KR100831999B1

KR100831999B1 - 무격막식 압력탱크장치

Info

Publication number: KR100831999B1
Application number: KR1020070038481A
Authority: KR
Inventors: 박미선
Original assignee: 주식회사 천공테크
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2008-05-23

Abstract

본 발명은 무격막식 압력탱크장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압력탱크의 내부로 공기를 공급하는 공기탱크가 장착되어 압력탱크의 내부에 고무재질의 블래더(bladder)나 격막을 설치할 필요가 없고, 질소가스의 보충이 필요 없어 사용의 편의성을 최대한 높여줄 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.

전술한 본 발명은, 배관(11)에 펌프(10)가 장착되어 배관(11) 일측의 흡입헤더(11a)를 통해 배관(11) 타측의 배출헤더(11b)를 통해 목적지에 물을 공급하고, 내부가 밀폐된 압력탱크(20)가 배출헤더(11b)와 유통관(21)으로 연결되어 유체의 급격한 압력변화가 발생되었을 때 압력탱크(20)가 압력을 흡수할 수 있도록 구성된 장치에 있어서, 상기 압력탱크(20)의 일측에는 공기탱크(30)가 장착되어 압력탱크(20)와 연결관(31)으로 접속되고, 공기탱크(30)의 내부에 위치하는 연결관(31)의 일단에는 벤트리관(32)이 결합되며, 벤트리관(32)에는 체크밸브(40)가 결합되어 공기의 유입이 일 방향으로만 형성되며, 공기탱크(30)는 흡입헤더(11a)와 배수관(50)으로 연결되고, 배수관(50)에는 솔레노이드밸브(51)가 장착되어 컨트롤러(60)의 신호에 의하여 개폐되며, 압력탱크(20) 내부에는 플로트스위치(22)가 장착되어 컨트롤러(60)에 신호를 인가할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 무격막식 압력탱크장치에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

Description

무격막식 압력탱크장치{a pressure tank}

도 1은 본 발명의 일실시예를 예시한 개략적인 장치도,

도 2는 본 발명에 의한 체크밸브의 확대단면도,

도 3은 본 발명에 의한 벤트리관의 확대단면도,

도 4a와 도 4b는 본 발명에 의한 부구의 작동상태를 예시한 확대단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 펌프 11 : 배관

11a : 흡입헤더 11b : 배출헤더

20 : 압력탱크 21 : 유통관

22 : 플로트스위치 30 : 공기탱크

31 : 연결관 32 : 벤트리관

32a : 입구 32b : 출구

32c : 통로 40 : 체크밸브

40a : 유입구 41 : 몸체

42 : 작동구 42a : 경사면

42b : 유통공 43 : 스프링

44 : 필터 50 : 배수관

51 : 솔레노이드밸브 52 : 부구

52a : 막음판 60 : 컨트롤러

일반적으로 건물에 급수를 하기 위하여 펌프를 가동시키면 유체의 급격한 압력변화에 의하여 유체압력이 상승되는 수충격 현상이 발생되고, 이러한 수충격 현상은 펌프를 가동할 때, 펌프가 정지될 때, 펌프의 회전수를 제어할 때, 정전이 되었을 때 주로 발생된다.

이와 같은 수충격 현상은 펌프, 밸브, 플랜지, 배관과 같은 기기들을 파손시키므로 급수를 위한 펌프시스템에는 압력을 흡수할 수 있는 격막식 압력탱크가 필히 설치된다.

상기 격막식 압력탱크는 탱크 내부에 고무재질의 블래더(bladder)나 격막(diaphragm)이 설치되어 유체와 질소가스를 구분하여 유체가 가압될 때는 질소가 스가 수축하고 유체의 가압이 해소될 때는 질소가스가 팽창하여 배관내의 압력변화를 흡수하는 기능을 하고 있다.

그러나, 전술한 격막식 압력탱크는 장기간 사용으로 인하여 블래더가 파손되는 경우에는 블래더를 교환해야 하는 등의 불편한 점이 있었을 뿐 아니라 격막이 파손되는 경우에는 압력탱크 자체를 교체해야 하는 등의 폐단이 발생되고 있다.

