KR101275919B1 - 진공하수시스템 - Google Patents

Abstract

하수공급원(101), 하수배관(102), 상기 하수공급원과 하수배관 사이의 방출밸브(103), 상기 하수배관에 부분 진공을 발생시키기 위한 수단(104), 및 상기 방출밸브의 작동을 제어하는 제어수단을 포함하는 진공하수시스템. 상기 제어수단은 제1 말단 챔버 및 제2 말단 챔버를 포함하는 일련의 챔버들을 한정하는 몸체부를 가진 제어기구(105)를 포함하고, 상기 제1 말단 챔버는 활성화 수단(106)이 구비되어 있다. 상기 몸체부(12)는 진공 공급원(102)과 소통을 위한 제1 포트(8), 방출밸브(103)와 소통을 위한 제2 포트(9), 및 통기 수단과 소통을 위한 제3 포트(10)가 구비되어 있다. 상기 활성화 수단(106)은 제2 포트(9)와 제3 포트(10) 사이의 소통을 제공하는 첫 번째 위치와, 제2 포트(9)와 제3 포트(10) 사이의 소통을 차단하는 두 번째 위치 사이에서 옮겨질 수 있는 제2 밸브수단과 협력하여 작동하는 제1 밸브수단과 연결되어 있다.

Description

진공하수시스템{VACUUM SEWER SYSTEM}

본 발명은 하수공급원, 하수배관, 하수공급원과 하수배관 사이의 방출밸브, 하수배관에 부분 진공을 발생시키는 수단 및 방출밸브의 작동을 제어하는 제어수단을 포함하는 진공하수시스템에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명은 진공하수시스템의 제어수단에 관한 것으로, 상기 제어수단은 제1 말단 챔버 및 제2 말단 챔버를 포함하여 일련의 챔버를 한정하는 몸체부를 가진 제어기구를 포함하고, 상기 제1 말단 챔버는 활성화 수단이 구비되어 있으며, 상기 몸체부는 진공 공급원과의 소통을 위한 제1 포트, 방출밸브와의 소통을 위한 제2 포트 및 통기(aeration) 수단과의 소통을 위한 제3 포트가 구비되어 있다.

하수공급원에 따라서, 진공하수시스템은 또한 세척수를 하수공급원에 제공하기 위해 세척수 공급부, 세척수 밸브 및 세척수 분배수단을 포함하는 세척수 장치를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제어수단은 또한 세척수 장치의 작동을 제어한다.

이러한 진공하수시스템 및 제어수단은 이미 공지되어 있다. 제어수단의 기본 작동 원리는 방출밸브 및 바람직하게는 또한 세척수 밸브의 개폐에 영향을 미치기 위하여 챔버에 부분 진공 및 대기압의 교대를 활성화시키는 것이다.

공지된 해결책은 일반적으로 매우 복잡한 구조 및 매우 많은 수의 구성 부품을 필요로 한다. 또한, 구성 부품의 상호 작용은 그 구성 부품의 상대적으로 작은 크기 및 그것들의 깨지기 쉬운 구조로 인해 쉽게 방해를 받게 되어, 결과적으로 제어수단의 고장을 초래한다. 또한, 공지된 제어수단은 제조 및 수리 비용이 매우 비싸다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 피할 수 있고 간단한 장치로 신뢰할 수 있는 작동을 제공하는 진공하수시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 진공하수시스템의 작동을 향상시키는 제어수단을 제공하는 것이다. 이러한 목적들은 청구항 1항에 따른 진공하수시스템 및 청구항 4항에 따른 제어수단에 의해 달성된다.

