JP5945890B2 - 磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システム及びその制御方法 - Google Patents

磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システム及びその制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システム及びその制御方法に関するものであり、より詳しくは、プラグ流を生成し、浚渫土の運送圧力を減少させるために電磁場を用いて、浚渫土の移送効率を増加させることができる長距離浚渫土運送システム及びその制御方法に関する。
浚渫土は、建設現場で必要な土砂を確保するために河川や海に堆積された土壌を称する。河川の浚渫土は、良質であるものの、制限された量と、浚渫時に河川汚染、または生態系破壊の恐れがあることから、海から浚渫土を採取する技術が注目されている。
このような浚渫土を採取して目的地まで運送する方法は、大きく、配送管を用いる運送方法、コンベヤー(conveyor)を用いる運送方法、及びダンプトラックを用いる運送方法に大別される。
ここで、コンベヤーを用いる運送方法は、浚渫土の遠距離運送に適する面があるが、運送装備及び設置費が高く、維持、保守が容易でない短所がある。
ダンプトラックを用いる方法が主に多く利用されるが、長距離の運搬距離が要求されると、運搬時の騒音、粉塵などを誘発し、経済的に有利ではない。
現在ポンプを用いる運送方法が普遍的に利用されているが、現在、浚渫土を30Km以上の長距離を運ぶ場合は、技術的に解決しなければならない多くの問題が存在している。
このような浚渫土の長距離運搬時にブースター(booster)船を用いる中継ポンプ方式、サイフォン(siphon)原理を用いる運送方式などが考慮されているが、このような装置を設置する方式もまた浚渫費が増加する問題がある。
具体的に、浚渫土の長距離運搬時に多くのステーション、即ち、運送途中に流体を加圧して流速を確保する場所毎に高性能ポンプを要するため、ポンプの設置費及びポンプに用いる燃料費が急激に増加する。
また、配送管内の圧力が高圧であるため、排沙管の資材費及び付設費用が大きく増加する。現在通用されている配送管は、鋳鉄管であって、これは高圧に効率的でないためである。
また、高圧を要するため、ポンプを含む付設機械装置の損傷や配送管の摩耗による交替周期がはやくなって、結果的に諸費用が増加する。
また、長距離運送時に浚渫土によって配送管が詰まった場合、詰まった配送管の位置を探すのが困難であり、特に、地面に埋設された配送管の場合には、破孔が生じるか、詰まったときに修理がさらに困難となる。
よって、浚渫土の運送に対する効率的な運送システムの開発が急がれるのが現状である。
本発明は、上記問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、浚渫土の運送時の流動状況を把握し、プラグ流を生成して現場状況に合う波形を有する電磁場を配送管に印加することによって、配送管内の浚渫土の流動流れに対する抵抗力を減少させて、効率的な浚渫土の運送を図る長距離浚渫土運送システム及びその制御方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、圧縮空気を生成するためのポンプを含み、配送管の一側面に連通され、前記生成された圧縮空気を前記配送管内へ流入させ、前記配送管内の状態を気状部と液状部とに分かれて流動するプラグ流を発生させるポンプモジュールと、前記液状部に電磁気波を印加するコイルが巻線され、複数の配送管を含む配管モジュールと、液状部の物性による流速及び波形に対する流動情報が格納されているデータベースと、前記配管モジュール、ポンプモジュール及びデータベースと有無線で通信し、前記配送管内の運送される液状部の流動波形と一致する波形の電流を前記コイルに印加する制御モジュールと、を含む磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システムを提供する。
好ましくは、前記ポンプモジュールは、前記ポンプの行程サイクルを把握し、把握されたポンプの行程サイクルを電圧信号に変換させるポンプ圧力センサー部を含み、前記配管モジュールは、配送管内で運送される液状部の流速及び波形を把握し、把握された液状部の流速及び波形を電圧信号に変換させる配管圧力センサー部を含むことを特徴とする。
好ましくは、前記配管圧力センサー部は、各々の配送管に相互離隔して設置された第1圧力センサーと第2圧力センサーであることを特徴とする。
好ましくは、前記制御モジュールは、前記データベースから受信された液状部の物性による流速及び波形と、前記配送管内の運送される液状部の実流速及び波形とを比較して、液状部の運送を制御するための流動信号を生成する中央演算部と、前記中央演算部から流動信号を受信され、前記流動信号を関数として変換する関数発生部と、前記配管圧力センサー部から電圧信号を受信され、前記関数発生部から関数を受信され、前記配管圧力センサー部から受信された電圧信号を前記関数をもってパルス信号に変換するパルス生成部と、前記パルス生成部からパルス信号を受信され、外部から供給される電流を前記パルス信号を有する電流に変換して前記コイルに印加するブリッジ回路部と、を含むことを特徴とする。
