KR102550970B1 - 유체 저장 장치에서 배출되는 유체의 유량을 증가시키는 파이프 결합 장치 및 이를 포함하는 파이프 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 따른 유체 저장 장치에서 배출되는 유체의 유량을 증가시키는 파이프 결합 장치는 유체 저장 장치와 연결되어 유체가 유입되거나 배출되는 본체 및 상기 본체의 일 측면에 배치되어 파이프와 연결되는 연결부;를 포함하고, 상기 본체는, 상기 본체의 일 측면에서 타 측면으로 향하는 방향인 제1방향을 기준으로, 상기 본체의 수직 단면적의 크기는 상기 제1방향을 따라 증가할 수 있다.

Description

유체 저장 장치에서 배출되는 유체의 유량을 증가시키는 파이프 결합 장치 및 이를 포함하는 파이프{A pipe coupling device for increasing the flow rate of a fluid discharged from a fluid storage device and a pipe including the same}

본 발명은 유체 저장 장치에서 파이프를 통해 배출되는 유체의 유량을 증가시키는 파이프 결합 장치 및 이를 포함하는 파이프에 관한 발명으로서, 보다 구체적으로는 유체 저장 장치 내부의 유체가 파이프로 배출될 때, 배출 영역의 단면의 형상을 변형하여, 유체가 보다 효율적으로 배출될 수 있도록 하는 기술에 관한 발명이다.

파이프(pipe)는 기체나 액체 등과 같은 유체의 이동 통로로 사용하기 위해 속이 비고 둥글고 긴 형태로 만든 장치를 의미하며, 다른 명칭으로 관 또는 튜브(tube)라고도 하며, 파이프의 단면은 보통 원형으로 구현되지만, 항상 원형인 것은 아니고 사용 목적에 따라 모양이 다를 수도 있다.

파이프는 주로 기체·액체나 분말의 수송에 사용되거나, 땅속이나 옥내의 배선을 할 때, 전선·케이블의 보호용으로도 사용되고 있다. 파이프에 의해 구성되는 유체의 통로 등을 관로라 하고, 유체의 유량·물성값·마찰저항 등을 생각해서 합리적으로 관로를 설치하는 것을 배관이라 한다.

긴 배관은 도중에서 관의 방향을 바꾸거나, 또는 굵기가 다른 관을 사용할 때는 파이프와 파이프를 접합하기 위하여 파이프 커플링을 사용한다. 또, 파이프는 같은 무게의 봉재보다 굽힘에 대해 강하므로 기계나 구조물 등의 구성재료로서 매우 광범위하게 사용된다.

이러한 파이프의 특성상 파이프는 유체가 저장되어 있는 곳에서 유체가 다른 곳으로 이동하기 위한 장치로서 많이 사용되는데, 일 예로 파이프가 지하에 매립되는 경우 맨홀과 맨홀을 연결하는 역할로 사용되기도 한다. 맨홀의 일반적인 형성 구조를 보면 일정 깊이로 상향 개방되도록 하여 수평 단면이 장방형 또는 원형을 이루는 형상으로 형성되는 콘크리트흄관과 이 콘크리트흄관의 하부의 일측에는 유체가 유입되는 파이프가 연결되고, 타측에는 유체가 배출될 수 있는 또 다른 파이프가 연결된다.

이와 같은 맨홀은 파이프를 통해 유입되는 하수의 유입량이 지나치게 많아지게 되면 맨홀 내부로 유입된 하수가 다른 파이프를 통해 모두 배출되지 못하면서 콘크리트흄관의 내부의 수위가 계속 높아지게 된다. 그리고 이렇게 맨홀 내부의 수위가 계속 증가하게 되는 경우, 맨홀 내부에 있던 하수가 급기야 상부로 오버플로오(overflow)되면서 역류를 유발하여 도로상의 많은 문제점을 발생시킨다.

