KR101497052B1

KR101497052B1 - 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프

Info

Publication number: KR101497052B1
Application number: KR20140090824A
Authority: KR
Inventors: 김상국
Original assignee: 김상국
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2015-02-27

Abstract

본 발명에 따른 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프는, 하방에 흡입구가 상하로 관통 형성되며, 상방에 상기 흡입구와 내부공간이 유로가 되도록 토출구가 상하로 관통 형성되는 몸체부와, 상기 몸체부의 내부 상측에 결합되며, 상기 몸체부의 내부중심을 관통 수직으로 연장된 구동축이 회전중심을 기준으로 수평회전 가능하게 설치되는 구동부와, 상기 구동축의 하단에 배설된 허브에 결합된 상태로 상기 몸체부의 내부에서 수평회전 가능하게 설치되며, 상기 구동축과 직각을 이루도록 허브에 다수의 회전날개가 등각도로 배설되는 임펠러와, 상기 몸체부의 내주면을 따라 방사상으로 배열되어, 상기 흡입구와 상기 토출구를 통과하는 유체를 상기 회전날개를 따라 원활하게 흐르도록 안내하는 가이드부 및, 상기 회전날개에 하나 또는 다수에 설치되어, 상기 유체에 혼입된 이물질을 절단 파쇄하는 절단부를 포함한다.

Description

이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프{Apparatus for Cutting of Trash for Submersible Pump}

본 발명은 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 임펠러의 회전날개에 외측 절단날과 내측 절단날을 설치하여, 흡입유체에 혼입된 이물질을 절단 파쇄된 상태로 배출시킴으로써, 이물질로 인한 토출량 저하와 고장을 방지할 수 있고, 이를 통해 우수한 펌프효율과 대유량 중저양정에 적합한 펌핑 성능을 확보할 수 있는 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프에 관한 것이다.

종래의 소유량 고양정의 오수 중계펌프장 및 도로 배수펌프장 등에는 원심펌프가 사용되고, 대유량 중저양정의 빗물펌프장에는 유량과 양정에 알맞은 수중 축류 또는 사류펌프가 사용되고 있다.

이러한 축류 및 사류펌프를 채택하는 펌프의 상류측에는 스크린을 배치하여 상류로부터 유입되는 유체에 혼입된 각종 이물질을 제거하여 펌프가 원활하게 구동되게 하고 있으나, 이러한 스크린의 전위스크린을 월류(越流)하여 유입되는 고형이물(固形異物)과, 스크린의 바(Bar) 피치 간격보다 작은 나일론, 비닐, 스타킹, 끈과 같이 가늘고 길이가 긴 연질이물(軟質異物)이 스크린을 통과하여 펌프로 유입 되어 펌프의 임펠러와 라이너 링이나 허브 사이에 끼이는 경우, 펌프의 작동이 중지되거나, 토출량이 줄어들어 장치의 성능이 저하되거나, 구동부에 장기간 작용 하는 과부하로 구동부가 소손 되는 등 펌프의 수명이 단축되거나 고장을 일으키는 주요 원인이 되고 있다.

이를 방지하기 위해, 근래에는 소유량 고양정의 오수펌프의 일종으로 임펠러에 고형물질이 달라붙는 것을 막기 위하여 임펠러의 날개 개수를 1개 내지 4개로 하는 무폐색펌프(Non-clog Pump)를 채택하여 이물질을 흘려내려 보내는 방법으로 해결하고 있지만, 대유량 중저양정의 축류 및 사류펌프에는 비속도 범위의 차이와 그 구조의 차이로 무폐색펌프를 채택할 수 없는 문제가 있었다.

그리고, 상기와 같은 오수펌프의 문제점을 해결하기 위하여 2006.12.20. 등록된 대한민국 특허등록 제10-0662049호 (발명의 명칭: 협잡물 파쇄기능을 갖는 수중오수용 맨홀펌프)는 수중원심펌프의 좁게 구성된 흡입구의 하단에 배치한 커터플레이트와 샤프트를 연장하고 커터를 결합하여, 오폐수에 포함된 각종 부유물을 임펠러 전단에서 미리 분쇄 및 절단하는 오수용 맨홀펌프가 개시되어 있으나, 이는 대유량 중저양정의 축류 및 사류펌프에는 비속도 범위의 차이와 그 구조의 차이로 적용할 수 없는 문제점이 있었다.

그리고, 상기와 같은 대유량 중저양정의 축류 및 사류펌프의 문제점을 해결하기 위하여 2011.1.4 등록된 대한민국 등록특허 제10-1007473호 (발명의 명칭: 이물질 배출이 용이한 펌프)는 분할된 웨어링과 임펠라 사이에 이물질이 끼일 경우 웨어링을 미세량 원주방향으로 움직일 수 있도록 가동웨어링을 구성하여 이물질의 배출이 용이하게 하였으나, 이물질의 크기가 웨어링의 가동범위를 초과할 경우 절단 파쇄기능이 없기 때문에 임펠러 허브측에 휘감기거나 임펠러와 라이너 링 사이에 끼일 경우, 펌프의 구동이 중지되거나, 토출량이 줄어들어 장치의 성능이 저하되거나, 구동부에 작용하는 장기간 과부하로 구동부가 소손 되어 펌프의 수명이 단축되거나 고장을 일으키는 문제가 남아 있었다.

본 발명의 목적은 임펠러의 회전날개에 외측 절단날과 내측 절단날을 설치하여, 유체와 함께 내부로 혼입되는 이물질을 절단 파쇄된 상태로 배출시킴으로써, 이물질로 인한 토출량 저하와 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해 우수한 펌프효율과 대유량 중저양정에 적합한 펌핑 성능을 확보할 수 있는 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프를 제공하는데 있다.

본 발명의 제1실시 예에 따른 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프는, 하방에 흡입구가 상하로 관통 형성되며, 상방에 상기 흡입구와 내부공간이 유로가 되도록 토출구가 상하로 관통 형성되는 몸체부와, 상기 몸체부의 내부 상측에 결합되며, 상기 몸체부의 내부중심을 관통 수직으로 연장된 구동축이 회전중심을 기준으로 수평회전 가능하게 설치되는 구동부와, 상기 구동축의 하단측으로 외팔보로 연장하여 원둘레측에 배설된 허브에 결합된 상태로 상기 몸체부의 내부에서 수평회전 가능하게 설치되며, 상기 구동축과 직각을 이루도록 허브에 다수의 회전날개가 등각도로 배설되는 임펠러와, 상기 몸체부의 내주면을 따라 방사상으로 배열되어, 상기 흡입구와 상기 토출구를 통과하는 유체를 상기 회전날개를 따라 원활하게 흐르도록 안내하는 가이드부 및, 상기 회전날개에 하나 또는 다수에 설치되어, 상기 유체에 혼입된 이물질을 절단 파쇄하는 절단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 절단부는 상기 회전날개의 회전 방향측 전면 상단부에 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 절단부는 상기 몸체부의 내주면과 대향하는 상기 회전날개의 날개팁에 착탈 가능하게 결합되는 외측 절단날 및, 상기 허브에 결합된 상기 회전날개의 허브측 결합단 전면 단부에 착탈 가능하게 결합되는 내측 절단날을 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회전날개는 상기 허브에 결합된 결합단으로부터 원주방향으로 연장된 날개팁으로 갈수록 폭이 점진적으로 좁아질 수 있다.

