KR20000058584A

KR20000058584A - 무선 자동 수위 조절시스템

Info

Publication number: KR20000058584A
Application number: KR1020000033324A
Authority: KR
Inventors: 정현오
Original assignee: 정현오; 주식회사 시온테크닉스
Priority date: 2000-02-19
Filing date: 2000-06-16
Publication date: 2000-10-05
Also published as: KR100395753B1

Abstract

본 발명은 무선 자동 수위 조절 시스템에 관한 것으로, 원수를 취수하기 위한 취수정(24); 상기 취수정(24) 내의 원수를 펌핑하기 위한 펌핑수단(22); 상기 펌핑수단(22)으로부터 취수된 원수를 공급하기 위한 송수관(36); 상기 송수관(36)내의 수압을 감지하기 위한 압력감지수단(34); 상기 송수관(36)내 원수의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(33); 상기 송수관(36)을 통해 공급된 원수를 저장하기 위한 저장수단(300)이 포함된 무선 자동 수위 조절장치에 있어서, 상기 압력감지수단(34)으로부터 입력된 데이터를 가공하여 출력하기 위한 드라이버 컨트롤러(110); 시스템의 각종 상황을 감시, 제어 및 디스플레이하기 위한 메인 컨트롤러(100)가 포함되어 원수(原水)가 존재하는 지점으로부터 원하는 소정의 저장수단까지 송수관을 통해 이송시키기 위한 거리가 원거리일 경우에 송수관의 일측에 장착된 압력감지수단으로 수압을 감지하여 자동으로 원수의 저장량을 결정 및 제어함으로써, 효율적인 수위 조절이 가능하도록 한 것이다.

Description

무선 자동 수위 조절시스템{Wireless Automation Water Level Control System}

본 발명은 무선 자동 수위 조절시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하수(地下水)를 포함한 상수(上水)나 침출수(浸出水) 또는 오폐수(汚廢水) 등(이하 원수(原水)라고 약칭함)이 존재하는 지점으로부터 원하는 소정의 저장수단까지 송수관을 통해 이송시키기 위한 거리가 원거리(수십m에서 수km)일 경우에 송수관의 일측에 장착된 압력감지수단으로 수압을 감지하여 자동으로 원수의 저장량을 결정 및 제어함으로써, 효율적인 수위 조절이 가능하도록 한 무선 자동 수위 조절시스템에 관한 것이다.

종래에 소정의 지역에 설치되어 원수를 저장수단으로 저수하기 위한 수위 조절장치는 소정의 집수지나 저수지 또는 지하로부터 원수를 펌핑수단으로 펌핑하여 소정의 거리에 설치된 저장수단으로 송수관을 통해 공급하고, 저장수단에는 저수되는 원수의 양 또는 수위를 감지수단에서 감지하여 배선된 전선을 통해 컨트롤러로 전달하며, 컨트롤러는 감지된 신호를 판단하여 펌핑수단의 구동을 제어할 수 있도록 하였다.

그러나, 종래에 원수를 공급하기 위한 송수관과 감지신호를 전송하기 위한 배선이 동시에 지하에 매설되거나 전선은 별도로 가공(架空) 상태로 연결하여야 하므로 2중의 연결작업을 필요로 하고, 가공 또는 매설된 배선은 외부의 영향이나 조건에 의하여 단선, 단락 또는 누수될 가능성이 높아 컨트롤러에서 펌핑수단으로 정상적인 제어신호를 전송하지 못하였을 경우에는 저장수단에 저수되는 원수가 범람하는 문제가 있었다. 또한, 펌핑수단을 항상 가동상태로 운전시키게 되면, 펌핑수단의 내구성이 저하되어 수명을 단축시키는 단점도 있었고, 배선된 전선이 단선, 단락 또는 누수에 의하여 누전이나 전력의 누설 등의 손실뿐만 아니라 감전사고를 일으킬 수 있는 문제도 내재되어 있었다. 또한, 별도의 전선을 배선하게 되므로 수위 조절장치의 설치비용 및 유지보수에 필요한 비용도 상승되는 요인이 있었다.

이와 같은 문제를 감안하여 전선으로 연결된 배선을 없애고 무선으로 송수관의 일단에 송수관내에 형성되는 수압을 감지하는 압력감지수단을 설치하여 저장수단에 저수된 원수의 양 또는 수위를 자동으로 조절할 수 있도록 함으로써, 배선에 의한 제반의 문제점을 해소하고 보다 정확한 수위를 조절할 수 있었다.

이러한 무선 자동 수위 조절장치는 도 1의 구성도를 참조하면, 소정의 깊이까지 굴착된 취수정(2)내에 원수를 펌핑하는 펌핑수단(3)이 장착되고, 펌핑수단(3)에는 소정의 직경을 갖는 송수관(5)이 연결되며, 취수정(2)에는 소정의 길이를 갖는 하나 이상의 전극봉(4)이 내설되고, 송수관(5)의 내측에는 송수관(5)으로부터 공급되는 원수의 수압을 감지하는 압력감지수단(6)이 구성되며, 송수관(5)의 종단에는 소정용량의 원수를 저수할 수 있는 저장수단(9)이 설치되고, 상기 펌핑수단(3)을 제어하는 컨트롤러(1)는 압력감지수단(6)으로부터 감지된 신호를 판단하여 전원공급라인(7)을 통해 펌핑수단(3)으로 인가되는 전원을 온 또는 오프시키도록 되어 있다.

상기 전극봉(4)은 하나 이상으로 설치된 것으로, 취수정(2)내에 담수되는 원수의 양 또는 수위를 감지하여 신호라인(8)을 통해 컨트롤러(1)로 출력하고, 전극봉(4)은 감지는 원수의 위치에 따라 저항값이 변화되므로 출력되는 전류값에 따라 수위를 판단할 수 있도록 된 것이다. 즉 전극봉(4)의 설치는 펌핑수단(3)이 컨트롤러(1)로부터 전원공급라인(7)을 통해 인가되는 전원으로 구동되면서 원수를 송수관(5)으로 배출하다가 원수의 양이 줄어들면서 수위가 낮아지면 펌핑수단(3)은 원수를 펌핑하여 배출하지 못하고 공회전만 하는 경우가 있다. 따라서, 전극봉(4)으로부터 수신된 신호를 컨트롤러(1)에서 판단하여 펌핑수단(3)으로 인가되는 전원을 차단시킴으로써 펌핑수단(3)의 망실을 방지하기 위한 것이다.

한편, 펌핑수단(3)이 정지된 후에 취수정(2)내에 원수가 채워지면 전극봉(4)이 수위를 감지하고, 감지된 수위는 컨트롤러(1)에서 판단하여 소정의 수위 이상이 되면 펌핑수단(3)에 전원을 공급하여 재가동시킴으로써, 원수의 펌핑이 이루어지도록 한다.

이와 같이 종래의 무선 자동 수위 조절장치의 경우에 컨트롤러는 전극봉에서 감지된 취수정내의 수위를 판단하여 펌핑수단을 제어하고, 그리고 컨트롤러는 송수관내의 압력감지수단으로부터 저장수단에 저장되는 수위(또는 수량)에 관한 감지신호를 판단하여 펌핑수단의 구동을 제어할 수 있도록 하고 있지만, 취수정내에 장착된 펌핑수단 및 전극봉은 지상으로부터 소정의 깊이에 장착 및 매설되어 있어 전극봉의 망실로 인하여 원수의 수위를 정확하게 감지하지 못하거나 감지를 하더라도 매설된 신호라인의 단선이나 단락에 의하여 컨트롤러가 수위를 감지하지 못하면 컨트롤러는 펌핑수단을 제어하지 못하게 되어 펌핑수단을 열화 또는 망실시킬 수 있고, 이미 매설된 펌핑수단 및 전극봉을 교체할 수 밖에 없으나, 이것 역시 용이하지 않을 뿐만 아니라, 교체에 따른 소요 비용이 많아지는 문제가 있었다.

이와 같이 취수정내의 원수의 양을 전극봉에서 정확하게 감지하지 못하면 펌핑수단의 제어가 불가능하므로 사용상의 불편이 뒤따르는 것이다.

또한, 컨트롤러에서 단순한 전기적인 신호의 입력만을 감지하여 카운터나 전자개폐기 등의 구동에 의하여 펌핑수단을 제어하므로, 다양한 제어기능을 확보할 수 없어 보다 정밀한 제어가 어려운 실정이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 취수정 내에서 원수의 양 또는 수위를 감지하는 전극봉을 설치하는 대신에 송수관에 압력감지수단을 장착하여 펌핑수단으로부터 펌핑되는 원수의 압력에 따라 취수정내의 원수의 양 또는 수위를 감지함으로써, 펌핑수단의 구동을 제어하기 위한 무선 자동 수위 조절시스템을 제공하기 위한 것이 목적이다.

또한, 본 발명은 하나 이상의 압력감지수단을 송수관에 내장하거나 송수관 일체로 구성하고, 취수정의 원수가 펌핑수단에 의해 소정 시간 동안 펌핑될 때에 원수의 양이 일정 수위 이하로 고갈되는 한정적인 상태일 경우와, 소정 시간 동안 펌핑하여도 원수의 양이 고갈되지 않는 비한정적인 상태일 경우에 각각 송수관을 통해 유출 및 유입되는 수압이나 수량을 감지하여 감지된 신호 출력하거나 압력감지수단의 감지신호를 판단하여 펌핑수단의 구동속도를 시간 또는 압력의 크기에 따라 제어하기 위한 것이 다른 목적이다.

또한, 본 발명에서는 컨트롤러에 제어부를 채용하여 다양하고 향상된 기능을 부여하고, 작동상태를 가시적으로 표시할 수 있는 표시창을 구성하여 수위나 수량의 표시, 설정상태의 표시, 작동상태의 표시 또는 타이머의 표시를 위한 설정이 용이하도록 하며, 펌핑수단의 구동후에 저장수단에 저수되는 원수의 수압이 설정된 압력 이상 상승하면 오프되고, 원수의 사용으로 인하여 수압이 설정된 압력 이하로 감소하면 펌핑수단이 재구동되도록 하여 저장수단에 항상 일정량의 원수가 저장될 수 있도록 용이하게 제어할 수 있도록 한 것이 다른 목적이다.

또한, 본 발명은 취수정내에 원수가 비한정적일 경우에 펌핑수단이 원수의 취수때에 원수의 수위에 따라 압력감지수단에 전달되는 압력의 변화량을 판단하여 펌핑수단의 구동을 제어함과 동시에 보조적으로 콘트롤러를 통해 펌핑수단으로 전달되는 전류의 변화량을 측정하여 펌핑수단의 구동을 제어함으로써, 펌핑수단이 무단으로 구동되어 열화 및 망실되는 것을 방지하기 위한 것이 또 다른 목적이다.

