KR102057676B1 - 하수관거 제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수관거 제어시스템에 관한 것이다. 우수토실은 상부 유입구를 통해 하수를 유입하여 차집하고 차집된 하수를 유출구를 통해 유출한다. 개폐판은 우수토실의 상부 유입구 쪽에 수평 축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 것으로, 자중에 의해 상부 유입구를 개방하도록 기울어진 상태에서 상부로 유입되는 하수의 양이 증가함에 따라 상부 유입구를 폐쇄하도록 회전하여 중력식으로 작동하거나, 액추에이터에 의해 상부 유입구를 개폐하도록 회전한다. 기울기 센서는 개폐판의 기울기를 측정한다. 수위 센서는 우수토실의 수위를 측정한다. 컨트롤러는 기울기 센서 및 수위 센서로부터 측정된 정보를 제공받아 액추에이터를 제어하는 것으로, 복합 자동 모드 설정시 미리 입력된 기준 데이터에 따라 개폐판을 액추에이터에 의해 작동시키거나 중력식으로 작동시킨다.

Description

하수관거 제어시스템{System for controlling sewer pipe including the same}

본 발명은 하수관거를 통제하고 운영하는 하수관거 제어시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 하수는 생활이나 사업에 기인하여 발생되는 오수(생활하수)와 자연강우에 의한 우수를 합한 것을 일컫는다. 하수를 배출하기 위한 하수관거는 오수와 우수를 별개의 관거에 의하여 배제하는 분류식 하수관거와, 오수와 우수를 단일 관거로 배제하는 합류식 하수관거로 구분할 수 있다.

합류식 하수관거의 경우, 우천시 하수시설에 대한 부담을 경감시키기 위해 우수토실의 사용은 필수적이라 할 수 있다. 우수토실은 일정량의 오수 및 초기우수를 차집하여 하수종말처리장으로 배출하고, 나머지 맑은 우수는 하천 등의 수역으로 방류하기 위한 시설이다.

우수토실은 차집관거와 연결되어 오수를 전량 하수종말처리장으로 배출시키며, 우천시와 같이 자연강우가 발생하는 경우에는 우수에 의한 유량이 평상시 오수 량의 3배 또는 그 이상이 될 때, 하천이나 바다 등으로 방류하게 된다.

그런데, 종래의 우수토실은 평상시 오수를 하수종말처리장으로 유도하는 것에는 문제가 없으나, 지속 강우시 다량의 우수가 유입되거나 하천수위가 높아져 하천수가 유입되면, 하수종말처리장의 하수처리용량을 초과하는 등에 의해 하수처리 기능을 마비시키는 문제점이 있다. 이를 방지하기 위해, 하수종말처리장을 증설할 수 있으나, 이 또한 시설비가 많이 드는 문제점이 있다.

본 발명의 과제는 하수관거에 대한 자동 제어 실행 중 정전 등의 비상상황 발생시에도 하수관거를 효과적으로 통제할 수 있는 하수관거 제어시스템을 제공함에 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 하수관거 제어시스템은 우수토실과, 개폐판과, 기울기 센서와, 수위 센서, 및 컨트롤러를 포함한다. 우수토실은 상부 유입구를 통해 하수를 유입하여 차집하고 차집된 하수를 유출구를 통해 유출한다. 개폐판은 우수토실의 상부 유입구 쪽에 수평 축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 것으로, 자중에 의해 상부 유입구를 개방하도록 기울어진 상태에서 상부로 유입되는 하수의 양이 증가함에 따라 상부 유입구를 폐쇄하도록 회전하여 중력식으로 작동하거나, 액추에이터에 의해 상부 유입구를 개폐하도록 회전한다. 기울기 센서는 개폐판의 기울기를 측정한다. 수위 센서는 우수토실의 수위를 측정한다. 컨트롤러는 기울기 센서 및 수위 센서로부터 측정된 정보를 제공받아 액추에이터를 제어하는 것으로, 복합 자동 모드 설정시 미리 입력된 기준 데이터에 따라 개폐판을 액추에이터에 의해 작동시키거나 중력식으로 작동시킨다.

