KR20090011224U - 장애물 양쪽의 수위 차를 이용한 대용량 액체의 이송장치 - Google Patents

Abstract

장애물 양쪽의 수위 차(낙차)를 이용한 대용량 액체의 이송장치로서, 사이펀식 액체이송관(1)의 위쪽 액체저장부(A)의 수중에 위치하는 흡입구(1a)에 대해 펌프 상하이동장치(3)에 의해 상하로 승강할 수 있도록 된 액체이송펌프(2)를 구비한다. 액체이송관(1)을 통해 액체(W)의 이송을 시작하려면, 액체이송펌프(2)를 상승시켜 상기 흡입구(1a)에 접속되도록 하고서 구동하도록 한다. 액체(W)가 액체 이송관(1)을 채워 액체이송관(1)의 내부가 진공상태로 되면, 액체(W)의 연속적인 이송상태가 이루지는 한편, 연속적인 이송상태가 이루어지면 액체이송펌프(2)를 아래로 내려 하강위치(2')에 위치하도록 함과 더불어, 액체이송펌프(2)의 구동을 정지시킨다.

Description

장애물 양쪽의 수위 차를 이용한 대용량 액체의 이송장치{Apparatus for carrying mass liquid by the difference in elevation between two obstacles}

본 고안은, 장애물 양쪽의 수위 차(낙차)를 이용한 대용량 액체의 이송장치에 관한 것으로, 특히 저수지의 제방이나 강의 둑과 같이, 위쪽 액체저장부의 수면보다 높은 장애물이 존재할 때, 사이펀 원리를 이용해서 쉽게 대용량의 액체를 이송할 수 있는 장치에서, 액체이송관의 내부를 쉽게 진공상태로 만드는 장치에 관한 것이다.

종래에는, 규모가 작은 댐이나 수량이 경사도가 크지 않은 강의 보를 이용한 소수력 발전소 등에서, 댐의 제방이나 보의 내부 또는 우회터널과 같은 통수로를 만들어 이를 통해 통수를 함으로써, 양쪽 액체의 낙차를 이용하여 대용량의 액채를 이송해서 소수력발전이나 농용수로 이용하도록 하고 있다.

그러나, 이러한 통수로는 대체로 지하의 콘크리트 구조물로 되어 있어서, 시일이 예컨대 10년 이상이 지나면 콘크리트의 부식 등으로 말미암아 이를 보수하는 데에 많은 시간과 비용이 소요되고, 또 콘크리트의 부식을 방지하기 위해 구조물 내를 특수한 소재(예컨대 스테인리스 스틸 관 등)로 보강을 하게 되는 경우에는 설치비용에서 많은 부담이 있게 된다.

또, 이와 같은 단점을 해소하기 위해, 종래에도 이른바 사이펀 원리를 이용하여 액체를 이송하고 있기도 한바, 특히 사이펀 액체이송관을 이용한 통수를 소수력발전설비에 이용하는 경우에는, 발전설비를 시동할 때에 발전용 수차를 흡입펌프로 이용하여, 발전용 수차가 진공펌프의 역할을 해서 사이펀 액체이송관 내부로 위쪽 액체저장부의 액체를 흡입해서 전체 내부를 진공상태로 하여, 위쪽 액체저장부에 해당하는 저수지나 보 등에 축적된 물을 계속 끌어올려 액체이송관을 통해 하부 쪽으로 통수·이송하여 농용수나 발전용수로 사용하도록 하고 있다.

그러나, 이러한 수차를 이용해서 액체이송관이 진공상태를 이루도록 하는 방법에서는, 발전용 수차를 진공펌프의 용도로 사용하게 됨으로써, 발전의 시작에 이르기까지 많은 동력이 필요할 분만 아니라, 발전기 자체의 설계도 복잡해져, 제작에 비용이 많이 들게 된다고 하는 등의 문제가 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로, 특히 소수력 발전소 등에서 이용되는 경우, 중간에 장애물이 존재하고 있는 곳의 양쪽 수위 차를 이용한 대용량 액체의 이송장치에서 문제로 되고 있는 것을, 사이펀 형식의 액체이송관 흡입부에, 상하로 위치를 이동할 수 있는 수중펌프를 설치함으로 써 용이하게 액체를 이송할 수 있게 하도록 구성되어 있다.

즉, 수중펌프를 사이펀 액체이송관 흡입구에 접속시켜 액체이송 내부를 물로 채워 통수되도록 함으로써, 일단 사이펀 액체이송관 내부가 통수로 인한 진공상태를 이루어, 수위가 높은 쪽의 액체가 낮은 쪽의 수면 내로 이어지면, 액체의 연속적인 이송이 이루어지게 되고, 이렇게 액체의 이송이 이루어지게 된 후에는 흡입구에 접속된 수중펌프를 액체이송관의 흡입구로부터 아래로 하강시킴과 더불어, 펌프의 구동을 정지시키는 간단한 구조로 되어 있다.

본 고안에 따른 장애물 양쪽의 수위 차를 이용한 대용량 액체의 이송장치는, 이상과 같이 간단한 구조를 가지고서도 종래의 장치에 비해 효율적인 대용량의 액체를 이송할 수 있게 됨으로써, 설치의 간략화와 시동시의 간편성을 확보할 수 있는 이점이 있게 된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.

본 고안은 도 1에서 볼 수 있듯이, 예컨대 저수지나 강에 설치된 보의 상류에 저장된 상대적으로 수위가 높은 위치의 액체(W)를 중간에 저수지나 강을 박은 보 또는 바위와 같은 장애물(G)을 넘어 액체이송관을 통해 수위가 낮은 위치로

이송하는 장치로서, 이 액체 이송장치는 기본적으로 낙차(h)를 가진 양쪽의 액채(W)를 사이펀식으로 이송하는 장치이다.

