KR101083035B1 - 누수 탐지가 가능한 제수 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브몸체 위에 밸브커버가 결합된 제수밸브에 있어서, 상기 밸브커버에는 외부에서 일정한 조건이 가해지면 수압을 측정하여 휴대 단말기에 무선으로 송출하는 조건반응수압계를 구비하되, 상기 조건반응수압계는 수압에 비례하는 전류 또는 전압을 출력하는 압력센서와, 상기 압력센서의 출력 전류 또는 전압을 디지털값으로 변환하여 휴대 단말기에 무선으로 송신하는 수압송신부와, 외부에서 가해진 조건을 전기신호로 바꾸어 상기 수압송신부에 입력하는 트리거 스위치(trigger switch)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

누수 탐지가 가능한 제수 밸브{SMART WATER VALVE MEASURING WATER PRESSURE AND TRANSMITTING WIRELESS DATA}

본 발명은 누수 탐지가 가능한 제수 밸브에 관한 것으로, 더 상세하게는 지중의 밸브실이나 밸브 박스에 설치된 상수도용 제수(制水) 밸브로부터, 상수도 운용 관리자의 요청이 있을 때마다 수압을 자동으로 측정한 후 측정데이터를 무선으로 송출하고, 상수도 운용 관리자가 지상에서 휴대 단말기로 측정데이터를 수신하여 현재 수압을 문자 또는 음성으로 확인할 수 있는 누수 탐지가 가능한 제수 밸브에 관한 것이다.

상수도 관망에는 요소요소 마다 관망을 작은 구획 또는 큰 구획으로 분리할 수 있는 제수밸브(게이트 밸브 또는 버터플라이 밸브)가 무수히 설치되어 있다. 상수도 관망의 대부분은 지중에 매설되고, 이들 관망에 마련된 제수밸브 주위에는 제수밸브를 보호하고, 제수밸브에 접근하기 용이하도록 밸브실(맨홀형상)이나 밸브 박스(작은 통형상)가 마련되어 있다. 따라서, 땅을 파내지 않고 지중에 매설된 상수도 관망에 가장 용이하게 접근할 수 있는 통로는 제수밸브 설치 지점의 밸브실 또는 밸브 박스이다.

제수밸브는 핸들에 의하여 조작되는 것도 있으나, 상수도 배수시스템에 사용되는 제수밸브는, 도 2에 도시된 바와 같이, 대부분 지중에 마련된 밸브실(17) 내부 또는 밸브 박스(19) 하부에 설치되므로, 금속재(주로 주철재 또는 강철재임, 이하 같음) 밸브 키(23)에 의하여 조작되는 키 개폐형 밸브가 대부분이다. 밸브 키(23)는 각형 중공이 형성된 키 박스(25)와, 작업자가 손으로 잡고 돌릴 수 있는 핸들(29)과, 키 박스(25) 및 핸들(29)을 연결하는 긴 스템(27)으로 구성된다. 따라서, 밸브 키(23)에 의하여 조작되는 모든 제수밸브는 도 2에 도시된 바와 같이, 밸브대(3)를 가지며, 이 밸브대(3)의 상단에는 상기 밸브 키(23)의 키 박스(25)에 삽입되는 각형(角形) 머리(7)가 형성된 금속재 밸브 캡(5)이 분리가능하게 결합되어 있다. 도면에는 배관(15)에 연결된 게이트 밸브의 정면도만 도시하였지만, 버터플라이 밸브도 금속재 밸브 캡(5)을 갖는 점은 같다.

상수도용 제수밸브는 대부분 지중(地中)에 매설한다. 제수밸브나 배관을 지면으로부터 얕게 설치할 경우 지면에서 가해지는 압력이나 충격에 의하여 제수밸브나 배관이 손상될 수 있기 때문에 낮게는 1 ~ 2m 정도의 깊이에, 깊게는 8 ~ 10m 정도의 깊이에 밸브실(17)이나 밸브 박스(19)를 설치하고 이곳에 제수밸브를 설치하는 것이다. 밸브실(17)이 넓어 작업자가 출입할 수 있으면, 맨홀 기능도 겸하며, 이때는 지상 개구를 맨홀 뚜껑으로 닫는다. 그러나, 밸브실(17)이 좁거나, 도 2에 도시된 바와 같이 밸브실 없이 밸브 박스(19)만 설치한 경우에는 작업자가 내부에 출입할 수 없고, 지상 개구는 철개(21)로 닫는다. 제수밸브가 설치되는 공간은 이와 같이 지중의 밸브실이나 밸브 박스이므로, 제수밸브 주변에는 물이나 토사가 유입되기 쉽고 별도의 조명이 없으므로 낮에도 어둡다.

