 수증기가 응축될 때 축분의 냄새입자가 응축수에 녹아들어 대부분 사라지므로 축분냄새 때문에 고통받는 일을 개선할 수 있다.

건조통(1)의 가온에 이용된 후의 증기는 교반익(42a, b)내의 증기트랩(45)에 의하여 증류수만 보아 보일러로 되돌린다. 이 증류수는 아직 고온을 간직하고 있으므로 보일러로 되돌려 보충수로 활용하면 증기생산용 에너지비용이 절감되고 증기생산능률도 높아진다.

한편, 교반익차(4a, b)는 서로 반대방향으로 회전한다. 제4도를 참조할 때, 제1 교반익차(4a)는 시계방향으로 회전하고 제2교반익차(4b)는 반시계방향으로 회전한다. 그래서 축분은 바닥면(15)상에서 그들의 저항익(43a, b)을 바라보고 이송하게 된다. 이렇게 이송되던 축분은 교반익(42a, b)의 이송단에 이르러 각자의 저항익(43a, b)에 부딪치면서부터는 이송압력과 이송저지압력을 동시에 닫는다. 그러면 나아갈 길이 막힌 축분은 자연스레 상태측 교반익차(4b)의 교반익(42b) 및 교반익차(4a)의 교반익(42a)의 선단에서 끌어당기는 힘에 이끌려 상대측 교반익(42a, b)에 이끌려간다. 이런 작용은 교반익차(4a, b)가 가동중인 한에는 지속적으로 일어난다.

투입된 축분을 건조한 후 증기의 공급을 중지하고 교반익차(4a, b)를 비롯한 나머지 장치는 가동중인 상태로 토출구(도시생략: 교반익차 구동부의 반대쪽에서 저항익의 선단 아래쪽에 위치함)를 개방하여 건조된 축분을 쏟아내 적치장소로 옮긴다. 후속 축분의 건조는 앞서의 요령에 준하여 진행한다.

이상 설명한 바와 같은 본 고안의 축분건조기는 건조통의 길이 전반에 걸쳐 가열실로 유입되는 증기로는 건조통의 내부온도를 높여서 가열실에 가까이 있는 축분을 건조하고 가열실의 열기영향이 미치기 곤란한 내부 깊숙한 곳의 축분은 축분의 교반 이송용 교반익차를 증기로 가열하여 건조하는 것으로, 축분의 외곽과 안에서 동시에 열을 가하므로 외곽에서 열을 가했던 종래의 축분건조기에 비해 건조시간이 단축되고, 건조효율도 높다.

또, 열매체유를 사용하던 축분건조기와는 달리 무해한 증기를 건조열원으로 하므로 위생적이다. 또, 건조통내의 고온다습한 수증기와 가스는 응축기로 응축시키므로 축분취의 대부분을 제거할 수 있다. 또한, 종기트랩에서 모은 증류수는 보일러용수로써 유용하게 사용할 수 있다.

Claims (1)

1. 축분투입구와 건조된 축분토출구를 가진 가열식 건조통내에 투입된 축분을 휘저어주는 교반익차를 내장하여 교반익차 구동부로 가동토록 한 축분건조기에 있어서, 건조통(1) 하반부 주벽과 바닥을 증기식 가열식(16)로 구성하고, 교반익차(4a, b)는 한쌍을 옆으로 나란히 설치하되 그 회전축(41a, b)과 교반익(42a, b)을 중공체로 하여 증기를 공급해 가열토록 함과 동시에 회전축(41a, b)의 후미에는 교반익(42a, b)과는 나선방향이 상방되는 저항익(43a, b)을 부착하며, 또한 각 교반익차(4a, b)의 직상부에는 교반익차(4a, b)에 달라붙는 축분을 긁어내는 축분긁기용 스크류(7a, b)를 설치하여 교반익차 구동부(2a, b)에 동력적으로 연결하고, 건조통(1) 밖 일측에는 응축기(3)를 설치하고 덕트(5)로 건조통(1)의 천정에 연결하며, 상기 교반익차(4a, b)와 가열실(16)에서 보일러로 통하는 관로상에는 증기트랩(45)을 설치한 증기식 축분건조기.