KR0185196B1 - 밀폐된 액체 순환 시스템에서의 액체의 탈기방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
일정량의 액체를 순환 시스템에서 채수하고, 선택적으로 개방 및 밀폐되는 밸브를 통해 밀폐된 저장기로 인가시키고, 상기 밸브의 개방 위치는 물론 밀폐 위치에서도 작동되는 펌프를 이용하여 저장기 내의 압력을 감소시켜서 액체를 탈기시키고, 저장기로 부터 액체를 흡인하여 다시순환 시스템으로 첨가시키되 분리된 공기는 배출 장치를 통해서 외부로 배출시키게 되는 밀폐된 액체 순환 시스템에서의 액체의 탈기방법 및 장치이다. 선택적으로 개방 및 밀폐시키기에 적합한 밸브로는 트로틀 밸브를 사용하는 것이 바람직하다.
Description
제1도는 본 발명에 따른 탈기 장치의 정면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
제2도는 제1도에 따른 탈기 장치의 동작을 여러가지의 다이아그램으로 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 저장기 2 : 통기 장치
3 : 공급 도관 4 : 밸브
5 : 제어 장치 6 : 배출도관
7 : 펌프 8 : 액체 순환 시스템
본 발명은 실질적으로 밀폐된 액체 순환 시스템에서 액체를 탈기시키기 위한 방법에 관한 것이다. 즉, 일정량의 액체를 순환 시스템에서 제수(採水)하고, 밸브를 통해서 밀폐된 저장기로 인가한다. 펌프를 사용하여 저장기내의 압력을 감소시켜 액체를 탈기(脫氣)시키고, 액체를 저장기로부터 흡인한 후 다시 순환 시스템에 첨가한다. 그리고, 분리된 공기는 통풍 장치를 통해서 외부로 배출시킨다. 본 발명은 또한, 이러한 방법을 실시하기 위한 장치에 관한 것이다.
상기 서두에 기제한 방법은 EP-A3-O 187 683호, 특히 이 공보의 제5도와 명세서에 소개되어 있다. 이러한 잘 알려진 방법에서는, 레벨 게이지가 1차 신호를 줄 때까기 액체가 저장기에 첨가되고, 밸브가 밀폐되면서 이 순간까지 정지상태로 있던 펌프가 작동을 시작하게 된다. 이 펌핑작동은 저장기내의 압력을 감소시키게 되고, 이로 인해 물이 도관을 통해서 흡인된다. 이 도관은 밸브의 상류 지점에 공급구로 부터 갈라져 있고 감압 밸브를 가지고 있다. 물이 저장기로 흐르므로서 거기에 퍼져 있는 감소된 압력 조건에 의해 탈가스된다. 펌프의 동작 때문에 저장기 내에서의 액체 레벨은 레벨 게이지가 2차 신호가 제시될 때까지 떨어지고, 펌프를 끈 후 밸브는 개방시킨다. 탈기시킬 물을 흘려 넣고 저장기 내에 이미 존재하는 분리된 공기는 부동(浮動) 밸브와 체크 밸브를 통해서 외부로 배출시킨다. 충분한 물을 밸브를 통해서 저장기 내로 유입시키자마자 레벨 게이지는 다시 제 1차 신호를 주게 된다. 그래서, 그 다음의 공기 분리 단계를 개시하게 된다. 따라서, 이 공정은 펌프를 회전시키고 밸브를 밀폐시키는 공기 분리 단제와, 펌프를 정지시키고 밸브를 개방시키는 공기 송출 단계로 이루어진다. 다시 말해서, 상기 공정은 여러가지 밸브를 조절해야 하고, 펌프를 작동상태 및 정지상태로 설정해야 하는 불연속 공정이다. 이러한 단점은 인식되어 있고 레벨 게이지를 공기 분리단계를 가능한한 마지막으로 하는 방식으로 설계하여 원하는 효과의 저하를 감소시키려는 시도가 있었다.
본 발명의 목적은 서두에서 언급한 형태의 방법을, 실제로 이미 탈기공정은 일련의 제어 동작에 의해 조정된 두개의 분리된 단계를 포함하며, 말하자면, 지속적으로 동작 공정을 얻을 수 있는 방식으로 개선시키는데 있다.
