KR20120042514A - 밀폐형 팽창탱크의 수위표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복잡한 배관이 연결되어 접근이 용이하지 않은 대형 탱크의 수위를 더욱 용이하게 계측할 수 있는 밀폐형 팽창탱크의 수위표시장치에 관한 것이다.
종래의 수위표시기를 대형 탱크에 설치할 경우에는 탱크의 주변으로 각종 배관이 설치되어 검침자의 접근이 용이하지 않아 수치를 정확하게 확인할 수 없다는문제점이 있는데, 이를 해결하기 위하여 본 발명은 저장탱크와 주배관의 사이에 배출관이 연결된 밀폐형 팽창탱크에 있어서, 일측은 저장탱크의 상부에 연결되고, 타측은 배출관의 측부에 연결된 상태에서 저장탱크의 높이방향으로 수직설치됨으로써 항상 저장탱크와 동일한 수위를 유지하는 수위계측관과; 상기 수위계측관의 외측에 설치되며, 수위감지부에서 감지된 수위계측관의 수위를 콘트롤박스의 제어신호에 따라 복수의 엘이디에 의해 단계별로 점등하여 저장탱크의 수위를 외부로 표시하는 수위표시장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 팽창탱크의 수위표시장치를 제안한다.
따라서 본 발명은 저장탱크의 수위와 항상 동일한 수위를 유지하는 수위계측관를 구비하고, 이 수위계측관의 내측에 수위측정기를 설치함으로써 각종 배관이 연결되어 접근이 용이하지 않은 저장탱크의 수위를 더욱 용이하게 계측할 수 있는 효과가 있다. 또한, 복수의 엘이디를 사용하여 액체의 수위를 표시함으로써 먼 거리에서나 야간에도 정확하고 용이한 확인이 가능하여 수위관리가 더욱 용이해지는 효과가 있다.

Description

밀폐형 팽창탱크의 수위표시장치{Apparatus for displaying water level of closed expansion tank}
본 발명은 수충격 방지용 밀폐형 팽창탱크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복잡한 배관이 연결되어 접근이 용이하지 않은 대형 탱크의 수위를 더욱 용이하게 계측할 수 있는 밀폐형 팽창탱크의 수위표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 수충격방지설비에서 말하는 수충격(수격)이란 흐르고 있는 관로의 밸브를 갑자기 닫거나 펌프를 정지하는 등 유속의 변화가 있는 경우, 유체가 가지고 있던 운동에너지가 압력에너지로 변하고, 이 압력변화가 압축파의 전파속도로 전달된다. 이 압력파는 되돌아 올 때 압력의 부호가 반대로 되고 관로 내를 계속 왕복하게 된다. 이러한 현상을 수격작용(Water hammering)이라 하는데, 유속이 빠르고 변화시간이 짧을수록 그 정도는 커지게 된다. 이때의 압력은 심할 경우 부압은 물의 포화증기압 이하기 되어 증기공동(Vapor cavity)이 형성되어 수주분리(Column separation) 현상이 발생하기도 하며, 이는 배관의 좌굴(collapse)이 발생할 수 있고, 수주가 재결합할 때 높은 압력이 유발되며, 상승압은 기기의 내압이상으로 상승하여 기기를 파손시키기도 한다.
따라서 배관 관로에서 펌프의 on/off, 정전 및 밸브의 조작에 따른 수격발생 및 침압, 부압 발생으로 인한 펌프 배관 계통의 파손을 방지 할 수 있도록 수충격 방지시스템을 설치하게 된다.
이러한 수충격방지시스템에는 밀폐형 팽창탱크가 구비되는데, 상기 밀폐형 팽창탱크란, 배관의 압력을 조절하기 위해 사용하는 안전장치로서, 배관의 압력이 낮을 경우 밀폐형 팽창탱크 내부의 유체를 배관으로 이송하고, 배관의 압력이 높을 경우에는 배관의 유체를 밀폐형 팽창탱크의 내부로 이송하도록 구성된다. 따라서, 밀폐형 팽창탱크의 수위를 인식하고 이를 안전범위로 유지하도록 조정하는 것은 전체 배관시스템의 극히 중요한 관리요소가 된다.
