충북 상당구 용암동에 위치한 자력개발(대표 박연수)은 십수년간 새로운 에너지 개발과 실생활에 적합한 절약형 수도꼭지, 샤워기, 양변기 등 다양한 연구와 실험을 통해 많은 특허와 더불어 실용화에 박차를 가하고 있다.
우리나라는 물부족국가로 분류를 받고 있으면서 사용에너지의 97%를 수입에 의존하고 있는 것이 현실이다.
곧 실용화 단계에 접어드는 ‘절수형 양변기’를 소개하고자 한다.
이 양변기의 절수원리는 간단하면서도 과학적인 원리가 적용 되었음을 알 수가 있다.
급수관으로 공급되는 물이 밀폐된 물탱크의 하단 내부에서부터 고일 때 그 위에 있는 공기를 압축하기 때문에 급수관에서 공급되는 물의 수압 에너지가 압축공기에 축적되며, 이와 같이 수압 에너지가 축적되어 있는 압축공기에 의하여 밀폐된 물탱크의 내부에 고여 있는 물의 수면에 고압의 압력을 계속 가하기 때문에 이 물탱크의 하단에 장착된 피스톤이 열리면 고압의 물이 압출되면서 대변과 소변을 깨끗이 세척하므로 많은 물이 절약되며, 대변과 소변을 구분하여 세척함으로써 더욱 많은 물을 절약할 수 있고, 25mm 수도관 대신 15mm 수도관으로 설치할 수 있도록 개발함으로써 그 설치비의 50%가 절감되며, 밀폐된 물탱크는 쉽게 파손되지 않는 저렴한 재질이의 재활용 재생품을 사용함으로써 자원 재활용은 물론 환경 개선에 기여할 것으로 본다.
종래의 수세식 변기는 사기로 만든 커다란 물탱크에 고여 있는 저압의 물이 흘러나오면서 대변과 소변을 세척하기 때문에 많은 물이 소비되었으며, 대소변 구별없이 같은 양의 물로 세척하므로 더 많은 물이 낭비된다. 커다란 물탱크는 파손이 쉬울 뿐만 아니라 많은 공간을 점유하며, 이 물탱크에는 볼탑, 레버, 끈, 개폐기, 급수관, 배수관, 패킹, 너트 등의 많은 부품이 장착되기 때문에 변기 전체의 생산원가가 높아지며, 그 구성이 복잡하므로 고장이 빈발하는 등의 많은 문제가 있다.
위와 같은 많은 문제점을 근본적으로 개선하기 위하여 급수관으로 공급된 물의 수압과 중력에 의해 피스톤이 닫히면 밀폐되는 급수장치 하단의 내부 바닥에서부터 물이 고일 때 수면 위에 있던 공기가 압축되면서 급수관에서 공급된 물의 수압 에너지가 압축공기에 축적되며, 이 압축공기가 그 밑에 고여 있는 물의 수면에 고압의 압력을 계속하여 가하기 때문에 고압의 물이 압출되면서 대변괴 소변을 깨끗이 세척하므로 70% 이상의 많은 물이 절약된다.
이 제품의 원리는【도 1a】【도 2a】【도 2b】에서 보는 바와 같이 급수장치(B)를 수직으로 세웠을 때 중력에 의하여 피스톤(14)의 하단 후렌지(15)가 패킹(12)의 상면에 밀착되면서 실린더(7)의 배수구(13)가 밀폐된 상태에서 수도관(49)과 급수관(50)을 통해 급수장치(B)에 물(77)을 공급하면 이 물(77)이 밀폐된 급수장치(B)의 내부 하단에서부터 고이며 그 위에 있는 공기를 압축하기 때문에 수면(78) 밑에는 물(77)이 고이고, 수면(78) 위에는 압축공기(79)가 저장된다.
이와 같이 저장된 압축공기(79)가 수면(78)에 압력을 가하기 때문에 수면(78) 밑에 고여 있는 물(77)이 계속하여 고압의 압력을 받게 되므로 고압의 물이 압출된다.
위와 같은 상태에서 물(77)이 계속 공급하면 공급된 물(77)의 양에 비례하여 압축공기(79)의 기압이 높아지다가 공급되는 물(77)의 수압과 압축공기(79)의 기압이 같아지면 물(77)은 급수장치(B)의 내부로 더 공급되지 못하고 멈추게 된다.
이와 같은 상태에서 핸들(83)을 우측으로 밀어주면 밀대(38)의 끝이 자루(18)를 우측으로 밀어주는 까닭에 밸브(7)가 많이 열린다.
이와 같이 밸브(7)가 많이 열리면 실린더(7)와 피스톤(14) 내부에 있던 물(77)이 많이 배출되기 때문에 실린더(7)와 피스톤(14) 내부의 수압이 많이 낮아지면서 피스톤(14)은 그 외부의 수압에 의해 실린더(7) 내부에서 많이 상승한다.
이와 같이 피스톤(14)이 많이 상승하면 피스톤(14)의 하단 후렌지(15) 밑면이 패킹(12)의 상면에서 많이 분리되기 때문에 고압으로 압출되는 많은 물(77)이 실린더(7)의 배수구(13)를 통해 변기(60)의 입수구(57)와 배수구(59)를 통과하면서 대변과 소변을 깨끗이 세척하기 때문에 저압의 물로 세척하는 것 보다 많이 절수된다.
그러므로 대변을 세척할 때도 70% 이상의 많은 물이 절약되지만 소변을 세척할 때는 소변 전용 핸들(84)을 우측으로 밀어 주면 더 많이 절수할 수 있다.
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