KR20000076479A - 진공하수시스템용 배출장치 - Google Patents

Abstract

진공펌프(5) 등의 수단에 의해 부분진공 하에 쓰이고 있는 보전된 수집컨테이너(3)까지 정상적으로 폐쇄된 하수밸브(4)를 통하여 연결된 적어도 하나의 위생장치(1), 예를 들면 수세식 변기를 포함하여 구성되는 진공하수시스템. 수집컨테이너(3)는 회전될 때, 부분진공에 의해 하수에 적용된 힘에 대항하여 배출도관의 하수에 관성력을 적용하기 위하여 배치된 급속히 회전이 가능한 배출도관(8)을 포함하여 구성되는 배출수단(8-10)을 가지며 이는 배출도관으로부터 하수를 배출하기에 충분하다. 도관은 적절하게 배출도관의 회전축(7)에서 입구말단과 배출도관의 회전축(7)으로부터 상당히 큰 반지름 거리에서 출구말단을 가진다. 출구말단은 회전도관의 도관에서 액체의 관성력이 충분히 높을 때 열리는 밸브수단(10)을 가질 수 있다.

Description

진공하수시스템용 배출장치{EMPTYING DEVICE FOR VACUUM SEWER SYSTEM}

본 발명은 특허청구범위 제 1 항의 전문에 따른 진공하수시스템에 관한 것이다.

진공하수시스템에 관한 실질적인 문제는 부분진공 하에 있는 개소에서 대기압의 개소까지 하수의 하수관에서 수송이다. 이 문제는 이전에 여러 방식으로 해결되어왔고, 부분진공 하에 공간으로부터 진공하수구에서 하수의 연속적인 수송을 다소 허여하고 그 밖의 것은 단지 간헐적인 수송만을 허여한다. GB-A-2,012,334는 하수의 연속적인 수송을 허여하는 용액을 개시한다. 진공하수의 말단에 진공하수구의 부분진공에 대응하는 높이의 액체기둥 (liquid column)이 있다. 하수는 진공하수구로부터 대기압하에 공간까지 이 액체기둥을 통하여 연속적으로 흐를 수 있다. 그러나, 이러한 공지된 시스템의 결점은, 부분진공이 대기압의 대략 반인 경우, 약 5미터 높이의 액체기둥이 용액의 적용을 확실히 제한할 것이 요구된다는 것이다.

본 발명의 목적은, 진공하수시스템의 배출과 특히 액체기둥을 통하여 하수가 통과하는 것에 기초한 그러한 시스템의 배출을 개선하기 위한 것이다. 특히, 액체기둥파이프를 포함하여, 완전한 배출시스템이 가능하고, 상대적으로 작은 공간과 조화되는 것이 바람직한 목적이다.

도 1은 수세식 변기에 적용된 본 발명에 따른 진공하수시스템을 나타낸다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 수세식 변기 2 : 하수관

3 : 중간컨테이너 4 : 하수밸브

5 : 진공펌프 6 : 모터

7 : 회전축 8, 8a : 배출도관

8-10 : 배출수단 9 : 벨트기어

10 : 밸브수단 6, 14, 9 : 구동수단

11 : 컨테이너 12 : 하부파이프

13 : 수집컨테이너 14 : 스위치수단

15 : 표면레벨감지수단 16 : 제어중심

17 : 압력계

본 발명에 따라서, 다음의 특허청구범위 제 1 항에서 청구된 바와 같이, 진공하수시스템이 제공된다.

본 발명은 공지된 장치에서와 같이 중력에 의해서가 아니고, 원심력에 의해 이루어진 관성력에 의해 액체기둥의 부분진공의 균형을 잡는 것에 기초한다. 원심관성력은 진공하수시스템의 말단에 연결된 배출도관을 급속히 회전함으로써 이루어진다.

배출도관은 입구말단은 그의 회전축에 있고 출구말단은 회전축으로부터 상당히 큰 반지름의 거리에 적절하게 배열되어 있다. 도관의 출구말단은 밸브수단을 편리하게 가지고 있고, 회전운동 때문에 도관에서 액체의 관성력이 도관에 작용하는 부분진공의 대응력보다 높을 때 열린다. 이는 진공하수시스템에서 진공하수의 기능을 저해하지 않는 어떠한 방식으로 선택된 시기에 진공하수관을 배출하기 위해 제공된다.

