KR102271695B1 - 잔류염소 농도 저하 방지장치 및 이를 포함한 상수도 잔류염소 농도 관리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정수장으로부터 각 사용가에 수돗물을 공급하는 상수도관망 사이를 펌프로 연결하여, 순환시켜 줌으로써 수돗물의 잔류염소 농도를 일정 기준치 이내로 맞춰주어 관말 지역 수용가 측에서 사용하는 수돗물의 오염 및 부패를 방지하는 잔류염소 농도 저하 방지장치 및 이를 포함한 상수도 잔류염소 농도 관리 시스템에 관한 것으로, 상수도관 내에 잔류염소의 농도가 기준치 미만으로 저하된 경우 제어반이 순환펌프를 작동시키는 간단한 구조로 상수도관 내에 수돗물을 순환시켜 잔류염소의 농도를 기준치 이내로 적합하게 조절해줌으로써, 관말 지역 사용가에서 사용되는 수돗물의 오염과 부패를 예방해주는 효과가 있다.
Description
본 발명은 정수장으로부터 각 사용가에 수돗물을 공급하는 상수도관망 사이를 펌프로 연결하여, 순환시켜 줌으로써 수돗물의 잔류염소 농도가 계속하여 낮아지지 않도록 하여 관말 지역 수용가 측에서 사용하는 수돗물의 오염 및 부패를 방지하는 잔류염소 농도 저하 방지장치 및 이를 포함한 상수도 잔류염소 농도 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 수돗물에는 오염 및 부패를 방지하고, 인체에 병을 일으킬 수 있는 수인성 병원균의 불활성화를 위하여 차아염소산나트륨(Sodium Hypochlorite, 이하 '약품'이라 한다.) 등의 소독 약품이 일정량 잔류하도록 잔류염소 농도 준수를 의무화하고 있다.
잔류염소 농도는 바이러스를 비롯한 수인성 병원균으로부터의 안전성 확보를 위하여 수돗물의 최종 사용자(End-user)인 수용가(가정 등)에서 0.1ppm 내지 4ppm으로 유지되도록 규정되어 있다. 이를 위해 정수장에서는 수돗물에 약품을 첨가하여 잔류염소 농도를 규정에 따라 맞춰주고 있다.
환경부령 제122호에 따르면 수돗물의 잔류염소 농도의 상한 기준은 4ppm이며, 2017년 환경부 먹는물 기준 해설서에 따르면 수돗물 평균 잔류염소 농도는 0.58ppm으로 알려져 있다.
그러나 수돗물의 잔류염소 농도는 정수장에서 이송되는 상수도관의 거리가 길거나, 수돗물의 최종 사용자(End-user)인 수용가에서 수돗물의 사용이 중지되면 상수도관 내에서 잔류염소의 농도가 저하된다. 즉 수돗물의 이동이 멈춘 상태에서 수돗물에 포함된 염소는 상수도 관망에 정체된 채 오랜 시간 체류함에 따라 관망의 관재질(관벽)과 반응하면서 감소하거나, 정수장에서 관망을 지나면서 서서히 감소하는 한편, 수돗물에 포함된 원수의 성분과 결합하거나, 관망 내에 포함된 이물질과 반응하여 감소하게 된다.
그에 따라 수돗물의 사용이 장시간 중단되었다가, 다시 사용하는 관말 지역의 수용가에서는 잔류염소 농도가 저하되어 오염 및 부패 우려가 있는 수돗물을 사용해야한다는 문제가 있었다. 종래에는 잔류염소 농도 저하를 위하여 배수지와 상수도관의 중간 중간에 염소 투입기를 설치하여 이와 같은 문제를 해결하고자 하였다.
이와 관련하여 대한민국등록특허공보 제10-2139556호에는 정수장으로부터 출수 이후 수도관의 잔류염소농도를 측정하여 배수지에 도달하기 전 또는 관로상에 수돗물에 일정량의 잔류염소농도를 수도관의 수돗물을 채수하여 염소를 혼합시켜 다시 공급함으로써 수돗물의 목표농도를 일정하게 유지해주는 수돗물의 염소농도를 일정하게 유지하기 위한 수도관 염소투입장치 및 그 투입방법이 공지되어 있다.
그러나 수도관에 형성된 채수밸브를 통해 수도관의 수돗물을 채수하고, 농도센서에 의해 측정된 수돗물의 잔류염소농도에 따라 목표농도보다 적은 경우 투입밸브로 염소희석액을 투입하면서 수도관의 수돗물의 잔류염소 농도를 일정하게 맞춰주는 방식으로 특정 구간에서 수돗물의 잔류염소 농도를 측정하고, 잔류염소의 농도를 측정하고 특정 구간에 염소희석액을 투입함으로써 일부 구간에서는 수돗물내에 잔류염소의 양이 지나치게 높아지고 일부에서는 잔류염소의 양이 낮아지는 문제가 있다.
특히 오랫동안 사용하지 않아 수도관(상수도관) 내에서 흐름이 멈춰진 특정 관말 지역 수용가에서는 잔류염소 농도가 기준치에 훨씬 못미치는 수돗물을 공급할 수 있다.
본 발명의 목적은 상수도관망 내에 상수도관과 인접 상수도관 사이를 연결한 상태에서 수돗물의 잔류염소 농도를 측정하여 잔류염소 농도가 기준치 이하인 경우 상수도관 내 수돗물을 순환시켜 잔류염소가 정상농도인 수돗물과 비정상농도인 수돗물을 섞어주어 최종 사용자(End-user)인 수용가(가정)에 공급되는 수돗물의 잔류염소를 일정 수준으로 유지하여, 사용량이 적은 관말 지역의 수용가에서 상수도 잔류염소 농도가 저하되어 오염 및 부패 우려가 있는 수돗물의 사용을 방지할 수 있는 잔류염소 농도 저하 방지장치 및 이를 포함한 상수도 잔류염소 농도 관리 시스템을 제공하는 것이다.
