KR101607301B1 - 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프 - Google Patents

상수도용 수륙 인라인 다단 펌프 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프는, 일 측에 물이 유입되는 유입관이 연결되고 타 측에 물이 유출되는 유출관이 연결되며, 중앙에 밀폐공간이 형성되고 밀폐공간 외측에 방사형으로 형성되어 유입관과 유출관을 서로 연결하여 물을 이동시키는 연결관로가 형성된 몸체블록과, 끝단부에 제1 자력체가 형성된 회전축이 밀폐공간 외측으로 돌출되고, 본체는 밀폐공간의 내측에 삽입된 모터와, 밀폐공간의 외측으로 돌출된 회전축에 결합되는 적어도 하나의 임펠러와, 유입관과 몸체블록 사이를 연결하며 내부에 임펠러를 수용하는 연결블록, 및 연결블록과 유입관 사이에 개재되며 중앙에 홀이 형성되어 회전축의 끝단부가 삽입되며 회전축의 끝단부 주변에 제1 자력체와 동일한 극성의 제2 자력체가 형성된 중심유지부를 포함하되, 제1 자력체와 제2 자력체는 서로 간격을 두고 밀착되며 간격 사이로 물이 유동할 수 있다.

Description

상수도용 수륙 인라인 다단 펌프{In-line type pump for pressurizing water pipeline}
본 발명은 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터의 고속 회전 시 회전축의 요동을 최소화하며, 모터의 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 구조의 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프에 관한 것이다.
일반적으로, 급수원으로부터 원거리에 위치한 사용처나 저지대로부터 고지대로 용수를 공급하기 위해서는 용수를 가압하는 가압펌프를 사용한다. 가압펌프는 모터의 회전축과 결합된 임펠러가 구동력을 전달받아 회전하면서 용수를 흡입 및 가압하여 토출한다.
한편, 모터가 고속으로 회전하는 경우, 회전축이 요동하여 그에 따른 진동 및 소음이 발생할 수 있다. 또한, 모터에서는 전력손실에 따른 열이 발생하며, 모터의 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링에서는 반복적인 마찰에 의한 열이 발생하게 된다. 이렇게 발생한 열들은 펌프의 외부로 신속하게 배출되어야 한다. 만약, 열이 외부로 배출되지 않고 펌프 내부에 존재할 경우, 펌프를 구성하는 각종 부품들의 온도가 올라가면서 비틀림 등이 발생하게 되어 펌프의 동작 효율이 저하될 수 있다. 또한, 부품의 비틀림에 의한 틈새가 생겨 누수가 발생하게 되고, 이로 인해 펌프가 손상되어 장치 수명이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
대한민국 등록특허 제10-1284173호 2013. 07. 03
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상세하게는 모터의 고속 회전 시 회전축의 요동을 최소화하며, 모터의 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 구조의 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프는, 일 측에 물이 유입되는 유입관이 연결되고 타 측에 상기 물이 유출되는 유출관이 연결되며, 중앙에 밀폐공간이 형성되고 상기 밀폐공간 외측에 방사형으로 형성되어 상기 유입관과 상기 유출관을 서로 연결하여 상기 물을 이동시키는 연결관로가 형성된 몸체블록과, 끝단부에 제1 자력체가 형성된 회전축이 상기 밀폐공간 외측으로 돌출되고, 본체는 상기 밀폐공간의 내측에 삽입된 모터와, 상기 밀폐공간의 외측으로 돌출된 상기 회전축에 결합되는 적어도 하나의 임펠러와, 상기 유입관과 상기 몸체블록 사이를 연결하며 내부에 상기 임펠러를 수용하는 연결블록, 및 상기 연결블록과 상기 유입관 사이에 개재되며 중앙에 홀이 형성되어 상기 회전축의 끝단부가 삽입되며 상기 회전축의 끝단부 주변에 상기 제1 자력체와 동일한 극성의 제2 자력체가 형성된 중심유지부를 포함하되, 상기 제1 자력체와 상기 제2 자력체는 서로 간격을 두고 밀착되며 상기 간격 사이로 상기 물이 유동한다.
상기 회전축은 상기 끝단부가 콘 형상으로 형성될 수 있다.
상기 홀은 상기 회전축을 향하여 면적이 점차 확장될 수 있다.
