KR102635778B1 - 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치 - Google Patents

내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 맨홀 내부에 고압의 냉각수를 분사하여 맨홀의 내기 온도를 외기 온도보다 낮게 유지함으로써 악취가 역류하여 지상으로 확산되는 것을 방지할 수 있는 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치는 도로변 일측에 설치되어 지하수관 또는 수도관을 통해 공급되는 물을 냉각시키는 냉각유닛(100); 하수관로(P) 또는 맨홀(M)의 일측에 설치되어 상기 냉각유닛(100)에서 공급되는 냉각수를 미스트 형태로 분사하는 냉각수 분사유닛(200); 상기 맨홀(M)의 내측 상부에 설치되어 외기 온도를 측정하는 제1 온도측정센서(310); 상기 하수관로(P)의 내측에 설치되어 하수관로(P)의 내기 온도를 측정하는 제2 온도측정센서(320); 및 상기 제1 온도측정센서(310)와 제2 온도측정센서(320)에서 측정된 온도값 차이가 기 설정된 온도값 이하인 경우 상기 냉각수 분사유닛(200)의 작동을 제어하는 제어유닛(400);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치{Apparatus for blocking odor of sewer pipe using temperature difference internal and outside air}
본 발명은 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 맨홀 내부에 고압의 냉각수를 분사하여 맨홀의 내기 온도를 외기 온도보다 낮게 유지함으로써 악취가 역류하여 지상으로 확산되는 것을 방지할 수 있는 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치에 관한 것이다.
일반적으로 지중에 매설되는 하수관로는 가정에서 배출되는 생활하수나 우수받이에 연결된 우수관을 통해 유입되는 우수(빗물)가 혼합되어 배출되는 합류식 하수관로를 채택하고 있다.
특히, 생활하수는 유기물과 질소화합물, 황화합물, 인이 다량으로 함유되어 하수관거 안의 온도가 상승하면 질소를 함유한 유기화합물들이 가수분해되어 부산물로 암모니아가 생성된다.
하수관로 내에서 발생한 악취는 하수관로에 일정 간격을 두고 설치된 맨홀이나 우수받이를 통해 배출된다. 맨홀은 우수나 오수 등과 함께 각종 이물질이 함께 유입되도록 되어 있어 맨홀의 내측 바닥에는 각종 이물질과 침전물이 쌓여 있으며, 항상 일정 높이로 오수 등이 고여 있어 각종 이물질과 침전물 및 오수가 장기간 유지되면서 부패되는 현상이 발생되고, 이로부터 발생되는 악취가 역류하면서 뚜껑을 통해 외부로 배출되어 도로변을 따라 통행하는 사람들에게 심한 불쾌감을 유발시키는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 기술의 일례가 하기 문헌 1 내지 문헌 2에 개시되어 있다.
특허문헌 1에는 상단이 개방되고, 상류측 벽체에 형성되어 상류측 하수관거가 연결되는 하수 유입구와 하류측 벽체에 형성되어 하류측 하수관거가 연결되는 하수 유출구가 구비되며 상단에 내측 플랜지부가 구비된 맨홀 본체와, 상기 맨홀 본체의 상단 개방부를 밀폐되게 복개하는 맨홀 덮개를 포함하는 맨홀; 상기 맨홀 본체의 내부에 삽입되며 하단이 맨홀 본체 내의 최저 수위보다 낮게 배치되는 관체와, 상기 관체의 상단에 형성되어 상기 맨홀 본체의 내측 플랜지부에 안착되는 플랜지부와, 주벽 상단에 형성되는 통공과, 상기 통공에 설치되어 관체 내부에서 맨홀 내부로의 유동만 허용하는 체크밸브가 구비된 악취가스 유출 방지관; 상기 맨홀의 일측에 배치되며, 상단이 개방된 악취가스 처리조 본체와, 상기 악취가스 처리조 본체의 상단 개방부를 복개하는 처리조 덮개를 포함하는 악취가스 처리조; 상기 맨홀 본체의 상단과 상기 악취가스 처리조 본체의 하단을 연결하는 악취가스 이송관과, 상기 악취가스 이송관의 도중에 설치되는 악취가스 이송펌프를 포함하는 악취가스 이송수단; 상기 악취가스 처리조의 내부에 설치되어 상기 악취가스 이송수단에 의하여 이송되는 악취가스로부터 악취를 처리하는 악취가스 처리수단; 상기 악취가스 처리조의 상단부에 구비되어 악취가 처리된 정화가스를 배출하는 정화가스 배출수단; 및 상기 악취가스 이송펌프를 제어하는 제어수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관거의 악취저감장치에 대해 개시되어 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술은 악취가스 처리부와 정화가스 배출부의 장치 구조가 복잡한 구조로 인해 제작 비용이 많이 소요되고, 교체 및 유지보수 비용이 많이 소요되는 문제가 있다. 또한, 맨홀에만 악취가스 처리부와 정화가스 배출부가 연결 설치되기 때문에 우수관을 통해 배출되는 악취를 해결하지 못하는 문제가 있고, 이로 인해 합류식 하수관로에는 적용하기 어렵다.
