KR101298261B1 - 유체 가열식 순환 펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 난방을 위하여 보일러에서 가열되는 유체를 난방 파이프로 순환할 때 가열하여 순환시킴으로써, 유체 가열을 위한 난방장치의 연료 사용량을 현저하게 줄일 수 있도록 하는 유체 가열식 순환 펌프에 관한 것으로, 유체 유입구와 배출구가 각각 형성되며, 내부에 내부로 유입되는 유체가 순환하면서 충돌하여 온도가 상승하도록 충돌 마찰부가 형성되는 하우징; 회전을 통해 유체를 순환시켜 배출구로 배출시키도록 하우징의 내부에 회전가능하게 구비되는 임펠러; 베어링을 통해 하우징에 회전가능하게 결합되며, 임펠러가 결합되는 회전축; 회전축과 연결되어 회전축을 회전시키는 모터를 포함한다.

Description

유체 가열식 순환 펌프{CIRCULATION PUMP HEATING A FLUID}
본 발명은 유체 가열식 순환 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 난방을 위하여 보일러에서 가열되는 유체를 난방 파이프로 순환할 때 가열하여 순환시킴으로써, 유체 가열을 위한 난방장치의 연료 사용량을 현저하게 줄일 수 있도록 하는 유체 가열식 순환 펌프에 관한 것이다.
일반적으로, 건물의 난방방법은 크게 연료를 직접 연소시켜서 난방을 위한 실내의 공기를 직접 가열하는 벽난로나 전열기와 같은 직접 가열방식과, 실외의 보일러에서 가열되는 증기, 온수를 열교환 파이프 내부를 순환시켜 실내를 난방하는 열교환 난방방법 등이 있다.
이중 열교환 난방방법은 통상 벽이나 바닥천장 속에 파이프를 넣고, 그 속에 온수열풍 등을 보내줌으로써 벽바닥천장의 표면온도를 높여서 난방 하는 복사난방 방법 등이 있다.
이러한 난방장치 중에서 온수 난방장치는 동절기에 온수보일러에서 가열된 온수가 온수파이프를 순환하면서 열교환되어 침실이나 거실, 방 등 의 바닥 및 실내공기를 따뜻하게 해준다.
상기와 같은 온수보일러를 이용한 온돌난방은 온수보일러의 히터에 의해 가열된 온수가 온수파이프를 거쳐 온수분배기 에서 각방으로 분기되며, 각 방의 바닥에 매설된 온수코일을 통해 온수의 열기를 바닥 및 실내에 공급하게 된다.
이러한, 온수보일러는 보일러에서 가열된 유체를 순환할 수 있도록 온수 순환 펌프를 구비하게 된다.
온수순환펌프는 동력을 발생하는 모터와, 상기 모터의 샤프트에 결합되는 임펠러로 구성되어 온수를 사용처별로 강제 공급시키는 수단으로서, 산업 전반에 걸쳐 다양하게 사용되고 있는 펌프 중의 하나이다.
그런데, 상기와 같은 종래의 온수순환펌프는 온수를 단순하게 순환하게 되므로, 온수가 순환하는 과정에서 온수의 온도가 점차 낮아지게 되므로, 보일러의 연료 소모가 증가하게 되는 문제점이 있다.
국내 등록특허 제10-1120146호 국내 공개특허 제10-2008-0105199호
본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 개발된 것으로, 난방을 위하여 보일러에서 가열되는 유체를 난방 파이프로 순환할 때 가열하여 순환시킴으로써, 유체 가열을 위한 난방장치의 연료 사용량을 현저하게 줄일 수 있도록 하는 유체 가열식 순환 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유체 유입구와 배출구가 각각 형성되며, 내부에 내부로 유입되는 유체가 순환하면서 충돌하여 온도가 상승하도록 충돌 마찰부가 형성되는 하우징; 회전을 통해 유체를 순환시켜 배출구로 배출시키도록 하우징의 내부에 회전가능하게 구비되는 임펠러; 베어링을 통해 하우징에 회전가능하게 결합되며, 임펠러가 결합되는 회전축; 회전축과 연결되어 회전축을 회전시키는 모터를 포함하는 유체 가열식 순환 펌프를 제공한다.
