KR100922531B1 - Water pump with reverse-rotation detecter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수중펌프에 관한 것으로, 특히 구동축의 회전동작 상태를 감지하기 위하여 수중펌프의 내부에 구비된 검출장치가 전동모터의 작동시 발생하는 자기장이나 열에 의한 영향을 받지 않고 구동축의 작동상태를 정확하게 검출할 수 있도록 한 역회전 검출장치를 갖는 수중펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a submersible pump, and in particular, in order to detect the rotational operation state of the drive shaft, the detection device provided inside the submersible pump accurately detects the operation state of the drive shaft without being affected by the magnetic field or heat generated during operation of the electric motor. A submersible pump having a reverse rotation detection device capable of detecting.
일반적으로 수중펌프라 함은 수중에서 작동하는 전동식 펌프를 의미하는 것으로, 사용목적 및 용도에 따라 심정용, 상수도 가압용, 배수용 등 여러 종류로 다양하게 구분되어 진다.In general, the submersible pump means an electric pump that operates in water, and is divided into various types, such as for water purification, tap water supply, and drainage, depending on the purpose and purpose of use.
이러한 수중펌프는 전원공급시 내부에 구비된 전동모터에 의하여 구동축이 회전하고, 상기 구동축이 회전할 때 구동축의 단부에 일체로 연결된 임펠러가 케이스 내에서 회전함으로써 유체를 흡입하고, 흡입된 유체를 정해진 유로를 통해 토출하게 된다.The submersible pump rotates the drive shaft by an electric motor provided therein when the power is supplied, and when the drive shaft rotates, an impeller integrally connected to the end of the drive shaft sucks the fluid by rotating in the case, and the sucked fluid is defined. Discharge through the flow path.
한편 수중펌프가 정상적인 작동을 하는 과정에서 임펠러가 역회전을 하는 경 우가 종종 발생되고 있으며, 이러한 임펠러의 역회전이 지속될 경우 펌프나 주변기기의 손상을 초래할 수 있으므로, 수중펌프의 역동작 즉, 구동축 또는 임펠러의 역회전을 신속하게 감지하여 수중펌프의 작동을 정지시킬 수 있는 수단이 요구되었다.On the other hand, the impeller is often rotated in reverse during the normal operation of the submersible pump, and if the reverse rotation of the impeller continues, it may cause damage to the pump or peripherals. There was a need for a means of quickly detecting the impeller's reverse rotation and shutting down the submersible pump.
상기와 같은 수단으로써, 한국등록실용신안 제0409016호에는 수중모터펌프의 회전수 및 회전방향을 측정하는 장치가 개시되어 있으며, 본 출원인에 의해 출원된 한국공개특허 제2005-0035799호에는 수중펌프의 역회전 방지장치가 개시되어 있다.As a means as described above, Korean Utility Model No.0409016 discloses a device for measuring the rotational speed and the rotational direction of the submersible motor pump, Korean Patent Laid-Open No. 2005-0035799 filed by the present applicant Disclosed is a reverse rotation prevention device.
전자의 경우, 구동축(회전자축)을 지지하는 베어링의 커버에 4개의 센서가 상호 90ㅀ 간격을 유지하도록 설치되고, 구동축(회전자축)에 기준위치감지부가 설치된 것으로 구성되어 구동축과 함께 회전하는 기준위치감지부를 4개의 센서가 순차적으로 감지함으로써 구동축의 회전방향이나 속도를 검출하도록 구성되어 있다.In the former case, the four sensors are installed on the cover of the bearing supporting the drive shaft (rotor shaft) so as to maintain a 90 ° spacing therebetween, and the reference position sensing unit is installed on the drive shaft (rotator shaft) to rotate together with the drive shaft. The four position sensors sequentially detect the position sensing unit so as to detect the rotational direction or speed of the drive shaft.
