KR20120103554A - 생물학적 물질을 이송하고, 가용화하고, 성장하고, 배출하기 위한 시스템 및 장치 - Google Patents

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웨인 오토니 플레밍
윌리엄 피에르 보에스크-데베즈
조스 에두아르도 지. 에발로
로벌트 클레런스 피얼스
미쉘 으젠느 러싱
미쉘 조셉 트레비노
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엔씨에이취 코오포레이션
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Abstract

영양소 및 세균을 포함하는 미립자 개시 물질을 혼합 탱크에 이송하고, 혼합 탱크 내부에서 개시 물질을 가용화하고, 세균의 성장을 촉진하고, 혼합 탱크로부터 세균을 포함하는 수성 슬러리를 배출하기 위한 유용한 장치가 개시된다. 장치는 바람직하게는 중력 유동 이송기 및 배출 포트를 갖고, 펌프를 필요로 하지 않고, 일회용 부분을 포함한다.

Description

생물학적 물질을 이송하고, 가용화하고, 성장하고, 배출하기 위한 시스템 및 장치{SYSTEM AND APPARATUS FOR FEEDING, SOLUBILIZING, GROWING AND DISCHARGING A BIOLOGICAL MATERIAL}
본 발명은 고체 생물학적 개시 물질을 이송하고 가용화하고, 다양한 최종 용도 용례(end use applications)를 위해 선택 증식성 균주의 수성 혼합물을 통기, 성장 및 분배하기 위한 시스템 및 장치에 관한 것이다. 이러한 최종 용도 용례는 예를 들어 식품 처리 또는 식당 배수구, 그리스 트랩(grease trap), 그리스 인터셉터(interceptor) 및 하수구로부터 그리스의 분해 및 제거 그리고 다른 처리 가능한 폐기물 및 폐기물 스트림의 생물 정화(bio-remediation)를 포함할 수 있다. 본 발명의 시스템 및 장치는 바람직하게는 원리적으로 편의상 그리고 디바이스를 세척하고 유지 보수하는데 요구되는 시간을 감소시키기 위한 몇몇 일회용 구성 요소들을 포함한다.
다양한 이송기 디바이스를 갖는 생물학적 성장 및 분배 시스템은 예를 들어 미국 특허 제 7,081,361호 및 제 6,335,191호, 이들 특허에 참조된 종래 기술 및 계류중인 공개된 미국 특허 출원 제 20090130740호에 이미 개시되어 있다.
정제화된(tableted), 프릴화된(prilled), 펠릿화된(pelletized), 입상 또는 분말 세균 개시 물질을 공급하기 위해 이미 개시된 몇몇 디바이스들은 브리징(bridging) 또는 재밍(jamming)에 의한 어려움에 부딪혀왔다. 유사하게, 수성 또는 다른 액체 매체 내에 고체 개시 물질을 가용화하기 위해 이미 개시된 몇몇 디바이스들은 액체 매체를 혼합, 전달 또는 분배하기 위한 전기 모터에 의해 구동된 펌프의 사용을 필요로 하고 있다. 이미 개시된 다른 디바이스는 유동 라인 내부의 세균 성장에 기인하는 유동 경로 차단을 완화하기 위해 시간 소모적이고 고비용의 주기적 세척을 필요로 하고 있다.
따라서, 펌프의 필요없이 중력 유동에 의해 더 작은 체적 용례를 위한 기능적으로 유효량의 용해된 및/또는 슬러리 증식성 생물학적 물질을 신뢰적으로 이송하고, 가용화하고, 전달하고 분배할 수 있는 비교적 저가의 콤팩트한 시스템 및 장치에 대한 요구가 존재한다. 이러한 시스템 및 장치는 바람직하게는 몇몇 일회용 구성 요소들을 포함할 수 있고, 주기적인 수동 세척 및 관련 비가동 시간과 시간 소모적인 유지 보수 간격과 관련된 비용의 필요성을 감소시키거나 제거할 수 있다.
본 발명의 시스템 및 장치는 바람직하게는 고체 개시 물질을 포함하는 이송기 유닛을 지지하고 은폐하는 프레임 및 커버를 갖는 콤팩트한 벽 장착식 하우징, 이송기 유닛 아래에 배치된 이송기 구동 조립체, 사전 결정된 작동 사이클(24시간과 같은) 동안 세균 개체수를 증가시키도록 고체 개시 물질이 가용화되고 순환되고 통기되는 세균 성장 용기로서 또한 기능하는 혼합 탱크, 혼합 탱크 내부의 세균을 충전하고, 순환시키고, 통기하기 위한 표준 라인 압력에 있는 물 공급원, 액체 유동 라인을 포함하는 제어 시스템, 직류에 의해 전력 공급된 모터에 의해 작동되는 타이밍 회로 및 솔레노이드 밸브 및 배터리와 같은 직류 전원을 포함한다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따르면, 이송기 유닛은 이송기 캐니스터(canister) 또는 호퍼 및 회전 가능한 이송기 컵을 포함하는 이송기 베이스 및 덮개 조립체를 추가로 포함한다. 바람직하게는 세균 성분 및 영양소 성분을 포함하는 미립자 고체 개시 물질은 펠릿, 프릴, 정제 또는 입자의 형태로 바람직하게 제공된다. 고체 개시 물질이 선적되는 플라스틱 용기는 또한 이송기 캐니스터 또는 호퍼로서 기능할 수 있고, 이송기 베이스 및 덮개 조립체에 부착될 때 이송기 유닛의 일체형 부분이 된다. 회전 가능한 이송기 컵은 선택적으로 브리징 방지 표면 향상부를 추가로 포함할 수 있고, 브리징 또는 재밍의 가능성을 감소시키기 위해 고체 공급물 입자를 배향하는 것을 돕도록 구성된 상향 지향된 표면을 갖는 상위에 놓인 펠릿 댐과 조합하여 사용될 수 있다. 어느 경우든, 회전 가능한 이송기 컵은 바람직하게는 개구가 혼합 탱크 상부에 배치되고 정렬된 이송 포트 상에서 통과함에 따라 고체 이송 물질의 사전 결정된 측정치가 중력 유동에 의해 강하할 수 있는 개방 상부 및 저부를 갖는 이송 챔버를 포함할 수 있다. 회전 가능한 이송기 컵을 회전시키는 이송기 구동 조립체는 바람직하게는 소형 DC 모터에 의해 전력 공급된 구동 샤프트 및 기어 조립체를 포함한다.
