KR20130005031A

KR20130005031A - 기온 및 습도에 따른 염소 자동 정량 주입장치

Info

Publication number: KR20130005031A
Application number: KR1020110066338A
Authority: KR
Inventors: 백철순
Original assignee: 백철순
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2011-07-05
Publication date: 2013-01-15

Abstract

본 발명은 기온 및 습도에 따른 염소 자동 정량 주입장치에 관한 것으로, 원수를 펌핑하는 심정펌프를 구비한 관정장치와, 상기 관정장치에 의해 펌핑된 원수를 공급하는 송수관과, 상기 송수관으로 공급된 원수를 저장하는 물탱크를 포함하는 염소 자동 정량 주입장치에 있어서, 상기 관정장치의 인접한 지역에 설치되어 대기의 온도 및 습도를 감지하여 그에 비례하는 전기적신호를 출력하는 온습도 감지수단, 상기 송수관에 내에 원수의 흐름에 따라 회전하는 프로펠러가 삽입되고 상기 프로펠러의 회전축에 연결되어 회전수를 측정하는 유량센서가 상기 송수관의 유입구측에 부착되어 상기 송수관을 통하여 흐르는 유량을 측정하는 유량감지수단, 염소액을 저장하는 염소액 저장챔버와 상기 염소액 저장챔버에 저장된 염소액의 저장 수위를 측정하는 염소액 수위 감지센서와 상기 제어수단에 의해 제어되어 물탱크로 연결되는 관로를 개폐하는 전동밸브와 일정한 량이 흐르도록 하는 정량조절밸브가 직렬로 연결되어 상기 물탱크로 염소액을 공급하는 염소액 공급수단, 상기 염소액 공급수단에서 배출되는 염소액의 유량을 자동으로 조절하는 자동조절밸브, 그리고 상기 온습도 감지수단으로부터 측정된 대기의 온도 및 습도 데이터와 상기 유량감지수단으로부터 측정된 유량 데이터에 따라 상기 자동조절밸브를 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징한다.

Description

기온 및 습도에 따른 염소 자동 정량 주입장치{CHLORINE AUTOMATIC FIXED QUANTITY INJECTION DEVICE BY TEMPERATURE AND HUMIDITY OF ATMOSPHERE}

본 발명은 간이상수도에서의 염소 소독에 있어 염소액을 자동으로 정량 주입하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유량, 대기의 온도나 습도의 변화에 실시간으로 대응하여 정확한 염소 주입이 이루어지도록 한 기온 및 습도에 따른 염소 자동 정량 주입장치에 관한 것이다.

우리나라는 지질학적으로 화강암이 널리 분포되어 있어, 오염되어 있지 않은 곳이라면 어디라도 물을 채취하여 먹을 수 있기 때문에 각 지방마다 유명한 약수가 많고, 도시 외곽의 경우도 약수터가 산재해 있어 많은 사람들이 이용하고 있다.

그러나 환경 및 대기오염이 점점 심화되어 가는 상황에서 산간 벽지 등 상수도가 보급되지 않은 곳에서는 간이 상수도를 이용하고 있다.

통상적으로 간이 상수도는 광역 상수도로부터 공급수 라인의 연결이 불가능한 오지의 마을이나 장소에서 주로 지하수를 언덕이나 산 중으로 끌어올려 저장토록 한 후 자연 낙하를 이용하여 각각의 사용처로 공급토록 하는 것으로, 물을 공급받기 전에 물속에 존재하는 각종 세균 및 대장균을 살균하는 소독 공정을 거치도록 되어 있다.

따라서, 간이 상수도에서는 살균력이 탁월하면서도 구입하기 쉽고 가격이 저렴한 염소(chlorine)를 이용하여 염소수의 일부가 물과 반응하여 잔류 염소(HClO)를 생성토록 함으로써, 잔류 염소가 분해되면서 내놓는 발생기 산소의 강한 산화 작용으로 물을 소독토록 하는 염소 소독방법이 일반적으로 적용되고 있는 것이다.

