KR101161022B1 - 무전원 약품 자동 공급장치 - Google Patents

Abstract

간이상수도 시설에서 소독약 등의 약품을 전원 없이 자동으로 공급하는데 사용되는 무전원 약품 자동 공급장치를 개시한다. 수차는 취수탱크 내에 일 방향으로 계속해서 회전 가능하게 설치되며, 회전 방향을 따라 배열되는 다수의 계량 통들을 구비한다. 수차 멈춤부는 수차로 공급되는 물이 계량 통들 중 어느 하나에 설정 양만큼 담길 때까지 수차를 자력에 의해 실질적으로 멈춘 상태로 유지시키다가, 설정 양을 초과하면 담긴 물의 무게에 의해 수차가 회전하면서 취수탱크 내로 물을 배출시킨다. 약품 공급부는 수차의 회전력을 전달받아 취수탱크 내로 약품을 공급한다. 회전력 감쇠부는 수차가 일부 잠길 수 있게 물을 담아서, 물의 저항에 의해 수차의 회전력을 감쇠시켜 뒤이은 멈춤 위치에서 정확하게 멈출 수 있게 한다. 이에 따라, 전원 없이 자동으로 약품이 공급될 수 있고, 약품의 농도가 가변적으로 조절될 수 있으며, 약품이 정량으로 공급될 수 있다.

Description

무전원 약품 자동 공급장치{Apparatus for supplying medicines automatically without sources of electricity}

본 발명은 약품 자동 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간이상수도 시설에서 소독약 등의 약품을 전원 없이 자동으로 공급하는데 사용되는 무전원 약품 자동 공급장치에 관한 것이다.

통상적으로, 상수도가 보급되지 않는 도서지역이나 산골 등지에서는 간이상수도를 운용하고 있다. 간이상수도는 산 중턱 등과 같은 높은 곳에 취수탱크를 설치하고, 펌프에 의해 지하수 또는 계곡물 등을 끌어올려 취수탱크에 저장한 후 집집마다 급수하는 것이 대부분이다.

이러한 간이상수도는 해당 지역의 지자체에서 관리하도록 되어 있다. 하지만, 한정된 인력으로는 해당 지역의 모든 간이상수도를 관리하기 어렵기 때문에, 전문성이 없는 마을 대표나 이장 등에게 일부분을 위임하여 관리하도록 하고 있다. 이 경우, 전문성 부재로 인해 수질 관리가 제대로 되지 않을 수 있다. 게다가, 간이상수도 시설이 산간 오지에 설치되는 경우에는 관리자의 접근이 용이하지 않아서 수질 관리에 어려움이 있을 수 있다.

전술한 원인 등으로 인해, 간이상수도 시설에 약품 자동 공급장치가 설치되기도 한다. 약품 자동 공급장치는 취수탱크로 공급되는 물에 약품, 예컨대 소독약을 일정 시간 간격마다 자동으로 공급하여 살균하는 기능을 한다.

그런데, 종래의 약품 자동 공급장치는 소독약을 공급하기 위한 모터 펌프가 전원에 의해 구동되는 예가 있다. 즉, 모터 펌프는 배터리 또는 태양 전지 등에 의해 구동되는 것이다. 이 경우, 배터리가 방전되면 관리자가 배터리를 충전 또는 교체해야 하는 불편함이 있다. 태양 전지는 장마철에 일조량이 부족하거나 겨울철에 눈으로 덮인 경우 모터 펌프로 충분한 전원을 공급하지 못하여, 약품 자동 공급장치의 동작이 원활하지 못할 수 있다.

그리고, 종래의 약품 자동 공급장치는 취수탱크로 공급되는 물의 양에 관계없이 일정량의 소독약이 공급되는 것이 일반적이다. 이에 따라, 취수탱크로 공급되는 물에 대한 소독약의 농도가 달라질 수 있다.

만일, 소독약의 농도가 설정 농도보다 높을 때에는 소독된 물에 독성이 강해져 물을 사용하는 사람의 건강을 해칠 수 있다. 이와 반대로, 소독약의 농도가 설정 농도보다 낮을 때에는 소독 효과가 떨어질 수 있다. 즉, 물의 소독 상태가 일정하게 관리되지 못할 수 있는 것이다.

뿐만 아니라, 소독약이 일정하게 공급되기 때문에, 간이상수도의 오염도 등을 고려하여 소독약의 농도가 조절될 필요가 있을 때에도 가변적으로 조절될 수 없는 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전원 없이 자동으로 약품을 공급할 수 있고, 약품의 농도를 가변적으로 조절할 수 있으며, 약품을 정량으로 공급할 수 있는 무전원 약품 자동 공급장치를 제공함에 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 무전원 약품 자동 공급장치는, 취수탱크 내에 일 방향으로 계속해서 회전 가능하게 설치되며, 회전 방향을 따라 배열되는 다수의 계량 통들을 구비한 수차; 상기 수차로 공급되는 물이 상기 계량 통들 중 어느 하나에 설정 양만큼 담길 때까지 상기 수차를 자력에 의해 실질적으로 멈춘 상태로 유지시키다가, 설정 양을 초과하면 담긴 물의 무게에 의해 상기 수차가 회전하면서 상기 취수탱크 내로 물을 배출시키는 수차 멈춤부; 상기 수차의 회전력을 전달받아 상기 취수탱크 내로 약품을 공급하는 약품 공급부; 및 상기 수차가 일부 잠길 수 있게 물을 담아서, 물의 저항에 의해 상기 수차의 회전력을 감쇠시켜 뒤이은 멈춤 위치에서 정확하게 멈출 수 있게 하는 회전력 감쇠부;를 포함한다.

