KR20140098990A - 수중펌프 지지장치 - Google Patents

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삼성중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 유연한 재질로 길게 형성되어 내부에 유체가 유동하는 호스 및 상기 호스의 일단부에 구비되며 유체 내부로 잠수하여 유체를 끌어올려 호스로 전달하는 수중펌프를 포함하는 펌핑유닛, 설치면에 고정되고 상기 호스에 연결되어 선택적으로 상기 호스의 길이를 조절하며 상기 수중펌프의 위치를 조절하는 길이조절유닛 및 길게 형성되어 일단이 상기 수중펌프에 고정 결합되는 지지와이어를 포함하며, 선택적으로 상기 지지와이어의 길이를 조절하여 상기 수중펌프의 하중을 지지하는 펌프지지유닛을 포함하는 수중펌프 지지장치가 개시된다.

Description

수중펌프 지지장치{Submersible Pump Supporting Device}
본 발명은 수중펌프 지지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중펌프 및 이와 연결된 호스의 하중을 분산하여 호스의 파손을 방지하는 수중펌프 지지장치에 관한 것이다.
일반적으로 취수원으로부터 대상위치로 물을 공급할 때 별도의 취수장치를 이용해서 공급한다. 특히, 낮은 위치에서 높은 위치로 물을 공급하는 경우 별도의 호스 및 펌프를 이용하여 물을 공급한다.
이와 같이 낮은 위치에서 높은 위치로 물을 공급하는 경우 사용되는 경우 수중펌프를 이용하여 호스를 통해 대상위치로 공급하며, 이때 사용되는 호스는 수중펌프의 하중 및 호스의 자중을 지지하게 된다.
특히, 선박이나 해상지지물의 경우 해수를 선체 내부로 유입시키기 위해 별도의 취수장치를 마련하며.. 이와 같은 취수장치 중에서 선체에서 직접 수중펌프를 바다로 하강하여 해수를 취수하는 장치들이 널리 사용되고 있다.
이와 같이 종래에 개발된 호스 지지장치의 일 예로 국내 등록특허 10-0990503호인 `호스 릴 권취기`를 살펴보면 호스가 권취되는 권취수단을 구비하여 구성되며, 권취수단에 의해서 호스를 권취하며 선택적으로 그 길이를 조절하게 된다.
하지만 이와 같이 구성된 경우 호스가 하부방향으로 하강한 상태에서 자중에 의해서 호스에 작용하는 장력이 증가하게 된다. 그리고 이에 따라 호스는 증가한 장력을 견디지 못하고 호스가 파손되는 문제점이 있었다.
또한, 호스의 파손을 방지하기 위해서는 자중에 의한 장력을 지지하기 위해 내구성이 뛰어난 재질로 형성되어야 하며, 이와 같은 경우 호스의 제작비용이 증가하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-0990503호
본 발명은 종래에 개발된 수중펌프 지지장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수중펌프에 연결되어 하중을 지지하는 별도의 펌프지지유닛을 구비함으로써, 수중펌프 및 호스의 하중을 분산하여 호스에 가해지는 장력을 감소시켜 내구성을 증가시킬 수 있는 수중펌프 지지장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 수중펌프 지지장치는, 유연한 재질로 길게 형성되어 내부에 유체가 유동하는 호스 및 상기 호스의 일단부에 구비되며 유체 내부로 잠수하여 유체를 끌어올려 호스로 전달하는 수중펌프를 포함하는 펌핑유닛, 설치면에 고정되고 상기 호스에 연결되어 선택적으로 상기 호스의 길이를 조절하며 상기 수중펌프의 위치를 조절하는 길이조절유닛 및 길게 형성되어 일단이 상기 수중펌프에 고정 결합되는 지지와이어를 포함하며, 선택적으로 상기 지지와이어의 길이를 조절하여 상기 수중펌프의 하중을 지지하는 펌프지지유닛을 포함한다.
