KR20230131613A - 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 뚜껑(110)과 좌대(120), 분뇨배출구(130) 및 상기 좌대(120)의 저면 또는 상단 내측 테두리부에 세척수분사노즐(210)이 구비된 변기몸체(100); 상기 변기몸체(100)에 연결되어 수동 또는 자동으로 변기몸체(100)의 내부로 세척수를 공급하도록 세척수가 저장되는 세척수저장조(200); 상면에 분뇨유입구(402) 및 상기 분뇨유입구(402)의 저면에서 아래로 개방 가능한 분뇨받이(404)가 구비되며, 내측에 일정량의 저장수(416)와 함께 분(糞)을 분해하는 고온성 미생물(410)이 투입되어 상기 변기몸체(100)와 분리 가능하게 변기몸체의 하부에 설치되는 분뇨처리조(400); 상기 분뇨처리조의 내부 수위 및 온도를 감시하도록 분뇨처리조의 내부에 설치되는 수위센서(412) 및 온도센서(414); 상기 분뇨처리조(400)의 내부와 연통되어 분뇨처리조(400)의 내부 공기를 순환시킨 후에 다시 분뇨처리조(400)의 내부로 공급하는 공기순환수단(510); 상기 공기순환수단(510)에 연결되어 통과하는 공기 중 냄새와 수분을 제거하는 냄새제거수단(500);을 포함하되, 상기 분뇨처리조(400)의 외측 하부에는 상기 분뇨처리조(400)의 저면 및 하단 일부가 내측으로 잠긴 상태에서 내부에 설치된 히팅수단(422)의 동작으로 유체를 가열하여 유체의 열이 상기 분뇨처리조(400)로 열전달하는 유체히팅 저장조(420)가 더 설치된 구성으로 이루어진다.

Description

미생물 분뇨처리조가 구비된 변기{A toilet furnished with decomposing tank using thermophiles}

본 발명은 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미생물을 이용하여 분뇨를 완전 분해하는 미생물 변기시스템에서 미생물의 활발한 활동이 가능한 서식환경을 제공하도록 분뇨처리조와 분리된 분뇨처리조 환경제어수단이 구비되도록 하여 미생물 변기의 내구성 향상 및 변기의 이용, 관리의 편의성을 높일 수 있도록 구성되는 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기에 관한 것이다.

본 발명은 변기에 관한 것으로, 특히 이용자가 배설한 분뇨를 변기에 구비된 분뇨처리조에 모아서 분뇨처리조에 투입된 미생물을 이용하여 완전 분해하여 외부로 분뇨의 배출이 이루어지지 않는 친환경 미생물 변기에 관한 것이다.

삶의 질이 향상되면서 인간의 생활환경이 더욱 편리하게 발전되고 있는 반면에, 인간이 살아가는 지구의 환경은 날이 갈수록 점점 황폐화되거나 오염이 심해지면서 지구환경을 보호하기 위한 다양한 노력들이 시도되고 있다.

특히, 물은 사람들의 삶의 질 향상과 더불어 각종 산업시설의 증가로 인해 그 소비가 기하급수적으로 증가하고 있지만, 강우량이 줄어들거나 기후변화 등으로 지하수 및 저수량이 줄어들면서 식수 뿐만 아니라 공업용수, 생활용수가 점점 부족한 상태에 이르고 있다.

더욱이, 화장실 문화가 수세식으로 바뀌면서 대소변을 볼때마다 변기 세척수를 흘러 보내는데 많은 양의 물이 사용되고 있어서 물 부족상태를 더욱 부추기고 있으며, 배출된 분뇨를 처리하기 위한 기반시설을 마련하거나 유지하는데도 많은 비용이 투여되고 있는 실정이다.

또한, 수세식 화장실이 갖춰져 있더라도 별도의 정화조를 설치하여 이용하는 경우에도 일정 주기별도 정화조에 채워진 분뇨를 분뇨정화시설로 옮겨 처리해야하고, 정화조를 거쳐 배출되는 처리수 또한 토양이나 하천등으로 흘러들어가 지하수나 토양을 오염시킬 수 있는 가능성이 있다.

또한, 수세식을 이용하지 않은 화장실의 경우에는 분뇨를 처리할 수 있는 적당한 시설이 갖추어져 있지 않기 때문에, 분뇨저장조에 채워져 있는 분뇨로 인해 악취와 각종 해충이 발생되면서 건강하고 쾌적한 생활을 유지하는데 지장을 주고 있다.

한편, 근래에는 차량을 이용한 외부 활동이 증가하고, 특히 차량을 이용한 캠핑이 증가하면서 캠핑카의 수요가 증가하고 있고, 도시생활에 지친 도시민이 시외로 나가 조용히 쉴 수 있는 쉼터로 이용하기 위해 도시에서 가까운 농촌이나 야산, 강가 등에 세컨하우스로 농막이나 간이주택을 마련하는 경우가 증가하고 있다.

야외활동시 캠핑카를 이용하거나 세컨하우스로 농막이나 간이주택을 최소한의 시설이나 친환경시설로 건축하더라도 반드시 화장실을 갖춰야 하기 때문에 캠핑카나 농막 및 간이주택에서도 화장실의 분뇨를 처리하기 위한 장치나 시설이 필요하다.

캠핑카의 경우, 차량 내부에 소형 화장실을 갖춰놓고, 화장실의 변기에서 배출되는 분뇨를 변기 하부에 설치된 분뇨저장통에 받아 놓았다가 일정시간 사용한 후에 분뇨저장통을 분리, 이동한 후에 주택의 화장실 변기에 분뇨저장통에 저장된 분뇨를 배출시켜야 하기 때문에 캠핑카를 이용하는 이용자가 그 불편함을 감수해야만 했으며, 야외 들판에 땅을 파고 분뇨를 배출하는 경우 토양을 오염시키는 문제점이 있었다.

또한, 농막이나 간이주택의 경우, 화장실에서 배출되는 분뇨를 받아 저장한 후에 별도로 배출시킬 수 있는 정화조를 설치하는 경우가 대부분이나, 정화조를 설치하더라도 정화조에서 흘러나온 오수가 주변의 하천이나 지하로 흘러들어 토양 및 하천수를 오염시키는 요인으로 작용하면서 농막 및 간이주택의 설치시 정화조를 사용하지 못하도록 하는 사례가 점점 늘어나고 있는 추세에 있다.

이와 같이, 인간이 배출한 배설물을 친환경적으로 처리하기 위해서는 대단위의 기반시설이 필요하고, 이러한 기반시설이 설치되더라도 이를 이용하지 못하는 지역에서는 일정기간 정화조 등에 분뇨를 저장해두었다가 전문처리업체를 통해 배출시켜야 하기 때문에 경제적 비용이 발생됨은 물론 환경오염 요인이 끊임없이 발생되고 있는 실정이다.

따라서, 인간 뿐만 아니라 각종 동물들이 배설한 분뇨를 친환경적으로 처리하기 위한 방안을 강구하기 위해 다각적인 연구와 처리시설의 개발이 절실히 필요한 실정임을 인식하여 다양한 발명들이 안출되고 있다.

하지만, 종래에 안출된 물 절약형 수세식 변기는 세척수의 사용량을 일부 줄일 수는 있을지라도 배출된 분뇨가 정화처리시설로 이동되어 정화되는 방식을 유지하고 있어서 단지 변기 내에서 사용되는 세척수를 일부 절약할 수 있는 방법이나 장치를 제공하고는 있지만 배출된 분뇨를 처리하기 별도의 시설이 구비되어야 하기때문에 근본적인 대안이 될 수는 없는 실정이었다.

