KR101226010B1 - 선박용 펌프 보호장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

선박용 펌프 보호장치가 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 펌프 보호장치는 유체가 저장되는 탱크; 유체를 압송시키는 펌프; 탱크와 펌프를 연결하는 배관에 설치되어 유체의 흐름을 단속하는 밸브; 소정의 명령을 입력받는 조작패널; 및 조작패널에서 펌프의 작동 선택이 검출되면 상기 밸브가 개방되도록 제어하고, 상기 펌프는 소정의 시간을 지연한 후 작동되도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

선박용 펌프 보호장치 및 방법{PUMP PROTECTION DEVICE AND METHOD}

본 발명은 선박용 펌프 보호장치에 관한 것이다.

선박에는 유체의 압송 이동을 위해 다양한 위치에 다수개의 펌프가 설치되는데, 예를 들면 물질들을 탱크 상호간에 이송시키는 펌프, 작동유 및 윤활유 등을 압송하는 펌프, 냉각이 필요한 기계장치에 냉각용 청수를 순환시키는 펌프, 냉각 혹은 가열된 청수를 순환시키는 펌프, 청수를 급수하는 펌프, 냉각용 해수를 공급하는 펌프, 밸러스트 수를 공급하는 펌프, 밸러스트 수를 배수하는 펌프, 오수를 이송하거나 및 배출하는 펌프, 갑판의 세척에 사용하는 물을 공급하는 펌프, 불활성가스 세척기에 해수를 공급하는 펌프, 탱크 내의 슬러지를 이송시키는 펌프, 화학물질 적재용 선창의 청소 등에 사용되는 순수를 공급하는 펌프 등을 포함하여 선박의 다양한 위치에 다수개의 펌프가 설치된다.

이러한 펌프들은 상시 동작되는 것이 아니라 설정된 기능이 요구되는 조건에서만 동작되어 유입되는 유체의 압송 이동을 제공하여 준다.

상기 펌프의 유입부에 공급되는 유체는 대기압, 위치 에너지 등의 영향으로 일정 이상의 압력이 작용하므로, 펌프의 동작에서 공회전이 발생되지 않는다.

그러나, 펌프의 동작이 정지되어 대기하는 상태에서 펌프의 유입부에 작용하는 유체의 압력이 펌프의 정지 관성을 이기는 경우가 발생하며, 이에 따라 펌프 작동에 관계없이 유체가 배출되어 곤란한 상황을 유발시키는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 펌프의 유입부에 연결되는 배관의 소정 위치에 유압식 혹은 전자식으로 작동되는 밸브를 설치하여 펌프가 동작되는 상태에서는 밸브를 개방시켜 유체의 공급을 정상적으로 유지하고, 펌프의 동작이 정지되는 경우 밸브를 폐쇄하여 펌프에 작용하는 유체의 압력이 최소화되도록 한다.

즉, 펌프의 동작이 선택되면 펌프의 동작 개시와 동시에 밸브를 개방하여 펌프에 유체가 공급되도록 하고, 펌프의 동작이 정지되면 동시에 밸브를 폐쇄하여 펌프의 유입부에 작용하는 유체의 압력이 최소화되도록 한다.

그러나, 밸브의 개방과 동시에 펌프에 유체가 공급되지 않고, 밸브와 펌프간의 거리와 유체의 압력, 물질의 특성 등에 따라 펌프에 유체가 공급되기까지는 일정시간의 지연이 발생한다.

그러므로, 펌프는 밸브의 개방에서부터 유체가 공급되기까지의 지연시간 동안 과도한 공회전이 발생하여 불필요한 에너지 손실을 유발시키고, 심한 경우 모터를 소손시키는 문제점이 있으며, 회전축의 베어링이나 임펠러를 손상시키는 문제점을 발생시킨다.

본 발명의 일 실시예는 펌프의 동작에서 불필요한 공회전이 발생되지 않도록 제어하는 펌프 보호장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 유체가 저장되는 탱크; 상기 유체를 압송시키는 펌프; 상기 탱크와 펌프를 연결하는 배관에 설치되어 상기 유체의 흐름을 단속하는 밸브; 소정의 명령을 입력받는 조작패널; 및 상기 조작패널에서 펌프의 작동 선택이 검출되면 상기 밸브가 개방되도록 제어하고, 상기 펌프는 소정의 시간을 지연한 후 작동되도록 제어하는 제어부; 를 포함하는 펌프 보호장치가 제공된다.

한편, 상기 조작패널은 펌프의 작동/정지 선택 스위치, 동작 지시 램프, 비상 정지선택 스위치, 동작 조건을 설정하는 스위치를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제어부는 밸브와 펌프의 설치 거리, 유체에 발생되는 대기압 및 위치 에너지, 물질의 특성을 감안하여 펌프의 작동 지연시간이 결정된다.

