KR101333786B1 - 메탄가스 발생용 정화조 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 메탄가스 발생용 정화조는, 건물의 화장실에 설치되어 사용자의 용변을 배출하며, 배출시 물의 사용량을 절수하여 고농도의 용변을 배출하는 절수형 변기; 상기 절수형 변기에 연결되어 상기 절수형 변기에서 배출된 용변을 저장하도록 형성되며 지하에 매설되는 용변저장탱크; 상기 용변저장탱크 내의 용변의 발효 속도를 높이도록 상기 용변저장탱크를 가열하는 가열장치; 상기 용변저장탱크 내의 용변이 발효되어 발생하는 메탄가스를 포집하여 배출하는 메탄가스 공급부; 및 상기 메탄가스 공급부에 연결되어 상기 메탄가스 공급부에서 배출되는 메탄가스를 저장하는 가스저장탱크;를 포함하는 점에 특징이 있다.

Description

메탄가스 발생용 정화조{Septic tank for generating methane gas}
본 발명은 메탄가스 발생용 정화조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정화조에서 발생되는 용변의 메탄가스를 이용하여 에너지원으로 생산할 수 있는 메탄가스 발생용 정화조에 관한 것이다.
일반적으로 가정이나 회사, 학교 등의 건물에는 변기가 설치되어 있으며, 변기는 인체의 소화 과정의 최종 산물인 인분을 정화조로 배출한다. 이와 같이 변기에서 배출되어 정화조에 저장된 인분은 농작물의 경작지 등에 공급되어 작물의 생장을 원활하게 하는 비료로도 이용된다. 그러나 근래에는 단기적으로 작물의 생장을 크게 높일 수 있는 화학 비료 등의 발전으로 인해 인분 등을 경작지에 시비하는 경우가 많지 않다. 게다가 환경오염 문제 등으로 인하여 거의 모든 인분은 소정의 처리과정을 거쳐 폐기되고, 자원으로 재활용되는 비율이 극히 미비한 실정이다.
최근에는 비료 이외 다른 방안으로 인분을 연료로 사용하는 방안이 있는데, 한국등록특허공보 제10-0965184호(2010.06.14.)에는 분뇨의 처리 과정에서 발생하는 메탄가스를 수집하여 이를 연료로 사용할 수 있는 메탄가스 수집 기능을 가진 분뇨 정화조가 제안된다. 통상 변기는 사용자의 용변을 배출하기 위해 1회 배출시마다 약 10 리터에서 15리터의 물을 사용하게 된다. 이와 같이 많은 양의 물의 배출로 인하여 상기한 분뇨 정화조에는 사용자의 용변과 더불어 많은 양의 물이 저장된다. 따라서 물과 함께 희석된 용변에서는 많은 양의 메탄가스가 발생할 수 있을 정도로 발효가 이루어지기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 고농도의 용변을 저장하고 이를 발효시킴으로써 많은 양의 메탄가스를 발생시킬 수 있는 메탄가스 발생용 정화조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 메탄가스 발생용 정화조는, 건물의 화장실에 설치되어 사용자의 용변을 배출하며, 배출시 물의 사용량을 절수하여 고농도의 용변을 배출하는 절수형 변기; 상기 절수형 변기에 연결되어 상기 절수형 변기에서 배출된 용변을 저장하도록 형성되며 지하에 매설되는 용변저장탱크; 상기 용변저장탱크 내의 용변의 발효 속도를 높이도록 상기 용변저장탱크를 가열하는 가열장치; 상기 용변저장탱크 내의 용변이 발효되어 발생하는 메탄가스를 포집하여 배출하는 메탄가스 공급부; 및 상기 메탄가스 공급부에 연결되어 상기 메탄가스 공급부에서 배출되는 메탄가스를 저장하는 가스저장탱크;를 포함하는 점에 특징이 있다.
