KR100468061B1 - 간이 상수도에서의 약액 자동 투입장치 및 그의 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 간이 상수도에서의 약액 자동 투입장치 및 그의 제어방법에 관한 것으로 특히, 관정내의 수중펌프에서 배수지로 연결된 지하수 송수 관체상에 수개의 밸브와 약액혼합기와 1,2차 약액주입기를 설치하여 수중펌프에 의해 배수지로 송수되는 지하수내에 일정량의 약액을 지속적으로 공급시킬 수 있으므로 소독되지 않은 지하수를 식음하므로 인한 보건 위생상의 문제를 미연에 방지할 수 있고, 또 약액의 소모시 관리자에게 즉시 연락되므로써 빠른시간내에 약품을 보충시켜 줄 수 있으며, 또한 각 관체내에 물이 정체되는 것 자체를 미연에 방지할 수 있어 겨울철 간이 상수도 시스템을 구성하고 있는 각종 구성품이 동파되는 것을 미연에 방지할 수 있도록 한 것이다.
Description
본 발명은 간이 상수도에서의 약액 자동 투입장치 및 그의 제어방법에 관한 것으로 더욱 상세히는, 관정을 설치하여 지하수를 상수도로 사용하는 간이 상수도 시설에서 수중펌프를 이용하여 배수지로 지하수를 송수할시 적정량의 약액(즉, 차아산 염소와 같은 소독약) 자동으로 투입될 수 있도록 하고, 각 지하수 송수 관체내에 물이 정체되는 것 자체를 미연에 방지할 수 있어 겨울철 간이 상수도 시스템을 구성하고 있는 각종 구성품이 동파되는 것을 미연에 방지할 수 있도록 하기 위한 것이다.
일반적으로 지하에 관정을 설치하여 수중 모터를 이용하여 지하수를 뽑아올려 배수지로 송수시켜 이를 식수로 사용하는 간이 상수도 시설에서, 해당 지하수 자체를 그대로 음용할 경우 인체에 해로운 각종 이물질 또는 각종 성분의 물질이 포함되어 있을 수 있으므로 통상 차아산 염소와 같은 약액을 일정량 투입시켜 소독후 이를 음용수로 이용하고 있다.
그런데, 종래에는 수중펌프와 배수지 사이에 설치되어 있는 지하수 송수 관체에 정량주입 펌프를 설치하여 가루 형태로 분쇄시킨 약품을 물에 희석시켜 투입시키거나, 배수지의 옥상부위에 무동력 고체 투입장치를 설치하여 배수지로 송수되는 물의 양에 부응하여 고체의 약품을 직접 투입시키는 방식을 채택하고 있다.
그런데, 정량주입 펌프를 이용하는 경우 정량주입 펌프가 작동하지 않을시 물에 희석되어 있는 약품들이 응고되어 정량주입 펌프의 씰 등에 고착화되어 모터고장으로 이어질 뿐만 아니라, 정량주입 펌프를 포함한 약액 저장용기를 보온시킬 수 없어 동절기 약액이 얼어 동파될 우려가 있고, 또 정량주입 펌프 자체가 지하수 송수 관체상에 직접 설치되어 수중펌프 작동에만 부응하여 별도로 제어되므로 간이 상수도 시설과 연관시켜 제어할 수 없으며, 특히 약품의 소모시 관리자가 이를 즉시 인식하고 보충시킬 수 없는 문제점이 있다.