즉, 유체 저장 장치와 파이프가 만나는 영역에서는 유체의 흐름 단면적이 축소하기 때문에 이를 고려하여 파이프가 설계되어야 하는데, 종래 기술에 따른 파이프의 경우 이러한 유체 흐름의 특성을 고려하지 않고 단순히 관습에 따라 원통 형상으로 파이프를 설계하고 제작하다 보니, 파이프 내부에 흐르는 유체가 유체 저장 장치로 효율적으로 유입되지 않거나, 또는 유체 저장 장치에 저장되어 있는 유체가 파이프 내부로 효율적으로 유입되지 못해 유체의 수심이 불필요하게 증가하는 단점이 존재하였다. 대표적인 예로 맨홀과 암거와 연결된 파이프가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1361608호(2014.02.05.) -수위감지를 통한 자동유량 조절시스템

따라서, 일 실시예에 따른 유체 저장 장치에서 배출되는 유체의 유량을 증가시키는 파이프 결합 장치 및 이를 포함하는 파이프는 상기 설명한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 발명으로서, 유체 저장 장치에서 파이프를 통해 배출되는 유체를 효율적으로 배출할 수 있는 파이프 결합 장치 및 파이프를 제공하는데 그 목적이 있다.

보다 구체적으로 일 실시예에 따른 유체 저장 장치에서 배출되는 유체의 유량을 증가시키는 파이프 결합 장치 및 이를 포함하는 파이프는 유체 저장 장치와 결합되는 파이프의 형상을 유체가 효율적으로 이동할 수 있도록 변경하여, 유체가 보다 빠르게 이동할 수 있도록 하여 유체를 효율적으로 제어하는데 그 목적이 존재한다.

일 실시예에 따른 유체 저장 장치에서 배출되는 유체의 유량을 증가시키는 파이프 결합 장치는 유체 저장 장치와 연결되어 유체가 유입되거나 배출되는 본체 및 상기 본체의 일 측면에 배치되어 파이프와 연결되는 연결부;를 포함하고, 상기 본체는, 상기 본체의 일 측면에서 타 측면으로 향하는 방향인 제1방향을 기준으로, 상기 본체의 수직 단면적의 크기는 상기 제1방향을 따라 증가할 수 있다.

상기 본체의 일 측면의 단면 형상은 원형, 타원형 또는 다각형 형상이고, 상기 본체의 타 측면의 단면 형상은 원형, 타원형 또는 다각형 형상이고, 상기 본체의 수직 단면적의 크기는, 상기 제1방향을 따라 선형적으로 증가하거나 비선형적으로 증가할 수 있다.

상기 본체의 일 측면의 단면 형상은 원형이고, 상기 본체의 타 측면의 단면 형상은 직사각형 형상이며, 상기 본체의 수직 단면적의 크기는, 상기 제1방향을 따라 선형적으로 증가하거나 비선형적으로 증가할 수 있다.

상기 연결부의 하부가 바닥과 맞닿는 제1바닥선 및 상기 본체의 하부가 바닥과 맞닿는 제2바닥선은 단차 없이 평행할 수 있다.

상기 본체의 높이(h)는, 상기 제1방향으로 향할수록 선형적으로 증가하거나, 포물선 형태로 증가할 수 있다.

상기 본체의 타 측면의 상부에는, 상기 본체의 타 측면의 폭과 동일한 폭을 가지는 사각형 형태의 제1날개부가 배치될 수 있다.

상기 본체의 타 측면의 양 측면에는, 상기 본체의 타 측면의 높이와 동일한 길이를 가지는 사각형 형태의 제2날개부와 제3날개부가 각각 배치되고, 상기 본체의 타 측면의 하부에는, 상기 본체의 타 측면의 폭과 동일한 폭을 가지는 사각형 형태의 제4날개부가 배치될 수 있다.

상기 본체의 타 측면의 양 측면에는 각각 제2날개부와 제3날개부가 배치되고, 상기 본체의 타 측면의 하부에는, 상기 제2날개부와 상기 제3날개부 사이에 배치되는 제4날개부가 배치되고, 상기 제2날개부와 상기 제3날개부의 높이는, 상기 제1방향으로 향할수록 작아질 수 있다.

일 실시예에 따른 유체 저장 장치에서 배출되는 유체의 유량을 증가시키는 파이프는 파이프 본체 및 상기 파이프 본체의 적어도 일 측면에 결합되며, 유체 저장 장치와 결합되어 유체가 유입되거나 배출되는 파이프 연결 장치를 포함하고, 상기 파이프 연결 장치의 일 측면에서 타 측면으로 향하는 방향인 제1방향을 따라, 상기 파이프 연결 장치의 수직 단면적의 크기는 증가할 수 있다.

상기 파이프 결합 장치의 일 측면의 단면 형상은 원형, 타원형 또는 다각형 형상이고, 상기 파이프 결합 장치의 타 측면의 단면 형상은 원형, 타원형 또는 다각형 형상이고, 상기 파이프 결합 장치의 수직 단면적의 크기는, 상기 제1방향을 따라 선형적으로 증가하거나 비선형적으로 증가할 수 있다.