상수도 관망에서 배관 각 지점의 수압은 상수도 관리상 큰 의미를 갖는다. 무엇보다도, 어느 지점의 수압이 지나치게 낮아진 경우, 그 인근 상수도 배관에서 누수가 있는 것으로 판단할 수 있다. 관로의 교체 시기 판단, 관로의 하자 보수 요청 여부 판단 등에 있어서도 수압의 측정은 필수적이다. 특히 수압은 최종 수용가 단계, 가압장 단계 또는 그 중간 단계 등에서 적절한 수준으로 유지되어야 한다. 또한, 수압은 상수도관로의 일시적 지역적 분리, 상수도 관로의 신설, 상수도 배관의 보수 및 청소 등을 위한 제수밸브 개폐시 등에 있어서도 측정할 필요가 있다.

종래 상수도 관망에서 수압 측정은 수압계를 결합할 수 있는 별도의 배관을 상수도 배관 사이에 연결하고 그 주위에 맨홀을 형성한 후, 상수도 운영 관리자가 맨홀 등에 들어가서 수압계로 수압을 측정하는 방법으로 이루어졌다. 그러나, 이와 같이 상수도 배관에서 수압을 측정하는 종래 방법은 다음과 같은 단점이 있어 개선이 필요한 실정이다.

우선, 상수도 운영 관리자가 지중에 설치된 맨홀 내부에 들어가 수압을 측정할 경우, 수압을 측정하는 데 너무 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 수압 측정이 지나치게 힘든 작업이 된다.

다음, 상수도 배관 내부의 상부에는 무수히 많은 기포가 형성되어 통과하는데, 이 기포가 정확한 수압 측정을 방해하기 때문에 측정 결과가 부정확하기 쉬운 단점이 있다. 수압측정의 결과가 부정확할 경우 이를 관망에서 발생하는 누수 판단의 자료로 사용하기 어렵게 된다. 또한, 별도의 배관을 상수도 배관 사이에 연결하여 수압을 측정하는 위와 같은 방법에 의하여는 누수확인이 수시로 필요한 경우, 수압 측정이 필요한 지점이 다수인 경우, 관로의 신설 또는 폐지가 빈번한 경우 등에 있어서는 사용하기 어려운 단점도 있다.

상술한 바와 같이, 상수도 관망에는 요소요소 마다 관망을 작은 구획 또는 큰 구획으로 분리할 수 있는 무수히 많은 제수밸브가 설치되어 있고, 이 제수밸브 주위에는 밸브실 또는 밸브 박스가 마련되어 있어 접근성이 용이하므로, 밸브실이나 밸브 박스에 설치된 제수밸브에서 수압 측정을 용이하게 할 수 있다면, 상수도 운용 관리가 매우 수월해 질 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 종래 상수도 관망의 운용 관리상 문제점을 해결하여 안출 된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 제1과제는 상수도 운용 관리자가 제수밸브가 설치된 지점에서 필요할 때마다 수압을 밸브실 또는 밸브박스 밖 지상에서 용이하게 측정하여 관로 상의 누수 판단 등을 할 수 있는 누수 탐지가 가능한 제수 밸브를 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 제2과제는 제수밸브에 설치되는 압력센서 및 수압 송신부의 소비전력을 최소화할 수 있는 누수 탐지가 가능한 제수 밸브를 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 제3과제는 제수밸브의 개폐에 필요한 밸브정보를 현장에서 즉시 사용자에게 제공할 수 있는 누수 탐지가 가능한 제수 밸브를 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 제4과제는 물에 기포가 포함되어 있는 경우에도 누수 여부를 판단할 수 있을 정도의 정확한 수압을 측정할 수 있는 누수 탐지가 가능한 제수 밸브를 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 제1과제는 밸브몸체 위에 밸브커버가 결합된 제수밸브에 있어서,

