KR20180014300A

KR20180014300A - 수중펌프의 통신제어 시스템

Info

Publication number: KR20180014300A
Application number: KR1020160096382A
Authority: KR
Inventors: 이주백; 이성영
Original assignee: (주)대진정공
Priority date: 2016-07-28
Filing date: 2016-07-28
Publication date: 2018-02-08

Abstract

본 발명은 수중펌프와 지상의 모니터링장치 간의 통신을 유선이 아니라 무선으로 송수신하여 수중펌프로 가설되는 선로를 간소화한 수중펌프의 통신제어 시스템에 관한 것으로, 수중펌프의 각종 센싱 데이터를 지상 모니터링장치로 전송하는 통신제어장치에 있어서, 수중펌프의 온도, 습도 및 모터회전수 중 적어도 어느 하나의 센싱데이터를 입력받는 센서 인터페이스; 상기 센싱데이터를 무선신호로 변환하여 지상 모니터링장치로 전송하고, 지상 모니터링장치로부터 수중펌프 제어신호를 수신하는 무선통신부; 및 상기 센싱데이터가 무선통신부를 통해 지상 모니터링장치로 전달되도록 제어함과 아울러 지상 모니터링장치의 제어신호를 제공받아 수중펌프의 출력장치를 제어하는 펌프제어부;를 포함하며, 상기 무선통신부는 수중펌프에 설치되며, 상기 무선통신부와 지상 모니터링장치 간의 통신 주파수는 424MHz 또는 447MHz 대역인 것을 특징으로 한다.

Description

수중펌프의 통신제어 시스템{COMMUNICATION CONTROL SYSTEM FOR SUBMERGED MOTOR PUMP}

본 발명은 수중펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중펌프와 지상의 모니터링장치 간의 통신을 유선이 아니라 무선으로 송수신하여 수중펌프로 가설되는 선로를 간소화한 수중펌프의 통신제어 시스템에 관한 것이다.

일명 수중모터펌프라고도 일컬어지는 수중펌프(Submerged Motor Pump)는 주로 이물질이 함유된 액체의 이송에 적합하고 구조가 간단하여 유지보수가 용이한 전동식 펌프를 통칭하는 것으로서, 심정용ㆍ상수도 가압용ㆍ배수용 등 용도에 따라 다양하게 구분되며, 주로 저수의 물을 높은 위치로 양수할 때와 같이 오수 및 오물을 처리하거나 배수용으로 사용된다.

수중펌프는 전원이 공급되면 전동모터가 작동하여 구동축(shaft)이 회전하고, 구동축의 회전에 의해 구동축의 하단부에 장착된 임펠러가 케이스의 내부에서 회전하면서 하부의 유체를 흡입하여 상측으로 송출시키게 된다.

통상적으로 사용되고 있는 수중펌프에 대하여 첨부된 도 1을 참조하여 간단히 설명한다.

수중펌프(1)는, 동일한 구동축(10)의 하측부에 펌프부(2)가 형성되어 있고, 상측부에 모터부(3)가 형성되어 있으며, 상기 모터부(3)의 상단에는 챔버부(4)가 구비될 수 있다.

상기 펌프부(2)는 통상 분리 형성된 상측케이싱(21)과 하측케이싱(22)을 결합하여 케이싱(20)을 형성하고, 상기 상측 케이싱(21)의 내부에는 내측케이싱(23)이 일정한 간격으로 형성된 다수의 지지대에 의해 일체로 형성되어 있으며, 내측케이싱(23)의 하측으로 돌출되는 구동축(10)의 하단에는 임펠러몸체(26)의 외주에 다수의 임펠러날개(27)가 결합되어 있는 임펠러(25)가 장착되어 있다.

차후에 구체적으로 설명되는 모터부(3)의 작동에 의해 구동축(10)과 함께 임펠러(25)가 회전하게 되면 하측 케이싱(22)의 내부로 유입되는 유체(물)가 상측케이싱(21)와 내측케이싱(23)의 사이의 공간을 통과하여 상승(펌핑)하게 된다.

