KR100559088B1

KR100559088B1 - 기액혼합 흡인 압송장치

Info

Publication number: KR100559088B1
Application number: KR1020030066241A
Authority: KR
Inventors: 미야끼시게노부; 타이치 이나다
Original assignee: 타이치 이나다
Priority date: 2003-09-24
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2006-03-13
Also published as: KR20050029953A

Abstract

본 발명은 최적의 공기량을 통제하는 기액(氣液)혼합흡인 압송장치를 제공함에 있다.

본 발명에 관계되는 기액혼합흡인 압송장치는 캐슁(cashing), 흡인관, 배출관, 고압수 공급관 및 공기 공급장치로 구성된다.

캐슁의 입구는 흡인관으로 통하고 출구는 배출관으로 통한다. 고압수 공급관은 캐슁으로 접속하고 공기공급장치도 캐슁으로 접속하고 있다.

이러한 구성에 의하여 캐슁안을 통과하는 수주(水柱)가 공기를 유인해 들여와서 배출관내를 기액혼합상태에서 통과하는 것으로 캐슁내는 부압(負壓)으로 된다.

처리물은 그 부압에 흡입되는 수주에 부착함과 동시에 배출관으로부터 압송(壓送)된다. 공기공급장치는 배출관을 통하는 기액혼합체의 공기량을 최적으로 제어한다.

기액혼합흡인 압송장치

Description

기액혼합 흡인 압송장치{AIR-LIQUID MIXING SUCTION PUMPING EQUIPMENT}

도1은 종래의 혼기 젯트펌프의 설명도

도2는 본 발명의 기액혼합흡인 압송장치의 설명도

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

20 : 혼기 젯트펌프 21 : 구동 고압수관

21a : 노즐 22 : 공기도입관

23 : 배출관 24 : 흡입관

25 : 피흡인체 26 : 기액혼합체

100 : 기액혼합흡인 압송장치 110 : 캐슁(cashing)

110a : 공기실 110b : 부압실

111 : 격리판 120 : 흡인관

130 : 고압수공급관 130a : 노즐

140 : 공기공급장치 140a : 공기공급구

141 : 제 1 관로 142 : 에어탱크

143 : 제 2 관로 144 : 콤프렛셔

145 : 공기공급관 150 : 공기유량제어장치

151 : 유량계 152 : 유량상한센서

153 : 유량하한센서 154 : 제 1 NO 전자변

155 : NC 전자변 156 : 제 2 NO 전자변

157 : 제 3 NO 전자변 158 : 공기센서

160 : 제 1 역지변(逆止弁) 170 : 제 2 역지변

180 : 배출관 190 : 기액혼합체

W : 수주(水柱) P : 피흡인체

삭제

본 발명은 기액(氣液)혼합체의 고속유동에 의하여 생기는 에너지를 흡인 및 압송에 응용한 장치에 관한 것으로서 특히 공기량을 제어하여 최적의 기액(氣液)혼합비를 만들어내는 장치에 관한 것이다.

준설에 사용하는 펌프중 이물질이 들어가더라도 구조상 막히지 않는 펌프로서 도1에 나타난 혼기(混氣) 젯트펌프(20)가 있다.

구동고압수관(21)의 고압수를 노즐(21a)로부터 분사한 수주(水柱)는 배출관(23) 내를 돌진함에 의하여 관내전체의 유체가 흡입관(24)으로부터 배출관(23)으로 밀리어 흘러가게 되어 흡입관(24)에 커다란 흡입력이 생겨 피흡인체(25)가 빨려 올라간다. 또한 공기도입관(22)로부터 압력차로 공기가 빨려들어감에 의하여 캐비테이션(cavitation)을 해제함과 동시에 기액혼합체(26)가 피스톤효과를 발휘하여 흡인력을 증강하는 것은 다년간 준설현장에서 사용되어 실증되고 있다.

그러나 이 종래의 혼기젯트펌프(20)는 관내와 관외의 압력차로 외기를 단지 흡입하고 있을 뿐으로 실제로는 이 압력차적인 변화로 흡입하는 공기량도 변화하여 흡입력을 크게 좌우한다. 예를들면 수심이 깊은 곳에서 사용한 경우 수압이 크기 때문에 공기를 흡입하는 것이 불가능 할 수도 있다. 또 흡입관(24) 내의 피흡인체(25)가 증가하여 비중이 크게된 경우 공기도입관(22)으로부터 도입공기량이 증가하여 흡인력을 현저하게 저하시킨다.

