KR102060305B1 - 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템 및 이의 운전방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인버터 부스터 펌프의 토출관에 장착되었던 체크밸브 및 차단밸브 대신에 보조 압력센서 및 자동 밸브가 장착되는 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템 및 이의 운전방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템은 흡입 헤더(10)와 토출 헤더(20) 사이에 복수개의 부스터 펌프(P1, P2, P3)가 병렬로 배치되고, 토출 헤더(20)에 메인 압력센서(MPS)가 장착되며, 흡입 헤더(10)와 부스터 펌프(P1, P2, P3)를 연결하는 흡입관(31, 32, 33)에 차단밸브(GV1, GV2, GV3)가 장착되고, 토출 헤더(20)와 부스터 펌프(P1, P2, P3)를 연결하는 토출관(41,, 42, 43)에 보조 압력센서(SPS1, SPS2, SPS3)와 자동밸브(AV1, AV2, AV3)가 각각 장착되며, 부스터 펌프(P1, P2, P3)와 자동 밸브(AV1, AV2, AV3) 사이에 보조 압력센서(SPS1, SPS2, SPS3)가 배치됨으로써, 정지되어 있는 어느 한 부스터 펌프를 기동하고, 기동을 시작한 부스터 펌프에 대응하는 보조 압력센서의 측정압력이 설정압력에 도달하게 되면, 기동을 시작한 부스터 펌프에 대응하는 자동 밸브가 개방되고, 구동중인 어느 한 부스터 펌프가 정지되면, 정지된 부스터 펌프에 대응하는 자동 밸브가 닫히게 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템은 흡입 헤더(10)와 토출 헤더(20) 사이에 복수개의 부스터 펌프(P1, P2, P3)가 병렬로 배치되고, 토출 헤더(20)에 메인 압력센서(MPS)가 장착되며, 흡입 헤더(10)와 부스터 펌프(P1, P2, P3)를 연결하는 흡입관(31, 32, 33)에 차단밸브(GV1, GV2, GV3)가 장착되고, 토출 헤더(20)와 부스터 펌프(P1, P2, P3)를 연결하는 토출관(41,, 42, 43)에 보조 압력센서(SPS1, SPS2, SPS3)와 자동밸브(AV1, AV2, AV3)가 각각 장착되며, 부스터 펌프(P1, P2, P3)와 자동 밸브(AV1, AV2, AV3) 사이에 보조 압력센서(SPS1, SPS2, SPS3)가 배치됨으로써, 정지되어 있는 어느 한 부스터 펌프를 기동하고, 기동을 시작한 부스터 펌프에 대응하는 보조 압력센서의 측정압력이 설정압력에 도달하게 되면, 기동을 시작한 부스터 펌프에 대응하는 자동 밸브가 개방되고, 구동중인 어느 한 부스터 펌프가 정지되면, 정지된 부스터 펌프에 대응하는 자동 밸브가 닫히게 되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템 및 이의 운전방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인버터 부스터 펌프의 토출관에 장착되었던 체크밸브 및 차단밸브(체크밸브가 고장났을 때 토출관을 차단하는 밸브) 대신에 보조 압력센서 및 자동 밸브를 장착함으로써, 체크밸브에 의해 발생하는 압력손실을 개선하여 부스터 펌프의 손실효율을 최소화할 수 있는 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템 및 이의 운전방법에 관한 것이다.
대한민국 특허 제10-1250985호(2013년 3월 29일, 등록)에 "부스터 펌프"가 소개되어 있다.
