KR101283531B1 - system for detecting water leak - Google Patents

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Abstract

본 발명은 누수 검지 시스템에 관한 것으로서, 배관의 계측기와 연결되어 배관의 유수정보를 기록하는 데이터 기록장치; 데이터 기록장치와 통신되어 유수정보를 수집하는 데이터 수집단말기; 및 데이터 수집단말기와 무선 송수신되어 수집된 유수정보를 처리 및 분석하는 서버;를 포함하여, 점검자가 맨홀의 커버를 열지 않고서도 무선 송수신된 배관의 유수정보에 따라 배관의 누수탐지를 용이하게 할 수 있게 된다.The present invention relates to a leak detection system, comprising: a data recording device connected to a measuring instrument of a pipe to record water flow information of the pipe; A data collection terminal communicating with the data recording device to collect flow water information; And a server for processing and analyzing the flow information collected by wireless transmission / reception with the data collection terminal, and the inspector may facilitate leak detection of the pipe according to the flow information of the wireless transmission / reception of the pipe without opening the cover of the manhole. Will be.

Figure R1020110089568
Figure R1020110089568

Description

누수 검지 시스템{system for detecting water leak}Leakage Detection System {system for detecting water leak}

본 발명은 누수 검지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배관의 계측기를 일일이 확인하지 않고서도 배관의 누수를 정확하게 확인할 수 있어, 신속한 보수가 가능하도록 한 누수 검지 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a leak detection system. More particularly, the present invention relates to a leak detection system that can accurately check a leak of a pipe without checking a meter of the pipe, thereby enabling a quick repair.

일반적으로, 배관 즉 수도관로는 지하에 매설되어 있고, 사람들은 이런 수도관로를 통해서 생활에 필요한 수자원을 공급받고 있다.In general, pipes, or water pipes, are buried underground, and people are provided with water resources for living through such water pipes.

이러한 수도관로는 노후화 등의 다양한 요인들로 인해 파손될 수 있고, 파손 시에는 소중한 수자원이 소실되므로 누수 현황 및 유체의 압력, 온도, 유량 등의 유수정보(이하 "유수정보" 라 한다)를 검지하는 것이 중요하다.These water pipes can be damaged due to various factors such as aging, and in case of damage, valuable water resources are lost. Therefore, water flow information such as leak status, fluid pressure, temperature, and flow rate (hereinafter referred to as "flow water information") is detected. It is important.

따라서, 수도관로의 유수정보를 검지하기 위한 수단으로 [문헌 1]에 개시되어 있는 바와 같이, 수도관로에 일정 간격마다 계측기(유량계 또는 전기적 센서, 유속계, 유압계 등을 포함하고, 이하에서는 "계측기" 라 통칭한다)를 설치하여 수도관로의 유수정보를 측정 및 검지하였다.Therefore, as disclosed in [Document 1] as a means for detecting water flow information in a water pipe, the water pipe includes a measuring instrument (flow meter or electrical sensor, flow meter, oil pressure gauge, etc.) at regular intervals. Water flow channel information was measured and detected.

한편, 점검자가 계측기를 확인하기 위해서는 맨홀의 커버를 연 상태에서 수도관로의 계측기를 직접 확인하여 점검하였고, 이러한 방법으로 수도관로의 모든 계측기를 점검하여 양 계측기 사이에서 점검된 유량의 차이로 배관의 누수를 확인하였다.
On the other hand, in order to check the measuring instrument, the inspector directly checked the measuring instrument of the water pipe line with the cover of the manhole opened, and in this way, all the measuring instruments of the water pipe line were inspected, The leak was confirmed.

[문헌 1] 대한민국 등록실용신안공보 20-0300991호(명칭 : 유량계), 등록일 : 2003.01.02, 2∼3쪽, 도면 1
[Document 1] Republic of Korea Utility Model Registration No. 20-0300991 (Name: Flowmeter), Registration Date: 2003.01.02, pages 2 to 3, Figure 1

하지만, 이러한 누수 확인 방법은, 점검자가 일일이 맨홀의 커버를 연 상태에서 직접 배관에 설치된 계측기를 육안으로 확인한 후, 점검된 유량의 차이로 배관의 누수를 추측하여 확인하였는데, 이는 점검자가 일일이 맨홀의 커버를 열고 계측기를 직접 확인해야 하는 불편함이 있었다.
However, such a leak check method, the inspector visually check the measuring instrument installed in the pipe directly with the cover of the manhole open, and then confirmed by estimating the leak of the pipe by the difference of the flow rate checked. There was an inconvenience to open the cover and check the instrument yourself.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 점검자가 맨홀의 커버를 열지 않고서도 지상에서 배관의 계측기를 확인하여 점검할 수 있도록 함으로써, 배관의 누수탐지를 용이하게 할 수 있어 간편하고, 신속한 보수가 가능하도록 한 누수 검지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
Therefore, the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by allowing the inspector to check and check the instrument of the pipe on the ground without opening the cover of the manhole, to facilitate the leak detection of the pipe It is an object of the present invention to provide a leak detection system that enables a simple and quick repair.

