KR100425761B1 - 스퍼트 펌프와 그 임펠러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분뇨, 오폐수 등의 오물, 고형물(이하 '슬러지'라 한다.)을 원심력을 이용하여 이송시키는 펌프(이하 '스퍼트 펌프'라 합니다)와 그 임펠러에 관한 것으로, 특히 모터축과 임펠러가 직접 연결되고 임펠러의 양측면에 원호상의 블레이드가 형성된 스퍼트 펌프와 그 임펠러에 관한 것이다.

Description

스퍼트 펌프와 그 임펠러{spurt pump and impeller thereof}

본 발명은 분뇨, 오폐수 등의 오물, 고형물(이하 '슬러지'라 한다.)을 원심력을 이용하여 이송시키는 펌프(이하 '스퍼트 펌프'라 합니다)와 그 임펠러에 관한 것으로, 특히 모터축과 임펠러가 직접 연결되고 임펠러의 양측면에 원호상의 블레이드가 형성된 스퍼트 펌프와 그 임펠러에 관한 것이다.

종래 이러한 종류의 임펠러와 스퍼트 펌프로서 예컨대, 특허공개공보제1998-72139호에 개시한 것이 제안되고 있다.

도 1은 종래의 스퍼트 펌프를 도시한 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 스퍼트 펌프는 크게 내부에 와류실(1a)이 형성되어 있고 일측 축방향으로 유입공(1b)이 형성되어 있음과 함께 타측 축방향측은 개방되어 있으며 직경방향 외측으로는 토출공(1c)이 형성되어 있는 케이싱(1)과, 케이싱(1) 내에 구비된 임펠러(2)와, 내부에 시일(3a)이 구비되어 있고 케이싱(1)의 개방측에 결합된 시일케이스(3)와, 내부에 베어링(4a)이 고정되어 있고 시일케이스(3)에 결합된 베어링케이스(4)와, 이 베어링케이스(4)의 축방향측 타측을 폐쇄하는 베어링케이스커버(5)와, 시일(3a)과 베어링(4a)의 내경부에 삽입되어 있음과 함께 일측 단부는 임펠러(2)의 중심부에 연결되고 타측 단부는 베어링케이스(4)의 외측으로 돌출되며 벨트풀리(P)가 설치된 구동축(6)으로 구성되어 있다. 물론, 구동축과 모터축을 커플링을 사용하여 연결할 수 있다.

그러나, 전술한 스퍼트 펌프에는 다음과 같은 문제가 있다.

첫째, 모터의 회전동력을 벨트를 통해 전달받는 구동축에 임펠러가 결합되어 있어서, 구동축의 길이만큼 부피가 커지고 펌프와 모터가 별도로 구성되어 있어 이동 설치가 불편할 수 있다.

둘째, 구동축을 지지하는 베어링 케이스와 구동축에 회전동력을 전달하는 벨트풀리 또는 커플링과 같은 부품의 수가 증가하여 제조단가의 상승을 초래할 수 있다.

셋째, 모터의 회전동력이 간접적으로 임펠러에 전달됨으로써, 동력손실과 이에 따른 이송효율이 저감될 수 있다.

넷째, 슬러지가 임펠러의 외주면에서 와류실을 통해 임펠러의 유입공으로 이송되는 것이 반복적으로 이루어질 수 있어, 슬러지의 이송효율을 감소시킬 수 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 간소화와 콤팩트화를 달성하고 이송효율을 향상시킬 수 있는 구조를 구비한 스퍼트 펌프와 그 임펠러를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 스퍼트 펌프를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스퍼트 펌프를 분리 도시한 사시도.

도 3a는 도 2의 단면도.

도 3b는 도 2의 부분 확대 단면도.

