펌프하우징 일체형 듀얼 부스터펌프{Dual booster pump with one pump housing structure}
본 발명은 두 개의 펌프가 병렬 구조로 배치된 듀얼 부스터펌프에 관한 것으로, 특히 두 개의 펌프가 하나의 펌프 하우징을 공유하여 단순한 구조를 가지며, 부피를 축소시켜 설치공간의 최소화가 가능한 펌프하우징 일체형 듀얼 부스터펌프에 관한 것이다.
일반적으로 부스터펌프는 고층건물에 원활한 급수환경을 구현하기 위하여 사용되는 급수펌프로써, 여러 대의 펌프를 이용하여 급수를 사용처로 공급하되, 물 사용량에 따라 펌프의 회전수 및 대수를 제어함으로써 운전 에너지를 절감하고 요구되는 압력의 급수를 사용처로 원활히 공급할 수 있도록 하는 펌프이다. 도 1은 종래 부스터펌프의 구조를 보인 사진이다. 종래 부스터펌프는 병렬구조로 배치된 다수 개의 펌프(10)와, 상기 각 펌프(10)의 흡입구와 연결배관(41)을 매개로 연결되게 설치되어 각 펌프(10)로 물을 분배하는 흡입 합류관(20)과, 상기 각 펌프(10)의 토출구와 연결배관(42)을 매개로 연결되게 설치되어 각 펌프로부터 토출되는 물을 공급받아 사용처로 공급하는 토출 합류관(30)으로 구성되며, 상기 연결배관(41,42)에는 관내 압력을 검출하기 위한 압력센서나 유로를 제어하기 위한 밸브가 설치되어 있다. 상기와 같은 부스터펌프에 사용되는 펌프는 부스터펌프의 설치공간을 최소화하기 위하여 수직하게 입설된 구조를 가지며, 내부에 다수 개의 임펠러가 다단구조로 배치된 입형 다단원심펌프가 사용되고 있다. 그러나 상기와 같은 종래의 부스터펌프는 병렬 구조로 배치된 다수 개의 펌프로 물을 공급하고, 각각의 펌프로부터 가압 토출되는 물을 안내하기 위한 흡입 합류관과 토출 합류관 및 연결배관의 사용 및 조립이 요구되는 바, 부스터펌프의 부피가 증대되고, 이로 인해 설치공간 확보에 어려움이 따르는 문제점을 갖고 있다. 또한 상술한 바와 같이 여러 개의 부품을 조립해야 하므로 생산성이 떨어지고, 특히 고압의 유체가 유동하는 점을 고려하여 부품들의 연결부위에 충분한 기밀구조를 확보해야만 하므로 부품간의 연결작업에 세심한 주의와 함께 많은 시간이 요구되어 생산성이 떨어지며, 유지 및 보수에도 많은 시간과 인력 및 비용이 요구되는 문제점을 갖고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 두 개의 펌프가 병렬 구조 배치된 듀얼 부스터펌프를 구성함에 있어서, 두 개의 펌프가 하나의 펌프 하우징을 매개로 연결되어 흡입 합류관이나 토출 합류관 및 이들 관의 연결을 위한 연결배관의 사용을 배제함으로써, 듀얼 부스터펌프의 부피를 최소화하며, 이를 통해 듀얼 부스터펌프의 설치공간을 최소화할 수 있도록 한 펌프하우징 일체형 듀얼 부스터펌프를 제공함에 있다. 또한 부품간의 연결부위를 최소화하여 생산성을 높이고, 유지 및 보수에 요구되는 인력 및 비용을 감소시키면서 유지 및 보수의 편의성을 높일 수 있는 펌프하우징 일체형 듀얼 부스터펌프를 제공함에 있다. 또한 펌프에 의해 가압 토출되는 물의 와류손실을 제거하고, 펌프 하우징의 내부 공간을 원통형 격벽을 이용하여 구획함으로써 보다 효율적인 구조를 구비하는 펌프하우징 일체형 듀얼 부스터펌프를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 듀얼 부스터펌프는 제1 펌프(110); 상기 제1 펌프(110)와 병렬구조로 배치된 제2 펌프(120); 상기 제1 펌프(110) 및 제2 펌프(120)와 결합되고, 일측에는 유입구(131)가 타측에는 토출구(132)가 형성된 구조를 갖되, 상기 유입구(131)를 통해 유입되는 물을 제1,2 펌프(110,120)로 분배하는 흡입유로(135)와, 상기 제1,2 펌프(110,120)로부터 토출되는 물을 토출구(132)로 각기 유동시키는 한 쌍의 토출유로(136,137)를 갖는 펌프 하우징(130); 상기 펌프 하우징(130)의 토출구(132)측에 배치되어 일측 토출유로(136)로 물이 역류하는 것을 방지하는 제1 체크밸브(141); 및 상기 펌프 하우징(130)의 토출구(132)측에 배치되어 타측 토출유로(137)로 물이 역류하는 것을 방지하는 제2 체크밸브(142)로 구성된 것을 특징으로 한다. 한편 상기 펌프 하우징(130)의 토출구(132)에 연결되도록 설치되며, 상기 제1 체크밸브(141)와 제2 체크밸브(142)가 착탈가능하게 삽입되는 공간(S1,S2)을 갖는 연결관(150)이 더 포함될 수 있다. 