KR101644472B1 - 수중 모터 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중 모터 펌프를 개시한다. 개시된 수중 모터 펌프는 본체와, 이 본체의 내부에 구비되는 모터유닛과, 본체의 내부에 위치하도록 모터유닛에 결합되며 회전을 통해 본체로 유체를 이송시키는 유체이송부재와, 본체와 유체이송부재 사이에 구비되며 유체이송부재의 이송압력 저하를 방지하는 이송압력 유지부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

수중 모터 펌프{SUBMERGER MOTOR PUMP}

본 발명은 수중 모터 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프로펠러의 회전에 의해 발생하는 펌핑압력의 저하를 방지하여 양수(揚水) 효과를 향상시킬 수 있도록 하는 수중 모터 펌프에 관한 것이다.

통상적으로, 모터 펌프는 유체를 이송하는데 사용하는 기계로, 용도에 따라 다양한 형태로 제공된다.

여기서 급수용 또는 배수용의 경우, 물에 침수된 상태에서 작동되는 수중 모터 펌프와, 대기 중에서 작동되는 일반 펌프로 분류된다.

일반 펌프의 경우 구동열을 냉각시켜 주기 위한 별도의 냉각팬이 구비되지만, 수중 펌프의 경우 수중에서 동작되는 만큼 액체 유입을 차단하기 위한 기밀유지가 필수적이다.

또한, 수중 모터 펌프는 펌프 아래에 전동기를 직결하고, 이것을 일체로 하여 좁고 긴 용기 속에 넣은 것으로, 양수관과 동력 케이블을 접속해 수중에서 접속시킨다. 이때, 전동기는 내수(耐水)를 위해 충수형, 수밀형 등의 구조로 되어 있으며 충수형이 많고 펌프의 축수(軸受)도 수윤활이므로 급유할 필요가 없다.

펌프의 구조에는 원심 펌프, 다단 터빈 펌프, 축류 펌프, 오수 펌프, 블레이드리스 펌프 등 여러 가지가 사용되고 있다. 회전부가 수중에 있으므로 소음과 진동이 없고, 구조가 간단해서 설치와 취급이 용이하여 상/하수도, 급배수, 가정 우물 등에 많이 이용되고 있다.

그런데, 상기와 같은 종래의 수중 모터 펌프는 프로펠러의 회전을 통해 유체를 이송시킬 때 프로펠러와 이 프로펠러를 지지하는 지지체 사이로 양수압력이 누수되는 현상이 발생하게 된다. 이로 인하여, 수중 모터 펌프의 펌핑효율이 현저하게 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

한편, 대한민국 등록특허공보 제10-0337772호(등록일:2002년05월10일)에는 "수중 모터 펌프의 오일 챔버내 압력 감쇄장치"가 개시되고, 대한민국 등록특허공보 제10-0218172호(등록일:1999년06월09일)에는 "모터 펌프의 모터부 압력상승방법"가 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 프로펠러의 회전에 의해 발생하는 펌핑압력의 저하를 방지하여 양수(揚水)효과를 향상시킬 수 있는 모터 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수중 모터 펌프는, 본체; 상기 본체의 내부에 구비되는 모터유닛; 상기 본체의 내부에 위치하도록 상기 모터유닛에 결합되며, 회전을 통해 상기 본체로 유체를 이송시키는 유체이송부재; 및 상기 본체와 상기 유체이송부재 사이에 구비되며, 상기 유체이송부재의 이송압력 저하를 방지하는 이송압력 유지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수중 모터 펌프는, 상기 유체이송부재의 회전방향과 상기 유체의 이송방향이 수직을 이루는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이송압력 유지부는, 상기 유체이송부재에 결합되는 지지부재; 및 상기 지지부재와 대응하도록 상기 본체에 구비되는 압력누수 저감부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이송압력 유지부는, 상기 지지부재 및 상기 압력누수 저감부재 중 적어도 어느 하나 이상에 구비되는 보조저감부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보조저감부는, 상기 지지부재와 상기 압력누수 저감부재 사이로 누출되는 압력을 감소시키도록 압력저감홈부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압력저감홈부는, 상기 지지부재에 형성되는 제1홈부; 및 상기 압력누수 저감부재에 형성되는 제2홈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체는, 상기 압력누수 저감부재의 결합을 위한 설치홈부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이송압력 유지부는, 상기 지지부재가 상기 설치홈부의 내측에 위치하는 것을 특징으로 한다

