KR20120060984A - 맨홀 설치형 만관 유량계 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 관의 입구측에 설치되며, 1개 이상의 직관부, 직관부의 일측에 연결되는 만관유량계 및 상기 직관부(21)와 상기 만관유량계 연결체의 양단에 설치되는 패킹부로 구성되는 측정부;와 맨홀 내에 설치되되, 측정부의 맨홀측 패킹부에 연결되며, 역 U 자형의 본체부 및 본체부의 일단부에 형성된 토출부로 구성되는 오버플로우 배관부;로 이루어진 맨홀 설치형 만관 유량계를 제공한다.

Description

맨홀 설치형 만관 유량계{FULL PIPE FLOWMETER}
본 발명은 하수관거에 사용되고 있는 비만관으로 흐르는 관로를 본 발명품의 설치로 설치 구간을 일시적인 만관 형태로 만들어 이를 비만관형 유량계가 아닌 만관형 유량계로 측정하는 장치에 관한 것으로 하수관, 오수관 또는 우수관 등 하수관 내의 유량을 보다 정확하게 측정하고 유지 보수의 편리성을 도모한 유량 측정 장치에 관한 것이다.
통상, 하수 등은 미생물에 의해 처리되는데, 하수관이 파손되거나 또는 크랙 등이 발생하는 경우 인접한 주변 지하수 등을 오염시키는 문제가 발생하게 된다.
이와 같이, 하수관 등이 파손되거나 크랙 등이 발생하게 되면 하수는 파손된 부위를 통해 하수관 외부로 유출되거나 또는 주변 지하수 등이 하수관 내부로 유입될 수 있으며, 이 때 하수관 내의 유량은 급격히 감소 또는 증가하게 된다.
따라서, 주변 지하수 등을 오염시키지 않도록 하수관 등과 같은 수관에서 유량의 급격한 감소 또는 증가를 모니터링하는 것이 필요하며, 이를 위해 유량을 측정하게 된다.
한편, 공장, 가정 등에서 배출되는 하수, 오수 등의 양이 많아지거나 또는 여름철과 같이 강우량이 많을 경우 하수관 등의 유량이 증가하게 되어 유체가 하수관을 완전히 채운 상태(이를 '만관' 이라 한다.)로 흐를 수 있고, 또는 유량이 감소하는 경우 유체가 하수관을 완전히 채우지 못하고 하수관 단면적의 일부만을 점유한 상태(이를 '비만관' 이라 한다.)로 흐를 수도 있다.
따라서 하수관 내의 유량은 만관 및 비만관 모두의 경우에 측정될 수 있어야 하며, 통상 지상으로부터 출입이 가능한 맨홀에서 측정이 이루어지게 된다.
일반적으로, 하수관 내에 흐르는 유량(Q)을 계산하기 위해서는 만관 뿐만 아니라 비만관 측정도 가능해야 하기 때문에 유체의 유속(V)과 유체가 통과하는 단면적(A)을 알아야 하며, 유체가 통과하는 단면적(A)은 하수관 내의 유체 수위를 측정하여 계산된다. 즉, 유량을 측정하기 위해서는 유속을 측정할 수 있는 유속계와 유체 수위를 측정할 수 있는 수위계가 필요하다.
도 1은 종래의 비만관형 유량계의 설치도이다.
맨홀(2) 하부로 하수관(4)이 관통하고, 상기 하수관(4)의 하부에 유속센서(6)가 설치되고, 상기 하수관(4)의 측면에는 수위계(8)가 설치된다.
상기 유속센서(6) 및 수위계(8)는 케이블(10)에 의해 그 신호를 로칼패널(12)에 전달한다. 그리고, 무선으로 주제어기(14)에 신호를 전달할 수 있다.
상기 유속센서(6)는 전자식과 초음파식으로 나눌 수 있다.
전자식은 하수관(4)의 센서(전자식 유속 감지기)의 여자코일에 트랜스미터로부터 전원을 공급하여 코일을 여자시켜 하수관 단면의 유체 내에 자기장을 형성하면 자기장의 자력선에 수직되게 기전력이 발생한다. 기전력의 크기는 파라데이 전자 유도원리에 의해 하수관 수위와 관계없이 유체 단면의 평균 유속에 비례한다. 이 기전력을 센서 윗면 양쪽에 위치한 전극으로 검출하여 트랜스미터로 보내어 유속을 측정한다.
연산기 내에 있는 유체컴퓨터(Flow computer)는 초음파 또는 압력식 수위계로부터 수위값을 입력 받아 내장된 단면형상(사각형, 원형, 사다리꼴, 기타 부정형)에 따른 연산 프로그램에 의하여 유체의 단면적을 계산하고, 이 단면적에 트랜스미터의 유속 값과 연산하여 하수관의 유량을 산출한다.
