KR102278391B1 - 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치 - Google Patents

후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102278391B1
KR102278391B1 KR1020210030477A KR20210030477A KR102278391B1 KR 102278391 B1 KR102278391 B1 KR 102278391B1 KR 1020210030477 A KR1020210030477 A KR 1020210030477A KR 20210030477 A KR20210030477 A KR 20210030477A KR 102278391 B1 KR102278391 B1 KR 102278391B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
shaped member
submersible pump
pressure field
bena
submersible
Prior art date
Application number
KR1020210030477A
Other languages
English (en)
Inventor
박진춘
진창호
송봉기
조영철
Original Assignee
(주)엠닉스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)엠닉스 filed Critical (주)엠닉스
Priority to KR1020210030477A priority Critical patent/KR102278391B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102278391B1 publication Critical patent/KR102278391B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/08—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/426—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/669—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2210/00—Working fluids
    • F05D2210/10—Kind or type
    • F05D2210/11—Kind or type liquid, i.e. incompressible

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

본 발명은 칼럼 파이프의 상부에 연결되는 T 연결관에서, T 연결관의 수직부에서 직각으로 절곡된 수평부의 하단에 베나 형상 부재를 장착함으로써, 마찰저항손실을 최소화하고 난류를 평행류로 개선하여 양정과 효율을 높일 수 있는 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치는 칼럼 파이프(20)의 내부에 배치되고, 임펠러를 포함하는 케이싱(11)의 상부에 수중모터(12)가 배치되고, 칼럼 파이프(20)의 상단에 T 연결관(30)이 연결되며, T 연결관(30)의 수직부(31)에서 직각으로 절곡된 수평부(32)의 하단(32a)에 베나 형상 부재(40)가 장착되는 것을 특징으로 한다.

