KR20110009269U - 배설물 처리 장치 및 그것을 구비하는 친환경 화장실 설비 - Google Patents

배설물 처리 장치 및 그것을 구비하는 친환경 화장실 설비 Download PDF

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Abstract

본 고안은 배설물 처리 장치 및 그것을 구비하는 친환경 화장실 설비에 관한 것이다. 본 고안의 배설물 처리 장치는, 변기로부터 떨어지는 배설물을 받기 위한 배설물 투입구(121)를 가지며 내부에 발효 매개물(50)이 수용되는 발효조(100); 상기 발효조(100)의 길이 방향을 따라 수평하게 배치되고, 전, 후방 단부가 발효조(100)의 전, 후면에 회전가능하게 지지되는 회전축(200); 상기 발효조(100)의 내부에서, 상기 회전축(200)의 축방향 복수의 지점에 방사상으로 연장 형성되는 복수의 로드(210); 상기 복수의 로드(210) 단부에 각각 부착되어 로드(210)와 일체로 회전하는 것에 의해 발효조(100) 내부의 배설물과 발효 매개물(50)을 교반하는 날개판(220); 상기 회전축(200)을 구동하는 전동장치(300); 및 상기 발효조(100) 내부의 온도를 미생물에 의한 발효에 적합한 온도로 유지하는 가열장치(400)를 포함하여 이루어진다. 또한 본 고안의 친환경 화장실 설비는, 배설물 처리 장치를 바닥 구조물(12) 아래에 배치하고, 그의 투입구를 배설물 분리장치(16)의 대변 배출측과 슈트(30)로 연결한 구성으로 이루어진다.

Description

배설물 처리 장치 및 그것을 구비하는 친환경 화장실 설비{EXCREMENTS TREATMENT APPARATUS AND ECO-TOILET FACILITIES HAVING THE SAME}
본 고안은 인간 배설물을 회수하여 퇴비화 처리를 행하는 친환경 화장실 설비에 관한 것으로서, 특히 간단한 구조와 저렴한 설비비로 배설물과 매개물을 골고루 효과적으로 혼합시키고 발효조 깊은 곳까지 산소가 충분하게 공급되도록 하여 미생물의 생장증식을 활성화함으로써 유기물 분해효율을 극대화한 배설물 처리 장치, 그리고 이러한 배설물 처리 장치를 구비하여 성능이 향상되고 설비비가 적게 드는 친환경 화장실 설비에 관한 것이다.
간이 화장실 설비 또는 이동식 화장실 설비는, 주로 휴양지의 간이 화장실, 매표소의 간이 화장실, 도심지의 간이 화장실, 또는 군부대의 간이 화장실 등으로 많이 사용된다.
이러한 화장실 설비 중에 친환경 화장실 설비에 대한 다양한 예가 하기의 특허문헌 등에 개시되어 있다.
특허문헌 1 : 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0597524호 특허문헌 2 : 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0380343호 특허문헌 3 : 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0707813호 특허문헌 4 : 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2009-0099753호 특허문헌 5 : 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0892862호 상기한 특허문헌 1 ~ 5에 개시된 것을 위시하여 종래에 알려진 이른바 '친환경 화장실 설비'는, 배설물을 소변과 대변으로 분리하여 수집한 다음, 소변은 자체 정화시설을 통해 정화한 후 세척수로 재활용하고 대변은 미생물에 의해 발효시켜 유기질 퇴비로 활용함으로써, 물을 사용하지 않아 설치 장소에 구애받지 않고 설비비용 및 유지비용을 절약함과 동시에 환경오염을 방지하면서도 사용자에게는 쾌적함을 줄 수 있는 형태의 화장실 설비를 지향하고 있다. 그러나 상기한 공보에 개시된 화장실 설비를 포함하여, 종래에 알려진 친환경 화장실 설비에서는, 배설물(대변)과 매개물 및 미생물을 혼합시키고 발효시키는 능력이 부족하여 친환경 화장실 설비의 장점을 극대화하지 못하고 있다. 