KR100220408B1 - 온수순환펌프용 스테이터캔 및 그 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러 등의 배관상에 설치되는 온수순환펌프에서 냉각유체 실링구조를 개선하는 온수순환펌프용 스테이터캔 및 그 가공장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 태양은 케이싱(11), 전방공간부(10a), 후방공간부(10b), 로터축(12)의 관통공(12a), 케이싱(11) 순으로 순환되는 온수에 의해 로터(13) 및 스테이터(14)를 냉각시키는 온수순환펌프(10)에 있어서; 상기 전방공간부(10a) 및 후방공간부(10b)를 형성하도록 로터(13)를 수용하면서 스테이터(14)의 기밀을 유지하는 스테이터캔(15)을 장착하되; 상기 스테이터캔(15)은 후방의 개구가 전방의 개구보다 작게 일체로 형성되는 광폭 플랜지붙이 실린더 구조이고, 로터(13) 및 스테이터(14)의 공극부길이(L)에 걸쳐 그 공극부두께(t)가 소재두께(T)보다 작은 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 온수순환펌프의 스테이터캔을 중간부가 얇은 일체형 구조로 개선함으로써, 간단한 구조로 양호한 기밀성을 유지할 수 있어 펌프의 성능, 수명 및 생산성을 향상하는 효과가 있다.

Description

온수순환펌프용 스테이터캔 및 그 가공장치

본 발명은 온수순환펌프에 관한 것으로서, 특히 보일러 등의 배관상에 설치되고 온수를 펌핑하여 순환시키는 온수순환펌프에서 냉각유체 실링구조를 개선하여 성능, 수명 및 생산성을 향상하는 온수순환펌프용 스테이터캔 및 그 가공장치에 관한 것이다.

제1도를 이용하여 설명하면, 온수순환펌프(10)는 유체에 유동 모멘트를 제공하기 위한 임펠러(17)가 장착되는 케이싱(11)과, 그 케이싱(11)의 후방으로 조립되고 임펠러(17)를 회전시키는 구동모터로 대별된다.

케이싱(11)은 임펠러(17)의 입출구측 유체유동을 원활히 형성시키고 유체의 운동에너지를 압력에너지로 변환하도록 볼류트 및 디퓨져가 내부에 형성된다. 임펠러(17)는 로터축(12)상에 장착되고, 로터(13) 및 스테이터(14)사이의 전자기력에 회전된다.

이러한 구성에 의해 로터축(12) 및 임펠러(17)가 회전하면 임펠러(17)중심에는 소정의 진공 압력이 형성되고, 그때의 압력차에 의해 유입된 유체는 임펠러(17)날개의 운동에너지에 의한 원심력을 받아 원주 방향으로 유동하므로 보일러 시스템상에서 온수 순환기능을 수행할 수 있다.

이때, 통상 세라믹 재질 등으로 가공되는 로터축(12)은 그 회전축 방향으로 관통되는 관통공(12a)이 형성된다. 그 관통공(12a)의 일단은 임펠러(17)가 위치하는 케이싱(11)의 내부와 연통되고 타단은 후방공간부(10b)와 연통되어, 케이싱(11)-전방공간부(10a)-후방공간부(10b)-관통공(12a)-케이싱(11)으로 구성되는 외부 공기 및 온수의 순환경로를 형성한다.

순환되는 온수는 로터(13) 및 스테이터(14)로부터 열을 빼앗는 냉각기능을 수행하는데, 냉각능력이 양호해질수록 로터(13) 및 스테이터(14)를 컴팩트한 구조로 제작할 수 있다.

그러나 이러한 냉각기능을 위한 온수가 스테이터(14) 또는 단자대(도시 생략)등에 침투하면 절연성을 해치므로 오히려 펌프의 성능 및 수명을 저하시키는 문제를 초래한다.

이를 방지하기 위해 캔형(can type)펌프를 사용하지만 상하면이 개방되는 실린더형의 캔 구조이므로 역시 O링을 사용하여 상하의 개방부에서 실링하는 것이 보편적이다.

이러한 캔형 펌프에서 실링 수단의 내구력이 펌프의 수명을 좌우하는데, 실링 수단이 진동에 의한 피로하중을 받아 내구력이 약화되는 단점이 있어 실링 수단을 사용하지 않는 구조가 필요하다.

또, 로터(13) 및 스테이터(14)사이의 자기공극을 최대로 줄여주면서 로터축(12)을 견고하게 지지할 수 있어야 한다.

