KR20170109506A - 저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치 - Google Patents

Abstract

저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 비만관 하수 유량 측정 장치는 하수관로의 바닥면에 근접한 최저 수심으로부터 최고 수심 미만까지 일정 간격을 가지고 서로 마주보게 형성되는 것으로 유속방향을 따라 나란하게 내주면을 따라 돌출되어 형성되는 복수 조의 유체 유도부(10)와, 상기 유체 유도부(10)의 돌출 측면 단부에 형성되는 것으로 한 쌍의 초음파트랜스 듀서(14)가 매립되는 한 쌍의 센서 매립공(12), 및 상기 센서 매립공(12)에 매립되는 것으로 어느 하나의 초음파 트랜스듀서로부터 방사된 초음파가 마주보는 유체 유도부에 의하여 반사되어 다른 하나의 초음파 트랜스듀서에 도달하도록 V법으로 설계되고 저수심에서 고수심으로 갈수록 이격 간격이 증가되도록 이루어진 한 쌍의 초음파 트랜스듀서(14)를 포함한다.
본 발명에 따른 저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치는 강수량이 적어 갈수기에는 매우 적은 유량만 흐르는 하수관거에서 정밀하고 실제 유량을 정확하게 측정함으로써 불필요한 에너지 소모를 줄일 수 있어 저탄소에 부합할 뿐만 아니라 종래 방식에서 모래나 슬러리의 쌓임으로 인하여 측정 오류가 발생하는 가능성을 줄이고 흐르는 물속의 돌 등에 의한 센서 손상도 줄일 수 있다.

Description

저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치{Sewage flow measurment device for partially filled pipe coinciding low carbon}

본 발명은 유량 측정 장치에 관한 것으로 특히 정밀하고 실제 유량을 정확하게 측정함으로써 하수 처리를 위한 정확한 실제 하수 유량을 측정하는 것이 가능하므로 불필요한 에너지 소모를 줄일 수 있어 저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치에 관한 것이다.

2013년02월26일자로 공개된 대한민국 공개특허 10-2013-0019100호에는 만관-비만관 복합 초음파 유량계가 개시되어 있다.

상기 공개 특허에 따르면, 유체가 흐르는 관로에 설치되며, 내부를 통해 관로를 흐르도록 유로가 형성되어 있는 측정관, 한 쌍으로 이루어져 유체의 흐름방향에 대하여 경사진 방향을 따라 서로 마주하도록 배치되며, 측정관의 높이 방향을 따라 이격되게 배치되는 복수 쌍의 초음파 센서, 측정관에 설치되어 측정관 내부를 흐르는 유체의 수위를 측정하는 수심계 및 측정관 내부 유로 하부에 평행하게 배치되는 평면부와, 평면부의 양측 단부로부터 절곡되어 측정관의 양측 내면에 접하게 배치되는 날개부를 구비하는 수리구조물을 포함하여 이루어진다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 강수량이 적어 갈수기에는 매우 적은 유량만 흐르는 하수관거에서도 정밀하고 실제 유량을 정확하게 측정함으로써 하수 처리를 위한 정확한 실제 하수 유량을 측정하는 것이 가능하므로 불필요한 에너지 소모를 줄일 수 있어 저탄소에 부합할 뿐만 아니라 종래 방식에서 모래나 슬러리의 쌓임으로 인하여 측정 오류가 발생하는 가능성을 줄이고 흐르는 물속의 돌 등에 의한 센서 손상도 줄일 수 있는 비만관 하수 유량 측정 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 비만관 하수 유량 측정 장치는,

하수관로의 바닥면에 근접한 최저 수심으로부터 최고 수심 미만까지 일정 간격을 가지고 서로 마주보게 형성되는 것으로 유속방향을 따라 나란하게 내주면을 따라 돌출되어 형성되는 복수 조의 유체 유도부(10)와;

상기 유체 유도부(10)의 돌출 측면 단부에 형성되는 것으로 한 쌍의 초음파 트랜스 듀서(14)가 매립되는 한 쌍의 센서 매립공(12); 및

상기 센서 매립공(12)에 매립되는 것으로 어느 하나의 초음파 트랜스듀서로부터 방사된 초음파가 마주보는 유체 유도부에 의하여 반사되어 다른 하나의 초음파 트랜스듀서에 도달하도록 V법으로 설계되고 저수심에서 고수심으로 갈 수록 이격 간격이 증가되도록 이루어진 한 쌍의 초음파 트랜스듀서(14);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유체 유도부(10)는 유속 반대 방향을 기준으로 선단부는 내주면으로부터 연장되어 폭이 점차 좁아지는 제1 구간부(102, 102', 102'')와, 상기 한 쌍의 초음파 트랜스듀서(14)가 매립되는 구간은 동일한 폭으로 평행한 한 쌍의 직선을 이루는 제2 구간부(104, 104', 104'')), 및 후단부는 폭이 점차 넓어져 내주면까지 연장되는 제3 구간부(106, 106', 106'')를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 한 쌍의 센서 매립공(12)은,

