KR100411449B1 - 사이펀 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사이펀 장치에 관한 것으로서, 본 발명에서는 경사가 완만하여 유속이 느린 개수로를 차단한 차단둑에 설치되어 사이펀 작용에 의하여 개수로의 상류부로부터 유입되는 유체를 신속하게 하류부로 통수시켜, 개수로의 유속을 향상시킬 수 있도록 메인사이펀의 유출관 내부에 유체가 유출관을 따라 배출될 때, 유출관의 바닥부와 천정부의 공기가 서로 소통하여 균일한 공기압력을 유지할 수 있도록 유출관 주위를 따라 압력조절홈이 외부로 돌출 형성되어 있는 사이펀 장치가 제공된다.

Description

사이펀 장치 {Siphon Apparatus}

본 발명은 사이펀 장치에 관한 것으로, 구체적으로는, 일측의 유체를 사이펀 작용에 의하여 타측으로 이송하기 위한 사이펀 장치로서, 많은 양의 유체를 신속하게 이송할 수 있도록 하는 사이펀 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이, 둑(10) 사이에 형성되는 배수로나 지하 갱도 또는 지하도의 배수로를 통칭하여 일컫는 개수로(12)는 대부분지형이 주로 평탄한 장소에서 완만한 경사로 형성된다. 따라서, 이러한 개수로(12)를 흐르는 유체는 느린 유속으로 이동하게 되는데, 이와 같이 느린 유속을 갖는 개수로(12)에 유입량이 증가하면서 수위가 상승하게 될 경우에는 유체의 통수가 신속하게 처리되지 않고 지체하게 되어 개수로(12)의 수위가 빠른 시간 내에 한계수위에 도달하게 되며, 이 한계수위를 넘게되면 둑(10)이나 개수로(12)의 주변으로 넘치면서 주변의 시설과 인가 및 농작물이 유실되어 막대한 피해를 발생시키게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 개수로(12)의 양편에는 유체를 유하시키면서 저류하기 위한 둑(10)을 필수적으로 형성하여야 하므로, 개수로(12)를 형성하기 위해서는 충분한 면적의 부지(A)를 확보해야 한다. 그러므로, 협소한 장소에서 개수로(12)를 형성할 경우, 둑의 설계 및 시공시 상당한 어려움이 있다.

그 뿐만 아니라, 오랜 시간이 지남에 따라 유체의 흐름과 겨울철의 동결에 의해 둑(10)이나 개수로(12)가 노화되면서, 둑 또는 개수로에 균열 및 부분적인 붕괴가 점차적으로 발생하게 되고, 그 결과로 둑(10) 또는 개수로(12)의 전체적인 붕괴가 발생될 수 있다. 둑(10) 또는 개수로(12)의 전체적인 붕괴는 결국, 저류된 물의 유실뿐만 아니라, 둑 주변 지역의 유실로 이어져, 물적 피해가 발생함은 물론, 다음해에 용수로 사용하고자 저류하였던 물의 유실로 용수 공급에 차질이 발생될 수 있다. 이러한 피해를 사전에 방지하기 위해서는 둑 및 개수로에 대한 주기적인 관리 및 유지보수가 필요하며, 그에 따른 상당한 인력과 제반비용이 발생하게 된다.

그리고, 경사가 완만한 개수로에서 유체의 신속한 통수를 이루는 하나의 방법으로는, 개수로의 중간을 막아 상류로부터 하류로의 흐름을 차단한 후에, 상류와 하류 사이에 사이펀 장치를 설치하여, 사이펀 장치의 사이펀 작용에 의하여 상류로부터 유입되는 유체를 하류로 통수시키는 방법이 새로이 개발되었다. 즉, 개수로 사이에 사이펀 장치를 매립하여 사이펀 장치에 의한 관수로를 이용하여 상류부와 하류부 사이에 통수를 이루는 것이다.

이러한 새로운 관수로의 통수 시스템에서는 상류부로부터 유입되는 유체를 충분히 통수시킬 수 있는 충분한 용량과 통수 효율이 우수한 사이펀 장치가 요구된다. 그러나, 종래의 사이펀 장치로는, 충분한 통수 효과를 달성할 수 없으며, 상기한 새로운 관수로의 통수 시스템에 적합한 사이펀 장치의 개발이 요구된다.