상기 밸브커버에는 외부에서 일정한 조건이 가해지면 수압을 측정하여 휴대 단말기에 무선으로 송출하는 조건반응수압계를 구비하되, 상기 조건반응수압계를 수압에 비례하는 전류 또는 전압을 출력하는 압력센서와, 상기 압력센서의 출력 전류 또는 전압을 디지털값으로 변환하여 휴대 단말기에 무선으로 송신하는 수압송신부와, 외부에서 가해진 조건을 전기신호로 바꾸어 상기 수압송신부에 입력하는 트리거 스위치(trigger switch)를 포함하여 구성함으로써 해결된다.

상기 수압송신부는 상기 압력센서의 아날로그 출력 전류 또는 전압을 디지털값으로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(A/D Converter)와, 상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)에서 입력된 전류 또는 전압의 디지털값으로부터 대응되는 수압값을 환산하는 마이크로콘트롤러 유닛(Microcontroller Unit)과, 상기 마이크로콘트롤러 유닛의 제어에 의하여 환산된 수압값을 무선으로 송신하는 무선주파수 트랜시버를 포함하고, 상기 트리거 스위치(trigger switch)는 일정한 조건이 가해지면 상기 마이크로콘트롤러 유닛에 트리거링(triggering) 신호를 입력하여 마이크로콘트롤러를 대기모드에서 동작모드로 전환시키는 것이 바람직하다.

상기 휴대 단말기에는 상기 수압 송신부로부터 수압 및 측정 일시를 수신하는 무선주파수 트랜시버와, 상기 수신된 수압 및 측정 일시를 저장하는 메모리와, 상기 무선주파수 트랜시버가 수신한 수압 및 측정 일시를 음성합성하거나 문자화하여 외부에 음성 또는 문자로 출력하는 수압 표시장치로 구성되는 수압 수신출력부가 마련된다.

상술한 본 발명의 제2과제는 상기 수압 송신부에 빛, 자계(磁界) 또는 충격에 의하여 트리거링(triggering) 되는 트리거 스위치(trigger switch)를 더 구비하고, 상기 트리거 스위치에 빛, 자계 또는 충격을 가했을 때만 상기 수압 송신부의 마이크로콘트로러 유닛이, 상기 압력센서의 전원이 온(on) 되도록 제어하고, 상기 수압 송신부의 무선주파수 트랜시버가 수압 및 측정 일시를 송신하도록 제어함으로써 해결된다.

상술한 본 발명의 제3과제는 상기 수압송신부에 밸브회전수를 포함한 밸브정보가 저장된 메모리를 더 구비하고, 상기 무선주파수 트랜시버는 상기 메모리에 저장된 밸브정보를 수압값과 함께 무선으로 휴대 단말기에 송신함으로써 달성된다.

상술한 본 발명의 제4과제는 상기 조건반응수압계를 하부에는 입수구(入水口)가 형성되고, 내부에는 상기 입수구로부터 유입된 물을 분배할 수 있는 물 분배공간이 상기 입수구와 연속으로 형성되며, 측면에는 제1공기배출구가 형성된 수압계 외통과, 상기 수압계 외통의 물 분배공간 상부에 배치되도록 상기 수압계 외통 내부에 조립되고, 상기 물 분배공간에 하단이 노출된 공기배출밸브가 마련되며, 몸체에는 상기 공기배출밸브와 상기 수압계 외통의 제1공기배출구를 연결하는 제2공기배출구가 형성된 수압계 코어를 포함하여 구성하고, 상기 압력센서는 상기 수압계 코어에 그 하단이 상기 물 분배공간에 노출되도록 설치함으로써 달성된다.