이때 상기 연결관(150)의 내측에는 제1 체크밸브(141)와 제2 체크밸브(142)가 수용되는 공간(S1,S2)을 구획하는 격벽부(151)가 형성되되, 상기 격벽부(151)에는 제1 체크밸브(141)와 제2 체크밸브(142)의 출구측 사이에 와류가 형성되는 것을 방지하도록 물을 유도하는 가이드부(152)가 더 형성되는 것이 바람직하다. 한편 상기 펌프 하우징(130)은 유입구(131)와 토출구(132)의 사이 양측에 제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)가 결합되는 펌프 설치부(133,134)가 각각 구비된 것으로 구성되며, 상기 각각의 펌프 설치부(133,134)에는 내부 공간을 흡입유로(135)로 활용하고, 외부 공간을 토출유로(136,137)로 활용하는 원통형 격벽(138)이 형성된 것으로 구성된다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 물의 유입과 토출을 위한 유로를 모두 갖는 펌프 하우징에 제1 펌프와 제2 펌프를 설치함으로써 부스터펌프의 구성을 위한 배관의 사용을 최소화할 수 있고, 이를 통해 듀얼 부스터펌프의 구조를 단순화하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 듀얼 부스터펌프의 부피를 축소시켜 설치공간을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 또한 체크밸브가 착탈가능하게 삽입되는 공간을 갖는 연결관을 펌프 하우징에 결합시켜 체크밸브를 지지토록 함으로써 체크밸브의 교체 및 유지보수에 유리한 환경을 제공할 수 있게 된다. 또한 상기 제1 펌프와 제2 펌프로부터 토출되는 물의 흐름을 안정적으로 유도하기 위한 가이드부가 연결관내에 형성되어 각기 다른 토출유로를 통해 배출되는 두 물의 흐름 사이에 와류가 발생되는 것을 방지함으로써 원활한 유동환경을 제공할 수 있으며 압력손실도 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한 원통형 격벽 내부를 흡입유로로 형성하고, 외부를 토출유로로 형성함으로써 제한된 공간내에 흡입유로와 토출유로를 구획함으로써 펌프 하우징의 부피 증가를 억제함과 더불어 유체의 안정된 유동환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 종래 부스터펌프의 구조를 보인 사진,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 듀얼 부스터펌프의 구조를 보인 사시도,
도 3 은 본 발명에 따른 펌프 하우징의 구조를 보인 사시도,
도 4 는 본 발명에 따른 펌프 하우징의 내부 유로 구조를 보인 단면도,
도 5 는 본 발명에 따른 연결관의 구조를 보인 단면도,
도 6 은 AA`선을 따라 취한 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 듀얼 부스터펌프의 구조를 보인 사시도를 도시하고 있다. 본 발명에 따른 듀얼 부스터펌프는 병렬 구조로 배치된 두 펌프를 연결하기 위하여 사용되는 배관류의 사용을 최소화함으로써 듀얼 부스터펌프의 구조를 단순화하고 부피를 최소화하며, 제작 및 유지보수의 편의성을 높일 수 있도록 한 것으로, 제1 펌프(110)와, 제2 펌프(120)와, 펌프 하우징(130)과, 제1 체크밸브(141:도 3에 도시됨)와, 제2 체크밸브(142:도 3에 도시됨)로 구성되어 있다. 상기 제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)는 부스터펌프로써 요구되는 압력으로 물을 가압한 후 토출할 수 있도록 다수 개의 임펠러가 다단형의 구조로 배치된 다단원심펌프로 구성되며, 듀얼 부스터펌프의 설치를 위해 요구되는 공간을 최소화하기 위하여 임펠러와 모터가 수직하게 배치된 입형구조로 구성되어 있다. 이러한 입형 다단원심펌프는 주지 관용된 기술이므로 입형 다단원심펌프의 구조에 대한 보다 상세한 설명은 생략하도록 한다. 한편 입형 다단원심펌프로 구성되는 제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)는 상호 소정간격 이격된 채로 나란히 배치된다. 도 3은 본 발명에 따른 펌프 하우징의 구조를 보인 사시도를, 도 4는 본 발명에 따른 펌프 하우징의 내부 유로 구조를 보인 단면도를 도시하고 있다. 상기 펌프 하우징(130)은 제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)를 지지하며, 제1,2 펌프(110,120)로 물이 공급되고 제1,2 펌프(110,120)에 의해 각기 가압 토출되는 물이 배출되는 유로를 제공하는 것이다. 