본 발명에 따르면, 수력을 이용해서 약품을 취수탱크 내로 자동 공급하므로, 배터리 또는 태양 전지 등의 전원이 이용되지 않을 수 있다. 그리고, 자력을 이용해서 비접촉 방식으로 수차를 멈추거나 회전시키므로, 구조가 단순화될 수 있고, 기계적인 마모 부분이 없게 된다. 이에 따라, 장기간 사용에도 내구성이 좋을 수 있다. 또한, 수차가 급격히 회전하더라도 회전력이 감쇠되어, 뒤이은 멈춤 위치를 지나치지 않고 정확하게 멈출 수 있으므로, 약품 공급부의 약품이 취수탱크로 정량 공급될 수 있다.

본 발명에 따르면, 수차로 분배되는 물의 유량을 조절하면, 수차의 회전수가 조절될 수 있다. 따라서, 다단의 변속장치 없이도 취수탱크 내로 공급되는 물에 대한 약품의 농도가 가변적으로 조절될 수 있다.

본 발명에 따르면, 약품이 소진된 상태에서, 수차로 물이 공급되지 않도록 하여, 약품 공급부의 불필요한 동작으로 인한 파손이 방지할 수 있다. 또한, 취수탱크의 물이 밖으로 배출되지 않게 되므로, 취수탱크로 공급되는 약품이 낭비되지 않을 수 있다. 게다가, 수조로부터 취수탱크의 외부로 우회되어 배출되는 물은 약품이 섞여있지 않으므로, 농업 용수 등으로 이용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 수조 내의 감압 벽에 의해 수조로 유입되는 물의 압력이 분산되어 수면이 잔잔해질 수 있으므로, 수차로 공급되는 물이 정량으로 계량될 수 있다. 이에 따라, 약품 공급부의 약품이 취수탱크 내로 정량으로 공급될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 약품 자동 공급장치가 취수탱크에 설치된 예를 도시한 측단면도이며, 도 2는 도 1의 무전원 약품 자동 공급장치를 발췌하여 도시한 측단면도이다. 그리고, 도 3은 도 2에 있어서, 수차의 구성 및 설치 예를 도시한 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 무전원 약품 자동 공급장치(100)는, 수차(110)와, 수차 멈춤부(120)와, 약품 공급부(130), 및 회전력 감쇠부(140)를 포함한다.

수차(110)는 취수탱크(10) 내에 설치된다. 취수탱크(10)는 송수관을 통해 지하수 또는 계곡물 등을 공급받아서 저장한 후, 저장된 물이 집집마다 급수될 수 있게 한다. 다른 예로, 수차(110)는 취수탱크(10) 외부의 옥외함에 설치되는 것도 가능하다. 이하, 수차(110)가 취수탱크(10)에 설치된다는 설명은 예시적인 것이므로, 이에 반드시 한정되지 않는다.

수차(110)는 일 방향으로 계속해서 회전 가능하게 취수탱크(10)에 설치된다. 예컨대, 수차(110)는 양측으로 회전축(111)들이 돌출 형성되고, 회전축(111)들이 지지 프레임(101)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 그리고, 지지 프레임(101)은 취수탱크(10)에 고정될 수 있다. 수차(110)의 회전축(111)들 중 적어도 한 쪽에는 수차(110)를 부드럽게 회전시키기 위한 베어링이 설치될 수 있다.

수차(110)는 회전 방향을 따라 배열되는 다수의 계량 통(112)들을 구비한다. 계랑 통(112)들은 동일한 형상으로 각각 이루어지고, 수차(110)의 회전 중심축 둘레를 따라 일정한 간격으로 배열된다.

일 예로, 계량 통(112)들은 회전 중심축 둘레에 날개부(113)들이 일정 간격으로 고정되고, 날개부(113)들의 양측에 원판(114)들이 고정되어 형성될 수 있다. 날개부(113)들은 양측에 원판(114)들이 고정된 상태에서 물을 각각 담을 수 있는 공간을 한정하도록 절곡된 구조로 이루어질 수 있다.

수차 멈춤부(120)는 계량 통(112)들 중 어느 하나에 설정 양만큼 물이 담길 때까지 수차(110)를 자력에 의해 실질적으로 멈춘 상태로 유지시키다가, 설정 양을 초과하면 담긴 물의 무게에 의해 수차(110)가 회전하면서 물을 배출할 수 있게 한다.

즉, 수차 멈춤부(120)는 계량 통(112)들이 모두 비어 있을 때 자력에 의해 수차(110)가 멈춘 상태를 유지한다. 이 상태에서, 계량 통(112)들 중 어느 하나에 물이 담기게 된다. 이때, 수차 멈춤부(120)는 계량 통(112)에 담기는 물의 양이 설정 양에 도달할 때까지 수차(110)의 멈춘 상태를 유지시킨다.

