KR100650033B1 - 진공흡입 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체를 흡입하여 배출하는 진공흡입 펌프에 관한 것으로서, 외부의 구동장치에 의한 임펠러의 회전으로 흡입된 유체가 배출파이프내의 노즐을 통과하면서 흡입파이프와의 상대적인 압력차이로 흡입파이프내로 유체의 유입을 유도하여, 작은 동력으로 많은 양의 유체를 토출시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 진공흡입 펌프는, 구동장치와, 상기 구동장치에서 연장된 구동샤프트로 이루어진 구동샤프트박스와, 상기 구동샤프트박스에서 연장된 구동샤프트의 일단부에 결합되는 임펠러와, 상기 임펠러의 회전으로 유체를 흡입하여 토출시키는 유입구와 흡입구 및 토출구로 이루어진 임펠러케이스가 구비된 진공흡입 펌프에 있어서, 임펠러의 회전으로 흡입된 유체를 토출시키는 제1토출파이프와; 상기 제1토출파이프와 체결부재로 연결되는 노즐과; 상기 노즐이 내부에 삽입되어 결합되는 제2토출파이프와; 상기 제2토출파이프의 일측면에 소정각도로 경사지게 결합되고, 다시 제1,2토출파이프와 평형을 이루며 나란하게 길이방향으로 연장된 제2흡입파이프;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

흡입파이프, 토출파이프, 노즐(Nozzle), 구동장치, 전동기, 모터(Motor)

Description

진공흡입 펌프{Vacuum Suction Underwater Pump}

도 1은, 종래의 진공흡입 펌프의 사시도.

도 2는, 종래의 진공흡입 펌프의 단면도.

도 3은, 본 발명에 의한 진공흡입 펌프의 사시도.

도 4는, 본 발명에 의한 진공흡입 펌프의 단면도.

도 5는, 본 발명에 의한 진공흡입 펌프의 부분확대 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

20 .... 구동장치 30 .... 구동샤프트 박스(BOX)

40 .... 임펠러 케이스 41 .... 임펠러(Impeller)

50 .... 제 1흡입파이프 50a .... 제 2흡입파이프

60 .... 제 1토출파이프 60a .... 제 2토출파이프

70 .... 노즐(Nozzle)

본 발명은 유체를 흡입하여 배출하는 진공흡입 펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 외부의 구동모터에 의한 임펠러의 회전으로 흡입된 유체가 배출파이프내의 노즐을 통과하면서 흡입파이프와의 상대적인 압력차이로 흡입파이프내로 유체의 유입을 유도하여, 작은 동력으로 많은 양의 유체를 토출시키는 진공흡입 펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 펌프는 흡입수면에 가까운 위치와 지반이 튼튼한 지면에 안정되게 설치된 상태에서 전동기 또는 엔진과 같은 구동장치로 일정회전속도(분당 1700~1800rpm)로 운전하여 유체를 토출구로 분출시키는 장치이다.

상기 펌프는, 이론적으로 임펠러의 회전으로 흡입구쪽에 절대진공을 형성하기 때문에 지구 표면의 대기압을 1기압이라고 하면 대기압이 누르는 힘은 4℃에서 1cc의 무게가 1g이 되는 유체를 10.336m 올릴 수 있으나, 실제로는 원심 펌프에서는 대체로 6m 정도만 끌어올릴 수 있다. 펌프의 흡입양정은 흡입대상의 비중, 탁도, 대기압, 온도 등에 따라 변화한다.

이러한 종래의 펌프(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 외부의 전동기나 엔진과 같이 동력원을 제공하는 구동장치(200)와, 상기 구동장치(200)의 일측면의 대략 중앙부에 장착되어 구동베어링(330)에 의해 회전가능하게 지지되는 구동샤프트(310)로 이루어진 구동샤프트박스(300)와, 상기 구동샤프트박스(300)에서 연장된 구동샤프트(310)의 일단부에 결합되어 회전력을 전달하는 임펠러(410)와, 상기 임펠러(410)의 회전으로 흡입구(430)로 유입된 유체를 유입구(420)로 흡입하여 토출하는 토출구(440)가 구비된 임펠러케이스(400)로 구성되어 있다.

이러한 펌프(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 구동장치(200)의 구동샤프트(310)에 의해 임펠러(410)가 회전하면서 유체를 회전시키면 원심력이 생기게 되고, 이러한 원심력에 의해 유입구(420)쪽에 진공이 형성되어 하단부에 있는 유체가 상단부의 토출구(440)로 이동하여 외부로 토출된다.

