KR101044722B1 - 생활 폐기물 자동 집하장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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김진우
박재필
철 김
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주식회사 건화
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Abstract

본 발명은 생활 폐기물 자동 집하장치에 관한 것으로, 생활 폐기물이 투입되는 적어도 하나 이상의 투입구와, 상기 투입구로 투입된 생활 폐기물이 집하되는 집하장과, 지하에 매설되고 상기 투입구와 집하장 사이를 연결하여 상기 투입구로 투입된 생활 폐기물을 집하장으로 이송하는 이송 배관과, 상기 이송 배관에 설치되어 상기 이송 배관에 막힘이 발생되면 막힘 발생부위에 고압의 공기를 분사하여 막힘을 제거하는 막힘 제거장치로 구성되어 이송 배관의 막힘이 발생되면 자동으로 막힘을 제거할 수 있다.

Description

생활 폐기물 자동 집하장치 및 그 제어방법{AUTOMATIC REFUSE COLLECTING SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 생활 폐기물을 자동으로 투입구에서 집하장까지 이송시키는 생활 폐기물 자동 집하장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
생활 폐기물 자동 집하장치는 아파트, 오피스텔, 상업 단지, 주거 단지, 또는 이들의 복합 단지와 같은 곳에 설치되며, 생활 폐기물(생활 쓰레기 또는 음식물 쓰레기)을 각 세대별 투입구나 실내 또는 실외 공용 투입구에서 집하장까지 이송 배관을 매설하고, 투입구로 투입되는 생활 폐기물을 흡입 송풍기의 진공 흡입력을 이용하여 이송 배관을 통해 집하장까지 이송하는 시스템이다.
이와 같은 생활 폐기물 자동 집하 장치는 생활 폐기물을 수집장까지 일일이 들고 갈 필요 없이 가까운 투입구에 넣기만 하면 되므로 입주자들의 편의를 도모할 수 있고, 투입구를 제외한 대부분의 시설이 지하에 매설되어 있어 쾌적한 생활환경을 제공할 수 있으며, 단지 내의 쓰레기를 일괄하여 자동으로 처리할 수 있으므로 처리 효율과 자원재활용의 측면에서 매우 유리한 장점이 있다.
그러나, 이러한 생활 폐기물 자동 집하장치는 이송 배관이 지하에 매설되어 있기 때문에 이송 배관에 막힘이 발생되면 막힘 부위를 찾기가 어렵고 막힘을 제거하기가 어려운 문제점이 있다.
현재 자동 집하장치의 경우 이송 배관에 막힘이 발생되면 맨홀 등을 통해 막힘 여부를 수시로 확인하여 별도의 도구나 기구를 사용하여 뚫거나 밀어내는 방식으로 막힘을 제거한다.
이와 같이, 현재의 집하장치는 이송 배관에 막힘 발생여부를 파악하기 어렵고 막힘이 발생되더라도 막힘을 제거하기 위해 많은 시간과 인력을 필요로 한다.
특히, 이송 배관에 막힘이 발생되면 흡입 송풍기의 운전압력이 상승하여 흡입 송풍기의 운전대수가 늘어나게 되고 송풍기의 손상 및 운전불능상태가 올 수 있는 우려가 있고, 막힘 횟수가 늘어남에 따라 흡입 송풍기나 이송 배관의 수명이 단축되는 문제점이 있다.
본 발명은 이송 배관의 막힘 발생부위에 막힘 제거장치를 설치하여 막힘이 발생되면 자동으로 막힘을 제거할 수 있는 생활 폐기물 자동 집하장치 및 2차중계시스템에 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 이송 배관에 발생되는 막힘 현상을 즉시 제거할 수 있어 생활 폐기물의 이송을 원활하게 할 수 있고, 주기적인 동작을 통하여 막힘이 발생하지 않도록 예방할 수 있으며, 막힘 현상으로 인한 이송 배관이나 흡입 송풍기의 수명단축을 방지할 수 있는 생활 폐기물 자동 집하장치 및 2차중계시스템에 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일실시예로서, 생활 폐기물 자동 집하장치는 생활 폐기물이 투입되는 적어도 하나 이상의 투입구와, 상기 투입구로 투입된 생활 폐기물이 집하되는 집하장과, 지하에 매설되고 상기 투입구 또는 저장조와 집하장 사이를 연결하여 상기 투입구 또는 저장조로 투입된 생활 폐기물을 집하장으로 이송하는 이송 배관과, 상기 이송 배관에 설치되어 상기 이송 배관에 막힘이 발생되면 막힘 발생부위에 고압의 공기를 분사하여 막힘을 제거하는 막힘 제거장치를 포함한다.
