KR101346375B1

KR101346375B1 - 화장실 배설물처리장치

Info

Publication number: KR101346375B1
Application number: KR1020120097438A
Authority: KR
Inventors: 정철민
Original assignee: 정철민
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2014-01-02

Abstract

본 발명의 화장실 배설물처리장치는 화장실에서 적어도 하나 이상의 변기의 하방으로 연장된 수직관을 통하여 연결되어 변기로부터 낙하되는 대변을 이송하도록 구동수단에 의해 구동되는 스크루 피더가 내부에 설치된 이송관, 상기 이송관 하부에 하방으로 연장된 소변배출관을 통하여 연결되어 이송관으로부터 낙하되는 소변을 저장 및 배출하는 소변저장조, 상기 이송관 저부에 연결 설치되어 상기 소변저장조에 침전된 소변 침전물을 대변처리조로 송급하는 침전물 배출라인, 상기 이송관 상부에 하방으로 연장된 대변배출관을 통하여 연결되어 이송관으로부터 낙하되는 대변을 건조시키는 대변처리조로 구성된 것을 특징으로 함으로써, 소변과 대변이 각각 분리되어 소변은 소변저장조를 거쳐 오수관으로 배출됨에 따라 대변처리조에 유입되는 수분의 최소화로 퇴비 생성을 위한 교반, 분쇄 및 가열을 위한 에너지 소비 최소화 및 처리효율의 극대화가 가능한 화장실 배설물처리장치를 제공하는 것이다.

Description

화장실 배설물처리장치{Sewage disposal apparatus}

본 발명은 화장실의 배설물 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 관광지, 캠프장, 주차장, 공원, 야외 휴게실 또는 재해지역 등에 설치되는 이동식 간이화장실뿐만 아니라 가정이나 공공시설의 고정식 화장실에서도 유용하게 적용될 수 있는 화장실의 배설물 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 화장실 오수종말 처리장과 직접 연결되어 있지 않은 이동식 및 고정식 화장실은 변기 하부에 배설물이 저장되는 정화조 또는 저장탱크가 형성되어 있으며, 이 저장탱크에 배설물이 일정량 차게 되면 수거차량을 이용하여 배설물을 뽑아내고, 뽑아낸 배설물은 별도의 배설물처리장이나 매립장으로 보내어 처리하게 된다.

그러나 상기한 종래의 이동식 화장실은 저장탱크에 저장된 배설물에 의해 심한 악취가 발생할 뿐만 아니라 각종 질병의 원인이 되는 파리 등의 서식을 유도하여 위생상태가 매우 열악하다는 문제점이 있다. 또한, 배설물 수거차량이 도달되기 어려운 지역에서는 저장탱크에 저장된 배설물의 처리가 곤란하다는 단점이 있으며, 저장탱크에서 뽑아낸 배설물은 별도의 2차 처리를 실시하여야 하므로 경제적인 부담이 가중되는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해소하기 위하여 이동식 화장실 자체적으로 배설물의 처리가 가능하도록 한 각종 기술이 연구 개발되어 있다. 일례로 한국공개특허공보 10-2006-0043045호는 오물을 배출구로부터 배출 가능한 변기와, 상기 배출구와 연통하는 발효실을 가지고 상기 변기의 하방에 마련되고, 상기 발효실 내에서 상기 오물을 퇴비화 가능한 발효조를 구비하며, 상기 변기는 상기 배출구를 개폐 가능한 플래퍼를 갖고, 상기 발효실은 상기 발효실에 급기를 행하기 위한 급기구를 일단에 갖는 급기관과, 상기 발효실로부터 배기를 행하기 위한 배기구를 일단에 갖는 배기관에 연통되고, 상기 급기구 상기 발효실 및 상기 배기구의 순으로 기류를 발생시키는 기류 발생 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 변기 장치이고, 한국공개특허공보 10-2007-0120695호는 각각의 변기로부터 낙하되는 배설물을 이송하도록 구동수단에 의해 구동되는 스크루가 내부에 설치된 이송관, 물 대신에 부엽토를 공급하도록 연결관을 통하여 각각의 변기의 수직관에 연결된 부엽토 저장고, 상기 이송관을 통하여 이송되면서 스크루에 의해 혼합된 부엽토와 배설물을 수용하는 수집통을 포함하여 구성됨으로써, 배설물을 물이 아닌 부엽토로 섞어 이송시킴으로써 부엽토와 배설물이 고르게 혼합되어 수집통에서 일정 기간 숙성시켜 양질의 퇴비를 얻을 수 있게 되므로 배설물을 친환경적이며 생산적으로 처리할 수 있을 뿐만 아니라, 물을 사용하지 않음으로써 급수에 따른 시설 및 관리 부담을 덜 수 있는 장점이 있는 배설물 퇴비화 화장실이 개시되어 있다.