또한, 상기 유체이송부재는, 프로펠러인 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 수중 모터 펌프는 종래 기술과 달리 프로펠러의 회전에 의해 유체가 양수될 때 이송압력 유지부를 통해 프로펠러와 본체 사이로 누수되는 압력을 감소시키므로, 양수효과를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 수중 모터 펌프에 의하면, 프로펠러가 지지부재에 결합되므로, 프로펠러의 변형이나 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 수중 모터 펌프에 의하면, 프로펠러에 지지부재가 결합되어 지지부재와 압력누수 저감부재의 간격이 최소화 되므로, 이송압력 유지부로 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 수중 모터 펌프에 의하면, 이송압력 유지부로 이물질이 침투되는 것이 방지되므로, 프로펠러와 압력누수 저감부재의 마모를 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 모터 펌프를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1의 "A"부 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체이송부재와 이송압력 유지부를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송압력 유지부의 변형예를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 결합단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송압력 유지부의 다른 변형예를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6의 결합단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송압력 유지부의 또 다른 변형예를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8의 결합단면도이다,

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 수중 모터 펌프의 바람직한 실시예들을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그럼으로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 모터 펌프를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 도 1의 "A"부 확대도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체이송부재와 이송압력 유지부를 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 모터 펌프(100)는 본체(110)와, 이 본체(110)에 구비되는 모터유닛(120)과, 본체(110)로 유체를 이송시키기 위한 유체이송부재(130)와, 이송압력의 저하를 방지하기 위한 이송압력 유지부(140)를 포함한다. 이때, 본 실시예에 따른 수중 모터 펌프(100)는 유체이송부재(130)로 회전방향과 유체의 이송방향이 수직을 이루는 프로펠러(131)를 사용할 수 있다.

이러한, 본 실시예에 따른 수중 모터 펌프(100)는 프로펠러(131)의 회전에 의해 유체가 이송(양수)될 때 이송압력 유지부(140)에 의해 프로펠러(131)와 본체(110) 사이로 누수되는 압력이 최소화된다. 이로 인하여, 이송압력의 누수가 감소되므로, 프로펠러(131)에 의한 양수효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

본체(110)는 모터유닛(120)의 설치와 유체의 이송을 위하여 상부유닛(111)과, 하부유닛(113)과, 양수가이드유닛(115) 및 관로유닛(117)을 포함한다.

상부유닛(111)은 모터유닛(120)의 상부에 결합되어 모터유닛(120)의 회전을 가이드하게 된다. 이러한, 상부유닛(111)은 상부프레임(111a)과, 마감프레임(111b)과, 스터핑박스(111c)를 포함한다.

상부프레임(111a)은 모터유닛(120)에 결합되며, 모터유닛(120)이 회전 가능하게 지지되도록 지지베어링(111d)을 구비한다. 지지베어링(111d)에는 모터유닛(120)의 구동축(110) 일단부가 회전 가능하게 지지된다.

상부프레임(111a)은 모터프레임(123)의 일측을 폐쇄하도록 결합된다. 모터프레임(123)과 상부프레임(111a) 사이에는 기밀을 유지하기 위해 별도의 실링부재(미도시)가 삽입될 수 있다. 이러한, 상부프레임(111a)은 제어실(110a)과 모터유닛(120)을 전기적으로 연결할 때, 케이블(110b)의 절연은 물론 케이블(110b)과 상부프레임(111a) 사이의 기밀을 유지하기 위해 차단부재(111e)가 더 구비될 수 있다.