나아가 본 발명의 목적은 상수도관과 인접 상수도관 내에 흐르는 수돗물을 펌프로 순환시켜 서로 섞어주는 방식으로 간단한 구조로 수돗물의 잔류염소 농도 저하를 방지할 수 있는 잔류염소 농도 저하 방지장치 및 이를 포함한 상수도 잔류염소 농도 관리 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상수도관 내에서 오랫동안 정체되면서 잔류 염소의 농도가 낮아질 경우 상수도관 내에서의 수돗물 흐름을 제공하여 상수도관 내에서 잔류염소의 농도가 기준치보다 낮아지더라도 크게 낮지 않은 상태에서 어느 정도 염소농도의 균일성을 유지시켜 줄 수 있는 상수도 잔류염소 농도 관리 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 오랫동안 수돗물의 이동이 없어 잔류염소의 농도가 낮아지는 특정 구역의 상수도관 내에서 흐름을 제공하여 염소의 농도가 높은 구역과 섞이게 함으로써 상수도관 내에서의 염소 농도의 균일성을 향상시키는 잔류염소 농도 저하 방지장치 및 이를 포함한 상수도 잔류염소 농도 관리 시스템을 제공하는 것이다.
한편, 본 발명의 다른 목적은 상수도관 내에 흐르는 수돗물의 잔류염소를 측정함과 동시에 잔류염소를 높여주는 약품 투입을 겸할 수 있는 잔류염소 농도 저하 방지장치 및 이를 포함한 상수도 잔류염소 농도 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 상수도관(200)의 사이를 연결해주는 연결관(110)과, 상기 연결관(110)의 사이에 위치하는 순환펌프(120)와, 상기 연결관(110)과 상기 순환펌프(120)의 사이에 연결되어 상기 상수도관(200) 내의 수돗물을 배출해주는 수질계측관(130)과, 상기 수질계측관(130)으로부터 상기 수돗물을 공급받아 잔류염소를 측정하는 수질계측기(142)와, 상기 상수도관(200) 내에서의 유량에 따라 상기 순환펌프(120)를 제어하는 제어반(140)를 포함하되, 상기 제어반(140)은 상기 상수도관(200) 내에서의 수돗물의 이동이 정해진 시간동안 설정된 양보다 작을 경우 순환펌프(120)의 작동을 작동시켜준다.
여기서 본 발명의 상기 순환펌프(120)의 양단과 상기 연결관(110) 사이에는 차단밸브(150)가 설치된다.
나아가 본 발명의 상기 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)는, 상기 순환펌프(120)는 중공형의 박스 형상의 펌프 외함(101)의 내부에 설치되되, 상기 순환펌프(120)와 인접한 위치에 설치되는 배수펌프(170)와, 상기 순환펌프(120) 보다 낮은 높이에 설치되는 제2수위감지기(194)와, 상기 제2수위감지기(194) 보다 낮은 높이에 설치되되, 상기 배수펌프(170)의 물 흡입 최소 높이보다 높게 설치되는 제1수위감지기(192)를 더 포함하되, 상기 제어반(140)은 상기 펌프 외함(101)의 내부에 물이 차서 제2수위감지기(194)에 물이 감지되면, 상기 배수펌프(170)를 작동시켜 물을 외부로 배출하고, 상기 제1수위감지기(192)에서 물이 감지되지 않으면 상기 배수펌프(170)의 작동을 멈춰준다.
본 발명의 상기 제어반(140)은 상기 수돗물의 잔류염소 수치가 기준치 미만이면 상기 순환펌프(120)를 작동해 상기 상수도관(200) 내에서 상기 수돗물이 서로 섞이도록 순환시켜 주며, 상기 수돗물의 잔류염소 수치가 기준치 이내가 되면 상기 순환펌프(120)의 작동을 멈춰준다.
또한 본 발명의 상기 제어반(140)의 내부에는 약품투입기(300)가 내장되며,
상기 약품투입기(300)는 상기 제어반(140)의 제어에 의해 수질계측관(130)을 통해 상기 연결관(110)에 흐르는 수돗물의 잔류염소 농도를 높여주기 위해, 측정된 염소농도가 설정된 염소 농도가 되도록 유량에 대비하여 농도 차이만큼 약품을 투입해준다.
한편, 본 발명은 상수도 잔류염소 농도 관리 시스템에 있어서, 상기 잔류염소 농도 저하 방지장치(100); 및 상기 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)의 동작 상황 정보 및 알람 정보를 수신 및 저장 관리하고, 관리자 PC(30) 또는 관리자 소유의 이동통신단말기(20)에서 조회 및 제어할 수 있게 하되, 알람 정보는 실시간 전달하는 중앙 서버(40);를 포함한다.
본 발명은 상수도관(200) 내에 잔류염소의 농도가 기준치 미만으로 저하된 경우 제어반(140)이 순환펌프(120)를 작동시키는 간단한 구조로 상수도관(200) 내에 수돗물을 순환시켜 잔류염소의 농도를 기준치 이내로 적합하게 조절해줌으로써, 관말 지역 사용가에서 사용되는 수돗물의 오염과 부패를 예방해주는 효과가 있다.
