KR20240057911A - 양수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양수관체가 개량되어 사막이나 고원에서 사용될 수 있는 양수장치에 관한 것이다. 이에, 본 발명은, 주로 사막이나 고원에 사용되는 양수 장치에 관한 것으로, 지하 수맥까지 도달하기 위한 중공파이프(1)와; 중공 파이프(1)의 저부로부터 8-9m 상위 지점 내부에, 상승 한계를 상기 8-9m 지점이되도록 설치되는 피스톤헤드(2)와; 상기 피스톤헤드(2)에 설치되어, 피스톤헤드(2)와 구동장치(4)를 연결하는 피스톤로드(3)와; 상기 피스톤로드(3)에 설치되는 구동장치(4)를 포함하여 구성되며. 상기 피스톤헤드(2)의 상측에 하나 또는 둘 이상의 체크밸브(5)이 설치되어 피스톤헤드에 의하여 밀려 올라간 물이 피스톤헤드(2)하강시 다시 내려가지 아니하게 하는 것을 특징으로 하는 양수 장치.를 제공하여, 구조가 단순하여 제조 비용을 크게 절감할 수 있게 하며, 하나의 피스톤 만을 가동시킴으로서 운전이 용이하고 단순하여 운전비용을 크게 절감할 수 있게 하는 것임.

Description

양수장치{A water pump device}

본 발명은 양수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양수관체가 개량되어 사막이나 고원에서 사용될 수 있는 양수장치에 관한 것이다.

사막이나 고원에서 지하수를 퍼 올리는 양수장치는 양수관의 길이가 수십 내지 100여미터에 달할 수 있다. 이와같이 깊은 곳에서의 양수 작업은 일반적으로 양수관 내에 설치된 나선형 스크류를 회전시킴으로서 스크류를 타고 물이 올라오도록 하는 나선양수기가 흔히 사용된다. 그런데 이와 같은 나선양수기의 스크류장치는 스크류의 길이가 워낙 길어서 그 제조 비용이 과다하고 저항이 커서 운전 비용 또한 적지 아니한 결점이 있다.

이하 관련된 선행문헌들을 소개한다. 하기 선행문헌에서의 식별부호는 본원발명과는 무관하다.

대한민국 등록특허 제10-1675894호 '수동식 양수기'는 실린더의 피스톤을 지하수 속에 설치함으로써, 지중의 지하수 수위가 깊어도 지하수를 끌어올릴 수 있을 뿐만 아니라, 별도로 마중물이 없어도 지하수를 끌어올릴 수 있는 수동식 양수기를 제공하는 것을 목적으로 몸체가 상기 지중에 위치되도록 굽혀진 형태로 상기 지중에 매설되는 굽힘 관 부재와 작업자가 양수를 위해 외력을 인가할 수 있는 외력 인가 부재와 상기 굽힘 관 부재에 압력을 인가하는 가압 부재를 포함하는 수동식 양수기에 있어서, 상기 굽힘 관 부재는 'U' 형으로 유입되는 지하수의 역류를 방지하는 입구측 체크 밸브와 출구를 통해 유출되는 상기 지하수의 역류를 방지하는 출구측 체크 밸브를 구비하며, 상기 입구측 체크 밸브는 상기 굽힘관 부재의 하부에 위치되고, 지표면에 위치하며 캡 형태로 이루어지고, 외측으로는 플렌지부가 형성되는 관정캡이 설치되며, 상기 지하수가 유출되는 출구는 지상으로 노출되고; 상기 외력 인가 부재는 지면에 대하여 세워지는 지지대와, 상기 지지대에 회동 가능하게 연결되는 레버 회동부와, 상기 레버 회동부에 이동 가능하게 연결되는 레버와, 상기 레버 회동부와 상기 가압 부재를 연결하는 레버 회동부 피스톤 연결부를 포함하고; 상기 가압부재는 상기 굽힘 관 부재와 연통되고 우물 속에 설치되는 실린더와, 상기 실린더 내에서 이동되면서 상기 굽힘관 부재 내로 압력을 인가할 수 있는 피스톤과, 상기 피스톤에서 상기 굽힘 관 부재 내부로 돌출되는 피스톤 돌출부와, 상기 피스톤의 외곽을 따라 둘러져서 상기 실린더 내벽 사이를 밀폐시키는 실링 부재를 포함하고, 상기 피스톤이 상승하면 입구측 체크 밸브가 열려 상기 굽힘 관 부재 내로 유입된 지하수가 상기 피스톤이 하강하면서 가해지는 압력에 의해 밀려서 상기 굽힘 관 부재의 출구 쪽으로 이동되어 지상으로 양수되는 것을 특징으로한다

대한민국 등록실용신안 제20-0393422호 '침수식 양수기'본 고안은 침수식 양수기에 관한 것으로, 좀더 구체적으로 양수기를 수중에침수 시켜 물을 강제 이송시키는 침수식 양수기에 관한 것이다. 수중에 침수되며 다수의 물 유입홀이 구비되어 있는 하우징과 상기 하우징의 둘레에 구비되어 양수공간으로 인출되는 배출관과 상기 하우징의 내부에 유입되는 물을 배출관으로 강제 이송시킬 수 있도록 구동수단을 통해 회전되는 임펠러로 구성됨을 특징으로 한다.

