KR100233776B1 - 유체압력제어방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체압력제어방법 및 그 장치에 관한 것으로, 대형건물의 냉.난방배관계통에서 가열과 냉각에 따른 팽창된 유체를 고무주머니가 장착된 용기내로 유입 또는 배출시켜 밀폐식 배관시스템내에 유체의 수압변화를 제어할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있으며, 건물내 냉난방시스템의 배관과 연결된 팽창배관을 통하여 용기의 내부에 설치되는 고무주머니내로 연결하여 배관시스템내에 유체의 수압변화를 제어할 수 있도록 한 것에 있어서, 상기 배관에 일정압력이상 걸리면 팽창배관의 압력유지밸브가 개로되어 팽창된 물을 고무주머니내로 유입시키는 유입단계와, 팽창된 물유입량에 따라 용기내의 고무주머니가 팽창 및 수축하면서 내부공기를 에어구멍을 통해 외부로 배출시키거나 유입시키는 저장단계와, 상기 팽창배관에 설치되는 압력센서의 검출에 따라 상기 펌프를 구동시켜 고무주머니내의 물을 팽창배관을 통해 배관으로 배출시키는 배출단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

유체압력제어방법 및 그 장치(A method and an apparatus for controlling the pressure of a fluid)

본 발명은 유체압력제어방법 및 그 장치에 관한 것으로, 좀더 상세히 설명하면 대형건물의 냉.난방배관계통에서 가열과 냉각에 따른 팽창된 유체를 고무주머니가 장착된 용기내로 유입 또는 배출시켜 밀폐식 배관시스템내에 유체의 수압변화를 제어할 수 있도록 한 유체압력제어방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 모든 대형건물(고층건물)에서는 물을 매개로 하는 냉.난방시스템장치는 가열과 냉각의 주기적인 운전에 따라 열팽창이 일어나기 때문에 체적변화에 따른 압력변화를 피할 수 없어 물의 수의를 감당할 수 있는 금속제 용기를 건물의 옥상이나 건물내의 배관보다 높은 위치에 설치하여 운용하고 있는 중이었다.

따라서, 위의 금속제 용기는 대형건물의 배관시스템내의 압력변화를 최소화하기 위한 개방식 팽창탱크로서, 금속제 용기는 담겨진 물이 대기에 노출,개방되므로써 용존산소의 포화도가 높아지게 되어 강판과 배관의 부식을 촉진시켜 그 수명이 짧아지므로 교체하여야 하는 문제점이 있었다.

또한, 배관시스템내의 압력변화를 최소화하기 위한 밀폐방식의 다이아프램(격막)을 이용한 것으로써, 강판과 배관의 부식을 억제시키는 효과는 있으나 이 또한 상기 다이아프램의 가장자리부분이 압력변화에 의하여 이탈될 뿐만아니라 고층건물의 대용량에는 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

또, 위의 개방식이나 밀폐식의 경우에는 금속제 용기가 모두 옥상이나 건물내의 배관보다 높은 위치에 설치되는 관계로 관리가 불편하고, 건물 구조의 안정성에 많은 문제점이 있었다.

그리고, 위와 같은 문제점을 해소하기 위하여 종래에는 도 4 에 도시한 바와 같이 관리의 용이성 및 건물구조의 안전성을 높이기 위하여 건물하부의 기계실에 건물내의 냉난방시스템과 연결시킨 팽창배관(120)에 연결되는 밀폐형 금속제 용기(100)을 설치하고, 이 밀폐형 금속제 용기(100)의 내부에는 질소와 같은 불활성 가스를 넣음과 동시에 팽창이 가능한 고무주머니(110)을 넣어 밀폐시켜 구성한다.