본 발명에 따르면, 하수관거에 대한 자동 제어 실행 중 정전 등의 비상상황 발생시에도 하수관거를 제어할 수 있으므로, 하수관거를 효과적으로 통제할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 다양한 운전 모드를 통해 상황에 맞게 하수관거를 편리하게 통제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수관거 제어시스템에 대한 평면 구성도이다.
도 2는 도 1에 대한 단면 구성도이다.
도 3은 도 2에 있어서, 개폐판 및 액추에이터를 발췌하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 있어서, 개폐판이 폐쇄 작동한 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 복동식 공압 실린더의 배치 상태에 대한 다른 예를 도시한 도면이다.
도 6은 운전 모드에 따른 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 제어반에 구비된 모니터 화면 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 8은 제어반에 구비된 수동 조정부의 일 예를 도시한 도면이다.

본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수관거 제어시스템에 대한 평면 구성도이다. 도 2는 도 1에 대한 단면 구성도이다. 도 3은 도 2에 있어서, 개폐판 및 액추에이터를 발췌하여 도시한 도면이다. 도 4는 도 3에 있어서, 개폐판이 폐쇄 작동한 상태를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하수관거 제어시스템(100)은 우수토실(110)과, 개폐판(120)과, 기울기 센서(140)와, 수위 센서(150), 및 컨트롤러(160)를 포함한다.

우수토실(110)은 상부 유입구(111)를 통해 하수를 유입하여 차집하고 차집된 하수를 유출구(112)를 통해 유출한다. 우수토실(110)은 상부가 개구된 형태로 하천 주변에 매설될 수 있다. 상부 유입구(111)를 갖는 커버 바닥판(113)이 우수토실(110)의 상부 개구를 덮도록 설치될 수 있다.

상부 유입구(111)는 하천으로 흐르는 하수의 진행 방향을 기준으로, 하천 주변에 가까운 커버 바닥판(113)의 전방 부위에 위치될 수 있다. 커버 바닥판(113)은 프레임(114)을 매개로 우수토실(110)의 상부 개구에 지지될 수 있다. 커버 측판(115)들이 커버 바닥판(113)의 양측에 하수를 안내하도록 배치될 수 있다.

상부 유입구(111)는 협잡물이 제거된 하수를 공급받아 우수토실(110)로 유입시킬 수 있으며, 유출구(112)는 우수토실(110)로부터 유출되는 하수를 공급받아 하수종말처리장이나 저류 탱크 등으로 공급할 수 있다.

개폐판(120)은 우수토실(110)의 상부 유입구(111) 쪽에 수평 축을 중심으로 회전 가능하게 결합된다. 개폐판(120)은 자중에 의해 상부 유입구(111)를 개방하도록 기울어진 상태에서 상부로 유입되는 하수의 양이 증가함에 따라 상부 유입구(111)를 폐쇄하도록 회전하여 중력식으로 작동하거나, 액추에이터(130)에 의해 상부 유입구(111)를 개폐하도록 회전한다. 즉, 개폐판(120)은 중력식 또는 동력식으로 상호 전환되어 작동한다.

예컨대, 개폐판(120)은 회전 샤프트(121)에 회전 가능하게 힌지 결합될 수 있다. 회전 샤프트(121)는 우수토실(110)의 상부 유입구(111)를 가로질러 양단이 프레임(114)의 축받이에 결합되어 수평 축을 중심으로 회전 가능하게 지지될 수 있다.

개폐판(120)은 하천 주변에 인접한 부위를 선단 부위로 기준하면, 선단 부위가 후단 부위보다 높게 경사져 배치된 상태로 상부 유입구(111)를 개방함으로써, 개방 상태의 상부 유입구(111)를 통해 우수를 유입시킬 수 있다. 개폐판(120)은 후단 부위가 우수토실(110)의 내벽으로부터 이격되어, 이격된 공간을 통해 우수토실(110)로 하수를 유입시킬 수 있다.

개폐판(120)은 경사진 하단 부위에 중량 조절추(122a)가 장착될 수 있다. 중량 조절추(122a)는 설정 중량을 갖는 것으로 마련되어, 개폐판(120)에 장착될 수 있다. 가변중량 이동추(122b)는 볼트 형태로 이루어져 개폐판(120)의 너트부에 나사 결합되어 전후 방향으로 위치 조정될 수 있다. 가변중량 이동추(122b)는 회전 샤프트(121)를 사이에 두고 개폐판(120)의 전,후방에 각각 배치될 수 있다. 개폐판(120)이 중력식으로 작동하도록 전환된 경우, 가변중량 이동추(122b)는 중량 조절추(122a)와 함께 개폐판(120)을 자중에 의해 상부 유입구(111)를 개방하도록 기울어진 상태로 유지함과 아울러, 개폐판(120)의 개폐 작동 시점을 조절할 수 있게 한다.

