WO2020105964A1 - 하수관거 제어시스템 - Google Patents

하수관거 제어시스템

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WO2020105964A1
WO2020105964A1 PCT/KR2019/015599 KR2019015599W WO2020105964A1 WO 2020105964 A1 WO2020105964 A1 WO 2020105964A1 KR 2019015599 W KR2019015599 W KR 2019015599W WO 2020105964 A1 WO2020105964 A1 WO 2020105964A1
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WO
WIPO (PCT)
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inlet
opening
closing plate
sewage
outlet
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/015599
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김기현
Original Assignee
(주)한국하수정보시스템
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Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020180145494A external-priority patent/KR102057676B1/ko
Priority claimed from KR1020190124378A external-priority patent/KR102388770B1/ko
Priority claimed from KR1020190145523A external-priority patent/KR102408952B1/ko
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Publication of WO2020105964A1 publication Critical patent/WO2020105964A1/ko

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F5/00—Sewerage structures
    • E03F5/10—Collecting-tanks; Equalising-tanks for regulating the run-off; Laying-up basins

Definitions

  • the present invention relates to a sewer pipe control system for controlling and operating sewer pipes.
  • sewage refers to the sum of sewage (living sewage) generated by living or business and rainwater caused by natural rainfall.
  • Sewage conduits for discharging sewage can be classified into classified sewer conduits that exclude sewage and stormwater by separate conduits, and combined sewer conduits that exclude sewage and stormwater as a single conduit.
  • Rainwater soil is a facility to collect a certain amount of sewage and initial rainwater and discharge it to a sewage treatment plant, and the rest of the clear rainwater is discharged to water bodies such as rivers.
  • Stormwater is connected to the collection house and discharges all of the wastewater to the sewage treatment plant.
  • natural rainfall occurs, such as in rainy weather, when the flow rate due to rainwater is three times or more than the normal amount of wastewater, it goes to the river or the sea. Will be discharged.
  • the conventional stormwater has no problem in directing the sewage to the sewage treatment plant in normal times, but when a large amount of rainwater flows or the river water level rises during continuous rainfall, the sewage treatment capacity of the sewage treatment plant exceeds There is a problem of paralyzing the sewage treatment function. In order to prevent this, it is possible to expand the sewage treatment plant, but this also has a problem of high facility cost.
  • An object of the present invention is to provide a sewer conduit control system that can effectively control a sewer conduit even when an emergency situation such as a power failure occurs during automatic control of the sewer conduit.
  • Stormwater discharges sewage through the upper inlet, and then drains the collected sewage through the outlet.
  • the opening and closing plate for the inlet is rotatably coupled around the horizontal axis to the upper inlet side of the stormwater, to close the upper inlet as the amount of sewage flowing into the upper increases in an inclined state to open the upper inlet by its own weight. It operates by gravity by rotating, or rotates to open and close the upper inlet by an inlet actuator.
  • the tilt sensor measures the inclination of the opening and closing plate for the inlet.
  • the water level sensor measures the external water level of stormwater.
  • the controller receives the measured information from the tilt sensor and the water level sensor to control the actuator for the inlet.
  • the sewer pipe can be controlled even when an emergency situation such as a power failure occurs during automatic control of the sewer pipe, so that the sewer pipe can be effectively controlled.
  • an emergency situation such as a power failure occurs during automatic control of the sewer pipe
  • FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram for a sewer pipe control system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram of FIG. 1 taken from the stormwater region.
  • FIG. 3 is a plan view of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an excitation opening and closing plate for the inlet and an actuator for the inlet in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a view illustrating a state in which the opening and closing plate for the inlet is closed in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a view showing another example of the arrangement state of the double-acting pneumatic cylinder.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an outlet switchgear in FIG. 3.
  • FIG. 8 is a view illustrating a state in which the outlet switch is closed in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a view showing another example in which the outlet switch is installed in the stormwater.
  • FIG. 10 is a flowchart for describing a control method according to a driving mode.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a configuration of a monitor screen provided in the control panel.
  • FIG. 12 is a view showing an example of a manual adjustment unit provided in the control panel.
  • FIG. 13 is a configuration diagram showing an example of a main computer power switch that is provided in the control panel.
  • FIG. 14 is a flow chart for explaining the operation of the main computer power switch shown in FIG.
  • 15 is a cross-sectional configuration diagram showing an example in which a soil receiving device is provided.
  • FIG. 16 is a partial plan view of FIG. 15.
  • FIG. 17 is a cross-sectional configuration diagram showing an operation example of the soil receiving device in FIG. 15.
  • FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram for a sewer pipe control system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram of FIG. 1 taken from the stormwater region.
  • FIG. 3 is a plan view of FIG. 2.
  • the sewage conduit control system 100 includes a storm water discharge chamber 110, an inlet opening / closing plate 120, a tilt sensor 141, and a water level sensor ( 142), and a controller 160.
  • Stormwater 110 flows into the sewage through the upper inlet 111 and collects the collected sewage through the outlet 112.
  • the rainwater sediment 110 may be buried around the river in an open top.
  • Stormwater 110 may be constructed in a box culvert (101).
  • the rainwater sediment 110 may be constructed in a form in which an upper portion is opened at the bottom in the box culvert 101.
  • a cover bottom plate 113 having an upper inlet 111 may be installed to cover the upper opening of the stormwater chamber 110.
  • the upper inlet 111 may be located in the front portion of the cover bottom plate 113 close to the vicinity of the stream, based on the direction of the sewage flowing into the stream through the box culvert 101.
  • the cover bottom plate 113 may be supported by the upper opening of the stormwater silo 110 through the frame 114.
  • Cover side plates 115 may be disposed to guide sewage on both sides of the cover bottom plate 113.
  • the upper inlet 111 may be supplied with sewage from which the contaminants are removed by the contaminant screen 103 to be introduced into the storm water sediment 110.
  • the contaminant screen 103 may be installed on the floor in the culvert box 101.
  • the outlet 112 may receive the sewage discharged from the storm water discharge chamber 110 and supply it to the sewage treatment plant or storage tank through the discharge pipe 102.
  • the outlet pipe 102 may be buried in connection with the outlet 112.
  • the opening / closing plate 120 for the inlet is rotatably coupled to the upper inlet 111 of the stormwater silo 110 about a horizontal axis.
  • the inlet opening / closing plate 120 rotates to close the upper inlet 111 as the amount of sewage flowing into the upper increases in an inclined state to open the upper inlet 111 by its own weight, or operates by gravity.
  • the upper actuator 111 is rotated to open and close by the spherical actuator 130. That is, the opening and closing plate 120 for the inlet is operated by being switched to each other by gravity or power.
  • the opening and closing plate 120 for the inlet may be hinged to the rotation shaft 121 so as to be rotatable.
  • the rotating shaft 121 may be supported rotatably around the horizontal axis, both ends of which are coupled to the bearing of the frame 114 across the upper inlet 111 of the stormwater chamber 110.
  • the opening / closing plate 120 for the inlet port is based on the area adjacent to the stream as the tip part, and the upper inlet part 111 is opened by opening the upper inlet part 111 with the tip part inclined higher than the rear part. Rainwater can be introduced through it.
  • the opening / closing plate 120 for the inlet port has a rear end portion spaced from the inner wall of the rainwater soil 110, and can sewage into the rainwater soil 110 through the spaced apart space.
  • the opening / closing plate 120 for the inlet port may be equipped with a weight adjusting weight 122a at an inclined lower portion.
  • Weight adjustment weight (122a) is provided to have a set weight, it can be mounted on the opening and closing plate 120 for the inlet.
  • Variable weight moving weight (122b) is made of a bolt shape is screwed to the nut portion of the opening and closing plate 120 for the inlet can be adjusted position in the front-rear direction.
  • the variable weight moving weight 122b may be disposed on the front and rear sides of the opening / closing plate 120 for the inlet, respectively, with the rotating shaft 121 interposed therebetween.
  • variable weight moving weight 122b opens the upper inlet 111 by self-weighting the opening and closing plate 120 for the inlet together with the weight adjusting weight 122a. In addition to maintaining the inclined state, it is possible to adjust the opening and closing operation timing of the opening and closing plate 120 for the inlet.
  • Inlet opening and closing plates 120 may be connected to guide plates 123 for guiding sewage to both sides, respectively.
  • the inlet actuator 130 includes a double-acting pneumatic cylinder 131, a directional control valve 134, and first and second electric valves 135a and 135b. , Opening and closing operation of the opening and closing plate 120 for the inlet.
  • the expansion / contraction operation of the cylinder rod 131b may be transmitted to the opening / closing operation of the opening / closing plate 120 for the inlet port by the power transmission mechanism.
  • the power transmission mechanism is configured to close and operate the opening / closing plate 120 for the inlet according to the stretching operation of the cylinder rod 131b, and to open and operate the opening / closing plate 120 for the inlet according to the shrinking operation of the cylinder rod 131b.
  • the power transmission mechanism may include a first transmission link 131c and a second transmission link 131d.
  • the first transmission link 131c may be formed in a straight line. One end of the first transmission link 131c is hinged to the cylinder rod 131b, and the other end of the first transmission link 131c is hinged to the second transmission link 131d.
  • the second transmission link 131d may be formed in a shape in which the central portion protrudes forward and is bent in a V shape.
  • the second transmission link 131d has one end hinged to the first transmission link 131c, and the bent central portion is hinged by the guide shaft 116 of the frame 114.
  • the hinge coupling shafts of the first and second transmission links 131c and 131d have parallel directions in the left and right directions.
  • the second transmission link 131d is connected to the other end of the drop prevention 131e.
  • the drop prevention jaw 131e prevents the rear end portion of the inlet opening and closing plate 120 from falling when the inlet opening and closing plate 120 is inclined by its own weight.
  • the drop prevention jaw 131e may be fitted into the guide groove 125 of the opening / closing plate 120 for the inlet.
  • the guide groove 125 allows the movement of the drop prevention jaw 131e only enough to smoothly pivot the first and second transmission links 131c and 131d, thereby opening and closing the inlet according to the rise of the drop prevention jaw 131e.
  • the plate 120 may be closed and the opening / closing plate 120 for the inlet opening may be opened according to the drop of the drop prevention jaw 131e.
  • the drop prevention jaw 131e When the cylinder rod 131b is extended, the drop prevention jaw 131e is raised by the pivoting operation of the first and second transmission links 131c and 131d, thereby closing the inlet opening and closing plate 120. When the cylinder rod 131b contracts, the drop prevention jaw 131e descends by pivoting the first and second transmission links 131c and 131d, thereby opening and closing the inlet / closing plate 120.
  • the maximum opening angle of the opening / closing plate 120 for the inlet may be set by adjusting the height of the drop prevention jaw 131e by the height adjusting mechanism 126.
  • the height adjustment mechanism 126 may include a screw 126a, a first adjustment link 126b, and a second adjustment link 126c.
  • the screw 126a is disposed at the front end side of the opening / closing plate 120 for the inlet.
  • the screw 126a is rotatably supported on the cover bottom plate 113 so as to be rotatable about a horizontal axis.
  • the first adjustment link 126b may be formed in a straight line. One end of the first adjustment link 126b is hinged to the screw 126a by a joint 126d, and the other end of the first adjustment link 126b is hinged to the second adjustment link 126c. One end of the joint 126d is rotatably supported on the screw 126a about an axis parallel to the longitudinal direction of the screw 126a, and one end of the joint 126d is attached to one end of the first adjustment link 126b Hinged.
