WO2022250317A1 - 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치 - Google Patents

유기성 폐기물 고속 건조 발효장치 Download PDF

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WO2022250317A1
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허길동
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(주)이플러스텍
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    • B01F27/2122—Hollow shafts
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    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
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    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/60—Heating or cooling during the treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C05F3/06—Apparatus for the manufacture
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Definitions

  • the present disclosure relates to a high-speed dry fermentation apparatus for high-speed dry fermentation of organic waste such as livestock manure.
  • organic waste including livestock manure discharged from livestock farms may be dried and fermented through a recycling facility and reprocessed into compost.
  • a dry fermentation device for recycling livestock manure and the like includes a fermentation tank and a stirring blade provided inside the fermentation tank.
  • the organic waste contained in the fermentation tank is fermented while being continuously stirred by stirring blades.
  • the stirring shaft In the conventional case, it has a structure in which the hollow shaft is connected to the stirring blades by penetrating the outer hollow shaft from the inner hollow side of the double hollow shaft.
  • the connection pipe connecting the hollow shaft and the blades acts as a cause of load for the rotation of the hollow shaft. Therefore, there is a problem in that the stirring shaft may be damaged by acting as a resistance during rotation.
  • Fermentation of organic waste is achieved through the decomposition of organic matter by aerobic microorganisms.
  • aerobic microorganisms In order to decompose a large amount of organic matter in a short time and at a high speed, it is necessary to smoothly supply air necessary for the growth of the population of microorganisms into the fermentation tank.
  • the injection of air is usually made through the bottom of the fermentation tank or stirring blades.
  • An object of the present invention is to provide an organic waste high-speed dry fermentation apparatus for producing fermented organic matter by drying and fermenting organic waste in the shortest time.
  • This task is to improve the durability of the agitation shaft and agitation blades to prevent breakage of the agitation shaft and agitation blades in response to the external force caused by the organic waste introduced into the fermentation tank, and to ferment the organic waste while stirring it with strong rotational force to create organic waste. It is to provide a waste high-speed drying fermentation device.
  • This task provides an external air inlet system that prevents damage to the connector pipe and clogging of air holes when external air is introduced, removes the cause of deterioration in aerobic fermentation performance, and improves operational efficiency, thereby producing organic waste that has been dried and fermented at high speed. It is to provide a dry fermentation device.
  • An object of the present invention is to provide an organic waste high-speed dry fermentation apparatus capable of drying and fermenting organic waste at high speed through a smooth supply of air.
  • An object of the present invention is to provide an organic waste high-speed dry fermentation apparatus capable of fundamentally preventing clogging of air spray nozzles provided on spray agitator blades.
  • An object of the present invention is to provide an organic waste high-speed drying fermentation device capable of effectively supplying high-pressure compressed air to the end of each spray agitation blade.
  • the present problem is to provide a high-speed drying fermentation device for organic waste that is easy to install and maintain.
  • organic waste with high moisture content such as livestock manure, sewage/wastewater sludge, and leftover food
  • the stirring shaft is vertically connected by the operation of the lower drive unit.
  • an agitation shaft is installed in the center of the fermentation tank having a shell structure, and the stirring blades One end is supported on the stirring shaft, and the stirring blades include a lower stirring blade disposed at the bottom, an intermediate stirring blade disposed above the lower stirring blade, and an upper stirring blade disposed above the intermediate stirring blade.
  • the stirring blades include a lower stirring blade disposed at the bottom, an intermediate stirring blade disposed above the lower stirring blade, and an upper stirring blade disposed above the intermediate stirring blade.
  • it may be a structure in which the structure is differently arranged according to the installation position and processing function of each of the stirring blades.
  • the upper stirring blades consist of an upper 1st stirring blade disposed at the uppermost stage and an upper 2nd stirring blade installed immediately below the upper 1st stirring blade and formed to have the same shape as the upper 1st stirring blade, ,
  • the lower stirring blade and the middle stirring blade which are disposed below the cylindrical shell-shaped fermentation tank and receive a lot of load, are formed in the form of a frame in which a plurality of plate materials are combined, and are located above the cylindrical shell-shaped fermentation tank.
  • the upper 1-stage stirring blade or the upper 2-stage stirring blade which receives relatively less load than the lower stirring blade and the middle stirring blade, is formed in the form of a frame in which one plate material or a plurality of plate materials are combined, depending on the size of the load It may be a structure that forms the structure of the agitation blades differently according to the structure.
  • Two or more stirring blades are installed on the lower stirring blade and the upper first stirring blade, and may be installed at the same height while being symmetrical to the origin with respect to the center line of the stirring shaft.
  • the middle stirring blade and the upper two-stage stirring blade may have a structure in which only one stirring blade is installed at the same height as only one stirring blade is attached to the stirring shaft.
  • the upper 1st stirring blade and the upper 2nd stirring blade are composed of an upper front plate, an upper back plate, an upper upper plate, and an upper lower plate located in the traveling direction, and the upper front plate may have a structure provided with an upper protrusion for reducing rotational resistance. have.
  • the lower stirring blade is composed of a lower front plate, a lower back plate, a lower upper plate, and a lower lower plate located in the traveling direction.
  • the lower front plate is provided with a lower protrusion for reducing rotational resistance
  • the lower back plate of the lower stirring blade has a plurality of lower ends.
  • An air hole may be provided to promote fermentation by providing external air to the organic waste when the lower agitator blade rotates.
  • the intermediate stirring blade is composed of a front intermediate plate, a rear intermediate plate, an upper intermediate plate, and a lower intermediate plate located in the traveling direction.
  • An air hole may be provided to promote fermentation by supplying external air to the organic waste through the middle air hole of an air supply pipe installed inside the intermediate stirring blade when the middle stirring blade rotates.
  • the agitation shaft is provided with a support bracket for supporting one end of the agitation blades, the bracket is coupled to the agitation shaft and disposed, and the support bracket is provided with the intermediate agitation blades having one agitation blade installed at the same height. It may have a structure formed of a first bracket supporting the upper two-stage stirring blades, a lower stirring blade having a plurality of stirring blades installed at the same height, and a second bracket supporting the upper first-stage stirring blades.
  • a first through-hole inserted into the agitation shaft is formed in the first bracket, and a first support portion for supporting the middle agitator blade and the upper second-stage agitator blade is provided at one side of the first through-hole, and a second bracket may have a structure in which a second through hole inserted into the stirring shaft is formed, and second supports for supporting the lower stirring blades and the upper stirring blades are provided on both sides or upper sides of the second through hole.
  • Second brackets are respectively installed above and below the lower agitation blades, which are located at the bottom of the cylindrical shell-shaped fermentation tank and receive a lot of load, and are supported, and the middle agitation blades are First brackets are respectively installed and supported on the upper and lower sides based on , and the first bracket is installed and supported below the upper 2-stage stirring blades based on the upper 2-stage stirring blades. It may be a structure in which a second bracket is installed and supported below the upper first stirring blade.
  • the middle protrusion forms an isosceles triangle shape with the middle front plate as the base and the first plate and the second plate as side edges
  • the apex where the first plate and the second plate meet is disposed at the center of the middle front plate
  • the upper protrusion forms an isosceles triangle shape with the upper front plate as the base and the third and fourth plates as side edges, thereby forming the third and fourth plates.
  • a vertex where the plates meet may be disposed at the center of the upper front plate to reduce rotational resistance when the first and second stirring impellers are rotated.
  • the lower protrusion has the lower front plate as a base and the fifth and sixth plates as side edges, the fifth plate is disposed parallel to the lower lower plate, and the sixth plate is obliquely disposed to form a right triangle shape Accordingly, when the lower stirring blade rotates, it may have a structure that reduces resistance to be pushed upward due to fermented organic matter accumulated at the bottom of the cylindrical shell-shaped fermentation tank.
  • An air supply device for supplying external air is provided in the lower air hole and the middle air hole, and the air supply device includes a blower, a first supply pipe for moving air supplied from the blower, and the fixed third air supply pipe. It consists of a switching supply unit installed inside the rotating stirring shaft to supply air supplied from the first supply pipe to the rotating second supply pipe, and supplies the air supplied through the second supply pipe to the lower air hole and the middle air hole. In order to do this, it may have a structure formed of a third supply pipe installed inside the middle agitation impeller and inside the lower agitation impeller, and a branch supply pipe branching from the third supply pipe to supply air to the lower air hole and the middle air hole.
  • An air compressor is provided at a predetermined portion of the first supply pipe, in addition to a blower for supplying external air, so that when a part of the lower air hole and the middle air hole is blocked, high-pressure air is supplied to the lower air hole and the lower air hole. It may be a structure to open a hole blocked in the middle air hole.
  • the dry fermentation device of the present embodiment is a fermentation tank disposed vertically on the ground and having an organic waste accommodation space therein for dry fermentation of organic waste, and an agitator installed in the fermentation tank to agitate the manure introduced into the fermentation tank , It may include an air supply unit for supplying air into the fermentation tank through spray agitation blades of the agitator, and may have a structure capable of smoothly supplying air supplied from the air supply unit to the end of the agitator.
  • the stirrer includes an agitation shaft extending vertically and rotatably installed at the center of the fermentation tank, at least one jet agitation blade installed at intervals along the agitation shaft and injecting air to the outside, and connected to the agitation shaft to operate the agitation shaft. It may include a driving unit for rotating.
  • the agitator may further include at least one agitation blade disposed above the spray agitation blade along the agitation axis and stirring the organic waste without spraying air.
  • the air supply unit may have a structure that selectively supplies external air through a blower and high-pressure compressed air through a compressor.
  • the air supply unit includes an external air supply, a first air supply pipe connected between the external air supply and the front end of the stirring shaft and supplying air supplied from the external air supply, branched from the first air supply pipe and inside the stirring shaft.
  • One or more second air supply pipes extending along and individually supplying air to each jet agitation vane, a third air supply pipe installed inside the jet agitation vane and connected to the second air supply pipe extending to the jet agitation vane, It may include at least one or more jetting nozzles installed along the third air supply pipe and jetting air through a discharge port formed in the jetting agitation vanes.
  • the air supply unit may include a blower connected to the first air supply pipe to supply external air.
  • the air supply unit may include a compressed air unit connected to the first air supply pipe to supply compressed air.
  • the compressed air unit includes a compression pipe connected to the first air supply pipe, a compressor connected to the compression pipe to supply compressed air, an air tank for storing compressed air, an opening/closing valve for opening and closing the compression pipe, and a front end of the blower.
  • a check valve installed in the first air supply pipe to prevent the compressed air from flowing back to the blower.
  • the third air supply pipe may have a structure in which a spray nozzle formed in the third air supply pipe is fixed to an inner side of a surface on which an outlet of the spray agitation impeller is formed, and a spray nozzle formed in the third air supply pipe is directly connected to the outlet of the spray agitator impeller.
  • the first air supply pipe, the second air supply pipe, and the third air supply pipe may have structures having different inner diameters.
  • It may have a structure in which inner diameters become smaller toward the first air supply pipe, the second air supply pipe, and the third air supply pipe along the air supply direction.
  • the air supply unit may further include a connection connector selectively connecting between the third air supply pipe and the second air supply pipe.
  • the fermentation device may further include a control unit for supplying external air through a blower by controlling the supply of air or supplying high-pressure compressed air through a compressor.
  • a protrusion extending along the agitation blade or the spray agitation blade and forming a sharp triangular cross-sectional shape toward the outer tip to reduce resistance during rotation is further included to reduce the torque of the driving unit and save driving energy (power consumption). be able to
  • the cross-sectional structure of the stirring blades is formed differently through engineering review corresponding to the external force, thereby preventing breakage of the stirring blades.
  • the high-pressure compressed air from the compressor can be used to increase the efficiency of supplying filtered air, and to fundamentally prevent clogging of the outlet of the spray agitation vanes.
  • the air (compressed air) supplied from the blower and the compressor is divided from the first supply pipe to two or more second air supply pipes to the vertical agitation shaft, and the air is transferred through the third supply pipe of the jet agitation vane End of the jet agitation vane
  • By supplying air through the outlet it is possible to effectively supply air to the end of each jet agitator blade with less energy while minimizing pressure loss, and the air can be smoothly jetted through the outlet of the entire jet agitator blade.
  • connection of the air supply pipe is easy, it is possible to more easily assemble and disassemble the spray agitation blades to the agitation shaft, so that installation and maintenance are easy.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the inside of a cylindrical shell-shaped fermentation tank, a support frame, a drive unit, an organic waste inlet, and an odor outlet of a dry fermentation apparatus according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a front view schematically showing the stirring shaft and the stirring blades of the dry fermentation device according to the first embodiment.
  • 3 and 4 are cross-sectional views schematically showing the installation state of the air supply device of the dry fermentation device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view and cross-sectional view schematically showing (a) upper agitator blades, (b) middle agitator blades, and (c) lower agitator blades of the organic waste high-speed dry fermentation apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is (a) a plan view of a first bracket, (b) a plan view of a second bracket, and (c) a plan view of a second bracket according to another embodiment of the organic waste high-speed drying fermentation apparatus according to a first embodiment.
  • FIG. 7 is an exemplary view showing a wall module coupling structure of the organic waste high-speed dry fermentation apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view in a vertical direction when a plurality of wall modules are vertically coupled to form an outer wall in the organic waste high-speed drying fermentation apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view in the horizontal direction when a plurality of wall modules are combined left and right to form an outer wall in the organic waste high-speed drying fermentation device according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing an organic waste high-speed dry fermentation apparatus according to a second embodiment.
  • 11 and 12 are schematic views showing the structure of the second air supply pipe of the organic waste high-speed dry fermentation apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view along line A-A of FIG. 3 according to the present embodiment.
  • the present embodiment can be applied to the treatment of various organic wastes such as high-viscosity livestock manure, low-viscosity livestock manure, cow manure, dairy manure, chicken manure, pig manure, food waste or sewage wastewater sludge as organic waste.
  • organic wastes such as high-viscosity livestock manure, low-viscosity livestock manure, cow manure, dairy manure, chicken manure, pig manure, food waste or sewage wastewater sludge as organic waste.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the inside of a cylindrical shell-shaped fermentation tank of a dry fermentation apparatus according to a first embodiment
  • FIG. 2 schematically shows an agitation shaft and agitation blades according to the first embodiment.
  • Figure 3 is a front view schematically showing the installation state of the air supply device according to the first embodiment
  • Figure 4 is a plan view schematically showing the installation state of the air supply device according to the first embodiment
  • 5 is a perspective view and cross-sectional view schematically showing (a) an upper stirring blade, (b) an intermediate stirring blade, and (c) a lower stirring blade according to the first embodiment
  • Figure 7 shows another wall module 700 on the right side of one wall module 700 8 is a partial cross-sectional view in the vertical direction when a plurality of wall modules 700 are combined vertically to form an outer wall
  • FIG. 9 is a plurality of wall
  • the organic waste fermentation apparatus is a drum-shaped cylindrical shell-shaped fermentation tank for organic waste with high moisture such as livestock manure, sewage / wastewater sludge, and leftover food.
  • (10) Introduce into the interior and rotate the stirring shaft 100 vertically connected to the driving unit by the rotation of the lower driving unit and the stirring blades 200, 300, and 400 coupled to the stirring shaft in a direction perpendicular to the stirring shaft to ferment and dry the organic waste 1000 while agitating it. It makes fermented organic matter.
  • the agitation shaft 100 is installed in the center of the cylindrical shell-shaped fermentation tank 10, and one end of the agitation blades is supported on the agitation shaft 100.
  • the stirring blades include a lower stirring blade 200 disposed at the bottom, an intermediate stirring blade 300 disposed above the lower stirring blade 200, and an upper stirring blade disposed above the middle stirring blade 300 ( 400).
  • the organic waste fermentation apparatus is characterized in that the agitation shaft and the agitation blades are prevented from breaking by arranging the structure differently according to the installation position and treatment function of each agitation blades 200, 300, and 400.
  • the upper stirring blades 400 are installed directly under the first stirring blades 401 disposed at the uppermost stage and the first stirring blades 401 of the upper stage, and have the same shape as the first stirring blades 401 of the upper stage. It consists of the upper two-stage agitation blades 402 formed to have.
  • the upper 1st stirring blade 401 and the upper 2nd stirring blade 402 are composed of an upper front plate 431, an upper back plate 432, an upper upper plate 421 and an upper lower plate 422 located in the traveling direction, ,
  • the upper front plate 431 is provided with an upper protrusion 410 to reduce rotational resistance.
  • the lower agitator blades 200 and the middle agitator blades 300 which are disposed below the fermentation tank 10 and receive a lot of load, are formed in a frame shape in which a plurality of plate materials are combined.
  • the upper 1st stirring blade 401 or the upper 2nd stirring blade 402 which is located above the fermentation tank and receives a relatively small load compared to the lower stirring blade 200 and the middle stirring blade 300, is one It is formed in the form of a frame in which a plate or a plurality of plate materials are combined to form different structures of the stirring blades according to the size of the load.
