KR102298490B1 - 스마트 밸브 시스템 - Google Patents

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KR102298490B1
KR102298490B1 KR1020210082237A KR20210082237A KR102298490B1 KR 102298490 B1 KR102298490 B1 KR 102298490B1 KR 1020210082237 A KR1020210082237 A KR 1020210082237A KR 20210082237 A KR20210082237 A KR 20210082237A KR 102298490 B1 KR102298490 B1 KR 102298490B1
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한규동
최익구
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(주)에이티씨
최익구
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Abstract

발명은 작업자가 수동으로 차단밸브의 내부통로를 차단하기 위해 핸들을 이용하여 노브를 회전시키고, 이 회전에 연동하여 승하강하는 디스크에 의해 차단밸브의 내부통로를 개폐함에 있어서, 노브의 위치를 용이하게 식별할 수 있도록 하는 것은 물론, 차단밸브의 개폐 여부 및 개폐 정도를 작업자가 시각적으로 인식할 수 있도록 구성한 스마트 밸브 시스템에 관한 것이다.

Description

스마트 밸브 시스템{SMART VALVE SYSTEM}
본 발명은 스마트 밸브 시스템에 관한 것으로서, 작업자가 수동으로 차단밸브의 내부통로를 차단하기 위해 핸들을 이용하여 노브를 회전시키고, 이 회전에 연동하여 승하강하는 디스크에 의해 차단밸브의 내부통로를 개폐함에 있어서, 노브의 위치를 용이하게 식별할 수 있도록 하는 것은 물론, 차단밸브의 개폐 여부 및 개폐 정도를 작업자가 시각적으로 인식할 수 있도록 구성한 스마트 밸브 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 상하수도관이나 가스관, 송유관 등에는 유체를 차단하는 개폐밸브가 구비되어 있고, 이러한 개폐밸브는 디스크의 축을 회전시키는 작동 핸들을 구비하고 있다.
이러한 개폐밸브는 작업자가 작동 핸들을 이용하여 디스크 축과 연동하는 개폐밸브의 노브를 회전시킴으로 이에 연동하여 디스크가 승하강함으로써 개폐밸브의 내부 통로를 개폐하게 되는데, 이때, 개폐밸브는 지하에 매설된 상하수도관에 연결되어 있어 그 내부가 어두워 개폐밸브의 노브을 위치를 파악하기 힘들기 때문에 작업자가 작동 핸들을 통해 노브를 회전시키기 어려울 뿐만 아니라 디스크의 승하강에 의한 개폐밸브의 개폐 여부나, 개폐 정도를 확인할 수 없는 문제점이 있었다.
한편, 원격가동이 가능한 개폐밸브의 경우 동력공급이 어려울 뿐만 아니라 모니터링 시스템, 제어 시스템 등과 같은 복잡한 설비를 갖추어야 하는 관계로 유지 보수 및 관리가 어려운 문제점이 있었다.
한국등록특허 제10-0401309호(2003.09.29. 등록) 한국등록특허 제10-0531167호(2005.11.18. 등록)
본 발명은 작업자가 수동으로 차단밸브의 내부통로를 차단하기 위해 핸들을 이용하여 노브를 회전시키고, 이 회전에 연동하여 승하강하는 디스크에 의해 차단밸브의 내부통로를 개폐함에 있어서, 노브의 위치를 용이하게 식별할 수 있도록 하는 것은 물론, 차단밸브의 개폐 여부 및 개폐 정도를 작업자가 시각적으로 인식할 수 있도록 구성한 스마트 밸브 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 작업자가 수동으로 차단밸브를 차단하기 위해 핸들을 이용하여 노브를 회전시킴에 있어서 상기 노브의 위치를 용이하게 식별할 수 있도록 하는 것은 물론, 상기 차단밸브의 개폐 여부 및 개폐 정도를 작업자가 시각적으로 인식할 수 있도록 구성한 스마트 밸브 시스템에 관한 것으로서, 지하에 매설된 상,하수도관(11)에 연통되고, 그 내부를 흐르는 물의 흐름의 개폐하는 디스크(12)가 승하강 가능하게 구비되며, 자체 회전을 통해 상기 디스크(12)를 승하강되게 연동시키는 노브(13)가 설치된 차단밸브(10)에 있어서, 상기 노브(13)의 외주면을 파지한 후, 회전시킴으로써 상기 노브(13)의 회전에 연동하여 상기 디스크(12)를 승하강시키는 핸들(14)의 파지부와 간섭되지 않도록 차단밸브(10) 상단에 설치되는 하우징(100); 상기 하우징(100)의 상단면 둘레방향을 따라 등간격으로 배치되어 상방으로 빛을 발산하는 복수개의 LED램프(200); 상기 노브(13)의 회전방향 및 회전수를 카운팅하고, 이 카운팅된 회전방향 및 회전 수에 따라 상기 디스크(12)의 승하강에 따른 위치 변화를 감지하는 감지센서(300); 및 상기 감지센서(300)에서 감지된 디스크(12)의 위치 변화 신호를 수신받고, 이 수신받은 위치 변화 신호를 연산하여 차단밸브(10)의 개폐여부 및 개폐정도를 판단하고, 상기 차단밸브(10)의 개폐 상태를 시각적으로 인식할 수 있도록 상기 복수개의 LED램프(200)를 제1컬러 또는 제2컬러로 온(On)하는 동시에 상기 차단밸브(10)의 개폐 정도 시각적으로 인식할 수 있도록 상기 차단밸브(10) 개폐 정도에 비례하여 상기 복수개의 LED램프(200) 중 상기 차단밸브(10)의 개방된 정도에 비례하는 개수만큼의 LED램프(200)는 제1컬러로 온(On)하는 동시에 나머지 LED램프(200)는 제2컬러로 온(On)하도록 제어하는 제어부(400);를 포함한다.
