KR20210016844A - 물탱크배수관 개폐장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 물탱크배수관 개폐장치에 관한 것으로서, 구체적으로 물탱크의 배수관을 개폐할 수 있고, 불필요한 누수를 방지할 수 있는 개폐장치에 관한 것이다. 본 발명은 물탱크의 배수관에 설치되는 덮개; 덮개에 설치되는 마개; 및 물탱크에 설치되고, 덮개 또는 마개를 당겨 배수관을 개방하는 권양장치를 포함한다.

Description

물탱크배수관 개폐장치{CLOSING AND OPENING DEVICE FOR WATERTANK OUTLET PIPE}
본 발명은 물탱크배수관 개폐장치에 관한 것으로서, 구체적으로 물탱크의 배수관을 개폐할 수 있고, 불필요한 누수를 방지할 수 있는 개폐장치에 관한 것이다.
일반적으로 정수장에서 각 개별 가정으로 정수된 물이 공급되는 과정에서 정수된 물이 유동하는 관로를 따라 물탱크가 설치되며, 물탱크에 저장된 물은 송수모터를 통해 일정량만큼 배수관을 따라 배출된다.
우리나라 지하수 등을 음용수로 사용하는 규모는 전국 16000개소의 마을이 사용 중이며, 물을 사용하지 않는 야간 시간대에 관로 상의 누수가 발생하여 물탱크의 전국 16000개소에서 하루에 누수로 버려지는 양은 1톤X 16000개소인 총 16000톤에 달하고 있다.
즉, 누수량이 30%이상에 달해서 절수가 시급한 상황이며, 또한 누수된 만큼 물을 채우기 위한 송수모터를 지속적으로 동작하여 전력이 낭비되고 지하수 낭비에 의한 수원고갈 등의 문제가 생기고 있는 실정이다.
본 발명의 목적은 물탱크의 배수관을 개폐할 수 있고, 불필요한 누수를 방지할 수 있는 개폐장치에 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 물탱크의 배수관에 설치되는 덮개; 덮개에 설치되는 마개; 및 물탱크에 설치되고, 덮개 또는 마개를 당겨 배수관을 개방하는 권양장치를 포함한다.
본 발명에서 권양장치는 물탱크의 상부에 설치되는 권양모터; 권양모터의 회전축에 설치되는 풀리; 및 일측 단부가 상기 덮개 또는 마개에 설치되어 풀리에 권취되는 와이어를 포함한다.
본 발명에서 마개는 덮개의 상부에 힌지결합된다.
본 발명에서 마개는 덮개의 직경보다 작고, 덮개의 상부에 힌지결합되는 메인마개; 및 메인마개의 직경보다 작고, 메인마개에 힌지결합되는 서브마개를 포함한다.
또한, 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 물탱크배수관 개폐장치; 물탱크에 연결되는 송수관 또는 배수관에 설치되는 송수모터; 및 기설정된 시간 또는 물탱크의 수위데이터에 기초하여 물탱크배수관 개폐장치 또는 송수모터의 구동을 선택적으로 조절하는 원격제어관리기를 포함한다.
본 발명에 따른 물탱크배수관 개폐장치는 배수관에 설치되는 덮개 또는 마개를 와이어를 통해 들어올리거나 내려줌으로써 안정적으로 배수관을 개폐할 수 있다.
또한, 물탱크에 저장된 물의 하중에 의해 덮개 또는 마개가 배수관에 견고하게 밀착됨으로써 불필요한 누수를 차단하여, 누수량이 30%이상에 달하는 16000톤의 물 낭비, 이에 따른 전력 낭비를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 물탱크 배수관 개폐장치의 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 덮개, 마개의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 마개의 개폐상태를 나타내는 도이다.
도 4는 도 1에 도시된 덮개의 저면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 배수관의 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 1에 도시된 덮개와 마개의 개방상태를 순차적으로 나타내는 도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 물탱크 배수관 개폐장치에서 덮개, 마개의 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 서브마개의 개폐상태를 나타내는 도이다.
도 9는 도 7에 도시된 메인마개의 개폐상태를 나타내는 도이다.
도 10은 도 7에 도시된 덮개의 저면도이다.
도 11a 내지 도 11c는 도 7에 도시된 덮개와 마개의 개방상태를 순차적으로 나타내는 도이다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 물탱크 배수관 개폐장치에서 덮개, 마개의 사시도이다.
