KR200388323Y1 - 수중 모터 펌프 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 수중 모터 펌프 장치에 관한 것으로서, 지하로 깊게 굴착된 심정 속에 삽입되는 양수 파이프, 양수 파이프의 하단에 설치되는 수중 펌프, 수중 펌프에 연결되어 있으며 복수의 미세한 흡입구를 가지는 흡입구 보호대, 흡입구 보호대의 하단에 설치되는 수중 모터, 수중 펌프와 흡입구 보호대 및 수중 모터의 전체를 감싸고 있으며 바닥면이 트여있는 원통형의 보호 케이스를 포함한다. 이에 따라 흡입구를 통하여 수중 모터 펌프 내로 유입되는 모래로 인하여 펌프가 고장나거나 흡입구가 막히는 문제점을 방지할 수 있다.

Description

수중 모터 펌프 장치{UNDERWATER MOTOR PUMP APPARATUS}

본 고안은 수중 모터 펌프 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 심정용 수중 모터 펌프에 관한 것이다.

청정한 음용수에 대한 욕구와 농업 및 산업 용수의 필요에 의해 지하 깊은 곳의 지하수에 대한 개발이 활발하게 진행되어 오고 있으며, 전체 용수 사용량 중에서 그 사용비율도 점차 상승되어 최근 조사 통계에 의하면 10%에 육박되고 있는 실정이다.

통상 이러한 지하수 개발 과정은 지상에서부터 굴착장비를 이용하여 지하수맥이 있는 지하 암반까지 굴착한 다음, 지표부의 함몰 예방을 위한 외부 케이싱과 지표 오염수의 유입을 차단하기 위한 인케이싱을 심정 내부에 삽입하고, 그 내부에 심정용 수중 모터 펌프를 설치하여 지하수를 끌어올리도록 하고 있다. 즉, 양수파이프와 함께 설치된 수중 모터 펌프가 기동 및 정지를 반복하면서 심정 내의 지하수를 외부로 양수하고 이를 물탱크에 받아 필요한 위치로 재 송수함으로써, 우리가 지하수를 이용할 수 있게 되는 것이다.

이때, 수중 모터 펌프는 펌프와 모터가 베이스 위에 수평형으로 배치되는 일반 펌프 및 모터와는 달리, 수중 펌프가 이 수중 펌프를 구동시키기 위한 수중 모터 위에 수직으로 배치되어 있다. 이에 따라 각 구동축을 연결 커플링에 의해 회전력을 전달하게 되고 두 몸체 즉, 수중 펌프와 수중 모터가 고정볼트와 너트에 의해 일체화된 형태를 가지고 있다.

그러면 종래의 심정용 수중 모터 펌프의 구조에 대해 좀 더 상세히 설명하고자 한다.

먼저, 지하에 깊게 굴착 시공된 심정 내에 위치하도록 여러 개의 양수파이프가 다단 연결 구조로 설치되고, 이러한 양수 파이프의 상단에는 심정 상부로 노출되는 엘보우관이 설치되어 있다. 이러한 엘보우관과 연결되는 공급관에는 수압게이지와 체크밸브 및 개폐밸브가 설치되어 있다.

또한, 양수 파이프의 하단에는 수중 펌프가 장착되고, 그 내부에는 고속으로 회전하여 물을 끌어올리는 임펠러(impeller)가 설치되어 있다. 이 때, 임펠러는 수중 모터로부터의 회전축에 의해 고정되어 수중 모터 및 회전축의 작용에 의해 고속 회전된다. 또한, 수중 펌프의 하단에는 흡입구 보호대가 장착되어 있으며, 이러한 흡입구 보호대에는 물의 유입을 위한 복수의 흡입구가 형성되어 있다.

그리고, 흡입구 보호대의 하단에는 수중 모터가 장착되어 있다.