好ましくは、前記パルス生成部は、前記配管圧力センサー部から電圧信号を受信され、前記電圧信号のパルスの振幅及び周期を検出するパルス検出ユニットと、前記パルス検出ユニットで検出されたパルスの振幅及び大きさを受信され、パルス波形周期に比例する圧力波形エネルギーを電圧信号に変換する積分回路ユニットと、前記積分回路ユニットから電圧信号を受信され、パルス波形周期によるPWM周期パルスを発生させるPWM発生ユニットと、前記関数発生部から受信された関数をもって前記PWM発生ユニットから受信されたPWM周期パルスを変換し、変換されたPWM周期パルスを前記ブリッジ回路部のゲート電圧に変形させるパルス発生ユニットを含むことを特徴とする。
好ましくは、前記配送管内の液状部の流動の流速及び圧力の変化をモニタリングするための状態計測ユニットをさらに含むことを特徴とする。
好ましくは、前記状態計測ユニットは、次のような算定式をもって液状部の流動の流速及び圧力の変化をモニタリングすることを特徴とする。
ここで、fは、摩擦係数、Lは、第1圧力センサーと第2圧力センサーとの間の距離、Dは、配送管の径、ρは、液状部の密度、vは、ポンプ圧力センサーによって得られた流速である。
好ましくは、前記データベースに格納された液状部の流動情報は、更新、追加、変更または削除可能であることを特徴とする。
一方、本発明は、浚渫土を運送するために、配管モジュール、ポンプモジュール、データベース及び制御モジュールを含む浚渫土運送システムの制御方法において、前記ポンプモジュールによって生成された気状部と液状部とに分かれて流動するプラグ流の液状部に対し、前記配管モジュール及びポンプモジュールに備えられた圧力センサーから前記液状部の流速及び波形が検出される第1ステップと、その後、前記第1ステップで検出された液状部の流速及び波形と、前記データベースから液状部の物性による流速及び波形が、制御モジュールに受信される第2ステップと、その後、前記データベースから受信された液状部の物性による流速及び波形と、前記第1ステップで検出された液状部の流速及び波形とを比較して、前記配送管内の運送される液状部の流動波形と一致する波形の電流が生成される第3ステップと、その後、前記生成された電流を前記配管モジュールの配送管に巻線されたコイルに印加する第4ステップと、を含む浚渫土運送システムの制御方法を提供する。
好ましくは、前記第3ステップは、前記第1ステップで検出された液状部の実流速及び波形に基づいて液状部の運送を制御するための流動信号が生成される第3−1ステップと、その後、前記データベースから受信された液状部の物性による流速及び波形に基づいて関数が生成される第3−2ステップと、その後、前記関数をもって流動信号がパルス信号に変換される第3−3ステップと、その後、外部から供給される電流が、前記パルス信号を有する電流に変換される第3−4ステップと、を含むことを特徴とする。
本発明は、浚渫土の長距離運送時に比較的小規模のポンプ容量で運送することができ、運送費が節減される効果がある。
また、本発明は、配送管内の運送圧力が比較的低い環境で運送することができるため、配送管の交替周期が長くなり、圧力降下による各種浚渫機器の損傷を低減させることができる。
よって、浚渫土運送システムの全般的な費用が節減される効果がある。
配送管内の浚渫土の流動を概略的に示した図である。 流体混合物の物性による波形の概略的な形態を示した図である。 本発明の一実施形態に係る浚渫土運送システムによる浚渫土流動の変化を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態に係る浚渫土運送システムを概略的に示した図である。 本発明の一実施形態に係る磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システムの制御モジュールを概略的に示した図である。 本発明の一実施形態に係る磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システムの電磁場印加のための全体的な動作の流れを示した図である。 本発明の一実施形態に係る磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システムの状態計測のための全体的な動作の流れを示した図である。 本発明の一実施形態に係る磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システムの制御方法に対する概略的なフローチャートである。 図8のステップS300に対する具体的なフローチャートである。
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
