KR101089213B1 - 마이크로웨이브를 이용한 축분건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로웨이브를 이용한 축분건조장치에 관한 것으로, 상세하게는 소, 돼지, 말과 같은 축산가축의 분비물을 가열하여 건조하는 축분가열장치에 마이크로웨이브를 구비하여 가열 및 건조하므로 에너지를 절약하고 열효율을 높일 수 있도록 하는 마이크로웨이브를 이용한 축분건조장치에 관한 것이다.
본 발명의 제1실시예는, 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 축분건조장치에 있어서, 종과 횡방향의 프레임과 상면을 이루는 판넬로서 구성되는 지지대; 상기 지지대의 상면에서 회전가능하도록 고정되어 축분을 이송하는 이송벨트; 상기 이송벨트가 회전되도록 구동력을 발생시키는 구동부; 상기 지지대의 상면에서 상기 이송벨트가 회전경로에서 축분이 건조되도록 내부공간을 차폐시키는 건조하우징; 상기 건조하우징의 상면으로 연결되는 도파관을 통해 마이크로웨이브를 조사하는 마그네트론; 및 상기 건조하우징의 내측에 연결되어 상기 마이크로웨이브에 의해 가열되는 축분으로부터 발생되는 가스를 배출시키는 배출관과 송풍기를 포함한다.

Description

마이크로웨이브를 이용한 축분건조장치{DRYING APPARATUS OF DOMESTIC FECES AND URINE USING MICROWAVE}

본 발명은 마이크로웨이브를 이용한 축분건조장치에 관한 것으로, 상세하게는 소, 돼지, 말과 같은 축산가축의 분비물을 가열하여 건조하는 축분가열장치에 마이크로웨이브를 구비하여 가열 및 건조하므로 에너지를 절약하고 열효율을 높일 수 있도록 하는 마이크로웨이브를 이용한 축분건조장치에 관한 것이다.

종래의 우분 및 축분 폐목재, 농업부산물 등의 연료화 연구가 진행되고 있으나 기존의 열풍건조 방식들은 건조 효율에서 문제가 발생하고, 연료로서의 경제성 및 대량생산의 문제등으로 인하여 활성화되지 못하고 있다.

축분은 건조방법에 따라서 축분에 포함된 수분의 함량, 건조시간, 소모되는 에너지의 효율, 건조장치의 사용방식, 편리성, 내구성등이 비교될 것이다. 기존의 건조방법으로는 널리 사용되고 있는 자연건조 후 열풍건조의 방법이 사용되고 있다.

그러나 열풍건조의 연료로 사용되는 유류, 가스 및 기타의 연료를 사용하여 건조하는 방식은 제품의 외부로부터 가열을 하여 내부에 수용되는 물품의 수분을 분해하는 가열방법을 사용하고 있다. 그에 따라 장시간 가열을 해야 건조가 되며, 이는 에너지소비가 가중되는 원인인 것이다. 또한 종래의 가열방법은 가열하여 열풍을 발생하기 위하여 사용되는 유류, 가스 및 기타 에너지에 따라 2차 배기가스가 발생하여 대기를 오염시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 축분의 건조를 마이크로웨이브를 이용하여 마이크로웨이브의 특성인 살균력, 침투성 및 수분흡수성을 활용하여 건조시간의 단축, 에너지의 효율증대, 축분에 포함된 세균류의 멸균과 축분에 포함된 수분을 단시간에 강제적으로 배출할 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 축분건조장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.

본 발명의 제1실시예는, 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 축분건조장치에 있어서, 종과 횡방향의 프레임과 상면을 이루는 판넬로서 구성되는 지지대; 상기 지지대의 상면에서 회전가능하도록 고정되어 축분을 이송하는 이송벨트; 상기 이송벨트가 회전되도록 구동력을 발생시키는 구동부; 상기 지지대의 상면에서 상기 이송벨트가 회전경로에서 축분이 건조되도록 내부공간을 차폐시키는 건조하우징; 상기 건조하우징의 상면으로 연결되는 도파관을 통해 마이크로웨이브를 조사하는 마그네트론; 및 상기 건조하우징의 내측에 연결되어 상기 마이크로웨이브에 의해 가열되는 축분으로부터 발생되는 가스를 배출시키는 배출관과 송풍기를 포함한다.

