KR100691533B1 - Apparatus for self-generation and recharge at small water supply system for total monitoring and controlling - Google Patents
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Abstract
본 발명은 간이상수도 전용 노즐관로식 발전기, 상용전원 겸용 충전식 전력제어회로, 복수개의 축전지를 간이상수도의 저수조에 유기적으로 결합시켜서, 마이컴 독립제어반 및 전자밸브장치의 작동전원을 자체 공급할 수 있는 고성능 간이상수도 통합관제용 자가발전 및 충전장치를 제공하고자 한다.The present invention is a high-performance simple that can directly supply the operating power of the microcomputer independent control panel and solenoid valve device by organically combining a nozzle pipe type generator, a commercial power supply and a rechargeable power control circuit, and a plurality of accumulators in a reservoir of a simple abnormal water supply system. It is to provide a self-generation and charging device for integrated water control.
본 발명의 간이상수도 통합관제용 자가발전 및 충전장치는 고지대에 수원의 공급관에 연결되어 자연수를 공급받아 약품처리 및 저장하도록 저지대의 간이상수도용 저수조(10)에 설치되어 있되, 상기 공급관에 연결되어 자연수를 입수 및 배수하도록 상기 저수조(10)에 결합된 배관라인과; 상기 배관라인에서 유동하는 물을 상대적으로 축소되는 단면적에 대응하게 통과시킴에 따라, 수압과 유속을 증가시켜 발전을 수행하게 설치된 복수개의 노즐관로식 발전기(100, 100', 100")와; 상기 발전기(100, 100', 100")로부터 인출전선(106)을 통해 연결된 상용전원 겸용 충전식 전력제어회로(220, 220')와; 상기 발전기(100, 100', 100")로부터 선택적으로 생산되는 복수개의 충전전력을 상기 전력제어회로(220, 220')를 통해 전기적으로 저장하는 복수개의 축전지(300)를 포함한다.The self-generation and charging device for liver abnormal water supply integrated control of the present invention is connected to the supply pipe of the water source in the highlands is installed in the reservoir of the abnormal water supply system for low-temperature abnormality to receive and treat the natural water, and is connected to the supply pipe A piping line coupled to the reservoir 10 to receive and drain natural water; A plurality of nozzle pipeline generators (100, 100 ', 100 ") installed to perform power generation by increasing water pressure and flow rate as the water flowing in the pipe line passes corresponding to a relatively reduced cross-sectional area; Rechargeable power control circuits (220, 220 ') for commercial power and connected from the generator (100, 100', 100 ") via the drawer wire 106; And a plurality of storage batteries 300 for electrically storing a plurality of charging powers selectively generated from the generators 100, 100 ′ and 100 ″ through the power control circuits 220 and 220 ′.
간이상수도, 저수조, 발전기, 노즐관로, 전력제어회로Simple water supply, reservoir, generator, nozzle pipe, power control circuit
Description
도 1은 종래 기술에 따른 유로관식 발전기의 구성을 설명하기 위한 블록도,1 is a block diagram for explaining the configuration of a flow path tubular generator according to the prior art,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 간이상수도 통합관제용 자가발전 및 충전장치의 배치도,Figure 2 is a layout view of the self-generation and charging device for liver and water integrated control according to an embodiment of the present invention,
도 3은 도 2에 도시된 간이상수도의 마이컴 독립제어반의 블록도,FIG. 3 is a block diagram of the microcomputer independent control panel shown in FIG. 2;
도 4a는 도 3에 도시된 상용전원 겸용 충전식 전력제어회로의 블록도,Figure 4a is a block diagram of a commercial power supply and rechargeable power control circuit shown in Figure 3,
도 4b는 도 3에 도시된 상용전원 겸용 충전식 전력제어회로의 변형예를 설명하기 위한 블록도,4B is a block diagram illustrating a modified example of the commercial power / chargeable power control circuit shown in FIG. 3;
도 5a는 도 2에 도시된 제1노즐관로식 발전기의 사시도,Figure 5a is a perspective view of the first nozzle pipeline generator shown in Figure 2,
도 5b는 도 5a에 도시된 제1노즐관로식 발전기의 노즐관로방향을 따라 절단한 단면도,5B is a cross-sectional view taken along the nozzle pipe direction of the first nozzle pipe-type generator shown in FIG. 5A;
도 5c는 도 5a에 도시된 제1노즐관로식 발전기를 노즐관로방향의 수직한 방향을 따라 절단한 단면도,5C is a cross-sectional view of the first nozzle pipeline generator shown in FIG. 5A taken along a vertical direction of the nozzle pipeline;
도 6은 도 2에 도시된 제1노즐관로식 발전기의 배관관계를 설명하기 위한 사 시도,FIG. 6 is a trial for explaining a piping relationship of the first nozzle pipeline generator shown in FIG. 2;
도 7a와 도 7b는 본 발명의 제2노즐관로식 발전기의 구성을 설명하기 위한 사시도 및 단면도,7A and 7B are a perspective view and a cross-sectional view for explaining the configuration of the second nozzle pipeline generator of the present invention;
도 8a와 도 8b는 본 발명의 제3노즐관로식 발전기의 구성을 설명하기 위한 단면도 및 평면도.8A and 8B are a cross-sectional view and a plan view for explaining the configuration of the third nozzle pipeline generator of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 : 저수조 11 : 입수라인10: reservoir 11: inlet line
12 : 바이패스라인 13 : 배수라인12: bypass line 13: drain line
40 : 솔레노이드밸브 100, 100', 100" : 발전기40: Solenoid Valve 100, 100 ', 100 ": Generator
106 : 인출전선 200 : 마이컴 독립제어반106: outgoing wire 200: microcomputer independent control panel
220, 220' : 전력제어회로 230 : 내부전원공급선220, 220 ': power control circuit 230: internal power supply line
210 : 마이컴모듈 300 : 축전지210: microcomputer module 300: storage battery
본 발명은 간이상수도 통합관제용 자가발전 및 충전장치에 관한 것으로서, 전국 산각벽지, 도서, 읍/면/동에 설치된 소규모 급수 시설 또는 간이상수도의 수량 및 수질을 원격 검침, 관제하는데 사용되는 간이상수도 통합관제용 자가발전 및 충전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a self-generation and charging device for integrated control of liver abnormal water supply system, which is used to remotely read and control the quantity and water quality of small water supply facilities or liver water supply facilities installed in mountain slopes, islands, towns, towns and villages in Korea. It relates to a self-generation and charging device for integrated control.
일반적으로 먹는물이라 함은 먹는데 통상 사용하는 자연상태의 물과 자연상태의 물을 먹는데 적합하게 처리한 수돗물, 지하 음용수, 먹는샘물 등이 있으며, 먹는물의 수질기준은 먹는물수질기준및검사등에관한규칙 제2조의 규정에 의하여 미생물에 관한 기준, 건강상 유해영향 무기물질에 관한 기준, 건강상 유해영향 유기물질에 관한 기준, 소독제 및 소독부산물질에 관한 기준, 심미적 영향물질에 관한 기준 등이 규정되어 있다. 그리고, 생활용수란 지하수법에 의하여 관리되는 것으로 지하수를 가정용 및 가정용에 준하는 목적으로 사용하는 경우를 말하며, 사용목적에 따라 농업용수, 어업용수, 공업용수로도 구분하고 있다.In general, drinking water includes natural water, which is normally used for eating, and tap water, underground drinking water, and drinking spring water that are appropriately treated to eat natural water.The water quality standards for drinking water are related to drinking water quality standards and inspections. The provisions of
특히, 간이상수도는 지방자치단체가 대통령이 정하는 간이한 수도시설에 의하여 급수인구 100인 이상, 2,500인 이내에게 정수를 공급하는 일반수도로서 1일 공급량이 20세제곱미터 이상 500세제곱미터 미만인 시설을 말하며, 이보다 규모가 작은 시설은 소규모 급수시설이라 한다.In particular, the Gansu water supply system is a general water supply system for local water supplying purified water to more than 100 people and less than 2,500 people by a simple water facility designated by the President. It refers to a facility with a daily supply of 20 cubic meters or more and less than 500 cubic meters. Smaller facilities are called small water supplies.
