KR20010034988A - 간이화장실 - Google Patents

Abstract

발효식 간이화장실이 개시되어있다. 이것은 교반날개가 축설된 교반기가 횡설되어있고 내부의 공기 및 발효가스를 외부로 배출시키기 위한 배기관이 구비된 발효조와, 이 발효조의 상부에 설치되며 사용자의 착석여부에 따라 발효조와 연통되거나 또는 차단되도록 계폐장치가 구비된 변기와, 상기 발효조에 열풍을 공급하는 열풍공급수단과, 상기 발효조의 상단 일측에 톱밥등의 매질이 보관된 보조탱크가 설치되어 있고, 이 보조탱크로부터 발효조 내로 매질을 공급하는 매질공급장치와, 상기 교반기 및 매질공급장치를 구동시키는 구동모터가 구비된 구성이다. 이에 따르면, 분뇨량의 감량효과가 현저하여 적체된 분뇨의 수거기간이 대폭 연장될 수 있어 경제적일 뿐만 아니라, 계절등의 영향을 받지 않고 언제나 최적의 발효조건이 유지되므로 수거시 그 자체로 훌륭한 비료로서의 가치를 갖는 것이어서, 효율적인 분뇨처리 및 환경오염방지효과 측면의 장점이 있는 것이다. 또한, 상기 개폐장치에 의해 화장실을 이용하지 않는 상태에서 발효조가 밀폐되어 있으므로 화장실 내의 악취가 감소되고 쾌적한 분위기를 유지할 수 있는 것이다.

Description

간이화장실{REMOVABLE BATHROOM}

본 발명은 간이화장실에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유원지나 야영지 또는 휴게소 등에 설치되는 조립식 또는 이동식 간이화장실에 있어서, 분뇨탱크로서 교반기가 구비된 발효조가 구비되고 열풍공급에 의한 고속 발효식 간이화장실에 관한 것이다.

간이화장실은, 산, 강, 호수 등의 유원지나 야영지 또는 공원 및 야외의 임시집회 장소 등과 같이 많은 사람들이 비정기적이고 순간적으로 집중되는 장소를 비롯하여 설치 및 이동이 편리한 간이화장실의 장점이 필요되는 다양한 장소에 비치되어 사용되는 것이다.

종래, 이와 같은 간이화장실의 기능을 개선한 것으로서 국내 실용신안공보 제95-5243호에 정화조 탱크 내의 톱밥을 혼합하기 위한 발효식 화장실의 톱밥혼합장치가 제시되어있다. 이것은 분뇨를 톱밥과 혼합시켜 물리적, 생물학적 분해와 변성이 되도록 한 것으로 특히, 분뇨와 톱밥을 혼합시키기 위하여 래치기어와 동일축으로 연결된 톱밥혼합날개를 작동시키기 위한 수단으로서 간단한 레버기구를 이용하여 톱밥을 공급하고 톱밥과 분뇨가 혼합되게 하는 발효식 화장실의 톱밥혼합장치에 관한 것이다.

이와 같이, 근래의 간이화장실은 단순히 분뇨를 수집하여 수거하는 기능에서 벗어나 수집된 분뇨를 발효시켜 비료화 하는 것으로 대변될 수 있듯이, 효율적인 분뇨의 처리가 그 개선방향의 주요과제가 되고있다.

이때 톱밥은 분뇨에 섞어 발효를 촉진시키는데 사용되는 대표적인 매질로서 비교적 조달이 쉬우며 기능적으로도, 소변의 수분을 흡수하고 발효에 적당한 공극을 확보시켜주어 미생물의 증식을 도움과 더불어 발효시 열을 발산하여 최적의 발효환경을 조성하는 데 여러 가지 장점이 있어 보편적으로 사용되는 것이다.

그러나, 전술한 종래예의 발효식 화장실은 다음과 같은 문제점을 갖는다.

첫째, 상기 종래예에서도 그 구체적인 수치 등이 제시되고 있지 않은 것이 분뇨량의 감량효과인데, 통상 간이화장실이 설치되는 장소적 특성상 소변량이 대변량에 비하여 상대적으로 많은 편이어서 적절한 발효조건을 위해서는 톱밥과 같은 매질의 혼합량이 증가되어야 하고, 결과적으로 매질과 혼합된 분뇨의 총량은 발효가 진행된 후에도 별로 감소되지 않는 것이다. 이에 대변과 소변을 구별하여 수집하게 된 것도 있으나 이 경우 소변에 대한 처리문제가 대변의 처리와는 별개로 발생하므로 그다지 바람직한 개선방법이라 할 수 없다.