도 1은 종래의 기술로 취수된 원수를 원격의 저장수단으로 공급수위를 자동으로 조절할 수 있는 장치를 나타낸 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 무선 자동 수위 조절시스템의 블록도,

도 3은 본 발명에 따른 무선 자동 수위 조절시스템의 제어패널의 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 무선 자동 수위 조절시스템의 제 1실시예로 나타낸 구성도,

도 5는 도 4의 압력감지수단의 감지상태를 나타낸 그래프,

도 6은 본 발명에 따른 무선 자동 수위 조절시스템의 제 2실시예로 나타낸 구성도,

도 7은 도 6의 압력감지수단의 감지상태를 나타낸 그래프,

도 8은 본 발명에 따른 무선 자동 수위 조절시스템의 제 3실시예로 나타낸 구성도,

도 9a 및 도 9b는 도 8의 압력감지수단의 감지상태를 나타낸 그래프,

도 10은 본 발명에 따른 무선 자동 수위 조절시스템의 제 4실시예로 나타낸 구성도,

도 11a 및 도 11b는 도 10의 압력감지수단의 감지상태를 나타낸 그래프,

도 12는 본 발명에 따른 무선 자동 수위 조절시스템의 제 5실시예로 나타낸 구성도,

도 13a-13c는 도 12에서의 압력감지상태를 나타낸 그래프,

도 14는 본 발명의 저장수단으로부터 수압을 감지하기 위한 구성도,

도 15는 본 발명의 저장수단으로부터 수압을 감지하기 위한 다른 구성도,

도 16은 본 발명의 저장수단으로부터 수압을 감지하기 위한 또 다른 구성도,

도 17은 본 발명의 송수관의 종단에 연결된 개폐수단의 구성도,

도 18은 본 발명의 저장수단으로부터 수압을 감지하기 위한 보조관의 구성도,

도 19는 본 발명의 제어패널에서 자동모드로 설정되어 있을 때의 동작상태를 나타낸 흐름도,

도 20은 본 발명의 제어패널에서 자동모드로 설정되어 있을 때의 원수가 한정적인 경우에 동작상태를 나타낸 흐름도,

도 21은 본 발명의 제어패널에서 수동모드로 설정되어 있을 때의 동작상태를 나타낸 흐름도,

도 22는 본 발명의 메인 콘트롤러의 동작상태를 나타낸 흐름도,

도 23은 본 발명에 따른 송수관의 내측 파이프내에 압력감지수단이 삽입된 상태를 나타낸 단면도,

도 24는 도 23의 요부확대 단면도,

도 25a 내지 도 25d는 다른 실시예로 송수관의 구조를 나타낸 단면도,

도 26는 하나의 저장수단에 복수의 펌핑수단 및 송수관이 연결된 상태를 나타낸 개략도,

도 27은 하나의 펌핑수단 및 송수관을 통해 복수의 저장수단이 연결된 상태를 나타낸 개략도,

도 28은 본 발명에 따른 무선으로 수위를 조절하기 위한 시스템의 작동에 관한 전체적인 흐름도.

♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 전원공급부 12: 제어패널부

15, 112: 통신부 16: 제어부

17: 전자개폐기 18: 메모리부

19: 신호라인 22: 펌핑수단

24: 취수정 26: 전원공급라인

30: 수압계 31: 수량계

32: 개폐밸브 33: 체크밸브

34, 35: 압력감지수단 36: 송수관

37: 공압관 38: 외측 파이프

39: 내측 파이프 40: 표시창

41: 상태표시수단 42, 43, 45, 47: 표시기

44: 압력표시수단 46: 수위표시수단

50: 기능키 입력부 51: 모드설정키

52: 모터설정키 53: 레벨설정키

54: 재시작시간 설정키 55: 시작시간 설정키

56: 종료시간 설정키 57: 패스워드 설정키

58: 취소키 60: 선택키 입력부

61: 저장 설정키 62: 업 설정키

63: 다운 설정키 64, 65: 자리수 설정키

100: 메인 컨트롤러 110, 111: 드라이버 컨트롤러

200: 취수관리실 300: 저장수단

310: 개폐수단 320: T자관

321: 수압감지관 322: 나팔관

323: 수압공 324: 연장관

325: 내관 330: 급수관

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 원수를 취수하기 위한 취수정; 상기 취수정내의 원수를 펌핑하기 위한 펌핑수단; 상기 펌핑수단으로부터 취수된 원수를 공급하기 위한 송수관; 상기 송수관내의 수압을 감지하기 위한 압력감지수단; 상기 송수관내 원수의 역류를 방지하기 위한 체크밸브; 상기 송수관을 통해 공급된 원수를 저장하기 위한 저장수단이 포함된 무선 자동 수위 조절장치에 있어서, 상기 압력감지수단으로부터 입력된 데이터를 가공하여 출력하기 위한 드라이버 컨트롤러; 시스템의 각종 상황을 감시, 제어 및 디스플레이하기 위한 메인 컨트롤러가 포함되어 이루어진 것이 특징이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 무선 자동 수위 조절시스템의 블록도이고, 도 3은 제어패널의 구성도이며, 도 4는 무선 자동 수위 조절시스템의 제 1실시예로 구성도이다.

취수정(24)은 원수를 취수하기 위한 것으로, 지면으로부터 소정 깊이의 지하로 천공되어 지하수를 취수할 수 있는 우물이거나 상수 또는 오폐수 등을 취수할 수 있도록 한 것이다. 취수정(24)은 원수의 저장상태나 공급상태에 따라 유한정 또는 무한정의 원수를 취수할 수 있다. 취수정(24)은 취수관리실(200)에서 관리할 수 있도록 되어 있다. 즉 취수관리실(200)에는 취수정(24)과, 취수정(24)으로부터 연결된 송수관(36)과 각종의 감지수단 및 제어기기 등이 구성되고, 펌핑수단(22)을 제어하기 위한 메인 콘트롤러(100)가 설치되어 있다.

펌핑수단(22)은 소정 깊이의 취수정(24) 내에 설치된 것으로, 전원공급부(10)로부터 입력된 구동전원으로 구동되어 원수를 펌핑하는 것이다. 펌핑수단(22)은 지하의 땅속이나 원수가 저장된 위치(예로, 저수지나 강 또는 바다)에서 원수를 펌핑하고, 바람직하게는 수중에 설치되지만, 지형적인 상황이나 위치적인 상황에 따라 지상의 취수정 내에 설치할 수도 있다. 펌핑수단(22)은 모터펌프를 사용하는 것이 바람직하고, 경우에 따라 원수를 펌핑할 수 있는 것이면 어떠한 것이라도 적용이 가능하다.

송수관(36)은 상기 펌핑수단(22)으로부터 취수된 원수를 공급 및 배출하기 위한 것으로, 취수정(24)으로부터 연결된 송수관(36)은 원수를 저장할 장소까지 연장되어 설치되고, 송수관(36)은 가공의 상태로 또는 지표면에 설치되며, 바람직하게는 땅속에 매설되는 것이 바람직하다.

압력감지수단(34)은 송수관(36)에 장착되어 펌핑수단(22)으로부터 펌핑되는 원수의 수압과, 저장수단(300)에 저장된 원수가 대기압에 의하여 송수관(36)을 통해 가해지는 수압을 동시에 감지하는 것으로, 펌핑수단(22)으로부터 연결된 송수관(36)이 지상에 위치하는 지점 또는 펌핑수단(22)의 펌핑상태를 가장 용이하게 감지할 수 있는 위치에 장착되는 것이 바람직하다. 압력감지수단(34)은 기본적으로 하나가 적용되지만 필요에 따라 하나 이상이 적용될 수 있다.

체크밸브(30)는 송수관(36) 내에 장착되어 펌핑되는 원수의 역류를 방지하기 위한 것으로, 송수관(36)을 따라 흐르는 원수의 방향을 설정하는 것이다. 또한, 체크밸브(33)에는 미세관을 형성하여 펌핑수단(22)으로부터 원수가 공급되지 않는 순간에 송수관(36)에 형성되는 순간적인 과도압에 의한 송수관(36)의 파손 및 압력감지수단(34)의 에러를 방지할 수 있도록 하였다.

저장수단(300)은 송수관(36)의 종단에 설치되어 원수를 저장하는 것으로, 저장수단(300)은 저장탱크와 같이 원수를 저장할 수 있는 소정의 체적을 가진 것이다. 저장수단(300)에 저수되는 원수는 별도의 송수관이나 급수관(330)을 통해 다른 저장수단으로 배출되거나 펌핑 또는 공급되게 된다.

지하로부터 저장수단(300)으로 연결되는 송수관(36)은 저장수단(300)의 하단 위치에 T자관(320)이 연결되어 있고, T자관(320)의 일단은 송수된 원수가 배출되며 원수의 배출을 개폐하는 개폐수단(310)이 구성되어 있다. 더욱이 T자관(320)의 타단은 저장수단(300)의 원수의 수압을 감지하기 위한 수압감지관(321)이 형성되어 있다. 상기 송수관(36)의 직경과 수압감지관(321)의 직경은 약 10:1 정도로 수압감지관(321)의 직경이 상대적으로 작게 형성되는 것이 바람직하다.

드라이버 컨트롤러(110)는 상기 압력감지수단(34)으로부터 입력된 전기적인 데이터를 가공하여 출력하기 위한 것으로, 압력감지수단(34)의 신호라인(19)의 손실을 최소화하기 위하여 데이터를 디지털신호로 변환시켜 송신하기 위한 것이다.

메인 컨트롤러(100)는 시스템의 각종 상황을 감시, 제어 및 디스플레이하기 위한 것으로, 도 2의 시스템 블록도를 참조하면, 메인 컨트롤러(100) 및 드라이버 컨트롤러(110)의 주요 구성이 나타나 있다.

즉 메인 컨트롤러(100)의 전원공급부(10)는 외부로부터 입력된 교류전원(AC220V)을 출력하거나 직류전원(DC)으로 변환하여 출력하는 것으로, 전원공급부(10)는 입력된 교류전원의 서지전압이나 노이즈를 차단한 후에 펌핑수단(22)으로 직접 연결시켜 주거나 컨트롤러(100)에 구성된 전자회로를 구동시키기 위한 소정 크기의 직류전원으로 강압, 정류 및 평활시켜 출력시키는 것이다.

제어패널부(12)는 펌핑수단(22)의 구동을 설정하고 구동상태를 표시하는 것으로, 메인 컨트롤러(100)의 전면에 장착되고, 내측에는 시스템의 제어를 위한 전기 및 전자회로가 구성되어 있다. 제어패널부(12)는 사용자가 펌핑수단(22)의 구동에 관한 모드의 설정 및 상태에 관한 정보를 한 눈에 인식 및 제어할 수 있는 것이다.

제어부(16)는 제어패널부(12)로부터 설정되어 입력된 신호를 판단하여 다시 제어패널부(12)로 출력하거나 펌핑수단(22)의 구동을 제어하는 신호를 출력하는 것으로, 제어부(16)에는 제어를 위한 프로그램이 포함되어 있고, 마이크로프로세서가 적용되는 것이 바람직하다. 제어부(16)는 예를 들어, A, B접점 및 공통(Common) 접점으로 구성되어 펌핑수단(22)을 제어하는 것이다.

