KR101694173B1 - 발효 탱크부가 구비된 좌변기 - Google Patents

발효 탱크부가 구비된 좌변기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 좌변기의 내부에 위치하는 분리판에 의해 나누어진 대변과 소변을 각각의 저장부에 따로 저장하여 교반, 가열 및 배기 등으로 발효시켜 처리하는 발효 탱크부(200)가 구비된 좌변기(100)에 관한 것으로, 상기 좌변기(100)의 내부 후측에 위치하는 제1축(142)과 결합되어 하단을 가리는 판상형의 제1분리판(140)과; 상기 좌변기(100)의 내부 전단에 위치하고 있으며, 상기 제1분리판(140)과 교차되게 위치하는 판상형의 제2분리판(150)과; 상기 좌변기(100)의 시트에 구비되어 상기 제1분리판(140)과 제2분리판(150)의 개폐 여부를 결정하며, 시트의 무게가 증가하면 개방시키는 센서부와; 폐쇄된 상기 제1분리판(140)과 제2분리판(150)을 따라 흐르는 소변을 저장하며, 상기 좌변기(100)의 하단에 위치하는 제1탱크(210)와; 개방된 상기 제1분리판(140)과 제2분리판(150)의 아래로 낙하하는 대변을 저장하여 발효시키는 제2탱크(220)를; 포함한다.

Description

발효 탱크부가 구비된 좌변기{THE FERMENTATION TANK INCLUDE A TOILET BOWL}
본 발명은 좌변기의 내부에 위치하는 분리판에 의해 나누어진 대변과 소변을 각각의 저장부에 따로 저장하여 교반, 가열 및 배기 등으로 발효시켜 처리하는 발효 탱크부가 구비된 좌변기에 관한 것이다.
인구의 증가와 도시 집중화로 화장실에서 발생하는 배설물의 양도 기하급수적으로 증가하고 있으며, 이를 해결하기 위한 자연의 정화 작용 능력은 이미 그 한계를 넘어섰다.
한때 농업비료로 이용되기도 했던 배설물은 폐기물 취급을 받고 있으며, 폐기를 목적으로 배설물을 해결하기 위해서는 인위적으로 만든 시설에서 다양한 처리 과정을 거쳐야한다.
분뇨처리방법으로는 여러 가지가 있는데, 이중 가장 일반적으로 사용하는 방법으로 정화조에 투입해서 형기적으로 분해하는 정화처리법과 일반 화장실을 정화조로 하는 정화조 처리법이 있다. 또 화학물질인 황산철과 소석회를 가해 응집 침전시키는 화학처리법과 무희석 분뇨를 파괴하는 호기성 균처리 또는 활성오니법으로 처리하는 산화처리법이 있다.
한편, 분뇨를 처리하기 곤란한 이동식 화장실이나 공중 화장실의 경우 화장실 자체에 정화조를 구비하여 처리하고 있다. 하지만 정화조를 구비하기 어려운 장소나 주변 환경이 열악한 경우, 자체적으로 분뇨를 처리하는 장치 및 방법을 이용하는 화장실이 다수 제안되어 있다.
예를 들어, 한국 등록특허공보 제10-1619174호(등록일자:2016.05.02.)는 생물촉진 재순환 발효소멸 이동식 화장실에 관한 것으로, 분뇨저장통 내에 1단계로 생물 촉진실을 구성하여 자연미생물과 용해성 종합영양촉진제(Bio Catalyst)로 분뇨를 신진 대사화시켜 물과 같은 상태로 소멸시키고, 악취물질인 탄산가스를 근본적으로 제거 처리하며, 소멸된 분뇨의 유기물들을 2, 3단계의 소멸발효단계를 거치면서 재순환 처리한다.
또 다른 예로, 한국 등록실용신안공보 제20-0458417호(등록일자:2012.01.30.)는 대소변 분리형 좌변기에 관한 것으로, 대변과 소변을 분리해서 배출할 수 있도록 변기본체 내부에 격벽을 형성하여 대변부와 소변부를 형성하고, 상기 소변부에 물을 공급하여 세척할 수 있도록 변기본체에 소변급수로를 형성하여, 대, 소변을 분리하여 각각 처리하는 좌변기에 대한 것이다.
한국 등록특허공보 제10-1619174호(등록일자:2016.05.02.) 한국 등록실용신안공보 제20-0458417호(등록일자:2012.01.30.)
본 발명은 정화조를 구비하지 않고, 분뇨를 처리하는 발효 탱크부를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 분뇨의 형태에 따라 구분하여 최적의 방법으로 각각 처리하고자 한다.