간이상수도는 소규모 도시가 분산된 산악도시나 대규모의 정수장을 설치하기 어려운 산간 벽지, 도서의 주민에게 안전하고 위생적인 먹는물을 공급하기 위하여 소정 단위별로 운영되고 있다.The Kansang Water Supply is operated by predetermined units in order to supply safe and sanitary drinking water to the inhabitants of mountainous cities and small islands in which small cities are dispersed or mountain wallpaper that is difficult to install large water purification plants.
현재 국내의 간이정수장에 사용되고 있는 소독약 투입 장치는 그 동작에 있어 정교하지 못하고 단순히 시간설정에 의해 동작되는 기능만을 가진 것이 대부분이다. 그런데 간이정수장 또는 간이상수도는 계곡물 등과 같은 자연수를 여과 없이 그대로 유입시킨 후, 소정 시간 간격에 따라 약품을 투입하는 방식, 저수량에 비례하여 약품을 투입하는 방식, 입수량 또는 출수량에 의한 소독약 투입방식 등의 약품 투입기를 사용하고 있다.Disinfectant dispensing device currently used in domestic simple water purification plant is not very sophisticated in its operation, and most of them have only a function that is operated by time setting. By the way, the simple water purification plant or liver abnormal water flows natural water such as valley water without filtration, and then inputs chemicals at predetermined time intervals, injecting chemicals in proportion to low water quantity, disinfectant input method by inflow or outflow. It uses a chemical dispenser.
그러나, 상기 방식에 의한 약품 투입기의 경우에는 저수조 자체의 자연수 유입량을 제어하지 않는 상태로 약품을 투입하기 때문에, 이론과 달리 실제 저수조에서 원하는 잔류염소 관리와 탁도 유지가 전혀 이루어지지 않아 잔류염소 조절이 매우 어려운 실정이다.However, in the case of the chemical injector according to the above method, since the chemical is introduced without controlling the natural water inflow rate of the reservoir itself, unlike the theory, the desired chlorine management and turbidity maintenance are not achieved in the actual reservoir, so that residual chlorine control is not performed. It is very difficult.
또한, 그러한 약품 투입기를 갖는 종래의 간이상수도는 단순히 잔류염소량, 소독 약제 재고량, 수질에 관계없이 물리적인 저수 보유량에 대한 정보만을 저수조 주위 또는 근거리에 위치한 관리자에게만 통보하여 주는 방식을 취함으로써 수질, 수량의 통합 관리가 이루어지지 못하는 단점이 있다.In addition, the conventional liver abnormality having such a drug injector simply informs the managers located near or near the reservoir about the information about the physical reservoir amount regardless of the residual chlorine, disinfectant inventory, and water quality. There is a disadvantage that the integrated management of the.
특히, 종래의 간이상수도는 자치단체별로 운영되고 있는 시, 군 자치조례에 따라 달리 적용 받는 고가의 시험검사 수수료에 상응한 간이상수도 수질검사를 시공 경제상 1년에 한차례 정도 수행하여, 탁도, 잔류염소, 온도, 수소이온지수(pH), 전기전도도를 검침하기 때문에, 실시간으로 현재 저수조의 수질, 수량에 대한 파악 및 제어가 거의 불가능한 상태이다.Particularly, the conventional liver abnormal water system performs the liver abnormal water quality test about once a year in the construction economy, which corresponds to the expensive test fee that is differently applied according to the municipal and county self-governing regulations operated by each municipality. Since the temperature, hydrogen ion index (pH) and electrical conductivity are read, it is almost impossible to identify and control the water quality and quantity of the current reservoir in real time.
따라서, 종래의 간이상수도는 저수조로 유입된 자연수를 약품 처리하여 만든 물을 현재 음용하고 있는 이용자들에게 신빙성 있는 수질에 대해 안정성을 보장하지 못하는 실정이다.Therefore, the conventional liver abnormal water is a situation that can not guarantee the stability of the reliable water quality to users currently drinking water made by chemical treatment of natural water introduced into the reservoir.
이런 종래의 간이상수도는 그의 수질 및 수량을 지속적 및 실시간 관리하는 것이 바람직하며, 이를 위해 소독약품 자동 투입시스템 등의 부가적인 장치를 사용한다.This conventional liver abnormality is desirable to continuously and real-time management of its water quality and quantity, for this purpose uses an additional device, such as automatic disinfectant dosing system.
그런데, 종래의 간이상수도용 부가 장치는 상용전력에 대응한 전력 공급을 요구하고 있으므로, 전력 공급이 원활하지 못한 산간 및 도서 벽지에 설치가 불가능하거나 많은 어려움을 수반하고 있는 실정이다.However, since the conventional apparatus for supplying a simple abnormal water supply requires a power supply corresponding to commercial power, it is impossible to install it in the mountain and island wallpaper where the power supply is not smooth or involves many difficulties.
종래 기술에 따른 유로관식 발전기는 대한민국 실용신안공보 공고번호 실1995-0007449호에 개시되어 있는 바와 같이, 전면에 그물망을 갖는 도입관과, 이런 도입관에 연결되는 직포 등으로 만들어진 연결관과, 이런 연결관에 연결되며, 그 내부에 축수(7)에 의하여 그 일단부가 변속기(3) 또는 발전기모터(14)에 의하여 지지되는 축(1)에 형성된 스파이러스크류(2)를 가지며 그 단부에 회전판밸브(6) 등의 유량조절밸브를 가지는 배출관(5)이 부착되는 플라스틱 또는 금속재질의 발전기부(8)로 구성되어 있다.The euro tube generator according to the prior art, as disclosed in the Republic of Korea Utility Model Publication No. 199595-0007449, the introduction pipe having a net in the front, a connecting pipe made of a woven fabric or the like connected to such an introduction pipe, It is connected to the connecting pipe, and has a spherical screw (2) formed in the shaft (1), one end of which is supported by the shaft (7) by the transmission (3) or the generator motor (14) and the rotating plate at the end It consists of the
그러나, 종래 기술에 따른 유로관식 발전기는 대수력에 비해 적은 수량을 갖는 계곡이나 임간 개울물 등의 하류에 설치해야 한다는 장소적 제한성을 갖고 있고, 상대적으로 표면적이 넓은 스파이러스크류의 사용에 따라 물의 점성 마찰력이 커서 상대적으로 발전효율이 떨어지는 단점을 갖는다.However, the flow-through tubular generator according to the prior art has a local limitation that it should be installed downstream of a valley or a forest stream having a smaller quantity than a large hydraulic power, and the viscosity of water is increased according to the use of a relatively large surface area of the spurscrews. Large frictional force has a disadvantage of relatively low power generation efficiency.
즉, 종래 기술에 따른 유로관식 발전기는 간이상수도의 마이컴 독립제어반 및 전자밸브장치에 대응한 어떠한 기계적 전기적 결합관계를 해결할 수 있는 기술적 사상을 포함하지 못하고 있어서, 본 발명의 간이상수도 통합관제용으로 적합하게 사용되지 못한다.That is, the flow path tubular generator according to the prior art does not include the technical idea that can solve any mechanical and electrical coupling relationship corresponding to the microcomputer independent control panel and the solenoid valve device of the simple abnormality, it is suitable for the integrated abnormality control of the present invention Can not be used.
예컨대, 종래 기술에 따른 유로관식 발전기는 본 발명에서처럼 저수조와 관련된 수조를 이용하는 것이 아닌 계곡이나 임간 개울물을 도입관 및 연결관으로 공 급받아 발전기모터를 회전시킨 후 자연 방류시키도록 되어 있어서, 본 발명과 유기적 관련을 갖고 있는 간이상수도 통합관제에 적용하기 어려운 구성적 어려움을 내포하고 있다.For example, the flow path tubular generator according to the prior art is not to use the water tank associated with the reservoir as in the present invention is to be supplied to the inlet pipe and the connection of the valley or forest stream to the natural discharge after rotating the generator motor, the present invention There are constitutive difficulties that are difficult to apply to the integrated control of liver and water, which has an organic relationship with.
또한, 종래 기술에 따른 유로관식 발전기는 연결관과 배출관의 방향이 수직한 방향으로 배열됨에 따라 물의 흐름의 방향이 변할 때의 에너지 손실을 갖고 있어서, 상기 손실만큼 전력 효율이 떨어지는 단점이 있다.In addition, the flow path-type generator according to the prior art has an energy loss when the direction of the flow of water is changed as the direction of the connecting pipe and the discharge pipe is arranged in a vertical direction, there is a disadvantage that the power efficiency is as low as the loss.
