KR101179534B1

KR101179534B1 - 에너지 절감형 펌프

Info

Publication number: KR101179534B1
Application number: KR1020110078771A
Authority: KR
Inventors: 임주혁
Original assignee: 임주혁
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2012-09-04

Abstract

본 발명은, 증기발생기에서 증기를 전달받도록 설치된 펌프 본체부, 펌프 본체부와 증기발생기 사이에 연결된 증기전달수단, 펌프 본체부와 사용처 사이에 연결된 급수수단을 포함하고, 증기전달수단 및 급수수단을 온(ON)하여 사용처로 급수하는 것을 특징으로 하는, 에너지 절감형 펌프에 관한 것이다.
본 발명은, 증기발생기에서 증기를 전달받도록 설치된 펌프 본체부, 펌프 본체부와 증기발생기 사이에 연결된 증기전달수단, 펌프 본체부와 수원(水原) 사이에 연결된 흡입수단을 포함하고, 증기전달수단을 개폐(ON/OFF)하여 증기를 전달받은 후에, 흡입수단을 온(ON)하여 흡입하는 것을 특징으로 하는, 에너지 절감형 펌프에 관한 것이다.

Description

에너지 절감형 펌프{A ENERGY-SAVING TYPE PUMP}

본 발명은 증기발생기와 연동하여 사용되는 에너지 절감형 펌프에 관한 것으로서, 증기발생기에서 발생하는 고압의 증기 에너지를 사용하여, 별도의 추가 에너지 없이 또는 최소한의 에너지만으로 사용처로 급수가 되도록 하는, 에너지 절감형 펌프에 관한 것이다.

본 발명은 증기발생기와 연동하여 사용되는 에너지 절감형 펌프에 관한 것으로서, 증기발생기에서 전달받은 고온의 증기가 신속히 응축되는 원리를 이용하여 수원(水原)에서 자동 흡입 급수가 되도록 하는, 에너지 절감형 펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 펌프는 원동기로부터 기계적 에너지를 받아서, 이 에너지를 취급하는 액체에 전달함으로써, 액체를 저압부에서 고압부로 송출하는 장치로 볼 수 있다.

크게 펌프의 종류를 분류하여 보면, 용적형 펌프, 터보형 펌프 및 특수형 펌프로 분류되며, 용적형 펌프는 피스톤의 왕복운동으로 액체를 흡입하고 가압시켜 토출하는 원리를 이용하며, 터보형 펌프는 임펠러를 액체 중에서 고속으로 회전시켜 그 원심력으로 액체를 흡입하여 토출하는 원리를 이용한다.

한편 특수형 펌프는 취급하는 유체의 종류 및 펌프의 작동원리 등이 매우 다양한데, 그 중에는 진공펌프 및 분사펌프 등이 포함된다.

진공펌프의 예로는 로타리 베인 펌프, 로타리 피스톤 펌프 등이 있으며, 주로 진공을 획득하기 위해서 기계적 구성을 구비하여 공기를 흡입, 팽창, 압축 및 배기하는 원리를 이용한다.

분사펌프(Jet pump)는 수중에 제트부를 설치하고 벤튜리관의 원리를 이용하여 증기 또는 물을 노즐에서 고속으로 분사시킴으로써, 압력 저하에 의한 흡인작용으로 양수하는 원리를 이용한다.

따라서 양수(揚水)를 하기 위해서는, 종래에 사용하던 펌프들은 액체 중에 펌프 본체를 넣고, 원동기의 기계적 에너지를 이용하여 피스톤 또는 임펠러를 구동하는 구조라고 할 수 있다.

또한 분사펌프의 경우에도, 액체 중에 펌프 본체를 넣을 수 밖에 없으며, 증기 또는 노즐을 고속 분사하기 위한 추가적인 에너지가 사용될 수 밖에 없게 된다.

한편 증기발생기는 물을 데우거나 끊여 증기를 발생시키는 기계장치로서, 발전용, 산업용, 난방용, 식품가공, 농공업 및 기타 분야 등과 같이 우리 생활 전반에 사용되지 않는 곳이 없을 정도이다.

따라서 본 출원에서는 증기발생기와 연동하여 펌프를 이용할 경우, 증기발생기에서 발생하는 고압의 증기 에너지를 사용한다면, 별도의 추가 에너지 없이 또는 최소한의 에너지만으로 사용처로 급수가 될 수 있는 점에 착안하여, 에너지 절감형 펌프를 제안하고자 한다.