본 발명에 따른 시스템의 배출도관은 구동수단(drive means)에 의해 그것에 주어진 회전속도에 관하여, 바람직하게는 도관의 출구말단에서 회전운동의 관성력이 국부 중력에 의해 발생된 관성력보다 대략 20 내지 100 배 되도록 디멘션 (dimentioned)된다. 이러한 방식으로 우수한 작동 신뢰도를 가진 장치가 이루어진다.

배출도관의 출구말단은 도관의 회전축으로부터 15 내지 55cm, 바람직하게는 20 내지 40cm의 거리에 편리하게 있다. 그러한 디멘션은 충분히 작은 시스템의 구조를 허여하지만, 도관의 회전속도는 약 500r/min 가 적당하다.

배출도관의 구동수단을 위한 동력원은 바람직하게는 전기모터이고, 그의 동력은 1kW의 크기와 호칭(nominal)회전속도이며, 50Hz의 네트워크에 연결될 때, 1500 또는 3000r/min이다. 그러한 모터는 보다 간단한 동력전달장치, 예를 들면 V-벨트 드라이브로, 배출도관에 적절한 회전속도를 부여한다.

시스템의 진공펌프는 배출도관과 동일한 모터로부터 구동력(drive power)을 받을 수 있다. 시스템은 진공펌프와 배출도관 양자가 항상 동일한 때에 사용되도록 디자인될 수 있다. 그러나, 만일 불필요한 회전으로부터 배출도관을 피하는 것이 바람직하다면, 단절가능한 스위치는 회전을 조절하기 위하여 배출도관의 구동수단에 설치될 수 있다.

배출도관의 기능은 또한 예컨대 감지장치의 수단에 의해서, 제어될 수 있고, 도관의 회전을 방지하고 및/또는 도관의 액체의 양이 일정한 한계값 이하일 때 도관의 밸브수단의 폐쇄를 달성한다. 배출도관의 밸브수단이 체크밸브이고 밸브의 폐쇄방향으로 효과적인 스프링 바이어스가 있다면, 또는 택일적으로, 배출도관의 밸브수단이 폐쇄밸브이고 관성력과 도관의 액체의 양에 따라서 그의 개폐운동을 제어하는 수단이 있다면 실질적으로 동일한 효과가 달성된다.

적어도 배출도관의 말단부분은 "파이프같은(pipelike)" 또는 관모양이고 진공하수의 디멘션 즉, 직경이 45 내지 60mm, 바람직하게는 50 내지 55mm에 부합할 것이 권해진다. 이러한 식으로 충분히 큰 액체부피가 기능을 보장하기 위하여 도관에 수월하게 수집된다.

편심회전질량에 의해 발생된 진동을 최소화하기 위하여, 배출도관은 대응무게와 균형을 이룰 수 있거나 회전질량의 중심 포이트가 회전축에 있거나 그의 바로 근처에 있도록 이중 또는 다중 분기된 도관으로 디자인 될 수 있다.

본 발명에 따른 진공하수시스템의 배출도관은 매우 급속히 작용한다.

그러므로, 매우 짧은 주기로 배출도관의 회전을 제한하는 것이 유리하고, 그의 길이는 바람직하게는 많아야 단 몇 초이며, 대개 원하는 배출작용을 달성하기에 충분하다. 한계수단의 기능은 측정시간 또는 거리에 기초될 수 있다. 어는 실시예에서 회전운동은 완전회전을 포함하여 구성되지 않고, 그에 의해서 회전운동은 급속히 활발한 동작을 발생하면서 또한 앞뒤로 될 수 있다.

본 발명의 실시예는 개략도를 첨부하는 특별한 참조와 함께, 단지 실험예에 의해서, 이하 기술될 것이며, 이는 수세식 변기에 적용된 본 발명에 따른 진공하수시스템을 나타낸다.

