KR101909620B1

KR101909620B1 - 오폐수 처리용 수중 스파이럴 펌프

Info

Publication number: KR101909620B1
Application number: KR1020180047806A
Authority: KR
Inventors: 김석관
Original assignee: (주)오비스
Priority date: 2018-04-25
Filing date: 2018-04-25
Publication date: 2018-10-18

Abstract

본 발명은 오폐수 처리를 위하여 수중에 설치되는 스파이럴 펌프에 있어서: 모터(11)에 연결된 구동축(12)을 갖춘 본체(10); 상기 구동축(12)의 하단에 이중나선홈(23)을 형성하도록 결합되고, 이중나선홈(23)의 하단에 블레이드(25)를 구비하는 임펠러(20); 및 상기 임펠러(20)의 하측에 블레이드(25)와 대향하도록 배치되고, 오폐수에 내재된 고형물을 절단하는 절단체(35)를 지닌 절단수단(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 오폐수 처리시설에서 스파이럴 임펠러를 기반으로 적정한 펌핑 유량과 경질 이물질의 절단력 확보로 성능 저하를 방지하여 다양한 설치환경의 변화에 대응한 유용성을 향상하는 효과가 있다.

Description

오폐수 처리용 수중 스파이럴 펌프{SUBMERGED SPIRAL PUMP FOR WASTE WATER TREATMENT}

본 발명은 수중 스파이럴 펌프에 대한 것으로서, 특히 오폐수 처리시설에서 스파이럴 임펠러를 기반으로 각종 고형분 이물질의 분쇄를 유발하는 오폐수 처리용 수중 스파이럴 펌프에 관한 것이다.

각종 오폐수를 처리하는 환경설비에 설치되는 수중 스파이럴 펌프는 오폐수를 펌핑하는 과정에서 오폐수와 함께 유입되는 고형물을 절단 및 분쇄함에 따라, 고형물에 의한 펌프의 부하 증가를 방지하는 동시에 오폐수에 대한 펌핑 작업을 원활하게 수행할 수 있다. 오폐수에 많은 이물질이 잔존하는 경우 별도의 커터를 장착하는 방식으로 커팅 성능이 확보되지만, 펌핑할 수 있는 유량이 적어 펌프의 성능을 확보하기 어려운 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 선행기술문헌으로서 한국 등록특허공보 제0918876호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제1314650호(선행문헌 2) 등을 참조할 수 있다.

선행문헌 1은 유체가 유입되는 케이싱의 하부면에 장착되는 절단 칼날을 통해 내부로 유입되는 고형 이물질을 1차 절단하고, 유체의 흡입을 위해 회전 구동되는 임펠러에 의해 내부로 유입되는 고형 이물질을 2차 절단하는 방식을 통해 고형 이물질이 케이싱 내부로 유입되며 2중 절단되어, 고형 이물질에 대한 절단 성능이 향상되고 손상이 방지되는 효과를 기대한다.

선행문헌 2는 스크류형 임펠러를 수용하는 임펠러 하우징과, 스크류형 임펠러 사이에 슬러지 끼임을 방지하는 회전체로 구성된 스크류형 수중펌프에 있어서, 임펠러 하우징의 내경에는 스크류형 임펠러와 간섭되어 슬러지를 잘게 분쇄하기 위한 요철부가 배열 형성된다. 이에, 슬러지 끼임으로 인한 모터의 과부하 방지, 펌핑 효율 향상, 수중펌프의 수명 연장 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행문헌은 비교적 유연한 물성의 이물질에 적합한 구조이므로 나뭇가지와 같은 경질의 이물질이 포함된 오폐수 처리에 적용하기 미흡하다.