상술한 바와 같은 종래기술의 결점을 감안하여 본 발명의 목적은 최적의 공기량을 제어하는 기액혼합흡인 압송장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 관계되는 기액혼합흡인 압송장치(100)는 캐슁(110), 흡인관(120), 고압수 공급관(130), 공기 공급장치(140) 및 공기유량 제어장치(150)로 구성된다. 흡입관(120)은 캐슁(cashing)(110)으로 통하고 고압수공급관(130)도 캐슁(110)으로 통하고 있고 캐슁(110)에는 고압수를 주입하는 것이 가능하다. 또 공기공급관(145)도 캐슁(110)으로 통하고 있고 캐슁(110)으로 공기를 공급한다. 이 공기와 고압수가 캐슁(110)안에서 흡인력을 발생시켜 처리물을 캐슁(110)안으로 흡입하고 또한 고압수로서 캐슁(110)으로 밀어낸다. 공기유량 제어장치(150)는 공기공급관(145)을 통하여 최적량의 공기를 제어하여 캐슁(110)으로 공급한다.

실시예의 하나로서 공기공급장치(140)는 공기공급관(145), 제 1 관로(141), 에어탱크(142), 제 2 관로(143) 및 콤프렛셔(144)로 구성된다. 그 중에서 공기공급관(145)은 캐슁(110)으로 통하고 거기에 공기를 공급한다. 제 1 관로(141)는 에어탱크(142)로 통하고 외부로부터의 공기를 도입한다. 에어탱크(142)는 제 1 관로(141)와 공기공급관(145)의 사이에 있어 급격한 공기압 변화를 누그러뜨린다. 제 2 관로(143)는 콤프렛셔(144)의 압축공기를 에어탱크(142)로 공급할 수 있는 구조로 되어 있다.

또 공기유량 제어장치(150)는 유량계(151), 유량상한센서(152), 유량하한센서(153), 제 1 NO 전자변(154), NC 전자변(155), 제 2 NO 전자변(156), 제 3 NO 전자변(157) 및 공기센서(158)로 구성된다. 그 중의 유량계(151)는 에어탱크(142)와 캐슁(110)을 연결하는 공기공급관(145)상에 있고, 캐슁(110)으로 공급하는 공기의 양을 계측한다. 유량계(151)에는 유량상한센서(152)를 설치하여 상한 설정값을 초과한 경우 이를 감지한다. 동 유량계(151)에 또 하나의 유량하한센서(153)를 설치하여 하한설정값을 하회한 경우 이를 감지한다. 외부공기를 도입하는 것이 제 1 관로(141)이고 그 제 1 관로(141)상에 제 1 NO 전자변(154)을 설치하여 유량상한센서(152)의 지령으로 공기유량이 초과될 경우 닫힌다. 콤프렛셔(144)와 에어탱크(142)는 제 2 관로(143)로 통하고 그 관로상에 NC 전자변(155)을 설치하여 유량하한센서(153)의 지령으로 공기유량이 부족한 경우 열려서 압축공기를 보충한다. 에어탱크(142)는 공기공급관(145)을 통하여 캐슁(110)으로 접속하고 있고 그 공기공급관(145)상에는 제 3 NO 전자변(157)을 설치한다. 공기센서(158)는 흡인관(120)에 설치하고 그 흡인관(120)에 공기가 들어있는 것을 감지하면 제 2 NO 전자변(156) 및 제 3 NO 전자변(157)을 닫는다.