또한, 본 발명은 유입구 및 배출구가 형성되며 임펠러가 내부에 위치하는 하우징 본체; 충돌 마찰부가 형성되어 하우징 본체에 결합되는 마찰 하우징으로 이루어진 하우징을 포함하는 유체 가열식 순환 펌프를 제공한다.
또한, 본 발명은 하우징 본체의 일측에 결합되는 제1 마찰 하우징; 및 하우징 본체의 타측에 결합되는 제2 마찰 하우징으로 이루어진 마찰 하우징을 포함하는 유체 가열식 순환 펌프를 제공한다.
또한, 본 발명은 충돌 마찰부가 상기 제1 마찰 하우징 및 상기 제2 마찰 하우징에 각각 형성되거나 또는 상기 제1 마찰 하우징과 상기 제2 마찰 하우징 중 어느 하나에 형성되는 유체 가열식 순환 펌프를 제공한다.
또한, 본 발명은 하우징 본체를 밀폐하며 충돌 마찰부가 형성되는 커버부; 회전축이 관통하도록 커버부의 외측으로 돌출 형성되어 회전축을 실링하는 실링부; 커버부에서 돌출 형성되어 베어링이 결합되는 베어링 지지부로 이루어진 제1 마찰 하우징 및 제2 마찰 하우징을 포함하는 유체 가열식 순환 펌프를 제공한다.
또한, 본 발명은 제1 마찰 하우징에서 이격되게 돌출 형성되는 제1 돌기부재; 및 제2 마찰 하우징에서 이격되게 돌출 형성되는 제2 돌기부재로 이루어진 충돌 마찰부를 포함하는 유체 가열식 순환 펌프를 제공한다.
또한, 본 발명은 제1 돌기부재의 단부가 제2 돌기부재의 단부 사이로 삽입되는 충돌 마찰부를 포함하는 유체 가열식 순환 펌프를 제공한다.
또한, 본 발명은 하우징의 내면과 이격되도록 임펠러와 하우징 사이에 위치하는 충돌 마찰부를 포함하는 유체 가열식 순환 펌프를 제공한다.
또한, 본 발명은 하우징의 내부로 유입되는 유체가 와류를 발생하면서 충돌 순환하도록 굴곡진 유로를 형성하는 충돌 마찰부를 포함하는 유체 가열식 순환 펌프를 제공한다.
또한, 본 발명은 하우징에서 이격되게 돌출 형성되는 충돌 돌기부가 형성되는 충돌 마찰부를 포함하는 유체 가열식 순환 펌프를 제공한다.
또한, 본 발명은 임펠러의 일측에 돌출 형성되는 제1 돌기부재; 및 임펠러의 타측에서 돌출 형성되는 제2 돌기부재를 포함하며 제1 돌기부재의 단부가 제2 돌기부재의 단부 사이로 삽입되도록 이루어진 충돌 돌기부재를 포함하는 유체 가열식 순환 펌프를 제공한다.
또한, 본 발명은 회전축에 결합되는 회전판 부재; 및 회전판에서 반지름 방향으로 돌출 형성되어 회전판의 원주방향을 따라 등 간격으로 배치되는 날개부재로 이루어진 임펠러를 포함하는 유체 가열식 순환 펌프를 제공한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 유체 가열식 순환 펌프에 의하면, 유입구를 통해 유입되는 유체를 와류가 발생하도록 하우징의 내부에서 충돌 순환시켜 온도를 상승시켜 배출함으로써, 유체 가열을 위한 난방장치의 연료 사용량을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유체 가열식 순환 펌프를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 결합사시도이다.
도 3은 도 2의 부분 절개 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 임펠러와 마찰 하우징의 결합된 상태를 나타낸 정면도이다.
도 5는 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 마찰 하우징 구성을 나타낸 측면도이다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 유체 가열식 순환 펌프를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 유체 가열식 순환 펌프(100)는 난방용 보일러(도시생략)를 이용하여 건물을 난방할 때 보일러에서 가열된 유체를 더 가열하여 순환시킨다.
이를 위하여, 본 실시 예에 따른 유체 가열식 순환 펌프(100)는 상기 보일러에서 가열된 유체를 유입하여 배출하는 하우징(110), 이 하우징(110)의 내부에 마련되어 회전을 통해 유체를 순환시키는 임펠러(120) 및 이 임펠러(120)를 회전시키기 위한 회전축(130)과 모터(140)를 포함한다.