상술한 목적은, 배관의 계측기와 연결되어 배관의 유수정보를 기록하는 데이터 기록장치; 상기 데이터 기록장치와 통신되어 유수정보를 수집하는 데이터 수집단말기; 및 상기 데이터 수집단말기와 무선 송수신되어 수집된 유수정보를 처리 및 분석하는 서버;를 포함하는 누수 검지 시스템에 의해 달성된다.The above object is connected to the measuring instrument of the pipe data recording device for recording the flow information of the pipe; A data collection terminal communicating with the data recording device to collect flow water information; And a server for wirelessly transmitting / receiving and analyzing flow water information collected and received by the data collection terminal.

그리고, 상기 데이터 기록장치는, 데이터 기록장치를 제어하는 컨트롤러; 상기 컨트롤러에 의해 제어되어 계측기로부터 수집된 유수정보를 저장하는 메모리; 및 상기 컨트롤러에 의해 제어되어 메모리에 저장된 유수정보를 데이터 수집단말기로 전송하기 위한 통신수단;을 포함하고, 상기 데이터 기록장치는 정전 시 메모리에 비상 전원을 공급하는 배터리를 더 포함한다.The data recording apparatus may include a controller for controlling the data recording apparatus; A memory controlled by the controller to store flow water information collected from a measuring instrument; And communication means for transmitting the flowing water information controlled by the controller and stored in the memory to a data collection terminal, wherein the data recording apparatus further includes a battery for supplying emergency power to the memory in case of power failure.

또, 상기 데이터 수집단말기는, 데이터 기록장치의 통신수단과 통신되는 제 1 통신수단; 상기 제 1 통신수단을 통해서 수신된 유수정보를 저장하는 저장수단; 및 상기 저장수단에 저장된 유수정보를 서버로 전송하기 위한 제 2 통신수단;을 포함한다.In addition, the data collection terminal, the first communication means for communicating with the communication means of the data recording apparatus; Storage means for storing flow water information received through the first communication means; And second communication means for transmitting the flowing water information stored in the storage means to a server.

아울러, 상기 데이터 기록장치의 통신수단과, 상기 데이터 수집단말기의 제 1,2 통신수단은 RF 모듈 또는 와이파이모듈, Ethernet, RS-232C 방식 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 구성되고, 상기 저장수단은 CPU 또는 외장하드 또는 USB 메모리 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 구성됨이 바람직하다.In addition, the communication means of the data recording device, and the first and second communication means of the data collecting terminal is composed of any one or a combination of two or more of an RF module or a Wi-Fi module, Ethernet, RS-232C, and the storage means It is preferably composed of one or a combination of two or more of a CPU or an external hard drive or a USB memory.

게다가, 상기 계측기와 데이터 기록장치에는 자가발전수단이 구성되어 전원이 공급되며, 상기 자가발전수단은, 유체가 흐르는 배관에 연결되어 일부의 유체를 우회시키는 바이패스관; 상기 바이패스관의 내부에 설치되어 유체의 압력에 의해 전기에너지를 발생시키는 압전부; 및 상기 압전부에서 발생된 전기에너지가 축적되어 저장되는 한편 저장된 전기에너지를 계측기로 공급하는 축전지;를 포함한다.In addition, the measuring device and the data recording device are self-powered means are configured to supply power, the self-powered means, the bypass pipe is connected to the pipe through which the fluid flows to bypass a portion of the fluid; A piezoelectric unit installed inside the bypass pipe to generate electrical energy by the pressure of the fluid; And a storage battery that stores and stores the electrical energy generated by the piezoelectric part and stores the stored electrical energy to a measuring instrument.

이러한 자가발전수단의 바이패스관은 배관보다 작은 직경으로 형성되어, 바이패스관의 내부에 와류의 흐름이 형성되는 한편 바이패스관의 유속이 배관의 유속보다 빨라 자가발전 효율을 향상시킬 수 있다.The bypass pipe of the self-power generation means is formed with a smaller diameter than the pipe, the vortex flow is formed inside the bypass pipe while the flow rate of the bypass pipe is faster than the flow rate of the pipe can improve the self-generation efficiency.

그리고, 상기 압전부는 압전소자와, 상기 압전소자와 상기 축전지를 연결시키는 배선부를 포함하고, 상기 압전부는 상기 압전소자를 수납하는 하우징을 더 포함하며, 상기 하우징은 유체가 통과할 수 있는 투과공이 더 구비된다.The piezoelectric unit may include a piezoelectric element, and a wiring unit connecting the piezoelectric element and the storage battery. The piezoelectric unit may further include a housing accommodating the piezoelectric element, and the housing may further include a through hole through which fluid may pass. It is provided.

이상과 같은 누수 검지 시스템은, 데이터 수집단말기로 배관의 각 계측기에 연결된 데이터 기록장치와 통신하여 각 계측기의 유수정보를 수집하는 단계; 데이터 수집단말기로 수집된 유수정보를 서버로 전송하는 단계; 서버에서 전송된 유수정보를 분석하는 단계; 및 분석된 각 계측기의 유수정보의 차이를 서버에 예입력된 설정값과 비교하여 누수를 판단하는 단계;를 포함한다.
Leak detection system as described above, the step of collecting the flow information of each instrument by communicating with a data recording device connected to each instrument of the pipe as a data collection terminal; Transmitting flow water information collected by a data collection terminal to a server; Analyzing the flow of water information transmitted from the server; And determining the leak by comparing the difference of the flow of water information of each of the analyzed instruments with a preset value input to the server.

