KR101950651B1 - 고효율 시동 사이펀 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일측의 유체를 사이펀 작용에 의하여 타측으로 이송하는 사이펀 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 빠른 시간 내에 사이펀의 시동이 가능한 고효율 시동 사이펀 장치에 관한 것이다.
본 발명은; 전체 사이펀관에서 가장 높은 곳에 위치하며 관의 양쪽 끝이 높이가 동일한 평행관과, 높은 쪽 일단은 상기 평행관에 연결되며, 낮은 쪽 일단은 유입될 물의 수면 아래에 잠기어 있는 상향관과, 높은 쪽 일단은 상기 평행관에 연결되며, 낮은 쪽 일단은 상기 유입될 물의 수면보다 낮은 고도를 갖는 하향관과, 일단이 상기 하향관에 연결되며, 반대편 일단은 관의 중간 부분 보다 높은 고도를 가지며, 관의 중간 부분에 물이 고이면, 중간 부분이 물로 완전히 막히는 트랩관으로 이루어진 사이펀관과; 상기 사이펀관에 물을 공급할 수 있는 급수펌프와, 일단은 상기 급수펌프에 연결되며, 반대편 일단은 상기 유입될 물의 수면 아래 잠기어 있는 흡입관과, 일단은 상기 급수펌프에 연결되며, 반대편 일단은 상기 사이펀관에 연결되는 급수관으로 구성되는 사이펀 시동부와; 상기 사이펀관에 공기를 주입하여 상기 사이펀의 작동을 멈출 수 있는 공기밸브로 구성되는 사이펀 제어부를 포함하여 구성되며, 상기 하향관의 내면에 물의 흐름방향과 예각을 이루며 관의 내면에 나선형으로 이어진 시동촉진돌기를 가진 것을 특징으로 하는 고효율 시동 사이펀 장치를 개시한다.

Description

고효율 시동 사이펀 장치 {Siphon equipment with high efficiency priming}

본 발명은 일측의 유체를 사이펀 작용에 의하여 타측으로 이송하는 사이펀 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사이펀 장치를 효율적으로 빠른 시간 내에 시동할 수 있는 기능을 가진 고효율 시동 장치가 부착된 사이펀 장치에 관한 것이다.

사이펀 장치는 수위가 높은 유체를 사이펀 작용에 의하여 수위가 낮은 곳으로 이송하는 장치로서, 별도의 외부 에너지를 사용하지 않고 수위차에 의한 수압을 이용하여 많은 양의 유체를 무동력으로 옮길 수 있는 고효율 유체 이송 장치이다. 사이펀 장치는 저수지, 댐과 같은 곳에 설치되어 수위를 조절하는 데 활용되며, 취수가 필요한 경우에도 활용되고 있다.

종래에는 저수지나 댐의 수위와는 상관없이, 취수를 원하는 시점에 언제든지 사이펀 장치를 시동하기 위해서 밸브와 진공 펌프를 조합한 사이펀 시동 장치를 활용하였다. 밸브를 이용하여 사이펀관의 일단을 막고, 진공 펌프를 이용하여 사이펀관 내부의 압력을 낮추어서, 사이펀관의 다른 일단으로 물이 흡입되어 사이펀관을 채우는 방식이다. 사이펀관이 물로 가득한 후에, 사이펀관의 일단에 있는 밸브를 열면 비로서 사이펀관을 통해서 연속적으로 물이 이송되기 시작한다. 이러한 종래의 사이펀 시동 장치는 고가의 밸브와 진공펌프가 필요하며, 시동 방식이 비효율적이어서 시동 과정이 번거롭고, 시동에 많은 에너지와 시간이 필요한 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 구성이 간단하고, 고가의 밸브나 진공펌프가 없이도, 효율이 높아서 빠른 시간 내에 사이펀을 시동할 수 있는 고효율 시동 장치가 부착된 사이펀 장치를 제공하는 데 있다.

