KR102327661B1 - 수중펌프용 흡입안내장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컬럼 파이프(column pipe)의 시트에 고정된 펌프와 연결된 흡입 가이드를 포함한 구조로부터, 현장의 설치 조건에 구애받지 않으며 설치가 용이하고, 넓은 흡입 시작점을 가지고 손실수두를 줄일 수 있음은 물론, 지면으로부터 유체를 흡입하는 과정에서 안정적인 유로 형성에 도움을 줄 수 있도록 하는 수중펌프용 흡입안내장치에 관한 것이다.

Description

수중펌프용 흡입안내장치{SUCTION GUIDE APPARATUS FOR UNDERWATER PUMP}

본 발명은 수중펌프용 흡입안내장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수중펌프가 내장된 컬럼 파이프에 적용하기 위한 수중펌프용 흡입안내장치에 관한 것이다.

일반적으로 지하차도, 공동구, 지하보도 등에는 배수펌프장이 설치되어 있어서 지하수나 우천시 빗물 등이 유입되면 이를 신속하게 배수시킬 수 있도록 되어 있다.

이러한 배수펌프장은 지하차도 등의 지하에 부설되는 콘크리트 구조물이며, 지하구조물 주변환경 지하수압, 토목 구조체의 방수시공 정도 등에 따라 누수되는 지하수의 유입이나 우천시 빗물의 유입 등에 의한 침수를 방지하기 위한 목적으로 설치된다.

일반적인 배수펌프장의 강제 배수방식은 물이 유입되는 유입로 상에 제진기를 설치하고, 제진기 후방에 집수조와, 집수조에 저수된 물을 배수로로 펌핑하는 배수펌프를 설치한 구조가 적용된다.

배수펌프는 집수조의 상부 벽을 통해 고정되는 컬럼 파이프의 내부에 설치되고, 컬럼 파이프의 입구는 집수조 바닥면 가까이 설치되며, 배수펌프는 컬럼 파이프의 입구측에 설치된다.

일본공개특허 특개2009-197648호의 "양액 펌프 및 양액 펌프 시스템"을 포함한 종래의 배수펌프는 상부에 방수처리된 밀폐형의 모터가 마련되고, 이 모터의 중심측에는 회전축이 하향으로 연장 형성된다.

그리고, 모터의 하측으로는 컬럼파이프의 입구에 고정되어 모터를 지지하는 펌프케이싱이 마련된다.

전술한 바와 같이 구성되는 배수펌프는 모터의 회전력에 의해 임펠러가 회전하면서 케이싱의 흡입구를 통해 유체를 흡입하고 토출구를 통해 배출하면서 유체를 강제 유동시키게 된다.

이러한 배수펌프를 포함한 기존의 펌프 시스템은 도 1(a)와 같이 시트(20)가 컬럼 파이프(10)의 하단부에 배치되고, 펌프(30)가 시트(20)에 안착되어 용접 고정된 구조로 되어 있다.

그러나, 이러한 기존의 펌프 시스템은 유체, 즉 물의 흡입을 위하여 펌프를 가동시킬 경우 도시된 바와 같이 와류 현상을 일으키게 된다.

시트(20) 하부측에서 발생한 와류 현상은 손실수두를 유발하게 되는데, 이러한 손실수두는 펌프(30)의 토출 구경(A), 소비전력(kW), 전양정(m) 등에 따라 악영향을 미치게 되는 것이다.

결과적으로 손실수두 값이 커짐에 따라 펌프의 효율 또한 저하된다.

이러한 유체의 흡입 조건을 개선하기 위하여 지면(40)에 흡입 안내장치(이하 미도시)를 고정 설치하는 경우도 있지만, 컬럼 파이프(10)나 펌프(30)를 교체하거나 수리하기 위하여 분리할 경우, 또는 지면(40)이 바닥면인 저수조가 만수일 경우 교체 시공에 지장을 주는 문제점도 있는 것이다.

일본공개특허 특개2009-197648호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 현장의 설치 조건에 구애받지 않으며 설치가 용이한 수중펌프용 흡입안내장치를 제공하기 위한 것이다.