  • the second adjustment link 126c may be formed in a V-shaped bent shape.
  • the second adjustment link 126c is formed in the same form as the second transmission link 131d.
  • the second adjustment link 126c has one end hinged to the first adjustment link 126b, and the curved central portion is coaxial with the central portion of the second transmission link 131d, thereby guiding the axis of the frame 114 ( 116).
  • the hinge coupling shafts of the first and second adjustment links 126b and 126c have parallel directions in the left and right directions.
  • the second adjustment link 126c is formed with a hook 126e at the other end.
  • the hook 126e is formed in such a way that the drop prevention jaw 131e can be hung from the lower side.
  • the drop prevention jaw 131e is raised by the pivoting operation of the first and second adjusting links 126b and 126c accordingly, thereby increasing the opening and closing plate for the inlet ( The opening angle of 120) is made small.
  • the drop prevention jaw (131e) is allowed to descend by the pivoting action of the first and second adjusting links (126b, 126c), thereby allowing the opening and closing plate (120) for the inlet.
  • the maximum opening angle of the opening / closing plate 120 for the inlet to the upper inlet 111 can be set.
  • the posture of the first and second transmission links 131c and 131d is adjusted as the maximum opening angle of the opening and closing plate 120 for the inlet is set, and accordingly, the opening and closing plate 120 for the inlet is in the range of the maximum opening angle and closing angle.
  • the opening degree can be adjusted by the double-acting pneumatic cylinder 131.
  • the double-acting pneumatic cylinder 131 is a cylinder rod 131b in a position deviated from the rotation center of the inlet opening and closing plate 120 toward the inclined tip of the inlet opening and closing plate 120. Is hinged to the lower side of the opening and closing plate 120, the cylinder body (131a) is hinged to the frame 114, thereby opening the opening and closing plate 120 for the inlet opening operation of the cylinder rod 131b , When the cylinder rod 131b is contracted, the opening / closing plate 120 for the inlet may be closed.
  • the double-acting pneumatic cylinder 131 may be variously installed in the category of opening and closing the opening and closing plate 120 for the inlet.
  • the double-acting pneumatic cylinder 131 may adjust the opening degree of the opening / closing plate 120 for the inlet as the stroke of the cylinder rod 131b is adjusted by the controller 160.
  • the direction control valve 134 selectively supplies compressed air provided from the pneumatic source 136 to the first and second ports 132a, 132b in communication with both inner spaces of the cylinder body 131a. That is, when the compressed air is supplied to the first port 132a, the directional control valve 134 discharges compressed air from the second port 132b. The direction control valve 134 discharges compressed air from the first port 132a when compressed air is supplied to the second port 132b.
  • the direction control valve 134 may expand and contract the cylinder rod 131b relative to the cylinder body 131a by selectively supplying compressed air to both inner spaces of the cylinder body 131a.
  • the direction control valve 134 is made of a solenoid valve or the like, and is controlled by the controller 160.
  • the pneumatic source 136 compresses the air to make compressed air, and adjusts the compressed air supplied from the air compressor 136a to a set pressure to deliver stable compressed air to the direction control valve 134 It may include a pneumatic regulator (136b).
  • the pneumatic source 136 may include a drain valve 136c for removing moisture on the pneumatic circuit.
  • the drain valve 136c may be controlled to discharge moisture at regular intervals.
  • the pneumatic source 136 may include an air dryer for removing moisture on the pneumatic circuit, and a speed regulating valve for adjusting the opening and closing speed of the opening and closing plate 120 for the inlet.
  • the pneumatic source 136 is controlled by the controller 160.
  • the first and second electric valves 135a and 135b open and close the first and second ports 132a and 132b, respectively.
  • the first electric valve 135a is installed on a flow path connecting the directional control valve 134 and the first port 132a to open and close the first port 132a
  • the second electric valve 135b is a directional control valve It is installed on the flow path connecting the (134) and the second port (132b) to open and close the second port (132b).
  • the first and second electric valves 135a and 135b are maintained in a closed state when the power is not supplied, and the first and second ports 132a and 132b are opened when the power is supplied. It can work to let The first and second electric valves 135a and 135b are controlled by the controller 160.
  • the first and second electric valves 135a and 135b are supplied with power from the uninterruptible power supply 137 in a gravity-operated condition when the composite automatic mode is set to open the first and second ports 132a and 132b.
  • the uninterruptible power supply 137 is powered to the first and second electric valves 135a and 135b when a gravity type operating condition occurs due to various emergency situations such as power failure, power failure, system failure, and communication failure. Supplies.
  • the first and second electric valves 135a and 135b operate to open the first and second ports 132a and 132b, thereby discharging compressed air from both inner spaces of the cylinder body 131a to atmospheric pressure.
  • the double-acting pneumatic cylinder 131 because the pneumatic does not act anywhere in both directions of the cylinder rod (131b) does not restrict the opening and closing operation of the inlet opening and closing plate 120, the inlet opening and closing plate 120 is a gravity type It can be switched to open and close.
  • first manual operation valve 138a may be installed on a flow path connecting the first electric valve 135a and the first port 132a.
  • the second manual operation valve 138b may be installed on a flow path connecting the second electric valve 135b and the second port 132b. Therefore, when the sewage control system 100 is in a completely disabled state and a user needs to visit the user, the user manually operates the first and second manual operation valves 138a and 138b to operate the first and second ports ( 132a, 132b) by manually opening and closing, the inlet opening and closing plate 120 can be switched to open and close by gravity.
  • a rotation motor and a motion converter that converts rotation motion of the rotation motor to linear motion may be included, or may be configured to include a linear motor.
  • the drive shaft becomes freely movable, so that the opening / closing operation of the opening / closing plate 120 is not restricted, and thus the opening / closing plate 120 for the inlet Can be switched to open and close by gravity.
  • the tilt sensor 141 measures the inclination of the opening / closing plate 120 for the inlet.
  • the inclination sensor 141 may be mounted on the lower surface of the inclined tip of the inlet opening and closing plate 120 to measure the inclination of the inlet opening and closing plate 120.
  • the tilt sensor 141 may be formed of a digital level to measure the inclination of the opening and closing plate 120 for the inlet as it is tilted together with the opening and closing plate 120 for the inlet.
  • the inclination information of the opening / closing plate 120 for the inlet measured from the tilt sensor 141 is provided to the controller 160, and the controller 160 can calculate the opening degree of the opening / closing plate 120 for the inlet.
  • the water level sensor 142 measures the external water level of the rainwater soil 110.
  • the water level sensor 142 may be formed of an ultrasonic water level sensor that measures the water level by irradiating ultrasonic waves to the water surface outside the storm water chamber 110.
  • the water level sensor 142 may be installed on the ceiling, etc. in the box culvert 101.
  • the water level sensor 142 is arranged to measure the water level of the sewage flowing through the contaminant screen 103 to the upper inlet 111.
  • the water level information measured from the water level sensor 142 is provided to the controller 160.
  • An additional water level sensor 144 may be installed outside the box culvert 101.
  • the additional water level sensor 144 measures the external water level of the box culvert 101 and provides it to the controller 160.
  • the installation of the sewer pipe control system 100 is structurally located so that the bottom surface of the box culvert 101 is higher than the river level, but the amount of sewage flowing into the box culvert 101 increases so that the opening and closing plate 120 for the inlet is closed.
  • river water upstream rainy weather
  • seawater tunnel water, high tide
  • the controller 160 determines that the external water level of the box culvert 101 is higher than the set water level based on the water level information provided from the additional water level sensor 144, the water level measured by the water level sensor 142 is the target water level.
  • the outlet 112 can be closed by operating the outlet switch 150 even if it does not reach. Therefore, it is possible to block the supply of river water or seawater that flows back into the stormwater discharger 110 to the sewage treatment plant.
  • a water level sensor may be provided to measure the internal water level of the storm water discharge 110.
  • a weight sensor such as a load cell is mounted on the upper portion of the opening and closing plate 120 for the inlet to measure the weight of the sewage flowing into the upper portion of the opening and closing plate 120 for the inlet.
  • the weight information measured from the weight sensor is provided to the controller 160.
  • the weight information measured from the weight sensor may be used to accurately predict the flow rate flowing into the stormwater chamber 110 together with the water level information measured from the water level sensor 142.
  • the water quality measuring instrument 143 may measure the external water quality of the stormwater soil 110.
  • the water quality meter 143 may measure the pH (hydrogen ion concentration) or chemical oxygen demand (COD) of sewage flowing into the stormwater chamber 110.
  • the water quality meter 143 may be composed of various known water quality meters.
  • the water quality meter 143 may be arranged to measure the water quality of the sewage flowing through the contaminant screen 103 to the upper inlet 111 of the stormwater silo 110.
  • the water quality meter 143 may be installed on the floor in the box culvert 101.
  • the water quality information measured from the water quality meter 143 is provided to the controller 160.
  • the controller 160 may discharge the sewage into the river by closing the opening and closing plate 120 for the inlet. If it is determined that the water quality of the sewage is less than the standard, the controller 160 may open the opening / closing plate 120 for the inlet to open the sewage to flow into the storm water discharge chamber 110.
  • the sewer pipe control system 100 may include an outlet switch 150 that is controlled by the controller 160 to open and close the outlet 112 of the stormwater silo 110. If the inlet opening and closing plate 120 is flooded with the upper inlet 111 closed by an excellent amount of condition that does not require a car, the free space provided between peripheral parts for smooth operation of the inlet opening and closing plate 120 Rainwater may leak into the rainwater soil 110 through the like. Since such rainwater does not need to be supplied to a sewage treatment plant, the outlet switch 150 can close the outlet 112 to block the supply of rainwater to a sewage treatment plant.
  • the outlet switch 150 may include an outlet opening and closing plate 151 and an outlet actuator 152.
  • the opening and closing plate 151 for the outlet allows opening and closing of the outlet 112 to allow or block the discharge of sewage in the storm water discharge chamber 110 through the outlet pipe 102.
  • the opening and closing plate 151 for the outlet is rotatably hinged around a horizontal axis around the upper side of the outlet 112 to open and close the outlet 112.
  • a gasket 155 may be mounted around the outlet 112. The gasket 155 seals between the outlet opening / closing plate 151 and the outlet 112 in a state where the outlet opening / closing plate 151 closes the outlet 112 to prevent leakage.
  • the outlet actuator 152 opens and closes the outlet opening and closing plate 151.
  • the outlet actuator 152 may include a pneumatic cylinder 153 and a wire member 154.
  • the pneumatic cylinder 153 is configured such that the cylinder rod 153b expands and contracts with respect to the cylinder body 153a by compressed air acting on the cylinder body 153a.
  • the pneumatic cylinder 153 may be made of a double acting pneumatic cylinder, but may also be made of a single acting pneumatic cylinder.
  • the pneumatic cylinder 153 is driven and controlled by the controller 160.
  • the pneumatic cylinder 153 may be disposed above the outlet 112.
  • the cylinder body 153a may be hinged to the inner sidewall of the stormwater chamber 110 via a bracket.
  • the hinge coupling shaft of the cylinder body 153a is set parallel to the hinge coupling shaft of the outlet opening and closing plate 151.
