KR101980485B1 - 간이화장실용 분뇨 분말화장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 간이화장실용 분뇨 분말화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분뇨탱크 내 분뇨 교반체의 교반방식 개선을 통한 교반범위의 확장 및 교반공백의 최소화로 분뇨 발효효율이 극대화될 수 있도록 한 간이화장실용 분뇨 분말화장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 간이화장실 하부에 구비된 분뇨탱크 내부에 장치된 상태로, 상기 분뇨탱크 내 분뇨를 휘저어 분뇨의 발효속도를 증가시키는 교반체; 상기 분뇨탱크의 정해진 위치에 장치되고 상기 교반체와 연계된 상태로, 전력을 받아 구동함에 따라 생성된 회전력을 상기 교반체에 전달하여 상기 교반체가 회전운동토록 하는 회동수단; 상기 분뇨탱크의 하부에 부착된 상태로, 상기 분뇨탱크 가열에 의한 분뇨 내 수분증발로 분뇨의 분말화를 이루는 발열체; 및, 상기 분뇨탱크의 정해진 다른 위치에 장치되고 상기 교반체와 연계된 상태로, 전력을 받아 구동함에 의해 생성된 진퇴력을 상기 교반체에 전달하여 상기 교반체가 길이방향으로 진퇴운동토록 하는 왕복수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

간이화장실용 분뇨 분말화장치{POWDERING APPARATUS OF EXCREMENTS FOR PORTABLE TOILET}
본 발명은 간이화장실용 분뇨 분말화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분뇨탱크 내 분뇨 교반체의 교반방식 개선을 통한 교반범위의 확장 및 교반공백의 최소화로 분뇨 발효효율이 극대화될 수 있도록 한 간이화장실용 분뇨 분말화장치에 관한 것이다.
자연과 공존하는 인간은, 인구증가(人口增加) 및 환경변화(environmental change)에 따라 산업과 교통이 발전한 만큼 환경오염물 배출의 영향으로 생존이 위협받는 단계에 도달하고 있다.
여러 환경오염원 가운데 필연적으로 발생되는 화장실 분뇨(糞尿, excrements / 배설물)는 고농도의 유기성 폐기물로서, 무단방류, 부적합 매립 및 해양투기로 인한 생태계파괴와 자원감소를 초래하고 있다. 또한, 해충번식 및 악취발생에 의한 생활환경의 위험이 심각하다.
특히, 공원과 둔치 및 캠핑장 등과 같은 야외시설 구역내에는 모두가 공동으로 이용할 수 있는 간이(이동식)화장실이 마련되어 있다. 그런데, 최근의 이용객 증가추이를 감안할 때 분뇨처리시설(糞尿處理施設, septic treatment facility)이 턱없이 부족한 현실이며, 이에 대한 대응방향을 제시하고 해결책을 모색하기가 쉽지않은 실정에 있다.
덧붙여, 야외체육시설, 임시박람회시설 등의 간이화장실, 벽서지역 간이화장실, 대형공사장 간이화장실 등 분뇨처리가 불가능한 지역에는 환경보존에 적합한 화장실이 필요하다. 또한, 정화조 이용지역 이외 화장실이 필요한 지역에서 설치가 간편하고 환경친화적이며 처리시설에 별도의 부산물이 발생되지 않는 친환경적인 화장실이 필요하다.
이에, 대한민국 등록특허 제10-1694173호를 통해, 좌변기 내부에 위치하는 분리판에 의해 나뉜 각각의 저장부에 대변과 소변을 따로 저장하여 교반, 가열 및 배기 등으로 발효시켜 처리할 수 있도록 한 발효 탱크부가 구비된 좌변기가 개시된바 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 발효 탱크부가 구비된 좌변기의 구성도로써, 종래의 상기 발효 탱크부가 구비된 좌변기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 좌변기(900)의 내부 후측에 위치하는 제1축(942)과 결합되어 하단을 가리는 판상형의 제1분리판(910); 상기 좌변기(900)의 내부 전단에 위치하여, 상기 제1분리판(910) 일부와 중첩되도록 위치하며, 서로 다른 방향으로 열리고 닫히는 판상형의 제2분리판(920); 상기 좌변기(900)의 내부에 위치하여 효소액을 분사하며, 상기 제1분리판(910)과 제2분리판(920)의 표면을 도포시키는 효소액분사기(930); 상기 좌변기(900)의 내부에 위치하며, 물과 압축공기를 분사하여 상기 제1분리판(910)과 제2분리판(920)의 이물질을 제거하는 세정액 분사기(940); 상기 좌변기(900)의 시트에 구비되어 상기 제1분리판(910)과 제2분리판(920)의 개폐 여부를 결정하며, 시트의 무게가 증가하면 개방시키는 센서부; 폐쇄된 상기 제1분리판(910)과 제2분리판(920)을 따라 흐르는 소변을 저장하며, 상기 좌변기(900)의 하단에 위치하는 제1탱크; 개방된 상기 제1분리판(910)과 제2분리판(920)의 아래로 낙하하는 대변을 저장하고 발효시키며, 상기 제1탱크와 내접하는 제2탱크(950); 발효시 발생하는 열을 교환할 수 있도록 서로 접해있는 상기 제1탱크와 제2탱크(950)를 강제 배기하는 환기구(960); 상기 제2탱크(950)에 구비된 구동기와 연결되어 회동하며, 두 개의 축에 의해 서로 엇갈리게 겹쳐지도록 복수개의 임펠라(970)가 위치하고 있으며, 상기 축 사이의 공백에서 교반이 이루어지는 교반기;로 구성된다.