요컨대, 미생물을 이용하여 배설물을 원활히 분해 및 발효시키고 발효기간을 단축하기 위해서는, 배설물과 발효 매개물(예; 톱밥, 왕겨, 분쇄 볏짚, 분쇄 나무, 나무 조각 등)을 골고루 혼합함과 더불어 미생물이 배설물과 발효 매개물 깊숙이 골고루 퍼져야 하며, 또한 미생물에 산소를 충분히 공급하여 미생물의 호기성 대사 작용을 촉진시키고 미생물의 생장증식을 활성화함으로써 배설물의 분해 및 발효능력을 증진시켜야 한다. 그런데, 상기한 특허문헌 1에 개시된 화장실 설비에서는, 교반 수단에 대한 구체적인 구조가 제시된 것이 아니라 개념적으로만 제시되어 있어 이를 실제 화장실에 적용하는데 어려움이 있다. 또한, 특허문헌 1은 교반된 배설물을 교반실 하부의 오물받이로 내려 보낸 다음 오물받이에서 보관하면서 발효시키도록 한 구조이다. 그런데 이러한 오물받이는 높이가 낮고 둘레가 넓은 그릇 모양으로 이루어지면서 배설물을 교반할 수 없는 구조로 이루어져 있다. 그렇기 때문에, 오물받이에 있는 배설물과 발효 매개물은 교반 없이 그대로 담겨져 있기만 할 뿐 혼합과 분쇄가 이루어지지 않는다. 따라서 미생물과 배설물과의 접촉 기회가 줄어들고 미생물에 산소 공급이 원활히 이루어지지 못하기 때문에 배설물의 분해 능력이 떨어지고 미생물의 성장증식도 저하되어 분해 효율이 떨어지고 발효 기간이 오래 걸리게 되며, 이로써 많은 양의 미생물을 필요로 하게 된다. 다음으로, 특허문헌 2 및 특허문헌 3에 개시된 화장실 설비는, 특허문헌 1과 마찬가지로, 교반 수단의 구체적인 구조가 제시되어 있지 않아 실제 화장실에 적용하는데 어려움이 있다. 그 뿐만 아니라, 교반기가 있는 배설물 수납부가 소량의 배설물이 모인 후에는 배출관으로 배출되어 별도의 수거통에 담아 외부로 반출하는 구성으로 이루어져 있기 때문에, 화장실 설비 자체에서는 배설물, 발효 매개물 및 미생물의 혼합이 제대로 이루어질 수 없기 때문에 배설물의 분해 효율이 떨어지고, 외부의 발효 시설에서 긴 기간을 산정해 별도로 발효시켜야 하는 폐단이 있다. 또한, 특허문헌 4 및 특허문헌 5에 개시된 화장실 설비는, 수직하게 설치된 교반축에 분쇄 칼날 및 교반 날개가 수평하게 형성된 구조로 이루어져 있기 때문에, 분쇄 칼날과 교반 날개의 형상이 복잡해지고 시설비가 많이 들어가는 폐단이 있으며, 특히 교반 날개 아래쪽의 바닥 부분에 모인 배설물은 교반할 수 없다는 치명적인 약점을 가지고 있다. 따라서 교반부의 바닥 깊숙이 모여 있는 배설물은 혼합이 제대로 이루어질 수 없고 산소 공급도 원활하지 않아 원하는 분해 능력과 발효 효율을 얻기가 어렵다.
이에 본 고안은 상기와 같은 종래의 화장실 설비가 가지는 단점을 보완하고 장점을 극대화하기 위해, 간단한 구조와 저렴한 설비비로 배설물, 발효 매개물 및 미생물을 골고루 효과적으로 혼합시키고 발효조 깊은 곳까지 산소가 충분하고 골고루 공급되도록 함으로써 배설물에 대한 미생물의 접촉기회를 증대시키고 미생물의 생장증식을 활성화하여 유기물 분해효율을 극대화한 배설물 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 고안은 이와 같이 개선된 배설물 처리 장치를 화장실 설비 내에 설치함으로써 성능이 향상되고 설비비가 적게 들며, 특히 휴양지, 매표소, 군부대, 도심지 및 행사시의 임시 화장실, 간이 화장실, 또는 이동식 화장실로서 유용하게 적용할 수 있는 친환경 화장실 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 배설물 처리 장치는, 변기로부터 떨어지는 배설물을 받기 위한 배설물 투입구를 가지며 내부에 발효 매개물이 수용되는 발효조; 상기 발효조의 길이 방향을 따라 수평하게 배치되고, 전, 후방 단부가 상기 발효조의 전, 후면에 회전가능하게 지지되는 회전축; 상기 발효조의 내부에서, 상기 회전축의 축방향 복수의 지점에 방사상으로 연장 형성되는 복수의 로드; 상기 복수의 로드 단부에 각각 부착되어 로드와 일체로 회전하는 것에 의해 발효조 내부의 배설물과 발효 매개물을 교반하는 날개판; 상기 회전축을 구동하는 전동장치; 및 상기 발효조 내부의 온도를 미생물에 의한 발효에 적합한 온도로 유지하는 가열장치를 포함하여 이루어진다.
