KR101671171B1 - 수중펌프용 회전날개 스트레이너 및 이를 포함하는 수중펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중펌프용 회전날개 스트레이너 및 이를 포함하는 수중펌프에 관한 것으로, 그 목적은 수중펌프의 작동시 개방되고, 수중펌프의 작동이 중지되거나 임펠러가 역방향으로 회전하는 경우 폐쇄되는 수중펌프용 회전날개 스트레이너 및 이를 포함하는 수중펌프를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 수중펌프의 하단부에 형성된 흡입구를 덮는 구조를 갖도록 수중펌프의 하단부에 결합되며, 유체의 유동을 위한 구멍이 형성된 판재로 이루어진 상부 지지체; 상기 상부 지지체의 하부에서 상부 지지체와 이격된 구조를 갖도록 배치된 하부 지지체; 및 상기 상부 지지체와 하부 지지체의 사이에서 상호 이격된 채로 상부 지지체와 하부 지지체를 연결하도록 설치되되, 상부 지지체와 하부 지지체 중 적어도 어느 한 지지체에 회전 가능한 구조로 결합되고, 수중펌프에 마련된 임펠러의 정방향 회전시 발생되는 제1수류에 의해 열림방향으로 회전하면서 상호 이격되어 상부 지지체와 하부 지지체의 사이에 형성된 유로를 개방하고, 수중펌프의 정지 및 임펠러의 역회전시 발생되는 제2수류에 의해 닫힘방향으로 회전하면서 상호 접촉되어 상부 지지체와 하부 지지체의 사이에 형성된 유로를 폐쇄하는 다수의 회전날개;로 구성된 것을 특징으로 하는 수중펌프용 회전날개 스트레이너 및 이를 포함하는 수중펌프를 제공한다.

Description

수중펌프용 회전날개 스트레이너 및 이를 포함하는 수중펌프{Rotary wing type strainer specially for a submersible pump and similar}

본 발명은 수중펌프용 회전날개 스트레이너 및 이를 포함하는 수중펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중펌프의 흡입구에 위치하도록 설치되어 수중펌프로 이물질이 유입되는 것을 차단하되, 펌프가 정상적으로 작동할 때는 개방되어 유체의 유입을 허용하고, 반대로 펌프가 정지되거나 임펠러가 역회전을 하는 경우에는 폐쇄되어 유체 및 이물질의 유입을 차단하도록 이루어진 수중펌프용 회전날개 스트레이너 및 이를 포함하는 수중펌프에 관한 것이다.

일반적으로 수중펌프는 펌프와 이를 구동하기 위한 전동기가 일체형의 구조로 형성된 것으로 이루어지고, 수중에 설치되어 동작하면서 양수하는 기능을 제공하는 펌프로써, 그 용도에 따라 심정용, 상수도 가압용, 배수용 등 여러 종류로 구분된다.

이러한 수중펌프를 각종 이물질이 포함된 오폐수의 양수에 사용할 경우, 이물질이 오폐수와 함께 수중펌프의 내부로 유입되면서 수중펌프의 흡입구를 막거나 임펠러에 엉키면서 수중펌프의 고장을 유발하거나 펌프의 효율을 저하시키게 된다.

따라서, 수중펌프의 흡입구에는 이물질이 유체와 함께 유입되는 것을 방지하기 위한 스트레이너(Strainer)가 설치되고 있다.

도 1은 수중펌프의 하단부에 설치된 종래 스트레이너의 구조를 보인 단면도를 도시하고 있다.

종래 수중펌프에 설치되는 스트레이너(20)는 다수의 구멍이 타공된 판을 원통형으로 말아놓은 구조로 형성되며, 수중펌프(10)의 하단부에 마련된 흡입구(11)의 주위를 둘러싸는 구조를 갖도록 설치되어 이물질이 유체와 함께 흡입구(11)로 유입되는 것을 방지하는 기능을 제공하게 된다.

이러한 종래의 스트레이너는 수중펌프의 작동여부에 상관없이 항상 개방된 상태를 유지하게 되므로, 수중펌프를 장기간 사용하지 않은 경우, 비교적 작은 크기의 이물질이 스트레이너를 통해 수중펌프의 내부로 유입되고, 유입된 이물질이 시간의 경과와 함께 고형화될 경우, 이후 수중펌프의 작동시 임펠러가 손상되거나, 전동기가 소손될 위험성이 높아지게 되는 문제점이 있다.