본 발명에 의하면, 상수도 관망에 설치되는 수많은 제수밸브들에서 용이하게 수압을 측정하여 확인할 수 있으므로, 상수도 관망 상의 누수 지점을 상수도 운용 관리자가 용이하게 찾아낼 수 있고, 지상에서 일정한 조건(사용자에 의한 밸브 캡 충격, 후래시 조사, 또는 자석의 접근 등)을 가하는 것만으로도 수압 및 측정 일시를 휴대 휴대 단말기에서 수신하여 출력할 수 있으므로, 수압의 획득이 용이하며, 일정한 조건(사용자에 의한 밸브 캡 충격, 후래시 조사, 또는 자석의 접근 등)이 없는 상태에서는 압력센서 및 수압 송신부가 동작이 정지되어 전력소비를 하지 않게 되므로 제수밸브에 설치되는 압력센서 및 수압 송신부의 소비전력을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 물에 기포나 공기가 포함된 경우에도 기포나 공기를 제거한 상태에서 정확한 수압을 측정하므로 제수밸브에서의 수압을 누수 여부의 판단 기준으로 삼을 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 누수 탐지가 가능한 제수 밸브의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 누수 탐지가 가능한 제수 밸브로부터 조건반응수압계 및 콕을 분리하여 도시한 분해사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 누수 탐지가 가능한 제수 밸브를 조건반응수압계 설치 부분만을 절개하여 도시한 정면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 누수 탐지가 가능한 제수 밸브가 지중에 설치된 상태를 보여주는 부분단면도이다.
도 5은 본 발명에 따른 압력센서 및 수압 송신부의 구성도이다.
도 6는 본 발명에 따른 수압 수신출력부의 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 조건반응수압계의 분해 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 조건반응수압계의 조립 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하면서, 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 제수밸브는 밸브몸체(107)와 밸브몸체(107) 상부에 결합된 밸브커버(103)를 포함하는 바, 본 발명에 따른 조건반응수압계는 밸브커버(103)에 보강살(105)을 형성하고, 이곳에 조건반응수압계(100)를 설치한다. 조건반응수압계(100)를 이와 같이, 밸브몸체(107)가 아닌 밸브커버(103)에 설치할 경우, 공기배출을 확실하게 한 상태에서 수압을 측정할 수 있을 뿐만 아니라(공기가 가장 높은 지점에 모이므로), 맨홀이나 밸브 박스의 지상 외부에서 충격 등을 가하기 용이하고, 금속재인 밸브몸체(107)에 의한 전자파의 방해 없이 지상에서 무선 데이터를 수신할 수 있는 장점이 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 밸브커버(103)에 형성된 보강살(105)을 관통하여 밸브커버 내부까지 이르는 암나사 구멍(탭)을 형성하고, 이곳에 개폐밸브가 내장된 콕(101)을 설치하고, 이 콕(101)에 본 발명에 따른 조건반응수압계(100)를 설치하는 것이 바람직하다. 조건반응수압계(100) 고장시나 교체시에 콕(101)을 잠궈 물을 차단할 수 있기 때문이다.

본 발명의 특징은 이와 같이, 밸브몸체(107) 위에 밸브커버(103)가 결합된 제수밸브에 있어서, 상기 밸브커버(103)에 외부에서 일정한 조건이 가해지면 수압을 측정하여 휴대 단말기에 무선으로 송출하는 조건반응수압계(100)를 구비한 데 특징이 있다. 또한, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 조건반응수압계(100)를 수압을 감지하여 수압에 비례하는 전류 또는 전압(전기 신호)을 출력하는 압력센서(53)와, 상기 압력센서(53)의 출력 전류 또는 전압을 디지털값으로 변환하여 휴대 단말기(도 4의 부호 131)에 무선으로 송신하는 수압송신부(57)와, 외부에서 가해진 조건을 전기신호로 바꾸어 상기 수압송신부에 입력하는 트리거 스위치(trigger switch)(67, 69, 71)를 포함한 데 다른 특징이 있다.