상기한 배설물 처리 장치에 있어서, 복수의 날개판은, 그의 회전방향 선행 면이 회전축의 축방향 중앙 지점을 바라보는 방향으로 회전축의 중심축선에 대해 경사지도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 배설물 투입구를 상기 발효조의 후방에 근접한 위치에 배치하고, 상기 복수의 날개판 중에서 상기 배설물 투입구에 가까운 하나 이상의 후방 측의 날개판은, 그의 회전방향 선행 면이 회전축의 축방향 중앙 지점을 바라보는 방향으로 회전축의 중심축선에 대해 경사지도록 구성하여도 좋다.
상기한 배설물 처리 장치에 있어서, 상기 복수의 날개판은, 그의 회전방향 선행 면이 볼록한 원호 모양으로 구성하여도 좋다.
상기한 배설물 처리 장치에 있어서, 상기 복수의 날개판의 회전방향 선행 면에 복수의 분쇄 바늘을 돌출 형성하는 것이 바람직하다.
상기한 배설물 처리 장치에 있어서, 상기 전동장치는, 체인구동장치로 구성할 수 있다. 즉, 체인구동장치는, 전동 모터; 상기 전동모터의 회전축 상에 결합되는 구동 스프로킷; 상기 회전축 상에 결합되는 피동 스프로킷; 및 상기 구동 스프로킷과 피동 스프로킷을 동력 연결하는 체인으로 구성할 수 있다.
상기한 배설물 처리 장치에 있어서, 상기 가열장치는, 상기 발효조의 외면에 배선되는 열선; 상기 열선의 외면을 감싸는 단열재; 및 상기 열선의 온도를 조절하는 온도조절기를 포함한다.
본 고안의 친환경 화장실 설비는, 바닥 구조물 위에 변기를 설치하고; 상기 변기의 하부에는 소변과 대변을 분리하는 분리장치를 설치하며; 상기 바닥 구조물 아래에 전술한 배설물 처리 장치를 배치하고; 상기 분리장치의 대변 배출측과 상기 배설물 처리 장치의 발효조의 배설물 투입구를 슈트로 연결한 구성으로 이루어진다.
본 고안은, 로드 및 날개판이 발효조 전 길이에 걸쳐 수평하게 배치되는 회전축의 여러 지점에 형성되어 있어, 날개판이 배설물과 발효 매개물을 위쪽에서 바닥까지 전체적으로 밀고 휘저으면서 교반할 수 있다. 따라서 본 고안에 의하면, 배설물의 분쇄와 혼합이 쉽고 우수하며, 미생물이 배설물에 접촉할 기회가 늘어나고, 발효조의 깊숙한 지점까지 산소 공급이 원활해져 미생물의 생장증식을 활성화함으로써 발효 효율이 한층 향상된다.
이러한 효과에 의하면, 배설물을 외부로 반출하여 별도로 더 발효시킬 필요 없이 화장실 설비에 설치된 발효조 자체에서 완벽한 발효가 가능해지고 발효 기간도 단축할 수가 있으므로, 배설물의 퇴비화 과정이 간단하고 신속해지며 비용도 절감할 수 있다.
또한, 회전축이 발효조의 길이 방향을 따라 수평하게 배치되고, 이러한 회전축에 간단한 형태의 로드와 날개판을 설치한 후 간단한 전동장치에 의해 구동하는 구조로 이루어지기 때문에, 제조가 용이하고 설비비가 적게 드는 장점이 있다.
또한, 복수의 날개판을 회전축의 중심축선에 대해 경사진 형태로 구성하는 것에 의해, 배설물 및 발효 매개물을 원주방향으로 젖는 효과와 더불어 축방향으로 이송시키는 복합적인 교반이 가능해져서 교반 및 발효 효율이 극대화된다.
또한, 날개판에 분쇄 바늘을 형성하는 것에 의해 배설물의 분쇄가 더욱 용이해지는 장점이 있다.
또한, 날개판을 원호형으로 구성하는 것에 의해, 배설물 및 발효 매개물이 날개판에 접촉한 후 가속을 받아 미끄러지는 효과를 얻어 배설물의 분쇄 효과가 극대화된다.