한국 등록특허공보 제0918876호 "수중 분쇄 펌프" (공개일자 : 2009.09.28.) 한국 등록특허공보 제1314650호 "스크류형 수중펌프" (공개일자 : 2013.10.04.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 오폐수 처리시설에서 스파이럴 임펠러를 기반으로 적정한 펌핑 유량을 유지하면서 경질의 이물질을 절단하는 기능성을 높여 성능 저하를 방지하는 오폐수 처리용 수중 스파이럴 펌프를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 오폐수 처리를 위하여 수중에 설치되는 스파이럴 펌프에 있어서: 모터에 연결된 구동축을 갖춘 본체; 상기 구동축의 하단에 이중나선홈을 형성하도록 결합되고, 이중나선홈의 하단에 블레이드를 구비하는 임펠러; 및 상기 임펠러의 하측에 블레이드와 대향하도록 배치되고, 오폐수에 내재된 고형물을 절단하는 절단체를 지닌 절단수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 절단수단은 절단체의 고정커터에서 상부절단면과 하부절단면 사이를 경사면으로 연결한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 고정커터는 상부절단면과 하부절단면의 단부를 파형으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 절단수단은 절단체에 대향하게 결합되는 가동수단을 더 구비하고, 가동수단은 가동커터를 지닌 가동체를 상하운동 가능하게 지지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예에 따른 세부 구성으로서, 상기 가동체는 임펠러의 하단에 결합되는 구동기어에 맞물림 가능한 피동기어를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예에 따른 세부 구성으로서, 상기 가동체는 구동축과 동심으로 배치되는 보조축에 연결되어 외력에 의한 회전운동 또는 상하운동을 유발하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예에 따른 세부 구성으로서, 상기 가동수단은 절단체의 저면에 형성되는 치형홈, 가동커터를 회전 가능하게 지지하는 회전축, 치형홈과 맞물리도록 가동커터에 결합되는 피니언을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 오폐수 처리시설에서 스파이럴 임펠러를 기반으로 적정한 펌핑 유량과 경질 이물질의 절단력 확보로 성능 저하를 방지하여 다양한 설치환경의 변화에 대응한 유용성을 향상하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 펌프를 종단하여 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 펌프의 주요부는 나타내는 분해 사시도
도 3은 본 발명에 따른 펌프의 변형예를 나타내는 모식도
도 4는 도 3의 펌프의 작동 전후 상태를 나타내는 모식도
도 5는 본 발명에 따른 또 다른 변형예를 나타내는 모식도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 오폐수 처리를 위하여 수중에 설치되는 스파이럴 펌프에 관하여 제안한다. 마모성 슬러지를 포함하는 오폐수 이송 과정에서 흡입 및 토출시 각종 이물질을 걸림 없이 파쇄하면서 이송하는 스파이럴 펌프를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 이물질 중에는 천이나 고무장갑과 같은 연질물 외에 나뭇가지와 같은 경질물이 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 본체(10)는 모터(11)에 연결된 구동축(12)을 갖춘 구조이다. 본체(10)는 내부에 수직으로 배치되는 모터(11)와 구동축(12)을 지니고, 하단에 원주상으로 흡입공이 형성되는 흡입대(15)를 지닌다. 도 1을 참조하면 하측으로 유입되는 오폐수가 원심력에 의하여 측방으로 이송되는 상태를 예시한다.

또, 본 발명에 따르면 임펠러(20)가 상기 구동축(12)의 하단에 이중나선홈(23)을 형성하도록 결합되고, 이중나선홈(23)의 하단에 블레이드(25)를 구비하는 구조이다. 도 2에서 임펠러(20)의 베이스(21)의 하방향으로 보스(22)가 배치되고, 보스(22)의 주변에 이중나선홈(23)이 형성된 상태를 예시한다. 임펠러(20)의 이중나선홈(23)은 양정을 높이는 측면은 물론 블레이드(25)에 의한 이물질의 절단력을 높이는 측면에서 유리하다. 블레이드(25)는 보스(22)의 하단을 중심으로 일직선 상으로 배치되며, 각각 이중나선홈(23)의 일측 및 타측 유로의 하단을 형성한다. 이에, 오폐수에 내재된 이물질이 이중나선홈(23)으로 유입되는 순간 블레이드(25) 및 후술하는 절단체(35)의 상호작용에 의하여 파쇄된다.

이때, 도시에는 생략하나, 임펠러(20)의 블레이드(25)는 일체로 형성되지 않고 마모시 교체가 가능하도록 착탈 가능하게 설치할 수 있다.

