WO2022045515A1 - 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치 - Google Patents

진공탱크를 구비한 악취 포집 장치 Download PDF

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WO2022045515A1
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air
collection box
collection
air pump
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PCT/KR2021/004114
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서일환
강인선
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전북대학교산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for collecting odors having a vacuum tank, and more particularly, to a vacuum tank capable of instantaneous odor collection by using a vacuum tank to which a vacuum is applied to capture odors at specific moments in continuously changing weather conditions. It relates to an odor trapping device having a.
  • the vacuum pressure that can be sucked from the pump is low, so the amount of odors that can be captured is reduced or the suction is not possible.
  • the ADC function is controlled based on the voltage value using digital and analog pressure sensors.
  • the voltage value that can be controlled with DC 10 ⁇ 50 (mV) is rather small when converted to the actual control value as the static pressure and resonance amount is 2 ⁇ 3Kpa.
  • the inner diameter of the valve is 2.5 ⁇ , and when vacuum is applied to the currently used 9 ⁇ 10L/M vacuum pump and air is sucked in the atmosphere, the inner diameter is small and the flow rate is not brought much, which further affects the collection speed. there is.
  • Another object of the present invention is to provide an apparatus for collecting odors having a vacuum tank capable of preventing the collection bag from bursting by accurately controlling the amount of odor collection.
  • An apparatus for collecting odors having a vacuum tank includes a collection bag provided to collect external air containing odors and a collection box having a sensor unit for detecting limit expansion of the collection bag. ; an auxiliary pressure unit having a plurality of vacuum tanks to increase the vacuum level of the collection box to increase the collection speed so that the collection bag collects outside air within a preset time; an air pump for supplying or discharging air to control the pressure state of the collection box and the vacuum state of the plurality of vacuum tanks; A plurality of vacuum valves positioned on a flow path formed between the collection box and the vacuum tank to control supply and discharge of air to and from the plurality of vacuum tanks; a valve unit having a plurality of opening/closing valves for opening and closing the air flow to the collection box and a selection valve for changing the direction of the air flow of the air pump; and controlling the expansion degree of the collection bag by receiving an expansion detection signal of the collection bag from the sensor unit, and controlling the plurality of vacuum valves, the plurality
  • the sensor unit includes a sensor housing having a hole formed on one side to sense the expansion of the collection bag in all directions, and an expansion touch unit having one side formed non-fixedly extending into the sensor housing through the hole; It is possible to provide a detection sensor for detecting the contact of the expansion touch part.
  • the sensor unit may be formed in the central portion of the inner surface of one surface having a scene area among six surfaces of the collection box.
  • the plurality of vacuum tanks are formed of a first vacuum tank and a second vacuum tank each having the same capacity, and the first vacuum tank has a first flow path with the collection box and a first flow path with the air pump. It is possible to communicate with the second flow path, and the second vacuum tank may communicate with the collection box through a third flow path and the air pump through a fourth flow path.
  • control unit opens the first and second vacuum valves respectively located on the first and second flow paths in a state in which the first and second vacuum tanks are evacuated, and the third and fourth Close the third and fourth vacuum valves respectively located on the flow path, intake air through the first on/off valve formed in the flow path between the collection box and the air pump, and the second second formed in the flow path through which the air pump sucks outside air It is possible to exhaust through an on/off valve.
  • control unit 160 may start the air pump so that the first and second vacuum tanks are vacuumed to a preset limit value in order for the collecting box to collect the outside air within a preset speed. .
  • the malodor trapping device having a vacuum tank according to the embodiments of the present invention has an effect of increasing the vacuum level even when the flow rate of the atmosphere is high to instantly capture bad odors.
  • the apparatus for collecting odors having a vacuum tank has an effect of preventing the collection bag from bursting by accurately controlling the amount of odor collection.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for collecting odors having a vacuum tank according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a detailed view of the odor collecting device of FIG. 1 , and is a state diagram in which air from the collecting box is discharged to first and second vacuum tanks.
  • FIG. 3 is a detailed view of the odor collecting device of FIG. 1 , and is a state diagram of injecting air into the collection box and pressurizing it using an air pump.
  • FIG. 4 is a detailed view of the odor collecting device of FIG. 1 , and is a state diagram in which air is discharged from the collecting box by using an air pump.
  • FIG. 5 is a real photograph of a collection box, a collection bag, a sensor unit, and first and second vacuum tanks of the odor collection device having a vacuum tank according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 6(A) is a real photograph of a suction valve and a sensor unit installed in a collection box of a odor collecting device having a vacuum tank according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 6(B) and (C) are detailed views of the sensor unit; am.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating the state of components in an expanded state and a contracted state of a collection bag in the apparatus for collecting odors having a vacuum tank according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating the state of components in the vacuum state of the auxiliary pressure unit and the instantaneous collection state of the collection box in the apparatus for collecting odors having a vacuum tank according to an embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but such components should not be limited by the terms and are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.
  • FIG. 1 is a schematic view of an odor collecting device having a vacuum tank according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 2 to 4 are detailed views of the odor collecting device of FIG. 1 , and FIG. , It is a state diagram discharged to the second vacuum tank
  • FIG. 3 is a state diagram of injecting air into the collection box and pressurizing it using an air pump
  • FIG. 4 is a state diagram of exhausting air from the collection box using an air pump.