후자의 경우, 구동축 상에 서로 다른 위상각을 갖는 다수개의 신호반사면이 설치되고, 상기 신호반사면에 대응하는 복수개의 센서들이 하우징에 설치된 것으로 구성되어 구동축의 회전시 신호반사면에 대응하는 복수개의 센서들이 신호를 발생함으로써 구동축의 역회전을 감지하도록 구성되어 있다.In the latter case, a plurality of signal reflecting surfaces having different phase angles are provided on the drive shaft, and a plurality of sensors corresponding to the signal reflecting surfaces are provided in the housing, so that a plurality of signal reflecting surfaces corresponding to the signal reflecting surfaces when the drive shaft is rotated is provided. Sensors are configured to detect reverse rotation of the drive shaft by generating a signal.
그러나 위와 같은 구성의 검출장치들은 가장 중요한 기능을 제공하는 센서류가 전동모터를 구성하는 회전자 및 고정자에 근접한 위치에 설치되어 전동모터의 작동시 발생되는 자기장과 열에 그대로 노출되므로, 센서류의 오작동 확률이 높고, 센서류가 쉽게 손상되는 문제점을 가지고 있다.However, the detection devices of the above configuration are installed in the position close to the rotor and stator constituting the electric motor is exposed to the magnetic field and heat generated during the operation of the electric motor, the probability of malfunction of the sensor It has a high, easily damaged sensor.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 구동축 및 임펠러의 역회전을 검출하기 위한 검출장치를 수중펌프의 내부에 설치하되, 전동모터의 작동시 발생되는 자기장이나 열이 검출장치에 영향을 미치지 않게 함으로써 검출장치의 오작동을 방지하고, 검출장치를 구성하는 센서류의 손상을 방지할 수 있도록 한 역회전 검출장치를 갖는 수중펌프를 제공함에 있다.The present invention has been made in consideration of the above problems, an object of the present invention is to install a detection device for detecting the reverse rotation of the drive shaft and the impeller inside the submersible pump, the magnetic field or heat generated during operation of the electric motor The present invention provides an submersible pump having a reverse rotation detection device which prevents a malfunction of the detection device by preventing the detection device from being damaged and prevents damage to the sensors constituting the detection device.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 역회전 검출장치를 갖는 수중펌프는 일측 단부에 유체의 흡입 및 토출을 위한 임펠러가 구비된 구동축과, 상기 구동축의 회전을 지지하며 구동축을 회전시키는 전동모터가 내장된 하우징과, 상기 구동축의 회전상태를 검출하도록 하우징에 설치된 검출장치를 포함하는 수중펌프에 있어서, 상기 검출장치는, 비자성체로 이루어진 봉-형상의 부재로써, 구동축에 결합되어 구동축과 함께 회전하며, 상기 전동모터가 설치된 챔버(C1)의 상부에 마련된 또 다른 챔버(C2)의 내부로 연장되는 보조 회전축; 상기 보조 회전축과 결합되도록 챔버(C2)에 설치되어 보조 회전축의 회전상태를 검출하는 중공축형 엔코더; 및 상기 중공축형 엔코더와 전동모터의 사이에 위치하도록 설치되며, 비자성체로 이루어져 전동모터의 구동시 발생되는 자기장 및 열이 중공축형 엔코더로 전달되는 것을 차단하는 차폐판으로 구성된 것을 특징으로 한다.The submersible pump having a reverse rotation detection device of the present invention to achieve the above object and to perform a problem for eliminating the conventional drawback is a drive shaft with an impeller for suction and discharge of fluid at one end, and the drive shaft An underwater pump comprising a housing having a built-in electric motor for supporting the rotation of the drive shaft and rotating the drive shaft, and a detection device installed in the housing to detect the rotational state of the drive shaft. An auxiliary rotary shaft coupled to the drive shaft and rotates along with the drive shaft, extending into another chamber (C2) provided on top of the chamber (C1) in which the electric motor is installed; A hollow shaft encoder installed in the chamber C2 to be coupled to the auxiliary rotation shaft to detect a rotation state of the auxiliary rotation shaft; And a shielding plate installed between the hollow shaft encoder and the electric motor, the shielding plate being made of a nonmagnetic material to block a magnetic field and heat generated when the electric motor is driven to the hollow shaft encoder.