즉, 구동샤프트(310)의 임펠러(410)의 회전으로 유입구(420)의 중심에는 원심력에 의해 유체가 빠져나가는 만큼의 진공이 생기고, 그 진공속으로 새로운 유체가 빨려 들어가는 과정을 순환하면서 흡입과 토출을 반복하게 되는 것이다.

한편, 하단부에 있던 유체가 다시 흡입구(430)로 역류되는 것을 방지하기 위하여 임펠러케이스(400)에 접하는 흡입구(430)에는 개폐기(450)가 설치되어 있다.

그러나, 이러한 종래의 펌프에 의하면, 흡입파이프로 유입되는 유체의 양을 늘리기 위해 구동장치에 많은 부하를 작용시킬 경우, 구동샤프트와 구동베어링이 과도한 하중을 받게 되고 구동장치와 임펠러케이스의 내부온도상승과 구동베어링의 마모로 인해 고장이 유발되는 문제점이 발생하였다.

또한, 구동샤프트의 임펠러의 회전으로 발생한 원심력으로 많은 양의 유체를 흡입하여 토출하기 위해서는 연료소모가 증가하고 작업효율성을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 제1토출파이프와 제2토출파이프 사이에 노즐을 삽입하여 상대적인 압력의 차이로 인한 유속의 변화로 상기 토출파이프와 결합된 흡입파이프로의 유체의 흡입을 유도하여, 유체를 유입하기 위한 작업토크량을 줄이면서 작업효율성을 향상시키는 진공흡입 펌프를 제공하데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 진공흡입 펌프는, 구동장치와, 상기 구동장치에서 연장된 구동샤프트로 이루어진 구동샤프트박스와, 상기 구동샤프트박스에서 연장된 구동샤프트의 일단부에 결합되는 임펠러와, 상기 임펠러의 회전으로 유체를 흡입하여 토출시키는 유입구와 흡입구 및 토출구로 이루어진 임펠러케이스가 구비된 진공흡입 펌프에 있어서, 임펠러의 회전으로 흡입된 유체를 토출시키는 제1토출파이프와; 상기 제1토출파이프와 체결부재로 연결되는 노즐과; 상기 노즐이 내부에 삽입되어 결합되는 제2토출파이프와; 상기 제2토출파이프의 일측면에 소정각도로 경사지게 결합되고, 다시 제1,2토출파이프와 평형을 이루며 나란하게 길이방향으로 연장된 제2흡입파이프;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은, 본 발명에 의한 진공흡입 펌프의 사시도이고, 도 4는, 본 발명에 의한 진공흡입 펌프의 단면도이고, 도 5는, 본 발명에 의한 진공흡입 펌프의 부분확대 단면도를 나타낸 것이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 진공흡입 펌프(10)는, 구동장치(20)와, 상기 구동장치(20)에서 연장된 구동샤프트(31)로 이루어진 구동샤프트박스(30)와, 상기 구동샤프트박스(30)에서 연장된 구동샤프트(31)의 일단부에 결합되는 임펠러(Impeller,41)와, 상기 임펠러(41)의 회전으로 유체를 흡입하여 토출시키는 유입구(46)와 흡입구(43) 및 토출구(44)로 이루어진 임펠러케이스(Impeller Case,40)가 구비된 진공흡입 펌프에 있어서, 임펠러(41)의 회전으로 유입구(46)로 흡입된 유체를 토출시키는 제1토출파이프(60)와; 상기 제1토출파이프(60)와 체결부재로 연결되는 노즐(70)과; 상기 노즐(70)이 내부에 삽입되어 체결부재로 결합되는 제2토출파이프(60a)와; 상기 제2토출파이프(60a)의 일측면에 소정각도로 경사지게 결합되고, 다시 제1,2토출파이프(60,60a)와 평형을 이루며 나란하게 길이방향으로 연장된 제2흡입파이프(50a);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동샤프트박스(30)의 내부에서 구동장치(20)의 축이 연결된 구동샤프트(31) 및 구동샤프트(31)의 선단에 장착된 임펠러(41)가 회전하게 된다.

삭제

상기 구동샤프트(31)의 회전력에 의해 임펠러(41)가 회전되며 상기 임펠러(41)의 회전으로 인해 발생하는 원심력에 의해 임펠러케이스(40)내의 유체가 소용돌이를 일으키게 된다. 이러한 유체의 소용돌이는 유체를 토출구(44)로 이동시키게 되고, 토출구(44)를 통과한 유체는 제1·2토출파이프(60,60a)를 통하여 외부로 토출된다.

