KR20060072884A - 미니멈 플로우 라인을 가지는 유체 펌핑 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미니멈 플로우 라인(Minimum Floew Line)을 가지는 유체 펌핑 시스템(Pumping System)에 관한 것으로서, 유량이 낮은 조건하에서 펌프(Pump)를 운전하여야 할 경우에, 미니멈 플로우 라인을 통하여 상기 펌프로 바이패스되는 유량을 적절하게 조절할 수 있도록 함으로써, 진동과 소음 발생 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 유체 펌핑 시스템은, 흡입측에, 흡입라인(20)을 통하여 적어도 하나의 유체공급원(10)이 연결되고, 토출측에, 소정의 장소로 토출유체를 공급하는 토출라인(40)이 연결되는 적어도 하나의 펌프(Pump, 30)와; 상기 펌프로부터 토출라인을 통하여 토출되는 유체를 펌프의 흡입라인(20)으로 바이패스(Bypass)시키는 바이패스관(52) 및 상기 바이패스관의 개도를 조절하는 온/오프 밸브(On/Off Valve, 54)를 가지는 미니멈 플로우 라인(Minimum Floew Line, 50);을 구비한다. 상기 온/오프 밸브에는, 펌프의 토출압력에 따라 온/오프 밸브에 의한 바이패스관의 개도를 선형적으로 증감시킬 수 있는 유량제한 액츄에이터(Actuator, 60)가 연결된다.
유체, 펌핑, 펌프, 유량조절, 오리피스, 미니멈 플로우 라인