또한 본 발명은 화장실 이용에 어려움을 주는 악취가 발생하지 않도록 방지하고자한다.
또한 본 발명은 발효 탱크부에 모인 분뇨를 이용하여 퇴비로 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발효 탱크부가 구비된 좌변기는 상기 좌변기의 내부 후측에 위치하는 제1축과 결합되어 하단을 가리는 판상형의 제1분리판과; 상기 좌변기의 내부 전단에 위치하고 있으며, 상기 제1분리판과 교차되게 위치하는 판상형의 제2분리판과; 상기 좌변기의 시트에 구비되어 상기 제1분리판과 제2분리판의 개폐 여부를 결정하며, 시트의 무게가 증가하면 개방시키는 센서부와; 폐쇄된 상기 제1분리판과 제2분리판을 따라 흐르는 소변을 저장하며, 상기 좌변기의 하단에 위치하는 제1탱크와; 개방된 상기 제1분리판과 제2분리판의 아래로 낙하하는 대변을 저장하여 발효시키는 제2탱크를; 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 기 좌변기의 내부에 위치하여 상기 제1분리판과 제2분리판의 표면에 효소액을 분사하는 효소액 분사기를 더 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 좌변기의 내부에 위치하며, 물과 압축공기를 분사하여 상기 제1분리판과 제2분리판의 이물질을 제거하는 세정액 분사장치를 더 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 제1탱크는 제2탱크와 접해있으며, 강제 배기를 위한 환기구를 더 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 제1탱크의 수위가 넘치지 않도록 일부가 연결되어 있으며, 발효 또는 정화조로 보내는 보조탱크를 더 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 제2탱크는 구동기와 연결되어 회동하며, 두 개의 축에 서로 엇갈리게 겹쳐지도록 복수개의 임펠라가 위치하는 교반기를 더 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 발효에 최적화된 온도로 상기 제2탱크를 유지시켜주기 위해 상기 구동기에서 발생하는 열과 발열기를 이용하는 발열부를 더 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 좌변기의 일측 상단에 마련되어 상기 제2탱크에 수분을 흡수하는 발효제와 효소를 공급하는 효소 저장부를 더 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 좌변기의 측면에 마련되어 상기 제1분리판과 제2분리판의 개폐를 가능하게 하는 조작부를 더 포함한다.
본 발명에 따른 발효 탱크부가 구비된 좌변기는 제1분리판과 제2분리판이 분뇨의 형태에 따라 구분하여 발효 처리하여 퇴비로 만드는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 발효 탱크부가 구비된 좌변기는 제2탱크에서 발생하는 열을 이용하여 제1탱크에 저장된 소변을 증발시켜 처리하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 발효 탱크부가 구비된 좌변기는 탱크부에 구비된 배기팬으로 악취가 실내로 유입되는 현상을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발효 탱크부가 구비된 좌변기의 측면도,
도 2는 본 발명에 따른 발효 탱크부가 구비된 좌변기의 측면 투시도,
도 3은 본 발명에 따른 발효 탱크부가 구비된 좌변기의 제1분리판과 제2분리판의 개폐 모습,
도 4는 본 발명에 따른 교반기가 구비된 발효 탱크부의 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 교반기가 구비된 발효 탱크부의 측면도.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1을 참고하면, 발효 탱크부가 구비된 좌변기의 위에서 바라본 정면도이다.
이동식 화장실이나 공중 화장실에 구비된 일반적인 좌변기의 모습으로, 변기 커버가 부착된 좌변기(100)가 위치하고 있으며, 좌변기(100)의 뒤편에는 바로 발효 탱크부(200)와 연결되는 발효제 관리구(102)가 위치하고 있다.
한편, 발효제 관리구(102)를 중심으로 양측으로 소변을 저장하는 제1탱크(210)와 대변을 저장하는 제2탱크(220)의 악취를 신속하게 처리하는 환기구(120)가 각각 설치되어 있으며, 한 쌍의 환기구(120) 상단에는 강제 배기를 가능하게 하는 송풍기(미도시)가 더 구비되어 있다. 송풍기 이외에도 무동력을 이용하는 흡출기를 설치할 수도 있을 것이다.
도 2를 참고하면, 발효식 탱크가 구비된 좌변기의 측면도이다.
좌변기(100)가 위치하는 바닥면의 하부에는 분뇨를 저장하는 발효 탱크부(200)가 위치하고 있으며, 이를 잘 섞어서 발효의 효과를 극대화시켜주는 교반기(230)가 마련되어 있다.
