KR101192908B1 - 소각 냄새 제거를 위한 대변 소각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사람이나 가축에서 배출되는 대변 중 바이러스나 박테리아 등의 병원균에 의해 오염된 대변을 살균 처리하는 대변 소각 장치에 관한 것으로서, 본 발명은 회전운동에 의해 대변을 표면에 부착시키기 위한 롤러, 상기 롤러를 구동시키기 위한 롤러 구동 모듈, 투입된 대변을 받아서 수납하고, 상기 롤러에 균일하게 대변이 부착될 수 있도록 하기 위한 대변받이, 상기 대변받이를 구동시키기 위한 대변받이 구동 모듈, 대변을 소각시키기 위한 공간이 마련된 소각실, 상기 소각실 내에 위치하여 상기 대변을 소각시키기 위한 화염을 발생시키는 화염발생부 및 대변 소각 장치를 구성하는 구성요소의 동작을 제어하는 제어보드를 포함한다. 본 발명에 의하면 대변을 얇게 펴서 용이하게 소각되도록 하고, 소각로 상단에 화염발생부를 위치시켜 소각시 발생하는 악취입자를 소각처리함으로써, 소각멸균시 악취의 발생이 적고, 소각시 연료의 소모가 적으며 소각시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

소각 냄새 제거를 위한 대변 소각 장치 {Feces incineration apparatus for deodorization}

본 발명은 사람이나 가축에서 배출되는 대변 중 바이러스나 박테리아 등의 병원균에 의해 오염된 대변을 살균 처리하는 대변 소각 장치에 관한 것이다.

나라마다 차이는 있지만, 우리나라의 일반적인 성인의 경우, 평균 대변 200g, 소변 1500㏄ 정도를 하루에 배출한다. 배출하는 대소변에서 수분을 제외한 주요 구성을 살펴보면, 대변은 셀룰로오즈, 음식물찌꺼기, 세균 관련(10-30%), 무기물(10-15%), 지방(5%) 등이 있고, 소변은 요소, 요산, 무기염류 등으로 구성되어 있다.

바이러스나 박테리아 등의 병원균에 의해 오염된 물건 및 장소의 소독 또는 멸균법은 크게 물리적 멸균법과 화학적 멸균법으로 구분한다. 물리적 멸균법에는 끓임소독법, 고압증기멸균법, 자외선소독, 소각멸균법이 있으며, 화학적 멸균법에는 가스멸균법, 액체화학멸균법 등이 있다. 이 멸균법 중 가장 효과가 좋은 것은 소각멸균법이다.

소각 멸균법은 오염된 대상의 재사용이 필요 없을 때 주로 사용되는데 멸균대상물이 파괴되는 단점을 제외하면 매우 우수한 멸균법이다. 이러한 소각 멸균법은 사체나 멸균 이후 2차 오염의 발생을 줄이고자할 때 주로 사용되는데, 바이러스 또는 박테리아의 병원균에 감염된 사람이나 가축의 배설물을 처리하는데 매우 적합한 멸균법이다.

사람이나 가축의 배설물에는 몸속에 기생하는 각종의 바이러스나 박테리아가 함께 배출된다. 특히 소화기 관련 병원균의 경우 그 감염 경로가 사람이나 동물의 배설물인 경우가 대부분이다. 이런 감염된 대변이 생태계에 들어가면 전염경로를 형성하여 전염병의 전파라는 악순환이 지속된다. 이런 이유로 오염된 대변의 처리를 위한 방법이 필요하며, 그 방법은 친환경적이어야 하고 특히 2차 오염의 발생이 매우 적어야 한다.

소각멸균법을 시도하면서 발생되는 2차 오염 중 가장 중요한 것은 악취의 발생이다. 악취는 사람의 기분을 상하게 하는 등 스트레스 발생의 요인 중 하나이며 심하면 정상적인 생활을 못할 정도로 피해를 주는 공해이다.

