KR20190099878A

KR20190099878A - 복수 관로의 배관 압력 통합 제어 시스템

Info

Publication number: KR20190099878A
Application number: KR1020180019902A
Authority: KR
Inventors: 양지석; 오세명; 밀라드 나지르 이브라힘 미나
Original assignee: 양지석
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2018-02-20
Publication date: 2019-08-28
Also published as: KR102610621B1

Abstract

본 발명은 수충격 통합 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 서로 다른 압력을 갖는 인접한 복수 관로의 배관 압력을 하나의 압력탱크를 이용하여 통합 제어할 수 있는 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 복수 관로의 배관 압력 통합 제어 시스템은, 제1관로와; 상기 제1관로에 인접하는 제2관로와; 상기 제1관로에 제1연결관에 의해 연결되고, 상기 제2관로에 제2연결관에 의해 연결되는 압력탱크와; 상기 제2연결관에 설치되어, 상기 제2관로의 압력을 설정압력 이상으로 유지시키는 압력유지밸브를 포함한다.

Description

복수 관로의 배관 압력 통합 제어 시스템{INTEGRATED PIPE PRESSURE CONTROL SYSTEM FOR MULTIPLE PIPELINE}

본 발명은 수충격 통합 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 서로 다른 압력을 갖는 인접한 복수 관로의 배관 압력을 하나의 압력탱크를 이용하여 통합 제어할 수 있는 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 송수 배관과 같은 개방형 관로 시스템이나 지역 냉난방 배관과 같은 폐쇄형 순환 관로 시스템 등 대부분의 관로 시스템에는 수충격 방지 설비가 구비된다. 수충격은 일반적으로 수배관 시스템에서 펌프의 급정지나 밸브의 급폐쇄의 경우 유량과 압력이 급격히 변화하게 되는 과도현상(Transient Condition)이 발생하는 것을 말하며 수격현상(Water Hammer)이라고도 한다. 이러한 수충격의 결과로, 관로 내에서의 갑작스런 유동변화에 의한 압력파의 전파로 관로의 형상에 따라 배관내의 압력이 급격히 높아지거나, 관내 압력이 물의 포화증기압 이하로 내려가서 증기(vapor)가 발생되고, 이어 재결합(Column Separation & Return)하는 과정에서 충격파로 인한 관로의 붕괴 또는 파손을 가져올 수 있다.

일반적으로 수충격 현상의 유형은 배관계 내의 임의의 점에서, 압력이 급격히 변화되는 형태에 따라 분류할 수 있다. 즉, 배관내의 압력이 급격히 상승(고압, 업서지)하는 경우와, 압력이 급격히 저하(저압, 다운서지)되는 경우로 분류될 수 있다. 통상적으로 배관내의 고압을 방지하기 위하여는 릴리프밸브(Relief Valve), 안전밸브(Safety Valve) 또는 펌프 콘트롤 밸브(Pump Control Valve) 등을 설치하여 배관계에서 유체를 배출시키는 방법이 사용되고 있으며, 저압 방지를 위해서는, 에어/진공 밸브(Air/Vaccuum Valve), 또는 원웨이 피드 탱크(One Way Feed Tank) 등을 이용하여 배관계로 공기 또는 유체를 유입시키는 방법이 사용되고 있다.

한편, 고압과 저압 두가지를 방지하기 위한 장치로는 밀폐식 에어챔버와 같은 압력탱크가 사용되고 있다. 평시 상기 압력탱크의 내부에는 일정량의 유체(물)와 공기가 균형을 이루면서 충진되어 있으며(NWL; NORMAL WATER LEVER), 상기 압력탱크는 주배관에 연결관으로 분기 접속되어 있다. 주배관으로 유체(물)를 가압하여 이송하는 펌프가 갑작스럽게 정지되는 경우 관로내의 유동변화는 펌프의 종류 및 주배관의 형상에 따라 다르게 되는데, 주배관의 압력이 급작스럽게 낮아지는 경우 주배관의 부압 또는 저압을 방지하기 위해 압력탱크에 저장된 유체가 연결관을 통하여 주배관으로 배출됨에 따라 압력이 보상되며, 가압되었던 유체가 주배관을 따라 역류되어 돌아와 주배관의 압력이 높아지는 경우에는 유체가 연결관을 통하여 압력탱크로 유입되어 압축성 유체인 공기의 수축에 의해 충격파가 급속히 감소되기 때문에 주배관 내의 압력이 낮아지고 압력파의 충격으로 인한 주배관 및 펌프의 파손이 방지될 수 있는 것이다.

