KR200355900Y1 - 가축분뇨 발효 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가축분뇨를 투입하기 위한 투입부(12)와, 발효숙성된 가축분뇨를 외부로 배출하기 위한 배출부(13)를 구비하는 발효탱크(10)와, 상기 발효탱크(10)내에 수평방향으로 회전자유롭게 설치된 회전축(15)과, 상기 회전축(15)을 회전시키기 위한 구동수단과, 상기 회전축(15)에 설치되어 가축분뇨의 혼합기능과 회전축 (15)방향이동기능을 동시에 수행하도록 된 교반수단과, 상기 발효탱크(10)내에 물을 공급하기 위한 물공급부와, 상기 발효탱크(10)내에 열공기를 공급하기 위한 열공기공급부로 구성된다. 따라서, 발효탱크(10)내의 환경이, 가축분뇨를 발효숙성하기에 가장 적합한 온도 및 습도로 유지됨으로써 가축분뇨 발효숙성이 촉진되고, 이로써 가축분뇨내의 유해성분 및 악취등을 분해하여 제거할 수 있다. 또한 발효탱크(10)내의 가축분뇨가 교반봉(17)으로 교반됨과 동시에, 스크류(18)에 의해 이동되는 것에 의해 가축분뇨가 더욱 골고루 혼합되어 양질의 퇴비를 제조할 수 있다. 또한, 본 고안에 따른 가축분뇨 발효 장치는, 그 구성이 매우 간단하게 이루어지므로 사용이 편리하고, 돈분, 우분, 계분 등과 같은 가축분뇨를 완전히 발효시켜 퇴비화함으로써 환경오염의 방지에 크게 이바지할 수 있다.

Description

가축분뇨 발효 장치{Cattle Sewage Fermentation Device}

본 고안은 가축분뇨 발효 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 퇴비의 원료들을 혼합한 상태에서 발효하여 숙성시킬 때, 최적의 발효 환경을 제공하여 가축분뇨의 발효를 촉진시킴으로써 발효시 발생하는 유해물질 및 악취를 분해시켜 제거할 수 있고, 가축분뇨를 골고루 혼합하여 양질의 퇴비를 제조할 수 있는 가축분뇨 발효 장치에 관한 것이다.

일반적으로 알려진 바와 같이 퇴비는 주로 볏집 또는 잡초와 낙엽에 거름을 섞어서 혼합한 후 자연적으로 발효시켜 제조하는 비료이다. 이러한 퇴비는 상기와 같은 원료들을 이용하여 제조하는 것이 대중화되었지만 최근 들어서는 가축의 분뇨와 음식 찌꺼기 그리고 미생물 균주와 톱밥 등을 이용하여 제조되는 것도 알려지고 있다.

상기와 같이 가축 분뇨와 음식찌꺼기 그리고 미생물 균주와 톱밥 등을 이용하여 퇴비를 제조할 때에는 창고 식으로 제작된 건물의 내부에서 인위적으로 혼합하거나 또는 그 원료들을 혼합한 후 별도의 발효 조에 투입하여 발효시키는 것 등이 제안되고 있다.

그러나, 상기와 같은 퇴비 원료인 혼합물들을 섞어서 혼합할 때에는 골고루 혼합되지 않으므로 양질의 퇴비를 제조할 수 없는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 개방된 공간 내에서 퇴비 원료인 혼합물들을 인위적으로 섞어가며 퇴비를 제조해야하므로 악취가 유발되는 작업환경 내에서 퇴비를 제조해야 하는 문제점도 발생되었다.

종래에도 상기와 같은 퇴비 발효시의 악취를 제거하거나, 퇴비를 골고루 혼합하기 위한 장치가 제안되어 있으나, 그 장치의 구조가 매우 복잡하여 효율적이지 못하고 사용이 불편하며 제작비용도 많이 들어 실용적이지 못한 단점이 있었다.

본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 돈분, 우분, 계분, 톱밥, 왕겨 등과 같은 퇴비 원료들을 혼합하여 탱크내에서 발효시킬 때, 가축분뇨가 발효하기에 가장 적합한 환경이 되도록 탱크내부의 습도 및 온도 등을 유지하여 가축분뇨의 발효를 촉진시킴으로써 유해물질 및 악취를 분해하여 환경오염의 방지에 크게 이바지할 수 있는 가축분뇨 발효 장치를 제공하는데 있다.

