KR101911497B1 - 무전원 침수방지 장치 - Google Patents

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KR101911497B1
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장기철
이범욱
김병수
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한국수자원공사
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Abstract

본 발명은 맨홀 내부 밸브실 배관 라인에 설치되어 침수에 의한 밸브 및 기기의 파손을 방지하는 무전원 침수방지 장치에 관한 것으로, 맨홀 내의 침수 발생시 수위에 의해 승강하는 부구에 의해 자동으로 개폐밸브를 개방하여 이젝터를 통해 발생하는 흡입력에 의해 맨홀 내의 침수된 물을 흡입관로를 통해 외부로 빠르게 배출하여 침수에 의한 시설물의 부식이나 고장을 방지하고, 침수시 사람이 일일이 조작하지 않아도 즉각적인 대처가 가능하고 무전력 사용으로 인한 유지비용이 절감되며, 종래의 펌프를 통한 배수방식에 비해 설치비용이 절감되고 고장발생률이 낮을 뿐만 아니라 부구의 상부에 설치되는 집수통에 유입되고 배출되는 물의 양에 의해 가동 중에 일시정지 시간을 설정하여 효율을 증가시키고 흡입관로의 이물질을 제거할 수 있는 무전원 침수방지 장치에 관한 것이다.

Description

무전원 침수방지 장치{Non-electric water immersion prevention device}
본 발명은 맨홀 내부 밸브실 배관 라인에 설치되어 침수에 의한 밸브 및 기기의 파손을 방지하는 무전원 침수방지 장치에 관한 것으로, 맨홀 내의 침수 발생시 수위에 의해 승강하는 부구에 의해 자동으로 개폐밸브를 개방하여 이젝터를 통해 발생하는 흡입력에 의해 맨홀 내의 침수된 물을 흡입관로를 통해 외부로 빠르게 배출하여 침수에 의한 시설물의 부식이나 고장을 방지하고, 침수시 사람이 일일이 조작하지 않아도 즉각적인 대처가 가능하고 무전력 사용으로 인한 유지비용이 절감되며, 종래의 펌프를 통한 배수방식에 비해 설치비용이 절감되고 고장발생률이 낮을 뿐만 아니라 부구의 상부에 설치되는 집수통에 유입되고 배출되는 물의 양에 의해 가동 중에 일시정지 시간을 설정하여 효율을 증가시키고 흡입관로의 이물질을 제거할 수 있는 무전원 침수방지 장치에 관한 것이다.
일반적으로 맨홀은 지하에 매설되어 상·하수도관, 전기·전신용 배관, 전송관 등과 연결되어 설치되는 것으로, 다량의 우수 또는 하수가 유입되거나 그 밖의 요인으로 인한 침수가 빈번하여 각종 시설물이 부식되거나 고장이 나는 문제점이 발생하기 때문에 맨홀 내부의 배수장치는 맨홀의 유지관리에 있어서 매우 중요하다고 할 수 있다.
이와 같은 맨홀 내부의 배수장치와 관련된 종래기술로서, 공개특허 제10-2011-0133208호 배수장치를 구비한 방수형 맨홀은 맨홀의 바닥면 일측에 연결되는 수분받이함과, 상기 수분받이함의 상부에 덮여지는 그레이팅과, 연결부재에 의해 상기 그레이팅에 연결되어 있는 부력체 및 상기 수분받이함 바닥면에 연결되는 자연배수관으로 이루어지고, 등록특허 제10-0720930호 펌프시설장의 배수장치는 거름망부가 구비된 수중펌프가 맨홀 일측에 설치된 고정부와 결합하여 수중펌프에 의해 배수되는 기술이며, 공개특허 제10-2012-0053105호 배수구조를 갖는 맨홀장치는 맨홀내부에 하향돌출된 집수정을 형성하고 집수정의 측면 하부에 그 집수정의 내부로부터 외부로 관통 인출되는 배수관을 형성하되, 상기 배수관의 집수정 내부에 수용되는 일단에는 일방향으로 개방 가능한 역류방지밸브를 형성하고, 상기 배수관의 집수정 외부의 타단에는 자갈층이 형성되도록 하였으며, 등록실용 제20-0322626호 우수 및 오수처리용 맨홀의 배수펌프장치는 맨홀 바닥에 형성된 원형조에 수중모터 펌프를 설치하여 배수하는 기술로, 와류를 형성하기 위해 원형조에 블록을 설치하고 펌프 내에 스크류형 임펠러가 형성된다.
이와 같은 종래기술은 맨홀의 바닥의 배수구를 통해 자연배수하거나 수중펌프를 통해 외부로 배출하는 구성으로써, 자연배수를 통한 배수방법은 이물질에 의한 막힘 문제 때문에 지속적인 관리가 필요하고 다량의 우수 및 하수에 의한 침수 발생시 배수 작용이 원활하지 못한 문제점이 있으며, 수중펌프를 통한 배수는 사람이 일일이 작동해야하는 번거로움과 침수시 즉각적인 대처가 어렵고, 설치 및 유지비용 문제와 수중펌프의 구조상 바닥으로부터 이격된 상태로 설치되기 때문에 일정량은 배수되지 못하고 항시 잔류하는 문제점이 있다.