그리고, 본 발명은 넓은 흡입 시작점을 가지고 손실수두를 줄일 수 있는 수중펌프용 흡입안내장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 지면으로부터 유체를 흡입하는 과정에서 안정적인 유로 형성에 도움을 줄 수 있도록 하는 수중펌프용 흡입안내장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 지면에 대하여 수직하고 하단부가 상기 지면으로부터 이격 배치된 컬럼 파이프(column pipe); 상기 컬럼 파이프의 하부측 내주면에 구비된 링 형상의 시트; 상기 시트에 안착 고정된 펌프; 및 상기 펌프의 하단부에 구비된 흡입측과 연결되도록 상기 컬럼 파이프의 하단부에 장착되며, 상부측으로 갈수록 점차 직경이 축소되는 내부 유로를 형성하는 흡입 가이드를 포함하며, 상기 흡입 가이드는 상기 지면으로부터 상기 펌프의 흡입측으로 유체가 흡입되는 흡입시점을 짧아지게 함으로써, 상기 컬럼 파이프의 하단부로부터 상기 유체가 흡입됨에 따라 상기 컬럼 파이프의 하단부 주변에서 와류가 발생하는 것을 방지함과 동시에, 상기 흡입 가이드의 내부에서 상기 펌프의 흡입측까지 흡입되는 상기 유체의 와류 발생을 방지하고, 상기 흡입시점은 상기 지면으로부터 수직하게 상기 펌프 하단부의 흡입측 중심까지 연장된 가상선의 길이인 것을 특징으로 하는 수중펌프용 흡입안내장치를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 흡입 가이드는, 상기 펌프의 하단부에 형성된 제1 직경을 가진 흡입포트와 연결되어 상기 시트의 하부측에 고정되며 상기 제1 직경을 가진 연결홀과, 상기 컬럼 파이프의 하단부 외측에 노출되는 것으로 상기 제1 직경보다 큰 제3 직경을 가진 외부 흡입홀을 서로 연결하는 벨 마우스(bell mouth) 형상으로 형성되는 가이드 본체와, 상기 가이드 본체의 내주면에 형성되어 상기 가이드 본체의 내부로 유입되는 상기 유체의 와류 발생을 규제하는 와류 방지부를 포함하며, 상기 연결홀과 상기 외부 흡입홀은 상기 지면과 평행한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 와류 방지부는, 상기 가이드 본체의 내주면에 복수로 형성되어 이격 배치된 가이드 윙을 포함하며, 상기 가이드 윙은 상기 가이드 본체의 내주면에 방사상으로 등간격 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 와류 방지부는, 상기 가이드 본체의 내주면으로부터 상기 가이드 본체의 중심을 향하여 돌출된 것으로, 상기 연결홀과 동일 평면상에 배치되는 상단부 가장자리를 형성하며 상기 지면과 평행한 제1 가장자리와, 상기 제1 가장자리로부터 하부측으로 연장되며 상기 제1 가장자리에 대하여 예각을 이루도록 경사지게 형성된 제2 가장자리와, 상기 제2 가장자리로부터 상기 외부 흡입홀까지 경사지게 연장된 제3 가장자리와, 상기 제3 가장자리로부터 상기 외부 흡입홀의 가장자리까지 상기 제1 가장자리와 평행하게 연장된 제4 가장자리를 포함하는 윙 본체와, 상기 제1 가장자리의 말단과 상기 제2 가장자리의 상단부를 라운드지게 연결하는 제1 곡선 연결부와, 상기 제2 가장자리의 하단부와 상기 제3 가장자리의 상단부를 라운드지게 연결하는 제2 곡선 연결부를 포함하며, 상기 윙 본체는 상기 가이드 본체의 내주면에 복수로 배치되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 가이드 본체의 내주면으로부터 상기 윙 본체가 돌출된 길이는 상기 가이드 본체의 내경의 50% 내지 90%인 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

