KR101646200B1 - 축,사류펌프의 흡입베인 가변장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간단한 기계식 구조로 유체가 흡입되면 흡입베인이 최적의 누각도로 바뀌어서 유체가 원활하게 이송되도록 안내하여 효율을 상승시킬 수 있도록 하고, 또한 유체의 흡입이 정지되면 흡입베인이 원상태로 복귀할 수 있도록 한 축,사류펌프의 흡입베인 가변장치에 관한 것이다.
본 발명은 축,사류펌프(10)의 흡입케이싱(100)에 다수의 흡입베인(200)이 설치된 것에 있어서, 상기 흡입케이싱(100)에 형성되는 다수의 축공(110); 상기 흡입베인(200)의 외측으로 돌출되어 축공(110)에 회전가능하게 축설되는 연결축(210); 상기 연결축(210)에 일체로 형성되어 흡입케이싱(100)의 외측으로 돌출되는 지지축(220); 상기 지지축(220)에 끼워지는 축공(310)을 구비하여 흡입케이싱(100)의 외측으로 고정되는 하우징(300); 상기 하우징(300)의 내부에 장착되어 지지축(220)을 회전가능하게 지지하는 베어링(400); 상기 하우징(300)의 외측에 고정되어 베어링(400)을 보호하는 커버(500); 상기 흡입베인(200)에 탄력을 부여하여 기동시 흡입베인(200)을 탄력적으로 회전시키고 정지시 원상태로 복귀시키는 스프링(600)을 포함하여 구성된다.

Description

축,사류펌프의 흡입베인 가변장치{Apparatus for suction vane of axial and mixed flow pump}

본 발명은 축,사류펌프의 흡입베인 가변장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 간단한 기계식 구조로 유체가 흡입되면 흡입베인이 최적의 누각도로 바뀌어서 유체가 원활하게 이송되도록 안내하여 효율을 상승시킬 수 있도록 하고, 또한 유체의 흡입이 정지되면 흡입베인이 원상태로 복귀할 수 있도록 한 축,사류펌프의 흡입베인 가변장치에 관한 것이다.

일반적으로 모터펌프는 주로 이물질이 함유된 액체의 이송에 적합하고 구조가 간단하여 유지보수가 용이한 전동식펌프를 통칭하는 것으로서, 양수용, 상수도 가압용, 배수용 등 용도에 따라 다양하게 구분되며, 주로 저수의 물을 높은 위치로 양수할 때와 같이 오수 및 오물을 처리하거나 양,배수용으로 사용된다. 이러한 펌프는 전원이 공급되면 전동모터가 작동하여 구동축이 회전하고, 구동축의 회전에 의해 구동축의 하단부에 장착된 임펠러가 케이스의 내부에서 회전하면서 하부의 유체를 흡입하여 상측으로 송출시키게 된다. 이와 같은 펌프에는 축류펌프, 사류펌프, 수중펌프, 게이트펌프 등 다양한 종류가 있다.

한편, 축,사류펌프의 경우 기동시 흡입케이싱에서 발생하는 흡입 유체의 회전현상을 막아 주기 위해 고정형 흡입베인을 흡입케이싱에 설치하였으나, 가변 유량 운전 시, 종전의 고정형 흡입베인이 설치된 흡입케이싱은 오히려 효율을 떨어뜨리게 되는 문제점이 있으므로, 주어진 운전 조건에서 최적의 효율을 나타내도록 하기 위해 흡입케이싱에 설치되는 흡입베인의 각도를 최적의 효율을 내는 각도로 조절하는 것이 요구되었다.(와류현상 방지)

이를 위해 하기 특허문헌인 국내 등록특허 제10-1593648호에는 축류 펌프 또는 사류 펌프의 가변 안내 깃의 각도를 제어하기 위한 제어 장치에서, 흡입관의 입구에 설치되어 있고, 안내 깃(guide vane)의 각도가 변경되며, 펌프 내부로 흡입되는 유체의 흡입 각도를 조절하기 위한 가변 안내 깃; 흡입관의 안쪽에서 유체를 펌프로 흡입시키도록 회전하는 임펠러(Impeller)를 구동시키기 위한 펌프 모터의 구동을 제어하기 위한 펌프 모터 제어기; 흡입관 내부의 압력을 감지하기 위한 압력센서; 흡입관 내부의 유량을 감지하기 위한 유량센서; 상기 가변 안내 깃의 날개 각도가 조절되도록 구동시키기 위한 날개 각도 조절용 모터; 및 상기 펌프 모터 제어기로부터 펌프 모터 파워 데이터를 입력받고, 상기 압력센서로부터 압력 데이터를 입력받고, 상기 유량센서로부터 유량 데이터를 입력받아서, 상기 펌프 모터 파워 데이터와 상기 압력데이터와 상기 유량 데이터로부터 효율을 계산하고, 효율이 최대가 되는 때의 상기 가변 안내 깃의 날개 각도를 최적 날개 각도로 결정하고, 상기 가변 안내 깃이 상기 최적 날개 각도가 되도록 상기 날개 각도 조절용 모터를 제어하는 최적 날개 각도 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 축류 펌프 또는 사류 펌프의 가변 안내 깃 제어 장치가 기재되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 기술은 가장 중요한 기능을 제공하는 센서류가 전동모터를 구성하는 회전자 및 고정자에 근접한 위치에 설치되어 전동모터의 작동시 발생되는 자기장과 열에 그대로 노출되므로, 센서류의 오작동 확률이 높고, 센서류가 쉽게 손상되는 문제점이 있었다.

