KR102176403B1 - 펌프용 캐비테이션 방지장치 - Google Patents

펌프용 캐비테이션 방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 펌프의 토출구에 연결되며, 저양정시 펌프의 토출구에서 한 번에 많은 양의 물이 토출되어 펌프에 공동 현상(캐비테이션 현상)이 발생하는 것을 방지할 수 있는 펌프용 캐비테이션 방지장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 펌프용 캐비테이션 방지장치는 에어 주입구(112)가 형성된 압력관(110)에 원통형의 팽창 부재(120)가 끼워져, 압력관(110)과 팽창 부재(120) 사이에 에어가 채워지는 공간부(130)가 형성되고, 팽창 부재(120)의 내경(d1)의 크기가 공간부(130)에 채워지는 에어의 압력과 펌프(150)에서 토출되는 유체의 압력에 의해 결정되며, 팽창 부재(120)의 양 단부에 플랜지부(121, 122)가 각각 형성되고, 공간부(130)의 기밀이 유지되도록, 플랜지부(121, 122)가 압력관(110)의 플랜지(115, 116)에 각각 접합되는 것을 특징으로 한다.

Description

펌프용 캐비테이션 방지장치{APPARATUS FOR PREVENTING CAVITATION OF PUMP}
본 발명은 펌프용 캐비테이션 방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 펌프의 토출구에 연결되며, 저양정시 펌프의 토출구에서 한 번에 많은 양의 물이 토출되어 펌프에 공동 현상(캐비테이션 현상)이 발생하는 것을 방지할 수 있는 펌프용 캐비테이션 방지장치를 제공하는 것이다.
대한민국 특허 제10-1393054호(2014년 4월 30일)에 "캐비테이션 방지를 위한 어댑터 및 이를 구비한 원심펌프"가 소개되어 있다.
상기 캐비테이션 방지를 위한 어댑터는 중공 파이프형상으로 이루어져 유체 관로와 원심펌프의 흡입구 사이에 연결되되, 입구가 출구보다 확장 형성된 하우징과; 상기 하우징의 내주면에 방사상 등간격을 두고 위치하여, 상기 원심펌프의 임펠러 회전방향과 동일한 방향성을 가지고 중심을 향하여 유선형으로 연장되며, 일면이 타면에 비해 더 큰 곡률을 가지는 다수 개의 유도날개로 구성된다.
그러나, 상기 캐비테이션 방지를 위한 어댑터는 유체관로와 원심펌프의 흡입구 사이에 배치되며, 유로 변화에 인한 압력강화에 의해 발생하는 캐비테이션을 방지하기 위한 것으로, 저양정에 의한 캐비테이션 발생에는 대응하지 못하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 펌프의 토출구에 연결되는 관에 원통형의 팽창 부재(또는 원통형 튜브)가 끼워지며, 공간부에 에어가 공급되어, 팽창 부재의 내경이 펌프이 토출구의 직경보다 작게 형성됨으로써, 저양정시 펌프의 토출구에서 한 번에 많은 양의 물이 토출되어 펌프에 공동 현상(캐비테이션 현상)이 발생하는 것을 방지할 수 있는 펌프용 캐비테이션 방지장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 펌프용 캐비테이션 방지장치의 일례는 에어 주입구가 형성된 압력관에 원통형의 팽창 부재가 끼워져, 압력관과 팽창 부재 사이에 에어가 채워지는 공간부가 형성되고, 팽창 부재의 내경의 크기가 공간부에 채워지는 에어의 압력과 펌프에서 토출되는 유체의 압력에 의해 결정되며, 팽창 부재의 양 단부에 플랜지부가 각각 형성되고, 공간부의 기밀이 유지되도록, 플랜지부가 압력관의 플랜지에 각각 접합되는 것을 특징으로 한다.
상기 팽창 부재는 신축성이 좋은 고무 또는 합성수지 소재로 형성되며, 상기 팽창 부재의 내경은 에어 주입구를 통해 공간부로 에어가 주입된 상태에서 펌프의 토출구의 내경보다 작게 형성되고, 팽창 부재의 신축 특성에 의해 팽창 부재의 내경은 통과하는 물의 압력에 따라 그 크기가 가변되는 것을 특징으로 한다.
상기 압력관에는 릴리프 밸브와 압력계가 장착되고, 에어 주입구가 컴프레셔의 에어호스에 연결됨으로써, 공간부의 압력이 설정압력 보다 높아지면, 릴리프 밸브를 통해 공간부의 에어가 외부로 배출되고, 압력계가 공간부의 압력을 측정하여, 공간부의 압력이 설정압력 보다 낮아지면, 컴프레셔에서 에어 주입구를 통해 공간부로 에어를 주입함으로써, 공간부의 압력이 설정압력으로 유지되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 펌프용 캐비테이션 방지장치의 다른 예는 연결관에 원통형 튜브가 끼워지고, 원통형 튜브의 에어 주입구가 연결관의 구멍을 통해 외부로 노출되며, 원통형 튜브의 외측 부재와 내측 부재 사이에 공간부가 형성되고, 외측 부재가 연결관의 내주면에 밀착되며, 내측 부재의 내경이 공간부에 채워지는 에어의 압력과 펌프에서 토출되는 유체의 압력에 의해 결정되고, 원통형 튜브의 양 단부에 플랜지부가 각각 형성되고, 각각의 플랜지부가 연결관의 플랜지에 각각 밀착되는 것을 특징으로 한다.