메모리부(18)는 설정된 데이터를 출력하거나 입력된 데이터를 저장하는 것으로, 제어부(16)의 요구에 의하여 설정된 프로그램이나 데이터를 출력하거나 외부로부터 입력된 정보데이터를 저장하는 것이다. 메모리부(18)는 데이터를 저장하거나 지울 수 있는 ROM(EPROM, EEPROM 등)이거나 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 RAM 등이 적용될 수 있다.

전자개폐기(예로, 릴레이나 스위칭수단 등)(17)는 전원공급부(10)로부터 인가되는 전원을 펌핑수단(22)으로 공급 또는 차단시키기 위한 것으로, 제어부(16)의 제어로 전원공급라인(26)을 통해 펌핑수단(22)으로 연결된다.

제 1통신부(15)는 압력에 관한 신호 및 제어신호를 송수신하기 위한 것으로, 제 1통신부(15)는 압력감지수단(34)의 현재 압력을 수신하여 펌핑수단(22)을 감시 및 제어하기 위하여 드라이버 컨트롤러(110)와 통신을 하고, 통신은 RS-232C(101) 등을 통해 이루어진다.

상기 드라이버 컨트롤러(110)는 상기 압력감지수단(34)으로부터 압력에 관한 신호를 전압이나 전류의 형태로 입력받기 위한 입력부(116)와, 상기 압력감지수단(34)으로부터 수신한 압력에 대한 아날로그신호를 디지털신호로 변환시켜 메인 컨트롤러(100)와 RS-232C 통신을 위한 제 2통신부(112)와, 드라이버 컨트롤러(110)의 상태를 가시적으로 표시하기 위한 표시부(114)가 포함되어 있다.

또한, 도 3에서, 상기 제어패널부(12)는 작동상태 및 설정상태를 가시적으로 표시하기 위한 표시창(40)이 구성되고, 이 표시창(40)에는 메인 콘트롤러(100)의 현재 상태를 표시하기 위한 상태표시수단(41)과, 송수관(36)내에 형성되는 압력을 표시하기 위한 압력표시수단(44)과, 상기 저장수단(300)내 원수의 수위를 표시하기 위한 수위표시수단(46)이 구성된다.

상기 표시창(40)의 상태표시수단(41)은 기본적인 표시로, 자동모드에서 펌핑수단이 구동상태인 run과, 자동모드에서 고수위가 되어 펌핑수단이 정지상태인 USE와, 현재의 상태에서 펌핑수단을 수동으로 온/오프할 수 있는 OFF 등을 표시한다.

상기 표시창(40)의 상태표시수단(41, 44, 46)들은 사용자가 현재의 제어상태를 용이하게 인식하기 위한 것으로, 펌핑수단(22)의 자동 또는 수동모드의 표시, 현재모드의 표시 및 시스템의 작동에 따른 에러를 표시하고, 작동 또는 정지시간을 표시하며, 시간을 분 또는 초의 단위로 설정 및 카운트되는 것을 표시하는 것이다. 또한, 시간표시수단(41), 압력표시수단(44) 및 수위표시수단(46)은 복수의 표시기(42, 43, 45, 47)가 각각 구성되고, 표시기(42, 43, 45, 47)는 액정표시장치로 LED-어레이, 7-세그먼트 어레이 또는 TFT-LCD 등이 적용되는 것이 바람직하다.

상기 시간표시수단(41)은 표시기(42, 43)를 통해 각종 정보가 표시되고, 특히 시간의 카운트를 위하여 예를 들어, 000분 00초까지 카운트하고, 압력표시수단(44)은 표시기(45)을 통해 예를 들어, 0000Kg/cm2 까지 표시한다.

또한, 상기 수위표시수단(46)은 취수정(24) 또는 저장수단(300)내의 원수의 양을 가시적인 수위의 형태로 표시하는 것으로, 복수의 표시기(47)의 점등 또는 소등에 의하여 수위의 레벨을 만수위 및 저수위와 퍼센트(%)의 형태로 표시하고, 이는 메인 콘트롤러(100)가 현재의 수위를 고수위로 인식하여 펌핑수단(22)이 오프되고 압력이 안정되는 시간이 지난 후에 상태표시수단(41)에 'USE'가 나타나면 그때의 압력과 저수위로 인식하기 위하여 기능키 입력부(50)의 레벨설정키(52)로 설정된 설정값을 산정하여 퍼센트(%)로 표시하게 된다.

수위표시창(46)은 사용자의 요구에 의하여 취수정(24)내의 원수의 수위를 표시할 수 있으며, 이는 저장수단(300) 및 취수정(24)내의 수위를 모두 또는 선택적으로 표시할 수 있도록 구성할 수 있다.

또한, 제어패널부(12)에는 시스템의 제어를 위하여 사용자가 메인 콘트롤러(100)의 정상적인 동작을 위하여 상태값을 설정하기 위한 기능키 입력부(50)와, 사용자가 메인 콘트롤러(100)의 상태를 설정상태로 만든 후에 사용하기 위한 선택키 입력부(60)가 포함된다.

기능키 입력부(50)는 상기 펌핑수단(22)을 자동 또는 수동으로 구동을 설정하기 위한 모드설정키(51)와, 상기 펌핑수단(22)을 수동으로 선택하였을 때에 펌핑수단(22)의 구동을 설정하기 위한 모터설정키(52)와, 상기 압력감지수단(34)의 압력에 따라 수위를 설정하기 위한 레벨설정키(53)와, 상기 펌핑수단(22)의 구동으로 현재의 압력이 비정상적일 때에 펌핑수단(22)의 재구동시간을 설정하기 위한 재시작시간 설정키(54)와, 저수위가 되어 상기 펌핑수단(22)을 구동시켰을 때에 압력감지수단(34)의 압력으로 안정되는 시간을 설정하기 위한 시작시간 설정키(55)와, 만수위가 되어 상기 펌핑수단(22)의 구동을 오프시키기 위하여 압력감지수단(34)의 압력이라고 판단된 후에 펌핑수단(22)을 일정시간 동안 구동시키기 위한 종료시간 설정키(56)와, 상기 메인 컨트롤러(100)의 보안을 위한 패스워드 설정키(57)와, 설정상태가 되었을 경우에 수정된 값을 취소하기 위한 취소키(58)가 포함되어 있다.

상기 기능키 입력부(50)의 모드설정키(51)는 자동모드와 수동모드로 나뉘어지고, 자동모드는 설정 저장된 데이터를 사용하여 자동으로 동작시키고자 할 때에 사용되고, 수동모드는 설정 저장된 데이터를 무시하고 강제적으로 펌핑수단(22)을 온 또는 오프시킬 때에 사용된다.

모터설정키(52)는 모드를 수동모드로 선택하였을 경우에만 사용할 수 있고, 접점을 강제적으로 온 또는 오프시킬 수 있고, 자동 및 수동모드에 관계없이 펌핑수단(22)이 온되면 적색램프가 점등되고 펌핑수단(22)이 오프되면 적색램프가 소등되는 것이다.

또한, 레벨설정키(53)는 메인 콘트롤러(100)가 고수위로 인식하여 펌핑수단(22)이 오프된 다음에 저수위로 인식하여 펌핑수단(22)이 온되기까지의 높이를 설정하기 위한 것으로, 상태표시수단(41)의 앞의 3자리는 미터(M)이고, 뒤의 2자리는 센티미터(cm)이고, 설정할 수 있는 범위는 예를 들어, 10cm∼250M까지이다.

재시작시간 설정키(54)는 상기 펌핑수단(22)의 구동으로 현재의 압력이 비정상적일 때에 펌핑수단(22)의 재구동시간을 설정하기 위한 것으로, 펌핑수단(22)을 온시킨 후에 현재의 압력을 판단하여 맥놀이 현상 등의 이유로 정상적인 상태가 아닐 때에 다시 펌핑수단(22)을 온시키기까지의 시간이다. 설정범위는 000MIN(분) 00SEC(초)∼999MIN 99SEC이다.

시작시간 설정키(55)는 저수위가 되어 상기 펌핑수단(22)을 구동시켰을 때에 압력감지수단(34)의 압력으로 안정되는 시간을 설정하기 위한 것으로, 저수위가 되어 펌핑수단을 온시켰을 때에 압력감지수단(34)의 압력으로 안정되는 시간을 조정하기 위한 것이다. 설정범위는 00SEC∼99SEC이다.

종료시간 설정키(56)는 고수위가 되어 상기 펌핑수단(22)의 구동을 오프시키기 위하여 압력감지수단(34)의 압력이라고 판단된 후에 펌핑수단(22)을 일정시간 동안 구동시키기 위한 것이다. 설정범위는 00SEC∼99SEC이다.

패스워드 설정키(57)는 사용자가 상기 메인 컨트롤러(100)의 보안이 필요할 경우에 사용하는 것이다. 패스워드 설정키(57)의 사용을 예를 들어 설명하면, 최초의 패스워드를 등록할 경우에 먼저, 기능키 입력부(50)의 '패스워드' 램프가 오프되어 있는 상태이고, 패스워드 설정키(57)를 1회 누르면 상태표시수단(41)에 패스워드의 입력을 요구한다. 그러면 선택키 입력부(60)를 사용하여 패스워드를 입력하고, 저장 설정키(61)를 1회 눌러 설정한다. 최초의 저장된 값은 '00000'이다.

또한, 패스워드가 사용중일 경우에는 먼저, 기능키 입력부(50)의 패스워드 설정키(57)의 램프가 점등되어 있는 상태이고, 이때, 기능키 입력부(50)의 모드설정키(51), 모터설정키(52), 레벨설정키(53), 재시작시간 설정키(54), 시작시간 설정키(55), 종료시간 설정키(56) 및 패스워드 설정키(57)를 사용하면 상태표시수단(41)에서 패스워드의 입력을 요구하며, 이때, 저장 사용중인 패스워드를 선택키 입력부(60)를 사용하여 입력하고 저장설정키(61)를 1회 누른다. 단, 패스워드가 일치하지 않을 경우에 기능키 입력부(50)를 사용할 수 없다.

취소키(58)는 설정상태가 되었을 경우에 수정된 값을 취소하기 위한 것으로, 취소키(58)를 사용하였을 경우에 저장되지 않은 값은 취소가 되고, 현재의 상태모드로 전환되게 된다.

상기 기능키 입력부(50)에는 상태를 표시하기 위한 표시램프가 내장되어 있고, 조작중 또는 조작된 상태를 점등 또는 소등이나 점멸상태로 표시한다.

