KR20230175301A

KR20230175301A - 변기의 폐수를 처리하기 위한 설비 및 이러한 설비를 포함하는 위생 유닛

Info

Publication number: KR20230175301A
Application number: KR1020237040578A
Authority: KR
Inventors: 조나단 까발칸티; 안투안 코뜨; 크리스토프 드 마토스
Original assignee: 미주폴스 에스에이
Priority date: 2021-04-27
Filing date: 2022-04-26
Publication date: 2023-12-29
Also published as: EP4330472A1; AU2022267888A1; CA3216144A1; WO2022229826A1

Abstract

본 발명은 고체/액체 분리 필터(25)와 상기 필터로부터 탱크(11)로 액체를 이송하기 위한 액체 재순환 회로(27)를 포함하는, 변기(3, toilet)로부터 폐수를 처리하기 위한 설비(5)에 관한 것이다. 상기 설비(5)는 필터(25)가 보울에 연결되도록 마련된 입구, 고체/액체 분리 모듈, 배출관(30)에 연결된 제1 출구와, 재순환 회로에 연결된 제2 출구를 가지는 것을 특징으로 하고, 상기 필터(25)는 고체 물질들을 상기 제1 출구로 전달하고 액체 물질들을 상기 제2 출구로 전달하고, 상기 설비는 또한, 상기 액체 재순환 회로가 상기 액체를 재사용 가능하게 만들도록 설계된 여과 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 또한 이러한 설비를 포함하는 위생 유닛(1)에 관한 것이다.

Description

변기의 폐수를 처리하기 위한 설비 및 이러한 설비를 포함하는 위생 유닛

본 발명은 변기의 폐수를 처리하기 위한 설비 및 이러한 설비를 포함하는 위생 유닛에 관한 것이다.

위생 설비 분야에서 물소비를 제어하는 것은 반복되는 문제이며, 그 영향은 경제적이고 생태학적이다.

보다 구체적으로, 이하 설명에서 약어 "WC"로 지칭되는 화장실들 또는 수세식 변기들 분야에 있어서, 수세식 시스템을 갖춘 WC에 접근하는 사람들의 수는 세계 인구의 증가로 인해 전세계적으로 지속적으로 증가하고 있다.

이러한 소비를 제어하기 위한 시도로, 선행 기술의 수많은 해결책은 수세 시스템의 작동에 필요한 물의 양을 줄이는 것을 목표로 한다.

선행 기술의 또 다른 해결책은 US 5 045 188에 언급된 해결책으로, 이는 WC와 WC에서 나오는 폐수를 재순환시키기 위한 회로를 더 포함하는 완전한 위생 유닛을 포함하는 설비를 제공한다.

그러나 이러한 유닛에는 몇 가지 단점들이 있다.

첫째, 폐수 처리 설비의 설계가 특히 복잡하다.

상기 설비는 WC 보울(bowl) 아래에 장착된 탱크를 추가로 포함하여 설비의 사용이 기존에 존재하는 WC와 호환되지 않게 만든다.

그런 다음, 고체 물질은 수동으로 비울 수 있는 탱크에서 회수(recovered)된다. 이에 따라, 고체 물질을 위한 배출관에 자동 연결이 없다.

또한, 사용된 필터는 재순환 회로의 출구에서 회수된 물에 대해 충분히 좋은 품질을 보장하지 않는다.

게다가, 상기 설비는 외부 물 유입구에 연결되지 않는다.

마지막으로, 정전 중에는, WC의 기능이 보장되지 않으며, 설치 작업을 위해서는 전기가 필요하다.

본 발명은 전술한 단점들을 극복하는 것을 목적으로 하며, 이를 위해, WC에서 나오는 폐수를 처리하기 위한 설비에 관한 것으로서, 다음을 포함한다:

-WC의 변기 보울의 출구에 장착되도록 마련된 고체/액체 분리 필터; 및

-분리 필터로부터 상기 WC의 메인 탱크로 액체를 전달하도록 배열된 액체 재순환 회로,

상기 설비는 고체/액체 분리 필터가 적어도 다음을 포함하는 점에서 주목할 만하다.

-상기 WC의 상기 보울의 출구에 연결되도록 마련된 입구와,

-액체로부터 고체 물질을 분리하도록 설계된 고체/액체 분리 모듈,

-배출관의 입구에 연결되도록 마련된 제1 출구와,

-상기 액체 재순환 회로에 연결된 제2 출구,

상기 분리 필터는 상기 분리 모듈로부터 상기 제1 출구로 고체 물질을 전달하고, 상기 분리 모듈로부터 상기 제2 출구로 액체를 전달하도록 설계되고,

상기 설비는 상기 액체 재순환 회로가 상기 액체가 상기 여과 유닛을 통과한 후에 상기 액체를 재사용 가능하게 만들기 위해 설계된 여과 유닛을 포함한다는 점에서 더욱 주목할 만하다.

이로써, 본 발명의 설비에 WC의 보울의 출구에 연결되도록 마련된 입구를 포함하는 고체/액체 분리 필터를 제공함으로써, 본 발명의 설비는 이미 존재하는 변기 위에 장착될 수 있다.

그런 다음 WC 선택을 사용자에게 맡기면서 설비의 장착은 크게 단순화된다.

