KR20130062086A - 정압기 제어 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 재킷라인의 실제 압력값을 실시간으로 측정하고 그 측정값으로 리모트 세터를 직접 제어하여 시간차 없이 정압기를 정확하게 제어할 수 있는 정압기 제어 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 정압기 제어 시스템은 가스 통과량을 제어하는 제킷부를 구비하여 도시가스의 공급 압력을 일정하게 제어하는 정압기; 상기 제킷부의 가스 압력을 제어하는 파일로트(pilot); 상기 파일로트의 일측에 결합되어 상기 제킷부에 가스를 공급하는 제킷라인의 개도를 제어하는 리모트 세터(remote setter); 상기 제킷라인의 가스 압력을 실시간으로 측정한 측정값을 기초로 상기 리모트 세터를 제어하여 상기 정압기의 가스 공급 압력을 조절하는 압력 조절부; 상기 재킷라인에 설치되며, 상기 재킷라인 내의 가스 압력을 실시간으로 측정하여 상기 파일로트 및 압력 조절부에 전달하는 압력 계측부;를 포함한다.
Description
본 발명은 정압기 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 재킷라인의 실제 압력값을 실시간으로 측정하고 그 측정값으로 리모트 세터를 직접 제어하여 시간차 없이 정압기를 정확하게 제어할 수 있는 정압기 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 도시가스는 배관망을 통해 도시 소비자에게 공급된다. 도시 가스는 다른 연료에 비해 취급이 편리하고 청결하며 연소효율이 높은 이점 등으로 인해 가정용/냉난방용, 산업용 수요가 상당히 확대되고 있는 상황이다. 이 도시가스는 수요 변동에 대응할 수 있도록 상당한 용량의 가스 탱크(한국가스공가)에 저장되어 공급된다.
가스 배관은 가스 탱크로부터 지역 도시가스 공급시설을 거쳐 소비자인 가정 또는 공장의 가스 기기까지로 공급되는 가스를 수송하는 통로로서, 주철 또는 강철 등으로 제작된 배관으로서, 배관의 크기 또는 수송하는 가스의 종류에 따라 저압 공급, 중압 공급 또는 고압 공급 등으로 일정한 압력에 의해 가스를 수송한다.
이와 같이 도시 가스는 소비자가 항상 일정한 압력으로 사용할 수 있도록 공급되어야 하기 때문에 도시가스 공급 시설(정압 시설)을 통해 최종 사용처까지 중압, 저압 등으로 조정한다. 공급 구역이 넓은 경우 또는 원거리 수송의 경우에는 다량의 가스를 효율적으로 수송하기 위해 고압이 사용되지만, 소비자가 도시 가스를 직접 이용하는 경우에는 주로 저압으로 사용하기 때문에 중압 또는 고압으로 공급된 도시 가스가 다시 정압기를 통한 감압으로 사용상의 설정 압력이 계속 유지되도록 한다.
이처럼 도시가스의 수송 및 공급과정에서는 공급되는 도시 가스의 압력을 수요량에 관계없이 항상 일정하게 유지하는 것이 매우 중요한데, 도시 가스의 공급과정에서 가스 압력을 일정하게 유지하는 역할을 정압기가 수행하게 된다.
이러한 정압기의 압력제어를 위해서는 여러가지 방식이 제시되어 있지만, 별도의 파일로트(pilot, 40)를 구비한 리모트 세터(50)를 정압기(30)에 설치하여 정압기의 압력을 제어하는 방식이 가장 효과적이므로 널리 사용되고 있다.
상기 파일로트(pilot, 40)에는 탄성부재가 내장되며, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 리모트 세터(50)는 상기 가스배관의 1차측, 2차측 배관(10, 20) 및 정압기(30) 제킷부와 소형 배관으로 연결된다. 그리고 상기 파일로트(40)는 탄성부재의 반발력과 2차측 압력의 차이에 의해 정압기(30)의 제킷부에 가해지는 압력을 변화시키며, 이 압력 변화에 따라 1차측에서 2차측으로 공급되는 가스의 양이 조절되어 2차측의 가스 사용량에 관계없이 가스압력을 일정하게 유지한다.
2차측 가스압력을 원하는 값으로 설정하기 위해서는 파일로트(pilot, 40) 외부에서 탄성부재를 눌러서 탄성부재의 반발력을 변화시켜야하고, 이 기능을 리모트 세터(50)가 수행한다.
