KR20170055377A

KR20170055377A - 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20170055377A
Application number: KR1020150158458A
Authority: KR
Inventors: 정무현; 문채원; 김정우; 박경민
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2015-11-11
Filing date: 2015-11-11
Publication date: 2017-05-19

Abstract

본 발명은 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 펌프 내 마중물의 수위를 자동으로 관리가능하여 운용의 편의성과 대응시간을 최소화할 수 있는 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치 및 그 제어방법{INFLOW APPARATUS IN SELF-PRIMING PUMP OF UNDERWATER MOVING OBJECT AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}

본 발명은 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 펌프 내 마중물의 수위를 자동으로 관리가능한 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 펌프는 크게 자흡식 펌프(Self-priming pump)와 비자흡식 펌프(Non self-priming pump)로 나뉘어지며, 상기 자흡식 펌프 흡입 배관 내의 공기를 배출시킬 수 있는 펌프를 말하며, 최초 시운전 시에는 펌프가 물로 채워져야만 작동할 수 있고, 비자흡식 펌프는 흡입 배관의 공기를 배출할 수 없으므로, 이를 사용할 경우 펌프와 흡입 배관은 항상 완전히 물로 채워져 있어야 한다.

상기 자흡식 펌프의 시동을 위해 미리 펌프 동체에 외부로부터 채우는 물을 마중물(priming)이라 하며, 수중운동체의 빌지(Bilge) 계통에 사용되는 자흡식 펌프의 경우에도 펌프 운용의 초기 조건으로 특정 수위의 마중물이 펌프 내에 구비되어야 한다.

도 1에 도시된 바와 같은 종래의 자흡식 펌프에 마중물이 적정 수위에 도달하지 못하는 경우 펌프의 오작동이 유발되거나 펌프 자체의 운용이 불가한 상항을 초래할 수 있으므로, 이를 운용하는 운용자는 펌프 초기 운용 전 수위를 감시해야 하며, 충분한 마중물의 수위가 확보되지 않았을 경우에는 인위적으로 보충물을 공급한 후 펌프를 정상 운용하여야 한다.

이와 같이 운용자는 마중물의 수위 상태를 수시로 점검하여야 하는 번거로움이 존재하며, 특히 빌지 제거를 긴급히 행해야 하는 수중운동체의 경우 대응시간 증가에 따라 추가적인 위험성을 가지게 되는 문제점이 있다.

펌프의 마중물 자동공급장치(특허출원 제10-2009-0116756호)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 펌프 내 마중물의 수위를 자동으로 관리가능하여 운용의 편의성과 대응시간을 최소화할 수 있는 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치 및 그 제어방법을 제안함에 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치는 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치에 있어서, 상기 펌프 내에 구비되어 마중물의 수위를 측정하는 수위센서; 상기 수위센서로부터 측정된 마중물의 수위에 따라 마중물의 보충이 이루어지도록 펌프의 기동을 제어하는 펌프시동기;를 포함한다.

