KR101408736B1 - 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템 및 안전운전 운용방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 생활폐기물 자동집하시설에 설치되는 흡입송풍기 운전에서 부분 유량 감소에 의한 비정상 운전 시 발생하게 되는 흡입송풍기의 손상을 방지하고, 개별 흡입송풍기 단독의 고장 수리 및 미가동 송풍기로의 유입압력손실을 방지할 수 있는 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템 및 안전운전 운용방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 생활폐기물 자동집하시설에서 흡입송풍기의 안전운전을 운용하기 위한 시스템에 있어서, 공압발생 공동관; 상기 공동관에 각각 흡입관과 토출관을 통해 연결되는 복수의 흡입송풍기; 상기 흡입송풍기 중 최상류 측에 구비되는 흡입송풍기의 상류 측 공동관에 구비되는 공압검출수단; 상기 공압검출수단의 검출 신호에 근거하여 최하류 측 흡입송풍기의 공동관의 토출 공기를 최상류 측 흡입송풍기의 흡입 측 공동관으로 제공하기 위한 서징방지 바이패스 수단; 및 상기 공압검출수단의 검출신호를 제공받으며, 상기 흡입송풍기와 서징방지 바이패스수단을 제어하는 제어반을 포함하는 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템을 제공한다.
Description
본 발명은 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템 및 안전운전 운용방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생활폐기물 자동집하시설에 설치되는 흡입송풍기 운전에서 부분 유량 감소에 의한 비정상 운전 시 발생하게 되는 흡입송풍기의 손상을 방지하고, 개별 흡입송풍기 단독의 고장 수리 및 미가동 송풍기로의 유입압력손실을 방지할 수 있는 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템 및 안전운전 운용방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 "플랜트용 원심송풍기 성능고도화 및 시리즈 개발"의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:10032063, 과제명: 플랜트용 원심송풍기 성능고도화 및 시리즈 개발].
최근 들어 쾌적하고 위생적인 생활환경 구축을 위하여 다양한 환경개선 사업들이 실시되고 있다. 음식물 쓰레기 처리에 있어서도 대단위 공동주거단지를 중심으로 진공흡입방식에 의한 생활폐기물 자동집하시설이 활발히 구축되고 있다.
도 1은 지하에 매설된 이송관로를 통해 쓰레기를 자동 수거 처리하는 생활폐기물 자동집하시설의 구성을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
생활폐기물 자동집하시설은 도 1에 나타낸 바와 같이 크게 투입시설, 관로시설 그리고 집하시설로 이루어진다.
이러한 생활폐기물 자동집하시설은 건물 내부 또는 외부의 투입시설의 쓰레기 투입구(폐기물 투입구)를 통해 연결된 관로시설인 지하매설 이송관로를 통하여 집하시설에서 쓰레기를 자동으로 수거하는 방식이다. 즉, 생활폐기물 자동집하시설을 이용하여 주택단지 및 상업단지에서 발생하는 음식물 또는 일반 쓰레기를 집하시설의 흡입송풍기(즉, 터보송풍기(turbo blower))에 의해 발생하는 공압(空壓)에 의해 집하장까지 자동으로 이송하는 설비이다.
집하시설에는 집수되어 이송된 음식물 쓰레기를 분리하는 원심분리기; 이송관로에 필요한 공압을 발생시키도록 집하장 내에 설치되는 흡입송풍기; 집진설비, 냉각설비 그리고 탈취설비를 포함하여 구성된다.
이러한 생활폐기물 자동집하시설에서 소비되는 에너지원의 90%는 소위 쓰레기 집하장 내에 설치되어 있는 흡입송풍기이다.
도 2는 생활폐기물 자동집하시설을 구성하는 흡입송풍기의 구성의 일 예로서, 온-오프(ON-OFF) 기동방식의 직렬연결 흡입송풍기를 나타내는 구성도이고, 도 3은 생활폐기물 자동집하시설의 다단 직렬 연결의 흡입송풍기의 실제 구성을 촬영한 사진이다.