전체 사이펀관에서 가장 높은 곳에 위치하며 관의 양쪽 끝이 높이가 동일한 평행관과, 높은 쪽 일단은 상기 평행관에 연결되며, 낮은 쪽 일단은 유입될 물의 수면 아래에 잠기어 있는 상향관과, 높은 쪽 일단은 상기 평행관에 연결되며, 낮은 쪽 일단은 상기 유입될 물의 수면보다 낮은 고도를 갖는 하향관과, 일단이 상기 하향관에 연결되며, 반대편 일단은 관의 중간 부분 보다 높은 고도를 가지며, 관의 중간 부분에 물이 고이면, 중간 부분이 물로 완전히 막힐 수 있는 트랩관으로 이루어진 사이펀관과; 상기 사이펀관에 물을 공급할 수 있는 급수펌프와, 일단은 상기 급수펌프에 연결되며, 반대편 일단은 상기 유입될 물의 수면 아래 잠기어 있는 흡입관과, 일단은 상기 급수펌프에 연결되며, 반대편 일단은 상기 사이펀관에 연결되는 급수관으로 구성되는 사이펀 시동부와; 상기 사이펀관에 공기를 주입하여 상기 사이펀의 작동을 멈출 수 있는 공기밸브로 구성되는 사이펀 제어부를 포함하여 구성되며, 상기 하향관의 내면에 물의 흐름방향과 예각을 이루며 관의 내면에 나선형으로 이어진 시동촉진돌기를 가진 것을 특징으로 하는 고효율 시동 사이펀 장치를 개시한다.

상기 시동촉진돌기는 관의 바닥 부분부터 형성되어 있으며, 적어도 한 쪽 끝은 관의 반경보다 높게 형성될 수 있다.

상기 급수관과 상기 사이펀관이 서로 예각으로 연결될 수 있다.

상기 평행관과 상기 하향관이 연결된 부위 또는 연결 부위의 주변에 상기 급수관이 연결될 수 있다.

상기 하향관의 높은 쪽 일단의 관경보다 낮은 쪽 일단의 관경이 더 작을 수 있다.

트랩관 중간부분의 측면 프로파일에서, 상부에 위치하는 트랩관의 최저점이 하부에 위치하는 트랩관의 최저점보다 하향관에 더 가깝게 형성될 수 있다.

사이펀을 통해 흐르는 물의 유량을 조절할 수 있는 유량 조절밸브가 상기 평행관에 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 사이펀 장치는 사이펀 시동 장치가 부착되어 있으므로, 댐이나 저수지에 있는 물의 수위와는 상관없이 원하는 시점에 언제든지 빠르게 사이펀 장치를 가동할 수 있어서 사이펀 장치의 활용도를 극대화할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따른 사이펀 장치는 사이펀관 끝을 막는 밸브나 진공펌프가 필요 없어서 제작 비용이 절감되며, 기계 고장의 염려가 적으며, 유지 관리비도 절감되는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따른 사이펀 장치는 사이펀 시동 초기에 작은 급수량을 가지고도 효율적으로 사이펀 장치 내에 진공도를 높임으로써, 에너지가 절감되고 가동 시간이 단축되는 이점이 있다.

또한 본 발명은 사이펀 작용으로 물이 흐를 때, 사이펀관 내에 물의 흐름을 방해하는 요소가 적어서 동일 관경의 다른 사이펀 장치에 비해서 물 이송 속도가 높다.

또한 본 발명에 따른 사이펀 장치는 사이펀을 통해 흐르는 물의 유속이 빠른 곳은 사이펀 관의 관경을 좁혀서 사이펀관에서 발생할 수 있는 진동을 최소화함으로써, 소음을 줄이고 사이펀관의 파손을 방지한다.