또한 증기발생기에서 발생하는 증기의 응축을 이용한다면, 임의의 수원(水原)에서도 흡입제어를 할 수 있다는 점에 착안하여, 에너지 절감형 펌프를 제안하고자 한다.

KR

10-0621575

B1

KR

10-0947048

B1

KR

10-2010-0105916

A

KR

10-2010-0098268

A

본 발명의 목적은, 증기발생기와 연동되어 사용되는 에너지 절감형 펌프를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은, 증기발생기에서 전달받은 증기 에너지를 이용하되, 별도의 추가적인 에너지가 필요 없이, 펌프 본체부에서 사용처로 급수가 되도록 하는 에너지 절감형 펌프를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은, 증기발생기에서 전달받은 증기 에너지를 이용하되, 최소한의 에너지를 투입하여 펌프 본체부에서 사용처로 급수가 되도록 하는 에너지 절감형 펌프를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은, 증기발생기에서 전달받은 고온의 증기가 신속히 응축되는 원리를 이용하여 수원(水原)에서 자동 흡입 급수가 되도록 하는 에너지 절감형 펌프를 제공함에 있다.

본 발명은, 증기발생기에서 증기를 전달받도록 설치된 펌프 본체부, 펌프 본체부와 증기발생기 사이에 연결된 증기전달수단, 펌프 본체부와 사용처 사이에 연결된 급수수단을 포함하고, 증기전달수단 및 급수수단을 온(ON)하여 사용처로 급수하는 것을 특징으로 하는, 에너지 절감형 펌프을 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.

본 발명은, 증기발생기에서 증기를 전달받도록 설치된 펌프 본체부, 펌프 본체부와 증기발생기 사이에 연결된 증기전달수단, 펌프 본체부와 수원(水原) 사이에 연결된 흡입수단을 포함하고, 증기전달수단을 개폐(ON/OFF)하여 증기를 전달받은 후에, 흡입수단을 온(ON)하여 흡입하는 것을 특징으로 하는, 에너지 절감형 펌프를 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.

본 발명인 에너지 절감형 펌프는, 증기발생기에서 발생하는 고압의 증기 에너지를 사용하여, 별도의 추가 에너지 없이 또는 최소한의 에너지만으로 펌프 본체부의 물을 사용처로 급수할 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.

본 발명인 에너지 절감형 펌프는, 증기발생기에서 발생된 고온의 증기가 응축하는 것을 이용하여, 별도의 추가 에너지 없이 임의의 수원(水原)에서 펌프 본체부로 자동으로 흡입 급수할 수 있는 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 절감형 펌프의 주요 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 절감형 펌프의 주요 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명인 에너지 절감형 펌프의 동작 원리를 서술하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 절감형 펌프의 주요 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명인 에너지 절감형 펌프는 주요하게 펌프 본체부(100), 증기전달수단(200), 흡입수단(300) 및 급수수단(400)을 포함한다.

여기에서, 증기발생기는 화력 또는 원자력 에너지원 등의 다양한 에너지원을 이용하여 물을 끓여 증기를 발생시키는 수단이다.

먼저, 펌프 본체부(100)는 밀폐된 용기 또는 탱크의 구성을 갖고 있으며, 내부에 일정 수위의 물을 구비하거나 또는 비어있는 상태로 유지되며, 각 상황에 맞게 펌프가 운용되도록 설계된다.

펌프 본체부(100)는 증기발생기와 증기전달케이블로 연결되며, 수원(水原) 방향으로는 흡입케이블이 설치되며, 급수 사용처 방향으로는 급수케이블이 설치된다.

여기에서, 수원(水原)은 각종 물탱크 설비 또는 하천 등과 같이 물을 제공할 수 있는 모든 원천을 포함한다.

증기전달수단(200)은 증기발생기의 증기를 펌프 본체부(100)로 전달하기 위한 개폐수단으로서, 일예로 전동밸브가 사용될 수 있으며, 동일한 기능을 하는 다른 수단이 채용될 수 있음은 물론이다.

흡입수단(300)은 펌프 본체부로 수원의 물이 흡입 급수되기 위한 개폐수단으로서, 일예로 전동밸브 또는 체크밸브 또는 상기 두 가지 밸브의 병렬구조 등이 사용될 수 있으며, 동일한 기능을 하는 다른 수단이 채용될 수 있음은 물론이다.

