KR102243859B1 - 야외용 유기성 오물 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명 야외용 유기성 오물 처리장치는, 내부에 공간부가 형성된 원통형 구조이며, 상면에는 투입구가 형성되고, 내부의 중간부분에 관통공이 형성된 격벽(111)이 구비되며, 투입구와 격벽(111) 사이에는 하측방향으로 경사지면서, 외면이 원호형의 형상을 하고 있는 가이드부(112)가 구비된 몸체(110), 몸체(110) 하부의 미생물이 저장되는 분해공간, 몸체(110)의 상면 일측에 힌지를 매개로 결합된 커버(120), 커버(120)의 외면에 구비된 태양전지(150), 몸체(110)의 저면에 함몰된 형태로 구비되어 미생물의 분해환경에 적합한 온도로 분해공간 내의 사람의 분변 또는 음식물쓰레기 등의 유기성 오물을 가열하는 나노카본히터(130), 몸체(110)의 일측에 구비된 BLDC 모터(M)와 축결합되어, 사람의 분변 또는 음식물쓰레기 등의 유기성 오물을 교반시켜, 미생물의 분해효율을 상승시키는 교반기(140), 분해공간의 상단부에 관통된 통공에 설치되어, 외부의 공기를 분해공간으로 흡입하는 흡입팬(170a), 분해공간의 상단부에 관통된 통공에 설치되며, 흡입팬(170a) 보다 상측에 형성되어, 미생물의 분해과정에서 상승하는 악취를 외부로 배기시키는 배기팬(170b)을 포함하는 것을 요지로 한다.

Description

야외용 유기성 오물 처리장치 {outdoor organic filth treatment unit}
본 발명은 캠핑 등의 야외에서 발생하는 오물 처리장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 미생물을 이용하여 음식물 쓰레기 또는 사람이 분변 등의 유기성 오물을 발효, 숙성, 분해시킴으로서, 유기성 오물을 야외에서 손쉽게 처리하여, 환경오염을 방지할 수 있으면서, 캠핑생활의 불편함을 해소할 수 있는 야외용 유기성 오물 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 인구의 증가, 경제발전의 가속화 및 국민소득의 증가에 따라 인간의 생활수준은 향상되고 있으며, 이에 따라 캠핑카를 이용하여 야외에서 차박을 하는 등의 캠핑문화가 확산되고 있다.
특히, 캠핑문화의 저변 확대로 인하여 야외에서 발생하는 사람의 분변, 음식물 쓰레기 등과 같은 유기성 오물에 의한 환경오염은 캠핑 생활의 해결과제가 되고 있다.
상기와 같은 유기성 오물을 처리하는 방법 중 가장 일반적인 것으로는, 발생하는 유기성 오물을 매립하는 것이었다.
그러나, 시간이 지날수록 매립지 공간은 계속해서 줄어들고, 유기성 오물을 수송하고 매립하는 비용이 과도하게 소요되는 문제점이 있으며, 매립으로 발생하는 침출수 및 악취 등으로 인하여 토양 및 수질이 오염되는 문제점이 있으므로, 이후에 제안된 것이 아래에서 보여지는 오물 처리장치이다.
도 1은 종래 야외용 오물 처리장치의 상태도이다.
도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 오물 처리장치는, 무수 변기(80)의 하측에 구비된 저류조(81)와, 저류조(81)와 커터펌프(82)가 설치된 연결관(83)으로 연결된 폭기조(84)와, 폭기조(84)와 저류조(81)를 연결하여 저류조(81)에 저장되는 사람이 분변 또는 음식물 쓰레기 등의 유기성 오물이 연속적으로 순환하면서 정화되도록 하는 다른 연결관(85)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 오물 처리장치는, 무수변기(80)에서 배출된 오물이 저류조(81)로 유입되면, 저류조(81)에서 오물은 다시 연결관(83)을 따라 이동하여 커터펌프(82)에 의해 분쇄되면서 폭기조(84)로 이송된다.
이후 오물은 폭기조(84)에서 호기성 미생물에 의해 유기물이 제거되고, 동시에 오물에서 발생되는 가스는 배기구(86)를 통해 대기 중으로 빠져나가며, 정화된 오수는 연결관(85) 통하여 저류조(81)로 복귀한 뒤 연결관(83)을 통하여 동일한 과정을 재차 순환하는 오물 처리장치가 공지되어 있다.
그러나, 전술한 종래의 오물 처리장치는 온도 등의 발효 환경이 적절하지 않아, 폭기조에 투입된 미생물의 생존확률이 저하되는 문제점이 있는 것과 더불어, 오물의 처리가 원할하게 이루어지지 않으며, 악취를 동반하여 캠핑환경을 오염시키고, 대형의 구조물이므로, 설치 및 유지 보수가 어려운 문제점이 있다.
등록실용신안공보 제20-0321856호 (2003.07.31. 공고)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 미생물에 의한 유기성 오물의 분해가 원활하게 이루어져, 잔존물을 최소화하고, 오물을 교반하면서 적정온도를 유지시켜 사람의 분변 또는 음식물 쓰레기 등의 유기성 오물의 분해 및 발효를 촉진하며, 오물 분해 중에 발생하는 악취를 제거하여 주변환경이 오염되는 것을 방지하면서, 소형이므로, 휴대가 간편하여, 캠핑생활을 하는 사람들의 이용 편의를 극대화할 수 있는 야외용 유기성 오물 처리장치를 제공하고자 함이다.
