KDS 설계기준 농업용 관수로 부대시설 설계

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농업용 관수로 부대시설 설계 시방서

1. 일반사항

1.1 목적

• 농어촌정비법에 근거한 농업생산기반정비사업으로 신설 또는 개수하는 농업용 관수로의 계획, 설계, 시공 및 관리에 대한 일반적인 사항을 규정합니다.

1.2 적용범위

• 농업용 관수로의 부대시설 설계에 적용합니다.
• 기술수준 향상 또는 필요에 따라 개정될 수 있으며, 적용이 적합하지 않은 경우에는 기준이 손상되지 않는 범위 내에서 기술심의 및 자문 등을 통해 실무지침을 정하여 운용할 수 있습니다.

1.3 참고 기준

• 농업생산기반정비사업계획 설계기준, 2004 : 수로편
• 농업생산기반정비사업계획 설계기준, 2009 : 관수로편
• 농업생산기반정비사업계획 설계기준, 용배수로편 용배수로 일반사항 (KDS 67 20 05 : 2017)

2. 조사 및 계획

• 내용 없음

3. 재료

• 내용 없음

4. 설계

4.1 부대시설의 정의

• 농업용 관수로 시설의 기능 유지에 필수적인 시설로, 용수의 분배와 조절, 압력 조절 및 관리에 필요한 시설을 의미합니다.
• 부대시설의 위치선정, 구조, 유지관리 등에 유의해야 하며, 다음과 같은 사항을 고려해야 합니다.
  • 지하 매설 시설은 시설 보호와 유지관리를 위해 구조물 외측 벽에 방수 처리를 해야 합니다.
  • 관수로는 대부분 지하에 매설되므로 부대시설은 물론 관 매설 위치를 표시하는 표식을 해야 합니다.
  • 제수변, 공기변, 유량계 등을 설치할 때는 시설 관리나 물 관리를 위해 압력계를 병설해야 합니다.
  • 매설되는 관의 상부에는 관 매설을 표시하는 적색 테이프를 매설하여 건설 장비 등에 의한 관 파손을 예방해야 합니다.
  • 제수변 등 각종 밸브의 개폐시설은 향후 TM/TC 도입 등을 고려하여 전동화하는 것을 원칙으로 하며, 특별한 사유로 전동화되지 않은 때는 스핀돌에 고정장치를 부착하여 인력으로 개폐가 용이하도록 해야 합니다.

4.2 분수공

• 관수로 간선에서 지선으로 용수를 분배하는 역할을 하는 구조물이며, 용도, 관수로의 형태와 설치 위치에 따라 적합한 것을 선택해야 합니다.

4.2.1 분수공의 기능

• 용수 간선에서 용수 지선으로 용수를 분배하는 분수 구조물입니다.
• 수로 형태 및 설치 위치에 따라 구조가 다양하며, 수조형과 폐쇄형으로 구분됩니다.
  • 개방형 및 반 폐쇄형의 관수로에는 자유수면을 갖는 수조형 분수공을 설치합니다.
  • 폐쇄형 관수로에는 폐쇄형 분수공을 설치합니다.
• 수조형 분수공은 수문수조형, 월류수조형, 플로트밸브형으로 구분됩니다.

4.2.2 수조형 분수공

4.2.2.1 수문수조(gate stand)형

• 용도: 개방형 관수로의 분수공
• 구조 및 기능:
  • 수조 본체는 일반적으로 철근콘크리트 박스 구조입니다.
  • 수조에는 본선 하류 관수로의 유입구와 지선 유입구에 수위 및 수량 조절용 수문을 설치합니다.
  • 상류로부터의 유하량 변동에 따라 항상 수문을 조절할 수 없으므로, 수문을 조절한 후 상류에서 유하량이 증가하여도 수조를 넘쳐흐르지 않도록 여수토를 설치합니다.