"재사용 가능한 물(Reusable water)"이란 플러싱(flushing)에 사용되는 현지 표준을 충족하는 품질의 물을 의미한다. 요구 사항은 국가마다 다를 수 있다. 본 발명은 예를 들어, 필요한 경우 재사용 가능한 물, 즉 소비에 적합한 물을 얻는 것을 가능하게 하지만, 그러한 품질 수준이 플러시의 기능을 보장하는 데 필요한 것은 아니라는 점에 유의해야 한다.

결과적으로 설비의 제조 비용이 최적화된다.

또한, 분리 필터에서 나오는 액체를 재사용할 수 있도록 설계된 여과 유닛을 재순환 회로에 장착하면 폐쇄 회로를 설정하는 것을 가능하게 하여, 본 발명의 설비를 갖춘 WC의 기능에 필요한 물의 양을 크게 줄일 수 있다.

본 발명에 따른 설비의 선택적 특징들에 따르면:

- 액체 재순환 회로의 여과 장치는 직렬로 장착된 사전 여과 시스템과 한외 여과 시스템으로 구성된다. 결과적으로, 한외 여과 시스템의 출구에서 물을 재사용 가능하게 만들기 위해 설계된 여과 장치를 특히 간단한 방법으로 얻는 것이 가능하다.

- 일 실시예에서, 고체/액체 분리 필터는 내부에 고체/액체 분리 모듈이 장착된 하우징을 포함하고, 고체/액체 분리 모듈은 전기 모터에 의해 제어되는 회전 스크린이다.

- 일 실시예에서, 분리 필터는 회전 스크린을 세정하기 위한 노즐을 포함하고, 설비는 그 단부들 중 하나가 상기 세정 노즐에 연결되고 그 단부들 중 다른 하나가 물 유입구에 연결되도록 마련된 세정관을 포함한다. 분리 필터를 물 유입구에 직접 연결함으로써, 분리 필터 세정이 최적화된다.

- 일 실시예에서, 설비는 분리 필터의 제2 출구에 의해 공급되는 액체 물질용 저장 탱크, 및 상기 저장 탱크에 포함된 액체 물질을 추출하기 위해 배열된 유압 펌프를 포함하고;

- 일 실시예에서, 설비는 액체의 저장 탱크를 배수하는 시스템을 포함하고, 상기 시스템은 저장 탱크를 사전 여과 시스템에 연결하는 사전 여과관, 상기 사전 여과관에 연결되고 배출관에 연결되도록 마련된 배수관 및 저장 탱크에서 배출관으로 액체 물질을 이송하는 설비에 배치되는, 액체 물질의 흐름 방향을 제어하는 유닛을 포함한다;

- 일 실시예에서, 설비는 사전 여과 시스템의 역세정 시스템을 포함하고, 역세정 시스템은 사전 여과 시스템이 연결되는 사전 여과관, 상기 사전 여과 시스템에 연결되고 물 유입구에 연결되도록 마련된 세정관, 상기 사전 여과관에 연결되고 배출관에 연결되도록 마련된 배수관, 및 물의 흐름 방향을 제어하기 위한 유닛으로서, 물 유입구로부터 사전 여과 시스템으로 물을 전달한 후 사전 여과 시스템으로부터 배출관으로 물을 전달하기 위해 설비에 배열된 유닛을 포함한다.

- 일 실시예에서, 액체 물질용 저장 탱크는 고체/액체 분리 필터의 제2 출구를 수용하는 개구부를 갖는 상부 커버를 포함하고;

- 일 실시예에서, 고체/액체 분리 필터는 사전 처리 시스템 및 한외 여과 시스템을 부착하기 위한 2개의 암들을 포함한다.

본 발명은 또한 다음을 포함한다는 점에서 주목할 만한 위생 유닛에 관한 것이다:

- WC 보울과 플러시 시스템을 포함하는 WC로서, 상기 플러시 시스템은 메인 탱크를 포함하며, 상기 메인 탱크는 물 유입구 및 상기 WC 보울에 연결되는 것,

- 상기 WC의 폐수 처리를 위한 본 발명에 따른 설비.

본 발명의 다른 특징, 목표 및 장점은 다음 설명을 읽으면 나타날 것이며, 이에 대한 이해는 첨부된 도면에 의해 뒷받침될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 위생 유닛을 후면 등각 투영도로 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 고체/액체 분리 필터를 도시한다.
도 3 은 도 2에 표시된 구역 III 를 확대한 것이다.
도 4 는 도 2에 표시된 구역 IV를 확대한 것이다.
도 5 는 후면 등각 투영도에서, 본 발명의 위생 유닛을 개략적으로 나타낸다.
도 6은 본 발명의 위생 유닛의 유압 다이어그램이다.
도 7은 본 발명 설비의 고체/액체 분리 필터와 저장 탱크 사이의 배치의 실시예를 보여준다.

모든 도면에서, 동일하거나 유사한 참조번호는 동일하거나 유사한 부재 또는 부재들의 조립체를 나타낸다.

본 발명에 따른 위생 유닛(1)을 후면 등각 투영도에서 개략적으로 나타내는 도 1을 참조한다.

상기 위생 유닛(1)은 나머지 설명 및 청구범위에서 약어 "WC"로 지정된 화장실(3), 및 WC(3)의 폐수를 처리하기 위한 설비(5)를 포함한다.

