KR102108652B1 - 용변을 이용한 퇴비 제조시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 좌변기를 통해 소변을 보게 되면 제어부 동작에 의해 소변이 소변저장탱크로 이송되어 저장되고, 대변과 소변을 같이 보게 되면 제어부 동작에 의해 소변은 소변저장탱크로 저장되고 대변은 공급되는 미생물이 혼합된 상태로 퇴비저장소로 이송 저장된 후 공급되는 톱밥에 의해 퇴비화가 진행됨에 따라 퇴비저장소측으로 소변이 이송되지 않기 때문에 퇴비화가 용이하게 이루어짐은 물론 건조시간을 크게 단축할 수 있어 생산성과 작업효율성을 크게 향상시킬 수 있으며, 톱밥과 미생물에 의해 대변을 이용한 퇴비 제조가 이루어짐에 따라 친환경 퇴비를 제조할 수 있는 용변을 이용한 퇴비 제조시스템이 개시된다.

Description

용변을 이용한 퇴비 제조시스템{compost manufacturing system used of human feces}

본 발명은 용변을 이용한 퇴비 제조시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사람의 용변 중 소변은 소변저장탱크로 보내고 대변은 퇴비저장소 보낸 후 퇴비저장소에 톱밥 및 미생물을 공급하여 톱밥 및 미생물을 혼합하여 퇴비를 제조하도록 하여 친환경적인 퇴비 제조가 가능하고 용변을 처리하는데 따른 처리비용을 줄일 수 있도록 한 용변을 이용한 퇴비 제조시스템에 관한 것이다.

일반적으로 퇴비(Compost)는 오래전부터 이용되고 있는 거름 등의 자급비료로서 볏짚, 보릿짚, 낙엽 등의 식물찌꺼기를 퇴적하여 발효시켜서 만들고 있으며, 식물찌꺼기를 그대로 농지에 뿌리지 않고 일부러 발효시키는 이유는 식물찌꺼기가 탄소분이 많고 질소분이 적어 흙 속에서 분해될 때 질소분을 소비하기 때문에, 작물이 질소를 흡수 이용할 수 없어 질소결핍장애가 생기고 분해하기 쉬운 유기물을 많이 함유하므로 흙 속에서 급격한 분해를 일으켜 유해한 유기물을 일시적으로 많이 생성하거나 흙의 산소를 소비하여 작물의 뿌리를 해치기 때문이다.

이에 따라 식물찌꺼기를 퇴적시켜 발효시킴으로서 발효 과정에서 발생하는 발효열에 의해 온도가 높아져 유해한 병원균, 해충의 알, 잡초의 종자 등을 사멸시킬 수 있다.

근자들어서는 음식물찌꺼기와 축산분뇨 등을 지칭하는 유기성폐기물을 이용하여 퇴비를 제조하고 있다.

이러한 유기성폐기물을 이용하여 퇴비를 제조하는 것은 유기성폐기물에 톱밥 등을 투입하여 발효시키고 수분을 건조시켜 제거함으로써 발효된 퇴비를 생산하고 있다.

종래 기술을 살펴보면, 등록특허 10-1609180 호인 가축분뇨 퇴비화시설이 안출된 바 있으며, 이는 차량에 의해 가축분뇨로 된 원료가 투입되어 투입된 원료를 다수로 구획된 구획부로 각각 이동시켜 숙성하는 숙성조, 숙성된 원료를 교반하여 발효하는 발효조, 상기 발효조에서 발효된 원료를 최종적으로 숙성하는 후숙조, 상기 후숙조에서 숙성이 완료되어 퇴비로 처리된 퇴비를 일괄적으로 포장하는 포장조가 각각 실내에 구분되어 이루어지는 가축분뇨 퇴비화시설에 있어서, 상기 숙성조는 가축분뇨 퇴비화시설의 단부에 설치되는 시트도어에 의해 개폐가 이루어지며, 시트도어가 설치되는 지면에 대비하여 수직으로 연장되는 벽면이 형성되어 원료를 운반하는 차량이 벽면으로 인해 자유낙하방식으로 원료가 투입되도록 구성되고, 상기 발효조는 공간을 구획하며 상부에는 레일이 구비되는 측벽과, 상기 레일 상에서 구름체에 의해 이동 가능한 작동대와, 상기 작동대에 설치되며, 다수의 스크레이퍼가 체인에 결합되고 체인은 에스컬레이터 몸체에 무한궤도형으로 설치되어 에스컬레이터 몸체가 발효조 내부에서 이송됨과 동시에 체인이 에스컬레이터 몸체를 따라 회전함으로써 스크레이퍼가 숙성조에서 숙성되어 이동된 원료를 퍼서 에스컬레이터 몸체의 후방으로 이송시켜 원료를 교반하는 교반기로 구비되어 있다.