이러한 종래의 밀폐형 팽창탱크는 내측에 액체의 수위에 따라 승강하는 부표가 설치되고, 팽창탱크의 외측에는 이 부표의 위치를 확인할 수 있는 지침방식의 수위표시기가 설치되거나, 수위를 별도의 수위감지부에 의해 감지하여 디지털방식으로 수위표시기에 표시하는 등의 방법을 사용하였다.
그러나, 이러한 종래의 수위표시기를 대형 탱크에 설치할 경우에는 탱크의 주변으로 각종 배관이 설치되어 검침자의 접근이 용이하지 않아 수치를 정확하게 확인할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 검침자가 더욱 용이하게 수치를 확인할 수 있는 밀폐형 팽창탱크의 수위표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 밀폐형 팽창탱크의 수위표시장치는 저장탱크와 주배관의 사이에 배출관이 연결된 밀폐형 팽창탱크에 있어서, 일측은 저장탱크의 상부에 연결되고, 타측은 배출관의 측부에 연결된 상태에서 저장탱크의 높이방향으로 수직설치됨으로써 항상 저장탱크와 동일한 수위를 유지하는 수위계측관과; 상기 수위계측관의 외측에 설치되며, 수위감지부에서 감지된 수위계측관의 수위를 콘트롤박스의 제어신호에 따라 복수의 엘이디에 의해 단계별로 점등하여 저장탱크의 수위를 외부로 표시하는 수위표시장치를 포함하여 구성되는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 따른 밀폐형 팽창탱크의 수위표시장치에 의하면, 저장탱크의 수위와 항상 동일한 수위를 유지하는 수위계측관을 구비하고, 이 수위계측관의 내측에 수위감지부를 설치함으로써 각종 배관이 연결되어 접근이 용이하지 않은 저장탱크의 수위를 더욱 용이하게 계측할 수 있는 효과가 있다.
또한, 복수의 엘이디를 사용하여 액체의 수위를 표시함으로써 먼 거리에서나 야간에도 정확하고 용이한 확인이 가능하여 수위관리가 더욱 용이해지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 수위표시장치가 설치된 밀폐형 팽창탱크를 개략적으로 나타낸 정면도,
도 2는 본 발명의 수위계측관에 설치된 수위감지부를 도시한 정면도,
도 3은 본 발명에 의한 수위표시장치가 설치된 밀폐형 팽창탱크의 단면도,
도 4는 본 발명에 의한 콘트롤박스의 내부구성을 개략적으로 나타낸 모식도,
도 5는 본 발명에 의한 엘이디 미터에서 상?하측 표시부를 분리하여 나타낸 배면 사시도,
도 6은 도 5의 엘이디미터에서 상?하측 표시부가 결합된 상태의 정면 부분확대도.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 밀폐형 팽창탱크의 수위표시장치는 도 1에서 도시한 바와 같이, 유체가 저장되는 저장탱크(10)가 구비되며, 상기 저장탱크(10)의 일측에는 기기로 유체를 이송하는 주배관(20)이 구비되고, 상기 저장탱크(10)와 주배관(20)은 배출관(30)으로 연결되어 있다.
상기 주배관(20)과 배출관(30)에는 일반적으로 체크밸브가 설치되어 이송되는 유체의 양 및 압력을 조절하게 된다.
상기 배출관(30)의 측부와 저장탱크(10)의 상부는 본 발명의 기술적 특징인 수위계측관(40)과 연결되어 있는데, 상기 수위계측관(40)은 저장탱크(10)의 일측에 높이방향으로 수직설치됨으로써 항상 저장탱크(10)와 동일한 수위를 유지하게 되며, 상기 수위계측관(40)에는 내부의 수위를 계측할 수 있도록 수위감지부(50)가 설치된다.