또한, 압력탱크는 6∼12개월 정도 지나면 시간이 압력이 저하되는 것이므로 압력탱크가 일정한 압력을 유지하기 위해서는 주기적으로 질소가스를 보충해야 하는 등의 불편한 점이 있었을 뿐 아니라 질소가스의 압력이 저하된 상태로 상당기간 방치하는 경우에는 배관이나 급수펌프에 나쁜 영향을 미치게 하는 등의 폐단이 있었다.

더욱이, 펌프가 정지할 때 급수역류현상에 의해 격막이 더욱 크게 늘어나는 영향을 받아 수명이 단축되는 폐단을 방지하기 위해서는 체크밸브를 설치해야 하는 등의 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 그 목적은 압력탱크의 내부로 공기를 공급하는 공기탱크가 장착되어 압력탱크의 내부에 고무재질의 블래더(bladder)나 격막을 설치할 필요가 없고, 질소가스의 보충이 필요 없는 무격막식 압력탱크장치를 제공함에 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 배관(11)에 펌프(10)가 장 착되어 배관(11) 일측의 흡입헤더(11a)를 통해 배관(11) 타측의 배출헤더(11b)를 통해 목적지에 물을 공급하고, 내부가 밀폐된 압력탱크(20)가 배출헤더(11b)와 유통관(21)으로 연결되어 유체의 급격한 압력변화가 발생되었을 때 압력탱크(20)가 압력을 흡수할 수 있도록 구성된 장치에 있어서, 상기 압력탱크(20)의 일측에는 공기탱크(30)가 장착되어 압력탱크(20)와 연결관(31)으로 접속되고, 공기탱크(30)의 내부에 위치하는 연결관(31)의 일단에는 벤트리관(32)이 결합되며, 벤트리관(32)에는 체크밸브(40)가 결합되어 공기의 유입이 일 방향으로만 형성되며, 공기탱크(30)는 흡입헤더(11a)와 배수관(50)으로 연결되고, 배수관(50)에는 솔레노이드밸브(51)가 장착되어 컨트롤러(60)의 신호에 의하여 개폐되며, 압력탱크(20) 내부에는 플로트스위치(22)가 장착되어 컨트롤러(60)에 신호를 인가할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 무격막식 압력탱크장치에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지는 도 4b에서 도시한 바와 같이, 배관(11)에는 펌프(10)가 장착되어 있고, 배관(11) 일측의 흡입헤더(11a)를 통해 저수조의 물을 펌핑하여 배관(11) 타측의 배출헤더(11b)를 통해 건물 등으로 물을 공급할 수 있도록 되어 있다.

상기 압력탱크(20)의 내부는 밀폐되어 있고, 압력탱크(20)는 배출헤더(11b)와 유통관(21)으로 연결되어 유체에 급격한 압력변화가 발생되었을 때 압력탱 크(20)가 압력을 흡수할 수 있도록 구성되어 있다.

물론, 전술한 구성으로 이루어진 압력탱크장치는 이미 알려진 공지의 기술사상이다. 그러나, 본 발명에 있어서 가장 중요한 특징은, 공기탱크(30)가 압력탱크(30)의 내부로 공기를 공급하여 압력탱크(20)의 내부에 별도의 블래더(bladder)나 격막을 설치하지 않더라도 압력탱크(20)가 유체의 압력을 흡수하여 처리할 수 있도록 한 것에 있다.

즉, 상기 압력탱크(20)의 일측에는 공기탱크(30)가 장착되어 있고, 공기탱크(30)는 압력탱크(20)와 연결관(31)으로 접속되어 있다.

상기 공기탱크(30)의 내부에 위치하는 연결관(31)의 일단에는 벤트리관(32)이 결합되어 있고, 벤트리관(32)에는 체크밸브(40)가 결합되어 공기의 유입이 일 방향으로만 형성될 수 있도록 구성되어 있다.

상기 공기탱크(30)는 흡입헤더(11a)와 배수관(50)으로 연결되어 있고, 배수관(50)에는 솔레노이드밸브(51)가 장착되어 컨트롤러(60)의 신호에 의하여 개폐될 수 있도록 구성되어 있다.