그러나, 간이 상수도 시설에 있어서는 상수도 저수조에 작업자가 정기적으로 직접 소독약을 투여하여 주는 방법을 사용하여 왔으나, 인력낭비가 심하고 관리비가 많이 들며, 염소농도를 일정하게 유지시켜줄 수 없는 관계로 간이 상수도의 위생관리가 불가능하였을 뿐만 아니라 소독시 일일이 소독약을 투여하여야 되어 그 작업이 매우 번거롭고 불편한 점이 있었다. 그리고, 간이 상수도에는 그 특성상 전문관리인을 둘 수 없어 소독에 어려움이 있다.

이러한 불편함을 해소하기 위해 현재 적용되고 있는 염소 소독방법 중 일 예를 도 1에 도시하였다. 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 염소 투입장치는 관정(1)의 주 모터가 가동됨에 따라 약품조(100)로부터 염소 희석수가 저수조(3) 내로 정량 투입토록 하는 방법은 유량에 따른 약품 투입량의 농도 조절이 불가능하기 때문에 급수량이 많게 되면 염소 농도의 부족으로 소독 효과가 감소되고, 급수량이 적게 되면 염소 농도의 과잉이 발생되는 문제점이 있는 것이다.

또한, 현재 대기의 온도나 습도에 따른 염소 자동 투입기가 개발되지 않아서, 실시간으로 물에 투입되는 염소의 양이 최적상태로 되기 힘들기 때문에 소독효과가 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 유량의 측정은 정확도가 높은 유량센서를 통하여 얻어지며 이를 바탕으로 기온, 습도 및 유량의 변화에 실시간으로 대응하여 시스템의 알고리즘에 의한 정밀 연산을 하여 정확한 염소 주입이 이루어지도록 한 기온 및 습도에 따른 염소 자동 정량 주입장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 관정 체크밸브의 동작 상태 및 이상유무를 무인 자동화 시스템으로 원격지에서 실시간으로 확인할 수 있는 기온 및 습도에 따른 염소 자동 정량 주입장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 태양열 전원 시스템에 의해 저전력 구현으로 적은 비용을 사용하여 전력선이 들어가지 않는 도서 산간 지역의 간이 상수도에서도 정밀한 염소 투입이 이루어지도록 한 기온 및 습도에 따른 염소 자동 정량 주입장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 기온 및 습도에 따른 염소 자동 정량 주입장치는, 원수를 펌핑하는 심정펌프를 구비한 관정장치와, 상기 관정장치에 의해 펌핑된 원수를 공급하는 송수관과, 상기 송수관으로 공급된 원수를 저장하는 물탱크를 포함하는 염소 자동 정량 주입장치에 있어서, 상기 관정장치의 인접한 지역에 설치되어 대기의 온도 및 습도를 감지하여 그에 비례하는 전기적신호를 출력하는 온습도 감지수단, 상기 송수관에 내에 원수의 흐름에 따라 회전하는 프로펠러가 삽입되고 상기 프로펠러의 회전축에 연결되어 회전수를 측정하는 유량센서가 상기 송수관의 유입구측에 부착되어 상기 송수관을 통하여 흐르는 유량을 측정하는 유량감지수단, 염소액을 저장하는 염소액 저장챔버와 상기 염소액 저장챔버에 저장된 염소액의 저장 수위를 측정하는 염소액 수위 감지센서와 상기 제어수단에 의해 제어되어 물탱크로 연결되는 관로를 개폐하는 전동밸브와 일정한 량이 흐르도록 하는 정량조절밸브가 직렬로 연결되어 상기 물탱크로 염소액을 공급하는 염소액 공급수단, 상기 염소액 공급수단에서 배출되는 염소액의 유량을 자동으로 조절하는 자동조절밸브, 그리고 상기 온습도 감지수단으로부터 측정된 대기의 온도 및 습도 데이터와 상기 유량감지수단으로부터 측정된 유량 데이터에 따라 상기 자동조절밸브를 제어하는 제어수단을 포함하여 구성된다.