  • FIG. 5 is a real photograph of a collection box, a collection bag, a sensor unit, and first and second vacuum tanks of the odor collection device having a vacuum tank according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6(A) is a diagram of the present invention It is a real photograph of the suction valve and the sensor unit installed in the collection box of the odor collecting device having a dual vacuum tank according to an embodiment
  • FIGS. 6B and 6C are detailed views of the sensor unit.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of the components in an expanded state and a contracted state of a collection bag in an apparatus for collecting odors having a vacuum tank according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a dual vacuum tank according to an embodiment of the present invention. It is an explanatory diagram of the state of the components in the vacuum state of the auxiliary pressure part and the instantaneous collection state of the collection box in the odor collecting device having a.
  • the odor collection device 100 having a vacuum tank includes a collection box including a collection bag 111 , a suction valve 112 , and a sensor unit 113 . 110 , an auxiliary pressure unit 120 having a first vacuum tank 121 and a second vacuum tank 122 , and an air pump 130 .
  • Each of the collection box 110 and the first vacuum tank 121 and the second vacuum tank 122 includes a first vacuum connection pipe 151 and a second vacuum valve 142 provided with a first vacuum valve 141 , respectively. It communicates with the second vacuum connection tube 152 provided with.
  • Each of the air pump 130 and the first vacuum tank 121 and the second vacuum tank 122 includes a third vacuum connection pipe 153 and a fourth vacuum valve 144 provided with a third vacuum valve 143 . is communicated with the provided fourth vacuum connection tube 154 .
  • the collection box 110 includes a collection bag 111 provided to collect external air containing odors through the suction valve 112 and a sensor unit 113 for detecting whether the collection bag 111 has limited expansion. ) is provided.
  • the auxiliary pressure unit 120 includes first and second vacuum tanks 121 and 122 that increase the vacuum level of the collection box 110 to increase the collection speed so that the collection bag collects outside air within a preset time.
  • the air pump 130 supplies or discharges air to the collection box 110 in order to adjust the pressure state of the collection box 110 and the vacuum state of the first and second vacuum tanks 121 and 122 according to the control signal.
  • Each of the first and third vacuum valves 141 and 143 is located on the first vacuum connection pipe 151 and the third vacuum connection pipe 153 formed between the collection box 110 and the first vacuum tanks 121 and 122 .
  • each of the second and fourth vacuum valves 142 and 144 are formed between the first vacuum tanks 121 and 122 and the air pump 30 on the second vacuum connection pipe 152 and the fourth vacuum connection pipe 154 . position to control air supply and discharge to the first and second vacuum tanks 121 and 122 according to the control signal.
  • Each of the first and second opening/closing valves 145 and 146 is between the first compressed air connection pipe 155 and the air pump 130 and the filter unit 170 formed between the collection box 110 and the air pump 130 . It is positioned on the formed second compressed air connection pipe 156 to open and close the air flow from the air pump 130 to the collection box 110 .
  • the filter unit 170 includes an air filter 171 and a dust filter 172 .
  • the selection valve 147 is a 3-port universal 3-way valve that can change the opening/closing direction, and changes the direction of the air flow of the air pump 130 according to the control signal.
  • the control unit 160 receives the expansion detection signal of the collection bag 111 from the sensor unit 113 to control the degree of expansion of the collection bag 111, and a plurality of collection bags 111 to instantly capture odors. All controllable components constituting the odor collecting device 100 such as the vacuum valves 141 , 142 , 143 , 144 , a plurality of on-off valves 145 and 146 , the selection valve 147 and the air pump 130 are controlled.
  • the control unit 160 connects the first and third vacuum valves when the first and third vacuum valves 141 and 143 are opened. It is controlled so that the air in the collection box 110 is discharged to the first and second vacuum tanks 121 and 122 in a vacuum state through the tube.
  • control unit 160 closes the first on/off valve 145 , opens the second on/off valve 146 , and changes the flow path of the selection valve 147 so that the air pump 130 is Air is injected into the collection box 110 through the first and third compressed air connection pipes 155 and 157 to control the collection box 110 to be pressurized.
  • control unit 160 opens the first on/off valve 145 , closes the second on/off valve 146 , and changes the flow path of the selection valve 147 so that the air pump 130 is air
  • the pump 130 controls to discharge the air of the collection box 110 through the first and third compressed air connection pipes 155 and 157 .
  • the sensor unit 113 includes a sensor housing 114 having a hole formed on one side in order to sense the expansion of the collection bag 111 in all directions, and It is possible to include the expansion touch unit 115 having one side non-fixedly extending into the sensor housing 114 through the hole and the sensing sensor 116 for detecting the contact of the expanded touch unit.
  • the sensor unit 113 may be formed in the central portion of the inner edge of one side having a scene area among 6 sides of the collection box 110 .
  • the auxiliary pressure unit 120 is composed of a first vacuum tank 121 and a second vacuum tank 122 each having the same capacity, and the first vacuum tank 121 is a first vacuum connection pipe with the collection box 110 .