이러한 압력탱크의 기능을 위하여 종래의 수충격 방지 시스템에는 압력탱크 내부의 적정 수위 및 압력을 조절하기 위한 설비들로서 레벨센서, 공기압축기, 에어필터, 충진밸브, 배기밸브, 그리고 제어반 등의 설비를 더 포함한다.

이러한 수충격 방지 시스템은 통상 독립적인 관로 마다 개별적으로 각각 설치된다. 이에 따라, 각 관로 마다 압력탱크와 레벨센서, 공기압축기, 에어필터, 충진밸브, 배기밸브 및 제어반 등의 부대 설비들이 각각 설치되기 때문에 제작 비용과 설치 비용이 많이 들어가게 된다.

등록실용신안 제20-0456211호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 수충격 방지 장치의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 압력탱크와 기타 부대설비의 제작, 설치 및 유지 비용을 절감할 수 있도록 1세트의 압력탱크와 부대설비를 이용하여 인접하는 서로 다른 관로의 압력을 통합 제어할 수 있는 시스템을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 복수 관로의 배관 압력 통합 제어 시스템은, 제1관로와; 상기 제1관로에 인접하는 제2관로와; 상기 제1관로에 제1연결관에 의해 연결되고, 상기 제2관로에 제2연결관에 의해 연결되는 압력탱크와; 상기 제2연결관에 설치되어, 상기 제2관로의 압력을 설정압력 이상으로 유지시키는 압력유지밸브를 포함한다.

여기서, 상기 제2연결관에는 바이패스관이 병렬로 연결되고, 상기 바이패스관에는 유체가 제2관로에서 압력탱크 측으로 1방향으로만 흐르도록 제어하는 체크밸브가 구비되고, 체크밸브 대신 릴리프밸브가 구비될 수도 있다.

그리고, 상기 제2연결관에는 제2관로의 유체를 가압 이송하기 위한 제2펌프의 정지시 일정 시간 경과후 폐쇄되는 제어밸브가 더 구비되는 것이 바람직하다.

상기 제어밸브는 상기 압력유지밸브와 직렬로 연결되되, 전기 인가시 개방되고 전기 차단시 폐쇄되는 전기 제어식 밸브인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제어밸브는 무정전전원장치(UPS)와 연결되어, 펌프 정지시 일정 시간 경과후 상기 무정전전원정치(UPS)의 동력을 이용하여 폐쇄된다.

한편, 상기 제1관로는 상대적으로 고압인 소방 관로이고, 제2관로는 상대적으로 저압인 관개수용 관로이며, 비상 상황시 상기 제2관로로 유체가 배출되지 못하도록 제어밸브가 차단되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 인접하는 서로 다른 복수의 관로에 개별적으로 수충격 장치(압력탱크와 부대설비)를 설치하지 않고, 1세트의 압력탱크와 부대설비를 이용하여 인접하는 서로 다른 관로의 압력을 통합 제어함으로써 수충격 방지 장치의 제작, 설치 및 유지 비용을 절감할 수 있다는 탁월한 장점을 갖는다.

도 1 은 본 발명에 따른 복수 관로의 배관 압력 통합 제어 시스템의 바람직한 제1실시예도,
도 2a 는 본 발명에 따른 복수 관로의 배관 압력 통합 제어 시스템의 바람직한 제2실시예도,
도 2b 는 본 발명에 따른 복수 관로의 배관 압력 통합 제어 시스템의 바람직한 제2실시예도,
도 3 은 본 발명에 따른 복수 관로의 배관 압력 통합 제어 시스템의 바람직한 제3실시예도이다.

이하, 본 발명에 따른 복수 관로의 배관 압력 통합 제어 시스템의 구성 및 작용을 첨부된 도면과 바람직한 실시예를 참조로 상세히 설명한다.

먼저, 도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 복수 관로 배관 압력 통합 제어 시스템은 제1관로(10), 제2관로(20), 압력탱크(5) 및 압력유지밸브(25)를 포함한다.

