KR102236164B1 - 수위 감지 구조를 갖는 물탱크 - Google Patents

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Abstract

수위 감지 구조를 갖는 물탱크를 개시한다.
이러한 수위 감지 구조를 갖는 물탱크는, 용수가 담겨지는 저장공간을 구비한 물탱크 본체와, 상기 물탱크 본체 내측에 배치되며 상기 저장공간 측에 담겨진 용수의 수위를 고주파 펄스 신호를 이용하여 감지하기 위한 수위 감지부, 및 상기 물탱크 본체 외측에 배치되며 상기 수위 감지부 측의 감지신호를 인가받아서 육안으로 수위 판별 확인이 가능하게 표시하기 위한 수위 표시부를 포함한다.

Description

수위 감지 구조를 갖는 물탱크{WATER TANK COMPRISING WATER LEVEL DETECTING STRUCTURE}
본 발명은 수위 감지 구조를 갖는 물탱크에 관한 것이다.
일반적으로 대형 물탱크들은 대용량의 용수(用水)가 담겨진 상태에서 각 수요 지점으로 용수의 공급이나 순환이 이루어질 수 있는 상태로 설치 시공된다.
대형 물탱크들은 대부분 합성수지나 금속 패널들이 서로 평면 및 각을 이루는 상태로 연결 고정되면서 내측에 용수가 안정적으로 담겨질 수 있는 원통 형태나 다각통 형태의 물탱크 구조를 갖도록 형성된다.
특히,대형 물탱크들은 그 용도 및 특성 상 대용량의 용수가 담겨진 상태로 사용되므로, 이와 부합하는 사용 안전성 및 편의성 확보가 가능한 물탱크 구조를 이루도록 형성되는 것이 바람직하다.
(특허 0001) 특허등록 제10-2016317호_물탱크의 수위계.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
본 발명의 목적은, 물탱크에 담겨진 용수(用水)의 수위(水位) 감지 및 표시 기능이 한층 더 향상된 수위 감지 구조를 갖는 물탱크를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여,
용수가 담겨지는 저장공간을 구비한 물탱크 본체;
상기 물탱크 본체 내측에 배치되며, 상기 저장공간 측에 담겨진 용수의 수위를 고주파 펄스 신호를 이용하여 감지하기 위한 수위 감지부; 및
상기 물탱크 본체 외측에 배치되며, 상기 수위 감지부 측의 감지신호를 인가받아서 육안으로 수위 판별 확인이 가능하게 표시하기 위한 수위 표시부;
를 포함하는 수위 감지 구조를 갖는 물탱크를 제공한다.
이와 같은 본 발명은, 물탱크 본체 내측에 담겨진 용수의 수위를 고주파 펄스 신호를 이용하여 감지하고, 감지신호에 따른 수위가 물탱크 본체 외측에 육안으로 판별 확인이 가능하게 표시될 수 있는 구조를 제공하므로, 물탱크의 사용 안전성 및 편의성을 한층 더 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수위 감지 구조를 갖는 물탱크의 전체 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 수위 감지 구조를 갖는 물탱크의 세부 구조 및 작용을 설명하기 위한 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
본 발명의 실시예는 해당 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자들이 용이하게 실시 가능한 범위 내에서 설명된다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 아래에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소들에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수위 감지 구조를 갖는 물탱크의 전체 구조를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2 내지 도 10은 세부 구조 및 작용을 설명하기 위한 도면들로서, 도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수위 감지 구조를 갖는 물탱크는, 물탱크 본체(10), 수위 감지부(20), 및 수위 표시부(30)를 포함하여 이루어진다.
물탱크 본체(10)는 도 1 내지 도 2에서와 같이 내부에 용수(W)가 담겨지기 위한 저장공간(12)을 구비하고, 원통 형태(또는 다각통 형태)의 물탱크 외형을 갖도록 형성될 수 있다.
