KR20180006039A - Apparatus of enhancing module for generating multi layer electromagnetic field - Google Patents

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KR20180006039A
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김유승
지민수
이수연
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케이티엠지 주식회사
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Abstract

An apparatus of enhancing module performance for generating a multi-layer electromagnetic field may comprise: a motor unit generating a rotation driving force; a gear unit communicating with the motor unit to convert the rotation driving force to a translation driving force; a coil unit generating an electromagnetic force, and connected to the gear unit to be translated by the translation driving force; and a link unit connecting the gear unit and the coil unit.

Description

다층 전자기장 발생 모듈의 성능 개선 장치{APPARATUS OF ENHANCING MODULE FOR GENERATING MULTI LAYER ELECTROMAGNETIC FIELD}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a multi-layer electromagnetic field generating module,

본 발명은 다층 전자기장 발생 모듈의 성능 개선 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 관내에 전자기장을 인가하여 배관내 유동상태를 제어하는 다층 전자기장 발생 모듈의 성능 개선 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for improving performance of a multi-layer electromagnetic field generating module. To an apparatus for improving the performance of a multi-layer electromagnetic field generating module that controls the flow state in a pipe by applying an electromagnetic field to the inside of the pipe.

준설토는 건설현장에서 필요한 흙, 모래를 확보하기 위해 하천이나 바다에 퇴적된 토양으로서, 하천의 준설토는 양질이지만 제한된 량과 준설시 하천오염 또는 생태계 파괴의 우려로 인해, 바다에서 준설토를 채취하는 기술이 주목되고 있다.Dredged soils are sediments deposited in rivers and seas to secure the necessary soil and sand in the construction site. Dredged soils in rivers are of good quality but due to limited quantities and concerns of dredging river pollution or ecosystem destruction, Has been attracting attention.

이러한 준설토를 채취하여 목적지까지 운송하는 방법은 크게 배송관을 이용한 운송방법, 컨베이어(conveyor)를 이용한 운송방법 및 덤프트럭을 이용한 운송방법으로 대별될 수 있다.The method of collecting such dredged soil and transporting it to a destination can roughly classified into a transportation method using a delivery pipe, a transportation method using a conveyor, and a transportation method using a dump truck.

여기서, 컨베이어를 이용한 운송방법은 준설토의 원거리 운송에 적합한 면이 있으나, 운송 장비 및 설치 가격이 고가이고, 유지, 보수가 용이하지 않는 단점이 있다.Here, the transportation method using the conveyor is suitable for long distance transportation of the dredged soil, but there is a disadvantage that the transportation equipment and installation cost are expensive, and maintenance and repair are not easy.

덤프트럭을 이용하는 방법이 주로 많이 이용되지만, 장거리 운반거리가 요구되면 운반시 소음, 분진 등을 유발하고 경제적으로 유리하지 않다. 배송관을 이용한 운송방법은 다시 펌프를 이용한 운송방법, 압축공기를 이용한 운송방법으로 나눌 수 있다.Dump trucks are mostly used, but when long distance is required, they cause noise and dust during transport and are not economically advantageous. The transportation method using the delivery pipe can be divided into a transportation method using a pump and a transportation method using compressed air.

압축공기를 이용한 운송방법은 펌프를 이용한 운송방법과 같이 파이프를 이용하는 것은 유사하나, 펌프를 이용한 운송방법에 비해 토사 운반시 토사 잔존비율 이 높다. 또한, 압축공기를 이용한 운송방법은 액성한계 이하, 즉, 사질(砂質)이 60% 이상일 때는 배송관이 쉽게 막힐 수 있으므로 물을 부가하면서 운송해야 하는 불편함이 있다. 따라서, 현재 펌프를 이용한 운송방법이 보편적으로 이용되고 있으나, 현재 준설토를 30Km 이상 장거리 운반하는 경우에는 기술적으로 해결해야 할 많은 문제점이 존재하고 있다.Compressed air transportation is similar to using a pipe as a transportation method using a pump, but it is higher than that of a transportation method using a pump. In addition, there is an inconvenience in that when the compressed air is used, the delivery pipe can be easily clogged when the liquid is below the liquid limit, that is, when the sand quality is more than 60%. Therefore, although the transportation method using the present pump is widely used, there are many technical problems to be solved when the dredged soil is transported over 30 km or longer.

