재미있는 화장실 이야기
변기의 과학(2011/07/19)
- 작성일2012/11/09 15:08
- 조회 1,436
해당 글의 작성 날짜 : 2011/07/19 13:07:24
" 수세식변기부터 비행기, 우주선, 미래 친환경변기까지 모두 알아본다 "
여러분이 좋아하든 싫어하든 또 어떤 이름으로 부르든 변기는 현대 문명의 위대한 발명품 중 하나이다. 로마를 제국으로 이끈 것 역시 변기였다. 그리고 인류가 미처 생각지도 못했던 역사까지 만들어 냈다. 과거에는 끔찍한 전염병을 만들어 낸 장본인이었다. 현대에도 사회에서 터부시 되는 물건이다. 이 변기에는 어떤 비밀이 숨겨져 있을까요?
* 변기의 작동원리와 ‘웨어’
변기의 작동 원리에서 S자 커브 배수관은 매우 중요합니다. 배관공들은 이것을 `웨어'라고 부릅니다. 경사진 부분이 물의 높이를 고정시켜 줍니다. 따라서 변기통 안의 물 높이는 항상 일정하게 유지됩니다. 거기에 물을 더 부어 주면 물은 웨어 뒤로 넘어가게 됩니다. 그래서 우리가 변기를 사용해도 물 높이는 계속 유지되는 겁니다. 웨어에 의해 높이가 고정된 물에는 또 다른 중요한 역할이 있습니다. 아래쪽에 있는 하수관에서 지독한 냄새나 유독 가스가 올라오는 것을 막아 주는 겁니다. 고여 있는 물이 방어벽 역할을 하는 셈입니다.물탱크에서 갑자기 물이 쏟아져 내려오면 고여 있던 물의 높이가 올라가면서 웨어를 넘게 됩니다. 이어서 물이 배수관을 따라 흐르면 배수관은 진공 상태가 됩니다. 그 후에 다시 물이 흐르기 시작하면서 계속해서 진공 상태를 없애고 이러한 연쇄 반응으로 변기통 내의 이물질을 쓸어내립니다. 모든 배설물과 물이 흘러서 배수관을 빠져나가면 사이펀 현상으로 다시 물이 고여서 원래 상태가 됩니다.
* 비행기 화장실의 시스템
초기 비행기의 화장실은 비행기 밖으로 연결되는 호스를 부착한 깔때기에 지나지 않았습니 다. 요즘의 비행기 하단에는 커다란 정화조가 설비되어 있습니다. 거대한 진공청소기와 같 다고 보시면 됩니다. 진공 시스템이 변기 안의 내용물을 흡입해서 비행기 하단에 있는 커다 란 화학 정화조로 보내고 그와 동시에 여과된 화학 약품이 흘러나와 변기통을 씻어 주게 됩 니다. 그러면 가득 찬 정화조를 착륙 후에 비우게 됩니다.
* 우주 비행선 내 변기의 작동원리
1973년 스카이랩이 발사되면서 우주 비행사에게도 여유가 생겼습니다. 나사에서 WCS, 즉 배설물 처리 시스템이라는 고도의 기술을 선보였기 때문입니다. 흡입구 위에 앉는다고 생각하면 됩니다. 부드러운 기류를 이용해서 엉덩이 주변을 흡입하게 되고 체내의 배설물이 몸 밖으로 빠져나오게 됩니다.
우주 비행선 내의 화장실은 과거에 비해 엄청나게 발전했습니다. 오늘날에는 우주선과 국제 우주 정거장의 화장실 사용 안내서도 준비되어 있습니다.
* 미래형 퇴비식 친환경 변기
미래형 변기는 바로 퇴비식 변기입니다. 사용법은 일반 변기와 크게 다를 것이 없습니다. 배설물과 사용한 화장지를 변기 안에 넣으면 중력에 의해 아래로 떨어져서 퇴비 탱크로 들어가게 됩니다. 볼일이 끝난 다음에 '벌킹제'라고 부르는 소나무 대팻밥 한 줌 쥐고 변기 안에 뿌려 줍니다. 벌킹제는 퇴비 탱크 안에서 희석제로 사용돼서 배설물의 분해를 완성시킵니다.
퇴비 탱크 안에서 인간의 배설물은 자연으로 돌아갑니다. 수백만 개의 박테리아가 배설물을 분해하고 먹어 치웁니다. 생태계의 순리대로 처리되는 겁니다. 또한 환풍기를 이용해 냄새가 변기로 올라가는 일을 방지해 줍니다. 1년이 지나면 수분은 거의 완벽하게 증발합니다. 그러면 탱크 안의 내용물은 원래 부피의 10분의 1로 줄어듭니다. 냄새도 흙처럼 변합니다.
화장실은 인류의 발명품들 중 가장 독특한 것들 중 하나이다. 로마를 제국으로 변모시키고, 인류가 우주로 항해할 수 있게 만들었다. 땅속의 소박한 구멍에서부터 5000달러짜리 자동 변기에 이르기까지, 화장실은 그 탄생에서부터 지금까지 큰 변모를 겪었다. 서기 315년에 로마인들은 최초의 공중화장실이라는 큰 발전을 이루었지만, 서구 세계는 런던의 ‘대악취(1858년 여름에 런던 템즈강의 강둑에 쌓인 오물로 악취를 풍긴 것에 대해 적절히 표현된 명칭)’ 시기까지 도시의 오물을 처리할 고도의 능력을 지닌 하수구를 발전시키지 못하였다. 그 이후 엔지니어들은, 가내 오물 처리시설을 가진 아파트 건물을 짓는 것에서부터 오물을 비료로 바꾸는 비료 화장실을 개발하는 것에 이르기까지, 지속적으로 화장실을 좀 더 효율적으로 만드는 새로운 방법들을 고안하고 있다.