또한, 상기 제어패널부(12)의 선택키 입력부(60)는 사용자가 메인 콘트롤러(100)의 상태를 설정상태로 만든 후에 사용하는 것으로, 선택키 입력부(60)에는 사용자가 설정을 완료하여 설정된 값을 저장하여 사용하기 위한 저장 설정키(61)와, 메인 콘트롤러(100)가 설정상태로 되었을 경우에 상태표시수단(41)의 점멸하는 숫자를 가산하기 위한 업 설정키(62)와, 메인 콘트롤러(100)가 설정상태로 되었을 경우에 상태표시수단(41)의 점멸하는 숫자를 감산하기 위한 다운 설정키(63)와, 메인 콘트롤러(100)가 설정상태로 되었을 경우에 상태표시수단(41)의 점멸하는 자리수를 오른쪽 또는 왼쪽으로 이동시키기 위한 자리수 설정키(64, 65)가 포함되어 있다.

본 발명의 메인 콘트롤러(100) 및 펌핑수단(22)으로 인가되는 전원의 입력 및 출력의 연결을 설명하면, 교류전원(AC)은 내부의 스위칭모드 파워서플라이(SMPS)의 입력전원으로 사용하고, 입력전원의 형태는 프리볼트(AC90∼260V)이다.

도 4의 제 1실시예는 송수관(36)에 압력감지수단(34), 즉 하나의 압력감지수단이 구비된 경우이고, 취수정(24)으로부터 무한정의 원수를 취수할 수 있는 조건일 경우이다. 상기 압력감지수단(34)에서 감지하는 수압은 도 5의 그래프와 같다.

이와 같은 압력감지수단(34)이 장착된 경우는 취수정(24)으로부터 취수되는 원수가 비한정(거의 무한정, 즉 저장수단으로 취수되는 소정의 원수량을 지속적으로 공급할 수 있는 경우)적일 때에 원수가 저장수단(300)으로 펌핑되면 송수관(36)에 형성되는 수압을 감지한 후에 전기적인 신호로 변환하여 제어부(16)에 입력하고, 제어부(16)는 입력된 수압의 변화량이 상승하다가 이미 설정된 시간(t1) 동안 설정된 수압(p3) 이상으로 감지되면 제어신호를 출력하여 펌핑수단(22)으로 인가되는 전원이 차단되도록 전자개폐기(17)를 구동시키며, 입력된 수압에 관한 신호가 설정된 수압(p1) 이하로 감지되면 제어신호를 출력하여 펌핑수단(22)으로 전원이 인가되도록 전자개폐기(17)를 구동시키는 것이다.

상기 압력감지수단(34)에서 감지되는 수압은 도 5의 그래프에서, 취수정(24), 메인 컨트롤러(100), 송수관(36) 및 저장수단(300)을 설치하는 초기에는 취수정(24)으로부터 원수를 취수할 때에 수압이 p0의 상태에서 시작되고, 취수가 이루어진 후에는 저수위(p1)일 경우에 펌핑수단(22)이 자동으로 구동되도록 되어 있다. 펌핑수단(22)의 초기 펌핑압력은 p2에서 결정되고, 초기에 펌핑되는 수압(p2)을 송수관(36)이 충분히 견딜 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 펌핑되는 원수의 수압은 송수관(36)에서 서서히 증가하게 되고, 설정된 고수위(p3)가 된 후에 소정의 시간(t1)동안 소정의 압력이 지속적으로 상승하면, 컨트롤러(100)의 제어부(16)의 제어로 펌핑수단(22)으로 인가되는 전원은 차단된다. 따라서, 펌핑수단(22)으로부터 원수가 취수되지 않으므로 압력감지수단(34)은 저장수단(300)의 수압만을 감지하게 되고, 이때의 수압은 고수위의 압력(p3)보다 작은 수압(ps)이 될 것이다. 이후에 저장수단(300)에 저수된 원수가 소비되고, 소비되는 원수의 양이 설정된 저수위(p1)가 되면 송수관(36)의 압력감지수단(34)이 구동될 수 있도록 펌핑수단(22)에 전원을 인가되게 된다.

다음으로, 도 6의 제 2실시예는 송수관(36)에 압력감지수단(34), 즉 하나의 압력감지수단이 구비된 경우이고, 취수정(24)으로부터 유한정의 원수를 취수할 수 있는 조건일 경우이다. 상기 압력감지수단(34)에서 감지하는 수압은 도 7의 그래프와 같다.

이와 같은 압력감지수단(34)이 장착된 경우는 취수정(24)으로부터 취수되는 원수가 한정적일 경우에 송수관(36)을 통해 펌핑되는 원수의 수압과 저장수단(300)으로부터 저장된 원수의 수압을 감지한 후에 전기적인 신호로 변환하여 제어부(16)에 입력하고, 제어부(16)는 입력된 수압에 관한 신호가 이미 설정된 시간(t2, t3, t4) 동안 순간적인 변화가 설정된 회수(예를 들어, 5회) 이상으로 감지되면 제어신호를 출력하여 펌핑수단(22)으로 인가되는 전원이 차단되도록 전자개폐기(17)를 구동시키며, 설정된 소정의 시간(t5, t6, t7) 후에 전자개폐기(17)를 구동시켜 펌핑수단(22)으로 전원이 인가되도록 하여 재펌핑이 이루어지도록 하고, 입력된 수압에 관한 신호가 설정된 시간(t8) 동안 설정된 수압(p3) 이상으로 감지되면 제어신호를 출력하여 펌핑수단(22)으로 인가되는 전원이 차단되도록 전자개폐기(17)를 구동시키는 것이다.

상기 압력감지수단(34)에서 감지되는 수압은 도 7의 그래프에서, 취수정(24), 컨트롤러(100), 송수관(36) 및 저장수단(300)을 설치하는 초기에는 취수정(24)으로부터 원수를 취수할 때에 수압이 p0의 상태에서 시작하고, 취수가 이루어진 후에는 저수위(p1)일 경우에 펌핑수단(22)이 자동으로 구동되도록 되어 있다. 펌핑수단(22)의 초기 펌핑압력은 p2에서 결정되고, 초기에 펌핑되는 수압(p2)을 송수관(36)이 충분히 견딜 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 펌핑되는 원수의 수압은 송수관(36)에서 서서히 증가하다가 취수정(24)으로부터 취수할 수 있는 원수가 한정될 때에 소정의 시간(t2, t3, t4) 동안 소정의 회수로 취수정의 수위변화가 발생하면 취수를 중지할 수 있도록 펌핑수단(22)에 인가되는 전원을 차단시킨다. 이때, 차단된 상태에서 압력감지수단(34)은 저장수단(300)으로부터 저장된 원수의 압력을 감지하게 되고, 제어부(16)의 제어로 설정된 시간(t5, t6, t7)동안 펌핑수단(22)이 정지되어 있다가 다시 취수를 함으로써, 저장수단(300)으로 원수를 지속적으로 저장할 수 있도록 하는 것이다. 또한, 취수 중에 압력감지수단(34)에서 설정된 고수위(p3)가 된 후에 소정의 시간(t8)동안 소정의 압력이 지속적으로 상승하면, 컨트롤러(100)의 제어부(16)의 제어로 펌핑수단(22)으로 인가되는 전원은 차단된다. 따라서, 펌핑수단(22)으로부터 원수가 취수되지 않으므로 압력감지수단(34)은 저장수단(300)의 수압만을 감지하게 되고, 이때의 수압은 고수위의 압력(p3)보다 작은 수압(ps)이 될 것이다. 이후에 저장수단(300)에 저수된 원수가 소비되고, 소비되는 원수의 양이 설정된 저수위(p1)가 되면 송수관(36)의 압력감지수단(34)이 구동될 수 있도록 펌핑수단(22)에 전원을 인가시켜 취수를 하게 된다.

다음으로, 도 8의 제 3실시예는 송수관(36)에 하나 이상의 압력감지수단, 즉 제 1압력감지수단(34)과 제 2압력감지수단(35)을 구비한 경우로, 제 1압력감지수단(34)과 제 2압력감지수단(35) 사이에 체크밸브(33)가 설치되어 있고, 제 1압력감지수단(34)은 취수정으로부터 취수되는 원수의 수압을 감지하며, 제 2압력감지수단(35)은 저장수단(300) 및 송수관(36)에 형성되는 수압을 감지하여 각각 메인 컨트롤러(100)로 감지된 수압에 관한 신호를 출력할 수 있도록 한 것이다.

이는 상기 송수관(36)에 제 2압력감지수단(35)을 장착하여 제 1압력감지수단(34)은 취수정(24)으로부터 취수되는 원수의 수압만을 감지하여 감지된 신호를 제어부(16)로 출력하고, 제 2압력감지수단(35)은 송수관(36) 및 저장수단(300)으로부터 형성되는 수압만을 감지하여 감지된 신호를 제어부(16)로 출력하도록 하는 구성이다.

이와 같은 경우에는 도 9a의 제 1압력감지수단(34)의 압력(P1) 및 시간(t)과의 관계를 나타낸 그래프와, 도 9b의 제 2압력감지수단(35)의 압력(P2) 및 시간(t)과의 관계를 나타낸 그래프를 참조하면 알 수 있다.

즉 상기 제 1압력감지수단(34)은 취수정(24)으로부터 취수되는 원수가 비한정적일 때에 펌핑되는 원수의 설정된 수압(p2)만을 감지하고, 감지된 신호가 설정된 시간(t9) 동안 설정된 수압(p4) 이하이거나 감지된 신호가 설정된 시간(t9) 동안 설정된 수압(p5) 이상일 경우에 제어부(16)에서 이상 압력상승이나 이상 압력하강임을 판단하여 제어신호를 출력하여 펌핑수단(22)으로 인가되는 전원이 차단되도록 전자개폐기(17)를 구동시킨다.

또한, 제 2압력감지수단(35)은 도 9b에서, 취수정(24)으로부터 취수되는 원수의 수압과는 무관하게 저장수단(300) 및 송수관(36)에 형성되는 수압만을 감지하게 되고, 이는 제 2압력감지수단(35)에서 이미 설정된 시간(t10) 동안 감지된 신호가 설정된 수압(p3) 이상으로 감지되면 제어신호를 출력하여 펌핑수단(22)으로 인가되는 전원이 차단되도록 전자개폐기(17)를 구동시키며, 입력된 수압에 관한 신호가 설정된 수압(p1) 이하로 감지되면 제어신호를 출력하여 펌핑수단(22)으로 전원이 인가되도록 전자개폐기(17)를 구동시키는 것이다. 상기 펌핑수단(22)으로부터 원수가 취수되지 않으면 제 2압력감지수단(35)은 저장수단(300)의 수압만을 감지하게 되고, 이때의 수압은 고수위의 압력(p3)보다 작은 수압(ps)이 되며, 이후에 저장수단(300)으로부터 원수가 소비되게 된다.

다음으로, 도 10의 제 4실시예는 송수관(36)에 하나 이상의 압력감지수단, 즉 제 1압력감지수단(34)과 제 2압력감지수단(35)을 구비한 경우로, 도 10의 경우에는 취수정(24)으로부터 취수되는 원수의 양이 한정적인 경우이다.