그리고, 바람직하기로는 상기 제어수단은, 상기 관정장치 또는 상기 물탱크의 이상 발생시 경보를 발생하고 이상 발생위치를 표시하는 경보수단, 및 상기 염소액 공급수단의 상태를 표시하는 표시수단을 더 포함할 수 있다.

그리고 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 기온 및 습도에 따른 염소 자동 정량 주입장치는 태양열 전지를 이용한 전원장치, 상기 관정장치 또는 상기 물탱크의 이상 발생시 경보를 발생하고 이상 발생위치를 표시하는 경보수단 및 상기 염소액 공급수단의 상태를 표시하는 표시수단을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 기온 및 습도에 따른 염소 자동 정량 주입 장치는 특수 설계된 프로그래밍 방식의 소량 전용 주입장치를 사용하여 실시간 변화되는 기온, 습도 등 원수의 조건 변화에 능동적이며 자동대처 가능하도록 함과 동시에 항상 정확한 양의 염소투입으로 깨끗한 물을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 기온 및 습도에 따른 염소 자동 정량 주입 장치는 관리 대상 관정의 현 상태를 실시간으로 원격지에서 확인이 가능하며, 최소 인원으로 대량의 관정을 관리할 수 있어 관리비용이 절감되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 기온 및 습도에 따른 염소 자동 정량 주입 장치는 이중 방수 처리 케이스로 야외 설치가 가능하고, 태양열 전지를 이용한 전원장치를 구비하여 저전력(5W)으로 적은 비용에 의해 전력선이 들어가지 않는 도서 산간 지역의 간이 상수도를 해결할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 염소 투입장치의 시스템 구성도, 및
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기온 및 습도에 따른 염소 자동 정량 주입장치의 시스템 구성도를 각각 나타낸 것이다.

본 발명의 이점 및 특성, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하에서 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기온 및 습도에 따른 염소 자동 정량 주입장치의 시스템 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 염소 자동 정량 주입장치는 관정장치(10), 송수관(20), 물탱크(30), 온습도 감지수단(100), 유량감지수단(200), 염소액 공급수단(300), 자동조절밸브(400), 제어수단(500)을 포함할 수 있다.

먼저, 일반적인 염소 자동 정량 주입장치는 원수를 펌핑하는 심정펌프(12)를 구비한 관정장치(10)와, 상기 관정장치(10)에 의해 펌핑된 원수를 공급하는 송수관(20)과, 상기 송수관(20)으로 공급된 원수를 저장하는 물탱크(30)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성은 종래의 기술이므로 상세한 설명은 본 발명의 취지를 흐릴 우려가 있어 생략하기로 한다.

본 발명은 상수를 얻기 위한 정수처리시스템에서 관정의 주위 기온과 습도를 온습도 감지수단(100)을 통해 실시간 얻게 된 데이터값을 제어수단(500)으로 송출하고, 이미 기입력되어 있는 초기 설정값과 비교하여 염소액 공급수단(300)을 통한 염소의 투여량과 상기 배관에 공급되는 원수의 유량 및 유속을 유량감지수단(200) 및 자동조절밸브(400)에 의해 최적 조건에 맞게 보상 제어토록 하는 것을 특징으로 하고 있다.

온습도 감지수단(100)은 상기 관정장치(10)의 인접한 지역에 설치되어 대기의 온도 및 습도를 감지하여 그에 비례하는 전기적 신호를 출력한다.

유량감지수단(200)은 상기 송수관(20)의 유입구측에 부착되어 상기 송수관(20)을 통하여 흐르는 유량을 측정하기 위하여, 상기 송수관(20)에 내에 원수의 흐름에 따라 회전하는 프로펠러(미도시)가 삽입되고 프로펠러의 회전축에 연결되어 회전수를 측정하는 유량센서(210)가 상기 송수관(20)의 유입구측에 부착되어 상기 송수관(20)을 통하여 흐르는 유량을 측정한다.