  • two or more stirring blades are installed on the lower stirring blade 200 and the upper first stirring blade 401, and are installed at the same height while being symmetrical to the center line (A) of the stirring shaft 100.
  • the lower stirring blade 200 is composed of a lower front plate 231, a lower back plate 232, a lower upper plate 221, and a lower lower plate 222 located in the traveling direction, and the lower front plate 231 reduces rotational resistance.
  • a lower protrusion 210 is provided.
  • the lower protrusion 210 has the lower front plate 231 as the base and the fifth plate 211 and the sixth plate 212 as the side, but the fifth plate 211 is parallel to the lower lower plate 222.
  • the sixth plate 212 is arranged obliquely to form a right-angled triangle shape, when the lower stirring blade 200 rotates, resistance to being lifted upward due to dried fermented organic matter accumulated at the bottom of the fermentation tank is reduced. let it
  • a plurality of lower air holes 240 are provided in the lower rear plate 232 of the lower agitating blade 200 to provide external air to the organic waste when the lower agitating blade 200 rotates to promote fermentation.
  • the middle agitation blade 300 is composed of a front middle plate 331, a back plate 332, an upper middle plate 321, and a lower middle plate 322 located in the traveling direction, and the front middle plate 331 reduces rotational resistance.
  • a stop protrusion 310 is provided.
  • a plurality of middle air holes 340 are provided in the middle back plate 332 of the middle agitator blade 300 to supply external air to the organic waste 1000 when the middle agitator blade rotates to promote fermentation.
  • the middle protrusion 310 forms an isosceles triangle shape with the middle front plate 331 as the base and the first plate 311 and the second plate 312 as the side sides, so that the first plate 311 and the second plate 311
  • the vertex where the two plates 312 meet is disposed at the center of the middle front plate 331 to reduce rotational resistance when the middle agitator blade 300 rotates.
  • the upper protrusion 410 has the upper front plate 431 as the base and the third plate 411 and the fourth plate 412 as the side sides to form an isosceles triangular shape, thereby forming the third plate 411 and the fourth plate 411.
  • the vertex at which the plate 412 meets is disposed at the center of the upper front plate 431 to reduce rotational resistance when the first stirring blade 401 and the second stirring blade 402 are rotated.
  • an air supply device for supplying external air is provided in the lower air hole 240 and the middle air hole 340 .
  • the air supply device includes a blower 60, a compressor, a backflow prevention damper 61 installed in the pipe at the front end of the blower to prevent high-pressure backflow when the compressor is operating, and a first supply pipe for moving air supplied from the blower 60 ( 70) and a switching supply unit 80 for supplying the air supplied from the fixed first supply pipe 70 to the rotating second supply pipe 90 installed inside the rotating stirring shaft 100.
  • the intermediate stirring blades 300 and the inside of the lower stirring blades 200 are provided. It is formed as a third supply pipe 91 and a branch supply pipe 92 branching from the third supply pipe 91 to supply air to the lower air hole 240 and the middle air hole 340.
  • the air compressor 50 is provided at a predetermined portion of the first supply pipe 70, so that when some of the lower air hole 240 and the middle air hole 340 are blocked, high-pressure air is provided to the lower air hole ( 240) and the middle air hole 340 are characterized by drilling a blind hole.
  • the stirring shaft 100 is provided with a support bracket for supporting one end of the stirring blades, and the bracket is coupled to the stirring shaft 100 and disposed.
  • the support bracket includes a first bracket 110 supporting the middle agitation impeller 300 and the upper second agitation impeller 402 in which one agitation impeller is installed at the same height, and a plurality of agitation impellers at the same height. It is formed of a second bracket 120 supporting the installed lower stirring blades 200 and the upper first stage stirring blades 401.
  • first bracket 110 is formed with a first through hole 111 inserted into the agitation shaft 100, and on one side of the first through hole 111, the middle agitation blade 300 and the upper second stage agitation blade A first support 112 supporting the 402 is provided.
  • the second bracket 120 is formed with a second through hole 121 inserted into the stirring shaft 100, and on both sides or upper side of the second through hole 121, the lower stirring blade 200 and the upper first stage stirring A second support part 122 supporting the wings 401 is provided.
  • second brackets 120 are respectively installed and supported above and below the lower agitator blade 200, which is located at the bottom of the fermentation tank 10 and receives a lot of load, based on the lower agitator blade 200.
  • the middle agitation impeller 300 is supported by installing first brackets 110 above and below the middle agitation impeller 300, respectively, and the upper two agitation impellers 402 in the upper two agitation impellers 402 Based on the first bracket 110 is installed and supported below.
  • the upper first stirring blade 401 is supported by a second bracket 120 installed below the upper first stirring blade 401 as a standard.
  • the fermentation tank 10 is formed by combining a plurality of wall modules 700 vertically and horizontally.
  • FIG. 7 another wall module 700 is shown on the right side of one wall module 700, and a plurality of wall modules 700 are combined vertically and horizontally to form a cylindrical shell. It forms the wall of the tank 10.
  • FIG. 8 shows a vertical partial cross-sectional shape when a plurality of wall modules 700 are combined vertically and horizontally to form an outer wall
  • FIG. 9 shows a horizontal partial cross-sectional shape.
  • one wall module 700 transfers the load of the inner wall to the outer wall between the inner wall 710 and the outer wall 720 and between the outer wall and the inner wall.
  • the load applied to the inner wall 710 is transmitted to the outer wall 720 by injecting the filling material 750, the load generated inside the shell is transferred to the inner wall 710, the filler 750, and the outer wall ( 720) is characterized in that it corresponds through a complex cross-sectional structure corresponding together.
  • the inner wall 710 is stainless and the outer wall 720 is made of steel, and when the height of the inner wall 710 is h1 and the height of the outer wall 720 is h2 h1 >h2 is formed.
  • a lower wall plate 740 and an upper wall plate 730 are provided to integrally form the inner wall 710 and the outer wall 720.
  • Figure 8 (a) shows one coupling method.
  • the upper surface of the lower wall plate 740 is the inner wall 710 and the outer wall 720.
  • the lower end is connected, the upper end of the outer wall 720 is coupled to a predetermined portion of the lower surface of the upper wall plate 730, and one end of the upper wall plate 730 is coupled to a predetermined portion of one surface of the inner wall 710.
  • Figure 8 (b) shows another coupling method.
  • the coupling method of the upper wall plate 730, the inner wall body 710 and the outer wall body 720 is the same as that of Figure 8 (a), but the lower wall plate 740
  • the upper surface has a difference in that the lower end of the outer wall 720 is coupled and one end of the lower wall plate 740 is coupled to the lower part of one side of the inner wall 710.
  • the horizontal width of the inner wall and the vertical size has an advantageous aspect in determining the size of the wall of the fermentation tank 10.
  • the inner surface is all made of stainless steel as it is connected only to the inner wall
  • the end of the lower wall plate 740 is connected between the inner walls so that the inner surface It is formed from the end of the strain and the lower wall plate, so there is a difference, but it is natural that it can be designed and constructed according to the site situation.
  • right and left wall plates 745 and left wall plates 735 are provided to integrally form the inner wall 710 and the outer wall 720 on the left and right sides.
  • the left side of FIG. 9 is set to the upper side and the right side is set to the lower side (that is, a state in which FIG. 9 is rotated clockwise by 90 degrees).
  • Figure 9 (a) shows one coupling method, in order to integrally form the inner wall 710 and the outer wall 720, the upper surface (left side when viewed in FIG. 9) of the right wall plate 745 is the inner wall ( 710) and the lower end of the outer wall 720 are connected, the upper end of the outer wall 720 is coupled to a predetermined portion of the lower surface of the left wall plate 735, and one end of the left wall plate 735 is one side of the inner wall 710. It is bound to a predetermined part of
  • Figure 9 (b) shows another coupling method.
  • the coupling method of the left wall plate 735, the inner wall 710 and the outer wall 720 is the same as in (a) of FIG. 9, but the right wall plate 745
  • the upper surface of the inner wall 710 is coupled to the lower end and one end of the right wall plate 745 is coupled to the lower part of one side of the outer wall 720.
  • the inner wall Horizontal and vertical sizes are advantageous in determining the size of the wall of the fermentation tank 10. That is, in (b) of FIG. 9, the inner surface is all made of stainless steel as it is connected only to the inner wall, whereas in (a) of FIG. 9, the end of the right wall plate 745 is connected between the inner walls, so the inner surface is It is formed from the end of the strain and the lower wall plate, so there is a difference, but it is natural that it can be designed and constructed according to the site situation.
  • the cross section forming the outer shell of the wall module 700 is the first end face 711 of the inner wall 710, the second end face 721 of the outer wall 720, and the third end face of the upper wall plate 730 ( 731), the fourth end surface 741 of the lower wall plate 740, the fifth end surface 736 of the left wall plate 735, and the sixth end surface 746 of the right wall plate 746. It has a solid structure, and the filling material 750 is located between the inner wall and the outer wall, so that the heat insulation function in response to the external temperature and the load resistance (HOOF TENSION) of the organic waste inside the cylindrical shell fermentation tank are preceded. It is characterized in that the load transfer function of receiving the internal force of the receiving inner wall and transmitting it to the outer wall is simultaneously performed.
  • the outer wall 720 is made of steel
  • the inner wall 710 is made of stainless steel
  • a filling material 750 is provided between the outer wall 720 and the inner wall 710. .
  • the inner wall 710 is made of stainless steel to respond to the corrosion resistance of the organic waste flowing into the cylindrical shell fermentation tank 10, and the internal load is maintained between the outer wall 720 and the inner wall 710.
  • the interior and exterior walls 720 are designed to respond to the internal force according to the input capacity of the internal organic waste in a composite cross-section, and the cylindrical shell fermentation tank (10 ), the durability life span increases, and in the case of increasing the capacity of the cylindrical shell fermentation tank 10, it includes a structure capable of securing durability, corrosion resistance, and economic feasibility at the same time with a composite cross section.
  • the material of the inner wall 710 and the outer wall 720 is doubled according to the contact area of the organic waste 1000, and the insulation function corresponding to the external temperature and the structural function of transmitting the internal load to the outside are filled. It is possible to improve the service life of the cylindrical shell fermentation tank 10 by providing durability and corrosion resistance.
  • first wall module when one wall module located below is referred to as a first wall module and a wall module installed directly above the first wall module is referred to as a second wall module,
  • the upper wall plate and the lower wall plate of the second wall module are disposed to face each other, but are disposed to have a space apart from each other.
  • the inner wall 710 of the first wall module and the inner wall of the second wall module of the combination of the first wall module and the second wall module are arranged to form a straight line with each other.
  • the coupling inside the cylindrical shell fermentation tank 10 is coupled by welding 780, and the coupling outside the cylindrical shell fermentation tank is a state in which the spacer 760 is inserted in the spaced space It is preferable to combine the upper wall plate 730 of the first wall module and the lower wall plate 740 of the second wall module with bolts 770.
  • one wall module located on the left side in the horizontal direction is referred to as a third wall module, and the wall module installed immediately to the right of the third wall module is provided.
  • the right wall plate of the third wall module and the left wall plate of the fourth wall module are arranged to face each other, but are arranged so as to have a space apart from each other.
  • the inner wall 610 of the third wall module and the inner wall of the fourth wall module of the combination of the third wall module and the fourth wall module are arranged to form a straight line with each other.
  • the coupling inside the cylindrical shell fermentation tank 10 is coupled by welding 780, and the coupling outside the cylindrical shell fermentation tank is a state in which the spacer 760 is inserted in the spaced space
  • FIGS. 11 and 12 show some configurations of the high-speed dry fermentation apparatus in detail.
  • the high-speed dry fermentation device (hereinafter, referred to as the fermentation device 100) of this embodiment is disposed vertically on the ground and has an organic waste receiving space therein to dry and ferment organic waste.
  • the agitator 20 installed in the fermentation tank 10 to agitate the manure introduced into the fermentation tank 10, and the spray agitating blades 23 of the agitator 20 It may include an air supply unit 30 for supplying air to the.
  • the fermentation device 100 of the present embodiment may dry and ferment the organic waste through organic matter decomposition of aerobic microorganisms by supplying external air while stirring the organic waste put into the fermentation tank 10 with the stirrer 20.
  • the fermentation tank 10 has a cylindrical cross-sectional structure with an empty interior.
  • This embodiment may be a vertical structure in which the fermentation tank 10 is erected and installed vertically on the ground.
  • the y-axis direction is referred to as a vertical direction or a vertical direction. do.
  • An inlet 12 for inputting organic waste may be provided at the top of the fermentation tank 10, and an outlet 14 for discharging fermented compost may be provided at the bottom.
  • the size or structure of the fermentation tank 10 may be variously modified.
  • the stirrer 20 of the present embodiment includes a stirring shaft 21, a spray stirring blade 22 installed on the stirring shaft 21, a stirring blade 23, and a drive unit 23 for rotating the stirring shaft 21.
  • the stirring shaft 21 is disposed at the center of the fermentation tank 10 and extends vertically along the vertical direction. Both ends of the stirring shaft 21 may be rotatably installed at the upper and lower ends of the fermentation tank 10 via, for example, ball bearings.
  • a driving unit 23 is connected to one end of the stirring shaft 21 to rotate and drive the stirring shaft 21 .
  • the driving unit 23 may be provided under the fermentation tank 10 and connected to the lower end of the stirring shaft 21.
  • the drive unit 23 may have a structure using, for example, the rotational force of a motor or the extension driving force of a drive cylinder.
  • the stirring blades 23 and the spray stirring blades 22 may be installed at intervals.
  • the stirring blades 23 may be disposed above the spray stirring blades 22 .
  • the stirring blades 23 have a structure that does not spray air because they are not connected to the air supply unit 30, and serve to stir organic waste while rotating according to the drive of the stirring shaft 21. .
  • the stirring blades 23 may be arranged and installed with a height difference along the stirring shaft 21 .
  • one or two or more stirring blades 23 may be arranged at intervals along the circumferential direction of the stirring shaft 21.
  • the installation position or number of the stirring blades 23 may be variously modified.
  • Jet agitation blades 22 are provided below the agitation blades to inject air.
  • a plurality of spray agitator blades 22 may be installed vertically at intervals along the agitator shaft 21 .
  • the present embodiment may have a structure in which spray agitator blades 22 are provided at intervals along the agitation shaft 21 at upper, middle, and lower positions, respectively.
  • the number of spray agitation blades 22 installed on the agitation shaft 21 is not limited thereto and may be variously modified.
  • one or two or more spray agitator blades 22 may be arranged at intervals at a predetermined angle along the circumferential direction of the agitation shaft 21 at each position in the upper, middle, or lower portion.
  • two or more jet agitator blades positioned at the bottom of the agitation shaft may be arranged in a circumferential direction.
  • One end of the spray agitation blade 22 is installed perpendicular to the agitation shaft 21, and the other end extends toward the inner surface of the fermentation tank 10.
  • the spray agitator blades 22 may be fixed to the agitator shaft 21 by welding.
  • the agitation shaft 21 and the jet agitation blades 22 may have a hollow pipe structure having an empty inside. Accordingly, a separate pipe structure for supplying external air may be installed inside the agitation shaft 21 and the jet agitation blades 22.
  • a hole 25 is formed on the side of the agitation shaft 21 to communicate the inside of the agitation shaft 21 and the spray agitation vane 22 according to the installation position of the jet agitation vane 22 .
  • the stirring shaft 21 rotates, and the stirring blades 23 and spray stirring blades 22 installed on the stirring shaft 21 rotate to stir the organic waste filled in the fermentation tank 10 .
  • Protrusions 27 for reducing resistance may be installed on the stirring blades 23 or the spray stirring blades 22.
  • the protruding portion 27 installed on the spray agitation blade 22 will be described as an example.
  • the protrusions installed on the stirring blades replace them.
  • the protruding part 27 is installed along the rotational direction of the jet agitating blade 22 on the front surface, that is, on the surface opposite to the surface where the discharge port 36 is formed.
  • the protrusions 27 are continuously formed along the spray agitation blades 22 . Accordingly, the protrusions 27 installed on the front surface of the spray agitation blades 22 reduce resistance of the organic waste.
  • the protruding portion 27 has a structure forming a sharp triangular cross-section shape toward the tip.
  • the protruding portion 27 may be formed in a cross-sectional structure of an isosceles triangle or a right triangle.
  • the protruding portion 27 may be installed by joining two plates at a predetermined angle or by bending one plate at a predetermined angle and bonding to the spray agitator blades 22 .
  • the rotational resistance applied to the jet agitator blade can be reduced by the protruding portion disposed at the front side along the rotation direction. Accordingly, it is possible to reduce driving energy (amount of electric power) by reducing the torque of the driving unit.
  • the air supply unit 30 can inject air through each jet agitation vane while minimizing pressure loss. Accordingly, it is possible to effectively supply air or high-pressure compressed air supplied from the air supply unit 30 individually to the end of each spray agitation blade 22 .