본 발명의 메탄가스 발생용 정화조는, 고농도의 용변을 저장하고 가열함에 따라 메탄가스의 발효 효율을 향상시키고 단시간에 많은 양의 메탄가스를 포집할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 메탄가스 발생용 정화조는, 고농도의 용변을 사용하여 메탄가스를 생산하고 폐수의 배출을 절감함으로써 환경 오염을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 메탄가스 발생용 정화조의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 절수형 변기를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 절수형 변기의 작동상태를 설명하기 위한 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메탄가스 발생용 정화조의 개략도이다.
이하, 본 발명에 따른 메탄가스 발생용 정화조를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 메탄가스 발생용 정화조의 개략도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예의 메탄가스 발생용 정화조(100)는 절수형 변기(110)와 용변저장탱크(120)와 가열장치(130)와 메탄가스 공급부(140) 및 가스저장탱크(150)를 포함한다.
절수형 변기(110)는 가정이나 학교, 회사, 공장 등 건물의 화장실에 설치되어 사용자의 용변을 배출한다. 본 실시예의 절수형 변기(110)는 용변을 배출시 물의 사용 양을 절감하며 특히, 농도가 높은 용변을 배출하는 기능을 갖는다. 즉, 절수형 변기(110)는 용변을 1회 배출시마다 1 리터 내지 5 리터의 적은 양의 물을 사용하여 물과의 희석이 적은 고농도의 용변을 배출할 수 있는 특징이 있다.
용변저장탱크(120)는 건물의 지하에 매설되고 절수형 변기(110)에 연결되어 절수형 변기(110)에서 배출된 용변을 저장한다. 용변저장탱크(120)는 내부의 용변이 외부로 누출되지 않도록 각 연결부위가 기밀될 수 있다. 본 실시예에서 용변저장탱크(120)는 내부의 용변을 하수구로 배출하지 않고 저장만 가능하도록 형성할 수 있다. 즉, 기존에 정화조가 하수구를 통하여 하수종말처리장으로 처리하던 용변을 하수구로 배출하지 않음으로써 폐수배출에 따른 환경오염을 방지할 수 있다.
이와 같은 구성에서 용변저장탱크(120)의 상부에는 뚜껑(121)을 설치할 수 있다. 뚜껑(121)은 후술할 가열장치(130)에 의해 가열되고 남은 용변을 외부로 배출할 수 있도록 용변저장탱크(120)에 개폐 가능하게 설치된다.
가열장치(130)는 용변저장탱크(120)에 설치되어 용변저장탱크(120) 내의 용변을 가열한다. 본 실시예의 가열장치(130)는 열선일 수 있다. 열선은 용변저장탱크(120)의 내측벽 및 바닥에 설치되고 외부의 전기장치에 전기를 공급받아 열을 발생한다. 이와 같은 가열장치(130)는 용변을 가열함으로써 자연 발효에 비해 단시간에 많은 양의 메탄가스를 발생시킬 수 있는 장점이 있다. 특히, 기온이 낮은 겨울철에도 발효를 진행시켜 메탄가스를 지속적으로 발생시킬 수 있는 장점이 있다.
메탄가스 공급부(140)는 용변저장탱크(120) 내의 메탄가스를 포집하여 배출하도록 용변저장탱크(120)의 상부에 설치된다. 본 실시예에서 메탄가스 공급부(140)는 공급펌프일 수 있다. 이와 같은 공급펌프는 용변저장탱크(120)의 용변에서 배출되는 메탄가스를 흡입하여 배출한다. 특히, 도 1에 도시된 바와 같이 용변저장탱크(120)의 상부는 가운데 부분이 상측으로 돌출되며 상부로 갈수록 직경이 좁아지는 호퍼 형상으로 형성된다. 이와 같은 호퍼의 형상은 용변저장탱크(120)의 상측에 설치된 메탄가스 공급부(140)가 용변저장탱크(120) 내의 용변을 흡입 시 흡입력을 높이게 하기 위함이다.
가스저장탱크(150)는 메탄가스 공급부(140)에 연결되어 메탄가스 공급부(140)에서 배출되는 메탄가스를 저장한다. 본 실시예의 가스저장탱크(150)에는 수분제거기(151)가 연결된다. 수분제거기(151)는 메탄가스 공급부(140)에서 공급된 메탄가스의 수분을 제거하여 연료로서 가능한 메탄가스만을 추출한다. 이와 같이 수분이 제거된 메탄가스는 아파트, 학교, 공장 등의 냉, 난방 등 다양한 에너지원으로 사용된다.
