KR20090045559A

KR20090045559A - 배관의 압력강하 실험키트

Info

Publication number: KR20090045559A
Application number: KR1020070111444A
Authority: KR
Inventors: 박승리; 고종철; 최현근; 전유신
Original assignee: 박승리; 고종철; 전유신; 최현근
Priority date: 2007-11-02
Filing date: 2007-11-02
Publication date: 2009-05-08

Abstract

본 발명은 다양한 형상의 직관형, 곡관형 및 벤츄리미터형 배관유닛을 실험자의 의도에 따라 연결 설치하고 각각의 배관유닛에 압력표시부를 설치함에 따라 유체 또는 기체의 이동에 따라 각각의 배관유닛에서의 압력변화를 용이하게 파악할 수 있으며, 배관유닛을 투명아크릴 재질로 형성함에 따라 압력변화의 원리를 쉽게 이해할 수 있으며, 제어부가 구비되어 실험결과 값을 다양한 형태로 가공할 수 있을 뿐만 아니라 자료의 축적 및 활용이 용이한 배관의 압력강하 실험키트에 관한 것이다.

본 발명에 따른 배관의 압력강하 실험키트는 하부에 수용공간이 형성되고, 상부에 플레이트가 구비되는 본체와, 상기 플레이트 상에 설치되되, 다수의 배관유닛들이 상호 연통 되도록 조립되는 배관부와, 상기 수용공간 내에 설치되고, 상기 배관부의 양단에 연결되어 상기 배관부 내에 유체 또는 기체를 선택적으로 순환가능하게 공급하는 유체/기체공급부와, 상기 플레이트 상에 설치되고, 상기 배관유닛에 각각 연결되어 해당구간을 통과하는 유체 또는 기체에 의한 압력변화를 표시하는 압력표시부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

배관, 압력, 실험키트, 직관, 곡관, 벤츄리미터

Description

배관의 압력강하 실험키트{PRESSURE DROP TRAINING KIT FOR PIPE}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관의 압력강하 실험키트의 정면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 배관의 압력강하 실험키트 10 : 본체

11 : 수용공간 12 : 플레이트

20 : 배관부 21 : 직관형 배관유닛

22 : 확대 - 직관형 배관유닛 23 : 축소 - 직관형 배관유닛

24a : 90°- 곡관형 배관유닛 24b : 1.5R - 곡관형 배관유닛

24c: 180°- 곡관형 배관유닛 24d : 2R - 곡관형 배관유닛

24e : 3R - 곡관형 배관유닛 24f : 4R - 곡관형 배관유닛

25: 벤츄리미터형 배관유닛 30 : 유체/기체공급부

31 : 펌프 32 : 유체탱크

33 : 공급관 34 : 환수관

35 : 기체발생장치 36 : 입자회수탱크

37 : 공기차단 판 38 : 밸브

40 : 압력표시부 41 : 연결호스

50 : 제어부 51 : 입력버튼

52 : 디스플레이패널

본 발명은 배관의 압력강하 실험키트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 형상의 직관형, 곡관형 및 벤츄리미터형 배관유닛을 실험자의 의도에 따라 연결 설치하고 각각의 배관유닛에 압력표시부를 설치함에 따라 유체 또는 기체의 이동에 따라 각각의 배관유닛에서의 압력변화를 용이하게 파악할 수 있으며, 배관유닛을 투명아크릴 재질로 형성함에 따라 압력변화의 원리를 쉽게 이해할 수 있으며, 제어부가 구비되어 실험결과 값을 다양한 형태로 가공할 수 있을 뿐만 아니라 자료의 축적 및 활용이 용이한 배관의 압력강하 실험키트에 관한 것이다.

일반적으로 배관교육장비는 이미 세팅되어 있는 강관 동관 등 불투명한 재질로 형성되고. 배관 내부를 순환하는 유체가 입구를 통해 유입된 후 출구를 통해 토출되는 것을 확인할 수 있도록 구성되어 있다.

그러나, 이러한 종래기술에 따른 배관교육장비는 배관의 재질이 불투명함에 따라 배관의 종류에 따른 유체의 흐름 및 압력강하 원리 등을 파악하기 어려운 문제점이 있었다.