  • the air supply unit 30 of the present embodiment includes an external air supply unit, a first air supply pipe 31 installed in the external air supply unit and connected to the front end of the stirring shaft 21 to supply air, and the first air supply pipe 31
  • a plurality of second air supply pipes 33 branched from and extending along the inside of the agitation shaft 21 to supply air to the jet agitation vanes 22, installed inside the jet agitation vanes 22 and supplying air to the jet agitation vanes 22
  • the third air supply pipe 34 connected to the second air supply pipe 33 on one side extending to the third air supply pipe 34 is installed along the third air supply pipe 34 and blows air through the outlet 36 formed in the spray agitation vane 22 It may include at least one or more spray nozzles 35 to do.
  • the air supplied through the first air supply pipe 31 may be divided by the second air supply pipe 33 and transferred to each jet agitation vane 22 after branching along the agitation shaft 21 .
  • the supply of air through each jet agitation vane has not been properly performed.
  • the external air supplier may be understood as a device for forcibly supplying external air through a first supply pipe driven by electric power such as a blower or a compressor.
  • the external air supplier of this embodiment includes a blower 32 installed in the first air supply pipe 31 to supply external air, and a compressed air unit 40 connected to the first air supply pipe 31 to supply high-pressure compressed air. ), it is possible to selectively supply external air or high-pressure compressed air.
  • the air supply unit 30 may further include a control unit 50 that controls the supply of external air by the blower 32 and the supply of compressed air through the compressed air unit 40 .
  • the control unit 50 may appropriately control the supply or supply amount of external air or high-pressure compressed air according to operating conditions such as, for example, the viscosity of organic waste.
  • the blower 32 is connected to the first air supply pipe 31 and supplies external air to the first air supply pipe 31 .
  • the blower 32 may have a structure that constantly supplies outside air. As the blower 32 is driven, external air is continuously supplied to the third air supply pipe 34 of each jet agitation vane 22 through the first air supply pipe 31 and each second air supply pipe 33.
  • the compressed air unit 40 may have a structure that supplies high-pressure compressed air through the first air supply pipe 31 intermittently or at set time intervals as needed.
  • the compressed air unit 40 includes a compression pipe 41 connected to the first air supply pipe 31, a compressor 42 connected to the compression pipe 41 to supply compressed air, and a compressor 42 for storing compressed air.
  • a valve 46 may be included.
  • the compressor 42 compresses external air and stores it in the air tank 43 .
  • the high-pressure compressed air stored in the air tank 43 is supplied to the first air supply pipe 31 through the compression pipe 41 .
  • the compression pipe 41 connects the air tank 43 and the first air supply pipe 31. On one side of the compression pipe 41, an opening/closing valve 44 for opening and closing the compression pipe 41 is installed.
  • the on/off valve 44 may be controlled and driven by the control unit 50 .
  • the compression pipe 41 and the first air supply pipe 31 are connected, and the high-pressure compressed air stored in the air tank 43 passes through the compression pipe 41 to the first air supply pipe. (31) is supplied.
  • a check valve 46 is installed at the front end of the blower 32, and in the process of supplying high-pressure compressed air from the compression pipe 41 to the first air supply pipe 31 according to the operation of the on-off valve 44, the compressed air is compressed. It is possible to prevent air from flowing back to the blower 32 . Accordingly, it is possible to prevent the blower from being damaged by high-pressure compressed air.
  • high-pressure compressed air can be selectively supplied to each spray agitation vane 22 if necessary according to set time intervals or conditions.
  • air is branched through the second air supply pipe 33 and individually supplied to the spray agitation blades 22 connected to the second air supply pipe 33, thereby minimizing pressure loss and supplying air to each spray agitation blade ( 22) can be made smoothly to the end.
  • the first air supply pipe 31 is a pipe structure for transporting fluid, and is connected to an upper end of the agitation shaft 21 and connected to a plurality of second air supply pipes 33 installed in the agitation shaft 21 .
  • An air distribution chamber 37 for connecting the first air supply pipe 31 and the second air supply pipe 33 may be provided at an upper end of the stirring shaft 21 .
  • the air distribution chamber 37 is provided on the stirring shaft 21, and a plurality of second air supply pipes 33 are installed in communication with the lower part of the air distribution chamber 37.
  • the first air supply pipe 31 may be rotatably installed at the top of the air distribution chamber 37 while maintaining an airtight state.
  • a sealing unit 38 may be installed between the first air supply pipe 31 and the air distribution chamber 37 for airtightness and smooth rotation.
  • a piping hydraulic holder or a retainer seal may be used for example.
  • the air distribution room 37 has a chamber structure having a space therein, and connects a first air supply pipe 31 and a plurality of second air supply pipes 33.
  • the size of the inner space of the air distribution chamber 37 may be variously modified.
  • Air supplied through the first air supply pipe 31 is introduced into the inner space of the air distribution chamber 37 . Since the plurality of second air supply pipes 33 communicate with the air distribution chamber 37, the air is branched out to the plurality of second air supply pipes 33.
  • the air supplied from the first air supply pipe 31 can be evenly branched and supplied to the plurality of second air supply pipes 33.
  • the second air supply pipe 33 is a pipe structure for transporting fluid, and diverges the air supplied through the first air supply pipe 31 and supplies it to each jet agitation vane 22 .
  • the second air supply pipe 33 is installed inside the hollow stirring shaft 21 .
  • the upper end of the second air supply pipe 33 is installed in communication with the air distribution chamber 37 and is connected to the first air supply pipe 31 .
  • the lower end of the second air supply pipe 33 extends to the bottom along the agitation shaft 21, and the third air supply pipe 34 installed in the spray agitation vane 22 through the hole 25 formed in the agitation shaft 21 connected with
  • Each second air supply pipe 33 may be installed along the inner circumferential surface of the stirring shaft 21 in contact with the inner circumferential surface. Accordingly, the plurality of second air supply pipes 33 can be more stably installed in the stirring shaft 21 .
  • the second air supply pipe 33 may be provided according to the number of jet agitation blades 22 disposed along the circumferential direction of the agitation shaft 21 .
  • Each second air supply pipe 33 is connected to and installed with at least one jet agitation vane arranged vertically at the same position along the circumferential direction of the agitation shaft.
  • three second air supply pipes 33 may also be provided.
  • the three second air supply pipes 33 extend vertically along the agitation shaft 21 to the bottom, and branch into the third air supply pipes of the spray agitation vanes 22 arranged vertically at the corresponding position.
  • the number of installations of the second air supply pipe 33 may be variously modified.
  • the air supplied through the first air supply pipe 31 may be branched into the second air supply pipe 33 and supplied to the jet agitation vanes 221 connected to each second air supply pipe. Therefore, it is possible to send the air supplied from the first air supply pipe to the end of each jet agitation vane 22 while minimizing energy loss.
  • the blower 32 can operate even with less energy. It is possible to inject external air by the air or high-pressure compressed air by the compressor 42 through the third air supply pipe 34.
  • the third air supply pipe 34 is a pipe structure for fluid transfer, and is connected to the second air supply pipe 33 to eject the air supplied through the second air supply pipe 33 to the outside through the spray agitation vanes 22. do.
  • the third air supply pipe 34 is separately provided and installed within the inner space of the jet agitation vanes 22. Accordingly, the air may be circulated through the third air supply pipe 34 and injected through the injection nozzle 35 installed in the third air supply pipe 34 .
  • the size of the jet agitator blades may be larger to agitate highly viscous organic waste. Even if the size of the jet agitation blades increases, since air is supplied through the third air supply pipe, no pressure loss occurs.
  • the stirring blades are installed in a direction perpendicular to the stirring shaft, and have a structure in which external air is supplied through the hollow stirring shaft and the outlet of the hollow stirring blade.
  • This structure was developed according to the low-pressure and low-speed blower for low-viscosity organic waste. However, it is not easy to supply external air only by supplying low-pressure and low-velocity air to high-viscosity organic waste.
  • a plurality of second air supply pipes 33 are provided, and a third air supply pipe 34 is provided inside the jet agitation vane 22 and connected to the second air supply pipe 33, so that the jet agitation vane (22) can be easily installed on the stirring shaft (21). This will be explained again later.
  • the structure of the third air supply pipe 34 installed on each jet agitation blade 22 is the same.
  • a plurality of injection nozzles 35 are arranged and installed along the third air supply pipe 34.
  • the injection nozzle 35 is connected to the discharge port 36 formed in the injection agitation blade 22 . Accordingly, the air injected from the spray nozzle 35 may be sprayed out from the spray agitator blade 22 through the discharge port 36 .
  • the first air supply pipe 31, the second air supply pipe 33, and the third air supply pipe 34 may have structures having different inner diameters so that air can be supplied with less energy while minimizing pressure loss. have. That is, the inner diameter may become smaller toward the first air supply pipe 31, the second air supply pipe 33, and the third air supply pipe 34 along the air supply direction.
  • the inner diameter of the second air supply pipe 33 has a structure smaller than that of the first air supply pipe 31, and air supplied at a predetermined pressure and flow rate through the first air supply pipe 31 is supplied through a plurality of second air supply pipes 33. Even if it is branched and supplied, it can be supplied to each jet agitation vane 22 while maintaining the pressure and flow rate.
  • the third air supply pipe 34 has a smaller diameter than the second air supply pipe 33, and even if a plurality of injection nozzles 35 are formed in the second air supply pipe 33, the second air supply pipe 34 The supplied air may be injected at the calculated flow rate and pressure through each injection nozzle 35 .
  • the present embodiment prevents loss of energy, and can effectively supply air from the first air supply pipe 31 to each jet agitation vane 22, which is the end, even when using less energy (flow rate and flow rate). Accordingly, it is possible to maximize the jetting pressure and jetting flow rate of the air finally jetted from the outlet 36 of the jetting agitator blades 22.
  • the third air supply pipe 34 may be fixedly installed inside the jet agitation vane 22 to form one unit. As shown in FIGS. 12 and 13 , the third air supply pipe 34 is fixedly installed inside the jet agitation vane 22 .
  • the discharge port 36 of the spray agitation impeller 22 may be fixed to the surface where the discharge port 36 of the spray agitation impeller 22 is formed by welding or a fixing bracket and installed along the inner surface. Accordingly, the discharge port 36 formed in the jet agitation blade 22 and the jet nozzle 35 installed in the third air supply pipe 34 can be directly connected. Therefore, the air supplied to the third air supply pipe 34 is injected from the injection nozzle 35 and can be directly injected to the outside through the discharge port 36 without loss of flow rate or pressure.
  • the center of gravity of the jet agitation vane 22 is not tilted toward the discharge port even if the third air supply pipe 34 is installed biased toward the surface where the discharge port 35 is formed.
  • the third air supply pipe 34 is installed on one side of the center of the jet agitation blade 22 and the protrusion 27 is installed on the opposite side, so that weights can be balanced with each other. Therefore, the spray agitator blades 22 can be rotated while minimizing twist on their own.
  • connection connector 39 selectively connecting the pipes may be further provided.
  • connection connector 39 is, for example, a male and female coupling structure that is installed at the tips of the third air supply pipe 34 and the second air supply pipe 33 and engages with each other, and can be connected and disconnected with one touch. .
  • the connection connector 39 may be applied to both structural surfaces capable of connecting or disconnecting the tips of the third air supply pipe 34 and the second air supply pipe 33.
  • the third air supply pipe 34 and the spray agitation blades 22 formed as one body to the agitation shaft 21 it is possible to more easily install the third air supply pipe 34 and the spray agitation blades 22 formed as one body to the agitation shaft 21. That is, the second air supply pipe 33 of the agitation shaft 21 and the third air supply pipe 33 of the agitation shaft 22 are connected through the connection connector 39 in the process of fixing the spray agitation blades 22 to the agitation shaft 21.
  • the air supply pipe 34 can be easily connected.
  • a plurality of second air supply pipes 33 are individually provided in accordance with the arrangement of the spray agitation blades 22 in the circumferential direction of the stirring shaft 21, and each second air supply pipe 33 has a vertical direction. Accordingly, a connection connector 39 is installed by branching in accordance with the position of the hole 25 where the spray agitation blades 22 are to be installed.
  • the operator connects the connection connector 39 of the third air supply pipe 34 installed on the spray agitation vane 22 to the connection connector 39 installed on the second air supply pipe 33 to obtain the second air supply pipe 33.
  • the third air supply pipe 34 can be easily connected to. In this state, it can be easily installed by fixing the jet agitation blade 22 to the agitation shaft 31 by welding.
  • Organic waste is put into the fermentation tank 10, and when the fermentation device 100 is operated, the agitation shaft 21 is rotated and the organic waste is agitated by the spray agitation blades 22. In this process, external air is supplied to the organic waste through the spray agitation blades 22.
  • the control unit 50 may supply external air or high-pressure compressed air through the blower 32 according to the operating conditions of the fermentation device 100 or the organic waste fermentation state.
  • the on/off valve 44 is driven to selectively supply external air from the blower 32 or high-pressure compressed air through the compressor 42 through the first air supply pipe 31 do.
  • External air branched to each of the second air supply pipes 33 is supplied to the third air supply pipes 34 connected to the second air supply pipes 33, through the spray nozzles 35 of the third air supply pipes 34. is sprayed The air injected through the injection nozzle 35 is injected to the outside through the discharge port 36 of each injection agitation blade 22 and is supplied into the organic waste.
  • air is continuously supplied at a constant pressure to the inside of the third air supply pipe 34, and can be continuously injected to the outside through the discharge port 36 of the spray agitating vane 22.
  • the compressed air unit 40 is driven by the control unit to inject high-pressure compressed air.
  • the on/off valve 44 of the compression pipe 41 opens and operates according to a signal from the controller 50, the high-pressure compressed air stored in the air tank 43 is supplied to the first air supply pipe 31.
  • the high-pressure compressed air is branched into a plurality of second air supply pipes 33 connected to the first air supply pipe 31 and supplied to each jet agitation vane 22 .
  • Compressed air can be evenly distributed and supplied to each spray agitation blade 22 through the second air supply pipe 33 .
  • each second air supply pipe 33 is supplied to the third air supply pipe 34 connected to the second air supply pipe 33, and is injected through the injection nozzle 35 of the third air supply pipe 34. do. Accordingly, high-pressure compressed air is injected to the outside through the discharge port 36 of the spray agitation blade 22 connected to the spray nozzle 35 .
  • the fermentation apparatus 100 of the present embodiment can dry and ferment organic waste more effectively by injecting high-pressure compressed air when necessary while continuously blowing air by the blower 32 .

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Abstract

공기의 원활한 공급을 통해 고속으로 유기성 폐기물을 건조 발효시킬 수 있도록, 지면에 수직으로 배치되고 내부에 유기성 폐기물 수용 공간을 구비하여 유기성 폐기물을 건조 발효 처리하기 위한 발효탱크, 상기 발효탱크에 설치되어 발효탱크로 투입된 분뇨를 교반하기 위한 교반기, 상기 교반기의 분사교반날개를 통해 상기 발효탱크 내부로 공기를 공급하기 위한 공기공급부를 포함하고, 상기 공기공급부는 송풍기를 통한 외부 공기 공급과 콤프레셔를 통한 고압의 압축공기를 선택적으로 공급하는 구조의 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치를 제공한다.

Description

유기성 폐기물 고속 건조 발효장치
본 개시 내용은 가축 분뇨 등 유기성 폐기물을 고속으로 건조 발효하기 위한 고속 건조 발효장치에 관한 것이다.
예를 들어, 축산농가에서 배출되는 가축 분뇨를 포함한 유기성 폐기물은 자원화시설을 통해 건조 발효하여 퇴비 등으로 재처리될 수 있다.
가축 분뇨 등을 자원화하기 위한 건조 발효장치는 발효탱크와 발효탱크 내부에 구비되는 교반날개를 포함한다. 발효탱크에 수용된 유기성 폐기물은 교반날개에 의해 연속적으로 교반되면서 발효 처리된다.
종래의 경우 이중 중공축의 내부 중공 측에서 외부 중공축을 관통하여 교반날개에 중공축을 연결하는 구조로 되어 있다. 이에, 교반기 회전 시에 중공축과 날개를 연결하는 연결관이 중공축 회전에 대하여 부하의 원인으로 작용하게 된다. 따라서, 회전시 저항력으로 작용하여 교반축이 파손될 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 날개의 수평 변위와 수직 처짐에 따른 연결관의 파손이 발생할 경우, 외부의 공기의 유입량 저하가 발생하여 호기성 발효의 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
유기성 폐기물의 발효는 호기성 미생물의 유기물 분해를 통해 이루어진다. 대량의 유기물을 단시간에 고속으로 분해하기 위해서는 미생물의 개체수 증식에 필요한 공기를 발효탱크 내에 원활하게 공급할 필요가 있다. 공기의 주입은 통상, 발효탱크의 저부나 교반날개를 통해 이루어진다.
그런데, 발효탱크 저부를 통한 공기 공급 구조는 공기를 발효탱크 내부의 폐기물 전체에 균일하게 공급하기 어렵다. 이에, 발효 효율이 떨어지는 단점이 있다.