이러한 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위해, 본 발명자는 수세식 변기를 이용하되, 사용되는 물의 양은 최소화하고, 분뇨를 외부로 배출시키지 않고 자체적으로 완전 분해되도록 하여 분뇨의 배출과 분뇨의 처리에 필요한 기반시설을 갖출 필요가 없어 엄청난 경제적 비용을 절약할 수 있고, 분뇨를 외부로 배출시키지 않아 환경오염을 방지할 수 있도록 하는 친환경 분뇨처리시스템을 갖춘 미생물 분뇨처리조를 구비한 변기를 개발하게 되었다(특허등록 제10-2284146호, 특허출원제10-2021-0038116호, 특허출원 제10-2021-0079403호).

본 발명자가 개발된 미생물 변기 시스템의 경우, 분뇨처리조의 내부에 고온성 미생물을 일정량 투입한 후에 고온성 미생물이 서식 및 왕성한 활동을 할 수 있는 호기조건(온도 및 수분)을 만족시켜 줄 경우, 고온성 미생물의 왕성한 활동으로 분뇨처리조에 수집된 분뇨가 완전분해되어 기존의 모든 화장실에 적용 가능한 변기를 개발하게 되었다.

즉, 본 발명자의 ‘친환경 미생물 변기시스템’은 변기 하부에 분뇨처리조가 구비되어 사용자가 배출한 분뇨가 수집되어 그 내부에 잔류하는 고온성 미생물의 활동을 통해 완전분해가 이루어지게 되어 분뇨의 배출이 필요 없고, 이로 인해 분뇨의 처리에 필요한 정화시설을 따로 갖출 필요가 없게 되었다.

이와 같은 본 발명자의 친환경 미생물 변기시스템을 구비한 변기는 사용자들로부터 배출된 분뇨가 미생물을 통해 완전분해가 이루어지기 때문에 어디서나 그 사용이 가능한 친환경적인 변기시스템을 제공하기 위해서는 분뇨처리조 내부에 서식하는 미생물이 왕성한 활동을 유지할 수 있도록 일정한 온도와 수위를 유지하는 것이 필요로 한다.

따라서, 본 발명자가 개발한 친환경 미생물 변기시스템이 갖춰진 변기에 구비된 분뇨처리조는 그 내부가 항상 적정상태의 수위가 유지되면서 적정 온도가 유지되어야 하기 때문에, 분뇨처리조 내부의 온도 유지와 유입된 세척수의 수분증발을 위해 히팅수단 및 강제 환기수단이 설치되어 있었다.

그러나, 상기 히팅수단이 분뇨처리조 내부로 유입된 분뇨 및 세척수에 잠겨 있는 상태에서 발열이 이루어지기 때문에 히팅수단 주변으로 분뇨 및 오물이 침착되어 세척수의 적정온도 유지 및 세척수의 증발작용을 저해하는 요소로 작용하는 것을 발견하게 되었고, 장기간 사용시 히팅수단의 성능이 저하되어 설정된 기준치 이상의 전류가 소모될 수 있다는 문제점이 인식되었다.

또한, 히팅수단의 고장 및 수리시에 변분뇨처리조 내부에 설치된 히팅수단에 각종 오물이 침착되어 있기 때문에 수리가 불편하고, 고장발생 위험이 높은 점은 감안하여 이에 대한 개선책으로 본 발명을 안출하게 되었다.

- 특허등록 제10-2284146호(2021.07.26) - 특허출원제10-2021-0038116호(2021.03.24) - 특허출원 제10-2021-0079403호(2021.06.18)

본 발명은 본 발명자의 선행 출원발명의 미생물 변기가 갖는 일부 단점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 분뇨처리조의 히팅수단을 분뇨처리조 외부로 배치하면서 분뇨처리조를 간접식으로 가열하여 분뇨처리조의 내부 온도를 균일하게 유지시키면서 히팅수단의 내구성 향상과, 히팅수단의 유지관리의 편리성을 높일 수 있도록 하는 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기는 가능한 뚜껑과 좌대, 내측 하부로 구비된 분뇨배출구 및 상기 좌대의 저면 또는 상단 내측 테두리부에 세척수 분사노즐이 구비된 변기몸체; 상기 변기몸체의 내부 또는 외부에 설치되어 수동 또는 자동으로 변기몸체의 내부로 세척수를 공급하도록 세척수가 저장되는 세척수저장조; 상기 변기몸체의 분뇨배출구에 대응하도록 상면에 구비된 분뇨유입구 및 상기 분뇨유입구의 저면으로 하방으로 개방 가능한 분뇨받이가 구비되며, 내측에 일정량의 저장수와 함께 분(糞)을 분해하는 고온성 미생물이 투입되어 상기 변기몸체의 하부에 분리 가능하게 설치되는 분뇨처리조; 상기 분뇨처리조의 내부 수위 및 온도를 감시하도록 분뇨처리조의 내부에 설치되는 수위센서 및 온도센서; 상기 분뇨처리조의 내부와 연통되어 분뇨처리조의 내부 공기를 유입, 순환시킨 후에 다시 분뇨처리조의 내부로 공급하는 공기순환관; 상기 공기순환관을 통과하는 공기 중 냄새와 수분을 제거하도록 공기순환관에 연결 설치되는 냄새제거수단;을 포함하되, 상기 분뇨처리조의 외측 하부에는 상기 분뇨처리조의 저면 및 하단 일부가 내측으로 잠긴 상태에서 일측에 설치된 히팅수단의 동작으로 내부에 채워진 유체를 가열하여 가온된 유체의 온도가 상기 분뇨처리조로 열전달되어 분뇨처리조의 내부가 균일한 온도가 유지되도록 하는 유체히팅 저장조가 더 설치된 구성으로 이루어진다.

특히, 상기 냄새제거수단은 냉매 또는 공기를 고압상태로 압축시키는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매가 순환되는 냉매순환관과, 상기 냉매순환관을 통해 공급된 냉매가 단열팽창이 이루어지면서 공기순환관을 통해 순환되는 공기가 외표면에 접촉되어 응축되도록 하는 냉각핀과, 상기 냉각핀에서 응축된 응결수가 배출되어 저장되는 응결수저장조;를 포함한 구성으로 이루어진다.

또한, 상기 분뇨처리조의 내부 공기를 상기 냄새제거수단으로 강제 배출시킬 수 있도록 분뇨처리조의 내부 공기가 빠져 나가는 상기 공기순환관에 송풍기가 설치되고, 상기 변기몸체 또는 세척수저장조의 외측에는 변기몸체의 내부로 세척수 분사제어와 상기 온도센서 및 수위센서의 감지신호에 따라 상기 히팅수단, 냄새제거수단, 송풍기 및 공기배출 조절밸브의 동작을 제어하는 제어조작부가 설치된 구성으로 이루어진다.

이와 더불어, 상기 변기몸체 또는 뚜껑에는 뚜껑의 개폐동작을 감지하여 제어조작부로 신호를 보내는 뚜껑 개폐감지센서가 설치되고, 상기 분뇨처리조의 일측에는 상기 분뇨받이의 개폐 여부를 감지하여 상기 제어조작부로 신호를 보내는 분뇨받이 개폐감지센서가 설치되며, 상기 제어조작부는 상기 뚜껑 개폐감지센서 또는 분뇨받이 개폐감지센서의 감지신호에 따라 상기 변기몸체의 내부로 세척수 분사가 이루어지도록 제어하고, 상기 분뇨처리조의 내부에는 상기 제어조작부의 설정된 프로그램을 통해 일정 주기별로 가동과 정지가 반복되면서 분뇨처리조의 내부에 수집된 분뇨를 교반시키는 교반기가 더 설치된다.

