KR101201451B1 - 하수관거용 비만관유량계의 현장 교정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수관거에 사용되고 있는 비만관유량계의 현장교정 장치에 관한 것이다. 본 발명은 맨홀 및 하수관의 입구측에 물수집탱크로의 물공급을 위하여 입구를 수밀하는 제 1 패킹과, 상기 제 1 패킹에 삽입된 수집배관으로부터 물을 수집하는 수중펌프와, 상기 수중펌프와 물수집탱크를 연결하는 호스로 구성된 수집배관부와; 상기 수집배관부와 연결된 상기 물수집탱크와, 상기 물수집탱크의 일면에 설치된 기준유량계 표시부 및 조작부로 구성된 측정부와; 상기 물수집탱크의 하단에 설치된 고정구와, 상기 고정구에 의해 고정된 제 1 토출배관과, 상기 제 1 토출배관에 설치되는 기준유량계와, 상기 제 1 토출배관과 연결되며 연결지점에 역U자형 배관이 형성된 제 2 토출배관과, 상기 제 2 토출배관에 연결된 제 2 패킹으로 구성되는 토출배관부;로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 하수관거용 비만관유량계의 현장 교정 장치를 제공한다.

Description

하수관거용 비만관유량계의 현장 교정 장치{Site calibration apparatus of partially full pipe flowmeter}

본 발명은 하수관거에 사용되고 있는 비만관유량계의 현장 교정 장치에 관한 것이며, 특히 하수관 내의 비만관유량계를 교정할 때 측정 정밀도(정확도)를 더욱 높이고, 현장 검측시 경제성과 편리성을 동시에 도모하는 유량계 교정 장치에 관한 것이다.

통상, 하수는 미생물에 의해 처리되는데, 하수관이 파손되거나 크랙이 발생하는 경우 인접한 주변 지하수를 오염시키는 문제가 생긴다.

이와 같이, 하수관이 파손되거나 크랙이 발생하게 되면 하수는 파손된 부위를 통해 하수관 외부로 유출되거나 또는 주변 지하수가 하수관 내부로 유입될 수 있으며, 이 때 하수관 내의 유량은 급격히 감소 또는 증가하게 된다.

따라서, 주변 지하수를 오염시키지 않도록 하수관 내에서 유량의 급격한 감소 또는 증가를 모니터링하는 것이 필요하며, 이를 위해 유량을 측정하게 된다.

한편, 공장이나 가정에서 토출되는 하수나 오수의 양이 많아지거나 또는 여름철과 같이 강우량이 많을 경우 하수관의 유량이 증가하게 되어 유체가 하수관을 완전히 채운 상태(이를‘만관’이라 한다)로 흐를 수 있고, 또는 유량이 감소하는 경우 유체가 하수관을 완전히 채우지 못하고 하수관 단면적의 일부만을 점유한 상태(이를‘비만관’이라 한다)로 흐를 수도 있다.

따라서 하수관 내의 유량은 만관 및 비만관 모두의 경우에 측정될 수 있어야 하며, 지상으로부터 출입할 수 있는 맨홀에서 통상 이루어지게 된다.

일반적으로, 하수관 내에 흐르는 유량(Q)을 계산하기 위해서는 만관 뿐만 아니라 비만관 측정도 가능해야 하기 때문에 유체의 유속(V)과 유체가 통과하는 단면적(A)을 알아야 하며, 유체가 통과하는 단면적(A)은 하수관 내의 유체 수위를 측정하여 계산된다. 즉, 유량을 측정하기 위해서는 유속을 측정할 수 있는 유속계와 유체 수위를 측정할 수 있는 수위계가 필요하다.

종래의 비만관유량계의 현장 검측은 비만관 초음파유량계를 사용하는 검측 또는 기준 부피량의 차이를 이용하는 미확립된 현장 검측으로 이루어진다.

