KR20230123333A - 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템 - Google Patents

전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템은, 전원 공급 장치; 전원 공급 장치로부터 전원을 공급 받아 강압하는 강압 변압기; 및 강압 변압기와 모터 구동 밸브에 연결되어 온/오프 동작에 의해 모터 구동 밸브를 구동시키거나 모터 구동 밸브의 구동을 정지하도록 하는 로컬 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템에 따르면, 전원 공급 장치, 강압 변압기 및 로컬 스위치를 이용하여 모터 구동 밸브를 구동시키도록 구성함으로써, 중앙 제어실에서의 조작과 공급 전압의 확보 없이도 밸브 현장에서 대기 시간 없이 편리하게 모터 구동 밸브를 구동시킬 수 있다.

Description

전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템{System for driving motor driving valve using power supply unit}
본 발명은 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자력 발전소에 설치된 모터 구동 밸브를 중앙 제어실에서의 조작과 공급 전압의 확보 없이도 구동시킬 수 있는 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 모터 구동 밸브(Motor Operated Valve, MOV)는 수동 조작으로 밸브를 개폐(OPEN/CLOSE)하는 대신에 전동 모터와 기어를 이용하여 제어하는 액츄에이터(actuator)를 말한다.
이러한 모터 구동 밸브는 원자력 발전소 등에 설치되어 사용되고 있으며, 모터 구동 밸브의 구동을 위해서는 중앙 제어실(Main Control Room, MCR)에서의 조작이 필수적이다. 예를 들어, 국내 공개특허공보 제10-2017-0079595호(모터구동밸브의 작동시간 측정 장치 및 방법) (2017년 7월 10일 공개) 등에는 중앙 제어실에서 모터 구동 밸브의 동작을 제어하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 상기 특허 문헌에 개시된 종래 기술에 따르면, 중앙 제어실에서의 조작 불능 상태로 모터 구동 밸브의 동작이 어려운 경우에는 동작을 위한 대기 시간이 매우 길었으며, 모터 구동 밸브 내의 공급 전압을 이용하여 현장에서 로컬 스위치를 달아 구동시켜야 한다는 문제점이 있었다. 더욱이, 내부 공급 전압이 확보되지도 않은 모터 구동 밸브가 많은 경우 중앙 제어실에서의 조작이 불가피하게 이루어져야만 하는 문제점이 있었다.
따라서, 밸브 현장에서 중앙 제어실에서의 조작과 공급 전압의 확보 없이도 모터 구동 밸브를 구동시킬 수 있는 모터 구동 밸브 구동 시스템이 요구된다.
국내 공개특허공보 제10-2017-0079595호(모터구동밸브의 작동시간 측정 장치 및 방법) (2017년 7월 10일 공개)
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전원 공급 장치, 강압 변압기 및 로컬 스위치를 이용하여 모터 구동 밸브를 구동시키도록 구성함으로써, 중앙 제어실에서의 조작과 공급 전압의 확보 없이도 밸브 현장에서 모터 구동 밸브를 구동시킬 수 있는 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템은, 전원 공급 장치; 상기 전원 공급 장치로부터 전원을 공급 받아 강압하는 강압 변압기; 및 상기 강압 변압기와 모터 구동 밸브에 연결되어 온/오프 동작에 의해 상기 모터 구동 밸브를 구동시키거나 상기 모터 구동 밸브의 구동을 정지하도록 하는 로컬 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 전원 공급 장치는 인버터 내장형 보조 배터리인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전원 공급 장치는 무정전 전원 공급 장치인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 강압 변압기는 접지되되, 상기 접지 단자는 상기 강압 변압기의 외함에 연결되거나 상기 강압 변압기의 2차측 출력 단자에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로컬 스위치는 상기 강압 변압기의 2차측 입력 단자에 연결되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 로컬 스위치는 제1 개방 접점, 제2 개방 접점 및 긴급 스위치를 구비하고, 상기 긴급 스위치가 해제된 상태에서, 상기 제1 개방 접점이 폐쇄되거나 상기 제2 개방 접점이 폐쇄될 때 상기 로컬 스위치가 상기 모터 구동 밸브와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모터 구동 밸브는 다수의 기어가 맞물려 내장되는 기어 박스, 회전 구동력을 발생시키는 모터 및 상기 모터로 인가되는 전원을 차단하는 릴레이를 포함하고, 상기 기어 박스의 상부에는 인쇄 회로 기판이 설치되고, 상기 인쇄 회로 기판은 상기 릴레이의 온/오프를 인식하는 것을 특징으로 한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템에 따르면, 전원 공급 장치, 강압 변압기 및 로컬 스위치를 이용하여 모터 구동 밸브를 구동시키도록 구성함으로써, 중앙 제어실에서의 조작과 공급 전압의 확보 없이도 밸브 현장에서 모터 구동 밸브를 구동시킬 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템에 따르면, 모터 구동 밸브를 구동시키기 위한 전원 공급 장치로 인버터 내장형 보조 배터리를 사용함으로써, 중앙 제어실에서의 조작과 공급 전압의 확보 없이도 밸브 현장에서 대기 시간 없이 편리하게 모터 구동 밸브를 구동시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템에 따르면, 모터 구동 밸브를 구동시키기 위한 전원 공급 장치를 무정전 전원 공급 장치로 구현함으로써, 정전이 발생하는 경우에도 모터 구동 밸브를 중단 없이 구동시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템를 구성하는 로컬 스위치의 개방 접점(밸브 OPEN)이 닫힌 경우를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템를 구성하는 로컬 스위치의 개방 접점(밸브 CLOSE)이 닫힌 경우를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템를 구성하는 모터 구동 밸브 의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템의 제어 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
또한, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의하여 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템를 구성하는 로컬 스위치의 제1 개방 접점(밸브 OPEN)이 닫힌 경우를 나타내는 도면이다.