상기 WC(3)는 보울(7)과 플러시 시스템(9)을 포함한다. 플러시 시스템(9)은, 공지된 방식으로, 플러시 시스템(9, flush system)으로부터 보울(7)을 분리하는 칸막이(15) 뒤에 장착된 프레임(13)에 의해 지지될 수 있는 메인 탱크(11)를 포함하고, 후자는 사용자에게 표시되지 않는다. 상기 메인 탱크(11)는 물 유입관(19)을 통해 물 유입구(17)에 연결되고 유동관(21)을 통해 보울(7)에 연결된다. 공급 밸브(23), 예를 들어 전기 제어식 유압 밸브는 물 유입구(17)를 통해 메인 탱크(11)의 물 공급을 제어하기 위하여 물 유입관(19) 상에 장착된다.

메인 탱크(11)는 도 1에는 보이지 않지만 도 6에 도시된 플로트(float) 밸브 시스템(24)을 포함하며, 그 작동은 당업자에게 잘 알려져 있다. 플러시 시스템(9)이 작동될 때, 메인 탱크(11) 바닥에 위치한 플랩(flap)이 열리며 메인 탱크(11)에 담긴 물이 방출되어 유동관(21)을 통해 보울(7)로 흐른다. 그리고 나서 플로트 밸브 시스템은 메인 탱크(11)의 수위를 저하를 감지하며 물이 WC 설치 시 초기에 설정한 미리 설정된 수위에 도달할 때까지 물 유입구(17)를 개방한다.

본 발명에 따르면, WC(3)의 폐수 처리 설비(5)는 고체/액체 분리 필터(25) 및 액체 재순환 회로(27)를 포함한다.

고체/액체 분리 필터(25)는 보울(7)의 출구(29)에 연결되고, 출구(29)와 도 1에는 도시되지 않았지만 도 6에는 보여지는 배출관(30) 사이에 접속되며 이는 하수관에 연결될 수 있다. 고체/액체 분리 필터(25)는 플러시 시스템(9)이 작동될 때 보울(7)로부터 플러시 된 액체 물질로부터 고체 물질을 분리하도록 설계된다. 고체/액체 분리 필터(25)는 보울(7)의 출구(29)를 배출관(30)에 연결하고 출구(29)를 액체 재순환 회로(27)에 연결한다. 설계상, 고체/액체 분리 필터(25)는 이를 공급하는 액체로부터 고체 물질을 분리한 다음 고체 물질을 배출관(30)으로 전달하고 액체를 액체 재순환 회로(27)로 전달한다.

고체/액체 분리 필터(25)의 실시예의 일례를 도시하는 도 2를 참조한다.

고체/액체 분리 필터(25)는 내부에 고체/액체 분리 모듈(33)이 장착되는 하우징(31)을 포함한다. 실제로 상기 케이싱(31)은 예를 들어 함께 성형 및 조립되는 두 개의 하프 케이싱들을 포함한다. 도 2에서는, 필터(25)의 내부가 드러나도록 2개의 하프 케이싱들 중 하나만 도시되어 있다.

상기 필터(25)는 WC(3)의 보울(7)의 출구(29)에 연결되어 고체/액체 분리 모듈(33)로 나오는 배수구 역할을 하는 입구(35)를 포함한다. 이를 위해, 입구(35)에는 고체 물질 및 액체 물질이 보울(7)로부터 고체/액체 분리 모듈(33)로 유동하게 하는 경사면(37)이 있다.

도 2에 도시된 필터(25)의 실시예에 따르면, 고체/액체 분리 모듈(33)은 회전 스크린(39)에 의해 만들어지며, 이는 도 2에는 도시되지 않았지만 도 6에는 볼 수 있는, 예를 들어 전기 모터인, 모터(40)에 의해 제어된다. 회전 스크린(39)은 회전축(43)을 중심으로 전기 모터에 의해 회전되는 원통형 천공(perforated) 시트(41)를 갖는다.

원통형 천공 시트의 회전에 의해 고체 물질이 입구(35)로부터 고체/액체 분리 필터(25)의 제1 출구(45)로 이동한다. 제1 출구(45)는 배출관(30)(도 6에서 보여짐)에 연결되며, 이는 하수관에 연결되어 있다. 제1 출구(45)는 고체 물질을 고체/액체 분리 모듈(33)로부터 배출관(30)으로 유동하게 하는 경사면(47)을 갖는다.

고체/액체 분리 필터(25)는 액체 재순환 회로(27)(도 1에 보여짐)에 연결되는 제2 출구(49)를 갖는다. 고체/액체 분리 필터(25)는 분리 모듈(33)로부터 제2 출구(49)로 액체 물질을 전달하도록 설계된다. 이를 위해, 제2 출구(49)는 원통형 천공 시트(41) 아래에 위치하며, 입구(35)로부터 나오는 액체 물질은 중력에 의해 천공 스크린(41)을 통해 입구(35)로부터 제2 출구(49)로 흐르고, 액체 재순환 회로(27)(도 1에 도시됨)에 공급한다.

상기 고체/액체 분리 모듈(33)은 당업자에게 공지된 임의의 분리 시스템에 의해 생산될 수 있는 점에 유의해야 하고, 액체 물질로부터 고체 물질을 분리하기에 적합한, 특히 예를 들어 원심분리기 시스템이다.

고체/액체 분리 필터(25)는 세정 노즐(51)을 물 유입구(17)에 연결하는 세정관(53)에 의해 물 유입구(17)(도 1에 도시됨)에 연결된 세정 노즐(51)을 포함할 수 있다. 세정 밸브(55)(도 1에 도시됨), 예를 들어 전기적으로 제어되는 유압 밸브는, 물 유입구(17)를 통해 세정 노즐(51)의 물 공급을 제어하기 위해 세정관(53) 상에 장착된다. 세정 노즐(51)은 회전 스크린(39) 내부에 장착된다.