상기 솔레노이드밸브(51)는 전류가 흘러 자기장이 형성되면 코일 내부의 금속 개폐구가 전진 및 후진되면서 관의 내부를 개폐시키는 자동 밸브장치로 이미 널리 사용되는 밸브이므로 자세한 도시는 생략하였다.

상기 압력탱크(20) 내부에는 부구(浮具)로 이루어진 플로트스위치(22)가 장착되어 있고, 플로트스위치(22)는 컨트롤러(60)와 전선으로 연결되어 압력탱크(20)의 내부에 주입된 유체가 상한 수위가 되었을 때 컨트롤러(60)에 신호를 인가할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 벤트리관(32)의 입구(32a)와 출구(32b)는 내경이 크고 중앙에는 좁은 통로(32c)가 형성되어 있고, 좁은 통로(32c)에 체크밸브(40)가 결합되어 있다.

따라서, 베르누이의 정리(Bernoulli's theorem)에 의하여 유체가 좁은 통로(32c)를 흐를 때 속력이 증가되어 매우 빠른 속도로 이동된다. 이때, 좁은 통로(32c)에 결합된 체크밸브(40)를 통해 외부공기가 공기탱크(30)의 내부로 유입될 수 있도록 구성되어 있다.

상기 체크밸브(40)는 관으로 구성된 몸체(41)의 내부에는 작동구(42)가 결합되어 스프링(43)으로 탄력 지지되고, 작동구(42)의 상단 경사면(42a)이 몸체(41)의 내부에 뚫려진 유입구(40a)의 주연부에 걸려지며, 작동구(42)의 측면에는 내부와 통하는 유통공(42b)이 뚫려진 구성으로 되어 있다.

따라서, 유체가 벤트리관(32)의 좁은 통로(32c)를 빠른 속도로 이동할 때에는 외부공기가 유입구(40a)를 통해 작동구(42)를 누르면서 몸체(41) 내부로 유입된 후 작동구(42)의 측면 유통공(42b)을 통해 작동구(42) 내부로 유입되어 벤트리관(32)의 좁은 통로(32c)를 지나는 유체와 함께 공기탱크(30)의 내부로 유입되는 것이다.

도면중 미 설명부호 52는 공기탱크(30)의 내부에 장착된 부구로 솔레노이드밸브(51)가 고장나거나 다른 요인에 의하여 공기가 필요이상 포집되어 공기탱크(30)의 내부 수위(水位)가 하한 이하로 내려가는 것을 방지하는 역할을 하는 것으로서 부구(52)가 하한까지 내려가면 부구(52)의 하부에 결합된 막음판(52a)이 배 수관(50)을 막을 수 있도록 구성되어 있다.

도면중 미 설명부호 44는 체크밸브(40)의 몸체(41)에 결합되어 유입되는 공기를 정화시키는 필터이다.

전술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 펌프(10)의 구동으로 인하여 배관(11)을 지나는 유체에 급격한 압력변화가 발생되어 배출헤더(11b)와 유통관(21)을 통해 압력탱크(20)에 유체가 공급되면서 압력탱크(20)의 내부에 압력이 부여되어 유체의 상부에 있는 공기를 압축하면서 수위(水位)가 상승되면 플로트스위치(22)가 이를 감지하여 컨트롤러(60)에 신호를 인가함에 따라 솔레노이드밸브(51)가 열려진다.

이와 같이 솔레노이드밸브(51)가 열려지면 공기탱크(30)의 하부에 위치한 유체는 배수관(50)을 통해 흡입헤더(11a)로 배출되고, 압력탱크(20)의 압력에 의하여 내부의 유체가 연결관(31)과 벤트리관(32)을 통해 공기탱크(30)로 주입되어 배수관(50)을 통해 흡입헤더(11a)로 배출된다.

이때, 압력탱크(20)의 유체가 벤트리관(32)의 좁은 통로(32c)를 빠른 속도로 이동하는 과정에서 외부공기가 체크밸브(40)를 통해 공기탱크(30)의 내부로 유입되어 공기탱크(30)의 내부 2/3를 유지할 때까지 유입되면 솔레노이드밸브(51)가 잠겨지면서 공기탱크(30) 내부로 유체의 주입이 정지되고, 공기탱크(30)에 유입된 공기가 벤트리관(32)과 연결관(31)을 통해 압력탱크(20) 내부로 공급되어 압력탱크(20) 내부 공기의 자연적인 소모분과 물에 녹아 흡수되는 공기를 보충하여 압력탱크(20)의 기능을 수행할 수 있는 것이다.

