KR101683025B1 - 배설물 처리장치의 고액 분리기 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

배설물에 포함된 고형물과 휴지가 수거되는 고형물 수거통; 상기 고형물 수거통의 상면에 형성된 유입 포트의 상부에 일정 간격으로 이격되어 설치되고 변기와 연결되어 상기 배설물이 유입되는 배설물 유입통; 상기 유입 포트가 끼워지도록 상기 고형물 수거통 위에 설치되고 오수가 수거되는 오수 중간수거함; 회전운동에 의해 상기 유입 포트와 상기 배설물 유입통 사이의 간극에 삽입되거나 간극으로부터 인출되는 차단판과 상기 차단판에 연결되고 지지 축을 기준으로 회전하는 아암; 및 상기 아암이 회전운동하도록 직선 운동하는 실린더 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 배설물 처리장치의 고액 분리기가 개시된다.

Description

배설물 처리장치의 고액 분리기 어셈블리{Assembly for separating solid material and liquid in excrement treatment apparatus}
본 발명은 배설물 처리장치의 고액 분리기 어셈블리에 관한 것으로, 특히 배설물에 포함된 고형물과 오수를 확실하고 간단하게 분리하도록 하는 기술에 관련한다.
일반적으로, 옥외 화장실이나 이동식 화장실 등에서 배출되는 오수는 부영양화 원인물질인 질소(N)와 인(P)이 다량으로 포함되어 있을 뿐만 아니라 심한 악취가 발생한다.
오수에 포함된 질소와 인은 미생물의 활동 및 증식을 위한 단백질과 핵산 합성의 영양분으로 작용하게 되며, 잉여분은 제거되거나 방류되어 부영양화와 같은 수질 오염의 주된 원인이 되고 있다.
최근 오수에 포함된 질소와 인 및 악취를 제거하기 위해 생물학적 처리공정 또는 화학적 처리장치 및 기법이 개발되고 있으나 대부분에 화장실 혹은 오수처리시설은 유지관리가 불편하고 환경영향의 부담으로 화학적 처리공정을 적용하기가 곤란한 실정이다.
일 예로서, 본 발명자에 의한 공개특허공보 제2015-0047094호에서는, 변기가 설치되는 용변 공간의 하부에 바닥을 경계로 구획되는 수납공간에 인출 가능하게 수납되어 설치되며, 배설물에 포함된 오수와 고형물을 분리하기 위한 배설물 분리유닛; 및 상기 배설물 분리유닛으로부터 분리된 오수를 정화 처리하기 위한 오수 처리영역과 고형물을 처리하기 위한 고형물 처리영역이 구획되어 형성된 오수 처리유닛을 포함하며, 상기 배설물 분리유닛은 상기 오수 처리유닛의 상부에 분리 가능하게 결합하여 결합 몸체를 구성하는 것을 특징으로 하는 오수 재활용 배설물 처리장치를 개시하고 있다.
이 특허에서는, 배설물에 포함된 고형물과 오수를 분리하기 위한 배설물 분리유닛을 개시하는데, 배설물 분리유닛은 베이스, 베이스의 바닥에 일측으로 치우쳐 설치된 수거통, 베이스의 바닥에 슬라이드 가능하게 설치되어 수거통의 하부를 개방하거나 차단하는 개폐판, 및 개폐판을 이동시키는 이동유닛으로 이루어지는데, 개폐판이 수거통의 개구를 차단하면, 배설물은 개폐판의 바닥에 쌓여 고형물은 잔류하고 오수는 수거통의 배출구멍을 통하여 오수 처리용기로 배출된다.
그러나, 이러한 종래의 구조에 의하면, 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 개폐판이 로드 방식에 의해 직선운동을 하기 때문에 개폐판의 크기가 증가하는 경우, 그에 따라 로드의 길이가 길어질 수밖에 없고 그 결과 배설물 분리유닛의 전체 크기가 증가한다는 문제점이 있다.