도 2의 구역 III을 확대하여 도시한 도 3에 도시된 바와 같이, 세정 노즐(51)은 여과 모듈의 샤프트(57)에 고정되고 일반적으로 원통형 형상을 갖는다. 노즐(51)은 스크린을 세정하기 위해 회전 스크린에 물을 분사하도록 노즐(51)의 원주 둘레에 분포된 한 세트의 홀(59)들을 갖는다.

도 4에 도시된 고체/액체 분리 필터(33)의 일 실시예에서, 케이싱(31)은 그 내부 부분에 제1 출구(45)와 제2 출구(49) 사이에 배열된 스크래핑 램프(61, scraping ramp)를 포함한다. 이런 식으로, 스크린(39)이 모터에 의해 회전할 때, 스크린이 스크래핑 램프(61)와 만나는 순간 스크린의 외벽(63)에 남아있는 고체 물질은 배출관으로 이송되기 위해 제1 출구(45)로 배출된다.

다른 예에 따르면, 필터(25)는 소형 원심분리기, 필터 매트 또는 회전식 스크린 필터(예: 드럼 회전 필터 또는 고정식 스크린 필터)를 포함한다.

이제, 설비(5)의 액체 재순환 회로(27)를 설명하기 위해 각각 위생 유닛(1)의 후면 등각 투영도 및 위생 유닛의 유압 다이어그램을 도시한 도 5 및 도 6을 참조한다.

액체 재순환 회로(27)는 고체/액체 분리 필터(25)에 의해 회수된 액체 물질이 재사용될 수 있도록 분리 필터(25)로부터 나오는 액체를 WC(3)의 메인 탱크(11)로 이송하기 위한 설비에 배치될 수 있다.

이를 위해, 액체 재순환 회로(27)는 액체가 여과 유닛(65)을 통과한 후에 고체/액체 분리 필터(25)로부터 나오는 액체를 재사용 가능하게 만들기 위해 설계된 여과 유닛(65)을 포함한다.

이를 위해, 여과 유닛(65)은 서로 직렬로 장착된 사전 여과(prefiltration) 시스템(67)과 한외 여과(ultrafiltration) 시스템(69)을 포함한다.

사전 여과 시스템(67)은 고체/액체 분리 필터(25)로부터 나오는 위생 처리될 액체 물질의 1차 여과를 제공한다.

예를 들어, 사전 여과 시스템(67)은 수영장에서 사용되는 필터와 같은 카트리지 필터를 포함한다. 이러한 필터는 최소 크기가 50 마이크로미터인 입자의 여과를 보장하고, 즉, 이러한 필터는 크기가 50 마이크로미터보다 작은 입자를 보유(retain)하지 않는다. 우선적으로, 필터는 최소 크기가 5 마이크로미터인 입자의 여과를 보장한다. 필터는 예를 들어 5 마이크로미터 폴리프로필렌 또는 5 마이크로미터 폴리에스테르로 만들어진 주름진 카트리지 필터이다. 변형에서, 필터는 미디어(media) 필터이다. 상기 필터는 최소 크기가 5 마이크로미터인 입자의 여과에 적합한 로드 된(loaded) 미디어 필터일 수 있다. 변형에서, 미디어 필터는 최소 크기가 5 마이크로미터인 입자를 필터링하는 활성화된 카본 필터이다. 액체에 함유된 입자에 적합하고 액체를 사용 가능하게 만드는 임의의 다른 유형의 필터는 본 출원의 범위를 벗어나지 않는다.

한외 여과 시스템(69)은 고체/액체 분리 필터(25)로부터 그리고 이어서 사전 여과 시스템(67)으로부터 나오는 위생처리될 액체 물질의 2차 여과를 제공한다.

한외 여과 시스템(69)은 식품 산업 및 의료 분야에서 혈액 여과에 사용되는 필터와 같은 맴브레인 한외 여과기(membrane ultrafilter)에 의해 얻을 수 있다.

예를 들어, 상기 한외 여과 시스템은 최소 크기 0.2 마이크로미터의 입자를 필터링하기에 적합한 폴리프로필렌으로 만들어지거나 최소 크기 0.2 마이크로미터의 입자를 필터링하기에 적합한 유리 섬유 막을 형성하거나 최소 0.2 마이크로미터 크기의 입자를 필터링하기에 적합한 폴리에스테르로 만들어진 주름형 카트리지 필터를 포함한다. 변형에서, 한외 여과 시스템은 추가로 또는 대신에 오존 처리 및/또는 역삼투(reverse osmosis) 시스템을 포함한다.

바람직하게는, 필터(25)는 회전식 스크린 필터이고, 사전 처리 여과 시스템(65)의 필터는 5 마이크로미터 활성화된 카본 필터이고, 한외 여과 시스템은 0.2 마이크로미터 주름진 카트리지 맴브레인(pleated cartridge membrane) 필터를 포함한다.

고체/액체 분리 필터(25)에서 나오는 액체 물질이 먼저 사전 여과 시스템(67)을 통과한 후 한외 여과 시스템(69)을 통과할 때, 나오는 액체 물질은 가장 엄격한 국가들에서 시행되는 위생기준을 충족하는 재사용 가능한 물인 것으로 밝혀졌다.

이에 의해, 여과 유닛(65)으로부터 나오는 물은 WC(3)의 메인 탱크(11)로 이송될 수 있다.