본 실시예에서 메탄가스 발생용 정화조(100)는 압력센서(160)와 가스배출밸브(170) 및 분쇄장치(180)를 더 포함할 수 있다.
압력센서(160)는 용변저장탱크(120) 내의 메탄가스 압력을 감지하도록 용변저장탱크(120) 내의 상부에 설치된다. 가스배출밸브(170)는 용변저장탱크(120)내의 메탄가스 압력을 외부로 배출하도록 용변저장탱크(120)에 개폐 가능하게 설치된다. 즉, 가스배출밸브(170)는 압력센서(160)에 의해 감지된 용변저장탱크(120) 내부의 메탄가스 압력이 일정압력 이상이면 개방된다. 가스배출밸브(170)의 동작상태를 살펴보면, 용변저장탱크(120) 내에서 메탄가스 압력이 상승하면 압력센서(160)가 이를 감지하여 가스배출밸브(170)를 개방한다. 그러면 용변저장탱크(120) 내부의 메탄가스가 가스배출밸브(170)를 통하여 외부로 배출된다. 메탄가스가 외부로 배출되어 용변저장탱크(120) 내의 압력이 일정압력 이하로 내려가면 압력센서(160)는 용변저장탱크(120)의 내부가 폐쇄되도록 가스배출밸브(170)를 차단한다. 이와 같이 압력센서(160) 및 가스배출밸브(170)는 용변저장탱크(120) 내에서 메탄가스의 압력이 상승하여 용변저장탱크(120)가 폭발하는 것을 방지할 수 있다.
분쇄장치(180)는 용변저장탱크(120)에 설치되며 절수형 변기(110)에서 배출되어 용변저장탱크(120)에 유입되는 용변을 분쇄한다. 특히, 분쇄장치(180)는 절수형 변기(110)에서 배출되는 고농도의 용변을 잘게 분쇄함에 따라 용변저장탱크(120)에 저장되는 용변은 보다 많은 양의 메탄가스를 분출할 수 있다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 메탄가스 발생용 정화조의 작동에 대해 설명한다.
먼저 도 1을 참조하면, 절수형 변기(110)에서 배출되는 용변은 용변저장탱크(120)에 저장된다. 이때 용변은 용변저장탱크(120)에 설치되는 분쇄장치(180)에 의해 잘게 부서지면서 용변저장탱크(120) 내로 저장된다.
가열장치(130)는 용변저장탱크(120) 내에 용변이 저장되면 동작되어 용변을 가열하고, 이때 가열장치(130)에 의해 가열된 용변은 메탄가스를 분출하게 된다. 이와 같은 구성에서 가열장치(120)는, 용변저장탱크(120) 내의 용변을 매번 가열할 수 있을 뿐만 아니라, 기온이 상승하는 여름철의 경우 자연 발효하도록 동작이 정지될 수 있다. 또한 겨울철 등 기온이 내려갈 때에는 용변이 빨리 응고되지 않도록 가열장치(130)를 동작시킬 수 있다. 이와 같이 가열장치(130)에 의해 가열된 용변은 많은 양의 메탄가스가 발생시킨다. 따라서 가열장치(130)는 자연 발효시키는 방법보다 발효처리 시간을 단축하여 메탄가스의 생산성을 높임에 따라 작은 면적으로도 많은 양의 메탄가스를 포집하는 효과가 있다. 게다가 기온이 하강하는 겨울철에도 가열이 가능하여 수시로 메탄가스를 포집할 수 있는 장점이 있다.
다시 도면을 참조하면, 메탄가스 공급부(140)는 용변저장탱크(120)에서 분출되는 메탄가스를 흡입하고 가스저장탱크(150)로 메탄가스를 배출한다.