그리고, 상기 제어조작부는 용변 후 변기몸체의 내부로 세척수를 분사하도록 제어하는 세척수 분사제어부와, 상기 분뇨처리조의 내부에 설치된 온도센서의 감지신호에 따라 히팅수단의 동작을 제어하는 온도감시제어부와, 상기 분뇨처리조의 내부 저장수 수위를 감시하는 수위감시부와, 상기 뚜껑개폐 감지센서의 감지신호를 통해 뚜껑의 개폐여부를 감시하는 뚜껑개폐 감시부와, 상기 뚜껑 또는 분뇨받이의 개폐상태에 따라 상기 냄새제거수단의 동작을 제어하는 냄새제거수단 동작제어부와, 상기 분뇨처리조의 내부에 설치된 교반기의 동작을 제어하는 교반기 동작제어부와, 상기 공기순환관에 설치된 송풍기를 각각 제어하는 송풍기 동작제어부와, 상기 분뇨받이 개폐감지센서의 감지신호에 따라 분뇨받이 개폐여부를 감시하는 분뇨받이 개폐감시부와, 상기 분뇨처리조의 내부 온도 또는 수위를 표시하는 정보표시부와, 상기 각 부의 전원 공급을 제어하는 전원공급 제어부 및 각부를 전반적으로 제어하는 중앙처리부를 포함하는 구성으로 이루어진다.

상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기는 분뇨처리조에 수집된 분(糞)을 분해하는 고온성 미생물이 서식할 수 있는 분뇨처리조의 내부환경 유지와 저장수의 수위를 조절하는 히팅수단이 분뇨처리조의 외측 하부에 구비되어 유체히팅 저장조에 채워진 유체의 가온된 온도가 간접적으로 전달되어 분뇨처리조의 내부가 균일한 온도상태가 유지되도록 함은 물론 히팅수단이 분뇨처리조 외부에 구비되어 히팅수단에 오물이 달라붙어 열전달 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 히팅수단의 유지관리가 용이하여 미생물 변기 사용의 편리성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한다.

특히, 유체히팅 저장조에 저장된 유체는 외부로 노출되지 않게 유지되어 증발가능성이 희박하여 유체의 보충이나 교체의 불편함이 발생되지 않고, 가온된 상태가 장시간 유지되어 히팅수단에 공급되는 전력의 소비를 줄일 수 있는 유용한 장점을 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기의 전체 구성 및 동작개념도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기의 외관 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기에서 뚜껑이 개방된 상태도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기에서 분뇨처리조 하부에 구비되는 유체히팅저장조의 분리상태도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기에서 변기몸체측의 수직절단 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기에서 변기몸체측의 주요 구성의 분리상태 단면도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기에 구비되는제어조작부의 주요 구성 블럭도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기에서 분뇨가 분뇨처리조로 배출되는 단면 상태도이다.

본 발명의 실시예에 따른 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기(이하, ‘미생뭉 변기’으로 약칭함)은 고온성 미생물이 분뇨처리조에 투입된 후 분뇨처리조 상부에 설치된 변기몸체로부터 사용자가 배설한 분뇨가 유입되어 고온성 미생물에 의해 완전 분해가 이루어지도록 구성된다.

특히, 분뇨가 수집되어 고온성 미생물에 의해 완전분해가 이루어지는 분뇨처리조의 내부 공기를 외부로 배출시키지 않고 냄새제거수단이 설치된 공기순환관으로 순환시켜 냄새 제거와 수분을 제거하여 다시 분뇨처리조로 유입되도록 구성됨으로써, 미생물 변기의 내부와 화장실에서 냄새가 발생되지 않도록 하여 주변 환경을 쾌적하게 유지시킬 수 있도록 구성된다.

또한, 분뇨중 분(糞)을 분해하는 고온성 미생물이 서식할 수 있는 적합한 환경 유지와, 분뇨처리조 내부의 수위 조절을 위해 구비되는 히팅수단이 분뇨처리조 외측 하부에 별도로 설치되는 히팅유체 저장조에 구비되어 히팅유체 저장조의 유체로부터 분뇨처리조로 열전달이 이루어지도록 구성되어 히팅수단의 내구성 향상과 분뇨처리조의 효율적인 온도 유지가 이루어질 수 있도록 구성된다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 미생물 변기는 개폐 가능한 뚜껑과 좌대, 내측 하부로 구비된 분뇨배출구 및 상기 좌대의 저면 또는 상단 내측 테두리부에 세척수 분사노즐이 구비된 변기몸체; 상기 변기몸체의 내부 또는 외부에 설치되어 수동 또는 자동으로 변기몸체의 내부로 세척수를 공급하도록 세척수가 저장되는 세척수저장조; 상기 변기몸체의 분뇨배출구에 대응하도록 상면에 구비된 분뇨유입구 및 상기 분뇨유입구의 저면으로 하방으로 개방 가능한 분뇨받이가 구비되며, 내측에 일정량의 저장수와 함께 분(糞)을 분해하는 고온성 미생물이 투입되어 상기 변기몸체의 하부에 분리 가능하게 설치되는 분뇨처리조; 상기 분뇨처리조의 내부 수위 및 온도를 감시하도록 분뇨처리조의 내부에 설치되는 수위센서와 온도센서; 상기 분뇨처리조의 내부와 연통되게 설치되어 분뇨처리조의 내부 공기를 유입, 순환시킨 후에 다시 분뇨처리조의 내부로 공급하는 공기순환순단; 상기 공기순환수단을 통과하는 공기 중 냄새와 수분을 제거하도록 공기순환수단에 연결 설치되는 냄새제거수단;을 포함하되, 상기 분뇨처리조의 외측 하부에는 상기 분뇨처리조의 저면 및 하단 일부가 내측으로 잠긴 상태에서 내부에 설치된 히팅수단의 동작으로 내부에 채워진 유체를 가열하여 가온된 유체의 온도가 상기 분뇨처리조로 열전달되어 분뇨처리조의 내부를 설정된 온도로 유지할 수 있도록 하는 유체히팅 저장조가 더 설치된 구성으로 이루어진다.

특히, 상기 냄새저감수단은 냉매(공기 포함)를 고압상태로 압축시키는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 순환시키는 냉매순환관과, 상기 냉매순환관을 통해 공급받아 단열팽창이 이루어지면서 통과하는 공기에 포함된 수분을 응축시키고 공기만 통과되도록 하는 냉각핀과, 상기 냉각핀에서 생성된 응결수가 따로 배출되어 저장되는 응결수저장조;를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 분뇨처리조의 내부 공기를 상기 냄새제거수단으로 강제 배출시킬 수 있도록 분뇨처리조의 내부 공기를 순환시키는 상기 공기순환수단에 송풍기가 더 설치되고, 상기 변기몸체 또는 세척수저장조의 외측에는 변기몸체의 내부로 세척수 분사제어와, 상기 온도센서 및 수위센서의 감지신호에 따라 상기 히팅수단, 냄새제거수단, 공기순환수단의 동작을 제어하는 제어조작부가 설치된 구성으로 이루어진다.

그리고, 상기 변기몸체 또는 뚜껑에는 뚜껑의 개폐동작을 감지하여 제어조작부로 신호를 보내는 뚜껑 개폐감지센서가 설치되고, 상기 분뇨처리조의 일측에는 상기 분뇨베출구에 구비된 분뇨받이의 개폐 여부를 감지하여 상기 제어조작부로 신호를 보내는 분뇨받이 개폐감지센서가 설치되며, 상기 제어조작부는 상기 뚜껑 개폐감지센서 또는 분뇨받이 개폐감지센서의 감지신호에 따라 상기 변기몸체의 내부로 세척수 분사가 이루어지도록 구성된다.

또한, 상기 분뇨처리조의 내부에는 상기 제어조작부의 설정된 프로그램을 통해 일정 주기별로 가동과 정지가 반복되면서 분뇨처리조의 내부에 수집된 분뇨를 교반시키는 교반기가 더 설치된다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 용어는 본 발명의 구성에 대한 기능을 고려하여 일반적인 용어 및 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용했으며, 이 경우 그 용어가 가지는 의미는 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의된다.