기존의 흡입송풍기에서는 쓰레기 투입구와 집하장 내에 설치된 흡입송풍기와의 거리에 따른 요구압력조건에 대응하여 단순 On-Off방식에 의한 흡입송풍기 대수 제어방식으로 운전된다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 전체 블로어를 연결하는 공동관이 설치되고, 각 단의 흡입송풍기에는 흡입관 및 토출관이 각각 설치된다. 대수 제어에 따른 공동관의 유량제어를 위하여 흡입관과 토출관을 사이의 공동관에는 체크밸브를 설치하여 기류를 제어한다. 유량의 경우, 통상 관경이 500mm인 경우에는 25-29 m/s가 되도록 하여 쓰레기가 이송관 내부에서 막힘없이 원활하게 이송될 수 있음을 확인하였다.
생활폐기물 자동집하시설에 설치되는 흡입송풍기는 쓰레기 투입구와 집하장 사이의 거리에 따른 다양한 압력에 대응하기 위하여 다단 직렬로 설치된다. 3-5대의 흡입송풍기가 직렬로 설치되어 쓰레기 투입구-집하장 거리에 따라 요구되는 압력을 낼 수 있도록 필요한 수의 흡입송풍기가 단순히 온-오프(On-Off) 운전방식으로 작동된다.
도 4는 쓰레기 투입구와 집하장 간의 거리에 따른 흡입송풍기 운전대수의 관계를 설명하기 위한 설명도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 투입구와 집하장까지의 거리가 400m이하인 경우는 1대의 블로어만을 가동하며, 1300-1700m인 경우에는 4대의 블로어를 가동한다.
그러나 종래에는 쓰레기로 인한 관로 내 부분 막힘으로 인하여 유량이 감소하게 되면, 감소된 유량상태로 흡입송풍기가 일정시간 가동됨으로써 저유량으로 인한 서징(Surging) 현상이 발생하며, 이로 인하여 흡입송풍기의 임펠러에 손상을 입히게 된다. 즉 급격한 유량변동에 대하여 시스템에서 대처할 수 있는 방법이 없는 문제점이 있다.
여기에서 서징 현상이란 급격한 유량의 저하로 인하여 흡입송풍기의 유입유량이 감소하고, 이로 인하여 임펠러의 입구 측에서 강한 유동박리(flow separation)가 일어나 날개의 양력(부하)이 급격히 저하됨과 동시에 이상진동 및 소음이 발생한다. 이러한 상태가 지속되면 임펠러 자체뿐만 아니라 흡입송풍기 전체가 손상을 받는 현상을 말한다.
대한민국 등록특허공보 제10-0795117호(2008.01.21)에는 쓰레기 이송 관로의 막힌 위치를 쉽고 정확하게 탐지할 수 있고 막힌 쓰레기는 신속하고 용이하게 제거할 수 있도록 하는 것을 제안하고 있으나, 실질적으로 쓰레기가 막힌 경우에는 쓰레기 투입구 상류에 설치되는 공기흡입구(공기흡입밸브)로부터는 이미 막힌 관 때문에 공기의 추가 보충이 불가능하며, 도 1에 도시된 점검맨홀을 통해 타격 뭉치를 삽입하여 공압으로 막힌 쓰레기를 타격하여 흘러보내도록 하고 있다.