또한, 무동력식 고체 직접 투입장치는 배수지의 수위에 부응하여 고체의 약품을 직접 투입시키므로 짧은 시간내에 많은 물을 소모할시 고체 약품이 다 녹기전에 물이 소모되므로 결국 다 녹지 않은 약품들이 배수지에 과다히 쌓이게 됨은 물론 물속에 약품이 너무 많이 녹아 식수로 사용할 수 없는 문제점이 있고, 또한 이 역시 약품의 소모시 관리자가 이를 즉시 인식하고 보충시킬 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 이와같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 수중펌프에서 배수지로 연결된 지하수 송수 관체상에 수개의 밸브와 약액혼합기와 1,2차 약품주입기를 설치하여 수중펌프에 의해 배수지로 송수되는 지하수내에 일정량의 약액을 지속적으로 공급시킬 수 있음은 물론 약액의 소모시 이를 관리자에게 알려 즉시 약품을 보충시켜 줄 수 있도록 하고, 또 각 지하수 송수 관체내에 물이 정체되는 것 자체를 미연에 방지할 수 있어 겨울철 동파로 부터 보호할 수 있는 간이 상수도에서의 약액 자동 투입장치 및 그의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적은, 제어부에서 약액혼합기의 탱크내 수위가 저수위 상태인지를 검출하는 과정과; 상기에서 검출한 결과 탱크내의 수위가 저수위이면 통신라인 등을 통해 관리자에게 이를 알리고 관리자가 약품을 보충시킨 후 시작 스위치을 "온"시키는지를 계속 검출하는 과정과; 상기에서 검출한 결과 시작 스위치가 "온"되면 수중펌프를 "온"시키고 제 1 밸브를 "온"시킨 다음 탱크내의 수위가 만수위가 되는지를 검출하는 과정과; 상기에서 검출한 결과 수중펌프가 소정시간 이상 구동되어 탱크내 수위가 만수위 상태로 검지되면 약액 혼합모터를 정해진 시간동안 "온"시켜 주고, 수중펌프를 "오프"시킨 다음 일정시간 경과후 제 1 밸브를 "오프"시켜 주는 단계와; 상기에서 검출한 결과 탱크내 수위가 저수위가 아니거나, 전술과 같이 수중펌프와 제 1 밸브가 순차적으로 "오프"되면 배수지의 수위가 저수위인지를 계속 검출하는 과정과; 상기에서 검출한 결과 배수지의 수위가 저수위이면 수중펌프를 "온"시켜 지하수를 지하수 송수 관체를 통해 배수지로 송수함과 동시에 약액이 지하수 송수 관체를 통해 배수지로 송수되는 지하수에 일정량씩 투입되도록 한 상태에서 배수지의 수위가 만수위에 이르르는지를 계속 검출하는 과정과; 상기에서 검출한 결과 배수지가 만수위 상태가 되면 수중펌프를 "오프"시킨 후 일정시간이 경과되면 제 5 밸브도 "오프"시키고 탱크 및 배수지의 수위가 저수위인지를 검출하는 과정으로 되돌아가는 과정;으로 이루어짐에 있어서, 상기 지하수 송수 관체를 통해 배수지로 송수되는 지하수에 일정량의 약액을 투입하는 과정은, 제 2 밸브를 "온"시킨 후 일정량의 약액이 1차 약액주입기로 충분히 이동되는 일정시간이 경과되면 제 2 밸브를 다시 "오프"시키고, 일정시간 후 제 3 및 제 4 밸브를 "온"시켜 1차 약액주입기에 담겨진 약액이 2차 약액주입기로 이동되도록 한 다음, 1차 약액주입기에 담겨진 약액이 2차 약액주입기로 충분히 이동되는 일정시간이 경과되면 상기 제 3 및 제 4 밸브를 "오프"시키고 일정시간 후 제 5 밸브를 "온"시켜 약액이 지하수 송수 관체를 통해 배수지로 송수되는 지하수에 일정량씩 투입되도록 한 상태에서 배수지의 수위가 만수위에 이르르는지를 계속 검출하는 과정으로 이루어짐으로써 달성할 수 있다.
따라서, 수중펌프에 의해 배수지로 송수되는 지하수내에 일정량의 약액을 지속적으로 공급시킬 수 있음은 물론 약액의 소모시 이 상태가 관리자에게 즉시 알려지므로 관리자가 빠른시간내에 약액혼합기로 약품을 보충시켜 줄 수 있도록 하고,또한 각 지하수 송수 관체내에 물이 정체되는 것 자체를 미연에 방지할 수 있어 겨울철 간이 상수도 시스템을 구성하고 있는 각종 구성품이 동파되는 것을 미연에 방지할 수 있는 것이다.
도 1는 본 발명 장치의 구성도.
