KR101736268B1 - Submersible pump having a bearing cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수중에 설치되어 배수 또는 양수용으로 사용되는 수중 펌프에 관한 것으로서, 베어링 냉각 장치를 구비한 수중 펌프에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an underwater pump installed in water and used for drainage or pumping water, and relates to an underwater pump having a bearing cooling device.
이하에서, 수중 펌프라 함은 "전동기를 수중에 침수시켜 사용하는 펌프로써, 예를 들어 배수용 수중 모터 펌프, 수중 축류 펌프, 수중 사류 펌프 등을 포함하는 펌프"를 지칭하는 것으로 한다. 이하에서 설명되는 기술적 사상은 수중 펌프의 종류를 불문하고 적용될 수 있다.Hereinafter, the submersible pump is referred to as "a pump including submerged motor pump, submerged axial flow pump, submerged submerged pump and the like, which is used by immersing the motor in water. The technical idea described below can be applied regardless of the type of underwater pump.
일반적으로 수중 펌프는 전체를 유체에 수장시켜 배수 또는 양수용으로 사용하거나 액상물을 다른 공정으로 이송시키는 등 여러 분야에서 다양하게 사용된다. 이러한 수중 펌프는 모터의 작동에 의해 펌프부의 임펠러가 회전하면서 유체를 흡입하여 배출시키도록 된 것이다.Generally, submersible pumps are widely used in various fields such as collecting the whole in a fluid and using it as drainage or pumping water, or transferring a liquid material to another process. Such an underwater pump is adapted to suck and discharge the fluid while rotating the impeller of the pump part by the operation of the motor.
수중 펌프는 모터부, 베어링 냉각 및 축봉장치부, 펌프부로 구성되며, 펌프부에서 펌핑하는 물이 모터 내부로 유입될 수 없게 베어링 하우징 하단부에 축봉장치를 설치하여 밀폐하고, 모터부의 일측 상단에 수중 케이블이 설치된다.The underwater pump is composed of a motor unit, a bearing cooling unit and a shaft unit, and a pump unit. A water pumping unit is installed at the lower end of the bearing housing so that water pumped by the pump unit can not be introduced into the motor. Cable is installed.
수중에 설치되어 있는 수중 펌프를 작동하게 되면 모터부의 모터 회전자가 회전하면서 모터 내부에서 발생하는 열이 외측의 모터 케이싱으로 전열되어 모터 케이싱의 외주면과 접촉되는 유체에 의해 냉각되며, 펌프 주 베어링에서 발생되는 열은 베어링 내부의 구리스에 의해 자체 냉각된다. When the underwater pump installed in the water is operated, the motor rotor of the motor rotates and the heat generated inside the motor is transferred to the outer motor casing, cooled by the fluid contacting the outer circumferential surface of the motor casing, The heat is self-cooled by the grease inside the bearing.
수중 펌프의 특성상 수중에 설치되어 작동할 때 모터의 경우는 냉각매체인 물이 근접하여 냉각효과가 뛰어나다. 다만, 베어링의 경우 냉각매체인 구리스의 열을 외부로 배출할 수 있는 경로가 없어 냉각 효율이 떨어진다. 연속 운전 시 펌프 주 베어링에 형성되는 온도는 약 40 ~ 100℃ 정도이며, 이 온도는 펌프의 용량에 따라 차이가 크며, 용량이 클수록 온도는 높게 형성된다.Due to the nature of submersible pumps, when installed in water and operating, the water, which is a cooling medium, comes close to the motor, so it has excellent cooling effect. However, in the case of the bearing, there is no path for discharging the heat of the grease, which is the cooling medium, to the outside, and the cooling efficiency is lowered. In continuous operation, the temperature formed in the pump main bearing is about 40 ~ 100 ℃, and this temperature varies greatly depending on the capacity of the pump. The higher the capacity, the higher the temperature is formed.
따라서, 수중 펌프의 밀폐 및 방수 처리된 내부 중앙에 위치한 펌프 주 베어링의 온도상승으로 인해 제품수명을 단축하는 문제점이 있다.Therefore, there is a problem that the life of the product is shortened due to the temperature rise of the pump main bearing located at the inner center of the sealed and waterproofed interior of the underwater pump.