Description

후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치{SUBMERSIBLE PUMP SYSTEM WITH IMPROVED WAKE AND PRESSURE FIELD}
본 발명은 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 칼럼 파이프의 상부에 연결되는 T 연결관에서, T 연결관의 수직부에서 직각으로 절곡된 수평부의 하단에 베나 형상 부재를 장착함으로써, 마찰저항손실을 최소화하고 난류를 평행류로 개선하여 양정과 효율을 높일 수 있는 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치에 관한 것이다.
대한민국 특허 제10-0997867호(2010년 11월 25일, 등록)에 "와류 방지용 헤드부가 결합된 수중축류펌프"가 소개되어 있다.
상기 와류 방지용 헤드부가 결합된 수중축류펌프는 인가되는 전원에 의해 회전력을 발생시키는 수중모터와, 상기 수중모터의 전단부에 연결되며, 상기 수중모터에서 발생된 회전력에 의해 회전하는 베인과 상기 베인이 내장되는 유입부 케이싱을 포함하는 유입부와, 상기 수중모터 후단부에서 발생하는, 상기 유입부를 통해 유입되는 물의 와류 및 에어포켓을 방지하기 위해 상기 수중모터의 후단부에 결합되는 원뿔형태의 유선형 헤드부를 포함하고,
상기 수중모터의 후단부와 결합되는 상기 헤드부의 단면은 상기 수중모터의 후단부와 헤드부 사이의 단면 변화에 따른 에어포켓의 발생을 최소화하기 위해 상기 수중모터의 후단부 단면과 동일하고, 상기 헤드부는 제조 및 결합의 편의성과 유체에 의한 부식의 최소화를 위해 플라스틱 재질로 이루어지며, 상기 헤드부의 종단면은 등변이 곡선인 유선형 이등변 삼각형이고, 상기 유입부에는 유체의 유입시 선회류의 발생을 최소화하여 펌핑효율을 극대화하기 위한 복수의 격벽이 마련되어 있다.
그러나, 상기 와류 방지용 헤드부가 결합된 수중축류펌프는 칼럼 파이프의 상부에 연결된 T 연결관에서 난류의 흐름이 발생하는 것을 방지하지 못하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 칼럼 파이프의 상부에 연결되는 T 연결관에서, T 연결관의 수직부에서 직각으로 절곡된 수평부의 하단에 베나 형상 부재를 장착함으로써, 마찰저항손실을 최소화하고 난류를 평행류로 개선하여 양정과 효율을 높일 수 있는 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치는 칼럼 파이프의 내부에 배치되고, 임펠러를 포함하는 케이싱의 상부에 수중모터가 배치되고, 칼럼 파이프의 상단에 T 연결관이 연결되며, T 연결관의 수직부에서 직각으로 절곡된 수평부의 하단에 베나 형상 부재가 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 베나 형상 부재는 플라스틱 소재를 이용하여 상부면이 볼록하게 형성되며, 접착 또는 열융착 방식으로 T 연결관의 수평부 하단에 접합되는 것을 특징으로 한다.
다른 대안으로, 상기 베나 형상 부재는 철판 등과 같은 금속 소재를 이용하여 상부로 볼록하게 형성되고, 용접 방식으로 T 연결관의 수평부 하단에 접합되는 것을 특징으로 한다.
상기 베나 형상 부재는 T 연결관의 수직부에서 수평부가 시작되는 지점이 시작점이 되고, 높이가 평행류와 터블런스의 경계지점까지의 높이가 되며, 시작지점과 최고점 그리고 최고점과 끝점 사이가 유선형으로 형성되고, 중앙이 높고, 양 측단부가 중앙보다 낮으며, 중앙과 측단부가 곡선형으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치는 상기 수중모터의 상단에 장착되는 콘 형상부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 본 발명에 따른 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치는 마찰저항손실을 최소화하고 난류를 평행류로 개선하여 양정과 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치를 도시한 것으로, 칼럼 파이프와 연결된 T 연결관의 수평부에 베나 형상 부재가 장착된 상태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 베나 형상 부재를 도시한 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치에서 수중모터의 상단에 콘 형상 부재가 장착된 상태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4 내지 도 6은 베나 형상 부재와 콘 형상 부재에 의해 터블런스가 감소하고 평행류가 증가하는 것을 설명하기 위한 것으로, 도 4에는 베나 형상 부재와 콘 형상 부재가 장착되기 전 상태이고, 도 5는 베나 형상 부재가 장착된 상태이며, 도 6은 베나 형상 부재와 콘 형상 부재가 장착된 상태이다.
