KR101795286B1 - 맨홀삽입형 자동채수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 맨홀 내의 시료를 자동으로 채수하기 위한 장치로서, 그 장치는 시료를 펌핑하기 위한 펌핑부; 펌핑한 시료를 시료저장부로 분배해 주는 분배기; 분배된 시료를 분리하여 저장하는 시료저장부; 일정한 시각에 일정 시간 간격으로 시료를 채수하기 위해 펌핑부와 분배기를 제어할 수 있는 제어부; 및 상기 펌핑부와 분배기와 제어부에 직류전원을 공급하기 위한 전원부;로 구성되어 맨홀 내부에 설치가 가능하고 외부로 노출되는 장치가 없으며, 일정시간 동안 일정한 시간 간격으로 자동채수되어 인력이 투입될 필요가 없으며, 도로 상의 차량 및 유동인구의 통행에 전혀 지장을 주지 않도록 한 장점이 있으며, 또한, 다수의 지점에서 시료를 채수할 경우에도 타이머에 의해 자동채수되므로 동일한 시각에 동일한 시간 간격으로 채수할 수 있으므로 다수의 지점을 동일한 시각에 비교 분석하는데 용이한 효과가 있다.

Description

맨홀삽입형 자동채수장치{AUTO SAMPLING APPARATUS INNER MANHOLE}

본 발명은 하수구 등의 맨홀 내부에 삽입하여 별도의 외부 전력공급 없이 일정시간동안 일정간격으로 지동으로 채수 가능한 장치에 관한 것이다.

하수관이나 하수처리장 등을 신규로 설치하거나 유지관리를 하기 위해서는 하수를 하루이상 채수하여 수질분석을 시행하여야 한다. 채수는 주로 하수관의 맨홀이나 하수처리장에서 하루이상 이루어지고 있다.

종래에는 하수관거의 특정지점에 위치한 맨홀내 하수시료를 채수하기 위하여 채수함이 달린 채수용 장비를 이동차량에 싣고 다니며 일정한 시간간격으로 반복적으로 특정지점에 위치한 맨홀을 방문하여 인력이 직접 시료를 채수하였다

