KR101109518B1

KR101109518B1 - 배수용 수중펌프

Info

Publication number: KR101109518B1
Application number: KR20100003298A
Authority: KR
Inventors: 조성모
Original assignee: 일성기계공업 (주)
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2010-01-14
Publication date: 2012-01-31
Also published as: KR20110083197A

Abstract

본 발명은 배수용 수중펌프에 관한 것으로서, 원주상에 다수개의 흡입공간(11)을 갖으며, 지면으로부터 부상 설치되기 위한 받침대(10)와, 상기 받침대(10)의 상부에 연결 설치되며, 일측에 배출구(21)가 구비된 와류케이싱(20)과, 상기 와류케이싱(20)의 상부에 연결 설치되는 모터(30)와, 모터(30)의 회전축상에 설치되어 물을 중심부로 끌어들이기 위한 임펠러(40)와, 상기 모터(30)를 감싸 보호하는 하우징(50)과, 상기 와류케이싱(20)의 배출구(21)에 연결 설치되어 물을 양정(揚程)시켜 배출하는 배출관(60)을 포함하여 구성된 수중펌프(100)에 있어서,
상기 와류케이싱(20)의 배출구(21) 일측에는 제1배출구(22)가 더 형성되고, 제1배출구(22)에는 모터(30)의 초기구동시 물을 받침대(10)측의 흡입공간(11)측으로 순환시키기 위한 바이패스관(70)이 연장 설치되는 한편, 상기 바이패스관(70)은 내부에 격벽(71)을 갖으며, 격벽(71)상에 밸브차단공(72)이 형성된 구조로, 상기 밸브차단공(72)이 형성된 수직상에는 외부로부터 연결 설치되어 기압에 따라 바이패스관(70)을 유로를 차단하는 기압조절부재(80)가 더 설치된 것을 특징으로 하는바, 본 발명에 따른 수중펌프는 수중에 침수된 상태에서 받침대의 흡입공간이 저항요소인 진흙, 모래 등으로 하여금 묻힌 상태일지라도 모터의 초기구동은 와류케이싱 일측에 별도로 설치된 바이패스관을 통해 물을 받침대측 흡입공간을 향해 분사시켜 저항요소를 없애주도록 한 상태에서 모터의 정상 고속운전이 이루어지도록 함으로써, 고속회전을 위한 모터에 초기구동시 걸리는 과부하를 방지하여 수중펌프의 수명을 늘리고, 침수를 원활히 배출하는 효과를 갖는다.

Description

배수용 수중펌프{Underwater pump for drainage}

본 발명은 배수용 수중펌프에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 수중펌프를 개선하여 모터의 초기구동시 과부하를 방지하여 펌프의 수명을 연장함과 동시에 대기압발생시에도 원활한 배수가 이루어지도록 한 것이다.

일반적으로 펌프는 모터의 회전구동으로서 진공을 만들어 물을 빨아들이고, 이 물을 모터를 이용해서 이송하는 과정이 반복되어서 물을 옮겨 공급하거나, 배수하도록 한 것으로, 즉 순간적인 진공발생으로 인한 대기압이 작용으로 구동되는 것으로 양수장을 포함하는 산업현장, 혹은 비상용 배수펌프용으로 우기시 침수지역으로부터 특정장소에 설치하여 광범위하게 사용되고 있다.

그 외에도, 광산에서의 지하수의 배수, 농업용수의 관개 등 양수(揚水)에 양수장치가 고안되고 있으며, 농촌, ?토목공사장, 공장, 가정에 이르기까지 유체가 이용되는 곳에서는 대개 펌프가 사용되고 있다.

통상 사용되고 있는 수중펌프는 원심펌프로서, 그 구성을 살피면, 원주상에 다수개의 흡입공간을 갖으며, 지면으로부터 부상 설치되기 위한 받침대와, 상기 받침대의 상부에 연결 설치되며, 일측에 배출구가 구비된 와류케이싱과, 상기 와류케이싱의 상부에 연결 설치되는 모터와, 모터의 회전축상에 설치되어 물을 중심부로 끌어들이기 위한 임펠러와, 상기 모터를 감싸 보호하는 하우징과, 상기 와류케이싱의 배출구에 연결 설치되어 물을 양정(揚程)시키는 배출관을 포함하여 구성된다.