일 실시예에 따른 막힘 제거장치는 상기 이송 배관 중 막힘 발생부위의 전방에 설치되는 하우징과, 상기 하우징 내부에 배치되고 상기 이송 배관과 연통되어 외부 공기를 이송 배관 내부로 흡입시키는 공기 흡입구와, 상기 하우징 내부에 배치되고 고압의 압축공기가 저장되는 압축 공기탱크와, 상기 압축공기 탱크와 배출 파이프로 연결되고 이송 배관 중 막힘이 발생되는 부위에 설치되어 고압의 공기를 이송 배관 내부로 분사하는 분사노즐을 포함한다.
일 실시예에 따른 막힘 제거장치는 공기 흡입구에 설치되어 공기 흡입구를 개폐하는 제1밸브와, 상기 배출 파이프에 설치되어 배출 파이프를 개폐하는 제2밸브와, 이송 배관 내부의 막힘 여부를 감지하는 막힘 감지부와, 막힘 감지부에서 인가되는 신호에 따라 제1밸브와, 제2밸브를 제어하는 제어부를 더 포함한다.
일 실시예에 따른 생활 폐기물 자동 집하장치의 제어방법은 이송 배관의 막힘 여부를 감지하는 단계와, 상기 단계에서, 이송 배관이 막힘이 발생된 것으로 파악되면, 외부 공기를 이송 배관 내부로 흡입시키는 단계와, 상기 단계에서, 일정 시간 경과 후 막힘이 제거되지 못한 것으로 파악되면, 막힘 발생부위에 고압의 공기를 분사하여 막힘을 제거하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따른 막힘 여부를 감지하는 단계는 제어부가 이송 배관 내부의 풍량과 설정된 풍량을 비교하여 이송 배관의 막힘 여부를 파악하는 것을 특징으로 하고, 막힘 여부를 감지하는 단계는 제어부가 이송 배관 내부의 압력과 설정된 압력을 비교하여 이송 배관의 막힘 여부를 파악하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 생활 폐기물 자동 집하장치는 막힘이 발생될 것으로 예상되는 부위에 막힘 제거장치를 설치하여 막힘이 발생되면 고압의 공기를 분사하여 막힘을 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 생활 폐기물 자동 집하장치는 이송 배관에 막힘이 발생되는 즉시 막힘 제거장치가 작동되어 막힘을 제거할 수 있어 생활 폐기물의 이송을 원활하게 할 수 있고, 미리 설정된 간격으로 주기적으로 동작하여 막힘을 미리 예방할 수 있으며, 막힘 현상으로 인한 이송 배관이나 흡입 송풍기의 수명단축을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생활 폐기물 자동 집하 및 이송장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 막힘 제거장치의 단면도이다.
도 3은 도 2 A부의 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 생활 폐기물 자동 집하 및 이송장치의 제어구조를 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 생활 폐기물 자동 집하 및 이송장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생활 폐기물 자동 집하장치의 구성도이다.
일 실시예에 따른 생활 폐기물 자동 집하장치는 생활 폐기물을 투입하는 복수의 투입구(10)와, 투입구(10)로 투입된 생활 폐기물이 모이는 집하장(20)과, 지하에 매설되고 투입구(10)와 집하장(20)을 연결하여 생활 폐기물을 투입구(10)에서 집하장까지 흡입 송풍기의 진공 흡입력을 이용하여 이송하는 이송 배관(30)을 포함한다.
투입구(10)는 각 세대별 투입구가 될 수 있고, 실내 또는 실외에 배치되는 공용 투입구가 될 수 있다. 그리고, 이송 배관(30)에는 하나 또는 하나 이상의 중계소(40)가 연결되어 다른 투입구로 투입된 생활 폐기물이 이송 배관(30)을 통해 집하장(20)으로 모이는 구성을 가질 수 있다.
이송 배관(30)은 지하에 매설되고 진공 흡입력을 이용하여 생활 폐기물을 이송해야되므로 상승각도와 하향 각도가 매우 제한적으로 적용된다. 하지만, 지하에 매설되는 시공 특성상 하천 부위를 통과하거나 기존의 지장물(상수배관, 오수배관, 가스관 등)과의 간섭을 피하기 위하여 시공 기준(상승각도, 하향각도 및 곡선각도)을 초과하는 지점이 발생되고, 이러한 지점에서 막힘이 발생된다.