상기 케이싱(20)의 중앙으로 삽입되는 구동축(10)이 베어링(12)에 의해 자유롭게 회전되도록 장착되어 있으며, 케이싱(20)의 상측에 모터부(3)가 설치(장착)되어 있다.

상기 모터부(3)는 하우징(30)의 내면에 고정자(31)가 장착(고정)되어 있고, 상기 고정자(31)의 내측에는 회전자(32)가 구동축(10)에 장착되어 있다. 상기와 같이 형성된 모터부(30)의 상측에는 통상 챔버하우징(40)과 챔버커버(41) 등으로 구성될 수 있는 챔버부(4)가 설치되어 있고, 상기 구동축(10)의 상단이 베어링에 의해 자유롭게 회전되도록 챔버하우징(40)의 중앙에 결합(설치)되어 있으며, 챔버커버(41)의 상면에 뚫어진 케이블설치공(42)을 통해 전기를 공급할 수 있는 전선, 즉 케이블(50)이 설치된다.

지상의 모니터링 유닛의 조작(ON)에 의해 케이블(50)을 통해서 모터부(3)에 전원(전기)이 공급되어 회전자(32)와 함께 구동축(10)이 회전하게 되고, 구동축(10)의 회전에 의해 하단에 장착된 펌프부(2)의 임펠러(25)가 회전하게 되며, 임펠러(25)의 회전에 의해 케이싱(20)의 외부 및 하측에 있던 유체(물)가 하측케이싱(22)의 내부로 흡입(펌핑)되어 상측케이싱(21)과 내측케이싱(23)과의 사이로 통과하여 상승하게 되며, 이와 같이 펌프부(2)의 작동에 의해 펌핑되는 유체(물)는 배수관(도시하지 아니함)을 통해 상승하여 배출된다.

이와 같은 수중펌프의 구동 시 모터에서 많은 열이 발생되고, 수중에서 구동하는 특성 상 수중펌프의 구동 시 수중펌프의 내부에는 고온 다습한 공기가 형성된다. 수중펌프의 구동이 정지되면, 외면이 물과 접촉된 펌프 하우징이 빠른 속도로 차가워지게 되므로 수중펌프의 구동과정에서 형성된 고온 다습한 공기는 빠른 속도로 냉각되며, 이때 공기 중의 수분이 응축되면서 결로가 발생된다. 이와 같이 수중펌프의 내부에 발생된 결로에 의하여 내부 부품의 부식이 촉진되며, 특히 모터의 절연이 파괴되면서 모터가 손상되는 문제점이 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 출원인은 특허등록 제10-1185116호(출원일: 2012.03.28.)에서와 같이 수중펌프의 구동이 정지되었을 때 고온 다습한 공기를 건조시켜 결로 발생에 의한 부품의 손상을 방지할 수 있도록 한 결로방지 기능을 구비한 수중펌프를 출원한 바 있다.

또한, 수중펌프(1)의 작동 정지 시에 외부로 완전히 배출되지 못하고 배수관에 잔류하고 있던 유체(물)는, 그 하중에 의해 하측으로 흘러내리려는 성질을 갖게 되고, 하측으로 이동하는 유체(물)에 의해 임펠러(25)가 역회전하게 된다. 이와 같이 임펠러(25)가 역회전하게 되면 케이싱(2)의 상측에서 배수관에 있던 유체는 역류하게 되고, 이와 같이 역류하는 유체(물)에 의해 임펠러(25)는 더욱 신속하게 회전하게 되며, 따라서 배수관에 있던 유체는 더욱 신속하게 역류하게 된다.

