KR101308490B1 - 수중모터펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체의 수위변화에 따라 펌프의 작동이 제어될 수 있도록 한 수중모터펌프에 관한 것이다.
그 구성은, 하부 유입구 및 상기 유입구와 연결된 일측 배출구를 갖는 하부케이싱; 상기 하부케이싱의 상부에 결합된 상부케이싱; 상기 하부케이싱의 내부에 설치된 임펠러; 상기 임펠러와 연결되도록 상기 상부케이싱의 내부에 설치된 모터; 상기 하부케이싱에 설치되어 상기 배출구를 통해 배출되는 유량을 측정하는 센싱유닛; 및 상기 센싱유닛 및 상기 모터와 연결되어 센싱유닛으로부터 수신된 측정값에 따라 모터의 회전수를 제어하는 컨트롤유닛;을 포함하여 이루어진다.
이와 같은 구성에 의하면, 센싱유닛이 배출구를 통해 배출되는 유량을 측정하고, 컨트롤유닛이 센싱유닛으로부터 수신된 측정값에 따라 모터의 회전수를 제어하게 됨으로써, 수위변화와 관계없이 항상 일정한 양의 유체를 양수할 수 있는 효과가 있다.

Description

수중모터펌프{Submersible motor pump}

본 발명은 수중모터펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유체의 수위변화에 따라 펌프의 작동이 제어될 수 있도록 한 수중모터펌프에 관한 것이다.

유체의 수위변화에 따라 펌프의 작동이 제어될 수 있도록 한 수중모터펌프에 관한 기술로는 [대한민국 등록특허공보 제10-1206866호(2012.11.30.공고, 이하 '선행기술'이라고 함) "압력 스위치를 이용한 수중 펌프 장치"]가 제시되어 있다.

상기 선행기술은

"오수 및 폐수를 포함하는 유체에 침수시켜 사용하는 수중펌프 장치에 있어서,

배전제어반으로부터 급전선으로 제공되는 전력에 의해 동작하는 펌프모터;와

상기 펌프모터의 회전수를 조절하는 기어박스부;

상기 기어박스부로부터 전달되는 회전력으로써 동작하는 펌프유닛;과

상기 펌프유닛에 연결되어 유체를 펌프로 인입시키는 임펠러 유닛; 및

상기 임펠러 유닛과 펌프유닛으로부터 펌핑된 유체를 배출하는 배수구를 구비하고,

수중 펌프의 일측에, 하방이 개방되고 상방이 밀폐되며 하방의 주변에 개구부를 더 구비한 챔버를 구비하고, 상기 챔버의 일측에 각기 다른 압력에 동작하는 적어도 둘 이상의 압력 스위치를 설치하여 상기 압력 스위치의 작동 압력에 따라 수중 펌프의 동작 속도를 제어하는 제어부를 포함"하여 이루어진 것으로서,

유체의 수위변화에 따라 펌프의 기동을 자동으로 동작시킬 뿐만 아니라, 수위별로 수중 펌프의 구동 속도가 선택되도록 할 수 있도록 한 기술이다.

상기 선행기술은 둘 이상의 압력 스위치를 설치하여 유체의 수위별로 수중 펌프의 구동 속도가 선택되도록 하고는 있으나,

상호 인접 배치된 두 압력 스위치의 사이에서 일어나는 수위변화에 즉각적으로 대응할 수 없으며, 챔버 및 다수의 압력 스위치가 구비되어야 함으로써 장치가 복잡해지고 대형화되는 문제가 있다.

한편, 수중모터펌프가 설치되는 곳은 시야 확보가 어렵고, 바닥에 침전물이 퇴적 및 고착된 경우가 빈번한바, 수중모터펌프의 사용시 수중환경의 시야 확보와, 바닥에 퇴적 및 고착된 침전물의 분산, 분쇄를 위한 별도의 기술이 요구되는 바이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

수위변화에 즉각적으로 대응하여 항상 일정한 양의 유체를 양수할 수 있도록 하되, 이를 위한 장치가 더욱 간단하고 소형화될 수 있도록 한 수중모터펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 펌프 설치장소의 수중환경에 대한 시야 확보가 가능하고, 설치장소의 바닥에 퇴적 및 고착된 침전물을 분산 및 분쇄할 수 있도록 한 수중모터펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 수중모터펌프는,

하부 유입구 및 상기 유입구와 연결된 일측 배출구를 갖는 하부케이싱;

상기 하부케이싱의 상부에 결합된 상부케이싱;

상기 하부케이싱의 내부에 설치된 임펠러;

상기 임펠러와 연결되도록 상기 상부케이싱의 내부에 설치된 모터;

상기 하부케이싱에 설치되어 상기 배출구를 통해 배출되는 유량을 측정하는 센싱유닛; 및

상기 센싱유닛 및 상기 모터와 연결되어 센싱유닛으로부터 수신된 측정값에 따라 모터의 회전수를 제어하는 컨트롤유닛;을 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명에 의한 수중모터펌프는 상기와 같은 구성에 있어서,

상기 하부케이싱의 하부에 설치되어 상기 배출구를 통해 배출되는 유체를 하방 분사하게 되는 분사유닛; 및

상기 하부케이싱 또는 상부케이싱에 설치되어 수중환경을 촬영하게 되는 카메라유닛;을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명에 의한 수중모터펌프는,

센싱유닛이 배출구를 통해 배출되는 유량을 측정하고, 컨트롤유닛이 센싱유닛으로부터 수신된 측정값에 따라 모터의 회전수를 제어하게 됨으로써, 수위변화와 관계없이 항상 일정한 양의 유체를 양수할 수 있는 효과가 있다.