또한, 상기 길이조절유닛은 상기 설치면상에 구비되며, 상기 호스에 연결되어 회전을 통해 상기 호스를 감거나 풀 수 있도록 하는 제1윈치 및 상기 설치면상에서 상기 호스의 일부를 일정 높이 이상에서 지지하며 움직임을 가이드하는 제1지지프레임을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1지지프레임은 일측에 상기 호스의 길이방향에 따른 이동 경로상에서 상기 호스가 관통되도록 지하는 지지가이드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 펌프지지유닛은 회전을 통해 상기 지지와이어의 길이를 선택적으로 조절하는 제2윈치 및 상기 설치면 또는 상기 길이조절유닛상에 설치되어 상기 제2윈치에 의해 움직이는 상기 지지와이어를 가이드하는 제2지지프레임 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지와이어는 복수 개로 구성되어 일단이 각각 상기 수중펌프에 서로 대향하도록 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 수중펌프 지지장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 호스 및 호스의 일단에 구비된 수중펌프를 이용하여 해수를 펌핑하는 장치에서 별도의 지지와이어를 구비하여 수중펌프의 하중을 지지함으로써 호스에 작용하는 힘을 분산시켜 호스가 파손되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
둘째, 지지와이어가 복수 개로 구성되어 수중펌프의 외측에 서로 대향하도록 배치됨으로써 지지와이어 각각에 수중펌프의 하중이 고르게 분산되도록 하는 이점이 있다.
셋째, 호스 및 수중펌프의 승하강에 따라 지지와이어가 승하강하며 수중펌프의 하중을 지지함으로써, 지지와이어가 안정적으로 수중펌프의 하중을 지지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프 지지장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면;
도 2은 도 1의 수중펌프에 지지와이어가 연결된 상태를 나타낸 정면도;
도 3은 도 1의 수중펌프 지지장치에서 수중펌프가 하강하는 상태를 나타낸 도면; 및
도 4는 도 1의 수중펌프 지지장치에서 수중펌프가 승강하는 상태를 나타낸 도면.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 수중펌프 지지장치의 개략적인 구성에 대해서 도 1 및 도 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프 지지장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이고 도 2은 도 1의 수중펌프에 지지와이어가 연결된 상태를 나타낸 정면도이다.
본 발명에 따른 수중펌프 지지장치는 선박이나 해상구조물에서 해수를 내부로 끌어올릴 때 사용되는 취수시설에 관한 것으로, 해수를 직접적으로 펌핑하여 끌어올리는 수중펌프 및 해수의 무게에 의해 호스가 파손되는 것을 방지하는 장치이다.
구체적으로 본 발명에 따른 수중펌프(120) 지지장치는 크게 해수를 끌어올리는 펌핑유닛(100), 펌핑유닛(100)의 길이를 조절하는 길이조절유닛(200) 및 수중펌프(120)를 지지하는 펌프지지유닛(300)을 포함할 수 있다.
펌핑유닛(100)은 선택적으로 일부가 잠수하여 해수를 대상위치로 끌어올리는 장치로써, 본 실시예에서는 크게 호스(110) 및 수중펌프(120)를 포함할 수 있다.
호스(110)는 유연한 재질로 길게 형성되어 내부에 유체가 유동하도록 구성되며 수중펌프(120)에 의해서 펌핑된 해수를 대상위치로 공급한다. 여기서 호스(110)는 일반적인 호스(110)와 유사한 형태를 가지며, 길이방향에 따른 자중을 버티기에 충분한 인장강도를 가지도록 구성된다. 선박의 경우 상기 대상위치는 선체 내부가 될 수 있다.
수중펌프(120)는 호스(110)의 일단부에 구비되며 후술할 길이조절유닛(200)에 의해서 선택적으로 해수에 잠수하며 해수를 펌핑한다. 이와 같이 수중펌프(120)에 의해서 펌핑되는 해수는 연결된 호스(110)를 통해서 상기 대상위치로 해수가 공급된다.
여기서, 수중펌프(120)는 일반적으로 사용되는 것으로써 물 속에서 동작할 수 있도록 설계된 펌프이다.
이와 같이 펌핑유닛(100)은 호스(110) 및 수중펌프(120)를 포함하며 선택적으로 수중펌프(120)가 바다속으로 잠수하여 해수를 대상위치로 펌핑한다.
펌핑유닛(100)은 호스(110) 및 수중펌프(120)가 복수 개로 이루어질 수 있으며 본 실시예에서는 각각이 한 쌍으로 구성되어 서로 인접하게 배치될 수 있다.
길이조절유닛(200)은 설치면(S)에 고정되며 호스(110)의 타단부에 연결되어 선택적으로 호스(110)의 길이를 조절한다. 그리고 길이조절유닛(200)에 의해서 호스(110)의 길이가 조절되며 이에 따라 호스(110)의 일단부에 연결된 수중펌프(120)의 위치가 조절된다.
즉, 길이조절유닛(200)에 의해서 수중펌프(120)가 선택적으로 수중으로 잠수하게 되며, 해수의 펌핑 여부에 따라 수중펌프(120)의 위치가 조절된다.
