KR20110109277A - 수중 양수용 보조임펠러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양수용 보조임펠러에 관한 것으로서, 보조임펠러(100)는, 원통형 몸체(111)의 중앙에 축수부(112)가 마련되고, 축수부(112)의 외경과 원통형 몸체(111)의 내경에는 몸체의 회전에 따라 물을 하방향으로 유도하는 제1가변익(113)이 다수개 배열 형성되고, 제1가변익(113)의 단부가 접하는 원통형 몸체(111)의 내경에는 외측으로 물을 배출하기 위한 토출구(114)가 배열 형성된 제1임펠러(110)와; 원판형 몸체(121) 중앙에는 제1임펠러측과 일치되어 밀착 설치되기 위한 축수부(122)가 마련되고, 원판형 몸체(121)의 저면에는 하부에 위치한 물을 밀쳐내기 위한 제2가변익(123)이 다수개 배열 형성된 제2임펠러(120);로 이루어진 것을 특징으로 하는바, 양수펌프 혹은 수중펌프의 초기구동시 최하부에 위치한 보조임펠러가 회전구동하면서 그 주변의 물을 제1임펠러에서 흡입하여 외측으로 토출함과 동시에 제1임펠러와 밀착 설치된 제2임펠러의 하부에서는 침적물을 밀쳐내어 분산시켜 전반적인 물 흡입 공간을 제공하여 원활한 양수조건을 만들어 줌으로써, 양수펌프 및 수중펌프에 걸리는 과부하발생을 최소로 하여 펌프의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

Description

양수용 보조임펠러{Assistance impeller for water pump}

본 발명은 양수용 보조임펠러에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 양수펌프 혹은 수중펌프를 통해 물을 양수시키는 작업에 있어, 흡입 단부측에 장애물을 전반적인 흡입 이전 초기에 제거하여 역압으로 인해 양수펌프에 발생할 수 있는 과부하 방지 및 원활한 양수(揚水)를 이룰 수 있도록 한 양수용 보조임펠러에 관한 것이다.

일반적으로 양수(揚水)를 위한 임펠러는 축수부를 기준으로 다수개의 날개가 형성된 것으로, 양수펌프 내에 설치되어 모터의 회전구동으로서 진공압을 발생시켜 펌프와 연결된 파이프를 통해 저수된 물을 퍼올리는데 사용되고 있다.

통상 양수펌프는 낮은 곳의 물을 높은 곳으로 퍼 올리는데 사용되는 것으로, 크게 왕복펌프와, 회전펌프(로터리펌프), 특수펌프 및 농업용 양수기 외에 반대 개념으로 수중에 펌프가 설치되어 물을 외부로 토출시키는 수중펌프 등으로 구분된다.

통상의 펌프는 실린더로부터 피스톤 또는 플랜저가 왕복운동하면서 유체를 양수시키는 것으로, 양정이 크고 유량이 작은 경우에 적합하며, 사용 목적에 따라 관개용(灌漑用)이나 배수용(排水用)으로 사용되는 것으로, 대표적으로 임펠러를 이용한 원심펌프(Centrifugal Pump)가 가장 널리 사용되고 있다.

원심펌프는 임펠러가 회전할 때 발생하는 원심력에 의하여 물을 양수관으로 끌어올려 양수하는 것으로, 배수용, 상하수도용, 광산용 및 화학공업용 등 산업 전반에 사용되고 있다.

저수되거나 침수된 물을 퍼내기 위한 양수기 혹은 펌프(이하, '양수펌프'라 총칭함)는 수중 내에 진입시킨 양수관을 통해 물을 퍼올리는 과정에서 초기 구동 혹은 펌핑 상태에서 과부하가 발생 되어 펌프가 고장이 잦은 사례가 발생한다.

이는 침하된 각종부유물 또는 협작물이 초기 흡입과정에서 양수관을 막아서 발생하는 과부하가 가장 고장의 원인이 된다.

이를 감안하여 통상 양수관의 단부에는 망 형태로 소정의 크기를 갖는 기타 협작물이 유입되지 않도록 하여 펌핑하고 있으나, 양수관의 단부가 펄에 파묻힌 상태에서의 구동은 상술한 바와 같은 양수펌프에 과부하를 발생하여 펌프의 고장이 잦은 사례가 있다.