구체적으로 정압기 압력 제어 과정을 설명하면 다음과 같다. 1차측 배관(10)의 압력은 1차측 분기관(70)을 통하여 상기 파일로트(40)를 통과한 후 재킷라인(80)을 통하여 정압기(30)의 재킷부에 공급되며, 재킷부의 압력이 높을 수록 재킷부의 재킷 튜브를 강하게 압박하여 1차측 배관(10)에서 2차측 배관(20)으로 공급되는 가스량을 감소되게 제어한다. 따라서 2차측 배관(20)의 압력을 증가시킬 때는 상기 재킷부의 압력을 역으로 감소시키고, 2차측 배관(20)의 압력을 감소시킬 때는 상기 재킷부의 압력을 증가시키는 방식으로 제어가 진행된다.
정압기(30)에서는 상기 정압기의 공급압력 즉, 2차측 배관(20)의 가스 압력을 상기 리모트 세터(40)에서의 설정압과 균형을 이루게 한 상태에서 일정하게 유지한다. 따라서 2차측 배관(20)의 가스 압력을 변화시키기 위해서는 상기 파일로트(40)의 스프링을 적당한 압력으로 눌러서 설정압을 변경하여야 한다.
예를 들어 2차측 배관(20)의 압력이 설정압 보다 큰 경우에는, 일명 센싱 라인(sensing line, 90)으로 일컬어지는 2차측 분기 라인을 통하여 공급되는 가스가 상기 파일로트(40)의 포핏을 밀어 올려서 블리드 라인(92)으로의 1차 가스 유출을 막는다. 이렇게 블리드 라인(92)으로의 가스 유출이 차단되면, 상기 재킷 라인(80)을 통하여 상기 재킷부로 공급되는 가스압이 높아지고, 상기 재킷부의 압력이 상승하여 1차측에서 2차측으로 유입되는 가스의 양이 감소하여 2차측 가스 압력이 하강하게 된다.
반대로 2차측 배관(20)의 가스 압력이 설정압보다 작은 경우에는, 상기 파일로트(40)의 스프링이 상기 센싱 라인(90)의 가스압보다 커서 상기 포핏을 밀어 내리고 상기 블리드 라인(92)으로의 1차 가스 유출을 증가시킨다. 그러면 상기 재킷부로 공급되는 가스의 양이 감소하고 재킷부 압력이 하강하여 1차측에서 2차측으로 유입되는 가스 양이 증가하고 2차측 가스 압력도 상승한다.
전술한 바와 같이, 종래의 정압기 제어 방식에서는 상기 파일로트(40)에 대한 설정압력이 정해지면, 그에 의하여 재킷라인(80)으로 공급되는 가스 양이 변화되고, 순차적으로 상기 재킷부에 더 많은 가스가 공급되어 재킷 튜브를 팽창시키고, 이에 의하여 상기 정압기(30)를 통과하는 가스 양이 감소되고, 그에 의하여 2차측 배관(20)의 가스 압력이 하강하고 이러한 2차측 배관(20)의 가스 압력이 센싱 라인(90) 또는 별도의 감시 수단에 의하여 감지되는 방식으로 진행된다. 따라서 제어부(60)에 상기 파일로트(40)에 설정압력을 설정하여 제어를 시작한 후에, 실제로 재킷부 압력과 2차측 배관(20)의 압력은 상단한 시간이 경과하여야 변화되는 구조이다.
이렇게 구조적으로 리모트 세터(50)의 설정압과 실제 재킷부 압력 및 2차측 배관(20)의 압력이 조정되는 걸리는 시간차에 의하여 상기 리모트 세터(50)를 과도하게 조정하게 되는 경우가 빈번하게 발생하고, 파일로트(40)의 제어범위를 100% 사용하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 재킷라인의 실제 압력값을 실시간으로 측정하고 그 측정값으로 리모트 세터를 직접 제어하여 시간차없이 정압기를 정확하게 제어할 수 있는 정압기 제어 시스템을 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 정압기 제어 시스템은 가스 통과량을 제어하는 제킷부를 구비하여 도시가스의 공급 압력을 일정하게 제어하는 정압기; 상기 제킷부의 가스 압력을 제어하는 파일로트(pilot); 상기 파일로트의 일측에 결합되어 상기 제킷부에 가스를 공급하는 제킷라인의 개도를 제어하는 리모트 세터(remote setter); 상기 제킷라인의 가스 압력을 실시간으로 측정한 측정값을 기초로 상기 리모트 세터를 제어하여 상기 정압기의 가스 공급 압력을 조절하는 압력 조절부; 상기 재킷라인에 설치되며, 상기 재킷라인 내의 가스 압력을 실시간으로 측정하여 상기 파일로트 및 압력 조절부에 전달하는 압력 계측부;를 포함한다.