도 4는 체결부가 형성된 임펠러의 측면을 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 케이싱 110 : 흡입구

130 : 개방부 150 : 토출구

170 : 암나사부 200 : 임펠러

210a,210b : 회전중심축 220 : 제1블레이드

230 : 유입구 240 : 제2블레이드

250 : 관통공 270 : 체결부

290 : 유출구 300 : 케이싱 덮개

310 : 암나사부 320 : 볼트

330 : 관통공 350,360 : 안착홈

400 : 실 조립체 410 : 고정 실

430 : 고정수단 450 : 메커니컬 실

500 : 수용부 510 : 오일 주입구

530 : 오일 배출구 600: 슬리브

620 : 걸림턱 700 : 모터축

710 : 키이홈 720 : 돌기

730 : 암나사 750 : 와셔

770 : 볼트 790 : 모터 본체

800 : 체결수단 900 : 수용부 덮개

901,903 : 볼트 910 : 베어링

920 : 걸림턱 930 : 패킹

950 : 스냅 링

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스퍼트 펌프는 흡입구와 토출구가 형성되며 상기 흡입구의 반대측에 개방부가 형성된 케이싱; 상기 케이싱 내에 배치되며, 상기 흡입구와 연통되도록 일측 회전중심축에 형성된 유입구, 타측 회전중심축에 관통공이 형성된 체결부 및 외주면에 형성된 유출구를 갖는 임펠러; 중심에 관통공이 형성되며 일측이 상기 케이싱의 개방부에 결합되는 케이싱 덮개; 상기 케이싱 덮개의 관통공 주위에 안착되는 고정 실; 상기 고정 실링을 상기 케이싱 덮개에 고정시키는 고정수단; 상기 고정 실링과 맞대어지는 메커니컬 실; 상기 케이싱 덮개의 타측에서 연장되며 상기 고정 실, 상기 고정수단, 상기 메커니컬 실을 수용하는 수용부; 상기 메커니컬 실을 장착한 슬리브; 상기 슬리브에 끼워지며 돌출된 선단부가 상기 임펠러의 체결부에 연결되는 모터축; 상기 모터축에 상기 임펠러의 체결부와 상기 슬리브를 체결하는 체결수단; 상기 슬리브를 회전 가능하게 지지하며 상기 수용부를 밀폐시키는 수용부 덮개를 포함하여 이루어진다.

이 구성에 의하여, 상기 임펠러에 상기 모터축이 직접 연결됨으로써 펌프가 간소화ㆍ콤팩트화 되어 이동 설치가 편리해질 수 있다.

전술한 구성에서, 상기 유입구가 형성된 임펠러의 측면에는 원호상의 제1블레이드가 돌출 형성되고, 상기 체결부가 형성된 임펠러의 측면에는 원호상의 제2블레이드가 돌출 형성되어 있어, 상기 임펠러의 이송효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다른 특징은 흡입구와 토출구가 형성된 케이싱 내에 회전 가능하게 배치된 임펠러에 있어서, 상기 흡입구와 연통되도록 일측 회전중심축에 형성된 유입구, 타측 회전중심축에 관통공이 형성된 체결부 및 외주면에 형성된 유출구를 갖는 드럼; 상기 유입구가 형성된 임펠러의 측면에 돌출 형성된 원호상의 제1블레이드; 상기 체결부가 형성된 임펠러의 측면에 돌출 형성된 원호상의 제2블레이드를 포함하여 이루어짐으로써, 상기 임펠러의 이송효율을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하는데, 임펠러와 케이싱에 연결되는 구성요소와 부분에 특별한 언급이 없는 한 실링을 위한 O링이 형성되어 있음은 자명하다 할 것이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스퍼트 펌프를 분리 도시한 사시도이고, 도 3a는 도 2의 단면도이고, 도 3b는 도 2의 부분 확대 단면도이고, 도 4는 체결부가 형성된 임펠러의 측면을 도시한 정면도이다. 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 스퍼트 펌프는 크게 케이싱(100), 케이싱(100) 내에 배치된 임펠러(200), 케이싱 덮개(300), 실 조립체(400), 실 조립체(400)를 수용하는 수용부(500), 슬리브(600), 슬리브(600)를 통해 임펠러(200)에 직결되는 모터축(700), 모터축(700)에 임펠러(200)와 슬리브(600)를 체결하는 체결수단(800) 및 수용부 덮개(900)로 구성된다.

전술한 구성에서, 케이싱(100)의 일측에는 슬러지가 흡입되는 흡입구(110)가 형성되고 타측에는 개방부(130)가 형성되며, 케이싱(100)의 외주면에는 흡입된 슬러지가 토출되는 토출구(150)가 형성되어 있다. 개방부(130)가 형성된 케이싱(100)외주에는 암나사부(170)가 형성되어 있다.