본 발명은, 일측의 유체를 사이펀 작용에 의하여 타측으로 이송하기 위한 사이펀 장치로서, 사이펀의 유발을 촉진시켜 많은 양의 유체를 신속하게 통수시킬 수 있도록 한 사이펀 장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 메인사이펀의 유출관 내부에는, 유체가 유출관을 따라 배출될 때, 유출관의 바닥부와 천정부의 공기가 서로 소통하여 균일한 공기압력을 유지할 수 있도록 유출관 주위를 따라 압력조절홈이 외부로 돌출 형성되어 있는 점에 특징이 있다.

도 1은 일반적인 개수로를 개략적으로 나타낸 정면도

도 2는 본 발명에 따른 사이펀 장치를 새로운 관수로 통수 시스템에 설치한 상태를 나타낸 측면도

도 3은 도 2의 A-A를 나타낸 확대 단면도

도 4는 도 2의 "A"부를 나타낸 확대 단면도

도 5는 도 2의 "B"부를 확대 절개시킨 도면

도 6은 도 2의 "C"부를 나타낸 확대 사시도

도 7은 사이펀 작용이 정지된 상태를 나타낸 도면

도 8은 사이펀 작용의 초기 진행 수리현상을 나타낸 도면

도 9는 사이펀 작용의 진행 수리현상을 나타낸 도면

도 10은 본 발명의 사이펀 장치가 관수로둑에 매설된 상태를 개략적으로 나타낸 정면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 둑 12 : 개수로

30 : 보조사이펀 32 : 유입관

34, 37 : 제 1,2절곡관 36 : 연결관

28,42 : 유입구 38 : 유출관

40 : 메인사이펀 44,50,56 : 수면

46 : 유출구 58 : 역전턱

64 : 압력조절홈 66,68,70,72 : 연통관

74,76 : 공간부 78,80 : 제1 및 제2수격맥동부재

86 : 스크린부재 100 : 사이펀 장치

110 : 차단둑 120 : 상류부

130 : 하류부

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다. 다음에서는 본 발명의 사이펀 장치가, 관수로 중간에 차단둑을 형성하고, 상기 차단둑에 사이펀 장치를 매립하여 상류부에 저류되는 유체를 하류부로 통수시키는 관수로 통수 시스템에 사용되는 경우를 예시하여 설명하게 되나, 본 발명의 사이펀 장치는 후술하는 일 실시예에 한정되지 아니한다.도 2, 도 7 내지 도 9에는, 관수로의 중간에 차단둑(110)을 형성하고 차단둑에 본 발명에 따른 사이펀 장치를 매립한 구조를 예시하는 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

차단둑(110)은 관수로의 소정 위치에 형성되는데, 차단둑(110)에 의하여 관수로는 상류부(120)와 하류부(130)로 구분된다. 설명의 편의를 위하여 도 2, 도 7 내지 도 9에서는 차단둑(110) 양측의 상류부(120)와 하류부(130)는 각각 소정 깊이의 저수부로 도시하였다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사이펀 장치(100)에는, 메인사이펀(40)과 보조사이펀(30)이 구비되어 있다. 메인사이펀(40)은, 상류부(120)의 유체를 유입하는 유입관(32)과, 상기 유입관(32)으로부터 유입된 유체의 방향을 변환시키기 위하여 소정 곡률로 절곡되어 있는 제1절곡관(34), 유입된 유체를 이송하는 연결관(36), 상기 연결관(36)으로부터 이송되어 오는 유체를 하류부(130) 방향으로 향하도록 하기 위하여 소정 곡률로 절곡되어 있는 제2절곡관(37) 및 방향 변환된 유체를 하류부(130)로 방출하기 위한 유출관(38)으로 구성된다.

상기 유입관(32)의 단부 및 상기 유출관(38)의 단부에는 각각 유입구(42)와 유출구(46)가 형성되어 있는데, 상기 유입구(42) 및 유출구(46)에는 유체의 유입/유출시에 단면 축소 형상을 방지하고, 관체의 팽창계수를 감안하여 유체와 관 사이의 마찰을 줄이면서 수격작용에 대응하는 응력을 보상할 수 있도록 테두리를 이루는 경관(52)이 각각 구비되어 있다.