특히, 수중에 가라앉혀 사용하는 수중펌프의 경우는 작업자가 미리 수중에 들어가서 어느 정도 수중펌프의 주변을 깨끗하게 정리한 상태(흡입하는 임펠러측이 묻히지 않은 상태)에서 구동하기 때문에 번거로움과 양수하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

양수펌프의 양수 이전 흡입관의 압력을 높이기 위하여 펌프의 내부에 물을 채우는 프라이밍(Priming)을 하여야 한 상태에서 가동이 이루어지나, 실질적으로 상술한 바와 같이 흡입관이 묻혀있거나 수중펑프의 경우, 메인 임펠러가 펄에 묻혀 구동이 불가한 상태에서는 수중에 직접 작업자가 잠수하여 상기한 문제점을 해결해야 하나 시계확보가 어렵기 때문에 수중작업 또한 오래 걸리는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같이 제반되는 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 양수펌프 혹은 수중펌프를 통해 물을 양수시키는 작업에 있어, 흡입 단부측에 장애물을 전반적인 흡입 이전 초기에 제거하여 역압으로 인해 양수펌프에 발생할 수 있는 과부하 방지 및 원활한 양수(揚水)를 이룰 수 있는 양수용 보조임펠러를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 양수용 보조임펠러에 있어서,

상기 보조임펠러는, 원통형 몸체의 중앙에 축수부가 마련되고, 축수부의 외경과 원통형 몸체의 내경에는 몸체의 회전에 따라 물을 하방향으로 유도하는 제1가변익이 다수개 배열 형성되고, 날개의 단부가 접하는 원통형 몸체의 내경에는 외측으로 물을 배출하기 위한 토출구가 배열 형성된 제1임펠러와; 원판형 몸체 중앙에는 제1임펠러측과 일치되어 밀착 설치되기 위한 축수부가 마련되고, 원판형 몸체의 저면에는 하부에 위치한 물을 밀쳐내기 위한 제2가변익이 다수개 배열 형성된 제2임펠러;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 보조임펠러는,

원통형 몸체의 중앙에 축수부가 마련되고, 축수부의 외경과 원통형 몸체의 내경에는 몸체의 회전에 따라 물을 하방향으로 유도하는 제1가변익이 다수개 배열 형성된 제1임펠러와; 원판형 몸체 중앙에는 제1임펠러측과 일치되어 밀착 설치되기 위한 축수부가 마련되고, 원판형 몸체의 상면에는 제1임펠러측의 제1가변익으로부터 유도된 물을 역방향으로 유도하여 배출시키기 위한 제3가변익이 마련되고, 몸체의 저면에는 하부에 위치한 물을 밀쳐내기 위한 제2가변익이 다수개 배열 형성된 제2임펠러;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 보조임펠러는 구동모터측 회전축의 단부에 설치되되, 상기 구동모터의 회전축은 지상으로부터 설치된 양수펌프측으로부터 수중으로 향하는 흡입관을 통해 흡입관의 하단부에 위치되어 상기 구동모터를 통한 회전축의 구동으로서 초기 물을 하방향으로 유도배출하여 흡입관의 주변 침적물을 분산시키면서 양수가 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 보조임펠러는 수중펌프의 하부에 설치되는 주임펠러의 회전축으로부터 연장 설치되는 보조연결축에 설치되어 주임펠러 및 보조임펠러의 주변 침적물을 분산시키면서 양수가 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 양수용 보조임펠러는 양수펌프 혹은 수중펌프의 초기구동시 최하부에 위치한 보조임펠러가 회전구동하면서 그 주변의 물을 제1임펠러에서 흡입하여 외측으로 토출함과 동시에 제1임펠러와 밀착 설치된 제2임펠러의 하부에서는 침적물을 밀쳐내어 분산시켜 전반적인 물 흡입 공간을 제공하여 원활한 양수조건을 만들어 줌으로써, 양수펌프 및 수중펌프에 걸리는 과부하발생을 최소로 하여 펌프의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명인 양수용 보조임펠러를 분리하여 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 보조임펠러를 도시한 정면도,
도 3은 도 2에서 보조임펠러를 절개하여 도시한 A-A선 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 양수용 보조임펠러의 일 실시예를 분리하여 도시한 사시도,
도 5는 도 4에서 보조임펠러를 조합한 상태를 도시한 사시도,
도 6은 도 4에서 보조임펠러를 도시한 정면도 및 평면도,
도 7은 도 6에서 보조임펠러를 절개하여 도시한 B-B선 단면도,
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 보조임펠러를 양수펌프의 흡입관에 적용한 예를 도시한 측면도,
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 보조임펠러를 양수펌프의 흡입관에 적용한 예를 도시한 사시도.

이하 본 발명을 첨부된 도 1 내지 도 11을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 상기 보조임펠러(100)는, 하나의 회전축상에 결합되는 제1임펠러(110)와, 제2임펠러(120)로 구성된다.