또한, 상기 가이드부는 상기 몸체부의 흡입구측 내주면과 상기 임펠러의 단말부 사이를 방사상으로 등각도로 고정 배열하여, 상기 흡입구를 통과한 유체가 상기 회전날개를 따라 원활하게 흐르도록 안내하는 제1안내판 및, 상기 몸체부의 토출구측 내주면과 상기 토출구의 중심측 외주면 사이를 방사상으로 등각도로 고정 배열하여, 상기 회전날개를 통과하는 유체가 상기 토출구측으로 원활하게 흐르도록 안내하는 제2안내판을 구비할 수 있다.

또한, 상기 몸체부의 내주면에는 라이너 링이 삽입된 상태로 결합되며, 상기 라이너 링의 내주면에는 상기 외측 절단날과 상호작용으로 이물질을 절단시키며, 절단부에 의해 절단 분쇄된 이물질이 상기 몸체부의 축 방향을 따라 이동될 수 있도록 안내홈이 오목하게 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 제2실시 예에 따른 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프는, 하방에 흡입구가 상하로 관통 형성되며, 상방에 상기 흡입구와 내부공간이 유로가 되도록 토출구가 상하로 관통 형성되는 몸체부와, 상기 몸체부의 내부 상측에 결합되며, 상기 몸체부의 내부중심을 관통 수직으로 연장된 구동축이 회전중심을 기준으로 수평회전 가능하게 설치되는 구동부와, 상기 구동축의 하단에 외팔보로 연장되어 결합된 상태로 상기 몸체부의 내부에서 수평회전 가능하게 설치되며, 상기 흡입구 방향을 향하도록 다수의 회전날개의 전면 날개팁이 하부로 경사지게 연장 형성되는 임펠러와, 상기 몸체부의 내주면을 따라 방사상으로 배열되어, 상기 흡입구와 상기 토출구를 통과하는 유체를 상기 회전날개를 따라 원활하게 흐르도록 안내하는 가이드부 및, 상기 회전날개에 하나 또는 다수에 설치되어, 상기 유체에 혼입된 이물질을 절단 파쇄하는 절단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 회전날개는 상기 회전날개의 날개팁의 전면 선단이 흡입구 방향을 향하도록 경사지는 전진익(前進翼)으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 회전날개는 상기 회전날개의 날개팁의 전면 선단이 토출구 방향을 향하도록 경사지는 후진익(後進翼)으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 가이드부는 상기 몸체부의 흡입구측 내주면에 방사상으로 배열되어, 상기 흡입구를 통과하는 유체를 상기 회전날개를 따라 원활하게 흐르도록 안내하는 제1안내판 및, 상기 몸체부의 토출구측 내주면과 상기 토출구의 중심측 외주면 사이를 방사상으로 등각도로 고정 배열하여, 상기 회전날개를 통과하는 유체가 상기 토출구측으로 원활하게 흐르도록 안내하는 제2안내판을 구비할 수 있다.

또한, 상기 제1안내판은 상기 몸체부의 흡입구측 내주면에 결합된 일단으로부터 상기 흡입구의 중심 부위에 위치된 타단으로 갈수록 폭이 점진적으로 좁아질 수 있으며, 상기 제2안내판은 상기 몸체부의 토출구측 내주면에 결합된 일단으로부터 상기 토출구의 중심측 외주면에 결합된 타단으로 갈수록 폭이 점진적으로 좁아질 수 있다.

본 발명은 대유량 중저양정의 축류 및 사류펌프의 임펠러의 회전날개에 외측 절단날과 내측 절단날을 설치하여, 흡입유체와 함께 임펠러로 혼입되는 이물질을 절단 파쇄된 상태로 배출시킴으로써, 이물질이 펌프로 유입되어 펌프의 임펠러와 라이너 링이나 허브 사이에 끼이는 경우 펌프의 작동이 멈추거나, 토출량이 줄어들어 장치의 성능이 저하되거나, 고장이 발생하거나, 구동부에 작용하는 장기간의 과부하로 구동부가 소손되는 등 펌프의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있어서, 펌프의 성능유지와, 펌프의 고장으로 인한 작동불능으로 뒤따르는 2차 피해방지와, 펌프자체의 고장으로부터 복구에 소요되는 제반 비용을 저감할 수 있는 경제적이 효과를 갖는다.

또한, 임펠러에 이물질이 달라붙는 것을 방지하기 위하여 임펠러의 날개 개수를 1개내지 4개로 제한하는 무폐색펌프를 채택하지 않고도 이물질을 절단 분쇄하여 작은 입자 형태로 배출시킴으로써, 대유량 중저양정의 축류 및 사류펌프도 무폐색의 기능을 확보하여 적용성을 확장시키는 효과를 갖는다.

그리고, 분할된 가동웨어링으로 이물질의 배출이 불가능한 것을 이물질을 절단 분쇄하여 작은 입자 형태로 배출시킴으로써 해소하여, 대유량 중저양정의 축류 및 사류펌프의 확실한 구동을 확보할 수 있는 안정성을 확대하는 효과를 갖는다.

나아가, 상기 절단부의 절단날에 체결장치를 구성하여 날개부 전체를 교체하지 않고 필요한 부위만 교체 가능하게 하여 신속대응과 교체비용을 저감하는 경제적 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프를 보여주기 위한 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프(입축)에서 흡입유체의 흐름을 보여주기 위한 제1작동 상태도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프(횡축)에서 흡입유체의 구동부축으로부터의 흐름을 보여주기 위한 제2작동 상태도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프(입축 및 횡축)를 보여주기 위한 정단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프를 보여주기 위한 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프(입축)에서 흡입유체의 흐름을 보여주기 위한 제1작동 상태도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프(횡축)에서 흡입유체의 구동부축으로부터의 흐름을 보여주기 위한 제2작동 상태도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시 예의 제1작동 상태에서 흡입유체와 협잡물의 흐름을 나타내는 상태도이다.
도 9는 본 발명의 제1실시 예의 제2작동 상태에서 흡입유체와 협잡물의 흐름을 나타내는 상태도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우, 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프를 보여주기 위한 측단면도이다.

그리고, 도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프(입축)에서 흡입유체의 흐름을 보여주기 위한 작동 상태도이다.

도 1과 도 2와 도 8을 참조하면, 본 발명의 제1실시 예에 따른 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프는 몸체부(100)와, 구동부(200)와, 임펠러(Impeller, 300)와, 가이드부(400) 및 절단부(500)를 포함한다.

먼저, 상기 몸체부(100)는 내부공간이 유로가 되도록 형성된 원통 형상을 가지며, 상기 몸체부(100)의 하방측에는 흡입구(110)가 내부 공간으로 관통 형성된다.

그리고, 상기 몸체부(100)의 상방에는 흡입구(110)와 내부공간이 유로가 되도록 토출구(121)가 형성된다.

또한, 상기 몸체부(100)는 하부에 형성된 제1몸체(110) 및 상기 제1몸체의 상부에 형성되는 제2몸체(120)로 각각 구비될 수 있다.

