KR200315481Y1 - 에너지 절약형 분사 보기식 기압 급수설비 - Google Patents

Abstract

본 고안은 에너지 절약형 분사식 기압급수 설비에 관한 것으로 좀더 자세하게는 수대의 메인 펌프와 1대의 보조펌프를 병열로 연결한 상흡 급수 메인 시스템, 소형화된 기압탱크부 시스템, 분사 보기시스템 PLC가 핵심인 전기제어시스템으로 구성된다. 용수유량이 보조펌프의 1/2유량보다 작을 때, PLC제어기는 보조펌프의 매 시간 맥동횟수를 제어한다. 기압탱크에 대해 정량의 공기보충을 실시한다. 흡수관 입구에 후드밸브를 설치하여 상흡 급수의 신뢰성이 있다. 저수조 고도의 제한을 받지 않고 소형화, 통용화, 에너지절약, 신뢰성과 경제성 등 장점이 있게 구성한 것이다.

Description

에너지 절약형 분사보기식 기압 급수설비{ENERGY SAVING JET NOZZLE TYPE AIR PRESSURE WATER SUPPLY EQUIPMENT}

본 고안은 에너지 절약형 분사보기식 기압급수 설비에 관한 것으로 좀더 자세하게는 본 고안은 종래의 인버터방식 급수 설비와 중력 보기식 기압급수 설비의 문제점, 즉 인버터방식 급수 설비의 경우 소량 운행시 효율이 0 에 가깝고 흡인 양정이 줄어들고 병열 연결한 펌프를 절환할 때 유량 실조 등의 문제가 있으며, 중력

보기식 기압급수 설비의 경우 기압탱크가 상당히 크고 상흡식에는 사용할 수 없으며, 일년 내내 맥동운전을 하는 등의 무제를 보안하여 ≪소형화, 통용화된 기압급수 설비≫ (특허번호 제129809)를 얻었다.

그런데 상기 특허에 급수 조절밸브(실용신안등록 제102173호)를 채용해 기압탱크의 소형화를 실시하고 SBQ형 수공보기밸브를 채용해 기압탱크에 공기를 보충하는 등의 기술방안을 적용하였으나 구조가 비교적 복잡하고 장기적으로 사용할 때는 물때가 생기고 쉽게 제어를 하지 못하는 등의 문제가 발생하였다.

그리하여 본 고안에서는 기 등록된 실용신안등록 제156048호 "분사식 보기탱크"와 실용신안등록 제168396호 "흡배기용 채크밸브"등을 채용함으로서 새로운 에너지 절약형 분사보기식 기압급수 설비를 완성하여 기존제품보다 더욱 소형화를 이루고, 사용이 간편하고 신뢰성이 우수하며, 경제성이 높은 이점등을 갖도록 구성하였다.

본 고안은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 기 등록된 실용신안등록 제156048호 "분사식 보기탱크"와 실용신안등록 제168396호 "흡배기용 채크밸브"등을 채용함으로서 세로운 에너지 절약형 분사보기식 기압급수 설비를 완성하여 기존제품보다 더욱 소형화를 이루고, 사용이 간편하고 신뢰성이 우수하며,경제성이 높은 이점 등을 갖도록 구성한 것이다.

도 1 은 본 고안의 전체회로도,

도 2 는 본 고안의 전기제어 회로도,

도 3 은 본 고안의 PLC내 관련된 보조펌프의 로직제어 부분도,

도 4 는 본고안의 후두밸브의 종단면도,

도 5 는 본 고안의 PBQ계열 분사 분사 보기탱크 단면도,

도 6은 본 고안의 HX형 호흡밸브 단면도.

＜도면 주요부호의 설명＞

GS : 급수관 B₁,B₂,B₃--- : 메인 펌프 Bo : 보조펌프

Do, D₁,D₂---- : 버터플라이 밸브 GD : 후드 밸브

XS : 흡수관 GS : 급수관 Dg : 급수 밸브

QS : 기압탱크 DY : 압력계 QW, SW : 수위제어기

QL : 여과기 HX : 호흡 밸브 PBQ : 보기탱크

YB : 아크릴 유리관 DF : 솔레노이드 밸브 Pk : 기동압력

NK : 프시버튼 스위치 CJo, CJ₁,CJ₂--- : 전자 접촉기

41 : 체크밸브 동체 42 : 체크 활문 43 : 밴튜리형 씨이트

44 : 덮개 45 : 오링 46 : 고정부품

48 : 프싱

본 고안을 본문에서 편이상 BYG(S)형 설비라한다.