도 1은 본 고안에 따른 배설물 처리 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 "A" 방향에서 바라 본 도면이다.
도 3은 도 1의 "B" 방향에서 바라 본 도면이다.
도 4는 도 1의 C-C 선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 4의 횡단면도이다.
도 6은 본 고안에 따른 교반 기구의 바람직한 구성예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 고안의 교반 기구의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 "D" 방향에서 바라 본 도면이다.
도 9는 본 고안에 따른 배설물 처리 장치가 설치된 화장실 설비를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.
도 1에는 본 고안에 따른 배설물 처리 장치의 외관이 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 "A" 방향(즉, 전방)에서 바라 본 도면이 도시되어 있으며, 도 3에는 도 1의 "B" 방향(즉, 측방)에서 바라 본 도면이 도시되어 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안의 배설물 처리 장치(100a)는, 발효조(100), 회전축(200), 전동장치(300), 가열장치(400), 그리고 추후 설명하는 교반 기구를 포함한다.
구체적으로, 발효조(100)는 발효 탱크(110)와 상부판(120)으로 이루어진다.
상부판(120)에는 변기로부터 떨어지는 배설물(대변)을 받기 위한 배설물 투입구(121)가 형성된다. 발효조(100) 내부에는 후술하는 발효 매개물이 미리 담겨져 있고, 교반에 의해 배설물 및 미생물과 함께 혼합된다.
발효 매개물은, 앞에서 이미 설명한 것과 동일하게, 톱밥, 왕겨, 분쇄 볏짚, 분쇄 나무, 나무 조각 등을 사용한다. 이러한 발효조(100)는 지지대(140)의 지탱에 의해 바닥에 안착된다.
회전축(200)은 발효조(100)의 길이 방향을 따라 수평하게 배치된다. 또한, 회전축(200)의 양단부는 발효조(100) 전, 후면에 회전가능하게 지지된다. 이러한 회전축(200)에는 후술하는 교반 기구가 부착되어 회전함으로써 발효조(100) 내부의 배설물과 발효 매개물을 혼합시킨다.
전동장치(300)는 회전축(200)을 회전 구동하는 장치이다. 본 명세서 및 도면에서는, 상기 구동장치를 체인구동장치로 구성한 예를 나타내고 설명하지만, 벨트 구동이나 기어 구동 등, 공지의 여러 가지 구동 장치를 사용할 수 있다.
본 실시예에 따른 전동장치(300)는, 전동 모터(310), 상기 전동 모터(310)의 모터 축(311)상에 결합되는 구동 스프로킷(drive sprocket)(320), 앞에서 설명한 회전축(200) 상에 결합되는 피동 스프로킷(driven sprocket)(330), 그리고 상기 구동 스프로킷(320)과 피동 스프로킷(330)을 동력 연결하는 체인(340)으로 이루어진다.
한편, 전동 모터(310)는, 그의 전방에 '감속기'가 붙어있는 것을 사용할 수 있다. 이 경우 전술한 모터 축(311)은 감속기의 출력축이 된다.
이러한 전동 장치(300)는, 전동 모터(310)가 구동되는 것에 의해 모터 축(311)에 결합된 구동 스프로킷(320)이 회전하고, 구동 스프로킷(320)의 회전에 의해 체인(340)이 회전되며, 체인(340)의 회전에 의해 피동 스프로킷(330)을 회전시킴으로써 회전축(200)이 회전되는 것이다.
가열장치(400)는, 발효조(100) 내부의 온도를 미생물에 의한 발효에 적합한 온도(예를 들어, A-920 미생물인 경우 약35℃ ~ 약40℃)로 유지함과 더불어, 퇴비를 건조시켜 사용에 적합한 상태의 습도를 유지하도록 하는 역할을 한다.
본 실시예에서의 가열장치(400)는, 발효조(100)의 외면에 배선되는 열선(410), 열선(410)의 온도를 조절하는 온도조절기(411), 그리고 열선(410)의 외면을 감싸는 단열재(420)를 포함한다.
한편, 상기한 발효조(100)의 일측면에는, 발효된 퇴비를 외부로 반출하기 위한 반출구(111)가 형성되고, 반출구(111)에는 덮개(130)가 설치된다. 도면에 도시된 실시예에서, 덮개(130)는 복수의 체결구(131)에 의해 발효 탱크(110)의 측면에 부착된 형태로 이루어져 있으나 반드시 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 이른바 '여닫이 문'형태 등으로 다양하게 구성할 수가 있는 것이다. 또한 반출구(111) 및 덮개(130)의 위치나 모양도 상황에 따라 다양하게 설정할 수 있다.