본 발명의 기본적 사상은 원래 공지된 것처럼, 작동시에 시스템에서의 부분 진공을 활용하고, 심지어 일부 부품이 손상되더라도 작동을 보장하는 기계적으로 간단한 구조이고 또한 임시의 유지 조치를 제공하는 제어수단을 활용하여 방출밸브, 및 바람직하게는 세척수 밸브를 제어하는 진공하수시스템을 제공하는 것이다. 진공하수시스템의 제어수단은 일련의 챔버를 포함하며, 두 밸브 수단은 상기 밸브에 부분 진공의 소통을 개방하거나 차단하기 위하여 차례차례로 작동하고, 상기 작동은 활성화 수단에 의해 개시된다.

세척수 장치를 포함하는 진공하수시스템의 바람직한 실시형태는 청구항 2항 및 3항에 정의되어 있다.

진공하수시스템에 사용되는 제어수단의 바람직한 실시형태는 청구항 5항 내지 11항에 정의되어 있다.

도 1은 제어수단을 사용하는 진공하수시스템을 도시한 도면,

도 2는 제어수단의 전체를 나타내는 도면,

도 3은 제어수단의 평면도,

도 4는 도 3에 따른 A-A 단면도,

도 5는 도 3에 따른 B-B 단면도, 및

도 6 내지 9는 제어수단의 작동 서열을 나타내는 도면이다.

이하에서는 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 진공하수시스템(100)은, 이 경우에는 방출구가 구비된 변기와 같은 위생 유닛 형태의 하수 용기인 하수공급원(101), 하수배관(102), 상기 하수공급원과 하수배관 사이의 방출밸브(103), 및 하수배관에 부분 진공을 발생시키기 위한 수단(104)을 포함한다. 방출밸브(103)의 작동은 활성화 수단(106)이 구비된 제어기구(105)를 포함하는 제어수단에 의해 조절된다. 진공하수시스템은 변기에 세척수를 공급하기 위해 세척수 공급부(107), 세척수 밸브(108) 및 세척수 분배 수단(109)을 포함하는 세척수 장치를 더 포함한다. 제어수단은 또한 세척수 장치의 작동, 즉 일반적으로 세척수 밸브의 기능을 제어하기 위해 배열된다.

도 2는 제어기구(105)를 보다 더 상세히 도시한다. 상기 제어기구(105)는 일련의 챔버들(1,2,3 및 4)을 포함하는 몸체부(12)를 가진다. 또한, 몸체부(12)는 진공 공급원, 즉 도 1에 도시된 것처럼 하수배관(102)과 소통을 위한 제1 포트(8), 방출밸브(103)와 소통을 위한 제2 포트(9) 및 통기 수단, 즉 일반적으로 대기와 소통을 위한 제3 포트(10)(도 4)를 구비한다. 도 1에서, 세척수 밸브(108)와 소통을 위한 제4 포트(11) 역시 도시되어 있으며, 이는 바람직한 실시형태를 구성한다.

도 4는 도 2에 도시된 제어기구의 도 3에 따른 A-A 첫 번째 단면을 나타내고 도 5는 도 3에 따른 B-B 두 번째 단면을 나타낸다. 제어수단의 몸체부(12)는 서로의 상부에 배열된 일련의 챔버를 한정한다. 이러한 챔버들은 제1 말단 챔버를 구성하는 제1 챔버(1), 제2 챔버(2), 제3 챔버(3) 및 제2 말단 챔버를 구성하는 제4 챔버(4)를 포함한다.

상기 제1 챔버(1)는 소위 세척 버튼으로 불리는 활성화 수단(106)이 구비되어 있고, 상기 활성화 수단(106)은 본 실시 형태에서 흡입컵(suction cup)으로 도시한 연결수단(engagement means)(13)에 연결된 제1 밸브축(191)을 포함하는 제1 밸브수단(19)을 한쪽으로 치우치게 하는 첫 번째 스프링(18)에 연결되어 배열된다. 제1 밸브축(191)은 후퇴부(15)가 구비되어 있으며, 그 기능은 도 6 내지 9와 관련하여 이하에서 기술할 것이다. 제1 챔버(1)는 몸체부(12)의 측벽에 통기 개구(21)가 구비되어 있다. 제1 챔버(1) 및 제2 챔버(2)는 제1 밸브수단(19)을 착석시키는 제1 밸브 시트(192)에 의해 분리된다.