또한, 종래 기술에 따른 유로관식 발전기는 외부전원(상용전력)을 겸용하여 사용하거나 또는 발전된 발전전력을 관리할 수 있는 어떠한 자가발전 및 충전기술에 대한 구성이 개시되어 있지 않기 때문에, 효율적인 전력 관리를 수행할 수 없는 단점이 있다.In addition, since the tubular generator according to the prior art does not disclose a configuration for any self-generation and charging technology that can use an external power source (commercial power) or manage the generated power generation, efficient power management can be achieved. There is a disadvantage that cannot be done.
따라서, 본 발명의 목적은 간이상수도의 수자원을 전력 발전의 원동력으로 사용하는 노즐관로식 발전기, 상용전원 겸용 충전식 전력제어회로, 복수개의 축전지를 간이상수도의 저수조에 유기적으로 결합시켜서, 마이컴 독립제어반 및 전자밸브장치의 작동전원을 자체 공급할 수 있는 고성능 간이상수도 통합관제용 자가발전 및 충전장치를 제공하는데 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a microcomputer independent control panel by organically coupling a nozzle-pipe generator, a commercial power supply rechargeable power control circuit, and a plurality of accumulators to a reservoir of a simple water supply system. It is to provide a self-powered and charging device for integrated high-performance water supply control system that can supply the operating power of the solenoid valve device.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적은 고지대에 수원의 공급관에 연결되어 자 연수를 공급받아 약품처리 및 저장하도록 저지대의 간이상수도용 저수조에 설치된 간이상수도 통합관제용 자가발전 및 충전장치에 있어서, 상기 공급관에 연결되어 자연수를 입수 및 배수하도록 상기 저수조에 결합된 배관라인과; 상기 배관라인에서 유동하는 물을 상대적으로 축소되는 단면적에 대응하게 통과시킴에 따라, 수압과 유속을 증가시켜 발전을 수행하게 설치된 복수개의 노즐관로식 발전기와; 상기 발전기로부터 인출전선을 통해 연결된 상용전원 겸용 충전식 전력제어회로와; 상기 발전기로부터 선택적으로 생산되는 복수개의 충전전력을 상기 전력제어회로를 통해 전기적으로 저장하는 복수개의 축전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 간이상수도 통합관제용 자가발전 및 충전장치에 의해 달성된다.An object of the present invention as described above is connected to the supply pipe of the water source in the highlands in the self-generation and filling apparatus for liver abnormal water integrated control installed in the reservoir for the liver abnormal water supply reservoir to receive and supply the natural water to the chemical treatment and storage, the supply pipe A pipe line connected to the water reservoir so as to be connected to the water supply and drainage; A plurality of nozzle tubular generators installed to perform power generation by increasing water pressure and flow rate by passing water flowing in the pipe line corresponding to a relatively reduced cross-sectional area; A commercial power supply and combined power control circuit connected from the generator via an outgoing wire; It is achieved by the self-generation and charging device for intermittent water control integrated, characterized in that it comprises a plurality of accumulators for electrically storing the plurality of charging power selectively produced from the generator through the power control circuit.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도면에서, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 간이상수도 통합관제용 자가발전 및 충전장치의 배치도이고, 도 3은 도 2에 도시된 간이상수도의 마이컴 독립제어반의 블록도이다. 또한, 도 4a는 도 3에 도시된 상용전원 겸용 충전식 전력제어회로의 블록도이고, 도 4b는 도 3에 도시된 상용전원 겸용 충전식 전력제어회로의 변형예를 설명하기 위한 블록도이다. 또한, 도 5a는 도 2에 도시된 제1노즐관로식 발전기의 사시도이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 제1노즐관로식 발전기의 노즐관로방향을 따라 절단한 단면도이며, 도 5c는 도 5a에 도시된 제1노즐관로식 발전기를 노즐관로방향의 수직한 방향을 따라 절단한 단면도이다. 또한, 도 6은 도 2에 도시된 제1노즐관로식 발전기의 배관관계를 설명하기 위한 사시도이고, 도 7a 와 도 7b는 본 발명의 제2노즐관로식 발전기의 구성을 설명하기 위한 사시도 및 단면도이다. 또한, 도 8a와 도 8b는 본 발명의 제3노즐관로식 발전기의 구성을 설명하기 위한 단면도 및 평면도이다.FIG. 2 is a layout view of a self-generation and charging device for integrated abnormal water control according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of the microcomputer independent control panel of the simplified abnormal water system shown in FIG. 2. In addition, FIG. 4A is a block diagram of a commercially available rechargeable power control circuit shown in FIG. 3, and FIG. 4B is a block diagram illustrating a modified example of the commercially available rechargeable power control circuit illustrated in FIG. 3. 5A is a perspective view of the first nozzle pipeline generator shown in FIG. 2, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the nozzle tube direction of the first nozzle pipeline generator illustrated in FIG. 5A, and FIG. 5C is a perspective view of FIG. 5A. 1 is a cross-sectional view cut along the vertical direction of the nozzle pipe-type generator shown in the nozzle. 6 is a perspective view illustrating a piping relationship of the first nozzle pipeline generator of FIG. 2, and FIGS. 7A and 7B are a perspective view and a cross-sectional view illustrating a configuration of the second nozzle pipeline generator of the present invention. to be. 8A and 8B are a cross-sectional view and a plan view for explaining the configuration of the third nozzle pipeline generator of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 자가발전 및 충전을 수행하는 장치로서, 간이상수도용 저수조(10)에 대응한 배관라인에 각각 설치되는 자가발전용 복수개의 발전기(100, 100', 100")와, 이런 발전기(100, 100', 100") 각각으로부터 인출전선(106)을 통해 연결된 마이컴 독립제어반(200)의 상용전원 겸용 충전식 전력제어회로와, 상기 전력제어회로의 제어 하에 상기 발전기(100, 100', 100")로부터 입력되는 충전전력을 전기적으로 저장하는 복수개의 축전지(300)를 의미한다.As shown in Figure 2, the present invention is a device for performing self-power generation and charging, a plurality of generators (100, 100 ', 100) for self-powering respectively installed in the piping line corresponding to the