개폐판(120)은 양측에 하수를 안내하는 안내판(123)이 각각 연결될 수 있다. 개폐판(120)에는 하수 유입부(124)가 형성될 수 있다. 하수 유입부(124)는 하수에 포함된 토사를 분리시켜 토사가 분리된 하수를 우수토실(110)로 유입시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 우수토실(110)은 개폐판이 상부 유입구(111)를 폐쇄한 상태에서도 하수 유입부(124)를 통해 하수를 공급받아 채워질 수 있다.

액추에이터(130)는 복동식 공압 실린더(131)와, 방향 제어 밸브(134)와, 제1 및 제2 전동 밸브(135a, 135b)를 포함함으로써, 개폐판(120)을 개폐 작동시킬 수 있다.

복동식 공압 실린더(131)는 실린더 몸체(131a)의 양쪽 내부 공간에 선택적으로 공급되는 압축공기에 의해 실린더 로드(131b)가 실린더 몸체(131a)에 대해 신축 동작함에 따라 개폐판(120)을 개폐 작동시킨다. 복동식 공압 실린더(131)는 한 쌍으로 구비되어 개폐판(120)의 양쪽에 각각 설치될 수 있다.

일 예로, 복동식 공압 실린더(131)는 개폐판(120)의 후단 쪽에 배치될 수 있다. 복동식 공압 실린더(131)는 실린더 몸체(131a)가 프레임(114)에 지지된 상태에서, 실린더 로드(131b)가 개폐판(120)의 후단 쪽으로부터 개폐판(120)의 선단 쪽으로 신장 동작하도록 배치될 수 있다.

실린더 로드(131b)의 신축 동작은 동력전달기구에 의해 개폐판(120)의 개폐 동작으로 전달될 수 있다. 동력전달기구는 실린더 로드(131b)의 신장 동작에 따라 개폐판(120)을 폐쇄 작동시키고, 실린더 로드(131b)의 수축 동작에 따라 개폐판(120)을 개방 작동시키도록 구성될 수 있다. 동력전달기구는 제1 전달 링크(131c) 및 제2 전달 링크(131d)를 포함할 수 있다.

제1 전달 링크(131c)는 일직선으로 연장된 형태로 이루어질 수 있다. 제1 전달 링크(131c)의 한쪽 단은 실린더 로드(131b)에 힌지 결합되고, 제1 전달 링크(131c)의 다른쪽 단이 제2 전달 링크(131d)에 힌지 결합된다. 제2 전달 링크(131d)는 중앙 부위가 전방으로 돌출되어 V자 형태로 굽어진 형태로 이루어질 수 있다. 제2 전달 링크(131d)는 한쪽 단이 제1 전달 링크(131c)에 힌지 결합되고, 굽어진 중앙 부위가 프레임(114)의 안내 축(116)에 의해 힌지 결합된다. 여기서, 제1,2 전달 링크(131c, 131d)의 힌지 결합축은 좌우 방향으로 나란한 방향을 갖는다.

제2 전달 링크(131d)는 다른쪽 단에 하락방지턱(131e)이 연결된다. 하락방지턱(131e)은 개폐판(120)이 자중에 의해 경사진 상태에서 개폐판(120)의 후단 부위가 하락하는 것을 방지한다. 하락방지턱(131e)은 개폐판(120)의 안내 홈(125)에 끼워질 수 있다. 안내 홈(125)은 제1,2 전달 링크(131c, 131d)의 피벗 동작을 원활하게 할 수 있을 정도로만 하락방지턱(131e)의 이동을 허용함으로써, 하락방지턱(131e)의 상승에 따라 개폐판(120)을 폐쇄 작동시키고, 하락방지턱(131e)의 하강에 따라 개폐판(120)을 개방 작동시킬 수 있다.

실린더 로드(131b)가 신장 동작하게 되면, 그에 따른 제1,2 전달 링크(131c, 131d)의 피벗 동작에 의해 하락방지턱(131e)이 상승하여 개폐판(120)을 폐쇄 작동시킨다. 실린더 로드(131b)가 수축 동작하게 되면, 그에 따른 제1,2 전달 링크(131c, 131d)의 피벗 동작에 의해 하락방지턱(131e)이 하강하여 개폐판(120)을 개방 작동시킨다.