상기 유입관과 상기 중심유지부 사이에 개재되며, 중앙에 상기 홀을 향하여 면적이 점차 축소되는 관통공이 형성된 유속증가부를 더 포함할 수 있다.
상기 회전축은 상기 끝단부에 방사형으로 복수 개의 홈이 형성되며, 상기 홈은 나선형으로 형성될 수 있다.
상기 밀폐공간의 외측으로 돌출된 상기 회전축에 결합되어 상기 임펠러의 후단에 위치하며, 상기 모터와 근접한 면에 탄성부재가 부착되는 지지판을 더 포함할 수 있다.
상기 탄성부재는 주름관 구조로 형성되어, 내부에 압축성 유체를 수용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 모터의 고속 회전 시 회전축의 요동을 최소화할 수 있어 그에 따른 진동 및 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 모터의 외측으로 물이 이동하는 연결관로가 형성되므로, 모터의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서, 펌프를 구성하는 각종 부품들에 비틀림이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인해 펌프의 동작 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 비틀린 부품들 사이에 생긴 틈새로 누수가 발생하는 것을 방지할 수 있어, 펌프의 장치 수명이 증가할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프의 모습을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프의 단면도이다.
도 4는 및 도 5는 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프의 모습을 도시한 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프의 모습을 도시한 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프(1)는 급수원으로부터 원거리에 위치한 사용처나 저지대로부터 고지대로 물을 공급하기 위해 물을 가압하는 펌프로, 유입관(100)과 유출관(200) 사이에 설치된다. 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프(1)는 모터(도 2의 20 참조)의 고속 회전 시 회전축(도 2의 22 참조)의 요동을 최소화할 수 있어 그에 따른 진동 및 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 모터(20)의 외측으로 물이 이동하는 연결관로(도 2의 10C 참조)가 형성되므로, 모터(20)의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서, 펌프를 구성하는 각종 부품들에 비틀림이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인해 펌프의 동작 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 비틀린 부품들 사이에 생긴 틈새로 누수가 발생하는 것을 방지할 수 있어, 펌프의 장치 수명이 증가할 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1의 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프의 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프의 단면도이다.
본 발명에 따른 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프(1)는 유입관(100)과 유출관(200)을 연결하는 몸체블록(10)과, 몸체블록(10)의 내측에 삽입되는 모터(20)와, 모터(20)의 회전축(22)에 결합되는 임펠러(30)와, 임펠러(30)를 수용하는 연결블록(40), 및 회전축(22)의 중심을 유지시키는 중심유지부(50)를 포함한다.
몸체블록(10)은 통 형상의 부재로, 일 측에 물이 유입되는 유입관(100)이 연결되고 타 측에 물이 유출되는 유출관(200)이 연결된다. 몸체블록(10)은 중앙부를 완전히 관통하여 양 측이 각각 외부와 연통되는 모터수용공간(10a)이 형성되며, 모터수용공간(10a)은 제1 커버(11)와 제2 커버(12)에 의해 밀폐되어 밀폐공간(10b)을 형성한다. 다시 말해, 몸체블록(10)은 중앙에 밀폐공간(10b)이 형성되며, 밀폐공간(10b)의 외측에는 방사형으로 연결관로(10c)가 형성된다. 연결관로(10c)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 복수 개로 형성되어 밀폐공간(10b)의 외측에 방사형으로 배치되거나, 하나로 형성되어 밀폐공간(10b)의 외측을 둘러쌀 수 있다. 연결관로(10c)는 몸체블록(10)을 완전히 관통하여 형성되며, 유입관(100)과 유출관(200)을 서로 연결하여 물을 이동시킨다. 즉, 유입관(100)을 통해 유입된 물은 연결관로(10c)를 지나 유출관(200)을 통해 유출된다. 밀폐공간(10b)의 내측에는 모터(20)의 본체(21)가 삽입된다.