본 발명인 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치에 있어서, 상기 수위센서는 펌프의 하부에 구비된 하부수위센서; 및 펌프의 상부에 구비된 상부수위센서;를 포함하되, 상기 펌프시동기는 하부수위센서에서만 수위가 감지되면 마중물이 보충되도록 펌프를 기동한 후, 상부수위센서에서 수위가 감지되면 마중물의 보충이 중단되도록 펌프를 기동하는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치에 있어서, 상기 펌프 내로 물이 유입되는 통로인 마중물유입라인과, 상기 펌프 내의 공기를 외부로 유출시키는 통로인 공기라인을 더 포함하되, 상기 마중물유입라인과 공기라인은 마중물의 보충시 개방되고, 마중물의 보충 중단시 폐쇄되는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치에 있어서, 상기 마중물유입라인과 공기라인 각각을 개폐하는 밸브가 구비되되, 상기 펌프시동기는 마중물의 수위에 따라 상기 밸브의 개폐를 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치에 있어서, 상기 펌프로 인해 빌지(Bilge)가 흡입되어 외부로 배출되는 통로인 출력라인을 더 포함하되, 상기 출력라인은 마중물의 보충시 폐쇄되고, 마중물의 보충 중단시 개방되는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치에 있어서, 상기 출력라인을 개폐하는 밸브가 구비되되, 상기 펌프시동기는 마중물의 수위에 따라 상기 밸브의 개폐를 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치에 있어서, 상기 펌프시동기는 수위센서로부터 측정된 마중물의 수위에 따라 경보를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치에 있어서, 상기 펌프시동기는 마중물의 보충시 펌프의 모터를 초기RPM으로 기동시키고, 마중물의 보충 중단시 펌프의 모터를 목표RPM으로 기동시키되, 상기 초기RPM은 목표RPM보다 작은 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치의 제어방법은 펌프의 기동을 제어하는 펌프시동기가 상기 펌프 내의 상부에 구비된 상부수위센서 및 상기 펌프 내의 하부에 구비된 하부수위센서를 통해 마중물의 수위를 감지하는 제 1 단계; 상기 펌프시동기가 하부수위센서에서만 수위가 감지되면 마중물이 보충되도록 펌프를 기동하는 제 2 단계; 및 상기 펌프시동기가 상부수위센서에서 수위가 감지되면 마중물의 보충이 중단되도록 펌프를 기동하는 제 3 단계;를 포함한다.

본 발명인 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치의 제어방법에 있어서, 상기 제 2 단계는, 상기 펌프시동기가 펌프로 인해 빌지(Bilge)가 흡입되어 외부로 배출되는 통로인 출력라인을 폐쇄하는 제 2-1 단계; 상기 펌프시동기가 펌프 내의 공기를 외부로 유출시키는 통로인 공기라인을 개방하는 제 2-2 단계; 및 상기 펌프시동기가 펌프 내로 물이 유입되는 통로인 마중물유입라인을 개방하는 제 2-3 단계;를 포함한다.

본 발명인 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치의 제어방법에 있어서, 상기 제 3 단계는, 상기 펌프시동기가 펌프 내로 물이 유입되는 통로인 마중물유입라인을 폐쇄하는 제 3-1 단계; 상기 펌프시동기가 펌프 내의 공기를 외부로 유출시키는 통로인 공기라인을 폐쇄하는 제 3-2 단계; 및 상기 펌프시동기가 펌프로 인해 빌지(Bilge)가 흡입되어 외부로 배출되는 통로인 출력라인을 개방하는 제 3-3 단계;를 포함한다.

본 발명에 따르면, 펌프 내에 구비된 수위센서로부터 측정된 마중물의 수위에 따라 마중물의 보충이 이루어지도록 자동화된 체계를 구축할 수 있고, 이를 활용하여 운용자가 손쉽게 펌프를 운용할 수 있음은 물론 펌프의 오작동을 방지할 수 있으며, 특히 운용자가 일일이 마중물의 수위를 점검하고 마중물을 공급하지 않아도 되므로 빌지의 제거가 신속하게 요구되는 수중운동체 환경에서 대응시간을 최소화할 수 있다.

도 1은 종래의 수중운동체용 자흡식 펌프를 운용하는 일 예를 보여주는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 의한 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치의 구조를 보여주는 개념도이다.
도 3은 본 발명에 의한 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 본 발명인 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치 및 그 제어방법은 첨부된 도면 도 2 및 도 3을 참고로 상세하게 설명한다.

본 발명인 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치는 도 2에 도시된 바와 같이 펌프(100) 내에 구비되어 마중물의 수위를 측정하는 수위센서(110)와, 상기 펌프(100)의 기동을 제어하는 펌프시동기(200)를 포함한다.

