KR101146635B1

KR101146635B1 - 이물질유입방지기능을 갖는 물순환용 펌프

Info

Publication number: KR101146635B1
Application number: KR1020100032385A
Authority: KR
Inventors: 김광열
Original assignee: (주)동일전자
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2012-05-16
Also published as: KR20110113057A

Abstract

본 발명은 물순환용 펌프에 관한 것으로, 특히 회전자를 수용하는 하우징의 상부몸체에 탄성력을 통해 외측과 내측으로 탄성지지되는 밀폐(sealed)부재를 구비하여 하우징의 축공과 회전자의 회전축 사이에 틈이 발생하지 않고 항상 밀폐 상태를 이루도록 함으로써, 하우징 내부로 수분과 이물질유입 등을 방지하도록 하는 물순환용 펌프에 관한 것이다. 구성은 고정자와, 상기 고정자에 결합되는 회전축을 갖는 회전자와, 상기 회전자의 하부를 수용하는 하부몸체와, 회전자의 상부를 수용함과 동시에 중앙부분으로 회전축을 지지하는 축공을 형성한 상부몸체로 이루어지는 하우징을 포함하는 물순환용 펌프에 있어서, 상기 하우징의 상부몸체는 축공을 기준으로 상부와 하부에는 상부홈과, 하부홈이 형성되고, 상기 상부홈으로는 제1탄성체와 제2탄성체에 의해 외측과 내측으로 탄성지지되어 이물질의 유입을 방지하는 제1탄성지지부와 제2탄성지지부를 갖는 밀폐부재가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

이물질유입방지기능을 갖는 물순환용 펌프{A water circulating pump for foreign matter influx prevention function }

본 발명은 물순환용 펌프에 관한 것으로, 특히 회전자를 수용하는 하우징의 상부몸체에 탄성력을 통해 외측과 내측으로 탄성지지되는 밀폐(sealed)부재를 구비하여 하우징의 축공과 회전자의 회전축 사이에 틈이 발생하지 않고 항상 밀폐 상태를 이루도록 함으로써, 하우징 내부로 수분과 이물질유입 등을 방지하도록 하는 물순환용 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 물순환용 펌프는 회전자의 회전축에 결합되어 회전하는 임펠러(impeller:날개차)의 바깥쪽에 스파이럴형의 통로가 있는 것으로서, 중심부에 들어간 물이 회전하는 임펠러를 지나 압력이 높아져서 바깥둘레로 유출되어 스파이럴형의 통로를 지나 펌프 출구에 도달하도록 한다. 예컨대, 배수용 ?상하수도용 ?광산용 ?화학공업용 등 산업체 전반에서 가장 많이 사용되고 있는 펌프의 하나이다.

이러한 종래의 물순환용 펌프는 도 1과, 도 2a 및, 2b에 도시된 바와 같이, 코일(111)에서 인가된 전류를 공급받는 고정자(110)와; 상기 고정자(110)에 관통 설치되며 내부에는 상기 고정자(110)에 인가된 전류로 회전하는 회전축(121)을 갖는 회전자(120)와; 상기 회전자(120)를 수용 결합하는 축공(131a)을 갖는 상부몸체(131)와, 하부몸체(132)로 이루어지는 하우징(130)으로 구성된다.

상기한 물순환용 펌프(100)는 회전축(121)과 축공(131a) 사이에 제작오차 등으로 인한 틈(간격)이 형성된다.

이때문에, 상기 틈 사이로 외부의 수분과 이물질 등이 침투하거나, 또 내부의 윤활과, 밀폐를 위한 그리스(grease)가 외부로 유출되어 회전력 저하, 소음, 진동 발생 등으로 펌프의 내구성 저하와 함께 고장이 발생하는 문제점이 있다.

이에 따라, 회전축(121)과 축공(131a) 사이를 유체 시일 등으로 밀폐시켜 이물질의 침투를 최소화함은 물론 소음, 진동을 완화할 수 있는 펌프가 요구되었고, 이에 부합하여 다양한 밀폐수단을 형성한 물순환용 펌프가 제시되고 있다.