종래 기술에 따르면, 발효 탱크부(제2탱크) 내 교반기로 분뇨를 교반하여 발효효과를 극대화할 수 있고, 상기 제1,제2분리판(910)에 의해 나뉜 각 저장부에서 분뇨를 구분해서 발효처리할 수 있으며, 상기 제2탱크(950)에서 발생하는 열을 이용해서 상기 제1탱크 내 소변을 증발처리할 수 있다.
하지만, 상기 교반기를 이용한 탱크부 내 분뇨의 교반작용이 단순회전식 구동패턴을 나타낼 뿐이어서, 분뇨의 발효효율(발효속도 등)을 극대화하는데 한계가 뒤따르는 문제가 있다.
더욱이, 사이공백에서 대변이 뭉쳐 정체되는 현상을 방지하기 위해 복수의 임펠라(970)를 채용한 구조적 관계상, 분뇨 교반에 필요한 공간부(발효 탱크부)의 내면적이 비대해지는 문제가 있다.
결국, 분뇨 분말화가 가능한 간이화장실의 보급시 환경보호와 더불어 분뇨 처리비용 절약에 따른 시장수요가 확대될 것으로 예상되는바, 전술한 문제점들을 극복할 수 있는 기술개발이 시급히 요구된다.
(문헌 1) 대한민국 등록특허 제10-1694173호(등록일자 : 2017. 01. 03.) (문헌 2) 대한민국 등록특허 제10-1709895호(등록일자 : 2017. 02. 17.) (문헌 3) 대한민국 등록실용신안 제20-0228889호(등록일자 : 2001. 04. 17.) (문헌 4) 대한민국 등록실용신안 제20-0374126호(등록일자 : 2005. 01. 14.)
본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 간이화장실 하부 분뇨탱크 내부에서의 회전운동으로 분뇨를 교반케 된 교반체가 편심회전을 이루도록 구조를 개선하여, 상기 교반체 편심회전에 따른 분뇨 교반범위의 확장 및 이를 통한 교반효율 증대와 발효효율 극대화가 달성될 수 있도록 하는 간이화장실용 분뇨 분말화장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기와 같이 편심회전을 하는 교반체에 진퇴운동을 더하는 왕복수단을 부가장착하여, 상기 왕복수단에 의해 교반체가 회전운동과 진퇴운동을 더불어 수행케 됨에 따른 분뇨 교반공백의 최소화 및 이를 통해 교반효율의 추가증대가 달성될 수 있도록 하는 간이화장실용 분뇨 분말화장치를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 간이화장실 하부에 구비된 분뇨탱크 내부에 장치된 상태로, 상기 분뇨탱크 내 분뇨를 휘저어 분뇨의 발효속도를 증가시키는 교반체; 상기 분뇨탱크의 정해진 위치에 장치되고 상기 교반체와 연계된 상태로, 전력을 받아 구동함에 따라 생성된 회전력을 상기 교반체에 전달하여 상기 교반체가 회전운동토록 하는 회동수단; 상기 분뇨탱크의 하부에 부착된 상태로, 상기 분뇨탱크 가열에 의한 분뇨 내 수분증발로 분뇨의 분말화를 이루는 발열체; 및, 상기 분뇨탱크의 정해진 다른 위치에 장치되고 상기 교반체와 연계된 상태로, 전력을 받아 구동함에 의해 생성된 진퇴력을 상기 교반체에 전달하여 상기 교반체가 길이방향으로 진퇴운동토록 하는 왕복수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분뇨탱크에는, 변기좌대에 사람이 걸터앉은 상태를 감지키 위한 감지부재가 미리 정한 위치에 장착되되, 상기 감지부재는 인체 접근을 감지하는 센서이고, 상기 분뇨탱크 내부에 담긴 분뇨로부터 풍겨나는 악취를 포함한 유해기체를 실외로 배출시키기 위한 배기팬이 미리 정한 다른 위치에 더 장착된다.
