KR20230000252U - 개량된 펌프장치 - Google Patents

Abstract

종래에는 펌프가 탱크 안에 설치된다. 따라서 탱크 내 저장된 내용물에 항상 펌프가 접하고 있으므로 펌프의 부식 및 수명 저하의 가능성이 크고, 내용물에 포함된 이물질에 의해 펌프가 막혀서 이를 제거하거나 청소 또는 유지보수를 하기 위해서는 탱크에 있는 내용물을 퍼내 비운 후 작업자가 직접 탱크 내부로 들어가 상황을 확인해야 하므로 비용 문제 그리고 작업자의 안전 문제가 제기된다. 또한 탱크 내에 펌프가 복수로 설치되므로 그만큼 탱크의 용적이 감소되어 동일 처리량 대비 탱크의 용량 및 주위 설치면적이 커야 하고 그에 따른 비용 낭비가 커진다. 이 문제를 해결하기 위하여 펌프를 탱크의 외부에 설치하고자 한다. 펌프가 탱크의 외부에 설치되므로 상술한 문제점이 모두 해소되며, 탱크 안에는 내용물만 저장되므로 펌프의 탱크 내 점유로 인한 탱크 용적 손실을 줄일 수 있다.

Description

개량된 펌프장치 {Improved pump apparatus}

본 고안은 펌프에 관한 것으로, 특히, 탱크 내 저장된 분뇨, 하수, 또는 기타 유체를 배출하기 위해 사용되는 펌프장치를 개량한 기술에 관한 것이다.

도 1은 종래의 펌프장치 중 오배수 배출에 사용되는 오배수 펌프장치를 도시한다. 두 대의 펌프(1)가 탱크, 즉, 오수조(10) 안에 설치된다. 각 펌프(1)의 하부에 오수조(10)의 오배수를 흡입하는 흡입구(1a)가 있고 측부에 토출구(1b)가 있다. 토출구(1b)는 오수조(10) 외부의 토출관(20)에 연결되어 오배수를 외부로 배출한다. 펌프의 흡입구(1a)와 토출구(1b) 사이의 내부 공간에는 임펠러(미도시)가 장착되고 제어패널(2)의 조작에 따라 임펠러를 회전시키는 데 필요한 구동력을 제공하는 모터(미도시)가 장착된다. 도 1에 나타낸 것과 같이 종래에는 펌프(1)가 오수조(10) 안에 저장된 내용물 속에 잠기도록 설치되고, 펌프(1)의 과부하와 과열을 완화하기 위해 두 대 이상의 펌프를 교대로 운전하고 있다(제1펌프를 일정 시간 가동 후에 끄고 제2 펌프를 일정 시간 가동하는 1주기 동작을 반복함).

한편, 오수조(10)에는 유입관(15)을 통해 분뇨, 하수 등의 오배수가 들어가 채워지고 채워진 오배수는 오수조(10) 속에 설치된 펌프(1)에 흡입되어 토출관(20)을 통해 외부 시설(예를 들더, 정화시설)로 배출된다. 구체적으로, 오수조(10)의 수위센서(미도시)가 오배수의 수위가 적정 위치에 이른 것을 감지하면, 펌프(1)의 모터가 동작하여 임펠러를 회전시키고 이에 펌프 내 흡입수류가 형성되어 흡입구(1a)를 통해 오배수가 흡입되어 토출구(1b)로 나와 토출관(20)을 통해서 외부 시설로 배출된다.

상술한 것과 같이 종래에는 펌프가 탱크 안에 설치된다. 따라서 탱크 내 저장된 내용물에 항상 펌프가 접하고 있으므로 펌프의 부식 및 수명 저하의 가능성이 크고, 내용물에 포함된 이물질에 의해 펌프가 막혀서 이를 제거하거나 청소 또는 유지보수를 하기 위해서는 탱크에 있는 내용물을 퍼내 비운 후 작업자가 직접 탱크 내부로 들어가 상황을 확인해야 하므로 비용 문제 그리고 작업자의 안전 문제가 제기된다. 또한 탱크 내에 펌프가 복수로 설치되므로 그만큼 탱크의 용적이 감소되어 동일 처리량 대비 탱크의 용량 및 주위 설치면적이 커야 하고 그에 따른 비용 낭비가 커진다.

