KR102493893B1 - 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비 - Google Patents

콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비 Download PDF

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KR102493893B1
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이주한
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(유)한성산기
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Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물에 직접 설치되는 수중펌프유닛, 상시배수유닛, 월류배수유닛을 포함하여, 평상시에는 수중펌프유닛의 수중펌프를 작동시키지 않고 상시배수유닛을 통해 내수를 외수 측으로 자연 배수하고, 역류 위험시에는 수중펌프유닛의 수중펌프를 작동시켜 토출 슬리브를 통해 내수를 외수 측으로 강제 배수할 수 있다. 또한, 유입 용량이 펌프 용량을 초과할 때에는 월류배수유닛을 통해 내수를 외수 측으로 자연 배수할 수 있다. 이로 인해, 종래와 달리 콘크리트 구조물에 수문을 설치할 필요가 없어, 수문, 콘크리트 구조물, 권양기 등 많은 건설재료와 건설장비들이 필요 없다. 또한, 종래 수중펌프 설치 수문을 콘크리트 구조물에 설치할 때보다, 공사 과정이 쉽고 간단하며, 공사비용을 대폭 줄일 수 있다.

Description

콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비{Submersible pump equipment installed directly in civil works structure or concrete structure}
본 발명은 수문 없이 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비에 관한 것이다.
일반적으로, 저수지, 하천, 유수지, 빗물 오수처리 펌프장, 상·하수처리 펌프장 등에는 콘크리트 구조물이 건설된다. 이 때, 펌프를 설치하기 위한 유수지를 확보할 수 없거나, 기타 정상적인 충분한 공간을 확보 할 수 없는 상황에서는 철제 수문에 펌프를 장착하여 사용하고 있으며, 콘크리트 구조물에 철제 수문이 설치된다.
이 경우, 평소에는 수문을 개방하여 콘크리트 구조물 안쪽의 내수를 외수가 흐르는 콘크리트 구조물 바깥쪽으로 자연 배수하다가, 집중호우, 장마, 태풍 등으로 강우량이 증가하여 외수가 일정수위 이상으로 상승하면, 수문을 하강하여 외수가 콘크리트 구조물 안쪽으로 유입되는 것을 차단한다. 그리고 수중펌프를 통해서 내수를 콘크리트 구조물 바깥쪽으로 강제 배수한다.
그러나 이렇게 수중펌프가 설치된 수문을 콘크리트 구조물에 설치하기 위해서는, 수문, 콘크리트 구조물, 권양기 등 많은 건설재료와 건설장비들이 필요하다. 이로 인해, 공사과정이 어렵고 복잡하며, 공사비용이 대폭 증가한다.
한국등록특허(10-1973393)
본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결할 수 있는, 수문 없이 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비는,
콘크리트 구조물에 설치되며, 상기 콘크리트 구조물 안쪽의 내수를 외수가 흐르는 상기 콘크리트 구조물 바깥쪽으로 강제 배수하는 수중펌프유닛;
상기 수중펌프유닛보다 낮은 위치의 상기 콘크리트 구조물에 설치되며, 상기 콘크리트 구조물 안쪽의 내수를 외수가 흐르는 상기 콘크리트 구조물 바깥쪽으로 자연 배수하는 상시배수유닛; 및
상기 수중펌프유닛보다 높은 위치의 상기 콘크리트 구조물에 설치되며, 상기 콘크리트 구조물 안쪽의 월류된 내수를 외수가 흐르는 상기 콘크리트 구조물 바깥쪽으로 자연 배수하는 월류배수유닛을 포함하되,
상기 수중펌프유닛은,
상기 콘크리트 구조물 안쪽과 상기 콘크리트 구조물 바깥쪽이 연통하도록 상기 콘크리트 구조물을 관통하여 매립된 토출 슬리브;
상기 콘크리트 구조물의 외부에 배치되며, 상기 토출 슬리브에 연통되어 상기 콘크리트 구조물 안쪽의 내수를 외수가 흐르는 상기 콘크리트 구조물 바깥쪽으로 강제 배수하는 수중펌프;
상기 토출 슬리브와 상기 수중펌프 사이에 연결되며, 상기 수중펌프의 진동을 흡수하는 방진 연결부;