개폐판(120)의 최대 개방 각도는 높이조절기구(126)에 의해 하락방지턱(131e)의 높이를 조절함에 따라 설정될 수 있다. 예컨대, 높이조절기구(126)는 스크류(126a)와, 제1 조절 링크(126b), 및 제2 조절 링크(126c)를 포함할 수 있다.

스크류(126a)는 개폐판(120)의 선단 쪽에 배치된다. 스크류(126a)는 수평축을 중심으로 회전 가능하게 커버 바닥판(113) 상에 회전 가능하게 지지된다.

제1 조절 링크(126b)는 일직선으로 연장된 형태로 이루어질 수 있다. 제1 조절 링크(126b)의 한쪽 단은 조인트(126d)에 의해 스크류(126a)에 힌지 결합되고, 제1 조절 링크(126b)의 다른쪽 단이 제2 조절 링크(126c)에 힌지 결합된다. 조인트(126d)의 한쪽 단은 스크류(126a)에 스크류(126a)의 길이 방향에 나란한 축을 중심으로 회전 가능하게 지지되며, 조인트(126d)의 한쪽 단은 제1 조절 링크(126b)의 한쪽 단에 힌지 결합된다.

제2 조절 링크(126c)는 V자 형태로 굽어진 형태로 이루어질 수 있다. 제2 조절 링크(126c)는 제2 전달 링크(131d)와 동일한 형태로 이루어진다. 제2 조절 링크(126c)는 한쪽 단이 제1 조절 링크(126b)에 힌지 결합되고, 굽어진 중앙 부위가 제2 전달 링크(131d)의 중앙 부위와 동축을 이루어 프레임(114)의 안내 축(116)에 힌지 결합된다. 여기서, 제1,2 조절 링크(126b, 126c)의 힌지 결합축은 좌우 방향으로 나란한 방향을 갖는다. 제2 조절 링크(126c)는 다른쪽 단에 후크(126e)가 형성된다. 후크(126e)는 하락방지턱(131e)을 하측으로부터 걸 수 있는 형태로 이루어진다.

스크류(126a)가 개폐판(120)의 선단으로 이동하게 되면, 그에 따른 제1,2 조절 링크(126b, 126c)의 피벗 동작에 의해 하락방지턱(131e)을 상승시켜 개폐판(120)의 개방 각도를 작게 한다. 스크류(126a)가 개폐판의 후단으로 이동하게 되면, 그에 따른 제1,2 조절 링크(126b, 126c)의 피벗 동작에 의해 하락방지턱(131e)이 하강하도록 허용하여 개폐판(120)의 개방 각도를 크게 한다. 따라서, 상부 유입구(111)에 대한 개폐판(120)의 최대 개방 각도가 설정될 수 있다.

개폐판(120)의 최대 개방 각도가 설정됨에 따라 제1,2 전달 링크(131c, 131d)의 자세가 조정되며, 그에 따라 개폐판(120)은 최대 개방 각도와 폐쇄 각도 범위에서 복동식 공압 실린더(131)에 의해 개도가 조절될 수 있다.

다른 예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 복동식 공압 실린더(131)는 개폐판(120)의 회전 중심으로부터 개폐판(120)의 경사진 선단 쪽으로 벗어난 위치에서 실린더 로드(131b)가 개폐판(120)의 하측에 힌지 결합되고, 실린더 몸체(131a)가 프레임(114)에 힌지 결합됨으로써, 실린더 로드(131b)의 신장 동작시 개폐판(120)을 개방 작동시키고, 실린더 로드(131b)의 수축 동작시 개폐판(120)을 폐쇄 작동시킬 수 있다. 물론, 복동식 공압 실린더(131)는 개폐판(120)을 개폐 작동시키는 범주에서 다양하게 설치될 수 있다. 복동식 공압 실린더(131)는 컨트롤러(160)에 의해 실린더 로드(131b)의 스트로크가 조절됨에 따라 개폐판(120)의 개도를 조절할 수 있다.

방향 제어 밸브(134)는 공압원(136)으로부터 제공된 압축공기를 실린더 몸체(131a)의 양쪽 내부 공간과 연통된 제1 및 제2 포트(132a, 132b)에 선택적으로 공급한다. 즉, 방향 제어 밸브(134)는 제1 포트(132a)로 압축공기가 공급될 때, 제2 포트(132b)로부터 압축공기를 배출한다. 방향 제어 밸브(134)는 제2 포트(132b)로 압축공기가 공급될 때, 제1 포트(132a)로부터 압축공기를 배출한다.