계량 통(112)에 담기는 물이 설정 양을 초과하면서 물의 무게가 자력보다 커지는 순간, 수차(110)가 회전하게 되고, 이에 따라 계량 통(112)이 뒤집어지면서 계량 통(112)에 담긴 물이 취수탱크(10) 내로 설정 양만큼 배출된다. 계량 통(112)으로부터 물이 완전히 배출되면, 자력에 의해 수차(110)는 다시 멈추게 된다.

이후의 과정들은 전술한 과정과 동일하게 이루어져, 물이 취수탱크(10) 내로 설정 양만큼씩 배출될 수 있다. 즉, 수차 멈춤부(120)는 계량 통(112)에 담기는 물의 양을 정확히 계량할 수 있게 하는 것이다. 물의 설정 양은 취수탱크(10) 내로 공급되는 물의 양에 대한 약품의 설정 농도에 따라 설정되는 부분이다.

수차 멈춤부(120)는 자력을 이용해서 수차(110)를 비접촉 방식으로 멈추거나 회전시킬 수 있으므로, 기계적인 마모 부분을 없게 한다. 따라서, 장기간 사용에 도 내구성이 충분히 확보될 수 있다.

약품 공급부(130)는 약품을 취수탱크(10) 내로 공급하기 위한 것이다. 약품 공급부(130)는 수차(110)가 물을 배출하면서 회전하는 과정에서 발생하는 회전력을 전달받는다. 그러면, 약품 공급부(130)는 전달받은 회전력에 의해 약품을 취수탱크(10) 내로 공급하게 된다. 약품 공급부(130)에 의해 공급되는 약품은 물을 소독하기 위한 소독약일 수 있다.

회전력 감쇠부(140)는 수차(110)가 일부 잠길 수 있게 물을 담아서, 물의 저항에 의해 수차(110)의 회전력을 감쇠시켜, 자력에 의해 수차(110)를 멈추는 과정에서 뒤이은 멈춤 위치에서 정확하게 멈출 수 있게 한다.

즉, 수차(110)가 회전력 감쇠부(140)에 의해 공기보다 밀도가 높은 물에 일부 잠겨 있으면, 회전할 때 공기의 저항보다 높은 물의 저항을 받게 되므로, 회전력이 감쇠될 수 있다. 이에 따라, 수차(110)는 회전력 감쇠부(140)가 없는 경우보다, 뒤이은 멈춤 위치에서 정확하게 멈출 수 있다.

특히, 수차(110)가 급격히 회전할수록, 회전력 감쇠부(140)가 없다면, 자력에 의해 수차(110)가 멈출 때, 뒤이은 멈춤 위치를 지나쳐서 멈출 가능성이 높다. 하지만, 본 실시예에 따르면, 수차(110)가 급격히 회전하더라도 회전력 감쇠부(140)에 의해 회전력이 감쇠될 수 있으므로, 뒤이은 멈춤 위치를 지나치지 않고 정확하게 멈출 수 있다. 그 결과, 약품 공급부(130)가 수차(110)의 회전력에 의해 약품을 취수탱크(10)로 공급할 때, 정량으로 취수탱크(10)로 공급할 수 있게 된다.

회전력 감쇠부(140)에 의한 감쇠 효과를 높이기 위해, 수차(110)의 날개부(113) 끝에 꺾임부(113a)가 형성될 수 있다. 꺾임부(113a)는 회전력 감쇠부(140)의 물에 잠긴 상태에서 수차(110)가 회전할 때 수차(110)의 역방향으로 가해지는 저항력을 더욱 크게 하여, 감쇠 효과를 높일 수 있다.

회전력 감쇠부(140)는 계량 통(112)으로부터 배출되는 물을 공급받아서 수차(110)가 일부 잠기게 할 수 있다. 회전력 감쇠부(140)에 계량 통(112)들로부터 계속해서 물을 공급받게 되면, 회전력 감쇠부(140)로부터 물이 넘치면서 취수탱크(10)로 공급될 수 있다.

후술하겠지만, 송수관으로부터 유입되는 물을 수차(110)와 취수탱크(10)로 각각 직송하도록 분배하는 경우, 회전력 감쇠부(140)는 취수탱크(10)로 직송되는 물의 일부를 수로부(162)의 바닥에 형성된 감쇠부용 공급 홀(160b)을 통해서도 공급받을 수 있다. 이에 따라, 회전력 감쇠부(140)로 공급되는 물의 유량을 늘려서, 회전력 감쇠부(140)에 물이 오랫동안 담겨 있지 않고 신속하게 취수탱크(10)로 공급될 수 있다.

전술한 바와 같이, 무전원 약품 자동 공급장치(100)는 계량 통(112)에 물이 설정 양만큼 담길 때까지 자력에 의해 수차(110)가 멈추어 있다가 설정 양을 초과해서 담기면, 수차(110)가 회전하면서 발생하는 힘을 이용하여 약품을 취수탱크(10) 내로 자동 공급하게 된다. 따라서, 약품 공급을 위해 배터리 또는 태양 전지 등의 전원이 이용되지 않을 수 있으므로, 배터리 또는 태양 전지의 이용에 따른 제반 문제들이 해소될 수 있다.