상기 콘크리트 구조물 바깥쪽을 향하는 상기 수중펌프의 개구에 연결되며, 상기 콘크리트 구조물 바깥쪽의 외수가 상기 콘크리트 구조물 안쪽으로 역류하는 것을 차단하는 펌프용 역류방지밸브; 및
상기 수중펌프를 상기 콘크리트 구조물에 지지하는 펌프 지지대를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 콘크리트 구조물에 직접 설치되는 수중펌프유닛, 상시배수유닛, 월류배수유닛을 포함하여, 평상시에는 수중펌프유닛의 수중펌프를 작동시키지 않고 상시배수유닛을 통해 내수를 외수 측으로 자연 배수하고, 역류 위험시에는 수중펌프유닛의 수중펌프를 작동시켜 토출 슬리브를 통해 내수를 외수 측으로 강제 배수할 수 있다. 또한, 유입 용량이 펌프 용량을 초과할 때에는 월류배수유닛을 통해 내수를 외수 측으로 자연 배수할 수 있다. 이로 인해, 종래와 달리 콘크리트 구조물에 수문을 설치할 필요가 없어, 수문, 콘크리트 구조물, 권양기 등 많은 건설재료와 건설장비들이 필요 없다. 또한, 종래 수중펌프 설치 수문을 콘크리트 구조물에 설치할 때보다, 공사 과정이 쉽고 간단하며, 공사비용을 대폭 줄일 수 있다.
본 발명은 수중펌프유닛에서 수중펌프가 토출 슬리브에 방진 연결부를 통해 연결된다. 이로 인해, 수중펌프 작동 중 발생하는 진동이 토출 슬리브에 전달되지 않고 효과적으로 차단될 수 있다. 따라서 토출 슬리브의 흔들림으로 인한 콘크리트 구조물의 균열, 붕괴 등을 방지할 수 있다.
본 발명은 펌프 지지대가 콘크리트 구조물의 바닥면 또는 측벽에 고정되는 경우, 수중펌프의 진동이 펌프 지지대로 전달되지 않게 흡수하는 방진 부재를 포함한다. 이로 인해, 수중펌프 자체의 중량과 수중펌프의 작동 중 발생하는 진동이 펌프 지지대에 전달되지 않고 효과적으로 차단될 수 있다.
본 발명은 내수를 메인 관거를 통해 흡입하고, 저수조에 흡입된 내수를 일시 저류한다. 이로 인해, 유량관리가 편리해지고, 수중펌프유닛, 상시배수유닛, 월류배수유닛을 통한 내수의 배출이 효율적으로 이루어질 수 있다.
도 1은 콘크리트 구조물에 설치된 본 발명의 제1실시예에 따른 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비의 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 수중펌프 설비의 측면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 수중펌프유닛을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 수중펌프를 지지하는 펌프 지지대를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 수중펌프를 지지하는 펌프 지지대가 대차에 결합된 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비의 수중펌프유닛을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비의 평면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 수중펌프 설비의 측면도이다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비를 자세히 설명한다.
도 1은 콘크리트 구조물(S)에 설치된 본 발명의 제1실시예에 따른 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비(10)를 나타낸 도면이다. 콘크리트 구조물(S)은 저수지, 하천, 유수지, 빗물 오수처리 펌프장, 상·하수처리 펌프장 등에 설치되는 구조물로, 평상시 콘크리트 구조물(S) 안쪽은 고수위의 내수가 저장되고, 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽은 저수위의 외수가 흐르게 된다. 도 1에 도시된 본 발명의 제1실시예에 따른 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비(10)의 왼쪽이 콘크리트 구조물(S) 안쪽이고, 오른쪽이 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비(10)는, 수중펌프유닛(100), 상시배수유닛(200), 월류배수유닛(300)으로 구성된다.
[수중펌프유닛(100)]
수중펌프유닛(100)은 콘크리트 구조물(S)에 설치되며, 콘크리트 구조물(S) 안쪽의 내수를 외수가 흐르는 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽으로 강제 배수한다. 수중펌프유닛(100)은 바닥면으로부터 콘크리트 구조물(S)의 일정 높이에 위치된다.