이와 같은 종래 기술은 숙성조, 발효조, 후숙조, 포장조를 순차적으로 거쳐 가축분뇨를 퇴비화시킴으로서 안정적인 퇴비를 확보할 수 있으며 축산농가를 연계한 자연순환형 친환경 농업을 육성할 수 있는 효과를 얻을 수 있도록 하고 있다.

한편 사람의 대변과 소변을 포함하는 용변은, 물과 같이 씻겨 내려가 정화조에 담겨 저장된 후 수거차량에 의해 저장된 용변을 수거하거나 또는 하수관을 통해 정화시설측으로 흘러 내려가 수거되어 폐기되고 있다.

이와 같이 용변은 퇴비화되지 못하고 그대로 버려지기 때문에 용변을 정화 처리하는 과정에서의 비용적인 문제점은 물론 환경오염을 유발시키는 문제점이 있다.

이에 따라, 공개특허 10-2007-0120695호인 분뇨 퇴비화 화장실이 안출된 바 있으며, 이는 각각의 변기의 하방으로 연장된 수직관을 통하여 연결되어 변기로부터 낙하되는 분뇨를 이송하도록 구동수단에 의해 구동되는 스크류가 내부에 설치된 이송관, 물 대신에 부엽토를 공급하도록 연결관을 통하여 각각의 변기의 수직관에 연결된 부엽토 저장고, 상기 이송관을 통하여 이송되면서 스크류에 의해 혼합된 부엽토와 분뇨를 수용하는 수집통을 포함하여 구성되어 있다.

이러한 종래 기술은, 분뇨를 물이 아닌 부엽토로 섞어 이송시킴으로써 부엽토와 분뇨가 고르게 혼합되어 수집통에서 일정 기간 숙성시켜 양질의 퇴비를 얻을 수 있게 되므로 분뇨를 친환경적이며 생산적으로 처리할 수 있도록 하고 물을 사용하지 않음으로써 급수에 따른 시설 및 관리 부담을 덜 수 있도록 하고 있다.

그러나, 이와 같은 종래 기술의 경우 대변과 소변이 같이 수직관을 통해 낙하되어 이송관에 의해 이송되기 때문에 물이 아닌 부엽토에 의해 수집통측으로 수집되더라도 수분을 포함하는 소변에 의해 퇴비화가 어려울 뿐만 아니라 부엽토에 의해 용변이 이송됨에 따라 용변 이송과정이 제대로 이루어지지 않게 되는 문제점이 있다.

특허문헌 1 : 대한민국등록특허 10-1609180호(2016.03.30. 등록) 특허문헌 2 : 대한민국공개특허 10-2007-0120695호(2007.12.26. 공개)

본 발명은 용변의 소변과 대변을 분리 배출하여 대변만을 이용하여 퇴비화시킴에 따라 퇴비제조가 용이하게 이루어지도록 하고 톱밥과 미생물에 의해 퇴비가 제조되기 때문에 친환경적인 퇴비를 제조할 수 있도록 하며 소변을 따로 배출하여 퇴비과정에서의 수분 함유를 최소화할 수 있어 퇴비 건조시간을 단축할 수 있도록 한 용변을 이용한 퇴비 제조시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명인 용변을 이용한 퇴비 제조시스템은, 하부측에 용변배출관을 갖는 좌변기와; 상기 용변배출관 일측에 연결되는 소변오수배출밸브와; 상기 용변배출관 타측에 연결되는 대변배출밸브와; 상기 소변오수배출밸브와 연결되는 소변오수이송관과; 상기 소변오수이송관과 연결되는 소변이송용벤츄리밸브와; 상기 소변이송용벤츄리밸브의 개방에 의해 상기 소변오수이송관을 통해 이송된 소변을 담아 저장하는 소변저장탱크와; 상기 소변이송용벤츄리밸브의 차단에 의해 상기 소변오수이송관을 통해 이송된 오수를 하수도오수연결관측으로 이송시키는 오수이송용벤츄리밸브와; 상기 대변배출밸브와 연결되는 대변이송관과; 상기 대변배출밸브의 개방에 의해 상기 대변이송관을 통해 이송되는 대변을 퇴비저장소로 이송시키는 대변이송벤츄리밸브와; 톱밥이 저장되는 톱밥저장소와; 상기 톱밥저장소에 저장된 톱밥을 상기 퇴비저장소 내부로 공급하여 퇴비저장소에 저장된 대변을 퇴비화시키는 톱밥공급벤츄리밸브로 구비되어 이루어진다.