급수수단(400)은 펌프 본체부에서 사용처로 급수하기 위한 개폐수단으로서, 일예로 전동밸브 또는 체크밸브 또는 소형 경량 펌프 또는 상기 서술한 수단들을 선택적으로 조합한 병렬 구조 등이 사용될 수 있으며, 동일한 기능을 하는 다른 수단이 채용될 수 있음은 물론이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 절감형 펌프의 주요 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

펌프 본체부(100) 내부의 응축작용(액화)을 신속히 수행하도록 촉진하거나 조절하기 위하여, 냉각수단(500)을 추가로 포함하여 펌프 본체부(100)를 냉각하도록 설계될 수 있다.

도 3은 본 발명인 에너지 절감형 펌프의 동작 원리를 서술하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.

펌프본체감지부(110)는 펌프 본체부(100)의 내부 상태를 감지하여 제어부(600)로 전달하는 기능을 수행하며, 수위센서, 온도센서 및 압력센서를 포함한다.

온도센서(210)는 증기전달케이블 끝 단에 설치되어 증기발생기의 온도를 계측하여 제어부(600)로 전송하는 기능을 수행한다.

설계조건에 따라, 예를 들어 증기발생기에 이미 각 종 센서가 설치되어 있어서 그 값을 이용할 수 있는 상황이라면 온도센서(210)는 설치되지 않을 수도 있다.

제어부(600)는 펌프 동작을 전반적으로 제어하기 위한 구성으로서, 펌프 본체부(100)에 포함되어 구성되거나 및/또는 원격 제어가 가능한 단말기 형태로 구성될 수 있다.

제어부(600)는 펌프본체감지부(110) 및 온도센서(210)의 신호를 이용하여, 증기발생기에서 발생되는 증기의 상태 및 펌프 본체부 내부의 상태 등을 종합적으로 판단한 후에, 증기전달수단(200), 흡입수단(300), 급수수단(400) 및 냉각수단(500)을 제어 구동하게 된다.

제어부(600)는 증기에너지판단모듈, 펌프내부판단모듈 및 구동모듈을 포함하도록 구성된다.

증기에너지판단모듈은 온도센서(210)의 감지값 및/또는 증기발생기에 이미 설치되어 있는 각 종 센서의 감지값 등을 전달받아 증기발생기에서 발생되는 증기의 상태를 판단한다.

펌프내부판단모듈은 펌프본체감지부(110)에 포함된 센서들의 감지값을 전달받아 펌프 본체부(100) 내부의 상태를 판단한다.

구동모듈은 증기에너지판단모듈 및 펌프내부판단모듈의 값을 이용하여, 증기전달수단(200), 흡입수단(300), 급수수단(400) 및 냉각수단(500)을 구동 제어한다.

설계조건에 따라, 증기 및 펌프 내부의 상태에 따라 구동되는 제어 패턴이 별도의 메모리에 기록되어, 구동모듈이 이를 이용하여 동작하도록 구성될 수 있음은 물론이다.

이하, 본 발명에 따른 에너지 절감형 펌프의 동작과정을 서술하며, 먼저 펌프 본체부(100)에서 사용처로 급수가 되는 과정을 살펴본다.

제어부(600)는 펌프 본체부(100)의 수위가 증기발생기에 포함된 증기발생탱크의 수위보다 높은지 여부를 판단하며, 또한 증기의 온도값을 이용하여 증기 압력의 에너지를 판단한다.

첫 번째, 펌프 본체부(100)의 수위가 증기발생탱크의 수위보다 높고, 증기 에너지의 상태가 기준값보다 높다면, 제어부(600)는 증기전달케이블에 연결된 증기전달수단(200)을 온(ON)한다.

여기에서, 기준값은 펌프 본체부(100)의 용량 및 물의 량 등에 따라 미리 설정된 값으로서, 설계조건에 따라 변동될 수 있음은 물론이다.

증기전달수단(200)이 온(ON)하면, 고압의 증기 에너지가 펌프 본체부(100)에 전달되며 동시에 사용처로 급수가 이루어지게 된다.

즉 펌프 본체부(100)의 수위가 증기발생기에 포함된 증기발생탱크의 수위보다 높으므로, 고압의 증기 에너지를 이용하게 되면 추가적인 에너지가 필요 없이 또는 최소한의 에너지만으로 급수가 가능해지게 된다.

급수수단(400)이 체크밸브라면 자동으로 급수가 이루어지며, 전동밸브 또는 소형 경량 펌프라면 제어부(600)가 구동 제어하게 된다.

설계조건에 따라, 급수수단(400)이 체크밸브, 전동밸브 및 소형 경량 펌프를 조합한 구조라면, 제어부(600)가 급수 상황에 적절한 수단을 선택 제어하게 된다.

