KR101721174B1 - 드라이러닝 방지 기능을 갖는 이동식 잠수 펌프 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소형화가 용이하여 좁은 장소에서도 사용이 가능하고, 펌프가 상하좌우로 요동하거나 바닥면에 근접하여 물이 펌프 내로 공급되지 못할 경우 공기가 펌프로 유입되어 드라이러닝(dry-running)이 발생하는 현상을 방지할 수 있는 이동식 잠수 펌프 모듈에 관한 것으로, 본 발명에 따른 이동식 잠수 펌프 모듈은, 유체 속에 잠겨져 유체를 외부로 펌핑하는 잠수 펌프 모듈에 있어서, 상부면에 잠수펌프가 장착되며, 내부에 유체를 저장하는 흡입챔버가 마련되며, 하부에 상기 흡입챔버 및 외부와 연통되는 적어도 1개 이상의 밸브홀이 형성되어 있는 통 형태의 본체와; 상기 본체의 내측에서 일단이 본체에 힌지축을 중심으로 회전 가능하게 설치되어, 상기 밸브홀을 통해 유동하는 유체의 압력에 의해 회전 운동하면서 밸브홀을 개폐하는 밸브체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

드라이러닝 방지 기능을 갖는 이동식 잠수 펌프 모듈{Mobile Submerged Pump Module Having Dry-running Prevention Function}

본 발명은 유체에 잠수하여 유체를 외부로 펌핑하는 잠수 펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물 등의 유체 속에 잠수하여 유체를 외부로 펌핑할 때 유체가 아닌 공기가 펌프 내로 유입되어 작동되는 드라이러닝(dry-running) 현상을 방지할 수 있도록 한 드라이러닝 방지 기능을 갖는 이동식 잠수 펌프 모듈에 관한 것이다.

종래부터 사용되고 있는 잠수형 펌프는 유체 속에 잠수하여 유체를 강제로 흡입하여 외부로 펌핑하는 기능을 하도록 구성된다. 그런데, 유체를 펌핑하는 과정에서 유체의 수위가 바닥에 근접할 정도로 낮아져 유체가 펌프 내로 유입되지 않으면, 유체에 원심력이 작용하지 않아 압력이 발생하지 않게 되는 드라이러닝(dry-running) 현상이 발생하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 등록특허 제10-0610476호에 흡입정의 높이를 키워서 흡입정의 관로 단면적을 충분히 확보한 후 돌출형의 코밍을 만들어 펌프를 설치함으로써 펌프의 수차와 흡입정 바닥과의 간극을 규정치 이내로 조정할 수 있도록 하여 드라이러닝을 방지할 수 있는 잠수형 펌프가 개시되어 있다.

그런데 상기와 같은 잠수형 펌프는 대형 선박에 적용하기 위한 것으로, 홍수가 발생하여 건물 내부가 침수되거나 물탱크 등에서 물을 외부로 배출하기 위한 용도로 사용하기에는 부적합한 문제가 있다.

등록특허 제10-0610476호(2006.08.01. 등록) 공개특허 제10-2015-0071753호(2015.06.29. 공개)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 소형화가 용이하여 좁은 장소에서도 사용이 가능하고, 펌프가 상하좌우로 요동하거나 바닥면에 근접하여 물이 펌프 내로 공급되지 못할 경우 공기가 펌프로 유입되어 드라이러닝이 발생하는 현상을 방지할 수 있는 이동식 잠수 펌프 모듈을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동식 잠수 펌프 모듈은, 유체 속에 잠겨져 유체를 외부로 펌핑하는 잠수 펌프 모듈에 있어서, 상부면에 잠수펌프가 장착되며, 내부에 유체를 저장하는 흡입챔버가 마련되며, 하부에 상기 흡입챔버 및 외부와 연통되는 적어도 1개 이상의 밸브홀이 형성되어 있는 통 형태의 본체와; 상기 본체의 내측에서 일단이 본체에 힌지축을 중심으로 회전 가능하게 설치되어, 상기 밸브홀을 통해 유동하는 유체의 압력에 의해 회전 운동하면서 밸브홀을 개폐하는 밸브체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 잠수펌프의 펌핑 작동 중 잠수 펌프 모듈이 바닥에 근접하거나 심한 요동이 발생하여 흡입챔버 내부의 유체가 밸브홀을 통해 외부로 유출되는 현상이 발생할 경우, 밸브홀 쪽으로 유동하는 유체가 밸브체를 하측으로 가압하게 되어 밸브체가 밸브홀을 폐쇄하게 된다. 따라서 흡입챔버 내부에는 항상 유체가 존재하게 되므로 잠수펌프의 드라이러닝 현상이 방지될 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 잠수 펌프 모듈의 단면도이다.
도 2는 도 1의 이동식 잠수 펌프 모듈의 밸브체의 폐쇄 작동 상태를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 이동식 잠수 펌프 모듈의 밸브체의 다른 실시예를 나타낸 요부 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 이동식 잠수 펌프 모듈의 또 다른 실시예를 나타낸 요부 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 드라이러닝 방지 기능을 갖는 이동식 잠수 펌프 모듈의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 잠수 펌프 모듈은 잠수펌프(1)와, 본체(10)와, 본체(10) 내에 회전 가능하게 설치되는 밸브체(20) 등을 포함한다.