特別な定義がない限り、本明細書の全ての用語は、当業者が理解する用語の一般的な意味と同じであり、もし本明細書で使用された用語が当該用語の一般的な意味と衝突する場合は、本明細書に使用された定義に従う。
但し、以下に記述される発明は、本発明の実施形態を説明するためのものだけであって、本発明の権利範囲を限定するためのものではなく、明細書全般にわたって同様に使用された参照番号は同じ構成要素を示す。
図1は、配送管内の浚渫土の流動を概略的に示した図であり、図2は、流体混合物の物性による波形の概略的な形態を示した図であり、図3は、浚渫土の流速対応波形変化の概略的な形態を示した図である。
配送管内の流動において粘性に支配されるニュートン流体は、配送管の壁面では粘性が支配的な力となり、配送管の中心に行くほど慣性力が支配的な力となる。このとき、流速は、配送管の半径による関数に発達することになる。
しかし、浚渫土の場合、ニュートン流体ではない非ニュートン流体の挙動を示しており、この場合、流体の粘性と共に流動流れを形成するための降伏応力が重要な要素となる。
図2は、このようなニュートン流体から非ニュートン流体への波形変化を示しており、(a)は、粘度の低い純粋な水の波形、(c)は、浚渫土またはモルタルの波形、(b)は、(a)と(c)の中間の粘性を有する流体の波形、(d)は、コンクリートのような高粘度流体の波形を示す。
このような降伏応力と粘性の作用により、流動において流速の形態はニュートン流体とは異なる形態を示し、特に浚渫土のような混合物の場合、その流速特性は、図1のような形態で現れることになる。
図1を参照すると、配送管の内表面は、粘性の影響によって流動が発生するすべり層や潤滑層(slip layer zone)が存在し、配送管の中心層に行くほど剛体挙動と類似する流速形態を示す(Plug flow zone)。
浚渫土のような混合物の場合、慣性と粘性の影響によって圧力が加えられて流動する場合、質量の大きい成分は、配送管の中心に流動することになり、配送管の表面の潤滑層には、水と泥など比較的質量の小さい粒子が流動することになる。
このような流動特性により配送管での摩擦は、大きく三つの部分に作用することになる。配送管と流体の摩擦と、混合層での粘性摩擦と、潤滑層と中心層の摩擦とからなり、このような摩擦を制御することになると、配送管の摩擦を全体的に減少させることができる。
このような、配送管内の摩擦を減少させられる方法は、前記潤滑層の流速を増加させるか、前記潤滑層の形成成分の粘度を低下させるか、または前記潤滑層の厚さを増加させることが考えられる。
配送管の摩擦を減少させる場合、配送管内で流体の圧力降下量を低減して流動速度が増加することができ、このような圧力降下量の減少による流動速度の増加によって圧送のための圧力を発生させる動力消耗を低減することができる。
図3は、本発明の一実施形態に係る磁場とトルネード過流技術を用いる浚渫土運送システムによる浚渫土の流動の変化を概略的に示した図である。
本発明は、配送管205内にポンプモジュール100によって圧縮空気を注入し、流体に液状部10と気状部20とに分かれて流動するプラグ流(Plug flow)を形成させ、その後、電磁場206を配送管205に印加して前記プラグ形態の流体にトルネードを形成させることによって流動摩擦抵抗力を減少させて浚渫土の流動を制御するものである。
即ち、本発明において最も重要な核心技術は、次のようである。
一般的な圧縮空気を用いる運送方法には、水を加えながら運送しなければならない困難性があるが、本発明ではプラグ流(Plug flow)を生成して気状部と液状部とに配送管内の環境を造成し、前記液状部に電磁場を印加してトルネードを生成する。
即ち、本発明は単に電磁場を印加するのではなく、運送される流体を液状部10と気状部20とに分けて、潤滑層に流体フィルム(fluid film)を形成して流動ガイドラインを生成することができる。また、本発明は、前記液状部10の成分と、流動パラメーター(流量/流速、圧力)等の情報を適用した電磁波を発生させ、液状部がトルネードの形態に発現され、流体摩擦力が大きく減少されて浚渫土が移送されるようにする制御技術である。従って、このような本発明の浚渫土運送システムによる浚渫土の流動は、液状部10の流動状況に応じて適切な電磁場が印加されて、図3の最右側の波形のようなトルネード流動(tornado flow)が生じることになるのである。
従って、このような本発明の技術的思想を具現するための磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システムを詳細に説明すると、以下の通りである。
図4は、本発明の一実施形態に係る磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システムを概略的に示した図であり、図5は、本発明の一実施形態に係る磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システムの制御モジュール300を概略的に示した図であり、図6は、本発明の一実施形態に係る磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システムの電磁場印加のための全体的な動作流れを示した図である。
