KR20190008905A - 스노링을 확인하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잠수형 펌프가 스노링(snoring)하면 그 펌프를 작동 중단시키기 위한 방법에 관한 것으로, 펌프는 제어 유닛에 작동 연결되어 있다. 본 방법은, 펌프의 평균 파워를 소정의 설정된 수준으로 되게 하기 위해 펌프의 작동 속도를 제어 유닛으로 조절하는 단계; 파라미터, 즉 파워(P), 전류(I) 및 파워 인자(cosφ) 중의 적어도 하나를 모니터링하여, 펌프의 순간 파워가 소정의 범위 밖에 있는지를 판단하는 단계; 펌프의 작동 속도가 증가하고 있는지를 판단하는 단계; 및 펌프의 순간 파워가 소정의 범위 밖에 있는 것으로 판단되고 동시에 펌프의 작동 속도가 증가하고 있는 것으로 판단되면, 스노링 때문에 제어 유닛을 이용하여 펌프를 작동 중단시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스노링을 확인하기 위한 방법

본 발명은 일반적으로 액체를 펌핑하는데 적절한 펌프, 예컨대 잠수형 하수/폐수 펌프 또는 잠수형 배수 펌프의 작동을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 더 구체적으로, 펌프의 스노링(snoring)이 확인되면, 즉, 펌프가 액체를 부분적으로 또한 공기를 부분적으로 흡인하면 펌프를 작동 중단시키기 위한 방법에 관한 것이다. 따라서, 본 발명은 제어 유닛에 작동 연결되어 있는 잠수형 펌프에 대한 것으로, 그 펌프는 제어 유닛에 의해 작동 구동된다.

잠수형 펌프의 작동 중에, 그 펌프가 액체를 펌핑할 수 있는 한, 즉 펌프의 입구가 액체 수위 아래에 있는 한, 문제는 없다. 하지만, 액체 수위가 펌프 입구 아래로 떨어지면, 펌프는 작동 중에 액체를 부분적으로 또한 공기를 부분적으로 흡인하기 시작할 것이다. 이 현상을 스노링이라고 하는데, 그러한 조건 동안에 펌프에 의해 코고는 소리가 발생되기 때문이다.

잠수형 하수/폐수 펌프를 포함하는 펌프 스테이션과 같은 어떤 용례의 경우에, 펌프는 일반적으로, 액체 수위가 펌프 입구 아래로 떨어지기 전에 수위 센서의 작동 중단 신호에 근거하여 제어 유닛에 의해 작동 중단된다. 그러나, 안전 대첵으로서, 펌프의 스노링이 확인된 경우에도(이는 예컨대 수위 센서가 고장난 경우에 일어날 수 있음) 펌프가 작동 중단될 수 있다. 펌프의 스노링이 일어나고 있을 때, 그 펌프의 작동은 더 이상 생산적이지 않고 동시에 펌프는 계속 에너지를 사용하게 되는데, 즉 액체 출력을 발생시킴이 없이 많은 에너지를 소비하게 된다. 또한, 펌프가 긴 시간 동안 스노링을 하면 펌프의 전기 모터 또는 다른 구성 요소가 과열/마모로 인해 손상을 입을 수 있다.

펌프 작동 중단 수위 센서를 갖지 않는 잠수형 배수/탈수 펌프와 같은 어떤 용례에서는, 펌프가 스노링을 하고 있을 때에도, 펌프는 수동으로 꺼질 때가지 일반적으로 작동할 것이다. 펌프의 작업자가 주의 깊은 사람이 아니고 또한 펌프가 스노링 조건에서 너무 오랫동안 구동되면, 임펠러, 흡인 커버, 시일, 전기 모터 등과 같은 펌프의 구성 요소에 대한 마모 및 높은 기계적 응력이 야기될 것이다.

스노링을 검출하는 방법이 알려져 있지만, 그 방법은 느리고 항상 신뢰적인 것은 아니다.