이와 같이, 방향 제어 밸브(134)는 실린더 몸체(131a)의 양쪽 내부 공간에 압축공기를 선택적으로 공급함에 따라 실린더 로드(131b)를 실린더 몸체(131a)에 대해 신축 동작시킬 수 있다. 방향 제어 밸브(134)는 솔레노이드 밸브 등으로 이루어져, 컨트롤러(160)에 의해 제어된다.

공압원(136)은 공기를 압축해서 압축공기를 만드는 공기 압축기(136a)와, 공기 압축기(136a)로부터 공급되는 압축공기를 설정 압력으로 조정해서 안정적인 압축공기를 방향 제어 밸브(134)로 전달하는 공압 레귤레이터(136b)를 포함할 수 있다.

공압원(136)은 공압 회로 상의 수분 제거를 위해 드레인 밸브(136c)를 포함할 수 있다. 드레인 밸브(136c)는 일정 주기로 수분을 배출하도록 제어될 수 있다. 도시하고 있지 않지만, 공압원(136)은 공압 회로 상의 수분 제거를 위한 에어 드라이어와, 개폐판(120)의 개폐 속도를 조절하기 위한 속도 조절 밸브를 포함할 수도 있다. 공압원(136)은 컨트롤러(160)에 의해 제어된다.

제1 및 제2 전동 밸브(135a, 135b)는 제1 및 제2 포트(132a, 132b)를 각각 개폐한다. 제1 전동 밸브(135a)는 방향 제어 밸브(134)와 제1 포트(132a)를 연결하는 유로 상에 설치되어 제1 포트(132a)를 개폐하며, 제2 전동 밸브(135b)는 방향 제어 밸브(134)와 제2 포트(132b)를 연결하는 유로 상에 설치되어 제2 포트(132b)를 개폐할 수 있다.

제1 및 제2 전동밸브(135a, 135b)는 전원 비공급시 제1,2 포트(132a, 132b)를 폐쇄한 상태로 유지되고, 전원 공급시 제1,2 포트(132a, 132b)를 개방시키도록 작동할 수 있다. 제1 및 제2 전동밸브(135a, 135b)는 컨트롤러(160)에 의해 제어된다.

제1 및 제2 전동 밸브(135a, 135b)는 복합 자동 모드 설정시 중력식 작동 조건에서 무정전 전원공급장치(137)로부터 전원을 공급받아 제1 및 제2 포트(132a, 132b)를 개방시킨다. 복합 자동 모드 설정 중 정전, 전원불량, 시스템 불량, 통신 불량 등과 같은 다양한 비상상황으로 인해 중력식 작동 조건이 되면, 무정전 전원공급장치(137)는 제1 및 제2 전동 밸브(135a, 135b)에 전원을 공급한다.

이에 따라, 제1 및 제2 전동 밸브(135a, 135b)는 제1 및 제2 포트(132a, 132b)를 개방시키도록 작동함으로써, 실린더 몸체(131a)의 양쪽 내부 공간으로부터 압축공기를 배출시켜 대기압 상태로 만든다. 따라서, 복동식 공압 실린더(131)는 실린더 로드(131b)의 양방향 어디에도 공압이 작용하지 않게 되어 개폐판(120)의 개폐 작동을 구속하지 않게 되므로, 개폐판(120)은 중력식으로 개폐 작동하도록 전환될 수 있다.

추가적으로, 제1 수동조작 밸브(138a)는 제1 전동 밸브(135a)와 제1 포트(132a)를 연결하는 유로 상에 설치될 수 있다. 제2 수동조작 밸브(138b)는 제2 전동 밸브(135b)와 제2 포트(132b)를 연결하는 유로 상에 설치될 수 있다. 따라서, 하수관거 제어시스템(100)이 완전 불능인 상태가 되어 사용자가 직접 방문해야 할 경우가 발생되면, 사용자가 제1,2 수동조작 밸브(138a, 138b)를 수동 조작해서 제1,2 포트(132a, 132b)를 수동으로 개폐함으로써, 개폐판(120)을 중력식으로 개폐 작동하도록 전환시킬 수 있다.