이러한 준설토의 장거리 운반시 부스터(booster) 선을 이용한 중계 펌프방식, 사이펀(siphon) 원리를 이용한 운송방식 등이 고려되고 있으나, 이러한 장치를 설치하는 방식들 또한 준설 비용이 증가되는 문제점이 있다.However, there is a problem in that dredging costs are increased in the methods of installing such a dredged material. However, there is a problem in that the dredging cost is increased because the dredged soil is transported by a relay pump using a booster line and a transportation method using a siphon principle.

구체적으로, 준설토의 장거리 운반시 많은 스테이션, 즉, 운송 중간 중간에 유체를 가압하여 유속을 확보하는 장소마다 고성능 펌프를 요하기 때문에 펌프의 설치비용 및 펌프에 사용할 연료비가 기하 급수적으로 증가한다. 또한, 배송관 내의 압력이 고압이므로 배사관의 자재비 및 부설 비용이 크게 증가한다. 현재 통용되고 있는 배송관은 주철관으로서, 이는 고압에 효율적이지 못하기 때문이다.Specifically, since a high-performance pump is required for every station where dredged soil is transported at a long distance, that is, a place where a fluid is pressurized in the middle of transportation to secure a flow rate, the installation cost of the pump and the fuel cost to be used for the pump increase exponentially. Also, since the pressure in the delivery pipe is high, the material cost and installation cost of the discharge pipe greatly increase. The presently used delivery tube is a cast iron tube, because it is not efficient at high pressure.

이를 개선하기 위하여, 전자기장(electromagnetic field)을 배관 내에 인가하여 유동제어하는 발명은 국내특허공개번호 제10-2014-0122027호, 제10-2015-0106220호, 및 제10-2015-0090532호 등을 통하여 공개되어 있다.In order to improve this, an invention of applying an electromagnetic field in a pipe to control flow is disclosed in Korean Patent Laid-open Nos. 10-2014-0122027, 10-2015-0106220, 10-2015-0090532, etc. .

구체적으로, 상기 발명들은 전자기력을 인가하여 관내 유동상태를 개선하는 장치로, 인덕터(inductor)로 명명되는 코일(coil)이 배관에 부착 설치되어 전류 파형을 인가함으로써 전자기력을 배관내 부가하고, 이를 통하여 관내 유동상태를 개선할 수 있는 점을 개시하고 있다.More specifically, the present invention relates to an apparatus for improving the flow state in a pipe by applying an electromagnetic force, wherein a coil, which is called an inductor, is attached to the pipe and applies an electric current waveform to the pipe, Thereby improving the flow state in the pipe.

하지만, 상기 발명들은 기본적으로 큰 전류를 인가하거나, 보다 빠른 주파수의 펄스를 인가하기 어려운 회로적 단점이 있다. 상기 회로적 단점을 보완하기 위해서는 장치에 들어가는 회로가 더욱 복잡해지며, 비용 상승의 부담이 발생한다.However, the above-mentioned inventions basically have a drawback in that it is difficult to apply a large current or apply a pulse of a higher frequency. In order to compensate for the above-mentioned circuit disadvantages, the circuit entering the device becomes more complicated and a burden of cost increase arises.

