KR100869734B1 - 배관 보호기능을 갖는 항온액 순환장치 - Google Patents

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Abstract

온도조절된 항온의 순환액을 펌프에 의해 공급하는 관로를 구비하고, 그것에 외부장치를 접속하여 사용하는 항온액 순환장치에 있어서 외부장치의 배관에서의 순환액 압력이 압력상한 설정값을 초과하지 않도록 제어하여 외부장치의 배관을 보호한다.
온도조절된 항온의 순환액을 펌프(13)에 의해 공급하는 관로(12)를 구비하고, 외부장치(20)에 항온의 순환액을 공급하는 항온액 공급장치(10)에 있어서 그 동작을 제어하는 컨트롤러(15)에, 외부장치(20)에 있어서의 배관의 압력상승 예측점의 압력검출을 행하는 임의수의 압력센서(18)의 출력에 기초하여 그 압력이 상기 컨트롤러에 미리 설정된 압력상한 설정값을 초과하지 않도록 제어하는 제어기능을 갖게 한다.

Description

배관 보호기능을 갖는 항온액 순환장치{CONSTANT TEMPERATURE LIQUID CIRCULATING DEVICE HAVING PIPING PROTECTING FUNCTION}
도 1은 본 발명에 따른 항온액 순환장치의 제1실시예를 나타내는 구성도이다.
도 2는 동 제2실시예를 나타내는 구성도이다.
도 3은 동 제3실시예를 나타내는 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10,30,40 : 항온액 공급장치 12 : 관로
12a : 입구 12b : 출구
13 : 펌프 15 : 컨트롤러
16 : 인버터 18 : 압력센서
20 : 외부장치 21 :배관
31 : 바이패스 유로 32 : 전동밸브
41 : 전동 비례밸브
본 발명은 항온액 순환장치에 접속되는 부분의 외부장치에 설치되는 배관(이하, 외부배관이라고 함)에 그 내압성능을 초과하는 순환액압이 작용하지 않도록, 그 외부배관을 보호하는 기능을 가진 항온액 순환장치에 관한 것이다.
종래부터 항온액 순환장치에 있어서 항온의 순환액을 소기의 유량으로 제어하기 위해 인버터에 의한 펌프의 주파수제어 등을 행하는 것은, 예를 들면 특허문헌1에서 알려져 있다.
그러나 유량만을 감시하는 종래의 제어에서는 외부배관의 저항이 어떤 이유로 커졌을 경우, 필요이상으로 배관내 압력이 높아지고, 예를 들면 갑작스러운 밸브의 폐쇄, 외부배관의 꺾임, 밟힘 등에 의해 급격하게 압력이 상승하는 등의 문제가 있다.
이렇게 외부배관 내의 압력이 높은 상태로 되면, 외부배관의 내압성능이 전체적으로 또는 부분적으로 낮을 경우에는 파열 등의 사고로 연결될 가능성이 있다. 실제로, 외부배관 자체는 그 외부장치의 사용자가 준비하는 것이므로 항온액 순환장치의 송액능력을 고려하지 않고, 내압성능이 낮은 배관을 사용하는 경우가 있고, 그 때문에 항온액 순환장치 자체에 외부배관의 보호기능을 갖게 하는 것이 요구된다.
[특허문헌1 : 일본 특허공개 평9-325821호 공보]
본 발명의 기술적 과제는 온도조절된 항온의 순환액을 펌프에 의해 공급하는 관로를 구비하고 있고, 상기 관로의 입구와 출구에 외부배관의 양단을 각각 접속시 킴으로써 상기 순환액이 환류하는 순환유로를 형성하는 항온액 순환장치에 있어서, 외부배관에서의 순환액 압력을 감시하여 그것이 압력상한 설정값을 초과하지 않도록 제어하는 기능을 부여하고, 외부배관을 보호할 수 있는 안정성이 높은 항온액 순환장치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 온도조절된 항온의 순환액을 펌프에 의해 공급하는 관로를 구비하고, 상기 관로의 입구와 출구에 상기 순환액에 의해 온도조절되는 외부장치에 있어서 상기 순환액의 유로를 형성하는 배관의 양단을 각각 접속시켜서 상기 순환액이 환류하는 순환유로를 형성하는 항온액 순환장치에 있어서, 상기 항온액 순환장치의 동작을 제어하는 컨트롤러에, 상기 순환유로에 설치되어 외부장치에 있어서의 배관의 압력상승 예측점의 압력검출을 행하는 임의수의 압력센서의 출력에 기초해서, 그 검출압력이 상기 컨트롤러에 미리 설정된 압력상한 설정값을 초과하지 않도록, 외부장치의 배관에 공급하는 순환액의 유량 또는 압력을 제어하는 제어기능을 갖게 한 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 항온액 순환장치의 바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 컨트롤러에 있어서의 순환액의 유량 또는 압력을 제어하는 제어기능으로서, 상기 펌프의 회전수를 인버터에 의해 제어해서 상기 순환유로에 공급하는 순환액의 압력을 제어하는 기능이 부여된다.
