KR200194147Y1 - 펌프시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 수직위치사이에 액체를 펌핑하기 위한 펌프시스템를 제공한다.

그 펌프시스템은, 정화조 배수용, 오수오물, 축산폐수 배수용, 식품 원액포도 이송, 내산용, 건축설비용, 공업용으로 사용되는 것으로, 펌프(30)의 토출구(35)에 그 상부로 배출관(36)이 연결되고, 펌프(30)의 흡입구(34)에 물맞이 저장탱크(37,38)가 연결되며, 수직 하부로부터 액체를 그 물맞이 저장탱크(37,38)로 유입시키고 펌프(30)의 정지시에도 적어도 물맞이 저장탱크(37,38)의 펌프(30)의 흡입구(34)측 부분에서 항상 액체가 저장될 수 있도록 그 물맞이 저장탱크(37,38)의 상부에 유입관(39)이 연결되어 설치되고, 펌프(30)의 정지시 개방되는 개폐밸브(40)를 개재하여 바이패스관(42)이 상기 배출관(16,26,36)과 유입관(39) 내지 물맞이 저장탱크(37,38)사이에 설치되는 것을 특징으로 한다. 또한, 펌프(30)는, 임펠라 전위 설계로 폭을 넓게 하여 오물이 막힘 없이 통과할 수 있도록 통과 능력을 향상하였고, 실링 장치는 물리적인 원리를 이용하여 메카니칼 씰 대용으로 논실 펌프와 같은 능력을 향상시킬 수 있도록 구성된다.

Description

펌프시스템{pump system}

본 고안은, 펌프시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 수직위치사이에 액체를 펌핑하기 위한 펌프시스템에 관한 것이며, 특히, 고형물이 혼입된 액체를 펌핑할 수 있고, 논실(non-seal)구조로 작동될 수 있는 펌프와 함께 사용되기에 적합한 것에 관한 것이다.

지하의 오폐수를 배출시키기 위한 것과 같이 수직 위치사이에서 액체를 펌핑하기 위한 종래의 펌프시스템은, 펌프를 지상에 설치하는 경우, 펌프의 정지시 펌프와 관로상의 물이 내려가게 되어 재작동시키기 위해서는 마중 물을 유입시켜야 하는 불편 때문에 도 1과 같이 모터(11)와 펌프(10)를 분리하여 펌프(10)만을 수중에 설치한 형태와, 도 2와 같이 모터(11)와 펌프(10)를 함께 수중에 설치한 형태가 사용되고 있다.

즉, 도 1에서 모터(11)와 펌프(10)를 분리하여 펌프(10)만을 수중에 설치한 형태의 경우, 모터(11)의 축을 축연결부재(12)에 의해 회전력을 전달하도록 펌프(10)에 연결된 긴 회전축연장부(13)를 지님으로써 흡입구 보호부재(15)를 통해 유입되는 오폐수가 배출관(16)을 통해 지상으로 배출되게 된다.

또, 도 2와 같이 모터(21)와 펌프(20)를 함께 수중에 설치한 형태에 있어서는 앵커로 바닥에 고정되는 수중 고정대(27)에 의해 펌프시스템이 수중에 설치되게 되며, 흡입구 보호부재(25)를 통해 유입된 오폐수는 펌프(20)의 토출구(35) 및 배출관(26)을 통해 지상으로 배출되게 된다.

그러나, 도 1에 있어서는, 회전축연장부(13)를 원하는 지하의 위치까지 수중을 통과시켜 연장시켜야 하기 때문에 회전축연장부(13)가 길게 필요할 뿐만 아니라, 그 회전축연장부(13)의 지지구조도 복잡하게 되고, 설치 및 보수가 용이하지 아니하게 되며, 회전토크의 손실도 크게 되어 펌프(10)의 성능이 저하된다는 문제가 있다.

