KR101965710B1 - 유량 제어를 위한 우수토실 스마트 수문 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유량 제어를 위한 우수토실 스마트 수문으로 관로에 유입되는 우수 및/또는 하수 유량을 수문의 실린더를 구동시켜 원격 제어가 가능하고, 수문의 수밀을 개선하고, 수문동작을 원활히 하는 기술의 접목과 현장 제어 시스템에 설치된 솔레노이드 밸브와 개도계가 포함되어 있어 수문의 상태를 현장 제어 시스템으로 송신하여 2중으로 감시함에 따라 작동 오류로 인한 문제를 최소화할 수 있는 발명이다.

Description

유량 제어를 위한 우수토실 스마트 수문{SEWERAGE CONTROL GATE}

본 발명은 유량 제어를 위한 우수토실 스마트 수문에 관한 것으로, 현장 제어 시스템에서 송신된 제어 정보를 토대로 수문의 일 측에 설치된 실린더 하우징에 포함된 실린더와 개도계(開度計)가 작동되어 수문의 열리고 닫힘을 원격으로 제어 가능한 수문에 관한 것이다.

일반적으로 도시 하수와 우수(雨水, 빗물)를 배제하는 방법에는 합류식 하수도와 분류식 하수도가 있으며, 완전히 분류식화 되지 못 한 채 일부 합류식이 남아 있는 불완전 분류식이라고 하는 합병식도 있다.

합류식 하수도는 오수와 우수를 동일 관거에 의해 배제하는 방식이다.

그러나 합류식 하수도는 도 1에 도시된 바와 같이, 강우 시 오수와 우수가 섞여 하수종말처리장(이하, 처리장)으로 유입되면, 오수가 빗물에 희석되어 처리장 내의 미생물 증식이 저하되어 이를 복원하기 위해 2~3개월 이상의 시간이 소요되므로 효율이 저하된다.

따라서 이러한 문제점을 개선하기 위해 오수관과 우수관을 각각 분리하여 배제하는 분류식 하수도를 채택하여 기존의 합류식 관을 우수관으로 활용하고, 오수관을 새로 신설하는 방식을 취하고 있다.

그러나 분류식 하수도에서도 도 2에 도시된 바와 같이, 비가 오지 않는 경우에도 우수관에 오수가 흐르게 되는 문제가 있다.

이는 분류식 공사를 동의하지 않는 세대와 공사가 불가능한 지역일 경우 기존의 오수관인 우수관에 세대에서 발생하는 오수를 연결하여 우수관에 오수가 흐르기 때문이다.

위와 같은 문제점을 개선하기 위해 합류식 관에 있어 우수량이 일정량 이상 도달할 경우 그 이상의 우수를 처리장으로 송수하지 않고 하천으로 흐르게 하는 우수토실에 수문을 설치하거나, 우수토실을 개선하는 방법 등이 개발되었다.

수문은 홍수의 조절과 방류, 토사의 배출, 취수 등의 다양한 목적에 따라 롤러 형식, 힌지(hinge) 형식, 버티컬형식, 슬라이드 형식 또는 밸브 형식 등으로 구분되어 설치되고 있다.

이러한 수문은 우수토실 또는 관로에 설치되어 건기 시 또는 초기 강우 시에 처리장 연결부 쪽으로 수문을 개방하여 오수나 오염물이 하천으로 유입되지 않게 하고, 강우가 지속되면 수문을 차단하여 우수가 처리장으로 과도하게 유입되지 않게 한다.

즉, 수문을 이용하여 우수 및/또는 하수의 유량을 원격으로 제어 가능한 기술이 개발되고 있다.

본 발명의 배경기술로는, 대한민국 등록특허공보 제10-1050707호(이하, 문헌 1), 일본 특허공보 특허 제5767712호(이하, 문헌 2), 대한민국 등록특허공보 제10-1692374호(이하, 문헌 3) 및 대한민국 등록특허공보 제10-1653556호(이하, 문헌 4)가 있다.

문헌 1은 유압식 수문을 이용한 초기우수 제어 시스템으로 하수시설에 유압식 수문을 설치하여 우수 발생 시 수문의 개폐각도를 조절하여 초기우수를 채집하여 우수를 처리하는 시스템이다.

문헌 1의 수문은 제어부의 지시에 따라 수문의 개폐동작과 개폐각도를 수행하여 유입되는 하수의 수위와 수질을 측정하여 통제센터로 전송하고 있으나, 오류가 발생되어도 지시에 따라 작동이 수행되었다고 인식하게 되는 문제가 있다.

즉, 오수가 포함된 초기우수가 하천으로 방류되어 환경오염을 유발하거나, 처리장에 우수가 유입되어 오수의 처리 효율이 저하되는 등의 문제가 유발될 수 있다.

문헌 2는 수문으로 도로에 설치되어 홍수 발생 시 장벽을 형성하여 가스 기둥으로 수문의 개폐동작을 제어할 수 있는 수문이다.

문헌 2의 수문은 보행자 및 자동차가 통과할 수 있는 도로에 설치해야 하므로 우수와 하수를 제어하기 위해 관로에 적용하기 어렵다.

특히, 관로에 문헌 2의 수문을 적용할 경우 수문이 열릴 때 관로에 흐르는 빠른 속도의 우수 또는 하수에 의해 양력(揚力)이 발생되어 수문 제어에 오류가 발생될 수 있다.

문헌 3은 개폐식 수문 장치로 수위를 실시간으로 감지하여 개폐수문이 자동으로 상승하여 자동배수가 이루어지는 장치이다.

문헌 3의 수문은 위, 아래로 개폐수문이 움직여 우수 또는 하수를 제어하고 있으나, 전기적 결함에 의해 정상적으로 작동되지 않아 사용자가 직접 수동회전레버를 회전시켜 수동으로 제어해야하는 번거로움이 있다.

또한, 수문이 수직으로 구성되어 개폐수문과 틀 사이의 틈새로 우수 또는 하수가 새어나오는 문제가 있다.

문헌 4는 차집관로의 이중 차단 물막이 장치로 맨홀의 내측에 격자형의 맨홀 프레임을 설치하고, 맨홀 프레임에 수로와 관로를 차단하는 다수개의 수문을 설치하여 하수가 이중으로 차단되는 장치이다.