본 발명의 제2실시예는, 제1실시예에 있어서, 상기 건조하우징은 일측과 타측에서 상기 축분이 전달되는 입구와 축분이 배출되는 출구를 포함하되, 상기 입구와 출구는 상측에서 힌지결합되므로 상기 이송벨트에 의해 이동되는 축분이 가압하면 회전되는 도어를 각각 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3실시예는, 제2실시예에 있어서, 상기 이송벨트는 인조섬유 또는 천연섬유재질로 이루어지는 망사구조를 갖으므로 상기 건조하우징의 내측에 조사되는 마이크로웨이브를 상기 지지대의 상면으로 투과시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4실시예는, 제3실시예에 있어서, 상기 건조하우징은 상기 이송벨트에 의해 축분이 전달되는 입구와 건조된 축분이 배출되는 출구의 상측에서 내측 방향으로 평행하도록 연장되어 마이크로웨이브가 상기 도어를 통해 외부로 유출되지 않도록 반사시키는 반사판을 각각 포함한다.

본 발명의 제5실시예는, 제4실시예에 있어서, 상기 마이크로웨이브를 이용한 축분건조장치는 상기 건조하우징에 외부의 공기를 송풍시켜 가열 및 건조된 축분을 냉각시키는 에어샤워기를 더 포함한다.

본 발명의 제6실시예는, 제3실시예에 있어서, 상기 마이크로웨이브를 이용한 축분건조장치는 상기 이송벨트의 하측에서 상기 지지대의 상면에 적어도 하나 이상의 경사면을 구비하므로 마이크로웨이브를 반사하는 반사부재를 더 포함한다.

본 발명의 제7실시예는, 제6실시예에 있어서, 상기 마이크로웨이브를 이용한 축분건조장치는 상기 지지대의 하측에서 회전가능하도록 고정되어 회전되는 상기 이송벨트에 잔류되는 축분의 찌꺼기를 제거하는 적어도 한 쌍 이상의 브러쉬를 더 포함한다.

본 발명은, 상술한 실시예를 통해 살펴본 바와 같이, 마이크로웨이브를 이용하여 축분을 건조하므로 축분의 살균 및 수분의 흡수를 단기간에 이룰 수 있어 축분 건조시간을 단축시킬 수 있으며, 아울러 유류 및 가스등과 같은 동력원을 이용함에 비하여 저렴한 비용으로 축분을 건조할 수 있어 관리 및 유지비용에 있어 저렴한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 축분건조장치를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 축분건조장치를 도시한 측단면도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 축분건조장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 축분건조장치를 도시한 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 축분건조장치의 사용예를 도시한 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 축분 건조장치는 축분을 이송하는 이송벨트(61)와 상기 이송벨트(61)를 회전시키도록 구동력을 발생하는 구동부(62)와, 이송된 축분을 건조시키도록 내부의 공간을 차폐시키는 건조하우징(63)과, 상기 건조하우징(63)의 상면에서 마이크로웨이브를 조사하는 마그네트론(64)과, 마이크로웨이브에 의해 가열되는 축분으로부터 발생되는 가스를 배출시키는 배출관(65)과, 상기 배출관을 통해 상기 건조하우징의 가스를 흡입하는 송풍기(66)와, 상기 이송벨트(61) 내지 건조하우징(63)을 지지하는 지지대(67)와, 상기 지지대의 상면에서 경사면으로 이루어져 마이크로웨이브를 반사하는 반사부재(68)와, 상기 이송벨트(61)에 잔류된 축분 슬러지를 제거하는 브러쉬(69)와, 상기 건조하우징내에서 가열 건조된 축분을 냉각처리하는 에어샤워기(70)를 포함한다.

상기 지지대(67)는 횡과 종으로 연결되는 프레임과 상기 프레임에 의해 지지되는 판넬등이 결합되므로 상기 이송벨트(61) 내지 건조하우징(63)을 지지하는 구성이다.