본 발명 야외용 유기성 오물 처리장치는, 내부에 공간부가 형성된 원통형 구조이며, 상면에는 투입구가 형성되고, 내부의 중간부분에 관통공이 형성된 격벽이 구비되며, 투입구와 격벽 사이에는 하측방향으로 경사지면서, 외면이 원호형의 형상을 하고 있는 가이드부가 구비된 몸체, 몸체 하부의 미생물이 저장되는 분해공간, 몸체의 상면 일측에 힌지를 매개로 결합된 커버, 커버의 외면에 구비된 태양전지, 몸체의 저면에 함몰된 형태로 구비되어 미생물의 분해환경에 적합한 온도로 분해공간 내의 사람의 분변 또는 음식물쓰레기 등의 유기성 오물을 가열하는 나노카본히터, 몸체의 일측에 구비된 BLDC 모터(M)와 축결합되어, 사람의 분변 또는 음식물쓰레기 등의 유기성 오물을 교반시켜, 미생물의 분해효율을 상승시키는 교반기, 분해공간의 상단부에 관통된 통공에 설치되어, 외부의 공기를 분해공간으로 흡입하는 흡입팬, 분해공간의 상단부에 관통된 통공에 설치되며, 흡입팬 보다 상측에 형성되어, 미생물의 분해과정에서 상승하는 악취를 외부로 배기시키는 배기팬을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 분해공간 내의 미생물은, 바실러스 세레우스(Bbacillus cereus), 아르카노박테리움 헤몰리티컴(Arcanobacterium haemolyticum), 락토바실러스 델브루엑키락티스(Lactobacillusdelbrueckiilactis), 프로비덴시아 스투알티(Providencia stuartii), 스타필로코쿠스클루시(Staphylococcuskloosi), 비브리오 헤몰리티쿠스(Vibrio haemolyticus)에서 선택되는 1종 이상의 미생물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 분해공간의 내벽면에 구비되어, 분해공간의 온도를 측정하고, 그 측정된 수치를 제어부로 송신하는 온도센서, 기 설정되어 내장된 미생물 분해온도와 온도센서로부터 수신된 온도를 비교하여 수신된 온도가 낮으면, 나노카본히터를 가동하여 분해공간 내의 온도를 상승시키는 제어부가 더 포함된 것을 특징으로 한다.
또한, 격벽이 형성하는 관통공을 선택적으로 차폐하는 개폐밸브가 더 구비되되: 개폐밸브는, 일측 격벽을 관통하고, 타측 격벽의 내벽면에 회전이 가능하게 결합된 회전축과, 회전축의 일측 끝단에 구비되며, 외면에는 LED가 구비된 손잡이와, 원판이 절곡된 'ㄱ'자 형상을 가지며, 격벽의 일측에 형성된 가이드홈에 내장되어 가이드홈 내에서 슬라이드 이동하는 제1차단판과, 원판이 절곡된 'ㄴ'자 형상을 가지며, 격벽의 타측에 형성된 가이드홈에 내장되어 가이드홈 내에서 슬라이드 이동하는 제2차단판과, 제1차단판의 상측 내면에 돌출된 구조로 구비된 제1웜기어와, 제2차단판의 하측 내면에 돌출된 구조로 구비된 제2웜기어와, 회전축의 일측 외면에 고정되고, 제1웜기어와 치합된 제1웜과, 회전축의 타측 외면에 고정되고, 제2웜기어와 치합된 제2웜과, 제1차단판 및 제2차단판의 전면에 형성된 요철홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1웜의 기어산은 회전축을 수직하는 가상의 선을 기준으로 제1경사각을 형성하고, 제2웜의 기어산은 회전축을 수직하는 가상의 선을 기준으로 제2경사각을 형성하며, 제1경사각과 제2경사각은 반대로 형성되어 있는 것을 특징으로 하한다.
또한, 교반기는, 일측은 분해공간의 내벽면에 회전이 가능하도록 결합되며, 타측은 BLDC모터와 축 결합된 교반축과, 교반축 외면의 일정구간에 구비된 스크류와, 얇은 판재의 형상이며, 교반축이 형성하는 가상의 축선과 제3경사각을 가지는 형상으로 구비된 제1블레이드와, 얇은 판재의 형상이며, 교반축이 형성하는 가상의 축선과 제4경사각을 가지는 형상으로 구비된 제2블레이드와, 제3경사각과 제4경사각은 반대방향으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 제1블레이드가 상측방향을 향할 때를 기준으로 제1블레이드의 끝단에서 아래 방향으로 개방된 원호형 판재의 형상으로 구비되며, 상,하면을 관통하는 교반통공이 형성된 제1보조블레이드와, 제2블레이드가 상측방향을 향할 때를 기준으로 제2블레이드의 끝단에서 위 방향으로 개방된 원호형 판재의 형상으로 구비되며, 상,하면을 관통하는 교반통공이 형성된 제2보조블레이드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 분해공간의 외벽에 관통된 형상으로 구비된 배기구에 배기팬 및 탈취수단이 구비되되; 탈취수단은, 활성탄 입자들 사이에 공간이 형성되어 공기가 유통할 수 있는 판재형상의 활성필터와, 제올라이드 입자들 사이에 공간이 형성되어 공기가 유통될 수 있는 판재형상의 제올라이트필터가 적층된 구조를 가지며, 활성탄입자와 제올라이트 입자들의 일부는 은나노 처리된 제1필터, 공기가 통과할 수 있는 판재의 형상이며, 백금으로 코팅된 제2필터, 공기가 통과할 수 있는 판재의 형상이며, 이산화티탄으로 코팅된 제3필터, 배기구의 내벽면에 구비된 자외선 발광등을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 미생물에 의한 사람의 분변 또는 음식물 쓰레기 등의 유기성 오물의 분해가 원활하게 이루어져, 잔존물을 최소화하는 효과가 있다.
또한, 오물을 교반하면서 적정온도를 유지시켜 사람의 분변 또는 음식물 쓰레기 등의 유기성 오물의 분해 및 발효를 촉진하며, 오물 분해 중에 발생하는 악취를 제거하여 주변환경이 오염되는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 소형이므로, 휴대가 간편하여, 캠핑생활을 하는 사람들의 이용 편의를 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 야외용 오물 처리장치의 상태도.
도 2는 본 발명 야외용 유기성 오물 처리장치의 측단면도.