상기 부스터 펌프는 유체가 공급되는 흡입관에 연결되어 상기 흡입관에서 공급되는 유체가 유입되는 흡입헤더, 상기 흡입헤더로 유입된 유체가 배출되는 배출관이 연결되는 배출헤더, 상기 흡입헤더와 상기 배출헤더의 사이에 연결되어 상기 흡입헤더에서 공급되는 유체의 압력을 증대시켜 상기 배출헤더로 배출하는 펌프부를 포함하는 부스터 펌프에 있어서, 상기 펌프부는 상기 흡입헤더에서 상기 배출헤더로 유체를 흡입하여 배출하는 구동펌프, 상기 구동펌프와 상기 흡입헤더의 사이에 위치되어 상기 흡입헤더에서 상기 구동펌프로 유입되는 유체를 공급 또는 차단하는 흡입게이트밸브, 상기 구동펌프와 상기 배출헤더의 사이에 위치되어 상기 구동펌프에서 상기 배출헤더로 배출되는 유체를 배출 또는 차단하는 배출게이트밸브, 상기 구동펌프와 상기 배출헤더의 사이에 위치되어 상기 구동펌프에서 상기 배출헤더로 배출되는 유체의 역류를 방지하는 체크밸브, 및 상기 체크밸브와 상기 구동펌프의 사이에 위치되어 상기 구동펌프에서 상기 체크밸브로 배출되는 유체의 초기 압력을 감소시키는 차단판이 구비된 누수확인유닛을 포함한다
그러, 상기 부스터 펌프는 구동펌프와 배출헤더 사이에 배출게이트밸브 및 체크밸브가 배치되어 있어, 배출게이트밸브 및 체크밸브에 의한 손실로 펌핑 효율이 저하되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 인버터 부스터 펌프의 토출관에 장착되었던 체크밸브 및 차단밸브(체크밸브가 고장났을 때 토출관을 차단하는 밸브) 대신에 보조 압력센서 및 자동 밸브를 장착함으로써, 체크밸브에 의해 발생하는 압력손실을 개선하여 부스터 펌프의 손실효율을 최소화할 수 있는 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템 및 이의 운전방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 병렬로 배열된 복수개의 부스펌 펌프 중 어느 한 부스터 펌프를 주펌프로 지정하고, 나머지 펌프들을 부펌프로 지정하며, 일정 시간마다 주펌프의 지정을 변경함으로써, 어느 한 부스터 펌프가 다른 부스터 펌프에 비해 상대적으로 과도하게 사용되어 빨리 파손되는 것을 방지할 수 있는 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템의 운전방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 현장에 부스터 펌프를 설치한 후, 각각의 부스터 펌프를 해당 자동밸브가 닫힌 상태에서 구동하여, 보조 압력센서의 측정압력이 설정된 체절압력보다 낮게 되면, 해당 부스터 펌프의 결선이 잘못되거나 임펠러의 회전 방향이 잘못된 것을 체크할 수 있는 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템의 운전방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템은 흡입 헤더와 토출 헤더 사이에 복수개의 부스터 펌프가 병렬로 배치되고, 토출 헤더에 메인 압력센서가 장착되며, 흡입 헤더와 부스터 펌프를 연결하는 흡입관에 차단밸브가 장착되고, 토출 헤더와 부스터 펌프를 연결하는 토출관에 보조 압력센서와 자동밸브가 각각 장착되며, 부스터 펌프와 자동 밸브 사이에 보조 압력센서가 배치됨으로써, 정지되어 있는 어느 한 부스터 펌프를 기동하고, 기동을 시작한 부스터 펌프에 대응하는 보조 압력센서의 측정압력이 설정압력에 도달하게 되면, 기동을 시작한 부스터 펌프에 대응하는 자동 밸브가 개방되고, 구동중인 어느 한 부스터 펌프가 정지되면, 정지된 부스터 펌프에 대응하는 자동 밸브가 닫히게 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템은 병렬로 배열된 복수개의 부스펌 펌프 중 어느 한 부스터 펌프가 주펌프로 지정되고, 나머지 부스터 펌프들이 부펌프로 지정되며, 주펌프는 항상 구동되고 있어, 주펌프의 자동밸브가 항상 개방되어 있으며, 토출 헤더를 통해 사용처로 토출되는 유량에 따라 부펌프의 구동과 해당 자동 밸브의 개방/닫힘이 제어되고, 일정 설정시간마다 주펌프의 지정이 변경되며, 주펌프의 변경에 따라 부펌프의 작동 순서가 변경되는 것을 특징으로 한다.