이와 같은 경우에는 도 11a의 제 1압력감지수단(34)의 압력(P1) 및 시간(t)과의 관계를 나타낸 그래프와, 도 11b의 제 2압력감지수단(35)의 압력(P2) 및 시간(t)과의 관계를 나타낸 그래프를 참조하면 알 수 있다.

제 1압력감지수단(34)은 취수정(24)의 펌핑수단(22)으로부터 펌핑된 원수를 감지하여 초기의 펌핑압력이 있은 후에 계속적으로 펌핑되는 수압을 감지하다가 소정의 시간(t11, t12, t13)동안 취수정(24)으로부터 소정 회수로 수위가 변화되면 제어부(16)는 제 1압력감지수단(34)의 감지신호로 취수정(24)내의 원수가 정상적으로 펌핑되지 않음을 판단하고 펌핑수단(22)으로 인가되는 전원을 차단시킨다. 펌핑수단(22)으로 인가되는 전원이 차단된 후에 소정의 시간(t14, t15, t16) 동안 지연되고, 이는 취수정(24)내에 원수가 정상적으로 수위까지 채워지는 시간이 될 것이다. 상기 취수정(24)으로부터 정상적인 펌핑이 이루어지는 동안에 소정의 시간(t17) 동안 이상 압력상승 또는 이상 압력하강이 발생하면 제어부(16)는 이를 판단하여 펌핑수단(22)으로 인가되는 전원을 차단시킨다. 이상 압력상승이나 이상 압력하강은 펌핑수단(22)의 고장이거나 송수관(36)의 막힘 등에 의하여 정상적인 취수가 이루어지지 않을 경우에 펌핑수단(22) 및 송수관(36)의 보호를 위한 것이다.

또한, 제 2압력감지수단(35)은 펌핑수단(22)으로부터 취수되어 송수관(36)을 통해 저장수단(300)까지 공급되는 원수의 수압을 감지하는 것으로, 펌핑수단(22)의 구동과 동시에 최초의 펌핑압력(p2)이 있은 후에 서서히 증가하다가 제 1압력감지수단(34)의 감지된 신호에 의하여 제어부(16)가 펌핑수단(22)의 구동을 정지시켰을 때로 제 2압력감지수단(35)은 펌핑이 이루어지지 않은 시간(t18, t19, t20) 동안에는 송수관(36) 및 저장수단(300)으로부터 가해지는 수압만을 감지하여 제어부(16)로 출력하게 된다. 더욱이 제 2압력감지수단(35)은 송수관(36)에 형성되는 수압을 감지하다가 소정의 시간(t21) 동안 소정의 압력(p8) 이상으로 감지되면, 제어부(16)는 전자개폐기(17)에 제어신호를 출력하여 펌핑수단(22)으로 인가되는 전원을 차단시켜 펌핑수단(22)의 구동을 정지시킨다. 이는 저장수단(300)에 원수의 저장이 완료되었음을 판단하는 것이고, 원수의 취수가 종료되면, 제 2압력감지수단(35)은 상기 펌핑수단(22)으로부터 원수가 취수되지 않으므로 저장수단(300)의 순수한 수압만을 감지하게 되고, 이때의 수압은 고수위의 압력(p8)보다 작은 수압(ps)이 되며, 이후에 저장수단(300)으로부터 원수가 소비되게 된다. 이후에는 저장된 원수의 소비가 이루어진 후에 송수관(36)에 감지되는 수압이 설정된 저수위(p1)가 되면 제어부(16)는 전자개폐기(17)를 구동시켜 펌핑수단(22)으로 전원을 인가시키므로 펌핑수단(22)을 가동시켜 취수를 하게 된다.

도 12는 다른 실시예로, 하나의 압력감지수단을 송수관(36)에 설치하여 송수관(36) 내의 수압의 감지로 저장수단(300)의 수위를 감지하고, 취수정(24) 내의 수위를 감지할 수 있는 공압관(37) 및 공압센서(35)(제 2압력감지수단)를 장착하여 취수정(24) 내의 수위변화를 감지하는 것이다. 이때, 취수정(24)은 유한정의 원수를 취수할 수 있고, 원수의 펌핑 도중에 원수가 고갈되면 펌핑수단(22)의 구동이 정지되고, 원수가 다시 소정의 수위만큼 복귀되면 펌핑수단(22)은 재 구동되어 원수를 취수하게 된다.

이와 같은 경우에 있어서는 취수정(24)의 수위를 공압관(37) 및 공압센서(35)를 이용하여 감지함으로써, 펌핑수단(22)이 무단으로 구동되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.

즉 취수정(24)의 원수가 고수위(H)의 위치에 있을 경우에 펌핑수단(22)은 별다른 무리없이 송수관(36)을 통해 원수를 취수하여 공급하지만, 취수정(24)의 원수가 고갈되어 저수위(L)가 되면 펌핑수단(22)은 정상적인 취수를 할 수가 없게 되는데, 이는 공압관(37)에 형성되는 공기압이 취수정(24)의 원수가 고수위일 때에는 대기압에 의하여 공압관(37)내의 공기가 압축되므로 공압센서(35)에 가해지는 압력이 커지고, 이 값은 드라이버 콘트롤러(111)를 거쳐 메인 콘트롤러(100)로 입력되면, 메인 콘트롤러(100)는 설정된 값과 비교 및 판단한 후에 펌핑수단(22)으로 인가되는 구동전원을 지속적으로 공급한다. 그러나, 취수정(24)내의 원수의 수위가 내려가면서 공압관(37)의 공기압은 작아지고, 이에 따른 공압센서(35)의 감지값이 드라이버 콘트롤러(110)를 거쳐 메인 콘트롤러(100)에 입력되면 메인 콘트롤러(100)는 설정된 값과 입력된 값을 비교 및 연산한 후에 저수위(L)의 수위라고 판단되면 펌핑수단(22)으로 인가되는 구동전원을 차단시켜 취수를 정지시킨다.

그러므로, 취수정(24)내에 저수위(L) 이상의 원수가 있을 경우에만 펌핑수단(22)이 정상적으로 구동되고, 펌핑수단(22)이 정상적인 원수를 취수할 경우에는 인가되는 구동전원도 일정하지만, 취수정(24)내에 수위가 낮아져 펌핑수단(22)이 취수하는 원수량이 적어지면 펌핑수단(22)으로 인가되는 구동전원의 크기도 작아진다.

따라서, 공압센서, 즉 제 2압력감지수단(35)으로 취수정(24)내의 원수의 양을 감지하지 않아도 메인 콘트롤러(100)는 펌핑수단(22)으로 인가되는 구동전원의 크기를 판단하여 취수정(24)의 원수가 고갈되고 있는지를 판단할 수 있게 된다.

도 13a는 본 발명에서 메인 콘트롤러(100)의 제어부(16)에 저장수단(300)의 수위를 초기에 한번의 설정으로 다음에 재설정없이 초기 설정된 값을 기준으로 펌핑수단의 구동을 제어할 수 있도록 한 것으로, 먼저, 저장수단(300)으로 원수를 취수하여 공급한 후에 사용자가 원하는 수위의 원수가 저장수단(300)에 채워지면, 펌핑수단(22)의 구동을 정지(a)시킨다. 펌핑수단(22)의 구동이 정지된 후에 고수위(p3)로 판단되는 위치를 사용자는 초기의 설정값으로 정한다. 초기의 설정값이 정해지고 나면, 급수관(330)을 통해 원수의 급수가 이루어지고, 저장수단(300)내의 원수는 사용자가 원하는 저수위(p1)까지 급수되었을 때에 펌핑수단(22)의 구동이 이루어지도록 설정한다. 이때를 펌핑시작값(c)인 저수위(p1)로 설정하는 것이다. 다시 펌핑수단(22)의 펌핑이 이루지면 저장수단(300)에 초기 고수위(p3)로 설정된 위치까지 원수가 채워지면 펌핑수단(22)은 오프값(d)에서 정지된다. 즉 이러한 초기 설정값(b) 및 펌핑시작값(c) 및 오프값(c)은 압력감지수단(34)에서 감지한 값이 설정되게 된다.

또한, 도 13b는 가압장의 예를 나타낸 것으로, 오프값(e)에서 리플(ripple)성분이 발생되는 것을 가압장의 원수가 정상적으로 공급되지 않은 상태를 나타낸 것이고, 도 13c는 우물의 경우를 나타낸 예로, 주어진 일정시간 동안 다수회로 값이 변화(f)할 때, 즉 순간 떨어진 값이 주어진 값만큼 회복하지 못했을 경우에는 취수정의 원수가 기준 수위이하인 경우이므로 펌핑수단에 무리를 줄 수 있는 값일 때에는 수위가 회복되어 다시 정상적으로 펌핑할 수 있도록 하는 것이다.

도 14는 송수관(36)을 통해 저장수단(300)에 저수되는 원수의 수위를 보다 정확하게 감지하기 위한 구조를 나타낸 것으로, 송수관(36)의 하단에 결합된 T자관(320)에 연결된 수압감지관(321)의 일단에 나팔관(322)을 연결하여 저장수단(300)에 저수된 원수의 대기압, 즉 수압을 감지하여 송수관(36)을 통해 압력감지수단(34)으로 전달하기 위한 것이다. 상기 저장수단(300)의 나팔관(322)은 급수관(330)과 반대방향이나 서로 영향이 적은 위치에 장착하는 것이 바람직하다. 따라서, 도 15의 경우에는 급수관(330)이 위치한 부분과 가능한 한 먼 위치에 수압감지관(321) 및 나팔관(322)을 구성한 것이다.

도 16은 저장수단(300)의 수위를 감지하기 위한 다른 실시예를 나타낸 것으로, 송수관(36) 내에 별도의 내관(325)을 삽입하여 송수관(36)으로는 원수를 공급하고, 내관(325)으로는 저장수단(300)의 수압을 감지하여 보다 정확한 수위를 판단할 수 있도록 한 것이다.

더욱이 도 17은 송수관(36)의 종단에 설치된 개폐수단(310)의 부구를 구의 형태로 적용하지 않고, 원뿔형태를 적용하여 저장수단(300)에 저수된 원수의 요동이나 움직임을 최소화하여 설정된 고수위를 보다 정확하게 감지할 수 있도록 한 것이다.

도 18은 수압감지관(321)에 연결된 나팔관(322)에 복수의 수압공(323)이 형성된 연장관(324)을 장착하여 원수의 흔들임에 의한 수압의 변화나 급수관(330)으로 급수되는 원수의 변화 등으로부터 정확한 수압을 감지할 수 있도록 하였다.

도 19는 본 발명의 메인 콘트롤러(100)를 통해 펌핑수단(22)의 자동모드에서의 구동에 관한 흐름을 나타낸 것으로, 단계(S10)에서 메인 콘트롤러(100)에 전원이 인가되어 온되면, 모드설정키(51)의 램프가 점등되고 자동모드로 실행된다. 그리고 수동모드로 동작 중에는 모드설정키(51)를 누르고 모드설정키(51)의 램프가 점등되면 자동모드로 동작하는 상태이다.