연결수단(13)은 제2 챔버(2)와 제3 챔버(3) 사이에 배치되어 그것을 분리하는 막(membrane)(14)과의 연결을 위해 제2 챔버(2)에 배열된다. 상기 연결수단은 바람직하게는 본 실시형태에서 흡입컵이다. 그러나, 막과 적절한 연결을 제공할 수 있는 다른 연결수단 역시 사용될 수 있으며, 막도 그것에 따라 디자인된다. 막 (membrane)이라는 용어는 몸체부(12) 내의 이동을 위해 적절히 유연한 기능을 제공하는 수단으로 이해된다. 막(14)은 제2 밸브수단(5)을 한쪽으로 치우치게 하는 두 번째 스프링(16)에 연결된다. 제2 밸브수단(5)의 제2 밸브축(51)은 첫 번째 덕트 (6)와 두 번째 덕트(7)를 구비하고 있으며, 그것들의 기능은 도 6 내지 도 9와 관련하여 이하에서 설명될 것이다. 제1 포트(8)는 제3 챔버(3)와 소통된다. 제2 포트 (9), 제3 포트(10) 및 제4 포트(11)는 제4 챔버(4)에 배열된다. 제3 챔버(3) 및 제4 챔버(4)는 제2 밸브수단(5)을 착석시키는 제2 밸브시트(52)에 의해 분리된다. 제2 밸브수단(5)은 밸브 플랩(valve flap)(23) 및 밀폐 수단(22)을 구비한 제2 밸브축(51)을 포함한다.

이하에서는 제어기구(105)의 작동 서열을 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명한다. "전방"이라는 표현은 제1 챔버(1)로부터 제4 챔버(4)쪽으로의 첫 번째 방향을 나타내고 "후방"이라는 표현은 상기 첫 번째 방향의 반대 방향을 나타낸다.

도 6에서 통상의 휴지 위치에 있는 제어기구(105)를 도시한다. 부분 진공은 진공 공급원, 즉 하수배관(102)과 소통하는 제1 포트(8)를 통해 제3 챔버(3)에 연결되고(도 5), 제2 밸브축(51)에 배열되어 유동 제한기(flow restrictor)를 형성하는, 첫 번째 덕트(6) 및 두 번째 덕트(7)를 통해 제2 챔버(2)와 소통한다. 대기압 은 몸체부(12)의 측벽에 존재하는 통기 개구(21)를 통해 통기되는(도 5) 제1 챔버 (1)와, 제3 포트(10)가 개방되어 있는 제4 챔버(4)를 지배한다. 제2 밸브수단(5)의 제2 밸브축(51)은 제4 챔버(4)와 제3 챔버(3) 사이의 밸브 시트(52)에 형성되어 있는 채널(channel)(17)을 통한 소통을 차단하는 밸브 플랩(23)이 구비되어 있다. 상기 밸브 플랩(23)을 가진 제2 밸브수단(5)은 두 번째 스프링(16) 및 제3 챔버(3)와 제4 챔버(4) 사이의 압력 차이에 의해 폐쇄 위치로 유지된다.

방출밸브(103)는 제2 포트(9)와 소통되고 세척수 밸브(108)는 제4 포트(11)와 소통되며, 이로 인해 그것들은 제3 포트(10)가 개방되어 대기와 소통될 때 통기되는 상태로 유지된다.

