KR102672411B1 - 철도차량을 위한 하이브리드 타입 오물배출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도차량을 위한 오물배출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공펌프에 의한 진공 형성으로 오물탱크들의 오물을 흡입하여 오물저장조에 저장되도록 하면서, 오물저장조가 일정 수위에 도달하는 경우 오물저장조에 연결된 로브펌프를 진공펌프와 동시에 작동시켜 오물의 흡입과 오물저장조로부터의 오물 배출이 동시에 이루어지도록 함으로써, 오물저장조의 용량, 개수를 줄일 수 있고 신속한 오물의 흡입 및 배출이 가능하도록 하는 철도차량을 위한 하이브리드 타입 오물배출장치에 관한 것이다.

Description

철도차량을 위한 하이브리드 타입 오물배출장치{A Hybrid Type Sewage Discharging Device for Rolling Stock}

본 발명은 철도차량을 위한 오물배출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공펌프에 의한 진공 형성으로 오물탱크들의 오물을 흡입하여 오물저장조에 저장되도록 하면서, 오물저장조가 일정 수위에 도달하는 경우 오물저장조에 연결된 로브펌프를 진공펌프와 동시에 작동시켜 오물의 흡입과 오물저장조로부터의 오물 배출이 동시에 이루어지도록 함으로써, 오물저장조의 용량, 개수를 줄일 수 있고 신속한 오물의 흡입 및 배출이 가능하도록 하는 철도차량을 위한 하이브리드 타입 오물배출장치에 관한 것이다.

철도차량에는 아래 특허문헌과 같은 화장실 시스템이 설치되어 화장실의 오물을 오물탱크에 보관하도록 하는데, 정기적으로 오물탱크의 오물을 수거해야하며, 철도차량의 정비 작업시 함께 이루어지고 있다.

이를 위해, 철도차량의 오물수거시스템은 도 1에서 보는 바와 같이 철도차량의 오물탱크마다 오물스테이션을 연결하여 오물탱크의 오물을 수거하도록 하고 있으며, 수거된 오물을 모아 배출하도록 하고 있다.

이때, 오물의 배출을 위해 다양한 흡입방식이 적용될 수 있는데, 도 2(a)에 도시된 바와 같이 진공펌프를 형성하여 흡입되는 오물을 오물저장조에 저장하고, 수용된 오물이 일정 수위에 달하는 경우 오물을 배출하는 방식을 사용하거나, 도 2(b)에 도시된 바와 같이 직접 배관에 로브펌프를 형성하여 오물을 흡입, 배출하는 방식을 사용할 수 있다.

그러나 진공펌프의 경우 오물을 저장하는 오물저장조의 용량이 충분이 확보되어야 하므로 오물저장조의 크기가 비대해지거나 다수의 오물저장조를 마련해야만 하고, 오물을 흡입하는 과정과 배출하는 과정이 별개로 이루어지므로 수거시간이 오래 걸리는 문제가 있다.

또한, 로브펌프의 경우에는 진공펌프보다 흡입력이 떨어져 다수의 로브펌프를 설치해야 하며, 다수의 오물탱크로부터 효과적인 오물의 수거가 이루어지지 못하는 문제가 있다.

(특허문헌) 등록특허공보 제10-1858937호(2018. 05. 11. 등록)"열차용 화장실 시스템"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명은 진공펌프에 의한 진공 형성으로 오물탱크들의 오물을 흡입하여 오물저장조에 저장되도록 하면서, 오물저장조가 일정 수위에 도달하는 경우 오물저장조에 연결된 로브펌프를 진공펌프와 동시에 작동시켜 오물의 흡입과 오물저장조로부터의 오물 배출이 동시에 이루어지도록 함으로써, 오물저장조의 용량, 개수를 줄일 수 있고 신속한 오물의 흡입 및 배출이 가능하도록 하는 오물배출장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 오물저장조로부터 진공흡입부 측으로 오물이 유출되는 것을 차단하여 배관의 막힘, 진공펌프의 손상을 방지하고 진공성능을 확보하여 오물의 효과적인 흡입이 가능하도록 하는 오물배출장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 하이브리드 타입 오물배출장치는 상기 배관설비에 진공을 형성하여 오물이 흡입되도록 하는 진공흡입부와, 상기 진공흡입부에 의해 흡입되는 오물이 수용되는 오물저장조와, 상기 오물저장조와 연결되어 로브펌프에 의해 오물을 배출하는 오물배출부와, 오물배출장치의 작동을 조절하는 작동제어부를 포함하고, 상기 작동제어부는 상기 오물저장조가 설정된 수위를 초과하는 경우 상기 오물배출부를 진공흡입부와 동시에 작동시켜 오물의 흡입 및 배출이 동시에 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 하이브리드 타입 오물배출장치에 있어서, 상기 오물배출부는 상기 오물저장조와 연결되어 오물이 배출되는 통로를 형성하는 배출배관과, 상기 배출배관 상에 형성되어 오물의 배출을 조절하는 배출밸브와, 상기 오물저장조를 통과하는 오물을 흡입하여 외부로 배출시키는 로브펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 하이브리드 타입 오물배출장치에 있어서, 상기 로브펌프는 진공펌프보다 높은 압력으로 작동되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 하이브리드 타입 오물배출장치에 있어서, 상기 작동제어부는 상기 진공펌프의 작동을 개시하는 진공펌프작동모듈과, 상기 오물저장조의 수위정보를 수신하는 수위정보수신모듈과, 오물저장조의 제한 수위를 설정하는 제한수위설정모듈과, 오물저장조의 수위가 제한수위를 초과하는 경우 상기 배출밸브를 개방하는 배출밸브개방모듈과, 상기 배출밸브의 개방과 동시에 상기 로브펌프를 작동시키는 로브펌프작동모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 하이브리드 타입 오물배출장치에 있어서, 상기 오물배출부는 배출되는 오물의 역류를 차단하는 역지변을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 하이브리드 타입 오물배출장치에 있어서, 상기 진공흡입부는 상기 오물저장조와 연결되어 공급가 흡입되는 통로를 형성하는 흡입연결관과, 상기 흡입연결관 상에 형성되어 공기가 머무르는 공간을 형성하는 공기탱크와, 상기 흡입연결과 상에 형성되어 공기를 흡입하는 진공펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 하이브리드 타입 오물배출장치에 있어서, 상기 진공흡입부는 상기 흡입연결관 상에 형성되어 이물질 및 악취를 제거하는 배기필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 하이브리드 타입 오물배출장치에 있어서, 상기 오물저장조는 상기 흡입연결관이 연결되는 상단의 공기흡입구 주변에 형성되어 흡입연결관으로 오물, 이물질이 유출되는 것을 차단하는 차단부재를 포함하고, 상기 차단부재는 일 지점에 공기가 유동하는 유동공이 형성되어 경사지는 형태로 오물저장조에 장착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 하이브리드 타입 오물배출장치에 있어서, 상기 차단부재는 탈착 가능하게 오물저장조에 장착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 하이브리드 타입 오물배출장치에 있어서, 상기 차단부재는 상하로 일정 간격 이격되어 장착되는 제1,2차단부재를 포함하고, 상기 1,2차단부재 각각의 유입공은 서로 반대 방향의 측면 상에 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 진공펌프에 의한 진공 형성으로 오물탱크들의 오물을 흡입하여 오물저장조에 저장되도록 하면서, 오물저장조가 일정 수위에 도달하는 경우 오물저장조에 연결된 로브펌프를 진공펌프와 동시에 작동시켜 오물의 흡입과 오물저장조로부터의 오물 배출이 동시에 이루어지도록 함으로써, 오물저장조의 용량, 개수를 줄일 수 있고 신속한 오물의 흡입 및 배출이 가능하도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 오물저장조로부터 진공흡입부 측으로 오물이 유출되는 것을 차단하여 배관의 막힘, 진공펌프의 손상을 방지하고 진공성능을 확보하여 오물의 효과적인 흡입이 가능하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 오물수거시스템의 구성도
도 2는 오물배출장치의 종래예를 나타내는 참고도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차량을 위한 하이브리드 타입 오물배출장치의 구성도
도 4는 오물배출장치의 작동제어부의 구성을 나타내는 블록도
도 5는 오물배출장치의 다른 예를 나타내는 정면도
도 6은 도 5의 차단부재의 사시도
도 7은 차단부재의 다른 예를 나타내는 참고도
도 8은 오물스테이션 장치 및 호스부의 설치예를 나타내는 참고도
도 9는 오물스테이션 장치의 내부 구성을 나타내는 사시도
도 10은 세척수공급관에 형성되는 체크밸브에 의한 효과를 설명하기 위한 참고도
도 11은 오물스테이션장치의 제어부의 구성을 나타내는 블록도
도 12는 도 11의 흡입조절부의 구성을 나타내는 블록도
도 13은 도 11의 세척조절부의 구성을 나타내는 블록도
도 14는 도 11의 세척수조정부의 구성을 나타내는 블록도
도 15는 도 11의 이상진단부의 구성을 나타내는 블록도
도 16은 도 8의 호스견인부의 사시도
도 17은 호스견인부의 작동예를 나타내는 참고도
도 18은 작동결정부의 구성을 나타내는 블록도
도 19는 도 18의 오물량예측모듈의 구성을 나타내는 블록도
도 20은 배관설비의 일 예를 나타내는 구성도
도 21은 도 2의 배관설비의 다른 예를 나타내는 구성도

이하에서는 본 발명에 따른 철도차량을 위한 하이브리드 타입 오물배출장치 및 이를 포함하는 오물수거시스템의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하고, 또한 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 철도차량을 위한 하이브리드 타입 오물배출장치를 도 3 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 상기 오물배출장치(1)는 배관설비(6)에 진공을 형성하여 오물이 흡입되도록 하는 진공흡입부(11)와, 상기 진공흡입부(11)에 의해 흡입되는 오물이 수용되는 오물저장조(12)와, 상기 오물저장조(12)와 연결되어 로브펌프(133)에 의해 오물을 배출하는 오물배출부(13)와, 오물배출장치(1)의 작동을 조절하는 작동제어부(14)를 포함한다.

