KR102504601B1 - 이물질 제거 장치 및 이를 포함한 탈수 시스템 - Google Patents

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이규석
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Abstract

본 발명의 이물질 제거 장치는 축산분뇨가 유입되는 입구가 일측에 형성되고 배출되는 출구가 타측에 형성된 하우징; 상기 하우징의 내부에 삽입되어 하우징의 입구와 출구 사이에 배치되며, 통과되는 축산분뇨에서 이물질을 거르는 거름망; 및 상기 하우징의 출구 측에 결합되며, 구비된 영구자석의 자력을 이용해 통과되는 축산분뇨에서 이물질을 거르는 자력 선별부; 를 포함하여 이루어지고, 이를 포함하여 탈수 시스템이 구성되어, 이물질들이 탈수 기계로 유입되지 않도록 할 수 있어 탈수 기계의 파손 및 탈수 시스템의 가동이 중단되는 것을 방지할 수 있다.

Description

이물질 제거 장치 및 이를 포함한 탈수 시스템 {Foreign matter removal device and dewatering system having the same}
본 발명은 축산분뇨 등과 같은 처리 대상물의 수분을 제거하는데 사용되는 탈수 기계로 이물질을 제거한 상태의 처리 대상물을 공급할 수 있는 이물질 제거 장치 및 이를 포함한 탈수 시스템에 관한 것이다.
축산분뇨는 젖소, 한우, 돼지, 닭 등에서 배출되는 분뇨를 말하며, 축산분뇨에는 수분 함유량이 많은 것과 적은 것 등 다양한 함수율을 갖고 있다.
그리고 이와 같은 축산분뇨는 탈수 장치를 이용해 일정량의 수분을 제거한 후 퇴비화 하여 사용하게 된다.
그런데 축산분뇨에는 축사에서 배출되는 축분 이외에도 먹이나 환경에 의해 쇠조각, 철사, 볼트, 너트, 비닐 및 끈 등 다양한 이물질이 포함되어 있을 수 있으며, 이러한 이물질이 포함된 축산분뇨가 탈수 장치에 투입될 경우 이물질로 인해 탈수 장치에 중대한 고장이 발생할 수 있다.
이에 따라 탈수 장치로 축산분뇨를 투입하기 전에 축산분뇨에서 이물질을 제거할 수 있는 이물질 제거 장치의 개발이 필요하다.
KR 10-2004-0068821 A (2004.08.02.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다양한 이물질이 포함된 축산분뇨에서 이물질을 제거할 수 있는 이물질 제거 장치 및 이를 포함한 탈수 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이물질 제거 장치는, 축산분뇨가 유입되는 입구가 일측에 형성되고 배출되는 출구가 타측에 형성된 하우징; 상기 하우징의 내부에 삽입되어 하우징의 입구와 출구 사이에 배치되며, 통과되는 축산분뇨에서 이물질을 거르는 거름망; 및 상기 하우징의 출구 측에 결합되며, 구비된 영구자석의 자력을 이용해 통과되는 축산분뇨에서 이물질을 거르는 자력 선별부; 를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 거름망은 출구 측에서 입구 측을 향해 점차 둘레가 작아지는 형태로 돌출될 수 있다.
또한, 상기 하우징은 입구 측보다 출구 측의 축산분뇨가 이송되는 단면적이 더 크게 형성될 수 있다.
또한, 상기 하우징은 출구 측에 거름망이 삽입되는 안치부가 형성되고 상기 자력 선별부는 하우징의 출구에 결합되어 거름망이 고정될 수 있다.
또한, 상기 하우징은 출구의 둘레를 따라 가이드 홈이 형성되고, 상기 자력 선별부는 상기 가이드 홈에 삽입되는 가이드 돌기가 돌출되어, 상기 자력 선별부가 하우징에 슬라이딩 결합될 수 있다.
