KR100746517B1 - The method of pumping and pump using water vapor pressure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수증기압을 이용한 유체의 펌핑방법 및 수증기압을 이용한 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수증기의 팽창과 냉각수축의 원리를 이용하여 유체를 토출시키고 수증기의 냉각응축으로 진공을 유발시켜 유체의 흡입에 적용하도록 하는 고효율의 펌핑 방법 및 이를 이용한 펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a method of pumping a fluid using water vapor pressure and a pump using water vapor pressure. More specifically, the fluid is discharged using the principles of water vapor expansion and cooling contraction, and the vacuum is induced by cooling condensation of water vapor to inhale the fluid. It relates to a high efficiency pumping method and a pump using the same to be applied to.
본 발명에 따르면, 유체가 충진된 실린더에 고온고압의 수증기를 송급하여 유체를 송출하는 단계; 실린더에 잔존한 준고압을 해제하여 대기압으로 낮추는 단계; 실린더 내의 수증기를 냉각수축시켜 실린더내에 부압을 발생시킴으로써 유체를 흡입하는 단계;를 포함하여 구성된 수증기압을 이용하여 유체의 펌핑방법과, 냉각핀이 형성된 다수개의 실린더; 고온고압의 수증기를 각각의 실린더로 순차적으로 공급하는 밸브장치; 상기 각각의 실린더의 일단에 급수밸브로 단속되게 연결된 급수관; 상기 각각의 실린더의 타단에 배수밸브로 단속되게 연결된 배수관;을 포함하여 구성된 수증기압을 이용한 펌프가 제공된다.According to the present invention, a step of supplying a high temperature and high pressure steam to the fluid filled cylinder to send the fluid; Releasing the semi-high pressure remaining in the cylinder to atmospheric pressure; Cooling the water vapor in the cylinder to inhale the fluid by generating a negative pressure in the cylinder; a method of pumping fluid using the water vapor pressure configured to include, and a plurality of cylinders on which cooling fins are formed; A valve device for sequentially supplying high temperature and high pressure steam to each cylinder; A water supply pipe connected to one end of each cylinder to be intermittently connected to the water supply valve; Provided is a pump using water vapor pressure, including; a drain pipe connected to the other end of each cylinder is intermittently connected to the drain valve.
펌프, 수증기, 실린더, 회전밸브 Pump, water vapor, cylinder, rotary valve
Description
도 1은 본 발명의 전체 사시도1 is an overall perspective view of the present invention
도 2는 본 발명의 평면도2 is a plan view of the present invention
도 3은 본 발명의 수직 단면도3 is a vertical cross-sectional view of the present invention
도 4는 본 발명의 밸브장치의 상세 단면도4 is a detailed cross-sectional view of the valve device of the present invention.
도 5는 수증기의 유입으로 유체를 펌핑하는 상태도5 is a state diagram for pumping a fluid by inflow of water vapor;
도 6은 실린더의 내부를 대기압으로 만들기 위해 체크밸브가 개구된 상태도6 is a state in which the check valve is opened to make the inside of the cylinder to atmospheric pressure
도 7은 실린더의 내부로 유체가 충진되는 상태도7 is a state in which the fluid is filled into the cylinder
도 8은 체크밸브의 상세도8 is a detailed view of a check valve
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of codes for main parts of drawing
1 : 실린더 2 : 냉각핀1: Cylinder 2: Cooling Fin
3 : 밸브장치 4 : 급수밸브3: valve device 4: water supply valve
5 : 급수관 6 : 배수밸브5: water supply pipe 6: drain valve
7 : 배수관 8 : 분기공7: drain pipe 8: branch hole
9 : 분기체 10 : 체크밸브9: branch 10: check valve
11 : 고압수증기관 12 : 밸브공11: high pressure steam engine 12: valve ball
13 : 밸브작동편 14 : 회전밸브13
15 : 송출관 16 : 공급관15: delivery pipe 16: supply pipe
17 : 모터 18a, 18b : 기어17:
19 : 밸트19: belt
본 발명은 수증기압을 이용한 유체의 펌핑방법 및 수증기압을 이용한 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수증기의 팽창과 냉각수축의 원리를 이용하여 유체를 토출시키고 수증기의 냉각응축으로 진공을 유발시켜 유체의 흡입에 적용하도록 하는 고효율의 펌핑 방법 및 이를 이용한 펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a method of pumping a fluid using water vapor pressure and a pump using water vapor pressure. More specifically, the fluid is discharged using the principles of water vapor expansion and cooling contraction, and the vacuum is induced by cooling condensation of water vapor to inhale the fluid. It relates to a high efficiency pumping method and a pump using the same to be applied to.