액체 재순환 회로(27)는 고체/액체 분리 필터(25)로부터 나오는 액체 물질을 여과 유닛(65)을 통과한 후 메인 탱크(11)로 전달하기 위해 설비(5)에 배치된다.

설비(5)는 고체/액체 분리 필터(25)의 출구에 장착되고 분리 필터(25)의 제2 출구(49)를 통해 액체 물질이 공급되는 액체 물질을 저장하는 탱크(71)를 포함한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 액체 물질을 저장하는 탱크(71)는 전체적으로 평행 육면체(parallelepiped) 형상을 가질 수 있으며, 고체/액체 분리 필터(25)의 제2 출구를 수용할 수 있는 크기의 개구부(68)를 갖는 상부 커버(66)를 포함한다. 고체/액체 분리 필터(25)는 각각 사전 여과 시스템(67)과 한외 여과 시스템(69)을 부착하기 위한 2 개의 부착 암들(70, 72)을 포함할 수 있다.

도 5 및 도 6을 다시 참조한다.

상기 저장 탱크(71)의 용량은 메인 탱크(11)의 용량보다 큰 것이 바람직하다. 분리 필터(25)의 제2 출구(49)와 직접 연결된, 이러한 용량의 저장 탱크의 존재는 예를 들어 정전이 발생한 경우와 같이 설비가 전원에 연결되지 않은 경우 본 발명의 설비를 부분적으로 사용 가능하게 한다. 실제로, 정전 중에는 전기 모터에 의해 구동되는 분리 필터(25)가 더 이상 작동하지 않게 된다. 그러나 고체 물질은 중력에 의해 분리 필터의 입구(35)로부터 제1 출구(45)로 계속해서, 덜 빠르게, 미끄러지는 반면, 액체 물질은 중력에 의해 분리 필터의 제2 출구(49)로 계속 낙하하고, 이는 정전 기간 동안 액체 물질이 저장되는 저장 탱크(71)로 액체를 전달한다. 또한, 저장 탱크(71)는 분리 필터(25)의 제2 출구(49)에 연결되는 2개의 오버플로관들(73, overflow pipes)을 포함할 수 있다. 그 결과, 액체 물질은 장기간 정전이 발생한 경우 하수관과 연결될 수 있는 배출관(30)으로 이송될 수 있다.

액체 물질은 저장 탱크(71)를 사전 여과 시스템(67)에 연결하는 사전 여과관(75)을 통해 저장 탱크(71)로부터 여과 장치(65)의 입구로 이송된다.

사전 여과관(75)에 장착된 유압 펌프(77)는 액체 물질을 저장 탱크(71)로부터 추출되게 하여 사전 여과관(75) 내에서 액체 물질이 변위되도록 한다.

상기 유압 펌프(77)는 압력이 시스템의 적절한 기능을 위해 충분하도록 선택되며, 상기 압력에서 저장 탱크(71)로부터 추출된 액체 물질은 사전 여과(67) 및 한외 여과(69) 시스템을 통해 흐른다. 유압 펌프(77)의 크기를 줄이기 위해, 한외 여과 시스템(69)의 출구에 추가 유압 펌프를 장착하는 것이 고려될 수 있다.

역류 방지 밸브(79, non-return valve)는 유압 펌프(77)의 출구에 장착되고, 이는 유체가 유압 펌프(77)로부터 사전 여과 시스템(67)으로 흐르게 한다.

사전 여과 밸브(81), 예를 들어 전기 제어식 유압 밸브는 유압 펌프(79)와 사전 여과 시스템(67) 사이의 사전 여과관(75) 상에 선택적으로 장착될 수 있다.

역류 방지 밸브(79)와 사전 여과 밸브(81) 사이에 장착된 배수관(83)은 사전 여과관(75)을 배출관(30)에 연결한다. 배수 밸브(85), 예를 들어 전기 제어식 유압 밸브는, 배수관(83) 상에 장착된다.

더욱이, 한외 여과관(87)은 사전 여과 시스템(67)을 사전 여과 시스템(67)에 대해 직렬로 장착된 한외 여과 시스템(69)에 연결하여 사전 여과 시스템(67)으로부터 한외 여과 시스템(69)으로 액체 물질을 전달한다.

한외 여과 밸브(89), 예를 들어 전기 제어식 유압 밸브는, 사전 여과 시스템(67)과 한외 여과 시스템(69) 사이의 한외 여과관(87) 상에 장착될 수 있다.

사전 여과 시스템(67)과 한외 여과 밸브(89) 사이에 장착된 세정관(91)은 사전 여과 시스템(67)을 물 유입구(17)에 연결한다.

역류 방지 밸브(93) 및 세정 밸브(95), 예를 들어 전기적으로 제어되는 유압 밸브는, 세정관(91) 상에 장착된다. 역류 방지 밸브(93)는 유체가 물 유입구(17)로부터 한외 여과관(87)으로 흐르도록 세정관(91)에 장착된다.

마지막으로, 회수관(97, return pipe)은 한외 여과 시스템(69)을 메인 탱크(11)에 연결한다. 이로써, 액체 재순환 회로(27)는 폐쇄 회로를 형성한다.

설비(5)의 다양한 구성 부재들은 설비(5)의 일부이거나 설비(5) 외부일 수 있는 프로그래밍 가능한 제어 유닛(미도시)에 의해 제어된다. 프로그래밍 가능한 제어 유닛은 특히 밸브(23, 55, 81, 85, 89, 95)의 상태 변화를 관리하고, 모터(40)의 트리거링(triggering) 및 유압 펌프(77)의 시동을 제어하고, 사전 여과 시스템(67) 및 한외 여과 시스템(69)을 작동시키도록 구성된다.

