KR101036955B1 - 수중 분쇄 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중 분쇄 펌프에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터의 구동력을 전달받아 회전가능한 회전 샤프트; 상기 회전 샤프트가 관통하며 하부면에는 유입구가 형성되고 측면에는 토출구가 형성되는 케이싱; 상기 케이싱 내부에 배치되며 상기 회전 샤프트와 결합되어 상기 회전 샤프트와 일체로 회전하는 임펠러; 상기 케이싱 내부에 배치되되 상기 임펠러의 하측에 마련되고 원주방향을 따라서 다수의 상부날이 형성되며 상기 회전 샤프트와 결합되어 상기 회전 샤프트와 일체로 회전하는 상부커터; 상기 상부커터의 하측에 배치되고, 중앙에 원형홀이 형성되며 상기 원형홀의 내주면을 따라서 상기 상부커터의 상부날과 대응되는 위치에 복수의 유입공이 형성되고, 상기 케이싱에 고정설치되는 그라인더 링; 상기 원형홀의 내부에 배치되며 상기 원형홀의 내주면과 접하는 위치에 하부날이 형성되며 상기 회전 샤프트와 결합되어 상기 회전 샤프트와 일체로 회전하는 하부커터; 및 상기 하부커터의 하면에 결합되며 중심으로부터 상기 하부날 측으로 갈수록 하부커터와의 거리가 감소되는 안내면을 가지는 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 분쇄 펌프에 대한 것이다.

Description

수중 분쇄 펌프{Underwater grinder pump}

본 발명은 수중 분쇄 펌프에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부의 이물질을 용이하게 분쇄할 수 있는 수중 분쇄 펌프에 대한 것이다.

일반적으로 수중 펌프는 수중에 직접 배치되어 별도의 흡입관 없이 유체를 흡입하여 이송하는 장치로서, 토사나 오물 등이 섞인 흐린 물의 양수에 주로 사용된다.

수중 펌프는 일반적으로 전원 공급에 의해 회전 구동하는 회전 샤프트를 구비하는 모터 유닛과, 모터 유닛에 결합되고 흡입구 및 토출구가 형성되는 케이싱과, 케이싱 내부에 위치하며 회전 샤프트에 결합되어 회전하는 임펠러 등으로 구성된다. 따라서, 전원 공급에 따라 모터 유닛의 회전 샤프트가 회전하면, 임펠러가 일체로 회전하며 케이싱 내부에 부압이 형성되고 이에 따라 흡입구를 통해 유체가 케이싱 내부로 유입되며, 케이싱 내부로 유입된 유체는 토출구를 통해 별도의 공급관으로 토출된다.

이와 같이 동작되는 수중 펌프는 오물이나 이물질 등이 혼합된 오수를 양수하는데 주로 사용되므로, 유체의 양수시 오물이나 이물질 등이 유체와 함께 펌프 케이싱 내부로 유입될 수 있는데, 이러한 이물질의 유입에 의해 펌프 내부가 손상되어 펌프가 파손되거나 고장나는 경우가 빈번하게 발생하고 있다. 특히, 노끈이나 장갑 또는 실과 같은 이물질의 경우에는 케이싱 내부로 유입되어 회전 샤프트에 감기는 경우가 발생하며, 이는 회전 샤프트의 회전에 부하로 작용하여 수중 펌프의 원활한 동작이 불가능해지는 문제가 있었다.

이러한 문제점을 극복하고자 케이싱의 하부면에 절단용 날을 설치함으로서 이물질을 절단하여 내부로 유입되는 이물질의 크기를 감소시켜 이물질로 인한 손상을 방지하는 수중 분쇄 펌프가 공지되어 있다.

그러나, 이러한 수중 분쇄 펌프는 이물질을 절단용 날 측으로 안내하기 위한 별도의 구성이 존재하지 않아 이물질이 회전중심축의 근방에 머물러서 쉽게 커팅날 측으로 이동하지 않는 문제점이 있다.