가스저장탱크(150)는 메탄가스 공급부(140)에서 공급된 메탄가스를 저장하고 수분제거기(151)에 의해 수분이 제거된 메탄가스만을 배출한다. 수분제거기(151)에서 수분이 제거된 메탄가스는 에너지원이 되어 다양한 건물의 냉난방에 이용되는 에너지원으로 사용될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 실시예에 따른 메탄가스 발생용 정화조(100)는, 고농도의 용변을 사용하여 메탄가스를 생산하고 폐수의 배출을 절감함으로써 환경 오염을 방지하는 효과가 있다.
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하다. 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 통상의 기술자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
예컨대, 상술한 본 실시예에서 전기장치는 건물에서 공급되는 전기일 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 태양광에서 발생되는 전기일 수 있다. 즉, 태양광을 집광할 수 있도록 태양전지판을 이용하여 태양으로부터 집광된 태양에너지를 전기에너지로 전환하여 가열장치(130)에 열을 전달할 수 있다.
도 4에는 다른 실시예에 따른 메탄가스 발생용 정화조(200)를 도시한 것이다. 도 1 내지 도 3과 동일한 참조번호는 동일한 구성 및 작용을 하는 동일부재로서, 반복적인 설명은 생략하도록 한다.
도 4를 참조하면, 다른 실시예에서 가열장치는(230)는 히팅 배관일 수 있다.
히팅 배관은 내부에 온수가 순환 될 수 있도록 중공이 형성되고, 온수순환라인 방식으로 용변저장탱크(120)에 설치된다. 이와 같이 본 실시예의 가열장치(230)는 외부의 연료에 의해 히팅 배관 내의 온수를 가열할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 가스저장탱크(150)에서 배출된 메탄가스를 에너지원으로 하여 연료로 사용될 수 있다. 따라서 용변저장탱크(120)에서 발생된 메탄가스를 이용하여 가열장치(230)를 가열함에 따라 저 비용으로 메탄가스를 생산하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 메탄가스 발생용 정화조에 사용되는 절수형 변기는 종래의 변기에 비해 물을 적게 사용하는 형태의 변기는 어떠한 구조이든지 사용될 수 있다. 바람직하게는 용변 배출시 회당 1 내지 5리터의 물을 사용함으로써 종래의 일반적인 변기 비해 약 5% 내지 25%의 물을 사용하는 구조의 절수형 변기를 사용하는 것이 좋다.
이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여, 절수형 변기(110)의 일례를 설명하기로 한다. 이와 같은 절수형 변기를 사용함으로써 적은 물을 사용하여 용변을 배출할 때 농도가 높은 용변을 배출하는 것이 가능하다.
이와 같은 절수형 변기(110)는 변기 본체(111)와 배출 유닛(112)과 물 공급유닛(113)과 중간저장 유닛(114)과 제어부(115) 및 조작버튼(116)을 포함한다.
변기 본체(111)는 수용부(1111)와 배출구(1112)를 포함하여 이루어진다. 수용부(1111)는 사용자가 용변을 볼 수 있도록 형성되고 내부에 사용자의 용변과 물을 임시로 저장한다. 배출구(1112)는 수용부(1111)의 하부에 구비되어 용변과 물을 배출한다.
배출 유닛(112)은, 수용부(1111)에 모인 용변이 배출구(1112)를 통해 배출될 수 있도록 배출구(1112)에 설치된다. 배출 유닛(112)은, 덮개(1121)와 구동부(1122)를 포함한다. 덮개(1121)는 배출구(1112)에 회전 가능하게 설치되어 배출구(1112)를 개폐한다. 이와 같은 덮개(1121)는, 도 3에 도시된 바와 같이 배출구(1112)와 힌지 결합될 수 있다. 구동부(1122)는 덮개(1121)를 연결하며 덮개(1121)가 배출구(1112)를 개폐하도록 회전력을 제공한다. 본 실시예에서는 배출구(1112)와 힌지 사이를 밀폐하도록 밀폐커버(1123)를 포함할 수 있다. 밀폐커버(1123)는, 덮개(1121)가 배출구(1112)를 개방 시 힌지 틈으로 용변이 누출되는 것을 방지한다. 이와 같은 밀폐커버(1123)는, 고무재와 같이 수축 및 팽창이 가능한 신축성이 있는 탄성의 재질로 형성될 수 있다.