상기와 같이 하향하는 유체(물)에 의해 임펠러(25)가 역회전하여 수중펌프(1)가 역으로 작동하게 되면, 주변기기를 손상시키는 현상을 초래하게 되고, 뿐만 아니라 임펠러(25)의 역회전에 의해 구동축(10)과 함께 모터부(3)의 회전자(32)가 역회전하게 되면 모터부(3) 자체가 손상(자속이 변화되는 현상 등)되어 모터부(3)를 효율적으로 작동시킬 수 없게 되거나 기능이 떨어지는 현상이 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 출원인은 특허등록 제10-1068840호(출원일: 2011.04.21.)에서와 같이, 전원이 OFF되었을 때에 수중펌프가 역으로 작동 즉 임펠러가 역으로 회전되는 것을 방지하도록 개선된 역회전방지장치가 구비된 수중펌프를 출원한 바 있다.

이와 같이, 수중펌프에 제습, 누수 및 역회전 방지의 기능을 추가함에 따라, 수중펌프 고장 대부분의 원인을 차지하는 습기 및 모터 역회전에 의한 고장을 효과적으로 예방할 수 있게 되었으나, 이들 개시된 구성만으로는 모터 자체적으로 해당 기능을 수행하는 수단만을 제공할 뿐, 외부(지상의 관리자)와의 적극적인 통신을 통해 상태를 체크하고 상태에 따른 능동적인 대응을 하기 위한 통신 제어 시스템은 제공하고 있지 못한 실정이다.

이러한 통신 제어 시스템을 갖추기 위해서는 수중펌프로 전원케이블 뿐만 아니라 수중펌프를 모니터링 및 제어하기 위한 통신케이블도 필요로 한다. 하지만, 3상 전원케이블과 상용 전원케이블을 포함하는 전원케이블 외에 통신케이블이 추가됨에 따라 챔버커버의 상면에 케이블 설치공의 추가 설치와 함께 선로의 구성이 복잡해지고, 통신케이블의 경우 전원케이블에 비해 고가임과 동시에 방수 성능도 떨어져 잦은 교체로 인한 수중펌프의 내구성에 악영향을 주는 문제점이 있다. 또한, 설치공이 증가될수록 그만큼 방수부재가 추가됨에 따라 제품의 비용과 신뢰성에 악영향을 주는 문제점이 있다.

따라서, 이를 해소하기 위한 하나의 방법으로 블루투스, 지그비 등의 무선통신 방식을 통한 무선 통신 제어 시스템을 고려해 볼 수 있으나, 공개특허 제10-2015-0131602호(출원일 2014년 6월 15일) 등을 보면 단순히 “수중펌프 구동유닛 및 센서유닛과 통합관리서버 간의 신호 송수신은 유무선 랜, 이동통신, 와이브로, 100Mbps 이상의 광대역 통신망 또는 전력선통신과 같은 지상 통신 네트워크를 통해 이루어질 수 있다”는 컨셉만이 기재되어 있을 뿐이고, 수중 통신에 최적화된 통신 방식이나 장비 구성을 제시하고 있지는 못하다.

실제로, 수중에서의 통신은 공기중에서의 통신에 비해서도 많은 통신 장애를 일으킬 뿐만 아니라, 특히 통신 신호가 물과 공기의 경계선을 넘어 서로 다른 매질 간에 전달되는 경우 심각한 신호 감쇄와 왜곡이 발생하므로, 일반적으로 흔히 쓰이는 RF통신 방식이나 네트워크 장비 구성만으로는 원활한 통신 제어가 불가능한 상황이다.

따라서, 등록특허 제10-1591538호 등에는, 수중의 잠수정과 연결된 부표의 해상(물과 공기의 경계선)으로 노출되는 부분에 통신 안테나를 구비하여 공기 중에서는 RF 통신 등이 가능하도록 하는 구성이 개시된 바 있으나, 본 발명에 따른 수중펌프의 경우, 자체의 구조 복잡성 및 설치 장소에 따른 각종 제한(우수 처리장, 하수 처리장 등 다양한 장소에서의 설치 장소 다양성 및 수위의 다변성 등)으로 인해 이러한 구성을 수중펌프의 무선통신제어 시스템에 그대로 적용하기에는 효율적이지도 않고 상당한 곤란함이 있다.