도 13a 내지 도 13c는 도 12에 도시된 덮개와 마개의 개방상태를 순차적으로 나타내는 도이다.
도 14는 도 1에 도시된 물탱크 배수관 개폐장치가 적용된 수위조절시스템의 개략도이다.
도 15는 도 14에 도시된 수위조절시스템의 송신기, 중계기, 원격제어관리기를 나타내는 도이다.
도 16 내지 도 18은 순차적으로 도 15에 도시된 송신기, 중계기, 원격제어관리기의 블록도이다.
도 19는 도 15에 도시된 원격제어관리기가 제공하는 정보를 도시한 도면이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
설명에 앞서, 도 1에 도시된 물탱크(110)의 높이방향을 기준하여, 상기 물탱크(110)의 상부 측을 '상방', 하부 측을 '하방'으로 방향을 정의한다.
이하, 도 1 내지 도 6c를 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 물탱크 배수관 개폐장치에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 물탱크 배수관 개폐장치의 개념도이고, 도 2는 도 1에 도시된 덮개, 마개의 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 마개의 개폐상태를 나타내는 도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 물탱크배수관 개폐장치(100, 이하, '개폐장치'라 함)는 물탱크(110)의 배수관(111)에 설치되는 덮개(120)와, 상기 덮개(120)에 설치되는 마개(130)와, 상기 물탱크(110)에 설치되고 상기 덮개(120) 또는 마개(130)를 당겨 상기 배수관(111)을 개방하는 권양장치(140)를 포함한다.
상기 물탱크(110)는 취수원을 거쳐 정수 처리된 물이 내부에 저장되는 하우징의 역할을 하고, 취수원으로부터 물이 유동하는 송수관(112)과, 내부에 저장된 물이 외부로 유동하는 배수관(111)이 설치된다.
상기 배수관(111)은 상기 물탱크(110)의 하부에 설치되며, 보다 구체적으로 상기 물탱크(110)의 하면에 수직되도록 상기 물탱크(110)의 하면으로부터 일정길이만큼 돌출된다.
상기 덮개(120)는 상기 배수관(111)의 단부를 밀폐하여 상기 물탱크(110)의 내부에 저장된 물이 상기 배수관(111)으로 불필요하게 유입되는 것을 막기 위한 구성으로, 상기 배수관(111)의 외주면에 밀착되도록 상기 배수관(111)을 감싸는 원통부(121)와, 상기 원통부(121)의 일측에 형성되어 상기 배수관(111)의 단부를 덮는 폐쇄부(122)를 포함한다.
즉, 상기 덮개(120)는 'U'가 형태로 형성되며, 상기 배수관(111)의 단부에 끼워 설치되며, 상항 이동되어 상기 배수관(111)을 개폐한다.
상기 덮개(120)가 상기 배수관(111)을 폐쇄한 상태에서 진공에 의해 상기 배수관(111)의 내부에 부압이 형성되고, 상기 물탱크(110)에 저장된 물의 하중까지 상기 덮개(120)에 가해서 상기 배수관(111)의 개방 시 상기 덮개(120)를 당기기 위해 많은 힘이 필요하다.
상기 마개(130)는 상기 배수관(111)의 개방을 보다 용이하게 수행하기 위한 구성으로, 판상 형태로서 상기 덮개(120)의 직경(d1)보다 작게 형성되어 상기 덮개(120)의 상부에 힌지결합된다.
즉, 부압과 물의 하중은 면적에 비례하여 증가하므로, 상기 덮개(120)보다 면적이 작은 상기 마개(130)를 먼저 개방하여 상기 덮개(120)에 가해지는 부압과 물의 하중을 감소시켜 상기 덮개(120)를 당기기 위한 힘을 줄여줄 수 있다.
상기 덮개(120)의 중심에는 물이 유동되는 관통공(123)이 형성되며, 상기 관통공(123)의 둘레를 따라 상기 마개(130)가 삽입되는 안착홈(124)이 형성된다.
상기 마개(130)는 상기 안착홈(124)의 일측에 힌지결합되고, 상기 안착홈(124)에 삽입되어 거치됨으로써 상기 관통공(123)이 폐쇄되어 상기 마개(130)와 덮개(120) 간 기밀성이 유지된다.
상기 권양장치(140)는 상기 물탱크(110)의 상부에 설치되는 모터하우징(141)의 내부에 설치되는 권양모터(142)와, 상기 권양모터(142)의 회전축에 설치되는 풀리(143), 일측 단부가 상기 덮개(120) 또는 마개(130)에 설치되고 상기 물탱크(110)의 상면을 통과하여 상기 풀리(143)에 권취되는 와이어(144)를 포함한다.