그러나, 제10-1675894호와, 제20-0393422호는 구조가 복잡하여 사막이나 고원에서의 사용에 적합치 아니한 문제가 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1675894호 '수동식 양수기' 공고일자 2016년12월01일 대한민국 등록실용신안 제20-0393422호 '침수식 양수기' 공고일자 2005년08월22일

이에 본 발명은, 양수장치의 구조를 단순화하여 제조 비용을 절감시키며, 10m를 초과하는 깊이에서도 물을 퍼올릴 수 있으며, 작용을 단순화시킴으서 운전 비용을 절감할 수 있도록 하여야 한다는 과제를 해결하고자 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 양수관의 최하단부는 석션펌프(Suction pump)의 구조를 채택하고 석션펌프의 상부는 밀펌프(Force pump)의 구조를 채택함으로서, 최하단의 석션펌프가 물을 빨아 올리는데 석션펌프가 빨아 올리는 물의 높이는 대기압이 1 기압일 경우 약 10m를 빨아 올리게 되는 바, 그 이상의 높이로 물을 끌어 올리기 위해서는 밀펌프의 구조를 필요로 한다.

본 발명은 석션펌프의 피스톤 헤드가 석션펌프의 작용에 의하여 올라온 물을 상방으로 밀어 올리고, 밀어 올려진 물은 하나 또는 둘 이상의 다수개의 체크밸브(Valve)에 의하여 펌프헤드가 하강하더라도 물이 하방으로 내려가지 않게 하며, 그리하여 계속적인 펌프 작용은 결국 깊은 곳의 물을 지상으로 토출시키게 한다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위한 각 도면의 상세한 설명이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 피스톤 로드(Piston rod)에 하나의 피스톤 헤드만을 필요로 하도, 그 외에 하나 또는 둘 이상의 체크밸브 만을 필요로 하여 그 구조가 단순하여 제조 비용을 크게 절감할 수 있으며, 하나의 피스톤 만을 가동시킴으로서 운전이 용이하고 단순하여 운전비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 하나의 구동장치와 피스톤으로 석션펌프(sucction pump)와 밀펌프(force pump)를 동시에 구현함으로써 10m를 초과하는 깊이에서도 물을 퍼올릴 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도1은 본 발명의 양수장치의 말단 체크밸브가 설치된 실시예의 설명도로서 피스톤이 하강한 상태를 도시한다.
도2는 본 발명의 양수장치의 말단 체크밸브가 설치된 실시예의 설명도로서 피스톤이 상승하여 지하의 물을 흡입하는 상태를 도시한다.
도3은 본 발명의 양수장치의 말단 체크밸브가 설치된 실시예의 설명도로서 피스톤이 다시 하강한 상태를 도시한다.
도4는 본 발명의 양수장치의 말단 체크밸브가 설치된 실시예의 설명도로서 피스톤이 다시 상승하여 지하의 물을 흡입하는 동시에 상부의 물을 지상으로 배출하는 상태를 도시한다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "갖는다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 포함하는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.

위와 같은 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 설명한다. 도1 내지 도4는 본 발명의 양수장치의 일 실시예의 설명도이다. 도1에서 도시된 바와 같이, 본 발명은 지하 수맥까지 도달하기 위한 중공파이프(1)와;

중공 파이프(1)의 저부로부터 8-9m 상위 지점 내부에, 상승 한계를 상기 8-9m 지점이되도록 설치되는 피스톤헤드(2)와;

상기 피스톤헤드(2)에 설치되어, 피스톤헤드(2)와 구동장치(4)를 연결하는 피스톤로드(3)와;

상기 피스톤로드(3)에 설치되는 구동장치(4)를 포함하여 구성되며.

상기 피스톤헤드(2)의 상측에 하나 또는 둘 이상의 체크밸브(check valve)(5)가 설치되어 피스톤헤드에 의하여 밀려 올라간 물이 피스톤헤드(2)하강시 다시 내려가지 아니하게 하는 것을 특징으로 하는 양수 장치를 제공한다.