그러나, 종래의 물순환용 펌프는 회전축과 하우징의 축공 사이에 밀폐수단이 단순히 끼워져 있기 때문에 회전축과 축공 사이의 틈이 밀폐수단에 의해 내측과 외측으로 완벽하게 지지되지 못하고, 일정한 시간이 경과한 후에는 회전축의 회전력에 의해 밀폐수단이 헐거워져 틈이 다시 벌어지게 되므로 이물질이 침투되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 회전축과 축공 사이의 틈(간격)을 보다 효과적으로 밀폐시킬 수 있는 밀폐부재를 형성함으로써, 외부의 이물질과 수분 침투를 원천적으로 차단시키고, 하우징 내의 오일과 그리스(grease)의 유출을 방지하는 물순환용 펌프를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 밀폐부재의 구성이 간단하고 확실하며 용이한 조립을 이룰 수 있는 물순환용 펌프를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 고정자와, 상기 고정자에 결합되는 회전축을 갖는 회전자와, 상기 회전자의 하부를 수용하는 하부몸체와, 회전자의 상부를 수용함과 동시에 중앙부분으로 회전축을 지지하는 축공을 형성한 상부몸체로 이루어지는 하우징을 포함하는 물순환용 펌프에 있어서, 상기 하우징의 상부몸체는 축공을 기준으로 상부와 하부에는 상부홈과, 하부홈이 형성되고, 상기 상부홈으로는 제1탄성체와 제2탄성체에 의해 외측과 내측으로 탄성지지되어 이물질의 유입을 방지하는 제1탄성지지부와 제2탄성지지부를 갖는 밀폐부재가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1탄성지지부와 제2탄성지지부는 상부가 상호 연결되어 있고, 하부는 각각 내측과 외측으로 탄성지지되도록 상호 간격을 두고 이격 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1탄성지지부는 외측으로 탄성지지되어 상기 하우징의 상부홈 내측벽과 밀착되고, 상기 제2탄성지지부는 내측으로 탄성지지되어 상기 회전자의 회전축과 밀착되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2탄성지지부는 내측으로 탄성지지를 위해 내측으로 돌출된 지지돌기가 형성되고, 상기 지지돌기의 반대편에는 탄성지지를 위한 제2탄성체를 수용하기 위한 탄성체지지홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 회전축과 축공 사이를 탄성력에 의해 내측과 외측으로 지지하는 밀폐부재를 통해 외부의 수분과 이물질 유입을 원천적으로 차단시키고, 내부의 오일과 그리스는 외부로 유출되지 않도록 함으로써, 밀봉성을 향상시켜 항상 일정한 회전력을 유지하고, 소음과 진동 발생을 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 이물질 및 수분 유입 방지로 인한 베어링 산화와 같은 문제점을 감소시켜 내구성을 향상시키는 효과를 도모할 수 있다.

도 1은 종래의 물순환용 펌프를 분리하여 나타낸 개략적인 도면이다.
도 2a는 도 1을 조립한 상태를 나타낸 도면이다.
도 2b는 도 2a의 요부 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 물순환용 펌프를 분리하여 나타낸 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 물순환용 펌프의 분리 단면 상태를 나타낸 개략적인 도면이다.
도 5는 도 3의 결합 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 요부단면을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 이물질유입방지기능을 갖는 물순환용 펌프의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며 아울러, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명은 하우징(310)과, 고정자(320)와, 회전자(330) 및 밀폐부재(340)로 대별되어 이루어진다.

상기 하우징(310)은 회전자(330)의 하부를 수용지지하는 하부몸체(312)와, 회전자(330)의 상부를 수용지지하는 상부몸체(311)로 구성된다.

상기 하부몸체(312)는 내측으로 상기 회전자(330)의 하부가 안착되는 제1요부(312a)가 형성되고, 상기 제1요부(312a)의 아래에는 상기 회전자(330)의 몸체(331) 중심에 형성된 회전축(332)의 하부를 지지하는 베어링(332a)이 안착되는 제2요부(312b)가 형성된다.