이와 같은 종래의 구성에 있어서, 건물내 냉난방시스템의 배관이 압력을 받을 경우 그 초과압력은 즉, 팽창된 물은 냉난방시스템과 연결된 팽창배관(120)을 통하여 밀폐형 금속제 용기(100)의 내부에 설치되는 고무주머니(110)내로 유입되면서 밀폐형 금속제 용기(100)와 고무주머니(110)사이의 불활성가스를 압축시키면서 상기 고무주머니(110)으로 유입되고, 냉난방시스템의 배관내 압력이 떨어질 경우에는 팽창된 물이 밀폐형 금속제 용기(100)와 고무주머니(110)사이에서 압축된 불활성가스가 팽창하게 되므로 고무주머니(110)내에 있던 물은 다시 팽창배관(120)을 통하여 건물내 냉난방시스템의 배관으로 되돌아 가도록 한다.

그러나, 위의 밀폐형 금속제 용기는 물이 열팽창을 많이 받을수록 압력이 높아지며, 정수두압이 크게 될 수록 그 구조원리상 밀폐형 금속제 용기의 체적대비 유효저수량이 30% - 60%에 지나지 않아 압력상승으로 인한 건물내 냉난방시스템의 배관의 이음매부분에서 누수가 발생하며, 국내실정상 국토의 효율성제고로 용적율이 선진국가보다 높은 고층화 건물에는 불가피하게 고압력용 배관재 및 고내압력용재의 장비를 사용하게 되어 경제적 손실과 과압력으로 인한 파열의 위험성상존 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 대형건물의 냉.난방배관계통에서 가열과 냉각에 따른 팽창된 유체를 고무주머니가 장착된 용기내로 유입 또는 배출시켜 밀폐식 배관시스템내에 유체의 수압변화를 제어할 수 있도록 한 유체압력제어방법 및 그 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 건물내 냉난방시스템의 배관과 연결된 팽창배관을 통하여 용기의 내부에 설치되는 고무주머니내로 연결하여 배관시스템내에 유체의 수압변화를 제어할 수 있도록 한 것에 있어서, 상기 배관에 일정압력이상 걸리면 팽창배관의 압력유지밸브가 개로되어 팽창된 물을 고무주머니내로 유입시키는 유입단계와, 팽창된 물유입량에 따라 용기내의 고무주머니가 팽창 및 수축하면서 내부공기를 에어구멍을 통해 외부로 배출시키거나 유입시키는 저장단계와, 상기 팽창배관에 설치되는 압력센서의 검출에 따라 상기 펌프를 구동시켜 고무주머니내의 물을 팽창배관을 통해 배관으로 배출시키는 배출단계로 이루어진 것이다.

또, 본 발명은, 압력유지밸브 및 펌프는 압력편차에 따라 동작하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 건물내 냉난방시스템의 배관과 연결된 팽창배관을 통하여 용기의 내부에 설치되는 고무주머니내로 연결하여 배관시스템내에 유체의 수압변화를 제어할 수 있도록 한 것에 있어서, 상기 팽창배관에는 팽창배관내의 압력을 검지하는 압력센서 및 일정압력이상이면 개로되는 압력유지밸브를 설치하여 상기 용기의 고무주머니내로 유입시키는 유입수단과, 이 유입수단에 병렬로 연결되고, 상기 팽창배관내의 물이 역류하는 것을 방지하는 역류방지밸브 및 펌프를 설치하여 상기 고무주머니내에서 팽창배관으로 배출시키는 배출수단과, 상기 압력센서의 검출에 따라 상기 펌프를 구동시키는 컨트롤부와, 상기 용기에는 일측으로 상기 고무주머니의 팽창 및 수축에 따라 내부공기를 외부로 배출시키거나 유입시키는 에어구멍이 설치되어 있으며, 상부에는 고무주머니내의 압력이 초과을 방지하는 안전밸브와 공기를 배출하는 에어밸브가 설치되고, 하부에는 배출밸브가 설치되어 있는 것이다.

도 1 은 본 발명의 따른 유체압력제어장치의 개략도.

도 2 는 본 발명에 따른 유체압력제어장치의 동작상태를 설명하기 위한 개략도.

도 3 는 본 발명에 따른 다른 실시예의 유체압력제어장치의 개략도.

도 4 은 종래의 유체압력제어장치를 설명하기 위한 개략도.

