KR101715186B1 - 오물 펌프 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오물을 펌핑하기 위해 저장된 압력을 사용하는 장치와 상기 장치를 사용하여 펌핑하는 방법에 관한 것이다. 오물은 제 1 챔버(82)에 저장되고, 상기 챔버는 밸브(V81)에 의해 차후에 밀봉되어 제 2 밸브(V82)의 개방 이전에 가압된다. 상기 가압된 오물은 유출관(84)을 통해 상기 압력 챔버(82)로부터 토출된다.
Description
본 발명은 오물을 펌핑하기 위한 펌핑 장치 및 오물을 펌핑하는 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 오물을 펌핑하기 위하여 저장된 압력을 사용하는 장치 및 상기 장치를 사용하는 방법에 관한 것이다.
오물은 음폐수, 신선한 음용수(백수), 화장실용 물 외의 예를 들어, 욕조용, 샤워용, 싱크대용, 세탁기용 등의 가정용 장비로부터 발생하는 물(중수) 또는 오수 및/또는 하수(폐수)일 수 있다.
싱크대용, 샤워용, 화장실용 물 등에 대한 오수 처리 부품이 배수관의 수위와 가깝게 또는 상기 배수관의 수위 이하에 설치되면, 상기 배수관을 따라 이동하는 상기 오물에 작용하는 중력이 낮아지거나 또는 음의 값을 가지므로, 즉 오물이 상기 배수관을 따라 이동하기에 불충분하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 오물이 이동될 때, 상기 오물은 펌프에 의해 상기 배수관을 따라 펌핑할 수 있다.
화장실용 분쇄 장치는 슬러리 형태로 분뇨를 줄이기 위한 그라인딩 또는 블렌딩 기계 장치를 사용하고, 이러한 슬러리 형태의 분뇨는 펌프에 의해 이동될 수 있다. 전기 펌프는 종종 하수도 내의 분쇄된 슬러리를 펌핑할 수 있도록 사용된다.
화장실용 분쇄 장치에 사용되지 않는 분쇄 부품들은 초음파 장치들에 의해 제공될 수 있다. 하수 침전물의 초음파 분해는 분쇄용 수처리 기술이다. 상기 오물에 가해지는 초음파 에너지는 세균 세포들과 하급의 조직들을 기계적으로 파괴한다.
위에서 설명한 펌핑 기계 장치의 단점은 상기 슬러리를 펌핑하기 위해 요구되는 펌핑 동력 때문에 상기 펌프에 소음이 발생한다는 점이다. 상기 펌프는 상기 오물이 배수관을 따라 이동되는 기간 동안 작동되는 것이 요구된다.
위에서 설명한 분쇄 장치 및/또는 펌핑 장치들은 보트들, 이동 주택들, 플랫식 공동주택들, 집들, 및 다른 임시 또는 영구적인 구조물들에 사용된다. 예를 들어, 거주 환경에 있어서, 펌핑시 발생하는 다양한 소음은 오물 펌프들의 사용시 명백한 문제점이 된다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 본 발명은 오물을 펌핑하기 위한 펌핑 장치를 제공하고, 상기 펌핑 장치는 오물을 저장하고 오물을 수용하는 유입구와 오물을 방출하는 유출구를 가지는 오물 챔버와, 상기 오물 챔버에 연결되는 펌프와, 상기 오물 챔버의 유입구로부터 수용된 오물을 제어하는 제 1 밸브와, 상기 오물 챔버의 유출구를 통해 방출된 오물을 제어하는 제 2 밸브를 포함하고, 상기 펌프는 상기 제 1 밸브와 제 2 밸브가 폐쇄될 때 상기 오물 챔버 내의 압력을 증가시키도록 작동하고, 상기 오물은 상기 제 2 밸브가 개방될 때 상기 오물 챔버 내의 압력에 의해 상기 제 2 밸브를 통해 상기 오물 챔버로부터 배출된다. 펌핑 동력은 상기 오물 챔버 내의 압력에 의해 제공된다. 상기 펌핑시의 소음은 종래의 펌프들의 소음 보다 더 작고, 펌핑 빈도는 상기 오물 챔버 내에 저장된 오물의 양만큼 감소된다. 상기 장치의 효과는 복수의 밸브들이 상류의 오물 공급원과 하류의 하수도 또는 이와 유사한 것을 분리한다는 점이다. 이러한 밸브 시스템은 상기 상류의 오물 공급원에 접근하여 차후에 연결 하수도를 통해 거주지로 진입하기 위해 상기 장치를 통과하는 바퀴벌레들과 같은 곤충들에 대한 장애물의 역할을 수행한다. 상기 장치의 하나 이상의 밸브는 하류의 도관으로부터 상류의 도관을 차단하도록 폐쇄된다. 본 발명의 다른 효과는 상기 장치에 의해 펌핑된 오물이 펌핑 작동에 의해 해제된다는 점이다. 상기 펌핑 압력이 강해질수록, 해제 효과가 더욱 커질 것이다.
바람직하게, 상기 펌핑 장치는 상기 펌프에 의해 발생하는 압력을 저장하기 위한 압력 챔버를 더 포함하고, 상기 압력 챔버는 상기 오물 챔버 내에 저장된 압력을 선택적으로 감소시킨다. 이러한 분리된 챔버들은 언제라도 압력을 축적할 수 있으므로, 상기 오물 챔버가 폐쇄될 때 압력을 축적하는 것을 제한하지 않는다. 추가로, 상기 분리된 압력 챔버는 펌프에 요구되는 동력을 줄임으로써 시스템에 의해 발생되는 소음을 추가로 줄일 수 있으므로, 압력을 증가시키기 위해 더욱 느린 펌핑을 가능하게 한다.