우선, 본 발명은 지면에 대하여 수직하고 하단부가 지면으로부터 이격 배치된 컬럼 파이프(column pipe); 컬럼 파이프의 하부측 내주면에 구비된 링 형상의 시트; 시트에 안착 고정된 펌프; 및 펌프의 하단부에 구비된 흡입측과 연결되도록 컬럼 파이프의 하단부에 장착되며, 상부측으로 갈수록 점차 직경이 축소되는 내부 유로를 형성하는 흡입 가이드를 포함하며, 흡입 가이드는 지면으로부터 펌프의 흡입측으로 유체가 흡입되는 흡입시점을 짧아지게 함으로써, 컬럼 파이프의 하단부로부터 유체가 흡입됨에 따라 컬럼 파이프의 하단부 주변에서 와류가 발생하는 것을 방지함과 동시에, 흡입 가이드의 내부에서 펌프의 흡입측까지 흡입되는 유체의 와류 발생을 방지하고, 흡입시점은 지면으로부터 수직하게 펌프 하단부의 흡입측 중심까지 연장된 가상선의 길이인 것을 특징으로 하여, 현장의 설치 조건에 구애받지 않으며 설치가 용이하므로, 작업의 편의성을 대폭적으로 향상시킬 수 있다는 효과를 가진다.

특히, 본 발명은 컬럼 파이프의 내경에 비하여 넓은 면적의 흡입시점을 가지고 손실수두를 줄여 펌프의 효율 저하를 미연에 방지할 수 있는 특장점을 가지게 된다.

무엇보다도, 본 발명은 흡입 가이드에 의하여 유체를 흡입하는 과정에서 안정적인 유로의 형성이 가능하게 되므로, 손실수두를 크게 하는 와류 발생을 극소화 또는 방지함으로써 펌프의 효율 증대에도 도움을 줄 수 있게 될 것이다.

그리고, 본 발명에 따른 흡입 가이드는, 펌프의 하단부에 형성된 제1 직경을 가진 흡입포트와 연결되어 시트의 하부측에 고정되며 제1 직경을 가진 연결홀과, 컬럼 파이프의 하단부 외측에 노출되는 것으로 제1 직경보다 큰 제3 직경을 가진 외부 흡입홀을 서로 연결하는 벨 마우스(bell mouth) 형상으로 형성되는 가이드 본체와, 가이드 본체의 내주면에 형성되어 가이드 본체의 내부로 유입되는 유체의 와류 발생을 규제하는 와류 방지부를 포함하며, 연결홀과 외부 흡입홀은 지면과 평행하게 형성되도록 함으로써, 흡입 가이드가 없는 기존의 펌프 시스템과 비교할 때 흡입구간에서 빠른 유속으로 인한 볼류트(volute) 현상의 발생 우려를 불식시키고, 컬럼 파이프보다 큰 직경을 가진 외부 흡입홀로부터 유체를 흡입하기 때문에 상대적으로 느린 유속 덕분에 볼류트 발생을 미연에 방지함으로써 안정적인 유로 형성이 가능하게 될 것이다.

그리고, 본 발명에 따른 와류 방지부는, 가이드 본체의 내주면에 복수로 형성되어 이격 배치된 가이드 윙을 포함하며, 가이드 윙은 가이드 본체의 내주면에 방사상으로 등간격 배치되도록 함으로써, 가이드 본체 내부의 와류를 분쇄하여 안정적인 유로 형성에 도움을 줄 수 있게 될 것이다.

또한, 본 발명에 따른 와류 방지부는, 가이드 본체의 내주면으로부터 가이드 본체의 중심을 향하여 돌출된 것으로, 연결홀과 동일 평면상에 배치되는 상단부 가장자리를 형성하며 지면과 평행한 제1 가장자리와, 제1 가장자리로부터 하부측으로 연장되며 제1 가장자리에 대하여 예각을 이루도록 경사지게 형성된 제2 가장자리와, 제2 가장자리로부터 외부 흡입홀까지 경사지게 연장된 제3 가장자리와, 제3 가장자리로부터 외부 흡입홀의 가장자리까지 제1 가장자리와 평행하게 연장된 제4 가장자리를 포함하는 윙 본체와, 제1 가장자리의 말단과 제2 가장자리의 상단부를 라운드지게 연결하는 제1 곡선 연결부와, 제2 가장자리의 하단부와 제3 가장자리의 상단부를 라운드지게 연결하는 제2 곡선 연결부를 포함하며, 윙 본체는 가이드 본체의 내주면에 복수로 배치됨으로써, 손실수두를 최소화하고 와류 발생이 극소화된 안정적인 유로의 형성이 가능하게 될 것이다.