상기 제1몸체(110)는, 내부에 흡입구(111)가 상하로 관통 형성되며, 상기 제1몸체(110)는 하방으로 갈수록 직경이 넓어지는 테이퍼 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1몸체(110)의 상단에는 제2몸체(120)의 하단과 체결부재(B)에 의해 결합될 수 있도록 결합부가 측방으로 돌출 형성될 수 있다.

제2몸체(120)는, 하단이 제1몸체(110)의 상단과 밀착 위치된 상태로 체결부재(B)에 의해 상호 결합될 수 있다.

여기서, 상기 제2몸체(120)의 내부에는 상기 결합부재(B)의 타단에 토출구(121)가 상하로 관통 형성되며, 상기 제2몸체(120)의 하단은 하방으로 갈수록 직경이 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 몸체부(100)의 내주면에는 도 1, 도 4 및 도 7에서처럼 라이너 링(130)이 삽입된 상태로 설치되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 라이너 링(Liner Ring, 130)은 몸체부(100)의 내주면을 따라 링 형상을 가지며, 상기 라이너 링(130)의 내주면에는 안내홈(131)이 4각형으로 오목하게 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 라이너 링(130)의 내주면은 몸체부(100)의 내주면과 동일한 면을 형성하고 마모시 교체시킬 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

안내홈(131)은, 후술하는 절단부(500)의 외측 절단날(510)과의 상호작용으로이물질(W)을 절단시키며, 이렇게 절단 분쇄된 이물질(나이론, 비닐, 스타킹, 끈, 페트병, 음료캔 등, W) 중 임펠러(300)를 통해 통과되지 못한 이물질(W)이 토출구(121)로 이동되도록 한다.

이를 위해, 상기 안내홈(131)의 내주면과 후술하는 회전날개(320)의 날개팁(321)은 일정 간격으로 이격하여 위치하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 상기 안내홈(131)은 도 7에서처럼 몸체부(100)의 내주면을 따라 다수를 등각도로 분할 형성시킬 수 있으나, 안내홈(131)의 개수가 많으면 펌프의 성능을 저하시키게 되고, 반대로 적으면 절단된 이물질(W)이 미처 빠져나가지 못할 경우 원활하게 절단이 이루어지지 않을 수 있으므로 3개로 하는 것이 바람직하다.

구동부(200)는, 몸체부(100)의 상단에 결합된 상태에서 후술하는 임펠러(300)에 회전력을 전달한다.

이를 위한, 상기 구동부(200)는 케이싱(210)과, 고정자(Stator, 220)와, 회전자(Rotor, 230) 및 구동축(Shaft, 240)으로 구비된다.

상기 케이싱(210)은, 내부에 공간을 형성하는 원통 형상을 가지며, 상기 케이싱(210)의 하단이 몸체부(100)의 상단에 밀폐된 상태로 결합된다.

고정자(220)는, 상기 케이싱(210)의 내부 공간의 원주면을 따라 설치되며, 상기 고정자(220)의 내부에는 중공이 상하로 관통 형성된다.

여기서, 상기 고정자(220)의 중공 내에는 회전자(230)가 동심 축으로 회전 가능하게 결합된다.

그리고, 상기 회전자(230)의 내부 중심에는 구동축(240)이 수평회전 가능하게 상하 방향으로 관통 일체로 결합된다.

상기 구동축(240)은, 축 방향 양단이 케이싱(210)의 내측 상하단에 수평회전 가능하게 베어링(250)이 지지하여 결합되고 하부베어링의 하단측으로 외팔보로 연장되어 단말 원둘레측에 허브(305)를 배설한다.

이와 같은 상기 구동부(200)는, 외부로부터 전력 공급시 고정자(220)와 회전자(230) 간의 전자기력 형성에 의해 회전자(230)가 회전하고, 이때 구동축(240)이 회전자(230)에 의해 회전하게 된다.

이와 함께, 상기 케이싱(210)의 하단과 몸체부(100)의 상단 사이에는 베어링(250)을 설치하기 위한 제1베어링 커버(260)가 결합되고, 아울러, 상기 제1베어링 커버(260)와 반대되는 케이싱(210)의 상단에는 상부 브래켓(275)과 베어링(250)을 설치하기 위한 제2베어링 커버(270)가 결합된다.

이에 더하여, 상기 제1베어링 커버(260)의 하단과 몸체부(100)의 상단 사이에는 구동축(240)과 몸체부(100)를 구획하여 수밀 공간을 형성하기 위한 미캐니컬 씰(280)이 설치된다.

상기 미캐니컬 씰(Mechanical Seal, 280)은, 구동축(240)이 회전 가능하도록 함과 동시에, 유체가 몸체부(100)와 구동축(240)의 사이를 통해 누설되지 않도록 한다.

이와 함께, 상기 제1베어링 커버(260)의 하단과 몸체부(100)의 상단 사이에는 미캐니컬 씰(280)을 지지하기 위한 씰 커버(290)가 더 설치된다.

상기 씰 커버(290)는, 제1베어링 커버(260)의 하단과 상기 몸체부(100)의 상단 사이에 결합된 상태로 미캐니컬 씰(280)과 몸체부(100) 사이를 밀폐시킨다.

여기서, 상기 씰 커버(290)는 케이싱(210)의 축 방향 일단과 별도의 체결부재(B)에 의해 결합된다.

이때, 상기 씰 커버(290)는 토출구(121)의 내부에 위치될 수 있으며, 상기 씰 커버(290)의 측면은 원뿔형으로 하부로 갈수록 좁아지는 형태를 가지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 씰 커버(290)의 측면에는 후술하는 제2안내판(420)의 중심측 일단이 결합되는 것이 바람직하다.

임펠러(300)는, 회전력이 전달되는 구동축(240)과 이의 회전에 의해 흡입유체에 에너지를 가하는 회전날개(320) 및 구동축(240)과 회전날개(320)를 결합시키는 허브(305)로 구성되어 있디.

상기 임펠러(300)는 구동축(240)의 하단 베어링에서 하측으로 외팔보형상으로 일체로 축연장하여 형성된 구동축(240)의 원둘레측으로 구형 허브(305)를 결합하여 단말부(306)로 축방향을 마감하고, 상기 허브(305)의 외주면에 등각도로 회전날개(320)를 결합하여 설치된다.

회전날개(320)는, 상기 허브(305)의 외주면를 따라 등각도로 배열하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 회전날개(320)는 일단이 허브(305)의 외주면에 결합되고, 타단이 몸체부(100)의 내주면에 대향하도록 연장되며, 펌프의 운전에 요구되는 성능을 나타낼 수 있도록 날개형상을 형성한다.

이때, 상기 회전날개(320)는 구동축(240)의 수직한 중심 축 선과 직각 방향으로 연장하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회전날개(320)는 허브(305)에 결합된 결합단(322)으로부터 몸체부(100)의 내주면으로 연장된 날개팁(321)으로 갈수록 폭이 점진적으로 좁아지는 것이 바람직하다.

이때, 상기 회전날개(320)의 날개팁(321)은 펌프 운전시 요구되는 성능을 나타낼 수 있도록 몸체부(100)의 내주면과 일정한 간극(間隙)을 가지고 위치되는 것이 바람직하다.

