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*전기상식자료

물탱크 수위조절 작동 원리....

작성자초전박살|작성시간07.12.01|조회수5,819 목록 댓글 0
▶ 물탱크에 추가 달려 있는데 이름과 작동원리는?
물탱크에 수위감지센서로 추가 달려 있다고 하셨는데요. 간혹 추는 로프에 매달려서 사용되기도 하지만 기름탱크와 같이 극히 사용처가 제한적입니다. 아마도 스테인레스 봉에 플로우트가 상하유동하는 타입(플로우트식)을 말씀하시는 것이 아닌가 생각합니다. 그것도 아니라면 오뚜기(오뚜기식)를 말씀하신 것 같네요. 우리가 자주 사용하는 레벨센서의 형태를 분류해 보면 다음과 같습니다.

① 플로우트식
플로우트식은 스텐 봉 내부에 무수한 저항과 다이오드로 회로가 구성되어 있어서 플로우트의 상하 움직임에 따라서 회로를 연결하여 회로저항값을 변화시킴으로써 레벨신호를 출력하게 됩니다. 보통의 경우에는 감지봉에 DC 24V가 인입되어 전류값(DC mA)을 변화시키는 형태입니다.
플로우트형식은 물탱크, 응축수탱크 등과 같이 저장유체가 깨끗한 경우에는 거의 모든 곳에 광범위하게 사용됩니다. 가끔씩 봉과 플로우트 사이에 이물질이나 또는 봉 표면의 가공이 불량한 부분에 플로우트가 걸려서 센서가 오작동하는 수도 있습니다.
보통의 경우 LIC (Level Indicating Controller:레벨값을 표시, 제어해 주는 기능)의 기능을 하는 것과 LC (Level Controller:레벨 제어)의 기능만을 가진 것 두가지가 있습니다.

② 오뚜기식
오뚜기식은 설치가 간단하고 보수점검이 용이하여 일반적으로 설치되는 방식이며, 액면의 상하 움직임에 따른 오뚜기의 수중 위치에 따라 오뚜기 내부의 접점을 ON/OFF시킵니다. 근래에는 오뚜기의 접점신호를 받아서 오뚜기 홀더에서 전류값을 변화시켜서 2선으로만 감지선로를 구성하기 때문에 플로우트식과 같이 선로 구성이 간단합니다. 그러나 오뚜기식은 액면에 부유고형물의 존재시나 주위의 시설물에 의해 오뚜기의 움직임이 제한될 때 오보(오동작)를 발할 수 있습니다. 보통의 경우 배수탱크에 사용하는 경우가 대부분입니다. 왜냐하면 감지부가 오염물에 노출되어도 동작에 전혀 지장을 주지 않기 때문이죠.

③ 전극봉식
전극봉식은 제어하고자 하는 액면에 맞게 감지봉의 길이를 정하며 액면의 상하 움직임이 도체역할을 하여 스위치기능을 합니다. 보통 3식(Hi Alarm/Start/Stop), 5극식(HI/LO Alarm/Start/Stop/Common)이 쓰이며 탱크내의 액체가 부식성이거나 오물이 존재할 때 오보를 발할 수도 있습니다. 감지봉의 선단을 자주 청소하여 도체의 기능을 잃지 않도록 하는 것이 점검.정비의 포인트.

▶ 물탱크 급수전자변(Watering Valve)의 고장시 고장판별법과 수리방법은?
물텡크 급수전자변은 위와 같은 플로우트식 센서를 사용하여 레벨을 감지하고 컨트롤러에 설정된 값에 따라서 전자변을 개폐합니다. 급수용 전자변은 관경이 크기 때문에 직동식 전자변이 아닌 파이롯트식 전자변이 사용됩니다. 왜냐하면 작은 전자석 코일로는 큰 밸브의 디스크를 들어오릴수가 없기 때문입니다. 급수전자변 본체는 파이롯트 전자변, 수동 개폐밸브, 감압변, 에어퍼지 코크, 다이아프램, 밸브디스크 등으로 구성됩니다.