문헌 4의 수문은 메인 프레임이 직육면체 격자로 설치되어 벽면이 불균일할 경우 완벽한 기밀 효과를 얻기 어려우며, 수문 시공 시에 오랜 시간이 필요하여 효율이 떨어지는 문제가 있다.

<배경기술 문헌>

(문헌 1) 대한민국 등록특허공보 제10-1050707호

(문헌 2) 일본 특허공보 특허 제5767712호

(문헌 3) 대한민국 등록특허공보 제10-1692374호

(문헌 4) 대한민국 등록특허공보 제10-1653556호

본 발명은 상기 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 오수관로 또는 차집관로가 합류식 관로 아래에 있을 경우 바닥에 수문을 간편하게 설치하여 우수 및/또는 하수 유량을 제어하고자 한다.

또한, 본 발명은 내부 프레임의 모서리에 경사각을 주어 운동 저항력을 줄여 동작 프레임에 발생되는 양력에 의해 열리지 않는 현상을 개선하고자 한다.

나아가, 본 발명은 작동 프레임을 메인 프레임 안쪽 방향으로 유도하는 탄성 기밀장치를 설치하여 작동 프레임과 메인 프레임 사이의 틈새를 조절하여 수문을 제어하고자 한다.

더 나아가, 본 발명은 실린더 하우징에 개도계를 설치하여 수문의 상태 및 개폐 정보를 현장 제어 시스템으로 송신하고, 현장 제어 시스템으로부터 제어 정보를 수신하여 원격으로 수문 자동 제어가 가능하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 유량 제어를 위한 우수토실 스마트 수문에 있어서, 수문(1)은 메인 프레임(111)과 수직운동을 회전운동으로 바꾸어주는 힌지(115)와 동작 프레임(112)의 운동저항력을 줄이는 내부 프레임(123)을 포함하는 힌지 수문(110) 또는 몸체 프레임(121)과 작동 프레임(122)의 수밀을 조절할 수 있는 버티컬 수문(120)이 우수토실에 설치되는 것을 특징으로 한다.

힌지 수문(110)은 관로에 설치되는 메인 프레임(111); 소정의 각도에 의해 유량을 제어할 수 있는 동작 프레임(112); 모서리가 경사각을 이루며, 동작 프레임(112) 내측에 결합되는 내부 프레임(123); 힌지(115)를 구동하는 실린더를 포함하며, 메인 프레임(111) 일 측에 결합되는 실린더 하우징(114); 동작 프레임(112) 일 측에 설치되되, 한 축으로부터 소정의 각도를 주어 동작 프레임(112)을 열고 닫을 수 있는 힌지(115); 및 동작 프레임(112)을 구동하기 위해 힌지(115)와 실린더를 연결하는 힌지-실린더 연결부(116)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

동작 프레임(112) 내측에 결합된 내부 프레임(123)과 맞닿는 메인 프레임(111)은 내부 프레임(123)의 경사각과 일치하게 경사각으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

버티컬 수문(120)은 관로에 설치되는 몸체 프레임(121); 상, 하로 움직여 유량을 제어할 수 있는 작동 프레임(122); 작동 프레임(122)을 구동하는 실린더를 포함하며, 몸체 프레임(121) 일 측에 결합 또는 분리되는 실린더 하우징(123); 탄성 기밀장치(140)의 지지대 역할을 하기 위해 제2프레임(125) 내측에 포함되는 제1프레임(124); 날개를 가지며, 날개에 의해 버티컬 수문(120)이 유입구에 고정되는 제2프레임(125); 몸체 프레임(121)과 제4프레임(127) 사이에 있으며, 제2프레임(125) 일 측에 결합되는 제3프레임(126); 유입구와 맞닿는 제4프레임(127); 및 제1프레임(124)에 결합되며, 작동 프레임(122)이 상, 하로 움직일 때 작동 프레임(122)이 제4프레임(127)에 가까이 붙어 틈새를 최소화시켜 수밀을 조절하는 탄성 기밀장치(140)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

실린더 하우징(114, 123)은 동작 프레임(112) 또는 작동 프레임(122)의 작동 상태를 감시 및 제어하기 위한 개도계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

탄성 기밀장치(140)는 제1프레임(124)에 결합되고 작동 프레임(122)에 맞닿는 고정부(141); 제1프레임(124)에 관통되어 결합되고, 작동 프레임(122)을 제4프레임(127) 방향으로 유도하는 탄력부(144)가 포함된 제1지지부(142); 및 제1프레임(124)에서 이탈되는 것을 방지하기 위해 이탈방지부(145)와 체결고정부(146)가 포함되는 제2지지부(143)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

유량 제어를 위한 우수토실 스마트 수문을 포함하는 통합제어시스템에 있어서, 통합제어시스템은 중앙 제어 시스템(3)의 알고리즘을 도출하기 위한 정보를 수집하여 현장의 정보를 제공하는 현장 제어 시스템(2)과 내장된 기초 DB와 유기적인 데이터분석을 통한 알고리즘을 포함하는 중앙 제어 시스템(3)을 포함하고, 현장 제어 시스템(2)과 중앙 제어 시스템(3)은 유/무선 네트워크를 통해 상호 통신에 의해 수문(1) 제어가 가능한 것을 특징으로 한다.

유량 제어를 위한 우수토실 스마트 수문을 포함하는 통합제어시스템을 이용한 제어 방법에 있어서, 현장 제어 시스템(2)부터 수위 정보, 강우량 정보, 수문(1)의 개폐 상태정보가 수집되어 중앙 제어 시스템(3)으로 송신되는 단계; 수위 정보와 강우량 정보를 수신하여 중앙 제어 시스템(3)에 데이터로 저장되는 단계; 저장된 데이터를 기초로 하여 중앙 제어 시스템(3)에서 알고리즘이 구동되어 우수토실의 제어 우선순위와 수문(1)의 개도율이 결정되어 제어 정보가 현장 제어 시스템(2)로 송신되는 단계; 현장 제어 시스템(2)에 수신된 제어 정보에 의해 수문(1)이 제어되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수문은 차집관로 또는 오수관로가 하수관로 아래에 있을 경우 또는 연결관로가 하수관로 바로 아래에 있을 경우, 바닥에 수문을 간편하게 설치하여 우수 및/또는 하수 유량을 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 내부 프레임의 모서리에 경사각을 주어 운동 저항력을 줄이고, 동작 프레임에 발생되는 양력에 의해 열리지 않는 현상을 최소화하는 효과가 있다.

