KR101647390B1

KR101647390B1 - 마름모형 임펠러식 원심펌프

Info

Publication number: KR101647390B1
Application number: KR1020160062974A
Authority: KR
Inventors: 임주승
Original assignee: 주식회사 대동펌프산업
Priority date: 2016-05-23
Filing date: 2016-05-23
Publication date: 2016-08-10

Abstract

본 발명은 원형 케이싱(50)에 임펠러(10)가 내장되는 원심펌프에 관한 것으로, 마름모형 상판(30) 및 저판(20) 외곽을 베인(40)이 연결하는 폐합형 임펠러(10)가 구성되되, 저판(20) 중심부와 일측 베인(40)에 각각 유입구(25) 및 배출구(15)가 형성되어, 베인(40) 상, 하단 외측으로 일체의 돌출판체가 형성되지 않도록 한 것이다.
본 발명을 통하여, 임펠러(10) 자중을 획기적으로 감축할 수 있을 뿐 아니라, 임펠러(10)와 유체간의 불필요한 접촉면을 저감하여, 임펠러(10) 구동에 소요되는 동력을 저감하고, 펌프의 효율을 증대할 수 있다.

Description

마름모형 임펠러식 원심펌프{DIAMOND SHAPED IMPELLER TYPE CENTRIFUGAL PUMP}

본 발명은 원형 케이싱(50)에 임펠러(10)가 내장되는 원심펌프에 관한 것으로, 마름모형 상판(30) 및 저판(20) 외곽을 베인(40)이 연결하는 폐합형 임펠러(10)가 구성되되, 저판(20) 중심부와 일측 베인(40)에 각각 유입구(25) 및 배출구(15)가 형성되어, 베인(40) 상, 하단 외측으로 일체의 돌출판체가 형성되지 않도록 한 것이다.

상호 이격된 원반체(16) 사이에 나선형 베인(40)이 설치되는 폐합형 임펠러(10)는 케이싱(50)내 와류실이 유체로 충만되지 않는 상태에서도 흡입 유체에 원심력을 부여할 수 있는 바, 반액반고상(半液半固狀) 유체 또는 고형물 함유 유체의 압송에 유리하며, 관련 종래기술로는 공개특허 제1998-72139호를 들 수 있다.

공개특허 제1998-72139호를 비롯한 종래의 폐합형 임펠러(10) 적용 원심펌프는 도 1에서와 같이, 상, 하로 이격된 원반체(16) 사이에 곡선 베인(40)이 구성되고, 하부 원반체(16)에는 유입구(25)가 천공되어, 유입구(25)에서 흡입된 유체가 베인(40)에 의하여 케이싱(50) 내부에서 회전된 후 케이싱(50)에 접선방향으로 형성된 토출구(52)를 통하여 토출되는 방식으로 운용된다.

이러한 종래의 임펠러(10)는 도 1의 발췌 사시도에서와 같이, 베인(40) 상, 하단 외측으로 원반체(16)가 돌출되는 구조로서, 이는 베인(40)의 형상이 완전 원형일 경우 흡입 유체에 원심력을 부여할 수 없기 때문이다.

따라서, 케이싱(50) 내부에서 임펠러(10)가 회전하는 과정에서 베인(40) 상, 하단 외측으로 돌출된 원반체(16)는 유체의 회전 및 가압에는 전혀 기여하는 바가 없음에도 불구하고 무위(無爲) 회전을 지속하게 되며, 이는 다음과 같은 다양한 문제를 야기한다.

우선, 불필요한 돌출물을 형성하는 원반체(16)로 인하여 임펠러(10)의 자중이 증대되고 그에 따라 임펠러(10)의 구동에 과도한 동력이 소모되어, 펌프의 효율이 저감되는 문제가 있다.

또한, 임펠러(10)의 상, 하 원반체(16)로 인하여 유체와 임펠러(10)간 불필요한 접촉면이 확대되고, 이는 임펠러(10)의 회전 저항 상승을 초래하여, 과도한 동력 소모 및 효율 저하를 야기한다.