둘째, 배출구멍으로 오수뿐만 아니라 고형물의 일부도 포함되어 나오기 때문에 오수에 일부 고형물이 포함된 상태로 오수 정화처리를 수행하기 때문에 정화처리효율이 떨어진다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 크기를 줄이면서 구조가 간단한 배설물 처리장치의 고액 분리기 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 오수에 포함된 고형물을 완전히 제거할 수 있는 고액분리기 어셈블리를 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 배설물에 포함된 고형물과 휴지가 수거되는 고형물 수거통; 상기 고형물 수거통의 상면에 형성된 유입 포트의 상부에 일정 간격으로 이격되어 설치되고 변기와 연결되어 상기 배설물이 유입되는 배설물 유입통; 상기 유입 포트가 끼워지도록 상기 고형물 수거통 위에 설치되고 오수가 수거되는 오수 중간수거함; 회전운동에 의해 상기 유입 포트와 상기 배설물 유입통 사이의 간극에 삽입되거나 간극으로부터 인출되는 차단판과 상기 차단판에 연결되고 지지 축을 기준으로 회전하는 아암; 및 상기 아암이 회전운동하도록 직선 운동하는 실린더 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 배설물 처리장치의 고액 분리기에 의해 달성된다.
상기의 목적은, 상기한 고액 분리기; 필터링된 오수가 수거되는 오수 수거통; 상기 오수 수거통의 양단에 설치된 구동 축과 종동 축; 및 상기 구동 축과 상기 종동 축 사이에 설치되고, 바닥에 다수의 필터 구멍이 형성되며, 상기 고액 분리기의 오수 중간수거함으로부터 공급되는 오수가 유입되는 거름통으로 구성된 오수 수거유닛을 포함하며, 상기 종동 축에 설치된 부직포 롤로부터 풀려나온 부직포가 상기 거름통의 하부를 지나 상기 구동 축에 감기고, 상기 구동 축에 연결된 구동모터가 회전함에 따라 상기 부직포는 일정한 속도로 이송하는 것을 특징으로 하는 배설물 처리장치의 고액 분리기 어셈블리에 의해 달성된다.
바람직하게, 상기 종동 축과 상기 거름통 사이에 폭 방향으로 가이드가 설치되어 상기 부직포 롤에서 풀린 부직포가 균일한 높이를 유지하도록 할 수 있다.
상기한 구조에 의하면, 차단판이 회전운동에 의해 배출통을 막거나 열기 때문에 동작 반경이 작아 전체적인 크기를 줄일 수 있다.
또한, 시간상으로 소변 이외에 고형물로부터 추출되는 오수를 먼저 배출시킨 다음에 고형물을 처리할 수 있어 가능한 고형물에 오수가 잔류하지 않도록 할 수 있다.
또한, 고형물을 배출하는 경우 이외에는 수거통과 연통되는 유입 포트를 차단판이 막고 있어 수거통으로부터 악취가 올라오지 않도록 한다.
또한, 정화에 앞서 오수에 포함될 수 있는 고형물이나 다른 이물질을 사전에 제거함으로써 정화 효율을 더욱 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 배설물 처리장치의 고액 분리기 어셈블리를 보여준다.
도 2는 고액 분리기의 작동 상태를 보여준다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 오수 재활용 배설물 처리장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 배설물 처리장치의 고액 분리기 어셈블리를 보여준다.
고액 분리기 어셈블리(10)는 고액 분리유닛과 오수 수거유닛으로 구성된다.
고액 분리유닛과 오수 수거유닛은 이 실시 예와 같이 별도의 구조로 제작되어 한 세트로 구성되거나 단일의 하우징으로 구성할 수 있다.
통상 옥외에 설치되는 간이 화장실은 변기가 설치되는 바닥을 구비하여 사용자가 용변을 보는 용변 공간과 바닥 아래에 구비된 수납공간으로 구분되는데, 고액 분리기 어셈블리(10)는 수납 공간에 설치된다.
