수동 펌프

Hand pump
이 기사는 물과 공기 펌프에 관한 것입니다.맥주 분사 장치는 맥주 엔진을 참조하십시오.
피처 펌프의 단면 및 상세
흡입 핸드 펌프의 애니메이션.피스톤의 업 스트로크 시 풋 밸브가 열리고 흡입 시 펌프 헤드로 물이 유입됩니다.피스톤의 다음 다운 스트로크에서 피스톤의 밸브가 열리고 피스톤 위로 물이 흐를 수 있습니다.피스톤의 연속적인 업 스트로크가 발생하면 물이 출구 밖으로 밀려 나옵니다.
벨기에의 시골 촌뜨기.
유량 변화를 부드럽게 하기 위한 공기실이 있는 수동식 힘 펌프

수동 펌프는 수동으로 작동하는 펌프입니다. 사람의 힘과 기계적 이점(Se Hole)을 사용하여 유체 또는 공기를 한 곳에서 다른 곳으로 이동합니다.그것들은 세계 모든 나라에서 다양한 산업, 해양, 관개 및 여가 활동에 널리 사용되고 있습니다.다양한 유형의 핸드 펌프를 사용할 수 있으며, 주로 피스톤, 다이어프램 또는 로터리 베인 원리로 작동하며 반대 방향으로 작동하는 챔버 입구 및 출구 포트에 체크 밸브가 있습니다.대부분의 수동 펌프는 피스톤 펌프 또는 플런저 펌프이며 양의 [1]배수량입니다.

핸드 펌프는 개발 도상국에서 일반적으로 지역사회의 물 공급과 자가 공급을 위해 사용되며 시추공 또는 핸드 더그 웰에 설치할 수 있습니다.

역사

타콜라가 그린 유럽 최초의 피스톤 펌프 그림, c.1450.[2]
방글라데시 코밀라에 있는 검티강에서 펌프로 직접 추출하여 관개 작업을 진행하고 있습니다.

한때 전 세계적으로 흔한 펌프 중 하나는 수동식 워터 펌프, 즉 '피처 펌프'였다.그것은 보통 수도관 설치 이전 며칠 동안 지역 우물 위에 설치되었다.

영국과 아일랜드의 일부에서는 종종 그것을 교구 펌프라고 불렀다.이러한 커뮤니티 펌프는 더 이상 일반적이지 않지만, 사람들은 여전히 지역 관심사가 [3]논의되는 장소나 포럼을 묘사하기 위해 교구 펌프를 사용했다.

피처 펌프의 물은 토양에서 직접 흡입되기 때문에 오염되기 쉽습니다.이러한 물을 여과 및 정제하지 않으면 섭취하면 위장이나 다른 수인성 질환으로 이어질 수 있다.악명 높은 사례는 1854년 브로드 스트리트 콜레라 사태이다.그 당시에는 콜레라가 어떻게 전염되는지는 알려지지 않았지만, 의사 존 스노우는 오염된 물을 의심했고 그가 의심했던 공중 펌프의 손잡이를 제거했다; 그리고 나서 발병은 가라앉았다.

최신 수작업 지역사회 펌프는 자원이 부족한 환경(종종 개발도상국 시골 지역)에서 안전한 물 공급을 위한 가장 지속 가능한 저비용 옵션으로 간주된다.수동 펌프는 종종 오염되지 않는 깊은 지하수에 접근할 수 있게 하고 오염된 양동이로부터 수원을 보호함으로써 우물의 안전을 향상시킵니다.Afridev 펌프와 같은 펌프는 제작 및 설치가 저렴하고 간단한 부품으로 유지보수가 용이하도록 설계되었습니다.그러나 아프리카 일부 지역에서 이러한 유형의 펌프에 대한 예비 부품의 부족은 이러한 영역에 대한 효용을 감소시켰다.

