KR102270861B1 - 와류 방지 패널이 구비된 수중 펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수중 펌프에 관한 것으로 보다 상세하게는, 와류 방지 패널이 구비된 수중 펌프에 관한 것이다. 본 발명은 정전으로 인한 펌프의 긴급 정지 및 펌프의 사용 종료로 인한 정지 시 컬럼파이프 및 토출관 내부에 잔류된 물이 역류하여 펌프 및 임펠러로 낙하하여 펌프 및 임펠러에 수충격이 가해지는 것을 방지하는 와류 방지 패널이 구비된 수중 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 펌프의 정지시에는 와류 방지 패널이 중간 가이드레일의 기설정된 위치에 구비된 스토퍼에 의해 고정 지지된 상태로 있다가 펌프가 가동됨과 동시에 펌프 양수액의 압력에 의해 와류 방지 패널이 상부로 이동되어 양수액을 토출관이 구비된 방향으로 유도하는 것에 의해 컬럼파이프 내에서 발생되는 와류 현상을 방지하여 유체의 흐름을 원활히 하여 펌프의 효율 및 성능을 극대화하는 효과를 가질 수 있다.

Description

와류 방지 패널이 구비된 수중 펌프{UNDERWATER PUMP WITH ANTI-VORTEX PANEL}
본 발명은 수중 펌프에 관한 것으로 보다 상세하게는, 와류 방지 패널이 구비된 수중 펌프에 관한 것이다.
종래의 수중 펌프에 유입되는 배출수의 배출방식은 컬럼파이프의 내부에 수중 펌프를 안착시켜 컬럼파이프에 구성된 토출관을 통해 양수액을 배출하며, 토출관의 말단에 별도의 플랩 밸브를 설치하여 배출수의 역류를 방지하는 구조이다.
상기와 같은 구조는 펌프의 가동이 중단되면 컬럼파이프와 토출관 내부에 잔류되는 배출수가 순간적으로 역류하면서 펌프에 수충격이 가해짐과 동시에 임펠러가 역회전하는 현상이 발생한다. 이 때, 수충격으로 인한 소음 및 진동에 의해 펌프 자체가 회전되기도 하며, 임펠러가 역회전하는 것에 의한 충격으로 임펠러의 너트가 풀리는 문제점이 있다. 임펠러의 너트가 풀림으로 인하여 발생되는 문제점은 임펠러와 펌프 케이싱 간의 마찰로 인하여 임펠러 및 펌프 케이싱 손상 등의 기계적인 손상이 가해지는 문제점으로 이어진다.
1. 한국등록특허 제10-0753623호(2007.08.29 공고) 2. 한국등록특허 제10-1614128호(2016.04.20 공고)
본 발명은 정전으로 인한 펌프의 긴급 정지 및 펌프의 사용 종료로 인한 정지 시 컬럼파이프 및 토출관 내부에 잔류된 물이 역류하여 펌프 및 임펠러로 낙하하여 펌프 및 임펠러에 수충격이 가해지는 것을 방지하는 와류 방지 패널이 구비된 수중 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 와류 방지 패널이 구비된 수중 펌프는 내부에 공간이 형성되며, 내부 공간에 펌프 및 임펠러가 설치되는 컬럼파이프, 상기 컬럼파이프의 상부에 결합되는 커버, 상기 컬럼파이프의 내부에서 일단이 상기 펌프의 상부에 결합되고, 타단이 상기 커버에 결합되는 중간 가이드레일, 상기 중간 가이드레일의 측부에 구비되며, 일단이 상기 커버에 결합되고, 타단이 상기 컬럼파이프의 바닥면에 결합되는 측부 가이드레일 및 상기 컬럼파이프 내부에서 상기 측부 가이드레일에 결합되어 상하 수직으로 이동 가능하게 구비되며, 상기 컬럼파이프 내부로 유입되는 양수액을 상기 컬럼파이프의 측면에 구비된 토출부로 인도하는 와류 방지 패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중간 가이드레일은 일단이 상기 펌프의 상부에 결합되고, 타단이 상기 커버에 결합되어 내부에 내장되는 케이블을 보호하는 본체 및 상기 본체의 기설정된 위치에 구비되며, 상기 와류 방지 패널을 지지하는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 측부 가이드레일은 임펠러 케이싱을 관통하여 컬럼파이프의 바닥면과 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 와류 방지 패널은 상기 컬럼파이프의 내경보다 작게 형성되며, 중심에 상기 중간 가이드레일이 관통 삽입되는 