KR101004130B1

KR101004130B1 - 수위 조절 시스템

Info

Publication number: KR101004130B1
Application number: KR1020080080632A
Authority: KR
Inventors: 변권식
Original assignee: 주식회사 남도
Priority date: 2008-08-18
Filing date: 2008-08-18
Publication date: 2010-12-27
Also published as: KR20100021945A

Abstract

본 발명은 수위 조절 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지하수 관정의 상부를 밀폐하여 지하수의 오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 지하수 관정 상부에 형성된 수압을 감지하여 펌프의 작동을 제어함으로써 저수탱크의 수위가 일정하게 유지되도록 조절할 수 있는 수위 조절 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따른 수위 조절 시스템은, 케이싱의 내부에 설치된 흡입관과 케이싱 외부의 배출관이 서로 연결되고 상기 흡입관의 하단에 설치된 펌프에 의해 지하수가 상기 흡입관을 통해 흡입되어 상기 배출관으로 배출되는 지하수 관정과, 상기 배출관이 연결되어 상기 배출관을 통해 배출되어 내부로 유입된 지하수가 저장되기 위한 저수탱크와, 상기 저수탱크의 수위에 따라 상기 펌프의 작동을 제어하기 위한 제어수단을 포함하여 구성된 수위 조절 시스템에 있어서, 상기 흡입관과 배출관을 연결하기 위한 교합수단을 더 포함하여 구성되되, 상기 교합수단은, 상기 지하수 관정의 케이싱 내부에 상광하협의 테이퍼면을 갖고 상기 배출관이 케이싱의 외측에서 상기 테이퍼면으로 이어지게 연결된 교합부와, 상기 흡입관의 상단부에 연결되어 자중에 의해 외면이 상기 교합부의 테이퍼면에 밀착되게 상기 교합부에 교합되되 상기 흡입관으로부터 상기 배출관으로 연결되는 연결통로가 형성된 교합헤드와, 상기 연결통로와 상기 교합헤드의 상부 공간을 연결시키기 위한 압력배출구가 구비되어 구성되고, 상기 케이싱의 상부 입구를 밀폐하기 위한 커버와, 상기 교합헤드의 상부 공간에 형성된 압력에 의해 단속되는 압력스위치와, 상기 저수탱크의 수위 가 미리 정해진 수위에 도달되면 상기 저수탱크로 연결된 배출관의 출구를 폐쇄하도록 구비된 정수위밸브를 더 포함하여 구성되고, 상기 제어수단은, 압력스위치로부터 전달된 신호에 의해 상기 펌프의 작동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

지하수, 오염방지, 수위조절

Description

수위 조절 시스템{WATER LEVEL CONTROLL SYSTEM}

지하수는 지표수에 비해 수질이 양호하며, 단기간의 시설공사로 안정된 수량을 확보할 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점 때문에, 물부족 국가에 속하는 우리나라의 경우 지하수 관정의 개발이 활발히 이루어져 왔다.

지하수는 지하수 관정으로부터 저수탱크로 펌핑되어 저수탱크에 저장되는데, 펌프의 작동은 저수탱크의 수위에 따라 제어된다. 상기와 같은 저수탱크의 수위를 조절하기 위하여 종래에는 저수탱크 측에 설치된 수위감지센서로부터 저수탱크의 수위를 감지하여 감지된 신호를 지하수 관정 측에 설치된 제어반으로 전송하여 펌프의 작동을 제어하는 수위 조절 시스템이 사용되었다.

그런데, 종래의 수위 조절 시스템은 감지된 수위 신호를 저수탱크 측의 수위감지센서로부터 지하수 관정 측의 제어반으로 지하에 매설된 배선을 통하거나 무선 으로 전송하기 하기 때문에 시설비가 많이 들고 유지보수에 필요한 비용도 상승되는 문제점이 있었다.