2대의 메인펌프와 1대의 보조펌프를 병열로 연결한 생활용 급수설비를 도면에 의하여 설명하면 펌프실 지하에 저수조를 설치할 때 본 고안 BYG(S)형 설비의 FLOW SYSTEM은 도 1 과 같다.

본 고안은 수 대의 펌프를 병열로 연결한 상흡 급수 메인 시스템, 소형화된 기압탱크 부 시스템, 분사 보기 시스템, 전기제어시스템 등을 포함한다.

1. 급수관(GS)에 최대 용수유량의 크기에 근거하여 수 대의 메인펌프(B₁,B₂…)와 1대의 보조펌프(Bo)를 병열로 연결하고 이 펌프는 H-Q특성이 비교적 평활하고 양정 변화 또한 그리 크지 않는 펌프이며, 보조펌프(Bo)의 유량은 1대의 메인 펌프의 1/2유량이 된다. 그런 후 각 펌프의 출구에 버터플라이 밸브(Do, Di)를 설치하고 펌프입구의 흡수관(XS)을 저수조 하부까지 연결하며, 그 끝에는 후드밸브(GD)를 설치하고 보조펌프(Bo) 흡수관 상부에 깔대기(LD)등을 설치한다.그런 후 급수관(GS)의 출구는 급수밸브(Dg)를 거쳐 각 세대의 급수 배관망과 연결하여 상흡 급수메인 시스템을 이루었다.

2. 기압탱크 부 시스템은 소형화된 기압탱크(QS)가 중심이 되며, 기압탱크(QS) 상부에는 전기 접점 압력계(DY)를 설치하고, 중, 하부에는 수위제어기(QW)를 설치하며, 기압탱크 밑부분의 출수구는 버터플라이 밸브(D₁), T자관 및 여과기(GL)를 이용해 급수관(GS)과 직열로 연결하여 기압탱크(QS) 부 시스템을 이루었다.

3. 분사 보기시스템은 기압탱크(QS)의 상부에 호흡밸브(HX)를 설치하고 그 하부 가대위에는 분사보기탱크(PBQ)를 설치하며, 호흡밸브(HX)와 분사보기탱크(PBQ)는 아크릴 유리관(YB)을 이용해 수직으로 연결한다. 그런 후 분사보기탱크(PBQ) 입수구와 T자관을 연결하고 분사보기탱크(PBQ)의 출수구는 소래노이드 밸브(DF)를 거쳐 회수관과 연결하여 기압탱크(QS)의 공기 보충시스템을 이루었다.

4. 전기제어시스템은 도 2 에서와 같이 PLC가 핵심이며, 제어기 내부로부터 출력된 24V직류를 이용하여 전기접점 압력계(DY)의 상한 제동압력 Pt접점(St), 하한 기동압력 PK접점(SK), 수위제어기(QW)접점, 프시버턴 스위치(NK) 및 저수조 최저 수위제어기(SW)의 접점 등을 PLC 출력단자(000), (001), 등과 각각 연결한다. 그런 후 PLC의 교류출력계전기 OR(100, 101, 102,) 등에 보조펌프(Bo) 전자접촉기(CJo), 메인 펌프 전자접촉기(CJ₁, CJ₂…) 및 저수조 최저 수위 경보등(ds)과 소래노이드 밸브(DF)등을 각각 연결하여 전기제어시스템을 구성한다. PLC제어기 내부의 자동제어 순서는 본문에서 기압탱크(QS)의 소형화와 관련된 보조펌프(Bo)의 로직제어부분만을 설명하겠다.

본 고안의 보조펌프(Bo)의 제어순서는 도 3 과 같이 PLC제어기 내부에 1개의 중간릴레이 AR(200)과 3개의 타이머 TIM(0, 1과 2)를 채용하고 타이머 TIM(0)내에 기압탱크(QS)의 기준 배수시간 to초(예를 들면, to = 30, s)를 설정하며, TIM(1)내에는 t₁초(t₁=600, s)를 설정하고 TIM(2)내에는 t₂초(예를 들면, t₂= 1800, s)를 설정한 후, 아래와 같은 로직제어과정을 채용한다.