바람직하게, 상기 펌핑 장치는 상기 오물 챔버 내에 배치되는 분쇄 장치를 더 포함한다. 상기 분쇄장치는 회전하는 블레이드의 배열, 초음파 배열 또는 이와 유사한 것일 수 있다. 상기 분쇄장치에 의해 제공되는 슬러리는 하수도와 같은 도관을 따라 더욱 용이하게 펌핑된다. 초음파 소노트로드는 하수도를 따라 용이하게 펌핑될 수 있는 슬러리 내의 고형의 오물을 부수기 위해 상기 오물 챔버 내의 기계적인 분쇄장치와 함께 또는 상기 분쇄장치 대신에 설치될 수 있다.
바람직하게, 상기 펌핑 장치는 상기 제 1 및 제 2 밸브들이 폐쇄될 때 오물의 이동이 상기 오물 챔버를 우회하는 것을 가능하게 하는 바이패스 도관을 더 포함한다. 바람직하게, 상기 바이패스 도관은 상기 바이패스 도관 내의 오물의 이동 흐름을 제어하는 입구 밸브와, 상기 바이패스 도관 밖으로 오물의 이동 흐름을 제어하는 출구 밸브를 가진다. 상기 바이패스 도관은 상기 펌핑 장치의 선택적인 사용을 가능하게 한다. 만약 상기 펌핑 장치가 오작동 되면, 상기 바이패스 도관은 상기 오물을 처리하기 위한 다른 경로를 제공한다. 또한, 상기 바이패스 도관은 상기 펌핑 장치가 하나 이상의 다른 펌핑 장치들과 함께 연속적으로 사용되는 것을 허용한다.
바람직하게, 상기 펌핑 장치는 상기 오물 챔버 내의 오물 수위 센서를 더 포함하고, 상기 오물은 상기 오물 챔버 내의 오물 수위가 미리 설정된 값을 초과할 때 상기 오물 챔버로부터 배출된다. 이러한 작동은 상기 오물 챔버가 가득찰 때 단지 펌핑에 의해서 오물을 펌핑하는 동력의 가장 효율적인 사용을 허용한다. 다른 예로서, 상기 수위 센서는 오물이 차지 않은 오물 저장부 내의 공간이 다른 펌핑 특징, 즉 상기 오물 저장부 내의 더욱 많은 자유 공간이 형성되도록 변화되는 것에 의해 오물의 펌핑을 허용할 수 있고, 더욱 많은 유체가 상기 펌핑 장치의 펌핑 동력을 증가시키는 것에 의해 상기 오물 저장부 내에서 펌핑될 수 있다.
바람직하게, 액상의 오물은 상기 챔버가 미리 설정된 수위에 도달할 때까지 또는 고형의 오물이 상기 챔버에 진입할 때(추가 탐지기가 사용될 수 있음) 상기 오물 챔버 내에 저장된다. 기계적인 분쇄장치 또는 초음파 장치와 같은 분쇄 장치는, 펌핑을 위해 적당한 슬러리를 제공하도록 구동된다. 이에 따라 저장된 오물에서의 악취는 최소화된다. 상기 고형의 오물 탐지기는 상기 오물 챔버 내의 유체 수위 센서 및/또는 하중 센서들에 의해 제조될 수 있다.
바람직하게, 상기 펌핑 장치는 시계부를 더 포함하고, 상기 오물 챔버의 작동은 상기 시계부에 의해 제공되는 시각에 의존한다. 상기 펌핑 빈도는 1일 및/또는 1주의 기간 동안에 펌핑을 감소 또는 증가하도록 조작될 수 있다. 예를 들어, 펌핑은 늦은 저녁에 요구되는 펌핑의 가능성이 줄어들기 때문에 이른 저녁에 발동될 수 있다.
바람직하게, 상기 펌핑 장치는 상기 오물 챔버 유출구에 연결되는 진공 챔버를 더 포함하고, 상기 진공 챔버는 유입구와 유출구를 가진다. 바람직하게, 상기 펌프는 상기 진공 챔버 내의 압력을 감소하도록 작동한다. 상기 진공 챔버는 상기 오물의 전방과 후방의 압력 차이를 증가시키고, 상기 오물은 펌핑의 효과를 증가시키는 것을 더욱 가속화할 수 있다. 바람직하게, 상기 펌핑 장치는 상기 진공 챔버의 유출구에 배치되는 밸브를 더 포함하고, 상기 장치는 상기 압력 챔버 내의 압력이 상기 진공 챔버 내의 압력 보다 클 때 상기 압력 챔버의 유출구와 상기 진공 챔버의 유출구를 개방하도록 작동한다. 상기 밸브들은 오물의 이동 흐름을 제어하기 위한 간단한 기계 장치를 제공한다. 상기 진공 챔버 내의 압력은 상기 압력 챔버 내의 압력 증가량 보다 더 많은 수치로 줄어들 수 있다. 상기 오물 챔버 입구 밸브는 상기 진공 챔버의 줄어든 압력으로 상기 오물 챔버 입구를 노출하는 것에 의해, 상기 오물 챔버 유출구와 함께 개방될 수 있다. 상기 장치는 종래의 화장실용 물과 비교해 볼 때 상기 장치의 상류에 연결되는 화장실용 물의 요구량을 제거하거나 또는 최소화할 수 있다.
