KR20110080920A - 침전물 제거용 수중펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중의 침전물을 하방으로 분사되는 다수의 분사구를 이용하여 부양시키고, 이를 흡입시켜 외부로 토출시킴으로써 운용이 간편하고 장치를 간소화할 수 있는 침전물 제거용 수중펌프에 관한 것이다. 본 발명은 수중내에 침전된 침전물을 부양시켜 외부로 토출시키는 침전물 제거용 수중펌프로서, 일측에 흡입구가 형성되고 타측에 토출구가 마련되고 이송로프가 연결되는 이송고리가 외측면에 형성된 본체; 전원이 공급되는 케이블이 내재되고 상기 본체의 상단에 설치된 케이블 케이싱; 상기 케이블로 공급되는 전원으로 구동이 이루어지는 구동모터; 상기 구동모터의 회전축에 연결된 임펠러; 및 상기 본체의 토출구에는 절곡부가 형성된 토출 파이프가 연결되되, 상기 토출 파이프의 상기 절곡부 내에 관통되고, 토출되는 유체의 흐름방향과 대향하는 방향으로 설치된 유입관과, 상기 유입관에서 연장되며 상기 토출 파이프 외측에 위치되며 분사구가 하방을 향하도록 설치된 분사노즐로 구성된 다수개의 분기 파이프를 포함하여 이루어진다.

Description

침전물 제거용 수중펌프{WATER PUMP FOR REMOVING SEDIMENT}

본 발명은 침전물 제거용 수중펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하천이나 호수와 같은 수중의 침전물을 하방으로 분사되는 다수의 분사구를 통해 부양시키고, 이를 흡입시켜 외부로 토출시킴으로써 운용이 간편하고 장치를 간소화할 수 있는 침전물 제거용 수중펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 수중펌프는 펌프 전체가 유체속에 잠긴상태로 작동되는 펌프를 지칭한다. 이러한 수중펌프는 외부전원에 의해 임펠러를 회전시켜 이로 인해 발생되는 원심력으로 유체를 상부로 토출시킨다.

도 1은 종래의 수중펌프의 구성을 나타내는 예시도이고, 도 2는 종래의 수중펌프의 내부구성을 나타내는 예시도이다.

도 1과 도 2와 같이, 종래의 수중펌프(100)는 케이블 박스(110), 고정자(133), 회전자(132), 임펠러(410), 및 구동모터(130)로 크게 구성된다.

상기 케이블 박스(110)에는 전원이 공급되는 케이블(111)이 내재되고, 크레인과 같은 이송수단으로 이송시키기 위한 이송고리(120)가 수중펌프(100)의 상단에 설치된다.

또한 상기 고정자(133)는 상기 케이블(111)을 통해 공급된 전원을 통해 자기를 형성하고, 상기 고정자(133)에 형성된 자장에 의해 회전자(132)를 회전시키는데, 상기 고정자(133)는 구동샤프트(131)와 연결된다. 이때, 상기 구동샤프트(131)는 베어링(134a,134b)에 의해 회전가능하게 고정되고, 구동샤프트(131)의 말단은 임펠러(410)와 연결된다. 또한, 상기 임펠러(410)의 외곽에는 임펠러 케이스(400)가 장착된다.

또한, 상기 임펠러(410)의 회전으로 유체를 흡입 또는 배출할 수 있도록 수중펌프(100)에는 흡입구(300)와, 배출파이프(210)를 형성하는 배출구(200)가 설치된다.

이러한 수중펌프(100)는 외부에서 공급된 전원에 의해 고정자(133)가 자화되고, 회전자(132)의 회전에 의해 구동샤프트(131)가 회전하면서 임펠러(410)를 회전시키게 된다.

임펠러(410)가 회전되면, 이로 인해 발생된 원심력으로 주변 유체는 소용돌이를 일으키면서 진공상태를 이룬다. 따라서 이 진공력에 유체가 유입되고 임펠러 케이스(400) 내로 유입된 유체는 배출파이프(210)를 통해 외부로 배출된다.

이러한 구성을 갖는 종래의 수중펌프(100)는 물속에 잠긴상태에서 물을 양수할 수 있어 사용이 간편하고, 다양한 환경에 적용이 가능한 장점이 있다.

한편, 근래에 들어 수중펌프는 하천이나 호수 등과 같이 수중에 침전된 슬러지나 오물들을 외부로 배출시켜 제거하기 위해 주로 채용되고 있다.

