KR102104757B1 - 관로의 관리 및 제어시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 메인관 또는 메인관으로부터 이어지는 분기관 상에 컨트롤밸브를 포함하는 밸브박스를 설치함으로써, 공급되는 유체나 가스의 이상 시 또는 공사가 필요한 해당 분기관을 신속하면서도 효과적으로 개폐할 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 유체가 공급되는 메인관과, 상기 메인관으로부터 연결 설치되어 각 건물 및 주택으로 연결되는 분기관으로 구성되는 관로 상에 설치되며, 상기 관로와 연결되도록 중앙 내부에 연결관이 종방향으로 관통 설치되는 밸브박스와, 상기 관로 및/또는 상기 연결관에 설치되어 상기 관로를 따라 흐르는 유체의 수질을 다항목에 걸쳐서 측정하거나 또는 가스의 압력변화, 진동, 누출을 감지하는 감지수단과, 상기 연결관 상에 설치되어 상기 감지수단으로부터 수신된 신호에 응답하여 자동 개폐작동되는 컨트롤밸브와, 상기 컨트롤밸브의 작동을 제어하는 제어부와, 상기 밸브박스에 수납되어 외부 서버 및 휴대용단말기의 유, 무선 신호를 수신하거나 상기 제어부의 신호를 상기 외부 서버 및 휴대용단말기에 유,무선으로 전송하는 통신카드유닛과, 상기 통신카드유닛을 통해 상기 제어부의 신호를 수신받아 표시하며, 사용자의 제어신호를 상기 제어부로 상기 통신카드유닛을 통해 전송하여 상기 컨트롤밸브를 구동시키게 되는 휴대용단말기 및 서버를 포함하는 것이다.
이와 같이 본 발명에서는 유체가 공급되는 메인관과, 상기 메인관으로부터 연결 설치되어 각 건물 및 주택으로 연결되는 분기관으로 구성되는 관로 상에 설치되며, 상기 관로와 연결되도록 중앙 내부에 연결관이 종방향으로 관통 설치되는 밸브박스와, 상기 관로 및/또는 상기 연결관에 설치되어 상기 관로를 따라 흐르는 유체의 수질을 다항목에 걸쳐서 측정하거나 또는 가스의 압력변화, 진동, 누출을 감지하는 감지수단과, 상기 연결관 상에 설치되어 상기 감지수단으로부터 수신된 신호에 응답하여 자동 개폐작동되는 컨트롤밸브와, 상기 컨트롤밸브의 작동을 제어하는 제어부와, 상기 밸브박스에 수납되어 외부 서버 및 휴대용단말기의 유, 무선 신호를 수신하거나 상기 제어부의 신호를 상기 외부 서버 및 휴대용단말기에 유,무선으로 전송하는 통신카드유닛과, 상기 통신카드유닛을 통해 상기 제어부의 신호를 수신받아 표시하며, 사용자의 제어신호를 상기 제어부로 상기 통신카드유닛을 통해 전송하여 상기 컨트롤밸브를 구동시키게 되는 휴대용단말기 및 서버를 포함하는 것이다.
Description
본 발명은 수도관, 가스관, 송유관 등과 같은 관로를 관리하고 제어하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유체 또는 가스가 유입되어 공급되는 메인관과 메인관으로부터 분기되어 이어지는 각 분기관을 관리하고 제어하기 위한 관로의 관리 및 제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로 상수도 사업은 수용가의 급수 충족을 위한 확장사업, 노후관 교체, 갱생, 계량기 교체 등에 집중적으로 투자되고 있으나, 급, 배수관의 노후 및 시설의 유지관리 불량으로 인해 누수율이 증가하고, 유수율이 정체되고 있는 실정이다.
이에 따라 최근에는 상수도 시설관리 설계용역 광역 상수도 수도시설의 기본 및 실시설계, 배수지설계 등의 주로 보고서와 상수도 관리대장 도면 등의 문서 형태들을 토대로 하는 수작업 형태의 상수도 시설운영을 하고 있다.
하지만, 수작업에 의한 비효율적인 문제점들로 인하여 상수도 시설의 운영계획, 유지보수, 수요예측, 누수복구 등에 대해서 신속히 대처할 수 없는 것이 큰 문제점으로 알려져 있으며, 더욱이 메인관으로 이어져서 각 건물이나 주택에 연결되는 분기관 상태에 대하여 흐르는 수량 및 수압 등 상수도 시설의 이상 유무를 확인할 수 없는 실정이다.
더 나아가 지난 인천 붉은 수돗물 사태에서와 같이 맑은 물을 걸러줘야 할 정수장이 급격한 밸브 개방으로 유속이 증가하면서 이물질이 포함된 붉은 수돗물을 각 가정에 공급하게 된 것이다.
이에 이물질이 포함된 물의 공급이 이루어졌다하더라도 메인관 또는 분기관의 제어를 통하여 적절한 개폐 작동이 이루어졌다면, 각 가정으로 불순물이 포함된 물이 공급되는 문제가 발생하지 않았을 것이다. 따라서 분기관에 대한 보다 효과적이면서도 신속한 조치를 취하기 위한 적절한 운영시스템의 도입이 시급한 실정이다.