사이펀식 액체 이송에서는 액체이송관(1)의 내부에 공기가 유입되어 있거나 유입되지 않아야 하는바, 그러기 위해서는 액체이송관(1)의 내부를 진공상태가 되도록 하여야 할 수단이 필요하게 된다.

이에 대해 본 발명에서는 상기 종래의 예에서와는 달리, 사이펀식 액체이송관(1)의 흡입구(1a) 위치에 수중의 액체반송펌프(2)를 설치하여, 액체(W)를 액체이송관(1)의 내부로 밀어올려, 액체이송관(1)의 흡입구(1a) 및 배출구(1b)가 낙차(h)를 가진 양쪽 액체(W)의 수중에서 액체이송관(1) 내의 액체(W)로 연결되어, 액체이송관(1)의 내부가 공기가 없는 진공상태를 유지하게 되도록 하고, 일단 진공상태가 이루어지고 나면 액체반송펌프(2)를 아래로 하강시킨 다음 구동을 중지시키는 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 액체반송펌프(2)를 액체이송관(1)의 흡입구(1a)로부터 하강시키기 위해서는, 도 1에 도시된 것과 같이, 액체이송관(1)의 흡입구(1a)의 액체이송관(1) 외부에 수직방향의 펌프 상하이동장치(3)를 설치해서, 액체(W)가 액체이송관을 통해 연속적으로 이송하는 상태가 되면, 펌프 상하 이동장치를 이용해서 수중에서 액체반솔펌프(2)를 하강하도록 조작하게 된다.

즉, 도면에서 볼 수 있듯이, 펌프 상하이동장치(3)는 액채이송관(1)의 외주면에 고정된 프레임에 설치되는바, 이는 예컨대 외주면에 기어가 형성된 회전축을 갖는 핸들을 수동식 또는 전동식으로 회전동작시켜, 이 핸들 축에 형성된 기어에, 상하 직선으로만 이동할 수 있게 설치되고서 그 일면에 기어형 요철부를 갖는 수직이동부재에 물려져 상하로 이동하도록 구성하면 된다.

그 외에 상기 펌프 상하이동장치(3)는, 약간 경사진 기어 날이 형성된 상하 이동펌프(2)의 지지체(3a)의 기어 날에, 모터의 축에 설치되어 회전하게 되는 원반체로 된 회전구동체(3b)로 구성되도록 하여도 좋다.

한편, 액체이송관(1)을 통해 통수하는 것을 중단하기 위해서는, 액체이송관(1)의 상부 적당한 위치에 개폐밸브(5)를 가진 진공상태 해제관(4)의 개폐밸브(5)를 개방하여, 개폐밸브(5)를 통해 액체이송관(1) 내로 외부의 공기가 유입되도록 하면, 액체이송관(1)의 내부의 지공상태가 해제되어, 액체이송관(1)의 사이펀식 액체의 이송이 중단되게 된다.

이렇게 진공상태가 해제되어 액체의 이송이 중단된 상태로부터, 다시 액체이송관(1)을 통해 액체를 이송하려면, 액체이송관(1)의 입구부(1a)로부터 밑으로 하강한 위치(2')에 있던 액체반송펌프(2)를 펌프 상하이동장치(3)를 이용해서 상승시켜 액체이송관(1)의 흡입구(1a)에 밀착되도록 함과 더불어, 진공상태 해제관(4)의 개폐밸브(5)를 잠근 다음, 액체반송펌프(2)를 구동시키면 된다. 이렇게 하면, 액체반송펌프(2)에 의해 액체(W)가 위로 밀어 올려져 낙차(h)를 가진 액체이송관(1)의 배출구(1b)와 수중에서 액체 흐름이 연결되어, 액체이송관(1) 내부가 진공상태를 이루게 되어, 이른바 사이펀식 액체이송이 계속될 수 있게 된다.

도 1은, 본 고안의 장애물 양쪽의 수위 차를 이용한 대용량 액체의 이송장치를 설명하기 위한 개념도이다.

Claims (2)

1. 상대적으로 수위 차(h)를 가지면서 양자 사이에 강둑이나 제방과 같은 장애물이 위치하는 지형의 액체저장부 사이에, 위쪽의 액체저장부(A)의 액체를 아래쪽의 액체저장부(B) 등으로 이송하기 위한, 장애물 양쪽의 수위 차를 이용한 대용량 액체의 이송장치로서,

   사이펀 액체이송관(1)의 위쪽 액체저장부(A)의 수중에 위치하는 흡입구(1a)에 대해 펌프 상하이동장치(3)에 의해 상하로 승강할 수 있도록 구성되고서, 액체이송관(1)을 통해 액체(W)의 이송을 시작하려면, 상승시켜 상기 흡입구(1a)에 접속되어 구동함으로써 액체를 이송할 수 있는 한편, 액체(W)가 액체이송관(1)을 채워 액체이송관(1)의 내부가 진공상태로 됨으로써 액체(W)의 연속적인 이송상태가 되면, 하강시켜 하강위치(2')에 위치하도록 함과 더불어 구동을 정지하도록 구성된 액체반송펌프(2)를 구비한 것을 특징으로 하는, 장애물 양쪽의 수위 차를 이용한 대용량 액체의 이송장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 액체이송관(1)을 통해 액체(W)가 연속적으로 이송되는 상태를 중지시키려 하기 위한 장치로서, 사이펀 액체이송관(1)의 상단부에 개패밸브(5)를 장착한 진공상태 해제용 관(4)이 설치된 것을 특징으로 하는, 장애물 양쪽의 수위 차를 이용한 대용량 액체의 이송장치

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