4.2.2.2 월류(over flow)수조형

• 용도: 개방형 관수로의 분수공
• 구조 및 기능:
  • 수조의 거의 중앙부 부근에 돌기부가 주위 벽보다 낮은 중간벽이 설치된 박스형 수조 구조입니다.
  • 본체는 일반적으로 철근콘크리트 구조이며, 분수위(분수량) 조절은 중간벽에 설치된 수문 및 지선 유입구에 설치된 수문으로 합니다.
  • 중간벽을 설치하여 돌기부를 낮춘 것은 분수위를 확보하고 상류 유량 변동 때 중간벽을 통하여 하류에 유하시킴으로써 수조를 넘쳐흐르는 것을 방지하기 위함입니다.
  • 분수측에 설치한 수문의 직하류에 통기공을 설치합니다.

4.2.2.3 플로트 밸브(float valve) 수조형

• 용도:
  • 주로 반 폐쇄형의 관수로에 사용합니다.
  • 개방형 관수로에서도 관로의 凹부에서 분수할 때 관내 수압이 커서 수문 수조형, 월류 수조형의 분수공이 부적당하거나 비경제적일 때 사용합니다.
• 구조 및 기능:
  • 플로트 밸브에 의해서 관수로의 유수를 일단 자유수면을 갖는 수조에 저류하여 지선으로 분수하는 형식입니다.
  • 하류측의 본선이나 지선에서 물을 사용하게 되면 사용량에 따라 수조 내 수위가 내려가 본선 토출구에 설치한 플로트 밸브가 열려 수조 내로 물이 흘러 들어갑니다.
  • 하류측에서 물을 사용하지 않으면 수조내 계획 저수위면에 도달한 후 플로트 밸브가 완전히 닫혀 흐름이 멈춥니다.
  • 하류에서 물 사용이 없는 한 플로트 밸브는 열리지 않고 물은 흐르지 않습니다.
  • 플로트 밸브는 플로트의 부력을 이용해서 개폐하기 때문에 상류 파이프라인과 상당한 수위차를 필요로 합니다. 따라서 분수되는 분수위의 변동에 따라 분수량이 변동합니다.
  • 수조 본체는 일반적으로 철근콘크리트 구조입니다.

4.2.3 폐쇄형 분수공

• 용도:
  • 폐쇄형 관수로의 모든 분수공에 사용됩니다.
  • 개방형 및 반 폐쇄형 관수로 저위부의 분수공으로도 사용할 수 있습니다.
• 구조 및 기능:
  • 관수로의 본선에 정T자형 관로를 부착하여 지선의 관수로를 연결한 구조입니다.
  • 분수위(압) 확보나 분수량을 조절할 필요가 있는 지점은 제수밸브(슬루스 밸브·버터플라이 밸브)를 지선과 본선의 분기점 2곳에 설치하지만, 지선 혹은 본선의 어느 한쪽에 설치한 구조도 있습니다.
  • 제수밸브는 밸브 보호, 보수 점검 및 조작 관리를 위해 밸브실에 설치합니다.

4.3 급수전

• 관수로 조직의 말단에서 포장으로 용수를 공급하여 급수하기 위한 장치로, 유량을 조절할 수 있는 밸브를 주로 사용하며 수동, 자동, 전동으로 개폐할 수 있도록 되어 있는 시설입니다.

4.3.1 급수전의 기능

• 관수로 말단의 포장지점에서 관수로에서 포장으로 용수를 급수하기 위한 장치입니다.
• 유량을 조절할 수 있는 밸브를 주로 사용하며, 대부분 수동이나 전동으로 개폐할 수 있도록 되어 있습니다.

4.3.2 급수전의 종류와 구조

• 관수로의 물을 지상으로 끌어내는 급수전은 관로에 정T관(말단에서는 곡관)을 설치하고, 그 위에 라이져(riser)관을 세워서 상부에 급수전을 설치한 구조입니다.
• 급수전은 지상으로 나와 있는 구조와 지하에 설치된 철근콘크리트관 등의 보호틀 내에 격납된 구조가 있습니다.
• 급수전 본체는 압력수가 유출되므로 내압강도가 큰 청동제나 알루미늄 합금제의 앵글밸브가 사용되고 있습니다.
• 토출구는 관이나 호스를 접속할 수 있도록 조인트가 달려 있습니다. 또 360° 회전이 가능한 회전 앵글밸브도 사용합니다.
• 급수전은 수동으로 회전하여 개폐 조작할 수 있는 구조입니다.

4.3.3 급수전(급수장치)의 선정

• 관수로 급수전은 물 관리 효율이 높으며, 물 관리 노동력을 절감할 수 있는 자동급수장치 등을 선정해야 합니다.