그리고 상수도관만의 문제뿐만 아니라 가스배관도 마찬가지다.
가정용 난방 및 취사를 위하여 도시가스 사용이 현재도 늘고 있으며, 이의 원활한 공급을 위하여 배관시설이 요구되고 있다. 이에 메인관이 매설되고, 각 건물 및 주택에 설치된 분기관을 상기 메인관에 연결하여 공급하게 되는데, 가스 분기관은 사용자의 사유재산에 해당하는 가스배관일 경우가 종종있어서 관리가 어렵구, 노후화의 문제, 매립형 도시가스 배관현황 파악이 어려운 문제점이 있었다.
더욱이 가스 누출 여부와 배관의 상태는 육안으로 직접 확인하는 것이 가장 확실한 방법이나 매립형은 이런 점검이 불가능하다. 따라서 노후화에 의한 가스누출, 지진, 압력변화에 위험 요소의 관로를 효과적으로 차단하여 사고를 미연에 방지할 수 있는 운영시스템의 도입이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 메인관 또는 메인관으로부터 이어지는 분기관 상에 컨트롤밸브를 포함하는 밸브박스를 설치함으로써, 공급되는 유체나 가스의 이상 시 또는 공사가 필요한 해당 분기관을 신속하면서도 효과적으로 개폐할 수 있는 관로의 관리 및 제어시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 유체가 공급되는 메인관과, 상기 메인관으로부터 연결 설치되어 각 건물 및 주택으로 연결되는 분기관으로 구성되는 관로 상에 설치되며, 상기 관로와 연결되도록 중앙 내부에 연결관이 종방향으로 관통 설치되는 밸브박스와, 상기 관로 및/또는 상기 연결관에 설치되어 상기 관로를 따라 흐르는 유체의 수질을 다항목에 걸쳐서 측정하거나 또는 가스의 압력변화, 진동, 누출을 감지하는 감지수단과, 상기 연결관 상에 설치되어 상기 감지수단으로부터 수신된 신호에 응답하여 자동 개폐작동되는 컨트롤밸브와, 상기 컨트롤밸브의 작동을 제어하는 제어부와, 상기 밸브박스에 수납되어 외부 서버 및 휴대용단말기의 유, 무선 신호를 수신하거나 상기 제어부의 신호를 상기 외부 서버 및 휴대용단말기에 유,무선으로 전송하는 통신카드유닛과, 상기 통신카드유닛을 통해 상기 제어부의 신호를 수신받아 표시하며, 사용자의 제어신호를 상기 제어부로 상기 통신카드유닛을 통해 전송하여 상기 컨트롤밸브를 구동시키게 되는 휴대용단말기 및 서버를 포함하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 연결관에는 상기 컨트롤밸브로부터 일정 거리 이격되어 수동 작동 가능한 수동개폐밸브가 더 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 밸브박스는, 금속 재질로 이루어져서 상방이 개방되고, 상기 관로와 연결되도록 상기 연결관이 종방향으로 관통 설치되는 하우징과, 상기 하우징의 개폐를 위하여 상단에 결합되는 하우징덮개와, 상기 하우징덮개의 하면에 일정 내부 공간을 가지고서 돌출 설치되어 상기 통신카드유닛이 내장되는 수납부로 구성되는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 하우징의 상단 테두리에는 플랜지부가 형성되고, 상기 플랜지부와 상기 하우징덮개의 사이에는 상기 하우징의 방수 및 내부압력 특성을 일정 수준으로 유지하기 위한 하우징가스켓이 포함되는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 하우징에는 내부 상태와 상기 컨트롤밸브의 이상 여부를 확인할 수 있는 적외선카메라가 더 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 하우징의 중앙에 형성되는 안착공에 삽입 설치되는 상기 수납부는, 내부공간을 개폐할 수 있는 판상의 수납부덮개를 구비하고, 상기 수납부덮개가 상기 수납부에 결합된 상태에서 상기 수납부덮개의 상면과 상기 하우징덮개의 상면은 동일 평면상에 위치되는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 수납부덮개에는 일부분에 태양광패널과 압전소자가 설치되어 상기 통신카드유닛에 전원을 공급할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 수납부의 상단에 수납부플랜지가 형성되고, 상기 하우징의 안착공에는 상기 수납부플랜지 면적과 동일 크기로 상기 수납부플랜지를 수용할 수 있는 안착홈이 일정 깊이로 형성되며, 상기 수납부덮개와 상기 수납부플랜지의 사이와, 상기 수납부플랜지와 상기 안착홈의 사이에 가스켓이 배치 설치되는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 감지수단은, 상기 관로로 유입되는 유입유체에 대하여 수소이온농도, 용존산소, 전도도, 염분, 용존고형물, 해수비중, 온도, 탁도, 산화환원전위, 염록소의 다항목 수질 정도를 측정할 수 있는 수질측정센서가 설치되는 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 감지수단은, 상기 관로로 유입되는 유입가스의 압력변화, 진동, 누출 및 산소(O2), 일산화탄소(CO), 황화수소(H2S), 가연성(LEL)을 측정할 수 있는 복합가스감지센서가 설치되는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 통신카드유닛은, 상방이 개방되며, 내부에 일정 공간을 형성하는 케이스와, 상기 케이스의 내부 바닥면에 설치되는 회로기판과, 상기 케이스의 측면으로 방수 유지가 가능하도록 설치되는 통신케이블 및 전원케이블과, 상기 개방된 케이스의 상면으로 패킹부재를 포함하여 결합되는 케이스덮개로 구성되는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 통신케이블과 상기 