모터(20)는 후술할 임펠러(30)에 구동력을 제공하는 것으로, 본체(21)와 회전축(22)으로 형성된다. 본체(21)는 밀폐공간(10b)의 내측에 삽입되며, 회전축(22)은 일단부가 본체(21)에 연결되고 타단부가 제1 커버(11)를 관통하여 밀폐공간(10b)의 외측으로 돌출된다. 전술한 바와 같이, 밀폐공간(10b)의 외측에는 물이 이동하는 연결관로(10c)가 형성된다. 따라서, 본체(21), 즉, 모터(20)의 구동으로 발생하는 열과, 회전축(22)을 지지하는 베어링(24a, 24b)에서 발생하는 열은 연결관로(10c)를 유동하는 물에 의해 냉각될 수 있다. 특히, 연결관로(10c)가 밀폐공간(10b)의 외측에 방사형으로 배치됨으로써, 열은 전체적으로 균일하게 냉각될 수 있다. 또한, 연결관로(10c)는 밀폐공간(10b)을 따라 연장 형성되므로, 모터(20) 및 베어링(24a, 24b)에서 발생한 열과 지속적으로 접할 수 있어 냉각이 효과적으로 이루어질 수 있다.
본체(21)에 연결되어 밀폐공간(10b)의 내측으로 수용된 회전축(22)의 일단부는 베어링(24b)을 통해 제2 커버(12)에 지지되며, 밀폐공간(10b)의 외측으로 돌출된 회전축(22)의 타단부는 끝단부가 콘(cone) 형상으로 형성된다. 회전축(22)은 콘 형상의 끝단부 외측면을 따라 제1 자력체(23)가 형성되며, 적어도 하나의 임펠러(30)와 결합된다.
임펠러(30)는 모터(20)의 구동력을 전달받아 회전하여 물을 가압하는 것으로, 밀폐공간(10b)의 외측으로 돌출된 회전축(22) 상에 결합된다. 즉, 유입관(100)을 통해 유입된 물은 임펠러(30)에 의해 가압되어 연결관로(10c)로 이동되며, 연결관로(10c)를 지나 모터(20) 및 베어링(24)을 냉각시키고 유출관(200)을 통해 유출된다. 임펠러(30)는 물이 유출되는 후면 통로가 물이 유입되는 전면 통로보다 넓게 형성된다. 따라서, 임펠러(30)의 회전에 따른 원심력이 물을 바깥쪽으로 더욱 넓게 퍼지게 하여, 가압된 물은 밀폐공간(10b)의 외측에 방사형으로 배치된 연결관로(10c)로 원활하게 이동할 수 있다. 이러한 임펠러(30)는 복수 개로 형성되어 회전축(22)에 직렬로 결합될 수 있으며, 복수 개의 임펠러(30)는 물을 다단으로 가압하여 토출압력을 더욱 증대시킬 수 있다. 임펠러(30)는 연결블록(40) 내부에 수용된다.
연결블록(40)은 통 형상의 부재로, 유입관(100)과 몸체블록(10) 사이를 연결한다. 연결블록(40)은 일 측이 유입관(100)에 연결되고 타 측이 몸체블록(10)에 연결되어, 임펠러(30)의 외측으로 밀폐된 공간을 형성한다. 이 때, 연결블록(40)과 유입관(100) 사이에는 중심유지부(50)가 개재된다.
중심유지부(50)는 회전축(22)의 중심을 유지시키기 위한 것으로, 고정판(51)과 중심유지판(52)을 포함한다. 고정판(51)은 연결블록(40)과 유입관(100) 사이에 개재되며, 중심유지판(52)은 고정판(51)을 관통하여 고정판(51)의 중앙부에 고정 삽입된다. 중심유지판(52)은 중앙에 홀(52a)이 형성되어 회전축(22)의 끝단부가 삽입되며, 홀(52a)의 외측에는 방사형으로 제1 이동로(52b)가 형성되어 물이 유동할 수 있다. 이 때, 홀(52a)은 회전축(22)을 향하여 면적이 점차 확장 형성될 수 있다.
중심유지판(52)은 회전축(22)의 끝단부 주변에 제1 자력체(23)와 동일한 극성의 제2 자력체(53)가 형성된다. 다시 말해, 중심유지판(52)은 홀(52a)의 외측으로 제2 자력체(53)가 형성된다. 회전축(22)의 끝단부에 제1 자력체(23)가 형성되고 홀(52a)의 외측에 동일한 극성의 제2 자력체(53)가 형성됨으로써, 제1 자력체(23)와 제2 자력체(53)는 척력(斥力)에 의해 서로 간격(도 4의 C 참조)을 두고 밀착될 수 있으며, 간격(C) 사이로 물이 유동할 수 있다. 즉, 유입관(100)을 통해 유입된 물은 분지되어 중심유지판(52)의 제1 이동로(52b)와, 회전축(22)과 홀(52a) 사이의 간격(C)을 통해 각각 유동할 수 있다. 이 때, 회전축(22)과 홀(52a) 사이의 간격(C)은 제1 이동로(52b)에 비해 좁게 형성되므로, 회전축(22)과 홀(52a) 사이의 간격(C)을 통해 유동하는 물은 상대적으로 적은 양이 고속고압으로 이동하게 되며, 제1 이동로(52b)를 통해 유동하는 물은 상대적으로 많은 양이 저속저압으로 이동하게 된다.