특허등록 제10-1068840호(출원일: 2011.04.21.) 특허등록 제10-1185116호(출원일: 2012.03.28.) 공개특허 제10-2015-0131602호(출원일: 2014.06.15.) 등록특허 제10-1591538호(출원일 : 2009.02.27.)

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 수중펌프(Submerged Motor Pump)와 지상의 모니터링장치 간의 통신을 유선이 아니라 무선으로 송수신하여 수중펌프로 가설되는 선로를 간소화함과 아울러 수중펌프의 내구성을 향상시킨 수중펌프의 통신제어 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 수중과 지상 간의 신뢰성있는 무선 통신을 위하여 400MHz대 주파수대역의 RF통신을 이용하는 수중펌프의 통신제어 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수중펌프의 통신제어장치는, 수중펌프의 각종 센싱 데이터를 지상 모니터링장치로 전송하는 통신제어 시스템에 있어서, 수중펌프의 온도, 습도 및 모터회전수 중 적어도 어느 하나의 센싱데이터를 입력받는 센서 인터페이스; 상기 센싱데이터를 무선신호로 변환하여 지상 모니터링장치로 전송하고, 지상 모니터링장치로부터 수중펌프 제어신호를 수신하는 무선통신부; 및 상기 센싱데이터가 무선통신부를 통해 지상 모니터링장치로 전달되도록 제어함과 아울러 지상 모니터링장치의 제어신호를 제공받아 수중펌프의 출력장치를 제어하는 펌프제어부;를 포함하며, 상기 무선통신부는 수중펌프에 설치되며, 상기 무선통신부와 지상 모니터링장치 간의 통신 주파수는 424MHz 또는 447MHz 대역인 것을 특징으로 한다.

상기 센서 인터페이스와 무선통신부 및 펌프제어부는 수중펌프의 모터부 상단의 챔버 내부 공간에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 무선통신은 시리얼 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 통신 방식을 이용하며, 상기 펌프제어부는 센싱데이터를 아스키 코드(ASCII code) 또는 헥사 코드(Hex code)로 디지털 변환한 후 디지털 변조를 통해 지상 모니터링장치로 송신되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 수중펌프와 지상의 모니터링장치 간의 통신을 유선이 아니라 무선으로 송수신하여 수중펌프로 가설되는 선로를 간소화함과 아울러 전력케이블에 비해 고비용인 통신케이블을 가설하지 않아도 됨에 따라 선로의 유지보수 측면에서 상당히 경제적인 효과가 있다.

또한, 수중 통신케이블의 경우 전력케이블에 비해 고가임과 동시에 방수 성능이 떨어져 전력케이블에 비해 잦은 교체가 필요하나, 통신케이블을 가설하지 않아도 되고 하우징에 설치공도 불필요함에 따라 결국 단순한 하우징의 구성으로 인해 수중펌프의 내구성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 일반적인 수중펌프의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 무선통신장치가 포함된 수중펌프 통신제어 시스템을 나타낸 기능블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 무선통신장치가 내장된 수중펌프를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 발명에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 2는 본 발명에 의한 무선통신장치를 포함한 수중펌프 통신제어 시스템을 나타낸 기능블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 무선통신장치가 내장된 수중펌프를 나타낸 도면으로서, 통신 제어시스템은 수중통신제어장치(100), 지상 모니터링장치(200) 및 원격제어장치(300)를 포함하여 구성된다.

수중통신제어장치(100)는 수중펌프(Submerged Motor Pump) 내에 설치되어 지상의 모니터링장치(200)와 무선통신을 통해 센싱데이터 및 제어데이터를 송수신하게 된다. 수중통신제어장치(100)는 센서 인터페이스(110), 무선통신부(130) 및 펌프제어부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.