4.4 조절시설

• 관개지역이 넓거나 용수 체계상 취수량, 통수량 및 수요량을 시기적으로 조절하기 위해 관수로 용수계통 중간 또는 포장 근처에 용수를 저류하여 물을 적기에 공급하고 용수의 효율을 높이기 위해 설치합니다.

4.4.1 조절시설의 기능

• 취수량, 통수량 및 수요량을 1일에서 수일간 조정하거나 공급량과 수요량의 시간적인 차를 조정할 목적으로 설치하는 시설입니다.
• 용수의 공급에 시간이 걸리는 지역에서 적기에 용수를 공급하고 용수의 낭비를 줄이는 역할을 합니다.

4.4.2 조절시설의 종류

• 조절시설에는 취수량, 통수량 및 수요량을 1일에서 수일간 조정할 목적으로 설치하는 조절지와 1일 이내의 공급량과 수요량의 시간적인 차를 조정하는 것을 주목적으로 하는 팜폰드나 배수조(配水槽)가 있습니다.
• 관수로 시스템의 설계에서는 조절시설의 설치위치, 규모 등의 결정이 매우 중요하므로, 물 이용계획, 송배수 방식, 물 관리 방식 등을 고려하여 관수로의 조정 기능이 발휘되도록 검토해야 합니다.
• 조절시설의 규모 결정 등 세부사항은 “”농업생산기반정비사업 계획설계기준 용배수로편(KDS 67 20 20: 2017)””을 참고합니다.

4.4.3 조절지

4.4.3.1 조절지 규모

• 송배수 대상이 광역이고 물 이용 목적이 다양하면 용수량의 시간적 변동이 크고 복잡해집니다.
• 조절지는 수로 조직 내에 있어서 조절지까지의 관수로 조직을 점검, 보수하고자 할 때 조절지 이하의 수요량을 확보함으로써 물 이용의 조건을 충족시키고 수로계로서의 유기적이고 탄력적으로 운영하기 위해 설치하는 것입니다.
• 조절지의 규모는 수원 용량에서 말단의 물 이용 시스템까지 전체의 관련성을 고려하여 종합적으로 검토하여 결정해야 합니다.
• 시설 기능 유지, 물 관리의 편의, 사고 대비 등을 위해 조절지를 통하지 않고 우회하여 하류에 직접 관개용수의 공급이 가능한 바이패스관(by-pass)을 설치해야 합니다.

4.4.3.2 조절지의 구조

• 조절지의 구조는 대규모 관개 계획에 의하여 저수 용량이 큰 댐을 축조하여 저수하는 본격적인 저수지로부터, 소규모의 것으로 아스팔트 라이닝이나 콘크리트 라이닝 또는 철근 콘크리트 등으로 만든 조절지까지 있습니다.
• 어느 것이나 기술적인 면과 경제성을 충분히 고려하여 구조를 결정해야 합니다.
• 조절지에는 적당한 여수 방류 시설을 설치하고 하천이나 계곡에 방류할 수 있도록 해야 합니다. 또한, 관수로에 토사나 먼지가 유입되지 않는 구조로 해야 합니다.

4.4.4 팜폰드(Farm Pond)

4.4.4.1 팜폰드의 설치 목적

• 일반적으로 상류측 간선수로의 통수 시간과 말단에서의 관개 시간과는 차이가 납니다.
• 팜폰드는 말단에서의 관개 휴지 시간 중에 간선수로의 통수량을 일시 저류함으로써 간선수로의 조직 용량(최대 통수량)을 줄일 수 있으며, 관리 손실 감소를 꾀함과 동시에 상류측 간선수로의 송수 관리를 용이하게 합니다.

4.4.4.2 팜폰드의 기능과 역할

• 팜폰드의 용량 결정은 그 사용 목적에 따라 다르므로 규모를 결정하는 데에는 팜폰드의 기능과 역할에 대한 이해가 매우 중요합니다.
  • 말단 관개 시간과 간선 통수 시간의 시간차 조정
  • 물 수요의 시간적 집중에 대한 완화
  • 다목적 이용
  • 펌프 시설 및 분수 시설의 원활한 운전 제어
  • 원활한 송수 관리

4.4.4.3 팜폰드의 위치

• 팜폰드는 지선의 지배 구역에 대하여 통수량과 용수량의 시간적 변동을 조정하는 시설로 지선의 분수점 아래에 지선 수로 최상부의 지형상 유리한 지점에 설치합니다.