또한, 유체 가열식 순환 펌프(100)는 임펠러(120)를 통해 하우징(110)으로 유입되어 배출되는 유체가 가열되어 배출되도록 하우징(110)의 내부에 유체의 충돌 가열을 위한 충돌 마찰부(111)를 더 포함한다.
하우징(110)은 상기 보일러로부터 유체가 유입되는 유체 유입구(110a)와, 내부를 순환한 유체가 배출되는 유체 배출구(110b)가 각각 형성되며, 유체 유입구(110a)로 유입되는 유체가 충돌 마찰부(111)에 의해 가열되면서 유체 배출구(110b)로 배출된다. 이러한, 하우징(110)은 충돌 마찰부(111)를 통해 내부를 경유하는 유체의 분자 운동을 극대화시켜 유체의 온도를 상승시키게 된다.
또한, 하우징(110)은 유체 유입구(110a) 및 유체 배출구(110b)가 각각 형성되는 하우징 본체(113)와, 이 하우징 본체(113)를 커버하도록 하우징 본체(113)에 결합되는 마찰 하우징(115)을 포함한다. 이때, 마찰 하우징(115)에는 충돌 마찰부(111)가 형성된다.
하우징 본체(113)는 양측이 개방되며, 내부에 임펠러(120)가 위치하고, 마찰 하우징(115)에 의해 유체 유입구(110a)와 유체 배출구(110b)가 구획된다. 이러한, 하우징 본체(113)는 마찰 하우징(115)을 볼트 및 너트와 같은 결합방식을 통해 결합할 수 있도록 양측에 플랜지(113a)가 각각 형성된다.
마찰 하우징(115)은 하우징 본체(113)의 내부에 유체의 온도를 상승시키는 충돌 마찰부(111)가 형성되며, 이 충돌 마찰부(111)가 임펠러(120)와 하우징 본체(113) 사이에 위치하도록 하우징 본체(113)에 결합된다.
이러한, 마찰 하우징(115)은 하우징 본체(113)의 일측에 결합되는 제1 마찰 하우징(117)과, 하우징 본체(113)의 타측에 결합되는 제2 마찰 하우징(119)으로 이루어진다. 이때, 마찰 하우징(115)은 충돌 마찰부(111)가 제1 마찰 하우징(117)과 제2 마찰 하우징(119) 모두에 형성되거나 또는 제1 마찰 하우징(117)과 제2 마찰 하우징(119) 중 어느 하나에만 형성될 수도 있다.
본 실시 예에 따른 마찰 하우징(115)은 제1 마찰 하우징(117)과 제2 마찰 하우징(119)에 충돌 마찰부(111)가 모두 형성된다.
제1 마찰 하우징(117)은 하우징 본체(113)를 밀폐하도록 하우징 본체(113)의 플랜지(113a)에 결합되며 충돌 마찰부(111)가 형성되는 커버부(117a), 회전축(130)이 관통하도록 커버부(117a)에서 외측으로 돌출 형성되며, 회전축(130)을 실링하는 실링부(117b) 및 커버부(117a)에서 돌출 형성되어 회전축(130)을 지지하는 베어링 지지부(117c)를 구비한다.
제2 마찰 하우징(119) 또한 제1 마찰 하우징(117)과 마찬가지로 하우징 본체(113)를 밀폐하도록 하우징 본체(113)의 플랜지(113a)에 결합되며 충돌 마찰부(111)가 형성되는 커버부(119a), 회전축(130)이 관통하도록 커버부(119a)에서 외측으로 돌출 형성되며 회전축(130)을 실링하는 실링부(119b) 및 커버부(119a)에서 돌출 형성되어 회전축(130)을 지지하는 베어링 지지부(119c)를 구비한다.
한편, 마찰 하우징(115)은 하우징 본체(113)의 유체 유입구(110a)와 유체 배출구(110b) 사이를 구획하도록 제1 마찰 하우징(117) 및 제2 마찰 하우징(119)에 구획 돌출부(115a)가 각각 돌출 형성된다. 이와 같은 구획 돌출부(115a)로 인하여 하우징(110)으로 유입되는 유체가 유체 배출구(110b)로 바로 배출되는 것이 방지되면서 충돌 마찰부(111)를 순환한 후 배출하게 된다.