Description

미니멈 플로우 라인을 가지는 유체 펌핑 시스템 {SYSTEM FOR PUMPING FLUID HAVING MINIMUM FLOW LINE}
도 1은, 본 발명에 따른 미니멈 플로우 라인(Minimum Floew Line)을 가지는 유체 펌핑 시스템(Pumping System)을 나타내는 정면도이다.
도 2는, 도 1의 평면도이다.
도 3은, 도 1의 일부 측면도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 유체 펌핑 시스템을 구성하는 미니멈 플로우 라인의 내부를 나타내는 일부 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 유체공급원, 20 : 흡입라인,
30 : 펌프(Pump), 40 : 토출라인,
50 : 미니멈 플로우 라인(Minimum Floew Line),
52 : 바이패스(Bypass)관, 54 : 온/오프 밸브(On/Off Valve),
60 : 유량제한 액츄에이터(Actuator), 70 : 오리피스(Orifice),
72 : 구멍.
본 발명은 미니멈 플로우 라인(Minimum Floew Line)을 가지는 유체 펌핑 시스템(Pumping System)에 관한 것으로서, 특히 유량이 낮은 조건하에서 펌프(Pump)를 운전하여야 할 경우에, 미니멈 플로우 라인을 통하여 상기 펌프로 바이패스되는 유량을 적절하게 조절할 수 있도록 함으로써, 진동과 소음 발생 문제를 해결할 수 있는 미니멈 플로우 라인을 가지는 유체 펌핑 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 유체 펌핑 시스템은 유체공급원으로부터 펌프에 의하여 유체를 흡입하여 소정의 장소로 토출시키도록 구성된다. 이러한 유체 펌핑 시스템의 경우, 펌프의 보호하고, 또한 예컨대 상기 유체 펌핑 시스템이 적용되는 설비, 예컨대 담수화설비나 발전소 등의 각종 설비의 처리 능력 등 각종 조건을 고려할 때, 유량이 낮은 조건하에서 운전하여야 할 필요가 있고, 특히 원심펌프가 적용될 경우 미니멈 플로우 라인을 설치하여야 한다.
상기 미니멈 플로우 라인은, 펌프의 토출라인으로부터 펌프의 흡입라인으로 펌프로부터 토출되는 유체를 펌프의 흡입라인으로 바이패스(Bypass)시키는 바이패스관과, 상기 바이패스관의 개도를 조절하는 온/오프 밸브(On/Off Valve)를 구비한다. 즉, 펌프가 저유량으로 운전하여야 할 경우에, 상기 온/오프 밸브를 온하여 바이패스관을 개방시킴으로써, 펌프에서 요구되는 최소의 유량을 바이패스 공급하게 된다.
그런데, 상기한 바와 같은 미니멈 플로우 라인을 가지는 유체 펌핑 시스템에 있어서는, 펌프 토출압력이 높을 경우에, 미니멈 플로우 라인의 연결부 압력(통상적으로, 탱크(Tank)와 같은 유체공급원에 저장된 유체의 수두)과, 펌프 토출압력간의 압력차가 높기 때문에, 진동 및 소음이 심하게 발생한다. 또한, 상기 펌프 토출압력 때문에, 온/오프 밸브의 유량제어가 제대로 이루어지지 않아, 요구되는 바이패스 유량보다 많은 유량이 미니멈 플로우 라인을 통해 펌프로 바이패스 됨으로써, 진동 및 소음 문제가 더욱 심화되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 유량이 낮은 조건하에서 펌프(Pump)를 운전하여야 할 경우에, 미니멈 플로우 라인을 통하여 상기 펌프로 바이패스되는 유량을 적절하게 조절할 수 있도록 함으로써, 진동과 소음 발생 문제를 해결할 수 있는 미니멈 플로우 라인을 가지는 유체 펌핑 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 흡입측에, 흡입라인을 통하여 적어도 하나의 유체공급원이 연결되고, 토출측에, 소정의 장소로 토출유체를 공급하는 토출라인이 연결되는 적어도 하나의 펌프와; 상기 펌프로부터 토출라인을 통하여 토출되는 유체를 펌프의 흡입라인으로 바이패스시키는 바이패스관 및 상기 바이패스관의 개도를 조절하는 온/오프 밸브를 가지는 미니멈 플로우 라인;을 포함하여 이루어지는 미니멈 플로우 라인을 가지는 유체 펌핑 시스템에 있어서: 상기 온/오프 밸브에는, 상기 펌프의 토출압력에 따라 상기 온/오프 밸브에 의한 바이패스관의 개도를 선형적으로 증감시킬 수 있는 유량제한 액츄에이터(Actuator)가 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 바이패스관 또는 온/오프 밸브의 유로 내부에는, 바이패스 유량을 제어할 수 있도록, 다수의 구멍이 형성된 오리피스(Orifice)가 설치될 수 있다. 상기 오리피스는, 펌프의 토출압력이 예컨대, 2bar 이상으로 설계된 경우에 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자가 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.
도 1 내지 도 3에는, 본 발명에 따른 미니멈 플로우 라인을 가지는 유체 펌핑 시스템이 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유체 펌핑 시스템은, 적어도 하나의 펌프(30)와, 미니멈 플로우 라인(50)을 구비한다.
상기 펌프(30)의 흡입측에는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 흡입라인(20)을 통하여 적어도 하나의 유체공급원(10)이 연결된다. 본 발명에서는, 2개의 펌프(30)와 2개의 유체공급원(10)이 흡입라인(20)을 통하여 연결되어 있는 것이 예 시되어 있다. 즉, 상기 흡입라인(20)은, 각각 흡입분기관(22)을 통하여 각 펌프(30)의 흡입측과 연결될 수 있다.
상기 유체공급원(10)은, 예컨대 공급되는 유체를 받아 저장하여 펌프(30)로 공급할 수 있는 탱크의 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 펌프(30)의 토출측에는, 펌프(30)로부터 토출되는 유체를 소정의 장소로 보내기 위한 토출라인(40)이 연결된다. 즉, 상기 토출라인(40)은, 각각 토출분기관(42)을 통하여 각 펌프(30)의 토출측과 연결될 수 있다.
한편, 유량이 낮은 조건하에서 상기 펌프(30)를 운전할 수 있도록 하기 위하여, 상기 토출라인(40)과 흡입라인(20)에 걸쳐 미니멈 플로우 라인(50)이 설치된다.
상기 미니멈 플로우 라인(50)은, 펌프(30)로부터 토출라인(40)을 통하여 토출되는 유체를 펌프(30)의 흡입라인(20)으로 바이패스시키는 바이패스관(52)과, 상기 바이패스관(52)의 개도를 조절하는 온/오프 밸브(54)를 구비한다. 즉, 상기 온/오프 밸브(54)가 개방동작할 경우에, 펌프(30)로부터 토출되는 유체의 일부가 바이패스관(52)을 통하여 펌프(30)로 바이패스될 수 있고, 상기 온/오프 밸브(54)가 폐쇄동작할 경우에는, 토출유체가 펌프(30)로 바이패스되지 않게 된다.
본 발명에 따르면, 펌프(30)의 토출압력이 높을 경우에, 미니멈 플로우 라인(50)의 연결부 압력과, 펌프(30) 토출압력간의 압력차가 높을 경우, 진동 및 소음이 심하게 발생함과 아울러, 상기 온/오프 밸브(54)의 유량제어가 제대로 이루어지 지 않는 문제점을 해결할 수 있도록, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 온/오프 밸브(54)에, 펌프(30)의 토출압력에 따라 온/오프 밸브(54)에 의한 바이패스관(52)의 개도를 선형적으로 증감시킬 수 있는 유량제한 액츄에이터(60)가 연결된다.
즉, 펌프(30)의 토출압력이 요구되는 압력 이상으로 높을 경우에, 상기 유량제한 액츄에이터(60)의 구동으로 온/오프 밸브(54)에 의한 바이패스관(52)의 개도를 선형적으로 감소시킴으로써, 펌프(30)로 바이패스되는 유량을 줄일 수 있다. 또한, 펌프(30)의 토출압력이 요구되는 압력 이하로 낮을 경우에, 상기 유량제한 액츄에이터(60)의 구동으로 온/오프 밸브(54)에 의한 바이패스관(52)의 개도를 선형적으로 증가시킴으로써, 펌프(30)로 바이패스관(52)되는 유량을 증가시킬 수 있다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 바이패스관(52) 또는 온/오프 밸브(54)의 유로 내부에는, 바이패스 유량을 제어할 수 있도록, 다수의 구멍(72)이 형성된 오리피스(70)가 설치될 수 있다. 여기서는, 바이패스관(52)에 상기 오리피스(70)가 설치된 예가 도시되어 있다.
상기 오리피스(70)는, 예컨대 펌프(30)의 토출압력이 2bar 이상으로 설계된 경우에 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 펌프(30)의 토출압력이 높아 바이패스되는 유량이 많을 경우에, 상기 오리피스(70)에 의하여 펌프(30)로 바이패스되는 유량을 제한할 수 있다.
또한, 상기 오리피스(70)가 설치된 경우에, 바이패스관(52)의 출구는, 펌프(30)의 흡입측에 직접 연결되지 않고, 흡입라인(20) 도중에 연결되는 것이 바람직 하다. 즉, 바이패스관(52)의 출구가 펌프(30)의 흡입측에 직접 연결될 경우에는, 온/오프 밸브(54)나 오리피스(70)를 통과하면서 발생된 공기 방울이 펌프(30)로 흡입되어, 펌프(30) 캐비테이션(Cavitation)이 발생하여 소음 및 진동이 크게 발생할 수 있으므로, 바이패스관(52)의 출구는 펌프(30)의 흡입측과는 다소 떨어진 위치의 흡입라인(20) 도중에 연결되는 것이 좋다.
다음에, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 미니멈 플로우 라인을 가지는 유체 펌핑 시스템의 작용에 대하여 설명한다.
펌프(30)를 가동하면, 그 흡입력 및 유체공급원(10)의 저장된 유체의 수두에 의하여, 유체공급원(10)으로부터 흡입라인(20)을 통해 펌프(30)에 유체가 흡입되어 펌핑되고, 토출라인(40)을 통해 소정의 장소로 공급된다.
상기한 바와 같은 유체 펌핑과정에서, 펌프(30)의 토출압력이 요구되는 압력 이상을 높을 경우에, 유량제한 액츄에이터(60)의 구동에 따른 온/오프 밸브(54)의 동작으로 바이패스관(52)을 개방시킨다. 따라서, 펌프(30)로 바이패스되는 유량이 증가함으로써, 저유량의 조건으로 펌프(30)를 운전할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 미니멈 플로우 라인을 가지는 유체 펌핑 시스템에 의하면, 유량제한 액츄에이터(60)에 의하여 펌프(30)의 토출압력에 따라 바이패스관(52)의 개도를 선형적으로 증감시킬 수 있으므로, 요구되는 소정의 저유량 조건으로 펌프(30)를 운전할 수 있고, 펌프(30)의 토출압력이 높아 소음 및 진동이 심하게 발생하는 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 유체 펌핑 시스템의 정숙한 가동이 가능하며, 진동에 의한 부품의 손상 등의 문제점을 해소할 수 있다.