도 7은 베나 형상 부재와 콘 형상 부재가 장착되기 전과 장착된 후의 양정과 효율을 비교한 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치(10)는 칼럼 파이프(20)의 내부에 배치되고, 임펠러를 포함하는 케이싱(11)의 상부에 수중모터(12)가 배치되고, 칼럼 파이프(20)의 상단에 T 연결관(30)이 연결되며, T 연결관(30)의 수직부(31)에서 직각으로 절곡된 수평부(32)의 하단(32a)에 베나 형상 부재(40 ; Vena Figuration Member)가 장착된다.
상기 베나 형상 부재(40)는 플라스틱 소재를 이용하여 상부면이 볼록하게 형성되며, 접착 또는 열융착 방식으로 T 연결관(30)의 수평부(32) 하단(32a)에 접합된다.
다른 대안으로, 상기 베나 형상 부재(40)는 철판 등과 같은 금속 소재를 이용하여 상부로 볼록하게 형성되고, 용접 방식으로 T 연결관(30)의 수평부(32) 하단(32a)에 접합된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 베나 형상 부재(40)는 T 연결관(30)의 수직부(31)에서 수평부(32)가 시작되는 지점이 시작점(41)이 되고, 높이(h1)가, 도 3의 실험에서 알 수 있듯이, 평행류와 터블런스(tubulence)의 경계지점까지의 높이(h2)가 되며, 시작지점(41)과 최고점(42) 그리고 최고점(42)과 끝점(43) 사이가 유선형으로 형성되고, 도 2에 도시된 것처럼, 중앙이 높고, 양 측단부가 중앙보다 낮으며, 중앙과 측단부가 곡선형으로 연결된다.
도 3을 참조하면, 또한, 본 발명에 따른 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치는 수중모터(12)의 상단에 장착되는 콘 형상부재(50)를 더 포함한다.
상기 콘 형상부재(50)는 수중모터(12)의 상부에서 급격한 단면적의 변화에 의해 유체의 흐름상 와류가 발생하거나 에어포켓이 발생하여 유체의 흐름에 저항이 발생하는 문제를 해결하기 위한 것으로, 절두형이며, 유체의 흐름에 저항이 발생하지 않도록 높이가 와류발생영역(h=500mm)을 넘지 않도록 형성하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치에서 상기 베나 형상 부재(40)는 베나 콘트랙타(Vena Contracta ; 흐름목) 현상에서, 유체가 흐름목 부분을 통과한 후 평행류가 되는 것에서 착안한 것으로, T 연결관(30)에서 유체의 흐름이 수직에서 수평 방향으로 방향이 전환될 때 상대적으로 압력이 낮은 재순환영역(Rz ; Recirculation Zone ; 도 4 참조)에 베나 형상 부재(40)를 배치함으로써, 마찰저항손실을 최소화하고 난류를 평행류로 개선하여 양정과 효율을 높일 수 있게 되었다.
즉, 본 발명에 따른 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치는 다음과 같은 특징을 갖는다.
도 4는 기존의 수중펌프를 구동했을 때, 후류 유동장에 터블런스가 발생하는 것을 나타낸 것이다. 즉, 칼럼 파이프(20)의 하단에 배치된 수중펌프(10)에 의해 펌핑되는 물이 컬펌 파이프(20)에서 T 연결관(30)의 수평부를 통과하는 과정에서 수중모터(12)의 상부와 T 연결관(30)의 수평부의 하부(후류 유동장)에 터블런스가 발생하는 것을 알 수 있다.
도 5는 T 연결관(30)의 수직부(31)에서 직각으로 절곡되는 수평부(32)에 베나 형상 부재(40)가 배치되었을 때, 베나 형상 부재(40)에 의해 T 연결관(30)의 수평부(32)에 평행류가 형성되는 것을 나타낸 것이다. 그리고, 도 5에서는 수중모터(120의 상부에 난류가 발생하는 것을 알 수 있다.
도 6은 수중모터(12)의 상단에 콘 형상부재(50)에 배치되고, T 연결관(30)의 수직부(31)에서 직각으로 절곡되는 수평부(32)에 베나 형상 부재(40)가 배치되었을 때, 칼럼 파이프(20)와 T 연결관(30)에 평행류가 형성되는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치는 수중모터(12)의 상단에 콘 형상부재(50)에 배치되고, T 연결관(30)의 수직부(31)에서 직각으로 절곡되는 수평부(32)에 베나 형상 부재(40)가 배치되었을 때, 도 7에 도시된 것처럼, 양정과 효율이 개선되는 것을 알 수 있으며, 베나 형상 부재(40)를 장착하였을 때, 기존 수중펌프의 양정 및 효율에 비해 양정이 9% ~ 10% 정도 향상되고, 효율이 7.54% 정도 향상되며, 베나 형상 부재(40)와 콘 형상부재(50)를 장착하였을 때, 양정이 12.82% 정도 그리고 효율이 9.56% 정도 향상되었다.
10 : 수중펌프 20 : 칼럼 파이프
30 : T 연결관 40 : 베나 형상 부재