  • the air pump 130 is communicated with the second vacuum connection pipe 152
  • the second vacuum tank 122 is connected to the collection box 110 with a third vacuum connection pipe 153
  • the control unit 160 controls the first and second vacuum valves 141 and 142 respectively located on the first and second vacuum connection tubes 151 and 152 in a state in which the first and second vacuum tanks 121 and 122 are evacuated. Open, close the third and fourth vacuum valves 143 and 144 respectively located on the third and fourth vacuum connection tubes 153 and 154, and the first formed between the collection box 110 and the air pump 130 1
  • the second opening/closing valve ( 146) is possible.
  • the control unit 160 may start the air pump 130 so that the first and second vacuum tanks 121 and 122 are vacuumed to a preset limit value in order for the collection box 110 to collect the outside air within a preset speed. .
  • first, second, third, and fourth vacuum valves 141, 142, 143, and 144 are 2-port vacuum solenoid valves, and the first and second on-off valves 145 and 146 are also photo-vacuum solenoid valves. .
  • the control unit 160 controls the collection box 110 to maintain a vacuum state by the air pump 130 , and for this purpose, the air pump 130 includes the first, second, third, and fourth vacuum connection tubes 151 . , 152, 153, 154) and the first and second compressed air connection pipes 155 and 156 through the collection box 110 to suck air from the collection box, and the first and second compressed air connection pipes 155 , 156) by discharging to the outside, so that the collection box 110 is maintained in a vacuum.
  • the collecting box 110 is formed in a size of 500 * 400 * 200, and the air pump 130 has a capacity of 18L/M.
  • the vacuum pressure is maintained at -65KPa by indirectly vacuuming the 500 * 200 size vacuum tanks (121, 122), and then, according to the control signal, the odor to be captured is instantaneously captured within 10s.
  • the vacuum tanks 121 and 122 each with a volume of 13,602CM 3 are individually operated, compared to when a single vacuum tank with a volume of 27,205CM 3 is used. It was possible to advance the time by about 5(s) or more.
  • the inner diameter of the suction valve 112 was expanded from 2.5 ⁇ to 3.5 ⁇ , thereby improving the suction speed of about 2(s).
  • the sensor unit 113 which is an auxiliary control device that can be controlled when the collecting bag 111 is inflated, is separately provided. It was installed in the central part of the side of the collection box (110).
  • the sensor unit 113 is designed to operate in any direction when the collecting bag 111 is inflated, and this auxiliary control device is
  • the control unit 160 closes the first and second vacuum valves 151 and 153, which are solenoid valves located in the flow path between the collection boxes 110 in the vacuum tanks 121 and 122. control, and control so that the first and second opening/closing valves 145 and 146 are opened to discharge a certain portion of the vacuum pressure in the collection box 110 to the outside. Due to this, the problem of the collection bag bursting was improved.
  • the control unit 160 closes the first, second, third, and fourth vacuum valves 141 , 142 , 143 , 144 and the second on-off valve 146 . and control to open the first on-off valve 145 .
  • the control unit 160 controls the air pump 130 to suck in air from the collection box 110 , so that the inside of the collection box 110 is contracted so that the collection bag 111 is outside air through the floor meter 181 . inhale
  • the control unit 160 controls to close the first, second, third, and fourth vacuum valves 141, 142, 143, 144 and the second on-off valve 146, and the first on-off valve ( 145) is controlled to open.
  • the control unit 160 controls the air pump 130 to exhaust air to the collection box 110 , thereby expanding the inside of the collection box 110 and placing the collection bag 111 through the floor meter 181 .
  • the control unit 160 closes the first and third vacuum valves 141 and 143, and the second and fourth vacuum valves (142, 144) and the first on-off valve 145 is controlled to open.
  • the control unit 160 activates the air pump 130 until the sensor unit 113 mounted on the inner surface of one side of the collection box 110 detects whether the collection bag 111 has limited expansion. ) is sucked in and vacuumed, and the second and fourth vacuum valves 142 and 144 are controlled to be closed.
  • the control unit 160 opens the first and third vacuum valves 141 and 143, and the second, Control to keep the fourth vacuum valve (142, 144) closed.
  • the control unit opens the second opening/closing valve 146, and the air pump sucks in the bet of the collecting box 110 and vacuums it until the sensor unit 113 detects whether the collecting bag 111 has expanded limit. Controls the start of 130.
  • the odor collection device 100 having a dual vacuum tank includes the auxiliary pressure unit 120 composed of two vacuum tanks 121 and 122 so that the flow rate of the atmosphere is reduced. Even in a quick case, the odor can be captured instantaneously by increasing the vacuum level.
  • the apparatus 100 for collecting and collecting odors having a vacuum tank includes the sensor unit 113 in the collection box 110 to accurately control the amount of odors collected in the collection bag 111 . This can be prevented from bursting.
  • the present invention can instantaneously capture odors generated from livestock sheds, etc. even under continuously changing weather conditions, and can accurately control the amount of odor capture, so it has high potential for use in the odor collection device industry.