상기 과제를 해결하기 위하여 펌프를 탱크의 외부에 설치하고자 한다. 펌프가 탱크의 외부에 설치되므로 상술한 문제점이 모두 해소되며, 탱크 안에는 내용물만 저장되므로 펌프의 탱크 내 점유로 인한 탱크 용적 손실을 줄일 수 있다.

다만, 본 고안에서는 펌프가 탱크의 외부에 위치하므로, 종래에 펌프가 탱크의 내부에 설치되는 때에는 문제시되지 않던, 탱크와의 공기압 차이에 의해 배수 작용이 원활하게 이루어지지 않는 문제가 일어난다. 따라서 본 고안에서는 탱크 내 공기업과 펌프 내 공기압을 평형상태로 만들기 위한 공기압 평형화(air pressure equalization) 조치가 필요하다.

구체적으로, 본 고안에 따르면, 탱크의 외부에 위치하는 제1펌프 - 제1펌프는 탱크 내 유체를 흡입하는 흡입부와, 흡입된 유체를 배출하는 배출부를 포함; 제1펌프의 배출부에서 배출되는 유체를 외부로 배출하기 위한 배출관; 상기 제1펌프의 배출부와 상기 배출관 사이에 위치하는 제1체크밸브; 탱크 내 공간에 형성된 공기구멍과 상기 제1펌프의 배출구를 연결하는 공기관; 및 상기 공기관에 포함된 제3체크밸브를 포함하는 펌프장치가 제공된다.

또한, 본 고안의 펌프장치는, 탱크의 외부에 위치하는 제2펌프 - 제2펌프는 탱크 내 유체를 흡입하는 흡입부와, 흡입된 유체를 배출하는 배출부를 포함; 제2펌프의 배출부에서 배출되는 유체를 외부로 배출하는 배출관 - 이 배출관은 상기 제1펌프의 배출부에서 배출되는 유체를 외부로 배출하는 배출관과 공통임; 상기 제2펌프의 배출부와 상기 배출관 사이에 위치하는 제2체크밸브; 탱크 내 공간에 형성된 공기구멍과 상기 제2펌프의 배출구를 연결하는 공기관; 및 상기 공기관에 포함된 제4체크밸브를 추가로 포함할 수 있다.

이상에서 소개한 본 고안의 구성 및 작용은 이후에 도면과 함께 설명하는 구체적인 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.

본 고안에 따르면, 펌프가 탱크의 외부에 설치되므로 펌프의 부식 및 수명 저하가 감소하고, 탱크 내 내용물에 포함된 이물질에 의해 펌프가 막히는 문제가 해소되어 청소 또는 유지보수를 위한 비용 문제와 안전상 문제가 없어진다. 또한 탱크 밖에 펌프가 설치되므로 탱크의 용적이 감소되는 손실이 줄어든다.

도 1은 종래의 오배수 펌프장치를 도시한다.
도 2는 본 고안의 한 실시예에 따른 펌프(100)의 외관 사시도이다.
도 3은 제1펌프(100)와 제2펌프(200)를 탱크(10) 외부에 설치한 펌프장치의 배관도이다.
도 4는 본 고안에 따른 펌프장치를 구현한 시제품을 나타낸다.

본 고안의 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 기술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 고안은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 고안의 개시가 완전하도록 하며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 고안은 청구항의 기재에 의해 정의된다.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 고안을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가급적 동일한 부호를 부여하고 또한 본 고안을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 고안의 한 실시예에 따른 펌프(100)의 외관 사시도이다.

모터 및 관련 부품이 내장되는 모터 내장부(102)와 임펠러가 내장되는 임펠러 내장부(104), 그리고, 탱크의 외부에 설치하기 위해 펌프를 세우기 위한 스탠드(106)로 크게 구성된다.

임펠러 내장부(104)의 하부에는 흡입부(110)가 있고, 측부에는 배출부(120)가 있다. 흡입부(110)는 종래의 탱크 내 설치되는 펌프와 달리, 탱크의 외부에 펌프가 있게 되므로 탱크의 하부와 연결될 수 있는 구조로 되어 있다. 즉, 흡입부(110)는 펌프(100) 하부와 수평으로 연결하기 위한 L자 파이프로 구현된다. 흡입부(110)의 종단부(113)는 탱크(또는 연장 파이프)가 연결되는 플랜지(112) 구조로 되어 있다. 한편, 배출부(120)에는 연결 플레이트(122)가 마련되어 있어서, 외부 배출관과 연결되는 엘보우(124)의 플레이트(122)를 연결할 수 있다. 엘보우(124)의 종단부(128)에도 플레이트(126)가 마련되어 있어서 외부 배출관과 파이프로 연결된다. 외부 배출관의 연결에 대해서는 후술한다.

