KR101050857B1 - 무동력 균등분수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용수조직이 관수로 또는 관수로와 개수로가 혼재한 용수공급시스템의 용수 공급량을 일정하게 유지하여 관수효율을 높일 수 있고, 내부 구조가 단순하여 제작 및 설치하기가 용이하며, 내부 청소와 내장 요소의 유지보수도 편리하고, 이물질이 배제된 맑은 용수를 공급할 수 있는 무동력 균등분수장치에 관한 것으로, 본 발명은 역지변과 이물질 여과용 스트레이너 및 플로트 밸브가 설치된 용수 유입관과, 유입관을 통하여 유입되는 맑은 용수를 일정한 수위로 유지되도록 저류하면서 정량으로 낙하 배출되도록 하는 웨어 일체형 저류수조와, 저류수조 내의 수위 조절 및 수위측정용으로서 상기 플로트 밸브에 유기적으로 연결된 플로트와, 저류수조의 하단부에 배관된 배출관 상에서 배출되는 용수 중에 섞인 공기를 대기 중으로 방출하는 배기관으로 이뤄진 무동력 균등분수장치를 특징으로 한 것이다.

Description

무동력 균등분수장치{EQUALITY FOUNTAIN DEVICE USING NON-POWER}

본 발명은 평야지, 중산간지의 경사가 심한 지형의 관수로에 있어서 정유량 공급에 의한 전방위 균등 분수가 가능한 무동력 균등분수장치에 관한 것이다.

참고로 일본국 특개2000-192442호의 정량분수기능과 공기배제기능을 구비한 장치가 있다. 이 선행기술은 단일 분수조 내에 정량분수기능과 공기배제기능을 구비함으로써 구조를 단순화하고, 상류수조의 낙하유입수조와 배출관 사이에 배출관보다도 큰 단면적을 가진 상부 개방형 공기집적조를 구비하고, 낙하유입수조와 공기집적조는 배출관보다도 큰 단면적을 가진 접속관으로 접속함으로써 낙하유입수조로 유입되는 물에 섞인 기포를 분수공장치의 영역 내에서 배제되도록 한 것이다.

하지만 이 분수공장치만으로는 평야지라든지 혹은 중산간지의 경사가 심한 지형에 설치된 관수로는 용수의 사용 특성상 분수 및 급수지점에서 일정한 수준의 수압을 확보하기가 곤란하고, 분수공에서 지선으로의 용수도 정량 공급이 이뤄지지 않는다. 그래서 관수로의 말단부에 대한 불균등한 용수 공급으로 말미암아 용수 공급량 관리에 어려움이 따랐다.

또, 용수 저장용 수조 내에 정량분수장치와 공기배제장치가 한꺼번에 내장되어 내부 구조가 복잡하고, 제작난이도도 높다. 또, 내부 청소도 힘들고, 변판에 이상이 발견된 플로트 밸브의 수리 또는 교체 작업 또한 매우 곤란하다.

따라서 본 발명의 목적은 용수조직이 관수로 또는 관수로와 개수로가 혼재한 용수공급시스템의 용수 공급량을 일정하게 유지하여 관수효율을 높일 수 있고, 내부 구조가 단순하여 제작 및 설치하기가 용이하며, 내부 청소와 내장 요소의 유지보수도 편리하고, 이물질이 배제된 맑은 용수를 공급할 수 있는 무동력 균등분수장치를 제공하는 것이다.

이 과제는, 역지변과 이물질 여과용 스트레이너 및 플로트 밸브가 설치된 용수 유입관과, 유입관을 통하여 유입되는 맑은 용수를 일정한 수위로 유지되도록 저류하면서 정량으로 낙하 배출되도록 하는 웨어 일체형 저류수조와, 저류수조 내의 수위 조절 및 수위측정용으로서 상기 플로트 밸브에 유기적으로 연결된 플로트와, 저류수조의 하단부에 배관된 배출관 상에서 배출되는 용수 중에 섞인 공기를 대기 중으로 방출하는 배기관으로 이뤄진 무동력 균등분수장치로 달성할 수 있다.

이상 설명한대로 본 발명은 균등급수를 구현함에 있어서 플로트에 연계 작동하는 플로트 밸브의 기계적인 작용으로 용수의 분수량을 자동으로 조절하는 무동력 균등분수장치로서 관수로의 말단은 물론 관수로에 이어진 개수로의 말단에 이르기까지 모두 균등분수가 가능하다.

균등분수의 동력원으로 전기를 사용하지 않으므로 유지관리에 아주 경제적이며, 이산화탄소도 발생하지 않는 무공해 분수장치이다.

또, 플로트 밸브가 저류수조 밖에 배치되어 있어서 저류수조의 내부 구조가 단조로와 제작 및 설치가 용이하고, 플로트 밸브의 유지보수도 손쉽다.

상수도는 물론 농업용 관수로를 사용하는 논이나 밭의 감압, 분수, 급수지점의 수압 및 수위조절도 가능하다.