여러 지점을 직접 채수할 경우에는 많은 인력이 소요되고, 동일한 시각에 채수하기가 어렵고, 도로상에 위치하여 사고의 위험이 따르는 등 여러 문제점이 발생한다. 이를 방지하기 위하여 하수관거의 특정지점에 위치한 맨홀의 상부지점에 칸막이를 친다음 일정한 시간간격으로 자동으로 하수시료를 채수하기 위한 자동채수기를 설치하는 기술이 시도되었으나 대다수의 맨홀이 차량통행 및 유동인구가 많은 도로 가운데에 위치하여 사고의 위험이 있으며 주간에는 도심내 미관을 해치고 야간에는 주행차량에 의해 자동채수기가 파손이 되거나 분실되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 자동채수기는 대형으로 제작되는 사각함체내부에 고정 설치되는 다수개의 시료수집통에 펌프방식으로 동작하는 파이프와 분배기를 이용하여 일정한 시간간격으로 하수시료를 시료수집통에 분배하는 복잡한 구성을 필요로 하기 때문에 설치방식이 복잡하고 제작비용이 증가할 뿐만 아니라 유지보수가 어려운 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1524491호(2015.05.26, '맨홀삽입형 자동승강 채수장치) 대한민국 등록특허 제10-1515385호(2015.04.21, '맨홀삽입형 자동회전 채수장치) 대한민국 등록특허 제10-1513463호(2015.04.14, '간선하수관거에 적용 가능한 맨홀삽입형 자동채수기) 대한민국 등록특허 제10-1571751호(2015.11.19, '타이머 기능이 구비된 휴대용 자동채수장치)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 맨홀용 자동채수장치에 있어서 맨홀 내부에 완전한 삽입형으로 구성되어 외부로 노출되는 장치가 없으며, 일정시간 동안 일정한 시간 간격으로 자동채수되어 인력이 투입될 필요가 없으며, 도로 상의 차량 및 유동인구의 통행에 전혀 지장을 주지 않도록 한 자동채수장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 맨홀삽입형 자동채수장치는, 맨홀 하부의 하수를 흡입하여 펌프와 호스로 연결되는 흡입부; 하수를 펌핑하기 위한 펌핑부; 펌핑한 시료를 분배해 주는 분배기; 분배된 시료를 분리하여 저장하는 시료저장부; 일정한 시간에 일정 시간 간격으로 시료를 채수하기 위해 펌핑부와 분배기를 제어할 수 있는 제어부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 맨홀삽입형 자동채수장치는 상기 펌핑부, 분배기와 제어부에 전원을 공급하기 위한 전원부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 맨홀삽입형 자동채수기의 펌핑부와 제어부에 더불어 전원부는 수밀이 보장되는 장방형 박스 내부에 설치되어 수분이 침입하지 못하는 구조로 구성되고, 상기 장방형 박스의 하단에 분배기가 설치되고, 상기 분배기 하단에 시료저장부가 구성되어 하나의 몸체로 구성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 몸체의 후면 상단에는 맨홀 내부에 설치되어 있는 사다리 등의 구조물에 설치가 용이하도록 걸이형 고리가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흡입부는 하수내 이물질이 흡입되지 않도록 그물망 구조를 갖는 원통형 스테인레스강으로 구성되고 상기 펌핑부와 호스로 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 펌핑부는 하수펌프, 더욱 상세하게는 연동호스펌프(peristaltic hose pump)로 구성되고, 연동호스펌프는 모터부와 헤드부로 구분되고, 모터부는 직류용 모터로 상기 수밀형 몸체 내부에 설치되고, 헤드부는 상기 수밀형 몸체의 외측에 모터부와 연결되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 흡입부와 연결된 호스는 상기 핌핑부의 헤드부 유입부측에 연결되고 헤드부의 유출부측과 상기 분배기는 또다른 호스로 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분배기는 일측면에 직류용 모터와; 모터의 구동에 따라 직선운동으로 전환하는 스크류; 스크류를 따라 이동하는 이동자; 이동자의 이동경로를 안내하는 슬라이딩; 이동자의 위치를 감지하는 센서; 채수되는 시료를 분배하여 받을 수 있는 다수개의 니플로 구성되는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 분배기의 이동자는 펌핑부의 헤드 유출부측과 호스로 연결되고, 시간 설정에 따라 구동되는 분배기모터에 의해 다수개의 니플과 일치되는 지점으로 이동되고, 센서에 의해 위치가 감지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 직류용 타이머가 설치되어 일정시간에 일정 시간 간격으로 상기 펌핑부의 펌프를 가동하고, 상기 분배기의 이동자를 이동시킬 수 있도록 제어 기능을 갖춘 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전원부는 통상 사용하는 1차전지인 건전지를 다수개 설치하여 외부전원 없이 펌핑부와 분배기의 구동에 필요한 전원을 공급할 수 있도록 구비한 것이 특징이다.

또한, 상기 시료저장부는 상기 분배기로부터 유출되는 시료를 저장할 수 있는 채수병과 채수병을 지지할 수 있는 지지대로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 맨홀삽입형 자동채수장치는 하나의 몸체로 맨홀 내부에 완전 삽입되어 외부 노출이 없으므로 통행차량 및 유동인구의 안전사고가 일어날 우려가 없으며, 일정시간 동안 일정 시간 간격으로 타이머에 의해 자동으로 채수되므로 무인으로 시료 채수가 가능한 장점이 있다.

