KR20140026162A

KR20140026162A - 부압방지수단이 구비된 에어챔버

Info

Publication number: KR20140026162A
Application number: KR1020120093205A
Authority: KR
Inventors: 양철수; 정지철; 오봉록
Original assignee: (주)에스엠테크; 오봉록; 정지철
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2014-03-05
Also published as: KR101435426B1

Abstract

본 발명은 저장탱크의 수압 및 수위를 감지하여 솔레노이드밸브를 자동으로 작동시키는 부압방지수단이 구비된 에어챔버에 관한 것이다.
종래의 에어챔버는 관로의 길이, 직경, 형상 등의 사양에 따라 사이즈를 대형화하거나 관로상에 다수 개를 설치해야 하는 문제점이 있는데, 이를 해결하기 위하여 본 발명은 주배관의 유체가 연결관을 통해 저장탱크로 이송될 수 있도록 구성된 에어챔버에 있어서, 상기 저장탱크(1)의 내측에는 유체가 이송될 수 있도록 송수관(20a)의 일단이 삽입되며, 송수관(20a)의 타단은 저장탱크(1)의 외측으로 인출되어 부압방지장치(100) 또는 에어밸브(10)중 어느 하나 이상이 설치된 것을 특징으로 하는 부압방지수단이 구비된 에어챔버를 제안한다.
따라서 본 발명은 부압방지장치 또는 에어밸브가 에어챔버에서 발생하는 부압을 방지함으로써 저장탱크의 용량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 관로에 설치되는 에어밸브의 수 및 용량을 줄일 수 있어 제작비용이 절감됨으로써 더욱 경제적인 효과가 있다.

Description

부압방지수단이 구비된 에어챔버{Air chamber with negative pressure prevent}

본 발명은 에어챔버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저장탱크의 수압 및 수위를 감지하여 솔레노이드밸브를 자동으로 작동시키는 부압방지수단이 구비된 에어챔버에 관한 것이다.

일반적으로 상하수도의 취수장, 정수장 및 가압장과 도수, 송수 및 배수관로에 사용되는 송수관은 펌프 구동으로 대량의 유체를 공급하게 되므로 내부에 소정의 수압이 작용하게 되는바, 펌프가 가동중 정전 등으로 인해 정지시 유체의 역류로 인해 펌프 및 송수관을 마모 및 파손시키는 수충격 현상이 발생하게 된다.

상기 수충격 현상은 유체가 관로를 따라 이동시 펌프가 갑자기 정지되거나 밸브의 개폐시 유체의 급격한 유속변화로 인해 관내의 압력이 급상승하거나 급강하하는 부압이 발생함에 따라, 유체의 운동에너지가 압력에너지로 변환되어 펌프 및 밸브 측에 고압의 진동 및 충격음이 발생하여 이들을 파손 및 마모시키는 것이다.

이를 해소하기 위해 충분히 큰 에어챔버에 의해 부압을 형성하여 조절하게 되는데, 경제적/기술적 어려움으로 인해 상기 에어챔버에 에어밸브를 추가 설치하게 된다.

예를 들어, 종래의 수압 조절장치가 설치된 송수관시스템에서는 물을 저장하는 저수조의 물을 펌프의 구동에 의해 공급받는 상류 측의 배수지와, 상기 저수조와 배수지를 연결하는 송수관과, 상기 송수관에 분기접속되는 에어챔버 및 에어밸브로 구성되어 있다.

상기 펌프가 구동중 정전 등으로 인해 정지하게 되어 송수관 내에 역류로 인한 부압이 발생할 때, 에어챔버 내부의 기체가 팽창함으로써 내부에 수용되는 액체가 송수관 내로 유입되어 수충격을 흡수 및 완화하게 된다.