또한, 한국특허등록번호 10-0553087호에서 이동식 화장실의 배설물을 진공건조하고 소각하여 처리하는 장치가 기재되어 있으나, 상기 기술의 화장실 배설물 처리장치는 배설물에 함유되어 있는 수분의 정화처리가 불량하여 정화된 물의 사용에 제한이 따르는 문제점이 있다.

이렇듯 상기 종래기술들은 배설물을 이루는 소변과 대변을 분리하지 않고 이를 한꺼번에 발효시키는 방법을 취함에 따라 다량의 수분을 포함하게 되어 처리효율이 매우 낮아지는 문제점이 있다.

그렇다고 상기한 비효율을 극복하고자 소변과 대변을 각각 처리할 경우 소변과 대변의 분리를 위한 별도의 공정을 갖게 되어 그 처리효율은 더 낮아지게 될 뿐만 아니라 퇴비화에도 악영향을 주게 된다. 참고로 퇴비의 효율을 극대화하기 위해서는 소변에 포함된 요소를 활용할 수 있어야 한다.

본 발명의 목적은, 배설물에 포함되어 있는 액상(물 및 소변, 이하 소변으로 통칭함)과 고형(대변, 휴지 및 여성용 생리대 등, 이하 대변으로 통칭함)을 각각 분리하여 소변은 정화시켜 일반 하수도로 배출하고 대변은 퇴비로 활용할 수 있는 화장실 배설물처리장치를 제공하는 것이다.

이 경우 소변에 포함된 요소가 폐기되지 않고 퇴비에 포함될 수 있도록 하되 이에 따른 공정이 단순한 화장실 배설물처리장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 화장실 배설물처리장치는 화장실에서 적어도 하나 이상의 변기의 하방으로 연장된 수직관을 통하여 연결되어 변기로부터 낙하되는 대변을 이송하도록 구동수단에 의해 구동되는 스크루 피더가 내부에 설치된 이송관; 상기 이송관 하부에 하방으로 연장된 소변배출관을 통하여 연결되어 이송관으로부터 낙하되는 소변을 저장 및 배출하는 소변저장조; 상기 이송관 저부에 연결 설치되어 상기 소변저장조에 침전된 소변 침전물을 대변처리조로 송급하는 침전물 배출라인; 상기 이송관 상부에 하방으로 연장된 대변배출관을 통하여 연결되어 이송관으로부터 낙하되는 대변을 저장, 건조시키는 대변처리조로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이송관은 하부에서 상부로 상향 경사지게 형성되고, 상기 이송관 저부에는 미세 타공이 형성되어 상기 스크루 피더의 회전시 일부 소변이 나선 블레이드를 타고 상승하여 올라가더라도 상기 타공을 통해 밑으로 낙하하여 상기 침전물 배출라인을 통해 상기 소변저장조로 안내되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소변저장조는 상기 소변배출관(11)으로부터 낙하되는 소변을 일시 저장하고 침전시키는 기능을 하는 침전부(21)와 침전부(21)로부터 넘어온 소변을 배출하기 위한 출구(22-1)를 갖는 배출부(22)로 구성되는데, 상기 침전부(21)와 배출부(22)는 분리대(24)로 구획되며, 상기 침전부에 보관된 소변의 액체성분은 상기 분리대를 넘어 상기 배출부로 유입되어 필터링된 후 상기 소변저장조의 타측벽에 형성된 출구를 통해 일반 하수도로 배출되고, 상기 침전부의 바닥부에 존재하는 소변의 침전물은 오수펌프를 통해 침전물 배출라인을 거쳐 대변처리조로 송급되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소변저장조의 내부 바닥부는 일측벽으로부터 상기 분리대를 향해 하향 경사지게 형성되어 상기 소변의 침전물이 집적되도록 하고, 상기 오수펌프의 흡입구는 상기 분리대 측의 바닥에 위치하도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 필터부는 상기 소변저장조의 천정부와 타측벽에 걸쳐 설치되되, 상기 필터부의 바닥면은 상기 소변저장조의 바닥부와 이격되게 형성되어 미세 타공이 형성되어 있으며, 상기 바닥면의 상부에는 참숯이 적재되고 상기 참숯의 적재부 상부에는 미세 타공이 형성된 필터부의 상부면이 형성되고, 상기 상부면 보다 위쪽으로 상기 출구가 형성되어 상기 분리대를 넘어온 소변이 상기 참숯의 적재부를 통과하여 상기 출구를 통해 일반 하수도로 배출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 화장실 배설물처리장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 소변과 대변이 각각 분리되어 소변은 소변저장조를 거쳐 오수관으로 배출됨에 따라 대변처리조에 유입되는 수분의 최소화로 퇴비 생성을 위한 교반, 분쇄 및 가열을 위한 에너지 소비 최소화 및 처리효율의 극대화가 가능하고,