도면에서 참조부호 1은 진공수세식 변기의 수(도시된 바와 같이 3개)를 나타내고, 참조부호 2는 각 수세식 변기(1)에 연결된 하수관을 나타내며, 이는 연장되어 그의 말단부분이 비교적 작은 중간컨테이너(3)에서 열린다. 각 변기(1)로부터 하수수송은 개별적으로 제어되고, 정상적으로 하수밸브(4)를 닫는다. 각 하수밸브 (4)는 효과적으로 하수를 수송하기 위해 필요한 충분히 강한 부분진공이라면 열릴 수 있고, 하수관(2)에서 효과를 나타낸다. 부분진공은 모터(6)에 의해 이끌어내진 진공펌프(5)에 의해 발생된다.

파이프의 형태로 회전 가능한 배출도관(8)은 축(7)에 대하여 회전가능하고 중간컨테이너(3)의 하부부분으로부터 연장된다. 도관(8)은 모터(6)로부터 벨트기어(9)를 통하여 구동력을 받는다. 밸브수단(10)은 도관의 오프셋 말단에 배열되고 일반적으로 딱딱하거나 스프링 바이어스된 체크밸브 또는 원격제어밸브 폐쇄 밸브를 포함하여 구성된다. 도관(8)은 하부파이프 (12)를 가지는 컨테이너(11)에서 회전한다. 진공하수시스템으로부터 오는 하수는 원하는 위치, 예를 들면 일반하수, 폐수정제플랜트 또는 수집컨테이너(13)까지 파이프(12)에 의해 이끌리는 곳으로부터 컨테이너(11)로, 도관 (8)을 통과한다.

도면에 나타내어진 장치는 이하와 같이 작동된다. 진공펌프(5)는 하수관(2) 및 중간컨테이너(3)에서 대략 반대기압의, 허용 가능한 상부 및 하부 레벨의 범위 내에서, 부분진공을 연속적으로 유지한다. 수세식 변기(1)는 하수밸브(4)를 열고, 하수관(2)내와 중간컨테이너(3)에서 파이프(2)를 통하여 수세식 변기(1)에서 하수를 밀도록 대기압을 발생함으로써 배출된다. 컨테이너(3)로부터 하수는 배출도관 (8)까지 흐른다. 중간컨테이너(3)에 존재하는 것과 동일한 부분진공이 되고 액체기둥을 형성한다. 급속히 도관(8)을 회전함으로써, 부분진공에 의해 제공된 대응력을 초과하는 힘과 함께 끝의 말단부분까지 도관(8)의 하수를 미는 원심력이 발생된다. 그래서 하수의 일부는 밸브수단(10)을 통하여 도관(8)을 떠난다. 즉시 이후에 도관(8)의 회전은 중지될 수 있다.

액체의 일정량은 액체가 도관의 말단부분에서 대기압에의 연결을 차단하도록 도관(8)에 보존되어야만 한다. 그렇지 않으면, 공기는 부분진공 하에 공간까지 도관(8)을 통하여 흐를 수 있다. 도관(8)을 통하여 컨테이너 (11)에서 끝나는 하수는 컨테이너(13)로 하부파이프(12)를 통하여 흐른다.

배출도관은 분기될 수 있고, 예컨대 이중분기 파이프(8,8a)를 포함하여 구성될 수 있다. 파선에 의해 나타낸 바와 같이, 두 번째 분기(8a)를 배출함으로써, 회전질량의 중력의 중심은 축(7)에 가능한 한 근접하게 움직인다. 배출도관의 동력전달장치는 원격제어 단절스위치수단(14)을 가질 수 있다. 그래서 펌프(5)는 배출도관을 회전하지 않고 사용될 수 있다. 배출도관의 회전 및/또는 밸브수단(10)의 작동은 또한 예를 들면 도관(8) 또는 수집컨테이너(3)의 표면레벨감지수단(15)에 의해 자동적으로 제어될 수 있다. 그러한 표면레벨감지수단은 예를 들면, 감지수단(15)으로부터 제어시그널 또는 다른 제어명령어의 수신으로, 펌프(5)를 시동시키고 및/또는 스위치수단 (14)의 스위치를 조작하는 제어중심(16)을 포함할 수 있다. 압력계(17)는 또한 진공하수가 항상 충분히 강한 부분진공을 가지는 것을 보장하기 위하여 제어중심(16)에 연결된다. 밸브수단(10)이 제어된 체크밸브라면, 그의 제어장치는 제어중심에 의해 주어진 시그널에 의해 활성화된다.