図5を参照すると、本発明の一実施形態に係る浚渫土運送システムは、大きく、ポンプモジュール100、配管モジュール200、制御モジュール300、データベース400及び状態計測ユニット500を含む。
図3及び図5を参照すると、前記ポンプモジュール100は圧縮空気を生成するためのポンプ(図省略)を含み、配送管の一側面に連通され、前記生成された圧縮空気を前記配送管内へ流入させ、前記配送管内の状態を気状部20と液状部10とに分かれて流動するプラグ流を発生させる。即ち、前記ポンプモジュール100は、前記配管モジュール200に液状部10の運送のための運送圧力を提供する。このようなポンプモジュール100は、配管モジュール200の配送管に所定間隔で備えられて、各区間で流体を加圧して流速を確保することが好ましい。
また、図7を参照すると、前記ポンプモジュール100は、ポンプの行程サイクルを把握し、把握されたポンプの行程サイクルを電圧信号に変換させるポンプ圧力センサー部110を含んでも良い。
前記配管モジュール200は、前記液状部10に電磁気波を印加するコイル206(図4参照)が巻線され、複数の配送管205を含む。
具体的に、前記コイル206は、銅のような導電性材質で形成されており、ファラデーの右手の法則を考慮して配送管205に液状部10の流動方向に巻線される。前記配送管205は、浚渫土の長距離運送を考慮して複数の配送管205が連結されており、効率的な浚渫土の運送のためには、配送管205の径が0.5mであることが好ましいが、その径は、浚渫土量と工事期間などにより変更されてもよいことは明らかである。
また、図7を参照すると、前記配管モジュール200は、配送管205内で運送される液状部10の流速及び波形を把握し、把握された液状部10の流速及び波形を電圧信号に変換させる配管圧力センサー部210を含むことができる。このような配管圧力センサー部210は、各々の配送管205に相互離隔して設置された第1圧力センサー210aと第2圧力センサー210bであってもよい。
前記データベース400は、液状部10の物性による流速及び波形に対する流動情報が格納されている。このようなデータベース400は、ユーザーが有線または無線で接続して、格納された液状部10の流動情報を更新、追加、変更、または削除可能であることが好ましい。
前記制御モジュール300は、前記配管モジュール200、ポンプモジュール100及びデータベース400と有無線で通信し、前記配送管205内の運送される液状部10の流動波形と一致する波形の電流を前記コイル206(図3参照)に印加する。
具体的に、図6を参照すると、本発明の一実施形態に係る制御モジュール300は、中央演算部310、関数発生部320、パルス生成部330及びブリッジ回路部340を含む。
前記中央演算部310は、前記データベース400から受信された液状部10の物性による流速及び波形と、前記配送管205内の運送される液状部10の実流速及び波形とを比較して、液状部10の運送を制御するための流動信号を生成する。
前記関数発生部320は、前記中央演算部310から流動信号を受信され、前記流動信号を関数として変換する。
前記パルス生成部330は、前記配管圧力センサー部210から電圧信号を受信され、前記関数発生部320から関数を受信され、前記配管圧力センサー部210から受信された電圧信号を前記関数をもってパルス信号に変換する。
具体的に、図6を参照すると、前記パルス生成部330は、前記配管圧力センサー部210から電圧信号を受信され、前記電圧信号のパルスの振幅及び周期を検出するパルス検出ユニット331と、前記パルス検出ユニット331で検出されたパルスの振幅及び大きさを受信され、パルス波形周期に比例する圧力波形エネルギーを電圧信号に変換する積分回路ユニット332と、前記積分回路ユニット332から電圧信号を受信され、パルス波形周期によるPWM周期パルスを発生させるPWM発生ユニット334と、前記関数発生部320から受信された関数をもって前記PWM発生ユニット334から受信されたPWM周期パルスを変換し、変換されたPWM周期パルスを前記ブリッジ回路部340のゲート電圧に変形させるパルス発生ユニット335と、を含む。
前記ブリッジ回路部340は、前記パルス生成部330からパルス信号を受信され、外部から供給される電流を前記パルス信号を有する電流に変換して前記コイル206(図3参照)に印加する。
図7を参照して、このような本発明の一実施形態に係る長距離浚渫土運送システムの動作を調べると、以下の通りである。
本発明の一実施形態に係る浚渫土運送システムは、ポンプモジュール100によって生成された気状部20と液状部10とに分かれて流動するプラグ流の液状部10に対し、ポンプモジュール100に備えられたポンプ圧力センサー部110で検出された行程サイクルから液状部10の流速を把握し、配管モジュール200に備えられた配管圧力センサー部210から実際流動中の液状部10の波形及び周期を検出して、電圧信号に変換する。