교반날개를 통해 공기를 주입하는 구조의 경우, 공기를 보다 균일하게 공급할 수 있고 점성이 높은 폐기물에 대해서도 처리가 가능하다. 그러나 교반날개로 공기를 공급하기 위한 구조가 매우 복잡하여 설치 및 유지 보수가 용이하지 않다. 또한, 공기가 원활하게 배출되지 못하고 노즐의 막힘 현상이 빈번한 문제가 있다. 즉, 종래의 장치는 단순히 송풍기를 통해 교반날개 내부 공간으로 공기를 지속적으로 공급하여 홀을 통해 단순 배출하는 구조로, 공기를 원활하게 배출하기 어려우며 교반날개에 형성된 노즐이 쉽게 막히게 된다. 폐기물의 점성이 높은 경우 공기의 균일 공급은 더 어려워 발효 효율이 떨어지며 수위를 낮춰 운전해야 하므로 생산성이 저하된다.
또한, 송풍기를 통해 공기의 공급압을 높이는 데 한계가 있으며, 공기를 각 교반날개의 공급하여 노즐을 통해 원하는 유속과 유량으로 분사하지 못하였다. 이에, 교반날개를 통한 공기의 공급이 원활하지 않고, 노즐의 막힘 역시 해소하는 데 어려움이 있다.
최근 들어, 축산 분뇨에 대한 자원화 요구가 높아지면서 보다 신속하고 효율적인 발효 설비에 대한 요구가 높아지고 있다. 이에, 종래 건조 발효장치를 개선하는 것은 사용자에게 많은 잇점을 제공한다.
선행기술문헌 - 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1512374호, 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2020-0109912호
본 과제는 최단시간 내에 유기성 폐기물을 건조발효시켜 발효된 유기물을 만드는 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치를 제공하는 것이다.
본 과제는 발효탱크 내부로 투입된 유기성 폐기물에 의한 외력에 대응하여 교반축과 교반날개의 부러짐을 방지하기 위해 교반날개의 내구력을 증진시켜, 강한 회전력으로 유기성 폐기물을 교반시키면서 발효시켜 유기성폐기물을 만드는 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치를 제공하는 것이다.
본 과제는 외부공기 유입 시 연결관 파손과 공기구멍의 막힘 현상을 방지하는 외부공기 유입시스템을 제공하여, 호기성 발효 성능저하의 원인을 제거하고 운전 효율을 향상시킴으로써 건조 발효된 유기물을 만드는 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치를 제공하는 것이다.
본 과제는 공기의 원활한 공급을 통해 고속으로 유기성 폐기물을 건조 발효시킬 수 있도록 된 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치를 제공하는 것이다.
본 과제는 분사교반날개에 구비된 공기 분사 노즐의 막힘을 원천적으로 방지할 수 있도록 된 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치를 제공하는 것이다.
본 과제는 고압의 압축 공기를 각각의 분사교반날개 말단까지 효과적으로 공급할 수 있도록 된 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치를 제공하는 것이다.
본 과제는 설치 및 유지 보수가 용이한 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치를 제공하는 것이다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 구현예의 발효장치는 축산분뇨와 하/폐수슬러지와 남은 음식물과 같은 수분이 높은 유기성 폐기물을 드럼통 형상의 원통형 쉘(shell) 형상의 발효탱크 내부로 투입하고 하부 구동부의 운전으로 수직으로 연결된 교반축과 교반날개를 회전으로 상기 유기성 폐기물을 교반시키면서 발효시켜 건조발효된 유기물을 만드는 유기성폐기물 고속 건조발효장치에 있어서, 상기 쉘(shell) 구조의 발효탱크의 중앙에는 교반축이 설치되고, 상기 교반날개는 상기 교반축에 일단이 지지되며, 상기 교반날개는 최하단에 배치되는 하단교반날개와, 상기 하단교반날개의 위쪽에 배치되는 중단교반날개와, 상기 중단교반날개의 위쪽에 배치되는 상단교반날개로 이루어지되, 상기 각각의 교반날개들의 설치위치와 처리기능에 따라 그 구조를 각기 달리하여 배치하는 구조일 수 있다.
상기 상단교반날개는, 최상단에 배치되는 상1단 교반날개와, 상기 상1단 교반날개의 바로 아래에 설치되되, 상기 상1단 교반날개와 동일한 형상을 갖도록 형성된 상2단 교반날개로 이루어지며, 상기 원통형 쉘 형상의 발효탱크의 아래쪽에 배치되어 하중을 많이 받는 상기 하단교반날개와 상기 중단교반날개는 다수개의 판재가 조합된 프레임 형태로 형성되고, 상기 원통형 쉘 형상의 발효탱크의 위쪽에 위치하여 상기 하단교반날개와 상기 중단교반날개 비해 하중을 상대적으로 적게 받는 상기 상1단 교반날개 또는 상기 상2단 교반날개는 하나의 판재 혹은 다수의 판재가 조합된 프레임 형태로 형성되어 하중의 크기에 따라 교반날개의 구조를 각기 다르게 형성하는 구조일 수 있다.
상기 하단교반날개와 상기 상1단 교반날개에는 교반날개가 2개 이상 설치되되, 상기 교반축의 중심선에 대하여 원점대칭 되면서 동일높이에 설치되는 구조일 수 있다.
상기 중단교반날개와 상기 상2단 교반날개는 상기 교반축에 하나의 교반날개만 부착되어 설치됨에 따라 동일 높이에 하나의 교반날개만 설치되는 구조일 수 있다.
상기 상1단 교반날개와 상기 상2단 교반날개는 진행방향에 위치한 상단앞판과 상단뒷판과 상단상판과 상단하판으로 구성되며, 상기 상단앞판에는 회전저항을 감소시키는 상단돌출부가 구비된 구조일 수 있다.
상기 하단교반날개는 진행방향에 위치한 하단앞판과 하단뒷판과 하단상판과 하단하판으로 구성되며, 상기 하단앞판에는 회전저항을 감소시키는 하단돌출부가 구비되고, 상기 하단교반날개의 하단뒷판에는 다수의 하단공기홀 구비되어 상기 하단교반날개가 회전할 때 상기 유기성폐기물에 외부의 공기를 제공하여 발효를 촉진시키는 구조일 수 있다.
상기 중단교반날개에는 진행방향에 위치한 중단앞판과 중단뒷판과 중단상판과 중단하판으로 구성되며, 상기 중단앞판에는 회전저항을 감소시키는 중단돌출부가 구비되고, 상기 중단교반날개의 중단뒷판에는 다수의 중단공기홀이 구비되어 상기 중단교반날개가 회전할 때 상기 유기성폐기물에 외부의 공기를 중단교반날개 내부에 설치된 공기공급관의 중단공기홀을 통해 제공하여, 발효를 촉진시키는 구조일 수 있다.
상기 교반축에는 상기 교반날개들의 일단을 지지하는 지지브라켓이 구비되되, 상기 브라켓은 상기 교반축에 결합되어 배치되고, 상기 지지브라켓은, 동일높이에 하나의 교반날개가 설치되는 상기 중단교반날개와 상기 상2단 교반날개를 지지하는 제1브라켓과, 동일높이에 다수의 교반날개가 설치되는 상기 하단교반날개와 상기 상1단 교반날개를 지지하는 제2브라켓으로 형성된 구조일 수 있다.
상기 제1브라켓에는 상기 교반축에 끼워지는 제1관통공이 형성되고, 상기 제1관통공의 일측에 상기 중단교반날개와 상기 상2단 교반날개를 지지하는 제1지지부가 구비되며, 제2브라켓에는 상기 교반축에 끼워지는 제2관통공이 형성되고, 상기 제2관통공의 양측 또는 상측에는 하단교반날개와 상기 상1단 교반날개를 지지하는 제2지지부가 구비된 구조일 수 있다.
상기 원통형 쉘 형상의 발효탱크의 아래쪽에 위치하여 하중을 많이 받는 상기 하단교반날개에는 상기 하단교반날개를 기준으로 위와 아래에 제2브라켓이 각각 설치되어 지지되고, 상기 중단 교반날개는 상기 중단교반날개를 기준으로 위와 아래에 제1브라켓이 각각 설치되어 지지되며, 상기 상2단 교반날개에는 상기 상2단 교반날개를 기준으로 아래에 제1브라켓이 설치되어 지지되고, 상기 상1교반날개는 상기 상1단 교반날개를 기준으로 아래에 제2브라켓이 설치되어 지지되는 구조일 수 있다.
상기 중단돌출부는 상기 중단앞판을 밑변으로 하고 제1판재와 제2판재를 측변으로 하여 2등변 삼각형 형상을 이룸에 따라 상기 제1판재와 제2판재가 만나는 꼭지점이 상기 중단앞판의 중앙에 배치되어 중단교반날개가 회전될 때 회전저항을 저감시키고, 상기 상단돌출부는 상기 상단앞판을 밑변으로 하고 제3판재와 제4판재를 측변으로 하여 2등변 삼각형 형상을 이룸에 따라 상기 제3판재와 제4판재가 만나는 꼭지점이 상기 상단앞판의 중앙에 배치되어, 상기 상1단 교반날개와 상기 상2단 교반날개가 회전될 때 회전저항을 저감시키는 구조일 수 있다.
상기 하단돌출부는 상기 하단앞판을 밑변으로 하고 제5판재와 제6판재를 측변으로 하되, 상기 제5판재는 상기 하단하판과 평행하게 배치되고, 상기 제6판재는 경사지게 배치되어 직각 삼각형 형상을 이룸에 따라, 상기 하단교반날개가 회전할 때 원통형 쉘 형상의 발효탱크의 하단에 쌓인 발효된 유기물로 인해 위쪽으로 밀리는 저항을 저감시키는 구조일 수 있다.
상기 하단공기홀과 상기 중단공기홀에는 외부의 공기를 공급하는 공기공급장치가 구비되되, 상기 공기공급장치는, 송풍기와, 상기 송풍기로부터 공급되는 공기를 이동시키는 제1공급관과, 상기 고정된 제1공급관에서 공급되는 공기를 회전하는 교반축의 내부에 설치되어 회전하는 제2공급관으로 공급하는 전환공급부로 이루어지며, 상기 제2공급관을 통해 공급된 공기를 상기 하단공기홀과 상기 중단공기홀에 공급하기 위해 중단교반날개 내부와 하단교반날개의 내부에 설치된 제3공급관 및 제3공급관에서 분기되어 상기 하단공기홀과 상기 중단공기홀에 공기를 공급하는 분기공급관으로 형성된 구조일 수 있다.
상기 제1공급관의 소정의 부위에는 외부 공기를 공급하기 위한 송풍기와 별도로 공기압축기가 구비되어, 상기 하단공기홀과 상기 중단공기홀 중 일부가 막히는 경우, 고압의 공기를 제공하여 상기 하단공기홀과 상기 중단공기홀중에 막힌 홀을 뚫는 구조일 수 있다.
본 구현예의 건조 발효장치는, 지면에 수직으로 배치되고 내부에 유기성 폐기물 수용 공간을 구비하여 유기성 폐기물을 건조 발효 처리하기 위한 발효탱크, 상기 발효탱크에 설치되어 발효탱크로 투입된 분뇨를 교반하기 위한 교반기, 상기 교반기의 분사교반날개를 통해 상기 발효탱크 내부로 공기를 공급하기 위한 공기공급부를 포함하여, 상기 공기공급부로부터 공급되는 공기를 상기 교반기의 말단까지 원활하게 공급할 수 있는 구조일 수 있다.
상기 교반기는 상기 발효탱크 중심에 상하로 연장되어 회전가능하게 설치되는 교반축, 상기 교반축을 따라 간격을 두고 설치되고 외측으로 공기를 분사하는 적어도 하나 이상의 분사교반날개, 상기 교반축에 연결되어 교반축을 회전시키기 위한 구동부를 포함할 수 있다.
상기 교반기는 상기 교반축을 따라 상기 분사교반날개 상부에 배치되고 공기의 분사없이 유기성 폐기물을 교반하는 적어도 하나 이상의 교반날개를 더 포함할 수 있다.
상기 공기공급부는 송풍기를 통한 외부 공기 공급과 콤프레셔를 통한 고압의 압축공기를 선택적으로 공급하는 구조일 수 있다.
상기 공기공급부는 외부 공기 공급기와, 상기 외부 공기 공급기와 상기 교반축 선단 사이에 연결되어 상기 외부 공기 공급기로부터 공급되는 공기를 공급하는 제1 공기공급관, 상기 제1 공기공급관에서 분기되고 상기 교반축 내부를 따라 연장되어 각 분사교반날개로 공기를 개별적으로 공급하는 하나 이상의 제2 공기공급관, 상기 분사교반날개 내부에 설치되고 상기 분사교반날개로 연장된 제2 공기공급관과 연결되는 제3 공기공급관, 상기 제3 공기공급관을 따라 설치되고 상기 분사교반날개에 형성된 토출구를 통해 공기를 분사하는 적어도 하나 이상의 분사노즐을 포함할 수 있다.
상기 공기공급부는 상기 제1 공기공급관에 연결되어 외부 공기를 공급하는 송풍기를 포함할 수 있다.
상기 공기공급부는 상기 제1 공기공급관에 연결되어 압축 공기를 공급하기 위한 압축공기부를 포함할 수 있다.
상기 압축공기부는 상기 제1 공기공급관에 연결되는 압축관, 상기 압축관에 연결되어 압축 공기를 공급하기 위한 콤프레셔와 압축공기를 저장하는 공기탱크, 상기 압축관을 개폐하는 개폐밸브, 및 상기 송풍기 전단에서 상기 제1 공기공급관에 설치되어 압축공기가 송풍기로 역류하는 것을 방지하는 체크밸브를 포함할 수 있다.
상기 제3 공기공급관은 상기 분사교반날개의 토출구 형성면 내측에 고정되어 한 몸체를 이루고, 상기 제3 공기공급관에 형성된 분사노즐이 상기 분사교반날개의 토출구에 바로 연결된 구조일 수 있다.
상기 제1 공기공급관과 상기 제2 공기공급관 및 상기 제3 공기공급관은 내경이 상이한 구조일 수 있다.
공기의 공급방향을 따라 상기 제1 공기공급관과 상기 제2 공기공급관 및 상기 제3 공기공급관으로 갈수록 내경이 작아지는 구조일 수 있다.
상기 공기공급부는 상기 제3 공기공급관과 상기 제2 공기공급관 사이를 선택적으로 연결하는 연결커넥터를 더 포함할 수 있다.
상기 발효장치는 공기의 공급을 제어하여 송풍기를 통해 외부 공기를 공급하거나 콤프레셔를 통해 고압의 압축 공기를 공급하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 교반날개 또는 상기 분사교반날개를 따라 연장 설치되며 외측 선단으로 갈수록 뾰족한 삼각 단면 형상을 이루어, 회전시 저항을 저감시키는 돌출부를 더 포함하여, 구동부의 토크를 감소시켜 구동에너지(전력량)을 절감할 수 있게 된다.
이와 같이 본 구현예에 의하면, 교반날개들의 설치위치와 처리기능에 따라 그 구조를 각기 달리하여 배치함으로써 교반축과 교반날개의 부러짐을 방지할 수 있는 효과가 있다.
교반날개들에 적용되는 하중의 크기에 따라 교반날개의 단면구조를 외력에 대응하는 공학적 검토를 통해 각기 다르게 형성함으로써 교반날개의 부러짐을 방지할 수 있는 효과가 있다.
유기성폐기물에 외부유입공기를 중단없이 제공하므로 발효를 촉진시킬 수 있는 효과가 있다.
공기 압축기를 구비함으로써 하단공기홀과 중단공기홀 중 일부가 막히는 경우, 고압의 공기를 통해 막힌 중단공기홀과 하단공기홀을 즉각적으로 뚫을 수 있는 효과가 있다.
이러한 구조변경을 통해 수직형 고속발효장치의 내구성 저하의 원인이 되었던 교반축의 파손과 교반날개의 부러짐, 발효탱크 벽체의 터짐과 파손, 구동장치와 교반축의 연결부위의 파손 등을 방지하는 효과가 있으며, 특히 고속발효장치의 건조발효 효율의 저하의 원인으로 작용할 수 있는 외부공기 유입시 연결관 파손과 공기구멍의 막힘 현상으로 인한 호기성 발효의 성능 저하의 문제점을 해결하였다.
축산분뇨 외의 하.폐수슬러지, 음식물 등의 다양한 유기성폐기물에 적용할 수 있는 장치로, 고내구성과 고성능 호기성 발효를 구현하였다.
분사교반날개를 통해 공기를 유기성 폐기물 내에 보다 원활하게 공급함으로써, 고속으로 유기성 폐기물을 건조 발효시킬 수 있게 된다.