중간 가이드레일 관통홀이 구비되는 패널, 상기 패널의 측부에 일체로 구비되며, 상기 측부 가이드레일에 결합되는 가이드 파이프 및 상기 패널의 일면에 구비되며, 상기 스토퍼에 의해 지지되어 상기 패널이 낙하 또는 기설정된 위치보다 하부로 이동하는 것을 방지하는 지지대를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중간 가이드레일 관통홀은 상기 중간 가이드레일 보다 큰 내경으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 펌프의 정지시에는 와류 방지 패널이 중간 가이드레일의 기설정된 위치에 구비된 스토퍼에 의해 고정 지지된 상태로 있다가 펌프가 가동됨과 동시에 펌프 양수액의 압력에 의해 와류 방지 패널이 상부로 이동되어 양수액을 토출관이 구비된 방향으로 유도하는 것에 의해 컬럼파이프 내에서 발생되는 와류 현상을 방지하여 유체의 흐름을 원활히 하여 펌프의 효율 및 성능을 극대화하는 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 상부로 이동된 와류 방지 패널이 정전 및 사용 종료로 의한 펌프 정지 시 중력 및 컬럼파이프 내측 상부에 잔류된 물에 의해 하부로 이동하여 컬럼파이프 내측 상부에 잔류된 물을 토출관으로 인도하여 토출관 및 컬럼파이프 내측 상부에 잔류된 물이 펌프 및 임펠러로 역류하는 것을 방지하는 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 와류 방지 패널을 통해 펌프 및 임펠러에 수충격이 가해지는 것을 방지하여 기계적 손상을 최소화할 수 있으며, 이에 따라, 펌프 및 임펠러의 수명을 연장시키면서 유지보수 비용을 절감할 수 있는 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 중간 가이드레일의 양측에 측부 가이드레일이 구비되어 중간 가이드레일이 충격 및 진동에 의해 회전하더라도 와류 방지 패널이 회전하는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 와류 방지 패널이 상하 수직 방향으로만 이동 가능하게 하는 것에 의해 양수액이 토출관으로만 유도될 수 있게 하여 양수액의 와류 현상을 방지하는 효과를 가질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 와류 방지 패널이 구비된 수중 펌프의 일측이 개방된 사시도
도 2는 도 1의 정면도
도 3은 도 2의 와류 방지 패널이 상부로 이동한 상태도
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 와류 방지 패널이 구비된 수중 펌프에 대하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 와류 방지 패널이 구비된 수중 펌프의 일측이 개방된 사시도이다. 도 2는 도 1의 정면도이다. 도 3은 도 2의 와류 방지 패널이 상방으로 이동한 상태도이다. 이하에서 종래 주지된 사항에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명확히 하기 위해 생략하거나 간단히 한다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 와류 방지 패널이 구비된 수중 펌프(1)는 정전 및 사용종료에 의한 펌프(110)의 정지 시 컬럼파이프(100) 및 토출관 내부에 잔류된 물이 펌프(110) 및 임펠러로 낙하하여 펌프(110) 및 임펠러에 수충격이 가해지는 것을 방지할 수 있다. 와류 방지 패널이 구비된 수중 펌프(1)는 컬럼파이프(100), 커버(200) 및 와류 방지 패널(300)을 포함할 수 있다.
컬럼파이프(100)는 수중에 설치될 수 있으며, 원통 형상일 수 있다. 컬럼파이프(100)는 내부에 공간이 형성될 수 있으며, 내부 공간에 펌프(110), 중간 가이드레일(130), 측부 가이드레일(140) 및 와류 방지 패널(300)이 설치될 수 있다. 또한, 컬럼파이프(100)는 측면에 토출부(120)가 형성될 수 있으며, 토출부(120)에는 토출관이 결합될 수 있다.