본 발명은 잠수형 펌프의 스노링이 확인되면 그 펌프를 작동 중단시키기 위한 개선된 방법을 제공하고자 한다. 본 발명의 주 목적은, 펌프의 스노링 여부를 신뢰적으로 또한 신속하게 검출할 수 있는, 서두에서 언급한 종류의 개선된 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 마찬가지로 스노링을 검출하기 위해 펌프를 작동 구동시키도록 구성된 제어 유닛을 사용하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 적어도 주 목적은 독립 청구항에 기재된 특징적 사항을 갖는 서두에서 언급된 방법으로 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시 형태는 종속 청구항에 더 기재되어 있다.

본 발명에 따르면, 서두에서 언급한 종류의 방법이 제공되는 바, 이 방법은, 상기 펌프의 평균 파워를 소정의 설정된 수준으로 되게 하기 위해 펌프의 작동 속도를 제어 유닛으로 조절하는 단계; 파라미터, 즉 파워(P), 전류(I) 및 파워 인자(cosφ) 중의 적어도 하나를 모니터링하여, 상기 펌프의 순간 파워가 소정의 범위 밖에 있는지를 판단하는 단계; 상기 펌프의 작동 속도가 증가하고 있는지를 판단하는 단계; 및 상기 펌프의 순간 파워가 소정의 범위 밖에 있는 것으로 판단되고 동시에 펌프의 작동 속도가 증가하고 있는 것으로 판단되면, 스노링 때문에 상기 제어 유닛을 이용하여 펌프를 작동 중단시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은, 펌프의 평균 파워가 소정의 설정된 수준으로 되게, 즉 펌프가 파워를 일정한 수준으로 유지시키도록 제어 유닛에 의해 구동되는 펌프에 대해, 펌프의 작동 속도를 조절하여, 펌프의 파워 및 펌프의 작동 속도 모두가 통상의 작동 동안에, 즉 펌프가 액체를 펌핑하고 있는 중에, 상당히 안정적인 파라미터가 된다는 지견에 기초하고 있다. 그러나, 펌프의 작동 속도가 증가하고 있고 동시에 펌프의 순간 파워가 소정의 범위 밖에서 변동하는 것으로 판단/확인되면, 펌프는 스노링하고 있는 것이다. 이렇게 해서, 작동 속도와 파워를 모니터링/제어하는 제어 유닛에 의해 스노링을 빠른 단계에서 효과적이고 쉬운 방법으로 검출될 수 있다.

본 발명의 일 바람직한 실시 형태에서, 상기 펌프의 작동 속도가 증가하고 있는지를 판단하는 단계는, 펌프의 순간 파워가 소정의 범위 밖에 있다는 긍정 판단 후에 수행된다.

일 바람직한 실시 형태에 따르면, 상기 펌프의 작동 속도가 증가하고 있는지를 판단하는 단계는 펌프 작동 속도의 변화 추이를 모니터링하여 수행된다. 펌프의 작동 속도는 항상 제어 유닛으로 조절되는데,즉, 통상적인 작동 또는 스노링에 상관 없이 변동되며, 펌프가 공기를 펌핑하기 시작하면, 제어 유닛은 펌프의 작동 속도를 증가시켜 보상할 것이다.

더 바람직한 실시 형태에 따르면, 펌프 작동 속도의 변화 추이에 대한 모니터링은, 소정의 시간(t) 동안 펌프의 복수의 순간 작동 속도(n1, n2, n3, n4,...)를 측정하는 단계, 서로 인접하는 순간 작동 속도의 각 쌍(n1; n2, n2; n3, n3; n4,...)의 상호 관계를 비교하는 단계, 서로 인접하는 순간 작동 속도의 쌍(n1; n2)에 있는 후자의 순간 작동 속도(n2)가 서로 인접하는 순간 작동 속도의 쌍(n1; n2)에 있는 전자의 순간 작동 속도(n1) 보다 큰 횟수(m)를 모니터링하는 단계, 및 소정의 시간(t) 동안에, 후자의 순간 작동 속도(n2)가 전자의 순간 작동 속도(n1) 보다 큰 횟수(m)가 소정의 임계값 보다 크면 펌프의 작동 속도가 증가하고 있음을 확인하는 단계로 수행된다.

본 발명의 추가의 이점 및 특징은, 다른 종속 청구항 및 바람직한 실시 형태에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.