즉, 회전중심축에 이물질이 머물러 있다가 일정 시간 경과후에 이물질이 절단용 날 측으로 이동함에 따라 절단 효율이 감소하여 전체적인 수중 펌프의 효율이 감소되는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 더욱 상세하게는 이물질이 유입구에서 회전중심에 머물러 있지 않고 절단을 위한 날측으로 용이하게 안내됨으로서 전체적인 절단 효율을 증대시킬 수 있는 수중 분쇄 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중 분쇄 펌프는, 모터의 구동력을 전달받아 회전가능한 회전 샤프트;

상기 회전 샤프트가 관통하며 하부면에는 유입구가 형성되고 측면에는 토출구가 형성되는 케이싱;

상기 케이싱 내부에 배치되며 상기 회전 샤프트와 결합되어 상기 회전 샤프트와 일체로 회전하는 임펠러;

상기 케이싱 내부에 배치되되 상기 임펠러의 하측에 마련되고 원주방향을 따라서 다수의 상부날이 형성되며 상기 회전 샤프트와 결합되어 상기 회전 샤프트와 일체로 회전하는 상부커터;

상기 상부커터의 하측에 배치되고, 중앙에 원형홀이 형성되며 상기 원형홀의 내주면을 따라서 상기 상부커터의 상부날과 대응되는 위치에 복수의 유입공이 형성되고, 상기 케이싱에 고정설치되는 그라인더 링;

상기 원형홀의 내부에 배치되며 상기 원형홀의 내주면과 접하는 위치에 하부날이 형성되며 상기 회전 샤프트와 결합되어 상기 회전 샤프트와 일체로 회전하는 하부커터; 및

상기 하부커터의 하면에 결합되며 중심으로부터 상기 하부날 측으로 갈수록 하부커터와의 거리가 감소되는 안내면을 가지는 캡을 포함한다.

상기 수중 분쇄 펌프에서,

상기 그라인더 링은,

링형상의 그라인더 몸체와,

상기 그라인더 몸체의 내주면에 형성되며 내측으로 패인 유입공을 포함하되, 상기 인접한 유입공 사이에는 링커터가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 수중 분쇄 펌프에서,

상기 상부커터는,

중앙에 결합홀이 형성된 링형상의 상부몸체와,

상기 상부몸체의 외주면을 따라서 원주방향으로 이격되어 배치되며 상단으로부터 하단으로 갈수록 기울어지는 경사배치되고 하단에 절삭을 위한 상부날이 형성되는 상부커팅부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 수중 분쇄 펌프에서,

상기 하부커터는,

경사면을 가지는 원뿔대 형상의 커터몸체와,

상기 커터몸체의 경사면으로부터 돌출형성되며 상기 그라인더 링의 링커터와 마주보는 면의 모서리에는 상하방향으로 연장되는 하부날이 형성되는 하부커팅부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 수중 분쇄 펌프에서,

상기 캡은 상기 하부커터와 일체로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 수중 분쇄 펌프에서,

상기 캡에는 그 안내면으로부터 돌출되는 돌기가 중심으로부터 반경방향을 따라 연장형성되는 것이 바람직하다.

상기 수중 분쇄 펌프에서,

상기 캡에는 그 안내면 상에 오목하게 패인 슬롯이 중심으로부터 반경방향을 따라 연장형성되는 것이 바람직하다.

상기 수중 분쇄 펌프에서,

상기 캡에는 외부의 이물질을 그라인더 링의 유입공 측으로 안내하는 그루브가 안내면에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 수중 분쇄 펌프에서,