또한, 이송 배관(30)은 여러 개의 투입구가 모아져서 연결되기 때문에 곡관 부위가 존재하게 되고, 이 곡관 부위에서 막힘이 발생되고, 중계소가 여러 개 설치될 경우 이송 배관(30)의 길이가 길어지고 이에 따라 집하장에 가까운 위치의 이송 배관(30)에서 막힘이 발생된다.
이와 같이, 이송 배관(30)은 지하에 매설되는 특성과, 생활 폐기물이 점도를 갖는 특성상 특정 부위에서 막힘이 발생된다.
따라서, 본 실시예서는 이송 배관(30)의 막힘 발생부위(32)에 막힘 제거장치(50)를 설치하여 이송 배관(30)의 막힘 발생부위(32)에 고압의 공기를 분사하여 자동으로 막힘을 제거할 수 있도록 한다.
막힘 제거장치(50)는 도 2에 도시된 바와 같이, 이송 배관(30)의 막힘 발생부위(32)의 전방측에 설치되는 하우징(52)과, 하우징(52) 내부에 배치되고 이송 배관(30)의 막힘 발생부위의 전방측과 연통되어 외부 공기를 이송 배관(30)으로 흡입시키는 공기 흡입구(54)와, 하우징(52) 내부에 배치되어 고압의 압축공기가 저장되는 압축공기 탱크(56)와, 압축공기 탱크(56)와 배출 파이프(58)로 연결되고 이송 배관(30)의 막힘 발생부위에 설치되어 막힘 발생부위(32)에 고압의 공기를 분사하는 분사노즐(62)을 포함한다.
하우징(52)은 하단이 이송 배관(30)이 하우징(52) 내부를 통과할 수 있도록 지하에 매설되어 있고, 양쪽 측면에는 이송 배관(30)이 통과하는 통로(64)가 마련된다. 이때, 통로(64)는 하우징(52)의 하단에서부터 뚫려 있는 장 홀 형태로 형성되어, 하우징(52)을 지하에 매설하면 이송 배관(30)이 하우징(52) 내부를 통과하도록 한다.
그리고, 하우징(52)의 상단은 개방된 입구가 형성되고, 이 입구는 지면과 동일하거나 지면에서 돌출되어 있으며, 하우징 입구에는 하우징 입구를 개폐하는 덮개(66)가 설치된다. 덮개(66)는 기존의 맨홀 뚜껑 형태도 적용이 가능하고 하우징(52) 내부로 외부 공기가 유입될 수 있는 공기통로가 마련된 구조이면 어떠한 구조도 적용이 가능하다.
공기 흡입구(54)는 하우징(52) 내부를 통과하는 이송 배관(30)에 설치되어 이송 배관(30)과 연통된다. 그리고, 공기 흡입구(54)에는 공기 흡입구(54)를 개폐하는 제1밸브(70)가 설치된다.
압축공기 탱크(56)는 하우징(52)의 내부에 설치되고, 에어 컴프레셔 등 압축 공기 발생부와 연결되는 공급 파이프(60) 및 압축 공기가 배출되는 배출 파이프(58)가 각각 연결된다.
배출 파이프(58)에는 배출 파이프(58)를 개폐하는 제2밸브(72)가 설치되고, 공급 파이프(60)에는 공급 파이프(60)를 개폐하는 제3밸브(74)가 설치된다.
여기에서, 압축공기 발생부는 하우징(52) 외부에 설치될 수 있고, 하우징(52) 내부에 일체로 설치될 수 있다.
즉, 막힘 제거장치(50)의 개수가 적거나 하우징(52) 내부의 설치공간이 넓을 경우에는 압축공기 발생부를 하우징(52) 내부에 설치할 수 있고, 막힘 제거장치(50)의 개수가 많을 경우는 압축공기 발생부(52)를 하우징(52) 외부에 설치하여 압축공기 발생부(52)에서 압축된 압축공기를 복수의 압축공기 탱크로 공급하도록 한다.
분사노즐(62)은 도 3에 도시된 바와 같이, 이송 배관(30)의 일측에 장착되고 그 끝부분이 이송 배관(30) 내부 또는 이송배관의 벽면에 배치되어, 막힘 발생부위(32)에 고압의 압축공기를 분사한다.
여기에서, 분사노즐(62)은 이송 배관(30)에 일정 각도(θ)로 경사지게 배치되어 막힘 발생부위(32)에 고압의 압축공기가 정확하게 전달될 수 있도록 한다.