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Abstract

본 발명의 일시예들에 따른 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치는 악취를 포함하는 외기(外氣)를 포집하기 위해 마련되는 포집백 및 상기 포집백의 한계 팽창여부를 감지하는 센서부를 구비한 포집박스; 상기 포집박스의 진공도를 높여 상기 포집백이 외기를 기설정된 시간 내에 포집하도록 포집 속도를 높여주는 복수의 진공탱크를 구비한 보조 압력부; 상기 포집박스의 압력상태 및 상기 복수의 진공탱크의 진공상태를 조절하기 위하여 공기를 공급 또는 배출하는 에어펌프; 상기 포집박스와 상기 진공탱크 간에 형성된 유로 상 위치하여 상기 복수의 진공탱크로의 공기 공급 및 배출을 조절하는 복수의 진공밸브, 상기 포집박스와 상기 에어펌프 간에 형성된 유로 상 위치하여 상기 에어펌프에서 상기 포집박스로의 공기 흐름을 개폐하는 복수의 개폐밸브 및 상기 에어펌프의 공기 흐름의 방향을 변경하는 선택밸브를 구비한 밸브부; 및 상기 센서부로부터 상기 포집백의 팽창 감지신호를 수신하여 상기 포집백의 팽창 정도를 제어하고, 외기 가스를 포집하기 위하여 상기 복수의 진공밸브, 상기 복수의 개폐밸브 및 상기 선택밸브 및 상기 에어펌프를 제어하는 제어부를 포함으로써, 대기의 유속이 빠른 경우에도 진공도를 높여 순간적으로 악취를 포집할 수 있고, 악취 포집량을 정확하게 제어하여 포집백이 터지는 것을 방지할 수 있다.

Description

진공탱크를 구비한 악취 포집 장치
본 발명은 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연속적으로 변화하는 기상조건에서 특정순간에 악취를 포집하기 위해 진공이 걸린 진공탱크를 이용하여 순간적으로 악취 포집이 가능한 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치에 관한 것이다.
기존 무인악취 포집기 방식의 경우 우측의 공개특허 내용과 같이 포집 박스(하이 박스 : 500 * 400 * 200)을 이용하여 9 ~ 10L/M의 버큠 펌프를 포집 박스에 직접적으로 진공을 하여 대기 중에 있는 악취 물질을 5분 이내에 포집하는 방식을 채택을 하고 있다.
이는 대기의 유속이 빠를 경우 펌프에서 흡입할수 있는 진공압이 낮아 악취를 포집힐수 있는 양이 떨어지거나 흡입을 못하는 경우가 발생한다.
또한 포집백의 포집량을 제어하기 위해 디지털 및 아날로그 압력센서를 이용하여 ADC 기능을 사용 전압값을 기준으로 제어하는 방식을 채택하고 있는데, 기존 무인악취 포집기 사용되는 하이 박스 (500 * 400 * 200)의 경우 정압 및 공진량이 2 ~ 3Kpa 정도로 실제 제어 값으로 환산을 하면 DC 10 ~ 50(mV)로 제어 할수 있는 전압값이 작은 편이다.
실제 9 ~ 10L/M의 버큠 펌프 구동시 DC 브러쉬에서 발생되는 NOISE가 측정하려는 ADC 값에 전이가 되면 정확한 제어가 힘들다.
이로 인해 단순히 펌프 동작 여부로 밖에 판단을 할 수밖에 없으며, 특히 센서류들이 상온 25도 조건에서 정상적으로 동작은 하나 실제 영하권으로 떨어질 경우 필드에서 값을 읽을 수 없거나 30%이상 편차가 발생될 수 있다.
이는 포집백 포집량을 정확하게 제어 할수 없어 포집백이 터지는 경우가 발생할 수 있다.
기존 흡입 밸브의 경우 밸브 내경이 2.5Φ로 현재 사용하고 있는 9 ~ 10L/M의 버큠 펌프로 진공을 가하여 대기 중의 공기를 흡입할 경우 내경이 작아 유량을 많이 가져오지 못하여 포집 속도에 더욱 영향을 주고 있다.
본 발명의 목적은, 대기의 유속이 빠른 경우에도 진공도를 높여 순간적으로 악취를 포집이 가능한 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 악취 포집량을 정확하게 제어하여 포집백의 터짐이 방지 가능한 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일시예들에 따른 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치는 악취를 포함하는 외기(外氣)를 포집하기 위해 마련되는 포집백 및 상기 포집백의 한계 팽창여부를 감지하는 센서부를 구비한 포집박스; 상기 포집박스의 진공도를 높여 상기 포집백이 외기를 기설정된 시간 내에 포집하도록 포집 속도를 높여주는 복수의 진공탱크를 구비한 보조 압력부; 상기 포집박스의 압력상태 및 상기 복수의 진공탱크의 진공상태를 조절하기 위하여 공기를 공급 또는 배출하는 에어펌프; 상기 포집박스와 상기 진공탱크 간에 형성된 유로 상 위치하여 상기 복수의 진공탱크로의 공기 공급 및 배출을 조절하는 복수의 진공밸브, 상기 포집박스와 상기 에어펌프 간에 형성된 유로 상 위치하여 상기 에어펌프에서 상기 포집박스로의 공기 흐름을 개폐하는 복수의 개폐밸브 및 상기 에어펌프의 공기 흐름의 방향을 변경하는 선택밸브를 구비한 밸브부; 및 상기 센서부로부터 상기 포집백의 팽창 감지신호를 수신하여 상기 포집백의 팽창 정도를 제어하고, 외기 가스를 포집하기 위하여 상기 복수의 진공밸브, 상기 복수의 개폐밸브 및 상기 선택밸브 및 상기 에어펌프를 제어하는 제어부를 포함한다.