전술한 바와 같이, 홀(52a)은 면적이 회전축(22)을 향하여 점차 확장 형성된다. 따라서, 콘 형상의 회전축(22)과 홀(52a) 사이의 간격(C)은 일정하게 유지되며 임펠러(30)를 향해 방사형으로 개방되고, 회전축(22)과 홀(52a) 사이의 간격(C)을 통해 유동하는 물은 제1 이동로(52b)를 통해 유동하는 물에 합류되어 임펠러(30)에 제공될 수 있다.
또한, 회전축(22)의 끝단부가 콘 형상으로 형성됨으로써, 제1 자력체(23)와 제2 자력체(53)가 접하는 면적이 증가하게 된다. 따라서, 척력이 작용하는 제1 자력체(23)와 제2 자력체(53)에 의해 회전축(22)의 중심이 일정하게 유지될 수 있으며, 이로 인해, 모터(20)의 고속 회전이 가능하여 펌프의 장치 성능이 향상될 뿐만 아니라 회전축(22)의 회전에 따른 요동, 즉, 진동도 최대한 완화시킬 수 있다. 또한, 회전축(22)이 중심유지판(52)에 직접 접촉하지 않아 회전축(22)과 중심유지판(52) 사이의 마찰이 감소하므로, 회전축(22)이 고속 회전하더라도 열 발생을 줄일 수 있으며, 간격(C) 사이로 유동하는 물이 윤활작용을 하여 회전축(22)이 더욱 원활하게 회전할 수 있다.
또한, 회전축(22)은 끝단부에 방사형으로 복수 개의 홈(도시되지 않음)이 형성될 수 있다. 각각의 홈은 나선형으로 형성되어, 회전축(22)과 홀(52a) 사이의 간격(C)을 통해 유동하는 물에 회전력을 가할 수 있다. 다시 말해, 회전축(22)과 홀(52a) 사이의 간격(C)을 통해 유동하는 물은 소용돌이와 같이 회전하며 유동할 수 있다. 물이 회전하며 유동함으로써, 제1 이동로(52b)를 통해 유동하는 물에 더욱 원활하게 합류될 수 있으며, 임펠러(30)에 의해 더욱 용이하게 가압될 수 있다. 그러나, 회전축(22)의 끝단부에 나선형의 홈이 형성되는 것으로 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 나선형의 홈은 홀(52a)이 형성된 중심유지판(52)에 형성될 수도 있다. 이러한 중심유지부(50)는 전단에 플랜지(54)가 결합되어 유입관(100)을 용이하게 연결할 수 있다.
한편, 밀폐공간(10b)의 외측으로 돌출된 회전축(22) 상에는 지지판(60)이 결합되며, 지지판(60)은 임펠러(30)의 후단에 위치한다. 지지판(60)은 임펠러(30)로부터 토출된 유압 또는 유량에 대응하여 연결관로(10c)로 통하는 유로의 크기를 조절하는 것으로, 임펠러(30)와 모터(20) 사이에 개재된다. 구체적으로, 지지판(60)은 임펠러(30)의 후단과 제1 커버(11)의 전단 사이에 위치하며, 모터(20), 즉, 제1 커버(11)와 근접한 면에 탄성부재(61)가 부착된다. 탄성부재(61)는 주름관 구조로 형성되어 내부에 공기와 같은 압축성 유체를 수용하며, 지지판(60)에 압력이 가해지면 압축되어 연결관로(10c)로 통하는 유로를 확장시킨다. 예를 들어, 임펠러(30)로부터 토출된 유압이 고압이거나 유량이 증가한 경우, 지지판(60)에 큰 압력이 가해져 탄성부재(61)는 압축되며, 이로 인해 연결관로(10c)로 통하는 유로가 확장될 수 있다. 반대로, 임펠러(30)로부터 토출된 유압이 저압이거나 유량이 감소한 경우, 지지판(60)에 작은 압력이 가해지거나 압력이 제거되어 탄성부재(61)는 복원되며, 이로 인해 연결관로(10c)로 통하는 유로가 축소할 수 있다. 그러나, 탄성부재(61)가 주름관 구조로 형성되어 내부에 압축성 유체를 수용하는 것으로 한정될 것은 아니며, 압력이 가해지면 압축되고 압력이 제거되면 복원될 수 있는 다양한 부재로 형성될 수 있다.