대변의 경우 특히 사람의 대변은 섭취하는 음식에 따라 그 구성의 형태가 매우 다양하다. 채식위주의 식사와 육류위주의 식사를 하는 각각의 사람이 배설하는 대변은 그 구성 요소부터 매우 차이가 난다. 또한 대변은 무기질 및 각종의 동물성단백질이 포함되어 있어 표면경화가 매우 빠르고 심하게 발생한다. 이런 표면경화 현상은 대변의 소각 시 소각연료의 사용량을 증가시키고 소각 시간을 많이 소모시키는 원인이 된다. 이와 같은 원리는 나무를 화목용 장작으로 사용할 때에도 비슷한 현상이 생기는데 장작을 크게 만들면 오래타고 잘게 부수면 쉽게 빨리 타는 것과 유사하다.

대변을 빠르고 적은 연료로 태우려면 대변을 잘게 부수고 소각 시 발생되는 냄새를 동시에 없애는 기술이 필요하다. 냄새는 기체화된 입자가 사람의 후각신경세포에 포착되어 인식되는데 냄새를 없앤다는 것은 이와 같은 냄새입자의 발생을 제한하던가 중화시키는 것을 의미한다.

종래의 대변 소각로는 대변을 건조시키고 소각하며 소각 후 배출되는 기체에서 냄새입자를 분해하는 단계를 거치므로 연료의 소모가 많고 전체 작업시간이 길며 장치가 대형화되고 그 가격도 고가이었다. 이와 같은 대형의 소각로는 개인 화장실에 적용하기엔 한계가 있어 소형의 화장실에서 발생되는 오염된 대변은 그 처리에 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 소각멸균시 악취의 발생이 적고, 소각시 연료의 소모가 적으며 소각시간을 줄일 수 있는 대변 소각 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 냄새입자를 변형시켜, 사람의 후각으로 인식하지 못하는 기체로 변환시킬 수 있는 대변 소각 장치를 제공하는데 그 다른 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 회전운동에 의해 대변을 표면에 부착시키기 위한 롤러, 상기 롤러를 구동시키기 위한 롤러 구동 모듈, 투입된 대변을 받아서 수납하고, 상기 롤러에 균일하게 대변이 부착될 수 있도록 하기 위한 대변받이, 상기 대변받이를 구동시키기 위한 대변받이 구동 모듈, 대변을 소각시키기 위한 공간이 마련된 소각실, 상기 소각실 내에 위치하여 상기 대변을 소각시키기 위한 화염을 발생시키는 화염발생부 및 대변 소각 장치를 구성하는 구성요소의 동작을 제어하는 제어보드를 포함한다.

상기 롤러 구동 모듈은, 상기 롤러를 회전시키기 위한 구동력을 전달하는 롤러회전모터, 상기 롤러회전모터의 정회전 및 역회전을 제어하기 위한 제1 회전전환 릴레이, 상기 제어보드의 제어신호에 따라 상기 제1 회전전환 릴레이에 전기를 공급하는 제1 모터 드라이브 및 상기 롤러회전모터의 회전부하 상태를 감지하기 위한 제1 전류센서를 포함할 수 있다.

상기 대변받이 구동 모듈은, 상기 대변받이를 좌우로 구동시키기 위한 대변받이통 모터, 상기 대변받이통 모터의 정회전 및 역회전을 제어하기 위한 제2 회전전환 릴레이, 상기 제어보드의 제어신호에 따라 상기 제2 회전전환 릴레이에 전기를 공급하는 제2 모터 드라이브, 상기 대변받이통 모터의 회전부하 상태를 감지하기 위한 제2 전류센서, 상기 대변받이의 좌측 위치를 감지하여, 상기 대변받이의 좌측 위치가 미리 정해진 지점이 되면, 상기 대변받이의 이동을 제한하기 위한 신호를 출력하는 제1 이동제한 스위치 및 상기 대변받이의 우측 위치를 감지하여 상기 대변받이의 우측 위치가 미리 정해진 지점이 되면, 상기 대변받이의 이동을 제한하기 위한 신호를 출력하는 제2 이동제한 스위치를 포함할 수 있다.

상기 화염 발생부는 가스 버너인 것이 바람직하다.