또한, 부펌프들 중 운전 대기중인 부펌프가 있는가?를 판단하고, 운전 대기중인 부펌프가 있으면, 운전 대기중인 부펌프의 대기시간이 설정시간(예를 들어, 24시간)을 초과했는가?를 판단하고, 대기시간이 설정시간을 초과했으면, 운전대기중이던 부펌프가 10초간 구동됨으로써, 제어부는 해당 보조 압력센서의 측정압력이 운전시 설정된 체절압력에 도달했는가?를 판단하여, 측정압력이 체절압력에 도달하지 못했으면, 상기 부펌프를 고장으로 판단하여, 상기 부펌프를 구동에서 제외시키고, 측정압력이 체절압력에 도달했으면, 최초 대기 상태로 피드백하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템은 현장에 부스터 펌프가 설치된 후, 각각의 부스터 펌프가 해당 자동밸브가 닫힌 상태에서 구동되어, 해당 보조 압력센서의 측정압력이 설정된 체절압력보다 낮게 되면, 제어부는 해당 부스터 펌프의 결선이 잘못되거나 임펠러의 회전 방향이 잘못된 것으로 판정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템의 운전방법은,
(1) 메인 압력센서는 토출 헤더의 압력을 측정하고, 측정압력을 제어부로 제공하는 단계와,
(2) 제어부는 토출 헤더의 설정압력과 측정압력을 비교하는 단계와,
(3) 토출 헤더의 설정압력이 측정압력보다 높으면, 제어부는 구동중인 부스터 펌프들 중에서 어느 한 부스터 펌프의 출력을 증가할 것인가? 또는 정지되어 있는 어느 한 부스터 펌프를 구동할 것인가?를 선택하는 단계와,
(4) 부스터 펌프의 출력 증가를 선택한 경우, 선택한 부스터 펌프의 출력을 높이고, 토출 헤더의 압력을 측정하는 단계로 피드백하는 단계와,
(5) 정지되어 있는 어느 한 부스터 펌프의 구동을 선택한 경우, 정지되어 있는 어느 한 부스터 펌프를 기동하고, 기동을 시작한 부스터 펌프의 보조 압력센서의 측정압력이 설정압력에 도달하면, 자동 밸브를 개방하고, 토출 헤더의 압력을 측정하는 단계로 피드백하는 단계와,
(6) 토출 헤더의 설정압력이 측정압력과 같으면, 구동중인 부스터 펌프의 출력을 일정하게 유지하고, 토출 헤더의 압력을 측정하는 단계로 피드백하는 단계와,
(7) 토출 헤더의 설정압력이 측정압력보다 낮으면, 제어부는 구동중인 부스터 펌프들 중에서 어느 한 부스터 펌프의 출력을 낮출 것인가? 또는 구동중인 부스터 펌프들 중 어느 한 부스터 펌프의 구동을 정지할 것인가?를 선택하는 단계와,
(8) 부스터 펌프의 출력 감소를 선택한 경우, 선택한 부스터 펌프의 출력을 낮추고, 토출 헤더의 압력을 측정하는 단계로 피드백하는 단계와,
(9) 구동중인 부스터 펌프들 중 어느 한 부스터 펌프의 구동 정지를 선택한 경우, 선택한 부스터 펌프를 정지하고, 정지한 부스터 펌프에 대응하는 자동 밸브를 닫고, 토출 헤더의 압력을 측정하는 단계로 피드백하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템의 운전방법은 병렬로 배열된 복수개의 부스펌 펌프 중 어느 한 부스터 펌프를 주펌프로 지정하고, 나머지 부스터 펌프들을 부펌프로 지정하며, 주펌프가 항상 구동되고 있어, 주펌프의 자동밸브가 항상 개방되어 있으며, 토출 헤더를 통해 사용처로 토출되는 유량에 따라 부펌프의 구동과 해당 자동 밸브의 개방/닫힘을 제어하고, 일정 설정시간마다 주펌프의 지정을 변경하며, 주펌프의 변경에 따라 부펌프의 작동 순서를 변경하는 것을 특징으로 한다.
또한, 부펌프들 중 운전 대기중인 부펌프가 있는가?를 판단하고, 운전 대기중인 부펌프가 있으면, 운전 대기중인 부펌프의 대기시간이 설정시간(예를 들어, 24시간)을 초과했는가?를 판단하고, 대기시간이 설정시간을 초과했으면, 운전대기중이던 부펌프가 10초분간 구동됨으로써, 제어부는 해당 보조 압력센서의 측정압력이 운전시 설정된 체절압력에 도달했는가?를 판단하여, 측정압력이 체절압력에 도달하지 못했으면, 상기 부펌프를 고장으로 판단하여, 상기 부펌프를 구동에서 제외시키고, 측정압력이 체절압력에 도달했으면, 최초 대기 상태로 피드백하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템의 운전방법은 현장에 부스터 펌프를 설치한 후, 각각의 부스터 펌프가 해당 자동밸브가 닫힌 상태에서 구동되어, 해당 보조 압력센서의 측정압력이 설정된 체절압력보다 낮게 되면, 제어부는 해당 부스터 펌프의 결선이 잘못되거나 임펠러의 회전 방향이 잘못된 것으로 판정하는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 본 발명에 따른 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템및 이의 운전방법은 체크밸브에 의해 발생하는 압력손실을 개선하여 부스터 펌프의 손실효율을 최소화할 수 있고, 어느 한 부스터 펌프가 다른 부스터 펌프에 비해 상대적으로 과도하게 사용되어 빨리 파손되는 것을 방지할 수 있으며, 부스터 펌프의 결선이 잘못되거나, 임펠러의 회전 방향이 잘못된 것을 체크할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템을 도시한 평면도 및 측면도