물론 분사노즐(62)은 이송 배관(30)을 통과하는 생활 폐기물의 흐름을 방해하지 않게 적절하게 배치된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 생활 폐기물 자동 집하장치의 제어구조를 나타낸 블록도이다.
이송 배관(30)의 후방측에는 이송 배관(30)을 통과하는 생활 폐기물에 막힘이 발생되었지 여부를 감지할 수 있는 막힘 감지부(82)가 구비된다.
막힘 감지부(82)는 이송 배관(30)에 막힘을 감지할 수 있는 적절한 위치에 설치되어 이송 배관(30)을 통과하는 공기의 풍량을 감지하는 풍량 측정센서가 적용될 수 있고, 이송 배관(30)의 압력을 측정하는 압력 측정센서가 적용될 수 있다.
즉, 이송 배관(30)에 막힘이 발생되면 흡입 송풍기로 흡입되는 풍량이 작아지고, 풍량 측정센서에서 이를 감지하여 막힘 여부를 파악한다. 그리고, 흡입 송풍기의 흡입 전방측 또는 후방측의 압력에 따라 막힘 여부를 파악한다.
이러한 막힘 감지부(82)는 풍량 측정센서나 압력 측정센서 이외에 이송 배관(30)의 막힘을 감지할 수 있는 어떠한 종류의 센서도 적용이 가능하다.
이러한 막힘 제거장치(50)는 막힘 감지부(82)로부터 인가되는 신호에 따라 제1밸브(70), 제2밸브(72) 및 제3밸브(74)를 제어하는 제어부(80)를 더 포함한다.
제어부(80)에는 공기 흡입구가 개방된 시간을 재거나, 제어부(80)가 주기적으로 막힘 발생부위(32)로 고압의 압축공기를 분사할 수 있도록 고압의 압축공기 분사 기간을 알려주는 타이머(84)가 설치된다.
제1밸브(70), 제2밸브(72) 및 제3밸브(74)는 제어부(80)에서 인가되는 전기신호에 따라 작동되는 밸브로서, 솔레노이드 밸브 등 전원이 공급되면 작동되는 다양한 밸브가 적용될 수 있다.
이와 같이, 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 생활 폐기물 자동 집하장치의 제어방법을 다음에서 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 생활 폐기물 자동 집하장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 생활 폐기물(생활 쓰레기 또는 음식물 쓰레기)을 각 세대별 투입구(10)나 실내 또는 실외 공용 투입구에 투입하면 흡입 송풍기의 흡입력에 의해 이송 배관(30)을 통해 이송되어 집하장(20)에 모인다.(S20)
이러한 생활 폐기물을 자동 집하하는 과정에서 이송 배관(30)에 막힘이 발생되었는 여부를 파악한다.(S20) 즉, 막힘 감지부(82)가 이송 배관(30)이 막힘 여부를 감지하여 제어부(80)로 신호를 인가한다.
막힘 감지부(82)가 풍량 측정센서일 경우 이송 배관을 통과하는 공기의 풍량을 측정하여 제어부(80)로 인가하고, 압력 측정센서일 경우 이송 배관을 통과하는 공기의 압력을 측정하는 제어부(80)로 인가한다.
그러면, 제어부(80)는 미리 설정된 설정치와 풍량 측정센서나 압력 측정센서로부터 인가되는 신호를 비교하여 센서로부터 인가되는 풍량이나 압력이 설정치보다 낮으면 이송 배관(30)에 막힘이 발생된 것으로 판단한다.
그리고, 제어부(80)는 제1밸브(70)를 온(ON)시켜 공기 흡입구(54)를 개방한다.(S30) 그러면, 공기 흡입구(54)를 통해 외부 공기가 이송 배관(30)으로 흡입되고, 이 흡입된 공기는 막힘 발생부위(32)로 공급된다. 그러면 이송 배관(30) 내부에 부압이 없어지게 되어 어느 정도의 막힘이 발생될 경우에는 흡입 송풍기의 흡입력에 의해 막힘이 제거될 수 있다.
여기에서, 이송 배관(30)의 막힘이 제거되면, 이송 배관(30) 내부를 통과하는 풍량이 설정 풍량과 같거나 높아지게 되고, 이에 따라 제어부(80)는 제1밸브(70)를 오프(OFF)시켜 공기 흡입구(54)를 막아준다.(S40,50)
그리고, 공기 흡입구(54)가 개방된 상태에서 설정된 시간이 경과된 후에도 막힘이 제거되지 못하면, 제어부(80)는 제2밸브(72)를 온(ON)시켜 압축공기 탱크(56)에 저장된 고압의 압축공기를 분사노즐(62)을 통해 막힘 발생부위(32)로 분사한다.(S60) 이때, 공기 흡입구(54)도 개방된 상태를 유지할 수도 있다.