본 발명은 잠수형 하수/폐수 펌프 또는 잠수형 배수/탈수 펌프와 같은, 액체를 펌핑하는데 적합한 펌프의 작동을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 펌프의 스노링이 확인되면 그 펌프을 작동 중단시키기 위한 방법에 관한 것이다. 제 1 실시 형태에 따르면, 펌프는 펌프의 스노링이 확인된 직후에 작동 중단되고, 제 2 실시 형태에 따르면, 펌프의 스노링이 확인되고 나서 소정의 시간이 경과한 후에 펌프가 작동 중단된다. 제 1 실시 형태는 배수/탈수 펌프를 제어하는데 특히 유용하고, 제 2 실시 형태는 펌프 스테이션에 배치되는 하수/폐수 펌프에 특히 유용하다. 펌프 스테이션에 있는 펌프가 스노링시 소정의 시간 동안 작동할 수 있으면, 액체 표면에 축적되어 있는 그리스(grease) 및 다른 물질이 펌프 안으로 흡인되어 펌프 스테이션 밖으로 이동될 것이다.

펌프는 제어 유닛에 작동 연결되고, 일 바람직한 실시 형태에 따르면, 그 제어 유닛은 펌프에 내장된다. 펌프는 제어 유닛에 의해 작동 구동된다. 일 바람직한 실시 형태에서, 제어 유닛은 가변 주파수 구동기(VFD)로 구성되는데, 이 구동기는 예컨대 펌프의 전기 모터에 가해지는 교류의 주파수(Hz)를 조절하여 펌프의 작동 속도를 조절하도록 구성되어 있다. 따라서, 제어 유닛은 펌프의 작동 속도를 모니터링/조절/제어하도록 구성되어 있고, 제어 유닛은 또한 펌프의 파워 또는 평균 파워를 모니터링하도록 구성되어 있다. 펌프의 파워를 모니터링하기 위해, 제어 유닛은 작동 파라미터, 즉 파워(P), 전류(I) 및 파워 인자(cosφ) 중의 적어도 하나를 모니터링한다.

본 발명에 따르면, 제어 유닛은 펌프의 평균 파워를 소정의 설정된 수준으로 되게 하기 위해 펌프의 작동 속도를 조절하도록 구성되어 있는데, 다시 말해, 펌프와 제어 유닛은 펌프의 작동 속도를 조절하여 펌프의 파워를 일정한 수준으로 유지시키려고 한다. 따라서, 펌프의 통상의 작동 동안에, 평균 파워는 다소 일정하다. 바람직하게는, 펌프의 작동 속도를 조절하는 빈도를 최소화하기 위해 펌프의 평균 파워를 모니터링/평가할 때 적절한 필터가 사용된다.

펌프의 스노링을 검출하기 위해, 제어 유닛은 펌프의 순간 파워가 소정의 범위 밖에 있는지를 판단하도록 구성되어 있다. 이는, 파라미터, 즉 파워(P), 전류(I) 및 파워 인자(cosφ) 중의 적어도 하나를 모니터링하여 수행된다. 따라서, 순간 파워가 소정의 범위 밖에 있는지를 판단하는 단계는, 파워(P)를 직접 모니터링하거나 전류(I) 또는 파워 인자(cosφ)를 직접 모니터링하여 수행될 수 있다. 모니터링은 연속적으로 또는 간헐적으로 수행될 수 있다.

또한, 제어 유닛은 펌프의 작동 속도가 증가하고 있는지를 판단하도록 구성되어 있다. 바람직하게는, 펌프의 작동 속도가 증가하고 있는지를 판단하는 단계는, 펌프의 순간 파워가 소정의 범위 밖에 있다는 긍정 판단 후에 수행된다. 마지막으로, 제어 유닛은, 펌프의 순간 파워가 소정의 범위 밖에 있는 것으로 판단되고 동시에 펌프의 작동 속도가 증가하고 있는 것으로 판단되면, 스노링 때문에 펌프를 작동 중단시키도록 구성되어 있다.

따라서, 펌프가 공기를 부분적으로 또한 액체를 부분적으로 흡인하면, 펌프의 순간 파워의 변동의 진폭이 증가할 것이고, 동시에, 주어진 작동 속도에 대해 펌프가 액체 대신에 공기를 흡인할 때 순간 파워는 감소할 것이므로, 펌프는 평균 파워를 소정의 설정된 수준으로 유지시키기 위해 작동 속도를 증가시켜야 한다.