더하여, 상기 교반체는, 상기 분뇨탱크 내부를 가로지르도록 장치된 상태로 상기 회동수에 의해 회전운동하되, 정해진 궤도를 따라 편심회전을 하는 편심샤프트와, 상기 편심샤프트 회전중심축으로써, 상기 편심샤프트의 길이방향 양단에 각각 연이어 연결조립되고 상기 분뇨탱크의 양측벽에 힌지고정된 상태로 상기 회동수단에 의한 자기중심 회전운동을 하는 복수의 중심샤프트와, 상기 편심샤프트의 둘레 각부로부터 방사형으로 돌출되어, 상기 편심샤프트 회전시 상기 분뇨탱크 내부에 담긴 분뇨를 휘젓는 다수의 교반익으로 구성되고, 상기 편심샤프트 정해진 일측부에는, 상기 왕복수단의 구동으로 생성된 진퇴력을 전달받아 상기 편심샤프트를 위치이동시키는 포지션디스크가 일체로 형성된다.
또한, 상기 회동수단은, 전력을 받아 구동하므로 생성된 회전력을 상기 교반체에 전달하는 제1구동모터, 상기 교반체와 상기 제1구동모터 사이에서 상기 교반체에 회전력을 전달하는 구동기어로 구성되되, 상기 제1구동모터는, 감속기어장치의 조합으로 저속회전 구동하되 감속비만큼 큰 회전력이 발휘되는 기어드모터이고, 상기 구동기어는, 서로 직각으로 만난 두 축 사이에서 동력을 전달하는 베벨기어이다.
더하여, 상기 발열체는, 전류를 전열선에 흐르게 하거나 전류를 아크형으로 흐르게 하므로 생기는 열을 발생시키는 전열패드 또는 전열선 중 어느 하나이다.
또한, 상기 왕복수단은, 상기 포지션디스크의 상측 일부를 둘러감싼 상태로 포지션디스크를 전,후로 밀어제치게 된 캐칭클램프와, 전력을 받아 회전구동하는 제2구동모터와, 상기 제2구동모터의 회전축에 조립된 상태로 회전하되, 상기 포지션디스크의 진퇴운동을 위한 편심회전을 하는 편심링크와, 상기 편심링크의 회전선단에 일측이 힌지결합되고 상기 캐칭클램프의 일단에 타측이 힌지결합되는 관절체로써, 상기 편심링크에 의거한 궤도회전으로 상기 캐칭클램프의 진퇴운동이 이루어질 수 있도록 하는 링크블럭으로 구성된다.
더하여, 상기 편심샤프트의 길이방향 양단 중앙부에는 축공이 일정깊이 내향형성되고, 상기 중심샤프트들의 상호 마주하는 선단부에는 상기 편심샤프트 양단에 배치되는 플랜지가 일체로 형성되되, 상기 플랜지가 일측으로 편중되고 그 편중위치로부터는 상기 축공으로 대응삽입되는 가이드축이 일정길이 돌출형성되며, 상기 축공으로의 상기 가이드축 대응삽입에 따라, 상기 편심샤프트가 편심연결되고, 상기 축공 및 상기 가이드축은, 상기 편심샤프트의 헛돔방지를 위해 단면으로 보았을 때 상호대응하는 다각형태를 이룬다.
또한, 상기 교반익은, 상기 분뇨탱크 내에 담긴 분뇨를 휘저여 균일한 혼합상태로 만드는데 적합하도록, 돌출선단에 횡봉이 일체로 결합된 "T"자형 구조를 이룬다.
더하여, 상기 캐칭클램프에는, 상기 포지션디스크의 일부위를 둘러 감쌀 수 있도록 하말단이 "∏"형 구조를 이루며, 상기 "∏"형 구조물의 각 세로단부에는, 상기 포지션디스크에 밀착된 상태로 그를 따라 회전하는 구름롤이 힌지조립되고, 상말단의 일측단부로부터는 상기 링크블럭의 일단부에 힌지조립되는 진퇴샤프트가 일체로 더 연장된다.
또한, 상기 제2구동모터는, 자체적으로 속도조절을 할 수 있어 상기 교반체 진퇴운동의 속도를 정밀통제함이 가능한 서보모터이다.
이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 간이화장실용 분뇨 분말화장치는, 교반체가 분뇨탱크 내부에 배치된 상태로 회전하되 교반익들의 위치변화에 따른 교반범위 확장으로 분뇨의 교반효율은 물론 분뇨의 발효효율이 크게 증대되는 효과가 있다.
또한, 왕복수단에 의해 상기 교반체가 분뇨탱크 내부에서 길이방향을 따라 진퇴운동을 이루게 됨으로써, 상기 분뇨탱크 내 분뇨의 교반공백이 최소화되고 이로 인하여 더욱 효과적인 분뇨의 교반 및 발효효율 추가증대의 효과가 발휘될 수 있다.