상기 덮개(120)와 마개(130)는 개폐순서가 상이하므로, 상기 권양모터(142)는 상기 덮개(120)를 당기는 덮개모터(142a), 상기 마개(130)를 당기는 마개모터(142b)로 구분된다.
그리고, 와이어(144)도 상기 덮개(120)에 설치되는 덮개와이어(144a), 상기 마개(130)에 설치되는 마개와이어(144b)로 구분된다.
상기 덮개(120)의 경우, 상기 덮개(120)를 상방으로 당기는 힘이 편중될 우려가 있으므로 상기 덮개와이어(144a)는 복수 개로 구성되어 상기 덮개(120)의 원주방향을 따라 일정간격만큼 상호 이격되어 상기 덮개(120)의 상부에 설치되는 것이 바람직하다.
이하, 상기 덮개와이어(144a)의 수는 2개인 것을 기준하여 설명하며, 상기 덮개와이어(144a)는 상기 덮개(120)의 상부를 기준하여 상기 덮개(120)의 양측에 설치된다.
상기 덮개와이어(144a)의 개수에 따라 상기 풀리(143)도 2개로 구성되어 상기 덮개모터(142a)의 회전축에 일정간격만큼 상호 이격되어 설치될 수 있다.
상기 마개와이어(144b)의 일측 단부는 상기 마개(130)의 상부에 설치되고, 타측 단부는 상기 마개모터(142b)의 풀리(143)에 감긴다.
즉, 상기 마개모터(142b)가 정회전을 하여 상기 마개와이어(144b)를 감을 경우, 상기 마개(130)가 회전하여 상기 안착홈(124)에서 분리됨으로써 상기 관통공(123)을 통해 상기 배수관(111)이 일부 개방되어 물이 유입된다.
그리고, 상기 덮개모터(142a)가 정회전을 하여 상기 덮개와이어(144a)를 감을 경우, 상기 덮개(120)가 상방으로 이동하고 나아가 상기 배수관(111)에서 분리됨으로써 상기 배수관(111)의 개방이 완료된다.
또한, 상기 덮개모터(142a)와 마개모터(142b)가 역회전을 하여 상기 덮개와이어(144a)와 마개와이어(144b)를 풀 경우, 물의 하중 또는 자중에 의해 상기 덮개(120)가 하방으로 이동하여 상기 배수관(111)에 끼워지고, 상기 마개(130)가 상기 안착홈(124)에 삽입됨으로써 상기 배수관(111)이 폐쇄된다.
상기 배수관(111)이 패쇄되면 상기 배수관(111)의 내부에 형성되는 부압과 상기 덮개(120)와 마개(130)의 상부에 가해지는 물의 하중에 의해 상기 덮개(120)와 마개(130)가 견고하게 닫힘 상태를 유지하게 된다.
도 4는 도 1에 도시된 덮개의 저면도이다.
여기서, 도 4를 참조하면 상기 폐쇄부(122)의 저면에서 상기 배수관(111)에 밀착되는 부분에 실링부재(160)가 설치됨으로써 상기 폐쇄부(122)와 배수관(111) 간 기밀성을 보다 확보할 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 배수관의 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 개폐장치(100)는 상기 배수관(111)의 길이방향을 따라 상기 배수관(111)에 고정되어 상기 덮개(120)를 관통하는 가이드로드(150)를 더 포함한다.
상기 가이드로드(150)는 상기 덮개(120)의 이동 시, 물의 흐름에 의해 덮개가 요동하여 상기 배수관(111)의 개폐기능이 상실하는 것을 방지하기 위한 구성이다.
상기 덮개(120)의 안정적인 고정을 위해, 상기 가이드로드(150)는 복수 개로 구성되어 상기 배수관(111)의 원주방향을 따라 상호 일정간격만큼 이격되어 상기 배수관(111)에 배치되고, 일측 단부가 상기 배수관(111)의 내주면에 고정된다.
즉, 상기 덮개(120)가 상기 가이드로드(150)에 의해 요동이 방지되어 안정적으로 상하 이동될 수 있다.
상기 덮개(120)가 상기 가이드로드(150)에서 이탈되는 것을 방지하기 위해 상기 가이드로드(150)의 타측 단부에는 걸림부(151)가 형성된다.
