KR100438083B1 - 폐타이어를 이용한 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펌프에 관한 것으로서, 종래의 펌프는 내마모성 및 내부식성이 약하며, 무겁고 비용이 많이 들고 시공 또한 용이하지 못한 단점이 있으며, 구성부품의 교환이 용이하지 못하면서 펌프의 유지 및 보수가 용이하지 못하고, 특히 수격방지를 위해 별도의 장치를 추가해야 하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 폐타이어를 케이싱몸체(110)로 사용하되 케이싱몸체(110)의 일측 구멍에는 흡입부(130)를 고정하고, 타측 구멍에는 임펠러(150)와 함께 하우징(120)을 고정하며, 케이싱몸체(110)의 상면에는 흡입부(140)를 관통시켜 고정하고, 상기 임펠러(150)의 날개에는 폐타이어를 구성된 보조날개(152)를 설치하므로서, 산업폐기물인 폐타이어를 효과적으로 활용할 수 있고, 펌프의 내마모성 및 내부식성이 향상되고, 펌프의 크기가 커지더라도 제작 및 시공이 용이해지며 비용 또한 절감시킬 수 있고, 각 부품의 교체가 간단해지면서 유지나 보수를 저렴하고 용이하게 할 수 있으며, 별도의 장치를 사용하지 않더라도 수격방지의 효과와 동파방지 등의 효과를 가질 수 있는 것이다.

Description

폐타이어를 이용한 펌프{Pump by using a disuse tire}

본 발명은 압력작용을 이용하여 관을 통해 유체를 수송하는 기계인 펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 폐타이어를 이용하여 펌프를 구성하므로서, 내마모성이나 내부식성을 향상시키고 펌프의 제작이나 시공을 용이하게 할 수 있으며, 성능을 향상시킬 수 있고, 부품의 간단한 교체 등으로 펌프의 유지 및 관리를 보다 용이하게 할 수 있도록 한 폐타이어를 이용한 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 펌프는 압력작용에 의하여 액체나 기체의 유체를 관을 통해서 수송하거나, 저압의 용기 속에 있는 유체를 관을 통하여 고압의 용기 속으로 압송하는 기계이며, 물뿐만 아니라 석유나 각종 약품 또는 펄프, 비스코스, 슬러지 등 특수한 유체의 수송에도 광범하게 사용되고 있다.

펌프의 기본 성능을 표시하는 데에는 펌프가 액체를 밀어올릴 수 있는 높이를 나타내는 양정과 단위시간에 송출할 수 있는 액체의 부피를 나타내는 유량으로 표시한다. 따라서, 펌프에는 이 양정 ·유량 및 취급하는 액체의 종류에 따라서 많은 형식이 있다.

구조상으로 펌프를 분류하면 왕복펌프, 로터리(회전)펌프, 원심펌프, 축류펌프, 마찰펌프 및 그 밖의 펌프가 있으며, 용도에 따라서는 급수펌프, 깊은 우물펌프 등으로 불릴 때도 있다. 또, 용기 속에 있는 공기나 그 밖의 가스를 흡출하여 진공을 만드는 기계를 진공펌프라 한다.

즉, 왕복펌프는 실린더 안을 피스톤 또는 플랜저가 왕복운동을 하는 펌프인데, 송출밸브와 흡입밸브가 교체로 개폐하여 액체를 흡입, 송출하면서 양수를 한다. 실린더 1개, 밸브 1조로 되어 있는 것을 단동펌프라고 하며 가정용 우물펌프가 그 예이다. 이 형식에서는 송수의 맥동이 일어나므로 송수량을 평균화하기 위하여 복동범프, 차동펌프 또는 단동펌프를 몇 개 조합해서 사용한다. 왕복펌프는 양정이크고 유량이 작은 경우에 적합하며, 수압기용, 보일러용 등에 쓰인다.

그리고 로터리펌프는 펌프의 피스톤 작용을 하는 부분이 회전운동을 하여 피스톤 작용을 로터에 행하게 하는 것이다. 송출밸브, 흡입밸브를 가지지 않으며 로터에는 미끄러져 움직이는 깃을 가진 베인펌프, 맞물리는 2개의 기어를 가진 기어펌프, 이 밖에 나사펌프 등이 있다. 왕복펌프에 비하여 송출량의 변동이 적지만 용도가 넓어 물, 가솔린, 윤활유, 도료, 아스팔트 등에도 사용되고, 자동제어용 유압펌프로서도 널리 사용되고 있다.