이와 같이 구성된 심정용 수중 모터 펌프의 동작을 살펴보면, 심정 내에 심정용 수중 모터 펌프를 위치시킨 후, 상기 수중 모터에 전원을 인가하면 수중 모터 내의 회전축이 회전하고 이에 따라 회전축의 상단부에 고정되어 있는 수중 펌프 내의 임펠러를 회전시키게 되어 지하수를 끌어올리게 된다. 이때, 수중 모터와 수중 펌프 사이의 흡입구 보호대에 형성된 다수개의 흡입구를 통하여 지하수가 수중 모터 펌프 내로 유입된다. 이러한 유입 과정에서 미세공 형태의 흡입구에 의해 직경이 큰 모래의 유입을 어느 정도 방지할 수 있다.

그러나, 이러한 흡입구 및 흡입구 보호대의 작용만으로는 수중 모터 펌프 내로 유입되는 모래를 완전히 차단할 수 없다. 즉, 종래의 수중 모터 펌프에 있어서도 흡입구보다 직경이 작은 다수의 모래가 여전히 수중 모터 펌프 내로 유입되어 수중 펌프 내의 임펠러를 마모시키거나, 고장을 유발하는 원인으로 작용한다.

또한 종래의 심정용 수중 모터 펌프는 흡입구보다 직경이 큰 다수의 모래가 흡입구 상에 흡착되어 흡입구의 개공율을 저하시키고 흡입구 보호대를 찌그러뜨리는 등의 문제점을 유발한다. 보다 상세하게는 흡입구의 개공율이 저하되면 지하수가 수중 모터 펌프로 제대로 유입될 수 없어서 전체 수중 모터 펌프 장치의 효율이 떨어지며 흡입구 보호대 역시 모래에 의해 찌그러져 장치의 수명이 단축된다.

본 고안은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 수중 모터 펌프의 수명을 길게 하며, 수중 모터 펌프 장치의 효율을 향상시킬 수 있는 심정용 수중 모터 펌프를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은 지하로 깊게 굴착된 심정 속에 삽입되는 양수 파이프, 상기 양수 파이프의 하단에 설치되는 수중 펌프, 상기 수중 펌프에 연결되어 있으며 복수의 미세한 흡입구를 가지는 흡입구 보호대, 상기 수중 펌프에 회전력을 제공하는 수중 모터, 상기 수중 펌프와 상기 흡입구 보호대 및 상기 수중 모터의 전체를 감싸고 있으며 바닥면이 트여있는 원통형의 보호 케이스를 포함하는 수중 모터 펌프 장치를 마련한다.

여기서 상기 보호 케이스는 상기 수중 모터보타 낮은 위치에 형성되어 있는 복수의 미세공을 가지는 것이 바람직하다.

또한 상기 원통형의 보호 케이스는 상기 수중 펌프 상단의 일측 끝단에서 양수 파이프와 연결되며, 그 일측 끝단은 직경이 서로 다른 중공형 원통이 다단계로 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 원통형의 보호 케이스는 미세공 형성부 하단의 끝단에서 한 쪽이 뾰족한 삼각형 단면을 가지며, 폴리에틸렌 또는 스테인리스 스틸로 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 원통형 보호케이스는 상기 수중 모터와 상기 흡입구 보호대 및 상기 수중 펌프의 전체를 감싸는 원통의 직경이 5-7 인치인 것이 바람직하다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 고안의 실시예에 대하여 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 고안은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 고안의 일 실시예에 따른 수중 모터 펌프에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 수중 모터 펌프 장치를 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 수중 모터 펌프 장치의 보호 케이스를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 고안에 따른 수중 모터 펌프(100)는 하단으로부터의 동력원인 수중 모터(101), 지하수를 흡입하는 흡입구(104) 및 흡입구 보호대(102), 임펠러(105)를 가지는 수중 펌프(103)로 구성되어 있다. 수중 펌프(103)의 임펠러(105)는 수중 모터(101)로부터의 회전축에 의해 고정되어 고속으로 회전하면서 지하수를 끌어올린다.

그리고, 수중 펌프(103)의 상단에는 여러 개의 양수파이프(300)가 다단 연결 구조로 설치되어 있으며, 이러한 양수 파이프(300)의 상단에는 심정 상부로 노출되는 엘보우관(700)이 설치되어 있고, 이러한 엘보우관(700)과 연결되는 공급관에는 수압게이지(400)와 체크밸브(500) 및 개폐밸브(600)가 설치되어 있다.