염소액 공급수단(300)은 상기 물탱크(30)로 염소액을 공급하는 것으로, 염소액을 저장하는 염소액 저장챔버(310)와, 상기 염소액 저장챔버(310)에 저장된 염소액의 저장 수위를 측정하는 염소액 수위 감지센서(320)와, 상기 제어수단(500)에 의해 제어되어 물탱크(30)로 연결되는 관로를 개폐하는 전동밸브(330)와, 일정한 량이 흐르도록 하는 정량조절밸브(340)가 직렬로 연결되어 있다.

자동조절밸브(400)는 상기 염소액 공급수단(300)에서 배출되는 염소액의 유량을 자동으로 조절한다.

제어수단(500)은 상기 온습도 감지수단(100)으로부터 측정된 대기의 온도 및 습도 데이터와, 상기 유량감지수단(200)으로부터 측정된 유량 데이터에 따라 상기 자동조절밸브(400)를 제어한다. 또한, 제어수단(500)은 상기 관정장치(10) 또는 상기 물탱크(30)의 이상 발생시 경보를 발생하고 이상 발생위치를 표시하는 경보수단(510)과 상기 염소액 공급수단(300)의 상태를 표시하는 표시수단(520)을 더 포할 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 기온 및 습도에 따른 염소 자동 정량 투입 장치는 기온 및 습도의 초기설정값 산출과정과, 상기 초기설정값 산출과정으로부터 얻은 데이터값을 이용하여 실시간 처리되어 얻게 되는 원소를 비교분석하여 최적의 조건, 배관 내로 염소액 공급수단(300)을 통하여 투입되는 염소의 양과, 원수의 유속 및 유량, 관정설치 지역의 기온 및 습도 등을 산출하여 보상할 수 있는 보상과정으로 나누게 된다.

먼저, 물의 유입되는 양에 따라 유량 감시수단(200)은 유량센서(210)의 프로펠러의 회전수에 해당하는 전류값을 A/D 변환부(220)로 제공하게 되고, 그 제공된 전류값은 디지털적으로 처리되기 위하여 A/D 변환부(220)에 의해 다시 디지털 신호로 변환된다.

상기 디지털 신호로 변환된 유량 감지수단(200)에 의해 측정된 전류값은 제어수단(500)으로 입력되어 물의 유입 여부가 판단되는데, 일 예를 들어 측정값이 4mA 이상이면 송수관(20)을 통하여 물이 유입되는 것으로 판단하고, 4mA 이하인 경우에는 물의 유입이 없는 것으로 판단한다.

이후 제어수단(500)은 유량 감지수단(200)에 의하여 측정된 값을 메모리로부터 읽어들인 다음 원격지의 중앙컴퓨터로부터 기온 및 습도값의 보정값이 입력되는가를 판단하게 된다. 이는 곧 물탱크에 염소의 투입량을 메모리에 기 저장된 값뿐만 아니라 외부에서 입력된 기온 및 습도값까지 감안하여 투입함으로써 설치된 관정의 상황에 따라 염소 투입량을 많게 또는 적게 조절할 수 있게 된다.

따라서, 제어수단(500)은 곧바로 메모리로부터 읽어들인 밸브 궤도값을 염소액 공급수단(300)으로 출력한다.

염소액 공급수단(300)은 프로세서로부터 제공되는 전동밸브(330)의 궤도값에 의하여 모터(미도시)를 구동함으로써 전동밸브(330)가 그 궤도값만큼 열리게 된다. 이로써 염소액이 전동밸브(330) 및 정량조절밸브(340)를 통하여 일정량이 송수관(20)으로 투입되는 것이다.

