KR20190048577A

KR20190048577A - 스크류 펌프 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20190048577A
Application number: KR1020170143653A
Authority: KR
Inventors: 손동수
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2019-05-09

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 스크류 펌프는 유체가 유입되는 입구부와 유체가 유출되는 출구부가 구비된 하우징부재, 상기 하우징부재의 내부에 구비되며, 상기 입구부와 출구부 사이를 실링하면서, 상기 유체를 상기 입구부에서 상기 출구부로 이동시키는 스크류부재 및 상기 하우징부재와 필링관으로 연결되며, 상기 필링관에 구비되는 솔레노이드 밸브로 개폐를 조정하여, 상기 하우징부재로 실링 유체를 공급하는 필링부재를 포함할 수 있다.

Description

스크류 펌프 및 그 제어방법{Screw pump and control method thereof}

본 발명은 스크류 펌프 및 그 제어방법에 관한 것이다.

선박에서 각종 유체를 이송시키기 위해 다양한 형태의 펌프들이 사용되고 있다. 특히 광범위하게 사용되고 있는 것이 원심 펌프(Centrifugal pump), 기어 펌프(Gear pump), 스크류 펌프(Screw pump) 등이 있다.

특히, 기밀을 유지하고 보다 안정적인 흡인 능력을 필요한 곳에는 스크류 펌프가 사용되나, 스크류 펌프의 경우 맞물려 회전하는 스크류부재가 꽉 끼며 기밀을 유지하는 반면에 운전시에 하우징부재에 유체가 없으면 드라이 러닝(dry running)이 발생하여 하우징부재 내에 급격한 열이 발생하며 맞물려 회전하는 스크류부재가 붙어 버리는 데미지를 발생시킨다.

따라서, 전술한 문제를 해결하기 위한 스크류 펌프 및 그 제어방법에 대한 연구가 필요하게 되었다.

한국 공개특허공보 제 10-1989-0010425호

본 발명의 목적은 드라이 러닝을 제거하여, 데미지를 방지할 수 있는 스크류 펌프 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크류 펌프는 상기 스크류부재를 구동시키는 모터부재 및 상기 솔레노이드 밸브의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스크류 펌프 제어방법은 상기 스크류 펌프를 구동시키도록, 상기 스크류 펌프의 구동 명령이 전달되면, 상기 스크류부재가 구동되기 전에 상기 솔레노이드 밸브를 개방시켜 상기 필링부재에서 상기 하우징부재로 실링 유체를 공급하는 프리필링단계 및 상기 필링부재가 상기 하우징부재로 실링 유체를 공급한 후에 상기 스크류부재를 구동시키는 펌프구동단계를 포함할 수 있다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크류 펌프 제어방법의 상기 펌프구동단계는, 상기 솔레노이드 밸브가 폐쇄되기 전에, 상기 스크류부재를 구동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크류 펌프 제어방법은 상기 스크류부재를 구동시키는 모터부재에 작용하는 구동 하중이 일정해지면, 상기 솔레노이드 밸브를 폐쇄하여 상기 실링 유체의 공급을 중지시키는 필링스탑단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 스크류 펌프 및 그 제어방법은 드라이 러닝을 제거하여, 데미지를 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 스크류 펌프를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 스크류 펌프 제어방법을 나타낸 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하며, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호 또는 유사한 방식으로 부여된 참조 부호는 동일 구성 요소 또는 대응하는 구성요소를 지칭하는 것으로 한다.

본 발명은 스크류 펌프 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 드라이 러닝(dry running)을 제거하여, 스크류 펌프의 데미지를 방지할 수 있다.

구체적으로 도면을 참조하여 설명하면, 도 1은 본 발명의 스크류 펌프를 도시한 정면도로서, 이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크류 펌프는 유체가 유입되는 입구부(11)와 유체가 유출되는 출구부(12)가 구비된 하우징부재(10), 상기 하우징부재(10)의 내부에 구비되며, 상기 입구부(11)와 출구부(12) 사이를 실링하면서, 상기 유체를 상기 입구부(11)에서 상기 출구부(12)로 이동시키는 스크류부재(20) 및 상기 하우징부재(10)와 필링관(31)으로 연결되며, 상기 필링관(31)에 구비되는 솔레노이드 밸브(32)로 개폐를 조정하여, 상기 하우징부재(10)로 실링 유체를 공급하는 필링부재(30)를 포함할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 스크류 펌프는 필링부재(30)를 포함함으로써, 상기 스크류부재(20)의 구동 전에 실링 유체를 공급할 수 있어서, 상기 스크류부재(20)의 구동시에 통과 유체가 유입되기 전에 구동하는 드라이 러닝을 방지할 수 있게 된다.