물탱크 본체(10)는 대부분 복수 개의 패널들이 서로 평면 및 각을 이루는 배열 상태로 연결 고정되면서 내측에 저장공간(12)이 구비되는 물탱크 형태를 이루도록 형성될 수 있다.
물탱크 본체(10)는 저장공간(12) 측에 용수(W)가 담겨진 상태로 사용되는 것이므로, 특히 대용량의 유체 압력이나 하중 등에 대한 형태 안정성 및 수밀성이 확보될 수 있는 물탱크 구조를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 물탱크 본체(10)는 도 1 내지 도 2에서와 같이 상부 측에 개폐 가능한 맨홀(14)이 제공되어, 이 맨홀(14)을 통해서 물탱크 내부의 점검이나 유지보수가 가능하게 형성될 수 있다.
물탱크 본체(10)는 설치 환경이나 요구되는 여건에 따라 여러가지 타입으로 시공 설치될 수 있으며, 예를 들어, 도 1에서와 같이 콘크리트 구조물 형태의 기초 프레임(16) 상에 놓여져서 배치된 상태로 시공 설치될 수 있다.
한편, 수위 감지부(20) 및 수위 표시부(30)는 물탱크 본체(10) 측에 담겨진 용수(W)의 수위(水位)를 지속적으로 감지하고, 감지된 신호에 따른 수위 상태를 물탱크 본체(10) 외측에서 육안으로 판별 확인이 가능하게 표시할 수 있는 구조를 제공한다.
수위 감지부(20)는 고주파 펄스 유도 방식으로 물탱크 본체(10) 내부의 용수(W) 수위를 감지할 수 있도록 형성된다.
수위 감지부(20)는 도 2에서와 같이 감지기(22)를 구비하고, 이 감지기(22)는 물탱크 본체(10) 내측에서 저장공간(12)에 담겨진 용수(W)의 수위 감지가 가능한 상태로 설치된다.
감지기(22)는 고주파 펄스 유도 방식과 부합하는 가이드 레이다 레벨기 중에서 선정하여 사용하고, 센서부(24)와 프로브부(26)를 구비하여 이루어진다.
감지기(22)는 예를 들어, 도 2에서와 같이 물탱크 본체(10) 내측에서 저장공간(12)의 측부에 세워진 상태로 프로브부(26)가 배치되고, 이 프로브부(26)의 상부 측에 센서부(24)가 위치되는 상태로 설치될 수 있다.
그리고, 감지기(22)는 가이드 레이다 레벨기 중에서 선정하여 사용하되, 설치 환경이나 여건 등에 따라 이와 부합하는 수위 감지 기능 및 형태를 갖는 레벨기를 선정하여 사용할 수 있다.
감지기(22)로 사용하는 가이드 레이다 레벨기는 주로 고주파 레이다 펄스의 방출 및 유도 작용을 이용하여 유체의 수위 측정을 위한 신호를 출력하는 구조를 갖도록 형성된다.
예를 들어, 가이드 레이다 레벨기는 센서부(24) 측에서 발생된 고주파 레이다 펄스가 프로브부(26)를 따라 방출되어 측정 대상 액체 표면에 닿은 후 일부가 다시 반사되는 상태로 유도될 때, 방출된 펄스와 반사된 펄스 사이의 시간 차이에 의해 유체 표면과의 거리를 감지하고, 감지된 신호를 변환하여 수위 측정을 위한 출력신호(예: 전류 4mA 내지 20mA)를 발생하는 구조로 이루어질 수 있다.
감지기(22)는 가이드 레이다 레벨기 측의 출력신호가 후술하는 수위 표시부(30) 측을 통해서 육안으로 수위 판별 확인이 가능하게 변환 표시될 수 있도록 셋팅된다.
수위 표시부(30)는 수위 감지부(20) 측의 출력신호를 인가받아서 물탱크 본체(10)의 외측에서 육안으로 수위 판별 확인이 가능하게 표시할 수 있도록 형성된다.