물 등의 각종 유체를 송출하기 위하여 일반적으로 펌프 및 실린더가 이용되고, 각각의 경우는 전기동력 및 그 전달장치를 이용하여 유체를 펌핑하는 구조이다. 그러나 각 단계의 공정마다 에너지 손실이 많았고, 실제 유효 에너지는 그 절반에 그치는 실정이다.A pump and a cylinder are generally used to deliver various fluids such as water, and in each case, the fluid is pumped using an electric power and a transmission device thereof. However, there was a lot of energy loss in each step of the process, and the actual effective energy is only half of that.
본 발명의 목적은 수증기의 폭압 에너지가 유체를 토출시키고, 실린더에 잔존한 수증기를 냉각시킴으로써 수증기의 냉각수축에 의한 부압의 발생으로 유체를 흡입하도록 하는 것으로서, 펌핑의 효율을 높인 수증기압을 이용한 유체의 펌핑방법 및 수증기압을 이용한 펌프를 제공함에 있다.An object of the present invention is to expel the fluid by the explosive pressure energy of the water vapor to cool the water vapor remaining in the cylinder to suck the fluid by the generation of negative pressure due to the cooling contraction of the water vapor, thereby improving the efficiency of the pumping of the fluid using the water vapor pressure The present invention provides a pump using a pumping method and water vapor pressure.
이하 본 발명의 구성 및 작용을 첨부 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
고온고압의 수증기를 이용하여 유체를 펌핑하는 본 발명의 방법은 유체가 충진된 실린더(1)에 고온고압의 수증기를 송급하여 유체를 송출하는 제1단계; 실린더(1) 내의 수증기를 냉각수축시켜 실린더(1)내에 부압을 발생시킴으로써 유체를 흡입하는 제2단계;를 포함하여 구성된다.The method of the present invention for pumping a fluid using high temperature and high pressure steam includes the first step of supplying the high temperature and high pressure steam to the fluid-filled cylinder (1) to deliver the fluid; And a second step of sucking the fluid by cooling and contracting the water vapor in the cylinder (1) to generate a negative pressure in the cylinder (1).
그리고 상기의 제1단계와 제2단계의 사이에 유체의 흡입을 보다 빠르게 하기 위하여 실린더(1)에 잔존한 준고압을 해제하여 대기압으로 낮추는 단계를 더 부가할 수도 있다.In addition, a step of releasing the quasi-high pressure remaining in the
이와 같이 본 발명은 실린더(1)에 충진된 유체를 수증기의 압력으로 밀어 송출하는 방법으로서, 상기와 같은 송출의 단계만을 수증기를 이용하는 것이 아니라 이후의 유체 흡인단계에서도 수증기가 냉각될 때 부피가 수축되는 물리적 성질을 이용하여 유체를 효율적으로 흡입함에 특징이 있다.As described above, the present invention is a method of pushing out the fluid filled in the
따라서 유체를 수증기의 압력으로 송출시킨 후에 준고압의 수증기압을 대기압으로 낮춰주고, 실린더(1)를 밀폐시켜 수증기를 냉각수축시킴으로써 실린더(1)의 내부를 대기압보다 낮은 압력으로 만들게 된다. 수증기를 냉각수축시키는 방법으로는 공냉식이나 수냉식 등 다양하게 채택하여 실시할 수 있는 것으로, 이렇게 실린더(1)의 내부 압력을 저하시키면 자연스럽게 유체를 흡입할 수 있게 된다.Therefore, after the fluid is discharged to the pressure of water vapor, the vapor pressure of the semi-high pressure is lowered to atmospheric pressure, and the
상기의 방법으로 작동되는 펌프의 실시예는 냉각핀(2)이 형성된 다수개의 실 린더(1); 고온고압의 수증기를 각각의 실린더(1)로 순차적으로 공급하는 밸브장치(3); 상기 각각의 실린더(1)의 일단에 급수밸브(4)로 단속되게 연결된 급수관(5); 상기 각각의 실린더(1)의 타단에 배수밸브(6)로 단속되게 연결된 배수관(7);을 포함하여 구성된다.An embodiment of a pump operated in the above manner comprises a plurality of