4.4.4.4 팜폰드의 용량

• 팜폰드의 용량은 다음과 같이 결정합니다.
  • 평상시의 피크시 1일 조용수량과 관개 시간을 각각 D(㎜/d), T(h), 및 Dp(㎜/d), Tp(h)라면 다음 식이 성립됩니다.
                                (2) 관개면적을 A(ha)라면 1일 조정용량 V(m3/d)는                                                 이 식에서 최대 1일 조정용량은 T = 12일 때 발생하며 Vm = 60ADp/Tp이다. 피크시, 24시간 동안 관개를 한다면 위 식에서 Tp = 24를 대입하면 Vm = 60ADp가 된다.

4.4.4.5 팜폰드의 생략

• 지형적 또는 경제적 제약 때문에 팜폰드의 설치가 부적당한 경우에는 각 지선의 유량 제어를 고도화함으로써 그 기능을 보완할 수도 있습니다.
• 그러나 일반적인 관개 시설에서는 계획 시점에서 구상한 물 이용 상황이 반드시 그대로 실현되지 않으며, 해가 경과함에 따라 변화하는 경우가 많습니다.
• 한편, 팜폰드는 안전 시설로서의 기능도 갖고 있으므로 부득이한 경우를 제외하고는 생략하지 않는 것이 좋으며, 부득이 생략하는 경우에도 안전성에 대해서는 충분히 검토해야 합니다.

4.4.4.6 팜폰드의 구조

• 팜폰드의 구조는 설계 조건, 현지 지형 조건, 경제성 등을 고려하여 방수 시트, 아스팔트 라이닝, 콘크리트 라이닝, 철근콘크리트 구조 등을 선정합니다.
• 흙 및 먼지 외에도 바람에 의한 잡물의 유입을 방지할 수 있어야 합니다.
• 이끼, 조개류 등의 발생이 예상될 때에는 유지 관리상의 대책도 검토해야 합니다.

4.4.5 배수조(配水槽)

4.4.5.1 일반사항

• 배수조(配水槽)를 사용하는 송수 방식은 펌프 송수 방식으로서는 가장 바람직한 방법이며, 스프링클러 관개면에서도 가장 좋은 방식입니다.
• 배수조는 주로 펌프의 운전과 정지 시간 동안의 송·배수 조정을 하는 것을 목적으로 하기 때문에 조정 용량은 비교적 작아도 됩니다.
• 그러나 정전이 예상되는 태풍시의 재해 방지를 목적으로 하는 경우에는 미리 필요 수량의 전부를 배수조에 저류하여야 하기 때문에 꽤 큰 용량을 갖게 됩니다.

4.4.5.2 배수조의 용량

• 배수조의 규모가 클수록 펌프 설비의 유지 보전 또는 용수의 원활한 배수 관리에 유리하므로 시설비가 허용하는 한 크게 하는 것이 바람직합니다.
• 일반적으로 배수조의 최소 용적은 배수조내 설정 수위에 의하여 펌프의 자동 운전을 하는 경우에는 펌프의 On-Off의 허용 빈도를 고려하여 결정합니다.
• 세부 사항은 “”농업생산기반정비사업 계획설계기준 용배수로편(KDS 67 20 20 : 2017)”” 및 “”용수로 설계 지침””을 참고합니다.

4.5 조압시설

• 관수로 조직에서 수위나 수압을 조절하여 관수로 내 적정 압력을 유지하여 용수 배분 기능을 유지하거나 손상을 방지하는 시설입니다.

4.5.1 조압시설의 기능

• 용수의 원활한 배분을 위해서 필요한 수위 조건을 유지하기 위해 수위나 수압을 조절하거나, 잉여 압력을 감압시켜 하류 관수로의 압력을 적정하게 유지하기 위해 사용되는 부대 시설입니다.

