KR100795897B1 - Vacuum breaker system of water turbine for water-power generation - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 수력발전용 수차 및 회전기기의 구조를 도시한 도면.1 is a view showing the structure of a hydroelectric aberration and a rotating device.
도 2a는 종래 수력발전용 수차의 버큠 브레이커의 구조 및 작용상태를 도시한 작용도.Figure 2a is a functional diagram showing the structure and operation state of the conventional breaker breaker of the hydraulic power aberration.
도 2b는 종래 수력발전용 수차의 버큠 브레이커의 구조 및 작용상태를 도시한 단면 작용도.Figure 2b is a cross-sectional view showing the structure and operation state of the conventional breaker breaker of the hydraulic power aberration.
도 3a는 본 발명에 따른 버큠 브레이커 시스템의 구조 및 작용상태를 도시한 단면 작용도.Figure 3a is a cross-sectional view showing the structure and operating state of the burst breaker system according to the present invention.
도 3b는 본 발명에 따른 버큠 브레이커 시스템의 구조 및 작용상태를 도시한 단면 작용도.Figure 3b is a cross-sectional view showing the structure and operating state of the burst breaker system according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 밸브개폐부재의 공압실린더와 에어분사관으로 공급되는 에어공급라인의 배설상태를 도시한 도면.Figure 4 is a view showing the discharge state of the air supply line supplied to the pneumatic cylinder and the air injection pipe of the valve opening and closing member according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 타공망을 도시한 사시도.5 is a perspective view showing a perforated network according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
101 : 버터플라이 밸브 102 : 밸브판101: butterfly valve 102: valve plate
103 : 작동봉 104 : 밸브개폐부재103: operating rod 104: valve opening and closing member
105 : 밸브하우징 106 : 고정브라켓105: valve housing 106: fixing bracket
107 : 피니언 108 : 래크107: pinion 108: rack
109 : 공압실린더 110 : 제1콤프레샤109: pneumatic cylinder 110: the first compressor
111 : 제1에어공급관 112 : 에어밸브111: first air supply pipe 112: air valve
113 : 연결관 114 : 타공망113: connector 114: perforation network
115 : 에어분사관 116 : 제2콤프레샤115: air spray pipe 116: second compressor
117 : 제2에어공급관 118 : 에어조정기117: second air supply pipe 118: air regulator
119 : 감지공 120 : 광센서119: detection hole 120: light sensor
본 발명은 수력발전기용 수차베어링의 피트룸에서 수차날개로 관통되게 형성되는 적어도 하나 이상의 관통공에 설치되는 버큠하우징과, 이 버큠하우징 내경에 밀착되도록 내장되며 내경측으로 축경되는 경사면이 하단에 연계형성된 중공형 시트와, 버큠하우징의 상부에 형성된 제1통공으로 관통되며 시트의 경사면과 밀착되도록 상단 외경면에 경사면이 대응 형성된 디스크가 축설된 로드와, 제1통공으로 상향 관통하는 로드의 외경으로 삽입되는 탄성부재와, 탄성부재가 로드를 상향으로 탄력지지하도록 로드의 상단에 결합되는 커버부재를 포함하는 수력발전용 수차의 버큠 브레이커 시스템에 관한 것으로, 특히, 수차발전기의 기동 또는 정지시 물속에 발생되어 있던 공기방울이 연속적으로 파괴되는 공동화현상을 억제하기 위한 버 큠 브레이커로 피트룸 하부의 물이 역류하는 현상과, 역류시 이물질이 동반역류하여 버큠 브레이커의 디스크와 시트의 접촉면에 끼이는 현상 등을 방지하고, 공동화현상에 대한 방지효과를 상승시켜 회전기기의 신뢰성을 향상시키는 킴과 더불어 피트룸의 침수시 일정 수위에서 피트룸의 물을 배출시켜 수차베어링의 침수로 인한 오일의 방출폐해를 미연에 방지하게 하며, 버큠 브레이커를 통한 역류시 이를 긴급하게 제어하고자 할 경우 버큠 브레이커가 신속하게 자동폐쇄될 수 있게 하여 작업자의 안전을 도모할 수 있게 하는 수력발전용 수차의 버큠 브레이커 시스템에 관한 것이다.The present invention is installed in the housing housing at least one through-hole formed to be penetrated by the aberration blades in the pit room of the aberration bearing for the hydroelectric generator, and is inclined to be in close contact with the inner diameter of the housing housing, the inclined surface axially to the inner side connected to the bottom A hollow sheet, a rod penetrating through the first through hole formed in the upper part of the housing, and a disc having an inclined surface corresponding to the inclined surface of the upper sheet to be in close contact with the inclined surface of the seat, and inserted into the outer diameter of the rod penetrating upward through the first through hole. It relates to a hydro-powered aberration brake breaker system comprising an elastic member and a cover member coupled to the top of the rod so that the elastic member supports the rod upwards, in particular, it occurs in the water during the start or stop of the generator Burr breaker to suppress cavitation phenomenon in which previously released air bubbles are destroyed Improves the reliability of the rotating machine by preventing water from flowing backward in the pit room, foreign matters flowing back through the backflow, and being caught on the contact surface of the disk and seat of the burst breaker. In addition to the Kim, the pit room is drained at a certain level to prevent water from being released due to the flooding of the aberration bearings. It relates to a hydroelectric aberration brake breaker system, which enables the breaker to be automatically closed quickly, thereby improving worker safety.