혼합 탱크는 바람직하게는 이송기 유닛 아래에 배치되고, 바람직하게는 절두 원추형이고 저부 배수구를 포함하는 하부 섹션을 갖으며 일반적으로 원통형이다. 강성 오버플로우 배수 튜브는 바람직하게는 배수구와 밀봉 결합하여 배치되고 상향 연장 자유 단부를 갖는다. 배수 튜브는 누설을 방지하기 위해 해제 가능한 결합의 영역에 액체 밀봉부가 제공되면 혼합 탱크의 저부벽과 선택적으로 해제 가능하게 결합 가능하다. 오버플로우 배수 튜브의 자유 단부는 용기 내부의 액체 레벨이 식수 공급원의 가능한 오염을 회피하도록 대부분의 건축 법규에 의해 요구된 공기 간극을 설정한 가장 가까운 물 입구보다 적어도 1 인치 낮은 원하는 최대 레벨을 초과하는 것을 방지하기 위해 용기로부터 액체를 수용하고 배수되도록 조정된다. 고체 개시 물질이 이송기 유닛으로부터 혼합 탱크 내로 도입된 후에 물은 바람직하게는 각각의 작동 사이클의 시작시에 성장 용기 내로 도입된다. 작동 사이클의 전체에 걸쳐, 탱크 내부에 수성 세균 슬러리를 혼합하고 통기하도록 더 작은 양의 물이 재차 혼합 탱크 내로 주기적으로 도입된다. 이는 가장 바람직하게는 탱크의 외부벽에 실질적으로 접하는 도입수의 적어도 2개의 정반대되는 제트들을 시계방향 또는 반시계방향으로 지향시킴으로써 성취된다.
혼합 탱크 내부의 누적 액체 충전 레벨이 강성 오버플로우 배수 튜브의 배수 레벨에 접근함에 따라, 액체의 상부면에서 또는 상부면에 인접하여 부유하는 세균은 액체에 의해 강성 오버플로우 배수 튜브 내로, 중력 유동에 의해 배수구 외부로, 바람직하게는 중간 저장 장치 또는 원하는 최종 용도 용례로 전달된다. 입구 배수구는 강성 오버플로우 배수 튜브 내로의 세균 슬러리의 유동을 용이하게 하기 위해 강성 오버플로우 배수 튜브의 상부 부근에 바람직하게 제공된다. 각각의 사이클 작동의 종료 및 다음의 작동 사이클의 시작시에, 혼합 탱크 내부에 존재하고 표면에 인접하여 부유하는 대부분의 세균은 탱크 내에 미리 존재하는 물을 변위시키기 위해 충분한 체적의 새로운 물을 도입함으로써 강성 오버플로우 배수 튜브를 통해 배출된다.
제어 시스템은 바람직하게는 사전 결정되고 사전 설정된 간격 동안 지정된 시간에 장치로의 물 유동을 제어하기 위해 솔레노이드 밸브를 작동시키고, 또한 원하는 시간에 사전 설정된 간격 동안 이송기 유닛 아래의 이송기 구동 조립체를 작동시켜, 이에 의해 고체 이송 물질의 충전, 가용화 및 혼합, 이와 같이 생성된 유리한 수성 증식성 세균 슬러리의 주기적인 혼합 및 통기 및 각각의 작동 사이클의 종료 중에 및 종료시에 세균의 수확을 용이하게 하는 마이크로프로세서를 포함한다.
세균 및 영양소를 포함하는 미립자 개시 물질은 바람직하게는 혼합 탱크 내로 원하는 양의 개시 물질을 일소(sweep)하기 위해 이송기 구동 조립체의 구동 샤프트를 회전시키는 소형 직류 모터만에 의존하여 중력 유동에 의해 본 발명의 장치를 통해 하향으로 배출된다. 혼합 탱크 내로 도입된 개시 물질의 양은 이송 챔버의 크기 및/또는 회전 가능한 이송기 컵의 완전한(360°) 회전수에 의해 결정된다.