한편, 좌변기(100)의 뒤편 상단에 마련되어 있는 발효제 관리구(102)를 통해서 분뇨의 수분을 제거하는 톱밥, 대패밥, 볏집, 왕겨, 재, 부엽토 등과 함께 신속하게 발효가 진행되도록 촉진시켜주는 효소액을 공급해주게 된다. 따라서 제2탱크(220)에는 항상 충분한 양의 톱밥이나 볏집 등의 발효제과 효소액이 함께 저장되어 있다.
또한 좌변기(100)의 몸체 후측에는 제2탱크(220)에 마련되어 있는 교반기(230)의 회동을 가능하게 해주는 구동기(300)가 위치하고 있으며, 구동기(300)와 교반기(230)의 사이를 연결해주는 동력전달수단(310)이 더 구비되어 있다.
좌변기(100)의 측부에는 좌변기(100)의 내부에 위치하는 제1분리판(140)과 제2분리판(150)의 작동을 조작하는 조작부(110)가 위치하고 있어, 용무에 따라 제1분리판(140)과 제2분리판(150)을 개폐시켜 사용하면 될 것이다.
좌변기(100)는 위생관리와 세척이 용이한 스테인레스 재질로 이루어져 있으면 좋을 것이며, 그 밖에도 가장 많이 사용하는 도기 재질로 이루어져 있어도 무방할 것이다. 다만, 제1분리판(14)과 제2분리판(150)의 설치 및 구동에 제약이 없어야 할 것이며, 각종 구동기(300)와 동력전달 수단(310)의 설치가 용이하다면 어느 재질의 좌변기를 사용하더라도 좋을 것이다.
도 3을 참고하면, 발효식 탱크가 구비된 좌변기의 측면 투시도로 제1분리판과 제2분리판의 개폐 모습을 보여주고 있다.
좌변기(100)의 내부에 제1축(142)과 연결된 제1분리판(140)과 제2축(152)과 연결된 제2분리판(150)이 항상 서로 교차되도록 위치하고 있어, 발효 탱크부(200) 내부가 보이지 않도록 가려줘 사용자가 이용시 불편함을 방지한다.
제1축(142)이 제2축(152)보다 약간 높은 위치에서 제1분리판(140)과 제2분리판(150)이 서로 교차될 수 있을 정도의 간격으로 설치되어 있다. 따라서 제1분리판(150)과 제2 분리판(150)은 개폐시 서로 다른 방향으로 열리고 닫히게 된다.
판상형의 제1분리판(140)과 제2분리판(150)은 제1축(142)과 제2축(152)에 의해 회동이 가능하며, 발효 탱크부(200)의 내부가 보이지 않도록 완전히 가려주고, 대소변에 의한 변형 없이 세척이 용이한 재질이라면 어느 것이라도 족할 것이다.
한편, 제1축(142)이 위치하는 좌변기(100) 내부의 뒤편으로 제1분리판(140)과 제2분리판(150)에 묻은 이물질을 제거하는 세정액 분사기(130)가 위치하고 있다. 세정액 분사기(130)는 압축공기로 분사되는 물이 순간적으로 제1분리판(140)과 제2분리판(150)의 표면으로 분사되기 알맞게 각도가 조절되어 있다.
또한 세정액 분사기(130) 주변으로 효소액 분사기(132)가 위치하고 있으며, 효소액 분사기(132)는 제1분리판(140)과 제2분리판(150)에 효소액을 분사시켜 소변이나 대변이 제1분리판(140)과 제2분리판(150)의 표면에 달라붙지 않도록 1차적으로 코팅하는 역할을 한다.
즉, 사용자가 대변이나 소변을 보기위해 좌변기(100)가 위치하는 칸막이의 문을 열고 들어가게 되면, 좌변기(100)에 위치하는 감지센서(미도시)가 이를 인식하고 효소액 분사기(132)를 통해 제1분리판(140)과 제2분리판(150)에 효소액을 분사시킨다.
효소액으로 도포된 제1분리판(140)과 제2분리판(150)에 소변이 달라붙지 않고 제1탱크(210)에 흘러 저장되기 때문에 소변이 마를 경우 발생하는 악취를 미연에 방지할 수 있으며, 저장된 소변을 빨리 발효시키게 된다.
또한 대변의 분비물이 제1분리판(140)과 제2분리판(150)의 표면에 달라붙더라도, 세정액 분사기(130)가 세정액을 분사시켜 이를 쉽게 제거할 수 있으며, 다음 사용자가 이용할 경우 혐오감이나 불편함을 주지 않고 쾌적하게 이용할 수 있게 해준다.