1) OR(100) 전자접촉기의 전기를 차단시키면 B접점(100)이 연결됨, 보조펌프(Bo)는 정지되고 이때부터 TIM(0)계전기가 작동한다.

2) to초 경과 후 A접점(To)이 연결되어 릴레이 AR(200)이 ON된다.

3) 전기접점압력계(DY)가 제동신호(St)를 보내고 압력접점(100)이 연결될 때, 만약 AR(200)이 이미 연결되어 있으면 A(200) 또한 연결되어 TIM(1)가 작동하고 t₁초 경과 후 OR(100)과 AR(200)계전기를 폐로 시킨다.

4) 상술한 상항에서 만약, AR(200)이 연결되지 않으면 B접점(200)을 통하여 TIM(2)를 작동시키고 t₂초 경과 후 OR(100)과 AR(200)이 차단된다.

후드밸브(GD)는 도 4 와 같이 수 대의 펌프를 병열로 연결한 생활 급수시스템은 단기간의 초대 용수기간에만 모든 펌프를 병열로 연결하여 급수한다. 평상시에는 장기적으로 1대의 펌프가 급수한다. 만약 후드밸브(GD)가 누수되면 흡수관(XS)의 흡수작용으로 인하여 장기적으로 운전을 정지한 펌프내로 공기가 진입한다. 이 펌프를 기동시킬 때 대다수의 원심펌프(자흡펌프 외)는 공회전하여 급수부족이 발생하기 쉬우며, 펌프가 과열되어 고장이 나는 등의 사고가 발생한다. 현재 일반적으로 사용하는 스윙디스크(swing disk)식 혹은 버터프라이식 등 평면밸트씨이트형 후드밸브는 거의 모두 누수가 발생하여 장기간의 밀봉성을 보증할 수 없다. 그래서 후드밸브는 펌프를 여러대 병열로 연결하는 상흡 급수방안의 관건으로 변하였다.

그래서 본 고안에서는 도 4 와 같은 후드밸브(GD)를 고안 하였다. 후드밸브는 일반 체크밸브의 동체(41)와 입수 여과 덮개(44)사이에 원추형 체크활문(42)과 벤튜리형 씨이트(43)를 설치하였다. 이 밸브 씨이트의 하단은 반경이 R인 반구형 입수공이 있고 상단 출수구는 확산 각도가 60도인 원추공으로 공내의 체크활문(42)에 위치하고 있으며, 그 하단부는 가소성 고분자화합물인 고무재질의 오링(45)과 꺽쇠(46),보울트(47)를 이용하여 고정시켜 일체화시킨 조합식 원추형활문이 조립되어 있고, 그 상단부 안내봉은 동체(41)내에 삽입되어 상하로 움직일 수 있다.

다음은 도 5 와 도 6 을 결합하여 설명한다.

1. 각 펍프에 물을 주입하고 공기를 배출하는 과정

설비의 설치 조정시험과정 중 먼저 보조펌프(Bo)를 헐겁게 하고 배기공을 열고 깔대기(LD)에서 급수관(XSo)에 물을 주입하고 물이 가득차 펌프내의 공기가 다 배출되면 깔대기(LD)를 닫고 펌프를 죄어 막는다. 그런 후, 버터플라이 밸브(Do, Di와 D₁)를 열고 보조펌프(Bo)를 기동시켜 저수조의 물이 후두밸브(GDo)내의 체크 활문(42)을 활짝 열게하여 흡기관(XSo)거쳐 보조펌프(Bo)내로 흡입되어 승압된 후 다시 버터플라이 밸브(Do), 급수관(GS), 버터플라이 밸브(Di)를 거쳐 각 메인 펌프내 공기를 위로 역류시킨다. 이때 급수관(GS)내의 일부 압력수는 여과기(GL), 버터플라이 밸브(D₁)를거쳐 기압탱크(QS)내로 주입되어 내부의 공기를 압축하고 탱크 내 수위가 더 이상 상승하지 않으면 정지한다. 이때부터 각 펌프와 흡수관은 물이 완전히 주입되어 가압상태가 유지되며, 외부공기가 펌프에 주입되는 것을 방지하여 아무 때나 기동되어도 정상적으로 운전되어 물을 흡입할 수 있게 된다.