또한, 수차(110)가 비접촉 방식으로 멈추거나 회전될 수 있어, 기계적인 마 모 부분이 없게 되므로, 장기간 사용에도 내구성이 확보될 수 있다. 아울러, 수차(110)가 급격히 회전하더라도 회전력이 감쇠되어, 뒤이은 멈춤 위치를 지나치지 않고 정확하게 멈출 수 있으므로, 약품 공급부(130)로부터 약품이 취수탱크(10)로 정량 공급이 가능할 수 있다.

한편, 도 3 및 도 4를 참조하면, 수차 멈춤부(120)는 제1 자석(121)과, 복수 개의 제2 자석(123)들을 포함할 수 있다. 제1 자석(121)은 수차(110)의 회전을 지지하는 지지 프레임(101)에 설치될 수 있다. 그리고, 복수 개의 제2 자석(123)들은 수차(110), 예컨대 원판(114)에 계량 통(112)마다 하나씩 대응되게 방사상으로 설치될 수 있다. 여기서, 제2 자석(123)들은 계량 통(112)들이 제1 자석(121) 쪽으로 순차적으로 이동한 상태에서, 제1 자석(121)과 인력이 발생하도록 다른 종류의 극으로 마주하게끔 각각 설치된다.

제1 자석(121)은 2개로 구비되어 수차(110)의 양측에서 회전을 지지하는 지지 프레임(101)들에 하나씩 설치될 수 있다. 이에 상응하여, 계량 통(112)마다 2개의 제2 자석(123)들이 계량 통(112)의 양측에 하나씩 설치될 수 있다. 이에 따라, 수차(110)가 멈춘 상태에서 수차(110)의 양측을 동일한 힘으로 당겨서, 수차(110)가 한쪽으로 치우치지 않고 균형된 자세를 유지할 수 있다.

그리고, 제1 자석(121)은 제2 자석(123)과의 간격 조절이 가능하도록 설치될 수 있다. 예컨대, 제1 자석(121)은 나사 조절 레버(122)에 고정될 수 있다. 여기서, 나사 조절 레버(122)는 회전 방향에 따라 제1 자석(121)이 제2 자석(123)에 대해 근접 또는 이격되도록 지지 프레임(101)에 나사 결합할 수 있다.

제1 자석(121)과 제2 자석(123)과의 간격은 가까워질수록 자력이 커지게 되고, 멀어질수록 자력이 작아지게 된다. 따라서, 제1 자석(121)과 제2 자석(123)의 간격 조절에 따라, 계량 통(112)에 의해 계량되는 물의 양이 조절될 수 있다.

다른 예로, 수차(110)는 제1 자석(121)과 대응되는 부위가 자력에 붙을 수 있는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 수차(110)의 양측에 구비되는 원판(114)들이 자력에 붙을 수 있는 금속 재질로 이루어질 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 약품 공급부(130)는 수차(110)의 회전수, 즉 취수탱크(10) 내로 공급되는 물의 양에 비례해서 약품을 정확하게 공급할 수 있게 구성된다.

일 예로, 약품 공급부(130)는, 펌프 케이싱(131)과, 롤러 지지판(132)과, 펌프 축(133), 및 다수의 가압 롤러(134)들을 포함하여 구성될 수 있다. 펌프 케이싱(131)은 내부 공간을 갖고, 일측에 출입구(131a)가 형성될 수 있다.

펌프 케이싱(131) 내에는 연성 튜브(135)가 배치된다. 여기서, 연성 튜브(135)는 펌프 케이싱(131)의 출입구(131a)를 통해 들어가서 펌프 케이싱(131)의 내면을 따라 감긴 다음, 펌프 케이싱(131)의 출입구(131a)를 통해 나오도록 설치될 수 있다. 연성 튜브(135)는 유입부(135a)를 통해 약품저장 용기(136)로부터 약품이 유입되어 배출부(135b)를 통해 취수탱크(10) 내로 약품이 배출된다.

롤러 지지판(132)은 가압 롤러(134)들을 지지하기 위한 것으로, 펌프 케이싱(131) 내에 수용된다. 롤러 지지판(132)은 삼각 판상으로 이루어지고, 연성 튜 브가 꼭지점 부위에 가압 롤러(134)들이 각각 설치될 수 있다. 펌프 축(133)은 수차(110)의 회전축(111)과 커플링되어, 수차(110)의 회전력을 전달받음으로써, 롤러 지지판(132)을 회전시킨다.

다수의 가압 롤러(134)들은 롤러 지지판(132)의 꼭지점 부위에 각각 설치되어 방사상으로 배열된다. 가압 롤러(134)들은 펌프 축(133)에 의해 롤러 지지판(132)이 회전하면 연성 튜브(135)를 누른 상태에서 연성 튜브(135) 내의 약품을 배출부(135b) 쪽으로 밀어내어 배출부(135b)를 통해 취수탱크(10) 내로 배출할 수 있게 한다. 따라서, 수차(110)의 회전수에 비례해서 약품이 정확하게 취수탱크(10) 내로 공급될 수 있다.

