KR101438180B1

KR101438180B1 - 공회전방지수단을 구비한 부스터 펌프장치

Info

Publication number: KR101438180B1
Application number: KR1020140021904A
Authority: KR
Inventors: 김수동
Original assignee: (주)우림펌프테크
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2014-09-04

Abstract

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 공회전방지수단을 구비한 부스터 펌프장치는, 컨트롤러에서 PID 연산을 수행하여 압력을 제어하며, 상기 컨트롤러로부터 속도지령을 받아서 인버터에 의해 펌프 측 모터의 회전을 제어하고, 펌프들이 상기 인버터의 출력신호를 받아 공급관을 통해 공급되는 유체를 일정 수압으로 가압하여 배출관으로 공급하도록 되고, 펌프의 공회전을 방지하도록 하는 공회전방지수단을 구비한 부스터 펌프장치에 있어서, 상기 공회전방지수단은 각각의 펌프들의 케이스 상부에서 내부 공간과 연통되도록 설치된 챔버와, 상기 챔버 속에서 하방으로 연장되어 챔버내의 수위에 따른 신호를 컨트롤러로 출력하도록 2개의 전극봉들을 구비한 수위감지센서와, 상기 챔버에 설치되며 상기 수위감지센서의 신호에 따라 컨트롤러에 의해 개폐되도록 제어되는 에어 배출밸브를 포함하는 것을 특징으로 하여 구성된다.
본 발명에 따라, 펌프와 배출관에 수위감지센서의 두개의 전극봉이 유체에 침지될 때 컨트롤러에서 인가되는 미세 전류가 도통하여 적정 수위 여부를 탐지하여 에어 배출밸브를 개폐하여 자동으로 펌프와 배출관내의 에어를 배출하도록 함으로써, 복수개의 펌프들을 갖춘 부스터 펌프장치에서 에어에 의한 손상을 방지함과 함께 유지보수 인력비용을 절감할 수 있고, 보다 효율적으로 부스터 펌프장치의 공회전을 방지하도록 관리할 수 있는 효과가 있다.

Description

공회전방지수단을 구비한 부스터 펌프장치{A BOOSTER PUMP SYSTEM WITH ANTI-IDLING MEANS}

본 발명은 공회전방지수단을 구비한 부스터 펌프장치에 관한 것으로, 특히 펌프장치에서 펌프의 공회전으로 인하여 펌프의 과부하와 과열 발생을 방지하기 위하여 펌프 챔버나 관로에 형성된 에어를 자동으로 배출토록 하여 공회전을 방지하도록 개선된 공회전방지수단을 구비한 부스터 펌프장치에 관한 것이다.

일반적으로 부스터펌프는 유체를 장거리 이송시키는 파이프 시스템이나 브레이크 시스템에서의 유체 이송시 가압하기 위하여 여러 산업분야에서 널리 사용되고 있으며, 예를들어 아파트와 같은 고층건물이나 상수도 관로시스템, 양정시스템 등에서 이송되는 유체의 수압 에너지가 감쇠한 것을 다시 한 번 가압하기 위하여 가압펌프로서 관로 도중에 여러 군데 설치하여 사용한다.

이러한 부스터펌프장치는 이러한 부스터 펌프 시스템은 통상적으로 PID(Proportional, Integral, Differential) 연산을 수행하여 압력을 제어하는 컨트롤부와, 상기 컨트롤부로부터 속도지령을 받아서 펌프 측 모터의 회전을 제어하는 인버터와, 상기 인버터의 출력신호를 받아 일정 수압으로 물이 공급되도록 하는 가동펌프로 구성된다.

종래 부스터펌프장치의 예로서, 2006년9월29일 등록된 한국 실용신안등록 제20-0428307호에는 배관내에 설치되어 수압을 측정하여 부스터 제어부(110)로 측정신호를 출력하는 압력센서와, 상기 부스터 제어부의 인버터 내에 설치되며 수온 및 상온을 측정하여 상기 부스터 제어부로 출력신호를 보내는 온도감지부와, 상기 압력감지부가 설치된 부분에 설치되며, 펌프 내에 물이 존재하는지 여부를 감지하여 상기 부스터 제어부로 출력신호를 공급하는 물유무감지부로 구성된 배관 일체형 펌프전용 인버터 컨트롤러가 개시되어 있다.