상기 제어보드의 제어신호에 따라 상기 가스 버너에 유입되는 가스량을 제어하기 위한 전동가스조절변, 상기 제어보드의 제어신호에 따라 상기 가스 버너로의 가스 공급을 차단하거나 개방하는 전동가스 밸브, 상기 가스 버너에서 배출되는 가스에 점화시키기 위한 고압점화기, 상기 소각실 내부의 온도를 측정하기 위한 온도센서, 상기 소각실 내부의 화염존재유무를 감지하기 위한 광센서, 상기 소각실에 연소용 공기를 유입시키기 위한 공기주입팬, 상기 소각실 내부의 잔류 가스를 배출하기 위한 배기팬, 가스 누출을 감지하기 위한 가스센서, 소각된 재를 배출하기 위한 재배출구 및 가스를 저장하기 위한 가스통을 더 포함할 수 있다.

상기 제어보드는 상기 제1 이동제한 스위치가 온(on)되면, 상기 제2 회전전환 릴레이를 구동시켜서 상기 대변받이통 모터의 회전방향이 반대가 되도록 하고, 이후 상기 제2 이동제한 스위치가 온(on)되면, 상기 제2회전전환 릴레이를 구동시켜서 상기 대변받이통 모터의 회전방향이 다시 반대가 되도록 제어할 수 있다.

본 발명에 의하면 대변을 얇게 펴서 용이하게 소각되도록 하고, 소각로 상단에 화염발생부를 위치시켜 소각시 발생하는 악취입자를 소각처리함으로써, 소각멸균시 악취의 발생이 적고, 소각시 연료의 소모가 적으며 소각시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대변 소각 장치를 보여주는 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어보드 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대변 소각 장치의 동작 개요를 설명?기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어보드 전체 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대변 소각 장치를 이용하여 실제 대변을 소각하는 장면을 촬영한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대변 소각 장치를 보여주는 전체 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 대변 소각 장치는 크게 롤러(101), 롤러 구동 모듈(M1), 대변받이(110), 대변받이 구동 모듈(M2), 소각실(125), 가스버너(127), 제어보드(160)를 포함하여 이루어진다.

롤러(101)는 회전운동에 의해 대변을 표면에 부착시키는 역할을 한다.

롤러 구동 모듈(M1)은 롤러(101)를 구동시키는 역할을 한다.

본 발명의 일 실시예에서 롤러 구동 모듈(M1)은 롤러(101)를 회전시키기 위한 구동력을 전달하는 롤러회전모터(103), 롤러회전모터(103)의 정회전 및 역회전을 제어하기 위한 제1 회전전환 릴레이(105), 제어보드(160)의 제어신호에 따라 제1 회전전환 릴레이(105)에 전기를 공급하는 제1 모터 드라이브(107) 및 롤러회전모터(103)의 회전부하 상태를 감지하기 위한 제1 전류센서(109)를 포함하여 이루어진다.

대변받이(110)는 투입된 대변을 받아서 수납하고, 롤러(101)에 균일하게 대변이 부착될 수 있도록 한다.

대변받이 구동 모듈(M2)은 대변받이를 구동시키는 역할을 한다.

본 발명의 일 실시예에서 대변받이 구동 모듈(M2)은 대변받이(110)를 좌우로 구동시키기 위한 대변받이통 모터(111), 대변받이통 모터(111)의 정회전 및 역회전을 제어하기 위한 제2 회전전환 릴레이(113), 제어보드(160)의 제어신호에 따라 제2 회전전환 릴레이(113)에 전기를 공급하는 제2 모터 드라이브(115), 대변받이통 모터(111)의 회전부하 상태를 감지하기 위한 제2 전류센서(117), 대변받이(110)의 좌측 위치를 감지하여, 대변받이(110)의 좌측 위치가 미리 정해진 지점이 되면, 대변받이(110)의 이동을 제한하기 위한 신호를 출력하는 제1 이동제한 스위치(119) 및 대변받이(110)의 우측 위치를 감지하여 대변받이(110)의 우측 위치가 미리 정해진 지점이 되면, 대변받이(110)의 이동을 제한하기 위한 신호를 출력하는 제2 이동제한 스위치(121)를 포함하여 이루어진다.

