KR20200038773A

KR20200038773A - 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치

Info

Publication number: KR20200038773A
Application number: KR1020180118411A
Authority: KR
Inventors: 원창희; 주재승; 이한승; 정도준
Original assignee: 대한민국(행정안전부 국립재난안전연구원장)
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2020-04-14
Also published as: KR102126072B1

Abstract

본 발명은 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치를 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치는 실제 하천에서의 범람이나 홍수가 발생하기 전에 정확하고 신속하게 천변저류시설의 수문 및 펌프를 구동할 수 있도록 하는 효과가 있으며, 특히 수위센서를 통해 확인되는 하천의 수위 폭의 변화를 직접 체험하면서 수위센서의 수위 변화폭을 인식하고, 저류지수문의 개방이나 펌프의 작동여부에 대한 운영을 숙달 또는 인지할 수 있는 장점이 있으며, 운영담당자의 교체가 발생하더라도 용이하게 천변저류시설 및 배수펌프장의 운영에 관한 노하우를 습득할 수 있도록 물을 공급하는 유량공급부로부터 하천에 대응하는 일정폭의 수로로 물이 공급되며, 수로의 일측면에는 천변저류시설에 해당하는 저류지수문과 수로의 수위에 따라 저류지수문 개폐장치 및 천변저류지내 수위센서 및 펌프, 도심지 영역에서의 수위센서 및 2개의 펌프를 설치하여 하천에 수위에 따라 천변저류지의 수문을 개폐하고, 천변저류지 또는 도심지에서의 수위에 따라 펌프를 구동하게 하는 기술적 특징을 갖는다.

Description

천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치{Device for Education for Operating The Waterside Storage Tank and The Draining Pump Plant}

본 발명은 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 태풍이나 폭우로 인하여 발생할 수 있는 하천에서의 물의 범람이나 홍수를 예방하기 위하여 하천의 주변에 형성된 천변저류시설과 도심에서의 배수펌프장에 대한 운영에 있어, 실제 하천의 범람이나 홍수에 보다 더 정확하고, 신속하게 대비할 수 있도록 평상시에 관련 공무원이나 담당자를 대상으로 천변저류시설 및 도심에서의 배수펌프장의 운영에 관한 교육을 실시하고, 실제 운영에 관하여 실습을 수행하여 장마나 폭우와 같은 재난에 신속하게 대처하여 물적 또는 인적피해를 비롯한 사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에 관한 것이다.

최근 지속적으로 변화하고 있는 기후로 인하여 장마나 집중호우가 증대되고 있고, 하천이나 강을 중심으로 주변에 다양한 체육시설이나 위락시설과 같은 휴양시설이 증가되면서 하천에서의 물의 범람이나 홍수에 대한 대비가 중요하게 되었다.

종래의 천변저류지 및 홍수조절지는 비특허문헌 1에 도시된 바와 같은 구조로서, 장마나 집중호우로 인하여 하천에서 발생하는 하천의 범람과 같은 자연재난을 방지하기 위하여 하천에 RUBBER보를 설치하고, 하천을 배수할 수 있도록 별도의 유출구를 설치하여 하천의 물을 배수할 수 있도록 도 1에 도시된 바와 같은 구조의 천변저류지시설이나 또는 도 2에 도시된 바와 같은 구조의 유입수문과 제수문을 갖추어 홍수조절지로 물을 유도한 후, 홍수가 잦아지면 방류수문을 통해 홍수조절지의 물을 방류하는 방류수문을 갖출 홍수조절지가 운영되고 있으며, 도심에서 물을 배수할 수 있는 배수펌프장이 많이 운영되고 있다.

하지만 이러한 재난은 자주 발생하는 것이 아니지만 한번 발생하면 그 자연피해는 특히, 도심에서 다리나 도로가 유실되거나 전기시설의 지하화로 그 위험성이 증가되어 있어, 인명의 피해뿐만 아니라 경제적인 피해도 증가되고 있다.

이러한 자연재해에 대하여 정확하고 신속하게 대처할 필요가 있으나, 이러한 자연재난은 실제 발생하지 않으면 그에 대한 대처로 천변저류시설 및 도심에서의 배수펌프장을 가동할 수 없어, 평상시에 하천의 범람이나 홍수에 대한 대처 훈련을 수행할 방안이 전무한 문제점이 있다.

특히, 이러한 자연재난에 대하여 실제 천변저류시설 및 배수펌프장을 관리 및 운영하는 공무원이나 공단의 담당자들은 천변저류시설 및 배수펌프장에 대한 실질적인 운영원리 및 운영절차에 대한 이해를 동반한 훈련을 필요성이 더욱 강조되나 이를 훈련할 기반 시설이 부족하고, 이러한 훈련에 필요한 자연환경을 형성하는 것은 더욱 문제가 될 수 있다.