또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템를 구성하는 로컬 스위치의 제2 개방 접점(밸브 CLOSE)이 닫힌 경우를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템를 구성하는 모터 구동 밸브 의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템(1000)은 전원 공급 장치(Power Supply Unit, 100), 강압 변압기(Down Transformer, 200) 및 로컬 스위치(Local Switch, 300)를 포함하여 구성될 수 있다.
전원 공급 장치(100)는 인버터 내장형 보조 배터리를 사용할 수 있다. 인버터 내장형 보조 배터리(100)는 출력이 AC 220V, 60 Hz이고 용량이 20800 mAh, 소비전력이 80 W인 것이 사용될 수 있다. 이 때, 전원 공급 장치(100)는 모터 구동 밸브(10)의 구동을 위해 3상 교류 전원 전자 접초기 여자 코일이 인가될 수 있다.
이 때, 전원 공급 장치(100)는 무정전 전원 공급 장치일 수 있다. 무정전 전원 공급 장치(Uninterruptable Power Supply)는 전원이 공급되는 평상시에는 축전지에 전원을 저장해 놓았다가 정전이 되면 바로 비축해 둔 축전지의 전원으로 일정 시간 동안 전원을 공급할 수 있다. 따라서, 정전이 발생하는 경우에도 모터 구동 밸브(Motor Operated Valve, 10)를 중단 없이 구동시킬 수 있다.
강압 변압기(200)는 전원 공급 장치(100)로부터 전원을 공급 받아 강압할 수 있다. 강압 변압기(100)는 입력 전압이 220 V이고 출력 전압이 110 V이고 정격 용량이 200 VA이고 주파수가 60 Hz인 것이 사용될 수 있다. 이 때, 220 V로 동작되는 모터 구동 밸브 회로에서는 강압 변압기(200)를 제외하고 사용될 수 있다.
또한, 강압 변압기(200)는 접지되며, 그 턴수비(Turn ratio)는 220:110일 수 있다. 바람직하게는, 접지 단자는 강압 변압기(200)의 외함에 연결되거나 강압 변압기(200)의 2차측 출력 단자에 연결될 수 있다.
로컬 스위치(300)는 강압 변압기(200)와 모터 구동 밸브(10)에 연결되어 온/오프(ON/OFF) 동작에 의해 모터 구동 밸브(10)를 구동시키거나 모터 구동 밸브(10)의 구동을 정지하도록 할 수 있다.
바람직하게는, 로컬 스위치(300)는 2 개의 개방 접점(310, 320)을 구비하고, 2 개의 개방 접점(310, 320) 중 어느 하나가 폐쇄될 때 로컬 스위치(300)가 모터 구동 밸브(10)와 전기적으로 연결될 수 있다.
구체적으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 로컬 스위치(300)는 제1 개방 접점(밸브 OPEN, 310), 제2 개방 접점(밸브 CLOSE, 320) 및 긴급 스위치(Emergency switch, 330)을 구비할 수 있다. 이 때, 로컬 스위치(300)는 긴급 스위치(330)가 해제된 상태에서 제1 개방 접점(310)이 폐쇄되고 제2 개방 접점(320)이 개방되거나, 이와 반대로, 제1 개방 접점(310)이 개방되고 제2 개방 접점(320)이 폐쇄될 때에 모터 구동 밸브(10)와 전기적으로 연결될 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 모터 구동 밸브(10)의 OPEN 동작시에는 제1 개방 접점(310)이 폐쇄되고, 도 3에 도시된 바와 같이, 모터 구동 밸브(10)의 CLOSE 동작시에는 제2 개방 접점(320)이 폐쇄될 수 있다.
바람직하게는, 로컬 스위치(300)는 강압 변압기(200)의 2차측 입력 단자에 연결될 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 모터 구동 밸브(10)는 다수의 기어가 맞물려 내장되는 기어 박스(11), 회전 구동력을 발생시키는 모터(12) 및 모터(12)로 인가되는 전원을 차단하는 릴레이(relay, 13)를 포함하여 구성될 수 있다. 이 때, 기어 박스(11) 내부의 전기 회로는 중앙 제어실로 통하는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, 14)이 설치되고, 인쇄 회로 기판(14)은 릴레이(13)의 온/오프를 인식할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템(1000)은 모터 구동 밸브(10)를 중앙 제어실에서의 조작과 공급 전압의 확보 없이도 구동시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치(100)를 이용한 모터 구동 밸브(10) 구동 시스템(1000)은, 전원 공급 장치(100), 강압 변압기(200) 및 로컬 스위치(300)를 이용하여 모터 구동 밸브(10)를 구동시키도록 구성함으로써, 중앙 제어실에서의 조작과 공급 전압의 확보 없이도 밸브 현장에서 모터 구동 밸브(10)를 구동시킬 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치(100)를 이용한 모터 구동 밸브(10) 구동 시스템(1000)은, 모터 구동 밸브(10)를 구동시키기 위한 전원 공급 장치(100)로 인버터 내장형 보조 배터리를 사용함으로써, 중앙 제어실에서의 조작과 공급 전압의 확보 없이도 밸브 현장에서 대기 시간 없이 편리하게 모터 구동 밸브(10)를 구동시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치(100)를 이용한 모터 구동 밸브(10) 구동 시스템(1000)은, 모터 구동 밸브(10)를 구동시키기 위한 전원 공급 장치(100)를 무정전 전원 공급 장치(100)로 구현함으로써, 정전이 발생하는 경우에도 모터 구동 밸브(10)를 중단 없이 구동시킬 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템(1000)의 제어 과정에 대해서 자세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템의 제어 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템(1000)은 로컬 스위치(300)가 모터 구동 밸브(10)의 OPEN/CLOSE 방향에 따라 조작하는 개방 접점(310, 320)이 다를 수 있다. 이 때, 개방 접점(310, 320)의 조작 전후에 긴급 스위치(330)를 조작하여 원하는 상태에서만 조작할 수 있도록 한다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1000: 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템
10: 모터 구동 밸브 11: 기어 박스
12: 모터 13: 릴레이
14: 인쇄 회로 기판
100: 전원 공급 장치 200: 강압 변압기
300: 로컬 스위치 310: 제1 개방 접점
320: 제2 개방 접점 330: 긴급 스위치