또, 본 발명에 따르면 오폐수에 내재된 고형물을 절단하는 절단체(35)를 지닌 절단수단(30)이 상기 임펠러(20)의 하측에 블레이드(25)와 대향하도록 배치되는 구조이다. 도 2 및 도 3에서, 임펠러(20)의 하측에 대향하도록 배치되는 절단체(35)가 3개의 고정커터(36)를 방사상으로 갖춘 상태를 예시한다. 블레이드(25)와 고정커터(36)는 일정한 틈새를 유지하면서 절단 기능을 수행한다.

한편, 경우에 따라서 절단체(35)는 별도의 유도관(31)를 개재하여 임펠러(20)의 하측에 배치될 수 있다. 유도관(31)은 상단에서 본체(10)와 결합되는 동시에 하단에서 플랜지 상의 체결홈(33)으로 절단체(35)와 결합된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 절단수단(30)은 절단체(35)의 고정커터(36)에서 상부절단면(36a)과 하부절단면(36b) 사이를 경사면(37)으로 연결한 것을 특징으로 한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 상부절단면(36a)은 임펠러(20)의 블레이드(25)와 대향하는 부분이고, 하부절단면(36b)은 상부절단면(36a)의 하측으로 연장되는 부분이다. 고정커터(36)의 상부절단면(36a)과 하부절단면(36b)이 평면에서 볼 때 어긋나서 경사면(37)으로 연결된다. 이에, 상부절단면(36a)의 에지가 예각으로 형성되므로 유동하는 이물질에 대한 절단력을 높인다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 고정커터(36)는 상부절단면(36a)과 하부절단면(36b)의 단부를 파형으로 형성하는 것을 특징으로 한다. 도 3에서 상부절단면(36a)과 하부절단면(36b)의 에지가 파형으로 형성되어 이물질에 대한 파쇄와 절단을 가속화한다. 파형은 둥근 형태에 한정되지 않고 삼각형, 마름모형, 그 혼합형으로 구성될 수 있다. 파형은 절단면(36a)(36b)은 물론 경사면(37)까지 연장되어 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 변형예로서, 상기 절단수단(30)은 절단체(35)에 대향하게 결합되는 가동수단(40)을 더 구비하고, 가동수단(40)은 가동커터(46)를 지닌 가동체(45)를 상하운동 가능하게 지지하는 것을 특징으로 한다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 가동수단(40)은 절단체(35)의 하단에 안내대(41)를 개재하여 가동체(45)를 상하운동 가능하게 지지한다. 물론 가동체(45)는 안내대(41)의 내부에서 절단체(35)와 대향된 상태로 회전가능하게 지지된다. 가동체(45)의 원활한 회전을 위해 롤러, 테프론 수지 등을 개재시킬 수 있다.

본 발명의 변형예에 따른 세부 구성으로서, 상기 가동체(45)는 임펠러(20)의 하단에 결합되는 구동기어(42)에 맞물림 가능한 피동기어(47)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 구동기어(42)는 임펠러(20)와 일체로 형성될 수도 있고, 별도로 형성되어 구동축(12)의 하단에 결합될 수도 있다. 피동기어(47)는 가동체(45)의 중심에서 구동기어(42)와 대향한 상태로 맞물림 가능하게 형성된다. 가동수단(40)의 가동체(45)는 특히 나뭇가지와 같은 경질물의 파쇄와 절단을 유도한다.

도 4(a)와 같이 평상시 가동체(45)는 자중으로 낙하된 상태이므로 구동기어(42)와 피동기어(47)의 맞물림이 해제되어 정지된다. 만일 나뭇가지 등이 진입하면서 제대로 파쇄되지 않는 경우 입구를 막아 펌핑의 저항으로 작용한다. 그러나, 나뭇가지의 흡인에 따라 가동체(45)가 상승되면 도 4(b)처럼 구동기어(42)와 피동기어(47)가 맞물리므로 가동체(45)의 회전이 유발된다. 이에, 가동체(45)에 의하여 나뭇가지의 일차적인 절단이 수행되거나 적어도 자세변동을 유발하여 펌핑 저항의 증대를 방지한다.