또한, 도 2와 같이 모터(21)를 펌프(20)와 함께 수중에 설치하는 경우, 더욱 설치 및 보수가 용이하지 아니하게 되며, 나아가, 유동중인 수중에서는 더욱 그 지지구조의 강도를 높여야 하며, 지상에서 전력을 공급하고, 제어하기 위한 전원케이블 및 제어케이블 등이 지상으로부터 지하로 연장되어 설치되어야 한다는 문제가 있다.

따라서, 본 고안은, 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 간단한 구조이면서도 펌프성능이 우수하며, 설치 및 보수가 용이하고, 지상에 설치될 수 있는 수직위치사이의 액체 펌핑을 위한 펌프시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 수직 상향으로 오수를 펌핑하기 위한 종래의 펌프시스템의 일예를 도시한 개략구성도,

도 2는 수직 상향으로 오수를 펌핑하기 위한 종래의 펌프시스템의 다른 일예를 도시한 개략구성도,

도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 펌프시스템의 구성을 도시한 개략구성도,

도 4는 도 3의 상부 평면도,

도 5는 도 3에서 운전중 정지한 상태를 도시한 개략구성도,

도 6은 본 고안에 따른 펌프시스템에 사용되는 펌프의 구성을 도시한 단면도,

도 7은 도 6에서 견인임펠라의 상부 평면도,

도 9는 도 6에서 견인임펠라의 저면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10,20,30: 펌프 11,21,31: 모터

12,32: 축연결부재 13: 회전축연결부

15,25: 흡입구 보호부재 16,26,36: 배출관

27: 수중 고정대 33: 회전축

34: 흡입구 35: 토출구

37: 제 1 물맞이 저장탱크 38: 제 2 물맞이 저장탱크

39: 유입관 40: 개폐밸브

41: 스트레이너 42: 바이패스관

50: 견인임펠라 51: 펌핑날개

52: 실링날개 53: 오일리테이너

54: 회전디스크 55: 케이싱

이러한 목적을 달성하기 위해 본 고안의 일실시예에 따른 펌프시스템은, 정화조 배수용, 오수오물, 축산폐수 배수용, 식품 원액포도 이송, 내산용, 건축설비용, 공업용으로 사용되며, 수직상으로 거리를 두고 펌핑하도록 축연결부재를 개재하여 펌프를 모터에 의해 회전시켜 펌핑하기 위한 펌프시스템에 있어서: 상기 펌프의 토출구에 그 상부로 배출관이 연결되고, 상기 펌프의 흡입구에 물맞이 저장탱크가 연결되며, 수직 하부로부터 액체를 그 물맞이 저장탱크로 유입시키고 펌프의 정지시에도 적어도 물맞이 저장탱크의 펌프의 흡입구측 부분에서 항상 액체가 저장될 수 있도록 그 물맞이 저장탱크의 상부에 유입관이 연결되어 설치되고, 펌프의 정지시 개방되는 개폐밸브를 개재하여 바이패스관이 상기 배출관과 유입관 내지 물맞이 저장탱크사이에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 물맞이 저장탱크는, 펌프의 흡입구에 그 하부로 연결되는 제 1 물맞이 저장탱크와, 그 제 1 물맞이 저장탱크의 상류측에 그 상부로 연결되고, 상부에 바이패스관과 유입관이 연결되는 제 2 물맞이 저장탱크를 포함하여 구성되는 것이 제작상 바람직하며, 또한, 상기 개폐밸브는 펌프의 작동시 폐쇄되고 펌프의 정지시 개방되는 체크밸브이거나, 솔레노이드작동 개폐밸브로 구성하는 것이 자동 운전면에서 바람직하며, 그 개폐밸브의 하류측에 공기의 유입시 여과를 위한 스트레이너가 설치됨으로써 공기의 역류시 먼지 등으로부터 그 개폐밸브를 보호할 수 있게 된다.