아울러 본 발명은 차단밸브(150)를 통해 순환펌프(120)로 흐르는 수돗물의 유입을 중단시킨 상태에서 순환펌프(120)의 유지 보수를 편리하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상수도관 내에서 오랫동안 정체되면서 잔류 염소의 농도가 낮아질 경우 상수도관 내에서의 수돗물 흐름을 제공하여 상수도관 내에서 잔류염소의 농도가 기준치보다 낮아지더라도 크게 낮지 않은 상태에서 어느 정도 염소농도의 균일성을 유지시켜 줄 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 오랫동안 수돗물의 이동이 없어 잔류염소의 농도가 낮아지는 특정 구역의 상수도관 내에서 흐름을 제공하여 염소의 농도가 높은 구역과 섞이게 함으로써 상수도관 내에서의 염소 농도의 균일성을 향상시키는 장점이 있다.
나아가 본 발명은 제1수위감지기(192)와 제2수위감지기(194)를 통해 펌프 외함(101) 내부의 물 수위를 감지하여, 펌프 외함(101) 내부에 물이 차는 경우 배수펌프(170)를 통해 외부로 배출해줌으로써, 전기 합선 또는 누전에 의한 순환펌프(120)의 고장을 예방해주는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)를 상수도관(200) 사이에 설치한 사용 상태 및 상수도 잔류염소 농도 관리 시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)의 내부를 나타낸 도면.
도 3은 도 2의 평면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)에서 제어반 외함(105)을 확대하고, 약품투입기(300)가 적용된 것을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)가 상수도관망(400)에 적용된 예시를 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)의 내부를 나타낸 도면.
도 3은 도 2의 평면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)에서 제어반 외함(105)을 확대하고, 약품투입기(300)가 적용된 것을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)가 상수도관망(400)에 적용된 예시를 나타낸 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 통해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)를 상수도관(200) 사이에 설치한 사용 상태 및 상수도 잔류염소 농도 관리 시스템의 구성을 나타낸 도면, 도 2는 도 1의 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)의 내부를 나타낸 도면, 도 3은 도 2의 평면도이다.
잔류염소 농도 저하 방지장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 상수도관(200)과 상수도관(200)의 사이에 설치되어, 상수도관(200) 간에 수돗물 순환이 이루어져, 잔류염소 농도를 조절해준다. 즉 서로 인접한 상수도관(200)에 흐르는 수돗물이 서로 섞여서 잔류염소 농도가 조절되게 된다. 다시 말해서 인접한 상수도관(200) 중 하나가 상대적으로 잔류염소 농도가 높고, 다른 하나가 잔류염소 농도가 낮을 때 이들이 서로 섞이면서 잔류염소 농도가 낮은 측의 상수도관(200)에 흐르는 수돗물의 잔류염소 농도가 높아지게 된다.
잔류염소 농도 저하 방지장치(100)는 상수도관(200)과 연결되는 연결관(110)과, 연결관(110)의 사이에 설치되는 순환펌프(120)와, 연결관(110)과 순환펌프(120)의 사이에 위치하여 수돗물을 제어반(140) 측으로 배출해주는 수질계측관(130)과, 수질계측관(130)으로부터 수돗물을 공급받아 수돗물의 잔류염소를 측정하는 수질계측기(142)를 포함한다.
연결관(110)은 중공형의 관으로 수돗물을 사용가(가정, 식당, 관공서, 회사 등)로 공급해주는 상수도관(200)과 상수도관(200)을 연결해주는 역할을 한다. 즉 연결관(110)은 상수도관(200) 사이에 수돗물이 흐를 수 있도록 해준다. 연결관(110)은 수압에 잘 견디면서 부식 방지를 위해 스테인레스스틸 재질로 SCH10 규격이 사용된다. 연결관(110)과 상수도관(200)은 플랜지를 통해 이어지며, 나사 체결로 견고하게 결합된다. 이때 연결관(110)은 두 부분으로 나눠지고, 한 쪽은 상수도관(200)과 결합되며, 다른 한 쪽은 순환펌프(120)와 플랜지를 통해 나사 체결로 견고하게 결합된다.
순환펌프(120)는 연결관(110)과 연결관(110)의 사이에 위치하는 것으로 연결관(110)으로부터 공급된 수돗물을 순환시켜주는 역할을 한다. 이때 순환펌프(120)는 연결관(110)과 연결관(110)의 중앙에 위치할 수 있다. 순환펌프(120)의 양단에는 플랜지가 형성되어 연결관(110)과 결합될 수 있다. 순환펌프(120)의 하부에는 지지대(104)가 설치되어 하중을 지지해준다.
순환펌프(120)에는 회전 속도 조절을 위해 인버터가 구비된다. 순환펌프(120)는 인버터를 통해 저속으로 회전하면서 연결관(110)을 지나는 수돗물을 서서히 순환시켜줄 수 있다. 순환펌프(120)는 후술할 제어반(140)에 의해 제어된다. 이때 순환펌프(120)는 연결관(110)과 상수도관(200)의 내벽에 붙은 이물질이 떨어져 수돗물이 오염되지 않는 등 상수도 관내에 영향을 미치지 않는 범위로 유량과 규격을 선정하는 것이 바람직하다.
수질계측관(130)은 연결관(110)과 순환펌프(120) 사이에 위치하여 상수도관(200)을 지나는 수돗물을 제어반(140) 측으로 보내주는 역할을 한다. 수질계측관(130)도 수압에 잘 견디면서 부식 방지를 위해 스테인레스스틸 재질이 사용되며, SCH10 규격 또는 SU TYPE 파이프가 사용된다.
제어반(140)은 수질계측기(142)의 측정값에 따라 순환펌프(120)의 On/Off와 회전속도를 제어하는 역할을 한다. 제어반(140)의 내부에는 수질계측기(142)가 내장되며, 수질계측기(142)는 수질계측관(130)과 연결된다.
제어반(140)의 외측에는 각종 설정값의 수동 조절을 위한 조작 버튼(106)과, 설정값 및 계측 정보 표시를 위한 LCD 등의 디스플레이(107)가 구비된다.