Claims (5)

  1. 칼럼 파이프(20)의 내부에 배치되고, 임펠러를 포함하는 케이싱(11)의 상부에 수중모터(12)가 배치되고, 칼럼 파이프(20)의 상단에 T 연결관(30)이 연결되며, T 연결관(30)의 수직부(31)에서 직각으로 절곡된 수평부(32)의 하단(32a)에 베나 형상 부재(40)가 장착되고
    상기 베나 형상 부재(40)는 T 연결관(30)의 수직부(31)에서 수평부(32)가 시작되는 지점이 시작점(41)이 되고, 높이(h1)가, 평행류와 터블런스의 경계지점까지의 높이(h2)가 되며, 시작지점(41)과 최고점(42) 그리고 최고점(42)과 끝점(43) 사이가 유선형으로 형성되고, 중앙이 높고, 양 측단부가 중앙보다 낮으며, 중앙과 측단부가 곡선형으로 연결되는 것을 특징으로 하는 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베나 형상 부재(40)는 플라스틱 소재를 이용하여 상부면이 볼록하게 형성되며, 접착 또는 열융착 방식으로 T 연결관(30)의 수평부(32) 하단(32a)에 접합되는 것을 특징으로 하는 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 베나 형상 부재(40)는 철판 등과 같은 금속 소재를 이용하여 상부로 볼록하게 형성되고, 용접 방식으로 T 연결관(30)의 수평부(32) 하단(32a)에 접합되는 것을 특징으로 하는 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수중모터(12)의 상단에 장착되는 콘 형상부재(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치.
KR1020210030477A 2021-03-09 2021-03-09 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치 KR102278391B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210030477A KR102278391B1 (ko) 2021-03-09 2021-03-09 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210030477A KR102278391B1 (ko) 2021-03-09 2021-03-09 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102278391B1 true KR102278391B1 (ko) 2021-07-16

Family

ID=77150790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210030477A KR102278391B1 (ko) 2021-03-09 2021-03-09 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102278391B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100997867B1 (ko) * 2010-06-21 2010-12-01 이남민 와류 방지용 헤드부가 결합된 수중축류펌프
KR20120097622A (ko) * 2011-02-25 2012-09-05 한라공조주식회사 열교환기
JP2013209961A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Ebara Corp 剥離防止構造体を備えたポンプ装置
KR102141121B1 (ko) * 2019-02-27 2020-08-04 필즈엔지니어링 주식회사 곡관의 압력저항 개선을 위한 유체 조절용 핀

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100997867B1 (ko) * 2010-06-21 2010-12-01 이남민 와류 방지용 헤드부가 결합된 수중축류펌프
KR20120097622A (ko) * 2011-02-25 2012-09-05 한라공조주식회사 열교환기
JP2013209961A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Ebara Corp 剥離防止構造体を備えたポンプ装置
KR102141121B1 (ko) * 2019-02-27 2020-08-04 필즈엔지니어링 주식회사 곡관의 압력저항 개선을 위한 유체 조절용 핀

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011063258A (ja) ダクト付き前流固定翼体
US20090274555A1 (en) Multiple-stage centrifugal pump of inline design
KR102278391B1 (ko) 후류 및 압력장을 개선한 수중펌프 장치
JP4966873B2 (ja) ジェットポンプ及び原子炉
CN109915418A (zh) 一种叶片前伸式立式离心泵导流栅及使用该导流栅的离心泵
KR101316452B1 (ko) 원심 펌프용 유동 출력 노즐
CA2278707C (en) Helical penstock
WO2024098610A1 (zh) 排气结构及换热器
JP2013217299A (ja) 整流カバーを備えたポンプ装置及び整流カバー
CN207750266U (zh) 一种离心风机
CN207960999U (zh) 一种风道系统及风机
CN202441654U (zh) 肘型进水流道
CN212615137U (zh) 水轮机出水底座结构
CN209100351U (zh) 一种新型轴流泵进水结构
CN103206412A (zh) 肘型进水流道
KR100997867B1 (ko) 와류 방지용 헤드부가 결합된 수중축류펌프
CN109356888A (zh) 一种射流泵
CN215719572U (zh) 一种高效单级单吸卧式离心泵
CN210949155U (zh) 一种高压高速直驱高速泵
EP2083168B1 (en) Draft tube of hydraulic machinery
CN210135030U (zh) 一种泄水锥装置
CN209800360U (zh) 一种吸油烟机用的蜗壳
CN210889477U (zh) 水泵的泵体、水泵及热水器
CN208456927U (zh) 一种基于提高水力稳定性的凹槽式喇叭状防振结构
TWI578333B (zh) Boiling water type nuclear reactor and jet boiling nuclear reactor

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant