KR100569889B1

KR100569889B1 - 펌프의 역회전 방지방법

Info

Publication number: KR100569889B1
Application number: KR1020030071583A
Authority: KR
Inventors: 문지호
Original assignee: (주)대진정공
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2003-10-14
Publication date: 2006-04-11
Also published as: KR20050035799A

Abstract

본 발명은, 펌프의 역회전 방지방법에 관한 것이다.

이는특히, 전원의 공급에 의해 임펠러를 회전시키도록 설치되는 펌프와, 상기 임펠러의 구동축에 상이한 위상각을 갖는 설치되는 신호반사면및, 상기 신호반사면에 대응하는 수광소자및 발광소자로 이루어진 광센서와, 상기 센서의 동작신호에 의해 전동모터에 전원공급을 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에따라서, 모터의 역회전을 감지하여 이에 연결되는 임펠러의 역회전을 방지함으로써 유체의 역방향 흐름에 따른 사고를 방지할 수 있는 것이다.

구동축, 제어부, 솔레노이드, 신호반사면, 광센서

Description

펌프의 역회전 방지방법{method for prevention reverse-rotation of pump}

도1은 종래의 차량용 모터의 회전검출장치의 주요 구성도

도2는 본 발명에 따른 역회전 방지장치가 장착된 펌프를 도시한 단면도

도3은 본 발명에 따른 펌프의 역회전 방지장치를 도시한 요부 확대도

도4는 본 발명에 따른 펌프의 역회전 방지방법을 도시한 순서도

도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펌프의 역회전 방지방법을 도시한 순서도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100..수중펌프 200...전동모터

230...구동축 270...회전자

290...전원박스 330...임펠러

450...광센서 500...제어부

본 고안은 펌프의 역회전 방지장치및 방법에 관한 것으로, 이는특히 전원의 공급에 의해 임펠러를 회전시키도록 설치되는 펌프와, 상기 임펠러의 구동축에 상이한 위상각을 갖는 설치되는 3개의 신호반사면및, 상기 신호반사면에 대응하여 구동축의 회전상태를 감지도록 설치되는 회전상태감지수단과, 상기 회전상태감지수단의 신호에 의해 모터의 전원공급을 제어하는 제어부를 포함하는 구성으로 모터의 비 정상적인 구동상태를 검출하여 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 펌프의 역회전 방지방법에 관한 것이다.

일반적으로 수중펌프는, 수중에서 작동하는 전동식 펌프를 총징하는 말로서, 그 사용목적 및 용도에 따라 심정용, 상수도 가압용, 배수용 등 여러 종류로 다양하게 구분되어 진다.

상기와 같은 수중펌프는, 수중에 잠겨진 상태로 운전되며, 외부의 전원공급시 구동하는 전동모터의 회전자가 구동축에 연결되고, 상기 구동축이 회전할때 그 단부에 일체로 연결되는 임펠러가 케이스내에 회전되어 유체를 일정한 양정을 갖는 외부에 배출토록 한다.

본 출원인은 상기와 같은 기술과 관련된 수중펌프의 기술중 수중의 바닥면에 수평으로 설치되는 수평형 수중펌프를 특허 2002-22939호로, 수중펌프의 구동축 회전시 발생되는 진동을 모니터링하도록 하는 진동센서가 구비된 수중펌프를 특허 2002-41888호로 이미 출원하였읍니다.

그러나, 상기와 같은 수중펌프는, 역회전을 감지할수 있는 장치가 구비되지 않아 수중펌프의 역회전시에 따른 안전사고를 미연에 방지할수 없게 되는 단점이 있었습니다.

또한, 상기와 같은 수중펌프의 적용예와는 다르지만 모터의 역회전 방지에 관한 기술이 공개실용신안공보 제2000-2534호 차량의 모터 회전 검출장치에 개시되어 있으며 그 구성은 도1에 도시한 바와같와 같습니다.

