KR101188512B1 - 유체기계 - Google Patents

Abstract

유체기계가 개시된다. 상기 유체기계는 임펠러가 회전하면, 저압인 흡입관측 케이싱 내부의 유체가 고압인 토출관측 케이싱 내부로 이동되므로, 유체가 임펠러와 케이싱 사이의 간극을 통하여 흡입관측 케이싱 내부로 누설되는 것이 방지된다. 따라서, 효율이 향상된다.

Description

유체기계 {FLUID MACHINE}

본 발명은 유체기계에 관한 것이다.

유체기계란 유체와 기계 사이에 에너지의 전달이 이루어지는 기계를 말한다.

유체기계는 외관을 형성하는 케이싱 등과 같은 고정부와 상기 고정부의 내부에 회전가능하게 설치된 임펠러 등과 같은 회전부를 필수적으로 가진다.

상기 고정부는 고정되어 있고, 상기 회전부는 회전하므로, 상기 고정부와 상기 회전부 사이에는 간극이 존재한다. 따라서, 상기 고정부와 상기 회전부 사이의 간극을 기준으로, 유체가 유입되는 상기 고정부의 흡입관측과 유체가 토출되는 상기 고정부의 토출관 사이에는 압력차가 존재한다.

이로인해, 상기 회전부에서 토출되는 유체가 상기 고정부와 상기 회전부 사이의 간극으로 누설되어 유체기계의 효율이 저하되는 단점이 있다.

상기와 같은 단점을 해소하기 위하여, 상기 고정부와 상기 회전부 사이의 간극의 형상을 복잡하게 형성한 유체기계가 개발되었으나, 구조가 복잡하고 효율 향상이 미미하다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로, 본 발명의 목적은 효율을 향상시킬 수 있는 유체기계를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유체기계는, 일측에는 흡입관이 형성되고 타측에는 토출관이 형성된 케이싱; 일측면에는 상기 흡입관과 대향되게 흡입구가 형성되고 외주면에는 상기 토출관과 대향되게 토출구가 형성되며, 상기 케이싱과 간극을 가지면서 상기 케이싱의 내부에 회전가능하게 설치되어 유체를 상기 흡입구로 유입시켜 상기 토출구로 토출시키는 임펠러; 상기 케이싱의 일측에 설치되어 상기 임펠러를 회전시키는 회전축을 가지는 모터; 상기 임펠러에 형성되며, 상기 임펠러와 상기 케이싱 사이의 간극을 기준으로, 상대적으로 저압인 상기 흡입관측 상기 케이싱 내부의 유체를 상대적으로 고압인 상기 토출관측 상기 케이싱 내부로 이동시켜 상기 임펠러와 상기 케이싱 사이의 간극을 통하여 상기 토출관측 상기 케이싱 내부의 유체가 상기 흡입관측 상기 케이싱 내부로 누설되는 것을 방지하는 수단을 포함한다.

본 발명에 따른 유체기계는 임펠러가 회전하면, 저압인 흡입관측 케이싱 내부의 유체가 고압인 토출관측 케이싱 내부로 이동되므로, 유체가 임펠러와 케이싱 사이의 간극을 통하여 흡입관측 케이싱 내부로 누설되는 것이 방지된다. 따라서, 효율이 향상된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체기계의 요부 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 임펠러의 정면 사시도.
도 3은 도 2의 측면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유체기계를 상세히 설명한다.

본 실시예에 따른 유체기계를 설명함에 있어서, 펌프를 예로 들어 설명한다.

펌프란 유체기계를 모터로 강제로 구동시켜서 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시키고, 기계적 에너지를 유체의 압력이나 속도에 변화를 주는 에너지로 변환시켜 유체에 전달하는 기계이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체기계의 요부 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 임펠러의 정면 사시도이며, 도 3은 도 2의 측면도이다.

도시된 바와 같이, 상호 결합된 하우징(111)과 커버(115)를 가지는 케이싱(110)이 마련된다. 하우징(111)의 일측면에는 수원(水源)측과 연통된 흡입관(111a)이 돌출 형성되고, 타측면에는 커버(115)가 결합된다. 그리고, 흡입관(111a)과 대략 90°를 이루는 하우징(111)의 외면에는 수도꼭지 등과 같은 사용처측과 연통된 토출관(111b)이 돌출 형성된다.

케이싱(110)의 내부에는 흡입관(111a)측의 유체를 강제로 흡입하여 토출관(111b)측으로 토출하는 임펠러(120)가 회전가능하게 설치된다.

임펠러(120)는 보스(121), 보스(121)의 외주면에 내측 단부측이 일체로 형성된 복수의 날개(122), 날개(122)의 일측면 및 타측면에 각각 일체로 형성된 전면판(123) 및 배면판(124)을 가진다.

보스(121)의 외주면 외측에는 흡입구(125a)가 형성되어 흡입관(111a)과 대향한다. 흡입관(111a)을 통하여 흡입된 유체는 상호 인접하는 날개(122)와 날개(122) 사이를 통과하여 토출관(111b)측으로 토출된다. 따라서, 상호 인접하는 날개(122)의 외측 단부와 날개(122)의 외측 단부 사이의 공간이 토출구(125b)를 형성하고, 토출구(125b)는 토출관(111b)과 대향한다.