전원케이블은 PG커넥터에 의해 상기 케이스의 측면에 체결되는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 통신케이블은 상기 케이스의 양편 측면에 각각 체결되는 입력측 통신케이블과 출력측 통신케이블을 포함하고, 상기 통신카드유닛은 상기 입력측 통신케이블과 출력측 통신케이블을 통한 리피터 기능을 포함하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 케이스의 내부에서 상기 회로기판의 주변에 배치되고 상기 입력측 통신케이블의 쉴드선과 상기 출력측 통신케이블의 쉴드선을 서로 전기적으로 연결하도록 연장된 쉴드전선을 더 포함하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 회로기판에는 상기 케이스 내부의 습기 제거를 위해 발열이 가능하게 용량이 설정된 트랜스포머가 실장될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 트랜스포머에 대응하는 덮개의 안쪽면 일부에는 열의 내부 반사와 노이즈 차폐를 위한 은박지가 부착 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어부와 상기 통신카드유닛 간의 통신이나, 상기 제어부와 상기 감지수단 간의 통신이나, 상기 제어부와 상기 휴대용단말기 및 서버간의 통신은 이더넷, CDMA, RS422, RS232 및 RS485 중 선택된 적어도 하나 이상의 통신 프로토콜에 따라 수행되는 것이다.
본 발명에 따른 관로의 관리 및 제어시스템에서는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 메인관 또는 메인관으로부터 이어지는 분기관 상에 컨트롤밸브를 포함하는 밸브박스를 설치함으로써, 관로를 신속하면서도 효과적으로 개폐할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 관로의 모니터링, 유지관리, 탁도, 누수량 분석과 함께 상수도관이나 가스배관 운영관리의 효율성을 높일 수 있도록 통합 관리할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 밸브박스를 통한 관로의 자동 개폐 작동으로 관리 제어를 원격으로 할 수 있으며, 이에 따른 신속 대응이 가능한 효과가 있다.
넷째, 밸브박스에 신호의 감쇠없이 통신 신호의 전달이 가능하고 통신카드에 실장된 트랜스포머에서 발생하는 노이즈를 저감시킬 수 있는 구조의 통신카드유닛을 제공하는데 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명에 따른 관로의 관리 및 제어시스템에서 일예로 관로 상에 밸브박스가 장착된 상태의 개략적인 구성도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밸브박스의 사시도이고,
도 3은 도 2에서 밸브박스의 분리 사시도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 통신카드유닛의 분리 사시도이고,
도 5는 도 4에서 통신카드유닛의 구성을 도시한 평면도이고,
도 6은 도 5의 다른 실시예를 도시한 평면도이다.
도 1은 본 발명에 따른 관로의 관리 및 제어시스템에서 일예로 관로 상에 밸브박스가 장착된 상태의 개략적인 구성도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밸브박스의 사시도이고,
도 3은 도 2에서 밸브박스의 분리 사시도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 통신카드유닛의 분리 사시도이고,
도 5는 도 4에서 통신카드유닛의 구성을 도시한 평면도이고,
도 6은 도 5의 다른 실시예를 도시한 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
여기서 도 1은 본 발명에 따른 관로의 관리 및 제어시스템에서 일예로 관로 상에 밸브박스가 장착된 상태의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밸브박스의 사시도이고, 도 3은 도 2에서 밸브박스의 분리 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 통신카드유닛의 분리 사시도이고, 도 5는 도 4에서 통신카드유닛의 구성을 도시한 평면도이고, 도 6은 도 5의 다른 실시예를 도시한 평면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 관로의 관리 및 제어시스템은, 크게 관로(200)는 메인관(210)과 분기관(220)으로 구성되어 메인관(210) 및/또는 분기관(220)과 연결되도록 중앙 내부에 연결관(350)이 종방향으로 관통 설치되는 밸브박스(300)와, 관로(200) 및/또는 연결관(350)에 설치되어 분기관(220)을 따라 흐르는 유체의 수질 상태 또는 가스의 압력변화, 진동, 누출을 감지하는 감지수단(380)과, 연결관(350) 상에 설치되어 감지수단(380)으로부터 수신된 신호에 응답하여 자동 개폐작동되는 컨트롤밸브(360)와, 컨트롤밸브(360)의 작동을 제어하는 제어부(500)와, 제어부(500)에 연결되어 외부 서버(700) 및 휴대용단말기(600)의 유, 무선 신호를 수신하거나 제어부(500)의 신호를 외부 서버(700) 및 휴대용단말기(600)에 유,무선으로 전송하는 통신카드유닛(390)과, 통신카드유닛(390)을 통해 제어부(500)의 신호를 수신받아 표시하며, 사용자의 제어신호를 제어부(500)로 통신카드유닛(390)을 통해 전송하여 컨트롤밸브(360)를 구동시키게 되는 휴대용단말기(600) 및 서버(700)를 포함하는 것이다.
