KR20150022074A - 공중 위생시설의 정화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물에 오존이 포함된 오존수를 생성하고, 배관과 연결된 적어도 하나 이상의 변기에 상기 오존수를 흘려보내는 오존수 공급 유닛; 상기 변기의 배출구에 결합되는 것으로, 제올라이트가 내장되어 상기 오존수와 함께 상기 배출구를 통하여 배출되는 분뇨에 포함된 암모니아 및 악취 발생성분을 흡착하는 흡착 유닛; 및 상기 오존수 공급 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 오존수에 포함된 오존의 농도를 조절하고, 상기 오존수 공급 유닛으로부터 상기 오존수를 상기 변기에 공급토록 하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하여 강력한 살균 및 세정 효과를 지닌 물질과 강력한 흡착 및 탈취 효과를 지닌 물질을 이용하여 공중 화장실과 같은 공중 위생시설의 청결한 위생 상태 유지가 가능하도록 하는 공중 위생시설의 정화 장치에 관한 것이다.

Description

공중 위생시설의 정화 장치{CLEANING APPARATUS OF PUBLIC SANITARY FACILITY}

본 발명은 공중 위생시설의 정화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강력한 살균 및 세정 효과를 지닌 물질과 강력한 흡착 및 탈취 효과를 지닌 물질을 이용하여 공중 화장실과 같은 공중 위생시설의 청결한 위생 상태 유지가 가능하도록 하는 공중 위생시설의 정화 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 휴게소 및 공공건물 내의 화장실 등과 같은 공중 위생시설의 화장실은 자주 관리하지 않으면 악취가 진동하여 사용자로 하여금 불쾌감을 유발케 한다.

이러한 변기, 즉 좌변기 및 소변기는 오폐수 배출구에 대하여 본체는 대기중에 개방된 형태로 되어 있으므로, 분뇨로부터 발생되는 암모니아 가스 및 기타 악취 유발물질로부터 발생되는 가스로 인하여 화장실 내부에 악취가 퍼짐으로 인한 사용자들의 불쾌감 유발 원인으로 작용하게 된다.

따라서, 이러한 공중 위생시설에는 주로 향기가 강한 꽃이나 방향제 등을 적소에 배치하거나, 또는 변기마다 전용의 살균 탈취장치를 설치해두기도 한다.

그러나, 이와 같은 방향제 및 탈취장치는 특유의 향기로 악취를 커버하기 위한 것이므로, 공중 위생시설을 사용하는 이용자들에 따라서는 오히려 불쾌감을 호소하는 경우가 있을 뿐 아니라, 그 탈취 효과 또한 오래 지속되지는 못하는 문제점도 있었다.

또한, 변기, 특히 소변기의 변색 원인으로는 주로 장시간 사용에 따른 소변기 본체 표면에 부착되는 요석(尿石)으로 인한 경우가 대부분이다.

이러한 요석 또한 악취의 발생 요인 중 하나로 작용할 뿐 아니라, 소변기 본체 표면에 부착되어 변색이 된 것은 시각적으로도 불쾌감을 유발할 수 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 강력한 살균 및 세정 효과를 지닌 물질과 강력한 흡착 및 탈취 효과를 지닌 물질을 이용하여 공중 화장실과 같은 공중 위생시설의 청결한 위생 상태 유지가 가능하도록 하는 공중 위생시설의 정화 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 물에 오존이 포함된 오존수를 생성하고, 배관과 연결된 적어도 하나 이상의 변기에 상기 오존수를 흘려보내는 오존수 공급 유닛; 상기 변기의 배출구에 결합되는 것으로, 제올라이트가 내장되어 상기 오존수와 함께 상기 배출구를 통하여 배출되는 분뇨에 포함된 암모니아 및 악취 발생성분을 흡착하는 흡착 유닛; 및 상기 오존수 공급 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 오존수에 포함된 오존의 농도를 조절하고, 상기 오존수 공급 유닛으로부터 상기 오존수를 상기 변기에 공급토록 하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공중 위생시설의 정화 장치를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 공중 위생시설의 정화 장치는, 상기 변기가 설치된 공중 화장실의 내부에 설치되는 것으로, 상기 공중 화장실 내부의 산소와 이산화탄소와 암모니아 및 악취 발생가스의 농도를 감지하는 가스 농도 센서를 더 포함하며, 상기 가스 농도 센서는 상기 컨트롤러와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 오존수 공급 유닛은, 공기 중의 산소를 포집하여 오존화하는 오존 유전체와, 상기 오존 유전체를 수용하며 상기 오존 유전체로부터 생성되는 오존 가스를 물속에 용해시켜 오존수를 생성하는 오존 용해기와, 상기 오존 용해기에 수용되고 상기 오존수에 나노버블을 생성하는 나노버블발생기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 흡착 유닛은, 상기 변기의 배출구에 장착되는 것으로, 바닥면을 형성하는 제1 그물망을 구비하고 상기 제올라이트가 수용되는 정화통인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 정화통은, 상기 제1 그물망을 구비한 외통과, 상기 외통의 상측 가장자리에 탈착 결합되며 상기 외통의 내주면과 대면하는 외주면을 형성하는 양단 관통의 내통을 포함하며, 상기 제올라이트는 상기 외통의 내주면과 상기 내통의 외주면 사이의 공간에 수용되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 내통은, 상기 외통의 상측 가장자리와 결합되는 체결링과, 상기 체결링의 내측 가장자리로부터 상기 제1 그물망측을 향하여 연장되고, 상기 체결링의 내측 가장자리를 따라 등간격으로 형성되는 복수의 지지 프레임과, 상기 복수의 지지 프레임 중 하나의 지지 프레임과 이웃한 지지 프레임 사이의 공간에 배치되는 제2 그물망을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내통은, 상기 지지 프레임 각각으로부터 상기 내통의 내측으로 연장되는 가이드편을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