수위 표시부(30)는 도 1 내지 도 2에서와 같이 물탱크 본체(10)의 둘레부 일측에 세워진 상태로 배치되며, 램프 점등 방식으로 수위 판별 확인이 가능하게 표시 작동될 수 있도록 형성된다.
즉, 수위 표시부(30)는 램프 제어기(32)와, 이 램프 제어기(32)에 의해 점멸이 제어되는 표시 램프(34)들을 구비하여 이루어진다.
램프 제어기(32)는 수위 감지부(20)의 감지기(22) 측과 전기적으로 연결되어 감지기(22) 측의 출력신호에 따라 표시 램프(34)들을 선택적으로 점등 구동시킬 수 있도록 형성된다.
램프 제어기(32)는 예를 들어, 용수(W)의 수위에 따른 감지기(22) 측의 출력신호를 인가받아서 통상의 방법으로 변환하여 수위 높낮이를 판독한 다음, 이와 부합하는 상태로 전기 공급이 가능하게 스위칭 동작되면서 판독 수위 지점의 표시 램프(34)를 선택적으로 점등 구동시킬 수 있는 제어 구조를 갖도록 형성될 수 있다.
표시 램프(34)들은 물탱크 본체(10)의 둘레부 측에서 저장공간(12)의 수위 표시와 부합하도록 상,하 방향으로 배열되는 상태로 셋팅될 수 있다.
예를 들어, 표시 램프(34)들은 도 1 내지 도 2에서와 같이 물탱크 본체(10)의 둘레부 일측에서 상,하 방향으로 서로 간격을 띄운 상태로 이격 배치되어 물탱크 본체(10)의 저장공간(12)의 수위 판별 확인을 위한 일종의 표시 눈금과 같은 역할이 가능하게 배열되는 상태로 셋팅될 수 있다.
표시 램프(34)는 엘이디(LED) 램프를 사용할 수 있으며, 램프 제어기(32)의 스위칭 동작에 의해 전기 공급이 제어되도록 램프 제어기(32) 측과 전기적으로 연결 셋팅된다.
즉, 표시 램프(34)들은 예를 들어, 수위 감지부(20) 측에서 인가된 출력신호가 램프 제어기(32) 측에서 수위 높낮이로 판독된 후, 도 3에서와 같이 수위 판독 결과에 따라 이와 대응하는 해당 지점에 위치된 램프가 점등 구동되도록 셋팅될 수 있다.
이러한 수위 감지부(20) 및 수위 표시부(30)는 물탱크 본체(10) 측에 담겨진 용수(W)의 수위를 고주파 레이다 펄스의 방출 및 유도 방식으로 감지하고, 이를 판독하여 해당 수위 지점의 표시 램프(34)가 선택적으로 점등되도록 하여 물탱크 본체(10) 외측에서 육안으로 현재 수위를 용이하게 판별 확인할 수 있도록 하는 구조를 제공한다.
그러므로, 본 발명은 물탱크 본체(10)에 담겨진 용수(W)의 현재 수위 상태를 용이하게 감지 및 표시할 수 있는 구조를 제공함으로써, 물탱크의 사용 안전성 및 편의성이 한층 더 확보되도록 할 수 있다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 수위 감지부(20)는 오염 억제부(40)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
오염 억제부(40)는 수위 감지부(20) 측의 감지기(22)의 프로브부(26)의 표면 오염을 억제 및 방지할 수 있도록 형성된다.
특히, 오염 억제부(40)는 물탱크 본체(10) 내측에 담겨진 용수(W)의 수위와 연계하여 와이핑 동작되면서 표면 오염을 억제 및 방지할 수 있도록 형성된다.
오염 억제부(40)는 도 4에서와 같이 와이핑 동작되기 위한 제거구(42)와, 이 제거구(42)의 와이핑 동작을 유도하기 위한 유도구(44)를 구비하고, 물탱크 본체(10) 내부의 수위에 따라 상,하 방향으로 와이핑 동작되면서 감지기(22)의 프로브부(26) 측의 표면을 와이핑할 수 있도록 셋팅된다.