이와 같은 대한민국 등록특허공보 제10-0795117호의 경우, 이미 쓰레기 이송관이 막혀 이송되는 유량이 급격히 감소하였음에도 불구하고 흡입송풍기는 계속해서 동작하기 때문에, 줄어든 유량 상태에서 흡입송풍기가 일정시간 가동됨으로써 저유량으로 인한 서징(Surging) 현상이 발생하며, 이로 인하여 흡입송풍기의 임펠러에 손상을 입게 되고, 임펠러의 입구 측에서 강한 유동박리(flow separation)가 일어나 날개의 양력(부하)이 급격히 저하됨과 동시에 이상진동 및 소음이 발생하며, 이러한 상태가 지속되면 임펠러 자체뿐만 아니라 흡입송풍기 전체가 손상을 받는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 생활폐기물 자동집하시설에 설치되는 흡입송풍기 운전에서 부분 유량 감소에 의한 비정상 운전 시 발생하게 되는 서징 현상에 의한 흡입송풍기의 손상과 이상진동 및 소음 발생을 방지하며, 임펠러 자체뿐만 아니라 흡입송풍기 전체가 손상을 방지할 수 있는 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템 및 안전운전 운용방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 개별 흡입송풍기 단독의 고장 수리 및 미가동 송풍기로의 유입압력손실을 방지할 수 있는 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템 및 안전운전 운용방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 생활폐기물 자동집하시설에서 흡입송풍기의 안전운전을 운용하기 위한 시스템에 있어서, 공압발생 공동관; 상기 공동관에 각각 흡입관과 토출관을 통해 연결되는 복수의 흡입송풍기; 상기 흡입송풍기 중 최상류 측에 구비되는 흡입송풍기의 상류 측 공동관에 구비되는 공압검출수단; 상기 공압검출수단의 검출 신호에 근거하여 최하류 측 흡입송풍기의 공동관의 토출 공기를 최상류 측 흡입송풍기의 흡입 측 공동관으로 제공하기 위한 서징방지 바이패스 수단; 및 상기 공압검출수단의 검출신호를 제공받으며, 상기 흡입송풍기와 서징방지 바이패스수단을 제어하는 제어반을 포함하는 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템을 제공한다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 각 흡입송풍기의 흡입관에는 흡입송풍기의 작동 유무에 따라 유입되는 유량을 폐쇄하거나 조절하는 입구베인(inlet vane)(230)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 서징방지 바이패스 수단은 상기 최상류 측 흡입송풍기의 상류 측 공동관과 최하류측 흡입송풍기의 하류 측 공동관을 연통시키는 바이패스 관로; 및 상기 바이패스 관로에 설치되는 유량비례제어밸브를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 바이패스 관로에 설치되어 외부의 공기를 보조적으로 제공하기 위한 외기유입수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 외기유입수단은 상기 바이패스 관로에 연통되게 형성되는 외기 흡입관, 및 상기 외기 흡입관에 설치되고 상기 제어반에 의해 개도가 제어되는 밸브부재를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 생활폐기물 자동집하시설에서 흡입송풍기의 안전운전을 운용하기 위한 방법에 있어서, 흡입송풍기를 가동시키는 송풍기 가동 단계; 최상류 측 흡입송풍기로 흡입되는 공압을 측정하는 공압 검출 단계(여기에서, 상류 측 공압검출 위치는 최상류측 흡입송풍기로부터 상류 방향으로 5m 이내에 설치되는 것이 바람직함); 공압 검출 단계에서 측정된 검출 공압을 기 설정된 설정 공압과 비교하는 공압 비교 단계; 및 상기 공압 비교 단계의 비교 결과에 따라 최상류 측 흡입송풍기의 상류 측으로 공기를 보충하기 위한 비상 운전 단계를 포함하며, 상기 비상 운전 단계는 최하류 측의 흡입송풍기의 토출 측 공동관으로부터 적정 유량의 공기를 바이패스시켜 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 공압 검출 단계는 최상류 측 흡입송풍기의 공동관 상류에 설치된 압력측정점에서 압력상승 또는 유속감소가 있는지 여부를 확인하고, 상기 공압 비교 단계는 검출 공압이 설정 공압보다 작거나 같을 경우, 집하장부터 일정거리에 있는 투입구로부터 쓰레기를 관 내부 이송속도를 일정 속도 범위로 유지하도록 흡입송풍기의 가동대수 및 흡입송풍기의 회전수 중 적어도 하나를 조정하며, 상기 공압 비교 단계는 검출 공압이 설정 공압보다 클 경우, 상기 비상 운전 모드로 진행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 비상 운전 단계는 외기를 최상류 측 흡입송풍기의 흡입 측으로 보충하는 것을 더 포함하며, 상기 외기의 보충은 상기 바이패스되는 적정 유량의 공기에 제공되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용방법은 