制御モジュール300では、このような液状部10の実際の流動情報とデータベース400から受信された液状部10の物性に係る情報とを以て、効率的な流動のための最適の電磁場を生成し、配送管205に巻線されたコイル206(図3参照)に、状況に応じて可変する特殊な形態の波形を印加する。
一方、本発明の長距離浚渫土運送システムは、制御モジュール300とポンピングモジュールを制御し、前記配送管205内の浚渫土の流動の流速及び圧力の変化をモニタリングするための状態計測ユニット500をさらに含んでもよい。
図7は、本発明の一実施形態に係る磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システムの状態計測のための全体的な動作流れを示した図である。
図8を参照すると、本発明の一実施形態に係る状態計測ユニット500は、制御モジュール300の中央演算部310に含まれてもよい。
このような状態計測ユニット500は、次のような算定式をもって液状部10の流動の流速及び圧力の変化をモニタリングすることができる。
ここで、fは、摩擦係数、Lは、第1圧力センサー210aと第2圧力センサー210bとの間の距離、Dは、配送管205径、ρは、液状部10の密度、vは、ポンプ圧力センサーによって得られた流速である。
前記状態計測ユニット500は、このような方式で圧力変化を計測し、中央演算部310は、計測された状態を考慮して前記ポンプモジュール100と配管モジュール200を制御することができる。即ち、中央演算部310は、ポンプの行程を制御し、配送管205に巻線されたコイル206(図3参照)に電磁場を制御することができる。
このような本発明の一実施形態に係る長距離浚渫土運送システムの制御方法は、以下の通りである。
図8は、本発明の一実施形態に係る磁場とトルネード過流技術を用いる浚渫土運送システムの制御方法に対する概略的なフローチャートであり、図9は、図8のステップS300に対する具体的なフローチャートである。
図9を参照すると、まず、前記ポンプモジュール100によって生成された気状部20と液状部10とに分かれて流動するプラグ流の液状部10に対し、前記配管モジュール200及びポンプモジュール100に備えられた圧力センサー110、210a、210bから運送される液状部10の流速及び波形が検出される(S100)。
その後、前記第1ステップ(S100)で検出された液状部10の流速及び波形と、前記データベース400から液状部10の物性による流速及び波形が、制御モジュール300に受信される(S200)。
その後、前記データベース400から受信された液状部10の物性による流速及び波形と、前記第1ステップ(S100)で検出された液状部10の流速及び波形とを比較して、前記配送管205内の運送される液状部10の流動波形と一致する波形の電流が生成される(S300)。
その後、前記生成された電流は、前記配管モジュール200の配送管205に巻線されたコイル206(図3参照)に印加される(S400)。
具体的に、前記ステップS300は、次のような流れで制御される。
液状部10の実流速及び波形に基づいて液状部10の運送を制御するための流動信号が生成される(S310)。
その後、前記データベース400から受信された液状部10の物性による流速及び波形に基づいて関数が生成される(S320)。
その後、前記関数をもって流動信号がパルス信号に変換される(S330)。
その後、外部から供給される電流が前記パルス信号を有する電流に変換される(S340)。
つまり、本発明は、まず前記ポンプモジュール100によって生成された気状部20と液状部10とに分かれて流動するプラグ流を生成し、実際の配送管205で流動する液状部10の流速及び波形をリアルタイムで検出し、データベース400に格納された物性に係る情報と比較して、浚渫土の運送を制御することによって、少ないエネルギーを以て浚渫土を効率的に運送することができ、このような効率的な運送によって附帯施設の耐久性が向上できる。
以上、上記の説明により、当業者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で多様な変更及び修正が可能であり、本発明の技術的範囲は、実施形態に記載された内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲及びそれと均等な範囲によって定められなければならない。
10 液状部
20 気状部
100 ポンプモジュール
110 ポンプ圧力センサー部
200 配管モジュール
205 配送管
206 コイル
210 配管圧力センサー部
300 制御モジュール
310 中央演算部
320 関数発生部
330 パルス生成部
331 パルス検出ユニット
332 積分回路ユニット
333 周期演算ユニット
334 PWM発生ユニット