또한, 종래기술은 맨홀 내부의 수위를 감지하는 센서에서 펌프로 신호를 보내 펌프를 작동하는 경우 오래 사용시 센서의 접점에 이물질이 껴서 수위가 올라가도 펌프를 작동시키지 못하거나, 한파에 펌프 위에 설치되는 체크밸브에 의해 배수관에 잔류하는 물이 얼어서 펌프가 계속 작동하는 문제가 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 등록특허 제10-1373478호 맨홀의 무전원 배수장치를 발명하여 등록받았으며, 상기 맨홀의 무전원 배수장치는 맨홀 내부에 침수발생시 수위를 감지하는 부구를 통해 침수를 감지하고 맨홀관로와 분기된 연결관로에 설치된 이젝터를 무전원으로 작동시켜 맨홀 내의 물을 외부로 빠르게 배출하여 맨홀 내부의 침수로 인한 시설물의 부식 및 고장을 방지하고 청결한 상태를 유지하도록 하였다.
그러나, 상기 맨홀의 무전원 배수장치는 대용량의 배수피트에서 작동되고 일정시간이 지나면 배수장치의 운전시간이 길어지면서 이젝터의 진공흡입력이 장치에 따라 2~20분후부터 효율이 저하되는 현상이 발생되고, 상기 이젝터와 연결되어 물을 흡입하는 흡입관로가 우수 또는 하수와 같이 유입된 다양한 이물질에 의해 막혀 배수가 이루어지지 않는 경우가 많으며, 상기 역류를 방지하기 위하여 설치한 흡입관로상의 체크밸브에 의하여 배출부에 잔류된 물이 겨울철 한파에 얼어버려 배수가 불가능한 문제가 있다.
KR 10-2011-0133208 (공개번호) 2011.12.12. KR 10-2012-0053105 (공개번호) 2012.05.25. KR 10-0720930 (등록번호) 2007.05.16. KR 20-0322626 (등록번호) 2003.07.30. KR 10-1373478 (등록번호) 2014.03.05.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로,
맨홀 내의 침수 발생시 수위에 의해 승강하는 부구에 의해 자동으로 개폐밸브를 개방하여 이젝터를 통해 발생하는 흡입력에 의해 맨홀 내의 침수된 물을 외부로 빠르게 배출하여 침수에 의한 시설물의 부식이나 고장을 방지하고, 침수시 사람이 일일이 조작하지 않아도 즉각적인 대처가 가능하고 무전력 사용으로 인한 유지비용이 절감되며, 종래의 펌프를 통한 배수방식에 비해 설치비용이 절감될 뿐만 아니라 가동 중에 일시정지 시간을 설정하여 효율을 증가시킨 무전원 침수방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 침수된 물을 흡입하는 흡입관로의 외주면에서 수위에 따라 승하강하는 부력수단을 배치하여 무전원으로 흡입관로의 흡입부에 걸린 이물질을 제거할 수 있는 무전원 침수방지 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 가동중에 개폐밸브를 지속적으로 개폐하여 가동시간(운행시간)과 정지시간을 둠으로써 침수된 물이 흡입관로에서 흡입될때 흡입진공력이 약화되는 시점에 가동을 정지한 후에 일정 시간이 지난 후에 다시 가동시키는 운행과 정지의 개폐동작을 하여 이젝터의 효율을 더욱 증가시키는 무전원 침수방지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 개폐밸브의 개방과 폐쇄를 임의로 조작할 수 있어 맨홀 내부의 상황에 따라 이젝터의 운행 시간과 정지시간을 최적의 상태로 운용시킬 수 있는 무전원 침수방지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 동절기에 퇴수관 동결이 예상되는 지역에서는 퇴수관에 이젝터의 동작이 멈춘 후 고여있는 물을 제거할 수 있고, 동결의 위험이 없는 곳에서는 퇴수관의 물을 배출하지 않아 지역과 기온에 따라 유연하게 대처할 수 있는 무전원 침수방지 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 바닥면 일측에 집수부(12)가 형성되는 맨홀몸체(10) 내부의 맨홀관로(11)에서 분기되어 외부와 연통되도록 한 연결관로(100)와; 상기 연결관로(100)의 일측에 설치되어 집수부(12)의 수위에 따라 승하강되는 부구(200)에 의해 연결관로(100)의 입수부(130)가 개폐되는 개폐밸브(300)와; 상기 집수부(12)의 하부에 설치되고, 하부에 다수의 통공으로 형성되는 제1거름망(410)을 통해 상기 집수부(12)의 물이 흡입되는 흡입관로(400)와; 상기 연결관로(100)의 개폐밸브(300) 후단부에 설치되고 상기 흡입관로(400)와 연결되어 상기 흡입관로(400)에서 흡입된 물을 상기 연결관로(100)의 배출부(150)를 통해 외부로 배출하는 이젝터(500)와; 상기 배출부(150)에서 분기된 유입관로(620)를 통해 유입된 물이 집수되며, 바닥면 일측에 물이 배출되는 배수안내구멍(631)이 마련되고, 상기 유입관로(620)로 유입되는 물의 양이 상기 배수안내구멍(631)으로 배수되는 물의 양보다 많으며, 상기 부구(200)의 상부와 상기 개폐밸브(300)의 하부에 설치되어, 집수부(12)의 수위의 상승에 따른 부력에 의해 상기 부구(200)가 상승되어 상기 개폐밸브(300)가 개방된 후 상기 부구(200)의 부력으로 상기 개폐밸브(300)를 개방시키는 집수부(120)의 수위 상태에서, 상기 유입관로(620)로 유입되어 집수된 물의 하중으로 상기 부구(200)를 하강과 상승을 반복시켜 상기 개폐밸브(300)의 폐쇄와 개방을 반복시키는 집수통(630)을 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 유입관로(620)에는 집수통(630)으로 유입되는 물의 양을 조절하는 제1조절밸브(610)가 구비되며, 상기 배수안내구멍(631)에는 집수통(630)에서 배출되는 물의 양을 조절하는 제2조절밸브(640)가 구비되며, 상기 제1조절밸브(610)와 제2조절밸브(640)의 개방 정도에 의하여 상기 개폐밸브(300)의 개방과 폐쇄 시간이 결정된다.