일실시예로서, 상기 센서부는 상기 포집백의 팽창을 전(全) 방향에서 감지하기 위하여 일측에 홀이 형성된 센서 하우징과 상기 홀을 통하여 일측이 상기 센서 하우징 내부로 비고정 연장 형성되는 팽창터치부와 상기 팽창터치부의 접촉을 감지하는 감지센서를 구비하는 것이 가능하다.
일실시예로서, 상기 센서부는 상기 포집박스의 6면 중 장면적을 갖는 일면의 내면 중앙부에 형성되는 것이 가능하다.
일실시예로서, 상기 복수의 진공탱크는 각각 동일한 용량을 갖는 제1 진공탱크 및 제2 진공탱크로 형성되고, 상기 제1 진공탱크는 상기 포집박스와는 제1 유로, 상기 에어펌프와는 제2 유로로 연통하고, 상기 제2 진공탱크는 상기 포집박스와는 제3 유로, 상기 에어펌프와는 제4 유로로 연통하는 것이 가능하다.
일실시예로서, 상기 제어부는 상기 제1, 제2 진공탱크가 진공된 상태에서 상기 상기 제1, 제2 유로 상에 각각 위치한 제1, 제2 진공밸브를 개방하고, 상기 제3, 제4 유로 상에 각각 위치한 제3, 제4 진공밸브를 폐쇄하고, 상기 포집박스와 상기 에어펌프 간의 유로에 형성된 제1 개폐밸브를 통해 흡기하고, 상기 에어펌프가 외부 공기를 흡입하는 유로에 형성된 제2 개폐밸브를 통해 배기하는 것이 가능하다.
일실시예로서, 상기 제어부(160)는 상기 포집박스가 기설정된 속도 이내로 상기 외기를 포집하기 위하여 상기 제1, 제2 진공탱크가 기설정된 한계값으로 진공되도록 상기 에어펌프를 기동시키는 것이 가능하다.
본 발명의 실시예들에 따른 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치는 대기의 유속이 빠른 경우에도 진공도를 높여 순간적으로 악취를 포집할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치는 악취 포집량을 정확하게 제어하여 포집백이 터지는 것을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치의 개략도이고,
도 2는 도1의 악취 포집 장치의 상세도로서, 포집박스의 공기가 제1,제2 진공탱크로 배출되는 상태도이다.
도 3은 도1의 악취 포집 장치의 상세도로서, 에어펌프를 이용하여 포집박스에 공기를 주입하여 가압하는 상태도이다.
도 4는 도1의 악취 포집 장치의 상세도로서, 에어펌프를 이용하여 포집박스의 공기를 배출하는 상태도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치의 포집박스, 포집백, 센서부 및 제1, 제2 진공탱크의 실물사진이다.
도 6(A)는 본 발명의 일실시예에 따른 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치의 포집박스에 설치된 흡입밸브 및 센서부의 실물사진이고, 도 6(B) 및 (C)는 센서부의 상세도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치에서 포집백의 팽창 상태 및 수축 상태에서의 구성요소의 상태 설명도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치에서 보조 압력부의 진공 상태 및 포집박스의 순간포집 상태에서의 구성요소의 상태 설명도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있으나, 이와 같은 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 되며 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치의 개략도이고, 도 2 내지 도 4는 도1의 악취 포집 장치의 상세도로서, 도 2는 포집박스의 공기가 제1,제2 진공탱크로 배출되는 상태도이고, 도 3은 에어펌프를 이용하여 포집박스에 공기를 주입하여 가압하는 상태도이고, 도 4는 에어펌프를 이용하여 포집박스의 공기를 배출하는 상태도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치의 포집박스, 포집백, 센서부 및 제1, 제2 진공탱크의 실물사진이고, 도 6(A)는 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치의 포집박스에 설치된 흡입밸브 및 센서부의 실물사진이고, 도 6(B) 및 (C)는 센서부의 상세도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치에서 포집백의 팽창 상태 및 수축 상태에서의 구성요소의 상태 설명도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 듀얼 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치에서 보조 압력부의 진공 상태 및 포집박스의 순간포집 상태에서의 구성요소의 상태 설명도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치(100)는 포집백(111), 흡입밸브(112), 센서부(113)를 구비한 포집박스(110), 제1 진공탱크(121) 및 제2 진공탱크(122)를 구비한 보조 압력부(120), 에어펌프(130)를 포함한다. 포집박스(110)와 제1 진공탱크(121) 및 제2 진공탱크(122)의 각각은 제1 진공밸브(141)가 구비된 제1 진공연결관(151) 및 제2 진공밸브(142)가 구비된 제2 진공연결관(152)과 연통된다. 에어펌프(130)와 제1 진공탱크(121) 및 제2 진공탱크(122)의 각각은 제3 진공밸브(143)가 구비된 제3 진공연결관(153) 및 제4 진공밸브(144)가 구비된 제4 진공연결관(154)과 연통된다.
포집박스(110)는 악취를 포함하는 외기(外氣)를 흡입밸브(112)를 통하여 포집하기 위해 마련되는 포집백(111)과 포집백(111)의 한계 팽창여부를 감지하는 센서부(113)를 구비한다.