도 5를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 상기 수압송신부(57)는, 상기 압력센서(53)의 아날로그 출력 전류 또는 전압을 디지털값으로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(A/D Converter)(65)와, 상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)(65)에서 입력된 전류 또는 전압의 디지털값으로부터 대응되는 수압값을 환산하는 마이크로콘트롤러 유닛(Microcontroller Unit)(59)과, 상기 마이크로콘트롤러 유닛(59)의 제어에 의하여 환산된 수압값을 무선으로 송신하는 무선주파수 트랜시버(61)와, 상기 일정한 조건이 가해지면 상기 마이크로콘트롤러 유닛에 트리거링(triggering) 신호를 입력하여 마이크로콘트롤러를 대기모드에서 동작모드로 전환시키는 트리거 스위치(trigger switch)(67, 69, 71)를 포함한다. 상기 메모리(63)와 무선주파수 트랜시버(61)와, 마이크로콘트롤러 유닛(59)은 노르웨이의 Nordic Semiconductor사의 시스템칩인 nRF24LE1 칩과 같이 하나의 반도체 칩에 집적된 것을 사용할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 수압 송신부(57)에는 빛, 자계(磁界) 또는 충격에 의하여 트리거링(triggering) 되는 트리거 스위치(trigger switch)를 더 구비하고, 상기 트리거 스위치에 빛, 자계 또는 충격을 가했을 때만 상기 수압 송신부의 마이크로콘트로러 유닛(59)이, 상기 압력센서(53)의 전원이 온(on) 되도록 제어하고, 상기 수압 송신부의 무선주파수 트랜시버(61)가 수압 등의 무선데이터를 송신하도록 제어하므로, 제수밸브에 설치되는 압력센서 및 수압 송신부의 소비전력을 최소화할 수 있다.

빛에 의하여 반응하는 트리거 스위치로는 CdS셀(69)이 있는 데, CdS셀(69)은 조사된 빛에너지의 세기에 따라 내부저항이 변화하므로, 조사하는 빛에너지의 강도를 일정 수준 이상으로 하거나 일정 수준이하로 하여 상기 마이크로콘트롤러 유닛(59)에 전기적으로 온(on) 신호 또는 오프(off)신호를 입력할 수 있다. 이 때 온(on) 신호는 마이크로콘트롤러 유닛(59)에 수압 송신 제어 조건으로 기능할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, CdS셀(69)에는 후래시(127)를 이용하여 동작에 필요한 빛을 가할 수 있다.

충격에 의하여 반응하는 트리거 스위치로는 충격감응 스위치(shock switch)(67)가 있는데, 충격감응 스위치(67)는 충격이 가해지면 순간적으로 전기적으로 닫히거나 열리는 동작을 하여 상기 마이크로콘트롤러 유닛(59)에 트리거링 신호를 제공한다. 도 24 도시된 바와 같이, 충격감응 스위치(67)에는, 밸브 키(117)의 키 박스(119)를 밸브 캡(109) 또는 조건반응수압계(100)에 충격하는 방법에 의하여 필요한 충격량을 가할 수 있다.

자계에 의하여 반응하는 트리거 스위치로는 리드스위치(71)가 있는데, 상기 리드스위치(71)는 자석이 접근하여 주변에 일정한 세기의 자계가 형성되면 자성체 리드끼리 붙어서 전기적으로 닫히고 자계가 사라지면 자성체 리드가 서로 떨어져 전기적으로 열림으로써, 상기 마이크로콘트롤러 유닛(59)에 트리거링 신호를 제공한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 리드스위치(71에는 상기 밸브 키(117)의 키 박스(119) 하면에 자석(123 박아 넣고, 키 박스(119)를 밸브 캡(109) 또는 조건반응수압계에 접근시킴으로써 필요한 자계를 가할 수 있다.

도 5에는 충격감응 스위치(67)와, CdS셀(69)과, 리드스위치(71)가 서로 병렬로 연결되어 마이크로콘트롤러 유닛(59)에 트리거링 신호를 제공하도록 도시되어 있으나, 반드시 이 3종류의 트리거 스위치를 모두 사용할 필요는 없으며, 이들 중 1종류의 트리거 스위치만(예를 들어 충격감응 스위치)을 사용하거나, 2종류(예를 들어 병렬 연결된 충격감응 스위치와 리드스위치)의 스위치만을 사용할 수도 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 제수밸브는 사람이 내부에 들어갈 수 없는 좁은 철개(129) 하부 지중(地中)에 설치될 수도 있으나, 사람이 내부에 들어갈 수 있는 맨홀 내부에 설치될 수도 있다. 그러나 상수도 운영자는 언제나 지상 외부에서 즉시 수압 등을 획득할 수 있다.