세정액 분사기(130)와 효소액 분사기(132)는 좌변기(100) 내부에 위치하고 있어, 제1분리판(140)과 제2분리판(150) 전체에 골고루 분사하고 세정할 수 있을 곳에 위치하면 족할 것이다. 또한 한 개가 아닌 다수의 분사기(130)(132)가 좌변기(100)의 둘레를 따라 구비되어 효소액 또는 세정액을 동시 다발적으로 분사할 수도 있을 것이다.
한편, 좌변기(100)의 시트에 구비되어 있는 무게감지 센서(미도시)가 시트의 무게 증가를 인식하게 되면 대변과 소변을 구분하여 저장하는 제1분리판(140)과 제2분리판(150)을 개방시키게 된다.
예를 들어, 서서 소변을 볼 경우, 무게 변화를 인식하지 못한 무게감지 센서가 제1분리판(140)과 제2분리판(150)을 폐쇄시키며, 소변이 상부에 위치하고 있는 제1분리판(140)을 따라 제2분리판(150)으로 이동하여 소변만 저장하는 제1탱크(210)에 저장하게 된다. 또한, 앉아서 소변을 볼 경우, 좌변기(100) 측면에 위치하고 있는 조작부(110)로 개방된 제1분리판(140)과 제2분리판(150)이 닫히도록 닫힘 버튼을 누른 후에 사용하면 될 것이다.
대변을 볼 경우, 무게감지 센서가 제1분리판(140)과 제2분리판(150)을 개방하게 되며, 이때 제1분리판(140)과 제2분리판(150) 사이에 대변이 제2탱크(220)로 수직 낙하하여 곧바로 저장하게 된다. 이때 제2분리판(150)을 따라 분리된 소변은 제2축(152)의 하부에서 제1탱크(210)를 향해 경사지게 위치하여 가이드 판(160)을 따라 흘러 이동하게 된다.
도 4를 참고하면, 좌변기와 교반기가 구비된 발효 탱크부의 내부를 보여주는 정면도이다.
좌변기(100)가 위치하는 지면을 경계로 지면의 상단에는 좌변기(100)가 위치하고 있으며, 좌변기(100)의 측면에는 제1분리판(140)과 제2분리판(150)의 회동을 가능하게 하는 구동부(145)가 연결되어 있다.
구동부(145)는 모터와 같은 구동기가 제1분리판(140) 및 제2분리판(150)과 동력전달 수단인 체인과 연결되어 무게감지 센서 또는 조작부에 의해 작동이 이루어진다.
구동부(145)의 구동기와 동력전달 수단은 반드시 모터와 체인으로만 연결되어 있을 필요는 없으며, 동력을 발생시켜 제1분리판(140)과 제2분리판(150)의 회동을 가능하게 할 수 있다면 어느 형태로 이루어져 있어도 족할 것이다.
한편, 지면의 하단에는 소변을 저장하는 제1탱크(210)와 대변을 저장하는 제2탱크(220)로 이루어진 발효 탱크부(200)가 위치하고 있으며, 제2탱크(220)에는 동일한 높이에서 2축으로 이루어진 교반기(230)가 구비되어 있다.
제2탱크(220)의 내부에는 대변의 수분을 흡수하기 충분한 양의 톱밥, 대패밥, 볏집, 왕겨, 재, 부엽토 등의 발효재가 포함되어 있으며, 교반기(230)의 회동으로 충분히 뒤섞여 신속하게 발효되도록 하는 효소도 함께 구비되어 있다. 따라서 사용자의 퇴실을 인식한 감지센서의 신호를 전달받아 30분 동안 회동을 반복하여 분쇄가 이루어지고, 발효재와 효소가 충분히 뒤섞이게 된다.
사용자가 화장실을 사용하지 않더라도 제2탱크(220)에 저장된 대변이 굳어 딱딱해지는 고체화 현상을 방지하기 위해 수시로 교반되도록 교반기(230)가 작동되어야 할 것이다.
제2탱크(220)의 내부에 제1탱크(210)가 위치하고 있다. 제2탱크(220)의 대변이 발효되면서 발생하는 열이 소변이 저장되는 제1탱크(210)로 가해져 일부는 증발이 이루어지며, 또 다른 일부는 제1분리판(140)과 제2분리판(150)의 표면에 도포된 효소액이 소변과 함께 저장되어 발효되어 처리된다.
또한 많은 사용자가 이용하여 제1탱크(210)의 저장용량이 넘칠 경우, 제1탱크(210)에 연결된 보조탱크(212)로 이동하게 되며, 발효된 소변은 퇴비로 사용하거나 정화조를 이용하여 처리하게 된다.