종류들

흡입 및 리프트 핸드 펌프

유체를 펌핑할 때 석션과 리프트는 중요한 고려 사항입니다.흡입은 펌핑할 오일과 펌프 중앙 사이의 수직 거리이며, 리프트는 펌프와 공급 [4]지점 사이의 수직 거리입니다.수동 펌프가 흡입하는 깊이는 대기압에 의해 작동 깊이가 7m [5]미만으로 제한됩니다.핸드 펌프가 들어올리는 높이는 펌프와 작업자가 공급 파이프의 중량을 들어올리는 능력에 따라 결정됩니다.따라서 동일한 펌프와 작업자가 더 큰 직경의 파이프보다 더 작은 직경의 파이프로 더 큰 리프트를 얻을 수 있습니다.

물을 공급하기 위해 얕은 지하수원에서 물을 끌어오는 데 사용하는 것 외에도, 19세기 후반에 낮은 양력과 높은 송출력을 가진 다른 형태의 수력 흡입 펌프가 개발되어 선박의 빌지 펌프(소형 해안 선박용)와 건설 현장 도급업자의 펌프로 사용되었습니다.그것은 홍수 [6]펌프라고 알려져 있었다.1880년대 후반부터 20세기 초반까지 이 제품을 도해한 제조업체는 굴드 제조 회사입니다.[7]

강제 펌프

흡입 또는 리프트 펌프가 효과적으로 작동할 수 있는 높이(약 7m) 이상으로 물을 올리거나 소방 호스를 통해 강한 힘으로 노즐을 빠져나갈 수 있도록 압력을 높여야 하는 경우에는 강제 펌프를 사용할 수 있다.흡입 펌프의 경우와 마찬가지로 수동 형태에서는 작업자가 핸들을 펌핑합니다.그러나 다른 점은 물이 하부 밸브를 통해 흡입된 후(핸들에 부착된 피스톤을 올린 결과), 배출 수단은 메인 실린더 측면에 있는 파이프 또는 노즐을 통해 배출된다는 것입니다.물은 하부 밸브 위로 끌어올려진 후 다음 [8]스트로크 시 피스톤 또는 플런저가 다시 아래로 밀리면 출구 밖으로 밀려납니다.

시폰

가장 간단한 사이펀(또는 사이폰)은 구부러진 튜브로, 한쪽 끝은 물에 넣고 다른 끝은 물을 받기 위해 용기에 넣습니다.수령 선박은 공급 [9]선박보다 낮은 레벨에 있어야 합니다.물은 항상 가장 낮은 수위를 찾으려 할 것이다.이 원리를 사용하여 양 끝에 플랩 밸브가 있는 플라스틱 또는 고무 전구가 있는 매우 간단한 펌프를 사용하여 연료 또는 물 캔을 탱크에 비웁니다.전구가 가득 차면 오일은 더 이상 힘을 주지 않고 더 높은 용기에서 낮은 용기로 흐릅니다.많은 핸드 펌프는 오일이 흐르는 방향으로 흐를 수 있도록 하며 다이어프램 펌프는 특히 이 작업에 능숙합니다.따라서 레벨이 올바른 곳에서는 수영장 등의 대량의 액체를 매우 적은 노력으로 비울 수 있으며 고가의 에너지 사용도 없습니다.

체인 펌프

체인 펌프는 일련의 디스크를 물속으로 내려온 후 튜브 안으로 올라가 많은 양의 물을 운반하는 끝없는 체인으로 만들어집니다.그것들은 단순하게 만들어진 오래된 수력 펌프 기술입니다[10]. 18세기에 그것들은 배의 빌지 [11]펌프로 사용되었습니다.

다이렉트

직접 작동 수동 펌프에는 사용자가 직접 위아래로 이동하여 물을 배출하는 펌핑 로드가 있습니다.직접 작동 핸드펌프는 설치 및 유지보수가 용이하지만 사람이 물리적으로 들어 올릴 수 있는 최대 15m의 물기둥으로 제한됩니다.직동 펌프의 예로는 캔지[12] 펌프와 EMAS [13]펌프가 있습니다.