본 발명의 과제는 전자기장을 관내에 인가하여 배관내 유동상태를 효율적으로 제어하는 다층 전자기장 발생 모듈의 성능 개선 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus for improving the performance of a multi-layer electromagnetic field generating module in which an electromagnetic field is applied to a tube to efficiently control the flow state in the tube.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments and that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위하여, 예시적인 실시예들에 따른 다층 전자기장 발생 모듈의 성능 개선 장치는 전자기장을 관내에 인가하여 배관내 유동상태를 효율적으로 제어할 수 있다.In order to achieve the objects of the present invention, an apparatus for improving the performance of a multi-layer electromagnetic field generating module according to exemplary embodiments can efficiently control a flow state in a pipe by applying an electromagnetic field to the pipe.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 다층 전자기장 발생 모듈의 성능 개선 장치는 인덕터를 모듈 형태로 구현하여 기계적 진동을 통해 전자기력의 펄스효과를 극대화하여 관내 유동효율개선을 도모할 수 있다.In the exemplary embodiments, the apparatus for improving the performance of the multi-layer electromagnetic field generating module may implement an inductor in a module form to maximize the pulse effect of the electromagnetic force through mechanical vibration, thereby improving the flow efficiency in the tube.

전술한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 다층 전자기장 발생 모듈의 성능 개선 장치는 과대전류와 이에 따른 보호장치를 사용하지 않고, 단순한 기계적 운동으로 변환하여 코일 모듈을 직접 진동시킬 수 있다.As described above, the apparatus for improving the performance of the multi-layer electromagnetic field generating module according to the exemplary embodiments of the present invention can directly convert the coil module into a simple mechanical movement without using an overcurrent and a corresponding protection device.

이에 따라, 유체입자를 가진하여 유체분자를 들뜬 상태로 만들어 코일의 전자기력에 의한 유동을 더욱 유리하게 만들 수 있다.Thus, the fluid particles can be excited to make the fluid molecules excited to make the flow of the electromagnetic force of the coil more favorable.

이와 더불어, 상기 다층 전자기장 발생 모듈의 성능 개선 장치는 종래의 전자기장 발생 모듈이 갖는 효과를 모두 포함할 수 있다.In addition, the apparatus for improving the performance of the multi-layer electromagnetic field generating module may include all the advantages of the conventional electromagnetic field generating module.

예를 들어, 준설토의 장거리 운송시 비교적 작은 규모의 펌프 용량으로 운송할 수 있어, 운송 비용이 절감되는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 배송관 내의 운송 압력이 비교적 낮은 환경에서 운송할 수 있기 때문에, 배송관 교체주기가 길어지고, 압력 강하에 따른 각종 준설 기기들의 손상을 저감시킬 수 있다. 따라서, 준설토 운송 시스템의 전반적인 비용이 절감되는 효과가 있다.For example, when the dredged soil is transported over a long distance, it can be transported with a relatively small pump capacity, thereby reducing transportation costs. In addition, since the present invention can be carried in an environment in which the transport pressure in the delivery pipe is relatively low, the cycle of replacing the delivery pipe becomes longer and the damage of various dredging devices due to the pressure drop can be reduced. Therefore, the overall cost of the dredged soil transportation system is reduced.

도 1는 배송관 내의 준설토의 유동을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 유체 혼합물의 물성에 따른 파형의 개략적인 형태를 도시한 도면이다.
도 3은 준설토의 유속 대비 파형 변화의 개략적인 형태를 도시한 도면이다.
도 4는 종래의 준설토 운동 시스템으로 인한 전자기장 인가시 준설토 유동의 변화를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 종래의 준설토 운동 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 다층 전자기장 발생 모듈의 성능 개선 장치를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 다층 전자기장 발생 모듈의 성능 개선 장치에서 발생되는 파형을 나타내는 그래프이다.
도 8는 도 6의 다층 전자기장 발생 모듈의 성능 개선 장치의 평면도 및 측면도이다.
1 is a view schematically showing the flow of dredged soil in a delivery pipe.
Fig. 2 is a schematic view showing a waveform according to physical properties of a fluid mixture. Fig.
3 is a diagram showing a schematic shape of the waveform change with respect to the flow rate of the dredged soil.
4 is a view schematically showing a change in dredged soil flow when an electromagnetic field is applied due to a conventional dredged soil movement system.
5 is a view schematically showing a conventional dredged soil movement system.
6 is a perspective view showing an apparatus for improving the performance of the multi-layer electromagnetic field generating module according to the exemplary embodiments.
7 is a graph showing waveforms generated in the performance improving device of the multi-layer electromagnetic field generating module of FIG.
8 is a plan view and a side view of the apparatus for improving the performance of the multi-layer electromagnetic field generating module of FIG.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprise", "having", and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be construed as meaning consistent with meaning in the context of the relevant art and are not to be construed as ideal or overly formal in meaning unless expressly defined in the present application .