또한, 간이상수도의 저수조(10)는 고지대에 위치한 계곡, 하천 및 개울물 등의 수원에 공급관을 연결한 상태에서, 자연 수압에 의해 수원으로부터 공급되는 물을 저장하도록 상대적으로 저지대에 시공되어 있는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the
이런 간이상수도용 저수조(10)는 기본적으로 원형, 라운드 사각형 등의 내부 체적을 갖는 스테인레스 물탱크 등이 사용 가능하다.Such a
저수조(10)는 콘크리트 기저부의 상부에서 직립하게 시공되어 있다. 여기서, 콘크리트 기저부는 지상 또는 지중 중 어느 한 곳에 타설되어 있는 것이 바람직하다.The
기본적으로 저수조(10)는 각종 배관/밸브 유지관리 및 보수용 맨홀(41)에 의해 대기 중에 선택적으로 개방 및 밀폐되는 위치에 아래와 같은 배관라인, 예컨대 계곡수, 개울, 집수지 등으로서 고지대에 위치한 수원의 공급관에 연결되고 저수조 (10)의 내부로 자연수를 유입시키도록 결합된 입수라인(11)과, 이런 입수라인(11)에 직접 병렬로 배관되어 필요에 따라 선택적으로 자연수를 상기 저수조(10)에 저장하지 않고 방출시키도록 결합된 바이패스라인(12)과, 상기 저수조(10)의 내부에서 약품 처리한 저장수를 외부의 수 요구 시설로 공급시키도록 결합된 배수라인(13), 상기 저수조(10)의 내부의 저장수를 목표치 수위 레벨에 대응하여 월류시키도록 결합된 월류라인(14)과, 상기 저수조(10)의 청소시에 발생하는 오, 폐수를 외부로 방출시키도록 결합된 청소라인(16) 등을 구비한다.Basically, the
저수조(10)의 배관결합관계에 대해서 상세히 살펴보면, 상기 수원에 연결된 공급관(도시 안됨)으로부터 물을 공급받도록 배관된 입수라인(11)은 공급받은 물을 저수조(10)의 내부로 입수(Water In : W/I)시킬 수 있게 복수개의 파이프 및 파이프 연결부재(엘보, T자관, 연결관 등)로 결합되어 있다. 입수라인(11)의 시작점으로부터 파이프 축방향을 따라 저수조(10) 측으로 연장된 소정 위치에는 첫 번째 발전기(100)가 배관되어 있고, 그 이후에 전자밸브장치에 해당하는 입수라인 개폐용 제1솔레노이드밸브(40)가 결합되어 있다.Looking at the pipe coupling relationship of the
또한, 상기 제1솔레노이드밸브(40) 이후의 위치에는 T자관(18)의 일측을 지나 저수조(10) 내에서 물을 분출시킬 때, 분출된 물이 원활하게 회류할 수 있게 유도하도록, 저수조(10)의 바닥면에서 돌출된 후 저수조(10) 내표면의 곡면방향에 일치하게 다시 절곡되어 가이드 역할을 담당하는 만곡관 형상의 입수출구(19)가 결합되어 있다.In addition, in the position after the
한편, 상기 T자관(18)의 타측에는 입수라인(11)을 통해 공급될 물을 필요에 따라 선택적으로 바이패스시켜서 외부로 방출시키도록, 파이프 형상의 바이패스라인(12)이 결합되어 있다. 이런 바이패스라인(12)에는 역시 전자밸브장치에 해당하는 바이패스라인 개폐용 제2솔레노이드밸브가 결합되어 있고, 다른 발전기(100')가 결합되어 있다.On the other hand, the other side of the T-
같은 결합방식으로, 저수조(10)의 바닥판에는 물을 출수(Water Out : W/O)시키기 위한 입구가 배치되며, 이러한 입구로부터 저수조(10)의 외부로 연장되게 파이프 형상의 배수라인(13)이 결합되어 있다. 이런 배수라인(13)에도 역시 전자밸브장치에 해당하는 배수라인 개폐용 세 번째 솔레노이드밸브가 결합되어 있고, 또 다른 발전기(100")가 결합되어 있다.In the same coupling method, an inlet for water out (W / O) is disposed in the bottom plate of the
기타, 복수개의 파이프 및 파이프 연결부재에 의해 파이프 형상을 갖는 월류라인(14)과 청소라인(15)이 통상의 물탱크 배관 방식에 따라 저수조(10)에 더 부설되어 있다.In addition, a plurality of pipes and pipe connecting members, the
본 발명에서는 필요한 경우 월류라인(14)과 청소라인(15)을 통해 유동 및 배출되는 물을 이용하여 발전을 수행할 수 있는 역시 또 다른 발전기(도시 안됨)를 더 구비시킬 수 있음은 물론이다.In the present invention, of course, it is also possible to further include another generator (not shown) that can perform power generation using water flowing and discharged through the
본 발명의 발전기(100, 100', 100")는 저수조(10)에 입수, 배수, 바이패스되는 물의 유동을 이용하여 발전을 수행하게 된다.The
발전을 수행함에 있어, 발전기(100, 100', 100")는 해당 배관라인에 각각 배치되며, 이때 전자밸브장치의 배관 위치는 발전기(100, 100', 100")의 전방 또는 후방 중 어느 한 곳에 설치되어 있는 것이 바람직하다.In performing the power generation, the
본 발명에서 개시된 발전기(100, 100', 100")는 기본적으로 입수라인(11), 바이패스라인(12) 및 배수라인(13)을 통해 유동하는 물을 유입 및 유출시키는 과정에서 물의 유동압력을 노즐압력으로 변환시켜 유동 흐름 손실을 최소화하면서도 수차 회전율을 극대화시키도록, 축소관 형식의 경사부위를 갖고 전체적으로 직선형 또는 직각형으로 된 노즐관로와; 이런 노즐관로의 중앙 위치에 배치된 수차와; 그러한 수차의 축심에 형성된 수차축에 축방향을 일치시켜 결합된 피동축을 갖는 발전기모터를 포함하고, 각각의 발전기모터는 상기 수차의 회전에 상응한 물리적 운동량을 발전전력으로 변환한 후, 그러한 발전전력을 해당 인출전선(106)을 통해서 마이컴 독립제어반(200)의 상용전원 겸용 충전식 전력제어회로에 입력시키도록 결합되어 있는 것이 바람직하다. 각각의 인출전선(106)은 전선용 폴대(107)에 의해 안치된 상태로 콘크리트 기저부에 간결하게 구비된다.The
본 발명에 개시된 각각의 발전기(100, 100, 100")는 노즐관로 형상에 상응한 구분 타입별로 하기의 해당 도면을 통해서 그의 구조 및 형상에 대해서 상세히 설명될 것이다.Each generator (100, 100, 100 ") disclosed in the present invention will be described in detail with respect to its structure and shape through the corresponding drawings below for each type of division corresponding to the nozzle pipe shape.
또한, 물의 흐름을 유동 및 정지시키는 역할을 수행하는 통상의 전자변 또는 솔레노이드밸브(40)와 같은 전자밸브장치는 저수조(10)의 수질 및 수량을 정량적으로 제어하기 위해서, 하기의 마이컴 독립제어반(200)의 마이컴모듈로부터 입력되는 접점신호에 대응한 작동전원으로 밸브 개폐 작동을 수행한다.In addition, the solenoid valve device, such as a conventional solenoid valve or
저수조(10)의 수질 및 수량을 정량적으로 제어한다는 의미는 다음과 같다.Meaning of quantitatively controlling the water quality and quantity of the
즉, 저수조(10)의 내부에 계곡수 등의 자연수가 설치 위치의 차이에 의해 자 연압으로 저장된 후, 약품 투입기 등에 의해 통상의 간이상수도에 적합한 약품처리가 수행된다. 약품 처리가 수행되는 도중이나 약품 처리가 완료된 상태의 저수조(10)는 상기 자연수를 계속해서 유입 받을 경우 정량적 약품 처리가 거의 불가능하며, 약품 처리된 물에 자연수가 계속 유입되어 오염될 수 있고, 약품 처리된 물이 자연수의 유입에 따라 월류라인(14)을 따라 외부로 유출될 수 있다.That is, natural water, such as valley water, is stored in the self-pressure by the difference in the installation position in the
이러 점을 막기 위해서 본 발명과 연관된 각종 특허출원 내용에서는 전자밸브장치, 즉 제1, 제2, 제3솔레노이드밸브(40) 및 마이컴 독립제어반(200)을 이용하여 입수라인(11)과 바이패스라인(12)과 배수라인(13)의 개폐를 선택적으로 제어하게 된다. In order to prevent this, various patent applications related to the present invention use the solenoid valve devices, that is, the first, second and
제1, 제2, 제3솔레노이드밸브(40) 및 마이컴 독립제어반(200)의 작동전원에 대응한 발전전력은 하기의 복수개의 축전지(300)에 저장 및 보관되어 필요에 따라 사용된다.The generated power corresponding to the operating power of the first, second and
복수개의 축전지(300)는 저수조(10)의 콘크리트 기저부의 상면 내지 소정의 설치 위치(저수조 외벽, 설치함 등)에 배치된다. 여기서, 복수개의 축전지(300)는 병렬 또는 직렬 중 어느 하나의 결합방식에 의해 상호 연결되어서, 간이상수도 통합관제용 작동전원 공급원으로 사용된다.The plurality of
즉, 본 발명은 기본적으로 마이컴 독립제어반(200)과 복수개의 솔레노이드밸브(40)의 작동에 필요한 작동전원을 발전시킨 후, 작동전원 공급원 중 하나인 축전지(300)에 충전 및 관리하도록 되어 있다.That is, the present invention basically generates the operating power required for the operation of the microcomputer