제어기구(105)는 활성화 수단(106), 즉 이런 경우에는 프레스 버튼을 누름으로써(화살표로 표시됨) 활성화되고(도 7), 이로 인해 연결 수단(13)을 가진 제1 밸브수단(19)은 막(14)에 대하여 전방으로 눌려진다. 이러한 움직임은 제1 밸브축 (191)에 있는 후퇴부(15)를 제1 밸브 시트(192) 쪽으로 이동시켜 상기 후퇴부(15)에 의해 형성된 채널을 통해서 제1 챔버(1)와 제2 챔버(2)를 소통시키고 따라서 제1 밸브 시트(192)는 대기압이 제1 챔버(1)에서 제2 챔버(2)로 흐르게 한다. 결과적으로 발생하는 압력 차이로 인해, 연결 수단(13)은 막과 연결한다. 또한, (진공을 제공하는 제1 포트(8)와 소통에서) 제2 챔버(2)와 제3 챔버(3) 사이의 압력 차이는 제2 밸브수단(5) 및 제1 밸브수단(19)을 전방으로 누른다.

소위 개구 위상은 도 8에 도시되어 있다. 제2 밸브수단(5)이 전방으로 이동함으로써, 전방 말단에 밀폐 수단(22)이 구비된 제2 밸브축(51)은 제3 포트(10)를 차단한다. 막에 의해 발휘되는 힘이 밸브 플랩(23) 및 두 번째 스프링(16)의 유지력을 초과할 때, 제2 밸브수단(5)은 개방되고, 이로 인해 제3 챔버(3)와 제4 챔버 (4) 사이의 연결은 채널(17)을 통해 개방된다. 결과적으로 제3 챔버(3)로부터의 부분 진공은 제4 챔버(4) 및 제2 포트(9)를 통해 방출밸브(103)로, 제4 포트(11)를 통해 세척수 밸브(108) 쪽으로 소통되고 세정 서열을 위해 밸브를 개방한다. 밸브를 작동시키는 부분 진공의 기능은 관련 분야의 숙련된 자에게 이이 알려져 있으므로 본 명세서에서는 기술하지 않는다.

제2 밸브수단(5)이 두 번째 위치, 즉 말단 위치에 도착하기 바로 전에, 제1 밸브수단(19)은 제1 밸브 시트(192)에 의해 더 이상의 움직임이 멈춰지는 최전방 위치에 도착하고, 이로 인해 연결 수단(13)은 막(14)으로부터 풀려진다. 이로 인해 첫 번째 스프링(18)은 흡입컵(13)을 가진 제1 밸브수단(19)을 제2 챔버(2)와 제1 챔버(1) 사이의 소통을 차단하는 최초 위치로 되돌린다. 결과적으로, 제2 챔버(2)와 제3 챔버(3) 사이의 압력 차이는 첫 번째 덕트(6) 및 두 번째 덕트(7), 즉 제2 밸브축(51)에 존재하는 유동 제한기를 통해서 균등하게 되기 시작한다. 두 번째 스프링(16)은 제2 밸브수단(5)을 첫 번째 위치로 되돌리고 채널(17)을 통한 제3 챔버 (3)로부터 방출밸브 및 세척수 밸브로의 부분 진공의 공급은 멈춘다. 제3 포트(10)는 개방되고 방출밸브(103) 및 세척수 밸브(108)는 차단된다. 상기 세척수 밸브 (108)는 내장형(in-built) 제한기 수단을 가지며, 이로 인해 변기에 기본적인 물 수준을 제공하기 위하여 방출밸브(103) 보다 더 후에 차단한다.

세척 시간의 길이는 두 번째 덕트(7), 즉 유동 제한기의 크기에 따라 다양할 수 있다. 상기 유동 제한기는 바람직하게는 노즐로 형성되며, 이로 인해 노즐 구멍이 작으면 작을수록 복귀 시간을 더 길게 하여 더 오랜 시간의 세척 시간을 제공한다.

통상적인 사용의 경우, 제어수단에서 밸브 배열의 작동 서열에 대응하는 세정 서열은 활성화 수단(106)을 가볍게 누름으로써 시작된다. 세정 서열은 활성화 수단(106)을 무조건으로 바닥 위치까지 누름으로써 연장될 수 있다. 만약 변기가 막히면, 강력하게 변기를 세정하기 위하여 활성화 수단(106)을 얼마간의 시간 동안 바닥 위치에서 유지할 수 있다.