먼저 이동식 비만관 초음파유량계를 사용하는 경우, 현장에 설치된 유량계(피교정 유량계) 전단부의 맨홀 관로에 설치된 비만관 초음파유량계가 기준 유량계가 되어 현장에 설치된 유량계와 비교하는 방법인데, 설치가 쉽다는 장점은 있지만 유량이 적은 현장에서는 측정이 불가하며, 유량이 많은 현장에서는 측정이 가능하지만 현장 여건에 따라 정밀도(정확도)가 보장되지 않은 비만관 초음파유량계로 현장에 설치된 유량계와 비교해야 하는 단점이 있다.

또한, 기준 부피량의 차이를 이용하는 방법은 현장에 설치된 유량계(피교정 유량계) 전단부 맨홀의 관로를 고무패킹으로 막아 현장에 설치된 유량계로 흐르는 물의 흐름을 막고 물을 부어 그 때의 피교정 유량계의 적산 값을 비교하는 방법으로 정밀도(정확도) 측면에서는 큰 장점이 있지만 상당한 양(예: 10 ton)의 물과 그에 따른 비용을 필요로 하며, 물을 배수하기 전후 현장에 설치된 비만관유량계로 물의 양을 정확하게 계량해야 한다는 점에서 시간과 경제성 면에서 막대한 손실이 있다.

예를 들어, 10 회 테스트하였을 때 물차가 현장과 물 저장고 사이를 10 회 왕복해야 하는 바, 기준 부피 차량 사용과 물 사용 계량에 약 300 만원 정도의 비용이 발생하며, 교정시간은 실제 테스트 시간( 1 회 30 분 정도 소요)인 5 시간 외에 준비하고 철수하는데 약 20 시간 정도가 더 소요된다.

특히, 도로에 설치된 하수관을 교정할 때는 도로통행을 차단하고 수행해야 하는 바, 상당 시간 교통통제가 필요한 문제점도 있다.

또한, 상기의 두 방법은 관로 내부의 이물질이 포함된 상태에서 검측이 이루어지기 때문에, 이물질 중에 유량측정에 방해되는 물질, 예를 들어 금속조각이나 돌과 같은 물질이 있는 경우, 유량 측정신호에 악영향을 줄 수 있어 교정의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 비만관유량계 보다 높은 정밀도(정확도)의 만관 유량계를 사용하여 현장에 설치되어 있는 비만관유량계의 현장 교정 장치를 제공하여 명확한 현장 검측 방법의 확립을 그 과제로 한다.

또한, 현장에 흐르는 하수를 계속 펌핑하여 사용함으로써 현장설치 비만관유량계의 현장검측 종료시까지 수십 차례 이루어져야 하는 현장 하수처리장에서의 하수의 공급을 1회 이하로 줄이고, 그에 따르는 소요시간 역시 줄이는 것을 그 과제로 한다.

또한, 관로 내의 이물질을 제거한 후 검측함으로써 측정신호에 악영향을 주는 요소를 제거한 신뢰성 있는 검측 방법의 확립을 그 과제로 한다.

또한, 본 발명은 현장 설치시 설치가 간단하고, 이동이 용이하도록 형성되어 시간과 비용적인 면에서도 경제적인 장치를 제공하는 것을 그 과제로 한다.

