KR100770150B1 - 무동력 약품 정량 투입장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간이상수도 시설이나 또는 화학약품 혼합설비 등에 설치되는 약품 정량 투입장치에 관한 기술로서, 보다 구체적으로 설명하면 저장조로 유입되는 유체(물)의 유속으로 임펠러가 회전하고 임펠러의 회전력을 이용하여 정량펌프를 구동시켜 무동력으로 저장조에 약품을 투입함으로써, 저장조로 유입되는 유량에 비례하여 약품을 합리적으로 정량 투입할 수 있고, 특히 기존 간이상수도 설비를 대폭적으로 변형시키지 않고 기존 설비에 적용하므로 작업시간을 단축하는 한편 설치비용을 절감할 수 있는 약품 정량 투입장치에 관한 것이다.

무동력, 약품, 투입, 펌프, 임펠러, 플렉시블축(Flexible shaft)

Description

무동력 약품 정량 투입장치{Chemicals discharging apparatus}

도 1은 기존 간이상수도 시설의 설치상태를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예의 설치상태를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에서 설치상태를 나타낸 요부 단면도.

도 4는 본 발명의 실시예에서 임펠러의 설치상태를 나타낸 요부 평단면도.

도 5는 본 발명에서 임펠러와 플렉시블축의 설치상태를 나타낸 측단면도.

도 6은 본 발명의 실시예에서 플렉시블축을 나타낸 요부 평단면도.

도 7은 본 발명의 실시예에서 정량펌프의 설치상태를 나타낸 요부 측단면도.

{도면의 주요부분에 대한 부호의 설명}

10: 저장조 11: 입수관

12: 출수관 30: 유량케이싱

31: 임펠러 40: 플렉시블축(Flexible shaft)

41: 케이블 50: 기어박스

60: 감속기 70: 정량펌프

71: 투입호스 80: 약품탱크

본 발명은 간이상수도 시설이나 또는 화학약품 혼합설비 등에 설치되는 약품 정량 투입장치에 관한 기술로서, 보다 구체적으로 설명하면 저장조로 유입되는 유체의 유속으로 임펠러가 회전하고 임펠러의 회전력을 이용하여 정량펌프를 구동시켜 무동력으로 저장조에 약품을 투입함으로써, 저장조로 유입되는 유량에 비례하여 약품을 합리적으로 정량 투입할 수 있고, 특히 기존 간이상수도 설비를 대폭적으로 변형시키지 않고 기존 설비에 적용하므로 작업시간을 단축하는 한편 설치비용을 절감할 수 있는 약품 정량 투입장치에 관한 것이다.

일반적으로 정수장에서 소독처리된 수돗물을 공급하기 어려운 농어촌이나 산간 지역에는 지역관청에서 소규모 간이상수도를 설치하여 소독처리된 식수를 공급하고 있으며, 이러한 간이상수도는 지역 주민들로 하여금 소독을 실시하고, 지역관청에서 주기적으로 수질검사를 실시하여 식수의 오염을 예방하고 있다.

종래 간이상수도의 시설은 도면에서 도 1과 같이, 보편적으로 지하수나 계곡수를 펌프로 펌핑하여 입수관(11)을 통해 저장조(10)로 유입시키고, 약품투입기(20)와 투입호스(21) 및 약품탱크(80)를 설치하여 저장조(10) 안에 액체나 또는 고체상태의 소독약을 투입하여 지하수나 계곡수(원수)에 기생하는 각종 유해성 세균들을 살균시켜 처리한 후 출수관(12)을 통하여 식수로 공급하도록 설치된다.