일반적으로, 수력발전은 물의 낙차를 이용하여 터빈을 돌려 발전하는 방식을 말하며, 설비의 운전절차가 간단하고, 자연의 에너지(떨어지는 물의 운동에너지)를 그대로 이용하기 때문에 화력발전이나 원자력 발전처럼, 증기터빈이 필요 없으며, 열을 식히기 위한 냉각 시스템도 필요 없다.In general, hydroelectric power refers to a method of generating a turbine by using a drop of water, and since the operation procedure of the facility is simple and natural energy (kinetic energy of falling water) is used as it is, steam, like nuclear power or nuclear power, No turbine is required, no cooling system to cool the heat.
아울러, 이 수력발전에 사용되는 수차는 낙차에 따라 각기 다르게 적용되는 바, 대부분 프랜시스 수차가 쓰이고 있으나 낙차가 큰 곳에서는 펠톤 수차가, 저낙차에서는 프로펠러를 회전시키는 방식의 카플란 수차나 프로펠러 수차 등도 사용된다. In addition, the aberrations used in the hydroelectric power are applied differently according to the drop, and most of them are Francis aberrations, but in the case of a large drop, Pelton aberration is used. do.
상기한 바와 같이 수력발전소에서의 발전은 도 1에 도시된 바와 같이 수차날개(1a)에 물이 공급될 수 있게 하여 수차(1)가 회전하면서 발생하는 회전력을 이용하여 전기를 발생시키도록 된 것은 주지된 사실과 같다.As described above, the power generation in the hydroelectric power plant is configured to generate electricity by using the rotational force generated while the
상기한 수력발전소의 수차(1)에는 수차베어링(2)이 결합되는 바, 수차베어 링(2)이 물과 접촉하게 되면, 물이 수차베어링(2)의 기름에 오염되고, 이 물이 방출될 경우 강이나 하천이 오염되므로, 피트룸(3) 하부로 수로가 형성되게 하여 수차(1)로 공급되는 물이 피트룸(3)에 의하여 수차베어링(2)으로부터 분리보호되게 하였다.When the aberration bearing 2 is coupled to the
그러나, 이와 같이 피트룸(3) 하부에 수로를 형성하여 수차(1)로 공급되는 물이 피트룸(3) 상부와 차단하게 될 경우, 발전기가 가동 개시됨과 동시에 물이 수차(1)로 공급될 경우 일시적으로 피트룸(3) 하부 및 수차(1)에는 진공현상이 발생하게 된다.However, when water is formed in the lower part of the
또한, 발전기가 가동을 중지할 경우에도 상기한 바와 같이 수차(1)로 공급되던 물이 갑자기 중지되기 때문에 피트룸(3) 하부 및 수차(1)에는 진공현상이 발생하게 된다.In addition, even when the generator stops operating, a vacuum phenomenon occurs in the lower portion of the
상기한 진공현상은 공동화현상(Cavitation)이라고 하여 갑작스러운 유체의 유동에 의하여 유체내부가 포화증기압 이하로 됨으로써, 유체에 발생되어 있던 공기방울이 연속적으로 파괴되는 현상을 말하는 것이다.The above-mentioned vacuum phenomenon refers to a phenomenon in which the air bubbles generated in the fluid are continuously destroyed when the inside of the fluid becomes below the saturated vapor pressure due to the sudden flow of the fluid, called cavitation.