또한, 상기 자력 선별부는 둘 이상의 분리형으로 형성되어 결합될 수 있다.
또한, 상기 자력 선별부는, 상기 하우징의 입구와 출구를 연결하는 방향으로 가면서 상기 영구자석이 복수의 열을 이루고, 상기 하우징의 입구와 출구를 연결하는 방향에 수직으로 복수의 행을 이루어 배열될 수 있다.
이때, 서로 이웃하는 열에 배치된 영구자석들은 상기 하우징의 입구와 출구를 연결하는 방향으로 서로 어긋나게 배치될 수 있다.
또한, 상기 하우징의 입구에 타측이 연결되며, 일측에서 타측으로 축산분뇨를 이송시키는 이송 장치를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
그리고 본 발명의 탈수 시스템은 상기 이물질 제거 장치; 및 상기 이물질 제거 장치로부터 축산분뇨를 공급받아 일정량의 수분을 제거한 후 축산분뇨를 배출하는 탈수 기계; 를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 외부로부터 공급받은 축산분뇨를 분쇄하여 이물질 제거 장치 측으로 보내는 교반기를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
그리고 본 발명의 이물질 제거 장치는, 축산분뇨가 유입되는 입구가 일측에 형성되고 배출되는 출구가 타측에 형성된 하우징; 및 상기 하우징의 출구 측에 결합되며, 구비된 영구자석의 자력을 이용해 통과되는 축산분뇨에서 이물질을 거르는 자력 선별부; 를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 하우징은 출구의 둘레를 따라 가이드 홈이 형성되고, 상기 자력 선별부는 상기 가이드 홈에 삽입되는 가이드 돌기가 돌출되어, 상기 자력 선별부가 하우징에 슬라이딩 결합될 수 있다.
또한, 상기 자력 선별부는 둘 이상의 분리형으로 형성되어 결합될 수 있다.
또한, 상기 자력 선별부는, 상기 하우징의 입구와 출구를 연결하는 방향으로 가면서 상기 영구자석이 복수의 열을 이루고, 상기 하우징의 입구와 출구를 연결하는 방향에 수직으로 복수의 행을 이루어 배열될 수 있다.
또한, 서로 이웃하는 열에 배치된 영구자석들은 상기 하우징의 입구와 출구를 연결하는 방향으로 서로 어긋나게 배치될 수 있다.
본 발명의 이물질 제거 장치 및 이를 포함한 탈수 시스템은 이물질들이 탈수 기계로 유입되지 않아 탈수 기계의 파손을 방지할 수 있으며, 이에 따라 탈수 시스템의 갑작스런 가동 중단을 예방할 수 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이물질 제거 장치를 나타낸 조립사시도, 분해사시도, 우측면도 및 정면단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이물질 제거 장치를 나타낸 평면단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 이물질 제거 장치의 거름망을 나타낸 사시도 및 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 이물질 제거 장치를 포함한 탈수 시스템을 나타낸 사시도이다.
이하, 본 발명의 이물질 제거 장치 및 이를 포함한 탈수 시스템을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이물질 제거 장치를 나타낸 조립사시도, 분해사시도, 우측면도 및 정면단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이물질 제거 장치(1000)는 크게 하우징(100), 거름망(200) 및 자력 선별부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
하우징(100)은 내부가 비어있는 형태로 형성될 수 있다. 하우징(100)은 플랜지(110), 확관부(120) 및 안치부(130)를 포함할 수 있으며, 플랜지(110)와 안치부(130)가 확관부(120)에 의해 연결될 수 있다. 그리고 플랜지(110)에는 축산분뇨가 유입되는 입구(111)가 형성되고, 안치부(130)에는 축산분뇨가 배출되는 출구(131)가 형성되며, 확관부(120)는 플랜지(110) 측에서 안치부(130) 측으로 갈수록 단면적이 커지는 형태로 형성될 수 있다. 또한, 플랜지(110)는 원판 형태로 형성될 수 있으며, 체결을 위한 관통홀들이 양면을 관통하여 형성될 수 있다. 또한, 안치부(130)는 길이가 짧은 직사각관 형태로 형성될 수 있으며, 출구(131)에는 둘레를 따라 3면에 가이드 홈(132)이 형성될 수 있다. 이외에도 하우징(100)은 다양한 형태로 형성될 수 있다.