본 발명에 따른 항온액 순환장치의 다른 바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 항온액 순환장치에 있어서의 관로의 출구와 입구를 연통시키는 바이패스 유로를 형성함과 아울러, 상기 바이패스 유로에 그곳을 흐르는 액체의 유량을 조정하여 외부장치에 있어서의 상기 배관을 흐르는 순환액의 유량을 제어하는 전동밸브를 설치하고, 상기 컨트롤러에 있어서의 순환액의 유량 또는 압력을 제어하는 제어기능으로서 상기 전동밸브의 제어에 의해 바이패스 유로를 흐르는 액체의 유량을 제어하는 기능이 부여된다.
상기 전동밸브는 상기 항온액 순환장치에 있어서의 관로의 출구에서의 상기 외부장치의 배관과 상기 바이패스 유로의 분기점에 설치된 전동 3방향밸브인 것이 바람직하고, 이 경우에 상기 압력센서는 항온액 순환장치의 관로의 출구와 입구에 있어서의 바이패스 유로와의 접합점보다 외부장치측에 설치하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 항온액 순환장치의 다른 바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 항온액 순환장치에 있어서의 관로의 출구에, 그곳을 통과해서 외부장치의 배관에 흐르는 순환액의 유량을 제어하는 전동 비례밸브를 설치하고, 상기 컨트롤러에 있어서의 순환액의 유량 또는 압력을 제어하는 제어기능으로서 상기 전동 비례밸브의 제어에 의해 외부장치의 배관에 흐르는 액체의 유량을 제어하는 기능이 부여된다.
이 경우, 상기 압력센서가 상기 전동 비례밸브의 하류측에서 항온액 순환장치에 있어서의 온도조절부에 이르는 사이에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 외부배관 보호기능을 갖는 항온액 순환장치는, 외부장치의 사용자가 항온액 순환장치와의 접속시에 그 외부배관의 내압성능에 따른 압력상한 설정값을 컨트롤러에 입력함으로써, 상기 컨트롤러에 있어서 외부배관 내 압력을 그 상한 설정값을 초과하지 않도록 제어되므로, 외부장치의 사용자가 접속하는 외부배관의 내압성능을 상회하지 않도록 항온순환액이 공급되어 외부배관이 보호된다.
이하에, 도면을 참조해서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 항온액 순환장치의 제1실시예를 나타내고 있다. 이 항온액 공급장치(10)는 열교환기에 의해 온도조절된 항온의 순환액을 수용하는 탱크(11), 상기 탱크 내의 항온액을 외부장치(20)를 통해서 순환시키기 위한 입구(12a) 및 출구(12b)를 갖는 관로(12), 상기 관로(12) 속에 개재시켜서 상기 탱크(11) 내의 항온순환액을 외부장치(20)에 공급하는 펌프(13), 및 상기 관로(12)의 출구(12b)에 가까운 위치에 설치된 유량센서(14)를 구비하고 있다.
상기 탱크(11)에 수용된 순환액을 온도조절하기 위한 수단은 특별히 한정되는 것은 아니고, 냉각의 경우에는 예를 들면 수냉식, 냉동식 펠티에 소자를 이용하는 방식 등이 있으며, 가열의 경우에는 히터 방식, 핫가스 방식 등이 있다.