상기 걸림부(151)는 도면에 도시된 바와 같이, 판상부재가 상기 가이드로드(150)의 단부에 설치되거나, 상기 가이드로드(150)의 타측 단부가 절곡된 형태로 구현될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 도 1에 도시된 덮개와 마개의 개방상태를 순차적으로 나타내는 도이다.
전술된 바와 같이, 상기 덮개(120)가 상기 배수관(111)에 폐쇄된 상태에서 상기 배수관(111)의 내부에 형성되는 부압과 물의 하중이 상기 덮개(120)에 가해진다.
상기 부압과 물의 하중은 면적에 비례하므로, 상기 덮개(120)보다 상대적으로 직경이 작아 적은 면적으로 형성되는 상기 마개(130)를 먼저 개방함으로써 상기 덮개(120)를 개방하기 위한 힘을 줄여줄 수 있다.
도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 배수관(111)을 개방하기 위해, 우선 상기 마개모터(142b)를 정회전하여 상기 마개와이어(144b)를 감아 상기 마개(130)를 상방으로 회전시키면, 상기 마개(130)가 상기 안착홈(124)에서 분리됨으로써 상기 관통공(123)을 통해 상기 배수관(111)이 일부 개방되고, 상기 관통공(123)을 통해 물이 유입되어 상기 배수관(111)에 형성된 부압이 낮아진다.
그리고, 상기 덮개모터(142a)가 정회전하여 상기 덮개와이어(144a)를 감아 상기 덮개(120)가 상방으로 이동하여 상기 배수관(111)으로부터 분리됨으로써 상기 배수관(111)의 개방이 완료된다.
상기 배수관(111)의 폐쇄는 전술된 과정이 역순으로 진행되며, 보다 구체적으로 상기 덮개모터(142a)와 상기 마개모터(142b)가 역회전하여 상기 덮개와이어(144a)와 마개와이어(144b)를 푼다.
그리고, 물의 하중 또는 자중에 의해 상기 덮개(120)가 하방으로 이동하여 상기 배수관(111)에 끼워지고, 상기 마개(130)가 상기 안착홈(124)에 삽입됨으로써 상기 배수관(111)이 폐쇄된다.
상기 배수관(111)이 패쇄되면 상기 배수관(111)의 내부에 형성되는 부압과 상기 덮개(120)와 마개(130)의 상부에 가해지는 물의 하중에 의해 상기 덮개(120)와 마개(130)가 견고하게 닫힘 상태를 유지하게 된다.
이하, 이하, 도 7 내지 도 11c를 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 물탱크배수관 개폐장치에 대하여 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 물탱크 배수관 개폐장치에서 덮개, 마개의 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 서브마개의 개폐상태를 나타내는 도이다.
그리고, 도 9는 도 7에 도시된 메인마개의 개폐상태를 나타내는 도이고, 도 10은 도 7에 도시된 덮개의 저면도이다.
본 발명의 제2실시예에서 덮개(120)는 전술된 제1실시예와 달리 상기 배수관(111)의 단부에 고정된다.
마개(130')는 상기 덮개(120)의 직경(d1)보다 작고 상기 덮개(120)의 상부에 힌지결합되는 메인마개(131)와, 상기 메인마개(131)의 직경(d3)보다 작고 상기 메인마개(131)에 힌지결합되는 서브마개(132)를 포함한다.
즉, 전술된 제1실시예에서 상기 덮개(120)를 통해 상기 배수관(111)을 개방하는 대신 상기 메인마개(131)를 통해 상기 배수관(111)을 완전 개방한다.
상기 덮개(120)의 중심에는 물이 유동되는 제1관통공(123a)이 형성되며, 상기 제1관통공(123a)의 둘레를 따라 상기 메인마개(131)가 삽입되는 제1안착홈(124a)이 상기 덮개(120)에 형성된다.
그리고, 상기 메인마개(131)의 중심에는 상기 제1관통공(123a)에 연통하는 제2관통공(123b)이 형성되고, 상기 제2관통공(123b)의 둘레를 따라 상기 서브마개(132)가 삽입되는 제2안착홈(124b)이 상기 메인마개(131)에 형성된다.
즉, 상기 메인마개(131)는 상기 제1안착홈(124a)의 일측에 힌지결합되고 상기 제1안착홈(124a)에 삽입되어 거치되며, 상기 서브마개(132)는 상기 제2안착홈(124b)의 일측에 힌지결합되고, 상기 제2안착홈(124b)에 삽입되어 거치됨으로써 상기 마개(130')와 덮개(120) 간 기밀성이 유지된다.