  • the cylinder body 153a pivots around the hinge coupling shaft, so that the outlet opening / closing plate 151 rotates according to the expansion / contraction operation of the cylinder rod 153b via the wire member 154 as a medium. ) Can be rotated smoothly.
  • One end of the wire member 154 is hinged to the cylinder rod 153b of the pneumatic cylinder 153 and the other end is hinged to the outlet opening and closing plate 151 to link according to the expansion and contraction of the cylinder rod 153b. It rotates the opening and closing plate 151 for the outlet.
  • the hinge coupling shafts of the wire member 154 are set in parallel with the hinge coupling shafts of the opening and closing plate 151 for the outlet.
  • the wire member 154 pushes the opening / closing plate 151 for the outlet downward according to the extension operation of the cylinder rod 153b and rotates it to the closed position.
  • the cylinder body 153a pivots close to the inner sidewall of the stormwater chamber 110 to smoothly rotate the outlet opening and closing plate 151.
  • the outlet opening / closing plate 151 may keep the outlet 112 closed due to its own weight and water pressure.
  • the wire member 154 pulls the outlet opening / closing plate 151 upward according to the contraction operation of the cylinder rod 153b and rotates it to the open position.
  • the cylinder body 153a pivots away from the inner sidewall of the stormwater chamber 110 and smoothly rotates the opening and closing plate 151 for the outlet.
  • the cylinder body 153a of the pneumatic cylinder 153 may be hinged to the frame 114 via a bracket. Therefore, even if the pneumatic cylinder 153 is installed in a place where the depth of the stormwater chamber 110 is low, by sufficiently securing the stroke of the cylinder rod 153b, the outlet opening and closing plate 151 is sufficiently set at an open angle. I can operate it.
  • the controller 160 receives the measured information from the tilt sensor 141 and the water level sensor 142 to control the actuator 130 for the inlet and the outlet switch 150.
  • the controller 160 may control the actuator 152 for the outlet so as to open and close the outlet opening and closing plate 151 in connection with the opening and closing operation of the opening and closing plate 120.
  • the controller 160 controls the actuator 152 for the outlet so as to open and close the outlet opening and closing plate 151 to control the water level in the rainwater chamber 110 regardless of the opening and closing operation of the opening and closing plate 120. It might be.
  • the controller 160 operates the inlet opening / closing plate 120 by the actuator 130 for the inlet or the gravity type according to the reference data 161 input in advance when the complex automatic mode is set. It works.
  • the reference data 161 may include a look-up table 161a for a motorized operating condition and a look-up table 161b for a gravity-operated condition.
  • the look-up table 161a for the motorized operating condition may have information on setting the opening degree of the opening / closing plate 120 for the inlet according to the external water level of the stormwater silo 110.
  • the controller 160 controls the actuator 130 for the inlet according to the look-up table 161a for the power-operated condition based on the information measured from the tilt sensor 141 and the water level sensor 142, thereby opening and closing the inlet.
  • the opening degree of the plate 120 can be adjusted according to the water level.
  • the look-up table 161b for gravity-operated conditions may have information for setting a gravity-operated mode according to various emergency situations such as power failure, power failure, system failure, and communication failure. Accordingly, the controller 160 may switch the in / out opening / closing plate 120 into a gravity type according to the look-up table 161b for gravity-type operating conditions. At this time, the controller 160 allows the uninterruptible power supply 137 to recognize the emergency, thereby supplying power to the first and second electric valves 135a and 135b to supply compressed air from the double-acting pneumatic cylinder 131. Discharge. Accordingly, the double-acting pneumatic cylinder 131 does not restrain the opening / closing operation of the opening / closing plate 120 for the inlet, so that the opening / closing plate 120 for the inlet can be switched to open and close by gravity.
  • the composite automatic mode may be set according to a user's command through a graphical user interface.
  • the control panel 166 installed in the field has a touch input type monitor, and the user enters an application command from the composite automatic mode setting menu 167a displayed on the monitor screen to enter the composite automatic mode. Can be set.
  • a lookup table 161a for a motorized operating condition and a lookup table 161b for a gravity operated condition of the reference data 161 may be displayed.
  • the controller 160 is an inlet opening and closing plate 120 according to the opening reference value and the water level reference value of the inlet opening and closing plate 120 input when a single automatic mode is set as a different operation mode. ) Can be operated by the actuator 130 for the inlet.
  • the controller 160 may adjust the opening degree of the opening / closing plate 120 for the inlet to the opening reference value based on the information measured from the inclination sensor 141 and the water level sensor 142. .
  • the user can set a single automatic mode through the single automatic mode setting menu 167b displayed on the monitor screen. At this time, the user may input and apply an application command after inputting a desired value by increasing or decreasing the opening reference value and the water level reference value of the inlet / closing plate 120 in the single automatic mode setting menu 167b.
  • the controller 160 may operate the inlet opening / closing plate 120 by the inlet actuator 130 according to the opening degree of the inlet / closing opening / closing plate 120 input when setting the manual mode, which is another operation mode.
  • the controller 160 may control the actuator 130 for the inlet port based on the information measured from the inclination sensor 141 to adjust the opening ratio of the opening / closing plate 120 for the inlet port as the input opening ratio.
  • the user can set the manual mode through the manual mode setting menu 167c displayed on the monitor screen. At this time, the user can enter the desired value after inputting the desired value by increasing or decreasing the opening degree of the opening / closing plate 120 for the inlet in the manual mode setting menu 167c.
  • the controller 160 may operate the opening / closing plate 120 for the inlet by gravity when setting the gravity mode, which is another driving mode.
  • the controller 160 supplies power to the first and second electric valves 135a and 135b according to the gravity mode setting to discharge compressed air from the double-acting pneumatic cylinder 131. Accordingly, the double-acting pneumatic cylinder 131 does not restrain the opening / closing operation of the opening / closing plate 120 for the inlet, so that the opening / closing plate 120 for the inlet can be switched to open and close by gravity.
  • the user can set the gravity mode through the gravity mode setting menu 167d displayed on the monitor screen. At this time, the user can set the gravity mode by entering an application command in the gravity mode setting menu 167d.
  • information such as a current operation mode, a measured water level value, a measured opening degree rate, a reference water level value, and a standard opening degree value may be displayed.
  • the control panel 166 may include a manual adjustment unit 168.
  • the manual adjustment unit 168 may include an operation mode adjustment switch 168a, an opening adjustment switch 168b, and a drain valve adjustment switch 168c.
  • the driving mode adjustment switch 168a allows the user to select either automatic mode, gravity mode or manual mode.
  • the opening degree adjustment switch 168b allows the user to adjust the opening degree of the opening / closing plate 120 for the inlet by increasing or decreasing.
  • the drain valve adjustment switch 168c allows a user to adjust the opening and closing of the drain valve 136c.
  • the controller 160 may be connected to the control center through a wireless communication network to transmit information on the external water level and flow rate of the storm water discharge chamber 110 and the opening degree of the opening / closing plate 120 for the inlet to the control center in real time.
  • the control center may monitor the control status of the sewer pipe and remotely control the opening / closing plate 120 for the inlet through the controller 160 according to the situation.
  • the on-site control panel 166 may include a main computer power switch 169.
  • the main computer power opening / closing unit 169 resets the main computer by resetting the power of the main computer by remote control by the control center, even if the main computer in the control panel 166 is large or inoperative due to a momentary power failure, etc., without a user's visit to the site. Provides the convenience of restarting.
  • the main computer may be configured by mounting the controller 160.
  • the main computer power opening / closing unit 169 includes an electric detection device 169a, an electric control device 169b, a communication module 169c, and an electrical switch software 169d.
  • the electric sensing device 169a is connected to the integrated power meter 166a to detect electric flow.
  • the electric control device 169b controls the main computer power reset device 166b based on the information detected from the electric detection device 169a to forcibly open and close the power of the main computer.
  • the communication module 169c communicates with the control center through a wide area network (WAN).
  • the communication module 169c may be formed of a communication modem or the like.
  • the electrical switch software 169d displays the state of the electric sensing device 169a, the electrical control device 169b, and the communication module 169c, and is connected to a remote computer of the control center through the communication module 169a. Start (169b).
  • the main computer power opening / closing unit 169 may function as illustrated in FIG. 14.
  • the electrical control device 169b determines whether the main computer is operating. When it is determined that the main computer does not operate, the electric control device 169b senses the electric flow by the electric detection device 169a. When it is determined that electricity is input based on the information provided from the electric detection device 169a, the electric control device 169b resets or turns on the main computer power reset device 166b to restart the main computer. .
  • the sewer pipe control system 100 may include a camera 170 that photographs the control status of a sewer pipe, and the control center controls the control status of the sewer pipe through information photographed by the camera 170. Can be monitored.
  • the camera 170 may consist of an IP camera or a CCTV camera and be installed outside the stormwater 110.
  • the camera 170 may be mounted on the ceiling in the box culvert 101 to photograph the stormwater 110.
  • control center may transmit the control status of the sewer pipe to a terminal such as a smart phone through a wireless communication network to a manager in the area where the sewer pipe control system 100 is installed, so that the administrator can directly observe the condition of the sewer pipe and take action. .
  • the sewer pipe control system 100 may include an illuminator 180 that illuminates the rainwater soil 110 side.
  • the illuminator 180 may be mounted on the ceiling in the box culvert 101 to illuminate the rainwater chamber 110 side.
  • the illuminator 180 illuminates the stormwater 110 at night, or illuminates the stormwater 110 in the dark box culvert 101, so that the administrator can conveniently check or repair the stormwater 110. Enable.
  • the illuminator 180 may increase the quality of the photographed image by illuminating the side of the rainwater chamber 110 when the camera 170 is photographed.
  • the illuminator 180 may be controlled by the controller 160 so as to light or flash as the administrator operates the lighting operation switch of the control panel 166.
  • the illuminator 180 may be blinked in normal time, and then controlled by the controller 160 to turn on when the manager approaches the stormwater chamber 110 or the box culvert 101.
  • the controller 160 may control to illuminate the illuminator 180 based on the information provided from the sensor detecting the movement of the manager approaching the stormwater chamber 110 or the box culvert 101.
  • the sewer pipe control system 100 it is possible to effectively control the sewer pipe even in the event of an emergency such as a power failure during automatic control of the sewer pipe, and to suit the situation through various driving modes.
  • the sewer pipe can be conveniently controlled.
  • Figure 15 is a cross-sectional view showing an example equipped with a soil receiving device.
  • 16 is a partial plan view of FIG. 15.
  • 17 is a cross-sectional configuration diagram showing an operation example of the soil receiving device in FIG. 15.
  • the sewer pipe control system 100 may include a soil receiving device 190.
  • the soil receiving device 190 includes a soil receiving tray 191, an opening / closing plate 192 for soil receiving, and an actuator 193 for soil receiving.
  • the soil receiving tray 191 has a soil discharge port 191a and is disposed in the rainwater discharge chamber 110.
  • the landslide 191 may be disposed in the upper space in the stormwater chamber 110.
  • the soil receiving 191 may be formed in a clogged form except for the soil discharge hole 191a, and the edge portion may be fixed to be sealed along the inner wall circumference of the stormwater silo 110.
  • the edge of the landslide 191 may be fixed to the frame 114.
  • the soil receiving hole 191 may receive and store the soil that has flowed upward.
  • the soil discharge hole 191a is opened by the opening / closing plate 192 for the soil discharge hole, the soil discharge hole 191 can discharge the stored soil to the lower side of the rainwater discharge chamber 110 only through the opened soil discharge hole 191a.