단계(S11)에서 자동모드이면 모터설정키(52)의 램프가 점등되고, 펌핑수단(22)이 A접점으로 연결되어 구동상태가 된다. 단계(S12)에서 시작 지연시간 동안 대기상태를 유지하고, 단계(S13)에서 소정의 시간, 예로, 1초 간격으로 16초 전의 압력값과 비교하여 크면 압력상승으로 인식하게 된다.

단계(S14)에서 종료 지연시간 동안 계속하여 발생되는지를 판단하여 계속해서 발생되면 단계(S16)에서 고수위로 인식하여 모터설정키(52)의 램프가 소등되면서 펌핑수단(22)이 정지된다. 그러나, 단계(S15)에서 종료 지연시간 동안 계속하여 발생되지 않으면 펌핑수단(22)은 구동상태를 유지하게 된다.

단계(S17)에서는 펌핑수단(22)이 정지되고, 압력 안정 지연시간(예로, 2분, 자체시간)동안 대기상태를 유지한다. 단계(S18)에서는 대기상태가 지난 후에 수위표시수단(46)이 'Full' 까지 램프가 점등되고, 이때, 표시되는 압력값과 레벨설정키(53)의 설정값(저수위)을 산정한다. 즉 저수위(cm) = (Full상태의 압력값×1000)(cm) － 레벨설정키의 설정값(cm)에 의하여 산정된다.

단계(S19)에서 현재의 수위가 저수위보다 크면 현상태를 유지하게 되고, 그렇지 않고 현재의 수위가 저수위 보다 작거나 같으면 펌핑수단(22)은 재구동된다.

한편, 메인 콘트롤러가 자동모드일 경우에 지하수, 즉 취수정내의 원수가 고갈상태가 되었을 경우에는 도 20의 흐름도를 참조하면, 단계(S20)에서 메인 콘트롤러(100)에 전원이 인가되어 온되면, 모드설정키(51)의 램프가 점등되고 자동모드로 실행된다. 그리고 수동모드로 동작 중에는 모드설정키(51)를 누르고 모드설정키(51)의 램프가 점등되면 자동모드로 동작하는 상태이다.

단계(S21)에서 자동모드이면 모터설정키(52)의 램프가 점등되고, 펌핑수단(22)이 A접점으로 연결되어 구동상태가 된다. 단계(S22)에서 시작 지연시간 동안 대기상태를 유지하고, 단계(S23)에서 압력의 변화량을 검사, 즉 낮은 압력에서 높은 압력으로, 높은 압력에서 낮은 압력으로 검사하여 소정의 범위, 예로, 0.1kg/cm2 보다 크거나 같은 때에 1회의 카운트가 감소한다. 상기 현상이 예를 들어, 60회이상 계속해서 발생하면 펌핑수단(22)이 정지되고, 변화량이 0.1kg/cm2 보다 작을 때는 정상압력으로 보고 5초 이상 유지될 때마다 감소한 카운트에 1카운트씩을 증가시킨다.

따라서, 단계(S24)에서 연속하여 설정된 회수 이상으로 발생되지 않으면 펌핑수단(22)은 계속해서 온상태를 유지하게 되고, 단계(S25)에서는 펌핑수단(22)이 정지된 후에 설정된 리세트 시간동안 대기상태를 유지한 후에 재가동이 이루어진다.

또한, 도 21에서 수동모드에서의 동작은 먼저, 단계(S30)에서 메인 콘트롤러(100)에 전원이 인가되어 온되면, 모드설정키(51)의 램프가 점등되고 자동모드로 실행된다. 그리고 수동모드로 동작 중에는 모드설정키(51)를 누르고 모드설정키(51)의 램프가 소등되면 수동모드로 동작하는 상태이다. 이는 사용자가 임의로 펌핑수단(22)을 동작시키고자 할 때에 사용하는 것으로, 단계(S31)에서 펌핑수단(22)의 구동스위치가 온상태인지를 판단하여 A접점이 연결되고 B접점이 연결되지 않은 상태인 단계(S32)와, A접점이 연결되지 않고 B접점이 연결되는 상태인 단계(S33)을 수행하게 된다.

도 22는 본 발명의 메인 콘트롤러의 동작상태를 나타낸 흐름도로, 단계(S40)에서 압력감지수단(34)의 감지값을 출력하면, 단계(S41)에서 증폭수단을 통해 소정의 크기로 증폭하고, 단계(S42)에서 전압/주파수 변환기를 통해 전압을 주파수로 변환시킨다. 변환된 주파수는 단계(S43)에서 제어부로 입력되어 연산된 후에 제어신호를 출력하게 된다. 이때, 단계(S44)에서 표시창을 통해 표시를 하게 되고, 단계(S45)에서 접점의 제어로 펌핑수단(22)을 제어하게 된다.

상기 제 1 및 제 2압력감지수단(34, 35)을 하나의 압력감지수단을 이용하여 저장수단(300)의 수위 및 취수정(24)의 수위를 감지하여 제어부(16)에 데이터를 제공하고, 제어부(16)는 전자개폐기(17)를 구동시켜 펌핑수단(22)으로 전원을 인가시키므로 펌핑수단(22)을 가동시켜 취수를 하게 된다.

상기의 감지수단을 도 23에서와 같이, 송수관(36)의 내측 파이프(39)내에 마련된 소정의 공간에 내장되거나 송수관(36)과 일체로 장착할 수 있고, 이는 송수관(36)의 내측 파이프(39)에 압력감지수단(34)이 장착될 수 있도록 하고, 송수관(36)내에 원수가 흐르는 것을 방지하지 않는 범위내에서 압력감지수단(34)이 장착되고, 압력감지수단(34)의 감지부(34a)는 송수관(36)의 내경과 동일한 표면에 장착되는 것이 바람직하다. 즉 도 24에서 송수관(36)은 내측 파이프(39)와 외측 파이프(38)로 이루어지고, 압력감지수단(34)은 내측 파이프(39)에 내설된 것이다. 압력감지수단(34)에서 감지된 신호는 송수관(36)의 내측 파이프(39)를 따라 메인 컨트롤러(100)의 제어부(16)로 입력된다.

압력감지수단(34)이 장착되는 형태는 송수관(36)에 확보된 단면에 따라 달라지고, 이는 도 25a 내지 도 25d와 같이 장착되는 것이 바람직하다. 즉 도 25a에는 압력감지수단(34)이 장착된 송수관(36)의 단면 일단의 두께가 두껍게 형성된 것이고, 도 25b는 동일한 외경에서 내경의 일단이 두꺼우며, 도 25c는 송수관(36)의 외경이 볼록하게 형성된 것이고, 도 25d는 송수관(36)의 외측에 압력감지수단(34)이 장착되고, 감지부(34a)만 내측 파이프(39)의 표면에 장착한 것이다.

상기 제 1압력감지수단(34)(또는 2압력감지수단(35)이 포함된 경우에는 제 2압력감수단(35))은 도 26에서와 같이, 하나의 저장수단(300)에 복수의 펌핑수단(22) 및 송수관(36)이 연결된 경우에 각 송수관(36)마다 장착되어 제어부(16)의 제어로 제어패널부(12)의 표시창(40)에 각각 원수의 양 또는 수위가 표시되고, 메모리부(18)에 그 값이 저장될 수 있도록 한 것이다.

또한, 상기 제 1압력감지수단(34) 또는 제 2압력감지수단(35)은 도 27에서와 같이, 하나의 펌핑수단(22) 및 송수관(36)으로부터 복수의 저장수단(300)이 연결된 경우에 각 송수관(36)마다 장착되어 제어부(16)의 제어로 제어패널부(12)의 표시창(40)에 원수의 양 또는 수위가 표시되고, 메모리부(18)에 그 값이 저장될 수 있도록 한 것이다.

도 26 및 도 27의 송수관(36)에는 각각 제 1 또는 제 2압력감지수단(34, 35)이 장착된 것으로, 송수관(36)을 통해 공급되는 원수의 양을 감지하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 펌핑수단(22)이 설치된 취수정(24)과 저장수단(300)이 위치해 있는 장소까지 소정의 거리로 떨어져 있을 경우에 메인 컨트롤러(100)의 제어패널부(12)에서 사용자의 설정에 따라 펌핑수단(22)을 제어할 수 있다.

펌핑수단(22)의 제어는 취수정(24)내에 원수의 양 또는 수위가 설정된 값보다 적을 경우와 저장수단(300)에 저수된 원수의 양 또는 수위가 설정된 수위이상이거나 이하일 경우이다.

즉 사용자는 제어패널부(12)의 조작으로 수동모드와 자동모드로 펌핑수단(22)을 운전시킬 수 있고, 수동모드일 경우에는 상태부(50)의 모드설정키(51)를 조작하여 강제적으로 펌핑수단(22)을 온 또는 오프시킬 수 있다. 이때, 모드설정키(51)로 설정된 데이터에 의하여 자동으로 동작되도록 하거나 압력감지수단(34)의 감지에 의하여 펌핑수단(22)이 구동되도록 설정할 수 있다. 따라서, 모드설정키(51)를 수동모드로 설정하였을 경우에 모터설정키(52)를 조작시키면 펌핑수단(22)을 직접 구동 또는 정지시킬 수 있다.

상기 자동모드는 사용자가 설정하여 저장된 값을 이용할 경우에 자동모드에서 선택부(60)의 해당하는 키를 사용하면 이전의 진행과정은 무시되고, 자동모드로 모든 과정을 진행한다. 사이클시간 동안에 제 2압력감지수단(35)이 고수위에서 온상태가 되면 자동모드에서 사이클시간까지의 과정이 수회(예로, 15회) 반복하고, 계속적으로 고수위에서 온상태일 때에 자동모드는 2배로 설정되어 다시 사이클시간까지의 과정을 수회동안 반복하여도 제 2압력감지수단(35)이 고수위에서 계속 온상태일 때에는 외부의 입력이 있을 때까지 메인 컨트롤러(100)의 모든 동작을 오프시킨다. 단, 사이클시간동안 제 2압력감지수단(35)이 고수위에서 오프될 때에 펌핑수단(22)이 동작하여 다음 진행과정을 수행하고, 펌핑수단(22)이 동작중일 때에도 고수위에서 온상태가 되면 펌핑수단(22)은 오프가 되어 다음 진행과정을 수행한다.

또한, 메인 컨트롤러(100)의 설정이 수동모드일 경우에 사용자가 설정되어 저장된 값을 사용하지 않고 모터설정키(52)를 사용하여 교류전원(AC220V, 60Hz)을 공급 또는 차단시켜 펌핑수단(22)을 강제적으로 온 또는 오프시킨다.