도 3은 본 발명에 따른 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템의 운전방법을 도시한 순서도
도 3은 본 발명에 따른 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템의 운전방법을 도시한 순서도
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2에는 3개의 부스터 펌프가 흡입 헤더와 토출 헤더 사이에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이것은 설명의 편의를 위한 것으로, 본 발명은 도 1 및 도 2에 도시된 3개의 부스터 펌프에 한정되지 않고, 현장 상황에 따라 부스터 펌프의 개수를 달리할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이며, 부스터 펌프의 개수를 변경하여도 본 발명의 특허청구범위에 속한다는 것을 이 분야의 보통의 기술을 가진 자라면 알 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템은 흡입 헤더(10)와 토출 헤더(20) 사이에 복수개의 부스터 펌프(P1, P2, P3)가 병렬로 배치되고, 토출 헤더(20)에 메인 압력센서(MPS)가 장착되며, 흡입 헤더(10)와 부스터 펌프(P1, P2, P3)를 연결하는 흡입관(31, 32, 33)에 차단밸브(GV1, GV2, GV3)가 장착되고, 토출 헤더(20)와 부스터 펌프(P1, P2, P3)를 연결하는 토출관(41,, 42, 43)에 보조 압력센서(SPS1, SPS2, SPS3)와 자동밸브(AV1, AV2, AV3)가 각각 장착되며, 부스터 펌프(P1, P2, P3)와 자동 밸브(AV1, AV2, AV3) 사이에 보조 압력센서(SPS1, SPS2, SPS3)가 배치됨으로써, 정지되어 있는 어느 한 부스터 펌프를 기동하고, 기동을 시작한 부스터 펌프에 대응하는 보조 압력센서의 측정압력이 설정압력에 도달하게 되면, 기동을 시작한 부스터 펌프에 대응하는 자동 밸브가 개방되고, 구동중인 어느 한 부스터 펌프가 정지되면, 정지된 부스터 펌프에 대응하는 자동 밸브가 닫히게 된다.
예를 들어, 제 1 및 제 2 부스터 펌프(P1, P2)가 구동되고 있고, 제 3 부스터 펌프(P3)가 정지되어 있는 상태에서, 제 3 부스터 펌프(P3)가 기동을 시작하면, 제 3 보조 압력센서(P3)가 제 3 토출관(43)의 압력을 측정하여, 제 3 토출관(43)의의 측정압력이 설정압력에 도달하게 되면, 제 3 자동 밸브(AV3)가 개방된다.
이것에 의해, 기동을 시작한 제 3 부스터 펌프(P3)에 의해 제 3 토출관(43)에 장착된 제 3 보조 압력센서(SPS3)의 측정압력이 설정압력에 도달하는 시간은 짧지만, 정지되어 있던 제 3 부스터 펌프(P3)가 구동된 후, 제 3 자동 밸브(AV3)가 개방됨으로써, 토출 헤더(20)의 압력이 순간적으로 출렁거리는 것을 방지하고, 토출 헤더(20)의 압력이 제 3 토출관(43)으로 역류하여 제 3 부스터 펌프(P3)가 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 구동중이던 제 3 부스터 펌프(P3)가 정지되면, 제 3 자동 밸브(AV3)가 닫힘으로써, 토출 헤더(20)의 압력이 제 3 토출관(43)으로 역류하는 것을 방지하게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템의 운전방법은 다음과 같다.
(1) 메인 압력센서(MPS)는 토출 헤더(20)의 압력을 측정하고, 측정압력을 제어부로 제공한다(S110).
(2) 제어부(도시하지 않음)는 토출 헤더(20)의 설정압력과 측정압력을 비교한다(S20).
(3) 토출 헤더(20)의 설정압력이 측정압력보다 높으면, 제어부는 구동중인 부스터 펌프들 중에서 어느 한 부스터 펌프의 출력을 증가할 것인가? 또는 정지되어 있는 어느 한 부스터 펌프를 구동할 것인가?를 선택한다(S130).