일예로, 체크밸브가 사용된다면 펌프 본체부(100)의 수위가 증기발생기에 포함된 증기발생탱크의 수위와 동일하거나 낮아지게 될 경우에는 급수는 자동으로 멈추게 된다.

또한 소형 경량 펌프가 사용된다면 수위가 동일해질 경우라도 최소한의 에너지를 이용하여 지속적으로 급수를 할 수도 있는데 이는 후술한다.

또한 증기전달수단(200)을 오프(OFF)하여 증기 에너지의 전달을 막으면 수위가 동일하지 않더라도 급수를 멈추게 할 수 있다.

두 번째, 펌프 본체부(100)의 수위가 증기발생탱크의 수위와 동일하거나 낮고, 증기 에너지의 상태가 기준값보다 높다면, 제어부(600)는 증기전달케이블에 연결된 증기전달수단(200)을 온(ON)한다.

여기에서, 기준값은 펌프 본체부(100)의 용량 및 물의 량 등에 따라 미리 설정된 값으로서, 펌프 본체부(100)의 수위가 높을 때의 기준값과는 동일하거나 다른 값이며 설계조건에 따라 변동될 수 있음은 물론이다.

이 경우에, 급수수단(400)은 소형 경량 펌프가 채용될 수 있으며, 증기전달수단(200)이 온(ON)하면 고압의 증기 에너지가 펌프 본체부(100)에 전달됨으로써, 급수수단(400)을 구동하는 최소한의 에너지만으로 급수가 가능해진다.

즉 미량의 시간이 흐름에 따라 압력이 점차 동일해지므로, 압력 전달 경로와는 다른 경로에 설치된 소형 경량 펌프만으로 급수가 가능해지게 되는 것이다.

다음으로, 수원(水原)에서 펌프 본체부(100)로 흡입 급수가 이루어지는 것을 살펴본다.

먼저, 흡입 급수는 사용처로의 급수가 이루어진 후에 시행되거나 또는 급수가 이루어지지 않았더라도 흡입 급수를 단독으로 시행할 수 있음을 밝혀둔다.

또한 펌프 본체부(100)에 물이 존재하거나 또는 존재하지 않더라도 흡입 급수가 시행될 수 있음을 밝혀둔다.

첫 번째, 사용처로의 급수가 이루어진 후라면, 펌프 본체부(100)에 유입된 고온의 증기는 신속히 응축(액화)이 되어, 이 때 펌프 본체부(100) 내부는 진공 또는 진공에 가까운 상태가 된다.

즉 급수가 이루어진 후라면, 펌프 본체부(100) 내부는 만수위가 아니고 또한 증기전달수단(200)은 오프(OFF)된 상태로서, 이미 펌프 본체부(100)에 유입된 고온의 증기가 신속히 응축될 수 있는 조건이기 때문이다.

제어부(600)가 펌프 본체부(100) 내부 증기의 응축 정도가 진공이거나 진공에 가깝다고 판단하면, 흡입수단(300)을 온(ON)하게 되고, 임의의 수원(水原)에서 펌프 본체부(100) 내부로 흡입 급수가 이루어지게 된다.

설계조건에 따라서, 증기의 응축 정도가 진공에 가깝지는 않으나, 펌프 본체부(100) 내부 압력을 일부 배출할 필요성이 있거나 흡입 급수를 신속히 처리하고자 하는 등의 이유가 있으면, 흡입수단(300)을 온(ON)하여서, 압력을 수원(水原)으로 일부 전달한다.

즉 증기 압력이 배출됨으로써 펌프 본체부(100)의 내부는 진공상태에 가까워지게 되며, 이 때 자동으로 흡입 급수가 이루어지게 된다.

두 번째, 사용처로의 급수와는 관계없이, 제어부(600)는 증기전달케이블에 연결된 증기전달수단을 온(ON)하여서 고온의 증기가 펌프 본체부(100) 내부에 전달되도록 하며, 펌프 본체부(100) 내부 상태(수위, 온도, 압력 등)를 감지하다가 일정 조건이 되면 증기전달수단(200)을 오프(OFF)한다.

이 경우 역시 펌프 본체부(100) 내부에 일정 공간이 있을 것을 전제로 하며, 물이 전혀 없는 상황이라도 적용될 수 있음을 밝혀둔다.

바람직하게, 증기의 상태, 펌프 본체부(100)의 용량 및 내부 상태를 종합적으로 판단하여 증기전달수단(200)을 오프(OFF)한다.