본 발명의 사이펀 장치(100)에 있어서, 상기 메인사이펀(40)의 제1절곡관(34)과, 상기 연결관(36)의 전반부 하부에는 보조사이펀(30)이 장착되어 있다. 상기 보조사이펀(30)은, 상류부(120)의 유체를 유입하기 위한 유입구(28)와, 상기 유입구(28)를 통하여 유입된 유체를 상기 메인사이펀(40)으로 이송하기위한 보조사이펀연결관(29)을 구비하고 있다.

도 3은 도 2에서 선 A-A에 따른 단면도로서, 메인사이펀(40)과 보조사이펀(30)의 연결관계를 상세히 도시하고 있다. 유입구(28)가 형성된 단부의 반대측 보조사이펀연결관(29)의 타단부는 막혀있으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 보조사이펀연결관(29)의 타단부에 대응되는 메인사이펀(40)의 하부에는 통공(54)이 형성되어 있어, 보조사이펀연결관(29)은 상기 통공(54)을 통하여 메인사이펀(40)의 연결관(36)과 연통된다. 메인사이펀(40)의 하부에 장착되는 보조사이펀(30)은 메인사이펀(40)과 별도로, 자체의 유입구(28)를 통하여 유체를 흡입하는데, 흡입되어 보조사이펀연결관(29)으로 이송된 유체는 상기 보조사이펀(30)에 형성된 통공(54)을 통하여 메인사이펀(40)의 연결관(36)으로 이송된다.

상기, 메인사이펀(40)의 유입구(42)가 상류부(120)의 수면 아래로 잠겨있을 때, 상기 보조사이펀(30)의 유입구(28) 또한 수면에 잠기는 상태로 설치되며, 아울러 상기 보조사이펀(30)의 유입구(28)에도 전술한 경관(52)이 구비되어 있다.

상기 메인사이펀(40)의 유입관(32)에는 그 상부의 외부면에, 수격파에 의한 충격을 흡수할 수 있는 제1 수격맥동흡수부재(78)가 구비되어 있다. 상기 제1 수격맥동흡수부재(78)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 유입관(32)과 연통되어 있는 연통관(66, 68)과, 소정 부피의 내부공간을 가지는 공간부(74)로 구성된다.

또한, 메인사이펀(40)의 유출관(38) 상부 외부면에도, 유출관(38)과 연통되어 있는 연통관(70, 72)과, 소정 부피의 내부공간을 가지는 공간부(76)로 구성된 제2 수격맥동흡수부재(80)가 구비되어 있다. 상기 제1 및 제2수격맥동흡수부재(78, 80)의 기능과 효과에 대해서는 후술한다.

도 4에는 유출관(38)의 단면이 상세하게 도시되어 있는데, 유출관(38)의 내부에는 유출되는 유체를 유출관(38)의 벽과 이격시키는 역전턱(58)이 돌출되어 형성되어 있다. 상기 역전턱(58)은 도 4에 도시된 바와 같이, 하류부(130)의 수면(56)과 직각을 이루며, 역전턱(58)의 삼각형 꼭지점의 각도는 약 120°인 것이 바람직하다. 상기 역전턱(58)의 아래쪽으로는, 유출관(38)의 관내벽면을 따라 관내면에서 외부로 돌출 형성되어 있는 압력조절홈(64)이 형성되어 있다. 상기 압력조절홈(64)의 기능과 효과에 대해서는 후술한다.다음에서는 상기한 사이펀 장치의 작동 과정 및 효과를 설명한다.

사이펀장치는 기본적으로, "U"자 관을 역으로 설치한 구성을 가지는데, 이 사이펀장치의 양단부를 높은 곳과 낮은 곳에 있는 유체에 잠기게 하고, 이 관내의 공기를 제거하여 진공상태로 만들면, 높은 곳에 있던 유체가, 뒤집어진 "U"자형 관을 따라 더 높은 곳으로 빨아올려진 후 다시 반대편의 낮은 곳으로 흐르게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 메인사이펀(40)은, 유입구(42)와 유출구(46)가 각각 차단둑(110)에 의하여 차단된 관수로의 상류부(120)와 하류부(130)를 향하며 중간의 연결관(36)이 차단둑(110)에 매립되도록 설치된다. 이때, 보조사이펀(30)의 유입구(28)는 메인사이펀(40)의 유입구(42) 보다 소정 높이만큼 높이 위치한다.