도 3은 본 발명 야외용 유기성 오물 처리장치의 정단면도.
도 4는 개폐밸브의 분해사시도.
도 5는 개폐밸브의 결합상태 단면도.
도 6은 개폐밸브가 관통공을 폐쇄하는 상태의 단면도.
도 7은 개폐밸브 밀봉구조의 단면도.
도 8은 씰링수단의 확대사시도.
도 9는 교반기 설치상태의 개략도.
도 10은 블레이드의 부분확대 사시도.
도 11은 보조블레이드의 작동상태도.
도 12는 탈취수단의 단면도.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.
그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
이하에서 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참고하여 설명한다.
도 2는 본 발명 야외용 유기성 오물 처리장치의 측단면도, 도 3은 본 발명 야외용 유기성 오물 처리장치의 정단면도이다.
도시된 바와 같이 '야외용 유기성 오물 처리장치'(100. 이하 '오물 처리장치'라 한다)는, 몸체(110), 커버(120), 나노카본히터(130), 교반기(140), 태양전지(150), 밸브(160), 흡입팬(170a), 배기팬(170b), 제어부, 축전지, 온도센서(S)를 포함하고 있다.
몸체(110)는, 내부에 공간부가 형성된 원통형 구조를 가지고 있으며, 상면에는 투입구가 형성되어 있고, 몸체(110) 내부의 중간부분에는 중앙에 관통공이 형성된 격벽(111)이 구비되어 있다.
상기 몸체(110)의 투입구와 격벽(111) 사이에는 하측방향으로 경사지면서, 외면이 원호형의 형상을 하고 있는 가이드부(112)가 구비되어 있다.
이와 같은 몸체(110)의 투입구로 '사람의 분변, 음식물 쓰레기 등의 유기성 오물'(이하 '오물'이라 한다)을 투입하고, 투입된 오물은 가이드부(111)에서 안내되어 몸체(110) 하부의 미생물이 저장되어 있는 분해공간으로 투입된다.
상기 몸체(110)의 상면에 사람이 앉아서 용변을 볼수도 있음은 물론이다.
커버(120)는, 몸체(110)의 상면 일측에 힌지를 매개로 결합되어 있어, 힌지를 중심으로 회전하면서 몸체(110)의 투입구를 선택적으로 차폐한다.
태양전지(150)는, 상기 커버(120)의 외면에 구비되어 있으며, 태양전지(150)에서 얻어지는 전력은 후술하는 교반기(140)의 BLDC모터(M)를 구동하거나, 제어부 등의 전원으로 이용되며, 남는 전기는 몸체(110) 내부에 구비된 축전지에 저장되어, 야간 등 태양전지로부터 전기를 발전시킬 수 없을 때, 축전지의 전력을 이용하여, 오물 처리장치를 구동한다.
이와 같이 태양전지(150)를 커버(120)에 구비하는 것은 본 실시 예의 오물 처리장치가 야외에서 사용될 때, 상용전원을 이용할 수 없으므로, 태양전지를 이용하여 오물 처리정치를 구동하는 전원으로 사용하기 위함이다.
또한, 상용전원이 있는 캠핑장 등에서는 상용전원을 이용하여 오물 처리장치를 구동할 수 있음은 물론이다.
나노카본히터(130)는, 몸체(110)의 저면에 함몰된 형태로 구비되어 있으며, 미생물의 분해환경에 적합한 온도로 분해공간 내의 오물을 가열하는 기능을 가진다.
상기 나노카본히터(130)는 약 2만 가닥의 탄소섬유를 꼬아 약 1,800˚C의 온도로 열처리를 통해 만들어진 탄소발열체를 사용한 히터로서, 카본의 화학적 우수성을 그대로 간직하고 있어 내산성, 내알카리성이 우수하며 전열체로서 가장 중요한 전기적 안정성이 매우 우수한 효과가 있다.
또한, 상기 나노카본히터(130)는 작동 후 3초 정도면 가열이 수행되는 쾌속 가열이 가능하며, 높은 복사율과 열효율을 가져 일반 니크롬 열선 대비 최대 36%의 에너지 절감 효과가 있다.
즉, 나노카본히터(130)를 사용할 경우 열이 전원 온과 동시에 켜지고, 오프와 동시에 꺼져서 에너지 절약에 기여하고, 열이 원적외선 형태로 발열되어 오물 깊숙히 침투하므로 오물의 온도를 가변시키는 효율이 우수한 작용, 효과가 있다.
교반기(140)는, 몸체(110)의 일측에 구비된 BLDC 모터(M)와 축결합되어 있어, BLDC 모터(M)의 구동에 의하여 회전함으로써, 오물을 교반시켜, 미생물의 분해효율을 상승시키는 기능을 가진다.
위 교반기(140)를 구동하는 BLDC 모터(M)는, 종래의 DC모터에 쓰이던 브러시 대신 전자회로를 쓰는 브러시리스(Brushless)모터로서, 사용할수록 마모되는 브러시를 쓰지 않기 때문에 반영구적이며, 제품의 수명이 종래의 DC모터에 비하여 10배 이상 향상된 모터로서, 소음이 거의 없고, 진동이 최소화되며, 에너지효율이 20% 이상 개선된 친환경모터이다.
상기의 나노카본히터(130) 및 BLDC 모터(M)는 위에서 설명한 바와 같이 에너지 효율이 우수하므로, 전력의 소모가 적어, 야외에서의 태양광발전을 이용하는 환경에 적합한 것이다.
개폐밸브(160)는, 격벽(111)이 형성하는 관통공을 선택적으로 차폐하는 기능을 가짐으로써, 분해공간에서, 교반기(140)의 회전으로 인하여 비산하는 오염물 또는 분해공간에서 발생하는 악취가 관통공을 통하여 외부로 누출되는 것을 방지하는 작용, 효과를 갖는다,
상기 밸브(160)는 회전축(161)과 연결된 손잡이(162)를 사용자가 수동으로 조작할 수 있는 구조를 가지고 있으며, 그 구체적인 구성은 후술한다.