이것은, 밸브를 이용하여 저장기에 대한 공급을 선택적으로 개방 및 밀폐시키면서 펌프를 지속적으로 동작시킨다면 본 발명에 따라 실현될 수 있다. 비록 이들 수단일지라도, 밸브를 밀폐한 상태에서 저장기내의 압력을 감소시킬 수 있으므로 액체가 탈기되어진다. 이어서, 밸브를 개방시켰을 때, 탈기된 물은 저장기에서 액체 순환 시스템으로 배출되며 탈기시킬 액체는 저장기로 들어온다. 저장기내에 다량의 공기가 분리되었을 때, 공기의 꼭대기는 통기 구멍이 개방된 상태가 되도록 유도하게 되며, 그 후에 공기는 외부로 배출되게 된다. 따라서, 최소한 그의 제어와 펌핑 동작에 관한한, 보다 간단한 수단으로 계속적으로 작동하는 시스템이 얻어지며, 다만 밸브의 개방 및 밀폐의 조절만 요구된다. 이러한 제어가 주기적으로, 에를 들면, 매 15초 동안 영향을 줄 수 있기 때문에 제어 공학 측면에서, 예를 들어 캠 디스크 형태로 지속적인 동작 제어 수단에 의해 극히 간단한 방식으로 실현될 수 있다.
본 발명을 더욱 상세히 설명하면, 밸브가 개방 위치에서 트로틀 효과를 갖도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 특징은 밸브에 의해 흡인되는 액체를 분무상 또는 기품상'' 으로 제공하게 되는데, 탈기 관점에서 특히 유리하며, 무엇보다도 밸브가 밀폐 상태에 있을 때 만들어지는 압력 감소의 원인이 되기도 한다. 따라서, 압력 감소는 밸브가 밀폐상태에 있는 동안 저장기 내에서 탈기 기능을 가질 뿐 아니라 밸브가 개방된후에도 마찬가지이다. 그리고, 지속적으로 회전하는 펌프는 트로틀 밸브의 개방 및 밀폐시에 액체로 부터 공기를 분리시켜 주게 된다. 따라서, 탈기 공정이 지속적으로 작동하게 된다.
본 발명은 상기에 기재한 탈기 방법을 수행하기 위한 장치에 대한 것이다. 본 발명에 따르면, 이러한 장치는 액체 순환 시스템에 연결되어 있고, 주기적으로 밀폐 및 개방되기에 적합한 트로틀 밸브를 포함하고 있는 공급 도관, 그 내부로 공급 도관이 개방되어 있고, 공기가 한방향으로만 지나갈 수 있도록 제어할 수 있는 체크 밸브나 다른 밸브와 함께 부동 제어 공기 구제 밸브가 장착되어 있는 액체 저장기, 및 액체 순환 시스템에 연결되어 있으며 펌프를 포함하고 있는 배출 도관으로 이루어져 있다. 따라서, 최소의 부품과 제어 수단에 의해서 극히 효과적이고 실제로 지속적으로 작동되는 탈기 장치를 실현할 수 있게 된다. 더우기, 최소한의 부재들로 인해 장치가 저렴할 뿐 아니라 간편성 때문에 상대적으로 기능 부전에 대해 영향을 받지 않게 된다.
이와 같은 본 발명을 첨부한 도면에 의거 더욱 상제히 설명하면 다음과 같다.
제 1도에 나타낸 탈기 장치는 밀폐 저장기(1)로 이루어져 있되 통기장치(2)를 갖고 있고, 예를 들면, 미국 특허 제 4,027,691호에 알려져 있는 부동 제어 공기 분리기와 같은 것이며, 체크밸브에 의해 배출이 이루어진다. 이러한 체크 밸브 대신에 공기를 한 방향으로만 통과시키는 방식으로 조절할 수 있는 밸브를 선택할 수도 있다. 예를 들면, 동력 제어 자기 밸브가 있다.