이와 함께, 분뇨 분말화(비료화)를 통한 퇴비로 재활용으로 배설물의 후처리작업을 별도로 실시할 필요가 없게 됨에 따른 분뇨 처리비용 지출의 부담을 해소할 수 있고, 또한 사람의 배설물을 토지의 생산력을 높이고 각종 식물생장을 촉진하는 자원으로의 확보 및 그로 인한 작물재배 관리비용의 절감효과와 더불어 분뇨처리 최적화시스템을 규명하여 최적의 이동식화장실 분뇨 소멸처리기술로 활용, 환경을 보존하고 자연생태계 보호 및 복원할 수 있게 되는 등 이러한 각종 효과를 갖춘 간이화장실의 보급시 환경보호 및 비용절약에 따른 시장수요 확대를 통한 기업의 이익창출은 물론이거니와 분뇨의 퇴비화기술 구축과 관련된 산업의 발전 및 활성화에 크게 기여할 수 있는 아주 유용한 발명이다.
도 1은 종래 기술에 따른 발효 탱크부가 구비된 좌변기의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 간이화장실용 분뇨 분말화장치의 외부구조를 나타낸 사시도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 간이화장실용 분뇨 분말화장치의 내부구조를 나타낸 정단면도와 측단면도.
도 4는 본 발명에 따른 간이화장실용 분뇨 분말화장치에 있어서, 교반체와 회동수단의 구성관계를 나타낸 요부사시도.
도 5는 본 발명에 따른 간이화장실용 분뇨 분말화장치에 있어서, 왕복수단의 구성관계를 나타낸 요부사시도.
도 6은 본 발명에 따른 간이화장실용 분뇨 분말화장치에 있어서, 교반체의 회전관계를 나타낸 작동상태도.
도 7은 본 발명에 따른 간이화장실용 분뇨 분말화장치에 있어서, 교반체의 왕복관계를 나타낸 작동상태도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
우선, 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
첨부도면 중 도 2는 본 발명에 따른 간이화장실용 분뇨 분말화장치의 외부구조를 나타낸 사시도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 간이화장실용 분뇨 분말화장치의 내부구조를 나타낸 정단면도와 측단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 간이화장실용 분뇨 분말화장치에 있어서 교반체와 회동수단의 구성관계를 나타낸 요부사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 간이화장실용 분뇨 분말화장치에 있어서 왕복수단의 구성관계를 나타낸 요부사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 간이화장실용 분뇨 분말화장치에 있어서 교반체의 회전관계를 나타낸 작동상태도이고, 도 7은 본 발명에 따른 간이화장실용 분뇨 분말화장치에 있어서 교반체의 왕복관계를 나타낸 작동상태도이다.
도 2 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 간이화장실용 분뇨 분말화장치는, 간이화장실 하부에 구비된 분뇨탱크(1) 내부에 장치된 상태로 상기 분뇨탱크(1) 내 분뇨를 휘저어 분뇨의 발효속도를 증가시키는 교반체(2)와, 상기 분뇨탱크(1)의 정해진 위치에 장치되고 상기 교반체(2)와 연계된 상태로 전력을 받아 구동함에 따라 생성된 회전력을 교반체(2)에 전달하여 상기 교반체(2)가 회전운동토록 하는 회동수단(3)과, 상기 분뇨탱크(1)의 하부에 부착된 상태로 분뇨탱크(1) 가열에 의한 분뇨 내 수분증발로 분뇨의 분말화를 이루는 발열체(4)와, 상기 분뇨탱크(1)의 정해진 다른 위치에 장치되고 상기 교반체(2)와 연계된 상태로 전력을 받아 구동함에 의해 생성된 진퇴력을 교반체(2)에 전달하여 상기 교반체(2)가 길이방향으로 진퇴운동토록 하는 왕복수단(5)을 더 포함한다.
분뇨탱크(1)는, 간이화장실에서 용변을 보는 사용자 체내로부터 배설된 분뇨(대·소변)가 낙하저장되는 저장조인 것으로, 일정용량의 분뇨가 낙하저장될 수 있는 저장공간(1a)이 내부에 마련되어 있고, 상단 중앙부에는 분뇨의 낙하유입을 가능케 한 배설공(1b)이 관통되어 있다. 또한, 상기 배설공(1b) 상측의 상단 중앙부에는 용변을 보기 위한 사람이 걸터앉을 수 있도록 한 변기좌대(11)가 구비되어 있다.
