KR102154238B1 - 가변형 피그볼 및 그 위치 추적 시스템 - Google Patents

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KR102154238B1 KR1020200000709A KR20200000709A KR102154238B1 KR 102154238 B1 KR102154238 B1 KR 102154238B1 KR 1020200000709 A KR1020200000709 A KR 1020200000709A KR 20200000709 A KR20200000709 A KR 20200000709A KR 102154238 B1 KR102154238 B1 KR 102154238B1
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박정호
강필상
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브니엘 네이처 주식회사
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Abstract

본 발명은 피그볼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생활폐기물 자동 집하 시설에서 이송관로 내부에 적체된 이물질을 제거하기 위해 투입되는 피그볼로서, 직경이 가변되어 투입이 용이하고, 위치 추적을 통해 회수가 용이한 직경 가변 및 위치 추적 기능을 구비하는 피그볼과 그 위치 추적 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 가변형 피그볼은, 원통형으로 구성되고 중앙에는 길이 방향으로 중앙홀이 형성된 메인바디와; 상기 메인바디의 외측 둘레에 결합되어 압축공기 주입 또는 배출에 따라 팽창 또는 수축되는 에어백과; 상기 에어백의 외부 표면에 형성되는 표면고무층과; 상기 메인바디 내측에 내장되어 상기 에어백에 공급될 압축공기를 저장하는 압축공기저장조와; 상기 압축공기저장조와 에어백을 연결하는 공기주입관에 설치되는 솔레노이드밸브를 포함한다.

Description

가변형 피그볼 및 그 위치 추적 시스템{VARIABLE TYPE PIG BALL AND THE LOCATION TRACKING SYSTEM THEREOF}
본 발명은 피그볼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생활폐기물 자동 집하 시설에서 이송관로 내부에 적체된 이물질을 제거하기 위해 투입되는 피그볼로서, 직경이 가변되어 투입이 용이하고, 위치 추적을 통해 회수가 용이한 직경 가변 및 위치 추적 기능을 구비하는 피그볼과 그 위치 추적 시스템에 관한 것이다.
아파트, 오피스텔, 상업단지, 주거 단지 또는 이들의 복합단지에는 생활폐기물 자동 집하 시설이 설치된다. 생활폐기물 자동 집하 시설은 각 세대별 투입구나 실내외 공용 투입구들로부터 집하장까지 이송관로를 매설하고, 상기 투입구로부터 투입되는 폐기물을 이송관로에 형성한 진공 흡입력에 의해 집하장까지 이송하는 시스템이다.
도 1 에는 대한민국 등록특허 제10-1044854호로 제안된 종래 통상적인 쓰레기 자동 집하 시스템의 예가 모식도로 도시된다. 도 1 에 도시된 바와 같은 쓰레기 자동 집하 시스템은 일반 쓰레기와 음식물 쓰레기를 건물 내부의 수거관로만 구분 설치하여 음식물 쓰레기와 일반 쓰레기가 섞이지 않게 하고, 쓰레기를 처리시설로 인도하는 이송관로의 말단에 관로전환기를 비치하여, 음식물 쓰레기 배출시간대에는 이송관로의 말단을 음식물 분리기로 연통시키고, 또 일반 쓰레기 배출시간대에는 이송관로의 말단을 원심분리기로 연통하는 한편, 음식물 쓰레기 수거관로의 내부 청소주기에는 이송관로의 말단을 피그 리시버에 연통하고 피그볼을 투입하여 이송관로 내부에 잔존하는 찌꺼기들을 밀어내어 제거하고, 청소를 마친후에는 귀환하는 피그볼을 수거할 수 있게 구성된다.