한편, 상기 중공축형 엔코더는 차폐판에 설치되고, 상기 차폐판은 챔버(C2)의 내부에 설치된다.On the other hand, the hollow shaft encoder is installed in the shield plate, the shield plate is installed inside the chamber (C2).
한편, 상기 보조 회전축은 구동축과 동일한 재질로 구성된다.On the other hand, the auxiliary rotation shaft is made of the same material as the drive shaft.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 전동모터가 설치된 챔버와 격벽에 의해 구분된 다른 챔버에 역회전 검출장치를 구성함으로써 전동모터의 작동시 발생하는 자기장 및 열이 검출장치에 전달되는 것을 감소시킬 수 있게 되었고, 더욱이 차폐판이 자기장 및 열의 차단효과를 높여줌으로써 검출장치의 작동오류나 센서류의 손상을 방지할 수 있게 되었다.According to the present invention having the characteristics as described above, by configuring the reverse rotation detection device in the chamber in which the electric motor is installed and the partition wall separated by the magnetic field and heat generated during the operation of the electric motor to reduce the transfer to the detection device In addition, the shield plate can prevent the operation error of the detection device or damage to the sensors by increasing the shielding effect of the magnetic field and heat.
또한, 보조 회전축을 구동축과 동일한 STS 410 스테인레스강으로 구성함으로써 보조 회전축과 구동축의 연결부위에서 갈바닉 부식이 발생되는 것을 방지할 수 있게 되었다.In addition, by configuring the auxiliary rotating shaft made of the same STS 410 stainless steel as the drive shaft, it is possible to prevent the galvanic corrosion generated at the connection between the auxiliary rotating shaft and the drive shaft.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중펌프의 단면도를, 도 2는 도 1의 'A'부 상세도를 도시하고 있다.1 is a cross-sectional view of a submersible pump according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a detailed view 'A' portion of FIG.
본 발명은 구동축(110)의 회전상태를 감지함으로써 수중펌프의 비정상적인 작동여부를 검출하는 역회전 검출장치(140)를 수중펌프에 설치함에 있어서, 전동모터(130)로부터 발생되는 자기장이나 열이 검출장치에 전달되는 것을 최소화함으로써 검출장치의 신뢰성 및 내구성을 높여줄 수 있도록 한 것이다.The present invention detects the magnetic field or heat generated from the
한편 본 발명이 적용되는 수중펌프는 기본적으로 일측 단부에 유체의 흡입 및 토출을 위한 임펠러(111)가 설치된 구동축(110)과, 상기 구동축(110)을 회전 가능하게 지지하며 구동축(110)을 회전시키기 위한 전동모터(130)가 내장된 하우징(120)으로 구성되어 있다.Meanwhile, the submersible pump to which the present invention is applied basically supports a
이때 상기 하우징(120)은 전동모터(130)가 설치되는 챔버(C1)와, 임펠러(111)의 회전시 유체의 흡입 및 토출이 이루어지는 챔버(C3), 그리고 전동모터(130)의 제어를 위한 전기부품의 설치가 이루어지는 챔버(C2)를 구비하고 있으며, 본 발명은 전기부품의 설치가 이루어지는 챔버(C2)를 이용하여 검출장치를 구성함으로써 전동모터(130)로부터 발생되는 자기장이나 열에 의한 검출장치의 오류나 손상을 방지토록 한 것이다.In this case, the