본 발명에 따른 오물배출장치(1)는 철도차량의 오물탱크(100)로부터 오물의 수거하여 외부로 배출하도록 하는 장치로, 복수의 오물탱크(100)로부터 수거되는 오물이 배관설비(6)로 모아지도록 하고, 배관설비(6)의 오물을 흡입하여 외부로 배출되도록 한다.

특히, 상기 오물배출장치(1)는 진공펌프 방식과 로브펌프 방식이 혼합된 하이브리드 타입으로 형성되도록 하여 오물저장조(12)의 용량, 개수를 줄이고 신속한 오물 수거 및 배출 작업이 가능하도록 할 수 있다.

상기 진공흡입부(11)는 배관설비(6)에 진공을 형성하여 오물의 흡입이 이루어지도록 하는 구성으로, 상기 오물저장조(12)를 통해 배관설비(6)와 연결되어 배관설비(6)를 통해 흡입되는 오물이 오물저장조(12)에 수용되도록 한다. 이를 위해, 상기 진공흡입부(11)는 흡입연결관(111), 공기탱크(112), 진공펌프(113), 배기필터(114)를 포함할 수 있다.

상기 흡입연결관(111)은 오물저장조(12)와 연결되는 통로를 형성하는 구성으로, 양단이 상기 공기탱크(112) 및 오물저장조(12)에 연결될 수 있으며, 바람직하게는 오물저장조(12)의 상단에 연통되어 연결될 수 있다.

상기 공기탱크(112)는 상기 흡입연결관(111)과 연결되어 일정 공간을 형성하는 구성으로, 공기 흡입에 의한 진공의 형성시 버퍼 탱크의 역할을 하여 안정적인 진공의 형성이 이루어지도록 할 수 있다.

상기 진공펌프(113)는 공기의 흡입을 통해 진공을 형성하는 구성으로, 상기 흡입연결관(111)과 연결되도록 형성될 수 있다.

상기 배기필터(114)는 진공펌프(113)로부터 배출되는 공기로부터 악취, 이물질 등을 제거하는 구성으로, 오물에 포함된 다양한 유해물질들을 거르도록 할 수 있다.

상기 오물저장조(12)는 배관설비(6)와 연결되어 오물탱크(100)들로부터 흡입되는 오물을 수용하는 구성으로, 오물유입구(121), 공기흡입구(122), 수위센서(123)를 포함할 수 있다.

상기 오물유입구(121)는 오물저장조(12)의 상단 일측에 형성되어 배관설비(6)와 연결되는 구성으로, 배관설비(6)를 통해 수거되는 오물저장조(12) 내로 유입되도록 한다.

상기 공기흡입구(122)는 상기 진공흡입부(11)와 연결되는 구성으로, 오물저장조(12)의 상단 타측에 형성되어 상기 흡입연결관(111)과 연결되도록 할 수 있다.

상기 수위센서(123)는 오물저장조(12) 내 오물의 수위를 측정하는 구성으로, 측정되는 수위에 따라 상기 오물배출부(13)를 통한 오물의 배출이 조절되도록 할 수 있다.

상기 오물배출부(13)는 오물저장조(12) 내의 오물을 외부로 배출하는 구성으로, 상기 오물저장조(12)의 하단과 연결될 수 있다. 특히, 상기 오물배출부(13)는 로브펌프(133)를 통한 흡입력에 의해 오물의 배출이 이루어지도록 하며, 이를 통해 진공흡입부(11)를 통한 오물탱크(100)로부터의 오물 흡입과 오물저장조(12)로부터의 오물 배출이 동시에 이루어질 수 있도록 하여 오물저장조(12)의 용량, 개수를 줄이면서 신속한 오물 배출 작업이 이루어지도록 할 수 있다. 이에 관한 상세한 설명은 후술한다. 상기 오물배출부(13)는 배출배관(131), 배출밸브(132), 로브펌프(133), 역지변(134)을 포함할 수 있다.

상기 배출배관(131)은 오물저장조(12)로부터 오물이 배출되는 통로를 형성하는 구성으로, 상기 오물저장조(12)의 하단에 연결될 수 있다.

상기 배출밸브(132)는 배출배관(131) 상에 형성되어 오물의 배출을 조절하는 구성으로, 오물저장조(12)의 수위가 설정된 값을 초과하는 경우 개방되어 오물의 배출이 이루어지도록 한다.

상기 로브펌프(133)는 배출배관(131) 상으로 오물이 배출되는 흡입력을 제공하는 구성으로, 로브펌프(133)와 진공펌프(113)가 동시에 작동하여 배관설비(6)를 통한 오물의 흡입과 오물저장조(12)로부터의 오물 배출이 동시에 이루어지도록 할 수 있다.

상기 역지변(134)은 배출배관(131) 상에 형성되어 역류를 방지하는 구성으로, 오물을 배출하는 방향으로만 유체의 유동이 가능하도록 하여 배출배관(131)을 통과하는 오물이 역류하는 것을 막을 수 있도록 한다.

상기 작동제어부(14)는 오물배출장치(1)의 작동을 제어하는 구성으로, 진공펌프(113) 및 로브펌프(133)의 작동을 제어할 수 있다. 상기 작동제어부(14)는 오물탱크(100)로부터의 오물 수거시 진공펌프(113)를 작동시켜 배관설비(6)를 통한 오물의 흡입이 이루어지도록 하며, 오물저장조(12)의 수위가 설정된 값을 초과하는 경우 로브펌프(133)를 작동시켜 오물저장조(12) 내의 오물이 배출되도록 한다. 이때, 로브펌프(133)에 의한 흡입력에 의해 오물이 배출되므로, 진공펌프(113)의 작동을 지속하여 배관설비(6)를 통한 오물의 흡입이 계속되도록 하면서 오물의 배출도 함께 이루어지도록 한다. 따라서, 이러한 구조를 통해 오물저장조(12)의 용량을 줄일 수 있으며, 신속한 오물 수거 및 배출 작업이 이루어지도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 작동제어부(14)는 진공펌프작동모듈(141), 수위정보수신모듈(142), 제한수위설정모듈(143), 배출밸브개방모듈(144), 로브펌프작동모듈(145)을 포함할 수 있다.

상기 진공펌프작동모듈(141)은 상기 진공펌프(113)의 작동을 개시하는 구성으로, 오물의 수거가 시작되는 경우 자동으로 진공펌프(113)의 작동이 개시되도록 할 수 있다.

상기 수위정보수신모듈(142)은 상기 수위센서(123)에 의해 측정되는 오물저장조(12)의 수위정보를 수신하는 구성으로, 오물저장조(12)에 저장되는 오물의 양을 파악하도록 한다.

상기 제한수위설정모듈(143)은 오물저장조(12)로부터 오물을 배출시켜야 할 제한수위를 설정하는 구성으로, 일 예로 오물저장조(12)의 70%에 해당하는 수위를 제한수위로 설정할 수 있다.

상기 배출밸브개방모듈(144)은 상기 배출밸브(132)를 개방하는 구성으로, 오물저장조(12)의 수위가 제한수위에 도달하는 경우 배출밸브(132)를 개방하여 오물저장조(12)로부터 오물의 배출이 이루어지도록 할 수 있다.

상기 로브펌프작동모듈(145)은 배출밸브(132)의 개방과 동시에 로브펌프(133)를 작동시키는 구성으로, 로브펌프(133)에 의한 흡입력에 의해 외부로 오물의 배출이 이루어지도록 한다. 이때, 상기 로브펌프작동모듈(145)은 진공펌프보다 높은 흡입력으로 로브펌프(133)를 작동시키도록 할 수 있으며, 이를 통해 오물의 배출이 더욱 효과적으로 이루어지도록 할 수 있다.