보조 압력부(120)는 포집박스(110)의 진공도를 높여 상기 포집백이 외기를 기설정된 시간 내에 포집하도록 포집 속도를 높여주는 제1, 제2 진공탱크(121,122)를 구비한다.
에어펌프(130)는 제어신호에 따라 포집박스(110)의 압력상태 및 제1, 제2 진공탱크(121,122)의 진공상태를 조절하기 위하여 포집박스(110)로 공기를 공급 또는 배출한다. 제1 및 제3 진공밸브(141, 143)의 각각은 포집박스(110)와 제1 진공탱크(121,122) 간에 형성된 제1 진공연결관(151) 및 제3 진공연결관(153) 상에 위치하고, 제2 및 제4 진공밸브(142, 144)의 각각은 제1 진공탱크(121,122)와 에어펌프(30) 간에 형성된 제2 진공연결관(152) 및 제4 진공연결관(154) 상에 위치하여, 제어신호에 따라 제1, 제2 진공탱크(121,122)로의 공기 공급 및 배출을 조절한다.
제1, 제2 개폐밸브(145, 146)의 각각은 포집박스(110)와 에어펌프(130) 간에 형성된 제1 압축공기연결관(155) 및 에어펌프(130) 및 필터부(170) 간에 형성된 제2 압축공기연결관(156) 상 위치하여 에어펌프(130)에서 포집박스(110)로의 공기 흐름을 개폐한다. 여기서, 필터부(170)는 에어필터(171) 및 먼지필터(172)로 구성된다. 선택밸브(147)는 개폐 방향을 달리할 수 있는 3포트 유니버셜 3-way 밸브이며, 제어신호에 따라 에어펌프(130)의 공기 흐름의 방향을 변경한다.
제어부(160)는 센서부(113)로부터 포집백(111)의 팽창 감지신호를 수신하여 포집백(111)의 팽창 정도를 제어하고, 포집백(111)이 악취를 순간포집할 수 있도록 복수의 진공밸브(141,142,143,144), 복수의 개폐밸브(145,146), 선택밸브(147) 및 에어펌프(130) 등의 악취 포집 장치(100)를 구성하는 제어 가능한 모든 구성요소들을 제어한다.
도 2를 참고하면, 제1, 제2 진공탱크(121, 122)가 진공 상태인 경우 제어부(160)는 제1, 제3 진공밸브(141, 143)가 개방되면 제1, 제3 진공연결관을 통하여 포집박스(110)의 공기가 진공상태인 제1,제2 진공탱크(121, 122)로 배출되도록 제어한다.
도 3을 참고하면, 제어부(160)는 제1 개폐밸브(145)를 폐쇄하고, 제2 개폐밸브(146)를 개방하고, 선택밸브(147)의 유로를 변경하여, 에어펌프(130)가 제1, 제3 압축공기연결관(155, 157)을 통하여 포집박스(110)에 공기를 주입하여 포집박스(110)를 가압하도록 제어한다.
도 4를 참고하면, 제어부(160)는 제1 개폐밸브(145)를 개방하고, 제2 개폐밸브(146)를 폐쇄하고, 선택밸브(147)의 유로를 변경하여 에어펌프(130)가 에어펌프(130)가 제1, 제3 압축공기연결관(155, 157)을 통하여 포집박스(110)의 공기를 배출하록 제어한다.
도 5와 도 6(B) 및 (C)를 참조하면, 센서부(113)는 포집백(111)의 팽창을 전(全) 방향에서 감지하기 위하여 일측에 홀이 형성된 센서 하우징(114)과 상기 홀을 통하여 일측이 센서 하우징(114) 내부로 비고정 연장 형성되어 있는 팽창터치부(115)와 상기 팽창터치부의 접촉을 감지하는 감지센서(116)를 구비하는 것이 가능하다. 센서부(113)는 포집박스(110)의 6면 중 장면적을 갖는 일면의 내변 중앙부에 형성되는 것이 가능하다.
보조 압력부(120)는 각각 동일한 용량을 갖는 제1 진공탱크(121) 및 제2 진공탱크(122)로 구성되고, 제1 진공탱크(121)는 포집박스(110)와는 제1 진공연결관(151)으로, 에어펌프(130)와는 제2 진공연결관(152)으로 연통되고, 제2 진공탱크(122)는 포집박스(110)와는 제3 진공연결관(153)으로, 에어펌프(130)와는 제4 진공연결관(154)으로 연통하는 것이 가능하다.
제어부(160)는 제1, 제2 진공탱크(121,122)가 진공된 상태에서 제1 및 제2 진공연결관(151, 152) 상에 각각 위치한 제1 및 제2 진공밸브(141, 142)를 개방하고, 제3 및 제4 진공연결관(153, 154) 상에 각각 위치한 제3 및 제4 진공밸브(143, 144)를 폐쇄하고, 포집박스(110)와 에어펌프(130) 간에 형성된 제1 압축공기연결관(155) 상에 위치한 제1 개폐밸브(145)를 통해 흡기하고, 에어펌프(130)가 외부 공기를 흡입하는 유로인 제2 압축공기연결관 상에 위치한 제2 개폐밸브(146)를 통해 배기하는 것이 가능하다.
