오물처리장치 및 이의 제어방법{Suction sewage treatment equipment and controlling method of the same}
본 발명은 오물처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축된 스프링의 복원력에 의해 변기의 오물을 중간흡입탱크로 유입시키고, 이를 공기압에 의해 배출되도록 한 오물처리장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 철도차량에 사용되는 오물처리장치의 중간흡입탱크는 진공식으로 이루어진다. 이하, 종래의 오물처리장치에 대한 작동관계는 도면을 참조하며 설명하기로 한다. 도 1은 종래의 오물처리장치의 작동관계를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 오물처리장치의 중간흡입탱크 및 변기 등을 나타내는 사시도 이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 사용자가 용변을 완료한 후 변기의 세척버튼을 누르면 정화조세트는 예비세정 및 진공을 시작한다. 그리고 중간흡입탱크(200) 내의 진공도가 정해진 범위 내에 이르게 되면 진공센서(미도시)가 동작하며, 이를 PLC(Program Logic Controller)에 신호를 보내고, 이어 흡입밸브(401)를 열어 변기(101)의 하부에 고인 오물을 중간흡입탱크(200) 내로 흡입한다. 그리고, 진공센서로부터 대기압 상태라는 신호를 받은 PLC는 중간흡입탱크(200)에 압축공기를 공급하라는 신호를 보내게 되며, 중간흡입탱크(200) 내의 압력이 소정의 압력에 도달하게 되면 PLC는 배출밸브(301)를 개방하라는 신호를 보내게 되며 배출밸브(301)가 개방과 동시에 흡입된 오물은 오물수집탱크(601) 내로 배출하게 된다. 그리고, 이어서 예비세척을 하고 변기는 사용대기 상태로 된다.
그러나 종래의 오물처리장치는 진공의 중간흡입탱크(200)로 오물을 흡입하는 과정에서 오물이 구조물의 틈새로 유출됨에 따라 주변기기가 부식하는 등 많은 문제점을 초래하게 되었다.
즉, 오물이 넘쳐 흐르지 않도록 하기 위하여 진공장치의 부품에 대하여 더 많은 정밀성이 요구될 뿐만 아니라, 부품의 미세한 결함에도 흡입된 오물이 유출되어 주변 기기가 부식함에 따라 잦은 부품교체로 유지보수가 용이하지 않고 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결 및 개선하기 위한 것으로 다음과 같은 목적을 갖는다. 즉, 본 발명은 가압챔버에 압축된 공기를 공급하여 막판을 하부로 이동케 하면서 탄성수단을 압축시키고, 압축된 탄성수단을 복원시키면서 막판을 상부로 가압함으로써, 막판은 변기의 오물을 중간흡입탱크로 흡입시키고, 이어서 가압챔버에 압축공기를 공급하여 막판을 하부로 가압하면서 오물을 배출하도록 구성된 중간흡입탱크를 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉, 변기의 오물을 중간흡입탱크로 흡입하기 위하여 별도의 진공장치가 필요 없고, 중간흡입탱크를 막판 및 탄성수단으로 그 구조가 간단하게 함으로써, 중간흡입탱크의 유지보수가 용이하고, 가압챔버로 오물이 유입 및 유출되지 않도록 하는 막판을 구성함으로써, 유지보수가 용이하고 내구성이 향상된 오물처리장치 및 이의 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같은 구성들을 통하여 여러 가지 실시 예를 구현할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 오물처리장치는 변기(100), 오물을 처리하는 오물처리탱크(600), 변기(100)의 오물을 흡입하여 오물처리탱크(600)로 배출하는 중간흡입탱크(200)를 포함한 오물처리장치에 있어서, 중간흡입탱크(200)는 챔버(210), 챔버(210)를 흡입챔버(211)와 가압챔버(212)로 나누는 막판(220), 흡입챔버(211)에 배치되어 막판(220)을 가압챔버(212) 쪽으로 가압하는 탄성부재(230)를 포함하되, 상기 흡입챔버(211)의 일측에는 변기(100)와 연결된 오물유입관(240)이 형성되고, 타측에는 오물처리탱크(600)와 연결된 오물배출관(250)이 형성되고, 상기 가압챔버(212)에는 막판(220)을 흡입챔버(211) 쪽으로 가압하는 공기가 유입되는 공기유입관(260)이 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 오물배출관(250)이 개방되는 경우 가압챔버(212)에 공기가 강제 유입되고 오물유입관(240)은 폐쇄되는 것을 특징으로 한다.