또한, 상부프레임(111a)은 전원을 제어하는 제어실(110a)이 형성되도록 마감프레임(111b)과 결합된다.

스터핑박스(111c)는 전원을 인가하는 케이블(110b)과 마감프레임(111b) 사이를 밀봉시킨다. 이러한, 스터핑박스(111c)는 케이블(110b)을 통해 이송유체가 상부유닛(111) 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

하부유닛(113)은 모터유닛(120)이 회전 가능하게 설치되도록 모터유닛(120)의 하단부에 결합된다. 이러한, 하부유닛(113)은 하부프레임(113a)과, 냉각프레임(113b)과, 순환유닛(113c)을 포함한다.

하부프레임(113a)은 모터유닛(120)이 회전 가능하게 지지되는 지지베어링(111d)을 구비한다. 지지베어링(113d)에는 모터유닛(120)의 구동축(121)이 회전 가능하게 관통된다. 이러한, 하부프레임(113a)은 모터유닛(120)의 하단부를 밀폐한다.

냉각프레임(113b)은 냉각유체가 충진되는 순환실(113e)을 형성하도록 하부프레임(113a)에 결합된다.

양수가이드유닛(115)은 프로펠러(131)를 감싸도록 하부유닛(113)에 결합된다. 이러한, 양수가이드유닛(115)은 프로펠러(131)의 회전을 통해 이송되는 유체가 구동축(121)의 길이 방향으로 압송되도록 유체를 가이드한다. 이러한, 양수가이드유닛(115)은 양수프레임(115a)와, 가이드프레임(115b) 및 지지프레임(115c)을 포함한다.

양수프레임(115a)은 프로펠러(131)를 감싸도록 하부프레임(113a) 또는 냉각프레임(113b)에 결합된다.

가이드프레임(115b)은 양수프레임(115a)을 지지하기 위해 구동축(110)의 하단부에 결합된 프로펠러(131)와 하부유닛(113) 사이에 결합된다.

지지프레임(115c)은 모터유닛(120)이 안정되게 지지되도록 양수프레임(115a)에 결합된다.

한편, 양수가이드유닛(115)은 관로유닛(117)의 내부에 결합된다.

관로유닛(117)은 모터유닛(120)과 상부유닛(111)과 하부유닛(113)과 양수가이드유닛(115) 중 적어도 어느 하나를 감싸도록 양수가이드유닛(115)에 결합되어 압송되는 이송유체를 구동축(110)의 길이 방향으로 안내한다. 이러한, 관로유닛(117)은 컬럼부재(117a) 및 컬럼파이프(117b)를 포함한다.

컬럼부재(117a)는 양수가이드유닛(115)의 양수프레임(115a)에 결합되어 양수프레임(115a)을 지지한다. 본 실시예에 따른 컬럼부재(117a)는 원통 형태로 형성될 수 있다.

컬럼파이프(117b)는 모터유닛(120)과 상부유닛(111)과 하부유닛(113)을 감싸도록 컬럼부재(117a)에 결합된다. 이러한, 컬럼파이프(117b)는 이송유체의 이송 경로를 안내하는 것으로, 상측과 하측이 개구된 중공 파이프 형태로 형성될 수 있다.

더하여, 본 실시예에 따른 본체(110)는 이송압력 유지부(140)가 안정되게 설치될 수 있도록 설치홈부(119)를 더 포함한다.

설치홈부(119)는 이송압력 유지부(140)의 설치를 용이하게 할 수 있도록 양수프레임(115a)과 지지프레임(115c) 사이에 형성된다.

본 실시예에 따른 모터유닛(120)은 프로펠러(131)가 회전되도록 인가된 전원에 의해 구동축(121)을 회전시킨다. 구동축(121)은 상단부가 상부유닛(111)에 회전 가능하게 지지되고, 하단부에 프로펠러(131)가 결합된다.

또한, 모터유닛(120)은 모터프레임(123)과, 스테이터(125)와, 로터(127)를 포함한다.