또한, 위와 같이 정화조 배수용, 오수오물, 축산폐수 배수용, 식품 원액포도 이송 등과 같이 고형물이 혼입된 액체를 펌핑하기 위한 펌프로서: 본 고안은, 흡입구와 토출구가 형성된 케이싱; 그 케이싱에 대해 회전가능하게 설치되는 회전축; 및 중앙에서 회전축에 고정되는 회전디스크와, 상기 고형물이 통과할 수 있도록 통상의 날개의 높이 보다 높은 높이를 지니며, 회전축 측으로 고형물이 유입되지 아니하도록 중앙부분을 카버하는 중앙카버부분이 형성되고 회전디스크의 일면에 형성된 펌핑날개를 구비하며, 상기 케이싱내에서 회전가능하도록 오일리테이너를 개재하여 회전축에 고정되게 설치되는 견인임펠라를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고형물 혼입 액체용 펌프를 제공한다.

나아가, 진공압을 발생시켜 케이싱의 고압부분의 액체가 유입,환류되지 아니하도록 그 회전디스크의 다른 일면에 형성되는 실링날개를 구비함으로써 종래와 같은 메카니칼 실링부재와 같은 별도의 실링부재를 제거할 수 있어 제조 및 보수비용을 크게 절감할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은, 육상에 설치하여도 도 1 및 도 2와 도시된 수중펌프나 펌프만 수중에 잠기는 입형 오수 펌프 등과 똑같이 작동할 수 있고, 간단한 구조로 구성되며, 나아가 펌프성능이 향상되고, 설치 및 보수가 용이한 펌프시스템에 관한 것이다.

본 고안의 펌프시스템은, 정화조 배수용, 오수오물, 축산폐수 배수용, 식품 원액(일명 모루미)포도 이송, 내산용, 건축설비용, 공업용으로 사용되는 것으로, 특히 펌프의 가동 즉시 공 회전 없이 오폐수의 배출이 가능하도록 펌프의 흡입구측에 물 마중 저장 탱크를 설치하고, 저장 탱크상부와 배출관 상단사이에 일방향으로 공기 순환용 첵크밸브나 솔레노이드 개폐밸브 및 바이패스관을 설치함으로써 펌프 가동이 중단되었을 때에 펌프실 주위에 오폐수의 역류현상을 방지하고, 펌프가 다시 가동되면, 즉시 저장 오폐수를 펌핑할 수 있게 된다. 이와 같이 저장탱크에 저장된 오폐수가 저장탱크와 바이패스관에 의해 피스톤 상하 운동과 같은 역할을 하여 연속 가동 능력을 향상시킬 수 있도록 함으로써 수중에 펌프를 설치한 것과 똑같은 작동을 할 수 있게 된다.

또한, 특히 이러한 시스템에 적용될 수 있는 펌프로서 고형물 혼입 액체용 펌프는, 임펠라의 전위 설계로 액체의 유동통로상에서의 폭(디스크로부터의 높이)을 넓게 하여 오물이 막힘 없이 통과할 수 있도록 통과 능력을 향상하였고, 실링(sealing) 장치는 실링날개에 의한 물리적인 원리를 이용하여 메카니칼 실링부재의 대용으로 오일 리테이너만으로 논실 펌프와 같은 능력을 향상시킬 수 있도록 구성된다.

도 3 내지 도 5에서 본 고안의 일실시예에 따른 펌프시스템은, 지상에 모터(31) 및 펌프(30)가 설치되며, 축연결부재(32)를 개재하여 펌프(30)의 회전축과 모터(31)의 회전축이 연결되게 된다(축연결부재(32)없이 직결되는 경우에도 본 고안이 적용될 수 있다). 또한, 그 펌프시스템은, 제 1 물맞이 저장탱크(37) 및 제 2 물맞이 저장탱크(38)와 개폐밸브(40) 및 바이패스관(42)을 포함하여 구성된다.

제 1 물맞이 저장탱크(37)는, 펌프(30)의 흡입구(34)에 그 하부로 설치되며, 제 2 물맞이 저장탱크(38)가 그 제 1 물맞이 저장탱크(37)의 상류측에 펌프(30)의 흡입구 높이보다 높게 설치된다. 즉, 바이패스관(42)을 통해 역류되게 되는 공기가 펌프(30)의 흡입구측으로 유입되지 아니하는 정도의 높이로 제 2 물맞이 저장탱크(38)의 높이를 구성하는 것도 가능하다. 또한, 도면에서는 제 1 물맞이 저장탱크(37) 및 제 2 물맞이 저장탱크(38)로 구분되어 구성되지만, 이는 제작상의 간편함을 위한 것이고, 본 고안이 이에 제한되는 것은 아니다.