센서 인터페이스(110)는 수중펌프의 온도센서(61), 습도센서(63) 및 엔코더(65) 등으로부터 온도, 습도, 모터회전수 중 적어도 어느 하나의 센싱데이터를 입력받도록 구성되어 있다.

무선통신부(130)는 센싱데이터를 무선신호로 변환하여 지상 모니터링장치(200)로 전송하고, 지상 모니터링장치(200)로부터 수중펌프 제어신호를 수신하도록 구성되어 있다.

펌프제어부(150)는 센싱데이터가 무선통신부(130)를 통해 지상 모니터링장치(200)로 전달되도록 제어함과 아울러 지상 모니터링장치(200)의 제어신호를 제공받아 수중펌프의 각종 출력장치를 제어하도록 구성되어 있다.

이와 같은 무선통신부(130)를 포함한 수중통신제어장치(100)는 수중펌프에 설치되며, 무선통신부(130)와 지상 모니터링장치(200) 간의 통신 주파수는 424MHz 또는 447MHz 대역이 이용될 수 있다. 일반적으로, 수중 통신으로는 초음파 통신 및 광 통신이 주로 이용되고 있고, 수상과 지상 간의 통신으로는 1GHz 이상의 무선 통신이 주로 이용되고 있으나, 물과 공기의 이종 매질의 경계선을 지나는 수중과 지상 간의 통신은 신호의 감쇄나 왜곡으로 인해 통신 품질이 현저히 떨어지므로 현재 상용화된 RF모듈은 없는 상태이다. 하지만, 본 발명에서는 424MHz 또는 447MHz의 주파수를 이용하여 무선통신을 수행하여 수중과 지상 간의 통신오류 문제를 극복하였다.

무선통신부(130)는 424MHz 또는 447MHz의 RF모뎀이 이용될 수 있는 데, 이는 시리얼 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 통신 방식을 이용하며, 데이터전송속도는 1200bps이고, 디지털 변복조(FSK, AFSK)를 통해 지상의 모니터링장치(200)와 상호 통신한다. 무선통신부(130)는 협대역(Narrow Band) 변복조 기술을 적용하여 저전력 소모와 장거리 통신성능을 모두 만족시키며, 수중 및 지상 간 300m 이상의 통신거리 성능을 확보할 수 있으므로, 본 발명에 적절하다.

본 발명의 발명자는 실험을 통해, 통신 방식을 전술한 바와 같이 구성하는 경우 수중펌프의 신호를 1차적으로 수신하는 모니터링장치(200)가 지상 3m 이내, 수중펌프의 수중무선제어장치(100)가 수심 15m 이내에 설치되는 경우, 데이터의 손실이나 왜곡없이 정상적으로 정보의 송수신이 이루어지고, 지상의 모니터링장치(200)에서의 무선 제어신호에 따른 수중모터의 작동 제어도 정상적으로 이루어짐을 수 차례 확인하였다.

펌프제어부(150)는 센서에서 오는 데이터를 메모리(160)에 일시적이거나 지속적인 형태로 저장하고, 이러한 센싱데이터를 무선통신부(130)를 통해 지상의 모니터링장치(200)로 전송한다. 펌프제어부(150)는 센싱데이터를 아날로그가 아닌 아스키 코드(ASCII code)와 헥사 코드(Hex code)와 같은 디지털신호로 변환한 후 디지털 변조를 통해 지상 모니터링장치(200)로 송신되도록 한다.

또한, 펌프제어부(150)는 센서 인터페이스(110)의 센싱데이터에 따라 모터 주변에 설치된 결로방지유닛(70), 역회전 방지 브레이크유닛(80) 및 모터구동부(90) 중 적어도 어느 하나의 출력장치를 선택 제어할 수 있다.

지상 모니터링장치(200)는 적어도 하나의 수중펌프의 수중통신제어장치(100)와 무선통신을 하여 수중펌프 별로 센싱데이터를 실시간으로 수집 및 모니터링하고 상위 원격제어장치(300)로 전송하도록 구성되어 있다.