즉, 모터 구동신호의 입력에 의해 모터(14)를 구동하는 전원전압을 상기 모터로 공급하는 모터 구동부(12)와, 상기 모터가 구동되어 회전되는 상태를 검출하는 모터 구동 검출센서(16)와, 상기 모터 구동신호와 모터 구동 검출센서로부터 발생된 출력값을 입력받아 미리 설정된 시간동안 상기 모터의 구동에 따라 발생된 펄스의 수를 카운트하여 검출된 펄스의 수가 미리 설정된 기준 펄스의 수보다 미달되면 경고부(20)로 구동신호를 공급하는 제어기(18)를 포함하는 구성으로 이루어 진다.

그러나, 상기와 같은 모터 역회전 감지장치는, 모터의 구동시 설정된 시간동안 모터의 펄스 수를 카운트 한후 이를 모터 구동검출센서의 출력값과 비교한후 경고를 발하는 구성으로 정확한 펄스의 예측이 힘들게 됨은 물론 외부의 전기적인 간섭에 의해 오작동의 염려가 발생되는 단점이 있는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 모터의 구동상태를 검출하여 모터가 비정상적인 구동을 하면 전원을 차단하여 정지시키도록 하고, 운전자에게 자동으로 경고를 하도록 하는 펌프의 역회전 방지방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전원의 공급에 의해 임펠러를 회전시키도록 설치되는 펌프와, 상기 임펠러의 구동축에 상이한 위상각을 갖는 설치되는 복수의 신호반사면및, 상기 신호반사면에 대응하여 구동축의 회전상태를 감지하는 회전상태감지수단과, 상기 회전상태감지수단의 신호에 의해 모터의 전원공급을 제어하는 제어부를 포함하는 펌프의 역회전 방지장치를 제공한다.

한편 본 발명은, 기준감지센서를 동작시켜 구동축의 회전시 기준신호를 감지하는 단계;

정회전감지센서및 역회전감지센서를 동작시켜 기준신호에 따른 구동축의 정및 역회전을 감지하는 단계;

정회전이 감지되면 전원을 계속공급하여 모터를 회전시키는 단계;

역회전이 감지되면 모터에 전원을 차단하는 단계를 포함하는 펌프의 역회전 방지방법을 제공한다.

또한 본 발명은, 복수의 감지센서에 전원을 공급하는 단계;

모터의 전원공급에 의한 구동축의 회전시 기준신호를 감지하는 단계;

미리 정해진 순서에 따라 역회전및 정회전 감지센서를 설정하는 단계;

정회전및 역회전 감지센서에 의해 정및 역회전을 감지하는 단계;

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음 과 같다.

도2에 도시한 바와같이 본 발명의 역회전 방지장치를 갖는 수중펌프(100)는, 케이블(290a)을 통하여 전달되는 외부 전원에 구동하는 전동모터(200)가 구동축(230)과 일체로 회전토록 설치되고, 상기 전동모터(200)는, 구동축(230)에 연결되는 회전자(270)와 하우징(150)의 내주면에 설치되는 고정자권선(270a)으로 구성된다.

그리고, 상기 구동축(230)은, 상기 하우징(150)에 고정되는 베어링(250a)(250b)을 통하여 용이하게 회전토록 되고, 상기 케이블(290a)이 연결되는 전원박스(290)의 내측에 기판(290b)이 설치된다.

또한, 상기 하우징(150)의 저면에 구동축(230)과 연결되는 임펠러(330)및 상기 임펠러(330)가 내장되는 케이싱(310)이 연결설치된다.

더하여, 상기 구동축(230)및 그 일측에는 회전상태감지수단(400)이 설치되고, 상기 회전상태감지수단(400)은, 상기 구동축(230)의 상부면 길이방향에 상이한 위상각을 갖도록 설치되는 복수의 신호반사면(410)과 상기 신호반사면(410)에 광신호를 반사시켜 수신하는 수광소자및 발광소자인 광센서(450)로 이루어 진다.

그리고, 상기 광센서(450)와 전기적으로 연결되는 제어부(500)가 기판(290b)상에 설치된다.

또한, 상기 제어부(500)는, 경보발생부가 더 구비되며, 상기 회전상태감지수단(400)은, 엔코더로 이루어져도 좋다.