모터프레임(123)은 양측이 각각 개구된 관 형태이고, 상단부 및 하단부에 상부유닛(111) 및 하부유닛(113)이 각각 결합된다.

스테이터(125)는 모터프레임(123)의 내부에 결합되고, 인가되는 전원에 의해 전자기력을 발생시킨다.

로터(127)는 스테이터(125)의 내부에 위치하도록 구동축(121)에 결합되고, 스테이터(125)에서 발생되는 전자기력에 의해 회전하면서 구동축(121)을 회전시킨다. 이를 통해 유체이송부재(130)인 프로펠러(131)가 회전하여 양수가이드유닛(115) 및 관로유닛(117)으로 유체를 이송시키게 된다.

특히, 본 실시예에 따른 수중 모터 펌프(100)는, 이송압력 유지부(140)를 통해 프로펠러(131)의 이송압력을 더욱 향상시킬 수 있음은 물론 프로펠러(131)의 내구성이 향상될 수 있다.

이송압력 유지부(140)는 본체(110)의 양수가이드유닛(115)과 프로펠러(131) 사이에 구비되어 프로펠러(131)의 이송압력이 프로펠러(131)와 양수가이드유닛(115) 사이로 누수되는 것을 감소시키게 된다.

이를 위하여, 본 실시예에 따른 이송압력 유지부(140)는, 프로펠러(131)에 결합되는 지지부재(141)와, 양수가이드유닛(115)의 설치홈부(119)에 결합되는 압력누수 저감부재(143)를 포함한다. 이때, 지지부재(141)의 외면과 압력누수 저감부재(143)의 내면은 서로 대응하도록 위치하게 된다.

이러한, 본 실시예에 따른 이송압력 유지부(140)는 지지부재(141)와 압력누수 저감부재(143)에 의해 프로펠러(131)를 회전시키기 위한 프로펠러(131)와 양수가이드유닛(115)의 이격거리를 최소화 할 수도 있다.

지지부재(141)는 링 형태를 가지며, 내면에 프로펠러(131)의 외면이 접합된다. 이러한, 지지부재(141)는 프로펠러(131)의 변형이나 마모를 방지하게 된다. 특히, 지지부재(141)는 설치홈부(119)의 내부에 위치하도록 설치된다. 이로 인하여, 지지부재(141)와 압력누수 저감부재(143) 사이로 이송압력이 누수되는 것을 더욱 감소시킬 수 있음은 물론 이물질의 침투를 완전하게 방지할 수 있다.

압력누수 저감부재(143)는 볼트결합방식을 통해 양수가이드유닛(115)에 고정된다. 이러한 압력누수 저감부재(143)는 지지부재(141)와 쌍을 이루어 이송압력의 누수를 감소시킴은 물론 프로펠러(131)의 회전을 가이드하게 된다.

다음으로, 도 4 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이송압력 유지부(140)의 다양한 변형예를 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송압력 유지부의 변형예를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 결합단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송압력 유지부의 다른 변형예를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 결합단면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송압력 유지부의 또 다른 변형예를 도시한 사시도이고, 도 9는 도 8의 결합단면도이다.

도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 이송압력 유지부(140)는 지지부재(141)와 압력누수 저감부재(143) 사이로 누수되는 이송압력을 더욱 감소시킬 수 있도록 보조저감부(145)를 더 포함한다.

보조저감부(145)는 지지부재(141)와 압력누수 저감부재(143) 사이로 누수되는 유체에 와류를 발생시켜 이송압력의 누수를 더욱 저감시키게 된다. 이러한, 보조저감부(145)는 지지부재(141)와 압력누수 저감부재(143) 사이로 이송되는 유체에 와류를 발생시킬 수 있도록 압력저감홈부(147)를 더 포함한다. 이때, 압력저감홈부(147)는 다양한 형태로 형성될 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 압력저감홈부(147)는 지지부재(141)의 외면에 형성되는 제1홈부(147a)를 포함한다. 제1홈부(147a)는 지지부재(141)의 외면에 원주방향을 따라 형성되며, 상하로 이격되게 복수개 형성된다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 압력저감홈부(147)는 압력누수 저감부재(143)의 내면에 형성되는 제2홈부(147b)를 더 포함한다. 제2홈부(147b)는 압력누수 저감부재(143)의 내면에 내주방향을 따라 형성되며, 상하로 이격되게 복수개 형성된다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 압력저감홈부(147)는 제1홈부(147a)와 제2홈부(147b)가 모두 형성될 수도 있다. 이때, 압력저감홈부(147)는 제1홈부(147a)와 제2홈부(147b)가 약간의 단차를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.