한편, 도시하고 있지 않지만, 복동식 공압 실린더(131) 대신, 회전 모터와 회전 모터의 회전 운동을 선형 운동으로 변환하는 운동변환기를 포함하여 구성되거나, 리니어 모터를 포함하여 구성될 수도 있다. 이 경우, 모터는 정전 등의 비상상황으로 인해 중력식 작동 조건이 되면, 구동축이 자유롭게 움직일 수 있는 상태가 되어 개폐판(120)의 개폐 작동을 구속하지 않게 됨으로써, 개폐판(120)을 중력식으로 개폐 작동하도록 전환할 수 있다.

기울기 센서(140)는 개폐판(120)의 기울기를 측정한다. 기울기 센서(140)는 개폐판(120)의 경사진 선단 부위 하면에 장착되어 개폐판(120)의 기울기를 측정할 수 있다. 일 예로, 기울기 센서(140)는 디지털 수준기로 이루어져 개폐판(120)과 함께 기울어짐에 따라 개폐판(120)의 기울기를 측정할 수 있다. 기울기 센서(140)로부터 측정된 개폐판(120)의 기울기 정보는 컨트롤러(160)로 제공되며, 컨트롤러(160)는 개폐판(120)의 개도율을 산출할 수 있다.

수위 센서(150)는 우수토실(110)의 수위를 측정한다. 일 예로, 수위 센서(150)는 우수토실(110) 내의 수면으로 초음파를 조사해서 수위를 측정하는 초음파 수위 센서로 이루어질 수 있다. 수위 센서(150)는 프레임(114) 또는 우수토실(110)의 내벽 등에 설치될 수 있다. 수위 센서(150)로부터 측정된 수위 정보는 컨트롤러(160)로 제공된다.

개폐판(120)의 상부에는 로드셀 등의 무게 센서가 장착되어 개폐판(120)의 상부로 유입된 물의 무게를 측정할 수 있다. 무게 센서로부터 측정된 무게 정보는 컨트롤러(160)로 제공된다. 무게 센서로부터 측정된 무게 정보는 수위 센서(150)로부터 측정된 수위 정보와 함께 우수토실(110)로 유입되는 유량을 정확히 예측하는데 이용될 수 있다.

컨트롤러(160)는 기울기 센서(140) 및 수위 센서(150)로부터 측정된 정보를 제공받아 액추에이터(130)를 제어한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(160)는 복합 자동 모드 설정시, 미리 입력된 기준 데이터(161)에 따라 개폐판(120)을 액추에이터(130)에 의해 작동시키거나, 중력식으로 작동시킨다.

예컨대, 기준 데이터(161)는 동력식 작동 조건용 룩업 테이블(161a)과 중력식 작동 조건용 룩업 테이블(161b)을 포함할 수 있다. 동력식 작동 조건용 룩업 테이블(161a)은 우수토실(110)의 수위에 따른 개폐판(120)의 개도율을 설정한 정보를 가질 수 있다. 따라서, 컨트롤러(160)는 기울기 센서(140) 및 수위 센서(150)로부터 측정된 정보를 기초로, 동력식 작동 조건용 룩업 테이블(161a)에 따라 액추에이터(130)를 제어해서 개폐판(120)의 개도율을 수위에 따라 조절할 수 있다.

중력식 작동 조건용 룩업 테이블(161b)은 정전과 전원불량과 시스템 불량 및 통신 불량과 같은 다양한 비상상황에 따른 중력식 작동 모드를 설정한 정보를 가질 수 있다. 따라서, 컨트롤러(160)는 중력식 작동 조건용 룩업 테이블(161b)에 따라 개폐판(120)을 중력식으로 전환할 수 있다. 이때, 컨트롤러(160)는 무정전 전원공급장치(137)가 비상상황을 인식하도록 함으로써, 제1 및 제2 전동 밸브(135a, 135b)에 전원을 공급해서 복동식 공압 실린더(131)로부터 압축공기를 배출시킨다. 이에 따라, 복동식 공압 실린더(131)는 개폐판(120)의 개폐 작동을 구속하지 않게 됨으로써, 개폐판(120)은 중력식으로 개폐 작동하도록 전환될 수 있다.