본 발명은 맨홀 및 하수관의 입구측에 물수집탱크로의 물공급을 위하여 입구를 수밀하는 제 1 패킹과, 상기 제 1 패킹에 삽입된 수집배관으로부터 물을 수집하는 수중펌프와, 상기 수중펌프와 물수집탱크를 연결하는 호스로 구성된 수집배관부와; 상기 수집배관부와 연결된 상기 물수집탱크와, 상기 물수집탱크의 일면에 설치된 기준유량계 표시부 및 조작부로 구성된 측정부와; 상기 물수집탱크의 하단에 설치된 고정구와, 상기 고정구에 의해 고정된 제 1 토출배관과, 상기 제 1 토출배관에 설치되는 기준유량계와, 상기 제 1 토출배관과 연결되며 연결지점에 역U자형 배관이 형성된 제 2 토출배관과, 상기 제 2 토출배관에 연결된 제 2 패킹으로 구성되는 토출배관부;로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 하수관거용 비만관유량계의 현장 교정 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 제 1 패킹 또는 제 2 패킹은 공기주입에 의하여 팽창되는 고무패킹인 것을 특징으로 하는 하수관거용 비만관유량계의 현장 교정 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 수중펌프는 이물질제거망에 설치되는 것을 특징으로 하는 하수관거용 비만관유량계의 현장 교정 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 물수집탱크에 바퀴를 결합하여 이동이 용이하게 하는 것을 특징으로 하는 하수관거용 비만관유량계의 현장 교정 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 물수집탱크의 하단에 별도의 배출구를 설치하여 수집된 물을 배출시키도록 하는 것을 특징으로 하는 하수관거용 비만관유량계의 현장 교정 장치를 제공한다.

본 발명 장치는 비만관형 유량계의 4 배 이상(± 2.0 % → ± 0.5 %) 높은 정밀도(정확도)인 만관 유량계를 이용하여 현장 검측을 하므로 종래의 현장 검측보다 더욱 정밀하고, 정확히 검측할 수 있다.

또한, 현장에 흐르는 하수를 계속 펌핑하여 사용함으로써 현장설치 비만관유량계 현장검측 종료시까지 수십 차례 이루어져야 하는 현장 하수처리장에서의 하수의 공급을 1 회 이하로 줄일 수 있으며, 그에 따르는 소요시간 역시 줄어 시간과 비용을 절감할 수 있는 현장 검측 방법의 확립이 가능해진다.

또한, 관로 내의 이물질을 제거한 후 검측이 이루어지기 때문에 측정신호에 악영향을 주는 요소를 제거한 신뢰성 있는 검측 방법이 확립된다.

또한, 측정부에 바퀴를 설치하여 이동식 차량으로 형성함으로써 검측장소로 신속하게 이동할 수 있다.

도 1 은 하수관거용 비만관유량계 현장 교정 장치의 일 실시예.
도 2 는 하수관거용 비만관유량계 현장 교정 장치의 다른 실시예.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.

도 1 은 하수관거용 비만관유량계 현장 교정 장치의 일 실시예이며, 유량이 많은 경우의 실시예이다.

본 발명의 장치는 수집배관부 (10), 측정부 (20) 및 토출배관부 (30) 로 구성된다.

상기 수집배관부 (10) 는 제 1 맨홀 (40a) 내부 하측에 설치된 이물질제거탱크 (11) 와 상기 제 1 맨홀 (40a) 의 입구측 관 (16) 을 패킹하는 제 1 패킹 (15) 으로 구성되고, 상기 이물질제거탱크 (11) 의 일측에 형성된 수집배관 (15a) 이 상기 제 1 패킹 (15) 내에 삽입되어 수집배관 (15a) 의 입구가 입구측 관 (16) 내에 연장설치된다.

또한, 이물질제거탱크 (11) 는 하단부에 설치된 이물질제거망 (11c) 과 중간부에 형성된 수중펌프설치망 (11d) 으로 구성된다.

입구측 배관 (16) 으로부터 떠내려온 금속조각이나 돌과 같은 이물질 (13) 이 수중펌프설치망 (11d) 을 통과하지 못하고, 낙하하여 하단에 설치된 이물질제거망 (11c) 에 모인다.

따라서, 이물질 (13) 이 물수집탱크 (21) 로 유입되지 못하도록 하여 본 발명장치의 손상을 막는다.

또한, 상기 이물질제거망 (11c) 은 쉽게 취출할 수 있도록 원통형 바구니 구조는 고운 철망소재로 형성될 수 있다.

상기 수중펌프설치망 (11d) 의 내부에는 수중펌프 (11a) 가 설치된다.