상기 그루브는 캡의 중심으로부터 상기 그라인더 링의 유입공까지 연장형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 수중 분쇄 펌프는, 하부커터에 중심으로부터 상기 하부날 측으로 갈수록 하부커터와의 거리가 감소되는 안내면을 가지는 캡이 결합되어 있어 이물질이 회전중심에 머무르지 않고 그라인더 링의 유입공 측으로 안내되어 절단 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중 분쇄 펌프의 단면도.
도 2는 도 1의 수중 분쇄 펌프의 하부커터를 나타내는 사시도.
도 3은 도 1의 수중 분쇄 펌프의 그라인더 링을 나타내는 사시도.
도 4 및 도 5는 도 1의 수중 분쇄 펌프의 하부커터 및 캡을 나타내는 정면도.
도 6은 도 1의 수중 분쇄 펌프의 상부커터를 나타내는 사시도.
도 7은 도 1의 수중 분쇄 펌프의 하부커터의 작동도.
도 8은 도 1의 수중 분쇄 펌프의 상부커터의 작동도.
도 9는 도 1의 수중 분쇄 펌프가 이물질을 절단하는 모습을 나타내는 작동도.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 수중 분쇄 펌프를 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

본 발명의 일실시예에 따른 수중 분쇄 펌프(10)는, 회전 샤프트(20), 케이싱(30), 임펠러(40), 상부커터(50), 그라인더 링(60), 하부커터(70) 및 캡(80)을 포함한다.

상기 회전 샤프트(20)는 모터(미도시)의 구동력을 전달받아 회전가능한 것으로서 상하방향으로 연장되어 설치된다.

상기 케이싱(30)은, 회전 샤프트(20)가 관통하며 하부면에는 유체가 유입되는 유입구(31)가 형성되고 측면에는 유체가 유출되는 토출구(32)가 형성되는 하우징이다. 케이싱(30)의 내부에는 하부면의 유입구(31)와 측면의 토출구(32)를 연결하는 연통구멍(33)이 형성되어 있으며 상기 연통구멍(33)은 케이싱(30) 내에서 직각으로 꺾어져 형성되어 있다.

상기 임펠러(40)는, 외부로부터 유체를 흡입할 수 있도록 부압을 형성하는 것으로서, 케이싱(30)의 내부에 배치된다. 이러한 임펠러(40)는 중심에 회전 샤프트(20)의 외주면에 고정결합되어 있어 회전 샤프트(20)와 일체로 회전할 수 있다. 이러한 임펠러(40)는 회전 샤프트(20)가 삽입 결합되도록 삽입홀(411)이 형성된 중공의 원통형 임펠러 보스(41)와, 상기 임펠러 보스(41)와 일체로 형성되며 임펠러 보스(41)의 외주면으로부터 반경방향으로 연장된 다수의 임펠러 베인(42)을 포함하여 구성된다. 이러한 임펠러 베인(42)은 원주방향을 따라 등간격으로 이격되어 배치되며 나선형으로 이루어져 있게 된다.

상기 상부커터(50)는, 상기 케이싱(30)의 내부에 배치되되 상기 임펠러(40)의 하측에 마련되고 원주방향을 따라서 다수의 상부날(521)이 형성된다. 이러한 상부커터(50)는 회전 샤프트(20)와 결합되어 상기 회전 샤프트(20)와 일체로 회전하면서 이물질을 절단하게 된다.

상기 상부커터(50)와 상기 임펠러(40)의 사이에는 회전 샤프트(20)를 감싸는 슬리브(90)가 형성되어 있어 상부커터(50)가 임펠러(40)와 일정한 간격을 유지하도록 한다.

이러한 상부커터(50)는, 상부몸체(51)와 상부커팅부(52)를 포함한다. 상기 상부몸체(51)는 중앙에 결합홀(511)이 형성되고 링형상을 가지는 것이다. 상기 상부커팅부(52)는, 상기 상부몸체(51)의 외주면을 따라서 원주방향으로 이격되어 배치되며 상단으로부터 하단으로 갈수록 기울어지도록 경사배치되는 것이다. 이러한 상부커팅부(52)의 하단에는 절삭을 위한 상부날(521)이 형성되어 있게 된다.