또한, 오물배출관(250)이 폐쇄되는 경우 오물유입관(240)은 개방되고 탄성부재(230)는 복원력으로 막판(220)의 일부분을 가압챔버(212) 쪽으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
그리고 막판(220)의 재질은 가요성을 가진 고무재질인 것이 바람직하다. 또한 상기 탄성부재(230)는 원뿔형 코일 스프링일 수 있다.
또한 다른 측면에서 본 발명에 따른 오물처리장치의 제어방법은 변기(100), 오물을 처리하는 오물처리탱크(600) 및 변기(100)의 오물을 흡입하여 오물처리탱크(600)로 배출하는 중간흡입탱크(200)를 포함하되, 상기 중간흡입탱크(200)는 챔버(210), 챔버(210)를 흡입챔버(211)와 가압챔버(212)로 나누는 막판(220), 흡입챔버(211)에 배치되어 막판(220)을 가압챔버(212) 쪽으로 가압하는 탄성부재(230)가 형성되고, 흡입챔버(211)의 일측에는 변기(100)와 연결된 오물유입관(240)이 형성되며, 타측에는 오물처리탱크(600)와 연결된 오물배출관(250)이 형성되고, 가압챔버(212)에는 막판(220)을 흡입챔버(211)쪽으로 가압하는 공기가 유입되는 공기유입관(260)이 형성되며, 공기유입관(260)에는 공기유입밸브(261)가 형성되며, 오물유입관(240)에는 흡입밸브(400)가 형성되고, 오물배출관(250)에� �� 배출밸브(300)가 포함된 오물처리장치의 제어방법에 있어서, 흡입밸브(400)를 폐쇄하고 배출밸브(300)를 개방시키는 단계; 공기유입밸브(261)를 개방시키고 가압챔버(212)로 압축공기를 공급하는 단계; 가압챔버(212)의 압력이 설정된 압력에 이르게 되면 배출밸브(300)를 폐쇄하고, 압축공기의 공급을 중단하여 가압챔버(212)가 대기압 상태에 이르는 단계; 흡입밸브(400)를 개방시켜 흡입챔버(211)로 오물이 유입되는 단계; 흡입밸브(400)를 폐쇄하고 가압챔버(212)로 압축공기를 공급하는 단계; 배출밸브(300)를 개방시는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 구성에 의하여 다음과 같은 효과를 갖는다. 즉, 본 발명의 스프링식 오물처리장치는 압축된 스프링의 복원력에 의해 변기의 오물을 중간흡입탱크로 유입시키고, 이를 공기압에 의해 배출토록 함으로써, 변기의 오물을 중간흡입탱크로 흡입하기 위하여 별도의 진공장치가 필요 없으며, 그 구조가 간단하여 유지보수가 용이하고 내구성이 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 종래의 오물처리장치의 작동관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 오물처리장치의 중간흡입탱크 및 변기 등을 나타낸 사시도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 오물처리장치의 중간흡입탱크의 작동관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 오물처리장치의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고 이하에서 사용되는 상하, 좌우 및 전후 등의 방향 또는 위치를 나타내는 용어는 첨부되는 도면을 기준으로 한 용어임을 밝혀둔다. 이하, 본 발명의 실시 예에 따른 오물처리장치를 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 오물처리장치의 중간흡입탱크의 작동상태를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 오물처리장치의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 오물처리장치(100)는 변기(110), 오물을 처리하는 오물처리탱크(600) 및 변기(100)의 오물을 흡입하여 오물처리탱크(600)로 배출하는 중간흡입탱크(200)를 포함한다. 중간흡입탱크(200)는 챔버(210), 챔버(210)를 흡입챔버(211)와 가압챔버(212)로 나누는 막판(220) 및 흡입챔버(211)에 배치되어 막판(220)을 가압챔버(212) 쪽으로 가압하는 탄성부재(230)를 포함한다. 그리고 가압챔버(212)에는 압축공기 유입되는 공기유입관(260)이 연결된다. 