한편, 무전원 약품 자동 공급장치(100)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 수조(160)와, 유량 분배 조절기(170)를 더 포함할 수 있다. 수조(160)는 송수관을 통해 유입되는 물을 받으며, 받은 물이 수차(110)와 취수탱크(10)로 각각 직송되도록 안내한다. 수조(160)에는 수차(110)로 물이 공급될 수 있도록 수차 공급용 홀(160a)이 형성된다.

유량 분배 조절기(170)는 수조(160)에 받은 전체 물 중 일부를 수차용 공급 홀(160a)을 통해 수차(110)로 직송하는 한편, 나머지 물을 수차(110)를 거치지 않고 취수탱크(10)로 직송하도록 분배한다.

그리고, 유량 분배 조절기(170)는, 취수탱크(10)에 분배되는 물의 유량에 대해, 수차(110)에 분배되는 물의 유량을 조절함으로써, 취수탱크(10)에 취수된 물에 대한 약품 농도를 조절할 수 있게 한다. 즉, 수차(110)로 공급되는 물은 수차(110)를 회전시켜 약품 공급부(130)로부터 취수탱크(10)로 약품을 공급하는 작용을 하며, 수차(110)로 공급되는 물의 양에 따라 약품 공급부(130)로부터 취수탱크(10)로 공급되는 약품의 양이 가변된다. 따라서, 수차(110)에 분배되는 물의 유량이 조절되면, 수차(110)의 회전수가 가변되어, 취수탱크(10) 내의 약품 농도가 조절될 수 있는 것이다.

유량 분배 조절기(170)는 고정 칸막이(171)와, 가동 칸막이(172), 및 다이얼 레버(173)를 구비할 수 있다. 고정 칸막이(171)는 수조(160)로 유입되는 물 중 일부가 수차용 공급 홀(160a) 쪽으로 안내되도록 수조(160)에 고정된다. 고정 칸막이(171)는 90도로 절곡된 구조로 이루어져, 수차용 공급 홀(160a)의 바깥쪽에 위치될 수 있다.

가동 칸막이(172)는, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 고정 칸막이(171)에 대해 근접 또는 이격되도록 가동함에 따라 수차용 공급 홀(160a)의 개방 면적을 조절한다. 가동 칸막이(172)는 고정 칸막이(171)의 한쪽 면과 나란하게 위치되며, 일단부가 고정 칸막이(171)의 다른 쪽 면과 실링 부재에 의해 실링될 수 있다.

이에 따라, 가동 칸막이(172)는 고정 칸막이(171)와 이격된 공간에서 물이 유입되는 쪽만 개방시킨 상태에서 고정 칸막이(171)에 대해 가동됨으로써, 유입되는 물이 수차용 공급 홀(160a)로 모두 유도되어 수차(110)로 공급될 수 있다.

다이얼 레버(173)는 가동 칸막이(172)의 가동 거리를 조절하기 위한 것이다. 다이얼 레버(173)는 수조(160)의 바깥쪽에서 고정 칸막이(171)를 관통해서 가동 칸 막이(172)에 나사 결합할 수 있다. 다이얼 레버(173)가 정,역 회전함에 따라 가동 칸막이(172)가 고정 칸막이(171)에 대해 근접 또는 이격되도록 가동할 수 있다.

수차(110)로 공급되는 물의 유량에 따른 약품 공급량을 사용자가 눈으로 확인하면서 정확히 조절할 수 있도록, 눈금자(174)가 구비될 수 있다. 눈금자(174)는 유량 분배 조절기(170)에서 가동 칸막이(172)가 고정 칸막이(171)로부터 이격된 위치를 표시하도록 설치될 수 있다.

눈금자(174)의 눈금은, 수차(110)를 거쳐 취수탱크(10)로 공급되는 물과 취수탱크(10)로 직송되는 물을 합한 전체 물의 유량에서, 수차(110)로 얼마만큼 물을 공급해야 약품의 농도가 설정 값으로 맞는지 계산해서, 0.01ppm 단위로 새겨질 수 있다. 이에 따라, 누구나 쉽게 약품의 농도를 조절할 수 있다. 다른 예로, 눈금은 다이얼 레버(173)의 손잡이 둘레를 따라 형성되는 것도 가능하다.

수조(160)가 후술할 수용실(161)과 수로부(162)를 구비하고, 수용실(161)과 수로부(162)의 경계 부위에 경사면(166)이 형성된다면, 도 9에 상세히 도시된 바와 같이, 고정 칸막이(171)와 가동 칸막이(172)는 수조(160)에 담긴 물을 미리 분배해서 수차(110)와 취수탱크(10)로 공급할 수 있다.

즉, 고정 칸막이(171)와 가동 칸막이(172)는 수로부(162)로부터 경사면(166)을 거쳐 수용실(161) 내로 인입될 수 있는 길이로 각각 연장된다. 이에 따라, 수용실(161)에 물이 차오르면서 수로부(162)로 흘러나갈 때, 경사면(166) 시작 부위부터 고정 칸막이(171)와 가동 칸막이(172)에 의해 미리 물이 안내될 수 있으므로, 물이 수차(110)에 정확히 분배될 수 있다.