상기 파이프 본체의 하부가 바닥과 맞닿는 제1바닥선 및 상기 파이프 연결 장치의 하부가 바닥과 맞닿는 제2바닥선은 단차 없이 평행할 수 있다.

상기 파이프 결합 장치의 높이(h)는, 상기 제1방향으로 향할수록 선형적으로 증가하거나, 포물선 형태로 증가할 수 있다.

일 실시예에 따른 파이프 연결 장치 및 이를 포함하는 파이프는 유체 저장 장치에서 파이프로 유입되거나 배출되는 유체의 흐름 단면적을 증가시켜, 파이프와 유체 저장 장치 사이에 흐르는 유량을 보다 많게 할 수 있는 장점이 존재한다.

또한, 파이프 연결 장치가 유체 저장 장치에 연결되는 경우, 파이프 연결 장치의 형상으로 인해 유체 저장 장치 내부에서 파이프로 흐르는 유체의 흐름 단면적이 증가되어, 유체 저장 장치 내부에 임시적으로 저장되어 있는 유체가 효율적으로 파이프로 배출될 수 있다. 이에 따라 유체 저장 장치 내부에 저장되는 유체의 수심을 낮출 수 있어 유체 저장 장치 내부의 유체를 효과적으로 제어할 수 있는 장점이 존재한다.

또한, 유체 저장 장치에서 파이프로 유출되는 유체의 흐름 단면적의 증가는, 유체의 손실 수두를 최소화하여 유체 저장 장치의 수심 상승을 억제하는 동시에, 유체의 흐름 속도는 크게 감소시키지 않기 때문에 유체 저장 장치 내부의 흙이나 모래 등이 퇴사가 되는 것을 방지할 수 있어 유체 저장 장치의 관리를 효율적으로 할 수 있는 장점이 존재한다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 종래 기술에 따른 맨홀 구조에서 발생하는 유체의 흐름 단면 축소 현상을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 파이프에서는 유체의 단면 축소 현상이 발생되지 않는 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 일 실시예에 따른 파이프 연결 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 연결 장치를 측면에서 바라본 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 연결 장치를 정면에서 바라본 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라, 파이프 연결 장치가 유체 저장 장치에 결합된 모습을 도시한 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프의 사시도를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파이프의 사시도를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파이프 연결 장치의 사시도를 도시한 도면이다.
도 10은 도 9에 따른 파이프 연결 장치가 파이프에 결합된 경우의 파이프의 사시도를 도시한 도면이다.
도 11은 도 9에 따른 파이프 연결 장치가 파이프에 결합된 경우의 파이프를 측면에서 바라본 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A,B,C 로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐 만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐 만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.

도 1은 종래 기술에 따른 맨홀 구조에서 발생하는 유체의 흐름 단면 축소 현상을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 파이프에서 유체의 단면 축소 현상이 발생되지 않는 모습을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 파이프와 유체 저장 장치를 연결하는 경우, 유체 저장 장치의 파이프를 연결하는 연결 영역(Y1, Y2)은 파이프의 단면이 원형이기 때문에 측면에서 이를 바라볼 경우 도면에서 도시된 바와 같이 직각 형태의 형상을 취하게 된다.

이러한 구조에서 유체 저장 장치의 내부에 저장되어 있는 유체가 하수관을 통과하게 되는 경우 도면에 도시된 바와 같이 유체가 파이프 내부로 유입되면서 유체의 관성 때문에 유체의 흐름 단면적이 실제 하수관의 높이(H2) 보다 더 작은 높이(H1)의 단면으로 수축되고, 이로 인하여, 유체가 외부로 유출되는 면적이 작아지는 베나 콘트랙터(vena contracta, 축류) 현상이 발생하게 된다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 베나 콘트랙터 현상이 수직방향으로 발생하는 것을 도시하였지만, 유체 저장 장치의 양 폭에서도 동일하게 베나 콘트랙터 현상이 발생할 수 있다.