나아가, 본 발명은 작동 프레임이 상, 하로 움직일 때 유입구와 맞닿는 프레임 방향으로 유도하는 탄성 기밀장치를 설치하여 작동 프레임과 몸체 프레임 사이의 틈새를 조절하여 우수 또는 하수의 압력으로 인해 침수, 누수 되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 일반적인 합류식 관로의 흐름도이며, 도 2는 일반적인 분류식 관로의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수문의 사시도, 도 4는 평면도, 도 5는 정면도, 도 6은 우측면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수문의 사시도, 도 8은 정면도, 도 9는 AA’절단면이다.
도 10과 도 11은 탄성 기밀장치 예시도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수문이 구동되는 예시도이다.
도 13 및 도 14는 우수토실에 본 발명의 실시예에 따른 수문을 시공한 예시도이다.
도 15 및 도 16은 우수토실에 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수문을 시공한 예시도이다.
도 17 및 도 18은 본 발명에 따른 수문을 포함하는 통합제어시스템의 모식도이다.
도 19는 본 발명에 따른 수문을 포함하는 통합제어시스템의 흐름도이다.
도 20은 본 발명에 따른 수문을 포함하는 통합제어시스템을 이용한 제어 방법 흐름도이다.
<부호의 설명>
1: 수문, 2: 현장 제어 시스템, 3: 중앙 제어 시스템
110: 힌지 수문, 111: 메인 프레임, 112: 동작 프레임, 113: 내부 프레임, 114: 실린더 하우징, 115: 힌지, 116: 힌지-실린더 연결부,
120: 버티컬 수문, 121: 몸체 프레임, 122: 작동 프레임, 123: 실린더 하우징, 124: 제1프레임, 125: 제2프레임, 126: 제3프레임, 127: 제4프레임,
140: 탄성 기밀장치, 141: 고정부, 142: 제1지지부, 143: 제2지지부, 144: 탄력부, 145: 이탈방지부, 146: 체결고정부,

이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다.

본 발명은 여기에서 개시되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수 있다. 여기에서 개시되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이고, 본 발명의 기술적 사상 및 기술적 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

따라서 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 되며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술적 범위에 포함되는 모든 변환이 포함되는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

본 발명은 다양한 변환이 가해질 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명한다. 도면들에서 요소의 크기 또는 요소들 사이의 상대적인 크기는 본 발명에 대한 명확한 이해를 위해서 다소 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 도면들에 도시된 요소의 형상이 제조 공정상의 변이 등에 의해서 다소 변경될 수 있다.

따라서 본 명세서에서 개시된 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 도면에 도시된 형상으로 한정되어서는 안 되며, 어느 정도의 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다. 즉, 본 발명의 다양한 양상들, 특징들, 실시예들 또는 구현예들은 단독으로 또는 다양한 조합들로 사용될 수 있다.

본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 청구범위에 의해서 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 하고, 본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한 통상의 기술을 가진 사람에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

유량 제어를 위한 우수토실의 수문(1)은 메인 프레임(111)과 수직운동을 회전운동으로 바꾸어주는 힌지(115)와 동작 프레임(112)의 운동저항력을 줄이는 내부 프레임(113)을 포함하는 힌지 수문(110) 또는 몸체 프레임(121)과 작동 프레임(122)의 수밀을 조절할 수 있는 버티컬 수문(120)이 우수토실에 설치될 수 있다.

<실시예 1>

도 3 내지 도 6을 참조하면, 힌지 수문(110)은 메인 프레임(111); 동작 프레임(112); 내부 프레임(113); 실린더 하우징(114); 힌지(115) 및 힌지-실린더 연결부(116)를 포함할 수 있다.

상기 힌지 수문(110)은 금속 재질로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 철, 스테인리스, 알루미늄, 동, 구리 중 어느 하나 이상의 재질로 구성될 수 있으며, 더 바람직하게는 우수 및/또는 하수가 유입되어도 녹이 생기지 않고, 부식이 방지되는 스테인리스 재질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

도 13, 14에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(111)은 관로에 수평으로 설치될 수 있다.

보다 구체적으로는 오수관로 또는 차집관로가 하수관로 바로 아래에 있을 경우와 연결관로가 하수관로 바로 아래에 있을 경우, 오수관로 또는 차집관로 바닥에 메인 프레임(111)이 설치될 수 있다.

또한, 메인 프레임(111)은 사각형 형태로 설치될 수 있으나, 형태는 이에 한정되지 않는다.

나아가, 메인 프레임(111)은 동작 프레임(112)을 수용할 수 있도록 동작 프레임 수용부가 뚫려있을 수 있다.

동작 프레임 수용부는 내부 프레임(113)의 경사각과 마찬가지로 경사각을 형성할 수 있다.

동작 프레임 수용부의 경사각과 내부 프레임(113)의 경사각의 합이 90° 이하 일 수 있으나, 바람직하게는 90°일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

예를 들면, 내부 프레임(113)의 경사각이 45°일 경우, 동작 프레임 수용부의 경사각 역시 45°이며, 내부 프레임(113)의 경사각이 35°일 경우, 동작 프레임 수용부의 경사각은 55°가 될 수 있다.

이는 힌지(115)에 의해 동작 프레임(112)이 열릴 때, 메인 프레임(111) 하단에 위치한 관로에서 흐르는 빠른 속도의 많은 물(유속, 유량)로 인해 힌지 수문(110) 아래쪽에서 양력이 발생되어 동작 프레임(112)이 열리지 않는 현상이 나타난다.

즉, 내부 프레임(113)과 동작 프레임 수용부에 경사각을 형성하여 힌지 수문(110)에 발생되는 저항력이 줄어 동작 프레임(112)이 열리지 않는 현상을 방지하는 효과가 있다.

동작 프레임(112)은 힌지(115)에서 발생되는 소정의 각도에 의해 우수 및/또는 하수의 유량을 유입 또는 차단하여 제어할 수 있다.

특히, 동작 프레임(112)은 메인 프레임(111)의 문으로 즉, 수문이라고 할 수 있다.

또한, 동작 프레임(112) 내측에 모서리가 경사각을 이루는 내부 프레임(113)과 결합된다.