상기 간이상수도에서 저장조 안으로 유입된 물을 소독 처리하는 방법에는 소용량의 펌프를 이용하여 설정된 시간에 따라 주기적으로 소독약을 저장조 안에 투입하는 방법과, 또는 저장조 안으로 유입되는 원수의 수위에 따라 부표가 상하 동작하여 액체나 고체상태의 소독약을 저장조 안에 투입하는 방법 등이 있으며, 여기서 전자의 경우는 간이상수도 설비까지 전기가 공급되야 하는 문제점이 뒤따르고, 후자의 경우는 저장조로 유입되는 원수의 수위 편차가 적으면 소독약을 정량으로 투입하지 못하는 문제점을 야기하고 있었다.

따라서, 최근에는 더욱 발전된 방식으로서 저장조로 유입되는 물의 유속으로 임펠러가 회전하고, 상기 임펠러의 회전력으로 펌프를 구동시켜 액상의 소독약을 펌핑하여 저장조 안으로 유입되는 유량에 비례하도록 소독약을 투입하는 방식의 선행 기술들(실용신안등록 제20-0293090호, 제20-0300269호, 특허 제10-0556994호)이 제안되었다.

그러나 상기와 같은 선행기술에 따른 방식들은 저장조로 유입되는 유체(물)의 유속으로 회전하는 임펠러의 회전력을 직접 감속기로 전달하여 펌프를 구동시키고자 저장조의 상부에 입수관을 구성하는 배관설비가 복잡하게 설치될 뿐만 아니라 기존 간이상수도의 입수관 설비를 이용하지 못하고 입수관의 배관설비가 신설되야 하므로 작업시간이 오래 걸려 지연되는 한편 공사비용이 과다하게 소요되어 노후된 간이상수도를 쉽게 개량하지 못하는 실정이다.

즉, 선행기술은 대부분 감속기 등의 동력전달장치와 정량펌프가 저장조의 상부에 설치되고 임펠러의 회전력을 감속기에 직접적으로 전달하고자 입수관을 구성 하는 배관설비가 저장조의 상부로 신설됨으로써, 기존 간이상수도 시설에 적용할 수 없을 뿐만 아니라 대폭적으로 개량공사가 필요하여 작업시간 및 공사비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 선행기술에 따른 문제점들을 해소하고자 안출된 기술로서, 저장조의 입수관으로 유입되는 유체(물)의 유속으로 회전하도록 임펠러를 설치하고, 상기 임펠러의 회전력으로 정량펌프를 구동시켜 약품을 저장조에 투입함으로써, 저장조로 유입되는 유량에 비례하여 약품을 합리적으로 정량 투입하고, 기존 설비를 대폭적으로 변형시키지 않고 기존 설비에 적용하므로 작업시간을 단축하는 한편 설치비용을 절감할 수 있는 약품 정량 투입장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.

상기와 같은 소기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 특징은;

저장조의 내부에서 입수관에 설치되며 유입되는 원수의 유량과 유속으로 회전하는 임펠러가 설치된 유량케이싱과; 상기 임펠러의 회전력을 전달하는 플렉시블축과; 상기 플렉시블축의 회전력을 전달받아 구동하는 감속기와; 상기 감속기의 구동력을 전달받아 약품을 펌핑하여 투입호스로 저장조 안에 약품을 투입하는 정량펌프로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성을 도면에 도시한 도 2 내지 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선 본 발명의 실시예에서 주된 요지는 기존 저장조에 설치된 입수관에 유체(물)의 유속으로 회전하도록 임펠러를 설치하고, 상기 임펠러의 회전력을 이용하여 정량펌프를 구동시켜 저장조에 약품을 투입하도록 구성함으로써, 저장조로 유입되는 유량에 비례하여 약품을 합리적으로 정량 투입하고, 특히 기존 설비를 대폭적으로 변형시키지 않고 기존 설비에 적용하여 작업시간을 단축하는 한편 설치비용을 절감하고자 하는 것이다.