소각실(125)은 대변을 소각시키기 위한 공간이 마련되어 있다.

가스버너(127)는 소각실(125) 내에 위치하여 대변을 소각시키기 위한 화염을 발생시키는 역할을 한다.

제어보드(160)는 대변 소각 장치를 구성하는 구성요소의 동작을 제어한다.

전동가스조절변(131)은 제어보드(160)의 제어신호에 따라 가스 버너(127)에 유입되는 가스량을 제어하는 역할을 한다.

전동가스 밸브(133)는 제어보드(160)의 제어신호에 따라 가스 버너(127)로의 가스 공급을 차단하거나 개방하는 역할을 한다.

고압점화기(129)는 가스 버너(127)에서 배출되는 가스에 점화시키는 역할을 한다.

온도센서(139)는 소각실(125) 내부의 온도를 측정하는 역할을 한다.

광센서(141)는 소각실(125) 내부의 화염존재 유무를 감지하는 역할을 한다.

공기주입팬(143)은 소각실(125)에 연소용 공기를 유입시키는 역할을 한다.

배기팬(145)은 소각실(125) 내부의 잔류 가스를 배출하는 역할을 한다.

가스 센서(137)는 가스 누출을 감지하는 역할을 한다.

재배출구(123)는 소각된 재를 배출하기 위한 것으로서, 소각 장치 바닥에 설치되어 있으며, 사용자가 수동으로 열어서 재를 제거한다.

가스통(135)은 가스를 저장하는 역할을 한다.

본 발명에서 제어보드(160)는 제1 이동제한 스위치(119)가 온(on)되면, 제2 회전전환 릴레이(133)를 구동시켜서 대변받이통 모터(111)의 회전방향이 반대가 되도록 하고, 이후 제2 이동제한 스위치(121)가 온(on)되면, 제2회전전환 릴레이(133)를 구동시켜서 대변받이통 모터(111)의 회전방향이 다시 반대가 되도록 제어한다.

본 발명에서 제어보드(160)는 소각 시작신호가 유지되는 동안 소각을 실시하며 사전에 설정된 소각실시 시간동안 소각 장치 전체를 운전한다. 본 발명의 일 실시예에서 제어보드(160)는 마이컴(PIC16F73)을 주 구성으로 하며 가스버너의 동작시간, 위험요소감지 및 원인제거, 롤러회전모터와 대변받이통모터를 제어하는 실시예를 제안한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어보드 구성도이다.

도 2를 참조하면, 제어보드(160)는 마이컴 PIC16F73의 주변회로와, 4개의 8Bit 아날로그 입력포트와, 4개의 디지털입력포트 8개의 디지털출력포트, 1개의 10단계 디지털 출력포트로 구성된다.

이러한 구성을 갖는 제어보드(160)에서 각 부분별 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저 가스점화는 다음의 순서로 진행된다.

소각시작신호(150)가 입력되면 3분간 배기팬(145)을 동작시켜 소각로내부에 잔류되어 있을 수 있는 연소용 가스를 배출시킨다.

배기팬(145) 동작 3분 후, 배기팬(145)을 끄고 가스센서(137)의 값을 입력받는다. 가스센서(137) 값이 비정상이면 다시 배기팬(145)을 3분간 동작시킨 후 다시 가스센서(137) 값을 입력받는다. 이 동작은 가스센서(137) 값이 정상이 될 때까지 반복한다.

가스센서(137) 값이 정상이면, 전동가스조절변(131)을 1-10단계 중 1로 설정하고 전동가스밸브(133)를 개방하면서 고압점화기(129)를 출력한다.

고압점화기(129)를 출력한 후 광센서(141)의 값을 입력받는다. 광센서(141)의 값이 비정상이면 전동가스조절변(131)과 전동가스밸브(133)를 닫고, 초기 배기팬(145) 3분 작동으로 돌아가고, 광센서(141)의 값이 정상이면 전동가스조절변(131)을 하절기는 5단계로 설정하고, 동절기에는 8단계로 재설정하여 소각을 실시한다.

