KR19980060908A - 부스터 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부스터 장치에 관한 것으로, 유체를 압송시키는 흡입관 및 토출관이 구비된 펌프에 전원부의 전원을 공급하는 인버터와, 상기 토출관의 사용유량에 따른 압력의 변화를 감지하는 압력센서로부터 압력신호를 인가받아 상기 인버터에 속도제어신호를 공급하는 속도 제어부를 포함하여 이루어진 부스터 장치에 있어서, 상기 인버터의 주파수 출력을 감지하는 주파수 메터와, 체절점에서의 상기 펌프의 속도(N2)를 기억하여 상기 주파수 메터로부터 출력된 펌프의 속도가 N2+K(공차) 이내로 되면 상기 속도 제어부를 구동시켜 소정의 시간마다 상기 인버터의 출력을 강제로 낮추어 상기 펌프의 속도를 줄일 수 있도록 하고, 상기 펌프의 속도가 N2-K가 되면 상기 속도 제어부를 통하여 상기 펌프가 정지되도록 하고, 누수량을 고려하여 상기 펌프의 속도가 N2-K가 되는 시점에서 상기 인버터 출력을 다시 증가시켜 토출압력이 정지압력까지 도달하게 한 뒤 상기 속도 제어부를 통하여 상기 펌프가 정지되도록 하는 체절운전 방지 제어부를 포함하여 이루어지기 때문에, 주파수 메터를 통하여 감지된 인버터의 주파수 출력을 체절점에서의 펌프의 속도와 비교하여 체절운전이 방지되도록 속도 제어부를 제어할 수 있는 체절운전 방지 제어부를 설치하여 체절운전을 장시간 하지 않도록 하므로써 흡입관 및 토출관 내부의 수온 상승을 방지하여 펌프의 손상을 방지할 수 있게 되고, 더불어 동력의 낭비를 줄일 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Description

부스터 장치

본 발명은 부스터 장치에 관한 것으로, 주파수 메터를 통하여 감지된 인버터의 주파수 출력을 체절점에서의 펌프의 속도와 비교하여 체절운전이 방지되도록 속도 제어부를 제어할 수 있는 체절운전 방지 제어부를 설치하여 불필요한 동력의 낭비를 해소할 수 있는 부스터 장치에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 부스터 장치를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

종래 기술에 따른 부스터 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 유체를 압송시키는 흡입관(11) 및 토출관(12)이 구비된 펌프(10)와, 전원부(60)의 전원을 인가받아 상기 펌프(10)에 공급되는 인버터(50)와, 상기 토출관(12)의 압력을 유지하는 압력탱크(20)와, 상기 토출관(12)의 사용유량에 따른 압력의 변화를 감지하는 압력센서(30)와, 상기 압력센서(30)로부터 압력신호를 인가받아 상기 인버터(50)에 속도제어신호를 공급하는 속도 제어부(40)로 이루어진다.

상기 구성으로 이루어진 종래 기술에 따른 부스터 장치의 동작을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 종래 기술에 따른 부스터 장치에 적용된 펌프의 유량/양정 곡선을 나타내는 그래프이다.

먼저, 펌프(10)가 정지되어 있는 상태에서 사용자가 유체를 사용하게 되면 압력탱크(20)의 유체가 빠져나가 토출관(12)의 압력이 떨어지게 되는데, 이때 상기 토출관(12)의 압력의 변화는 압력센서(30)에 의하여 감지되어 인버터(50)를 제어하는 속도 제어부(40)에 인가되어진다.

이때, 상기 속도 제어부(40)에서는 토출관(12)의 압력이 도 2에 도시된 펌프(10)의 유량/양정 곡선에서의 설정된 기동압력 이하로 떨어지게 될 경우, 상기 인버터(50)에 펌프(10)의 기동신호를 인가시켜 상기 펌프(10)로 하여금 유체를 흡입할 수 있도록 한다.

여기서, 상기 펌프(10)는 사용자의 사용유량의 변화에 관계없이 기동압력에서 정압을 유지할 수 있도록 상기 속도 제어부(40)에 의하여 속도가 제어된다.

한편, 사용유량이 줄어들어, 누수량 또는 유량이 없는 점까지의 유량이 되어도, 상기 토출관(12)의 압력은 펌프(10)의 가변속 운전에 의하여 정지 압력까지 올라가는 일이 없기 때문에 펌프(10)는 누수점 또는 체절점에서 정속으로 계속 체절운전되어진다.