수로의 상류로부터 유입되는 유체는 차단둑(110)에 막혀 점차로 수위가 높아지게 된다. 상류부(120)에 모인 유체의 수위가 메인사이펀(40)의 유입구(42) 보다낮게 있거나 또는, 메인사이펀(40)의 유입구(42) 보다는 높으나 보조사이펀(30)의 유입구(28) 보다 낮게 있는 경우, 사이펀 장치 내에 대기압이 형성되어 있으므로, 사이펀 작용이 일어나지 않는다.

수로의 상류로부터 유입되는 유입량이 많아지면서 상류부(120)의 수위가 상승하게 되는데, 상류부(120)의 수면(44)이, 도 8에 도시된 바와 같이 우선, 메인사이펀(40)의 유입관(32) 뿐만 아니라, 보조사이펀(30)의 연통공(54)이 잠질 정도로 상승하게 되면, 메인사이펀(40)의 유입관(32)과 보조사이펀(30)의 유입구(28)를 통하여 차 올라온 유체는 얇은 수맥을 형성하면서 메인사이펀(40)의 연결관(36) 바닥을 지나서 하류부(130) 방향으로 흘러 유출관(38)을 통하여 하류부(130)로 방출된다.

도 4에는, 유체가 유출관(38)을 통하여 하류부(130)를 통하여 방출되는 형상을 설명하기 위한 개략도가 도시되어 있는데, 본 발명에 있어서, 메인사이펀(40)의 연결관(36)을 따라 흘러온 유체의 수맥은, 도 4에 도시된 바와 같이, 유출관(38)의 경사를 따라 바닥 원호면에 형성된 역전턱(58)까지 급하강하면서 급류로 흐르다가 역전턱(58)에 충돌하는 순간 흐르는 방향이 전환되어 유출관(38)에 채워진 하류부(130)의 수면(56)으로 돌진하게 된다.

이때, 급히 흘러 내려오는 유체는 유출관(38) 내측으로 차 올라온 수면(56)으로 돌진하는 과정에서 포물선을 이루며 자유낙하하게 되고, 이와 같이 수면(56)으로 돌진하는 유체에 의해 수리도약현상이 발생하여 수면(56)의 수위가 유출관(38) 외부의 수면(50) 보다 더 상승하게 된다.

또한, 상기와 같이 역전턱(58)을 지나 급하강하는 유체가 수면(56)과 충돌하게 되는 순간, 메인사이펀(40)의 내부에 있던 공기에 의하여 형성된 기포를 가진 기포수(88)가 발생하게 되는데, 마치 부옇게 안개낀 형태로 많은 양의 기포수(88)가 발생하게 된다. 이 기포수(88)는 연속적으로 흘러내리는 유체에 밀려 유출관(38)의 유출구(46)로 배수되는데, 이러한 기포수(88)의 형성과 배수에 의하여 메인사이펀(40) 내부에 존재하던 공기가 점차적으로 배출되어, 메인사이펀(40)의 내부는 진공상태로 되어 간다.

상류부(120)로 유입되는 유체의 양이 증가하여, 상류부(120)의 수위가 계속 증가하게 되면, 상기 보조사이펀(30)을 통하여 유입되는 유체의 양도 증가하게 되고, 이에 따라 유출관(38)을 통하여 배출되는 수면(56)과의 충돌에 의한 기포수(88)가 더욱 활발히 발생되므로, 사이펀 장치(100) 내부의 진공도는 더욱 높아지게 된다.