그리고 흡입챔버(211)의 일측에는 변기(100)와 연결된 오물유입관(240)이 연결되고 타측에는 오물처리탱크(600)와 연결된 오물배출관(250)이 연결된다. 공기유입관(260)에는 압축기(미도시)가 연결될 수 있다. 따라서 가압챔버(212)에 압축공기가 강제로 유입되게 하여 가압챔버(212)의 압력이 증가시켜 막판(220)을 흡입챔버(211) 쪽으로 이동시키고, 이에 의해 흡입챔버(211)에 배치되는 탄성부재(230)는 압축된다. 막판(220)의 재질은 가요성을 가진 고무재질일 수 있다. 따라서 막판(220)은 가압챔버(212) 또는 흡입챔버(211) 쪽으로 반구형 형태 등으로 팽창될 수 있다. 즉, 막판(220)은 가압챔버(212) 내부의 압력이 증가하는 경우에는 흡입챔버(211) 쪽으로 팽창되어 반구형태를 형성하고, 가압챔버(212) 내부의 압력이 대기압상태가 되고 흡입챔버에 오물이 유입되는 경우에는 흡입챔버(211)가 가압챔버(212) 쪽으로 팽창하여 반구형태를 형성한다. 그리고, 탄성부재(230)의 하부는 흡입챔버(211)의 바닥면에 접촉하고 상부는 막판(220)의 하면에 접촉할 수 있다. 이러한 탄성부재(230)는 가압챔버(212)에 공급된 압축공기의 유입이 해제되고 대기압상태에 이르게 되면, 그 복원력으로 막판(220)을 가압챔버(212) 쪽으로 이동시키게 된다. 따라서 흡입챔버(211)는 변기(110)의 오물을 흡입챔버(211) 내부로 흡입하게 된다. 또는 탄성부재(230)는 원뿔형 코일 스프링으로 구현되어 하부는 흡입챔버(211)의 바닥면에 접촉되고, 상부는 막판(220)의 하면 중앙 부분에 접촉할 수 있다. 따라서 탄성부재(230)는 막판(220)의 하면 중앙 부분을 가압하여 막판(220)이 상부를 향하여 반구형태로 팽창되게 한다. 변기(110)에는 세정액을 변기로 공급하는 세정액 공급관(미도시)가 연결될 수 있다. 세정액 공급관에는 세정밸브(500)가 형성되고, 공기유입관(260)에 형성된 공기유입밸브(261)가 형성되고, 오물유입관(240)에는 흡입밸브(400)가 형성되고, 오물배출관(250)에는 배출밸브(300)가 형성될 수 있다. 세정밸브(500), 공기유입밸브(261), 흡입밸브(400) 및 배출밸브(300)는 일체로 형성된 밸브를럭(700)의 제어에 의해 개폐될 수 있다. 그리고 본 발명의 실시 예에 따른 오물처리장치(100)는 세정밸브(500), 공기유입밸브(261), 흡입밸브(400) 및 배출밸브(300)는 제어반(800)을 더 포함할 수 있다. 제어반(800)의 입력 측에는 가압챔버(212)의 압력을 감지하는 압력센서(미도시)가 제공될 수 있다. 이하, 본 발명의 실시 예에 따른 오물처리장치의 작용 및 제어방법을 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 오물처리장치의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면, 먼저, 사용자가 용변을 완료한 후 변기의 세척버튼(미도시)을 누르게 되면, (이 경우, 흡입밸브(400)는 폐쇄되고 배출밸브(300)는 개방된 상태다.) 제어반(800)은 공기유입밸브(261)를 개방시키고, 압축기(미도시)의 압축공기를 가압챔버(212)로 공급한다. 가압챔버(212)의 압력이 증가하면서 막판(220)은 흡입챔버(211)를 향하여 반구형상을 그리며 팽창하게 되고 탄성수단은 압축하게 된다, 그 다음, 가압챔버 내의 압력이 설정된 범위인 것을 압력센서가 감지하게 되면, 압축공기의 공급을 중단하여 가압챔버를 대기압 상태에 이르게 한다. 이어 제어반(800)은 배출밸브(300)를 폐쇄하고, 흡입밸브(400)를 개방시키게 된다. 이후, 압축된 탄성부재(230)는 그 복원력으로 막판(220)을 가압챔버(212) 쪽으로 이동시킴으로써, 흡입챔버(212)는 흡입대기 상태가 되면서 변기(110)의 오물(W)은 흡입하게 된다. 이어 제어반(800)은 흡입밸브(400)가 폐쇄되고, 압축공기를 가압챔버(212)로 공급하여 오물을 오물처리탱크로 배출시킨다. 이 경우, 배출밸브(300)는 압축공기가 공급됨과 거의 동시에 또는 보다 지연되게 개방시킬 수 있다.
100: 변기 200: 중간흡입탱크
300: 배출밸브 400: 흡입밸브
500: 세정밸브 600: 오물처리탱크
700: 밸브블록 260: 공기유입관 |