막(14)이 손상을 입은 경우에도, 세정 서열은 활성화 수단(106)을 바닥 위치로 누름으로써 해결될 수 있다. 그러나, 이런 경우 상기한 것처럼 시간적 조절 기능은 작동하지 않는다.

본 명세서에 첨부된 도면 및 설명은 단지 본 발명의 기본적인 사상을 명확히 하기 위한 것이다. 본 발명은 첨부된 청구항의 범위 내에서 더 다양하게 변화될 수 있다.

Claims (11)

1. 하수공급원(101), 하수배관(102), 상기 하수공급원과 하수배관 사이의 방출밸브(103), 상기 하수배관에 부분 진공을 발생시키기 위한 수단(104), 및 상기 방출밸브의 작동을 제어하는 제어수단을 포함하는 진공하수시스템으로서,

   상기 제어수단은 제1 말단 챔버 및 제2 말단 챔버를 포함하는 일련의 챔버들(1,2,3,4)을 한정하는 몸체부(12)를 가진 제어기구(105)를 포함하고, 상기 제1 말단 챔버(1)는 활성화 수단(106)이 구비되어 있고, 상기 몸체부(12)는 진공 공급원과 소통을 위한 제1 포트(8), 방출밸브(103)와 소통을 위한 제2 포트(9), 통기 수단과 소통을 위한 제3 포트(10), 제1 밸브수단(19), 및 제2 밸브수단(5)이 구비되어 있으며, 이로 인해 상기 활성화 수단(106)은 연결수단(13)이 구비된 제1 밸브수단(19)과 연결되어 있고, 상기 연결수단(13)은, 밀폐 수단(22)을 가진 제2 밸브축(51)을 포함하고, 제2 포트(9)와 제3 포트(10) 사이의 소통을 제공하는 첫 번째 위치와, 제2 포트(9)와 제3 포트(10) 사이의 소통을 차단하는 두 번째 위치 사이에서 위치를 옮길 수 있는 제2 밸브수단(5)과 풀려질 수 있는 연결을 위해 배열되는 진공하수시스템에 있어서,

   상기 진공하수시스템(100)은, 세척수 공급부(107), 세척수 밸브(108) 및, 하수공급원(101)에 세척수를 공급하는 세척수 분배 수단(109)을 포함하는 세척수 장치를 더 포함하고, 상기 제어기구(105)는 그 제어기구(105)의 몸체부(12)에 있는 제4 포트(11)를 통해 상기 세척수 밸브(108)의 작동을 제어하도록 배열되며, 상기 활성화 수단(106)은 눌러지도록 배열되어 그 활성화 수단(106)이 눌러질 때 연결수단(13)을 가진 제1 밸브수단(19)이 전방으로 밀쳐져 제2 밸브수단(5)이 제1 포트(8), 제2 포트(9) 및 제4 포트(11) 사이를 진공 연결하기 위한 두 번째 위치쪽으로 전방으로 움직이고, 밀폐 수단(22)이 제3 포트(10)와 결합하면서 제2 밸브수단(5)이 제3 포트(10)를 폐쇄하여, 제3 포트(10), 제2 포트(9) 및 제4 포트(11) 사이의 소통이 차단되는 것을 특징으로 하는 진공하수시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 연결수단(13)은 흡입컵(suction cup)을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공하수시스템.
3. 제1 말단 챔버 및 제2 말단 챔버를 포함하는 일련의 챔버들(1,2,3,4)을 한정하는 몸체부(12)를 가진 제어기구(105)를 포함하는 진공하수시스템용 제어수단으로서,

