KR102096832B1 - 배관 내부 수충격 해소장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배관 내부 수충격 해소장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배관 상에 서지탱크와 수충격 완화밸브를 각각 설치함으로써, 배관의 펌프 기동 정지시, 수주 분리 후 재결합시 발생되는 압력하강 및 급상승을, 상기 서지탱크와 수충격 완화밸브가 각각 담당하여, 기계적으로 자동작동하며 해소할 수 있도록 한 배관 내부 수충격 해소장치에 관한 것이다.

Description

배관 내부 수충격 해소장치{Water shock releasing device inside pipe}

본 발명은 펌프의 급정지로 인해 발생되는 배관 내부의 수충격을 해소할 수있도록, 배관에 설치되는 수충격 해소장치에 관한 것이다.

관내를 충만하여 흐르고 있는 물의 속도가 급격히 변하면 수압도 심한 변화를 일으키는데, 이 현상을 '수격작용(water hammer)'이라고 한다.

정전 등의 사고에 의하여 운전중인 펌프가 갑자기 구동력을 소실하면, 펌프의 회전속도가 저하되어 토출능력이 없어지고 송수관내의 압력이 갑자기 저하되며, 일반적인 관로의 경우에는 부압(negative pressure)으로 되는 지점이 생기며, 이 부(-)의 압력이 약-10m까지 떨어지면, 관내의 물의 공동부(배관 내부의 물과 물 사이에 생기는 텅빈 공간)가 발생하여 수주가 분리된다.

상기 수주분리(column separation) 후에 어느 시간이 경과하면, 상류와 하류쪽의 물기둥이 재결합될때에 매우 높은 충격압을 발생시킨다.

이러한 현상은 배관 길이가 길수록 일어나기 쉬우며 관로의 파손사고 등을 일으킬 우려도 있으므로, 이러한 문제를 해결할 수 있는 장치의 개발이 대두되고 있는 실정이다.

대한민국 등록특허공보 10-0760984호(2007.09.17.등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 펌프의 일시적인 정지시 배관 내에 발생되는 부압과 및 압력상승을 방지하고자 하는 것으로, 배관 상에 서지탱크와 수충격완화 밸브를 설치하되, 각각이 부압과 압력상승시 기계적으로 자동작동되도록 설치하여 이를 해결할 수 있도록 하는 배관 내부 수충격 해소장치에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서,

배관(10)에 연결되어, 내부의 압력수가 일방향으로 이송되도록 하는 펌프; 상기 배관(10)에 설치되어, 펌프가 기동 정지되어 수주분리가 된후, 펌프가 재가동될 시 배관(10) 내에 부압이 발생되는 경우, 내부에 저장된 압력수를 배관(10)에 공급하여, 배관(10)의 부압을 해소할 수 있도록 하는 서지탱크(30); 상기 배관(10)에 설치되어, 배관(10)의 측정압력이 사전설정 측정압력범위보다 상승하는 경우 작동되어, 배관(10) 내부의 압력수를 외부로 배출시켜, 압력상승이 방지되도록 하는 수충격 완화밸브(40);로 구성되어, 상기 배관(10) 내의 부압과 압력상승을 방지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 배관 내에서 발생되는 부압 및 압력상승을 모두 방지할 수있는 효과가 있다.

삭제

또한, 본 발명은 시설비 및 유지관리비용이 절감되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 서지탱크를 통한 부압 방지시의 작동을 나타낸 일시예의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 수충격 완화밸브를 통한 압력상승 방지시의 작동을 나타낸 일실시예의 구성도.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 수충격 완화밸브의 설치여부에 따른 압력측정 그래프.
도 5는 기존에 배관에 발생되는 부압 및 압력증가에 따른 압력측정을 나타낸 일실시예의 그래프.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 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 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 일실시예를 살펴보면 하기와 같다.