그리고, 상기 구동축(230)의 상부에 솔레노이드로 이루어진 브레이크유니트(600)가 더 구비되는 구성으로 이루어 진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도2에서와 같이, 케이블(290a)을 통하여 전원이 공급되면 하우징(150)의 내측에 설치되는 고정자권선(270a)과 구동축(230)의 외주연에 고정되는 회전자(270)의 상호 작용을 통하여 구동축(230)이 회전한다.

또한, 상기 구동축(230)은 하우징(150)의 상하부에 고정되는 베어링(250a)(250b)에 의해 용이하게 회전된다.

그리고, 상기 구동축(230)의 회전력은 그 저부에 연결되는 임펠러(330)에 전달되어 임펠러(330)를 회전시키며, 상기 임펠러(330)는 케이싱(310)의 내측에 설치되어 소정의 유로를 갖으면서 유체를 압축 일정 양정으로 물을 외부에 배출시키도록 하고 그 상부에 결합되는 베어링(230a)을 통하여 케이싱(310)의 내측에서 용이하게 회전한다.

또한, 상기 케이블(290a)은 전원박스(290)에 내장되는 기판(290b)상의 제어부(500)에 연결되어 광센서(450)의 신호에 따라 전원을 공급및 차단하거나 경보신호를 발하게 된다.

더하여, 상기 광센서(450)는 구동축(230)상에 각각 설치되는 3개의 신호반사면(410a)(410b)(410c)및 상기 신호반사면와 대응토록 하우징(150)에 결합되는 프레임(150a)상의 광센서(450a)(450b)(450c)에 의해 구동축(230)의 회전상태를 감지한후 정및 역회전 상태를 제어부(500)에 전달한다.

상기 제어부(500)는, 상기 전동모터(200)에 전원을 연결및 차단하는 전원연 결용 스위치및 경보표시부의 스위치에 연결되어 이를 온오프 시키며, 상기 경보표시부는 음이나 발광신호등에 의해 경보를 발령한다.

한편, 상기 광센서(450)는, 상기 구동축(230)에 접촉되는 엔코더로 이루어져 구동축의 회전상태를 감지하게 되고, 감지후의 동작은 상기 광센서를 이용한 동작과 동일하며, 상기 엔코더의 적용시 이에 연결되는 제어부는 정지시의 지점을 기준점으로 감지한후 상기 점에서의 회전상태에 따라 정및 역회전을 산출하게 된다.

또한, 상기 구동축(230)의 상부에 솔레노이드로 이루어진 브레이크유니트(600)가 설치되어 제어부(500)에 의한 전원차단 신호 전달시 솔레노이드에 전원이 공급되어 구동축을 마찰 자력구동되는 것을 방지한다.

한편, 본 발명에 따른 역회전 방지방법은 도4에서와 같이, 광센서(450)를 기준감지센서(450a)와 역회전감지센서(450b)및 정회전감지센서(450c)를 미리 설정한후 각각의 광센서에 전원을 공급하고, 각각의 센서는 수광부와 발광부를 갖는다.

그리고, 상기 광센서는 이러한 광센서와 대응되도록 구동축(230)의 길이방향과 원주방향에 대해 상이한 위치에 설치된 각각의 신호반사면(410)을 향하여 광신호를 방출하게 된다.

이때, 상기 신호반사면(410) 및 광센서는, 신호반사면(410)을 구동축의 길이방향 동일선상에 배치한 후, 광센서를 신호반사면(410)에 대해 수직방향으로 동일 거리만큼 이격된 곳에서 구동축의 길이방향과 원주방향(회전방향)에 대해 상이한 위치에 설치시켜도 동일한 동작이 가능하다.

계속하여, 상기 케이블의 통하여 수중펌프(100)에 전원이 공급되면 구동축(230)이 회전되고, 이때 미리 설정된 기준감지센서(450a)에 의해 구동축상에 위치한 기준신호가 반사되는 신호반사면(410a)의 위치를 감지한다.

이어서, 상기 구동축(230)이 정방향 즉 시계방향으로 회전하고 있으면 정방향을 감지하는 정회전감지센서(450c)가 정회전의 신호반사면(410c)을 먼저 감지한다.