이로써 송수관이 부압에 의한 공동현상으로 파손되는 것을 방지할 수 있고, 이와 동시에 송수관 내에서 펌프와 밸브 측으로 가해지는 수충격으로 인해 수압이 급격하게 상승 또는 강하될 때, 에어챔버 내부의 기체가 압축되어 수충격을 흡수함에 따라 펌프 및 밸브가 마모 및 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이러한 에어챔버는 관로의 길이, 직경, 형상 등의 사양에 따라 사이즈를 대형화하거나 다수 개를 설치해야 하는 번거로움이 있으며, 에어밸브는 수압이 낮아지더라도 부력이 제거되지 않아 공기가 유입되지 않는 오동작이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 관로의 용량에 관계없이 적용할 수 있으며 설치되는 저장탱크의 용량 및 수를 줄일 수 있는 부압방지장치 또는 에어밸브 중 어느 하나이상이 포함하여 이루어지는 부압방지수단이 구비된 에어챔버를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 부압방지수단이 구비된 에어챔버는 주배관의 유체가 연결관을 통해 저장탱크로 이송될 수 있도록 구성된 에어챔버에 있어서, 상기 저장탱크의 내측에는 유체가 이송될 수 있도록 송수관의 일단이 삽입되며, 송수관의 타단은 저장탱크의 외측으로 인출되어 부압방지장치 또는 에어밸브 중 어느 하나 이상이 결합된 것을 그 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 따른 부압방지수단이 구비된 에어챔버에 의하면, 부압방지장치 또는 에어밸브가 에어챔버에서 발생하는 부압을 방지함으로써 저장탱크의 용량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 관로에 설치되는 에어밸브의 수 및 용량을 줄일 수 있어 제작비용이 절감됨으로써 더욱 경제적인 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 부압방지수단이 구비된 에어챔버를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 에어챔버를 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 부압방지장치를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 의한 부압방지장치의 작동상태를 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명에 의한 부압방지장치의 작동과정을 나타낸 단면도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명의 부압방지수단이 구비된 에어챔버는 도 1에서 도시한 바와 같이 유체가 저장되는 저장탱크(1)가 구비되며, 상기 저장탱크(1)의 일측에는 기기로 유체를 이송하는 주배관(2)이 구비되고, 상기 저장탱크(1)와 주배관(2)은 연결관(3)으로 연결되어 있다.

상기 주배관(2)과 연결관(3)에는 일반적으로 체크밸브가 설치되어 이송되는 유체의 양 및 압력을 조절하게 되며, 상기 저장탱크(1)에는 수위계측기(4)가 설치되어 있다.

상기 수위계측기(4)는 저장탱크(1) 내측의 수위를 수치로 확인할 수 있도록 저장탱크(1)의 외측에 설치되며, 상기 수위계측기(4)에 연결된 스템(5)은 저장탱크(1)의 내측에 수직으로 연장 형성되어 있으며, 상기 스템(5)에는 유체의 부력에 의해 상하로 이동할 수 있는 플로우트(6)가 결합되어 있다.

본 발명은 이렇게 구성된 에어챔버의 저장탱크(1) 상측에 에어밸브(10) 또는 부압방지장치(100) 중 적어도 어느 하나를 설치함으로써 에어챔버에서 발생할 수 있는 부압을 효과적으로 방지함으로써, 관로에 설치되는 저장탱크의 용량 및 수를 줄이기 위함이다.

상기 저장탱크(1)의 내측에는 송수관(20a)의 일단이 저장탱크(1)의 내측으로 삽입되어 수직으로 형성되어 있으며, 상기 송수관(20a)의 타단은 저장탱크(1)의 외측으로 인출되어 상기 부압방지장치(100)와 연결되어 있다.

상기 송수관(20a)은 내측으로 유체가 이송될 수 있도록 저장탱크(1)의 내측 하단부까지 연장 형성되어 있으며, 또한 상기 부압방지장치(100)의 상측에는 에어밸브(10)가 또 다른 송수관(10a)에 의해 연결되어 있다.

이때, 상기 에어밸브(10)의 내측은 도 2에서 나타낸 바와 같이 구성되어 있는데, 상기 송수관(10a)에는 항상 유체가 차 있어야 하므로, 에어밸브(10)에서는 내부에 공기가 있으면 플로우트(13)가 부력을 잃어 하강함으로써 공기를 배출하고, 내부에 유체가 있으면 부력을 얻어 1번홀(11) 및 2번홀(12)을 닫게 된다.