또한 본 고안의 다른 목적은 탱크내에서 가축분뇨를 교반봉으로 혼합함과 동시에, 이동가능하게 함으로써 퇴비의 원료들이 더욱 더 골고루 혼합될 수 있도록 하여 양질의 퇴비를 제조할 수 있는 가축분뇨 발효 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 고안의 다른 목적은, 장치의 전체구성이 매우 간단하게 이루어져 사용이 편리하고, 제조비용도 낮출 수 있으며, 가축분뇨의 혼합기능 및 발효숙성기능을 향상시킬 수 있는 실용적인 가축분뇨 발효 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 가축분뇨 발효 장치를 나타낸 정면도.

도 2는 본 고안에 따른 가축분뇨 발효 장치를 나타낸 우측면도.

도 3은 본 고안에 따른 가축분뇨 발효 장치의 발효탱크 내부구조를 정면에서 본 단면도.

도 4는 본 고안에 따른 가축분뇨 발효 장치의 발효탱크 내부구조를 측면에서 본 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 발효탱크 11 : 지지프레임

12 : 투입부 13 : 배출부

14 : 가스배출부 15 : 회전축

17 : 교반봉 18 : 스크류

19 : 전동모터 20,21 : 스크로켓휘일

22 : 체인 24a : 급수파이프

24b : 노즐 25a : 열공기파이프

25b : 분기파이프

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 가축분뇨를 투입하기 위한 투입부와 발효숙성된 가축분뇨를 외부로 배출하기 위한 배출부를 구비하는 발효탱크와,상기 발효탱크내에 수평방향으로 회전자유롭게 설치된 회전축과, 상기 회전축을 회전시키기 위한 구동수단과, 상기 회전축에 설치되어 가축분뇨의 혼합기능과 회전축방향이동기능을 동시에 수행하도록 된 교반수단과, 상기 발효탱크내에 물을 공급하기 위한 물공급부와, 상기 발효탱크내에 열공기를 공급하기 위한 열공기공급부를 포함하여 구성된 가축분뇨 발효 장치에 특징이 있다.

또한, 상기 교반수단은 상기 회전축에 일정한 간격으로 배치된 다수개의 기다란 교반봉과, 회전축에 설치된 나선형의 스크류로 구성하고, 상기 발효탱크의 배출부와 인접한 부분에 비상배출부를 구비한 가축분뇨 발효 장치에 특징이 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 가축분뇨 발효 장치를 나타낸 정면도 및 우측면도이고, 도 3 및 도 4는 발효탱크의 내부구성을 각각 정면과 측면에서 본 단면도로서, 도시된 바와 같이, 본 고안의 가축분뇨 발효 장치는 가축분뇨를 발효시켜 숙성시키기 위한 발효탱크(10)를 구비한다.

발효탱크(10)는 상부가 사각이고 하부가 반원인 단면을 가지는 수평방향으로 기다란 통형상으로 형성되어 지지프레임(11)에 의해 지면으로부터 일정높이에 설치된다. 또한 발효탱크(10)는 가축분뇨를 내부로 투입하기 위한 투입부(12)와, 발효숙성을 마친 가축분뇨를 외부로 배출하기 위한 배출부(13)와, 가축분뇨의 발효시 발생되는 유해가스를 배출하기 위한 가스배출부(14)를 구비하고 있다.

투입부(12)는 발효탱크(10)의 상부에 위치하고, 투입구(12a)와 뚜껑(12b)으로 구성되어 있으며, 이 투입부(12)를 통해 가축분뇨를 직접 투입할 수도 있고, 별도의 가축분뇨공급장치(도시하지 않음)를 연결하여 자동으로 투입되도록 하여도 좋다. 배출부(13)는 발효탱크(10)의 하부에 위치하고, 배출구(13a)와 개폐셔터(13b)로 구성되어 있으며, 배출부(13) 하부에 가축분뇨이송수단(도시하지 않음)을 연이어 설치하여 가축분뇨의 배출과 동시에, 다른 곳으로 운반할 수 있도록 하여도 좋다. 가스배출부(13)는 발효탱크(10)의 상부에 관통설치하여 발효시 발생되는 유해가스가 자동 배출되도록 구성한다.