이러한 반출구(111)를 열고 발효조(100) 내부에 만들어져 있는 퇴비를 밖으로 반출하게 된다. 예를 들어, 반출구(111)에 흡인 호스를 넣어 흡인하여 반출하거나, 혹은 사람이 직접 퍼낼 수도 있다.
도 4 및 도 5에는 발효조(100)의 내부 구조가 도시되어 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기한 회전축(200)의 전, 후 단부는 발효조(100)의 전, 후면에 베어링(350, 351) 및 이를 수용한 케이지(360, 361)에 의해 회전가능하게 설치된다.
전술한 구동 스프로킷(330)은 앞쪽 케이지(360)의 전방에서 회전축(200)에 결합된다.
특히, 도 4 및 도 5에서는 상기한 회전축(200)에 구비되는 교반 기구를 보여준다. 교반 기구는, 회전축(200)의 축방향 복수의 지점에 복수의 로드(210)를 방사상으로 연장형성하고, 상기 각각의 로드(210) 단부에 날개판(220)을 부착한 형태로 이루어져서, 복수의 날개판(220)이 로드(210) 및 회전축(200)과 일체로 회전하면서 교반하도록 구성된다.
상기 날개판(220)은, 판 모양의 날개로 이루어짐과 더불어, 판 모양 날개의 외곽 단부가 발효조(100)의 바닥면, 즉 발효 탱크(110)의 바닥면에 최대한 가깝게 위치한 상태에서 발효 매개물(50)과 배설물을 혼합하게 된다. 따라서 발효조(100) 바닥의 깊숙한 위치에 있는 발효 매개물(50)과 배설물을 쓸어 골고루 교반할 수 있게 되고, 그 과정에서 배설물의 분쇄와 혼합이 골고루 이루어지며, 미생물의 혼합과 산소 공급도 당연히 원활히 이루어진다.
도 6은 상술한 날개판(220)의 바람직한 구성예를 보여준다. 도 6에서 위쪽의 도면은 사시도이고, 아래쪽의 도면은 각각의 로드(210) 및 날개판(220)들을 모두 하나의 축 상에 이동시켜 배열함으로써 날개판(220)간의 비틀림 각도를 알 수 있도록 한 도면이다.
도 6의 위쪽 도면에 나타낸 바와 같이, 각 로드(210; 201a ~ 210g)들은 서로 소정의 각도(예; 90도 각도)를 유지하여 회전축(200) 상에 방사상으로 형성된다. 로드(201a ~ 210g)의 개수와 각도는 필요에 따라 적절한 개수와 각도로 자유롭게 설정한다.
각각의 날개판(220)은, 회전축(200)의 중심축선과 평행한 형태의 날개판(220a)과, 회전축(200)의 중심축선에 대해 경사진(비틀린) 형태의 날개판(220b ~ 220g)으로 이루어진다.
도 6의 아래쪽 도면에 나타낸 바와 같이, 복수의 날개판(220)은, 그의 회전방향 선행 면(先行面; leading face)이 회전축(200)의 축방향 중앙 지점(도면에서는 가운데 로드(210a)가 위치한 지점이 된다)을 바라보는 방향으로 회전축(200)의 중심축선에 대해 경사져 있다.
여기서, '회전 방향 선행 면'이라 함은, 회전 방향을 마주하여 앞서가는 면, 즉 발효 매개물과 배설물을 실제로 밀어 내는 면을 말한다.
이와 같이 날개판(220)이 회전축(200)의 축방향 중앙 지점을 향해 경사진 형태로 구성되면, 도 6의 아래쪽 도면과 같이, 회전축(200)의 중앙에 배치된 날개판(220a)을 제외한 전방측(도면상 좌측)의 날개판(210b ~ 210d)들의 회전 방향 선행 면은 회전축(200)의 축방향 중앙 지점을 향하여 시계방향으로(또는 우측으로) 경사각(α, β, γ)만큼 기울어지게 되고, 중앙 로드(210a)의 후방측(도면상 우측)의 날개판(220e ~ 220g)들의 회전 방향 선행 면은 회전축(200)의 축방향 중앙 지점을 향하여 시계반대방향으로(또는 좌측으로) 경사각(α, β, γ)만큼 기울어지게 된다.