도 1은 사이펀관을 보여주는 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고효율 시동장치가 부착된 사이펀관을 보여주는 평면도이다.
도 3은 평행관과 급수관의 연결부를 보여주는 평면도(a) 및 측면 단면도(b)이다.
도 4는 시동촉진돌기가 형성된 하향관을 보여주는 평면도(a)와 측면 단면도(b), 그리고 측면도(c)와 측면 단면도(d)이다.
도 5는 시동촉진돌기가 형성된 하향관을 보여주는 평면도(a) 및 전개도(b)이다.
도 6은 본 발명에 따른 트랩관의 구조를 보여주는 측면 단면도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 1은 사이펀관을 보여주는 측면도이다. 사어펀 장치가 설치되어 취수를 할 수 있는 곳은 저수지, 댐 등 취수 또는 배수될 물이 고여 있는 곳이다. 따라서 상향관의 일측은 상기 저수지 또는 댐에 있는 물 속에 잠겨 있게 된다. 사이펀 장치를 통해서 물이 흘러 나가는 쪽은 취수로 또는 배수지가 된다. 사이펀 양쪽의 수위차(△h)에 의해서 사이펀 현상이 유지되기 때문에 물이 유입되는 쪽의 수위(h1)는 물이 유출되는 쪽의 수위(h2)보다 높다. 사이펀관의 양 쪽의 수위차가 높을수록 물은 빠른 속도로 사이펀관을 통과하게 된다. 보통의 경우에, 사이펀관이 작동하면 유입되는 쪽의 수위는 낮아지는 반면에 유출되는 쪽의 수위는 그대로 유지된다. 따라서 시간이 흐름에 따라서 수위차가 작아지고, 이에 따라서 사이펀을 통해서 물이 이동하는 유속도 낮아지게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 고효율 시동장치가 부착된 사이펀관을 보여주는 평면도이다. 사이펀관은; 가장 높은 곳에 위치하며 관의 양쪽 끝이 높이가 동일한 평행관(2)과, 높은 쪽 일단은 상기 평행관에 연결되며 낮은 쪽 일단은 유입될 물의 수면 아래에 잠기어 있는 상향관(1)과, 높은 쪽 일단은 상기 평행관에 연결되며 낮은 쪽 일단은 상기 유입될 물의 수면보다 낮은 고도를 갖는 하향관(3), 그리고 일단이 상기 하향관에 연결되며 반대편 일단은 관의 중간 부분 보다 높은 고도를 가지며 관의 중간 부분에 물이 고이면, 중간 부분이 물로 완전히 막히는 트랩관(4)이 연결되어 이루어진다.

사이펀 시동부는; 사이펀관에 물을 공급할 수 있는 급수펌프(5)와, 일단은 상기 급수펌프에 연결되며 반대편 일단은 상기 유입될 물의 수면 아래 잠기어 있는 흡입관(6)과, 일단은 상기 급수펌프에 연결되며 반대편 일단은 상기 사이펀관에 연결되는 급수관(7)으로 구성된다.

사이펀 제어부는; 사이펀관에 공기를 주입하여 상기 사이펀의 작동을 멈출 수 있는 공기밸브(8)를 가지고 있다.

시동이 되기 전의 사이펀관은 내부가 비어 있으며, 시동 과정에서 사이펀관의 내부를 물로 채우면 그 때부터 사이펀 작용이 나타나면서 물은 무동력으로 연속적으로 흐르게 된다. 사이펀관에 시동 장치가 부착되어 있으면, 언제든지 사이펀관을 통해서 무동력으로 물을 이송시킬 수 있기 때문에 사이펀관의 활용도가 매우 커지고 사용이 편리하다. 더하여 사이펀 시동 장치가 고효율이면 시동에 필요한 에너지도 줄어들고, 사이펀 시동에 드는 시간도 단축시킬 수 있어 더욱 유용한 사이펀관이 될 수 있다. 본 발명에서는 간단하면서도 효율적인 사이펀 시동 장치가 부착된 사이펀 장치를 개시하고 있다.

본 발명의 사이펀관은 크게 네 부분으로 나뉘는데, 첫 번째 부분이 상향관(1)이다. 상향관은 낮은 쪽 일측이 유입될 물의 수면 아래에 잠기어 있으며, 높은 쪽 일측은 가장 고도가 높은 평행관에 연결되므로 전체적으로 관이 기울어 있다. 두 번째 부분은 상향관이 연결되며 사이펀관의 가장 높은 곳에 있는 부분이 평행관(2)이다. 세 번째 부분은 하향관(3)이다. 하향관은 높은 쪽 일측이 평행관과 연결되어 있으며, 낮은 쪽 일측은 상향관 일측이 잠기어 있는 물의 수면보다 더 낮은 고도를 가져야만 한다. 네 번째 부분은 트랩관(4)으로서 일측이 하향관와 연결되며, 반대편 일측이 물이 유출되는 유출구가 된다. 트랩관은 관의 중간부분이 양쪽 단부보다 낮아서 관의 중간부분에 고인 물이 관을 막게 되어 있다. 물에 잠긴 상향관(1) 끝인 유입구(11)로 유입된 물은 평행관(2)과 하향관(3), 그리고 트랩관(4)을 통과해서 트랩관의 끝인 유출구(41)로 유출되게 된다. 이 때 하향관의 낮은 쪽 수면 높이는 트랩관 끝의 유출구에 형성되는 트랩 유출구 수면(43)의 높이가 된다.