특허문헌 2에는 도로의 측구에 일정간격으로 집수정이 설치되고, 상기 집수정의 상부에는 그레이팅이 설치되며, 상기 집수정과 연결되도록 지하에 매설되는 하수관로의 악취를 제거하기 위한 장치를 구성함에 있어서, 상기 그레이팅에는 공기유입방지부가 장착되고, 상기 하수관로와 평행하게 악취 메인관로가 설치되며, 상기 하수관로와 악취 메인관로는 다수개의 흡입관로에 의해 연결 되어지되, 상기 악취 메인관로의 끝단에는 지상으로 연결되는 악취 흡기팬이 설치되고, 상기 악취 흡기팬에는 정화필터와 배출관로가 구비되는 것을 특징으로 하는 하수관로 생활악취 제거장치에 대해 개시되어 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술은 정화필터 수명이 짧아 정화 효과가 크게 떨어짐은 물론 작은 교체로 인하여 유지관리 비용이 많이 소요되는 문제가 있다. 또한, 맨홀에만 악취 흡기팬과 정화필터가 연결 설치되기 때문에 우수관을 통해 배출되는 악취를 해결하지 못하는 문제가 있고, 이로 인해 합류식 하수관로에는 적용하기 어렵다.
대한민국 등록특허공보 제10-1822560호(2018.03.09. 공고) 대한민국 등록실용신안공보 제20-0445730호(2009.08.27. 공고)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 맨홀 내부에 고압의 냉각수를 분사노즐을 통해 미스트(안개) 형태로 분사하여 맨홀의 내기 온도를 외기 온도보다 낮게 유지함으로써 악취가 역류하여 지상으로 확산되는 것을 방지할 수 있는 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 고압식 분사노즐에서 분사되는 냉각수의 방향이 하수 방향과 동일한 방향을 향하도록 함으로써, 합류식 하수관로의 경우 오수관 뿐만 아니라 우수관으로 향하는 악취까지 차단할 수 있는 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 딥러닝(deep learning)을 이용하여 온도차에 의해 고농도의 악취 발생 시간 및 조건을 분석하여 악취 차단 시기를 예측할 수 있고, 고가의 복합 센서부가 이상이 발생한 경우 매번 교체하지 않고 온도차를 기반으로 악취 차단장치를 정상적으로 작동시킬 수 있는 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치는 도로변 일측에 설치되어 지하수관 또는 수도관을 통해 공급되는 물을 냉각시키는 냉각유닛(100); 하수관로(P) 또는 맨홀(M)의 일측에 설치되어 상기 냉각유닛(100)에서 공급되는 냉각수를 미스트 형태로 분사하는 냉각수 분사유닛(200); 상기 맨홀(M)의 내측 상부에 설치되어 외기 온도를 측정하는 제1 온도측정센서(310); 상기 하수관로(P)의 내측에 설치되어 하수관로(P)의 내기 온도를 측정하는 제2 온도측정센서(320); 및 상기 제1 온도측정센서(310)와 제2 온도측정센서(320)에서 측정된 온도값 차이가 기 설정된 온도값 이하인 경우 상기 냉각수 분사유닛(200)의 작동을 제어하는 제어유닛(400);을 포함하며, 상기 냉각수 분사유닛(200)의 외부에는 냉각수가 분사되는 방향으로 개방된 깔때기 형태의 노즐 보호캡(240)이 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각유닛(100)은, 내부에 구성품들이 장착되는 케이스(110); 상기 케이스(110)의 내부에 설치되며, 물에 포함되어 있는 이물질을 여과시키는 복수개의 마이크로필터(121)가 내장된 정화부(120); 상기 정화부(120)에 의해 정화된 물을 설정 온도로 냉각시키는 냉각기(130); 상기 냉각기(130)에 의해 냉각된 냉각수를 