상기에서 밸브장치(3)는 상하로 관통된 구멍이 형성되고, 측부에 각각의 실린더(1)와 연통되는 분기공(8)이 일정간격으로 실린더(1)의 갯수만큼 형성된 분기체(9); 상기 분기공(8)과 실린더(1)를 연결하는 각각의 관로상에 설치되어 수증기에 의한 실린더(1)의 준고압을 해제시키는 체크밸브(10); 상기 분기체(9)의 구멍에 설치되어 회전되고, 고압수증기관(11)과 연결되어 회전에 의해 다수개의 분기공(8)을 순차적으로 연결하는 밸브공(12)이 형성되며, 회전에 의해 다수개의 체크밸브(10)를 순차적으로 작동시켜 압력을 해제시키는 밸브작동편(13)이 설치된 회전밸브(14);를 포함하여 구성된다.The valve device (3) is formed with a through-hole which is vertically penetrated, the branch (9) formed by the number of the cylinder (1) at regular intervals the branch hole (8) communicating with each cylinder (1) at the side; A check valve (10) installed on each conduit connecting the branch holes (8) and the cylinder (1) to release the quasi-high pressure of the cylinder (1) by water vapor; Is installed in the hole of the branch (9) is rotated, is connected to the high-pressure steam pipe (11) is formed a
그리고 상기의 급수밸브(4)는 스프링에 의해 닫혀진 상태가 유지되고 있다가 실린더(1) 내부에 부압이 발생할 때, 부압이 스프링력을 이길 때 열리도록 구성된다. 즉 닫혀진 상태가 유지되고, 실린더(1)에 고온고압의 수증기가 공급될 때도 닫힌 상태를 유지하며, 수증기가 냉각수축될 때 또는 실린더(1)에 부압이 발생할 때 열리는 구조이다.The
그리고 배수밸브(6)는 설치각도에 의한 자체 무게로 닫히도록 설치되는데, 회동되는 축이 상부에 위치되어 자체 중량에 의해 닫혀 있다가 실린더(1) 내부에 고압의 수증가 유입될 때 열리도록 구성된다. 즉, 실린더(1)에 고온고압의 수증기 가 공급될 때 열리고, 직후 체크밸브(10)가 열릴 때 닫히며, 수증기가 냉각수축되기 직전까지 닫히도록 구성된다.And the drain valve (6) is installed to close at its own weight by the installation angle, the rotating shaft is located in the upper position is closed by its own weight is configured to open when the high pressure water vapor flows into the cylinder (1) do. That is, when the high temperature and high pressure steam is supplied to the
또한 상기의 체크밸브(10)는 도 8에 도시된 바와 같이 스프링력에 의해 닫혀진 상태로 있다가, 상부에 누를 때 열리는 구조이고, 체크밸브(10)를 눌러 작동시키는 구성은 회전밸브(14)에 설치된 밸브작동편(13)이다.In addition, the
상기와 같은 구조를 가진 본 발명의 펌프는 수증기의 폭압과 냉각수축에 의해 작동되는 것으로, 도 1에 실시예의 전체 사시도가 도시되어 있고, 도 2에 상부에서 본 평면도가 도시되어 있으며, 도 3에는 수직 단면도가 도시되어 있고, 도 4에 밸브장치(3)의 상세 단면도가 도시되어 있다. 도 5 내지 도 6은 펌핑하는 각 단계별의 도면이다.The pump of the present invention having the structure as described above is operated by the expansion pressure and the cooling shrinkage of water vapor, the overall perspective view of the embodiment is shown in Figure 1, Figure 2 is a plan view seen from the top, Figure 3 A vertical sectional view is shown and a detailed sectional view of the
도 5에 도시된 바와 같이 실린더(1)의 내부에 유체가 충진되면, 고압수증기관(11)으로 유입된 고온고압의 수증기를 유체가 충진된 실린더(1)의 내부로송출하게 된다. 즉 수증기의 압력은 밸브장치(3)의 회전밸브(14)에까지 작용하고 있다가 회전밸브(14)가 유체가 충진된 실린더(1)와 연통된 분기공(8)을 통해 수증기를 송출하게 된다.As shown in FIG. 5, when the fluid is filled in the
밸브장치(3)는 도 2와 도 4에 도시된 바와 같이 각각의 실린더(1)와 연통된 분기공(8)이 형성된 분기체(9)와, 상기 분기체(9)에 설치되어 고압수증기관(11)을 분기공(8)과 연통시키는 하나의 밸브공(12)이 형성된 회전밸브(14)를 포함하여 구성되어 있고, 상기의 회전밸브(14)는 모터(17)에 의해 회전되면서 하나의 실린더(1)에만 수증기를 공급하고 차단하는 구조로 되어 있다.As shown in FIGS. 2 and 4, the