유사하게, 본 발명의 장치에서 생성된 수성 세균 슬러리는 바람직하게는 중력 유동에 의해 유닛으로부터 배출된다. 정상 도시 수돗물 압력은 일반적으로 본 발명의 작동을 위해 의존되고, 어떠한 펌프도 물을 순환시키거나 각각의 작동 사이클의 종료시에 수성 세균 슬러리를 펌핑하도록 요구되지 않는다. 정상 라인 압력은 일반적으로 혼합 탱크 내로 물을 도입하고 물이 탱크 내부에서 요동하게 하는데 충분한 힘으로 혼합 탱크 내의 액체 레벨을 상회하여 배치된 제트를 통해 주기적으로 물을 펄스화하여, 이에 의해 미립자 개시 물질을 가용화하고, 물을 통기하고, 세균 성장을 향상시키기 위해 충분하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 이송기 캐니스터, 이송기 캐니스터 아래에 배치된 댐, 댐 아래에 배치된 회전 가능한 이송기 컵 및 회전 가능한 이송기 컵 아래에 배치된 리셉터클(receptacle)을 포함하는 미립자 고체용 이송기 유닛이 개시된다. 댐 및 회전 가능한 이송기 컵은 바람직하게는 미립자 고체가 중력에 의해 유동할 수 있는 개구를 갖는 아치형 섹션을 각각 포함한다. 회전 가능한 이송기 컵은 바람직하게는 댐에 대해 회전 가능하다. 댐 및 회전 가능한 이송기 컵 중 적어도 하나, 바람직하게 모두는 바람직하게는 미립자 고체의 브리징 또는 재밍의 가능성을 감소시키는 것을 돕는 상향 지향 표면 향상부를 포함한다. 본 발명의 특히 바람직한 실시예에 따르면, 전체 미립자 고체 이송기 유닛은 일회용 및 재생 가능하고, 이송기 캐니스터 내 실질적으로 모든 미립자 개시 물질의 사용 후의 주기적인 서비스 중에 교환된다.
본 발명의 더 완전한 이해를 위해 그리고 본 발명의 추가의 장점을 위해, 이제 첨부 도면과 관련하여 취한 이하의 설명을 참조한다.
도 1은 하우징 커버가 적소에 있는, 고체 생물학적 개시 물질을 이송하고 가용화하고, 다양한 최종 용도 용례를 위해 선택 증식성 균주의 수성 슬러리를 통기하고, 성장시키고, 배출하기 위한 장치의 바람직한 실시예의 저면 정면 사시도이다;
도 2는 도 1의 장치의 정면도이다;
도 3은 도 1의 장치의 우측면도이다;
도 4는 도 1의 장치의 저면도이다;
도 5는 도 1의 장치의 배면도이다;
도 6은 도 7에 도시된 바와 같은 정면 입면 위치로부터 도 8에 도시된 바와 같은 프레임의 우측면도의 평면도에 대응하는 위치로 시계방향으로 90도 회전된 도 1의 장치의 사용을 위한 바람직한 하우징 프레임의 평면도이다;
도 7은 도 6의 프레임의 정면도이다;
도 8은 도 6의 프레임의 우측면도이다;
도 9는 도 1의 장치의 사용을 위한 바람직한 혼합 탱크 및 세균 성장 용기("혼합 탱크")의 평면도이다;
도 10은 도 9의 혼합 탱크의 부분 파단 및 부분 단면의 정면도이다;
도 11은 도 9의 혼합 탱크의 우측면도이다;
도 12는 도 1의 장치의 사용을 위한 바람직한 이송기 유닛의 저면 사시도이다;
도 13은 회전 가능한 이송기 컵을 작동시키는 바람직한 이송기 구동 조립체와 조합하는 도 12의 이송기 유닛의 분해 저면 사시도이다;
도 14는 도 12의 이송기 유닛의 사용을 위한 펠릿 댐의 바람직한 실시예의 평면 사시도이다;
도 15는 도 12의 이송기 유닛의 사용을 위한 회전 가능한 이송기 컵의 바람직한 실시예의 평면 사시도이다;
도 16은 커버가 제거되어 있는 도 1의 장치의 평면도이다;
도 17은 커버가 제거되어 있는 도 1의 장치의 정면도이다;
도 18은 커버가 제거되어 있는 도 1의 장치의 우측면도이다;
유사한 도면 부호는 모든 도면에서 유사한 부분을 지시하는데 사용된다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 장치(20)는 바람직하게는 제거 가능한 커버(30) 및 프레임(24)을 갖는 하우징을 포함한다. 커버(30)는 바람직하게는 현대식의 고도로 세련된 외관을 갖고, 마찰 결합에 의해 프레임(24)에 부착 가능하고, 바람직하게는 장치(20)의 내부로의 접근을 용이하게 하기 위해 완전히 제거 가능하다. 그러나, 커버(30)는 마찬가지로 예를 들어 장치(20)의 내부로의 접근이 여전히 성취될 수 있으면 힌지와 같은 다른 유사하게 효과적인 수단에 의해 프레임(24)에 또한 연결될 수 있다는 것이 이해되고 인식될 수 있을 것이다. 커버(30)는 또한 스냅 결합 또는 나사 결합될 수 있고, 원한다면 잠금 장치(도시 생략)가 또한 하우징의 내부로의 접근을 제어하기 위해 제공될 수 있다. 커버(30)는 각각 전방, 상부 및 저부 벽 섹션들(22, 24, 28)을 포함한다. 장치(20) 내에 생성된 수성 세균 슬러리를 배출하는 출구 포트(34)가 커버(30)의 저부(28)로부터 또는 저부(28)를 통해 연장한다. 커버(30) 및 프레임(24) 중 하나 또는 모두는 바람직하게는 적합한 금속 또는 플라스틱으로 제조되지만, 프레임(24)이 플라스틱으로 제조되면 연장된 기간에 걸쳐 사용될 때 탈색, 균열, 크리프 또는 다른 구조적 실패에 대한 저항성이 있는 내구성이 있는 플라스틱으로 제조되어야 한다.