따라서, 본 발명은 보일러 등의 배관상에 설치되고 온수를 펌핑하여 순환시키는 온수순환펌프에서 냉각유체 실링구조가 상기의 설계 조건을 만족시키도록 개선하여 성능, 수명 및 생산성을 향상하는 온수순환펌프용 스테이터캔 및 그 가공장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도면은 본 발명에 따른 한 실시예를 나타내는 것으로서,

제1도는 온수순환펌프의 내부를 스테이터캔의 확대도와 함께 나타내는 구성도.

제2도는 스테이터캔의 가공전 상태를 나타내는 장치 구성도.

제3도는 제2도의 A-A 부분에 대한 단면도.

제4도는 스테이터캔의 가공후 상태를 나타내는 장치 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5 : 캔소재 10 : 온수순환펌프

10a : 전방공간부 10b : 후방공간부

11 : 케이싱 12 : 로터축

12a : 관통공 13 : 로터

14 : 스테이터 15 : 스테이터캔

16 : 베어링 17 : 임펠러

18 : 후단캡 19 : O링

20 : 금형 20a : 테이퍼부

21 : 녹아웃 21a : 공기배출구

22 : 롤러 22a : 챔퍼부

23 : 롤링펀치 24 : 탄성부재

25 : 스트리퍼 26 : 롤러케이지

T : 소재두께 t : 공극부두께

L : 공극부길이

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 케이싱(11), 전방공간부(10a), 후방공간부(10b), 로터축(12)의 관통공(12a), 케이싱(11) 순으로 순환되는 온수에 의해 로터(13) 및 스테이터(14)를 냉각시키는 온수순환펌프(10)에 있어서; 상기 전방공간부(10a) 및 후방공간부(10b)를 형성하도록 로터(13)를 수용하면서 스테이터(14)의 기밀을 유지하는 스테이터캔(15)을 장착하되; 상기 스테이터캔(15)은 후방의 개구가 전방의 개구보다 작게 일체로 형성되는 광폭 플랜지붙이 실린더 구조이고, 로터(13) 및 스테이터(14)의 공극부길이(L)에 걸쳐 그 공극부두께(t)가 소재두께(T)보다 작은 것을 특징으로 하는 온수순환펌프용 스테이터캔을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면은, 소정이 형상으로 가공되어 투입되는 캔소재(5)의 중간 부분을 부분적으로 프레스 포밍하는 장치에 있어서; 다이 역할을 위한 소정의 원통형 공간이 형성되고, 그 원통형 공간의 선단에서 소정의 길이에 걸쳐 테이퍼부(20a)가 형성되는 금형(20); 상기 금형(20)의 원통형 공간 후방으로 탄성부재(24)를 개재하여 미끄럼 운동 가능하게 장착되고, 전후방을 관통하는 공기배출구(21a)를 지니는 녹아웃(21); 상기 금형(20)의 원통형 공간으로 출입되고, 로딩된 캔소재(5)의 중간 부분을 부분적으로 인발시키는 가압 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 온수순환펌프용 스테이터캔 가공장치를 제공한다.

이때, 상기 가압 수단은 가압력과 회전력을 전달받는 원통형 실린더 구조의 롤링펀치(23)와, 상기 롤링펀치(23)의 외주면상에 균등한 간격으로 배치되고 전방의 모서리에 챔퍼부(22a)를 지니는 다수의 롤러(22)와, 상기 각각의 롤러(22)들을 회전가능하게 수용하는 롤러케이징(26)를 포함한다.

[실시예]

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다.

제1도는 온수순환펌프의 내부를 스테이터캔의 확대도와 함께 나타내는 구성도가 도시된다.

본 발명은 케이싱(11), 전방공간부(10a), 후방공간부(10b), 로터축(12)의 관통공(12a), 케이싱(11) 순으로 순환되는 온수에 의해 로터(13) 및 스테이터(14)를 냉각시키는 온수순환펌프(10)에 적용하는데, 상기 전방공간부(10a) 및 후방공간부(10b)를 형성하도록 로터(13)를 수용하면서 스테이터(14)의 기밀을 유지하는 스테이터캔(15)을 장착한다.