공개실용신안공보 실1998-032604(1998.09.05.공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 수중펌프의 작동시 개방되고, 수중펌프의 작동이 중지되거나 임펠러가 역방향으로 회전하는 경우 폐쇄되는 수중펌프용 회전날개 스트레이너 및 이를 포함하는 수중펌프를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 수중펌프의 하단부에 형성된 흡입구를 덮는 구조를 갖도록 수중펌프의 하단부에 결합되며, 유체의 유동을 위한 구멍이 형성된 판재로 이루어진 상부 지지체; 상기 상부 지지체의 하부에서 상부 지지체와 이격된 구조를 갖도록 배치된 하부 지지체; 및 상기 상부 지지체와 하부 지지체의 사이에서 상호 이격된 채로 상부 지지체와 하부 지지체를 연결하도록 설치되되, 상부 지지체와 하부 지지체 중 적어도 어느 한 지지체에 회전 가능한 구조로 결합되고, 수중펌프에 마련된 임펠러의 정방향 회전시 발생되는 제1수류에 의해 열림방향으로 회전하면서 상호 이격되어 상부 지지체와 하부 지지체의 사이에 형성된 유로를 개방하고, 수중펌프의 정지 및 임펠러의 역회전시 발생되는 제2수류에 의해 닫힘방향으로 회전하면서 상호 접촉되어 상부 지지체와 하부 지지체의 사이에 형성된 유로를 폐쇄하는 다수의 회전날개;로 구성된 것을 특징으로 하는 수중펌프용 회전날개 스트레이너를 제공한다.

한편 상기 수중펌프용 회전날개 스트레이너에 있어서, 상기 각각의 회전날개는 상부 지지체와 하부 지지체를 수직한 구조로 연결하는 회전축에 일측단이 결합되고, 타측단이 스트레이너의 내측방향으로 연장되는 구조를 갖도록 설치되어 각각의 회전날개가 수직한 회전축을 중심으로 회전하면서 유로를 개방하거나 폐쇄하도록 구성될 수 있다.

한편 상기 수중펌프용 회전날개 스트레이너에 있어서, 상기 상부 지지체와 하부 지지체의 사이에 형성된 유로를 개방하는 방향으로 각각의 회전날개가 회전하는 경우, 일정한 위치에서 각 회전날개의 회전이 멈추도록 회전날개의 회전을 제한하는 다수의 스토퍼가 상부 지지체와 하부 지지체와 적어도 어느 한 지지체에 더 형성될 수 있다.

한편 상기 수중펌프용 회전날개 스트레이너에 있어서, 상기 각각의 회전날개는 제1수류의 회전방향을 기준으로 제1수류와 마주하는 제1측면이 오목하고, 상기 제1측면의 반대쪽에 위치한 제2측면이 볼록한 곡선형의 구조로 이루어질 수 있다.

또한 본 발명은 흡입구와 토출구가 형성된 케이싱; 상기 케이싱의 내부에서 회전하면서 유체를 유동시키는 임펠러; 상기 케이싱의 외측에 설치되고, 상기 임펠러와 연결되어 임펠러를 회전시키는 전동기; 및 상기 회전날개 스트레이너;로 구성된 것을 특징으로 하는 회전날개 스트레이너를 포함하는 수중펌프를 제공한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 수중펌프의 작동이 정지된 경우, 스트레이너에 형성된 유로가 폐쇄되면서 수중의 이물질이 수중펌프의 내부로 유입되는 것을 방지하게 되므로, 수중펌프를 장기간 사용하지 않을 경우에도 이물질에 의해 임펠러의 오염이나 손상을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 임펠러의 역방향 회전시 회전날개가 물의 흐름을 막아 흡입구로 물이 유입되는 것을 차단하게 되므로, 지상에서 물이 토출되지 않는 것을 육안이나 감지기로 쉽게 감지할 수 있게 되며, 이에 따라 임펠러의 역회전으로 인한 손상을 예방할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 수중펌프의 하단부에 설치된 종래 스트레이너의 구조를 보인 단면도,
도 2 는 본 발명에 따른 회전날개 스트레이너의 사시도,
도 3 은 본 발명에 따른 회전날개 스트레이너가 수중펌프에 설치된 모습을 보인 상태도,
도 4 는 회전날개에 의해 유로가 개방된 상태를 보인 평면도,
도 5 는 회전날개에 의해 유로가 폐쇄된 상태를 보인 평면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 회전날개 스트레이너의 사시도를, 도 3은 본 발명에 따른 회전날개 스트레이너가 수중펌프에 설치된 모습을 보인 상태도를, 도 4는 회전날개에 의해 유로가 개방된 상태를 보인 평면도를, 도 5는 회전날개에 의해 유로가 폐쇄된 상태를 보인 평면도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 회전날개 스트레이너(140)는 상부 지지체(141)와 하부 지지체(142) 및 회전날개(143)로 구성된다.

