KR200200605Y1 - 유공압펌프 및 모터를 이용한 양수 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 유공압펌프 및 모터를 이용한 양수장치에 관한 것으로서, 동력원(1)에 의해 임펠러(7)를 구동시켜 유체를 양수하도록 구성되는 양수장치에 있어서, 상기 동력원(1)에 의해 회전되는 유공압펌프(20)와, 상기 유공압펌프(20)로부터 동력을 전달받아 상기 임펠러(7)를 구동시키는 유공압모터(30)와, 상기 유공압펌프(20)와 상기 유공압모터(30) 사이에서 동력을 전달하는 유체의 유동통로가 되는 유로부(10)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 유공압펌프 및 모터를 이용한 양수장치에 의하면, 동력원과 모터 및 펌프가 기존의 기계적인 동력전달축에 의한 연결방식이 아니므로, 설치조건이 자유로워 장치를 효율적으로 구성할 수 있다.

또한, 동력원이 침수되거나 단전될 우려가 없으므로 종래와 같은 가동중지 및 수해피해를 미연에 방지할 수 있으며, 동력전달수단으로 플렉시블 호스를 사용할 경우, 이동 설치가 간단하므로 호우 등에 의한 침수 발생시 신속하게 대응할 수 있다는 효과가 있다.

Description

유공압펌프 및 모터를 이용한 양수 장치{Pumping unit using hydraulic-air motor ＆ pumps}

본 고안은 유체(流體)를 양수(揚水)하는 양수장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 유공압을 동력전달매체로 하여 임펠러(Impeller)를 구동하여 유체를 양수함으로써, 설치장소의 제약조건이 없고, 가동효율이 뛰어난 유공압펌프 및 모터를 이용한 양수장치에 관한 것이다.

종래, 일반적으로 알려져 있는 양수장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전기모터나 원동기 등과 같은 동력원(1)으로부터 발생된 동력이 커플링과 같은 연결수단으로 이어지는 동력전달축(4)을 통해 임펠러(7)를 회전시킴으로써 유체를 양수 처리하도록 구성되어 있다.

도면에 도시된 양수장치는, 횡축식 모터펌프를 이용한 것으로서, 동력원(1)은 지상의 기반위에 고정 배치되며, 동력원(1)과 임펠러(7)는 전달축(4)을 통해 거의 동일한 수평 수준에 맞춰 서로 연결되도록 구성되어 있다.

또한, 상기 횡축식 모터펌프를 이용한 양수장치 외에도, 동력원과 임펠러 및 그 연결축이 수면에 대해 직립으로 배치되는 입축식 모터펌프를 이용한 양수장치가 있는데, 그 구성은 도 1에 도시한 횡축식 모터펌프를 이용한 양수장치와 동일하다.

한편, 지상으로부터 깊은 위치에 있는 유체에는, 상기와 같이 동력원(1)과 임펠러(7)를 직접 기계적인 전달축(4)을 이용하여 연결하는데는 무리가 따르므로, 도 2에 도시한 바와 같이, 모터펌프 몸체내에 동력원을 구비하는 수중펌프(5)를 이 용하여 장치를 구성할 수 있다. 이때에는 도면에서와 같이, 전원공급장치(8)로부터 케이블(9)을 통해 동력원에 반드시 전원이 연결되어야 한다.

상술한 바와 같은 종래의 양수장치에 있어서, 횡축식 및 입축식 모터펌프를 이용한 장치는, 동력원(1)과 임펠러(7)가 직접 전달축 등의 기계적 메카니즘을 통해 연결되어야 하므로 설치장소 및 배치에 많은 제한이 뒤따른다. 또, 그 동력원 (1)이 지상에 고정 배치되므로, 수위변경에 따른 모터펌프의 이동 및 위치조절이 불가능하며, 예상치 않은 다량의 강우시, 침수 및 단전되는 문제점이 있었다. 또한, 임펠러(7)가 수중에 위치하지 않는 경우, 진공으로 하기 위해 물채움(priming)을 해야 하므로 시스템의 자동화 구성 및 운전이 곤란하다.