한편, 상기 항온액 공급장치(10)에 접속되어서 상기 순환액에 의해 온도조절 되는 외부장치(20)는, 상기 항온액 공급장치(10)에 있어서의 관로(12)의 입구(12a)와 출구(12b)에, 상기 외부장치(20)에 있어서 상기 순환액의 유로를 형성하는 배관(21)의 양단, 즉 출구단(21b) 및 입구단(21a)을 각각 접속시켜서, 항온액 공급장치(10)에 있어서의 관로(12)와 함께 상기 순환액이 환류하는 순환유로를 형성하는 것이며, 상기 배관(21)의 도중에는 온도조절 대상물과의 사이에서 열부하의 주고받기를 행하는 열수수영역(22)이 형성된다.
또한, 상기 항온액 공급장치(10)에 있어서의 관로(12)의 입구(12a) 및 출구(12b)와, 외부장치(20)의 배관(21)에 있어서의 출구단(21b) 및 입구단(21a) 사이에는 필요에 따라 접속관(23)이 접속된다.
상기 항온액 공급장치(10)는 그 동작을 제어하는 컨트롤러(15)를 구비하고 있다. 이 컨트롤러(15)는 외부장치(20)의 사용자가 그 외부장치(20)를 항온액 공급장치(10)와 접속시킬 때, 그 배관(21)의 내압성능에 따른 압력상한 설정값을 미리 설정할 수 있도록 구성되고, 상기 순환유로에 설치된 압력센서(18)의 출력에 기초하여 배관(21) 내의 압력이 컨트롤러(15)에 설정된 상기 압력상한 설정값을 초과하지 않도록, 외부장치의 배관(21)에 공급하는 순환액의 유량 또는 압력을 제어하는 제어기능을 갖게 하며, 구체적으로는 유량센서(14)에 있어서 검출되는 유량이 상기 배관(21) 내의 압력을 컨트롤러(15)에 설정된 상기 압력상한 설정값을 초과하지 않는 범위에 포함되도록 상기 펌프(13)의 회전수를 인버터(16)에 의해 제어하고, 그것에 의해 상기 펌프(13)로부터 순환유로에 공급되는 순환액의 압력이 제어된다.
상기 압력센서(18)는 외부장치(20)에 있어서의 배관(21)의 압력상승 예측점의 압력검출을 행하기 위해, 항온액 공급장치(10)의 관로(12) 및 외부장치(20)의 배관(21)의 필요한 위치에 임의수를 설치할 수 있고, 예를 들면 외부장치(20)에 있어서의 배관(21)에 그 입구단(21a)으로부터 공급되는 압력을 일정값이하로 설정하고 싶은 경우에는 항온액 공급장치(10)에 있어서의 관로(12)의 출구(12b)의 근방에 설치하며(도면 중의 P1), 또한 배관(21)에 있어서의 저항이 어떤 이유에 의해 커져 그것에 수반되는 배관(21) 내의 급격한 압력상승 억제하고 싶은 경우에는 압력상승이 일어나기 쉬운 위치, 또는 압력상승을 가능한 한 피하고 싶은 위치에 설치하게 된다(도면 중의 P2~P5 등).
상기 압력센서(18)를 복수개 설치한 경우에는, 다점의 압력을 검출할 수 있으므로 외부장치(20)의 어떤 부분에서 발생할지 모르는 갑작스러운 압력상승을 바로 검출할 수 있어 압력제어의 반응을 향상시킬 수 있다. 또, 상기 컨트롤러(15)에 있어서는 상기 복수의 압력센서(18)에 대응해서 복수의 압력상한 설정값을 입력 가능하게 할 수도 있다.
상기 구성을 갖는 외부배관 보호기능을 갖는 항온액 순환장치에 있어서는, 순환유로 속에 압력센서(18)를 설치해서 외부장치(20)의 배관(21)에 있어서의 압력정보를 컨트롤러(15)로 항상 감시하고, 또 외부장치(20)의 사용자가 그 배관(21)의 내압성능에 따른 압력상한 설정값을 컨트롤러(15)에 입력함으로써 상기 컨트롤러(15)에 있어서 외부장치의 배관(21)내 압력이 그 상한 설정값을 초과하지 않도록 제어되므로, 외부장치(20)의 사용자가 접속하는 외부배관의 내압성능을 상회하지 않도록 항온순환액이 공급되어 그 배관(21)이 보호된다.