수중펌프유닛(100)은 콘크리트 구조물(S)에 하나 이상 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 2개의 수중펌프유닛(100)이 설치된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 수중펌프유닛(100)은 토출 슬리브(110), 수중펌프(120), 방진 연결부(130), 펌프용 역류방지밸브(140), 펌프 지지대(150)로 구성된다.
<토출 슬리브(110)>
토출 슬리브(110)는 콘크리트 구조물(S) 안쪽과 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽이 연통하도록 콘크리트 구조물(S)을 관통하여 매립된다.
<수중펌프(120)>
수중펌프(120)는 콘크리트 구조물(S)의 외부에 배치되며, 토출 슬리브(110)에 연통되어 콘크리트 구조물(S) 안쪽의 내수를 외수가 흐르는 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽으로 강제 배수한다. 콘크리트 구조물(S) 안쪽과 바깥쪽에 수위계를 설치하여 수위를 자동으로 감지하고, 외수위가 내수위보다 높은 경우 수중펌프(120)가 자동 작동하도록 제어된다.
수중펌프(120)는 횡축형 수중펌프로서, 모터(121)와, 모터(121)의 회전축에 결합되는 임펠러(123)와, 내부에 모터(121)와 임펠러(123)가 수용되는 하우징(122) 등 공지된 기술로 구현될 수 있다.
하우징(122)의 흡입구에는 방진 연결부(130)를 통해 토출 슬리브(110)가 연결되고, 하우징(122)의 토출구에는 펌프용 역류방지밸브(140)가 연결된다.
<방진 연결부(130)>
방진 연결부(130)는 토출 슬리브(110)와 수중펌프(120) 사이에 연결되며, 수중펌프(120)의 진동을 흡수한다. 수중펌프(120)는 작동 중 진동이 발생한다. 수중펌프(120)의 진동에 의해 수중펌프(120)에 연결된 토출 슬리브(110)가 흔들리게 되고, 이는 콘크리트 구조물(S)의 균열로 이어질 수 있다. 이를 방지하기 위해 수중펌프(120)와 토출 슬리브(110) 사이에 방진 연결부(130)가 연결된다.
방진 연결부(130)는 고무 조인트(rubber joint), 익스팬션 조인트(expansion joint), 플렉시블 조인트(flexible joint) 중에서 어느 하나가 선택되는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는 방진 연결부(130)로 익스팬션 조인트가 적용되었다.
<펌프용 역류방지밸브(140)>
펌프용 역류방지밸브(140)는 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽을 향하는 수중펌프(120)의 개구에 연결된다. 펌프용 역류방지밸브(140)는 콘크리트 구조물(S) 안쪽의 내수가 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽으로 배수되도록 하고, 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽의 외수가 콘크리트 구조물(S) 안쪽으로 역류하는 것을 차단한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 펌프용 역류방지밸브(140)는 플랩밸브로 형성된다. 플랩밸브는 수중펌프(120)의 개구에 부착되는 밸브몸체(M1)와, 수중펌프(120)의 개구를 개폐하는 플랩(M2)과, 플랩(M2)을 밸브몸체(M1)에 대해 회동시키는 힌지(M3)로 구성된다.
플랩밸브는 내수위가 외수위보다 높을 경우 그 수위차에 따라 발생하는 수압에 의해 또는 수중펌프(120)에 의한 압력에 의해 플랩(M2)이 열리면서 콘크리트 구조물(S) 안쪽의 내수가 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽으로 배수되지만, 외수위가 내수위보다 높을 경우에는 플랩(M2)이 닫혀있어 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽의 외수가 콘크리트 구조물(S) 안쪽의 내수 측으로 역류하는 것이 차단된다.
플랩밸브의 재질은 유체의 특성에 적합하도록 일반강제, 주철제, 스테인레스강제 등에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다
<펌프 지지대(150)>
펌프 지지대(150)는 콘크리트 구조물(S)의 바닥면으로부터 일정 높이에 떠있는 수중펌프(120)를 콘크리트 구조물(S)에 지지한다.