한편, 수중펌프를 이용한 장치의 경우는, 수중의 펌프에 반드시 전원이 공급될 필요가 있으므로 고압전기의 누전에 의한 감전사고 등의 우려가 있고, 또 비교적 고가일 뿐만 아니라, 전원공급 설비의 필요로 유사시 이동사용에 제한이 뒤따른다는 문제점이 있다.

또한, 이와 같은 종래의 양수장치에 있어, 갑작스런 단전으로 인한 전동기의 급정지 등에 의해 관로를 흐르는 유체에 충격이 발생하는 이른바, 수충격(water hammer)현상이 따르는데, 이로 인해 설비에 손상을 가져오게 된다. 아울러, 이러한 수충격을 방지하기 위해 관로상에 역지밸브를 설치하는데, 여기에는 별도의 설비, 면적확보에 필요한 추가적인 비용이 요구된다.

본 고안은 상술한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 유압 또는 공압을 동력전달매체로 사용함으로써, 설치장소와 배치구조 등에 큰 제한을 받지 않고, 침수 등 긴급발생시의 신속 대응이 가능한 유공압펌프 및 모터를 이용한 양수장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 고안은 펌프효율 및 성능이 우수하고, 그 수명이 길며, 비용도 저렴한 유공압펌프 및 모터를 사용함으로써, 전체 시스템의 가동 효율을 높일 수 있는 유공압펌프 및 모터를 이용한 양수장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

도 1은 종래의 횡축식 모터펌프를 이용한 양수장치의 개략적 구조도이다.

도 2는 종래의 수중펌프를 이용한 양수장치의 개략적 구조도이다.

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 유공압펌프 및 모터를 이용한 양수장치를 설명하는 개략적 구조도이다.

도 4는 도 3에 도시한 유공압모터와 임펠러의 부착구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다.

＜도면에 있어서의 주요 부호에 대한 설명>

1...동력원 2...저장탱크

3...가변제어수단 5...전달축

7...임펠러(Impeller) 8...전원공급장치

9...케이블 10...유로부(流路部)

11...공급라인 13...회수라인

15...배출구 20...유공압펌프

30...유공압모터 40...하우징

41...브라켓

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 유공압펌프 및 모터를 이용한 양수장치는, 동력원에 의해 임펠러를 구동시켜 유체를 양수하도록 구성되는 양수장치에 있어서, 상기 동력원에 의해 가동되는 유공압펌프와, 상기 유공압펌프로부터 동력을 전달받아 상기 임펠러를 구동시키는 유공압모터와, 상기 유공압펌프와 상기 유공압모터 사이에서 동력을 전달하는 유체의 유동통로가 되는 유로부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 유공압펌프 및 모터를 이용한 양수장치에 있어, 상기 유로부는, 플렉시블 호스로 이루어지며 상기 유공압펌프로부터 상기 유공압모터 로 공급되는 유체의 통로가 되는 공급라인과, 플렉시블 호스로 이루어지며, 상기 유공압모터로부터 상기 유공압펌프로 회수되는 유체의 통로가 되는 회수라인을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또, 본 고안에 따른 유공압펌프 및 모터를 이용한 양수장치는, 상기 유공압펌프가 지지되는 하우징과, 상기 하우징의 일단에 연결되며, 상기 임펠러에 의해 양수되는 유체를 유도하는 배출구를 더 구비하여 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

이하, 본 고안에 따른 유공압펌프 및 모터를 이용한 양수장치에 대하여 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 유공압펌프 및 모터를 이용한 양수장치를 설명하는 개략적 구조도이다.

본 고안의 실시예인 양수장치는, 도면에서와 같이, 전기모터나 원동기와 같은 동력원(1)과, 유압 또는 공압을 이용하여 상기 동력원(1)으로부터 동력을 공급하는 유공압펌프(20)와, 동력원(1)으로부터 공급되는 동력을 제어, 감속하는 가변제어수단(3)을 동력공급원측에 구비한다. 특히, 본 실시예에 있어서, 상기 동력원(1)으로서, 엔진과 전기모터를 조합하여 구성하면, 갑작스런 단전 등에도 동력공급의 중단없이 대응 가능하다.