거름망(200)은 하우징(100)의 안치부(130)의 내부에 삽입되어, 하우징(100)의 입구(111)와 출구(131) 사이에 거름망(200)이 배치될 수 있으며, 거름망(200)은 통과되는 축산분뇨에서 이물질을 거르는 역할을 할 수 있다. 일례로 거름망(200)은 하우징(100)의 안치부(130)에 대응되는 사각 틀 형태로 형성된 프레임(210) 및 이물질을 걸러주는 부분인 메쉬부(220)를 포함할 수 있다. 프레임(210)은 안치부(130)에 삽입되어 하우징(100)의 외부로 돌출되지 않도록 형성될 수 있다. 메쉬부(220)는 그물 구조로 형성될 수 있으며, 일례로 축산분뇨가 통과될 수 있는 구멍이 슬롯 형태로 형성될 수 있다. 그리하여 거름망(200)에서는 상대적으로 부피가 큰 이물질, 비닐, 끈 등을 효과적으로 거를 수 있다. 또한, 거름망(200)의 메쉬부(220)는 출구 측에서 입구 측으로 갈수록 점차 둘레가 작아지는 형태로 출구 측에서 입구 측을 향해 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 그리하여 거름망(200)에서 이물질이 걸러지는 면적을 증가시킬 수 있다.
자력 선별부(300)는 하우징(100)의 출구(131) 측에 결합되며, 자력을 이용해 통과되는 축산분뇨에서 이물질을 거르는 역할을 할 수 있다. 자력 선별부(300)는 케이싱(310) 및 복수의 영구자석(320)을 포함할 수 있다. 그리하여 자력 선별부(300)에서는 영구자석(320)들의 자력에 의해 쇠조각, 볼트, 너트, 철사 등 자석에 달라붙을 수 있는 금속 이물질을 거를 수 있다. 케이싱(310)은 직사각관 형태의 틀이며, 내측에 영구자석(320)들이 배치되어 고정될 수 있다. 그리고 케이싱(310)에는 가이드 돌기(311)가 돌출 형성되어 하우징(100)의 가이드 홈(132)을 따라 가이드 돌기(311)가 삽입되어 결합될 수 있다. 즉, 자력 선별부(300)는 하우징(100)의 안치부(130)에 거름망(200)을 삽입한 후 자력 선별부(300)를 하우징(100)에 슬라이딩되는 형태로 결합함으로써, 하우징(100)의 확관부(120)와 자력 선별부(300)의 사이에 거름망(200)이 용이하게 고정될 수 있으며, 하우징(100)에 자력 선별부(300)를 결합하기 용이하다. 그리고 영구자석(320)은 환봉 형태로 형성될 수 있으며, 복수의 영구자석(320)들 사이로 축산분뇨가 통과될 수 있도록 영구자석(320)들은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 자력 선별부(300)는 둘 이상의 분리형으로 형성되어 결합될 수 있다. 즉, 자력 선별부(300)에서 영구자석(320)들의 무게가 매우 무겁기 때문에, 둘 이상의 자력 선별부(300a. 300b)로 분리된 형태로 제작한 후 각각 하우징(100)에 결합할 수 있다. 이에 따라 거름망(200) 및 자력 선별부(300)에 걸러지는 이물질을 제거하거나 유지, 보수를 위해 분해 및 조립하는 것이 매우 용이하다.