이는 모터의 구동에 따라 회전하는 임펠러(impeller:날개차)의 바깥쪽에 와류가 형성되는 케이싱 내의 통로를 따라 중심부측으로 빨려진 물이 회전하는 임펠러를 지나 압력이 높아져서 바깥둘레 측에 연결 설치된 배출관을 통해 배출이 이루어지도록 하고 있으며, 이는 펌프가 설치되는 특정장소로부터 설치된 센서에 의해 그 수위의 고조상태에 따라 자동으로 컨트롤하여 작동하여 물을 배수할 수 있도록 하고 있다.

보통 물이 탁한 수로, 저수지 및 급작스럽게 침수된 지역의 수중 밑바닥에는 각종 고형물을 포함한 진흙상태의 펄 혹은 모래에 수중펌프의 하부측인 받침대부분이 묻혀있는 상태로 방치되어 있는 경우가 대부분이다.

받침대에 형성된 흡입공간이 폐쇄됨에 따라 수중펌프의 초기구동에서 모터의 과부하 발생이 쉽고, 이는 모터의 퓨즈가 대부분 나가기 때문에 수중펌프의 구동이 실패로 이어지거나, 심지어는 이와 같은 이유로서 고장사례가 대다수 발생하여 급하게 사용할 수 없게 되는 폐단이 있었다.

이는 상기와 같은 침전물 혹은 고형물 등과 같은 저항이 모터의 정상적인 구동에 비해 회전력이 3~6배 이상 발생시킬 수 있는 전력이 필요로 하게 되나, 오랜 시간 수회 거듭하여 사용한 수중모터의 경우 초기구동에 따른 회전력이 점차 저하되는 요인에서 초기 구동시 모터의 과부하 문제점으로 수중펌프를 이용한 배수에 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같이 제반되는 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 수중펌프를 개선하여 모터의 초기구동시 과부하를 방지하여 펌프의 수명을 연장함과 동시에 대기압발생시에도 원활한 배수가 이루어지도록 한 배수용 수중펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 원주상에 다수개의 흡입공간을 갖으며, 지면으로부터 부상 설치되기 위한 받침대와, 상기 받침대의 상부에 연결 설치되며, 일측에 배출구가 구비된 와류케이싱과, 상기 와류케이싱의 상부에 연결 설치되는 모터와, 모터의 회전축상에 설치되어 물을 중심부로 끌어들이기 위한 임펠러와, 상기 모터를 감싸 보호하는 하우징과, 상기 와류케이싱의 배출구에 연결 설치되어 물을 양정(揚程)시켜 배출하는 배출관을 포함하여 구성된 수중펌프에 있어서,

상기 와류케이싱의 배출구 일측에는 제1배출구가 더 형성되고, 제1배출구에는 모터의 초기구동시 물을 받침대측의 흡입공간측으로 순환시키기 위한 바이패스관이 연장 설치되는 한편, 상기 바이패스관은 내부에 격벽을 갖으며, 격벽상에 밸브차단공이 형성된 구조로, 상기 밸브차단공이 형성된 수직상에는 외부로부터 연결 설치되어 기압에 따라 바이패스관을 유로를 차단하는 기압조절부재가 더 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수중펌프는 수중에 침수된 상태에서 받침대의 흡입공간이 저항요소인 진흙, 모래 등으로 하여금 묻힌 상태일지라도 모터의 초기구동은 와류케이싱 일측에 별도로 설치된 바이패스관을 통해 물을 받침대측 흡입공간을 향해 분사시켜 저항요소를 없애주도록 한 상태에서 모터의 정상 고속운전이 이루어지도록 함으로써, 고속회전을 위한 모터에 초기구동시 걸리는 과부하를 방지하여 수중펌프의 수명을 늘리고, 침수를 원활히 배출하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명인 수중펌프를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 수중펌프를 도시한 저면 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 수중펌프를 도시한 저면도,
도 4는 본 발명에 따른 수중펌프의 바이패스관을 기준으로 절개하여 도시한 종단면도,
도 5 및 도 6은 도 4에서의 바이패스관의 차단 유무상태를 도시한 일부분 확대단면도.

이하, 본 발명에 따라 첨부된 도면을 참조하여 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명인 수중펌프를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수중펌프를 도시한 저면 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 수중펌프를 도시한 저면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 수중펌프의 바이패스관을 기준으로 절개하여 도시한 종단면도이며, 도 5 및 도 6은 도 4에서의 바이패스관의 차단 유무상태를 도시한 일부분 확대단면도이다.