가이드부(400)는, 몸체부(100)의 흡입구측 내주면과 상기 임펠러(300)의 단말부(306) 사이를 방사상으로 등각도로 고정 배열하여, 상기 흡입구(111)를 통과한 유체가 상기 회전날개(320)를 따라 원활하게 흐르도록 안내하는 제1안내판(410) 및 상기 몸체부(100)의 토출구측 내주면과 상기 토출구(121)의 중심측 외주면 사이를 방사상으로 등각도로 고정 배열하여, 상기 회전날개(320)를 통과하는 유체가 상기 토출구측으로 원활하게 흐르도록 안내하는 제2안내판(420)으로 구성된다.

이와 같은 상기 제1안내판(410)은, 흡입구(111)를 통해 유입되는 유체를 몸체부(100)의 내부공간에 형성된 유로로 원활하게 유입되도록 안내하며 동시에 몸체부(100)와 허브(305)사이의 구조적 안정성을 유지한다.

이때, 흡입유체와 이에 혼입된 이물질(W)은 제1안내판(410)의 사이를 통과 하여 허브(305)에 결합된 회전날개(320)의 구동으로 유동흐름과 원심력의 작용에 의하여 토출구(121) 방향으로 이동한다.

이와 동시에, 흡입유체에 혼입된 이물질(W)은 회전날개(320)의 구동으로 유동흐름과 원심력의 작용에 의하여 토출구(121) 방향으로 이동되거나, 남아있는 이물질(W)은 회전날개(320)에 설치된 후술하는 절단부(500)에 의해 절단 분쇄되면서 토출구(121) 방향으로 이동한다.

즉, 도 2, 도 4와 도 8에서처럼 흡입된 유체는 임펠러(300)를 통해 토출구(121)로 이동되어 배출이 이루어지며, 절단 분쇄된 이물질(W)은 대부분 회전날개(320)의 구동으로 유동흐름과 원심력의 작용에 의하여 토출구(121) 방향으로 이동되지만, 남아있는 이물질(W)은 라이너 링(130)의 안내홈(131)을 통해 토출구(121)로 이동되어 배출이 이루어질 수 있다.

상기 제2안내판(420)은, 상기 몸체부(100)의 토출구측 내주면과 상기 토출구(121)의 중심측 외주면 사이를 방사상으로 등각도로 고정 배열하여, 상기 회전날개(320)를 통과하는 유체가 상기 토출구측으로 원활하게 흐르도록 등각도로 고정 배열하여 안내하도록 구성된다.

상기 제2안내판(420)은 일단이 몸체부(100)의 토출구측 내주면에 결합되고, 타단이 토출구(121)의 중심측 외주면에 결합될 수 있다.

이와 같은 상기 제2안내판(420)은, 도 2와 도 8에서처럼 임펠러(300)의 회전에 의해 몸체부(100)의 내부공간에 형성된 유로로 전달되는 유체와 이에 혼입된 이물질(W)을 상방으로 원활하게 배출되도록 안내하며 동시에 토출구의 중심측과 허브(305)사이의 구조적 안정성을 유지한다.

절단부(500)는, 회전날개(320)에 하나 또는 다수에 설치되어, 유체에 혼입된 이물질(W)을 잘게 절단 파쇄한다.

이를 위한 상기 절단부(500)는, 외측 절단날(510) 및 내측 절단날(520)로 각각 구비된다.

상기 외측 절단날(510)은, 도 1과 도 6에서처럼 몸체부(100)의 내주면에 대향하여 형성된 회전날개(320)의 날개팁(321) 부위에 착탈 가능하게 결합된다.

여기서, 상기 외측 절단날(510)은 회전날개(320)의 회전 방향측 전면 단부에 체결부재(B)에 의해 결합하는 것이 바람직하다.

그리고, 회전날개(320)의 날개팁(321) 전면 단부에 구성된 외측 절단날(510)과 이에 대향하는 몸체부(100)의 내주면에 후술하는 라이너 링(130)의 내부에 형성된 안내홈(131)의 상호작용으로 이물질(W)을 절단 파쇄시키도록 구성된다.

내측 절단날(520)은, 도 2와 도 4에서처럼 허브(305)의 외주면에 결합된 회전날개(320)의 결합단(322) 전면 단부에 착탈 가능하게 결합된다.

여기서, 상기 내측 절단날(520)은 회전날개(320)의 회전 방향측 허브(305)측전면 단부에 체결부재(B)에 의해 결합된다.

그리고, 회전날개(320)의 허브(305)측 결합단(322) 전면 단부에 구성된 내측 절단날(520)과 이에 대응되는 형상으로 결합시키기 위한 절개단(525)이 형성되어 내측 절단날(520)과 절개단(525)의 상호작용으로 이물질(W)을 절단 파쇄시키도록 구성된다.

이와 같이, 본 발명의 제1실시 예에 따른 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프는 회전날개(320)의 회전에 의해 유체를 몸체부(100)의 축 방향으로 이동시키는 구조 즉, 입축 축류펌프(Axial Flow Pump) 구조를 제공할 수 있다.

한편, 도 3과 도 9에서 도시한 바와 같이, 구동축(240)의 배치가 가로방향인 횡축펌프인 경우, 도 2에서 도 3으로의 변경이 이루어져야 하며, 그 주요내용은, (i)구동축(240)의 배설 방향이 종축에서 횡축으로 변경되고, (ii)흡입구(111)와 토출구(121)의 위치가 서로 반대이며, (iii)회전날개(320)와 제1안내판(410) 및 제2안내판(420)에 작용하는 유체의 흐름방향이 서로 반대이며 (iv)외측 절단날(510)과 내측 절단날(520)의 위치는 회전날개(320)의 회전방향측 전면 날개칩(321)측과 허브(305)측에 각각 배치시키는 변경으로 횡축 축류펌프(Axial Flow Pump) 구조를 제공할 수 있다.

특히, 상기와 같은 변경시, 회전날개(320)와 제1안내판(410) 및 제2안내판(420)의 날개형상은 도 3에 도시된 것은 하나의 실시 예에 불과하고 펌프의 운전에 요구되는 성능을 나타낼 수 있도록 구성되어야 한다.

그리고, 상기와 같이 구성된 횡축 축류펌프를 수문에 펌프를 일체화 시킨 펌프게이트에 결합 시 몸체부(100)의 양단에 구성된 플렌지와 결합시키는 것이 바람직하다.

이하, 도 4 내지 도 6 및 도 9를 참조로 본 발명의 제2실시 예에 따른 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 제2실시 예에 따른 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프는 몸체부(100)와, 구동부(200)와, 임펠러(300)와, 가이드부(400) 및 절단부(500)를 포함한다.

먼저, 상기 몸체부(100)는 내부공간이 유로가 되도록 형성된 원통 형상을 가질 수 있으며, 상기 몸체부(100)의 하방측에는 흡입구(111)가 내부 공간으로 관통 형성된다.

그리고, 상기 몸체부(100)의 상방에는 흡입구(111)와 내부공간이 유로가 되도록 토출구(121)가 형성된다.