수질계측관(130)은 상수도관(200)의 압력에 의해 수질계측기(142)로 수돗물을 보내준다. 제어반(140)은 순환펌프(120)의 작동을 제어하며, 이때 상기 상수도관(200) 내에서의 수돗물의 이동이 정해진 시간동안 설정된 양보다 작아 유량이 적을 경우 순환펌프(120)의 작동을 작동시켜준다. 이때 상수도관(200) 내의 유량 변화는 유속으로 측정할 수도 있고, 유량계를 직접 사용하여 측정할수도 있다.
예를 들어, 본 발명의 잔류염소 농도 저하 방지장치 주변의 상수도관(200)에서 1시간동안 3ℓ이내의 유량이 이동할 경우 순환펌프(120)를 20분간 작동시킨다. 이럴 경우 주변의 수돗물이 섞이면서 잔류 염소의 농도가 균일해지면서 특정 구역의 극단적인 염소 농도 저하를 방지한다. 잠시 동안은 기준치 이하로 잔류 염소가 낮아질 수 있으나, 염소 투입 구역의 염소 농도가 측정되면 염소 투입이 이루어지고, 계속하여 상수도관의 유량 변화가 없을 경우 순환펌프를 다시 동작시키게 되어 잔류 염소 농도를 기준치 이내로 올릴 수 있다.
또한, 수질계측기(142)는 수돗물 내에 잔류염소를 측정해주는 역할을 한다. 수질계측기(142)는 잔류염소 측정값을 제어반(140)으로 일정 주기 또는 실시간으로 송신한다. 제어반(140)은 수질계측기(142)에서 수신된 잔류염소 값으로 순환펌프(120)의 작동을 제어한다. 제어반(140)은 순환펌프(120) 및 수질계측기(142)와 전기적으로 연결되어 전원을 공급함은 물론, 제어 신호를 주고 받는다.
예를 들어 잔류염소 값 기준이 0.5ppm 이상으로 설정되어 있다며, 수질계측기(142)가 상수도관(200) 내 수돗물의 잔류염소 측정값이 0.5ppm 미만으로 떨어졌을 경우에 제어반(140)은 순환펌프(120)을 작동(On)시켜 상수도관(200)에 흐르는 수돗물을 순환시켜준다. 순환펌프(120)에 의해 수돗물이 상수도관(200)내에서 순환하다가 수질계측기(142)의 잔류염소 측정값이 0.5ppm 이상으로 올라가면 제어반(140)은 순환펌프(120)의 작동을 멈춰준다(Off).
이때 도 2에 도시된 화살표와 같이 순환펌프(120)에 의해 수돗물은 한 방향으로 흐르게 되며, 순환펌프(120)가 작동중이지 않을 때는 수돗물은 연결관(110)을 통해 수용가 측에 원활한 수돗물 공급을 위해 양방향으로 흐를 수 있다. 순환펌프(120)는 반대방향으로도 수돗물을 보낼 수 있도록 하는 것이 바람직한다.
순환펌프(120)의 구동은 잔류염소의 농도값 이외에, 상수도관(200) 내부의 수돗물의 흐름을 파악하여 동작시킬수도 있다. 정해진 시간 동안 수돗물의 이동이 없거나 유속이 낮으면 순환펌프(120)를 작동시킨다. 잔류 염소의 농도값을 측정하지 않고 유속의 상태로 순환펌프(120)를 작동시키는 것으로, 상수도관 내에서 수돗물이 서로 섞이면서 잔류 염소의 농도가 균일해진다. 이런 경우 상수도관 내에서 잔류 염소의 농도가 기준치 이하기 될수도 있다. 그렇지만 특정의 구역에서 잔류 염소의 농도가 극단적으로 낮아지지 않고, 전체적으로 어느 정도의 잔류 염소 농도값을 갖게 된다. 이후 염소 투입 지역에서 염소가 투입되면 상수도관 내에서 염소 농도값이 전체적으로 높아지고, 기준치 이내로 들어간다.
이러한 상수도관 내부의 유량 흐름에 따른 순환펌프의 작동과 잔류 염소 농도의 측정에 따른 순환펌프의 작동 제어는 단독으로 할 수 있고, 동시에 파악하여 진행할수도 있다.
한편, 순환펌프(120)의 양단과 연결관(110)의 사이에는 차단밸브(150)가 설치된다. 차단밸브(150)는 순환펌프(120)의 유지보수를 위한 것이다. 순환펌프(120)에 이상이 생겨서 수리를 하거나, 교체를 할 때 차단밸브(150)을 잠그게 된다. 차단밸브(150)를 잠그면 상수도관(200)의 수돗물이 순환펌프(120) 측으로 흐르는 것을 차단해준다.
이를 위해 앞서 설명한 바와 같이 순환펌프(120)의 양단에 차단밸브(150)가 설치된다. 그래서 순환펌프(120)의 양단으로 흐르는 수돗물을 모두 차단한 후 순환펌프(120)를 수리하거나 교체할 수 있다.
그리고 연결관(110)과 차단밸브(150) 사이에는 샘플수 밸브(160)가 설치된다. 샘플수 밸브(160)에는 중공형 관으로 샘플수관(162)이 설치된다. 샘플수 밸브(160)는 열고 닫음에 따라 샘플수관(162)을 통해 상수도관(200)으로 흐르는 수돗물을 배출시켜 관리자가 직접 채취할 수 있다. 샘플수관(162)은 관리자가 직접 상수도관(200)에서 수돗물 샘플을 직접 채취하여, 수질을 측정하거나, 수질계측기(142)의 정상 동작 여부를 확인할 수 있다.