본 발명에서 상기 압력 조절부는, 상기 리모트 세터의 조작에 의하여 변화되는 상기 재킷라인 내의 가스 압력의 실시간 측정값을 상기 압력 계측부에 의하여 실시간으로 전달받고, 실제 압력값과 목표 압력값과의 오차 발생시 상기 리모트 세터를 재조작하여 실제압력값과 목표 압력값을 일치시키는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에 따른 정압기 제어 시스템에는, 상기 리모트 세터의 조작값과 그에 대응되는 실제 압력값에 대한 데이터를 저장하는 데이터 저장부가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 정압기 제어 시스템에는, 상기 재킷라인에는 상기 재킷라인의 실제 압력값을 표시하는 압력 표시부가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한 상기 압력 계측부는 유선 또는 무선으로 실제 압력값을 상기 압력 조절부에 전달하는 것이 바람직하다.
한편 본 발명에 따른 정압기 제어 시스템은, 상기 재킷라인에 설치되어 상기 재킷라인을 통과하는 가스를 단속하는 단속 밸브; 상기 단속 밸브와 병렬로 설치되며, 내부를 통과하는 가스량을 제한하는 가스 통과 제한부;를 더 구비하는 것이 바람직하다.
여기에서 상기 압력 조절부는, 최초 압력 조절을 시작할 때, 상기 단속 밸브를 차단하여 상기 재킷 라인을 통과하는 가스가 상기 가스 통과 제한부로만 흐르게 제어하며, 상기 압력 계측부에서 측정한 압력값이 설정압과 일치하면 상기 단속 밸브를 개방하고 상기 리모트 세터를 작동 중지시키는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에서 상기 단속 밸브는 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve)이고, 상기 가스 통과 제한부는 직경이 상기 재킷라인보다 작은 피팅 튜브(Fitting Tube)인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 리모트 세터에 의하여 변화되는 재킷라인의 압력값을 실시간으로 측정하여 상기 리모트 세터를 제어하므로, 리모트 세터에 의한 설정압과 실제 2차측 압력값의 시간차를 극복하고 정확하게 정압기 압력을 제어할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명에서는 가스 압력 제한부를 더 구비하여 재킷라인 내부 압력이 상승하는데 소비되는 시간도 최소화하여, 리모트 세터의 구동에 의한 재킷라인 내부 압력이 최단 시간 내에 측정되고 측정된 압력값이 리모트 세터의 제어에 반영되는 특유의 효과가 있다.
도 1은 종래의 정압기 제어 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정압기 제어 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정압기 제어 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 정압기 제어 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 정압기(130), 파일로트(140), 리모트 세터(150), 압력 조절부(160) 및 압력 계측부(210)를 포함하여 구성된다. 여기에서 상기 정압기(130), 파일로트(140), 리모트 세터(150)는 전술한 종래의 정압기 제어 시스템의 그것과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는 본 실시예에 따른 정압기 제어 시스템에 있어서 특징적인 부분인 압력 조절부(160)와 압력 계측부(210)를 상세하게 설명한다.
먼저 상기 압력 조절부(160)는 상기 제킷라인(190)의 가스 압력을 실시간으로 측정한 측정값을 기초로 상기 리모트 세터(150)를 제어하여 상기 정압기(130)의 가스 공급 압력을 조절하는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 압력 조절부(160)는 종래의 정압기 제어 시스템과 다르게, 상기 제킷 라인(190)의 가스 압력에 대한 실시간 측정값을 반영하여 상기 리모트 세터(150)를 제어한다.
이를 위하여 상기 압력 조절부(160)는 상기 리모트 세터(150)의 조작에 의하여 변화되는 상기 재킷라인(190) 내의 가스 압력의 실시간 측정값을 상기 압력 계측부(210)에 의하여 실시간으로 전달받고, 실제 압력값과 목표 압력값과의 오차 발생시 상기 리모트 세터(150)를 재조작하여 실제압력값과 목표 압력값을 일치시키는 것이다. 이렇게 상기 압력 조절부(160)는 상기 리모트 세터(150)의 조작에 의하여 즉시 변화되는 상기 재킷라인(190) 내의 가스 압력의 변화값을 실시간으로 측정한 측정값을 이용하여 상기 리모트 세터(150)를 제어하므로 정압기(130) 제어에서 발생하는 시간차 문제를 해결할 수 있는 것이다.