그리고 공무원이나 공단의 천변저류시설 및 배수펌프장의 운영담당자가 인사행정에 의한 잦은 인사이동으로 바뀌게 되면 자연재난시에 운영하였던 천변저류시설 및 배수펌프장의 운영절차 및 운영에 관한 노하우가 사장되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하고 이에 대한 대응이 본질적으로 필요함에도 불구하고, 실질적인 천변저류시설 및 배수펌프장의 운영에 관한 교육 및 훈련에 관한 연구가 많이 이루어질 필요가 있다.

종래의 등록특허번호 제10-1840207호 상수도 배수지 가압펌프 시스템 및 제어방법은 배수지 흡입구는 배수지의 옆면에 형성되고, 정상상태일 때는, 가압펌프 제어장치가 수위센서의 측정값을 수신한 후 그 측정값을 이용하여 가압펌프의 동작을 제어하고, 가압펌프 제어장치가 수위센서의 측정값을 수신할 수 없는 고장상태일 때는, 상기 압력계의 측정값을 이용하여 가압펌프의 동작을 제어하는 상수도 배수지 가압펌프 시스템에 관한 것이다.

하지만 상기의 특허는 배수지 수위센서나 그 수위센서의 측정값을 알려주는 통신장치의 고장시에 대응할 수 있는 특징은 있으나, 실질적인 배수펌프장에서 운영되는 각 센서와 펌프의 구동과 관련하여 운영담당자가 배수펌프장의 운영과 관련된 교육 및 훈련을 별도로 수행할 수 없는 한계가 있다.

종래의 공개특허번호 제10-2004-0106078호 빗물펌프장용 온라인 감시시스템은 빗물펌프장의 운전 상황을 실시간으로 모니터링하여 빗물펌프장에서 발생될 수 있는 여러가지 위험요소 및 고장 징후를 사전에 분석, 예측하여 빗물펌프장의 운용이 효과적으로 이루어질 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

하지만 상기의 기술은 빗물펌프장의 운영과 관련하여 실시간으로 감시하여 빗물펌프장의 장치의 고장이나 위험요소를 감지하는 것으로, 빗물펌프장의 장치가 아닌 이러한 장치를 수위변화에 따라 펌프의 운영절차 및 운영에 관한 별도의 훈련이나 교육이 이루어지는 것이 아닌 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1840207호 "상수도 배수지 가압펌프 시스템 및 제어방법" 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2004-0106078호 "빗물펌프장용 온라인 감시시스템"

유신기술회보 제 18 호(2012-01-12) pp. 2~3((주) 유신)