스탠드(106)는, 종래에는 펌프가 탱크 안에 고정 설치하였으므로 스탠드가 필요 없을 수 있었으나, 본 고안에서는 펌프(100)가 탱크 밖에 설치되므로 자립식으로 펌프(100)를 세워놓아야 할 경우가 많다. 따라서 스탠드(106)의 필요성이 크다.

도 2에서 참조번호 108은 펌프(100)를 크레인이나 도르래로 들어 올리기 위한 고리이고, 109는 펌프(100)에 전력을 공급하기 위한 전력공급선을 나타낸다.

도 3은 상술한 구성의 제1펌프(100)와 제2펌프(200)를 탱크(10) 외부에 설치한 펌프장치의 배관도이다.

먼저 개괄적으로 설명하면, 탱크(10)의 인입구(15)로 유체(16)가 들어가 채워지는데, 적정 위치에 수위센서(12)가 있어서 이 수위를 넘으면 펌프(100, 200)가 자동으로 작동하도록 제어된다.

제1펌프(100)의 흡입부(110)는 탱크(10)의 하부에 위치한 배출구멍(11)과 파이프(12)를 통해 연결되고, 마찬가지로 제2펌프(100)의 흡입부(210)는 탱크(10)의 하부에 위치한 배출구멍(11)과 파이프(12)를 통해 연결된다. 이로써, 제1펌프(100)에 의해 흡입된 유체(17)와 제2펌프(200)에 의해 흡입된 유체(17')는 각각의 배출부(120, 220) 및 이들에 연결된 공통 파이프(22)를 거쳐서 하나의 배출관(20)을 통해 배출 유체(18)로서 외부로 배출된다. 이때 제1펌프(100)와 제2펌프(200)는 종래와 같이 교대로 소정 시간동안 순차적으로 동작하여 탱크(10) 내 내용물을 외부로 배출한다.

구성과 작용에 대해 좀더 구체적으로 설명한다.

먼저 제1펌프(100)에 대해 설명하면, 배출부(120)와 공통 파이프(22) 사이에 연결파이프(130, 132)가 있는데, 연결파이프 130과 132 사이에 제1체크밸브(135)가 있다. 제1체크밸브(135)는 펌프(100)에서 공통 파이프(22) 쪽으로 방향성을 갖는다. 제2펌프(200)의 경우에도 동일한 방향성의 제2체크밸브(235)가 동일한 위치에 있다.

도 1에 나타낸 종래의 경우에는 복수의 펌프(1) 뿐만 아니라 각 펌프에 연결된 배출 파이프도 탱크 내에 설치되어 있기 때문에 탱크 내용물의 역류(제1펌프에서 배출되는 내용물이 제2펌프로 거꾸로 들어가거나, 그 반대) 문제를 고려하지 않아도 되었으나, 본 고안의 경우에는 제1펌프(100)에서 배출되는 유체가 공통 파이프(22)를 타고 제2펌프(200)로 거꾸로 들어가는 문제가 발생하는 것을 막기 위해 제1, 제2체크밸브(135, 235)를 배출부의 도중에 추가한 것이다.

한편, 제1펌프(100)가 소정 시간동안 작동하다가 멈추고 제2펌프(200)가 소정 시간동안 작동한 후에 다시 제1펌프(100)가 재가동될 경우에, 연결파이프(130)와 제1체크밸브(135) 사이에 공기가 남아있는 경우에는 공기압 때문에 제1펌프(100)의 배출 동작이 이루어지지 않는다.