바람직하게, 상기 압력 챔버의 유출구는 상기 진공 챔버의 유출구의 개방 이전에 개방된다. 이러한 개방 시기는 유출구의 개방 이전에 상기 장치의 유출구 쪽으로 상기 오물의 이동을 가속화할 수 있다. 이러한 구조는 상기 장치의 유출구와 비교하여 볼 때, 상기 진공 챔버 내의 상대적인 진공 차이에 의해 야기되고 상기 진공 챔버의 유출구를 통해 상기 진공 챔버의 밖으로 배출되는 오물의 이동 흐름을 줄일 수 있다.
바람직하게, 상기 펌프 및 상기 분쇄장치는 단일 모터에 의해 구동된다. 단일 모터는 신뢰도가 높고, 단가가 저렴한, 소형의 펌핑 장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 펌프 및 상기 분쇄장치는 서로 연통한다. 상기 펌프 및 분쇄장치는 하나의 구성처럼 회전하도록 결합할 수 있다. 이러한 형상은 상기 펌핑 및 분쇄장치 시스템의 복잡함을 감소시킨다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 본 발명은 오물을 펌핑하는 방법을 제공하고, 상기 방법은, 오물을 오물 챔버 내로 이동시키기 위하여 제 1 밸브를 개방하고, 오물을 오물 저장부의 밖으로 이동시키는 것을 막기 위하여 제 2 밸브를 폐쇄하는 단계, 오물이 상기 오물 챔버 내로 이동하는 것을 막기 위하여 상기 제 1 밸브를 폐쇄하는 단계, 오물 챔버 내부의 압력이 상기 오물 챔버의 외부의 압력 보다 상대적으로 크게 형성되도록 펌프를 사용하여 상기 오물 챔버 내부의 압력을 증가시키는 단계 및 오물을 상기 오물 챔버의 밖으로 이동하도록 상기 제 2 밸브를 개방하는 단계를 포함한다. 상기 펌핑 동력은 상기 오물 챔버 내의 압력에 의해 제공된다. 상기 펌핑의 소음은 종래의 펌프들의 소음 보다 더 작고, 요구되는 펌핑 빈도는 상기 오물 챔버 내에 저장될 수 있는 오물의 양만큼 줄어든다.
바람직하게, 상기 펌프는 상기 오물 챔버로 상기 압력 챔버를 개방하기 전에 상기 압력 챔버 내의 압력을 증가시킨다. 상기 분리된 챔버들은 언제라도 압력을 축적할 수 있으므로, 상기 오물 챔버가 폐쇄될 때 압력을 축적하는 것을 제한하지 않는다. 추가로, 분리된 압력 챔버는 상기 펌프에 더 적은 동력이 요구되기 때문에, 시스템에 의해 발생하는 소음을 추가로 줄이도록 챔버 내의 압력을 증가시키기 위해 더 느리게 펌핑하는 것을 허용한다.
바람직하게, 상기 방법은 상기 오물 챔버 내의 오물을 분쇄하기 위하여 분쇄장치를 사용하는 단계를 더 포함한다. 상기 분쇄장치는 회전하는 블레이드 배열, 초음파 배열 또는 이와 유사한 것일 수 있다. 상기 분쇄장치에 의해 제공되는 슬러리는 하수도와 같은 파이프를 따라 더욱 용이하게 펌핑된다.
바람직하게, 상기 방법은 상기 오물 챔버로부터 인접하게 연결되는 진공 챔버 내의 압력을 감소하는 단계와, 상기 진공 챔버로 상기 오물 챔버를 개방하는 단계를 더 포함한다. 바람직하게, 상기 펌프는 상기 진공 챔버와 상기 오물 챔버의 압력을 변경하기 위하여 상기 오물 챔버 내로 상기 진공 챔버로부터의 유체를 펌핑한다. 상기 진공 챔버는 상기 오물의 전방과 후방의 압력 차이를 증가시키므로, 상기 오물은 펌핑 효과를 증가시키는 것이 더욱 가속화될 수 있다.
바람직하게, 상기 제 1 밸브는 오물 수위 센서에 의해 탐지된 상기 오물 챔버 내의 오물의 양이 미리 설정된 한계치 이상일 때까지 폐쇄되지 않는다. 바람직하게, 상기 제 1 밸브는 시계부에 의해 제공되는 시각에 의존하여 선택적으로 작동한다. 펌핑 빈도는 1일 및/또는 1주의 기간 동안 펌핑을 감소 또는 증가하도록 조작될 수 있다. 예를 들어, 펌핑은 늦은 저녁에 요구되는 펌핑의 가능성을 줄이기 위해 이른 저녁에 발동될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여, 예시의 방식으로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 4 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 5 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 6 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 7 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 8 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 7 실시 예의 작동을 보여주는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 제 9 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 4 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 5 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 6 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 7 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 8 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 7 실시 예의 작동을 보여주는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 제 9 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1은 유입구(11)와 유출구(13)를 가지는 오물 챔버(12)를 보여준다. 상기 유입구(11)는 제 1 밸브(V11)에 의해 상기 챔버(12)로부터 분리된다. 상기 유출구(13)는 제 2 밸브(V12)에 의해 상기 챔버(12)로부터 분리된다. 압력 라인(14)은 제 3 밸브(V13)에 의해 상기 오물 챔버(12)에 연결된다. 화살표 A11, A12, A13은 유체가 상기 장치를 통과하여 이동하는 방법을 도시한다. 제 1 화살표(A11)는 오물이 상기 제 1 밸브(V11)를 통과하여 상기 오물 챔버(12)로 이동하는 방향을 도시한다. 제 2 화살표(A12)는 오물이 상기 제 2 밸브(A12)를 통과하여 상기 오물 챔버(12)의 밖으로 이동하는 방향을 도시한다. 제 3 화살표(A13)는 상기 압력 라인(14)을 따라 이동하는 유체가 상기 제 3 밸브(V13)를 통과하여 상기 오물 챔버(12)로 이동하는 방향을 도시한다.