상기 경사각은 동작 프레임(112) 상부면에서 시작하여 그 각도를 한정할 수 있다. 각도가 90°인 경우는 직각면을 이루므로 본 발명이 이루고자 하는 목적에 방해가 된다.

따라서 경사각의 각도로 1° 이상 90° 미만의 각을 이룰 수 있으며, 바람직하게는 10~80°, 더 바람직하게는 20~70°, 가장 바람직하게는 30~70°의 각을 이룰 수 있다.

특히, 경사각이 45°의 각을 이룰 경우 힌지 수문(110)에 발생되는 저항력이 가장 작아 동작 프레임(112)이 원활하게 열릴 수 있다.

또한, 경사각을 이루는 단면의 모양이 반드시 직선일 필요는 없으며 적절한 곡률을 갖는 비직선 모양도 가능하다.

또한, 경사각에 의해 동작 프레임(112)이 닫혀 있는 경우 사람 또는 중량물이 동작 프레임(112) 위에 올려있어도 동력 이상으로 동작 프레임(112)이 아래로 빠지지 않아 관로로 빠지는 위험으로부터 안전할 수 있다.

동작 프레임(112)은 하나의 판으로 제작될 수 있으나, 휘어짐, 뒤틀림 현상 발생 등으로부터 유격이 발생되어 동작 프레임(112)과 메인 프레임(111)의 마찰 현상에 의해 에러가 발생되는 것을 방지하기 위해 둘 이상의 판으로 제작되는 것이 좋다.

또한, 둘 이상의 판으로 제작될 경우, 판의 두께가 동일할 필요는 없다.

경사각으로 구성된 내부 프레임(113)과 동작 프레임 수용부는 일정 이상의 두께로 구성될 수 있다.

바람직하게는 1mm 이상의 두께로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 5mm 이상, 더 바람직하게는 5~10mm로 구성될 수 있으나, 힌지 수문(110)을 설치하고자하는 관로의 크기, 두께, 유속, 유량 등을 고려하여 내부 프레임(113)과 동작 프레임 수용부의 두께가 변동될 수 있으므로 이에 한정되지 않는다.

실린더 하우징(114)은 힌지(115)를 구동하는 실린더와 개도계를 포함하며, 메인 프레임(111) 일 측에 결합되어 있다.

또한, 실린더 하우징(114)은 힌지(115)에 근접하여 설치되며, 탈착이 용이하도록 볼트 또는 원터치 형태의 장금장치로 고정될 수 있다.

상기 실린더는 피스톤 또는 플런저를 왕복 직선 운동으로 인해 힌지(115)가 구동됨에 따라 동작 프레임(112)이 구동되는 유압 실린더를 사용할 수 있다.

상기 개도계는 동작 프레임(112)의 열림 또는 닫힘 상태 즉, 개폐 상태를 확인할 수 있다.

힌지(115)는 동작 프레임(112) 일 측에 설치되되, 한 축으로부터 소정의 각도(예를 들면, 0~90°)를 주어 동작 프레임(112)을 열고 닫을 수 있다.

힌지(115)가 0°일 경우, 동작 프레임(112)은 닫힘 상태로 개도계에 0%로 표시되며, 힌지(115)가 90°일 경우, 동작 프레임(112)은 열림 상태로 개도계에 100%로 표시된다.

또한, 힌지(115)가 45°일 경우, 동작 프레임(112)은 반 열림 상태로 개도계에 50%로 표시된다.

힌지-실린더 연결부(116)는 도 5에 도시된 바와 같이, 동작 프레임(112)을 구동하기 위해 힌지(115)와 실린더 하우징(114) 내부에 포함된 실린더를 연결할 수 있다.

<실시예 2>

도 7 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 버티컬 수문(120)은 몸체 프레임(121); 작동 프레임(122); 실린더 하우징(123); 제1프레임(124); 제2프레임(125); 제3프레임(126); 제4프레임(127) 및 탄성 기밀장치(140)를 포함할 수 있다.

버티컬 수문(120)은 금속 재질로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 철, 스테인리스, 알루미늄, 동, 구리 중 어느 하나 이상의 재질로 구성될 수 있으며, 더 바람직하게는 우수 및/또는 하수가 유입되어도 녹이 생기지 않고, 부식이 방지되는 스테인리스 재질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

도 15에 도시된 바와 같이, 몸체 프레임(121)은 관로에 수직으로 설치되며, 유입구와 수평으로 설치될 수 있다.

상기 관로는 오수관로 또는 차집관로 또는 오수관로와 차집관로의 연결관이며, 유입구는 합류식 하수관로 또는 분류식 우수관로로 초기우수가 유입되는 구멍이다.

또한, 몸체 프레임(121)은 바(bar) 형태의 프레임으로 제2프레임(125) 상단에 수직으로 결합될 수 있다.

작동 프레임(122)은 상, 하로 움직여 우수 및/또는 하수의 유량을 제어할 수 있는 판형으로 구성될 수 있다.

또한, 작동 프레임(122)은 제1프레임(124)과 제4프레임(127) 사이에 삽입되어 상하로 움직임에 따라 유량을 제어할 수 있다.

실린더 하우징(123)은 작동 프레임(122)을 구동하는 실린더와 개도계를 포함하며, 몸체 프레임(121) 일 측에 결합 또는 분리 될 수 있다.

상기 실린더는 피스톤 또는 플런저를 왕복 직선 운동으로 인해 탄성 기밀장치(140)가 구동됨에 따라 작동 프레임(122)이 구동되는 유압 실린더를 사용할 수 있다.

상기 개도계는 작동 프레임(122)의 열림 또는 닫힘 상태 즉, 개폐 상태를 확인할 수 있다.

또한, 개도계는 작동 프레임(122)의 움직임을 0~100% 또는 단계별(10, 20, 30%...등)로 제어할 수 있다.

예를 들면, 개도계가 0%일 경우 작동 프레임(122)은 닫힘 상태를 의미하며, 개도계가 100%일 경우 작동 프레임(122)은 열림 상태를 의미한다.

또한, 개도계가 50%일 경우 작동 프레임(122)은 절반이 열린 상태를 의미한다.