본 발명은 시동 단계에서 대기압 보다 낮은 기압을 상향관에 형성해서 상향관으로 물을 유입하게 되는데, 이 때 낮은 기압을 형성하는 것은 진공 펌프가 아니라 도 2에 나타난 것과 같은 급수펌프(5)이다. 급수펌프에서 공급된 물은 급수관(7)을 통해서 평행관(2)으로 들어오며, 평행관에 들어온 물이 하향관(3)으로 흘러가고, 하향관으로 들어온 물은 하향관의 경사를 타고 가속이 붙으면서 더욱 아래로 흐르게 된다. 아래로 흐르는 물줄기가 시동촉진돌기(9)를 만나면 바닥(bottom)에 붙어서 흐르던 물줄기가 관 벽을 타고 관의 상단(top)으로 올라가게 되고, 상단으로 올라가는 과정에서 중력에 의해서 다시 물이 바닥(bottom)으로 떨어지면서 물이 관 전체로 튀고 퍼지게 된다. 이 과정에서 기포와 수막이 생기며, 기포와 수막에 갇힌 공기는 물과 함께 트랩관을 통하여 외부로 유출된다. 그리고 공기가 물과 함께 빠져나가는 만큼 하향관 내부의 기압은 낮아지게 된다. 이 때 트랩관의 낮은 부분에 고인 물은 트랩관(4)을 막고 있으며, 유출구(41)로부터 공기가 역류해서 들어오는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.

결과적으로, 평행관에 공급된 물이 하향관을 통과하면서 하향관이 진공 펌프의 역할을 하게 되며, 트랩관은 진공 밸브의 역할을 하게 된다. 따라서 본 발명에 따른 사이펀 장치는 사이펀관 끝을 막는 밸브나 진공펌프가 필요 없어서 제작 비용이 절감되며, 기계 고장의 염려가 적으며, 유지 관리비도 절감되는 이점이 있다.

본 발명에 따른 사이펀 장치는 사이펀 시동 장치가 부착되어 있으므로, 댐이나 저수지에 있는 물의 수위와는 상관없이 원하는 시점에 언제든지 빠르게 사이펀 장치를 가동할 수 있어서 사이펀 장치의 활용도를 극대화할 수 있는 이점이 있다. 또한 본 발명에 따른 사이펀 장치는 급수폄프를 이용하여 사이펀관 내에 물을 급수하는 것만으로 사이펀 장치를 가동시킬 수 있어서 사이펀 시동이 매우 간편하다.

급수펌프(5)의 용량이 클수록 진공을 만들기에 더 유리하므로, 더 빠른 사이펀 시동이 가능하다. 상대적으로 용량이 작은 급수펌프를 이용하면서도 사이펀 시동 시간을 줄이기 위해서는 평행관(2)과 하향관(3)이 연결된 부위 또는 연결 부위의 주변에 상기 급수관(7)이 연결된 것이 유리하다. 급수구(71)가 상향관(1) 쪽으로 가깝게 갈수록 초기에 급수된 물이 하향관(3)까지 흘러가야 하는 거리가 멀어지게 된다. 실제로 평행관은 부분적으로 10도 내외의 각도를 가질 수 있으며, 경우에 따라서는 길이가 10m 이상이 될 수도 있다. 평형관에 급수된 물의 양이 임계 물량이 되어야만 평행관을 어느 정도 채우고 하향관에서 아래로 흘러내릴 수 있다. 따라서 급수구는 평행관과 하향관이 서로 연결되는 부위, 즉 평행관이 끝 부분이나 하향관의 시작 부분에 형성되는 것이 효율적이다. 하향 경사가 시작되는 부위로 들어온 물은 평행관을 채우는데 허비되지 않고, 바로 하향관을 타고 내려가면서 하향관 내의 압력을 낮추는 효과를 내게 된다.