도면에는 상기 투입부(12), 배출부(13) 및 가스배출부(13)가 3곳에 구비된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니고, 발효탱크(10)의 사이즈 혹은 용량에 따라 3곳 이상 또는 이하로 적절하게 설정할 수 있다.

또한 발효탱크(10)의 내부에는 가축분뇨를 골고루 혼합하기 위한 회전축(15) 및 교반수단이 설치되고, 발효탱크(10)의 외부에는 상기 회전축(15) 및 교반수단을 회전시키기 위한 구동수단이 설치되어 있다.

상기 회전축(15)은 발효탱크(10)의 대략 중간부분에서 길이방향으로 연장되어 수평방향으로 회전자유롭게 설치되고, 양끝단이 발효탱크(10)의 바깥쪽으로 관통하여 베어링(16)에 의해 회전지지되어 있다.

교반수단은, 회전축(15)의 길이방향으로 일정한 간격을 두고 설치된 기다란 다수개의 교반봉(17)과, 회전축(15)의 길이방향을 따라 설치된 나선형상의 스크류 (18)로 구성된다. 각각의 교반봉(17)은 회전축(15)의 반경방향으로 길게 형성되어 회전축(15)과 함께 회전하면서 가축분뇨를 골고루 혼합하게 된다.

스크류(18)는 나선형상으로 형성된 것이므로 회전축(15)과 함께 회전하면서가축분뇨를 회전축(15)의 축방향으로 이동시키는 것으로, 회전축(15)의 회전방향을 정,역방향으로 전환하는 것에 따라 스크류(18)의 회전방향도 전환되므로 가축분뇨의 이송방향을 도 3에 있어서 좌측 또는 우측으로 전환시킬 수 있게 된다.

따라서 본 고안의 교반수단에 의해서는, 가축분뇨를 교반봉(17)에 의해 골고루 혼합함과 동시에, 스크류(18)에 의해 발효탱크(10)내에서 좌우로 이동시키게 되므로 가축분뇨를 더욱더 골고루 혼합하는 기능이 효율적으로 이루어진다.

상기 회전축(15) 및 교반수단을 회전시키기 위한 구동수단은, 전동모터(19)와 이 전동모터(19)의 회전력을 회전축(15)에 전달하기 위한 동력전달기구로 구성되고, 동력전달기구로서는, 한쌍의 스프로켓휘일(20,21) 및 이들을 연결하는 체인 (22)으로 구성하고 있다.

따라서, 한쌍의 스프로켓휘일(20,21)을 회전축(15)의 일끝단과, 전동모터 (19)의 모터축(19a)에 각각 설치하여 체인(22)으로 연결함으로써 전동모터(19)의 동력이 회전축(15)에 전달되어진다. 이 때 동력전달기구로서는 한쌍의 스프로켓휘일(20,21)에 한정되는 것은 아니고, 벨트 및 벨트풀리, 기어등의 동력전달기구를 사용하여도 좋다.

또한, 상기 동력전달기구의 상부에는 커버(23)를 설치하여 안전사고를 예방할 수 있도록 함과 동시에, 외관을 좋게 하는 것이 바람직하다.

본 고안의 가축분뇨 발효 장치는, 상기 발효탱크(10)내에 있어서 가축분뇨의 발효환경을 최적상태, 즉 발효탱크(10)내의 온도와 습도를 최적의 상태로 유지하기 위한 물공급부와, 열공기공급부를 구비하고 있다.

물공급부는, 발효탱크(10)내의 상부 중앙에 위치하여 회전축(15)과 나란한 방향으로 길게 배치된 급수파이프(24a)와, 이 급수파이프(24a)에 일정한 간격으로 설치된 다수개의 노즐(24b)로 구성되고, 급수파이프(24a)의 일끝단은 발효탱크(10)의 외부로 노출되어 유량조절부(24c) 및 물공급원(24d)에 연결됨으로써 물을 발효탱크(10)내로 공급할 수 있도록 되어 있다.

열공기공급부는, 발효탱크(10) 바깥쪽의 일측 하부에 위치하여 회전축(15)과 나란한 수평방향으로 길게 배치된 열공기파이프(25a)와, 이 열공기파이프(25a)에 일정한 간격으로 설치되어 발효탱크(10)의 내부와 연이어 통하는 다수개의 분기파이프(25b)로 구성되고, 열공기파이프(25a)의 일끝단은 히터(25c) 및 송풍기(25d)에 연결되어 열공기를 발효탱크(10)내로 공급할 수 있도록 되어 있다.