결과적으로, 이러한 사이펀 장치(100) 내부의 진공도 상승은 유출관(38)을 지나온 상류부(120)의 유체의 흡입량을 증가시키게 되고, 메인사이펀(40)의 유입관(32)으로부터 차 올라오는 유체가 제1절곡관(34)을 넘는 순간 이와 연결된 연결관(36)을 따라 유출관(38)으로 흐르면서, 도 9에 도시된 바와 같이 점차적으로 메인사이펀(40)의 전 구간에 물이 채워진 상태로 흐르게 된다. 이 때 , 메인사이펀(40)의 전 구간이 물이 채워지는 동안에 그 내부에 있던 공기는 완전히 배출되어 메인사이펀(40) 내부의 진공도는 매우 높은 상태가 되며, 이와 동시에 상기 유출관(38)을 따라 흐르는 유체는 피스톤운동 처럼 급하강하면서 유출구(46)로 배출된다. 또한, 유체가 유출관(38)을 따라 피스톤운동 처럼 배출되는 순간, 이와 동시에 유입관(32)에 존재하던 유체는 유출관(38)의 방향으로 빨아들여진다.

이러한 작용이 계속적으로 반복하여 진행되면서 사이펀 작용이 유발되어, 상류부(120)로 유입되는 유체는 연속적으로 하류부(130)로 배출된다. 이와 같은 사이펀 작용에 의하여 배출되는 유량은 자연상태의 개수로에서 흐르는 유량보다 월등히 많기 때문에, 자연상태의 개수로에서보다 더 빠르게 상류부와 하류부 사이의 통수를 이룰 수 있게 된다.

시간이 지나감에 따라, 상류부(120)의 수위가 내려가면서 수면(44)이 보조사이펀(30)의 유입구(28) 보다 하강하게 되면, 보조사이펀(30)의 유입구(28)를 통하여 외부 공기가 빨려 들어가 사이펀 내부의 전 구간으로 확산되어 대기압이 형성되고, 이와 동시에 유입관(32)의 내부에 존재하는 유체는, 상류부(120)로 역류하게 되고, 유출관(38)에 존재하게 되는 유체가 하류부(130)로 흐르는 순간, 보조사이펀(30)과 메인사이펀(40)의 작용이 자연적으로 정지하게 된다.

다음에서는 본 발명의 역전턱(58)과 압력조절홈(64)의 기능과 효과에 대하여 상세히 설명한다.

유출관(38)에 역전턱(58)이 없을 경우에는 보조사이펀(30)을 통하여 흐르는 수맥이 방향전환 없이 유출관(38)의 바닥 원호면에 밀착된 상태에서 그대로 급류하면서 유출관(38)의 유출구(46)로 배출된다. 이와 같이 수맥이 유출관(38)의 바닥면에 밀착되는 상태로 급류하게 되면, 유출관(38)에 채워진 수면(56)과의 낙차범위가 좁아져서 많은 양의 기포수(88)가 발생되지 않게 되는데, 많은 양의 기포수(88)가 발생되지 않으면, 메인사이펀(40) 내부의 공기가 충분히 배출되지 못하여 진공도가 높아지지 않게 될 뿐만 아니라, 급류하는 유체가 수면(56)을 유출구(46)의 외부로 밀어내어 수면(56)의 수위가 오목한 상태로 내려가게 된다.

이와 같이, 유출구(46)의 부분에서 수면(56)의 수위가 다른 부분의 수위보다 낮게되면, 유출구(46)의 정상부분과 수면(56) 사이에 공간이 생기게 되고, 순간적으로 이 공간을 통하여 외부 공기가 오히려 유출관(38)의 내부로 빨려들어가면서 전 구간으로 확산되어 사이펀 내부는 점차적으로 대기압 상태로 변해가게 된다. 만일 상기와 같이 외부 공기의 유입으로 인하여 메인사이펀(40)의 내부가 대기압 상태로 변하게 되면, 상기 유입관(32)의 내부에 존재하던 유체는 오히려 역류하게 되고, 유출관(38)에 존재하던 유체는 수면(56)으로 자유로이 유하하면서 사이펀 작용이 연속적으로 유발되지 않아 상류부(120)로 유입되는 유체의 통수처리가 불가능하게 된다. 이러한 상황은 결국 상류부(120)의 계속적인 수위 상승과 그에 따른 개수로의 범람을 초래하게 된다.

본 발명에서는, 이러한 것을 방지하기 위하여 앞서 설명한 바와 같이, 유출관(38)의 바닥 원호면에 역전턱(58)을 형성하여, 유출관(38)을 따라 배출되는 수맥의 방향을 전환시킨다.