335 パルス発生ユニット
340 ブリッジ回路部
400 データベース
500 状態計測ユニット

Claims (10)

  1. 圧縮空気を生成するためのポンプを含み、配送管の一側面に連通され、前記生成された圧縮空気を前記配送管内へ流入させ、前記配送管内の状態を気状部と液状部とに分かれて流動するプラグ流を発生させるポンプモジュールと、
    前記液状部に電磁気波を印加するコイルが巻線され、複数の配送管を含む配管モジュールと、
    液状部の物性による流速及び波形に対する流動情報が格納されているデータベースと、
    前記配管モジュール、ポンプモジュール及びデータベースと有無線で通信し、前記配送管内の運送される液状部の流動波形と一致する波形の電流を前記コイルに印加する制御モジュールと、を含む磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システム。
  2. 前記ポンプモジュールは、前記ポンプの行程サイクルを把握し、把握されたポンプの行程サイクルを電圧信号に変換させるポンプ圧力センサー部を含み、
    前記配管モジュールは、配送管内で運送される液状部の流速及び波形を把握し、把握された液状部の流速及び波形を電圧信号に変換させる配管圧力センサー部を含むことを特徴とする請求項1に記載の磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システム。
  3. 前記配管圧力センサー部は、
    各々の配送管に相互離隔して設置された第1圧力センサーと第2圧力センサーであることを特徴とする請求項2に記載の磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システム。
  4. 前記制御モジュールは、
    前記データベースから受信された液状部の物性による流速及び波形と、前記配送管内の運送される液状部の実流速及び波形とを比較して、液状部の運送を制御するための流動信号を生成する中央演算部と、
    前記中央演算部から流動信号を受信して、前記流動信号を関数として変換する関数発生部と、
    前記配管圧力センサー部から電圧信号を受信して、前記関数発生部から関数を受信して、前記配管圧力センサー部から受信された電圧信号を前記関数を以てパルス信号に変換するパルス生成部と、
    前記パルス生成部からパルス信号を受信して、外部から供給される電流を前記パルス信号を有する電流に変換して前記コイルに印加するブリッジ回路部と、を含むことを特徴とする請求項2に記載の磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システム。
  5. 前記パルス生成部は、
    前記配管圧力センサー部から電圧信号を受信して、前記電圧信号のパルスの振幅及び周期を検出するパルス検出ユニットと、
    前記パルス検出ユニットで検出されたパルスの振幅及び大きさを受信され、パルス波形周期に比例する圧力波形エネルギーを電圧信号に変換する積分回路ユニットと、
    前記積分回路ユニットから電圧信号を受信され、パルス波形周期によるPWM周期パルスを発生させるPWM発生ユニットと、
    前記関数発生部から受信された関数をもって前記PWM発生ユニットから受信されたPWM周期パルスを変換し、変換されたPWM周期パルスを前記ブリッジ回路部のゲート電圧に変形させるパルス発生ユニットと、を含むことを特徴とする請求項4に記載の磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システム。
  6. 前記配送管内の液状部の流動の流速及び圧力の変化をモニタリングするための状態計測ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システム。
  7. 前記状態計測ユニットは、次のような算定式をもって液状部内の流動の流速及び圧力の変化をモニタリングすることを特徴とする請求項6に記載の磁場とトルネード過流技術を用いる距離浚渫土運送システム。
    <式>
    ここで、fは、摩擦係数、Lは、第1圧力センサーと第2圧力センサーとの間の距離、Dは、配送管の径、ρは、液状部の密度、vは、ポンプ圧力センサーによって得られた流速である。
  8. 前記データベースに格納された液状部の流動情報は、更新、追加、変更、または削除可能であることを特徴とする請求項1に記載の磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システム。
  9. 浚渫土を運送するために、配管モジュール、ポンプモジュール、データベース及び制御モジュールを含む浚渫土運送システムの制御方法において、
    前記ポンプモジュールによって生成された気状部と液状部に分かれて流動するプラグ流の液状部に対し、前記配管モジュール及びポンプモジュールに備えられた圧力センサーから前記液状部の流速及び波形が検出される第1ステップと、