또한, 상기 제어부는 조작패널에서 펌프의 작동 정지 선택이 검출되면, 상기 펌프의 작동 정지 및 상기 밸브의 폐쇄작업이 동시에 이루어지도록 상기 펌프 및 상기 밸브를 제어한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 탱크에 저장된 유체를 압송시키는 펌프와, 상기 탱크와 상기 펌프를 연결하는 배관에 설치된 밸브를 포함하는 펌프 보호장치가 상기 펌프를 보호하는 방법에 있어서, 상기 펌프의 작동 요구가 검출되는지 판단하는 과정; 상기 펌프의 작동 요구가 검출되면 상기 밸브를 개방하여 펌프 유입부에 유체를 공급시키는 과정; 상기 펌프 유입부에 유체 압력이 형성되기까지 상기 펌프 작동을 설정시간 지연시키는 과정; 및 상기 밸브 개방 후 설정시간이 경과하면 상기 펌프를 작동시키는 과정을 포함하는 펌프 보호방법가 제공된다.

상기 펌프 작동 지연시간은 밸브와 펌프의 설치 거리, 유체에 발생되는 대기압 및 위치 에너지, 물질의 특성이 적용되어 설정된다.

본 발명의 실시예에 따른 펌프 보호장치는 선박에 구비되는 펌프의 동작에 불필요한 공회전이 발생되지 않도록 함으로써, 펌프의 안정성과 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 펌프 보호장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 펌프 보호 동작을 개략적으로 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 여러 자기 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 펌프 보호장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 펌프 보호장치는 유체가 저장되는 탱크(11)와 밸브(13), 펌프(15), 조작패널(21) 및 제어부(23)를 포함한다.

상기 탱크(11)는 예를 들어 선박에서 청수가 저장되는 탱크, 밸러스트 수가 저장되는 탱크, 해수로부터 정제된 순수가 저장되는 탱크, 오일 탱크 등 유체를 저장하는 탱크를 통칭한다.

상기 밸브(13)는 유체가 저장되는 탱크(11)와 펌프(15)의 유입부를 연결하는 배관의 소정 위치에 설치되어 탱크(11)로부터 펌프(15)에 공급되는 유체를 흐름을 단속한다.

상기 밸브(13)는 유압식 밸브 혹은 전자식 밸브로 구성될 수 있으며, 제어부(23)의 제어신호에 따라 작동되어 개폐된다.

펌프(15)는 단상 모터 혹은 3상 모터로 구성될 수 있으며, 제어부(23)의 제어신호에 따라 작동되어 유입부에 공급되는 유체의 압송을 실행한다.

조작패널(21)은 펌프(15)의 작동 혹은 정지를 선택하는 스위치, 동작 상태를 지시하는 램프, 비상 정지를 선택하는 스위치, 동작 조건을 설정하는 스위치 등이 포함될 수 있으며, 운전자가 선택하는 스위치의 정보를 제어부(23)에 제공한다.

제어부(23)는 상기 조작패널(21)에서 인가되는 스위치 선택 정보에 따라 밸브(13) 및 펌프(15)의 제반적인 동작을 제어한다.

상기 제어부(23)는 조작패널(21)에서 펌프(15)의 작동 선택이 검출되면 밸브(13)를 개방시키고, 펌프(15)의 작동을 일정시간 동안 지연하며 설정된 지연시간이 경과되면 펌프(15)의 유입부에 유체의 압력이 형성된 것으로 판정하여 펌프(15)를 작동시킨다.

상기 펌프(15)의 작동을 지연하는 시간은 밸브(13)와 펌프(15)의 설치 거리, 유체에 발생되는 대기압 및 위치 에너지, 물질의 특성 등이 조건이 적용되어 설정될 수 있으며, 운전자가 느끼는 응답성을 감안하여 다양하게 설정될 수 있다.

또한, 상기 작동 지연시간은 제어부(23)에서 펌프(15)로 개폐 제어신호를 전송하여 펌프(15)에서 실질적으로 일정 유량만큼을 압송하기까지의 시간을 더 참조하여 설정될 수 있음은 본 발명의 기술적 사상에 비추어 당업자에게 자명하다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 밸브(13)와 펌프(15)사이에 유체의 압력을 센싱할 수 있는 센싱부(미도시)가 더 구비될 수 있고, 센싱부(미도시)에서 센싱되는 유체의 압력을 참조하여 제어부(23)가 펌프(15)를 제어할 수 있음은 본 발명의 기술적 사상에 비추어 당업자에게 자명하다.

또한, 상기 제어부(23)는 조작패널(21)에서 펌프(15)의 작동 정지 선택이 검출되면 즉시 펌프(15)의 작동을 정지시키고 동시에 밸브(13)를 폐쇄 제어하여 펌프(15)의 유입부에 유체의 압력이 형성되지 않도록 한다.

상기 제어부(23)는 밸브(13)와 펌프(15)의 동작을 제어하는 제어기(23-1)와 제어기(23-1)에 출력되는 펌프(15)의 작동 제어신호를 설정 시간 동안 지연시키는 타이머(23-2)가 포함될 수 있다.