위생 유닛(1)의 작동은 다음과 같다.

사용자가 플러시 시스템(9)을 작동시키면, 메인 탱크(11)에 담긴 물이 유동관(21)을 통해 보울(7)로 흐른다.

보울에 존재하는 물질은 출구(29)를 통해 보울(7)에서 추출된다.

이어서, 고체/액체 분리 필터(25)의 모터가 작동하고 스크린(39)의 회전을 제어한다. 이에 따라, 보울(7)에 존재하는 물질이 처음으로 여과된다. 고체 물질은 필터(25)의 제1 출구(45)로 이송된 후 하수관과 연결될 수 있는 배출관(30)으로 이송된다. 액체 물질은 분리 필터(25)의 스크린을 통과하여 중력에 의해 액체 물질이 저장 탱크(71)에 도달할 때까지 제2 출구(49)로 낙하한다.

그리고 나서, 유압 펌프(77)는 예를 들어 5초와 10초 사이에 포함될 수 있는 미리 결정된 기간의 종료 시에 작동된다. 그런 다음 유압 펌프(77)는 저장 탱크(71)에서 액체 물질을 추출하고, 이에 따라 액체 물질을 사전 여과관(75)으로 이동시킨다. 액체 물질은 역류 방지 밸브(79)를 통과한 다음 일반적으로 열려 있는 사전 여과 밸브(81)를 통해 흐른다. 일반적으로 닫혀 있는 배수 밸브(85)는 이 단계에서 액체 물질이 배출관(30)에 연결된 배수관(83)을 통해 흐르는 것을 방지한다. 이에 따라 액체 물질은 두 번째 여과가 이루어지는 사전 여과 시스템(67)에 도달한다.

일반적으로 개방된 한외 여과 밸브(89)는 사전 여과 시스템(67)으로부터 나오는 액체 물질이 한외 여과관(87)을 통해 흐르게 하는 반면, 역류 방지 밸브(93)는 사전 여과 시스템(67)으로부터 나오는 액체 물질이 세정관(91)을 통해 흐르는 것을 방지한다. 이후 액체 물질은 한외 여과 시스템(69)에 도달하여 재사용 가능한 물을 얻기 위해 세 번째 여과를 수행한다.

이후 재사용 가능한 물은 회수관(97)를 통해 메인 탱크(11)로 이송된다.

상기 설비(5)는 플러시 시스템(9)이 작동되자마자 공급 밸브(23)가 닫히도록 순서대로 진행된다. 공급 밸브(23)는 회수관(97)에 의해 이송된 재사용 가능한 물을 메인 탱크(11)에 채우는 것이 완료된 때 개방 상태로 복귀한다. 공급 밸브(23)에 연결된 플로트 밸브 시스템(24)은 공급 밸브(23)가 개방된 때 그 기능을 재개한다. 따라서 플로트 밸브 시스템은 위생 유닛의 기능에 따른 본질적인 손실로 인해 발생할 수 있는 탱크 내 물 부족을 보완한다 .

본 발명의 배열에 따르면, 제어 유닛은 고체/액체 분리 필터(25)를 세정하기 위해 플러시 시스템(9)이 작동될 때 세정 밸브(55)를 개방한다. 이러한 방식으로, 물 유입구(17)에서 나오는 물은 세정관(53)을 통해 세정 노즐(51)에 도달한다. 이에 따라, 세정 노즐(51)은 똑같이 세정하기 위하여 회전 스크린에 물을 분사한다. 그런 다음 제어 유닛은 예를 들어 유압 펌프(77)가 스위치 온(on) 되었을 때 세정 밸브(55)를 그 개방 위치에서 그 폐쇄 위치로 전환한다.

본 발명의 다른 배열에 따르면, 세정관(91)과 배수관(83)에 의해 형성된 유닛은 사전 여과 시스템(67)의 역세정(backwash) 시스템을 형성하며, 그 기능은 다음과 같다.

제어 유닛은 세정 밸브(95)의 상태, 한외 여과 밸브(89)의 상태 및 배수 밸브(85)의 상태를 동시에 전환하도록 구성된다.

이러한 상태 변화는, 예를 들어 플러시 시스템(9)의 미리 결정된 횟수의 작동 후에 발생한다. 예를 들어, 사전 여과 시스템(67)의 역세정 시스템의 작동을 제어하는 상태 변화는 플러시 시스템(9)의 20회의 연속 작동 사이클 후에 발생한다.

이러한 상태 변경 동안, 제어 장치는 세정 밸브(95)를 닫힌 상태에서 열린 상태로, 한외 여과 밸브(89)를 열린 상태에서 닫힌 상태로, 배수 밸브(85)를 닫힌 상태에서 열린 상태로 동시에 전환한다.

따라서, 물 유입구(17)로부터 나오는 물은 세정관(91)으로 흘러들어가고 그 후 사전 여과 시스템(67)에서 역류에 도달하기 전 역류 방지 밸브(93)를 통해 흐르며, 한외 여과 밸브(89)는 폐쇄된다.