본 발명의 변형예에 따른 세부 구성으로서, 상기 가동체(45)는 구동축(12)과 동심으로 배치되는 보조축(13)에 연결되어 외력에 의한 회전운동 또는 상하운동을 유발하는 것을 특징으로 한다. 도 5를 참조하면, 구동축(12)과 동심으로 보조축(13)이 관통되어 가동체(45)에 도달하는 상태를 예시한다. 도시에는 생략하나, 보조축(13)은 상단에서 별도의 모터에 연결되어 회전되거나 솔레노이드에 연결되어 상하운동될 수 있다. 보조축(13)이 별도의 모터로 구동되는 경우 구동기어(42)와 피동기어(47)는 생략될 수 있다.

본 발명의 변형예에 따른 세부 구성으로서, 상기 가동수단(40)은 절단체(35)의 저면에 형성되는 치형홈(52), 가동커터(46)를 회전 가능하게 지지하는 회전축(54), 치형홈(52)과 맞물리도록 가동커터(46)에 결합되는 피니언(56)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 치형홈(52)은 절단체(35)의 저면에 환상으로 배치되면서 돌출되지 않도록 형성된다. 도 3에서 가동커터(46)는 고정커터(36)와 동일한 3개로 나타내지만 이보다 적은 수량으로 배치될 수 있다. 가동커터(46)는 양단으로 노출된 회전축(54)을 개재하여 회전 가능하게 지지된다. 가동커터(46)에서 회전축(54)의 외측 단부에 인접하여 피니언(56)이 결합된다.

이에 따라, 전술한 도 4(b)의 상태에서 가동체(45)의 회전 및 가동커터(46)의 회전이 동시에 유발된다. 가동커터(46)의 회전에 의한 절단력이 높지 않더라도 나뭇가지의 자세를 변동하여 블레이드(25)에 의한 절단을 조력한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 본체 11: 모터
12: 구동축 13: 보조축
15: 흡입대 20: 임펠러
22: 보스 23: 이중나선홈
25: 블레이드 30: 절단수단
31: 유도관 35: 절단체
36: 고정커터 36a: 상부절단면
36b: 하부절단면 37: 경사면
40: 가동수단 41: 안내대
42: 구동기어 45: 가동체
46: 가동커터 47: 피동기어
52: 치형홈 54: 회전축
56: 피니언

Claims

오폐수 처리를 위하여 수중에 설치되는 스파이럴 펌프에 있어서:
모터(11)에 연결된 구동축(12)을 갖춘 본체(10);
상기 구동축(12)의 하단에 이중나선홈(23)을 형성하도록 결합되고, 이중나선홈(23)의 하단에 블레이드(25)를 구비하는 임펠러(20); 및
상기 임펠러(20)의 하측에 블레이드(25)와 대향하도록 배치되고, 오폐수에 내재된 고형물을 절단하는 절단체(35)를 지닌 절단수단(30);을 포함하여 이루어지되,
상기 블레이드(25)는 이중나선홈(23)에 의한 일측 및 타측 유로의 하단을 형성하도록 보스(22)의 하단을 중심으로 일직선 상으로 배치되고,
상기 절단수단(30)은 절단체(35)의 고정커터(36)에서 평면으로 볼 때 어긋나는 상부절단면(36a)과 하부절단면(36b) 사이를 경사면(37)으로 연결하며,
상기 고정커터(36)는 상부절단면(36a)과 하부절단면(36b)의 단부를 파형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리용 수중 스파이럴 펌프.
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청구항 1에 있어서,
상기 절단수단(30)은 절단체(35)에 대향하게 결합되는 가동수단(40)을 더 구비하고, 가동수단(40)은 가동커터(46)를 지닌 가동체(45)를 상하운동 가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리용 수중 스파이럴 펌프.
청구항 4에 있어서,
상기 가동체(45)는 임펠러(20)의 하단에 결합되는 구동기어(42)에 맞물림 가능한 피동기어(47)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리용 수중 스파이럴 펌프.
청구항 4에 있어서,
상기 가동체(45)는 구동축(12)과 동심으로 배치되는 보조축(13)에 연결되어 외력에 의한 회전운동 또는 상하운동을 유발하는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리용 수중 스파이럴 펌프.
청구항 4에 있어서,
상기 가동수단(40)은 절단체(35)의 저면에 형성되는 치형홈(52), 가동커터(46)를 회전 가능하게 지지하는 회전축(54), 치형홈(52)과 맞물리도록 가동커터(46)에 결합되는 피니언(56)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 오폐수 처리용 수중 스파이럴 펌프.