도 1을 참고하여 설명하면, 수도관, 가스관, 송유관 등과 같은 관로(200)를 구성하는 메인관(210)은 유입원수나 가스 종류 등의 유체를 일촉부로 유입받아 타촉부로 배출하는 것이고, 분기관(220)은 메인관(210)으로부터 수류가 중도에 둘 이상으로 나누어지도록 한 관로로써, 각 주택으로 물이나 가스를 보내주기 위해 분기하는 경우에는 T자관, ㄱ자관, 새들(saddle)부분 수전들일 수 있다.
먼저, 밸브박스(300)는 도 1에서 메인관(210) 또는 메인관(210)과 분기관(220)에 동시 설치된 것을 나타낸 것으로서, 상세하게는 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 바람직하게 금속재로 이루어지는 하우징(310)과, 하우징(310)의 상면으로 덮어져서 체결 고정되는 하우징덮개(320)로 크게 구성될 수 있다.
하우징(310)은 대략적으로 직사각 형태로 상방은 개방되어 있으며, 내부로는 일정 공간이 마련되어 하기에서 설명하는 장치들이 실장되는 것이다.
그리고 하우징(310)의 상단면 테두리에는 일정 면적의 플랜지부(311)를 형성하고, 플랜지부(311)에는 간격 이격된 다수개의 볼트 체결홀이 형성될 수 있으며, 이에 대응되어 하우징덮개(320)에도 다수개의 볼트 체결홀이 형성될 수 있다.
한편, 플랜지부(311)와 하우징덮개(320)의 사이에는 플랜지부(311)와 동일 면적을 가지는 하우징가스켓(324)이 개재될 수 있으며, 하우징가스켓(324)은 밀폐력 향상을 위하여 설치되는 것으로서, 고무재가 바람직할 수 있다.
그리고 하우징덮개(320) 또는 하우징(310)의 내부 일측에는 하우징(310)의 내부 누수 상태와 컨트롤밸브(360)의 이상 여부를 24시간 확인할 수 있는 적외선카메라(330)가 더 설치될 수 있다.
적외선카메라(330)는 적외선에 대한 충분한 감도를 갖는 전하 결합소자로 만들어져서 밀폐된 하우징(310)의 내부 상황을 파악할 수 있으며, 휴대용단말기(600) 및 서버(700)와 유, 무선 연결되어 사용자가 항시 감시할 수 있고, 바람직하게는 방수 기능을 갖는다.
그리고 하우징덮개(320)의 중앙에는 원형의 안착공(321)이 형성될 수 있으며, 안착공(321)에는 접하고 있는 하우징덮개(320)측으로 테두리를 따라 단차를 두어 안착홈(322)이 마련될 수 있다.
안착홈(322)의 단차 깊이는 하기에서 설명하는 가스켓(343)과 수납부덮개(342)를 포함하는 수납부플랜지(341)가 포개진 두께 만큼일 수 있다.
즉, 안착홈(322)을 통하여 결합된 수납부덮개(342)의 상면과 하우징덮개(320)의 상면은 동일 평면상에 위치될 수 있는 것이다.
그리고 수납부덮개(342)에는 일부분에 태양광패널(342a)이 설치되고, 이 태양광패널(342a)과 같이 일부분에 순간의 압력변화에 대응하여 전압을 내는 압전소자(342b)가 설치될 수 있다.
따라서 외부로 드러나는 수납부덮개(342)는 낮시간에 태양광패널(342a)을 통한 충전으로 통신유닛카드(390)에 전원을 공급할 수 있으며, 이와 같이 압전소자(342b)에서도 도로를 지나는 차량 등을 통하여 전압을 발생할 수 있다.
상기 태양광패널(342a)과 압전소자(342b)는 이미 공지된 기술로 별도의 설명은 생략한다.
수납부(340)는 통신카드유닛(390)이 내장되는 공간을 마련하는 것으로서, 하우징덮개(320)를 제거하지 않고도 수납부(340)의 개방을 통해 통신카드유닛(390)의 유지, 보수가 가능할 수 있다.
수납부(340)는 가스켓(343)을 매개로 하여 하우징덮개(320)의 안착홈(322)에 설치되며, 안착홈(322)과 대응되는 면적의 수납부플랜지(341)가 형성되고, 원통형상으로 내부에 일정 공간을 형성시켰다.