또한, 종래기술에 따른 배관교육장비는 크기가 크고 무거워 새로운 배관구성 을 통한 실험이 필요할 경우 일반 실습생이 이를 진행하기가 어려운 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 배관의 형태에 따른 각 구간에서의 압력강하를 별도로 측정하기가 어려울 뿐만 아니라, 측정된 실험자료를 체계적으로 축적하고 가공하기 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 다양한 형상의 직관형, 곡관형 및 벤츄리미터형 배관유닛을 실험자의 의도에 따라 연결 설치하고 각각의 배관유닛에 압력표시부를 설치함에 따라 유체 또는 기체의 이동에 따라 각각의 배관유닛에서의 압력변화를 용이하게 파악할 수 있도록 한 배관의 압력강하 실험키트를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 배관유닛을 투명아크릴 재질로 형성함에 따라 압력변화의 원리를 쉽게 이해할 수 있도록 한 배관의 압력강하 실험키트를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 제어부가 구비되어 실험결과 값을 다양한 형태로 가공할 수 있을 뿐만 아니라 자료의 축적 및 활용이 용이한 배관의 압력강하 실험키트를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적들은 하부에 수용공간이 형성되고, 상부에 플레이트가 구비되는 본체와, 상기 플레이트 상에 설치되되, 다수의 배관유닛들이 상호 연통 되도록 조립되는 배관부와, 상기 수용공간 내에 설치되고, 상기 배관부의 양단에 연결되어 상기 배관부 내에 유체 또는 기체를 선택적으로 순환가능하게 공급하는 유체/기체공급부와, 상기 플레이트 상에 설치되고, 상기 배관유닛에 각각 연결되어 해당구간을 통과하는 유체 또는 기체에 의한 압력변화를 표시하는 압력표시부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배관의 압력강하 실험키트를 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 전술한 본체에는 상기 유체/기체공급부의 작동을 제어하며, 상기 압력표시부를 통해 측정된 데이터를 연산 및 디스플레이하는 제어부가 더 설치되는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 전술한 배관부는 다양한 형상의 직관형 배관유닛과 다양한 곡률을 갖는 곡관형 배관유닛과 확대형 및 축소형 벤츄리미터 배관유닛으로 이루어지며, 상기 배관유닛은 투명아크릴 재질로 형성되는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 전술한 유체/기체공급부는, 유체 또는 기체가 순환되도록 압력을 발생시키는 펌프와, 상기 펌프에 연결되고 상기 유체가 저장되는 유체탱크와, 기체가 순환되도록 압력을 발생시키는 기체발생장치와, 상기 펌프, 기체발생장치 및 배관부에 연결되어 상기 유체 또는 기체를 상기 배관부에 공급하는 공급관과, 상기 배관부 및 유체탱크에 연결되어 상기 배관부 내에서 순환된 상기 유체 또는 기체를 상기 유체탱크로 회수하는 환수관을 포함하여 이루 어지는 것으로 한다.

본 발명의 더 더욱 바람직한 특징에 따르면, 전술한 압력표시부는 U자관 마노미터인 것으로 한다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관의 압력강하 실험키트의 정면도가 도시된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배관의 압력강하 실험키트(1)는 하부에 수용공간(11)이 형성되고, 상부에 플레이트(12)가 구비되는 본체(10)와, 상기 플레이트(12) 상에 설치되되 다수의 배관유닛들이 상호 연통 되도록 조립되는 배관부(20)와, 상기 수용공간(11) 내에 설치되고, 상기 배관부(20)의 양단에 연결되어 상기 배관부(20) 내에 유체 또는 기체를 선택적으로 순환가능하게 공급하는 유체/기체공급부(30)와, 상기 플레이트(12) 상에 설치되고, 상기 배관유닛에 각각 연결되어 해당구간을 통과하는 유체 또는 기체에 의한 압력변화를 표시하는 압력표시부(40)를 포함한다.

여기서 본체(10)는 하부에 수용공간(11)이 형성되고, 상부에 플레이트(12)가 구비되는 것으로, 추후에 설명될 구성부재들이 설치되어 배관의 압력강하 실험키트(1)의 전체적인 외관을 형성하는 역할을 하는 것이다.

이러한 본체(10)는 실험자들의 운반 및 설치가 용이하도록 가벼운 중량의 합성수지 및 금속재질로 형성되는 것이 바람직하다.

전술한 플레이트(12) 상에는 배관부(20)가 다수의 배관유닛들이 상호 연통되도록 조립 설치되는데, 이 배관부(20)는 추후에 설명될 유체/기체공급부(30)에 의해 공급되는 유체 또는 기체가 순환되면서 압력강하가 발생되는 역할을 하는 것으로 전술한 유체 또는 기체는 물 또는 공기인 것으로 한다.