상기 제1조절밸브(610)와 제2조절밸브(640)의 개방 정도에 의하여 상기 이젝터(500)의 운행시간과 정지시간이 결정된다.
본 발명의 상기 흡입관로(400)에는 외주면에서 집수부(12)의 수위에 따라 승하강하는 부력수단(420)이 구비되고, 상기 부력수단(420)의 하부에 다수의 통공으로 형성되는 제2거름망(430)이 구비되며, 상기 부력수단(420)의 하강시에 상기 제2거름망(430)과 상기 제1거름망(410)과 겹쳐진다.
본 발명의 상기 제1거름망(410)은 상기 흡입관로(400)의 하부 측면에 형성되며, 상기 제1거름망(410)의 상단은 상기 부력수단(420)에 의하여 상승할때에 제2거름망(430)의 하단보다 낮은 위치에 형성된다.
본 발명의 상기 흡입관로(400)의 하단면(411)은 외측으로 연장되어 상기 제1거름망(410)의 외측으로 돌출된다.
본 발명은 상기 배출부(150) 후단에 제1체크밸브(160)가 구비되고, 상기 배출부(150)를 우회하는 바이패스 배관(170)이 더 구비되되, 상기 바이패스 배관(170)에는 수동식개폐밸브(180)가 더 설치 구비된다.
따라서, 본 발명의 무전원 침수방지 장치는 맨홀 내의 침수 발생시 수위에 의해 승강하는 부구에 의해 자동으로 개폐밸브를 개방하여 이젝터를 통해 발생하는 흡입력에 의해 맨홀 내의 침수된 물을 흡입관로를 통해 외부로 빠르게 배출하여 침수에 의한 시설물의 부식이나 고장을 방지하고, 침수시 사람이 일일이 조작하지 않아도 즉각적인 대처가 가능하고 무전력 사용으로 인한 유지비용이 절감되며, 종래의 펌프를 통한 배수방식에 비해 설치비용이 절감될 뿐만 아니라 부구의 상부에 설치되는 집수통에 유입되고 배출되는 물의 양에 의해 가동 중에 일시정지 시간을 설정하여 효율을 증가시키는 효과가 있다.
본 발명의 무전원 침수방지 장치는 침수된 물을 흡입하는 흡입관로의 외주면에서 수위에 따라 승하강하는 부력수단을 배치하여 무전원으로 흡입관로의 흡입부에 걸린 이물질을 제거하여 흡입효율을 높이는 효과가 있다.
본 발명의 무전원 침수방지 장치는 가동중에 개폐밸브를 지속적으로 개폐하여 가동시간(운행시간)과 정지시간을 둠으로써 침수된 물이 흡입관로에서 흡입될때 흡입진공력이 약화되는 시점에 가동을 정지한 후에 일정 시간이 지난 후에 다시 가동시키는 운행과 정지의 개폐동작을 하여 이젝터의 효율을 더욱 증가시키는 장점이 있다.
본 발명의 무전원 침수방지 장치는 개폐밸브의 개방과 폐쇄를 임의로 조작할 수 있어 맨홀 내부의 상황에 따라 이젝터의 운행 시간과 정지시간을 최적의 상태로 동작시킬 수 있다.
본 발명의 무전원 침수방지 장치는 물이 외부로 빠져나가는 배출부에 제1체크밸브를 설치하고, 바이패스 배관에 수동식개폐밸브를 설치하여 상기 제1체크밸브 또는 수동식개폐밸브를 현장에 맞게 선택적으로 사용할 수 있도록 함으로써, 동절기에 퇴수관 동결이 예상되는 지역에서는 퇴수관에 이젝터의 동작이 멈춘 후 고여있는 물을 제거할 수 있고, 동결의 위험이 없는 곳에서는 퇴수관의 물을 배출하지 않아 지역과 기온에 따라 유연하게 대처할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무전원 침수방지 장치의 설치 구성도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무전원 침수방지 장치의 구성을 나타낸 확대도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무전원 침수방지 장치의 흡입관로를 나타낸 확대 사시도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무전원 침수방지 장치의 배수되는 상태를 나타낸 확대도이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무전원 침수방지 장치의 가동시간과 정지 시간을 나타낸 그래프이고,
도 6 <a>는 본 발명의 실시예에 따른 무전원 침수방지 장치의 작동이 정지된 상태를 나타낸 확대도이고,
도 6 <b>는 본 발명의 실시예에 따른 무전원 침수방지 장치가 작동되는 상태를 나타낸 확대도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.