둘째, 본 발명에 따른 소변저장조의 구성으로 인해 특별한 공정의 추가 없이 소변을 일반 오수관으로 배출시키면서 소변에 포함된 액비(Liquid fert)로서의 요소 등은 퇴비로 활용할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 화장실 배설물처리장치의 정면 투시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 화장실 배설물처리장치의 측면 투시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 화장실 배설물처리장치의 이송관 상세도이다.
도 4는 본 발명에 따른 화장실 배설물처리장치의 소변저장조의 횡단면도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 화장실 배설물처리장치의 정면 투시도, 측면 투시도 및 이송관 상세도이다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 화장실 배설물처리장치는 크게 이송관(10), 소변저장조(20), 침전물 배출라인(30) 및 대변처리조(40)로 구성된다.

적어도 하나 이상의 변기(1)가 설치된 화장실에서 상기 변기(1)는 수직관(2)을 통하여 U자 형태의 이송관(10)으로 통하게 되어 소변, 물 및 대변이 함께 섞인 배설물이 변기(1)로부터 이송관(10)으로 떨어지도록 되어 있다.

여기서 상기 이송관(10)은 이송관 하부(L)에서부터 이송관 상부(H)로 상향 경사지게 형성되어 있고, 이송관 하부(L)의 하방에는 소변배출관(11)이 연장되어 소변저장소(20)에 연결되어 있으며, 이송관 상부(H)의 하방에는 대변배출관(12)이 연장되어 대변처리조(40)에 연결되어 있다.

또한, 상기 이송관(10)은 그 내부에 스크루 피더(15)가 설치되어 있는데, 상기 스크루 피더(15)는 스크루 피더(15)의 단부에 형성된 피동차(14)(또는 스프로켓)와 구동모터(13)와 연결된 감속기의 원동차를 벨트(V)(또는 체인 등)로 연결하여 상기 구동모터(13)의 구동력을 전달받아 회전하게 된다. 여기서 구동모터(13)의 속도는 감속기에 의해 소정의 값으로 설정할 수 있고 또 다른 구동수단으로는 스크루 피더(15)에 직접 기어를 설치하여 감속기의 기어와 치합시킴으로써 동력을 전달할 수도 있다.

이렇듯 상기 이송관(10)을 상향 경사지게 형성함으로써 이송관(10) 하부에 형성된 소변배출관(11)으로 소변은 자중에 의해 낙하되어 소변저장조(20)에 적재되는 한편, 대변은 상기 스크루 피더(15)의 나선블레이드(15-1)에 의해 걷어 올려져 점차 이송관 상부(H)로 이송되어 대변배출관(12)을 통해 대변처리조(40)에 낙하된다.

여기서 상기 수직관(2)은 상기 이송관(10)이 상향 경사지게 형성됨에 따라 그 경사도를 고려하여 길이를 조절하면 된다.

또한, 상기 이송관(10)의 저부에는 미세 타공(16)이 다수 개 형성되어 있어 상기 스크루 피더(15)의 회전시 일부 소변이 나선 블레이드(15-1)를 타고 상승하여 올라가더라도 상기 타공(16)을 통해 밑으로 낙하하여 침전물 배출라인(30)을 통해 상기 소변저장조(20)로 안내되도록 한다. 침전물 배출라인(30)은 후술하도록 한다.

도 4는 소변저장조(20)의 횡단면도이다. 소변저장조(20)는 상기 소변배출관(11)으로부터 낙하되는 소변을 일시 저장하고 침전시키는 기능을 하는 침전부(21)와 침전부(21)로부터 넘어온 소변을 배출하기 위한 출구(22-1)를 갖는 배출부(22)로 구성되는데, 상기 침전부(21)와 배출부(22)는 분리대(24)로 구획된다.