또한, 수위계측관(40)의 외측에는 높이방향으로 수직하게 수위표시장치(60)가 설치되는데, 상기 수위표시장치(60)는 수위감지부(50)에서 전달된 수위 정보에 따라 엘이디를 점등하여 시각적으로 현재의 수위를 표출하게 된다.
본 발명의 일 실시례로서, 상기 수위감지부(50)는 도 2에서 도시한 바와 같이 상측에 하우징(51)이 구비되며, 상기 하우징(51)의 내측에는 수위를 측정할 수 있는 자기식 플로우트(float) 센서 및 컨트롤부가 구비되며, 수위계측관(40)의 상측을 관통하는 형태로 결합된다.
즉, 상기 하우징(51)의 하측에는 수직으로 연장 형성되어 수위계측관(40)의 내부에 삽입 설치되는 스템(52)이 구비되며, 상기 스템(52)의 상측에는 수위계측관(40)과 긴밀히 결합하기 위한 플랜지(53)가 형성되어 있다.
상기 플랜지(53)의 하측에는 상측스탑퍼(54)가 결합되어 있으며, 상기 스템(52)의 하측에는 하측스탑퍼(55)가 결합되어 있고, 상기 상측스탑퍼(54)와 하측스탑퍼(55)의 사이에는 플로우트(float)(56)가 상하로 이동할 수 있도록 스템(52)에 결합되어 있다.
이렇게 구성된 수위감지부(50)는 설치가 간편하여 널리 사용되는 수위 계측장치로서, 이미 공지된 기술이므로 구체적인 작동설명은 생략한다.
상기 수위감지부(50)는 상술한 자기식 플로우트(float)센서에 국한되는 것이 아니라, 수위에 따라 정전용량의 변화를 감지하는 정전용량 감지센서, 공기와 매체 간의 밀도차이로 인해 매체로부터 반사된 초음파 펄스를 사용하며, 펄스의 전송과 반송 사이의 시간이 계측기에 의해 측정되고 분석되어 센서 다이아프램과 매체 표면 간의 거리에 대한 값을 지시하는 초음파레벨트랜스미터, 광학발신기에서 펄스광을 발생시키고 측정대상인 액체나 고체의 경계면에서 반사되어 광파를 수신기로 수광하여 광파의 전파시간을 고속카운터를 사용하여 측정하고 이를 거리로 환산하여 레벨을 측정하는 레이더 방식, 하중의 변화에 따른 저항값을 측정하는 압력센서, 초단파 신호를 이용한 초단파 방식 등을 사용할 수도 있음은 물론이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 밀폐형 팽창탱크의 수위표시장치는 도 3에서 도시한 바와 같이 설치되어 수위계측관(40)의 수위를 측정함으로써 저장탱크(10)의 수위를 나타낸다.
상기 저장탱크(10)의 내측에는 격막(11)이 수위계측관(40)과 연결되어 저장탱크(10)의 상측에 결합되고, 배출관(30)의 선단이 격막(11)의 내측과 연통된 상태로 설치되어 있다.
상기 주배관(20)을 통해 기기로 이송된 유체는 주배관(20)의 압력이 증가함에 따라 배출관(30)을 통해 저장탱크(10)로 배출됨으로써 배출관(30)이 일정한 압력을 유지하게 되는데, 이때 저장탱크(10)로 배출되는 유체는 격막(11)의 내측으로 유입된다.
이렇게 격막(11)의 내측으로 유체가 유입됨에 따라 격막(11)이 팽창하게 되며, 차츰 주배관(20)의 압력이 낮아지면 격막(11) 외측의 질소 또는 건조공기의 압력에 의해 유체가 주배관(20)으로 밀려 나가 격막(11)은 다시 원상태로 복원되는 것이다.