도 1은 배송관 내의 준설토의 유동을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 2는 유체 혼합물의 물성에 따른 파형의 개략적인 형태를 도시한 도면이며, 도 3은 준설토의 유속 대비 파형 변화의 개략적인 형태를 도시한 도면이다.Fig. 1 is a view schematically showing the flow of dredged soil in a delivery pipe, Fig. 2 is a schematic view of a waveform according to physical properties of a fluid mixture, Fig. 3 is a schematic view Fig.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 배송관 내 유동에서 점성의 지배를 받는 뉴턴 유체는 배송관의 벽면은 점성이 지배적인 힘이 되고, 배송관의 중심으로 갈수록 관성력이 지배적인 힘이 된다. 이 때, 유속은 배송관의 반경에 따른 함수로 발달하게 된다.Referring to FIGS. 1 to 3, the Newtonian fluid, which is subject to viscosity in the flow in the delivery tube, becomes a dominant force on the wall of the delivery tube and a force dominated by the inertia force toward the center of the delivery tube. At this time, the flow rate develops as a function of the radius of the delivery tube.

그러나, 준설토의 경우 뉴턴 유체가 아닌 비뉴턴 유체의 거동을 보이며, 이 경우, 유체의 점성과 함께 유동 흐름을 형성하기 위한 항복응력이 중요한 요소가 된다.However, dredged soil shows the behavior of a non-Newtonian fluid, not a Newtonian fluid. In this case, the yield stress to form the fluid flow together with the viscosity of the fluid is an important factor.

도 2는 이러한 뉴턴 유체에서 비뉴턴 유체의 파형 변화를 도시하며, (a)는 점도가 낮은 순수한 물의 파형, (c)는 준설토 또는 모르타르의 파형, (b)는 (a)와 (c)의 중간의 점성을 가지는 유체의 파형, (d)는 콘크리트와 같은 고점도 유체의 파형을 나타낸다.2 (a) and 2 (b) show waveform changes of non-Newtonian fluids in such Newtonian fluids, wherein (a) is the waveform of pure water with low viscosity, (c) is the waveform of dredged soil or mortar, (D) shows the waveform of a high-viscosity fluid such as concrete.

이러한 항복응력과 점성의 작용으로 인해 유동에 있어서 유속의 형태는 뉴턴 유체와는 다른 형태를 띄게 되며, 특히 준설토와 같은 혼합물의 경우 그 유속특성은 도 1과 같은 형태로 나타나게 된다.Due to such yield stress and viscosity, the flow velocity in the flow is different from that in Newtonian fluids. In the case of a mixture such as dredged soil, the flow velocity characteristics are shown in Fig.

배송관의 내표면은 점성의 영향으로 인하여 유동이 발생하는 미끄럼층이나 윤활층(slip layer zone)이 존재하게 되며, 배송관의 중심층으로 갈수록 강체 거동과 유사한 유속형태를 나타낸다(Plug flow zone).On the inner surface of the delivery tube, a slip layer or a slip layer zone is generated due to the influence of viscosity, and a flow rate type similar to the rigid body behavior toward the central layer of the delivery tube is shown (Plug flow zone) .