또 다른 예를 들면, 개도계가 단계별로 설정될 경우, 작동 프레임(122)의 닫힘, 열림 상태를 각 단계별 즉, 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100%로 각각 나타내어 보다 정교하게 수문의 상태를 확인할 수 있다.

제2프레임(125)은 날개를 가지며, 몸체 프레임(121)과 수직으로 결합될 수 있다.

제2프레임(125)은 도 9에 도시된 바와 같은 형상을 가지며, 보다 구체적으로는 평면에서 바라보았을 때, 두 개의 선이 수평으로 형성되고, 그 사이에 수직선이 결합된 형상으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

또한, 제2프레임(125)은 날개에 의해 버티컬 수문(120)이 유입구에 고정될 수 있다.

나아가, 제2프레임(125) 내측에 제1프레임(124)과 제4프레임(127)이 더 포함될 수 있다.

제1프레임(124)은 탄성 기밀장치(140)의 지지대 역할을 하며, 작동 프레임(122)이 닫힘 상태일 때, 우수 및/또는 하수가 유입구로 유입되는 것을 방지하기 위한 수밀 역할과 작동 프레임(122)이 제1프레임(124)과 제4프레임(127) 사이에서 이탈되는 것을 방지하는 격벽 역할을 할 수 있다.

제4프레임(127)은 유입구와 맞닿는 프레임으로 제2프레임(125) 타 측에 결합될 수 있다.

또한, 제4프레임(127)은 도 9에 도시된 바와 같이, 평면에서 바라보았을 때, 두 개의 선이 수직으로 결합되는 형상으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

제3프레임(126)은 몸체 프레임(121)과 같은 크기의 바 형태의 프레임으로 구성될 수 있다.

또한, 제3프레임(126)은 몸체 프레임(121)과 제4프레임(127) 사이에 있으며, 제2프레임(125)과 수직으로 결합되어, 작동 프레임(122)이 구동됨에 따라 제1프레임(124)에서 이탈되는 것을 추가로 방지할 수 있다.

탄성 기밀장치(140)는 도 9에 도시된 바와 같이, 제1프레임(124)에 관통하여 결합되고, 작동 프레임(122)이 상, 하로 움직일 때 작동 프레임(122)이 제4프레임(127)에 가까이 붙어 틈새를 최소화시켜 수밀을 조절할 수 있다.

상기 탄성 기밀장치(140)는 제1프레임(124)에 다 수개가 결합될 수 있으나, 본 발명에서는 1~3개를 사용하였으나, 버티컬 수문(120)의 크기에 따라 결합되는 개수가 변동될 수 있으므로, 이에 한정되지 않는다.

만일, 다 수개가 결합되어 사용될 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, 하나의 탄성 기밀장치(140) 여러 개를 사용할 수 있으나, 도 11에 도시된 바와 같이, 고정부(141)에 다수 개의 지지부(142, 143)를 포함하는 것을 사용할 수 있다.

또한, 탄성 기밀장치(140)는 도 10에 도시된 바와 같이, 고정부(141), 제1지지부(142), 제2지지부(143)를 포함할 수 있다.

탄성 기밀장치(140) 역시 우수 및/또는 하수가 유입됨에 따라 녹이 발생될 수 있으므로, 버티컬 수문(120)과 동일한 재질로 구성될 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 고정부(141)는 제1프레임(124)에 결합되고, 작동 프레임(122)의 일 측이 맞닿도록 설치될 수 있다.

특히, 고정부(141)는 작동 프레임(122)과 결합되어 있는 것이 아닌, 맞닿아 있어 작동 프레임(122)이 상, 하 움직일 때 걸리지 않고 원활하게 작동시킬 수 있다.

또한, 고정부(141)는 작동 프레임(122)이 맞닿는 면이 곡선으로 형성되어 작동 프레임(122)이 구동됨에 따라 발생되는 마찰을 줄여 작동 시 발생되는 오류를 최소화시킬 수 있다.

제1지지부(142)는 제1프레임(124)에 관통되어 결합되고, 작동 프레임(122)을 제4프레임(127) 방향으로 유도하는 탄력부(144)가 포함될 수 있다.즉, 작동 프레임(122)과 제4프레임(127) 사이의 틈새를 최소화시켜 수밀을 조절할 수 있다.

탄력부(144)는 탄성을 가지는 스프링(spring)으로 구성될 수 있으나, 탄성을 가지는 어떠한 물체로 대체하여 사용할 수 있다.

상기 스프링은 금속 또는 비금속의 재질로 구성될 수 있다.

금속 재질인 경우 공구강, 스테인리스강, 고속도강 등으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

비금속 재질인 경우 고무, 합성수지 등으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

버티컬 수문(120)과 마찬가지로 스프링 역시 스테인리스강으로 구성되는 것이 가장 좋다.

이는 우수 및/또는 하수가 유입되어도 녹이 생기지 않고, 부식을 방지할 수 있기 때문이다.

제2지지부(143)는 제1프레임(124)에서 탄성 기밀장치(140)가 이탈되는 것을 방지하기 위해 이탈방지구(145)와 체결고정부(146)가 결합될 수 있도록 나사산이 형성되어 있다.

이탈방지구(145)는 코일 형상이며, 중간 부분이 끊어져 살짝 비틀어진 스프링 와셔(spring washer)를 사용할 수 있다.

또한, 이탈방지구(145)는 탄력부(144)에 의해 발생되는 진동으로부터 체결고정부(146)가 풀리는 것을 방지할 수 있다.

이탈방지구(145)의 재질은 금속으로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 철, 스테인리스, 알루미늄, 동, 구리 중 어느 하나 이상의 재질로 구성될 수 있으며, 더 바람직하게는 우수 및/또는 하수가 유입되어도 녹이 생기지 않고, 부식이 방지되는 스테인리스 재질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

체결고정부(146)는 암나사로 즉, 너트(nut)이며, 그 모양은 6각형, 4각형, 8각형 또는 나비 모양을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

또한, 체결고정부(146)의 재질은 이탈방지구(145)와 동일한 것을 사용할 수 있다.

<실시예 3>

상기 실시예 1 또는 2의 수문(1)을 우수토실에 적용하는 통합제어시스템을 통해 유량을 원격으로 제어할 수 있다.

도 13 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 수문(1)을 포함하는 통합제어시스템은 현장 제어 시스템(2), 수문(1), 중앙 제어 시스템(3)을 포함할 수 있다.