몸체블록(10)은 전단에 제1 하우징(13)이 결합되어 내부에 지지판(60) 및 탄성부재(61)와 제1 커버(11)가 수용되고, 후단에 제2 하우징(14)이 결합되어 내부에 제2 커버(12)가 수용될 수 있다. 다시 말해, 몸체블록(10)은 전단에 결합된 제1 하우징(13)을 통해 연결블록(40)과 연결되고, 후단에 결합된 제2 하우징(14)을 통해 유출관(200)과 연결된다.
제2 하우징(14)의 내측에는 물의 유무를 감지하며 모터(20)와 전기적으로 연결된 갈수센서(70)가 설치되어 있어, 제2 하우징(14)을 통해 유출관(200)으로 유동하는 물이 없는 경우, 모터(20) 및 임펠러(30)의 작동이 중단될 수 있다. 제2 하우징(14)에 갈수센서(70)가 설치됨으로써, 모터(20) 및 임펠러(30)의 불필요한 작동을 방지할 수 있으며, 그에 따른 전력 소모를 줄일 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프(1)의 동작에 관해 좀 더 상세히 설명한다.
도 4는 및 도 5는 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프(1)는 회전축(22)의 제1 자력체(23)와 중심유지판(52)에 형성된 홀(52a)의 제2 자력체(53)가 서로 간격(C)을 두고 밀착되므로, 간격(C) 사이로 물이 유동할 수 있다. 특히, 회전축(22)의 회전에 따른 요동을 최소화할 수 있어 그에 따른 진동 및 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 모터(20)가 고속 회전하더라도 제1 자력체(23)와 제2 자력체(53) 사이에 작용하는 척력에 의해 회전축(22)의 중심을 일정하게 유지시킬 수 있어 펌프의 성능이 향상될 수 있다. 또한, 모터(20)의 외측으로 물이 이동하는 연결관로(10c)가 형성되므로, 모터(20)에서 발생한 열을 용이하게 냉각시킬 수 있다.
도 4는 중심유지부의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
중심유지부(50)의 고정판(51)은 일 측이 플랜지(54)와 고정 결합되고, 타 측이 연결블록(40)과 고정 결합된다. 고정판(51)은 중앙부에 중심유지판(52)이 고정 삽입되며, 중심유지판(52)은 중앙에 홀(52a)이 형성되고 홀(52a)의 외측으로 제1 이동로(52b)가 형성된다. 홀(52a)은 콘 형상의 회전축(22) 끝단부를 향하여 면적이 점차 확장 형성되며, 회전축(22)의 끝단부 주변에는 제2 자력체(53)가 형성된다. 끝단부에 제1 자력체(23)가 형성된 회전축(22)은 임펠러(30)와 결합되어 구동력을 전달하며, 구동력을 전달받은 임펠러(30)는 회전하여 물을 가압한다. 제1 자력체(23)와 제2 자력체(53)는 서로 동일한 극성으로 형성되어 척력이 작용하게 되며, 이로 인해, 회전축(22)의 끝단부와 홀(52a)은 서로 간격(C)을 두고 밀착될 수 있다.
플랜지(54)를 통해 유입관(100)으로부터 유입된 물은 분지되어 중심유지판(52)의 제1 이동로(52b)와, 회전축(22)과 홀(52a) 사이의 간격(C)을 통해 각각 유동한다. 이 때, 제1 이동로(52b)를 통해 유동하는 물은 상대적으로 많은 양이 저속저압으로 이동하게 되며, 회전축(22)과 홀(52a) 사이의 간격(C)을 통해 유동하는 물은 상대적으로 적은 양이 고속고압으로 이동하게 된다. 제1 이동로(52b)를 통해 유동하는 물은 임펠러(30)에 바로 공급되며, 회전축(22)과 홀(52a) 사이의 간격(C)을 통해 유동하는 물은 제1 이동로(52b)를 통해 유동하는 물에 합류되어 임펠러(30)에 공급된다. 회전축(22)과 홀(52a) 사이의 간격(C)은 임펠러(30)를 향하여 방사형으로 개방되므로, 분지되어 유동하던 물은 원활하게 합류되어 임펠러(30)에 공급될 수 있다.