준설토와 같은 혼합물의 경우 관성과 점성의 영향으로 인하여 압력이 가해져 유동할 경우, 질량이 큰 성분들은 배송관의 중심으로 유동하게 되고 배송관 표면의 윤활층에는 물과 진흙 등 비교적 질량이 작은 입자들이 유동하게 된다.In the case of a mixture such as dredged soil, due to the influence of inertia and viscosity, when the pressure is applied, large-mass components flow to the center of the delivery pipe, and particles of relatively small mass such as water and mud .

이러한 유동 특성으로 인해 배송관에서의 마찰은 크게 3 부분으로 작용하게 된다. 배송관과 유체의 마찰과, 혼합층에서의 점성 마찰과, 윤활층과 중심층의 마찰로 이루어지며, 이러한 마찰들을 제어하게 되면 배송관의 마찰을 전체적으로 감소시킬 수 있다.Due to this flow characteristic, the friction in the delivery pipe largely acts as three parts. The friction between the delivery tube and the fluid, the viscous friction in the mixed layer, and the friction between the lubricant layer and the center layer. Control of these friction can reduce the friction of the delivery tube as a whole.

따라서, 이러한 배송관의 마찰을 감소시킬 경우 배송관 내에서 유체의 압력강하량을 줄여서 유동 속도가 증가될 수 있고, 이러한 압력강하량 감소에 따른 유동 속도 증가로 인하여 압송을 위한 압력을 발생시키는 동력소모를 줄일 수 있는 것이다.Therefore, when the friction of the delivery pipe is reduced, the flow rate can be increased by decreasing the pressure drop of the fluid in the delivery pipe, and the power consumption for generating the pressure for the pressure transmission due to the increase of the flow rate due to the decrease of the pressure drop .

따라서, 도 3을 참조하면, 본 발명은 도 2의 (c)와 같은 준설토의 파형을 발생시키는 주기(T)를 조절하여 실세 유속에 대응하는 주기(T)로 전기 펄스를 발생시킨다.Accordingly, referring to FIG. 3, the present invention generates electric pulses at a period T corresponding to the actual flow rate by adjusting the period T for generating the waveform of the dredged soil as shown in FIG. 2 (c).

도 4는 종래의 준설토 운송 시스템으로 인한 전자기장 인가시 준설토 유동의 변화를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 5는 종래의 준설토 운송 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 4 is a view schematically showing a change in a dredged soil flow when an electromagnetic field is applied due to a conventional dredged soil transportation system. 5 is a view schematically showing a conventional dredged soil transportation system.

도 4 및 도 5를 참조하면, 종래의 준설토 운송 시스템에 의한 준설토 유동은 실제 준설토 유동에 상황에 따라 적절한 전자기장이 인가되어, 도 4의 맨 오른쪽의 파형과 같은 자성유동(magnetic flow)이 생기게 되는 것이다.Referring to FIGS. 4 and 5, a dredged soil flow by a conventional dredged soil transportation system is a system in which a proper electromagnetic field is applied to an actual dredged soil flow according to a situation, and a magnetic flow as shown in the rightmost waveform of FIG. 4 is generated will be.

종래의 준설토 운송 시스템은 크게, 펌프모듈(100), 배관모듈(200), 제어 모듈(300), 데이터베이스(400) 및 상태계측유닛(500)을 포함한다.The conventional dredged soil transportation system includes a pump module 100, a piping module 200, a control module 300, a database 400, and a state measurement unit 500.

상기 배관모듈(200)은 내부에서 유동하는 준설토에 전자기파를 인가하는 코일(206, [0052] 도 4 참조)이 권선되며, 다수 개의 배송관(205)을 포함한다.The piping module 200 includes a plurality of delivery pipes 205 wound around a coil 206 (see FIG. 4) for applying electromagnetic waves to the dredged material flowing therein.

구체적으로, 상기 코일(206, 도 4 참조)은 구리와 같은 도전성 재질로 형성되며, 패러데이의 오른손 법칙을 고려하여 배송관(205)에 준설토의 유동 방향으로 권선된다.4) is formed of a conductive material such as copper, and is wound in the direction of flow of the dredged material in the delivery pipe 205 in consideration of the Faraday's right-hand rule.