순환시키는 순환펌프(140); 상기 순환펌프(140)에 의해 순환되는 냉각수를 고압으로 공급하는 고압펌프(150); 상기 고압펌프(150)로부터 공급되는 냉각수를 냉각수 분사유닛(200)으로 이송하는 냉각수 이송관(160); 상기 냉각수 이송관(160)의 일측에 설치되어 냉각수가 이송되거나 차단되도록 하는 솔레노이드밸브(170); 및 각 구성품들 사이에 연결된 배관에 설치되어 냉각수의 압력을 측정하는 압력계(180);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각수 분사유닛(200)은, 상기 냉각유닛(100)의 배출구 측과 맨홀(M)의 상부 일측 사이에 연결되며, 제1 분사노즐(220)과 제2 분사노즐(230)이 각각 연결되는 냉각수 공급관(210); 상기 맨홀(M)의 내측 상부에 배치되며, 복수개로 구성되는 제1 분사노즐(220); 및 상기 맨홀(M)의 하측과 하수관로(P)이 연통되는 부분에 배치되며, 복수개로 구성되는 제2 분사노즐(230);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 분사노즐(220)은 하수관로(P) 내의 하수가 흐르는 방향을 향해 미스트 형태의 냉각수를 분사시켜 맨홀(M) 내부에 하향 경사진 에어커튼을 형성하고, 상기 제2 분사노즐(230)은 하수가 흐르는 방향과 동일한 방향을 향해 미스트 형태의 냉각수를 분사시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 맨홀(M)의 내부 일측에는 맨홀(M) 내 다수의 악취물질의 농도를 측정하기 위한 다수의 센서로 구성된 복합 센서부(600)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 제어유닛(400)은 상기 제1 온도측정센서(310)와 제2 온도측정센서(320)에서 측정된 온도값 차이가 기 설정된 온도값 차이 이하인 경우, 냉각수 분사유닛(200)에 의해 냉각수를 설정 시간동안 분사한 후 정지시켜 맨홀(M)의 내기 온도와 외기 온도 차이를 체크하는 과정을 기 설정된 온도값 차이가 될 때까지 반복하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어유닛(400)으로부터 제1 온도측정센서(310)와 제2 온도측정센서(320)의 온도에 대한 측정값을 실시간으로 수집하여 축적하고, 축적된 측정값을 분석하여 구축한 빅데이터를 기 설정된 딥러닝 알고리즘을 통해 학습하여 악취 활성도를 파악하며, 각 구역별로 설치된 악취 차단장치의 모니터링을 수행하는 관리서버(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치는 맨홀 내부에 고압의 냉각수를 분사노즐을 통해 미스트 형태로 분사하여 맨홀의 내기 온도를 외기 온도보다 낮게 유지함으로써 악취가 역류하여 지상으로 확산되는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 고압식 분사노즐에서 분사되는 냉각수의 방향이 하수 방향과 동일한 방향을 향하도록 함으로써, 합류식 하수관로의 경우 오수관 뿐만 아니라 우수관으로 향하는 악취까지 차단하는 효과가 있다.
또한, 내기 온도와 외기 온도의 온도차에 의해 고농도의 악취 발생 시간 및 조건을 분석하여 악취 차단 시기를 예측할 수 있고, 고가의 복합 센서부가 이상이 발생한 경우 매번 교체하지 않아도 되므로 비용을 절감하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치의 냉각유닛을 도시한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치의 냉각수 분사유닛을 도시한 도면.