상기 수위센서(110)는 수위를 감지할 수 있는 다양한 종류의 센서가 사용될 수 있으나 레벨센서를 사용함이 바람직하며, 상기 펌프시동기(200)는 수위센서(110)로부터 측정된 마중물의 수위에 따라 마중물의 보충이 이루어지도록 펌프(100)의 기동을 제어한다.

보다 구체적으로, 본 발명과 같은 자흡식 펌프의 경우 운용을 위해 적정 수위의 마중물이 펌프(100) 내에 존재하여야 하므로, 상기 펌프시동기(200)는 수위센서(110)로부터 측정된 마중물의 수위가 적정 수위에 미달되는 경우 마중물의 보충이 이루어지도록 펌프(100)를 기동시키게 된다.

이와 같이 펌프(100) 내에 구비된 수위센서(110)로부터 측정된 마중물의 수위에 따라 마중물의 보충이 이루어지도록 자동화된 체계를 구축할 수 있고, 이를 활용함으로써, 운용자가 손쉽게 펌프를 운용할 수 있음은 물론 펌프의 오작동을 방지할 수 있다. 특히 운용자가 일일이 마중물의 수위를 점검하고 마중물을 공급하지 않아도 되므로 빌지의 제거가 신속하게 요구되는 수중운동체 환경에서 대응시간을 최소화할 수 있다.

한편, 상기 수위센서(110)는 펌프(100)의 상부에 구비된 상부수위센서(111)와, 펌프(100)의 하부에 구비된 하부수위센서(112)를 포함할 수 있으며, 상기 상부수위센서(111)는 펌프(100)의 초기 운용을 위한 마중물의 적정 수위에 해당되는 지점과 같거나 높은 지점에 설치되며, 상기 하부수위센서(112)는 마중물의 적정 수위에 해당되는 지점보다 낮은 지점에 설치된다.

먼저, 하부수위센서(112)에서만 수위가 감지된 경우에 대하여 살펴보면, 상기 펌프시동기(200)는 마중물이 보충되도록 펌프(100)를 기동하는데, 펌프(100) 내로 마중물의 보충을 위해 물이 유입되는 통로인 마중물유입라인(10)과, 상기 펌프(100) 내의 공기를 외부로 유출시키는 통로인 공기라인(20)을 모두 개방하며, 펌프(100) 내의 공기가 빠져나가는 만큼 마중물의 보충이 이루어지게 된다.

이때, 상기 펌프시동기(200)는 마중물유입라인(10)과 공기라인(20) 각각에 설치되어 이를 개폐하는 밸브(11,21)를 원격으로 조절하며, 마중물의 보충시 상기 밸브(11,21)를 개방시킨다.

또한, 상기 펌프(100)로 인해 빌지(Bilge)가 흡입되어 외부로 배출되는 통로인 출력라인(30)를 폐쇄하여 펌프(100) 내로 공기 및 빌지의 흡입이 이루어지지 않도록 하며, 상기 펌프시동기(200)는 출력라인(30)에 설치되어 이를 개폐하는 밸브(31)를 원격으로 조절하며, 마중물의 보충시 상기 밸브(31)를 폐쇄시킨다.

상기와 같이 펌프시동기(200)의 제어에 의해 펌프(100) 내에 마중물이 보충되어 상부수위센서(111)에서 수위가 감지되면 상기 펌프시동기(200)는 마중물의 보충이 중단되도록 펌프(100)를 기동하는데, 상기 마중물유입라인(10)과 공기라인(20)을 모두 폐쇄하고, 상기 출력라인(30)을 개방하여 펌프(100)의 정상 운용이 가능한 상태를 유지하도록 하며, 이때 상기 마중물유입라인(10)과 공기라인(20) 각각을 개폐하는 밸브(11,21)는 상기 펌프시동기(200)에 의해 폐쇄되고, 상기 출력라인(30)을 개폐하는 밸브(31)는 상기 펌프시동기(200)에 의해 개방된다.