사전 여과 시스템(67)에 수집된 불순물이 포함된 물은 그 후 개방된 사전 여과 밸브(81)를 통해 흐르고, 사전 여과관(75)의 역류 방지 밸브(79)와 배수관(83)에서 개방 위치에 있는 배수 밸브(85)의 존재로 인해 배수관(83)에 도달한다. 그 후 더러운 물은 배수관(83)을 통해 하수관에 연결될 수 있는 배출관(30)으로 운반된다.

세정 밸브(95), 역류 방지 밸브(93), 한외 여과 밸브(89), 사전 여과밸브(81), 역류 방지 밸브(79) 및 배수 밸브(85)로 형성된 유닛은, 물의 유동 방향을 제어하는 유닛을 형성하고, 물 유입구(17)로부터 사전 여과 시스템(67)으로 물을 전달하고, 그 후 사전 여과 시스템(67)으로부터 배출관(30)으로 물을 전달하기 위한 설비(5)에 배열된다.

제어 유닛은 역세정 순서가 완료될 때까지 유압 펌프가 활성화되지 않도록 구성된다.

고체/액체 분리 필터(25) 및 사전 여과 시스템(67)을 정기적으로 세정한다는 사실은 설비(5)의 수명을 최적화한다. 또한, 결과적으로 여과 작업의 품질이 최적화된다. 고체/액체 분리 필터(25)를 세정하는 단계와 사전 여과 시스템(67)을 역세정하는 단계를 구현하는 데 사용되는 물의 양은 설비(5)에 의해 달성되는 절약 측면에서 무시해도 될 정도이다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 사전 여과관(75), 유압 펌프(77) 및 배수관(83)으로 형성된 유닛은 액체 물질들을 저장하는 탱크(71)의 배수 시스템을 형성하며, 그 작동은 다음과 같다.

제어 유닛은 사전 처리 여과 밸브(81)의 상태와 배수 밸브(85)의 상태를 동시에 전환하고 유압 펌프(77)의 작동을 제어하도록 설정된다.

이러한 상태 변화는 예를 들어 플러시 시스템(9)의 미리 결정된 횟수의 작동 후에 발생한다. 예를 들어, 액체 물질을 저장하기 위한 탱크(71)의 배수 시스템의 작동을 제어하는 상태의 변화는 플러시 시스템(9)의 20회(cycle of twenty)의 연속 작동 후에 발생한다. 사이클의 시작은 예를 들어 사전 여과 시스템(67)의 세정 시스템을 시작하는 데 사용된 사이클에 비해 지연되어 시작된다.

탱크(71)의 배수는 완전하거나 부분적일 수 있다.

이러한 상태 변경 동안, 제어 유닛은 사전 여과 밸브(81)를 개방 상태에서 폐쇄 상태로, 배수 밸브(85)를 폐쇄 상태에서 개방 상태로 동시에 전환하고, 유압 펌프를 시동(start)시킨다.

저장 탱크(71)에서 나오는 액체 물질은 사전 여과관(75)으로 흐르고, 그 후 배수관(83)에 도달하기 전에 역류 방지 밸브(79)를 통해 흐르고, 배수 밸브(85)는 개방 위치에 있고 사전 여과 밸브는 폐쇄 위치에 있다. 그 후, 액체 물질은 배수관(83)을 통해 하수관에 연결될 수 있는 배출관(30)으로 운반된다.

유압 펌프(77), 역류 방지 밸브(79), 사전 여과 밸브(81) 및 배수 밸브(85)에 의해 형성된 유닛은 액체의 순환 방향을 제어하기 위한 유닛을 형성하며, 액체 물질을 저장 탱크(71)로부터 배출관(30)으로 전달하기 위한 설비(5)에 배열된다.

다른 예에 따르면, 관(30)의 출구는 필터(25)를 청소용으로 배수 액체 물질의 전부 또는 일부를 사용하기 위해 필터(25)의 출구에 연결된다. 액체 물질의 흐름을 필터(25)로 또는 하수 시스템으로 직접 보내기 위한 밸브가 제공될 수 있다.

매우 유리한 방식으로, 설비는 설비의 작동, 특히 다른 사이클들에 따른 펌프 및 밸브의 활성화를 관리하기 위한 컴퓨터를 포함하는 전자 제어 장치를 포함한다. 또한, 유닛은 예를 들어 회로의 다른 지점들에서 유량을 측정함으로써 설비의 올바른 작동에 대한 모니터링을 제공하고, 이는 막힘(clogging)을 감지한 후 역세정 청소 사이클 및/또는 유지관리 요청을 시작하는데 사용된다.

제어 유닛은 설치 데이터를 수집하고 모니터링하는 중앙 유닛과 통신할 수 있으며 설치 정보에 필요한 경우 개입을 조정할 수 있다.

본 발명에 따른 설비는 현수형(suspended) 또는 벽형(wall) WC들을 설치함으로써, 기존 WC들 대신 기존 주거용 또는 산업용 건물에 쉽게 통합될 수 있다는 장점이 있다. 이는 건설 프로젝트에 설치될 수 있다.

물론, 본 발명은 위에서 단지 예시적인 예로서 설명된 WC 및 본 위생 유닛으로부터의 폐수를 처리하기 위한 본 설비의 실시예에 제한되지 않는다. 반대로, 본 발명은 설명된 수단의 기술적 등가물을 포함하는 모든 변형뿐만 아니라 그러한 조합이 본 발명의 범위에 속한다면 그 조합도 포함한다.