이하, 각 부분에 대해 상세하게 설명한다.
<고액 분리유닛>
고액 분리유닛은 고형물을 수거하기 위한 수거통(100)을 구비한다.
수거통(100)은, 도시되지 않았지만, 내부에 공간이 구비된 박스 형상으로 내부에 고형물을 분쇄하기 위한 분쇄 스크류가 설치될 수 있으며, 분쇄 스크류를 구동하기 위한 구동모터(180)가 외부에 설치된다.
또한, 수거통(100)에는 고형물을 분해하기 위해 바이오 재료나 미생물이 투입되거나 톱밥이 투입될 수 있다.
수거통(100)의 일측 모서리에는 오수 분리공간(102)이 마련될 수 있는데, 고형물로부터 추출되는 일부 오수가 격벽(미도시)을 통하여 오버 플로되어 모이며, 분리 추출된 오수는 별도의 배관을 통하여 외부로 배출될 수 있다.
이 실시 예의 도면에서는, 구조를 이해하기 쉽게 각종 배관이나 포트 등에 대한 구조는 생략한 것에 유의해야 한다.
수거통(100)의 상면에는 고액 분리기가 설치되는데, 고액 분리기의 상세한 구조는 원안에 확대하여 도시된다.
수거통(100)의 일정 위치에는 원통 형상의 유입 포트(112)가 돌출 형성되고, 상면이 개구되고 바닥에 유입 포트(112)가 끼워지는 일정 크기의 오수 중간수거함(110)이 수거통(100)의 상면으로부터 이격하여 설치된다.
이 실시 예에서 오수 중간수거함(110)은, 가령 다각형상으로 이루어지지만 이에 한정되지 않고, 또한 오수의 배출이 용이하도록 수거통(100)의 상면으로부터 이격하여 설치되지만 이에 한정되지 않는다.
오수 중간수거함(110)은 측벽으로 둘러싸인 형상이며, 어느 한 측벽에는 후술하는 차단판(130)의 아암(132)이 통과하는 슬롯(116)이 형성되며, 다른 측벽에는 배수관(160)이 연결되어 후술하는 오수 수거유닛에 연결된다.
오수 중간수거함(110)의 바닥에는 다수의 지지대(114)(도면에서는 편의상 1개만 도시하고 있음)가 설치되어 배설물 유입통(120)을 지지한다. 그 결과, 배설물 유입통(120)은 유입 포트(112)의 상부에 일정 간격으로 이격되어 설치되는데, 이 간극으로, 후술하는 것처럼, 차단판(130)이 삽입되거나 인출된다.
배설물 유입통(120)은 원판 형상으로 유입구멍(122)이 형성된 지지판(121)과 지지판(121)의 하부에 결합된 원통 형상의 배출통(124)으로 구성된다.
지지판(121)의 유입구멍(122)은 변기(미도시)의 하단에 연결되어 변기로부터 배설물이 유입되는 입구가 되며, 배출통(124)의 하단을 따라 배출구멍(126)이 형성되어 오수가 배출통(124) 외부로 누출되도록 한다.
차단판(130)은 원판 형상으로 회전 아암(132)이 일체로 형성되고, 회전 아암(132)은 오수 중간수거함(110)의 측벽에 형성된 슬롯(116)을 통하여 일부가 외부로 돌출된다.
아암(132)에는 오수 중간수거함(110)의 바닥으로부터 돌출된 지지 축(115)이 끼워지고 아암(132)은 지지 축(115)을 중심으로 회전하게 된다.
오수 중간수거함(110)의 외부로 돌출된 아암(132)의 단부에는 실린더(140)의 피스톤 로드(142)의 단부가 연결되어 피스톤 로드(142)가 삽입되거나 인출됨에 따라 아암(132)이 회전하게 된다. 다시 말해, 피스톤 로드(142)의 직선운동에 의해 아암(132)이 회전운동을 하게 된다.
이하, 고액 분리유닛의 작동에 대해 설명한다.