본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안된 것으로, 케이싱(50)에 임펠러(10)가 내장되는 원심펌프에 있어서, 평면상 마름모 형상을 가지는 상판(30) 및 저판(20)과, 상판(30)의 저면 외곽과 저판(20)의 상면 외곽을 연결하는 베인(40)으로 임펠러(10)가 구성되고, 저판(20) 중심부에는 유입구(25)가 형성되며, 상기 마름모 형상 상판(30) 및 저판(20)의 한 변에 접하는 베인(40)이 개방되어 배출구(15)가 형성됨을 특징으로 하는 마름모형 임펠러식 원심펌프이다.

또한, 상기 베인(40)의 외부면에는 외측으로 돌출된 판체인 블레이드(45)가 형성됨을 특징으로 하는 마름모형 임펠러식 원심펌프이다.

본 발명을 통하여, 임펠러(10) 자중을 획기적으로 감축할 수 있을 뿐 아니라, 임펠러(10)와 유체간의 불필요한 접촉면을 저감하여, 임펠러(10) 구동에 소요되는 동력을 저감하고, 펌프의 효율을 증대할 수 있다.

또한, 임펠러(10)의 내부 공간이 유체에 원심력을 부여함과 동시에, 임펠러(10)의 외부 표면 역시 케이싱(50)내 유체를 선회시키는 수차로서 거동하도록 함으로써, 펌프의 작동 효율을 극대화할 수 있다.

도 1은 종래의 원심펌프 작동방식 설명도
도 2는 본 발명의 사시도
도 3은 본 발명의 분해사시도
도 4는 본 발명의 대표 단면도
도 5는 본 발명의 임펠러 발췌 사시도
도 6은 본 발명의 임펠러 평면도
도 7은 본 발명의 작동방식 설명도
도 8은 블레이드가 형성된 본 발명의 임펠러 사시도
도 9는 도 8의 임펠러가 적용된 본 발명의 작동방식 설명도

본 발명의 상세한 구성 및 작동 원리를 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.

우선 도 2는 본 발명의 외관을 도시한 사시도로서, 도시된 실시예에서는 본 발명의 펌프가 수중펌프 형식으로 구성되어 있으며, 토출구(52)가 형성된 원형 케이싱(50) 상단에 모터(60)가 설치되고, 도 3에서와 같이 케이싱(50) 내부에 임펠러(10)가 설치되어, 도 4에서와 같이, 모터(60)의 회전축과 임펠러(10) 상단 중심이 연결되는 구조를 가진다.

따라서, 도 4에서와 같이, 모터(60)에 의하여 케이싱(50) 내부에서 임펠러(10)가 회전됨에 따라 케이싱(50) 저면 중심부에 형성된 흡입구(51)를 통하여 유체가 흡입되어 케이싱(50) 내부에서 회전된 후 케이싱(50) 접선방향의 토출구(52)로 배출된다.

도 5는 본 발명의 임펠러(10)를 발췌하여 도시한 것으로, 동 도면에서와 같이, 본 발명에서는 상, 하로 상호 이격된 마름모형 상판(30) 및 저판(20)과, 상판(30)의 저면 외곽과 저판(20)의 상면 외곽을 연결하는 기립(起立) 벽체인 베인(40)으로 임펠러(10)가 구성되고, 임펠러(10)의 저판(20) 중심부에는 유입구(25)가 형성되며, 상기 마름모 형상 상판(30) 및 저판(20)의 한 변에 접하는 베인(40)이 개방되어 배출구(15)가 형성된다.

도 6은 본 발명 임펠러(10)의 평면을 도시한 것으로, 동 도면과 전술한 도 5에서와 같이, 본 발명의 임펠러(10)에는 평면상 상호 일치하는 마름모 형상을 가지는 상판(30) 및 저판(20)이 구성되는데, 예각부와 둔각부가 대칭을 이루는 평면 형상을 가지며, 예각부의 상판(30) 및 저판(20)을 연결하는 베인(40)에는 상태적으로 급격하게 굴곡되는 곡부(41)가 형성된다.

즉, 도 6에서와 같이, 임펠러(10) 상판(30) 및 저판(20) 외곽을 연결하여 임펠러(10) 내부를 폐합하는 베인(40)이 구성되되, 동 도면에서 가상선으로 도시된 바와 같은 임펠러(10) 평면 외곽의 접선은 마름모 형상을 이루며, 도면상 마름모 형상 상단부 및 하단부의 둔각부에서는 베인(40)이 완만하게 만곡되고, 도면상 마름모 형상 양 측단부의 예각부에서는 베인(40)이 급격하게 굴곡되어 곡부(41)를 형성하는 것이다.