여기서 상기 분리대(24)는 소변저장조(20)의 바닥부(20-3)로부터 일정 높이로 형성되는데 이렇게 함으로써 상기 소변배출관(11)으로부터 낙하되어 일정시간 보관된 소변이 일정량이 되면 액체성분은 상기 분리대(24)를 타고 넘어 배출부(22)로 유입되어 필터링된 후 상기 소변저장조(20)의 타측벽에 형성된 출구(22-1)를 통해 일반 하수도로 배출되고, 상기 침전부(21)의 바닥부(20-3)에 존재하는 소변의 침전물은 오수펌프(25)의 흡입구(25-1)를 통해 흡입되어 하기에 자세히 설명하게 될 침전물배출라인(30)을 통해 대변처리조(40)에 송급된다.

참고로 소변의 90% 이상을 차지하는 물을 제외하고 나머지 중 식물 생장에 반드시 필요한 성분인 요소가 가장 많이 포함되어 있는데, 성인 남자가 하루에 배출하는 요소의 총량은 30g 정도로서 그 양이 적지 않아 액비(Liquid fert)로서 충분히 활용할 수 있다. 이러한 요소뿐만 아니라 요산, 아미노산, 무기염류 등이 침전된 침전물의 송급은 소변의 정화과정에서 필수적으로 발생되는 부산물로서 이를 퇴비로 활용할 경우 효과가 매우 크다 할 수 있다.

여기서 소변저장조(20)의 내부 바닥부(20-3)는 일측벽(20-1)으로부터 상기 분리대(24)를 향해 하향 경사지게 형성되어 상기 소변의 침전물이 효과적으로 집적되도록 하고, 상기 오수펌프(25)의 흡입구(25-1)는 상기 분리대 측의 바닥에 위치하도록 할 수 있다. 아울러 배출부(22) 역시 동일한 구조를 형성할 수 있음은 물론이다.

또한, 배출부(22)는 필터부(23)를 구비하는데, 상기 필터부(23)는 침전부(21)로부터 넘어온 액체성분을 필터링하기 위한 구성으로서, 상기 소변저장조(20)의 천정부(20-4)와 타측벽(20-2)에 걸쳐 설치되되, 미세 타공(23-5)이 형성된 바닥면(23-2)은 상기 소변저장조(20)의 바닥부(20-3)와 이격되게 형성되고, 상기 바닥면(23-2)의 상부에는 참숯이 적재되어 있는 참숯 적재부(23-3)가 형성되고, 상기 참숯 적재부(23-3) 상부에는 미세 타공(23-5)이 구비된 상부면(23-4)이 형성되며, 상기 상부면 보다 위쪽으로 상기 출구(22-1)가 형성되어, 상기 분리대를 넘어온 소변의 액체성분이 일정량 모여 상기 참숯의 적재부를 통해 필터링된 후 상기 출구를 통해 일반 하수도로 배출된다.

또한, 침전물 배출라인(30)은 상기 이송관(10)의 저부를 따라 나란히 연결 설치되되 도 1에 도시된 바와 같이 일측은 소변저장조(20)에 연결되고 타측은 대변배출관(12)에 연결되어 이송관(10) 저부에 형성된 타공(16)으로부터 배출되는 소변을 소변정화조(20)로 안내하는 한편, 상기 소변저장조(20)에 침전된 소변 침전물이 일정량이 되면 침전물을 대변처리조(40)로 송급하는 역할을 한다.

또한, 상기 이송관(10)의 상부(H)에 하방으로 연장된 대변배출관(12)을 통하여 연결되어 이송관(10)으로부터 낙하되는 대변과 상기 침전물 배출라인(30)을 통해 소변저장조(20)로부터 송급된 소변의 침전물을 건조시키는 대변처리조(40)는 상기 대변과 침전물을 교반, 분쇄 및 가열을 통해 퇴비화하는 역할을 한다.

이렇듯 화장실 배설물처리장치의 정상적인 기능을 수행하기 위하여 이송관(10)의 스크루 피더(15)는 화장실의 잠금쇠에 카운터센서를 설치하고 사용자가 잠금쇠의 잠금 및 해제시 그 신호를 받아 작동하도록 할 수 있으며, 침전물의 송급을 위한 오수펌프(25)는 타이머를 통해 일정시간이 지나면 가동하도록 하고, 대변처리조(40)는 수위센서 설치하여 일정수위에 도달하면 가동하도록 할 수 있다.