이와 같은 구조에서 배출관(36)은, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 펌프(30)의 토출구(35)으로부터 어느 정도 펌프(30)의 상부로 연장되게 연결되고, 유입관(39)은, 수직 하부로부터 액체를 그 물맞이 저장탱크(37,38)로 유입시키고 펌프(30)의 정지시에도 적어도 물맞이 저장탱크(37,38)의 펌프(30)의 흡입구(34)측 부분에서 항상 액체가 저장될 수 있도록 그 물맞이 저장탱크(37,38)의 상부에 연결되어 설치된다.

또한, 바이패스관(42)이 상기 배출관(36)으로부터 제 2 물맞이 저장탱크(38)에 개폐밸브(체크밸브 내지 솔레노이드 밸브)(40)를 개재하여 연결되어 펌프(30)의 정지로 인하여 역류되는 때에 개방되어 공기가 펌프(30)의 흡입구(34)측으로 유입되지 아니하도록 구성된다. 이와 같은, 바이패스관(42)은 배출관(36)을 유입관(39)에 직결시키는 구조로 하는 것도 가능하며, 반드시 제 2 물맞이 저장탱크(38)에 연결하여 구성할 필요는 없다.

이와 같이 구성되는 본 고안의 일실시예에 따른 펌프시스템에 의한 작동은 도 3 및 도 5와 함께 설명하면, 최초에 제 1 물맞이 저장탱크(37)와 제 2 물맞이 저장탱크(38)에 물을 채우고 개폐밸브(40)를 폐쇄시킨 상태에서 가동한다.

펌프(30)의 흡입력에 의해 제 1 물맞이 저장탱크(37)내의 물이 배출되면서 유입관(39)내의 공기가 유입되고 지하의 오폐수가 유입되게 되는 데, 이 때, 가동 초기에는 제 1 물맞이 저장탱크(37) 및 제 2 물맞이 저장탱크(38)내에서 유입된 공기가 물에 혼입되어 배출되게 되고, 이어서, 지하의 오폐수가 배출되게 되어 정상가동이 이루어지게 된다.

따라서, 유입관(39)의 길이가 길어 체적이 큰 경우, 제 1 물맞이 저장탱크(37) 및 제 2 물맞이 저장탱크(38)의 용량은, 유입관(39)의 체적을 고려하여 결정되는 것이 바람직하다. 유입되는 공기가 혼입되어 부분적으로 배출되어 가기 때문에 반드시 물맞이 저장탱크(37,38)에서 저장되는 물의 용량이 유입관(39)의 체적보다 클 것을 요구하는 것은 아니다.

이와 같이 정상가동한 후, 펌프(30)를 정지하면, 개폐밸브(40)가 개방되게 되고, 배출관(36)의 오폐수가 역류되면서 공기가 따라 유입되게 되는데, 도 5에서 화살표로 도시된 바와 같이 공기는 바이패스관(42)이 연결되는 배출관(36)의 위치에서부터 바이패스관(42)으로 유입되게 되고, 높이 L1의 위치까지 오폐수가 내려가면, 공기는 제 2 물맞이 저장탱크(38)의 상부를 통해 유입관(39)으로 유입되게 되며, 배출관(36) 및 제 2 물맞이 저장탱크(38)에 저장된 물은 높이 L1의 위치에서 머무르게 된다. 따라서, 유입관(39)에서는 지하의 오폐수 수면까지 오폐수의 수면이 하강하게 되지만, 제 1 물맞이 저장탱크(37)와 높이 L1이하의 제 2 물맞이 저장탱크(38)에 머무르고 있는 오폐수는 그대로 저장되게 된다.