2. 기압탱크(QS)의 공기 보충과정

급수 밸브(Dg)를 닫고 콘트롤판낼을 "자동"제어상태에 두고 프시버턴 스위치(NK)를 연결하여 보조펌프(Bo)를 기동시키면 솔래노이드 밸브(DF) 역시 전기가 통하여 열린다. 그러면 T자관내의 물은 분사보기탱크(PBQ) 쪽으로 빠르게 이동한다. 도 6 에서와 같이 물은 분수관(52)으로부터 축소관(53)에 고속 분사되며, 이때 동체(51)의 물을 흡입하게되고 흡입된 물은 축소관 출구의 확산부분을 경유하게 되며, 이때 운동에너지를 압력에너지로 바꾸어 출수구(54) 상의 솔래노이드밸브(DF)를 거쳐 저수조로 회류된다. 그래서 동체(51)내의 물을 흡입하면 그 내부 수위가 하강하여 진공상태가 된다. 이때 도 5 에서와 같이 외부공기가 호흡밸브(HX)의 (a)구로부터 여과망(61)상부 흡기활문(62)을 거쳐 밸브의 A, B실에 유입되고 다시 아크릴 유리관(YB)을 거쳐 분사보기탱크(PBQ)의 상부에 흡입된다. 이것이 분사보기시스탬의 배수. 흡기과정이다. 동체(51)내 공기가 충만되면 PLC제어기는 솔래노이드 밸브(DF)를 닫게되며, 축소관(53)의 출구를 막으며, 분수관(52)에서 분출된 압력수를 축소관(53)입구의 원추공에서 180도 회전시켜 동체(51)에 주입하여 그 내부공기를 압축하며, 동체(51)내의 압력이 기압탱크(QS)압력 Pq에 접근하게 되면호흡밸브(HX)내의 배기활문(63)은 열리고 (c)구를 거쳐 기압탱크(QS)로 공기를 보충하고 아크릴유리관(YB)내의 수위가 기압탱크(QS)내 수위와 평형이 되면 정지한다. 이것이 분사 보기시스템의 급기 보기 과정이다. PLC제어기가 이와 같이 정시에 솔래노이드밸브(DF)를 열고 닫아 상술한 흡기와 보기과정을 하면 기압탱크(QS)내 수위는 점차로 하강하여 수위제어기(QW)가 제한하는 수위에 이르면 상술한 보기과정을 정지한다.

3. 용수량 Qu가 보조펌프(Bo)의 1/2유량(Qo/2)보다 큰 구역에서의 안정적인 급수과정(Qo/2) < Qu < Qo 유량 범위에서 먼저 보조펌프(Bo)를 기동시키고 저수조의 물을 계속 안정적으로 흡입하며, 보조벨브(Bo) →(QS)관 →Dg밸브를 거쳐 각 세대에 물을 공급한다. 용수량 Qu가 펌프의 적정유량 Qo를 초과할 때 기압탱크(QS) 압력Pq가 DY압력계의 하한 기동압력 PK까지 하강하면 PLC제어가는 1대 메인펌프의 전자접촉기(CJ₁)를 연결하여 메인펌프(B₁)를 기동시켜 급수유량을 크게한다. 하접점(SK)을 연결시킬 때마다 1대의 메인 펌프를 기동시켜 급수유량을 크게하는 동시에 CJo를 차단시켜 보조펌프(Bo)의 작동을 정지시킨다. 이때부터 용수유량 Qu가 증가 함에 따라 DY압력계가 1차례 제동압력 Pt접점(St)에 연결되면 먼저 기동하는 1대의 메인 펌프(B₁)의 전원을 차단시켜 급수유량을 감소시킨다. 이와 같이 용수유량의 변화를 자동으로 조절하고 용수유량이 1대의 메인 펍프 1/2유량 이하로 감소되면 모든 메인 펌프는 작동을 정지하고 보조펌프(Bo)도 정지한다.