우선, 본 발명은 컨트롤러 조작에 의하여 오존수를 변기에 공급하여 살균 및 세척할 수 있도록 하는 오존수 공급 유닛으로 강력한 살균 및 세정 효과를 도모할 수 있다.

그리고, 본 발명은 변기를 통하여 배출되는 오폐수에 포함된 분뇨의 악취 유발 물질들을 흡착하는 제올라이트가 수용된 흡착 유닛에 의하여 요석 등과 같이 변기 본체의 변색을 유발하는 원인 물질인 암모니아 등을 강력하게 흡착하여 변색 방지는 물론 악취 발생 또한 미연에 차단할 수 있다.

그리고, 본 발명은 컨트롤러의 조작에 의하여 경우에 따라 오존수 공급 유닛으로 생성되는 오존수의 오존 농도를 적절히 증감하여 사용자가 없을 경우 화장실 내부 공간에 분사하여 공기 중을 부유하는 유해 세균이나 유해 물질의 살균 정화 또한 실시할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명은 오존수 공급 유닛으로써 외부로부터 유입되는 공기 중의 산소를 이용하여 오존수를 생성함과 동시에 유입되는 공기를 내부에 별도로 구비된 정화필터를 통하여 정화시키고 화장실 내부로 공급되도록 함으로써 공중 위생시설 내부 공간의 실내 청정도 유지가 가능하게 될 것이다.

여기서, 이러한 내부 공간의 실내 청정도 유지는 컨트롤러와 전기적으로 연결되어 내부 공간의 산소와 이산화탄소 및 각종 유해물질로부터 발생되는 가스 등의 농도를 실시간으로 감지하는 가스 농도 센서에 의하여 이루어질 수 있으므로, 항상 상쾌한 분위기의 청정 공기가 공급되는 공중 위생시설의 유지가 가능하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공중 위생시설의 정화 장치의 전체 구조를 나타낸 블록 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공중 위생시설의 정화 장치 중 주요부인 흡착 유닛의 결합 상태를 나타낸 단면 개념도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공중 위생시설의 정화 장치 중 주요부인 흡착 유닛의 결합 구조를 나타낸 분해 사시도

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공중 위생시설의 정화 장치의 전체 구조를 나타낸 블록 개념도이다.

본 발명은 도시된 바와 같이 컨트롤러(300)에 의하여 조작되며 변기(S)에 오존수를 공급하는 오존수 공급 유닛(100)과, 배출되는 분뇨의 암모니아 및 악취 발생성분을 흡착하는 흡착 유닛(200)을 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

오존수 공급 유닛(100)은 외부로부터 공기(A)를 도입하여 물에 오존이 포함된 오존수를 생성하고, 배관(P)과 연결된 적어도 하나 이상의 변기(S)에 오존수를 흘려보내는 것으로, 강력한 살균 및 세정 작용을 하는 오존이 함유된 물로써 변기(S)의 세정과 함께 살균 효과 또한 도모하기 위한 것이다.

흡착 유닛(200)은 변기(S)의 배출구(h)에 결합되는 것으로, 제올라이트(Z, 이하 도 2 참조)가 내장되어 오존수와 함께 배출구(h)를 통하여 배출되는 분뇨에 포함된 암모니아 및 악취 발생성분을 흡착하는 것이다.