이러한 상태에서 개폐밸브(40)를 폐쇄시키고 펌프(30)를 재가동하면, 먼저 제 1 물맞이 저장탱크(37)내의 오폐수가 흡입구(34)를 통해 유입되면서 유입관(39)내의 공기가 제 2 물맞이 저장탱크(38)내로 유입되게 되며, 펌프(30)의 흡입력에 의해 공기가 오폐수와 혼입되면서 함께 제 1 물맞이 저장탱크(37)로 이동하고, 흡입구(34), 펌프(30) 및 배출관(36)를 통해 배출되게 된다. 재가동 초기에 이와 같이 유입관(39)에 유입된 공기의 양에 따라 잠간동안 공기가 혼입된 채, 오폐수가 배출되게 되고, 유입관(39)의 오폐수의 수면이 높아져 높이 L1의 위치이상으로 되면, 오폐수가 제 2 물맞이 저장탱크(38)로 유입되게 되어 정상가동이 이루어지게 된다.

이와 같이 하여 본 고안의 일실시예에 따른 펌프시스템은, 지상에 모터(31)와 펌프(30)를 설치하여도 수중에 적어도 펌프를 설치한 것과 똑같이 작동되게 된다.

상술한 개폐밸브(40)는 일방향 체크밸브를 사용하는 것도 가능하고 자동작동을 위해서는 솔레노이드작동 개폐밸브를 사용하는 것이 바람직하며, 이 경우, 특히, 그 개폐밸브(40)의 손상을 방지하기 위해 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 공기의 유입시 여과를 위한 스트레이너(41)가 설치된 것이 바람직하다.

또한, 본 고안의 상술한 펌프시스템에 있어서, 오폐수를 배출하는 때에 고형물이 다량 포함되어 있어, 종래에는 여과망을 설치하여 펌프의 작동을 보장하고 펌프의 손상 내지 파손으로부터 보호하여야 하였지만, 본 고안에 따른 펌프(30)에 의해서는 그 고형물의 크기를 고려하여 고형물이 혼입된 오폐수(액체)를 여과망없이 펌핑하여 배출할 수 있게 된다.

그 펌프(30)는, 도 6에 도시된 바와 같이 케이싱(55), 견인임펠라(50) 및 회전축(33)을 포함하여 구성된다.

그 케이싱(55)에는, 흡입구(34)와 토출구(35)가 형성되며, 회전축(33)이 그 케이싱(55)에 대해 회전가능하게 설치된다.

견인임펠라(50)는, 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이 회전디스크(54), 펌핑날개(51) 및 실링날개(52)를 포함하여 구성되며, 그 회전디스크(54)가 중앙에서 회전축(33)에 나트 등을 개재하여 함께 회전하도록 고정된다.

본 고안의 견인임펠라(50)의 펌핑날개(51)는, 회전디스크(54)의 일면에 형성되는 것으로, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 오폐수에 혼입된 고형물이 통과할 수 있도록 통상의 날개의 높이 보다 높은 높이(H: 오폐수의 유동방향에서는 폭)를 지니며, 회전축(33) 측으로 고형물이 유입되지 아니하도록 중앙부분을 카버하는 중앙카버부분(51')이 형성된다.

또한, 그 견인임펠라(50)에는, 별도의 실링부재없이(논실: non-seal) 진공압을 발생시켜 케이싱(55)의 고압부분의 액체가 유입,환류되지 아니하도록 실링날개(52)가 그 회전디스크(54)의 다른 일면에 형성된다.

이와 같이 구성되는 견인임펠라(50)에 의하면, 상기 케이싱(55)내에서 회전가능하도록 오일리테이너(53)를 개재하여 회전축(33)에 그 견인임펠라(50)를 고정되게 설치되는 것만에 의해서도, 회전시, 실링날개(52)에 의해 중앙부분이 진공으로 되고 케이싱(55) 원주측으로 공기압력이 작용하게 되어 펌핑날개(51)의 펌핑력에 의해 고압부분으로 되는 케이싱(55) 원주부분으로부터의 고압의 오폐수가 환류되어 유입되지는 아니하게 된다. 이에 따라 종래와 같은 메카니컬 실링장치를 제거하는 것이 가능하게 된다.