4.5.2 조압시설의 종류

• 조압시설은 용수의 원활한 배분을 위해서 필요한 수위 조건을 유지할 수 있는 수위(수압) 조절형과, 잉여 압력을 감압시켜 하류 관수로의 압력을 적정하게 유지하는 감압형의 2종류로 분류할 수 있습니다.
• 수위 조절형은 자유수면을 갖는 수조형(수문 수조형 및 월류 수조형)과 제수 밸브를 이용한 밸브 조절형이 있습니다. 감압형은 감압 수조형, 플로트 밸브 수조형, 감압 밸브형 등이 있습니다. 수위(수압) 조절형을 감압형으로 사용할 수 있습니다.

4.5.3 수위 조절형 조압시설

• 수조형
  • 수문 수조형: 개방형 관수로에 사용하며 대개의 경우 분수공을 겸하고 있습니다.
  • 월류 수조형: 중·소규모의 개방형 관수로에 사용하며 분수공을 겸하고 있습니다. 폐쇄형 분수공이나 급수전에 필요 수위(수압)를 유지할 경우에도 사용합니다.
• 밸브 조절형: 폐쇄형 관수로에 이용하며 분수공을 겸하고 있습니다.

4.5.4 감압시설

4.5.4.1 감압 수조형

• 용도: 개방형 관수로에서 잉여 압력을 감압할 때 사용합니다.
• 구조 및 기능:
  • 상부가 개방된 철근콘크리트 상자형 구조로, 수조 내 수면적은 통수 단면보다 크고, 관수로의 흐름을 일단 자유수면을 가진 수조 내로 방출하여 잉여 압력을 감압(공중 방출, 수중 확산이나 유체 마찰)하는 기능을 가지고 있습니다.
  • 수조 높이는 일반적으로 수조 내 계획고 수위로부터 0.5∼1.0m의 여유를 두어야 합니다.
  • 일반적으로 수조형 분수공, 통기 시설 및 감시 매체 등과 겸해서 설치합니다.
  • 분수 시설, 통기 시설이 불필요한 구간에서 감압이 필요한 지점은 감압 수조를 설치합니다.

4.5.4.2 플로트 밸브 수조형

• 용도: 반 폐쇄형 관수로에 있어서 잉여 압력을 감압할 필요가 있는 경우에 설치합니다.
• 구조 및 기능:
  • 플로트의 부력을 이용해서 밸브를 자동으로 개폐하는 기능을 갖고 있으며, 구조는 선택하는 플로트 밸브의 종류에 따라 다릅니다.
  • 철근콘크리트 박스형 수조 내에 디스크형의 플로트 밸브를 설치한 구조와 평형 볼 밸브를 설치한 구조 등이 있습니다.
  • 지하수 등 깨끗한 물을 이용하는 경우는 주밸브를 수조 바깥에 설치하여 주밸브를 작동시키는 파이롯 밸브(플로트 밸브)를 수조 내에 설치한 구조를 택할 수 있습니다.

4.5.4.3 감압 밸브형

• 용도: 폐쇄형 관수로에 사용됩니다.
• 구조 및 기능:
  • 관수로에 자동 감압 밸브를 설치한 것입니다.
  • 감압 밸브의 전후에 제수 밸브(슬루스 밸브나 버터플라이 밸브) 및 압력계가 각각 설치되어 있는 것 외에 밸브 여과기 및 제수 밸브가 달린 바이패스관이 설치된 구조로 되어 있습니다.
  • 이 시설은 1차측 압력 변동에 상관없이 2차측의 수압을 일정하게 유지하기 위한 감압 시설입니다.
  • 자동 감압 밸브는 상하류의 차압을 이용해서 격막(diaphragm)에 의해 자동적으로 작동하며, 관경 50∼1,500㎜, 적용 압력(내수압) 범위는 1차측 수압 98N/㎠입니다.

4.5.4.4 수위 검지기형

• 용도: 반폐쇄형 관수로에 사용합니다.
• 구조 및 기능:
  • 수위 검지기와 전동 밸브로 하류 수조 수위를 자동으로 제어합니다.

4.6 통기시설

• 관로에 있는 공기를 배출하여 물의 흐름을 원활하게 하거나 공기를 공급하여 부압이나 수격 작용 캐비테이션 등을 방지함으로써 관로를 보호하는 시설입니다.