상기 제1임펠러(110)는, 원통형 몸체(111)의 중앙에 축수부(112)가 마련되고, 축수부(112)의 외경과 원통형 몸체(111)의 내경에는 몸체의 회전에 따라 물을 하방향으로 유도하는 제1가변익(113)이 다수개 배열 형성되고, 제1가변익(113)의 단부가 접하는 원통형 몸체(111)의 내경에는 외측으로 물을 배출하기 위한 토출구(114)가 배열 형성된다.

상기 제2임펠러(120)는 원판형 몸체(121) 중앙에는 제1임펠러측과 일치되어 밀착 설치되기 위한 축수부(122)가 마련되고, 원판형 몸체(121)의 저면에는 하부에 위치한 물을 밀쳐내기 위한 제2가변익(123)이 다수개 배열 형성된다.

한편, 본 발명에 따른 일 실시예의 보조임펠러(100)는, 원통형 몸체(111)의 중앙에 축수부(112)가 마련되고, 축수부(112)의 외경과 원통형 몸체(111)의 내경에는 몸체의 회전에 따라 물을 하방향으로 유도하는 제1가변익(113)이 다수개 배열 형성된 제1임펠러(110)와; 원판형 몸체(121) 중앙에는 제1임펠러측과 일치되어 밀착 설치되기 위한 축수부(122)가 마련되고, 원판형 몸체(121)의 상면에는 제1임펠러(110)측의 제1가변익(113)으로부터 유도된 물을 역방향으로 유도하여 배출시키기 위한 제3가변익(124)이 마련되고, 원판형 몸체(121)의 저면에는 하부에 위치한 물을 밀쳐내기 위한 제2가변익(123)이 다수개 배열 형성된 제2임펠러(20);로 이루어진다.

상기 보조임펠러(100)는 첨부된 도 8 및 도 9에서 도시한 바와 같이, 구동모터(10)측 회전축(S)의 단부에 설치되되, 상기 구동모터(M)의 회전축(S)은 지상으로부터 설치된 양수펌프(1)측으로부터 수중으로 향하는 흡입관(2)을 통해 흡입관의 하단부에 위치되어 상기 구동모터(M)를 통한 회전축(S)의 구동으로서 초기 물을 하방향으로 유도배출하여 흡입관(2)의 주변 침적물을 분산시키면서 양수가 이루어지도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 보조임펠러(100)는 첨부된 도 10 및 도 11에서 도시한 바와 같이 수중펌프(20)의 하부에 설치되는 주임펠러(21)의 회전축(S)으로부터 연장 설치되는 보조연결축(22)에 설치되어 주임펠러(21) 및 보조임펠러(100)의 주변 침적물을 분산시키면서 양수가 이루어지도록 구성할 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명인 보조임펠러의 설치에 따른 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 8에 적용 설치된 보조임펠러(100)를 참조하여 설명하면, 양수펌프(1)를 이용하여 물을 퍼올리기 위해서 흡입관(2)의 상부에 설치된 구동모터(10)를 구동시켜 준다.

여기서 구동모터(10)의 회전축(S) 단부에 축수부(112)(122)가 결합된 제1임펠러(110) 및 제2임펠러(120)의 회전구동에 따라 물은 도 1에 각각 도시된 제1임펠러(110)의 원통형 몸체(111) 내의 제1가변익(113)에 의해 주변의 물을 끌어 모아 하부로 유도하고, 이때의 물은 상기 원통형 몸체(111)에 형성된 토출구(114)를 통해 외부로 토출시켜 준다.

또한, 상기 제2임펠러(120)의 원판형 몸체(121) 저면에 마련된 제2가변익(123)은 주변의 물을 하방향으로 밀쳐내어 줌으로써, 상기 흡입관(2) 및 보조임펠러(100)가 위치한 지점까지 침적된 침적물을 분산시켜 준다.

상기와 같은 동작으로서 분산되는 침적물이 있던 자리는 공간이 형성되며, 이때부터 양수펌프(1)를 가동하게 되면, 양수펌프(1)의 용량에 요구하는 정도의 펌핑이 가능해져 원활한 펌핑 효과로 양수시킬 수 있게 된다.

상기와 같은 방식으로서 첨부된 도 10에서 도시한 바와 같이 수중펌프(2)에 보조임펠러를 적용함으로써 동일한 효과를 낼 수 있다.

한편, 첨부된 도 4에서 도시한 바와 같은 보조임펠러는 상술한 바와 동일한 효과로서 원활한 양수를 구현할 수 있게 된다.