현장 제어 시스템(2)은 중앙 제어 시스템(3)의 알고리즘을 도출하기 위한 우수토실 현장에서 발생되는 정보를 수집하여 중앙 제어 시스템(3)으로 제공할 수 있다.

또한, 현장 제어 시스템(2)은 솔레노이드 밸브가 포함되어 있으며, 수문(1)의 실린더와 연결되어 있어 수문(1)을 원격으로 제어할 수 있다.

상기 정보는 수위 정보, 강우량 정보, 수문 정보가 포함될 수 있다.

현장 제어 시스템(2)은 PLC(power line communication)를 기반으로 하고 있어 기본적으로 무인, 무정지로 운행되고 있으나, 사용자가 직접 방문하여 유지 보수를 수행할 수 있도록 전계표시장치가 포함되어 있어 현장 제어 시스템(2)의 상태 정보를 표시할 수 있다.

수문(1)은 우수토실 내에 설치되어 있다.

특히, 우수토실 내에 있던 월류턱을 제거하여 수문(1)을 시공할 수 있다.

월류턱은 우수 또는 오수가 하천으로 흐르지 못하도록 수로에 설치된 턱으로 초기 강우 시, 월류턱에 걸려 하천으로 흐르지 못하고 우수가 고이거나, 오수가 고여 악취와 오염물질이 발생되는 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 월류턱을 제거하여 시공될 수 있다.

우수토실에는 수위계가 포함되어 있고, 수위계는 현장 제어 시스템(2)과 연결되어 있어 수위 정보를 수집할 수 있다.

또한, 수위계는 부자식, 기포식, 압력식, 음파식, 초음파식, 레이더식 또는 영상 중 어느 하나가 선택되어 사용할 수 있고, 바람직하게는 초음파식을 사용할 수 있으나, 설치되는 구역의 특성에 맞게 선택하여 설치해야하므로 이에 한정되지 않는다.

초음파식은 물체에 직접 닿지 않고 측정할 수 있는 비접촉방식이며, 압력이나 습도에 영향이 없는 장점이 있다.

특히, 초음파식 수위계는 우수토실 내에 설치됨에 따라 유속이 발생되어도 측정값에 영향이 없다.

상기 수문(1)의 실시예 1 또는 2에서 설명한 힌지 수문(110) 또는 버티컬 수문(120)을 사용할 수 있으며, 이 외에도 스윙 수문, 플랩 수문, 슬라이딩 수문 등을 사용할 수 있다.

또한, 수문(1)은 지역별, 하수 특성에 따라 선택적으로 설치하기에 위의 수문 종류에 한정되지 않는다.

통합제어시스템에 힌지 수문(110)이 포함된 경우, 힌지(115)에 의해 동작 프레임(112)이 구동될 수 있다.

통합제어시스템에 버티컬 수문(120)이 포함된 경우, 탄성 기밀장치(140)에 의해 작동 프레임(122)이 구동될 수 있다.

상기 동작 프레임(112) 또는 작동 프레임(122)이 구동되기 위해 실린더 하우징(114, 123)에 실린더와 개도계가 포함되어 있다.

개도계는 실린더와 연결되어 있어 동작 프레임(112) 또는 작동 프레임(122)의 작동 여부를 0~100% 또는 단계별(10, 20, 30%...등)로 표시되어 현장 제어 시스템(2)의 솔레노이드 밸브가 동시에 구동됨에 따라 수문의 실린더가 작동되어 그 때 발생되는 수문 정보를 수집할 수 있다.

즉, 개도계에 의해 수문(1)의 동작 상태를 수시로 확인이 가능하고, 동시에 현장 제어 시스템(2)의 솔레노이드 밸브를 통해 수문(1)이 작동됨에 따라 개도계를 통해 2중으로 수문의 상태를 감시하여 제어함에 따라 동력 이상, 이물질, 마찰 등에 의한 작동 여부 오류를 중앙 시스템(3)을 통해 확인하여 오류로 인한 문제를 사전에 방지할 수 있다.

특히 통합 제어 시스템은 현장 제어 시스템(2)과 중앙 제어 시스템(3)이 유/무선 네트워크를 통해 상호통신에 의해 수문(1)을 원격으로 제어할 수 있다.

수문(1)은 이미 위에서 설명하였기에 중복되는 내용은 생략한다.

중앙 제어 시스템(3)은 HMI(human machine interface)을 포함하고 있으며, 내장된 기초 DB와 유기적인 데이터분석을 통한 알고리즘이 포함될 수 있다.

상기 알고리즘은 강우량 정보, 수위 정보와 기초 DB가 포함되어 인자값을 도출하고, 수문의 제어 우선순위와 개도율을 제어하는 제어 정보를 결정할 수 있다.

또한, 중앙 제어 시스템(3)은 처리장에 유입되는 하수량을 주기적으로 수집하여 수문(1)을 제어하기 위한 우선순위를 결정하는 인자로 하수 정보를 구축할 수 있다.

즉, 처리장의 하수 용량이 한계치를 넘으면, 우선순위가 낮은 수문부터 차례로 폐문된다.

이때, 중앙 제어 시스템(3)은 폐문 정보를 현장 제어 시스템(2)로 송신하게 되면, 현장 제어 시스템(2)의 솔레노이드 밸브가 작동됨에 따라 수문(1)의 실린더가 작동되어 구동된다.

도 20에 도시된 바와 같이, 통합제어시스템을 이용한 제어 방법은 먼저, 현장 제어 시스템(2)부터 정보가 수집되어 중앙 제어 시스템으로 송신되는 단계가 선행된다.

현장 제어 시스템(2)은 우수토실에 설치된 수위계로부터 수위 정보와 현장에 설치된 강우량계로부터 강우량 정보 및 수문의 개폐 상태 정보가 동시에 현장 제어 시스템(2)의 수집부로 수집된다.

상기 수위계는 초음파 수위계를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

또한, 현장 제어 시스템(2)은 수위 정보와 강우량 정보 및 수문의 개폐 상태 정보를 주기적으로 수집될 수 있다.

상기 수집된 정보는 유/무선 네트워크를 통해 현장 제어 시스템(2)의 송신부에 의해 중앙 제어 시스템(3)의 수신부로 수위 정보와 강우량 정보 및 수문의 개폐 상태 정보가 송신된다.