상기 상부 지지체(141)는 수중펌프의 하단부에 형성된 흡입구(111)를 덮어 차단하는 구조를 갖도록 수중펌프의 하단부에 결합되며, 흡입구(111)로 유체가 유입될 수 있도록 유체의 유동을 허용하는 구멍(1411)이 중앙부에 형성된 판재로 이루어진다.

이러한 상부 지지체(141)는 볼트체결에 의해 수중펌프의 케이싱(110)의 분해 가능한 구조로 조립된다.

상기 하부 지지체(142)는 상부 지지체(141)의 수직 하부에서 상부 지지체(141)와 이격된 구조를 갖도록 배치되며, 상부 지지체(141)와 마찬가지로 판재로 이루어지되, 수중펌프가 설치되는 집수조 등의 바닥에 안정적으로 안착될 수 있는 형상의 판재로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 회전날개(143)는 상부 지지체(141)와 하부 지지체(142)의 사이에서 상부 지지체(141)와 하부 지지체(142)를 연결하도록 설치된다.

이러한 회전날개(143)는 다수개로 구성되며, 다수의 회전날개(143)는 상부 지지체(141)와 하부 지지체(142)의 둘레 방향을 기준으로 상호 이격된 배치구조를 갖도록 설치된다.

한편, 각각의 회전날개(143)는 상부 지지체(141)와 하부 지지체(142) 중 적어도 어느 한 지지체에 회전 가능한 구조로 결합된다. 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 각각의 회전날개(143)는 상부 지지체(141)와 하부 지지체(142)의 사이에서 수직방향으로 연장되면서 상부 지지체(141)와 하부 지지체(142)를 연결하는 회전축(144)에 일측단이 결합되어 회전축(144)을 중심으로 회전하도록 구성되며, 타측단은 스트레이너(140)의 안쪽 방향으로 연장되는 구조를 갖도록 구성된다.

또한, 각각의 회전날개(143)는 곡선형의 구조로 굽어진 평면구조를 갖는다. 즉, 각각의 회전날개(143)는 임펠러(120)의 정방향 회전시 스트레이너(140)의 내부에 발생되는 제1수류(S1)의 회전방향과 마주하는 제1측면(143a)이 오목한 곡면으로 형성되고, 상기 제1측면(143a)의 반대쪽에 위치한 제2측면(143b)이 볼록한 곡면으로 형성되도록 전체적으로 굽어진 구조로 형성된다.

이와 같이 구성된 다수의 회전날개(143)는 수중펌프에 마련된 임펠러(120)의 정방향 회전시 발생되는 제1수류(S1)에 의해 열림방향(d1)으로 회전하면서 상호 이격되어 상부 지지체(141)와 하부 지지체(142)의 사이에 형성된 유로를 개방하고, 수중펌프의 정지 및 임펠러(120)의 역회전시 발생되는 제2수류(S2)에 의해 닫힘방향(d2)으로 회전하면서 상호 접촉되어 상부 지지체(141)와 하부 지지체(142)의 사이에 형성된 유로를 폐쇄하게 된다.

참고로, 상기 언급된 유로는 이웃한 두 회전날개(143)의 사이에 형성되어 두 회전날개(143)가 서로 이격되도록 회전한 경우, 두 회전날개(143)의 사이에 형성된 공간으로 정의될 수 있다.

한편, 상기 유로의 개방을 위해 회전날개(143)가 열림방향(d1)으로 회전하는 경우, 각각의 회전날개(143)가 일정한 위치에서 정지되면서 다수의 날개가 상호 이격된 상태를 유지할 수 있도록 하는 다수의 스토퍼(145)가 더 포함될 수 있다.