다음에 도 2를 참조해서 본 발명에 따른 항온액 순환장치의 제2실시예에 대하여 설명한다.
상기 제1실시예에서는, 컨트롤러(15)에 외부장치(20)의 배관(21)에 공급하는 순환액의 유량 또는 압력을 제어하는 제어기능을 갖게 함에 있어서 상기 펌프(13)의 회전수를 인버터(16)에 의해 제어하고 있지만, 이 제2실시예의 항온액 공급장치(30)에서는 상기 구성 대신에 상기 항온액 공급장치(30)에 있어서의 관로(12)의 출구(12b)와 입구(12a)를 연통시키는 바이패스 유로(31)를 형성함과 아울러, 상기 바이패스 유로(31)에 그곳을 흐르는 액체의 유량을 조정해서 외부장치(20)에 있어서의 상기 배관(21)에 흐르는 순환액의 유량을 제어하고, 결과적으로 상기 배관(21) 내의 압력을 제어하는 전동밸브(32)를 설치하고 있다.
상기 전동밸브(32)는 그것을, 도면에 나타내는 바와 같이 상기 항온액 공급장치(30)에 있어서의 관로(12)의 출구(12b)에서의 상기 외부장치(20)의 배관(21)과 상기 바이패스 유로(31)의 분기점에 설치할 경우에는, 배관(21)측으로의 흐름과 바이패스 유로(31)측으로의 흐름을 무단계적 또는 단계적으로 제어할 수 있는 전동 3방향밸브로 할 수 있고, 또한 상기 전동 3방향밸브로 하지 않고 배관(21)측으로의 흐름과 바이패스 유로(31)측으로의 흐름을 제어할 수 있도록 한 단일 또는 복수의 전동밸브(32)를 배관(21)측이나 바이패스 유로(31)측에 설치할 수도 있다.
이 제2실시예의 경우, 외부장치(20)의 배관(21) 내의 압력이 높아진 것이 압력센서(18)에 의해 검출된 경우, 컨트롤러(15)에 있어서 상기 압력센서(18)의 출력 에 기초하여 바이패스 유로(31)로의 유량을 증가시키도록 전동밸브(32)를 제어함으로써 상기 배관(21)의 압력을 저하시킬 수 있다.
또한, 이러한 전동밸브(32)를 설치할 경우, 상기 압력센서(18)는 항온액 공급장치(30)의 관로(12)의 출구(12b)와 입구(12a)에 있어서의 바이패스 유로(31)의 접합점보다 외부장치(20)측에 설치하면 된다. 상기 압력센서(18)를 설치하는 위치는 제1실시예에 있어서 설명한 바에 준하여 정하면 된다.
또한, 이 제2실시예에 있어서의 다른 구성 및 작용은 제1실시예의 경우와 실 질적으로 바뀌는 부분이 없으므로 도면 중의 동일 또는 상당부분에 동일한 부호를 붙여서 그들의 설명을 생략한다.
다음에 도 3을 참조해서 본 발명의 제3실시예에 대하여 설명한다.
이 제3실시예의 항온액 공급장치(40)는 상기 제2실시예에 있어서의 바이패스 유로(31) 및 전동밸브(32) 대신에, 항온액 공급장치(40)에 있어서의 관로(12)의 출구(12b)에, 그곳을 통과해서 외부장치(20)의 배관(21)에 흐르는 순환액의 유량을 제어하는 전동 비례밸브(41)를 설치하고, 컨트롤러(15)에 있어서 압력센서(18)의 출력에 기초하는 상기 전동 비례밸브(41)의 제어에 의해 외부장치(20)의 배관(21)에 흐르는 액체의 유량을 제어하도록 하여, 즉 전동 비례밸브(41)의 하류측의 압력이 높아진 경우에는 상기 전동 비례밸브(41)를 조이는 것에 의해 압력을 저하시키는 것이다.