본 발명의 무전원 침수방지 장치는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이,
바닥면 일측에 집수부(12)가 형성되는 맨홀몸체(10) 내부의 맨홀관로(11)에서 분기되어 외부와 연통되도록 한 연결관로(100)와,
상기 연결관로(100)의 일측에 설치되어 집수부(12)의 수위에 따라 승강되는 부구(200)에 의해 연결관로(100)의 입수부(130)를 개폐하도록 하는 개폐밸브(300)와,
상기 집수부(12)에 수직으로 설치되고, 하부 측면에 다수의 통공으로 형성되는 제1거름망(410)을 통해 상기 집수부(12)의 물이 흡입되는 흡입관로(400)와,
상기 연결관로(100)의 개폐밸브(300) 후단부에 설치되고 상기 흡입관로(400)와 연결되어 상기 흡입관로(400)에서 흡입된 물을 상기 연결관로(100)의 배출부(150)를 통해 외부로 배출하는 이젝터(500)를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 무전원 침수방지 장치는 맨홀의 바닥에 형성된 집수부(12)에 설치되는 배수장치로 맨홀관로(11)에서 분기된 연결관로(100)에 설치되어 맨홀 내부에 우수 및 하수의 유입으로 인한 침수발생시 부력에 의해 상승하는 부구(200)를 통해 연결관로(100)의 개폐밸브(300)가 자동으로 열리고, 상기 연결관로(100)로 유입되는 물과 침수된 물이 이젝터(500)를 통해 함께 외부로 배출되되, 상기 부구(200)의 상부에 설치되는 집수통(630)에 유입되고 배출되는 물의 양에 의해 상기 개폐밸브(300)가 열리고 닫히는 시간을 조절한다.
본 발명은 본 출원인에 의하여 출원된 특허 등록 제10-1373478호의 구성을 그대로 채택하면서, 상기 종래기술이 갖는 문제를 해결하는 것이다. 따라서, 상기 종래기술이 갖는 구성과 효과에 대하여는 설명을 간단하게 한다.
상기 무전원 침수방지 장치는 배관 내 압력 유체를 이용하여 배수하고, 전기 전원이 불필요하여 압력 배관이 있으면 어디든 설치가 가능하며, 단순한 구조로 유지관리가 쉽고 전기를 사용하는 펌프보다 안전하여 사용자 및 기기에 최적화되어 있을 뿐만 아니라 초기 설치가 간단하고 침수를 자동으로 감지하여 유지관리가 경제적인 특징이 있으며, 배수시설을 설치해야 하는 곳(침수에 의한 기기파손 예상 장소), 전기가 들어오지 않는 밸브실, 잦은 침수로 배수펌프의 누전 위험이 있는 곳에 설치하게 된다.
본 발명의 연결관로(100)는 맨홀몸체(10) 내부에 설치되는 맨홀관로(11)에서 분기되어 외부로 연통되도록 설치되되, 평상시에는 집수부(12)에 설치된 개폐밸브(300)에 의해 일정수압으로 차단되어 있는 상태로 유지된다. 상기 연결관로(100)는 개폐밸브(300)의 전방에 위치하는 입수부(130)와, 침수시 부구(200)에 의해 개폐밸브(300)를 개방하여 이젝터(500)를 작동하고 흡입관로(400)를 통해 들어오는 집수부(12)의 물과 함께 외부로 배출되는 배출부(150)로 구성된다.
상기 연결관로(100)는 배관 속의 모래, 자갈, 낙엽, 비닐, 나무가지 등 이물질을 거르기 위한 여과기로 이루어지는 제1스트레이너(110)와, 상기 제1스트레이너(110) 주변에 설치되는 수도미터(120)와, 상기 개폐밸브(300)의 전방에 위치하는 입수부(130)와, 상기 입수부(130)에 구비되는 여과기인 제2스트레이너(140)와, 상기 이젝터(500)의 후방에서 상기 흡입관로(400)를 통해 들어오는 집수부(12)의 물이 배출되는 배출부(150)로 구성된다.
상기 제1스트레이너(110)는 수도미터(120) 전단에 배치되어 일차적으로 이물질을 거르게 되며, 상기 제2스트레이너(140)는 개폐밸브(300) 전단에 위치되어 상기 제1스트레이너(110)보다 작은 형태의 이물질을 거르도록 구비된다.
상기 부구(200)는 상기 개폐밸브(300)의 하부에 설치되어 상기 집수부(12)에 유입되는 물의 부력에 의해 수직방향으로 승강하여 개폐밸브(300)를 개폐한다. 상기 부구는 원형, 타원형을 비롯한 다양한 형태의 각형이 될 수 있다.