펌프 지지대(150)는 콘크리트 구조물(S)의 바닥면에 고정된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 펌프 지지대(150)에는 수중펌프(120)의 진동을 흡수하는 방진 부재(151)가 배치된다. 방진 부재(151)는 콘크리트 구조물(S)의 바닥면에 지지되는 펌프 지지대(150)의 하면에 일정 간격을 두고 다수 개가 설치된다. 방진 부재(151)는 수중펌프(120) 자체의 중량과 수중펌프(120)의 작동 중 발생하는 진동을 흡수하여, 이로 인한 콘크리트 구조물(S)의 파손을 방지한다.
방진 부재(151)는 방진 스프링(vibration isolation spring), 에어 스프링(air spring), 고무 패드(rubber pad) 중에서 어느 하나가 선택되는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는 방진 부재(151)로 방진 스프링이 적용되었다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 콘크리트 구조물(S)의 바닥면에는 수중펌프(120)의 장착을 용이하게 하기 위해 수중펌프(120)를 운반하기 위한 대차(160)가 설치될 수 있다. 이 경우에는 방진 부재(151)가 부착된 펌프 지지대(150)는 대차(160)에 결합된다.
[상시배수유닛(200)]
상시배수유닛(200)은 수중펌프유닛(100)보다 낮은 위치의 콘크리트 구조물(S)에 설치된다. 상시배수유닛(200)은 평상시 콘크리트 구조물(S) 안쪽의 내수를 외수가 흐르는 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽으로 자연 배수한다.
상시배수유닛(200)은 콘크리트 구조물(S)에 하나 이상 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 3개의 상시배수유닛(200)이 수중펌프유닛(100)들 사이에 설치된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상시배수유닛(200)은 서브 슬리브(210), 서브용 역류방지밸브(220)로 구성된다.
<서브 슬리브(210)>
서브 슬리브(210)는 토출 슬리브(110)와 마찬가지로, 콘크리트 구조물(S) 안쪽과 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽이 연통하도록 콘크리트 구조물(S)을 관통하여 매립된다. 서브 슬리브(210)는 토출 슬리브(110)보다 단면적이 작고, 토출 슬리브(110)보다 낮은 위치에 배치된다. 토출 슬리브(110)보다 낮은 위치라는 것은 서브 슬리브(210)의 중심이 토출 슬리브(110)의 중심보다 낮은 것을 의미하며, 가장 낮은 높이에 위치한다.
<서브용 역류방지밸브(220)>
서브용 역류방지밸브(220)는 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽을 향하는 서브 슬리브(210)의 개구에 연결되며, 콘크리트 구조물(S) 안쪽의 내수가 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽으로 배수되도록 하고, 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽의 외수가 콘크리트 구조물(S) 안쪽으로 역류하는 것은 차단한다.
서브용 역류방지밸브(220)는 펌프용 역류방지밸브(140)와 마찬가지로 플랩밸브로 형성된다. 플랩밸브는 펌프용 역류방지밸브(140)와 동일한 구성으로 형성된다. 다만, 플랩(M2)이 HDPE(High Density Polyethylene) 또는 FRP(Fiberglass Reinforced Plastics)등과 같은 가벼운 재질로 형성된다.
서브용 역류방지밸브(220)는 펌프용 역류방지밸브(140)보다 더 낮은 곳에 설치되므로 수압이 더 크게 작용하고, 플랩(M2)이 가벼운 재질로 형성되므로, 평상시 즉 내수위가 외수위보다 높은 경우에 쉽게 플랩(M2)이 열려 콘크리트 구조물(S) 안쪽의 내수가 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽으로 자연 배수될 수 있다. 또한, 외수위가 내수위보다 높은 경우에는 플랩(M2)이 닫혀있어 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽의 외수가 콘크리트 구조물(S) 안쪽으로 역류하는 것이 차단된다.
[월류배수유닛(300)]
월류배수유닛(300)은 수중펌프유닛(100)보다 높은 위치의 콘크리트 구조물(S)에 설치된다. 월류배수유닛(300)은 콘크리트 구조물(S) 안쪽의 내수가 월류(overflow)되는 경우 월류된 내수를 외수가 흐르는 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽으로 자연 배수한다.