또한 종래의 기술은 가변 안내 깃; 펌프 모터 제어기; 압력센서; 유량센서; 날개 각도 조절용 모터; 및 최적 날개 각도 제어기를 포함하는 전자식으로 이루어져 구조가 복잡하기 때문에, 비경제적으로 설치비용이 크게 상승하는 문제점이 있었다.

특허문헌 : 등록특허 제10-1593648호(등록일자 : 2016.02.03)

본 발명의 목적은 상기에서와 같은 종래의 결점을 해소하기 위해 발명한 것으로, 간단한 기계식 구조로 유체가 흡입되면 흡입베인이 최적의 누각도로 바뀌어서 유체가 원활하게 이송되도록 안내하여 효율을 상승시킬 수 있도록 한 축,사류펌프의 흡입베인 가변장치를 제공하는 데 있다.

또한 본 발명은 간단한 기계식 구조로 개선하여 경제적으로 설치비용을 절감함과 동시에 오동작을 방지할 수 있도록 한 축,사류펌프의 흡입베인 가변장치를 제공하는 데 있다.

또한 본 발명은 스프링의 복원력을 이용하여 유체의 흡입이 정지되면 흡입베인이 원상태로 복귀할 수 있도록 한 축,사류펌프의 흡입베인 가변장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 축,사류펌프의 흡입케이싱에 다수의 흡입베인이 설치된 것에 있어서, 상기 흡입케이싱에 다수의 축공을 형성하고, 상기 흡입베인의 외측으로 축공에 회전가능하게 축설되는 연결축을 돌출시키며, 상기 연결축에 흡입케이싱의 외측으로 돌출되는 지지축을 일체로 형성하고, 상기 지지축에 끼워지는 축공이 구비된 하우징을 흡입케이싱의 외측으로 고정하며, 상기 하우징의 내부에 지지축을 회전가능하게 지지하는 베어링을 장착하고, 상기 하우징의 외측에 베어링을 보호하는 커버를 고정하며, 상기 흡입베인에 탄력을 부여하여 기동시 흡입베인을 탄력적으로 회전시키고 정지시 원상태로 복귀시키는 스프링을 설치한 것이다.

또한 본 발명에서 상기 하우징의 전면 양측에는 동심원상으로 스프링을 수용하는 스프링홈을 각각 형성하고, 상기 연결축의 후면 상부와 하부에는 양측 스프링홈에 회전가능하게 각각 끼워져 스프링의 탄력을 받는 작동부를 일체로 돌출시킨 것이다.

또한 본 발명에서 상기 커버에는 지지축을 회전가능하게 지지하는 베어링을 장착한 것이다.

또한 본 발명에서 상기 커버의 전면에는 하우징의 베어링홈으로 끼워지는 환턱을 형성한 것이다.