한편 본 실시예에 따른 정압기 제어 시스템에는, 상기 리모트 세터(150)의 조작값과 그에 대응되는 상기 제킷 라인(190) 내의 실제 압력값에 대한 데이터를 저장하는 데이터 저장부(도면에 미도시)가 더 구비되는 것이 바람직하다.
다음으로 상기 재킷라인(190)에는 상기 재킷라인(190)의 실제 압력값을 표시하는 압력 표시부(도면에 미도시)가 더 구비될 수도 있다. 물론 후술하는 압력 계측부(210)에 의하여 상기 재킷 라인(190) 내의 압력값이 실시간으로 센싱되어 상기 압력 조절부(160)로 전달되지만, 원격제어가 아닌 현장 제어 또는 상기 정압기 제어 시스템을 최초로 세팅하는 과정에서는 상기 리모트 세터(150)의 조작과 그에 의하여 변화되는 상기 제킷라인(190) 내의 가스압을 현장에서 확인할 필요가 있기 때문이다.
다음으로 상기 압력 계측부(210)는, 상기 재킷라인(190)에 설치되며, 상기 재킷라인(190) 내의 가스 압력을 실시간으로 측정하여 상기 파일로트(140) 및 압력 조절부(160)에 전달하는 구성요소이다. 상기 압력 계측부(210)는 예를 들어 압력 전송기(Pressure Transmitter)로 구성될 수 있으며, 별도로 상기 압력 조절부(160)와 통신할 수 있는 통신수단을 구비한다. 이때, 상기 압력 계측부(210)는 상기 통신수단을 이용하여 유선 또는 무선 통신 방식으로 실제 압력값을 상기 압력 조절부(160)에 전달할 수 있는 것이다.
한편 본 실시예에 따른 정압기 제어 시스템에는 도 2에 도시된 바와 같이, 단속 밸브(230)와 가스 통과 제한부(240)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 단속 밸브(230)와 가스 통과 제한부(240)는 상기 재킷 라인(190) 내의 가스 압력 변화와 상기 리모트 세터(150)의 조작 사이의 시간차를 더욱 좁히기 위한 수단들이다. 상기 리모트 세터(150)의 조작에 의하여 상기 재킷라인(190)을 통과하는 가스의 양이 증가하더라도 상기 재킷 라인(190)을 통과한 가스는 상기 재킷부의 재킷 튜브를 모두 채운 후에 상기 재킷 라인(190) 내의 가스압이 상승하게 된다. 따라서 상기 리모트 세터(150)의 조작 시간과 상기 재킷 라인(190) 내의 가스 압이 변화되는 시간에는 시간차가 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 상기 단속 밸브(230)와 가스 통과 제한부(240)가 설치되는 것이다.
먼저 상기 단속 밸브(230)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 재킷라인(190)에 설치되어 상기 재킷라인(190)을 통과하는 가스를 단속하는 밸브이다. 상기 단속 밸브(230)는 예를 들어 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve)로 구성될 수 있으며, 상기 압력 조절부(160)에 의하여 제어된다.
다음으로 상기 가스 통과 제한부(240)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 단속 밸브(230)와 병렬로 설치되며, 내부를 통과하는 가스량을 제한하는 구성요소이다. 구체적으로 상기 가스 통과 제한부(240)는 직경이 상기 재킷라인(190)보다 매우 작아서 이를 통과하는 가스양이 대폭 감소되는 피팅 튜브(Fitting Tube)로 구성될 수 있다.
이러한 단속 밸브(230)와 가스 통과 제한부(240)를 사용하는 방법은 다음과 같다. 상기 압력 조절부(160)는 최초 압력 조절을 시작할 때, 상기 단속 밸브(230)를 차단하여 상기 재킷 라인(190)을 통과하는 가스가 상기 가스 통과 제한부(240)로만 흐르게 제어한다. 그러면 전술한 바와 같이, 상기 가스 통과 제한부(240)는 매우 적은 양의 가스 만이 흐를 수 있는 구조를 가지므로, 상기 재킷 라인(190) 내에 신속하게 가스가 채워지고, 상기 제킷 라인(190) 내의 가스 압력이 상기 리모트 세터(150)의 조작 시간과 거의 동일한 시간에 상승하게 된다. 이렇게 하여 신속하게 상승된 제킷 라인(190) 내의 압력값을 상기 압력 계측부(210)가 센싱하여 이를 압력 조절부(160)가 제어에 사용하는 것이다.