또한, 송수관(10a)의 압력이 낮아지면 대기압의 공기가 공급되어야 하므로, 공기통로(14), 1번홀(11) 및 2번홀(12)로 유입된 공기가 플로우트(13)의 부력을 잃게 하고 이로 인해 플로우트(13)가 하강함으로써 더 많은 공기가 송수관(10a) 내로 들어갈 수 있게 한다.

한편, 본 발명의 부압방지장치(100)는 도 3에서 도시한 바와 같이 저장탱크(1)와 에어밸브(10) 사이에 설치되며, 에어밸브(10)의 오작동을 방지함으로써 충격 현상을 미연에 방지하게 된다.

이를 위한 본 발명의 부압방지장치(100)는 메인바디(20)와, 상측배관(21) 및 하측배관(22)과, 수위측정관(30)을 포함하여 구성된다.

먼저, 메인바디(20)는 유체가 소통될 수 있도록 내부가 관통 형성되고, 상기 메인바디(20)의 측면을 관통하여 상하로 간격을 이루며 상측배관(21) 및 하측배관(22)이 수평으로 삽입 결합되어 있다.

상기 상측배관(21)과 하측배관(22)의 중간 부분에는 유체를 이송 또는 차단할 수 있도록 차단밸브(23)가 각각 구비되어 있으며, 두 배관의 끝단에는 이들이 서로 연통될 수 있도록 수위측정관(30)이 수직으로 형성되어 있다.

또한, 상기 수위측정관(30)의 하측에는 내측의 유체를 배출할 수 있도록 드레인밸브(31)가 구비되어 있으며, 내측에는 수위의 변화에 따라 상하로 이동할 수 있도록 구성된 플로우트 스위치(33)가 수직으로 형성된 가이드(32)에 결합 되어있다.

따라서 상기 플로우트 스위치(33)는 메인바디(20)의 수위와 동일한 수위를 유지할 수 있도록 구성된 수위측정관(30)의 내측에서 수위의 변화에 따라 승강하며, 메인바디(20)의 수위가 정해진 기준값 이상인 경우 '온(on)'으로 전환되어 소정의 전기적 신호를 후술하는 솔레노이드밸브(50)로 전달한다.

한편, 상기 하측배관(22)의 차단밸브(23)와 수위측정관(30) 사이에 연결된 관로에는 부압방지장치 내측의 수압을 측정할 수 있도록 압력센서(40)가 구비되어 있으며, 상기 상측배관(21)의 차단밸브(23)와 수위측정관(30) 사이에 연결된 관로에는 외부의 공기를 유입 또는 차단하는 솔레노이드밸브(50) 및 유체의 역류를 방지하는 복수의 체크밸브(51)가 구비되어 있다.

상기 솔레노이드밸브(50)는 전기적으로 온/오프 작동하며, 분기된 복수의 관로에 설치된 체크밸브(51)의 개수에 대응하도록 복수로 설치하여 각각을 따로 제어할 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 부압방지장치(100)는 도 4에서 도시한 바와 같이 송수관(10a, 20a) 내측의 수압이 상승하게 되면 유체가 메인바디(20)의 내측으로 유입되고, 메인바디(20)의 수위가 올라가게 되면 순차적으로 하측배관(22) 및 상측배관(21), 에어밸브(10)로 유입되며, 상기 하측배관(22) 및 상측배관(21)으로 유입된 유체는 수위측정관(30)의 내측으로 유입됨으로써 플로우트 스위치(33)를 '온(ON)'으로 전환시킨다.

또한, 부압에 의해 송수관(10a, 20a)의 수압이 하강하게 되면 에어밸브(10)의 내측으로 공기가 유입되어 플로우트(13)가 하강하여야 하는데, 에어밸브(10)의 오작동으로 인해 내측에 채워진 유체가 배출되지 않을 경우에는 수압이 낮은 상태이지만 수위는 높은 상태를 유지하게 된다. (에어밸브(10)의 부압 조절기능 상실)

이를 방지하기 위해 본 발명에서는 압력센서(40)가 감지된 수압이 설정 값 이하이고, 플로우트 스위치(33)가 온인 경우 솔레노이드밸브(50)를 자동으로 작동시켜 대기압의 공기를 공급하여 내부의 수위를 낮추는 동작을 수행하게 된다.