4. Qu < Qo/2의 소유량 구역에서 보조펌프(Bo)의 맥동과정

보조펌프(Bo가 작동되어 만약 용수유량 Qu가 보조펌프(Bo)의 1/2유량(Qo/2)이하로감소할 때 기압탱크(QS)내 수위와 압력이 상승하여 전기접점 압력계(DY)의 상한 제동압력 Pt를 초과하면 접점(St)이 연결되다. 도 3을 보면 이때 PLC제어기에 그 입력 접점이 연결되어 (메인 펌프가 운전하고 있는 상태에서 릴레이(AR(200)이 연결되어 A접점(200)은 연결되고 B접점(200)은 떨어 진다.) 타이머 TIM(1)을 작동시키고 t₁초(600, s)가 되면 B접점(T₁)을 차단하고 출력 릴레 OR(100)과 전자 접촉기(CJo)를 차단시켜 보조펌프(Bo)의 운전을 정지시키는 것과 동시에 릴레이 AR(200)도 차단시킨다.

이 때부터 모든 펌프는 운전을 정지하고 기압탱크(QS)내의 기압(Pq)에만 의지하여 기압탱크(QS)내 물을 압박하고 D₁밸브 →여과기(GL) →(GS)관 →(Dg)밸브를 거쳐 급수배관을 통하여 계속적으로 급수한다. 이러한 제동 급수과정을 기압배수 과정이라한다.

매번 기압배수량은

ΔV = 〔αK(Ht-HK) / (Ht+10〕×Vo, L ---------(1)

식중 ΔV - 기압탱크(QS)의 조절용적, L

αK = Vk /Vo - 최대 기체용적계수

Vk - Pq = Pk 압력일 때 탱크내 용적, L

Vo = 기압탱크 총 용적, L

Ht - 펌프의 초고양정, m

Hk - 기동점의 펌프양정, m

배수시간 t는

t = ΔV / Qu, 초 ---------------(2)

식중 Qu - 당시 각 세대의 실제 용수유량, L / S

그래서 기압탱크의 조절용적 ΔV는 일반 조건에서 기압배수시간 t와 용수유량 Qu는 반비례하여 Qu가 크면 t는 짧고 반대가 되면 t가 길다. 그래서 도 3 중의 TIM(0)내에 용수유량 Qu와 보조펌프(Bo)의 (1/4 ~ 1/6) Qo유량에 상응하는 기준시간 to를 설정한다. 즉 to = (4~6) Qo, 초 -----------(3)

그런 후 기압탱크를 정량의 통으로 간주하여 매번 기압배수시간 t를 검측하고 기준시간 to와 서로 비교하여 만약, t < to 이면 DY압력계는 접점(Sk)을 연결 OR(100)과 연결하고 보조펌프(Bo)를 다시 기동시키전, TIM(0)의 B접점을 연결시키지 않아 릴레이 AR(200)을 연결시키지 않는다. 그래서 보조펌프(Bo)가 운전하면 기압탱크(QS)내 압력이 Pt를 초과하고 접점(000)을 닫을 때 B접점(200)을 거쳐 TIM(2)가 작동하고 t₂초(예를 들면 1800,s)후 보조펌프(Bo)를 정지시킨다. 그래서 t < to의 용수유량 구역에 보조펌프(Bo)의 매시간 기동. 정지 횟수(맥동 횟수)는 m₂≤3600 / t₂ ≒ (1~2), 횟수 /시간 -------------(4)

반대로 용수유량이 감소하여 기압배수시간이 t ≥ to초 일 때, OR(100)을 연결하고 펌프를 기동시키전에 TIM(0)의 A접점(To)을 연결시켜 릴레이(AR200)를 연결하며, A접점(200)을 연결하는 것과 동시에 B접점(200)을 차단시킨다. 그래서 DY압력계의 제동접점(St)이 접점(000)을 연결시킬 때, A접점(200)을 거쳐 TIM(1)을 운전하고 t₁초가 지나면 보조펌프(Bo)를 정지시킨다. 이 때 펌프의 맥동 횟수는

m₁≤3600 / t₁≒ (5~6), 횟수 / 시간 -----------------(5)

최후로 용수(Qu = 0) 정지기간에 만약, 후드밸브(GD)가 누수 되지 않으면 기압탱크(QS)의 수위가 하강하지 않기 때문에 DY압력계 역시 정지하여 작동하지 않아 보조펌프(Bo)의 제동운전 상태가 보존된다.