본 발명의 누수 검지 시스템에 따르면, 지상 점검자의 데이터 수집단말기와 지하에 매설되어 배관의 유수정보가 기록되는 데이터 기록장치가 무선으로 송수신되어 배관의 유수정보를 데이터 수집단말기를 통해서 확인할 수 있으므로 점검자가 맨홀의 커버를 열지 않고서도 무선 송수신된 배관의 유수정보에 따라 배관의 누수탐지를 용이하게 할 수 있고, 이에 따른 신속한 보수가 가능하게 된다.
According to the leak detection system of the present invention, the inspector is a data collection terminal of the ground inspector and a data recording device that is buried underground to record the flow information of the pipe can be wirelessly transmitted and received to check the flow information of the pipe through the data collection terminal. Without opening the cover of the manhole, it is possible to facilitate the leak detection of the pipe according to the flow information of the wirelessly transmitted and received pipe, thereby enabling a quick repair.

도 1은 본 발명에 따른 누수 검지 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 누수 검지 시스템의 자가발전장치를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따라 바이패스관에 설치된 자가발전장치의 설치 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자가발전장치에 구비되는 압전소자의 구성도이다.1 is a block diagram of a leak detection system according to the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing a self-powered device of the leak detection system according to the present invention.
3 is an installation configuration diagram of a self-generating device installed in a bypass pipe according to the present invention.
4 is a configuration diagram of a piezoelectric element provided in a self-powered device according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부도면 도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 누수 검지 시스템과 자가발전장치를 도시한 구성도이다.1 to 4 are block diagrams illustrating a leak detection system and a self-powered device according to the present invention.

본 발명의 누수 검지 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 크게 데이터 기록장치(200)와, 데이터 수집단말기(300)를 포함한다.
The leak detection system of the present invention largely includes a data recording apparatus 200 and a data collecting terminal 300, as shown in FIG.

데이터 기록장치(200)는 지하에 설치된 배관(1)의 계측기(2)와 연결되어 배관(1)을 흐르는 유량 즉 유수정보를 기록하는 데이터 이력 기록 장치(이하 "데이터 기록장치" 라 한다)(200)이다.The data recording device 200 is connected to the measuring instrument 2 of the pipe 1 installed underground, and a data history recording device (hereinafter referred to as "data recording device") for recording the flow rate, that is, flowing water information flowing through the pipe 1 ( 200).

이러한 데이터 기록장치(200)는 계측기(2)와 더불어 지하에 매설됨이 바람직하나, 이에 국한되거나 한정되지는 않는다. 특히, 데이터 기록장치(200)가 지하에 매설될 경우에는 도 1에서와 같이 계측기(2)와 같이 맨홀(3) 내부에 설치됨이 바람직하고, 이의 설치나 정비 또는 유지보수 시는 맨홀(3)의 커버(4)를 열어 개방시킨 상태에서 이루어진다.Such a data recording device 200 is preferably buried underground with the meter 2, but is not limited thereto. In particular, when the data recording device 200 is buried underground, as shown in Figure 1 it is preferable to be installed in the manhole 3, such as the measuring instrument 2, the manhole (3) during the installation, maintenance or maintenance thereof The cover 4 is made in the open state.

그리고, 데이터 기록장치(200)는 계측기(2)와 일대일 즉 1대의 계측기(2)에 1대의 데이터 기록장치(200)가 연결됨이 바람직하다.In addition, the data recording apparatus 200 may be one data recording apparatus 200 connected to the measuring instrument 2 one-to-one, that is, one measuring instrument 2.

한편, 데이터 기록장치(200)는, 계측기(2)와 연결된 데이터 기록장치(200)를 전반적으로 제어하는 컨트롤러(210)와, 각종 정보를 표시하는 LCD(240)와, 컨트롤러(210)에 의해 제어되어 계측기(2)로부터 수집된 유수정보를 단위시간 별로 저장하는 메모리(230)와, 정전 등과 같이 비상상황 발생 시 메모리(230)에 비상 전원을 공급하는 배터리(250) 및 컨트롤러(210)에 의해 제어되어 메모리(230)에 저장된 유수정보를 데이터 수집단말기(300)로 전송하기 위한 통신수단을 포함한다.On the other hand, the data recording device 200, the controller 210 for controlling the overall data recording device 200 connected to the measuring instrument 2, the LCD 240 for displaying a variety of information, and the controller 210 To the memory 230 and the controller 210 for supplying emergency power to the memory 230 in the event of an emergency situation, such as a power failure, and the like to store the flow of water information collected from the measuring instrument (2) for each unit time It is controlled by the control unit includes a communication means for transmitting the flow information stored in the memory 230 to the data collection terminal (300).