물 공급유닛(113)은 변기 본체(111)에 연결 설치되어 수용부(1111)의 내부로 물을 공급한다. 물 공급유닛(113)은 배출 유닛(112)에 의해 배출구(1112)가 개방되었을 때, 용변이 배출구(1112)를 통해 배출되도록 수용부(1111) 내에 물을 공급한다. 물 공급유닛(113)은, 유입구(1131)와 급수 밸브(1132)를 포함한다. 유입구(1131)는 수용부(1111)의 내부로 물을 공급하도록 변기 본체(111)에 설치된다. 특히, 유입구(1131)는 수용부(1111) 내부의 배출구(1112)를 향하여 물을 공급할 수 있다. 왜냐하면, 배출구(1112)에서 배출되는 용변을 물과 함께 용이하게 배출하기 위함이다. 급수 밸브(1132)는 유입구(1131)에 연결된다. 급수 밸브(1132)는 외부에서 공급되는 수도관 등의 급수관을 연결하여 유입구(1131)에 물을 공급한다. 이와 같은 급수 밸브(1132)는, 유입구(1131)에 유입되는 물의 공급량을 조절할 수 있다.
중간저장 유닛(114)은 배출 유닛(112)에 의해 배출구(1112)에서 배출되는 물과 용변을 저장하도록 변기 본체(111)의 하측에 매립된다. 중간저장 유닛(114)은 건물 바닥면에 매립되어 변기 본체(111)에서 배출되는 물과 용변을 바로 저장할 수 있도록 설치된다. 이와 같은 중간저장 유닛(114)은, 중간저장탱크(1141)와 수위센서(1142)와 중간 배출구(1143) 및 배출 밸브(1144)를 포함한다.
중간저장탱크(1141)는 변기 본체(111)의 하측 즉, 건물의 바닥면에 매립된다. 중간저장탱크(1141)는 배출구(1112)를 통해 배출되는 용변을 저장하도록 내부에 공간이 형성된다. 특히, 중간저장탱크(1141)는 내부의 용변이 외부로 배출되지 않도록 각 연결부위는 기밀될 수 있다. 수위센서(1142)는 중간저장탱크(1141) 내의 상부에 설치된다. 수위센서(1142)는 중간저장탱크(1141) 내에 저장되는 용변의 수위가 만수 상태인지를 감지한다. 중간 배출구(1143)는 중간저장탱크(1141)의 하부에 형성된다. 중간 배출구(1143)는 중간저장탱크(1141) 내의 용변이 용변저장탱크(120)로 배출되도록 형성된다. 이와 같은 중간 배출구(1143) 에는 용변저장탱크(120)를 연결하는 배관이 설치되며, 중간저장탱크(1141) 내의 용변은 배관을 통해 용변저장탱크(120)로 배출된다. 배출 밸브(1144)는 중간 배출구(1143) 에 설치되며 중간 배출구(1143)를 개폐하도록 설치된다. 배출 밸브(1144)는 수위센서(1142)에 의해 중간저장탱크(1141)가 만수로 감지되면 후술하는 제어부(115)에 의해 중간 배출구(1143)를 개방하도록 제어된다. 이와 같이 상술한 중간저장 유닛(114)의 동작을 살펴보면, 배출 유닛(112)을 통하여 배출구(1112)에서 배출된 용변과 물은 중간저장탱크(1141)에 저장된다. 중간저장탱크(1141)내의 용변이 만수 상태로 되어 수위센서(1142)가 이를 감지하면 제어부(115)에 감지 신호를 전달한다. 이때, 제어부(115)는 중간 배출구(1143)가 개방되도록 배출 밸브(1144)를 제어한다. 배출 밸브(1144)가 개방되면 중간저장탱크(1141)에 저장된 용변과 물이 중간 배출구(1143)를 통하여 용변저장탱크(120)로 배출된다. 중간저장탱크(1141) 내의 용변과 물의 배출이 완료되면 제어부(115)는 중간 배출구(1143)를 폐쇄한다.