관수로인 지역, 관수로에서 개수로로 연결되는 지점의 분수공에 설치하여 상기와 같은 실시효과를 거둘 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 무동력 균등분수장치의 정면도
도 2는 동 평면도
도 3은 저류수조의 일부와 플로트관과 캡의 부분 절개를 포함한 캡의 활용도
도 4는 본 발명의 적용예시도

도 1 및 도 2에서, 저류수조(10)의 유입수용 유입구는 유입관(12)이, 그리고 저류수용 배출측에는 배출관(14)이 설치되어 있다.

유입관(12) 상에는 물이 유입되는 쪽에서부터 저류수조(10) 쪽 방향으로 저류수조(10) 내의 물이 역류하지 못하게 차단하는 역지변(16)과, 유입수에 섞여 들어오는 이물질을 걸러내는 스트레이너(18), 그리고 저류수조(10) 내에 설치된 후술하는 플로트에 연계되어 유입되는 물의 양을 조절하거나 차단하는 플로트 밸브(20)가 설치되어 있다.

저류수조(10)는 스트레이너(18)에서 이물질이 걸러져 맑아진 물을 일정한 수위를 유지하면서 웨어로 월류시켜 용처로 내보내는 것으로, 내구성과 내후성 및 형상유지성에서 유리한 철근 콘크리트제이다.

저류수조(10) 내에는 플로트(22)와 웨어(24)가 설치되어 있다. 플로트(22)는 저류수조(10) 내의 저류수 중에서 웨어(24) 전방의 수위변동에 따라 부상하거나 하강하면서 플로트 밸브(20)를 개폐 또는 개도폭을 조정하여 저류수조(10) 내의 물이 일정 수위로 유지되도록 하는 촉수로서, 그 승강 움직임은 즉각 플로트 밸브(20)에 전달, 단속하게 된다. 플로트(20)는 저류수조(10) 내에 설치한 플로트 실린더(26) 내에서 안정되게 오르내리도록 삽입한다.

도 3과 더불어 부연하면, 위가 막힌 플로트 실린더(26)의 상면 중앙에 형성된 나사공에는 플로트(22)의 상한폭을 인위적으로 조정하는 수위조절나사(28)가 체결되어 있다. 또, 플로트 실린더(26)의 상면에서 수위조절나사(28)가 끼워지고 남은 자리에는 배기공(30)을 뚫어서 플로트(22)가 오르내릴 때마다 플로트 실린더(26)의 수면 위쪽 공간이 대기압으로 유지되게 함으로써 플로트(22)의 승강작동이 순탄하게 이뤄지도록 한다.

수위조절나사(28)에 의한 저류수조(10)의 수위조절은 강우량에 차이가 나기 마련인 시기별, 계절별 공급수량 관리가 대단히 편리하다.

이와 함께 웨어(24)의 유입측 벽면 상부에 눈금을 새겨서 수위를 목측할 수 있게 하여 수위파악 편의성을 높일 수도 있다.

플로트(22)에 연계 동작하는 플로트 밸브(18)는 동종 분야에선 주지되어 있다. 다만, 늘 저류수조(10)의 수중에 잠겨 있는 바람에 청소 및 유지 보수가 곤란했던 플로트 밸브(18)를 유지 관리가 용이하고 물때가 타지 않아 청소도 유지 관리도 편리한 저류수조(10) 밖 유입관(12)측으로 이설하여 관리 및 유지보수 편의를 높인 점이 색다르다.

플로트 밸브(20)는 수조내 상류부의 수위를 설정하여 하류부의 공급량을 조절하는 것이다. 상류부의 관수로 수압을 플로트로 수위를 설정하여 조절하므로 압력이 높은 관수로의 감압장치로도 활용할 수 있다. 월류용 웨어(22)도 주지되어 있다.

스트레이너(18)는 조정지 측에서 유입되는 물에 섞여오는 이물질을 여과하여 저류수조(10)로 유입되게 함으로써 경시적으로 이물질의 흡착으로 인한 잦은 저류수조(10)의 내부 청소, 플로트 실린더(26)의 내주면 및 플로트(22)의 이면에 낀 스케일로 인한 플로트(22)의 기능저하 내지는 기능마비현상을 예방하고, 용처에 맑고 깨끗한 물을 공급하여 경작물의 생장을 돕기 위한 것으로, 교체형 필터와 축적된 오니의 인위적 배니 구조를 가진 통상의 여과장치이다. 스트레이너(18)는 고밀도 필터내장형일수록 여과능이 탁월할 것은 두 말할 필요도 없다.

웨어(24)를 넘쳐흐르는 물의 낙차에 의해 기포가 발생한다. 이 기포가 배출관(14)을 타고 흘러나가게 되면 관수로, 개수로의 말단으로 향할수록 유속이 느려지고 유량에도 차이가 날 것이다. 이를 방치하는 것은 정량분수에 역행하는 것에 다름아니다. 이같이 바람직스럽지 못한 현상을 방지하려면 적어도 배출관(14)으로 흘러나가는 물에 공기가 섞이지 않아야 한다.