저장기(1)에는 공급 도관(3)이 연결되어 있으며, 제어 장치(5)에 의해 선택적으로 개방 상태와 밀폐상태로 설정될 수 있는 트로틀 밸브(4)가 포함되어 있다. 추가로, 저장기(1)에는 배출 도관(6)이 연결되어 있으며, 펌프(7), 예를 들면 고압 펌프가 포함되어 있다. 공급 도관(3)과 배출 도관(6)은 점선으로 표시한 액체 순환 시스템(도면에 도시하지 않음)의 도관(8)에 각각 연결되어 있다.
상기에 언급한 탈기 장치를 액체 순환 시스템에 연결한 경우의 작동은 다음과 같이 수행된다.
탈기 장치를 펌프(7)에 있는 스위치에 의해 작동상태로 놓는다. 이것을 제 2도의 상단 다이아그램에 나타내었으며, 그 다음 다이아그램에서 트로틀 밸브(4)는 밀폐 상태로 되어 있다. 추가로, 세번째 다이아그램에 나타낸 바와 같이 압력이 있고, 저장기(1)내에서 레벨이 있다고 가정하면, 퉁기 장치(2)에 있는 부동 밸브와 체크 밸브를 최하단 다이아그램에 나타낸 바와 같이 역시 밀폐 상태로 한다.
계속해서, 흡인 펌프(7)는 저장기(1)로 부터 물을 일정하게 채수하면 저장기(1)에서의 액체 레벨과 압력 모두가, 이와 관련된 다이아그램에 나타낸 바와 같이, 감소하게 된다. 일반적으로 알려져 있는 바와 같이, 압력의 감소는 액체로 부터 공기의 분리를 이끌어 내며, 공기는 저장기(1)의 상부에 모아지게 된다. 이러한 압력 감소의 달성은 물을 회수하고 이에 따라 저장기(1)내의 액체의 레벨을 감소시킴으로서 이루어지며, 마지막 다이아그램중 하나에 나타낸 바와 같이, 어떤 지점에서 부동 제어밸브의 개방이 있게 된다. 저장기(1) 내의 압력은, 중간 다이아그램에서 보는 바와 같이, 아직 대기압 이상이며, 부동 제어 밸브의 개방은 압력이 대기압이 될 때까기 체크 밸브가 개방상태로 눌러지게 되고 공기가 뿜어져 나오게 된다. 그리고, 체크 밸브를 밀폐시켜서 저장기(1) 안으로의공기 흐름을 없게 한다.
저장기(1) 내의 감소된 레벨 때문에 부동 제어 밸브를 개방 상태로 유지하면서 체크 밸브를 밀폐한 후, 트로틀 밸브(4)를 개방할 때까지, 펌프(7)의 연속 공정에 의해서 추가로 압력과 액체 레벨이 감소하게 될 것이다.
이러한 마지막 단계가 있자마자, 펌프(7)의 중단되지 않는 연속된 조작과 마찬가지로 펌프 동작에 의해 저장기(1)내에서 발생된 낮은 압력의 결과로 인해, 액체는 강제적으로 트로틀 밸브를 통해서 흡인될 것이다. 강제 흡인은 액체를 소위 안개상 또는 거품상 과 같이 미세하게 분리된 형태를 가져오게 되고, 그 때문에 정상적으로 흐르는 액체에 비해서 액체에 용해되어 있는 공기가 더욱 쉽게 분리될 수 있을 것이다. 다시 분리된 공기는 저장기(1)의 상부에 모아진다. 또한, 저장기(1)내의 압력과 액체 레벨은 제 2도의 중간 다이아그램에서 보는 바와 같이, 상승할 것이다. 관련 다이아그램에서 언급하고 나타낸 바와 같이, 부동 제어 밸브는 아직 개방된 상태에 있다. 저장기(1) 내의 압력이 대기 이상의 압력으로 되자마자, 맨 밑의 다이아그램에서 보는 바와 같이, 체크 밸브는 다시 개방될 것이고, 모아진 공기는 저장기의 레벨이 체크밸브가 밀폐되는 범위에 달할 때까지 뽑아내어지게 된다. 이때, 대기압 이상의 공기 공급이 중단되기 때문에 체크 밸브는 마찬가지로 다시 밀폐될 것이다. 저장기내의 압력은 트로틀 밸브(4)를 통해서 흡인된 액체와 펌프(7)의 작동에 의해 배출된 액체간에 평형이 이루어질 때까지 더욱 상승하게 될 것이다. 이때, 트로틀 밸브(4)를 통한 흡인은 액체의 미세 분리가 이루어지도록 그리고 공기의 분리가 보다 쉽게 이루어지도륵 계속된다.