컨트롤러(300)는 오존수 공급 유닛(100)과 전기적으로 연결되며, 살균 또는 세정용에 적합하도록 오존수에 포함된 오존의 농도를 조절하고, 오존수 공급 유닛(100)으로부터 오존수를 변기(S)에 공급토록 하는 일련의 작업을 제어하기 위한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

오존수 공급 유닛(100)은 전술한 바와 같이 물에 오존이 포함된 오존수를 변기(S)측으로 공급하기 위한 것으로, 크게 오존 유전체(110)와, 오존 용해기(120)와, 나노버블발생기(130)를 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

오존 유전체(110)는 외부로부터 공급되는 공기(A) 중의 산소를 포집하여 오존화하는 것으로, 금속 또는 세라믹 조성물로 이루어진 금속 전극에 유전층을 형성함으로써 이루어질 수 있다.

오존 유전체(110)는 더욱 바람직하게는 금속과의 팽창계수 차이가 없으면서도 유전율이 높은 세라믹 조성물로 이루어진 금속 전극의 표면에 유전층을 형성한다.

오존은 일반적으로 낮은 농도에서도 쉽게 감지되고, 산소에 비하여 수중에서 용해도도 높은 편인데다, 염소나 이산화염소 또는 과산화수소 등과 같은 물질보다 산화력이 높으며, 이중 결합과 쉽게 반응하는 높은 반응 선택성을 보이며, 상온에서 서서히 분해되지만 온도가 상승됨에 따라 신속히 분해되어 산소로 전환되는 특징을 가지고 있다.

따라서, 오존의 생성은 전술한 오존 유전체(110)에 의하여도 이루어질 수 있음은 물론, 자외선조사 방식 또는 수중기포 방전 등의 방식에 의하여 제조될 수도 있을 것이다.

또한, 오존의 산화 반응 메커니즘을 통하여 볼 때, 수산화 라디칼 반응이 오존 직접 반응보다 훨씬 신속하게 이루어지므로, 더욱더 많은 오존을 신속하게 생성하기 위해서는 수산화 라디칼을 신속하게 대량으로 생성하기 위한 방법을 모색하는 것이 바람직하다.

이와 같은 점에서 더욱더 많은 수산화 라디칼을 생성하기 위해서는 고도 산화 공정(advanced oxidation process)을 수행할 필요가 있을 것이며, 이러한 고도 산화 공정을 수행할 수 있는 장치를 오존 유전체(110) 대신에 채택하여 대규모의 위생설비에 적용하는 것도 고려해 볼만 하다.

고도 산화 공정에는 과산화수소(H₂O₂)를 투입하게 된다.

즉, 오존의 산화 전위는 과산화수소보다 높으며, 선택적 산화력이 우수하므로, 오존에 의한 직섭 산화력보다는 과산화수소를 경유하여 생성되는 수산화 라디칼에 의한 산화력이 훨씬 크기 때문에, 과산화수소를 별도로 투입함으로써 수산화 라디칼의 생성률을 높일 수 있다.

다만, 처리대상 물질이 오존과 빠르게 반응하는 경우, 과산화수소의 투입은 거의 효과가 없으므로, 고도 산화 공정을 적용하기 전에 미리 확인해둘 필요는 있을 것이다.

즉, 과산화수소 자체는 수산화 라디칼의 스캐빈저이므로, 지나치게 많은 량이 투입되면 전체 공정의 효율을 저하시킬 우려가 있으므로, 처리대상 물질에 적용하기 위한 오존의 량을 고려하여 최적의 비율을 찾을 필요가 있다.

한편, 오존 용해기(120)는 오존 유전체(110)를 수용하며 오존 유전체(110)로부터 생성되는 오존 가스를 물속에 용해시켜 오존수를 생성하는 것이다.

오존 용해기(120)는 오존 가스를 용해시키기 위한 다양한 방법과 장치가 공지되어 있으므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

나노버블발생기(130)는 오존 용해기(120)에 수용되고 오존수에 나노버블을 생성하는 것으로, 나노버블을 포함하는 물은 물성적으로는 일반적인 물과 큰 차이는 없으나, 나노버블화된 기체의 특성을 겸비한다.

즉, 오존을 나노버블로 포함한 물은 통상 상온 상압하의 개방조건에서 수시간 이내에 흩어져 사라지는 수중의 오존을 1개월 이상 붙잡아둔 상태로 유지할 수 있는 것이다.