이처럼 수차(110)에 분배되는 물의 양이 조절되면, 취수탱크(10) 내로 배출되는 물의 양이 동일한 조건에서, 수차(110)의 회전수가 조절될 수 있다. 이에 따라, 취수탱크(10) 내로 공급되는 물에 대한 약품의 농도가 가변적으로 조절될 수 있다.

따라서, 약품의 농도를 조절하기 위해 다단의 변속장치가 구비될 필요가 없게 되므로, 구조적으로도 단순해질 수 있다. 또한, 수압이 높은 지하수를 취수하거나, 수압이 약하거나 양이 적은 계곡 물 등을 취수하는데 적용 가능할 수 있다.

게다가, 수조(160)로 유입되는 전체 물 중 일부만을 분배해서 수차(110)로 공급하므로, 전체 물을 수차(110)로 공급하는 것에 비해, 수차(110)의 크기를 줄일 수 있다. 아울러, 수차(110)로 공급되는 물을 계량함에 있어서, 계량할 물이 적어지기 때문에 보다 정확한 계량이 이루어질 수 있다. 이에 따라, 약품 공급이 정량으로 이루어질 수 있다.

한편, 도 7을 도 1과 함께 참조하면, 약품 공급부(130)에 약품이 소진된 상태에서, 수차(110)로 물이 공급되지 않지 않도록, 약품 통(136)에는 약품 소진 여부를 감지하는 약품 소진 감지센서(137)가 구비되고, 수조(160)에는 취수탱크 배출용 밸브(181)가 구비될 수 있다.

취수탱크 배출용 밸브(181)는 제1 밸브 구동부(182)에 의해 수조(160)의 취수탱크 배출용 홀(160c)을 개폐하도록 설치될 수 있다. 제1 밸브 구동부(182)로는 취수탱크 배출용 밸브(181)를 개폐 동작시킬 수 있는 범주에서 통상적인 액추에이 터가 이용될 수 있다.

취수탱크 배출용 홀(160c)은 도시하고 있지 않으나, 취수탱크 배출용 우회관에 의해 취수탱크(10)와 연결되거나, 취수탱크(10)와 직접 연결되어, 수조(160)로 유입되는 물을 취수탱크(10)로 우회시켜 수차(110)로 공급되지 않게 한다. 취수탱크 배출용 홀(160c)은 수조(160)의 바닥에 형성될 수 있다.

제1 밸브 구동부(182)는 제어부(150)에 의해 제어될 수 있다. 제어부(150)는 약품 소진 감지센서(137)로부터 감지된 정보를 제공받는다. 제어부(150)는 약품이 소진된 것으로 판단되면, 취수탱크 배출용 밸브(181)가 취수탱크 배출용 홀(160c)을 폐쇄한 상태로부터 개방하도록 제1 밸브 구동부(182)를 제어한다. 취수탱크 배출용 홀(160c)이 개방되면, 수조(160)로 유입되는 물은 수차(110)로 공급되지 않고, 취수탱크 배출용 홀(160c)을 통해 취수탱크(10)로 우회되어 배출된다.

이처럼 약품이 소진된 상태에서는, 수차(110)로 물이 공급되지 않게 되어, 약품 공급부(130)에 수차(110)의 회전력이 전달되지 않을 수 있다. 따라서, 약품 공급부(130)가 전술한 예와 같이, 연성 튜브(135)를 이용해서 약품을 이송시키는 경우, 연성 튜브(135)로부터 약품을 이송시키는 과정에서 연성 튜브(135) 내의 마찰에 따른 연성 튜브(135)의 파손을 방지할 수 있다.

만일, 약품이 보충된다면, 제어부(150)는 취수탱크 배출용 밸브(181)가 취수탱크 배출용 홀(160c)을 폐쇄하도록 제1 밸브 구동부(182)를 제어한다. 이에 따라, 수조(160)로 유입되는 물은 수차(110)로 공급되어, 약품 공급부(130)로부터 취수탱크(10)로 약품이 공급될 수 있다.

한편, 송수관을 통해 계곡물이 수조(160)로 늘 유입이 되는 경우, 취수탱크(10)의 수위가 만수위를 초과하여, 취수탱크(10)의 물이 오버관(미도시) 등을 통해 밖으로 배출되는 현상이 발생할 수 있다. 이렇게 취수탱크(10)의 외부로 배출되는 물에는 약품이 섞여 있으므로, 약품이 낭비되는 문제가 있을 수 있다.

이를 방지할 수 있도록, 도 7을 도 1과 함께 참조하면, 취수탱크(10)에는 취수탱크(10)의 수위가 만수위인지 여부를 감지하는 수위 감지센서(102)가 구비되고, 수조(160)에는 외부 배출용 밸브(183)가 구비될 수 있다. 외부 배출용 밸브(183)는 제2 밸브 구동부(184)에 의해 수조(160)의 외부 배출용 홀(160d)을 개폐하도록 설치될 수 있다. 외부 배출용 홀(160d)은 도시하고 있지 않지만, 외부 배출용 우회관에 의해 오버관에 연결되어, 수조(160)로 유입되는 물을 취수탱크(10)의 외부로 우회시켜 취수탱크(10)의 수위가 만수위를 초과하지 않게 한다. 외부 배출용 홀(160d)은 수조(160)의 바닥에 형성될 수 있다.