상기 배송관(205)은 준설토의 장거리 운송을 고려하여 다수의 배송관(205)이 연결되어 있으며, 효율적인 준설토 운송을 위해서는 배송관(205)의 직경이 0.5m인 것이 바람직하나, 그 직경은 준설토량과 공사기간 등에 따라 변경될 수 있음은 자명하다.The delivery pipe 205 is connected to a plurality of delivery pipes 205 in consideration of long-distance transportation of the dredged product. In order to efficiently transport the dredged product, the diameter of the delivery pipe 205 is preferably 0.5 m, It is obvious that it can be changed according to the quantity and construction period.

또한, 상기 배관모듈(200)은 배송관(205) 내에서 운송되는 준설토의 유속 및 파형을 파악하여, 파악된 준설토의 유속 및 파형을 전압신호로 변환시키는 배관압력센서부(210)를 포함할 수 있다. 이러한 배관압력센서부(210)는 각각의 배송관(205)에 상호 이격되어 설치된 제1 압력센서(210a)와 제2 압력센서(210b)일 수 있다.The piping module 200 includes a piping pressure sensor unit 210 for detecting a flow velocity and a waveform of the dredged soil transported in the delivery pipe 205 and converting the flow velocity and the waveform of the detected dredged soil into a voltage signal . The pipe pressure sensor unit 210 may be a first pressure sensor 210a and a second pressure sensor 210b spaced apart from each other in the delivery pipe 205.

상기 펌프모듈(100)은 상기 배관모듈(200)에 준설토 운송을 위한 운송압력을 제공한다. 이러한 펌프모듈(100)은 배관모듈(200)에 소정간격으로 구비되어 각 구간에서 유체를 가압하여 유속을 확보하는 것이 바람직하다.The pump module 100 provides the piping module 200 with transport pressure for dredging. It is preferable that the pump module 100 is provided at a predetermined interval in the piping module 200 so as to secure the flow rate by pressurizing the fluid in each section.

또한, 상기 펌프모듈(100)은 펌프의 행정주기를 파악하여, 파악된 펌프의 행정주기를 전압신호로 변환시키는 펌프압력센서부(110)를 포함할 수 있다.The pump module 100 may include a pump pressure sensor unit 110 for detecting the cycle of the pump and converting the cycle of the pump into a voltage signal.

상기 데이터베이스(400)는 준설토의 물성에 따른 유속 및 파형에 대한 유동 정보가 저장되어 있다. 이러한 데이터베이스(400)는 사용자가 유선 또는 무선으로 접속하여 저장된 준설토의 유동 정보를 갱신, 추가, 변경 또는 삭제 가능한 것이 바람직하다.The database 400 stores flow information on a flow velocity and a waveform according to physical properties of the dredged soil. It is preferable that the database 400 is capable of updating, adding, changing or deleting the flow information of the dredged soil stored by the user connected by wire or wireless.

상기 제어모듈(300)은 상기 배관모듈(200), 펌프모듈(100) 및 데이터베이스(400)와 유, 무선으로 통신하며, 상기 배송관(205) 내 운송되는 준설토의 유동 파형과 일치하는 파형의 전류를 상기 코일(206, 도 4 참조)에 인가한다.The control module 300 communicates with the piping module 200, the pump module 100, and the database 400 in a wireless manner, and has a waveform corresponding to the flow waveform of the dredged soil transported in the delivery pipe 205 And applies a current to the coil 206 (see Fig. 4).

종래의 준설토 운송 시스템은 전자기장을 배송관에 인가하여 유동을 제어하는 것이며, 가장 중요한 핵심 기술은 단순히 전자기장을 인가하는 것이 아니라, 운송되는 유체의 성분과 유동파라미터(유량/유속, 압력) 등의 정보와 융합되어 적정한 전자기적 펄스를 인가하도록 하는 제어기술을 포함하고 있다.Conventional dredged soil transportation system is to control the flow by applying an electromagnetic field to a delivery pipe. The most important core technology is not merely to apply an electromagnetic field, but to transmit information such as a component of a fluid to be transported and a flow parameter (flow rate / And a control technique for allowing an appropriate electromagnetic pulse to be applied.