이러한 오존이 포함된 나노버블은 수면으로 떠오르는 부양 속도가 매우 낮으므로, 수많은 나노버블들은 수면에 도달하기 전에 소멸하게 되며, 이 때 몇가지 질적 활성화에 의한 작용으로 인하여 '기체용해효과', '자기가압효과', '대전효과' 등의 특성을 가지므로, 용존 오존을 공유하는 기능과 유해 미생물을 제거하는 살균 기능 및 생물 등에 생리활성을 촉진하는 기능 등을 가지게 된다.

여기서, 나노버블발생기(130)는 펌프(132)의 압력에 의한 진공으로 공기를 자가 흡입하거나 공기펌프나 컴프레서(이하 미도시) 등으로 생성된 압축공기를 특정 압력 이상으로 공급함으로써 나노버블을 생성할 수 있을 것이다.

한편, 흡착 유닛(200)은 전술한 바와 같이 암모니아 및 악취 발생성분을 흡착하기 위한 것으로, 변기(S)의 배출구(h)에 장착되며, 바닥면을 형성하는 제1 그물망(201, 이하 도 2 및 도 3 참조)을 구비하고 제올라이트(Z)가 수용되는 정화통(200)이며, 후술시 상세히 설명하기로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공중 위생시설의 정화 장치는 변기(S)가 설치된 공중 화장실(R)의 내부에 설치되는 것으로, 공중 화장실(R) 내부의 산소와 이산화탄소와 암모니아 및 악취 발생가스의 농도를 감지하는 가스 농도 센서(400)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

가스 농도 센서(400)는 컨트롤러(300)와 전기적으로 연결되어 전술한 각종 가스의 농도를 감지하며, 산소 농도가 저하되고 악취 발생가스의 농도가 높아졌다면 삼방밸브(112)를 개방하여 외부로부터 도입된 공기(A)의 일부를 공중 화장실(R)에 별도로 장착된 공기정화기(500)측으로 공급하여 여과시킨 후 공중 화장실(R) 내부로 배출시키게 된다.

여기서, 공기정화기(500)에는 특별히 도시하지는 않았으나, 미세먼지와 유해 세균을 여과할 수 있는 고성능 필터를 장착하여 공기(A)를 수차례 반복적으로 여과시킴으로써 정화된 공기를 공중 화장실(R) 내부로 배출시킬 수도 있음은 물론이다.

또한, 가스 농도 센서(400)는 악취 발생가스의 농도가 높아졌다면 이에 따른 공기 중을 부유하는 유해 세균의 살균 필요성도 발생할 수 있으므로, 오존수 공급 유닛(100)으로부터 체크 밸브(152)를 거쳐 오존수 분사 노즐(150)을 통하여 오존수를 살균 목적으로 변기(S)나 공중 화장실(R)의 바닥면에 분사되도록 하는 정보를 컨트롤러(300)에 전달할 수도 있을 것이다.

이때, 컨트롤러(300)는 오존수 공급 유닛(100) 내부의 오존수에 포함된 오존의 농도를 경우에 따라, 예를 들면 사용자의 출입이 뜸한 시간대에 살균 목적으로 오존의 농도가 높은 오존수를 오존수 분사 노즐(150)을 통해 분사되도록 하기 위하여 오존수 공급 유닛(100)의 나노버블발생기(130)를 활성화시키는 조작 또한 할 수 있다.

그리고, 전술한 삼방밸브(112)와 체크 밸브(152) 및 변기(S) 각각에 장착된 밸브(160) 들은 전부 컨트롤러(300)와 전기적으로 연결되어 개폐 조작이 자동적으로 이루어지도록 할 수 있음은 물론이다.

한편, 전술한 정화통(200)은 도 2 및 도 3과 같이 제1 그물망(201)을 구비한 외통(210)과, 외통(210)의 상측 가장자리에 탈착 결합되며 외통(210)의 내주면과 대면하는 외주면을 형성하는 양단 관통의 내통(220)을 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

여기서, 제올라이트(Z)는 외통(210)의 내주면과 내통(220)의 외주면 사이의 공간에 수용되는 것이다.

본 발명에서 정화통(200)은 변기(S) 즉, 소변기에 장착되는 용도로 도시되어 있으나, 이에 국한되지는 않으며, 좌변기의 배수구 트랩 입구에 양단 관통으로 장착하고 그물망이 내측면에 형성되도록 한 후 제올라이트(Z)를 내장하여 활용할 수 도 있고, 제올라이트(Z)를 전체적으로 표면에 처리한 구조를 적용할 수도 있음은 물론이다.