한편, 상기 펌프시동기(200)는 수위센서(100)로부터 측정된 마중물의 수위에 따라 경보를 발생시켜 운용자가 인지하도록 할 수 있으며, 이러한 경우 상기 하부수위센서(112)에서만 마중물의 수위가 측정되는 경우와, 상기 상부수위센서(111)에서 마중물의 수위가 측정되는 경우로 나누어, 서로 다른 경보를 발생토록 함이 바람직하며, 이러한 경보는 시각적인 요소나 청각적인 요소 등 다양한 방식으로 구현되어 외부로 출력될 수 있다.

한편, 상기 펌프시동기(200)는 마중물의 보충시 상기 펌프(100)의 모터를 초기RPM으로 기동시키고, 마중물의 보충 중단시 펌프(100)의 모터를 목표RPM으로 기동시켜 마중물이 적정 수위에 도달하는 경우 펌프(100)의 정상 운용이 즉각적으로 이루어지도록 하는바, 상기 초기RPM은 목표RPM보다 작은 것이 바람직하며, 상기 목표RPM은 펌프(100)의 정상 운용을 위한 모터의 RPM을 의미함이 바람직하다.

상기에서 설명한 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치를 제어하는 방법에 관하여 구체적으로 살펴보면 도 3에 도시된 바와 같다.

먼저, 상기 펌프시동기(200)가 펌프(100)로 기동명령을 전달하고, 상기 수위센서(110), 즉 상부수위센서(111) 및 하부수위센서(112)를 통해 마중물의 수위를 감지한다.

상기 상부수위센서(111)에서 수위가 감지되지 않고, 상기 하부수위센서(112)에서만 수위가 감지된 경우, 상기 펌프시동기(200)는 마중물이 보충되도록 펌프(100)를 기동하며 경보를 발생시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 펌프시동기(200)가 출력라인(30)을 폐쇄한 후, 공기라인(20)과 마중물유입라인(10)을 순차적으로 개방시키며, 이후 상기 펌프(100)의 모터를 초기RPM으로 기동시킬 수 있다.

상기 상부수위센서(111)에서 수위가 감지된 경우, 즉 마중물의 수위가 적정 수위에 도달한 경우 상기 펌프시동기(200)는 마중물의 보충이 중단되도록 펌프(100)를 기동하며 경보를 발생시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 펌프시동기(200)가 마중물유입라인(10)과 공기라인(20)을 순차적으로 폐쇄한 후, 출력라인(30)을 개방시킨다. 이후 상기 펌프시동기(200)는 펌프(100)의 모터를 목표RPM으로 기동시킬 수 있으며, 이러한 경우 펌프(100)의 기동을 완료한다.

상기 펌프시동기(200)는 마중물유입라인(10), 공기라인(20) 및 출력라인(30)을 개폐함에 있어, 각각에 설치된 밸브(11,21,31)를 원격으로 조절한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 마중물유입라인 20 : 공기라인
30 : 출력라인 11, 21, 31 : 밸브
100 : 펌프 110 : 수위센서
111 : 상부수위센서 112 : 하부수위센서
200 : 펌프시동기