장치(20)의 프레임(24)은 바람직하게는 프레임(24) 및 장치(20)를 예를 들어 벽과 같은 지지 구조체에 장착하기 위한 장착 나사 또는 다른 종래의 체결구(도시 생략)의 삽입을 위한 구멍(32)(도 5 및 도 7)을 갖는 장착 플레이트(65)를 포함한다. 프레임(24)은 바람직하게는 상부 지지 플레이트(66) 및 하부 지지 플레이트(64)를 추가로 포함하고, 이들 플레이트의 각각은 바람직하게는 각각의 베이스 플레이트들의 각각의 측면에 배치되고 또한 장착 플레이트(65)로부터 전방으로 돌출하는 장착 플레이트(65) 및 브래킷 부재(62, 63) 각각과 일체로 제조되거나 연결된다. 상부 지지 플레이트(66)는 바람직하게는 이하에 더 상세히 기술된 이송기 유닛(70)용 구동 샤프트를 수용하기 위한 장치(68)와, 도 17 내지 도 18과 관련하여 이하에 기술된 바와 같이 순환 제트들(116, 118)을 설치하기 위한 구멍(69)을 포함한다. 상부 브래킷(46)은 원한다면 프레임(24)에 커버(22)(도 1)를 해제 가능하게 부착하기 위해 제공된다.
도 16, 도 17 및 도 18을 참조하면, 장착 플레이트(65) 및 상부 및 하부 지지 플레이트들(66, 64)은 마이크로프로세서(49), 배터리(42) 또는 대안적으로 교류 전력 어댑터(도시 생략), 물 유동 라인들(110, 112, 114), 액체 유동 제어 시스템(48), 이송기 유닛(70), 이송기 구동 조립체(50) 및 혼합 탱크(56)의 부착을 용이하게 하고, 이들을 위한 장착 부위를 제공한다. 혼합 탱크(56)는 바람직하게는 상부 지지 플레이트(66)의 협동 플랜지와 활주 결합하는 상부 플랜지를 갖는다. 배수 포트(34)를 포함하는 하부 지지 플레이트(64)는 바람직하게는 혼합 탱크(56)의 저부측 상의 유출물 출구 립과 정합한다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 혼합 탱크(56)는 일회용 및 재생 가능한 물질로 제조될 수 있고, 바람직하게는 실질적으로 원형 상부 개구를 형성하는 상부 플랜지(130), 실질적으로 원통형 상부벽 섹션(124), 절두 원추형 하부 측벽 섹션(126), 및 중앙에 배치된 배수 포트(57)를 갖는 저부(128)를 포함한다. 바람직하게는 입구 배수구(122)를 포함하는 오버플로우 배수 튜브(120)가 본 발명에서 생성된 수성 세균 슬러리를 수확하기 위해 제공된다. 오버플로우 배수 튜브(120)의 높이에 의해 결정되는 혼합 탱크(56)의 액체 용량은 본 발명의 바람직한 실시예에서 약 750 ml이지만, 다른 디자인 매개변수들 및 특정 장치를 위한 의도된 용례에 따라 다양할 수 있다. 세균 슬러리는 냉수의 첨가에 의해 작동된 사전 설정된 타이밍 조절된 간격으로 중력에 의해 혼합 탱크로 주기적으로 오버플로우된다. 혼합 탱크의 액체 용량은 또한 특정 최종 용도 용례를 위해 의도된 특정 장치의 특정 디자인에 따라 다양할 수 있다.
도 12 내지 도 15를 참조하면, 미립자 물질 이송기 유닛(70)은 바람직하게는 견고한 단부벽(47)을 갖는 역의 이송기 캐니스터(44) 및 나사산(45)에 의해 둘러싸인 대향 개방 단부를 포함한다. 이송기 캐니스터(44)의 체적은 바람직하게는 원하는 서비스 간격 동안 목표된 수의 작동 사이클을 통해 지속하도록 충분한 미립자 이송 물질을 수용하는데 충분하다. 이송기 캐니스터(44)는 바람직하게는 나사산(45)이 이송기 베이스의 나사산(53) 및 덮개 조립체(52)와 협동적으로 결합 가능하도록 설계된다. 펠릿 댐(78) 및 회전 가능한 이송기 컵(74)은 이송기 베이스 및 덮개 조립체(52)와 이송기 캐니스터(74)의 부착에 앞서 이송기 베이스 및 덮개 조립체(52) 내부에 바람직하게 배치된다. 이 또는 유사한 효과적인 배치로 구성될 때, 이송기 베이스 및 덮개 조립체(52)가 부착되고 사용시에 이송기 구동 조립체(50)의 이송기 구동 베이스(72) 내로의 삽입 준비가 되도록 이송기 캐니스터(44)는 미립자 개시 물질, 펠릿 댐(78) 및 회전 가능한 이송기 컵(74)이 적소에 사전 설치된 상태로 선적될 수 있다. 사전 결정된 서비스 간격 동안의 사용 후에, 전체 이송기 유닛은 차후의 재생을 위해 폐기될 수 있고, 새로운 이송기 유닛이 설치될 수 있다. 원한다면, 혼합 탱크(56)는 마찬가지로 폐기될 수 있고 이송기 유닛과 함께 설치될 수 있다.