도 1에 예시된 본 실시예에서는 타이머가 별도로 구비되는 것으로 예시하였으나, 이는 일 예에 불과하며, 별도로 구비되지 아니할 수 있음은 본 발명의 기술적 사상에 비추어 당업자에게 자명하다. 예를 들어, 본 발명이 적용되는 환경에 따라 제어기(23-1)가 구현되는 하드워어 및/또는 소프트웨어 내부의 클럭을 이용할 수 있다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 구체적인 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

펌프(15)의 동작이 정지 상태를 유지하는 대기모드에서(S101) 운전자가 조작패널(21)에 구비되는 스위치로 펌프(15)의 작동을 선택하면 운전자의 선택 정보는 제어부(23)에 인가된다.

따라서, 제어부(23)는 대기모드에서 조작패널(21)로부터 펌프(15)의 작동 선택이 검출되는지 판단한다(S102).

상기 S102에서 조작패널(21)로부터 펌프(15)의 작동 선택이 검출되지 않으면 상기 S101의 과정으로 리턴되어 대기모드를 유지하고, 펌프(15)의 작동 선택이 검출되면 제어부(23)는 밸브(13)를 즉시 개방하여 탱크(11)에 저장된 유체를 펌프(15)의 유입부에 공급한다(S103).

상기와 같이 펌프(15)의 유입부에 유체의 공급이 진행되는 설정된 일정시간 동안 제어부(23)는 펌프(15)의 작동을 지연하며(S104) 설정된 지연시간이 경과되면(S105) 펌프(15)의 유입부에 유체의 압력이 형성된 것으로 판정하여 펌프(15)를 작동시킨다(S106).

여기서, 도 1 및 도 2에는 도시하지 아니하였으나, 밸브(13)와 펌프(15) 사이에 유체의 압력을 감지하는 센싱부(미도시)가 더 구비될 수 있고, 제어부(23)가 센싱부(미도시)에서 센싱되는 유체의 압력값을 더 참조하여 펌프(15)를 제어할 수 있음은 앞서 도 1을 참조하여 설명하였다.

또한, 상기 작동 지연시간은 제어부(23)에서 펌프(15)로 개폐 제어신호를 전송하여, 펌프(15)에서 실질적으로 일정 유량만큼을 개폐하기까지의 시간을 더 참조하여 설정될 수 있음도 앞서 도 1을 참조하여 설명하였다.

따라서, 펌프(15)는 유입부에 충분한 유체의 압력이 형성된 조건에서 작동되어짐으로써, 공회전이 발생되지 않아 고장이 발생되지 않으며 유체 압송에 응답성이 제공되어 운전에 신뢰성이 제공된다.

또한, 조작패널(21)에서 펌프(15)의 작동 정지 선택이 검출되면 제어부(23)는 즉시 펌프(15)의 작동을 정지시키고 동시에 밸브(13)를 폐쇄 제어하여 펌프(15)의 유입부에 유체의 압력이 형성되지 않도록 한다.

이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박에 적용되는 다양한 형태의 펌프 보호장치에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 추가, 삭제 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 포함된다고 할 것이다.

13 : 밸브 15 : 펌프
21 : 조작패널 23 : 제어부

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 유체가 저장되는 탱크;
   유체를 압송시키는 펌프;
   탱크와 펌프를 연결하는 배관에 설치되어 유체의 흐름을 단속하는 밸브; 및
   상기 밸브와 펌프의 작동을 제어하는 제어부를 포함하되,
   상기 제어부는 조작패널에서 펌프의 작동이 선택되면 펌프를 작동 오프로 유지한 상태에서 밸브를 개방시켜 펌프의 유입구에 유체를 공급하고, 펌프의 유입구에 공급된 유체 압력이 설정된 압력에 도달하면 펌프를 작동 온 시키며,
   밸브와 펌프의 설치거리, 유체에 발생되는 대기압 및 위치 에너지, 물질의 특성을 감안하여 펌프의 작동 온 시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 선박용 펌프 보호장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는 조작패널에서 펌프의 작동 정지 선택이 검출되면, 상기 펌프의 작동 정지 및 상기 밸브의 폐쇄작업이 동시에 이루어지도록 상기 펌프 및 상기 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 펌프 보호장치.
5. 삭제
6. 탱크에 저장된 유체를 압송시키는 펌프와, 상기 탱크와 상기 펌프를 연결하는 배관에 설치된 밸브를 포함하는 펌프 보호장치가 상기 펌프를 보호하는 방법에 있어서,
   상기 펌프의 작동 요구가 검출되는지 판단하는 과정;
   상기 펌프의 작동 요구가 검출되면 상기 밸브를 개방하여 펌프 유입부에 유체를 공급시키는 과정;
   상기 펌프 유입부에 유체 압력이 형성되기까지 상기 펌프 작동 오프로 유지하는 과정; 및
   상기 밸브 개방 후 펌프 유입부에 유체 압력이 설정된 압력으로 형성되면 상기 펌프를 작동 온 시키는 과정을 포함하되,
   상기 펌프 작동 온 시간은 밸브와 펌프의 설치거리, 유체에 발생되는 대기압 및 위치 에너지, 물질의 특성이 적용되어 설정되는 것을 특징으로 하는 선박용 펌프 보호방법.

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