  • the opening / closing plate 192 for the soil receiving tray opens and closes the soil discharge port 191a.
  • the opening / closing plate 192 for the soil receiving tray allows opening or closing of the soil discharge through the soil discharge hole 191a by opening and closing the soil discharge hole 191a.
  • the opening / closing plate 192 for the landscaping is rotatably hinged around a horizontal axis around one side of the landscaping outlet 191a to open and close the landscaping outlet 191a.
  • the actuator 193 for landscaping is controlled by the controller 160 to open and close the landing plate 192 for landscaping.
  • the soil receiving actuator 193 may include a pneumatic cylinder.
  • the pneumatic cylinder may consist of a double acting or single acting pneumatic cylinder.
  • a plurality of pneumatic cylinders may be provided.
  • the pneumatic cylinder is disposed under the soil pad 191.
  • the cylinder body 193a of the pneumatic cylinder is hinged to the earth support 191 so as to be rotatable about a horizontal axis, and the cylinder rod 193b of the pneumatic cylinder is rotatable about the earth shaft to be rotatable about a horizontal axis 192 Is hinged on.
  • the opening / closing plate 192 for landscaping can be rotated to the closed position of the landscaping outlet 191a.
  • the cylinder body 193a pivots in one direction for smooth rotation of the opening / closing plate 192 for landscaping.
  • the opening / closing plate 192 for the soil receiving can be rotated to the open position of the soil discharge outlet 191a.
  • the cylinder body 193a pivots in the opposite direction for smooth rotation of the opening / closing plate 192 for the soil receiving pad.
  • the opening and closing plate 151 for the outlet operates to close the outlet 112, and when the inlet and closing plate 120 is flooded with the upper inlet 111 closed, the opening and closing for the inlet For smooth operation of the plate 120, soil may be introduced into the stormwater chamber 110 through a space provided between peripheral parts.
  • the actuator 193 for landscaping keeps the landscaping outlet 191a of the landscaping 191 closed by operating the opening / closing plate 192 for the landscaping.
  • the soil receiving tray 191 receives and stores the soil that flows in from the upper portion, thereby preventing the soil from entering and accumulating to the bottom of the rainwater discharge chamber 110.
  • the soil receiving tray 191 causes the soil to flow out into a river or the like without further inflow.
  • the opening / closing plate 151 for the outlet that was closing the outlet 112 smoothly opens without resistance due to the soil. I can do it.
  • the actuator 193 for receiving receives the opening / closing plate 192 for the soil receiving to open to open the soil discharge port 191a of the soil receiving tray 191.
  • the soil stored in the landscaping 191 is washed with sewage flowing from the upper inlet 111 and then flows into the bottom of the stormwater chamber 110 through the landscaping outlet 191a, and then discharged through the outlet 112.
  • the amount of sediment that is stored in the sediment receiver 191 and discharged through the outlet 112 is considerably greater than the amount of sediment discharged through the outlet 112 without being deposited on the bottom of the stormwater silo 110 without the sediment receiving device 190. Less.
  • the amount of soil discharged to the sewage treatment plant through the outlet 112 from the stormwater silo 110 can be minimized.

Abstract

본 발명은 하수관거 제어시스템에 관한 것이다. 우수토실은 상부 유입구를 통해 하수를 유입하여 차집하고 차집된 하수를 유출구를 통해 유출한다. 유입구용 개폐판은 우수토실의 상부 유입구 쪽에 수평 축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 것으로, 자중에 의해 상부 유입구를 개방하도록 기울어진 상태에서 상부로 유입되는 하수의 양이 증가함에 따라 상부 유입구를 폐쇄하도록 회전하여 중력식으로 작동하거나, 유입구용 액추에이터에 의해 상부 유입구를 개폐하도록 회전한다. 기울기 센서는 유입구용 개폐판의 기울기를 측정한다. 수위 센서는 우수토실의 외부 수위를 측정한다. 컨트롤러는 기울기 센서 및 수위 센서로부터 측정된 정보를 제공받아 유입구용 액추에이터를 제어한다.

Description

하수관거 제어시스템
본 발명은 하수관거를 통제하고 운영하는 하수관거 제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 하수는 생활이나 사업에 기인하여 발생되는 오수(생활하수)와 자연강우에 의한 우수를 합한 것을 일컫는다. 하수를 배출하기 위한 하수관거는 오수와 우수를 별개의 관거에 의하여 배제하는 분류식 하수관거와, 오수와 우수를 단일 관거로 배제하는 합류식 하수관거로 구분할 수 있다.
합류식 하수관거의 경우, 우천시 하수시설에 대한 부담을 경감시키기 위해 우수토실의 사용은 필수적이라 할 수 있다. 우수토실은 일정량의 오수 및 초기우수를 차집하여 하수종말처리장으로 배출하고, 나머지 맑은 우수는 하천 등의 수역으로 방류하기 위한 시설이다.
우수토실은 차집관거와 연결되어 오수를 전량 하수종말처리장으로 배출시키며, 우천시와 같이 자연강우가 발생하는 경우에는 우수에 의한 유량이 평상시 오수 량의 3배 또는 그 이상이 될 때, 하천이나 바다 등으로 방류하게 된다.
그런데, 종래의 우수토실은 평상시 오수를 하수종말처리장으로 유도하는 것에는 문제가 없으나, 지속 강우시 다량의 우수가 유입되거나 하천수위가 높아져 하천수가 유입되면, 하수종말처리장의 하수처리용량을 초과하는 등에 의해 하수처리 기능을 마비시키는 문제점이 있다. 이를 방지하기 위해, 하수종말처리장을 증설할 수 있으나, 이 또한 시설비가 많이 드는 문제점이 있다.
본 발명의 과제는 하수관거에 대한 자동 제어 실행 중 정전 등의 비상상황 발생시에도 하수관거를 효과적으로 통제할 수 있는 하수관거 제어시스템을 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 하수관거 제어시스템은 우수토실과, 유입구용 개폐판과, 기울기 센서와, 수위 센서, 및 컨트롤러를 포함한다. 우수토실은 상부 유입구를 통해 하수를 유입하여 차집하고 차집된 하수를 유출구를 통해 유출한다. 유입구용 개폐판은 우수토실의 상부 유입구 쪽에 수평 축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 것으로, 자중에 의해 상부 유입구를 개방하도록 기울어진 상태에서 상부로 유입되는 하수의 양이 증가함에 따라 상부 유입구를 폐쇄하도록 회전하여 중력식으로 작동하거나, 유입구용 액추에이터에 의해 상부 유입구를 개폐하도록 회전한다. 기울기 센서는 유입구용 개폐판의 기울기를 측정한다. 수위 센서는 우수토실의 외부 수위를 측정한다. 컨트롤러는 기울기 센서 및 수위 센서로부터 측정된 정보를 제공받아 유입구용 액추에이터를 제어한다.
본 발명에 따르면, 하수관거에 대한 자동 제어 실행 중 정전 등의 비상상황 발생시에도 하수관거를 제어할 수 있으므로, 하수관거를 효과적으로 통제할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 다양한 운전 모드를 통해 상황에 맞게 하수관거를 편리하게 통제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수관거 제어시스템에 대한 단면 구성도이다.
도 2는 도 1에 있어서, 우수토실 영역을 발췌하여 도시한 단면 구성도이다.
도 3은 도 2에 대한 평면 구성도이다.
도 4는 도 3에 있어서, 유입구용 개폐판 및 유입구용 액추에이터를 발췌하여 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 있어서, 유입구용 개폐판이 폐쇄 작동한 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 복동식 공압 실린더의 배치 상태에 대한 다른 예를 도시한 도면이다.
도 7은 도 3에 있어서, 유출구 개폐기를 발췌하여 도시한 도면이다.
도 8은 도 7에 있어서, 유출구 개폐기가 폐쇄 작동한 상태를 도시한 도면이다.
도 9는 유출구 개폐기가 우수토실에 설치된 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 운전 모드에 따른 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 제어반에 구비된 모니터 화면 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 12는 제어반에 구비된 수동 조정부의 일 예를 도시한 도면이다.
도 13은 제어반에 구비된 메인 컴퓨터 전원 개폐부의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 14는 도 13에 도시된 메인 컴퓨터 전원 개폐부의 작용을 설명하기 위한 순서도이다.
도 15는 토사받이 장치가 구비된 예를 나타낸 단면 구성도이다.
도 16은 도 15에 대한 일부 평면도이다.
도 17은 도 15에 있어서, 토사받이 장치의 작용 예를 나타낸 단면 구성도이다.
본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수관거 제어시스템에 대한 단면 구성도이다. 도 2는 도 1에 있어서, 우수토실 영역을 발췌하여 도시한 단면 구성도이다. 도 3은 도 2에 대한 평면 구성도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하수관거 제어시스템(100)은 우수토실(110)과, 유입구용 개폐판(120)과, 기울기 센서(141)와, 수위 센서(142), 및 컨트롤러(160)를 포함한다.
우수토실(110)은 상부 유입구(111)를 통해 하수를 유입하여 차집하고 차집된 하수를 유출구(112)를 통해 유출한다. 우수토실(110)은 상부가 개구된 형태로 하천 주변에 매설될 수 있다. 우수토실(110)은 상자 암거(box culvert, 101)에 시공될 수 있다. 우수토실(110)은 상자 암거(101) 내의 바닥에 상부가 개구된 형태로 시공될 수 있다.
상부 유입구(111)를 갖는 커버 바닥판(113)이 우수토실(110)의 상부 개구를 덮도록 설치될 수 있다. 상부 유입구(111)는 상자 암거(101)를 통해 하천으로 흐르는 하수의 진행 방향을 기준으로, 하천 주변에 가까운 커버 바닥판(113)의 전방 부위에 위치될 수 있다. 커버 바닥판(113)은 프레임(114)을 매개로 우수토실(110)의 상부 개구에 지지될 수 있다. 커버 측판(115)들이 커버 바닥판(113)의 양측에 하수를 안내하도록 배치될 수 있다.
상부 유입구(111)는 협잡물 스크린(103)에 의해 협잡물이 제거된 하수를 공급받아 우수토실(110)로 유입시킬 수 있다. 협잡물 스크린(103)은 암거 박스(101) 내의 바닥에 설치될 수 있다. 유출구(112)는 우수토실(110)로부터 유출되는 하수를 공급받아 유출관(102)을 통해 하수종말처리장이나 저류 탱크 등으로 공급할 수 있다. 유출관(102)은 유출구(112)와 연결되어 매설될 수 있다.
유입구용 개폐판(120)은 우수토실(110)의 상부 유입구(111) 쪽에 수평 축을 중심으로 회전 가능하게 결합된다. 유입구용 개폐판(120)은 자중에 의해 상부 유입구(111)를 개방하도록 기울어진 상태에서 상부로 유입되는 하수의 양이 증가함에 따라 상부 유입구(111)를 폐쇄하도록 회전하여 중력식으로 작동하거나, 유입구용 액추에이터(130)에 의해 상부 유입구(111)를 개폐하도록 회전한다. 즉, 유입구용 개폐판(120)은 중력식 또는 동력식으로 상호 전환되어 작동한다.