둘째, 분뇨의 발효에 있어서 톱밥등의 매질을 섞어주고 교반하는 정도에 그칠 뿐이어서 겨울철 등과 같이 온도가 낮은 경우에 대한 고려가 없었다. 즉, 겨울철에 온도가 낮아지면 분뇨의 발효가 제대로 이루어지지 못하는 문제가 발생하는 것이다.

셋째, 통상의 간이화장실은 분뇨에 의한 악취가 심한 편이며 이것은 여름철일수록 심하고, 화장실에 들어갔을 때 분뇨탱크 내부가 보이는 불쾌감을 감수해야만 한다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들을 일시에 해결코저 안출된 것으로서, 발효후 분뇨의 감량효과가 탁월하고, 계절에 따른 온도변화에도 언제나 최적의 발효조건을 유지할 수 있으며, 변기하부와 통하는 발효조를 선택적으로 개폐함으로써 쾌적한 분위기를 유지할 수 있는 간이화장실을 제공하는 것을 발명의 목적으로 하고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 간이화장실의 일실시예를 개략적으로 도시한 측면도.

도 2는 본 발명에 따른 간이화장실의 일실시예를 개략적으로 도시한 정면도.

도 3은 본 발명에 따른 간이화장실의 교반기를 발췌하여 도시한 사시도.

도 4는 교반기 양단부에 구비된 교반날개의 형상을 보이기 위해, 도 3의 A부분을 발췌하여 도시한 사시도.

도 5는 교반기 중앙부에 구비된 교반날개의 형상을 보이기 위해, 도 3의 B부분을 발췌하여 도시한 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 간이화장실의 개폐장치의 작동관계를 설명하기 위한 측면도.

도 7a는 개폐장치에 있어서 개폐판의 구조를 설명하기 위한 평면도 및 측면도.

도 7b는 다른 개폐판의 구조를 설명하기 위한 평면도 및 측면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 발효조 20 : 교반기

30 : 배기관 40 : 변기

50 : 보조탱크

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명 간이화장실은, 교반날개가 축설된 교반기가 횡설되어있고 내부의 공기 및 발효개스를 외부로 배출시키기 위한 배기관이 구비된 발효조와, 이 발효조의 상부에 설치되며 사용자의 착석여부에 따라 발효조와 연통되거나 또는 차단되도록 계폐장치가 구비된 변기와, 상기 발효조에 열풍을 공급하는 열풍공급수단과, 상기 발효조의 상단 일측에 톱밥등의 매질이 보관된 보조탱크가 설치되어 있고, 이 보조탱크로부터 발효조 내로 매질을 공급하는 매질공급장치와, 상기 교반기 및 매질공급장치를 연동시켜 구동시키는 구동모터가 구비된 구성이다.

본 발명의 바람직한 한 특징은, 상기 열풍공급수단이 송풍기로부터 히터가 개재되어 있는 안내관을 거쳐 속이 비어있는 교반축 외주면에 형성된 복수의 산기공을 통하여 발효조에 열풍을 공급하도록 된 강제송풍식 열풍공급라인을 형성함으로써, 분뇨의 발효에 최적의 온도환경을 유지할 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면 도 1 내지 도7a를 참조하여, 본 발명 간이화장실의 저부에는 교반날개(23)가 축설된 교반기(20)가 횡설된 발효조(10)가 배치되어 있으며, 이 발효조(10)의 내측 상단부에서 연통되어 발효조(10) 내부의 공기 및 배기가스를 외부로 배출시키기 위한 배기관(30)이 구비되어있다.

상기 교반기(20)는 속이 빈 파이프 형상의 교반축(21)을 갖는 것이 특징이며 그 외주면에 복수의 산기공(24)이 형성되어 있고, 이 교반축(21)과 연통된 막대형상의 기부(22)를 갖는 교반날개(23)가 방사상으로 축설된 구조이다. 상기 막대형상의 기부(22)에도 복수의 산기공(24')이 형성되어 있는데, 이 산기공(24')의 형성위치는 교반기의 회전방향 타측에 형성하여 주어 산기공(24')을 통하여 교반축(21) 내로 분뇨가 역류되는 것을 방지하였다. 또한, 이 기부(22)에는 분뇨의 원활한 혼합을 위하여 횡방향으로 보조날개(25)가 더 구비되며 특히, 교반축 양단부분의 교반날개의 형상은 도 4에 도시된 것처럼 또다른 보조날개(25')에 의해 발효조 양측의 구석부분의 분뇨까지도 고루섞어줄 수 있는 구조이다.