상기 다수의 스토퍼(145)는 이웃한 두 회전날개(143)의 사이에 위치하도록 상부 지지체(141)와 하부 지지체(142) 중 적어도 어느 한 지지체에 형성될 수 있으며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상부 지지체(141)와 하부 지지체(142)에 다수의 스토퍼(145)가 분산된 구조로 설치된다.

상기와 같이 구성된 스트레이너(140)는 흡입구(111)로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 수중펌프의 하단부에 결합된다.

한편, 수중펌프의 정상적인 작동으로 인해 임펠러(120)가 정방향으로 회전하는 경우, 흡입구(111)로 유입되는 유체는 임펠러(120)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전하는 제1수류(S1)를 형성하면서 흡입구(111)로 유입되며, 이러한 제1수류(S1)에 의해 각각의 회전날개(143)가 회전축(144)을 중심으로 열림방향(d1)으로 회전하게 된다.

이처럼 열림방향(d1)으로 회전하는 각각의 회전날개(143)가 스토퍼(145)와 접촉하게 되면, 회전날개(143)의 열림방향(d1) 회전이 구속되며, 이로써 다수의 회전날개(143)가 상호 이격된 상태를 유지하면서 유로를 개방하게 된다(도 4 참조).

상기와 같이 다수의 회전날개(143)가 열림방향(d1)으로 회전하여 유로가 개방되면 유체가 스트레이너(140)를 통해 흡입구(111)로 유입되며, 비교적 큰 크기의 이물질은 회전날개(143)에 걸려 흡입구(111)로 유입되는 것이 방지된다.

한편, 수중펌프의 동작이 정지될 경우, 토출방향으로 진행하던 유체가 흡입 방향으로 역류하게 되고, 이로 인해 임펠러(120)가 역회전을 하게 되며, 임펠러(120)의 역회전에 의해 스트레이너(140)의 내부에는 제1수류(S1)와 반대방향으로 회전하는 제2수류(S2)가 형성되면서 각각의 회전날개(143)를 닫힘방향(d2)으로 회전시켜 유로를 폐쇄하게 된다(도 5 참조).

따라서 수중펌프의 동작이 정지된 경우, 스트레이너(140)에 형성된 유로가 자동으로 폐쇄되므로, 수중펌프의 동작이 정지된 기간에 이물질이 수중펌프의 내부로 유입되어 고착되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 수중펌프의 이상작동으로 인하여 임펠러(120)가 역회전을 하는 경우에도 회전날개(143)가 닫힘방향(d2)으로 회전하면서 유로를 폐쇄하게 되며, 유로의 폐쇄로 인하여 토출유량은 0이 되므로, 임펠러(120)가 역방향으로 회전하는 경우, 지상에서 육안 또는 감지기를 이용하여 임펠러(120)의 역방향 회전을 용이하게 감지할 수 있다.

참고로, 수중펌프의 이상작동으로 인하여 임펠러(120)가 역방향으로 회전할 경우, 유체가 거꾸로 흐르지 않고 유체가 토출 방향으로 유동하면서 토출된다. 다만 토출유량이 정상의 60~70%로 줄어들게 되므로, 지상에서 임펠러(120)의 역방향 회전을 감지하는 것이 용이하지 못함에 따라 종래에는 과부하로 인한 전동기(130)의 손상이 발생되는 문제점이 있었다.

그러나, 본 발명에 따른 스트레이너(140)가 적용될 경우, 임펠러(120)의 역방향시 유체가 토출되지 않도록 유로를 차단함으로써, 임펠러(120)의 역방향 회전을 신속하고 정확하게 감지할 수 있게 됨에 따라 임펠러(120)의 역회전으로 인한 피해의 발생을 방지할 수 있게 된다.

상기와 같은 스트레이너(140)를 포함하는 본 발명에 따른 수중펌프는 케이싱(110), 임펠러(120), 전동기(130), 회전날개 스트레이너(140)로 구성되며, 그 구조가 도 3에 도시되어 있다.

상기 케이싱(110)은 흡입구(111)와 토출구(112)가 형성된 것으로 구성되고, 상기 임펠러(120)는 케이싱(110)의 내부에서 회전하면서 유체를 흡입 및 토출하도록 구성되며, 상기 전동기(130)는 케이싱(110)의 외측 상단부에 구성되며 임펠러(120)와 연결되어 임펠러(120)를 회전시키도록 구성된다.