그리고 수납부플랜지(341)에도 동일 면적 크기의 가스켓(343)을 매개로 하여 수납부덮개(342)를 나사 등의 체결수단을 이용하여 밀봉하게 된다.
여기서 가스켓(343) 역시 밀폐력을 높이는 수단으로 고무재가 바람직하다.
그리고 수납부(340)에 내장되어 제어부(500)에 연결되어 외부 서버(700) 및 휴대용단말기(600)의 유, 무선 신호를 수신하거나 제어부(500)의 신호를 외부 서버(700) 및 휴대용단말기(600)에 유,무선으로 전송하고, 컨트롤밸브(360)에 연결되어 제어부(500)로부터 전송되는 제어신호에 따라 컨트롤밸브(360)를 구동하게 되는 통신카드유닛(390)은 도 4 또는 도 5의 도면을 참고하여 설명한다.
통신카드유닛(390)은 전기적으로 연결된 전선을 통해 전원을 공급받거나, 태양광패널(342a)와 압전소자(342b)를 통해 전원을 공급받을 수 있으며, 컨트롤밸브(360)의 온/오프 등 동작 상태에 대한 감지 신호를 제어부(500)로 전송하는 기능을 수행한다.
상기의 통신카드유닛(390)은 크게 상방이 개구된 사각의 틀 형상의 케이스(391)와, 케이스(391)의 상방을 밀폐하는 케이스덮개(392)로 이루어지고, 바람직하게 합성수지재로 제작될 수 있다.
케이스(391)에는 바닥면에 동박의 패턴으로 회로를 형성한 회로기판(400)이 설치되며, 이 회로기판(400)에는 케이스(391) 내부의 습기 제거를 위해 발열이 가능하게 용량이 설정된 트랜스포머(401)가 실장될 수 있고, 더욱이 일 예로 도 6에서와 같이, 트랜스포머(401)에 대응하는 케이스덮개(392)의 안쪽면 일부에는 트랜스포머(401)에 대응하는 일부에 열의 내부 반사와 노이즈 차폐를 위한 은박지(402)가 부착될 수 있다. 즉, 트랜스포머(401)에서 발생하는 열은 은박지(402)에 의해 회로기판(400)으로 반사되어 습기를 제거하거나 저감시킬 수 있다. 또한, 트랜스포머(401)에서 발생하여 노이즈를 유발하는 전자파는 은박지(402)에 의해 차폐되어 외부로의 유출이 방지된다.
그리고 회로기판(400)에는 케이스(391)의 내부에서 회로기판의 주변에 배치되고 입력측 통신케이블의 쉴드선과 출력측 통신케이블의 쉴드선을 서로 전기적으로 연결하도록 연장된 쉴드전선(420)을 더 포함할 수 있다.
쉴드전선(420)은 케이스(391)의 내부에서 회로기판(400)의 주변으로 연장되어 입력측 통신케이블(411)의 쉴드선과 출력측 통신케이블(412)의 쉴드선을 서로 연결한다.
그리고 회로기판(400)이 설치된 케이스(391)의 측면으로 통신케이블과 전원케이블이 설치되되, 방수 유지가 가능하도록 PG커넥터를 이용하여 설치될 수 있다.
더 나아가 통신케이블은 케이스(391)의 양편 측면에 각각 체결되는 입력측 통신케이블(411)과 출력측 통신케이블(412)로 구성될 수 있다.
그리고 개방된 케이스(391)의 상면으로 고무재의 패킹부재(393)를 포함하여 케이스덮개(392)가 설치된다.
케이스덮개(392)는 아크릴판과 같은 투명 소재로 제작되어도 바람직하고, 케이스(391)의 네 귀퉁이에 체결되는 볼트 등으 체결수단을 통해 케이스(391)의 상부에 조립된다.
덧붙여, 통신카드유닛(390)은 디지털 방식의 통신선로에서 신호를 전송할 때, 전송하는 거리가 멀어지면 신호가 감쇠하는 성질이 있는데, 이때 감쇠된 전송신호를 새롭게 재생하여 다시 전달하는 재생중계장치를 리피터(REPEATER)라고 하는데, 이 중계장치의 기능도 수행할 수 있다.
즉, 제어부(500)로부터 수 km 떨어진 구역까지 통신카드유닛(390)들이 배치되더라도 통신카드유닛(390)에서 신호가 정해진 레벨로 유지되도록 처리된 후 전송되므로 신호의 감쇠없이 먼거리에 위치한 통신카드유닛(390)과 제어부(500) 간에 원활한 통신이 이루어질 수 있다.
한편, 하우징(310)에는 종방향으로 연결관(350)이 관통 설치되며, 관통 설치되는 연결관(350)은 분기관(220) 상에 위치되어 전단과 후단이 연결되는 것이다.
따라서 연결관(350)은 길이는 하우징(310)을 종방향으로 관통되어 분기관(220)에 연결되기에 하우징(310)보다는 더 긴 길이로 설치되는 것이다.