이때, 공기방울이 파괴되면서 수차날개(1a)의 표면이 침식되는 현상이 발생하는데, 이러한 현상이 지속될 경우 수차발전기의 운전시 성능저하는 물론 진동 및 소음이 증가하여 회전기기의 신뢰성 운전에 막대한 지장을 초래하게 된다.At this time, the surface of the aberration blade 1a is eroded due to the destruction of air bubbles. If this phenomenon persists, the performance of the aberration generator is deteriorated, as well as the vibration and noise increase, which greatly affects the reliable operation of the rotating equipment. Will result.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 종래의 문제해결수단은 도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같은 버큠 브레이커(4)이다.The conventional problem solving means proposed to solve the above problem is the
상기 버큠 브레이커(4)는 도 1에 도시된 피트룸(3)의 내부에 설치되는 것으 로서, 발전기 기동 또는 정지시 수차날개(1a) 부분에 진공현상이 발생하면, 도 2b에 도시된 바와 같이 진공에 의하여 피트룸(3)에 형성된 관통공(5)을 통하여 외부의 공기를 흡기하게 되는 데, 이때, 관통공(5)에 결합된 버큠하우징(6)의 디스크(7)와 로드(8) 및 커버부재(9)는 흡기와 동시에 탄성부재(10)를 압축하면서 하강하게 된다.The
따라서, 버큠하우징(6)의 내경면에 밀착결합된 시트(11)와 밀착된 디스크(7)가 하강하면서 시트(11)와 디스크(7) 사이에는 이격공간이 형성되고, 이 이격공간을 따라 도 2b에 도시된 바와 같이 외부의 공기가 관통공(5)을 통하여 피트룸(3) 하부 즉, 수차날개(1a) 부분으로 공급됨으로써, 갑작스런 진공현상을 해소할 수 있게 되는 것이다.Therefore, while the
그러나, 이와 같은 버큠 브레이커(4)에서는 진공현상에 대응하여 순간적으로 공급되는 공기의 양이 제한적일 수밖에 없으므로 종래의 진공현상을 완벽하게 해소할 수 없는 문제점이 있었다.However, in such a breaker (4) there is a problem that can not completely solve the conventional vacuum phenomenon because the amount of air supplied instantaneously in response to the vacuum phenomenon is limited.
즉, 상기 버큠 브레이커(4)에 의해서는 완벽하게 진공현상을 해소할 수 없어 여전히 수차날개(1a)가 침식되는 등의 문제점이 발생할 수밖에 없다는 것이다.That is, the vacuum breaker (4) can not completely eliminate the vacuum phenomenon, there is still a problem that the aberration blade (1a) is eroded.
아울러, 발전기가 기동하여 물이 수차(1)로 공급되는 과정에서 물에는 다량의 이끼, 수초 등이 포함되어 있으므로, 도 2b와 같이 디스크(7)가 탄성부재(10)를 압축한 후 승강하여 복귀하는 과정에서 역류하는 물레 포함된 이끼, 수초 등이 디스크(7)와 시트(11)에 끼이게 되어 디스크(7)와 시트(11)의 밀착력을 저하시키게 된다.In addition, since the generator is started and the water is supplied to the
따라서, 도 2a에 도시된 바와 같이 수차(1)를 회전시키기 위해 공급되는 물이 시트(11)와 디스크(9) 사이의 틈새를 통하여 관통공(5)과 버큠하우징(6)으로 역류하여 피트룸(3)을 침수시키는 문제점으로 발전하게 된다.Thus, as shown in FIG. 2A, the water supplied to rotate the
상기한 바와 같은 피트룸(3)의 침수는 피트룸(3)에 장착된 여러 종류의 전자 및 전기부품에 악영향을 끼칠 뿐만 아니라, 각 장비의 구동을 원활하게 하는 원활유와 섞이게 되며, 결국 이렇게 기름에 오염된 물이 배수됨에 따라 하천이나 강을 2차오염시켜 생태를 파괴하는 등의 문제점으로 발전한다.Immersion of the
뿐만 아니라, 상기한 침수가 계속되어 수차베어링(2)까지 침식하게 되면, 수차베어링(2)의 회전이 자연스럽게 이루어지지 않게 되므로 회전기기의 신뢰성이 저하됨은 물론 이러한 문제의 해소를 위해 투입되는 유지관리 및 보수비용이 증가하게 되는 문제점이 발생하게 된다.In addition, if the immersion continues to erode the aberration bearing (2), since the rotation of the aberration bearing (2) is not made naturally, the reliability of the rotating device is lowered, as well as maintenance that is put into the solution of these problems And there is a problem that the maintenance cost increases.
한편, 상기한 바와 같이 디스크(7)와 시트(11)의 밀착력이 약화되거나 이물질의 끼임현상에 의하여 물이 역류하게 되면, 종래에는 이러한 역류현상을 해소하기 위하여 작업자가 피트룸(3)에 직접 들어가서 버큠하우징(6)의 내경을 차단하도록 된 차단밸브(12)를 폐쇄하였는 바, 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 차단밸브(12)는 버큠하우징(6)의 하단에 장착되어 조작레버(13)의 회전에 의해서만 개폐될 수 있는 구조이어서 긴급상황 발생시 조치가 원활하게 이루어지지 않는 문제점이 있으며, 실질적으로 피트룸(3)이 협소하므로 그 조작에도 많은 어려움이 발생하는 문제점 등이 있었다.On the other hand, when the adhesion between the
상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 첫 번째, 버큠 브레이커의 역류에 의한 피트룸의 침수발생 시 버큠 브레이커를 자동으로 차단하여 역류를 방지케 하며, 두 번째, 디스크와 시트가 긴밀하게 밀착될 수 있도록 역류에 의한 이물질 유입을 차단하며, 세 번째, 수차에서 발생하는 공동화현상에 대응하여 즉각적으로 다량의 공기가 공급될 수 있도록 하여 공동화현상이 해소될 수 있게 하는 수력발전용 수차의 버큠 브레이커 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the first of the present invention, when the immersion of the pit room due to the reverse flow of the breaker breaker automatically blocks the breaker to prevent backflow, and the second, the disk and the sheet tightly Third, the breaking breaker of hydro-powered aberration, which blocks the inflow of foreign substances by the reverse flow and enables the supply of a large amount of air immediately in response to the cavitation caused by the aberration. The purpose is to provide a system.