소각 중에는 소각시간 15분의 경과여부, 그리고 화염이 지속되어 광센서(141)의 값이 정상인가 여부 및 온도센서(139)의 값을 입력받아 소각 장치 내부의 온도를 체크한다. 광센서(141) 값이 비정상이거나 온도센서(139)의 값이 설정치보다 높으면 바로 전동가스밸브(133)를 차단하고 전동가스조절변(131)을 닫고 3분간 배기팬(145) 작동 후 소각신호의 지속여부를 확인한다. 설정된 소각시간이 완료되면 전동가스밸브(133)를 차단하고 전동가스조절변(131)을 닫고 3분간 배기팬(145) 작동 후 새로운 소각신호를 대기한다.

롤러회전모터(103) 운전은 다음의 순서로 진행된다.

소각시작신호(150)가 입력되면 제1 모터드라이브(107)는 모터운전용 전압을 출력한다. 롤러회전모터(103)를 구동하는 모터출력전압은 3분간 지속된다.

3분 후에는 제1 회전전환릴레이(105)을 동작시켜 롤러회전모터(103)의 회전방향을 반대로 한다. 롤러회전모터(103)가 회전하는 동안에는 지속적으로 모터의 전류를 측정하여 모터의 전류가 마이컴의 아날로그포트의 디지털 변환값으로 201이상이면, 롤러회전모터(103)의 회전을 정지시키고 200이하 101 이상이면 제1 회전전환릴레이(105)를 구동하여 롤러회전모터(103)의 회전방향을 반대로 한다. 롤러회전모터(103)는 매 3분마다 제1 회전전환릴레이(105)를 온-오프 또는 오프-온 시켜 그 회전방향을 반대로 한다. 롤러회전모터(103)는 총 15분 회전 후 정지한다.

대변받이통 모터(111)의 운전은 다음의 순서로 진행된다.

소각시작신호(150)가 입력되면 제2 모터드라이브(115)는 모터운전용 전압을 출력한다. 대변받이통 모터(150)를 구동하는 제2 모터드라이브(115)의 출력전압은 제2 전류센서(117)의 값이 마이컴의 아날로그포트의 디지털 변환값으로 201이하인 경우 15분간 지속된다. 대변받이통 모터(150)의 회전방향은 제1 이동제한스위치가 온(ON)될 때까지 지속된다.

제1 이동제한스위치(119)가 온(ON)되면 제2 회전전환릴레이(113)를 동작시켜 대변받이통 모터(111)의 회전방향을 반대로 한다. 대변받이통 모터(111)가 회전하는 동안에는 지속적으로 대변받이통 모터(150)의 전류를 측정하여 전류가 마이컴의 아날로그포트의 디지털 변환값으로 201이상이면, 대변받이통 모터(111)의 회전을 정지시키고, 200이하 101이상이면 제2 회전전환릴레이(113)를 구동하여 대변받이통 모터(111)의 회전방향을 반대로 한다. 대변받이통 모터(111)는 제1 이동제한스위치(119)와 제2 이동제한스위치(121)가 온(ON)될 때마다 제2 회전전환릴레이(113)를 온-오프 또는 오프-온 시켜 그 회전방향을 반대로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대변 소각 장치의 동작 개요를 설명?기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 대변이 롤러(101)위로 떨어지면, 배기팬(145)과 롤러(101)는 3분간 회전하면서 대변을 롤러(101)에 얇게 부착시키고, 나머지는 대변받이(110)에 떨어뜨린다.

3분간 롤러(101)가 회전한 후 가스버너(127)가 점화되고, 롤러(101) 위로 화염이 인가된다. 롤러(101)에 부착된 대변은 대략 2㎜-3㎜ 정도 두께로 가스버너(127)에서 발생되는 약 700℃정도의 화염에 빠르게 소각된다. 실제실험에서는 대변 250g이 5분 만에 모두 소각되었으며, 이후 발생하는 악취의 소각과 잔류 대변 덩어리의 완전 소각을 위해 추가 10분간 소각을 실시하였다. 총 15분 소각 후 발생된 재는 초기 투입 대변의 약 2%정도인 4.8g이었다.