이와 같은 구성에서 배출 밸브(1144)가 중간 배출구(1112)를 폐쇄하기 위한 다양한 제어 방법이 제안된다. 즉, 제어부(115)는 배출 밸브(1144)를 일정 시간 동안 중간 배출구(1143)에서 개방시킨 후 자동으로 중간 배출구(1143)를 폐쇄하도록 제어할 수 있다. 경우에 따라서는 중간저장탱크(1141) 내의 하부에 하부 센서(미도시)를 설치하여 중간저장탱크(1141)내의 용변과 물의 배출이 완료되면, 이를 감지하여 제어부(115)에 의해 배출 밸브(1144)가 중간 배출구(1112)를 폐쇄하게 된다.
본 실시예에서 중간저장 유닛(114)은 배기 파이프(1145)와 배기 펌프(1146)를 더 포함할 수 있다. 배기 파이프(1145)는 중간저장탱크(1141) 내의 악취를 외부로 배출하도록 중간저장탱크(1141)에 설치된다. 배기 펌프(1146)는 배기 파이프(1145)에 설치되어 중간저장탱크(1141) 내의 악취를 배기 파이프(1145)를 통해 외부로 배출할 수 있다. 즉, 배기 펌프(1146)는 배기 파이프(1145)를 흡입하여 중간저장탱크(1141) 내의 공기를 외부로 배출할 수 있다.
제어부(115)는 배출 유닛(112)과 물 공급유닛(113) 및 중간저장 유닛(114)의 작동을 제어한다. 제어부(115)는 덮개(1121)가 배출구(1112)를 개폐 가능하도록 배출 유닛(112)의 구동부(1122)를 제어한다. 즉, 수용부(1111) 내부의 용변이 배출구(1112)를 통하여 중간저장탱크(1141)로 배출되도록 덮개(1121)를 개방시킬 수 있다.
또한 제어부(115)는 유입구(1131)를 통하여 수용부(1111)의 내부로 물이 공급되도록 급수 밸브(1132)를 제어할 수 있다. 이때, 제어부(115)는 급수 밸브(1132)의 물 공급량을 조절할 수도 있다. 또한 제어부(115)는 중간저장탱크(1141) 내의 용변이 만수 될 경우 이를 감지한 수위센서(1142)로부터 신호를 전달받아 중간 배출구(1112)를 개방하도록 배출 밸브(1144)를 제어할 수 있다. 이와 같이 제어부(115)는 배출 유닛(112)과 물 공급유닛(113) 및 중간저장 유닛(114)의 작동을 제어하며, 특히, 배출 유닛(112)과 물 공급유닛(113) 및 중간저장 유닛(114)의 작동을 한번에 제어할 수도 있고, 각각 독립적으로 제어할 수도 있다.
조작버튼(116)은 수용부(1111)에 임시 저장된 용변과 물을 중간저장탱크(1141)로 배출하도록 사용자의 배출 명령을 제어부(115)로 전달한다. 상세히 설명하면, 사용자가 조작버튼(116)을 조작하면 제어부(115)는 배출 유닛(112)의 덮개(1121)가 배출구(1112)를 개방하도록 구동부(1122)를 작동시킨다. 이때, 수용부(1111)의 내부로 물이 공급되도록 물 공급유닛(113)의 급수 밸브(1132)가 개방된다. 이에 따라, 수용부(1111) 내의 물과 용변은 배출구(1112)를 통해 중간저장탱크(1141)로 배출된다. 이와 같은 조작버튼(116)은, 배출 유닛(112)과 물 공급유닛(113)을 한번의 조작으로 모두 이루어지도록 명령할 수도 있으며, 각각 독립적으로 이루어지도록 명령할 수도 있다.