도 4는 도 3의 A부 확대도.
도 5는 도 3의 B부 확대도.
도 6은 본 발명에 따른 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치의 제어유닛 흐름을 도시한 블록도.
도 7은 본 발명에 따른 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치를 통합 관리하는 개념을 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치를 도시한 개념도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치는 맨홀 내부에 고압의 냉각수를 분사하여 맨홀의 내기 온도를 외기 온도보다 낮게 유지함으로써 악취가 역류하여 지상으로 확산되는 것을 방지하는 장치로서, 냉각유닛(100), 냉각수 분사유닛(200), 제1 온도측정센서(310), 제2 온도측정센서(320) 및 제어유닛(400)을 포함한다.
상기 냉각유닛(100)은 도로변 일측에 설치되어 지하수관 또는 수도관을 통해 공급되는 물을 냉각시킨다.
상기 냉각유닛(100)은 1구역당 1개 설치되며, 맨홀(M) 5개를 1구역으로 구성한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 냉각유닛(100)은 케이스(110), 정화부(120), 냉각기(130), 순환펌프(140), 고압펌프(150), 냉각수 이송관(160) 및 압력계(180)를 포함한다.
상기 케이스(110)는 내부에 구성품들이 장착되도록 공간이 마련되며, 구성품들을 지지하기 위해 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 케이스(110)의 내부에는 정화부(120), 냉각기(130), 순환펌프(140), 고압펌프(150), 냉각수 이송관(160) 및 압력계(180) 등이 장착된다.
또한, 상기 케이스(110)의 내부에는 배관 등의 동파 방지를 위해 히터(111)가 설치된다.
상기 정화부(120)는 상기 케이스(110)의 내부에 설치되며, 물에 포함되어 있는 이물질을 여과시키는 복수개의 마이크로필터(121)가 내장된다. 상기 마이크로필터(121)는 상부가 개방되고, 하부가 폐쇄된 원기둥체 형태를 갖는 하우징 내부에 다수개로 설치되며, 하우징 내부로 유입되는 지하수 또는 수돗물을 여과한다.
상기 마이크로필터(121)는 수십 미크론(㎛) 크기의 미세한 이물질 및 세균을 여과할 수 있는 필터로서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 또는 폴리아미드로 이루어지는 부직포 필름을 원통형으로 적층시켜 제조된다.
특히, 하우징 내부에 복수개로 설치된 필터가이드에 의해 마이크로필터가 항상 기립상태를 유지하도록 지지함으로써 물을 흡수한 마이크로필터가 휘어지는 것을 방지한다.
상기 냉각기(130)는 상기 정화부(120)에 의해 정화된 물을 설정 온도로 냉각시킨다.
상기 냉각기(130)는 전원이 인가되면 지하수관 또는 수도관을 통해 공급되어 물탱크(미도시)에 저장되어 있는 물을 설정 온도로 냉각시키고, 전원이 차단되면 냉각기(130)는 작동을 멈추게 된다. 또한, 상기 냉각기(130)는 필요에 따라 냉각 온도를 설정할 수 있도록 한다. 상기 물탱크는 냉각수가 일정량 충진되면 냉각수의 공급이 중단된다.
상기 순환펌프(140)는 상기 냉각기(130)에 의해 냉각된 냉각수를 순환시킨다.
상기 순환펌프(140)는 전원이 인가되면 상기 냉각기(130)에 의해 냉각된 냉각수를 배관을 통해 순환시키고, 전원이 차단되면 작동이 정지된다.
상기 고압펌프(150)는 상기 순환펌프(140)에 의해 순환되는 냉각수를 고압으로 공급한다.
상기 고압펌프(150)는 미리 설정된 일정 압력으로 냉각수를 펌핑하여 냉각수 분사유닛(200)과 연결된 냉각수 이송관(160)으로 공급한다.
이때, 상기 고압펌프(150)에 의해 고압으로 펌핑된 냉각수는 냉각수의 압력을 측정하는 압력계(180)를 거쳐 냉각수 분사유닛(200)으로 공급된다.