예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 마이컴 독립제어반(200)은 각종 수량/수 질 계측센서, 즉 유속감지센서, 수위레벨센서 및 수질측정센서(탁도, 염소량, 온도, pH, 전기전도도)로 계측되는 저수조(10)의 상태에 따라 해당 솔레노이드밸브(40)를 선택적으로 개방 및 폐쇄시키고, 랜통신을 통해서 원격모니터링 및 제어를 수행할 수 있는 마이컴모듈(210)과; 상기 마이컴모듈(210) 및 해당 솔레노이드밸브(40)의 작동 전반에 필요한 전력의 공급을 위해, 자가발전 및 충전을 수행하도록 구성된 전력제어회로(220, 220')를 포함한다.For example, as shown in FIG. 3, the microcomputer
참고적으로 마이컴모듈(210)은 본 발명의 시리즈 특허출원에 개시된 바와 같이 원격 제어 모니터링 통합관리 프로그램에 대응한 데이터 수집 보드(DAQ : Data Acquisition Board) 형식의 PCB(Printed Circuit Board)를 갖고 있으며, For reference, the
수량/수질 계측센서로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위하여 차동증폭기와 버퍼를 이용하고 각종 계측센서용 입력단(211)을 포함한 센서신호처리부와; 하위프로토콜(시리얼통신)을 상위프로토콜(이더넷통신)을 변환할 수 있게 구성된 RS232C통신부와; 염소 자동투입장치용 리미트스위치부와; 다수의 디지털신호를 입력하기 위하여 입력포트를 확장한 디지털신호입력(DI)확장부와; 복수개의 마이컴과; 다수의 디지털신호를 출력하기 위한 디지털신호출력(DO)확장부와; 디스플레이장치(LED)구동회로부와; 계측시간과 유속감지센서에 따라 각종 솔레노이드밸브의 개폐를 제어하는 등 각종 스위칭 동작을 위해 솔레노이드밸브 연결용 릴레이회로 출력단(212)을 갖는 릴레이회로부와; 염소 자동투입장치용 모터구동회로부와; 랜통신을 위해 랜통신용 포트(213)를 갖고 상기 RS232C통신부의 통신작동에 상응하게 랜통신을 수행하게 구성된 저수조용 이더넷 제어보드와; 복수개의 작동 상태 표 시 및 계측센서 검출 결과 표시용 디스플레이장치와 수동/자동모드, 표시장치, 각종 토글형 전원스위치, 조작스위치 및 버튼, 자가진단장치(부저 포함)를 갖는 제어패널과; 내부연결단자(218) 및 전원입력단(219)을 상기 PCB에 결합하고 있다.A sensor signal processing unit using a differential amplifier and a buffer to convert analog signals from water / water quality measuring sensors into digital signals and including input terminals 211 for various measuring sensors; An RS232C communication unit configured to convert a lower protocol (serial communication) to an upper protocol (Ethernet communication); Limit switch unit for chlorine automatic injection device; A digital signal input (DI) expansion unit extending an input port for inputting a plurality of digital signals; A plurality of micoms; A digital signal output (DO) expansion unit for outputting a plurality of digital signals; A display device (LED) driving circuit unit; A relay circuit section having a solenoid valve connection relay circuit output stage 212 for various switching operations such as controlling opening and closing of various solenoid valves according to measurement time and flow rate sensor; A motor driving circuit unit for the chlorine automatic injection device; A storage tank Ethernet control board having a LAN communication port 213 for LAN communication and configured to perform LAN communication corresponding to a communication operation of the RS232C communication unit; A control panel including a display device for displaying a plurality of operating states and displaying a measurement sensor detection result, a manual / automatic mode, a display device, various toggle type power switches, operation switches and buttons, and a self-diagnostic device (including a buzzer); An internal connection terminal 218 and a power input terminal 219 are coupled to the PCB.
여기서, 마이컴모듈(210)의 내부연결단자(218)는 소정의 연결전선을 통해 전력제어회로(220, 220')의 내부통신단자(228)와 결합된다.Here, the
또한, 전원입력단(219)은 직류 전력공급 타입(219a) 또는 교류 전력공급 타입(219b) 중 어느 하나를 지원하도록 구성되어 있고, 내부전원공급선(230)을 통해서 전력제어회로(220, 220')의 출력 인터페이스(229)와 연결되어 있다.In addition, the
전력제어회로(220, 220')는 발전기의 발전전력 또는 외부전원(상용전력) 중에서 선택된 어느 하나의 선택전력을 상기 마이컴모듈(210)의 전원입력단(219)으로 출력시키기 위한 출력 인터페이스(229)와, 하기에 상세히 설명할 회로구성과, 발전기 및 외부전원을 전기적으로 결합시키기 위한 입력 인터페이스(20) 및, 축전지를 전기적으로 결합시키기 위한 병렬포트(22)를 포함한다.The
도 4a는 직류 선택전력을 마이컴모듈 측으로 공급하기 위한 상용전원 겸용 충전식 전력제어회로(220)의 구성을 보여주고 있되, 그의 타입은 직류 선택전력 출력방식이다. 또한, 도 4b는 교류 선택전원을 마이컴모듈 측으로 공급하기 위한 상용전원 겸용 충전식 전력제어회로(220')의 구성을 보여주고 있되, 그의 타입은 교류 선택전력 출력방식이다.4A shows a configuration of a commercial power supply and rechargeable
도 4a를 참조하면, 직류 선택전력에 관련된 전력제어회로(220)는 소켓 방식의 외부전원용 입력잭과 복수개의 발전기(100, 100', 100") 연결용 입력잭으로 구 성된 입력 인터페이스(20)를 소정의 PCB에 결합시키고 있다.Referring to FIG. 4A, the
입력 인터페이스(20)의 외부전원용 입력잭은 교류 상용전력을 직류 변환전력으로 출력시키도록 구성된 교류/직류 변환부(29 : AC/DC convertor)에 결합되어 있고, 그러한 교류/직류 변환부(29)는 직류 선택공급부(28)의 제1입력단(28a)에 연결되어 있다.An input jack for an external power source of the
한편, 입력 인터페이스(20)의 발전기 연결용 입력잭은 PCB의 회전을 통해서 충전회로보호부(21)에 결합되어 있다.On the other hand, the input jack for connecting the generator of the
충전회로보호부(21)는 상기 발전기(100, 100', 100")의 발전형식(교류 또는 직류)에 대응하게 병렬로 입력되는 발전전력들을 통상의 전력 안정화 회로(도시 안됨)에 의해 안정화시킴과 함께 과충전을 방지하는 통상의 회로구성을 갖는다.The charging
이런 충전회로보호부(21)의 출력단은 축전지 병렬포트(22)에 접속되어 있고, 이를 통해 축전지(300)에 발전전력을 입력 및 충전시키는 역할을 수행하도록, 다이오드의 역전류 차단기능을 이용하고, 발전전력량이 상대적으로 작을 경우 축전지(300)에서 발전기(100, 100', 100")로의 역전류 현상을 방지하도록 되어 있다.The output terminal of the charging
또한, 병렬포트(22)는 축전지(300)로부터 출력되는 직류 축전전력을 정전압부(23)의 일측 입력단으로 공급하도록 PCB에 결합되어 있다.In addition, the
정전압부(23)는 방열판, 콘덴서 등의 회로 소자로 이루어진 통상의 전류 또는 전압 평활 회로 구성을 갖는 것으로서, 전기적 출력을 안정화시켜 정격전압을 출력시키는 역할을 담당하도록 구성되어 있다.The
정전압부(23)로부터 인출된 일측 출력단은 직류 축전전력을 통전시키도록 직 류 선택공급부(28)의 제2입력단(28b)에 접속되어 있고, 타측 출력단은 직류 축전전력의 일부를 내부배터리(24)의 충전원으로 사용케 하도록, 내부배터리(24)의 충전단자에 전기적으로 결합되어 있다.One output terminal drawn from the
직류 선택공급부(28)는 전력측정부(26)로부터 측정값을 입력받는 신호입력용 제3입력단(28c)을 구비하며, 이런 제3입력단(28c)을 통해 입력받은 측정값을 직류 선택공급부(28)의 메모리에 미리 기억시킨 문턱치 전원값과 비교하여, 측정값이 문턱치 전원값에 비해 클 경우 제2입력단(28b)을 통해 입력된 직류 축전전력을 선택전력으로 지정 및 출력하고, 측정값이 문턱치 전원값에 비해 작은 경우 직류 축전전력의 출력을 차단함과 동시에 제1입력단(28a)을 통해 입력된 직류 변환전력을 직류 선택전력으로 지정 및 출력하는 비교출력회로의 일종이다. 여기서, 직류 선택공급부(28)는 직류 축전전력의 출력을 선택적으로 차단하기 위한 소정의 컷오프(cut-off) 회로를 내장하고 있다.The DC