제1 자력체(23)와 제2 자력체(53)가 서로 동일한 극성으로 형성됨으로써, 홀(52a)의 중앙에 회전축(22)이 일정하게 위치할 수 있다. 따라서, 회전축(22)의 회전에 따른 요동을 최소화할 수 있으며, 모터(20)가 고속 회전하더라도 회전축(22)의 중심이 유지될 수 있어 펌프 성능이 향상될 수 있다. 또한, 회전축(22)이 중심유지판(52)에 직접 접촉하지 않아 회전축(22)과 중심유지판(52) 사이의 마찰이 감소하므로, 회전축(22)이 고속 회전하더라도 열 발생을 줄일 수 있으며, 간격(C) 사이로 유동하는 물이 윤활작용을 하여 회전축(22)이 더욱 원활하게 회전할 수 있다.
도 5는 지지판의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
먼저, 도 5의 (a)를 참조하면, 임펠러(30)로부터 토출된 유압이 저압이거나 유량이 감소한 경우, 탄성부재(61)는 원래의 상태로 유지된다.
밀폐공간(10b)의 외측으로 돌출된 회전축(22) 상에는 임펠러(30)와 지지판(60)이 결합되며, 임펠러(30)는 연결블록(40) 내부에 수용되고, 지지판(60)은 제1 하우징(13) 내부에 수용된다. 지지판(60)은 밀폐공간(10b)을 밀폐하는 제1 커버(11)와 접하는 면에 주름관 구조의 탄성부재(61)가 부착된다.
임펠러(30)로부터 토출된 유압이 저압이거나 유량이 적은 경우, 지지판(60)에 작은 압력이 가해지거나 압력이 가해지지 않아 탄성부재(61)는 원래의 상태로 유지된다. 따라서, 연결관로(10c)로 통하는 유로가 좁게 유지되며, 이로 인해, 임펠러(30)로부터 토출된 유압이 저압이거나 유량이 적은 경우라도 좁은 유로를 유동하며 물의 압력 및 속도가 상대적으로 증가할 수 있다.
이어서, 도 5의 (b)를 참조하면, 임펠러(30)로부터 토출된 유압이 고압이거나 유량이 증가한 경우, 탄성부재(61)는 압축된다.
임펠러(30)로부터 토출된 유압이 고압이거나 유량이 많은 경우, 지지판(60)에 큰 압력이 가해져 탄성부재(61)는 압축된다. 탄성부재(61)가 압축됨으로써, 지지판(60)이 후방, 즉, 몸체블록(10) 쪽으로 이동하게 되며, 이로 인해, 연결관로(10c)로 통하는 유로가 확장된다. 따라서, 임펠러(30)로부터 토출된 유압이 고압이거나 유량이 많은 경우라도 물이 원활하게 유동할 수 있으며, 확장된 유로를 유동하며 물의 압력 및 속도가 상대적으로 감소될 수 있다.임펠러(30)로부터 토출된 유압 또는 유량에 대응하여 연결관로(10c)로 통하는 유로의 크기가 조절됨으로써, 가압된 물은 일정 범위 내의 압력 및 속도를 유지하며 연결관로(10c)로 유동할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프에 관하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프의 모습을 도시한 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프(1)는 유입관(100)과 중심유지부(50) 사이에 유속증가부(80)가 개재된다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프(1)는 유입관(100)과 중심유지부(50) 사이에 유속증가부(80)가 개재되는 것을 제외하면 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되, 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.