상기 냉각수 이송관(160)은 상기 고압펌프(150)로부터 공급되는 냉각수를 냉각수 분사유닛(200)으로 이송한다.
상기 솔레노이드밸브(170)는 상기 냉각수 이송관(160)의 일측에 설치되어 냉각수가 이송되거나 차단되도록 한다.
상기 솔레노이드밸브(170)는 제어유닛(400)의 제어에 의해 개방되어 상기 고압펌프(150)의 동작에 의해 냉각수 이송관(160)을 통해 냉각수가 이송되도록 한다.
상기 압력계(180)는 각 구성품들 사이에 연결된 배관에 설치되어 냉각수의 압력을 측정한다. 특히, 상기 냉각수 분사유닛(200)의 구성요소인 분사노즐의 이상 유무를 압력계(180)의 압력으로 판단할 수 있다.
이 밖에도, 상기 순환펌프(140)와 고압펌프(150) 사이에 연결된 배관에는 설정값에 따라 선택적으로 냉각수를 우회시키도록 바이패스밸브(190)가 설치된다. 상기 바이패스밸브(190)는 고압펌프(150)로 공급되는 냉각수의 양을 제어한다.
상기 냉각수 분사유닛(200)은 하수관로(P) 또는 맨홀(M)의 일측에 설치되어 상기 냉각유닛(100)에서 공급되는 냉각수를 미스트 형태로 분사한다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 냉각수 분사유닛(200)은 냉각수 공급관(210), 제1 분사노즐(220) 및 제2 분사노즐(230)을 포함한다.
상기 냉각수 공급관(210)은 상기 냉각유닛(100)의 배출구 측과 맨홀(M)의 상부 일측 사이에 연결되며, 제1 분사노즐(220)과 제2 분사노즐(230)이 각각 연결된다.
상기 냉각수 공급관(210)은 동파 방지를 위해 지면으로부터 대략 1m 정도의 깊이로 매설되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 냉각수 공급관(210)은 지중에 매설된 매설관의 내부를 관통하도록 설치된다.
상기 제1 분사노즐(220)은 상기 냉각수 공급관(210)의 일측에 연결되되 상기 맨홀(M)의 내측 상부에 배치되며, 복수개로 구성된다.
상기 제2 분사노즐(230)은 상기 냉각수 공급관(210)의 일단에 연결되되 상기 맨홀(M)의 하측과 하수관로(P)이 연통되는 부분에 배치되며, 복수개로 구성된다.
상기 제1 분사노즐(220)과 제2 분사노즐(230)은 냉각수를 미세한 미스트(안개) 형태로 분사하는 고압식 분사노즐로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제1 분사노즐(220)과 제2 분사노즐(230)은 각각 복수개로 구성됨으로써 하나의 노즐에 이상(막힘)이 발생하더라도 나머지 노즐로 냉각수를 분사할 수 있다.
특히, 상기 제1 분사노즐(220)은 하수관로(P) 내의 하수가 흐르는 방향을 향해 미스트 형태의 냉각수를 분사시켜 맨홀(M) 내부에 하향 경사진 에어커튼을 형성한다.
또한, 상기 제2 분사노즐(230)은 하수가 흐르는 방향과 동일한 방향을 향해 미스트 형태의 냉각수를 분사시킨다.
이와 같이, 고압식 분사노즐로 이루어진 제1 분사노즐(220)과 제2 분사노즐(230)에 의해 냉각수를 고압으로 분사하게 되면, 단열팽창이 일어나고, 기체의 부피가 증가하면서 온도가 낮아지게 된다. 그리고, 단열팽창 과정에서 기체의 온도가 낮아지면서 주변 공기와 상호 작용하여 열을 흡수하고, 이로 인해 주변 공기가 냉각된다. 이 과정에서 악취 물질이 희석되고 응결되어 악취가 줄어들게 된다.
또한, 상기 제1 분사노즐(220)과 제2 분사노즐(230)에서 분사되는 냉각수의 분사 방향이 하수의 흐름 방향과 동일한 방향을 향함으로써, 합류식 하수관로의 경우 오수관 뿐만이 아니라 우수관(WP)으로 향하는 악취까지 차단할 수 있다.