도 3은 평행관과 급수관의 연결부를 보여주는 평면도(a) 및 측면 단면도(b)이다. 급수관(7)과 사이펀관이 만나는 각도(72)도 중요하다. 도 3에 나타난 것처럼 급수관(7)이 평행관(2)와 만나는 각도(72)가 예각인 경우에는 급수구를 통해서 들어온 물의 대부분이 하향관을 향해서 흘러가게 된다. 따라서 급수구로 물을 공급하는 즉시 진공 펌프 작용이 시작될 수 있으며, 공급된 물의 대부분이 바로 진공 펌프 작용을 하는데 쓰일 수 있게 된다. 또한 급수구(71)는 사이펀관의 바닥(bottom)이 아닌 상부(top) 쪽에 형성되는 것이 유리하다. 평행관의 중간(half line) 위에 위치한 급수구에서 물이 나오면, 나오는 즉시 아래로 흐르게 되므로 더욱 가속을 받아서 물이 빠르게 흐를 수 있게 된다.

도 4는 시동촉진돌기(9)가 형성된 하향관을 보여주는 평면도(a)와 측면 단면도(b), 그리고 시동촉진돌기(9)가 형성된 하향관의 측면도(c)와 측면 단면도(d)이다. 하향관의 평면도(a)에서는 물의 흐름이 관의 중심에 있으며, 하향관의 측면도(c)에서는 물의 흐름이 관의 아래에 있게 된다. 하향관을 타고 아래로 내려오는 물줄기는 시동촉진돌기를 만나게 된다. 시동촉진돌기(9)는 도 4에 나타난 바와 같이 하향관 내에서 나선형으로 형성되어 있으므로 바닥(bottom)을 따라 흐르던 물줄기는 시동촉진돌기를 따라서 벽을 타고 관의 중간(half line)을 지나서 관의 상단(top)까지 다다르게 된다. 그리고 벽을 타고 관의 중간을 지나는 순간부터 물은 중력에 의해서 바닥(bottom)으로 다시 떨어지게 되므로 물줄기는 깨어지면서 물이 관의 내부에 퍼지게 된다. 그 과정에서 기포과 수막가 다량 발생하게 되며, 이 기포와 수막이 관 내부의 공기를 관 밖으로 이동시키는 작용을 하게 된다. 시동촉진돌기는 관의 바닥 부분부터 형성되어 있으며, 물줄기가 시동촉진돌기를 타고 관의 중간(half line)을 넘어가서 다시 바닥으로 떨어지기 위해서는 시동촉진돌기도 관의 반경보다 높은 곳까지 연장되어 형성되어야 한다. 물줄기가 시동촉진돌기에 부딪치는 속도가 빠를수록 더욱 기포와 수막 형성이 활발해질 수 있으므로 시동촉진돌기(9)는 하향관(3)의 아래(down) 쪽에 형성하는 것이 효율적이다. 그리고 시동 촉진돌기를 북수 개 형성하여 시동에 걸리는 시간을 더욱 단축할 수도 있다.

이동촉진돌기(9)가 물의 흐름방향에 수직인 경우에는 물의 흐름을 방해하는 효과가 커지나, 물의 흐름방향과 예각을 이루는 경우에는 물의 흐름을 방해하는 효과가 적어지는 장점도 있다. 사이펀관의 시동이 끝나면 관 전체를 물이 가득 메우면서 물이 흐르게 되는데, 이 경우에 나선형의 돌기에 따라 물이 자연스럽게 흐르기 위해서 물이 진행하는 뒤 쪽에서 보았을 때, 나선형은 시계방향으로 돌아가는 것이 더욱 좋다. 지구 자전의 영향으로 북반구에서는 시계 방향으로 물을 회전시키는 것이 더욱 효과적이기 때문이다.

도 5는 시동촉진돌기가 형성된 하향관을 보여주는 평면도(a) 및 전개도(b)이다. 평면도(a)에 나타난 하향관의 상단(top)부분을 따라서 잘라서 펼친 것이 전개도(b)이다. 물줄기는 관의 바닥(bottom)을 따라서 관의 중심에서 아래(down) 방향으로 흐르다가 시동촉진돌기(9)를 만나면 관의 벽을 따라 관의 상단(top)으로 올라가며, 중간(half line)을 넘는 순간부터 중력에 의해서 바닥(bottom)으로 다시 떨어지는 물줄기의 흐름(Water Flow)이 작은 화살표로 표현되어 있다. 도 5에서 물이 흐르는 방향과 시동촉진돌기(9)가 이루는 각도(92), 그리고 시동촉진돌기의 시작점(91)이 나타나 있다. 시동촉진돌기의 턱 높이가 너무 높으면 사이펀 작용에 의한 물의 이동에 방해가 되므로 시동촉진돌기의 턱 높이를 낮추는 것이 좋다. 본 고안에 따른 나선의의 시동촉진돌기는 기포 및 수막 형성 효율이 높으므로 급수되는 물의 량을 줄일 수 있으며, 시동촉진돌기의 턱 높이도 낮출 수 있는 장점이 있다.