상기 개폐밸브(300)는 도 6에 도시된 바와 같이 연결관로(100)를 개폐하는 개폐부재(311)와, 상기 개폐부재(311)의 후단에 밀착되어 관로를 차단하도록 하고 지지대(310)에 고정되어 있는 스프링(312)과, 상기 부구(200)의 상단에 설치되되 상기 지지대(310)가 삽입될 수 있도록 하는 안내홈(321)이 형성되고 상기 안내홈(321)의 측부 둘레에 자석(322)이 구비되어 상기 개폐부재(311)를 자력으로 개방할 수 있도록 한 작동체(320)로 이루어진다.
상기 개폐밸브(300)는 평상시 개폐부재(311)가 스프링(312)에 의해 관로가 차단된 상태를 유지하고, 침수시 상기 부구(200)가 침수 수위에 의해 상승하면서 부구(200) 상단에 설치된 작동체(320)가 지지대(310)에 삽입되고, 상기 작동체(320) 내부에 자석(322)의 자력에 의해 상기 개폐부재(311)가 지지대(310) 내에서 자석(322) 방향으로 당겨지게 되어 관로가 개방된 상태에서 이젝터(500)를 작동시키게 된다.
상기 개폐밸브(300)는 침수 수위에 의해 승하강하는 부구(200)가 개폐밸브(300)를 차단 또는 개방하여 작동하기 때문에 사용자가 일일이 작동시켜야 하는 번거로움 없이 또한, 전기적인 설비없이 침수되어 유입되는 물에 따라 즉각적인 대처가 가능하고 관리가 간편하게 된다.
한편, 본 발명의 무전원 침수방지 장치는 상기 부구(200)의 상부와 상기 작동체(320)의 하부에 상기 배출부(150)에 설치되는 제1조절밸브(610)와 연결되는 유입관로(620)를 통해 상기 배출부(150)에서 분기되어 배출되는 물이 담겨지는 집수통(630)이 설치되며, 상기 집수통(630)에는 바닥면 일측에 소량의 물이 배출되도록 하는 배수안내구멍(631)이 형성된다.
상기 무전원 침수방지 장치는 상기 연결관로(100)의 개폐밸브(300)가 부구(200)의 상승으로 개방되어 이젝터(500)가 작동하게 되면 상기 배출부(150)를 통해 침수된 물을 외부로 배수하되, 이젝터(500) 후단에 설치된 분기관로인 상기 유입관로(620)를 통해 일정량의 물이 집수통(630)에 유입되며, 상기 집수통(630)에 유입된 물의 하중이 상기 부구(200)의 부력보다 커져 상기 부구(200)가 내려가면 상기 개폐밸브(300)를 폐쇄되어 가동이 정지되어 침수된 물의 배출이 멈추게 된다.
상기 제1조절밸브(610)는 상기 이젝터(500)보다 후단에 설치되어 흡입관로(400)에서 이젝터(500)를 통하여 배출되는 침수된 물을 상기 유입관로(620)를 통하여 상기 집수통(630)에 넣는다. 상기 제1조절밸브(610)는 상기 배출부(150)에 설치되나, 유입관로(620) 상에 설치될수도 있다. 제1조절밸브(610)의 개방정도에 따라 상기 집수통(630)으로 유입되는 물의 속도가 결정되어 개방을 많이 할 경우에 상기 개폐밸브(300)는 개방후 빨리 폐쇄되고, 개방을 적게 할 경우 개폐밸브는 개방후 폐쇄까지 오랜 시간이 소요된다. 상기 개폐밸브(300)가 폐쇄되어 이젝터에서 물이 전달되지 않으면 상기 유입관로(620)로도 물이 전달되지 않아 상기 집수통(630)으로는 더 이상의 물이 집수되지 않는다.
이때, 상기 집수통(630)의 하부에는 물이 배출되는 배수안내구멍(631)이 구비되고, 상기 배수안내구멍(631)의 개방 정도를 조절하는 제2조절밸브(640)가 구비되어 배수안내구멍으로 물이 배출되며, 물의 배출에 따라 상기 집수통(630) 내부의 물의 양이 적어져 집수통의 무게가 상기 부구(200)의 부력보다 적어지면 상기 부구(200)가 상승하게 되고, 이에 따라 상기 개폐밸브(300)이 개방되어 흡입관로(400)에서 물이 이젝터(500)를 통하여 전달되며 무전원 침수방지 장치가 다시 가동된다. 이와 같이 무전원 침수방지 장치가 다시 가동되면 배출부를 통하여 다시 유입관로(620)로 물이 전달되어 집수통(630)에 물이 집수된다.
여기에서 상기 제2조절밸브(640)의 개방을 크게 하면 집수통(630)에서 빠져나가는 물의 양이 빨라져 개폐밸브(300)의 폐쇄 시간(정지시간)이 단축되고, 제2조절밸브(640)의 개방을 적게 하면 집수통에서 나오는 물이 양이 적어 개폐밸브(300)의 폐쇄 시간(정지시간)이 길어진다.
이와 같이 상기 무전원 침수방지 장치가 가동하다 정지했다가 다시 가동하다가 정지하는 동작을 반복함으로써, 물이 집수부(12)에 있는 상태에서는 계속 작동하는 종래의 배수장치보다 물을 배출하는 효율을 증가시킬 수 있게 된다.