또한, 마찰 하우징(115)은 임펠러(120)가 회전할 때 마찰력을 감소시킴과 동시에 유체의 와류를 발생 증가시키도록 제1 마찰 하우징(117) 및 제2 마찰 하우징(119)의 내면에 마찰 저감홈(117d, 119d)이 각각 형성된다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 실시 예에 따른 충돌 마찰부(111)는 하우징(110)의 내부로 유입되는 유체가 하우징(110)에서 보다 오래 채류하면서 분자 충돌이 이루어져 온도가 상승할 수 있도록 하우징(110)의 내부에서 굴곡진 유로(111c)를 형성한다.
이러한, 충돌 마찰부(111)는 하우징 본체(113)의 내면과 임펠러(120) 사이에 위치하며, 하우징(110)의 내부로 유입되는 유체가 와류를 발생하면서 충돌 순환하도록 한다.
이를 위하여, 충돌 마찰부(111)는 제1 마찰 하우징(117) 및 제2 마찰 하우징(119)에서 이격되게 돌출 형성되는 충돌 돌기부(111')를 구비한다.
충돌 돌기부(111')는 제1 마찰 하우징(117)에서 이격되게 돌출 형성되는 제1 돌기부재(111a) 및 제2 마찰 하우징(119)에서 이격되게 돌출 형성되는 제2 돌기부재(111b)로 이루어진다. 이때, 충돌 돌기(111')는 굴곡진 유로(111c)를 형성하도록 제1 돌기부재(111a)의 단부가 제2 돌기부재(111b)의 단부 사이로 삽입되며, 그 외면이 하우징 본체(113)의 내면과 접촉되고, 그 내면이 임펠러(120)의 외주연과 이격 거리(t)를 갖도록 하우징 본체(113)에 결합된다.
또한, 제1 돌기부재(111a) 및 제2 돌기부재(111b)는 그 단부에서 뿌리로 갈수록 그 폭이 넓어지도록 테이퍼지게 형성된다. 이는 유체의 흐름이 원활하게 유지되면서 와류가 발생되도록 하기 위함이다.
하우징(110)의 내부에 회전 가능하게 마련되어 유체를 이동시키는 임펠러(120)는 회전축(130)에 결합되는 회전판 부재(121) 및 유체의 순환을 위하여 회전판 부재(121)의 양면에 각각 돌출 형성되는 날개부재(123)를 포함한다.
회전판 부재(121)는 제1 마찰 하우징(117) 및 제2 마찰 하우징(119)과의 마찰력 저감을 위하여 양면에 마찰 저감홈(121a)이 각각 형성된다. 이때, 회전판 부재(121)의 마찰 저감홈(121a)은 제1 마찰 하우징(117) 및 제2 마찰 하우징(119)의 마찰 저감홈(117d, 119d)과 대응되는 위치에 형성된다.
날개부재(123)는 회전판 부재(121)에서 반지름 방향으로 돌출 형성되며, 회전판 부재(121)의 원주방향을 따라 등 간격으로 배치된다. 이때, 날개 부재(123)는 회전판 부재(121)의 일면 날개 부재(123)가 타면 날개 부재(123) 사이에 위치도록 형성된다.
회전축(130)은 베어링(B)을 통해 제1 마찰 하우징(117) 및 상기 제2 마찰 하우징(119)의 베어링 지지부(117c, 119c)에 각각 회전 가능하게 결합되며, 일단에 모터(140)와의 결합을 위한 플랜지(131)이 형성된다.
모터(140)는 회전축(130)을 회전시킬 수 있도록 모터축에 회전축(130)의 플랜지(131)와 볼트 및 너트를 통해 결합되는 플랜지(141)가 구비된다.
상기와 같이 구성되는 본 실시 예에 따른 유체 가열식 순환 펌프의 작용을 설명한다.
모터(140)의 구동에 따라 임펠러(120)가 회전하면 하우징(110)의 유체 유입구(110a)를 통해 유체가 하우징(110)의 내부로 유입된다.
그리고 하우징(110)의 내부로 유입된 유체는 충돌 마찰부(111)의 제1 돌기부재(111a) 및 제2 돌기부재(111b)에 충돌되어 와류를 발생하면서 하우징(110) 내부를 순환하여 유체 배출구(110b)로 배출된다. 이로 인하여, 와류 발생으로 인한 유체의 분자 충돌을 극대화 할 수 있어 유체의 온도가 상승하게 된다.