다음으로 중앙 제어 시스템(3)은 정보를 수신하여 중앙 제어 시스템의 저장부에 데이터로 저장되는 단계가 수행된다.

이때, 중앙 제어 시스템(3)은 PLC 신호로 수신된 정보를 변환부를 통해 HMI 신호로 변환하여 저장부로 저장된다.

또한, 저장부로 저장됨과 동시에 구축부에서 변환된 정보를 송신 받아 자동으로 정보가 축적되어 기초 DB로 활용된다.

또한, 기초 DB는 중앙 제어 시스템(3)의 로딩부를 통해 초기 데이터를 로딩하고, 초기 데이터를 바탕으로 수집 또는 저장된 정보를 자동으로 축적된 데이터를 의미한다.

예를 들면, 수질 정보, 현장 제어 시스템 수량, 지역·지구에 따른 초기우수의 발생과 유달시간 또는 지속시간, 초기우수의 발생 이후 수질, 연속 및 건들장마의 수질 등을 초기 데이터로 로딩될 수 있다.

다음, 중앙 제어 시스템(3)에서 알고리즘이 구동되어 생성된 제어 정보가 현장 제어 시스템(2)로 송신되는 단계가 수행된다.

중앙 제어 시스템(3)의 알고리즘은 강우량계, 수위계, 기초 DB를 토대로 우수토실의 수문의 제어 우선순위와 수문의 개도율이 결정된 제어 정보가 생성된다.

하기 [표 1]은 알고리즘의 예시도이다.

구 분		강우		수 위		초기 데이터 → (정보축적)기초 DB	알 고 리 즘
청천(평시) 시		없음		기준치 이내		수질 및 유량 구축	강우+수위= 평시 오수 발생
강우	초기	발생		기준치 초과		지역, 지구에 따른 초기우수의 발생과 유달시간/지속시간	강우+수위+기초 DB = 초기우수 판단
	지속	발생		기준치 초과		초기우수의 발생 이후 수질 및 유량 구축	오수+우수=저 농도 하수 하수처리장 용량 한계치
	연일	발생		기준치 초과		연일 및 건들장마의 수질 및 유량 구축	연일 및 수 일 이내의 강우 발생 시, 초기우수의 판단

표 1에 도시된 바와 같은 알고리즘을 통해 우수토실의 수문(1)의 제어 우선순위를 결정하고 동시에 수문(1)의 개도율이 결정되어 제어 정보가 현장 제어 시스템(2)로 송신된다.

이러한 알고리즘에 의해 수문(1)이 제어됨에 따라 수위에 의한 현장 제어 시스템으로만 수문을 제어함에 따라 발생되었던 수문 제어의 오류와, 제어 기준이 명확하지 않아 발생되는 수질 오염을 최소화하는 효과가 있다.

예를 들면, 청전 시 강우량이 없고, 수위가 기준치 이내의 경우 평시 오수 발생으로 인식하여 수문(1)이 개문되도록 하여 오수를 처리장으로 이송시킨다.

또한, 강우 발생 시 초기, 지속, 연일로 구분된다.

강우 발생은 즉, 강우 정보와 수위 정보를 현장 제어 시스템(2)을 통해 중앙 제어 시스템(3)으로 수신되는 것으로 이해할 수 있다.

특히, 중앙 제어 시스템(3)에 내장된 기초 DB에 의해 평시오수, 초기우수, 저 농도 하수, 우수로 구분하여 수문(1)의 개폐 여부를 제어하는 것이다.

예를 들면, 초기 강우 시 강우, 수위, 기초 DB를 토대로 초기우수임을 판단하여 수문(1)이 개문되도록 하여 초기우수를 처리장으로 이송시킨다.

만일, 강우가 지속될 경우 현장 제어 시스템(2)에서 지속적으로 정보를 수집하여, 중앙 제어 시스템(3)에서 오수와 우수가 희석되어 저 농도 우수 또는 우수로 판단됨에 따라 수문(1)이 폐문되도록 하여 이를 하천으로 방류시킨다.

또한, 강우가 연일 또는 건들장마(수 일 이내에 반복되는 강우)가 발생될 경우 알고리즘에 의한 초기우수의 발생 또는 지속 강우를 판단하여 수문(1)이 개문 또는 폐문되도록 한다. 초기우수로 판단될 시 수문(1)이 개문되도록 하여 초기우수를 처리장으로 이송시킨 후, 현장 제어 시스템(2)에서 지속적으로 정보를 수집하여, 중앙 제어 시스템(3)에서 오수와 우수가 희석되어 저 농도 우수 또는 우수로 판단됨에 따라 수문(1)이 폐문되도록 하여 이를 하천으로 방류시킨다.

즉, 현장 제어 시스템(2)로 송신되는 제어 정보는 수문(1)의 개문 또는 폐문 결정 정보가 포함된다.

상기 제어 정보는 현장 제어 시스템(2)로 송신되기 위해 먼저 중앙 제어 시스템(3)의 변환부에서 HMI 신호를 PLC 신호로 변환되는 단계가 수행된다.

따라서 중앙 제어 시스템(3)에서 송신된 제어 정보 즉, 현장 제어 시스템(2)의 수신부로 수신된 제어 정보에 의해 수문(1)이 제어가 진행되는 것이다.

현장 제어 시스템(2)은 수신부로 수신된 제어 정보를 통해 수문(1)을 제어하기 위해 현장 제어 시스템(2)에 포함된 솔레노이드 밸브가 구동되어 수문(1)을 열거나, 닫음으로써 수문(1)이 원격으로 제어된다.

다음 현장 제어 시스템(2)에 수문(1)의 개도 정보가 수집되어 중앙 제어 시스템(3)으로 송신되는 단계가 수행된다.

현장 제어 시스템(2)의 수집부에서 수문(1)의 실린더와 연결된 개도계를 통해 수문(1)의 동작 상태를 개도 정보로 수집된다.

수집된 개도 정보는 현장 제어 시스템(2)의 송신부에 의해 유/무선 네트워크를 통해 중앙 제어 시스템(3)의 수신부로 송신된다.

상기 개도 정보 역시 PLC 신호로 중앙 제어 시스템(3)에 수신됨에 따라 중앙 제어 시스템(3)의 변환부를 통해 HMI 신호로 변환하여 저장부로 저장된다.