복합 자동 모드는 그래픽 사용자 인터페이스(graphical user interface)를 통해 사용자의 명령에 따라 설정될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 현장에 설치되는 제어반(166)은 터치입력 방식의 모니터를 구비하며, 사용자는 모니터 화면에 표시된 복합 자동 모드 설정 메뉴(167a)에서 적용 명령을 입력해서 복합 자동 모드를 설정할 수 있다. 모니터 화면에는 기준 데이터(161)의 동력식 작동 조건용 룩업 테이블(161a)과 중력식 작동 조건용 룩업 테이블(161b)이 표시될 수 있다.

한편, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(160)는 다른 운전 모드인 단일 자동 모드 설정시 입력되는 개폐판(120)의 개도 기준값과 수위 기준값에 따라 개폐판(120)을 액추에이터(130)에 의해 작동시킬 수 있다. 컨트롤러(160)는 기울기 센서(140) 및 수위 센서(150)로부터 측정된 정보를 기초로, 측정 수위값이 수위 기준값에 도달하면 개폐판(120)의 개도율을 개도 기준값으로 조절할 수 있다.

사용자는 모니터 화면에 표시된 단일 자동 모드 설정 메뉴(167b)를 통해 단일 자동 모드를 설정할 수 있다. 이때, 사용자는 단일 자동 모드 설정 메뉴(167b)에서 개폐판(120)의 개도 기준값과 수위 기준값을 증감시켜 원하는 값으로 입력한 후 적용 명령을 입력할 수 있다.

컨트롤러(160)는 다른 운전 모드인 수동 모드 설정시 입력되는 개폐판(120)의 개도율에 따라 개폐판(120)을 액추에이터(130)에 의해 작동시킬 수 있다. 컨트롤러(160)는 기울기 센서(140)로부터 측정된 정보를 기초로, 액추에이터(130)를 제어해서 개폐판(120)의 개도율을 입력 개도율로 조절할 수 있다. 사용자는 모니터 화면에 표시된 수동 모드 설정 메뉴(167c)를 통해 수동 모드를 설정할 수 있다. 이때, 사용자는 수동 모드 설정 메뉴(167c)에서 개폐판(120)의 개도율을 증감시켜 원하는 값으로 입력한 후 적용 명령을 입력할 수 있다.

컨트롤러(160)는 다른 운전 모드인 중력 모드 설정시 개폐판(120)을 중력식으로 작동시킬 수 있다. 컨트롤러(160)는 중력 모드 설정에 따라 제1 및 제2 전동 밸브(135a, 135b)에 전원을 공급해서 복동식 공압 실린더(131)로부터 압축공기를 배출시킨다. 이에 따라, 복동식 공압 실린더(131)는 개폐판(120)의 개폐 작동을 구속하지 않게 됨으로써, 개폐판(120)은 중력식으로 개폐 작동하도록 전환될 수 있다.

사용자는 모니터 화면에 표시된 중력 모드 설정 메뉴(167d)를 통해 중력 모드를 설정할 수 있다. 이때, 사용자는 중력 모드 설정 메뉴(167d)에서 적용 명령을 입력해서 중력 모드를 설정할 수 있다. 제어반(166)의 모니터 화면에는 현재 운전 모드와, 측정 수위값과, 측정 개도율과, 기준 수위값과, 기준 개도값 등의 정보가 표시될 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 제어반(166)은 수동 조정부(168)를 포함할 수 있다. 수동 조정부(168)는 운전 모드 조정 스위치(168a)와, 개도 조정 스위치(168b), 및 드레인 밸브 조정 스위치(168c)를 포함할 수 있다. 운전 모드 조정 스위치(168a)는 사용자가 자동 모드와 중력 모드와 수동 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있게 한다. 개도 조정 스위치(168b)는 사용자가 개폐판(120)의 개도율을 증감시켜 조정할 수 있게 한다. 드레인 밸브 조정 스위치(168c)는 사용자가 드레인 밸브(136c)의 개폐를 조정할 수 있게 한다.

컨트롤러(160)는 관제센터와 무선 통신망을 통해 연결되어 우수토실(110)의 수위 및 유량, 개폐판(120)의 개도율 등에 대한 정보를 관제센터로 실시간으로 전송할 수 있다. 관제센터는 하수관거의 제어 상태를 모니터링하여 상황에 따라 컨트롤러(160)를 통해 개폐판(120)을 원격으로 제어할 수 있다. 하수관거 제어시스템(100)은 하수관거의 제어 상태를 촬영하는 카메라(170)를 포함할 수 있으며, 관제센터는 카메라(170)에 의해 촬영된 정보를 통해 하수관거의 제어 상태를 모니터링할 수 있다. 카메라(170)는 IP 카메라 또는 CCTV 카메라로 이루어져 우수토실(110) 내의 상측에 설치될 수 있다.