도면중 주요부분에 대한 부호의 설명

10. : 팽창배관. 10a. : 유입수단.

10b. : 배출수단. 11. : 압력센서.

12. : 압력유지밸브. 13. : 역류방지밸브.

14. : 펌프. 20. : 컨트롤부.

30. : 용기. 31. : 에어구멍.

32. : 안전밸브. 33. : 에어밸브.

34. : 배출밸브. 40. : 고무주머니.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 따른 유체압력제어장치의 개략도를 나타낸 것이고, 도 2 는 본 발명에 따른 유체압력제어장치의 동작상태를 설명하기 위한 개략도나타낸 것이다.

건물내 냉난방시스템의 배관과 연결된 팽창배관(10)을 통하여 금속제 또는 비금속제 용기(30)의 내부에 설치되는 고무주머니(40)내로 연결하되, 상기 팽창배관(10)에는 팽창배관(10)내의 압력을 검지하는 압력센서(11) 및 일정압력이상이면 개로되는 압력유지밸브(12)를 설치하여 상기 용기(30)의 고무주머니(40)내로 유입시키는 유입수단(10a)과, 이 유입수단(10a)에 병렬로 연결되고, 상기 팽창배관(10)의 내의 물이 역류하는 것을 방지하는 역류방지밸브(13) 및 펌프(14)를 설치하여 상기 용기(30)의 고무주머니(40)내에서 팽창배관(10)으로 배출시키는 배출수단(10b)과, 상기 압력센서(11)의 검출에 따라 상기 펌프(14)를 구동시키는 컨트롤부(20)로 구성되어 있다.

상기 용기(30)에는 일측으로 상기 고무주머니(40)의 팽창 및 수축에 따라 내부공기를 외부로 배출시키거나 유입시키는 에어구멍(31)이 설치되어 있으며, 상부에는 고무주머니(40)내의 압력이 초과을 방지하는 안전밸브(32)와 공기를 배출하는 에어밸브(33)가 설치되고, 하부에는 배출밸브(34)가 설치되어 있다.

미설명부호 21은 컨트롤부(20)의 전원스위치이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 1 에 도시한 바와 같이 건물내의 냉난방시스템의 배관내에서 순환하는 물이 보일러 등의 가동으로 팽창하기 시작하면 상기 배관내에서 팽창된 물은 팽창배관(10)을 통해 흐르게 되며, 이때 팽창배관(10)의 유입수단(10a)에 설치되어 있는 압력유지밸브(12)에 일정압력이상의 압력이 걸리게 되면 열려 용기(30)의 고무주머니(40)내로 팽창된 물이 흐르게 되어 상기 냉난방시스템의 배관내의 압력상승을 저하시키게 됨과 동시에 배출수단(10b)의 역류방지밸브(13)에 의하여 상기 팽창된 물은 압력유지밸브(12)측으로만 흐르게 되는 것이다.

한편, 상기 압력유지밸브(12)를 통과한 팽창된 물은 용기(30)내의 고무주머니(40)내로 유입됨과 동시에 팽창된 물 속의 용존산소 및 내부 기체는 상부로 이동되어 에어밸브(33)을 통하여 자동적으로 외부로 배출되도록 하여 펌프(14)가 작동시에 발생될지도 모를 캐비테이션현상을 사전에 방지한다. 또한, 고무주머니(40)에 과도한 압력이 부여되어 파열되는 것을 막기 위하여 안전밸브(32)가 상부에 설치되어 있다.

그리고, 용기(30)내의 고무주머니(40)는 팽창된 물이 유입됨에 따라 팽창이 이루짐과 동시에 상기 용기(30)와 고무주머니(40)사이의 공기는 에어구멍(31)으로 배출됨으로서 용기(30)에 과도한 압력이 받는 것을 방지하는 것이다.