구체적으로 이를 살펴보면, 베나 콘트랙터 현상이 발생한 경우 하수관의 내부에는 도 1에 도시된 바와 같이 2차류(A1, A2)가 산발적으로 여러 개 발생하게 되고 이로 인해 유체의 흐름 단면적이 작아진다. 그리고 유체의 흐름 단면적이 작아지게 되면 동일한 유량을 통과시키기 위해 유체의 유속이 빨라져야 하므로 유체 저장 장치의 수위가 상승하게 된다. 따라서, 이로 인해 유체 저장 장치의 내부에 저장되어 있는 유체의 수심이 증가하여 유체가 지상으로 배출되는 역류 현상 등이 발생할 수 있는 문제점이 존재한다.

따라서, 일 실시예에 따른 유체 저장 장치에서 배출되는 유체의 유량을 증가시키는 파이프 결합 장치 및 이를 포함하는 파이프는 상기 설명한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 발명으로서, 유체 저장 장치와 결합되는 파이프의 단면 형상을 유체가 효율적으로 이동할 수 있도록 변경하여, 유체가 빠르게 이동할 수 있도록 하는데 그 목적이 존재한다.

구체적으로, 본 발명에 따른 파이프 연결 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 유체가 유입되는 부분의 형상이, 내부에서 외부로 향할수록 수직 단면적이 증가되는 형상을 취하고 있기 때문에, 유체가 관성에 따라 자연스럽게 파이프 연결 장치(100)의 내부로 유입될 수 가 있다. 따라서, 도 1에서 발생하였던 유체의 단면 수축 현상이 발생하지 않기 때문에 파이프(10)의 입구에 해당하는 파이프 연결 장치(100) 내부로 흐르는 유체의 흐름 단면적을 설계시 의도하였던 만큼 사용할 수 있게 된다.

즉, 본 발명에 따른 파이프(10)는 종래 기술에 따른 파이프보다 파이프 입구에서의 유체의 흐름 단면적을 증가시킬 수 있기 때문에, 이로 인해 유체 저장 장치 내부에 저장되어 있는 유체가 빠르게 외부로 배출되어 유체 저장 장치 내부의 수심이 증가하지 않아, 수심 증가로 인해 발생할 수 있는 여러 문제들을 방지할 수 있는 장점이 존재한다. 이하 도면을 통해 보다 구체적으로 본 발명의 특징에 대해 알아본다.

도 3은 본 발명에 일 실시예에 따른 파이프 연결 장치의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 연결 장치를 측면에서 바라본 측면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 연결 장치를 정면에서 바라본 정면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 파이프 연결 장치(100)는, 본체(120), 본체(120)의 일 측면에 결합되는 연결부(110) 및 본체(120)의 타 측면에 결합되는 복수 개의 날개부(121~124)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 연결부(110)는 외부 파이프와 연결되어 파이프 본체(150)로부터 유체가 유입되거나, 파이프 연결 장치(100)를 통해 흐르는 유체를 파이프 본체(150, 도 7 참조)로 배출하는 역할을 할 수 있다.

연결부(110)의 수직 단면의 형상은 원통 형상으로 구현될 수 있으나, 연결부(110)에 결합되는 파이프의 형상에 따라 연결부(110)의 수직 단면의 형상은 타원형으로 구현될 수 도 있고, 정사각형, 직사각형 등 다양한 형태의 다각형 형상으로 구현될 수 도 있다.

이하 설명의 편의를 위해 파이프(10) 내부에 흐르는 유체의 흐름 방향을 본체(120)에서 연결부(110)로 흐르는 방향(즉, 도면을 기준으로 오른쪽에서 왼쪽)을 전제로 설명하나, 본 발명의 실시예가 이로 한정되는 것은 아니고, 연결부(110)에서 본체(120) 방향으로 유체가 흐르는 상황에서도 본 발명이 적용될 수 있는 것은 당연하다.

또한, 이하 설명의 편의를 위해 본체(120)와 연결부(110)가 만나는 면을 본체(120)의 일 측면이라 하고, 반대편 면을 본체(120)의 타 측면이라 정의하도록 하며, 연결부(110)에서 본체(120)로 향하는 방향을 제1방향이라고 정의 한다.

본체(120)가 연결부(110)와 결합하는 본체(120) 일 측면의 수직 단면의 형상은 연결부(110)의 형상과 동일한 단면 형상으로 구현될 수 있다. 즉, 연결부(110)의 수직 단면의 형상에 따라 본체(120)의 일 측면의 수직 단면의 형상은 원형 또는 타원형으로 구현되거나, 정사각형, 직사각형 등 다양한 형태의 다각형 형상으로 구현될 수 도 있다.

