펌프용 배관

10. 펌프용 배관

10.1 흡입관

  흡입관의 배관 계획에 있어서는 다음과 같은 점에 주의해야 한다. 펌프의 인입구에서 폄류나 선회류가 생기지 못하게 한다. 관의 길이는 될수록 짧게, 곡관을 수는 되도록 적게 손실 수두도 적게 해야 한다. 배관은 공기가 모이지 아니하도록 펌프를 향하여 약 1/50 정도 상향구매로 되게 하되 공기가 모이는 부분에는 흡기가 가능하게 해야 한다. 관내의 압력은 보통 대기압 이하가 되므로 공기가 외부로 새지 않는 관이음 방법을 선택해야 한다.. 흡입관 끝에 스트레이너 또는 Foot Valve를 붙일 때에는 청소를 할 수 있는 구조로 해야 한다.

 

10.2 토출관

  관경과 유속은 펌프의 토출 구경은 펌프의 효율과 경제성을 기준으로 정해야 하며 관경을 펌프의 토출구경에 맞출 필요는 없다. 관이 길 경우의 경제적인 관경은 펌프, 전동기, Valve, 관 재료 등의 가격과 설치비, 토목공사비, 금리 등 설비비와 동력비, 유지관리비 등을 고려하여 정해야 한다. 일반적으로 관내 유속은 소구 경관이 1~2m/sec,1~2m/sec, 대구경관은 1.5~3.0m/sec 정도가 보통이며, 유속을 증가해도 6m/sec를 넘지 않도록 하는 것이 좋다. 토출관 끝은 저 양정 펌프일 경우, 토출관의 끝은 수면이하의 위치에서 수평으로 설치하는 것이 좋다. 펌프의 설치위치가 토출 수면보다 높을 경우에도 관 끝이 토출 수면하에 있도록 토출관을 아래쪽으로 굽혀 Syphon 배관으로 한다. 단, 소형의 와권펌프로서, 토출 측의 압력수를 이용하여 Staffing Box-Packing 상자의 봉수가 되어 있고, 토출 Valve가 없을 때 방류관의 개구부를 펌프 중심에서부터 500mm 이상 높여 운전 중에 펌프 내부에 압력을 갖게 하고, Packing Box의 봉수를 완전하게 할 필요가 있다. 공기관은 토출관의 상부가 흡입 수면보다 10m10m 이상 높게 있을 때는 관 끝에 역류방지 Valve를 붙여 정전 시에Sluice Valve를 닫지 않고도 펌프가 정지할 때, 송수관 위쪽에 생기는 진공부에 공기관을 붙여두면, 정전시에 이 부분의 압력이 내리려고 할 때 공기가 흡입되어 막게 되는 것이다. 또, 이렇게 함으로써 역류 바지Valve를 닫을 EO 충격도 완화되므로 토출관이 긴 경우에 공기관을 붙여 두는 것이 좋다. 특히 공기관을 붙일 때에는Sluice Valve를 닫지 않고 정지하였을 경우, 토출 곤내의 물이 역류라 여 흡수 조로 돌아갈 때 펌프와 원동기가 역전해도 무방한 구조로 하여야 하며, 이 때 흡수 조도 넘지 않는 용량의 것으로 하여야 한다. 거치를 쉽게 하는 요령은 여러 대의 펌프 토출관을 한 개의 송수관으로 묶어 설치하고자 할 때, 개개의 기성관을 짜임새 있게 매설하기는 대단히 어려우므로 현지에서 Flange를 용접하여 붙이든가 혹은 신축관을 사용하여 조절하도록 기장 계획을 세워야 한다.. 이러한 계획은 장래의 증설 예정이 있거나 흡입, 토출배관을 먼저 부설하거나 할 때에도 고려할 필요가 있다.

 

10.3 관의지지

  배관에 있어서 관이 유체로부터 받는 힘이나 자중을 지지하기에 적당한 위치에 지지대를 설치할 필요가 있다. 수평관의 지지대는 만수 시에 관이 휘지 아니할 적당한 간격을 두어야 한다. 사면의 배관에서는 관의 축방향에 분력이 생기므로 지지뿐만 아니라 관 축방향에 대한 미끄럼을 멈추게 하는 것도 도려하지 않으면 안 된다.. 어느 경우를 막론하고 관로가 길 때에는 온도 변화에 다른 배관의 신축을 고려하여 적당한 개소에 신축관을 사용하고 고정이 필요할 때에는 관 축방향으로 앵커블록 또는 링 가이더 같은 것을 쓰며, 중량을 지탱하여야 하는 관의 신축에 있어서는 미끄러질 수 있는 지지대가 있어야 한다. 긴 수직관은 곤이 진동이나 구부림 응력을 받지 않도록 중간의 적당한 위치에 진동 멈춤이 필요하고 또 곡관부, Valve의 전후 및 관 끝쪽은 관이 유체에서 아래와 같은 힘을 받으므로 이 힘의 지지를 미리 고려할 필요가 있다. 곡관부의 지지는 곡관의 지지대가 받는 힘은 관의 중량 외에도 흐름이 방향 변화가 있는 까닭에 많은 힘을 받게 된다.