또한, 도 5 및 도 6에서와 같이, 베인(40)의 일측 곡부(41)와 일측 둔각부 사이가 개방되어 배출구(15)가 형성됨으로써, 임펠러(10)의 회전시 유입구(25)로 유입된 유체가 베인(40) 내부 공간에 수용된 후 배출구(15)를 통하여 배출된다.

즉, 본 발명 임펠러(10)의 작동 방식을 도시한 도 7에서와 같이, 케이싱(50) 외부의 유체가 임펠러(10)의 유입구(25)를 통하여 유입되어 베인(40) 내부 공간에 수용된 상태에서, 임펠러(10)가 회전됨에 따라 원심력이 부여된 후, 배출구(15)에서 배출되어 토출구(52)를 통하여 케이싱(50) 외부로 토출되는 것이다.

이러한 임펠러(10)의 케이싱(50)내 회전에 있어서, 본 발명의 임펠러(10)에는 도 4 내지 도 7에서와 같이, 베인(40) 상, 하단의 외측으로 돌출되는 불필요한 돌출물이 형성되지 않는 바, 임펠러(10)를 경량화할 수 있음을 물론, 종래기술에 있어서 고질적인 문제점이었던 무위 회전 돌출물로 인한 회전 저항 등의 문제를 해소할 수 있다.

한편, 도 4의 타원내 확대부에서와 같이, 임펠러(10) 하단 중심부가 결합되는 케이싱(50)의 흡입구(51)에는 임펠러(10) 내측으로 절곡된 절곡부(56)가 형성된 피복환체(被覆環體)(55)를 결합함으로써, 케이싱(50)과 임펠러(10)간 접촉부로의 이물질 유입 및 침착을 방지할 수 있다.

이렇듯, 본 발명의 임펠러(10)는 평면상 마름모 형상을 이루면서 베인(40) 상, 하단에 일체의 불요(不要) 돌출물을 형성하지 않음으로써, 임펠러(10)내 유체에 대한 원심력 부여 기능은 최대한 확보하면서도 임펠러(10)의 회전 저항을 획기적으로 감소시킬 수 있으며, 특히, 도 7에서와 같이 임펠러(10)의 베인(40) 외부 표면이 케이싱(50)내 유체를 선회시키는 수차로서 거동할 수 있어, 펌프의 작동 효율을 극대화할 수 있다.

도 8 및 도 9는 상기와 같은 베인(40) 외부 표면의 기능을 배가하기 위한 실시예로서, 베인(40)의 외부면에 외측으로 돌출된 판체인 블레이드(45)를 형성한 것이다.

블레이드(45)는 도 8에서와 같이 배출구(15)에서 곡부(41)에 이르는 구간의 베인(40) 외부면에 형성되되, 도 9에서와 같이, 평면상 완만한 곡선을 이루며 돌출된다.

특히, 도 8에서와 같이, 블레이드(45)의 배출구(15)측 단부는 상판(30)측에 위치하고 곡부(41)측 단부는 저판(20)측에 위치하도록 경사를 부여함으로써, 회전저항은 극소화하되 유체의 선회력 부여 효과는 극대화한다.

10 : 임펠러
15 : 배출구
16 : 원반체
20 : 저판
25 : 유입구
30 : 상판
40 : 베인
41 : 곡부
45 : 블레이드
50 : 케이싱
51 : 흡입구
52 : 토출구
55 : 피복환체
56 : 절곡부
60 : 모터

Claims

케이싱(50)에 임펠러(10)가 내장되는 원심펌프에 있어서,
평면상 마름모 형상을 가지는 상판(30) 및 저판(20)과;
상판(30)의 저면 외곽과 저판(20)의 상면 외곽을 연결하는 베인(40)으로 임펠러(10)가 구성되고;
저판(20) 중심부에는 유입구(25)가 형성되며, 상기 마름모 형상 상판(30) 및 저판(20)의 한 변에 접하는 베인(40)이 개방되어 배출구(15)가 형성됨을 특징으로 하는 마름모형 임펠러식 원심펌프.
청구항 1에 있어서, 베인(40)의 외부면에는 외측으로 돌출된 판체인 블레이드(45)가 형성됨을 특징으로 하는 마름모형 임펠러식 원심펌프.