특히, 본 발명에 따른 맨홀삽입형 자동채수장치는 다수의 지점에서 시료를 채수할 경우에도 타이머에 의해 자동채수되므로 동일한 시각에 동일한 시간 간격으로 채수할 수 있으므로 다수의 지점을 동일한 시각에 비교 분석하는데 용이한 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 맨홀삽입형 자동채수장치를 개략적으로 나타낸 정면도
도 2는 본 발명에 따른 맨홀삽입형 자동채수장치를 개략적으로 나타낸 측면도
도 3은 본 발명에 따른 맨홀삽입형 자동채수장치의 분배기를 상세하게 나타내는 개념도
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제작한 맨홀삽입형 자동채수장치의 실물 사진
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제작한 맨홀삽입형 자동채수장치를 맨홀 내부에 설치한 상태의 사진

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 맨홀삽입형 자동채수장치를 개략적으로 나타내는 정면도이고, 도 2는

본 발명에 따른 맨홀삽입형 자동채수장치를 개략적으로 나타내는 측면도, 도 3은 본 발명에 따른 맨홀삽입형 자동채수장치의 분배기를 상세하게 나타낸 개념도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제작한 맨홀삽입형 자동채수장치의 실물 사진이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제작한 맨홀삽입형 자동채수장치를 맨홀 내부에 설치한 상태의 사진을 나타내고 있다.

도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 맨홀삽입형 자동채수장치는 흡입부(100)와 펌핑부(200)와 분배기(300)와 시료저장부(400)와 제어부(500)와 전원부(600)와 수밀형 박스(700)와 설치고리(800)를 포함한다.

흡입부(100)에는 하수에 포함된 이물질을 걸러주는 그물망이(101)이 구비되어 있으며, 그물망(101)과 펌핑부(200)의 헤드(201)는 호스(102)로 연결된다. 그물망(101)은 부식에 강한 스테인레스와 플라스틱 재질로 제작 가능하고, 호스(102)는 고무, PE 및 실리콘 등과 같은 유연성이 있는 재질로 구비된다.

또한, 펌핑부(200)는 모터(201)와 헤드(202)로 구성되고 모터(201)는 기계식감속기가 부착된 직류모터로 구비하되, 헤드9202)는 하수용 펌프는 모두 가능하나 더욱 바람직하게는 연동호스펌프(peristaltic pump)가 구비되는 것이 특징이다. 흡입부(100)로부터 연결된 호스(102)는 펌핑부(200)의 헤드(202)를 거쳐 분배기(300)의 이동자(304)로 연결된다. 펌핑부(200)는 제어부(500)의 지시에 따라 작동하되, 펌핑부(200)는 정회전과 역회전이 가능한 펌프로 구비되어, 정회전시에는 시료가 채수되고, 역회전시에는 호스내에 잔류해 있는 시료가 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.

한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분배기(300)는 분배기 모터(301)와 스크류(302)와 슬라이딩(303)과 이동자(304)와 위치센서(305)와 위치센서(305)와 시점센서(306)와 센서도그(307)와 종점센서(308)와 니플(309)과 케이블체인(310)과 배출구(311)로 구성하되, 수분에 대해 안전한 구조로 구비된다. 펌핑부(200)에서 펌핑된 시료는 분배기(300)의 이동자(304)를 통해 시료저장부(400)의 채수병(401)으로 주입된다.

또한, 분배기 모터(301)는 수밀이 가능한 직류형 모터로 구비되고, 모터의 작동에 의해 회전운동을 직선운동으로 변환해주는 스크류(302)의 회전에 의해 이동되는 이동자(304)는 이동경로를 안내해주는 슬라이딩(303)을 따라 이동된다.

한편 이동자의 위치는 분배기(300)의 위치센서(306)와 센서도그(307)에 의해 감지되어 제어부(500)에 신호를 전달하여 이동자(304)가 정해진 위치에 오도록 감시한다. 또한 이동자(304)가 시점이나 종점을 벗어나지 않도록 시점센서(306)와 종점센서(308)가 설치된다.