아울러, 상기 변기좌대(11)에 사람이 걸터앉은 상태를 감지키 위한 감지부재(12)가 미리 정한 위치에 장착되어 있는바, 상기 감지부재(12)는 인체 접근을 감지하는 센서(sensor)인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 동일한 작용효과를 나타낼 수 있는 기계요소 또는/및 전자요소라 한다면 얼마든지 달리 채용할 수 있음이 가능하다.
이와 함께, 상기 저장공간(1a)에 담긴 분뇨로부터 풍겨나는 악취를 포함한 유해성 기체를 간이화장실 외부로 자동배출시키기 위한 배기팬(13)이 미리 정한 다른 위치에 장착된다.
교반체(2)는, 상기 분뇨탱크의 저장공간(1a)으로 낙하저장된 분뇨를 교반하여 균일한 혼합상태로 만들고 이를 통한 분뇨의 발효작용 및 발효속도를 증가시키기 위한 휘젓개인 것으로, 도 3a 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 저장공간(1a)을 가로지르도록 장치된 상태로 상기 회동수단(3)에 의해 회전운동하되 정해진 궤도를 따라 편심회전을 하는 편심샤프트(21)와, 상기 편심샤프트(21)의 회전중심축으로써 편심샤프트(21)의 길이방향 양단에 각각 연이어 연결조립되고 상기 분뇨탱크(1)의 양측벽에 힌지고정되며 상기 회동수단(3)에 의한 자기중심 회전운동을 하는 복수의 중심샤프트(22)(22')와, 상기 편심샤프트(21)의 둘레 각부로부터 방사형으로 돌출되어 편심샤프트(21) 회전시 상기 저장공간(1a)에 담긴 분뇨를 휘젓는 다수의 교반익(23)으로 구성된다.
또한, 상기 편심샤프트(21) 정해진 일측부에는, 상기 왕복수단(5)의 구동으로 생성된 진퇴력을 전달받아 편심샤프트(21)를 위치이동시키는 포지션디스크(position disc, 24)가 일체로 형성되어 있다.
그리고, 상기 편심샤프트(21)의 길이방향 양단 중앙부에는 축공(211)이 일정깊이 내향형성되어 있고, 상기 중심샤프트(22)(22')들의 상호 마주하는 선단부에는 상기 편심샤프트(21) 양단에 배치되는 플랜지(221)가 일체로 형성되되 일측으로 편중(偏重)되고 그 편중위치로부터는 상기 축공(211)으로 대응삽입되는 가이드축(222)이 일정길이 돌출형성되어 있으며, 축공(211)으로의 상기 가이드축(222) 대응삽입에 따라 편심샤프트(21)가 편심연결된다.
여기서, 상기 축공(211) 및 가이드축(222)은, 상기 편심샤프트(21)의 헛돔방지를 위해, 단면으로 보았을 때 상호대응(끼워 맞춤)하는 다각(사각, 육각 등)형태를 이룸이 바람직하다.
상기 교반익(agitation wing, 23)은, 상기 분뇨탱크(1)의 저장공간(1a)에 담긴 분뇨를 휘저여 균일한 혼합상태로 만드는데 적합하도록, 돌출선단에 횡봉(231)이 일체로 결합된 "T"자형 구조를 이룸이 바람직하다.
회동수단(3)은, 상기 분뇨탱크(1)의 저장공간(1a)을 가로지르도록 배치된 상기 교반체(2) 회전운동의 동력 생성 및 전달을 위한 동력장치인 것으로, 전력을 받아 구동하고 그로써 생성된 회전력을 상기 교반체(2)에 전달함에 적합한 제1구동모터(31)와, 상기 교반체(2)와 제1구동모터(31) 사이에서 교반체(2)에 회전력을 전달하는 구동기어(32)로 구성된다.
상기 제1구동모터(31)는, 감속기어장치의 조합으로 저속회전 구동하되 감속비만큼 큰 회전력(torgue)이 발휘되는 기어드모터(geared motor)인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 동일한 작용효과를 나타낼 수 있는 기계요소라 한다면 얼마든지 달리 채용할 수 있음이 가능하다.
상기 구동기어(32)는, 서로 직각으로 만난 두 축 사이에서 동력을 전달하는 베벨기어(bevel gear)인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 동일한 작용효과를 나타낼 수 있는 기계요소라 한다면 얼마든지 달리 채용할 수 있음이 가능하다.
발열체(4)는, 상기 분뇨탱크(1) 가열을 통한 분뇨의 분말화를 이루기 위한 열매체(熱媒體, heating medium)로써, 전류를 전열선에 흐르게 하거나 또는 전류를 아크형으로 흐르게 하는 등의 방법에 의해서 생기는 열을 발생시키는 전열패드(electric heat pad) 또는 전열선(electric heat wire)인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 동일한 작용효과를 나타낼 수 있는 기계요소 또는/및 전자요소라 한다면 얼마든지 달리 채용할 수 있음이 가능하다.