또한, 고압식 분사노즐의 특성상 노즐구멍이 쉽게 막힐 수 있어 분사노즐의 이상 유무를 항상 체크하는 것이 중요한데, 복수개로 구성된 분사노즐에서 일부 분사노즐의 노즐구멍이 막힘에 따라 변화되는 압력계(180)의 압력값으로 분사노즐의 고장을 파악하고, 노즐구멍이 막힘에 따라 변화되는 제1 온도측정센서(310)와 제2 온도측정센서(320)의 온도차로 분사노즐의 고장을 파악할 수 있다.
한편, 상기 냉각수 분사유닛(200)의 외부에는 냉각수가 분사되는 방향으로 개방된 깔때기 형태의 노즐 보호캡(240)이 설치된다.
부연하면, 상기 노즐 보호캡(240)은 상기 제1 분사노즐(220)과 제2 분사노즐(230)을 각각 커버함으로써 비가 많이 내리는 장마철에 하수관로(P)에 빗물과 하수가 가득차면서 물의 저항 또는 각종 오물이나 이물질들로부터 제1 분사노즐(220)과 제2 분사노즐(230)이 오염되거나 노즐구멍 막힘 등이 발생하지 않도록 보호한다. 또한, 제1 온도측정센서(310)와 제2 온도측정센서(320)의 설치 공간으로 활용하고, 이들을 보호하기도 한다.
상기 제1 온도측정센서(310)는 상기 맨홀(M)의 내측 상부에 설치되어 외기 온도를 측정한다.
부연하면, 상기 제1 온도측정센서(310)는 지상에 가까운 맨홀(M)의 내측 상부에 배치된 노즐 보호캡(240)의 내측에 설치되어, 외기의 온도를 실시간으로 측정하고, 측정된 외기 온도값을 제어유닛(400)으로 전송한다. 여기서, 상기 제1 온도측정센서(310)는 제어유닛(400)과 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.
상기 제2 온도측정센서(320)는 상기 하수관로(P)의 내측에 설치되어 하수관로(P)의 내기 온도를 측정한다.
부연하면, 상기 제2 온도측정센서(320)는 하수관로(P)의 내측 하부에 배치된 노즐 보호캡(240)의 내측에 설치되어, 하수관로(P)의 내기 온도를 실시간으로 측정하고, 측정된 내기 온도값을 제어유닛(400)으로 전송한다. 여기서, 상기 제2 온도측정센서(320)는 제어유닛(400)과 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.
한편, 상기 제1 온도측정센서(310)와 제2 온도측정센서(320)를 통해 냉각수 분사유닛(200)의 주변 온도를 측정함으로써 정상적으로 작동되는 냉각수 분사유닛(200)의 분사노즐과 달리, 막힘 또는 기타 고장으로 인해 냉각수가 분사되지 않는 분사노즐을 파악하여 이를 교체할 수 있다. 따라서, 센서들에 의한 온도차를 이용하여 분사노즐의 이상 유무를 파악할 수 있다.
상기 제어유닛(400)은 상기 냉각유닛(100)의 케이스(110)에 장착되며, 사용자의 터치 신호를 입력받는 터치패드를 구비한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제어유닛(400)은 상기 제1 온도측정센서(310)와 제2 온도측정센서(320)에서 측정된 온도값 차이가 기 설정된 온도값 이하인 경우 상기 냉각수 분사유닛(200)의 작동을 제어한다.
일예로, 상기 제어유닛(400)은 상기 제1 온도측정센서(310)와 제2 온도측정센서(320)에서 측정된 온도값 차이가 기 설정된 온도값 차이 이하인 경우, 냉각수 분사유닛(200)에 의해 냉각수를 설정 시간동안 분사한 후 정지시켜 맨홀(M)의 내기 온도와 외기 온도 차이를 체크하는 과정을 기 설정된 온도값 차이가 될 때까지 반복하여 수행한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 맨홀(M)의 내부 일측에는 맨홀(M) 내 다수의 악취물질의 농도를 측정하기 위한 다수의 센서로 구성된 복합 센서부(600)가 설치된다.