도 5를 참고하면, 발효 탱크부에 구비된 교반기의 평면도이다.
제2탱크(220)에 위치하는 교반기(230)는 복수개로 구비된 임펠라(222)가 서로 엇갈리게 겹쳐지도록 나란히 배열되어 있으며, 외부에 마련된 구동기(300)와 연결되어 회동이 가능하다.
교반기(230)의 임펠라(222)가 서로 엇갈리게 겹쳐지도록 배열되어 있어, 교반기(230)가 회동하는 동안 가운데 축 사이의 공백에 대변이 서로 뭉쳐져 정체되는 현상을 방지할 수 있다. 서로 겹쳐지도록 배열된 한 쌍의 교반기(230)는 서로 반대 방향으로 회전하여 대변이 더욱 발 분쇄되고, 발효재와 골고루 섞이게 된다.
한편, 제2탱크(220)의 내부에 위치하는 제1탱크(210)는 구동기(300)의 회동시 발생하는 열과 별도로 제1탱크(210)에 부착되어 열을 발생하는 발열기(214)가 구비되어 소변을 증발시키게 된다.
제1탱크(210)와 제2탱크(220)를 포함하는 발효 탱크부(200)에는 대소변의 발효를 촉진하며, 원활하게 진행될 수 있도록 발열기(214)가 최적의 온도인 35~50도로 항상 유지한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
100 : 좌변기 102 : 발효제 관리구
110 : 조작부 120 : 환기구
130 : 세정액 분사기 132 : 효소액 분사기
140 : 제1분리판 142 : 제1축
145 : 구동부 150 : 제2분리판
152 : 제2축 160 : 가이드 판
200 : 발효 탱크부 210 : 제1탱크
212 : 보조탱크 214 : 발열부
220 : 제2탱크 222 : 임펠라
224 : 교반기 축 226 : 교반기 기어
230 :교반기 300 : 구동기
310 : 동력전달수단

Claims (9)

  1. 좌변기에 있어서,
    상기 좌변기의 내부 후측에 위치하는 제1축과 결합되어 하단을 가리는 판상형의 제1분리판;
    상기 좌변기의 내부 전단에 위치하여, 상기 제1분리판 일부와 중첩되도록 위치하며, 서로 다른 방향으로 열리고 닫히는 판상형의 제2분리판;
    상기 좌변기의 내부에 위치하여 효소액을 분사하며, 상기 제1분리판과 제2분리판의 표면을 도포시키는 효소액 분사기;
    상기 좌변기의 내부에 위치하며, 물과 압축공기를 분사하여 상기 제1분리판과 제2분리판의 이물질을 제거하는 세정액 분사장치;
    상기 좌변기의 시트에 구비되어 상기 제1분리판과 제2분리판의 개폐 여부를 결정하며, 시트의 무게가 증가하면 개방시키는 센서부;
    폐쇄된 상기 제1분리판과 제2분리판을 따라 흐르는 소변을 저장하며, 상기 좌변기의 하단에 위치하는 제1탱크;
    개방된 상기 제1분리판과 제2분리판의 아래로 낙하하는 대변을 저장하고 발효시키며, 상기 제1탱크와 내접하는 제2탱크;
    발효시 발생하는 열을 교환할 수 있도록 서로 접해있는 상기 제1탱크와 제2탱크를 강제 배기하는 환기구;
    상기 제2탱크에 구비된 구동기와 연결되어 회동하며, 두 개의 축에 의해 서로 엇갈리게 겹쳐지도록 복수개의 임펠라가 위치하고 있으며, 상기 축 사이의 공백에서 교반이 이루어지는 교반기를; 포함하는 발효식 탱크가 구비된 좌변기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1탱크의 수위가 넘치지 않도록 일부가 연결되어 있으며, 발효 또는 정화조로 보내는 보조탱크를 더 포함하는 발효식 탱크가 구비된 좌변기.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    발효에 최적화된 온도로 상기 제2탱크를 유지시켜주기 위해 상기 구동기에서 발생하는 열과 발열기를 이용하는 발열부를 더 포함하는 발효식 탱크가 구비된 좌변기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 좌변기의 일측 상단에 마련되어 상기 제2탱크에 수분을 흡수하는 발효제와 효소를 공급하는 효소 저장부를 더 포함하는 발효식 탱크가 구비된 좌변기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 좌변기의 측면에 마련되어 상기 제1분리판과 제2분리판의 개폐를 가능하게 하는 조작부를 더 포함하는 발효식 탱크가 구비된 좌변기.
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