상기 그라인더 링(60)은, 상기 상부커터(50)의 하측에 배치되고 중앙에는 원형홀이 형성되고 상기 그라인더 몸체의 내주면에 형성되며 내측으로 패인 유입공을 포함하되, 상기 인접한 유입공 사이에는 링커터가 형성된다. 이러한 유입공(62)은 복수개가 인접하게 배치된다. 구체적으로 상기 그라인더 링(60)은, 링형상의 그라인더 몸체(61)와, 상기 그라인더 몸체의 내주면에 형성되며 내측으로 패인 유입공을 포함한다. 이러한 그라인더 링(60)은 케이싱(30)에 고정설치된다. 이러한 유입공(62)은 이물질(100)이 유입되는 통로로서 상기 유입공(62)을 통하여 절단된 이물질(100)이 상부커터(50)측으로 유입될 수 있게 된다.

한편, 상기 상부커터(50)의 상부날(521)은 상기 그라인더 링(60)의 상면과 근접하여 배치되어 있어 상기 유입공(62)으로부터 나오는 이물질(100)이 상기 상부날(521)에 의하여 절단될 수 있도록 한다.

상기 하부커터(70)는, 상기 그라인더 링(60)의 원형홀(61)의 내부에 배치되며 상기 원형홀(61)의 내주면과 접하는 위치에 하부날(721)이 형성되어 있게 된다. 이러한 하부커터(70)는 상기 회전 샤프트(20)와 결합되어 상기 회전 샤프트(20)와 일체로 회전하게 된다.

이러한 하부커터(70)는, 경사면을 가지는 원뿔대 형상의 커터몸체(71)와, 하부커팅부(72)를 포함한다. 상기 하부커팅부(72)는 상기 커터몸체(71)의 경사면으로부터 돌출형성되며 상기 그라인더 링(60)의 링커터(63)와 마주보는 면의 모서리에 상하방향으로 연장되는 하부날(721)이 형성되어 있게 된다. 이때, 상기 링커터(63)와 상기 하부날(721)이 서로 교차됨에 따라서 이물질(100)은 1차적으로 절단되어 상기 그라인더 링(60)의 유입공(62)으로 유입되게 된다.

상기 캡(80)은, 상기 하부커터(70)의 하면에 결합되며 중심으로부터 상기 하부날(721) 측으로 갈수록 상기 하부커터(70)와의 거리가 감소되는 안내면(81)을 가진다. 이러한 캡(80)은 전체적으로 원추형상으로 이루어지며 특히 회전중심축과 동축상에 위치하는 부분은 하측으로 최대로 돌출되어 있게 된다.

이러한 캡(80)은, 상기 하부커터(70)와 일체로 회전하게 되는데, 하부커터(70)와 별도로 결합되거나 또는 일체로 결합될 수 있다.

이러한 캡(80)의 안내면(81)에는 안내면(81) 상에 오목하게 패인 슬롯(82)이 중심으로부터 반경방향을 따라서 가장자리 측으로 안내될 수 있거나, 안내면(81)으로부터 돌출되는 돌기(미도시)가 중심으로부터 반경방향을 따라서 가장자리측으로 연장될 수 있다. 이러한 슬롯(82) 및/또는 돌기는 선택적으로 설치되거나 또는 함께 설치될 수 있다. 이러한 캡(80)의 슬롯(82) 또는 돌기는 모두 회전하는 캡(80) 주위에 이물질(100)이 머무는 것을 방지하고자 설치된 구성으로서 상기 슬롯(82) 또는 돌기에 의하여 형성된 유체의 흐름은 상기 이물질(100)을 캡(80)으로부터 밀어내어 상기 이물질(100)이 유입공(62) 측으로 용이하게 안내될 수 있도록 한다.