이때, 제1 돌기부재(111a)와 제2 돌기부재(111b)의 단부가 삽입되어 굴곡진 유로(111c)를 형성하게 되므로, 유체가 하우징(110)의 내부에 보다 오랜 시간 채류하게 되어 유체의 온도를 보다 상승시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 순환 펌프 110 : 하우징
111 : 충돌 마찰부 111a : 제1 돌기부재
111b : 제2 돌기부재 111c : 유로
113 : 하우징 본체 115 : 마찰 하우징
117 : 제1 마찰 하우징 119 : 제2 마찰 하우징
120 : 임펠러 130 : 회전축
140 : 모터

Claims (12)

  1. 유체 유입구와 배출구가 각각 형성되며, 내부에 내부로 유입되는 유체가 순환하면서 충돌하여 온도가 상승하도록 충돌 마찰부가 형성되는 하우징; 회전을 통해 상기 유체를 순환시켜 상기 배출구로 배출시키도록 상기 하우징의 내부에 회전가능하게 구비되는 임펠러; 베어링을 통해 상기 하우징에 회전가능하게 결합되며, 상기 임펠러가 결합되는 회전축; 및 상기 회전축과 연결되어 상기 회전축을 회전시키는 모터;를 포함하며,
    상기 충돌 마찰부는 상기 임펠러의 외주연과 이격되도록 상기 하우징에서 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 가열식 순환 펌프.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징은,
    상기 유입구 및 배출구가 형성되며, 내부에 상기 임펠러가 위치하는 하우징 본체;
    상기 충돌 마찰부가 형성되어 상기 하우징 본체에 결합되는 마찰 하우징;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 가열식 순환 펌프.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 마찰 하우징은,
    상기 하우징 본체의 일측에 결합되는 제1 마찰 하우징; 및 상기 하우징 본체의 타측에 결합되는 제2 마찰 하우징;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 가열식 순환 펌프.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 충돌 마찰부는 상기 제1 마찰 하우징 및 상기 제2 마찰 하우징에 각각 형성되거나 또는 상기 제1 마찰 하우징과 상기 제2 마찰 하우징 중 어느 하나에 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 가열식 순환 펌프.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제1 마찰 하우징 및 상기 제2 마찰 하우징은,
    상기 충돌 마찰부가 형성되어 상기 하우징 본체를 밀폐하는 커버부;
    상기 회전축이 관통하도록 상기 커버부의 외측으로 돌출 형성되어 상기 회전축을 실링하는 실링부;
    상기 커버부에서 돌출 형성되어 상기 베어링이 결합되는 베어링 지지부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 가열식 순환 펌프.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 충돌 마찰부는,
    상기 제1 마찰 하우징에서 이격되게 돌출 형성되는 제1 돌기부재; 및
    상기 제2 마찰 하우징에서 이격되게 돌출 형성되는 제2 돌기부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 가열식 순환 펌프.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 충돌 마찰부는 상기 제1 돌기부재의 단부가 상기 제2 돌기부재의 단부 사이로 삽입되는 것을 특징으로 하는 유체 가열식 순환 펌프.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 충돌 마찰부는 상기 하우징의 내부로 유입되는 유체가 와류를 발생하면서 충돌 순환하도록 굴곡진 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 유체 가열식 순환 펌프.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 충돌 마찰부는 상기 하우징에서 이격되게 돌출 형성되는 충돌 돌기부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 가열식 순환 펌프.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 충돌 돌기부는 상기 임펠러의 일측에 돌출 형성되는 제1 돌기부재; 및 상기 임펠러의 타측에서 돌출 형성되는 제2 돌기부재를 포함하며, 상기 제1 돌기부재의 단부가 상기 제2 돌기부재의 단부 사이로 삽입되는 것을 특징으로 하는 유체 가열식 순환 펌프.
  12. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 임펠러는 상기 회전축에 결합되는 회전판 부재; 및
    상기 회전판 부재에서 반지름 방향으로 돌출 형성되어 상기 회전판 부재의 원주방향을 따라 등 간격으로 배치되는 날개부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 가열식 순환 펌프.
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