Claims (3)

  1. 흡입측에, 흡입라인(20)을 통하여 적어도 하나의 유체공급원(10)이 연결되고, 토출측에, 소정의 장소로 토출유체를 공급하는 토출라인(40)이 연결되는 적어도 하나의 펌프(Pump, 30)와; 상기 펌프로부터 토출라인을 통하여 토출되는 유체를 펌프의 흡입라인(20)으로 바이패스(Bypass)시키는 바이패스관(52) 및 상기 바이패스관의 개도를 조절하는 온/오프 밸브(On/Off Valve, 54)를 가지는 미니멈 플로우 라인(Minimum Floew Line, 50);을 포함하여 이루어지는 미니멈 플로우 라인을 가지는 유체 펌핑 시스템(Pumping System)에 있어서:
    상기 온/오프 밸브에는, 펌프의 토출압력에 따라 온/오프 밸브에 의한 바이패스관의 개도를 선형적으로 증감시킬 수 있는 유량제한 액츄에이터(Actuator, 60)가 연결되는 것을 특징으로 하는 미니멈 플로우 라인을 가지는 유체 펌핑 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이패스관(52) 또는 온/오프 밸브(54)의 유로 내부에는, 바이패스 유량을 제어할 수 있도록, 다수의 구멍(72)이 형성된 오리피스(Orifice, 60)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 미니멈 플로우 라인을 가지는 유체 펌핑 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 오리피스(70)는, 펌프(30)의 토출압력이 2bar 이상으로 설계된 경우에 설치되는 것을 특징으로 하는 미니멈 플로우 라인을 가지는 유체 펌핑 시스템.
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KR101369780B1 (ko) * 2013-06-13 2014-03-06 장한기술 주식회사 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치 및 이를 이용한 제어방법
KR102242030B1 (ko) * 2020-09-14 2021-04-19 주식회사 센텍기술 팔자형 로우터를 이용한 용적펌프

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