이렇게 주배관(20)을 통해 기기로 이송되는 유체는 주배관(20)의 압력이 증가함에 따라 배출관(30)을 통해 저장탱크(10)로 유체를 배출함으로써 일정한 압력을 유지하게 되는데, 이때 배출관(30)의 유체는 저장탱크(10)와 수위계측관(40)으로 분산되어 이송된다.
그리고 상기 저장탱크(10)의 수위와 수위계측관(40)의 수위는 대기압 현상에 의해 항상 같은 수위로 증감하게 되고, 이러한 현상을 이용하여 수위계측관(40) 내부의 유체 수위를 측정함으로써 저장탱크(10)의 수위를 측정할 수 있는 것이다.
상기 수위계측관(40)의 수위가 증감함에 따라 플로우트(56)가 스템(52)을 따라 상승 또는 하강하게 되고, 이러한 플로우트(56)의 위치를 하우징(51)에서 감지하여 유체의 수위를 수치 또는 지시바늘로 표시하게 된다.
또한, 어두운 곳이나 밤, 먼 거리에서도 저장탱크(10)의 수위를 쉽게 확인할 수 있는 수위표시장치(60)는 플로우트(56)의 위치를 센서가 감지하여 유체의 수위에 따라 하측에서 상측으로 엘이디(61)를 차례로 점등함으로써 수위를 표시하게 된다.
한편, 본 발명에 사용되는 수위표시장치(60)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 수위감지부(50)에서 전달된 수위정보에 따라 엘이디의 점등을 제어하는 콘트롤박스(69)와, 상기 콘트롤박스(69)의 제어에 따라 설치된 복수의 엘이디(61)가 순차적으로 점등되는 엘이디 미터(69d)로 이루어져 있다.
이때, 상기 콘트롤박스(69d)는 수위감지부(50)에서 전달된 전기적 신호에 의해 엘이디 미터(69d)에 직렬로 설치된 복수의 엘이디(61)를 순차적으로 점등 제어하는 제어기판(69a)과, 상기 제어기판(69a)의 일측에 설치되어 엘이디 미터(69d)를 전기적으로 접속하는 연결커넥터(69b)와; 외부에서 공급되는 교류(AC) 전류를 직류(DC)전류로 변환하는 에스엠피에스(SMPS;Switching Mode Power Supplies)(69c)를 포함하여 구성된다.
상기 제어기판(69a)은 콘트롤박스(69d)의 내부에 고정 설치되며, 외부의 전원선(도면미표시)에서 전달된 교류전원을 에스엠피에스(69c)에서 안정적인 직류전원으로 변환하여 연결커넥터(69b)를 통해 엘이디 미터(69d)로 전달하게 되는데, 각각의 전기적 연결 및 개별회로 소자의 구성은 일반적인 기술이므로 추가 설명을 생략한다.
상기 에스엠피에스(69c)는 외부에서 공급되는 교류(AC) 전류를 직류(DC)전류로 각종 전자기기의 조건에 맞도록 변환시켜주는 장치로 반도체 스위칭 특성을 이용해 상용 주파수 이상의 고주파에 단속 제어를 하고 충격을 완화시켜 주는 역할을 한다.
또한, 상기 엘이디 미터(69d)는 인쇄회로기판(PCB)의 상측에 복수의 엘이디가 직렬로 설치되어, 콘트롤박스(69)의 제어신호에 따라 순차적으로 점등하도록 구성된다.
한편, 상기 엘이디 미터(69d)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 엘이디(61)가 직렬로 설치되고 양측 선단에 제1접속단자(63) 및 제1접속핀(64)이 각각 형성된 상측표시부(62)와, 복수의 엘이디(61)가 직렬로 설치되고 양측 선단에 상기 제2접속단자(66) 및 제2접속핀(67)이 각각 형성된 하측표시부(65)로 구성되며, 상기 상측표시부(62)의 제1접속단자(63)가 콘트롤박스(69)의 연결커넥터(69b)에 삽입되고, 제1접속핀(64)은 하측표시부(65)의 제2접속단자(63)에 삽입됨으로써, 에스엠피에스(69c)의 안정적인 직류전원이 상측표시부(62)와 하측표시부(65)에 공급된다.