이송기 베이스 및 덮개 조립체(52)는 바람직하게는 펠릿 댐이 이송기 베이스 및 덮개 조립체(52)에 대해 회전하는 것을 방지하기 위해 펠릿 댐(78)의 키(78a)를 수용하는(도 14에 140으로 도시된 바와 같이) 원주방향 이격된 키홈(152)을 갖는 측벽(148)을 추가로 포함한다. 도 14를 참조하면, 펠릿 댐(78)은 바람직하게는 이송기 캐니스터(44)(도 13)로부터 하향으로 흐르는 미립자 이송 물질이 펠릿 댐(78)의 저부 림(144) 내부의 개구(80)를 통해 그리고 회전 가능한 이송기 컵(74)(도 15)의 이송 챔버(76), 이송기 베이스 및 덮개 조립체(52)(도 13)의 하향 돌출 배출 포트(54) 및 이송기 구동 베이스(72)의 구멍(160)을 통해 혼합 탱크(56)(도 17) 내로 중력에 의해 더 하향으로 유동하기 전에 브리징되거나 재밍되는 것을 방지하는 것을 돕도록 의도된 표면 향상부(142)를 포함하는 융기된 웨지형 섹션(138)을 추가로 포함한다. 회전 가능한 이송기 컵(74)의 이송 챔버(76)는 상부 또는 저부를 갖지 않지만, 펠릿 댐(78) 내의 개구(80)를 통해 하향으로 유동하는 미립자 이송 물질을 수용할 때 이송기 베이스 및 덮개 조립체(52)의 저부(154)의 견고한 표면 상에 배치된다. 회전 가능한 이송기 컵(74)이 펠릿 댐(78)과 이송기 베이스 및 덮개 조립체(52)의 저부(154) 사이에서 회전함에 따라, 이송 챔버(76)는 개구(80) 아래를 일소하여 컵을 실질적으로 충전하는데 충분한 미립자 공급물을 수용하고, 이어서 미립자 공급물을 혼합 탱크(56) 내로 배출하도록 이송기 베이스 및 덮개 조립체(52)의 저부(154) 내의 돌출 배출 포트(54) 내의 구멍(68)(도 16) 상에서 회전한다.
이송기 베이스 및 덮개 조립체(52)(도 13)의 하향 돌출 배출 포트(54)의 바람직한 직사각형 형상은 바람직하게는 이송기 구동 베이스(72)의 저부(158) 내의 구멍(160)에 해제 가능하게 결합되고, 이송기 베이스 및 덮개 조립체(52)가 이송기 구동 베이스(72)에 대해 회전하는 것을 방지한다. 회전 가능한 이송기 컵(74)이 구동 샤프트(96)와 함께 회전하는 것을 보장하도록 구동 샤프트(96)는 바람직하게는 정사각형이고 회전 가능한 이송기 컵(74)의 구멍(79) 내부에 꼭 맞게 끼워지도록 협동적으로 치수 설정되어 있다. 역으로, 이송기 구동 베이스(72)의 구멍(86) 및 이송기 베이스 및 덮개 조립체(52)의 저부(154) 내의 구멍(146)은 바람직하게는 구동 샤프트(96)가 이들 내부에서 자유롭게 회전하도록 하는데 충분히 크다. 이송기 덮개 및 베이스 조립체(52)의 외부벽(148) 내의 리브(150)는 장치(20)(도 1)의 사용 중에 이송기 캐니스터(44)를 적소에 꼭 맞게 유지하기 위해 이송기 구동 베이스(72)의 벽(156) 내부에 리브(162)를 협동적으로 결합하도록 치수 설정되고 배치된다.
도 13 및 도 15 내지 도 18을 참조하면, 이송기 구동 조립체(50)는 바람직하게는 이송기 구동 베이스(72)의 저부(158)의 구멍(88)을 통해 장착되는 소형 직류 모터(82)의 샤프트(84)에 의해 구동된 기어 조립체(90, 92, 94)를 추가로 포함한다. 이는 바람직하게는 오프셋 모터를 갖는 중심 차축 복수 기어 드라이브이다. 회전 가능한 이송기 컵(74)은 바람직하게는 이송기 구동 베이스(72) 내의 동축 정렬된 구멍(86, 146)을 통해 상향으로 연장하는 구동 샤프트(96)(도 13)를 수용하도록 적용된 중앙 배치된 구멍(79)을 갖는 실질적으로 원통형 디스크를 포함한다. 배터리(42)에 의해 전력 공급된 모터(82)가 마이크로프로세서(49)로부터 수신된 신호에 의해 작동될 때, 기어 조립체(90, 92, 94)는 구동 샤프트(96)가 회전되게 하여, 이에 의해 회전 가능한 이송기 컵(74)이 회전하여 미립자 개시 물질을 혼합 탱크(65) 내로 이송하게 한다.