이때, 상기 베어링(332a)의 상부 및 하부로는 죄어지는 표면을 보다 평평하게 하기 위해 와셔(washer)(332b)를 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 하부몸체(312)의 양측으로는 국부적인 응력집중이나 국부변형을 완화시키기 위한 것으로서, 체결구(350)를 수용하기 위한 체결공(h2)이 형성된 결합리브(312c)가 형성되어 상기 상부몸체(311)의 결합리브(311d)와 체결구(350)에 의해 결합된다.

상기 상부몸체(311)는 내측으로 상기 회전자(330)의 회전축(332)이 삽입되는 축공(311b)이 형성되고, 상기 축공(311b)을 기준으로 상부에는 상부홈(311a)이 형성되고, 하부에는 하부홈(311c)이 형성된다.

또, 상기 상부몸체(311)의 양측으로는 상기 하부몸체(312)의 결합리브(312c)의 체결공(h2)과 동축을 이루도록 체결구(350)를 수용하기 위한 체결공(h1)이 형성된 결합리브(311d)가 형성된다.

여기서, 상기 체결공(h1)에는 너트 없이 체결구(350)와의 결합을 이루도록 암나사가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 고정자(320)는, 제1결합공(320a)과 제2결합공(320b)이 형성된 사각패널이 다수개 적층되어 일정한 두께를 갖도록 형성되어, 상기 제1결합공(320a)으로는 회전자(330)를 수용한 하우징(310)이 끼워져 고정되고, 상기 제2결합공(320b)으로는 코일(321a)이 권취된 보빈(321)이 끼워져 고정된다.

상기 회전자(330)는 전동기의 회전하는 부분으로서, 내부에는 일체를 이루도록 마그넷(미도시)을 갖는 원기둥형의 몸체(331)와, 상기 몸체(331)에 중심부에 형성되는 회전축(332)으로 형성된다.

또, 상기 회전축(332)의 상부와 하부로는 보다 용이한 회전을 돕는 그리스 윤활의 구름베어링(332a)이 형성된다.

상기 회전자(330)는 상기 고정자(320)의 코일(321a)에 전류가 인가되어 전자기장이 형성되면 몸체(331) 내에 형성된 마그넷이 회전함과 동시에 마그넷과 일체를 이루도록 형성된 몸체(331)와 회전축(332)이 회전하게 된다.

그리고, 도시하지는 않았지만, 상기 회전축(332)에는 회전자(330)의 회전동력에 연동하여 회전축(332)과 일체로 회전하기 위한 날개를 갖는 임펠러(impeller)가 형성된다.

상기 임펠러는 회전동작에 의해 물순환용 펌프(300)의 일측에 별도로 형성된 유입공(미도시)을 통해 유입된 유체를 배출공(미도시)으로 이동 배출시키게 된다.

상기 밀폐부재(340)는, 개략 이중 원통형태이며 상기 상부홈(311a)으로 삽입 고정되며, 중앙부에는 회전축(332)을 수용하기 위한 축삽입공(341)이 형성되고, 상기 축삽입공(341)의 외측으로는 제1탄성체(342a)와 제2탄성체(343a)에 의해 외측과 내측으로 탄성지지되어 이물질의 유입을 방지하는 제1탄성지지부(342)와 제2탄성지지부(343)가 형성된다.

여기서, 상기 제1탄성체(342a)는 금속 또는 고무재 등을 이용하여 단면이 개략 L자 또는 ㄱ자형의 밴드형상으로 형성되어 상기 제1탄성지지부(342)를 외측으로 탄성지지하게 되고, 상기 제2탄성체(343a)는 금속 또는 고무재 등을 이용하여 링 또는 환형상으로 형성되어 제2탄성지지부(343)를 내측으로 탄성지지하게 된다.

상기 제1탄성지지부(342)와 제2탄성지지부(343)는 상부가 상호 연결되어 있고, 하부는 각각 내측과 외측으로 탄성지지되도록 상호 간격을 두고 이격 형성되는 것이 바람직하다.

또, 상기 제1탄성지지부(342)는 제1탄성체(342a)가 외측으로 탄성지지하게 되므로, 상기 하우징(310)의 상부홈(311a)의 내벽과 밀착되고, 상기 제2탄성지지부(343)는 제2탄성체(343a)가 내측으로 탄성지지하게 되므로, 상기 회전축(332)과 항상 긴밀한 밀착상태를 이루게 된다.