이러한 펌프 하우징(130)의 일측에는 제1,2 펌프(110,120)로 공급되는 물이 유입되는 유입구(131)가 형성되고, 타측에는 제1,2 펌프(110,120)에 의해 가압된 물이 배출되는 토출구(132)가 형성되며, 상기 유입구(131)와 토출구(132)의 사이 양측에는 제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)가 각기 결합되는 펌프 설치부(133,134)가 각각 형성되어 있다. 또한 상기 유입구(131)를 통해 유입되는 물이 제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)로 각기 유동할 수 있도록 안내하는 흡입유로(135)가 유입구(131)로부터 각각의 펌프 설치부(133,134)로 연장되게 형성되며, 제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)에 의해 가압 토출된 물이 토출구(132)로 유동할 수 있도록 안내하는 토출유로(136,137)가 각각의 펌프 설치부(133,134)로부터 토출구(132)로 연장되게 형성되되, 상기 토출유로(136,137)의 경우, 제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)로부터 가압 토출되는 물이 서로 뒤섞이지 않도록 각기 따로 형성되어 있다. 한편 상기 각 펌프 설치부(133,134)의 중앙부에는 흡입유로(135)와 토출유로(136,137)를 구획하는 원통형 격벽(138)이 형성되며, 이러한 원통형 격벽(138)의 내부 공간을 흡입유로(135)로 활용하여 원통형 격벽(138)의 내부를 통해 제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)로 물이 공급될 수 있도록 하고, 원통형 격벽(138)을 감싸는 외부 공간을 토출유로(136,137)로 활용하여 제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)로부터 가압 토출되는 물이 토출될 수 있도록 구성됨에 따라 제한된 공간을 갖는 펌프 하우징(130) 내에 흡입유로(135)와 토출유로(136,137)를 효과적으로 형성할 수 있으며, 펌프 하우징(130)의 부피를 최소화할 수 있는 이점이 있다. 상기 제1 체크밸브(141)와 제2 체크밸브(142)는 펌프 하우징(130)의 토출구(132)측에 배치되어 제1 펌프(110) 또는 제2 펌프(120)가 구동하지 않을 때, 펌프 하우징(130)으로부터 배출된 물이 다시 펌프 하우징(130)의 내부로 역류하는 것을 방지하는 것이다. 참고로 부스터펌프는 주로 고층건물의 급수용 펌프로 활용되므로, 일반적인 순환용 펌프와 다르게 두 대의 펌프가 항시 구동하지 않고, 급수의 사용이 있을 때, 한 대 또는 두 대의 펌프가 구동하여 급수의 압력을 일정하게 유지시키게 된다. 따라서 급수의 사용이 없을 때 또는 어느 하나의 펌프만이 구동할 경우, 펌프 하우징(130)의 내외부 압력차에 의하여 펌프 하우징(130) 외측의 물이 펌프 하우징(130)의 내부로 역류하게 되며, 이러한 경우, 펌프는 급수관 내의 물을 일정 압력으로 유지시키기 위하여 불필요한 가동을 계속적으로 실시해야만 함에 따라 에너지를 낭비하게 되는 폐단이 발생하게 된다. 이에 본 발명은 제1 체크밸브(141)를 이용하여 두 토출유로(136,137) 중 어느 하나의 토출유로(136)로 물이 역류하는 것을 방지하고, 제2 체크밸브(142)를 이용하여 나머지 하나의 토출유로(137)로 물이 역류하는 것을 방지토록 함으로써, 급수의 사용이 없을 경우 그리고 어느 한 펌프만이 구동할 경우에 펌프 하우징(130)의 내외부 압력차에 의해 발생되는 물의 역류를 체크밸브를 이용하여 방지함으로써 펌프의 구동을 최소화시킬 수 있게 된다. 도 5는 본 발명에 따른 연결관의 구조를 보인 단면도를, 도 6 은 AA`선을 따라 취한 단면도를 도시하고 있다. 