상기한 목적은, 수력발전기용 수차베어링의 피트룸에서 수차날개로 관통되게 형성되는 적어도 하나 이상의 관통공에 설치되는 버큠하우징과, 이 버큠하우징 내경에 밀착되도록 내장되며 하단에서 내경중심을 향하여 비스듬하게 경사면이 연계형성된 중공형 시트와, 버큠하우징의 상부에 형성된 제1통공으로 관통되며 시트의 경사면과 밀착되도록 상단 외경면에 경사면이 대응 형성된 디스크가 축설된 로드와, 제1통공으로 상향 관통하는 로드의 외경으로 삽입되는 탄성부재와, 탄성부재가 로드를 상향으로 탄력지지하도록 로드의 상단에 결합되는 커버부재를 포함하는 수력발전용 수차의 버큠 브레이커 시스템에 있어서, 상기 관통공과 버큠하우징 사이에 볼팅결합되어 관통공에서 버큠하우징으로 통과하는 물을 차단하도록 된 버터플라이 밸브와; 상기 버터플라이 밸브의 밸브판을 작동시키는 작동봉을 회동시켜 버터플라이 밸브를 개폐시키도록 된 밸브개폐부재와; 상기 버터플라이 밸브의 상, 하단과 버터플라이 밸브와 피트룸의 관통공 사이에 결합되는 소정 높이의 연결관의 하단 중 적어도 어느 하나에 삽입결합되어 관통공으로 유입되는 이물질을 차단하도록 다수개의 통공이 형성된 타공망과; 상기 버터플라이 밸브의 하단에 결합되며, 다수개의 노즐이 결합된 에어분사관과; 상기 에어분사관에 연결되어 에어를 공급하도록 된 제2콤프레샤와; 상기 로드에 결합된 디스크가 하강할 때 노즐로 에어가 분사되게 하고, 디스크가 승강할 때 노즐로 에어가 분사되지 않도록 에어를 차단하는 에어의 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 수력발전용 수차의 버큠 브레이커 시스템에 의해 달성된다.The above object is to be installed in the at least one through-hole to be penetrated by the aberration wing in the pit room of the aberration bearing for the hydroelectric generator, and is built to be in close contact with the inner diameter of the vacuum housing and obliquely toward the center of the inner diameter from the bottom A rod having an inclined surface connected to the hollow sheet, a rod having an inclined surface corresponding to the upper outer diameter surface thereof penetrated through the first through hole formed in the upper portion of the housing, and having an inclined surface corresponding to the inclined surface of the sheet; In the hydropower aberration brake breaker system comprising an elastic member inserted into the outer diameter of the, and the cover member is coupled to the top of the rod so that the elastic member supports the rod upwardly, bolting coupling between the through hole and the vacuum housing A butterfly valve configured to block water passing through the through hole from the through hole; A valve opening and closing member configured to rotate the operating rod for operating the valve plate of the butterfly valve to open and close the butterfly valve; A plurality of through-holes are formed so as to block foreign substances flowing into the through-holes by being inserted into at least one of the upper and lower ends of the butterfly valves and the lower end of the connection pipe having a predetermined height coupled between the butterfly-valve and the through-holes of the pit room. Perforated network; An air injection pipe coupled to a lower end of the butterfly valve and having a plurality of nozzles coupled thereto; A second compressor connected to the air injection pipe to supply air; And a control means of the air to eject air to the nozzle when the disk coupled to the rod is lowered, and to block the air so that the air is not injected to the nozzle when the disk is raised and lowered. Achieved by a burst breaker system.