또한 본 고안에 따른 수중 모터 펌프 장치는 수중 모터 펌프(100)의 전체를 감싸고 있으며 바닥면이 트여있는 원통형의 보호 케이스(900)를 포함한다.

보호 케이스(900)는 수중 펌프(103) 상단의 일측 끝단에서 양수 파이프(300)의 외주면과 접하고 있으며, p와 같이 전체적으로 서로 다른 중공형 원통이 다단계로 형성되어 있는 중공형 원통형으로 형성되어 있다. 또한, 미세공(902) 형성부 하단 즉, 보호 케이스(900)의 끝단에서 한 쪽이 뾰족한 삼각형 단면을 가지게 형성되어 있다. 이러한 보호 케이스(900)의 측면에는 수중 모터(101)보다 낮은 위치에 복수의 미세공(902)이 형성되어 이를 통해 지하수가 유입되는 구조로 이루어진다(도 2 참조).

그러면 이러한 구조의 수중 모터 펌프 장치를 이용하여 지하수를 끌어올리는 방법을 설명한다.

본 고안에 따른 수중 모터 펌프는 수중 펌프(103)의 임펠러(105)가 수중 모터(101)로부터의 회전축에 의해 고정되어 고속으로 회전하면서 지하수를 끌어올린다. 그러나 지하수가 흡입구 보호대(102) 상의 흡입구(104)를 통해 바로 유입되는 것이 아니라, 수중 모터 펌프(100)의 최하부로부터 원통형 보호 케이스(900)의 바닥면의 개방부를 통해 우선적으로 지하수가 유입된다(도 1의 최하부 화살표 방향). 또한 이와 동시에 보호 케이스(900)의 측면에 형성되어 있는 복수의 미세공(902)을 통해서도 지하수가 유입된다(도 1의 미세공(902)과 인접한 화살표 방향).

이 때, 보호 케이스(900)의 바닥면의 개방부를 통해 위쪽으로 유입되는 지하수는 미세공(902)을 통해 측면 방향으로부터 유입되는 지하수와 충돌한다. 이러한 충돌 과정에서 물분자에 비해 비중이 큰 모래 입자는 더 이상 위쪽으로 유입되지 못하고 아래로 침전된다. 즉, 이러한 작용을 통하여 지하수와 함께 유입되는 모래를 1 차적으로 제거한다. 또한 이와 같이 모래가 제거된 지하수는 보호 케이스(900)와 수중 모터 펌프(100) 사이의 간극을 통해 상승하여 종래 기술에서와 마찬가지로 흡입구 보호대(102)에 형성되어 있는 흡입구(104)를 통해 유입된다. 이때, 본 고안에 있어서는 지하수가 흡입구(104)로 유입되기 전에 1 차적으로 모래가 제거되어, 큰 직경의 모래가 흡입구(104)를 막거나, 흡입구 보호대(102)에 충돌할 우려가 없다. 또한, 흡입구(104)의 작용을 통해 종래 기술에서와 같이 모래를 다시 한번 2차적으로 제거하기 때문에 수중 모터 펌프 내로 유입되는 모래의 양 역시 최소화할 수 있다.

여기서, 보호 케이스(900) 하단부에 형성되어 있는 미세공(902)의 크기는 흡입구(104)에 비해 작게 형성하는 것이 바람직하다. 이에 따라 미세공(902)의 1차 여과 작용 및 흡입구(104)의 2차 여과 작용을 효율적으로 진행할 수 있으며 모래의 유입에 의한 임펠러(105)의 고장 또는 마모 등도 최소화할 수 있어 수중 모터 펌프의 수명을 극대화할 수 있다.