월류배수유닛(300)은 콘크리트 구조물(S)에 하나 이상 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 2개의 월류배수유닛(300)이 각 수중펌프유닛(100) 상부에 설치된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 월류배수유닛(300)은 월류 슬리브(310), 월류용 역류방지 게이트(320)로 구성된다.
<월류 슬리브(310)>
월류 슬리브(310)는 서브 슬리브(210)와 마찬가지로, 콘크리트 구조물(S) 안쪽과 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽이 연통하도록 콘크리트 구조물(S)을 관통하여 형성된다. 월류 슬리브(310)는 토출 슬리브(110)보다 단면적이 크고, 토출 슬리브(110)보다 높은 위치에 배치된다. 토출 슬리브(110)보다 높은 위치라는 것은 월류 슬리브(310)의 하단이 토출 슬리브(110)의 상단보다 높은 것을 의미하며, 가장 높은 높이에 위치한다.
<월류용 역류방지 게이트(320)>
월류용 역류방지 게이트(320)는 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽을 향하는 월류 슬리브(310)의 개구에 연결되며, 콘크리트 구조물(S) 안쪽의 내수가 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽으로 배수되도록 하고, 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽의 외수가 콘크리트 구조물(S) 안쪽으로 역류하는 것은 차단한다.
월류용 역류방지 게이트(320)는 펌프용 역류방지밸브(140)와 마찬가지로 플랩밸브로 형성된다. 플랩밸브는 펌프용 역류방지밸브(140)와 동일한 구성으로 형성된다. 다만, 플랩(M2)이 HDPE(High Density Polyethylene) 또는 FRP(Fiberglass Reinforced Plastics)등과 같은 가벼운 재질로 형성된다.
월류용 역류방지 게이트(320)는 펌프용 역류방지밸브(140)보다 더 높은 곳에 설치되므로 수압이 더 크게 작용하고, 플랩(M2)이 가벼운 재질로 형성되므로, 평상시 즉 내수위가 외수위보다 높은 경우에 쉽게 플랩(M2)이 열려 콘크리트 구조물(S) 안쪽의 내수가 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽으로 자연 배수할 수 있다. 또한, 외수위가 내수위보다 높은 경우에는 플랩(M2)이 닫혀있어 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽의 외수가 콘크리트 구조물(S) 안쪽으로 역류하는 것이 차단된다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비에서, 내수, 외수의 수위차에 따라 달라지는 배수 원리를 설명한다. 도 1 내지 도 6을 기본적으로 참조한다.
[내수 고수위, 외수 저수위]
평상시 즉, 콘크리트 구조물(S) 안쪽의 내수가 고수위이고, 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽의 외수가 저수위인 경우, 수중펌프유닛(100)보다 낮은 위치에 배치된 상시배수유닛(200)은 수압차와 가벼운 재질로 인해 서브용 역류방지밸브(220)가 쉽게 열려 내수가 서브 슬리브(210)를 통해 외수 측으로 자연 배수된다.
[내수 저수위, 외수 고수위]
폭우나 홍수 등으로 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽의 외수가 고수위가 되고, 콘크리트 구조물(S) 안쪽의 내수가 저수위가 되어 역류 위험이 있는 경우, 수중펌프유닛(100)의 펌프용 역류방지밸브(140)와, 상시배수유닛(200)의 서브용 역류방지밸브(220)와, 월류배수유닛(300)의 월류용 역류방지 게이트(320)가 닫혀 외수가 토출 슬리브(110), 서브 슬리브(210), 월류 슬리브(310)를 통해 콘크리트 구조물(S) 안쪽으로 외수가 유입되는 것을 차단한다.
[내수 고수위 < 외수 고수위]
폭우나 홍수 등으로 콘크리트 구조물(S) 안쪽의 내수와 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽의 외수가 모두 고수위가 될 경우, 수중펌프유닛(100)의 수중펌프(120)가 작동하게 된다. 작동되는 수중펌프(120)의 압력에 의해 펌프용 역류방지밸브(140)가 열려 내수가 토출 슬리브(110)를 통해 외수 측으로 강제 배수된다.
이때, 외수위가 내수위보다 높을 경우, 상시배수유닛(200)의 서브용 역류방지밸브(220)와 월류배수유닛(300)의 월류용 역류방지 게이트(320)는 수압차에 의해 닫혀 서브 슬리브(210)와 월류 슬리브(310)를 통한 외수의 역류는 차단된다.