예를 들어, 제 1 내지 제 3 부스터 펌프(P1, P2, P3) 중 제 1 및 제 2 부스터 펌프(P1, P2)가 구동되고 있고, 제 3 부스터 펌프(P3)가 정지되어 있는 상태에서, 제어부는 제 1 및 제 2 부스터 펌프(P1, P2) 중 어느 한 펌프의 출력을 높여 토출 헤더(20)의 압력을 높이는 것을 선택하거나, 정지 상태의 제 3 부스터 펌프(P3)를 구동하여 토출 헤더(20)의 압력을 높이는 것을 선택할 수 있다.
여기서, 제어부가 구동중인 부스터 펌프의 출력을 높이는 것을 선택하거나 정지되어 있는 부스터 펌프를 구동하는 것을 선택하는 것은 본 출원인의 대한민국 특허 제10-0925413호(인버터 부스터 펌프 시스템의 제어방법)에 소개되어 있어, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
(4) 부스터 펌프의 출력 증가를 선택한 경우, 선택한 부스터 펌프의 출력을 높이고, 토출 헤더(20)의 압력을 측정하는 단계(S110)로 피드백한다(S140).
여기서, 부스터 펌프의 출력은 구동 주파수를 1Hz씩 높이게 된다.
(5) 정지되어 있는 어느 한 부스터 펌프의 구동을 선택한 경우, 정지되어 있는 어느 한 부스터 펌프를 기동하고, 기동을 시작한 부스터 펌프의 보조 압력센서의 측정압력이 설정압력에 도달하면, 자동 밸브를 개방하고, 토출 헤더의 압력을 측정하는 단계(S110)로 피드백한다(S150).
여기서, 자동 밸브의 개방을 위한 설정압력은 토출 헤더의 설정압력과 같거나 약간 높은 압력으로 설정되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 정지되어 있는 제 3 부스터 펌프(P3)를 기동하여, 제 3 보조 압력센서(SPS3)에 의해 측정된 제 3 토출관(43)의 측정압력이 설정압력에 도달하게 되면, 제 3 자동 밸브(AV3)를 개방하여, 제 3 부스터 펌프(P3)에서 토출 헤더(20)로 급수된다.
여기서, 기동을 시작한 제 3 부스터 펌프(P3)에 의해 제 3 보조 압력센서(SPS3)의 측정압력이 설정압력에 도달하는 시간은 짧지만, 정지되어 있던 제 3 부스터 펌프(P3)가 구동된 후, 제 3 자동 밸브(AV3)가 개방됨으로써, 토출 헤더(20)의 압력이 순간적으로 출렁거리는 것을 방지하고, 토출 헤더(20)의 압력이 제 3 부스터 펌프(P3)로 역류하여 제 3 부스터 펌프(P3)가 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 종래에 사용되었던 체크 밸브 및 차단밸브를 자동 밸브로 대체함으로써, 체크 밸브에 의해 발생하는 압력손실을 개선함으로써, 부스터 펌프의 손실효율을 최소화할 수 있다
(6) 토출 헤더(20)의 설정압력이 측정압력과 같으면, 구동중인 부스터 펌프의 출력을 일정하게 유지하고, 토출 헤더의 압력을 측정하는 단계(S110)로 피드백한다(S160).
(7) 토출 헤더(20)의 설정압력이 측정압력보다 낮으면, 제어부는 구동중인 부스터 펌프들 중에서 어느 한 부스터 펌프의 출력을 낮출 것인가? 또는 구동중인 부스터 펌프들 중 어느 한 부스터 펌프의 구동을 정지할 것인가?를 선택한다(S170).
(8) 부스터 펌프의 출력 감소를 선택한 경우, 선택한 부스터 펌프의 출력을 낮추고, 토출 헤더(20)의 압력을 측정하는 단계(S110)로 피드백한다(S180).
(9) 구동중인 부스터 펌프들 중 어느 한 부스터 펌프의 구동 정지를 선택한 경우, 선택한 부스터 펌프를 정지하고, 정지한 부스터 펌프에 대응하는 자동 밸브를 닫고, 토출 헤더(20)의 압력을 측정하는 단계(S110)로 피드백한다(S190)
상기와 같은 본 발명에 따른 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템 및 이의 운전방법은 기존 인버터 부스터 펌프의 토출관에 장착되었던 체크밸브 및 차단밸브를 보조 압력센서 및 자동 밸브로 대체함으로써, 체크밸브에 의해 발생하는 압력손실을 개선하여 부스터 펌프의 손실효율을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 본 발명에 따른 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템 및 이의 운전방법은 병렬로 배열된 복수개의 부스펌 펌프 중 어느 한 부스터 펌프를 주펌프로 하고, 나머지 펌프들을 부펌프로 하며, 주펌프는 항상 구동되고 있어, 주펌프의 자동밸브가 항상 개방되어 있으며, 토출 헤더(20)를 통해 사용처로 토출되는 유량에 따라 부펌프의 구동과 해당 자동 밸브의 개방/닫힘이 제어되고, 일정 설정시간(예를 들어, 24시간)마다 주펌프의 지정이 변경되며, 주펌프의 변경에 따라 부펌프의 작동 순서가 변경된다.