유체 저장 장치와 결합하는 본체(120)의 타 측면의 수직 단면의 형상 또한, 원형 또는 타원형으로 구현되거나, 정사각형, 직사각형 등 다양한 형태의 다각형 형상으로 구현될 수 도 있다. 즉, 본체(120)의 일 측면의 수직 단면의 형상과 본체(120)의 타 측면의 수직 단면의 형상은 동일하거나 다를 수 있는데, 이하 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 바와 같이 본체(120)의 일 측면의 수직 단면의 형상은 원형이고, 본체(120)의 타 측면의 수직 단면의 형상은 직사각형 형상인 것을 기준으로 한다.

본체(120)의 수직 단면적은 도면에 도시된 바와 같이 연결부(110)에서 본체(120) 방향으로 향할수록(제1방향) 선형적으로 또는 비선형적으로 증가할 수 있다. 구체적으로, 본체(120)의 일 측면에서 타 측면으로 향할수록 제1방향에 수직인 수직 단면적의 넓이가 증가되도록 본체(120)가 구현될 수 있다.

본체(120)의 수직 단면적은 본체(120)의 일 측면에서 타 측면으로 향할수록 본체(120)의 상면은 위로 향하고, 하면은 아래로 향하거나 지면과 평행한 형태로 구현되어 단면적이 증가하는 형태로 구현될 수 있다. 이와 같은 형태로 본체(120)가 구현되는 경우 외부에서 유체가 유입되는 경우 유체가 자연스럽게 내부로 유입될 수 있어 도 1에서 설명하였던 베나 콘트렉터를 효과적으로 감소시킬 수는 있는 장점이 존재한다.

또한, 본체(120)의 수직 단면적은 본체(120)의 하면은 높이의 변화 없이 바닥면과 평행하고, 본체(120)의 상면의 높이만 증가하는 형태로 구현되어, 제1방향으로 향할수록 증가될 수 있다.

이를 구체적으로 살펴보면, 파이프 연결 장치(100)를 바닥에 세워 놓았을 때, 본체(120)의 하부가 바닥과 맞닿는 제1바닥선 및 연결부(110)의 하부가 바닥과 맞닿는 제2바닥선은 단차 없이 바닥과 평행한 직선으로 구현되고, 본체의 상부면은 연결부(110)에서 본체(120)로 향할수록 높이가 증가할 수 있다.

이를, 측면에서 바라 보았을 때의 본체(120)의 높이를 기준으로 설명하면, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 제1방향으로 향할수록 본체(120)의 높이(h)는 직선으로 증가하거나, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 포물선 형태로 증가할 수 있다.

본체(120)의 수직 단면적이 본체(120)의 일 측면에서 타 측면으로 향할수록 본체(120)의 상면이 위로 향하고, 하면이 아래로 향하는 형태로 증가하는 형태로 구현되는 경우, 도 1에서 설명하였던 베나 콘트렉터를 효과적으로 감소시킬 수는 있다. 그러나, 이러한 현상으로 구현되더라도 결합하는 부분의 경사 부분은 존재하기 때문에 베나 콘트렉터 현상이 100프로 사라지지는 않고 조금은 발생하게 된다.

그러나, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 본체(120)의 수직 단면적을 본체(120)의 하면은 높이의 변화 없이 바닥면과 평행하고, 본체(120)의 상면의 높이만 증가하는 형태로 구현하는 경우, 연결부(110)의 하부 영역과 본체(120)의 하부 영역은 평평하기 때문에, 유체가 흐르면서 하부 영역에서는 경사가 발생하지 않아 베나 콘트렉터 현상이 거의 발생하지 않게 된다. 따라서, 유체가 효율적으로 내부로 유입될 수 있는 장점이 존재한다. 본체(120)의 단면은 베나 콘트렉터가 한 지점에서 발생하지 않도록 흐름방향으로 단면 형상을 변경할 수 있다.

본체(120)의 타 측면에는 복수 개의 날개부가 결합될 수 있다.

구체적으로 본체(120)의 타 측면의 상부에는, 본체(120)의 타 측면의 폭과 동일한 폭을 가지는 사각형 형태의 제1날개부(121)가, 유체의 유동 방향을 기준으로 상부로 수직인 형태로 배치될 수 있다.

본체(120)의 타 측면의 양 측면에는, 본체(120)의 타 측면의 높이와 동일한 길이를 가지는 사각형 형태의 제2날개부(122)와 제3날개부(123)가, 유체의 유동 방향에 평행인 방향으로 각각 배치될 수 있다.