Claims (7)

  1. 전원 공급 장치;
    상기 전원 공급 장치로부터 전원을 공급 받아 강압하는 강압 변압기; 및
    상기 강압 변압기와 모터 구동 밸브에 연결되어 온/오프 동작에 의해 상기 모터 구동 밸브를 구동시키거나 상기 모터 구동 밸브의 구동을 정지하도록 하는 로컬 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 공급 장치는 인버터 내장형 보조 배터리인 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전원 공급 장치는 무정전 전원 공급 장치인 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 강압 변압기는 접지되되, 상기 접지 단자는 상기 강압 변압기의 외함에 연결되거나 상기 강압 변압기의 2차측 출력 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 로컬 스위치는 상기 강압 변압기의 2차측 입력 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 로컬 스위치는 제1 개방 접점, 제2 개방 접점 및 긴급 스위치를 구비하고,
    상기 긴급 스위치가 해제된 상태에서, 상기 제1 개방 접점이 폐쇄되거나 상기 제2 개방 접점이 폐쇄될 때 상기 로컬 스위치가 상기 모터 구동 밸브와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 모터 구동 밸브는,
    다수의 기어가 맞물려 내장되는 기어 박스, 회전 구동력을 발생시키는 모터 및 상기 모터로 인가되는 전원을 차단하는 릴레이를 포함하고, 상기 기어 박스의 상부에는 인쇄 회로 기판이 설치되고, 상기 인쇄 회로 기판은 상기 릴레이의 온/오프를 인식하는 전원 공급 장치를 이용한 모터 구동 밸브 구동 시스템.
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