Claims

수중운동체용 자흡식 펌프(100)의 마중물 유입장치에 있어서,
상기 펌프(100) 내에 구비되어 마중물의 수위를 측정하는 수위센서(110); 및
상기 수위센서(110)로부터 측정된 마중물의 수위에 따라 마중물의 보충이 이루어지도록 펌프(100)의 기동을 제어하는 펌프시동기(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치.
제1항에 있어서,
상기 수위센서(110)는 펌프(100)의 상부에 구비된 상부수위센서(111); 및 펌프(100)의 하부에 구비된 하부수위센서(112);를 포함하되,
상기 펌프시동기(200)는 하부수위센서(112)에서만 수위가 감지되면 마중물이 보충되도록 펌프(100)를 기동한 후, 상부수위센서(111)에서 수위가 감지되면 마중물의 보충이 중단되도록 펌프(100)를 기동하는 것을 특징으로 하는 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치.
제2항에 있어서,
상기 펌프(100) 내로 물이 유입되는 통로인 마중물유입라인(10)과, 상기 펌프(100) 내의 공기를 외부로 유출시키는 통로인 공기라인(20)을 더 포함하되,
상기 마중물유입라인(10)과 공기라인(20)은 마중물의 보충시 개방되고, 마중물의 보충 중단시 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치.
제3항에 있어서,
상기 마중물유입라인(10)과 공기라인(20) 각각을 개폐하는 밸브(11,21)가 구비되되,
상기 펌프시동기(200)는 마중물의 수위에 따라 상기 밸브(11,21)의 개폐를 조절하는 것을 특징으로 하는 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치.
제2항에 있어서,
상기 펌프(100)로 인해 빌지(Bilge)가 흡입되어 외부로 배출되는 통로인 출력라인(30)을 더 포함하되,
상기 출력라인(30)은 마중물의 보충시 폐쇄되고, 마중물의 보충 중단시 개방되는 것을 특징으로 하는 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치.
제5항에 있어서,
상기 출력라인(30)을 개폐하는 밸브(31)가 구비되되,
상기 펌프시동기(200)는 마중물의 수위에 따라 상기 밸브(31)의 개폐를 조절하는 것을 특징으로 하는 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치.
제1항에 있어서,
상기 펌프시동기(200)는 수위센서(110)로부터 측정된 마중물의 수위에 따라 경보를 발생시키는 것을 특징으로 하는 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치.
제1항에 있어서,
상기 펌프시동기(200)는 마중물의 보충시 펌프(100)의 모터를 초기RPM으로 기동시키고, 마중물의 보충 중단시 펌프(100)의 모터를 목표RPM으로 기동시키되,
상기 초기RPM은 목표RPM보다 작은 것을 특징으로 하는 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치.
펌프(100)의 기동을 제어하는 펌프시동기(200)가 상기 펌프(100) 내의 상부에 구비된 상부수위센서(111) 및 상기 펌프(100) 내의 하부에 구비된 하부수위센서(112)를 통해 마중물의 수위를 감지하는 제 1 단계;
상기 펌프시동기(200)가 하부수위센서(112)에서만 수위가 감지되면 마중물이 보충되도록 펌프(100)를 기동하는 제 2 단계; 및
상기 펌프시동기(200)가 상부수위센서(111)에서 수위가 감지되면 마중물의 보충이 중단되도록 펌프(100)를 기동하는 제 3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치의 제어방법.
제9항에 있어서, 상기 제 2 단계는,
상기 펌프시동기(200)가 펌프(100)로 인해 빌지(Bilge)가 흡입되어 외부로 배출되는 통로인 출력라인(30)을 폐쇄하는 제 2-1 단계;
상기 펌프시동기(200)가 펌프(100) 내의 공기를 외부로 유출시키는 통로인 공기라인(20)을 개방하는 제 2-2 단계; 및
상기 펌프시동기(200)가 펌프(100) 내로 물이 유입되는 통로인 마중물유입라인(10)을 개방하는 제 2-3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치의 제어방법.
제9항에 있어서, 상기 제 3 단계는,
상기 펌프시동기(200)가 펌프(100) 내로 물이 유입되는 통로인 마중물유입라인(10)을 폐쇄하는 제 3-1 단계;
상기 펌프시동기(200)가 펌프(100) 내의 공기를 외부로 유출시키는 통로인 공기라인(20)을 폐쇄하는 제 3-2 단계; 및
상기 펌프시동기(200)가 펌프(100)로 인해 빌지(Bilge)가 흡입되어 외부로 배출되는 통로인 출력라인(30)을 개방하는 제 3-3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중운동체용 자흡식 펌프의 마중물 유입장치의 제어방법.