예컨대, 유입구용 개폐판(120)은 회전 샤프트(121)에 회전 가능하게 힌지 결합될 수 있다. 회전 샤프트(121)는 우수토실(110)의 상부 유입구(111)를 가로질러 양단이 프레임(114)의 축받이에 결합되어 수평 축을 중심으로 회전 가능하게 지지될 수 있다.
유입구용 개폐판(120)은 하천 주변에 인접한 부위를 선단 부위로 기준하면, 선단 부위가 후단 부위보다 높게 경사져 배치된 상태로 상부 유입구(111)를 개방함으로써, 개방 상태의 상부 유입구(111)를 통해 우수를 유입시킬 수 있다. 유입구용 개폐판(120)은 후단 부위가 우수토실(110)의 내벽으로부터 이격되어, 이격된 공간을 통해 우수토실(110)로 하수를 유입시킬 수 있다.
유입구용 개폐판(120)은 경사진 하단 부위에 중량 조절추(122a)가 장착될 수 있다. 중량 조절추(122a)는 설정 중량을 갖는 것으로 마련되어, 유입구용 개폐판(120)에 장착될 수 있다. 가변중량 이동추(122b)는 볼트 형태로 이루어져 유입구용 개폐판(120)의 너트부에 나사 결합되어 전후 방향으로 위치 조정될 수 있다. 가변중량 이동추(122b)는 회전 샤프트(121)를 사이에 두고 유입구용 개폐판(120)의 전,후방에 각각 배치될 수 있다.
유입구용 개폐판(120)이 중력식으로 작동하도록 전환된 경우, 가변중량 이동추(122b)는 중량 조절추(122a)와 함께 유입구용 개폐판(120)을 자중에 의해 상부 유입구(111)를 개방하도록 기울어진 상태로 유지함과 아울러, 유입구용 개폐판(120)의 개폐 작동 시점을 조절할 수 있게 한다. 유입구용 개폐판(120)은 양측에 하수를 안내하는 안내판(123)이 각각 연결될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 유입구용 액추에이터(130)는 복동식 공압 실린더(131)와, 방향 제어 밸브(134)와, 제1 및 제2 전동 밸브(135a, 135b)를 포함함으로써, 유입구용 개폐판(120)을 개폐 작동시킬 수 있다.
복동식 공압 실린더(131)는 실린더 몸체(131a)의 양쪽 내부 공간에 선택적으로 공급되는 압축공기에 의해 실린더 로드(131b)가 실린더 몸체(131a)에 대해 신축 동작함에 따라 유입구용 개폐판(120)을 개폐 작동시킨다. 복동식 공압 실린더(131)는 한 쌍으로 구비되어 유입구용 개폐판(120)의 양쪽에 각각 설치될 수 있다.
일 예로, 복동식 공압 실린더(131)는 유입구용 개폐판(120)의 후단 쪽에 배치될 수 있다. 복동식 공압 실린더(131)는 실린더 몸체(131a)가 프레임(114)에 지지된 상태에서, 실린더 로드(131b)가 유입구용 개폐판(120)의 후단 쪽으로부터 유입구용 개폐판(120)의 선단 쪽으로 신장 동작하도록 배치될 수 있다.
실린더 로드(131b)의 신축 동작은 동력전달기구에 의해 유입구용 개폐판(120)의 개폐 동작으로 전달될 수 있다. 동력전달기구는 실린더 로드(131b)의 신장 동작에 따라 유입구용 개폐판(120)을 폐쇄 작동시키고, 실린더 로드(131b)의 수축 동작에 따라 유입구용 개폐판(120)을 개방 작동시키도록 구성될 수 있다. 동력전달기구는 제1 전달 링크(131c) 및 제2 전달 링크(131d)를 포함할 수 있다.
제1 전달 링크(131c)는 일직선으로 연장된 형태로 이루어질 수 있다. 제1 전달 링크(131c)의 한쪽 단은 실린더 로드(131b)에 힌지 결합되고, 제1 전달 링크(131c)의 다른쪽 단이 제2 전달 링크(131d)에 힌지 결합된다. 제2 전달 링크(131d)는 중앙 부위가 전방으로 돌출되어 V자 형태로 굽어진 형태로 이루어질 수 있다. 제2 전달 링크(131d)는 한쪽 단이 제1 전달 링크(131c)에 힌지 결합되고, 굽어진 중앙 부위가 프레임(114)의 안내 축(116)에 의해 힌지 결합된다. 여기서, 제1,2 전달 링크(131c, 131d)의 힌지 결합축은 좌우 방향으로 나란한 방향을 갖는다.
제2 전달 링크(131d)는 다른쪽 단에 하락방지턱(131e)이 연결된다. 하락방지턱(131e)은 유입구용 개폐판(120)이 자중에 의해 경사진 상태에서 유입구용 개폐판(120)의 후단 부위가 하락하는 것을 방지한다. 하락방지턱(131e)은 유입구용 개폐판(120)의 안내 홈(125)에 끼워질 수 있다. 안내 홈(125)은 제1,2 전달 링크(131c, 131d)의 피벗 동작을 원활하게 할 수 있을 정도로만 하락방지턱(131e)의 이동을 허용함으로써, 하락방지턱(131e)의 상승에 따라 유입구용 개폐판(120)을 폐쇄 작동시키고, 하락방지턱(131e)의 하강에 따라 유입구용 개폐판(120)을 개방 작동시킬 수 있다.
실린더 로드(131b)가 신장 동작하게 되면, 그에 따른 제1,2 전달 링크(131c, 131d)의 피벗 동작에 의해 하락방지턱(131e)이 상승하여 유입구용 개폐판(120)을 폐쇄 작동시킨다. 실린더 로드(131b)가 수축 동작하게 되면, 그에 따른 제1,2 전달 링크(131c, 131d)의 피벗 동작에 의해 하락방지턱(131e)이 하강하여 유입구용 개폐판(120)을 개방 작동시킨다.
유입구용 개폐판(120)의 최대 개방 각도는 높이조절기구(126)에 의해 하락방지턱(131e)의 높이를 조절함에 따라 설정될 수 있다. 예컨대, 높이조절기구(126)는 스크류(126a)와, 제1 조절 링크(126b), 및 제2 조절 링크(126c)를 포함할 수 있다.
스크류(126a)는 유입구용 개폐판(120)의 선단 쪽에 배치된다. 스크류(126a)는 수평축을 중심으로 회전 가능하게 커버 바닥판(113) 상에 회전 가능하게 지지된다.
제1 조절 링크(126b)는 일직선으로 연장된 형태로 이루어질 수 있다. 제1 조절 링크(126b)의 한쪽 단은 조인트(126d)에 의해 스크류(126a)에 힌지 결합되고, 제1 조절 링크(126b)의 다른쪽 단이 제2 조절 링크(126c)에 힌지 결합된다. 조인트(126d)의 한쪽 단은 스크류(126a)에 스크류(126a)의 길이 방향에 나란한 축을 중심으로 회전 가능하게 지지되며, 조인트(126d)의 한쪽 단은 제1 조절 링크(126b)의 한쪽 단에 힌지 결합된다.
제2 조절 링크(126c)는 V자 형태로 굽어진 형태로 이루어질 수 있다. 제2 조절 링크(126c)는 제2 전달 링크(131d)와 동일한 형태로 이루어진다. 제2 조절 링크(126c)는 한쪽 단이 제1 조절 링크(126b)에 힌지 결합되고, 굽어진 중앙 부위가 제2 전달 링크(131d)의 중앙 부위와 동축을 이루어 프레임(114)의 안내 축(116)에 힌지 결합된다. 여기서, 제1,2 조절 링크(126b, 126c)의 힌지 결합축은 좌우 방향으로 나란한 방향을 갖는다. 제2 조절 링크(126c)는 다른쪽 단에 후크(126e)가 형성된다. 후크(126e)는 하락방지턱(131e)을 하측으로부터 걸 수 있는 형태로 이루어진다.
스크류(126a)가 유입구용 개폐판(120)의 선단으로 이동하게 되면, 그에 따른 제1,2 조절 링크(126b, 126c)의 피벗 동작에 의해 하락방지턱(131e)을 상승시켜 유입구용 개폐판(120)의 개방 각도를 작게 한다. 스크류(126a)가 유입구용 개폐판의 후단으로 이동하게 되면, 그에 따른 제1,2 조절 링크(126b, 126c)의 피벗 동작에 의해 하락방지턱(131e)이 하강하도록 허용하여 유입구용 개폐판(120)의 개방 각도를 크게 한다. 따라서, 상부 유입구(111)에 대한 유입구용 개폐판(120)의 최대 개방 각도가 설정될 수 있다.
유입구용 개폐판(120)의 최대 개방 각도가 설정됨에 따라 제1,2 전달 링크(131c, 131d)의 자세가 조정되며, 그에 따라 유입구용 개폐판(120)은 최대 개방 각도와 폐쇄 각도 범위에서 복동식 공압 실린더(131)에 의해 개도가 조절될 수 있다.
다른 예로, 도 6에 도시된 바와 같이, 복동식 공압 실린더(131)는 유입구용 개폐판(120)의 회전 중심으로부터 유입구용 개폐판(120)의 경사진 선단 쪽으로 벗어난 위치에서 실린더 로드(131b)가 유입구용 개폐판(120)의 하측에 힌지 결합되고, 실린더 몸체(131a)가 프레임(114)에 힌지 결합됨으로써, 실린더 로드(131b)의 신장 동작시 유입구용 개폐판(120)을 개방 작동시키고, 실린더 로드(131b)의 수축 동작시 유입구용 개폐판(120)을 폐쇄 작동시킬 수 있다. 물론, 복동식 공압 실린더(131)는 유입구용 개폐판(120)을 개폐 작동시키는 범주에서 다양하게 설치될 수 있다. 복동식 공압 실린더(131)는 컨트롤러(160)에 의해 실린더 로드(131b)의 스트로크가 조절됨에 따라 유입구용 개폐판(120)의 개도를 조절할 수 있다.
방향 제어 밸브(134)는 공압원(136)으로부터 제공된 압축공기를 실린더 몸체(131a)의 양쪽 내부 공간과 연통된 제1 및 제2 포트(132a, 132b)에 선택적으로 공급한다. 즉, 방향 제어 밸브(134)는 제1 포트(132a)로 압축공기가 공급될 때, 제2 포트(132b)로부터 압축공기를 배출한다. 방향 제어 밸브(134)는 제2 포트(132b)로 압축공기가 공급될 때, 제1 포트(132a)로부터 압축공기를 배출한다.
이와 같이, 방향 제어 밸브(134)는 실린더 몸체(131a)의 양쪽 내부 공간에 압축공기를 선택적으로 공급함에 따라 실린더 로드(131b)를 실린더 몸체(131a)에 대해 신축 동작시킬 수 있다. 방향 제어 밸브(134)는 솔레노이드 밸브 등으로 이루어져, 컨트롤러(160)에 의해 제어된다.
공압원(136)은 공기를 압축해서 압축공기를 만드는 공기 압축기(136a)와, 공기 압축기(136a)로부터 공급되는 압축공기를 설정 압력으로 조정해서 안정적인 압축공기를 방향 제어 밸브(134)로 전달하는 공압 레귤레이터(136b)를 포함할 수 있다.