보다 구체적으로, 도 1 에 도시된 쓰레기 자동 집하 시스템은 위에서 언급한 혼합식 쓰레기 수거설비의 구성을 나타내고 있으며, 도면에서 수거관로(2)에는 관내 청소용 피그 런처(4)와, 세대별 일반 쓰레기 투입구(6), 및 세대별 음식물 쓰레기 투입구(8)가 비치되고 맨 끝에는 공기흡입구(10)가 설치되어 있다. 이와 같은 구성으로 되는 수거관로(2)는 건물의 각 층별로 구분되게 다수로 병렬 배치되지만 하나의 통로로 모아져서 관로전환기(12)의 가동단(120)에 연통된다. 관로전환기(12)에는 상기 가동단(120) 외에 일반쓰레기분리기(14;원심분리기)로 이어지는 제1고정단(122), 피그 리시버(16)로 이어지는 제2 고정단(124), 그리고 수분리 기능을 갖춘 음식물 분리기(18)로 이어지는 제3고정단(126)이 비치되어 있다. 실제에 있어서, 상술한 관로전환기(12)는 내부의 가동단(120)이 적당한 유압기구에 의해 회전 구동되는 구조를 포함하고 있으며, 이에 따라 상기 가동단(120)은 제1 내지 제3고정단(122)(124)(126)의 어느 하나로 접속될 수 있다. 또 가동단(120)과 제1 내지 제3고정단(122)(124)(126) 사이의 선택적 접속은 프로그램에 의해 시차를 두어 자동으로 행해지거나 관제실의 명령에 따라 수행되게 할 수 있다. 다음에 제1~제3고정단(122)(124)(126)은 각각 일반쓰레기분리기(14), 피그 리시버(16), 및 음식물 분리기(18)까지 이송관로(20)를 경유하여 접속 연통되고, 다시 일반쓰레기분리기(14), 피그 리시버(16), 및 음식물 분리기(18)의 배기측도 각각 이송관로(20)를 통하여 하나로 모아져 송풍수단(22)으로 접속된다. 상기 송풍수단(22)의 배기 측은 공기필터(24)와 열교환기(26), 그리고 탈취수단(28) 및 소독수단(30)을 경유하여 대기 중으로 열린다.
상기 피그볼은 생활폐기물 자동 집하 시설의 악취와 송풍기 흡입 효율 저하의 주원인인 이송관로 내부에 적체된 이물질을 해소하기 위해 투입되나, 투입구 크기와 주변 지장물에 의해 투입 위치에 제한이 많다. 통상 피그볼은 피그 런처(4)에 투입하는데 집하장별 피그 런처(4)의 수량은 평균 1개 이하이고, 피그볼이 비교적 대형이기 때문에 피그 런처(4)의 투입구 홀이 이와 상응하게 대형으로 구성되어야 하나 통상 대형 투입구가 설치되어 있지 않은 경우가 많아 피그볼의 투입이 불가능한 현장이 많고, 투입구 본체를 슈트에서 분리하여 슈트 내부에 투입후 배출하게 됨에 따라 슈트의 분리가 용이한 현장에서만 작업이 가능하며, 투입시 인원 3명 이상 또는 전용 기중기가 필요하다. 또한, 투입구 케노피 또는 기타 지장물의 간섭이 있는 경우 피그볼의 투입이 불가한 경우가 빈번하다.
또한, 피그볼의 회수를 위해서는 피그볼의 위치를 파악한 후 송풍기를 가동하여 피그볼이 이송관로를 따라 이송되어 원심분리기 측에서 배출되도록 해야 하는바, 복잡한 이송관로 내에서 피그볼의 위치를 정확하게 추적하지 못하면 전체 관로에 걸쳐 송풍기를 가동해야 하기 때문에 이송관로 내부의 공기가 송풍기에 의해 외부로 배출되면서 악취 발생이 가중되는 문제점이 발생한다. 종전에는 이송관로의 서로 다른 위치에 설치되어 있는 디지털 압력계의 압력차가 큰 경우 그 사이에 피그볼이 위치한 것으로 추정하여 피그볼 배출 작업을 수행하였는데, 디지털 압력계가 이송관로 전체 구간에 일정한 간격으로 설치되어 있지 않기 때문에 정확한 위치 추적이 어려우며, 분기관로를 통해 정상적인 피그볼 회수 경로를 이탈하는 경우 빈번하였다. 또한, 피그볼 회수시 이송관로에서 원심분리기로 배출될때 배출구에 설치된 카메라를 통하여 육안으로 피그볼의 회수 완료를 식별하는데, 피그볼이 원심분리기로 배출될때 일시적인 진공이 발생하여 원심분리기의 카메라 화면에 진동 및 백화현상이 동반되므로 피그볼 회수를 육안으로 확인하기가 어렵다.
대한민국 등록특허 제10-1044854호
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 생활폐기물 자동 집하 시설에서 피그볼의 투입 및 회수의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 피그볼의 크기가 가변될 수 있어 투입이 용이하고, 정확한 위치 추적이 가능하여 회수가 용이하며 송풍기 가동율을 줄임으로써 악취 발생을 최소화할 수 있는 피그볼과 그 위치 추적 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가변형 피그볼은, 원통형으로 구성되고 중앙에는 길이 방향으로 중앙홀이 형성된 메인바디와; 상기 메인바디의 외측 둘레에 결합되어 압축공기 주입 또는 배출에 따라 팽창 또는 수축되는 에어백과; 상기 에어백의 외부 표면에 형성되는 표면고무층과; 상기 메인바디 내측에 내장되어 상기 에어백에 공급될 압축공기를 저장하는 압축공기저장조와; 상기 압축공기저장조와 에어백을 연결하는 공기주입관에 설치되는 솔레노이드밸브를 포함한다.