[내수 고수위 > 외수 고수위]
콘크리트 구조물(S) 안쪽의 내수와 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽의 외수가 모두 고수위가 되고 내수위가 외수위보다 높을 경우, 내수 유입 용량이 수중펌프 용량을 초과하게 되어, 월류된 내수는 월류배수유닛(300)을 통해 자연 배수된다. 월류배수유닛(300)의 월류용 역류방지 게이트(320)는 수압차와 가벼운 재질로 인해 쉽게 열려 월류된 내수가 월류 슬리브를 통해 외수 측으로 자연 배수된다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비를 자세히 설명한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비는 수중펌프유닛(100)의 펌프 지지대(151A)에 있어서 제1실시예와 차이가 있으며, 다른 구성요소는 제1실시예와 동일하다. 동일한 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다. 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용한다.
[펌프 지지대(151A)]
펌프 지지대(151A)는 바닥면이 아닌 콘크리트 구조물(S)의 측벽에 고정될 수도 있다. 수중펌프(120)가 콘크리트 구조물(S)의 바닥면으로부터 높은 위치에 설치되는 경우에는 수중펌프(120)를 콘크리트 구조물(S)의 바닥면보다는 측벽에 고정하는 것이 설치하기 쉽다. 이때 펌프 지지대(151A)의 일단은 수중펌프(120)에 연결되고, 다른 일단은 콘크리트 구조물(S)의 측벽에 연결된다.
펌프 지지대(151A)의 수중펌프(120)가 연결되는 부위에 수중펌프(120)의 진동을 흡수하는 방진 부재(151)가 배치되는 것은 제1실시예와 동일하다. 이에 더하여, 펌프 지지대(151A)의 콘크리트 구조물(S)에 연결되는 부위에도 방진 부재(151)가 배치된다. 따라서 수중펌프(120) 자체의 중량과 수중펌프(120)의 작동 중 발생하는 진동이 펌프 지지대(151A)를 타고 콘크리트 구조물(S)로 전달되는 것이 방지된다.
본 발명의 제2실시예에 따른 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비에서, 내수, 외수의 수위차에 따라 달라지는 배수 원리는, 제1실시예에서 설명한 배수 원리와 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비를 자세히 설명한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비는 수중펌프유닛(100)에 흡입 곡관(170)이 추가된다는 점에서 제1실시예와 차이가 있으며, 다른 구성요소는 제1실시예와 동일하다. 동일한 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다. 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용한다.
[흡입 곡관(170)]
토출 슬리브(110)의 개구에, 하부 방향으로 휘어진 흡입 곡관(170)이 추가적으로 연결될 수 있다.
직선형태의 토출 슬리브(110)에 바닥면을 향해 휘어진 흡입 곡관(170)이 추가되면, 콘크리트 구조물(S) 안쪽의 내수위가 낮은 경우에도 내수를 원활하게 흡입할 수 있게 된다.
본 실시예에서 흡입 곡관(170)은 단면적이 일정한 원통 형상이다. 그러나 많은 양의 내수를 흡입하기 위해 흡입 곡관(170)의 단부를 나팔관 형태로 확장시켜 형성할 수도 있다.
본 발명의 제3실시예에 따른 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비에서, 내수, 외수의 수위차에 따라 달라지는 배수 원리는, 제1실시예에서 설명한 배수 원리와 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 제4실시예에 따른 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비를 자세히 설명한다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비는 저수조(400)와 메인 관거(500)가 추가된다는 점에서 제1실시예와 차이가 있으며, 다른 구성요소는 제1실시예와 동일하다. 동일한 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다. 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용한다.
[저수조(400)]
저수조(400)는 수중펌프유닛(100), 월류배수유닛(300), 상시배수유닛(200)과 연통하며, 내수를 저장한다.