다음으로 본 발명의 실시예에 따른 주요 구성을 살펴보면, 저장조(10)의 내부에서 원수가 유입되는 입수관(11)에 설치되며 원수의 유량과 유속으로 회전하는 임펠러(31)가 설치된 유량케이싱(30)과, 상기 임펠러(31)의 회전력을 전달하는 플렉시블축(40)과, 상기 플렉시블축(40)의 회전력을 전달받아 구동하는 감속기(60)와, 상기 감속기(60)의 구동력을 전달받아 약품을 펌핑하여 투입호스(71)로 저장조(10)에 약품을 투입하는 정량펌프(70)로 구성된다.

본 발명의 실시예에서 저장조(10)는 소정크기의 공간으로 지상과 지하에 콘크리트 구조물로 성형되거나 또는 인체에 무해하고 기계적 강도와 내열성이 우수한 섬유강화플라스틱(Fiber Reinforced Plastics-F.R.P) 패널을 조립하여 지상에 설치할 수 있으며, 한쪽 상부에 원수가 유입되는 입수관(11)이 연결 설치되고, 다른 한쪽에 입수관(11)보다 아래로 위치하도록 출수관(12)이 연결 설치되어 저장조(10) 안에서 소독처리된 상수가 식수원으로 공급되며, 기존 설치된 간이상수도 시설의 저장조(10)를 적용할 수 있다.

한편 저장조(10)에서 입수관(11)에 설치되어 유체(물)의 유속으로 회전하는 임펠러(31)는 입수관(11)으로 유입되는 원수의 유량과 유속에 따라 회전속도가 비례하도록 설치되는 것으로서, 도면에서 도 4 및 도 5와 같이 입수관(11)의 단부에 나사산을 형성하고 여기에 체결캡(32)을 결합하여 임펠러(31)가 회전가능케 설치된 유량케이싱(30)을 고정 설치한다.

상기에서 유량케이싱(30)은 한쪽 측면에 입수관(11)을 통하여 원수가 유입되는 입수구와 체결캡(32)이 형성되고, 다른 한쪽 측면에 저장조(10) 안으로 원수가 유입되는 배구관(33)이 형성되며, 상기 유량케이싱(30)의 내부에 방사상으로 다수의 날개가 형성된 임펠러(31)가 회전가능케 설치된다.

따라서, 입수관(11)을 통하여 유량케이싱(30)의 내부로 유입되는 원수의 유량과 유속으로 임펠러(31)가 회전하면서 배수관(33)을 통하여 저장조(10) 안으로 원수가 유입되며, 여기서 임펠러(31)는 유량케이싱(30)으로 유입되는 원수의 유량과 유속에 따라 회전속도가 비례하여 회전한다.

또한 상기에서 체결캡(32)은 원수가 유입되는 입수관(11)의 단부에 유량케이싱(30)을 고정 설치하는 기능으로서, 대부분 규격화된 입수관(11)의 직경에 따라 내경을 달리하여 제작할 수 있으며, 상기에서 유량케이싱(30)과 임펠러(31)는 인체에 무해하고 내식성과 내후성이 우수한 합성수지(플라스틱)나 또는 스테인리스(stainless) 재질로 형성함이 바람직하다.

본 발명의 실시예는 가능한 저장조(10)의 상부에 기어박스(50)와, 감속기(60)와, 정량펌프(70)와, 약품탱크(80)가 설치됨이 바람직하고, 유량케이싱(30)의 내부에서 원수의 유량과 유속으로 회전하는 임펠러(31)의 회전력을 기어박스(50)와 감속기(60)로 전달하여 정량펌프(70)가 구동하도록 구성된다.

상기에서 임펠러(31)의 회전력을 기어박스(50)와 감속기(60)로 전달하는 기능의 플렉시블축(Flexible shaft)(40)은 도면에서 도 5 및 도 6과 같이, 임펠러(31)의 회전축에서 상단부에 케이블(41)의 한쪽 단부가 연결 설치되고, 상기 케이블(41)의 다른 한쪽 단부는 기어박스(50)의 베벨기어(51)에 연결 설치되며, 상기 케이블(41)의 외부를 감싸도록 합성수지 재질의 피복(42)이 설치된다.