상기와 같이 용기(30)의 고무주머니(40)에 수용되었던 물의 온도가 낮아짐에 따라 수축하게 되고, 또한, 압력이 낮아지게 되면, 즉 유입수단(10a)의 압력유지밸브(12)를 개로시키는 압력보다 낮아지면 이를 압력센서(11)가 검지하여 컨트롤부(20)에 출력함과 동시에 상기 컨트롤부(20)에 의하여 펌프(14)를 가동됨으로서 고무주머니(40)내의 물은 다시 팽창배관(10)을 통하여 배관내로 다시 유입이 되는 것이며, 이때, 상기 용기(30)내의 고무주머니(40)가 수축하면서 용기(30)와 고무주머니(40)의 사이로 외부공기가 에어구멍(31)을 통하여 유입되어 고무주머니(40)의 수축을 돕게 되는 것이다.

한편 상기 펌프(14)는 팽창배관(10)내의 압력이 압력유지밸브(12)의 설정압력, 즉 압력유지밸브(12)를 개로시키는 압력에 이르면 상기 펌프(14)는 정지하는 것이다.

또한, 도 3 는 본 발명에 따른 다른 실시예의 유체압력제어장치의 개략도를 나타낸 것으로, 이는 건물내의 냉난방시스템이 대형일 경우 상기 용기(30)를 유입수단(10a)과 배출수단(10b)에 직렬로 연결.설치하여 사용할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 대형건물의 냉.난방배관계통에서 가열과 냉각에 따른 팽창된 유체를 고무주머니가 장착된 용기내로 유입 또는 배출시켜 밀폐식 배관시스템내에 유체의 수압변화를 제어할 수 있도록 함으로서 공기침투로 인한 배관의 부식을 방지하며, 배관내의 공기정체로 인하여 발생하는 물의 정체를 방지하여 배관내의 물흐름을 양호하게 하고, 캐비테이션으로 인한 배관의 소음과 진동을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 건물내 냉난방시스템의 배관과 연결된 팽창배관을 통하여 용기의 내부에 설치되는 고무주머니내로 연결하여 배관시스템내에 유체의 수압변화를 제어할 수 있도록 한 것에 있어서, 상기 배관에 일정압력이상 걸리면 팽창배관의 압력유지밸브가 개로되어 팽창된 물을 고무주머니내로 유입시키는 유입단계와, 팽창된 물유입량에 따라 용기내의 고무주머니가 팽창 및 수축하면서 내부공기를 에어구멍을 통해 외부로 배출시키거나 유입시키는 저장단계와, 상기 팽창배관에 설치되는 압력센서의 검출에 따라 상기 펌프를 구동시켜 고무주머니내의 물을 팽창배관을 통해 배관으로 배출시키는 배출단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 유체압력제어방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 압력유지밸브 및 펌프는 압력편차에 따라 동작하는 것을 특징으로 하는 유체압력제어방법.
3. 건물내 냉난방시스템의 배관과 연결된 팽창배관(10)을 통하여 용기(30)의 내부에 설치되는 고무주머니(40)내로 연결하여 배관시스템내에 유체의 수압변화를 제어할 수 있도록 한 것에 있어서, 상기 팽창배관(10)에는 팽창배관(10)내의 압력을 검지하는 압력센서(11) 및 일정압력이상이면 개로되는 압력유지밸브(12)를 설치하여 상기 용기(30)의 고무주머니(40)내로 유입시키는 유입수단(10a)과, 이 유입수단(10a)에 병렬로 연결되고, 상기 팽창배관(10)내의 물이 역류하는 것을 방지하는 역류방지밸브(13) 및 펌프(14)를 설치하여 상기 고무주머니(40)내에서 팽창배관(10)으로 배출시키는 배출수단(10b)과, 상기 압력센서(11)의 검출에 따라 상기 펌프(14)를 구동시키는 컨트롤부(20)와, 상기 용기(30)에는 일측으로 상기 고무주머니(40)의 팽창 및 수축에 따라 내부공기를 외부로 배출시키거나 유입시키는 에어구멍(31)이 설치되어 있으며, 상부에는 고무주머니(40)내의 압력이 초과을 방지하는 안전밸브(32)와 공기를 배출하는 에어밸브(33)가 설치되고, 하부에는 배출밸브(34)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유체압력제어장치.

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