권양장치는 상기 물탱크(110)의 상부에 설치되는 모터하우징(141)의 내부에 설치되는 모터와, 상기 모터의 회전축에 설치되는 풀리, 일측 단부가 메인마개(131) 또는 서브마개(132)에 설치되어 상기 풀리에 권취되는 와이어(144')를 포함한다.
상기 메인마개(131)와 서브마개(132)는 개폐순서가 상이하므로, 상기 권양모터는 상기 메인마개(131)를 당기는 메인마개모터, 상기 서브마개(132)를 당기는 서브마개모터로 구분된다.
그리고, 상기 와이어(144')도 상기 메인마개(131)에 설치되는 메인마개와이어(144'a), 상기 서브마개(132)에 설치되는 서브마개와이어(144'b)로 구분된다.
상기 메인마개와이어(144'a)의 일측 단부는 상기 메인마개(131)의 상부에 설치되고, 타측 단부는 상기 메인마개모터의 풀리에 감긴다.
그리고, 상기 서브마개와이어(144'b)의 일측 단부는 상기 서브마개(132)의 상부에 설치되고, 타측 단부는 상기 서브마개모터의 풀리에 감긴다.
전술된 바와 같이, 상기 배수관(111)이 폐쇄된 상태에서 상기 배수관(111)의 내부에 형성되는 부압과 물의 하중이 상기 메인마개(131)에 가해짐으로써, 상기 메인마개(131)보다 상대적으로 직경이 작아 적은 면적으로 형성되는 서브마개(132)를 먼저 개방함으로써 상기 메인마개(131)를 개방하기 위한 힘을 줄여줄 수 있다.
도 11a 내지 도 11c는 도 1에 도시된 덮개와 마개의 개방상태를 순차적으로 나타내는 도이다.
도 11a 내지 도 11c에 도시된 바와 같이, 상기 배수관(111)을 개방하기 위해, 우선 상기 서브마개모터를 정회전하여 상기 서브마개와이어(144'b)를 감아 상기 서브마개(132)를 상방으로 회전시키면, 상기 서브마개(132)가 상기 제2안착홈(124b)에서 분리됨으로써 상기 제2관통공(123b)을 통해 상기 배수관(111)이 일부 개방되고, 상기 제2관통공(123b)을 통해 물이 유입되어 상기 배수관(111)에 형성된 부압이 낮아진다.
그리고, 상기 메인마개모터가 정회전하여 상기 메인마개와이어(144'a)를 감아 상기 메인마개(131)가 상방으로 회전시키면, 상기 메인마개(131)가 상기 제1안착홈(124a)에서 분리됨으로써 상기 제1관통공(123a)을 통해 상기 배수관(111)의 개방이 완료된다.
상기 배수관(111)의 폐쇄는 전술된 과정이 역순으로 진행되며, 보다 구체적으로 상기 메인마개모터와 서브마개모터가 역회전으로 하여 상기 메인마개와이어(144'a)와 서브마개와이어(144'b)를 푼다.
그리고, 상기 메인마개(131)와 서브마개(132)가 물의 하중 또는 자중에 의해 하방으로 회전하여 상기 제1,2안착홈(124a,b)에 각각 삽입됨으로써 상기 배수관(111)이 폐쇄된다.
상기 배수관(111)이 패쇄되면 상기 배수관(111)의 내부에 형성되는 부압과 상기 메인마개(131)와 서브마개(132)의 상부에 가해지는 물의 하중에 의해 상기 메인마개(131)와 서브마개(132)가 견고하게 닫힘 상태를 유지하게 된다.
이하, 이하, 도 12 내지 13c를 참조하여, 본 발명의 제3실시예에 따른 물탱크배수관 개폐장치에 대하여 설명하도록 한다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 물탱크 배수관 개폐장치에서 덮개, 마개의 사시도이다.
본 발명의 제3실시예에서 전술된 제2실시예와 달리 단일의 와이어(144), 풀리(143), 권양모터(141)를 통해 상기 메인마개(131)와 서브마개(132)의 개폐가 이루어진다.
이를 구현하기 위해, 상기 와이어(144)는 상기 서브마개(132)에 형성된 서브마개고리(132a)를 통과한 후, 상기 메인마개(131)에 형성된 메인마개고리(131a)에 고정된다.