그리하여 본 발명의 이물질 제거 장치는 다양한 이물질이 포함된 축산분뇨에서 이물질을 효과적으로 제거할 수 있으며, 이물질이 제거된 축산분뇨가 탈수 기계로 투입되도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이물질 제거 장치를 나타낸 평면단면도이다.
도 5를 참조하면, 자력 선별부(300)는 하우징(100)의 입구(111)와 출구(131)를 연결하는 방향으로 가면서 영구자석(320)이 복수의 열을 이루고, 하우징(100)의 입구(111)와 출구(131)를 연결하는 방향에 수직으로 복수의 행을 이루어 배열될 수 있다. 이때, 서로 이웃하는 열에 배치된 영구자석(320)들은 하우징(100)의 입구(111)와 출구(131)를 연결하는 방향으로 서로 어긋나게 배치될 수 있다. 그리하여 제1열의 영구자석(320)들에서 거르지 못한 금속 이물질을 제2열에서 다시 걸러낼 수 있으며, 제1열의 영구자석(320)들 사이를 통과한 축산분뇨가 제2열의 영구자석(320)들을 통과하면서 양쪽으로 갈라지기 때문에 거르지 못한 금속 이물질을 제2열에서 더 걸러낼 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 이물질 제거 장치의 거름망을 나타낸 사시도 및 정면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 거름망(200)의 메쉬부(220)는 이격 배치된 보강리브 형태의 지지대(221)들에 와이어(222)들이 이격되어 결합된 일체형 구조로 형성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 제거 장치를 포함한 탈수 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 제거 장치(1000)는 하우징(100)의 입구에 타측이 연결되며, 일측에서 타측으로 축산분뇨를 이송시키는 이송 장치(400)를 더 포함할 수 있다. 여기에서 이송 장치(400)는 축산분뇨를 이물질 제거 장치(1000)쪽으로 가압하여 이송시키는 역할을 하며, 이송 장치에 의한 압력에 의해 축산분뇨가 이물질 제거 장치를 통과하면서 거름망 및 자력 선별부에 이물질이 걸러진 후 배출될 수 있다. 그리고 이송 장치(400)는 일례로 원통형 관의 내부에 스크류가 구비되고 감속모터에 의해 스크류가 회전됨으로써 축산분뇨를 이송시키는 장치가 될 수 있으며, 이외에도 다양하게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 제거 장치를 포함한 탈수 시스템은 이물질 제거 장치(1000) 및 탈수 기계(2000)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이물질 제거 장치(1000)에는 이송 장치(400)가 포함될 수 있다. 그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 제거 장치를 포함한 탈수 시스템은 교반기(3000)를 더 포함할 수 있다.
이물질 제거 장치(1000)는 이송 장치(400)를 포함하여 구성되어, 이송 장치(400)의 상단에 하우징, 거름망 및 자력 선별부가 배치되고 이송 장치(400)의 하단은 교반기(3000)에 연결될 수 있다. 이물질 제거 장치(1000)의 출구는 탈수 기계(2000)의 투입부 상측에 배치될 수 있다. 탈수 기계(2000)는 투입된 축산분뇨에서 일정량의 수분을 제거한 후 배출하여 탈수되어 고형화된 축산분뇨를 퇴비화 할 수 있도록 하는 장치이며, 일례로 내부에 다공성 스크린과 회전되는 스크류에 의해 축산분뇨를 이송 및 가압하여 수분을 제거하는 구조로 이루어질 수 있다. 그리고 교반기는 투입된 축산분뇨를 회전되는 분쇄날 등을 이용해 분쇄하여 덩어리 형태의 축산분뇨의 입자 크기를 작게 만드는 장치이다.
그리하여 외부에서 축산분뇨가 공급되어 교반기(3000)로 투입되면 교반기(3000)에서 축산분뇨의 입자를 작게 만들고, 이후 이송 장치(400)를 통해 축산분뇨가 이송되어 이물질 제거 장치(1000)에세 이물질이 걸러진 다음 탈수 기계(2000)로 투입되며, 탈수 기계(2000)에서 축산분뇨에 포함된 일정량의 수분을 제거한 후 배출할 수 있다.