구체적으로 본 실시예에서 길이조절유닛(200)은 설치면(S)상에 구비되어 호스(110)의 길이를 조절하는 제1윈치(210) 및 제1윈치(210)의 상부에 호스(110)의 일부가 위치하도록 지지하는 제1지지프레임(220)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 설치면(S)은 길이조절유닛(200)이 고정되는 위치를 의미하며 선박이나 해상구조물의 경우 선체가 된다.
제1윈치(210)는 일반적인 윈치와 유사한 형태로, 호스(110)의 타단부에 연결되며 선택적으로 권취되어 호스(110)의 길이를 조절한다. 이에 따라 제1윈치(210)는 호스(110)의 길이를 조절하며 해수 내부로의 수중펌프(120) 잠수 여부를 조절한다.
보다 상세하게 제1윈치(210)는, 소정의 길이를 가지며 길이방향에 따른 중간부가 원통 형상인 회전부재(212) 및 회전부재(212)의 길이방향에 따른 양단부에 각각 결합되며 일부가 설치면(S)상에 고정되어 회전부재(212)의 회전을 지지하는 고정부재(214)를 포함할 수 있다.
그리고 회전부재(212)는 호스(110)의 타단부에 연결되어 회전방향에 따라 호스(110)의 권취상태를 조절하며 수중펌프(120)의 위치를 조절한다.
제1지지프레임(220)은 설치면(S)상에서 호스(110)의 일부를 일정높이 이상에서 지지하며 호스(110)의 움직임을 가이드한다.
본 실시예에 따른 제1지지프레임(220)은 복수 개의 프레임으로 이루어지며 일부가 제1윈치(210)의 상부에 위치하여 호스(110)의 일부를 일정높이 이상에서 지지한다.
보다 구체적으로 제1지지프레임(220)은 도시된 바와 같이 설치면(S)상에 고정되며 제1윈치(210)의 상부를 감싸는 형태로 형성되는 지지틀(222) 및 상기 지지틀(222)상에서 호스(110)의 길이방향에 따른 이동 경로상에 구비되어 호스(110)를 지하는 지지가이드(224)를 포함할 수 있다.
이때 지지틀(222)을 이루는 복수 개의 프레임 중에서 지지가이드(224)가 구비되는 프레임은 선체 외부로 돌출되도록 형성된다.
즉, 지지가이드(224)는 지지틀(222)에 의해서 선체 외부에 위치하며 호스(110)와 접촉하여 지지한다. 그리고 지지가이드(224)는 절곡 형성되어 지지가이드(224)를 기준으로 호스(110)의 연장방향이 서로 다르도록 구성된다.
이와 같이 지지가이드(224)가 선체 외부로 돌출된 위치에 배치됨으로써, 선체에 의한 호스(110)의 이동이 간섭을 받지 않도록 한다. 그리고 본 실시예에서 지지가이드(224)는 호스(110)가 통과하기 쉽도록 내부에 적어도 하나 이상의 슬립롤러(224a: 도 3참조)가 구비된다.
한편, 펌프지지유닛(300)은 설치면(S)상에 구비되어 수중펌프(120)의 하중을 지지하는 구성으로써, 크게 지지와이어(310), 제2윈치(320) 및 제2지지프레임(330)을 포함될 수 있다.
지지와이어(310)는 길게 형성되며 일단부가 수중펌프(120)에 고정 결합되고 타단부가 제2윈치(320)에 연결되어 선택적으로 그 길이가 조절되며 수중펌프(120)를 지지한다.
지지와이어(310)는 복수 개로 구성될 수 있으며 본 실시예에서는 한 쌍으로 구성되어 각각의 일단부가 수중펌프(120)에 결합된다.
여기서, 지지와이어(310)는 도 2에 도시된 바와 같이 수중펌프(120)의 외측에 서로 대향하도록 결합된다. 이와 같이 지지와이어(310)의 일단부가 수중펌프(120)의 외측에 서로 대향하도록 결합됨으로써, 수중펌프(120)의 하중이 한 쌍의 지지와이어(310) 각각에 고르게 분배되며 안정적으로 지지될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 지지와이어(310)는 일반적인 와이어형태의 강사로 구성될 수도 있으며 이와 달리 체인이나 다른 형태로 구성될 수도 있다. 즉, 지지와이어(310)는 와이어형태로 특정하는 것이 아니라 수중펌프(120)를 지지할 수 있는 내구성을 가지며 제2윈치(320)에 의해서 권취될 수 있는 구성이라면 어떤 형태로도 적용이 가능하다.