상기 원통형 튜브는 신축성이 좋은 고무 또는 합성수지 소재로 형성되며, 상기 원통형 튜브의 내경은 통과하는 물의 압력에 따라 그 크기가 가변되는 것을 특징으로 한다.
상기 원통형 튜브에는 릴리프 밸브와 압력계가 장착되고, 에어 주입구가 컴프레셔의 에어호스에 연결됨으로써, 공간부의 압력이 설정압력 보다 높아지면, 릴리프 밸브를 통해 공간부의 에어가 외부로 배출되고, 압력계가 공간부의 압력을 측정하여, 공간부의 압력이 설정압력 보다 낮아지면, 컴프레셔에서 에어 주입구를 통해 공간부로 에어를 주입함으로써, 공간부의 압력이 설정압력으로 유지되는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 본 발명에 따른 펌프용 캐비테이션 방지장치는 저양정시 펌프의 토출구에서 한 번에 많은 양의 물이 토출되어 펌프에 공동 현상(캐비테이션 현상)이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 펌프용 캐비테이션 방지장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 펌프용 캐비테이션 방지장치가 펌프의 토출구에 장착되는 것을 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 펌프용 캐비테이션 방지장치의 압력관에 릴리프 밸브와 압력계가 장착되고, 에어 주입구가 컴프레셔의 에어호스와 연결된 것을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 펌프용 캐비테이션 방지장치를 도시한 단면도이다.
도 5은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 펌프용 캐비테이션 방지장치의 원통형 튜브에 릴리프 밸브와 압력계가 장착되고, 에어 주입구가 컴프레셔의 에어호스와 연결된 것을 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 펌프용 캐비테이션 방지장치는 에어 주입구(112)가 형성된 압력관(110)에 원통형의 팽창 부재(120)가 끼워져, 압력관(110)과 팽창 부재(120) 사이에 에어가 채워지는 공간부(130)가 형성되고, 팽창 부재(120)의 내경(d1)의 크기가 공간부(130)에 채워지는 에어의 압력과 펌프(150 ; 도 2 참조)에서 토출되는 유체의 압력에 의해 결정되며, 팽창 부재(120)의 양 단부에 플랜지부(121, 122)가 각각 형성되고, 공간부(130)의 기밀이 유지되도록, 플랜지부(121, 122)가 압력관(110)의 플랜지(115, 116)에 각각 접합돈다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 팽창 부재(120)는 신축성이 좋은 고무 또는 우레탄 등과 같은 합성수지 소재로 형성되며, 상기 팽창 부재(120)의 내경(d1)은 에어 주입구(112)를 통해 공간부(130)로 에어가 주입된 상태에서 펌프(150)의 토출구(151)의 내경(d2)보다 작게 형성되고, 팽창 부재(120)의 신축 특성에 의해 팽창 부재(120)의 내경(d1)은 화살표(155) 방향으로 통과하는 물의 압력에 따라 내경(d1)의 크기가 가변된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 펌프용 캐비테이션 방지장치는, 도 2에 도시된 것처럼, 펌프(150)의 토출구(151)에 압력관(110)의 어느 한 플랜지(115)가 연결되고, 에어 주입구(112)를 통해 공간부(130)에 에어가 주입되어, 공간부(130)에 설정압력의 에어가 채워진다.
이때, 공간부(130)에 주입되는 에어의 설정압력은 해당 펌프의 양정-유량 곡선 그래프에서 최소 양정시 관에 걸리는 압력에 대응되며, 팽창 부재(120)의 내경(d1)이 펌프(150)의 토출구(151)의 내경(d2)에 비해 상대적으로 작아, 한 번에 많은 유량이 통과하는 것을 방지하게 됨으로써, 저양정시 펌프(150)의 토출구(151)에서 한 번에 많은 양의 물이 토출되어 펌프(150)에 공동 현상(캐비테이션 현상)이 발생하는 것을 방지하게 된다.
그리고, 팽창 부재(120)의 내경(d1)은 설정압력보다 펌프(150)의 토출압력이 높으면, 압력의 차이만큼 내경(d1)이 커지게 되어, 펌프(150)의 토출압력에 대응되는 유량이 팽창 부재(120)를 통과할 수 있게 된다.
도 3을 참조하면, 더 나아가, 상기 압력관(110)에는 릴리프 밸브(141)와 압력계(142)가 장착되고, 에어 주입구(112)가 컴프레셔(143)의 에어호스(144)에 연결됨으로써, 공간부(130)의 압력이 설정압력 보다 높아지면, 릴리프 밸브(141)를 통해 공간부(130)의 에어가 외부로 배출되고, 압력계(142)가 공간부(130)의 압력을 측정하여, 공간부(130)의 압력이 설정압력 보다 낮아지면, 컴프레셔(143)에서 에어 주입구(112)를 통해 공간부(130)로 에어를 주입함으로써, 공간부(130)의 압력이 설정압력으로 유지된다.