또한, 본 발명에서는, 상기 역전턱(58)과 일정 거리만큼 아래방향으로 이격된 위치에는 유출관(38)의 주위를 따라 관의 외부로 돌출 상태로 압력조절홈(64)이 형성되어 있다.이는 역전턱(58)을 지나 포물선으로 흐르게 되는 초기의 수맥을 기준으로 하여 유출관(38)의 바닥부와 천정부에 존재하는 공기간에 압력의 차이를 방지하기 위한 것으로서, 이와 같이 유출관(38)의 바닥부와 천정부의 공기가 상기 압력조절홈(64)에 의해 균일한 공기 압력을 서로 유지하려는 현상이 작용하게 되어 초기의 수맥으로부터 유출되는 유량이 점차 많아지더라도 수맥이 유출관(38)의 바닥면에 밀착되어 흐르게 되는 현상을 최대한 지연시킨다.만일 상기 압력조절홈(64)이 없는 경우, 역전턱(58)을 지나는 초기의 수맥이 유출관(38)의 수면(56)으로 돌진하는 과정에서, 수맥을 중심으로 바닥 원호면의 공기량이 유출관(38)의 천정부 공기량보다 현저히 적어지게 형성되는데, 이때 유출관(38)으로 흐르는 유량이 많아지게 되면, 유량의 무게에 의해 수맥이 유출관(38)의 바닥면 쉽게 밀착되는 상태로 흐르게 된다.앞서 살펴본 바와 같이, 수맥이 유출관(38)의 바닥면에 밀착하는 상태로 흐르게 되면, 수면(56)에서 역전수맥의 낙차범위가 좁고 수면(56)과의 충돌시간이 짧아져 기포수의 형성이 미약하게 되며, 아울러 유출관(38) 내부로 되돌아가는 기포수(88)의 영향으로 인해 사이펀 장치 내부의 진공도를 높일 수 없게 됨으로써, 사이펀의 유발이 상당시간 지연된다.

따라서, 본 발명에서와 같이, 압력조절홈(64)에 의하여 유출관(38) 내부에 균일한 공기 압력을 유지시키는 것은, 역전턱(58)을 지나는 초기수맥으로부터 유량이 어느정도 많아지더라도 포물선을 이루며 낙하되도록 유지시켜 수면(56)과의 큰 충돌을 일으키도록 하기 위함이다.즉, 점차 유출관(38)을 흐르는 유량이 많아지더라도 수맥이 큰 낙차를 이루며 수면(56)과 충돌되는 시간이 길어지게 되어 기포수(88)를 왕성하게 형성시키고,이에 따라 빠른시간 내에 높은 진공도를 도달시켜 사이펀의 유발을 촉진시킨다.

다음에서는 본 발명에 구비된 제1 및 제2 수격맥동흡수부재(78, 80)의 기능과 효과에 대하여 설명한다.

급상승/급하강하는 급류에 의하여, 사이펀장치의 유입관(32) 및 유출관(38)에는 큰 소음과 마찰 그리고 많은 수격 맥동이 일어나게 된다. 특히 유입관(32)과 유출관(38)에서는 부압과 정압의 변동이 극심하여 워터 햄머 쿠션(Water Hammer Cushion)현상이 발생하게 된다. 이 워터 햄머 쿠션현상은, 기포를 포함한 물이라도사이펀에 차서 흐를 때 관체의 변곡점에 따라 급확장 급수축이 진행되어 물속에서 수격파를 유발하게 된다.

또한, 상기와 같이 수격파가 발생하는 곳에서는 사이펀 내부의 원격지로 전진하다가 부딪쳐 반사되고 돌아와서 또다시 부딪쳐서 반발하게 되는 반복적인 현상이 관벽과 액체간에 마찰로서 상호 소멸할때까지 연속적으로 이루어지게 되는데, 이와 같은 수격파는 사이펀의 여러부위에서 진원이 되어 서로 상승하기도 하고 상쇠하기도 한다. 이와 같은 수격파는 사이펀의 길이와 관경 및 유체의 탄성계수로 정해지는 정류 주파수인데, 이 수격파에 따른 충격으로 인하여 각종 배관의 균열 및 부속 계측기의 파손이 발생하게 된다.