그리고 상기 발효조(10)의 상부에 사용자의 착석여부에 따라 발효조(10)와 연통되거나 또는 차단되도록 계폐장치가 구비된 변기(40)가 배설되어있다. 또한 간이화장실 안쪽으로 상기 변기(40)의 일측이 고정되는 내벽(13)과 간이화장실의 하우징을 구성하는 외측벽(14)으로 이루어진 공간에는 톱밥 등의 매질이 충진되는 보조탱크(50)와 발효조(10) 내에 열풍을 공급하는 열풍공급수단의 송풍기(61) 및 히터(63)등이 배설되어있다.

상기 교반기(10)의 교반횟수는 하루 1-10회로 설정되는데, 그 기준은 소변의 양에 따른 것이며, 예를 들어 분뇨의 비율이 4:6인 경우 하루 4회의 교반이 적당하고, 소변의 양이 많을수록 교반횟수를 증가시켜준다. 이는 교반에 의해 소변의 증발을 유도하여 분뇨의 감량을 도모하기 위한 것이다.

상기 열풍공급수단은, 송풍기(61)와, 이 송풍기(61)에 일단이 연결되어 송풍기에서 발생된 공기를 상기 발효조(10)로 안내하는 안내관(62)과, 이 안내관(62)의 도중에 개재되어 안내관을 지나는 공기를 가온하는 히터(63)와, 상기 안내관(62)의 타단과 연통된 교반축의 산기공(24,24')으로 이어지는 열풍공급라인을 형성한다.

열풍공급수단의 송풍기(61)에서 발생된 공기는 히터(63)를 거치며 80-100℃로 가온되고 안내관(62)을 거쳐 교반축(21) 또는 교반날개 기부(22)의 산기공(24,24')을 통하여 발효조(10) 내부 곳곳에 골고루 공급된다.

분뇨의 발효에 최적의 온도범위가 40-60℃인데도 상기와 같이 고온(80-100℃)으로 가온하는 것은 안내관(62) 및 교반축(21)을 거치는 동안의 열손실을 고려한 것이며, 이렇게 했을 경우 실제 산기공을 통해 발효조(10)의 분뇨속으로 공급되는 열풍의 온도는 60-70℃가 되고, 분뇨에 공급된 후 최종적인 발효조(10) 내의 온도를 상기와 같은 40-60℃로 유지할 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 열풍공급수단의 또다른 효과는 비교적 고온의 열풍을 발효조 내에 공급함으로써 전술했던 교반기의 교반동작과 함께 소변증발효과를 크게 향상시키는 것이다. 이에 따라 종래보다 훨씬 적은 양의 톱밥을 혼합하더라도 발효에 알맞은 습도 및 공극률을 유지할 수 있는 것이다.

한편, 상기와 같은 강제송풍방식의 열풍공급수단 외에도, 예를 들어 이것이 정전 등을 이유로 가동되지 못할 경우를 대비하여 간이화장실의 바닥면에 보조통기공(11)을 형성하고 있으며, 상기 배기관(30) 선단의 배출구와의 기압차이에 의해 보조통기공(11)으로 흡수된 공기가 발효조(10)를 거쳐 배기관(30)을 통하여 외부로 배출되도록 유로가 형성된다.

상기 보조탱크(50)에 충진된 톱밥 등의 매질(51)은 매질공급장치에 의해 발효조(10) 내로 공급된다. 이 매질공급장치는 보조탱크(51)의 중앙부에 횡설되어 내부에 보관된 톱밥 등의 매질이 자체하중에 의해 뭉치지 않게 섞어주는 톱밥용 교반기(52)와, 보조탱크 하부에서 발효조(10) 내로 매질을 투입하는 로터리 밸브(53)로 구성되며, 교반축(10)과 체인(54)으로 연결되어 구동모터(12)에 의해 연동된다.

본 발명에서 사용되는 매질인 톱밥은 통상의 톱밥을 사용하기도 하지만, 콩알정도의 크기의 알갱이나 칩(chip)형상으로 재가공된 것을 사용함으로써 분뇨와 혼합시 공극률을 확보하는 데 유리한 것이 특징이다.

개폐장치는 변기시트(41) 하면에 일단이 접촉되어 사용자의 착석여부에 따라 수직으로 승강되는 승강부재(42)와, 이 승강부재(42)를 상방으로 지지하고 있는 스프링(43)과, 상기 승강부재(42)의 타단에 경사지게 결합되어 승강부재와 함께 승강되는 연결부재(44)와, 상기 승강부재(42)의 승강에 따라 변기하부와 발효조(10) 사이를 개폐하도록 상기 연결부재 타단에 결합된 개폐판(45)으로 구성되어 있다.