이러한 케이싱(110)과 임펠러(120) 및 전동기(130)는 일반적으로 널리 사용되고 있는 수중펌프에 적용된 케이싱과 임펠러 및 전동기를 그대로 이용하여 구성될 수 있는 바, 상기 케이싱(110)과 임펠러(120) 및 전동기(130)에 대한 보다 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

한편, 상기 회전날개 스트레이너(140)는 케이싱(110)의 하단부에 위치하도록 설치되며, 보다 구체적으로는, 상부 지지체(141)가 케이싱(110)의 하단부에 결합되는 방식으로 수중펌프에 설치된다.

이처럼 설치된 회전날개 스트레이너(140)는 수중펌프의 설치시 바닥에 안착되어 수중펌프를 지지하는 것과 더불어 수중펌프의 내부로 이물질이 유입되는 것을 차단하는 기능을 제공하게 된다.

이와 같은 회전날개 스트레이너(140)의 구조는 이미 설명된 바 있으므로, 회전날개 스트레이너(140)에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 케이싱 111: 흡입구
112: 토출구 120: 임펠러
130: 전동기 140: 회전날개 스트레이너
141: 상부 지지체 1411: 구멍
142: 하부 지지체 143: 회전날개
143a: 제1측면 143b: 제2측면
144: 회전축 145: 스토퍼

Claims (5)

1. 수중펌프의 하단부에 형성된 흡입구를 덮는 구조를 갖도록 수중펌프의 하단부에 결합되며, 유체의 유동을 위한 구멍이 형성된 판재로 이루어진 상부 지지체;
   상기 상부 지지체의 하부에서 상부 지지체와 이격된 구조를 갖도록 배치된 하부 지지체; 및
   상기 상부 지지체와 하부 지지체의 사이에서 상호 이격된 채로 상부 지지체와 하부 지지체를 연결하도록 설치되되, 상부 지지체와 하부 지지체 중 적어도 어느 한 지지체에 회전 가능한 구조로 결합되고, 수중펌프에 마련된 임펠러의 정방향 회전시 발생되는 제1수류에 의해 열림방향으로 회전하면서 상호 이격되어 상부 지지체와 하부 지지체의 사이에 형성된 유로를 개방하고, 수중펌프의 정지 및 임펠러의 역회전시 발생되는 제2수류에 의해 닫힘방향으로 회전하면서 상호 접촉되어 상부 지지체와 하부 지지체의 사이에 형성된 유로를 폐쇄하는 다수의 회전날개;로 구성된 것을 특징으로 하는 수중펌프용 회전날개 스트레이너.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 각각의 회전날개는 상부 지지체와 하부 지지체를 수직한 구조로 연결하는 회전축에 일측단이 결합되고, 타측단이 스트레이너의 내측방향으로 연장되는 구조를 갖도록 설치되어 각각의 회전날개가 수직한 회전축을 중심으로 회전하면서 유로를 개방하거나 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 수중펌프용 회전날개 스트레이너.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 상부 지지체와 하부 지지체의 사이에 형성된 유로를 개방하는 방향으로 각각의 회전날개가 회전하는 경우, 일정한 위치에서 각 회전날개의 회전이 멈추도록 회전날개의 회전을 제한하는 다수의 스토퍼가 상부 지지체와 하부 지지체와 적어도 어느 한 지지체에 형성된 것을 특징으로 하는 수중펌프용 회전날개 스트레이너.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 각각의 회전날개는 제1수류의 회전방향을 기준으로 제1수류와 마주하는 제1측면이 오목하고, 상기 제1측면의 반대쪽에 위치한 제2측면이 볼록한 곡선형의 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 수중펌프용 회전날개 스트레이너.
5. 흡입구와 토출구가 형성된 케이싱;
   상기 케이싱의 내부에서 회전하면서 유체를 유동시키는 임펠러;
   상기 케이싱의 외측에 설치되고, 상기 임펠러와 연결되어 임펠러를 회전시키는 전동기; 및
   상기 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 따른 회전날개 스트레이너;로 구성된 것을 특징으로 하는 회전날개 스트레이너를 포함하는 수중펌프.

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