저수조(400)는 수중펌프유닛(100)의 토출 슬리브(110), 월류배수유닛(300)의 월류 슬리브(310), 상시배수유닛(200)의 서브 슬리브(210)와 연통되며, 내수를 콘크리트 구조물(S) 바깥쪽으로 배수하기 전에 일시 저류하는 기능을 한다. 수중펌프유닛(100), 월류배수유닛(300), 상시배수유닛(200)이 다수 개 설치되는 경우 저수조(400)를 통해 내수를 일시 저류하는 것이 특히 유리하다.
본 실시예에서 저수조(400)는 일정 용량을 갖는 사각 박스 형상으로 형성되며, 일 측벽에는 토출 슬리브(110), 서브 슬리브(210), 월류 슬리브(310)와 각각 연통하는 개구가 형성되고, 다른 측벽에는 메인 관거(500)와 연통하는 개구가 형성된다.
한편, 저수조(400)는 다수 개의 수중펌프(120)를 설치하는 경우 수중펌프유닛(100)만 연통하도록 설치할 수도 있다.
[메인 관거(500)]
메인 관거(500)는 저수조(400)와 연통하며, 콘크리트 구조물(S) 안쪽의 내수가 유입된다. 메인 관거(500)는 1개 또는 그 이상 구비되어 저수조(400)에 연결될 수 있다.
본 발명의 제4실시예에 따른 콘크리트 구조물(S)에 직접 설치하는 수중펌프 설비에서, 내수, 외수의 수위차에 따라 달라지는 배수 원리는, 제1실시예에서 설명한 배수 원리와 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
한편, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물(S)에 직접 설치하는 수중펌프 설비는 콘크리트 구조물(S)에 적용되었지만, 토목 구조물에도 적용될 수 있다.
10: 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비
100: 수중펌프유닛 110: 토출 슬리브
120: 수중펌프 130: 방진 연결부
140: 펌프용 역류방지밸브 150, 150A: 펌프 지지대
160: 대차 170: 흡입 곡관
200: 상시배수유닛 210: 서브 슬리브
220: 서브용 역류방지밸브 300: 월류배수유닛
310: 월류 슬리브 320: 월류용 역류방지 게이트
400: 저수조 500: 메인 관거
S: 콘크리트 구조물

Claims (5)

  1. 수문 및 상기 수문을 상하강시키는 수문개폐장치 없는 수중펌프 설비에 있어서,
    콘크리트 구조물에 설치되며, 상기 콘크리트 구조물 안쪽의 내수를 외수가 흐르는 상기 콘크리트 구조물 바깥쪽으로 강제 배수하는 수중펌프유닛;
    상기 수중펌프유닛보다 낮은 위치의 상기 콘크리트 구조물에 설치되며, 상기 콘크리트 구조물 안쪽의 내수를 외수가 흐르는 상기 콘크리트 구조물 바깥쪽으로 자연 배수하는 상시배수유닛; 및
    상기 수중펌프유닛보다 높은 위치의 상기 콘크리트 구조물에 설치되며, 상기 콘크리트 구조물 안쪽의 월류된 내수를 외수가 흐르는 상기 콘크리트 구조물 바깥쪽으로 자연 배수하는 월류배수유닛을 포함하며,

    상기 수중펌프유닛은,
    상기 콘크리트 구조물 안쪽과 상기 콘크리트 구조물 바깥쪽이 연통하도록 상기 콘크리트 구조물을 관통하여 매립된 토출 슬리브;
    상기 콘크리트 구조물의 외부에 배치되며, 상기 토출 슬리브에 연통되어 상기 콘크리트 구조물 안쪽의 내수를 외수가 흐르는 상기 콘크리트 구조물 바깥쪽으로 강제 배수하는 수중펌프;
    상기 토출 슬리브와 상기 수중펌프 사이에 연결되며, 상기 수중펌프의 진동을 흡수하는 방진 연결부;
    상기 콘크리트 구조물 바깥쪽을 향하는 상기 수중펌프의 개구에 연결되며, 상기 콘크리트 구조물 바깥쪽의 외수가 상기 콘크리트 구조물 안쪽으로 역류하는 것을 차단하는 펌프용 역류방지밸브; 및
    상기 수중펌프를 상기 콘크리트 구조물에 지지하는 펌프 지지대를 포함하며,