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하고자, 천변저류시설 및 도심의 배수펌프장에 대응하는 교육용 장치로, 물을 공급하는 유량공급부로부터 하천에 대응하는 일정폭의 수로로 물이 공급되며, 수로의 일측면에는 천변저류시설에 해당하는 저류지수문과 수로의 수위에 따라 저류지수문 개폐장치 및 천변저류지내 수위센서 및 펌프, 도심지 영역에서의 수위센서 및 복수개의 펌프를 설치하여 하천에 수위에 따라 천변저류지의 수문을 개폐하고, 천변저류지 또는 도심지에서의 수위에 따라 펌프를 구동하게 함으로써, 하천의 수위에 따라 천변저류지 및 배수펌프에 관한 운영절차 및 운영을 직접 수행하거나 운영원리를 확인할 수 있는 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 내부공간을 갖고, 상부가 개방된 박스형상으로 이루어지는 메인프레임(20)과; 상기 메인프레임(20)의 내부공간 후측에 배치되고, 내부에 저장된 물을 공급하기 위한 유량공급부(30)와; 상기 유량공급부(30)와 연통되고, 상기 유량공급부(30)로부터 공급되는 물이 유동하는 유로(41)가 형성되는 수로(40)와; 상기 수로(40)의 유로(41)와 연통되고, 상기 유로(41)의 일측에 이격되어 복수개로 배치되며, 상기 수로(40)의 수위가 설정수위 이상이 되면 상기 수로(40)의 유로(41)에서 유동하는 물을 저장하기 위한 천변저류부(50)와; 상기 수로(40)와 상기 천변저류부(50)의 연통되는 부분에 설치되고, 상기 수로(40)의 유로(41)에서 상기 천변저류부(50)로 유입되는 물을 단속하기 위한 수문부(60)와; 상기 수로(40)의 유로(41)의 타측에 배치되며, 상기 수로(40)의 유로(41) 상에서 유동하는 물이 유입는 것을 방지하기 위한 제방(72)이 형성된 배수펌프부(70)와; 상기 유량공급부(30), 천변저류부(50), 수문부(60) 및 배수펌프부(70)를 제어하기 위한 제어부(80)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에서 상기 유량공급부(30)는 물을 저장하기 위한 저장수조(31)와; 상기 저장수조(31)에 저장된 물을 상기 수로(40)의 유로(41)로 공급하기 위한 펌프(32)와; 상기 저장수조(31)의 상부에 설치되고, 상기 펌프(32)에 의해 공급되는 물이 일정한 유속 및 유동을 가지고 상기 수로(40)의 유로(41)로 공급되도록 하는 정류판(33)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에서 상기 천변저류부(50)는 상기 수로(40)의 유로(41)로부터 유입되는 물이 저장되는 수조(51)와; 상기 수조(51)에 저장된 물의 수위를 측정하기 위한 수위센서(52)와; 상기 수조(51)에 저장된 물을 상기 유량공급부(30)로 물을 배수하기 위한 펌프(53)와; 일측이 상기 수조(51)와 연결되고, 타측이 상기 유량공급부(30)와 연결되어 상기 수조(51)에 저장된 물을 상기 유량공급부(30)로 이송하기 위한 이송관(54)과; 상기 수위센서(52)로부터 상기 수조(51)의 수위를 측정받고, 상기 수위센서(52)에 의해 측정된 물의 수위가 설정된 수위에 도달하면 상기 펌프(53)를 구동시키기 위한 제어기(55)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에서 상기 수문부(60)는 상기 수로(40)의 유로(41)와 상기 천변저류부(50)의 연통되는 부분에 설치되는 'ㄷ'자 형상의 프레임(61)과; 상기 프레임(61)의 내부에 상하 이동가능하게 설치되고, 상기 수로(40)의 유로(41)에서 유동하는 물이 상기 천변저류부(50)로 유입되는 것을 단속하기 위한 수문(62)과; 상기 수문(62)과 와이어(63)를 통해 연결되고, 와이어(63)의 풀림과 감김 동작을 수행하여 상기 수문(62)을 승/하강시키기 위한 구동모터(64)와; 상기 프레임(61)의 상부 및 상기 수로(40)의 유로(41) 하면에 형성되는 홈(42) 상에 설치되고, 상기 와이어(63)를 안내하기 위한 도르래(65)와: 상기 구동모터(64)의 회전축상에 결합되고, 상기 와이어(63)가 고정되어 상기 와이어(63)의 감김과 풀림동작을 수행하는 감김구(66)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에서 상기 감김구(66)는 구동모터(64)의 회전축상에 결합되고, 와이어(63)의 회전동작을 수행하는 것으로, 감김구(66)는 와이어(63)가 상기 프레임(61)의 상부 및 홈(42)에 설치된 도르래(65)간에 팽팽하게 당겨질 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에서 상기 수로(40)의 유로(41) 하면에 형성되는 홈(42)은 상기 수문(62)과 맞닿는 상기 유로(41)의 하면으로부터 이격되는 위치에서 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에서 상기 배수펌프부(70)는 상기 수로(40)의 유로(41)로부터 유입되는 물이 저장되는 수조(71)와; 상기 수로(40)의 유로(41) 상에서 유동하는 물이 유입는 것을 방지하기 위한 제방(72)과; 상기 수조(71)에 저장된 물의 수위를 측정하기 위한 수위센서(73)와; 상기 수조(71)에 저장된 물을 상기 유량공급부(30)로 물을 배수하기 위한 펌프(74)와; 일측이 상기 수조(71)와 연결되고, 타측이 상기 유량공급부(30)와 연결되어 상기 수조(71)에 저장된 물을 상기 유량공급부(30)로 이송하기 위한 이송관(75)과; 상기 수위센서(73)로부터 상기 수조(71)의 수위를 측정받고, 상기 수위센서(73)에 의해 측정된 물의 수위가 설정된 수위에 도달하면 상기 펌프(74)를 구동시키기 위한 제어기(76)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에서 상기 배수펌프부(70)의 제방(72)은 상기 수로(40)의 유로(41)의 높이에 비해 낮은 높이로 형성되어 상기 수로(40)의 유로(41) 상에서 유동하는 물의 수위가 상기 제방(72)의 높이에 비해 높으면 상기 제방(72)의 상측을 통해 상기 수조(71)로 유입되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에서 상기 펌프(74)는 상기 수조(71)의 수위가 제1설정된 수위에 도달하면 구동하는 제1펌프(741)와; 상기 수조(71)의 수위가 제2설정된 수위에 도달하면 구동하는 제2펌프(742)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에 의하면, 도심에서 태풍, 장마 또는 폭우로 인하여 발생할 수 있는 하천의 범람이나 홍수 등의 자연재난에 대응할 수 있는 천변저류시설 및 배수펌프장에 대한 교육 장치를 통해 천변저류시설 및 배수펌프장에서의 운영절차 및 운영에 관한 교육 및 훈련을 통한 습득하여 인지하도록 함으로써, 실제 하천에서의 범람이나 홍수가 발생하기 전에 정확하고 신속하게 천변저류시설의 수문 및 펌프를 구동할 수 있도록 하는 효과가 있으며, 특히 수위센서를 통해 확인되는 하천의 수위 폭의 변화를 직접 체험하면서 수위센서의 수위 변화폭을 인식하고, 저류지수문의 개방이나 펌프의 작동여부에 대한 운영을 숙달 또는 인지할 수 있는 장점이 있으며, 운영담당자의 교체가 발생하더라도 용이하게 천변저류시설 및 배수펌프장의 운영에 관한 노하우를 습득할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 천변저류지의 개념도;
도 2는 종래의 기술에 따른 홍수조절지의 개념도;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치의 구성도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치의 사시도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에서 유량공급부를 보여주는 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에서 천변저류부를 보여주는 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에서 수문부를 보여주는 도면,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에서 수로의 설정된 수위에 따른 천변저류부와 수문부의 동작 순서도,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에서 배수펌프부를 보여주는 도면,
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에서 배수펌프부의 동작 순서도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하며, 도 3 내지 도 10에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.