Claims

WC(3)로부터 폐수를 처리하기 위한 설비(5)로서,
WC(3)의 변기 보울(7)의 출구에 장착되도록 마련된 고체/액체 분리 필터(25); 및
상기 고체/액체 분리 필터(25)로부터 상기 WC(3)의 메인 탱크(11)로 액체를 전달하도록 배열된 액체 재순환 회로(27)를 포함하고,
상기 고체/액체 분리 필터(25)는, 적어도
상기 WC(3)의 상기 보울(7)의 출구에 연결되도록 마련된 입구(35)와,
액체 물질로부터 고체 물질을 분리하도록 구성된 고체/액체 분리 모듈(33)과,
배출관(30)의 입구에 연결되도록 마련된 제1 출구(45)와,
상기 액체 재순환 회로(27)에 연결된 제2 출구(49)를 포함하며;
상기 고체/액체 분리 필터(25)는 상기 고체/액체 분리 모듈(33)로부터 상기 제1 출구(45)로 고체 물질을 전달하고, 상기 고체/액체 분리 모듈(33)로부터 상기 제2 출구(49)로 액체 물질을 전달하도록 구성되며;
상기 액체 재순환 회로(27)는 여과 유닛(65)을 포함하고, 상기 여과 유닛(65)은 상기 액체가 상기 여과 유닛(65)을 통해 흐를 때 상기 액체를 재사용 가능하게 만들도록 구성되고, 상기 액체 재순환 회로(27)의 상기 여과 유닛(65)은 직렬로 연결된 사전 여과 시스템(67) 및 한외 여과 시스템(69)을 포함하고,
상기 설비는 물 유입구에 연결되도록 마련된 공급 입구와 공급관에 연결되도록 마련된 배출 출구를 가지는 상기 사전 여과 시스템(67)을 위한 역세정 시스템을 더 포함하고, 상기 역세정 시스템은 상기 사전 여과 시스템을 통해 역류하는 물이 순환하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 설비(5).
제1항에 있어서,
상기 고체/액체 분리 필터(25)는 내부에 상기 고체/액체 분리 모듈(33)이 장착되는 하우징(31)을 갖고, 상기 고체/액체 분리 모듈(33)은 전기 모터(40)에 의해 구동되는 회전 스크린(39)인 것을 특징으로 하는 설비(5).
제2항에 있어서,
상기 분리 필터(25)는 상기 회전 스크린(39)용 세정 노즐(51)을 포함하고, 상기 설비(5)는 그 단부들 중 하나가 상기 세정 노즐(51)에 연결되고 그 단부들 중 다른 하나는 물 유입구(17)에 연결되도록 마련된 세정관(53)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 설비(5).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 설비(5)는,
상기 고체/액체 분리 필터(25)의 상기 제2 출구(49)에 의해 공급되는 액체 물질용 저장 탱크(71), 및
상기 액체 물질용 저장 탱크(71)에 포함된 상기 액체 물질을 추출하기 위해 배열된 유압 펌프(77)를 포함하는 것을 특징으로 하는 설비(5).
제4항에 있어서,
상기 설비는 상기 저장 탱크(71)로부터 액체 물질을 배수하기 위한 시스템을 포함하고,
상기 시스템은,
액체 물질용 상기 저장 탱크(71)를 상기 사전 여과 시스템(67)에 연결하는 사전 여과관(75),
상기 사전 여과관(75)에 연결되고 상기 배출관(30)에 연결되도록 마련된 배수관(83), 및
상기 액체 물질의 흐름 방향을 제어하기 위한 유닛으로서, 액체 물질용 상기 저장 탱크(71)로부터 상기 배출관(30)으로 상기 액체 물질을 전달하기 위해 상기 설비(5)에 배열되는 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 설비(5).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배출관의 출구를 상기 분리 필터(25)에 일시적으로 연결하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 설비(5).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 사전 여과 시스템(67)의 상기 역세정 시스템은,
상기 사전 여과 시스템(67)이 연결되는 사전 여과관(75),
상기 사전 여과 시스템(67)에 연결되고 물 유입구(17)에 연결되도록 마련된 세정관,
상기 사전 여과관(75)에 연결되고 상기 배출관(30)에 연결되도록 마련된 배수관(83), 및
물 순환 방향을 제어하기 위한 유닛으로서, 물 유입구(17)로부터 상기 사전 여과 시스템(67)으로 물을 전달하고, 그리고 나서 상기 사전 여과 시스템(67)으로부터 상기 배출관(30)으로 물을 전달하기 위해 상기 설비(5)에 배열된 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 설비(5).
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액체 물질 저장용 탱크(71)는 상기 고체/액체 분리 필터(25)의 상기 제2 출구(49)를 수용하는 개구(68)를 갖는 상부 커버(66)를 포함하는 것을 특징으로 하는 설비(5).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고체/액체 분리 필터(25)는 상기 사전 여과 시스템(67) 및 상기 한외 여과 시스템(69)을 부착하기 위한 두 개의 암들을 포함하는 것을 특징으로 하는 설비(5).
위생 유닛(1)으로서,
보울(7)과 플러시 시스템(9)을 포함하는 WC(3), 및
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따라 얻어진, 상기 WC(3)로부터 폐수를 처리하기 위한 설비(5)를 포함하며;
상기 플러시 시스템(9)은 메인 탱크(11)를 포함하고, 상기 메인 탱크(11)는 물 유입구(17) 및 상기 보울(7)에 연결되고,
상기 재순환 관은 상기 WC의 상기 메인 탱크(11)에 연결되는 것을 특징으로 하는 위생 유닛(1).