또한, 본 발명의 상세한 설명에서 언급되는 ‘미생물 변기’는 변기의 하부에 분뇨가 수집되는 분뇨처리조 및 분뇨처리조 하부에 구비되는 유체히팅 저장조가 분리 가능한 구조로 이루어지고, 상기 분뇨처리조의 내부에 고온성 미생물이 일정량의 저장수와 함께 투입되어 고온성 미생물의 분해활동으로 분(糞)은 완전 분해되고, 유입된 세척수와 소변은 분뇨처리조의 내부 온도에 의해 증발되어 공기순환수단과 냄새제거수단을 거치면서 제거되도록 구성된다.

그리고, 본 발명의 상세한 설명에 언급되는 ‘고온성 미생물’은 본 발명자의 선출원 발명인 특허출원 제10-2019-124348호(2019.10.08) 및 특허출원 제10-2020-0140977호(2020.10.18)에 개시된 고온성 미생물과 동일한 것을 이용하므로, 본 발명의 상세한 설명에서는 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

또한, 상세한 설명에 사용되는 ‘~부, ~수단’은 하나 이상의 기능 또는 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 하드웨어 또는 하드웨어에 소프트웨어가 결합된 형태로 구성된다.

또한, 상세한 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”또는 “결합”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자나 부품, 회로, 기구물 등을 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우를 포함하는 의미로 해석된다.

또한, 상세한 설명에서 표현되는 분뇨처리조의 내부에 채워진 “저장수”는 최초 고온성 미생물의 서식을 위해 투입되는 순수한 물과, 이루 변기를 사용하면서 새롭게 유입되는 ‘세척수’를 포함하는 의미로 해석된다.

그리고, 상세한 설명 가운데에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

이와 더불어, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명에 속하는 기술분야에서 널리 공지되었거나 당업자가 공지된 기술을 토대로 용이하게 안출할 수 있는 수세식 변기의 일반적인 기술구성이나 전기 및 전자장치의 제어에 대한 설명은 가급적 생략하고, 본 발명의 특징적 구성을 이해하는데 필요한 기술구성 위주로 상세한 설명을 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하면서 본 발명에 따른 미생물 변기의 바람직한 실시예에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 변기(T)의 전체 구성의 동작상태를 간단한 블럭도로 도시하고 있고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 변기(T)의 외관상태도, 뚜껑(110)이 개방된 일부 외관상태도 및 분뇨처리조의 하부에 구비되는 유체히팅 저장조(42)의 분리 상태를 각각 도시하고 있다.

또한, 도 5 및 도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 변기(T)의 일측 수직절단 단면도와 변기몸체(100)와 분뇨처리조(400) 및 유체히팅 저장조(420)의 분리상태에 따른 수직 절단단면을 각각 도시하고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 변기(T)는 사용자가 착석하여 용변을 볼 수 있도록 구성되는 변기몸체(100)와, 상기 변기몸체(100)의 하부에 설치되어 변기몸체(100)에서 낙하된 분뇨가 수집되어 내부에 채워진 고온성 미생물에 의해 완전 분해가 이루어지도록 하는 분뇨처리조(400)와, 상기 분뇨처리조(400)의 내부온도와 수위를 조절할 수 있도록 분뇨처리조(400)의 하부에 분리 가능하게 설치되어 내부에 설치된 히팅수단(422)을 동작시켜 내부에 채워진 유체의 가온을 통해 간접적으로 분뇨처리조(400)의 내부가 일정 온도를 유지하도록 하는 유체히팅 저장조(420)와, 상기 분뇨처리조(400)의 내부 온도 및 내부로 유입된 세척수의 수위관리를 위해 분뇨처리조(400)의 내부에 설치되는 온도센서(414) 및 수위센서(412)가 구비된 구성으로 이루어진다.

또한, 상기 변기몸체(100)의 내부로 용변 후 사용자의 조작 또는 자동으로 세척수를 공급하여 변기몸체(100)의 내부를 세척할 수 있도록 변기몸체(100)의 후방에 세척수 저장조(200)가 연결 설치된 구성으로 이루어진다.

이와 더불어, 상기 분뇨처리조(400)의 내부 공기를 인출, 순환시킨 후에 다시 분뇨처리조(400)의 내부로 공급하도록 공기순환수단(510)이 상기 분뇨처리조(400)에 연결 설치되고, 상기 공기순환수단(510)을 구성하는 공기순환관(512)의 중간부에는 순환되는 공기에 포함된 냄새와 수분을 제거하기 위한 냄새제거수단(500)이 설치된 구성으로 이루어진다.

상기 냄새제거수단(500)은 공기순환수단(510)에 의해 분뇨처리조(400)의 내부 공기가 공기순환관(512)을 거쳐 순환되는 과정중에 공기에 포함된 수분을 제거하여 공기중에 포함된 냄새를 제거함과 동시에 분뇨처리조(400)에 유입된 세척수의 증발을 통해 수위를 조절할 수 있도록 한다.

이를 위해, 상기 냄새제거수단(500)은 냉매를 고압으로 압축시키는 압축기(520)와, 상기 압축기(520)에서 압축된 냉매를 순환시키는 냉매순환관(540)과, 상기 냉매순환관(540)을 통해 냉매를 공급받아 통과하는 공기가 접촉되어 순간 응결되도록 다수의 공기접촉 공간부를 갖는 냉각핀(530)과, 상기 냉각핀(530)에 접촉되어 생성된 응결수가 따로 저장되는 응결수저장조(550)를 포함하여 이루어진다.

이와 같은 냄새제거수단(500)을 이용함으로써 상기 분뇨처리조(400)에서 배출된 고온의 공기가 냉각기(520)에서 냉각된 냉매가 순환하는 냉각핀(530)을 통과하면서 냉각핀(530)의 표면과 접촉되고, 이 과정에서 고온의 공기가 순간적으로 냉각되면서 공기중에 포함된 수분(냄새성분이 포함됨)이 응축되어 냉각핀을 타고 흘러내린 후에 응결수 저장조(550)로 따로 배출되고, 냄새성분이 포함된 수분이 제거된 건조한 공기만 다시 공기순환관(512)을 거쳐 분뇨처리조로 유입과정이 반복됨으로써, 분뇨처리조(400)의 내부에서 증발된 수분 및 수분에 포함된 냄새성분이 제거됨으로써 분뇨처리조(400)의 내부 수위조절과 냄새제거가 동시에 이루어질 수 있도록 구성된다.

따라서, 상기 공기순환수단(510) 및 냄새제거수단(500)은 분뇨처리조(400)의 내부 공기를 폐순환 사이클로 순환시키는 과정에서 분뇨처리조(400)의 내부 공기에 포함된 냄새의 제거와, 분뇨처리조에서 증발된 수분을 공기의 냉각을 통해 수집, 배출시킴으로써 분뇨처리조(400) 내부의 냄새제거 기능과 수위 조절기능을 동시에 수행할 수 있도록 구성된다.

상기 분뇨처리조(400)에서 냄새제거수단(500)으로 공기를 배출시키는 일측 공기순환관(512)에는 송풍기(514)가 설치되어 송풍기(514)의 동작으로 분뇨처리조 (400)의 내부공기가 신속하게 배출되도록 하여 분뇨처리조의 내부에서 발생되는 냄새의 배기 및 분뇨처리조의 내부에 수집된 세척수 및 저장수의 수위조절이 빠른 시간에 진행될 수 있도록 한다.

그리고, 상기 분뇨처리조(400)의 내부에는 추가적으로 교반기(418)가 설치되어 분뇨처리조(400)에 수집된 분뇨의 분쇄 및 교반이 이루어지도록 하여 고온성 미생물의 활동이 용이하도록 하고, 상기 교반기(418)는 별도의 구동모터(419)에 의해 동작되도록 구성된다.