아울러, 본 발명에 따르면, 가이드 본체의 내주면으로부터 윙 본체가 돌출된 길이는 가이드 본체의 내경의 50% 내지 90%가 되도록 하여, 외부 흡입홀을 통하여 흡입되는 유체의 유동에 지장을 주지 않으면서도 안정적이며 균일한 유로 형성을 통하여 와류 발생을 미연에 방지할 수 있게 될 것이다.

도 1은 기존의 펌프 시스템과 본 발명의 일 실시예에 따른 수중펌프용 흡입안내장치를 비교한 개념도로, 도 1(a)는 종래의 펌프 시스템을, 도 1(b)는 본 발명을 도시한 부분 측단면 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중펌프용 흡입안내장치 중 주요부인 흡입 가이드의 내부 구조를 도시한 측단면 개념도
도 3은 도 2의 III 시점에서 바라본 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중펌프용 흡입안내장치 중 주요부인 흡입 가이드를 도시한 평면 개념도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중펌프용 흡입안내장치가 설치된 시스템을 도시한 측단면 개념도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

참고로, 도 1은 기존의 펌프 시스템과 본 발명의 일 실시예에 따른 수중펌프용 흡입안내장치를 비교한 개념도로, 도 1(a)는 종래의 펌프 시스템을, 도 1(b)는 본 발명을 도시한 부분 측단면 개념도이다.

그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중펌프용 흡입안내장치 중 주요부인 흡입 가이드(50)의 내부 구조를 도시한 측단면 개념도이며, 도 3은 도 2의 III 시점에서 바라본 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중펌프용 흡입안내장치 중 주요부인 흡입 가이드(50)를 도시한 평면 개념도이다.

또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중펌프용 흡입안내장치가 설치된 시스템을 도시한 측단면 개념도이다.

우선, 본 발명은 도시된 바와 같이 컬럼 파이프(10, column pipe)의 시트(20)에 고정된 펌프(30)에 연결 장착된 흡입 가이드(50)를 포함한 구조임을 파악할 수 있다.

컬럼 파이프(10)는 지면(40)에 대하여 수직하고 하단부가 지면(40)으로부터 이격 배치된 것으로, 컬럼 파이프(10)의 하부측 내주면에 구비된 링 형상의 시트(20)에 안착 고정된 펌프(30)의 배출 유로를 형성하는 것이다.

흡입 가이드(50)는 펌프(30)의 하단부에 구비된 흡입측과 연결되도록 컬럼 파이프(10)의 하단부에 장착되며, 상부측으로 갈수록 점차 직경이 축소되는 내부 유로를 형성하는 것이다.

이러한 흡입 가이드(50)는, 지면(40)으로부터 펌프(30)의 흡입측으로 유체가 흡입되는 흡입시점을 짧아지게 함으로써, 컬럼 파이프(10)의 하단부로부터 유체가 흡입됨에 따라 컬럼 파이프(10)의 하단부 주변에서 와류가 발생하는 것을 방지함과 동시에, 흡입 가이드(50)의 내부에서 펌프(30)의 흡입측까지 흡입되는 유체의 와류 발생을 방지하게 된다.

여기서, 흡입시점은 지면(40)으로부터 수직하게 펌프(30) 하단부의 흡입측 중심까지 연장된 가상선의 길이를 가리킨다.

이때, 흡입시점을 짧아지게 한다는 것은, 흡입 가이드(50)가 부착되지 않은 기존의 펌프(30) 내장형 컬럼 파이프(10)의 흡입시점(Q1, 도 1(a) 참조)에 비하여, 흡입 가이드(50)를 부착함으로써 지면(40)으로부터 흡입시점(Q2, 도 1(b) 참조)이 짧아지게 되었다는 것을 의미한다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

우선, 시트(20)는, 컬럼 파이프(10)의 하부측 내주면을 따라 형성되는 링 형상의 안착 리브(21)와, 안착 리브(21) 상에 복수로 장착되어 컬럼 파이프(10)의 내주면과 연결되는 고정 리브(22)를 포함할 수 있다.

여기서, 펌프(30)는 고정 리브(22)에 용접 결합됨으로써 고정될 수 있을 것이다.