이러한 배관부(20)를 구성하는 배관유닛은, 추후에 설명될 다양한 곡관형 배관유닛을 연결하는 직관형 배관유닛(21), 직관형 배관유닛의 형태이되 일부가 확대 및 축소되는 확대 - 직관형 배관유닛(22)과 축소 - 직관형 배관유닛(23)과, 90°- 곡관형 배관유닛(24a), 1.5R - 곡관형 배관유닛(24b), 180°- 곡관형 배관유닛(24c), 2R - 곡관형 배관유닛(24d), 3R - 곡관형 배관유닛(24e), 4R - 곡관형 배관유닛(24f) 등 다양한 곡률반경 및 각도를 이루는 곡관형 배관유닛과, 확대 및 축소가 연속적으로 이루어지는 벤츄리미터형 배관유닛(25)로 이루어진다.

이러한 다수의 배관유닛에 의해 구성되는 배관부(20)는 전술한 배관유닛들 외에도 다양한 규격, 크기, 형태의 배관유닛들을 실험자의 목적 및 필요에 따라 다양하게 구성하여 설치할 수 있다.

이러한 각각의 배관유닛은 그 단부마다 플랜지(flange)가 구비되어 있어 결합 및 분해가 용이하며, 그 재질은 투명아크릴로 형성되어 배관부(20) 내에서의 유 체 또는 기체 흐름의 변화를 눈으로 확인할 수 있도록 한다.

한편, 전술한 본체(10)의 수용공간(11) 내에는 유체/기체공급부(30)가 설치되는데, 이 유체/기체공급부(30)는 전술한 배관부(20)의 양단에 연결되어 배관부(20) 내에 유체 또는 기체를 선택적으로 순환가능하게 공급하는 역할을 하는 것이다.

이러한 유체/기체공급부(30)는, 유체가 순환되도록 압력을 발생시키는 펌프(31)와, 이 펌프(31)에 연결되고 유체가 저장되는 유체탱크(32)와, 기체가 순환되도록 압력을 발생시키는 기체발생장치(35)와, 펌프(31), 기체발생장치(35) 및 배관부(20)에 연결되어 유체 또는 기체를 배관부(20)에 공급하는 공급관(33)과, 배관부(20) 및 유체탱크(32)에 연결되어 배관부(20) 내에서 순환된 상기 유체 또는 기체를 유체탱크(32)로 회수하는 환수관(34)을 포함하여 이루어진다.

전술한 펌프(31)는 종래기술에 따른 펌프(31)와 동일한 것으로 하여 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 하며, 이러한 펌프(31)는 비록 도시되지 않았지만 외부의 전원에 연결되는 전선(도시되지 않음)에 의해 작동에 필요한 동력을 공급받도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 전술한 펌프(31)의 일측에는 기체발생장치(35)가 설치되는데, 이 기체발생장치(35)는 전술한 공급관(33)에 연결되어 배관부(20)에 순환가능하게 기체를 공급하는 역할을 하는 것이다.

이러한 기체발생장치(35)에 연결되는 공급관(33) 내에는 회동 유무에 따라 공급관(33)을 개폐시키는 공기차단 판(38)이 설치되어, 전술한 펌프(31)에 의해서 유체가 순환될 시에는 기체공급장치(35) 내로 유체가 유입되지 않도록 공기차단 판(38)을 통해 공급관(33) 내를 밀폐시키도록 한다.

또한, 이러한 공기차단 판(38)의 단부에는 유체가 유입되지 않도록 고무패킹(도시되지 않음)이 더 구비되는 것으로 하며, 그 회동은 추후에 설명될 제어부(50)을 통해 이루어지도록 한다.

또한, 전술한 기체발생장치(35)의 일측에는 입자회수탱크(36)가 구비되는데, 이 입자회수탱크(36)는 기체를 이용한 실험시에 실험자가 공기의 흐름을 눈으로 파악할 수 있도록 투입되는 입자를 저장 및 회수하는 역할을 하는 것이다.

한편, 전술한 배관부(20)와 환수관(34)이 연결되는 측에는 밸브(38)가 설치되어 필요에 따라 개폐하여 유체 또는 기체의 흐름을 제어할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

전술한 배관부(20)가 설치되는 플레이트(12)의 내측에는 압력표시부(40)가 설치되는데, 이 압력표시부(40)는 전술한 배관유닛과 연결호스(41)에 의해 각각 연결되어 해당구간을 통과하는 유체 또는 기체의 압력변화를 표시해 주는 역할을 하는 것이다.