예를 들어, 제 1 내지 제 3 부스터 펌프(P1, P2, P3) 중 제 1 부스터 펌프(P1)를 주펌프로 지정하면, 제 2 및 제 3 부스터 펌프(P2, P3)가 부펌프로 지정되고, 주펌프는 배관압력 유지를 위해 항상 구동되고 있어, 주펌프인 제 1 부스터 펌프(P1)에 대응하는 제 1 자동 밸브(AV1)는 항상 개방되고 있으며, 부펌프인 제 2 및 제 3 부펌프(P2, P3)는 토출 헤더(20)를 통해 사용처로 토출되는 유량에 따라 작동이 제어되고, 제 2 및 제 3 부펌프(P2, P3)의 작동에 따라 제 2 및 제 3 부펌프(P2, P3)에 대응하는 제 2 및 제 3 자동 밸브(AV2, AV3)의 개폐가 제어된다.
또한, 예를 들어, 24시간 마다 주펌프의 지정을 변경할 수 있다. 즉, 제 1 부스터 펌프(P1)를 주펌프로 지정한 후, 24시간이 경과하면, 제 2 부스터 펌프(P2)가 주펌프로 지정되고, 제 3 부스터 펌프(P3) 및 제 1 부스터 펌프(P1)가 부펌프로 지정되며, 이때, 제 3 부스터 펌프(P3)와 제 1 부스터 펌프(P1) 중 제 3 부스터 펌프(P3)가 제 1 부스터 펌프(P1)보다 우선 순위로 구동되고, 정지할 때는 제 1 부스터 펌프(P1)가 제 3 부스터 펌프(P3)보다 먼저 정지하게 된다.
이와 같이, 제 1, 2, 3 부스터 펌프(P1, P2, P3)의 주펌프 지정이 일정 시간 마다 변경하게 됨으로써, 어느 한 부스터 펌프가 다른 부스터 펌프에 비해 상대적으로 과도하게 사용되어 빨리 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템 및 이의 운전방법은 부펌프들 중 운전 대기중인 부펌프가 있는가?를 판단하고, 운전 대기중인 부펌프가 있으면, 운전 대기중인 부펌프의 대기시간이 설정시간(예를 들어, 24시간)을 초과했는가?를 판단하고, 대기시간이 설정시간을 초과했으면, 운전대기중이던 부펌프가 10초간 구동됨으로써(이때, 상기 부펌프에 대응하는 자동밸브는 닫힌 상태이다), 제어부는 해당 보조 압력센서의 측정압력이 운전시 설정된 체절압력에 도달했는가?를 판단하여, 측정압력이 체절압력에 도달하지 못했으면, 상기 부펌프를 고장으로 판단하여, 상기 부펌프를 구동에서 제외시키고, 측정압력이 체절압력에 도달했으면, 최초 대기 상태로 피드백한다.
예를 들어, 제 1 부스터 펌프(P1)가 주펌프인 경우, 제 2 부스터 펌프(P2)가 부펌프중 첫 번째 작동순서가 되고, 제 3 부스터 펌프(P3)가 부펌프중 운전 대기중일 때, 제 3 부스터 펌프(P3)의 대기시단이 설정시간(예를 들어, 24시간)을 초과했는가를 판단하고, 대기시간이 설정시간을 초과했으면, 제 3 부스터 펌프(P3)가 10초간 구동됨으로써(이때, 제 3 자동밸브(AV3)는 닫힌 상태이다), 제어부는 제 3 보조 압력센서(SPS3)의 측정압력이 운전시 설정된 체절압력에 도달했는가?를 판단하여, 측정압력이 체절압력에 도달하지 못했으면, 제 3 부스터 펌프(P3)를 고장으로 판단하여, 상기 제 3 부스터펌프(P3)를 구동에서 제외시키고, 측정압력이 체절압력에 도달했으면, 최초 대기 상태로 피드백한다.