송풍기의 공기 공급과 더불어 콤프레셔에 의한 고압의 압축공기를 이용하여 여 공기의 공급 효율을 높일 수 있으며, 분사교반날개의 토출구가 막히는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
송풍기와 콤프레셔에서 공급하는 공기(압축 공기)를 제1 공급관에서 수직 교반축에 2개 이상의 복수의 제2 공기공급관으로 나누어 공기를 전달하고, 분사교반날개의 제3 공급관을 통해 분사교반날개의 말단 토출구로 공급함으로써, 각 분사교반날개 말단까지 보다 적은 에너지로도 압력손실을 최소화하면서 공기를 효과적으로 공급할 수 있고 전체 분사교반날개의 토출구를 통해 공기를 원활하게 분사할 수 있게 된다.
공기 공급 관로의 연결이 용이하여 교반축에 분사교반날개를 보다 용이하게 조립 및 분해할 수 있어, 설치 및 유지관리가 용이하다.
각 분사교반날개 내부 공간 내에 별도의 공기 공급 관로를 마련함으로써, 분사교반날개의 설계 자유도를 확보할 수 있다.
압축공기를 공급함으로써, 수직형 발효탱크 내부 수압에 대응하여 공기를 원활하게 공급할 수 있다. 이에, 발효탱크 내의 수위를 최대한 높여 수 보다 많은 양의 유기성 폐기물을 한 번에 처리하여 생산성을 높일 수 있다.
교반날개의 회전 저항을 저감시킴으로써, 구동부의 토크를 감소시켜 구동에너지(전력량)을 절감할 수 있게 된다.
도 1은 제1 실시예에 따른 건조 발효장치의 원통형 쉘(shell) 형상의 발효탱크 내부 및 지지부 프레임과 구동부, 유기성폐기물 투입구와 악취배출구를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 건조 발효장치의 교반축과 교반날개들을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 3과 도 4는 제1 실시예에 따른 건조 발효장치의 공기공급장치의 설치 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치의 (a)상단교반날개, (b)중단교반날개, (c)하단교반날개를 개략적으로 도시한 사시도 및 단면도이다.
도 6은 제1 실시예에 따른 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치의 (a)제1 브라켓의 평면도, (b)제2브라켓의 평면도, (c)다른 일실시예에 따른 제2 브라켓의 평면도이다.
도 7은 제1 실시예에 따른 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치의 벽체모듈 결합 구조를 도시된 예시도이다.
도 8은 제1 실시예에 따른 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치로, 다수의 벽체모듈이 상하로 결합되어 외벽을 이루었을 때의 수직방향의 일부 단면도이다.
도 9는 제1 실시예에 따른 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치로, 다수의 벽체모듈이 좌우로 결합되어 외벽을 이루었을 때의 수평방향의 일부 단면도이다.
도 10은 제2 실시예에 따른 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 11과 도 12는 본 실시예에 따른 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치의 제2 공기공급관 구조를 도시한 개략적인 도면이다.
도 13은 본 실시예에 따른 도 3의 A-A선 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며, 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.
이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는”의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하 본 실시예는 유기성 폐기물로 고점도 축산 분뇨, 저점도 축산분뇨, 우분, 낙농분, 계분, 돈분, 음식물류 폐기물이나 하수 폐수 슬러지 등 다양한 유기성 폐기물의 처리에 모두 적용될 수 있다.
[제1 실시예]
도 1 내지 도 9를 참조하여 제1 실시예에 따른 고속 건조발효장치의 구조에 대해 설명한다.
첨부된 도 1은 제1 실시예에 따른 건조발효장치의 원통형 쉘(shell) 형상의 발효탱크 내부를 개략적으로 도시한 단면도, 도 2는 제1 실시예에 따른 교반축과 교반날개들을 개략적으로 도시한 정면도, 도 3은 제1 실시예에 따른 공기공급장치의 설치 상태를 개략적으로 도시한 정면도, 도 4는 제1 실시예에 따른 공기공급장치의 설치 상태를 개략적으로 도시한 평면도, 도 5는 제1 실시예에 따른 (a)상단교반날개, (b)중단교반날개, (c)하단교반날개를 개략적으로 도시한 사시도 및 단면도, 도 6은 제1 실시예에 따른 (a)제1 브라켓의 평면도, (b)제2브라켓의 평면도, (c)다른 일실시예에 따른 제2 브라켓의 평면도, 도 7은 하나의 벽체모듈(700)의 오른쪽에 다른 하나의 벽체모듈(700)이 결합되어 도시된 예시도, 도 8은 다수의 벽체모듈(700)이 상하로 결합되어 외벽을 이루었을 때의 수직방향의 일부 단면도, 도 9은 다수의 벽체모듈(700)이 좌우로 결합되어 외벽을 이루었을 때의 수평방향의 일부 단면도이다.
도 1 이하에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 유기성폐기물 발효장치는 축산분뇨와 하/폐수슬러지와 남은 음식물과 같은 수분이 높은 유기성 폐기물을 드럼통 형상의 원통형 쉘(shell) 형상의 발효탱크(10) 내부로 투입하고 하부 구동부의 회전으로 구동부와 수직으로 연결된 교반축(100)과 교반축에 직각방향으로 결합된 교반날개(200,300,400)를 회전시켜 유기성 폐기물(1000)을 교반시키면서 발효시켜 건조발효된 유기물을 만든다.
이때, 원통형 쉘(shell) 형상의 발효탱크(10)의 중앙에는 교반축(100)이 설치되고, 교반날개는 교반축(100)에 일단이 지지된다.
그리고 교반날개는 최하단에 배치되는 하단교반날개(200)와, 하단교반날개(200)의 위쪽에 배치되는 중단교반날개(300)와, 중단교반날개(300)의 위쪽에 배치되는 상단교반날개(400)로 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 유기성폐기물 발효장치는 각각의 교반날개들(200,300,400)의 설치위치와 처리기능에 따라 그 구조를 각기 달리하여 배치함으로써 교반축과 교반날개들의 부러짐을 방지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상단교반날개(400)는, 최상단에 배치되는 상1단 교반날개(401)와, 상1단 교반날개(401)의 바로 아래에 설치되되, 상1단 교반날개(401)와 동일한 형상을 갖도록 형성된 상2단 교반날개(402)로 이루어진다.
또한, 상1단 교반날개(401)와 상2단 교반날개(402)는 진행방향에 위치한 상단앞판(431)과 상단뒷판(432)과 상단상판(421)과 상단하판(422)으로 구성되며, 상단앞판(431)에는 회전저항을 감소시키는 상단돌출부(410)가 구비된다.
또한, 발효탱크(10)의 아래쪽에 배치되어 하중을 많이 받는 하단교반날개(200)와 중단교반날개(300)는 다수개의 판재가 조합된 프레임 형태로 형성된다.
또한, 발효탱크의 위쪽에 위치하여 하단교반날개(200)와 중단교반날개(300)에 비해 하중을 상대적으로 적게 받는 상1단 교반날개(401) 또는 상2단 교반날개(402)는 하나의 판재 혹은 다수의 판재가 조합된 프레임 형태로 형성되어 하중의 크기에 따라 교반날개의 구조를 각기 다르게 형성한다.
또한, 하단교반날개(200)와 상1단 교반날개(401)에는 교반날개가 2개 이상 설치되되, 교반축(100)의 중심선(A)에 대하여 원점대칭 되면서 동일높이에 설치된다.
또한, 중단교반날개(300)와 상2단 교반날개(402)는 교반축(100)에 하나의 교반날개만 부착되어 설치됨에 따라 동일 높이에 하나의 교반날개만 설치될 수 있다.
한편, 하단교반날개(200)는 진행방향에 위치한 하단앞판(231)과 하단뒷판(232)과 하단상판(221)과 하단하판(222)으로 구성되며, 하단앞판(231)에는 회전저항을 감소시키는 하단돌출부(210)가 구비된다.
또한, 하단돌출부(210)는 하단앞판(231)을 밑변으로 하고 제5판재(211)와 제6판재(212)를 측변으로 하되, 제5판재(211)는 하단하판(222)과 평행하게 배치되고, 제6판재(212)는 경사지게 배치되어 직각 삼각형 형상을 이룸에 따라, 하단교반날개(200)가 회전할 때 발효탱크의 하단에 쌓인 건조발효된 유기물로 인해 위쪽으로 들려 밀리는 저항을 저감시킨다.
또한, 하단교반날개(200)의 하단뒷판(232)에는 다수의 하단공기홀(240) 구비되어 하단교반날개(200)가 회전할 때 유기성폐기물에 외부의 공기를 제공하여 발효를 촉진시킨다.
또한, 중단교반날개(300)에는 진행방향에 위치한 중단앞판(331)과 중단뒷판(332)과 중단상판(321)과 중단하판(322)으로 구성되며, 중단앞판(331)에는 회전저항을 감소시키는 중단돌출부(310)가 구비된다.
또한, 중단교반날개(300)의 중단뒷판(332)에는 다수의 중단공기홀(340)이 구비되어 중단교반날개가 회전할 때 유기성폐기물(1000)에 외부의 공기를 공급하여 발효를 촉진시킨다.
또한, 중단돌출부(310)는 중단앞판(331)을 밑변으로 하고 제1판재(311)와 제2판재(312)를 측변으로 하여 2등변 삼각형 형상을 이룸에 따라 제1판재(311)와 제2판재(312)가 만나는 꼭지점이 중단앞판(331)의 중앙에 배치되어 중단교반날개(300)가 회전될 때 회전저항을 저감시킨다.
그리고 상단돌출부(410)는 상단앞판(431)을 밑변으로 하고 제3판재(411)와 제4판재(412)를 측변으로 하여 2등변 삼각형 형상을 이룸에 따라 제3판재(411)와 제4판재(412)가 만나는 꼭지점이 상단앞판(431)의 중앙에 배치되어, 상1단 교반날개(401)와 상2단 교반날개(402)가 회전될 때 회전저항을 저감시킨다.
또한, 하단공기홀(240)과 중단공기홀(340)에는 외부의 공기를 공급하는 공기공급장치가 구비된다.
공기공급장치는, 송풍기(60)와 압축기, 압축기 가동시 고압의 역류를 방지하기 위하여 송풍기 앞단 관로에 설치되는 역류방지댐퍼(61), 송풍기(60)로부터 공급되는 공기를 이동시키는 제1공급관(70)과, 고정된 제1공급관(70)에서 공급되는 공기를 회전하는 교반축(100)의 내부에 설치되어 회전하는 제2공급관(90)으로 공급하는 전환공급부(80)로 이루어진다.
또한, 제2공급관(90)을 통해 공급된 공기를 하단공기홀(240)과 중단공기홀(340)에 공급하기 위해 중단교반날개(300) 내부와 하단교반날개(200)의 내부에 설치된 제3공급관(91) 및 제3공급관(91)에서 분기되어 하단공기홀(240)과 중단공기홀(340)에 공기를 공급하는 분기공급관(92)으로 형성된다.
상기의 송풍기에서 교반축(100)과 연결된 교반날개(200, 300)로 연결된 공기공급관으로 외부 공기를 공급하는 동안, 정전과 같은 예기치 못한 경우에 전력공급의 중단 등으로 인하여 교반날개 하단공기홀(240)과 중단공기홀(340) 안으로 발효탱크(10) 내부의 유기성폐기물(1000)이 유입되어 역류될 경우, 제3공급관(91)을 차단하는 하단교반날개용 역류방지밸브(250)와 중단교반날개용 역류방지밸브(350)를 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 제1공급관(70)의 소정의 부위에는 공기압축기(50)가 구비되어 하단공기홀(240)과 중단공기홀(340) 중 일부가 막히는 경우, 고압의 공기를 제공하여 하단공기홀(240)과 중단공기홀(340)중에 막힌 홀을 뚫는 것을 특징으로 한다.
한편, 교반축(100)에는 교반날개들의 일단을 지지하는 지지브라켓이 구비되되, 브라켓은 교반축(100)에 결합되어 배치된다.
또한, 지지브라켓은, 동일높이에 하나의 교반날개가 설치되는 중단교반날개(300)와 상2단 교반날개(402)를 지지하는 제1브라켓(110)과, 동일높이에 다수의 교반날개가 설치되는 하단교반날개(200)와 상1단 교반날개(401)를 지지하는 제2브라켓(120)으로 형성된다.
또한, 제1브라켓(110)에는 교반축(100)에 끼워지는 제1관통공(111)이 형성되고, 제1관통공(111)의 일측에 중단교반날개(300)와 상2단 교반날개(402)를 지지하는 제1지지부(112)가 구비된다.
그리고 제2브라켓(120)에는 교반축(100)에 끼워지는 제2관통공(121)이 형성되고, 제2관통공(121)의 양측 또는 상측에는 하단교반날개(200)와 상1단 교반날개(401)를 지지하는 제2지지부(122)가 구비된다. 또한, 발효탱크(10)의 아래쪽에 위치하여 하중을 많이 받는 하단교반날개(200)에는 하단교반날개(200)를 기준으로 위와 아래에 제2브라켓(120)이 각각 설치되어 지지된다.
그리고 중단 교반날개(300)는 중단교반날개(300)를 기준으로 위와 아래에 제1브라켓(110)이 각각 설치되어 지지되며, 상2단 교반날개(402)에는 상2단 교반날개(402)를 기준으로 아래에 제1브라켓(110)이 설치되어 지지된다.
또한, 상1교반날개(401)는 상1단 교반날개(401)를 기준으로 아래에 제2브라켓(120)이 설치되어 지지된다.
한편, 발효탱크(10)은 다수의 벽체모듈(700)이 상하 및 좌우로 결합되어 형성된다.
도 7을 보면, 하나의 벽체모듈(700)의 오른쪽에 다른하나의 벽체모듈(700)이 도시되어 있으며, 다수개의 벽체모듈(700)이 상하 및 좌우로 결합되어 원통형 쉘(shell) 형상의 발효탱크(10) 벽체를 이루게 된다.
도 8은 다수의 벽체모듈(700)이 상하 및 좌우로 결합되어 외벽을 이루어었을 때 도8은 수직의 일부단면 형상을 보여주고 있으며 도9는 수평의 일부 단면 형상을 보여주고 있다.
도8인 수직의 일부단면과 도9인 수평의 일부단면에서 동일한 부품에 대해서는 동일도번을 사용하여 도시하였다.
먼저 도8을 통해 수직의 일부단면에 대해 설명하면, 하나의 벽체모듈(700)은, 내부벽체(710)와 외부벽체(720) 및 외부벽체와 내부벽체 사이에는 내부벽체의 하중을 외부벽체에 전달하는 채움재(750)를 주입하여 내부벽체(710)에 걸리는 하중을 외부벽체(720)에 전달하는 구조를 통해 쉘의 내부에서 생기는 하중을 내부벽체(710)와 채움재(750)와 외부벽체(720)가 함께 대응하는 복합단면 구조를 통해 대응하는 것을 특징으로 한다.
또한, 내부벽체(710)는 스테인레스(stainless)이고 외부벽체(720)는 강판(steel)으로 배치하며, 내부벽체(710)의 높이를 h1, 외부벽체(720)의 높이를 h2 라고 할 때 h1>h2 로 형성된다.
또한 내부벽체(710)와 외부벽체(720)를 일체로 형성시키기 위해 하부벽판(740)과 상부벽판(730)이 구비된다.
도8의 (a)는 하나의 결합방식을 보여주는데 내부벽체(710)와 외부벽체(720)를 일체로 형성시키기 위해 하부벽판(740)의 상면은 내부벽체(710)와 외부벽체(720)의 하단부가 연결되고, 상부벽판(730)의 하면의 소정부위에는 외부벽체(720)의 상단부가 결합되며 상부벽판(730)의 일단부은 내부벽체(710)의 일면의 소정부위에 결합된다.
도8의 (b)는 또 다른 결합방식을 보여주는데 상부벽판(730)과 내부벽체(710) 및 외부벽체(720)의 결합방식은 도8의 (a)와 동일하지만, 하부벽판(740)의 상면은 외부벽체(720)의 하단부가 결합되고 하부벽판(740)의 일단부은 내부벽체(710)의 일면의 하부에 결합되는 차이가 있으며 이 경우 내부벽체의 측면들이 서로 결합됨에 따라 내부벽체의 가로 및 세로 사이즈가 발효탱크(10) 벽체의 크기를 결정하는데 유리한 측면이 있다.
즉 도8의 (b)는 내부벽체만으로 연결됨에 따라 내부면이 모두 스테인레스로 이루어지는 반면, 도8의 (a)는 내부벽체의 사이사이에 하부벽판(740)의 단부가 연결됨에 따라 내부면이 스트인레스와 하부벽판의 단부로 형성되어 차이는 있으나, 현장상황에 맞추어 설계시공할 수 있음은 당연하다.
도9를 통해 수평의 일부단면에 대해 설명하면, 좌우로 또한 내부벽체(710)와 외부벽체(720)를 일체로 형성시키기 위해 우측벽판(745)과 좌측벽판(735)이 구비된다.
여기서는 도 8에서 설명한 방향을 일치시키기 위해 도 9의 좌측을 상측으로 우측을 하측으로 설정(즉 도 9를 시계방향으로 90도 회전한 상태)하여 설명한다.