역으로, 상기 구동축(230)이 역방향 즉 반시계방향으로 회전하고 있으면 역방향을 감지하는 역회전감지센서(450b)가 정역회전의 신호반사면(410b)을 먼저 감지한다.

그리고, 상기 기준감지센서(450a)의 동작후 감지되는 구동축의 정방향 역방향 회전상태는 제어부(500)에 전달되고, 상기 제어부(500)에서는 기준감지센서의 동작후 정회전감지센서가 동작하면 모터에 전원을 계속공급한다.

역으로, 상기 기준감지센서(450a)의 동작후 역회전감지센서가 동작하면 제어부(500)에 연결되는 전원연결용 스위치를 조작하여 전동모터(200)에 전원을 차단하거나, 경보발령용 스위치 조작에 의해 동작되는 음이나 발광신호등을 통하여 경보를 발령한다.

다른 한편, 본 발명에 따른 역회전 방지방법은 도5에서와 같이, 감지센서(450a)(450b)(450c)는 그 동작순서가 미리설정되지 않고, 제어부(500)에 미리 입력된 프로그램에 의해 정방향및 역방향과 기준점을 감지하게 된다.

상기 프로그램은, 구동축(230)의 회전시 제일먼저 신호를 감지한 감지센서(450a)를 기준으로 그 오른쪽에 위치한 신호반사면(410b)을 감지한 감지센서(450b)를 역회전감지센서로 그 왼쪽에 위치한 신호반사면(410c)을 감지하는 감지 센서(450c)를 정회전감시센서로 설정한다.

이어서, 상기 신호반사면(410b)을 최초 감지하는 감지센서의 신호를 기준신호로 하면 그 왼쪽에 위치한 신호반사면(410a)을 통하여 감지하는 감지센서(450a)의 신호가 정회전상태를, 그 오른쪽에 위치한 신호반사면(410c)을 통하여 감지되는 감시센서(450c)의 신호가 역회전상태를 나타내게 된다.

또한, 상기 신호반사면(410c)을 최초 감지하는 감지센서(450c)의 신호를 기준신호로 하면 그 왼쪽에 위치한 신호반사면(410b)을 통하여 감지되는 감지센서(450b)의 신호가 정회전상태를, 그 오른쪽에 위치한 신호반사면(410a)을 통하여 감지되는 감시센서(450a)의 신호가 역회전 상태를 나타내는 것으로 설정한다.

이상과 같은 상태를 갖는 광센서는 구동축(230)의 회전시 최초로 광센서의 발광신호를 반사시키는 신호반사면을 감지하게 되고, 상기 신호반사면을 포착하는 감지센서에 의해 기준점을 확정하게 된다.

그리고, 상기 구동축이 정방향(시계방향)및 역방향(반시계방향)으로 회전하면 제어부상기와 같은 기준점의 확정후 미리 입력되는 프로그램에 의해 구동축의 정및 역방향회전을 감지하게 된다.

이때, 각각의 센서는 수광부와 발광부를 갖는 광센서로 이루어 지며, 상기 광센서는 이러한 광센서와 대응되도록 구동축(230)의 길이방향과 원주방향에 대해 상이한 위치에 설치된 각각의 신호반사면(410)을 향하여 광신호를 방출하게 된다.
상기 신호반사면(410) 및 광센서는, 신호반사면(410)을 구동축의 길이방향 동일선상에 배치한 후, 광센서를 신호반사면(410)에 대해 수직방향으로 동일 거리만큼 이격된 곳에서 구동축의 길이방향과 원주방향(회전방향)에 대해 상이한 위치에 설치시켜도 동일한 동작이 가능하다.