가장 바람직하게는 재충전 가능 배터리 팩 및/또는 110 v a/c 대 d/c 변환기인 배터리(42)가 액체 유동 제어 유닛(48), 이송기 구동 조립체(50)용 기어용 d/c 모터(82) 및 마이크로프로세서(49)에 전력을 공급한다. 액체 유동 제어 유닛(48)은 바람직하게는 적어도 하나의 솔레노이드 밸브를 포함하고, 마이크로프로세서(49)는 지정된 시간에 차가운 수돗물 입구 솔레노이드 사이클을 제어하여, 이에 의해 초기 작동 사이클에서 고체 생성물의 용해 및 혼합을 용이하게 하고, 작동 사이클의 종료 부근 및 종료시에 용해된 산소의 혼합 첨가 및 원하는 용례에 증식성 세균의 최종 분배를 용이하게 한다. 이송기 유닛(70)이 혼합 탱크(56) 내에 수납된 물 내에 미립자 이송 물질을 배출할 수 있도록 마이크로프로세서(49)는 또한 이송기 구동 조립체(50)의 모터(82)를 작동시킨다.
세균 및 영양소 성분을 포함하는 미립자 개시 물질의 첨가를 위한 그리고 바람직한 24-시간 작동 사이클에 따른 물 주입을 위한 마이크로프로세서 사전 설정 시간의 예는 이하와 같다.
0 시간에서 사이클의 시작 -- 5 min 동안 차가운 수돗물 흐름.
이 사이클 후에, 이송기 유닛(70)이 작동하고 성장 용기 내의 물에 미립자 이송 물질의 사전 결정된 중량 또는 체적을 배출한다.
6 시간에서 혼합 및 통기 사이클 #1 -- 3초 동안 차가운 수돗물 흐름.
12 시간에서 혼합 및 통기 사이클 #1 -- 3초 동안 차가운 수돗물 흐름.
16 시간에서 혼합 및 통기 사이클 #3 -- 3초 동안 차가운 수돗물 흐름.
19 시간에서 혼합 및 통기 사이클 #4 -- 3초 동안 차가운 수돗물 흐름.
22 시간에서 혼합 및 통기 사이클 #5 -- 3초 동안 차가운 수돗물 흐름.
24 시간에서 단계 #1로 복귀.
이들 물 주입 시간은 특정 세균, 분위기 온도 또는 용해된 산소 요건에 영향을 미치는 다른 조건을 위한 요건에 기초하여 다양할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
적어도 하나의 솔레노이드 밸브를 포함하는 유동 제어 시스템(48)은 혼합/통기 사이클 뿐만 아니라 원하는 용례로 살아 있는 증식성 세균의 분배를 초래하는 사이클의 시작, '5분 동안의 수돗물의 흐름'을 제어한다. 이 '5분 동안의 수돗물의 흐름' 사이클은 또한 바람직한 24-시간 작동 사이클을 시작하는 고체 생물학적 생성물의 첨가 직전에 깨끗한 차가운 수돗물로 성장 용기를 보충한다.
상부 지지 플레이트(66)에 장착되거나 그 내의 구멍을 통해 수용된 제로 제트 물 입구들(116, 118)은 바람직하게는 액체 오버플로우 튜브(120)가 원의 중심에 위치되어 있는 상태로, 혼합 탱크(56)의 기하학적 중심으로부터 정반대로 등간격으로 위치된다. 물 입구(116, 118)는 1 인치 공기 간극을 필요로 하는 배관 규약 법규에 순응하도록 혼합 탱크(56) 내부의 최고 예상된 액체 레벨을 최소 1 인치 상회하여 위치되고, 바람직하게는 최종 용액/혼합물의 혼합 및 통기에 도움이 되는 '스피닝' 물 이동을 유도하도록 이들이 위치되는 교차 수평 직경 라인에 수직으로 지향된다. 제트의 수 또는 크기 및 대응 위치 관계는 향상된 용해, 혼합 및 통기의 목적이 세균 성장을 촉진하기 위해 성취되면 다양할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
이와 같이 형성된 수성 세균 슬러리 내에 포함된 증식성 세균은 이어서 예를 들어 플로어 배수구, 폐기물 피트(pit), 그리스 트랩, 그리스 인터셉터, 프로세스 폐기물 스트림, 도시 폐기물 스트림 등과 같은 적용 주입 부위로 지향된다. 이송기 드라이버 베이스(72), 회전 이송기 컵(74), 펠릿 댐(78) 및 혼합 탱크(56)는 모두 세척을 최소화하기 위해 정상 간격 유지 보수 중에 필요할 때마다 교체될 수 있는 일회용 및 재생 가능 구성 요소들이다.
본 명세서에 개시된 바와 같은 미립자 물질 이송기 유닛(70)은 본 발명의 장치(20)를 위한 바람직한 이송기 유닛이지만, 본 명세서에 개시된 것들과 동등한 구조 요소를 구비하는 이송기는 마찬가지로 미립자 고체용 제어 가능한 중력 이송기가 다른 용례를 위해 요구되는 복수의 다른 디바이스들 및 시스템들에 대한 적용성을 갖는다는 것이 본 명세서를 숙독할 때 당 기술 분야의 숙련자들에 의해 이해되어야 한다. 따라서, 세균의 수성 슬러리를 성장 및 수확하기 위한 것 이외의 목적을 위해 본 명세서에 개시된 이송기 유닛(70)과 유사한 이송기 유닛의 디자인 및 사용은 또한 동일한 것을 개시하는 종래 기술의 부재시에 본 발명의 부분을 구성하도록 고려된다.
본 명세서에 개시된 시스템 및 장치의 다른 수정 및 개량은 마찬가지로 본 명세서를 숙독할 때 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백해질 것이고, 본 발명의 범주는 본 발명이 법적으로 권리 부여되는 첨부된 청구범위의 가장 넓은 해석에 의해서만 한정되는 것으로 의도된다.