제2 밸브 구동부(184)는 제어부(150)에 의해 제어될 수 있다. 제어부(150)는 수위 감지센서(102)로부터 감지된 정보를 제공받는다. 제어부(150)는 취수탱크(10)의 수위가 만수위인 것으로 판단되면, 외부 배출용 밸브(183)가 외부 배출용 홀(160d)을 폐쇄한 상태로부터 개방하도록 제2 밸브 구동부(184)를 제어한다. 외부 배출용 홀(160d)이 개방되면, 수조(160)로 유입되는 물은 외부 배출용 홀(160d)을 통해 취수탱크(10)의 외부로 우회되어 배출됨으로써, 취수탱크(10)의 수위가 만수위를 초과하지 않을 수 있다.

따라서, 취수탱크(10)의 물이 밖으로 배출되지 않게 되므로, 취수탱크(10)로 공급되는 약품이 낭비되지 않을 수 있다. 또한, 외부 배출용 홀(160d)을 통해 취수탱크(10)의 외부로 배출되는 물은 약품이 섞여있지 않은 것이므로, 농업 용수 등으로 이용될 수 있다.

도 7을 도 2와 함께 참조하면, 수조(160)는 수용실(161)과, 수로부(162), 및 격실(163)을 포함하여 구성될 수 있다. 수용실(161)은 바닥에 송수관으로부터 물이 유입되는 물 유입구(160e)가 형성되고, 물 유입구(160e)를 통해 유입되는 물이 채워진다. 물 유입구(160e)의 양측에는 전술한 취수탱크 배출용 홀(160c)과, 외부 배출용 홀(160d)이 형성될 수 있다.

수로부(162)는 바닥에 수차용 공급 홀(160a)이 형성되고, 수용실(161)의 수위가 수로부(162)의 바닥 높이보다 높아지면 수용실(161)의 물이 수차용 공급 홀(160a)과 취수탱크(10) 쪽으로 흘러가도록 수용실(161)로부터 수평으로 연장된다. 수로부(162)의 바닥에는 취수탱크(10)로 직송되는 물의 일부를 회전력 감쇠부(140)로 공급하기 위한 감쇠부용 공급 홀(160b)이 형성될 수 있다. 수로부(162)는 취수탱크(10)를 향한 단부가 하방으로 경사져서, 수로부(162)를 따라 흘러가는 물이 취수탱크(10)로 자연스레 낙하하도록 안내할 수 있다. 수용실(161)과 수로부(162)는 덮개에 의해 덮이는 것도 가능하다.

격실(163)은 수용실(161) 내에 물 유입구(160e)를 포함한 영역을 둘러싸는 별도의 공간을 형성한다. 격실(163)은 감압 벽(164)과 상판(165)으로 구성될 수 있다. 감압 벽(164)은 수용실(161) 내에 세워진 상태로 수차(110)의 회전 중심축 방향으로 가로질러 배치되고, 양쪽 단부와 하단부가 브래킷에 의해 수용실(161)의 내벽과 바닥에 고정될 수 있다. 상판(165)은 격실(163)의 상부 영역을 덮도록 감압 벽(164)으로부터 절곡되어 수용실(161)의 내벽에 고정된다. 상판(165)은 수로부(162)의 바닥보다 낮게 위치할 수 있다.

감압 벽(164)은 하측에 다수의 통공(164a)들이 형성된다. 통공(164a)들은 물 유입구(160e)를 통해 격실(163)로 유입된 물이 격실(163) 밖의 수용실(161)로 배출되게 한다. 이러한 감압 벽(164)은 물 유입구(160e)로부터 물이 유입되면 유입되는 물이 부딪히면서 압력이 분산될 수 있게 한다. 감압 벽(164)에 의해 압력이 분산된 물은 감압 벽(164)의 통공(164a)들을 통해 격실(163) 밖의 수용실(161)로 빠져 나오면서 물의 출렁거림이 더욱 줄어들고, 압력이 더욱 분산된다.

이러한 상태로 수용실(161)에 물이 차오르면 수면이 잔잔해질 수 있다. 이렇게 잔잔해진 물이 수차(110)로 공급되면, 출렁거리는 물이 수차(110)로 공급되는 경우보다, 물을 정량으로 계량할 수 있고, 그에 따라 약품 또한 정량으로 취수탱크(10)로 공급할 수 있게 된다.

수용실(161)로부터 수로부(162)로 물이 넘어가는 경계 부분에는 경사면(166)이 형성될 수 있다. 경사면(166)은 수용실(161)의 물이 수로부(162)로 원활하게 넘어가도록 수로부(162)를 향한 쪽이 높게 경사진 형태를 이룰 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라 서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 약품 자동 공급장치가 취수탱크에 설치된 예를 도시한 측단면도.