저수심에서 고수심으로 갈 수록 어느 하나의 초음파 트랜스듀서로부터 방사된 초음파가 마주보는 유체 유도부에 의하여 반사되어 다른 하나의 초음파 트랜스듀서에 도달하도록 이격 간격이 증가되고 내주면까지의 돌출 깊이는 감소되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치는 강수량이 적어 갈수기에는 매우 적은 유량만 흐르는 하수관거에서도 정밀하고 실제 유량을 정확하게 측정함으로써 하수 처리를 위한 정확한 실제 하수 유량을 측정하는 것이 가능하므로 불필요한 에너지 소모를 줄일 수 있어 저탄소에 부합하다는 효과가 있을 뿐만 아니라 종래 방식에서 모래나 슬러리의 쌓임으로 인하여 측정 오류가 발생하는 가능성을 줄이고 흐르는 물속의 돌 등에 의한 센서 손상도 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치의 구조를 나타낸 비등각 사시도,
도 2는 도 1의 상면도,
도 3은 도 1의 등각 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치를 하수관거에 장착하기 위한 구조의 일예를 나타난 사시도,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치의 작용 효과를 설명하기 위한 단면도, 및
도 7은 본 발명에 따른 저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치에서 유체 유도부에 의한 효과를 설명하기 위한 단면도.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치의 구조를 비등각 사시도로써 나타내었으며, 도 2에는 도 1의 상면도, 도 3에는 도 1의 등각 사시도를 나타내었다.

도 1을 참조하면 본 발명에 따른 저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치는 하수관로 내에 매립되는 비만관 하수 유량 측정 장치로서 하수관로의 바닥면에 근접한 최저 수심으로부터 최고 수심 미만까지 일정 간격을 가지고 서로 마주보게 형성되는 것으로 유속방향을 따라 나란하게 내주면을 따라 돌출되어 형성되는 복수 조의 유체 유도부(10)를 구비한다.

또한, 도 2를 참조하면 본 발명에 따른 저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치는 유체 유도부(10)의 돌출 측면 단부에 형성되는 것으로 한 쌍의 초음파트랜스 듀서(14)가 매립되는 한 쌍의 센서 매립공(12), 및 한 쌍의 초음파 트랜스듀서(14)를 구비한다. 한 쌍의 초음파 트랜스듀서(14)는 센서 매립공(12)에 매립되는 것으로 어느 하나의 초음파 트랜스듀서로부터 방사된 초음파가 마주보는 유체 유도부에 의하여 반사되어 다른 하나의 초음파 트랜스듀서에 도달하도록 V법으로 설계되고 저수심에서 고수심으로 갈 수록 이격 간격이 증가되도록 이루어진다. 한 쌍의 초음파 트랜스듀서(14)는 센서 매립공(12)에 매립되어 외부로 노출되지 않기 때문에 흐르는 유체속의 돌에 의하여 파손될 가능성도 현저히 낮다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이 유체 유도부(10)는 유속 반대 방향을 기준으로 선단부는 내주면으로부터 연장되어 폭이 점차 좁아지는 제1 구간부(102, 102',102'')와, 상기 한 쌍의 초음파 트랜스듀서(14)가 매립되는 구간이고 동일한 폭으로 평행한 한 쌍의 직선을 이루는 제2 구간부(104, 104', 104'')), 및 후단부는 폭이 점차 넓어져 내주면까지 연장되는 제3 구간부(106, 106', 106'')를 포함하여 이루어진다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이 바닥측에 근접한 유체 유도부(10)에서 센서매립공(12) 또는 초음파 트랜스듀서(14)의 이격 간격은 "L1"이라 할 때, 그 상위 수심에서의 이격 간격은 "L2"이고, 그 상위 수심에서의 이격 간격은 "L3"이며, 최상위 수심에서의 이격 간격은 "L4"이며, L1 < L2 < L3 < L4이다. 즉, 저수심에서 고수심으로 갈 수록 센서 매립공(12) 또는 초음파 트랜스듀서(14)의 이격 간격은 증가되도록 이루어진다.

도 4에는 본 발명에 따른 저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치를 하수관거에 장착하기 위한 구조의 일예를 사시도로써 나타내었다. 도 4를 참조하면, 일측이 개방되고 하수 관거의 형상에 맞게 구부러지도록 이루어진 띠 형상의 스텐레스 밴드(10)와 개방부에서 하수 관거의 직경에 맞게 벌리고 오무려질 수 있도록 조정하는 조정부(42)를 구비하며, 그 내주면에는 유체 유도부(10)와 센서 매립공(12) 및 초음파 트랜스듀서(14)가 구비되는 본 발명에 따른 비만관 하수 유량 측정 장치가 장착된다.