왕복수단(5)은, 상기 교반체(2)를 진퇴운동시켜 분뇨 교반공백의 최소화를 통한 교반효율 극대화를 위한 동력장치인 것으로, 도 3a 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 포지션디스크(24)의 상측 일부를 둘러감싼 상태로 포지션디스크(24)를 전,후로 밀어제치게 된 캐칭클램프(51)와, 전력을 받아 회전구동하는 제2구동모터(52)와, 상기 제2구동모터(52)의 회전축에 조립된 상태로 회전하되 상기 포지션디스크(24)의 진퇴운동을 위한 편심회전을 하는 편심링크(53)와, 상기 편심링크(53)의 회전선단에 일측이 힌지결합되고 상기 캐칭클램프(51)의 일단에 타측이 힌지결합되는 관절체로써 상기 편심링크(53)에 의거한 궤도회전으로 상기 캐칭클램프(51)의 진퇴운동이 이루어질 수 있도록 하는 링크블럭(54)으로 구성된다.
상기 캐칭클램프(catching clamp, 51)에는, 상기 포지션디스크(24)의 일부위를 둘러 감쌀 수 있도록 하말단이 "∏"형 구조를 이루며, 상기 포지션디스크(24)의 양면에 배치되는 각각의 세로단부에는 상기 포지션디스크(24)에 밀착된 상태로 그를 따라 회전하는 구름롤(511)이 힌지조립되어 있고, 상말단의 일측단부로부터는 상기 링크블럭(54)의 일단부에 힌지조립되는 진퇴샤프트(512)가 일체로 더 연장되어 있다.
상기 제2구동모터(52)는, 자체적으로 속도조절을 할 수 있어 상기 교반체(2) 진퇴운동의 속도를 정밀하게 통제하는데 적합한 서보모터(servo motor)인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 동일한 작용효과를 나타낼 수 있는 기계요소 또는/및 전자요소라 한다면 얼마든지 달리 채용할 수 있음이 가능하다.
미 설명부호, (b-1)는 상기 교반체의 중심샤프트 위치고정 및 원활한 회전을 돕는 볼베어링(ball bearing)이고, (b-2)는 상기 왕복수단의 진퇴샤프트의 위치고정 및 원활한 진퇴를 돕는 베어링유니트(bearing unit)이다.
상기와 같은 구성으로 되는 본 발명에 따른 간이화장실용 분뇨 분말화장치의 작용을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이, 간이화장실 하부에 구비된 분뇨탱크(1)의 저장공간(1a)으로 낙하저장된 분뇨(배설물)의 교반을 통해 발효작용을 촉진시키고 또한 가열을 통한 분말화(비료화)를 이뤄, 상기 저장공간(1a) 내 분뇨의 저장체적을 최소화하는 한편 분뇨의 분말화를 통한 비료로써의 재활용에 따른 분뇨처리 해결책 마련의 목적으로 설치사용한다.
아울러, 전술한 설치사용에 있어서 이용객의 화장실 출입이 없을 때만 작동되도록 함으로써 이용객에게 불편을 초래하지 않도록 함을 전제로 함이 바람직하다.
구체적으로, 용변을 보기 위한 이용객이 본 발명이 설치된 간이화장실로 들어오고 변기좌대(11)에 걸터앉게 되면, 상기 분뇨탱크(1)의 미리 정한 위치에 장착된 감지부재(12)가 인체의 감지신호를 제어부(도시하지 않음)에 송출하게 되는 것이며, 이렇듯 신호를 전달받은 상기 제어부의 기설정 프로그램 실행에 의거 장치작동이 정지된다.
이후, 이용객이 용변을 마치고 간이화장실을 나가게 되면, 그 상황을 상기 감지부재(12)로부터 신호로 송출받은 제어부의 기설정 프로그램 실행에 의거 장치작동이 다시 시작되어 상기 분뇨탱크(1)의 저장공간(1a)에 담긴 분뇨의 교반과 가열에 의한 분뇨 분말화가 진행되는 것이다.
즉, 상기 제어부로부터 전력 공급받은 회동수단(3)의 제1구동모터(31) 구동으로 생성된 회전력이 구동기어(32)를 통해 상기 교반체(2)에 전달되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 교반체(2)가 회전운동을 하게 됨으로써 더불어 회전하는 교반체(2)의 편심샤프트(21)와 복수의 중심샤프트(22) 그리고 상기 편심샤프트(21)로부터 방사형으로 돌출된 다수의 교반익(23)이 상기 저장공간(1a)에 담긴 분뇨를 휘젓는 교반으로 인한 분뇨의 발효속도가 증가로 발효효율이 극대화될 수 있는 것이다.