상기 캡(80)의 안내면(81)에는 외부의 이물질(100)을 그라인더 링(60)의 유입공(62) 측으로 안내하는 그루브(83)가 형성된다. 이러한 그루브(83)는 캡(80)의 중심으로부터 그라인더 링(60)의 유입공(62)까지 연장될 수 있으며, 이러한 그루부는 캡(80) 측으로 이동된 이물질(100)을 유입공(62)으로 안내할 수 있도록 한다. 즉, 캡(80)의 안내면(81)으로 접촉된 이물질(100)은 상기 그루브(83)를 따라서 이동하면서 그라인더 링(60)의 유입공(62)으로 이동할 수 있게 된다.

이러한 본 발명의 일실시예에 따른 수중 분쇄 펌프(10)는 다음과 같은 작용효과를 가진다.

먼저, 회전 샤프트(20)가 회전하면 임펠러(40)도 동시에 회전하면서 부압을 일으켜 외부의 유체가 케이싱(30)의 유입공(62)을 통하여 유입되고 토출구(32)를 통하여 유출된다.

이러한 과정에서 유입구(31)를 통하여 유입되는 유체 내의 고형화된 이물질(100)은 1차 절단된다. 구체적으로는 하부커터(70)와 그라인더 링(60)에 의하여 1차 절단된다. 도 7에는 1차 절단에 대한 동작이 도시되는데, 유입되는 유체는 유입공(62)을 통하여 유입되기 전에 하부커터(70)의 하부날(721)과 그라인더 링(60)의 링커터(63)에 의하여 일정한 크기 이하로 절단된다. 구체적으로는 유입공(62)으로 유입되는 이물질(100)은 회전하는 하부커터(70)의 하부날(721)과 그라인더 링(60)의 링커터(63)에 의하여 절단되는 것이다.

이후에 유입공(62)을 통과한 이물질(100)은 상부커터(50)에 의하여 2차 절단된다. 구체적으로는 도 8에 도시된 바와 같이 그라인더 링(60)과 접근해있으면서 회전하는 상부커터(50)의 상부날(521)의 회전력에 의하여 2차적으로 절단된다.

따라서, 도 9에 도시된 바와 같이 유입구(31)를 통하여 유입되는 크기가 큰 이물질(100)은 하부커터(70)와 그라인더 링(60)에 의하여 1차 절단되고 상부커터(50)에 의하여 2차절단됨으로서 확실하게 조각화될 수 있는 것이다.

한편, 캡(80)은 하부커터(70)의 하측에 배치되어 있는데, 이러한 캡(80)은 대략 원추형상으로 이루어져 있어 고형화된 이물질이 회전축 측에 정체되거나 머물러 있는 것을 방지하고 유체와 함께 이물질이 유입공(62)측으로 안내될 수 있도록 한다.

또한, 캡(80)에는 그 안내면(81)의 표면에 슬롯(82) 및/또는 돌기가 형성되어 있어 유체를 안내면(81)으로부터 밀어냄으로서 확실하게 이물질이 유입공(62) 측으로 안내될 수 있도록 한다.

또한, 캡에는 안내면 상에 그루브가 형성되어 있어 안내면의 표면에 부착될 수 있는 이물질이 그 그루브를 따라서 유입공까지 용이하게 안내될 수 있도록 하여 확실한 이물질의 정체현상을 방지할 수 있다.

이와 같이 일실시예에 따른 수중 분쇄 펌프는 회전축의 중심에 이물질이 정체됨이 없어 캡에 의하여 확실하게 유입공 측으로 안내될 수 있도록 하여 절단효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 그라인더 링 내에 배치된 하부커터는 그 그라인더 링 내에서 안정적으로 회전함에 따라서 날이 파손되는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 상부커터는 유입공으로부터 나오는 이물질을 확실하게 절단할 수 있도록 배치되어 있어 2차 절단 효과를 극대화할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 수중 분쇄 펌프는 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형이 가능하다.

예를 들어, 상술한 유입공은 상하방향으로 동일한 단면을 가지도록 형성되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 유입공의 입구 측은 확경되다가 점차 줄어드는 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 유입공은 상술한 그루브와 연계되어 이물질이 용이하게 유입공 내로 유입될 수 있는 형상을 가질 수 있는 것이다.