잔류염소 농도 저하 방지장치(100)는 두 개의 외함으로 나눠져 있는데, 제어반(140)은 지면(1)에 노출되게 세워진 제어반 외함(105)의 내부에 설치되고, 제어반(140)을 제외한 나머지는 펌프 외함(101)의 내부에 설치된다. 펌프 외함(101)과 제어반 외함(105)의 재질은 녹 방지를 위해 스테인레스스틸로 만들어진다.
펌프 외함(101)은 하부는 지면(1)에 매설되고, 상부는 지면(1)에 노출되거나 일부가 돌출되도록 설치된다. 펌프 외함(101)은 중공형의 사각 박스 형상으로 내부에 순환펌프(120)와 차단밸브(150) 및 샘플수 밸브(160)가 위치한다. 그리고 차단밸브(150)의 끝단과 이어진 연결관(110)은 펌프 외함(101)의 하부를 관통하여 상수도관(200)과 연결된다.
펌프 외함(101)에는 옆면과 상부에는 단열재(102)가 구비된다. 이때 펌프 외함(101)의 바닥면에도 단열재(102)가 구비될 수 있다. 단열재(102)를 통해 펌프 외함(101) 내부를 보온하거나 열을 차단한다. 아울러 펌프 외함(101)의 상부는 점검 및 유지 보수의 편의를 위해 덮개 형식으로 여닫을 수 있게 형성된다. 그리고 승인된 관리자만 덮개를 열고 닫을 수 있도록 잠금장치가 구비될 수 있다.
아울러 펌프 외함(101)의 하부에는 복수의 받침대(103)가 수직으로 설치된다. 받침대(103)에 의해 펌프 외함(101)은 지면에서 이격시킨 상태로 세워 둘 수 있다. 받침대(103)를 이용해서 펌프 외함(101)을 세워 놓은 후 본 발명의 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)를 편리하게 설치할 수 있다. 즉 최초 상수도관(200) 사이에 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)를 설치할 경우 받침대(103)를 이용해서 펌프 외함(101)을 자립형으로 세워 놓고, 지면에 매설하기 전 배선 및 배관 작업과 순환펌프(120) 설치 작업 등을 편리하게 할 수 있다.
아울러 제어반 외함(105)과 펌프 외함(101) 사이는 전선관(108)이 매설되어 연결된다. 전선관(108)은 펌프 외함(101)에 설치된 순환펌프(120), 배수펌프(170), 동파방지 히터(180), 제1수위감지기(192) 및 제2수위감지기(194)의 전원 공급과 신호송수신을 위한 전원선(109)이 내장된다. 전선관(108)을 통해 매립된 전원선(109)은 제어반(140)과 순환펌프(120), 배수펌프(170), 동파방지 히터(180), 제1수위감지기(192) 및 제2수위감지기(194)를 각각 연결해준다. 제어반(140)에는 이들의 통합 제어를 위한 통합 제어보드와 통신망 연결을 위한 통신보드가 구비된다. 이때 전선관(108)은 토압에 잘 견디도록 ELP전선관이 사용된다.
한편, 제어반 외함(105)의 전면은 점검 및 유지 보수의 편의를 위해 덮개 형식으로 여닫을 수 있게 형성된다. 그리고 승인된 관리자만 덮개를 열고 닫을 수 있도록 잠금장치가 구비될 수 있다.
아울러 전선관(108)과 후술할 배수관(172)은 방수 커넥터를 통해 제어반 외함(105) 내부로 인입된다.
또한 펌프 외함(101) 내부에는 배수펌프(170)와, 동파방지 히터(180)와, 제1수위감지기(192) 및 제2수위감지기(194)가 내장된다.
배수펌프(170)는 펌프 외함(101) 내부의 물을 외부로 배출해주는 역할을 한다. 펌프 외함(101) 내부에는 지면(1)과의 온도 차이나 높은 습도로 인해 결로가 생기거나, 비오는 날 빗물이 펌프 외함(101) 내부로 들어와 물이 찰 수 있다. 펌프 외함(101) 내부에 물이 차면 순환펌프(120)를 누전이나 합선에 의해 고장날 우려가 있다.
배수펌프(170)는 이를 예방하기 위한 것으로 펌프 외함(101) 내부에 물이 차지 않도록 해준다. 배수펌프(170)에는 중공형의 배수관(172)이 연결되어, 지면(1)으로 노출되거나, 가까운 배수구까지 연장된다. 배수펌프(170)는 배수관(172)을 통해 펌프 외함(101) 내부의 물을 외부로 배출해준다.
배수펌프(170)는 제어반(140)과 전기적으로 연결되어 전원을 공급받거나, 제어 신호를 주고 받는다. 이때 배수펌프(170)는 도 3에 도시된 바와 같이 펌프 외함(101) 내에서 순환펌프(120)와 인접하도록 위치한다.
동파방지 히터(180)는 펌프 외함(101)의 내측 상부에 설치되어 펌프 외함(101) 내부의 온도를 높여주는 역할을 한다. 동파방지 히터(180)는 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)의 설치 지역에 따른 동결심도를 고려하여 설치한다.
동파방지 히터(180)는 겨울철 순환펌프(120)가 동파되는 것을 예방해준다. 동파방지 히터(180) 또한 제어반(140)과 전기적으로 연결되어 전원을 공급받고, 제어 신호를 주고 받는다. 이때 펌프 외함(101) 내부에 별도의 온도 센서가 구비되며, 이 온도 센서에 의해 제어반(140)은 동파방지 히터(180)의 On/Off를 제어할 수 있다. 즉 제어반(140)은 온도 센서의 온도 측정 값이 0도 미만으로 측정되는 경우 동파방지 히터(180)를 작동시키고(On), 1도 이상이 되면 동파방지 히터(180)의 작동을 중단(Off)시키도록 제어한다.