이때, 상기 교반체(2)의 편심샤프트(21)가 중심샤프트(22)를 중심으로 하여 궤도회전을 이루는 편심회전에 의해, 상기 교반익(23)들의 위치변경이 이루어지는 상태로 분뇨를 교반케 됨으로써 분뇨의 교반효율을 더욱 극대화할 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 제어부로부터 전력을 공급받아 열을 발생시키는 발열체(4)에 의해 상기 분뇨탱크(1)가 가열되며, 이로 인해 상기 저장공간(1a)에 담긴 분뇨 내 수분증발로 분뇨의 분말화(비료화)가 이루어지는 것이다.
더불어, 상기 회동수단(3)에 의해 회전작동을 하는 상기 교반체(2)가 길이방향을 따라 일정범위 내에서 왕복수단(5)에 의거 진퇴운동을 더불어 이루는 것에 의거 분뇨의 교반공백을 최소화할 수 있고, 이로써 분뇨의 교반과 그에 따른 발효효율이 더욱 극대화될 수 있다.
자세하게는, 상기 왕복수단(5)의 구동모터(52)가 제어부로부터 전력을 공급받아 회전구동을 하게 되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 구동모터(52)에 연결된 편심링크(53)가 더불어 회전되는바, 상기 편심링크(53)가 편심회전을 이루는 것에 따라 그에 연결된 링크블럭(54)이 궤도회전을 하게 되고 그에 연결된 상기 캐칭클램프(51)는 상기 링크블럭(54)의 궤도회전범위 내에서 진퇴운동을 하게 되는 것이며, 이로써 상기 캐칭클램프(51)가 더불어 진퇴운동을 하게 되고 캐칭클램프(51)에 의한 편심샤프트(21)가 진퇴운동으로 상기 편심샤프트(21)로부터 돌출된 교반익(23)들이 상기 분뇨탱크(1)의 저장공간(1a) 내에서 위치이동을 반복하는 것으로 교반공백이 최소화될 수 있다.
한편, 상기 저장공간(1a)으로 낙하유입된 분뇨로부터 풍겨난 악취를 포함한 유해기체는, 분뇨탱크(1)의 미리 정한 위치에 더 장착된 배기팬(13) 작동에 따라 화장실 외부로 배출됨으로써 보다 쾌적한 화장실 내부환경이 조성될 수 있는 것이다.
정리하여, 본 발명의 간이화장실용 분뇨 분말화장치(A)에 의하면, 상기 교반체(2)의 편심샤프트(21) 편심회전에 따라 상기 교반익(23)들의 교반위치를 달리할 수 있으며 이를 통한 교반범위의 확대로 분뇨 교반 및 발효효율을 증대시키는 효과를 거둘 수 있다.
또한, 상기 왕복수단(5)에 의해 교반체(2)의 길이방향 진퇴운동이 가능케 됨에 따라, 분뇨의 교반공백이 최소화되고 이로 인해 더욱 효과적인 분뇨의 교반 및 발효효율 추가증대의 효과를 거둘 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정과 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
A : 분말화장치, 1 : 분뇨탱크
1a : 저장공간, 1b : 배설공
2 : 교반체, 3 : 회동수단
4 : 발열체, 5 : 왕복수단
11 : 변기좌대, 12 : 감지부재
13 : 배기팬, 21 : 편심샤프트
22, 22' : 중심샤프트, 23 : 교반익
24 : 포지션디스크, 31 : 제1구동모터
32 : 구동기어, 51 : 캐칭클램프
52 : 제2구동모터, 53 : 편심링크
54 : 링크블럭, 211 : 축공
221 : 플랜지, 222 : 가이드축
231 : 횡봉, 511 : 구름롤
512 : 진퇴샤프트

Claims (5)

  1. 간이화장실 하부에 구비된 분뇨탱크 내부에 장치된 상태로, 상기 분뇨탱크 내 분뇨를 휘저어 분뇨의 발효속도를 증가시키는 교반체;
    상기 분뇨탱크의 정해진 위치에 장치되고 상기 교반체와 연계된 상태로, 전력을 받아 구동함에 따라 생성된 회전력을 상기 교반체에 전달하여 상기 교반체가 회전운동토록 하는 회동수단;
    상기 분뇨탱크의 하부에 부착된 상태로, 상기 분뇨탱크 가열에 의한 분뇨 내 수분증발로 분뇨의 분말화를 이루는 발열체; 및,
    상기 분뇨탱크의 정해진 다른 위치에 장치되고 상기 교반체와 연계된 상태로, 전력을 받아 구동함에 의해 생성된 진퇴력을 상기 교반체에 전달하여 상기 교반체가 길이방향으로 진퇴운동토록 하는 왕복수단;을 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 교반체는, 상기 분뇨탱크 내부를 가로지르도록 장치된 상태로 상기 회동수에 의해 회전운동하되, 정해진 궤도를 따라 편심회전을 하는 편심샤프트와,