또한, 상기 수중펌프 (11a) 의 상면에 연결된 호스 (12) 는 제 1 맨홀 (40a) 외부에 위치한 측정부 (20) 의 물수집탱크 (21) 에 연결된다. 상기 호스 (12) 는 고압호스이면서, 유연한 호스가 바람직하다.

호스 (12) 를 통하여 물을 수집할 때, 물이 역류할 경우를 대비하여 체크판 (11b) 을 설치하여 이를 방지할 수 있다.

상기 측정부 (20) 는 물수집탱크 (21) 와 고정구 (26) , 배출구 (27) 및 바퀴 (25) 로 구성된다.

상기 물수집탱크 (21) 의 일면에는 기준유량계표시부 (23) 가 형성되고, 또한 펌프 (31a) 와 수중펌프 (11a) 를 제어할 수 있는 조작부 (24) 가 형성되고, 또한, 수직방향으로 길게 형성된 투명수위관 (22) 이 형성된다.

한편, 물수집탱크 (21) 의 하단에는 고정구 (26) 가 일정거리만큼 떨어지도록 형성되고, 상기 고정구 (26) 에는 후술할 제 1 토출배관 (31) 이 고정된다.

물수집탱크 (21) 의 하단에는 배출구 (27) 가 형성되어 물수집탱크 (21) 의 내부에 남은 물을 배수한다.

물수집탱크 (21) 의 하부면에는 바퀴 (25) 가 설치되어 이동을 용이하게 한다.

상기 토출배관부 (30) 는 제 1 토출배관 (31) , 제 2 토출배관 (34) , 유량조절 밸브 (32) 및 제 2 패킹 (35) 으로 구성된다.

상기 제 1 토출배관 (31) 은 상기 물수집탱크 (21) 의 고정구 (26) 와 결합하여 고정되고, 상기 제 1 토출배관 (31) 의 중간에는 물수집탱크 (21) 에서 물이 토출되도록 하는 펌프 (31a) 와 물을 여과하는 여과기 (31b), 만관 상태의 기준을 측정하는 기준유량계 (31c) 및 유량조절밸브 (32) 가 차례로 설치된다.

또한, 상기 제 1 토출배관 (31) 의 끝단에는 제 2 토출배관 (34) 이 연결된다.

상기 제 2 토출배관 (34) 은 제 1 토출배관 (31) 과의 만나는 연결지점에 역U자형 배관 (33) 으로 형성된다.

이렇게 하여, 상기 제 1 토출배관 (31) 으로부터 흘러나온 물은 역U자형배관 (33) 을 가득 채운 후 넘어 흘러가므로 제 1 토출배관 (31) 이 만관 상태가 되고, 기준유량계 (31c) 가 만관상태의 제 1 토출배관 (31) 의 유량을 측정할 수 있다.

상기 유량조절밸브 (32) 는 제 2 토출배관 (34) 에 토출되는 유량을 조절한다.

상기 유량조절 밸브 (32) 에 의해 유량이 조절된 물은 하수관의 출구측에 설치된 제 2 패킹 (35) 내에 위치한 토출배관 (35a) 과 연결하여 출구측 관 (36) 으로 토출된다.

기존 현장에 설치된 비만관유량계 (50) 의 현장교정을 위하여 본 발명의 장치가 설치된다.

상기 비만관유량계 (50) 는 유속과 수위를 모두 측정할 수 있는 비만관 초음파유량계 (50a) 와 비만관 전자유량계 (50b) 중 현장에 따라 하나의 유량계가 설치될 수 있다.

비만관 초음파유량계 (50a) 의 경우는 출구측 배관 (36) 에, 비만관 전자유량계 (50b) 의 경우는 제 2 맨홀 (40b) 내부에 설치될 수 있다.

도 2 는 하수관거용 비만관유량계 현장 교정 장치의 다른 실시예이며, 유량이 적은 경우의 실시예이다.