한편, 상기 오물저장조(12)는 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이 진공흡입부(11)로 오물이 유출되는 것을 차단하는 차단부재(124)를 추가적으로 포함할 수 있다.

상기 차단부재(124)는 상기 오물저장조(12) 내에 삽입되어 장착되는 구성으로, 상기 공기흡입구(122) 하측에 경사지게 삽입될 수 있다. 상기 차단부재(124)는 일 지점에만 공기가 유동될 수 있는 유입공(124a)이 형성되어 공기흡입구(122)로 오물이 유출되는 것이 차단되면서 진공흡입부(11)에 의한 공기의 흡입은 가능하도록 할 수 있다. 상기 차단부재(124)는 오염이 발생하는 경우 교체가 가능하도록 탈착 가능하게 장착될 수 있다.

또한, 상기 차단부재(124)는 더욱 효과적으로 오물의 유출을 차단하기 위해 도 7에 도시된 바와 같이 차단부재(124)를 제1,2차단부재(124',124'') 이중으로 형성되도록 할 수 있다. 이때, 상기 제1,2차단부재(124',124'')는 차단부재(124)와 동일하게 각각 유입공(124a',124a'')을 갖도록 하며, 다만 각각의 유입공(124a',124a'')은 서로 반대 방향으로 형성되어 오물에 대한 유출 차단 효과를 더욱 높이도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 오물배출장치(1)를 포함하는 철도차량 오물수거시스템을 도 1 내지 도 20을 참조하여 설명하면, 상기 오물수거시스템은 오물 수거를 위해 정차하는 철도차량을 따라 일정간격으로 형성되어 자동으로 철도차량 내 오물탱크(100)의 오물을 흡입, 배출하는 오물스테이션 장치(2)와; 상기 오물스테이션 장치(2)와 오물탱크(100)를 연결하여 오물이 흡입되고 세척을 위한 물이 공급되는 통로를 형성하는 호스부(3)와; 상기 호스부(3)를 자동으로 이동시켜 오물탱크(100)와 연결되도록 하는 호스견인부(4)와; 오물탱크(100) 내 오물의 양에 따라 오물스테이션 장치(2)의 작동 여부를 결정하는 작동결정부(5)와, 복수의 오물스테이션 장치(2)를 통해 흡입되는 오물을 모아 배출되는 통로를 형성하는 배관설비(6)와; 상기 배관설비(6)와 연결되어 배관설비(6)를 통한 오물의 수거가 이루어지도록 하며, 배출되는 오물을 모아 배출하는 기계설비부(7);를 포함할 수 있다.

이때, 상기 오물배출장치(1)는 기계설비부(7) 내에 포함되어 형성될 수 있으며, 배관설비(6)와 연결되어 오물을 흡입, 배출하도록 한다.

한편, 종래에는 작업자가 오물스테이션마다 수작업으로 오물탱크를 연결하여 오물탱크의 오물을 흡입하도록 하였으며, 수거 상태를 직접 확인하면서 수동으로 오물스테이션의 작동을 조절하도록 하였다. 따라서, 종래에는 다수의 오물탱크 각각을 작업자가 일일이 연결하여 작업을 조정하면서 오물을 수거해야 했으므로, 오물을 수거하는 시간이 매우 오래 걸리고 작업자의 작업 부담도 증가하며, 작업 시간을 단축하기 위해서는 작업자의 수를 늘려야만 하는 문제가 있었다.

따라서, 상기 오물수거시스템은 이를 해결하기 위한 것으로, 각 오물탱크(100)에 자동으로 오물스테이션 장치(2)를 연결하여 오물의 수거가 이루어지도록 하면서, 또한, 오물스테이션 장치(2)의 작동도 자동으로 조절되도록 하여 작업자의 개입을 최소화하면서 신속하게 오물 수거 작업이 이루어지도록 할 수 있다.

상기 오물스테이션 장치(2)는 오물탱크(100) 내의 오물을 흡입 및 배출하는 구성으로, 철도차량의 각 오물탱크(100) 위치마다 형성되도록 일정 간격 이격되어 복수개가 설치되도록 할 수 있다. 상기 오물스테이션 장치(2)는 오물탱크(100)와 상기 호스부(3)를 통해 연결되어 오물탱크(100)의 오물을 흡입하고, 또한 오물탱크(100)의 세척을 위해 세척수를 공급하도록 하며, 화장실에서 사용되는 별도의 깨끗한 물을 공급하여 저장되도록 할 수 있다. 또한, 상기 오물스테이션 장치(2)는 호스부(3)의 연결과 함께 자동으로 오물을 흡입하도록 하며, 특히 오물의 흡입 과정과 세척수의 공급 과정이 자동으로 조절되어 작업자 없이도 신속하고 효율적인 작업이 이루어지도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 오물스테이션 장치(2)는 도 9에 도시된 바와 같이 하우징박스(21), 오물흡입관(22), 세척수공급관(23), 청수공급관(24), 흡입수단(25), 센싱부(26), 제어부(27)를 포함할 수 있다.

상기 하우징박스(21)는 오물스테이션 장치(2)의 외형을 형성하는 구성으로, 철도차량의 오물탱크(100)에 대응되는 위치에 형성되며, 각 오물탱크(100)로부터 오물을 흡입할 수 있도록 일정간격 이격되어 복수개가 형성되도록 한다. 상기 하우징박스(21) 내에는 오물흡입관(22), 세척수공급관(23), 청수공급관(24), 흡입수단(25), 센싱부(26), 제어부(27)의 모든 구성이 수용되며, 상기 호스부(3)와 연결되어 오물탱크(100)로부터 오물을 흡입하고 세척수 및 청수를 공급하도록 하며, 상기 배관설비(6)와 연결되어 오물탱크(100)로부터 흡입된 오물을 배출하도록 할 수 있다.

상기 오물흡입관(22)은 오물탱크(100)로부터 오물의 흡입되는 통로를 형성하는 구성으로, 상기 호스부(3)의 후술할 오물흡입호스(31)와 연결된다. 상기 오물흡입관(22)에는 상기 흡입수단(25)이 연결되어 진공이 형성되도록 하고, 진공에 따른 흡입력에 의해 오물탱크(100)로부터 오물의 흡입이 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 상기 오물흡입관(22)에는 상기 센싱부(26)가 형성되어 오물흡입관(22) 내의 압력, 유량, 탁도 등의 측정이 이루어지도록 할 수 있으며, 이를 통해 오물의 흡입, 세척수의 공급 과정이 자동으로 조절되도록 할 수 있다. 이에 관한 상세한 설명은 후술한다. 또한, 상기 오물흡입관(22)은 상기 배관설비(6)와 연결되어 흡입된 오물을 외부로 배출하도록 한다.

상기 세척수공급관(23)은 오물탱크(100)로 오물탱크(100)의 세척을 위한 세척수를 공급하는 통로를 형성하는 구성으로, 세척수를 통해 오물탱크(100)를 세척할 뿐만 아니라 오물의 흡입이 더욱 효과적으로 이루어지도록 할 수 있다. 상기 세척수공급관(23)은 호스부(3)의 후술할 세척수호스와 연결되며, 세척수는 오물흡입관(22)의 탁도에 따라 반복적으로 오물탱크(100)에 공급되어 오물의 흡입 및 세척이 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 상기 세척수공급관(23) 상에는 도 10에 도시된 바와 같이 외부 공기가 유입되는 체크밸브(231)가 추가로 형성될 수 있다.

상기 체크밸브(231)는 세척수공급관(23) 상에 형성되어 외부공기의 유입이 이루어지는 구성으로, 외부에서 세척수공급관(23) 내부의 방향으로만 유체의 유동이 가능하도록 형성된다. 따라서, 상기 체크밸브(231)는 도 10(a)에 도시된 바와 같이 상기 세척수공급관(23)을 통해 오물탱크(100)로 세척수가 공급되는 경우에는 닫힌 상태로 외부 공기가 유입되지 않으며, 세척수의 공급 후 상기 흡입수단(25)이 작동하여 오물탱크(100) 내의 오물을 오물흡입관(22)로 흡입하는 경우 흡입수단(25)에 의한 진공의 형성에 따라 도 10(b)에 도시된 바와 같이 체크밸브(231)로 외부 공기가 유입되면서 세척수공급관(23) 및 세척수호스(321)에 남아있는 물이 오물과 함께 오물흡입관(22)로 흡입되어 배출될 수 있다. 이에 따라, 세척수공급관(23) 및 세척수호스(321)에 남아있는 물을 제거할 수 있어 겨울철에 발생하는 동결을 막도록 할 수 있다.

상기 청수공급관(24)은 철도차량의 화장실에서 사용되는 청수를 공급하는 구성으로, 호스부(3)의 청수호스(322)와 연결된다.