중간 가이드레일(130)은 일단이 펌프(110)의 상부에 결합될 수 있으며, 타단이 커버(200)에 결합될 수 있다. 중간 가이드레일(130)은 내부에 내장된 케이블을 보호할 수 있으며, 본체(131) 및 스토퍼(132)를 포함할 수 있다.
본체(131)는 일단이 펌프(110)의 상부에, 타단이 커버(200)에 결합될 수 있으며, 내부에 내장된 케이블을 보호할 수 있다. 본체(131)는 일단이 펌프(110)의 상부에, 타단이 커버(200)에 결합되는 것에 의해 커버(200)가 컬럼파이프(100)에 결합되면 하방으로 압력이 가해져 펌프(110)의 구동에 의한 움직임 및 부상을 방지할 수 있다.
스토퍼(132)는 본체(131)의 기설정된 위치(높이)에 구비될 수 있으며, 와류 방지 패널(300)의 지지부(330)를 지지하여 와류 방지 패널(300)이 하부로 낙하하는 것을 방지하는 것과 동시에 기설정된 위치로부터 하부로 더 이동되지 않도록 고정 지지할 수 있다. 이 때, 기설정된 위치(높이)는 패널 본체(310)의 일단이 토출부(120)의 내측 하부와 동일한 위치까지 이동시킬 수 있는 위치인 것이 바람직하다.
여기서, 스토퍼(132)는 도면에 본체(131)를 감싸는 원기둥 형태로 도시되어 있으나 이를 한정하지 않고, 사각 기둥, 다각 기둥 등의 형태로 형성될 수 있으며, 와류 방지 패널(300)의 지지부(330)를 지지할 수 있는 크기로 돌출되어 있는 형태로도 형성될 수 있다. 즉, 지지부(330)를 지지할 수 있는 형태라면 어떠한 형태라도 대체될 수 있다.
측부 가이드레일(140)은 일단이 커버(200)에 결합될 수 있으며, 타단이 컬럼파이프(100)의 바닥면에 결합될 수 있다. 측부 가이드레일(140)은 중간 가이드레일(130)의 측면에 적어도 2개 이상 구비될 수 있으나, 중간 가이드레일(130)을 중심으로 양측에 대칭되도록 형성되는 것이 바람직하다. 측부 가이드레일(140)은 가이드 파이프(320)가 결합될 수 있으며, 가이드 파이프(320)의 이동 방향을 가이드 할 수 있다. 또한, 측부 가이드레일(140)은 가이드 파이프(320)가 결합되는 것에 의해 중간 가이드레일(130)이 충격 및 진동에 의해 회전하더라도 와류 방지 패널(300)이 회전하는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 와류 방지 패널(300)이 상하 수직 방향으로만 이동 가능하게 하는 것에 의해 양수액이 토출부(120)로만 유도될 수 있게 하여 양수액의 와류 현상을 방지할 수 있다.
또한, 측부 가이드레일(140)은 컬럼파이프(100)의 바닥면과 결합되는 타단이 커버(200)로부터 수직으로 결합되기 위해 임펠러를 감싸고 있는 임펠러 케이싱(IC)의 일부를 관통할 수 있다. 그러나 측부 가이드레일(140)이 컬럼파이프(100)의 바닥면과 결합되기 위한 방법을 임펠러 케이싱(IC)을 관통하는 것으로 한정하지 않고, 컬럼파이프(100)의 내경을 더 넓혀 임펠러 케이싱(IC)의 측면에 구비하는 등 측부 가이드레일(140)이 컬럼파이프(100)의 바닥면과 결합되기 위한 방법은 다양한 방법 중 선택적으로 사용할 수 있다.