도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 약액혼합기 2 : 제어부
3 : 1차 약액주입기 4 : 2차 약액주입기
5 : 수중펌프 6 : 배수지
7 : 지하수 송수 관체 8 : 관정
9 : 체크밸브 10 : 수동밸브
11 : 탱크 12 : 만수위 및 저수위 검출센서
14 : 약액 혼합모터 15 : 약액 혼합모터 축
16 : 프로펠러 17 : 약품 투입구
18 : 수위계 21 : 시작스위치
31 : 약액 투입정량 조절구 V1-V5 : 제 1 내지 제 5 밸브
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 장치의 구성도를 나타낸 것이다.
이에 따르면, 소정 용적을 갖는 탱크(11)내의 상하부에 만수위 및 저수위 검출센서(12)(13)가 각각 구비되고 상기 탱크(11)의 상면부에는 그 축(15)상에 프로펠러(16)가 구비된 약액 혼합모터(14)가 설치되며, 상기 탱크(11)의 상면부에는 약품 투입구(17)와 수위계(18)를 구비한 약액혼합기(1)와;
상기 약액혼합기(1)의 저수위 검출센서(13)에서 소정의 출력신호가 발생되면 관리자에게 약액이 떨어졌음을 알려줌과 동시에 각 밸브들의 구동을 제어하는 제어부(2)와;
관리자가 약액혼합기(1)에 약품을 보충시키고 물을 공급받을 수 있도록 하는 시작스위치(21)와;
수중펌프(5)에서 배수지(6)로 설치되어 있는 지하수 송수 관체(7)와 상기 약액혼합기(1) 사이에 설치된 상태에서 제어부(2)의 제어를 받아 선택적으로 개폐되어 지하수가 탱크(11)내로 자동 유입되도록 하는 제 1 밸브(V1)와;
상기 약액혼합기(1)내의 약액이 1차 약액주입기(3)측으로 이동되는 것을 제어하는 제 2 밸브(V2)와;
관리자가 약액의 정량을 조절할 수 있도록 하는 약액 투입정량 조절구(31)를 구비하고 상기 제 2 밸브(V2) 출구부에 연결 설치되는 1차 약액주입기(3)와;
상기 1차 약액주입기(3)에서 배출되어 2차 약액주입기(4)측으로 이동되는 정량의 약액의 이동을 제어하는 제 3 및 제 4 밸브(V3)(V4)와;
소정 용적을 갖고 상기 제 3 및 제 4 밸브(V3)(V4)를 거쳐 1차 약액주입기(3)측에서 이동되어 오는 정량의 약액을 담수시켰다가 지하수 송수 관체(7)측으로 배출시켜 주는 2차 약액주입기(4)와;
상기 2차 약액주입기(4)의 배출구에 설치되어 지하수 송수 관체(7)상에서 이동되는 지하수내에 약액을 일정량씩 공급시켜 주는 제 5 밸브(V5)로 구성한 것을 특징으로 한다.
여기서 미설명 부호 10은 지하수 송수 관체(7)상에 설치되어 관리자가 지하수 송수 관체를 임의로 차단시킬 수 있도록 설치되는 수동밸브이고, 9는 배수지(6)로 송수된 물이 관정측으로 역류되는 것을 방지하는 체크밸브이다.
도 2는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트를 나타낸 것이다.