도 7a 및 도 7b에는 이 개폐장치의 구조가 예시되어 있으며, 도 7a는 개폐판에(45) 형성된 구멍(46)으로 연결부재(44)가 통과된 부분에 걸림편(44')이 마련되어 구성된 것으로 평상시에 이 걸림편(44')에 의해 개폐판(44)이 변기하부에 당겨져 밀착된 상태로 있다가, 연결부재(44)가 하강하여 밀착력이 해제되면 개폐판(45)이 힌지축(47)을 중심으로 아래쪽으로 회전되어 개방되는 것이다. 또한 도 7b는 개폐판(45)에 브라켓(48)을 설치하고 이 브라켓에 형성된 경사진 장공(49)을 따라 움직일 수 있도록 연결부재(44)를 설치하여 연결부재(44)가 하강과 함께 장공(49)을 따라 슬라이딩되면서 개폐판(45)을 밀면 개폐판(45)이 힌지축(47)을 중심으로 아래쪽으로 회전되어 개방되도록 한 것이다. 이 경우 전자에 비하여 변기하부에 대한 개폐판의 밀착정도가 좋은 장점이 있는 것이다.

이와 같은 본 발명에 따라 분뇨를 처리할 경우, 예를 들어 인분저장용량이 500kg이고, 1인 1회 배출 분뇨량을 200g으로 하며, 하루 사용인원을 200명으로 가정했을 경우 종래 13일이었던 분뇨수거기간을, 최저 6개월에서 12개월까지 연장시키는 탁월한 분뇨감량효과를 얻을 수 있었다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명 간이화장실에 의한 효과를 정리하면 다음과 같다.

첫째, 고속 발효처리에 의한 분뇨량의 감량효과가 현저하여 적체된 분뇨의 수거기간이 종래에 비해 대폭 연장될 수 있어 경제적인 효과가 크다.

둘째, 계절등의 영향을 받지 않고 언제나 최적의 발효조건이 유지되므로 수거된 상태의 분뇨 그 자체로 훌륭한 비료로서의 가치가 있다. 따라서, 효율적인 분뇨처리 및 환경오염방지효과 측면의 효과가 있는 것이다.

셋째, 변기하부와 연통된 발효실 사이에서 개폐장치에 의해 선택적 개폐가 이루어져 화장실 내의 악취가 감소되고 쾌적한 분위기를 유지할 수 있는 것이다.

Claims (4)

1. 교반날개가 축설된 교반기가 횡설되어있고 내부의 공기 및 발효개스를 외부로 배출시키기 위한 배기관이 구비된 발효조와, 이 발효조의 상부에 설치되며 사용자의 착석여부에 따라 발효조와 연통되거나 또는 차단되도록 계폐장치가 구비된 변기와, 상기 발효조에 열풍을 공급하는 열풍공급수단과, 상기 발효조의 상단 일측에 톱밥 등의 매질이 보관된 보조탱크가 설치되어 있고, 이 보조탱크로부터 발효조 내로 매질을 공급하는 매질공급장치와, 상기 교반기 및 매질공급장치를 구동시키는 구동모터가 구비된 것을 특징으로 하는 간이화장실.
2. 제 1항에 있어서, 상기 열풍공급수단은, 송풍기와, 이 송풍기에 일단이 연결되어 발생된 공기를 상기 발효조로 안내하는 안내관과, 이 안내관의 도중에 개재되어 안내관을 지나는 공기를 가온하는 히터와, 상기 안내관의 타단과 연통되어 있고 발효조의 내부에 골고루 열풍이 도달될 수 있게 그 내부가 비어있으며 그 외주면에 복수의 산기공이 형성된 교반축으로 구성된 것을 특징으로 하는 간이화장실.
3. 제 1항에 있어서, 상기 매질공급장치는, 보조탱크의 중앙부에 위치하여 내부에 보관된 톱밥 등의 매질이 자체하중에 의해 뭉치지 않게 섞어주는 톱밥용 교반기와, 보조탱크 하부에서 발효조 내로 매질을 투입하는 로터리 밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 간이화장실.
4. 제 1항에 있어서, 상기 개폐장치는 변기시트 하면에 일단이 접촉되어 사용자의 착석여부에 따라 수직으로 승강되는 승강부재와, 이 승강부재를 상방으로 지지하고 있는 스프링과, 상기 승강부재의 타단에 경사지게 결합되어 승강부재와 함께 승강되는 연결부재와, 상기 승강부재의 승강에 따라 변기하부와 발효조 사이를 개폐하도록 상기 연결부재 타단에 결합된 개폐판으로 구성된 것을 특징으로 하는 간이화장실.