상기 이송벨트(61)는 상기 지지대(67)의 상면에서 회전되므로 후술되는 절단기(50)와 같은 장치를 통해 전달되는 축분을 이송시킨다. 여기서 상기 이송벨트(61)는 상기 건조하우징(63)의 입구와 출구를 통과하면서 반복회전되므로 상기 절단기(50)에서 공급된 축분을 상기 건조하우징(63)의 내측으로 이송한다.

아울러 상기 이송벨트는 직물로되는 망사형태의 구조를 갖는 것이 바람직하다. 예를들면, 상기 이송벨트가 금속재질의 평면을 갖고 있는 구조라면 상기 도파관을 통해 전달되는 마이크로웨이브를 흡수할 수 있기 때문에 마이크로웨이브를 통과시킬 수 있는 직물재질(예를 들면, 폴리에스테르 계열의 망사형 벨트)로 제작되는 것이 바람직하다.

상기 구동부(62)는 모터와 풀리와 같은 장치를 포함하여 상기 이송벨트(61)의 구동력을 발생시켜 상기 이송벨트(61)를 회전시킨다.

상기 건조하우징(63)은 상기 지지대(67)의 상면에서 상기 마그네트론(64)에 의해 조사되는 마이크로웨이브가 외부로 유출됨을 방지하기 위하여 차폐된 공간을 형성하며 일측과 타측에서 각각 입구와 출구를 포함한다. 여기서 상기 입구와 출구는 상측에 힌지결합되어 상기 축분이 이송됨에 따라 가압하면 회전되는 제1도어(631) 및 제2도어(634)가 각각 형성되며, 상기 제1도어(631)와 제2도어(634)에서 상기 건조하우징의 내측방향 상측에서 상기 마이크로웨이브의 외부유출을 방지하기 위하여 마이크로웨이브를 반사하는 제1반사판(632)과 제2반사판(633)을 포함한다.

상기 제1반사판(632)과 제2반사판(633)은 하면에 평행하도록 일방향으로 연장되는 판형상으로 형성되어 상측에서 조사되는 마이크로웨이브가 상기 제1도어(631)와 제2도어(634)를 통해 외부로 유출되지 않도록 제1도어(631) 주변의 마이크로웨이브를 반사시킨다.

아울러 상기 건조하우징(63)은 출구측에서 이송벨트(61)에 의해 이송되는 축분이 가압하면 회전되어 개방되는 제2도어(634)와 상기 제2도어(634)의 전방에서 상기 마이크로웨이브의 외부유출을 방지하도록 일방향으로 연장되는 판 형상의 제2반사판(633)을 더 포함한다.

여기서 상기 제1도어(631)와 제2도어(634)는 각각 입구와 출구측에 설치되어 상면에서 회전가능하도록 힌지 고정되므로 상기 이송벨트(61)에 의해 이동되는 축분의 가압시에 회전되어 도어를 개방하고, 축분이 지나가면 원위치로 복귀하므로 상기 건조하우징(63)의 내측에서 상기 마그네트론(64)으로부터 조사되는 마이크로웨이브 및 축분의 건조시에 발생되는 가스가 상기 건조하우징(63)의 외부로 유출됨을 방지한다.

상기 마그네트론(64)은 상기 건조하우징(63)의 상면에서 설치되어 도파관(641)을 통해 마이크로웨이브를 조사한다. 여기서 상기 마그네트론(64)은 상기 도파관(641)을 통해 상기 건조하우징(63)에 연결된다. 아울러 상기 마이크로웨이브는 공지된 바와 같이 살균 및 수분흡수성에 있어서 타 에너지원에 의한 가열보다 그 효율성이 좋다. 따라서 동일한 분량의 축분을 타 에너지원(예를 들면, 가스를 이용한 불꽃의 점화를 통한 축분의 가열)에 의한 건조시간이 매우 짧은 장점을 갖게 된다.