본 실시예에서는 변기 본체(111)의 수용부(1111)에 연결 설치되어 수용부(1111) 내의 용변에서 발생하는 악취를 제거하는 악취제거 유닛(117)이 더 구비된다. 악취제거 유닛(117)은 흡입관(1171)과 송풍팬(1172)을 포함한다. 흡입관(1171)은 변기 본체(111)의 수용부(1111)와 연통되도록 설치된다. 송풍팬(1172)은 흡입관(1171)을 통하여 수용부(1111) 내부의 공기를 흡입하여 외부로 배출하도록 흡입관(1171)에 설치된다. 이와 같은 악취제거 유닛(117)은, 사용자가 조작 버튼(116)을 조작하여 용변 중이거나 또는 용변을 마친 후 수용부(1111) 내부에서 발생되는 악취를 효과적으로 배출한다.
이하에서는 도 3에 도시된 절수형 변기(111)의 작동상태를 설명하기로 한다.
사용자가 용변을 본 후 수용부(1111) 내부에 임시 저장된 용변을 배출하기 위해 조작버튼(116)을 누른다. 제어부(115)는 조작버튼(116)의 배출 명령 신호를 전달받아 배출 유닛(112)의 덮개(1121)가 배출구(1112)를 개방시킨다. 이때, 구동부(1122)는 덮개(1121)를 회전시킴으로써 배출구(1112)가 개방되도록 한다. 또한 제어부(115)는 물 공급유닛(113)의 유입구(1131)를 통해 수용부(1111) 내부로 물이 공급되도록 급수 밸브(1132)를 개방한다. 이때, 수용부(1111) 내부의 용변으로 인한 악취를 제거하기 위해 악취제거 유닛(117)의 송풍팬(1172)을 가동할 수 있다. 송풍팬(1172)은 흡입관(1171)을 통해 수용부(1111) 내의 악취를 흡입하여 외부로 배출시킨다.
이와 같은 동작에서, 수용부(1111) 내의 용변은 대략 1리터 에서 5리터의 적은 량의 물로 용변을 배출하여 물의 사용량을 절수할 수 있는 효과가 있다. 즉, 종래의 방법에 비해 1/10 이하의 물만을 사용하여 고농도의 용변을 배출하는 것이 가능하다.
다음에는 중간저장탱크(1141) 내부의 공간에서 만수된 용변을 외부로 배출하는 동작을 설명하도록 한다.
중간저장탱크(1141) 내의 용변이 만수상태로 되면 수위센서(1142)가 이를 감지하여 제어부(115)로 신호를 전달한다. 제어부(115)는 중간 배출구(1112)가 개방되도록 배출 밸브(1144)를 작동시킨다. 이때, 중간저장탱크(1141) 내의 용변은 중간 배출구(1112)를 통해 배출된다. 중간저장탱크(1141)에 저장된 용변은 만수 상태에서 배출 밸브(1144)를 개방할 경우, 중간저장탱크(1141) 내의 용변은 자중에 의해 자체 수압이 발생되어 용변저장탱크(120)로 배출된다
100,200: 메탄가스 발생용 정화조 110: 절수형 변기
111: 변기 본체 1111: 수용부
1112: 배출구 112: 배출 유닛
1121: 덮개 1122: 구동부
1123: 밀폐커버 113: 물 공급유닛
1131: 유입구 1132: 급수 밸브
114: 중간저장 유닛 1141: 중간저장 탱크
1142: 수위센서 1143: 중간 배출구
1144: 배출 밸브 1145: 배기 파이프
1146: 배기 펌프 115: 제어부
116: 조작버튼 117: 악취제거 유닛
1171: 흡입관 1172: 송풍관
120: 용변저장탱크 130, 230: 가열장치
140: 메탄가스 공급부 150: 가스저장탱크
151: 수분제거기 160: 압력센서
170: 가스배출밸브 180: 분쇄장치

Claims (10)

  1. 건물의 화장실에 설치되어 사용자의 용변을 배출하며, 배출시 물의 사용량을 절수하여 고농도의 용변을 배출하는 절수형 변기;
    상기 절수형 변기에 연결되어 상기 절수형 변기에서 배출된 용변을 저장하도록 형성되며 지하에 매설되는 용변저장탱크;
    상기 용변저장탱크 내의 용변의 발효 속도를 높이도록 상기 용변저장탱크를 가열하는 가열장치;
    상기 용변저장탱크 내의 용변이 발효되어 발생하는 메탄가스를 포집하여 배출하는 메탄가스 공급부; 및
    상기 메탄가스 공급부에 연결되어 상기 메탄가스 공급부에서 배출되는 메탄가스를 저장하는 가스저장탱크;를 포함하고,
    상기 절수형 변기는,