이에 따라 본 발명의 스크류 펌프는 상기 스크류부재(20)가 드라이 러닝에 의해서 열 손상되는 등의 데미지가 발생하는 문제를 방지할 수 있게 된다.

상기 하우징부재(10)는 상기 스크류부재(20)가 내부에 구비되는 바디의 역할을 하는 구성으로서, 펌핑 대상인 유체가 유입되는 입구부(11)와 상기 유체가 펌핑되어 배출되는 출구부(12)를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 하우징부재(10)는 외부의 모터부재(40)의 회전축이 결합되게 구성되며, 이러한 회전축은 상기 스크류부재(20)와 결합되어 회전될 수 있게 구성된다.

상기 스크류부재(20)는 상기 하우징부재(10)의 내부에 구비되어 회전에 의해서 상기 유체를 상기 입구부(11)에서 출구부(12)로 이동시키는 역할을 하게 된다. 이를 위해서, 상기 스크류부재(20)에는 스크류 날개가 형성되며, 이러한 스크류 날개를 따라 유체가 이동하면서 유체를 이동시키는 역할을 하게 되는 것이다.

상기 필링부재(30)는 상기 스크류부재(20)에 실링 유체를 공급하는 역할을 하게 되며, 이에 따라 상기 스크류부재(20)의 구동 전에 상기 실링 유체를 공급하여, 상기 스크류부재(20)의 드라이 러닝을 방지할 수 있게 된다.

다시 말해, 상기 필링부재(30)는 상기 하우징부재(10)와 연결된 필링관(31)을 통하여 상기 스크류부재(20)로 실링 유체를 공급하게 되며, 이때 상기 필링관(31)에는 솔레노이드 밸브(32)가 구비되어, 전기적 신호에 의해서 상기 필링관(31)의 개폐를 조정하여 실링 유체의 공급을 조정할 수 있게 된다.

이를 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크류 펌프는 상기 스크류부재(20)를 구동시키는 모터부재(40) 및 상기 솔레노이드 밸브(32)의 작동을 제어하는 컨트롤러(50)를 포함할 수 있다.

이와 같은 컨트롤러(50)는 상기 필링부재(30)에 의한 실링 유체의 공급을 조절하고, 상기 스크류부재(20)의 구동을 조절하기 위해서 모터부재(40)와 전기적으로 연결될 수 있다.

도 2는 본 발명의 스크류 펌프 제어방법을 나타낸 순서도로서, 이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크류 펌프 제어방법은 상기 스크류 펌프를 구동시키도록, 상기 스크류 펌프의 구동 명령이 전달되면, 상기 스크류부재(20)가 구동되기 전에 상기 솔레노이드 밸브(32)를 개방시켜 상기 필링부재(30)에서 상기 하우징부재(10)로 실링 유체를 공급하는 프리필링단계 및 상기 필링부재(30)가 상기 하우징부재(10)로 실링 유체를 공급한 후에 상기 스크류부재(20)를 구동시키는 펌프구동단계를 포함할 수 있다.

다시 말해, 전술한 스크류 펌프를 구동하는 제어방법을 제시한 것이며, 또한 상기 스크류부재(20)의 구동 전에 상기 필링부재(30)에 의해서 상기 스크류부재(20)로 실링 유체를 공급하여, 상기 스크류부재(20)의 드라이 러닝을 방지하게 제어하는 방법을 제시한 것이다.

상기 프리필링단계는 상기 스크류 펌프에 대한 구동 명령이 전달되면, 그 즉시 상기 스크류부재(20)를 구동시키는 것이 아니라, 상기 스크류부재(20)의 구동 전에 상기 스크류부재(20)로 실링 유체를 공급하도록 제어되는 것이다.

이를 위해서,상기 컨트롤러(50)에 스크류 펌프의 구동 명령이 전달되면, 상기 컨트롤러(50)는 상기 스크류부재(20)와 연결된 모터부재(40)의 구동 전에 상기 필링부재(30)의 솔레이노이드 밸브를 개방시키게 제어한다.

즉, 상기 스크류부재(20)의 구동에 구동 지연 시간(Time delay)을 부여하고, 지연 시간에 상기 필링부재(30)의 구동을 시작하는 것이다.

상기 펌프구동단계는 상기 필링부재(30)에 의한 실링 유체의 공급이 시작되고, 드라이 러닝을 회피할 수 있게 되었을 때, 상기 스크류부재(20)를 구동시키는 단계이다.