여러분이 좋아하든 싫어하든 또 어떤 이름으로 부르든 변기는 현대 문명의 위대한 발명품 중 하나이다. 로마를 제국으로 이끈 것 역시 변기였다. 그리고 인류가 미처 생각지도 못했던 역사까지 만들어 냈다. 과거에는 끔찍한 전염병을 만들어 낸 장본인이었다. 현대에도 사회에서 터부시 되는 물건이다. 이 변기에는 어떤 비밀이 숨겨져 있을까요?
* 변기의 작동원리와 ‘웨어’
변기의 작동 원리에서 S자 커브 배수관은 매우 중요합니다. 배관공들은 이것을 `웨어'라고 부릅니다. 경사진 부분이 물의 높이를 고정시켜 줍니다. 따라서 변기통 안의 물 높이는 항상 일정하게 유지됩니다. 거기에 물을 더 부어 주면 물은 웨어 뒤로 넘어가게 됩니다. 그래서 우리가 변기를 사용해도 물 높이는 계속 유지되는 겁니다. 웨어에 의해 높이가 고정된 물에는 또 다른 중요한 역할이 있습니다. 아래쪽에 있는 하수관에서 지독한 냄새나 유독 가스가 올라오는 것을 막아 주는 겁니다. 고여 있는 물이 방어벽 역할을 하는 셈입니다.물탱크에서 갑자기 물이 쏟아져 내려오면 고여 있던 물의 높이가 올라가면서 웨어를 넘게 됩니다. 이어서 물이 배수관을 따라 흐르면 배수관은 진공 상태가 됩니다. 그 후에 다시 물이 흐르기 시작하면서 계속해서 진공 상태를 없애고 이러한 연쇄 반응으로 변기통 내의 이물질을 쓸어내립니다. 모든 배설물과 물이 흘러서 배수관을 빠져나가면 사이펀 현상으로 다시 물이 고여서 원래 상태가 됩니다.
* 비행기 화장실의 시스템
초기 비행기의 화장실은 비행기 밖으로 연결되는 호스를 부착한 깔때기에 지나지 않았습니 다. 요즘의 비행기 하단에는 커다란 정화조가 설비되어 있습니다. 거대한 진공청소기와 같 다고 보시면 됩니다. 진공 시스템이 변기 안의 내용물을 흡입해서 비행기 하단에 있는 커다 란 화학 정화조로 보내고 그와 동시에 여과된 화학 약품이 흘러나와 변기통을 씻어 주게 됩 니다. 그러면 가득 찬 정화조를 착륙 후에 비우게 됩니다.
* 우주 비행선 내 변기의 작동원리
1973년 스카이랩이 발사되면서 우주 비행사에게도 여유가 생겼습니다. 나사에서 WCS, 즉 배설물 처리 시스템이라는 고도의 기술을 선보였기 때문입니다. 흡입구 위에 앉는다고 생각하면 됩니다. 부드러운 기류를 이용해서 엉덩이 주변을 흡입하게 되고 체내의 배설물이 몸 밖으로 빠져나오게 됩니다.
우주 비행선 내의 화장실은 과거에 비해 엄청나게 발전했습니다. 오늘날에는 우주선과 국제 우주 정거장의 화장실 사용 안내서도 준비되어 있습니다.
* 미래형 퇴비식 친환경 변기
미래형 변기는 바로 퇴비식 변기입니다. 사용법은 일반 변기와 크게 다를 것이 없습니다. 배설물과 사용한 화장지를 변기 안에 넣으면 중력에 의해 아래로 떨어져서 퇴비 탱크로 들어가게 됩니다. 볼일이 끝난 다음에 '벌킹제'라고 부르는 소나무 대팻밥 한 줌 쥐고 변기 안에 뿌려 줍니다. 벌킹제는 퇴비 탱크 안에서 희석제로 사용돼서 배설물의 분해를 완성시킵니다.
퇴비 탱크 안에서 인간의 배설물은 자연으로 돌아갑니다. 수백만 개의 박테리아가 배설물을 분해하고 먹어 치웁니다. 생태계의 순리대로 처리되는 겁니다. 또한 환풍기를 이용해 냄새가 변기로 올라가는 일을 방지해 줍니다. 1년이 지나면 수분은 거의 완벽하게 증발합니다. 그러면 탱크 안의 내용물은 원래 부피의 10분의 1로 줄어듭니다. 냄새도 흙처럼 변합니다.
화장실은 인류의 발명품들 중 가장 독특한 것들 중 하나이다. 로마를 제국으로 변모시키고, 인류가 우주로 항해할 수 있게 만들었다. 땅속의 소박한 구멍에서부터 5000달러짜리 자동 변기에 이르기까지, 화장실은 그 탄생에서부터 지금까지 큰 변모를 겪었다. 서기 315년에 로마인들은 최초의 공중화장실이라는 큰 발전을 이루었지만, 서구 세계는 런던의 ‘대악취(1858년 여름에 런던 템즈강의 강둑에 쌓인 오물로 악취를 풍긴 것에 대해 적절히 표현된 명칭)’ 시기까지 도시의 오물을 처리할 고도의 능력을 지닌 하수구를 발전시키지 못하였다. 그 이후 엔지니어들은, 가내 오물 처리시설을 가진 아파트 건물을 짓는 것에서부터 오물을 비료로 바꾸는 비료 화장실을 개발하는 것에 이르기까지, 지속적으로 화장실을 좀 더 효율적으로 만드는 새로운 방법들을 고안하고 있다.