도 3 내지 도 10을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치(10)는 메인프레임(20), 유량공급부(30), 수로(40), 천변저류부(50), 수문부(60), 배수펌프부(70), 제어부(80)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 메인프레임(20)은 내부에 유량공급부(30), 수로(40), 천변저류부(50), 수문부(60), 배수펌프부(70)가 배치되는 것으로, 내부공간을 갖고, 상부가 개방된 박스형상으로 이루어지고, 제어부(80)는 메인프레임(20)의 측면 또는 별도의 공간에 설치되어 유량공급부(30), 천변저류부(50), 수문부(60) 및 배수펌프부(70)를 제어하도록 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치(10)에서 유량공급부(30)는 하천에 공급되는 물의 상류부이고, 수로(40)는 상류부로부터 공급되는 물이 유동되는 하천, 천변저류부(50)는 하천의 물이 설정된 수위를 넘는 경우 물의 수위를 낮출 수 있도록 하는 천변저류지, 배수펌프부(70)는 도심지에서 발생하는 홍수에 대비하는 배수펌프장에 대응되는 것으로 상기의 기본적인 역할에 관한 상세한 설명은 생략하기로 하고, 본 발명의 기술과 관련된 사항에 대하여 설명하도록 한다.

유량공급부(30)는 메인프레임(20)의 내부공간 후측에 배치되고, 내부에 저장된 물을 공급하기 위한 것으로, 물을 저장하기 위한 저장수조(31)와, 저장수조(31)에 저장된 물을 수로(40)의 유로(41)로 공급하기 위한 펌프(32)와, 저장수조(31)의 상부에 설치되고, 펌프(32)에 의해 공급되는 물이 일정한 유속 및 유동을 가지고 수로(40)의 유로(41)로 공급되도록 하는 정류판(33)을 포함하여 이루어진다.

저장수조(31)는 수로(40)로부터 물이 유입되는 천변저류부(50) 및 배수펌프부(70)의 일정높이까지 물이 유입될 수 있도록 충분한 물을 담고 있다. 저장수조(31)의 높이는 수로(40)로 물이 유입되지 않도록 수로(40)보다 낮도록 형성된다.

정류판(33)은 날개판, 다공판, 철망, 다공질판 등 선택된 어느 하나로 구성되어 저장수조(31)로부터 공급되는 물이 일정한 유속 및 유동을 가지고 통과하도록 하고, 공급되는 물에 포함된 이물질 등을 걸러내도록 한다.

수로(40)는 유량공급부(30)와 연통되어 유량공급부(30)로부터 공급된 물이 유동되는 것으로, 유량공급부(30)의 저장수조(31)로부터 공급되는 물이 유동되는 유로(41)가 형성된다. 한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 수로(40)를 직선 형태로 구성하였지만, 이는 일실시예일 뿐 하천 또는 계곡의 형태와 같이 곡선, 단차 등 다양하게 형성될 수 있을 것이다.