그러나, 상기한 종래 등록실용의 기술에서는 물 유무 감지부의 감지신호를 부스터제어부의 콘트롤부로 공급하여 펌프의 동작을 제어하게 되고, 펌프 내에 물이 없는 상황을 감지한 경우에는 펌프의 공회전을 방지하도록 컨트롤부를 통해 펌프의 동작을 정지시키도록 한 것이어서, 펌프내 물 부족시 펌프 작동을 정지시킴에 따라 급수가 정지되는 문제점과 함께 작업자가 직접 그 발생원인을 해소시켜야 하는 불편함이 있었다.

한국 실용신안등록 제20-0428307호 2(006년9월29일 등록)

본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 부스터 펌프 챔버내의 물 부족 여부를 감지하는 수위감지 센서의 출력 신호에 응답하여 부스터 펌프 컨트롤부에 의해 밸브가 개방되어 부스터 펌프내의 에어를 자동으로 배출토록 하여 펌프를 정지시키지 않을 뿐만 아니라 펌프가 공회전을 하지 않도록 개선된 공회전방지수단을 구비한 부스터 펌프장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 공회전방지수단을 구비한 부스터 펌프장치는, 컨트롤러에서 PID 연산을 수행하여 압력을 제어하며, 상기 컨트롤러로부터 속도지령을 받아서 인버터에 의해 펌프 측 모터의 회전을 제어하고, 펌프들이 상기 인버터의 출력신호를 받아 공급관을 통해 공급되는 유체를 일정 수압으로 가압하여 배출관으로 공급하도록 되고, 펌프의 공회전을 방지하도록 하는 공회전방지수단을 구비한 부스터 펌프장치에 있어서, 상기 공회전방지수단은 각각의 펌프들의 케이스 상부에서 내부 공간과 연통되도록 설치된 챔버와, 상기 챔버 속에서 하방으로 연장되어 챔버내의 수위에 따른 신호를 컨트롤러로 출력하도록 2개의 전극봉들을 구비한 수위감지센서와, 상기 챔버에 설치되며 상기 수위감지센서의 신호에 따라 컨트롤러에 의해 개폐되도록 제어되는 에어 배출밸브를 포함하는 것을 특징으로 하여 구성된다.

상기 배출관에도 2개의 전극봉들을 구비하여 챔버내의 수위에 따른 신호를 컨트롤러로 출력하는 수위감지센서와, 상기 수위감지센서의 신호에 따라 컨트롤러에 의해 개폐되도록 제어되는 에어 배출밸브를 구비한 공회전방지수단이 설치될 수 있다.

또한, 상기 컨트롤러에서 공급되는 전류가 수위감지센서의 두개의 전극봉들 사이에서 도통되는지 여부 따라 적정 수위 여부를 판단하여 에어 배출밸브를 개폐하도록 된다.

본 발명에 따라, 펌프와 배출관에 수위감지센서의 두개의 전극봉이 유체에 침지될 때 컨트롤러에서 인가되는 미세 전류가 도통하여 적정 수위 여부를 탐지하여 에어 배출밸브를 개폐하여 자동으로 펌프와 배출관내의 에어를 배출하도록 함으로써, 복수개의 펌프들을 갖춘 부스터 펌프장치에서 에어에 의한 손상을 방지함과 함께 유지보수 인력비용을 절감할 수 있고, 보다 효율적으로 부스터 펌프장치의 공회전을 방지하도록 관리할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 공회전방지수단을 채용한 부스터 펌프장치의 개략적인 정면도.
도 2는 도 1의 부스터 펌프장치의 평면도.
도 3은 도 1에서 공회전방지수단의 구성을 보여주는 부분단면도로서 물부족 상태를 보여준다.
도 4는 도 1에서 공회전방지수단의 부분단면도로서 도 3의 물부족 상태가 해소된 상태를 보여준다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1과 2에 있어서, 본 발명에 의한 공회전방지수단을 구비한 부스터 펌프장치는 복수개의 펌프, 도시된 실시예에서는 각각 유도전동기로 구동되는 3개의 펌프(1)에 의해 유체 공급관(2)을 통해 이송되는 물과 같은 유체를 배출관(3)으로 가압하여 토출하도록 되어 있으며, 상기 펌프(1)들은 작동 상태에 따라 컨트롤러(5)에 의해 제어된다. 상기 배출관에는 도면에 도시되지 않았지만 압력센서가 제공되어 미리 설정한 최저 압력 이하로 낮아지면 그 신호에 따라 컨트롤러에 의해 펌프가 가동되고, 미리 설정한 최고 압력에 도달한 경우에는 펌프 가동이 정지되어 에너지를 절약하도록 되어 미리 프로그램되어 있다.