모터(17)의 회전축에 기어(18a)가 설치되고, 회전밸브(14)의 상부에도 기어(18b)가 설치되며, 상기 기어(18a)(18b)를 체결하는 밸트(19)의 구성에 의하여 회전밸브(14)가 회전된다. 물론 고압수증기관(11)은 회전되는 회전밸브(14)에 기밀되게 삽입되어 수증기의 누출이 없도록 설치된다.The
따라서 회전밸브(14)가 회전되어 유체가 충진된 실린더(1)로 고압수증기관(11)을 통하게 하면, 고온고압의 수증기가 실린더(1)로 유입되어 유체를 송출하게 된다. 이 때 유체는 도 5에 도시된 바와 같이 배수관(7)과 실린더(1)의 사이에 설치된 배수밸브(6)를 밀어 개구시킨 후 배수관(7)으로 빠져 나가고, 배수관(7)과 연결된 송출관(15)을 통해 최종 목적지로 펌핑된다.Therefore, when the
물론 수증기가 공급될 때에는 급수관(5)과 실린더(1)의 연결부에 설치된 급수밸브(4)는 폐구되는데, 이는 적절한 스프링 장치 등에 의하여 수증기압이나 기계적 작동 등으로 할 수 있다. 그리고 배수밸브(6)는 수증기압에 의해 개구되어 유체를 송출할 수 있게 된다.Of course, when water vapor is supplied, the
상기와 같이 유체가 송출되더라도 실린더(1)의 내부는 준고압상태가 되는데, 유체를 다시 유입하기 위하여는 대기압 이하로 내려 줄 필요성이 있게 된다.Even if the fluid is discharged as described above, the inside of the
따라서 본 발명은 회전되는 회전밸브(14)에 밸브작동편(13)이 설치되어, 분기공(8)과 실린더(1)의 연결관로에 설치된 체크밸브(10)를 열어주게 된다. 본 발명은 하나의 실린더(1)로 구성할 수도 있으나 효율적인 면에서 다수개의 실린더(1)를 일정간격으로 둥글게 설치된 구조로 함이 바람직하므로, 유체의 펌핑이 끝난 실린더(1)의 체크밸브(10)를 열어주게 된다. 즉 밸브공(12)을 통해 하나의 실린더(1)로 수증기를 공급할 때, 수증기의 공급으로 펌핑이 끝난 회전밸브(14)의 회전방향의 뒷 부분에 위치한 실린더(1)의 체크밸브(10)를 열어주도록 밸브작동편(13)이 설치되면 된다.Therefore, in the present invention, the
물론 체크밸브(10)의 구성 없이도 가능하나, 이후 단계에서의 유체의 흡입을 보다 신속하게 하기 위하여 실린더(1)의 내부 압력을 빨리 낮추어 주는 역할을 하게 된다.Of course, it is possible without the configuration of the
체크밸브(10)의 개방으로 대기압상태가 되면 체크밸브(10)는 다시 닫히고, 실린더(1)는 냉각된다. 물론 펌핑이 끝나고 체크밸브(10)가 열리는 동안도 냉각된다. 고온의 수증기가 냉각되면 부피가 급격히 줄어들게 되는데, 이 때 대기압보다 낮아지게 된다. 따라서 실린더(1)의 내부에는 대기압보다 낮은 압력이 형성되어 급수관(5)에 설치된 급수밸브(4)를 개구시키는 부압으로 작용하게 된다. 따라서 부압에 의해 유체는 용이하게 실린더(1)의 내부로 흡입되어 충진되는데, 유체는 공급관(16)을 통해 공급된 후 각각의 실린더(1)와 연결된 급수관(5)을 통해 유입된다.When the
유체가 충진된 실린더(1)는 다시 수증기의 공급으로 펌핑되는 반복 과정을 가지게 된다.The fluid-filled
이와 같이 본 발명은 다수개의 실린더(1)가 둥글게 설치되고, 각각의 실린더(1)로 수증기가 공급되어 펌핑됨과 동시에 회전 방향의 뒷 부분의 체크밸브(10)가 개구되도록 구성됨으로써, 다수개의 실린더(1)를 이용한 순차적인 유체의 펌핑이 가능하게 된다.As described above, the present invention is configured such that a plurality of
뿐만 아니라 수증기를 이용함으로서 폐자재의 재횔용이 가능한데, 이는 수증기 생산을 위해 폐목 등을 이용할 수 있으므로, 유류, 가스, 전기 등으로 펌핑의 에너지원을 얻는 종래의 방법에 비하여 에너지의 절감이 가능하게 된다.In addition, it is possible to reuse waste materials by using steam, which can use waste wood for steam production, and thus it is possible to save energy compared to the conventional method of obtaining an energy source of pumping with oil, gas, electricity, and the like. .
이와 같이 본 발명은 수증기의 폭압 에너지가 유체를 토출시키고, 실린더(1)에 잔존한 수증기를 냉각시킴으로써 수증기의 냉각수축에 의한 부압으로 유체를 흡입하는 구성에 의하여, 펌핑의 효율이 극대화 되는 효과가 있고, 수증기를 생성하기 위한 에너지원으로 폐목 등의 폐자재를 이용할 수 있으므로 에너지 절약 및 비용의 경감에 있어 경제적인 효과도 있게 된다.As described above, the present invention has the effect of maximizing the efficiency of pumping by the configuration in which the vapor pressure energy of the steam discharges the fluid and cools the remaining steam in the
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