이와 같은 데이터 기록장치(200)는 계측기(2)로부터 주 전원을 공급받아 작동되고, 계측기(2)의 주 전원은 자가발전에 의한 것으로, 이에 대한 자세한 설명은 후술될 도 2에서 자세히 설명하기로 한다.The data recording apparatus 200 is operated by receiving main power from the measuring instrument 2, and the main power of the measuring instrument 2 is generated by self-generation, which will be described in detail later with reference to FIG. 2. do.

그리고, 메모리(230)에서는 수집된 유수정보를 단위시간 별로 저장하는 것이 바람직하지만, 필요에 따라서는 분이나 초 단위로도 저장할 수 있다.In the memory 230, it is preferable to store the collected flow information by unit time, but it can also be stored in units of minutes or seconds, if necessary.

상기 통신수단은 RF 모듈 또는 와이파이모듈, Ethernet, RS-232C 방식 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 구성될 수 있으며, 이하에서는 "2.4G RF 모듈(이하 "RF 모듈" 이라 한다)(220)"을 바람직한 일례로 예시하여 설명키로 한다.
The communication means may be configured by any one or a combination of two or more of an RF module or a Wi-Fi module, Ethernet, RS-232C, and hereinafter referred to as "2.4G RF module (hereinafter referred to as" RF module ") 220). As an example, a description key is given as an example.

상기 데이터 수집단말기(300)는 점검자가 휴대하고 다니는 장치로서, 전술한 데이터 기록장치(200)와 통신되어 데이터 기록장치(200)에 수집된 유수정보를 수신하여 저장한다.The data collection terminal 300 is a device carried by the inspector, and communicates with the above-described data recording apparatus 200 to receive and store flowing water information collected by the data recording apparatus 200.

이러한 데이터 수집단말기(300)는, 데이터 기록장치(200)의 RF 모듈(220)과 통신되는 제 1 통신수단과, 제 1 통신수단을 통해 데이터 기록장치(200)로부터 수신된 유수정보를 저장하는 저장수단과, 저장수단과 연결되어 각종 정보의 표시 및 입력을 위한 터치스크린으로 된 LCD(330)와, 저장수단에 저장된 유수정보를 서버(400)로 전송하기 위한 제 2 통신수단을 포함한다.The data collection terminal 300 stores the first communication means communicated with the RF module 220 of the data recording apparatus 200 and flow water information received from the data recording apparatus 200 through the first communication means. And a storage means, an LCD 330 connected to the storage means as a touch screen for displaying and inputting various kinds of information, and second communication means for transmitting water flow information stored in the storage means to the server 400.

여기서, 상기 제 1,2 통신수단은 RF 모듈 또는 와이파이모듈, Ethernet, RS-232C 방식 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 구성될 수 있으며, 이하에서는 제 1 통신수단은 "2.4G RF 모듈(이하 "RF 모듈" 이라 한다)(320)"을, 제 2 통신수단은 "와이파이모듈(340)"을 바람직한 일례로 예시하여 설명키로 한다.Here, the first and second communication means may be composed of any one or a combination of two or more of an RF module or a Wi-Fi module, Ethernet, RS-232C, and the first communication means is referred to as "2.4G RF module (hereinafter"). 320), and the second communication means exemplifies " Wi-Fi module 340 "

그리고, 상기 저장수단은 CPU 또는 외장하드 또는 USB 메모리 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 구성될 수 있으며, 이하에서는 "CPU(310)"를 바람직한 일례로 예시하여 설명키로 한다.The storage means may be composed of any one or a combination of two or more of a CPU, an external hard drive, and a USB memory. Hereinafter, the CPU 310 will be described as an example as a preferred example.

또한, 상기 서버(400)는 통상의 PC로서, 서버(400)에는 수집된 유수정보를 저장 및 처리, 분석할 수 있는 소프트웨어가 탑재되어 있으므로, 누수 위치의 분석과 계측기(2)를 관리하는 등의 작업을 수행하게 된다.
In addition, since the server 400 is a normal PC, the server 400 is equipped with software for storing, processing, and analyzing collected flow water information, so as to manage the location of the leak and manage the measuring instrument 2, and the like. Will do the work of.

이상과 같은 누수 검지 시스템의 누수 검지 방법은, 데이터 수집단말기로 배관의 각 계측기에 연결된 데이터 기록장치와 통신하여 각 계측기의 유수정보를 수집하는 단계; 데이터 수집단말기로 수집된 유수정보를 서버로 전송하는 단계; 서버에서 전송된 유수정보를 분석하는 단계; 및 분석된 각 계측기의 유수정보의 차이를 서버에 예입력된 설정값과 비교하여 누수를 판단하는 단계;를 포함한다.Leak detection method of the leak detection system as described above, the data collection terminal to communicate with the data recording device connected to each measuring instrument of the pipe to collect the flow information of each measuring instrument; Transmitting flow water information collected by a data collection terminal to a server; Analyzing the flow of water information transmitted from the server; And determining the leak by comparing the difference of the flow of water information of each of the analyzed instruments with a preset value input to the server.

이를 좀 더 자세히 설명하면, 누수 검지 시스템에 의한 누수 검지는 배관(1) 상에 설치된 다수의 계측기(2)를 통해서 이루어진다.In more detail, the leak detection by the leak detection system is performed through a plurality of measuring instruments 2 installed on the pipe 1.