롤러(101)는 3분주기로 정역회전을 교차하여 실시되고, 롤러(101)의 이물질을 제거하고 대변의 완전 소각을 실시하게 된다. 대변받이(110)는 롤러(101)를 중심으로 좌우(A-B)로 이동하여 대변받이(110) 바닥에 떨어진 대변을 롤러(101)에 부착시킨다.

대변 소각 시 발생하는 악취는 소각 장치 위로 상승하는데, 상승하는 악취기체는 가스버너(127)의 화염에 의해 재소각되어 악취 구성성분이 변화되어 악취를 발생시키지 못하게 된다.

소각 중 롤러(101)에 이물질이 끼어 롤러회전에 방해가 되면 롤러회전모터(103)의 전류를 감지하는 제1 전류센서(109)에 의해 감지되고, 그 감지 값에 따라 롤러회전모터(103)의 회전 정지 또는 역회전 동작을 수행하여 롤러(101)사이에 낀 이물질을 제거한다.

본 발명의 일 실시예에서 두 롤러(101)에는 높이 약 5mm정도의 철판이 설치되어 있으며, 이 높이 5mm의 철판이 각각 상대 롤러에 부착된 대변을 칼로 자르듯 흠을 만들게 된다, 이 흠으로 인하여 화염이 침투하여 대변을 쉽게 소각하게 되는 것이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소각 장치를 이용하여 실제 대변을 소각하는 장면을 촬영한 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어보드 전체 회로도이다. 도 4에서 제어보드(160)는 마이컴 PIC16F73으로 구성된 실시예이다.

도 4를 참조하면, 마이컴 PIC16F73은 입출력 선택이 가능한 디지털포트17개와 아날로그포트 5개가 있으며, 하드웨어 리셋이 가능한 포트가 있다.

제어보드(160)에서는 마이컴 PIC16F73의 클럭을 4㎒로 구성하고 저항 10KR과 전해콘덴서 1uF을 이용하여 하드웨어 리셋을 설치하였다. 전원은 5VDC를 공급한다. 마이컴 PIC16F73의 아날로그 포트는 8비트(Bit) A/D컨버터로 0VDC -5VDC를 입력받아 디지털 값 0-256으로 표시한다.

제1 전류센서(109)와 제2 전류센서(111)는 각각의 롤러회전모터(103)와 대변받이통 모터(111)의 정상전류 300㎃에서 OPAMP1과 OPAMP2로 1V를 입력시킨다. 그리고, 롤러회전모터(103)와 대변받이통 모터(111)의 한계전류인 1500㎃에서 5V를 입력한다.

OPAMP1과 OPAMP2로 입력된 전류센서1, 전류센서2의 전류 측정값은 마이컴 PIC16F73의 아날로그포트인 2 AN0, 3 AN1으로 입력된다. 아날로그포트인 2 AN0, 3 AN으로 입력된 전압값은 디지털 값으로 변환되는데, 회로의 정상전류 설정한계치인 585㎃의 DC전압 값인 1.5V가 입력되면 디지털 값= (1.95V*256)/5V≒100이다. 이 값은 모터 구동 시 정상으로 처리하는 값이다. 이보다 높은 전압 값인 1.95V~3.9V가 입력되면 마이컴은 롤러회전모터(103) 및 대변받이통 모터(111)의 역회전을 위해 제1/제2 회전전환릴레이(105, 113)를 구동시키고, 그보다 높은 값이 입력되면 롤러회전모터(103) 및 대변받이통 모터(111)의 운전을 차단한다.

광센서(141)는 CDS소자를 이용하였다. CDS소자는 빛의 세기에 따라 내부 저항이 변화한다. 빛이 밝을수록 내부 저항이 낮아진다. 소각 장치의 가스버너(127)에 불이 점화되면 매우 밝은 빛이 나타나는데, CDS가 이를 감지하여 가스버너(127)의 점화유무를 파악하게 한다. 일반적인 점화상태에서 CDS는 약 1㏀의 저항값을 나타내었고 소화 시에 약 100㏀의 저항값이 나타났다.