그리고 본 발명의 스마트 밸브 시스템은 자체 생산되는 전력을 통해 동작할 수 있도록 상기 차단밸브(10)의 내부를 통해 흐르는 물의 흐름을 우회시키는 보조관(500); 및 상기 보조관(500)을 통해 우회하는 물의 흐름을 운동에너지로 변화시켜 전자기 유도를 통해 전기를 얻는 발전기(610)와, 상기 발전기(610)에서 얻은 전기를 저장하고, 이 축전된 전기를 상기 LED램프(200), 감지센서(300) 및 제어부(400)에 제공하는 축전기(620)로 이루어진 수력발전유닛(600)을 더 포함한다.
특히, 수력발전 효율을 향상시키기 위해 상기 보조관(500) 중 물이 유입되는 선단부에는 돌출부(510)가 형성된다.
한편, 상기 감지센서(300)는 상기 노브(13)의 외주면 둘레 일측에 고정 설치되는 존재감지대상부(310); 및 상기 하우징(100)의 내측 둘레 양측에 각각 설치되되, 상기 존재감지대상부(310)와 대응하는 높이에 설치되며, 존재감지 신호를 상기 제어부로 송신하는 송신부가 내장된 한 쌍의 존재감지부(320);로 이루어진다.
본 발명은 작업자가 수동으로 차단밸브를 차단하기 위해 핸들을 이용하여 노브를 회전시킴에 있어서 노브의 회전에 연동하여 차단밸브의 내부통로를 개폐하는 디스크의 위치 변화에 따라 LED램프로 빛을 발산함으로써 차단밸브의 내부통로 개폐 여부 및 개폐 정도를 작업자가 시각적으로 인식할 수 있는 이점이 있다.
그리고 본 발명은 수력발전유닛을 구비함에 따라 감지센서, LED램프 및 제어부 동작에 필요한 전력을 자가 발전을 통해 얻을 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 수동 개폐밸브의 작동 핸들을 이용하여 디스크의 축을 회전시키는 모습을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 밸브 시스템에서 차단밸브의 내부 통로가 완전 개방된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 밸브 시스템에서 차단밸브의 내부 통로가 완전 폐쇄된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 밸브 시스템의 차단밸브, 하우징, LED램프 및 감지센서의 연결관계를 도시한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 일반적인 수동 개폐밸브의 작동 핸들을 이용하여 디스크의 축을 회전시키는 모습을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 밸브 시스템에서 차단밸브의 내부 통로가 완전 개방된 상태를 나타내는 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 밸브 시스템에서 차단밸브의 내부 통로가 완전 폐쇄된 상태를 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 밸브 시스템의 차단밸브, 하우징, LED램프 및 감지센서의 연결관계를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 작업자가 수동으로 차단밸브(10)를 차단하기 위해 핸들(14)을 이용하여 노브(13)를 회전시킴에 있어서 상기 노브(13)의 위치를 용이하게 식별할 수 있도록 하는 것은 물론, 상기 차단밸브(10)의 개폐 여부 및 개폐 정도를 작업자가 시각적으로 인식할 수 있도록 구성한 스마트 밸브 시스템에 관한 것으로서, 상기 차단밸브(10) 중 상기 노브(13)에 배치된 영역의 외주면 둘레 방향으로 이격된 위치 고정 배치되는 하우징(100)과, 상기 하우징의 상단면 둘레방향을 따라 배치되어 상방으로 빛을 발산하는 복수개의 LED램프(200)와, 상기 노브(13)의 회전방향 및 회전수를 감지하고 감지된 신호를 토대로 상기 디스크(12)의 승하강에 따른 위치 변화를 감지하는 감지센서(300)와, 상기 감지센서(300)로부터 상기 노브(13)의 회전방향 및 회전수 신호를 전달받아 이 신호를 토대로 연산하여 상기 차단밸브(10)의 디스크(12)의 위치 변화 신호를 수신받고, 이 수신받은 위치 변화 신호를 연산하여 상기 차단밸브(10)의 개폐여부 및 개폐정도를 판단하는 동시에 상기 차단밸브(10)의 개폐 여부 및 개폐 정도 시각적으로 인식할 수 있도록 다수개의 LED램프(200)를 제어하는 제어부(400)를 포함한다.