상기 흡입수단(25)은 상기 오물흡입관(22)에 연결되도록 형성되어 진공을 형성하는 구성으로, 진공에 의한 흡입력에 의해 오물탱크(100)로부터 오물의 흡입이 이루어지도록 한다. 이를 위해, 상기 흡입수단(25)은 진공밸브(251) 및 압축공기이송관(252)을 포함할 수 있으며, 진공밸브(251)를 통해 오물흡입관(22)에 진공을 형성하고, 진공밸브(251)와 연결되는 압축공기이송관(252)을 통해 압축된 공기가 외부로 배출되도록 할 수 있다.

상기 센싱부(26)는 오물흡입관(22) 내의 상태를 측정하는 구성으로, 압력을 측정하는 압력측정모듈(261), 유량을 측정하는 유량측정모듈(262), 탁도를 측정하는 탁도측정모듈(263)을 포함할 수 있다.

상기 압력측정모듈(261)은 오물흡입관(22) 내의 압력을 측정하는 구성으로, 측정되는 압력에 따라 오물흡입의 중단이 조절되도록 할 수 있다. 상기 흡입수단(25)의 작동에 따라 진공이 형성되어 오물탱크(100)로부터 오물이 흡입될 때, 오물탱크(100)의 수위가 낮아지게 되면 오물흡입관(22)로 공기가 급격히 흡입되면서 오물탱크 내의 진공도가 커지게 되고, 이에 따라 오물탱크의 손상, 찌그러짐이 발생할 우려가 있다. 따라서, 상기 압력측정모듈(261)은 오물흡입관(22) 내의 압력을 측정하여 제어부(27)로 전달하고, 제어부(27)에서는 압력이 설정된 일정값 이상으로 높아지는 경우 오물탱크(100) 내 오물의 수위가 낮아진 것으로 판단하여 흡입수단(25)의 작동을 중단하도록 함으로써, 오물탱크가 손상되는 것을 막도록 할 수 있다. 또한, 오물흡입관(22)의 압력이 증가하는 경우 상기 체크밸브(231)로 인한 외부공기의 유입에 따라 오물탱크(100) 내 진공도를 줄이도록 할 수 있으며, 이를 통해 오물탱크의 손상 위험을 더욱 낮추도록 할 수 있다.

상기 유량측정모듈(262)은 오물흡입관(22) 내의 유량을 측정하는 구성으로, 유량이 설정값 미만으로 낮아지는 경우에는 오물탱크(100) 내의 오물 흡입이 완료된 것으로 판단하여 흡입수단(25)의 작동을 중단하도록 한다.

상기 탁도측정모듈(263)은 오물흡입관(22)의 탁도를 측정하는 구성으로, 특히 오물흡입관(22) 내 압력 또는 유량에 따른 흡입수단(25)의 작동 중단시 흡입되는 오물의 탁도를 측정하도록 한다. 이렇게 측정되는 탁도는 오물탱크(100) 내 오물이 남아있음을 의미할 수 있으며, 오물이 남아있는 경우 다시 세척수를 공급하여 오물을 흡입하도록 하고, 탁도가 일정정도 이하가 되어 오물이 모두 흡입된 것으로 판단될 때까지 세척수의 공급 및 오물의 흡입 과정이 반복되도록 한다.

상기 제어부(27)는 오물스테이션 장치(2)의 작동을 조절하는 구성으로, 오물의 흡입, 세척수의 공급 과정이 자동으로 조절되도록 한다. 또한, 상기 제어부(27)는 세척수의 공급량에 따른 오물의 처리 정도를 분석하여 최적의 세척수 공급량을 결정하도록 할 수 있고, 오물의 처리 과정을 모니터링 하여 오물스테이션 장치(2)의 작동 이상을 감지하도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 제어부(27)는 흡입조절부(271), 세척조절부(272), 세척수조정부(273), 이상진단부(274)를 포함할 수 있다.

상기 흡입조절부(271)는 상기 흡입수단(25)의 작동을 조절하는 구성으로, 흡입수단(25)의 작동 개시 및 중단을 조절하도록 할 수 있다. 상기 흡입조절부(271)는 흡입수단(25)의 작동 조절을 통해 오물탱크(100)로부터의 오물 흡입을 조절하도록 하며, 상기 호스부(3)가 오물탱크(100)에 연결되는 경우 자동으로 오물의 흡입을 개시하고, 상기 오물흡입관(22)의 압력, 유량에 따라 오물의 흡입을 중단하도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 흡입조절부(271)는 연결정보수신모듈(271a), 흡입개시모듈(271b), 센싱정보수신모듈(271c), 흡입중단모듈(271d)을 포함할 수 있다.

상기 연결정보수신모듈(271a)은 호스부(3)와 오물탱크(100)가 연결되는 정보를 수신하는 구성으로, 호스부(3)에 별도의 센서 등을 형성하여 오물탱크(100)에 연결되는 것을 감지하고, 감지된 정보를 수신하도록 할 수 있다.

상기 흡입개시모듈(271b)은 오물탱크(100)로부터 오물의 흡입을 개시하는 구성으로, 상기 연결정보수신모듈(271a)에 의해 호스부(3)가 오물탱크(100)에 연결되는 정보를 수신한 경우 상기 흡입수단(25)을 작동시켜 자동으로 오물의 흡입이 개시되도록 한다. 또한, 상기 흡입개시모듈(271b)은 세척수가 추가적으로 공급되는 경우 세척수의 공급 종료시에도 흡입수단(25)의 작동이 자동으로 개시되도록 할 수 있다.

상기 센싱정보수신모듈(271c)은 상기 압력측정모듈(261) 및 유량측정모듈(262)에 의해 측정되는 오물흡입관(22)의 압력, 유량에 관한 정보를 수신하는 구성으로, 수신되는 압력, 유량에 따라 흡입수단(25)의 작동이 중단되도록 할 수 있다.

상기 흡입중단모듈(271d)은 흡입수단(25)의 작동을 중단하는 구성으로, 오물탱크(100)의 오물 수위가 일정정도로 낮아지는 경우 오물의 흡입을 중단하도록 하며, 일 예로 상기 센싱정보수신모듈(271c)에 의해 수신되는 압력이 설정된 값을 초과하거나 유량이 설정된 값 미만인 경우 흡입수단(25)의 작동을 중단하도록 할 수 있다. 앞서 살펴본 바와 같이 오물탱크(100)의 오물 수위가 낮아지는 경우 오물흡입관(22)로 공기가 유입되어 압력이 상승하고 이에 따라 오물탱크(100)의 진공도가 높아져 오물탱크(100) 손상 우려가 있다. 따라서, 상기 흡입중단모듈(271d)은 압력이 일정정도 높아지는 경우 즉각적으로 흡입수단(25)의 작동을 중단하여 오물탱크(100)의 손상을 막을 수 있으며, 압력과 상관없이 유량이 일정정도 미만으로 낮아지는 경우에도 흡입수단(25)의 작동을 중단하도록 할 수 있다.

상기 세척조절부(272)는 세척수의 공급을 조절하는 구성으로, 더욱 정확하게는 상기 흡입중단모듈(271d)에 의한 흡입수단(25)의 작동 중단 후 세척수의 공급 여부를 결정하도록 한다. 상기 세척조절부(272)는 흡입수단(25)의 작동 종료시 측정되는 오물흡입관(22)의 탁도에 따라 세척수의 공급을 조절하도록 할 수 있으며, 측정되는 탁도가 일정값 이상인 경우 아직 오물탱크(100)에 오물이 남아있는 것으로 판단하여 세척수를 공급하고 흡입수단(25)에 의해 다시 오물 및 세척수의 흡입이 이루어지도록 할 수 있다. 상기 세척조절부(272)는 오물흡입관(22)의 탁도가 일정값 미만이 될 때까지 이러한 과정을 반복하도록 하여 오물탱크(100)의 오물을 효과적으로 수거하여 배출하도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 세척조절부(272)는 중단정보수신모듈(272a), 탁도정보수신모듈(272b), 세척수공급결정모듈(272c), 세척수량결정모듈(272d), 완료정보송신모듈(272e)을 포함할 수 있다.

상기 중단정보수신모듈(272a)은 흡입수단(25)의 작동이 중단되는 정보를 수신하는 구성으로, 상기 흡입중단모듈(271d)에 의한 작동 중단 정보를 수신하도록 한다.

상기 탁도정보수신모듈(272b)은 상기 탁도측정모듈(263)에 의해 측정되는 오물흡입관(22)의 탁도 정보를 수신하는 구성으로, 상기 흡입중단모듈(271d)에 의해 흡입수단(25)의 작동이 중단될 때의 탁도 정보를 수신하도록 한다.

상기 세척수공급결정모듈(272c)은 수신된 탁도에 따라 세척수의 공급 여부를 결정하는 구성으로, 탁도가 설정된 값 이상인 경우 세척수의 공급을 결정하도록 하며, 상기 세척수공급관(23) 및 세척수호스(321)를 통해 오물탱크(100)로 세척수를 공급한 후 흡입수단(25)을 작동시켜 오물 및 세척수의 흡입이 이루어지도록 한다. 이러한 과정은 탁도가 설정된 값 미만으로 내려갈 때까지 계속된다.