도 2 와 같이 유량이 적을 때에는 제 1 맨홀 (40a) 에 수집배관부 (10) 를 설치하고, 토출배관부 (30) 는 입구측의 제 3 맨홀 (40c) 에 설치한다.

또한, 상기 제 1 맨홀 (40a) 과 제 3 맨홀 (40c) 사이에 제 2 맨홀 (40b) 의 내부에 비만관 전자유량계 (50b) 가 설치되거나 또는 상기 제 3 맨홀 (40c) 과 제 2 맨홀 (40b) 사이에 비만관 초음파유량계 (50a) 가 설치될 수 있다.

또한, 현장 하수 관로에 유량이 적으면, 그 하수를 수집하여 검측에 활용할 수 없기 때문에 검측 전 하수처리장에서 수집한 물을 검측시 계속 회수하여 사용한다. 상기와 같이 토출 후 물을 회수하여 사용함으로써 유량이 적은 현장에서도 현장 검측이 가능하다.

도 1 의 경우에는 입구측의 하수를 물수집탱크 (21) 로 수집 후 물의 수집이 완료되면 펌프 (31a) 로 토출시키면서 기준유량계 (31c) 와 비만관유량계 (50) 의 측정결과를 비교하는 방식으로 교정이 진행되고, 토출된 하수는 다시 회수가 안 된다.

도 2 의 경우에는 하수처리장에서 물수집탱크에 미리 수집한 후 물수집탱크 (21) 를 비만관유량계 (50) 가 있는 곳까지 이동하고, 기준유량계 (31c) 와 비만관유량계 (50) 에 토출하면서 토출된 물을 다시 회수하여 교정이 진행된다.

상기 물수집탱크 (21) 의 하부에 바퀴 (25) 를 형성하여, 검측이 필요한 장소로 신속하게 이동하여 현장에 설치된다.

이하에서는 본 발명의 검측방법을 도면을 참조하여 자세하게 설명하고자 한다.

현장 하수의 유량을 먼저 체크하여 하수관에 유량이 많은 경우와 적은 경우로 구분하고, 앞서 설명한 바와 같이, 유량이 많은 현장에서는 도 1 의 실시예를 채택하고, 유량이 적은 현장에서는 도 2 의 실시예를 채택한다.

유량이 많은 경우는 그 하수를 수집하여 검측에 활용한다. 그러나, 유량이 적은 경우에는 하수를 수집하여 검측에 활용할 수 없기 때문에 검측 전 하수처리장에서 수집한 물을 검측 시 계속 회수하여 사용한다.

측정부 (20) 에 수집배관부 (10) 와 토출배관부 (30) 를 설치하고, 고무 재질로 형성된 제 1 패킹 (15) 과 제 2 패킹 (35) 을 하수관거에 설치한 후, 에어 컴프레셔를 사용하여 부풀려 하수배관 내부를 수밀한다.

물수집탱크 (21) 의 일면에 위치한 조작부 (24) 를 조작하여 수중펌프 (11a) 를 가동시켜 상기 제 1 패킹 (15) 내에 위치한 수집배관 (15a) 을 통해 입구측 배관 (16) 의 현장의 물을 수집한다.

이 때 수집되는 물은 이물질제거탱크 (11) 를 통과하고, 하수 내에 포함된 이물질 (13) 은 이물질제거망 (11c) 과 수중펌프설치망 (11d) 을 통해 최대한 걸러진다.

상기 수중펌프 (11a) 를 가동시켜 수중펌프 (11a) 의 상부면에 위치한 호스 (12) 를 통해 제 1 맨홀 (40a) 외부에 위치한 측정부 (20) 의 물수집탱크 (21) 에 물을 수집한다.

이 때 체크판 (11b) 은 물의 역류를 방지한다.

