KR200492508Y1 - 자동 압축공기식 펌핑장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가연성 가스와 점화원을 차단시켜 화재 및 폭발의 원인을 미연에 차단하고, 고가의 방폭설비가 필요하지 않으며, 전기에너지가 없는 현장에서도 압축공기로 펌프의 운전이 가능하도록 제작하여 배수조나 저장탱크의 수위와 토출유량을 자동으로 제어할 수 있는 자동 압축공기식 펌핑장치에 관한 것이다.
본 고안은 내부에 유체가 충진되는 공간부를 갖는 케이싱과; 상기 케이싱의 일측에 연결되고 외부의 유체공급부로부터 액상의 유체가 공급되는 공급배관과; 상기 공간부 내에 마련되고 외부의 압축 공기가 공급됨에 따라 강제 구동되며 상기 케이싱의 저부에 충진된 유체를 흡입하기 위한 석션파이프를 구비하는 펌핑부와; 상기 공급배관을 통해 케이싱 내에 충진되는 유체의 고저 수위를 자동으로 계측하고 고수위일 경우 상기 펌핑부측으로 공급되는 압축 공기의 공급을 조절하는 릴리프밸브측에 신호를 전달하는 수위측정부재와; 외부로부터 공급되는 압축 공기를 릴리프밸브의 조작에 따라 상기 펌핑부측으로 공급하기 위한 압축공기 이송배관과; 상기 펌핑부에서 유체를 외부의 유체공급처로 압송하기 위한 압송배관; 및 상기 케이싱 내의 수위 조절 및 진공 방지를 위해 케이싱의 상부측에 마련되는 오버플로우배관;으로 이루어진다.

Description

자동 압축공기식 펌핑장치{AUTO PNEUMATIC PUMPING SYSTEM}

본 고안은 자동 압축공기식 펌핑장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 가연성 가스와 점화원을 차단시켜 화재 및 폭발의 원인을 미연에 차단하고, 고가의 방폭설비가 필요하지 않게 되어 제조비용을 절감할 수 있으며, 전기에너지가 없는 현장에서도 압축공기로 펌프의 운전이 가능하도록 제작하여 배수조나 저장탱크의 수위와 토출유량을 자동으로 제어할 수 있는 자동 압축공기식 펌핑장치에 관한 것이다.

일반적으로 배수펌프 피트는 액화천연가스(LNG)를 저장하는 지중식 저장탱크의 측면에 설치되어 있으며, 상기 지중식 저장탱크 주변에서 유입되는 지하수의 수위를 조절하여 LNG 저장탱크의 안정된 운영을 하기 위한 설비이다.

지하수의 수위조절 방법을 설명하면, 상기 지중식 저장탱크 측면에 약 65미터의 깊이로 설치된 배수펌프 피트에는 레벨 스위치가 구비되는데, 상기 지중식 저장탱크는 상기 레벨 스위치 조작을 통해 저장탱크 운영에 있어 필요로 하는 지하수 수위의 높이에 따라 저수위 운전과 고수위 운전을 선택적으로 실시하게 된다.

저수위 또는 고수위 운전으로 변경하여 운영할 때 블라인드 플렌지를 체결하는 작업 및 상기 배수펌프 피트 내부에 기타 배관보수 작업은 상기 배수펌프 피트의 지하 약 40미터(Ground Line 기준) 지점에서 이루어지게 된다.

상술한 바와 같이, 상기 배수펌프 피트 내부 지하 65미터(Ground Line 기준)에서 이루어지는 다양한 작업을 위해서는 작업자는 산소마스크, 안전 줄, 안전벨트 및 공기구 등의 많은 장비를 몸에 장착한 후, 수직 사다리를 이용해 작업을 수행하게 되는데, 이에 따라, 쉽게 피로하게 되며, 사다리에 몸을 의지하여 작업을 실시함으로써 작업능률이 저하되고, 공간 확보에 어려움이 있게 된다.