본 발명에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 유입관(32) 또는 유출관(38)과 연통되어 있는 연통관(66, 68, 70, 72)과, 소정 부피의 내부공간을 가지는 공간부(74, 76)를 구비한 제1 및 제2수격맥동부재(78, 80)를 설치하여 이와 같은 수격파를 흡수한다. 그 과정을 상세히 살펴보면, 유체가 제 1 및 제2수격맥동부재(78, 80)의 연통관(66, 70)을 통하여 공간부(74, 76)로 흡수되며, 이와 같은 상태에서 아주 느린 속도로 역류하다가 다른 연통관(68, 72)을 통하여 유입관(32) 및 유출관(38)에 흐르는 물과 다시 합류하게 된다. 후속하여 사이펀 작용이 완전하게 이루어지는 상태가 되면, 제1 및 제2수격맥동부재(78, 80)의 공간부(74,76)에서 유체가 하류방향으로 흐르기도 하고, 잠시 머물기도 하면서 수격파동을 경감시키게 되고, 이와 같은 작용에 따라 압력의 극대치 격차와 극소치 격차가 자연적으로 줄어들어 압력파의 주기가 길어지면서 압력변동이 작아져 수격맥동으로 인한 소음과 진동을 현저히 완화시키게 되는 것이다.

한편, 상기와 같이 사이펀의 작용이 연속적으로 이루어지게 되면, 유입관(32)의 유입구(42) 앞의 수면에서는 소용돌이가 발생되면서 그 중앙에 공기통로가 형성되고, 이 공기통로를 따라 외부 공기가 사이펀의 내부로 빨려들어가 굉음과 진동이 극도로 심하게 발생하게 되는데, 이를 방지하기 위해서 본 발명에서는 보조사이펀(30) 유입구(28)의 외면에 도 6에 도시된 바와 같은 격자형망(82)으로 이루어진 소용돌이방지부재(84)을 수면에 수평하게 설치한다. 상기 소용돌이방지부재(84)의 격자망(82)은 유입구(42) 앞에서 발생하는 소용돌이를 와해시켜 억제시킴으로써, 굉음과 진동 그리고 공기통로의 발생을 방지하게 되고, 이에 따라 사이펀 작용의 정지 없이 전 구간에서 왕성하게 물을 배출시킬 수 있게 된다.

또한, 도 2, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 유입관(32)의 유입구(28) 하부에는, 각종 쓰레기와 오물이 메인사이펀(40)과 보조사이펀(30)으로 유입되는 것을 방지하기 위하여 스크린부재(86)를 설치할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 경사가 완만하여 유속이 느린 개수로 사이에 형성된 차단둑를 설치하고 사이펀 작용에 의하여 관수로의 상류부로부터 유입되는 유체를 하류부로 통수시키는 새로운 개수로 통수 시스템에, 본 발명에 따른 사이펀 장치를 설치하게 되면, 관수로의 상류부에서 하류부로 신속한 통수를 이룰 수 있게되어, 경사가 완만한 개수로에서 발생할 수 있는 범람, 주변 둑 부지의 확보에 어려움 등의 문제점을 해결할 수 있게 된다.

위에서는 본 발명의 사이펀 장치를 상기한 개수로 통수 시스템에 사용되는 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 사이펀 장치는 이에 한정되지 아니하며, 사이펀 작용에 의하여 일측의 물을 타측으로 이송하기 위한 목적이라면 어느 용도로도 사용가능하다.

Claims (7)

1. 유입관(32), 제 1절곡관(34), 연결관(36), 제 2절곡관(37) 및 유출관(38)으로 구성되어 일측의 유체를 유입하여 타측으로 배출하는 메인사이펀(40)과; 상기 메인사이펀(40)의 유입측 하부에 장착되어 있으며 상기 메인사이펀(40)과 통수되어 있어 유입구(28)을 통하여 유입된 유체를 상기 메인사이펀(40)으로 이송하는 보조사이펀(30)이 구비되는 사이펀장치에 있어서,

   일측에서 유입되어 이송되어온 유체를 배출하는 상기 메인사이펀(40)의 유출관(38) 내부에는, 유체가 유출관(38)을 따라 배출될 때, 유출관(38)의 바닥부와 천정부의 공기가 소통하여 균일한 공기압력을 유지할 수 있도록 유출관(38) 주위를 따라 압력조절홈(64)이 외부로 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 사이펀 장치.
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