상기 복합 센서부(600)는 하나의 보드에 각각의 개별 센서들이 실장되는 형태로서 일산화탄소 센서, 이산화탄소 센서, 메탄가스 센서, 아황산가스 센서, 황화수소가스 센서, VOC 센서 등을 포함할 수 있고, 악취와 관련된 센서를 포함할 수 있다. 만약, 단일의 센서만을 사용한다면 측정 오차가 발생하는 문제가 있으나, 여러 개의 센서를 이용하는 센서 모듈로 측정하게 되면 이들의 평균값을 이용할 수 있으므로 측정 오차를 최소화할 수 있다.
상기 복합 센서부(600)는 맨홀(M) 내 다수의 악취물질의 농도를 실시간으로 측정하고, 측정된 센싱값은 제어유닛(400)으로 전송한다. 그리고, 상기 제어유닛(400)은 악취물질 농도의 평균값이 기 설정된 기준값 이상인지를 판단하여, 기준값 이상이면 악취가 발생한 것으로 판단하여 냉각수 분사유닛(200)을 작동시켜 냉각수를 분사시킬 수 있다.
한편, 상기 복합 센서부(600)에 의해 측정된 악취물질의 농도 데이터는 측정 시의 온도 데이터와 함께 딥러닝 학습을 위한 빅데이터 확보를 위하여 활용된다. 빅데이터가 없는 상태에서 복합 센서부(600)를 통해 하수관로 온도 변화에 따른 악취 농도에 대한 데이터를 확보함으로써 빅데이터를 구축하게 된다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치는 상기 제어유닛(400)으로부터 제1 온도측정센서(310)와 제2 온도측정센서(320)의 온도에 대한 측정값을 실시간으로 수집하여 축적하고, 축적된 측정값을 분석하여 구축한 빅데이터를 기 설정된 딥러닝 알고리즘을 통해 학습하여 악취 활성도를 파악하며, 각 구역별로 설치된 악취 차단장치의 모니터링을 수행하는 관리서버(500)를 더 포함한다.
예를 들어, 제1 온도측정센서(310)에 의한 외기 온도가 25℃, 제2 온도측정센서(320)에 의한 내기 온도가 20℃로 측정되었다고 가정하는 경우, 온도차는 5℃이다. 이때, 기 설정된 온도값이 10℃일 때 외기 온도와 내기 온도의 온도차가 10℃가 될 때까지 냉각수가 분사되는 것이다. 이처럼, 내기 온도와 외기 온도의 온도차를 실시간으로 수집하고 축적하여 빅데이터를 구축함에 따라 고농도의 악취 발생 시간 및 조건을 분석하여 악취 차단 시기를 예측할 수 있다.
특히, 설정된 온도값 차이는 계절별, 일기별 상황에 따라 유동적으로 정해질 수 있다.
또한, 상기 관리서버(500)는 각 구역별로 설치된 악취 차단장치에 의해 측정된 온도차 데이터를 기반으로 악취 원인 및 악취 발생 장소를 추정 및 추적할 수 있다.
또한, 사용 수명이 짧고, 가격이 고가인 복합 센서부(600)가 고장이 발생하더라도 이를 교체하지 않고 온도차를 기반으로 악취 차단장치를 정상적으로 작동시킬 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.
