KR100345412B1 - 급수용 소형 자동 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고가 수조에 의한 낙차압 방식으로 물을 공급받는 저압세대의 급수용으로 적합한 급수용 소형 자동 펌프에 관한 것으로서, 회전축(150)에 회전력을 발생하는 모터(100); 상기 회전축의 단부에 장착되어 와류를 발생하는 임펠러(impeller)(200); 상기 임펠러(200)의 회전에 의한 와류를 유지하되, 그 임펠러(200)의 회전중심의 상부 및 측부에 각각 입수구(321)와 출수구(322)를 가진 와실(320)과, 상기 회전중심에 대하여 상기 출수구(322)의 상대방향으로 상기 입수구(321)가 연장되어 형성된 입수통로부(323)와, 상기 입수통로부(323)의 측면에 형성된 센서 장착홈(324)을 구비하는 펌프 하우징(300); 상기 센서 장착홈(324)에 착탈가능하도록 장착되어 유체 흐름을 감지하는 센서장치(400); 및 상기 감지된 유체흐름에 의거하여 상기 모터(500)의 구동을 제어하는 제어장치(500)를 포함하여 구성되어, 기존의 압력식 자동 펌프에 비해 소형,경량화, 저소음 및 저가격화 되고, 상기 센서장치의 고장시 교체가 용이하며, 기존의 소형 순환원심펌프 비교하여 동일크기에서 더 강한 압력을 제공함으로써, 저압세대의 급수용으로 설치, 사용하기에 매우 적합함은 물론, 가압용으로도 사용가능한 유용한 발명인 것이다.

Description

급수용 소형 자동 펌프{A small automatic pump for supplying water}

본 발명은 급수용 소형 자동 펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고가 수조에 의한 낙차압 방식으로 물을 공급받는 저압세대의 급수용으로 적합한 급수용 소형 자동 펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 다층형 건물에는 옥상에 고가 수조를 설치하고, 그 수조에 대용량 압력식 자동 펌프을 이용하여 물을 채운 다음, 낙차압 방식으로 각 세대에 물이 공급되도록 하고 있으나, 옥상과 가까운 층은 상기 수조로부터의 낙차압이 작기 때문에 급수가 제대로 되지 않는 문제가 있었다.

따라서, 상기와 같은 저압층의 저압세대는 충분한 급수를 위하여 각 세대별 급수 주배관에 압력식 자동 펌프를 설치하여 사용하고 있는 실정이나, 상기 압력식 자동 펌프는 압력탱크, 압력센서, 연결구, 체크밸브 등이 조립되어 많은 고장 발생 원인이 내재되어 있고, 각 세대별 배관용으로 설치하기에는 그 크기가 커서 설치상 불편함이 따르며, 소음이 심하기 때문에, 상기 압력식 자동 펌프를 가정용 급수 펌프로 사용하기에는 적합치 않은 문제가 있었다.

한편, 종래의 소형 순환 원심 펌프의 경우, 그 크기가 작기는 하지만 압력이 약 0.3kg/cm³- 0.5kg/cm³(3m-5m 수두) 정도로 작기 때문에, 낙차압으로 물을 공급받는 저압세대에 충분한 급수를 제공할 수 없을 뿐만아니라, 상기와 같은 저압세대에 충분한 급수를 제공하기 위해서는 약 1kg/cm³(10m 수두) 정도의 압력이 요구되는 데, 이 정도의 압력을 위해서는 고가형 및 중형 또는 정량형 펌프를 사용해야 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 그 목적은 소형이면서 낙차압으로 물을 공급받는 저압세대에 충분한 급수를 자동으로 제공할 수 있도록 함은 물론, 가압용으로도 사용할 수 있도록 된 급수용 자동 펌프를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 급수용 소형 자동 펌프의 단면도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 모터 110 : 모터 프레임