즉, 점검자가 데이터 수집단말기(300)를 통해서 배관(1) 일측의 계측기(2)에 연결된 데이터 기록장치(200)와 통신하여 일측 계측기(2)에서의 유수정보를 수집한 후, 이동하여 타측의 계측기(2)에 연결된 다른 데이터 기록장치(200)와 통신하여 타측 계측기(2)에서의 유수정보를 수집한다.That is, the inspector communicates with the data recording device 200 connected to the measuring device 2 on one side of the pipe 1 through the data collecting terminal 300 to collect water flow information from the measuring device 2 on one side, and then moves to the other side. It communicates with the other data recording device 200 connected to the measuring instrument 2 of the collection of water flow information from the other measuring instrument (2).

이와 같이 수집된 유수정보는 데이터 수집단말기(300)와 와이파이모듈(340)로서 통신되는 서버(400)로 전송되고, 전송된 유수정보는 서버(400)에서 분석되어 누수의 위치를 찾게 된다.The flow water information collected as described above is transmitted to the server 400 communicating with the data collection terminal 300 and the Wi-Fi module 340, and the flow water information is analyzed by the server 400 to find the location of the leak.

즉, 예를 들면, 양측 계측기(2)에서 수집된 유수정보의 차이가 미세하거나 동일한 경우에는 양 계측기(2) 사이의 배관(1)에서는 누수가 없고, 양 유수정보의 차이가 서버(400)에 예입력된 설정값보다 크면 양 계측기(2) 사이의 배관(1)에서 누수가 있음을 알 수 있게 되는 것이다.That is, for example, when the difference between the flow of water information collected by both measuring instruments 2 is the same or the same, there is no leakage in the pipe 1 between the two measuring units 2, and the difference between the two flowing information is the server 400. If greater than the set value entered in the example will be seen that there is a leak in the pipe (1) between the two measuring instruments (2).

따라서, 이와 같이 맨홀(3)의 커버(4)를 열지 않고서도 각 계측기(2)에 연결된 각각의 데이터 기록장치(200)와 데이터 수집단말기(300)가 무선 통신에 의해 유수정보를 수집함으로써 유수정보를 간편하게 수집할 수 있을 뿐 아니라 수집된 유수정보에 따라서 배관(1)의 누수탐지를 용이하게 할 수 있게 된다.
Therefore, the data recording device 200 and the data collection terminal 300 connected to each measuring instrument 2 without having to open the cover 4 of the manhole 3 in this way to collect the flow information by wireless communication Not only can the information be collected easily, it is also possible to facilitate the leak detection of the pipe (1) according to the collected flow water information.

도 2는 본 발명에 따른 자가발전수단인 자가발전장치를 도시한 것으로, 자가발전장치(100)는 배관(상,하수도관을 포함한다)(1)에 설치된 계측기(2)에 연결되어, 계측기(2)로 전원을 공급하게 된다.Figure 2 shows a self-power generation device which is a self-power generation means according to the present invention, the self-power generation device 100 is connected to the measuring instrument 2 installed in the pipe (including upper, sewer pipe) 1, Power is supplied to (2).

이러한 자가발전장치(100)는 배관(1)의 일측에 설치되는 바이패스관(10)과, 바이패스관(10)에 설치되는 압전부를 포함한다.The self-powered apparatus 100 includes a bypass pipe 10 installed on one side of the pipe 1 and a piezoelectric part installed on the bypass pipe 10.

상기 바이패스관(10)은 그 양단부가 배관(1)의 일측에 연통되게 연결되어 배관(1)을 흐르는 유체의 일부가 바이패스관(10)으로 유입된다. 이때, 바이패스관(10)의 직경은 배관(1)보다 작은 직경으로 형성되어 바이패스관(10)의 단면적이 배관(1)의 단면적보다 작으므로 바이패스관(10)으로 유입된 유체는 협소한 바이패스관(10)의 관로에 의해 와류의 흐름으로 바이패스관(10) 내부를 배관(1)에서보다 빠른 유속으로 흐르게 된다. 한편, 와류의 흐름에 의해서 바이패스관(10)을 흐르는 유체에는 압력변화가 발생되고, 이러한 압력변화에 의한 유체의 압력이 후술될 압전소자(110)를 지속적으로 가압하게 됨으로써 압전소자(110)에서는 전기에너지가 지속적으로 발생된다.
Both ends of the bypass pipe 10 are connected to one side of the pipe 1 so that a part of the fluid flowing through the pipe 1 flows into the bypass pipe 10. At this time, the diameter of the bypass pipe 10 is formed to a diameter smaller than the pipe (1), so that the cross-sectional area of the bypass pipe 10 is smaller than the cross-sectional area of the pipe (1), the fluid introduced into the bypass pipe (10) By the narrow passage of the bypass pipe 10, the flow of the vortex flows inside the bypass pipe 10 at a higher flow rate than that of the pipe 1. On the other hand, a pressure change is generated in the fluid flowing through the bypass tube 10 by the flow of the vortex, and the piezoelectric element 110 by continuously pressurizing the piezoelectric element 110 to be described later by the pressure of the fluid. In electricity, electricity is continuously generated.