또한 원심펌프는 회전하는 임펠러(impeller:날개차)의 바깥쪽에 스파이럴형의 통로가 있는 펌프로, 공업 분야에 가장 많이 사용되고 있으며, 중심부에 들어간 물이 회전하는 임펠러를 지나 압력이 높아져서 바깥둘레로 유출하고 스파이럴형의 통로를 지나 펌프 출구에 도달한다. 임펠러를 나온 물이 안내깃 사이를 지나 케이싱으로 나가는 터빈펌프와 안내깃을 가지지 않는 벌류트펌프의 2종류가 있는데, 전자는 고양정에 적합하다.

특히 양정이 클 때에는 제1단의 안내깃을 나온 물을 2단째의 입구로 이끄는 다단식을 사용한다. 배수용, 상하수도용, 광산용, 화학공업용 등 산업체에서 사용하고 있는 펌프 중 가장 많이 사용되고 있다. 원심펌프의 깃을 개량하여 마모나 부식에 대하여 특히 강하게 한 것은 이수(泥水), 오수(汚水), 펄프혼액, 자갈, 석탄 등에 적합하다.

그리고 축류펌프는 양정이 낮고 양수량이 많을 경우에 사용되며 프로펠러형의 임펠러가 회전함으로써 물을 축방향으로 보내는 펌프이다. 양수량이 변화하여도효율이 저하되지 않도록 운전 중 임펠러의 설치각도를 변화시킬 수 있게 한 것도 있다.

또한 마찰펌프는 원판의 바깥둘레에 반지름 방향으로 홈을 붙인 회전체에 의하여 펌프 작용을 하게 한 것인데, 유체가 점성에 의하여 고체에 밀착해서 움직이는 성질을 이용한 것이다. 소형의 가정용 우물펌프로서 얕은 우물용이 예이다.

이 밖에 노즐로부터 고압의 물이나 증기를 분출시켜서 물을 함께 유인하는 제트펌프, 양수관을 액 속에 넣고 하단에서 압축공기를 불어넣어 액체와 공기의 혼합물을 만들고 평균비중을 작게 하여 물을 양수하는 기포펌프 등이 있다.

한편 상기와 같은 종래의 펌프의 재질은 통상적으로 주물로 부어서 만든 주철재질을 사용함에 따라 내마모성 및 내부식성이 약한 단점을 가지고 있으며, 고압용으로 사용할 경우에는 무겁고 비용이 많이 들며 시공 또한 용이하지 못한 단점이 있고, 구성부품의 마모 등에 따른 부품의 교환이 용이하지 못하면서 펌프의 유지 및 보수에 따른 비용 또한 많이 소모되고 작업성이 용이하지 못하였다.

또한 관로 안의 물의 운동상태를 급격히 변화시킴으로써 일어나는 압력파 현상인 수격작용을 워터해머라고도 하는데, 액체가 가득 차서 흐르는 관로의 하류 부분에 있는 밸브를 급격히 닫으면, 관 속을 흐르던 액체의 흐름이 급히 감속되며 액체가 가지고 있는 운동에너지는 압력에너지로 변환되어 관 내부에 탄성파가 왕복하게 된다.

또 닫혀 있던 밸브를 급히 열 때에도 같은 현상이 일어난다. 액체가 완전히 비압축성이고 관의 벽이 강체라면 순간적으로 밸브를 닫았을 때의 압력은 무한대가되지만, 실제로는 액체에 약간의 압축성이 있고, 관 벽에도 탄성이 있으므로, 밸브를 닫으면 관의 벽은 근소하기는 하나 팽창하며 액체도 압축되어 압력이 상승하는데 그 압력상승에는 한계가 있다.

예를 들어 전기 수요가 갑자기 줄어들거나, 사고로 갑자기 정전되면 발전소의 터빈 입구에 있는 밸브가 닫혀져 철관 내에 수격작용이 발생하므로, 관로를 파괴하여 발전소 등에 위험한 사태를 초래 하는 경우가 있다. 그러므로 정확한 계산에 의하여 밸브의 폐쇄속도를 제어하거나 안전밸브 등을 설치하여 수격현상의 발생을 미리미리 방지해야 하는 불편한 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 펌프의 제작 및 설치성을 용이하게 할 수 있고 내구성 및 유지나 보수를 용이하게 할 수 있으며, 별도의 장치를 사용하지 않더러도 수격현상을 방지하고 동파 또한 방지하는 등 성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 폐타이어를 이용한 펌프를 제공하는데 있다.