플렉시블축(40)은 임펠러(31)의 회전축과 기어박스(50)의 베벨기어(51)에 연결 설치된 케이블(41)과 피복(42)이 유연성을 갖도록 설치되어 자유롭게 굴절되므로 도면에서 도 3과 같이, 기어박스(50)의 위치가 정확하지 않더라도 플렉시블축(40)이 자유롭게 굴절되어 동력전달이 가능하므로 설치작업이 간편하게 이루어지는 것이다.

또한 플렉시블축(40)은 도면에서 도 6과 같이, 케이블(41)과 그 외부를 감싸는 피복(42) 사이에 마찰력을 줄이기 위하여 윤활유를 주입할 수 있으며, 여기서 윤활유는 주입이 용이하고 마찰력이 적은 그리스(grease)가 적합하고, 또한 플렉시블축(40)에서 케이블(41)은 와이어(wire)나 또는 강선을 대체하여 사용할 수 있다.

따라서, 입수관(11)을 통하여 저장조(10)로 유입되는 원수의 유량과 유속으로 임펠러(31)가 회전하고, 유연성을 갖고 자유롭게 굴절되는 플렉시블축(40)이 임 펠러(31)의 회전력을 기어박스(50)로 전달하여 감속기(60)과 정량펌프(70)를 구동시키게 된다.

상기에서 기어박스(50)는 플렉시블축(40)으로부터 전달되는 회전력을 직각으로 전환시켜 감속기(60)로 전달하기 위하여 베벨기어(bevel gear)(51)나 또는 웜기어(worm gear)가 설치됨이 바람직하고, 상기 기어박스(50)의 측면으로 감속기(60)가 위치하여 설치되며, 상기 감속기(60)의 측면에 약품탱크(80)로부터 약폼을 흡입 펌핑하는 정량펌프(70)가 설치된다.

한편 감속기(60)는 저장조(10)로 유입되는 원수의 유량에 따라 적당한 용량의 약품이 정량펌프(70)로부터 펌핑되어 저장조(10)에 투입될 수 있도록 임펠러(31)에서 전달되는 회전력을 가감시켜 정량펌프(70)의 구동속도를 제어하는 기능으로서, 내부에 다수의 기어가 치합 설치되어 회전속도를 가감시켜 정량펌프(70)에 구동력을 전달하여 약품을 펌핑하게 된다.

상기의 구조는 임펠러(31)의 회전력을 플렉시블축(40)으로 기어박스(50)와 감속기(60)로 전달하고 있으나, 이에 한정되지 않고 기어박스(50)를 감속기(60)로 대체하여 플렉시블축(40)에서 감속기(60)로 직접 회전력이 전달되게 설치할 수도 있는 것이다.

또한 본 발명에서 적용되는 정량펌프(70)는 공지된 선행기술로서 도면에서 도 7과 같이, 케이싱의 내부에 원형의 형태로 투입호스(71)가 설치되고, 상기 투입호스(71)의 안쪽 가장자리에 밀착되도록 다수의 가압롤러가 설치된 구조로서, 상기 가압롤러가 회전하면서 투입호스(71)를 가압하여 약품을 한쪽으로 밀어내서 구동속 도에 따라 정량 펌핑하게 된다.

따라서, 정량펌프(70)는 감속기(60)에서 전달되는 회전속도에 따라 구동하여 약품탱크(80)에서 약품을 흡입 펌핑하여 투입호스(71)를 통해 저장조(10) 안에 약품을 투입하게 된다.