일 바람직한 실시 형태에 따르면, 펌프의 순간 파워의 소정의 범위의 상한은, 펌프의 평균 파워의 소정의 설정된 수준의 1.02 팩터 배 이상이고, 펌프의 순간 파워의 소정의 범위의 하한은, 펌프의 평균 파워의 소정의 설정된 수준의 0.89 팩터 배 이하이다. 따라서, 평균 파워의 2% 이상의 편차가 스노링의 가능한 징후로 생각된다. 따라서, 스노링이 아주 빨리 검출될 수 있다. 더 신뢰적인 스노링 확인을 얻기 위해, 상한의 팩터는 1.03 이고 바람직하게는 1.04 이다. 더 신뢰적인 스노링 확인을 얻기 위해, 하한의 팩터는 1.03 이고 바람직하게는 1.04 이다. 전류(I) 또는 파워 인자(cosφ)가 모니터링되는 경우, 대응하는 팩터가 사용된다.

제 1 실시 형태에 따르면, 펌프가 스노링 때문에 작동 중단된 후에, 그 펌프는 소정의 휴지(pause) 시간 동안 비작용 상태로 유지된다. 제 2 실시 형태에 따르면, 펌프가 스노링 때문에 작동 중단된 후에, 그 펌프는, 제어 유닛이 수위 센서로부터 시작 신호를 받을 때까지 비작용 상태로 유지된다. 그 후에, 펌프는 수위 센서 등으로부터 오는 작동 중단 신호에 의해 스노링 때문에 수동으로 작동 중단될 때까지 다시 한번 작용 상태로 된다.

일 바람직한 실시 형태에 따르면, 펌프의 작동 속도가 증가하고 있는지를 판단하는 단계는, 펌프 작동 속도의 변화 추이를 모니터링하여 수행된다.

바람직하게는, 펌프 작동 속도의 변화 추이에 대한 모니터링은, 소정의 시간(t) 동안 펌프의 복수의 순간 작동 속도(n1, n2, n3, n4,...)를 측정하는 단계, 서로 인접하는 순간 작동 속도의 각 쌍(n1; n2, n2; n3, n3; n4,...)의 상호 관계를 비교하는 단계, 서로 인접하는 순간 작동 속도의 쌍(n1; n2)에 있는 후자의 순간 작동 속도(n2)가 서로 인접하는 순간 작동 속도의 쌍(n1; n2)에 있는 전자의 순간 작동 속도(n1) 보다 큰 횟수(m)를 모니터링하는 단계, 및 소정의 시간(t) 동안에, 후자의 순간 작동 속도(n2)가 전자의 순간 작동 속도(n1) 보다 큰 횟수(m)가 소정의 임계값 보다 크면 펌프의 작동 속도가 증가하고 있음을 확인하는 단계로 수행된다.

일 예로서, 측정된 복수의 순간 펌프 속도(n1, n2, n3, n4,...)는 10 이상이고, 바람직하게는 20 이상이다. 후자의 순간 작동 속도(n2)가 전자의 순간 작동 속도(n1) 보다 큰 모니터링되는 횟수(m)의 소정의 임계값은 4 이상이고, 바람직하게는 8 이상이다.

일 예로서, 소정의 시간(t)은 2 초 이상, 5 초 이하이다.

다른 바람직한 실시 형태에 따르면, 펌프의 작동 속도가 증가하고 있는지를 판단하는 단계는, 펌프의 순간 작동 속도가 소정의 임계값 보다 큰 때를 모니터링하여 수행된다. 일 예로서, 순간 작동 속도의 임계값은 펌프의 평균 작동 속도의 1.03 팩터 배 이상이다. 따라서, 스노링이 아주 빨리 검출될 수 있다. 더 신뢰적인 스노링 확인을 얻기 위해, 임계값의 팩터는 1.05 이다.

본 발명의 가능한 변형예

본 발명은 전술한 실시 형태에만 한정되지 않고, 그 실시 형태는 주로 설명과 예시적인 목적이다. 본 특허 출원은 여기서 설명된 바람직한 실시 형태의 모든 조정 및 변화를 포함하며, 그래서 본 발명은 첨부된 청구 범위의 기재 사항으로 규정되며, 장치는 첨부된 청구 범위 내에서 모든 종류의 방식으로 수정될 수 있다.