다른 실시례로서 본 장치에서 다시 제 1 역지변(逆止弁)(160), 제 2 역지변(170) 및 배출관(180)이 있다. 제 1 역지변(160)은 제 2 NO 전자변(156)으로부터 캐슁(110)으로 통하는 공기공급관(145)상에 설치되고, 제 2 역지변(170)은 외부공기를 도입하는 제 1 관로(141)상의 도입구와 제 1 NO 전자변(154)의 사이에 설치된다, 배출관(180)과 캐슁(110)은 일체로 되어 있다. 캐슁(110)안에는 1매의 격리판(111)을 설치한다.
이와같이 된 본 발명은 상기에서 기술한 목적, 특징, 장점 등을 더욱 알기쉽게 도면을 통하여 아래와 같이 설명한다.
도 2 에 나타내는 것은 본 발명의 기액혼합흡인 압송장치(100)이다. 고압수 공급관(130)은 캐슁(110)으로 통하고 그 캐슁(110)안으로 노즐(130a)로서 정류된 수주(水柱)(W)를 고속으로 분수(噴水)시킨다(도면에는 고압수공급장치는 생략하고, 고압수 공급관(130)만을 나타낸다).
이 수주(W)는 캐슁(110)을 빠져나와서 수주(W)의 진행방향앞에 있는 캐슁(110)으로 연결하고 있는 배출관(180)안으로 분수(噴水)된다.
이 수주(W)가 배출관(180)안을 고속으로 통과함에 의하여 캐슁(110)안으로 부압이 생기기 때문에 흡인체(P)가 흡입되고 또한 수주(W)에 부착하여 배출관(180)으로부터 압출(押出)되고 압송(壓送)된다. 또 흡인력 및 압송력을 최대한으로 하기 위하여 공기공급장치(140)에 의해 최적공기량을 캐슁(110)으로 공급한다.
공기공급장치(140)는 제 1 관로(141), 에어탱크(142), 제 2 관로(143) 및 콤프렛셔(144)로 구성된다.
제 1 관로(141)는 외기를 에어탱크(142)로 상시도입하기 위한 관로이다.
제 2 관로(143)는 콤프렛셔(144)로 에어탱크(142)를 연결시켜 공기공급량이 부족한 때에 콤프렛셔(144)로부터 공기를 공급하기 위한 것이다. 또 에어탱크(142)는 급격히 변화하는 공기압을 완화시키기 위한 수단이다.
공기유량 제어장치(150)은 공기공급장치(140)로부터 공급되는 공기량을 일정값으로 제어한다. 이것은 유량계(151), 유량상한센서(152), 유량하한센서(153), 제 1 NO 전자변(154), NC 전자변(155), 제 2 NO 전자변(156), 제 3 NO 전자변(157) 및 하나의 공기센서(158)로 구성된다.
유량계(151)는 공기공급장치(140)로부터 공급되는 공기량을 계량후 공기공급관(145), 공기공급구(140a)를 통하여 캐슁(110)으로 공급한다. 또 유량계(流量計)(151)상에는 유량상한센서(152) 및 유량하한센서(153)가 설치되어 유량(流量)을 제어하는 것이 가능하도록 되어있다.
유량상한센서(152)는 유량설정값을 초과한 때에는 제 1 관로(141)상의 제 1 NO 전자변(154)을 닫고 유량이 설정값으로 돌아온 때에 다시 개방한다. 또 제 1 NO 전자변(154)으로부터 유량계(151)의 공기송관(送管)상에 있는 에어탱크(142)가 급격한 공기압변화를 완화한 후 공기를 유량계(151), 공기공급관(145)를 통하여 캐슁(110)으로 공급한다.
유량하한센서(153)는 유량설정값을 하회한 때 콤프렛셔(144)와 에어탱크(142)를 연결하고 있는 제 2 관로(143)상의 NC 전자변(155)을 개방하여 압축공기를 에어탱크(142)안으로 주입한다. 주입된 압축공기는 일단 에어탱크(142)안에서 완화되고 나서 공기송관, 유량계(151), 공기공급관(145)을 통하여 캐슁(110)으로 공급한다. 이때 에어탱크(142)안의 공기압이 외기보다 높지만 이것이 제 1 관로(141)를 통하여 외부로 새지 않도록 제 1 관로(141)상에 제 2 역지변(逆止弁)(170)을 설치한다.
캐슁(110)안에는 격리판(111)으로 공기실(110a)과 부압실(110b)로 갈라져 있다. 격리판(111)에는 노즐(130a)와 동일 중심에서 약간 노즐(130a)의 직경보다 큰 구멍이 뚫리어 있다. 그 목적은 수주(W)가 공기실(110a)로부터 필요량의 공기량만을 끌어내기 위한 최소한의 구멍으로 하는 것과 수주(W)주위에 균일하게 공기를 끓어내기 위한 것이다. 또 공기실(110a)은 새로 공기공급관(145)으로부터 들어오는 공기압의 변동을 완화시키기 위한 것이다.
공기센서(158)는 흡입관(120)의 벽면에 설치된다. 만약 흡인관(120)에 공기가 설정값 이상으로 들어온 경우에는 한편으로 공기공급장치(140)로부터 공기공급이 필요없고, 한편으로 공기공급장치(140)로부터 공급된 공기량의 분량만큼 한층 더 흡인관(120)으로부터의 흡인량이 증가한다.
이상 적당한 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는 것으로 풀이하여야만 한다. 즉 본 발명은(당업자라면 자명한 것과 같은) 각종변경 및 균등한 배열을 포함하는 것이다. 위에 든 실시예는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 제일 양호한 태양을 게시하도록 선택하여 기재한 것이다.
즉, 첨부된 특허청구의 범위는 이러한 각종변경 및 균등한 배열이 모두 포함되도록 가장 넓은 의미로 해석되어야만 한다.