이상에서 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예 및 변형예에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.

10...수중 분쇄 펌프 20...회전 샤프트
30...케이싱 31...유입구
32...토출구 33...연통구멍
40...임펠러 41...임펠러 보스
42...임펠러 베인 50...상부커터
51...상부몸체 52...상부커팅부
521...상부날 60...그라인더 링
61...원형홀 62...유입공
63...링커터 70...하부커터
71...커터몸체 72...하부커팅부
721...하부날 80...캡
81...안내면 82...슬롯
83...그루브

Claims (9)

1. 모터의 구동력을 전달받아 회전가능한 회전 샤프트;
   상기 회전 샤프트가 관통하며 하부면에는 유입구가 형성되고 측면에는 토출구가 형성되는 케이싱;
   상기 케이싱 내부에 배치되며 상기 회전 샤프트와 결합되어 상기 회전 샤프트와 일체로 회전하는 임펠러;
   상기 케이싱 내부에 배치되되 상기 임펠러의 하측에 마련되고 원주방향을 따라서 다수의 상부날이 형성되며 상기 회전 샤프트와 결합되어 상기 회전 샤프트와 일체로 회전하는 상부커터;
   상기 상부커터의 하측에 배치되고, 중앙에 원형홀이 형성되며 상기 원형홀의 내주면을 따라서 상기 상부커터의 상부날과 대응되는 위치에 복수의 유입공이 형성되고, 상기 케이싱에 고정설치되는 그라인더 링;
   상기 원형홀의 내부에 배치되며 상기 원형홀의 내주면과 접하는 위치에 하부날이 형성되며 상기 회전 샤프트와 결합되어 상기 회전 샤프트와 일체로 회전하는 하부커터; 및
   상기 하부커터의 하면에 결합되며 중심으로부터 상기 하부날 측으로 갈수록 하부커터와의 거리가 감소되는 안내면을 가지는 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 분쇄 펌프.
2. 제1항에 있어서,
   상기 그라인더 링은,
   링형상의 그라인더 몸체와,
   상기 그라인더 몸체의 내주면에 형성되며 내측으로 패인 유입공을 포함하되, 상기 인접한 유입공 사이에는 링커터가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수중 분쇄 펌프.
3. 제1항에 있어서,
   상기 상부커터는,
   중앙에 결합홀이 형성된 링형상의 상부몸체와,
   상기 상부몸체의 외주면을 따라서 원주방향으로 이격되어 배치되며 상단으로부터 하단으로 갈수록 기울어지는 경사배치되고 하단에 절삭을 위한 상부날이 형성되는 상부커팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 분쇄 펌프.
4. 제1항에 있어서,
   상기 하부커터는,
   경사면을 가지는 원뿔대 형상의 커터몸체와,
   상기 커터몸체의 경사면으로부터 돌출형성되며 상기 그라인더 링의 링커터와 마주보는 면의 모서리에는 상하방향으로 연장되는 하부날이 형성되는 하부커팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 분쇄 펌프.
5. 제1항에 있어서,
   상기 캡은 상기 하부커터와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 수중 분쇄 펌프.
6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
   상기 캡에는 그 안내면으로부터 돌출되는 돌기가 중심으로부터 반경방향을 따라 연장형성되는 것을 특징으로 하는 수중 분쇄 펌프.
7. 제1항 또는 제5항에 있어서,
   상기 캡에는 그 안내면 상에 오목하게 패인 슬롯이 중심으로부터 반경방향을 따라 연장형성되는 것을 특징으로 하는 수중 분쇄 펌프.
8. 제1항 또는 제5항에 있어서,
   상기 캡에는 외부의 이물질을 그라인더 링의 유입공 측으로 안내하는 그루브가 안내면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수중 분쇄 펌프.
9. 제8항에 있어서,
   상기 그루브는 캡의 중심으로부터 상기 그라인더 링의 유입공까지 연장형성되는 것을 특징으로 하는 수중 분쇄 펌프.

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