121.122 : 모터 선·후단 커버 130 : 고정자 권선

140 : 베어링 150 : 회전축

160 : 회전자 200 : 임펠러

300 : 펌프 하우징 310 : 와실 커버

311 : 와실 하부벽 320 : 와실

321 : 와실 입수구 322 : 출수구

323 : 입수통로 324 : 센서 장착홈

325 : 입수구 330 : 돌출부

400 : 센서 장치 410 : 센서 하우징

411 : 관통구멍 420 : 회전핀

430 : 스프링 440 : 자성편

450 : 스위치 접점부 460 : 센서회로부

470 : 신호선 500 : 제어장치

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 급수용 자동 펌프는, 회전축에 회전력을 발생하는 모터; 상기 회전축의 단부에 장착되어 와류를 발생하는 임펠러(impeller); 상기 임펠러의 회전에 의한 와류를 유지하되, 그 임펠러 회전 중심의 상부 및 회전 방향의 측부에 각각 입수구와 출수구를 가진 와실과, 상기 회전중심에 대하여 상기 출수구의 상대방향으로 상기 입수구가 연장되어 형성된 입수통로부와, 상기 입수통로부의 측면에 형성된 센서 장착홈을 구비하는 펌프 하우징; 상기 센서 장착홈에 장착되어 유체 흐름을 감지하는 감지수단; 및 상기 감지된 유체흐름에 의거하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되며, 특히 상기 감지수단은 상기 입수통로와 통하는 관통구멍을 가진 센서 하우징과, 상기 센서 하우징내에 설치되어 유체 흐름을 감지하는 센서로 구성되되, 상기 센서 장착홈으로부터 착·탈 가능하도록 되어 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 급수용 자동 펌프는, 예를 들어 낙차압으로 물을 공급받는 저압세대의 주배관에 상기 입수구와 출수구가 연통되도록 연결 설치한 후, 그 저압세대의 급수밸브( 즉, 수도꼭지 )를 열어, 고가 수조에 저장된 물이 상기 입수통로를 통해 출수구로 흐르게 될 경우, 상기 센서는 그 물의 흐름을 감지하고, 상기 제어수단은 그 감지된 신호에 의거하여 상기 모터를 구동하게 된다. 상기 모터 구동에 따른 회전축의 연동에 의해 상기 임펠러가 회전되고, 이에 따라 상기 와실에 흡입된 물은 베르누이 원리에 의해 가압되어 상기 출수구로 배출된다.

따라서, 상술된 바와 같이 구성되어 동작되는 본원 발명에 의하면, 기존의 압력식 자동 펌프에 비해 구조적 측면에서 소형,경량화됨과 아울러 저소음 저가격화되고(성 스페이스(space), 성에너지, 저소음, 저가격), 기존의 소형 순환 원심 펌프와 비교하여 동일 크기에서 상대적으로 더 강한 압력을 제공한다,

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 급수용 자동 펌프에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 급수용 자동 펌프의 단면도로서, 대략 원통형 모터 프레임(110)과, 상기 모터 프레임(110)의 선단 및 후단을 막는 모터 커버(121,122)와, 상기 모터 프레임(110)의 내벽에 고정 설치된 고정자 권선(130)과, 상기 모터 프레임(110)의 중심축 상의 상기 커버(121,122) 중심에 베어링(140)을 매개로 회전 지지되도록 설치되되, 그 선단은 상기 선단 커버(121)로부터 돌출된 회전축(150)과, 상기 고정자 권선(130)에 대응되도록 상기 회전축(150) 상에 설치되어 상기 고정자 권선(130)으로부터 발생되는 자장에 연동되어 회전되는 회전자(160)를 구비하는 모터(100); 상기 회전축(150)의 선단부에 장착되어 와류를 발생하는 임펠러(impeller)(200); 양면을 가지고 상기 선단 커버(121)상에 일면이 부착되고 타면은 상기 임펠러(200) 하부에 와실하벽(311)을 형성하는 와실커버(310); 상기 와실커버(310)에 결합되어 상기 임펠러(200)의 회전에 의한 와류를 유지하되, 그 임펠러(200) 회전 중심의 상부 및 회전 방향의 측부에 각각 와실 입수구(321)와 출수구(322)를 가진 와실(320)과, 상기 임펠러(200)의 회전중심에 대하여 상기 출수구(322)의 상대방향으로 상기 와실 입수구(321)가 연장되어 형성된 입수통로(323)와, 상기 입수통로(323)의 측면에 형성된 센서 장착홈(324)을 구비하는 펌프 하우징(300); 상기 입수통로(323)와 연통되는 관통구멍(411)을 가진 센서 하우징(410)과, 상기 센서 하우징(410)내에 설치되어 유체 흐름을 감지하는 센서(440,450,460)로 구성되되, 상기 센서 장착홈(324)으로부터 착·탈 가능하도록 제작된 센서장치(400); 및 상기 센서장치(400)의 센서(420)에 의해 감지된 유체흐름에 의거하여 상기 모터(100)의 상기 고정자 권선(130)에 전기적 신호를 제공하도록 상기 모터(100)의 외벽에 설치된 제어장치(500)로 구성되어 있다.