그래서 필요한 것이 배기수단이다. 배기수단은 웨어(24)를 월류한 물이 배출관(14)으로 흘러나갈 초기단계에서 작은 비중 탓에 물 위로 떠오른 상태로 흘러나가는 공기(기포)를 포집하여 대기 중으로 방출하는 것으로, 저류수조(10)에 인접한 배출관(14) 상에 이것과 내통하도록 수직으로 세워 붙인 배기관(32)을 말한다. 물속의 공기를 조기에 배기시킴으로써 용수가 관로를 따라 공급되는 동안에 발생할 소음이 현실적으로 대폭 감소되고, 급수도 늘 정상적으로 이뤄지게 된다.

도 4는 본 발명의 응용예를 나타낸 것이다. 즉, 수원공(a)에서 펌프(b)를 이용하여 배수지(c)로 양수하고, 배수지(c)는 곳곳에 산재한 조정지(c1,c2, c3,...)에 간선관(d)으로 연결하여 물이 분급되도록 한다.

각 조정지(c1,c2,c3)에는 저마다 간선관(d)에서 분기된 지선관(e1,e2,e3)이 설치되고 지선관(e1,e2,e3)과 여기서 다시 분기되는 소분기관(f1,f2,f3)과의 분기점에 본 발명에 의한 무동력 균등분수장치(g1,g2,g3)를 설치하고 물관리에 임한다.

지선관(e1,e2,e3)에서 각 소분기관(f1,f2,f3)으로 분급되는 물의 수압은 본 발명에 위한 무동력 균등분수장치에 의해 균등할 것은 이치상 당연하다.

저류수조(10) 내의 수위는 플로트(22)에 의한 플로트 밸브(20)의 개폐폭과 개폐에 의해 자동 조절되므로 물의 수요 변화 등에 따른 급수량의 변경 설정이 용이하고, 저류수조(10) 하류의 관수로 혹은 개수로에 대하여 거의 일정한 수량의 분수가 가능하므로 용수를 균등 배분할 수 있다.

본 발명은 특히 고수압을 요하는 밭이나 논과 밭을 겸용하여 이용하는 범용농지의 용수 공급부의 감압시설로도 적합하다.

또, 본 발명의 무동력 균등분수장치는 수압을 이용할 뿐 전기는 전혀 사용하지 않고 플로트 밸브의 기계적인 작동에 의한 수위조절로 급수량을 조절할 수 있으므로 공해문제와 직결되는 이산화탄소가 전무하다.

또한 저류수조, 역지변과 스트레이너 및 플로트 밸브가 딸린 유입관, 배기관이 부가된 배출관은 조립식으로 제작하여 현장에서 조립할 수 있는 형태이므로 현장시공성도 우수하다.

유량계측은 웨어(24)의 유입측 벽면에 표기된 수위표에 의거 당시의 표치를 목측하여 유량으로 환산한다. 유량의 설정은 설정유량에 상당하는 웨어(24)의 수위와 플로트(22)의 높이가 일치하도록 수위조절나사(30)의 체결정도로 조정, 설정한다. 다시 말해 플로트 밸브(20)의 개도폭만으로 설정할 수 있다는 것이다. 분수상황을 수위표시로 확인할 수 있기에 용수의 정량공급에 대한 신뢰도가 높다.

상류측 관수로의 수압(수두)을 플로트(22)의 설정높이까지 감압하는 수압조절기능도 곁들여진다.

본 발명의 무동력 균등분수장치는 반폐쇄형 관수로의 관리접점 분수공, 관수로와 개수로의 접점부 분수공, 관수로와 관수로의 접점부 분수공에 두루 활용하여 소기의 목적을 달성할 수 있다.

설정유량 기간 중의 1차 수압의 변동폭이 큰 경우에도 2차측 수위에 대한 영향이 적고, 분수압 범위 내일 경우에는 어느 용처에든 두루 적용할 수 있다.

10: 저류수조
12: 유입관
14: 배출관
18: 스트레이너
20: 플로트 밸브
22: 플로트
24: 웨어
26: 플로트 실린더
28: 균형봉
30: 캡
32: 배기관

Claims (3)

1. 유입구와 배출구 및 낙차용 웨어를 가진 저류수조와,
   유입관 상에 설치된 스트레이너 및 플로트 밸브와,
   상면에 캡 체결용 나사를 갖고서 상기 저류수조 내에 설치된 플로트 실린더와,
   상기 플로트 실린더 내에 삽입되어 상기 플로트 밸브를 단속하는 통상의 플로트를 가진 저류수조에 있어서,
   상기 플로트 실린더의 상면 중앙에 체결되고 그 체결정도로써 저류수조의 수위를 조절하는 수위조절나사가 더해진 것을 특징으로 하는 무동력 균등분수장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 웨어의 유입측 벽면에 수위표시가 된 무동력 균등분수장치.
   
3. 제1항에 있어서, 플로트 실린더의 상면 가장자리에 배기공이 천공된 무동력 균등분수장치.
   

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