이것에 의해, 펌프(150)의 토출압력이 공간부(130)의 설정압력보다 높아 팽창 부재(120)가 압축되고, 내경(d1)이 커질 때, 릴리프 밸브(141)를 통해 공간부(130)의 에어가 외부로 배출되고, 펌프(150)의 토출압력이 상대적으로 다시 낮아지면, 압력계(142)가 공간부(130)의 압력을 체크하여, 공간부(130)의 압력이 설정압력 보다 낮아지면, 컴프레셔(143)에서 에어 주입구(112)를 통해 공간부(130)로 에어를 주입하여, 공간부(130)에 압력이 설정압력으로 유지된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 펌프용 캐비테이션 방지장치는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 펌프용 캐비테이션 방지장치의 팽창 부재(120) 대신에 원통형 튜브(220)가 적용되는 것을 제외하고, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 펌프용 캐비테이션 방지장치와 동일하다.
즉, 도 4에 도시된 것처럼, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 펌프용 캐비테이션 방지장치는 연결관(210)에 원통형 튜브(220)가 끼워지고, 원통형 튜브(220)의 에어 주입구(221)가 연결관(210)의 구멍(211)을 통해 외부로 노출되며, 원통형 튜브(220)의 외측 부재(222)와 내측 부재(223) 사이에 공간부(224)가 형성되고, 외측 부재(222)가 연결관(210)의 내주면에 밀착되며, 내측 부재(223)의 내경(d3)이 공간부(224)에 채워지는 에어의 압력과 펌프(도시하지 않음)에서 토출되는 유체의 압력에 의해 결정되고, 원통형 튜브(220)의 양 단부에 플랜지부(225, 226)가 각각 형성되고, 각각의 플랜지부(225, 226)가 연결관(210)의 플랜지(212, 213)에 각각 밀착된다.
상기 원통형 튜브(220)는 신축성이 좋은 고무 또는 우레탄 등과 같은 합성수지 소재로 형성되며, 상기 원통형 튜브(220)의 내경(d3)은 화살표(230) 방향으로 통과하는 물의 압력에 따라 크기가 가변된다.
도 5를 참조하면, 더 나아가, 상기 원통형 튜브(220)에는 릴리프 밸브(241)와 압력계(242)가 장착되고, 에어 주입구(221)가 컴프레셔(243)의 에어호스(244)에 연결됨으로써, 공간부(224)의 압력이 설정압력 보다 높아지면, 릴리프 밸브(241)를 통해 공간부(224)의 에어가 외부로 배출되고, 압력계(242)가 공간부(224)의 압력을 측정하여, 공간부(224)의 압력이 설정압력 보다 낮아지면, 컴프레셔(243)에서 에어 주입구(221)를 통해 공간부(224)로 에어를 주입하여, 공간부(224)에 압력이 설정압력으로 유지된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 펌프용 캐비테이션 방지장치의 작용은 위에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 펌프용 캐비테이션 방지장치의 작용과 동일하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 펌프용 캐비테이션 방지장치의 작용 설명은 생략하기로 한다.
110 : 압력관 120 : 팽창 부재
130 : 공간부 150 : 펌프

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 연결관(210)에 원통형 튜브(220)가 끼워지고, 원통형 튜브(220)의 에어 주입구(221)가 연결관(210)의 구멍(211)을 통해 외부로 노출되며, 원통형 튜브(220)의 외측 부재(222)와 내측 부재(223) 사이에 공간부(224)가 형성되고, 외측 부재(222)가 연결관(210)의 내주면에 밀착되며, 내측 부재(223)의 내경(d3)이 공간부(224)에 채워지는 에어의 압력과 펌프에서 토출되는 유체의 압력에 의해 결정되고, 원통형 튜브(220)의 양 단부에 플랜지부(225, 226)가 각각 형성되고, 각각의 플랜지부(225, 226)가 연결관(210)의 플랜지(212, 213)에 각각 밀착되고,
    상기 원통형 튜브(220)에는 릴리프 밸브(241)와 압력계(242)가 장착되고, 에어 주입구(221)가 컴프레셔(243)의 에어호스(244)에 연결됨으로써, 공간부(224)의 압력이 설정압력 보다 높아지면, 릴리프 밸브(241)를 통해 공간부(224)의 에어가 외부로 배출되고, 압력계(242)가 공간부(224)의 압력을 측정하여, 공간부(224)의 압력이 설정압력 보다 낮아지면, 컴프레셔(243)에서 에어 주입구(221)를 통해 공간부(224)로 에어를 주입하여, 공간부(224)에 압력이 설정압력으로 유지되는 것을 특징으로 하는 펌프용 캐비테이션 방지장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 원통형 튜브(220)는 신축성이 좋은 고무 또는 합성수지 소재로 형성되며, 상기 원통형 튜브(220)의 내경(d3)은 통과하는 물의 압력에 따라 그 크기가 가변되는 것을 특징으로 하는 펌프용 캐비테이션 방지장치.
  6. 삭제
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