이와 같은 수로(40)는 유로(41) 상에서 유동되는 물의 수위를 측정하기 위한 수위센서(43)가 설치되고, 천변저류부(50)와 연통되는 부분의 하면에 홈(42)이 형성되어 진다. 수위센서(43)는 유로의 상부에 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 수로(40)의 유로(41) 하면에 형성되는 홈(42)은 수문부(60)의 수문(62)과 맞닿는 유로(41)의 하면으로부터 이격되는 위치에서 형성되도록 한다. 이는 수문(62)과 맞닿는 부분에 홈(42)이 형성되면 홈(42)을 통해 수로(40)의 유로(41) 상에서 유동하는 물이 천변저류부(50)로 유입되므로 이를 방지하기 위하여 홈(42)은 수문(62)과 맞닿는 부분에서 이격되어 형성되는 것이 바람직하다.

천변저류부(50)는 수로(40)의 유로(41)와 연통되고, 유로(41)의 일측에 이격되어 복수개로 배치되며, 수로(40)의 수위가 설정수위 이상이 되면 수로(40)의 유로(41)에서 유동하는 물을 저장하여 수로(40)의 유로(41)에 유동되는 물의 수위를 낮추도록 한다.

천변저류부(50)는 수로(40)의 유로(41)로부터 유입되는 물이 저장되는 수조(51)와, 수조(51)에 저장된 물의 수위를 측정하기 위한 수위센서(52)와, 수조(51)에 저장된 물을 유량공급부(30)로 물을 배수하기 위한 펌프(53)와, 일측이 수조(51)와 연결되고, 타측이 유량공급부(30)와 연결되어 수조(51)에 저장된 물을 상기 유량공급부(30)로 이송하기 위한 이송관(54)과, 수위센서(52)로부터 수조(51)의 수위를 측정받고, 수위센서(52)에 의해 측정된 물의 수위가 설정된 수위에 도달하면 펌프(53)를 구동시키기 위한 제어기(55)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 제어기(55)는 수위센서(52)로부터 측정된 수조(51)의 수위를 전달받아 디스플레이장치(미도시)를 통해 수위의 측정값을 표시할 수 있고, 수위의 측정값을 제어부(80)로 전달하여 관리자가 확인할 수 있도록 한다.

수문부(60)는 수로(40)와 천변저류부(50)의 연통되는 부분에 설치되고, 수로(40)의 유로(41)에서 천변저류부(50)로 유입되는 물을 단속하기 위한 것으로, 프레임(61), 수문(62), 구동모터(64), 도르래(65), 감김구(66)를 포함하여 평상시에는 수문(62)이 하강(폐쇄)되어 수로(40)와 천변저류부(50) 사이에서 물이 유동되는 것을 방지하고, 수로(40)의 유로(41) 상에서 유동되는 물의 수위가 설정된 수위에 도달하면 수문(62)을 상승(개방)시켜 수로(40)의 유로(41) 상에서 유동되는 물이 천변저류부(50)의 수조(51)로 유입되도록 한다.

프레임(61)은 'ㄷ'자 형상으로 이루어져 수로(40)의 유로(41)와 천변저류부(50)의 연통되는 부분에 설치되고, 수직으로 형성되는 수직틀(611)의 내측에 길이방향으로 가이드홈(612)이 형성되어 수문(62)이 가이드홈(612) 상에서 상하로 이동가능하도록 한다. 프레임(61)은 사각틀 형상에서 하부가 개방된 것으로, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 'ㄷ'자 형상으로 형성하였지만, 사각틀 형상으로 설치될 수 있을 것이다.

수문(62)은 프레임(61)의 내부에 상하 이동가능하게 설치되고, 수로(40)의 유로(41)에서 유동하는 물이 천변저류부(50)로 유입되는 것을 단속하기 위한 것으로, 프레임(61)의 수직틀(611)에 형성된 가이드홈(62) 상에서 상하 이동가능하도록 설치된다.

구동모터(64)는 수문(62)과 와이어(63)를 통해 연결되고, 와이어(63)의 풀림과 감김 동작을 수행하여 수문(62)을 승/하강시키기 위한 것이고, 도르래(65)는 프레임(61)의 상부 및 수로(40)의 유로(41) 하면에 형성되는 홈(42) 상에 설치되고, 와이어(63)를 안내하도록 한다.

한편, 구동모터(64)는 제어가 용이한 스텝모터 또는 스테핑모터로 구성될 수 있다.