지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 모터 펌프의 동작에 대하여 설명한다.

모터유닛(120)의 동작에 따라 구동축(121)이 회전되면 프로펠러(131)가 함께 회전되면서 양수가이드유닛(115)의 하측으로부터 유체를 흡입하여 관로유닛(117)의 컬럼파이프(117b)를 통해 상측으로 압송시키게 된다.

이렇게 압송되는 이송유체는 컬럼파이프(117b)에 의해 안내되어 수중 모터 펌프(100)의 외부로 배출된다.

그리고, 프로펠러(131)에 의해 회전에 의해 발생되는 이송압력은 지지부재(141)와 압력누수 저감부재(143)에 의해 프로펠러(131)와 양수가이드유닛(115) 사이로 누수되는 것이 감소됨에 따라 프로펠러(131)측으로 더욱 집중된다. 이로 인하여, 유체의 양수효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

더하여, 프로펠러(131)에 지지부재(141)가 결합되므로, 유체의 이송에 따라 프로펠러(131)의 표면에 걸리는 토출압력에 의한 프로펠러(131)의 휨현상을 방지할 수 있다.

또한, 지지부재(141)와 압력누수 저감부재(143) 사이로 이물질이 침투되는 것이 방지되므로, 프로펠러(131) 및 압력누수 저감부재(143)의 변형이나 마모 등을 방지할 수도 있다.

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 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 수중 모터 펌프 110 : 본체
111 : 상부유닛 113 : 하부유닛
115 : 양수가이드유닛 117 : 관로유닛
119 : 설치홈부 120 : 모터유닛
121 : 구동축 123 : 모터프레임
125 : 스테이트 127 : 로터
130 : 유체이송부재 131 : 프로펠러
140 : 이송압력 유지부 141 : 지지부재
143 : 압력누수 저감부재 145 : 보조저감부재

Claims (7)

1. 본체; 상기 본체의 내부에 구비되는 모터유닛; 상기 본체의 내부에 위치하도록 상기 모터유닛에 결합되며, 회전을 통해 상기 본체로 유체를 이송시키는 유체이송부재; 및 상기 본체와 상기 유체이송부재 사이에 구비되며, 상기 유체이송부재의 이송압력 저하를 방지하는 이송압력 유지부;을 포함하며,
   상기 이송압력 유지부는, 상기 유체이송부재에 결합되는 지지부재; 상기 지지부재와 대응하도록 상기 본체에 구비되는 압력누수 저감부재; 및 상기 지지부재 및 상기 압력누수 저감부재 중 적어도 어느 하나 이상에 구비되는 보조저감부;를 포함하고,
   상기 보조저감부는, 상기 지지부재와 상기 압력누수 저감부재 사이로 누출되는 압력을 감소시키도록 압력저감홈부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 모터 펌프.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 유체이송부재의 회전방향과 상기 유체의 이송방향이 수직을 이루는 것을 특징으로 하는 수중 모터 펌프.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서, 상기 압력저감홈부는,
   상기 지지부재에 형성되는 제1홈부; 및
   상기 압력누수 저감부재에 형성되는 제2홈부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 모터 펌프.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체는, 상기 압력누수 저감부재의 결합을 위한 설치홈부를 더 포함하며,
   상기 이송압력 유지부는, 상기 지지부재가 상기 설치홈부의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 수중 모터 펌프.

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