또한, 상기 변기몸체(100)의 후방측에는 용변 후 변기몸체(100)의 내부로 일정량의 세척수를 공급하는 세척수 저장조(200)가 구비되며, 상기 세척수 저장조(200)의 상면 일측에는 설정된 제어프로그램을 통해 각부의 동작 제어를 위한 제어조작부(300)가 구비된다.

상기 제어조작부(300)에는 미생물 변기의 내부 환경을 제어할 수 있는 프로그램이 저장되어 용변 후 변기몸체(100)의 내부로 세척수 분사와, 분뇨처리조(400) 내부의 온도감시 및 저장수의 수위감시와, 상기 송풍기(514)의 동작과 상기 냄새제거수단(500)의 동작제어 등을 전반적으로 제어하게 되며, 각 부의 동작에 필요한 전원 공급도 제어할 수 있도록 구성된다.

도 1에 도시된 일 실시예에서, 이중실선은 분뇨처리조(400)의 내부 공기가 순환되는 공기순환통로 및 냉매가 통과하는 냉매통로를 표시하는 것이고, 화살표가 표시된 일점쇄선은 주요 구성의 제어선을 표시한 것이다.

한편, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 미생물 변기(T)는 변기몸체(100)가 공지된 좌변기 형상으로 이루어지고, 상기 변기몸체(100)의 하부에 설치되는 분뇨처리조(400)는 체결부재(250)로 상부측 변기몸체(100)와 분리 및 결합가능한 구조로 이루어지며, 상기 분뇨처리조(400)의 하부에 위치하는 유체히팅 저장조(420)는 분뇨처리조(400)의 하단부가 안착될 경우, 내부 기밀이 유지되어 내부에 채워진 유체의 증발이 방지될 수 있는 구조로 이루어진다.

상기 유체히팅 저장조(420)에 채워지는 유체는 순수한 물뿐만 아니라 기타 물과 유사한 성질을 갖는 다른 유체 또는 열매체를 이용할 수도 있다.

그리고, 기본적으로 상기 변기몸체(100)에는 개폐 가능한 뚜껑(110)과, 용변시 변기몸체(100)의 상단에 사용자가 착석할 수 있도록 뚜껑(110)의 내측에 회동 가능한 좌대(120)가 구비되고, 내측 중심부 하단에 분뇨배출구(130)가 하방으로 관통 형성된 구조로 이루어진다.

상기 변기몸체(100)의 하부에 설치되는 분뇨처리조(400)의 상면 일측에는 변기몸체(100)의 분뇨배출구(130)에 대응하는 분뇨유입구(402)가 구비되고, 상기 분뇨유입구(402)의 하단에는 변기몸체의 외측에 구비된 분뇨받이 개폐부재(405)의 조작에 의해 하방으로 회동 가능한 분뇨받이(404)가 구비된다.

상기 변기몸체(100)의 중앙 하부에 형성된 분뇨배출구(130)와 대응하는 분뇨처리조의 상면측 분뇨유입구(402)의 저면에 하방으로 회동가능한 분뇨받이(404)가 설치되어 평상시 분뇨유입구(402)를 차단하고 있는 상태가 유지되어 사용자가 용변을 볼 경우 분뇨받이(404) 상면에 분뇨가 수집되도록 구성되고, 용변 후 사용자가 분뇨받이 개폐부재(405)를 조작할 경우에만 상기 분뇨받이(404)가 하방으로 회동되어 그 상면에 수집된 분뇨가 하방으로 낙하되어 분뇨처리조(400)에 수집되도록 구성된다.

즉, 사용자가 좌대(120)에 앉아 용변을 보는 동안 상기 분뇨유입구(402) 하방에 구비된 분뇨받이(404)는 분뇨유입구(402)를 밀폐하여 분뇨처리조(400)의 내부 공기가 상방으로 유출되는 것을 차단하여 냄새 배출을 차단하게 된다.

용변 후 사용자가 뚜껑(110)을 닫게 되면, 뚜껑(110)의 후단 또는 변기몸체(100)의 상단 일측에 구비된 뚜껑개폐 감지센서(115)에서 뚜껑(110)의 밀폐상태를 감지하여 제어조작부(300)로 신호를 보내면, 제어조작부(300)에서는 세척수저장조(200)에 저장된 세척수가 변기몸체(100) 내부로 공급되도록 세척수분사 명령을 내리게 된다.

제어조작부(300)의 세척수 분사명령으로 좌대(120)의 저면 또는 변기몸체(100)의 상단 테두리 내측에 구비된 복수의 세척수 분사노즐(210)로 세척수가 공급되어 변기몸체(100)의 내부를 향해 분사, 변기몸체(100)의 내벽을 세척하게 된다.

복수의 세척수 분사노즐(210)에서 분사된 세척수는 변기몸체(100)의 내벽을 씻어내린 후에 분뇨유입구(402)를 밀폐하고 있는 분뇨받이(404) 상면으로 낙하되고, 세척수분사가 이루어질 때 제어조작부(300)의 신호를 받은 분뇨받이(404)는 하방으로 개방되면서 그 상면에 적재된 분뇨 및 세척수를 분뇨처리조(400)로 낙하되도록 한다.

변기몸체(100)의 내부로 분사되는 세척수는 제어조작부(300)에서 설정된 시간 또는 설정된 양만큼 소량만 분사되고, 세척수 분사가 마무리되면서 개방된 분뇨받이(404)는 자동으로 닫혀 분뇨처리조(400)의 내부와 변기몸체(100) 내부 사이를 차단하게 된다.

상술한 설명에서는 세척수분사가 이루어질 때 분뇨받이(404)가 하강되어 분뇨유입구(402)를 개방, 수집된 분뇨를 하방으로 배출하는 일례를 설명하였으나, 사용자가 제어조작부(300)에 구비된 세척수 분사버튼을 누를 경우 그 신호에 따라 분뇨받이(404)가 개방되고, 분뇨받이(404)의 개방된 상태는 세척수가 분사가 마무리될때가지 계속 이어져 세척수 분사가 완료되면 그때 분뇨받이(404)가 닫히도록 구성될 수도 있다.

상기 분뇨처리조(400)의 내부는 기 투입된 고온성 미생물(410) 및 저장수(450)가 일정량만큼 채워진 상태가 유지되고 있으며, 분뇨처리조(400)로 유입된 분뇨는 일정기간 잔류하면서 고온성 미생물의 활동으로 완전 분해가 이루어지게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 분뇨처리조(400) 내부에 투입된 고온성 미생물은 서식에 적합한 최적의 온도(50~60℃)만 유지되면 최소 6월 이상 생존하는 것으로 본 발명자의 실험에 의해 확인되었기 때문에, 적어도 6개월마다 준비된 고온성 미생물을 일정량씩 보충만 할 경우 반 영구적으로 분뇨처리에 이용할 수 있다.

그리고, 상기 고온성 미생물(410)이 서식하는데 적정한 온도와 수분이 필요하여 상기 분뇨처리조(400)의 내부는 유체히팅 저장조(420)에 의해 항상 일정온도가 유지되며, 상기 유체히팅 저장조(420)의 내부에는 히팅수단(422)이 구비되어 분뇨처리조의 내부에 설치된 온도센서(414) 및 내부 수위를 감시하기 위한 수위센서(412)의 감지신호를 토대로 제어조작부의 제어명령에 따라 전원이 공급되면서 발열이 이루어지도록 구성된다.

또한, 상기 분뇨처리조(400)의 내부로 다량의 분뇨가 유입될 경우, 고온성 미생물(410)의 활동이 용이하도록 분뇨를 잘게 부수거나 뭉쳐진 분뇨를 분리하기 위해 구동모터(482)의 회전력으로 회전이 이루어지는 교반기(480)가 더 설치되는 것이 바람직하다.