기존 배수펌프 피트와 관련된 선행기술은 한국 공개실용신안공보 제20-2012-4419호 "지중식 액화천연가스 저장탱크에 구비되는 배수펌프 피트의 점검 및 정비장치"(공개일자 : 2012.06.21)에 개시된 바와 같이, 지중식 액화천연가스(LNG) 저장탱크에 구비되는 배수펌프 피트와 그 주위 시설의 점검 및 정비를 위한 장치로서, 배수펌프 피트의 점검 및 정비 장치는 작업자가 탑승할 수 있도록 평평한 판형으로 형성된 탑승대 및 상기 탑승대의 가장자리 일정영역에 상측 방향으로 돌출되어 연장 형성되는 지지대를 포함하는 메인프레임부; 상기 지지대에 설치되며 상기 배수펌프 피트 내측 벽에 형성된 가이드레일이 삽입되는 가이드 프레임과, 상기 가이드프레임이 상,하 방향으로 슬라이딩 이동될 수 있도록 상기 가이드레일 및 가이드프레임 사이에 설치되는 가이드롤러를 포함하는 가이드부; 및 상기 지지대의 상측 단부에 형성되는 걸이대와 연결되는 와이어로프를 통해 상기 메인프레임부를 상,하 방향으로 움직이는 구동부; 를 포함하여 형성되는 것이다.

그런데, 기존 피트(pit) 또는 배수조(sump)의 유체를 압송하는 데 주로 사용되는 배수펌프의 경우에는 전기신호에 의해 펌프가 구동되며, 전기적 스파크에 의해 화재 및 폭발의 위험이 있으므로, 별도의 방폭구조가 요구된다.

기존 방폭형 펌프구조와 관련된 다른 선행기술은 한국 등록특허공보 제10-0786328호 "방폭형 진공펌프 구조를 갖는 가스 검출기"(등록일자 : 2007.12.10)에 개시된 바와 같이, 누출되는 가스를 흡입하는 흡입관과 상기 흡입된 가스의 수분을 제거하기 위한 이중 필터가 구비된 가스 흡입부와, 상기 가스 흡입부를 통해 흡입된 가스를 감지하기 위한 가스감지센서를 내장한 가스감지센서 블록부와, 상기 누출된 가스를 검출기 내로 흡입하기 위한 모터 및 진공펌프를 포함하는 가스 검출기로서; 상기 가스감지센서 블록부와 진공펌프와의 사이에 배치되는 수평연결블록과, 상기 수평연결블록의 하측면 외곽에서 하측방향으로 연장 돌출되며 상기 진공펌프에 체결 조립하기 위한 걸림턱을 갖는 4개의 고정지지대와, 상기 수평연결블럭 상에 형성되며 상기 진공펌프를 통해 누출 가스를 흡입할 수 있도록 형성되는 흡입홀 및 상기 진공펌프 내의 공기를 배출할 수 있도록 형성하는 장방형의 배출홀이 구비되는 진공형성블록부를 포함하여 이루어지는 것이다.

그런데, 기존에는 LNG, Chemical Plant 등 가연성 가스를 다루는 현장에서 공정별로 Pit 및 Sump의 유체를 이송하는 펌프가 전기적 신호에 의한 자동운전 시스템으로 운영할 경우 화재 및 폭발의 위험이 있으며, 이를 방지하기 위해 방폭구조로 시공할 경우 높은 비용이 요구되는 단점이 있다.

한국 공개실용신안공보 제20-2012-4419호 "지중식 액화천연가스 저장탱크에 구비되는 배수펌프 피트의 점검 및 정비장치"(공개일자 : 2012.06.21) 한국 등록특허공보 제10-0786328호 "방폭형 진공펌프 구조를 갖는 가스 검출기"(등록일자 : 2007.12.10)