급수펌프로 공급된 물에 의해서 사이펀관 내에 물이 차고, 사이펀 작용이 시작되면 물은 무동력으로 그리고 연속적으로 사이펀 관을 통해서 흐르게 된다. 이 때 하향관의 위 쪽(up)에서 아래 쪽(down)으로 흐르는 물은 중력가속도를 받게 되며, 중력 가속도에 의해서 하향관의 아래 쪽 물의 흐름이 가장 빠르게 된다. 따라서 하향관은 아래쪽으로 내려올수록 관경이 연속적으로 작아지는 것이 바람직하다. 유속이 달라지는데도 관경이 일정한 경우에 흐름량과 관경의 부조화가 생기고, 이 부조화는 관의 진동으로 나타나서 소음을 내기도 하며, 관의 파손으로 이어질 수도 있다. 하향관 전체 길이 중에서 실질적으로 중력가속도의 효과가 시작되는 부분은 유입되는 물의 수위 높이이다. 유입되는 물의 수위(h1)는 사이펀 가동으로 연속적으로 변하므로, 상향관(1)의 유입구(11)보다 낮은 부분부터 하향관(3)이 좁아지는 것이 바람직하다. 아래로 갈수록 좁아지는 하향관의 모습이 도 2에 표현되어 있다.

하향관이 좁아지는 것은 시동 시간 단축에도 도움이 된다. 햐향관의 관경이 작아지면 하향관의 끝에 연결되는 트랩관도 관경이 작아진다. 사이펀관의 시동을 위해 급수구로 물이 공급되면 맨 처음 공급된 물은 트랩관 중간부분에 고여서 트랩을 만드는데 이용되는데, 트랩관의 관경이 작으면 트랩의 볼륨이 작아져서 이를 메우는데 필요한 물의 량도 줄어드는 효과가 있기 때문이다.

도 6은 본 발명에 따른 트랩관(4)의 구조를 보여주는 측면 단면도이다. 트랩(42)은 외부 공기가 유출구(41)을 통해 다시 하향관으로 들어가는 막아주는 역할을 한다. 트랩이 형성되기 위해서는 트랩이 형성되는 부분의 가장 낮은 부분의 관에서 관의 상단(top) 부분인 상부 트랩저점(44)이 트랩 수위(43)보다 낮아야 한다. 시동 초기에 물과 함께 하향관의 끝으로 밀려나온 공기가 유출구(41)로 나가기 위해서는 상부 트랩저점(44)을 지나야만 한다. 상부 트랩저점을 지나지 못한 기포가 수면으로 올라오면 그 수폭 속의 공기는 다시 하향관으로 들어가게 된다. 트랩이 형성된 가장 낮은 부분의 관에서 관의 상단(top) 부분인 상부 트랩저점(44)이 관의 바닥(bottom) 부분인 하부 트랩저점(45)보다 하향관에 더 가까울 때, 물과 함께 공기가 트랩(42)을 빠져나가 유출구(41)로 방출되기 쉬워진다. 초기 시동 효율을 향상시키기 위해서 상부 트랩저점(44)를 가능한 하향관(3)에 가깝게 형성하고, 하부 트립저점(45)는 상부 트랩저점(44)보다 하향관(3)에서 더 멀리 형성하는 것이 바람직하다.

사이펀이 작동되기 시작하면 물은 연속적으로 계속 사이펀관을 따라 이송되게 되는데, 이송량을 조정할 수 있는 유량 조절밸브가 있으면 사이펀관의 활용에 더욱 도움이 된다. 유량 조절밸브(미도시)는 사이펀관의 어느 지점에 설치해도 유량을 조절하는 데는 별 문제가 없다. 사이펀관은 전체가 하나로 이어져 있기 때문에 어느 지점의 유량을 조절하든 결국은 전체적으로 유량이 조절되기 때문이다. 사용에 편리를 위해서는 사이펀 시동부나 사이펀 제어부가 설치되는 평행관에 설치되는 것이 바람직하다.