커버(200)는 컬럼파이프(100)의 상부에 결합될 수 있으며, 컬럼파이프(100)의 내부로 유입된 물이 상부로 분출되는 것을 방지할 수 있다. 커버(200)는 중간 가이드레일(130) 및 측부 가이드레일(140)이 연결될 수 있으며, 이에 따라, 중간 가이드레일(130) 내부에 위치한 케이블이 외부 케이블과 연결될 수 있다.
와류 방지 패널(300)은 컬럼파이프(100) 내부에서 양측이 측부 가이드레일(130)에 상하 수직으로만 이동할 수 있도록 결합될 수 있다. 와류 방지 패널(300)은 펌프(110)가 구동하는 것에 의해 컬럼파이프(100) 내부로 유입되는 양수액을 토출부(120)로 인도할 수 있다.
와류 방지 패널(300)은 펌프(110)가 구동하는 것에 의해 컬럼파이프(100) 내부로 양수액이 유입되면 유입된 물의 압력에 의해 상부로 이동되어 물을 토출부(120)로 인도할 수 있으며, 정전 및 사용종료에 의한 펌프 정지 시 중력 및 컬럼파이프(100) 내측 상부에 잔류된 물이 낙하하는 것에 의해 와류 방지 패널(300)이 하부로 이동되어 컬럼파이프(100) 내측 상부에 잔류된 물을 토출부(120)로 인도할 수 있다. 이에 따라, 토출관(300) 및 컬럼파이프(100) 내측 상부에 잔류된 물이 펌프(110)로 낙하하는 것을 최소화할 수 있으며, 펌프(110) 및 임펠러가 수충격 받는 것을 방지할 수 있다. 펌프(110)가 수충격 받는 것을 방지하는 것에 의해 펌프(110)의 수명을 연장시킬 수 있으며, 이에 따른 유지보수 비용을 절감할 수 있다. 와류 방지 패널(300)은 패널 본체(310), 가이드 파이프(320) 및 지지부(330)를 포함할 수 있다.
패널 본체(310)는 컬럼파이프(100)의 내경보다 작게 형성될 수 있으며, 컬럼파이프(100)로 유입되는 물을 토출부(120)로 인도할 수 있다. 패널 본체(310)는 가이드 파이프(320)를 통해 측부 가이드레일(130)에 결합되어 컬럼파이프(100)로 유입되는 물의 압력에 따라 상하 수직으로 이동할 수 있으며, 이에 따라, 컬럼파이프(100)로 유입되는 물을 토출부(120)로 인도하는 것과 동시에 와류 현상을 방지할 수 있다. 또한, 패널 본체(310)는 물의 원활한 인도를 위해 아치형 원판으로 형성될 수 있으나 아치형 원판으로 한정하지 않고, 컬럼파이프(100)로 유입되는 물을 토출부(120)로 인도할 수 있는 형상이면 대체될 수 있다. 또한, 패널 본체(310)는 중심에 중간 가이드레일(130)이 관통 삽입될 수 있도록 중간 가이드레일 관통홀(311)이 구비될 수 있다.
중간 가이드레일 관통홀(311)은 패널 본체(310)의 중심에 구비될 수 있으며, 중간 가이드레일(130)의 외경보다 기설정된 크기만큼 큰 내경으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 중간 가이드레일(130)이 진동 및 충격에 의해 회전되거나 수압에 의해 굴곡되더라도 와류 방지 패널(300)이 상하 수직으로 이동하는 것에 영향을 미치지 않을 수 있다.
가이드 파이프(320)는 패널 본체(310)에 일체로 구비될 수 있으며, 측부 가이드레일(140)이 구비된 위치와 동일한 위치에 구비될 수 있다. 또한, 가이드 파이프(320)는 측부 가이드레일(140)에 결합될 수 있으며, 측부 가이드레일(140)과 동일한 개수로 구비될 수 있다. 또한, 가이드 파이프(320)는 측부 가이드레일(140)에 결합되는 것에 의해 패널 본체(310)가 상하 수직 방향으로만 이동할 수 있으며, 패널 본체(310)가 회전하거나 위치를 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 가이드 파이프(320)는 패널 본체(310)의 일면이나 타면 또는 일면과 타면 모두의 방향으로 패널 본체(310)로부터 기설정된 길이만큼 돌출되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 양수액의 수압에 의해 패널 본체(310)가 상부로 이동하였을 때, 가이드 파이프(320)에 의해 이동이 중단될 수 있다. 이 때, 가이드 파이프(320)가 패널 본체(310)로부터 돌출되는 길이는 패널 본체(310)의 일단을 토출부(120)의 내측 상부와 동일한 위치까지 이동시킬 수 있는 길이인 것이 바람직하다.