도 5 및 도 6에는 본 발명에 따른 저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치의 작용 효과를 설명하기 위한 단면도를 나타내었다. 도 5 및 도 6을 참조하면 갈수기에는 하수관거에 매우 미약한 흐름만이 존재하게 되는데 제1 유체 유도부(50)는 내주면까지 의 돌출 깊이가 가장 크기 때문에 유체 유도부(10)에 의하여 전방에서 흘러온 유체를 유체 유도부(10) 사이로 유도하여 위에서 바라볼 때 그 유량 측정 대상인 면적은 줄어들고 그 면적 내에서 높낮이의 편차는 줄어든다. 따라서, 측정 대상 유체는 안정화되었다고 이해할 수 있으며, 비교적 정확한 유량 측정이 가능하게 된다는 것에 주목할 필요가 있다.

또한, 강우가 있어 수심이 차츰 올라가는 경우에 제2 유체 유도부(52), 제3유체 유도부(54), 제4 유체 유도부(56)에 장착된 초음파 트랜스듀서에 의하여 유량 측정이 이루어질 수 있고, 그 이상의 수심인 경우에는 도시하지 않은 수심계에 의하여 측정된 수심을 참조하여 환산한다.

한편, 도 6에 도시한 바와 같이 토사(60)가 쌓여 바닥 부근에서의 유량 측정이 되지 않는 경우에는 이를 감지하여 점검 요청 경보를 발령하는 것도 바람직하다.

도 7에는 본 발명에 따른 저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치에서 유체 유도부에 의한 효과를 설명하기 위한 단면도를 나타내었다. 도 7을 참조하면 갈수기에 해당하는 시기에 하구 관거의 바닥 부근 정도에 해당하는 유체 흐름이 있을 경우에 유체 유도부의 선단부(70)에 해당하는 구간에서 유체를 중앙 부근으로 몰아가며, 실제 유속 측정이 이루어지는 구간인 유체 유도부의 직선 부분(72)에서는 위에서 바라볼 때 유체의 면적은 감소하고 그 면적에서 유체의 높낮이의 편차는 줄어든다. 따라서, 측정 대상 유체는 안정화되었다고 이해할 수 있으며, 비교적 정확한 유량 측정이 가능하다.

또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치는 비만관 하수 관거에 정확도가 높은 전달시간차방식을 사용한 측정이 가능하게 하고, 센서가 바닥이 아닌 벽면에 위치하며, V법으로 설계되어 유체 흐름을 보다 안정하게 유도하여 정확한 유량측정이 가능하다.

10 : 유체 유도부
102, 102', 102'' : 제1 구간부
104, 104', 104'' : 제2 구간부
106, 106', 106'' : 제3 구간부
12: 센서 매립공 14 : 초음파 트랜스듀서

Claims (3)

1. 하수관로 내에 매립되는 비만관 하수 유량 측정 장치에 있어서,
   상기 하수관로의 바닥면에 근접한 최저 수심으로부터 최고 수심 미만까지 일정 간격을 가지고 서로 마주보게 형성되는 것으로 유속방향을 따라 나란하게 내주면을 따라 돌출되어 형성되는 복수 조의 유체 유도부(10);
   상기 유체 유도부(10)의 돌출 측면 단부에 형성되는 것으로 한 쌍의 초음파 트랜스 듀서(14)가 매립되는 한 쌍의 센서 매립공(12); 및
   상기 센서 매립공(12)에 매립되는 것으로 어느 하나의 초음파 트랜스듀서로부터 방사된 초음파가 마주보는 유체 유도부에 의하여 반사되어 다른 하나의 초음파 트랜스듀서에 도달하도록 V법으로 설계되고 저수심에서 고수심으로 갈 수록 이격 간격이 증가되도록 이루어진 한 쌍의 초음파 트랜스듀서(14);를 포함하는 것을 특징으로 하는 저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유체 유도부(10)는 유속 반대 방향을 기준으로 선단부는 내주면으로부터 연장되어 폭이 점차 좁아지는 제1 구간부(102, 102', 102'')와, 상기 한 쌍의 초음파 트랜스듀서(14)가 매립되는 구간은 동일한 폭으로 평행한 한 쌍의 직선을 이루는 제2 구간부(104, 104', 104'')), 및 후단부는 폭이 점차 넓어져 내주면까지 연장되는 제3 구간부(106, 106', 106'')를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 한 쌍의 센서 매립공(12)은,
   저수심에서 고수심으로 갈 수록 어느 하나의 초음파 트랜스듀서로부터 방사된 초음파가 마주보는 유체 유도부에 의하여 반사되어 다른 하나의 초음파 트랜스듀서에 도달하도록 이격 간격이 증가되고 내주면까지의 돌출 깊이는 감소되는 것을 특징으로 하는 저탄소에 부합하는 비만관 하수 유량 측정 장치.
   

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