또한, 초음파식 유량계 장치는 도플러 효과를 통해 유체 내의 고형 물질 또는 부유물에 초음파를 발사하여 이들의 속도에 따라 주파수가 변화되는 것을 이용하거나 유체 내의 초음파 전파속도에 따라 변하는 시간차를 측정함으로써 유속 및 유량을 측정하게 된다.
하지만 이와 같이 유속와 수위를 이중으로 측정하는 비만관형 유량계의 정밀도는 만관형 유량계에 비해 4배 이상 (비만관 유량계 : ± 2.0 %, 만관 유량계 : ± 0.5 %) 높은 정도로 운영되고 있다. 뿐만 아니라 비만관 유량계는 저유량, 저수위에서 설치된 센서 이하의 저수위에서 유량을 측정 하지 못하는 맹점도 있다. 또한 현 비만관 유량계의 현장 검측은 비만관 초음파 유량계(이동식) 또는 일정 기준 부피량의 물차를 이용하여 미확립된 일시적인 현장 검측이 이루어져 명확한 현장 검측 방법이 요구되는 바이다. 또한 비만관 전자 유량계의 경우 현장 설치시 설치가 복잡하고, 난해하여 시간과 비용적인 면에서도 매우 비경제적이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 유량을 측정하기 위해서는 종래에 사용되던 유속을 측정할 수 있는 유속계와 유체 수위를 측정할 수 있는 수위계를 제거하고, 저유량, 저수위에서 유량을 측정할 수 있는 장치를 제공하는 것을 그 과제로 한다.
또한, 본 발명은 현장 설치시 설치가 간단하여 시간과 비용적인 면에서도 경제적인 장치를 제공하는 것을 그 과제로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 관의 입구측에 설치되며, 1개 이상의 직관부, 직관부의 일측에 연결되는 만관유량계 및 상기 직관부(21)와 상기 만관유량계 연결체의 양단에 설치되는 패킹부로 구성되는 측정부;와 맨홀 내에 설치되되, 측정부의 맨홀측 패킹부에 연결되며, 역 U 자형의 본체부 및 본체부의 일단부에 형성된 토출부로 구성되는 오버플로우 배관부;로 이루어진 맨홀 설치형 만관 유량계를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 패킹부는 공기주입에 의하여 팽창되는 고무팩커인 것을 특징으로 하는 맨홀 설치형 만관 유량계를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 측정부의 맨홀측 패킹부에 수밀확인밸브가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 맨홀 설치형 만관 유량계를 제공한다.
본 발명에 의하면 비만관의 유량을 측정함에 있어서, 별도의 수위계가 필요하지 않으며, 이에 유량 산출 변수로 유속만으로 단일화함으로써 정도를 비만관형 유량계의 4 배 이상(± 2.0 % a ± 0.5 %) 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 저유량, 저수위에서 측정하지 못하는 비만관 유량계에 반해 저유량에서도 측정할 수 있다.
또한, 종래의 비만관 유량계의 현장 검측은 비만관 초음파 유량계 또는 일정 기준 부피량을 이용하여 미확립된 일시적인 현장 검측이 이루어지나 본 발명 장치의 사용으로 현장 검측이 용이해지며, 현장 검측 방법의 확립이 가능해진다.
또한 본 발명에 의하면 현장 설치가 용이하여 기존의 비만관 유량계 설치 시 보다 시간과 비용적인 면에서도 매우 경제적이다.
도 1은 종래의 비만관형 전자 유량계 맨홀 설치도이다.
도 2는 본 발명의 맨홀 설치형 만관 유량계 상세 설치도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 2는 본 발명의 만관유량계의 설치도이다.
맨홀 (2) 내에 입구측(5)과 출구측(6)을 구비하는 관(4)이 통과하는 구조에 상기 관(4)의 입구측(5)에 측정부(20)가 설치되고, 맨홀(2) 내에 오버플로우 배관부(30)가 설치된다.
측정부(20)는 복수개의 직관부(21)와 가운데 일 직관부에 설치된 만관유량계(22), 그리고 직관부(21)의 양단에 설치된 패킹부(24)로 구성된다.
각 직관부(21)의 연결부는 플랜지를 형성하여 볼트처리할 수 있으며, 소켓을 사용하여 각 직관부(21)를 연결할 수도 있다.
만관유량계(22)는 맨홀 배관 구경보다 작은 크기의 유량계를 선정하여 설치한다.
전자, 초음파, 질량 유량계 등의 만관 유량계의 종류 및 맨홀 배관 구경에 따라 만관 유량계 사이즈 및 직관부 배관 길이 및 구경이 변경가능하다.
패킹부(24)는 공기주입기를 이용하여 팽창될 수 있는 고무팩커가 바람직하다.
측정부(20)의 일측에는 수밀확인밸브(26)를 설치하여 측정부(20)의 수밀을 확인할 수 있다.
만관유량계(22)에는 신호선(28)을 설치하여 지면(1) 밖의 신호전송기(29)와 연결되며, 관(4) 내의 신호선(28)은 배관으로 둘러싸서 보호할 수 있다.