따라서, 임펠러(120)가 회전하면, 수원측의 유체는 흡입관(111a)→흡입구(125a)→토출구(125b)→토출관(111b)을 통하여 사용처로 공급된다.

케이싱(110)의 일측에는 회전축(131)을 가지는 모터(미도시)가 설치된다. 회전축(131)은 보스(121)에 결합되고, 상기 모터가 구동하면 회전축(131)이 회전하면서 임펠러(120)를 회전시킨다.

케이싱(110)은 고정되어 있고 임펠러(120)는 회전하므로, 케이싱(110)의 내면과 임펠러(120)의 외면 사이에는 간극이 존재한다. 따라서, 유체가 임펠러(120)로 유입되어 토출될 때, 상대적으로 고압인 토출구(125b)측의 유체가 상대적으로 저압인 흡입관(111a)측의 케이싱(110)의 내부로 누설된다.

이때, 케이싱(110)의 내면과 임펠러(120)의 외면 사이에 존재하는 간극을 최소화하면, 토출구(125b)에서 토출되는 유체가 흡입관(111a)측 케이싱(110)의 내부로 누설되는 것을 최소화할 수 있다.

이를 위하여, 임펠러(120)의 전면판(123) 및 후면판(124)에는 임펠러(120)의 외측으로 돌출된 돌출관(127,128)이 각각 형성되고, 돌출관(127)의 외주면과 하우징(111)의 내면 및 돌출관(128)의 외주면과 커버(115)의 내면 사이에는 미세한 간극이 형성된다.

돌출관(127,128)으로 인하여, 토출구(125b)에서 토출되는 유체가 흡입관(111a)측 케이싱(110)의 내부로 누설되는 것이 감소한다. 그러나, 유체의 누설량의 감소는 그 정도가 대단히 미미하다.

본 실시예에 따른 유체기계의 임펠러(120)에는 흡입관(111a)측 케이싱(110) 내부의 유체를 토출관(111b)측 케이싱(110) 내부로 이동시켜 토출구(125b)에서 토출되는 상대적으로 고압인 유체가 임펠러(120)와 케이싱(110) 사이의 간극을 통하여 흡입관(111a)측 케이싱(110)의 내부로 누설되는 것을 방지하는 수단이 마련된다.

상기 수단은 돌출관(127,128)의 외주면에 각각 형성된 나선형의 홈(127a,128a)으로 마련된다.

홈(127a,128a)은, 임펠러(120)가 회전하면, 흡입관(111a)측 케이싱(110) 내부의 유체가 홈(127a,128a)의 외측단부로 유입된 후 홈(127a,128a)을 따라 토출관(111b)측 케이싱(110) 내부로 이동될 수 있도록 나선형을 이룬다. 즉, 홈(127a,128a)은, 임펠러(120)을 회전방향에 따라, 상대적으로 저압인 흡입관(111a)측 유체를 상대적으로 고압인 토출관(111b)측으로 이동할 수 있도록 나선형을 이룬다.

그러면, 토출관(111b) 또는 토출구(125b)측 케이싱(110) 내부의 유체가 돌출관(127)과 하우징(111) 사이의 간극 및 돌출관(128)과 커버(115) 사이의 간극을 통하여 흡입관(111a)측 케이싱(110) 내부의 공간으로 누설되지 못하므로, 유체기계의 효율이 향상된다.

이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

110 : 케이싱 120 : 임펠러

Claims (3)

1. 일측에는 흡입관이 형성되고 타측에는 토출관이 형성된 케이싱; 일측면에는 상기 흡입관과 대향되게 흡입구가 형성되고 외주면에는 상기 토출관과 대향되게 토출구가 형성되며, 상기 케이싱과 간극을 가지면서 상기 케이싱의 내부에 회전가능하게 설치되어 유체를 상기 흡입구로 유입시켜 상기 토출구로 토출시키는 임펠러; 상기 케이싱의 일측에 설치되어 상기 임펠러를 회전시키는 회전축을 가지는 모터를 포함하는 유체기계에 있어서,
   상기 임펠러의 일측면 및 타측면에는 외주면이 상기 케이싱의 내면과 간극을 가지는 돌출관이 상기 임펠러의 외측으로 각각 돌출 형성되고,
   상기 돌출관의 외주면에는 상기 임펠러와 상기 케이싱 사이의 간극을 기준으로, 상대적으로 저압인 상기 흡입관측 상기 케이싱 내부의 유체를 상대적으로 고압인 상기 토출관측 상기 케이싱 내부로 이동시켜 상기 임펠러와 상기 케이싱 사이의 간극을 통하여 상기 토출관측 상기 케이싱 내부의 유체가 상기 흡입관측 상기 케이싱 내부로 누설되는 것을 방지하는 나선형의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 유체기계.
2. 제1항에 있어서,
   상기 홈은, 상기 임펠러의 회전 방향에 따라, 상기 홈의 외측단부를 통하여 상대적으로 저압인 상기 흡입관측 상기 케이싱 내부의 유체가 유입되어 상대적으로 고압인 상기 토출관측 상기 케이싱의 내부로 이동될 수 있도록 나선형을 이루는 것을 특징으로 하는 유체기계.
3. 삭제

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