여기서, 상기 솔레노이드밸브의 작동을 제어하는 제어회로가 형성된 기판과;
전원 공급을 위한 배터리와; 외부로부터 솔레노이드밸브의 작동을 위한 무선 신호를 수신하는 무선수신센서를 더 포함한다.
그리고, 상기 에어백 내측면에 부착되어 전류가 흐를 수 있도록 폐회로를 구성하도록 배치된 와이어를 더 포함한다.
또한, 상기 메인바디의 내부에 구비되어 초음파를 발생시키는 초음파발생기를 더 포함한다,
한편, 본 발명에 따른 피그볼 위치 추적 시스템은, 피그볼과; 전체 이송관로의 다수의 부분구역마다 설치되어, 상기 피그볼의 와이어에 흐르는 전류에 의해 발생되는 전기장 또는 초음파발생기에서 발생된 초음파를 감지하는 다수의 감지기와; 상기 감지기들로부터 측정된 전기장의 세기 또는 초음파의 세기 측정값을 실시간으로 전달받아 피그볼의 위치를 산출하는 제어컴퓨터를 포함한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 피그볼의 크기가 가변될 수 있어 투입 및 회수가 용이하고, 정확한 위치 추적이 가능하여 회수가 용이하며 송풍기 가동율을 줄임으로써 악취 발생을 최소화할 수 있다는 장점을 갖는다.
도 1 은 종래의 생활폐기물 집하 시설의 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 가변형 피그볼의 전체 사시도,
도 3 은 본 발명에 따른 가변형 피그볼의 내부 단면도,
도 4 는 본 발명에 따른 가변형 피그볼의 와이어 설치 구성도,
도 5 는 본 발명에 따른 가변형 피그볼의 변형 전 및 변형 후 단면도,
도 6 은 본 발명에 따른 가변형 피그볼의 사용 상태도,
도 7 은 본 발명에 따른 가변형 피그볼의 위치 추적 방법을 설명하기 위한 생활폐기물 자동 집하 시설의 모식도이다.
이하, 본 발명에 따른 가변형 피그볼의 구성 및 작용과 그 위치 추적 시스템을 첨부된 도면과 바람직한 실시예를 참조로 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가변형 피그볼(200)은 메인바디(210), 에어백(220), 표면고무층(230)을 포함한다.
메인바디(210)는 본 발명에 따른 가변형 피그볼(200)의 기본 몸체를 구성하는 것으로, 대체로 원통형상으로 구성되고 중앙에는 길이방향으로 중앙홀(211)이 형성된다. 상기 중앙홀(211)은 송풍기에 의해 피그볼(200)이 이송되어 원심분리기측에서 배출되는 경우 순간적으로 진공이 발생하는 것을 방지함으로써 카메라 화면의 진동 및 백화현상을 저감한다.
에어백(220)은 상기 메인바디(210)의 외측 둘레에 결합되어 압축공기 주입 또는 배출에 따라 팽창 또는 수축되는 공기주머니이다. 이러한 에어백(220)의 팽창 및 수축에 따라 본 발명에 따른 피그볼(200)의 직경이 가변된다.
상기 에어백(220)에 압축공기를 주입하기 위해, 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 메인바디(210) 내측에는 압축공기저장조(212)가 구비된다. 상기 압축공기저장조(212)는 메인바디(210)의 길이 방향으로 연장 형성된 탱크 형태로 구성되어 메인바디(210)의 내측에 배치되며, 일측에는 메인바디(210) 외측에 배치된 에어백(220)에 압축공기를 공급하기 위한 공기주입관(214)이 연결되고, 여기에 솔레노이드밸브(213)가 설치된다. 여기서, 상기 공기주입관(214)의 단부가 에어백(220)과 연통되도록 상기 메인바디(210)의 둘레에는 공기주입공(미도시)이 형성된다. 또한, 상기 압축공기저장조(212)의 타측에는 압축공기보충구(215)가 구비된다. 상기 압축공기보충구(215)는 관 형태로 구성되고, 내부에 압축공기가 외부로 역류하여 배출되지 않도록 체크밸브(미도시)가 내장된다. 한편, 상기 압축공기보충구(215)의 단부는 외부에서 압축공기를 주입할 수 있도록 상기 메인바디(210)의 외측에 노출 형성된다.