그런데, 종래 기술에 따른 부스터 장치는, 사용유량이 줄어들어 누수량 또는 유량이 없는 점까지의 유량이 되어도 펌프가 정속으로 계속 운전되므로 인하여 펌프내의 유체가 임펠러의 회전에 의하여 계속 순환되어, 결국 수온의 상승을 유발하게 되고, 이로 인하여 펌프의 빈번한 고장이 초래됨과 동시에 불필요한 동력의 낭비를 가져오는 커다란 단점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적으로 하는 바는 주파수 메터를 통하여 감지된 인버터의 주파수 출력을 체절점에서의 펌프의 속도와 비교하여 체절운전이 방지되도록 속도 제어부를 제어할 수 있는 체절운전 방지 제어부를 설치하여 펌프가 장시간동안 체절운전되는 것을 방지하여 펌프의 손상을 줄일 수 있는 부스터 장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 부스터 장치를 나타내는 블록도를 포함한 설치도

도 2는 종래 기술에 따른 부스터 장치에 적용된 펌프의 유량/양정 곡선을 나타내는 그래프

도 3은 본 발명에 따른 부스터 장치를 나타내는 블록도를 포함한 설치도

도 4는 본 발명에 따른 부스터 장치에 적용된 펌프의 유량/양정 곡선을 나타내는 그래프

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 펌프11 : 흡입관

12 : 토출관20 : 압력탱크

30 : 압력센서40 : 속도 제어부

50 : 인버터60 : 전원부

70 : 주파수 메터80 : 체절운전 방지 제어부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 부스터 장치는, 유체를 압송시키는 흡입관 및 토출관이 구비된 펌프에 전원부의 전원을 공급하는 인버터와, 상기 토출관의 사용유량에 따른 압력의 변화를 감지하는 압력센서로부터 압력신호를 인가받아 상기 인버터에 속도제어신호를 공급하는 속도 제어부를 포함하여 이루어진 부스터 장치에 있어서, 상기 인버터의 주파수 출력을 감지하는 주파수 메터와, 체절점에서의 상기 펌프의 속도(N2)를 기억하여 상기 주파수 메터로부터 출력된 펌프의 속도가 N2+K(공차) 이내로 되면 상기 속도 제어부를 구동시켜 소정의 시간마다 상기 인버터의 출력을 강제로 낮추어 상기 펌프의 속도를 줄일 수 있도록 하고, 상기 펌프의 속도가 N2-K가 되면 상기 속도 제어부를 통하여 상기 펌프가 정지되도록 하고, 누수량을 고려하여 상기 펌프의 속도가 N2-K가 되는 시점에서 상기 인버터 출력을 다시 증가시켜 토출압력이 정지압력까지 도달하게 한 뒤 상기 속도 제어부를 통하여 상기 펌프가 정지되도록 하는 체절운전 방지 제어부를 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명에 따른 부스터 장치의 바람직한 실시예를 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 부스터 장치를 나타내는 블록도를 포함한 설치도이고, 종래 구성과 동일 작용을 하는 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호를 사용하기로 한다.

본 발명에 따른 부스터 장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 유체를 압송시키는 흡입관(11) 및 토출관(12)이 구비된 펌프(10)와, 전원부(60)의 전원을 인가받아 상기 펌프(10)에 공급하는 인버터(50)와, 상기 토출관(12)의 압력을 유지하는 압력탱크(20)와, 상기 토출관(12)의 사용유량에 따른 압력의 변화를 감지하는 압력센서(30)와, 상기 압력센서(30)로부터 압력신호를 인가받아 상기 인버터(50)에 속도제어신호를 공급하는 속도 제어부(40)와, 상기 인버터(50)의 주파수 출력을 감지하는 주파수 메터(70)와, 상기 주파수 메터(70)로부터 속도 주파수를 인가받아 상기 펌프(10)의 체절운전을 방지할 수 있도록 상기 속도 제어부(40)를 제어하는 체절운전 방지 제어부(80)로 이루어진다.

이때, 체절운전 방지 제어부(80)는 체절점에서의 상기 펌프(10)의 속도(N2)를 기억하여 상기 주파수 메터(70)로부터 출력된 펌프(10)의 속도가 N2+K(공차)이내로 되면 상기 속도 제어부(40)를 구동시켜 소정의 시간마다 상기 인버터(50)의 출력을 강제로 낮추어 상기 펌프(10)의 속도를 줄일 수 있도록 하고, 상기 펌프(10)의 속도가 N2-K가 되면 상기 속도 제어부(40)를 통하여 상기 펌프(10)가 정지되도록 하고, 누수량을 고려하여 상기 펌프(10)의 속도가 N2-K가 되는 시점에서 상기 인버터(50) 출력을 다시 증가시켜 토출압력이 정지압력까지 도달하게 한 뒤 상기 속도 제어부(40)를 통하여 상기 펌프(10)가 정지되도록 하는 기능을 수행하도록 구성된다.

상기 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 부스터 장치의 동작을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 부스터 장치에 적용된 펌프의 유량/양정 곡선을 나타내는 그래프이다.