상기 제1관로(10)와 제2관로(20)는 서로 인접한 독립적인 관로로써, 일반적인 개방형 송수관로일 수도 있고, 지역냉난방 배관계와 같은 폐쇄형 순환관로(점선으로 표시)일 수도 있다. 그리고, 상기 제1관로(10)와 제2관로(20)는 배관 압력이 서로 다른 관로인 것이 바람직한데, 여기서는 제1관로(10)의 배관 압력이 제2관로(20)의 배관 압력 보다 상대적으로 고압인 것으로 설정한다. 예컨대, 제1관로(10)는 상대적으로 고압인 소방 배관일 수 있고, 제2관로(20)는 잔디 등에 물을 공급하기 위한 상대적으로 저압인 관개수 배관일 수 있다. 이와 같이 양 관로 사이의 배관 압력에 차이가 있어야 후술하는 바와 같이 제2관로(20)에서 저압 발생시 압력탱크(5)로부터 제2관로(20)로 유체(배관수)가 원활하게 배출될 수 있다.

보다 구체적으로, 도 1 에 도시된 바와 같이, 제1관로(10)에는 유체를 가압하여 공급하는 제1펌프(11)와, 상기 제1펌프(11)로부터 가압되어 제1관로(10)를 따라 이송되는 유체의 역류를 방지하거나 유체의 흐름을 단속하는 제1주밸브(12)가 구비된다. 마찬가지로 제2관로(20)에는 유체를 가압하여 공급하는 제2펌프(21)와, 상기 제2펌프(21)로부터 가압되어 제2관로(20)를 따라 이송되는 유체의 역류를 방지하거나 유체의 흐름을 단속하는 제2주밸브(22)가 구비된다. 이에 따라, 평시에는 상기 제1펌프(11)와 제2펌프(21)의 가압 작용에 의해 각각 제1관로(10)와 제2관로(20)를 통해 독립적으로 유체가 이송된다.

상기 제1관로(10)와 제2관로(20)에는 압력탱크(5)가 연결된다. 상기 압력탱크(5)는 제1관로(10)와 제2관로(20)에서 배관수의 팽창이나 수축, 또는 수충격 등에 의해 배관 압력의 변화가 발생하는 경우 이를 제어하기 위한 수단으로, 제1관로(10) 또는 제2관로(20)의 배관 압력이 상승(고압, 업서지)하는 경우 유체를 수용하여 압력을 해소하고, 배관 압력이 하강하는 경우(저압, 다운서지) 유체를 배출하여 각 관로의 배관 압력을 적정 압력으로 유지 시킨다. 이러한 압력탱크(5)의 구조와 작동 방법은 이미 공지된 것으로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

위에서 이미 언급한 바와 같이, 일반적으로 서로 다른 독립 관로에서는 각 관로마다 각각 별도의 압력탱크(5)가 구비된다. 반면, 본 발명에서는 1개의 압력탱크(5)가 인접한 서로 다른 관로인 제1관로(10)와 제2관로(20)에 공통으로 연결된다. 구체적으로, 도 1 에 도시된 바와 같이, 상기 압력탱크(5)는 제1연결관(14)에 의해 제1관로(10)와 연결되고, 제2연결관(24)에 의해 제2관로(20)와 연결된다.

상기 제2관로(20)에는 압력유지밸브(25)가 설치된다. 상기 압력유지밸브(25)는 2차측 압력을 설정압력 이상으로 유지시키는 밸브이다. 본 발명에서는 압력탱크(5)와 연결된 측을 1차측으로 정의하고 제2관로(20)와 연결된 측을 2차측으로 정의한다. 즉, 상기 압력유지밸브(25)는 제2관로(20)의 배관 압력을 설정압력 이상으로 유지시키도록 작동된다. 예컨대, 2차측 설정압력을 5 bar로 설정할 경우, 2차측 압력이 5 bar 이하로 하강하게 되면 압력유지밸브(25)가 개방되어 1차측(압력탱크(5))에서 2차측(제2관로(20))으로 유체가 이송됨에 따라 제2관로(20)의 압력을 상승시키고, 2차측 압력이 5 bar 이상이 되면 압력유지밸브(25)가 폐쇄됨에 따라 제2관로(20)의 압력을 5 bar 이상으로 유지시킨다. 상기 압력유지밸브(25)는 1차측과 2차측의 압력차에 의해 자동으로 개폐 작동되는 형태로 구성될 수도 있고, 별도의 압력센서에서 감지된 2차측 압력에 기초하여 별도의 제어부에 의해 개폐 작동되는 형태로 구성될 수도 있다.