본체(120)의 타 측면의 하부에는, 본체(120)의 타 측면의 폭과 동일한 폭을 가지는 사각형 형태의 제4날개부(124)가, 유동 방향에 평행인 방향으로 배치될 수 있다.

도면에서는 각각의 날개부들이 본체(120)의 타 측면의 단면과 평행하게 또는 수직하게 배치되어 있는 것으로 도시되어 있는데, 본 발명의 실시예가 이로 한정되는 것은 아니고, 본체(120)의 타 측면의 단면과 경사를 가지는 비스듬한 형태로 배치될 수 있다. 일 예로, 제2날개부(122)와 제3날개부(123)는 제 1방향으로 향할수록 제2날개부(122)와 제3날개부(123) 사이의 거리가 증가되도록 배치될 수 있다.

상기 날개부들은 파이프 결합 장치(100)가 유체 저장 장치에 결합되지 않는 상태에서 유체가 본체(120) 내부로 유입되는 경우, 앞서 설명하였던 베나 콘트렉터 문제를 감소시킬 수 있으며, 파이프 결합 장치(100)와 결합되는 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이 유체 저장 장치와 결합을 하는 구성으로 사용될 수 있다. 이하, 파이프 결합 장치(100)가 유체 저장 장치와 결합되는 경우의 본 발명의 특징 및 효과에 대해 자세히 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라, 파이프 연결 장치(100)가 유체 저장 장치(300)에 결합된 모습을 도시한 도면이다. 도면에는 도시하지는 않았지만 유체가 유입되거나 유출되기 위해서는 유체가 흐르는 파이프가 연결부(110)에 연결되어 있음은 당연한 것이다.

도 6 을 참조하면, 유체 저장 장치(300)에 저장되어 있는 유체가 외부로 유출되는 경우에, 파이프 연결 장치(100)가 존재하지 않는다면, 유체는 연결부(110)를 통해 바로 외부 파이프로 흐르게 된다. 따라서, 이러한 경우 유체의 흐름 단면적이 급격하게 감소하기 때문에, 앞서 설명한 베나 콘트렉터 문제가 발생하여, 유체 저장 장치(300)의 유체의 수심이 효율적으로 원하는 방향에 따라 제어가 되지 않을 수가 있다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 연결 장치(100)가 도면에 도시된 바와 같이 유체 저장 장치(300)와 외부 파이프 사이에 삽입되는 경우, 유체 저장 장치(300)에서 배출되는 유체가 비교적 단면적이 큰 본체(120)를 일차적으로 지난 후, 연결부(110)를 통해 외부 파이프로 흐르게 되므로, 흐름 단면적이 발생하지 않아 앞서 설명하였던 베나 콘트렉터 현상이 상대적으로 적게 발생하게 된다. 따라서, 유체의 배출이 효율적으로 이루어져 유체 저장 장치(300)의 유체의 수심을 효율적으로 제어할 수 있는 장점이 존재한다.

한편, 도 6에서는 파이프 결합 장치(100)가 유체 저장 장치(300)의 일 측면에만 결합되는 경우로 도시하였지만, 유체 저장 장치(300)의 타 측면에도 동일하게 배치될 수 있으며,유체 저장 장치(300)의 형상은 도면에 도시된 바와 같이 사각형일 수 있으나, 본 발명의 실시예가 이로 한정되는 것은 아니고 유체 저장 장치(300)의 형상은 원형, 삼각형, 오각형 등 다양한 형상으로 구현될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프의 사시도를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파이프의 사시도를 도시한 도면이다.

도 7에 따른 파이프(10)의 경우, 파이프 본체(150)의 일 측면에 앞서 설명한 파이프 연결 장치(100)가 결합된 경우를 도시한 도면으로서, 유체 저장 장치가 파이프 연결 장치(100)의 일 측면에 결합되는 경우에 유체 저장 장치에 저장되어 있는 유체가 파이프 연결 장치(100)를 통해 효율적으로 배출될 수 있는 장점이 존재한다.

이에 반해, 도 8에 따른 파이프(10)의 경우, 파이프 본체(150)의 양 측면에 각각 파이프 연결 장치가 결합된 경우를 도시한 도면으로서, 구체적으로 파이프 본체(150)의 일 측면에는 제1파이프 연결 장치(100)가 결합되고, 파이프 본체(150)의 타 측면에는 제2파이프 연결 장치(200)가 결합된 실시 예이다.