제거구(42)는 도 5에서와 같이 로드 형태의 프로브부(26) 둘레를 감싸는 링(Ring) 형태를 가지며, 링 둘레부 내측에는 블레이드부(46)가 형성된 구조로 이루어질 수 있다.
블레이드부(46)는 연질의 고무재로 이루어질 수 있으며, 제거구(42)의 링 둘레부 내주면 측에서 중앙부를 향하여 돌출된 상태로 내주면 둘레를 따라 연장된 형태로 형성될 수 있다.
그리고, 도 6에서와 같이 블레이드부(46)의 내측 둘레부 측에는 슬릿(46a, Slit)이 형성될 수 있으며, 이 슬릿(46a)은 블레이드부(46)의 둘레부 연장구간 내의 한 군데 이상의 지점에 끊겨진 상태를 이루도록 적어도 1개 또는 2개 이상이 간격을 띄우고 형성될 수 있다.
슬릿(46a)은 도 6을 기준으로 할 때, 블레이드부(46)의 내주 둘레부 측에서 외주 둘레부 측을 향하여 컷팅된 형태를 갖도록 각각 형성될 수 있다.
이러한 슬릿(46a)은 블레이드부(46)의 끝단이 프로브부(26) 표면 측에 접촉될 때 탄력적인 접촉이 가능하도록 블레이드부(46)의 변형(예: 휨 변형)을 유도할 수 있고, 이로 인하여 접촉 부분의 논슬립 현상을 억제하여 블레이드부(46)에 의한 와이핑 작용이 더욱 원활하게 이루어지도록 유도하는 역할을 할 수 있다.
유도구(44)는 물탱크 본체(10) 내측의 용수(W) 수위에 따라 부력(浮力)에 의해 제거구(42) 측을 상,하 방향으로 와이핑 동작이 가능하게 유도할 수 있도록 형성된다.
유도구(44)는 도 4 내지 도 5에서와 같이 사각박스 타입의 부구 형태로 이루어질 수 있으며, 제거구(42) 측과 연결된 상태로 물탱크 본체(10)의 저장공간(12) 측에 배치된다.
즉, 유도구(44)는 부력에 의해 용수(W)의 수면 상에 떠오른 상태에서 수위 변화 방향으로 함께 움직이면서 제거구(42) 측을 상,하 방향으로 와이핑 동작시킬 수 있는 상태로 셋팅될 수 있다.
이러한 오염 억제부(40)는 도 7에서와 같이 물탱크 본체(10)의 저장공간(12) 측에 담겨진 용수(W)의 수위 변화시, 유도구(44)에 의해 수위 변화 방향으로 제거구(42)가 함께 움직이면서 블레이드부(46)로 감지기(22)의 프로브부(26) 표면 측을 와이핑하여 표면 오염 제거가 가능하게 작동될 수 있다.
그러므로, 오염 제거부(40)는 물탱크 본체(10) 내부에 담겨진 용수(W)의 수위 변화와 연계하여 작동되면서 감지기(22)의 프로브부(26) 표면 오염이 최대한 억제되도록 할 수 있으며, 이로 인하여 감지기(22)의 작동 안정성 및 작동 신뢰도가 한층 더 확보되도록 할 수 있다.
또한, 오염 억제부(40)는 예를 들어, 모터나 실린더와 같은 별도의 구동원을 일체 사용하지 않고, 용수(W)의 수위 변화와 연계하여 작동되는 구조이므로, 작동 구조가 간단할 뿐만 아니라, 제작 및 유지보수에 소요되는 비용과 시간도 절감할 수 있다.
그리고, 도 8 내지 도 10을 참조하면, 수위 감지부(20)는 오염 억제부(40) 측과 대응하는 작동 가이드부(50)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
작동 가이드부(50)는 특히 오염 제거부(40) 측이 감지기(22)의 프로브부(26) 측에 걸려져서 오작동되는 현상을 억제 및 방지할 수 있는 구조를 갖도록 형성된다.