제1수위감지기(192)와 제2수위감지기(194)는 펌프 외함(101)의 내부에 설치되어, 펌프 외함(101)에 물이 차는 경우 수위를 감지하는 역할을 한다. 제1수위감지기(192)와 제2수위감지기(194)는 도 1 및 도 2와 같이 차단밸브(150)와 연결되어 90도로 절곡된 연결관(110) 상에 설치되거나, 펌프 외함(101)의 내벽에 높이를 달리하여 설치될 수 있다.
이때 제1수위감지기(192)는 하부 측에 설치되고, 제2수위감지기는 상부측에 설치되되, 순환펌프(120) 보다는 높이가 낮게 설치된다. 제1수위감지기(192)와 제2수위감지기(194)는 제어반(140)과 전기적으로 연결되어, 전원을 공급받고 제어 신호를 주고 받는다.
제1수위감지기(192)는 배수펌프(170)가 작동할 수 있는 최소 수위를 감지하는 역할을 한다. 즉 펌프 외함(101) 내에 물이 낮은 수위로 차게 되면, 배수펌프(170)의 작동 시 물을 빨아들이지 못하고 공기를 빨아들이는 경우가 있다. 이 경우 배수펌프(170)에 고장이 발생할 수 있다. 따라서 제1수위감지기(192)는 배수펌프(170)의 물 흡입 최소 높이보다 높게 설치됨이 바람직하다.
제1수위감지기(192)는 이를 예방하기 위한 것으로 제1수위감지기(192)에 물이 감지되지 않는 경우에 제어반(140)으로 신호를 송신하고, 제어반(140)은 제1수위감지기(192)로부터 물이 감지되지 않았다는 신호가 들어온 경우 배수펌프(170)의 작동을 중지시키게 된다.
제2수위감지기(194)는 배수펌프(170)의 작동 시기 감지를 위한 것이다. 펌프 외함(101) 내에 물이 제2수위감지기(194) 위치까지 차게 되면, 제2수위감지기(194)는 제어반(140)으로 신호를 송신하고, 제어반(140)은 배수펌프(170)를 작동시켜, 펌프 외함(101) 내에 물을 배수관(172)을 통해 외부로 배출해준다. 이를 통해 펌프 외함(101) 내부에 물이 차서 순환펌프(120)가 고장을 예방해줄 수 있다.
한편, 도 1에 따르면 상수도 잔류염소 농도 관리 시스템은 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)의 동작 상태를 통신망(10)을 통해 원격 모니터링 및 제어를 할 수 있으며, 알람 상황을 통지 받을 수 있다. 상수도 잔류염소 농도 관리 시스템은 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)의 동작 상태 및 알람 상황을 관리자 PC(30) 또는 관리자의 이동통신단말기(20)에게 전달할 수 있는 중앙 서버(40)를 포함한다. 여기서 관리자 PC(30)는 지자체 상황실의 PC가 될 수 있으며, 이 경우 지자체 상황실의 제어 프로그램과 연동 및 호환될 수 있다. 통신망(10)은 VPN 기능이 내장된 라우터를 사용하여 지자체 전용망을 이용한 유선통신 또는 CDMA 단말기를 이용한 무선통신을 사용한다. 아울러 통신망(10)이 근거리 통신일 경우에 RF모듈, wifi, 블루투스, 지그비가 사용될 수 있다.
아울러 관리자는 관리자 PC(30) 또는 관리자의 이동통신단말기(20)를 통해 원격으로 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)를 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)를 상수도 사이에 설치한 사용 상태 및 상수도 잔류염소 농도 관리 시스템의 구성을 나타낸 도면, 도 2는 도 1의 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)의 내부를 나타낸 도면, 도 3은 도 2의 평면도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)에서 제어반 외함(105)을 확대하고, 약품투입기(300)가 적용된 것을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이 제어반(140)에는 약품투입기(300)가 내장될 수 있다. 약품투입기(300)는 수질계측관(130)과 연결되어, 수질계측관(130)을 통해 연결관(110) 내부에 잔류염소 농도를 높여주기 위한 약품을 직접 투여할 수 있다. 약품은 차아염소산나트륨(Sodium Hypochlorite) 수용액을 예로 들 수 있으며, 수돗물 내에 잔류염소 농도를 높여줄 수 있는 수용액 형태의 약품이 사용될 수 있다.
약품투입기(300) 내부에는 정량펌프가 내장되며, 제어반(140)과 전기적으로 연결되어 전원을 공급받고, 제어신호를 주고 받는다. 관리자는 통신망(10)을 통해 관리자 PC(30) 또는 이동통신단말기(20)로 제어반(140)을 조작하여, 약품투입기(300)에서 수질계측관(130)으로 투입되는 약품의 양을 지정할 수 있을 뿐만 아니라, 투입 시기를 주기적으로 하거나, 수질계측기(142)에서 측정된 수돗물의 잔류염소 농도값에 따라 자동으로 투입되도록 할 수 있다. 예를 들어, 측정된 염소농도가 0.1ppm이고, 설정된 염소 농도가 0.3ppm일 경우, 상수도관(200) 내부의 염소농도가 0.3ppm이 되도록 유량 대비하여 농도 차이만큼 약품을 투입한다.
도 2는 도 1의 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)의 내부를 나타낸 도면, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)에서 제어반 외함(105)을 확대하고, 약품투입기(300)가 적용된 것을 나타낸 도면, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)가 상수도관망(400)에 적용된 예시를 나타낸 도면이다. 도 5에서는 상수도관(200) 내의 수돗물의 흐름을 화살표로 나타내었다.
도 5에 도시된 바와 같이 상수도관망(400)에서 상수도관(200)의 사이와 사이에 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)가 설치될 수 있다. 즉 상수도관(200)과 인접한 상수도관(200) 사이에 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)가 설치될 수 있다.