상기 물수집 탱크 (21) 의 일면에 위치한 투명수위관 (22) 을 통해 물수집탱크 (21) 에 수집되는 물의 유량과 부피를 산출할 수 있는데, 이렇게 수집된 물의 유량이 물수집탱크 (21) 의 절반 정도 넘은 후에 관로 내부 이물질 제거를 위하여 시운전하고 나서 현장 검측을 시작한다.

상기 조작부 (24) 를 조작하여 제 1 토출배관 (31) 에 설치되어 있는 펌프 (31a) 를 가동시켜 물수집탱크 (21) 에 수집된 물을 토출하며, 검측시 순시 유량 및 적산 유량을 기준유량계표시부 (23) 를 통해 확인한다.

이 때 펌프 (31a) 에서 토출되는 유량은 제 1 토출배관 (31)에 위치한 여과기 (31b) 와 기준유량계 (31c) 를 지나 유량조절 밸브 (32) 를 거쳐 제 2 토출배관 (34) 그리고 토출배관 (35a) 를 거쳐 출구측 배관 (36) 으로 흘러간다.

이 때 제 2 토출배관 (31) 의 역U자형 배관 (33) 으로 인해 제 1 토출배관 (31) 이 만관상태가 되고, 기준유량계 (31c) 는 만관상태의 유량을 측정할 수 있다.

현장에서 정한 일정 시간 후 제 1 토출배관 (31) 의 펌프(31a) 의 가동을 멈추고 검측 시작시부터 기준유량계표시부 (23) 에 기록된 순시 유량 및 적산 유량을 현장 설치 비만관유량계 (50) 의 값과 비교하여 검측 보고서를 작성한다.

본 발명이 속하는 기술 분야의 종사자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있을 것이다.

그러므로, 지금까지 전술한 예는 모든 면에서 예시적인 것으로서, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니며, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위에 의하여 정해진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 균등한 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 수집배관부 11 : 이물질제거탱크
12 : 호스 15 : 제 1 패킹
16 : 입구측 배관 20 : 측정부
21 : 물수집탱크 22 : 투명 수위관
24 : 조작부 30 : 토출배관부
31 : 제 1 토출배관 32 : 유량조절 밸브
34 : 제 2 토출배관 35 : 제 2 패킹

Claims (5)

1. 맨홀 및 하수관의 입구측에 물수집탱크로의 물공급을 위하여 입구를 수밀하는 제 1 패킹과,
   상기 제 1 패킹에 삽입된 수집배관으로부터 물을 수집하는 수중펌프와,
   상기 수중펌프와 물수집탱크를 연결하는 호스로 구성된 수집배관부와;
   상기 수집배관부와 연결된 상기 물수집탱크와,
   상기 물수집탱크의 일면에 설치된 기준유량계 표시부 및 조작부로 구성된 측정부와;
   상기 물수집탱크의 하단에 설치된 고정구와,
   상기 고정구에 의해 고정된 제 1 토출배관과,
   상기 제 1 토출배관에 설치되는 기준유량계와,
   상기 제 1 토출배관과 연결되며 연결지점에 역U자형 배관이 형성된 제 2 토출배관과,
   상기 제 2 토출배관에 연결된 제 2 패킹으로 구성되는 토출배관부;로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 하수관거용 비만관유량계의 현장 교정 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 패킹 또는 제 2 패킹은 공기주입에 의하여 팽창되는 고무패킹인 것을 특징으로 하는 하수관거용 비만관유량계의 현장 교정 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 수중펌프는 이물질제거망에 설치되는 것을 특징으로 하는 하수관거용 비만관유량계의 현장 교정 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 물수집탱크에 바퀴를 결합하여 이동이 용이하게 하는 것을 특징으로 하는 하수관거용 비만관유량계의 현장 교정 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 물수집탱크의 하단에 별도의 배출구를 설치하여 수집된 물을 배출시키도록 하는 것을 특징으로 하는 하수관거용 비만관유량계의 현장 교정 장치.

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