전술한 압력표시부(40)는 기준압력과 측정하고자 하는 압력의 차이를 측정하는 기구로서, U자 모양으로 구부린 원관 내에 밀도를 알고 있는 액체를 넣어 한끝은 기준압력(보통 대기압)에 노출시키고 한끝은 측정하고자 하는 압력원에 연결시켜서 압력차에 의하여 밀려 올라간 액체의 높이를 측정하여 압력으로 환산하는 종래기술에 따른 U자관 마노미터인 것으로 한다.

따라서 유체 또는 기체가 다양한 곡관형 배관유닛을 지나기 전과 지난 후의 압력강하, 확대 및 축소 - 직관형 배관유닛(22,23)을 지나기 전과 지난 후의 압력강하 및 벤츄리미터형 배관유닛(25)를 지나기 전과 지난 후의 압력강하를 각각 용이하게 측정할 수 있게 된다.

압력표시부(40)를 통해서 측정된 실험값은 별도의 센서(도시되지 않음)를 통해 추후에 설명될 제어부(50)로 무선전송될 수도 있고, 압력변화를 눈으로 확인한 실험자가 데이터를 추후에 설명될 제어부(50)의 입력버튼(51)을 통해 입력할 수도 있으며, 그 외에도 다양한 형태로 실험값을 제어부(50)로 전송하여 가공 및 활용할 수 있도록 한다.

전술한 압력표시부(40)가 설치되는 본체(10)에는 제어부(50)가 더 설치되는데, 이 제어부(50)는 전술한 유체/기체공급부(30)의 작동을 제어하며, 압력표시부(40)를 통해 측정된 데이터를 연산 및 디스플레이하는 역할을 하는 것이다.

따라서, 전술한 제어부(50)에는 유체/기체공급부(30)의 작동을 제어하기 위한 다수의 입력버튼(51)이 구비되고, 압력표시부(40)를 통해 측정된 데이터를 다양한 형태로 디스플레이하는 디스플레이패널(52)이 구비된다.

이러한 제어부(50)는 종래기술에 따른 PC인 것으로 하되, 이 PC는 배관의 압력강하 실험키트(1)의 전체전원과, 각각의 구성부재의 동작에 대한 ON/OFF를 제어하고, 측정된 실험값을 수신하여 다양한 형태로 가공 및 처리를 수행하며, 별도의 프린터(도시되지 않음)가 연결될 경우 전술한 디스플레이패널(52)을 통해 디스플레이되는 다양한 형태로 가공되는 실험값의 출력도 가능하다.

이하에는. 본 발명의 일 실시예에 따른 배관의 압력강하 실험키트(1)에 대한 전체적인 사용방법에 대해 설명한다.

먼저, 실험자는 제어부(50)의 입력버튼(51)을 외부의 전원에 연결되는 전선(도시되지 않음)을 펌프(31)에 연결하여 펌프(31)에 의해 작동에 필요한 동력을 공급받도록 한다.

그런 다음, 실험자는 물을 유체로 사용하고자 할 경우 유체탱크(32)에 물을 채워넣어 준비하고, 공기를 기체로 사용하고자 할 경우 유체탱크(32) 내의 물을 배수하거나 물이 채워져 있지 않을 경우 그대로 실험을 진행한다.

물을 사용할 경우 소정의 색소를 첨가하고, 공기를 사용할 경우 소정의 입자를 첨가하여 실험자가 물 또는 공기의 흐름을 용이하게 눈으로 파악할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

유체를 사용하여 실험을 진행할 경우, 실험자는 제어부(50)의 입력버튼(51)을 조작하여 펌프(31)를 작동시켜 유체가 펌프(31)의 압력에 의해 유체탱크(32)에서 공급관(33)을 통해 직관형 배관유닛(21) → 90°- 곡관형 배관유닛(24a) → 직관형 배관유닛(21) → 1.5R - 곡관형 배관유닛(24b) → 직관형 배관유닛(21) → 180°- 곡관형 배관유닛(24c) → 직관형 배관유닛(21) → 2R - 곡관형 배관유닛(24d) → 확대 - 직관형 배관유닛(22) → 벤츄리미터형 배관유닛(25) → 축소 - 직관형 배관유닛(23) → 3R - 곡관형 배관유닛(24e) → 직관형 배관유닛(21) → 4R - 곡관형 배관유닛(24f) → 직관형 배관유닛(21)을 지나 환수관(34)를 통해 유체탱크 (32)로 회수되며, 이러한 과정은 실험자가 제어부(50)의 입력버튼(51)을 어떻게 설정하느냐에 따라서 1회 또는 수차례 반복 실시될 수 있다.