상기 흡입송풍기의 흡입 측에 설치되는 입구베인의 개도 제어를 통해 상기 흡입송풍기로의 기류를 제어하는 것을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템 및 안전운전 운용방법에 의하면, 생활폐기물 자동집하시설에 설치되는 흡입송풍기 운전에서 부분 유량 감소에 의한 비정상 운전 시 발생하게 되는 서징 현상에 의한 흡입송풍기의 손상과 이상진동 및 소음 발생을 방지하며, 임펠러 자체뿐만 아니라 흡입송풍기 전체가 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 개별 흡입송풍기 단독의 고장 수리가 가능하여 전체 흡입송풍기를 작동 중단시키지 않고 유지 보수를 용이하게 하고, 미가동 송풍기로의 유입압력손실을 방지하여 작동 효율성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 지하에 매설된 이송관로를 통해 쓰레기를 자동 수거 처리하는 생활폐기물 자동집하시설의 구성을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 생활폐기물 자동집하시설을 구성하는 흡입송풍기의 구성의 일 예로서, 온-오프(ON-OFF) 기동방식의 직렬연결 흡입송풍기를 나타내는 구성도이고, 도 3은 생활폐기물 자동집하시설의 다단 직렬 연결의 흡입송풍기의 실제 구성을 촬영한 사진이다.
도 4는 쓰레기 투입구와 집하장 간의 거리에 따른 흡입송풍기 운전대수의 관계를 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 본 발명에 따른 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템을 나타내는 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템을 구성하는 입구베인부를 나타내는 일부 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템을 구성하는 입구베인의 작동 상태를 나타내는 것으로, (a)는 닫힌 상태를, (b)는 열린 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용방법에 대한 플로차트이다.
도 2는 생활폐기물 자동집하시설을 구성하는 흡입송풍기의 구성의 일 예로서, 온-오프(ON-OFF) 기동방식의 직렬연결 흡입송풍기를 나타내는 구성도이고, 도 3은 생활폐기물 자동집하시설의 다단 직렬 연결의 흡입송풍기의 실제 구성을 촬영한 사진이다.
도 4는 쓰레기 투입구와 집하장 간의 거리에 따른 흡입송풍기 운전대수의 관계를 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 본 발명에 따른 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템을 나타내는 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템을 구성하는 입구베인부를 나타내는 일부 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템을 구성하는 입구베인의 작동 상태를 나타내는 것으로, (a)는 닫힌 상태를, (b)는 열린 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용방법에 대한 플로차트이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하 본 발명에 따른 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템 및 안전운전 운용방법에 대하여 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템에 대하여 도 5를 참조하여 상세히 설명한다. 도 5는 본 발명에 따른 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템을 나타내는 구성도이다.
본 발명에 따른 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템은, 도 5에 도시된 바와 같이 공압발생 공동관(100); 상기 공동관(100)에 각각 흡입관(220)과 토출관(210)을 통해 연결되는 복수의 흡입송풍기(200); 상기 흡입송풍기(200) 중 최상류 측에 구비되는 흡입송풍기의 상류측 공동관과 최하류 측에 구비되는 흡입송풍기의 하류측 공동관에 각각 구비되는 상류측 공압검출수단(흡입압력측정용 압력센서)(110)과 하류측 공압검출수단(토출압력 측정용 압력센서)(120)과, 상기 상류측 공압검출수단(110)과 하류측 공압검출수단(120)의 검출 신호에 근거하여 최하류 측 흡입송풍기의 공동관의 토출 공기를 최상류 측 흡입송풍기의 흡입 측 공동관으로 제공하기 위한 서징방지 바이패스 수단; 및 상기 공압검출수단의 검출신호를 제공받으며, 상기 각 구성요소를 제어하는 제어반(300)을 포함한다. 여기에서, 상류 측 공압검출수단(110)은 최상류측 흡입송풍기로부터 상류 방향으로 5m 이내에 설치되는 것이 바람직하며, 하류 측 공압검출수단(120)은 설계 선택에 따라 생략될 수 있다.