여기서, 상기 밸브개폐부재는, 상기 버터플라이 밸브의 밸브하우징 일단으로 돌출되는 작동봉의 끝단에서 작동봉이 회동될 수 있도록 밸브하우징의 일단에 결합되며, 소정 크기의 수용공간을 가지는 고정브라켓과; 상기 작동봉의 일단부 소정위치에 축설되는 피니언과; 상기 피니언과 치합되며, 고정브라켓의 소정위치에서 왕복동가능토록 결합되는 래크와; 상기 래크가 왕복동되도록 래크의 끝단에 피스톤로드가 결합되며, 고정브라켓에 고정결합되는 공압실린더와; 상기 공압실린더가 전진 또는 후진 중 어느 하나로 제어구동될 수 있게 하는 공압실린더의 제어수단을 포함한다.Here, the valve opening and closing member is fixed to the one end of the valve housing so that the operating rod can be rotated at the end of the operating rod protruding to one end of the valve housing of the butterfly valve, the fixed bracket having a receiving space of a predetermined size; A pinion arranged at one end of the operating rod at a predetermined position; A rack engaged with the pinion and coupled to reciprocate at a predetermined position of the fixing bracket; A pneumatic cylinder coupled to the end of the rack so that the rack reciprocates, and fixed to the fixing bracket; And control means for the pneumatic cylinder to allow the pneumatic cylinder to be controlled to drive either forward or backward.
그리고, 상기 공압실린더의 제어수단은, 상기 피트룸 소정위치에 설치되어 피트룸으로 유입되는 물의 수위가 일정수위에 도달하면 신호를 발생하도록 레벨센서와; 상기 공압실린더로 에어를 공급하도록 된 제1콤프레샤와; 상기 레벨센서에서 고레벨 신호가 전달되면, 공압실린더와 제1콤프레샤 사이에 연결되는 제1에어공급관에 결합되어 에어의 개폐를 조정하는 에어밸브를 온시켜 에어가 공급되게 하는 제1제어부를 포함한다.The control means for the pneumatic cylinder may include: a level sensor installed at the pit room at a predetermined position to generate a signal when the water level flowing into the pit room reaches a predetermined level; A first compressor configured to supply air to the pneumatic cylinder; When the high level signal is transmitted from the level sensor, it is coupled to the first air supply pipe connected between the pneumatic cylinder and the first compressor includes a first control unit to turn on the air valve for adjusting the opening and closing of the air to supply air.
아울러, 상기 제1제어부는, 상기 레벨센서에 의해 고레벨 신호가 전달되면, 드레인 모터와 펌프를 구동시켜 피트룸으로 유입된 물이 배출되게 하며, 레벨센서에 의해 저레벨 신호가 전달되면, 드레인 모터와 펌프를 정지시킨 후 버터플라이 밸브가 개방되도록 에어밸브를 오프시켜 에어의 공급을 차단하게 하는 것이 바람직하다.In addition, when the high level signal is transmitted by the level sensor, the first control unit drives the drain motor and the pump to discharge water introduced into the pit room, and when the low level signal is transmitted by the level sensor, After stopping the pump, it is preferable to turn off the air valve so that the butterfly valve is opened to block the supply of air.
또한, 상기 버터플라이 밸브와 피트룸의 관통공 사이에 결합되는 소정 높이의 연결관을 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to further include a connection pipe of a predetermined height coupled between the butterfly valve and the through hole of the pit room.
그리고, 상기 에어의 제어수단은, 상기 에어분사관과 제2콤프레샤 사이에 연결되는 제2에어공급관에 설치되는 에어조정기와; 상기 로드의 소정위치에서 수평으로 천공된 감지공과; 상기 버큠하우징의 상단에서 로드를 사이에 두고 이격설치되어 로드가 하강하면서 감지공이 설치위치에 도달하면 신호를 발생하도록 된 광센서와; 상기 광센서에서 발생한 신호가 전달되면 에어조정기를 제어하여 에어분사관의 노즐로 에어가 일정시간 동안 분사되게 제어하는 제2제어부를 포함한다.The control means for air may include an air regulator installed in a second air supply pipe connected between the air injection pipe and the second compressor; A sensing hole drilled horizontally at a predetermined position of the rod; An optical sensor installed at an upper end of the vacuum housing with a rod therebetween to generate a signal when the detection hole reaches the installation position while the rod descends; And a second controller configured to control the air regulator to control the air to be injected for a predetermined time by controlling the air regulator when the signal generated by the optical sensor is transmitted.