제어부(160)는 포집박스(110)가 기설정된 속도 이내로 상기 외기를 포집하기 위하여 제1, 제2 진공탱크(121,122)가 기설정된 한계값으로 진공되도록 에어펌프(130)를 기동시키는 것이 가능하다.
여기서, 제1, 제2, 제3, 제4 진공밸브(141, 142, 143, 144)는 2포토 진공 솔레노이드 밸브이고, 제1, 제2 개폐밸브(145, 146)도 포토 진공 솔레노이드 밸브이다.
제어부(160)는 포집박스(110)가 에어펌프(130)에 의해 진공 상태가 유지되도록 제어하는데, 이를 위해 에어펌프(130)는 제1, 제2, 제3, 제4 진공연결관(151, 152, 153, 154) 및 제1, 제2 압축공기연결관(155, 156)을 통해 포집박스(110)과 연결되어 포집박스의 공기를 흡입하여 제1, 제2 압축공기연결관(155, 156)을 통해 외부로 배출함으로써, 포집박스(110)를 진공으로 유지되게 한다.
본 제안된 발명에 따른 악취 포집 장치(100)에 있어서, 포집박스(110)는 500 * 400 * 200의 사이즈로 형성되며, 에어펌프(130)는 18L/M의 용량을 갖는다. 500 * 200 사이즈의 진공탱크(121, 122)에 간접적으로 진공을 하여 진공압을 -65KPa을 유지하고 있다가 제어신호에 따라 포집대상인 악취를 10s 이내에 순간포집하는 방식을 채택하고 있다.
포집박스(110)의 내부 채적은 40,000CM3이므로, 대기중에 있는 악취의 순간 포집을 위하여 유속을 빠르게 하기 위하여 진공탱크(121, 122)의 채적(1대당 13,602CM3 * 2=27,205CM3)을 줄이고 진공압을 -65KPa로 진공압을 가하여 초기 포집백(111)의 유속을 강화 하였다.
포집박스(110)의 진공도를 높여 순간적인 유속을 빠르게 하기 위해 개당 체적이 13,602CM3인 진공탱크(121,122)를 개별로 동작하는 방식을 채택하여 체적이 27,205CM3인 한 개의 진공탱크 일 때 보다 약 5(s) 이상 시간을 앞당길 수 있었다.
뿐만 아니라, 흡입 속도를 추가로 개선하기 위하여 흡입밸브(112)의 내경을 2.5Φ에서 3.5Φ로 확장하였으며, 이로 인하여 약 2(s) 정도의 흡입 속도를 개선하였다.
순간포집 방식에 있어서 디지털 및 아날로그 압력센서를 사용할 경우 겨울 및 여름철의 경우 센서의 민감도로 인하여 포집백이 순간적으로 부풀 경우 센서의 편차로 인하여 정지에 대한 제어 타이밍을 놓칠 경우 포집백이 압력으로 인하여 짖어 지거나 터지는 경우가 발생을 한다.
도 6(A)를 참조하시면, 이를 개선하기 위하여 본 제안된 발명에 따른 악취 포집 장치(100)에서는 포집백(111)이 부풀었을 경우 제어 할수 있는 보조 제어 장치인 센서부(113)를 별도로 포집박스(110)의 측면 중앙부에 설치하였다.
도 6(B) 및 (C)를 참조하시면, 센서부(113)는 포집백(111)이 부풀어 오를 경우 어느 방향에서도 동작을 하도록 설계가 되어 있으며, 이 보조 제어 장치가 포집백(111)의 부풀어 오름 신호를 제어부(160)에 전달을 할 경우, 제어부(160)는 진공탱크(121,122)에서 포집박스(110) 간의 유로에 위치한 솔레노이드 밸브인 제1 및 제2 진공밸브(151,153)를 잠그도록 제어하고, 제1 및 제2 개폐밸브(145, 146)가 열리도록 제어하여 포집박스(110)에 있는 일정부분의 진공 압력을 외부로 배출하여 준다. 이로 인하여 포집백이 터지는 문제를 개선하였다.
도 4 및 도 7을 참조하면, 포집백(111)을 팽창시키기 위하여, 제어부(160)는 제1, 제2, 제3, 제4 진공밸브(141,142,143,144) 및 제2 개폐밸브(146)를 폐쇄하도록 제어하고, 제1 개폐밸브(145)를 개방하도록 제어한다. 이와 동시에 제어부(160)는 에어펌프(130)가 포집박스(110)로부터 공기를 흡기하도록 제어함으로서, 포집박스(110)의 내부를 수축시켜 포집백(111)이 플로어메타(181)를 통하여 외기를 흡기한다.
포집백(111)을 수축 시키기 위하여, 제어부(160)는 제1, 제2, 제3, 제4 진공밸브(141,142,143,144) 및 제2 개폐밸브(146)를 폐쇄하도록 제어하고, 제1 개폐밸브(145)를 개방하도록 제어한다. 이와 동시에 제어부(160)는 에어펌프(130)가 포집박스(110)로 공기를 배기하도록 제어함으로서, 포집박스(110)의 내부를 팽창시켜 플로어 메타(181)를 통하여 포집백(111)의 내기를 배기한다.