내통(220)은 구체적으로 살펴보면, 외통(210)의 상측 가장자리와 결합되는 체결링(221)과, 체결링(221)의 내측 가장자리로부터 제1 그물망(201)측을 향하여 연장되고, 체결링(221)의 내측 가장자리를 따라 등간격으로 형성되는 복수의 지지 프레임(222)과, 복수의 지지 프레임(222) 중 하나의 지지 프레임(222)과 이웃한 지지 프레임(222) 사이의 공간에 배치되는 제2 그물망(202)을 포함하는 구조이다.

여기서, 내통(220)은 특별히 도시하지는 않았으나, 지지 프레임(222) 각각으로부터 내통(220)의 내측으로 연장되는 다양한 형상의 가이드편을 더 구비함으로써 배출구(h)를 통한 오폐수의 원활한 배출을 안내하는 응용 및 변형 설계가 가능함은 물론이다.

이상과 같이 본 발명은 강력한 살균 및 세정 효과를 지닌 물질과 강력한 흡착 및 탈취 효과를 지닌 물질을 이용하여 공중 화장실과 같은 공중 위생시설의 청결한 위생 상태 유지가 가능하도록 하는 공중 위생시설의 정화 장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

100...오존수 공급 유닛 110...오존 유전체
112...삼방 밸브 120...오존 용해기
130...나노버블발생기 132...펌프
150...오존수 분사 노즐 152...체크 밸브
160...밸브 200...흡착 유닛, 정화통
201...제1 그물망 202...제2 그물망
210...외통 220...내통
221...체결링 222..지지 프레임
300...컨트롤러 400...가스 농도 센서
500...공기정화기 A...공기
h...배출구 P...배관
R...공중 화장실 S...변기

Claims (7)

1. 물에 오존이 포함된 오존수를 생성하고, 배관과 연결된 적어도 하나 이상의 변기에 상기 오존수를 흘려보내는 오존수 공급 유닛;
   상기 변기의 배출구에 결합되는 것으로, 제올라이트가 내장되어 상기 오존수와 함께 상기 배출구를 통하여 배출되는 분뇨에 포함된 암모니아 및 악취 발생성분을 흡착하는 흡착 유닛; 및
   상기 오존수 공급 유닛과 전기적으로 연결되며, 상기 오존수에 포함된 오존의 농도를 조절하고, 상기 오존수 공급 유닛으로부터 상기 오존수를 상기 변기에 공급토록 하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공중 위생시설의 정화 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 공중 위생시설의 정화 장치는,
   상기 변기가 설치된 공중 화장실의 내부에 설치되는 것으로, 상기 공중 화장실 내부의 산소와 이산화탄소와 암모니아 및 악취 발생가스의 농도를 감지하는 가스 농도 센서를 더 포함하며,
   상기 가스 농도 센서는 상기 컨트롤러와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 공중 위생시설의 정화 장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 오존수 공급 유닛은,
   공기 중의 산소를 포집하여 오존화하는 오존 유전체와,
   상기 오존 유전체를 수용하며 상기 오존 유전체로부터 생성되는 오존 가스를 물속에 용해시켜 오존수를 생성하는 오존 용해기와,
   상기 오존 용해기에 수용되고 상기 오존수에 나노버블을 생성하는 나노버블발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 공중 위생시설의 정화 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 흡착 유닛은,
   상기 변기의 배출구에 장착되는 것으로, 바닥면을 형성하는 제1 그물망을 구비하고 상기 제올라이트가 수용되는 정화통인 것을 특징으로 하는 공중 위생시설의 정화 장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 정화통은,
   상기 제1 그물망을 구비한 외통과,
   상기 외통의 상측 가장자리에 탈착 결합되며 상기 외통의 내주면과 대면하는 외주면을 형성하는 양단 관통의 내통을 포함하며,
   상기 제올라이트는 상기 외통의 내주면과 상기 내통의 외주면 사이의 공간에 수용되는 것을 특징으로 하는 공중 위생시설의 정화 장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 내통은,
   상기 외통의 상측 가장자리와 결합되는 체결링과,
   상기 체결링의 내측 가장자리로부터 상기 제1 그물망측을 향하여 연장되고, 상기 체결링의 내측 가장자리를 따라 등간격으로 형성되는 복수의 지지 프레임과,
   상기 복수의 지지 프레임 중 하나의 지지 프레임과 이웃한 지지 프레임 사이의 공간에 배치되는 제2 그물망을 포함하는 것을 특징으로 하는 공중 위생시설의 정화 장치.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 내통은,
   상기 지지 프레임 각각으로부터 상기 내통의 내측으로 연장되는 가이드편을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 공중 위생시설의 정화 장치.
   

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