감김구(66)는 구동모터(64)의 회전축상에 결합되고, 와이어(63)의 회전동작을 수행하는 것으로, 감김구(66)는 와이어(63)가 상기 프레임(61)의 상부 및 홈(42)에 설치된 도르래(65)간에 팽팽하게 당겨질 수 있도록 설치된다.

이와 같은 구성을 갖는 감김구(66)는 구동모터(64)의 회전축이 구동모터(64)의 측면에서 오른쪽으로 회전하게 되면 와이어(63)가 오른쪽으로 회전하여 수문(62)이 승강하도록 하며, 구동모터(64)의 회전축이 구동모터(64)의 측면에서 왼쪽으로 회전하게 되면 와이어(63)가 왼쪽으로 회전하여 수문(62)이 하강하도록 한다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에서 수로의 설정된 수위에 따른 천변저류부와 수문부의 동작 순서도로써, 도 8을 참조하여 수로의 설정된 수위에 따른 천변저류부와 수문부의 동작을 설명하면 아래와 같다. 여기서 수로(40)의 설정된 수위는 5cm로 설정하고, 천변저류부(50)의 설정된 수위는 4cm로 설정한 것이다.

도 8을 참조하면, 먼저, 수로(40)의 수위와 천변저류부(50)의 측정된 수위를 전달받고, 수로(40)의 수위가 5cm를 초과하면 수문부(60)의 수문(62)을 상측으로 이동하여 수로(40)의 유로(41) 상에서 유동되는 물을 천변저류부(50)의 수조(51)로 유입시키도록 한다. 이후, 천변저류수(50)의 수위를 측정하고 천변저류부(50)의 수조(51)로 유입된 물의 수위가 4cm에 도달하면 펌프(53)를 구동하여 천변저류부(50)의 수조(51)에 저장된 물을 이송관(54)을 통해 유량공급부(30)로 이송하도록 한다. 천변저류부(50)의 수조(51)에 저장된 물의 수위가 0.5cm 미만으로 측정되면 펌프(53)의 가동을 중지한다. 이때, 수로(40)의 수위는 실시간을 측정하고 수로(40)의 수위가 3cm 이하로 측정되면 수문(62)을 하측으로 이동시켜 수로(40)의 유로상에서 유동되는 물이 천변저류부(50)로 유입되는 것을 차단하도록 한다.

배수펌프부(70)는 수로(40)의 유로(41)의 타측에 배치되며, 수로(40)의 유로(41) 상에서 유동하는 물이 유입는 것을 방지하기 위한 제방(72)이 형성되는 것으로, 제방(72)은 수로(40)의 유로(41)의 높이에 비해 낮은 높이로 형성되어 수로(40)의 유로(41) 상에서 유동하는 물의 수위가 제방(72)의 높이에 비해 높으면 제방(72)의 상측을 통해 수조(71)로 유입되도록 한다.

이와 같은 구성을 갖는 배수펌프부(70)는 수로(40)의 유로(41)로부터 유입되는 물이 저장되는 수조(71)와, 수로(40)의 유로(41) 상에서 유동하는 물이 유입는 것을 방지하기 위한 제방(72)과, 수조(71)에 저장된 물의 수위를 측정하기 위한 수위센서(73)와, 수조(71)에 저장된 물을 유량공급부(30)로 물을 배수하기 위한 펌프(74)와, 일측이 수조(71)와 연결되고, 타측이 유량공급부(30)와 연결되어 수조(71)에 저장된 물을 유량공급부(30)로 이송하기 위한 이송관(75)과, 수위센서(73)로부터 수조(71)의 수위를 측정받고, 수위센서(73)에 의해 측정된 물의 수위가 설정된 수위에 도달하면 펌프(74)를 구동시키기 위한 제어기(76)를 포함하여 이루어진다.

펌프(74)는 수조(71)의 수위가 제1설정된 수위에 도달하면 구동하는 제1펌프(741)와, 수조(71)의 수위가 제2설정된 수위에 도달하면 구동하는 제2펌프(742)를 포함하여 이루어진다.

이와 같이 펌프(74)를 제1펌프(741)와 제2펌프(742)로 구성하는 것은 실제 홍수나 하천의 범람에 대비하는 도심지에서는 제1설정된 수위에 도달하는 경우에도 도심지의 피해가 발생할 염려가 있으므로, 제1펌프(741)를 이용하여 도심지의 수위를 낮출 수 있지만, 수로(40)의 유로(41)로부터 유입되는 물이 많은 경우에는 펌프(74)의 용량에 한계가 발생한 것이고, 또한 보다 더 빠른 물의 배수가 필요한 상황이 발생한 것이기 때문에 제2펌프(742)를 통해 도심지의 수위를 빠르게 낮출 수 있어야 한다.