도 2는 도 1의 무전원 약품 자동 공급장치를 발췌하여 도시한 측단면도.

도 3은 도 2에 있어서, 수차의 구성 및 설치 예를 도시한 분해 사시도.

도 4는 도 1에 있어서, 수차와 약품 공급부에 대한 평단면도.

도 5는 도 4에 있어서, 약품 공급부에 대한 정단면도.

도 6은 도 2의 무전원 약품 자동 공급장치에 대한 사시도.

도 7은 도 6에 대한 분해 사시도.

도 8a 및 도 8b는 도 6에 있어서, 유량 분배 조절기의 작동 예를 설명하기 위한 평면도.

도 9는 도 6의 유량 분배 조절기에서 물이 분배되는 과정을 설명하기 위한 사시도.

〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉

102..수위 감지센서 110..수차

120..수차 멈춤부 130..약품 공급부

137..약품 소진 감지센서 140..회전력 감쇠부

160..수조 164..감압 벽

170..유량 분배 조절기 181..취수탱크 배출용 밸브

183..외부 배출용 밸브

Claims (6)

1. 취수탱크 내에 일 방향으로 계속해서 회전 가능하게 설치되며, 회전 방향을 따라 일정 간격으로 배열되는 다수의 계량 통들을 구비한 수차;

   상기 수차로 공급되는 물이 상기 계량 통들 중 어느 하나에 설정 양만큼 담길 때까지 상기 수차를 자력에 의해 실질적으로 멈춘 상태로 유지시키다가, 설정 양을 초과하면서 계량 통에 담긴 물의 무게가 자력보다 커지는 순간 상기 수차가 회전하면서 상기 취수탱크 내로 물을 배출시키는 수차 멈춤부;

   상기 수차의 회전력을 전달받아 상기 수차의 회전수에 비례하는 양의 약품을 상기 취수탱크 내로 공급하는 약품 공급부; 및

   상기 수차가 일부 잠길 수 있게 물을 담아서, 물의 저항에 의해 상기 수차의 회전력을 감쇠시켜 상기 수차의 뒤이은 멈춤 위치에서 정확하게 멈출 수 있게 하는 회전력 감쇠부;

   를 포함하는 무전원 약품 자동 공급장치.
2. 제1항에 있어서,

   송수관을 통해 유입되는 물을 받으며, 받은 물이 상기 수차와 상기 취수탱크로 각각 직송되도록 안내하는 수조; 및

   상기 수조에 받은 전체 물 중 일부를 상기 수조의 수차용 공급 홀을 통해 상기 수차로 직송하는 한편, 나머지 물을 상기 수차를 거치지 않고 상기 취수탱크로 직송하도록 분배하되, 상기 수차에 분배되는 물의 유량을 조절하는 유량 분배 조절기;를 더 포함하며,

   상기 유량 분배 조절기는:

   상기 수차용 공급 홀 쪽으로 물이 안내되도록 상기 수조에 고정된 고정 칸막이와, 상기 고정 칸막이에 대해 근접 또는 이격되도록 가동함에 따라 상기 수차용 공급 홀의 개방 면적을 조절하는 가동 칸막이와, 상기 가동 칸막이의 가동 거리를 조절하는 다이얼 레버를 포함하는 것을 특징으로 하는 무전원 약품 자동 공급장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 약품 공급부의 약품 소진 여부를 감지하는 약품 소진 감지센서; 및

   상기 약품 소진 감지센서로부터 감지된 정보를 토대로, 약품이 소진된 상태에서 개방되어, 상기 수조로 유입되는 물을 상기 취수탱크로 우회시켜 상기 수차로 공급되지 않도록 제어되는 취수탱크 배출용 밸브;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무전원 약품 자동 공급장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 취수탱크의 수위가 만수위인지 여부를 감지하는 수위 감지센서;

   상기 수위 감지센서로부터 감지된 정보를 토대로, 수위가 만수위인 상태에서 개방되어, 상기 수조로 유입되는 물을 상기 취수탱크의 외부로 우회시켜 수위가 만수위를 초과하지 않도록 제어되는 외부 배출용 밸브;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무전원 약품 자동 공급장치.
5. 제2항에 있어서,

   상기 수조는,

   바닥에 상기 송수관으로부터 물이 유입되는 물 유입구가 형성되고, 상기 물 유입구를 통해 유입되는 물이 채워지는 수용실;

   바닥에 상기 수차용 공급 홀이 형성되고, 상기 수용실의 물이 상기 수차용 공급 홀과 상기 취수탱크 쪽으로 흘러가도록 상기 수용실로부터 수평으로 연장되는 수로부; 및

   상기 수용실 내에 상기 물 유입구를 포함한 영역을 둘러싸는 별도의 공간을 형성하고, 상기 물 유입구로부터 유입되는 물의 압력을 분산해서 상기 공간 밖으로 배출하도록 하측에 다수의 통공들이 형성된 감압 벽을 구비하는 격실;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 무전원 약품 자동 공급장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 수용실로부터 상기 수로부로 물이 넘어가는 경계 부분에는, 물이 원활하게 넘어가도록 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 무전원 약품 자동 공급장치.

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