또한, 상기 메인 컨트롤러(100)는 취수정(24)내의 원수가 비한정적일 경우에 펌핑수단(22)의 구동에 따라 원수가 소정 수위이상일 때에는 펌핑수단(22)에 인가되는 전류 및 전압이 커지고, 소정 수위이하일 때에는 펌핑수단(22)에 인가되는 전류 및 전압이 작아지므로 이를 판단하여 펌핑수단(22)의 구동을 제어할 수 있다. 즉 메인 컨트롤러(100)가 펌핑수단(22)을 구동시켜 펌핑수단(22)이 원수를 정상적으로 취수하는 경우에는 펌핑수단(22)에 인가되는 전류 및 전압의 크기는 일정하게 인가되지만, 펌핑수단(22)이 한정된 원수를 취수하면서 원수가 정상 수위가 아닐 경우, 예를 들면, 펌핑수단(22)을 통해 공급되는 원수가 100% 공급되지 않고, 공기와 섞여 공급되는 경우에는 펌핑수단(22)에 인가되는 전압 및 전류의 크기가 정상적으로 인가되는 크기보다 작아지므로 메인 컨트롤러(100)에서 이를 감지하여 펌핑수단(22)의 구동을 정지시킬 수 있도록 하는 것이다.

한편, 도 28은 무선으로 수위를 조절하기 위한 시스템의 작동에 관한 흐름도로, 단계(S100)에서 취수정(24), 송수관(36) 및 저장수단(300)과, 제어부(16)가 포함된 메인 컨트롤러(100), 드라이버 컨트롤러(110) 및 하나 이상의 압력감지수단(34, 35)을 설치한 후에 단계(S101)에서 취수정(24)으로부터 초기의 취수를 위하여 펌핑수단(22)의 구동으로 저장수단(300)에 원수를 저수한다.

원수가 저장수단(300)에 저수된 상태에서 단계(S102)에서는 저장수단(300)에 저수된 원수의 고수위 및 저수위를 초기값으로 설정한다. 즉 표 1의 센싱값에 따른 가변적인 수위를 환산하기 위한 설정값을 예를 들어 참조하면 다음과 같다.

구 분	압력감지센서(압력(kg·f/cm2))	저장수단의 내부(높이(m))	제어부
구 분	압력감지센서(압력(kg·f/cm2))	저장수단의 내부(높이(m))	수위	설정
1	4.0	3.0	고수위	초기화
2	3.9	2.9	↑	·
3	3.8	2.8	↑	·
4	3.7	2.7	↑	·
5	3.6	2.6	↑	·
6	3.5	2.5	↑	·
7	3.4	2.4	↑	·
:	:	:	:	·
16	2.5	1.5	↓	·
17	2.4	1.4	↓	·
:	:	:	↓	·
28	1.3	0.3	↓	·
29	1.2	0.2	저수위	5회/분
30	1.1	0.1	－
31	1.0	0.0	－

표 1에서와 같이 사용자가 원하는 고수위를 저장수단(300)의 바닥으로부터 3m로 제어부(16)에 설정하고, 수압에 의해 가해지는 압력을 4kg/cm2라고 하면, 예로, 0.1m마다 압력이 0.1kg/cm2이므로 가해지는 수압에 따라 저장수단(300)의 수위를 판단할 수 있을 것이다. 또한, 저장수단(300)의 저수위를 바닥으로부터 0.2m라고 제어부(16)에 설정하면 0.2m일 때에 감지되는 압력은 1.2kg/cm2가 되므로, 제어부(16)는 1.2kg/cm2가 저수위임을 판단하게 된다. 상기 저수위값은 절대값이거나 상대값을 적용할 수도 있다.

따라서, 초기 설정된 값에 따라 제어부(16)는 저장수단(300)에 저수된 원수의 수위를 판단할 수 있게 된다. 더욱이 상기 표 1의 경우는 예를 들어 설명한 것이지만, 사용자의 요구에 따라 고수위 및 저수위를 설정할 수 있을 것이고, 압력감지수단(34, 35)이 정밀한 감지(예를 들어, 0.001 이하)를 할 경우에는 더욱 미세한 수위를 감지할 수 있지만, 압력감지수단(34, 35)이 그다지 정밀하지 않은 감지(0.1 이상)를 하더라도 용이하게 설정할 수 있음을 알 수 있다.

이와 같이 제어부(16)에 설정된 상태에서 단계(S103)에서는 압력감지수단(34, 35)에서 저장수단(300)의 압력을 감지한 후에 단계(S104)에서 감지된 압력이 설정된 저수위인지를 판단한다. 즉 초기에 저장수단(300)에 고수위로 저장된 상태에서 원수의 소비가 이루어지면서 저장수단(300)내의 원수가 표 1의 환산표와 같이 제어부(16)에 설정된 저수위인지를 판단하는 것이다.

이때, 단계(S105)에서 저수위로 감지되었을 경우에 컨트롤러(100)의 제어부(16)의 제어로 전자개폐기(17)의 구동에 의하여 펌핑수단(22)에 전원을 인가시켜 펌핑수단(22)을 작동시킴으로써 원수를 취수하게 된다.

단계(S106)에서 압력감지수단(34, 35)은 취수정(24)으로부터 펌핑되는 원수의 압력을 지속적으로 감지하게 되고, 단계(S107)에서 설정된 기준 압력, 즉 설정된 고수위인지를 판단하게 된다. 만약 취수정(24)의 원수가 한정적일 경우에는 단계(S108)에서 제어부(16)에 설정된 기준되는 압력값 이하로 감지가 되면, 취수정(24)으로부터 원수가 공급되지 않는 것으로 판단하여 펌핑수단(22)으로 인가되는 전원을 차단시켜 정지시킨다.

단계(S109)에서 펌핑수단(22)이 정지된 후에 설정된 시간이 경과하였는 지를 판단하여 시간이 경과하였다면 단계(S110)에서 펌핑이 재시작되어 단계(S111)에서 저장수단(300)으로부터 저수된 원수에 대하여 송수관(36)으로부터 형성되는 압력을 계속 감지하게 된다. 단계(S112)에서 감지된 압력이 설정된 고수위인지를 판단하여 고수위에 도달하였다면, 단계(S113)에서 펌핑수단(22)의 구동을 정지시켜 취수를 중지시킨다.

이때, 단계(S114)에서는 제어부(16)는 저장수단(300)에 저장된 현재 수위를 고수위로 재설정한 후에 저장수단의 압력변화를 계속하여 감지하게 된다. 즉 최초에 설정된 고수위는 다음의 취수과정에서 설정된 고수위가 되면 제어부(16)는 현재의 수위상태를 고수위로 재설정하여 다음의 취수때에 고수위로 판단할 수 있도록 하는 것이다. 이는 압력감지수단(34, 35)의 감지능력에 따라 달라질 수 있는 것이다. 다시 말해서, 압력감지수단(34, 35)이 정밀한 경우에는 최초에 설정된 고수위를 계속 고수위로 판단할 수 있도록 하지만, 다소 감지능력이 떨어지는 경우에는 고수위를 재설정할 수 있도록 하여 감지능력에 따른 에러를 방지하기 위한 것이다.

더욱이 본 발명에서 고수위값이 설정된 후에 송수관(36)에 형성되는 수압이 일정하게 안정되는 시간은 일정시간 당 다수회(예로, 1초당 16회)의 고수위값을 인식하게 된다. 이때, 고수위의 설정 및 인식은 저장수단(300)의 크기나 펌핑수단의 펌핑능력 등에 의하여 가변적으로 설정이 가능하고 이는 일반적인 빌딩이나 가정용 물탱크 등에도 적용이 가능하다.

상기 취수정(24)의 원수가 비한정적일 경우에는 상기 단계(S108) 및 단계(S109)는 거치지 않을 것이다. 또한, 압력감지수단(34, 35)이 하나 이상일 경우에는 해당하는 압력감지수단(34, 35)의 감지능력에 따라 표 1과 같은 환산표를 제어부(16)에 적용할 수 있음은 자명하다.

상기와 같이 본 발명의 무선 자동 수위 조절시스템은 원격에서 제어를 위하여 별도의 배선을 설치하지 않고도 송수관(36)을 통해 공급되는 원수의 압력감지 및 타이머의 시간설정에 의하여 원수의 조절이 용이하게 이루어지며, 본 발명은 상기 기술한 다양한 실시예 및 범위에만 한정되지 않고 당업자에 의해 용이하게 변형, 치환 및 변경될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 취수정내에 별도의 전극봉을 설치하지 않고 송수관내에 장착된 압력감지수단으로 취수정내의 원수의 양 또는 수위를 판단하여 펌핑수단의 구동을 제어함으로써, 취수정내의 원수의 양 또는 수위가 기준이하일 때에 펌핑수단이 무단으로 구동되지 않도록 하여 펌핑수단의 망실을 방지하고, 또한, 저장수단에 저장되는 원수의 양 또는 수위를 압력감지수단이 감지하여 원수가 고수위이거나 저수위일 때에 펌핑수단을 제어함으로써 무선으로 수위를 조절할 수 있도록 하며, 컨트롤러에 제어부 및 제어패널부를 구성하여 펌핑수단을 자동모드나 수동모드 또는 압력감지수단의 감지에 의한 원수의 취수를 설정하거나 취수시간을 사용자의 조작에 의하여 설정할 수 있도록 하여 보다 자동화된 원수의 취수를 할 수 있도록 하여 펌핑수단의 수명을 연장하고, 펌핑수단을 무선으로 제어하여 설치 및 유지관리에 소요되는 비용을 현저하게 절감시킬 수 있으며, 가정용, 산업용 및 농업용 등에 적용할 수 있으며, 송수관의 내후성 및 내구성 등을 향상시킨 효과가 있다.