임펠러(200)는 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 드럼 형상으로 케이싱(100)의 개방부(130)로 삽입 배치되며, 흡입구(110)에 회전 가능하게 삽입되는 드럼 일측의 회전중심축(210a)에 형성된 유입구(230), 드럼 타측의 회전중심축(210b)에 관통공(250)이 형성된 체결부(270) 및 드럼의 외주면에 형성된 유출구(290)를 구비하고 있다. 따라서, 유입구(230)와 체결부(270)는 서로 관통된 구조를 취하여 후술된 키이(800)를 때려 박기가 용이해지며, 유출구(290)는 유입구(110)가 형성된 드럼의 중심에서 외주면으로 나선상의 유동경로를 갖는다. 체결부(270)는 키이홈(270)인 것이 바람직하다.

또한, 회전중심축(210a)이 형성된 드럼 측면에는 원호상의 제1블레이드(220)가 돌출 형성되어, 드럼의 외주면에서 케이싱(100)과 드럼 측면 사이로 슬러지가 유동되더라도 제1블레이드(220)의 회전에 의해 다시 드럼의 외주면으로 유동시킨다. 이에 의해, 슬러지가 유입구(110)로 유입되는 것을 방지하여 이송효율을 높일 수 있다. 다른 한편, 회전중심축(210b)이 형성된 드럼 측면에도 원호상의 제2블레이드(240)가 바람개비 형상으로 돌출 형성되어, 이송효율을 높일 뿐 아니라 실링에도 큰 효과가 있다.

케이싱 덮개(300)는 외주에 암나사부(310)가 형성되어 케이싱(100)의 암나사부(170)와 볼트(320)에 의해 체결된다. 따라서, 케이싱(100)의 개방부(130)를 밀폐시키되, 중심에는 관통공(330)이 형성되고 관통공(330) 전후 주위에는 안착홈(350)(360)이 형성되되, 안착홈(350)은 회전중심축(210b)이 회전 가능하게 지지하는 역할을 한다.

실 조립체(400)는 케이싱 덮개(300)의 안착홈(360)에 설치되는 고정 실(410), 고정 실(410)을 확실히 고정하기 위해 안착홈(360) 주위의 케이싱 덮개(300)에 볼트에 의해 체결되는 고정수단(430) 및 고정 실(410)과 맞대어지는 메커니컬 실(450)로 구성된다. 고정 실(410)은 관통공(330)과 후술된 슬리브(600) 사이를 실링하는 역할을 한다. 메커니컬 실(450)은 고온, 고압 하에서 고속도의 회전을 하는 축 부분에서의 유체 누설을 방지하는 것으로, 슬리브(600)에 고정되어 슬리브(600)와 함께 회전하면서 이에 상대하는 고정 실(410)에 맞대어 누설을 방지한다.

이러한 메커니컬 실(450)이 고속으로 회전함으로써 고온과 마찰이 심하여 이를 해소시키기 위해, 실 조립체(400)를 수용하면서 그 내부에 오일을 채울 수 있는 수용부(500)가 케이싱 덮개(300)의 타측에 연장 형성되어 있다. 수용부(500)의 상부에는 오일 주입구(510), 하부에는 오일 배출구(530), 측면에는 오일 게이지 등이 설치되어 있다. 메커니컬 실(450)의 회전은 모터축(700)과 일체로 회전하는슬리브(600)에 장착되어 이루어진다.

슬리브(600)는 중공의 형상으로 전술한 메커니컬 실(450)을 장착하면서 모터축(700)을 지지하는 역할을 한다. 즉, 슬리브(600)의 일단은 케이싱 덮개(300)의 관통공(330)에 회전 가능하게 지지되며 슬리브(600)의 타단 부근은 후술된 수용부 덮개(900)에 베어링(910)을 통해 지지되되, 모터축(700)의 외주를 감싸고 있다. 따라서, 슬리브(600)는 베어링(910)의 1점 지지로도 모터축(700)의 휨을 방지할 수 있는 것이다.