여기서, 상기 압력유지밸브(25)는 위와 같이 2차측 압력을 설정압력 이상으로 유지시키는 작용을 하는 것이라면 그 종류에는 특별한 제한이 없으나 특히 감압밸브인 것이 바람직하며, 디스크 타입 스윙밸브와 같은 수동 밸브나 전동밸브 또는 전자밸브 등과 같은 자동 밸브류 등이 사용될 수도 있다.

따라서, 도 1 에 도시된 바와 같은 제1실시예에서, 제1관로(10)의 배관 압력이 상승하는 경우(고압, 업서지)에는 제1관로(10)로부터 제1연결관(14)을 통해 압력탱크(5)로 유체가 유입되어 제1관로(10)의 고압이 해소된다. 이때, 제2관로(20)가 제1관로(10)에 비해 상대적으로 저압이기 때문에, 압력탱크(5) 내부의 유체는 제2연결관(24)으로 배출될 수 있는데, 상기 압력유지밸브(25)의 작용에 의해 제2관로(20)의 압력이 설정압력 미만인 경우에는 제2관로(20)로 유체를 이송하고 설정압력 이상인 경우에는 유체의 이송을 차단하여 제2관로(20)의 압력을 설정압력 이상으로 유지한다. 한편, 제1관로(10)의 배관 압력이 하강하는 경우(저압, 다운서지)에는 압력탱크(5)로부터 제1연결관(14)을 통해 압력탱크(5) 내부의 유체가 제1관로(10)로 이송되어 적정 압력으로 유지시키며, 이와 동시에 제2관로(20)의 압력 또한 압력유지밸브(25)에 의해 항시 설정압력 이상으로 유지된다. 이와 같은 방법으로, 1개의 압력탱크(5)를 이용하여 서로 다른 인접한 제1관로(10)와 제2관로(20)의 압력을 통합적으로 제어할 수 있다.

도 2a 에는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 복수 관로의 배관 압력 통합 제어 시스템의 구성도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 본 제2실시예에 따른 시스템은 제1실시예의 구성에 바이패스관(27) 및 체크밸브(28)가 추가된다. 구체적으로, 상기 압력유지밸브(25)가 설치된 제2연결관(24)에는 압력유지밸브(25)와 병렬로 바이패스관(27)이 설치되고, 상기 바이패스관(27)에는 체크밸브(28)가 설치된다. 상기 체크밸브(28)는 유체가 제2관로(20)에서 압력탱크(5)측으로 1방향으로만 흐르도록 제어한다. 이는 제2관로(20)의 배관 압력이 설정압력 이상으로 높아지는 경우(고압, 업서지)에 대처하기 위한 것이다.

위에서 언급한 바와 같이, 제2연결관(24)에 압력유지밸브(25)가 설치되어 있기 때문에, 제2관로(20)의 배관 압력이 설정압력 미만으로 낮아지는 경우(저압, 다운서지)에는 압력유지밸브(25)가 개방되면서 압력탱크(5)에 저장된 유체가 제2연결관(24)을 통해 제2관로(20)로 이송되어 제2관로(20)의 저압이 해소된다. 한편, 제2관로(20)의 배관 압력이 설정압력 이상으로 높아지는 경우(고압, 업서지)에는 상기 압력유지밸브(25)가 폐쇄되어 압력탱크(5)로부터 제2관로(20)로의 유체 이송이 이루어지지 않지만 제2연결관(24)이 폐쇄됨으로 인해 제2관로(20) 내부 압력이 해소될 길이 없어지게 된다. 이러한 제2관로(20)의 배관 압력 상승에 대처하기 위해, 본 제2실시예에서는 제2연결관(24)에 바이패스관(27)을 설치하여 제2관로(20)의 배관 압력이 설정압력 이상으로 상승하는 경우 바이패스관(27)을 통하여 제2관로(20)의 유체가 이송된 후 제2연결관(24)을 통하여 압력탱크(5)로 유입되도록 한 것이다. 그리고, 바이패스관(27)이 양방향으로 항시 개방된 상태인 경우 제2관로(20)가 고압 상태인 경우에도 상대적으로 더 고압인 제1관로(10) 및 압력탱크(5)로부터 제2관로(20)로 유체가 이송될 수 있으므로 이를 방지하기 위해 상기 바이패스관(27)에 체크밸브(28)가 설치됨으로써 제1관로(10) 또는 압력탱크(5)의 유체가 제2관로(20)로는 이송되지 못하도록 하였다. 이에 따라, 제2관로(20)의 배관 압력이 상승하여 제1관로(10)의 배관 압력 보다 높아지는 경우에는 바이패스관(27)을 통하여 제2관로(20)로부터 압력탱크(5)로 1방향으로만 유체가 이송된다. 이와 같은 방식으로 제1관로(10)와 제2관로(20)의 업서지시 및 다운서지시 압력 변화에 효과적인 통합 제어가 가능해진다.