특히 이동식 및 고정식 간이화장실의 경우 본 발명에 따른 화장실 배설물처리장치의 각 구성, 즉 이송관(10), 소변저장조(20), 침전물 배출라인(30) 및 대변처리조(40)는 설치환경{간이 화장실의 각 칸막이는 통상 규격화되어 있으므로 설치하고자 하는 변기의 숫자에 의해 이송관(10) 및 침전물 배출라인(30)의 길이, 소변저장조(20) 및 대변처리조(40)의 부피 등을 결정할 수 있음}을 고려하여 각각 모듈 단위로 제작한다면 주문과 동시에 조립이 가능하므로 그 효율은 극대화된다.

이상 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하였지만 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.

1: 변기 2: 수직관
10: 이송관 11: 소변배출관
12: 대변배출관 13: 구동모터
14: 피동차 15: 스크루 피더
16: 타공 20: 소변저장조
20-1: 일측벽 20-2: 타측벽
20-3: 바닥부, 20-4: 천정부
21: 침전부 22: 배출부
22-1: 출구 23: 필터부
23-1: 측벽 23-2: 바닥면
23-3: 참숯 적재부 23-4: 상부면
23-5: 타공 24: 분리대
25: 오수펌프 25-1: 흡입구
30: 침전물 배출라인
40: 대변처리조

Claims

화장실에서 적어도 하나 이상의 변기의 하방으로 연장된 수직관을 통하여 연결되어 변기로부터 낙하되는 대변을 이송하도록 구동수단에 의해 구동되는 스크루 피더가 내부에 설치된 이송관,
상기 이송관 하부에 하방으로 연장된 소변배출관을 통하여 연결되어 이송관으로부터 낙하되는 소변을 저장 및 배출하는 소변저장조,
상기 이송관 상부에 하방으로 연장된 대변배출관을 통하여 연결되어 이송관으로부터 낙하되는 대변을 저장시키는 대변처리조 및
상기 이송관 저부를 따라 나란히 연결 설치되되, 일측은 소변저장조에 연결되고 타측은 대변배출관에 연결되어 상기 소변저장조에 침전된 소변 침전물을 대변처리조로 송급하는 침전물 배출라인을 포함하여 구성되며,
상기 이송관은 하부에서 상부로 상향 경사지게 형성되고, 상기 이송관 저부에는 미세 타공이 형성되어 상기 스크루 피더의 회전시 일부 소변이 나선 블레이드를 타고 상승하여 올라가더라도 상기 타공을 통해 밑으로 낙하하여 상기 침전물 배출라인을 통해 상기 소변저장조로 안내되는 것을 특징으로 하는
화장실 배설물처리장치
청구항 1에 있어서,
상기 소변저장조는 상기 소변배출관으로부터 낙하되는 소변을 일시 저장하고 침전시키는 기능을 하는 침전부와 침전부로부터 넘어온 소변을 배출하기 위한 출구를 갖는 배출부로 구성되는데, 상기 침전부와 배출부는 분리대로 구획되며, 상기 침전부에 보관된 소변의 액체성분은 상기 분리대를 넘어 상기 배출부로 유입되어 필터링된 후 상기 소변저장조의 타측벽에 형성된 출구를 통해 일반 하수도로 배출되고, 상기 침전부의 바닥부에 존재하는 소변의 침전물은 오수펌프를 통해 침전물 배출라인을 거쳐 대변처리조로 송급되는 것을 특징으로 하는
화장실 배설물처리장치
청구항 2에 있어서,
상기 소변저장조의 내부 바닥부는 일측벽으로부터 상기 분리대를 향해 하향 경사지게 형성되어 상기 소변의 침전물이 집적되도록 하고, 상기 오수펌프의 흡입구는 상기 분리대 측의 바닥에 위치하도록 한 것을 특징으로 하는
화장실 배설물처리장치
청구항 2에 있어서,
상기 소변저장조의 천정부와 타측벽에 걸쳐 설치되는 필터부를 더 포함하여 구성되되,
상기 필터부의 바닥면은 상기 소변저장조의 바닥부와 이격되게 형성되어 미세 타공이 형성되어 있으며, 상기 바닥면의 상부에는 참숯이 적재되고 상기 참숯의 적재부 상부에는 미세 타공이 형성된 필터부의 상부면이 형성되고, 상기 상부면 보다 위쪽으로 상기 출구가 형성되어 상기 분리대를 넘어온 소변이 상기 참숯의 적재부를 통과하여 상기 출구를 통해 일반 하수도로 배출되는 것을 특징으로 하는
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