또한, 상기 몸체부(100)는 하부에 형성된 제1몸체(110) 및 상기 제1몸체의 상부에 형성되는 제2몸체(120)로 각각 구비된다.

또한, 몸체부(100)의 내주면에는 도 4 내지 도 6 및 도 9에서처럼 라이너 링(130)이 삽입된 상태로 설치되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 라이너 링(130)은 몸체부(100)의 내주면을 따라 링 형상을 가지며, 상기 라이너 링(130)의 내주면에는 안내홈(131)이 4각형으로 오목하게 형성되는 것이 바람직하다.

예를 들어, 상기 안내홈(131)은 도 4 내지 도 6에서처럼 몸체부(100)의 내주면을 따라 다수를 등각도로 분할 형성시킬 수 있으나, 안내홈(131)의 개수가 많으면 펌프의 성능을 저하시키게 되고, 반대로 적으면 절단된 이물질(W)이 미처 빠져나가지 못할 경우 원활하게 절단이 이루어지지 않을 수 있으므로 3개로 하는 것이 바람직하다.

이를 위한, 상기 구동부(200)는 케이싱(210)과, 고정자(220)와, 회전자(230) 및 구동축(240)으로 구비된다.

상기 구동축(240)은, 축 방향 양단이 케이싱(210)의 내측 상하단에 수평회전 가능하게 베어링(250)이 지지하여 결합되고, 하부베어링의 하단측으로 외팔보로 연장되어 단말 원둘레측에 허브(305)를 배설한다.

상기 미캐니컬 씰(280)은, 구동축(240)이 회전 가능하도록 함과 동시에, 유체가 몸체부(100)와 구동축(240)의 사이를 통해 누설되지 않도록 한다.

회전날개(320)는, 상기 허브(305)의 외주면을 따라 등각도로 배열하는 것이 바람직하다.

특히, 상기 회전날개(320)의 날개팁(321)의 전면 선단이 흡입구(111) 방향을 향하도록 하부로 경사지는 전진익(前進翼)으로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회전날개(320)는 허브(305)에 결합된 결합단(322)으로부터 몸체부(100)의 내주면으로 연장된 날개팁(321)으로 갈수록 폭이 점진적으로 좁아질 수 있다.

가이드부(400)는, 상기 몸체부(100)의 흡입구측 내주면을 따라 방사상으로 배열되어, 상기 흡입구를 통과하는 유체를 상기 회전날개를 따라 원활하게 흐르도록 안내하는 제1안내판 및, 상기 몸체부(100)의 토출구측 내주면과 토출구(121)의 중심측 외주면 사이를 방사상으로 등각도로 고정 배열하여, 회전날개(320)를 통과하는 유체가 토출구측으로 원활하게 흐르도록 안내하는 제2안내판(420)으로 구성된다.

이와 같은 상기 제1안내판(410)은, 상기 몸체부(100)의 흡입구측 내주면에 방사상으로 배열되어, 상기 흡입구(111)를 통과하는 유체를 상기 회전날개를 따라 원활하게 흐르도록 안내한다.

여기서, 상기 제1안내판(410)은 일단이 몸체부(100)의 흡입구측의 내주면에 결합되고, 타단이 흡입구(111)의 중심 부위를 향하도록 등각도로 배치하고 서로 이격된 상태를 형성하거나, 도 2에 도시한 것과 동일하게 배치할 수도 있다.

이때, 상기 제1안내판(410)은 흡입구(111)의 중심 부위로 연장된 일단이 상호 이격되므로, 흡입구(111)의 중심 위치가 완전히 개방된 상태로 형성하거나, 도 2에 도시한 것과 동일하게 배치할 수도 있다.

그리고, 상기 제1안내판(410)은 흡입구(111)의 내주면에 결합된 일단으로부터 상기 흡입구의 중심 부위에 위치된 타단으로 갈수록 폭이 점진적으로 좁아질 수 있다.

이때, 흡입유체와 이에 혼입된 이물질(W)은 제1안내판(410)의 사이를 통과하여 허브(305)에 결합된 회전날개(320)의 구동으로 유동흐름과 원심력의 작용에 의하여 토출구(121) 방향으로 이동한다.

이와 동시에, 유체에 혼입된 이물질(W)은 회전날개(320)의 구동으로 유동흐름과 원심력의 작용에 의하여 토출구(121) 방향으로 이동되거나, 남아있는 이물질(W)은 회전날개(320)에 설치된 후술하는 절단부(500)에 의해 절단 분쇄 되면서 토출구(121) 방향으로 이동한다.

즉, 도 6과 도 8에서처럼 흡입된 유체는 임펠러(300)를 통해 토출구(121)로 이동되어 배출이 이루어지며, 절단 분쇄된 이물질(W)은 대부분 회전날개(320)의 구동으로 유동흐름과 원심력의 작용에 의하여 토출구(121) 방향으로 이동되지만, 남아있는 이물질(W)은 라이너 링(130)의 안내홈(131)을 통해 토출구(121)로 이동되어 배출이 이루어질 수 있다.

상기 제2안내판(420)은, 상기 몸체부(100)의 토출구측 내주면과 토출구 (121)의 중심측 외주면 사이를 방사상으로 등각도로 고정 배열하여, 회전날개 (320)를 통과하는 유체가 토출구측으로 원활하게 흐르도록 등각도로 고정 배열하여 안내하도록 구성된다.

이와 같은 상기 제2안내판(420)은, 도 6과 도 8에서처럼 임펠러(300)의 회전에 의해 몸체부(100)의 내부공간에 형성된 유로로 전달되는 유체와 이에 혼입된 이물질(W)을 상방으로 원활하게 배출되도록 안내하며 동시에 토출구의 중심측과 허브(305)사이의 구조적 안정성을 유지한다.

상기 외측 절단날(510)은, 도 4와 도 6에서처럼 몸체부(100)의 내주면에 대향하여 형성된 회전날개(320)의 날개팁(321) 부위에 착탈 가능하게 결합된다.

그리고, 회전날개(320)의 날개팁(321) 전면 단부에 구성된 외측 절단날 (510)과 이에 대향하는 몸체부(100)의 내주면에 후술하는 라이너 링(130)의 내부에 형성된 안내홈(131)의 상호작용으로 이물질(W)을 절단 파쇄시키도록 구성된다.

내측 절단날(520)은, 도 6에서처럼 허브(305)의 외주면에 결합된 회전날개 (320)의 허브(305)측 결합단(322) 후면 단부에 구성된 착탈 가능하게 결합된다.

여기서, 상기 내측 절단날(520)은 회전날개(320)의 회전 방향측 허브(305) 측 후면 단부에 체결부재(B)에 의해 결합된다.

그리고, 상기 회전날개(320)의 허브(305)측 결합단(322) 후면 단부에 구성된 내측 절단날(520)과 이에 대응되는 형상으로 결합시키기 위한 절개단(525)이 형성되어 내측 절단날(520)과 절개단(525)의 상호작용으로 이물질(W)을 절단 파쇄 시키도록 구성된다.

이와 같이, 본 발명의 제2실시 예에 따른 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프는 회전날개(320)의 회전에 의해 유체를 몸체부(100)의 축 방향으로 이동 시키는 구조 즉, 입축 사류펌프(Mixed Flow Pump) 구조를 제공할 수 있다.