이에 따르면, 제어부(2)에서 약액혼합기(1)의 탱크(11)내 수위가 저수위 상태인지를 검출하는 과정과;
상기에서 검출한 결과 탱크(11)내의 수위가 저수위이면 통신라인 등을 통해 관리자에게 이를 알리고 관리자가 약품을 보충시킨 후 시작 스위치(21)을 "온"시키는지를 계속 검출하는 과정과;
상기에서 검출한 결과 시작 스위치(21)가 "온"되면 수중펌프(5)를 "온"시키고 제 1 밸브(V1)를 "온"시킨 다음 탱크(11)내의 수위가 만수위가 되는지를 검출하는 과정과;
상기에서 검출한 결과 수중펌프가 소정시간 이상 구동되어 탱크(11)내 수위가 만수위 상태로 검지되면 약액 혼합모터(14)를 정해진 시간동안 "온"시켜 주고, 수중펌프(5)를 "오프"시킨 다음 일정시간 경과후 제 1 밸브(V1)를 "오프"시켜 주는 단계와;
상기에서 검출한 결과 탱크(11)내 수위가 저수위가 아니거나, 전술과 같이 수중펌프(5)와 제 1 밸브(V1)가 순차적으로 "오프"되면 배수지(6)의 수위가 저수위인지를 계속 검출하는 과정과;
상기에서 검출한 결과 배수지(6)의 수위가 저수위이면 수중펌프(5)를 "온"시키고, 제 2 밸브(V2)를 "온"시킨 후 일정량의 약액이 1차 약액주입기(3)로 충분히 이동되는 일정시간이 경과되면 제 2 밸브(V2)를 다시 "오프"시키고, 일정시간 후 제 3 및 제 4 밸브(V3)(V4)를 "온"시켜 1차 약액주입기(3)에 담겨진 약액이 2차 약액주입기(4)로 이동되도록 한 다음, 1차 약액주입기(3)에 담겨진 약액이 2차 약액주입기(4)로 충분히 이동되는 일정시간이 경과되면 상기 제 3 및 제 4 밸브(V3)(V4)를 "오프"시키고 일정시간 후 제 5 밸브(V5)를 "온"시켜 약액이 지하수 송수 관체(7)를 통해 배수지로 송수되는 지하수에 일정량씩 투입되도록 한 상태에서 배수지(6)의 수위가 만수위에 이르르는지를 계속 검출하는 과정과;
상기에서 검출한 결과 배수지(6)가 만수위 상태가 되면 수중펌프(5)를 "오프"시킨 후 일정시간이 경과되면 제 5 밸브(V5)도 "오프"시키고 탱크(11) 및 배수지(6)의 수위가 저수위인지를 검출하는 과정으로 되돌아가는 과정;으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이와같은 구성 및 단계로 이루어진 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제어부(2)에서는 약액혼합기(1)의 탱크(11)내 저부에 설치되어 있는 저수위 검출센서(13)를 통해 탱크(11)내 수위가 저수위인지를 판단하게 된다.
그 결과 탱크(11)내의 수위가 저수위이면 유,무선 통신라인 등을 통해 관리자에게 이 사실을 알려 관리자로 하여금 약품을 보충시킬 수 있도록 한다.
이와같이 관리자에게 약액혼합기(1)에 약액이 떨어졌음을 알리므로 인해 이를 인식한 관리자가 탱크(11)의 상방부에 설치되어 있는 약품 투입구(17)를 통해 일정량의 약품을 투입시킨 후 시작 스위치(21)을 "온"시키게 되면, 상기 제어부(2)에서는 관정(8)에 설치되어 있는 수중펌프(5)를 "온"시키고 제 1 밸브(V1)를 "온"시켜 주므로써, 지하수가 탱크내로 자동 유입된다.
이와같이 지하수에 의해 약품이 들어있는 탱크(11)내에 물이 체워지고 있는 동안 상기 제어부(2)에서는 탱크(11)내 상방부에 설치되어 있는 만수위 검출센서(12)를 통해 탱크(11)내 수위가 만수위가 되는지를 계속 검출하게 된다.
이와같이 상기 제 1 밸브(V1)가 "온"된 상태에서 수중펌프(5)가 소정시간 이상 구동되므로 인해 탱크(11)내 수위가 만수위로 되면 상기 제어부(2)에서는축(15)상에 프로펠러(16)가 구비된 약액 혼합모터(14)를 정해진 시간동안 "온"시켜 주어 물속에 약품들이 고르게 녹아들도록 함과 동시에 수중펌프(5)를 "오프"시킨 다음 일정시간 경과후 제 1 밸브(V1)를 "오프"시켜 준다.
상기에서 수중펌프(5)를 "오프"시킨 다음 일정시간 경과후 제 1 밸브(V1)를 "오프"시키는 이유는, 탱크(11)와 지하수 송수 관체(7) 사이를 연결시켜 주는 작은 관체내의 물이 수중펌프(5)측으로 다 빠져 나갈 수 있도록 하기 위한 것으로, 이와같이 탱크(11)와 지하수 송수 관체(7) 사이의 관체내에 존재하는(즉, 제 1 밸브(V1) 주변에 존재하는) 물을 다 빼주므로써 겨울철 이 부위에서 동파가 발생되는 것 자체를 미연에 방지할 수 있는 것이다.