상기 이젝터(500)는 상기 개폐밸브(300)가 개방되면서 연결관로(100)를 통해 유입되는 물을 노즐에 의해 고속으로 분사시켜 진공흡입력을 발생하고, 이렇게 발생된 흡입력에 의해 하부에 연결된 흡입관로(400)를 따라 집수부(12)의 물이 흡입력에 의해 배출부(150)로 함께 배출되게 된다. 이러한 이젝터(500)의 구성과 동작은 본 출원인에 의하여 등록된 종래기술에 자세히 설명되었기에 본 발명에서는 구체적인 설명을 생략한다.
다만, 유입되는 물의 노즐에 의해 분사되는 진공흡입력으로 흡입관로(400)에서 침수된 물을 흡입할때에는 상기 진공흡입력이 항상 유지되는 것이 아니라, 일정 시간이 지나면서 점차 약해진다. 약해지는 시간은 이젝터의 구조, 크기, 펌프의 세기 및 유입수의 압력에 따라 달라지며 대체적으로 2~15분이 지나면서 진공흡입력이 약해진다. 진공흡입력이 약해지면 침수된 물을 흡입관로(400)에서 뽑아올리는 힘이 약해져 배출시키는 물의 양이 적어지는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같이 일정 시간이 지나면서 약해지는 진공흡입력을 다시 강화하고자 집수통(630)을 상하로 이동시키며 개폐밸브(300)를 개폐하면서 진공흡입력이 약화되는 시점에 운행을 정지한 후, 다시 개폐밸브(300)를 개방하여 진공흡입력이 최대로 유지되는 동안만 이젝터(500)를 동작시킬 수 있다. 도 5(a)는 개폐밸브(300)의 가동(동작)시간과 정지시간을 도시한 것이고, 도 5(b)는 집수통(630) 내부에 집수되는 물의 양을 도시한 것이다. 도 5(b)에서 집수통(630)은 개폐밸브(300)가 개방되어 이젝터가 동작하는 순간부터 집수되기 시작하여 개폐밸브가(300)가 폐쇄되는 순간까지 증가하다가 개폐밸브가 폐쇄되면 유입관로(620)로부터 유입되는 물이 없고, 배수안내구멍(631)으로 배출되는 물만 존재하여 점차 감소하게 된다. 집수통의 물이 어느 정도 감소하여 부구(200)가 상승하면 개폐밸브(300)가 다시 개방되어 유입관로(620)에서 물이 유입되므로 집수통(630)의 물의 양은 증가하게 된다. 이와 같은 동작이 반복되면서 개폐밸브(300)의 개폐가 반복되고, 이젝터(500)의 진공흡입력이 최대치를 유지하는 순간에만 가동(운행)시간을 조절할 수 있어 물의 배출효율을 높일 수 있다.
상기 집수통(630)으로 유입되는 물의 양은 제1조절밸브(610)에서 조절하고, 상기 배수안내구멍(631)을 통해 배출되는 물의 양은 상기 배수안내구멍(631)에 설치되는 제2조절밸브(640)로 조절하되, 상기 유입관로(620)를 통해 집수통(630)에 유입되는 물의 양이 상기 배수안내구멍(631)을 통해 배출되는 물의 양보다 많게 설정되어야 집수통(630)에 물이 집수될 수 있고, 배수안내구멍(631)을 통해 배출되는 물의 양이 집수통(630)에 유입되는 물보다 많을 경우 정지 시간과 가동 시간의 설정이 불가능하게 된다.
따라서, 상기 제1조절밸브(610)는 상기 무전원 침수방지 장치의 가동시간을 조절하고, 상기 제2조절밸브(640)는 상기 무전원 침수방지 장치가 멈춰 쉬는 시간을 조절하게 현장에 맞게 시간 조절할 수 있게 구비된다.
상기 흡입관로(400)는 출원인이 기존 출원한 무전원 배수장치의 흡입부가 이물질에 의해 막히는 문제가 발생하여 본 발명에서는 하단면(411)을 폐쇄되고 측면부에 다수의 통공으로 형성되는 제1거름망(410)으로 흡입부를 마련한다.
상기 흡입관로(400)는 집수부(12)의 바닥에서 소정 이격된 높이에서 수직으로 설치되고, 상단은 이젝터(500)와 연결되며, 외주면에는 집수부(12)의 수위에 따라 상하로 이동하게 설치되는 부력수단(420)이 설치되고, 상기 부력수단(420)의 하부에 형성되는 제2거름망(430)이 제1거름망(410)에 겹쳐지게 구성된다.
상기 하단면(411)은 상기 제2거름망(430)과 제1거름망(410)이 겹쳐지되, 하부에서 제2거름망(430)이 걸려 멈출 수 있도록, 외측으로 연장되어 상기 제1거름망(410)의 외측으로 돌출되어 있다.