본 발명의 축,사류펌프의 흡입베인 가변장치에 따르면, 하우징과 베어링과 커버 및 스프링을 이용하여 간단한 기계식 구조로 유체가 흡입되면 흡입베인을 최적의 누각도로 가변시킬 수 있기 때문에, 구조적으로 축,사류펌프의 기동시 유체가 한층 더 원활하게 이송되도록 안내하여 효율을 한층 더 상승시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 가변장치가 간단한 기계식 구조로 이루어지기 때문에, 이를 통해 경제적으로 설치비용을 절감함과 동시에 기존의 전자식과 달리 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 유체의 흡입이 정지되면 스프링의 복원력으로 흡입베인을 원상태로 복귀시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1a, 1b, 1c, 1d, 1e는 본 발명의 설치상태를 보인 것으로,
도 1a는 본 발명이 수중축류모터펌프에 설치된 상태를 보인 단면도.
도 1b는 본 발명이 수중사류모터펌프에 설치된 상태를 보인 단면도.
도 1c는 본 발명이 입축축류모터펌프에 설치된 상태를 보인 단면도.
도 1d는 본 발명이 입축사류모터펌프에 설치된 상태를 보인 단면도.
도 1e는 본 발명이 게이트모터펌프에 설치된 상태를 보인 단면도.
도 2는 도 1a, 1b, 1c, 1d, 1e의 "A"부를 발췌한 확대단면도.
도 3은 본 발명의 요부를 발췌한 분해사시도.
도 4a, 4b, 4c는 본 발명에 따른 흡입베인의 작동상태를 보인 것으로,
도 4a는 정지상태에서의 흡입베인을 보인 예시도.
도 4b는 기동시 최적의 누각도로 가변된 흡입베인을 보인 예시도.
도 4c는 기동정지 후 원상태로 복귀된 흡입베인을 보인 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 흡입베인을 보인 배면도.
도 6은 본 발명에 따른 하우징을 보인 정면도.

이하 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 축,사류펌프의 흡입베인 가변장치는 도 1a 내지 도 6에 도시되는 바와 같이, 축,사류펌프(10)의 흡입케이싱(100)에 다수의 흡입베인(200)이 설치된 것에 있어서, 상기 흡입케이싱(100)에 형성되는 다수의 축공(110); 상기 흡입베인(200)의 외측으로 돌출되어 흡입케이싱(100)의 축공(110)에 회전가능하게 축설되는 연결축(210); 상기 흡입베인(200)의 연결축(210)에 일체로 형성되어 흡입케이싱(100)의 외측으로 돌출되는 지지축(220); 상기 지지축(220)에 끼워지는 축공(310)을 구비하여 흡입케이싱(100)의 외측으로 고정되는 하우징(300); 상기 하우징(300)의 내부에 장착되어 지지축(220)을 회전가능하게 지지하는 베어링(400); 상기 하우징(300)의 외측에 고정되어 베어링(400)을 보호하는 커버(500); 상기 흡입베인(200)에 탄력을 부여하여 기동시 흡입베인(200)을 탄력적으로 회전시키고 정지시 원상태로 복귀시키는 스프링(600)을 포함하여 구성된 것을 그 기술적 구성상의 기본적인 특징으로 한다.

여기서, 상기 축,사류펌프(10)는 주지된 바와 같이 물속에 수직으로 설치되어 하부의 유체를 흡입하여 상측으로 송출시키는 것으로, 이러한 축,사류펌프(10)에는 구동축(11), 하우징(12), 모터(13), 임펠러(14)가 구비되고, 또한 축,사류펌프(10)의 하부에는 흡입케이싱(100)이 설치되며, 그리고 흡입케이싱(100)의 내부에는 다수의 흡입베인(200)이 설치된다.

본 발명에 따른 가변장치는 기존의 전자식과 달리 간단한 기계식 구조로 유체가 흡입되면 흡입베인(200)이 최적의 누각도로 바뀌어서 유체가 원활하게 이송되도록 안내하여 효율을 상승시키는 것으로, 이러한 본 발명의 가변장치는 축공(110), 연결축(210), 지지축(220), 하우징(300), 베어링(400), 커버(500) 및 스프링(600)으로 이루어진다.

참고로, 도 1a, 1b, 1c. 1d, 1e는 본 발명의 설치상태를 보인 것으로, 도 1a는 본 발명이 수중축류모터펌프에 설치된 상태를 보인 단면도이고, 도 1b는 본 발명이 수중사류모터펌프에 설치된 상태를 보인 단면도이며, 도 1c는 본 발명이 입축축류모터펌프에 설치된 상태를 보인 단면도이고, 도 1d는 본 발명이 입축사류모터펌프에 설치된 상태를 보인 단면도이며, 도 1e는 본 발명이 게이트모터펌프에 설치된 상태를 보인 단면도로서, 본 발명은 수중축류모터펌프와 수중사류모터펌프와 입축축류모터펌프 및 입축사류모터펌프와 게이트모터펌프 등 모든 축,사류펌프(10)에 설치하여 사용할 수 있는 것임을 분명히 밝혀둔다.

상기 축공(110)은 흡입케이싱(100)에 적정간격을 두고 다수가 형성되는 것으로, 이러한 축공(110)에는 흡입베인(200)의 연결축(210)이 회전가능하게 각각 축설된다. 이때, 상기 축공(110)에는 연결축(210)을 회전가능하게 지지하는 베어링이 장착될 수 있다.