마이컴 PIC16F73의 4 AN2포트에 연결된 CDS는 직렬로 연결된 저항 R1을 +5VDC를 공급받는다. R1은 1㏀이다. R1과 CDS의 직렬 연결점에서 출력되어 마이컴 PIC16F73의 4 AN2포트로 입력되는 전압은 다음과 같다. 점화 시 CDS 1㏀, 소화 시 CDS 100㏀이므로, 점화 시 전압=[5V/(1㏀+1㏀)]*1㏀=2.5V 이며, 디지털 값은 (2.5V/5V)*256=128이고, 소화 시 전압=[5V/(100㏀+1㏀)]*100㏀= 4.95V이며, 디지털값은 (4.95V/5V)*256=253이다.

마이컴 PIC16F73은 4 AN2의 디지털값이 150 이하이면 점화로 인식하고 그 이상이면 소화로 판단한다. 마이컴 PIC16F73의 5 AN3포트에 연결된 서미스터는 온도에 따라 저항값이 변하는 소자이다. 온도가 상승하면 저항 값이 낮아지고 온도가 낮아지면 저항값이 높아진다. 마이컴 PIC16F73의 5 AN3포트에 연결된 서미스터는 직렬로 연결된 저항 R2를 +5VDC를 공급받는다. R2는 1㏀이다. R2와 서미스터의 직렬 연결점에서 출력되어 마이컴 PIC16F73의 5 AN3포트로 입력되는 전압은 다음과 같다. 서미스터의 저항 값은 서미스터온도 700℃ 시 10㏀, 1000℃ 시 서미스터 저항값은 1㏀이므로 700℃ 시 전압=[5V/(1㏀+10㏀)]*10㏀=4.54V 이며, 디지털값은 (4.54V/5V)*256=223이고 1000℃ 시 전압=[5V/(1㏀+1㏀)]*1㏀= 2.5V이며 디지털값은 (2.5V/5V)*256=128이다.

마이컴 PIC16F73은 5 AN3의 디지털 값이 150 이하이면 과열로 판단하고, 그 이상이면 정상으로 판단한다.

마이컴 PIC16F73의 디지털포트 15,16,17,18은 하이(High)와 로우(Low)의 입력만 받는다. PIC16F 73의 디지털포트 15,16,17,18의 스위치가 개방되어 있으면, 각 포트에 연결된 저항 R3, R4, R5, R6을 통해 +5V를 공급받아 입력은 하이(High)가 된다. 스위치가 온(ON)되면 마이컴의 해당포트는 로우(Low)가 된다. 마이컴 PIC16F73는 하이(High)가 입력되면 대기하고, 로우(Low)가 입력되면 해당 설정에 따라 출력을 제어한다.

마이컴 PIC16F73의 디지털포트 11, 12, 13, 14는 4비트(Bit)로 구성되어 총 10단계의 제어를 한다. 이 값은 전동가스조절변(131)에 입력되어 해당 값만큼 전동가스조절변(131)이 개방된다. 이 값이 0이면 전동가스조절변(131)은 닫힘이 된다.

마이컴 PIC16F73의 디지털포트 21,22,23,24,25,26,27,28의 8포트는 디지털 출력으로 대기 시에는 로우(Low)를 출력하여 각각의 TR1, TR2, TR3, TR4, TR5, TR6, TR7, TR8은 오픈되어 해당 구동소자의 동작이 중지되고, 출력이 하이(High)가 되면 해당TR은 온(ON)되어 해당 구동소자가 동작하게 된다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