Claims

원수를 취수하기 위한 취수정; 상기 취수정내의 원수를 펌핑하기 위한 펌핑수단; 상기 펌핑수단으로부터 취수된 원수를 공급하기 위한 송수관; 상기 송수관내의 수압을 감지하기 위한 압력감지수단; 상기 송수관내 원수의 역류를 방지하기 위한 체크밸브; 상기 송수관을 통해 공급된 원수를 저장하기 위한 저장수단이 포함된 무선 자동 수위 조절장치에 있어서,

상기 압력감지수단으로부터 입력된 데이터를 가공하여 출력하기 위한 드라이버 컨트롤러;

시스템의 각종 상황을 감시, 제어 및 디스플레이하기 위한 메인 컨트롤러가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.
제 1항에 있어서, 상기 메인 컨트롤러는

시스템의 구동에 필요한 전원을 공급하기 위한 전원공급부와,

상기 펌핑수단의 구동상태를 표시하고 설정 및 제어하기 위한 제어패널부와,

설정된 데이터를 출력하거나 입력된 데이터를 저장하기 위한 메모리부와,

상기 제어패널부로부터 입력된 설정신호를 판단하고 펌핑수단의 설정모드 및 구동상태에 관한 상황을 출력하며 펌핑수단의 구동을 제어하기 위한 신호를 출력하는 제어부와,

압력에 관한 신호 및 제어신호를 송수신하기 위한 제 1통신부와,

상기 제어부의 제어로 전원공급부로부터 공급된 전원을 전원공급라인을 통해 펌핑수단으로 공급 또는 차단시키는 전자개폐기가 포함된 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.
제 1항에 있어서, 상기 드라이버 컨트롤러는

상기 압력감지수단으로부터 압력에 관한 신호를 전압이나 전류의 형태로 입력받기 위한 입력부와,

상기 압력감지수단으로부터 수신한 압력에 대한 신호를 디지털화시켜 메인 컨트롤러와 통신을 위한 제 2통신부와,

드라이버 컨트롤러의 상태를 표시하기 위한 표시부가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.
제 2항에 있어서, 상기 제어패널부는

메인 콘트롤러의 상태를 표시하기 위한 상태표시수단과,

송수관내에 형성되는 압력을 표시하기 위한 압력표시수단과,

상기 저장수단내의 원수의 수위를 표시하기 위한 수위표시수단이 포함된 표시창;

상기 펌핑수단을 자동 또는 수동으로 구동을 설정하기 위한 모드설정키와,

상기 펌핑수단을 수동으로 선택하였을 때에 펌핑수단의 구동을 설정하기 위한 모터설정키와,

상기 압력감지수단의 압력에 따라 수위를 설정하기 위한 레벨설정키와,

상기 펌핑수단의 구동으로 현재의 압력이 비정상적일 때에 펌핑수단의 재구동시간을 설정하기 위한 재시작시간 설정키와,

저수위가 되어 상기 펌핑수단을 구동시켰을 때에 압력감지수단의 압력으로 안정되는 시간을 설정하기 위한 시작시간 설정키와,

만수위가 되어 상기 펌핑수단의 구동을 오프시키기 위하여 압력감지수단의 압력이라고 판단된 후에 펌핑수단을 일정시간 동안 구동시키기 위한 종료시간 설정키와,

상기 메인 컨트롤러의 보안을 위한 패스워드 설정키와,

설정상태가 되었을 경우에 수정된 값을 취소하기 위한 취소키가 포함된 기능키 입력부;

사용자가 설정을 완료하였을 때에 설정된 값을 저장하기 위한 저장 설정키와,

설정상태가 되었을 경우에 표시부에 점멸되는 숫자를 가산하기 위한 업 설정키와,

설정상태가 되었을 경우에 표시부에 점멸되는 숫자를 감산하기 위한 다운 설정키와,

설정상태가 되었을 경우에 표시부에 점멸되는 숫자를 좌측 및 우측으로 이동시키기 위한 자리수 설정키가 포함된 선택키 입력부가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.
제 1항에 있어서, 상기 압력감지수단은 취수정으로부터 취수되는 원수가 비한정적일 경우에 원수의 수압과 저장수단으로부터 저장된 원수의 수압을 감지한 후에 전기적인 신호로 변환하여 제어부에 입력하고, 제어부는 입력된 수압에 관한 신호가 이미 설정된 시간 동안 설정된 수압 이상으로 감지되면 제어신호를 출력하여 펌핑수단으로 인가되는 전원이 차단되도록 전자개폐기를 구동시키며, 입력된 수압에 관한 신호가 설정된 수압 이하로 감지되면 제어신호를 출력하여 펌핑수단으로 전원이 인가되도록 전자개폐기를 구동시키는 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.
제 1항에 있어서, 상기 압력감지수단은 취수정으로부터 취수되는 원수가 한정적일 경우에 송수관을 통해 펌핑되는 원수의 수압과 저장수단으로부터 저장된 원수의 수압을 감지한 후에 전기적인 신호로 변환하여 제어부에 입력하고, 제어부는 입력된 수압에 관한 신호가 이미 설정된 시간 동안 순간적인 변화가 설정된 회수 이상으로 감지되면 제어신호를 출력하여 펌핑수단으로 인가되는 전원이 차단되도록 전자개폐기를 구동시키며, 설정된 소정의 시간 후에 전자개폐기를 구동시켜 펌핑수단으로 전원이 인가되도록 하여 재펌핑이 이루어지도록 하고, 입력된 수압에 관한 신호가 설정된 시간 동안 설정된 수압 이상으로 감지되면 제어신호를 출력하여 펌핑수단으로 인가되는 전원이 차단되도록 전자개폐기를 구동시키는 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.
제 1항에 있어서, 상기 송수관에 제 1 및 제 2압력감지수단을 장착하여 제 1압력감지수단은 취수정으로부터 취수되는 원수의 수압만을 감지하여 감지된 신호를 제어부로 출력하고, 제 2압력감지수단은 송수관 및 저장수단으로부터 형성되는 수압만을 감지하여 감지된 신호를 제어부로 출력하는 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.
제 1항 또는 제 7항에 있어서, 상기 제 1압력감지수단은 취수정으로부터 취수되는 원수가 비한정적일 때에 펌핑되는 원수의 설정된 수압을 감지하고, 감지된 신호가 설정된 시간 동안 설정된 수압 이하이거나 감지된 신호가 설정된 시간 동안 설정된 수압 이상일 경우에 제어부에서 제어신호를 출력하여 펌핑수단으로 인가되는 전원이 차단되도록 전자개폐기를 구동시키고, 제 2압력감지수단은 이미 설정된 시간 동안 감지된 신호가 설정된 수압 이상으로 감지되면 제어신호를 출력하여 펌핑수단으로 인가되는 전원이 차단되도록 전자개폐기를 구동시키며, 입력된 수압에 관한 신호가 설정된 수압 이하로 감지되면 제어신호를 출력하여 펌핑수단으로 전원이 인가되도록 전자개폐기를 구동시키는 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.
제 1항 또는 제 7항에 있어서, 상기 제 1압력감지수단은 취수정으로부터 취수되는 원수가 한정적일 경우에 감지된 신호가 이미 설정된 시간 동안 순간적인 변화가 설정된 회수 이상으로 감지되면 제어신호를 출력하여 펌핑수단으로 인가되는 전원이 차단되도록 전자개폐기를 구동시키고, 설정된 소정의 시간 후에 전자개폐기를 구동시켜 펌핑수단으로 전원이 인가되도록 하여 재펌핑이 이루어지도록 하고, 입력된 수압에 관한 신호가 설정된 시간 동안 설정된 수압 이하로 감지되거나 설정된 시간 동안 설정된 수압 이상으로 감지되면 제어부는 제어신호를 출력하여 펌핑수단으로 인가되는 전원이 차단되도록 전자개폐기를 구동시키며,

제 2압력감지수단은 송수관내에 형성되는 초기 수압에서 설정된 수압까지 펌핑수단이 구동되는 시간 동안 상승하는 신호를 감지하고, 펌핑수단이 정지된 시간 동안은 저장수단으로부터 수압에 관한 신호를 감지하며, 설정된 시간 동안 설정된 수압 이상으로 감지되면 제어신호를 출력하여 펌핑수단으로 인가되는 전원이 차단되도록 전자개폐기를 구동시키는 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.
제 1항 또는 제 7항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2압력감지수단은

송수관의 내측 파이프내에 마련된 소정의 공간에 내장되거나 송수관과 일체로 장착된 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.
제 1 또는 제 7항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2압력감지수단은

하나의 저장수단에 복수의 펌핑수단 및 송수관이 연결된 경우에 각 송수관마다 장착되어 제어부의 제어로 제어패널부의 표시부에 각각 원수의 양 또는 수위가 표시되고, 메모리부에 그 값이 저장되는 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.
제 1항 또는 제 7항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2압력감지수단은

하나의 펌핑수단 및 송수관으로부터 복수의 저장수단이 연결된 경우에 각 송수관마다 장착되어 제어부의 제어로 제어패널부의 표시부에 원수의 양 또는 수위가 표시되고, 메모리부에 그 값이 저장되는 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.
제 1항 또는 제 7항에 있어서, 상기 제 2압력감지수단은 취수정내의 수위를 감지할 수 있는 공압관에 공압센서로 장착하여 취수정내의 수위변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.
제 1항에 있어서, 상기 메인 컨트롤러는 취수정내의 원수가 비한정적일 경우에 펌핑수단의 구동에 따라 원수가 소정 수위이상일 때에는 펌핑수단에 인가되는 전류 및 전압이 커지고, 소정 수위이하일 때에는 펌핑수단에 인가되는 전류 및 전압이 작아지므로 이를 판단하여 펌핑수단의 구동을 제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.
제 1항에 있어서, 상기 송수관은 저장수단의 하단 위치에 T자관이 연결되고, T자관의 일단은 송수된 원수가 배출되며 원수의 배출을 개폐하는 개폐수단이 구성되며, 상기 T자관의 타단은 저장수단의 원수의 수압을 감지하기 위한 수압감지관이 형성된 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.
제 15항에 있어서, 상기 T자관의 수압감지관을 소정의 길이로 연장시키고, 수압감지관에 저장수단에 저수된 원수의 수압을 정확하게 감지하기 위한 나팔관이 구성되고, 나팔관은 저장수단의 급수관과 반대방향 또는 급수관의 영향을 적게 받는 위치중에서 어느 하나의 위치에 설치한 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.
제 15항에 있어서, 상기 나팔관에는 저장수단에 저수된 원수의 흔들림을 최소화하기 위하여 복수의 수압공이 형성된 연장관을 연결한 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.
제 15항에 있어서, 상기 개폐수단의 부구를 구형 또는 원뿔형 부구로 장착한 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.
제 1항에 있어서, 상기 송수관 내에 저장수단의 원수의 수압만을 감지하기 위한 수압감지용 내관을 삽입한 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.
제 1항에 있어서, 상기 시스템은

취수정, 송수관 및 저장수단과, 제어부가 포함된 메인 컨트롤러, 드라이버 컨트롤러 및 압력감지수단을 설치하는 단계와,

취수정으로부터 취수를 위하여 펌핑수단의 구동으로 저장수단에 원수를 저수하는 단계와,

저장수단에 저수된 원수의 고수위 및 저수위를 초기값으로 설정하는 단계와,

압력감지수단에서 저장수단의 압력을 감지하는 단계와,

감지된 압력이 설정된 저수위인지를 판단하는 단계와,

저수위로 감지되었을 경우에 메인 컨트롤러의 제어로 펌핑수단에 전원을 인가시키고 펌핑수단을 구동시켜 취수하는 단계와,

압력감지수단에서 취수정으로부터 펌핑되는 원수의 압력을 감지하는 단계와,

설정된 기준 압력인지를 판단하는 단계와,

설정된 기준 압력값 이하일 경우에 펌핑수단으로 인가되는 전원을 차단시켜 정지시키는 단계와,

펌핑수단이 정지된 후에 설정된 시간이 경과하였는지를 판단하는 단계와,

설정된 시간이 경과하였을 경우에 펌핑을 재시작하는 단계와,

저장수단으로부터 저수된 원수에 대하여 송수관으로부터 형성되는 압력을 감지하는 단계와,

설정된 고수위인지를 판단하는 단계와,

설정된 고수위일 경우에 펌핑수단의 구동을 정지시키는 단계와,

저장수단에 저장된 현재 수위를 고수위로 재설정한 후에 저장수단의 압력변화를 계속하여 감지하는 단계로 복귀하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 자동 수위 조절시스템.