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도 3a 내지 도 5를 참조하여 설명하되, 종래의 기술구성인 버큠 브레이커(4)의 구성요소 및 피트룸(3) 등은 종래 도면의 도면부호를 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A to 5, but the components and
먼저, 버큠 브레이커(4)는 종래의 구성과 동일한 것으로, 버큠하우징(6)과, 시트(11), 디스크(7), 탄성부재(10), 로드(8) 및 커버부재(9)로 구성되며, 버큠하우징(6)은 피트룸(3)에서 수차(1)의 회전축(1b)을 중심으로 방사형으로 적어도 하나 이상 형성된 관통공(5)에 설치되며, 내부에는 버큠하우징(6)의 내경면에 밀착되도록 중공형 시트(11)가 결합되는 바, 이 시트(11)의 내경면은 하단이 내측 중심을 향하여 상향으로 기울어지는 경사면이 형성된다.First, the
그리고, 상기 시트(11)의 경사면에 밀착되도록 상단 외경면에 시트(11)의 경사면과 대응되는 경사면이 형성된 디스크(7)는, 버큠하우징(6)의 상단에 형성된 안내공(6a)으로 관통되는 로드(8)의 하단에 결합된다.In addition, the
아울러, 상기 버큠하우징(6)의 안내공(6a)으로 상향관통되는 로드(8)의 끝단에는 도 3a에 도시된 바와 같이 소정 너비의 커버부재(9)가 볼팅결합되고, 버큠하우징(6)의 상단과 커버부재(9)의 사이에는 로드(8)의 외경으로 소정거리 이격되도록 탄성부재(10)가 탄력설치되어 커버부재(9)를 상향으로 탄력지지하게 된다.In addition, a
따라서, 수차(1)에서 공동화현상이 발생하여 진공상태로 될 때에는 진공의 흡기에 의하여 디스크(7)가 하부로 하강하고, 이때, 상기 디스크(7)에 결합된 로드(8) 및 커버부재(9)가 하강하면서 탄성부재(10)를 압축하게 된다.Therefore, when the cavitation phenomenon occurs in the
이때, 도 2b에 도시된 바와 같이 외부의 공기가 버큠하우징(6)의 통기공과 시트(11) 및 관통공(5)을 통하여 수차(1)로 공급되는 것이며, 진공상태가 해소되어 디스크(7)를 흡기하는 힘이 사라지면, 탄성부재(10)가 커버부재(9)를 상향으로 탄력지지하게 됨으로써 커버부재(9)와 로드(8) 및 디스크(7)가 승강하게 되고, 이때, 디스크(7)의 경사면이 시트(11)의 경사면에 밀착함으로써, 역류가 방지될 수 있는 것이며, 이와 같은 구성 및 작용은 종래의 버큠 브레이커(4)와 동일하다.At this time, as shown in FIG. 2B, the outside air is supplied to the
본 발명은 상기한 종래의 버큠 브레이커(4)에 버터플라이 밸브(101)를 결합시키고, 이 버터플라이 밸브(101)를 자동으로 개폐시킴으로써, 물의 역류에 대하여 긴급하게 조치가 이루어지게 하는 것이다.The present invention couples the
즉, 상기 버큠하우징(6)의 하단에 버터플라이 밸브(101)를 설치하는 바, 버터플라이 밸브(101)는 관경을 개폐하는 통상의 밸브이므로 그 상세한 구조의 설명은 생략하기로 한다.That is, the
그리고, 상기 버터플라이 밸브(101)의 밸브판(102)을 작동시키는 작동봉(103)은 밸브하우징(105)의 일단으로 돌출되고, 돌출된 작동봉(103)의 일단은 밸브개폐부재(104)에 결합되어 밸브판(102)이 개폐될 수 있도록 조작되는 바, 상기 밸브개폐부재(104)는, 작동봉(103)이 돌출되는 밸브하우징(105)의 일단에 고정브라켓(106)을 결합시킴과 동시에 작동봉(103)이 회동될 수 있도록 작동봉(103)에도 도 3a와 같이 고정브라켓(106)이 결합되게 한다.Then, the operating
여기서, 상기 작동봉(103) 일단부에는 피니언(107)이 축설되도록 하고, 이 피니언(107)에 치합되어 피니언(107)을 회동시키는 래크(108)가 고정브라켓(106)의 소정위치에 도 3a 및 도 3b와 같이 결합되게 하여 래크(108)의 직선 왕복동운동이 피니언(107)을 좌우회동될 수 있게 한다.Here, one end of the operating
한편, 상기 래크(108)가 왕복동되도록 래크(108)의 끝단에는 공압실린더(109)의 피스톤로드(8)를 결합시키고, 이 공압실린더(109)는 공압실린더의 제어수단에 의하여 전, 후진 중 어느 하나로 구동제어될 수 있게 한다.Meanwhile, the
상기한 공압실린더의 제어수단은, 레벨센서와 제1콤프레샤(110) 및 에어밸브(112)와 제1제어부(도시하지 않음)로 구성되는 바, 레벨센서는 피트룸(3)의 바닥면 또는 바닥으로부터 소정거리 상부 위치에 설치되어 물의 수위를 감지하게 하고, 이때, 상기 레벨센서가 수위를 감지하여 신호를 발생시킬 경우는 저레벨 수위 또는 고레벨 수위를 한정하여 저레벨 신호 또는 고레벨 신호가 발생되게 하는 것이 바람직하다.The control means of the pneumatic cylinder is composed of a level sensor, the first compressor 110, the
여기서, 상기 레벨센서는 통상적으로 수위를 감지하게 하는 플로팅 스위치일 수도 있으나, 본 발명은 이 레벨센서의 종류에는 한정되지 않으며, 기성제품을 차용하는 것이므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.Here, the level sensor may be a floating switch to detect the water level in general, but the present invention is not limited to the type of the level sensor, and since the borrowed off-the-shelf product, a detailed description thereof will be omitted.