20: 장치 24: 프레임
28: 저부 30: 커버
32: 구멍 42: 배터리
46: 상부 브래킷 48: 액체 유동 제어 시스템
49: 마이크로프로세서 50: 이송기 구동 조립체
56: 혼합 탱크 64: 하부 지지 플레이트
65: 장착 플레이트 66: 상부 지지 플레이트
69: 구멍 70: 이송기 유닛
110, 112, 114: 물 유동 라인 120: 오버플로우 배수 튜브

Claims (62)

  1. 영양소 및 세균을 포함하는 미립자 개시 물질을 혼합 탱크에 이송하고, 상기 혼합 탱크 내부에서 상기 개시 물질을 가용화하고, 세균의 성장을 촉진하고, 상기 혼합 탱크로부터 세균을 포함하는 수성 슬러리를 배출하기 위한 유용한 장치로서,
    프레임 및 해제 가능한 커버를 갖는 하우징;
    미립자 물질 이송기 유닛;
    이송기 구동 조립체;
    액체 유동 제어 시스템;
    혼합 탱크;
    수성 슬러리 회수 디바이스;
    마이크로프로세서;
    압축수 공급원; 및
    전원을 포함하고,
    상기 미립자 물질 이송기 유닛은 댐 및 상기 댐 아래에 배치된 회전 가능한 이송기 컵을 추가로 포함하고, 상기 댐 및 이송기 컵은 상기 이송기 유닛을 통해 하향으로 미립자 물질의 유동을 제어하도록 협동하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 프레임은 벽 상에 장착 가능한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 프레임은 상부 및 하부 지지 플레이트들을 추가로 포함하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 미립자 물질 이송기 유닛은 상기 상부 지지 플레이트에 의해 지지되는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 미립자 물질 이송기 유닛은 이송기 캐니스터를 포함하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 미립자 물질 이송기 유닛은 이송기 베이스 조립체를 포함하는 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 전체 미립자 물질 이송기 유닛은 상기 장치가 통상의 서비스에 사용될 때 일회용 및 재생 가능한 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 이송기 베이스 조립체는 이송기 캐니스터 상의 협동 나사산과 결합 가능한 나사산들을 갖는 장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 이송기 베이스 조립체 및 이송기 캐니스터는 상기 장치가 통상의 서비스에 사용될 때 일회용 및 재생 가능한 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 회전 가능한 이송기 컵은 상기 댐에 대해 회전 가능한 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 회전 가능한 이송기 컵은 상기 장치가 통상의 서비스에 사용될 때 일회용 및 재생 가능한 장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 회전 가능한 이송기 컵은 이송 챔버를 포함하는 장치.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 회전 가능한 이송기 컵은 브리징 방지 표면 향상부들을 포함하는 장치.
  14. 제 6 항에 있어서, 상기 댐은 상기 이송기 베이스 조립체에 대해 고정 회전 관계로 배치되는 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 댐은 상기 장치가 통상의 서비스에 사용될 때 일회용 및 재생 가능한 장치.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 댐은 브리징 방지 표면 향상부들을 포함하는 장치.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 전원은 배터리를 포함하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 배터리는 상기 상부 지지 플레이트에 의해 지지되는 장치.
  19. 제 3 항에 있어서, 상기 액체 유동 제어 시스템은 상기 상부 지지 플레이트에 의해 지지되는 장치.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 액체 유동 제어 시스템은 적어도 하나의 솔레노이드 밸브를 포함하는 장치.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 상기 액체 유동 제어 시스템의 작동을 제어하도록 신호를 개시하는 장치.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 액체 유동 제어 시스템은 적어도 2개의 이격된 액체 혼합 제트들을 포함하는 장치.
  23. 제 3 항에 있어서, 상기 상부 지지 플레이트는 액체 혼합 제트를 수용하도록 각각 적용된 2개의 이격된 구멍들을 포함하는 장치.
  24. 제 3 항에 있어서, 모터 구동식 이송기 구동 조립체는 상기 상부 지지 플레이트에 의해 지지되는 장치.
  25. 제 1 항에 있어서, 상기 모터 구동식 이송기 구동 조립체는 직류에 의해 전력 공급되는 모터를 포함하는 장치.
  26. 제 1 항에 있어서, 상기 이송기 구동 조립체는 상기 회전 가능한 이송기 컵에 실질적으로 고정 회전 관계로 결합 가능한 출력 샤프트를 갖는 구동 기어 조립체를 포함하는 장치.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 출력 샤프트는 상기 이송기 베이스 조립체에 대해 회전 가능한 장치.
  28. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 상기 이송기 구동 조립체의 작동을 제어하도록 신호를 개시하는 장치.
  29. 제 3 항에 있어서, 상기 혼합 탱크는 상기 하부 지지 플레이트에 의해 지지되는 장치.
  30. 제 1 항에 있어서, 상기 혼합 탱크는 상기 프레임에 활주 가능하게 결합되는 장치.
  31. 제 1 항에 있어서, 상기 혼합 탱크는 개방 상부를 갖는 장치.
  32. 제 1 항에 있어서, 상기 혼합 탱크는 제 1 배수 포트를 갖는 저부를 포함하는 장치.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 프레임은 제 2 배수 포트를 갖는 하부 지지 플레이트를 포함하고, 상기 제 2 배수 포트는 상기 제 1 배수 포트와 유체 연통하는 장치.