도 13a 내지 도 13c는 도 12에 도시된 덮개와 마개의 개방상태를 순차적으로 나타내는 도이다.
즉, 도 13a 내지 도 13c에 도시된 바와 같이, 상기 배수관(111)을 개방하기 위해, 우선 상기 권양모터(141)를 정회전하여 상기 와이어(144)를 감으면, 우선, 상기 서브마개(132)가 상방으로 회전되어 서브마개(132)가 상기 제2안착홈(124b)에서 분리됨으로써 상기 제2관통공(123b)을 통해 상기 배수관(111)이 일부 개방되고, 상기 제2관통공(123b)을 통해 물이 유입되어 상기 배수관(111)에 형성된 부압이 낮아진다.
그리고, 상기 권양모터(141)의 정회전이 지속되면 상기 메인마개(131)가 상방으로 회전되어 상기 메인마개(131)가 상기 제1안착홈(124a)에서 분리됨으로써 상기 제1관통공(123a)을 통해 상기 배수관(111)의 개방이 완료된다.
상기 배수관(111)의 폐쇄는 전술된 과정이 역순으로 진행되며, 보다 구체적으로 상기 모터가 역회전으로 하여 상기 와이어(144)를 푼다.
그리고, 상기 메인마개(131)와 서브마개(132)가 물의 하중 또는 자중에 의해 하방으로 회전하여 상기 제1,2안착홈(124a,b)에 각각 삽입됨으로써 상기 배수관(111)이 폐쇄된다.
이하, 전술된 상기 개폐장치(100)를 이용한 수위제어시스템에 대해서 설명하도록 한다.
수위제어시스템(200)은 출원인이 보유하고 있는 대한민국 등록특허 제10-1895907호 "무선수위제어시스템"에 상기 개폐장치(100)를 적용하여 개량된 발명으로, 상기 수위제어시스템(200)을 통해 상기 개폐장치(100)를 제어함으로써 누수방지효과를 보다 상승시켜줄 수 있다.
즉, 상기 개폐장치(100)와, 상기 물탱크(110)에 연결되는 송수관(112) 또는 배수관(111)에 설치되는 송수모터(10)를 기설정된 시간, 작동신호, 상기 물탱크(110)의 수위데이터에 기초하여 선택적으로 조절할 수 있다.
도 14는 도 1에 도시된 물탱크 배수관 개폐장치가 적용된 수위조절시스템의 개략도이고, 도 15는 도 14에 도시된 수위조절시스템의 송신기, 중계기, 원격제어관리기를 나타내는 도이다.
그리고, 도 16 내지 도 18은 순차적으로 도 15에 도시된 송신기, 중계기, 원격제어관리기의 블록도이다.
도 14 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 수위제어시스템(200)은 송신기(210), 중계기(220), 원격제어관리기(230)를 포함한다.
상기 송신기(210)는 상기 물탱크(110)의 상부에 설치되며, 태양광을 이용하여 생산되는 전력에 의해 동작하여 상기 물탱크(110)의 내부의 수위를 측정한다.
상기 송신기(210)는 송신기제어부(211), 태양광모듈(212), 통신모듈(213), 카메라모듈(214), 화재감지모듈(215), 동작감지모듈(216), 강우감지모듈(217), 낙뢰감지모듈(218) 및 배터리(219)를 포함한다.
상기 태양광모듈(212)은 광을 이용해 전력을 생산하여 제공하고, 통신모듈(213)은 상기 물탱크(110) 내의 수위데이터와 상기 송신기(210)의 제어신호를 송수신한다.
카메라모듈(214)은 상기 물탱크(110) 내의 수위를 촬영하고, 상기 화재감지모듈(215)은 상기 송신기(210)에 발생하는 화재를 감지하며, 상기 동작감지모듈(216)은 상기 송신기(210) 주변의 사람 또는 동물의 움직임을 감지한다.
강우감지모듈(217)은 강우를 감지되면 송신기(210)가 동작하지 않도록 제어할 수 있고, 낙뢰감지모듈(218)은 낙뢰로 인한 천둥 소리를 감지되면 상기 송신기(210)가 동작을 멈추도록 제어하여 낙뢰로 인한 피해를 방지할 수 있다.
이때, 상기 송신기제어부(211)는 상기 원격제어관리기(230)로부터 송신되는 제어 신호에 의하여 상기 송수모터(10)와 권양모터(141)의 구동을 제어하여 상기 물탱크(110)로 유입 및 배수되는 유수를 조절할 수 있다.