상기 세척수량결정모듈(272d)은 오물탱크(100)로 공급되는 세척수의 양을 결정하는 구성으로, 상기 탁도정보수신모듈(272b)에 의해 수신되는 탁도에 따라 세척수의 양을 결정하도록 할 수 있다. 상기 세척수량결정모듈(272d)은 탁도가 높을수록 오물탱크(100)에 남아있는 오물의 양이 많은 것으로 판단하여 세척수의 양을 늘리도록 할 수 있으며, 탁도값에 따라 범위를 나누어 세척수의 양을 미리 결정하도록 할 수 있다. 이때, 적정한 세척수의 양은 상기 세척수조정부(273)에 의한 분석을 통해 결정되도록 할 수 있다.

상기 완료정보송신모듈(272e)은 오물의 흡입 과정이 완료되는 정보를 송신하는 구성으로, 상기 탁도정보수신모듈(272b)에 의해 수신되는 탁도가 설정된 값 미만인 경우 오물탱크(100)의 오물이 모두 처리된 것으로 판단하여 흡입 과정을 완료하는 정보를 호스견인부(4)로 전송하도록 한다. 이러한 완료 정보의 전송에 따라 호스부(3)가 자동으로 오물탱크(100)로부터 분리되며 오물의 수거 과정이 종료된다.

상기 세척수조정부(273)는 상기 세척수량결정모듈(272d)에 의해 결정되어 공급되는 세척수의 양을 조정하는 구성으로, 세척수의 공급량과 오물 처리 정도의 상관관계를 분석하여 세척수의 양을 최적화하도록 한다. 상기 세척수조정부(273)는 세척수의 공급 전과후 탁도의 차이에 따라 오물의 처리 정도를 파악하도록 할 수 있으며, 세척수의 공급량 및 세척수 공급전 탁도와 오물의 처리 정도 사이에 상관관계를 기계적 학습에 의해 분석하여 오물의 처리 정도를 높일 수 있는 세척수의 양을 산출하도록 한다. 이를 위해, 상기 세척수조정부(273)는 탁도정보저장모듈(273a), 세척수량저장모듈(273b), 탁도차이산정모듈(273c), 상관관계분석모듈(273d), 세척수량산출모듈(273e), 세척수량수정모듈(273f)을 포함할 수 있다.

상기 탁도정보저장모듈(273a)은 상기 탁도정보수신모듈(272b)에 의해 수신되는 탁도정보를 저장하는 구성으로, 세척수의 공급 전과 후 탁도정보를 저장하도록 한다.

상기 세척수량저장모듈(273b)은 세척수의 공급량에 관한 정보를 저장하는 구성으로, 상기 세척수량결정모듈(272d)에 의해 결정되는 세척수의 양에 관한 정보를 저장하도록 한다.

상기 탁도차이산정모듈(273c)은 세척수의 공급 전후 탁도의 차이를 산정하는 구성으로, 세척수의 공급전 측정되는 탁도와 세척수의 공급 및 흡입 후 흡입종료시에 측정되는 탁도의 차이를 산정하도록 하며, 탁도의 차이를 통해 오물의 처리 정도를 파악할 수 있도록 한다.

상기 상관관계분석모듈(273d)은 세척수의 공급량 및 세척수 공급 전 탁도와 세척수의 공급 전후 탁도 차이의 상관관계를 분석하는 구성으로, 세척수의 공급에 따른 오물의 처리시마다 탁도 및 세척수의 양에 관한 정보를 누적 저장하여 분석이 이루어지도록 할 수 있으며, 세척수의 공급에 따라 오물이 처리되는 정도를 인공 신경망 등의 기계적 학습 방법에 의해 분석하도록 할 수 있다. 상기 상관관계분석모듈(273d)은 세척수 공급 전 탁도, 세척수의 공급량을 입력변수로 하고, 상기 탁도차이산정모듈(273c)에 의해 산정되는 탁도의 차이를 출력변수로 하여 상관관계를 분석하도록 할 수 있다.

상기 세척수량산출모듈(273e)은 탁도 처리 정도를 극대화할 수 있는 세척수의 양을 산출하는 구성으로, 상기 상관관계분석모듈(273d)에 의해 분석되는 상관관계를 이용하여 탁도의 차이가 설정된 값이 되도록 하는 세척수의 양을 산출하도록 한다.

상기 세척수량수정모듈(273f)은 상기 세척수량결정모듈(272d)에 의해 결정되는 세척수의 양에 관한 정보를 수정하는 구성으로, 상기 세척수량산출모듈(273e)에 의해 산출되는 세척수의 양을 탁도별로 산출하여 수정하도록 할 수 있다. 이렇게 수정된 세척수의 양에 따라 세척수의 양이 결정되어 공급되며, 다시 탁도 정보가 측정되어 상관관계가 분석되고 세척수의 양이 조정되므로, 시간이 갈수록 세척수 양의 산출에 관한 정확성이 높아지도록 할 수 있다.

상기 이상진단부(274)는 오물스테이션 장치(2)의 이상 상태를 진단하는 구성으로, 오물의 흡입이 제대로 이루어지지 않는 이상 상태를 진단하도록 한다. 상기 이상진단부(274)는 세척수의 양에 따른 오물의 처리 정도를 이용하여 이상 상태를 진단하도록 할 수 있으며, 상기 세척수조정부(273)에 의해 분석되는 세척수의 양과, 탁도차 정보를 이용하여 오물스테이션 장치(2)의 고장, 점검 필요 상태, 긴급 이상 상태를 진단하도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 이상진단부(274)는 고장진단부(274a), 점검확인부(274b), 긴급점검부(274c)를 포함할 수 있다.

상기 고장진단부(274a)는 오물스테이션 장치(2)의 고장을 진단하는 구성으로, 세척수의 공급 전후 탁도의 차이가 기준이 되는 탁도차에 일정정도 미치지 못하는 경우 고장으로 진단하도록 할 수 있다. 상기 세척수조정부(273)에서는 세척수 공급전 탁도에 따라 탁도차이를 극대화하도록 세척수의 양이 결정되는데, 여기서 설정된 탁도차에 실제 탁도차가 미치지 못할 경우 오물스테이션 장치(2)의 오물 흡입 계통에 고장이 발생한 것으로 판단하도록 한다. 또한, 상기 고장진단부(274a)는 일시적 이상에 따른 탁도차의 오차를 제외하고 고장만을 정확하게 진단할 수 있도록 하기 위해 탁도차의 오차에 연속적 이상이 발생하는 경우에만 고장으로 진단하도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 고장진단부(274a)는 기준탁도차설정모듈(274a-1), 탁도차산정모듈(274a-2), 오차산정모듈(274a-3), 연속횟수산출모듈(274a-4), 고장알림모듈(274a-5)을 포함할 수 있다.

상기 기준탁도차설정모듈(274a-1)은 상기 상관관계분석모듈(273d)에 의해 분석되는 상관관계에 따라 세척수의 양이 결정된 탁도차를 설정하는 구성으로, 상기 상관관계분석모듈(273d)에서는 설정된 탁도차에 맞도록 세척수의 양을 결정하도록 하므로, 세척수의 양에 맞는 설정된 탁도차 정보를 기준 탁도차로 설정하도록 한다.

상기 탁도차산정모듈(274a-2)은 세척수의 공급 및 흡입 후 실제 측정된 탁도의 차이를 산정하는 구성으로, 세척수의 공급전 탁도측정모듈(263)에 의해 측정된 탁도와 세척수의 공급 및 흡입 후 측정된 탁도의 차이를 계산하도록 한다.

상기 오차산정모듈(274a-3)은 탁도차의 오차를 산정하는 구성으로, 상기 기준탁도차설정모듈(274a-1)에 의해 설정되는 탁도차에서 상기 탁도차산정모듈(274a-2)에 의해 산정되는 실제 탁도차를 차감하도록 할 수 있으며, 오차가 설정된 값을 초과하는지 여부를 판단하도록 할 수 있다.

상기 연속횟수산출모듈(274a-4)은 상기 오차산정모듈(274a-3)에 의해 산정되는 오차가 설정된 값을 초과하는 연속횟수를 산출하는 구성으로, 여기서 오차의 설정된 값은 오물 흡입 계통의 고장으로 판단할 수 있을 정도로 실제 탁도차가 기준값에 비해 매우 적은 상태를 반영하여 설정되도록 할 수 있다. 또한, 상기 연속횟수산출모듈(274a-4)은 일시적인 이상 상태를 고장으로 진단하는 것을 방지하기 위해 산정된 오차가 연속하여 설정된 값을 초과하는 경우에만 고장으로 진단할 수 있도록 연속되는 횟수를 산출하도록 한다.