종합적으로 본 고안은 아래 와 같은 주요 기술특징을 갖추고 있다.

1. 용수유량 Qu ≤Qo/2인 소유량 구역에서 보조펌프(Bo)의 매 시간 맥동운전 횟수 m 에 기초하여 기압탱크(QS)의 조절용적 ΔV 크기가 결정되지 않고 TIM(1)과 (2)의 설정기간 t₁혹은 t₂(t₁< t₂)에 반비례 한다. 기압배수시간 t<to 일 때, t₂초를 기초로 하여 펌프를 제동시키고 맥동 횟수는 1~2회/시간이 된다. t ≥to 일 때 t₁초를 기초로 하여 펌프를 제동시키고 맥동 횟수는 5~6회/시간이 된다. 그래서 이론상 기압탱크(QS)의 용적은 마음대로 축소할 수 있다. 예를 들면 ΔV≒0 이 되거나 공기보충시스탬이 작동하지 않아 기압탱크(QS)내의 물이 가득 차면 펌프의 맥동 횟수 m 역시 필요한 범위 내에서 제한할 수 있다. 상술한 것이 본 고안과 현재 일반적인 급수설비가 이론상 근본적으로 다른 것이다. 이 특징으로 본 고안은 기압탱크(QS)를 소형화 시켰을 뿐만 아니라 소형화된 기압탱크(QS) 가 급수유량이 다른 모든 규격의 급수 설비에 통용될 수 있어 기압탱크(QS)의 통용화를 실현시켰다.

2. 일반적인 생활 급수 시스탬에서 매일 10시간씩 생활 급수시간의 평균 급수유량 Qd가 일년 내내 최대 급수유량 Qmax의 1/6 ~ 1/3 사이에 있으며, 야간에는 더욱 작다. 그래서 보통 기압급수 설비는 1년 내내 1대 펌프의 맥동 상태에 있고 다이암후램식 급수 설비는 1년 내내 저효율 상태에서 운행하여 에너지 절약 목적을 달성할 수 없다. 그러나 본 고안이 1대의 보조펌프(Bo)와 2대 이상의 메인 펌프(Bi)를 채용해 급수유량(Qmax/2) ≥(Qmax/4)범위에 있을 경우는 1대 메인 펌프를 교채 운전한다. 그리고 (Qmax/8) ≤Qu ≤(Qmax/4)범위에서는 계속적으로 보조펌프(Bo)를 운전하여 급수한다. Qu ≤(Qmax/8)가 야간에는 맥동 급수를 한다. 그래서 설비는 1년 내내 저소모 고효율 상태로 작동한다. 기압식, 다이야후램식에 비해 더욱 높은 효과를 얻을 수 있다.

3. 호흡밸브(HX), 분사보기탱크(PBQ), 아키릴 유리관(YB) 및 솔래노이드 밸브(DF)로 구성된 공기 보충 시스탬은 프시버튼 스위치 NK를 연결한 후 기압탱크(QS)내의 수위제어기(QW)의 제어수위에서 공기보충을 정지하는 새로운 방법을 채용하였다.

1) 아크릴 유리관(YB)으로는 배수 보기 (수위 하강), 급수보기 (수위 상승) 및 QS탱크 수위(YB내 최고 수위)의 변화를 명확히 볼 수 있어 보기 효율을 쉽게 분석할 수 있고 시스탬의 기체 누설 여부, 솔래노이드 밸브(DF)의 정상적인 작동여부 또한 명확히 볼수 있어 수위 지시기를 없엘 수 있다.

2) 과다량의 공기보충이 없고 공기보충량의 낭비가 없으며, 기압탱크의 상한 수위를 안정적으로 제어하여 모든 급수설비의 고효율 공기보충 방식에 통용될 수 있다.

3) 기압탱크(QS)내의 압력이 펌프의 최고압력에 근접하고 기압탱크(QS)의 수위가 QW제한 수위를 초과할 때 공기보충을 한다. 평상시 퍼프의 압력은 장기간 Pk ~ Pt사이에 있고 기압탱크(QS)내의 수위 또한 장시간 QW제한 수위보다 낮아 평상시 공기보충 횟수를 감소시켜 안정적인 급수상태를 유지하여 1~2 일에 1차례 공기보충을 한다. 그래서 솔래노이드 밸브(DF)의 작동수명을 연장시킬 수 있다.