나아가 상기 소변오수이송관은, 상기 소변이송용벤츄리밸브의 개방에 의해 소변이 상기 소변저장탱크측으로 이송되어 저장됨이 용이하도록 하는 소변가이드경사부가 구비되어 이루어진다.

나아가, 상기 소변오수배출밸브와 대변배출밸브, 소변이송용벤츄리밸브, 오수이송용벤츄리밸브, 대변이송벤츄리밸브, 톱밥공급벤츄리밸브는, 각각 에어콤프레샤와 연결되어 상기 에어콤프레샤에 의해 공급되는 에어압에 의해 개방 또는 차단되도록 이루어지고, 상기 에어콤프레샤를 제어하도록 상기 에어콤프레샤와 연결되는 제어부가 구비되어 이루어진다.

나아가, 미생물이 저장되는 미생물탱크와; 상기 미생물탱크와 상기 좌변기를 연결하여 상기 좌변기 내부로 미생물탱크에 저장된 미생물을 공급하는 미생물공급에어밸브가 구비되어 이루어진다.

본 발명은 좌변기를 통해 소변을 보게 되면 제어부 동작에 의해 소변이 소변저장탱크로 이송되어 저장되고, 대변과 소변을 같이 보게 되면 제어부 동작에 의해 소변은 소변저장탱크로 저장되고 대변은 공급되는 미생물이 혼합된 상태로 퇴비저장소로 이송 저장된 후 공급되는 톱밥에 의해 퇴비화가 진행됨에 따라 퇴비저장소측으로 소변이 이송되지 않기 때문에 퇴비화가 용이하게 이루어짐은 물론 건조시간을 크게 단축할 수 있어 생산성과 작업효율성을 크게 향상시킬 수 있으며, 톱밥과 미생물에 의해 대변을 이용한 퇴비 제조가 이루어짐에 따라 친환경 퇴비를 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명인 용변을 이용한 퇴비 제조시스템을 나타낸 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명인 용변을 이용한 퇴비 제조시스템에 의해 소변이 처리되는 과정의 구성도이다.
도 3은 본 발명인 용변을 이용한 퇴비 제조시스템에 의해 대변이 처리되는 과정의 구성도이다.
도 4는 본 발명인 용변을 이용한 퇴비 제조시스템에 의해 청소가 이루어지는 과정의 구성도이다.

이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 용변을 이용한 퇴비 제조시스템을 첨부된 도면을 참고하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

도시된 바와 같이 본 발명은, 하부측에 용변배출관(11)을 갖는 좌변기(100)와, 상기 용변배출관(11) 일측에 연결되는 소변오수배출밸브(21)와, 상기 용변배출관(11) 타측에 연결되는 대변배출밸브(22)와, 상기 소변오수배출밸브(21)와 연결되는 소변오수이송관(12)과, 상기 소변오수이송관(12)과 연결되는 소변이송용벤츄리밸브(23)와, 상기 소변이송용벤츄리밸브(23)의 개방에 의해 상기 소변오수이송관(12)을 통해 이송된 소변을 담아 저장하는 소변저장탱크(200)와, 상기 소변이송용벤츄리밸브(23)의 차단에 의해 상기 소변오수이송관(12)을 통해 이송된 오수를 하수도오수연결관(13)측으로 이송시키는 오수이송용벤츄리밸브(24)와, 상기 대변배출밸브(22)와 연결되는 대변이송관(14)과, 상기 대변배출밸브(22)의 개방에 의해 상기 대변이송관(14)을 통해 이송되는 대변을 퇴비저장소(300)로 이송시키는 대변이송벤츄리밸브(25)와, 톱밥이 저장되는 톱밥저장소(400)와, 상기 톱밥저장소(400)에 저장된 톱밥을 상기 퇴비저장소(300) 내부로 공급하여 퇴비저장소(300)에 저장된 대변을 퇴비화시키는 톱밥공급벤츄리밸브(26)로 구비되어 이루어진다.

상기 소변오수배출밸브(21)와 대변배출밸브(22), 소변이송용벤츄리밸브(23), 오수이송용벤츄리밸브(24), 대변이송벤츄리밸브(25), 톱밥공급벤츄리밸브(26)는, 각각 에어콤프레샤(500)와 연결되어 상기 에어콤프레샤(500)에 의해 공급되는 에어압에 의해 개방 또는 차단되도록 이루어지고, 상기 에어콤프레샤(500)를 제어하도록 상기 에어콤프레샤(500)와 연결되는 제어부(510)가 구비되어 이루어진다.