상기 배출관(65)은 상기 건조하우징(63)이 상면에 연결되는 파이프로서 상기 마그네트론(64)의 마이크로웨이브에 의해 가열되므로 발생되는 축분의 유해가스를 외부로 배출시킨다. 이를 위해 상기 배출관(65)은 송풍기(66)에 연결됨은 당연하며, 이는 공지된 기술임에 따라 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 반사부재(68)는 상기 지지대의 상면에서 상기 건조하우징(63)의 내측에 해당되는 상면을 요철형상 또는 다수개의 경사면을 이루도록 형성하여 상기 건조하우징의 상측에서 조사되는 마이크로웨이브를 반사시킨다. 여기서 상기 반사부재(68)는 상기 폴리에스테르 계열의 망사구조를 갖는 이송벨트(61)를 통과하는 마이크로웨이브를 반사시켜 건조하우징(63)내의 마이크로웨이브의 전도효율을 높이는 것을 특징으로 한다.

상기 브러쉬(69)는 상기 지지대의 하측에서 회전되는 이송벨트(61)에 묻은 축분의 찌꺼기를 제거한다. 즉, 상기 이송벨트(61)는 망사형의 구조를 갖기 때문에 건조되기 전 수분을 함유한 축분 펠렛의 찌꺼기가 상기 이송벨트(61)에 잔류된다. 따라서 상기 브러쉬(69)는 적어도 한 쌍 이상이 상기 지지대(67)의 하측에서 회전가능하게 고정되어 상기 이송벨트(61)의 상면과 하면에 접촉되어 마찰하도록 회전되므로 이송벨트(61)에 잔류된 축분의 찌꺼기를 제거한다.

바람직하기로는 상기 브러쉬(69)의 하측에서 상기 이송벨트(61)에서 제거되는 축분의 찌꺼기를 수용하는 수거하우징(도면번호 부여되지 않음)을 더 포함하는 것이다. 예를 들면, 상기 수거하우징(도면번호 부여되지 않음)은 축분의 찌꺼기를 수거하기 때문에 오염이나 냄새와 같은 부분을 해소하기 위하여 물 또는 소독제를 포함하는 것이다.

상기 에어샤워기(70)는 마이크로웨이브에 의해 건조 및 가열된 축분을 냉각시킨다. 상기 에어샤워기(70)는 외부에서 흡입 또는 공급되는 차가운공기를 가열된 축분에 송풍하므로 가열된 축분을 급속 냉각시킨다. 따라서 상기 에어샤워기(70)에 의해 냉각된 축분은 상기 제2도어(634)를 통해 배출된다.

본 발명은 상기와 같은 건조장치를 포함하고 있으며, 이와 같은 건조장치의 작용예를 하기에서 설명한다.

축분의 건조과정은 하기와 같다. 먼저 수분이 함유된 건조 전 상태의 축분이 저장되는 축분저장탱크(10)로부터 배출되는 축분과 숯저장탱크(20)에 저장된 숯이 혼합기(30)에 혼합된다. 상기 혼합기(30)는 공급된 축분과 숯을 분쇄하면서 혼합하기 때문에 수분이 함유된 반죽형태로서 상기 축분을 압출기(40)에 공급한다.

상기 압출기(40)는 혼합된 축분을 압출하여 펠렛 형태로 성형하여 절단기(50)측으로 밀어내며, 절단기(50)는 상기 압출기(40)에서 밀어내는 펠렛형태의 축분을 소정의 크기로 절단하여 상기 건조기(60)로 이송한다.

상기 건조기(60)는 상기 절단기(50)에서 절단된 축분이 상기 이송벨트(61)에 전달되므로 상기 이송벨트(61)를 구동시켜 상기 건조하우징(63)의 내측에서 상기 마그네트론(64)의 구동에 의해 이송된 축분을 건조시킨다.

여기서 상기 건조하우징(63)은 상기 이송벨트(61)에 의해 이동되는 축분이 상기 제1도어(631)를 가압하면 상기 제1도어(631)가 회전되고, 상기 축분이 제1도어(631)를 완전히 통과되면 하측으로 회전되어 상기 제1도어(631)를 폐쇄한다. 상기 제1도어(631)는 예를 들면 힌지축을 이용하여 회전된다.