본 발명은, 원주상에 다수개의 흡입공간(11)을 갖으며, 지면으로부터 부상 설치되기 위한 받침대(10)와, 상기 받침대(10)의 상부에 연결 설치되며, 일측에 배출구(21)가 구비된 와류케이싱(20)과, 상기 와류케이싱(20)의 상부에 연결 설치되는 모터(30)와, 모터(30)의 회전축상에 설치되어 물을 중심부로 끌어들이기 위한 임펠러(40)와, 상기 모터(30)를 감싸 보호하는 하우징(50)과, 상기 와류케이싱(20)의 배출구(21)에 연결 설치되어 물을 양정(揚程)시켜 배출하는 배출관(60)을 포함하여 구성된 수중펌프(100)에 있어서,

상기 와류케이싱(20)의 배출구(21) 일측에는 제1배출구(22)가 더 형성되고, 제1배출구(22)에는 모터(30)의 초기구동시 물을 받침대(10)측의 흡입공간(11)측으로 순환시키기 위한 바이패스관(70)이 연장 설치되는 한편, 상기 바이패스관(70)은 내부에 격벽(71)을 갖으며, 격벽(71)상에 밸브차단공(72)이 형성된 구조로, 상기 밸브차단공(72)이 형성된 수직상에는 외부로부터 연결 설치되어 기압에 따라 바이패스관(70)을 유로를 차단하는 기압조절부재(80)가 더 설치되어 구성된다.

상기 받침대(10)의 흡입공간(11)을 향하는 바이패스관(70)의 단부는 유속발생을 위한 노즐형태로 형성됨이 바람직하다.

한편, 상기 기압조절부재(80)는, 바이패스관(20)의 밸브차단공과 수직되는 상방에 연결 설치되는 중공의 연결관체(81)와, 상기 연결관체(81)의 내부로부터 상하 섭동 가능하게 설치되어 바스패스관(70) 내의 밸브차단공(72)을 차단하는 슬라이딩밸브(82)와, 상기 슬라이딩밸브(82)의 외측둘레에 설치되어 연결관체(81)로부터 탄력을 유지하는 압축스프링(83)과, 상기 연결관체(80)의 상부에 연장 설치되어 대기압 발생으로 물을 유입시켜 슬라이딩밸브의 가압조건을 부여하는 기압조절관(84)을 포함하여서 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명인 배수용 수중펌프의 구동에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 수중펌프(100)는 침수지역, 양수장, 양어장 등과 같이 수중펌프가 사용되어 예상 장소에 미리 설치하여 대비하거나, 비상시 혹은 상황에 따라 수중에 수직으로 가라앉힌 상태에서 수중펌프를 구동하여 침수된 물을 배출시킬 수 있도록 한다.

수중펌프가 위치한 지역에 홍수로 인해 특정지역의 범람으로 침수가 이루어진 상태에서 진흙이나 모래 등은 대부분 받침대(10)의 흡입공간(11) 내측에 유입되어 펌핑을 저해하는 요소가 되나, 본 발명의 수중펌프(100)의 초기구동은, 하우징(50)내의 모터(30), 와류케이싱(20) 내의 임펠러(40)의 회전으로서 시작이 이루어진다.

이때 와류케이싱(20)의 내부에 위치한 임펠러(40)의 회전으로서 물의 유입과 동시에 물은 처음부터 배출구(21)측 배출관을 통해 배출이 이루어지기보다는 와류케이싱측의 제1배출구(22)를 통해 바이패스관(70)으로 유도 공급된다.

상기 바이패스관(70)은 와류케이싱(20)으로부터 횡으로 누운 ⊃자 형으로 상기 흡입공간(11)을 향해 위치하는 한편, 바이패스관(70)의 단부는 노즐형태로 유속을 더할 수 있는 구조로서, 상기 받침대(10)의 흡입공간(11)을 향하여 물을 분사하는 압력은 충분히 상기 흡입공간(11) 내에 유입된 진흙이나, 모래 등을 제거시키게 된다.

이와 같은 동작에서 상기 바이패스관(70)에 설치된 기압조절부재(80)의 작용은 다음과 같다.

상기 기압조절부재(80)를 구성하는 연결관체(81)내에 설치된 슬라이딩 밸브(82)는 오픈된 상태를 유지하고 있는 상태로서 바이패스관(70)의 격벽(71)상에 마련된 밸브차단공(72)을 통해 물은 순환되어 상기와 같이 받침대(10)의 하부에 유입된 저항요소(진흙, 모래) 등을 횡으로 불어 낸다.