구체적으로, 상기 준설토 운송 시스템은 전자기력을 인가하여 관내 유동상태를 개선하는 장치로, 인덕터(inductor)로 명명되는 코일(coil)이 배관에 부착 설치되어 전류 파형을 인가함으로써 전자기력을 배관내 부가하고, 이를 통하여 관내 유동상태를 개선할 수 있는 점을 개시하고 있다.Specifically, the dredged soil transportation system is an apparatus for improving the flow state of a pipe by applying an electromagnetic force. A coil, which is called an inductor, is attached to the pipe and applies an electric current waveform to the pipe, Thereby improving the flow state in the pipe.

하지만, 상기 준설토 운동 시스템은 기본적으로 큰 전류를 인가하거나, 보다 빠른 주파수의 펄스를 인가하기 어려운 회로적 단점이 있다. 상기 회로적 단점을 보완하기 위해서는 장치에 들어가는 회로가 더욱 복잡해지며, 비용 상승의 부담이 발생한다.However, the dredged soil movement system basically has a drawback in that it is difficult to apply a large current or apply a pulse of a higher frequency. In order to compensate for the above-mentioned circuit disadvantages, the circuit entering the device becomes more complicated and a burden of cost increase arises.

도 6은 예시적인 실시예들에 따른 다층 전자기장 발생 모듈의 성능 개선 장치를 나타내는 사시도이다. 도 7은 도 6의 다층 전자기장 발생 모듈의 성능 개선 장치에서 발생되는 파형을 나타내는 그래프이다. 도 8는 도 6의 다층 전자기장 발생 모듈의 성능 개선 장치의 평면도 및 측면도이다.6 is a perspective view showing an apparatus for improving the performance of the multi-layer electromagnetic field generating module according to the exemplary embodiments. 7 is a graph showing waveforms generated in the performance improving device of the multi-layer electromagnetic field generating module of FIG. 8 is a plan view and a side view of the apparatus for improving the performance of the multi-layer electromagnetic field generating module of FIG.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 인덕터를 배관 주위에 설치하게 되면, 배관 내부에는 로렌츠 힘이 작용하여 극성유체입자에 전자기력을 전달하게 된다. 이 때, 전자기력의 크기는 다음과 같이 구할 수 있다.6 to 8, when the inductor is installed around the pipe, a Lorentz force acts on the inside of the pipe to transmit the electromagnetic force to the polar fluid particles. At this time, the magnitude of the electromagnetic force can be obtained as follows.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

수학식 1 및 수학식 2에서 F는 전자기력, q는 입자의 전하량, E는 전기 필드, v는 입자의 속도 및 B는 자속 밀도를 의미한다.In the equations (1) and (2), F denotes an electromagnetic force, q denotes a charge of a particle, E denotes an electric field, v denotes a particle velocity and B denotes a magnetic flux density.

이때, 전자기력의 크기에 주요하게 작용하는 인자가 입자의 속도인 v이다. 본 발명은 모터 구동과 연결된 링크를 통해 기계적으로 Inductor의 속도를 변화시킴으로써 유체의 속도 v를 증가시켜 입자에 전달되는 전자기력의 크기를 증가시키는 방법 및 장치이다.At this time, the factor that plays a major role in the magnitude of the electromagnetic force is the particle velocity v. The present invention is a method and apparatus for increasing the magnitude of the electromagnetic force delivered to a particle by increasing the velocity v of the fluid by mechanically varying the velocity of the inducer through a link connected to the motor drive.