본 고안은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 가연성 가스와 점화원을 차단시켜 화재 및 폭발의 원인을 미연에 차단하고, 고가의 방폭설비가 필요하지 않으며, 전기에너지가 없는 현장에서도 압축공기로 펌프의 운전이 가능하도록 제작하여 배수조나 저장탱크의 수위와 토출유량을 자동으로 제어할 수 있는 자동 압축공기식 펌핑장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 내부에 유체가 충진되는 공간부를 갖는 케이싱과; 상기 케이싱의 일측에 연결되고 외부의 유체공급부로부터 액상의 유체가 공급되는 공급배관과; 상기 공간부 내에 마련되고 외부의 압축 공기가 공급됨에 따라 강제 구동되며 상기 케이싱의 저부에 충진된 유체를 흡입하기 위한 석션파이프를 구비하는 펌핑부와; 상기 공급배관을 통해 케이싱 내에 충진되는 유체의 고저 수위를 자동으로 계측하고 고수위일 경우 상기 펌핑부측으로 공급되는 압축 공기의 공급을 조절하는 릴리프밸브측에 신호를 전달하는 수위측정부재와; 외부로부터 공급되는 압축 공기를 릴리프밸브의 조작에 따라 상기 펌핑부측으로 공급하기 위한 압축공기 이송배관과; 상기 펌핑부에서 유체를 외부의 유체공급처로 압송하기 위한 압송배관; 및 상기 케이싱 내의 수위 조절 및 진공 방지를 위해 케이싱의 상부측에 마련되는 오버플로우배관;을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 압축공기 이송배관에는 상기 펌핑부측으로 공급되는 압축 공기의 공급 압력을 조절하는 에어유닛이 구비된다.

상기 압송배관에는 상기 펌핑부를 통해 외부의 유체공급처로 방출되는 유체의 토출량을 기록하는 토출 유량계가 더 구비된다.

상기 케이싱 내에는 충진되는 유체의 온도를 계측하는 온도계가 더 구비된 것이다.

본 고안은 케이싱 내에 충진되는 유체의 수위에 따라 펌핑부의 기동이 결정되고, 펌핑부의 기동시 전기적 신호가 아닌 압축공기 이송배관을 통해 공급된 압축공기에 의해 강제 기동되어 석션파이프로부터 유체를 흡입한 후에 압송배관을 통해 외부의 유체공급처로 압송할 수 있으므로, 방폭구조를 별도로 채용할 필요없이 펌프의 화재 폭발을 미연에 예방할 수 있고 제조비용을 절감할 수 있으며, 유체공급부의 수위와 토출 유량을 자동으로 제어할 수 있기 때문에 설비 수명을 연장할 수 있고 전기 공급이 어려운 현장에서도 운영이 가능함과 아울러, 패키지 타입으로 제작 및 이동이 가능한 이점을 갖는다.

또한, 본 고안은 압축공기 이송배관에는 펌핑부측으로 공급되는 압축 공기의 공급 압력을 조절하는 에어유닛이 구비되어 펌핑부의 토출 유량을 조절할 수 있는 이점을 갖는다.

그리고, 본 고안은 압송배관을 통해 토출되는 유량은 토출 유량계에서 적산되고, 온도계가 케이싱 내에 충진된 유체의 온도를 계측하게 되므로, 유체의 열량 및 토출 유량에 대한 유지 관리가 용이한 이점을 갖는다.

도 1은 본 고안에 따른 자동 압축공기식 펌핑장치의 개략적 구성도.

본 고안은 배수조나 피트 등에서 사용되는 유체의 펌핑동작시 전기에너지를 사용하지 않고 압축공기를 이용하여 자동으로 펌프를 기동시켜 펌핑력으로 외부의 유체공급처에 공급할 수 있도록 한다.

이하, 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통하여 본 고안에 따른 자동 압축공기식 펌핑장치에 대해 보다 상세하게 기술하기로 한다.

본 고안을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 또한, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.

본 고안에 따른 자동 압축공기식 펌핑장치는 도 1을 참조하여 설명하면, 내부에 유체가 충진되는 공간부(105)를 갖는 케이싱(100)과; 상기 케이싱(100)의 일측에 연결되고 외부의 유체공급부(10)로부터 액상의 유체가 공급되는 공급배관(200)과; 상기 공간부(105) 내에 마련되고 외부의 압축 공기가 공급됨에 따라 강제 구동되며 상기 케이싱(100)의 저부에 충진된 유체를 흡입하기 위한 석션파이프(310)를 구비하는 펌핑부(300)와; 상기 공급배관(200)을 통해 케이싱(100) 내에 충진되는 유체의 고저 수위를 자동으로 계측하고 고수위일 경우 상기 펌핑부(300)측으로 공급되는 압축 공기의 공급을 조절하는 릴리프밸브(350)측에 신호를 전달하는 수위측정부재(400)와; 외부로부터 공급되는 압축 공기를 릴리프밸브(350)의 조작에 따라 상기 펌핑부(300)측으로 공급하기 위한 압축공기 이송배관(500)과; 상기 펌핑부(300)에서 유체를 외부의 유체공급처(20)로 압송하기 위한 압송배관(600); 및 상기 케이싱(100) 내의 수위 조절 및 진공 방지를 위해 케이싱(100)의 상부측에 마련되는 오버플로우배관(700);을 포함하여 이루어진다.