배관(10)에 설치되어, 펌프가 기동 정지되어 수주분리가 된후, 펌프가 재가동될 시 배관(10) 내에 부압이 발생되는 경우, 내부에 저장된 압력수를 배관(10)에 공급하여, 배관(10)의 부압을 해소할 수 있도록 하는 서지탱크(30); 상기 배관(10)에 설치되어, 배관(10)의 측정압력이 사전설정 측정압력범위보다 상승하는 경우 작동되어, 배관(10) 내부의 압력수를 외부로 배출시켜, 압력상승이 방지되도록 하는 수충격 완화밸브(40);로 구성되어, 상기 배관(10) 내의 부압과 압력상승을 방지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 서지탱크(30)는 상기 배관(10)의 압력수가 내부에 항시 만수상태로 저장되되, 상기 배관(10)에서 서지탱크(30) 설치위치의 전단에 설치되어, 배관(10) 내 압력을 측정하는 제 1압력계(51); 상기 서지탱크(30)에 설치되어, 서지탱크(30) 내 압력을 측정하는 제 2압력계(52); 상기 서지탱크(30)에서 배관(10)을 향해 설치되는 유입관(31)과 배출관(32)에 각각 설치되는 제 1, 2체크밸브(33, 34); 가 더 구비되어, 상기 제 1압력계(51)의 측정압력이 제 2압력계(52)의 측정압력보다 낮은 경우, 제어부에 의해 상기 배출관(32)에 설치된 제 2체크밸브(34)가 자동오픈되면서, 배관(10)에 서지탱크(30) 내부의 압력수가 공급되도록 하여 부압이 방지되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수충격 완화밸브(40)는 상기 배관(10)에서 서지탱크(30)의 유입관(31)과 배출관(32) 사이에 설치되어, 배관(10)의 제 1압력계(51)의 통해 내부의 측정압력이 사전설정 측정압력범위보다 상승하는 경우, 제어부에 의해 자동작동되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수충격 완화밸브(40)는 상기 배관(10)에 발생된 부압이 상기 서지탱크(30)를 통해 방지된 후, 상기 서지탱크(30)의 제 1, 2체크밸브(33, 34)가 폐쇄되면서 배관(10) 내 압력이 점차 상승하게 되는 경우 작동되는 것을 특징으로 한다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배관 내부 수충격 해소장치를 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 배관 내부 수충격 해소장치는 서지탱크(30), 수충격 완화밸브(40)를 포함한다.

상기 펌프는 배관(10)(송수관로 등)에 연결설치되어, 내부의 압력수가 일방향으로 이송되도록 하는 것이다.

본 발명은 이러한 상기 펌프가 정전 등 다양한 이유에 의해 기동 정지 시, 수주 분리 후 재결합 시 발생하는 압력 하강, 급상승을 방지하도록, 하기의 서지탱크(30)와 수충격 완화밸브(40)로 구성되는 수충격 해소 장치에 관한 것이다.

작동원리와 설비 구성이 단순하며 설비의 설치 시 운용비도 경제적이며, 제작, 설치, 운용이 가능하며 단순구조로 고장이 적은 장점이 있도록 한 것이다.

상기 서지탱크(30)는 배관(10)에 설치되며, 항시 배관(10)의 압력수가 유입관(31)과 제 1체크밸브(33)를 거쳐 내부로 유입되는 구조를 가짐으로서, 내부가 항시 만수상태로 압력수가 채워져 있는 것이다.

이러한 서지탱크(30)는 1방향 조압수조(One way surge tank)가 사용되는 것으로, 상부에는 공기배기를 위한 공기밸브(35)가 설치되어 있음이다.

상기 서지탱크(30)는 펌프가 기동 정지되어 수주분리(배관(10) 내에 일정부위에 물이 분리되어 빈 공간이 형성되어 있는 상태)가 된 후, 펌프가 재가동될 시 배관(10) 내에 부압이 발생되는 경우, 내부에 저장된 압력수를 배관(10)에 공급하여, 배관(10)의 부압을 해소할 수 있도록 하는 것이다.

이를 위해, 제 1압력계(51), 제 2압력계(52), 제 1, 2체크밸브(33, 34)가 더 구비된다.

상기 제 1압력계(51)는 배관(10)에서 서지탱크(30) 설치위치의 전단에 설치되어, 배관(10) 내 압력을 측정하는 것이며, 제 2압력계(52)는 상기 서지탱크(30)에 설치되어, 서지탱크(30) 내 압력을 측정하는 것이다.

또한, 제 1체크밸브(33)는 전술된 바와 같이, 서지탱크(30)와 배관(10)을 연결하는 유입관(31)에 설치되어, 배관(10)에서 서지탱크(30)로 일방향으로만 배관(10)의 압력수가 서지탱크(30) 내로 유입될 수 있도록 하는 것이며, 상기 제 2체크밸브(34)는 서지탱크(30)와 배관(10)을 연결하는 또 다른 관인 배출관(32)에 설치되는 것으로, 서지탱크(30)에서 배관(10)으로 일방향으로만 서지탱크(30)의 압력수가 배관(10)으로 공급될 수 있도록 한 것이다.