한편, 도 7과 도 9에서 도시한 바와 같이, 구동축(240)의 배치가 가로방향인 횡축펌프인 경우, 도 6에서 도 7로의 변경이 이루어져야 하며, 그 주요내용은, (i)구동축(240)의 배설 방향이 종축에서 횡축으로 변경되고, (ii)흡입구(111)와 토출구 (121)의 위치가 서로 반대이며, (iii)날개형상이 전진익에서 후진익으로 변경되고, (iv) 회전날개(320)와 제1안내판(410) 및 제2안내판(420)에 작용하는 유체의 흐름방향이 서로 반대이며 (v)외측 절단날(510)은 회전날개(320)의 회전 방향측 전면 단부에 배치시키는 변경으로 횡축 사류펌프 구조를 제공할 수 있다.

특히, 상기와 같은 변경시, 회전날개(320)와 제1안내판(410) 및 제2안내판 (420)의 날개형상은 도 7에 도시된 것은 하나의 실시 예에 불과하고 펌프의 운전에 요구되는 성능을 나타낼 수 있도록 형성되어야 한다.

또한, 회전날개(320)의 토출측에 위치하는 제2안내판(420)은 도 3에 도시한 것과 같이 구성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기와 같이 구성된 횡축 사류펌프를 수문에 펌프를 일체화 시킨 펌프게이트에 결합 시 몸체부(100)의 양단에 구성된 플렌지와 결합시키는 것이 바람직하다.

이러한 구성의 본 발명 이물질 절단파쇄기능을 갖는 수중펌프는 다음과 같이 작동된다.

상기 도 2와 같이 구성된 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프의 제1 실시 예의 제1작동 예는, 도2의 흡입구(23)를 수조의 아래측에 배치하고 구동축 (240)이 입축(立軸)이 되도록 배치하면 토출구(121)는 구동부(200)측에 위치하게 되며, 토출구(121)와 연결되는 공지의 칼럼파이프(미도시)는 구동부(200)와 동심원 을 형성하도록 구성하여 토출배관으로 연결되고, 토출배관의 관말에는 외수의 내수 측으로 역류를 방지하는 역류방지밸브(미도시)가 구비된다. 한편, 회전날개 (320)의 회전운동은 구동축(240)의 양단에 베어링(250)을 배설하여 수평회전 가능하게 지지 하고, 상기 케이싱(210)내부에 구동축(240)의 원주방향으로 회전자(230)와 고정자 (220)가 배설된 구동부(200)가 형성되며, 상기 구동축(240)을 하부베어링에서 외팔보로 축연장하여 허브(305)와 돔형상의 단말부(306)가 축설(軸設)되어 회전 가능한 구동축(240)을 구성한다. 상기 허브(305)의 외주면에 등각도로 다수개 회전날개(320)가 배치되어 있으므로 구동부(200)에 외부로부터 전력이 공급되면 상기 고정자(220)에 대한 회전자(230)의 전자기력에 의하여 상기 구동축(240)을 회전시키면 구동축(240)에 축이음된 구형(球形) 허브(305)의 결합단 (322)에 결합된 상기 회전 날개(320)는 회전하게 된다.

상기와 같이 회전날개(320)가 회전하면, 흡입구(111)를 통하여 유입유체에 혼입된 이물질(W)은 (i)회전날개(320)의 회전에 따른 유동흐름의 작용과 원심력에 의하여 토출구(121)측으로 흘러 나가거나, (ii)몸체부(100)의 내측면을 따라 라이너 링(130)의 안내홈(131)을 통과하여 유동흐름의 작용에 의한 원심력에 의하여 토출구 (121)측으로 흘러 나가거나, (iii)몸체부(100)의 내측면을 따라 라이너 링(130)측으로 유입되어 걸리거나, (iv)회전날개(320)와 제1안내안내판(410) 사이를 소용돌이처서 허브(305)측으로 유입되어 걸리게 된다.

상기와 같이 토출구(121)측으로 배출되지 못한 이물질(W)은, 하나 또는 다수의 회전날개(320)의 날개팁(321) 전면 단부에 구성된 외측 절단날(510)과 이에 대향하는 라이너 링(130)에 사각형으로 오목하게 형성된 안내홈(131) 사이에서 절단 되고, 상기 회전날개(320)의 허브(305)측 결합단(322) 전면 단부에 구성된 내측 절단날(520)과 이에 대응되는 형상으로 결합시키기 위한 절개단(525)의 상호 작용으로 혼입된 이물질(W)은 잘게 절단 또는 파쇄되며, 이렇게 절단된 이물질 (W)은 몸체부(100)의 내측면과 임펠러(300)의 회전날개(320)사이와 제1안내판 (410)을 통과하여 도 8에 보는 바와 같이 토출구(121)측으로 배출하게 되어 긴급 상황하에서도 펌프의 가동중단이나 고장을 방지하여 펌프의 확실한 가동의 신뢰 도를 향상시키고, 구동부(200)의 소손을 방지할 수 있어서 제1실시 예의 제1작동 예를 구현할 수 있다.

그리고, 상기 도 3과 같이 구성된 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프의 제1실시 예의 제2작동 예는, 도 3과 도 9에서 도시한 바와 같이, 구동축(240)의 배치가 가로방향인 횡축펌프로서, 도 2의 구성을 도 3으로의 변경이 이루어졌으며, 그 주요내용은, (i)구동축(240)의 배설방향이 종축에서 횡축으로 변경되고, (ii)흡입구 (111)와 토출구(121)의 위치가 서로 반대이며, (iii)회전날개(320)와 제1안내판(410) 및 제2안내판(420)에 작용하는 유체의 흐름 방향이 서로 반대이며 (iv)외측 절단날 (510)과 내측 절단날(520)의 위치는 회전날개 (320)의 회전방향측 전면 날개칩 (321)측과 허브(305)측에 각각 배치된 횡축 축류펌프(Axial Flow Pump)의 구동부 (200)와 구동축(240)의 구동은 제1실시 예의 제1작동 예와 동일하다.

그리고, 상기와 같이 회전날개(320)가 회전하면, 구동부측에 배치된 흡입구 (111)를 통하여 유입유체에 혼입된 이물질(W)은 (i)회전날개(320)의 회전에 따른 유동흐름의 작용과 원심력에 의하여 토출구(121)측으로 흘러 나가거나, (ii)몸체부 (100)의 내측면을 따라 라이너 링(130)의 안내홈(131)을 통과하여 유동흐름의 작용 에 의한 원심력에 의하여 토출구(121)측으로 흘러 나가거나, (iii)몸체부(100)의 내측면을 따라 라이너 링(130)측으로 유입되어 걸리거나, (iv)회전날개(320)와 제1 안내판(410) 사이를 소용돌이처서 허브(305)측으로 유입되어 걸리게 된다.