상기 연결축(210)은 흡입베인(200)의 외측에 일체로 돌출 형성되는 것으로, 이러한 연결축(210)은 흡입케이싱(100)에 형성된 축공(110)으로 회전가능하게 축설된다.

상기 지지축(220)은 흡입베인(200)의 연결축(210)에 일체로 형성되는 것으로, 이러한 지지축(220)은 흡입케이싱(100)의 외측으로 돌출된다. 이때, 상기 지지축(220)에는 링홈(221)이 형성되고, 상기 링홈(221)에는 하우징(300)의 이탈을 방지하는 스냅링(222)이 장착된다.

상기 하우징(300)은 지지축(220)을 회전가능하게 지지하는 것으로, 이러한 하우징(300)의 중앙부에는 지지축(220)에 끼워지는 축공(310)이 형성되고, 하우징(300)은 흡입케이싱(100)의 외측으로 다수의 볼트(B1)체결로 고정된다. 이때, 상기 하우징(300)에는 플랜지(301)가 형성되고, 상기 플랜지(301)에는 볼트(B1)가 끼워지는 다수의 볼트공(302)이 형성되며, 한편 상기 흡입케이싱(100)의 축공(110)에는 플래지(301)에 대응하는 고정부(111)가 형성되고, 상기 고정부(111)에는 볼트공(302)에 대응하는 볼트체결홈(112)이 형성된다.

본 발명의 실시예에 따르면 도 3에서와 같이, 상기 하우징(300)의 전면 양측에는 동심원상으로 스프링(600)을 수용하는 스프링홈(320)이 각각 형성되고, 상기 연결축(210)의 후면 상부와 하부에는 양측 스프링홈(320)에 회전가능하게 각각 끼워져 스프링(600)의 탄력을 받는 작동부(211)가 돌출된 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 스프링홈(320)과 작동부(211)에는 스프링(600)의 양단 내부로 끼워져 스프링(600)의 이탈을 방지하는 고정돌기(321)(212)가 각각 형성된다.

상기 베어링(400)은 하우징(300)의 내부에 장착되는 것으로, 이러한 베어링(400)은 지지축(220)을 회전가능하게 지지하는 역할을 수행한다. 이때, 상기 하우징(300)에는 베어링(400)을 수용하는 베어링홈(330)이 형성된다.

상기 커버(500)는 하우징(300)의 외측에 고정되는 것으로, 이러한 커버(500)는 베어링(400)을 보호하는 역할을 수행하고, 커버(500)는 하우징(300)의 외측에 다수의 볼트(B2)체결로 고정된다. 이때, 상기 커버(500)에는 볼트가 끼워지는 다수의 볼트공(501)이 형성되고, 상기 하우징(300)의 외측에는 볼트공(501)에 대응하는 볼트체결홈(303)이 형성되며, 상기 커버(500)의 중앙부에는 지지축(220)이 끼워지는 축공(502)이 형성된다.

본 발명의 실시예에 따르면 도 2에서와 같이, 상기 커버(500)에는 흡입베인(200)의 지지축(220)을 회전가능하게 지지하는 베어링(510)이 장착된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면 도 3에서와 같이, 상기 커버(500)의 전면에는 하우징(300)의 베어링홈(330)으로 끼워지는 환턱(520)이 돌출된 것을 특징으로 한다.

상기 스프링(600)은 흡입베인(200)에 탄력을 부여하여 축,사류펌프(10)의 기동시 흡입베인(200)을 탄력적으로 회전시키고 정지시 원상태로 복귀시키는 것으로, 이러한 스프링(600)은 하우징(300)의 전면 양측에 동심원상으로 형성된 스프링홈(320)에 각각 장착된다. 이때, 상기 스프링(600)은 고장력 코일스프링으로 형성되어 양단은 스프링홈(320)과 작동부(211)에 형성된 고정돌기(321)(212)에 각각 끼워진다.

이와 같이 구성된 본 발명의 전체적인 작동관계를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 축,사류펌프(10)가 정지된 상태에서는 도 4a에서와 같이, 스프링(600)이 작동부(211)에 탄력을 부여하기 때문에, 작동부(211)는 시계방향으로 회전된 상태를 유지하게 되고, 이에 의해 결과적으로 축,사류펌프(10)의 정지상태에서 흡입베인(200)은 도 4a에서와 같이 수직상태를 유지하게 된다.