    その後、前記第1ステップで検出された液状部の流速及び波形と、前記データベースから液状部の物性による流速及び波形が、制御モジュールに受信される第2ステップと、
    その後、前記データベースから受信された液状部の物性による流速及び波形と、前記第1ステップで検出された液状部の流速及び波形とを比較して、前記配送管内の運送される液状部の流動波形と一致する波形の電流が生成される第3ステップと、
    その後、前記生成された電流を前記配管モジュールの配送管に巻線されたコイルに印加する第4ステップと、を含むことを特徴とする磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システムの制御方法。
  10. 前記第3ステップは、
    前記第1ステップで検出された液状部の実流速及び波形に基づいて液状部の運送を制御するための流動信号が生成される第3−1ステップと、
    その後、前記データベースから受信された液状部の物性による流速及び波形に基づいて関数が生成される第3−2ステップと、
    その後、前記関数をもって流動信号がパルス信号に変換される第3−3ステップと、
    その後、外部から供給される電流が前記パルス信号を有する電流に変換される第3−4ステップと、を含むことを特徴とする、請求項9に記載の磁場とトルネード過流技術を用いる長距離浚渫土運送システムの制御方法。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101514269B1 (ko) * 2013-04-09 2015-04-22 한국해양과학기술원 준설토 운송 시스템 및 그 제어방법
CN106436803B (zh) * 2016-10-21 2018-07-31 长江水利委员会长江科学院 水下封闭式渠道淤沙高效输移装备
US10233952B1 (en) * 2017-09-18 2019-03-19 Ion Marta Method of profiling openings of elements of mechanical system for generating optimal pressure waves in elastic fluids
CN110255019B (zh) * 2019-06-12 2022-06-07 中南大学 一种垃圾站的垃圾转运系统
CN111088981B (zh) * 2020-01-10 2020-12-22 中南大学 一种深海采矿设备
CN115614669A (zh) * 2021-07-13 2023-01-17 中国石油化工股份有限公司 一种智能油气混输接转设备
CN115539841A (zh) * 2022-10-18 2022-12-30 中煤科工集团淮北爆破技术研究院有限公司 高粘度流体的磁性液环管道输送装置及方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1931674B2 (de) * 1969-06-21 1971-04-15 Aeg Elotherm Gmbh Verfahren zum betrieb einer elektromagnetischen foerder rinne
US3760245A (en) * 1971-11-12 1973-09-18 H Halvorsen Magnetic conveyer system
US4092086A (en) * 1976-05-14 1978-05-30 Aeg-Elotherm, G.M.B.H. Electromagnetic conveyer trough for the conveyance of molten metals
US4443030A (en) * 1981-11-04 1984-04-17 Mobile Pulley & Machine Works (A Division Of Lehigh Valley Industries, Inc.) Ball joint
US4557636A (en) * 1982-11-08 1985-12-10 Conoco Inc. Injection of solids into a high pressure slurry stream
US4534856A (en) * 1983-08-30 1985-08-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Electrodynamic method for separating components
JPH01239232A (ja) * 1988-03-18 1989-09-25 Takenaka Komuten Co Ltd 浚渫装置
JPH0489718A (ja) * 1990-08-02 1992-03-23 Taisei Corp リニア誘導モータを利用した土砂類の運搬方法
JP2743222B2 (ja) * 1991-08-13 1998-04-22 財団法人ダム水源地環境整備センター 土砂の混気圧送装置