지지대(330)는 패널 본체(310)의 일면에 구비될 수 있으며, 중간 가이드레일(130)에 구비된 스토퍼(132)보다 큰 크기로 형성될 수 있다. 스토퍼(132)에 의해 지지될 수 있으며, 이에 따라, 와류 방지 패널(300)이 하부로 낙하하거나 기설정된 위치보다 하부로 이동하는 것이 방지될 수 있다.
여기서, 지지대(330)는 도면에 원기둥 형태로 도시되어 있으나 이를 한정하지 않고, 사각 기둥, 다각 기둥 등의 형태로 형성될 수 있으며, 스토퍼(132)에 의해 지지될수 있는 형태라면 어떠한 형태라도 대체될 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 해당 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
1 : 와류 방지 패널이 구비된 수중 펌프
100 : 컬럼파이프
110 : 펌프
120 : 토출부
130 : 중간 가이드레일
131 : 본체
132 : 스토퍼
140 : 측부 가이드레일
200 : 커버
300 : 와류 방지 패널
310 : 패널 본체
311 : 중간 가이드레일 관통홀
320 : 가이드 파이프
330 : 지지대

Claims (5)

  1. 내부에 공간이 형성되며, 내부 공간에 펌프 및 임펠러가 설치되는 컬럼파이프;
    상기 컬럼파이프의 상부에 결합되는 커버;
    상기 컬럼파이프의 내부에서 일단이 상기 펌프의 상부에 결합되고, 타단이 상기 커버에 결합되는 중간 가이드레일;
    상기 중간 가이드레일의 측부에 구비되며, 일단이 상기 커버에 결합되고, 타단이 상기 컬럼파이프의 바닥면에 결합되는 측부 가이드레일; 및
    상기 컬럼파이프 내부에서 상기 측부 가이드레일에 결합되어 상하 수직으로 이동 가능하게 구비되며, 상기 컬럼파이프 내부로 유입되는 양수액을 상기 컬럼파이프의 측면에 구비된 토출부로 인도하는 와류 방지 패널; 을 포함하고,
    상기 와류 방지 패널은
    상기 컬럼파이프의 내경보다 작게 형성되며, 중심에 상기 중간 가이드레일이 관통 삽입되는 중간 가이드레일 관통홀이 구비되는 패널 본체,
    상기 패널 본체의 측부에 일체로 구비되며, 상기 측부 가이드레일에 결합되는 가이드 파이프 및
    상기 패널 본체의 일면에 구비되며, 상기 중간 가이드레일에 구비되는 스토퍼에 의해 지지되어 상기 패널 본체가 낙하 또는 기설정된 위치보다 하부로 이동하는 것을 방지하는 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 와류 방지 패널이 구비된 수중 펌프.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 중간 가이드레일은
    일단이 상기 펌프의 상부에 결합되고, 타단이 상기 커버에 결합되어 내부에 내장되는 케이블을 보호하는 본체 및
    상기 본체의 기설정된 위치에 구비되며, 상기 와류 방지 패널을 지지하는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 와류 방지 패널이 구비된 수중 펌프.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 측부 가이드레일은 임펠러 케이싱을 관통하여 컬럼파이프의 바닥면과 결합되는 것을 특징으로 하는 와류 방지 패널이 구비된 수중 펌프.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 중간 가이드레일 관통홀은 상기 중간 가이드레일 보다 큰 내경으로 형성되는 것을 특징으로 하는 와류 방지 패널이 구비된 수중 펌프.
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