직류 선택공급부(28), 워치독타이머(25 : WDT), 전력측정부(26), 충전경고부(27)의 작동 전원은 정전압부(23)로부터 공급되는 전원 또는 내부배터리(24)에 충전된 전원 중 어느 하나를 사용하게 된다.The operating power of the DC
내부배터리(24)는 본 발명의 전력제어회로(220)에 전혀 공급되지 않는 극한 상황이 발생하더라도, 유한한 시간(약 1년에서 2년)동안 전력제어회로(220)의 회로작동을 위해 존재한다.The
워치독타이머(25)는 정기적 또는 비정기적 중 어느 하나의 시간 간격으로 의 회로 작동을 활성화 또는 비 활성화시킴에 따라 전력측정부(26)의 회로 작동에 따 른 전기에너지 소비효율을 극대화시키게 구성되어 있다.The
워치독타이머(25)와 접속된 전력측정부(26)는 PCB의 신호회선을 통해 직류 선택공급부(28)의 신호입력용 제3입력단에 접속되어 있다. 이렇게 접속된 전력측정부(26)는 소정의 측정 지점, 예컨대 정전압부(26)와 직류 선택공급부(28) 사이의 소정 회선 접점으로부터 직류 축전전력의 크기를 측정한 후, 그 측정값을 직류 선택공급부(28)의 신호입력용 제3입력단(28c)으로 전달하게 된다.The
이때, 직류 선택공급부(28)는 앞서 설명한 바와 같이, 입력받은 측정값을 입력 전력 선택공급부(28)의 메모리에 미리 기억시킨 문턱치 전원값과 비교함에 따라, 직류 변환전력 또는 직류 축전전력 중 어느 하나를 직류 선택전력을 로 출력시킬지 판단하게 된다.In this case, as described above, the DC
직류 선택공급부(28)의 출력단(28d)은 PCB의 전력회선 중 다른 하나를 통해서 직류 선택전력이 출력되도록 출력 인터페이스(229)의 입력단에 접속된다.The
그러한 출력 인터페이스(229)의 출력단은 내부전원공급선(230)을 통해서 마이컴모듈에 직류 선택전력을 공급하게 된다.The output terminal of the
전력측정부(26)에 접속된 충전경고부(27)는 직류 선택공급부(28)에 미리 기억된 문턱치 전원값을 전송 받도록 회로적으로 구성되어 있고, 앞서 설명한 전력측정부(26)의 측정값이 문턱치 전원값에 비해 작을 경우, 보호하우징의 외측면에 부설되는 외부 표출용 수단(예 : LED소자)을 작동(발광)시키는 충전경고 회로모듈을 포함한다.The charging warning unit 27 connected to the
또한, 충전경고부(27)는 상기 전력측정부(26)의 측정값에 해당하는 충전량을 내부연결단자(228)로 전달하고, 이렇게 전달된 충전량은 마이컴모듈의 내부연결단자를 거쳐 센서신호처리부에 입력된다. 센서신호처리부는 적어도 상기 충전량에 상응하게 디지털신호로 변환시킨 후, RS232C통신부 및 저수조용 이더넷 제어보드를 통해 관리자측 서버장치로 충전량에 상응한 디지털신호를 전송함에 따라 결과적으로, 운영자측 또는 관리자측으로부터 충전 작동 상태 및 충전량을 모니터링 할 수 있도록 한다.In addition, the charging warning unit 27 transmits the charge amount corresponding to the measured value of the
도 4b를 참조하면, 교류 선택전력에 관련된 전력제어회로(220')는 출력되는 선택전력이 교류로 될 수 있도록 교류회로 구성의 교류 선택공급부(28')를 제공하는 것과, 이를 위해 입력 인터페이스(20)와 교류 선택공급부(28') 사이에 있던 교류/직류 변환부가 없는 대신, 정전압부(23)와 교류 선택공급부(28') 사이에 직류/교류 변환부(30)가 구비되어 있는 것을 제외하고는 앞서 도 4a에서 설명한 전력제어회로와 유사 또는 동일하다.Referring to FIG. 4B, the power control circuit 220 'related to the AC selection power provides an AC selection supply unit 28' of an AC circuit configuration so that the output of the selected power is AC. Instead of the AC / DC conversion section between 20) and the AC selective supply 28 ', the DC /
이 경우, 교류 선택공급부(28')는 교류 전류에 대응한 전기적 소자로 구성되어야 함은 물론이다. 즉, 교류 선택공급부(28')는 전력측정부(26)로부터 교류 측정값을 입력받는 신호입력용 제3입력단(28c)을 구비하며, 이런 제3입력단(28c)을 통해 입력받은 교류 측정값을 교류 선택공급부(28')의 메모리에 미리 기억시킨 교류 문턱치 전원값과 비교하여, 교류 측정값이 교류 문턱치 전원값에 비해 클 경우 제2입력단(28b)을 통해 입력된 교류 축전전력을 선택전력으로 지정 및 출력하고, 교류 측정값이 교류 문턱치 전원값에 비해 작은 경우 교류 축전전력의 출력을 차단함과 동시에 제1입력단(28a)을 통해 입력된 교류 상용전력을 교류 선택전력으로 지 정 및 출력하는 교류 비교출력회로의 일종이다. 여기서, 교류 선택공급부(28')는 교류 축전전력의 출력을 선택적으로 차단하기 위한 소정의 교류 컷오프(cut-off) 회로를 내장하고 있다.In this case, of course, the AC selective supply unit 28 'must be made of an electric element corresponding to the AC current. That is, the AC selection supply unit 28 'includes a third input terminal 28c for signal input receiving the AC measurement value from the
이하, 본 발명에서 사용된 발전기에 대해서 상세히 설명하도록 하겠다.Hereinafter, the generator used in the present invention will be described in detail.
도 5a와 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 사용가능한 발전기 중 어느 하나는 제1노즐관로식 발전기(100)로서, 그의 하우징(101)에 노즐관로를 형성하고 있다.As shown in Figs. 5A and 5B, one of the generators usable in the present invention is the first
예컨대, 하우징(101)은 전체적으로 사각형 상자 형상을 갖는 것으로서, 상대적으로 단면 공간이 큰 입구부(110)와, 상대적으로 단면 공간이 작은 출구부(120)를 양측에 배치하고 있고, 입구부(110)와 출구부(120)의 사이에 수차부(130)를 형성하고 있다.For example, the
하우징(101)의 노즐관로는 입구부(110)와 수차부(130) 및 출구부(120)를 가상의 일직선을 따라 관통하는 공간을 의미한다.The nozzle tube of the
하우징(101)은, 노즐관로의 시작위치[즉 입구부(110)의 시작위치)의 높이(B)를 갖는 단면 공간이 노즐관로의 경사부위(119)에 해당하는 상부 만곡면과 상기 상부 만곡면의 연직 하부에 배치된 하부 평면에 의해서, 입구부(110)로부터 수차부(130)측 방향으로 갈수록 점차적으로 줄어들다가, 수차부(130)의 입수측 관통위치의 높이(C)를 갖게 된다.The
여기서, 수차부(130)의 공간은 수차(131)의 회전을 위한 원형 공간으로서 수차(131)의 최 선단과 기밀한 간극(예 : 5㎜ ∼ 10㎜)을 유지할 수 있게 수차(131) 의 직경에 대응하게 형성되어 있는 것이 바람직하다.Here, the space of the
또한, 출구부(120)쪽으로 개구된 수차부(130)의 출수측 관통위치 및 출구부(120)의 종단 위치의 높이(D)는 적어도 상기 수차부(130)의 입수측 관통위치의 높이(C)보다 상대적으로 크게 형성되어 있어서, 노즐관로유동에 관한 유체역학적 특성상 발전효율을 높일 수 있게 고안되어 있다.In addition, the height D of the water extraction side through position of the
예컨대, 입구부(110)의 높이(B)가 20㎝ 인 경우, 수차부(130)의 입수측 관통위치(C)의 높이가 5㎝이고, 수차부(130)의 출수측 관통위치 및 출구부(120)의 종단 위치의 높이(D)가 7.5㎝인 것이 바람직하다.For example, when the height B of the
따라서, 본 발명의 제1노즐관로식 발전기(100)의 노즐관로의 체적은 하우징(101)의 폭(예 : 10㎝)을 이용하여 산술적으로 연산하여 낼 수 있고, 상기 입구부(110)와 수차부(130) 사이의 상부 만곡면은 실험에 의해 완만한 유선을 갖게 하여 관중유동 손실을 최소화시키는 쪽으로 그의 경사 기울기가 정해지는 것이 바람직하다.Therefore, the volume of the nozzle conduit of the first
또한, 입구부(110)에는 이물질이 수차부(130)측으로 유입되지 못하게 소정 메쉬(mesh) 크기의 여과망이 부설되어 있는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a filter mesh having a predetermined mesh size is installed at the
유동관로를 통해 전달되는 배관라인에 해당하는 입수라인, 바이패스라인, 배수라인 등의 물은 수차부(130)의 수차(131)를 수차축(132)을 중심으로 회전(가동)시킨다.Water such as an inlet line, a bypass line, and a drainage line corresponding to a pipe line delivered through the flow line rotates (operates) the
더욱 효율적으로 수압을 회전력으로 변환시키기 위해, 수차(131)의 날개는 각각 동일 비율로 'U'자형에 가까운 곡면판 형상을 갖는 것이 바람직하다.In order to more efficiently convert the hydraulic pressure into the rotational force, the blades of the