EP0771994B1 (en) * 1995-10-31 2000-12-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Convey apparatus, and movable driving mechanism for movable work apparatus
JPH1050519A (ja) * 1996-08-03 1998-02-20 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 搬送装置
JPH10167472A (ja) * 1996-12-06 1998-06-23 Saeki Kensetsu Kogyo Kk 空気圧送方法およびそのシステム
JPH1157527A (ja) * 1997-08-27 1999-03-02 Jipangu:Kk 砂金掘削分別方法及び掘削分別システム
WO1999017883A1 (en) * 1997-10-06 1999-04-15 California Institute Of Technology Electrostatic particle transportation
JPH11229429A (ja) * 1998-02-17 1999-08-24 Tekken Constr Co Ltd 掘削土砂の搬送方法および搬送装置
US6029519A (en) * 1998-06-29 2000-02-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Apparatus and method for manipulating a body in a fluid
JP2001049694A (ja) * 1999-08-10 2001-02-20 Honmagumi:Kk 浚渫土砂移送装置
JP2003003515A (ja) * 2001-06-21 2003-01-08 Saeki Kensetsu Kogyo Co Ltd 空気圧送用ブースタおよびその配置方法
JP2005053604A (ja) * 2003-08-05 2005-03-03 Chubu Regional Bureau Ministry Of Land Infrastructure & Transport 水蒸気を主体としたガスによる物体輸送装置及び物体輸送方法
JP5342101B2 (ja) * 2006-06-13 2013-11-13 株式会社小島組 スラリ状土砂の空気圧式輸送システム
US8118156B2 (en) * 2007-09-03 2012-02-21 National University Corporation Shizuoka University Acoustic wave device
US8166819B2 (en) * 2008-07-24 2012-05-01 Northrop Grumman Systems Corporation Standing wave field induced force
GB0900745D0 (en) * 2009-01-16 2009-03-04 Isis Innovation Acoustic oscillator
US8704626B2 (en) * 2010-05-10 2014-04-22 Correlated Magnetics Research, Llc System and method for moving an object
EP2480333A2 (en) * 2009-09-21 2012-08-01 University Of Dundee Apparatus and method for the manipulation of objects using ultrasound
KR101249911B1 (ko) * 2012-10-29 2013-04-02 (주)대우건설 콘크리트 압송 배관의 압력 감소 장치
KR101514269B1 (ko) * 2013-04-09 2015-04-22 한국해양과학기술원 준설토 운송 시스템 및 그 제어방법
US9694196B2 (en) * 2013-04-10 2017-07-04 Weinberg Medical Physics Inc System, method and equipment for implementing temporary diamagnetic propulsive focusing effect with transient applied magnetic field pulses
KR101587328B1 (ko) * 2013-11-21 2016-01-20 김용기 고압펌프와 인력발생장치(引力發生裝置) 및 와류발생장치(渦流發生裝置)를 이용한 습식 모래이송장치 및 그 방법

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