이를 위해서, 상기 컨트롤러(50)는 상기 솔레노이드 밸브(32)의 개방 후에 상기 모터부재(40)를 구동시키게 된다. 이에 따라 상기 스크류 펌프는 드라이 러닝을 방지하면서 펌핑 작동을 수행하게 된다. 또한 상기 실링 유체는 상기 스크류부재(20) 사이를 실링하는 역할도 하게 된다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크류 펌프 제어방법의 상기 펌프구동단계는, 상기 솔레노이드 밸브(32)가 폐쇄되기 전에, 상기 스크류부재(20)를 구동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

다시 말해, 상기 필링부재(30)에 의한 실링 유체의 공급이 시작되고, 상기 필링 작업을 하는 중간에 상기 스크류부재(20)를 구동시킬 수 있게 구성한 것이다.

이는 상기 필링부재(30)에 의한 실링 유체의 공급이 되었어도 상기 스크류부재(20)의 드라이 러닝이 발생할 정도로 충분하게 실링 유체가 공급되지 않을 수도 있기 때문이다.

더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크류 펌프 제어방법은 상기 스크류부재(20)를 구동시키는 모터부재(40)에 작용하는 구동 하중이 일정해지면, 상기 솔레노이드 밸브(32)를 폐쇄하여 상기 실링 유체의 공급을 중지시키는 필링스탑단계를 포함할 수 있다.

이러한 필링스탑단계는 상기 필링부재(30)에 의한 실링 유체의 공급이 상기 스크류부재(20)의 드라이 러닝을 방지할 수 있을 정도로 충분한 경우에 상기 실링 유체의 공급을 중단시키는 단계이다.

다시 말해, 드라이 러닝을 회피할 정도로 충분하게 실링 유체가 공급되었다면 더 이상 실링 유체를 공급하지 않아도, 하우징부재(10)를 통과하는 유체에 의해서 드라이 러닝은 방지될 수 있으므로, 효율을 위해서 상기 실링 유체의 공급을 중단하게 제어하는 것이다.

이러한 실링 유체 공급의 중단은 상기 스크류부재(20)를 구동시키는 모터부재(40)가 받는 하중이 일정해지는지 여부로 판단한다. 즉, 상기 스크류부재(20)의 구동시에 상기 실링 유체가 충분하지 않으면 상기 모터부재(40)가 상기 스크류부재(20)를 회전시키기 위한 구동력을 더 많이 소모시키지만, 드라이 러닝을 회피하고 상기 스크류부재(20)가 안정적으로 회전 구동되면 상기 모터부재(40)가 소모하는 구동력은 일정해지는데, 이러한 소모 구동력이 일정해지는 시점에 상기 실링 유체의 공급을 중단하게 제어하는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

10: 하우징부재 11: 입구부
12: 출구부 20: 스크류부재
30: 필링부재 31: 필링관
32: 솔레노이드 밸브 40: 모터부재
50: 컨트롤러

Claims

유체가 유입되는 입구부와 유체가 유출되는 출구부가 구비된 하우징부재;
상기 하우징부재의 내부에 구비되며, 상기 입구부와 출구부 사이를 실링하면서, 상기 유체를 상기 입구부에서 상기 출구부로 이동시키는 스크류부재; 및
상기 하우징부재와 필링관으로 연결되며, 상기 필링관에 구비되는 솔레노이드 밸브로 개폐를 조정하여, 상기 하우징부재로 실링 유체를 공급하는 필링부재;
를 포함하는 스크류 펌프.
제1항에 있어서,
상기 스크류부재를 구동시키는 모터부재 및 상기 솔레노이드 밸브의 작동을 제어하는 컨트롤러;
를 포함하는 스크류 펌프.
제1항의 스크류 펌프를 구동시키도록,
상기 스크류 펌프의 구동 명령이 전달되면, 상기 스크류부재가 구동되기 전에 상기 솔레노이드 밸브를 개방시켜 상기 필링부재에서 상기 하우징부재로 실링 유체를 공급하는 프리필링단계; 및
상기 필링부재가 상기 하우징부재로 실링 유체를 공급한 후에 상기 스크류부재를 구동시키는 펌프구동단계;
를 포함하는 스크류 펌프 제어방법.
제3항에 있어서,
상기 펌프구동단계는, 상기 솔레노이드 밸브가 폐쇄되기 전에, 상기 스크류부재를 구동시키는 것을 특징으로 하는 스크류 펌프 제어방법.
제3항에 있어서,
상기 스크류부재를 구동시키는 모터부재에 작용하는 구동 하중이 일정해지면, 상기 솔레노이드 밸브를 폐쇄하여 상기 실링 유체의 공급을 중지시키는 필링스탑단계;
를 포함하는 스크류 펌프 제어방법.