    사용자가 앉아서 용변을 볼 수 있도록 형성되고 사용자의 용변이 임시로 저장되는 수용부와 상기 용변이 배출되는 배출구가 구비된 변기 본체와,
    상기 수용부에 모인 용변을 상기 배출구를 통해 배출할 수 있도록 상기 배출구에 설치되어 상기 배출구를 개폐하는 배출 유닛과,
    상기 배출 유닛에 의해 상기 배출구가 개방되었을 때 상기 용변이 상기 배출구를 통해 배출되도록 상기 수용부에 물을 공급하는 물 공급유닛과,
    상기 변기 본체의 배출구를 통해 배출되는 상기 용변과 물을 전달받아 저장하도록 상기 변기 본체의 하측에 매립되는 중간저장탱크와, 상기 중간저장탱크의 상부에 설치되어 상기 중간저장탱크 내의 수위를 감지하는 수위센서와, 상기 중간저장탱크의 하부에 배치되어 건물의 정화조로 통하는 배관과 연결되는 중간 배출구와, 상기 수위센서에 의해 상기 중간저장탱크가 만수 상태로 감지되면 상기 중간 배출구를 개방하여 상기 중간저장탱크에 저장된 용변과 물을 배출하는 배출 밸브를 구비하는 중간저장 유닛과,
    상기 배출 유닛과 물 공급유닛와 중간저장 유닛의 작동을 제어하는 제어부및
    상기 수용부에 임시 저장된 용변과 물을 상기 중간저장 유닛의 중간저장탱크로 배출하도록 상기 배출 유닛과 물 공급유닛을 작동시키는 사용자의 배출 명령을 상기 제어부로 전달하는 조작 버튼을 포함하는 것을 특징으로 하는 메탄가스 발생용 정화조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절수형 변기는,
    1회 배출시 1리터 내지 5리터의 양의 물을 사용하여 용변을 배출하는 것을 특징으로 하는 메탄가스 발생용 정화조.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    중간저장 유닛은,
    상기 중간저장탱크 내의 악취를 배기하기 위해 상기 중간저장탱크에 설치되는 배기 파이프와,
    상기 배기 파이프에 설치되어 상기 중간저장탱크 내의 악취를 상기 배기 파이프를 통해 외부로 배출하는 배기 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탄가스 발생용 정화조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가열장치는,
    상기 용변저장탱크에 설치되고 전기를 공급받아 열을 발생시키는 열선인 것을 특징으로 하는 메탄가스 발생용 정화조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가열장치는,
    가열된 물을 공급받아 상기 용변저장탱크를 가열할 수 있도록 상기 용변저장탱크에 설치되는 히팅 배관인 것을 특징으로 하는 메탄가스 발생용 정화조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가열장치는,
    상기 가스저장탱크에 저장된 상기 메탄가스를 전달받아 이를 연소시켜 상기 히팅 배관에 온수를 공급하는 것을 특징으로 하는 메탄가스 발생용 정화조.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 용변저장탱크 내부의 압력을 감지하는 압력센서; 및
    상기 입력센서에 의해 감지된 상기 용변저장탱크의 내부 압력이 일정압력 이상이면 개방되는 가스배출밸브;를 포함하는 메탄가스 발생용 정화조.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 메탄가스 공급부는,
    상기 용변저장탱크내의 메탄가스를 흡입하여 가스저장탱크로 이송시키는 공급펌프인 것을 특징으로 하는 메탄가스 발생용 정화조.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 용변저장탱크에 설치되어 상기 용변저장탱크에 유입되는 용변을 분쇄하는 분쇄장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탄가스 발생용 정화조.
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