또한, 분사유닛이 설치됨에 따라 펌프 설치장소의 바닥에 퇴적 및 고착된 침전물의 분산 및 분쇄가 가능하고, 카메라유닛이 설치됨에 따라 수중환경에 대한 시야 확보가 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 수중모터펌프의 단면 구성도.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 의한 수중모터펌프의 다면 구성도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

'도 1'에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 의한 수중모터펌프는 크게 하부케이싱(100), 상부케이싱(200), 임펠러(300), 모터(400), 센싱유닛(500) 및 컨트롤유닛(600)으로 이루어진다.

하부케이싱(100)은 공지의 와류형 케이싱(spiral casing)으로 이루어지며, 이에 따라 하부에 형성된 유입구(110) 및 이 유입구(110)와 연결되도록 일측에 형성된 배출구(120)를 갖는다.

유입구(110)는 하부케이싱(100)의 내측에서 하방 개방되도록 형성된다. 그리고 배출구(120)는 하부케이싱(100)의 내측에서 일측으로 연결된 후, 상방 개방되도록 절곡 형성된다.

도시된 바와 같이, 하부케이싱(100)의 하측에는 방사상으로 배열된 다수의 개구부(131)를 갖는 받침대(130)가 설치된다.

받침대(130)는 하부케이싱(100)을 펌프 설치장소의 바닥에서 이격시킴으로써, 유체가 유입구(110)로 원활하게 유입될 수 있게 한다.

상부케이싱(200)은 하부케이싱(100)의 상부에 결합된다.

도시된 바와 같이, 상부케이싱(200)의 상단부에는 펌프의 인양(引揚)시 윈치(winch)의 후크(hook) 또는 섀클(shackle)이 걸리게 되는 고리부(210)가 형성된다.

임펠러(300)는 하부케이싱(100)의 내부에 설치되며, 모터(400)에 의해 회전된다.

결국, 펌프 설치장소에 고여있던 유체는 임펠러(300)의 회전 동작에 의해 하부케이싱(100)의 유입구(110)를 통하여 흡입된 후, 배출구(120) 측으로 배출된다.

그리고 배출구(120) 측으로 배출되는 유체는 배출구(120)에 연결된 별도의 배관을 따라 이송되어 펌프 설치장소의 외부로 양수(揚水)된다.

모터(400)는 그 회전축이 임펠러(300)와 연결되도록 상부케이싱(200)의 내부에 설치된다.

모터(400)는 상부케이싱(200)에 의해 밀폐된다. 도시되지는 않았지만, 모터(400)와 상부케이싱(200) 사이에는 공지의 메카니컬 씰(mechanical seal)이 설치될 수 있을 것이다.

센싱유닛(500)은 하부케이싱(100)에 설치되어 배출구(120)를 통해 배출되는 유량을 측정하게 된다.

센싱유닛(500)은 공지의 유량센서가 적용될 수 있을 것이다.

그러나 본 발명의 실시예에 의하면, 센싱유닛(500)은 압축형 로드셀(load cell)로 이루어져 배출구(120)의 절곡된 부분에 설치된다. 그리고 이때 상기 압축형 로드셀은 그 압축 방향이 유체의 배출 방향과 수평하게 배치되는데, 이에 따라 센싱유닛(500)은 배출구(120)를 통해 배출되는 유량을 정확하고 안정적으로 측정할 수 있다.

컨트롤유닛(600)은 센싱유닛(500) 및 모터(400)와 연결되어 센싱유닛(500)으로부터 수신된 측정값에 따라 모터(400)의 회전수를 제어하게 된다.

결국, 사용자가 컨트롤유닛(600)을 이용하여 희망하는 양수량(揚水量)을 설정하게 되면, 컨트롤유닛(600)은 설정된 기준값과 센싱유닛(500)으로부터 수신된 측정값을 비교하여 모터(400)의 회전수를 제어하게 되고, 이에 따라 본 발명의 수중모터펌프는 펌프 설치장소의 수위가 변화하더라도 항상 일정한 양의 유체를 양수할 수 있게 된다.

이하, '도 2'를 참조하여 본 발명의 제2실시예를 상세하게 설명한다.

참고로, '도 2'의 'A'는 해당부위의 확대도이며, '도 2'의 'B'는 해당부위의 저면도이다.

'도 2'에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 의한 수중모터펌프는 상기 제1실시예에 의한 수중모터펌프에 분사유닛(700) 및 카메라유닛(800)을 더 포함하여 이루어진다.