본 발명에 따른 부스터 장치는 인버터(50)로 제어되는 펌프(10)의 기동 및 운전은 일반적인 기술과 같으며, 상기 펌프(10)를 정지시키는 데 있어서 유체를 사용하지 않는 유량점 부근에서부터 인버터(50)의 출력을 떨어뜨려 소정의 시간 후에 그 출력이 상승하지 않으면 펌프(10)를 정지시키고자 하는 것이다.

보다 상세히 설명하면, 펌프(10)의 양정(H)은 회전속도(N)의 제곱과 비례관계를 갖고 있는데, 이 관계로부터 아래의 식에 의하여 체절점에서의 펌프(10) 속도를 얻을 수 있다.

……………………………………(1)

N1 : 60Hz에서의 펌프 속도N2 : 체절점에서의 펌프 속도

H1 : 60Hz에서의 체절운전시의 양정, H2 : 체절점에서의 양정

상기 식(1)에서 N2를 제외한 나머지 변수는 도 4에 도시된 바와 같은 실험 데이터에 의하여 펌프(10)마다 값이 고정되므로 쉽게 N2를 구할 수가 있다.

체절점에서의 펌프(10) 속도 N2를 체절운전 방지 제어부(80)에 기억시켜 놓은 뒤, 물의 사용량이 줄어들어 주파수 메터(70)에서 감지된 펌프(10)의 속도가 N2+K 이내로 되면, 속도 제어부(40)에서는 소정의 시간마다 인버터(50) 출력을 일정량 강제로 낮추어 펌프(10)의 속도를 줄이게 된다.

이때, 유체의 사용량이 그대로 이거나 또는 증가하면 속도가 증가하여 속도의 변화량이 크게 되고, 사용 유량이 줄어 있으면 속도는 줄어든 상태에서 변화가 작게 된다.

이러한 과정을 주파수 메터(70)에서 측정한 펌프(10)속도가 N2+K와 N2-K 사이에 있을 경우 계속 반복한다. 사용유량이 없게 되면 펌프(10)의 속도를 일정량만큼 떨어뜨려도 토출관(12)의 압력은 일정하므로, 속도를 일정 주기마다 계속 떨어뜨려서 속도가 N2-K에 이르면 펌프(10)를 정지시킨다.

이때, 만약 토출측에서 누수량이 일어난다면 압력은 다시 기동압력 이하로 서서히 떨어져 인버터(50)가 동작되어 펌프(10)는 가속된다.

여기서, 펌프(10)를 정지시켜야 할 시점일 경우, 속도 제어부(40)에서 인버터(50)로 출력신호를 증가시켜 펌프(10)를 가속시켜 토출측의 압력이 정지압력에 도달되도록 하여 펌프(10)가 정지될 수 있도록 한다.

또한, N2+K와 N2-K의 속도 범위에서 사용유량이 일정하다면 속도를 강제로 떨어뜨려도 속도는 사용유량에 해당되는 속도로 제어되므로 같은 속도가 3회 이상 반복되면 인버터(50) 출력을 증가시켜 토출측 압력이 정지압력에 도달되도록 하여 인버터(50) 출력을 제로(0)로 만들어 펌프(10)를 정지시킬 수 있도록 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 부스터 장치는, 주파수 메터를 통하여 감지된 인버터의 주파수 출력을 체절점에서의 펌프의 속도와 비교하여 체절운전이 방지되도록 속도 제어부를 제어할 수 있는 체절운전 방지 제어부를 설치하여 체절운전을 장시간 하지 않도록 하므로써 흡입관 및 토출관 내부의 수온 상승을 방지하여 펌프의 손상을 방지할 수 있게 되고, 더불어 동력의 낭비를 줄일 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 유체를 압송시키는 흡입관 및 토출관이 구비된 펌프에 전원부의 전원을 공급하는 인버터와, 상기 토출관의 사용유량에 따른 압력의 변화를 감지하는 압력센서로부터 압력신호를 인가받아 상기 인버터에 속도제어신호를 공급하는 속도 제어부를 포함하여 이루어진 부스터 장치에 있어서,

   상기 인버터의 주파수 출력을 감지하는 주파수 메터와,

   체절점에서의 상기 펌프의 속도(N2)를 기억하여 상기 주파수 메터로부터 출력된 펌프의 속도가 N2+K(공차) 이내로 되면 상기 속도 제어부를 구동시켜 소정의 시간마다 상기 인버터의 출력을 강제로 낮추어 상기 펌프의 속도를 줄일 수 있도록 하고, 상기 펌프의 속도가 N2-K가 되면 상기 속도 제어부를 통하여 상기 펌프가 정지되도록 하고, 누수량을 고려하여 상기 펌프의 속도가 N2-K가 되는 시점에서 상기 인버터 출력을 다시 증가시켜 토출압력이 정지압력까지 도달하게 한 뒤 상기 속도 제어부를 통하여 상기 펌프가 정지되도록 하는 체절운전 방지 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 부스터 장치.