이와 같은 본 발명의 목적은 임펠러가 설치되어 있는 하우징과 흡입부와 배출부가 구비된 케이싱몸체로 이루어진 펌프를 구성함에 있어서, 폐타이어를 케이싱몸체로 이용하며 케이싱몸체의 일측 구멍으로는 배출부를 고정하고 반대편 타측 구멍에는 하우징을 고정하며, 케이싱몸체의 상면에는 배출부를 관통시켜 고정시키므로서 달성되는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 임펠러의 날개를 구성함에 있어, 회전되는 방향에 위치되는 날개의 각면에 교환이 가능하도록 폐타이어로 구성된 보조날개를 설치하므로서 달성되는 것이다.

이러한 본 발명은 케이싱몸체를 폐타이어로 제작하고 임펠러의 날개에도 폐타이어를 이용한 보조날개를 설치함에 따라 임펠러를 포함한 펌프의 제작성 및 비용의 절감효과를 얻을 수 있는 것이며, 내마모성과 내부식성이 향상되고, 부품의 교환 등이 용이하여 펌프의 유지나 보수를 저렴하고 간편하게 할 수 있으며, 케이싱몸체의 탄성에 의해 수격현상을 방지할 수 있고 동파 또한 방지할 수 있어 펌프의 성능이 더욱 향상될 수 있으므로 상기 목적을 달성할 수 있는 것이다.

도 1 은 본 발명에 따라 폐타이어를 이용하여 제작된 펌프를 예시한 단면도.

도 2a 는 본 발명의 다른 실시 예로서 펌프의 임펠러를 예시한 사시도.

도 2b 은 본 발명의 다른 실시 예로서 펌프의 임펠러를 예시한 정면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

110 : 케이싱몸체 120 : 하우징

130 : 흡입부 140 : 배출부

150 : 임펠러 151 : 날개

152 : 보조날개

이하, 본 발명의 특징을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시 예로서 그 기술구성 및 작용효과를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 도 1 은 본 발명에 따른 펌프의 구성을 예시한 요부 단면도이며, 도 2a, 2b 는 본 발명의 다른 실시 예로서 임펠러를 예시한 사시도와 정면도이다.

이에 예시한 바와 같이 본 발명은 임펠러가 설치되어 있는 하우징과, 흡입부 및 배출부가 설치되는 케이싱몸체로 이루어진 펌프를 구성함에 있어서, 폐타이어를 형상 그대로 케이싱몸체(110)로 사용하되 케이싱몸체(110)의 일측에 위치한 구멍에는 흡입부(130)를 밀폐가 되도록 연결하고, 케이싱몸체(110)의 타측에 위치한 구멍에는 하우징(120)을 밀폐가 되도록 연결하여 임펠러(150)가 케이싱몸체(110)의내부에 위치되도록 하며, 케이싱몸체(110)의 상면에는 배출부 (140)를 관통시켜 밀폐가 되도록 고정하고, 상기 임펠러(150)의 날개(151)에는 진행 방향면에 폐타이어를 이용한 보조날개(152)를 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

도면중 미설명 부호(210)(220)은 흡입부(130)와 하우징(120) 내면에 설치되어 있는 교환용 라이너이다.

이러한 본 발명은 케이싱몸체(110)를 산업폐기물인 폐타이어로 제작하되, 타이어의 형상을 그대로 이용한 것이며, 타이어의 양측 구멍으로 하우징(120)과 흡입부(130)가 고정되고 상측으로는 배출부(140)가 고정된 것을 특징으로 하는 것이다.

즉, 폐타이어의 형상을 그대로 이용하여 케이싱몸체(110)로 사용하고, 케이싱몸체(110)의 일측 구멍에는 흡입부(130)를 밀폐가 되도록 하여 견고히 고정한 것이며, 케이싱몸체(110)의 타측 구멍에는 임펠러(150)가 연결되어 있는 하우징(120)을 역시 밀폐가 되도록 하여 견고히 고정한 것이며, 이때 임펠러(150)는 케이싱몸체(110)의 내부에 위치하게 되는 것이다.