사용시, 오물은 중력과 같은, 물리력 하에 상기 오물 챔버의 유입구(11)로 진입한다. 상기 제 1 밸브(V11)는 오물이 상기 오물 챔버로 이동(A11)하도록 개방된다. 상기 오물 챔버의 유출구(13)는 폐쇄되어 오물이 상기 챔버(12) 내에 축적된다. 상기 제 2 밸브(V12)가 폐쇄되어 있는 동안, 상기 제 1 밸브(V11)는 폐쇄되고 상기 제 3 밸브(V13)는 개방된다. 유체는 물리력 하에 상기 압력 라인(14)을 따라 상기 오물 챔버(12)로 진입한다. 상기 유체의 물리력은 펌프에 의해 기계적으로 발생될 수 있거나, 중력 위치 에너지에 의해 발생된다. 상기 유체는 공기와 같은, 가스일 수 있다. 상기 오물 챔버(12) 내의 압력은 증가된다. 차후에, 상기 제 2 밸브(V12)가 개방되고, 상기 오물 챔버(12) 내에 저장된 오물은 상기 챔버의 유출구(13)를 통해 배출된다. 이러한 과정이 재시작되기 위해, 상기 제 2 및 제 3 밸브들은 폐쇄되고 상기 제 1 밸브는 개방된다.
도 2는 유입구(21)와 유출구(23)를 가지는 오물 챔버(22)를 보여준다. 제 1 밸브(V21), 제 2 밸브(V22), 제 3 밸브(V23) 및 압력 라인(24)이 도 1과 동일하게 존재한다. 본 실시 예에 있어서, 상기 장치는 상기 오물 챔버(22)와 상기 압력 라인(24) 사이에 연결되는 압력 챔버(25)를 가진다. 상기 압력 챔버(25)는 제 3 밸브(V23)에 의해 상기 오물 챔버와 분리되고 제 4 밸브(V24)에 의해 상기 압력 라인과 분리된다. 유체는 대응하는 밸브들이 개방될 때 대응하는 화살표(A23, A24)에 의해 도시된 것처럼 제 3 및 제 4 밸브(V23, V24)들을 통과하도록 이동한다. 상기 압력 챔버(25)의 부피는 압력 저장 공간을 제공한다.
사용시, 오물은 도 1에 대한 설명에 기재된 것처럼 상기 오물 챔버(22)로 진입하고, 이동 방향은 도 2에 도시된 제 1 화살표인 A21로 표시된다. 이러한 과정이 진행되는 동안, 제 4 밸브(V24)는 상기 압력 챔버(25) 내로 유체의 이동을 허용하기 위해 개방된다. 제 3 밸브(V23)는 유체가 상기 압력 챔버로부터 상기 오물 챔버(22)로 이동하는 것을 차단하기 위해 폐쇄된다. 상기 오물 챔버의 유출구(23)는 폐쇄된 제 2 밸브(V22)에 의해 막히고, 이에 따라 오물이 상기 오물 챔버에 축적된다. 상기 오물 챔버 내의 오물이 미리 정해진 수위에 도달할 때, 또는 미리 설정된 시간이 경과된 후에, 제 1 밸브(V21)가 폐쇄되고 오물은 상기 유입구(21)를 통해 상기 오물 챔버로 이동하는 것이 차단된다. 상기 오물 챔버 내의 압력을 증가시키기 위해 상기 압력 챔버(25) 내의 가압된 유체가 상기 오물 챔버(22)로 이동하도록 상기 제 4 밸브(V24)는 폐쇄되고 상기 제 3 밸브(V23)는 개방된다. 상기 제 2 밸브(V22)가 개방되고 상기 오물 챔버 내의 오물은 상기 가압된 유체의 의해 상기 유출구(23)를 통해 상기 챔버로부터 배출된다.
도 3은 유입구(31)와 유출구(33)를 가지는 오물 챔버(32)를 도시하고, 오물은 상기 챔버를 통과하여 이동할 수 있다. 만약 상기 유입구(31)의 제 1 밸브(V31)가 개방되고 상기 유출구(33)의 제 2 밸브(V32)가 폐쇄되면, 오물은 상기 오물 챔버 내에 수집될 수 있다. 상기 챔버 내에는 복수의 블레이드(B31)를 포함하는 분쇄 장치(B3)가 배치된다. 상기 분쇄장치는 분쇄 후에 상기 오물이 슬러리 형태가 되도록, 상기 오물 챔버(31) 내에 저장된 고형의 오물을 액화시킨다. 압력 라인(34)은 제 3 밸브(V33)를 통해 상기 오물 챔버에 주입된다. 상기 압력 라인(34)은 오물이 개방된 제 2 밸브(V32)를 통해 상기 오물 챔버의 유출구(33)를 따라 배출되도록, 가압된 유체를 상기 오물 챔버(32)로 주입한다.