한편 상기 압력 계측부(210)에서 측정한 압력값이 설정압과 일치하면 상기 압력 조절부(160)는 상기 단속 밸브(230)를 개방한다. 그러면 다시 상기 재킷 라인(190)을 통하여 정상적으로 재킷부 방향으로 가스가 공급되며, 상기 리모트 세터(150)에 대한 조작을 중지하여 제어를 종료하는 것이다.
그리고 상기 압력 계측부(210), 단속 밸브(230) 및 가스 통과 제한부(240)는 상기 리모트 세터(150)에 내장되어 설치될 수도 있다. 이 경우에는 상기 압력 계측부(210), 단속 밸브(230) 및 가스 통과 제한부(240)이 모두 상기 리모트 세터(150)와 배선으로 접속되어 일괄적으로 압력 조절부(160)와 연결된다.
130 : 정압기 140 : 파일로트
150 : 리모트 세터 160 : 압력 조절부
210 : 압력 계측부 230 : 단속 밸브
240 : 가스 통과 제한부
150 : 리모트 세터 160 : 압력 조절부
210 : 압력 계측부 230 : 단속 밸브
240 : 가스 통과 제한부
Claims (8)
- 가스 통과량을 제어하는 제킷부를 구비하여 도시가스의 공급 압력을 일정하게 제어하는 정압기;
상기 제킷부의 가스 압력을 제어하는 파일로트(pilot);
상기 파일로트의 일측에 결합되어 상기 제킷부에 가스를 공급하는 제킷라인의 개도를 제어하는 리모트 세터(remote setter);
상기 제킷라인의 가스 압력을 실시간으로 측정한 측정값을 기초로 상기 리모트 세터를 제어하여 상기 정압기의 가스 공급 압력을 조절하는 압력 조절부;
상기 재킷라인에 설치되며, 상기 재킷라인 내의 가스 압력을 실시간으로 측정하여 상기 파일로트 및 압력 조절부에 전달하는 압력 계측부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정압기 제어 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 압력 조절부는,
상기 리모트 세터의 조작에 의하여 변화되는 상기 재킷라인 내의 가스 압력의 실시간 측정값을 상기 압력 계측부에 의하여 실시간으로 전달받고,
실제 압력값과 목표 압력값과의 오차 발생시 상기 리모트 세터를 재조작하여 실제압력값과 목표 압력값을 일치시키는 것을 특징으로 하는 정압기 제어 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 리모트 세터의 조작값과 그에 대응되는 실제 압력값에 대한 데이터를 저장하는 데이터 저장부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 정압기 제어 시스템.
- 제2항에 있어서,
상기 재킷라인에는 상기 재킷라인의 실제 압력값을 표시하는 압력 표시부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 정압기 제어 시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 압력 계측부는,
유선 또는 무선으로 실제 압력값을 상기 압력 조절부에 전달하는 것을 특징으로 하는 정압기 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 재킷라인에 설치되어 상기 재킷라인을 통과하는 가스를 단속하는 단속 밸브;
상기 단속 밸브와 병렬로 설치되며, 내부를 통과하는 가스량을 제한하는 가스 통과 제한부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 정압기 제어 시스템. - 제6항에 있어서, 상기 압력 조절부는,
최초 압력 조절을 시작할 때, 상기 단속 밸브를 차단하여 상기 재킷 라인을 통과하는 가스가 상기 가스 통과 제한부로만 흐르게 제어하며,
상기 압력 계측부에서 측정한 압력값이 설정압과 일치하면 상기 단속 밸브를 개방하고 상기 리모트 세터를 작동 중지시키는 것을 특징으로 하는 정압기 제어 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 단속 밸브는 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve)이고, 상기 가스 통과 제한부는 직경이 상기 재킷라인보다 작은 피팅 튜브(Fitting Tube)인 것을 특징으로 하는 정압기 제어 시스템.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104197204A (zh) * | 2014-08-28 | 2014-12-10 | 洛阳市明伟机械科技有限公司 | 一种燃气***的泄漏检测装置及其检测方法 |
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- 2011-12-02 KR KR1020110128503A patent/KR20130062086A/ko not_active Application Discontinuation
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