추가적으로, 상기 메인바디(210) 내측에는 기판(216), 무선수신센서(218) 및 수동조작버튼(219)이 구비된다. 기판(216)은 상기 솔레노이드밸브(213)의 작동을 제어하는 제어회로가 형성된 PCB 기판이며, 여기에는 전원 공급을 위한 배터리(217)가 장착된다. 무선수신센서(218)는 외부에서 사용자가 리모콘이나 기타 무선 제어 단말기를 이용하여 원격으로 솔레노이드밸브(213)를 조작할 수 있도록 무선 신호를 수신하는 센서이다. 상기 무선수신센서(218)는 외부로부터 무선수신센서(218)를 수신하여 제어회로에 전달하고, 제어회로는 전달된 무선 신호에 근거하여 상기 솔레노이드밸브(213)의 개폐를 제어한다. 그리고, 수동조작버튼(219)은 리모콘이 없는 경우 작업자가 수동으로 솔레노이드밸브(213)의 개폐를 조작하기 위한 버튼이다. 상기 수동조작버튼(219)은 메인바디(210)의 외측으로 노출되도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 에어백(220)의 외부 표면에는 표면고무층(230)이 형성된다. 상기 표면고무층(230)은 피그볼(200)이 이송관로 내부에서 이송시 이송관로의 내주면과 마찰되면서 에어백(220)이 손상되는 것을 방지함과 아울러 마찰력 증대를 통해 이송관로 내주면에 고착된 이물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 에어백(220) 내측면에는 와이어(240)가 부착 배열되는 것이 바람직하다. 상기 와이어(240)는 전류가 흐를수 있도록 나선형 또는 지그재그형 등으로 배열되어 폐회로를 구성하도록 배치되며, 상기한 기판(216)과 연결되어 배터리(217)로부터 전원을 공급받도록 구성된다. 이에 따라, 상기 와이어(240)를 통해 전류가 흐르면서 피그볼(200)의 주변에 전기장이 형성된다. 이러한 전기장의 감지를 통하여 후술하는 바와 같이 피그볼(200)의 위치를 추적할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 피그볼(200)의 위치 추적을 위해 와이어(240) 대신 또는 추가적으로 초음파발생기(250)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 초음파발생기(250)는 도 5 에 도시된 바와 같이 메인바디(210)의 내측에 내장되어 전원 공급에 따라 피그볼(200)의 외부로 초음파를 방출하도록 구성된다. 이러한 초음파의 감지를 통하여 후술하는 바와 같이 피그볼(200)의 위치를 추적할 수 있게 된다.
도 5 에는 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 가변형 피그볼(200)의 변형전(a) 및 변형후(b)의 단면도가 도시된다. 도 6 의 (a)에 도시된 바와 같이, 솔레노이드밸브(213)가 닫혀 에어백(220)으로 압축공기가 공급되지 않은 경우에는 에어백(220)이 수축된 상태가 되어 피그볼(200)의 직경이 비교적 작게 형성된다. 이때, 에어백(220)은 수축된 상태에서 표면이 접혀짐에 따라 안정적인 부피 변형이 가능하다. 이러한 구조를 통하여, 비교적 투입구가 작은 피그런처에 손쉽게 피그볼(200)을 투입할 수가 있으며, 비교적 무게가 적게 나가기 때문에 기중기 등 별도의 장비 없이 작업자가 손으로 들어 투입할 수 있어 작업이 용이하다.
한편, 피그볼(200)의 에어백(220)이 수축된 상태에서 피그런처에 투입후 솔레노이드밸브(213)를 개방하면, 도 5 의 (b)에 도시된 바와 같이, 압축공기저장조(212)로부터 에어백(220) 내부로 압축공기가 공급되면서 에어백(220)이 팽창한다. 이에 다라, 피그볼(200)의 전체 직경이 증가하여 이송관로 내경에 맞게 부피가 변형된다. 그 상태에서 송풍기를 가동하면 피그볼(200)이 이송관로 내에서 이동되면서 이송관로 내주면에 고착된 이물질을 제거한다.
이와 같은 청소가 모두 끝나고 나면, 다시 솔레노이드밸브(213)가 개방되어 에어백(220) 내부의 압축공기가 압축공기저장조(212)로 일부 다시 복귀되면서 에어백(220)이 수축된다. 이에 따라 원심분리기와 같은 이송관로의 말단에서 부피가 작아지므로 손쉽게 배출할 수 있게 된다.
한편, 도 6 및 도 7 에는 본 발명에 따른 피그볼(200)의 위치 추적 방법을 설명하기 위한 도면이 모식적으로 도시된다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 피그볼(200)은 이송관로를 따라 이송되면서 관내 이물질을 제거한다. 이때, 피그볼(200)에 내장된 와이어(240)를 통해 전류가 흘러 주변에 전기장이 발생하거나, 초음파발생기(250)에서 초음파가 발생하게된다.