도 3은 종래의 침전물 부양장비를 나타내는 예시도이다. 도 3과 같이 종래의 침전물 제거방식은 별도로 침전물을 부양시키기 위한 침전물 부양장비(60)를 구동시켜 부양된 침전물을 수중펌프로 흡입하여 외부로 토출시키는 방식으로 이루어진다.

구체적으로 침전물 부양장비(60)는 로프(53)로 연결된 분사프레임(50)이 마련되는데, 이 분사프레임(50)에는 다수개의 분사구가 형성되어 하부의 침전물(13)에 기포를 발생시킴으로써 침전물을 부양시켰다. 이때 분사 프레임(50)에는 기포를 공급하기 위한 공급라인(21,22)이 연결되어 있다. 미설명부호 70,71은 '오탁방지부표'이다.

그러나, 이와 같은 침전물제거 방법은 수중펌프와 침전물 부양 장비를 각각 구비해야 하므로 시공성이 떨어지는 문제점이 있었다. 또한 침전물 부양장비와 수중펌프를 동시에 운전해야 하므로, 이에 따른 연계 운용방식이 쉽지 않은 문제점이 있었다.

도 1은 종래의 수중펌프의 구성을 나타내는 예시도,
도 2는 종래의 수중펌프의 내부구성을 나타내는 예시도,
도 3은 종래의 침전물 부양장비를 나타내는 예시도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 침전물 제거용 수중펌프의 구성을 나타내는 구성도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 침전물 제거용 수중펌프의 작동상태를 나타내는 예시도, 및
도 6은 도 5의 칼날부의 배치상태를 보여주기 위한 예시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 침전물 제거용 수중펌프의 구성을 나타내는 구성도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 침전물 제거용 수중펌프의 작동상태를 나타내는 예시도이며, 도 6은 도 5의 칼날부의 배치상태를 보여주기 위한 예시도이다.

도 4 내지 도 6과 같이, 본 발명에 따른 침전물 제거용 수중펌프는 본체(10), 구동모터(20), 임펠러(30), 및 분기 파이프(40)로 크게 구성된다.

상기한 구성에 있어, 본체(10)는 하단부에 흡입구(35)가 형성되고, 측면에는 토출구(37)가 관통된 상태로 형성된다. 또한, 본체(10)의 상단에는 전원이 공급되는 케이블(L1)을 보호하기 위한 케이블 케이싱(11)이 설치되고, 외측면에는 장치의 이송시 크레인의 로프에 연결하기 위한 이송고리(12)가 형성될 수 있다.

상기한 구성에 있어, 구동모터(20)는 케이블(L1)을 통해 공급되는 전류에 의해 자기장을 형성하는 고정자(22)와, 이 고정자(22)의 자기장에 의해 회전하는 회전자(23)로 구성된다. 또한, 이 회전자(23)에는 회전 샤프트(25)가 연결되어 회전자(23)가 회전되는 것으로 회전 샤프트(25)의 구동이 가능하다. 이때 회전 샤프트(25)는 다수개의 베어링(13,14)을 통해 원활한 회전이 가능하다.

상기한 구성에 있어, 임펠러(30)는 회전 샤프트(25)의 말단에 고정된 상태로 임펠러 케이싱(32)의 내부에 설치된다. 또한 임펠러(30)는 임펠러 케이싱(32)의 내부에서 원활히 회전될 수 있도록 베어링(15)을 매개로 설치된다.

이때 회전 샤프트(25)의 말단(91)에는 도 4 내지 도 6과 같이 다수개의 칼날부(92)가 장착될 수 있다. 이 칼날부(92)는 흡입된 침전물을 분쇄하여 이물질이 펌프내부에 걸리는 것을 방지한다. 특히 이 칼날부(92)는 회전 샤프트(25)의 말단에 서로 마주하도록 한쌍의 날개부(92a,92b)가 몇 개조를 이루도록 설치될 수 있다.

상기한 구성에 있어, 분기 파이프(40)는 토출구(37)에 연결된 토출 파이프(80)에 연통된다. 구체적으로 상기 토출 파이프(80)는 절곡부(81)가 형성되어 토출되는 유체의 흐름을 전환시켜 배출시키게 된다.

또한, 분기 파이프(40)는 유입관(42)과 분사노즐(43)이 서로 연결된 구성을 갖는다. 상기 유입관(42)은 토출 파이프(80)의 내부에 설치되는데, 특히 토출 파이프(80)의 유속이 가장 빠른 절곡부(81)의 내측에 설치되는 것이 바람직하다.