상기 부력수단(420)은 일반적인 원형, 타원형 또는 각형의 부력체가 사용될 수 있으며, 도 3과 같이, 상기 흡입관로(400)의 외주면에 상기 흡입관로(400) 보다 큰 직경을 가진 형태로 구성되고, 하부가 개방되며, 내부가 빈공간으로 이루어질 수 있다. 상기 집수부(12)의 물이 내부로 들어오며 내부에 공기주머니가 형성되어 수위에 따라 승강되게 구비되며, 하부에 다수의 통공으로 형성되는 제2거름망(430)이 상기 제1거름망(410)과 겹쳐지게 되며 상기 제1거름망(410)에 걸린 상승과 하강시에 이물질을 긁어 제거하게 된다.
상기 제1거름망(410)의 상단부는 상기 제2거름망(430)이 부력에 의하여 상승하는 최대 높이보다 낮게 위치한다.
이와 같은 본 발명의 무전원 침수방지 장치는 맨홀의 바닥에 형성된 집수부(12)에 설치되는 배수장치로 맨홀관로(11)에서 분기된 연결관로(100)에 설치되어 침수발생시 개폐밸브(300)와 이젝터(500)를 작동시켜 침수된 물과 함께 연결관로(100)의 배출부(150)로 배출하게 되며, 평상시에는 입수부(130)로 유입되는 물이 개폐밸브(300)에 의해 차단된 상태에서 우수 및 하수 등의 유입으로 맨홀 내부가 침수상태가 되면 상기 부구(200)가 부력에 의해 수직으로 상승하게 되고 상기 개폐밸브(300)를 개방하게 된다.
이때, 상기 개폐밸브(300)는 부구(200)의 상부에 설치된 작동체(320)의 안내홈(321)에 지지대(310)가 일부 삽입되고 안내홈(321)에 구비된 자석(322)의 자력에 의해 개폐부재(311)가 자석(322)이 있는 방향으로 당겨지고, 상기 스프링(312)이 지지대(310) 내에서 자력에 의해 압축된 상태로 되며 관로가 개방되게 된다.
상기 개폐밸브(300)가 개방되면 상기 이젝터(500)를 통해 발생되는 흡입력에 의해 하부에 연결된 흡입관로(400)를 따라 집수부(12)의 물이 배출부(150)를 통해 외부로 배출되며, 상기 배출부(150)에는 제1체크밸브(160)이 구비되어 배출부(150)로 배출된 물이 역류되지 않도록 한다.
본 발명에 따른 무전원 배수장치는 야외에 설치되는 경우가 많고, 강한 한파가 있는 경우 체크밸브(160)의 후단부터 물이 고여 있기 때문에 배출부의 후방 끝단부터 배출부 내부의 물이 얼게 되어 배출부가 막히게 된다. 본 발명에서는 이러한 한파에 의하여 배출관이 막히는 현상을 방지하기 위하여 상기 바이패스 배관(170)에는 수동식개폐밸브(180)가 더 설치구비되어 물이 배출부(150)에 남아 있지 않도록 한다.
즉, 본 발명의 무전원 침수방지 장치는 한파시 현장에 따라 상기 제1체크밸브(160)와 수동식개폐밸브(180)를 선택적으로 사용하도록 하며, 상기 배출부(150)에 물이 얼 수 있는 현장은 상기 바이패스 배관(170)에 위치되는 수동식개폐밸브(180)를 개방하여 배출부 내부의 물을 제거하고, 얼지 않는 현장은 상기 수동식개폐밸브(180)를 폐쇄한다. 수동식개폐밸브(180)가 개방되면 배출부 내부의 물이 역류하므로 집수부(12)에 물이 고이게 되는 문제가 발생된다. 따라서 수동식개폐밸브(180)의 개방은 이러한 문제에도 배출부 내의 동결로 발생되는 더 큰 문제를 해결하기 위하여 구비되는 것이며, 각 지역별로 상황에 맞도록 사용하여야 한다.
따라서, 본 발명의 무전원 침수방지 장치는 맨홀 내의 침수 발생시 수위에 의해 승강하는 부구(200)에 의해 자동으로 개폐밸브(300)를 개방하여 이젝터(500)를 통해 발생하는 흡입력에 의해 맨홀 내의 침수된 물을 흡입관로(400)를 통해 외부로 빠르게 배출하여 침수에 의한 시설물의 부식이나 고장을 방지하고, 침수시 사람이 일일이 조작하지 않아도 즉각적인 대처가 가능하고 무전력 사용으로 인한 유지비용이 절감되며, 종래의 펌프를 통한 배수방식에 비해 설치비용이 절감될 뿐만 아니라 부구(200)의 상부에 설치되는 집수통(630)에 유입되고 배출되는 물의 양에 의해 가동 중에 일시정지 시간을 설정하여 효율을 증가시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 무전원 침수방지 장치는 침수된 물을 흡입하는 흡입관로(400)의 외주면에서 수위에 따라 수직으로 승강되는 부력수단(420)의 하부에 형성되는 제2거름망(430)이 상기 흡입관로(400)의 하부에 형성되는 제1거름망(410)에 겹쳐지며 상기 제1거름망(410)에 걸린 이물질을 제거함으로써, 흡입 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 무전원 침수방지 장치는 상기 집수통(630)에 물을 유입하는 유입관로(620)에 설치되는 제1조절밸브(610)와, 상기 집수통(630)에서 물이 빠져나가는 배수안내구멍(631)에 설치되는 제2조절밸브(640)를 이용하여 가동 중 가동과 정지시간을 설정하여 가동효율을 더욱 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 무전원 침수방지 장치는 물이 외부로 빠져나가는 배출부(150)에 제1체크밸브(160)를 설치하고, 바이패스 배관(170)에 수동식개폐밸브(180)를 설치하여 제1체크밸브(160) 또는 수동식개폐밸브(180)를 현장에 맞게 선택적으로 사용할 수 있도록 함으로써, 동절기 퇴수관 동결이 미발생되고, 배수기능을 상시 유지하게 되며, 전기 배수장치의 관리 비용대비 절감효과가 있을 뿐만 아니라 단순구조 및 기능으로 고장 발생률이 낮은 효과가 있다.