모니터링장치(200)는 무선통신부(210), 통신부(230), 동작상태표시부(250) 및 메인제어부(270)를 포함하여 구성될 수 있다. 무선통신부(210)는 수중통신제어장치(100)와 424MHz 또는 447MHz 주파수대역으로 무선 통신을 수행하며, 수중펌프의 센싱데이터를 수신하여 복조한다. 통신부(230)는 상위 원격제어장치(300)와 유선 또는 무선으로 연결되어 제어신호에 따라 각 수중펌프의 센싱데이터를 주기적으로 전송한다. 동작상태표시부(250)는 제어신호에 따라 각 수중펌프의 동작 상태와 에러 유무 등을 시각적으로 표시한다. 메인제어부(270)는 무선통신부(210)를 통해 각 수중펌프의 센싱데이터를 제공받아 메모리(280)에 저장함과 아울러 각 수중펌프의 센싱데이터가 주기적으로 원격제어장치(300)로 전송되도록 제어한다.

또한, 메인제어부(270)는 온도, 습도, 모터회전수(RPM) 등 센싱데이터와 미리 설정된 기준값을 상호 비교하여 문제가 있을 경우 동작상태표시부(250)에 실시간으로 표시함과 아울러 원격제어장치(300)에 실시간으로 보고하여 즉각적인 대처가 가능하도록 한다. 그리고, 메인제어부(270)는 도면에 도시하지는 않았지만 외부 입력스위치에 따라 수중펌프로 공급되는 전력(3상 교류전원 및 AC 220V)의 온오프를 제어할 수 있다. 3상 교류전원은 수중모터 구동용 전력이며, AC 220V는 회로 등의 동작 전원으로 이용될 수 있다.

그리고, 원격제어장치(300)는 적어도 하나 이상의 지상 모니터링장치(200)와 유무선으로 연결되어 각 모니터링장치(200)로부터 전달된 수중펌프 별 센싱데이터를 수집하여 원격 모니터링하며, 수중펌프 별로 원격 제어 관리가 가능한 시스템으로 구성되어 있다. 원격제어장치(300)는 예컨대, HMI(Human Machine Interface) 시스템으로 구성되어 수중펌프별 센서 모니터링과 원격 제어가 가능하다.

원격제어장치(300)에서는 수중펌프의 환경 실시간 수집, 실시간 이상상황 알림 서비스, 수중펌프 실시간 모니터링, 실시간 원격 제어/관리 서비스 등 원격 제어 기능을 수행하게 된다. 즉, 원격제어장치(300)에서는 통신 연결된 수중펌프들을 원격 감시함과 아울러 수중펌프의 센싱 상황에 따라 해당 모터 작동과 결로방지 및 역회전 방지 등의 동작을 모니터링장치(200)를 통해 원격 제어하는 것이 가능하다.

본 발명의 핵심 장치인 센서 인터페이스(110)와 무선통신부(130) 및 펌프제어부(150)를 포함한 수중통신제어장치(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이 수중펌프의 모터부(10)의 상단에 형성된 중공부인 챔버(40) 내부 공간(45)에 설치될 수 있다.

수중통신제어장치(100)가 적용된 수중펌프의 구조는 도 1의 수중펌프와 유사한 구조로 이루어진 바, 수중펌프에는 구동축(21)의 상측부에 모터부(10)가 형성되어 있고, 하측부에 펌프부(20)가 형성되어 있으며, 상기 모터부(10)의 상단에는 챔버(40)가 구비되어 있다.

모터부(10)는 펌프 하우징(30)에 고정된 고정자 코어(11a)와 이 고정자 코어(11a)에 권선된 코일(11b)로 이루어진 고정자(11)와, 상기 고정자(11)의 중심부에 배치되며 구동축(21)과 연결된 회전자 코어로 이루어진 회전자(12)를 포함하여 구성되어 있고, 펌프부(20)는 임펠러(20-1)를 포함하여 구성되어 있다.