도 6에 도시된 예에서는, 날개판(210)의 경사각(α, β, γ)이 회전축(200)의 중앙으로부터 양측 단부 쪽으로 갈수록 점차 커지는 형태를 취하고 있으나 이러한 구성에 한정되지 않는다. 즉, 각 경사각(α, β, γ)을 모두 동일한 각도로 구성하여도 좋고, 그렇지 않으면 서로 다른 임의의 각도로 자유롭게 설정할 수 있다.
또한, 중앙의 날개판(220a)은 어느 한쪽으로 경사질 수도 있고 회전축(200)의 중심축선과 평행할 수도 있다.
예를 들어, 중앙의 날개판(220a)이 실제로 회전축(200)의 축방향 중앙 지점에 위치한다면 이때의 날개판(220a)은 회전축(200)의 중심축선과 평행하게 구성하고, 중앙의 날개판(220a)이 실제로 회전축(200)의 축방향 중앙 지점에 위치하지 않고 약간 벗어나 있다면 날개판은 경사지게 구성한다.
그러나 회전축(200)의 축방향 정중앙에 있는 단 하나의 날개판만이 반드시 회전축(200)의 중심축선과 평행하여야 한다는 것은 아니고, 회전축(200)의 축방향 중앙 '부근의' 날개판들이 중앙을 향해 반드시 경사져야 한다는 것도 아니다.
예를 들어, 회전축(200)의 축방향 중앙 지점 또는 중앙 지점 부근에 있는 몇 개의 날개판(220)들은 회전축(200)의 중심축선과 모두 평행할 수도 있고, 모두 경사질 수도 있으며, 어느 것은 평행하고 어느 것은 경사질 수도 있는 것이다. 그러나 회전축(200)의 전방 및 후방으로부터 적어도 2개의 날개판은 회전축(200) 중앙을 향해 경사지도록 구성하는 것이 바람직하다.
특히, 도 1 내지 도 4에 도시된 실시예와 같이, 배설물 투입구(121)가 발효조(100)의 후방에 근접한 위치에 배치되는 경우, 복수의 날개판(220) 중에서 상기 배설물 투입구(121)에 가까운 적어도 하나 이상의 후방측 날개판은 그의 회전방향 선행 면이 회전축(200)의 축방향 중심(또는 전방)을 향해 경사지도록 구성하여, 배설물이 투하된 지점에 정체하지 않고 회전축(200)의 축방향 중심을 향해 이동할 수 있도록 한다.
이와 같이, 날개판(210)들의 회전 방향 선행 면을 회전축(200)의 축방향 중심을 향해 경사진 구성으로 하면, 요컨대 발효 매개물(50) 및 배설물이 회전축(200)의 원주방향, 즉, 발효조(100)의 둘레방향으로 교반되면서 점차 발효조(100)의 길이방향 가운데로 이송되는 흐름이 생기게 되며, 발효조(100)의 가운데 부분에 가서는 중앙의 날개판이 교반을 수행함에 따라 다시 양옆으로 퍼져 나갔다가, 이어서 중앙 날개판의 양옆에 있는 경사진 날개판이 교반하는 것에 의해 또다시 가운데로 모이는 흐름(움직임)을 반복하게 된다.
따라서 배설물이 어떤 한 지점에서 머무르는 것이 아니라 원주방향 교반과 함께 축방향으로 이동하는 복합적인 운동을 하기 때문에 배설물, 발효 매개물 및 미생물이 더욱 원활하고 골고루 혼합되게 되며, 배설물과 미생물의 접촉 기회가 늘어나며, 미생물에 산소를 원활하고 충분히 공급해 줄 수 있게 된다.
또한, 날개판(220)을 경사진 형태로 구성하면, 배설물 및 발효 매개물이 경사진 날개판(220)의 회전방향 선행면에 부딪힌 이후 경사면을 타고 미끄러지면서 뒤엎이기 때문에, 그 과정에서 배설물이 더욱 효과적으로 분쇄되고 혼합된다.
도 7 및 도 8에는 상술한 교반 기구의 다른 실시예가 도시되어 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 실시예에서는, 날개판(221)의 형태가, 그의 회전방향 선행 면이 볼록하게 나온 형태의 원호 모양으로 이루어져 있다. 이와 같이 날개판(221)의 형태를 회전방향 선행 면이 볼록한 원호 모양으로 구성하면, 평판 형태에 비해 날개판(221)에 부딪혀 미끄러지는 배설물 및 발효 매개물이 날개판(221)의 좌우 단부로 갈수록 가속되기 때문에 배설물의 분쇄 작용과 혼합 작용이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 날개판(221)을 그 회전방향 선행 면이 볼록한 형태의 원호 모양으로 구성하면, 교반시의 회전 저항도 줄일 수가 있게 된다.