이로써, 상기 제 1압력계(51)의 측정압력(배관(10) 내 측정압력)이 제 2압력계(52)의 측정압력(서지탱크(30) 내 측정압력)보다 낮은 경우, 즉, 펌프가 정지한 후에 발생되는 압력저하시, 별도의 제어부에 의해 상기 배출관(32)에 설치된 제 2체크밸브(34)가 자동오픈되면서, 배관(10)에 서지탱크(30) 내부의 압력수가 공급되도록 하여 부압이 방지되도록 하는 것이다.

상기 수충격 완화밸브(40)는 전술된 서지탱크(30)와 마찬가지로 배관(10)에 설치되는 것이되, 상기 배관(10)에서 서지탱크(30)의 유입관(31)과 배출관(32) 사이에 설치되어, 배관(10)의 제 1압력계(51)의 통해 내부의 측정압력이 사전설정 측정압력범위보다 상승하는 경우,(배관(10) 내 부압발생시 발생된 부압을 상기 서지탱크(30)를 통해 방지시킨 후, 서지탱크(30)의 제 1, 2체크밸브(33, 34)가 폐쇄되면서 배관(10) 내 압력이 점차 상승하게 되는 경우 등) 제어부에 의해 자동작동되어, 배관(10) 내부의 압력수를 외부로 배출시켜, 압력상승이 방지되도록 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서 이러한 수충격 완화밸브(40)로는 릴리프 밸브를 사용하였다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

10: 배관 30: 서지탱크
31: 유입관 32: 배출관
33: 제 1체크밸브 34: 제 2체크밸브
35: 공기밸브 40: 수충격 완화밸브
51: 제 1압력계 52: 제 2압력계

Claims (4)

1. 배관(10)에 설치되어, 펌프가 기동 정지되어 수주분리가 된후, 펌프가 재가동될 시 배관(10) 내에 부압이 발생되는 경우, 내부에 저장된 압력수를 배관(10)에 공급하여, 배관(10)의 부압을 해소할 수 있도록 하는 서지탱크(30);
   상기 배관(10)에 설치되어, 배관(10)의 측정압력이 사전설정 측정압력범위보다 상승하는 경우 작동되어, 배관(10) 내부의 압력수를 외부로 배출시켜, 압력상승이 방지되도록 하는 수충격 완화밸브(40);
   로 구성되어, 상기 배관(10) 내의 부압과 압력상승을 방지할 수 있도록 하며,
   상기 서지탱크(30)는
   상기 배관(10)의 압력수가 내부에 항시 만수상태로 저장되되,
   상기 배관(10)에서 서지탱크(30) 설치위치의 전단에 설치되어, 배관(10) 내 압력을 측정하는 제 1압력계(51);
   상기 서지탱크(30)에 설치되어, 서지탱크(30) 내 압력을 측정하는 제 2압력계(52);
   상기 서지탱크(30)에서 배관(10)을 향해 설치되는 유입관(31)과 배출관(32)에 각각 설치되는 제 1, 2체크밸브(33, 34); 가 더 구비되어,
   상기 제 1압력계(51)의 측정압력이 제 2압력계(52)의 측정압력보다 낮은 경우, 제어부에 의해 상기 배출관(32)에 설치된 제 2체크밸브(34)가 자동오픈되면서, 배관(10)에 서지탱크(30) 내부의 압력수가 공급되도록 하여 부압이 방지되도록 하는 것을 특징으로 하는 배관 내부 수충격 해소장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 수충격 완화밸브(40)는
   상기 배관(10)에서 서지탱크(30)의 유입관(31)과 배출관(32) 사이에 설치되어, 배관(10)의 제 1압력계(51)의 통해 내부의 측정압력이 사전설정 측정압력범위보다 상승하는 경우, 제어부에 의해 자동작동되도록 하는 것을 특징으로 하는 배관 내부 수충격 해소장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 수충격 완화밸브(40)는
   상기 배관(10)에 발생된 부압이 상기 서지탱크(30)를 통해 방지된 후, 상기 서지탱크(30)의 제 1, 2체크밸브(33, 34)가 폐쇄되면서 배관(10) 내 압력이 점차 상승하게 되는 경우 작동되는 것을 특징으로 하는 배관 내부 수충격 해소장치.
   
4. 삭제

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