도9의 (a)는 하나의 결합방식을 보여주는데 내부벽체(710)와 외부벽체(720)를 일체로 형성시키기 위해 우측벽판(745)의 상면(도9에서 볼 때 좌측면)은 내부벽체(710)와 외부벽체(720)의 하단부가 연결되고, 좌측벽판(735)의 하면의 소정부위에는 외부벽체(720)의 상단부가 결합되며 죄측벽판(735)의 일단부은 내부벽체(710)의 일면의 소정부위에 결합된다.
도9의 (b)는 또 다른 결합방식을 보여는데 좌측벽판(735)과 내부벽체(710) 및 외부벽체(720)의 결합방식은 도9의 (a)와 동일하지만, 우측벽판(745)의 상면은 내부벽체(710)의 하단부가 결합되고 우측벽판(745)의 일단부은 외부벽체(720)의 일면의 하부에 결합되는 차이가 있으며 이 경우 내부벽체의 측면들이 서로 결합됨에 따라 내부벽체의 가로 및 세로 사이즈가 발효탱크(10) 벽체의 크기를 결정하는데 유리한 측면이 있다. 즉 도9의 (b)는 내부벽체만으로 연결됨에 따라 내부면이 모두 스테인레스로 이루어지는 반면, 도9의 (a)는 내부벽체의 사이사이에 우측벽판(745)의 단부가 연결됨에 따라 내부면이 스트인레스와 하부벽판의 단부로 형성되어 차이는 있으나, 현장상황에 맞추어 설계시공할 수 있음은 당연하다.
따라서 벽체모듈(700)의 외각을 이루는 단면은 내부벽체(710)의 제1단면(711)과, 외부벽체(720)의 제2단면(721)과, 상부벽판(730)의 제3단면(731)과, 하부벽판(740)의 제4단면(741)과, 좌측벽판(735)의 제5단면(736)과, 우측벽판(746)의 제6단면(746)으로 구성되어 형성됨에 따라 견고한 구조를 갖추고 있고, 내부벽체와 외부벽체 사이에는 채움재(750)가 위치하여 외부 온도에 대응하는 단열기능과 원통형 쉘(shell) 발효탱크 내부의 유기성폐기물의 하중의 내력(HOOF TENSION)을 선행으로 받는 내부벽체의 내력을 받아 외부벽체에 전달하는 하중전달 기능을 동시에 진행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 외부벽체(720)는 강판(steel)로 구비되며, 내부벽체(710)는 스테인리스(stainless)로 구비되며, 외부벽체(720)와 내부벽체(710) 사이에는 채움재(750)가 구비된다.
따라서 내부벽체(710)는 스테인리스로 구성하여 원통형 쉘(shell) 발효탱크(10) 내부로 유입되는 유기성폐기물의 내부식성에 대응하고, 외부벽체(720) 내부벽체(710) 사이는 내부의 하중을 외부에 전달하는 기능을 갖춘 채움재(750)를 구성하여, 내부와 외부벽체(720)가 복합단면으로 내부 유기성 폐기물의 투입용량에 따른 내력에 대응하도록 설계하여, 원통형 쉘(shell) 발효탱크(10)의 내구성 강화로 내구력 수명이 증대하고, 원통형 쉘(shell) 발효탱크(10)의 용량 증량의 경우 복합단면으로 내구력과 내부식성, 경제성을 동시에 확보할 수 있는 구조를 포함한다.
즉, 유기성폐기물(1000)의 접촉부위에 따라 내부벽체(710)와 외부벽체(720)의 재질을 이중화하고, 외부의 온도에 대응하는 단열기능과 내부의 하중을 외부에 전달하는 구조기능의 채움재를 구비하여 내구성과 내부식성이 증대되어 원통형 쉘(shell) 발효탱크(10)의 사용수명을 향상시킬 수 있다.
또한, 다수의 벽체모듈(700)은 아래에 위치한 하나의 벽체모듈을 제1벽체모듈이라 하고, 제1벽체모듈의 바로위에 설치되는 벽체모듈을 제2벽체모듈이라 할 때, 제1벽체모듈의 상부벽판과 제2벽체모듈의 하부벽판은 마주보도록 배치되되, 서로 이격공간을 갖도록 배치된다.
그리고 제1벽체모듈과 제2벽체모듈의 결합의 제1벽체모듈의 내부벽체(710)와 제2벽체모듈의 내부벽체는 서로 일직선을 이루도록 배치된다.
또한, 원통형 쉘(shell) 발효탱크(10)의 내부에서의 결합은 용접(780)에 의해 결합되며, 원통형 쉘(shell) 발효탱크의 외부에서의 결합은 이격공간에 스페이서(760)가 끼워진 상태에서 제1벽체모듈의 상부벽판(730)과 제2벽체모듈의 하부벽판(740)을 볼트(770)로 결합하는 것이 바람직하다.
또한, 다수의 벽체모듈(700)의 벽체수평모듈(600)의 경우 수평방향으로 좌측에 위치한 하나의 벽체모듈을 제3벽체모듈이라 하고, 제3벽체모듈의 바로우측에 설치되는 벽체모듈을 제4벽체모듈이라 할 때, 제3벽체모듈의 우측벽판과 제4벽체모듈의 좌측벽판은 마주보도록 배치하되, 서로 이격공간을 갖도록 배치된다.
그리고 제3벽체모듈과 제4벽체모듈의 결합의 제3벽체모듈의 내부벽체(610)와 제4벽체모듈의 내부벽체는 서로 일직선을 이루도록 배치된다.
또한, 원통형 쉘(shell) 발효탱크(10)의 내부에서의 결합은 용접(780)에 의해 결합되며, 원통형 쉘(shell) 발효탱크의 외부에서의 결합은 이격공간에 스페이서(760)가 끼워진 상태에서 제3벽체모듈의 좌측벽판(735)과 제4벽체모듈의 우측벽판(745)을 볼트(770)로 결합하는 것이 바람직하다.
[제2 실시예]
이하, 도 10 내지 도 13을 참조하여 제2 실시예에 따른 고속 건조발효장치의 구조에 대해 설명한다.
도 10은 제2 실시예에 따른 고속 건조 발효장치의 전체적인 구성을 도시하고 있으며, 도 11과 도 12는 고속 건조 발효장치의 일부 구성을 상세하게 나타내고 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 고속 건조 발효장치(이하, 발효장치(100)라 한다)는 지면에 수직으로 배치되고 내부에 유기성 폐기물 수용 공간을 구비하여 유기성 폐기물을 건조 발효 처리하기 위한 발효탱크(10), 발효탱크(10)에 설치되어 발효탱크(10)로 투입된 분뇨를 교반하기 위한 교반기(20), 교반기(20)의 분사교반날개(23)를 통해 발효탱크(10) 내부로 공기를 공급하기 위한 공기공급부(30)를 포함할 수 있다.
본 실시예의 발효장치(100)는 발효탱크(10)에 투입된 유기성 폐기물을 교반기(20)로 교반하면서 외부 공기를 공급함으로써, 호기성 미생물의 유기물 분해를 통해 유기성 폐기물을 건조 발효시킬 수 있다.
발효탱크(10)는 내부가 빈 원통형 단면구조를 이룬다. 본 실시예는 발효탱크(10)가 지면에 수직으로 세워져 설치되는 수직형 구조일 수 있다.
이하 설명에서, 도 10에서 발효탱크(10)를 지면에 수직으로 세운 상태에서 y축 방향을 상하방향 또는 수직방향이라 하며, y축 방향을 따라 위쪽을 상 또는 상부라 하고 아래쪽을 하 또는 하부라 한다.
발효탱크(10) 상부에 유기성 폐기물 투입을 위한 입구(12)가 마련되며, 하부에는 발효 완료된 퇴비를 배출하는 출구(14)가 마련될 수 있다. 발효탱크(10)의 크기나 구조는 다양하게 변형될 수 있다.
본 실시예의 교반기(20)는 교반축(21)과, 교반축(21)에 설치되는 분사교반날개(22)와 교반날개(23), 교반축(21)을 회전시키기 위한 구동부(23)를 포함할 수 있다.
교반축(21)은 발효탱크(10)의 중심에 배치되어 수직방향을 따라 상하로 연장된다. 교반축(21)의 양 선단은 예를 들어, 볼베어링을 매개로 발효탱크(10)의 상단과 하단에 회전가능하게 설치될 수 있다.
교반축(21)의 일단에 구동부(23)가 연결되어 교반축(21)을 회전 구동시킬 수 있다. 본 실시예에서, 구동부(23)는 발효탱크(10) 하부에 마련되어 교반축(21)의 하단에 연결 설치될 수 있다. 구동부(23)는 예를 들어, 구동실린더의 신축 구동력이나 모터의 회전력을 이용한 구조일 수 있다.
교반축(21)을 따라 교반날개(23)와 분사교반날개(22)가 간격을 두고 설치될 수 있다.
본 실시예에서, 교반날개(23)는 분사교반날개(22)의 상부에 배치될 수 있다.
교반날개(23)은 분사교반날개(22)와 달리 공기공급부(30)와 연결되지 않아 공기를 분사하지 않는 구조로, 교반축(21)의 구동에 따라 회전되면서 유기성 폐기물을 교반하는 작용을 한다.
교반축(21)을 따라 높이차를 두고 교반날개(23)가 배열 설치될 수 있다. 또한, 원주방향을 따라 각 위치에서 하나 또는 두 개 이상의 교반날개(23)가 교반축(21)의 원주방향을 따라 간격을 두고 배열 설치될 수 있다. 교반날개(23)의 설치 위치나 개수는 다양하게 변형될 수 있다.
교반날개 아래쪽에 공기를 분사할 수 있도록 된 분사교반날개(22)가 구비된다. 분사교반날개(22)는 교반축(21)을 따라 복수개가 상하로 간격을 두고 설치될 수 있다.
본 실시예는 도 10에 도시된 바와 같이, 교반축(21)을 따라 간격을 두고 상부와 중부 및 하부 위치에 각각 분사교반날개(22)가 구비된 구조일 수 있다. 교반축(21)에 설치되는 분사교반날개(22)의 개수는 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변형될 수 있다.
또한, 상부나 중부 또는 하부 각 위치에서 분사교반날개(22)는 하나 또는 두 개 이상이 교반축(21)의 원주방향을 따라 소정 각도로 간격을 두고 배열 설치될 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 교반축 가장 아래쪽에 위치한 분사교반날개는 원주방향을 따라 두 개 이상이 배열 설치될 수 있다. 이에, 교반력을 높임과 더불어 보다 많은 공기를 발효탱크 하부에서 분사하여 건조 발효 효율을 높일 수 있다.
분사교반날개(22)는 일단이 교반축(21)에 직각으로 설치되며, 타단은 발효탱크(10)의 내면을 향해 연장된다. 분사교반날개(22)는 교반축(21)에 용접으로 고정 설치될 수 있다.
교반축(21)과 분사교반날개(22)는 내부가 빈 중공의 파이프 구조로 이루어질 수 있다. 이에, 외부 공기 공급을 위한 별도의 관 구조물을 교반축(21)과 분사교반날개(22) 내부에 설치할 수 있다. 교반축(21)의 측면에는 분사교반날개(22) 설치 위치에 맞춰 교반축(21)과 분사교반날개(22) 내부를 연통시키기 위한 구멍(25)이 형성된다.
구동부(23)가 작동되면 교반축(21)이 회전되고, 교반축(21)에 설치된 교반날개(23)와 분사교반날개(22)가 돌면서 발효탱크(10)에 채워진 유기성 폐기물을 휘저어 주게 된다.
교반날개(23) 또는 분사교반날개(22)에는 저항 감소를 위한 돌출부(27)가 설치될 수 있다. 이하, 분사교반날개(22)에 설치되는 돌출부(27)를 예로서 설명한다. 교반날개에 설치되는 돌출부는 이에 갈음한다.
돌출부(27)는 분사교반날개(22)의 회전방향을 따라 전면 즉, 토출구(36) 형성면의 반대쪽 면에 설치된다. 돌출부(27)는 분사교반날개(22)를 따라 연속적으로 형성된다. 이에, 분사교반날개(22) 회전시 앞쪽 면에 설치된 돌출부(27)가 유기성 폐기물의 저항을 저감시키게 된다.
돌출부(27)는 선단으로 갈수록 뾰족한 삼각 단면 형상을 이루는 구조로 되어 있다. 본 실시예에서, 돌출부(27)는 이등변 삼각형이나 직각삼각형태의 단면 구조로 형성될 수 있다. 돌출부(27)는 예를 들어, 두 개의 플레이트를 소정 각도로 접합하거나 하나의 플레이트를 소정 각도로 절곡시켜 분사교반날개(22)에 접합하여 설치할 수 있다.
이에, 분사교반날개 회전시 회전방향을 따라 앞쪽에 배치된 돌출부에 의해 분사교반날개에 걸리는 회전저항을 저감시킬 수 있다. 따라서, 구동부의 토크를 감소시켜 구동에너지(전력량)을 절감할 수 있게 된다.
분사교반날개(22)가 유기성 폐기물 속에서 회전하는 과정에서, 공기공급부(30)를 통해 외부공기가 분사교반날개(22)를 통해 유기성 폐기물로 분사될 수 있다.
공기공급부(30)는 압력손실을 최소화하면서 공기를 각 분사교반날개를 통해 분사할 수 있다. 이에, 공기공급부(30)에서 공급되는 공기 또는 고압의 압축 공기를 각 분사교반날개(22)의 말단까지 개별적으로 효과적으로 공급할 수 있게 된다.
이를 위해, 본 실시예의 공기공급부(30)는 외부 공기 공급기, 외부 공기 공급기에 설치되고 교반축(21) 선단에 연결되어 공기를 공급하는 제1 공기공급관(31), 제1 공기공급관(31)에서 분기되고 교반축(21) 내부를 따라 연장되어 분사교반날개(22)로 공기를 공급하는 복수개의 제2 공기공급관(33), 분사교반날개(22) 내부에 설치되고 분사교반날개(22)로 연장된 일측 제2 공기공급관(33)과 연결되는 제3 공기공급관(34), 제3 공기공급관(34)을 따라 설치되고 분사교반날개(22)에 형성된 토출구(36)를 통해 공기를 분사하는 적어도 하나 이상의 분사노즐(35)을 포함할 수 있다.
이에, 제1 공기공급관(31)을 통해 공급된 공기는 제2 공기공급관(33)에 의해 나뉘어져 교반축(21)을 따라 분기 이송된 후 각 분사교반날개(22)로 공급될 수 있다. 종래의 경우 공기를 교반축을 통해 분기하여 공급하지 못하는 구조로, 각 분사교반날개를 통한 공기의 공급이 제대로 이루어지지 못하였다.
외부 공기 공급기는, 송풍기나 컴프레셔 등 전력에 의해 구동되어 제1 공급관을 통해 외부 공기를 강제 공급하기 위한 장치로 이해할 수 있다.
본 실시예의 외부 공기 공급기는 제1 공기공급관(31)에 설치되어 외부 공기를 공급하기 위한 송풍기(32), 제1 공기공급관(31)에 연결되어 고압의 압축 공기를 공급하는 압축공기부(40)를 포함하여, 외부 공기나 고압의 압축 공기를 선택적으로 공급할 수 있다.
또한, 공기공급부(30)는 송풍기(32)에 의한 외부 공기의 공급과 압축공기부(40)을 통한 압축공기의 공급을 제어하는 제어부(50)를 더 포함할 수 있다. 제어부(50)는 예를 들어 유기성 폐기물의 점도 등 운전 조건에 따라 외부 공기 또는 고압의 압축공기의 공급 또는 공급량 등을 적절히 제어할 수 있다.
송풍기(32)는 제1 공기공급관(31)에 연결되어 제1 공기공급관(31)으로 외부 공기를 공급한다. 본 실시예에서, 송풍기(32)는 외부 공기를 상시 공급하는 구조일 수 있다. 송풍기(32)의 구동에 따라 외부 공기가 제1 공기공급관(31)과 각 제2 공기공급관(33)을 통해 각 분사교반날개(22)의 제3 공기공급관(34)에 연속적으로 공급된다.
본 실시예에서, 압축공기부(40)은 필요에 따라 간헐적으로 또는 설정된 시간 간격으로 고압의 압축 공기를 제1 공기공급관(31)을 통해 공급하는 구조일 수 있다.
이를 위해, 압축공기부(40)은 제1 공기공급관(31)에 연결되는 압축관(41), 압축관(41)에 연결되어 압축 공기를 공급하기 위한 콤프레셔(42)와 압축공기를 저정하는 공기탱크(43), 압축관(41)을 개폐하는 개폐밸브(44), 송풍기(32) 전단에서 제1 공기공급관(31)에 설치되어 압축공기가 송풍기(32)로 역류하는 것을 방지하는 체크밸브(46)를 포함할 수 있다.
콤프레셔(42)는 외부 공기를 압축하여 공기탱크(43)에 저장한다. 공기탱크(43)에 저장된 고압의 압축공기는 압축관(41)을 통해 제1 공기공급관(31)으로 공급된다.
압축관(41)은 공기탱크(43)와 제1 공기공급관(31) 사이를 연결한다. 압축관(41) 일측에는 압축관(41)을 개폐하는 개폐밸브(44)가 설치된다.