도 8과 같은 형태의 파이프는, 유체 저장 장치가 파이프(10)의 양 측면에 각각 결합되는 경우 파이프 연결 장치(100,200)가 각각의 유체 저장 장치와 결합하기 때문에, 어느 유체 저장 장치에서 유체가 배출되어도, 유체를 효율적으로 배출될 수 있는 장점이 존재한다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파이프 연결 장치의 사시도를 도시한 도면이고, 도 10은 도 9에 따른 파이프 연결 장치가 파이프에 결합된 경우의 파이프의 사시도를 도시한 도면이며, 도 11은 도 9에 따른 파이프 연결 장치가 파이프에 결합된 경우의 파이프를 측면에서 바라본 측면도이다.

도 9에 따른 파이프 연결 장치(100)는 연결부(110), 본체(120) 및 복수 개의 날개부(121~124)를 포함할 수 있는데, 연결부(110)와 본체(120)는 도 3 내지 도 5를 통해 설명하였던 연결부(110) 및 본체(120)와 구성 및 특징은 동일하므로 생략하도록 하고, 차이점인 날개부의 구성 및 형태에 대해서만 설명하도록 한다.

도 9를 참조하면, 본체(120)의 타 측면에는 복수 개의 날개부가 결합될 수 있는데, 구체적으로 본체(120)의 타 측면의 상부에는, 본체(120)의 타 측면의 폭과 동일한 폭을 가지는 사각형 형태의 제1날개부(121)가, 제1방향에 상부로 수직인 형태로 배치될 수 있다.

또한, 본체(120)의 타 측면의 양 측면에는 각각 제2날개부(122)와 제3날개부(123)가 배치되고, 본체(120)의 타 측면의 하부에는, 제2날개부(122)와 제3날개부(123) 사이에 유체의 흐름 방향에 평행한 방향으로 제4날개부(124)가 제1방향을 향해 배치될 수 있다.

또한, 제2날개부(122)와 제3날개부(123)의 높이는, 본체(120)의 일 측면에서 타 측면으로 향할수록, 도면에 도시된 바와 같이 낮아지며, 동시에 제4날개부(124)의 폭에 해당하는 제2날개부(122)과 제3날개부(123)의 수직 거리는 제1방향으로 향하면서 증가 되도록 형성될 수 있다.

도 8 내지 도 10과 같은 형태로 파이프 연결 장치(100)가 구현되는 경우 제2날개부(122) 및 제3날개부(123)으로 인해 유체가 파이프 연결 장치(100) 내부로 자연스럽게 유입될 수 있는 장점이 존재한다.

또한, 도 8 내지 도10과 같은 형태에서 본체(120)의 타 측면의 단면 형상이 본체(120)의 일 측면의 단면 형상과 동일하게 원으로 구현된다면, 복수의 날개부로 인해 생기는 내부 형상은 직사각형이므로, 본체와 날개부가 자연스럽게 연결되지 못한다. 또한, 동시에 면벽(원의 외부와 직사각형 내부 사이의 영역)이 존재하기 때문에, 이로 인하여 물의 흐름에 방해가 발생하게 되고 결과적으로 입구에서 수심이 증가하게 되는 문제가 발생한다.

그러나, 본 발명의 경우 도면에 도시된 바와 같이, 본체(120)의 타 측면의 단면 형상은 직사각형이므로, 복수의 날개부가 형성하는 내부 형상인 직사각형과 동일하여, 면벽이 형성되지 않아 유체가 자연스럽게 흐를 수 있는 장점이 존재한다.

지금까지 도면을 통해 본 발명에 따른 파이프 연결 장치(100) 및 이를 포함하는 파이프(10)에 대해 자세히 알아보았다.

일 실시예에 따른 파이프 연결 장치 및 이를 포함하는 파이프는 유체 저장 장치에서 파이프로 유입되거나 배출되는 유체의 흐름 단면적을 증가시켜, 파이프와 유체 저장 장치 사이의 유체의 흐름을 보다 빠르게 할 수 있는 장점이 존재한다.

또한, 파이프 연결 장치가 연결되어 있는 유체 저장 장치의 경우, 유체 저장 장치 내부에서 파이프로 흐르는 유체의 흐름 단면적이 증가되기 때문에, 유체 저장 장치 내부에 임시적으로 저장되어 있는 유체 또한 효과적으로 파이프로 배출될 수 있다. 이에 따라 유체 저장 장치 내부에 저장되는 유체의 수심을 낮출 수 있어 유체 저장 장치 내부의 유체를 효과적으로 제어할 수 있는 장점이 존재한다.