상기 케이싱(100)은 내부가 밀폐된 공간부(105)를 갖는 원통형 구조로 구성되고, 상기 공간부(105) 내에 유체가 충진되는 구조를 갖는다.

또한, 상기 케이싱(100)은 하부에 유체가 고이는 높이가 더 커지도록 하측으로 돌출된 저면돌출부(110)가 형성된다.

즉, 상기 석션파이프(310)는 단부가 저수위에서도 일정 높이를 유지할 수 있는 저면돌출부(110)에 위치하도록 배치된다.

상기 저면돌출부(110)에는 상기 석션파이프(310)의 단부가 수용되어 펌핑부(300)의 기동시 저면돌출부(110) 내에 고이는 유체를 흡입하게 된다.

상기 케이싱(100)의 일측에는 외부의 피트(pit)나 배수조(sump) 혹은 저장탱크 드의 유체공급부(10)로부터 액상의 유체가 공급되는 공급배관(200)이 연결되어 케이싱(100) 내의 공간부(105) 내로 유체를 공급하는 공급배관(200)이 마련된다.

또한, 본 고안의 케이싱(100)은 패키지 타입으로 제작될 경우, 하부에 바퀴가 달릴 경우 이동이 용이하고, 제작이 용이한 이점을 갖는다.

상기 수위측정부재(400)는 상기 케이싱(100)의 공간부(105) 내에 충진되는 유체의 레벨 수위를 고저 수위로 감지하고, 고수위가 될 경우 상기 릴리프밸브(350)측에 신호를 전달하게 된다.

또한, 상기 수위측정부재(400)는 볼탭(ball tap)을 채용할 수 있다.

상기 릴리프밸브(350)는 상기 수위측정부재(400)로부터 신호가 전달되면, 펌핑부(300)의 내부로 압축공기가 공급되도록 조절된다.

상기 압축공기 이송배관(500)에는 상기 펌핑부(300)측으로 공급되는 압축 공기의 공급 압력을 조절하는 에어유닛(550)이 구비된다.

상기 압송배관(600)에는 상기 펌핑부(300)를 통해 보일러실 응축수(Demi-Water) 탱크 등의 외부 유체공급처(20)로 방출되는 유체의 토출량을 기록하는 토출 유량계(810)가 더 구비된다.

상기 케이싱(100) 내에는 충진되는 유체의 온도를 계측하는 온도계(820)가 더 구비된 것이다.

상기 온도계(820)는 유체의 열량을 계산할 수 있도록 케이싱(100) 내에 충진되는 유체의 온도를 계측하게 된다.

이에 따라 본 고안은 토출 유량계(810)와 온도계(820)를 이용하여 열량 계산 및 유체 관리를 용이하게 수행할 수 있게 된다.

상기 오버플로우배관(700)은 펌핑부(300) 또는 수위측정부재(400)가 고장나거나, 케이싱(100) 내의 진공발생을 예방하기 위해 케이싱(100)의 상부측에 마련되어 오버플로우되는 유체를 외부로 드레인시킬 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 고안은 공급배관(200)을 통해 외부의 유체공급부(10)로부터 유체가 케이싱(100)의 공간부(105) 내에 충진되고, 충진되는 유체의 수위를 수위측정부재(400)에서 수위를 계측하며, 고수위가 될 경우 릴리프밸브(350)를 조작하여 압축공기 이송배관(500)에서 압축공기가 펌핑부(300) 내에 공급되어 펌핑부(300)를 강제 기동시키게 되고, 펌핑부(300)의 기동시 발생되는 부압을 이용하여 석션파이프(310)에서 저면돌출부(110)에 고여있는 유체를 석션한 후에, 압송배관(600)을 통해 외부의 유체공급처(20)로 유체를 압송하게 된다.

이에 따라 펌핑부(300)는 외부의 전기적 신호에 의해 기동되는 것이 아니라 케이싱(100) 내에 충진되는 유체의 수위에 따라 압축공기가 공급되어 기동되므로, 화재 폭발의 위험이 없는 이점을 갖는다.