또한, 관제센터는 하수관거 제어시스템(100)이 설치된 해당 지역의 관리자에게 무선 통신망을 통해 스마트폰 등의 단말기로 하수관거의 제어 상태를 전송함으로써, 관리자가 하수관거의 상태를 직접 관찰하여 조치하도록 할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하수관거 제어시스템(100)에 의하면, 하수관거에 대한 자동 제어 실행 중 정전 등의 비상상황 발생시에도 하수관거를 효과적으로 통제할 수 있으며, 다양한 운전 모드를 통해 상황에 맞게 하수관거를 편리하게 통제할 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. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

110..우수토실 120..개폐판
130..액추에이터 131..복동식 공압 실린더
134..방향 제어 밸브 135a..제1 전동 밸브
135b..제2 전동 밸브 136..공압원
136c..드레인 밸브 140..기울기 센서
150..수위 센서 160..컨트롤러
166..제어반 168..수동 조정부
170..카메라

Claims (3)

1. 상부 유입구를 통해 하수를 유입하여 차집하고 차집된 하수를 유출구를 통해 유출하는 우수토실;
   상기 우수토실의 상부 유입구 쪽에 수평 축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 것으로, 자중에 의해 상기 상부 유입구를 개방하도록 기울어진 상태에서 상부로 유입되는 하수의 양이 증가함에 따라 상기 상부 유입구를 폐쇄하도록 회전하여 중력식으로 작동하거나, 액추에이터에 의해 상기 상부 유입구를 개폐하도록 회전하는 개폐판;
   상기 개폐판이 자중에 의해 경사진 상태에서 하수의 진행 방향을 기준으로 상기 개폐판의 후단 부위가 하락하는 것을 방지하도록 상기 개폐판의 안내 홈에 끼워진 하락방지턱;
   상기 개폐판의 기울기를 측정하는 기울기 센서;
   상기 우수토실의 수위를 측정하는 수위 센서; 및
   상기 기울기 센서 및 수위 센서로부터 측정된 정보를 제공받아 상기 액추에이터를 제어하는 것으로, 복합 자동 모드 설정시 미리 입력된 기준 데이터에 따라 상기 개폐판을 상기 액추에이터에 의해 작동시키거나 중력식으로 작동시키는 컨트롤러;를 포함하며,
   상기 액추에이터는,
   실린더 몸체의 양쪽 내부 공간에 선택적으로 공급되는 압축공기에 의해 실린더 로드가 상기 실린더 몸체에 대해 신축 동작함에 따라 상기 개폐판을 개폐 작동시키는 복동식 공압 실린더와,
   상기 실린더 몸체가 프레임에 지지된 상태에서 상기 실린더 로드의 신축 동작을 상기 개폐판의 개폐 동작으로 전달하는 동력전달기구와,
   공압원으로부터 제공된 압축공기를 상기 실린더 몸체의 양쪽 내부 공간과 연통된 제1 및 제2 포트에 선택적으로 공급하는 방향 제어 밸브, 및
   복합 자동 모드 설정시 중력식 작동 조건에서 무정전 전원공급장치로부터 전원을 공급받아 상기 제1 및 제2 포트를 개방시키는 제1 및 제2 전동 밸브를 포함하며;
   상기 동력전달기구는,
   일직선으로 연장된 형태로 한쪽 단이 상기 실린더 로드에 힌지 결합된 제1 전달 링크와,
   한쪽 단이 상기 제1 전달 링크에 힌지 결합되고 중앙 부위가 전방으로 돌출되어 굽어진 형태로 이루어져 상기 프레임의 안내 축에 의해 힌지 결합되며 다른쪽 단에 상기 하락방지턱이 연결된 제2 전달 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관거 제어시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   단일 자동 모드 설정시 입력되는 개폐판의 개도 기준값과 수위 기준값에 따라 상기 개폐판을 상기 액추에이터에 의해 작동시키며, 수동 모드 설정시 입력되는 개폐판의 개도율에 따라 상기 개폐판을 상기 액추에이터에 의해 작동시키며, 중력 모드 설정시 상기 개폐판을 중력식으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 하수관거 제어시스템.
3. 삭제

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