증기전달수단(200)이 오프(OFF)된 후에, 제어부(600)는 펌프 본체부(100) 내부의 온도 및 압력을 감지하여 내부 증기의 응축 정도를 판단한다.

만약, 만약 제어부(600)가 펌프 본체부(100) 내부 증기의 응축 정도가 진공이거나 진공에 가깝다고 판단하면, 수원(水原)에 설치된 흡입케이블에 연결된 흡입수단(300)을 온(ON)하여서, 수원(水原)에서 펌프 본체부(100)로 자동 흡입 급수되도록 한다.

또한 증기의 응축 정도가 진공에 가깝지 않은 경우라도, 상기 서술한 바와 같이, 흡입수단(300)을 온(ON)하여서, 압력을 수원(水原)으로 일부 배출함으로써, 흡입 급수가 이루어지게 할 수 있다.

설계조건에 따라, 흡입수단(300)을 온(ON) 하여 압력을 일부 배출하고, 펌프 본체부(100) 내부를 진공상태로 만들어서 흡입 급수하는 과정은 반복적으로 수행될 수 있음은 물론이다.

여기에서, 펌프 본체부(100) 내부가 진공에 가까운지를 판단하는 것과 내부 압력을 일부 배출하여 진공을 형성하는 것은 시간의 차이가 있을 뿐 동일한 진공 흡입의 원리가 사용되는 것으로서, 설계조건에 따라서 양자가 모두 사용될 수 있도록 구성된다.

설계조건에 따라, 흡입 제어의 과정에서, 펌프 본체부(100) 내부의 응축작용(액화)을 신속히 수행하도록 촉진하거나 조절하기 위하여, 냉각수단을 추가로 포함할 수 있음은 전술한 바 있다.

한편, 상기에서 도 1 내지 도 3을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도 1 내지 도 3의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

100: 펌프 본체부
200: 증기전달수단
300: 흡입수단
400: 급수수단
500: 냉각수단
600: 제어부
110: 펌프본체감지부
210: 온도센서

Claims

증기발생기에서 증기를 전달받도록 설치된 펌프 본체부;
펌프 본체부와 증기발생기 사이에 연결된 증기전달수단;
펌프 본체부와 사용처 사이에 연결된 급수수단;
펌프 본체부의 수위, 온도 또는 압력을 포함하는 내부 상태를 감지하는 펌프본체감지부;
증기발생기에서 발생되는 증기 상태를 감지하는 온도센서;
상기 증기전달수단 및 급수수단을 온/오프(ON/OFF)하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는 펌프 본체부의 내부 상태 및 증기발생기에서 발생되는 증기 상태를 지속적으로 판단함으로써,
증기전달수단 및 급수수단을 온(ON)하여 사용처로 급수하되,
상기 펌프 본체부와 증기발생기의 수위에 관계없이 급수가 수행되게 하는 것을 특징으로 하는, 에너지 절감형 펌프.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 급수수단은 체크밸브 또는 전동밸브 또는 소형펌프 또는 이들을 선택적으로 결합한 수단인 것을 특징으로 하는, 에너지 절감형 펌프.
증기발생기에서 증기를 전달받도록 설치된 펌프 본체부;
펌프 본체부와 증기발생기 사이에 연결된 증기전달수단;
펌프 본체부와 수원(水原) 사이에 연결된 흡입수단;
펌프 본체부의 수위, 온도 또는 압력을 포함하는 내부 상태를 감지하는 펌프본체감지부;
증기발생기에서 발생되는 증기 상태를 감지하는 온도센서;
상기 증기전달수단 및 흡입수단을 온/오프(ON/OFF)하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는 펌프 본체부의 내부 상태 및 증기발생기에서 발생되는 증기 상태를 지속적으로 판단함으로써,
증기전달수단을 개폐(ON/OFF)하여 증기를 전달받은 후에, 흡입수단을 온(ON)하여 흡입이 수행되게 하는 것을 특징으로 하는, 에너지 절감형 펌프.
제 4 항에 있어서,
상기 흡입수단을 온(ON)하여 흡입할 때는,
상기 펌프 본체부 내부가 진공 또는 진공에 가까운 상태인 것을 특징으로 하는, 에너지 절감형 펌프.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 펌프 본체부를 냉각하는 냉각수단;을 추가로 포함하고,
상기 증기전달수단에서 증기를 전달받은 후에, 상기 냉각수단이 펌프 본체부를 냉각하는 것을 특징으로 하는, 에너지 절감형 펌프.