한편, 펌프(30)는, 시트(20)에 안착 고정되는 하단부를 가지는 펌프 본체(31)와, 펌프 본체(31)의 내부에 형성되는 내부 흡입 유로(32)와, 고정 이어(33, fixing ear)를 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

내부 흡입 유로(32)는 펌프 본체(31)의 하단부에 형성된 제1 직경(D1)을 가진 흡입포트(32a)와, 펌프 본체(31)의 상단부에 형성된 제1 직경(D1)보다 작은 제2 직경(D2)을 가진 토출포트(32b)를 서로 연결함으로써, 벨 마우스(bell mouth) 형상으로 형성된 것이다.

고정 이어(33)는 펌프 본체(31)의 외주면에 복수로 형성되어 시트(20)의 상부측에 복수로 장착되고 컬럼 파이프(10)의 내주면과 연결되는 고정 리브(22)에 용접 결합되는 것이다.

한편, 흡입 가이드(50)는, 가이드 본체(51)의 내부에 형성된 와류 방지부(60)를 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

여기서, 가이드 본체(51)는 펌프(30)의 하단부에 형성된 제1 직경(D1)을 가진 흡입포트(32a)와 연결되어 시트(20)의 하부측에 고정되며 제1 직경(D1)을 가진 연결홀(51a)과, 컬럼 파이프(10)의 하단부 외측에 노출되는 것으로 제1 직경(D1)보다 큰 제3 직경(D3)을 가진 외부 흡입홀(51b)을 서로 연결하는 벨 마우스(bell mouth) 형상으로 형성되는 것이다.

이때, 연결홀(51a)과 외부 흡입홀(51b)은 지면(40)과 평행한 것을 알 수 있다.

또한, 와류 방지부(60)는 가이드 본체(51)의 내주면에 형성되어 가이드 본체(51)의 내부로 유입되는 유체의 와류 발생을 규제하는 것이다.

가이드 본체(51)는 전체적으로 하단부로 갈수록 점차 직경이 넓어지는 벨 마우스 형상, 즉 나팔 형상으로 형성된 것이다.

즉, 가이드 본체(51)의 내주면은 전체적으로 하부측으로 갈수록 직경이 점차 넓어지게 형성되도록 부드러운 곡면 형태로 형성되게 할 수 있을 것이다.

여기서, 컬럼 파이프(10)의 내경은 제3 직경(D3)보다 작거나 같고 제1 직경(D1)보다 큰 제4 직경(D4)을 가질 수 있다.

따라서, 가이드 본체(51)는, 시트(20)의 하단부 및 펌프(30)의 흡입포트(32a)와 연결됨과 동시에, 컬럼 파이프(10)의 하단부 가장자리에 가이드 본체(51)의 외주면이 선접촉 또는 면접촉하여 용접 고정되도록 할 수도 있을 것이다.

한편, 와류 방지부(60)는, 가이드 본체(51)의 내주면에 복수로 형성되어 이격 배치된 가이드 윙(61)을 포함하며, 가이드 윙(61)은 가이드 본체(51)의 내주면에 방사상으로 등간격 배치될 수 있다.

이러한 가이드 윙(61)은, 가이드 본체(51)의 내주면으로부터 가이드 본체(51)의 중심을 향하여 돌출된 윙 본체(61)를 포함할 수 있다.

윙 본체(61)는, 도 2를 참조하면, 가이드 본체(51)의 내주면으로부터 가이드 본체(51)의 중심을 향하여 돌출된 것으로, 연결홀(51a)과 동일 평면상에 배치되는 상단부 가장자리를 형성하며 지면(40)과 평행한 제1 가장자리(61a)를 포함할 수 있다.

윙 본체(61)는, 제1 가장자리(61a)로부터 하부측으로 연장되며 제1 가장자리(61a)에 대하여 예각을 이루도록 경사지게 형성된 제2 가장자리(61b)를 포함할 수 있다.

윙 본체(61)는, 제2 가장자리(61b)로부터 외부 흡입홀(51b)까지 경사지게 연장된 제3 가장자리(61c)를 포함할 수 있다.

윙 본체(61)는, 제3 가장자리(61c)로부터 외부 흡입홀(51b)의 가장자리까지 제1 가장자리(61a)와 평행하게 연장되어 하단부 가장자리를 형성하는 제4 가장자리(61d)를 포함할 수 있다.