깊은 우물

딥웰 핸드 펌프는 15m 이상의 높은 리프트에 사용된다.물기둥의 무게는 너무 커서 직접 들어올릴 수 없으며 레버나 플라이휠과 같은 어떤 형태의 기계적 어드밴티지 시스템이 사용됩니다.하이 리프트 펌프는 추가적인 스트레스에 대처하기 위해 더 강하고 튼튼해야 합니다.딥웰 핸드 펌프의 설치, 유지보수 및 수리는 다른 핸드 펌프보다 복잡합니다.

딥웰 핸드 펌프는 이론적으로 물을 추출할 수 있는 한계가 없다.실제로, 깊이는 인간이 물기둥을 들어올릴 때 발휘할 수 있는 물리적 힘에 의해 제한되며, 이는 약 30m이다.

다이어프램

다이어프램 펌프는 당김봉이 없어 상대적으로 펌핑이 약하고 내식성이 뛰어나다는 장점이 있습니다.단점은 특정 길이의 튜브와 고품질 고무 다이어프램이 필요하다는 것입니다. 이 경우 비용이 많이 들고 다이어프램을 변형하는 데 필요한 추가 작업으로 인해 상대적으로 비효율적입니다.

고무 다이아프램은 결국 누출되므로 교체해야 합니다.이는 대개 복잡하고 비용이 많이 들기 때문에 가난한 시골 지역에서 작동 중인 다이어프램 펌프는 다이어프램이 마모되면 폐기되는 경우가 많습니다.

진행성 충치

프로그레시브 캐비티 펌프는 이중 나선형 스테이터에 삽입된 단일 나선형 로터로 구성됩니다.로터가 회전함에 따라 스테이터의 공극이 회전축을 따라 위쪽으로 나합됩니다.누진식 캐비티 펌프는 기어링 메커니즘이 복잡할 수 있으며 현지 펌프 기술자가 유지 보수 및 수리하기 어렵습니다.

로프 및 워셔 펌프는 진행형 캐비티 핸드 펌프의 한 종류입니다.

양력 범위

다양한 유형의 핸드 펌프의 리프트 범위는 [14][15]다음과 같습니다.

유형 범위
흡입 펌프 0 ~ 7 m
저리프트 펌프 0 ~ 15 m
다이렉트 액션 펌프 0 ~ 15 m
중간 리프트 펌프 0 ~ 25 미터
하이 리프트 펌프 0 ~ 45 m 이상

수동 펌프 및 깨끗한 물 접근

A young woman pumps water from a handpump in her village.
마을 펌프는 안전한 식수를 공급할 수 있다.

2002년 11월, 유엔 경제, 사회 및 문화 권리 위원회는 깨끗하고 안전한 물에 대한 접근이 물을 경제 상품으로 분류하는 것을 넘어섰다고 주장했다.위원회는 가정용과 개인용 모두 깨끗한 물을 충분히 이용할 수 있는 기본권을 강조했다."인간의 물 권리는 [16]인간의 존엄한 삶을 영위하기 위해 필수적이다."이를 염두에 두고 말레이시아의 GOAZ Development에서 생산되는 물펌프 제조업체는 정부, 비정부기구, 여성단체, 커뮤니티 단체 및 지하수 [14]접근 개발에 관심이 있는 기타 다양한 유형의 조직 등 다양한 잠재 고객을 보유하고 있다.

마을 단위 운영 및 유지관리

VLOM은 마을 수준의 운영과 유지보수를 의미하며 UNDP와 세계은행 농촌 급수 핸드펌프 프로젝트에서 처음 사용된 용어이다.이 프로젝트는 1981년부터 1991년까지 진행되었으며 수동 펌프 시스템의 가용성과 유지보수를 연구하였다.실험실에서 40종의 핸드펌프를 분석하였고, 현장에서 2700대의 핸드펌프의 성능을 분석하였다.연구는 중앙집중식 유지보수가 핸드펌프 프로그램의 많은 문제의 원인이며 마을 차원의 유지보수가 [1]최선이라는 것을 밝혀냈다.