상기 온도센서(414)는 실시간으로 분뇨처리조(400)의 내부온도를 감지하여 제어조작부(300)로 감지된 온도정보를 전송하고, 제어조작부(300)는 온도센서(414)에서 감지된 온도정보가 설정된 기준온도 이하일 경우 유체히팅 저장조(420)의 히팅수단(420)으로 전원공급이 이루어지도록 제어하여 히팅수단(422)의 발열로 유체(424)의 온도를 높이고, 온도가 상승한 유체(424)와 접촉하고 있는 분뇨처리조(400)의 저면 및 측방 하단부위로 열전달이 이루어지면서 분뇨처리조(400)의 내부 온도가 상승하게 되며, 상기 온도센서(414)에서 감지된 온도정보가 설정된 기준온도 이상일 경우 히팅수단(422)은 제어조작부의 제어신호에 따라 전원이 차단되면서 분뇨처리조의 내부는 고온성 미생물이 활동하기 용이한 최적의 상태가 유지된다.

또한, 상기 수위센서(412)는 사용자가 배출하는 분뇨의 양 및 세척수의 유입량에 따라 수위가 변동될 수 있기 때문에 설정된 기준수위 이상의 수위가 감지될 경우, 제어조작부(300)로 신호를 보내 공기순환관(512)에 설치된 송풍기(514)가 동작되도록 하여 분뇨처리조(400) 내부의 고온 다습한 공기의 신속한 배출로 수분증발을 유도하여 분뇨처리조(400) 내부의 수위가 적정상태로 유지될 수 있도록 한다.

즉, 분뇨처리조(400) 내부의 저장수(450)는 고온성 미생물의 서식환경에 필요한 고온 상태가 항상 유지되고 있기 때문에, 송풍기(514)가 회전함으로써 고온다습한 공기가 외부로 배출되면서 저장수(450)의 증발이 신속하게 이루어지고, 이를 통해 높아진 수위를 낮아지게 되고, 저장수(450)가 기준수위 이하로 낮아질 경우에는 수위센서(412)의 신호를 받은 제어조작부(300)의 제어명령에 따라 송풍기(514)의 동작은 정지되어 강제 배기가 중지된다.

이와 같이, 분뇨처리조(400)의 내부환경은 온도센서(414) 및 수위센서(412)의 감지신호를 수신한 제어조작부의 제어명령으로 히팅수단(422)이 설치된 유체히팅 저장조(420)의 유체가 가온되면서 고온성 미생물이 서식하는데 필요한 최적의 환경을 유지하면서 수위조절도 함께 이루어지게 된다.

그리고, 뚜껑(110)이 열려진 상태에서 좌대(120)에 앉아 사용자가 용변을 보고 있는 동안, 분뇨처리조(400)의 상부에 구비된 분뇨받이(404)는 닫혀진 상태가 되고, 이때 송풍기(152)가 동작되어 분뇨처리조(400)의 내부 공기가 공기순환관(512)으로 배출되도록 함으로써 용변을 보는 동안 냄새가 변기몸체(100)의 상부로 유출되는 것을 예방할 수 있도록 구성되는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 사용자가 용변을 본 후 뚜껑(110)이 닫혀진 상태가 되면, 분뇨처리조 (400)의 상부에 구비된 분뇨받이(404)가 세척수 분사와 함게 개방되면서 수집된 분뇨가 분뇨처리조(400)로 낙하되는 동안 또는 세척수 분사가 마무리된 후 일정시간 동안 송풍기(152) 및 냄새제거수단(500)이 동작되도록 구성되어 분뇨처리조의 내부로 새롭게 유입된 세척수로 증가된 저장수의 수위를 낮추면서 냄새제거가 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

그리고, 상기 분뇨처리조(400)는 내부에 투입된 고온성 미생물의 활발한 활동이 유지될 수 있는 일정한 온도상태가 유지되도록 그 측부에 내외부간 열전달을 차단할 수 있는 일정 두께의 단열재(409)가 내부에 채워진 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

즉, 상기 분뇨처리조(400)는 비교적 중량이 가벼운 플라스틱 합성수지재의 내통(406)과 외통(408)으로 구성되되, 상기 내통(406)과 외통(408) 사이의 중공부에 일정 두께의 단열재(409)가 채워져 고온 상태를 유지하는 저장수(450)가 외부의 기온변화에 따라 빠르게 식는 것을 방지하고, 그 저면 또는 하단부의 일정 높이는 열전달이 용이한 재질로 구성되어 유체히팅 저장조(420)의 가열된 유체로부터 열전달이 신속하게 이루어질 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 도 7에는 상기 제어조작부(300)의 주요 구성 및 기능을 블럭도로 간단히 도시하고 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 상기 제어조작부(300)는 용변 후 사용자의 조작에 의해 변기몸체의 내부로 세척수를 분사하도록 제어하는 세척수 분사제어부(310)와, 상기 분뇨처리조(400)에 설치된 온도센서(414)의 온도감지를 통해 유체히팅저장조의 히팅수단(422)의 동작을 제어하는 온도감시제어부(320)와, 상기 분뇨처리조(400)의 내부 저장수 수위를 감시하는 저장수 수위감시부(330)가 구비된다.

또한, 상기 제어조작부(300)에는 공기순환관(512)에 설치된 송풍기(514)의 동작을 제어하는 송풍기 동작제어부(335)와, 상기 변기몸체(100)에 구비된 뚜껑(110)의 개폐상태를 감시하는 뚜껑개폐 감시부(340)가 구비된다.

또한, 상기 조작제어부(300)에는 상기 뚜껑(110)의 개폐 상태 또는 분뇨받이(404)의 개방동작에 따라 상기 냄새제거수단(500)의 동작을 제어하는 냄새제거수단 동작제어부(350)와, 상기 분뇨처리조(400)의 내부에 설치된 교반기(480)의 동작을 제어하는 교반기 동작제어부(360)가 구비된다.

이와 더불어, 상기 조작제어부(300)에는 분뇨유입구를 밀폐하고 있는 분뇨받이의 개폐상태를 감시하기 위한 분뇨받이 개폐감시부(365)와, 상기 분뇨처리조(400)의 내부 온도 또는 수위를 표시하는 정보표시부(370)와, 상기 각 부의 전원 공급을 제어하는 전원공급 제어부(380) 및 상기 각부를 제어를 원활하게 제어하기 위해 설정된 프로그램이 내장된 중앙처리부(305)를 포함한 구성으로 이루어진다.

상기 제어조작부(300)에 구비되는 각 부의 구성을 간략하게 설명하면, 상기 세척수 분사제어부(310)는 사용자가 용변을 본 후 수동으로 세척수 분사버튼을 누르면, 그 신호를 수신하여 세척수 분사가 이루어지도록 한다.

즉, 상기 세척수 분사제어부(310)는 대/소변을 구분하여 세척수 분사가 이루어질 수 있도록 구성될 수 있으며, 세척수 분사제어부(310)에서 수행되는 세척수 분사제어명령은 중앙처리부(390)의 제어명령에 따라 다른 부위와 연동해서 동작이 이루어질 수도 있다.

일례로, 상기 세척수 분사제어부(310)는 뚜껑이 일정시간 개방된 후 닫히는 신호를 뚜껑개폐감시부(340)에서 감지한 경우, 사용자가 용변을 보고 일어난 것으로 간주하여 뚜껑개폐감시부(340)에서 뚜껑의 밀폐신호가 발생되면, 그 신호에 따라 세척수 분사가 이루어지도록 구성될 수도 있다.