상기 하우징(100)은 상단면에 상기 LED램프(200)를 설치되는 공간이 마련된 링 형상의 프레임으로서, 작업자가 핸들(14)의 파지부를 이용하여 상기 노브(13)를 회전시키는 과정에서 간섭이 없도록 중앙부가 상하로 관통되고, 이 관통된 영역으로 상기 노브(13)가 관통 배치되며, 상기 차단밸브(10)에서 상기 노브(13)과 돌출되어 배치된 영역과 동일한 영역 상에 배치된다.
상기 LED램프(200)는 상하수도관 내에 위치한 차단밸브(10)의 상단에 위치한 노브(13) 주위에서 상방으로 빛을 발산함으로써, 작업자가 시각적으로 노브(13)의 위치를 용이하게 할 수 있도록 하는 것은 물론, 상기 차단밸브(10)의 디스크(12)에 의한 개패여부 및 개폐정도를 판단할 수 있도록 하는 수단으로서, 상기 하우징(100)의 상단면 외주면 둘레를 따라 다수개가 등간격으로 배치된다.
특히, 상기 LED램프(200)는 상기 차단밸브(10)의 내부에 물이 흘러가는 통로가 디스크(12)에 의해 개방 또는 폐쇄가 되었는지 작업자가 시각적으로 인식할 수 있도록 두가지 칼러로 빛을 발산하도록 구성되고, 상기 차단밸브(10)의 내부에 물이 흘러가는 통로가 디스크(12)에 의해 개폐된 정도를 작업자가 시각적으로 인식할 수 있도록 상기 다수개의 LED램프(200) 중 상기 차단밸브(10)의 개방된 정도에 비례하는 개수만큼의 LED램프(200)는 제1컬러로 온(On)하는 동시에 나머지 LED램프(200)는 제2컬러로 온(On) 되도록 제어 가능하게 구비된다.
상기 감지센서(300)는 상기 노브(13)의 회전방향 및 회전수를 감지하고, 이 감지신호를 토대로 디스크(12)의 위치 변화를 연산하는 수단으로서, 상기 노브(13)의 하단 외주면 둘레 일측에 배치되는 존재감지대상부(310)와, 상기 하우징(100)의 내주면 둘레 중 서로 대향하는 위치에 설치되어 존재감지 신호를 상기 제어부(400)로 송신하는 송신부가 내장된 한 쌍의 존재감지부(320)로 이루어진다.
상기 존재감지대상부(310)는 상기 존재감지부(320)의 존재여부를 감지하는 대상이 되는 것이고, 상기 존재감지부(310)에서는 상기 노브(13)의 회전에 따른 존재감지대상부(310)의 존재 여부를 확인하게 되며, 이를 카운팅하여 노브(13)의 회전수 및 회전 방향을 감지하는 동시에 감지된 신호를 상기 송신부를 통해 상기 제어부(400)로 송신하게 된다.
특히, 존재감지부(320)는 상기 하우징(100)의 내주면 둘레 중 서로 대향하는 위치에 한 쌍의 설치되는 것은 노브(13)의 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전함에 따라 상기 디스크(12)가 하방 이동 또는 상방 이동하게 됨으로 노브(13)의 회전 방향을 감지하여, 상기 노브(13)의 회전 방향에 따른 디스크(12)의 위치 변화 신호를 상기 송신부를 통해 상기 제어부(400)로 전달하기 위함이다.