이와같은 본 발명의 기액혼합흡인 압송장치는 캐슁(110)를 통과하는 수주(水柱)(W)가 공기를 유인해 들여와 배출관(180)내를 기액(氣液) 혼합상태로 통과하는 것으로서, 캐슁(cashing)(110)안이 부압(負壓)으로 되어 처리물은 그 부압에 흡입되어 수주(W)에 부착함과 동시에 배출관(180)으로 압송되기 때문에 공기공급장치(140)는 배출관(180)을 통하는 기액혼합체의 공기량을 최적으로 제어하는 것이 가능하게 되고 흡인력의 저하를 회피할 수 있는 효과가 있다.

삭제

Claims

캐슁(110)과 연통하여 처리물을 흡인하는 흡인관(120)을 연결하고 흡인관(120)과 직각방향에는 캐슁(110) 내로 고압수를 공급하는 고압수공급관(130)을 접속하고 캐슁(110)에 연결된 공기공급구에는 캐슁(110) 내에 공기를 공급하는 공기공급장치(140)와 연결되어 공급되는 공기량을 소정의 범위로 제어하는 공기유량 제어장치(150)를 연결하여서 구성됨을 특징으로 하는 기액혼합 흡인 압송장치.
제 1 항에 있어서 공기공급장치(140)와 캐슁(110)이 연통된 사이에 공기를 공급하는 공기공급관(145)을 설치하고 공기공급관(145)과 연통하여 급격한 공기압 변화를 완화하는 에어탱크(142)를 설치하여서 됨을 특징으로 하는 기액혼합 흡인 압송장치.
제 2 항에 있어서 에어탱크(142)에 공기를 도입하는 제 1 관로(141)와 제 2 관로(143)를 각각 연결하고 제 2 관로(143)에 콤프렛셔(144)를 연결설치하여서 됨을 특징으로 하는 기액혼합 흡인 압송장치.
제 3 항에 있어서 에어탱크(142)측에 연결된 공기공급장치(140)와 공기공급관(145) 사이에 공기유량 제어장치(150)를 장착하고 공기유량 제어장치(150)에 장착된 유량계(151)에는 공기공급관(145)내의 공기량 상한을 감지하는 유량상한센서(152)와 공기량의 하한을 감지하는 유량하한센서(153)을 각각 설치하여서 됨을 특징으로 하는 기액혼합 흡인 압송장치.
제 4 항에 있어서 유량계(151)의 유량상한센서(152)와 접속하여 공기공급관(145) 내의 공기량이 상한을 초과하면 유량상한센서(152)의 감지신호로 외부공기를 에어탱크(142)에 진입을 차단하는 제 1 NO 전자변(154)을 설치하여서 됨을 특징으로 하는 기액혼합 흡인 압송장치.
제 5 항에 있어서 공기공급관(145) 내의 공기량이 하한을 지난 경우 유량하한센서(153)의 감지신호로 열어 콤프렛셔(144)의 공기를 에어탱크(142)에 보충하는 NC 전자변(155)을 설치하여서 됨을 특징으로 하는 기액혼합 흡인 압송장치.
제 6 항에 있어서 공기유량제어장치(150)에서 캐슁(110)으로 통하는 공기공급관(145)에 제 2 NO 전자변(156)과 에어탱크(142)에서 콤프렛셔(144)로 통하는 제 2 관로(143)에 제 3 NO 전자변(157)을 설치하여 접속하고 흡인관(120)에는 공기유,무를 감지하는 센서(158)를 설치하여 흡인관(120)에 공기가 들어있는 것이 감지되는 경우 제 2 NO 전자변(156)과 제 3 NO 전자변(157)을 닫게 함을 특징으로 하는 기액혼합 흡인 압송장치.
제 2 항에 있어서 공기공급관(145)에 연결된 제 2 NO 전자변(156)과 캐슁(110) 사이에 제 1 역지변(160)을 설치하고 외부 공기를 도입하는 제 1 관로(141)에 연결된 제 1 NO 전자변(154)과 도입구 사이에 제 2 역지변(170)을 설치하여서 됨을 특징으로 하는 기액혼합 흡인 압송장치.
제 1 항에 있어서 캐슁(110)내에 공기실(110a)과 부압실(110b)를 구분하는 격리판(111)을 설치하여서 됨을 특징으로 하는 기액혼합 흡인 압송장치.
제 1 항에 있어서 캐슁(110)과 연통하는 배출관(180)을 설치하여서 됨을 특징으로 하는 기액혼합 흡인 압송장치.