101 롤러 110 대변받이
M1 롤러 구동 모듈 M2 대변받이 구동 모듈
103 롤러회전모터 105 제1 회전전환 릴레이
107 제1 모터 드라이브 109 제1 전류센서
111 대변받이통 모터 113 제2 회전전환 릴레이
115 제2 모터 드라이브 117 제2 전류센서
119 제1 이동제한 스위치 121 제2 이동제한 스위치
123 재 배출구 125 소각실
127 가스 버너 129 고압점화기
131 전동가스 조절변 133 전동가스 밸브
135 가스통 137 가스센서
139 온도센서 141 광센서
143 공기주입팬 145 배기팬
160 제어보드

Claims (10)

1. 회전운동에 의해 대변을 표면에 부착시키기 위한 롤러;
   상기 롤러를 구동시키기 위한 롤러 구동 모듈;
   투입된 대변을 받아서 수납하고, 상기 롤러에 균일하게 대변이 부착될 수 있도록 하기 위한 대변받이;
   상기 대변받이를 구동시키기 위한 대변받이 구동 모듈;
   대변을 소각시키기 위한 공간이 마련된 소각실;
   상기 소각실 내에 위치하여 상기 대변을 소각시키기 위한 화염을 발생시키는 화염발생부; 및
   대변 소각 장치를 구성하는 구성요소의 동작을 제어하는 제어보드를 포함하는 대변 소각 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 롤러 구동 모듈은,
   상기 롤러를 회전시키기 위한 구동력을 전달하는 롤러회전모터;
   상기 롤러회전모터의 정회전 및 역회전을 제어하기 위한 제1 회전전환 릴레이;
   상기 제어보드의 제어신호에 따라 상기 제1 회전전환 릴레이에 전기를 공급하는 제1 모터 드라이브; 및
   상기 롤러회전모터의 회전부하 상태를 감지하기 위한 제1 전류센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 대변 소각 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 대변받이 구동 모듈은,
   상기 대변받이를 좌우로 구동시키기 위한 대변받이통 모터;
   상기 대변받이통 모터의 정회전 및 역회전을 제어하기 위한 제2 회전전환 릴레이;
   상기 제어보드의 제어신호에 따라 상기 제2 회전전환 릴레이에 전기를 공급하는 제2 모터 드라이브;
   상기 대변받이통 모터의 회전부하 상태를 감지하기 위한 제2 전류센서;
   상기 대변받이의 좌측 위치를 감지하여, 상기 대변받이의 좌측 위치가 미리 정해진 지점이 되면, 상기 대변받이의 이동을 제한하기 위한 신호를 출력하는 제1 이동제한 스위치; 및
   상기 대변받이의 우측 위치를 감지하여 상기 대변받이의 우측 위치가 미리 정해진 지점이 되면, 상기 대변받이의 이동을 제한하기 위한 신호를 출력하는 제2 이동제한 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 대변 소각 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 화염 발생부는 가스 버너인 것임을 특징으로 하는 대변 소각 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어보드의 제어신호에 따라 상기 가스 버너에 유입되는 가스량을 제어하기 위한 전동가스조절변을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대변 소각 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어보드의 제어신호에 따라 상기 가스 버너로의 가스 공급을 차단하거나 개방하는 전동가스 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대변 소각 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 가스 버너에서 배출되는 가스에 점화시키기 위한 고압점화기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대변 소각 장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 소각실 내부의 온도를 측정하기 위한 온도센서; 및
   상기 소각실 내부의 화염존재유무를 감지하기 위한 광센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대변 소각 장치.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 소각실에 연소용 공기를 유입시키기 위한 공기주입팬;
   상기 소각실 내부의 잔류 가스를 배출하기 위한 배기팬;
   가스 누출을 감지하기 위한 가스센서;
   소각된 재를 배출하기 위한 재배출구; 및
   가스를 저장하기 위한 가스통을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대변 소각 장치.
   
10. 제3항에 있어서,
    상기 제어보드는 상기 제1 이동제한 스위치가 온(on)되면, 상기 제2 회전전환 릴레이를 구동시켜서 상기 대변받이통 모터의 회전방향이 반대가 되도록 하고, 이후 상기 제2 이동제한 스위치가 온(on)되면, 상기 제2회전전환 릴레이를 구동시켜서 상기 대변받이통 모터의 회전방향이 다시 반대가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 대변 소각 장치.

Images