흡입팬(170a)은, 몸체(110) 하부에 형성된 분해공간의 상단부에 관통된 통공에 설치되어, 외부의 공기를 분해공간으로 흡입함으로써, 미생물이 오염물질을 분해할 때 필요한 산소를 공급하는 기능을 가진다.
배기팬(170b)은, 몸체(110) 하부에 형성된 분해공간의 상단부에 관통된 통공에 설치되는데, 상기 배기팬(170b)는 흡입팬(170a) 보다 상측에 형성되어 있어, 미생물의 분해과정에서 상승하는 악취를 외부로 배기시켜, 악취를 제거하는 기능을 가진다.
상기 배기팬(170b)의 악취 제거 기능에 관한 구체적 구성은 후술한다.
온도센서(S)는, 몸체(110)의 하단부에 형성된 분해공간의 내벽면에 구비되어, 분해공간의 온도를 측정하고, 그 측정된 수치를 제어부로 송신하며, 제어부는 기 설정되어 내장된 미생물 분해온도와 온도센서(S)로부터 수신된 온도를 비교하여 온도가 낮으면, 나노카본히터(130)를 가동하여 분해공간 내의 온도를 상승시킴으로써, 미생물에 의한 오염물질의 분해효율을 극대화하는 기능을 가지도록 한다.
제어부는, 위에서 설명한 바와 같이, 온도센서(S)의 신호에 의하여 나노카본히터(130)의 구동을 제어하는 것과 더불어, BLDC 모터(M)의 구동을 제어하여, 오물을 교반시킴으로써, 미생물의 분해효율을 더욱 더 상승시키는 기능을 수행한다.
상기 제어부에 오물 처리장치의 구동을 ON/OFF 할 수 있는 스위치가 구비되어 있음은 물론이다.
이상과 같은 오물 처리장치의 작동관계를 살펴보면, 야외에서 캠핑 시, 오물을 투입구로 투입하고, 사용자가 밸브(160)를 수동을 작동시켜 관통공을 밀폐한다.
그 다음 사용자가 제어부의 ON 스위치를 누르면, 제어부는 BLDC 모터를 구동시켜, 교반기(140)를 회전시킴으로써, 오물과 미생물을 혼합하여 분해효율을 극대화되도록 하면서, 제어부는 센서(S)로부터 송신된 분해공간의 온도를 수신하여 기 설정된 분해온도보다 낮으면, 나노카본히터(130)를 구동시켜 분해공간의 온도를 상승시키고, 분해공간의 온도가 기 설정된 온도까지 상승하면, 나노카본히터(130)의 구동을 정지시킨다.
그 다음 제어부는 흡입팬(170a)을 구동하여, 외부의 공기를 분해공간에 유입시킴으로써, 미생물 분해에 필요한 산소를 공급하고, 분해과정에서 발생하는 악취는 배기팬(170b)을 구동하여 분해공간 내의 공기를 외부로 배출하여 제거함으로써, 분해공간에서 미생물에 의한 오물의 분해 효율을 극대화할 수 있는 것이다.
이하의 실시 예는 오물을 분해 하는 미생물에 관하여 설명한다.
본 실시 예의 오물을 분해하는 미생물제제는, 바실러스 세레우스(Bbacillus cereus), 아르카노박테리움 헤몰리티컴(Arcanobacterium haemolyticum), 락토바실러스 델브루엑키락티스(Lactobacillusdelbrueckiilactis), 프로비덴시아 스투알티(Providencia stuartii), 스타필로코쿠스클루시(Staphylococcuskloosi), 비브리오 헤몰리티쿠스(Vibrio haemolyticus)에서 선택되는 1종 이상의 미생물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 미생물제제는, 유산균, 효모균, 바실러스균의 배합비율은, 유산균:효모균:바실러스균=10kg:2kg:100g이고 정제포도당 10kg 또는 당밀 10kg, 질소화합물 25kg, 다공성 분말인 벤토나이트 0.25~0.5kg을 배양액 200리터에 혼합하고, 혼합물을 온도 35℃, 산소 공급량 200~400L/분의 조건하에서 배양한 것임을 특징으로 한다.
위와 같은 미생물은 오물의 발효 및 숙성을 촉진시키므로써, 악취발생을 효과적으로 억제하고, 빠른 기간 안에 오물을 분해하여 제거할 수 있는 것이다.
이하의 실시 예에서는 가이드부에 오물의 부착되는 것을 최소화 하는 구조에 관하여 설명한다.
오물의 투입되면서 접촉되는 가이드부(112)에 오물이 부착되면, 그 오물에 의한 악취가 발생하고, 부착된 오물을 제거하기 위한 청소작업이 필요한데, 본 실시 예에서는 가이드(112)에 오물이 부착되는 것을 최소화하면서, 항균의 기능을 갖는 구성을 제시하고자 한다.
가이드부(112)는 원호형 경사구조를 가지고 있어, 오물이 접촉되었을 때 오물의 자중에 의하여 가이부(112)의 표면에서 오물이 미끄러져 분해공간으로 유입되는 구조를 가지고 있는 것은 전술한 구조에서 자명하게 알 수 있는 작용, 효과이다.
본 실시 예는 가이드부(112)의 외표면을 경면가공하고, 코팅을 하는데, 그 코팅조성물은, 유기 실란 화합물과 유기용매를 혼합한 용액 100 중량부에 대하여, 구형 또는 확장된 미세구조의 SiO2 표면에 5nm ~ 350 nm 나노크기 은(Ag)입자가 흡착된 형태의 복합입자 은(Ag) 함유 화합물 20 ~ 30 중량부, 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 5 ~ 10 중량부, 카본블랙 분산액 10 ~ 20 중량부, 실리카 분산액 5 ~ 15 중량부를 포함하는 조성물로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이와 같은 코팅조성물은, 가이드부(112)의 외표면에 오물의 부착에 의한 악취 발생을 최소화하고, 인체에 유해한 균류 및 곰팡이류의 증식방지, 탈취성능, 항균 및 초발수의 기능 및 작용, 효과를 가지고 있는 것과 더불어 코팅된 표면의 마찰저항이 적어지는 것이므로, 가이부(112)에 오물의 부착되는 것을 최소화하는 기능 및 작용, 효과가 있다.