    상기 편심샤프트 회전중심축으로써, 상기 편심샤프트의 길이방향 양단에 각각 연이어 연결조립되고 상기 분뇨탱크의 양측벽에 힌지고정된 상태로 상기 회동수단에 의한 자기중심 회전운동을 하는 복수의 중심샤프트와,
    상기 편심샤프트의 둘레 각부로부터 방사형으로 돌출되어, 상기 편심샤프트 회전시 상기 분뇨탱크 내부에 담긴 분뇨를 휘젓는 다수의 교반익으로 구성되고,
    상기 편심샤프트 정해진 일측부에는, 상기 왕복수단의 구동으로 생성된 진퇴력을 전달받아 상기 편심샤프트를 위치이동시키는 포지션디스크가 일체로 형성됨을 특징으로 하고,
    상기 왕복수단은, 상기 포지션디스크의 상측 일부를 둘러감싼 상태로 포지션디스크를 전,후로 밀어제치게 된 캐칭클램프와,
    전력을 받아 회전구동하는 제2구동모터와,
    상기 제2구동모터의 회전축에 조립된 상태로 회전하되, 상기 포지션디스크의 진퇴운동을 위한 편심회전을 하는 편심링크와,
    상기 편심링크의 회전선단에 일측이 힌지결합되고 상기 캐칭클램프의 일단에 타측이 힌지결합되는 관절체로써, 상기 편심링크에 의거한 궤도회전으로 상기 캐칭클램프의 진퇴운동이 이루어질 수 있도록 하는 링크블럭으로 구성됨을 특징으로 하며,
    상기 편심샤프트의 길이방향 양단 중앙부에는 축공이 일정깊이 내향형성되고,
    상기 중심샤프트들의 상호 마주하는 선단부에는 상기 편심샤프트 양단에 배치되는 플랜지가 일체로 형성되되, 상기 플랜지가 일측으로 편중되고 그 편중위치로부터는 상기 축공으로 대응삽입되는 가이드축이 일정길이 돌출형성되며,
    상기 축공으로의 상기 가이드축 대응삽입에 따라, 상기 편심샤프트가 편심연결되고,
    상기 축공 및 상기 가이드축은, 상기 편심샤프트의 헛돔방지를 위해 단면으로 보았을 때 상호대응하는 다각형태를 이룸을 특징으로 하며,
    상기 교반익은, 상기 분뇨탱크 내에 담긴 분뇨를 휘저여 균일한 혼합상태로 만드는데 적합하도록, 돌출선단에 횡봉이 일체로 결합된 "T"자형 구조를 이룸을 특징으로 하며,
    상기 캐칭클램프에는, 상기 포지션디스크의 일부위를 둘러 감쌀 수 있도록 하말단이 "∏"형 구조를 이루며,
    상기 "∏"형 구조물의 각 세로단부에는, 상기 포지션디스크에 밀착된 상태로 그를 따라 회전하는 구름롤이 힌지조립되고, 상말단의 일측단부로부터는 상기 링크블럭의 일단부에 힌지조립되는 진퇴샤프트가 일체로 더 연장됨을 특징으로 하고,
    상기 제2구동모터는, 자체적으로 속도조절을 할 수 있어 상기 교반체 진퇴운동의 속도를 정밀통제함이 가능한 서보모터인 것을 특징으로 하는 간이화장실용 분뇨 분말화장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분뇨탱크에는, 변기좌대에 사람이 걸터앉은 상태를 감지키 위한 감지부재가 미리 정한 위치에 장착되되, 상기 감지부재는 인체 접근을 감지하는 센서이고,
    상기 분뇨탱크 내부에 담긴 분뇨로부터 풍겨나는 악취를 포함한 유해기체를 실외로 배출시키기 위한 배기팬이 미리 정한 다른 위치에 더 장착됨을 특징으로 하는 간이화장실용 분뇨 분말화장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회동수단은, 전력을 받아 구동하므로 생성된 회전력을 상기 교반체에 전달하는 제1구동모터, 상기 교반체와 상기 제1구동모터 사이에서 상기 교반체에 회전력을 전달하는 구동기어로 구성되되,
    상기 제1구동모터는, 감속기어장치의 조합으로 저속회전 구동하되 감속비만큼 큰 회전력이 발휘되는 기어드모터이고,
    상기 구동기어는, 서로 직각으로 만난 두 축 사이에서 동력을 전달하는 베벨기어인 것을 특징으로 하는 간이화장실용 분뇨 분말화장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발열체는, 전류를 전열선에 흐르게 하거나 전류를 아크형으로 흐르게 하므로 생기는 열을 발생시키는 전열패드 또는 전열선 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 간이화장실용 분뇨 분말화장치.
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