공압원(136)은 공압 회로 상의 수분 제거를 위해 드레인 밸브(136c)를 포함할 수 있다. 드레인 밸브(136c)는 일정 주기로 수분을 배출하도록 제어될 수 있다. 도시하고 있지 않지만, 공압원(136)은 공압 회로 상의 수분 제거를 위한 에어 드라이어와, 유입구용 개폐판(120)의 개폐 속도를 조절하기 위한 속도 조절 밸브를 포함할 수도 있다. 공압원(136)은 컨트롤러(160)에 의해 제어된다.
제1 및 제2 전동 밸브(135a, 135b)는 제1 및 제2 포트(132a, 132b)를 각각 개폐한다. 제1 전동 밸브(135a)는 방향 제어 밸브(134)와 제1 포트(132a)를 연결하는 유로 상에 설치되어 제1 포트(132a)를 개폐하며, 제2 전동 밸브(135b)는 방향 제어 밸브(134)와 제2 포트(132b)를 연결하는 유로 상에 설치되어 제2 포트(132b)를 개폐할 수 있다.
제1 및 제2 전동밸브(135a, 135b)는 전원 비공급시 제1,2 포트(132a, 132b)를 폐쇄한 상태로 유지되고, 전원 공급시 제1,2 포트(132a, 132b)를 개방시키도록 작동할 수 있다. 제1 및 제2 전동밸브(135a, 135b)는 컨트롤러(160)에 의해 제어된다.
제1 및 제2 전동 밸브(135a, 135b)는 복합 자동 모드 설정시 중력식 작동 조건에서 무정전 전원공급장치(137)로부터 전원을 공급받아 제1 및 제2 포트(132a, 132b)를 개방시킨다. 복합 자동 모드 설정 중 정전, 전원불량, 시스템 불량, 통신 불량 등과 같은 다양한 비상상황으로 인해 중력식 작동 조건이 되면, 무정전 전원공급장치(137)는 제1 및 제2 전동 밸브(135a, 135b)에 전원을 공급한다.
이에 따라, 제1 및 제2 전동 밸브(135a, 135b)는 제1 및 제2 포트(132a, 132b)를 개방시키도록 작동함으로써, 실린더 몸체(131a)의 양쪽 내부 공간으로부터 압축공기를 배출시켜 대기압 상태로 만든다. 따라서, 복동식 공압 실린더(131)는 실린더 로드(131b)의 양방향 어디에도 공압이 작용하지 않게 되어 유입구용 개폐판(120)의 개폐 작동을 구속하지 않게 되므로, 유입구용 개폐판(120)은 중력식으로 개폐 작동하도록 전환될 수 있다.
추가적으로, 제1 수동조작 밸브(138a)는 제1 전동 밸브(135a)와 제1 포트(132a)를 연결하는 유로 상에 설치될 수 있다. 제2 수동조작 밸브(138b)는 제2 전동 밸브(135b)와 제2 포트(132b)를 연결하는 유로 상에 설치될 수 있다. 따라서, 하수관거 제어시스템(100)이 완전 불능인 상태가 되어 사용자가 직접 방문해야 할 경우가 발생되면, 사용자가 제1,2 수동조작 밸브(138a, 138b)를 수동 조작해서 제1,2 포트(132a, 132b)를 수동으로 개폐함으로써, 유입구용 개폐판(120)을 중력식으로 개폐 작동하도록 전환시킬 수 있다.
한편, 도시하고 있지 않지만, 복동식 공압 실린더(131) 대신, 회전 모터와 회전 모터의 회전 운동을 선형 운동으로 변환하는 운동변환기를 포함하여 구성되거나, 리니어 모터를 포함하여 구성될 수도 있다. 이 경우, 모터는 정전 등의 비상상황으로 인해 중력식 작동 조건이 되면, 구동축이 자유롭게 움직일 수 있는 상태가 되어 유입구용 개폐판(120)의 개폐 작동을 구속하지 않게 됨으로써, 유입구용 개폐판(120)을 중력식으로 개폐 작동하도록 전환할 수 있다.
기울기 센서(141)는 유입구용 개폐판(120)의 기울기를 측정한다. 기울기 센서(141)는 유입구용 개폐판(120)의 경사진 선단 부위 하면에 장착되어 유입구용 개폐판(120)의 기울기를 측정할 수 있다. 일 예로, 기울기 센서(141)는 디지털 수준기로 이루어져 유입구용 개폐판(120)과 함께 기울어짐에 따라 유입구용 개폐판(120)의 기울기를 측정할 수 있다. 기울기 센서(141)로부터 측정된 유입구용 개폐판(120)의 기울기 정보는 컨트롤러(160)로 제공되며, 컨트롤러(160)는 유입구용 개폐판(120)의 개도율을 산출할 수 있다.
수위 센서(142)는 우수토실(110)의 외부 수위를 측정한다. 일 예로, 수위 센서(142)는 우수토실(110) 외부의 수면으로 초음파를 조사해서 수위를 측정하는 초음파 수위 센서로 이루어질 수 있다. 수위 센서(142)는 상자 암거(101) 내의 천장 등에 설치될 수 있다. 수위 센서(142)는 협잡물 스크린(103)을 거쳐 상부 유입구(111)로 흐르는 하수의 수위를 측정하도록 배치된다. 수위 센서(142)로부터 측정된 수위 정보는 컨트롤러(160)로 제공된다.
추가 수위 센서(144)가 상자 암거(101)의 외부에 설치될 수 있다. 추가 수위 센서(144)는 상자 암거(101)의 외부 수위를 측정해서 컨트롤러(160)로 제공한다. 하수관거 제어시스템(100)의 설치는 구조상으로 상자 암거(101)의 바닥면이 하천 수위보다 높게 위치하고 있으나, 상자 암거(101) 내로 유입되는 하수량이 증가하여 유입구용 개폐판(120)이 폐쇄 동작하기 전에, 저지대나 하천 수위가 급격하게 상승하는 지역에서 하천수(상류 우천시)나 바닷물(밀물, 만조)이 우수토실(110)로 역류하는 현상이 상습적으로 발생하는 경우가 있다.
이 경우, 컨트롤러(160)는 추가 수위 센서(144)로부터 제공된 수위 정보를 기반으로 상자 암거(101)의 외부 수위가 설정 수위보다 높다고 판단되면, 수위 센서(142)에 의해 측정된 수위가 목표 수위에 도달하지 않아도 유출구 개폐기(150)를 작동시켜 유출구(112)를 폐쇄할 수 있다. 따라서, 우수토실(110)로 역류하는 하천수나 바닷물이 하수종말처리장 등으로 공급되는 것을 차단할 수 있다.
도시하고 있지 않지만, 우수토실(110)의 내부 수위를 측정하기 위한 수위 센서가 구비될 수도 있다.
유입구용 개폐판(120)의 상부에는 로드셀 등의 무게 센서가 장착되어 유입구용 개폐판(120)의 상부로 유입된 하수의 무게를 측정할 수 있다. 무게 센서로부터 측정된 무게 정보는 컨트롤러(160)로 제공된다. 무게 센서로부터 측정된 무게 정보는 수위 센서(142)로부터 측정된 수위 정보와 함께 우수토실(110)로 유입되는 유량을 정확히 예측하는데 이용될 수 있다.
추가적으로, 수질 측정기(143)가 우수토실(110)의 외부 수질을 측정할 수 있다. 수질 측정기(143)는 우수토실(110)로 유입되는 하수의 pH(수소이온농도) 또는 COD(chemical oxygen demand) 등을 측정할 수 있다. 수질 측정기(143)는 공지의 다양한 수질 측정기로 구성될 수 있다. 수질 측정기(143)는 협잡물 스크린(103)을 거쳐 우수토실(110)의 상부 유입구(111)로 흐르는 하수의 수질을 측정하도록 배치될 수 있다. 수질 측정기(143)는 상자 암거(101) 내의 바닥에 설치될 수 있다.
수질 측정기(143)로부터 측정된 수질 정보는 컨트롤러(160)로 제공된다. 컨트롤러(160)는 하수의 수질이 기준을 충족하는 것으로 판단되면, 유입구용 개폐판(120)을 폐쇄 동작시켜 하천으로 하수를 방류시킬 수 있다. 컨트롤러(160)는 하수의 수질이 기준에 미달하는 것으로 판단되면, 유입구용 개폐판(120)을 개방 동작시켜 우수토실(110)로 하수를 유입시킬 수 있다.
추가적으로, 하수관거 제어시스템(100)은 우수토실(110)의 유출구(112)를 개폐하도록 컨트롤러(160)에 의해 제어되는 유출구 개폐기(150)를 포함할 수 있다. 유입구용 개폐판(120)이 차집을 필요로 하지 않는 우수량 조건에 의해 상부 유입구(111)를 폐쇄한 상태로 침수되면, 유입구용 개폐판(120)의 원활한 작동을 위해 주변 부품 간에 마련된 여유 공간 등을 통해 우수가 우수토실(110) 내로 누설될 수 있다. 이러한 우수는 하수종말처리장 등으로 공급될 필요가 없으므로, 유출구 개폐기(150)는 유출구(112)를 폐쇄시켜 하수종말처리장 등으로 우수의 공급을 차단할 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 유출구 개폐기(150)는 유출구용 개폐판(151)과, 유출구용 액추에이터(152)를 포함할 수 있다.
유출구용 개폐판(151)은 유출구(112)를 개폐함에 따라 유출관(102)을 통한 우수토실(110) 내의 하수 배출을 허용하거나 차단할 수 있게 한다. 유출구용 개폐판(151)은 유출구(112)의 상측 주변에 수평 축을 중심으로 회전 가능하게 힌지 결합되어 유출구(112)를 개폐할 수 있다.
유출구(112)의 주변에는 가스켓(155)이 장착될 수 있다. 가스켓(155)은 유출구용 개폐판(151)이 유출구(112)를 폐쇄한 상태에서 유출구용 개폐판(151)과 유출구(112) 사이를 밀봉하여 누수를 방지할 수 있게 한다.
유출구용 액추에이터(152)는 유출구용 개폐판(151)를 개폐 동작시킨다. 유출구용 액추에이터(152)는 공압 실린더(153)와, 와이어 부재(154)를 구비할 수 있다. 공압 실린더(153)는 실린더 몸체(153a)에 작용하는 압축공기에 의해 실린더 로드(153b)가 실린더 몸체(153a)에 대해 신축 동작하도록 구성된다. 공압 실린더(153)는 복동식 공압 실린더로 이루어질 수 있으나, 단동식 공압 실린더로 이루어질 수도 있다. 공압 실린더(153)는 컨트롤러(160)에 의해 구동 제어된다.
공압 실린더(153)는 유출구(112)의 상측에 배치될 수 있다. 공압 실린더(153)는 실린더 몸체(153a)가 우수토실(110)의 내부 측벽에 브래킷을 매개로 힌지 결합될 수 있다. 실린더 몸체(153a)의 힌지 결합축은 유출구용 개폐판(151)의 힌지 결합축과 나란하게 설정된다. 실린더 몸체(153a)는 힌지 결합축을 중심으로 피벗 동작함으로써, 유출구용 개폐판(151)이 와이어 부재(154)를 매개로 실린더 로드(153b)의 신축 동작에 따라 회전할 때 유출구용 개폐판(151)을 원활하게 회전 동작시킬 수 있다.
와이어 부재(154)는 한쪽 단부가 공압 실린더(153)의 실린더 로드(153b)에 힌지 결합되고 다른쪽 단부가 유출구용 개폐판(151)에 힌지 결합되어 실린더 로드(153b)의 신축 동작에 따라 연계되어 유출구용 개폐판(151)을 회전시킨다. 와이어 부재(154)의 힌지 결합축들은 유출구용 개폐판(151)의 힌지 결합축과 나란하게 설정된다.