또, 동력을 공급받아 유체를 양수하는 측에는, 유공압모터 (30)와, 상기 유공압모터(30)에 직접 연결되는 임펠러(7)와, 상기 유공압모터(30)가 고정 지지되는 하우징(40)과, 상기 하우징(40)의 일단에 연결되는 배출구(15) 등이 마련된다.

본 고안에 따른 장치에 있어서, 동력을 전달하는 매체로는, 공기, 유압유 또는 청수(淸水) 등과 같은 유체(流體)를 이용하며, 이 유체는 상기 동력원(1)과 유공압펌프(20)로부터 유로부(流路部, 10)를 통해 상기 유공압모터(30)의 구동에 필요한 동력을 전달한다. 따라서, 유압유나 청수 등의 유체를 저장하는 저장탱크(2)가 상기 유공압펌프(20)측에 연결되어 설치될 필요가 있다.

상기 유로부(10)는, 상기 유공압모터(30)측으로 상기 유체를 공급하는 공급라인(11)과, 상기 유공압모터(30)에서 되돌아 나온 유체가 상기 유공압펌프(20)측으로 회수되는 회수라인(13)으로 구성된다. 상기 공급라인(11)과 회수라인(13)은 일반 배관과 마찬가지의 금속 또는 비금속 배관으로 할 수 있으나, 설치되는 장소의 특성에 따라 대응 가능하도록 구부러지거나 휠 수 있는 플렉시블 호스 등으로 하는 것이 본 고안의 장치 구성에 더욱 바람직하다.

도 4는 도 3에 도시한 유공압펌프 및 모터를 이용한 양수장치에 있어서, 유공압모터와 임펠러의 부착구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다.

여기서, 본 고안에 따른 유공압펌프 및 모터를 이용한 양수장치에 적용하는 유공압모터(30)로는, 기존의 산업용 제품을 사용할 수도 있으나, 특히 거림정공(주)에서 개발 제작한 롤-베인(roll-vane)형 유압펌프(실용신안등록 제129106호, 1999년1월15일)를 사용하면, 보다 효율적으로 본 장치를 구성할 수 있다. 상기 거림정공사의 롤-베인형 유압펌프는 기존의 제품에 비해 소형이면서도 성능과 효율이 우수하고, 수명 또한 길며, 가격도 저렴하여, 본 고안에 따른 장치 구성에 매우 적합하다.

도면에서와 같이, 유공압모터(30)에는 상기 유공압펌프(20)로부터 유체가 전달되는 유로부(10)의 공급라인(11)과 회수라인(13)이 연결되어 있다. 또, 상기 유공압모터(30)의 일측에는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 임펠러(7)가 회전가능하도록 결합되며, 이 유공압모터(30)의 몸체는 하우징(40)에 의해 고정되어 있다.

상기 하우징(40)은 부식에 강하고, 유체와의 마찰에 쉽게 마모되지 않도록 내마모성을 갖는 재질로 이루어지며, 원통형의 내부 원주에는 중심을 향해 다수의 브라켓(41)이 연장 형성되어 각 브라켓(41)이 만나는 중심부에 상기 유공압모터 (30)가 고정되도록 구성되어 있다.

또, 상기 하우징(40)의 일단의 외측 원주상에는, 상기 임펠러(7)가 구동되어 유체가 양수되기 시작하면, 이 양수되는 유체가 배출될 수 있도록 원통형의 배출구(15)가 결합되어 있다. 이 배출구(15)의 재질 또한, 부식에 강한 비금속재나, 고무 호스와 같은 플렉시블 호스 등으로 하는 것이 바람직하다.

본 고안에 따른 유공압펌프 및 모터를 이용한 양수장치의 작용에 대해 살펴보기로 한다.

먼저, 유로부(10)에 연결되는 유공압모터(30)를 포함하여 일체를 이루고 있는 하우징(40)과 임펠러(7)를 양수하려고 하는 유체 중에 잠기도록 하고, 배출구 (15)의 선단은 양수된 유체를 처리할 수 있는 위치로 배치한다.

지상의 소정 위치에 설치된 동력원(1)을 가동하여 이에 연결된 유공압펌프 (20)가 구동되면, 유공압펌프(20)는 공기, 유압유, 청수와 같은 유체를 가압하여, 도 3에 도시된 유로부(10)의 공급라인(11)을 통해 유공압모터(30)에 동력을 전달한다.