다음, 축,사류펌프(10)에 전원이 공급되면 모터(13)가 작동하여 구동축(11)이 회전하게 되고, 구동축(11)의 회전에 의해 구동축(11)의 하단부에 장착된 임펠러(14)가 흡입케이싱(100)의 내부에서 회전하면서 하부의 유체를 흡입하여 상측으로 송출시키게 되고, 이와 같이 흡입케이싱(100)의 내부로 유체가 흡입되면 유체의 압력에 의해 흡입베인(200)은 도 4b에서와 같이 반시계방향으로 회전하면서 최적의 누각도로 가변되고, 이에 의해 유체가 한층 더 원활하게 이송되기 때문에, 흡입베인(200)은 도 4b에서와 같이 흡입 효율을 상승시키는 최적의 누각도상태를 유지하게 된다.

도 4b에서와 같은 흡입베인(200)의 작동시 연결축(210)과 지지축(220) 및 작동부(211)는 흡입베인(200)과 동시에 같이 반시계방향으로 회전하게 되고, 이에 의해 작동부(211)는 도 4b에서와 같이 스프링(600)을 반시계방향으로 압축시키면서 회전하기 때문에, 이에 의해 결과적으로 스프링(600)은 압축되면서 복원력을 유지하게 된다.

한편, 축,사류펌프(10)의 기동이 정지하게 되면 도 4c에서와 같이, 스프링(600)의 복원력에 의해 작동부(211)는 시계방향으로 회전하면서 원상태로 복귀하게 되고, 이에 의해 결과적으로 흡입베인(200)도 도 4c에서와 같이 원상태로 복귀하게 된다.

따라서 이러한 본 발명은 하우징(300)과 베어링(400)과 커버(500) 및 스프링(600)을 이용하여 간단한 기계식 구조로 유체가 흡입되면 흡입베인(200)을 최적의 누각도로 가변시킬 수 있기 때문에, 구조적으로 축,사류펌프(10)의 기동시 유체가 한층 더 원활하게 이송되도록 안내하여 효율을 한층 더 상승시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 이러한 본 발명은 상술한 바와 같이 가변장치가 간단한 기계식 구조로 이루어지기 때문에, 이를 통해 경제적으로 설치비용을 절감함과 동시에 기존의 전자식과 달리 오동작을 방지할 수 있는 장점이 있다.

그리고 이러한 본 발명은 유체의 흡입이 정지되면 스프링(600)의 복원력으로 흡입베인(200)을 원상태로 복귀시킬 수 있는 장점이 있다.

10 : 축,사류펌프 100 : 흡입케이싱
110 : 축공 200 : 흡입베인
210 : 연결축 211 : 작동부
220 : 지지축 300 : 하우징
310 : 축공 320 : 스프링홈
330 : 베어링홈 400 :베어링
500 : 커버 510 : 베어링
520 : 환턱 600 : 스프링

Claims (4)

1. 축,사류펌프(10)의 흡입케이싱(100)에 다수의 흡입베인(200)이 설치된 것에 있어서, 상기 흡입케이싱(100)에 형성되는 다수의 축공(110); 상기 흡입베인(200)의 외측으로 돌출되어 축공(110)에 회전가능하게 축설되는 연결축(210); 상기 연결축(210)에 일체로 형성되어 흡입케이싱(100)의 외측으로 돌출되는 지지축(220); 상기 지지축(220)에 끼워지는 축공(310)을 구비하여 흡입케이싱(100)의 외측으로 고정되는 하우징(300); 상기 하우징(300)의 내부에 장착되어 지지축(220)을 회전가능하게 지지하는 베어링(400); 상기 하우징(300)의 외측에 고정되어 베어링(400)을 보호하는 커버(500); 상기 흡입베인(200)에 탄력을 부여하여 기동시 흡입베인(200)을 탄력적으로 회전시키고 정지시 원상태로 복귀시키는 스프링(600)을 포함하고,
   상기 하우징(300)의 전면 양측에는 동심원상으로 스프링(600)을 수용하는 스프링홈(320)이 각각 형성되고, 상기 연결축(210)의 후면 상부와 하부에는 양측 스프링홈(320)에 회전가능하게 각각 끼워져 스프링(600)의 탄력을 받는 작동부(211)가 돌출된 것을 특징으로 하는 축,사류펌프의 흡입베인 가변장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 커버(500)에는 지지축(220)을 회전가능하게 지지하는 베어링(510)이 장착된 것을 특징으로 하는 축,사류펌프의 흡입베인 가변장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 커버(500)의 전면에는 하우징(300)의 베어링홈(330)으로 끼워지는 환턱(520)이 돌출된 것을 특징으로 하는 축,사류펌프의 흡입베인 가변장치.

Images