상기 각 흡입송풍기(200)의 흡입관(220)과 토출관(210) 사이의 공동관(100)에는 각 흡입송풍기를 선택적으로 연통시키기 위한 체크밸브(130)가 설치된다.
또한, 상기 각 흡입송풍기(200)의 흡입 측(흡입관)에는 흡입송풍기의 작동 유무에 따라 제어반(300)에 의해 제어되어 흡입송풍기로 유입되는 유량을 폐쇄하거나 조절하는 유량조절 계폐수단인 입구베인(inlet vane)(230)을 더 포함한다.
도 6은 본 발명에 따른 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템을 구성하는 입구베인부를 나타내는 일부 구성도이며, 도 7은 본 발명에 따른 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템을 구성하는 입구베인의 작동 상태를 나타내는 것으로, (a)는 닫힌 상태를, (b)는 열린 상태를 나타낸 도면이다.
통상 흡입송풍기를 부분 가동시킬 때에는 공동관(100)에 설치된 체크밸브(130)를 조절하여 미가동 흡입송풍기는 통과없이 기류가 공동관(100)으로 흐를 수 있게 하고 있는데, 실제 미가동 흡입송풍기가 존재할 경우, 흡입송풍기의 관성력과 부분적인 기류가 미가동 흡입송풍기를 통과하여 관로 저항을 증가시켜 에너지의 손실을 발생시킬 수 있다. 따라서, 각 흡입송풍기(200)의 흡입 측에 설치된 입구베인(230)을 이용하여 흡입관(220)을 폐쇄하거나 유량을 조절할 수 있다.
계속해서, 상기 상류측 및 하류측 공압검출수단(110, 120)은 공기압을 검출할 수 있는 통상의 압력검출센서로 구성된다.
다음으로, 상기 서징방지 바이패스 수단은 최상류측 흡입송풍기의 상류 측 공동관과 최하류측 흡입송풍기의 하류 측 공동관을 연통시키는 바이패스 관로(410) 및 상기 바이패스 관로(410) 상에 설치되어 상기 제어반(300)의 제어 신호에 의해 작동하는 유량비례제어밸브(420)를 포함한다.
여기에서, 본 발명에 따른 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템은 상기 바이패스 관로(410)에 설치되어 외부의 공기를 보조적으로 제공받기 위한 외기유입수단을 더 포함한다.
상기 외기유입수단은 유량비례제어밸브(420)의 전방 또는 후방의 바이패스 관로(410)에 연통되게 형성되는 외기 흡입관(510), 및 상기 외기 흡입관(510)에 설치되고 상기 제어반의 제어신호에 의해 개도가 제어되는 밸브부재(520)를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따른 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템의 동작을 설명한다.
흡입송풍기는 통상 5-7대가 투입구와 집하장까지의 거리에 따른 압력을 효율적으로 대응하기 위하여 설치 운용된다. 집하장에서부터 일정거리에 있는 투입구로부터 쓰레기를 관 내부 이송속도 25-30 m/s로 유지하기 위하여 집하장의 쓰레기 분리기와 흡입송풍기 사이에 설치된 공압검출수단에 의한 압력에 따라 흡입송풍기의 가동대수가 결정된다.
흡입송풍기(200)의 운전대수가 결정되면 흡입송풍기 가동 중에도 속도 및 압력을 체크하게 되며, 일시적인 관로 내의 쓰레기 정체에 의한 유량감소 시에는 흡입송풍기의 유량변동에 따른 송풍기 진동(유량 감소로 인한 서징 영역 운전)이 발생되어 흡입송풍기의 안전사용에 나쁜 영향을 미치게 된다.
이와 같이 생활폐기물 자동집하시설의 운전 중에 상류 측 공동관에서 쓰레기의 관로 막힘이나 정체 현상이 발생하면, 최상류 측 흡입송풍기의 공동관 상류에 설치된 압력측정점인 공압검출수단(110)에서 급격한 압력상승이 감지된다. 이와 같이 관로 막힘이나 정체에 의해 압력이 급격히 상승하면, 흡입송풍기의 특성상 유량도 줄어든다.