한편, 본 발명의 실시예에서 상기 존재감지대상부(310)에는 돌출된 형태 또는 마그네트로 구성하여 상기 한 쌍의 존재감지부(320)에서 상기 존재감지대상부(310)의 존재 여부를 각각 수신받도록 구성할 수도 있을 것이며, 그 밖에 상기 한 쌍의 존재감지부(320)는 상기 존재감지대상부(310)의 존재 여부를 감지할 수 있는 다양한 형태로 구현할 수도 있을 것이다.
그리고 상기 존재감지대상부(310)는 작업자가 핸들(14)을 이용하여 노브(13) 회전시키는 과정에서 핸들(14)의 파지부에 의한 타격이나 충격을 방지할 수 있도록 상기 노브(13)의 상단부는 상기 핸들(14)의 파지부의 움푹 패인 영역의 직경에 대응하는 직경으로 형성되며, 상기 노브(13)의 하단부는 상기 노브(13)의 상단부의 직경에 비해 큰 직경으로 이루어져 상기 핸들(14)의 파지부가 상기 존재감지대상부(310)가 위치하는 영역으로 인입될 수 없는 구조를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
상기 제어부(400)는 상기 송신부로부터 노브(13)의 회전수 및 회전 방향을 감지한 신호를 전달받고, 이를 토대로 상기 디스크(12)의 위치 변화를 연산하여 상기 차단밸브(10)의 개폐 여부 및 개폐 정도를 판단하고, 이를 작업자가 시각적으로 확인할 수 있도록 상기 복수개의 LED램프(200)를 제어하는 수단이다.
구체적으로 상기 제어부(400)는 상기 차단밸브(10)가 완전 개방 상태일 경우에는 상기 복수개의 LED램프(200)가 모두 제1칼러의 빛을 발산하도록 하고, 상기 차단밸브(10)가 완전 폐쇄 상태일 경우, 상기 복수개의 LED램프(200)가 모두 제2칼러의 빛을 발산하도록 하므로써 사용자가 LED램프(200)에서 발산되는 빛의 색깔을 통해 개폐 여부를 확인할 수 있도록 한다.
한편, 상기 제어부(400)는 상기 차단밸브(10)의 내부통로의 높이를 기준으로 상기 디스크(12)가 상기 차단밸브(10)의 내부통로 높이의 1/N에 해당하는 높이까지 이동한 상태라면, 전체 N개의 LED램프(200) 중 1/N에 대응하는 개수의 LED램프(200)를 제1컬러의 빛이 발산되도록 하며, 나머지 (N-1)/N에 대응하는 개수의 LED램프(200)를 제2컬러의 빛이 발산되도록 하여 작업자가 상기 차단밸브(10)의 내부 통로가 개방된 정도 및 폐쇄된 정도를 시각적으로 인식할 수 있다.
한편, 본 발명의 스마트 밸브 시스템은 차단밸브 내부를 통과하는 물의 흐름을 우회시켜 전기를 얻고, 이 축전된 전기를 상기 LED램프(200), 감지센서(300) 및 제어부(400)로 제공할 수 있도록 상기 차단밸브(10)의 내부를 통해 흐르는 물의 흐름을 우회시키는 보조관(500); 및 상기 보조관(500)을 통해 우회하는 물의 흐름을 운동에너지로 변화시켜 전자기 유도를 통해 전기를 얻는 발전기(610)와, 상기 발전기(610)에서 얻은 전기를 저장하는 축전기(620)와, 상기 축전기(620)에서 축전된 전기를 상기 LED램프(200), 감지센서(300) 및 제어부(400)에 제공하는 수력발전유닛(600)을 더 포함한다.
상기 보조관(500)은 상기 차단밸브(10) 내부 통로를 통해 흘러가는 물의 흐름을 우회시키기 위한 수단으로서, 상기 차단밸브(10)의 내부 통로 중 상기 디스크(12)에 의해 개폐되는 영역을 기준으로 물의 흐름방향 후방에 설치되는데, 높은 곳의 물이 떨어지는 힘으로 전기 에너지를 얻는 것이므로 상기 차단밸브(10) 내부 내부 통로에 비해 낮은 단차로 물이 흘러갈 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다.
특히, 상기 보조관(500) 중 물이 유입되는 선단부에는 유입되는 물의 유속 및 압력을 상승시켜 보다 효과적으로 전기를 얻을 수 있도록 돌출부(510)가 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 돌출부(510)는 물의 흐름 방향과 반대 방향으로 상향 경사지게 돌출 형성되되, 상기 수력발전유닛(600) 측으로 흘러가기 용이하도록 라운드 형상으로 절곡 형성되는 것이 바람직하다.