도 4는 제 1 밸브(V41)에 의해 챔버로부터 분리된 유입구(41)와, 제 2 밸브(V42)에 의해 상기 챔버로부터 분리된 유출구(43)를 가지는 오물 챔버를 보여준다. 상기 오물 챔버는 제 3 밸브(V43)에 의해 압력 라인(44)에 연결된다. 이전의 도면에서 설명한 것처럼, 상기 오물 챔버는 압축된 오물을 저장 및 방출하도록 작동한다. 상기 유입구(41)로부터 상기 유출구(43)로의 오물의 이동은 상기 오물 챔버와 상기 토출 챔버(45) 중 어느 하나를 통과하게 된다. 상기 토출 챔버는 토출 유입구 밸브(V45)에 의해 유입구(41)에 연결되고, 토출 유출구 밸브(V46)에 의해 유출구(43)에 연결된다. 만약 오물 챔버 유입구 밸브(V41)가 폐쇄되고 토출 유입구 밸브(V45)와 토출 유출구 밸브(V46)가 개방되면, 오물은 상기 오물 챔버, 제 1 밸브 및 제 2 밸브를 바이패스 하여 상기 오물 챔버를 우회하도록 이동할 수 있다. 여러 실시 예에 있어서, 토출 메카니즘은 단지 액상의 오물을 배출하도록 사용된다.
도 5 및 도 6은 펌핑 장치들을 보여준다. 상기 도면들은 밸브들에 의해 오물 챔버들로부터 분리되는 유입구들과 유출구들을 가지는 오물 챔버들을 보여준다. 또한 상기 도면들은 제 1 전송선(T51, T61)에 의해 모터(M5, M61)에 연결되는 오물 챔버 내에 저장된 분쇄장치(B5, B6)를 보여준다. 상기 도면들은 상기 오물 챔버로 안내하는 압력 라인에 연결된 펌프(P5, P6)를 보여준다. 상기 펌프(P5, P6)들은 제 2 전송선(T52, T62)에 의해 모터(M5, M62)에 연결된다. 도 5에서, 단일의 모터(M5)는 상기 분쇄장치(B5)와 상기 펌프(P5)에 동력을 제공하는 반면에, 도 6에서 상기 분쇄장치(B6)와 상기 펌프(P6)은 두 개의 분리된 모터들에 의해 동력이 제공된다.
도 7은 유입구(71)와 유출구(74)를 가지는 펌핑 장치를 보여준다. 상기 유입구(71)는 제 1 밸브(V71)에 연결되고 상기 유출구는 제 2 밸브(V74)에 연결된다. 오물 챔버(72)는 상기 제 1 밸브(V71)에 의해 상기 유입구(71)에 연결되고, 상기 오물 챔버는 상기 유입구로부터 오물을 선택적으로 수용할 수 있다. 진공 챔버(73)는 상기 제 2 밸브(V74)에 의해 상기 유출구(74)에 연결된다. 분쇄장치는 상기 오물 챔버 내에 설치된다.
또한 상기 진공 챔버(73)는 진공 밸브(V75)에 의해 진공 라인(75)에 연결된다. 상기 진공 라인은 상기 진공 밸브(V75), 진공 라인(75) 및 상기 펌프(P7)를 통해 상기 진공 챔버(73)로부터 유체를 펌핑하기 위해 펌프(P7)에 연결된다. 상기 펌프는 압력 라인(76)에 연결되고 압력 밸브(V73)에 의해 상기 오물 챔버(72)에 연결된다. 상기 펌프로부터 이동하는 유체는 압력 라인을 통과할 수 있고, 선택적으로 상기 압력 챔버 내의 상기 압력 밸브를 통과할 수 있다.
사용시, 상기 제 1 밸브(V71)는 오물이 상기 오물 챔버(72) 내로 이동하도록 개방되고, 상기 중간 밸브(V72)는 상기 챔버로부터의 오물의 이동을 차단하도록 폐쇄된다. 오물은 상기 오물 챔버에 모이고, 필요에 따라, 상기 챔버 내에 배치된 분쇄장치에 의해 슬러리 형태로 줄어든다. 상기 오물이 상기 장치로부터 분출될 때, 상기 펌프(P7)는 상기 진공 챔버(73) 내의 압력을 줄이도록 사용됨과 동시에 상기 진공 챔버로부터 상기 오물 챔버로 유체를 펌핑하는 것에 의해 상기 오물 챔버(72) 내의 압력을 증가시키도록 사용된다. 상기 오물을 배출하기 위해 상기 중간 밸브는 개방되고, 상기 두 개의 챔버들 사이의 압력 차이는 상기 오물 챔버로부터 상기 폐쇄된 제 2 밸브(V74)에 위치하는 유출구(74)로 물질을 가속화하기 위한 물리력으로 사용된다. 상기 제 2 밸브는 개방되고 오물은 상기 개방된 제 2 밸브를 통해 상기 유출구로 이동하게 된다. 상기 제 2 밸브는 오물이 상기 밸브를 통과한 후에 폐쇄된다.