따라서 케이싱몸체(110)의 재질이 자체적으로 탄성력을 가지고 있는 폐타이어로 사용함에 따라 내부식성과 내마모성이 기존의 펌프에 비하여 더욱 향상될 수 있는 것이며, 고압용으로 사용하기 위하여 케이싱몸체(110)가 커지더라도 폐타이어는 사이즈별로 규격화되어 있으므로 케이싱몸체(110)의 제작을 보다 용이하게 할 수 있으며, 크기가 커지더라도 무게가 무겁지 않고 비용이 많이 소모되지 않으며, 시공이나 운반등을 용이하게 할 수 있는 장점이 있는 것이다.

또한 케이싱몸체(110)에 이상이 생길 경우 간단하게 교환 등을 할 수 있으므로 부품에 대한 보수나 유지를 저렴하고 용이하게 할 수 있는 것이며, 배출부(140)에 별도의 방진, 진동 흡수용 고무배관이 필요없게 되며, 케이싱몸체(110)의 신축성에 의해 배관을 용이하게 할 수 있고, 특히 케이싱몸체(110)의 자체 탄성에 의해 수격방지효과를 기대할 수 있는 것이다.

이와 함께 산업폐기물인 폐타이어를 효과적으로 재활용함에 따라 환경친화적인 효과가 있으며, 혹한에 의한 케이싱몸체(110)의 동파등도 예방할 수 있는 장점이 있다.

그리고 도 2a 와 도 2b 는 본 발명의 다른 실시 예로서 펌프에 사용되는 임펠러를 예시한 사시도와 정면도로서, 임펠러(150)의 날개(151)에 있어 회전되는 방향으로 위치되는 면에 폐타이어를 이용한 보조날개(152)를 교환이 가능한 상태로 설치함에 따라 임펠러(150)의 회전에 의해 날개(151)가 직접 마모되지 않고 날개(151)에 부착된 보조날개(152)가 마모되도록 한 것이며, 보조날개(152)가 폐타이어로 구성됨에 따라 쉽게 마모되지는 않지만 마모되더라도 교체가 용이하여 임펠러(150)의 수명을 향상시키므로서 펌프의 전체적인 내구성과 성능의 향상효과를 얻을 수 있는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 재활용이 용이하지 못한 산업폐기물인 폐타이어를 이용하여 펌프를 구성한 것으로서, 케이싱몸체가 폐타이어로 구성되고 임펠러의 날개에도 폐타이어가 교환이 가능하도록 부착됨에 따라 내마모성 및 내부식성이 향상되고, 펌프의 크기가 커지더라도 제작 및 시공이 용이해지며 비용 또한 절감시킬 수 있고, 각 부품의 교체가 간단해지면서 유지나 보수를 저렴하고 용이하게 할 수 있으며, 수격방지의 효과 동파방지 등의 효과를 가지는 유용한 발명이다.

Claims (3)

1. 임펠러가 설치되어 있는 하우징과, 흡입부 및 배출부가 설치되는 케이싱몸체로 이루어진 펌프를 구성함에 있어서

   폐타이어를 형상 그대로 케이싱몸체(110)로 사용하되 폐타이어로된 케이싱몸체(110)의 일측에 위치한 구멍에는 흡입부(130)를 설치하고, 케이싱몸체(110)의 타측에 위치한 구멍에는 하우징(120)을 설치하여 임펠러(150)가 케이싱몸체(110)의 내부에 위치되도록 하며, 케이싱몸체(110)의 상면에는 흡입부(130)를 관통시켜 설치한 것을 특징으로 하는 폐타이어를 이용한 펌프.
2. 제 1 항에 있어서, 임펠러(150)의 날개(151)에 폐타이어로 구성된 보조날개 (152)를 탈착 가능하도록 설치하여 된 것을 특징으로 하는 폐타이어를 이용한 펌프.
3. 제 1 항에 있어서, 폐타이어로된 케이싱몸체(110)의 양단에 결합되는 하우징 (120)과 흡입부(130)의 내면에 각각 교환용 라이너(210)(220)를 설치하여 된 것을 특징으로 하는 폐타이어를 이용한 펌프.