한편, 도 2b 에는 본 발명의 바람직한 제3실시예가 도시된다. 도시된 바와 같이, 상기 바이패스관(27)에는 체크밸브(28) 대신에 릴리프밸브(29)가 구비될 수도 있다. 릴리프밸브(29)는 유체의 압력이 설정 압력 이상으로 상승하는 경우 개방되는 밸브로서, 제2관로(20)의 압력이 제1관로(10)의 배관 압력 보다 높아지는 경우에 개방되어 바이패스관(27)을 통하여 제2관로(20)의 유체가 압력탱크(5)로 이송되도록 한다. 이에 따라 제2관로(20)의 업서지시 고압 해소가 가능하다.

도 3 에는 본 발명의 바람직한 제4실시예에 따른 복수 관로의 배관 압력 통합 제어 시스템의 구성도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 제1실시예 내지 제3실시예의 구성에 제어밸브(26)가 추가로 구비된다. 상기 제어밸브(26)는 압력유지밸브(25)의 고장 또는 기타 에러 발생시를 대비하여 안전상 설치되는 것으로, 제2연결관(24)에 압력유지밸브(25)와 직렬로 설치되되, 압력유지밸브(25)의 1차측 또는 2차측 어디에 설치되어도 무방하다. 여기서, 상기 제어밸브(26)는 솔레노이드 밸브와 같이 전기 인가시 개방되고 전기 차단시 폐쇄되는 노말 클로즈(Nomal Close) 타입의 전기 제어식 밸브로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 제어밸브(26)는 제2펌프(21)가 정상적으로 작동 상태에 있는 경우에는 기본적으로 전기가 인가되어 개방된 상태를 유지하다가, 정전이나 기타 이상에 의해 제2펌프(21)가 정지되는 경우에 일정시간 경과후 폐쇄되도록 구성된다. 일반적으로 관로의 수충격은 정전이나 펌프의 고장으로 인한 펌프 정지(트립)시 관로의 펌프 토출측에 일시적으로 저압이 형성됨에 따라 발생하게 되는바, 이러한 펌프 정지로 인한 수충격 방지를 위해 상기 제어밸브(26)는 정전 또는 고장 등으로 인한 제2펌프(21) 정지시 일정 시간 경과후 폐쇄되도록 구성되는 것이다. 제2펌프(21)의 정지시 관로의 제2펌프(21) 토출측에 발생한 저압을 해소하기 위해서는 제2관로(20)로 유체가 이송되어야 하는 반면, 제2관로(20)로 지속적으로 유체가 이송되면 다시 제2관로(20)의 압력이 상승하게 된다. 압력유지밸브(25)에 이상이 발생한 경우에 제어밸브(26)가 이러한 제2펌프(21) 정지시 제2관로(20)의 압력 변화를 제어한다. 상기 제어밸브(26)는 제2펌프(21)의 정지시 일정 시간 동안은 개방된 상태로 유지되어 제2연결관(24)을 통하여 압력탱크(5)의 유체가 제2관로(20)로 이송되도록 함으로써 제2관로(20)의 저압을 해소한다. 그 다음, 일정 시간 경과후에는 제2관로(20)의 배관 압력이 상승하게 되므로 제어밸브(26)가 폐쇄되어 제2관로(20)의 압력을 유지시킨다.