상기 압전부는 도 2 및 도 3에서와 같이 압전소자(110)와, 상기 압전소자(110)와 후술될 축전지(120)를 연결시키는 배선부(150)를 포함한다.2 and 3, the piezoelectric unit includes a piezoelectric element 110 and a wiring unit 150 connecting the piezoelectric element 110 and the storage battery 120 to be described later.

그리고, 상기 압전부에는 상기 압전소자(110)를 수납하는 하우징(130)이 더 포함되고, 상기 하우징(130)에는 유체가 통과할 수 있는 다수의 투과공(131)이 전 표면에 걸쳐 형성되는 한편 상기 하우징(130)에는 상기 바이패스관(10)에 부착되는 부착수단(140)을 더 구비하여 설치된다.The piezoelectric unit further includes a housing 130 accommodating the piezoelectric element 110, and the housing 130 includes a plurality of transmission holes 131 through which the fluid can pass. Meanwhile, the housing 130 is further provided with an attachment means 140 attached to the bypass pipe 10.

상기 하우징(130)은 그 표면에 다수의 투과공(131)이 형성된 육면체로서, 상기 투과공(131)에 의해서 바이패스관(10)을 흐르는 유체는 하우징(130) 내부로 원활하게 유입되었다가 배출된다.The housing 130 is a hexahedron having a plurality of through holes 131 formed on the surface thereof. The fluid flowing through the bypass tube 10 by the through holes 131 is smoothly introduced into the housing 130. Discharged.

그리고, 상기 하우징(130)의 상부에는 복수의 부착수단(140)이 구성되고, 상기 부착수단(140)은 볼트와 너트로 구성되어 하우징(130)을 바이패스관(10)을 부착시켜 고정시키게 된다. 여기서, 상기 부착수단(140)은 볼트와 너트 이외의 다른 부착수단으로도 얼마든지 설계 변경되어 적용될 수 있다.In addition, a plurality of attachment means 140 is configured on the upper portion of the housing 130, and the attachment means 140 is composed of a bolt and a nut to fix the housing 130 by attaching the bypass tube 10. do. Here, the attachment means 140 may be applied to any number of design changes to other attachment means other than bolts and nuts.

한편, 상기 압전소자(110)는 도 4에 도시된 바와 같이, 전 표면에 방수코팅층(111)이 형성되어, 압전소자(110) 내부로 유체 즉 물의 유입을 차단하게 된다.On the other hand, the piezoelectric element 110, as shown in Figure 4, the waterproof coating layer 111 is formed on the entire surface, to block the inflow of fluid, that is, water into the piezoelectric element (110).

이와 같은 압전소자(110)는 바이패스관(10)의 관로에 수직하게 설치되어, 압전소자(110)의 전면적이 바이패스관(10)을 흐르는 유체에 저항으로 작용됨으로써 유체와의 접촉면적이 극대화된다. 따라서, 바이패스관(10)을 흐르는 유체의 압력이 압전소자(110)의 전면적에 작용하여 가압함으로써 압전소자(110)의 전기에너지 발생효율은 그만큼 더 향상된다. 또한, 압전소자(110)의 전기에너지 발생 즉 자가발전은 배관(1)에 유체가 흐르는 이상, 반영구적으로 이루어지게 된다.The piezoelectric element 110 is installed perpendicular to the conduit of the bypass tube 10, so that the entire surface of the piezoelectric element 110 acts as a resistance to the fluid flowing through the bypass tube 10 so that the contact area with the fluid is increased. Is maximized. Therefore, the pressure of the fluid flowing through the bypass tube 10 acts on the entire surface of the piezoelectric element 110 and pressurizes the electrical energy generating efficiency of the piezoelectric element 110 to be further improved. In addition, the electric energy generation, that is, self-power generation of the piezoelectric element 110 is made semi-permanently as long as the fluid flows through the pipe (1).

이와 같이 압전소자(110)에서 발생된 전기에너지는 압전소자(110)에 연결된 배선부(150)를 통해 축전지(120)에 공급되어 저장되고, 축전지(120)에 저장된 전기에너지는 계측기(2)로 공급되어 계측기(2)의 전원으로서 사용된다. 이와 같은 전원공급은 배관(1)에 유체가 흐르는 한, 압전소자(110)에 의해서 반영구적으로 이루어짐으로써 기기를 안정적으로 작동시킬 수 있게 된다.The electrical energy generated in the piezoelectric element 110 is supplied to and stored in the storage battery 120 through the wiring unit 150 connected to the piezoelectric element 110, and the electrical energy stored in the storage battery 120 is measured by the measuring instrument 2. It is supplied to and used as a power source of the measuring instrument 2. Such power supply is semi-permanently made by the piezoelectric element 110 as long as fluid flows through the pipe 1, so that the device can be stably operated.

또한, 상기와 같이 계측기(2)로 공급되는 전원은 계측기(2)와 연결된 데이터 기록장치(200)에 주 전원으로 공급되어 사용된다.In addition, the power supplied to the measuring instrument 2 as described above is used as a main power supply to the data recording apparatus 200 connected to the measuring instrument 2.