또한, 유체 저장 장치에서 파이프로 유출되는 유체의 흐름 단면적의 증가는, 유체의 손실 수두를 최소화하여 유체 저장 장치의 수심 상승을 억제하는 동시에, 유체의 흐름 속도를 유지할 수 있기 때문에 유체 저장 장치 내부에 흙이나 모래 등이 퇴사가 되는 것을 방지할 수 있는 효과가 존재한다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

또한, 이상에서 기재된 '포함하다', '구성하다' 또는 '가지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적인 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 파이프
100: 파이프 연결 장치
110: 연결부
120: 본체
121: 제1날개부
122: 제2날개부
123: 제3날개부
124: 제4날개부
150: 파이프 본체
300: 유체 저장 장치

Claims (12)

1. 유체가 유입 또는 배출되는 유체 저장 장치와 연결되어 상기 유체 저장 장치로부터 제1방향으로 유체가 유입되는 본체; 및
   상기 본체의 일 측면에 배치되어 파이프와 연결되는 연결부;를 포함하고,
   상기 본체는,
   상기 본체의 일 측면에서 타 측면으로 향하는 방향 이며 상기 유체 저장 장치를 향하는 방향 이자, 상기 유체 저장 장치로부터 유입된 유체가 유동하는 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2방향을 따라, 상기 본체의 수직 단면적의 크기는 증가되고,
   상기 본체 하면은 지면과 평행하게 마련되고 상기 본체 상면은 상기 지면에 대해 양의 경사 각도를 갖도록 연장되며,
   상기 본체의 높이(h)는 상기 제2방향으로 향할수록 선형적으로 증가하거나, 포물선 형태로 증가하는
   유체 저장 장치에서 배출되는 유체의 유량을 증가시키는 파이프.
2. 제1항에 있어서,
   상기 본체의 일 측면의 단면 형상은 원형, 타원형 또는 다각형 형상이고, 상기 본체의 타 측면의 단면 형상은 원형, 타원형 또는 다각형 형상이고,
   상기 본체의 수직 단면적의 크기는, 상기 제2방향을 따라 선형적으로 증가하거나 비선형적으로 증가하는,
   유체 저장 장치에서 배출되는 유체의 유량을 증가시키는 파이프.
3. 제1항에 있어서,
   상기 본체의 일 측면의 단면 형상은 원형이고,
   상기 본체의 타 측면의 단면 형상은 직사각형 형상이며,
   상기 본체의 수직 단면적의 크기는, 상기 제2방향을 따라 선형적으로 증가하거나 비선형적으로 증가하는,
   유체 저장 장치에서 배출되는 유체의 유량을 증가시키는 파이프.
4. 제3항에 있어서,
   상기 연결부의 하면과 상기 본체의 하면은 모두 상기 지면과 평행하게 배치되며 단차 없이 연결 되는, 유체 저장 장치에서 배출되는 유체의 유량을 증가시키는 파이프.
5. 삭제
6. 제3항에 있어서,
   상기 본체의 타 측면의 상부에는,
   상기 본체의 타 측면의 폭과 동일한 폭을 가지는 사각형 형태의 제1날개부가 배치되는, 유체 저장 장치에서 배출되는 유체의 유량을 증가시키는 파이프.
7. 제6항에 있어서,
   상기 본체의 타 측면의 양 측면에는,
   상기 본체의 타 측면의 높이와 동일한 길이를 가지는 사각형 형태의 제2날개부와 제3날개부가 각각 배치되고,
   상기 본체의 타 측면의 하부에는,
   상기 본체의 타 측면의 폭과 동일한 폭을 가지는 사각형 형태의 제4날개부가 배치되는,
   유체 저장 장치에서 배출되는 유체의 유량을 증가시키는 파이프.
8. 제6항에 있어서,
   상기 본체의 타 측면의 양 측면에는 각각 제2날개부와 제3날개부가 배치되고,
   상기 본체의 타 측면의 하부에는, 상기 제2날개부와 상기 제3날개부 사이에 배치되는 제4날개부가 배치되고,
   상기 제2날개부와 상기 제3날개부의 높이는, 상기 제2방향으로 향할수록 작아지는,
   유체 저장 장치에서 배출되는 유체의 유량을 증가시키는 파이프.
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