펌프(74)의 수가 많을수록 빠른 배수가 이루어질 수 있으나, 상기 교육용 장치(10)는 하천을 관리하는 운영담당자에게 천변저류시설 및 도심지에서의 하천 범람에 대비하기 위한 운영 교육 및 실습을 위한 장치이기 때문이다.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에서 배수펌프부의 동작 순서도로써, 배수펌프부의 설정된 수위는 5cm와 7cm로 설정하였다.

도 10을 참조하면, 수로(40)의 유로(41) 상에서 유동되는 물이 제방(72)을 넘어 수조(71)에 저장되면 수조(71)에 저장된 수위를 수위센서(73)에서 측정하고, 측정된 수조(71)의 수위가 5cm를 초과하면 제1펌프(741)를 가동하여 수조에 저장된 물을 이송관(75)을 통해 유량공급부(30)로 이송하도록 한다. 이후, 제방(72)을 넘어 수조(71)에 저장되는 물이 많아져 수조(71)의 수위가 7cm를 초과하면 제1펌프(741)의 가동과 동시에 제2펌프(742)를 가동하여 수조(71)에 저장된 물을 유량공급부(30)로 이송시켜 수조의 수위를 낮추도록 한다. 그리고, 수조(71)의 수위가 0.5cm 이하로 측정되면 제1펌프(741)와 제2펌프(742)를 정지시키도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치에 의하면, 도심에서 태풍, 장마 또는 폭우로 인하여 발생할 수 있는 하천의 범람이나 홍수 등의 자연재난에 대응할 수 있는 천변저류시설 및 배수펌프장에 대한 교육 장치를 통해 천변저류시설 및 배수펌프장에서의 운영절차 및 운영에 관한 교육 및 훈련을 통한 습득하여 인지하도록 함으로써, 실제 하천에서의 범람이나 홍수가 발생하기 전에 정확하고 신속하게 천변저류시설의 수문 및 펌프를 구동할 수 있도록 하는 효과가 있으며, 특히 수위센서를 통해 확인되는 하천의 수위 폭의 변화를 직접 체험하면서 수위센서의 수위 변화폭을 인식하고, 저류지수문의 개방이나 펌프의 작동여부에 대한 운영을 숙달 또는 인지할 수 있는 장점이 있으며, 운영담당자의 교체가 발생하더라도 용이하게 천변저류시설 및 배수펌프장의 운영에 관한 노하우를 습득할 수 있도록 하는 효과가 있다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

10 : 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치
20 : 메인프레임
30 : 유량공급부
31 : 저장수조 32 : 펌프
33 : 정류판
40 : 수로
41 : 유로 42 : 홈
50 : 천변저류부
51 : 수조 52 : 수위센서
53 : 펌프 54 : 이송관
55 : 제어기
60 : 수문부
61 : 프레임 62 : 수문
63 : 와이어 64 : 구동모터
65 : 도르래 66 : 감김구
70 : 배수펌프부
71 : 수조 72 : 제방
73 : 수위센서 74 : 펌프
741 : 제1펌프 742 : 제2펌프
75 : 이송관 76 : 제어기