한편, 최근에 들어 지하수 관정을 통한 오수의 유입으로 오염이 심각해지자 수질관리를 위한 다양한 시책들이 법으로 제정되어 시행되고 있으며, 이러한 지하수 관련법 중에는 오염방지시설에 대한 세부 설치기준 및 지하 하부의 보호벽(케이싱)이 상부로부터 오염물질이나 지표수 등이 유입될 수 없게 하는 밀폐 구조물인 지하수 오염 방지 장치가 지하수 관정에 별도로 설치되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 인식하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 지하수 관정의 상부를 밀폐하여 지하수의 오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 지하수 관정 상부에 형성된 수압을 감지하여 펌프의 작동을 제어함으로써 저수탱크의 수위가 일정하게 유지되도록 조절할 수 있는 수위 조절 시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수위 조절 시스템은, 케이싱의 내부에 설치된 흡입관과 케이싱 외부의 배출관이 서로 연결되고 상기 흡입관의 하단에 설치된 펌프에 의해 지하수가 상기 흡입관을 통해 흡입되어 상기 배출관으로 배출되는 지하수 관정과, 상기 배출관이 연결되어 상기 배출관을 통해 배출되어 내부로 유입된 지하수가 저장되기 위한 저수탱크와, 상기 저수탱크의 수위에 따라 상기 펌프의 작동을 제어하기 위한 제어수단을 포함하여 구성된 수위 조절 시스템에 있어서, 상기 흡입관과 배출관을 연결하기 위한 교합수단을 더 포함하여 구성되되, 상기 교합수단은, 상기 지하수 관정의 케이싱 내부에 상광하협의 테이퍼면을 갖고 상기 배출관이 케이싱의 외측에서 상기 테이퍼면으로 이어지게 연결된 교합부와, 상기 흡입관의 상단부에 연결되어 자중에 의해 외면이 상기 교합부의 테이퍼면에 밀착되게 상기 교합부에 교합되되 상기 흡입관으로부터 상기 배출관으로 연결되는 연결통로가 형성된 교합헤드와, 상기 연결통로와 상기 교합헤드의 상부 공간을 연결시키기 위한 압력배출구가 구비되어 구성되고, 상기 케이싱의 상부 입구를 밀폐하기 위한 커버와, 상기 교합헤드의 상부 공간에 형성된 압력에 의해 단속되는 압력스위치와, 상기 저수탱크의 수위가 미리 정해진 수위에 도달되면 상기 저수탱크로 연결된 배출관의 출구를 폐쇄하도록 구비된 정수위밸브를 더 포함하여 구성되고, 상기 제어수단은, 압력스위치로부터 전달된 신호에 의해 상기 펌프의 작동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 수위 조절 시스템은, 상기 교합수단의 교합헤드는, 교합디스크가 상하로 서로 마주보게 상기 흡입관의 상단에 연결되어 그 교합디스크의 가장자리 단면이 상기 테이퍼면에 밀착되게 상기 교합부에 교합되며, 상기 교합디스크 사이에서 상기 흡입관에 배출홀이 형성되어 상기 흡입관이 상기 배출관으로 연결된 연결통로로 연결된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 수위 조절 시스템은 지하수 관정의 상부를 밀폐하여 지하수의 오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 지하수 관정 상부에 형성된 수압을 감지하여 펌프의 작동을 제어함으로써 저수탱크의 수위가 일정하게 유지되도록 조절할 수 있는 장점을 갖는다.

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 수위 조절 시스템(100)을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수위 조절 시스템을 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수위 조절 시스템의 일부를 도시한 구성도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 수위 조절 시스템(100)은 지하수 관정(1)의 상부를 밀폐하여 지하수의 오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 지하수 관정(10) 상부에 형성된 수압을 감지하여 펌프(12)의 작동을 제어함으로써 저수탱크(4)의 수위가 일정하게 유지되도록 조절하기 위한 것이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 수위 조절 시스템(100)은 지하수 관정(1), 교합수단(2), 커버(3), 저수탱크(4), 압력스위치(5), 제어수단(6), 정수위밸브(7)을 포함하여 구성된다.

상기 지하수 관정(1)은 지하의 지하수를 펌핑하기 위한 것이다. 도면을 참조하면 상기 지하수 관정(1)은 지표에서 지하로 깊계 삽입된 관형상의 케이싱(11)과, 상기 케이싱(11)의 내부에 삽입되어 지하수까지 도달된 흡입관(13)과, 상기 흡입관(13)과 연결되어 케이싱(11) 외부에서 상기 저수탱크(4)로 연결된 배출관(14)과, 상기 흡입관(13)의 하단에 설치되어 케이싱(11) 내부의 지하수 수면 아래로 침수되어 지하수를 상기 흡입관(13)을 통해 흡입시켜 상기 배출관(14)으로 배출되도록 지하수를 펌핑하기 위한 펌프(12)를 포함하여 구성된다.