실린더 로드(153b)가 설정 신장 길이만큼 신장되면, 와이어 부재(154)는 실린더 로드(153b)의 신장 동작에 따라 유출구용 개폐판(151)을 하방으로 밀어 폐쇄 위치로 회전시킨다. 이때, 실린더 몸체(153a)는 우수토실(110)의 내부 측벽에 가깝게 피벗 동작하면서 유출구용 개폐판(151)의 회전을 원활하게 한다.
유출구용 개폐판(151)은 자중과 수압에 의해 유출구(112)를 폐쇄한 상태로 유지할 수 있다. 이 상태에서, 실린더 로드(153b)가 설정 수축 길이만큼 수축되면, 와이어 부재(154)는 실린더 로드(153b)의 수축 동작에 따라 유출구용 개폐판(151)을 상방으로 당겨서 개방 위치로 회전시킨다. 이때, 실린더 몸체(153a)는 우수토실(110)의 내부 측벽으로부터 멀어지게 피벗 동작하면서 유출구용 개폐판(151)의 회전을 원활하게 한다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 공압 실린더(153)의 실린더 몸체(153a)는 프레임(114)에 브래킷을 매개로 힌지 결합될 수 있다. 따라서, 공압 실린더(153)는 우수토실(110)의 깊이가 낮은 곳에 설치되더라도, 실린더 로드(153b)의 스트로크(stroke)를 여유 있게 확보함으로써, 유출구용 개폐판(151)을 설정 개방 각도로 충분히 동작시킬 수 있다.
컨트롤러(160)는 기울기 센서(141) 및 수위 센서(142)로부터 측정된 정보를 제공받아 유입구용 액추에이터(130)와 유출구 개폐기(150)를 제어한다. 컨트롤러(160)는 유입구용 개폐판(120)의 개폐 동작과 연계해서 유출구용 개폐판(151)을 개폐 동작시키도록 유출구용 액추에이터(152)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(160)는 유입구용 개폐판(120)의 개폐 동작과 무관하게 우수토실(110) 내의 수위를 조절하기 위해 유출구용 개폐판(151)을 개폐 동작시키도록 유출구용 액추에이터(152)를 제어할 수도 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(160)는 복합 자동 모드 설정시, 미리 입력된 기준 데이터(161)에 따라 유입구용 개폐판(120)을 유입구용 액추에이터(130)에 의해 작동시키거나, 중력식으로 작동시킨다.
예컨대, 기준 데이터(161)는 동력식 작동 조건용 룩업 테이블(161a)과 중력식 작동 조건용 룩업 테이블(161b)을 포함할 수 있다. 동력식 작동 조건용 룩업 테이블(161a)은 우수토실(110)의 외부 수위에 따른 유입구용 개폐판(120)의 개도율을 설정한 정보를 가질 수 있다. 따라서, 컨트롤러(160)는 기울기 센서(141) 및 수위 센서(142)로부터 측정된 정보를 기초로, 동력식 작동 조건용 룩업 테이블(161a)에 따라 유입구용 액추에이터(130)를 제어해서 유입구용 개폐판(120)의 개도율을 수위에 따라 조절할 수 있다.
중력식 작동 조건용 룩업 테이블(161b)은 정전과 전원불량과 시스템 불량 및 통신 불량과 같은 다양한 비상상황에 따른 중력식 작동 모드를 설정한 정보를 가질 수 있다. 따라서, 컨트롤러(160)는 중력식 작동 조건용 룩업 테이블(161b)에 따라 유입구용 개폐판(120)을 중력식으로 전환할 수 있다. 이때, 컨트롤러(160)는 무정전 전원공급장치(137)가 비상상황을 인식하도록 함으로써, 제1 및 제2 전동 밸브(135a, 135b)에 전원을 공급해서 복동식 공압 실린더(131)로부터 압축공기를 배출시킨다. 이에 따라, 복동식 공압 실린더(131)는 유입구용 개폐판(120)의 개폐 작동을 구속하지 않게 됨으로써, 유입구용 개폐판(120)은 중력식으로 개폐 작동하도록 전환될 수 있다.
복합 자동 모드는 그래픽 사용자 인터페이스(graphical user interface)를 통해 사용자의 명령에 따라 설정될 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 현장에 설치되는 제어반(166)은 터치입력 방식의 모니터를 구비하며, 사용자는 모니터 화면에 표시된 복합 자동 모드 설정 메뉴(167a)에서 적용 명령을 입력해서 복합 자동 모드를 설정할 수 있다. 모니터 화면에는 기준 데이터(161)의 동력식 작동 조건용 룩업 테이블(161a)과 중력식 작동 조건용 룩업 테이블(161b)이 표시될 수 있다.
한편, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(160)는 다른 운전 모드인 단일 자동 모드 설정시 입력되는 유입구용 개폐판(120)의 개도 기준값과 수위 기준값에 따라 유입구용 개폐판(120)을 유입구용 액추에이터(130)에 의해 작동시킬 수 있다. 컨트롤러(160)는 기울기 센서(141) 및 수위 센서(142)로부터 측정된 정보를 기초로, 측정 수위값이 수위 기준값에 도달하면 유입구용 개폐판(120)의 개도율을 개도 기준값으로 조절할 수 있다.
사용자는 모니터 화면에 표시된 단일 자동 모드 설정 메뉴(167b)를 통해 단일 자동 모드를 설정할 수 있다. 이때, 사용자는 단일 자동 모드 설정 메뉴(167b)에서 유입구용 개폐판(120)의 개도 기준값과 수위 기준값을 증감시켜 원하는 값으로 입력한 후 적용 명령을 입력할 수 있다.
컨트롤러(160)는 다른 운전 모드인 수동 모드 설정시 입력되는 유입구용 개폐판(120)의 개도율에 따라 유입구용 개폐판(120)을 유입구용 액추에이터(130)에 의해 작동시킬 수 있다. 컨트롤러(160)는 기울기 센서(141)로부터 측정된 정보를 기초로, 유입구용 액추에이터(130)를 제어해서 유입구용 개폐판(120)의 개도율을 입력 개도율로 조절할 수 있다. 사용자는 모니터 화면에 표시된 수동 모드 설정 메뉴(167c)를 통해 수동 모드를 설정할 수 있다. 이때, 사용자는 수동 모드 설정 메뉴(167c)에서 유입구용 개폐판(120)의 개도율을 증감시켜 원하는 값으로 입력한 후 적용 명령을 입력할 수 있다.
컨트롤러(160)는 다른 운전 모드인 중력 모드 설정시 유입구용 개폐판(120)을 중력식으로 작동시킬 수 있다. 컨트롤러(160)는 중력 모드 설정에 따라 제1 및 제2 전동 밸브(135a, 135b)에 전원을 공급해서 복동식 공압 실린더(131)로부터 압축공기를 배출시킨다. 이에 따라, 복동식 공압 실린더(131)는 유입구용 개폐판(120)의 개폐 작동을 구속하지 않게 됨으로써, 유입구용 개폐판(120)은 중력식으로 개폐 작동하도록 전환될 수 있다.
사용자는 모니터 화면에 표시된 중력 모드 설정 메뉴(167d)를 통해 중력 모드를 설정할 수 있다. 이때, 사용자는 중력 모드 설정 메뉴(167d)에서 적용 명령을 입력해서 중력 모드를 설정할 수 있다. 제어반(166)의 모니터 화면에는 현재 운전 모드와, 측정 수위값과, 측정 개도율과, 기준 수위값과, 기준 개도값 등의 정보가 표시될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제어반(166)은 수동 조정부(168)를 포함할 수 있다. 수동 조정부(168)는 운전 모드 조정 스위치(168a)와, 개도 조정 스위치(168b), 및 드레인 밸브 조정 스위치(168c)를 포함할 수 있다. 운전 모드 조정 스위치(168a)는 사용자가 자동 모드와 중력 모드와 수동 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있게 한다. 개도 조정 스위치(168b)는 사용자가 유입구용 개폐판(120)의 개도율을 증감시켜 조정할 수 있게 한다. 드레인 밸브 조정 스위치(168c)는 사용자가 드레인 밸브(136c)의 개폐를 조정할 수 있게 한다.
컨트롤러(160)는 관제센터와 무선 통신망을 통해 연결되어 우수토실(110)의 외부 수위 및 유입 유량, 유입구용 개폐판(120)의 개도율 등에 대한 정보를 관제센터로 실시간으로 전송할 수 있다. 관제센터는 하수관거의 제어 상태를 모니터링하여 상황에 따라 컨트롤러(160)를 통해 유입구용 개폐판(120)을 원격으로 제어할 수 있다.
예컨대, 도 13에 도시된 바와 같이, 현장의 제어반(166)은 메인 컴퓨터 전원 개폐부(169)를 포함할 수 있다. 메인 컴퓨터 전원 개폐부(169)는 제어반(166) 내의 메인 컴퓨터가 순간 정전 등으로 인해 커져 있거나 작동 불능시, 사용자의 현장 방문 없이도, 관제센터에 의한 원격 제어로 메인 컴퓨터의 전원을 리셋함으로써 메인 컴퓨터를 재기동할 수 있게 하는 편리함을 제공한다.
메인 컴퓨터는 컨트롤러(160)를 탑재해서 구성될 수 있다. 메인 컴퓨터 전원 개폐부(169)는 전기감지장치(169a)와, 전기제어장치(169b)와, 통신모듈(169c), 및 전기개폐 소프트웨어(169d)를 구비한다.
전기감지장치(169a)는 적산전력계(166a)와 연결되어 전기 흐름을 감지한다. 전기제어장치(169b)는 전기감지장치(169a)로부터 감지된 정보를 기반으로 메인 컴퓨터 전원 리셋 장치(166b)를 제어해서 메인 컴퓨터의 전원을 강제로 개폐한다.
통신모듈(169c)는 관제센터와 WAN(Wide Area Network) 등으로 연결되어 통신한다. 통신모듈(169c)는 통신모뎀 등으로 이루어질 수 있다. 전기개폐 소프트웨어(169d)는 전기감지장치(169a)와 전기제어장치(169b)와 통신모듈(169c)의 상태를 표시하고, 통신모듈(169a)을 통해 관제센터의 원격 컴퓨터와 접속되어 전기제어장치(169b)를 기동한다.
이러한 메인 컴퓨터 전원 개폐부(169)는 도 14에 도시된 바와 같이 작용할 수 있다. 관제센터로부터 통신모듈(169a)과의 통신을 통해 전기개폐 소프트웨어 (169d)에 접속되면, 전기제어장치(169b)는 메인 컴퓨터가 작동하는지 판단한다. 전기제어장치(169b)는 메인 컴퓨터가 작동하지 않는 것으로 판단되면, 전기감지장치(169a)에 의해 전기 흐름을 감지한다. 전기제어장치(169b)는 전기감지장치(169a)로부터 제공된 정보를 기반으로 전기가 인입되는 것으로 판단되면, 메인 컴퓨터 전원 리셋 장치(166b)를 리셋 또는 온(On) 작동시킴으로써, 메인 컴퓨터를 재기동시킨다.