윙 본체(61)는, 제1 가장자리(61a)의 말단과 제2 가장자리(61b)의 상단부를 라운드지게 연결하는 제1 곡선 연결부(62a)와, 제2 가장자리(61b)의 하단부와 제3 가장자리(61c)의 상단부를 라운드지게 연결하는 제2 곡선 연결부(62b)를 포함할 수 있다.

이러한 윙 본체(61)는 도 3과 같이 가이드 본체(51)의 내주면에 복수로 배치될 수 있다.

전술한 바와 같은 윙 본체(61)의 형상은 나팔 형상과 같은 넓은 외부 흡입홀(51b)로부터 좁은 연결홀(51a)측으로 수로가 형성되기 때문에 수로가 좁아짐에 따라 발생하는 가이드 본체(51) 내부의 와류 현상 방지가 가능하도록 마련된 최적의 구조라 할 수 있다.

이때, 가이드 본체(51)의 내주면으로부터 윙 본체(61)가 돌출된 길이(H)는 가이드 본체(51)의 내경(R)의 50% 내지 90%인 것이 바람직하다.

윙 본체(61)가 돌출된 길이(H)는, 가이드 본체(51)의 하단부에 형성된 외부 흡입홀(51b)로부터 유입되는 유체의 유동에 지장을 주지 않도록, 가이드 본체(51)의 내경(R)의 50% 내지 90% 정도, 더욱 바람직하게는 70% 내외 정도가 되도록 설계할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명은 도 4와 같이 지면(40)을 바닥면으로 한 저수조나 배수펌프장에서 컬럼 파이프(10)에 내장된 펌프(30)의 하단부와 자연스레 연결되는 흡입 가이드(50)에 의하여 와류 발생없이 손실수두를 최소화한 안정적인 흡입 유로를 형성하여 펌프 효율 저하를 방지할 수 있을 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중펌프용 흡입안내장치의 작용 및 효과에 대하여 다음과 같이 살펴보고자 한다.

우선, 본 발명은 지면(40)에 대하여 수직하고 하단부가 지면(40)으로부터 이격 배치된 컬럼 파이프(10); 컬럼 파이프(10)의 하부측 내주면에 구비된 링 형상의 시트(20); 시트(20)에 안착 고정된 펌프(30); 및 펌프(30)의 하단부에 구비된 흡입측과 연결되도록 컬럼 파이프(10)의 하단부에 장착되며, 상부측으로 갈수록 점차 직경이 축소되는 내부 유로를 형성하는 흡입 가이드(50)를 포함하며, 흡입 가이드(50)는 지면(40)으로부터 펌프(30)의 흡입측으로 유체가 흡입되는 흡입시점을 짧아지게 함으로써, 컬럼 파이프(10)의 하단부로부터 유체가 흡입됨에 따라 컬럼 파이프(10)의 하단부 주변에서 와류가 발생하는 것을 방지함과 동시에, 흡입 가이드(50)의 내부에서 펌프(30)의 흡입측까지 흡입되는 유체의 와류 발생을 방지하고, 흡입시점은 지면(40)으로부터 수직하게 펌프(30) 하단부의 흡입측 중심까지 연장된 가상선의 길이인 것을 특징으로 하여, 현장의 설치 조건에 구애받지 않으며 설치가 용이하므로, 작업의 편의성을 대폭적으로 향상시킬 수 있다는 효과를 가진다.

특히, 본 발명은 컬럼 파이프(10)의 내경에 비하여 넓은 면적의 흡입시점을 가지고 손실수두를 줄여 펌프(30)의 효율 저하를 미연에 방지할 수 있는 특장점을 가지게 된다.

무엇보다도, 본 발명은 흡입 가이드(50)에 의하여 유체를 흡입하는 과정에서 안정적인 유로의 형성이 가능하게 되므로, 손실수두를 크게 하는 와류 발생을 극소화 또는 방지함으로써 펌프(30)의 효율 증대에도 도움을 줄 수 있게 될 것이다.