상기 본체(10)는 상부면 중앙이 개방된 원통 또는 다각형 통으로 이루어지며, 상부면 중앙의 개방된 부분에 잠수펌프(1)가 고정되게 설치되어 잠수펌프(1)와 함께 유체(예를 들어 물) 속에 잠겨진다. 상기 본체(10)의 내부에는 유체를 저장하는 흡입챔버(11)가 마련되며, 하부에는 상기 흡입챔버(11) 및 외부와 연통되는 복수의 밸브홀(12)이 일정 간격으로 배열된다. 상기 밸브홀(12)은 원형으로 형성됨이 바람직하다.

상기 본체(10)의 상부면에는 흡입챔버(11) 내부로 유체가 유입될 수 있도록 개구부(13)가 개방되게 형성될 수 있다.

상기 잠수펌프(1)는 상기 본체(10)의 상부에 장착되어 흡입챔버(11) 내부에 저장된 물을 외부로 펌핑하도록 구성된다. 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 잠수펌프(1)의 내부에는 모터와 모터에 의해 회전하면서 유체를 압축시켜 펌핑하는 편심 캠 등이 설치된다.

상기 밸브체(20)는 일단이 본체(10) 하부면에 결합되는 힌지축(21)을 중심으로 회전 가능하게 설치되어, 상기 밸브홀(12)을 통해 유동하는 유체의 압력에 의해 회전 운동하면서 밸브홀(12)을 개폐하는 작용을 수행한다. 즉, 밸브홀(12)을 통해 흡입챔버(11) 내측으로 유체가 유입될 때에는 힌지축(21)을 중심으로 상측으로 회전하여 밸브홀(12)을 개방하고, 흡입챔버(11) 내측에서 밸브홀(12)을 통해 외측으로 유체가 빠져나가게 되면 밸브체(20)가 하측으로 회전하여 밸브홀(12)을 폐쇄함으로써 밸브홀(12)을 통해 더 이상 유체가 빠져나가지 못하게 하여 흡입챔버(11) 내부에 유체를 유지하는 작용을 한다.

상기 밸브체(20)는 유체의 비중보다 약간 크게 설계되어, 밸브체(20)의 하측에서 유체에 의해 압력이 가해지게 되면 밸브체(20)가 유체의 압력에 의해 부유되면서 회전하고, 밸브체(20)의 상측에서 유체가 유동하여 압력이 가해지게 되면 밸브체(20)가 하측으로 회전하여 밸브홀(12)을 폐쇄할 수 있게 된 것이 바람직하다.

상기 밸브체(20)는 도 1 및 도 2에 도시한 것과 같이 속이 빈 타원형으로 이루어지거나, 도 3에 도시한 것과 같이 아래쪽으로 오목한 반구형으로 이루어질 수 있다.

이와 같은 본 발명의 수중 펌프 모듈은 유체 내부에 잠겨질 때 유체가 밸브홀(12)을 통해 밸브체(20)에 압력을 가하게 되어 밸브체(20)를 상측으로 회전시키게 되고, 이에 따라 밸브홀(12)을 통해 흡입챔버(11) 내로 유체가 유입되어 잠수펌프(1)의 하부가 유체에 잠겨지게 된다.

이 상태에서 잠수펌프(1)가 작동하여 흡입챔버(11) 내의 유체를 외부로 펌핑하게 되면 흡입챔버(11) 내부의 압력이 낮아지면서 지속적으로 밸브홀(12)을 통해 흡입챔버(11) 내부로 유체가 유입될 수 있게 된다.

이러한 잠수펌프(1)의 펌핑 작동 중 잠수 펌프 모듈이 바닥에 근접하거나 심한 요동이 발생하여 흡입챔버(11) 내부의 유체가 밸브홀(12)을 통해 외부로 유출되는 현상이 발생할 경우, 밸브홀(12) 쪽으로 유동하는 유체가 밸브체(20)를 하측으로 가압하게 되어 밸브체(20)가 밸브홀(12)을 폐쇄하게 된다. 따라서 흡입챔버(11) 내부에는 항상 유체가 존재하게 되므로 잠수펌프(1)의 저부하 운전 또는 무부하 운전, 즉 드라이러닝 현상이 방지될 수 있게 된다.

한편, 상기 본체(10)의 외부에서 상기 밸브홀(12)을 통해 흡입챔버(11) 내로 유체가 유입될 때 상기 밸브체(20)는 본체(10)의 바닥면에 대해 예각을 이루어야 한다. 따라서 밸브체(20)의 회전 각도를 제한하기 위한 회전제한수단을 추가로 구성하는 것이 바람직하다.