개폐밸브(44)는 제어부(50)에 의해 제어 구동될 수 있다.
개폐밸브(44)가 개폐 구동됨에 따라 압축관(41)과 제1 공기공급관(31)이 연결되어, 공기탱크(43)에 저장된 고압의 압축공기가 압축관(41)을 통해 제1 공기공급관(31)으로 공급된다.
송풍기(32)의 전단에는 체크밸브(46)가 설치되어 있어서, 개폐밸브(44) 구동에 따라 압축관(41)으로부터 제1 공기공급관(31)으로 고압의 압축공기를 공급하는 과정에서, 압축공기가 송풍기(32)로 역류되는 것을 차단할 수 있다. 이에, 고압의 압축 공기에 의해 송풍기가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 송풍기(32)를 통해 외부 공기를 공급과 더불어 설정된 시간 간격이나 조건에 따라 필요시 고압의 압축공기를 각 분사교반날개(22)로 선택적으로 공급할 수 있게 된다.
이에, 공기는 제2 공기공급관(33)을 통해 분기되어 제2 공기공급관(33)에 연결된 분사교반날개(22)로 개별적으로 공급됨으로써, 압력손실을 최소화하면서 공기의 공급이 각 분사교반날개(22)의 말단까지 원활하게 이루어질 수 있다.
따라서, 장치 가동 중에 지속적이고 안정적으로 공기를 발효탱크 내부로 공급할 수 있으며, 각 분사교반날개(22)에 마련된 분사노즐(35)이 막히는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
공기공급부(30)의 구동에 따라 공기가 제1 공기공급관(31)과 각 제2 공기공급관(33)을 통해 각 분사교반날개(22)의 제3 공기공급관(34)에 연속적으로 공급된다.
제1 공기공급관(31)은 유체 이송을 위한 관 구조물로, 교반축(21)의 상단에 연결되어 교반축(21) 내에 설치된 복수개의 제2 공기공급관(33)과 연결된다.
교반축(21)의 상단에는 제1 공기공급관(31)과 제2 공기공급관(33)을 연결하기 위한 공기분배실(37)이 마련될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 공기분배실(37)은 교반축(21) 상에 구비되며 공기분배실(37)의 하부에 복수개의 제2 공기공급관(33)이 연통 설치된다. 그리고, 제1 공기공급관(31)이 공기분배실(37)의 상부에 기밀 상태를 유지하며 회전가능하게 설치될 수 있다. 제1 공기공급관(31)과 공기분배실(37) 사이에는 기밀 유지와 원활한 회전을 위해 실링부(38)가 설치될 수 있다. 실링부는 예를 들어, 파이핑 하이드로릭 홀더(piping hydraulic holder)이나 리테이너씰(retainer seal)이 사용될 수 있다.
공기분배실(37)은 내부에 공간을 형성한 챔버 구조로, 제1 공기공급관(31)과 복수의 제2 공기공급관(33)을 연결한다. 공기분배실(37)의 내부 공간 크기는 다양하게 변형될 수 있다.
제1 공기공급관(31)을 통해 공급된 공기는 공기분배실(37) 내부 공간으로 유입된다. 복수의 제2 공기공급관(33)은 공기분배실(37)에 연통되어 있어서, 공기는 복수개의 제2 공기공급관(33)으로 분기되어 나가게 된다.
이와 같이, 공기분배실(37)을 구비함으로써, 제1 공기공급관(31)에서 공급된 공기를 복수개의 제2 공기공급관(33)으로 고르게 분기하여 공급할 수 있게 된다.
제2 공기공급관(33)은 유체 이송을 위한 관 구조물로, 제1 공기공급관(31)을 통해 공급된 공기를 분기하여 각 분사교반날개(22)로 공급한다.
제2 공기공급관(33)은 중공 구조의 교반축(21) 내부에 설치된다. 제2 공기공급관(33)의 상단은 공기분배실(37)에 연통 설치되어 제1 공기공급관(31)과 연결된다. 제2 공기공급관(33)의 하단은 교반축(21)을 따라 하부까지 연장되며, 교반축(21)에 형성된 구멍(25)을 통해 분사교반날개(22)에 설치된 제3 공기공급관(34)과 연결된다.
각 제2 공기공급관(33)은 교반축(21) 내주면에 접하여 내면을 따라 설치될 수 있다. 이에, 교반축(21) 내에 복수개의 제2 공기공급관(33)을 보다 안정적으로 설치할 수 있다.
본 실시예에서, 제2 공기공급관(33)은 교반축(21)의 원주방향을 따라 배치된 분사교반날개(22)의 개수에 맞춰 구비될 수 있다. 각 제2 공기공급관(33)에는 교반축 원주방향을 따라 같은 위치에서 상하로 배치된 적어도 하나 이상의 분사교반날개가 연결 설치된다. 예를 들어, 분사교반날개(22)가 교반축(21)의 원주방향을 따라 120도 각도로 3개가 배치된 구조의 경우 제2 공기공급관(33) 역시 3개가 마련될 수 있다. 3개의 제2 공기공급관(33)은 교반축(21)을 따라 하부까지 수직으로 연장되며, 해당 위치에서 상하로 배치된 분사교반날개(22)의 제3 공기공급관으로 분기된다. 제2 공기공급관(33)의 설치 개수는 다양하게 변형될 수 있다.
이에, 제1 공기공급관(31)을 통해 공급된 공기는 제2 공기공급관(33)으로 분기되어 각 제2 공기공급관에 연결된 분사교반날개(221)로 각각 공급될 수 있다. 따라서, 제1 공기공급관으로부터 공급된 공기를 에너지의 손실을 최소화하면서 각 분사교반날개(22)의 말단까지 보낼 수 있게 된다.
이와 같이, 본 실시예는 교반축(21) 내부에 각 분사교반날개(22)로 공기를 공급하기 위한 별도의 제2 공기공급관(33)들이 마련됨에 따라, 보다 적은 에너지로도 송풍기(32)에 의한 외부 공기나 콤프레셔(42)에 의한 고압의 압축공기를 제3 공기공급관(34)을 통해 분사할 수 있게 된다.
제3 공기공급관(34)은 유체 이송을 위한 관 구조물로, 제2 공기공급관(33)과 연결되어 제2 공기공급관(33)을 통해 공급된 공기를 분사교반날개(22)를 통해 외부로 분사한다.
제3 공기공급관(34)은 분사교반날개(22)의 내부 공간 내에 별도로 마련되어 설치된다. 이에, 공기는 제3 공기공급관(34) 통해 유통되어 제3 공기공급관(34)에 설치된 분사노즐(35)을 통해 분사될 수 있다.
이에, 분사교반날개(22)의 내부 공간의 크기가 커지더라도 공기는 제3 공기공급관(34)을 통해 압력 손실없이 분사압력과 분사유속을 유지하면서 분사될 수 있다.
따라서, 보다 효과적으로 발효탱크(10) 내부에 공기의 공급이 가능하며, 장치 설계 조건이나 작업 환경 조건 등에 따라 분사교반날개(22)의 크기를 자유롭게 변경하는 것이 가능하다. 예를 들어, 점성이 높은 유기성 폐기물을 교반할 수 있도록 분사교반날개의 크기를 보다 크게 형성할 수 있다. 분사교반날개의 크기가 커지더라도 공기는 제3 공기공급관을 통해 공급되므로 압력손실은 발생되지 않는다.
종래 구조의 경우 단순히 분사교반날개 내부 공간으로 외부 공기를 공급함에 따라 압력 손실에 의해 공기를 효과적으로 분사하기 어려웠다. 또한, 점성이 높은 폐기물에 대응하여 교반날개의 크기를 증가시키는 경우, 압력손실은 더 커지게 되고 보다 큰 에너지가 사용되어야 하므로, 분사교반날개의 크기를 증가시키기 어려웠다.
또한, 통상적으로 교반날개는 교반축에 직각방향으로 설치하여, 중공의 교반축과 중공의 교반날개의 토출구를 통하여 외부 공기를 공급하는 구조로 되어 있다. 이러한 구조는 저점도의 유기성 폐기물에 저압과 저속의 송풍기에 맞춰 개발된 구조이다. 그러나, 고점도의 유기성 폐기물에는 저압 저속의 공기 공급만으로는 외부 공기 공급이 용이하지 않다.
본 실시예는 복수개의 제2 공기공급관(33)을 마련하고, 분사교반날개(22) 내부에 제3 공기공급관(34)을 구비하여 제2 공기공급관(33)에 연결함에 따라, 분사교반날개(22)를 교반축(21)에 용이하게 설치할 수 있다. 이에 대해서는 뒤에서 다시 설명하도록 한다.
각 분사교반날개(22)에 설치되는 제3 공기공급관(34)의 구조는 모두 동일하다.
제3 공기공급관(34)을 따라 복수개의 분사노즐(35)이 배열 설치된다. 분사노즐(35)은 분사교반날개(22)에 형성된 토출구(36)와 연결된다. 이에, 분사노즐(35)에서 분사된 공기가 토출구(36)를 통해 분사교반날개(22)에서 외부로 분사될 수 있다.
본 실시예에서, 보다 적은 에너지로 압력 손실을 최소화하면서 공기를 공급할 수 있도록, 제1 공기공급관(31)과 제2 공기공급관(33) 및 제3 공기공급관(34)은 내경이 상이한 구조일 수 있다. 즉, 공기의 공급방향을 따라 제1 공기공급관(31)과 제2 공기공급관(33) 및 제3 공기공급관(34)으로 갈수록 내경이 작아지는 구조일 수 있다.
제2 공기공급관(33)의 내경은 제1 공기공급관(31)보다 작은 구조로, 제1 공기공급관(31)을 통해 소정의 압력과 유량으로 공급되는 공기는 복수개의 제2 공기공급관(33)으로 분기되어 공급되더라도, 그 압력과 유량을 유지하면서 각 분사교반날개(22)로 공급될 수 있다.
제3 공기공급관(34)은 제2 공기공급관(33)보다 직경이 작은 구조로, 제2 공기공급관(33)에 복수개의 분사노즐(35)이 형성되어 있더라도, 제2 공기공급관(34)으로 공급된 공기는 각 분사노즐(35)을 통해 계산된 유속과 압력으로 분사될 수 있다.
따라서, 본 실시예는 에너지의 손실을 방지하여, 보다 적은 에너지(유량과 유속)를 사용하더라도, 제1 공기공급관(31)으로부터 말단인 각 분사교반날개(22)까지 공기를 효과적으로 공급할 수 있다. 이에, 분사교반날개(22)의 토출구(36)에서 최종 분사되는 공기의 분사압력과 분사유속을 극대화할 수 있다.
이와 같이, 전체 분사교반날개에 수십개에서 수백개에 이르는 분사노즐이 구비된다 하더라도, 각각의 분사노즐(35)을 통해 공기를 원하는 유량과 속도로 분사할 수 있게 된다.
또한, 에너지 손실이나 압력 손실없이 분사교반날개(22)를 통해 공기를 분사할 수 있게 되어, 송풍기(32)나 압축공기부(40)의 콤프레셔(42) 사양을 낮출 수 있다. 이에, 제조비용을 줄여 가격 경쟁력을 확보할 수 있다.
제3 공기공급관(34)은 분사교반날개(22) 내부에 고정 설치되어 하나의 유닛을 이룰 수 있다. 도 12와 도 13에 도시된 바와 같이, 제3 공기공급관(34)은 분사교반날개(22) 내부에 고정 설치된다.
예를 들어, 용접 또는 고정브라켓 등으로 분사교반날개(22)의 토출구(36) 형성면에 고정되어 내면을 따라 설치될 수 있다. 이에, 분사교반날개(22)에 형성된 토출구(36)와 제3 공기공급관(34)에 설치된 분사노즐(35)이 바로 연결될 수 있다. 따라서, 제3 공기공급관(34)으로 공급된 공기는 분사노즐(35)에서 분사되어 유속이나 압력의 손실 없이 바로 토출구(36)를 통해 외부로 분사될 수 있다.
또한, 분사교반날개(22)에는 돌출부(27)가 설치되어 있어서, 제3 공기공급관(34)이 토출구(35) 형성면에 치우쳐져 설치되더라도 분사교반날개(22)의 무게중심이 토출구쪽으로 쏠리지 않는다. 즉, 분사교반날개(22)의 중심부를 기준으로 한쪽에는 제3 공기공급관(34)이 설치되고, 반대쪽으로는 돌출부(27)가 설치되어 있어서, 서로 무게의 균형을 이룰 수 있다. 따라서, 분사교반날개(22)는 자체적으로 비틀림을 최소화하면서 회전될 수 있다.
제3 공기공급관(34)과 제2 공기공급관(33) 사이에는 관 사이를 선택적으로 연결하는 연결커넥터(39)가 더 구비될 수 있다.
연결커넥터(39)는 예를 들어, 제3 공기공급관(34)과 제2 공기공급관(33) 선단에 각각 설치되어 서로 맞물려 결합하는 암수 커플링 구조로 원터치로 연결 및 연결 해제하는 구조일 수 있다. 연결커넥터(39)는 제3 공기공급관(34)과 제2 공기공급관(33) 선단을 연결 또는 연결 해제할 수 있는 구조면 모두 적용될 수 있다.
이에, 제3 공기공급관(34)과 한 몸체로 된 분사교반날개(22)를 보다 용이하게 교반축(21)에 설치할 수 있다. 즉, 분사교반날개(22)를 교반축(21)에 고정 설치하는 과정에서 연결커넥터(39)를 통해 교반축(21)의 제2 공기공급관(33)과 분사교반날개(22)의 제3 공기공급관(34)을 쉽게 연결할 수 있다.
언급한 바와 같이, 제2 공기공급관(33)은 교반축(21) 원주방향으로 분사교반날개(22)의 배치에 맞춰 복수개가 개별적으로 마련되어 있고, 각 제2 공기공급관(33)에는 상하방향을 따라 분사교반날개(22)가 설치될 구멍(25) 위치에 맞춰 분기되어 연결커넥터(39)가 설치되어 있다.
이에, 작업자는 분사교반날개(22)에 설치된 제3 공기공급관(34)의 연결커넥터(39)를 제2 공기공급관(33)에 설치된 연결커넥터(39)에 체결하여 제2 공기공급관(33)에 제3 공기공급관(34)을 쉽게 연결할 수 있다. 이 상태에서, 분사교반날개(22)를 교반축(31)에 용접으로 고정함으로써 간단하게 설치할 수 있다.
이하, 본 실시예의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
이하 본 실시예의 발효장치(100)가 송풍기(32)와 콤프레셔(42)를 통해 공기를 공급하는 구조를 예로서 설명한다.
발효탱크(10) 내부에 유기성 폐기물이 투입되고, 본 발효장치(100)가 가동되면 교반축(21)이 회전되면서 분사교반날개(22)에 의해 유기성 폐기물의 교반이 이루어진다. 이 과정에서 외부 공기가 분사교반날개(22)를 통해 유기성 폐기물로 공급된다.
제어부(50)는 발효장치(100)의 구동 조건 또는 유기성 폐기물 발효 상태에 따라 송풍기(32)를 통해 외부 공기를 공급하거나 고압의 압축 공기를 공급할 수 있다.
제어부(50)의 신호에 따라 개폐밸브(44)가 구동되어 송풍기(32)에 의한 외부 공기 또는 콤프레셔(42)를 통한 고압의 압축공기를 선택적으로 제1 공기공급관(31)을 통해 공급할 수 있게 된다.
압축관(41)의 개폐밸브(44)가 폐쇄 작동됨에 따라, 송풍기(32)에 의한 외부 공기가 제1 공기공급관(31)으로 공급된다. 외부 공기는 복수개의 제2 공기공급관(33)으로 분기되고 각 제2 공기공급관(33)에 연결된 각 분사교반날개(22)로 공급된다.
각각의 제2 공기공급관(33)으로 분기된 외부 공기는 제2 공기공급관(33)에 연결된 제3 공기공급관(34)으로 공급되고, 제3 공기공급관(34)의 분사노즐(35)을 통해 분사된다. 분사노즐(35)을 통해 분사된 공기는 각 분사교반날개(22)의 토출구(36)를 통해 외부로 분사되어 유기성 폐기물 내에 공급된다.
송풍기(32)가 계속 구동함에 따라 제3 공기공급관(34) 내부에는 일정한 압력으로 공기가 지속적으로 공급되며, 분사교반날개(22)의 토출구(36)를 통해 연속적으로 외부로 분사될 수 있다.
이 상태에서, 제어부에 의해 압축공기부(40)이 구동되어 고압의 압축공기를 분사할 수 있다.
제어부(50)의 신호에 따라 압축관(41)의 개폐밸브(44)가 개방 작동함에 따라 공기탱크(43)에 저장된 고압의 압축공기가 제1 공기공급관(31)으로 공급된다.
고압의 압축공기는 제1 공기공급관(31)에 연결된 복수개의 제2 공기공급관(33)으로 분기되어 각 분사교반날개(22)로 공급된다. 제2 공기공급관(33)을 통해 각각의 분사교반날개(22)로 압축공기를 고르게 분배 공급할 수 있다.