4.6.1 통기시설의 기능

• 관수로의 운영 중에 발생할 수 있는 관로의 공기를 관로 밖으로 배출하여 물의 흐름을 원활하게 하거나 또는 관수로 내에 공기를 공급함으로써 관수로에 손상을 줄 수 있는 부압이나 수격 작용 캐비테이션 등을 방지함으로써 관로를 보호하는 시설입니다.

4.6.2 통기시설의 종류

• 통기시설은 크게 통기공, 통기 스탠드, 공기 밸브 세 가지로 분류할 수 있습니다.
• 통기시설을 배치할 때 기본적으로 고려해야 할 사항은 다음과 같습니다.
  • 관로로 유입하는 취수문의 직하(直下)에 설치합니다.
  • 평탄한 경사에서 갑자기 하향 경사로 되는 지점에 설치합니다.
  • 하향 경사의 노선에 설치된 제수 밸브의 직하류(直下流)에 설치합니다.
  • 상향 경사의 노선에 설치된 제수 밸브의 직하류를 설치합니다.
  • 노선의 고위부에 설치합니다.
  • 하향 경사 내에서도 관로 경사가 변화하는 등 필요하다고 판단되는 지점에 설치합니다.
  • 노선의 기복이 없는 직선 구간에 있어서도 연장이 긴 때에는 400∼500m에 1개소 정도로 설치하도록 합니다.

4.6.3 통기공

• 관로의 유입구 분수문 또는 밸브의 후방에 설치하여 수문 직하류의 관로의 공기 배제 및 공급을 위해 설치합니다.

4.6.4 통기 스탠드

4.6.4.1 스트레이트 밴드형 및 박스 밴드형

• 용도: 이런 종류의 통기 스탠드는 수격압 완화 외에 감압 등의 역할도 겸합니다.
• 구조 및 기능:
  • 스트레이트 밴드형은 원심력 철근콘크리트관의 구조로 관수로와 같은 관경의 관을 부착시킨 구조입니다.
  • 박스 밴드형은 관수로와 같은 관경 이상의 크기를 가진 철근콘크리트 박스 스탠드를 설치한 구조입니다.
  • 스탠드 높이는 일반적으로 지상 1.0∼5.0m로 합니다.
  • 스탠드 높이가 낮은 경우는 보호 선반 등의 위험 방지 시설을 설치합니다.

4.6.4.2 압축형

• 용도: 통기 시설의 가장 대표적인 타입이며, 정수두선이나 동수두선 중 큰 쪽의 수두선에서 지표까지 차이가 5.0m이하인 경우에 사용합니다.
• 구조 및 기능:
  • 라이져관 관경은 일반적으로 관경 50∼125㎜의 관을 사용하고, 끝 부분은 180° 엘보를 부착한 구조로 되어 있습니다.
  • 그리고 스탠드 내 최고 수두 위의 여유는 0.5∼1.0m입니다.

4.6.5 공기 밸브

• 공기 밸브의 설치 목적은 관내 공기를 배제하거나 흡입하기 위하여 설치됩니다.
• 매설관 및 수관교 등의 관수로 凸부에 설치하여 관내의 공기 배제와 관 내부로 공기 공급을 위해 사용합니다.

4.6.6 유말 시설 및 급수전의 이용

• 유말 시설 또는 급수전이 다수 설치되는 구간의 배수 관로에서는 급수전이 통기의 기능을 겸비할 수 있으므로 일반적으로 통기 시설을 생략할 수 있습니다.
• 그러나 배기(排氣)하기 어려운 장소에 관로가 있어 배기가 곤란한 때는 통기 시설의 설치를 검토해야 합니다.
• 그리고 관수로의 관경이 급수전의 관경에 비하여 매우 클 때는 공기 주머니가 발생할 수 있으므로 배관상의 세심한 고려가 필요합니다.

4.7 안전시설

• 관수로에서 예기치 않게 발생할 수 있는 역류, 수격 작용 등 관수로를 안전하게 유지하기 위한 밸브 및 완충 장치 등을 안전 시설이라고 합니다.

4.7.1 안전시설의 기능

• 관수로에 발생하는 압력 변동을 경감·배제하고 관로의 안전을 유지하기 위해서 설치하는 시설로서 역류 방지 밸브, 안전 밸브, 수격압 완충 장치 등이 있습니다.