상기 연결관(350)에는 컨트롤밸브(360)가 설치되어 연결관(350)을 개폐 제어하게 된다. 컨트롤밸브(360)는 전기 신호에 의해 작동되는 전동식 밸브로서 일반적으로 널리 사용되는 밸브로 자세한 설명은 하지 않는다.
컨트롤밸브(360)는 선택적으로 개방정도를 선택할 수는 있으나, 여기서는 분기관(220)을 따라 흐르는 유체의 탁도 이상 시 또는 가스의 압력변화, 진동 등에 따라 이상 발생 시 또, 분기관(220)의 공사 시 차단 작동되는 것이다.
상기 컨트롤밸브(360)와 같이 어느 정도 이격되어 연결관(350)상에 보조 밸브에 해당하는 수동개폐밸브(370)가 더 설치되어 필요에 따라 수동 작동시킬 수 있다.
그리고 연결관(350)상이나 밸브박스(300)을 중심으로 전, 후단에 감지수단(380)이 설치될 수 있다.
감지수단(380)으로는, 일예로 유입되는 유입유체에 대하여 수소이온농도, 용존산소, 전도도, 염분, 용존고형물, 해수비중, 온도, 탁도, 산화환원전위, 염록소의 다항목 수질 정도를 측정할 수 있는 수질측정센서일 수 있다.
수질측정센서는 분기관(220) 내부의 미리 지정된 영역에 위치한 유체의 수질을 측정하게 된다. 해당 수질정도를 나타내는 전기신호인 수질 신호를 제어부(500)에 전송하게 되면, 제어부(500)에서는 미리 유입원수의 수질 정보를 가지고 있다가 이를 비교 산출하여 수질 정도를 판단하게 된다.
덧붙여, 수소이온농도(pH)는 0.00~12.00의 측정범위이고, 용존산소(DO)는 0.00~20.00mg이며, 전도도(EC)는 0.0~10.00S/m, 염분 0.00~4.00%, 용존고형물(TDS)0.0~100.0 g/l, 해수비중 0.0~50.0 ot, 온도 -5.00~55.00℃, 탁도 0.0~800.0 NTU, 산화환원전위(ORP) -2.000~2.000mV, 염록소 0.0~400.0 μg/l의 측정범위를 가질 수 있다.
이외에도 불소이온 0.019~19 mg/l, 염화이온 1~35.000 mg/l, 질산이온 0.62~62.000 mg/l, 암모늄이온 0.09~1.800 mg/l, 칼슘이온 0.4~40.000 mg/l, 칼륨이온 0.39~3.900 mg/l의 측정범위를 가지고서 더 측정할 수 있다.
그리고 감지수단(380)의 다른 일예로서, 분기관(220)으로 유입되는 유입가스의 가스의 압력변화, 진동, 누출 및 산소(O2), 일산화탄소(CO), 황화수소(H2S), 가연성(LEL) 가스 측정할 수 있는 복합가스감지센서일 수 있다.
다시 도 1을 참고하여 제어부(500)는, 컨트롤밸브(360) 개폐 작동을 제어하게 된다. 컨트롤밸브(360)는 원격지의 휴대용 단말기(600) 및/또는 중앙통제실에 비치된 서버(700)를 포함하는 원격제어시스템에 의해 원격으로 제어될 수 있다.
제어부(500)는 통신카드유닛(390)을 통해 유,무선 인터넷이나, 각종 직렬통신 등을 통해 데이터 통신을 수행할 수 있다. 구체적으로, 통신카드유닛(390)과 제어부(106) 간의 통신은 이더넷, CDMA, RS422, RS232 및 RS485 중 선택된 적어도 하나 이상의 통신 프로토콜에 따라 수행될 수 있다. 제어부(500)와 감지수단(380), 컨트롤밸브(360) 간의 통신에도 이더넷, CDMA, RS422, RS232 및 RS485 중 선택된 적어도 하나 이상의 통신 프로토콜이 사용될 수 있다.
휴대용 단말기(600)는 핸드폰이나 태블릿과 같이 모니터링 할 수 있는 단말기이며, 원거리 통신이 가능한 서버(700)로 이루어진다.
휴대용 단말기(600) 또는 서버(700) 중 어느 한가지를 선택적으로 사용하는 것 또는 모두 사용하게 된다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 관로의 관리 및 제어시스템의 작용은, 다시 도 1 내지 도 5를 참고하여 설명한다.
일예로, 메인관(210)으로부터 분기된 각 분기관(220) 상에 밸브박스(300)가 설치된 상태에서 물이나 가스가 메인관(210)을 통해 분기관(220)으로 유입되면, 밸브박스(300)의 연결관(350)을 통과하게 되며, 이때 감지수단(380)에서는 유체의 탁도 정도나 가스의 압력 변화 등을 감지하여 제어부(500)에 전송하게 된다.
제어부(500)에서는 현재 정보를 사용자가 조작할 수 있는 휴대용 단말기(600)나 서버(700)로 전송하게 되며, 전송된 정보에 따라 분기관(220)의 차단이 필요하게 되면, 제어 신호를 통신카드유닛(390)로 전송하고, 통신카드유닛(390)에서는 컨트롤밸브(360)를 구동시켜서 연결관(350)을 차단하게 된다.