도 7 에 도시된 바와 같이, 이러한 이송관로는 넓은 구역에 걸쳐 복잡하게 연결되어 있는데, 이러한 넓은 구역에서 피그볼(200)의 위치를 추적하기 위해 전체 구역을 다수의 부분구역(도면에서 원으로 표시)으로 구분하고, 해당 부분구역 당 1개씩의 감지기(300)를 설치한다. 해당 감지기(300)는 피그볼(200)로부터 발생되는 전기장 또는 초음파를 감지하는 센서이며, 상기 부분구역은 해당 감지기(300)들의 감지 가능 범위이다. 그리고, 각 부분구역들은 일부 구역이 겹치도록 설정되는 것이 바람직하다. 한편, 관제센터에는 제어컴퓨터(400)가 구비되며, 상기 제어컴퓨터(400)는 상기 감지기(300)들로부터 측정된 전기장의 세기 또는 초음파의 세기 측정값을 실시간으로 전달받고, 인접하는 감지기(300)들의 측정값의 차이를 기초로 연산을 수행하여 피그볼(200)의 위치를 산출한다.
이러한 방법으로 제어컴퓨터(400)에서 상기 피그볼(200)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있으므로 피그볼(200)의 회수가 용이하고, 피그볼(200)이 위치된 부근의 송풍기만 가동여 피그볼(200)을 회수할 수 있으므로 불필요한 송풍기의 가동을 줄여 악취 발생을 줄일 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다. 따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
200 : 피그볼 210 : 메인바디
211 : 중앙홀 212 : 압축공기저장조
213 : 솔레노이드밸브 214 : 공기주입관
215 : 압축공기보충구 216 : 기판
217 : 배터리 218 : 무선수신센서
219 : 수동조작버튼 220 : 에어백
230 : 표면고무층 240 : 와이어
250 : 초음파발생기 300 : 감지기
400 : 제어컴퓨터

Claims (5)

  1. 생활폐기물 자동 집하 시설의 이송관로 내부 이물질을 제거하기 위해 투입되는 피그볼(200)에 있어서,
    상기 피그볼(200)의 기본 몸체를 구성하는 것으로 원통형으로 구성되고, 이송관로 말단에서 원심분리기로 배출될때 진공 발생을 방지하기 위해 중앙에 길이 방향으로 중앙홀(211)이 형성된 메인바디(210)와;
    상기 메인바디(210)의 외측 둘레에 결합되어 압축공기 주입 또는 배출에 따라 팽창 또는 수축되는 에어백(220)과;
    상기 에어백(220)의 외부 표면에 형성되어, 이송관로의 내주면과 마찰되면서 상기 에어백(220)이 손상되는 것을 방지함과 아울러 마찰력 증대를 통해 이송관로 내주면에 고착된 이물질을 제거하기 위한 표면고무층(230)과;
    상기 메인바디(210) 내측에 내장되어 상기 에어백(220)에 공급될 압축공기를 저장하는 압축공기저장조(212)와;
    상기 압축공기저장조(212)와 에어백(220)을 연결하는 공기주입관(214)에 설치되는 솔레노이드밸브(213)와;
    상기 솔레노이드밸브(213)의 작동을 제어하는 제어회로가 형성된 기판(216)과;
    전원 공급을 위한 배터리(217)와;
    외부로부터 솔레노이드밸브(213)의 작동을 위한 무선 신호를 수신하는 무선수신센서(218)와;
    상기 에어백(220) 내측면에 부착되고 전류가 흐를 수 있도록 폐회로를 구성하도록 배치되어, 전류 인가시 피그볼 주변에 전기장이 형성되도록 하기 위한 와이어(240)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 피그볼.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 따른 피그볼(200)과;
    전체 이송관로의 다수의 부분구역마다 설치되어, 상기 와이어(240)에 흐르는 전류에 의해 발생되는 전기장을 감지하는 다수의 감지기(300)와;
    상기 감지기(300)들로부터 측정된 전기장의 세기 측정값을 실시간으로 전달받아 피그볼(200)의 위치를 산출하는 제어컴퓨터(400)를 포함하되;
    상기 감지기(300)가 설치되는 부분구역은 해당 감지기(300)들의 감지 가능 범위이며, 각 부분구역들은 일부 구역이 겹치도록 설정되고, 상기 제어컴퓨터(400)는 인접하는 감지기(300)들의 측정값의 차이를 기초로 피그볼(200)의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 가변형 피그볼의 위치 추적 시스템.
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