또한 유입관(42)은 임펠러(30)에 의해 토출되는 유체의 흐름과 대향하는 방향으로 유입구(41)가 형성된 것이 바람직하다. 이에 따라 토출되는 유체가 유입관(42)의 유입구(41)로 진입될 수 있다. 따라서 유입구(41)의 입구는 방사상을 이루도록 형성될 수 있다.

또한, 분사노즐(43,43a)은 유입관(42)에 연통되도록 연결 파이프(44,44a)를 매개로 서로 연결된다. 이때 분사노즐(43)의 방향은 하방을 향하도록 한다. 즉, 흡입구(35)와 같은 방향으로 분사노즐(43)이 형성됨으로써 수중의 침전물에 수직분사가 가능하여 침전물의 부상을 유도할 수 있다.

한편, 상기 유입관(42)과 연결파이프(44)는 T관(46)을 매개로 연결될 수 있고, 이 T관(46)에는 상기 연결 파이프(44)에 일직선상으로 역세척 파이프(45)가 연결될 수 있다.

이 역세척 파이프(45)에는 압축기(미도시)가 연결되어 압축공기가 제공된다. 이에 따라 수중펌프에서 토출되는 유체에 포함된 이물질이 분사노즐(43)이나 연결 파이프(44) 내에 축적되어 막히는 경우 압축공기를 불어 넣어 제거할 수 있다.

이때, 상기 압축공기의 제공 및 차단을 위해 역세척 파이프(45)에는 체크벨브(49)가 설치될 수 있어, 선택적으로 압축공기가 분사노즐(43)이나 연결 파이프(44) 내에 제공됨으로써 역세척을 실시할 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 침전물 제거용 수중펌프는 본체(10)에 형성된 이송고리(12)를 통해 크레인에 설치되어 수중의 곳곳으로 이동될 수 있다. 또한 구동모터(20)의 구동력으로 회전되는 임펠러(30)를 통해 유체를 흡입하여 토출 파이프(80)를 통해 외부로 토출시킬 수 있다.

이때, 토출 파이프(80)에 형성된 분기 파이프(40)를 통해 하방으로 유체를 분사할 수 있다. 이와 같이 수중펌프는 유체의 흡입과 동시에 침전물을 부상시킬 수 있다. 따라서 부상된 침전물은 수중에서 부유하고 수중펌프의 흡입구(35)를 통해 빨려들어가 토출 파이프(80) 통해 외부로 이송될 수 있다. 이때 미설명 도면 부호 '82'는 관연결 커플링이고 '38'은 흡입 케이싱이다.

또한, 상기 분기 파이프(40)에 연통된 역세척 파이프(45)는 분기 파이프(40)에 이물질이 축적되어 막히는 것을 방지할 수 있다. 따라서 연속적인 침전물제거가 가능하다.

이상에서는 본 발명을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.

10: 본체 11: 케이블 케이싱
12: 이송고리 13: 베어링
20: 구동모터 30: 임펠러
40: 분기 파이프 80: 토출 파이프

Claims (3)

1. 수중내에 침전된 침전물을 부양시켜 외부로 토출시키는 침전물 제거용 수중펌프로서,
   일측에 흡입구가 형성되고 타측에 토출구가 마련되고 이송로프가 연결되는 이송고리가 외측면에 형성된 본체;
   전원이 공급되는 케이블이 내재되고 상기 본체의 상단에 설치된 케이블 케이싱;
   상기 케이블로 공급되는 전원으로 구동이 이루어지는 구동모터;
   상기 구동모터의 회전축에 연결되고 임펠러 케이싱에 회전가능하게 설치된 임펠러;
   상기 임펠러 케이싱 내에 위치되는 상기 회전축의 외주면에 고정되어 인입되는 이물질을 절단 및 분쇄하는 다수개의 칼날부;
   상기 본체의 상기 토출구에 설치된 절곡부가 형성된 토출 파이프; 및
   상기 토출 파이프의 상기 절곡부 내에서 관통되어, 토출되는 유체의 흐름방향과 대향하는 방향으로 설치된 유입관과, 상기 유입관에서 연장되며 상기 토출 파이프 외측에 위치되며 분사구가 하방을 향하도록 설치된 분사노즐로 구성된 다수개의 분기 파이프를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 침전물 제거용 수중펌프.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 분기 파이프에는 역세척이 가능하도록 압축공기가 주입되는 역세척 파이프가 일직선상에 연결되는 것을 특징으로 하는 침전물 제거용 수중펌프.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 역세척 파이프에는 체크밸브가 설치되어 상기 압축공기의 공급 및 차단을 선택적으로 전환할 수 있는 것을 특징으로 하는 침전물 제거용 수중펌프.

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