상기 수압송신부(57)의 메모리(63)에는 밸브회전수(밸브를 개폐하기 위해서 밸브디스크에 결합 된 밸브대를 회전시키는 데 그 회전수)를 포함한 밸브정보(밸브 제조사, 밸브 관경 등)를 더 저장하고, 상기 무선주파수 트랜시버(61)는 상기 메모리(63)에 저장된 밸브정보를 수압값과 함께 무선으로 휴대 단말기(131)에 송신하는 것이 바람직하다. 이를 통해, 제수밸브의 개폐에 필요한 밸브정보를 현장에서 즉시 사용자 또는 상수도 운용자에게 제공할 수 있다.

도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상수도 운용자는 휴대 단말기(131)를 휴대하여 지상 외부에서 수압 등을 수신하는 데, 상기 휴대 단말기(131)에는 상기 수압송신부(57)와 무선 통신하는 수압 수신출력부(73)가 구비된다. 상기 수압 수신출력부(73)는 상기 수압 송신부(57)로부터 수압 등의 무선 데이터를 수신하는 무선주파수 트랜시버(77)와, 상기 수신된 수압 등의 데이터를 저장하는 메모리(83)와, 상기 무선주파수 트랜시버(77)가 수신한 수압 등의 데이터를 음성합성하거나 문자화하여 외부에 음성 또는 문자로 출력하는 수압 표시장치(85, 87 또는 79, 811)로 구성된다. 필요에 따라서는 수압를 음성합성하여 음성으로만 출력하는 수압 음성출력장치(79, 81)만을 사용하거나, 수압를 문자화하여 문자로 출력하는 문자디스플레이장치(85, 87)만을 사용할 수 있다. 즉, 상기 수압 표시장치는 음성출력장치 또는 문자디스플레이장치를 적어도 하나 포함하며, 음성출력장치는 음성합성기(79)와 스피커(81)로 구성되고, 문자디스플레이장치는 엘씨디 드라이버(85)와 엘씨디(LCD)(87)로 구성된다. 마이크로콘트롤러 유닛(75)은 무선주파수 트랜시버(77)로 부터 수압 등의 데이터를 수신하고, 메모리(83)에 이 수압 및 측정 일시를 일시 저장한 후 읽어 들여, 상기 음성출력장치(79. 81) 또는 문자디스플레이장치(85, 87)가 수압을 음성 또는 문자로 출력하도록 제어한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 수압 송신부(57) 및 수압 수신출력부(73)는 각각 조건반응수압계(100) 및 휴대 단말기(131)에 내장되어, 제수밸브 운용관리자가 밸브 키(117)로 밸브 캡(109) 또는 조건반응수압계(100)을 충격하거나, 후래시(127)를 조건반응수압계(100)를 향하여 비추거나, 밸브 키(1117)의 키 박스(119)를 밸브 캡(109)에 접근시키면, 수압 송신부(57)는 압력센서(53)의 전원을 온(on)시키고 압력센서(57)에서 압력 등의 데이터가 수신되면, 이를 수압 수신출력부(73)에 무선으로 송신하며, 수압 수신출력부(73)는 수압 둥의 데이터를 음성으로 출력하거나 문자로 출력하게 된다.