한편, 상기 배선부(150)는 (+) 전선과, (-)전선으로 구비되고, 상기 하우징(130)에 연결된 인출관(132)을 통해 인출되어 상기 바이패스관(10) 외부의 축전지(120)와 상기 바이패스관(10) 내부의 압전소자(110)를 전기적으로 연결한다.On the other hand, the wiring unit 150 is provided with a (+) wire and a (-) wire, is drawn through the lead-out pipe 132 connected to the housing 130, the storage battery (outside the bypass pipe 10) ( 120 and the piezoelectric element 110 inside the bypass pipe 10 are electrically connected to each other.

이때, 상기 인출관(132)은 하우징(130)과 바이패스관(10)을 연결하는 중공관으로서, 그 일단부는 하우징(130)에 일체로 형성되고, 타단부는 바이패스관(10)을 관통하여 형성된다. 그리고, 상기 바이패스관(10)을 관통한 인출관(132)에는 바이패스관(10) 내부를 흐르는 유체의 누설을 차단하기 위한 실링부재(133)가 설치되고, 상기 실링부재(133)는 기밀 및 수밀성이 우수한 고무재질 등으로 형성될 수 있다.
At this time, the outlet pipe 132 is a hollow tube connecting the housing 130 and the bypass tube 10, one end of which is integrally formed in the housing 130, the other end of the bypass tube 10 It is formed through. In addition, a sealing member 133 is installed in the outlet pipe 132 that penetrates the bypass pipe 10 to block leakage of the fluid flowing in the bypass pipe 10, and the sealing member 133 is It may be formed of a rubber material having excellent airtightness and watertightness.

이상과 같이 자가발전장치(100)의 작동을 설명하면, 먼저 배관(1)에는 유체(물)가 일방향으로 흐르고, 이와 같이 흐르는 유체 중 일부는 바이패스관(10)으로 유입되어 흐른 후, 다시 배관(1)으로 배출되어 흐른다.Referring to the operation of the self-generating device 100 as described above, first the fluid (water) flows in one direction to the pipe (1), and some of the flowing fluid flows into the bypass pipe (10), and then again It is discharged to the pipe 1 and flows.

이때, 바이패스관(10)은 배관(1)보다 작은 단면적을 가짐으로써 바이패스관(10)으로 유입된 유체는 협소해진 바이패스관(10)의 관로에 의해서 심한 와류의 흐름으로 배관(1)의 유속보다 빠른 유속으로 흐르게 된다.At this time, the bypass pipe 10 has a smaller cross-sectional area than the pipe 1, so that the fluid flowing into the bypass pipe 10 is severely vortex flow by the narrow passage of the bypass pipe 10. It flows faster than the flow rate of).

한편, 바이패스관(10)의 빠른 유속과 더불어 심한 와류현상에 의해서 바이패스관(10)의 유체에는 압력변화가 발생되고, 이러한 압력변화에 의한 유체의 압력이 바이패스관(10)에 수직하게 설치되어 있는 하우징(130)의 투과공(131)을 통해 압전소자(110)의 전면적에 작용(가압)한 후 배출됨으로서 압전소자(110)에서는 전기에너지가 지속적으로 발생되며, 이와 같이 발생된 전기에너지는 모두 배선부(150)의 (+)전선과 (-)전선을 통해 축전지(120)에 저장되고, 축전지(120)에 저장된 전기에너지는 계측기(2)와 데이터 기록장치(200)의 전원으로 공급되어 사용된다.On the other hand, a pressure change occurs in the fluid of the bypass pipe 10 due to the rapid flow rate of the bypass pipe 10 and the severe vortex phenomenon, and the pressure of the fluid due to the pressure change is perpendicular to the bypass pipe 10. The electrical energy is continuously generated in the piezoelectric element 110 by being discharged after acting (pressurizing) on the entire surface of the piezoelectric element 110 through the transmission hole 131 of the housing 130. All of the electrical energy is stored in the storage battery 120 through the (+) and (-) wire of the wiring unit 150, the electrical energy stored in the storage battery 120 of the meter (2) and the data recording device 200 Powered and used.

따라서, 상기와 같이 자가발전된 전기에너지는 배관(1)에 유체가 흐르는 이상은 반영구적으로 자가발전되어 축전지(120)에 저장되었다가 계측기(2)와 데이터 기록장치(200)로 전원 공급됨으로써 기기를 안정적으로 작동시킬 수 있게 된다.
Accordingly, the self-generated electric energy is semi-permanently self-generated abnormally flowing fluid in the pipe (1) is stored in the storage battery 120, the power is supplied to the instrument (2) and the data recording device 200 to power the device It can operate stably.

이상과 같이 설명한 본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예들은 모두 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함된다 할 것이다.
The embodiments described above and the drawings attached to the present specification only clearly show some of the technical ideas included in the present invention, and those skilled in the art within the scope of the technical ideas included in the specification and drawings of the present invention. Modifications and specific embodiments that can be easily inferred will be included within the scope of the spirit of the present invention.