또한, 따라서 일 특정 실시 형태의 특징적 사항은 다른 실시 형태의 특징적 사항과 조합될 수 있다는 것이 명시적으로 언급되어 있지 않더라도, 그 조합은 가능한 것이라면 명백한 것으로 생각되어야 한다.

Claims (13)

1. 잠수형 펌프가 스노링(snoring)하면 그 펌프를 작동 중단시키기 위한 방법으로서, 상기 펌프는 제어 유닛에 작동 연결되어 있고,
   상기 펌프의 평균 파워를 소정의 설정된 수준으로 되게 하기 위해 펌프의 작동 속도를 상기 제어 유닛으로 조절하는 단계;
   파라미터, 즉 파워(P), 전류(I) 및 파워 인자(cosφ) 중의 적어도 하나를 모니터링하여, 상기 펌프의 순간 파워가 소정의 범위 밖에 있는지를 판단하는 단계;
   상기 펌프의 작동 속도가 증가하고 있는지를 판단하는 단계; 및
   상기 펌프의 순간 파워가 소정의 범위 밖에 있는 것으로 판단되고 동시에 펌프의 작동 속도가 증가하고 있는 것으로 판단되면, 스노링 때문에 상기 제어 유닛을 이용하여 펌프를 작동 중단시키는 단계를 포함하는, 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 펌프의 작동 속도가 증가하고 있는지를 판단하는 단계는, 펌프의 순간 파워가 소정의 범위 밖에 있다는 긍정 판단 후에 수행되는, 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 펌프의 작동 속도가 증가하고 있는지를 판단하는 단계는 펌프 작동 속도의 변화 추이를 모니터링하여 수행되는, 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 펌프 작동 속도의 변화 추이에 대한 모니터링은,
   소정의 시간(t) 동안 펌프의 복수의 순간 작동 속도(n1, n2, n3, n4,...)를 측정하는 단계,
   서로 인접하는 순간 작동 속도의 각 쌍(n1; n2, n2; n3, n3; n4,...)의 상호 관계를 비교하는 단계,
   서로 인접하는 순간 작동 속도의 쌍(n1; n2)에 있는 후자의 순간 작동 속도(n2)가 서로 인접하는 순간 작동 속도의 쌍(n1; n2)에 있는 전자의 순간 작동 속도(n1) 보다 큰 횟수(m)를 모니터링하는 단계, 및
   소정의 시간(t) 동안에, 후자의 순간 작동 속도(n2)가 전자의 순간 작동 속도(n1) 보다 큰 횟수(m)가 소정의 임계값 보다 크면 펌프의 작동 속도가 증가하고 있음을 확인하는 단계로 수행되는, 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   복수의 순간 펌프 속도(n1, n2, n3, n4,...)는 10 이상인, 방법.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   후자의 순간 작동 속도(n2)가 전자의 순간 작동 속도(n1) 보다 큰 모니터링되는 횟수(m)의 소정의 임계값은 4 이상인, 방법.
7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 소정의 시간(t)은 2 초 이상, 5 초 이하인, 방법.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 펌프의 작동 속도가 증가하고 있는지를 판단하는 단계는, 펌프의 순간 작동 속도가 소정의 임계값 보다 큰 때를 모니터링하여 수행되는, 방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 펌프의 순간 파워의 소정의 범위의 상한은 펌프의 평균 파워의 소정의 설정된 수준의 1.02 팩터 배 이상인, 방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프의 순간 파워의 소정의 범위의 하한은 펌프의 평균 파워의 소정의 설정된 수준의 0.89 팩터 배 이하인, 방법.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프는, 스노링 때문에 작동 중단 후에, 소정의 휴지(pause) 시간 동안 비작용 상태로 유지되는, 방법.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프는, 스노링 때문에 작동 중단된 후에, 상기 제어 유닛이 수위 센서로부터 시작 신호를 받을 때까지 비작용 상태로 유지되는, 방법.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 가변 주파수 구동기(VFD)로 구성되어 있는, 방법.