또한, 본 고안의 가축분뇨 발효 장치는, 상기 발효탱크(10)의 일측 벽면 또는 양측벽면에 내부를 들여다 볼 수 있는 투시창(26)을 형성하고, 배출부(13)와 인접한 부분에는 비상배출부(27)를 형성하고 있으며, 비상배출부(27)는 배출부(13) 위쪽의 근방에 구비하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 고안의 동작에 대해 설명한다. 먼저 발효탱크(10)의 상부에 구비된 투입부(12)의 뚜껑(12b)을 열고, 투입구(12a)를 통해 여러 가지 퇴비의 원료를 투입한 후, 뚜껑(12b)을 닫는다. 이때 투입되는 퇴비의 원료는 돈분, 우분, 계분 등과 같은 1차 원료이거나, 혹은 1차적으로 발효상태를 끝낸 원료이거나, 마지막 발효조건까지 끝낸 원료일 수도 있다. 또한 발효를 촉진하기 위하여 톱밥이나 왕겨 등을 적당한 비율로 혼합할 수도 있다.

즉, 본 고안에 따른 가축분뇨 발효 장치는 퇴비를 제조하기 위한 어떠한 상태의 원료가 투입되어도 좋고, 혹은 목적이 다른 퇴비를 만들기 위한 여러 종류의 원료들이 섞인 상태에서 발효시키는데 효과적으로 이용될 수 있다.

상기와 같이 발효탱크(10)내에 퇴비 원료를 투입한 후, 전동모터(19)를 구동시키면, 전동모터(19)의 모터축(19a)에 고정된 스프로켓휘일(20)과, 회전축(15)에 고정된 스프로켓휘일(21)과, 이들을 연결하는 체인(22)에 의해 회전축(15)이 베어링(16)에 지지되어 회전하게 된다.

회전축(15)이 회전하게 되면, 이 회전축(15)에 고정된 다수개의 교반봉(17)과 스크류(18)가 함께 회전된다. 회전하는 교반봉(17)은 가축분뇨를 분쇄하면서 골고루 혼합하는 기능을 하고, 회전하는 스크류(18)는 가축분뇨를 발효탱크(10)내에서 이동시키는 기능을 하게 된다.

즉, 전동모터(19)를 소정시간 정,역방향으로 구동하도록 제어하는 것에 의해 회전축(15)을 정,역회전시키게 되면, 스크류(18)도 소정시간 정,역회전하게 되므로, 이 스크류(18)의 회전방향에 따라 가축분뇨가 도 3에 있어서, 회전축(15)방향의 좌측 또는 우측으로 이동하게 된다.

따라서, 본 고안의 가축분뇨 발효 장치는, 발효탱크(10)내의 가축분뇨가 스크류(18)에 의해 이동함과 동시에, 다수개의 교반봉(17)에 의해 혼합되므로, 가축분뇨를 더욱 골고루 혼합할 수 있어 좋은 품질의 퇴비를 제조할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 교반봉(17) 및 스크류(18)를 회전시켜, 가축분뇨들을 혼합하는 동안에 물공급부와 열공기공급부를 통해 물과 열공기를 선택적으로 공급하여 가축분뇨의 발효를 촉진하며 배합정도를 조절할 수 있다.

즉, 물은 물공급원(24d) 및 유량조절부(24c)를 통해 발효탱크(10)내의 상부 중앙에 위치한 급수파이프(24a)로 공급되고, 이 급수파이프(24a)에 일정한 간격으로 설치된 다수개의 노즐(24b)를 통해 분사되어 발효탱크(10)내의 가축분뇨에 균일하게 공급된다. 또한, 열공기는 히터(25c) 및 송풍기(25d)를 통해 열공기파이프 (25a)로 공급되고, 이 열공기파이프(25a)에 일정한 간격으로 설치된 다수개의 분기파이프(25b)를 통해 발효탱크(10)내에 공급되어 가축분뇨를 균일하게 가열하여 건조시킨다.