이를 위해, 상기 제어밸브(26)는 전체 시스템이 가동중인 경우 시스템 전원에 의해 개방된 상태로 유지되며, 정전에 따라 시스템 전원이 오프되는 경우(이때, 제2펌프(21)도 정지됨) 폐쇄되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 제어밸브(26)는 제2펌프(21)의 작동과 실시간으로 연동되어 제2펌프(21)의 작동시에는 개방된 상태로 유지되고 제2펌프(21)의 정지시에는 일정 시간 경과후 폐쇄되도록 구성될 수도 있다. 이를 위해, 상기 제어밸브(26)는 상기 제2펌프(21)의 작동 여부에 대한 실시간 감지를 통해 개폐가 제어되도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 도 3 에 도시된 바와 같이, 제2펌프(21)의 작동 여부를 실시간으로 감지하는 펌프운전감지수단(30)이 추가로 구비될 수 있다.

상기 펌프운전감지수단(30)은 제2펌프(21)의 운전 상태를 실시간으로 감지하여 전기신호를 제어밸브(26)에 직접 전달하거나, 상기 제어밸브(26)를 제어하는 별도의 제어부(미도시)에 전달하고 상기 제어부의 제어 명령에 따라 제어밸브(26)가 개폐되도록 한다. 별도의 제어부를 구비하는 경우를 예로 들어 설명하나, 아래 설명 및 도면에서는 별도의 제어부 없이 제어밸브(26)에서 직접 전기신호를 전달받아 자체적으로 개폐 작동되는 경우를 예로 들어 설명하나, 특별한 설명이 없는 한 위 두가지 경우를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다. 이러한 펌프운전감지수단(30)은 제2펌프(21)의 운전 상태를 감지할 수 있는 것이라면 그 종류에는 제한이 없으나, 마그네틱스위치의 보조접점, 전류측정기, 압력센서 또는 유량센서인 것이 바람직하다.

상기 마그네틱스위치는 전자접촉기라고도 불리우며, 제2펌프(21)의 모터 구동을 위한 전원을 공급 또는 차단하는 스위치로서, 내부코일에 전류가 인가되거나 인가되지 않게 됨에 따라 전자석에 의해 접점이 개폐되는 일종의 릴레이스위치이며 접점은 주접점과 보조접점을 구비한다. 이러한 마그네틱스위치는 제2펌프(21)에 전원 공급을 위한 스위치로서 관로 시스템의 자동 제어를 위해 통상적으로 구비되는 것으로 그 구성 및 작동 관계는 이미 공지된 것으로 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명에서는, 이러한 마그네틱스위치의 보조접점이 펌프운전감지수단(30)으로 사용될 수 있다. 즉, 제2펌프(21)의 운전은 마그네틱스위치의 내부코일로 전류가 인가되어 주접점이 닫히는 경우에 제2펌프(21)로 전원이 공급됨에 의해 수행되고, 내부코일로 전류가 인가되지 않는 경우에는 주접점이 열려 제2펌프(21)로의 전원 공급이 중단되어 제2펌프(21)가 정지되는 것이다. 이와 같이, 주접점이 개폐되는 경우 마그네틱스위치에 구비된 보조접점도 함께 개폐되는데, 이러한 마그네틱스위치의 보조접점과 제어부를 전기적으로 연결하면, 제2펌프(21)가 운전중인 경우 보조접점이 닫힌 상태가 되므로 전류신호가 제어밸브(26)로 전달되어 개방 상태가 유지된다. 반면, 제2펌프(21)가 정지중인 경우에는 보조접점이 열린 상태가 되므로 제어밸브(26)로 전류신호의 전달이 차단되어 제어밸브(26)가 폐쇄될 수 있다.