더불어, 스크류(302)와 슬라이딩(302)은 부식에 강한 스테인레스 또는 니켈 도금이 된 스틸, 또는 알루미늄 재질로 구비하는 것이 바람직하다. 이동자(304)는 스크류(302)와 슬라이딩(303)과 동일한 재질로 구성하고, 펌핑부의 유출측과 유연성이 있는 호스로 연결된다. 채수된 시료는 이동자(304)를 통해 니플(309)로 유입되며, 채수된 시료는 역회전시 유출되지 않도록 이동자(304)와 니플(309)은 미세하게 이격하여 설치된다.

또한, 니플(309)은 다수개로 구성하되, 채수하고자 하는 시료 수에 따라 가감하여 구비할 수 있다.

한편, 시료저장부(400)는 다수 개의 채수병(401)이 구비되고, 분배기(300)의 니플(309)과 각 채수병사이에는 호스를 통해 채수된 시료가 유입되도록 한다, 아울러, 채수병(401)을 안전하게 보관하기 위해서 견고한 구조로 구비된다.

한편, 제어부(500)는 타이머(501)에 의해 일정한 시각에 일정한 시간간격으로 펌핑부에 정회전과 역회전 신호를 순차적으로 전달하여, 정회전 신호시에는 흡입부(100)으로부터 시료가 채수되고, 역회전 신호시에는 펌핑부(200)와 흡입부(100) 호스 내에 잔류해 있는 시료를 흡입부(100) 외부로 배출되도록 한다. 또한, 1회 채수가 완료된 후, 즉 정회전과 역회전이 1회 완료된 후에는 분배기(300)의 이동자(304)를 다음 니플(309)로 이동시켜 정해진 시각에 다음 회 채수가 이루어 질 수 있도록 한다.

아울러, 상기 제어부(500)의 타이머(501)는 시간 설정을 다양하게 할 수 있도록 복수개로 설치할 수 있으며, 시료 채수량을 조절할 수 있도록 펌핑부(200)의 가동시간을 임의로 조절할 수 있도록 한다.

한편, 전원부(600)는 1차 전지인 건전지를 다수 개 설치하여, 펌핑부(200)와 분배기(300)와 제어부(500)에 직류전원을 공급할 수 있도록 하되, 채수가 이루어지지 않을 시에는 최소전력만 소비될 수 있도록 구성한다.

한편, 수밀박스(700)는 펌핑부 모터(201)와 제어부(500)와 전원부(600)가 내장되어 수분이 침입하지 못하는 구조로 구비되고, 내식성이 강한 스테인레스 또는 플라스틱 박스로 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 설치고리(800)는 맨홀 내부에 설치되어 있는 사다리에 걸쳐 고정될 수 있도록 구비되고, 간격 조절이 가능한 구조가 바람직하다.

한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 맨홀삽입형 자동채수장치의 사진이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 맨홀삽입형 자동채수장치를 하수맨홀 내부에 설치하여 실제 시료를 채수하는 사진이다.

상기와 같이, 맨홀 내의 하수 등을 채수할 경우, 본 발명에 따른 맨홀삽입형 자동채수장치를 맨홀 내부에 설치하므로 통행차량이나 유동인구에 의한 사고 우려가 없으며, 제어부(500)의 타이머(501)의 시간 설정에 의해 일정한 시각에 일정 시간 간격으로 자동으로 채수되어 시료별로 채수병(401)에 각각 저장되므로 인력이 수동으로 채수할 필요 없이 여러 지점의 시료를 동시에 채수가 가능하다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 흡입부
101 : 그물망 102 : 호스
200 : 펌핑부
201 : 모터 202 : 헤드
300 : 분배기
301 : 분배기모터 302 : 스크류 303 : 슬라이딩 304 : 이동자
305 : 위치센서 306 : 시점센서 307 : 센서도그 308 : 종점센서
309 : 니플 310 : 케이블체인 311 : 배출구
400 : 시료저장부
401 : 채수병
500 : 제어부
501 : 타이머
600 : 전원부
700 : 수밀박스
800 : 설치고리

Claims (6)