특히, 상기 입수통로(323) 중에 상기 와실 입수구(321)로부터 연장된 끝부분은 상기 임펠러(200)의 회전중심에 대하여 상기 출수구(322)의 상대방향으로 상기 펌프 하우징(300)으로부터 외부로 돌출된 파이프형 돌출부(330)로 형성되어 그의선단부가 입수구(325)를 이루고 있고, 상기 센서 장착홈(324)은 상기 돌출부(330)에 형성되어 있다. 또한, 본 발명에서는, 상기 와실(320)의 상·하면간 거리(l)를 좁혀 상기 펌프하우징(300)과 상기 임펠러(200)와의 이격 거리를 최소함과 아울러, 상기 출수구(322)를 상기 임펠러(200)의 회전 중심에 대하여 상기 와실(320)의 측부 중 상기 임펠러(200)의 회전시 유체의 출수 방향과 수평을 이루는 상단부분에 형성함으로써, 압력 및 유량의 감소를 최소화하였다.

또한, 상기 센서장치(400)는, 상기 센서 하우징(410)과, 상기 센서하우징(410)의 내측 상단 일측벽에 회전핀(420)에 의해 일단이 지지되어 입수측 상기 관통구멍(411)을 스프링(430)의 장력에 의해 막고 있도록 설치되어 있는 자성편(440)과, 상기 회전핀(420)을 축으로 한 상기 자성편(440)의 회전시 상기 자성편(440)과 접속되도록 상기 센서하우징(410)의 내측 상면 중심에 돌출 설치되어 있는 스위치 접점부(450)와, 상기 자성편(440)과 상기 스위치 접점부(450)의 접속 유무에 따라 전기적 신호를 상기 제어장치(500)로 전달하는 회로부(460)로 구성되어 있다. 한편, 상기 자성편(440)은 반드시 상기 관통구멍(411) 전체를 막고 있지 않아도 되되, 물의 흐름에 대해 수직으로 즉, 상기 입수통로(323)의 길이 방향에 대하여 수직으로 설치되어 물의 흐름에 따라 상기 회전핀(420)을 축으로 회전운동되도록 설치한다. 한편, 상기 센서장치(400)의 센서는 상기와 같은 구성에 한정되지 않고, 유체 흐름의 감지 및 물의 유무를 감지할 수 있는 각종 센서 즉, 유량 센서, 유수 감지기, 압력센서, 초음파 유량 센서 등을 상기 센서 하우징(410)내에 설치하여 사용할 수 있다.