이하에서는 개폐밸브의 구체적 구성에 관하여 설명한다.
도 4는 개폐밸브의 분해사시도, 도 5는 개폐밸브의 결합상태 단면도, 도 6은 개폐밸브가 관통공을 폐쇄하는 상태의 단면도이다.
도시된 바와 같이 개폐밸브(160)는, 회전축(161), 손잡이(162), 제1차단판(163a), 제2차단판(163b), 제1웜(164a), 제2웜(164b), 제1웜기어(165a), 제2웜기어(165b), 요철홈(166)을 포함하고 있다.
회전축(161)은, 일측 격벽(111)을 관통하고, 타측 격벽(111)의 내벽면에 회전이 가능한 구조로 결합된다.
손잡이(162)는, 회전축(161)의 일측 끝단에 구비되어 있어, 사용자가 파지하여 회전축(161)을 회전시킬 수 있으며, 손잡이(162)의 외면에는 LED가 구비되어 있어, 야간에 발광함으로써, 조명시설이 부족한 야외에서 손잡이의 위치를 사용자가 용이하게 식별할 수 있는 기능을 가진다.
제1차단판(163a)은, 원판이 절곡된 'ㄱ'자 형상을 가지고 있으며, 격벽(111)의 일측에 형성된 가이드홈에 내장되어 가이드홈 내에서 슬라이드 이동한다.
제2차단판(163b)은, 원판이 절곡된 'ㄴ'자 형상을 가지고 있으며, 격벽(111)의 타측에 형성된 가이드홈에 내장되어 가이드홈 내에서 슬라이드 이동한다.
제1웜기어(165a)는, 제1차단판(163a)의 상측 내면에 돌출된 구조로 구비된다.
제2웜기어(165b)는, 제2차단판(163b)의 하측 내면에 돌출된 구조로 구비된다.
제1웜(164a)은, 회전축(161)의 일측 외면에 고정되어 있고, 제1웜기어(165a)와 치합되어 있으며, 제1웜(164a)의 기어산은 회전축을 수직하는 가상의 선을 기준으로 제1경사각(α)을 형성한다.
제2웜(164b)은, 회전축(161)의 타측 외면에 고정되어 있고, 제2웜기어(165b)와 치합되어 있으며, 제2웜(164b)의 기어산은 회전축을 수직하는 가상의 선을 기준으로 제2경사각(β)을 형성한다.
상기 제1경사각(α)과 제2경사각(β)은 반대로 형성되어 있다.
요철홈(166)은, 제1차단판(163a) 및 제2차단판(163b)의 전면에 형성되어 있으며, 제1차단판(163a)과 제2차단판(163b)이 밀착될 때, 요(凹)부와 철(凸)부가 끼움, 결합되어, 밀봉의 효과를 가지게 한다.
상기 요(凹)부의 저면에는 고무재질의 패킹이 구비되어 있어, 밀봉의 효율을 극대화하는 효과가 있다.(도 7. 참조)
이상과 같은 개폐밸브의 작동관계를 살펴보면,
야외에서 발생하는 오물을 사용자가 투입구로 투입한 후, 분해공간에서 발생하는 악취 및 분해공간의 교반과정에서 비산되는 오물이 외부로 유출되는 것을 방지하기 위하여, 사용자는 손잡이를 회전시킨다.
손잡이가 회전하면, 손잡이(162)와 연결된 회전축(161)이 회전하고, 회전축(161)이 회전하면, 회전축(161)의 외면에 구비된 제1,2웜(164a)(164b)이 회전한다.
제1,2웜이 회전하면, 제1,2웜과 치합된 제1,2웜기어(165a)(165b)가 직선으로 이동하는데, 이때, 제1,2웜의 제1,2경사각(α)(β)은 반대로 형성되어 있는 것이므로, 제1,2웜기어는 마주보는 방향으로 이동하고, 결과적으로 제1,2웜기어가 고정된 제1,2차단판(163a)(163b)을 마주보는 방향으로 이동시킨다.
제1,2차단판이 접촉하게 되면, 제1,2차단판의 전면에 형성된 요부와 철부가 끼움결합되어 관통공을 밀폐함으로서, 악취 및 비산되는 오물이 외부로 누출되는 것을 방지한다.
이하의 실시 예에서는 제1,2차단판의 외면으로 악취 등이 유출되는 것을 방지하는 씰링수단에 관하여 설명한다.
격벽(111)의 가이드홈에서 제1,2차단판(163a)(163b)은 슬라이드 이동을 하는 것이므로, 격벽(111)과 제1,2차단판(163a)(163b)의 사이에는 일정한 틈새가 존재하고, 그 틈새로 악취가 유출된다.
따라서 본 실시 예에서는 제1,2차단판과 격벽 사이를 밀봉하여 악취가 유출되는 것을 원천적으로 차단하는 밀봉구조를 제시하고자 한다.
도 7은 개폐밸브 밀봉구조의 단면도, 도 8은 씰링수단의 확대사시도이다.
도시된 바와 같이, 씰링수단(200)은, 격벽의 일측면에 형성된 고정홈에 내장되어 있으머, 판스프링(210), 씰(220), 가압편(230)을 포함하고 있다.
씰(220)은, 길이가 낀 띠 형상을 가지고 있으며, 하면에는 외측으로 벌어진 날개부(221)가 형성되어 있고, 상면(222)은 평편한 형상을 가지고 있다.