도 9는 도 7에 도시된 상기 장치에 대한 흐름도를 보여준다. F1 단계에서, 시스템이 초기화되고 오물을 수용 및 저장하기 위하여 상기 장치의 밸브들이 설치된다. F2 단계에서, 상기 오물은 상기 오물의 양이 상기 오물 챔버의 미리 설정된 수위에 도달할 때까지 상기 장치의 오물 챔버 내에 축적된다. 그리고, 상기 오물 챔버 내에는 오물 수위 센서가 설치되고, 상기 오물 수위 센서는 상기 오물 챔버 내에 축적된 오물의 수위를 측정한다. F3 단계에서, 시계부는 상기 오물 챔버 내에 오물이 축적되는 지속 시간을 측정한다. 그리고, 타이머 제어부는 상기 시계부에 의해 측정된 시간이 미리 설정된 시간에 도달하거나 또는 미리 설정된 수위까지 상기 오물 챔버에 오물이 채워지지 않더라도 상기 시계부를 통해 미리 설정된 날짜까지 오물을 축적하는 것에 의해 구동될 수 있다. 만약 F2 단계에서 오물이 채움 수위에 도달되거나 또는 F3 단계에서 타이머 제어값에 도달된다면, 상기 장치의 밸브들의 상태는 상기 오물 챔버에 오물이 진입하는 것을 멈추도록 F4 단계와 같이 변화되고, 상기 오물 챔버와 상기 진공 챔버는 펌프로 안내하는 개방구를 제외하고는 밀폐된다. F5 단계에서, 상기 펌프는 상기 오물 챔버 내의 상대적인 압력을 증가하고 상기 진공 챔버 내의 상대적인 압력을 감소하는 것에 의해, 유체를 상기 밀폐된 진공 챔버로부터 상기 밀폐된 압력 챔버 내로 펌핑하도록 구동된다. 상기 오물 챔버, 상기 진공 챔버, 및/또는 상기 펌프가 내장된 챔버 내에 배치되는 압력 센서는 압력을 점검하고, 미리 설정된 압력에 도달될 때 상기 밸브는 F7 단계의 상태로 변화하며, 상기 펌프를 분리시키고 상기 펌프를 통해 상기 오물 챔버와 상기 진공 챔버 사이의 공기의 이동을 차단하는 것에 의해 상기 진공 밸브 및 압력 밸브가 폐쇄되고, 상기 중간 밸브는 개방된다. F8 단계에서, 상기 펌프는 구동이 정지된다. 상기 오물 챔버 내의 오물은 상기 오물 챔버 내의 유체가 상대적으로 압력이 더 낮은 상기 진공 챔버 내로 오물을 팽창시키고 이동시키기 때문에, 더 이상 상기 챔버 내에 저장되지 않는다.
F9 단계에서의 지연이 발생하는 동안, 상기 오물은 상기 진공 챔버로 그 이동이 가속되고, 상기 제 2 밸브까지 이동하게 된다. F10 단계에서, 상기 제 2 밸브는 개방되고 상기 오물은 상기 제 2 밸브를 통과하게 된다. 상기 장치의 펌핑은 F11 단계에서의 결정에 따라, 여러 차례 반복될 수 있다. 반복되는 펌핑이 요구된다면, 상기 시스템은 펌핑 준비를 위하여 F4 단계에 따라 밸브들의 개방 여부를 설정하고, 그렇지 않으면 상기 시스템은 더욱 많은 오물을 상기 오물 챔버 내에 수용하도록 F1 단계에 따라 밸브들의 개방 여부를 설정한다.
도 8은 도 7에 도시된 것과 유사한 펌핑 장치를 도시한다. 도 8에서, 상기 진공 챔버(83)는 진공 밸브(V85)에 의해 진공 라인(85)에 연결된다. 상기 진공 라인은 유체를 상기 진공 밸브(V85), 진공 라인(85) 및 펌프(P8)를 통해 상기 진공 챔버(83)로부터 펌핑하기 위한 펌프(P8)에 추가로 연결된다. 상기 펌프는 압력 라인(86)과 압력 밸브(V83)를 통해 상기 오물 챔버(82)에 연결되고, 상기 펌프로부터 이동하는 유체는 상기 압력 라인을 통과하고 선택적으로 상기 압력 챔버 내의 상기 압력 밸브를 통과한다. 상기 분쇄장치(B8) 및 펌프(P8)는 동일한 중심을 가지고, 서로 연결되며, 대응하는 회전 운동을 가진다. 상기 분쇄장치 및 펌프는 단일 재료로 제조될 수 있거나, 또는 복수의 재료를 함께 연결하는 것에 의해 제조될 수 있다. 상기 펌프(P8)는 오물 챔버(82)를 우회하도록 배치되기 때문에, 펌핑 효과는 도 8에 도시된 것처럼 상기 오물 챔버를 우회하도록 발생하고, 유체는 도면에 도시된 단면을 기준으로 볼 때 펌핑된 유체의 이동을 나타내는 좌측에서 우측으로 도시된 위와 아래의 두 개의 화살표 방향으로 펌핑된다.
또 다른 실시 예에 있어서(도시되지 않음), 상기 분쇄장치와 펌프는 동일한 중심을 가지는 기어 시스템에 의해 연결된다.
도 9와 관련된 실시 예에 있어서, 수위 센서, 타이머, 및/또는 압력 센서는 본 실시 예에서 요구되지 않는다. 타이머는 상기 오물 저장부가 정기적으로 비어 있음을 표시하므로, 상기 수위 센서가 요구되지 않는다. 상기 오물 챔버는 특정 비율 채움을 표시하므로, 상기 타이머가 요구되지 않는다. 상기 펌프는 일정 시간 동안 작동되므로, 상기 압력 센서가 요구되지 않는다.