상기 고장알림모듈(274a-5)은 연속횟수가 설정된 횟수를 초과하는 경우 오물스테이션 장치(2)의 고장으로 판단하여 이를 알리는 구성으로, 별도의 서버, 관리자단말기 등으로 고장 정보를 전송하여 고장에 대한 신속한 대처가 이루어지도록 할 수 있다.

상기 점검확인부(274b)는 상기 고장진단부(274a)에 의해 고장으로 진단되지는 않았으나, 상기 오차산정모듈(274a-3)에 의해 산정되는 오차가 고장으로 진단되는 설정값 이하의 일정 범위에서 자주 반복되는 경우 고장이 발생할 가능성이 있는 것으로 판단하는 구성으로, 고장 발생 가능성을 알려 신속한 점검이 이루어질 수 있도록 한다. 따라서, 상기 점검확인부(274b)는 고장이 발생하기 전에 미리 이상 상태를 알려 고장에 따른 피해를 막도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 점검확인부(274b)는 위험범위설정모듈(274b-1), 위험범위인지모듈(274b-2), 인지횟수산정모듈(274b-3), 인지빈도산출모듈(274b-4), 점검요청모듈(274b-5)을 포함할 수 있다.

상기 위험범위설정모듈(274b-1)은 고장으로 진단되는 오차의 설정값 이하의 일정 범위를 위험범위로 설정하는 구성으로, 고장으로 진단될 정도는 아니나 자주 반복될 경우 고장이 발생할 위험이 있는 것으로 판단할 수 있는 오차의 범위를 위험범위로 설정하도록 한다.

상기 위험범위인지모듈(274b-2)은 오차가 위험범위에 도달하는 것을 인지하는 구성으로, 상기 오차산정모듈(274a-3)에 의해 산정되는 오차가 설정된 위험범위에 도달하는지 여부를 인지하도록 한다.

상기 인지횟수산정모듈(274b-3)은 오차가 위험범위에 도달하는 횟수를 산정하는 구성으로, 오차가 위험범위에 도달할 때마다 그 횟수를 카운팅하여 저장하도록 한다.

상기 인지빈도산출모듈(274b-4)은 오차가 위험범위에 도달하는 빈도를 산출하는 구성으로, 오물스테이션 장치(2)의 일정횟수 작동시마다 위험범위에 도달하는 횟수를 불러와 그 빈도를 산출하도록 할 수 있다.

상기 점검요청모듈(274b-5)은 상기 인지빈도산출모듈(274b-4)에 의해 산출되는 빈도가 설정된 빈도를 초과하는 경우 고장 발생 가능성이 있는 것으로 판단하여 이를 알리는 구성으로, 일 예로 10번의 작동 중 6번 이상 오차가 위험 범위에 도달하는 경우 고장 발생 가능성이 있는 것으로 판단하여 점검을 요청하도록 할 수 있다.

상기 긴급점검부(274c)는 오물스테이션 장치(2)의 긴급 이상 상태를 감지하여 알리는 구성으로, 상기 고장진단부(274a) 또는 점검확인부(274b)에 의해 고장으로 진단되거나 고장 발생 위험이 있는 것으로 판단되지 않더라도 상기 오차산정모듈(274a-3)에 의해 산정되는 오차가 급격하게 증가하는 경우 신속하게 이를 인지하여 알리도록 함으로써, 긴급한 이상 상태에 대한 신속한 대처가 가능하도록 한다. 이를 위해, 상기 긴급점검부(274c)는 변화율산출모듈(274c-1), 설정값비교모듈(274c-2), 긴급알림모듈(274c-3)을 포함할 수 있다.

상기 변화율산출모듈(274c-1)은 오차의 변화율을 산출하는 구성으로, 상기 오차산정모듈(274a-3)에 의해 산정되는 오차가 변화되는 정도를 산출하도록 하며, 세척수의 공급 및 흡입이 이루어질 때마다 산정되는 오차가 변화하는 정도를 산출하도록 할 수 있다.

상기 설정값비교모듈(274c-2)은 산출된 변화율을 설정값과 비교하는 구성으로, 오물스테이션 장치(2)가 기능 불능이 된 것으로 판단할 수 있을 정도의 오차에 대한 변화율을 설정값으로 설정하도록 할 수 있다.

상기 긴급알림모듈(274c-3)은 변화율이 설정값을 초과하는 경우 긴급한 이상 상태로 판단하여 이를 알리는 구성으로, 고장으로 진단되기 전에 신속한 조치가 이루어질 수 있도록 한다.

상기 호스부(3)는 오물스테이션 장치(2)와 오물탱크(100)를 연결하는 구성으로, 오물탱크(100)로부터 오물을 흡입하고, 오물탱크(100)로 물을 공급하도록 한다. 상기 호스부(3)는 도 8에 도시된 바와 같이 오물흡입호스(31) 및 급수호스(32)를 포함할 수 있고, 호스견인부(4)에 의해 자동으로 이동되도록 하며, 자동으로 오물탱크(100)에 장착되고 오물탱크(100)로부터 분리되도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 호스부(3) 말단에는 별도의 센서가 형성되어 오물탱크(100)를 감지하고 결합 위치에 장착되도록 할 수 있으며, 자석 등의 부착수단을 통해 오물탱크(100)에 장착되도록 할 수 있고, 호스부(3)를 당기는 경우 자동으로 오물탱크(100)로부터 분리되도록 할 수 있다.

상기 오물흡입호스(31)는 오물탱크(100)로부터 오물이 흡입되는 통로를 형성하는 구성으로, 상기 오물스테이션 장치(2)의 오물흡입관(22)과 연결된다.

상기 급수호스(32)는 오물탱크(100)에 물을 공급하는 통로를 형성하는 구성으로, 세척수를 공급하는 세척수호스(321)와 화장실에서 사용되는 깨끗한 물을 공급하는 청수호스(322)를 포함할 수 있으며, 세척수호스(321)는 세척수공급관(23)에, 청수호스(322)는 청수공급관(24)에 연결되도록 할 수 있다.

상기 호스견인부(4)는 상기 호스부(3)를 자동으로 이동시키는 구성으로, 오물탱크(100)에 대한 부착 및 분리가 이루어지도록 할 수 있으며, 일정 높이에서 호스부(3)를 지지한 상태로 호스부(3)를 이동시켜 정확한 위치에서 오물탱크(100)에 장착되도록 할 수 있다. 상기 호스견인부(4)는 작업자의 개입 없이 자동으로 호스부(3)를 이동시켜 부착 및 분리가 자동으로 이루어지도록 할 수 있으며, 또는 견고한 고정을 위해 호스부(3)가 오물탱크(100)에 접촉한 상태에서 고정 작업만이 작업자에 의해 이루어지도록 할 수도 있다. 상기 호스견인부(4)는 도 16 내지 17에 도시된 바와 같이 호스이송수단(41), 지지브라켓(42), 가이드수단(43)을 포함할 수 있다.

상기 호스이송수단(41)은 호스부(3)를 이송시키는 구성으로, 호스부(3)를 감거나 푸는 릴장치 또는 회전모터 등으로 형성될 수 있으며, 그 작동에 따라 호스부(3)를 오물탱크(100) 측으로 이동시켜 부착시키거나 오물탱크(100)로부터 분리하도록 할 수 있다.

상기 지지브라켓(42)은 상기 호스부(3)를 지지하는 구성으로, 호스부(3)가 지지된 상태로 일정 경로를 따라 이동하도록 할 수 있다.

상기 가이드수단(43)은 상기 호스부(3)가 일정 높이를 유지한 상태로 이동되도록 하는 구성으로, 호스부(3)와 와이어 등에 의해 연결되도록 할 수 있다. 상기 가이드수단(43)은 탄성을 가진 상태로 호스부(3)를 당기도록 할 수 있으며, 당기는 탄성에 의해 호스부(3)가 일정 높이를 유지하도록 할 수 있다.

상기 작동결정부(5)는 오물탱크(100)에 대한 오물의 수거를 결정하는 구성으로, 오물탱크(100)에 저장된 오물의 양에 따라 수거를 결정하도록 할 수 있다. 앞서 배경기술에서 살펴본 바와 같이 오물의 신속한 수거에 대한 요구가 높아지고 있으며, 오물탱크(100)에 수용된 오물이 적은 경우에도 일괄적으로 오물 수거를 실시하면 효율적인 작업이 이루어질 수 없으므로, 오물의 양이 일정정도를 초과하는 경우에만 오물의 수거를 실시하도록 하여 오물 수거 시간을 단축하도록 할 수 있다. 상기 작동결정부(5)는 별도의 서버나 제어장치 등에 형성되어 오물의 수거 여부를 결정할 수 있으며, 결정된 정보를 관리지단말기 등에 전송하도록 할 수 있다. 또한, 철도차량의 운행 시간에 따라 오물탱크(100)에 저장되는 오물의 양이 상이하므로, 상기 작동결정부(5)는 각 철도차량의 운행시간에 따라 저장되는 오물의 양을 분석하여 오물 수거 작업을 조정하도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 작동결정부(5)는 오물정보수신모듈(51), 기준정보설정모듈(52), 오물량예측모듈(53), 오물수거결정모듈(54), 수거정보알림모듈(55)을 포함할 수 있다.