또한, 원통형의 보호 케이스(900)는 미세공(902) 형성부 하단 즉, 보호 케이스(900)의 끝단에서 한 쪽이 뾰족한 삼각형 단면을 가지고 있어 수중 모터 펌프(100)를 심정(200) 내로 삽입하는 과정에서 심정(200)의 측벽에 돌출된 암반 등을 이러한 뾰족한 끝단으로 빗겨가거나, 깨면서 나아갈 수 있다. 이에 따라 심정(200)의 측벽에 돌출된 암반 등으로 인하여 심정용 수중 모터 펌프가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 원통형의 보호 케이스(900)는 양수 파이프(300)에 장착되는 수중 펌프(103) 상단과 접하는 끝단이 직경이 서로 다른 중공형 원통이 다단계로 형성되어 있기 때문에 양수 파이프의 직경이 달라지더라도 서로 다른 직경을 가지는 다단계의 원통 중 어느 하나를 선택하여 보호 케이스(900)를 양수 파이프(300)에 맞게 장착할 수 있다. 이에 따라 여러 종류의 양수 파이프(300) 및 수중 모터 펌프(100)에 대해 보호 케이스(900)를 적용할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같은 원통형의 보호 케이스(900)는 강하면서 깨지지 않는 물질인 폴리 에틸렌 또는 스테인리스 스틸 등의 여러 가지 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 보호 케이스(900)의 몸체 직경은 지하수 개발을 위한 심정(200)의 굴착 구경 및 수중 모터 펌프의 구경에 따라 다르게 형성할 수 있다. 바람직하게는 일반적인 심정의 굴착 구경이 6-8 인치이고 수중 모터 펌프의 구경이 4-5 인치이므로 원통형의 보호 케이스(900)의 구경은 그 사이의 구경인 5-7 인치가 되게 형성하는 것이 좋다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

이상에서 설명한 본 고안에 따른 수중 모터 펌프를 이용하여 지하수를 흡입하게 되면 수중 모터 펌프 내로 유입되거나, 흡입구 보호대에 충돌되는 모래의 양을 최소화할 수 있다. 또한 임펠러의 마모 또는 고장을 최소화할 수 있는 동시에 흡입구가 막히거나 흡입구 보호대가 찌그러드는 등의 문제점을 방지할 수 있다.

따라서, 수중 모터 펌프의 수명을 길게 하며, 지하수를 끌어올리는 수중 모터 펌프 장치의 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 수중 모터 펌프 장치를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 수중 모터 펌프 장치의 보호 케이스를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 수중모터펌프 101 : 수중모터

102 : 흡입구 보호대 103 : 수중펌프

104 : 흡입구 105 : 임펠러

200 : 심정 300 : 양수 파이프

900 : 보호케이스 902 : 미세공

Claims (6)

1. 지하로 깊게 굴착된 심정 속에 삽입되는 양수 파이프,

   상기 양수 파이프의 하단에 설치되는 수중 펌프,

   상기 수중 펌프에 연결되어 있으며 복수의 미세한 흡입구를 가지는 흡입구 보호대,

   상기 수중 펌프에 회전력을 제공하는 수중 모터,

   상기 수중 펌프와 상기 흡입구 보호대 및 상기 수중 모터의 전체를 감싸고 있으며 바닥면이 트여있는 원통형의 보호 케이스를 포함하는 수중 모터 펌프 장치.
2. 제1항에서,

   상기 보호 케이스는 상기 수중 모터보타 낮은 위치에 형성되어 있는 복수의 미세공을 가지는 수중 모터 펌프 장치.
3. 제1항에서,

   상기 원통형의 보호 케이스는 상기 수중 펌프 상단의 일측 끝단에서 양수 파이프와 연결되며, 그 일측 끝단은 직경이 서로 다른 중공형 원통이 다단계로 형성되는 수중 모터 펌프 장치.
4. 제1항 또는 제3항에서,

   상기 원통형의 보호 케이스는 미세공 형성부 하단의 끝단에서 한 쪽이 뾰족한 삼각형 단면을 가지는 수중 모터 펌프 장치.
5. 제1항 또는 제3항에서,

   상기 원통형 보호 케이스는 폴리에틸렌 또는 스테인리스 스틸로 형성되는 수중 모터 펌프 장치.
6. 제1항 또는 제3항에서,

   상기 원통형 보호 케이스는 상기 수중 모터와 상기 흡입구 보호대 및 상기 수중 펌프의 전체를 감싸는 원통의 직경이 5-7 인치인 수중 모터 펌프 장치.