도 5에서 (a)는 시골과 같이 한방향에서 갈라지는 상수도관망(400)을 나타낸 것이도, (b)는 도심에서 격자형으로 이어지는 상수도관망(400)을 나타낸 것이다.
(a)의 경우를 먼저 예시를 들어 설명하면, 상수도관망(400)에서 특정 상수도관(200)의 말단(관말 지역)에 위치한 특정 수용가(50)에서 장시간 수돗물을 사용하지 않을 경우 잔류염소의 농도가 줄어들게 된다.
그렇기 때문에 주기적으로 연결관(110)과 연결된 수질계측관(130)을 통해 제어반(140)의 수질계측기(142)로 보내진 수돗물에서 잔류염소를 측정하고, 그 측정치가 0.05ppm 미만인 경우 제어반(140)은 순환펌프(120)를 작동시키게 된다. 그러면 도 5에 화살표와 같이 상수도관(200) 내에서 수돗물의 순환이 이루어지게 된다. 그에 따라 잔류염소가 높은 상수도관(200)의 수돗물과 잔류염소가 기준치 이하로 측정된 수용가(50) 측의 상수도관(200)의 수돗물이 서로 섞이게 된다. 그래서 수용가(50) 측의 상수도관(200)에 흐르는 수돗물의 잔류염소 농도가 올라가게 된다. 즉 순환펌프(120)의 작동에 따라 농도가 낮은 수돗물은 정상농도인 수돗물과 희석되면서 잔류염소의 농도가 기준치 이내로 유지된다.
이때 수질계측기(142)는 수질계측관(130)으로부터 계속 수돗물을 공급받아 계속적으로 수돗물 내에 잔류염소 농도를 측정하고, 제어반(140)은 이 측정치가 0.05ppm 이상이 될 때 까지 순환펌프(120)를 계속해서 작동시켜준다. 그리하여 수용가(50) 측에서 사용할 수돗물의 잔류염소 농도의 저하를 방지해주고, 결국 수용가(50) 측에서 오염 및 부패 우려가 없는 수돗물을 사용할 수 있게 된다.
여기서 잔류염소의 농도 기준치는 0.05ppm을 예로 든 것으로, 농도 기준치는 제어반(140)을 통한 관리자의 설정으로 기준치는 조정할 수 있다.
아울러 상수도관망(400) 내에서 순환펌프(120)에 의해 수돗물이 순환되면서 사용량이 많은 수용가 쪽으로 이동시켜 소진하게 된다. 이와 같은 순환펌프(120)의 작동은 수용가 측에서 사용량이 적은 시간대에 이루어질 수 있다. 순환펌프(120)의 작동 시간도 제어반(140)을 통한 관리자의 설정으로 조정할 수 있다.
(b)의 경우에는 도심에서의 상수도관망(400) 형태를 도시한 것이며, 도심의 경우에도 특정 수용가(50)에서 장시간 수돗물을 사용하지 않을 경우 잔류염소의 농도가 줄어들게 되고, (a)와 같은 방식으로 연결관(110)과 연결된 수질계측관(130)을 통해 제어반(140)의 수질계측기(142)로 보내진 수돗물에서 잔류염소를 측정하고, 그 측정치가 0.05ppm 미만인 경우 제어반(140)은 측정치가 0.05ppm 이상이 될 때까지 순환펌프(120)를 작동시켜 수용가(50) 측에서 사용할 수돗물의 잔류염소 농도의 저하를 방지해주게 된다.
아울러 이때 필요시 약품투입기(300)를 통해 상수도관(200)에 잔류염소 농도를 높이기 위한 약품을 투입할 수 있다. 이때에는 측정된 염소농도에서 설정된 염소농도와의 차이만큼 유량에 비례하여 약품을 투입한다.
한편, 본 발명은 수질계측관(130)을 통해 상수도관(200)에 흐르는 수돗물을 배출하면서, 수질계측기(142)로 수돗물의 잔류염소를 측정함으로써, 기존에 사용되는 수질계측과 자동이토변을 위한 장치를 대체하는 용도로써, 수돗물의 낭비를 줄이면서 효율적으로 관말 지역의 잔류염소 농도를 기준치에 적합하도록 유지할 수 있다.
또한 특정 지역에 수질계측과 자동이토변 장치 설치 고려시 주변에 배수로와 우수관로가 없는 경우 배출수로 인한 문제 해결을 위한 대체품으로도 사용 가능하다.