도 10은 오물을 저장하기 위한 오물 챔버(102)와, 상기 오물 저장부에 저장된 오물을 분쇄하기 위한 초음파 분쇄장치(10U)를 가지는 펌핑 장치를 보여준다. 상기 초음파 분쇄장치는 상기 오물을 부수기 위해 상기 오물 내에 초음파(AU)를 방사한다. 상기 초음파 분쇄장치는 기계적인 분쇄장치를 대신하여 사용될 수 있거나 또는 상기 기계적인 분쇄장치와 함께 사용될 수 있다.
본 발명은 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자로부터 다양한 수정이 가능할 것이다. 예를 들어, 분쇄장치는 위에서 설명한 실시 예 중 특정 실시 예에서 존재할 수도 있고 존재하지 않을 수도 있다. 만약 상기 분쇄장치가 작동되기 위한 오물이 고형의 물질을 포함하지 않는다면, 상기 분쇄장치는 필요가 없을 수도 있다. 도 9와 관련된 설명에서 기재된 수위 센서는 특정 실시 예에서 존재할 수 있다. 도 9와 관련된 설명의 타이머 구동은 특정 실시 예에서 존재할 수도 있다. 상기 오물 챔버 또는 압력 챔버에 적용되는 압력은 변화될 수 있다. 이러한 압력은 배치된 오물의 유형 및/또는 배치된 오물의 양에 의존할 수 있다. 상기 오물의 유형은 상기 분쇄장치가 필요한지 여부에 영향을 줄 수 있다. 선택적으로, 만약 상기 오물에 적용되는 압력이 매우 높다면, 오물이 상기 오물 챔버로부터 배출될 때 분쇄 효과를 야기할 수 있으므로, 분쇄장치의 사용이 요구되지 않을 수 있다. 만약 상기 오물 챔버 내의 오물의 양이 미리 설정된 수위 이하이라면, 미리 설정된 압력 수위로 상기 오물 챔버를 가압하는 것에 의해 분쇄장치는 요구되지 않을 수 있다. 서로 다른 압력 수위는 분쇄장치가 요구되지 않는 서로 다른 대응하는 압력 유지 장치들을 가질 수 있다.
상기 챔버 내의 압력을 증가시키기 위해 상기 오물 챔버 내에서 펌핑되는 유체는 공기일 수 있지만, 본 발명은 특정 압력 유체가 사용될 수도 있는 것으로서, 상기 유체의 종류에는 제한이 없음을 밝혀둔다.
상기 오물 챔버 내의 오물 수위 센서는 도면에서 도시되지 않았다. 상기 오물 수위 센서는 초음파 방사기 및 수신기에 의해 수행될 수 있고, 상기 오물의 수위는 방사된 초음파가 오물 수위면에서 반사하는 시간 및 상기 수신기에 의해 탐지되는 시간에 영향을 미친다. 다른 예로서, 상기 수위 센서는 기계적인 스위치에 연결되는 상기 챔버 내의 기계적인 부유체 또는 오물의 하중이 상기 오물 챔버 내의 멤브레인을 배수시키면 상기 배수량을 측정하는 공기압 센서에 의해 감지가 수행될 수 있다.
Claims (20)
- 오물을 펌핑하기 위한 펌핑 장치로서,
오물을 수용하는 유입구와 오물을 방출하기 위한 유출구를 가지고, 오물을 저장하는 오물 챔버;
상기 오물 챔버에 연결되는 펌프;
상기 오물 챔버의 유입구로부터 수용되는 오물을 제어하는 제 1 밸브;
상기 오물 챔버의 유출구를 통해 방출되는 오물을 제어하는 제 2 밸브; 및
상기 펌프와 상기 오물 챔버 사이에 배치되고, 상기 펌프에 의해 발생되는 압력을 저장하는 압력 챔버를 포함하고,
상기 펌프는 상기 제 1 및 제 2 밸브가 폐쇄될 때 상기 압력 챔버 내의 압력을 증가하도록 작동하고,
상기 압력 챔버에 저장된 압력은 상기 오물 챔버 내로 선택적으로 방출되도록 작동하고,
상기 제 2 밸브가 개방될 때, 상기 오물은 상기 오물 챔버 내의 압력에 의해 개방된 상기 제 2 밸브를 통해 상기 오물 챔버로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 펌핑 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 압력 챔버는 제 3 밸브에 의해 오물 챔버와 분리되고, 제 4 밸브에 의해 펌프와 분리되는 것을 특징으로 하는 펌핑 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 오물 챔버 내의 분쇄 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펌핑 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 밸브와 상기 제 2 밸브가 폐쇄될 때, 오물이 상기 오물 챔버를 우회하도록 이동시키기 위한 바이패스 도관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펌핑 장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 바이패스 도관은, 상기 바이패스 도관 내의 오물의 이동 흐름을 제어하는 입구 밸브 및 상기 바이패스 도관 밖으로 오물의 이동 흐름을 제어하는 출구 밸브를 가지는 것을 특징으로 하는 펌핑 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 오물 챔버 내의 오물 수위 센서를 더 포함하고,
상기 오물 챔버 내의 오물 수위가 미리 설정된 값을 초과할 때 상기 오물이 상기 오물 챔버로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 펌핑 장치.