작동 가이드부(50)는 도 8에서와 같이 센서(52)와, 이 센서(52)의 신호에 따라 진동을 발생하는 진동발생기(54)를 구비하여 이루어진다.
센서(52)는 압력 센서를 사용할 수 있으며, 도 8에서와 같이 유도구(44)의 하부 측에서 용수(W)의 수위면과 접촉될 수 있는 상태로 배치된다.
즉, 센서(52)는 유도구(44)의 하부 측이 용수(W)의 수위면 위쪽으로 이격되어 부력이 작용하지 않는 비(非)정상적인 상태를 감지하거나, 유도구(44)의 하부 측이 부력에 의해 수위면 지점에 정상적으로 떠 있는 상태를 각각 감지할 수 있도록 셋팅될 수 있다.
그리고, 이와 같은 센서(52)의 감지 신호는 후술하는 진동발생기(54) 측에 인가되어 진동 발생을 위한 작동이 제어되도록 셋팅될 수 있다.
진동발생기(54)는 도 8에서와 같이 오염 제거부(40)의 제거구(42)와 유도구(44) 중에서 예를 들어, 제거구(42) 일측에 부착 고정된 상태로 셋팅될 수 있으며, 이외에도 도면에는 나타내지 않았지만 요구되는 여건이나 설치 환경에 따라 유도구(44) 측에 설치된 상태로 셋팅될 수도 있다.
진동발생기(54)는 센서(52)의 감지 신호에 따라 전기가 공급되거나 차단되는 상태로 스위칭 동작되면서 통상의 방식으로 진동을 발생하는 구조로 이루어질 수 있다.
진동발생기(54)는 예를 들어, 도면에는 나타내지 않았지만 내부에 충전지가 구비되어 이 충전지로부터 전기를 공급받아서 작동되는 구조일 수 있으며, 물탱크 본체(10) 내부에 배치된 상태로 사용되는 점을 감안할 때 이와 부합하는 방수 성능을 갖는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
이러한 작동 가이드부(50)는 물탱크 본체(10) 내측에서 용수(W)의 수위와 연계하여 와이핑 작동되는 오염 억제부(40)의 위치 오작동 발생시 이를 감지하여 진동을 발생하는 방식으로 위치가 정상적으로 복원되도록 할 수 있다.
예를 들어, 오염 억제부(40)는 도 9에서와 같이 물탱크 본체(10) 내측에 담겨진 용수(W)가 감소하여 수위가 낮아질 때, 제거구(42) 측이 감지기(22)의 프로브부(26) 측과의 비정상적인 접촉에 의해 수위와 연계되어 정상적으로 이동되지 못하고, 한 곳에 걸려진 상태로 머무는 위치 오작동 현상이 발생할 수 있다.
이때, 작동 가이드부(50)의 센서(52)는 유도구(44)의 하부 측에서 수위면 측과 서로 이격된 상태를 감지하고, 진동발생기(54)는 센서(52)의 감지 신호를 인가받아서 진동을 발생하는 상태로 작동된다.
그러면, 진동발생기(54) 측에서 발생된 진동에 의해 제거구(42) 측에 미세한 떨림 현상이 유도되고, 이로 인하여 제거구(42)의 블레이드부(46)와, 감지기(22)의 프로브부(26) 간의 비정상적인 접촉에 의한 걸림 현상이 해소되도록 유도할 수 있다.
즉, 제거구(42)의 떨림 현상에 의해 블레이드부(46)와 프로브부(26) 간의 비정상적인 걸림 상태가 해소됨으로서, 도 10에서와 같이 제거구(42)는 유도구(44)와 함께 프로브부(26)의 길이방향을 따라 아래쪽으로 이동되어 용수(W)의 낮아진 수위 지점에 다시 정상적인 상태로 위치될 수 있다.