상기와 같이 각각의 토출유로(136,137)로 물이 역류하는 것을 방지할 수 있도록 펌프 하우징(130)의 토출구(132) 측에 배치되는 제1 체크밸브(141)와 제2 체크밸브(142)는 펌프 하우징(130)의 토출구(132)에 설치할 수도 있으나, 체크밸브(141,142)의 교체나 유지보수 작업의 편의성을 고려하여 펌프 하우징(130)의 토출구(132)에 결합되는 연결관(150)에 제1 체크밸브(141)와 제2 체크밸브(142)가 설치되는 공간(S1,S2)을 형성하되, 체크밸브가 설치되는 공간(S1,S2)이 펌프 하우징(130)의 토출구(132)와 마주하는 측면(150a)에 노출되게 형성함으로써, 연결관(150)의 분리를 통해 제1,2 체크밸브(141,142)를 교체하거나 유지보수하는 작업을 손쉽게 실시할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 연결관(150)의 끝단부 내측에는 제1 체크밸브(141)와 제2 체크밸브(142)가 각각 수용되는 공간(S1,S2)을 형성하는 격벽부(151)가 형성되어 있다. 한편 제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)를 통해 가압된 물은 제1,2 체크밸브(141,142))를 통해 매우 빠른 유속으로 각기 배출되므로, 제1 체크밸브(141)를 통해 배출되는 물의 흐름(F1)과 제2 체크밸브(142)를 통해 배출되는 물의 흐름(F2) 사이에 와류가 발생될 수 있으며, 이처럼 발생된 와류는 물의 유동을 방해하여 압력손실을 발생시키게 되는 바, 상기 격벽부(151)에 형성된 두 배출구(151a,151b)의 사이에 가이드부(152)를 형성하여 두 물의 흐름(F1,F2)이 원활히 유동할 수 있도록 하는 안내하는 환경을 마련함으로써 와류의 발생을 억제하도록 구성된다. 한편 상기 가이드부(152)는 격벽부(151)에 형성된 두 배출구(151a,151b)를 통해 배출되는 물을 안정적으로 안내할 수 있도록 흡수 삼각형과 같은 평면 형상을 갖고 있으며, 더불어 물이 유동하는 연결관(150)의 유로의 단면적이 가이드부(152)에 의해 축소되어 물의 유동저항이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 좌우측면(152a,152b)이 오목하게 형성되어 배출구(151a,151b) 주변의 연결관(150)의 내부 단면 모양이 원형을 유지하도록 구성되어 있다. 한편 상기와 같은 연결관(150)에는 펌프 하우징(130)으로부터 토출된 물의 압력을 검출하기 위하여 하나 이상의 압력센서(153)와, 펌프가 구동과 정지를 반복할 때 발생되는 압력맥동을 완화하기 위한 압력탱크(154)가 설치될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 펌프하우징 일체형 듀얼 부스터펌프는 입형 다단원심펌프로 구성되는 제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)가 펌프 하우징(130)에 마련된 펌프 설치부(133,134)에 각기 설치되며, 펌프 하우징(130)에는 펌프 하우징(130)으로 공급되는 물을 제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)로 분배하고, 제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)에서 각기 가압 토출되는 물을 사용처로 배출하기 위한 흡입유로(135)와 토출유로(136,137)가 형성되어 있으므로, 기존 듀얼 부스터펌프의 구성을 위해 요구되는 배관류의 사용을 최소화할 수 있는 이점이 있다. 한편 상기 제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)는 연결관(150)에 설치된 압력센서(153)에서 감지되는 급수의 압력이 미리 설정된 압력 이하로 떨어질 경우, 구동하여 물을 가압 토출하게 되며, 이러한 제1 펌프(110)와 제2 펌프(120)의 구동은 상황에 따라 어느 하나의 펌프만이 구동하거나, 두 대의 펌프가 함께 구동할 수도 있다. 한편 제1 펌프(110) 또는 제2 펌프(120)로부터 가압 토출되는 물은 토출유로(136,137)를 통해 토출구(132)로 유동하게 되며, 토출구(132)로 유동하는 물은 해당 토출유로(136,137)에 대응하는 체크밸브를 통하여 연결관(150)으로 배출되며, 이때 연결관(150)의 격벽부(151)에 형성된 가이드부(152)는 토출되는 물의 흐름을 안정적으로 안내하여 줌으로써 와류의 발생을 억제하고 압력손실을 방지할 수 있게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(110) : 제1 펌프 (120) : 제2 펌프
(130) : 펌프 하우징 (131) : 유입구
(132) : 토출구 (133,134) : 펌프 설치부
(135) : 흡입유로 (136),(137) : 토출유로
(138) : 원통형 격벽 (141) : 제1 체크밸브
(142) : 제2 체크밸브 (150) : 연결관
(151) : 격벽부 (152) : 가이드부 |