상기 원격 제어 관리기(130)는 슬립모드 또는 설정되는 시간 동안에는 상기 송신기(210)로 상기 송수모터(10) 또는 권양모터(141)가 동작하지 않도록 제어하는 신호를 전송하여 상기 물탱크(110)로 물이 유입 또는 배수되지 않도록 할 수 있다.
즉, 물을 사용하지 않는 야간 시간대에는 상기 배수관(111)을 닫아서 관로 상의 누수로 인한 지하수 낭비와 불필요한 전력낭비를 절감할 수 있으며, 야간 시간대일지라도 물의 사용이 필요한 경우에는 원격 제어를 통해 상기 송수모터(10) 또는 권양모터(141)를 조절하여 필요한 양의 물을 공급하여, 불필요한 지하수 낭비를 억제하고 지하수 고갈을 방지하여, 보다 효율적인 지하수 자원의 관리가 가능하도록 함으로써, 관정의 사용 내구성을 높이고 불필요한 전력의 사용을 줄여 전력절감 효과도 얻을 수 있다.
상기 중계기(220)는 태양광을 이용하여 생산되는 전력에 의해 동작하며, 수위 데이터를 수신하여 전송하며, 상기 송신기(210)와 원격제어관리기(230) 간의 데이터 통신의 중계 역할을 한다.
보다 구체적으로, 상기 중계기(220)는 중계기제어부(221), 태양광모듈(222), 통신모듈(223) 및 배터리(224)를 포함한다.
상기 중계기제어부(221)는 상기 중계기(220)의 각 구성의 동작을 제어하고, 태양광모듈(222)은 태양광을 이용해 전력을 생산하여 상기 중계기(220)로 제공한다.
상기 통신모듈(223)은 상기 송신기(210)와 원격제어관리기(230) 간의 데이터 통신의 중계 역할을 제공하고, 상기 배터리(224)는 상기 태양광모듈(222)에서 생산된 전력을 저장하여 상기 중계기(220)가 동작할 수 있도록 한다.
상기 원격제어관리기(230)는 상기 중계기(220)를 통해 상기 송신기(210)로부터 전송되는 수위데이터를 상기 통신모듈(223)을 통해 수신하며, 조작부(234)의 조작을 통해 상기 송신기(210)의 전반적인 제어가 가능하고, 상기 송신기(210)로부터 수신되는 수위데이터와 상기 송신기(210)의 상태를 디스플레이(233)를 표시할 수 있다.
또한, 상기 카메라모듈(214)이 관정으로부터 상기 물탱크(110)의 내부로 유입되어 변화된 수위를 촬영한 수위 촬영 이미지를 상기 통신모듈(223)을 통해 송신하면, 상기 원격제어관리기(230)는 상기 중계기(220)를 통해 수위촬영이미지를 수신한 후, 수위촬영이미지를 분석하여, 상기 물탱크(110)의 수위를 분석할 수 있다.
상기 원격제어관리기(230)는 관리자 또는 담당 공무원이 사용하는 스마트 단말기를 통해 상기 감지된 신호에 따른 알람을 SNS(Social Networking Service)의 형태로 제공할 수 있으며, 스마트 단말기에 설치되는 어플리케이션을 통해 스마트 단말기 주변의 관정 또는 물탱크의 정보를 제공받을 수 있다.
또한, 상기 원격제어관리기(230)는 상기 송신기(210)로부터의 관정 또는 상기 물탱크(110)의 수위를 측정한 데이터를 상기 중계기(220)를 통해 수신하고, 측정한 데이터를 이용해 데이터베이스를 구성하고, 데이터베이스에 저장된 데이터에 기초하여 상기 송수모터(10) 또는 권양모터(141)를 제어할 수 있다.
즉, 상기 원격제어관리기(230)는 상기 송신기(210)의 센서로 이루어진 다양한 감지 모듈을 통하여 지하수 관정이나 수원지의 안정수위를 모니터링 하여, 지하수 안정수위의 변화값을 데이터화하고, 상황에 따른 모터 동작이 가능하도록 자동화 및 인공지능화 함으로써, 보다 오랜 시간동안 지하수를 공급할 수 있도록 관정의 내구성을 높여주고, 정확한 안정수위에 의해서 상기 송수모터(10) 또는 권양모터(141)를 작동시켜 모터의 수명을 최대화할 수 있다.