또 다른 일례로, 상기 세척수 분사제어부(310)는 분뇨받이 개폐감시부(365)에서 분뇨받이의 하향 개방이 이루어진 것을 감지한 경우, 그 감지신호에 따라 세척수 분사신호를 발생하여 변기몸체 내부로 세척수 분사가 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

또한, 상기 온도감시제어부(320)는 분뇨처리조 내부의 저장수의 수온을 감지한 온도센서의 신호를 수신하여 저장수의 온도가 기준온도 이내인지 실시간 감시하여 기준온도를 벗어나 하강할 경우, 중앙처리부로 신호를 보내고 중앙처리부는 유체히팅 저장조측으로 제어신호를 송출하여 히팅수단에 전원공급이 이루어지도록 하여 히팅수단의 발열로 가온된 유체의 열전달을 통해 분뇨처리조의 내부 온도가 상승될 수 있도록 한다.

또한, 온도센서에서 감지된 온도정보가 기준온도 이상으로 감지된 경우 상기 중앙처리부는 히팅수단으로 공급되는 전원을 차단하는 신호를 출력하게 된다.

그리고, 수위감시부(330)는 분뇨처리조 내부의 수위를 감시하여 변기의 사용빈도에 따라 세척수 유입이 많아 저장수의 수위가 기준수위를 초과할 경우, 중앙처리부(390)로 신호를 보내고, 중앙처리부(390)에서는 송풍기 동작제어부(335)로 신호를 보내 송풍기가 동작되도록 제어하게 된다.

송풍기가 동작됨으로 인해서 분뇨처리조 내부의 저장수는 증발이 가속화되어 외부로 배출되는 수분의 증발작용으로 높아진 수위가 낮아지게 된다.

상기 송풍기 동작제어부(335)에서 송풍기 동작신호가 출력되는 경우, 중앙처리부(390)에서는 냄새제거수단 동작제어부(350)로 신호를 보내 냄새제거수단이 동작되도록 하여 송풍기에서 배출되는 공기가 냉각핀을 경유하면서 응결되어 응결수로 배출되고 건조한 공기만 분뇨처리조로 유입되도록 하여 분뇨처리조 내부의 저장수 수위를 신속하게 낮출 수 있도록 한다.

한편, 상기 송풍기 동작제어부(335)는 수위감시부(330)의 기준수위 초과 감지신호 이외에도 뚜껑의 개폐를 감시하는 뚜껑개폐감시부(340)의 신호에 따라 송풍기의 동작을 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.

즉, 사용자가 용변을 보는 동안 뚜껑이 개방된 상태이므로, 뚜껑개폐감시부(340)는 뚜껑이 개방된 것을 감지하여 중앙처리부(390)로 신호를 보내면, 중앙처리부(390)는 송풍기 동작제어부(335)로 신호를 전달하고, 송풍기 동작제어부(335)에서 송풍기 동작신호가 출력되면 송풍기가 동작되어 분뇨처리조 내부의 공기가 공기순환수단을 통해 배출되고, 냄새제거수단의 동작을 통해 냄새가 제거된 공기가 분뇨처리조로 유입되는 폐순환 사이클이 수행되도록 하여 사용자가 용변을 보고 있는 동안 변기몸체 상부로 분뇨처리조의 내부 공기가 빠져나오는 것을 예방할 수 있도록 한다.

그리고, 분뇨받이 개폐감시부(365)는 사용자가 용변을 본 후 변기몸체 외측에 별도로 구비된 분뇨받이 개폐부재(405)를 조작하여 분뇨받이(404)를 개방시킬 경우, 분뇨받이(404)의 개방신호가 중앙처리부(305)로 전달되고, 중앙처리부(305)는 세척수 분사제어부(310)로 신호를 보내 세척수 분사가 이루어지도록 하여 변기몸체 내부로 분사된 세척수는 변기몸체 내부를 세척한 후에 개방된 분뇨받이를 통해 분뇨처리조로 유입하게 된다.

상기 분뇨받이 개폐감시부(365)는 분뇨받이를 수동으로 개폐조작을 할 경우에 필요하지만, 용변을 본 후 사용자가 세척수분사버튼을 누를 경우 세척수 분사와 함께 일정시간 자동으로 분뇨받이가 개방되도록 하는 자동 개폐방식을 채택할 경우 그 설치를 생략할 수 있으며, 자동으로 개방되는 경우 세척수 분사시간에 맞춰 그 개방시간을 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.

이와 더불어, 교반기 동작제어부(360)는 설정된 프로그램의 제어명령에 따라 일정 주기별로 교반기(480)가 동작되도록 하여 분뇨처리조(400)로 유입된 분뇨가 한 곳에 쌓이지 않고 분뇨처리조(400)의 바닥면에 골고루 분산되어 고온성 미생물의 활동이 활발하게 유지되도록 한다.

또한, 정보표시부(370)는 분뇨처리조 내부의 온도정보나 수위정보가 적정한지 여부를 표시하여 장치의 고장 발생으로 인해 고온성 미생물의 활동성이 낮아지는 것을 방지할 수 있도록 한다.

그리고, 전원공급제어부(380)는 외부로부터 입력된 전원을 각부의 동작에 필요한 전원으로 변환하여 공급하도록 구성되는 것으로, 별도의 전원공급 및 차단버튼이 구비되어 필요에 따라 전원공급을 임의로 제어할 수 있도록 구성된다.

한편, 도 8에는 사용자가 변기몸체(100)에서 용변을 본 후의 분뇨가 배출되는 동작과정이 단면도로 간략하게 도시되어 있다.

즉, 용변을 본 후 뚜껑(110)을 닫고 변기몸체(100) 외측에 구비된 분뇨받이 개폐부재(405)를 하방으로 조작하면, 분뇨받이 개폐감시부에서 분뇨받이(404)의 개방신호를 수신하여 중앙처리부로 신호를 보내고, 중앙처리부에는 세척수분사제어부로 신호를 보내 세척수가 분사되도록 한다(분뇨받이의 동작을 수동으로 구성한 경우에 한함).

변기몸체(100)의 내부로 분사된 세척수는 변기몸체(100)의 내벽을 씻어주면서 분뇨받이(404)의 상면으로 낙하되면서 하방으로 개방된 분뇨받이(404)의 상면을 씻어주면서 분뇨받이(404) 상면에 수집된 분뇨(W)와 함게 분뇨처리조(400)로 낙하된다.

뚜껑개폐 감지센서(115)를 통해 뚜껑(110)이 닫혀진 신호를 수신한 뚜껑개폐감시부는 중앙처리부로 신호를 출력하고, 중앙처리부에서는 송풍기동작제어부와 냄새제거수단 동작제어부로 신호를 보내 송풍기(514)와 냄새제거수단(500)이 각각 동작되도록 한다.

물론, 용변 후 분뇨처리조(400)의 내부로 새로운 세척수가 유입되어 저장수의 온도가 낮아질 경우, 상술한 온도센서(414)의 감지신호를 토대로 중앙처리부의 신호를 받은 유체히팅 저장조의 히팅수단(422)이 발열되어 분뇨처리조의 내부 온도를 높일 수 있도록 동작되는 것은 당연하다.

한편, 도면에 도시된 부호중 설명되지 않은 부호 105는 변기몸체(100)가 중공형으로 성형된 중공부를 나타내는데, 상기 중공부(105)는 세척수를 저장하는데 이용하여 세척수 저장조의 보조탱크로 활용될 수 있도록 세척수 공급시스템을 구성할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 미생물 변기는 미생물을 이용한 변기시스템에 사용됨으로써, 본 발명자가 안출한 기존의 미생물 변기시스템의 단점을 보완하여 보다 효용성이 높은 미생물 변기를 제공할 수 있도록 한다.