즉, 솔레노이드밸브(50)가 개방됨에 따라 체크밸브(51)를 통해 공기가 유입되어 부압방지장치 내측의 압력이 상승하게 되고, 이에 따라 메인바디(20)의 유체가 송수관(20a) 측으로 배출된다.

이러한 부압 방지장치의 작동과정은 도 5에서 나타낸 블록도와 같은데, 부압 방지장치의 전원이 ON인 상태에서 압력센서(40)에 측정된 수압이 설정 값 이하이고, 수위측정관(30)의 수위가 설정 값 이상이어서 플로우트스위치(33)가 온(ON)으로 전환되면 솔레노이드밸브(50)를 개방하는 자동제어 동작이 진행된다.

또한, 압력센서(40)에 측정된 수압이 설정 값 이상이거나, 수위측정관(30)의 수위가 설정 값 이하이어서 플로우트 스위치(33)가 오프(OFF)로 전환되면 솔레노이드밸브(50)도 오프(OFF)로 전환되어 공기의 유입을 차단하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 부압방지수단이 구비된 에어챔버는 부압방지장치(100)가 에어챔버에서 발생하는 부압을 방지함으로써 저장탱크(1)의 용량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 관로에 설치되는 에어밸브(10)의 수 및 용량을 줄일 수 있어 제작비용이 절감됨으로써 더욱 경제적이다.

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 : 에어밸브 10a,20a : 송수관
11 : 1번홀 12 : 2번홀
13 : 플로우트 14 : 공기통로
20 : 메인바디 21 : 상측배관
22 : 하측배관 23 : 차단밸브
30 : 수위측정관 31 : 드레인밸브
32 : 가이드 33 : 플로우트스위치
40 : 압력센서 50 : 솔레노이드밸브
51 : 체크밸브 100: 부압방지장치

Claims

주배관의 유체가 연결관을 통해 저장탱크로 이송될 수 있도록 구성된 에어챔버에 있어서,
상기 저장탱크(1)의 내측에는 유체가 이송될 수 있도록 송수관(20a)의 일단이 삽입되며, 송수관(20a)의 타단은 저장탱크(1)의 외측으로 인출되어 부압방지장치(100) 또는 에어밸브(10)중 어느 하나 이상이 설치된 것을 특징으로 하는 부압방지수단이 구비된 에어챔버.
제 1항에 있어서,
상기 에어밸브(10)는 송수관(10a)에 의해 부압방지장치(100)의 상측에 연결되어, 부압방지장치(100)의 내측으로 공기를 흡입 또는 배출하는 것을 특징으로 하는 부압방지수단이 구비된 에어챔버.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 부압방지장치(100)는 유체가 소통될 수 있도록 내부가 관통 형성된 메인바디(20)와;
상기 메인바디(20)에 상하로 간격을 이루며 삽입 결합된 상측배관(21) 및 하측배관(22)과;
상기 상측배관(21) 및 하측배관(22)이 서로 연통 되도록 끝단에 수직으로 형성되며, 내측에는 수위의 변화에 따라 상하로 이동할 수 있는 플로우트 스위치(33)가 구비된 수위측정관(30)과;
상기 상측배관(21)에 연결되며, 상기 플로우트 스위치(33) 및 하측배관(22)의 압력센서(40)에서 전달된 전기적 신호에 따라 외부의 공기를 유입 또는 차단하여 상기 메인바디(20)의 수위를 조절하는 솔레노이드밸브(50);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 부압방지수단이 구비된 에어챔버.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 에어밸브(10)는 내부에 공기가 있으면 플로우트(13)가 부력을 잃어 하강함으로써 공기를 배출하고, 내부에 유체가 있으면 부력을 얻어 1번홀(11) 및 2번홀(12)을 닫게 되며,
송수관(10a)의 압력이 낮아지면 공기통로(14), 1번홀(11) 및 2번홀(12)로 유입된 공기가 플로우트(13)의 부력을 잃게 하고 이로 인해 플로우트(13)가 하강함으로써 더 많은 공기가 송수관(10a) 내로 들어갈 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 부압방지수단이 구비된 에어챔버.