상기 수력발전유닛(600)은 상기 보조관(500)을 통해 우회하는 물의 흐름을 운동에너지로 변화시켜 전자기 유도를 통해 전기를 얻는 발전기(610)와, 상기 발전기(610)에서 얻은 전기를 저장하고, 이 축전된 전기를 상기 LED램프(200), 감지센서(300) 및 제어부(400)에 제공하는 축전기(620)로 이루어진다.
이에 따라 본 발명의 스마트 밸브 시스템은 자체 생산되는 전력을 통해 상기 LED램프(200), 감지센서(300) 및 제어부(400)를 동작시킬 수 있으며, 특히, 불필요한 전력사용을 줄일 수 있도록 상기 LED램프(200), 감지센서(300) 및 제어부(400)는 상기 지하에 매설된 상,하수도관(11)의 맨홀이 열린 경우에만 동작하는 것이 바람직하며, 이를 위해 맨홀의 하방에 열림스위치와, 상기 열림스위치에 의해 맨홀의 개방 신호를 전달받아 상기 감지센서(300)를 동작시키도록 설정될 수도 있을 것이다.
본 발명은 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 청구범위에 의해 한정된다. 따라서 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
10: 차단밸브 11: 상,하수도관
12: 디스크 13: 노브
100: 하우징 200: LED램프
300: 감지센서 310: 존재감지대상부
320: 존재감지부
400: 제어부
500: 보조관 510: 돌출부
600: 수력발전유닛 610: 발전기
620: 축전기

Claims (4)

  1. 지하에 매설된 상,하수도관(11)에 연통되고, 그 내부를 흐르는 물의 흐름의 개폐하는 디스크(12)가 승하강 가능하게 구비되며, 자체 회전을 통해 상기 디스크(12)를 승하강되게 연동시키는 노브(13)가 설치된 차단밸브(10)에 있어서,
    상기 노브(13)의 외주면을 파지한 후, 회전시킴으로써 상기 노브(13)의 회전에 연동하여 상기 디스크(12)를 승하강시키는 핸들(14)의 파지부와 간섭되지 않도록 차단밸브(10) 상단에 설치되는 하우징(100);
    상기 하우징(100)의 상단면 둘레방향을 따라 등간격으로 배치되어 상방으로 빛을 발산하는 복수개의 LED램프(200);
    상기 노브(13)의 회전방향 및 회전수를 카운팅하고, 이 카운팅된 회전방향 및 회전 수에 따라 상기 디스크(12)의 승하강에 따른 위치 변화를 감지하는 감지센서(300); 및
    상기 감지센서(300)에서 감지된 디스크(12)의 위치 변화 신호를 수신받고, 이 수신받은 위치 변화 신호를 연산하여 차단밸브(10)의 개폐여부 및 개폐정도를 판단하고, 상기 차단밸브(10)의 개폐 상태를 시각적으로 인식할 수 있도록 상기 복수개의 LED램프(200)를 제1컬러 또는 제2컬러로 온(On)하는 동시에 상기 차단밸브(10)의 개폐 정도 시각적으로 인식할 수 있도록 상기 차단밸브(10) 개폐 정도에 비례하여 상기 복수개의 LED램프(200) 중 상기 차단밸브(10)의 개방된 정도에 비례하는 개수만큼의 LED램프(200)는 제1컬러로 온(On)하는 동시에 나머지 LED램프(200)는 제2컬러로 온(On)하도록 제어하는 제어부(400);를 포함하는 스마트 밸브 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 차단밸브(10)의 내부를 통해 흐르는 물의 흐름을 우회시키는 보조관(500); 및
    상기 보조관(500)을 통해 우회하는 물의 흐름을 운동에너지로 변화시켜 전자기 유도를 통해 전기를 얻는 발전기(610)와, 상기 발전기(610)에서 얻은 전기를 저장하고, 이 축전된 전기를 상기 LED램프(200), 감지센서(300) 및 제어부(400)에 제공하는 축전기(620)로 이루어진 수력발전유닛(600)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 밸브 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 보조관(500) 중 물이 유입되는 선단부에는 돌출부(510)가 형성되는 것을 특징으로 하는 스마트 밸브 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 감지센서(300)는,
    상기 노브(13)의 외주면 둘레 일측에 고정 설치되는 존재감지대상부(310);
    상기 하우징(100)의 내측 둘레 양측에 각각 설치되되, 상기 존재감지대상부(310)와 대응하는 높이에 설치되며, 존재감지 신호를 상기 제어부로 송신하는 송신부가 내장된 한 쌍의 존재감지부(320);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트 밸브 시스템.





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