다시 도 1을 참조하면, 하수관거 제어시스템(100)은 하수관거의 제어 상태를 촬영하는 카메라(170)를 포함할 수 있으며, 관제센터는 카메라(170)에 의해 촬영된 정보를 통해 하수관거의 제어 상태를 모니터링할 수 있다. 카메라(170)는 IP 카메라 또는 CCTV 카메라로 이루어져 우수토실(110) 외부에 설치될 수 있다. 카메라(170)는 상자 암거(101) 내의 천장에 장착되어 우수토실(110) 쪽을 촬영할 수 있다.
또한, 관제센터는 하수관거 제어시스템(100)이 설치된 해당 지역의 관리자에게 무선 통신망을 통해 스마트폰 등의 단말기로 하수관거의 제어 상태를 전송함으로써, 관리자가 하수관거의 상태를 직접 관찰하여 조치하도록 할 수도 있다.
하수관거 제어시스템(100)은 우수토실(110) 쪽을 조명하는 조명기(180)를 포함할 수 있다. 조명기(180)는 상자 암거(101) 내의 천장에 장착되어 우수토실(110) 쪽을 조명할 수 있다. 조명기(180)는 야간에 우수토실(110) 쪽을 조명하거나, 어두운 상자 암거(101) 내에서 우수토실(110) 쪽을 조명함으로써, 관리자가 우수토실(110) 쪽을 편리하게 점검 또는 수리할 수 있게 한다. 또한, 조명기(180)는 카메라(170)의 촬영시 우수토실(110) 쪽을 조명함으로써, 촬영된 영상 품질을 높일 수도 있다.
조명기(180)는 관리자가 제어반(166)의 조명용 조작 스위치를 조작함에 따라 점등 또는 점멸하도록 컨트롤러(160)에 의해 제어될 수 있다. 또는, 조명기(180)는 평상시에 점멸되어 있다가, 관리자가 우수토실(110)이나 상자 암거(101)로 접근할 때 점등하도록 컨트롤러(160)에 의해 제어될 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(160)는 우수토실(110)이나 상자 암거(101)로 접근하는 관리자의 움직임을 감지하는 센서로부터 제공된 정보를 기반으로 조명기(180)를 점등시키도록 제어할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하수관거 제어시스템(100)에 의하면, 하수관거에 대한 자동 제어 실행 중 정전 등의 비상상황 발생시에도 하수관거를 효과적으로 통제할 수 있으며, 다양한 운전 모드를 통해 상황에 맞게 하수관거를 편리하게 통제할 수 있다.
한편, 도 15는 토사받이 장치가 구비된 예를 나타낸 단면 구성도이다. 도 16은 도 15에 대한 일부 평면도이다. 도 17은 도 15에 있어서, 토사받이 장치의 작용 예를 나타낸 단면 구성도이다.
도 15 내지 도 17을 참조하면, 하수관거 제어시스템(100)은 토사받이 장치(190)를 포함할 수 있다. 토사받이 장치(190)는 토사받이(191)와, 토사받이용 개폐판(192), 및 토사받이용 액추에이터(193)를 구비한다.
토사받이(191)는 토사 배출구(191a)를 갖고, 우수토실(110) 내에 배치된다. 토사받이(191)는 우수토실(110) 내의 상측 공간에 배치될 수 있다. 토사받이(191)는 토사 배출구(191a)를 제외한 부위가 막힌 형태로 이루어지고, 가장자리 부위가 우수토실(110)의 내벽 둘레를 따라 밀봉되게 고정될 수 있다. 토사받이(191)의 가장자리는 프레임(114)에 고정될 수 있다.
토사받이(191)는 토사 배출구(191a)가 토사받이용 개폐판(192)에 의해 폐쇄되면, 상부로 유입된 토사를 받아 저장할 수 있다. 토사받이(191)는 토사 배출구(191a)가 토사받이용 개폐판(192)에 의해 개방되면, 저장된 토사를 개방된 토사 배출구(191a)를 통해서만 우수토실(110)의 하측으로 배출시킬 수 있다.
토사받이용 개폐판(192)은 토사 배출구(191a)를 개폐한다. 토사받이용 개폐판(192)은 토사 배출구(191a)를 개폐함에 따라 토사 배출구(191a)를 통한 토사 배출을 허용하거나 차단할 수 있게 한다. 토사받이용 개폐판(192)은 토사 배출구(191a)의 한쪽 주변에 수평 축을 중심으로 회전 가능하게 힌지 결합되어 토사 배출구(191a)를 개폐할 수 있다.
토사받이용 액추에이터(193)는 토사받이용 개폐판(192)을 개폐 동작시키도록 컨트롤러(160)에 의해 제어된다. 토사받이용 액추에이터(193)는 공압 실린더를 포함하여 구성될 수 있다. 공압 실린더는 복동식 또는 단동식 공압 실린더로 이루어질 수 있다. 공압 실린더는 복수 개로 구비될 수 있다. 공압 실린더는 토사받이(191)의 하측에 배치된다. 공압 실린더의 실린더 몸체(193a)는 수평 축을 중심으로 회전 가능하게 토사받이(191)에 힌지 결합되고, 공압 실린더의 실린더 로드(193b)는 수평 축을 중심으로 회전 가능하게 토사받이용 개폐판(192)에 힌지 결합된다.
실린더 로드(193b)는 설정 길이만큼 신장됨에 따라 토사받이용 개폐판(192)을 토사 배출구(191a)의 폐쇄 위치로 회전시킬 수 있다. 이때, 실린더 몸체(193a)는 토사받이용 개폐판(192)의 원활한 회전을 위해 한쪽 방향으로 피벗 동작한다. 이 상태에서, 실린더 로드(193b)는 설정 길이만큼 수축됨에 따라 토사받이용 개폐판(192)을 토사 배출구(191a)의 개방 위치로 회전시킬 수 있다. 이때, 실린더 몸체(193a)는 토사받이용 개폐판(192)의 원활한 회전을 위해 반대 방향으로 피벗 동작한다.
이러한 토사받이 장치(190)의 작용 예를 설명하면 다음과 같다.
도 15에 도시된 바와 같이, 유출구용 개폐판(151)이 유출구(112)를 폐쇄하도록 동작하고, 유입구용 개폐판(120)이 상부 유입구(111)를 폐쇄한 상태로 침수되면, 유입구용 개폐판(120)의 원활한 작동을 위해 주변 부품 간에 마련된 여유 공간 등을 통해 토사가 우수토실(110) 내로 유입될 수 있다.
이때, 토사받이용 액추에이터(193)는 토사받이용 개폐판(192)을 폐쇄 동작시켜 토사받이(191)의 토사 배출구(191a)를 폐쇄한 상태로 유지시킨다. 토사받이(191)는 상부로부터 유입되는 토사를 받아서 저장함으로써, 우수토실(110)의 바닥으로 토사가 유입되어 쌓이는 것을 방지한다. 토사받이(191)는 설정 용량만큼 토사를 채우게 되면, 토사를 더 이상 유입시키지 않고 하천 등으로 흘러나가게 한다.
이와 같이, 토사받이 장치(190)에 의해 우수토실(110)의 바닥에 토사가 쌓이지 않게 되면, 유출구(112)를 폐쇄하고 있던 유출구용 개폐판(151)은 토사로 인한 저항 없이 원활하게 개방 동작할 수 있게 된다.
이후, 도 17에 도시된 바와 같이, 유입구용 개폐판(120)이 상부 유입구(111)를 개방시키도록 동작하고, 유출구용 개폐판(151)이 유출구(112)를 개방시키도록 동작하면, 토사받이용 액추에이터(193)는 토사받이용 개폐판(192)을 개방 동작시켜 토사받이(191)의 토사 배출구(191a)를 개방시킨다.
토사받이(191)에 저장된 토사는 상부 유입구(111)로부터 유입되는 하수에 씻겨 토사 배출구(191a)를 통해 우수토실(110)의 바닥으로 유입된 후, 유출구(112)를 통해 배출된다. 이때, 토사받이(191)에 저장되어 유출구(112)를 통해 배출되는 토사의 양은 토사받이 장치(190) 없이 우수토실(110)의 바닥에 쌓여 유출구(112)를 통해 배출되는 토사의 양보다 상당히 적게 된다. 그 결과, 우수토실(110)로부터 유출구(112)를 통해 하수종말처리장 등으로 배출되는 토사의 양이 최소화될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 상부 유입구를 통해 하수를 유입하여 차집하고 차집된 하수를 유출구를 통해 유출하는 우수토실;
    상기 우수토실의 상부 유입구 쪽에 수평 축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 것으로, 자중에 의해 상기 상부 유입구를 개방하도록 기울어진 상태에서 상부로 유입되는 하수의 양이 증가함에 따라 상기 상부 유입구를 폐쇄하도록 회전하여 중력식으로 작동하거나, 유입구용 액추에이터에 의해 상기 상부 유입구를 개폐하도록 회전하는 유입구용 개폐판;
    상기 유입구용 개폐판의 기울기를 측정하는 기울기 센서;
    상기 우수토실의 외부 수위를 측정하는 수위 센서; 및
    상기 기울기 센서 및 수위 센서로부터 측정된 정보를 제공받아 상기 유입구용 액추에이터를 제어하는 컨트롤러;
    를 포함하는 하수관거 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 우수토실의 유출구를 개폐하도록 상기 컨트롤러에 의해 제어되는 유출구 개폐기를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관거 제어시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 복합 자동 모드 설정시 미리 입력된 기준 데이터에 따라 상기 유입구용 개폐판을 상기 유입구용 액추에이터에 의해 작동시키거나 중력식으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 하수관거 제어시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    단일 자동 모드 설정시 입력되는 유입구용 개폐판의 개도 기준값과 수위 기준값에 따라 상기 유입구용 개폐판을 상기 유입구용 액추에이터에 의해 작동시키며, 수동 모드 설정시 입력되는 유입구용 개폐판의 개도율에 따라 상기 유입구용 개폐판을 상기 유입구용 액추에이터에 의해 작동시키며, 중력 모드 설정시 상기 유입구용 개폐판을 중력식으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 하수관거 제어시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유입구용 액추에이터는,
    실린더 몸체의 양쪽 내부 공간에 선택적으로 공급되는 압축공기에 의해 실린더 로드가 상기 실린더 몸체에 대해 신축 동작함에 따라 상기 유입구용 개폐판을 개폐 작동시키는 복동식 공압 실린더;
    공압원으로부터 제공된 압축공기를 상기 실린더 몸체의 양쪽 내부 공간과 연통된 제1 및 제2 포트에 선택적으로 공급하는 방향 제어 밸브; 및
    복합 자동 모드 설정시 중력식 작동 조건에서 무정전 전원공급장치로부터 전원을 공급받아 상기 제1 및 제2 포트를 개방시키는 제1 및 제2 전동 밸브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관거 제어시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 우수토실은 상자 암거에 시공되며;
    상기 상자 암거 내의 천장에 장착되어 상기 우수토실 쪽을 조명하는 조명기를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관거 제어시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 우수토실의 외부 수질을 측정하는 수질 측정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관거 제어시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    토사 배출구를 갖고 상기 우수토실 내에 배치되는 토사받이와, 상기 토사 배출구를 개폐하는 토사받이용 개폐판, 및 상기 토사받이용 개폐판을 개폐 동작시키도록 상기 컨트롤러에 의해 제어되는 토사받이용 액추에이터를 구비하는 토사받이 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 하수관거 제어시스템.
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