이어서, 트로틀 밸브(4)를 제어 장치(5)로 다시 밀폐시킨 후에, 이러한 분리공정은 다시 한번 발생되는 낮은 압력하에서 계속한다. 따라서, 액체로 부터 공기의 분리는 계속해서 보장된다.
트로틀 밸브의 개방 및 밀폐는 주기적으로 실시할 수 있다. 따라서, 트로틀 밸브를 15초 동안 선택적으로 밀폐 및 개방시키게 되면, 우수한 탈기 결과를 얻어짐을 실험을 통해 알 수 있다. 물론, 10과 30초와 같이 다른 값도 선택할 수 있으며, 항상 재방 기간이 밀폐 기간과 동일할 필요는 없으며, 이들은 모두 탈기 장치에 사용되는 소자들의 물성에 의존하게 된다.
본 발명에 따른 탈기 장치에 따르면, 극히 효과적인 방식으로 공기를 액체로 부터 끌어낼 수 있게 된다. 작동시 장치를 떠나는 경우에는 조금 사용될 수 있다는 것을 조금 설명할 필요가 있을 것이다. 따라서, 스위치를 끌 수 있다. 실질적으로 불포화된 조건으로 액체를 유지시키기 위해서는, 액체 순환 시스템의 기능을 이따금, 예를 들면, 매 24시간에한번씩 장치가 켜지도록 하는 것이 충분할 것이다.
물론, 여러가지 인자에 의존하는 어떤 다른 켜기/끄기(on/off) 주기를 선택할 수도 있다.
Claims (4)
- 일정량의 액체를 순환 시스템에서 채수하고, 밸브를 통해 밀폐된 저장기로 인가시키고, 펌프를 이용하여 저장기 내의 압력을 감소시켜서 액체를 탈기시키고, 저장기로부터 액체를 흡인하여 다시 순환 시스템으로 첨가시키되 분리된 공기는 배출 장치를 통해서 외부로 배출하는 것으로 이루어지는 밀폐된 액체 순환 시스템에서의 액체의 탈기방법에 있어서, 상기 밸브를 이용하여 저장기에 대한 공급을 미리 정해진 일련의 시간에 따라 선택적으로 개방 및 밀폐시킴과 동시에 상기 펌프를 지속적으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 밀폐된 액체 순환 시스템에서의 액체의 탈기방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 밸브는 개방 위치에서 트로틀 효과를 갖는 것을 특징으로 하는 밀폐된 액체 순환 시스템에서의 액체의 탈기 방법
- 제 1항에 있어서, 상기 밸브를 15초 동안 밀폐시킨 후에 15초 동안 개방시키는 것을 특징으로 하는 밀폐된 액체 순환 시스템에서의 액체의 탈기 방법.
- 상기 항 중 어느 하나의 항에 따른 방법을 수행하게 되고, 액체 순환 시스템에 연결되어 있고, 주기적으로 밀페 및 개방시키기에 적합한 트로틀 밸브를 포함하고 있는 공급 도관, 그 내부로 공급 도관이 개방되어 있고, 공기가 한방향으로만 지나갈 수 있도록 제어할 수 있는 체크 밸브나 다른 밸브와 함께 부동 제어 공기 구제 밸브가 장착되어 있는 액체 저장기, 액체 순환 시스템에 연결되어 있으며, 펌프를 포함하고 있는 배출 도관, 및 공급 밸브를 선택적으로 개방 및 밀폐시키기위한 조절 장치로 이루어진 밀폐된 액체 순환 시스템에서의 액체의 탈기 장치.
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