2. 국내 공중 화장실에서 ‘휴지통 없는 깨끗한 화장실’을 표방하지만, 여전히 변기에는 휴지만 버리라고 권고하고 있다.
이러한 현상의 원인은 펌프에서 발생한다. 오폐수용 펌프가 휴지와 같이 물에 녹고 가벼운 물체는 옮길 수 있지만, 부피와 무게가 나가는 고형물은 이동 중 유로를 막아 펌프의 고장을 유발하기 때문이다.
한국생산기술연구원은 김진혁 박사팀이 중소기업 황해전기와 돌덩이같이 무겁고 부피가 큰 고형물을 옮길 수 있는 ‘단일채널펌프’ 국산화하고, 이러한 문제를 해결할 가능성을 제시했다고 19일 밝혔다.
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이 펌프를 사용하면 양 날개가 맞물리는 구조로 확보할 수 있는 유로의 너비가 넓지 않아 고형물이 걸려 막히는 일이 전체 펌프 고장의 98%를 차지할 정도로 빈번하게 발생한다. 사용전력 대비 효율도 낮았다.
이에 김진혁 박사팀은 황해전기와 ‘단일채널펌프’를 개발했다. 개발한 펌프는 단일 날개구조의 회전체만으로 작동하기 때문에 유로 크기를 최대로 확보할 수 있어 크고, 단단한 고형물까지 통과시킬 수 있다. 여기에 기존 펌프 대비 50% 정도 효율을 높였다.
다만 태생적 비대칭구조에서 오는 심한 진동이 걸림돌로 작용했다. 진동이 지속됨에 따라 파이프 연결 볼트가 풀려 심각한 하자로 이어질 수 있기 때문이다.
연구팀은 비대칭 회전체로도 중심축이 치우치지 않도록 설계를 최적화해 ‘고효율 저유체유발진동 단일채널펌프 설계기술’을 개발했다. 회전하는 힘이 축 방향으로 가해지도록 최적의 수치를 조정했다. 또 회전하는 비대칭 회전체와 물을 모아 내보내는 달팽이관처럼 생긴 구조물인 벌류트의 상호작용에 의한 유체유발진동도 최소화했다.
개발한 펌프는 지난해 12월부터 제주도 상하수도에 실제 펌프를 설치해 현장에서 성능을 인증하고 있다.
펌프는 외산제품과 비교 시 동등한 성능을 갖췄고, 단가는 2~3배 낮췄다. 제품 주문부터 설치까지 한 달 이상 소요되는 외산제품과 달리 일주일이면 납품까지 가능토록 했다.
수중에서 작동하는 펌프의 상시 모니터링시스템으로 사전 고장 예측 진단 기능을 갖춰 A/S 시장에서 활용 가능성도 높였다.
김진혁 박사는 “시행착오 끝에 최적의 설계기법을 개발하고, 황해전기의 제작기술을 활용해 제품 양산까지 가능했다”며 “앞으로 황해전기와 효율이 높고, 원가를 절감할 수 있는 양 날개 대칭구조의 2베인펌프도 개발할 계획”이라고 말했다.