또한, 이 때 모터 제어 장치 등을 활용하여 모터의 속도를 변화시키고 회전각속도를 제어함으로써 임의적으로 원하는 유속파형을 만들어 특정방향으로의 가속을 증가시킬 수 있다. 이렇게 특정방향으로의 유속을 증가 또는 감속시킴으로써 유동 효율을 크게 증진 시킬 수 있으며, 유체의 유속이 빨라질 경우 발생할 수 있는 재료분리 상황에서는 유체의 유속을 적절히 억제함으로써 이를 방지 할 수 있다. At this time, by using a motor control device or the like, the speed of the motor can be changed and the rotational angular velocity can be controlled to arbitrarily create a desired flow velocity waveform to increase the acceleration in a specific direction. By increasing or decreasing the flow rate in such a specific direction, the flow efficiency can be greatly improved and it can be prevented by suitably suppressing the flow rate of the fluid in the material separation state that may occur when the flow rate of the fluid is increased.

본 발명의 장치는 기존의 인덕터(1)에 링크부(2)를 연결하고, 이를 모터 구동부(3)를 통해 회전운동을 병진운동으로 변환하는 데에 그 주안점이 있다. 이때 모터 RPM 제어가 병진운동의 속도를 제어하게 되며, 모터의 회전 각속도를 변화시켜 가며 제어 할 수 있다. 예를 들어, 인덕터(1)는 배관에 끼워질 수 있으며, 배관을 따라 슬라이딩 할 수 있다.The device of the present invention has a point of connecting the link portion 2 to the conventional inductor 1 and converting the rotational motion to the translational motion through the motor driving portion 3. At this time, the motor RPM control controls the speed of the translational motion, and it can be controlled by changing the rotational angular speed of the motor. For example, the inductor 1 can be fitted into the pipe and can slide along the pipe.

도 7에 도시된 바와 같이, 종래의 전자기장 발생 모듈에서 발생되는 전자기력 펄스에 있어서, 인덕터 모듈의 병진속도를 조절하면 내부에 발생하는 전자기력의 펄스형태를 바꿀 수 있으며, 이 때 발생하는 펄스형태에 따라 배관내 유체가 가진력을 받고 유동방향에 따라 추가 가진을 해 줄 수가 있다.As shown in FIG. 7, in the electromagnetic force pulse generated by the conventional electromagnetic field generating module, the pulse shape of the electromagnetic force generated inside can be changed by controlling the translation speed of the inductor module. The fluid in the pipe receives the excitation force and can perform additional excitation according to the flow direction.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 다층 전자기장 발생 모듈의 성능 개선 장치는 과대전류와 이에 따른 보호장치를 사용하지 않고, 단순한 기계적 운동으로 변환하여 코일 모듈을 직접 진동시킬 수 있다.The apparatus for improving the performance of the multi-layer electromagnetic field generating module according to the exemplary embodiments of the present invention can directly convert the coil module into a simple mechanical movement without using an excessive current and a corresponding protection device.

이에 따라, 유체입자를 가진하여 유체분자를 들뜬 상태로 만들어 코일의 전자기력에 의한 유동을 더욱 유리하게 만들 수 있다.Thus, the fluid particles can be excited to make the fluid molecules excited to make the flow of the electromagnetic force of the coil more favorable.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood.

1: 인덕터 2: 링크부
3: 모터부 4: 기어부
1: inductor 2:
3: motor section 4: gear section

Claims (1)

회전 구동력을 발생시키는 모터부;
상기 모터부와 연동되어, 상기 회전 구동력을 병진 구동력으로 변환시키는 기어부;
전자기력을 발생시키며, 상기 기어부와 연결되어 상기 병진 구동력에 의해 병진 운동하는 코일부; 및
상기 기어부와 상기 코일부를 연결하는 링크부를 포함하는 다층 전자기장 발생 모듈의 성능 개선 장치.
A motor unit for generating a rotational driving force;
A gear portion that is interlocked with the motor portion and converts the rotational driving force into a translational driving force;
A coil part generating an electromagnetic force and being connected to the gear part and translationally moving by the translational driving force; And
And a link portion connecting the gear portion and the coil portion.
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