상기 교합수단(2)은 상기 케이싱(11)의 내부에 설치된 흡입관(13)과 상기 케이싱(11)의 외부에 설치된 배출관(14)을 서로 연결하기 위한 것이다. 도면을 참조하면, 상기 교합수단(2)은 교합부(21), 교합헤드(22) 및 압력배출구(13)으로 구성된다. 상기 교합부(21)는 상기 지하수 관정(1)의 케이싱(11) 내부에 상광하협의 테이퍼면을 갖도록 형성된다. 상기 교합부(21)에는 상기 케이싱(11)의 외측에서 내측으로 관통되게 연결홀(21a)이 형성되며, 그 연결홀(21a)에는 상기 배출관(14)이 케이싱(11)의 외측에서 상기 테이퍼면으로 이어지게 연결된다. 상기 교합부(21)에는 흡입관(13)이 연결된 교합헤드(22)가 교합되어 상기 흡입관(13)과 배출관(14)을 서로 연결시킨다.

상기 교합헤드(22)는 상기 흡입관(13)의 상단부에 연결되어 자중에 의해 외면이 상기 교합부(21)의 테이퍼면에 밀착되게 상기 교합부(21)에 교합된다. 상기 교합헤드(22)에는 상기 흡입관(13)으로부터 상기 배출관(14)으로 연결되는 연결통로(22c)가 형성된다. 도면을 참조하면, 상기 교합헤드(22)는 2개의 디스크(22a,22b)를 흡입관(13)의 상단부에 결합시켜 형성된다. 즉, 상기 교합헤드(21)는 2개의 교합디스크(22a,22b)가 상하로 서로 마주보게 상기 흡입관(13)의 상단에 연결되어 그 교합디스크(22a,22b)의 가장자리 단면이 상기 교합부(21)의 테이퍼면에 밀착되게 상기 교합부(21)에 교합된다. 상기 교합헤드(22)의 연결통로(22c)는 상기 교합디스크(22a,22b) 사이의 공간에 의해 형성되며, 그 연결통로(22c)로 상기 흡입관(13)이 연결되게 상기 교합디스크(22a,22b) 사이에서 상기 흡입관(13)의 측부에 배출홀(13a)이 형성된다.

상기 압력배출구(23)는 상기 연결통로(22c)의 내부의 압력이 상기 교합헤드(22)의 상부 공간(P)로 전달되도록 상기 연결통로(22c)와 교합헤드(22)의 상부 공간(P)를 연결하기 위한 것이다. 상기와 같이 상기 교합헤드(22)의 상부 공간(P)에는 상기 연결통로(22c)와 동일한 압력이 항상 형성됨으로써 단면적의 차에 의해 상기 교합헤드(22)는 그 외면이 상기 교합부(21)의 테이퍼면에 밀착되는 방향으로 가압되어 누수가 발생되지 않게 된다. 아울러, 상기 교합헤드(22)의 상부 공간(P)의 압력은 상기 정수위밸브(7)가 닫혀 배출관(14) 및 그에 연결된 연결통로(22c)의 압력이 상승되면 함께 상승되기 때문에 정수위밸브(7)의 폐쇄로 펌프(12)의 작동을 정지시켜야 하는 제어신호를 발생시키는 압력스위치(5)를 기동시킬 수 있는 압력을 형성하게 된다.

상기 커버(3)는 상기 케이싱(11)의 상부 입구를 밀폐하기 위한 것이다.

상기 저수탱크(4)는 상기 배출관(14)가 연결되어 배출관(14)를 통해 배출된 지하수가 내부로 유입되어 저장되기 위한 구성이다. 상기 저수탱크(4)의 저수되는 지하수의 수위는 정수위밸브(7) 및 제어수단(6)의 작동에 의해 항상 일정하게 유지된다.

상기 압력스위치(5)는 상기 저수탱크(4)의 수위가 미리 정해진 수위에 도달되면 상기 저수탱크(4)로 연결된 배출관(14)의 출구를 폐쇄하도록 구비된 정수위밸브(7)가 닫혀 상기 압력배출구(23)를 통해 상기 연결통로(22c)와 연결된 교합헤드(22)의 상부 공간(P)의 압력 상승에 따라 상기 펌프(12)의 작동을 정지시키기 위한 제어신호를 발생시켜 신호선(51)을 통해 상기 제어수단(6)으로 전달한다.

상기 제어수단(6)은 상기 저수탱크(4)의 수위에 따라 상기 펌프(12)의 작동을 제어하기 위한 것으로, 상기 압력스위치(5)로부터 전달된 신호에 의해 상기 펌프(12)의 작동을 제어선(61)을 통해 제어하게 된다.