유입관(100)이 연결되는 플랜지(54)와 중심유지부(50) 사이에는 유속증가부(80)가 개재될 수 있다. 유속증가부(80)는 중심유지판(52)의 홀(52a)로 유입되는 물의 유속을 증가시키기 위한 것으로, 관통공(80a)과 제2 이동로(80b)가 형성된다. 관통공(80a)은 유속증가부(80)의 중앙에 형성되어 중심유지판(52)의 홀(52a)과 연통되며, 홀(52a)을 향하여 면적이 점차 축소 형성될 수 있다. 제2 이동로(80b)는 관통공(80a)의 외측에 방사형으로 형성되어 중심유지판(52)의 제1 이동로(52b)와 연통되며, 제1 이동로(52b)를 향하여 면적이 일정하게 형성될 수 있다. 즉, 유입관(100)을 통해 유입된 물은 분지되어 유속증가부(80)의 제2 이동로(80b)와 중심유지판(52)의 제1 이동로(52b)를 차례로 통과함과 동시에, 유속증가부(80)의 관통공(80a)과 중심유지판(52)의 홀(52a)을 차례로 통과하고, 다시 합류되어 임펠러(30)에 제공된다.
이 때, 관통공(80a)은 홀(52a)을 향하여 면적이 점차 축소 형성되고, 홀(52a)은 회전축(22)의 끝단부를 향하여 면적이 확장 형성되므로, 일종의 벤츄리관이 형성된다. 따라서, 관통공(80a)과 홀(52a)을 통하여 유동하는 물은 고속고압으로 제2 이동로(80b)와 제1 이동로(52b)를 통해 유동하는 물에 합류되어 임펠러(30)에 제공될 수 있으며, 임펠러(30)에 의해 더욱 가압되어 사용처로 공급될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프
10: 몸체블록 10a: 모터수용공간
10b: 밀폐공간 10c: 연결관로
11: 제1 커버 12: 제2 커버
13: 제1 하우징 14: 제2 하우징
20: 모터 21: 본체
22: 회전축 23: 제1 자력체
24a, 24b: 베어링 30: 임펠러
40: 연결블록 50: 중심유지부
51: 고정판 52: 중심유지판
52a: 홀 52b: 제1 이동로
53: 제2 자력체 54: 플랜지
60: 지지판 61: 탄성부재
70: 갈수센서 80: 유속증가부
80a: 관통공 80b: 제2 이동로
100: 유입관 200: 유출관
C: 간격

Claims (7)

  1. 일 측에 물이 유입되는 유입관이 연결되고 타 측에 상기 물이 유출되는 유출관이 연결되며, 중앙에 밀폐공간이 형성되고 상기 밀폐공간 외측에 방사형으로 형성되어 상기 유입관과 상기 유출관을 서로 연결하여 상기 물을 이동시키는 연결관로가 형성된 몸체블록;
    끝단부에 제1 자력체가 형성된 회전축이 상기 밀폐공간 외측으로 돌출되고, 본체는 상기 밀폐공간의 내측에 삽입된 모터;
    상기 밀폐공간의 외측으로 돌출된 상기 회전축에 결합되는 적어도 하나의 임펠러;
    상기 유입관과 상기 몸체블록 사이를 연결하며 내부에 상기 임펠러를 수용하는 연결블록; 및
    상기 연결블록과 상기 유입관 사이에 개재되며 중앙에 홀이 형성되어 상기 회전축의 끝단부가 삽입되며 상기 회전축의 끝단부 주변에 상기 제1 자력체와 동일한 극성의 제2 자력체가 형성된 중심유지부를 포함하되,
    상기 제1 자력체와 상기 제2 자력체는 서로 간격을 두고 밀착되며 상기 간격 사이로 상기 물이 유동하는 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 회전축은 상기 끝단부가 콘 형상으로 형성되는 상수도용 인라인 펌프.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 홀은 상기 회전축을 향하여 면적이 점차 확장되는 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 유입관과 상기 중심유지부 사이에 개재되며, 중앙에 상기 홀을 향하여 면적이 점차 축소되는 관통공이 형성된 유속증가부를 더 포함하는 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 회전축은 상기 끝단부에 방사형으로 복수 개의 홈이 형성되며, 상기 홈은 나선형으로 형성되는 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 밀폐공간의 외측으로 돌출된 상기 회전축에 결합되어 상기 임펠러의 후단에 위치하며, 상기 모터와 근접한 면에 탄성부재가 부착되는 지지판을 더 포함하는 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 탄성부재는 주름관 구조로 형성되어, 내부에 압축성 유체를 수용하는 상수도용 수륙 인라인 다단 펌프.
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