이러한 원호형의 날개판(221)은 전술한 실시예의 평판 모양의 날개판(220)처럼 회전축(200)의 중심축선에 대해 경사지게 구성하는 것에 의해 배설물 및 발효 매개물의 이동을 더욱 활발하게 유도할 수 있다.
또한, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 날개판(221)의 회전방향 선행 면에 복수의 분쇄 바늘(230)을 돌출 형성하면, 배설물이 분쇄 바늘(230)에 충격적으로 부딪혀 잘게 부수어지게 됨으로써 분쇄 작용과 혼합 작용을 극대화할 수 있다.
한편, 이와 같은 분쇄 바늘(230)은, 도 7 및 도 8의 원호형의 날개판(221)뿐만 아니라, 도시하지는 않았지만, 앞에서 도 5 및 도 6을 통해 설명한 평판 모양의 날개판(220)에 형성할 수도 있으며, 이 경우 동등한 효과를 볼 수 있다.
도 10에는 본 고안에 따른 배설물 처리 장치가 설치된 화장실 설비를 나타내는 도면이 도시되어 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 화장실 설비(10)에서 바닥 구조물(12) 위에는 변기(14)가 설치되고, 변기(14)의 하부에는 소변과 대변을 분리하는 분리장치(16)가 설치된다. 분리장치(16)는 통상적으로 벨트 컨베여로 이루어질 수 있다.
그리고 바닥 구조물의 아래에는 본 고안의 배설물 처리 장치(100a)를 배치하며, 상기 분리장치(16)의 대변 배출측과 상기 배설물 처리 장치의 발효조(100)에 형성된 배설물 투입구(121)를 슈트(30)로써 연결한 구조로 이루어진다. 이에 따라 변기로부터 분리장치(16)로 내려온 배설물(대변)은 슈트(30)를 통과하여 발효조 내부로 투하되며, 발효조 내부에서 발효 매개물(50)과 함께 교반되고 분쇄되며, 발효조 내부에 살포되는 미생물과 함께 혼합된다.
한편, 분리장치(16)로부터 분리된 소변은 소변 처리조(18)로 이송 및 정화되어 맑은 상태의 물로 만들어지고, 정화된 물은 노즐(20)을 통해 분사되어 분리장치(16)를 다시 세척하는데 사용된다.
이와 같이 본 고안에 따른 배설물 처리장치(100a)가 설치된 화장실 설비에 의하면, 배설물을 외부로 반출하여 별도로 발효할 필요 없이 배설물 처리장치 내부에서 완벽한 발효가 가능해진다. 따라서 발효 기간을 단축할 수가 있고, 배설물의 퇴비화 과정이 간단하고 신속하게 이루어지며, 그에 따라 퇴비화 처리 비용도 절감할 수 있다.
또한, 화장실 설비에 설치된 배설물 처리 장치(100a)에서 충분한 발효가 이루어지기 때문에 외부 발효시설로 배설물 및 발효 매개물을 자주 반출할 필요가 없어 산악 지형과 같이 접근이 쉽지 않은 곳에 설치하더라도 큰 불편 없이 유용하게 사용할 수 있는 친환경 화장실 설비가 구현된다.