 

10.4 관 이음

  고정이음에는 나사 이음, Flange이음, 용접 이음의 세 가지 방법이 있다. 나사이음은 펌프 배관에서 대게 160 이하의 소형경관의 보조 배관에 주로 사용된다. 이음에 있어서는 배관용, 가단주철이음, 엘보, 십자 소켓, 밴드, 유니온, 니플, 푸시 및 이경 이음 등이 쓰이고,, 이들의 이음은 상용 압력에 견디게 해야 한다. 중구 경관이나 대구경관에는 주로 Flange이음, 고온고압용에서는 용접 이음 방법이 채택된다. 가스켓은 상온용으로는 연질 고무판, 헝곂을 넣은 고무판, 테프론지 등이 사용된다. 신축이음, 가요 이음은 온도 변화에 의한 관의 신축을 막고 지중의 매설관 등은 지반의 부등침하가 있어도 이를 보호할 수 있어야 한다. 설치하기가 어렵거나 제작상의 오차가 있을 때 이를 수정하거나 방지할 수 있어야 하며 펌프나 Valve 또는 관 자신을 설치 후에 분리하는데 쉽도록 하기 위하고 소형의 펌프로서 설치 바닥 상면으로 펌프나 원동기에서 나오는 진동을 전하지 않도록 방진 지지구조로 할 때 배관에 전해오는 진동을 흡수 등의 목적으로 형식이 쓰인다..

 

10.5 흡수 조

  펌프의 흡수 조와 흡수 조 부근의 도수로 형태, 치수의 양부는 펌프의 성능이나 운전 상태에 직접 영향을 준다. 특히 입출류, 사류 펌프와 같은 흡입관 끝에 가까이 임펠러가 있는 것에 있어서는 영향이 터 크다. 즉, 나쁜 흡수 조에서는 조네에서 거품이 생기고, 펌프 흡입관에 선회류가 생겨 펌프의 성능이 변하거나, 펌프 흡입관에서 공기가 흡입되어 소음, 진동이 발생하는 경우도 있다. 와류를 막기 위해서는 다음과 같은 점에 주의하여야 한다. 도수로는 흡수 조를 향해 흐름이 급한 방향 변화, 혹은 현저한 유속 변화가 일어나지 않는 형으로 한다. 흡입관의 하류 축에 맞먹는 벽과 흡입관과의 거리는 필요 이상으로 크지 않게 하며, 이 거리가 크면 이 부분에서 와권이 생기기 쉬워 오히려 작은 편이 좋다. 흡입과 끝에는 반드시 Bell mouth를 달고, bell mouth 하단 최저 흡수면에서의 잠기는 깊이 S를 충분히 크게 잡고, 한편으로 Bell mouth의 상단에서 흡수 조 저면까지의 거리를 너무 크게 하지 않도록 한다. 흡수 조의 보통 기온형은 흡수 조네의 유속의 0.3m/sec 이하로 하는 것이 좋다. 하나의 흡수 조네에 여러 개의 흡입관을 서치 할 때에는 어느 흡입관의 후류가 다른 흡입관에 들어가지 아니하도록 배치하여야 하며, 흡입관이 서로 간섭하지 않게 계획하여야 한다.

 

10.6 토출 조

  물이 토출관 내의 유속으로 토출 조에 토출 되면,, 관내 유속에 상당한 속도 수두가 그대로 Energy 손실이 된다. 저양 정 펌프에 있어서는 실양정에 대한 속도 수두의 균형 정도가 크고, 토출 유속의 대소가 양수 효율의 양부에 영향을 미치게 되므로 토출관 끝에는 넓어진 관을 설치하여 유속을 차츰 떨어트려 속도 에너지의 회스를 하도록 하는 것이 좋다. 토출관 끝의 수몰 치수는 SyphonSyphon 배관일 때 특히 중요하며, 공기를 흡입하지 않도록 최저수위에 대하여 적어도 20cm 이상으로 할 필요가 있다. 또 관 끝의 방향은 수평이 좋고 거기에다 수류가 토출 조 바닥이나 측벽에 충격을 주지 않도록 계획해야 한다. 토출 수로 역시 급격한 방향 변화나 심한 유속 변화를 피하지 않으면 토출 된 물이 물결이 생겨 손실을 더하게 된다.