이런 곡면판 형상의 날개를 갖는 수차(131)는 평면판에 비해 상대적으로 큰 충격량을 받을 수 있다.The
도 5c에 도시된 바와 같이, 수차부(130)를 기준으로 제1노즐관로식 발전기(100)의 하우징(101)의 양측면에는 수밀 처리면서도 고속 회전이 가능한 복수개의 베어링(133, 134)이 베어링 보스에 안착되어 있고, 그러한 베어링(133, 134)에 의해 회전 가능하게 수차(131)의 수차축(132)이 결합되어 있다.As shown in FIG. 5C, a plurality of
수차축(132)의 일측 종단은 플랜지, 핀 등과 같은 축연결부재(135)를 통해서 발전기모터(180)의 회전자(181)의 피동축(182)에 각각 축심이 상호 일치되게 결합되어 있다.One end of the
이때, 발전기모터(180)의 케이싱은 모터 브래킷(170)을 개재시킨 상태로 제1노즐관로식 발전기(100)의 하우징(101)의 소정 측면에 고정된다.At this time, the casing of the
모터 브래킷(170)은 하우징(101)의 상기 소정 측면에 분해 결합 가능하게 결합되어 축 연결 부위를 보호하고 발전기모터(180)를 하우징(101)에 지지하는 역할을 담당한다.The
발전기모터(180)는 교류 또는 직류 방식 중 어느 하나의 발전 방식을 지원하는 것으로서, 고정자(182)의 내부 공간에서 상기 수차(131)의 회전에 대응하게 회전자(181)를 회전시킴에 따라 발전을 수행하도록 되어 있다.The
이렇게 발전된 발전전력은 인출전선(106)을 통해서 앞서 상세히 설명한 바와 같은 마이컴 독립제어반의 상용전원 겸용 충전식 전력제어회로의 입력 인터페이스로 입력된다.The generated electric power is input to the input interface of the commercial power / combination rechargeable power control circuit of the microcomputer independent control panel as described above through the
또한, 입구부(110)와 출구부(120)는 도면에서처럼 사각형이거나, 원형, 타원형, 삼각형, 육각형 단면에서 선택된 어느 하나의 단면 형상을 갖게 통공되어 있는 것이 바람직하다.In addition, the
도 6에 도시된 바와 같이, 하우징(101)을 비롯하여 본 발명에서 개시될 발전기 각각의 하우징은 입구부 또는 출구부의 형상을 사각형, 원형, 타원형, 삼각형, 육각형 등과 같이 다양한 종류의 단면 형상으로 제작한다.As shown in FIG. 6, the housings of each of the generators to be disclosed in the present invention, including the
따라서, 이런 하우징의 입구부 또는 출구부에 통상의 파이프 형상을 갖는 입수라인(11)을 결합시키기 위해서는, 플랜지 형식의 어댑터 판(111)을 하우징의 입구부 또는 출구부에 결합시키는 것이 바람직하다.Therefore, in order to couple the
예컨대, 어댑터 판(111)이 상기 하우징의 입구부 또는 출구부에 볼트, 용접 등의 결합방식으로 결합될 수 있게, 사각형, 원형, 타원형, 삼각형, 육각형 중 어느 하나의 형상을 갖는 판부재로서, 중앙에 해당 배관라인의 직경에 일치하게 관결합되는 플랜지를 중공 형상으로 부설하고 있다.For example, as the plate member having a shape of any one of a rectangle, a circle, an oval, a triangle, and a hexagon, such that the
도 7a와 도 7b에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 사용가능한 발전기 중 다른 하나는 제2노즐관로식 발전기(100')로서, 그의 하우징(102)에 단순 벤츄리(venturi)형 노즐은 아니지만 아래와 같은 특징을 갖는 노즐관로(140)를 형성하고 있다.As shown in FIGS. 7A and 7B, another of the generators usable in the present invention is a second
하우징(102)의 노즐관로(140)는 노즐관로의 경사부위에 해당하는 것으로서 완만한 축소 경사기울기로 단면이 축소되는 입구측 상부 만곡면(141)과, 상기 입구측 상부 만곡면(141)의 연직 하부로 하우징(102)의 내측 저면에서 완만한 곡선 기 울기를 갖게 돌출된 입구측 하부 만곡면(144)과, 출구측에서 완만한 확대 경사기울기로 단면이 확장되는 출구측 상부 만곡면(142)과, 상기 출구측 상부 만곡면(142)의 연직 하부로 하우징(102)의 내측 저면에 배치된 수평면(145) 및, 상기 입구측과 출구측 상부 만곡면(141, 142) 사이에 연결되어 수차(131')의 끝단과 기밀한 간격을 유지하게 형성된 원주면(143)을 포함하는 것이 바람직하다.The
여기서, 수차(131')의 날개는 각각 평면판 형상을 갖는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the wings of the aberration 131 'each have a flat plate shape.
이런 하우징(102)을 갖는 제2노즐관로식 발전기(100')는 앞서 언급한 바와 같이 베어링에 의해 회전 가능하게 결합되어 있고, 발전기모터의 피동축에 상기 수차(131')의 수차축을 축결합시켜서 발전을 수행하게 된다.The second nozzle pipeline generator (100 ') having such a housing (102) is rotatably coupled by a bearing as mentioned above, and axle shaft of the aberration (131') is driven on the driven shaft of the generator motor. Combined, they will develop.
도 8a와 도 8b에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 사용가능한 발전기 중 또 다른 하나는 제3노즐관로식 발전기(100")로서, 직각형 배관을 위해 수차부(130")를 기준으로 입구부(110")와 출구부(120")가 직각으로 배열되어 있는 하우징(103)을 포함한다.As shown in FIGS. 8A and 8B, another one of the generators usable in the present invention is a third
특히, 입구부(110")의 내부 형상은 일부 단면을 만곡되게 축소하다가 경사진 목부위와 같은 경사부분(119")에서 수차부(130")의 내부 공간과 관통하게 연결되게 형성되어 있다. 또한, 이런 수차부(130")의 내부 공간은 입구부(110")와의 연결지점을 기준으로 회전각도 270°인 곳에서 출구부(120")와 관통하게 연결된다.In particular, the inner shape of the
이런, 제3노즐관로식 발전기(100")는 유입된 물을 회전각도 270°까지 수차(131")와 함께 회전시킨 후 출구부(120")을 통해 배출시키는 과정에서 수차(131")의 회전력을 전기력으로 변환시키므로, 제1, 제2노즐관로식 발전기의 수차에 비해 더욱 뛰어난 내구성을 요구하는 수차(131")가 사용된다.Such, the third nozzle pipeline generator (100 ″) of the aberration (131 ″) in the process of discharging the water flowing through the
즉, 제3노즐관로식 발전기(100")의 수차(131")는 통상의 곡면판과 달리 내측 곡면판의 접선면이 외측 곡면판의 접선면에 비해 협소하여 일측으로 휘어져 있는 복수개의 곡 삼각 단면판으로 이루어진 날개를 갖는다.That is, the
복수개의 곡 삼각 단면판 날개는 수차(131")의 보스측 연결부위가 상대적으로 두꺼워서, 평면판이나 곡면판에 비해 떨림 및 진동에 강하고, 회전 안정성이 뛰어난 효과가 있다.The plurality of curved triangular cross-sectional vanes have a relatively thick boss-side connection portion of the
이하, 본 발명의 간이상수도 통합관제용 자가발전 및 충전장치의 작동관계에 대해서 설명하도록 하겠다.Hereinafter, it will be described the operation relationship between the self-generation and charging device for the intermittent water supply integrated control of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 사용자는 마이컴 독립제어반(200)에 상용전원을 연결하고 전원스위치를 온(ON)한다.As shown in FIG. 2, the user connects commercial power to the microcomputer
그런 경우, 마이컴 독립제어반(200)의 전력제어회로는 미리 충전된 축전지(300)의 축전전력(직류 또는 교류)을 전력측정부로 측정하여 문턱치 전원값보다 클 경우, 축전전력을 선택전력(직류 또는 교류)으로 하여 마이컴모듈에 공급한다.In such a case, the power control circuit of the microcomputer
이와 반면, 상기 전력측정부가 측정한 상기 축전지(300)의 축전전력이 문턱치 전원값보다 작을 경우, 축전전력을 차단함과 동시에 교류 상용전력(또는 직류 변환전력)을 선택전력(직류 또는 교류)으로 하여 마이컴모듈에 공급한다.On the other hand, when the electric storage power of the
이렇게 선택전력을 공급받은 마이컴모듈은 작동 초기화를 수행한다.The microcomputer module supplied with the selected power performs initialization.