수중펌프는 전원공급 시 내부에 구비된 모터부(10)에 의하여 구동축(21)이 회전하고, 구동축의 회전에 의하여 임펠러(20-1)가 회전함으로써 물을 흡입한 뒤 배수관(도시하지 아니함)을 통해 외부로 토출하게 된다.

챔버(40) 내에 설치된 센서 인터페이스(110)는 수중펌프의 온도, 습도 및 모터회전수 중 적어도 어느 하나의 센싱데이터를 입력받도록 구성되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 온도는 모터부(10)의 내부 온도일 수 있으며, 이를 검출하는 온도센서(61)가 모터부(10)의 주변에 설치될 수 있다. 상기 습도는 모터부(10)의 내부 습도일 수 있으며, 이를 검출하는 습도센서(63)가 모터부(10)의 주변에 설치될 수 있다. 상기 모터회전수는 모터의 회전수를 검출하는 엔코더(65)에 의해 측정될 수 있다.

펌프제어부(150)는 센서 인터페이스(110)의 센싱데이터에 따라 모터 주변에 설치된 결로방지유닛(70), 역회전 방지 브레이크유닛(80) 및 모터구동부(90) 중 적어도 어느 하나의 출력장치를 선택 제어하게 되는 데, 수중펌프의 출력장치는 수중펌프의 모터 주변에 설치되어 모터에서 발생되는 결로를 방지하기 위한 결로방지유닛(70)과, 상기 모터의 주변에 설치되며, 모터의 정지 시에 작동되어 모터의 역회전을 방지하는 브레이크유닛(80), 및 외부로부터 공급된 교류전원을 상기 모터로 공급하여 작동 구동하는 모터구동부(90)일 수 있다.

실시예에서는 브레이크유닛(80)이 모터부(10)의 상단에 형성된 챔버(40) 내의 중공부(45)에 설치될 수 있다. 이와 같은 브레이크유닛(80)은 외부 모니터링장치(200)의 전원스위치의 오프에 따라 케이블(50)을 통해 공급되던 전원이 차단(OFF)되면 모터부(10)의 작동은 정지되고, 상기 모터부(10)의 정지에 의해 펌프부(20)의 작동도 정지되며, 이와 동시에 브레이크유닛(80)는 역으로 작동하여 모터부(10)와 펌프부(20)의 작동, 즉 구동축(10)을 억류시키게 된다. 반면에, 브레이크유닛(80)에 공급되던 전원이 차단(OFF)되면, 브레이크 상태가 해제된 상태로 되며, 따라서 모터부(10)와 함께 펌프부(20)는 원활하게 작동되는 구조로 이루어져 있다.

또한, 모터부(10)의 상단 공간에 모터부(10)의 온도를 센싱하는 온도센서(61)와 모터부(10)의 습도를 센싱하는 습도센서(63)가 설치될 수 있으며, 그 주변에 히터와 같은 결로방지유닛(70)이 형성될 수 있다. 결로방지유닛(70)은 히터나 제습제 등을 포함하여 구성될 수 있다.

수중펌프의 구동 시 모터에서 많은 열이 발생되고, 수중에서 구동하는 특성 상 수중펌프의 구동 시 수중펌프의 내부에는 고온 다습한 공기가 형성된다. 수중펌프의 구동이 정지되면, 외면이 물과 접촉된 펌프 하우징이 빠른 속도로 차가워지게 되므로 수중펌프의 구동과정에서 형성된 고온 다습한 공기는 빠른 속도로 냉각되며, 이때 공기 중의 수분이 응축되면서 결로가 발생된다. 따라서, 수중펌프는 수중펌프가 작동하는 과정에서 형성된 고온 다습한 공기로 인해 발생되는 결로에 의한 부품의 손상을 방지할 수 있도록 수중펌프의 구동 정지 시 히터나 제습제를 이용하여 공기 및 주변 부품을 건조시킴으로써 결로에 의해 부품의 손상을 방지할 수 있다.