이어, 상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 급수용 자동 펌프의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 낙차압으로 물을 공급받는 저압세대의 주배관에, 상기 입수통로(323)의 선단 입수구(325)와 상기 출수구(322)를 상호 연통되도록 설치한 후, 그 저압세대의 급수밸브( 예컨대, 수도꼭지 )를 열어, 고가 수조에 저장된 물이 상기 입수통로(323)를 통해 출수구(322) 측으로 흐르게 될 경우, 상기 입수통로(323)상의 상기 센서 장착홈(324)내에 장착된 상기 센서장치(400)에 의해 물의 흐름이 감지된다. 상기 감지과정을 상세히 설명하면, 물의 흐름에 의한 압력이 상기 스프링(430)의 장력보다 강하게 되면, 상기 자성편(440)이 상기 회전핀(420)을 축으로 회전하여 상기 스위치 접점부(450)에 접속되며, 상기 회로부(460)는 상기 접속에 의한 전기적 신호를 발생하여 신호선(470)을 통해 상기 제어장치(500)로 전달한다. 상기 제어장치(500)는 상기 전기적 신호의 유무에 따라 상기 모터(100)의 구동을 제어하여 상기 임펠러(200)를 회전시키게 되는 바, 상기 제어장치(500)의 제어에 의해 상기 고정자 권선(130)에 전류가 흐르게 되면, 이때 발생되는 상기 고정자권선(130)과 상기 회전자(160)간의 자장에 의해 그 회전자(160)가 회전하여 상기 회전축(150)과 그 회전축(150)의 선단에 장착된 임펠러(200)가 회전하게 되는 것이다. 상기 임펠러(200)가 회전되면, 상기 입수통로(323)와 상기 입수구(321)를 통하여 상기 와실(320)내로 물이 흡입되고, 상기 와실(320)내에 흡입된 물은 베루누이 원리에 의해 가압되어 상기 출수구(322)를 통해 출수됨으로써, 상기 저압세대에 충분한 물이 공급되는 것이다.

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 급수용 자동 펌프는, 기존의 압력식 자동 펌프에 비해 구조적 측면에서 소형,경량화됨과 아울러 저소음 저가격화 되고(성스페이스, 성에너지, 저소음, 저가격), 물의 흐름을 감지하는 센서장치가 착·탈 가능하도록 구성되어, 센서장치의 고장시 교체가 용이하며, 기존의 소형 순환 원심 펌프와 비교하여 상대적으로 거의 동일한 크기이면서 더 강한 압력을 제공함으로써, 고가수조에 의한 낙차압으로 물을 공급받는 저압세대의 급수용으로 설치, 사용하기에 매우 적합함은 물론, 가압용으로도 사용가능한 유용한 발명인 것이다.

Claims (5)

1. 회전축에 회전력을 발생하는 모터;

   상기 회전축의 단부에 장착되어 와류를 발생하는 임펠러(impeller);

   상기 임펠러의 회전에 의한 와류를 유지하되, 그 임펠러 회전중심의 상부 및 회전 방향의 측부에 각각 입수구와 출수구를 가진 와실과, 상기 회전중심에 대하여 상기 출수구의 상대방향으로 상기 입수구가 연장되어 형성된 입수통로부와,상기 입수통로부의 측면에 형성된센서 장착홈을 구비하는 펌프 하우징;

   상기 센서 장착홈에 장착되어 유체 흐름을 감지하는 감지수단; 및

   상기 감지된 유체흐름에 의거하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 급수용 자동 펌프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 입수통로부의 상기 입수구 상대측 부분은 상기 펌프 하우징으로부터 외부로 돌출된 돌출부로 형성된 것을 특징으로 하는 급수용 자동 펌프.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 센서 장착홈은 상기 돌출부에 형성된 것을 특징으로 하는 급수용 자동 펌프.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 감지수단은 상기 입수통로와 연통되는 관통구멍을 가진 센서 하우징과, 상기 센서 하우징내에 설치되어 유체 흐름을 감지하는 센서로 구성되되, 상기 센서 하우징은 상기 센서 장착홈으로부터 착·탈 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 급수용 자동 펌프.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 출수구는 상기 임펠러 회전중심의 측부 상단에 형성된 것을 특징으로 하는 급수용 자동 펌프.