1. 맨홀 내의 하수를 흡입하는 흡입부(100);
   흡입부와 호스로 연결되어 하수를 펌핑하기 위한 펌핑부(200);
   펌핑한 시료를 시료저장부(400)로 분배해 주는 분배기(300);
   분배된 시료를 분리하여 저장하는 시료저장부(400);
   일정한 시각에 일정 시간 간격으로 시료를 채수하기 위해 펌핑부와 분배기를 제어할 수 있는 제어부(500); 및 상기 펌핑부와 분배기와 제어부에 직류전원을 공급하기 위한 전원부(600);를 포함하되,
   상기 흡입부(100)와 펌핑부(200)와 분배기(300)와 시료저장부(400)와 제어부(500) 및 전원부(600)가 일체형으로 구성되고,
   상기 분배기(300)는
   분배기 모터(301)와 분배기 모터의 작동에 따라 회전운동을 직선운동으로 변환해주는 스크류(302)와 스크류(302)의 회전에 따라 이동하는 이동자(304)와 이동자(304)의 이동경로를 안내해주는 슬라이딩(303)과 이동자(304)에 부착된 위치센서(305)와 이동경로의 일측면에 설치된 센서도그(307)와 이동자(304)의 시점에 설치된 시점센서(306)와 이동자(304)의 종점에 설치되는 종점센서(308)와 펌핑부(200)에서 펌핑된 시료를 이동자(304)를 통해 시료저장부(400)로 연결해주는 니플(309)과 분배기 모터(301)와 센서에 연결된 케이블을 보호하는 케이블체인(310)과 과다하게 펌핑된 시료를 배출할 수 있는 배출구(311)로 구성되는 것을 특징으로 하는 맨홀삽입형 자동채수장치
   
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 흡입부(100)는
   그물망(101)과 호스(102)로 구성되어 펌핑부(200)에 연결되고,
   펌핑부(200)는 직류 모터(201)와 헤드(202)로 구성되는 연동호스펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 맨홀삽입형 자동채수장치
3. 제 1항에 있어서,
   상기 분배기(300)는
   분배기 모터(301)와 직류 모터의 작동에 따라 회전운동을 직선운동으로 변환해주는 스크류(302)와 이동자(304)의 이동경로를 안내해주는 슬라이딩(303)과 스크류(302)의 회전에 따라 이동하는 이동자(304)와 이동자(304)에 부착된 위치센서(305)와 이동경로의 일측면에 설치된 센서도그(307)와 이동자(304)의 시점에 설치된 시점센서(306)와 이동자(304)의 종점에 설치되는 종점센서(308)와 펌핑부(200)에서 펌핑된 시료를 이동자(304)를 통해 시료저장부(400)로 연결해주는 니플(309)과 분배기 모터(301)와 센서에 연결된 케이블을 보호하는 케이블체인(310)과 과다하게 펌핑된 시료를 배출할 수 있는 배출구(311)로 구성되는 것을 특징으로하는 맨홀삽입형 자동채수장치
4. 제 1항에 있어서,
   상기 시료저장부(400)는
   다수 개의 채수병으로 구비하되, 재질과 크기는 특별히 제한되지 않고, 시료저장부(400)의 니플(401)과 호스로 연결되어 설치되는 것을 특징으로 하는 맨홀삽입형 자동채수장치
5. 제 1항에 있어서
   상기 제어부(500)는 다수 개의 타이머(501)와 센서로부터 신호를 받아 펌핑부(200)의 모터(201)와 분배기(300)의 분배기 모터(301)의 가동시간을 제어하고 이동자(304)의 위치를 결정하게 되는 것을 특징으로 하는 맨홀삽입형 자동채수장치
6. 제 1항에 있어서
   상기 전원부(600)는
   펌핑부(300)의 모터(201)와 분배기(300)의 분배기 모터(301)와 이동자(304)에 설치된 위치센서(305)와 시점센서(306)와 센서도그(307)와 종점센서(308)에 직류 전원을 공급하기 위해 1차전지 다수 개가 구비되는 것을 특징으로 하는 맨홀삽입형 자동채수장치

Images