상기 씰(220)은, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR) 100 중량부에 대하여, 테트라플루오르에틸렌(TETRAFLUOROETHYLENE) 12 ~ 25 중량부, 카본 마스터 배치(carbon master batch, CMB) 10 ~ 20 중량부, SRF(semi reinforcing furnace)를 포함하는 카본블랙 5 ~ 10 중량부, 스테아린산 1 ~ 3 중량부, 산화마그네슘(magnesium oxide, MgO) 2 ~ 7 중량부, 디옥틸 프탈레이트(dioctyl phthalate, DOP) 10 ~ 20 중량부, 노방-RD(Polymerized 2,2,4-trionethyl-1,2-dihydroquinoline) 2 ~ 4 중량부, 유황 2 ~ 3 중량부, 유황촉진제 1.5 ~ 2.5 중량부를 포함하는 조성물로 이루어진 것을 특징으로 한다.
위와 같은 조성물로 이루어진 씰은, 내마모성이 우수하여 누수현상을 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있으며, 내열성 및 염기성에 대한 내유성 등의 물성을 향상시킬 뿐만 아니라 크랙(crack)의 발생을 감소시키는 효과가 있다.
판스프링(210)은, 길이가 긴 판재의 형상을 하고 있으며, 외측의 상방향 양측으로 벌어진 구조를 가지고 있어, 판스프링(210)이 고정홈에 삽입되었을 때, 판스프링이 아래방향으로 압축되어, 탄성복원력이 발생된다.
가압편(230)은, 길이가 긴 판재의 형상을 하고 있으며, 상면에는 판스프링(210)이 고정되어 있고, 하면은 씰(220)의 상면(222)과 접촉되는 구조를 가지고 있다.
이와 같은 밀봉구조의 작동관계를 살펴보면,
고정홈에 삽입된 판스프링(210)은, 고정홈 내부의 상부면과 접촉되는 과정에서 절곡되어 아래 방향으로 탄성력이 작용하는 것이므로, 그 탄성력으로 가압편(230)을 가압하고, 그 가압편은 씰(220)의 상면(222)과 접촉되어 있는 것이어서, 씰(220)을 가압한다.
씰(220)이 가압되면, 실의 하측에 형성된 날개부(221)가 가압되고, 날개부(221)는, 제1,2차단판(163a)(163b)의 외면을 가압된 상태에서 압축하면서 확장되어, 제1,2차단판과의 접촉면적이 넓어지는 것이므로, 밀봉의 효과를 극대화할 수 있는 것이다.
이하에서는 교반기의 구체적인 실시 예에 관하여 설명한다.
도 9는 교반기 설치상태의 개략도, 도 10은 블레이드의 부분확대 사시도, 도 11은 보조블레이드의 작동상태도이다.
도시된 바와 같이 교반기(140)는, 교반축(141), 스크류(142), 제1블레이드(143a), 제2블레이드(143b), 제1보조블레이드(144a), 제2보조블레이드(144b)를 포함한다.
교반축(141)은, 일측은 분해공간을 형성하는 몸체(110)의 내벽면에 회전이 가능하도록 결합되며, 타측은 BLDC모터(M)와 축 결합되어 있어, BLDC모터(M)의 구동에 의하여 회전한다.
스크류(142)는, 교반축(141) 외면의 일정구간에 구비되어 있어, 교반축(141)이 회전할 때, 스크류(142)도 회전되어 분해공간 내의 오물을 밀어내는 기능을 가진다.
제1블레이드(143a)는, 얇은 판재의 형상을 가지고 있으며, 교반축(141)의 외면에 고정되어 있어, 분해공간 내의 오물을 회전시켜 와류를 형성한다.
상기 제1블레이드(143a)는, 교반축(141)이 형성하는 가상의 축선과 제3경사각을 가지는 형상으로 구비된다.
제2블레이드(143b)는, 얇은 판재의 형상을 가지고 있으며, 교반축(141)의 외면에 고정되어 있어, 분해공간 내의 오물을 회전시켜 와류를 형성한다.
상기 제2블레이드(143b)는, 교반축(141)이 형성하는 가상의 축선과 제4경사각을 가지는 형상으로 구비된다.
상기 제3경사각과 제4경사각은 반대방향으로 형성되어 있다.
제1보조블레이드(144a)는, 제1블레이드(143a)가 상측방향을 향할 때를 기준으로 제1블레이드(143a)의 끝단에서 아래 방향으로 개방된 원호형 판재의 형상으로 구비되며, 제1보조블레이드(144a)의 상,하면을 관통하는 교반통공이 형성되어 있다.
제2보조블레이드(144b)는, 제2블레이드(143b)가 상측방향을 향할 때를 기준으로 제2블레이드(143b)의 끝단에서 위 방향으로 개방된 원호형 판재의 형상으로 구비되며, 제2보조블레이드(144b)의 상,하면을 관통하는 교반통공이 형성되어 있다.
이와 같은 교반기의 작동관계를 살펴보면,
분해공간 내에 오물이 투입되어, BLDC모터가 구동되면, 교반축(141)이 회전된다. 교반축(141)이 회전되면, 교반축(141)의 외면에 구비된 스크류(142)가 회전하면서 오물을 밀어내어 교반한다.
또한, 교반축(141)이 회전하면, 교반축(141)에 고정된 1,2블레이드(143a)(143b)가 회전하여 오물에 와류를 형성하여 교반시키는데, 이때 제1블레이드(143a)가 형성하는 제3경사각에 의하여 발생되는 와류와 제2블레이드(143b)가 형성하는 제4경사각에 의하여 발생되는 와류의 방향은 제3,4경사각에 의하여 반대방향으로 형성되는 것이므로, 오물이 일정방향으로 회전하지 않고, 반대방향으로 회전하는 2개와 와류에 의하여 교반되는 것이므로 교반의 효율이 높아지는 것이다.