이와 같이 펌프제어부(150)는 각종 센서를 통해 검출된 센싱데이터가 무선통신부(130)를 통해 지상 모니터링장치(200)로 전달되도록 제어함과 아울러 지상 모니터링장치(200)의 제어신호를 제공받아 소정의 출력장치를 제어하도록 구성되어 있다. 그리고, 펌프제어부(150)는 모니터링장치(200)로부터 제어신호를 제공받아 각종 출력장치를 제어할 수도 있지만, 메모리에 설정된 프로그램이나 기준값과의 비교에 의해 자동으로 출력장치를 제어하도록 구성될 수도 있다. 예컨대, 습도데이터가 기준값 이상일 경우 펌프제어부(150)는 습도가 기준값 이하가 되도록 결로방지유닛(70)을 제어하거나 모터가 정지되면 일정시간 동안 결로방지유닛(70)이 작동되도록 제어할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 수중모터와 지상 모니터링장치 간의 통신을 유선으로 하지 않고 무선으로 함에 따라 통신케이블의 추가 설치로 인한 다양한 문제점(비용 상승 및 수중펌프의 내구성 저하 등)을 해결할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

10: 모터부 20: 펌프부
40: 챔버 50: 전력케이블
100: 수중통신제어장치 110: 센서 인터페이스
130: 무선통신부 150: 펌프제어부
200: 지상 모니터링장치 210: 무선통신부
230: 통신부 250: 동작상태표시부
270: 메인제어부 300: 원격제어장치

Claims

수중펌프의 각종 센싱 데이터를 지상 모니터링장치로 전송하는 통신제어장치에 있어서,
수중펌프의 온도, 습도 및 모터회전수 중 적어도 어느 하나의 센싱데이터를 입력받는 센서 인터페이스;
상기 센싱데이터를 무선신호로 변환하여 지상 모니터링장치로 전송하고, 지상 모니터링장치로부터 수중펌프 제어신호를 수신하는 무선통신부; 및
상기 센싱데이터가 무선통신부를 통해 지상 모니터링장치로 전달되도록 제어함과 아울러 지상 모니터링장치의 제어신호를 제공받아 수중펌프의 출력장치를 제어하는 펌프제어부;를 포함하며,
상기 무선통신부는 수중펌프에 설치되며, 상기 무선통신부와 지상 모니터링장치 간의 통신 주파수는 424MHz 또는 447MHz 대역인 수중펌프의 통신제어 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 센서 인터페이스와 무선통신부 및 펌프제어부는 수중펌프의 모터부 상단의 챔버 내부 공간에 설치되는 수중펌프의 통신제어 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 무선통신은 시리얼 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 통신 방식을 이용하는 수중펌프의 통신제어 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 펌프제어부는 센싱데이터를 아스키 코드(ASCII code) 또는 헥사 코드(Hex code)로 디지털 변환한 후 디지털 변조를 통해 지상 모니터링장치로 송신되도록 하는 수중펌프의 통신제어 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 펌프제어부는 센서 인터페이스의 센싱데이터에 따라 모터 주변에 설치된 결로방지유닛, 역회전 방지 브레이크유닛 및 모터구동부 중 적어도 어느 하나를 선택 제어하는 수중펌프의 통신제어 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 수중펌프는 지상으로부터 3상 교류전원 또는 상용 교류전원을 공급받아 작동되는 수중펌프의 통신제어 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 수중펌프의 출력장치는,
수중펌프의 모터 주변에 설치되어 모터에서 발생되는 결로를 방지하기 위한 결로방지유닛; 상기 모터의 주변에 설치되며, 모터의 정지시에 작동되어 모터의 역회전을 방지하는 브레이크유닛; 및 외부로부터 공급된 교류전원을 상기 모터로 공급하여 작동 구동하는 모터구동부;를 포함하는 수중펌프의 통신제어 시스템.