즉, 상기 벤트리관(32)에 의해 공기탱크(30)에 포집된 공기가 중력에 의해 압력탱크(20)로 이동된 후 압축되어 압력탱크의 역할을 수행할 수 있는 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

이상에서 상술한 바와 같은 본 발명은, 별도의 격막을 설치하지 않더라도 공기탱크(30) 내부로 압력탱크(20)의 유체가 압력에 의하여 주입되어 배관(11)을 지나는 이상 압력을 흡수하여 처리할 수 있을 뿐 아니라 공기탱크(30)의 내부로 유입된 외부공기는 압력탱크(20)로 보충되어 부족한 공기를 채워주는 것이므로 사용의 편의성이 증진되어 압력탱크의 대외 경쟁력을 최대한 높여줄 수 있는 등의 이점이 있는 것이다.

또한, 종래의 격막식 압력탱크는 설치 전에 탱크 내부로 일정압력을 미리 채워야 하는 불편함 점이 있었으나, 본 발명의 압력탱크(20)는 탱크를 설치한 후 전원만 온(on)시키면 컨트롤러(60)에 의해 자동으로 설정된 높이까지 펌프(10)에 의해 생긴 압력과 벤트리관(32)을 이용하여 공기를 채워주고 공기가 부족할 경우 자동으로 보충이 되는 것이므로 매우 편리하게 사용할 수 있을 뿐 아니라 압력탱크장치에는 파손이 되는 구성 부품이 없으므로 반영구적으로 사용이 가능한 것으로서 유지보수가 필요 없어 압력탱크의 운영비용을 상당부분 절감시킬 수 있는 것이다.

Claims

배관(11)에 펌프(10)가 장착되어 배관(11) 일측의 흡입헤더(11a)를 통해 배관(11) 타측의 배출헤더(11b)를 통해 목적지에 물을 공급하고, 내부가 밀폐된 압력탱크(20)가 배출헤더(11b)와 유통관(21)으로 연결되어 유체의 급격한 압력변화가 발생되었을 때 압력탱크(20)가 압력을 흡수할 수 있도록 구성된 장치에 있어서,

상기 압력탱크(20)의 일측에는 공기탱크(30)가 장착되어 압력탱크(20)와 연결관(31)으로 접속되고, 공기탱크(30)의 내부에 위치하는 연결관(31)의 일단에는 벤트리관(32)이 결합되며, 벤트리관(32)에는 체크밸브(40)가 결합되어 공기의 유입이 일 방향으로만 형성되며, 공기탱크(30)는 흡입헤더(11a)와 배수관(50)으로 연결되고, 배수관(50)에는 솔레노이드밸브(51)가 장착되어 컨트롤러(60)의 신호에 의하여 개폐되며, 압력탱크(20) 내부에는 플로트스위치(22)가 장착되어 컨트롤러(60)에 신호를 인가할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 무격막식 압력탱크장치.
제 1항에 있어서,

상기 벤트리관(32)의 입구(32a)와 출구(32b)는 내경이 크고, 중앙에는 좁은 통로(32c)가 형성되며, 좁은 통로(32c)에 체크밸브(40)가 결합된 것을 특징으로 하는 무격막식 압력탱크장치.
제 1항에 있어서,

상기 체크밸브(40)는 관으로 구성된 몸체(41)의 내부에 작동구(42)가 결합되어 스프링(43)으로 탄력 지지되고, 작동구(42)의 상단 경사면(42a)이 몸체(41)의 내부에 뚫려진 유입구(40a)의 주연부에 걸려지며, 작동구(42)의 측면에는 내부와 통하는 유통공(42b)이 뚫려진 것을 특징으로 하는 무격막식 압력탱크장치.
제 1항에 있어서,

상기 벤트리관(32)에 의해 공기탱크(30)에 포집된 공기가 중력에 의해 압력탱크(20)로 이동된 후 압축되어 압력탱크의 역할을 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 무격막식 압력탱크장치.