상기 보조임펠러(100)를 구성하는 제1임펠러(110)측의 제1가변익(113)은 제2임펠러(120)의 원판형 몸체(121) 상면에 형성된 제3가변익(124)과 밀착된 형태로 물이 배출될 수 있는 출구가 형성된 구조로서, 이는 첨부된 도 6에서 도시한 평면도와 첨부된 도 7에서 도시한 단면도에서와 같이 전반적인 회전상태에서 제1가변익(113)을 통해 유도된 물은 바로 역방향으로 위치한 상기 제3가변익(124)을 통해 외측둘레로 배출되고, 제2임펠러(120)의 저면측 제2가변익(123)은 상술한 바와 같이 주변의 물을 하방향으로 밀쳐내어 줌으로써, 상기 흡입관(2) 및 보조임펠러(100)가 위치한 지점까지 침적된 침적물을 분산시켜 줄 수 있게 된다.

상기와 같은 작용은 도 8 내지 도 11에서 도시한 양수펌프(10)는 물론 수중펌프의 구성에 있어, 흡입을 위한 주임펠러(21)가 회전축(S)상에 설치되고, 회전축에 연장 설치된 보조연결축(22)으로부터 보조임펠러(100)를 적용 설치함으로써, 침전된 침적물을 순간 해체시켜 분산되도록 함과 동시에, 수중펌프의 흡입이 이루어짐으로써 원활한 양수를 구현할 수 있게 된다.

상기 수중펌프(20)에 적용되는 보조임펠러(100)는 주임펠러(21)의 직경 보다 작은 직경으로 설치되기 때문에, 침적물의 분산효과는 가지면서도 양수에는 영향이 미비하게 적용되어 수중펌프를 이용한 배수시에도 효과적인 양수 보조용으로 바람직하게 채택시킬 수 있게 된다.

1: 양수펌프 2: 흡입관
10: 구동모터 20: 수중펌프
100: 보조임펠러 110: 제1임펠러
111: 원통형 몸체 112: 축수부
113: 제1가변익 114: 토출구
120: 제2임펠러 121: 원판형 몸체
122: 축수부 123: 제2가변익
124: 제3가변익

Claims (4)

1. 양수용 보조임펠러에 있어서,
   상기 보조임펠러(100)는, 원통형 몸체(111)의 중앙에 축수부(112)가 마련되고, 축수부(112)의 외경과 원통형 몸체(111)의 내경에는 몸체의 회전에 따라 물을 하방향으로 유도하는 제1가변익(113)이 다수개 배열 형성되고, 제1가변익(113)의 단부가 접하는 원통형 몸체(111)의 내경에는 외측으로 물을 배출하기 위한 토출구(114)가 배열 형성된 제1임펠러(110)와; 원판형 몸체(121) 중앙에는 제1임펠러측과 일치되어 밀착 설치되기 위한 축수부(122)가 마련되고, 원판형 몸체(121)의 저면에는 하부에 위치한 물을 밀쳐내기 위한 제2가변익(123)이 다수개 배열 형성된 제2임펠러(120);로 이루어진 것을 특징으로 하는 양수용 보조임펠러.
   
2. 양수용 보조임펠러에 있어서,
   상기 보조임펠러(100)는, 원통형 몸체(111)의 중앙에 축수부(112)가 마련되고, 축수부(112)의 외경과 원통형 몸체(111)의 내경에는 몸체의 회전에 따라 물을 하방향으로 유도하는 제1가변익(111)이 다수개 배열 형성된 제1임펠러(110)와; 원판형 몸체(121) 중앙에는 제1임펠러측과 일치되어 밀착 설치되기 위한 축수부(122)가 마련되고, 원판형 몸체(121)의 상면에는 제1임펠러(110)측의 제1가변익(113)으로부터 유도된 물을 역방향으로 유도하여 배출시키기 위한 제3가변익(124)이 마련되고, 원판형 몸체(121)의 저면에는 하부에 위치한 물을 밀쳐내기 위한 제2가변익(123)이 다수개 배열 형성된 제2임펠러(20);로 이루어진 것을 특징으로 하는 양수용 보조임펠러.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보조임펠러(100)는 구동모터(10)측 회전축(S)의 단부에 설치되되, 상기 구동모터(M)의 회전축(S)은 지상으로부터 설치된 양수펌프(1)측으로부터 수중으로 향하는 흡입관(2)을 통해 흡입관의 하단부에 위치되어 상기 구동모터(M)를 통한 회전축(S)의 구동으로서 초기 물을 하방향으로 유도배출하여 흡입관(2)의 주변 침적물을 분산시키면서 양수가 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 양수용 보조임펠러.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보조임펠러(100)는 수중펌프(20)의 하부에 설치되는 주임펠러(21)의 회전축(S)으로부터 연장 설치되는 보조연결축(22)에 설치되어 주임펠러(21) 및 보조임펠러(100)의 주변 침적물을 분산시키면서 양수가 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 양수용 보조임펠러.

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