이 제3실시예에 있어서의 압력센서(18)는 상기 전동 비례밸브(41)의 하류측에서 항온액 공급장치(40)에 있어서의 온도조절부(탱크(11))에 이르는 사이에 설치하면 된다. 상기 압력센서(18)를 설치하는 위치는 제1실시예에 있어서 설명한 바에 준하여 정하면 된다.
또한, 이 제3실시예에 있어서의 다른 구성 및 작용은 제1실시예의 경우와 실질적으로 바뀌는 부분이 없으므로, 도면 중의 동일 또는 상당부분에 동일한 부호를 붙여서 그들의 설명을 생략한다.
이상에 상세하게 서술한 본 발명의 외부배관 보호기능을 갖는 항온액 순환장 치에 의하면, 온도조절된 항온의 순환액을 펌프에 의해 공급하는 관로를 구비하고 있고, 상기 관로의 입구와 출구에 외부배관의 양단을 각각 접속시킴으로써 상기 순환액이 환류하는 순환유로를 형성하는 항온액 순환장치에 있어서, 외부배관에서의 순환액 압력을 감시하여 그것이 압력상한 설정값을 초과하지 않도록 제어하므로, 외부배관을 보호할 수 있는 안정성이 높은 항온액 순환장치를 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 온도조절된 항온의 순환액을 펌프에 의해 공급하는 관로와, 상기 펌프를 제어하는 컨트롤러를 구비한 항온액 공급장치, 및, 상기 관로의 입구와 출구에 배관의 양단을 접속시켜 상기 순환액에 의해 온도조절되는 외부장치를 구비하고, 이 외부장치의 배관과 상기 관로에 의해 상기 순환액이 환류하는 순환유로가 형성되어 있는 항온액 순환장치에 있어서,
    상기 순환유로에, 상기 외부장치의 배관의 압력상승 예측점의 압력검출을 행하는 복수의 압력센서를 설치하고,
    상기 컨트롤러에, 상기 압력센서에 의한 검출압력이 상기 컨트롤러에 미리 설정된 압력상한 설정값을 초과하지 않도록, 상기 압력센서의 출력에 기초해서 상기 외부장치의 배관에 공급하는 상기 순환액의 유량 또는 압력을 제어하는 제어기능을 갖게 한 것을 특징으로 하는 외부장치의 배관 보호기능을 갖는 항온액 순환장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러가, 상기 펌프의 회전수를 인버터에 의해 제어함으로써 상기 순환액의 압력을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 외부장치의 배관 보호기능을 갖는 항온액 순환장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 항온액 공급장치의 관로의 출구와 입구를 연통시키는 바이패스 유로를 형성함과 아울러, 상기 바이패스 유로에 상기 바이패스 유로를 흐르는 액체의 유량을 조정하는 전동밸브를 설치하고,
    상기 컨트롤러에서 상기 전동밸브를 제어하여 상기 바이패스 유로를 흐르는 액체의 유량을 조정함으로써, 상기 외부장치의 배관을 흐르는 순환액의 유량을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 외부장치의 배관 보호기능을 갖는 항온액 순환장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 전동밸브가 전동 3방향밸브이고, 이 전동 3방향밸브가, 상기 항온액 공급장치의 관로의 출구로부터 외부장치의 배관과 바이패스 유로가 분기하는 분기점에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 외부장치의 배관 보호기능을 갖는 항온액 순환장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 압력센서가, 항온액 공급장치의 관로의 출구와 입구에 대한 바이패스 유로의 접합점보다 외부장치측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 외부장치의 배관 보호기능을 갖는 항온액 순환장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 항온액 공급장치의 관로의 출구에, 상기 출구로부터 외부장치의 배관에 흐르는 순환액의 유량을 제어하는 전동 비례밸브를 설치하고,
    상기 컨트롤러의 제어기능이, 상기 전동 비례밸브의 제어에 의해 외부장치의 배관에 흐르는 액체의 유량을 제어하는 기능인 것을 특징으로 하는 외부장치의 배관 보호기능을 갖는 항온액 순환장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 압력센서가 상기 전동 비례밸브의 하류측에서 항온액 공급장치의 온도조절부에 이르는 사이에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 외부장치의 배관 보호기능을 갖는 항온액 순환장치.
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