따라서, 상기 공압검출수단(110)에 의해 검출된 관로 막힘이나 정체 현상에 대한 공압신호가 제어반(300)으로 전달되고, 상기 공압검출수단(110, 120)의 검출 신호를 제공받은 제어반(300)의 제어에 의해 유량비례제어밸브(420)를 작동시켜 하류 측의 적정유량의 공기가 바이패스 관로(410)를 통해 흡입송풍기의 상류 측으로 보충되어 유량감소에 능동적으로 대처하게 된다. 따라서, 관로 막힘이나 정체 현상과 같이 긴급상황의 발생으로 인한 유량 감소를 자동으로 방지하여, 흡입송풍기에서 발생할 수 있는 서징 현상을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 쓰레기 투입자의 부적정 쓰레기(이불 등 투입금지 쓰레기의 투입 등에 의해 발생) 투입으로 발생되는 관로 막힘에서 유량저감에 따른 흡입송풍기 서징방지를 위하여 바이패스 관로(410)에 추가적으로 외기유입수단(510, 520)을 통해(공기펌프에 의한 가압으로) 흡입송풍기 상류 측에 유량을 추가할 수 있다.
이에 따라 흡입측 공동관의 유량변동에 따른 흡입송풍기의 안정적 운전을 실행할 수 있게 된다. 도 5에서는 직렬연결된 흡입송풍기를 나타내고 있지만, 최하류 또는 직렬연결된 흡입송풍기 사이에 병렬연결되는 흡입송풍기가 구비될 수 있다.
또한, 흡입송풍기(200)를 부분 가동시킬 때에는 공동관(100)에 설치된 체크밸브(130)를 조절하여 미가동 송풍기는 통과없이 기류가 공동관으로 흐를 수 있게 하고 있는데, 각 흡입송풍기(200)의 상류에 설치된 입구베인(230)을 이용하여 열림 각도를 닫힘으로 하여 미가동 흡입송풍기(200)를 통하여 기류가 흘러가지 못하게 한다.
또한, 흡입송풍기(200) 가동 시에 개별 흡입송풍기의 고장 시에도 입구베인(230)을 이용하여 흡입관로의 공기유동을 차단함으로써, 전체 송풍기의 운전중단 없이도 고장 송풍기의 수리가 가능하다.
다음으로, 본 발명에 따른 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용방법에 대하여 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용방법에 대한 플로차트이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용방법은, 생활폐기물 자동집하시설에서 흡입송풍기의 안전운전을 운용하는 방법에 있어서, 흡입송풍기를 가동시키는 송풍기 가동 단계(S100); 최상류 측 흡입송풍기로 흡입되는 공압 및/또는 유속을 측정하는 공압 검출 단계(S200); 공압 검출 단계에서 측정된 검출 공압(및/또는 유속)을 미리 설정된 설정 공압과 비교하는 공압 비교 단계(S300); 및 공압 비교 단계의 비교 결과에 따라 최상류 측 흡입송풍기의 상류 측으로 공기를 보충하기 위한 비상 운전 단계(S400)를 포함한다.
상기 공압 검출 단계(S200)에서는 최상류 측 흡입송풍기의 공동관 상류에 설치된 압력측정점인 공압검출수단에서 급격한 압력상승 또는 현저한 유속감소가 있는지 여부를 확인하게 된다. 여기에서, 상류 측 공압검출 위치는 최상류측 흡입송풍기로부터 상류 방향으로 5m 이내에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 공압 비교 단계(S300)에서 검출 공압이 미리 설정된 설정 공압보다 작거나 같을 경우("예"의 경우), 집하장에서부터 일정거리에 있는 투입구로부터 쓰레기를 관 내부 이송속도를 일정 속도(예를 들어, 25-30 m/s)로 유지하도록 흡입송풍기의 가동대수 및/또는 흡입송풍기의 회전수를 조정하는 통상 운전을 실행하게 된다(S310: 통상운전 단계).