상기 피스톤헤드(2)에도 끌어올려진 물이 다시 하강하지 아니하도록 체크밸브(21)가 설치되며, 피스톤헤드(2)의 하강시 물이 피스톤헤드(2)를 관통하여 통과할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

상기체크밸브(5)와 체크밸브(21)는 물이 위쪽으로만 이동할 수 있게 하는 것으로서 상용의 체크밸브가 적용될 수 있으며, 본 발명은 상기 체크밸브의 구조에 제한을 두지 아니한다.

상기 구동장치(4)는 상기 피스톤로드(3)를 상하운동시켜주는 것으로서, 모터 내지는 내연기관 등이 적용될 수 있다.

본 발명의 양수장치는 지하의 물을 끌어올려 상기 중공 파이프(1)의 배수구(11)를 통해 배출하게 된다.

피스톤헤드(2)의 흡입과정에 의해 위로 끌어올려진 물은 상기 체크밸브(5)위에 의해 다시 내려가지 아니하게되며, 상기 피스톤헤드(2)가 올라가면서 밀펌프의 역할을 하게 되어 물을 10m초과의 깊이에서도 끌어올릴 수 있게 된다.

상기 체크밸브(5)은 9m거리마다 하나씩 다수개 설치될 수 있으며, 이에 따라 물을 끌어올릴 수 있는 거리를 더 늘릴 수 있다.

도2 내지 도5는 중공 파이프(1)의 말단에 추가적인 체크밸브(6)이 설치된 실시예를 도시한다. 도2는 본 발명의 양수장치의 말단 체크밸브가 설치된 실시예의 설명도로서 피스톤이 하강한 상태를 도시한다. 도1에서 도시된 바와 같이, 피스톤헤드(2)는 물의 수면까지 하강하게 된다.

도3은 본 발명의 양수장치의 말단 체크밸브가 설치된 실시예의 설명도로서 피스톤이 상승하여 지하의 물을 흡입하는 상태를 도시한다. 이때 상기 중공 파이프 말단의 체크밸브(6)는 열린 상태가되어 물이 위로 올라가며, 상기 피스톤헤드(2)의 체크밸브(21)는 닫힌 상태가 된다. 이때 상기 피스톤헤드(2)는 석션펌프의 역할을 하게 된다.

흡입된 물은 피스톤헤드(2)와 상기 체크밸브(6) 사이에 위치하게 된다.

도4는 본 발명의 양수장치의 말단 체크밸브가 설치된 실시예의 설명도로서 피스톤이 다시 하강한 상태를 도시한다. 상기 피스톤헤드(2)는 상기 체크밸브(6)까지 다시 하강하게되며, 이때, 피스톤헤드(2)와 상기 체크밸브(6) 사이에 위치하는 흡입된 물은 피스톤헤드(2)를 통과하여 상기 피스톤헤드(2)의 체크밸브(21)을 통과함으로써 피스톤헤드(2)와 체크밸브(5) 사이에 위치하게 된다.

도5는 본 발명의 양수장치의 말단 체크밸브가 설치된 실시예의 설명도로서 피스톤이 다시 상승하여 지하의 물을 흡입하는 동시에 상부의 물을 지상으로 배출하는 상태를 도시한다. 이때, 중공 파이프 말단의 체크밸브(6)는 열린상태가 되어 물을 흡입하고, 피스톤헤드(2)의 체크밸브(21)는 닫힌상태가 되며, 피스톤헤드(2)위 위측에 설치되는 체크밸브(5)는 열린 상태가 된다.

상기 피스톤헤드(2)의 체크밸브(21)을 통과함으로써 피스톤헤드(2)와 체크밸브(5) 사이에 위치한 물은 상기 피스톤헤드(2)에 밀려 배출구(11)로 물이 배출되게 된다. 이때 상기 피스톤헤드(2)는 밀펌프의 역할을 수행하게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 중공파이프
2: 피스톤헤드
21: 체크밸브
3: 피스톤로드
4: 구동장치
5: 체크밸브
6: 체크밸브

Claims (1)

1. 지하 수맥까지 도달하기 위한 중공파이프(1)와;
   중공 파이프(1)의 저부로부터 8-9m 상위 지점 내부에, 상승 한계를 상기 8-9m 지점이되도록 설치되는 피스톤헤드(2)와;
   상기 피스톤헤드(2)에 설치되어, 피스톤헤드(2)와 구동장치(4)를 연결하는 피스톤로드(3)와;
   상기 피스톤로드(3)에 설치되는 구동장치(4)를 포함하여 구성되며.
   상기 피스톤헤드(2)의 상측에 하나 또는 둘 이상의 체크밸브(5)이 설치되어 피스톤헤드에 의하여 밀려 올라간 물이 피스톤헤드(2)하강시 다시 내려가지 아니하게 하는 것을 특징으로 하는 양수 장치.