연결관(350)의 차단으로 분기관(220)으로부터 주택으로의 더 이상 공급이 차단되고, 탁도의 이상이나 가스의 압력 변화 등 원인이 제거되면, 다시 통신카드유닛(390)을 통해 컨트롤밸브(360)를 구동시켜서 연결관(350)을 개방하게 된다.
여기서 연결관(350)에 설치된 컨트롤밸브(360)의 미작동시나 고장 시, 하우징(310)으로부터 하우징덮개(320)를 개방하여 수동개폐밸브(370)를 작동시킬 수도 있으며, 더욱이 이는 분기관(220)에서의 장시간 공사 시에 유용하게 사용할 수 있다.
또한, 통신카드유닛(390)은 표면으로 노출되는 수납부(340)의 수납부덮개(342)를 개방하여 유지, 보수가 가능할 수 있다.
그리고 적외선카메라(330)을 통하여 밸브박스(300)의 내부 상태를 24시간 사용자가 확인할 수 있어, 누수 여부 및 컨트롤밸브(360)의 작동 상태를 밸브박스(300)의 개방 없이도 항상 확인이 가능할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관로의 관리 및 제어시스템은, 메인관 또는 분기관 상에 컨트롤밸브를 포함하는 밸브박스를 설치함으로써, 관로를 신속하면서도 효과적으로 개폐할 수 있다.
또한, 관로의 모니터링, 유지관리, 탁도, 누수량 분석과 함께 상수도관이나 가스배관 운영관리의 효율성을 높일 수 있도록 통합 관리할 수 있으며, 밸브박스를 통한 분기관의 자동 개폐 작동으로 관리 제어를 원격으로 할 수 있으며, 이에 따른 신속 대응이 가능하다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
200: 관로 210 : 메인관
220 : 분기관 300 : 밸브박스
310 : 하우징 311 : 플랜지부
320 : 하우징덮개 321 : 안착공
322 : 안착홈 324 : 하우징가스켓
330 : 적외선카메라 340 : 수납부
342 : 수납부덮개 342a : 태양광패널
342b : 압전소자 341 : 수납부플랜지
343 : 가스켓 350 : 연결관
360 : 컨트롤밸브 370 : 수동개폐밸브
380 : 감지수단 390 : 통신카드유닛
391 : 케이스 392 : 케이스덮개
393 : 패킹부재 400 : 회로기판
401 : 트랜스포머 402 : 은박지
410 : 통신케이블 420 : 쉴드전선
500 : 제어부 600 : 휴대용 단말기
700 : 서버
220 : 분기관 300 : 밸브박스
310 : 하우징 311 : 플랜지부
320 : 하우징덮개 321 : 안착공
322 : 안착홈 324 : 하우징가스켓
330 : 적외선카메라 340 : 수납부
342 : 수납부덮개 342a : 태양광패널
342b : 압전소자 341 : 수납부플랜지
343 : 가스켓 350 : 연결관
360 : 컨트롤밸브 370 : 수동개폐밸브
380 : 감지수단 390 : 통신카드유닛
391 : 케이스 392 : 케이스덮개
393 : 패킹부재 400 : 회로기판
401 : 트랜스포머 402 : 은박지
410 : 통신케이블 420 : 쉴드전선
500 : 제어부 600 : 휴대용 단말기
700 : 서버
Claims (17)
- 유체가 공급되는 메인관과, 상기 메인관으로부터 연결 설치되어 각 건물 및 주택으로 연결되는 분기관으로 구성되는 관로 상에 설치되며, 상기 관로와 연결되도록 중앙 내부에 연결관이 종방향으로 관통 설치되는 밸브박스;
상기 관로 및/또는 상기 연결관에 설치되어 상기 관로를 따라 흐르는 유체의 수질을 다항목에 걸쳐서 측정하거나 또는 가스의 압력변화, 진동, 누출을 감지하는 감지수단;
상기 연결관 상에 설치되고 제어신호에 응답하여 자동 개폐작동되는 컨트롤밸브;
상기 컨트롤밸브의 작동을 제어하는 제어부;
상기 밸브박스에 수납되어 외부 서버 및/또는 휴대용단말기의 유, 무선 신호를 수신하거나 상기 제어부의 신호를 상기 외부 서버 및/또는 휴대용단말기에 유,무선으로 전송하는 통신카드유닛; 및
상기 통신카드유닛을 통해 상기 제어부의 신호를 수신받아 표시하며, 사용자의 제어신호를 상기 제어부로 상기 통신카드유닛을 통해 전송하여 상기 컨트롤밸브를 구동시키는 휴대용단말기 및/또는 서버를 포함하는 원격제어시스템;을 포함하고,
상기 밸브박스는,
금속 재질로 이루어져서 상방이 개방되고, 상기 관로와 연결되도록 상기 연결관이 종방향으로 관통 설치되는 하우징과,
상기 하우징의 개폐를 위하여 상단에 결합되는 하우징덮개와,
상기 하우징덮개의 하면에 일정 내부 공간을 가지고서 돌출 설치되어 상기 통신카드유닛이 내장되는 수납부를 구비하고,
상기 하우징의 중앙에 형성되는 안착공에 삽입 설치되는 상기 수납부는,
내부공간을 개폐할 수 있는 판상의 수납부덮개를 구비하고,
상기 수납부덮개가 상기 수납부에 결합된 상태에서 상기 수납부덮개의 상면과 상기 하우징덮개의 상면은 동일 평면상에 위치하고,
상기 수납부의 상단에 수납부플랜지가 형성되고,
상기 하우징의 안착공에는 상기 수납부플랜지 면적과 동일 크기로 상기 수납부플랜지를 수용할 수 있는 안착홈이 일정 깊이로 형성되며,
상기 수납부덮개와 상기 수납부플랜지의 사이와, 상기 수납부플랜지와 상기 안착홈의 사이에 가스켓이 설치된 것을 특징으로 하는 관로의 관리 및 제어시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 연결관에는,