상기 공압 비교 단계(S300)에서 관로 막힘이나 정체에 의해 압력이 급격히 상승하여 검출공압이 설정공압보다 클 경우("아니오"인 경우), 흡입송풍기의 운전 비상운전 모드로 진행한다(S400).
비상 운전 단계(S400)는 최하류 측의 흡입송풍기의 토출 측 공동관으로부터 적정 유량의 공기를 바이패스시켜 최상류 측 흡입송풍기의 흡입 측으로 제공하는 것을 포함한다(S410: 유량 바이패스 단계). 이에 따라 유량 감소로 인한 흡입송풍기의 서징 현상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 비상 운전 단계(S400)에서 쓰레기 투입자의 부적정 쓰레기(이불 등 투입금지 쓰레기의 투입 등에 의해 발생) 투입으로 발생되는 관로 막힘에서 유량 저감이 가중될 경우, 외기를 최상류 측 흡입송풍기의 흡입 측으로 보충하는 것을 포함한다(S420: 외기 보충 단계). 여기에서, 상기 외기의 투입은 상기 바이패스되는 적정 유량의 공기에 보조적으로 더 투입되도록 하는 것이 바람직하다.
이에 따라 흡입측 공동관의 유량변동에 따른 흡입송풍기의 안정적 운전을 실행할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 흡입송풍기 안전운전 운용방법은 흡입송풍기의 흡입 측에 설치되는 입구베인의 개도 제어를 통하여 흡입송풍기가 부분 가동될 때 미가동 흡입송풍기를 통하는 기류를 제어할 수 있다.
다시 말해서, 흡입송풍기 가동 시에 개별 흡입송풍기의 고장 시에도 입구베인을 이용하여 흡입 관로의 공기 유동을 차단함으로써 전체 송풍기의 운전중단 없이도 고장 송풍기의 수리가 가능하다.
상기에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템 및 안전운전 운용방법에 의하면, 생활폐기물 자동집하시설에 설치되는 흡입송풍기 운전에서 부분 유량 감소에 의한 비정상 운전 시 발생하게 되는 서징 현상에 의한 흡입송풍기의 손상과 이상진동 및 소음 발생을 방지하며, 임펠러 자체뿐만 아니라 흡입송풍기 전체가 손상을 방지할 수 있으며, 개별 흡입송풍기 단독의 고장 수리가 가능하여 전체 흡입송풍기를 작동 중단시키지 않고 유지 보수를 용이하게 하고, 미가동 송풍기로의 유입압력손실을 방지하여 작동 효율성을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 공압발생 공동관 110: 상류측 공압검출수단
120: 하류측 공압검출수단 130: 체크 밸브
200: 흡입송풍기 210: 토출관
220: 흡입관 230: 입구베인
300: 제어반 410: 바이패스 관로
420: 유량비례제어밸브 510: 외기 흡입관
520: 밸브부재
S100: 송풍기 가동 단계 S200: 공압 검출 단계
S300: 공압 비교 단계 S310: 통상 운전
S400: 비상 운전 단계 S410: 유량 바이패스 단계
S420: 외기 보충 단계
120: 하류측 공압검출수단 130: 체크 밸브
200: 흡입송풍기 210: 토출관
220: 흡입관 230: 입구베인
300: 제어반 410: 바이패스 관로
420: 유량비례제어밸브 510: 외기 흡입관
520: 밸브부재
S100: 송풍기 가동 단계 S200: 공압 검출 단계
S300: 공압 비교 단계 S310: 통상 운전
S400: 비상 운전 단계 S410: 유량 바이패스 단계
S420: 외기 보충 단계
Claims (9)
- 생활폐기물 자동집하시설에서 흡입송풍기의 안전운전을 운용하기 위한 시스템에 있어서,
공압발생 공동관;
상기 공동관에 각각 흡입관과 토출관을 통해 연결되는 복수의 흡입송풍기;
상기 흡입송풍기 중 최상류 측에 구비되는 흡입송풍기의 상류 측 공동관에 구비되는 공압검출수단;
상기 공압검출수단의 검출 신호에 근거하여 최하류 측 흡입송풍기의 공동관에서 토출되는 토출 공기를 최상류 측 흡입송풍기의 흡입 측 공동관으로 제공하여 상기 흡입송풍기의 서징 현상을 방지하기 위한 서징방지 바이패스 수단; 및
상기 공압검출수단의 검출신호를 제공받으며, 상기 흡입송풍기와 서징방지 바이패스수단을 제어하는 제어반을 포함하는
생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 각 흡입송풍기의 흡입관에는 흡입송풍기의 작동 유무에 따라 유입되는 유량을 폐쇄하거나 조절하는 입구베인(inlet vane)(230)을 더 포함하는
생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 서징방지 바이패스 수단은
상기 최상류 측 흡입송풍기의 상류 측 공동관과 최하류측 흡입송풍기의 하류 측 공동관을 연통시키는 바이패스 관로; 및
상기 바이패스 관로에 설치되는 유량비례제어밸브를 포함하는
생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 바이패스 관로에 설치되어 외부의 공기를 보조적으로 제공하기 위한 외기유입수단을 더 포함하는
생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템.