10 : 화장실 설비 12 : 바닥 구조물
14 : 변기 16 : 분리 장치
18 : 소변 처리조 20 : 세척 노즐
30 : 슈트 50 : 발효 매개물
100a : 배설물 처리 장치 100 : 발효조
110 : 발효탱크 111 : 반출구
120 : 상부판 121 : 배설물 투입구
130 : 덮개 131 : 체결구
140 : 지지대 200 : 회전축
210 : 로드 220, 221 : 날개판
230 : 분쇄 바늘 300 : 전동장치
310 : 전동 모터 311 : 모터 축
320 : 구동 스프로킷 330 : 피동 스프로킷
340 : 체인 400 : 가열장치
410 : 열선 411 : 온도 조절기
420 : 단열재

Claims (12)

  1. 변기로부터 떨어지는 배설물을 받기 위한 배설물 투입구(121)를 가지며 내부에 발효 매개물(50)이 수용되는 발효조(100);
    상기 발효조(100)의 길이 방향을 따라 수평하게 배치되고, 전, 후방 단부가 발효조(100)의 전, 후면에 회전가능하게 지지되는 회전축(200);
    상기 발효조(100)의 내부에서, 상기 회전축(200)의 축방향 복수의 지점에 방사상으로 연장 형성되는 복수의 로드(210);
    상기 복수의 로드(210) 단부에 각각 부착되어 로드(210)와 일체로 회전하는 것에 의해 발효조(100) 내부의 배설물과 발효 매개물(50)을 교반하는 날개판(220);
    상기 회전축(200)을 구동하는 전동장치(300); 및
    상기 발효조(100) 내부의 온도를 미생물에 의한 발효에 적합한 온도로 유지하는 가열장치(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배설물 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 날개판(220)은, 그의 회전방향 선행 면이 회전축(200)의 축방향 중앙 지점을 바라보는 방향으로 회전축(200)의 중심축선에 대해 경사진 것을 특징으로 하는 배설물 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배설물 투입구(121)는 상기 발효조(100)의 후방에 근접한 위치에 배치되고,
    상기 복수의 날개판(220) 중에서 상기 배설물 투입구(121)에 가까운 하나 이상의 후방측 날개판(220)은, 그의 회전방향 선행 면이 상기 회전축(200)의 축방향 전방을 바라보는 방향으로 상기 회전축(200)의 중심축선에 대해 경사진 것을 특징으로 하는 배설물 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 복수의 날개판(220)은, 그의 회전방향 선행 면에 복수의 분쇄 바늘(230)이 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 배설물 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 복수의 날개판(220)은, 그의 회전방향 선행 면이 볼록하게 나온 원호 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배설물 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 날개판(220)은, 그의 회전방향 선행 면에 복수의 분쇄 바늘(230)이 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 배설물 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전동장치(300)는,
    전동 모터(310);
    상기 전동 모터(310)의 모터축(311)상에 결합되는 구동 스프로킷(320);
    상기 회전축(200) 상에 결합되는 피동 스프로킷(330); 및
    상기 구동 스프로킷(320)과 피동 스프로킷(330)을 동력 연결하는 체인(340)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배설물 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가열장치(400)는,
    상기 발효조(100)의 외면에 배선되는 열선(410);
    상기 열선(410)의 온도를 조절하는 온도조절기(411); 및
    상기 열선(410)의 외면을 감싸는 단열재(420)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배설물 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 발효조(100)의 일측면에 발효된 퇴비를 외부로 반출하기 위한 반출구(111)가 형성되고, 상기 반출구(111)에는 덮개(130)가 설치되는 것을 특징으로 하는 배설물 처리 장치.
  10. 바닥 구조물(12) 위에 변기(14)를 설치하고,
    상기 변기(14)의 하부에는 소변과 대변을 분리하는 분리장치(16)를 설치하며,
    상기 바닥 구조물(12) 아래에는, 청구항 제1항 내지 제3항, 또는 제7항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 기재된 배설물 처리 장치를 배치하고,
    상기 분리장치(16)의 대변 배출측과 상기 배설물 처리 장치의 발효조(100)에 형성된 배설물 투입구(121)를 슈트(30)로 연결한 것을 특징으로 하는 친환경 화장실 설비.
  11. 바닥 구조물(12) 위에 변기(14)를 설치하고,
    상기 변기(14)의 하부에는 소변과 대변을 분리하는 분리장치(16)를 설치하며,
    상기 바닥 구조물(12) 아래에는, 청구항 제4항에 기재된 배설물 처리 장치를 배치하고,
    상기 분리장치(16)의 대변 배출측과 상기 배설물 처리 장치의 발효조(100)에 형성된 배설물 투입구(121)를 슈트(30)로 연결한 것을 특징으로 하는 친환경 화장실 설비.
  12. 바닥 구조물(12) 위에 변기(14)를 설치하고,
    상기 변기(14)의 하부에는 소변과 대변을 분리하는 분리장치(16)를 설치하며,
    상기 바닥 구조물(12) 아래에는, 청구항 제5항에 기재된 배설물 처리 장치를 배치하고,
    상기 분리장치(16)의 대변 배출측과 상기 배설물 처리 장치의 발효조(100)에 형성된 배설물 투입구(121)를 슈트(30)로 연결한 것을 특징으로 하는 친환경 화장실 설비.
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