도 2는 고액 분리기의 작동 상태를 보여준다.
사용자가 변기에 앉아 용변을 보는 경우, 도 2(a)와 같이, 차단판(130)은 유입 포트(112)와 배설물 유입통(120) 사이의 간극(113)에 끼워진 상태를 유지한다.
따라서, 변기로부터 지지판(120)의 유입구멍(122)을 통하여 유입되는 배설물 중 대변을 포함하는 고형물은 배출통(124) 내부에서 차단판(130) 위에 쌓이고, 소변을 포함하는 오수는 배출통(124)의 배출구멍(126)을 통하여 배출통(124) 외부로 누출된다.
배출통(124) 외부로 누출된 오수는 차단판(130) 표면을 흐르다가 떨어져 오수 중간수거함(110)의 바닥 위로 떨어진다.
사용자가 용변을 마치고 휴지를 변기에 버린 후 물을 내리면, 마찬가지로 휴지는 대변과 같이 차단판(130) 위에 쌓이고, 사용된 물은 배출구멍(126)을 통하여 배출통(124) 외부로 누출되어 오수 중간수거함(110)의 바닥 위로 떨어진다.
사용자가 화장실 문을 열고 나가면, 감지센서(미도시)가 이를 감지하고 제어부에 감지신호를 전달하면, 제어부는 실린더(140)를 구동 제어하여 도 2(a)와 같이 피스톤 로드(142)를 당긴다.
그 결과, 도 2(b)와 같이, 아암(132)이 회전하면서 차단판(130)은 간극(113)으로부터 인출되는데, 인출과정에서 차단판(130) 위에 쌓인 고형물과 휴지는 배출통(124)의 측벽 하단에 의해 긁히면서 유입 포트(112)를 통하여 낙하하여 수거통(100)으로 떨어지게 된다.
이후, 제어부의 제어에 의해 실린더(140)가 구동 제어되어 피스톤 로드(142)가 원 상태로 인출되면 아암(132)은 반대로 회전하고 차단판(130)은 간극(113)으로 다시 삽입된다.
이러한 구조에 의하면, 차단판이 회전운동에 의해 배출통을 막거나 열기 때문에 동작 반경이 작아 전체적인 크기를 줄일 수 있다.
또한, 시간상으로 소변 이외에 고형물로부터 추출되는 오수를 먼저 배출시킨 다음에 고형물을 처리할 수 있어 가능한 고형물에 오수가 잔류하지 않도록 할 수 있다.
또한, 고형물을 배출하는 경우 이외에는 수거통과 연통되는 유입 포트를 차단판이 막고 있어 수거통으로부터 악취가 올라오지 않도록 한다.
<오수 수거유닛>
오수 수거유닛은 오수 정화유닛의 전 단계에서 오수에 포함된 일부 고형물을 제거함으로써 오수 정화의 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 1을 참조하면, 오수 수거통(200)은 상면이 개구된 박스 형상으로 일단에 구동모터(240)에 의해 회전하는 구동 축(242)이 폭 방향을 설치되어 부직포(211)를 잡아당겨 회전 축(242)에 감기도록 한다.
오수 수거통(200)의 타단에는 종동 축(212)이 폭 방향으로 설치되는데, 종동 축(212)에는 부직포가 감겨서 형성된 부직포 롤(210)이 설치된다.
따라서, 구동모터(240)에 의해 구동 축(242)이 회전하면, 종동 축(212)에 감긴 부직포 롤(210)이 풀리면서 일정한 속도로 부직포(211)가 풀려나온다.
여기서, 부직포(211)는 일정한 속도로 계속하여 이송되거나, 이송과 정지를 주기적으로 반복할 수 있다. 또한, 부직포(211)를 무단(endless)으로 형성하여 구동 축(242)과 종동 축(212) 사이를 반복하여 주행하도록 할 수 있다.