상기와 같이 토출구(121)측으로 배출되지 못한 이물질(W)은, 하나 또는 다수의 회전날개(320)의 날개팁(321) 전면 단부에 구성된 외측 절단날(51)과 이에 대향하는 라이너 링(130)에 사각형으로 오목하게 형성된 안내홈(131) 사이에서 절단 되고, 상기 회전날개(320)의 허브(305)측 결합단(322) 전면 단부에 구성된 내측 절단날(520)과 이에 대응되는 형상으로 결합시키기 위한 절개단(525)의 상호 작용으로 혼입된 이물질(W)은 잘게 절단 또는 파쇄되며 이렇게 절단된 이물질(W)은 몸체부(100)의 내측면과 임펠러(300)의 회전날개(320)사이와 제1안내판(410)을 통과하여 도 9에 보는 바와 같이 토출구(121)측으로 배출하게 되어 긴급 상황하 에서도 펌프의 가동중단이나 고장을 방지하여 펌프의 확실한 가동의 신뢰도를 향상시키고, 구동부(200)의 소손을 방지할 수 있어서 제1실시 예의 제2작동 예를 구현할 수 있다.

그리고, 상기와 같이 구성된 횡축 축류펌프를 수문에 펌프를 일체화 시킨 펌프게이트에 결합 시 몸체부(100)의 양단에 구성된 플렌지와 결합시킨 후 수문을 완폐시킨 후 펌프를 상기 제2작동 예와 같이 구동시키면 된다.

나아가, 상기 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 구성된 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프의 제2실시 예의 제1작동 예는, 구동부(200)와 구동축(240)의 구동은 제1실시 예의 제1작동 예와 동일하다.

한편, 상기와 같이 회전날개(320)가 회전하면, 흡입구(111)를 통하여 유입 유체에 혼입된 이물질(W)은 (i)회전날개(320)의 회전에 따른 유동흐름의 작용과 원심력에 의하여 토출구(121)측으로 흘러 나가거나, (ii)몸체부(100)의 내측면을 따라 라이너 링(130)의 안내홈(131)을 통과하여 유동흐름의 작용에 의한 원심력에 의하여 토출구(121)측으로 흘러 나가거나, (iii)몸체부(100)의 내측면을 따라 라이너 링(130) 측으로 유입되어 걸리거나, (iv)회전날개(320)와 제1안내안내판(410) 사이를 소용 돌이처서 허브(305)측으로 유입되어 걸리게 된다.

상기와 같이 토출구(121)측으로 배출되지 못한 이물질(W)은, 하나 또는 다수의 회전날개 (320)의 날개팁(321) 전면 단부에 구성된 외측 절단날(51)과 이에 대향하는 라이너 링(130)에 사각형으로 오목하게 형성된 안내홈(131) 사이에서 절단 되고, 상기 회전날개(320)의 허브(305)측 결합단(322) 후면 단부에 구성된 내측 절단날(520)과 이에 대응되는 형상으로 결합시키기 위한 절개단(525)의 상호 작용으로 혼입된 이물질(W)은 잘게 절단 또는 파쇄되며 이렇게 절단된 이물질(W)은 몸체부(100)의 내측면과 임펠러(300)의 회전날개(320)사이와 제1안내판(410)을 통과하여 도 8에 보는 바와 같이 토출구(121)측으로 배출하게 되어 긴급 상황하 에서도 펌프의 가동중단이나 고장을 방지하여 펌프의 확실한 가동의 신뢰도를 향상 시키고, 구동부(200)의 소손을 방지할 수 있어서 제2실시 예의 제1작동 예를 구현할 수 있다.

그리고, 상기 도 7에 도시된 바와 같이 구성된 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프의 제2실시 예의 제2작동 예는, 도 7과 도 9에서 도시한 바와 같이, 구동축(240)의 배치가 가로방향인 횡축 사류펌프인 경우, 도 6에서 도 7로의 변경이 이루어졌으며, 그 주요내용은, (i)구동축(240)의 배설방향이 종축에서 횡축으로 변경 되고, (ii)흡입구(111)와 토출구(121)의 위치가 서로 반대이며, (iii)날개형상이 전진익 에서 후진익으로 변경되었고, (iv) 회전날개 (320)와 제1안내판(410) 및 제2안내판 (420)에 작용하는 유체의 흐름방향이 서로 반대이며 (v)외측 절단날(510)은 회전 날개(320)의 회전 방향측 전면 단부에 배치 시키도록 변경된 횡축 사류펌프(Mixed Flow Pump)의 구동부(200)와 구동축(240)의 구동은 제1실시 예의 제1작동 예와 동일하다.

그리고, 상기와 같이 회전날개(320)가 회전하면, 구동부측에 배치된 흡입구 (111)를 통하여 유입유체에 혼입된 이물질(W)은 (i)회전날개(320)의 회전에 따른 유동흐름의 작용과 원심력에 의하여 토출구(121)측으로 흘러 나가거나, (ii)몸체부 (100)의 내측면을 따라 라이너 링(130)의 안내홈(131)을 통과하여 유동 흐름의 작용에 의한 원심력에 의하여 토출구 (121)측으로 흘러 나가거나, (iii)몸체부(100) 의 내측면을 따라 라이너 링(130)측으로 유입되어 걸리거나, (iv)회전날개(320)와 제1안내안내판(410) 사이를 소용돌이처서 허브(305)측으로 유입되어 걸리게 된다.

상기와 같이 토출구(121)측으로 배출되지 못한 이물질(W)은, 하나 또는 다수의 회전날개(320)의 날개팁(321) 전면 단부에 구성된 외측 절단날(510)과 이에 대향하는 라이너 링(130)에 사각형으로 오목하게 형성된 안내홈(131) 사이에서 절단 되고, 상기 회전날개(320)의 허브(305)측 결합단(322) 전면 단부에 구성된 내측 절단날(520)과 이에 대응되는 형상으로 결합시키기 위한 절개단(525)의 상호작용 으로 혼입된 이물질(W)은 잘게 절단 또는 파쇄되며 이렇게 절단된 이물질(W)은 몸체부(100)의 내측면과 임펠러(300)의 회전날개(320)사이와 제1안내판(410)을 통과하여 도 9에 보는 바와 같이 토출구(121)측으로 배출하게 되어 긴급 상황하 에서도 펌프의 가동중단이나 고장을 방지하여 펌프의 확실한 가동의 신뢰도를 향상시키고, 구동부(200)의 소손을 방지할 수 있어서 제2실시 예의 제2작동 예를 구현할 수 있다.

나아가, 상기 이물질(W)이 절단되거나 절단되기 전의 상태에서 몸체부 (100)의 내측면을 따라 라이너 링(130)의 안내홈(131)에 개재할 경우 회전날개 (320)의 고속도 회전에 따른 반복적인 유동흐름의 작용과 원심력에 의하여 협잡물 (W)은 안내홈(131)에서 빠져 나와 토출구(121)측으로 흘러 나가거나, 협잡물(W)이 개재되지 않은 곳으로 이동하여 원활하게 절단작업이 이루어진다.

결과적으로, 본 발명은 임펠러(300)의 회전날개(320)에 외측 절단날(510)과 내측 절단날(520)을 설치하여, 흡입유체와 함께 임펠러(300)로 유입되는 이물질 (W)을 절단 파쇄된 상태로 배출시킬 수 있다.