상기 오물정보수신모듈(51)은 오물탱크(100)에 저장된 오물의 양에 관한 정보를 수신하는 구성으로, 철도차량의 각 오물탱크(100)로부터 측정되는 정보를 수신하도록 할 수 있다. 상기 오물정보수신모듈(51)은 오물탱크(100)의 수위를 직접 측정하거나 오물탱크(100)의 무게를 측정한 정보를 수신하도록 할 수 있다.

상기 기준정보설정모듈(52)은 오물을 수거할 기준이 되는 오물의 양을 설정하는 구성으로, 각 오물탱크(100)별로 오물의 수거가 필요한 기준을 설정하도록 할 수 있으며, 일 예로 오물탱크(100)의 용량대비 일정 비율을 기준값으로 설정하도록 할 수 있다.

상기 오물량예측모듈(53)은 오물이 저장될 양을 예측하는 구성으로, 다음 오물수거시까지 오물탱크(100)에 저장될 오물의 양을 예측하도록 한다. 각 철도차량은 그 운행 노선, 운행 시간 등에 따라 오물이 저장되는 정도가 상이하므로, 상기 오물량예측모듈(53)은 각 철도차량의 오물 저장 패턴을 분석하여 패턴에 따라 오물량을 예측하도록 하고, 예측된 오물량을 이용하여 수거 여부를 결정하도록 함으로써 더욱 효율적인 수거 작업이 이루어지도록 할 수 있다. 먼저 상기 오물량예측모듈(53)은 각 철도차량의 운행시간에 따라 오물탱크(100)에 저장되는 오물의 양에 관한 정보를 저장하여 그 패턴을 분석하도록 할 수 있으며, 분석된 패턴과 추후 철도차량의 운행 스케쥴을 고려하여 오물이 저장될 양을 예측하도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 오물량예측모듈(53)은 운행정보수신모듈(531), 오물정보저장모듈(532), 오물정보분석모듈(533), 예측량산출모듈(534)을 포함할 수 있다.

상기 운행정보수신모듈(531)은 철도차량의 운행정보를 수신하는 구성으로, 일 예로 운행시간에 관한 정보를 수신하여 저장하도록 할 수 있다.

상기 오물정보저장모듈(532)은 오물탱크(100)에 저장되는 오물의 양에 관한 정보를 저장하는 구성으로, 일정 간격의 운행시간마다 저장되는 오물의 양에 관한 정보를 저장하도록 할 수 있다.

상기 오물정보분석모듈(533)은 각 철도차량마다 운행시간에 따라 저장되는 오물의 양을 분석하는 구성으로, 기계적 학습에 의해 운행시간과 오물의 양의 상관관계를 분석하여 도출하도록 한다.

상기 예측량산출모듈(534)은 오물탱크(100)에 저장될 오물의 양을 예측하는 구성으로, 상기 오물정보분석모듈(533)에 의해 분석되는 상관관계에 다음 오물수거시까지의 운행시간을 입력하여 추가적으로 저장될 오물의 양을 예측하도록 할 수 있다.

상기 오물수거결정모듈(54)은 오물탱크(100)에 대한 오물 수거 여부를 결정하는 구성으로, 오물의 양이 상기 기준정보설정모듈(52)에 의해 설정되는 기준값을 초과하는 경우 오물탱크(100)에 대한 수거를 결정하도록 할 수 있다. 또한, 상기 오물수거결정모듈(54)은 상기 오물량예측모듈(53)에 의해 저장될 오물의 양을 예측하는 경우에는 예측되는 오물량이 일정 기준을 초과하는 경우 오물의 수거를 결정하도록 할 수 있으며, 이때 오물 수거 결정의 기준은 상기 기준정보설정모듈(52)에 의해 설정되는 일괄적인 기준과는 상이하게 설정될 수 있다. 일 예로, 상기 기준정보설정모듈(52)에 의해 오물탱크(100) 용량의 50%가 기준값으로 설정되는 경우에는 50%를 넘으면 무조건 오물의 수거를 실시해야 하나, 오물스케쥴을 고려하여 오물량을 예측할 경우 80%를 기준값으로 설정하도록 할 수 있으며, 현재 오물의 양이 50%를 초과하더라도 다음 수거시까지 예측되는 오물의 양이 80%를 초과하지 않는 경우에는 오물을 수거하지 않도록 할 수 있다.

상기 수거정보알림모듈(55)은 오물탱크(100)의 오물 수거 여부에 대한 정보를 관리자 등에게 알리는 구성으로, 별도의 단말기로 각 오물탱크(100)에 대한 수거 여부 정보를 전송하도록 할 수 있다. 또한, 상기 수거정보알림모듈(55)은 호스견인부(4), 오물스테이션 장치(2) 등으로 오물 수거 정보를 전송하여 자동으로 오물 수거 작업이 실시되도록 할 수도 있다.

상기 배관설비(6)는 복수의 오물탱크(100)로부터 수거되는 오물을 모아 배출되는 통로를 형성하는 구성으로, 복수의 오물스테이션 장치(2)와 연결되도록 한다. 또한, 상기 배관설비(6)는 상기 기계설비부(7)와 연결되며, 기계설비부(7)의 작동에 따라 오물스테이션 장치(2)로부터 오물을 흡입하여 외부로 오물이 배출되도록 할 수 있다.

상기 기계설비부(7)는 오물의 수거를 위한 설비들을 수용하는 구성으로, 상기 오물배출장치(1)를 포함하며, 급수를 위한 설비들도 함께 설치될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 철도차량 신속 오물수거시스템을 도 21을 참조하여 설명하면, 상기 오물수거시스템은 상이한 형태의 배관설비(6')를 갖도록 할 수 있다.

종래에는 도 20에 도시된 바와 같이 각 오물탱크(100)와 연결되는 배관설비(6)가 일측 끝단에서 모아져 기계설비부(7)로 연결되도록 하였으나, 이러한 경우 기계설비부(7)측으로 갈수록 오물의 양이 증가하여 배관설비(6)가 막히게 되고, 흡입효율이 떨어지며, 기계설비부(7)와 먼 측으로 갈수록 흡입력이 약해져 오물을 효과적으로 수거할 수 없게 되는 문제가 있었다.

따라서, 본 실시예에 따른 배관설비(6')는 복수의 오물탱크(100)들을 한 쌍식 그룹으로 묶어 순차적으로 오물을 수거하도록 하였으며, 이를 통해 오물의 적체를 최소화하고 각 오물탱크(100)에 균일한 흡입력을 제공하여 효과적인 오물의 수거가 이루어지도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 배관설비(6')는 한 쌍의 오물탱크(100)와 연결되는 수집배관(61')과, 상기 수집배관(61') 사이를 연결하는 모음배관(62')과; 상기 모음배관(62')들의 중앙에서 연결되어 각 모음배관(62')을 통과하는 오물을 수거하여 배출하는 중앙배관(63')을 포함할 수 있다.

상기 수집배관(61')은 한 쌍의 오물탱크(100) 사이를 연결하는 구성으로, 더욱 정확하게는 각 오물탱크(100)에 연결되는 한 쌍의 오물 스테이션장치(2)와 연결되도록 할 수 있다. 상기 수집배관(61')은 중앙배관(63') 측으로 갈수록 하향 경사지게 형성될 수 있으며, 중앙배관(63') 측 끝단에서 모음배관(62')이 연결되는 모음연결부재(611')가 형성되도록 할 수 있다. 따라서, 수집배관(61')을 통과하는 오물이 중력에 의해 수집배관(61') 가장 하측의 모음연결부재(611)로 모아져 모음배관(62')으로 배출되도록 함으로써, 오물의 적체를 최소화하고 효과적인 배출이 이루어지도록 할 수 있다.

상기 모음연결부재(611')는 수집배관(61') 및 모음배관(62')을 연결하는 구성으로, 수집배관(61')의 가장 하측에 형성되며, 3 방향으로 분기되어 수집배관(61') 및 모음배관(62')이 연결되도록 형성될 수 있다.