4. 각 펌프의 출수구에 일반적으로 설치하는 채크밸브를 없애고 각 펌프의흡수관(XS) 입구에 후드밸브(GD)를 설치한다. 펌프와 흡수관을 자기적으로 가압상태에 처하게 하여 공기진입을 철저히 막았다. 그래서 아무 때나 펌프를 기동시켜 상흡 급수를 할 수 있어 일반적인 기압식과 변빈식 급수 설비의 경우, 달성하기 어려운 신뢰성이 높은 상흡 급수방안을 실현하였다.

그리고 후드밸브(GD)를 없에고 각 펌프의 출수구에 채크밸브를 설치하여 기존의 지하수조 직결급수 방식에도 활용할 수 있다. 이 방안에서 분사보기탱크(PBQ)에서 회수되는 배수양정은 펌프 양정의 1/2이 되어 저수조의 수위 고도 제한을 받지 않아 통용될 수 있다.

이리하여 본 고안의 급수설비는 기압탱크의 소형화와 통용화, 펌프의 맥동 횟수 감소, 에너지 절약성의 제고, 높은 보기효율, 검사와 유지의 편리함, 신뢰성 있는 상흡급수의 신시, 공기보충시스탬이 효력을 잃어도 계속적으로 급수를 할 수 있고 저수조 수위 고도의 제한을 받지 않아 상흡 급수나 지하수조 직결 급수에도 활용될 수 있는 장점이 있다.

[적용사례]: BYQ(S)-21-24x30 설비

1. 설비의 계수

1) 최대급수유량 Qmax = 24m³/h

2) 최저급수유량 Hk = 30m

3) 메인 펌프 동력 N = 2.2Kw

댓수 2 대

4) 보조펌프 동력 No = 1.5Kw

댓수 1대

5) 기압탱크 용적 Vo = 0.22m³

6) 전기접점 압력계, 상한 제동압력 Pt = 0.34MPa

하한기동압력 Pk = 0.30PMa

7) 수위제어기 제한수위 기압탱크용적의 1/3

8) 분사보기탱크 규격 PBQ- 10

설계보기용적 Vb = 10L

9 호흡밸브 규격 HX - 15

10) 후드밸브 규격 GD - 50

11) PLC 제어기 일본 OMRON, SP16

12) 길이 ×넓이 ×높이 2.2×0.85×1.45m

2. 사용상황

4동 6층 건물의 생활구, 흡수 양정 HX = 5m인 지하펌프실 내에 설치하였다.

1) 사용시간 : 2년 동안 운전하였다.

2) 평상시 낮 : 1대 메인 펌프 혹은 보조펌프가 연속하여 운전 급수한다.

야 간 : 보조펌프 맥동급수, 평균 m = 2회 / 시간

3) 첫번째 기압탱크에 공기보충 : 90초 간격으로 1차례 공기보충을 한다. 40분이면 끝난다.

4) 정상 운전할 때 평균 1일 간격으로 2차례 공기보충을 한다.

5) 2일 운전을 정지한 후 1대 펌프를 기동시켜 정상 작동으로 흡수할 수 있다.

6) 펌프가 상호 절환할 때 수격작용이 없고 설비의 소음은 70dB(A) 이하이다.

따라서 본고안은 수대의 메인 펌프와 1대의 보조펌프를 병열로 연결한 상흡 급수 메인 시스뎀, 소형화된 기압탱크부 시스템, 분사 보기시스템 및 PLC가 핵심인 전기제어시스템으로 구성된다. 용수유량이 보조펌프의 1/2유량보다 작을 때, PLC제어기는 보조펌프의 매 시간 맥동횟수를 제어한다. 기압탱크에 대해 정량의 공기보충을 실시한다, 흡수관 입구에 후드밸브를 설치하여 상흡 급수의 신뢰성이 있다. 저수조 고도의 제한을 받지 않고 소형화, 통요화, 에너지절약, 신뢰성과 경제성 등 장점이 있게한 것이다.