상기 유로부(10)의 공급라인(11)을 통해 동력을 전달받은 유공압모터(30)가 구동되면 이에 연결된 임펠러(7)가 회전되기 시작하고, 상기 임펠러(7)의 회전에 의해 유체가 하우징(40)의 내측을 거쳐 배출구(15)내로 흡입되어, 흡입된 유체는 배출구(15)의 선단을 통해 양수되게 된다.

본 고안의 실시예와 같은 양수장치에서, 동력을 전달하는 유로부는 플렉시블 호스와 같이 설치장소에 따라 쉽게 변형가능하고 이동 설치가 용이하게 구성되어 있다. 그 뿐만 아니라, 가동중에는 임펠러의 유체 흡입에 따른 반작용으로 유공압모터가 항상 유체의 하방으로 이동하며 위치하게 되므로, 진공상태에서의 임펠러 구동에 따른 문제점이나, 수위변화에 따른 위치조절 등의 번거로움이 없다.

아울러, 예상치 않은 단전 등으로 동력원이 정지하더라도, 유로부내의 유체의 흐름을 서서히 조정할 수 있어, 종래 장치에서와 같은 수충격(water hammer)현상을 방지할 수 있다. 따라서, 별도의 역지밸브 등과 같은 설비의 구성에 필요한 비용을 절감할 수 있다.

또한, 호우로 인한 침수 발생 등의 긴급상황시, 동력원과 유공압펌프 및 모터 그리고 플렉시블 호스 등 본 고안의 장치를 이루는 구성품을 차량에 싣고, 대상지역으로 이동하여 신속하고 용이하게 양수 작업을 수행 할 수 있다. 물론, 이때의 동력원으로는 차량의 엔진 등을 이용할 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 고안에 따른 유공압펌프 및 모터를 이용한 양수장치에 의하면, 동력원과 모터 및 펌프가 기존의 기계적인 동력전달축에 의한 연결방식이 아니므로, 설치조건이 자유로워 장치를 효율적으로 구성할 수 있다.

즉, 1개의 동력원으로 여러대의 펌프를 연결하여 운전이 가능할 뿐만 아니라, 수충격 방지 설비 등이 필요없게 되므로, 설치부지 감소에 따른 건설비 및 유지비 절감으로 경제적인 운영이 가능하다.

또한, 동력원이 침수되거나 단전될 우려가 없으므로 종래와 같은 가동중지 및 수해피해를 미연에 방지할 수 있으며, 전원이 수중으로 연결될 필요가 없으므로, 감전사고 등의 안전사고를 예방할 수 있다.

더우기, 플렉시블 호스를 사용할 경우, 이동 설치가 간단하므로, 호우 등에 의한 침수 발생시 신속하게 대응할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 동력원(1)에 의해 임펠러(7)를 회전시켜 유체를 양수하도록 구성되는 양수장치에 있어서,

   상기 동력원(1)에 의해 가동되는 유공압펌프(20)와,

   상기 유공압펌프(20)로부터 동력을 전달받아 작동되며, 상기 임펠러(7)가 연결되는 유공압모터(30)와,

   상기 유공압펌프(20)와 상기 유공압모터(30) 사이에서 동력을 전달하는 유체의 유동통로가 되는 유로부(10)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유공압펌프 및 모터를 이용한 양수장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 유로부(10)는,

   플렉시블 호스로 이루어지며, 상기 유공압펌프(20)로부터 상기 유공압모터 (30)로 공급되는 유체의 통로가 되는 공급라인(11)과,

   플렉시블 호스로 이루어지며, 상기 유공압모터(30)로부터 상기 유공압펌프 (30)로 회수되는 유체의 통로가 되는 회수라인(13)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유공압펌프 및 모터를 이용한 양수장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 유공압모터(30)가 지지되는 하우징(40)과,

   상기 하우징(40)의 일단에 연결되며, 상기 임펠러(7)에 의해 양수되는 유체를 유도하는 배출구(15)를 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유공압펌프 및 모터를 이용한 양수장치.