이때, 상기 제어부(2)에서는 탱크(11)내의 약품이 가라않거나 그 분포도가 변동되는 것을 방지하기 위해 플로우챠트상에는 표기하지 않했으나, 상기 약액 혼합모터(14)를 소정시간 마다 간헐적으로 정해진 시간씩 작동시켜 준다.
한편, 상기 제어부(2)에서 검출한 결과 탱크(11)내 수위가 저수위가 아니거나, 전술과 같이 수중펌프(5)와 제 1 밸브(V1)가 순차적으로 "오프"되면 배수지에 지하수를 송수시켜야하는지의 여부를 판단하기 위해 배수지(6)에 설치되어 있는 저수위 검출센서(도시는 생략하였음)의 출력신호를 입력받아 그 수위가 저수위인지를 계속 검출하게 된다.
이와같이 배수지(6)의 수위를 검출한 결과 저수위이면, 수중펌프(5)를 "온"시켜 지하수 송수 관체(7)를 통해 배수지(6)측으로 지하수를 송수시키면서, 제 2 밸브(V2)를 일정시간 동안 "온"시켜 관리자에 의해 결정된 용적을 갖는 1차 약액주입기(3)에 탱크(11)내의 약액이 정해진 량 만큼 정확히 이동되도록 한다.
이후, 상기 제어부(2)에서는 일정시간 경과후 제 2 밸브(V2)를 다시 "오프"시키고, 일정시간을 기다린 다음 1차 약액주입기(3)의 출구와 2차 약액주입기(4)의 입구측에 설치되어 있는 제 3 및 제 4 밸브(V3)(V4)를 정해진 시간동안 "온"시켜 1차 약액주입기(3)에 담겨진 약액이 2차 약액주입기(4)로 모두 이동되도록 한다.
이때, 상기 2차 약액주입기(4)의 용적은 그 용량을 변경시킬 수 있는 구성을 갖는 1차 약액주입기(3)의 최대 용적보다 더 큰 용적을 갖게하여 1차 약액주입기(3)에 담겨진 정량의 약액이 2차 약액주입기(4)에 충분히 이동될 수 있도록 하였다.
한편, 상기와 같이 제 3 및 제 4 밸브(V3)(V4)를 열어 1차 약액주입기(3)에 담겨진 약액이 2차 약액주입기(4)로 충분히 이동되는 일정시간이 경과되면 상기 제 3 및 제 4 밸브(V3)(V4)를 "오프"시키고 일정시간 후 제 5 밸브(V5)를 "온"시켜 2차 약액주입기(4)내로 이동된 약액이 지하수 송수 관체(7)를 통해 배수지로 송수되는 지하수에 일정량씩 지속적으로 투입되도록 한다.
이와같이 배수지(6)로 지하수를 송수하는 중 약액을 일정량씩 자동 공급시키고 있는 중 상기 제어부(2)에서는 도시는 생략하였으나 배수지(6)에 설치되어 있는 만수위 검출센서의 출력신호를 계속 입력받아 그 수위가 만수위인지를 검출하게 된다.
상기와 같이 제어부(2)에서 배수지의 수위를 검출한 결과 배수지(6)의 수위가 만수위에 이르르면, 수중펌프(5)를 "오프"시킨 후 체크밸브(9)의 후방부와 수중펌프(5)사이의 지하수 송수 관체(7)내에 존재하는 지하수와 2차 약액주입기(4)에 남아 있을지도 모르는 잔여 약액이 관정측으로 다 빠져나가도록 일정시간을 기다린 후 제 5 밸브(V5)를 "오프"시킨다.