이 실시예에서 상기 회전제한수단은, 상기 밸브체(20)의 힌지축(21)과 연결된 일단부의 반대편 일단부와 상기 본체(10)를 연결하면서 밸브체(20)의 회전 각도를 제한하는 와이어(30)로 구성된다. 따라서 밸브홀(12)을 통해 흡입챔버(11) 내부로 유입되는 유체에 의해 밸브체(20)가 상향 회전할 때 밸브체(20)는 와이어(30)에 의해 더 이상 회전하지 못하고 일정한 각도를 유지하게 된다.

또한 상기 밸브체(20)가 밸브홀(12)을 개폐할 때 더욱 확실한 폐쇄 동작이 될 수 있도록 하기 위하여 도 4에 도시한 것과 같이 상기 밸브홀(12)의 내측에 상부면과 하부면이 개방된 원통 관 형태로 이루어지며, 상부면이 일정 각도로 경사지게 형성된 유체가이드(40)가 설치된다. 상기 유체가이드(40)의 상단부는 상기 밸브홀(12)의 상측으로 돌출되게 설치되며 유체가이드(40)의 개방된 상부면은 상기 밸브체(20)에 의해 개폐된다. 또한 상기 밸브홀(12)의 상측으로 돌출된 유체가이드(40)의 상단부의 높이가 상기 힌지축(21)으로부터 먼 쪽이 힌지축(21)으로부터 가까운 쪽보다 높도록 유체가이드(40)의 상부면이 일정 각도로 경사지게 형성된다. 따라서, 상기 밸브체(20)가 유체가이드(40)의 경사진 상부면에 밀착되면서 유로를 폐쇄하여 더욱 신속하게 유로를 폐쇄할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 잠수 펌프 모듈이 유체 속에 잠겨지게 되면 밸브홀(12)을 통해 흡입챔버(11) 내부로 유체가 유입되어 잠수펌프(1)가 유체를 원활하게 펌핑할 수 있게 되고, 잠수펌프(1)의 펌핑 작동 중 잠수 펌프 모듈이 바닥에 근접하거나 심한 요동이 발생하여 흡입챔버(11) 내부의 유체가 밸브홀(12)을 통해 외부로 유출되는 현상이 발생할 경우, 밸브홀(12) 쪽으로 유동하는 유체가 밸브체(20)를 하측으로 가압하게 되어 밸브체(20)가 밸브홀(12)을 폐쇄하게 된다. 따라서 흡입챔버(11) 내부에는 항상 유체가 존재하게 되므로 잠수펌프(1)의 드라이러닝 현상이 방지될 수 있게 된다.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

1 : 잠수펌프 10 : 본체
11 : 흡입챔버 12 : 밸브홀
13 : 개구부 20 : 밸브체
21 : 힌지축 30 : 와이어
40 : 유체가이드

Claims (7)

1. 유체 속에 잠겨져 유체를 외부로 펌핑하는 잠수 펌프 모듈에 있어서,
   상부면에 잠수펌프(1)가 장착되며, 상부면에 유체가 유입되는 개구부(13)가 형성되어 있고, 내부에 유체를 저장하는 흡입챔버(11)가 마련되며, 바닥면에 상기 흡입챔버(11) 및 외부와 연통되는 적어도 1개 이상의 밸브홀(12)이 형성되어 있는 통 형태의 본체(10)와;
   아래쪽으로 오목한 반구형 또는 속이 빈 타원형으로 되어, 상기 본체(10)의 내측에서 일단이 본체(10)의 바닥면에 힌지축(21)을 중심으로 상하방향으로 회전 가능하게 설치되며, 상기 밸브홀(12)을 통해 유동하는 유체의 압력에 의해 회전 운동하면서 밸브홀(12)을 개폐하는 밸브체(20)와;
   상부면과 하부면이 개방된 원통 관 형태로 이루어져 상기 밸브홀(12)의 내측으로 삽입되어 설치되며, 상단부가 상기 밸브홀(12)의 상측으로 돌출되어 상부면이 상기 밸브체(20)에 의해 개폐되는 원통형의 유체가이드(40)와;
   상기 본체(10)의 외부에서 상기 유체가이드(40)를 통해 흡입챔버(11) 내로 유체가 유입될 때 밸브체(20)의 회전 각도를 제한하기 위한 회전제한수단으로서, 일단이 상기 밸브체(20)의 힌지축(21)과 연결된 부분의 반대편에 연결되고 다른 일단부가 상기 본체(10)의 바닥면에 연결되어 밸브체(20)의 회전 각도를 제한하는 와이어(30);
   를 포함하며,
   상기 밸브홀(12)의 상측으로 돌출된 유체가이드(40)의 상단부의 높이가 상기 힌지축(21)으로부터 먼 쪽이 힌지축(21)으로부터 가까운 쪽보다 높도록 유체가이드(40)의 상부면이 일정 각도로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 드라이러닝 방지 기능을 갖는 이동식 잠수 펌프 모듈.
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