이와 같이 공급되는 물과 열공기는, 가축분뇨의 발효숙성을 촉진시킴으로써 가축분뇨내의 유해성분 및 악취등을 분해 제거하는 것이므로, 발효탱크(10)내의 환경을 가축분뇨의 발효숙성이 촉진되는 최적의 상태로 유지한다. 가축분뇨의 발효숙성을 위한 최적의 환경은 온도를 55∼65℃, 바람직하게는 60℃로 하고, 습도를 55∼65％, 바람직하게는 60％로 설정하는 것이 좋다. 또한, 발효를 마치고 배출직전의 환경은 온도를 35∼45℃, 바람직하게는 40℃로 하고, 습도는 35∼45％, 바람직하게는 40％로 설정하는 것이 좋다.

이와 같이 발효탱크(10)내에서 가축분뇨가 발효숙성 됨과 동시에 수분이 건조되어지는 가축분뇨로부터 발생된 유해가스는 가스 배출구(14)를 통해 배출되어진다.

소정의 시간동안 발효탱크(10)내에서 가축분뇨가 골고루 혼합되고 발효숙성이 완료되면, 전동모터(19)의 구동을 정지시키고 배출부(13)의 개폐셔터(13b)를 도4의 가상선 상태와 같이 이동시키면, 배출구(13b)가 개방되고, 이 배출구(13a)를 통해 가축분뇨 혼합물을 배출한다. 상기와 같이 배출된 가축분뇨는 별도의 운반수단을 통해 후처리공정으로 이송된다.

한편, 상기 발효탱크(10)의 일측 벽면 또는 양측벽면에 구비된 투시창(26)을 통해서는, 발효탱크(10)의 내부를 들여다 볼 수 있게 되므로, 가축분뇨의 혼합상태와 발효숙성상태를 감시하여, 가축분뇨의 교반속도를 조정하거나, 물과 열공기의 공급을 조정할 수 있고, 배출부(13)와 인접한 부분에 구비된 비상배출부(13)에 의해서는, 배출구(13a)를 통해 가축분뇨가 배출될 때 막히는 등 원활하게 배출되지 않는 경우, 비상배출부(13)를 통해 가축분뇨를 배출구(13a)쪽으로 밀어 강제배출시킬 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 가축분뇨 발효 장치에 의하면, 발효탱크내의 환경이, 돈분, 우분, 계분 등과 같은 가축분뇨를 발효숙성시키기에 가장 적합한 온도 및 습도로 유지됨으로써 가축분뇨의 발효숙성이 촉진되고, 이로써 가축분뇨내의 유해성분 및 악취등을 분해, 제거하여 환경오염의 방지에 크게 이바지할 수 있다.

또한 발효탱크내의 가축분뇨가 교반봉으로 교반됨과 동시에, 스크류에 의해 이동되는 것에 의해 퇴비의 원료들이 더욱 골고루 혼합되어 양질의 퇴비를 제조할 수 있다.

또한, 본 고안에 따른 가축분뇨 발효 장치는, 그 구성이 매우 간단하게 이루어지므로 사용이 편리하고, 제조비용도 절감할 수 있는 유용한 고안인 것이다.

Claims (3)

1. 가축분뇨를 투입하기 위한 투입부(12)와, 발효숙성된 가축분뇨를 외부로 배출하기 위한 배출부(13)를 구비하는 발효탱크(10)와,

   상기 발효탱크(10)내에 수평방향으로 회전자유롭게 설치된 회전축(15)과,

   상기 회전축(15)을 회전시키기 위한 구동수단과,

   상기 회전축(15)에 설치되어 가축분뇨의 혼합기능과 회전축(15)방향이동기능을 동시에 수행하도록 된 교반수단과,

   상기 발효탱크(10)내에 물을 공급하기 위한 물공급부와,

   상기 발효탱크(10)내에 열공기를 공급하기 위한 열공기공급부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가축분뇨 발효 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 교반수단은 상기 회전축(15)에 일정한 간격으로 배치된 기다란 다수개의 교반봉(17)과, 회전축(15)에 설치된 나선형의 스크류(18)로 구성됨을 특징으로 하는 가축분뇨 발효 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 발효탱크(10)의 배출부(13)와 인접한 부분에 비상배출부 (13)를 구비하는 것을 특징으로 하는 가축분뇨 발효 장치.