100 : 냉각유닛 110 : 케이스
111 : 히터 120 : 정화부
121 : 마이크로필터 130 : 냉각기
140 : 순환펌프 150 : 고압펌프
160 : 냉각수 이송관 170 : 솔레노이드밸브
180 : 압력계 190 : 바이패스밸브
200 : 냉각수 분사유닛 210 : 냉각수 공급관
220 : 제1 분사노즐 230 : 제2 분사노즐
240 : 노즐 보호캡 310 : 제1 온도측정센서
320 : 제2 온도측정센서 400 : 제어유닛
500 : 관리서버 600 : 복합 센서부
M : 맨홀 P : 하수관로
WP : 우수관

Claims (8)

  1. 도로변 일측에 설치되어 지하수관 또는 수도관을 통해 공급되는 물을 냉각시키는 냉각유닛(100);
    하수관로(P) 또는 맨홀(M)의 일측에 설치되어 상기 냉각유닛(100)에서 공급되는 냉각수를 미스트 형태로 분사하는 냉각수 분사유닛(200);
    상기 맨홀(M)의 내측 상부에 설치되어 외기 온도를 측정하는 제1 온도측정센서(310);
    상기 하수관로(P)의 내측에 설치되어 하수관로(P)의 내기 온도를 측정하는 제2 온도측정센서(320); 및
    상기 제1 온도측정센서(310)와 제2 온도측정센서(320)에서 측정된 온도값 차이가 기 설정된 온도값 이하인 경우 상기 냉각수 분사유닛(200)의 작동을 제어하는 제어유닛(400);을 포함하며,
    상기 냉각수 분사유닛(200)의 외부에는 냉각수가 분사되는 방향으로 개방된 깔때기 형태의 노즐 보호캡(240)이 설치되는 것을 특징으로 하는 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각유닛(100)은, 내부에 구성품들이 장착되는 케이스(110);
    상기 케이스(110)의 내부에 설치되며, 물에 포함되어 있는 이물질을 여과시키는 복수개의 마이크로필터(121)가 내장된 정화부(120);
    상기 정화부(120)에 의해 정화된 물을 설정 온도로 냉각시키는 냉각기(130);
    상기 냉각기(130)에 의해 냉각된 냉각수를 순환시키는 순환펌프(140);
    상기 순환펌프(140)에 의해 순환되는 냉각수를 고압으로 공급하는 고압펌프(150);
    상기 고압펌프(150)로부터 공급되는 냉각수를 냉각수 분사유닛(200)으로 이송하는 냉각수 이송관(160);
    상기 냉각수 이송관(160)의 일측에 설치되어 냉각수가 이송되거나 차단되도록 하는 솔레노이드밸브(170); 및
    각 구성품들 사이에 연결된 배관에 설치되어 냉각수의 압력을 측정하는 압력계(180);를 포함하는 것을 특징으로 하는 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각수 분사유닛(200)은, 상기 냉각유닛(100)의 배출구 측과 맨홀(M)의 상부 일측 사이에 연결되며, 제1 분사노즐(220)과 제2 분사노즐(230)이 각각 연결되는 냉각수 공급관(210);
    상기 맨홀(M)의 내측 상부에 배치되며, 복수개로 구성되는 제1 분사노즐(220); 및
    상기 맨홀(M)의 하측과 하수관로(P)이 연통되는 부분에 배치되며, 복수개로 구성되는 제2 분사노즐(230);을 포함하는 것을 특징으로 하는 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 분사노즐(220)은 하수관로(P) 내의 하수가 흐르는 방향을 향해 미스트 형태의 냉각수를 분사시켜 맨홀(M) 내부에 하향 경사진 에어커튼을 형성하고,
    상기 제2 분사노즐(230)은 하수가 흐르는 방향과 동일한 방향을 향해 미스트 형태의 냉각수를 분사시키는 것을 특징으로 하는 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 맨홀(M)의 내부 일측에는 맨홀(M) 내 다수의 악취물질의 농도를 측정하기 위한 다수의 센서로 구성된 복합 센서부(600)가 설치되는 것을 특징으로 하는 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어유닛(400)은 상기 제1 온도측정센서(310)와 제2 온도측정센서(320)에서 측정된 온도값 차이가 기 설정된 온도값 차이 이하인 경우, 냉각수 분사유닛(200)에 의해 냉각수를 설정 시간동안 분사한 후 정지시켜 맨홀(M)의 내기 온도와 외기 온도 차이를 체크하는 과정을 기 설정된 온도값 차이가 될 때까지 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어유닛(400)으로부터 제1 온도측정센서(310)와 제2 온도측정센서(320)의 온도에 대한 측정값을 실시간으로 수집하여 축적하고, 축적된 측정값을 분석하여 구축한 빅데이터를 기 설정된 딥러닝 알고리즘을 통해 학습하여 악취 활성도를 파악하며, 각 구역별로 설치된 악취 차단장치의 모니터링을 수행하는 관리서버(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내외기 온도차를 이용한 하수관로 악취 차단장치.
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