상기 정수위밸브(7)은 상기 저수탱크(4)의 수위가 미리 정해진 수위에 도달되면 상기 저수탱크(4)로 연결된 배출관(14)의 출구를 폐쇄하도록 구비된다. 도면 에는 상기 정수위밸브(7)로 플로트밸브 형태의 밸브가 채택된 예가 도시되어 있다. 본 발명은 상기 정수위밸브(7)가 배출관(14)의 출구를 차단하는 경우 펌프(12)의 작동으로 배출관(14) 및 그에 연결된 연결통로(22c) 내부의 압력이 상승되고, 그에 따라 압력배출구(23)를 통해 압력이 전달되어 상기 교합헤드(22)의 상부 공간(P)의 압력이 상승된다. 상기와 같이 상기 교합헤드(22)의 상부 공간(P)의 압력이 상승되면 상기 압력스위치(5)가 기동되게 되고 그에 따라 상기 제어수단(6)은 펌프(12)의 작동을 정지시키게 된다. 한편, 상기 저수탱크(4)의 수위가 떨어져 상기 정수위밸브(7)가 배출관(14)의 출구를 개방시키는 경우 배출관(14) 및 그에 연결된 연결통로(22c) 내부의 압력이 하강되고, 그에 따라 압력배출구(23)를 통해 압력이 전달되어 상기 교합헤드(22)의 상부 공간(P)의 압력이 하강되며, 상기와 같이 상기 교합헤드(22)의 상부 공간(P)의 압력이 하강되면 상기 압력스위치(5)가 전환되게 되고 그에 따라 상기 제어수단(6)은 펌프(12)의 작동을 기동시키게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 수위 조절 시스템은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지하수 오염 방지 장치가 구비된 수위 조절 시스템을 도시한 구성도

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지하수 오염 방지 장치가 구비된 수위 조절 시스템의 일부를 도시한 구성도

<주요 도면부호에 대한 간단한 설명>

1 지하수 관정

11 케이싱

12 펌프

13 흡입관

14 배출관

2 교합수단

21 교합부

22 교합헤드

23 압력배출구

3 커버

4 저수탱크

5 압력스위치

6 제어수단

7 정수위밸브

Claims

케이싱의 내부에 설치된 흡입관과 케이싱 외부의 배출관이 서로 연결되고 상기 흡입관의 하단에 설치된 펌프에 의해 지하수가 상기 흡입관을 통해 흡입되어 상기 배출관으로 배출되는 지하수 관정과, 상기 배출관이 연결되어 상기 배출관을 통해 배출되어 내부로 유입된 지하수가 저장되기 위한 저수탱크와, 상기 저수탱크의 수위에 따라 상기 펌프의 작동을 제어하기 위한 제어수단을 포함하여 구성된 수위 조절 시스템에 있어서,

상기 흡입관과 배출관을 연결하기 위한 교합수단을 더 포함하여 구성되되,

상기 교합수단은, 상기 지하수 관정의 케이싱 내부에 상광하협의 테이퍼면을 갖고 상기 배출관이 케이싱의 외측에서 상기 테이퍼면으로 이어지게 연결된 교합부와, 상기 흡입관의 상단부에 연결되어 자중에 의해 외면이 상기 교합부의 테이퍼면에 밀착되게 상기 교합부에 교합되되 상기 흡입관으로부터 상기 배출관으로 연결되는 연결통로가 형성된 교합헤드와, 상기 연결통로와 상기 교합헤드의 상부 공간을 연결시키기 위한 압력배출구가 구비되어 구성되고,

상기 케이싱의 상부 입구를 밀폐하기 위한 커버와, 상기 교합헤드의 상부 공간에 형성된 압력에 의해 단속되는 압력스위치와, 상기 저수탱크의 수위가 미리 정해진 수위에 도달되면 상기 저수탱크로 연결된 배출관의 출구를 폐쇄하도록 구비된 정수위밸브를 더 포함하여 구성되고,

상기 제어수단은, 압력스위치로부터 전달된 신호에 의해 상기 펌프의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 수위 조절 시스템.
제1항에 있어서,

상기 교합수단의 교합헤드는, 교합디스크가 상하로 서로 마주보게 상기 흡입관의 상단에 연결되어 그 교합디스크의 가장자리 단면이 상기 테이퍼면에 밀착되게 상기 교합부에 교합되며, 상기 교합디스크 사이에서 상기 흡입관에 배출홀이 형성되어 상기 흡입관이 상기 배출관으로 연결된 연결통로로 연결된 것을 특징으로 하는 수위 조절 시스템.