도 7을 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 조건반응수압계(100)는 수압계 하부외통(1) 및 수압계 상부외통(19)으로 구성되는 수압계 외통(1, 19)과, 수압계 하부외통(1)에 조립되는 수압계 코어(27)를 더 구비한다. 수압계 하부외통(1)의 하부에는 배관이나 제수밸브 등에 관통 설치되는 연결관(13)이 구비되고, 연결관(13) 내부에는 입수구(入水口)(15)가 형성된다. 하부외통(1)의 몸체(3) 내부에는 상기 입수구(15)보다 더 넓게 확장되어 입수구(15)로부터 유입된 물을 분배할 수 있는 물 분배공간(11)이 마련된다. 또한, 하부외통(1)의 몸체(3) 측면에는 제1공기배출구(5)가 형성된다. 하부외통(1)의 내부에는 수압계 코어(27)를 하부외통(1)에 조립할 때 하방으로의 수압계 코어(27)가 하방으로 진입할 수 있는 한계를 설정하는 단턱(9)이 형성된다. 이 단턱(9)에 의하여 물 분배공간이 항상 일정한 높이로 확보된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 하부외통(1)의 내벽에는 암나사를 형성하고, 수압계 코어(27)의 외벽에는 여기에 결합되는 수나사를 형성하여 하부외통(1)과 수압계 코어(27)를 나사 결합할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 하부외통(1)의 연결관(13) 외면에도 나사를 형성하여, 배관이나 제수밸브에 결합할 때 나사 결합할 수 있다. 상기 하부외통(1)의 내벽에는 상기 제1공기배출구(5)의 높이로 그루브(7)를 형성하여 수압계 코어(27)에 형성된 제2공기배출구(37)와 유로 연결을 용이하게 할 수 있다. 상기 하부외통(1) 하단 외측에는 나사조임용 공구 걸이를 위한 각면(17)을 더 형성할 수 있다. 도면에는 표시하지 않았지만, 하부외통(1)에 각면(17)을 형성하는 대신 상부외통(19)에 각면을 형성할 수도 있다. 도 7 및 도 8을 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 상기 수압계 코어(27)는 상기 수압계 하부외통(1)의 물 분배공간(11) 상부에 배치되도록 상기 수압계 하부외통(1) 내부에 조립된다. 이 때, 상기 수압계 코어(27)의 하단이 상기 수압계 하부외통(1)의 단턱(9)가 밀착되는 높이로 조립된다. 상기 수압계 코어(27)에는 상기 물 분배공간(11)에 하단이 노출된 상기 압력센서(53)가 결합된다. 또한, 상기 수압계 코어(27)에는 압력센서(53)와 인접하여 물 분배공간(11)에 하단이 노출된 공기배출밸브(41)가 마련된다. 이를 위해 상기 수압계 코어(27) 몸체(29)에는 상기 압력센서(53)의 연결관(55)이 조립되는 제1탭(33)이 형성되고 상기 제1탭(33) 상부에는 압력센서(53)의 몸체가 조립되는 중공(31)이 형성된다. 또한, 상기 수압계 코어(27) 몸체(29)에는 상기 제1탭과 인접하여 공기배출밸브(41)의 연결관(49)과 조립되는 제2탭(35)과, 상기 제2탭(35)과 연속되는 유로를 형성하는 제2공기배출구(37)가 형성된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제2탭(35)에는 오링(39)과 작동구(43)와 구받침(45)으로 구성되는 공기배출밸브(41)가 설치된다. 상기 작동구(43)는 공기에 의하여는 상승하지 않지만, 수압이 수반된 물에 의하여는 상승하여 오링(39)과 밀착되는 무게를 갖는다. 상기 구받침(45) 중심에는 유로(47)가 형성되고, 구받침(45) 상부에는 상기 수압계 코어(27)의 제2탭(35)과 나사 결합되는 연결관(49)이 형성된다. 또한, 상기 연결관(49) 상단에는 길이 방향으로 장공(51)이 다수 형성된다. 상기 수압계 하부외통(1)의 제1공기배출구(5)와 상기 수압계 코어(27)의 제2공기배출구(37)는 수압계 하부외통(1)과 수압계 코어(27)가 조비된 상태에서 서로 연결된 공기 유로를 형성한다. 상기 압력센서(53)의 외형은 도면에 도시된 구조 이외에 다양한 구조의 압력센서(53)를 채용할 수 있고, 그 외형에 따라 상기 수압계 코어(27)에 형성되는 제1탭(33) 및 중공(31)의 형상과 크기도 달라진다.

도 8을 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 입수구(15)를 통해 물 분배공간(11)에 입수된 물에 공기나 기포가 섞여 있을 경우, 공기배출밸브(41)의 구받침(45) 내부 유로(47) 및 장공(51)을 지나 제2공기배출구(37) 및 제1공기배출구(5)를 통해 배출된다. 이 때, 공기는 가볍기 때문에 작동구(43)를 밀어 올리지 못한다. 입수구(15)를 통해 물 분배공간(11)에 입수된 물에 공기나 기포가 섞여 있지 않을 경우, 물은 수압에 의하여 작동구(43)를 상방으로 밀어 오링(39)에 밀착시킨다. 따라서 물의 누출은 없고 공기만 빠져 나가게 된다.