맨홀 측의 측정부(20)(④ 구간)는 오버플로우 배관부(30)의 본체부(31)와 연결설치된다.
본체부(31)는 역 U 자 형으로 형성되며 끝 단은 토출부(32)로 개방되어 있다.
오버플로우 배관부(30)의 토출부(32)의 구경 역시 유량에 따라 크기를 조절할 수 있으며, 밸브를 부착하여 사용자 임의로 조절할 수도 있다.
또한 오버플로우 배관부(30)의 밸브(33)가 위치한 엘보우 각도 역시 사용자 임의로 90° 또는 45° 등으로 현장 여건에 맞추어 조절 가능하다
오버플로우 배관부(30)의 높이는 현장 여건(맨홀 깊이, 현장 유량)에 맞게 유연하게 사용자 임의로 조절 가능하다. 오버플로우 배관부(30)의 높이는 만관 유량계(22)의 높이 이상이 바람직하다.
또한, 엘보우 배관이나 고무호수, 배관 등을 사용하여 관의 출구측(6) 쪽으로 배수하는 것도 가능하다.
또한, 오버플로우 배관부(30)의 하단부의 밸브(33)는 이물질제거홀(34)과 연결되어 현장 검측 및 유지보수시 만관 관로 내부의 물 및 이물질 제거에 사용되며, 이를 엘보우 배관이나 고무호수를 연결하여 출구측(6) 쪽으로 배수 가능하다.
오버플로우 배관부(30)의 하단부의 이물질제거홀(34)은 하수의 이물질을 제거하는 구멍으로 하부는 플랜지 또는 밸브로 연결되어 유지 보수시 플랜지 혹은 밸브를 열어 본 발명 장치의 배관 내부의 이물질을 제거한다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 작용을 설명한다.
도 2와 같이 ① → ② → ③ → ④ → ⑤ 의 파트로 구성된 본 발명 장치의 구성품을 맨홀 내부에서 조립하여 차례로 맨홀(2)의 입구측(5) 배관 내부에 밀어 넣는다.
패킹부(24)는 설치시에는 패킹부(24)의 외경이 관(4)의 내경보다 작아서 충분히 관(4) 내부로 삽입되고, 공기주입기로 패킹부(24)를 팽창시켜 패킹부(24)의 외면이 관(4)의 내면에 접하게 되고, 그 직관부(21) 내로 물이 흐르도록 하여 만관형태로 만든다.
수위가 차오르면 설치된 직관부(21) 내로 물이 차올라와 서서히 만관이 되면서 오버플로우 배관부(30)을 따라 물이 오버플로우되면서 배수된다.
수밀확인밸브(26)는 설치 후 측정부(20)의 수밀 확인을 위한 밸브로 누수가 확인되면 패킹부(24)에 공기를 더욱 주입하여 측정부(20)가 수밀되도록 한다.
만관유량계(22)의 신호는 신호선(28)을 통하여 지면(1) 밖의 신호전달기(29)로 전달되어 유량을 확인할 수 있다.
유지보수 및 검측 완료 시 ⑤ → ④ → ③ → ② → ① 역순으로 분리하여 지면에서 유지 보수 유지보수 및 본 장치를 철거한다.
본 발명에 의한 장치에 의하여 유량을 측정한 결과, 유속 50 ㎥/h 인 경우 평균측정편차가 -0.09%, 125 ㎥/h 인 경우 0.36 %, 200㎥/h 인 경우 ?0.03%로 그 정확도가 매우 높았다.
2: 맨홀 4: 하수관
5: 입구측 6: 출구측
20: 측정부 21: 직관부
22: 만관유량계 24: 패킹부
26: 수밀확인밸브 28: 신호선
29: 신호전송기 30: 오버플로우 배관부
31: 본체부 32: 토출부
33: 하단부의 밸브 34: 이물질제거홀

Claims (3)

  1. 관(4)의 입구측(5)에 설치되며, 1개 이상의 직관부(21), 직관부(21)의 일측에 연결되는 만관유량계(22) 및 상기 직관부(21)와 상기 만관유량계(22) 연결체의 양단에 설치되는 패킹부(24)로 구성되는 측정부(20);와
    맨홀(2) 내에 설치되되, 측정부(20)의 맨홀측 패킹부(24)에 연결되며, 역 U 자형의 본체부(31) 및 본체부(31)의 일단부에 형성된 토출부(32)로 구성되는 오버플로우 배관부(30);로 이루어진 맨홀 설치형 만관 유량계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킹부(24)는 공기주입에 의하여 팽창되는 고무팩커인 것을
    특징으로 하는 맨홀 설치형 만관 유량계.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 측정부(20)의 맨홀측 패킹부(24)에 수밀확인밸브(26)가 추가로
    구비되는 것을 특징으로 하는 맨홀 설치형 만관 유량계.
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