상기와 같은 상태는 흡입공간이 확보되는 한편, 모터(30)를 통한 임펠러(40)의 고속회전이 이루어지고, 이러한 고속회전에 따라 물의 유입량은 순간 와류케이싱(20)측 배출구(21)측을 통한 배출관(60)으로 물을 신속하게 양정시켜 배출하도록 한다.

상기 제1배출구(22)측보다 배출구(21)를 통한 물의 배출 압력이 자연히 높아지면서, 기압조절관(84)의 상부로부터는 대기압에 의해 슬라이드밸브(82)를 가압하고, 이때 압축스프링(83)은 압축되는 형태로서 첨부된 도 6에서 도시한 바와 같이 슬라이드밸브(82)는 상기 격벽(71)상의 밸브차단공(72)을 막아 더 이상 받침대(10)의 흡입공간(11)으로 연속되었던 물의 분사는 자동으로 정지되는 상태가 이루어지며, 배수가 기압조절관(82)의 입구의 이하로 낮아진 상태에는 상기 슬라이드밸브는 복귀된다.

상기와 같이 슬라이드밸브가 차단된 이후부터는 모터의 고속회전으로서 배출관을 통해 물의 배수가 원활하게 이루어지게 된다.

따라서, 모터의 초기구동에 따른 저항요소를 간편하게 처리하면서 모터의 회전구동이 정상으로 이루어짐은 모터의 과부하를 방지할 수 있고, 이러한 점은 수중펌프의 수명을 대폭 연장할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명에 따른 수중펌프의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

10: 받침대 11: 흡입공간
20: 와류케이싱 21: 배출구
22: 제1배출구 30: 모터
40: 임펠러 50: 하우징
60: 배출관 70: 바이패스관
71: 격벽 72: 밸브차단공
80: 기압조절부재 81: 연결관체
82: 슬라이드밸브 83: 압축스프링
84: 기압조절관 100: 수중펌프

Claims

원주상에 다수개의 흡입공간(11)을 갖으며, 지면으로부터 부상 설치되기 위한 받침대(10)와, 상기 받침대(10)의 상부에 연결 설치되며, 일측에 배출구(21)가 구비된 와류케이싱(20)과, 상기 와류케이싱(20)의 상부에 연결 설치되는 모터(30)와, 모터(30)의 회전축상에 설치되어 물을 중심부로 끌어들이기 위한 임펠러(40)와, 상기 모터(30)를 감싸 보호하는 하우징(50)과, 상기 와류케이싱(20)의 배출구(21)에 연결 설치되어 물을 양정(揚程)시켜 배출하는 배출관(60)을 포함하여 구성된 수중펌프(100)에 있어서,
상기 와류케이싱(20)의 배출구(21) 일측에는 제1배출구(22)가 더 형성되고, 제1배출구(22)에는 모터(30)의 초기구동시 물을 받침대(10)측의 흡입공간(11)측으로 순환시키기 위한 바이패스관(70)이 연장 설치되는 한편, 상기 바이패스관(70)은 내부에 격벽(71)을 갖으며, 격벽(71)상에 밸브차단공(72)이 형성된 구조로, 상기 밸브차단공(72)이 형성된 수직상에는 외부로부터 연결 설치되어 기압에 따라 바이패스관(70)을 유로를 차단하는 기압조절부재(80)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 배수용 수중펌프.
제1항에 있어서,
상기 받침대(10)의 흡입공간(11)을 향하는 바이패스관(70)의 단부는 유속발생을 위한 노즐형태로 형성된 것을 특징으로 하는 배수용 수중펌프.
제1항에 있어서,
상기 기압조절부재(80)는, 바이패스관(20)의 밸브차단공과 수직되는 상방에 연결 설치되는 중공의 연결관체(81)와, 상기 연결관체(81)의 내부로부터 상하 섭동가능하게 설치되어 바스패스관(70) 내의 밸브차단공(72)을 차단하는 슬라이딩밸브(82)와, 상기 슬라이딩밸브(82)의 외측둘레에 설치되어 연결관체(81)로부터 탄력을 유지하는 압축스프링(83)과, 상기 연결관체(80)의 상부에 연장 설치되어 대기압 발생으로 물을 유입시켜 슬라이딩밸브의 가압조건을 부여하는 기압조절관(84)을 포함하여서 된 것을 특징으로 하는 배수용 수중펌프.