도 5는 유체가 배출되는 부위의 부분확대단면도를 도시한 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 진공흡입 펌프의 배출부분은 토출구(44)와 결합된 제1토출파이프(60)와; 상기 제1토출파이프(60)와 결합되어, 상대적 압력차이로 유동하는 유체의 유속을 조절하기 위해 일단부에서 끝단부로 갈수록 직경(D)이 줄어(D →D')들며, 끝단부에서 동일직경(D')으로 일정길이가 연장된 파이프형상을 한 노즐(70)과; 상기 노즐(70)의 일부분이 삽입되고, 끝단부에서 토출된 유체가 이동하도록 소정길이 만큼 길게 연장된 제2토출파이프(60a)와; 상기 제2토출파이프(60a)의 일측면에 소정각도로 경사지게 결합되고, 다시 제1,2토출파이프(60,60a)와 평형을 이루며 나란하게 길이방향으로 연장된 제2흡입파이프(50a);로 구성되어 있다.

상기 노즐(70)의 입구부의 직경(D)이 끝단부직경(D')보다 크므로, 상기 제1토출파이프(60)를 통과한 유체의 유동압력(P)은 노즐(70) 끝단부를 통과한 유체의 유동압력(P')보다 크게 된다. 따라서, 노즐(70)의 끝단부를 통과한 유체의 이동속도(V')는 빨라지게 된다.

즉, 제1토출파이프(60)의 직경 D가 노즐(70)에 의해 D' 로 급격하게 감소되므로, 유체의 압력에너지 중의 일부가 속도에너지로 변환되어 노즐출구에서의 압력은 감소되고 속도는 빨라지게 된다. 따라서, 제1토출파이프(60)를 통과하는 유체는 노즐(70) 끝단부를 통과하면서 그 속도가 더욱 빨라지고 압력은 감소하게 되므로, 제2흡입파이프(50a)로 유입되는 유체를 빨아들이면서 배출하는 상태가 된다. 이에 의해 제2토출파이프(60a)를 통해 분사되는 물의 양은, 제1토출파이프(60)를 통과하는 물의 양보다 증가하게 되는 것이다.

상기 제2흡입파이프(50a)는, 제1·2토출파이프(60,60a)의 일측면에 소정각도로 경사지게 결합되고, 다시 제1,2토출파이프(60,60a)와 평형을 이루며 나란하게 소정길이 만큼 길이방향으로 길게 연장된 것이다.

결과적으로, 토출파이프내의 노즐(70)을 설치하고 토출파이프에 별도의 제2흡입파이프(50a)를 경사지게 연결함으로써 유입파이프를 통한 추가적인 유체의 유입이 가능하므로, 적은 동력으로 토출량을 증가시켜 작업효율성을 증대시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명의 특정의 실시예에 대하여 설명하고 있으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하고, 특허청구범위에 기재된 발명의 본질을 벗어나지 아니하는 범위에서 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변화가 가능할 것이다.

본 발명에 의한 진공흡입 펌프에 의하면, 임펠러의 회전으로 유입파이프로 유입되는 단위시간당 유체의 펌핑량이 증가되면서, 적은 동력으로 많은 양의 유체를 토출할 수 있어 작업효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 구동장치와, 상기 구동장치에서 연장된 구동샤프트로 이루어진 구동샤프트박스와 , 상기 구동샤프트박스에서 연장된 구동샤프트의 일단부에 결합되는 임펠러(Impeller)와, 상기 임펠러의 회전으로 유체를 흡입하여 토출시키는 유입구와 흡입구 및 토출구로 이루어진 임펠러케이스(Impeller Case)가 구비된 진공흡입 펌프에 있어서,

   상기 임펠러케이스(40) 상부의 토출구(44)와 체결부재로 결합되어 상부방향으로 연장된 뒤, 다시 직각으로 절곡되어 수평방향으로 연장되어 있으며, 상기 임펠러(41)의 회전에 의해 유입구(46)로 흡입된 유체를 제2토출파이프(60a)쪽으로 토출시키는 제1토출파이프(60)와;

   대직경부위가 상기 제1토출파이프(60)쪽으로 삽입되어 체결부재로 결합되는 노즐(70)과;

   상기 노즐(70)의 소직경부위가 내부로 삽입되어 상기 제1토출파이프(60)와 체결부재로 결합되며, 제2흡입파이프(50a)와 합쳐져 유체가 토출되는 단부가 확관된 구조를 갖는 제2토출파이프(60a)와;

   상기 제2토출파이프(60a)의 일측에서 아래쪽을 향하여 소정의 각도로 경사지게 분기된 뒤, 상기 제1토출파이프(60)와 나란하게 평행을 이루도록 절곡되어 , 제1흡입파이프(50)와 별도로 유체를 흡입하는 제2흡입파이프(50a);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공흡입 펌프.

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