본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 여러 변형 또는 그의 변종이 실행가능하며, 반드시 의미 내에 있는 것이 아니라 첨부된 청구항의 특징과 균등한 특징을 가지는 변형을 포함한다.

본 발명에 따른 진공하수시스템은 배출이 개선되며 특히, 액체기둥파이프를 포함하여, 완전한 배출시스템이 가능하고, 상대적으로 작은 공간과 조화된다.

Claims (13)

1. 진공펌프(5) 등의 수단에 의해 부분진공 하에 쓰이고 있는 보전된 수집컨테이너(3)까지 정상적으로 폐쇄된 하수밸브(4)를 통하여 연결된 하나 이상의 위생장치(1), 예를 들면 수세식 변기를 포함하여 구성되는 진공하수시스템으로서, 수집컨테이너(3)는 배출도관으로부터 하수를 배출하기 위하여 상기 부분진공에 의해 적용된 힘에 대항하여 관성력을, 급회전으로, 배출도관의 하수에 적용하기 위해 배치된 급속히 회전이 가능한 배출도관(8)을 포함하여 구성되는 배출수단(8-10)을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 진공하수시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 배출도관(8)은 배출도관의 회전축(7)에서 입구말단과 배출도관의 회전축(7)으로부터 반지름 거리, 바람직하게는 상당히 큰 반지름 거리에서 출구말단을 가지며, 상기 출구는 밸브수단(10)을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 진공하수시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 배출도관(8)은 구동수단(6,9)에 의해 그것에 부여된 회전속도에 관하여 디멘션되어 도관의 회전운동의 관성력은 국부중력에 의해 발생된 관성력보다 20 내지 100배 큰 것을 특징으로 하는 진공하수시스템.
4. 제 3 항에 있어서, 스위치수단(14)은 구동수단(6,9)과 배출도관(8) 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 진공하수시스템.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 배출도관(8)의 구동수단은 모터(6), 바람직하게는 전기모터인 것을 특징으로 하는 진공하수시스템.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 진공펌프(5)는 배출도관(8)과 동일한 구동수단(6)으로부터 그의 구동력을 받는 것을 특징으로 하는 진공하수시스템.
7. 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항 또는 제 2 항에 종속되는 경우에 제 5 항, 또는 제 6 항에 있어서, 배출도관(8)의 출구말단은 배출도관의 회전축 (7)으로부터 약 15 내지 55cm, 바람직하게는 약 20 내지 40cm의 거리에 있는 것을 특징으로 하는 진공하수시스템.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 배출도관(8) 또는 수집컨테이너(3)는 배출도관(8)의 회전을 방지하도록 배치된 수단(15)을 가지며 및/또는 배출도관의 액체의 양이 일정한 한계값 이하일 때 밸브수단(10)을 폐쇄하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 진공하수시스템.
9. 제 2 항, 제 6 항 또는 제 7 항 중 어느 한 항 또는 제 2 항에 종속되는 경우에 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 배출도관(8)의 밸브수단(10)은 체크밸브이고 밸브의 폐쇄방향으로 효과적인 스프링 바이어스가 있다면, 또는 택일적으로, 배출도관(8)의 밸브수단 (10)이 폐쇄밸브라면, 배출도관의 액체의 관성력에 따른 개폐운동을 제어하는 수단(15)이 있는 것을 특징으로 하는 진공하수시스템.
10. 제 9 항에 있어서, 체크밸브는 제어장치를 가지는 것을 특징으로 하는 진공하수시스템.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 배출도관(8)의 출구말단 부분은 실질적으로 45 내지 60mm, 바람직하게는 50 내지 55mm의 직경을 가지는 원기둥인 것을 특징으로 하는 진공하수시스템.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 배출도관(8,8a)은 그의 회전질량의 중심 포인트가 도관의 회전축(7)위 또는 이에 근접하도록 이중 또는 다중 분기된 것을 특징으로 하는 진공하수시스템.
13. 제 2, 제 7 항, 제 9 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항 또는 제 2 항에 종속되는 경우에 제 3 항 내지 제 6 항, 제 8 항, 제 11 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 배출도관(8)의 구동수단(6, 14, 9)은 짧은 주기, 바람직하게는 단 몇 초까지 배출도관의 회전을 제한하는 수단(14)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진공하수시스템.