4.7.2 역류 방지 밸브

• 펌프의 토출측에 설치하여 펌프 정지시 역류를 방지하는 밸브로 유압 장치를 사용한 완폐쇄형, 스프링을 내장한 강제 급폐쇄형 등이 사용되고 있습니다.
• 바이패스 밸브를 이용한 펌프 토출측의 역류 방지 밸브는 바이패스 밸브를 항시 열어두면 펌프는 언제나 만수 상태를 유지할 수 있는 이점이 있으나, 바이패스 밸브를 전부 열어두면 펌프 정지시 역류에 의한 수격압이 후트 밸브까지 미쳐 밸브를 파괴시킬 위험이 있기 때문에 바이패스 밸브의 개방 정도는 충분히 주의하여 너무 많이 열리지 않도록 합니다. 개방 정도는 설계시 결정되기 때문에 이를 참고합니다.

4.7.3 안전 밸브

• 안전 밸브는 일정한 하중 또는 스프링의 힘으로 눌려져 있기 때문에 평소에는 닫혀 있지만, 펌프의 급격한 시동, 정지나 관수로 속에 설치한 제수 밸브 등의 급폐쇄시 발생하는 이상 압력에 의하여 밸브가 열려 물이 배출되고 수압이 내려가면 다시 밸브가 닫히는 구조로 되어 있습니다.
• 또한, 안전 밸브는 펌프 토출측의 송수관이나 압력 수조에 달려 있으며 관수로의 감압 밸브 설치 장치에 병행하여 설치합니다.
• 그 외 수격압 완충 장치로 펌프 송수관이 凸형 배관인 곳은 펌프 급정지시 발생하는 부압에 의한 펌프의 파괴를 막는 장치로 서지 탱크 등을 설치하고 있습니다.

4.7.4 수격압 완충 장치

4.7.4.1 서지 탱크

• 송수 중의 펌프가 갑자기 구동력을 잃을 경우 펌프의 회전 속도가 저하되어 양수 능력을 잃게 되고 송수관 내압이 급히 저하됩니다.
• 이때 부(-)의 압력이 절대 진공 가까이(약 10m)까지 내려가면, 관내의 물이 그 점에서 증발하여 공동부(空洞部)가 발생하고 수주 분리(水柱分離)가 생겨 관로가 찌그러드는 수가 있습니다.
• 수주 분리(水柱分離) 후 어느 정도 시간이 경과하면 상류측의 물과 하류측의 물이 부딪쳐서 수주(水柱)가 재결합할 때 높은 충격압이 생겨 관로가 파괴되는 수가 있습니다.

• 자연 압력식 관로에서는 하류측 밸브의 제어와 관련해서 수격압이 발생하기도 합니다.

  • 보통 서어지 탱크(surge tank)는 관로의 凸부분 부근에 설치하는 것으로 채택할 때에는 다음과 같은 사항을 유의하여야 합니다.

    • 서어지 탱크는 펌프의 시동이나 정지 등에 따른 관내의 유량 변동에 대해서 수면 변동이 작게 되도록 하는 단면적을 가져야 합니다.
    • 부압 발생 방지를 위해서는 부압 발생 예상 위치에 가깝게 설치합니다.
    • 서어지 탱크는 일류하지 않도록 충분한 높이가 되어야 하지만, 일류로(溢流路)를 만들어 두는 것이 좋습니다.
    • 작동 중인 탱크에 공간이 생기거나 관로 내에 공기가 들어가지 않도록 충분한 용량이 되어야 합니다.
    • 자연 유하의 수격압에도 효과가 있도록 합니다.

  • 원웨이 서지 탱크(one way discharge tank)는 펌프 운전시 관로에서의 역류를 방지하기 위해 관수로와 탱크 사이에 연결관으로 체크 밸브(check valve or reflux valve)를 설치하는 것입니다.

    • 보통 서지 탱크에 비하여 탱크 높이를 낮추는 것이 경제적이지만, 효과가 없는 경우도 있으므로 주의해야 합니다.
    • 서지 탱크에 대한 보충수는 자동 급수가 되도록 급수관을 붙여 플로트 밸브에

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