부직포(211)의 진행방향으로 볼 때, 부직포 롤(210)의 후단에는 가이드(220)가 설치되어 부직포 롤(210)에서 풀린 부직포(211)가 균일한 높이를 유지하도록 한다.
가이드(220)의 후단에는 거름통(230)이 설치되며 상기한 것처럼, 오수 중간수거함(110)에 연결된 배수관(160)이 거름통(230)까지 연장되어 오수 중간수거함(110)으로부터 오수를 공급한다.
거름통(230)의 바닥에는 필터 구멍(232)이 형성되어 혹시나 공급된 고형물 중 크기가 큰 것을 최종적으로 거르게 된다.
오수 중간수거함(110)에 소변, 고형물로부터 추출된 오수 그리고 처리용수 등이 채워져 배수관(160)을 통하여 거름통(230)으로 배출되면, 이들 오수는 필터 구멍(232)을 통하여 배출되면서 부직포(211)에서 필터링된 후 오수 수거통(200)으로 떨어진다.
거름통(230) 하부에 위치한 부직포(211)는 필터링에 사용된 후 이동하여 새로운 부직포(211)가 거름통(230) 하부에 위치함으로써 오수의 필터링이 확실하게 이루어지도록 한다.
오수 수거통(200)에 수거된 필터링된 오수는 이후 오수 정화유닛으로 보내져 정화되는데, 이 실시 예와 같이, 정화에 앞서 오수에 포함될 수 있는 고형물이나 다른 이물질을 사전에 제거함으로써 정화 효율을 더욱 높일 수 있다.
전술한 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 고형물 수거통
110: 오수 중간수거함
112: 유입 포트
120: 배설물 유입통
121: 지지판
122: 유입구멍
124: 배출통
126: 배출구멍
130: 차단판
132: 아암
160: 배수관
200: 오수 수거통
210: 부직포 롤
211: 부직포
212: 종동 축
220: 가이드
230: 거름통
240: 구동모터

Claims (3)

  1. 고액 분리기와 상기 고액 분리기로부터 분리된 오수를 수거하는 오수 수거유닛으로 구성되며,
    ⅰ) 상기 고액 분리기는,
    배설물에 포함된 고형물과 휴지가 유입되는 고형물 수거통;
    상기 고형물 수거통 위에 설치되고 상기 배설물에 포함된 오수를 임시로 수거하는 오수 중간수거함;
    상단이 변기와 연결되어 상기 배설물이 유입되고, 하단이 상기 오수 중간수거함의 바닥으로부터 이격되도록 상기 오수 중간 수거함에 고정되는 배설물 유입통;
    상기 배설물 유입통의 하단을 개폐하는 차단판과 상기 차단판에서 일체로 연장되는 아암으로 구성되고, 상기 아암의 회전에 의해 상기 차단판이 상기 배설물 유입통의 하단을 개폐하는 개폐유닛; 및
    상기 아암이 회전운동하도록 직선 운동하는 실린더 유닛을 포함하고,
    ⅱ) 상기 오수 수거유닛은,
    정화 처리된 오수가 수거되는 오수 수거통;
    상기 오수 수거통의 양단에 설치된 구동 축과 종동 축;
    상기 구동 축과 상기 종동 축 사이에 설치되고, 바닥에 다수의 필터 구멍이 형성되어 상기 고액 분리기의 오수 중간수거함으로부터 공급되는 오수 중에 포함된 고형물을 상기 필터 구멍을 통하여 1차 제거하는 거름통; 및
    상기 거름통의 하부에서 이송되도록 상기 구동 축과 상기 종동 축 사이에 연결되는 부직포를 포함하며,
    상기 부직포가 이송되면서 상기 거름통으로부터 낙하하는 오수에 포함된 이물질을 2차 제거하는 것을 특징으로 하는 배설물 처리장치의 고액 분리기 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 종동 축과 상기 거름통 사이에 폭 방향으로 가이드가 설치되어 상기 부직포가 균일한 높이를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 배설물 처리장치의 고액 분리기 어셈블리.
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