상기 각각의 펌프(1)에 제공되는 공회전방지수단은 도 3에 도시된 바와같이 펌프 케이스(7) 상부에 형성된 홀(8)에 내부 공간과 연통되도록 설치된 챔버(10)와, 상기 챔버(10) 속에서 하방으로 연장되어 챔버내의 수위를 감지하여 신호를 컨트롤러(5)로 출력하는 수위감지센서(20)와, 상기 챔버(10)에 설치되며 상기 수위감지센서(20)에 의해 감지된 신호에 따라 컨트롤러(5)에 의해 개폐되도록 제어되는 에어 배출밸브(30)를 포함한다.

상기 펌프(1)는 미리 설정된 압력으로 물과 같은 유체를 가압하게 되므로, 정상적인 유체가압 상태에서는 펌프 케이스(7) 내의 유체는 펌프에 의한 가압력에 의해 상기 챔버(10)내로 유입되어 소정의 수위 이상으로 유지된다.

상기 수위감지센서(20)는 상기 챔버(10) 내부에서 하방으로 연장된 2개의 음극과 양극의 전극봉(21,22)들을 포함하여 상기 컨트롤러(5)에서 미세 전류가 공급된다.

상기 챔버내의 수위가 도 3에서와 같이 상기 전극봉들의 하단 보다 낮은 경우에는 컨트롤러로 부터 공급되는 전류가 흐르지 않게 되고, 펌프내의 수위가 도 4에서와 같이 전극봉(13)들 하단 보다 높아서 전극봉들이 유체에 침지된 경우에는 컨트롤러로 부터 공급되는 미세 전류가 전극봉들 사이에 도통되어 컨트롤러에서는 전극봉의 통전이 감지된다.

도 4에서와 같이 전극봉(21,22)들이 챔버(10)내의 유체에 침지되어 상기 컨트롤러(5)로 부터 공급된 미세 전류가 도통하게 되면, 그것을 감지한 컨트롤러(5)에서는 펌프내 유체 수위가 정상 상태인 것으로 판단하게 된다.

도 3에서와 같이 챔버(10)내의 유체 수위가 낮아 전극봉(21,22)들이 침지되지 않게 되어 컨트롤러(5)로 부터 공급된 전류가 전극봉들에서 통전되지 않는 경우는, 적어도 펌프내 수압이 낮아 펌프의 유체가 챔버(10)로 유입되지 않거나, 수압은 정상 범위인 경우 에어가 찬 경우이다. 펌프 작동이 미리 설정된 수 초간의 시간 경과 후에도 펌프장치에 제공된 압력센서에 의해 감지된 배출관내 유체의 압력이 미리 설정된 정상 범위에 도달하지 않은 경우에는 관로에 누수가 발생되거나 펌프장치의 고장으로 인한 것으로 판단하여 알람 또는 디스플레이에 경보를 발생한다.

그러나, 압력센서에 의해 감지된 배출관내의 압력이 정상 범위에 있음에도, 수위감지센서의 전극봉들에서 통전 신호가 입력되지 않는 경우는 펌프에 에어가 찬 경우로 판단하고, 에어 배출밸브(30')를 개방시켜 펌프내의 에어가 유체압에 의해 배출되도록 하고, 미리 설정된 시간 경과후 압력 센서와 수위센서의 수위 신호가 정상으로 복귀되면 에어 배출밸브(30')를 닫도록 제어하고, 미리 설정된 시간 경과후에도 수위감지센서의 전극봉들에서 통전신호가 입력되지 않으면 다른 요인에 의한 펌프장치의 고장으로 판단하고 경보를 발생한다. 상기 에어 배출밸브(30')는 솔레노이드밸브로 될 수 있다.

부스터 펌프장치가 도시된 실시예와 같이 복수개의 펌프들로 되고 각 펌프에 전극봉들을 포함한 수위감지센서가 설치된 경우에, 상기 컨트롤러(5)는 펌프들을 순차적으로 일정 시간 간격을 두고 가동하도록 제어하며, 그것은 동시에 복수개의 펌프들을 동시다발적으로 가동시키게 되면 배관이나 압력 탱크에 무리를 주는 것을 방지하기 위하여 펌프들을 순차적으로 가동시키도록 제어한다.