이와 같이 본 발명에 따른 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템 및 이의 운전방법은 부펌프가 운전 대기중일 때 자가 테스트를 함으로써, 부스터 펌프의 고장 유무를 스스로 진단할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템은 현장에 부스터 펌프를 처음 설치한 후, 각각의 부스터 펌프를 해당 자동밸브가 닫힌 상태에서 구동하여, 보조 압력센서의 측정압력이 설정된 체절압력보다 낮게 되면, 제어부는 해당 부스터 펌프의 결선이 잘못되거나 임펠러의 회전 방향이 잘못된 것을 판단하게 된다.
10 : 흡입 헤더 20 : 토출 헤더
P1, P2, P3 : 부스터 펌프 MPS : 메인 압력센서
31, 32, 33 : 흡입관 GV1, GV2, GV3 : 차단밸브
41, 42, 43 : 토출관 SPS1, SPS2, SPS3 : 보조 압력센서
AV1, AV2, AV3 : 자동밸브
P1, P2, P3 : 부스터 펌프 MPS : 메인 압력센서
31, 32, 33 : 흡입관 GV1, GV2, GV3 : 차단밸브
41, 42, 43 : 토출관 SPS1, SPS2, SPS3 : 보조 압력센서
AV1, AV2, AV3 : 자동밸브
Claims (8)
- 흡입 헤더(10)와 토출 헤더(20) 사이에 복수개의 부스터 펌프(P1, P2, P3)가 병렬로 배치되고, 토출 헤더(20)에 메인 압력센서(MPS)가 장착되며, 흡입 헤더(10)와 부스터 펌프(P1, P2, P3)를 연결하는 흡입관(31, 32, 33)에 차단밸브(GV1, GV2, GV3)가 장착되고, 토출 헤더(20)와 부스터 펌프(P1, P2, P3)를 연결하는 토출관(41,, 42, 43)에 보조 압력센서(SPS1, SPS2, SPS3)와 자동밸브(AV1, AV2, AV3)가 각각 장착되며, 부스터 펌프(P1, P2, P3)와 자동 밸브(AV1, AV2, AV3) 사이에 보조 압력센서(SPS1, SPS2, SPS3)가 배치됨으로써, 정지되어 있는 어느 한 부스터 펌프를 기동하고, 기동을 시작한 부스터 펌프에 대응하는 보조 압력센서의 측정압력이 설정압력에 도달하게 되면, 기동을 시작한 부스터 펌프에 대응하는 자동 밸브가 개방되고, 구동중인 어느 한 부스터 펌프가 정지되면, 정지된 부스터 펌프에 대응하는 자동 밸브가 닫히게 되는 것을 특징으로 하는 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
병렬로 배열된 복수개의 부스펌 펌프 중 어느 한 부스터 펌프가 주펌프로 지정되고, 나머지 부스터 펌프들이 부펌프로 지정되며, 주펌프는 항상 구동되고 있어, 주펌프의 자동밸브가 항상 개방되어 있으며, 토출 헤더(20)를 통해 사용처로 토출되는 유량에 따라 부펌프의 구동과 해당 자동 밸브의 개방/닫힘이 제어되고, 일정 설정시간마다 주펌프의 지정이 변경되며, 주펌프의 변경에 따라 부펌프의 작동 순서가 변경되는 것을 특징으로 하는 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템.
- 제 2 항에 있어서,
부펌프들 중 운전 대기중인 부펌프가 있는가?를 판단하고, 운전 대기중인 부펌프가 있으면, 운전 대기중인 부펌프의 대기시간이 설정시간(예를 들어, 24시간)을 초과했는가?를 판단하고, 대기시간이 설정시간을 초과했으면, 운전대기중이던 부펌프가 10초간 구동됨으로써, 제어부는 해당 보조 압력센서의 측정압력이 운전시 설정된 체절압력에 도달했는가?를 판단하여, 측정압력이 체절압력에 도달하지 못했으면, 상기 부펌프를 고장으로 판단하여, 상기 부펌프를 구동에서 제외시키고, 측정압력이 체절압력에 도달했으면, 최초 대기 상태로 피드백하는 것을 특징으로 하는 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템.
- 제 1 항에 있어서
현장에 부스터 펌프가 처음 설치된 후, 각각의 부스터 펌프가 해당 자동밸브가 닫힌 상태에서 구동되어, 해당 보조 압력센서의 측정압력이 설정된 체절압력보다 낮게 되면, 제어부는 해당 부스터 펌프의 결선이 잘못되거나 임펠러의 회전 방향이 잘못된 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템.