그러므로, 이와 같은 작동 가이드부(50)는 물탱크 본체(10) 내부에서 용수(W)의 수위 변화와 연계하여 작동되는 오염 제거부(40)의 위치 오작동 현상을 신속하게 감지 및 복원 처리할 수 있으므로, 오염 제거부(40)의 작동 안정성 및 신뢰도가 한층 더 향상되도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명은 물탱크 본체(10) 내측에 담겨진 용수(W)의 수위를 수위 감지부(20)로 감지하고, 감지된 신호에 따라 물탱크 본체(10) 외측에서 육안으로 해당 수위의 판별 확인 가능하도록 수위 표시부(30)를 통해 수위가 표시될 수 있는 구조로 이루어지므로, 사용 안전성 및 편의성 확보와 부합하는 물탱크 구조를 제공할 수 있다.
10: 물탱크 본체 20: 수위 감지부
30: 수위 표시부 40: 오염 제거부
50: 작동 가이드부 W: 용수

Claims (8)

  1. 용수가 담겨지는 저장공간을 구비한 물탱크 본체;
    상기 물탱크 본체 내측에 배치되며, 상기 저장공간 측에 담겨진 용수의 수위를 고주파 펄스 신호를 이용하여 감지하기 위한 프로브부가 형성된 감지기와, 이 감지기 측과 대응하는 오염 억제부를 구비한 수위 감지부; 및
    상기 물탱크 본체 외측에 배치되며, 상기 수위 감지부 측의 감지신호를 인가받아서 육안으로 수위 판별 확인이 가능하게 표시하기 위한 수위 표시부;
    를 포함하며,
    상기 오염 억제부는,
    상기 프로브부의 표면을 와이핑하기 위한 제거구와, 상기 물탱크 본체의 용수 수위 변화와 연계하여 이동되면서 상기 제거구의 와이핑 동작을 유도하기 위한 유도구를 구비하여 이루어지는 수위 감지 구조를 갖는 물탱크.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수위 감지부는,
    고주파 펄스 신호의 방출 및 유도 방식으로 용수의 수위를 감지할 수 있는 상태로 상기 프로브부가 형성되며, 이 프로브부 측이 상기 물탱크 본체 내측에서 용수의 수위 감지와 부합하도록 세워진 상태로 배치되는 수위 감지 구조를 갖는 물탱크.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 수위 표시부는,
    표시 램프와, 이 표시 램프의 점등을 제어하기 위한 램프 제어기를 구비하고,
    상기 표시 램프는, 상기 물탱크 본체 외측에서 수위 표시와 부합하도록 상,하 방향으로 서로 간격을 띄우고 복수 개가 배열되는 상태로 설치되는 수위 감지 구조를 갖는 물탱크.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제거구는,
    상기 프로브부 표면 측에 와이핑 가능하게 접촉되기 위한 블레이드부를 구비하고, 이 블레이드부 측에는 슬릿이 한 군데 이상의 지점에 형성되는 수위 감지 구조를 갖는 물탱크.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 유도구는,
    부력에 의해 상기 물탱크 본체 내측의 용수 수위면 상에 배치된 상태에서 수위 변화 방향으로 이동되면서 상기 제거구의 와이핑 동작을 유도할 수 있도록 형성되는 수위 감지 구조를 갖는 물탱크.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 수위 감지부는,
    상기 오염 억제부 측과 대응하는 작동 가이드부를 더 포함하며,
    상기 작동 가이드부는,
    상기 유도구와 용수 수위면 간의 이격 상태를 감지하는 센서와, 이 센서의 감지 신호에 따라 상기 제거구 측에 진동을 발생하기 위한 진동발생기를 구비하여 이루어지는 수위 감지 구조를 갖는 물탱크.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 센서는,
    압력 센서를 사용하고, 상기 유도구의 하부 측이 용수의 수위면 측과 접촉되거나 이격될 때 이를 감지하여 상기 진동발생기의 구동을 제어할 수 있도록 셋팅되는 수위 감지 구조를 갖는 물탱크.
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