이 때, 상기 제어부(510)는 '소변'과 '대변' 및 '청소'를 선택할 수 있는 스위치(미도시)가 각각 구비되어 이루어진다.

상기 소변오수배출밸브(21)는, 상기 좌변기(100)의 하부측에 구비되는 용변배출관(11)을 통해 소변 또는 청소 후 오수를 배출할 때 개방되고 대변이 배출될 때 차단된다.

또한 상기 대변배출밸브(22)는, 상기 좌변기(100)의 하부측에 구비되는 용변배출관(11)을 통해 대변이 배출될 때 개방되고 소변 또는 청소 후 오수가 배출될 때 차단되어 상기 퇴비저장소(300)측으로 소변 또는 오수가 이송되는 것을 미연에 방지한다.

본 발명에 의해 소변이 처리되는 과정을 설명하면, 사용자가 좌변기(100)를 이용하여 소변만을 본 후 상기 제어부(510)의 '소변'을 선택하여 눌러주면, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 소변오수배출밸브(21)과 개방되어 상기 좌변기(100) 하부측에 구비되는 용변배출관(11)을 통해 소변이 배출된다. 이 때 상기 대변배출밸브(22)는 닫힘 상태이다.

또한 상기 소변오수배출밸브(21)과 개방된 후 수초 후 상기 소변이송용벤츄리밸브(23)과 개방되어 소변오수이송관(12)을 통해 이송된 소변이 상기 소변저장탱크(200)측으로 낙하되어 저장된다.

본 발명에 의해 대변이 처리되는 과정을 설명하면, 사용자가 좌변기(100)를 이용하여 대변과 소변을 같이 본 후 상기 제어부(510)의 '대변'을 선택하여 눌러주면, 상기 소변이 배출되는 과정과 동일하게 상기 용변배출관(11)을 통해 소변이 먼저 배출되어 상기 소변저장탱크(200)에 저장된다.

이 후, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 소변오수배출밸브(21)과 닫혀지고 상기 대변배출밸브(22)가 개방되어 용변배출관(11)을 통해 배출되는 대변이 상기 개방된 대변배출밸브(22)를 통해 대변이송관(14)측으로 이송된다.

또한, 상기 대변이송관(14)과 퇴비저장소(300)를 연결하는 대변이송벤츄리밸브(25)가 개방되어 상기 대변이송관(14)측으로 이송된 대변이 상기 퇴비저장소(300)측으로 낙하되어 저장된다.

이와 같이 퇴비저장소(300)에 대변이송관(14)을 통해 이송된 대변이 저장되면 상기 톱밥공급벤츄리밸브(26)가 개방되어 상기 톱밥저장소(400)에 저장된 톱밥을 상기 퇴비저장소(300)측으로 공급하고 이에 따라 퇴비저장소(300)에 저장된 대면측으로 공급된 톱밥이 쌓이게 되어 퇴비화가 진행된다.

본 발명에 의해 청소가 처리되는 과정을 설명하면, 관리자가 상기 제어부(510)의 '청소'를 선택하여 눌러주면, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 소변오수배출밸브(21)가 개방되고 상기 대변배출밸브(22)는 차단되어 상기 용변배출관(11)을 통해 좌변기(100) 내부의 청소 후 오수가 상기 소변오수이송관(12)을 통해 이송된다.

또한, 상기 소변이송용벤츄리밸브(23)는 차단되고 상기 오수이송용벤츄리밸브(24)는 개방되어 상기 소변오수이송관(12)을 통해 이송된 오수가 상기 하수도오수연결관(13)을 통해 하수도측으로 배출된다.

청소가 완료되면 상기 오수이송용벤츄리밸브(24)가 수초 간 개방된 상태를 유지하여 잔유수분이 상기 하수도오수연결관(13)을 통해 배출된 후, 상기 개방된 소변오수배출밸브(21)와 오수이송용벤츄리밸브(24)가 닫혀지면서 청소가 종료된다.

본 발명의 상기 소변오수이송관(12)에는, 상기 소변이송용벤츄리밸브(23)의 개방에 의해 소변이 상기 소변저장탱크(200)측으로 이송되어 저장됨이 용이하도록 하는 소변가이드경사부(15)가 구비되어 이루어진다.