이상에서 설명한 본 고안의 실시예에 따른 펌프시스템의 구성과 작용에 의하면, 간단한 구조이면서도 설치 및 보수가 용이하도록 지상에 설치되면서도 수중에 설치되는 경우와 동일하게 작동될 수 있으며, 나아가 펌프성능이 향상될 수 있고, 또한, 고형물이 혼입된 액체를 펌핑할 수 있으며, 논실(non-seal)구조로 작동될 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (4)

1. 정화조 배수용, 오수오물, 축산폐수 배수용, 식품 원액포도 이송, 내산용, 건축설비용, 공업용으로 사용되며, 수직상으로 거리를 두고 펌핑하도록 축연결부재(32)를 개재하여 펌프(30)를 모터(31)에 의해 회전시켜 펌핑하기 위한 펌프시스템에 있어서:

   상기 펌프(30)의 토출구(35)에 그 상부로 배출관(36)이 연결되고, 상기 펌프(30)의 흡입구(34)에 물맞이 저장탱크(37,38)가 연결되며, 수직 하부로부터 액체를 그 물맞이 저장탱크(37,38)로 유입시키고 펌프(30)의 정지시에도 적어도 물맞이 저장탱크(37,38)의 펌프(30)의 흡입구(34)측 부분에서 항상 액체가 저장될 수 있도록 그 물맞이 저장탱크(37,38)의 상부에 유입관(39)이 연결되어 설치되고, 펌프(30)의 정지시 개방되는 개폐밸브(40)를 개재하여 바이패스관(42)이 상기 배출관(16,26,36)과 유입관(39) 내지 물맞이 저장탱크(37,38)사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 펌프시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 물맞이 저장탱크(37,38)는, 펌프(30)의 흡입구(34)에 그 하부로 연결되는 제 1 물맞이 저장탱크(37)와, 그 제 1 물맞이 저장탱크(37)의 상류측에 그 상부로 연결되고, 상부에 바이패스관(42)과 유입관(39)이 연결되는 제 2 물맞이 저장탱크(38)를 포함하여 구성되며;

   상기 개폐밸브(40)는 펌프(30)의 작동시 폐쇄되고 펌프(30)의 정지시 개방되는 체크밸브 내지 솔레노이드작동 개폐밸브이며, 그 개폐밸브(40)의 하류측에 공기의 유입시 여과를 위한 스트레이너(41)가 설치된 것을 특징으로 하는 펌프시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 펌프(30)가, 정화조 배수용, 오수오물, 축산폐수 배수용, 식품 원액포도 이송, 내산용, 건축설비용, 공업용으로 사용될 수 있도록 고형물이 혼입된 액체를 펌핑하기 위한 것으로서:

   흡입구(34)와 토출구(35)가 형성된 케이싱(55);

   그 케이싱(55)에 대해 회전가능하게 설치되는 회전축(33); 및

   중앙에서 회전축(33)에 고정되는 회전디스크(54)와, 상기 고형물이 통과할 수 있도록 통상의 날개의 높이 보다 높은 높이를 지니며, 회전축(33) 측으로 고형물이 유입되지 아니하도록 중앙부분을 카버하는 중앙카버부분(51')이 형성되고 회전디스크(54)의 일면에 형성된 펌핑날개(51)를 구비하며, 상기 케이싱(55)내에서 회전가능하도록 오일리테이너(53)를 개재하여 회전축(33)에 고정되게 설치되는 견인임펠라(50)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 펌프시스템.
4. 제 3 항에 있어서, 별도의 실링부재없이(논실: non-seal) 진공압을 발생시켜 케이싱(55)의 고압부분의 액체가 유입,환류되지 아니하도록 그 회전디스크(54)의 다른 일면에 형성되는 실링날개(52)를 구비하는 것을 특징으로 하는 펌프시스템.