상기 이송벨트(61)를 통해 이송된 축분은 상기 건조하우징(63)의 상면에서 상기 마그네트론(64)의 구동에 의해 출력된 마이크로웨이브가 도파관(641)을 통해 입사되므로 가열 및 수분이 증발한다. 이때 상기 축분은 가열 및 수분증발과 함께 가스를 발생시키게 된다.

여기서 상기 건조하우징(63)은 상술한 바와 같이 송풍기(66)에 의해 상기 건조하우징의 내측 가스를 흡입하도록 연결되는 배출관(65)이 연결되며, 상기 건조하우징(63)에서 발생된 가스는 상기 송풍기(66)의 구동에 의하여 상기 배출관(65)으로 흡입되어 공기정화장치(도시되지 않음)로 배출된다.

상기 마이크로웨이브가 입사되어 건조된 축분은 상기 이송벨트(61)를 통해 출구로 이송된다. 여기서 상기 건조하우징(63)은 상기 제1도어(631)와 제2도어(634)에서 상기 건조하우징(63)의 내측방향으로 제1반사판(632)과 제2반사판(633)을 각각 구비함에 따라서 마이크로웨이브가 제1도어(631) 및 제2도어(634)를 통하여 유출됨을 방지한다.

또한 상기 이송벨트(61)는 망사 구조를 갖고 있기 때문에 마이크로웨이브를 흡수하지않고 아래로 투과시킨다. 그러므로 투과된 마이크로웨이브는 상기 반사부재(68)에 의해 반사되어 건조하우징(63)의 내측에 잔류되어 이송벨트(61)에 의해 이동되는 축분으로 입사된다.

따라서 축분은 상기 마이크로웨이브에 의해 반응하여 가열되므로 수분이 증발되면서 건조된다. 그리고 가열 및 건조된 축분은 상기 에어샤워기(70)에 의해 냉각되어 상기 제2도어(634)를 통해 배출된다.

상술한 바와 같이 건조된 축분은 출구로 이동되어 포집기에 포집되어 저장호퍼(도시되지 않음)에 저장되고, 다시 포장기(도시되지 않음)에 이송되어 포장된다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 축분저장탱크 20 : 숯저장탱크
30 : 혼합기 40 : 압출기
50 : 절단기 60 : 건조기
61 : 이송벨트 62 : 구동부
63 : 건조하우징 64 : 마그네트론
65 : 배출관 66 : 송풍기
67 : 지지대 631 : 제1도어
632 : 제1반사판 633 : 제2반사판
634 : 제2도어

Claims (7)

1. 종과 횡 방향의 프레임과 상면을 이루는 판넬로 구성되는 지지대와, 상기 지지대의 상면에서 회전가능하도록 고정되어 축분을 이송하는 이송벨트와, 상기 이송벨트가 회전되도록 구동력을 발생시키는 구동부와, 상기 이송벨트에 의해 이송되는 축분이 건조되도록 내부공간을 차폐시키며 축분의 입구와 건조된 축분의 출구에는 도어를 각각 설치한 건조하우징과, 상기 건조하우징의 상면으로 연결되는 도파관을 통해 마이크로웨이브를 조사하는 마그네트론 및 상기 이송벨트의 하측에 설치되어 마이크로웨이브를 반사하는 반사부재와, 상기 건조하우징의 내측에 연결되어 상기 마이크로웨이브에 의해 가열되는 축분으로부터 발생되는 가스를 배출시키는 배출관과 송풍기를 구비하는 마이크로웨이브를 이용한 축분건조장치에 있어서,
   상기 반사부재는 적어도 하나 이상의 경사면을 구비하여 형성되며;
   상기 이송벨트에 의해 축분이 전달되는 입구와 건조된 축분이 배출되는 출구의 상측에서 내측 방향으로 평행하도록 연장되어 마이크로웨이브가 상기 도어를 통해 외부로 유출되지 않도록 반사시키는 반사판과;
   상기 건조하우징에 외부의 공기를 송풍시켜 가열 및 건조된 축분을 냉각시키는 에어샤워기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 축분건조장치.
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