상기 소변가이드경사부(15)는, 상기 소변오수이송관(12)으로부터 상기 소변저장탱크(200)와 연결된 소변이송용벤츄리밸브(23)측으로 향하도록 경사지게 구비되는 것으로, 이와 같이 소변가이드경사부(15)가 소변오수이송관(12)에 구비됨에 따라 상기 소변오수배출밸브(21)를 통해 이송되는 소변이 상기 소변이송용벤츄리밸브(23)를 통해 소변저장탱크(200)측으로 용이하게 이송되어 저장될 수 있다.

본 발명은 미생물이 저장되는 미생물탱크(600)와, 상기 미생물탱크(600)와 상기 좌변기(100)를 연결하여 상기 좌변기(100) 내부로 미생물탱크(600)에 저장된 미생물을 공급하는 미생물공급에어밸브(610)가 구비되어 이루어진다.

이와 같이 이루어진 미생물탱크(600)는, 사용자가 제어부(510)의 '대변'스위치를 선택하여 눌러줌에 따라 대변이 용변배출관(11)을 통해 배출되기 전 상기 미생물공급에어밸브(610)에 의해 상기 좌변기(100) 내부로 공급되어 대변과 같이 용변배출관(11)을 통해 배출되어 상기 퇴비저장소(300)에 저장되는 것으로, 상기 퇴비저장소(300)에 저장된 대변의 퇴비화가 진행되는 과정에서의 오염을 방지함은 물론 멸균처리가 가능하여 친환경적인 퇴비 제조가 가능하다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 : 좌변기 200 : 소변저장탱크
300 : 퇴비저장소 400 : 톱밥저장소
500 : 에어콤프레샤 510 : 제어부
600 : 미생물탱크 610 : 미생물공급에어밸브
11 : 용변배출관 12 ; 소변오수이송관
13 : 하수도오수연결관 14 : 대변이송관
15 : 소변가이드경사부 21 : 소변오수배출밸브
22 : 대변배출밸부 23 : 소변이송용벤츄리밸브
24 : 오수이송용벤츄리밸브 25 : 대변이송벤츄리밸브
26 : 톱밥공급벤츄리밸브

Claims (4)

1. 하부측에 용변배출관(11)을 갖는 좌변기(100)와;
   상기 용변배출관(11) 일측에 연결되는 소변오수배출밸브(21)와;
   상기 용변배출관(11) 타측에 연결되는 대변배출밸브(22)와, 상기 소변오수배출밸브(21)와 연결되는 소변오수이송관(12)과, 상기 소변오수이송관(12)과 연결되는 소변이송용벤츄리밸브(23)와, 상기 소변이송용벤츄리밸브(23)의 개방에 의해 상기 소변오수이송관(12)을 통해 이송된 소변을 담아 저장하는 소변저장탱크(200)와;
   상기 소변이송용벤츄리밸브(23)의 차단에 의해 상기 소변오수이송관(12)을 통해 이송된 오수를 하수도오수연결관(13)측으로 이송시키는 오수이송용벤츄리밸브(24)와, 상기 대변배출밸브(22)와 연결되는 대변이송관(14)으로 된 것에 있어서,
   상기 대변배출밸브(22)의 개방에 의해 상기 대변이송관(14)을 통해 이송되는 대변을 퇴비저장소(300)로 이송시키는 대변이송벤츄리밸브(25)와;
   톱밥이 저장되는 톱밥저장소(400)와, 상기 톱밥저장소(400)에 저장된 톱밥을 상기 퇴비저장소(300) 내부로 공급하여 퇴비저장소(300)에 저장된 대변을 퇴비화시키는 톱밥공급벤츄리밸브(26)와;
   상기 소변오수이송관(12)에는, 상기 소변이송용벤츄리밸브(23)의 개방에 의해 소변이 상기 소변저장탱크(200)측으로 이송되어 저장됨이 용이하도록 하는 소변가이드경사부(15)가 구비되고,
   상기 소변오수배출밸브(21)와 대변배출밸브(22), 소변이송용벤츄리밸브(23), 오수이송용벤츄리밸브(24), 대변이송벤츄리밸브(25), 톱밥공급벤츄리밸브(26)는, 각각 에어콤프레샤(500)와 연결되어 상기 에어콤프레샤(500)에 의해 공급되는 에어압에 의해 개방 또는 차단되도록 이루어지고,
   상기 에어콤프레샤(500)를 제어하도록 상기 에어콤프레샤(500)와 연결되는 제어부(510)가 구비되며,
   미생물이 저장되는 미생물탱크(600)와;
   상기 미생물탱크(600)와 상기 좌변기(100)를 연결하여 상기 좌변기(100) 내부로 미생물탱크(600)에 저장된 미생물을 공급하는 미생물공급에어밸브(610)가 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 용변을 이용한 퇴비 제조시스템.
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