  34. 제 32 항에 있어서, 상기 혼합 탱크는 오버플로우 배수구를 포함하는 장치.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 오버플로우 배수구는 상기 제 1 배수 포트와 유체 연통하는 장치.
  36. 제 34 항에 있어서, 상기 오버플로우 배수구는 상기 혼합 탱크의 원하는 최대 충전 레벨에 배치된 개방 상부 단부를 갖는 장치.
  37. 제 34 항에 있어서, 상기 오버플로우 배수구는 상기 제 1 배수 포트 주위에 유체 기밀 밀봉부를 제공하는 하부 단부를 갖는 강성 오버플로우 배수 튜브인 장치.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 강성 오버플로우 배수 튜브의 개방 상부 단부는 적어도 하나의 입구 포트를 포함하는 장치.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 강성 오버플로우 배수 튜브의 개방 상부 단부는 적어도 2개의 대향 배치된 배수구들을 포함하는 장치.
  40. 제 1 항에 있어서, 상기 액체 유동 제어 시스템은 상기 혼합 탱크 내부로의 물의 유동을 제어하는 장치.
  41. 제 1 항에 있어서, 상기 수성 슬러리 회수 디바이스는 배수 포트를 포함하는 장치.
  42. 제 1 항에 있어서, 상기 수성 슬러리 회수 디바이스는 오버플로우 배수구를 포함하는 장치.
  43. 제 41 항에 있어서, 상기 수성 슬러리 회수 디바이스는 상기 배수 포트와 유체 연통하여 배치된 오버플로우 배수구를 포함하는 장치.
  44. 제 1 항에 있어서, 상기 혼합 탱크는 중력 유동에 의해 배수되는 장치.
  45. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 타이밍 회로를 포함하는 장치.
  46. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 사전 결정된 간격들에서 모터 구동식 이송기 유닛의 작동을 개시하는 장치.
  47. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 사전 결정된 기간 동안 상기 모터 구동식 이송기 유닛의 작동을 개시하는 장치.
  48. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 사전 결정된 간격들에서 상기 액체 유동 제어 시스템의 작동을 개시하는 장치.
  49. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 사전 결정된 기간 동안 상기 액체 유동 제어 시스템의 작동을 개시하는 장치.
  50. 제 1 항에 있어서, 상기 압축수 공급원은 통상의 라인 압력에서의 도시 식수원인 장치.
  51. 제 1 항에 있어서, 일회용 부품들을 포함하는 장치.
  52. 제 42 항에 있어서, 상기 오버플로우 배수구는 상기 혼합 탱크로부터 제거 가능한 장치.
  53. 제 12 항에 있어서, 상기 이송 챔버는 체적을 갖고, 상기 개시 물질은 상기 이송 챔버의 체적에 비례하는 양으로 상기 혼합 탱크에 이송되는 장치.
  54. 제 1 항에 있어서, 상기 회전 가능한 이송기 컵이 복수의 완전한 회전수들로 회전되는 동안에 작동 사이클을 갖고, 상기 개시 물질은 완전한 회전수들에 비례하는 양으로 상기 혼합 탱크에 이송되는 장치.
  55. 제어 가능한 속도로 호퍼로부터 리셉터클로 미립자 고체를 중력에 의해 이송하기 위한 장치로서,
    상기 호퍼 아래에 배치된 댐으로서, 복수의 미립자 고체가 제 1 구멍을 통해 통과하게 하는데 충분한 크기의 상기 제 1 구멍을 갖는 상기 댐; 및
    상기 댐 아래에 선택적으로 위치 가능한 이송기 컵으로서, 상기 제 1 구멍을 통해 통과하는 복수의 미립자 고체를 수용하기에 충분한 체적을 갖는 상기 이송기 컵; 및
    복수의 미립자 고체를 수용하고 그 후에 사전 결정된 배출점 상에 상기 이송기 컵을 위치시켜 상기 미립자 고체를 상기 리셉터클 내로 방출하기 위해 상기 댐 아래로 상기 이송기 컵을 선택적으로 위치시키도록 제어 가능한 드라이버를 포함하는 장치.
  56. 제 55 항에 있어서, 상기 이송기 컵은 상기 댐에 대해 회전 가능한 장치.
  57. 제 56 항에 있어서, 상기 드라이버는 상기 회전 가능한 이송기 컵과 결합 가능한 구동 샤프트인 장치.
  58. 제 55 항에 있어서, 상기 호퍼는 실질적으로 원통형 캐니스터인 장치.
  59. 제 58 항에 있어서, 상기 댐 및 상기 이송기 컵은 상기 캐니스터에 해제 가능하게 부착 가능한 베이스 및 덮개 조립체 내부에 배치되는 장치.
  60. 제 55 항에 있어서, 상기 드라이버는 미립자 고체가 상기 호퍼로부터 상기 리셉터클로 중력에 의해 이송되는 속도로 제어 가능한 작동 사이클을 갖는 장치.
  61. 제 55 항에 있어서, 상기 댐은 상기 미립자 고체의 브리징 또는 재밍의 가능성을 감소시키는 상향 지향 표면 향상부들을 포함하는 장치.
  62. 제 55 항에 있어서, 상기 이송기 컵은 상기 미립자 고체의 브리징 또는 재밍의 가능성을 감소시키는 상항 지향 표면 향상부들을 포함하는 상향 지향 표면부를 포함하는 장치.
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