VLOM 개념은 처음에 하드웨어에 적용되었으며, 다음과 같은 목표를 가지고 있습니다. 마을 근로자에 의한 유지보수 가능성, 예비 부품의 가용성을 보장하기 위해 국내에서 제조된 예비 부품, 현장에서 사용할 수 있는 내구성 및 비용 효율입니다.시간이 지남에 따라 유지보수 관리가 더욱 강조되었습니다.따라서 "M"은 "유지관리"를 나타내게 되었다.따라서 VLOM [1]개념에서는 커뮤니티의 서비스 선택, 서비스 제공자, 펌프 관리자에 대한 커뮤니티의 재정적 책임성이 더욱 중요해지고 있습니다.

Skat의 [17]Swiss Centre Resource Center and Consultancies for Development는 농촌 급수 네트워크[18](RWSN) 사무국의 호스트로서 핸드 펌프 개발을 위한 설계 및 지원 구조 작업을 계속하고 있습니다.

수동 펌프 개발 프로젝트

핸드 펌프의 많은 문제를 강조하는 은행 자금 지원 프로젝트의 예는 1992년 말리 농촌 공급 프로젝트이다.이 프로젝트는 약 230개의 시골 마을들을 가뭄 기간으로 이끌었고, 228,000명의 사람들이 안전한 [19]물에 접근했다.이 프로젝트는 마을에 펌프 유지에 대한 책임을 지려는 시도에서 주목할 만하다.펌프의 복잡성은 이러한 종류의 모든 프로그램에 있어 근본적인 문제이며,[19] 또한 마을의 수요가 많은 펌프의 품질도 문제입니다.1994년 아프리카 핸드펌프의 내구성에 관한 연구(은행 자금 지원)에 따르면 핸드펌프의 41~51%만이 여전히 [19]작동하고 있는 것으로 나타났다.말리 농촌 공급 프로젝트는 다음과 같은 작업을 수행함으로써 수동 펌프의 수명에 긍정적인 영향을 미쳤다. 즉, 예비 부품의 지역 창고 설립, 펌프 유지에 대한 개인 교육, 프로젝트 관계자의 검사 일정 수립, 지방 위원회 구성 및 자원자 모집이다.

개도국에서는 전통적인 방법과는 달리 핸드 펌프의 이점에 많은 주의를 기울였다.지하수에 의존하는 지역이나 시추공이나 우물에서는 양동이와 로프 시스템을 사용하는 것은 위생적인 문제가 있다.양동이 및 로프 시스템은 커버 슬래브와 호환되지 않으므로 지하수 오염을 방지할 수 있습니다.또한 손을 씻지 않으면 버킷과 로프가 오염될 수 있습니다.수동 펌프는 이러한 문제를 방지하므로 [1]더 바람직합니다.

하지만, 마을 사람들은 이 프로젝트를 진행하는 동안 전통적인 물 모으기 방법을 사용하는 것을 멈추지 않았다.비가 마을 사람들에게 얕은 수원을 제공했을 때 특히 그랬다.이러한 얕은 우물은 종종 수동 펌프를 사용하는 우물보다 접근하기가 더 쉬웠다.지표수 근처를 이용하거나 수동 펌프를 이용할 수 있는 선택지에 직면했을 [19]때, 많은 마을 사람들은 전자를 선택했다.

또한 동물 오염과 지하수와 지표수의 혼합은 하위 [19]위생의 요소였다.

이 프로젝트에 직면한 또 다른 문제는 펌프가 1인당 하루에 최대 20리터의 물만 공급할 수 있다는 사실로, 비현실적인 물 [19]회수 작업이 필요했다는 것이다.게다가 많은 창고들이 기증받은 재고가 바닥나자 지원을 철회했고, 컨설턴트에게 주어졌던 계약도 결국 종료되었고, 유지보수도 [19]높은 기준에 미치지 못했다.

2008년 6월 세계은행이 실시한 연구, 인도의 농촌 급수 계획의 효과 검토에 따르면, 약 45%의 농촌 배관 프로젝트가 예정된 유지 보수 대신 고장 유지 보수에 초점을 맞추고 있는 것으로 나타났습니다.또,[20] 약 20%가 「중대 또는 다소 심각한 정비 소홀」이라고 보고되고 있다.