종래에 펌프가 항시 탱크 안에 있을 때에는 펌프가 유체 속에 잠겨 있기 때문에 이러한 잔여 공기에 의한 문제가 없었다. 그러나 본 고안에서는 이러한 잔여 공기에 의한 공기압을 상쇄하기 위하여 탱크(10)의 상부의 빈 공간에 형성된 공기구멍(13)에 연결된 파이프(14)와 펌프(100, 200)의 배출구 연결파이프(130, 230)를 공기관(140, 240)을 통해 연결시킨다. 이는 공기압 평형화 수단이다. 이 공기압 평형화 수단에 의해서 연결파이프(130) 내의 잔여 공기가 탱크(10)의 공기구멍(13)을 통해 배기되어 양측의 공기압이 평형상태로 된다.

그러나 이 공기관(140, 240)이 있게 되면, 유체가 이를 통해 다시 탱크(10) 속으로 역류해 들어가게 된다. 그래서 이를 방지하기 위해 공기관(140, 240)과 공기구멍 연결 파이프(14)의 사이에 제3, 제4체크밸브(145, 245)를 추가하였다. 이 제3, 제4체크밸브(145, 245)는 탱크(10)에서 펌프(100, 200)의 배출부(120, 220) 쪽으로 방향성을 갖는다. 따라서 각 펌프(100, 200)의 배출부(120, 220)와 탱크(10) 내 공간과의 공기 통로가 유지되면서 내용물이 다시 펌프(100, 200)에서 탱크(10)로 역류할 수 없게 된다.

도 4는 본 고안에 따른 펌프장치를 구현한 시제품을 나타낸다. 도 3의 도면과 같이 제1펌프(100)와 제2펌프(200)의 두 대가 탱크(10)의 외부에 자립식으로 설치되어 있고, 제1, 제2체크밸브(135, 235) 및 제3, 제4체크밸브(145, 245)가 각 펌프에 설치되어 있다. 두 대의 펌프(100, 200)는 제어패널(2)에 의해 운전 제어된다.

이상에서 본 고안의 몇 가지 대표적인 실시예를 설명하였지만, 본 고안의 기술적 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 고안의 기술적 범위 즉 권리범위는 이하에서 제시하는 특허청구범위에 의해 정해지는 것이다.

Claims (6)

1. 탱크의 외부에 위치하는 제1펌프 - 제1펌프는 탱크 내 유체를 흡입하는 흡입부와, 흡입된 유체를 배출하는 배출부를 포함;
   제1펌프의 배출부에서 배출되는 유체를 외부로 배출하기 위한 배출관;
   상기 제1펌프의 배출부와 상기 배출관 사이에 위치하는 제1체크밸브;
   탱크 내 공간에 형성된 공기구멍과 상기 제1펌프의 배출구를 연결하는 공기관; 및
   상기 공기관에 포함된 제3체크밸브를 포함하는 펌프장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1체크밸브는 상기 제1펌프에서 상기 배출관 쪽으로 방향성을 갖고,
   상기 제3체크밸브는 상기 탱크에서 상기 제1펌프의 배출부 쪽으로 방향성을 갖는 것을 특징으로 하는 펌프장치.
3. 제1항에 있어서,
   탱크의 외부에 위치하는 제2펌프 - 제2펌프는 탱크 내 유체를 흡입하는 흡입부와, 흡입된 유체를 배출하는 배출부를 포함;
   제2펌프의 배출부에서 배출되는 유체를 외부로 배출하는 배출관 - 이 배출관은 상기 제1펌프의 배출부에서 배출되는 유체를 외부로 배출하는 배출관과 공통임;
   상기 제2펌프의 배출부와 상기 배출관 사이에 위치하는 제2체크밸브;
   탱크 내 공간에 형성된 공기구멍과 상기 제2펌프의 배출구를 연결하는 공기관;
   상기 공기관에 포함된 제4체크밸브를 추가로 포함하는 펌프장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1체크밸브는 상기 제1펌프에서 상기 배출관 쪽으로 방향성을 갖고,
   상기 제3체크밸브는 상기 탱크에서 상기 제1펌프의 배출부 쪽으로 방향성을 갖는 것을 특징으로 하는 펌프장치.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 제1펌프의 흡입부는 제1펌프 하부와 수평으로 연결하기 위한 L자 파이프를 포함하고, 상기 탱크와 연결되는 플랜지를 포함하는 펌프장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 제2펌프의 흡입부는 제2펌프 하부와 수평으로 연결하기 위한 L자 파이프를 포함하고, 상기 탱크와 연결되는 플랜지를 포함하는 펌프장치.

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