1 : 지면
10 : 통신망 20 : 이동통신단말기 30 : 관리자 PC
40 : 중앙 서버 50 : 수용가
100 : 잔류염소 농도 저하 방지장치
101 : 펌프 외함 102 : 단열재 103 : 받침대 104 : 지지대
105 : 제어반 외함 106 : 조작 버튼 107 : 디스플레이
108 : 전선관 109 : 전원선
110 : 연결관 120 : 순환펌프 130 : 수질계측관
140 : 제어반 142 : 수질계측기
150 : 차단밸브 160 : 샘플수 밸브 162 : 샘플수관
170 : 배수펌프 172 : 배수관
180 : 동파방지 히터
192 : 제1수위감지기 194 : 제2수위감지기
200 : 상수도관 300 : 약품투입기 400 : 상수도관망
10 : 통신망 20 : 이동통신단말기 30 : 관리자 PC
40 : 중앙 서버 50 : 수용가
100 : 잔류염소 농도 저하 방지장치
101 : 펌프 외함 102 : 단열재 103 : 받침대 104 : 지지대
105 : 제어반 외함 106 : 조작 버튼 107 : 디스플레이
108 : 전선관 109 : 전원선
110 : 연결관 120 : 순환펌프 130 : 수질계측관
140 : 제어반 142 : 수질계측기
150 : 차단밸브 160 : 샘플수 밸브 162 : 샘플수관
170 : 배수펌프 172 : 배수관
180 : 동파방지 히터
192 : 제1수위감지기 194 : 제2수위감지기
200 : 상수도관 300 : 약품투입기 400 : 상수도관망
Claims (6)
- 상수도관(200)의 사이를 연결해주는 연결관(110)과, 상기 연결관(110)의 사이에 위치하는 순환펌프(120)와, 상기 연결관(110)과 상기 순환펌프(120)의 사이에 연결되어 상기 상수도관(200) 내의 수돗물을 배출해주는 수질계측관(130)과, 상기 수질계측관(130)으로부터 상기 수돗물을 공급받아 잔류염소를 측정하는 수질계측기(142)와, 상기 상수도관(200) 내에서의 유량에 따라 상기 순환펌프(120)를 제어하는 제어반(140)를 포함하되,
상기 제어반(140)은
상기 상수도관(200) 내에서의 수돗물의 이동이 정해진 시간동안 설정된 양보다 작을 경우 순환펌프(120)를 작동시키고,
상기 수돗물의 잔류염소 수치가 기준치 미만이면 상기 순환펌프(120)를 작동해 상기 상수도관(200) 내에서 상기 수돗물이 서로 섞이도록 순환시켜 주며, 상기 수돗물의 잔류염소 수치가 기준치 이내가 되면 상기 순환펌프(120)의 작동을 멈춰주는 잔류염소 농도 저하 방지장치.
- 제1항에 있어서,
상기 순환펌프(120)의 양단과 상기 연결관(110) 사이에는 차단밸브(150)가 설치되는 잔류염소 농도 저하 방지장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)는,
상기 순환펌프(120)는 중공형의 박스 형상의 펌프 외함(101)의 내부에 설치되되, 상기 순환펌프(120)와 인접한 위치에 설치되는 배수펌프(170)와, 상기 순환펌프(120) 보다 낮은 높이에 설치되는 제2수위감지기(194)와, 상기 제2수위감지기(194) 보다 낮은 높이에 설치되되, 상기 배수펌프(170)의 물 흡입 최소 높이보다 높게 설치되는 제1수위감지기(192)를 더 포함하되,
상기 제어반(140)은 상기 펌프 외함(101)의 내부에 물이 차서 제2수위감지기(194)에 물이 감지되면, 상기 배수펌프(170)를 작동시켜 물을 외부로 배출하고, 상기 제1수위감지기(192)에서 물이 감지되지 않으면 상기 배수펌프(170)의 작동을 멈춰주는 잔류염소 농도 저하 방지장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제어반(140)의 내부에는 약품투입기(300)가 내장되며,
상기 약품투입기(300)는 상기 제어반(140)의 제어에 의해 수질계측관(130)을 통해 상기 연결관(110)에 흐르는 수돗물의 잔류염소 농도를 높여주기 위해, 측정된 염소농도가 설정된 염소 농도가 되도록 유량에 대비하여 농도 차이만큼 약품을 투입해주는 잔류염소 농도 저하 방지장치.
- 제1항, 제2항, 제3항 또는 제5항 중에 어느 하나의 항에 기재된 잔류염소 농도 저하 방지장치(100); 및
상기 잔류염소 농도 저하 방지장치(100)의 동작 상황 정보 및 알람 정보를 수신 및 저장 관리하고, 관리자 PC(30) 또는 관리자 소유의 이동통신단말기(20)에서 조회 및 제어할 수 있게 하되, 알람 정보는 실시간 전달하는 중앙 서버(40);를 포함하는 상수도 잔류염소 농도 관리 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200163088A KR102271695B1 (ko) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 잔류염소 농도 저하 방지장치 및 이를 포함한 상수도 잔류염소 농도 관리 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200163088A KR102271695B1 (ko) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 잔류염소 농도 저하 방지장치 및 이를 포함한 상수도 잔류염소 농도 관리 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102271695B1 true KR102271695B1 (ko) | 2021-07-01 |
| KR102271695B9 KR102271695B9 (ko) | 2022-04-15 |
Family
ID=76859880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200163088A KR102271695B1 (ko) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 잔류염소 농도 저하 방지장치 및 이를 포함한 상수도 잔류염소 농도 관리 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102271695B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023101035A1 (ko) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 주식회사 워터제네시스 | 실시간 전기분해 기술을 이용한 수도시설 관망 또는 수조의 잔류염소 농도 자동 유지 장치 |
| KR102599177B1 (ko) * | 2023-03-15 | 2023-11-06 | 유현수 | 가압장 패키지 시스템 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100875668B1 (ko) * | 2008-05-19 | 2008-12-23 | 조은경 | 약품 재투입 장치 |
| KR102139556B1 (ko) | 2020-03-26 | 2020-07-30 | 장애영 | 수돗물의 염소농도를 일정하게 유지하기 위한 수도관 염소투입장치 및 그 투입방법 |
-
2020
- 2020-11-27 KR KR1020200163088A patent/KR102271695B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100875668B1 (ko) * | 2008-05-19 | 2008-12-23 | 조은경 | 약품 재투입 장치 |
| KR102139556B1 (ko) | 2020-03-26 | 2020-07-30 | 장애영 | 수돗물의 염소농도를 일정하게 유지하기 위한 수도관 염소투입장치 및 그 투입방법 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023101035A1 (ko) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 주식회사 워터제네시스 | 실시간 전기분해 기술을 이용한 수도시설 관망 또는 수조의 잔류염소 농도 자동 유지 장치 |
| KR102599177B1 (ko) * | 2023-03-15 | 2023-11-06 | 유현수 | 가압장 패키지 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102271695B9 (ko) | 2022-04-15 |
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| GRNT | Written decision to grant | ||
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