    상기 상시배수유닛은,
    상기 콘크리트 구조물 안쪽과 상기 콘크리트 구조물 바깥쪽이 연통하도록 상
    기 콘크리트 구조물을 관통하여 매립되며, 상기 토출 슬리브보다 단면적이 작게 형
    성되는 서브 슬리브; 및
    상기 콘크리트 구조물 바깥쪽을 향하는 상기 서브 슬리브의 개구에 연결되며, 상기 콘크리트 구조물 바깥쪽의 외수가 상기 콘크리트 구조물 안쪽으로 역류하는 것을 차단하는 서브용 역류방지밸브를 포함하며,

    상기 월류배수유닛은,
    상기 콘크리트 구조물 안쪽과 상기 콘크리트 구조물 바깥쪽이 연통하도록 상기 콘크리트 구조물을 관통하여 매립되며, 상기 토출 슬리브보다 단면적이 크게 형성되는 월류 슬리브; 및
    상기 콘크리트 구조물 바깥쪽을 향하는 상기 월류 슬리브의 개구에 연결되며, 상기 콘크리트 구조물 바깥쪽의 외수가 상기 콘크리트 구조물 안쪽으로 역류하는 것을 차단하는 월류용 역류방지 게이트를 포함하며,

    수문 및 상기 수문을 상하강시키는 수문개폐장치 없이,
    [내수 고수위, 외수 저수위]
    상기 콘크리트 구조물 안쪽의 내수가 고수위이고, 상기 콘크리트 구조물 바깥쪽의 외수가 저수위인 경우, 상기 수중펌프유닛보다 낮은 위치에 배치된 상기 상시배수유닛은 수압차와 가벼운 재질로 인해 상기 서브용 역류방지밸브가 열려 내수가 상기 서브 슬리브를 통해 외수 측으로 자연 배수되고,

    [내수 저수위, 외수 고수위]
    상기 콘크리트 구조물 바깥쪽의 외수가 고수위가 되고, 상기 콘크리트 구조물 안쪽의 내수가 저수위가 되어 역류 위험이 있는 경우, 상기 펌프용 역류방지밸브와, 상기 서브용 역류방지밸브와, 상기 월류용 역류방지 게이트가 닫혀 외수가 상기 토출슬리브, 상기 서브 슬리브, 상기 월류 슬리브를 통해 상기 콘크리트 구조물 안쪽으로 외수가 유입되는 것을 차단하며,

    [내수 고수위 < 외수 고수위]
    상기 콘크리트 구조물 안쪽의 내수와 상기 콘크리트 구조물 바깥쪽의 외수가 모두 고수위가 되되, 외수위가 내수위보다 높을 경우,
    상기 수중펌프가 작동하여, 상기 수중펌프의 압력에 의해 상기 펌프용 역류방지밸브가 열려 내수가 상기 토출 슬리브를 통해 외수 측으로 강제 배수되고,
    상기 서브용 역류방지밸브와 상기 월류용 역류방지 게이트는 수압차에 의해 닫혀 상기 서브 슬리브와 상기 월류 슬리브를 통한 외수의 역류가 차단되며,

    [내수 고수위 > 외수 고수위]
    상기 콘크리트 구조물 안쪽의 내수와 상기 콘크리트 구조물 바깥쪽의 외수가 모두 고수위가 되되, 내수위가 외수위보다 높을 경우,
    상기 수중펌프가 작동하여, 상기 수중펌프의 압력에 의해 상기 펌프용 역류방지밸브가 열려 내수가 상기 토출 슬리브를 통해 외수 측으로 강제 배수되고,
    상기 수중펌프 용량을 초과하여 월류된 내수는 상기 월류배수유닛을 통해 자연 배수되되, 상기 월류용 역류방지 게이트가 수압차와 가벼운 재질로 인해 쉽게 열려, 월류된 내수가 상기 월류 슬리브를 통해 외수 측으로 자연 배수되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 토출 슬리브의 개구에 하부 방향으로 휘어진 흡입 곡관이 연결된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수중펌프유닛, 상기 월류배수유닛, 상기 상시배수유닛과 연통하며 내수를 저장하는 저수조; 및
    상기 저수조와 연통하며 내수가 유입되는 메인 관거를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물에 직접 설치하는 수중펌프 설비.
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