상기 수위조절시스템(200)은 외부로부터 공급되는 전기에 의존하지 않고 태양광모듈을 이용하여 자가충전발전식으로 운용됨으로써, 배터리 소모량을 최대 1/100로 절감하여 2개월 정도의 배터리 사용 기간을 사용할 수 있는 용량의 배터리를 슬립모드 운용방식을 통하여 5년 이상 사용할 수 있는 장점이 있다.
이를 위하여, 상기 원격제어관리기(230)는 슬립모드 또는 기설정된 시간 동안에는 상기 송신기(210)로 상기 송수모터(10)와 권양모터(141)가 동작하지 않도록 제어하는 신호를 전송하여, 상기 송신기(210)가 상기 물탱크(110)로 물이 유입되거나 배수되지 않도록 제어할 수 있다.
즉, 상기 송신기(210)는 통신을 하지 않는 시간에는 슬립모드로 전력소비를 거의 하지 않고, 이벤트 발생 시에만 동작하여 전송을 하는 방식을 사용하여 대기전력을 최소화시키고, 전송소비전류 시에도 최소의 전력으로 동작하도록 할 수 있다.
도 19는 도 15에 도시된 원격제어관리기가 제공하는 정보를 도시한 도면이다.
상기 원격제어관리기(230)는 상기 디스플레이(233)를 통해 관정과 상기 물탱크(110) 내의 다양한 상태 정보를 제공할 수 있다.
즉, 상기 송수모터(10)와 권양모터(141)의 상태 정보, 과부하 정보, 지하수 상태 정보, 통신 상태 정보, 저수위 정보를 제공할 수 있으며, 상기 물탱크(110) 내의 수위를 그래프를 통하여 제공할 수 있다.
따라서, 관리자는 상기 송신기(210) 측의 물탱크 상태를 즉각 편리하게 확인할 수 있으며, 수위 그래프를 통해 직관적으로 수위 상태를 파악할 수 있다.
또한, 상기 수위제어시스템(200)은 관리업체의 연락처 정보를 제공하고, 수위 정보를 퍼센티지로 제공하며, 모터 상태, 통신 상태, 과부하 정보, 지하수 상태 정보를 제공할 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 물탱크배수관 개폐장치는 개폐장치는 배수관에 설치되는 덮개 또는 마개를 와이어를 통해 들어올리거나 내려줌으로써 안정적으로 배수관을 개폐할 수 있다.
또한, 물탱크에 저장된 물의 하중에 의해 덮개 또는 마개가 배수관에 견고하게 밀착됨으로써 불필요한 누수를 차단하여, 누수량이 30%이상에 달하는 16000톤의 물 낭비, 이에 따른 전력 낭비를 방지할 수 있다.
상기와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 물탱크배수관 개폐장치 110 : 물탱크
120 : 덮개 130,130' : 마개
140 : 권양장치 150 : 가이드로드
d1 : 덮개직경 d2 : 미개직경
d3 : 매인마개직경 d4 : 서브마개직경
200 : 수위조절시스템

Claims (5)

  1. 물탱크의 배수관에 설치되는 덮개;
    상기 덮개에 설치되는 마개; 및
    상기 물탱크에 설치되고, 상기 덮개 또는 마개를 당겨 상기 배수관을 개방하는 권양장치;
    를 포함하는 물탱크배수관 개폐장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 권양장치는
    상기 물탱크의 상부에 설치되는 권양모터;
    상기 권양모터의 회전축에 설치되는 풀리; 및
    일측 단부가 상기 덮개 또는 마개에 설치되어 상기 풀리에 권취되는 와이어;
    를 포함하는 물탱크배수관 개폐장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마개는
    상기 덮개의 상부에 힌지결합되는 물탱크배수관 개폐장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 마개는
    상기 덮개의 직경보다 작고, 상기 덮개의 상부에 힌지결합되는 메인마개; 및
    상기 메인마개의 직경보다 작고, 상기 메인마개에 힌지결합되는 서브마개;
    를 포함하는 물탱크배수관 개폐장치.
  5. 제 1 항의 물탱크배수관 개폐장치;
    물탱크에 연결되는 송수관 또는 배수관에 설치되는 송수모터; 및
    기설정된 시간 또는 상기 물탱크의 수위데이터에 기초하여 상기 물탱크배수관 개폐장치 또는 송수모터의 구동을 선택적으로 조절하는 원격제어관리기;
    를 포함하는 수위제어시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101895907B1 (ko) * 2017-09-07 2018-09-07 주식회사 현무 무선 수위 제어 시스템

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