상기 제1콤프레샤(110)는 공압실린더(109)와 제1에어공급관(111)으로 연결되어 에어를 공급하도록 된 것으로서, 피트룸(3)에 설치될 수도 있으며, 피트룸(3) 외부에 설치될 수도 있는 것으로, 이는 제1에어공급관(111)의 배관길이에 의해 조정될 수 있고 편의에 따라 피트룸(3) 안과 밖에 구분없이 설치하여도 본 발명의 목적은 충분히 달성될 수 있는 것이므로 본 발명은 여기에 한정되지 않는다.The first compressor 110 is connected to the
한편, 상기 제1제어부는 레벨센서에서 고레벨 신호가 전달되면, 제1에어공급관(111)에 결합되어 에어의 개폐를 조정하는 에어밸브(112)를 온시켜 에어가 공급되게 하고, 이와 동시에 상기 레벨센서에 의해 고레벨 신호가 전달되면, 드레인 모터(도시하지 않음)와 펌프(도시하지 않음)를 구동시켜 피트룸(3)으로 유입된 물이 배출되게 하며, 레벨센서에 의해 저레벨 신호가 전달되면, 드레인 모터와 펌프를 정지시킨 후 버터플라이 밸브(101)가 개방되도록 에어밸브(112)를 오프시켜 에어의 공급을 차단하게 하는 것이 바람직하다.On the other hand, when the high level signal is transmitted from the level sensor, the first control unit is coupled to the first
아울러, 상기 버터플라이 밸브(101)와 피트룸(3)의 관통공(5) 사이에는 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 소정 높이의 연결관(113)이 결합되게 하여 버큠하우징(6)내에서 역류하여 물이 넘치는 한계 수위가 상승될 수 있게 함으로써, 물 넘침 이 억제되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, between the
따라서, 상기 디스크(7)와 시트(11) 사이로 누수가 발생하여 피트룸(3) 내부의 수위가 상승하게 하게 되는데, 이때, 유입된 물의 수위가 일정수위에 도달하면 레벨센서가 이를 감지하여 제1제어부로 신호를 전달한다.Therefore, a leak occurs between the
이에 따라, 상기 제1제어부는 에어밸브(112)를 개방하여 제1콤프레샤(110)에서 발생하는 에어가 공압실린더(109)로 공급되게 하는 바, 공압실린더(109)로 공급된 에어는 피스톤로드(8)를 전진시키고, 전진되는 피스톤로드(8)의 끝단에 결합된 래크(108)가 피니언(107)을 회동시켜 작동봉(103)과 버터플라이 밸브(101)의 밸브판(102)을 도 3b에 도시된 바와 같이 회동시킴으로써, 버터플라이 밸브(101)가 차단될 수 있게 되는 것이다.Accordingly, the first control unit opens the
여기서, 도 3b에 도시된 밸브판(102)은 완전히 닫혀진 상태를 도시한 것이 아니고, 도 3a의 상태에서 닫혀지는 상태를 도시한 것이다.Here, the
이때, 상기 제1제어부로 고레벨 신호가 전달되면, 제1제어부는 드레인 모터와 펌프를 구동제어함으로써, 피트룸(3)으로 유입된 물이 배출되게 하며, 펌프에 의하여 피트룸(3)의 수위가 낮아지게 되어 일정 수준에 도달하면 레벨센서에 의하여 제1제어부로 저레벨 신호가 전달되며, 이에 따라, 제1제어부는 드레인 모터와 펌프의 구동이 정지되게 제어한다.At this time, when the high level signal is transmitted to the first control unit, the first control unit drives the drain motor and the pump to discharge the water introduced into the
따라서, 작업자가 일일히 피트룸(3) 내의 수위를 검사하고, 버큠 브레이커(4)로 물이 역류하여 피트룸(3)으로 유입되지 못하도록 버큠하우징(6)을 수조작으로 차단하지 않아도 자동으로 버큠하우징(6)이 개폐됨과 동시에 피트룸(3) 내부 의 물을 외부로 배출할 수 있게 되는 것이다.Therefore, the worker inspects the water level in the
그리고, 상기 버터플라이 밸브(101)의 상, 하단과 연결관(113)의 하단 중 적어도 어느 하나에는 다수개의 통공(114a)이 형성된 타공망(114)을 도 3a, 도 3b 및 도 5와 같이 삽입결합시켜 공동화현상에 따른 디스크(7)의 하강 및 물의 역류 시 물에 포함된 수초 및 이물질이 타공망(114)에 의하여 필터링되게 함으로써, 디스크(7)의 경사면과 시트(11)의 경사면 사이에 이물질이 개입되는 현상이 미연에 방지되게 하는 것이 바람직하다.In addition, the at least one of the upper and lower ends of the
한편, 상기 버터플라이 밸브(101)의 하단에는 다수개의 노즐(도시하지 않음)이 결합된 에어분사관(115)이 결합되게 하고, 이 에어분사관(115)에는 제2콤프레샤(116)가 연결되어 에어가 공급되게 함으로써, 로드(8)에 결합된 디스크(7)가 하강할 때 에어분사관(115)의 노즐에서 에어가 분사되도록 하고, 디스크(7)가 승강할 때는 노즐의 에어분사를 차단하도록 제어하는 바, 상기 에어분사관(115)의 에어분사를 제어하는 에어의 제어수단은 다음과 같다.On the other hand, the lower end of the
상기 에어의 제어수단은, 상기 에어분사관(115)과 제2콤프레샤(116) 사이에 제2에어공급관(117)을 연결하고, 이 제2에어공급관(117)의 소정위치에는 에어조정기(118)를 설치한다.The air control means connects the second