- 제 1 항에 있어서,
시계부를 더 포함하고,
상기 오물 챔버는 상기 시계부에 의해 제공되는 시각에 따라 작동하는 것을 특징으로 하는 펌핑 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 오물 챔버의 유출구에 연결되는 진공 챔버를 더 포함하고,
상기 진공 챔버는 유입구와 유출구를 가지는 것을 특징으로 하는 펌핑 장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 펌프는 상기 진공 챔버에 연결된 진공 라인과 상기 압력 챔버에 연결된 압력 라인 사이에 배치되고,
상기 펌프는, 상기 진공 챔버와 상기 압력 챔버와 상기 오물 챔버의 압력을 순차적으로 변경시키기 위하여, 상기 진공 챔버로부터 상기 압력 챔버와 상기 오물 챔버로 유체를 펌핑하는 것을 특징으로 하는 펌핑 장치.
- 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 진공 챔버의 유출구에 위치하는 밸브를 더 포함하고,
상기 펌핑 장치는 상기 압력 챔버 내의 압력이 상기 진공 챔버 내의 압력 보다 상대적으로 큰 값을 가질 때 상기 압력 챔버의 유출구와 상기 진공 챔버의 유출구를 개방하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 펌핑 장치.
- 제 10 항에 있어서,
상기 진공 챔버의 유출구의 개방 이전에 상기 압력 챔버의 유출구가 개방되는 것을 특징으로 하는 펌핑 장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 펌프 및 상기 분쇄 장치는 단일 모터에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 펌핑 장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 펌프 및 상기 분쇄 장치는 서로 연통하는 것을 특징으로 하는 펌핑 장치.
- 오물을 펌핑하는 방법으로서,
오물을 오물 챔버 내로 이동시키도록 제 1 밸브를 개방하고, 오물을 오물 저장부의 밖으로 이동시키는 것을 막기 위하여 제 2 밸브를 폐쇄하는 단계;
오물이 상기 오물 챔버 내로 이동하는 것을 막기 위하여 상기 제 1 밸브를 폐쇄하는 단계;
오물 챔버 내의 압력 보다 상대적으로 크게 형성되도록 펌프를 사용하여 압력 챔버 내부의 압력을 증가시키는 단계;
상기 오물 챔버에 대해 상기 압력 챔버를 선택적으로 개방하는 단계; 및
오물을 상기 오물 챔버의 외부로 이동시키도록 상기 제 2 밸브를 개방하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌핑 방법.
- 제 14 항에 있어서,
상기 오물 챔버 내의 오물을 분쇄하기 위하여 분쇄장치를 사용하는 단계를 더 포함하고,
상기 오물 챔버 내의 오물을 분쇄하기 위하여 분쇄장치를 사용하는 단계는,
상기 오물을 오물 챔버 내로 이동시키도록 제 1 밸브를 개방하고 오물을 오물 저장부의 밖으로 이동시키는 것을 막기 위하여 제 2 밸브를 폐쇄하는 단계와, 상기 오물이 상기 오물 챔버 내로 이동하는 것을 막기 위하여 상기 제 1 밸브를 폐쇄하는 단계 사이에서 수행되거나, 또는
상기 오물이 상기 오물 챔버 내로 이동하는 것을 막기 위하여 상기 제 1 밸브를 폐쇄하는 단계와, 상기 오물 챔버 내의 압력 보다 상대적으로 크게 형성되도록 펌프를 사용하여 압력 챔버 내부의 압력을 증가시키는 단계 사이에서 수행되는 것을 특징으로 하는 펌핑 방법.
- 제 14 항에 있어서,
상기 오물 챔버에 연결되고 상기 오물 챔버로부터 폐쇄되는 진공 챔버 내부의 압력을 감소시키는 단계; 및
상기 진공 챔버에 대해 상기 오물 챔버를 개방시키는 단계를 더 포함하고,
상기 오물 챔버에 연결되고 상기 오물 챔버로부터 폐쇄되는 진공 챔버 내부의 압력을 감소시키는 단계는, 상기 오물이 상기 오물 챔버 내로 이동하는 것을 막기 위하여 상기 제 1 밸브를 폐쇄하는 단계와, 상기 오물 챔버 내의 압력 보다 상대적으로 크게 형성되도록 펌프를 사용하여 압력 챔버 내부의 압력을 증가시키는 단계 사이에서 수행되고,
상기 진공 챔버에 대해 상기 오물 챔버를 개방시키는 단계는, 상기 오물 챔버에 대해 상기 압력 챔버를 선택적으로 개방하는 단계와, 오물을 상기 오물 챔버의 외부로 이동시키도록 상기 제 2 밸브를 개방하는 단계 사이에서 수행되는 것을 특징으로 하는 펌핑 방법.
- 제 16 항에 있어서,
상기 펌프는 상기 진공 챔버에 연결된 진공 라인과 상기 압력 챔버에 연결된 압력 라인 사이에 배치되고,
상기 펌프는, 상기 진공 챔버와 상기 압력 챔버와 상기 오물 챔버의 압력을 순차적으로 변경시키기 위하여, 상기 진공 챔버로부터 상기 압력 챔버와 상기 오물 챔버로 유체를 펌핑하는 것을 특징으로 하는 펌핑 방법.
- 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 밸브는 오물 수위 센서에 의해 탐지되는 상기 오물 챔버 내의 오물의 양이 미리 설정된 한계치 이상의 값을 가질 때까지 폐쇄되지 않는 것을 특징으로 하는 펌핑 방법.
- 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 밸브는 시계부에 의해 제공되는 시각에 따라 폐쇄 여부가 결정되는 것을 특징으로 하는 펌핑 방법.
- 삭제
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