Claims

내부공간을 갖고, 상부가 개방된 박스형상으로 이루어지는 메인프레임(20)과;
상기 메인프레임(20)의 내부공간 후측에 배치되고, 내부에 저장된 물을 공급하기 위한 유량공급부(30)와;
상기 유량공급부(30)와 연통되고, 상기 유량공급부(30)로부터 공급되는 물이 유동하는 유로(41)가 형성되는 수로(40)와;
상기 수로(40)의 유로(41)와 연통되고, 상기 유로(41)의 일측에 이격되어 복수개로 배치되며, 상기 수로(40)의 수위가 설정수위 이상이 되면 상기 수로(40)의 유로(41)에서 유동하는 물을 저장하기 위한 천변저류부(50)와;
상기 수로(40)와 상기 천변저류부(50)의 연통되는 부분에 설치되고, 상기 수로(40)의 유로(41)에서 상기 천변저류부(50)로 유입되는 물을 단속하기 위한 수문부(60)와;
상기 수로(40)의 유로(41)의 타측에 배치되며, 상기 수로(40)의 유로(41) 상에서 유동하는 물이 유입는 것을 방지하기 위한 제방(72)이 형성된 배수펌프부(70)와;
상기 유량공급부(30), 천변저류부(50), 수문부(60) 및 배수펌프부(70)를 제어하기 위한 제어부(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 유량공급부(30)는 물을 저장하기 위한 저장수조(31)와;
상기 저장수조(31)에 저장된 물을 상기 수로(40)의 유로(41)로 공급하기 위한 펌프(32)와;
상기 저장수조(31)의 상부에 설치되고, 상기 펌프(32)에 의해 공급되는 물이 일정한 유속 및 유동을 가지고 상기 수로(40)의 유로(41)로 공급되도록 하는 정류판(33)을 포함하는 것을 특징으로 하는 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 천변저류부(50)는 상기 수로(40)의 유로(41)로부터 유입되는 물이 저장되는 수조(51)와;
상기 수조(51)에 저장된 물의 수위를 측정하기 위한 수위센서(52)와;
상기 수조(51)에 저장된 물을 상기 유량공급부(30)로 물을 배수하기 위한 펌프(53)와;
일측이 상기 수조(51)와 연결되고, 타측이 상기 유량공급부(30)와 연결되어 상기 수조(51)에 저장된 물을 상기 유량공급부(30)로 이송하기 위한 이송관(54)과;
상기 수위센서(52)로부터 상기 수조(51)의 수위를 측정받고, 상기 수위센서(52)에 의해 측정된 물의 수위가 설정된 수위에 도달하면 상기 펌프(53)를 구동시키기 위한 제어기(55)를 포함하는 것을 특징으로 하는 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 수문부(60)는 상기 수로(40)의 유로(41)와 상기 천변저류부(50)의 연통되는 부분에 설치되는 'ㄷ'자 형상의 프레임(61)과;
상기 프레임(61)의 내부에 상하 이동가능하게 설치되고, 상기 수로(40)의 유로(41)에서 유동하는 물이 상기 천변저류부(50)로 유입되는 것을 단속하기 위한 수문(62)과;
상기 수문(62)과 와이어(63)를 통해 연결되고, 와이어(63)의 풀림과 감김 동작을 수행하여 상기 수문(62)을 승/하강시키기 위한 구동모터(64)와;
상기 프레임(61)의 상부 및 상기 수로(40)의 유로(41) 하면에 형성되는 홈(42) 상에 설치되고, 상기 와이어(63)를 안내하기 위한 도르래(65)와;
상기 구동모터(64)의 회전축상에 결합되고, 상기 와이어(63)가 고정되어 상기 와이어(63)의 감김과 풀림동작을 수행하는 감김구(66)를 포함하는 것을 특징으로 하는 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 감김구(66)는 구동모터(64)의 회전축상에 결합되고, 와이어(63)의 회전동작을 수행하는 것으로, 감김구(66)는 와이어(63)가 상기 프레임(61)의 상부 및 홈(42)에 설치된 도르래(65)간에 팽팽하게 당겨질 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 수로(40)의 유로(41) 하면에 형성되는 홈(42)은 상기 수문(62)과 맞닿는 상기 유로(41)의 하면으로부터 이격되는 위치에서 형성되는 것을 특징으로 하는 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 배수펌프부(70)는 상기 수로(40)의 유로(41)로부터 유입되는 물이 저장되는 수조(71)와;
상기 수로(40)의 유로(41) 상에서 유동하는 물이 유입는 것을 방지하기 위한 제방(72)과;
상기 수조(71)에 저장된 물의 수위를 측정하기 위한 수위센서(73)와;
상기 수조(71)에 저장된 물을 상기 유량공급부(30)로 물을 배수하기 위한 펌프(74)와;
일측이 상기 수조(71)와 연결되고, 타측이 상기 유량공급부(30)와 연결되어 상기 수조(71)에 저장된 물을 상기 유량공급부(30)로 이송하기 위한 이송관(75)과;
상기 수위센서(73)로부터 상기 수조(71)의 수위를 측정받고, 상기 수위센서(73)에 의해 측정된 물의 수위가 설정된 수위에 도달하면 상기 펌프(74)를 구동시키기 위한 제어기(76)를 포함하는 것을 특징으로 하는 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 배수펌프부(70)의 제방(72)은 상기 수로(40)의 유로(41)의 높이에 비해 낮은 높이로 형성되어 상기 수로(40)의 유로(41) 상에서 유동하는 물의 수위가 상기 제방(72)의 높이에 비해 높으면 상기 제방(72)의 상측을 통해 상기 수조(71)로 유입되는 것을 특징으로 하는 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 펌프(74)는 상기 수조(71)의 수위가 제1설정된 수위에 도달하면 구동하는 제1펌프(741)와;
상기 수조(71)의 수위가 제2설정된 수위에 도달하면 구동하는 제2펌프(742)를 포함하는 것을 특징으로 하는 천변저류시설 및 배수펌프장 가동을 위한 교육용 장치.