또한, 상기 압축공기 이송배관(500)에는 상기 펌핑부(300)측으로 공급되는 압축 공기의 공급 압력을 조절하는 에어유닛(550)이 구비되어 펌핑부(300)의 토출 유량을 조절할 수 있는 이점을 갖는다.

상기 압송배관(600)을 통해 토출되는 유량은 토출 유량계(810)에서 적산되고, 온도계(820)가 케이싱(100) 내에 충진된 유체의 온도를 계측하게 되므로, 유체의 열량 및 토출 유량에 대한 유지 관리가 용이한 이점을 갖는다.

따라서, 본 고안은 케이싱(100) 내에 충진되는 유체의 수위에 따라 펌핑부(300)의 기동이 결정되고, 펌핑부(300)의 기동시 전기적 신호가 아닌 압축공기 이송배관(500)을 통해 공급된 압축공기에 의해 강제 기동되어 석션파이프(310)로부터 유체를 흡입한 후에 압송배관(600)을 통해 외부의 유체공급처(20)로 압송할 수 있으므로, 방폭구조를 별도로 채용할 필요없이 펌프의 화재 폭발을 미연에 예방할 수 있고 제조비용을 절감할 수 있으며, 유체공급부(10)의 수위와 토출 유량을 자동으로 제어할 수 있기 때문에 설비 수명을 연장할 수 있고 전기 공급이 어려운 현장에서도 운영이 가능함과 아울러, 패키지 타입으로 제작 및 이동이 가능한 이점을 갖는다.

10 : 유체공급부 20 : 유체공급처
100 : 케이싱 105 : 공간부
110 : 저면돌출부 200 : 공급배관
300 : 펌핑부 310 : 석션파이프
350 : 릴리프밸브 400 : 수위측정부재
500 : 압축공기 이송배관 550 : 에어유닛
600 : 압송배관 700 : 오버플로우배관
810 : 토출 유량계 820 : 온도계

Claims (4)

1. 내부에 유체가 충진되는 공간부(105)를 갖는 케이싱(100)과;
   상기 케이싱은 하부에 유체가 고이는 높이가 더 커지도록 하측으로 돌출된 저면돌출부(110);
   상기 케이싱(100)의 일측에 연결되고 외부의 유체공급부(10)로부터 액상의 유체가 공급되는 공급배관(200)과;
   상기 공간부(105) 내에 마련되고 외부의 압축 공기가 공급됨에 따라 강제 구동되며 상기 케이싱(100)의 저부에 충진된 유체를 흡입하기 위한 석션파이프(310)를 구비하는 펌핑부(300)와;
   상기 공급배관(200)을 통해 케이싱(100) 내에 충진되는 유체의 고저 수위를 자동으로 계측하고 고수위일 경우 상기 펌핑부(300)측으로 공급되는 압축 공기의 공급을 조절하는 릴리프밸브(350)측에 신호를 전달하는 수위측정부재(400)와;
   외부로부터 공급되는 압축 공기를 릴리프밸브(350)의 조작에 따라 상기 펌핑부(300)측으로 공급하기 위한 압축공기 이송배관(500)과;
   상기 펌핑부(300)에서 유체를 외부의 유체공급처(20)로 압송하기 위한 압송배관(600); 및
   상기 케이싱(100) 내의 수위 조절 및 진공 방지를 위해 케이싱(100)의 상부측에 마련되는 오버플로우배관(700);
   상기 저면돌출부(110)에는 석션파이프(310)의 단부가 수용되어 펌핑부(300)의 가동시 저면돌출부(110)에 고이는 유체를 흡입하게 하고,
   상기 압축공기 이송배관(500)에는 상기 펌핑부(300)측으로 공급되는 압축 공기의 공급 압력을 조절하는 에어유닛(550);
   상기 압송배관(600)에는 상기 펌핑부(300)를 통해 외부의 유체공급처(20)로 방출되는 유체의 토출량을 기록하는 토출 유량계(810) 및;
   상기 케이싱(100) 내에는 충진되는 유체의 온도를 계측하는 온도계(820)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 자동 압축공기식 펌핑장치.
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