또한, 펌프의 토출구와 연결된 배출관(3)에도 상기한 펌프에 설치되는 수위감지센서(20)와 동일한 수위감지센서가 도 1과 2에 도시된 바와같이 설치될 수 있으며, 이것은 배출관에 에어가 찬 경우 유체의 흐름이 원활하지 못하고 수격현상이 발생될 뿐만 아니라 관로의 손상도 초래될 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여, 배출관(3)내의 수위가 낮아 컨트롤러에서 수위감지센서의 두개의 전극봉들에 공급된 미세전류가 도통되지 않으며, 컨트롤러에 의해 에어 배출밸브(30')를 개방하여 관내 공기를 자동으로 배출하도록 한다.

이와 같이 본 발명에 따라 펌프와 배출관에 컨트롤러에 의해 제어되는 수위감지센서의 두개의 전극봉들 사이에 미리 설정된 미세전류의 도통 여부에 따라 펌프와 배출관의 적정 수위 여부를 감지하고 에어 배출밸브(30,30')를 자동으로 개폐토록 제어함으로써, 종래 에어 외의 다른 요인으로 인하여 압력이 설정치 보다 낮을 수도 있음에도 단지 압력센서의 신호에 의해 에어가 찬 것인지 여부를 판단하는 것과 비교하여 보다 확실하고 안전하게 펌프장치의 공회전을 방지하여 부스터 펌프장치를 효율적으로 관리할 수 있게 된다. 상기 배출관(3)의 에어배출밸브(30')는 펌프에 설치된 에어배출밸브(30)와 동일한 구성의 것이다.

이상의 설명에서, 본 발명은 부스터 펌프장치의 공회전방지수단을 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 적용되는 부스터 펌프장치는 종래 부스터 펌프장치와 같이 컨트롤러에서 PID 연산을 수행하여 압력을 제어하며, 상기 컨트롤러로부터 속도지령을 받아서 인버터에 의해 펌프 측 모터의 회전을 제어하고, 펌프들이 상기 인버터의 출력신호를 받아 일정 수압으로 가압하여 물을 공급되도록 하는 통상적인 펌프 제어구성에도 적용할 수 있음은 당연하다.

본 발명은 유체를 가압하기 위해 사용하는 부스터 펌프장치에서 공회전방지수단은 펌프와 배출관내의 에어를 자동으로 탐지하고 배출하도록 하여 펌프의 공회전방지를 위해 이용될 수 있다.

1 : 펌프 2 : 공급관
3 : 배출관 5 : 컨트롤러
7 : 펌프 케이스 8 : 홀
10 : 챔버 20 : 수위감지센서
21, 22 : 전극봉 30, 30' : 배출밸브

Claims

컨트롤러에서 PID 연산을 수행하여 압력을 제어하며, 상기 컨트롤러로부터 속도지령을 받아서 인버터에 의해 펌프 측 모터의 회전을 제어하고, 펌프들이 상기 인버터의 출력신호를 받아 공급관을 통해 공급되는 유체를 일정 수압으로 가압하여 배출관으로 공급하도록 되고, 펌프의 공회전을 방지하도록 하는 공회전방지수단을 구비하며, 상기 공회전방지수단은 펌프내의 수위를 감지하여 컨트롤러(5)에 의해 에어배출밸브를 개폐하여 에어를 배출하도록 된 공회전방수단을 구비한 부스터 펌프장치에 있어서,
상기 공회전방지수단은 각각의 펌프들의 케이스(7) 상부에서 내부 공간과 연통되도록 설치된 챔버(10)와, 상기 챔버(10) 속에서 하방으로 연장되어 챔버내의 수위에 따른 신호를 컨트롤러(5)로 출력하도록 2개의 전극봉(21,22)들을 구비한 수위감지센서(20)와, 상기 챔버(10)에 설치되며 상기 수위감지센서(20)의 신호에 따라 컨트롤러(5)에 의해 개폐되도록 제어되는 에어 배출밸브(30)와 함께,
상기 배출관(3)에 설치되는 개의 전극봉(21,22)들을 구비하여 챔버내의 수위에 따른 신호를 컨트롤러로 출력하는 수위감지센서(20)와, 상기 수위감지센서(20)의 신호에 따라 컨트롤러(5)에 의해 개폐되도록 제어되는 에어 배출밸브(30')를 포함하는 것을 특징으로 하는 공회전방지수단을 구비한 부스터 펌프장치.
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