또한, 제1블레이드(143a)가 회전하면, 제1블레이드(143a)의 끝단부에 구비된 제1보조블레이드(144a)도 회전하고, 제1보조블레이드(144a)의 형상은 아래 방향으로 개방된 원호의 형상을 하고 있으므로, 제1보조블레이드(144a) 상측의 원호면을 통과는 오물의 유속은 빨라져서 압력이 저하된다.
이렇게 압력이 저하되면, 오물은 제1보조블레이드(144a) 상,하면의 압력 차에 의하여 아래에서 위쪽으로 교반통공을 관통하여 분출되는 것이므로, 교반의 효율을 더욱더 향상시킬 수 있다.
또한, 제2블레이드(143b)가 회전하면, 제2블레이드(143b)의 끝단부에 구비된 제2보조블레이드(144b)도 회전하고, 제2보조블레이드(144b)의 형상의 위 쪽으로 개방된 원호의 형상을 하고 있으므로, 제2보조블레이드(144b) 하측의 원호면을 통과는 오물의 유속은 빨라져서 압력이 저하된다.
이렇게 압력이 저하되면, 오물은 제2보조블레이드(144b) 상,하면의 압력 차에 의하여 위에서 아래쪽으로 교반통공을 관통하여 분출되는 것이므로, 교반의 효율을 더욱 더 향상시킬 수 있다.
즉, 스크류에 의하여 오물을 밀어내고, 제1,2블레이드에 의하여 상이한 방향의 와류를 발생시키면서, 제1,2보조블레이드에 의하여 오물이 상,하방향으로 분출되는 것이어서, 분해공간 내의 오물교반의 효율을 극대화할 수 있는 것이다.
이하의 실시 예에서는 분해공간에서 발생하는 악취 등의 냄새를 제거는 탈취수단에 관하여 설명한다.
도 12는 탈취수단의 단면도이다.
도시된 바와 같이 분해공간에 발생하는 악취 등의 냄새는 분해공간을 형성하는 몸체(110)의 외벽에 관통된 형상으로 구비된 배기구의 배기팬(170b)를 통하여 배출되며, 탈취수단(300)은, 제1필터(310), 제2필터(320), 제3필터(330)를 포함하고 있다.
제1필터(310)는, 활성탄 입자들 사이에 공간이 형성되어 공기가 유통할 수 있는 판재형상의 활성필터와 제올라이드 입자들 사이에 공간이 형성되어 공기가 유통될 수 있는 판재형상의 제올라이트필터가 적층된 구조를 가지고 있으며, 활성탄입자와 제올라이트 입자들의 일부는 은나노 처리가되어 있다.
위와 같은 구조의 제1필터의 활성탄필터와 제올라이트필터는 습기를 흡착하여 제거하고, 은나노 처리된 입자는 항균 및 살균의 기능을 가진다.
제2필터(320)는, 공기가 통과할 수 있는 판재의 형상을 가지고 있으며, 제2필터는 백금으로 코팅되어 있어, 배기된 공기 중의 유해성분을 촉매작용으로 분해하여 냄새를 제거한다.
제3필터(330)는, 공기가 통과할 수 있는 판재의 형상을 가지고 있으며, 제3필터는 이산화티탄으로 코팅되어 있다.
상기 이산화티탄은 내산성 및 내알칼리성을 가지면서 인체에 무해하며, 배기구의 내벽면에 구비된 자외선 발광등에서 조사되는 자외선과 연동하여 광촉매 반응을 일으켜서, 오염물질을 산화, 분해시켜, 인체에 무해한 탄산가스로 변화시키며, 세균도 유기화합물이므로 광촉매의 강한 산화작용에 의하여 산화 분해되어 살균된다.
위와 같은 탈취수단은 분해공간에서 배기되는 공기 중의 악취를 제거하여 주변환경이 오염되는 것을 방지하는 효과가 있는 것이다.
이상과 같은 구성을 갖는 야외용 오물 처리장치는, 미생물에 의한 사람의 분변 또는 음식물 쓰레기 등의 유기성 오물의 분해가 원활하게 이루어져, 잔존물을 최소화하는 효과, 오물을 교반하면서 적정온도를 유지시켜 사람의 분변 또는 음식물 쓰레기 등의 유기성 오물의 분해 및 발효를 촉진하며, 오물 분해 중에 발생하는 악취를 제거하여 주변환경이 오염되는 것을 방지하는 효과, 소형이므로, 휴대가 간편하여, 캠핑생활을 하는 사람들의 이용 편의를 극대화할 수 있는 효과가 있다.