반면에, 궤도 보정값이 입력된다면 프로세서는 메모리로부터 읽어들인 밸브 궤도값과 중앙컴퓨터로부터 입력되는 밸브 궤도 보정값을 더하여 그 값을 염소액 공급수단(300)으로 출력하게 된다. 그러므로, 전동밸브(330) 및 정량조절밸브(340)를 통해 투입되는 염소액의 양은 필요에 따라 증가 또는 감소된다.

결국 본 발명에 따른 염소 자동 정량 주입장치는 물의 유입되는 양과 기온 및 습도에 따라 기 설정된 염소액 투입량을 정확한 비율에 따라 자동적으로 투입하게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 기온 및 습도에 따른 염소 자동 정량 주입장치는 이중 방수 처리 케이스로 야외 설치가 가능하고, 태양열 전지를 이용한 전원장치(600)를 더 구비할 수 있다. 따라서, 저전력(5W)으로 적은 비용에 의해 전력선이 들어가지 않는 도서 산간 지역의 간이 상수도를 해결할 수 있게 된다.

이로써 관리 대상 관정의 현 상태를 실시간으로 확인이 가능하며, 최소 인원으로 대량의 관정을 관리할 수 있어 관리비용이 절감되는 효과가 있다.

지금까지는 본 발명의 특정한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 상술한 바와 같이 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음이 명백하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 한정하는 것이 아니라 예시한 것으로 해석되어야 한다.

10. 관정장치 12. 심정펌프
20. 송수관 30. 물탱크
100. 온습도 감지수단 200. 유량 감지수단
210. 유량센서 220. A/D변환부 300. 염소액 공급수단 310. 염소액 저장챔버
320. 염소액 수위 감지센서 330. 전동밸브
340. 정량조절밸브 400. 자동조절밸브
500. 제어수단 510. 경보수단
520. 표시수단 600. 전원장치

Claims

원수를 펌핑하는 심정펌프를 구비한 관정장치(10)와, 상기 관정장치(10)에 의해 펌핑된 원수를 공급하는 송수관(20)과, 상기 송수관(20)으로 공급된 원수를 저장하는 물탱크(30)를 포함하는 염소 자동 정량 주입장치에 있어서,
상기 관정장치(10)의 인접한 지역에 설치되어 대기의 온도 및 습도를 감지하여 그에 비례하는 전기적신호를 출력하는 온습도 감지수단(100),
상기 송수관(20)에 내에 원수의 흐름에 따라 회전하는 프로펠러(210)가 삽입되고 상기 프로펠러(210)의 회전축에 연결되어 회전수를 측정하는 유량센서(220)가 상기 송수관(20)의 유입구측에 부착되어 상기 송수관(20)을 통하여 흐르는 유량을 측정하는 유량감지수단(200),
염소액을 저장하는 염소액 저장챔버(310)와 상기 염소액 저장챔버(310)에 저장된 염소액의 저장 수위를 측정하는 염소액 수위 감지센서(320)와 상기 물탱크(30)로 연결되는 관로를 개폐하는 전동밸브(330)와 일정한 량이 흐르도록 하는 정량조절밸브(340)가 직렬로 연결되어 상기 물탱크(30)로 염소액을 공급하는 염소액 공급수단(300),
상기 염소액 공급수단(300)에서 배출되는 염소액의 유량을 자동으로 조절하는 자동조절밸브(400), 그리고
상기 온습도 감지수단(100)으로부터 측정된 대기의 온도 및 습도 데이터와 상기 유량감지수단(200)으로부터 측정된 유량 데이터에 따라 상기 자동조절밸브(400)를 제어하는 제어수단(500)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기온 및 습도에 따른 염소 자동 정량 주입장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제어수단(500)은
상기 관정장치(10) 또는 상기 물탱크(30)의 이상 발생시 경보를 발생하고 이상 발생위치를 표시하는 경보수단(510), 및
상기 염소액 공급수단(300)의 상태를 표시하는 표시수단(520)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기온 및 습도에 따른 염소 자동 정량 주입장치.