그리고, 본 발명에 따른 흡입 가이드(50)는, 펌프(30)의 하단부에 형성된 제1 직경(D1)을 가진 흡입포트(32a)와 연결되어 시트(20)의 하부측에 고정되며 제1 직경(D1)을 가진 연결홀(51a)과, 컬럼 파이프(10)의 하단부 외측에 노출되는 것으로 제1 직경(D1)보다 큰 제3 직경(D3)을 가진 외부 흡입홀(51b)을 서로 연결하는 벨 마우스(bell mouth) 형상으로 형성되는 가이드 본체(51)와, 가이드 본체(51)의 내주면에 형성되어 가이드 본체(51)의 내부로 유입되는 유체의 와류 발생을 규제하는 와류 방지부(60)를 포함하며, 연결홀(51a)과 외부 흡입홀(51b)은 지면(40)과 평행하게 형성되도록 함으로써, 흡입 가이드(50)가 없는 기존의 펌프 시스템과 비교할 때 흡입구간에서 빠른 유속으로 인한 볼류트(volute) 현상의 발생 우려를 불식시키고, 컬럼 파이프(10)보다 큰 직경을 가진 외부 흡입홀(51b)로부터 유체를 흡입하기 때문에 상대적으로 느린 유속 덕분에 볼류트 발생을 미연에 방지함으로써 안정적인 유로 형성이 가능하게 될 것이다.

그리고, 본 발명에 따른 와류 방지부(60)는, 가이드 본체(51)의 내주면에 복수로 형성되어 이격 배치된 가이드 윙(61)을 포함하며, 가이드 윙(61)은 가이드 본체(51)의 내주면에 방사상으로 등간격 배치되도록 함으로써, 가이드 본체(51) 내부의 와류를 분쇄하여 안정적인 유로 형성에 도움을 줄 수 있게 될 것이다.

또한, 본 발명에 따른 와류 방지부(60)는, 가이드 본체(51)의 내주면으로부터 가이드 본체(51)의 중심을 향하여 돌출된 것으로, 연결홀(51a)과 동일 평면상에 배치되는 상단부 가장자리를 형성하며 지면(40)과 평행한 제1 가장자리(61a)와, 제1 가장자리(61a)로부터 하부측으로 연장되며 제1 가장자리(61a)에 대하여 예각을 이루도록 경사지게 형성된 제2 가장자리(61b)와, 제2 가장자리(61b)로부터 외부 흡입홀(51b)까지 경사지게 연장된 제3 가장자리(61c)와, 제3 가장자리(61c)로부터 외부 흡입홀(51b)의 가장자리까지 제1 가장자리(61a)와 평행하게 연장되어 하단부 가장자리를 형성하는 제4 가장자리(61d)를 포함하는 윙 본체(61)와, 제1 가장자리(61a)의 말단과 제2 가장자리(61b)의 상단부를 라운드지게 연결하는 제1 곡선 연결부(62a)와, 제2 가장자리(61b)의 하단부와 제3 가장자리(61c)의 상단부를 라운드지게 연결하는 제2 곡선 연결부(62b)를 포함하며, 윙 본체(61)는 가이드 본체(51)의 내주면에 복수로 배치됨으로써, 손실수두를 최소화하고 와류 발생이 극소화된 안정적인 유로의 형성이 가능하게 될 것이다.

아울러, 본 발명에 따르면, 가이드 본체(51)의 내주면으로부터 윙 본체(61)가 돌출된 길이(H)는 가이드 본체(51)의 내경(R)의 50% 내지 90%가 되도록 하여, 외부 흡입홀(51b)을 통하여 흡입되는 유체의 유동에 지장을 주지 않으면서도 안정적이며 균일한 유로 형성을 통하여 와류 발생을 미연에 방지할 수 있게 될 것이다.

이상과 같이 본 발명은 현장의 설치 조건에 구애받지 않으며 설치가 용이하고, 넓은 흡입 시작점을 가지고 손실수두를 줄일 수 있음은 물론, 지면으로부터 유체를 흡입하는 과정에서 안정적인 유로 형성에 도움을 줄 수 있도록 하는 수중펌프용 흡입안내장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

10...컬럼 파이프
20...시트
21...안착 리브
22...고정 리브
30...펌프
31...펌프 본체
32...내부 흡입 유로
32a...흡입포트
32b...토출포트
33...고정 이어
40...지면
50...흡입 가이드
51...가이드 본체
51a...연결홀
51b...외부 흡입홀
60...와류 방지부
61...가이드 윙(윙 본체)
61a...제1 가장자리
61b...제2 가장자리
61c...제3 가장자리
61d...제4 가장자리
62a...제1 곡선 연결부
62b...제2 곡선 연결부
D1...제1 직경
D2...제2 직경
D3...제3 직경
D4...제4 직경
H...가이드 본체(51)의 내주면으로부터 윙 본체(61)가 돌출된 길이
R...가이드 본체(51)의 내경