이에 따라 이물질들이 탈수 기계로 유입되지 않아 탈수 기계의 파손을 방지할 수 있으며, 이에 따라 탈수 시스템의 갑작스런 가동 중단을 예방할 수 있다. 또한, 교반기에서 축산분뇨 덩어리를 분쇄한 후 이물질 제거 장치를 통과하므로 축산분뇨에서 이물질을 거르기 용이하고 이물질이 더욱 잘 걸러질 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 하우징
110 : 플랜지 111 : 입구
120 : 확관부 130 : 안치부
131 : 출구 132 : 가이드 홈
200 : 거름망
210 : 프레임 220 : 메쉬부
221 : 지지대 222 : 와이어
300, 300a, 300b : 자력 선별부
310 : 케이싱 311 : 가이드 돌기
320 : 영구자석
400 : 이송 장치
1000 : 이물질 제거 장치
2000 : 탈수 기계
3000 : 교반기

Claims (16)

  1. 축산분뇨가 유입되는 입구가 일측에 형성되고 배출되는 출구가 타측에 형성된 하우징;
    상기 하우징의 내부에 삽입되어 하우징의 입구와 출구 사이에 배치되며, 통과되는 축산분뇨에서 이물질을 거르는 거름망; 및
    상기 하우징의 출구 측에 결합되며, 구비된 영구자석의 자력을 이용해 통과되는 축산분뇨에서 이물질을 거르는 자력 선별부;
    를 포함하고,
    상기 거름망은 출구 측에서 입구 측을 향해 점차 둘레가 작아지는 형태로 돌출된 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
  2. 축산분뇨가 유입되는 입구가 일측에 형성되고 배출되는 출구가 타측에 형성된 하우징;
    상기 하우징의 내부에 삽입되어 하우징의 입구와 출구 사이에 배치되며, 통과되는 축산분뇨에서 이물질을 거르는 거름망; 및
    상기 하우징의 출구 측에 결합되며, 구비된 영구자석의 자력을 이용해 통과되는 축산분뇨에서 이물질을 거르는 자력 선별부;
    를 포함하고,
    상기 하우징은 입구 측보다 출구 측의 축산분뇨가 이송되는 단면적이 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 입구 측보다 출구 측의 축산분뇨가 이송되는 단면적이 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 출구 측에 거름망이 삽입되는 안치부가 형성되고 상기 자력 선별부는 하우징의 출구에 결합되어 거름망이 고정된 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 출구의 둘레를 따라 가이드 홈이 형성되고, 상기 자력 선별부는 상기 가이드 홈에 삽입되는 가이드 돌기가 돌출되어,
    상기 자력 선별부가 하우징에 슬라이딩 결합된 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자력 선별부는 둘 이상의 분리형으로 형성되어 결합된 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자력 선별부는,
    상기 하우징의 입구와 출구를 연결하는 방향으로 가면서 상기 영구자석이 복수의 열을 이루고, 상기 하우징의 입구와 출구를 연결하는 방향에 수직으로 복수의 행을 이루어 배열된 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    서로 이웃하는 열에 배치된 영구자석들은 상기 하우징의 입구와 출구를 연결하는 방향으로 서로 어긋나게 배치된 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 입구에 타측이 연결되며, 일측에서 타측으로 축산분뇨를 이송시키는 이송 장치를 더 포함하는 이물질 제거 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 이물질 제거 장치; 및
    상기 이물질 제거 장치로부터 축산분뇨를 공급받아 일정량의 수분을 제거한 후 축산분뇨를 배출하는 탈수 기계;
    를 포함하는 탈수 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    외부로부터 공급받은 축산분뇨를 분쇄하여 이물질 제거 장치 측으로 보내는 교반기를 더 포함하는 탈수 시스템.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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