조건반응수압계를 이와 같이 구성함으로써, 물에 기포가 포함되어 있는 경우에도 누수 여부를 판단할 수 있을 정도의 정확한 수압을 측정할 수 있다.

1 : 수압계 하부외통 3 : 몸체
5 : 제1공기배출구 7 : 그루브(groove)
9 : 단턱 11 : 물 분배공간
13 : 연결관 15 : 입수구
17 : 각면 19 : 수압계 상부외통
21 : 몸체 23 : 연결관
25 : 중공 27 : 수압계 코어
29 : 몸체 31 : 중공
33 : 제1탭 35 : 제2탭
37 : 제2공기배출구 39 : 오링
41 : 공기배출밸브 43 : 작동구
45 : 구받침 47 : 유로
49 : 연결관 51 : 잔공
53 : 압력센서 55 : 연결관
57 : 수압송신부 59 : 마이크로콘트롤러 유닛
61 : 무선주파수 트랜시버 63 : 메모리
65 : A/D 변환기 67 : 충격감응 스위치
69 : CdS셀 71 : 리드 스위치
73 : 수압 수신출력부 75 : 마이크로콘트롤러 유닛
77 : 무선주파수 트랜시버 79 : 음성합성기
81 : 스피커 83 : 메모리
85 : 엘씨디 드라이버 86 : 엘씨디
100 : 조건반응수압계 101 : 콕(cock)
103 : 밸브커버 105 : 보강살
107 : 밸브몸체 109 : 밸브 캡
111 : 밸브실 113 : 배관
115 : 밸브박스 117 : 밸브키
119 : 키박스 121 : 스템
123 : 자석 125 : 핸들
127 : 후래시 129 : 철개
131 : 휴대 단말기

Claims (5)

1. 수압을 측정하여 무선으로 송신하는 수압계를 제수 밸브에 구비하여 제수 밸브 설치 지점에서 누수를 탐지할 수 있게 하되, 상기 수압계는,
   하부에는 입수구(入水口)가 형성되고, 내부에는 상기 입수구로부터 유입된 물을 분배할 수 있는 물 분배공간이 상기 입수구와 연속으로 형성되며, 측면에는 제1공기배출구가 형성된 수압계 외통;
   상기 수압계 외통의 물 분배공간 상부에 배치되도록 상기 수압계 외통 내부에 조립되고, 상기 물 분배공간에 하단이 노출된 공기배출밸브가 마련되며, 몸체에는 상기 공기배출밸브와 상기 수압계 외통의 제1공기배출구를 연결하는 제2공기배출구가 형성된 수압계 코어;
   상기 수압계 코어에 설치되어 그 하단이 상기 물 분배공간에 노출되고 수압에 비례하는 전류 또는 전압을 출력하는 압력센서; 및
   상기 압력센서의 출력 전류 또는 전압을 디지털값으로 변환하여 무선으로 송신하는 수압송신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 누수 탐지가 가능한 제수 밸브.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 수압송신부는 상기 압력센서의 아날로그 출력 전류 또는 전압을 디지털값으로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(A/D Converter);
   상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)에서 입력된 전류 또는 전압의 디지털값으로부터 대응되는 수압값을 환산하는 마이크로콘트롤러 유닛(Microcontroller Unit);
   상기 마이크로콘트롤러 유닛의 제어에 의하여 환산된 수압값을 무선으로 송신하는 무선주파수 트랜시버;
   외부에서 일정한 조건이 가해지면 상기 마이크로콘트롤러 유닛에 트리거링(triggering) 신호를 입력하여 마이크로콘트롤러를 대기모드에서 동작모드로 전환시키는 트리거 스위치(trigger switch);를 포함하는 것을 특징으로 하는 누수 탐지가 가능한 제수 밸브.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 트리거 스위치(trigger switch)는 빛, 자계 또는 충격을 가했을 때만 상기 수압 송신부에 전기신호를 입력하는 것을 특징으로 하는 누수 탐지가 가능한 제수 밸브.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
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