전술한 바와 같이 이러한 캔형 펌프에서 실링 수단의 내구력이 펌프의 수명을 좌우하므로 실링 수단이 불필요한 구조와, 로터(13) 및 스테이터(14)사이의 자기공극을 최대로 줄여주는 구조와, 로터축(12)을 견고하게 지지할 수 있는 구조이어야 한다.

본 발명에 따른 스테이터캔(15)은 후방의 개구가 전방의 개구보다 작게 일체로 형성되는 광폭 플랜지붙이 실린더 구조이고, 로터(13) 및 스테이터(14)의 공극부길이(L)에 걸쳐 그 공극부두께(t)가 소재두께(T)보다 작다.

전방의 개구는 크게 하여 로터(13)가 용이하게 장착되도록 하고, 후방의 개구는 작게 하여 후단캡(18)의 O링(19)으로만 실링되도록 한다. 전방에 형성되는 광폭 플랜지는 케이싱(11)의 후면에 형성되는 개구 전체를 막을 수 있도록 한다.

로터(13) 및 스테이터(14)사이의 공극부에서 스테이터캔(15)의 공극부두께(t)는 소재두께(T)보다 작게 하는데, 예컨대 스테이터캔(15)의 재질을 SUS로 하면 소재두께(T)를 1로 하고 공극부두께(t)는 약 0.3로 한다. 공극부길이(L)를 제외한 부분은 소재두께(T)를 유지하므로 로터축(12) 상하에서 베어링(16)을 지지하기 충분하다.

제2도는 스테이터캔의 가공전 상태를 나타내는 장치 구성도가 도시된다.

본 발명의 다른 측면은, 소정의 형상으로 가공되어 투입되는 캔소재(5)의 중간부분을 부분적으로 프레스 포밍하는 장치에 적용되는 바, 금형(20)녹아웃(21)롤러(2)롤링런치(23)탄성부재(24)스트리퍼(25)롤러케이지(26)등으로 구성된다.

본 발명에 따른 금형(20)은 다이 역할을 위한 소정의 원통형 공간이 형성되고, 그 원통형 공간의 선단에서 소정의 길이를 걸쳐 테이퍼부(20a)가 형성된다.

테이퍼부(20a)의 길이는 제1도에서 스테이터캔(15)의 공극부길이(L)보다 약간 길게 하고 표면조도를 극히 양호하게 한다.

또, 본 발명의 녹아웃(21)은 상기 금형(20)의 원통형 공간 후방으로 탄성부재(24)를 개재하여 미끄럼 운동 가능하게 장착되고, 전후방을 관통하는 공기배출구(21a)를 지닌다.

녹아웃(21)의 선단은 1차 드로오잉된 상태인 캔소재(5)를 수용하는 형상을 지니고, 후방은 성형 완료된 제품을 금형(20)으로부터 밀어내기 위한 탄성부재(24)를 수용한다. 이때, 금형(20)의 전방에서 캔소재(5)를 가압하고 해제하는 스트리퍼(25)가 사용된다.

또, 본 발명의 가압 수단은 상기 금형(20)의 원통형 공간으로 출입되고, 로딩된 캔소재(5)의 중간 부분을 부분적으로 인발시키는 바, 제3도와 같이 롤러(22)롤링펀치(23)롤러케이지(26)등으로 구성된다.

제3도는 제2도의 A-A 부분에 대한 단면도가 도시된다.

본 발명에 따른 롤링펀치(23)는 가압력과 회전력을 전달받는 원통형 실린더구조이다. 즉, 통상의 펀치와 달리 회전되면서 전후진 왕복운동 하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 롤러(22)는 상기 롤링펀치(23)의 외주면상에 균등한 간격으로 다수개가 배치되고 전방의 모서리에 챔퍼부(22a)를 지닌다.

이때, 상기 각각의 롤러(22)들은 롤러케이지(26)에 회전 가능하게 수용되는데, 전체의 롤러(22)들이 형성하는 외주면은 금형(20)의 테이퍼부(20a)와 같은 정도의 구배를 지닌다.

이러한 구성에 의한 작동을 살펴보면, 캔소재(5)가 녹아웃(21)에 수용되면서 금형(20)에 로딩되면 스트리퍼(25)가 캔소재(5)를 가압하여 홀드한다. 이때 롤링펀치(23)가 회전하면서 전진하면, 롤러(22)도 회전하면서 그 챔퍼부(22a)가 캔소재(5)를 인장시킨다.

제4도는 스테이터캔의 가공후 상태를 나타내는 장치 구성도가 도시된다.