Claims (5)

1. 지면에 대하여 수직하고 하단부가 상기 지면으로부터 이격 배치된 컬럼 파이프(column pipe);
   상기 컬럼 파이프의 하부측 내주면에 구비된 링 형상의 시트;
   상기 시트에 안착 고정된 펌프; 및
   상기 펌프의 하단부에 구비된 흡입측과 연결되도록 상기 컬럼 파이프의 하단부에 장착되며 상부측으로 갈수록 점차 직경이 축소되는 내부 유로를 형성하는 것으로, 상기 펌프의 하단부에 형성된 제1 직경을 가진 흡입포트와 연결되어 상기 시트의 하부측에 고정되며 상기 제1 직경을 가진 연결홀과, 상기 컬럼 파이프의 하단부 외측에 노출되는 것으로 상기 제1 직경보다 큰 제3 직경을 가진 외부 흡입홀을 서로 연결하는 벨 마우스(bell mouth) 형상으로 형성되는 가이드 본체와, 상기 가이드 본체의 내주면에 형성되어 상기 가이드 본체의 내부로 유입되는 유체의 와류 발생을 규제하는 와류 방지부를 포함하는 흡입 가이드를 포함하며,
   상기 와류 방지부는,
   상기 가이드 본체의 내주면으로부터 상기 가이드 본체의 중심을 향하여 돌출된 것으로, 상기 연결홀과 동일 평면상에 배치되는 상단부 가장자리를 형성하며 상기 지면과 평행한 제1 가장자리와, 상기 제1 가장자리로부터 하부측으로 연장되며 상기 제1 가장자리에 대하여 예각을 이루도록 경사지게 형성된 제2 가장자리와, 상기 제2 가장자리로부터 상기 외부 흡입홀까지 경사지게 연장된 제3 가장자리와, 상기 제3 가장자리로부터 상기 외부 흡입홀의 가장자리까지 상기 제1 가장자리와 평행하게 연장된 제4 가장자리를 포함하는 윙 본체를 포함하고,
   상기 흡입 가이드는 상기 지면으로부터 상기 펌프의 흡입측으로 유체가 흡입되는 흡입시점을 짧아지게 함으로써, 상기 컬럼 파이프의 하단부로부터 상기 유체가 흡입됨에 따라 상기 컬럼 파이프의 하단부 주변에서 와류가 발생하는 것을 방지함과 동시에, 상기 흡입 가이드의 내부에서 상기 펌프의 흡입측까지 흡입되는 상기 유체의 와류 발생을 방지하고,
   상기 흡입시점은 상기 지면으로부터 수직하게 상기 펌프 하단부의 흡입측 중심까지 연장된 가상선의 길이인 것을 특징으로 하는 수중펌프용 흡입안내장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결홀과 상기 외부 흡입홀은 상기 지면과 평행한 것을 특징으로 하는 수중펌프용 흡입안내장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 와류 방지부는,
   상기 가이드 본체의 내주면에 복수로 형성되어 이격 배치된 가이드 윙을 포함하며,
   상기 가이드 윙은 상기 가이드 본체의 내주면에 방사상으로 등간격 배치되는 것을 특징으로 하는 수중펌프용 흡입안내장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 와류 방지부는,
   상기 제1 가장자리의 말단과 상기 제2 가장자리의 상단부를 라운드지게 연결하는 제1 곡선 연결부와,
   상기 제2 가장자리의 하단부와 상기 제3 가장자리의 상단부를 라운드지게 연결하는 제2 곡선 연결부를 더 포함하며,
   상기 윙 본체는 상기 가이드 본체의 내주면에 복수로 배치되는 것을 특징으로 하는 수중펌프용 흡입안내장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 가이드 본체의 내주면으로부터 상기 윙 본체가 돌출된 길이는 상기 가이드 본체의 내경의 50% 내지 90%인 것을 특징으로 하는 수중펌프용 흡입안내장치.
   

Images