1 : 배관 2 : 계측기
3 : 맨홀 4 : 커버
10 : 바이패스관 100 : 자가발전장치
110 : 압전소자 111 : 방수코팅층
120 : 축전지 130 : 하우징
131 : 투과공 132 : 인출관
133 : 실링부재 140 : 부착수단
150 : 배선부 200 : 데이터 기록장치
210 : 컨트롤러 220 : RF 모듈
230 : 메모리 240 : LCD
250 : 배터리 300 : 데이터 수집단말기
310 : CPU 320 : RF 모듈
330 : LCD 340 : 와이파이모듈
400 : 서버1: piping 2: instrument
3: manhole 4: cover
10: bypass tube 100: self-powered device
110: piezoelectric element 111: waterproof coating layer
120: storage battery 130: housing
131: through hole 132: drawing pipe
133: sealing member 140: attachment means
150: wiring portion 200: data recording apparatus
210: controller 220: RF module
230: memory 240: LCD
250: battery 300: data acquisition terminal
310: CPU 320: RF module
330: LCD 340: Wifi module
400: Server

Claims (11)

배관의 계측기와 연결되어 배관의 유수정보를 기록하는 데이터 기록장치;
상기 계측기와 데이터 기록장치에 전원을 공급하는 자가발전수단;
상기 데이터 기록장치와 통신되어 유수정보를 수집하는 데이터 수집단말기; 및 상기 데이터 수집단말기와 무선 송수신되어 수집된 유수정보를 처리 및 분석하는 서버;를 포함하며
상기 자가발전수단은, 유체가 흐르는 배관에 연결되어 일부의 유체를 우회시키는 바이패스관; 상기 바이패스관의 내부에 설치되어 유체의 압력에 의해 전기에너지를 발생시키는 압전부; 및 상기 압전부에서 발생된 전기에너지가 축적되어 저장되는 한편 저장된 전기에너지를 계측기로 공급하는 축전지;를 포함하며
상기 압전부는 압전소자와 상기 압전소자를 수납하는 유체가 통과할 수 있는 투과공이 구비된 하우징 및 상기 압전소자와 상기 축전지를 연결시키는 배선부를 포함하는 누수 검지 시스템.
A data recording device connected to the measuring instrument of the pipe to record the flow information of the pipe;
Self-generation means for supplying power to the measuring device and data recording device;
A data collection terminal communicating with the data recording device to collect flow water information; And a server that processes and analyzes the flowing water information collected by wireless transmission and reception with the data collection terminal.
The self-power generation means, the bypass pipe is connected to the pipe through which the fluid flows to bypass some of the fluid; A piezoelectric unit installed inside the bypass pipe to generate electrical energy by the pressure of the fluid; And a storage battery that stores and stores the electric energy generated by the piezoelectric part, and supplies the stored electric energy to a measuring instrument.
The piezoelectric part includes a housing having a through hole through which a piezoelectric element and a fluid accommodating the piezoelectric element pass, and a wiring part connecting the piezoelectric element and the storage battery.
청구항 1에 있어서,
상기 데이터 기록장치는, 데이터 기록장치를 제어하는 컨트롤러;
상기 컨트롤러에 의해 제어되어 계측기로부터 수집된 유수정보를 저장하는 메모리; 및
상기 컨트롤러에 의해 제어되어 메모리에 저장된 유수정보를 데이터 수집단말기로 전송하기 위한 통신수단;을 포함하는 누수 검지 시스템.
The method according to claim 1,
The data recording apparatus includes a controller for controlling the data recording apparatus;
A memory controlled by the controller to store flow water information collected from a measuring instrument; And
And communication means for transmitting the flowing water information stored in the memory controlled by the controller to a data collecting terminal.
청구항 2에 있어서,
상기 데이터 기록장치는 정전 시 메모리에 비상 전원을 공급하는 배터리를 더 포함하는 누수 검지 시스템.
The method according to claim 2,
The data recording device further comprises a battery for supplying emergency power to the memory in the event of a power failure.
청구항 2에 있어서,
상기 데이터 수집단말기는, 데이터 기록장치의 통신수단과 통신되는 제 1 통신수단;
상기 제 1 통신수단을 통해서 수신된 유수정보를 저장하는 저장수단; 및
상기 저장수단에 저장된 유수정보를 서버로 전송하기 위한 제 2 통신수단;을 포함하는 누수 검지 시스템.
The method according to claim 2,
The data collection terminal comprises: first communication means for communicating with a communication means of the data recording apparatus;
Storage means for storing flow water information received through the first communication means; And
And leaking information stored in the storage means for transmitting to the server.
청구항 4에 있어서,
상기 데이터 기록장치의 통신수단과, 상기 데이터 수집단말기의 제 1,2 통신수단은 RF 모듈 또는 와이파이모듈, Ethernet, RS-232C 방식 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 구성되는 누수 검지 시스템.
The method of claim 4,
The communication means of the data recording device, and the first and second communication means of the data collecting terminal is a leak detection system consisting of any one or a combination of two or more of the RF module or Wi-Fi module, Ethernet, RS-232C.
청구항 4에 있어서,
상기 저장수단은 CPU 또는 외장하드 또는 USB 메모리 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 구성되는 누수 검지 시스템.
The method of claim 4,
The storage means leak detection system consisting of any one or a combination of two or more of the CPU or external hard drive or USB memory.
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