- 제4항에 있어서,
상기 외기유입수단은
상기 바이패스 관로에 연통되게 형성되는 외기 흡입관, 및
상기 외기 흡입관에 설치되고 상기 제어반에 의해 개도가 제어되는 밸브부재를 포함하는
생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템.
- 생활폐기물 자동집하시설에서 흡입송풍기의 안전운전을 운용하기 위한 방법에 있어서,
흡입송풍기를 가동시키는 송풍기 가동 단계;
최상류 측 흡입송풍기로 흡입되는 공압을 측정하는 공압 검출 단계;
공압 검출 단계에서 측정된 검출 공압을 기 설정된 설정 공압과 비교하는 공압 비교 단계; 및
상기 공압 비교 단계의 비교 결과에 따라 최상류 측 흡입송풍기의 상류 측으로 공기를 보충하기 위한 비상 운전 단계를 포함하며,
상기 비상 운전 단계는 최하류 측의 흡입송풍기의 토출 측 공동관으로부터 적정 유량의 공기를 바이패스시켜 제공하는 것을 특징으로 하는
생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용방법.
- 제6항에 있어서,
상기 공압 검출 단계는 최상류 측 흡입송풍기의 공동관 상류에 설치된 압력측정점에서 압력상승 또는 유속감소가 있는지 여부를 확인하고,
상기 공압 비교 단계는 검출 공압이 설정 공압보다 작거나 같을 경우, 집하장에서부터 일정거리에 있는 투입구로부터 쓰레기를 관 내부 이송속도를 일정 속도 범위로 유지하도록 흡입송풍기의 가동대수 및 흡입송풍기의 회전수 중 적어도 하나를 조정하며,
상기 공압 비교 단계는 검출 공압이 설정 공압보다 클 경우, 상기 비상 운전 모드로 진행하는
생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용방법.
- 제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 비상 운전 단계는 외기를 최상류 측 흡입송풍기의 흡입 측으로 보충하는 것을 더 포함하며,
상기 외기의 보충은 상기 바이패스되는 적정 유량의 공기에 제공되도록 하는
생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용방법.
- 제6항에 있어서,
상기 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용방법은
상기 흡입송풍기의 흡입 측에 설치되는 입구베인의 개도 제어를 통해 상기 흡입송풍기로의 기류를 제어하는 것을 더 포함하는
생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용방법.
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| KR1020130141868A KR101408736B1 (ko) | 2013-11-21 | 2013-11-21 | 생활폐기물 자동집하시설의 흡입송풍기의 안전운전 운용시스템 및 안전운전 운용방법 |
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| KR20110073165A (ko) * | 2009-12-22 | 2011-06-29 | 한국건설기술연구원 | 생활폐기물 자동이송 처리설비의 공압발생 시스템 및 공압발생 시스템의 제어방법 |
| KR101287937B1 (ko) * | 2013-03-05 | 2013-07-19 | 브니엘 네이처 주식회사 | 다기능 일체형 음식물 쓰레기 분리기를 구비하는 쓰레기 자동 집하 시스템 |
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