상기에서 정량펌프(70)와 투입호스(71)를 통해 저장조(10) 안에 약품을 직접 투입할 수 있으나, 입수관(11)으로 유입되는 원수와 투입호스(71)를 통해 주입되는 약품의 혼합효율을 보다 높이기 위하여 도면에서 도 3 내지 도 5와 같이, 임펠러(31)가 원수의 유량과 유속으로 회전하는 유량케이싱(30)에 투입호스(71)를 연결 설치하여 원수와 약품의 혼합효율을 높일 수 있다.

즉, 원수의 유량과 유속으로 임펠러(31)가 회전하는 유량케이싱(30)에 약품이 펌핑되는 투입호스(71)를 연결 설치할 경우 유량케이싱(30)의 내부에서 임펠러(31)의 회전으로 원수에 와류현상이 발생하므로 투입호스(71)를 통해 유량케이싱(30) 안으로 주입되는 약품이 효율적으로 희석되어 혼합효율을 더욱 높이게 되는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예는 기존 간이상수도 설비에서 원수가 저장조(10) 안으로 유입되는 입수관(11)에 유량케이싱(30)과 임펠러(31)를 설치하여 원수의 유량과 유속으로 임펠러(31)가 회전하도록 구성되고, 상기 임펠러(31)의 회전력을 자유롭게 굴절되는 플렉시블축(40)으로 기어박스(50)와 감속기(60)로 전달하여 정량펌프(70)를 구동시켜 약품을 정량 투입함으로써, 기존 간이상수도 설비를 변형시키지 않고 그대로 적용할 수 있을 뿐만 아니라 이로 인하여 작업시간이 현저하게 단축되는 한편 공사비용을 대폭 절감할 수 있는 것이다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명 하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 저장조의 입수관으로 유입되는 원수의 유량과 유속으로 회전하도록 입수관에 임펠러를 설치하고, 상기 임펠러의 회전력으로 정량펌프를 구동시켜 약품을 저장조에 투입함으로써, 저장조로 유입되는 원수의 유량에 비례하여 약품을 합리적으로 정량 투입할 수 있으며, 특히 기존 간이상수도 설비를 대폭적으로 변형시키지 않고 기존 설비에 적용하므로 작업시간을 단축하는 한편 설치비용을 대폭 절감할 수 있는 효과를 제공하는 것이다.

Claims (5)

1. 원수가 유입되는 입수관(11)이 설치되고, 한쪽에 소독처리된 상수를 공급하는 출수관(12)이 설치된 기존 간이상수도의 저장조(10)에 있어서;

   상기 저장조(10)의 입수관(11)에 설치되며 유입되는 원수의 유량과 유속으로 회전하는 임펠러(31)가 설치된 유량케이싱(30)과;

   상기 임펠러(31)의 회전력을 전달하는 플렉시블축(40)과;

   상기 플렉시블축(40)의 회전력을 전달받아 구동하는 감속기(60)와;

   상기 감속기(60)의 구동력을 전달받아 약품을 펌핑하여 투입호스(71)로 저장조(10)에 약품을 투입하는 정량펌프(70)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무동력 약품 정량 투입장치.
2. 제1항에 있어서;

   유량케이싱(30)은 내부에 임펠러(31)가 회전가능케 설치되고, 입수관(11)의 단부에 체결캡(32)을 결합하여 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 무동력 약품 정량 투입장치.
3. 제1항에 있어서;

   플렉시블축(40)은 유연성을 갖고 자유롭게 굴절되는 케이블(41)과, 상기 케이블(41)의 외부를 감싸도록 피복(42)이 설치된 것을 특징으로 하는 무동력 약품 정량 투입장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서;

   플렉시블축(40)에서 케이블(41)의 한쪽 단부가 임펠러(31)의 회전축에 연결 설치된 것을 특징으로 하는 무동력 약품 정량 투입장치.
5. 제1항에 있어서;

   임펠러(31)가 회전하는 유량케이싱(30)에 정량펌프(70)로부터 약품이 펌핑되는 투입호스(71)가 연결 설치된 것을 특징으로 하는 무동력 약품 정량 투입장치.

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