상기 컨트롤밸브로부터 일정 거리 이격되어 수동 작동 가능한 수동개폐밸브가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 관로의 관리 및 제어시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 하우징의 상단 테두리에는 플랜지부가 형성되고,
상기 플랜지부와 상기 하우징덮개의 사이에는 상기 하우징의 방수 및 내부압력 특성을 일정 수준으로 유지하기 위한 하우징가스켓이 포함되는 것을 특징으로 하는 관로의 관리 및 제어시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 하우징에는 내부 상태와 상기 컨트롤밸브의 이상 여부를 확인할 수 있는 적외선카메라가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 관로의 관리 및 제어시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 수납부덮개에는,
일부분에 태양광패널 및/또는 압전소자가 설치되어 상기 통신카드유닛에 전원을 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 관로의 관리 및 제어시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 감지수단은,
상기 관로로 유입되는 유입유체에 대하여 수소이온농도, 용존산소, 전도도, 염분, 용존고형물, 해수비중, 온도, 탁도, 산화환원전위, 염록소의 다항목 수질 정도를 측정할 수 있는 수질측정센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 관로의 관리 및 제어시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 감지수단은,
상기 관로로 유입되는 유입가스의 압력변화, 진동, 누출 및 산소(O2), 일산화탄소(CO), 황화수소(H2S), 가연성(LEL)을 측정할 수 있는 복합가스감지센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 관로의 관리 및 제어시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 통신카드유닛은,
상방이 개방되며, 내부에 일정 공간을 형성하는 케이스와,
상기 케이스의 내부 바닥면에 설치되는 회로기판과,
상기 케이스의 측면으로 방수 유지가 가능하도록 설치되는 통신케이블 및 전원케이블과,
상기 개방된 케이스의 상면으로 패킹부재를 포함하여 결합되는 케이스덮개
로 구성되는 것을 특징으로 하는 관로의 관리 및 제어시스템.
- 제11항에 있어서,
상기 통신케이블과 상기 전원케이블은 PG커넥터에 의해 상기 케이스의 측면에 체결되는 것을 특징으로 하는 관로의 관리 및 제어시스템.
- 제11항에 있어서,
상기 통신케이블은 상기 케이스의 양편 측면에 각각 체결되는 입력측 통신케이블과 출력측 통신케이블을 포함하고,
상기 통신카드유닛은 상기 입력측 통신케이블과 출력측 통신케이블을 통한 리피터 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 관로의 관리 및 제어시스템.
- 제13항에 있어서,
상기 케이스의 내부에서 상기 회로기판의 주변에 배치되고 상기 입력측 통신케이블의 쉴드선과 상기 출력측 통신케이블의 쉴드선을 서로 전기적으로 연결하도록 연장된 쉴드전선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관로의 관리 및 제어시스템.
- 제11항에 있어서,
상기 회로기판에는 상기 케이스 내부의 습기 제거를 위해 발열이 가능하게 용량이 설정된 트랜스포머가 실장되는 것을 특징으로 하는 관로의 관리 및 제어시스템.
- 제15항에 있어서,
상기 트랜스포머에 대응하는 덮개의 안쪽면 일부에는 열의 내부 반사와 노이즈 차폐를 위한 은박지가 부착되는 것을 특징으로 하는 관로의 관리 및 제어시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제어부와 상기 통신카드유닛 간의 통신이나, 상기 제어부와 상기 감지수단 간의 통신이나, 상기 제어부와 상기 휴대용단말기 및 서버간의 통신은 이더넷, CDMA, RS422, RS232 및 RS485 중 선택된 적어도 하나 이상의 통신 프로토콜에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 관로의 관리 및 제어시스템.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190127021A KR102104757B1 (ko) | 2019-10-14 | 2019-10-14 | 관로의 관리 및 제어시스템 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102104757B1 true KR102104757B1 (ko) | 2020-04-24 |
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ID=70466184
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| KR (1) | KR102104757B1 (ko) |
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