상기 모음배관(62')은 각 수집배관(61') 사이를 연결하는 구성으로, 각 수집배관(61')의 오물이 모여 중앙배관(63')으로 배출될 수 있도록 한다. 상기 모음배관(62')은 수집배관(61') 보다 큰 직경을 갖도록 형성될 수 있으며, 이를 통해 각 오물탱크(100)의 오물이 모아져 그 양이 증가하는 경우에도 적체없이 수거되도록 할 수 있다. 또한, 상기 모음배관(62')도 중앙배관(63') 측으로 갈수록 하향 경사지게 형성되도록 하여 중력에 의해 오물의 효과적인 배출이 이루어지도록 할 수 있다. 상기 모음배관(62')은 복수 오물탱크(100)들의 중앙에서 모아져 중앙배관(63')과 연결되도록 할 수 있으며, 중앙배관(63')과 연결되는 지점에 중앙연결부재(621')가 형성되어 모음배관(62')들과 중앙배관(63')을 연결하도록 할 수 있다. 또한, 각 모음배관(62') 상에는 모음밸브(622')가 형성되어 오물의 수거를 조절하도록 할 수 있으며, 오물의 수거가 이루어지는 오물탱크(100) 측에 대해서만 모음밸브(622')를 개방하여 더욱 효과적인 흡입력의 전달이 이루어지도록 할 수 있다.

상기 중앙배관(63')은 복수의 모음배관(62')들과 연결되는 구성으로, 오물탱크(100)들의 중앙 지점에서 연결되도록 한다. 상기 중앙배관(63')은 기계설비부(7)와 연결되어 기계설비부(7)로부터 제공되는 흡입력에 의해 오물이 수거되도록 하는데, 중앙배관(63')이 오물탱크(100)들의 중앙지점에 형성됨에 따라 복수의 오물탱크(100)들로부터 최대한 균일하게 오물이 수거되고, 이에 따라 오물의 적체를 최소화하며, 기계설비부(7)의 흡입력이 오물탱크(100)들에 고르게 전달되어 효과적인 오물의 수거가 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 상기 중앙배관(63')은 상기 모음배관(62')보다 큰 직경을 갖도록 형성되어 모음배관(62')이 모아짐에 따른 오물량의 증가에도 오물의 적체를 최소화하도록 할 수 있다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 오물배출장치 11: 진공흡입부 111: 흡입연결관
112: 공기탱크 113: 진공펌프 114: 배기필터
12: 오물저장조 121: 오물유입구 122: 공기흡입구
123: 수위센서 124: 차단부재 124a: 유입공
124': 제1차단부재 124a': 유입공 124'': 제2차단부재
124a'': 유입공 13: 오물배출부 131: 배출배관
132: 배출밸브 133: 로브펌프 134: 역지변
14: 작동제어부
2: 오물스테이션 장치 21: 하우징박스 22: 오물흡입관
23: 세척수공급관 231: 체크밸브 24: 청수공급관
25: 흡입수단 251: 진공밸브 252: 압축공기이송관
26: 센싱부 261: 압력측정모듈 262: 유량측정모듈
263: 탁도측정모듈 27: 제어부 271: 흡입조절부
272: 세척조절부 273: 세척수조정부 274: 이상진단부
274a: 고장진단부 274b: 점검확인부 274c: 긴급점검부
3: 호스부 31: 오물흡입호스 32: 급수호스
321: 세척수호스 322: 청수호스 4: 호스견인부
41: 호스이송수단 42: 지지브라켓 43: 가이드수단
5: 작동결정부 6,6': 배관설비 61': 수집배관
611': 모음연결부재 62': 모음배관 621': 중앙연결부재
622': 모음밸브 63': 중앙배관 7: 기계설비부

Claims (10)

1. 오물 수거를 위해 정차하는 철도차량을 따라 일정 간격으로 형성되어 자동으로 철도차량 내 오물탱크의 오물을 흡입, 배출하는 오물스테이션 장치와; 복수의 오물스테이션 장치를 통해 흡입되는 오물을 모아 배출되는 통로를 형성하는 배관설비와; 상기 배관설비와 연결되어 복수의 오물탱크에서 수거되는 오물을 배관설비를 통해 흡입하여 배출시키는 오물배출장치를 포함하고,
   상기 오물배출장치는,
   상기 배관설비에 진공을 형성하여 오물이 흡입되도록 하는 진공흡입부와, 상기 진공흡입부에 의해 흡입되는 오물이 수용되는 오물저장조와, 상기 오물저장조와 연결되어 로브펌프에 의해 오물을 배출하는 오물배출부와, 오물배출장치의 작동을 조절하는 작동제어부를 포함하고,
   상기 작동제어부는 상기 오물저장조가 설정된 수위를 초과하는 경우 상기 오물배출부를 진공흡입부와 동시에 작동시켜 오물의 흡입 및 배출이 동시에 이루어지도록 하며,
   상기 오물스테이션 장치는,
   내부에 일정공간을 갖도록 형성되어 오물스테이션 장치의 외형을 형성하는 하우징박스와, 상기 하우징박스 내에 형성되어 오물탱크로부터 오물을 흡입하는 오물흡입관과, 상기 하우징박스 내에 형성되어 오물탱크로 세척수를 공급하는 세척수공급관과, 상기 오물흡입관 상에 형성되어 진공의 형성을 통해 오물의 흡입이 이루어지도록 하는 흡입수단과, 상기 오물흡입관 내의 유량을 측정하는 유량측정모듈과, 상기 오물흡입관 내 탁도를 측정하는 탁도측정모듈과, 오물스테이션 장치의 작동을 자동으로 조절하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 흡입수단의 작동을 조절하는 흡입조절부를 포함하며,
   상기 흡입조절부는,
   상기 오물스테이션과 오물탱크를 연결하는 호스가 오물탱크에 장착되는 정보를 수신하는 연결정보수신모듈과, 연결정보가 수신되는 경우 자동으로 흡입수단의 작동을 개시하여 오물을 흡입하는 흡입개시모듈과, 상기 유량측정모듈에 의해 측정되는 유량정보를 수신하는 센싱정보수신모듈과, 수신되는 유량이 설정값 미만으로 낮아지는 경우 상기 흡입수단의 작동을 중단하는 흡입중단모듈을 포함하고,
   상기 제어부는 상기 흡입중단모듈에 의한 흡입수단의 작동 중단 후 오물흡입관 내 탁도에 따라 세척수의 추가 공급을 결정하는 세척조절부를 포함하며,
   상기 세척조절부는,
   상기 흡입중단모듈에 의한 흡입수단의 작동 중단 정보를 수신하는 중단정보수신모듈과, 작동 중단시 상기 탁도측정모듈에 의해 측정되는 탁도 정보를 수신하는 탁도정보수신모듈과, 수신된 탁도에 따라 세척수의 추가 공급 여부를 결정하는 세척수공급결정모듈과, 수신된 탁도가 설정값 미만인 경우 오물의 수거 작업을 중단하는 정보를 생성하는 완료정보생성모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 오물수거시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 오물배출부는
   상기 오물저장조와 연결되어 오물이 배출되는 통로를 형성하는 배출배관과, 상기 배출배관 상에 형성되어 오물의 배출을 조절하는 배출밸브와, 상기 오물저장조를 통과하는 오물을 흡입하여 외부로 배출시키는 로브펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 오물수거시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 로브펌프는
   상기 진공흡입부보다 높은 압력으로 작동되도록 하는 것을 특징으로 하는 철도차량 오물수거시스템.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 작동제어부는
   상기 진공흡입부의 작동을 개시하는 진공펌프작동모듈과, 상기 오물저장조의 수위정보를 수신하는 수위정보수신모듈과, 오물저장조의 제한 수위를 설정하는 제한수위설정모듈과, 오물저장조의 수위가 제한수위를 초과하는 경우 상기 배출밸브를 개방하는 배출밸브개방모듈과, 상기 배출밸브의 개방과 동시에 상기 로브펌프를 작동시키는 로브펌프작동모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 오물수거시스템.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 오물배출부는
   배출되는 오물의 역류를 차단하는 역지변을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 오물수거시스템.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 진공흡입부는
   상기 오물저장조와 연결되어 공급가 흡입되는 통로를 형성하는 흡입연결관과, 상기 흡입연결관 상에 형성되어 공기가 머무르는 공간을 형성하는 공기탱크와, 상기 흡입연결관 상에 형성되어 공기를 흡입하는 진공펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 오물수거시스템.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 진공흡입부는
   상기 흡입연결관 상에 형성되어 이물질 및 악취를 제거하는 배기필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 오물수거시스템.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 오물저장조는
   상기 흡입연결관이 연결되는 상단의 공기흡입구 주변에 형성되어 흡입연결관으로 오물, 이물질이 유출되는 것을 차단하는 차단부재를 포함하고,
   상기 차단부재는 일 지점에 공기가 유동하는 유동공이 형성되어 경사지는 형태로 오물저장조에 장착되는 것을 특징으로 하는 철도차량 오물수거시스템.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 차단부재는
   탈착 가능하게 오물저장조에 장착되는 것을 특징으로 하는 철도차량 오물수거시스템.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 차단부재는
    상하로 일정 간격 이격되어 장착되는 제1,2차단부재를 포함하고,
    상기 1,2차단부재 각각의 유입공은 서로 반대 방향의 측면 상에 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 철도차량 오물수거시스템.

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