모터축(700)은 선단에 키이홈(710)이 형성되고, 슬리브(600)를 통해 임펠러(200)의 키이홈(270)이 형성된 관통공(250)에 삽입된다. 모터축(700)의 키이홈(270)에는 체결수단(800), 즉 키이(800)가 때려 박혀짐으로써, 임펠러(200)와 슬리브(600)에 모터축(700)의 회전동력을 직접 제공받을 수 있다. 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 키이(800)로 때려 박을 때, 슬리브(600)가 뒤쪽으로 밀려나지 않도록 모터축(700)의 외주면에는 돌기(720)가 형성되고 대응되는 슬리브(600)의 내주면에는 걸림턱(620)이 형성되어 있다. 또한, 모터축(700)의 선단면에는 암나사(730)가 형성되어 이 암나사(730)에 와셔(750)와 볼트(770)를 사용하여 체결함으로써 임펠러(200)의 전후로 움직임을 방지하는 동시에 슬러지의 유출을 차단하는 역할을 할 수 있다.

수용부 덮개(900)는 수용부(500)의 후면에 볼트(901)로 체결하여 수용부(500)를 밀폐시키면서 베어링(910)에 의해 슬리브(600)를 회전 가능하게 지지하는 역할을 한다. 수용부 덮개(900)와 슬리브(600)의 외주면 각각에는베어링(910)을 박을 때 뒤로 밀려나지 않도록 걸림턱(960)(660)이 형성되어 있다. 또한, 수용부 덮개(900)는 볼트(903)에 의해 모터축(700)의 본체(790)와 체결된다. 베어링(910)은 수용부 덮개(900)와 슬리브(600)에 확실히 고정되도록 스냅 링(950)이 사용되고 그 전후에 패킹(930)이 설치되어 있다.

본 발명에 따른 스퍼트 펌프와 그 임펠러는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이상의 설명으로부터 명백하듯이 본 발명에 의하면, 임펠러의 관통된 체결부, 중공의 슬리브, 체결수단을 통해 조립이 용이하여 모터축을 임펠러에 직결시킴으로써, ①장치가 콤팩트하게 되어 이동 설치가 편리해지고, ②부품이 간소화되고 ③임펠러와 모터축의 회전비가 거의 같아 동력손실의 감소와 이에 따른 이송효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 임펠러의 일측면에 원호상의 제1블레이드가 형성되고, 임펠러의 타측면에 원호상의 제2블레이드가 형성되어 있기 때문에, 임펠러와 케이싱 사이로 유출된 슬러지를 케이싱의 토출구로 유도하여 실링과 이송효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 흡입구와 토출구가 형성되며 상기 흡입구의 반대측에 개방부가 형성된 케이싱;

   상기 케이싱 내에 배치되며, 상기 흡입구와 연통되도록 일측 회전중심축에 형성된 유입구, 타측 회전중심축에 관통공이 형성된 체결부 및 외주면에 형성된 유출구를 갖는 임펠러;

   중심에 관통공이 형성되며 일측이 상기 케이싱의 개방부에 결합되는 케이싱 덮개;

   상기 케이싱 덮개의 관통공 주위에 안착되는 고정 실;

   상기 고정 실을 상기 케이싱 덮개에 고정시키는 고정수단;

   상기 고정 실과 맞대어지는 메커니컬 실;

   상기 케이싱 덮개의 타측에서 연장되며 상기 고정 실, 상기 고정수단, 상기 메커니컬 실을 수용하는 수용부;

   상기 메커니컬 실을 장착한 슬리브;

   상기 슬리브에 끼워지며 돌출된 선단부가 상기 임펠러의 체결부에 연결되는 모터축;

   상기 모터축에 상기 임펠러의 체결부와 상기 슬리브를 체결하는 키이;

   상기 슬리브를 회전 가능하게 지지하며 상기 수용부를 밀폐시키는 수용부 덮개를 포함하여 이루어진 스퍼트 펌프;
2. 제 1항에 있어서, 상기 유입구가 형성된 임펠러의 측면에는 원호상의 제1블레이드가 돌출 형성되고,

   상기 체결부가 형성된 임펠러의 측면에는 원호상의 제2블레이드가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 스퍼트 펌프.
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