작동 초기화 상태에서 마이컴 독립제어반(200)의 마이컴모듈은 제1솔레노이드밸브(40)를 개방시키고, 제2, 제3솔레노이드밸브를 각각 폐쇄시킴에 따라, 입수 라인(11)을 통해 계곡수 등의 자연수가 저수조(10)의 내부로 유입 및 저장되게 된다.In the initializing operation state, the microcomputer module of the microcomputer
이때, 입수라인(11) 및 그의 발전기(100)를 통과하면서 수차가 회전되기 때문에, 발전기(100)의 발전기모터에서 최초의 발전전력이 발생된다.At this time, since the aberration is rotated while passing through the
이렇게 발생된 최초의 발전전력은 인출전선(106)을 통해서 마이컴 독립제어반(200)의 전력제어회로의 입력 인터페이스에 입력된 후, 축전지(300)에서 축전전력으로서 저장된다.The first generated power generated in this way is input to the input interface of the power control circuit of the microcomputer
한편, 마이컴 독립제어반(200)은 수위레벨센서에 의해 저수조(10) 내부에 채워진 물의 수량을 측정하고, 염소 자동투입장치를 가동하여 염소를 정량 제어함과 함께, 각종 계측센서를 이용하는 바와 같은 소정의 간이상수도 통합관제를 수행하게 된다.On the other hand, the microcomputer
이 과정에서, 만일 저수조(10)가 목표치에 상응한 물을 모두 채운 경우, 수질 관리를 위해서 마이컴 독립제어반(200)의 마이컴모듈은 제2솔레노이드밸브를 개방시킨다.In this process, if the
이렇게 되면, 첫 번째 발전기(100)를 가동시켰던 물이 저수조(10) 측으로 유입되지 못하고 바이패스라인(12)측으로 유입되게 되며, 그러한 물은 바이패스라인(12)에 결합된 두 번째 발전기(100')를 가동시켜 그의 발전기모터로부터 두 번째 발전전력이 양산되게 한 후 외부로 방출된다.In this case, the water that operated the
여기서, 바이패스라인(12)에 결합된 발전기(100')는 입수라인(11)에 결합된 발전기(100)와 함께 동시에 병렬 발전을 수행하게 되고, 이렇게 양산된 각각의 발 전전력 역시 각각의 인출전선을 통해 마이컴 독립제어반(200)의 전력제어회로의 입력 인터페이스에 입력되며 축전지(300)에 축전전력으로서 저장된다.Here, the
또한, 마이컴 독립제어반(200)은 사용자의 명령 또는 자동 작동모드에 의한 알고리즘, 원격 작동모드에 의한 명령 등에 의해 저수조(10)의 세 번째 솔레노이드밸브를 개방함에 따라 배수라인(13)을 통해 물이 유동하게 되고, 그러한 배수라인(13)에 결합된 세 번째 발전기(100")를 가동시켜 발전을 수행할 수 있게 된다. 역시 세 번째 발전기(100")에서 양산된 발전전력 역시, 마이컴 독립제어반(200)을 통해 축전지(300)에 축전전력으로서 저장된다.In addition, the microcomputer
이렇게 축전지(300)에 저장된 축전전력은 상용전원과 겸용으로 사용될 수 있고, 상용전원이 연결되어 있지 않는 상태에서도 마이컴 독립제어반(200)과 각종 솔레노이드밸브(40) 및 계측센서의 작동에 필요한 발전전력을 양산하고, 양산된 발전전력을 축전지에 충전시킬 수 있다.The electrical storage power stored in the
본 발명에서 개시된 발전기(100, 100', 100") 각각은 노즐관로식으로서 형상적 특징을 갖고, 마이컴 독립제어반(200) 및 축전지(300)와의 유기적 결합관계에 의해 병렬로 발전전력을 양산하도록 설계되어 있다.Each of the
특히, 발전기(100, 100', 100") 각각은 수차를 600에서 800rpm 정도로 회전할 수 있는 노즐관로식으로서 대략 1대당 150와트의 발전전력을 양산하도록 설계되어 있다.In particular, each of the
상기한 바와 같이, 본 발명은 목적했던 바와 같이, 간이상수도의 수자원을 전력 발전의 원동력으로 사용하는 노즐관로식 발전기, 상용전원 겸용 충전식 전력제어회로, 복수개의 축전지를 간이상수도의 저수조에 유기적으로 결합시켜서, 마이컴 독립제어반 및 전자밸브장치의 작동전원을 자체 공급할 수 있는 고성능 간이상수도 통합관제용 자가발전 및 충전장치를 제공하는 효과가 있다. As described above, the present invention organically combines a nozzle-pipe generator, a commercial power supply rechargeable power control circuit, and a plurality of accumulators into a reservoir of the simple abnormal water supply system using the simple abnormal water water resource as a driving force for power generation. By doing so, it is effective to provide a self-powered and charging device for high performance simple water supply integrated control that can supply the operating power of the microcomputer independent control panel and the solenoid valve device.
또한, 본 발명의 간이상수도 통합관제용 자가발전 및 충전장치는 솔레노이드밸브 각각의 제어 하에 해당 배관라인의 물의 유동을 제어할 때, 물의 유속 및 수압을 노즐관로에 해당하는 경사부위의 상부 또는 하부 만곡면에 의해 상대적으로 증가시켜, 복수개의 평판형, 곡판형, 곡 삼각형 단면 날개의 수차를 회전시켜 발전을 수행함으로써, 결과적으로 향상된 회전력에 대응한 뛰어난 발전효율을 갖는 각종 노즐관로식 발전기를 제공하는 장점이 있다.In addition, the self-generation and filling device for integrated control of simple water supply system of the present invention, when controlling the flow of water in the pipe line under the control of each solenoid valve, the flow rate and water pressure of the water in the upper or lower curve of the inclined portion corresponding to the nozzle pipe Relatively increased by the surface, the power generation is carried out by rotating aberrations of a plurality of flat plate, curved plate, curved triangular cross-section blades, and as a result, to provide a variety of nozzle pipeline generators having excellent power generation efficiency corresponding to the improved rotational force There is an advantage.
또한, 본 발명의 간이상수도 통합관제용 자가발전 및 충전장치는 축전전력과 상용전력을 선택적으로 마이컴모듈에 공급하는 바와 같이, 상용전력 또는 축전지를 선택적으로 이용케 하는 범용성을 갖는다.In addition, the self-generating and charging device for integrated water supply control of the present invention has a versatility to selectively use commercial power or storage batteries, as the storage power and commercial power are selectively supplied to the microcomputer module.
또한, 본 발명의 간이상수도 통합관제용 자가발전 및 충전장치는 상용전원이 없는 곳이라도 입수라인이 항상 개방된 물을 유입시키고 있기 때문에, 입수라인에서 상시로 발전을 수행함과 함께, 유입수의 바이패스 및 배수시에 상기 입수라인의 발전과 함께 다단계로 발전을 수행함에 따라 상대적으로 높은 충전 효율성을 갖는 장점이 있다.In addition, since the self-generation and charging device for the integrated control system for the simple abnormal water supply system of the present invention always introduces open water even when there is no commercial power source, the power generation is always performed in the inlet line and the inflow of water is bypassed. And when the power generation in a multi-stage with the development of the water supply line at the time of drainage has the advantage of having a relatively high charging efficiency.
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