한편, 상기 펌프운전감지수단(30)은 전류측정기일 수도 있다. 상기 전류측정기는 제2펌프(21)를 구동하는 모터에 전기적으로 연결되어 모터의 부하전류를 측정한다. 상기 전류측정기는 별도의 제어부와 전기적으로 연결되거나, 마이컴 또는 릴레이스위치를 내장한 제어밸브(26)와 전기적으로 연결되어 측정된 모터의 부하전류신호값이 제어부 또는 제어밸브(26)에 전달된다. 제어부 또는 제어밸브(26)에서는 상기 모터의 부하전류신호값이 미리 설정된 일정값(또는 0) 이상인 경우 제2펌프(21)가 운전중인 것으로 판정하여 제어밸브(26)를 개방 상태로 유지시키고, 부하전류신호값이 미리 설정된 일정값(또는 0) 미만인 경우 제2펌프(21)가 정지 중인 것으로 판정하여 제어밸브(26)가 폐쇄되도록 한다.

또한, 상기 펌프운전감지수단(30)은 압력센서일 수 있다. 상기 압력센서는 상기 제2펌프(21)의 토출측 압력을 감지하여 전기신호로 출력한다. 상기 압력센서는 제어부와 전기적으로 연결되거나, 마이컴 또는 릴레이스위치를 내장한 제어밸브(26)와 전기적으로 연결되어 압력감지신호가 제어부 또는 제어밸브(26)로 전달된다. 일반적으로 펌프의 운전압력(전양정)은 배관의 자연수두(정수두)와 관마찰손실 그리고 방사압력의 합으로 결정된다. 따라서, 제2펌프(21)가 운전중인 경우 압력센서에서 감지된 압력감지신호값은 배관의 자연수두(정수두) 보다 크다. 따라서, 제어부 또는 제어밸브(26)에서는 압력감지신호값이 자연수두(정수두) 보다 큰 경우 제2펌프(21)가 운전중인 것으로 판정하여 제어밸브(26)를 개방 상태로 유지시키고, 자연수도(정수두) 보다 작은 경우 정지중인 것으로 판정하여 제어밸브(26)가 폐쇄되도록 한다.

또한, 상기 펌프운전감지수단(30)은 유량센서일 수도 있다. 상기 유량센서는 상기 제2펌프(21)의 토출측 물의 유량을 감지하여 전기신호로 출력한다. 상기 유량센서는 제어부와 전기적으로 연결되거나, 마이컴 또는 릴레이스위치가 내장된 제어밸브(26)와 전기적으로 연결되어 유량감지신호가 제어부 또는 제어밸브(26)로 전달된다. 제어부 또는 제어밸브(26)에서는 유량감지신호값이 미리 설정된 일정값 이상인 경우 제2펌프(21)가 운전중인 것으로 판정하여 제어밸브(26)를 개방 상태로 유지시키고, 유량감지신호값이 미리 설정된 일정값 미만인 경우 제2펌프(21)가 정지중인 것으로 판정하여 제어밸브(26)가 폐쇄될 수 있도록 한다.

위와 같이 펌프운전감지수단(30)은 제2펌프(21)의 운전 여부를 실시간으로 감지하고, 감지 결과 제2펌프(21)가 정지 상태인 경우(제2관로(20)에 저압 발생)에는 미리 정해진 일정 시간 경과후에 제어밸브(26)가 폐쇄된다. 이때, 상기 제어밸브(26)는 일정 시간 경과후 즉시 폐쇄되도록 구성될 수도 있고, 예컨대, 디스크를 구비하는 스윙타입 밸브의 경우 디스크의 폐쇄 속도를 조절하여 천천히 닫히다가 일정시간 경과후에는 완전히 폐쇄되도록 구성될 수도 있다.

위와 같이 전체 시스템의 정전 또는 펌프의 정지시에 제어밸브(26)가 폐쇄되는데, 정전 또는 펌프 정지시에는 제어밸브(26)로 인가되는 전기가 차단되므로 제어밸브(26)의 폐쇄를 위한 동력이 완전히 차단되는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우를 대비하여 상기 제어밸브(26)에는 무정전전원장치(UPS)가 연결되고, 이에 따라 전체 시스템의 정전 또는 펌프 정지시에도 일정 시간 경과후에 무정전전원장치의 동력을 이용하여 제어밸브(26)가 폐쇄될 수 있다.