10 : 맨홀몸체 11 : 맨홀관로
12 : 집수부 100 : 연결관로
110 : 제1스트레이너 120 : 수도미터
130 : 입수부 140 : 제2스트레이너
150 : 배출부 160 : 제1체크밸브
170 : 바이패스 배관 180 : 수동식개폐밸브
200 : 부구 300 : 개폐밸브
310 : 지지대 311 : 개폐부재
312 : 스프링 320 : 작동체
321 : 안내홈 322 : 자석
400 : 흡입관로 410 : 제1거름망
411 : 하단면 420 : 부력수단
430 : 제2거름망 500 : 이젝터
610 : 제1조절밸브 620 : 유입관로
630 : 집수통 631 : 배수안내구멍
640 : 제2조절밸브

Claims (7)

  1. 바닥면 일측에 집수부(12)가 형성되는 맨홀몸체(10) 내부의 맨홀관로(11)에서 분기되어 외부와 연통되도록 한 연결관로(100)와;
    상기 연결관로(100)의 일측에 설치되어 집수부(12)의 수위에 따라 승하강되는 부구(200)에 의해 연결관로(100)의 입수부(130)가 개폐되는 개폐밸브(300)와;
    상기 집수부(12)의 하부에 설치되고, 하부에 다수의 통공으로 형성되는 제1거름망(410)을 통해 상기 집수부(12)의 물이 흡입되는 흡입관로(400)와;
    상기 연결관로(100)의 개폐밸브(300) 후단부에 설치되고 상기 흡입관로(400)와 연결되어 상기 흡입관로(400)에서 흡입된 물을 상기 연결관로(100)의 배출부(150)를 통해 외부로 배출하는 이젝터(500)와;
    상기 배출부(150)에서 분기된 유입관로(620)를 통해 유입된 물이 집수되며, 바닥면 일측에 물이 배출되는 배수안내구멍(631)이 마련되고, 상기 유입관로(620)로 유입되는 물의 양이 상기 배수안내구멍(631)으로 배수되는 물의 양보다 많으며, 상기 부구(200)의 상부와 상기 개폐밸브(300)의 하부에 설치되어, 집수부(12)의 수위의 상승에 따른 부력에 의해 상기 부구(200)가 상승되어 상기 개폐밸브(300)가 개방된 후, 상기 부구(200)의 부력으로 상기 개폐밸브(300)를 개방시키는 집수부(120)의 수위 상태에서 상기 유입관로(620)로 유입되어 집수된 물의 하중으로 상기 부구(200)를 하강과 상승을 반복시켜 상기 개폐밸브(300)의 폐쇄와 개방을 반복시키는 집수통(630)을 포함하는 무전원 침수방지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유입관로(620)에는 집수통(630)으로 유입되는 물의 양을 조절하는 제1조절밸브(610)가 구비되며,
    상기 배수안내구멍(631)에는 집수통(630)에서 배출되는 물의 양을 조절하는 제2조절밸브(640)가 구비되며,
    상기 제1조절밸브(610)와 제2조절밸브(640)의 개방 정도에 의하여 상기 개폐밸브(300)의 개방과 폐쇄 시간이 결정되는 무전원 침수방지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1조절밸브(610)와 제2조절밸브(640)의 개방 정도에 의하여 상기 이젝터(500)의 운행시간과 정지시간이 결정되는 무전원 침수방지 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 흡입관로(400)에는 외주면에서 집수부(12)의 수위에 따라 승하강하는 부력수단(420)이 구비되고,
    상기 부력수단(420)의 하부에 다수의 통공으로 형성되는 제2거름망(430)이 구비되며,
    상기 부력수단(420)의 하강시에 상기 제2거름망(430)과 상기 제1거름망(410)과 겹쳐지는 무전원 침수방지 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1거름망(410)은 상기 흡입관로(400)의 하부 측면에 형성되며,
    상기 제1거름망(410)의 상단은 상기 부력수단(420)에 의하여 상승할때에 제2거름망(430)의 하단보다 낮은 위치에 형성되는 무전원 침수방지 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배출부(150) 후단에는 제1체크밸브(160)가 구비되고,
    상기 배출부(150)를 우회하는 바이패스 배관(170)이 더 구비되되, 상기 바이패스 배관(170)에는 수동식개폐밸브(180)가 더 설치 구비되는 무전원 침수방지 장치.

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