이로써, 이물질(W)이 펌프로 유입되어 펌프의 임펠러(300)와 라이너 링(130)이나 허브(305) 사이에 끼이거나 감김으로써 펌프의 토출량이 줄어들어 장치의 성능이 저하되거나, 펌프가 정지하거나, 고장이 발생하거나, 구동부에 작용하는 장기간의 과부하로 구동부가 소손되는 등 펌프의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있고, 펌프의 성능유지와, 펌프의 고장으로 인한 작동불능으로 뒤따르는 2차 피해방지와, 펌프자체의 고장으로부터 복구에 소요되는 제반 비용을 저감할 수 있는 등 다양한 장점과 효과가 있다.

그리고, 분할된 가동웨어링으로 이물질의 배출이 불가능한 것을 이물질(W)을 절단 분쇄하여 작은 입자 형태로 배출시킴으로써 해소하여, 대유량 중저양정의 축류 및 사류펌프의 확실한 구동을 확보할 수 있는 안정성을 확대하는 효과를 갖는다.

나아가, 상기 절단부의 절단날에 체결장치를 구성하여 회전날개 전체를 교체하지 않고 필요한 부위만 교체 가능하게 하여 신속대응과 교체비용의 저감하는 경제적 효과가 있다.

지금까지 본 발명에 따른 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프에 관한 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시 예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 몸체부 110: 제1몸체
111: 흡입구 120: 제2몸체
121: 토출구 130: 라이너 링
131: 안내홈 200: 구동부
210: 케이싱 220: 고정자
230: 회전자 240: 구동축
250: 베어링 260: 제1베어링 커버
270: 제2베어링 커버 275: 상부 브래켓
280: 미캐니컬 씰 290: 씰 커버
300: 임펠러 305: 허브
306: 단말부 320: 회전날개
321: 날개팁 322: 결합단
400: 가이드부 410: 제1안내판
420: 제2안내판 500: 절단부
510: 외측 절단날 520: 내측 절단날
525: 절개단 B: 체결부재
W: 이물질

Claims

하방에 흡입구가 상하로 관통 형성되며, 상방에 상기 흡입구와 내부공간이 유로가 되도록 토출구가 상하로 관통 형성되는 몸체부와, 상기 몸체부의 내부 상측에 결합되며, 상기 몸체부의 내부중심을 관통 수직으로 연장된 구동축이 회전중심을 기준으로 수평회전 가능하게 설치되는 구동부와, 상기 구동축의 하단에 배설된 허브에 결합된 상태로 상기 몸체부의 내부에서수평회전 가능하게 설치되며, 상기 구동축과 직각을 이루도록 허브에 다수의 회전날개가 등각도로 배설되는 임펠러와, 상기 몸체부의 내주면을 따라 방사상으로 배열되어, 상기 흡입구와 상기 토출구를 통과하는 유체를 상기 회전날개를 따라 원활하게 흐르도록 안내하는 가이드부 및, 상기 회전날개에 하나 또는 다수에 설치되어, 상기 유체에 혼입된 이물질을 절단 파쇄하는 절단부를 포함하며,
상기 절단부는, 상기 회전날개의 회전 방향측 끝단에 설치되며, 상기 흡입구 방향으로 일단이 노출된 상태로 설치되는 것을 특징으로 하는 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 절단부는,
상기 몸체부의 내주면과 대향하는 상기 회전날개의 날개팁에 착탈 가능하게 결합되는 외측 절단날 및,
상기 허브에 결합된 상기 회전날개의 허브측 결합단 전면단부에 착탈 가능하게 결합되는 내측 절단날을 구비하는 것을 특징으로 하는 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 회전날개는,
상기 허브에 결합된 결합단으로부터 원주방향으로 연장된 날개팁으로 갈수록 폭이 점진적으로 좁아지는 것을 특징으로 하는 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 가이드부는,
상기 몸체부의 흡입구측 내주면과 상기 임펠러의 단말부 사이를 방사상으로 등각도로 고정 배열하여, 상기 흡입구를 통과한 유체가 상기 회전날개를 따라 원활하게 흐르도록 안내하는 제1안내판 및,
상기 몸체부의 토출구측 내주면과 상기 토출구의 중심측 외주면 사이를 방사상으로 등각도로 고정 배열하여, 상기 회전날개를 통과하는 유체가 상기 토출구측으로 원활하게 흐르도록 안내하는 제2안내판을 구비하는 것을 특징으로 하는 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프.
청구항 3에 있어서,
상기 몸체부의 내주면에는,
라이너 링이 삽입된 상태로 결합되며,
상기 라이너 링의 내주면에는,
상기 외측 절단날과 상호작용으로 이물질을 절단시키며, 절단부에 의해 절단 분쇄된 이물질이 상기 몸체부의 축 방향을 따라 이동될 수 있도록 안내홈이 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프.
하방에 흡입구가 상하로 관통 형성되며, 상방에 상기 흡입구와 내부공간이 유로가 되도록 토출구가 상하로 관통 형성되는 몸체부;
상기 몸체부의 내부 상측에 결합되며, 상기 몸체부의 내부중심을 관통 수직으로 연장된 구동축이 회전중심을 기준으로 수평회전 가능하게 설치되는 구동부;
상기 구동축의 하단에 결합된 상태로 상기 몸체부의 내부에서 수평회전 가능하게 설치되며, 상기 흡입구 방향을 향하도록 다수의 회전날개의 전면날개팁이 하부로 경사지게 연장 형성되는 임펠러;
상기 몸체부의 내주면을 따라 방사상으로 배열되어, 상기 흡입구와 상기 토출구를 통과하는 유체를 상기 회전날개를 따라 원활하게 흐르도록 안내하는 가이드부; 및
상기 회전날개에 하나 또는 다수에 설치되어, 상기 유체에 혼입된 이물질을 절단 파쇄하는 절단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프.
청구항 7에 있어서,
상기 회전날개는,
상기 회전날개의 날개팁의 전면 선단이 흡입구 방향을 향하도록 경사지는 전진익(前進翼)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프.
청구항 7에 있어서,
상기 회전날개는,
상기 회전날개의 날개팁의 전면 선단이 토출구 방향을 향하도록 경사지는 후진익(後進翼)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프.
청구항 7에 있어서,
상기 가이드부는,
상기 몸체부의 흡입구측 내주면에 방사상으로 배열되어, 상기 흡입구를 통과하는 유체를 상기 회전날개를 따라 원활하게 흐르도록 안내하는 제1안내판 및,
상기 몸체부의 토출구측 내주면과 상기 토출구의 중심측 외주면 사이를 방사상으로 등각도로 고정 배열하여, 상기 회전날개를 통과하는 유체가 상기 토출구측으로 원활하게 흐르도록 안내하는 제2안내판을 구비하는 것을 특징으로 하는 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프.
청구항 10에 있어서,
상기 제1안내판은,
상기 몸체부의 흡입구측 내주면에 결합된 일단으로부터 상기 흡입구의 중심 부위에 위치된 타단으로 갈수록 폭이 점진적으로 좁아지며,
상기 제2안내판은,
상기 몸체부의 토출구측 내주면에 결합된 일단으로부터 상기 토출구의 중심측 외주면에 결합된 타단으로 갈수록 폭이 점진적으로 좁아지는 것을 특징으로 하는 이물질 절단 파쇄 기능을 갖는 수중펌프.