이때, 상기 하측표시부(65)의 제2접속핀(67)에는 다른 엘이디 미터의 상측표시부에 형성된 접속단자가 연결될 수 있으므로, 본 발명에 의한 엘이디 미터(69d)는 복수가 전기적으로 연결되어 수위계측관(30)에 크기에 따라 전체 길이가 가변될 수 있도록 구성됨에 그 기술적 특이성이 있다.
만일, 엘이디 미터(69d)의 길이 연장이 필요하지 않는 경우에는 상기 제2접속핀(67)에 종단 터미네이터(68)를 삽입하여 외부의 전파 노이즈(noise)를 방지하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상측표시부(62)와 하측표시부(65)에 설치되는 엘이디(61)는 각각 다른 색상으로 점등되도록 구성하는 것이 바람직한데, 예를 들어 상측의 엘이디는 적색으로 구성하고 하측의 엘이디는 녹색으로 구성하면 점등되는 엘이디의 높이를 시각적으로 명확히 구분할 수 있게 된다.
상기와 같은 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.
10 : 저장탱크 11 : 격막
20 : 주배관 30 : 배출관
40 : 수위계측관 50 : 수위감지부
51 : 하우징 52 : 스템
53 : 플랜지 54 : 상측스탑퍼
55 : 하측스탑퍼 56 : 플로우트(float)
60 : 수위표시장치 61 : 엘이디
62 : 상측표시부 63 : 제1접속단자
64 : 제1접속핀 65 : 하측표시부
66 : 접속단자 67 : 제2접속핀
68 : 종단 터미네이터 69 : 콘트롤박스
69a: 제어기판 69b: 연결커넥터
69c: 에스엠피에스(SMPS) 69d: 엘이디 미터

Claims (4)

  1. 저장탱크와 주배관의 사이에 배출관이 연결된 밀폐형 팽창탱크에 있어서,
    일측은 저장탱크의 상부에 연결되고, 타측은 배출관의 측부에 연결된 상태에서 저장탱크의 높이방향으로 수직설치됨으로써 항상 저장탱크와 동일한 수위를 유지하는 수위계측관과;
    상기 수위계측관의 외측에 설치되며, 수위감지부에서 감지된 수위계측관의 수위를 콘트롤박스의 제어신호에 따라 복수의 엘이디에 의해 단계별로 점등하여 저장탱크의 수위를 외부로 표시하는 수위표시장치;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 팽창탱크의 수위표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 콘트롤박스에는 수위감지부에서 전달된 전기적 신호에 의해 엘이디 미터에 직렬로 설치된 복수의 엘이디를 순차적으로 점등 제어하는 제어기판과, 상기 제어기판의 일측에 설치되어 엘이디 미터를 전기적으로 접속하는 연결커넥터가 구비되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 팽창탱크의 수위표시장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 엘이디 미터는 복수의 엘이디가 직렬로 설치되고 양측 선단에 제1접속단자 및 제1접속핀이 각각 형성된 상측표시부와, 복수의 엘이디가 직렬로 설치되고 양측 선단에 상기 제2접속단자 및 제2접속핀이 각각 형성된 하측표시부로 구성되며,
    상기 하측표시부의 제2접속핀에는 다른 엘이디 미터의 상측표시부에 형성된 접속단자가 연결되거나 또는 외부의 노이즈를 방지하기 위해 종단 터미네이터가 연결되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 팽창탱크의 수위표시장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수위감지부는 자기식 플로우트(float)센서, 정전용량식 감지센서, 초음파 레벨트랜스미터, 레이더 방식 감지센서, 압력센서, 초단파 방식 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 밀폐형 팽창탱크의 수위표시장치.
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