① 작동원리
자료실 #27에 설명한 화장실 세척밸브의 작동원리와 같고 밸브 상부에 설치된 파이롯트 전자변이 작동되면 밸브 내의 다이아프램 상부의 물이 2차측으로 배출됩니다. 다이아프램 상부의 수압이 낮아지면 다이아프램 상하에 압력차가 발생하여 다이아프램이 1차측의 급수압력으로 인해 위로 올라가고 다이아프램에 연결된 밸브 시트가 개방되어 물이 급수됩니다.

② 정지원리
수위가 상승하여 컨트롤러에서 전자변 전원을 차단하면 전자변이 닫히게 되고 전자변이 닫히면 다이아프램 상부에 물이 채워지기 시작합니다. 다이아프램 상부로 유입되는 물은 밸브의 1차측에 연결된 감압변에서 토출된 물입니다. 전자변이 닫히고 일정시각이 지난 후 다이아프램 상부의 수압과 밸브 입구의 수압이 같아지면 다이아프램 상부의 수압에 의해 밸브 디스크가 닫히고 물이 정지됩니다. 여기서 다이아프램 상부로 공급되는 감압변의 압력을 조절하면 밸브가 닫히는 시간을 조정할 수 있습니다. 밸브가 너무 급격히 닫히게 되면 배관에 엄청난 소리와 충격으로 워터햄머(Water Hammer)가 발생합니다. 워터햄머의 충격력은 흐르는 유체의 14배의 힘이 가해진다고 합니다. 그래서 상수도 수압이 걸리는 지하저수조의 급수 전자변은 배관의 압력도 높고, 관경도 크기 때문에 서서히 닫혀야 하는 것입니다.

③ 고장의 유형
급수전자변의 고장 유형은 몇가지입니다.

첫째로 파이롯트 전자변의 코일 소손 : 이 경우 컨트롤러에서는 전자변 개방출력이 나갔는데도 밸브가 열리지 않는 경우입니다. 점검방법은 먼저 컨트롤러에서 개폐출력 접점을 확인(개방출력일 때 출력접점 ON)하고 이상이 없으면 파이롯트 전자변의 전자석을 만져보십시요. 전기가 인가되면 뜨거워질 것입니다. 또는 한사람이 컨트롤러에서 강제로 전자변을 개폐했을 때 전자석이 작동하는지 소리(전자석이 작동되면 딱딱소리가 난다)를 들어보면 됩니다. 아무런 변화가 없으면 전자석 코일 소손! ☞ 전자석 코일 교체!

둘째로 다이아프램 상부에 물을 공급하는 감압변의 작동 불량 : 파이롯트 상부에 물을 공급하여 밸브를 닫히게 하는 감압변의 조정압력이 너무 낮으면 전자변이 닫히는 시간이 너무 길어서 물탱크가 일시적으로 오버하는 경우가 있고, 감압밸브가 정상적으로 작동하지 않는 경우에는 물 공급이 안되어 밸브가 닫히지 않아 물탱크가 오버하는 경우가 발생합니다. 감압밸브 압력 조정, 분해 소제 또는 교체!

셋째로 밸브가 닫힐 때 발생하는 워터햄머 : 위에서 설명한 바와 같이 감압변의 조정압력이 너무 높으면 다이아프램 상부에 물이 채워지는 시가이 짧아서 밸브가 급격히 닫히고 이로 인해서 배관에 강한 충격음과 함께 워터햄머가 발생합니다. 워터햄머가 자주 발생하게 되면 배관의 고정볼트가 풀리고, 소음이 발생하고, 배관이 흔들립니다. 심한 경우에는 워터햄머의 충격으로 인하여 배관이 파열되는 경우도 있습니다. ☞ 압력 조정 ☞ 닫히는 시간은 10~20초 정도면 적당하며 방법은 보통 사용하는 감압변의 조정방법과 동일합니다.(왼쪽으로 돌리면 2차 조정압력이 작아집니다.) 압력 조절 후 개폐시간은 수동 개폐밸브를 작동시켜서 밸브가 닫히는 시간을 측정하십시요.
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