제2윈치(320)는 일반적인 상술한 제1윈치(210)와 유사하게 형성되며 일부가 상기 설치면(S)에 고정된다. 그리고 제2윈치(320)에 지지와이어(310)의 타단부가 결합되어 선택적으로 지지와이어(310)를 권취하며 수중펌프(120)의 하중을 지지한다.
구체적으로 제2윈치(320)는 원통 형상을 가지며 둘레면에 지지와이어(310)의 타단부가 고정 결합되고 선택적으로 회전하여 지지와이어(310)의 권취상태를 조절하는 권취부재(322) 및 권취부재(322)의 길이방향에 따른 양단부에 회전 가능하게 결합되며 권취부재(322)를 지지하는 지지부재(324)를 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 제2윈치(320)는 권취부재(322)의 회전에 의해서 지지와이어(310)의 권취상태가 조절되며 이에 따라 지지와이어(310)가 수중펌프(120)의 하중을 지지할 수 있도록 한다.
한편, 권취부재(322)는 적어도 하나 이상으로 구성되며, 그 개수는 지지와이어(310)의 개수에 따라 조절된다. 즉, 본 실시예와 같이 지지와이어(310)가 한 쌍으로 구성된 경우, 권취부재(322) 및 지지부재(324)도 이에 대응하는 개수를 가지며 각각의 지지와이어(310)와 연결되어 권취상태를 조절한다. 이때, 권취부재(322)는 지지부재(324)에 회전 가능하게 결합되며 복수 개로 구성된 경우 동일한 회전축을 가지도록 배치되어 동일하게 회전하도록 구성된다.
이와 같이 제2윈치(320)가 구성됨으로써, 지지와이어(310)의 권취상태를 조절하여 수중펌프(120)의 하중을 지지한다.
본 실시예에서 제2윈치(320)는 설치면(S)상에 구비되어있지만, 이와 달리 제1지지프레임(220)상에 구비될 수도 있다. 뿐만 아니라 별도의 결합부재(미도시)를 구비하여 설치면(S)에 직접 결합되지 않고 상기 결합부재를 이용하여 결합될 수도 있다.
제2지지프레임(330)은 상술한 제1지지프레임(220)과 유사한 구성을 가지며, 일부가 선체 외부로 돌출되어 지지와이어(310)를 지지하도록 구성된다. 이에 따라 지지와이어(310)도 호스(110)와 마찬가지로 선체에 의해서 간섭이 일어나지 않는다.
본 실시예에서 제2지지프레임(330)은 상술한 제1지지프레임(220)과 유사한 형태로 형성되어 수중펌프(120)를 지지하였지만, 이와 달리 제2지지프레임(330)이 제1지지프레임(220) 상에 구비될 수도 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프(120) 지지장치를 살펴보았으며, 이어서 도 3 및 도 4를 참조하여 길이조절유닛(200)의 동작에 따라 펌프지지유닛(300)이 수중펌프(120)를 지지하는 상태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 도 1의 수중펌프(120) 지지장치에서 수중펌프(120)가 하강하는 상태를 나타낸 도면이고 도 4는 도 1의 수중펌프(120) 지지장치에서 수중펌프(120)가 승강하는 상태를 나타낸 도면이다.
먼저 도 3을 살펴보면 제1윈치(210) 및 제2윈치(320)에 의해서 호스(110) 및 지지와이어(310)의 길이가 길어지며 일단부가 하강하는 상태를 나타낸다.
제1윈치(210)는 호스(110)의 일부를 권취하고 있는 상태에서 시계 방향으로 회전하며 권취된 호스(110)를 풀어 지지가이드(224)를 통과하며 호스(110)의 일단부를 하강시키고 이에 따라 수중펌프(120)도 함께 하강하며 바다속으로 잠수하게 된다.
그리고 제2윈치(320)도 이에 대응하여 시계방향으로 회전하며 권취된 지지와이어(310)를 풀어 수중펌프(120)가 하강할 수 있도록 한다.
이때, 제2윈치(320)는 제1윈치(210)에 의해서 호스(110)가 길어지는 속도보다 상대적으로 느리게 회전하여 권취된 지지와이어(310)를 풀어준다. 즉, 지지와이어(310)의 길이가 늘어나는 속도 보다 호스(110)가 늘어나는 속도가 더 빠르게 함으로써 지지와이어(310)가 수중펌프(120)의 하중을 지속적으로 지지할 수 있도록 한다.