롤러(22)가 금형(20)의 선단으로부터 공극부길이(L)(제1도)만큼 전진한 다음다시 역회전하면서 후진하면, 압축되었던 탄성부재(24)가 녹아웃(21)을 최초의 위치로 밀어내고 성형 완료된 스테이캔(15)이 언로딩된다.

롤러(22) 자체도 그 길이 방향에 걸쳐 구배를 가지므로 롤링펀치(23)가 후진하기 용이하고, 롤링펀치(23)의 후진시 스테이터캔(15)에 영향을 주지 않고 롤러(22)를 후진시키기도 용이하다.

이때, 스테이터캔(15)은 공극부길이(L)에 걸쳐 소성가공되면서 롤러(22)에 의한 연마 효과도 있으므로 그 표면은 광택이 난다. 별도의 후처리 없어도 양호한 표면조도를 유지하므로 생산성이 향상된다.

또, 공극부길이(L)에서의 표면조도는 매우 중요한 바, 본 발명은 온수순환펌프의 작동중 순환되는 온수에 포함된 이물질이 이 부분에 고착되기 어려우므로 펌프성능 및 수명의 저하도 방지할 수 있다.

한편, 스테이터캔(15)의 재질을 SUS로 하고 소재두께(T)를 1로 하면, 이러한 장치에 의해 공극부두께(t)는 약0.25정도로 가공할 수도 있다.

이후, 제1도에서와 같이, 다단의 실린더 형상으로 가공되는 스테이터캔(15)을 로터(13) 및 스테이터(14)사이에 설치한다. 스테이터캔(15)은 그 내부에서 로터축(12)에 의해 구분되는 전방공간부(10a) 및 후방공간부(10b)를 형성하고, 스테이터(14)가 기밀을 유지하며 지지하도록 하는 역할과 로터축(12)이 베어링(16)을 개재하여 회전가능하게 지지되도록 하는 역할을 수행할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 온수순환펌프용 스테이터캔 및 그 가공장치는 보일러 등의 배관상에 설치되는 온수순환펌프에서 스테이터캔의 구조를 개선함으로써, 간단한 구조로 양호한 기밀성을 유지할 수 있어 펌프의 성능, 수명 및 생산성을 향상하는 효과가 있다.

본 발명은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

Claims (3)

1. 케이싱(11), 전방공간부(10a), 후방공간부(10b), 로터축(12)의 관통공(12a), 케이싱(11) 순으로 순환되는 온수에 의해 로터(13) 및 스테이터(14)를 냉각시키는 온수순환펌프(10)에 있어서; 상기 전방공간부(10a) 및 후방공간부(10b)를 형성하도록 로터(13)를 수용하면서 스테이터(14)의 기밀을 유지하는 스테이터캔(15)을 장착하되; 상기 스테이터캔(15)은 후방의 개구가 전방의 개구보다 작게 일체로 형성되는 광폭 플랜지붙이 실린더 구조이고, 로터(13) 및 스테이터(14)의 공극부길이(L)에 걸쳐 그 공극부두께(t)가 소재두께(T)보다 작은 것을 특징으로 하는 온수순환펌프용 스테이터캔.
2. 소정의 형상으로 가공되어 투입되는 캔소재(5)의 중간 부분을 부분적으로 프레스 포밍하는 장치에 있어서; 다이 역할을 위한 소정의 원통형 공간이 형성되고, 그 원통형 공간의 선단에서 소정의 길이에 걸쳐 테이퍼부(20a)가 형성되는 금형(20); 상기 금형(20)의 원통형 공간 후방으로 탄성부재(24)를 개재하여 미끄럼 운동 가능하게 장착되고, 전후방을 관통하는 공기배출구(21a)를 지니는 녹아웃(21); 상기 금형(20)의 원통형 공간으로 출입되고, 로딩된 캔소재(5)의 중간 부분을 부분적으로 인발시키는 가압 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 온수순환펌프용 스테이터캔 가공장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 가압 수단은 가압력과 회전력을 전달받는 원통형 실린더 구조의 롤링펀치(23)와, 상기 롤링펀치(23)의 외주면상에 균등한 간격으로 배치되고 전방의 모서리에 챔버부(22a)를 지니는 다수의 롤러(22)와, 상기 각각의 롤러(22)들을 회전 가능하게 수용하는 롤러케이지(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수순환펌프용 스테이터캔 가공장치.