또한 기체를 사용하여 실험을 진행할 경우, 실험자는 제어부(50)의 입력버튼(51)을 조작하여 공기차단 판(37)을 개방한 다음 기체발생장치(35)를 작동시켜 기체가 입자회수탱크(36)의 입자와 함께 기체발생장치(35)에서 발생되는 압력에 의해 공급관(33)을 통해 직관형 배관유닛(21) → 90°- 곡관형 배관유닛(24a) → 직관형 배관유닛(21) → 1.5R - 곡관형 배관유닛(24b) → 직관형 배관유닛(21) → 180°- 곡관형 배관유닛(24c) → 직관형 배관유닛(21) → 2R - 곡관형 배관유닛(24d) → 확대 - 직관형 배관유닛(22) → 벤츄리미터형 배관유닛(25) → 축소 - 직관형 배관유닛(23) → 3R - 곡관형 배관유닛(24e) → 직관형 배관유닛(21) → 4R - 곡관형 배관유닛(24f) → 직관형 배관유닛(21)을 지나 환수관(34)를 통해 유체탱크(32)로 회수되고, 기체 내에 투입되었던 입자는 다시 입자회수탱크(36) 내로 회수되며, 이러한 과정은 실험자가 제어부(50)의 입력버튼(51)을 어떻게 설정하느냐에 따라서 1회 또는 수차례 반복 실시될 수 있다.

배관부(20) 내를 순환하는 유체 또는 기체는 각각의 구간을 통화하면서 발생되는 압력강하를 연결호스(41)를 통해 연결되어 있는 압력표시부(40)에 표시해 주게 되고, 이 압력표시부(40)에 표시되는 압력, 즉 실험값은 센서(도시되지 않음)를 통해 제어부(50)로 무선 송신되거나 실험자가 직접 확인한 후 입력버튼(51)을 조작하여 입력할 수도 있다.

측정된 실험값은 디스플레이패널(52)을 통해 실험자에게 보여지며, 그 밖에 프린터(도시되지 않음) 및 인터넷을 통해서 여러가지 형태로 가공 및 활용이 가능하게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관의 압력강하 실험키트는 다양한 형상의 직관형, 곡관형 및 벤츄리미터형 배관유닛을 실험자의 의도에 따라 연결 설치하고 각각의 배관유닛에 압력표시부를 설치함에 따라 유체 또는 기체의 이동에 따라 각각의 배관유닛에서의 압력변화를 용이하게 파악할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

또한, 배관유닛을 투명아크릴 재질로 형성함에 따라 압력변화의 원리를 쉽게 이해할 수 있는 장점이 있다.

뿐만 아니라, 제어부가 구비되어 실험결과 값을 다양한 형태로 가공할 수 있으며, 자료의 축적 및 활용이 용이한 장점이 있다.

Claims

하부에 수용공간이 형성되고, 상부에 플레이트가 구비되는 본체;

상기 플레이트 상에 설치되되, 다수의 배관유닛들이 상호 연통 되도록 조립되는 배관부;

상기 수용공간 내에 설치되고, 상기 배관부의 양단에 연결되어 상기 배관부 내에 유체 또는 기체를 선택적으로 순환가능하게 공급하는 유체/기체공급부; 및

상기 플레이트 상에 설치되고, 상기 배관유닛에 각각 연결되어 해당구간을 통과하는 유체에 의한 압력변화를 표시하는 압력표시부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배관의 압력강하 실험키트.
청구항 1에 있어서,

상기 본체에는 상기 유체/기체공급부의 작동을 제어하며, 상기 압력표시부를 통해 측정된 데이터를 연산 및 디스플레이하는 제어부가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 배관의 압력강하 실험키트.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 배관부는 다양한 형상의 직관형 배관유닛과 다양한 곡률을 갖는 곡관형 배관유닛과 확대형 및 축소형 벤츄리미터 배관유닛으로 이루어지며, 상기 배관유닛은 투명아크릴 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 배관의 압력강하 실험키트.
청구항 1에 있어서,

상기 유체/기체공급부는, 유체가 순환되도록 압력을 발생시키는 펌프와, 상기 펌프에 연결되고 상기 유체가 저장되는 유체탱크와, 기체가 순환되도록 압력을 발생시키는 기체발생장치와, 상기 펌프, 기체발생장치 및 배관부에 연결되어 상기 유체를 상기 배관부에 공급하는 공급관과, 상기 배관부 및 유체탱크에 연결되어 상기 배관부 내에서 순환된 상기 유체 또는 기체를 상기 유체탱크로 회수하는 환수관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배관의 압력강하 실험키트.
청구항 1에 있어서,

상기 압력표시부는 U자관 마노미터인 것을 특징으로 하는 배관의 압력강하 실험키트.