농촌 개발 지역에서의 핸드 펌프 가격

개발 도상국에서 핸드 펌프를 사용하는 프로젝트가 저렴한 대안인지 여부는 누가 또는 어떤 기관이 비용을 지불하느냐에 따라 확실히 달라진다.그러나 1992년 에티오피아 원조 프로젝트의 예는 이 [21]사업에서 이익을 얻는 현지인들에게 비용이 얼마나 들 것인지를 보여준다.이 예는 남부 시골의 고립된 시골 지역사회와 관련되어 있습니다.

165대의 Afridevs 핸드 펌프는 인도에서 수입되었습니다.개당 약 700달러의 비용이 소요되며, 여기에는 청소, 운송, 설치가 포함됩니다.이 펌프는 각각 약 55가구에 공급된다.당시 세계은행은 에티오피아의 1인당 평균소득을 120달러로 설정했다.Waterloo 대학의 연구자들에 의해 처음 생산되고 Malaya 대학에서 개량된 핸드 펌프는 부품에 대한 현지 접근을 염두에 두고 설계되었습니다.유지보수를 위해 닭 지방으로 덮인 밧줄이나 가죽 벨트와 같이 쉽게 구할 수 있는 재료를 사용할 수 있습니다.GOAZ Development는 이 펌프를 160달러에서 300달러에 판매하고 있습니다.따라서 연간 수입의 11%가 깨끗한 물을 얻는 데 쓰인다.이는 세계은행이 제시한 5%의 두 배가 넘는 금액이다.[21]

갤러리

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c d "Handpumps". WaterAid. Retrieved 1 November 2010.
  2. ^ Hill, Donald Routledge (1996). A History of Engineering in Classical and Medieval Times. London: Routledge. p. 143. ISBN 978-0-415-15291-4.
  3. ^ "Online Dictionary – Parish Pump". Retrieved 22 November 2010.
  4. ^ Greenhill, Alfred G. (1894). A Treatise on Hydrostatics. London: Macmillan and Co. p. 363.
  5. ^ "Water lifting devices". Fao.org. Retrieved 31 December 2013.
  6. ^ Oertling, Thomas J. (1996). Ships' bilge pumps: a history of their development, 1500-1900 (1st ed.). College Station, TX: Texas A&M University Press. p. 74. ISBN 9780890967225.
  7. ^ Catalogue 'A' of Pumps and Hydraulic Machinery. Seneca, NY: The Goulds Manufacturing Co. 1900. p. 146. hdl:2027/nyp.33433066398425.
  8. ^ Merchant, F.W.; Chant, C.A. (1911). The Ontario High School Physics. Toronto: Copp, Clark Co. Ltd. p. 127.
  9. ^ Bale, M. Powis (1901). Pumps and Pumping (4th ed.). London: Crosby, Lockwood & Son. p. 46.
  10. ^ Bale, M. Powis (1901). Pumps and Pumping (4th ed.). London: Crosby, Lockwood & Son. p. 45.
  11. ^ Oertling, Thomas J. (1982). "The chain pump: an 18th century example". International Journal of Nautical Archaeology. 11 (2): 113–124. doi:10.1111/j.1095-9270.1982.tb00066.x.
  12. ^ "Implementation • Handpump Technology - Rural Water Supply Network".
  13. ^ "Implementation • Handpump Technology - Rural Water Supply Network".
  14. ^ a b "The PVC Handpump: International Development Research Centre". Idrc.ca. Archived from the original on 1 February 2011. Retrieved 1 November 2010.
  15. ^ "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 3 June 2016. Retrieved 10 January 2017.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  16. ^ "Powered by Google Docs". Retrieved 1 November 2010.
  17. ^ skat.ch
  18. ^ rural-water-supply.net
  19. ^ a b c d e f g 세계은행, 운영평가부:농촌 용수 시스템 유지:말리 사건, 1997년 가을, 2011년 4월 25일 회수
  20. ^ World Bank Group. "World Bank Document". Archived from the original on 15 July 2012. Retrieved 1 November 2010.
  21. ^ a b "Handpumps". Handpump.org. Archived from the original on 10 September 2010. Retrieved 1 November 2010.