100:오물처리장치 110:몸체
111:격벽 112:가이드부
120:커버 130:나노카본히터
140:교반기 141:교반축
142:스크류 143a:제1블레이드
143b:제2블레이드 144a:제1보조블레이드
144b:제2보조블레이드 150:태양전지
160:개폐밸브 161:회전축
162:손잡이 163a:제1차단판
163b:제2차단판 164a:제1웜
164b:제2웜 165a:제1웜기어
165b:제2웜기어 166:요철홈
170a:흡입팬 170b:배기팬
200:씰링수단 210:판스프링
220:씰 221:날개부
222:상면 230:가압편
300:탈취수단 310:제1필터
320:제2필터 330:제3필터
S:온도센서 M:BLDC모터
α:제1경사각 β:제2경사각

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  4. 내부에 공간부가 형성된 원통형 구조이며, 상면에는 투입구가 형성되고, 내부의 중간부분에 관통공이 형성된 격벽(111)이 구비되며, 투입구와 격벽(111) 사이에는 하측방향으로 경사지면서, 외면이 원호형의 형상을 하고 있는 가이드부(112)가 구비된 몸체(110),
    몸체(110) 하부의 미생물이 저장되는 분해공간,
    몸체(110)의 상면 일측에 힌지를 매개로 결합된 커버(120),
    커버(120)의 외면에 구비된 태양전지(150),
    몸체(110)의 저면에 함몰된 형태로 구비되어 미생물의 분해환경에 적합한 온도로 분해공간 내의 사람의 분변 또는 음식물쓰레기 등의 유기성 오물을 가열하는 나노카본히터(130),
    몸체(110)의 일측에 구비된 BLDC 모터(M)와 축결합되어, 사람의 분변 또는 음식물쓰레기 등의 유기성 오물을 교반시켜, 미생물의 분해효율을 상승시키는 교반기(140),
    분해공간의 상단부에 관통된 통공에 설치되어, 외부의 공기를 분해공간으로 흡입하는 흡입팬(170a),
    분해공간의 상단부에 관통된 통공에 설치되며, 흡입팬(170a) 보다 상측에 형성되어, 미생물의 분해과정에서 상승하는 악취를 외부로 배기시키는 배기팬(170b)을 포함하며,
    분해공간 내의 미생물은,
    바실러스 세레우스(Bbacillus cereus), 아르카노박테리움 헤몰리티컴(Arcanobacterium haemolyticum), 락토바실러스 델브루엑키락티스(Lactobacillusdelbrueckiilactis), 프로비덴시아 스투알티(Providencia stuartii), 스타필로코쿠스클루시(Staphylococcuskloosi), 비브리오 헤몰리티쿠스(Vibrio haemolyticus)에서 선택되는 1종 이상의 미생물을 포함하고,
    분해공간의 내벽면에 구비되어, 분해공간의 온도를 측정하고, 그 측정된 수치를 제어부로 송신하는 온도센서(S),
    기 설정되어 내장된 미생물 분해온도와 온도센서(S)로부터 수신된 온도를 비교하여 수신된 온도가 낮으면, 나노카본히터(130)를 가동하여 분해공간 내의 온도를 상승시키는 제어부가 더 포함되며,
    격벽(111)이 형성하는 관통공을 선택적으로 차폐하는 개폐밸브(160)가 더 구비되되:
    개폐밸브(160)는,
    일측 격벽(111)을 관통하고, 타측 격벽(111)의 내벽면에 회전이 가능하게 결합된 회전축(161)과,
    회전축(161)의 일측 끝단에 구비되며, 외면에는 LED가 구비된 손잡이(162)와,
    원판이 절곡된 'ㄱ'자 형상을 가지며, 격벽(111)의 일측에 형성된 가이드홈에 내장되어 가이드홈 내에서 슬라이드 이동하는 제1차단판(163a)과,
    원판이 절곡된 'ㄴ'자 형상을 가지며, 격벽(111)의 타측에 형성된 가이드홈에 내장되어 가이드홈 내에서 슬라이드 이동하는 제2차단판(163b)과,
    제1차단판(163a)의 상측 내면에 돌출된 구조로 구비된 제1웜기어(165a)와,
    제2차단판(163b)의 하측 내면에 돌출된 구조로 구비된 제2웜기어(165b)와,
    회전축(161)의 일측 외면에 고정되고, 제1웜기어(165a)와 치합된 제1웜(164a)과,
    회전축(161)의 타측 외면에 고정되고, 제2웜기어(165b)와 치합된 제2웜(164b)과,
    제1차단판(163a) 및 제2차단판(163b)의 전면에 형성된 요철홈(166)을 포함하는 것을 특징으로 하는 야외용 유기성 오물 처리장치.
  5. 청구항 제4항에 있어서,
    제1웜(164a)의 기어산은 회전축을 수직하는 가상의 선을 기준으로 제1경사각(α)을 형성하고,
    제2웜(164b)의 기어산은 회전축을 수직하는 가상의 선을 기준으로 제2경사각(β)을 형성하며,
    제1경사각(α)과 제2경사각(β)은 반대로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 야외용 유기성 오물 처리장치.
  6. 청구항 제5항에 있어서,
    교반기(140)는,
    일측은 분해공간의 내벽면에 회전이 가능하도록 결합되며, 타측은 BLDC모터(M)와 축 결합된 교반축(141)과,
    교반축(141) 외면의 일정구간에 구비된 스크류(142)와,
    얇은 판재의 형상이며, 교반축(141)이 형성하는 가상의 축선과 제3경사각을 가지는 형상으로 구비된 제1블레이드(143a)와,
    얇은 판재의 형상이며, 교반축(141)이 형성하는 가상의 축선과 제4경사각을 가지는 형상으로 구비된 제2블레이드(143b)와,
    제3경사각과 제4경사각은 반대방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 야외용 유기성 오물 처리장치.
  7. 청구항 제6항에 있어서,
    제1블레이드(143a)가 상측방향을 향할 때를 기준으로 제1블레이드(143a)의 끝단에서 아래 방향으로 개방된 원호형 판재의 형상으로 구비되며, 상,하면을 관통하는 교반통공이 형성된 제1보조블레이드(144a)와,
    제2블레이드(143b)가 상측방향을 향할 때를 기준으로 제2블레이드(143b)의 끝단에서 위 방향으로 개방된 원호형 판재의 형상으로 구비되며, 상,하면을 관통하는 교반통공이 형성된 제2보조블레이드(144b)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 야외용 유기성 오물 처리장치.
  8. 청구항 제7항에 있어서,
    분해공간의 외벽에 관통된 형상으로 구비된 배기구에 배기팬(170b) 및 탈취수단(300)이 구비되되;
    탈취수단(300)은,
    활성탄 입자들 사이에 공간이 형성되어 공기가 유통할 수 있는 판재형상의 활성필터와, 제올라이드 입자들 사이에 공간이 형성되어 공기가 유통될 수 있는 판재형상의 제올라이트필터가 적층된 구조를 가지며, 활성탄입자와 제올라이트 입자들의 일부는 은나노 처리된 제1필터(310),
    공기가 통과할 수 있는 판재의 형상이며, 백금으로 코팅된 제2필터(320),
    공기가 통과할 수 있는 판재의 형상이며, 이산화티탄으로 코팅된 제3필터(330),
    배기구의 내벽면에 구비된 자외선 발광등을 포함하는 것을 특징으로 하는 야외용 유기성 오물 처리장치.
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