분사노즐(62)에서 분사되는 압축공기에 의해 이송 배관(30)의 막힘이 제거되면 제어부(80)는 제1밸브(70)와 제2밸브(72)를 오프(OFF)시켜 공기 흡입구(54) 및 배출 파이프(58)를 막아준다.
그리고, 압축공기 탱크(56)의 일측에 설치된 압축공기 탱크 압력센서(86)는 압축공기 탱크(56) 내부압력을 제어부(80)로 전달하고, 제어부(80)는 압축공기 탱크(56) 내부압력이 설정압 이하로 저하로 저하된 것으로 판단되면 제3밸브(74)를 개방하고 압축공기 발생부를 작동시켜 압축공기 탱크(56)에 압축공기를 보충한다.
제어부(80)는 이와 같이 막힘 발생부위(32)에 막힘이 발생되었을 때 제1밸브(70), 제2밸브(72) 및 제3밸브(74)의 작동을 제어하여 외부 공기를 이송 배관(30) 내부로 흡입하거나, 이송 배관(30) 내부로 고압의 압축공기를 분사할 수 있고, 타이머(84)의 작동에 따라 주기적으로 이송 배관(30) 내부로 고압의 압축공기를 분사하여 미리 막힘을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 투입구 20: 집하장
30: 이송 배관 32: 막힘 발생부위
40: 중계소 50: 막힘 제거장치
52: 하우징 54: 공기 흡입구
56: 압축공기 탱크 58: 배출 파이프
60: 공급 파이프 62: 분사노즐
66: 덮개 70: 제1밸브
72: 제2밸브 74: 제3밸브
80: 제어부 82: 막힘 감지부
84: 타이머

Claims (12)

  1. 생활 폐기물이 투입되는 적어도 하나 이상의 투입구;
    상기 투입구로 투입된 생활 폐기물이 집하되는 집하장;
    지하에 매설되고 상기 투입구와 집하장 사이를 연결하여 상기 투입구로 투입된 생활 폐기물을 집하장으로 이송하는 이송 배관; 및
    상기 이송 배관에 설치되어 상기 이송 배관에 막힘이 발생되면 막힘 발생부위에 고압의 공기를 분사하여 막힘을 제거하는 막힘 제거장치를 포함하고,
    상기 막힘 제거장치는 상기 이송 배관 중 막힘 발생부위의 전방에 설치되는 하우징과,
    상기 하우징 내부에 배치되고 상기 이송 배관과 연통되어 외부 공기를 이송 배관 내부로 흡입시키는 공기 흡입구와,
    상기 하우징 내부에 배치되고 고압의 압축공기가 저장되는 압축 공기탱크와,
    상기 압축공기 탱크와 배출 파이프로 연결되고 이송 배관 중 막힘이 발생되는 부위에 설치되어 고압의 공기를 이송 배관 내부로 분사하는 분사노즐을 포함하는 생활 폐기물 자동 집하장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 하단이 이송 배관 위치까지 매설되어 이송 배관이 하우징 내부를 통과하고, 상단은 지면에 가까운 위치에 배치되고 덮개가 개폐 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 생활 폐기물 자동 집하장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 압축 공기탱크는 압축공기 발생부와 공급 파이프로 연결되고, 상기 압축공기 발생부는 하우징 내부 또는 하우징 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 생활 폐기물 자동 집하장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분사노즐은 상기 이송 배관에 형성된 장착홀에 장착되고, 팁 부분이 막힘 발생부위를 향하도록 일정 각도로 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 생활 폐기물 자동 집하장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 공기 흡입구에 설치되어 공기 흡입구를 개폐하는 제1밸브와, 상기 배출 파이프에 설치되어 배출 파이프를 개폐하는 제2밸브와, 이송 배관 내부의 막힘 여부를 감지하는 막힘 감지부와, 막힘 감지부에서 인가되는 신호에 따라 제1밸브와, 제2밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하는 생활 폐기물 자동 집하장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 막힘 감지부는 이송 배관 내부를 통과하는 공기의 풍량을 측정하는 풍량 측정센서 또는 이송 배관 내부의 압력을 감지하는 압력 측정센서가 사용되는 것을 특징으로 하는 생활 폐기물 자동 집하장치.
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