이에 따라, 상기 하우징(310)과 회전축(332)의 사이는 틈이 형성되지 않고 완벽한 밀봉 상태를 이루게 되어 수분과 이물질 등의 침투와 오일, 그리스의 유출을 보다 효과적으로 방지하게 된다.

상기 제2탄성지지부(342)는 내측으로 탄성지지를 위해 내측으로 돌출된 지지돌기(343b)가 형성되고, 상기 지지돌기(343b)의 반대편에는 탄성지지를 위한 제2탄성체(343a)를 수용하기 위한 탄성체지지홈(343c)이 형성된다.

이러한 구성의 물순환용 펌프(300)는, 상기 고정자(320)에 전원을 공급하게 되면 고정자(320)에 전자기장이 형성되면서 제1결합공(320a)에 삽입 고정된 회전자(330)의 몸체(331)가 회전하게 된다.

이와 동시에 몸체(331)에 형성된 회전축(332)과 임펠러(미도시)가 회전하게 되면서 별도로 형성된 유입공(미도시)을 통해 유입된 유체는 회전하는 임펠러에 의해 배출공(미도시)으로 이동하면서 배출된다.

상기와 같은 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 밀폐부재는 물순환용 펌프의 동작시 하우징과 회전자의 회전축 사이의 틈(간격)을 밀폐(밀봉)하는 특성이 매우 우수하다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시 예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

300 : 물순환용 펌프 310 : 하우징
311 : 상부몸체 311a : 상부홈
311b : 축공 311c : 하부홈
311d : 결합리브(rib) 312 : 하부몸체
312a : 제1요부 312b : 제2요부
312c : 결합리브(rib) 320 : 고정자
320a : 제1결합공 320b : 제2결합공
321 : 보빈 321a : 코일
330 : 회전자(回轉子, rotor) 331 : 몸체
332 : 회전축 332a : 베어링
332b : 와셔 340 : 밀폐부재
341 : 축삽입공 342 : 제1탄성지지부
342a : 제1탄성체 343 : 제2탄성지지부
343a : 제2탄성체 343b : 지지돌기
343c : 탄성체지지홈 h1, h2 : 체결공
350 : 체결구

Claims

고정자와, 상기 고정자에 결합되는 회전축을 갖는 회전자와, 상기 회전자의 하부를 수용하는 하부몸체와, 회전자의 상부를 수용함과 동시에 중앙부분으로 회전축을 지지하는 축공을 형성한 상부몸체로 이루어지는 하우징을 포함하는 물순환용 펌프에 있어서,
상기 하우징의 상부몸체는 축공을 기준으로 상부와 하부에 상부홈과, 하부홈이 형성되고, 상기 상부홈으로는 제1탄성체와 제2탄성체에 의해 외측과 내측으로 탄성지지되어 이물질의 유입을 방지하는 제1탄성지지부와 제2탄성지지부를 갖는 밀폐부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 이물질유입방지기능을 갖는 물순환용 펌프.
청구항 1에 있어서, 상기 제1탄성지지부와 제2탄성지지부는 상부가 상호 연결되어 있고, 하부는 각각 내측과 외측으로 탄성지지되도록 상호 간격을 두고 이격 형성되는 것을 특징으로 하는 이물질유입방지기능을 갖는 물순환용 펌프.
청구항 1에 있어서, 상기 제1탄성지지부는 외측으로 탄성지지되어 상기 하우징의 상부홈 내측벽과 밀착되고, 상기 제2탄성지지부는 내측으로 탄성지지되어 상기 회전자의 회전축과 밀착되는 것을 특징으로 하는 이물질유입방지기능을 갖는 물순환용 펌프.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제2탄성지지부는 내측으로 탄성지지를 위해 내측으로 돌출된 지지돌기가 형성되고, 상기 지지돌기의 반대편에는 탄성지지를 위한 제2탄성체를 수용하기 위한 탄성체지지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 이물질유입방지기능을 갖는 물순환용 펌프.