   상기 제1 말단 챔버(1)는 활성화 수단(106)이 구비되어 있고, 상기 몸체부(12)는 진공 공급원과 소통을 위한 제1 포트(8), 방출밸브와 소통을 위한 제2 포트(9), 통기 수단과 소통을 위한 제3 포트(10), 제1 밸브수단(19), 및 제2 밸브수단(5)이 구비되어 있으며, 이로 인해 상기 활성화 수단(106)은 연결수단(13)이 구비된 제1 밸브수단(19)과 연결되어 있고, 상기 연결수단(13)은, 밀폐 수단(22)을 가진 제2 밸브축(51)을 포함하고, 제2 포트(9)와 제3 포트(10) 사이의 유체 소통을 제공하는 첫 번째 위치와, 제2 포트(9)와 제3 포트(10) 사이의 소통을 차단하는 두 번째 위치 사이에서 위치를 옮길 수 있는 제2 밸브수단(5)과 풀려질 수 있는 연결을 위해 배열되는 제어수단에 있어서,

   상기 제어기구(105)의 몸체부(12)에는 세척수 밸브와 소통하는 제4 포트(11)가 더 구비되어 있고, 상기 활성화 수단(106)은 눌러지도록 배열되어 그 활성화 수단(106)이 눌러질 때 연결수단(13)을 가진 제1 밸브수단(19)이 전방으로 밀쳐져 제2 밸브수단(5)이 제1 포트(8), 제2 포트(9) 및 제4 포트(11) 사이를 진공 연결하기 위한 두 번째 위치쪽으로 전방으로 움직이고, 밀폐 수단(22)이 제3 포트(10)와 결합하면서 제2 밸브수단(5)이 제3 포트(10)를 폐쇄하여, 제3 포트(10), 제2 포트(9) 및 제4 포트(11) 사이의 소통이 차단되는 것을 특징으로 하는 제어수단.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 일련의 챔버는 제1 말단 챔버를 구성하는 제1 챔버(1), 제2 챔버(2), 제3 챔버(3), 및 제2 말단 챔버를 구성하는 제4 챔버(4)를 포함하고, 상기 제1 밸브수단(19)은 제1 챔버(1)와 제2 챔버(2) 사이의 개폐 소통을 위해 배열되며, 제2 밸브수단(5)은 제3 챔버(3)와 제4 챔버(4) 사이의 개폐 소통을 위해 배열되고, 상기 제1 포트(8)는 제3 챔버(3)와 소통되며, 제2 포트(9), 제3 포트(10) 및 제4 포트(11)는 제4 챔버(4)에 배열되는 것을 특징으로 하는 제어수단.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1 밸브수단(19)은 제1 밸브축(191) 및 제1 챔버(1)와 제2 챔버(2)를 분리하는 제1 밸브 시트(192)를 더 포함하고, 상기 제1 밸브수단(19)의 연결수단(13)은, 제2 챔버(2)와 제3 챔버(3) 사이에 배치되어 제2 밸브수단(5)에 부착되는 막(14)과 연결을 위해 배치되며, 상기 제2 밸브수단(5)은, 일단이 막(14)에 부착된 제2 밸브축(51), 제3 챔버(3)와 제4 챔버(4)를 분리하는 제2 밸브 시트(52), 및 밀폐 수단(22)을 갖춘 밸브 플랩(23)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어수단.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제1 밸브수단(19)의 제1 밸브축(191)은 제1 밸브시트(192)와 협력하여, 제1 챔버(1)와 제2 챔버(2) 사이에 채널(channel)을 형성함으로써 소통을 제공하도록 배치된 후퇴부(15)가 구비되고, 상기 제1 챔버(1)는 몸체부(12)의 측벽에 통기 개구(21)가 구비되는 것을 특징으로 하는 제어수단.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 제2 밸브수단(5)의 제2 밸브축(51)은 제2 챔버(2)와 제3 챔버(3) 사이의 소통을 제공하기 위하여 첫 번째 덕트(6) 및 두 번째 덕트(7)를 포함하는 덕트 장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 제어수단.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 연결수단(13)은 흡입컵(suction cup)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어수단.
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