상기와 같이 전기부품의 설치가 이루어지는 챔버(C2)에 역회전 검출장치(140)를 구성하기 위하여 본 발명에 따른 역회전 검출장치(140)는 보조 회전축(141)과, 중공축형 엔코더(142)와, 차폐판(143)으로 구성되어 있다.In order to configure the reverse
상기 보조 회전축(141)은 구동축(110)에 결합되어 구동축(110)과 함께 회전하되, 상기 챔버(C2)로 연장되어 구동축(110)의 회전력을 검출장치로 전달하는 것으로, 봉-형상의 부재로 이루어지며 하단부가 구동축(110)에 나사결합되며, 상단부 는 전동모터(130)가 설치된 챔버(C1)의 상부에 위치한 챔버(C2)의 내부로 연장되게 설치된다. 이러한 보조 회전축(141)은 비자성체로 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 구동축(110))과 동일한 STS 410 스테인레스강으로 구성된다.The
이와 같이 보조 회전축(141)을 구동축(110)과 동일한 재질로 구성함으로써, 보조 회전축(141)과 구동축(110)의 갈바닉 부식을 예방할 수 있으며, 검출장치로 전달되는 자기장을 감소시킬 수 있게 된다.As such, by configuring the
상기 중공축형 엔코더(142)는 보조 회전축(141)과 결합되도록 챔버(C2)에 설치되어 보조 회전축(141)의 회전상태를 검출함으로써, 결과적으로 구동축(110) 및 임펠러(111)의 회전상태를 검출하는 것이다. 이러한 중공축형 엔코더(142)은 중앙부로 보조 회전축(141)이 관통하도록 설치되어 보조 회전축(141)과 결합되며, 외부가 챔버(C2)에 고정된다.The
한편 상기 중공축형 엔코더(142)는 주지 관용된 기술이므로 보다 상세한 설명은 생략하도록 한다.Meanwhile, since the
상기와 같이 보조 회전축(141)을 이용하여 중공축형 엔코더(142)를 챔버(C2)에 설치토록 함으로써, 중공축형 엔코더(142)에 전달되는 자기장 및 열을 감소시킬 수 있으나, 자기장 및 열의 차단 효과를 높이기 위하여 차폐판(143)을 더 구비하는 것이 바람직하다.As described above, by installing the
상기 차폐판(143)은 자기장을 효과적으로 차단하기 위하여 비자성체로 이루어지며, 중공축형 엔코더(142)와 전동모터(130)의 사이에 위치하도록 설치된다.The
상기와 같은 중공축형 엔코더(142)와 차폐판(143)을 단일체로 구성하게 되 면, 검출장치의 설치 및 유지,보수를 보다 용이하게 할 수 있으므로, 중공축형 엔코더(142)를 차폐판(143) 상에 설치하고, 차폐판(143)을 챔버(C2)에 고정하게 된다.When the
상기와 같이 구성된 수중펌프의 경우, 전동모터(130)의 구동시 발생되는 자기장이나 열이 중공축형 엔코더(143)에 전달되기 위해서는 챔버(C1)과 챔버(C2)를 구분하는 격벽(131) 및 차폐판(143)을 통과해야만 하므로, 실질적으로 중공축형 엔코더(143)에 전달되는 자기장이나 열은 극히 미미하여 역회전 검출장치(140)의 오작동을 예방함과 더불어 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.In the case of the submersible pump configured as described above, in order to transfer the magnetic field or heat generated when the
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중펌프의 단면도,1 is a cross-sectional view of a submersible pump according to a preferred embodiment of the present invention,
도 2 는 도 1의 'A'의 상세도.FIG. 2 is a detailed view of 'A' of FIG. 1.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
(110) : 구동축 (111) : 임펠러110: drive shaft 111: impeller
(120) : 하우징 (130) : 전동모터120: housing 130: electric motor
(140) : 검출장치 (141) : 보조 회전축140: detecting device 141: auxiliary rotating shaft
(142) : 중공축형 엔코더 (143) : 차폐판(142): hollow shaft encoder (143): shielding plate
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