즉, 본 발명이 적용된 미생물 변기는 사용자가 배출한 분뇨를 외부로 따로 배출시키지 않고 자체적으로 분해할 수 있도록 하여 환경오염을 줄이고, 과다한 세척수 사용을 줄여 물 부족으로 인한 어려움을 해소할 수 있도록 한다.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 미생물 변기는 설치된 일반 주택의 화장실이나 이동식 컨테이너, 캠핑용 차량, 농막 등에 설치하여 사용할 경우 분뇨처리조의 냄새를 외부로 배출함이 없이 폐순환 사이클을 통해 처리수로 배출시키게 되어 분뇨의 냄새로 인한 사용상의 불편함을 없앨 수 있는 매우 유용한 장점을 제공할 수 있도록 한다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 위주로 상세한 설명을 하였으나, 본 발명의 기술적 사상의 범위 이내에서 당업자가 간단한 설계변경을 통해 다양한 변형 실시예를 구현할 수도 있다.

100 : 변기몸체 105 : 중공부
110 : 뚜껑 115 : 뚜껑 개폐감지센서
120 : 좌대 130 : 분뇨배출구
200 : 세척수저장조
210 : 세척수 분사노즐 250 : 체결부재
300 : 제어조작부 305 : 중앙처리부
310 : 세척수 분사제어부 320 : 온도감시제어부
330 : 수위감시부 340 : 뚜껑개폐 감시부
350 : 냄새제거수단 동작제어부 360 : 교반기 동작제어부
370 : 정보표시부 380 : 전원공급제어부
400 : 분뇨처리조 402 : 분뇨유입구
404 : 분뇨받이 405 : 분뇨받이 개폐부재
406 : 내통 407 : 분뇨받이 개폐감지센서
408 : 외통 409 : 단열재
410 : 고온성미생물 412 : 수위센서
414 : 온도센서 416 : 저장수
418 : 교반기 419 : 구동모터
420 : 유체히팅 저장조 422 : 히팅수단
424 : 유체
500 : 냄새제거수단 510 : 공기순환수단
512 : 공기순환관 514 : 송풍기
520 : 압축기 530 : 냉각핀
540 : 냉매순환관 550 : 응결수 저장조
T : 미생물 변기
S : 침전물 W : 분뇨

Claims (5)

1. 개폐 가능한 뚜껑(110), 좌대(120), 내측 하부로 구비된 분뇨배출구(130) 및 상기 좌대(120)의 저면 또는 상단 내측 테두리부에 세척수 분사노즐(210)이 구비된 변기몸체(100); 상기 변기몸체(100)의 내부 또는 외부에 설치되어 수동 또는 자동으로 변기몸체(100)의 내부로 세척수를 공급하도록 세척수가 저장되는 세척수저장조(200); 상기 변기몸체(100)의 하부에 분리 가능하게 설치되어 분뇨를 수집하되, 상면에 분뇨유입구(402)가 구비되고, 상기 분뇨유입구(402)의 저면으로 하방으로 개방 가능한 분뇨받이(404)가 구비되며, 내측에 일정량의 저장수(416)와 함께 분(糞)을 분해하는 고온성 미생물(410)이 투입되는 분뇨처리조(400); 상기 분뇨처리조(400)의 내부 수위 및 온도를 감시하도록 분뇨처리조의 내부에 설치되는 수위센서(412) 및 온도센서(414); 상기 분뇨처리조(400)의 내부와 연통되게 설치되어 분뇨처리조(400)의 내부 공기를 배기, 순환시킨 후에 다시 분뇨처리조(400)의 내부로 공급하는 공기순환수단(510); 상기 공기순환수단(510)에 연결되어 통과하는 공기 중 냄새와 수분을 제거하는 냄새제거수단(500);을 포함하되,
   상기 분뇨처리조(400)의 외측 하부에는 상기 분뇨처리조(400)의 저면 및 하단 일부가 내측으로 잠긴 상태에서 내부에 설치된 히팅수단(422)의 동작으로 내부에 채워진 유체를 가열하여 가온된 유체의 열이 상기 분뇨처리조(400)로 열전달되도록 하는 유체히팅 저장조(420)가 더 설치된 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 냄새제거수단(500)은 냉매 또는 공기를 고압상태로 압축시키는 압축기(520)와, 상기 압축기(520)에서 압축된 냉매가 순환되는 냉매순환관(540)과, 상기 냉매순환관(540)을 통해 공급된 냉매가 단열팽창이 이루어지면서 공기순환수단(510)을 통해 순환되는 공기가 외표면에 접촉되어 응축되도록 하는 냉각핀(530)과, 상기 냉각핀(530)에서 응축된 응결수가 배출되어 저장되는 응결수저장조(550);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 분뇨처리조(400)의 내부 공기를 상기 냄새제거수단(500)으로 강제 배출시킬 수 있도록 분뇨처리조(400)의 내부 공기가 빠져 나가는 상기 공기순환수단(510)의 공기순환관(512)에 송풍기(514)가 설치되고,
   상기 변기몸체(100)의 외측 또는 상기 세척수저장조(200)의 외측에는 변기몸체(100)의 내부로 세척수 분사제어와, 상기 온도센서(414) 및 수위센서(412)의 감지신호에 따라 상기 히팅수단(422), 냄새제거수단(500) 및 공기순환수단(510)의 동작을 제어하는 제어조작부(300)가 설치된 구성을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 변기몸체(100) 또는 상기 뚜껑(110)에는 뚜껑(110)의 개폐동작을 감지하여 제어조작부(300)로 신호를 보내는 뚜껑 개폐감지센서(115)가 설치되고,
   상기 분뇨처리조(400)의 일측에는 상기 분뇨받이(404)의 개폐 여부를 감지하여 상기 제어조작부(300)로 신호를 보내는 분뇨받이 개폐감지센서(407)가 설치되며,
   상기 제어조작부(300)는 상기 뚜껑 개폐감지센서(115) 또는 상기 분뇨받이 개폐감지센서(407)의 감지신호에 따라 상기 변기몸체(100)의 내부로 세척수 분사가 이루어지도록 제어하고,
   상기 분뇨처리조(400)의 내부에는 상기 제어조작부(300)의 설정된 프로그램을 통해 일정 주기별로 가동과 정지가 반복되면서 분뇨처리조(400)의 내부에 수집된 분뇨를 교반시키는 교반기(480)가 더 설치된 구성을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어조작부(300)는,
   용변 후 사용자의 조작에 의해 변기몸체(100)의 내부로 세척수를 분사하도록 제어하는 세척수 분사제어부(310)와, 상기 분뇨처리조(400)의 내부에 설치된 온도센서(414)의 감지신호에 따라 히팅수단(422)의 동작을 제어하는 온도감시제어부(320)와, 상기 분뇨처리조(400)의 내부 저장수(450) 수위를 감시하는 수위감시부(330)와, 상기 뚜껑개폐 감지센서(115)의 감지신호를 통해 뚜껑(110)의 개폐여부를 감시하는 뚜껑개폐 감시부(340)와, 상기 뚜껑(110) 또는 분뇨받이(404)의 개폐상태에 따라 상기 냄새제거수단(500)의 동작을 제어하는 냄새제거수단 동작제어부(350)와, 상기 분뇨처리조(400)의 내부에 설치된 교반기(480)의 동작을 제어하는 교반기 동작제어부(360)와, 상기 공기순환관(512)에 설치된 송풍기(152) 및 공기배출조절밸브(154)를 각각 제어하는 송풍기 동작제어부(335) 및 공기배출 조절밸브 개폐제어부(345)와, 상기 분뇨받이 개폐감지센서(407)의 감지신호에 따라 분뇨받이 개폐여부를 감시하는 분뇨받이 개폐감시부(365)와, 상기 분뇨처리조(400)의 내부 온도 또는 수위를 표시하는 정보표시부(370)와, 상기 각 부의 전원 공급을 제어하는 전원공급 제어부(380) 및 각부를 전반적으로 제어하는 중앙처리부(305);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미생물 분뇨처리조가 구비된 변기.