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역으로, 상기 기준감지센서(450a)의 동작후 역회전감지센서가 동작하면 제어부(500)에 연결되는 전원연결용 스위치를 조작하여 전동모터(200)에 전원을 차단하거나, 경보발령용 스위치 조작에 의해 동작되는 음이나 발광신호등을 통하여 경보를 발령하게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 모터의 구동상태를 검출하여 모터가 비정상적인 구동을 하면 전원을 차단하여 정지시키고, 운전자에게 자동으로 경보를 발하게 하며, 모터의 역회전에 따른 펌프의 역유동으로 인한 안전사고를 미연에 방지하도록 하고, 역회전시 구동축에 외력이 작용하여 자력회전에 의한 손실을 줄일수 있도록 하는 효과가 있다

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명 하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀 두고자 한다.

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기준감지센서와 역회전감지센서및 정회전감지센서를 미리설정하여 펌프 하우징의 내측에 장착한후 이에 대응되는 신호반사면을 구동축에 각각 설치하는 단계;

구동축의 회전시 기준신호를 감지하는 단계;

기준신호에 따른 구동축의 정및 역회전을 감지하는 단계;

구동축의 정회전이 감지되면 전원을 계속공급하여 모터를 회전시키는 단계;및,

구동축의 역회전이 감지되면 모터에 전원을 차단하는 단계를 포함하는 펌프의 역회전 방지방법.
제7항에 있어서, 상기 감지센서 및 신호반사면을 설치하는 단계는, 구동축의 길이방향 동일선상에 수광부와 발광부로 이루어진 3개의 광센서가 각각 이격되도록 설치하며, 상기 광센서와 동일한 이격거리를 갖으면서 구동축 원주방향의 상이한 위치에 신호반사면을 각각 설치하는 것을 특징으로 하는 펌프의 역회전 방지방법.
제7항에 있어서, 상기 감지센서 및 신호반사면을 설치하는 단계는, 신호반사면을 구동축의 길이방향 동일선상에 이격 배치한 후, 신호반사면에 대해 수직방향으로 동일 거리만큼 이격된 곳에 수광부와 발광부로 이루어진 3개의 광센서가 구동축의 길이방향과 원주방향에 대해 서로 상이한 위치를 갖도록 설치하는 것을 특징으로 하는 펌프의 역회전 방지방법.
제7항에 있어서, 상기 전동모터에 전원을 차단하는 단계는, 전원의 차단시 외부의 경보표시부에 신호를 전달하여 소리나 발광신호를 통하여 경보를 발령하도록 하는 것을 특징으로 하는 펌프의 역회전 방지방법.
복수의 감지센서를 펌프 하우징의 내측에 설치한후 펌프에 전원을 공급하는 단계;

구동축의 회전시 광센서와 구동축의 신호반사면 상호작용에 의해 최초감지센서에서 감지된 신호를 기준신호로 설정하는 단계;

미리 정해진 프로그램에 따라 제어부에 의해 역회전및 정회전 감지센서를 설정하는 단계;

정회전및 역회전 센서에 의해 구동축의 정및 역회전을 감지하는 단계;

정회전이 감지되면 전원을 계속공급하여 모터를 회전시키는 단계;

역회전이 감지되면 모터에 전원을 차단하는 단계를 포함하는 펌프의 역회전 방지방법.
제11항에 있어서, 상기 프로그램은, 구동축의 회전시 제일먼저 신호반사면을 감지한 감지센서를 기준신호로 하여 그 오른쪽에 위치한 신호반사면을 감지한 감지센서를 역회전감지센서로 그 왼쪽에 위치한 신호반사면을 감지하는 감지센서를 정회전감시센서로 설정하는 것을 특징으로 하는 펌프의 역회전 방지방법.
제11항에 있어서, 상기 감지센서 및 신호반사면은, 구동축의 길이방향 동일선상에 수광부와 발광부로 이루어진 3개의 광센서가 각각 이격되도록 설치하며, 상기 광센서와 동일한 이격거리를 갖으면서 구동축 원주방향의 상이한 위치에 신호반사면을 각각 설치하는 것을 특징으로 하는 펌프의 역회전 방지방법.
제11항에 있어서, 상기 전동모터에 전원을 차단하는 단계는, 전원의 차단시 외부의 경보발령부에 신호를 전달하여 소리나 발광신호를 통하여 경보를 발령하도록 하는 것을 특징으로 하는 펌프의 역회전 방지방법.