이에 따라 수중펌프(120)의 하강 시 제1윈치(210)와 제2윈치(320)의 회전 속도가 조절됨으로써, 호스(110)가 자중 및 수중펌프(120)의 하중을 지지하던 종래와 달리, 지지와이어(310)는 수중펌프(120)의 하중을 지지하게 되고 호스(110)는 자중을 각각 지지한다.
이와 같이 지지와이어(310)의 일단부가 하강하는 속도보다 호스(110)의 일단부가 하강하는 속도가 더 빠르도록 제2윈치(320)가 동작함으로써, 펌프지지유닛(300)은 수중펌프(120)의 위치변화에 따른 수중펌프(120)의 하중을 길이조절유닛(200)보다 상대적으로 더 많이 지지한다.
이어서, 도 4를 살펴보면, 제1윈치(210) 및 제2윈치(320)에 의해서 호스(110) 및 지지와이어(310)가 권취되는 상태를 나타낸 것으로 제1윈치(210)는 시계 반대방향으로 회전하며 호스(110)를 권취하여 호스(110)의 일단부를 승강시킨다.
그리고 이와 함께 제2윈치(320)도 시계 반대방향으로 회전하며 수중펌프(120)의 하중을 지지하도록 지지와이어(310)를 권취하여 승강시킨다.
여기서도 마찬가지로, 제2윈치(320)가 지지와이어(310)를 권취하는 속도가 제1윈치(210)가 호스(110)를 권취하는 속도보다 상대적으로 더 빠르게 하여 펌핑유닛(100) 전체의 하중이 호스(110)에 집중되지 않도록 한다.
즉, 제2윈치(320)에 의해서 권취되는 지지와이어(310)가 호스(110)에 비해 상대적으로 더 빠르게 승강함에 따라, 지지와이어(310)는 지속적으로 수중펌프(120)의 하중을 지지하고, 제1윈치(210)에 의해서 권취되는 호스(110)는 자중을 지지한다.
이에 따라, 펌핑유닛(100) 전체의 하중이 호스(110) 및 지지와이어(310)로 분산되어 호스(110)가 파손되는 것을 방지한다.
이와 같이 본 발명에 따른 수중펌프(120) 지지장치는 승하강시 수중펌프(120)의 하중을 지지하는 펌프지지유닛(300)에 의해서 호스(110)가 파손되는 것을 방지한다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예들은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100: 펌핑유닛 110: 호스
120: 수중펌프 200: 길이조절유닛
210: 제1윈치 220: 제1지지프레임
300: 펌프지지유닛 310: 지지와이어
320: 제2윈치 330: 제2지지프레임
S: 설치면

Claims (5)

  1. 유연한 재질로 길게 형성되어 내부에 유체가 유동하는 호스 및 상기 호스의 일단부에 구비되며 유체 내부로 잠수하여 유체를 끌어올려 호스로 전달하는 수중펌프를 포함하는 펌핑유닛;
    설치면에 고정되고 상기 호스에 연결되어 선택적으로 상기 호스의 길이를 조절하며 상기 수중펌프의 위치를 조절하는 길이조절유닛; 및
    길게 형성되어 일단이 상기 수중펌프에 고정 결합되는 지지와이어를 포함하며, 상기 지지와이어의 길이를 조절하여 상기 수중펌프의 하중을 지지하는 펌프지지유닛; 을 포함하는 수중펌프 지지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 길이조절유닛은,
    상기 설치면상에 구비되며, 상기 호스에 연결되어 회전을 통해 상기 호스를 감거나 풀 수 있도록 하는 제1윈치; 및
    상기 설치면상에서 상기 호스의 일부를 일정 높이 이상에서 지지하며 움직임을 가이드하는 제1지지프레임; 을 포함하는 수중펌프 지지장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1지지프레임은,
    일측에 상기 호스의 길이방향에 따른 이동 경로상에서 상기 호스가 관통되도록 지하는 지지가이드를 더 포함하는 수중펌프 지지장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 펌프지지유닛은,
    회전을 통해 상기 지지와이어의 길이를 선택적으로 조절하는 제2윈치; 및
    상기 설치면 또는 상기 길이조절유닛상에 설치되어 상기 제2윈치에 의해 움직이는 상기 지지와이어를 가이드하는 제2지지프레임; 을 포함하는 수중펌프 지지장치.
  5. 제1항에 있어서
    상기 지지와이어는,
    복수 개로 구성되어 일단이 각각 상기 수중펌프에 서로 대향하도록 결합되는 수중펌프 지지장치.
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