분사유닛(700)은 하부케이싱(100)의 하부에 설치되는 것으로서,

하부에 방사상으로 배열된 다수의 분사공(711)을 갖고, 하부케이싱(100)의 유입구(110) 외측에 배치된 링(ring) 형태의 분사파이프(710);

하부케이싱(100)의 배출구(120)와 분사파이프(710)를 연결하는 공급파이프(720); 및

공급파이프에 설치된 밸브(730)를 포함하여 이루어진다.

여기서 밸브(730)는 공지의 전자밸브로 이루어져 상기 컨트롤유닛(600)과 연결되며, 이에 따라 사용자는 컨트롤유닛(600)을 이용하여 밸브(730)를 조작함으로써 공급파이프(720)를 개폐시킬 수 있게 된다.

그리고 밸브(730)의 조작에 의하여 공급파이프(720)가 개방되면, 하부케이싱(100)의 배출구(120)를 통해 배출되던 유체의 일부는 공급파이프(720)를 통해 분사파이프(710)로 이송되고, 분사파이프(710)로 이송된 유체는 각 분사공(711)을 통해 하방 분사된다.

결국, 사용자는 분사유닛(700)에 의해 하방 분사되는 유체를 이용하여 펌프 설치장소의 바닥에 퇴적 및 고착된 침전물을 분산 및 분쇄할 수 있으며, 이에 따라 펌프 설치장소의 바닥에 퇴적 및 고착된 침전물을 유체와 함께 배출시킬 수 있게 된다.

카메라유닛(800)은 하부케이싱(100) 또는 상부케이싱(200)에 설치되어 펌프 설치장소의 수중환경을 촬영하게 된다.

카메라유닛(800)은 별도의 디스플레이 장치와 연결되어 사용자에게 수중환경을 화면으로 제공하게 되고, 이에 따라 사용자는 수중환경에 대한 시야 확보가 가능해지게 됨으로써 수중모터펌프를 설치장소 내 적당한 위치에 배치할 수 있으며, 양수 작업의 진행상황 또는 결과를 용이하게 확인할 수 있게 된다.

한편, '도 2'의 'B'에 도시된 바에 의하면, 카메라유닛(800)은 조명모듈(820)을 포함하여 이루어진다.

조명모듈(820)은 펌프 설치장소의 수중환경을 비추어 사용자로 하여금 수중환경을 더욱 용이하게 관찰할 수 있게 한다.

조명모듈(820)은 도시된 바와 같이 카메라유닛(800)의 렌즈(810) 외측에 방사상으로 배열되는 형태로써 카메라유닛(800)과 일체로 구비될 수 있으며, 필요에 따라 하부케이싱(100) 또는 상부케이싱(200)에 카메라유닛(800)과는 별도로 장착될 수 있을 것이다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "수중모터펌프"를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

100 ; 하부케이싱
110 ; 유입구
120 ; 배출구
130 ; 받침대
131 ; 개구부
200 ; 상부케이싱
210 ; 고리부
300 ; 임펠러
400 ; 모터
500 ; 센싱유닛
600 ; 컨트롤유닛
700 ; 분사유닛
710 ; 분사파이프
711 ; 분사공
720 ; 공급파이프
730 ; 밸브
800 ; 카메라유닛
810 ; 렌즈
820 ; 조명모듈

Claims (4)

1. 하부 유입구(110) 및 상기 유입구(110)와 연결된 일측 배출구(120)를 갖는 하부케이싱(100);
   상기 하부케이싱(100)의 상부에 결합된 상부케이싱(200);
   상기 하부케이싱(100)의 내부에 설치된 임펠러(300);
   상기 임펠러(300)와 연결되도록 상기 상부케이싱(200)의 내부에 설치된 모터(400);
   상기 하부케이싱(100)에 설치되어 상기 배출구(120)를 통해 배출되는 유량을 측정하는 센싱유닛(500);
   상기 센싱유닛(500) 및 상기 모터(400)와 연결되어 센싱유닛(500)으로부터 수신된 측정값에 따라 모터(400)의 회전수를 제어하는 컨트롤유닛(600);
   상기 하부케이싱(100)의 하부에 설치되어 상기 배출구(120)를 통해 배출되는 유체를 하방 분사하게 되는 분사유닛(700); 및
   상기 하부케이싱(100) 또는 상부케이싱(200)에 설치되어 수중환경을 촬영하게 되는 카메라유닛(800);을 포함하되,
   상기 분사유닛(700)은
   하부에 방사상으로 배열된 다수의 분사공(711)을 갖고, 상기 유입구(110)의 외측에 배치된 링 형태의 분사파이프(710);
   상기 하부케이싱(100)의 배출구(120)와 상기 분사파이프(710)를 연결하는 공급파이프(720); 및
   상기 공급파이프(720)에 설치되되, 상기 컨트롤유닛(600)과 연결되어 상기 공급파이프(720)를 개폐시키게 되는 밸브(730);를 포함하여 이루어진 수중모터펌프.
   
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