각 제2 공기공급관(33)으로 공급된 압축공기는 제2 공기공급관(33)에 연결된 제3 공기공급관(34)으로 공급되고, 제3 공기공급관(34)의 분사노즐(35)을 통해 분사된다. 이에, 분사노즐(35)과 연결된 분사교반날개(22)의 토출구(36)를 통해 고압의 압축공기가 외부로 분사된다.
고압의 압축공기를 분사함으로써, 고점도의 유기성 폐기물에 대해서도 공기가 유기성 폐기물 내에 깊숙하게 분사되어 공기 공급 효율을 높일 수 있게 된다.
이와 같이, 본 실시예의 발효장치(100)는 송풍기(32)에 의해 지속적으로 공기를 분사하면서 필요시에 고압의 압축공기를 분사함으로써 보다 효과적으로 유기성 폐기물을 건조 발효 처리할 수 있게 된다.
또한, 고압의 압축 공기 공급을 통해 분사노즐(35)이나 분사교반날개(22)의 토출구(36)가 막히는 것을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

Claims (23)

  1. 축산분뇨와 하/폐수슬러지와 남은 음식물과 같은 수분이 높은 유기성 폐기물을 드럼통 형상의 원통형 쉘 발효탱크 내부로 투입하고 하부 구동부의 회전으로 구동부와 수직으로 연결된 교반축과 교반축에 직각 방향으로 결합된 교반날개를 회전시켜, 상기 유기성 폐기물을 교반시키면서 발효시켜 건조 발효된 유기물을 만드는 유기성폐기물 고속 건조 발효장치에 있어서,
    상기 원통형 쉘 발효탱크의 중앙에는 교반축이 설치되고, 상기 교반날개는 상기 교반축에 일단이 지지되며, 상기 교반날개는 최하단에 배치되는 하단교반날개와, 상기 하단교반날개의 위쪽에 배치되는 중단교반날개와, 상기 중단교반날개의 위쪽에 배치되는 상단교반날개로 이루어지되, 상기 각각의 교반날개들의 설치위치와 처리기능에 따라 그 구조를 각기 달리하여 배치하는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속 건조 발효장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상단교반날개는, 최상단에 배치되는 상1단 교반날개와, 상기 상1단 교반날개의 바로 아래에 설치되되, 상기 상1단 교반날개와 동일한 형상을 갖도록 형성된 상2단 교반날개로 이루어지며 상기 원통형 쉘 발효탱크의 아래쪽에 배치되어 하중을 많이 받는 상기 하단교반날개와 상기 중단교반날개는 다수개의 판재가 조합된 프레임 형태로 형성되고,
    상기 원통형 쉘 발효탱크의 위쪽에 위치하여 상기 하단교반날개와 상기 중단교반날개에 비해 하중을 상대적으로 적게 받는 상기 상1단 교반날개 또는 상기 상2단 교반날개는 하나의 판재 혹은 다수의 판재가 조합된 프레임 형태로 형성되어 하중의 크기에 따라 교반날개의 구조를 각기 다르게 형성하는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속 건조 발효장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상1단 교반날개와 상기 상2단 교반날개는 진행방향에 위치한 상단앞판과 상단뒷판과 상단상판과 상단하판으로 구성되며, 상기 상단앞판에는 회전저항을 감소시키는 상단돌출부가 구비된 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속 건조 발효장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하단교반날개는 진행방향에 위치한 하단앞판과 하단뒷판과 하단상판과 하단하판으로 구성되며, 상기 하단앞판에는 회전저항을 감소시키는 하단돌출부가 구비된 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속 건조 발효장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하단교반날개의 하단뒷판에는 다수의 하단공기홀 구비되어, 상기 하단교반날개가 회전할 때 유기성폐기물에 외부의 공기를 제공하여 발효를 촉진시키는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속 건조 발효장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 중단교반날개에는 진행방향에 위치한 중단앞판과 중단뒷판과 중단상판과 중단하판으로 구성되며, 상기 중단앞판에는 회전저항을 감소시키는 중단돌출부가 구비되고, 상기 중단교반날개의 중단뒷판에는 다수의 중단공기홀이 구비되어 상기 중단교반날개가 회전할 때 상기 유기성폐기물에 외부의 공기를 제공하여 발효를 촉진시키는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속 건조 발효장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 중단돌출부는 상기 중단앞판을 밑변으로 하고 제1판재와 제2판재를 측변으로 하여 2등변 삼각형 형상을 이룸에 따라 상기 제1판재와 제2판재가 만나는 꼭지점이 상기 중단앞판의 중앙에 배치되어 중단교반날개가 회전될 때 회전저항을 저감시키고, 상기 상단돌출부는 상기 상단앞판을 밑변으로 하고 제3판재와 제4판재를 측변으로 하여 2등변 삼각형 형상을 이룸에 따라 상기 제3판재와 제4판재가 만나는 꼭지점이 상기 상단앞판의 중앙에 배치되어, 상기 상1단 교반날개와 상기 상2단 교반날개가 회전될 때 회전저항을 저감시키는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속 건조 발효장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 하단돌출부는 상기 하단앞판을 밑변으로 하고 제5판재와 제6판재를 측변으로 하되, 상기 제5판재는 상기 하단하판과 평행하게 배치되고, 상기 제6판재 경사지게 배치되어 직각 삼각형 형상을 이룸에 따라, 상기 하단교반날개가 회전할 때 원통형 쉘 발효탱크의 하단에 쌓인 건조 발효된 유기물로 인해 위쪽으로 밀리는 저항을 저감시키는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속 건조 발효장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 하단교반날개의 하단뒷판에 구비된 다수의 하단공기홀과 상기 중단공기홀에는 외부의 공기를 공급하는 공기공급장치가 구비되되, 상기 공기공급장치는, 송풍기와, 상기 송풍기로부터 공급되는 공기를 이동시키는 제1공급관과, 상기 제1공급관에서 공급되는 공기를 회전하는 교반축의 내부에 설치되어 회전하는 제2공급관으로 공급하는 전환공급부로 이루어지며, 상기 제2공급관을 통해 공급된 공기를 상기 하단공기홀과 상기 중단공기홀에 공급하기 위해 중단교반날개 내부와 하단교반날개의 내부에 설치된 제3공급관 및 제3공급관에서 분기되어 상기 하단공기홀과 상기 중단공기홀에 공기를 공급하는 분기공급관으로 형성된 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속 건조 발효장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1공급관의 소정의 부위에는 공기압축기가 구비되어 상기 하단공기홀과 상기 중단공기홀 중 일부가 막히는 경우, 고압의 공기를 제공하여 상기 하단공기홀과 상기 중단공기홀중에 막힌 홀을 뚫는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속 건조 발효장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 원통형 쉘 발효탱크는 다수의 벽체모듈이 상하 및 좌우로 결합되어 형성되며, 이때 상기 벽체모듈은, 내부벽체와 외부벽체 및 상기 외부벽체와 상기 내부벽체 사이에는 원통형 쉘 발효탱크의 유기성폐기물의 하중으로 발생된 내력(HOOF TENSION)의 내부벽체가 받는 하중을 외부벽체에 전달하는 하중전달 기능과 외부의 온도에 단열의 기능을 하는 채움재를 주입하여 내부벽체에 걸리는 하중을 외부벽체에 전달하는 구조를 통해 원통형 쉘 발효탱크의 내부에서 생기는 하중을 내부벽체와 채움재와 외부벽체가 함께 대응하는 복합단면 구조를 통해 대응하는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속 건조 발효장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 내부벽체는 스테인리스(stainless)이고 상기 외부벽체는 강판(steel)으로 배치하며, 상기 내부벽체의 높이를 h1, 상기 외부벽체의 높이를 h2 라고 할 때 h1>h2 로 형성되고, 상기 내부벽체와 외부벽체를 일체로 형성시키기 위해 상기 내부벽체와 외부벽체의 하단부를 연결하는 하부벽판과, 상기 외부벽체의 상단부와 상기 내부벽체의 일면의 소정부위를 연결하는 상부벽판이 구비됨에 따라, 상기 벽체모듈의 외각을 이루는 단면은 내부벽체의 제1단면과, 외부벽체의 제2단면과, 상부벽판의 제3단면과, 하부벽판의 제4단면으로 폐쇄되어 형성됨에 따라 견고한 구조를 갖추고 상기 폐쇄된 내부에는 채움재가 위치하여 단열기능과 내부벽체가 받은 하중을 외부벽체에 전달하는 하중전달을 동시에 진행하는 것을 특징으로 하는 고속 유기성 폐기물 건조 발효장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 내부벽체는 스테인리스(stainless)이고 상기 외부벽체는 강판(steel)으로 배치하며, 상기 내부벽체의 높이를 h1, 상기 외부벽체의 높이를 h2 라고 할 때 h1>h2 로 형성되고, 상기 내부벽체와 외부벽체를 일체로 형성시키기 위해 하부벽판
    을 구비하되 상기 하부벽판의 상면은 상기 외부벽체의 하단부가 결합되고 상기 하부벽판의 일단부은 내부벽체의 일면의 하부에 결합되며, 상기 외부벽체의 상단부와 상기 내부벽체의 일면의 소정부위를 연결하는 상부벽판이 구비됨에 따라, 상기 벽체모듈의 외각을 이루는 단면은 내부벽체의 제1단면과, 외부벽체의 제2단면과, 상부벽판의 제3단면과, 하부벽판의 제4단면으로 폐쇄되어 형성됨에 따라 견고한 구조를 갖추고 상기 폐쇄된 내부에는 채움재가 위치하여 단열기능과 내부벽체가 받은 하중을 외부벽체에 전달하는 기능을 동시에 진행하는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속 건조 발효장치.
  14. 제11항 또는 제13항에 있어서,
    상기 다수의 벽체모듈은 아래에 위치한 하나의 벽체모듈을 제1벽체모듈이라 하고, 상기 제1벽체모듈의 바로위에 설치되는 벽체모듈을 제2벽체모듈이라 할 때, 상기 제1벽체모듈의 상부벽판과 제2벽체모듈의 하부벽판은 마주보도록 배치되되, 서로 이격공간을 갖도록 배치되고, 상기 제1벽체모듈과 제2벽체모듈의 결합시에 상기 제1벽체모듈의 내부벽체와 상기 제2벽체모듈의 내부벽체는 서로 일직선을 이루도록 배치되되, 원통형 쉘 발효탱크의 내부에서의 결합은 결합부위를 용접하여 결합되며, 원통형 쉘 발효탱크의 외부의 결합은 상기 이격공간에 스페이서가 끼워진 상태에서 상기 제1벽체모듈의 상부벽판과 상기 제2벽체모듈의 하부벽판을 볼트로 결합하는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속 건조 발효장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 내부벽체와 외부벽체를 일체로 형성시키기 위해 우측벽판을 구비하되 상기 우측벽판의 상면은 상기 외부벽체의 하단부가 결합되고 상기 우측벽판의 일단부는 내부벽체의 일면의 하부에 결합되며, 상기 외부벽체의 상단부와 상기 내부벽체의 일면의 소정부위를 연결하는 좌측벽판이 구비됨에 따라, 상기 벽체모듈의 외각을 이루는 단면은 내부벽체의 제1단면과, 외부벽체의 제2단면과, 좌측벽판의 제5단면과, 우측벽판의 제6단면으로 폐쇄되도록 형성되어 견고한 구조를 갖추고, 상기 폐쇄된 내부에는 채움재가 위치하여 단열기능과 내부벽체가 받은 하중을 외부벽체에 전달하는 기능을 동시에 진행하는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속 건조 발효장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 하단공기홀과 상기 중단공기홀의 내부로 유기성폐기물이 유입되어 역류될 경우, 제3공급관을 차단하는 하단교반날개용 역류방지밸브와 중단교반날개용 역류방지밸브를 설치하는 것을 특징으로 하는 유기성폐기물 고속 건조 발효장치.
  17. 지면에 수직으로 배치되고 내부에 유기성 폐기물 수용 공간을 구비하여 유기성 폐기물을 건조 발효 처리하기 위한 발효탱크, 상기 발효탱크에 설치되어 발효탱크로 투입된 유기성 폐기물을 교반하기 위한 교반기, 및 상기 교반기의 분사교반날개를 통해 상기 발효탱크 내부로 공기를 공급하기 위한 공기공급부를 포함하여, 상기 공기공급부로부터 공급되는 공기를 상기 교반기의 말단까지 원활하게 공급할 수 있도록 된 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치이고,
    상기 교반기는 상기 발효탱크 중심에 상하로 연장되어 회전가능하게 설치되는 교반축, 상기 교반축을 따라 간격을 두고 설치되는 적어도 하나 이상의 분사교반날개, 및 상기 교반축에 연결되어 교반축을 회전시키기 위한 구동부를 포함하고,
    상기 공기공급부는 외부 공기 공급기와, 상기 외부 공기 공급기와 상기 교반축 선단 사이에 연결되어 상기 외부 공기 공급기로부터 공급되는 공기를 공급하는 제1 공기공급관, 상기 제1 공기공급관에서 분기되고 상기 교반축 내부를 따라 연장되어 분사교반날개로 공기를 개별적으로 공급하는 복수개의 제2 공기공급관, 상기 분사교반날개 내부에 설치되고 상기 분사교반날개로 연장된 일측 제2 공기공급관과 연결되는 제3 공기공급관, 상기 제3 공기공급관을 따라 설치되고 상기 분사교반날개에 형성된 토출구를 통해 공기를 분사하는 적어도 하나 이상의 분사노즐을 포함하여, 상기 외부 공기 공급기로부터 공급되는 공기를 상기 제1 공기공급관과 상기 제2 공기공급관 및 상기 제3 공기공급관의 연결구조를 통해 각 분사교반날개의 말단으로 공급할 수 있도록 된 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치.
  18. 지면에 수직으로 배치되고 내부에 유기성 폐기물 수용 공간을 구비하여 유기성 폐기물을 건조 발효 처리하기 위한 발효탱크, 상기 발효탱크에 설치되어 발효탱크로 투입된 유기성 폐기물을 교반하기 위한 교반기, 및 상기 교반기의 분사교반날개를 통해 상기 발효탱크 내부로 공기를 공급하기 위한 공기공급부를 포함하고,
    상기 교반기는 상기 발효탱크 중심에 상하로 연장되어 회전가능하게 설치되는 교반축, 상기 교반축을 따라 간격을 두고 설치되는 적어도 하나 이상의 분사교반날개, 및 상기 교반축에 연결되어 교반축을 회전시키기 위한 구동부를 포함하고,
    상기 공기공급부는 송풍기를 통한 외부 공기 공급과 콤프레셔를 통한 고압의 압축공기를 선택적으로 공급하는 구조의 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 공기공급부는 상기 교반축 선단에 연결되는 제1 공기공급관, 상기 제1 공기공급관에 설치되어 외부 공기를 공급하기 위한 송풍기, 상기 제1 공기공급관에서 분기되고 상기 교반축 내부를 따라 연장되어 상기 분사교반날개로 공기를 개별적으로 공급하는 복수개의 제2 공기공급관, 상기 분사교반날개 내부에 설치되고 상기 분사교반날개로 연장된 일측 제2 공기공급관과 연결되는 제3 공기공급관, 상기 제3 공기공급관을 따라 설치되고 상기 분사교반날개에 형성된 토출구를 통해 공기를 분사하는 적어도 하나 이상의 분사노즐, 및 상기 제1 공기공급관에 연결되어 압축 공기를 선택적으로 공급하기 위한 압축공기부를 포함하는 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 압축공기부는 상기 제1 공기공급관에 연결되는 압축관, 상기 압축관에 연결되어 압축 공기를 공급하기 위한 콤프레셔와 압축공기를 저장하는 공기탱크, 상기 압축관을 개폐하는 개폐밸브, 및 상기 송풍기 전단에서 제1 공기공급관에 설치되어 압축공기가 송풍기로 역류하는 것을 방지하는 체크밸브를 포함하는 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치.
  21. 제 17 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 제1 공기공급관과 상기 제2 공기공급관 및 상기 제3 공기공급관은, 공기의 공급방향을 따라 상기 제1 공기공급관과 상기 제2 공기공급관 및 상기 제3 공기공급관으로 갈수록 내경이 작아지는 구조의 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치.
  22. 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 공기공급관은 상기 분사교반날개의 토출구 형성면 내측에 고정되어 한 몸체를 이루고, 상기 제3 공기공급관에 형성된 분사노즐이 상기 분사교반날개의 토출구에 바로 연결된 구조의 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 공기공급부는 상기 제3 공기공급관과 상기 제2 공기공급관 사이를 선택적으로 연결하는 연결커넥터를 더 포함하여, 상기 분사교반날개를 상기 교반축에 설치시 상기 연결커넥터를 통해 교반축의 제2 공기공급관과 분사교반날개의 제3 공기공급관을 연결하는 구조의 유기성 폐기물 고속 건조 발효장치.
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