공기밸브(8)는 사이펀 작동을 멈추는데 사용된다. 공기밸브는 유입되는 물의 수위보다 높은 곳에만 설치되면 물이 흘러나올 수 없다. 이 때도 공기밸브는 평행관에 시동부와 가깝게 설치하는 것이 조작에 편리하다.

이상의 다양한 고안에 따른 사이펀 장치는 사이펀 시동 초기에 작은 급수량을 가지고도 효율적으로 사이펀 장치 내에 진공도를 높임으로써, 에너지가 절감되고 가동 시간이 단축되는 이점이 있다. 또한 본 발명은 사이펀 작용으로 물이 흐를 때, 사이펀관 내에 물의 흐름을 방해하는 요소가 적어서 동일 관경의 다른 사이펀 장치에 비해서 물 이송 속도가 높다.

또한 본 발명에 따른 사이펀 장치는 사이펀을 통해 흐르는 물의 유속이 빠른 곳은 사이펀 관의 관경을 좁혀서 사이펀관에서 발생할 수 있는 진동을 최소화함으로써, 소음을 줄이고 사이펀관의 파손을 방지한다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

1: 상향관 2: 평행관
3: 하향관 4: 트랩관
5: 급수펌프 6: 흡입관
7: 급수관 8 공기밸브
9 시동촉진돌기

Claims (7)

1. 전체 사이펀관에서 가장 높은 곳에 위치하며 관의 양쪽 끝이 높이가 동일한 평행관과, 높은 쪽 일단은 상기 평행관에 연결되며, 낮은 쪽 일단은 유입될 물의 수면 아래에 잠기어 있는 상향관과, 높은 쪽 일단은 상기 평행관에 연결되며, 낮은 쪽 일단은 상기 유입될 물의 수면보다 낮은 고도를 갖는 하향관과, 일단이 상기 하향관에 연결되며, 반대편 일단은 관의 중간 부분 보다 높은 고도를 가지며, 관의 중간 부분에 물이 고이면, 중간 부분이 물로 완전히 막힐 수 있는 트랩관으로 이루어진 사이펀관과;
   상기 사이펀관에 물을 공급할 수 있는 급수펌프와, 일단은 상기 급수펌프에 연결되며, 반대편 일단은 상기 유입될 물의 수면 아래 잠기어 있는 흡입관과, 일단은 상기 급수펌프에 연결되며, 반대편 일단은 상기 사이펀관에 연결되는 급수관으로 구성되는 사이펀 시동부와;
   상기 사이펀관에 공기를 주입하여 상기 사이펀의 작동을 멈출 수 있는 공기밸브로 구성되는 사이펀 제어부를 포함하여 구성되며;
   상기 하향관의 내면에 물의 흐름방향과 예각을 이루며 관의 내면에 나선형으로 이어진 시동촉진돌기를 가진 것을 특징으로 하는 고효율 시동 사이펀 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 시동촉진돌기는 관의 바닥 부분부터 형성되어 있으며, 적어도 한 쪽 끝은 관의 반경보다 높게 형성된 것을 특징으로 하는 고효율 시동 사이펀 장치.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 급수관과 상기 사이펀관이 서로 예각으로 연결된 것을 특징으로 하는 고효율 시동 사이펀 장치.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 평행관과 상기 하향관이 연결된 부위 또는 연결 부위의 주변에 상기 급수관이 연결된 것을 특징으로 하는 고효율 시동 사이펀 장치.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 하향관의 높은 쪽 일단의 관경 보다 낮은 쪽 일단의 관경이 더 작은 것을 특징으로 하는 고효율 시동 사이펀 장치.
   
6. 제1 항에 있어서,
   트랩관 중간부분의 측면 프로파일에서, 상부(top)에 위치하는 트랩관의 최저점이 하부(bottom)에 위치하는 트랩관의 최저점보다 하향관에 더 가까운 것을 특징으로 하는 고효율 시동 사이펀 장치.
   
7. 제1 항에 있어서,
   사이펀을 통해 흐르는 물의 유량을 조절할 수 있는 유량 조절밸브가 상기 평행관에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고효율 시동 사이펀 장치.
   

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