이와같이 수중펌프(5)를 구동시켜 배수지(6)로 지하수를 송수시키면서 약액을 자동으로 투입시킨 후 배수지(6)가 만수위가 되어 수중펌프(5)의 구동을 차단시키고 일정시간 후 제 5 밸브(V5)를 닫아 체크밸브(9)의 후방부와 수중펌프(5)사이의 지하수 송수 관체(7)내에 존재하는 지하수와 2차 약액주입기(4)에 남아 있을지도 모를 잔여 약액이 관정측으로 다 빠져도록 하므로써 겨울철 이 부위가 동결로 인해 동파되는 것을 미연에 방지할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 관정내의 수중펌프에서 배수지로 연결된 지하수 송수 관체상에 수개의 밸브와 약액혼합기와 1,2차 약품주입기를 설치하여 수중펌프에 의해 배수지로 송수되는 지하수내에 일정량의 약액을 지속적으로 공급시킬 수 있으므로 소독되지 않은 지하수를 식음하므로 인한 보건 위생상의 문제를 미연에 방지할 수 있고, 또 약액의 소모시 관리자에게 즉시 연락되므로써 빠른시간내에 약품을 보충시켜 줄 수 있으며, 또한 각 관체내에 물이 정체되는 것 자체를 미연에 방지할 수 있어 겨울철 간이 상수도 시스템을 구성하고 있는 각종 구성품이 동파되는 것을 미연에 방지할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
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- 제어부에서 약액혼합기의 탱크내 수위가 저수위 상태인지를 검출하는 과정과; 상기에서 검출한 결과 탱크내의 수위가 저수위이면 통신라인 등을 통해 관리자에게 이를 알리고 관리자가 약품을 보충시킨 후 시작 스위치을 "온"시키는지를 계속 검출하는 과정과; 상기에서 검출한 결과 시작 스위치가 "온"되면 수중펌프를 "온"시키고 제 1 밸브를 "온"시킨 다음 탱크내의 수위가 만수위가 되는지를 검출하는 과정과; 상기에서 검출한 결과 수중펌프가 소정시간 이상 구동되어 탱크내 수위가 만수위 상태로 검지되면 약액 혼합모터를 정해진 시간동안 "온"시켜 주고, 수중펌프를 "오프"시킨 다음 일정시간 경과후 제 1 밸브를 "오프"시켜 주는 단계와; 상기에서 검출한 결과 탱크내 수위가 저수위가 아니거나, 전술과 같이 수중펌프와 제 1 밸브가 순차적으로 "오프"되면 배수지의 수위가 저수위인지를 계속 검출하는 과정과; 상기에서 검출한 결과 배수지의 수위가 저수위이면 수중펌프를 "온"시켜 지하수를 지하수 송수 관체를 통해 배수지로 송수함과 동시에 약액이 지하수 송수 관체를 통해 배수지로 송수되는 지하수에 일정량씩 투입되도록 한 상태에서 배수지의 수위가 만수위에 이르르는지를 계속 검출하는 과정과; 상기에서 검출한 결과 배수지가 만수위 상태가 되면 수중펌프를 "오프"시킨 후 일정시간이 경과되면 제 5 밸브도 "오프"시키고 탱크 및 배수지의 수위가 저수위인지를 검출하는 과정으로 되돌아가는 과정;으로 이루어짐에 있어서,상기 지하수 송수 관체를 통해 배수지로 송수되는 지하수에 일정량의 약액을 투입하는 과정은, 제 2 밸브를 "온"시킨 후 일정량의 약액이 1차 약액주입기로 충분히 이동되는 일정시간이 경과되면 제 2 밸브를 다시 "오프"시키고, 일정시간 후 제 3 및 제 4 밸브를 "온"시켜 1차 약액주입기에 담겨진 약액이 2차 약액주입기로 이동되도록 한 다음, 1차 약액주입기에 담겨진 약액이 2차 약액주입기로 충분히 이동되는 일정시간이 경과되면 상기 제 3 및 제 4 밸브를 "오프"시키고 일정시간 후 제 5 밸브를 "온"시켜 약액이 지하수 송수 관체를 통해 배수지로 송수되는 지하수에 일정량씩 투입되도록 한 상태에서 배수지의 수위가 만수위에 이르르는지를 계속 검출하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 간이 상수도에서의 약액 자동 투입장치의 제어방법.
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