도 4 및 도 8을 참조하면, 보조 압력부(120)를 진공상태로 만들기 위하여, 제어부(160)는 제1, 제3 진공밸브(141, 143)를 폐쇄하고, 제2, 제4 진공밸브(142, 144) 및 제1 개폐밸브(145)를 개방하도록 제어한다. 이와 동시에 제어부(160)는 에어펌프(130)를 기동하여 포집박스(110)의 일측 내면에 탑재된 센서부(113)가 포집백(111)의 한계 팽창여부를 감지할때 까지 포집박스(110)의 내기를 흡기하여 진공시키고, 제2, 제4 진공밸브(142, 144)를 폐쇄되도록 제어한다.
이와 같은 보조 압력부(120)의 진공상태에서, 포집박스(110)가 외기를 순간 포집하기 위하여, 제어부(160)는 제1, 제3 진공밸브(141, 143)를 개방하고, 제2, 제4 진공밸브(142, 144)의 폐쇄를 유지하도록 제어한다. 이와 동시에 제어부는 제2 개폐밸브(146)를 개방하고, 센서부(113)가 포집백(111)의 한계 팽창여부를 감지할 때까지 포집박스(110)의 내기를 흡기하여 진공시키도록 에어펌프(130)의 기동을 제어한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 듀얼 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치(100)는 2개의 진공탱크(121, 122)로 구성된 보조 압력부(120)를 구비하여 대기의 유속이 빠른 경우에도 진공도를 높여 순간적으로 악취를 포집할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 진공탱크를 구비한 악취 포집 포집장치(100)는 포집박스(110) 내의 센서부(113)를 구비함으로써, 악취 포집량을 정확하게 제어하여 포집백(111)이 터짐는 것을 방지할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있다.
본 발명은 연속적으로 변화하는 기상조건에서도 축사 등에서 발생하는 악취를 순간적으로 포집할 수 있고, 악취 포집량을 정확히 제어할 수 있어 악취 포집 장치 산업에 이용 가능성이 높다 하겠다.

Claims (6)

  1. 악취를 포함하는 외기(外氣)를 포집하기 위해 마련되는 포집백 및 상기 포집백의 한계 팽창여부를 감지하는 센서부를 구비한 포집박스;
    상기 포집박스의 진공도를 높여 상기 포집백이 외기를 기설정된 시간 내에 포집하도록 포집 속도를 높여주는 복수의 진공탱크를 구비한 보조 압력부;
    상기 포집박스의 압력상태 및 상기 복수의 진공탱크의 진공상태를 조절하기 위하여 공기를 공급 또는 배출하는 에어펌프;
    상기 포집박스와 상기 진공탱크 간에 형성된 유로 상 위치하여 상기 복수의 진공탱크로의 공기 공급 및 배출을 조절하는 복수의 진공밸브, 상기 포집박스와 상기 에어펌프 간에 형성된 유로 상 위치하여 상기 에어펌프에서 상기 포집박스로의 공기 흐름을 개폐하는 복수의 개폐밸브 및 상기 에어펌프의 공기 흐름의 방향을 변경하는 선택밸브를 구비한 밸브부; 및
    상기 센서부로부터 상기 포집백의 팽창 감지신호를 수신하여 상기 포집백의 팽창 정도를 제어하고, 외기 가스를 포집하기 위하여 상기 복수의 진공밸브, 상기 복수의 개폐밸브 및 상기 선택밸브 및 상기 에어펌프를 제어하는 제어부를 포함하는 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부 상기 포집백의 팽창을 전(全) 방향에서 감지하기 위하여 일측에 홀이 형성된 센서 하우징과 상기 홀을 통하여 일측이 상기 하센서하우징 내부로 비고정 연장 형성되어 있는 팽창터치부와 상기 팽창터치부의 접촉을 감지하는 감지센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 포집박스의 6면 중 장면적을 갖는 일면의 내면 중앙부에 형성되는 것을 특징으로 하는 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 진공탱크는 각각 동일한 용량을 갖는 제1 진공탱크 및 제2 진공탱크로 형성되고,
    상기 제1 진공탱크는 상기 포집박스와는 제1 유로, 상기 에어펌프와는 제2 유로로 연통하고,
    상기 제2 진공탱크는 상기 포집박스와는 제3 유로, 상기 에어펌프와는 제4 유로로 연통하는 것을 특징으로 하는 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1, 제2 진공탱크가 진공된 상태에서 상기 상기 제1, 제2 유로 상에 각각 위치한 제1, 제2 진공밸브를 개방하고, 상기 제3, 제4 유로 상에 각각 위치한 제3, 제4 진공밸브를 폐쇄하고, 상기 포집박스와 상기 에어펌프 간의 유로에 형성된 제1 개폐밸브를 통해 흡기하고, 상기 에어펌프가 외부 공기를 흡입하는 유로에 형성된 제2 개폐밸브를 통해 배기하는 것을 특징으로 하는 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 포집박스가 기설정된 속도 이내로 상기 외기를 포집하기 위하여 상기 제1, 제2 진공탱크가 기설정된 한계값으로 진공되도록 상기 에어펌프를 기동시키는 것을 특징으로 하는 진공탱크를 구비한 악취 포집 장치.
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