한편, 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 제2연결관(24)에는 바이패스관(27)이 병렬로 연결되고, 상기 바이패스관(27)에는 제2관로(20)에서 압력탱크(5) 측으로 1방향으로만 유체를 이동시키는 체크밸브(28)가 설치된다. 이에 따라, 제2관로(20)의 배관 압력이 높아지는 경우(고압, 업서지)에는 상기 압력유지밸브(25)와 제어밸브(26)가 폐쇄되므로 바이패스관(27)을 통해 제2관로(20)의 유체가 압력탱크(5)로 이송될 수 있게 되므로 제2관로(20)의 고압이 해소된다.

이와 같은 방식으로 1개의 압력탱크로 서로 인접한 복수의 관로의 배관 압력 통합 제어를 통한 수충격 방지가 가능하다.

한편, 위에서 이미 언급한 바와 같이, 제1관로(10)는 상대적으로 고압인 소방 관로일 수 있고, 제2관로(20)는 상대적으로 저압인 관개수용 관로일 수 있는 바, 화재 등 비상 상황이 발생하여 제1관로(10)의 제1펌프(11)가 가동되는 경우 또는 제1관로(10)의 압력이 설정압력 이하로 하강한 경우에는 화재 진압 등을 위해 충분한 소방용수의 확보가 필요하므로, 상기 제2관로(20)로 유체가 배출되지 못하도록 제어밸브(26)가 차단되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제어밸브(26)는 제1펌프(11)의 작동 감지신호에 의해 폐쇄되거나 화재감지기(미도시) 또는 화재경보기(미도시)와 전기적으로 연결되어 화재 발생시 자동 차단되거나, 제1관로(10)에 구비된 압력센서(미도시)에 의해 설정압력 이하로 하강한 것으로 감지되는 경우 차단되도록 구성될 수도 있다.

지금까지, 본 발명의 실시예를 기준으로 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적 균등범위까지 포함된다 할 것이다.

5 : 압력탱크 10 : 제1관로
11 : 제1펌프 12 : 제1주밸브
14 : 제1연결관 20 : 제2관로
21 : 제2펌프 22 : 제2주밸브
24 : 제2연결관 25 : 압력유지밸브
26 : 제어밸브 27 : 바이패스관
28 : 체크밸브 30 : 펌프운전감지수단

Claims

제1관로(10)와;
상기 제1관로(10)에 인접하는 제2관로(20)와;
상기 제1관로(10)에 제1연결관(14)에 의해 연결되고, 상기 제2관로(20)에 제2연결관(24)에 의해 연결되는 압력탱크(5)와;
상기 제2연결관(24)에 설치되어 상기 제2관로(20)의 압력을 설정압력 이상으로 유지시키는 압력유지밸브(25)를 포함하는 복수 관로의 배관 압력 통합 제어 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제2연결관(24)에는 바이패스관(27)이 병렬로 연결되고, 상기 바이패스관(27)에는 유체가 제2관로(20)에서 압력탱크(5) 측으로 1방향으로만 흐르도록 제어하는 체크밸브(28)가 구비된 것을 특징으로 하는 복수 관로의 배관 압력 통합 제어 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제2연결관(24)에는 바이패스관(27)이 병렬로 연결되고, 상기 바이패스관(27)에는 릴리프밸브(29)가 구비된 것을 특징으로 하는 복수 관로의 배관 압력 통합 제어 시스템.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제2연결관(24)에는 제2관로(20)의 유체를 가압 이송하기 위한 제2펌프(21)의 정지시 일정 시간 경과후 폐쇄되는 제어밸브(26)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 복수 관로의 배관 압력 통합 제어 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 제어밸브(26)는 상기 압력유지밸브(25)와 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 복수 관로의 배관 압력 통합 제어 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 제어밸브(26)는 전기 인가시 개방되고 전기 차단시 폐쇄되는 전기 제어식 밸브인 것을 특징으로 하는 복수 관로의 배관 압력 통합 제어 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 제어밸브(26)는 무정전전원장치(UPS)와 연결되어, 펌프 정지시 일정 시간 경과후 상기 무정전전원정치(UPS)의 동력을 이용하여 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 복수 관로의 배관 압력 통합 제어 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 제1관로(10)는 상대적으로 고압인 소방 관로이고, 제2관로(20)는 상대적으로 저압인 관개수용 관로이며, 비상 상황시 상기 제2관로(20)로 유체가 배출되지 못하도록 제어밸브(26)가 차단되는 것을 특징으로 하는 복수 관로의 배관 압력 통합 제어 시스템.