- (1) 메인 압력센서(MPS)는 토출 헤더(20)의 압력을 측정하고, 측정압력을 제어부로 제공하는 단계(S110)와,
(2) 제어부는 토출 헤더(20)의 설정압력과 측정압력을 비교하는 단계(S20)와,
(3) 토출 헤더(20)의 설정압력이 측정압력보다 높으면, 제어부는 구동중인 부스터 펌프들 중에서 어느 한 부스터 펌프의 출력을 증가할 것인가? 또는 정지되어 있는 어느 한 부스터 펌프를 구동할 것인가?를 선택하는 단계(S130)와,
(4) 부스터 펌프의 출력 증가를 선택한 경우, 선택한 부스터 펌프의 출력을 높이고, 토출 헤더(20)의 압력을 측정하는 단계(S110)로 피드백하는 단계(S140)와,
(5) 정지되어 있는 어느 한 부스터 펌프의 구동을 선택한 경우, 정지되어 있는 어느 한 부스터 펌프를 기동하고, 기동을 시작한 부스터 펌프의 보조 압력센서의 측정압력이 설정압력에 도달하면, 자동 밸브를 개방하고, 토출 헤더의 압력을 측정하는 단계(S110)로 피드백하는 단계(S150)와,
(6) 토출 헤더(20)의 설정압력이 측정압력과 같으면, 구동중인 부스터 펌프의 출력을 일정하게 유지하고, 토출 헤더의 압력을 측정하는 단계(S110)로 피드백하는 단계(S160)와,
(7) 토출 헤더(20)의 설정압력이 측정압력보다 낮으면, 제어부는 구동중인 부스터 펌프들 중에서 어느 한 부스터 펌프의 출력을 낮출 것인가? 또는 구동중인 부스터 펌프들 중 어느 한 부스터 펌프의 구동을 정지할 것인가?를 선택하는 단계(S170)와,
(8) 부스터 펌프의 출력 감소를 선택한 경우, 선택한 부스터 펌프의 출력을 낮추고, 토출 헤더(20)의 압력을 측정하는 단계(S110)로 피드백하는 단계(S180)와,
(9) 구동중인 부스터 펌프들 중 어느 한 부스터 펌프의 구동 정지를 선택한 경우, 선택한 부스터 펌프를 정지하고, 정지한 부스터 펌프에 대응하는 자동 밸브를 닫고, 토출 헤더(20)의 압력을 측정하는 단계(S110)로 피드백하는 단계(S190)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템의 운전방법.
- 제 5 항에 있어서,
병렬로 배열된 복수개의 부스펌 펌프 중 어느 한 부스터 펌프를 주펌프로 지정하고, 나머지 부스터 펌프들을 부펌프로 지정하며, 주펌프가 항상 구동되고 있어, 주펌프의 자동밸브가 항상 개방되어 있으며, 토출 헤더(20)를 통해 사용처로 토출되는 유량에 따라 부펌프의 구동과 해당 자동 밸브의 개방/닫힘을 제어하고, 일정 설정시간마다 주펌프의 지정을 변경하며, 주펌프의 변경에 따라 부펌프의 작동 순서를 변경하는 것을 특징으로 하는 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템의 운전방법.
- 제 6 항에 있어서,
부펌프들 중 운전 대기중인 부펌프가 있는가?를 판단하고, 운전 대기중인 부펌프가 있으면, 운전 대기중인 부펌프의 대기시간이 설정시간(예를 들어, 24시간)을 초과했는가?를 판단하고, 대기시간이 설정시간을 초과했으면, 운전대기중이던 부펌프가 10초간 구동됨으로써, 제어부는 해당 보조 압력센서의 측정압력이 운전시 설정된 체절압력에 도달했는가?를 판단하여, 측정압력이 체절압력에 도달하지 못했으면, 상기 부펌프를 고장으로 판단하여, 상기 부펌프를 구동에서 제외시키고, 측정압력이 체절압력에 도달했으면, 최초 대기 상태로 피드백하는 것을 특징으로 하는 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템의 운전방법.
- 제 5 항에 있어서,
현장에 부스터 펌프를 처음 설치한 후, 각각의 부스터 펌프가 해당 자동밸브가 닫힌 상태에서 구동되어, 해당 보조 압력센서의 측정압력이 설정된 체절압력보다 낮게 되면, 제어부는 해당 부스터 펌프의 결선이 잘못되거나 임펠러의 회전 방향이 잘못된 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 자동밸브를 이용한 인버터 부스터 펌프 시스템의 운전방법.
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