아울러, 상기 로드(8)의 소정위치에는 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이 수평으로 감지공(119)을 천공함과 동시에 버큠하우징(6)의 상단에 로드(8)를 사이에 두고 광센서(120)(발광소자(120a), 수광소자(120b))를 이격설치하여 로드(8)가 하강하면서 감지공(119)이 광센서(120)의 설치위치에 도달하면 감지공(119)을 통하여 발광소자(120a)의 빛이 수광소자(120b)에서 수광되게 하고, 이때, 수광소자(120b)에서 제2제어부(도시하지 않음)로 신호가 전달되게 함으로써, 제2제어부는 에어분사관(115)의 노즐로 에어가 일정시간 동안 분사될 수 있도록 에어조정기(118)를 제어하게 된다.In addition, at a predetermined position of the
한편, 상기한 제1콤프레샤(110)와 제2콤프레샤(116)는 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 콤프레샤로 활용할 수 있으며, 아울러, 제1제어부와 제2제어부 역시 하나의 제어부로 통합되어 각 장비를 제어할 수도 있는 것으로 본 발명은 여기에 한정되지 않는다.Meanwhile, the first compressor 110 and the second compressor 116 may be utilized as one compressor as shown in FIG. 4, and the first controller and the second controller are also integrated into one controller. The present invention is not limited to this as it may control the equipment.
그러나, 상기한 제1에어공급관(111)과 제2에어공급관(117)은 하나의 콤프레샤에서 공급되어 각각 서로 다른 장비로 에어가 공급되는 방식이므로 도 4와 같이 각각 별개로 존재할 수밖에 없다.However, since the first
따라서, 공동화현상에 따른 디스크(7) 하강시 로드(8)가 동반하강하면서 로드(8)의 감지공(119)은 광센서(120)(발광소자(120a), 수광소자(120b))의 사이를 통과하게 되는 바, 이때, 광센서(120)에 의해 전달되는 신호에 의해 제2제어부는 에어조정기(118)를 제어함으로써, 에어분사관(115)의 노즐을 통하여 다량의 에어가 하향분사되어 공동화현상시 부족한 공기가 충분히 공급될 수 있게 하여 진공에 따른 공동화현상(Cavitation)을 억제할 수 있게 되는 것이다.Accordingly, when the
상기한 바와 같이 본 발명은 타공망을 설치하여 이물질이 디스크와 시트 사이에 개입하는 현상을 미연에 방지함으로써, 디스크와 시트의 긴밀한 접촉관계가 지속되게 하여 물의 역류를 방지하고, 설령, 디스크와 시트 사이의 밀착관계가 완화되어 물이 역류한다 할지라도 레벨센서가 피트룸으로 유입된 물의 수위를 감지하게 하면, 버터플라이 밸브가 자동으로 폐쇄되어 물의 역류현상을 차단함과 동시에 드레인 모터 및 펌프가 자동으로 구동될 수 있게 하여 피트룸에 유입된 물이 배출시키며, 특히, 에어분사관을 통하여 디스크가 하강할 때 강압적으로 에어를 분사시킴으로써, 버큠 브레이커만으로 수차에서 발생하는 진공현상을 충분하게 해소시키지 못하였던 문제점을 해소할 수 있어 공동화현상에 의한 수차의 침식문제를 해결하는 효과를 가진다.As described above, the present invention provides a perforated network to prevent the foreign matter from intervening between the disc and the sheet, thereby maintaining a close contact between the disc and the sheet to prevent backflow of water, and even between the disc and the sheet. Even though the water flows backward due to the close relationship between the two valves, if the level sensor detects the level of water flowing into the pit room, the butterfly valve automatically closes to block the water flow back and the drain motor and pump automatically. It can be driven to discharge the water flowing into the pit room, and in particular, by forcibly injecting air when the disk is lowered through the air injector, the vacuum breaker does not sufficiently solve the aberration generated by the aberration breaker alone The problem can be solved, which has the effect of solving the erosion problem of aberration caused by cavitation phenomenon. .
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