이후, 중앙 제어 시스템(3)에서 개도 정보의 일치여부가 확인되는 단계가 수행된다.

이는 중앙 제어 시스템(3)에서 알고리즘이 구동되어 생성된 제어 정보가 현장 제어 시스템(2)로 송신되는 단계에서 생성된 제어 정보와 현장 제어 시스템(2)에 수문(1)의 개도 정보가 수집되어 중앙 제어 시스템(3)으로 송신되는 단계에서 수신된 개도 정보를 비교하여 일치여부가 확인된다.

중앙 제어 시스템(3)에서 개도 정보의 일치여부가 확인되는 단계에서 일치일 경우, 통합 제어 시스템은 종료됨과 동시에 현장 제어 시스템(2)부터 정보가 수집되어 중앙 제어 시스템으로 송신되는 단계가 순차적으로 자동 수행되어 수문(1) 제어가 가능하다.

위의 단계에서 불일치일 경우, 현장 제어 시스템(2)에 수신된 제어 정보에 의해 수문(1)이 제어되는 단계부터 다시 순차적으로 수행되고, 일치될 때까지 단계가 반복 수행된다.

따라서 현장 제어 시스템(2)에 포함된 솔레노이드 밸브를 통해 1차적 수문 상태를 감시하고, 수문(1)의 실린더와 연결된 개도계를 통해 2차적 상태를 감시하여 수문(1)의 개폐 상태를 2중으로 감시하여 동력 이상, 이물질, 마찰 등에 의한 작동 여부 오류를 사전에 파악할 수 있다.

즉, 오류로 인한 문제를 사전에 방지하고, 수문 제어가 효율적으로 이루어져 관로로 유입되는 오수가 일부 포함된 초기우수를 처리장으로 보내며, 이후 맑은 우수는 하천으로 방류함에 따라 처리장의 효율이 향상되는 효과가 있다.

특히 기존의 현장 제어 시스템의 수위 정보만으로 수문을 제어함에 따라 발생되는 다량의 우수 유입으로 인한 처리장 효율 저하, 오수와 초기우수의 유입으로 인한 하천의 수질 오염 등의 문제를 개선하기 위해 기초 DB를 토대로 구축된 알고리즘을 탑재한 중앙 제어 시스템을 도입하여 문제가 최소화되었다.

더욱이 본 발명은 실린더 하우징에 개도계가 포함되어 있어 수문의 상태 및 개폐율 정보를 현장 제어 시스템으로 송신하고, 현장 제어 시스템으로부터 제어 정보를 수신하여 자동, 원격으로 수문을 제어할 수 있다.

본 발명은 유량 제어를 위한 우수토실 스마트 수문으로 수문의 수밀을 개선하고, 수문동작을 원활히 하는 기술의 접목과 솔레노이드 밸브와 개도계에 의해 수문의 상태를 2중으로 감시하고, 수문의 동작 상태를 원격으로 제어할 수 있는 산업상 이용 가능한 발명이다.

Claims (8)

1. 유량 제어를 위한 우수토실 스마트 수문에 있어서,
   힌지 수문(110)은,
   관로에 설치되는 메인 프레임(111);
   소정의 각도에 의해 유량을 제어할 수 있는 동작 프레임(112);
   모서리가 경사각을 이루며, 동작 프레임(112) 내측에 결합되는 내부 프레임(113);
   힌지(115)를 구동하는 실린더를 포함하며,
   메인 프레임(111) 일 측에 결합되는 실린더 하우징(114);
   동작 프레임(112) 일 측에 설치되되, 한 축으로부터 소정의 각도를 주어 동작 프레임(112)을 열고 닫을 수 있는 힌지(115); 및
   동작 프레임(112)을 구동하기 위해 힌지(115)와 실린더를 연결하는 힌지-실린더 연결부(116)를 포함하며,
   동작 프레임(112) 상부면에서 시작하여 10 내지 80°의 경사각이 포함되는, 것을 특징으로 하는, 유량 제어를 위한 우수토실 스마트 수문.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   동작 프레임(112) 내측에 결합된 내부 프레임(113)과 맞닿는 메인 프레임(111)은 내부 프레임(113)의 경사각과 일치하게 경사각으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 유량 제어를 위한 우수토실 스마트 수문.
   
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   실린더 하우징(114)은,
   동작 프레임(112)의 작동 상태를 감시 및 제어하기 위한 개도계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 유량 제어를 위한 우수토실 스마트 수문.
   
6. 삭제
7. 청구항 1, 3, 5 중 어느 한 항의 유량 제어를 위한 우수토실 스마트 수문을 포함하는 통합제어장치에 있어서,
   통합제어장치는,
   중앙 제어 시스템(3)의 알고리즘을 도출하기 위한 정보를 수집하여 현장의 정보를 제공하는 현장 제어 시스템(2)과 내장된 기초 DB와 유기적인 데이터분석을 통한 알고리즘을 포함하는 중앙 제어 시스템(3)을 포함하고,
   현장 제어 시스템(2)과 중앙 제어 시스템(3)은 유/무선 네트워크를 통해 상호 통신에 의해 힌지 수문(110) 제어가 가능한 것을 특징으로 하는, 유량 제어를 위한 우수토실 스마트 수문을 포함하는 통합제어장치.
   
8. 청구항 7의 유량 제어를 위한 우수토실 스마트 수문을 포함하는 통합제어장치를 이용한 제어 방법에 있어서,
   현장 제어 시스템(2)부터 수위 정보, 강우량 정보, 힌지 수문(110) 개폐 상태정보가 수집되어 중앙 제어 시스템(3)으로 송신되는 단계;
   수위 정보와 강우량 정보를 수신하여 중앙 제어 시스템(3)에 데이터로 저장되는 단계;
   저장된 데이터를 기초로 하여 중앙 제어 시스템(3)에서 알고리즘이 구동되어 우수토실의 제어 우선순위와 힌지 수문(110)의 개도율이 결정되어 제어 정보가 현장 제어 시스템(2)로 송신되는 단계;
   현장 제어 시스템(2)에 수신된 제어 정보에 의해 힌지 수문(110)이 제어되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유량 제어를 위한 우수토실 스마트 수문을 포함하는 통합제어장치를 이용한 제어 방법.
   

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