Claims (3)

1. 수대의 펌프를 병열로 연결한 상흡식 급수 메인 시스템, 소형화된 기압탱크부 시스템, 분사 보기시스템 및 전기제어시스템 등으로 구성하는것으로 급수관(GS)에 수대의 메인펌프(B₁, B₂---)와 1대의 보조펌프(Bo)를 병열로 연결하고 각 펌프의 출구에는 버터플라이 밸브(Do, D₁----)를 설치하며, 입구는 후드밸브(GD)가 설치된 흡수관(XS)을 연결하여 지하 저수조에 삽입한 후 급수관(GS)의 한쪽 끝에 급수밸브(Dg)를 설치하여 급수주관과 연결하여 상흡식 급수 메인 시스템을 이루고

   소형화된 기압탱크(QS)상부에 전기접점 압력계(DY)를 설치하고 중. 하부에는 수위제어기(QW)를 설치하며, 출수구에는 버터플라이밸브(D₁), T자관 및 여과기(QL)를 급수관(GS)의 다른 한쪽과 직열로 연결하여 기압탱크부의 시스탬을 이루고, 기압탱크(QS)의 상부에 흡배기 체크밸브(HX)를 설치하고 그 랍에 분사식 보기탱크(PBQ)를 설치하며, 흡배기 체크밸브(HX)와 분사식 보기탱크(PBQ)를 아크릴 파이프(YB)로 수직 연결한 후 분사식 보기탱크(PBQ) 입구와 T자관을 연결하고, 분사식 보기탱크(PBQ) 출수구는 솔래노이드 밸브(DF)를 거쳐 회수관과 연결하여 부사보기시스탬을 구성하고, PLC가 내부에서 출력된 24V직류를 이용하여 전기접점 압력계(DY)의 상한 제동압력 Pt접점(St), 하한 기동압력(Pk) 접점(Sk), 수위제어기(QW) 접점, 푸시버턴 스위치(NK) 및 저수조 최저 수위제어기(SW)의 접점 등을 각각 PLC 입력단자(000), (001), ----- 등에 연결한 후 PLC의 교류 출력릴레이OR(100, 101, 102,---- 등)에 각각 보조펌프(Bo) 전자접촉기(CJo), 메인펌프 전자 접촉기(CJ₁, CJ₂,---) 및 저수조 수위경보등(ds)과 솔레노이드 밸브(DF)등을 연결하여 급수설비 전기시스템을 구성한 에너지 절약형 분사보기식 기압급수 설비
2. 제 1 항에 있어서 PLC 내부에 1개의 중간릴레이 AR(200)과 3개의 타이머 TIM(0, 1과 2)를 채용하고 TIM(0)내에는 기압탱크(QS)의 기준 배수시간 to초를 설정하고 TIM(1)내에는 t₁초를 설정하며, TIM(2)내에는 t₂초를 설정한 후 OR(100)이 차단되고 B접점(100)이 연결될 때 보조펌프(Bo)가 정지되고 TIM(0)가 작동되고 to초 후 접점(To)이 연결될 때 릴레이 AR(200)이 ON이 되며, DY압력계가 제동신호(St)를 보내 입력접점(000)에 연결될 때 만약 AR(200)이 이미 연결되었으면 A 접점(200)이 연결되어 TIM(1)를 작동시키고 t₁초 경과 후 OR(100)과 AR(200)을 폐로시키며, 만약 AR(200)이 연결되지 않으면 B접점(200)을 통하여 TIM(2)를작동시키고, t₂초를 거쳐 OR(100)과 AR(200)을 폐로시키게한 에너지 절약형 분사보기식 기압급수 설비
3. 제 1 항에 있어서 체크밸브의 동체(41)와 입수여과 덮개(44)사이에 원추형 체크활문(42)과 벤튜리형 씨이트(43)를 설치하고 이 씨이트의 하단에는 R반경의 반구형 입수공이 있으며 상단 출수구는 확산 각도가 60도 인 원추공이 되고 이 원추공 내에는 체크활문(42)이 있으며, 그 하단부는 가소성 고분자 화합물인 고무재질의 오링(45)과 고정부품(46), 보울트를 이용하여 고정시켜 일체화시킨 조합식 원추형 활문이 조립되어 있고 그 상단부 안내봉을 밸브동체(41) 중부의 부싱(48)안으로 삽입하면 상승 및 하강할 수 있게 구성한 에너지 절약형 분사보기식 기압급수 설비