특히, 수중 펌프가 종래에는 중.소형(토출구경:1000mm이하)에서 근간에는 대형(토출구경:1200mm이상)화 되고, 수요량도 점점 증가하는 추세에 있는바, 모터의 경우는 고온에 견딜 수 있도록 절연등급(F, 또는 H종) 기술이 개발되어 있으나, 현재 베어링의 경우는 고온에 견딜 수 있도록 특별히 개발된 기술이 없는 실정으로서 한국산업규격(KS) 등에서 규정한 수중 펌프용 베어링의 최고허용온도(80℃)를 초과하는 경우가 발생하고, 하자가 발생한 제품들을 분석해 보면 모터고장의 원인이 베어링 과열에 의한 회전자의 구속현상으로 모터 고정자의 코일이 소손되는 경우가 발생하는 문제점이 있다. In particular, the underwater pump has become large in size (discharge port diameter: 1200 mm or more) in the past, and the demand amount is also increasing gradually in the past. In the case of the motor, (F or H class) technology has been developed. However, in the case of the present bearing, there is no technique developed specifically to withstand high temperatures. It is the maximum permissible temperature of a bearing for a submersible pump specified by Korean Industrial Standard (KS) (80 ° C), and when the defective products are analyzed, the cause of the motor failure is that the coil of the motor stator is burned due to the constraint of the rotor due to the overheating of the bearings.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 개발된 것으로, 베어링 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 수중 펌프를 제안하고자 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been developed in order to overcome the above problems, and an underwater pump capable of improving the cooling efficiency of a bearing is proposed.
본 발명의 베어링 냉각장치를 구비한 수중 펌프는 수중 펌프 내부 중심에 회전 가능하게 구비되는 주축, 상기 주축의 상부에 결합되며, 상기 주축을 회전시키는 모터, 상기 모터의 하부에서 주축에 결합되며, 상기 주축을 고정시키는 펌프 주 베어링, 상기 펌프 주 베어링을 감싸며, 상부는 모터 케이싱과 결합되고, 하부는 펌프 토출 케이싱과 결합되며, 중앙에 중공을 가지고, 내부 공간에 오일 냉각 통로와 상기 오일 냉각 통로를 따라 상기 오일 냉각 통로 사이에 구비된 베어링 냉각핀을 포함하는 베어링 하우징, 상기 베어링 하우징의 상부 일측 공간에 구비되고, 오일을 강제 순환시키는 오일 펌프, 상기 베어링 하우징의 하부에 구비되고, 내부에 오일을 포함하는 오일 챔버, 상기 모터 내부로 유체가 침투되지 않도록 상기 오일 챔버의 내부에서 밀폐되도록 설치되는 축봉장치, 상기 오일 펌프의 하부로 연장되어 구비되고, 상기 오일 챔버 내의 베어링 냉각 오일을 흡입하는 오일 흡입배관, 상기 오일 펌프와 상기 오일 냉각 통로에 각각 연결되어 구비되고, 상기 오일 흡입배관으로부터 흡입된 오일을 상기 오일 냉각 통로로 급유하는 오일 급유배관, 상기 오일 펌프의 상부에서 연장되어 상기 오일 냉각 통로와 연결되어 구비되고, 상기 오일 급유배관으로부터 급유된 오일을 상기 오일 냉각 통로를 통과해 상기 오일 챔버로 배출하는 오일 배출배관을 포함하는 것을 특징으로 한다.A submersible pump having a bearing cooling apparatus according to the present invention comprises a main shaft rotatably provided at the center of an underwater pump, a motor coupled to an upper portion of the main shaft, a motor for rotating the main shaft, A pump main bearing for fixing the main shaft, a pump main bearing, an upper portion coupled to the motor casing, a lower portion coupled to the pump discharge casing, a hollow center portion, and an oil cooling passageway and the oil cooling passageway A bearing housing including a bearing cooling fin provided between the oil cooling passages, an oil pump provided in a space on one side of the upper portion of the bearing housing for oil circulation forcibly, an oil pump provided under the bearing housing, An oil chamber enclosing the oil chamber, An oil suction pipe extending to a lower portion of the oil pump and sucking bearing cooling oil in the oil chamber, and an oil suction pipe connected to the oil pump and the oil cooling passage, An oil supply line extending from an upper portion of the oil pump and connected to the oil cooling passage, the oil lubricated from the oil supply pipe is passed through the oil cooling passage And an oil discharge pipe for discharging the oil to the oil chamber.
또한, 상기 오일 흡입배관의 단부에 구비되고, 슬러지 등 이물질의 유입을 방지하는 스트레이너를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the present invention is characterized by further comprising a strainer provided at an end of the oil suction pipe, for preventing inflow of foreign matter such as sludge.
또한, 상기 베어링 하우징 내부의 상기 오일 냉각 통로와 대향되는 위치에서 상기 베어링 하우징과 결합되는 베어링 냉각 케이싱을 더 포함하는 것을 특징으로한다.The bearing housing may further include a bearing cooling casing coupled to the bearing housing at a position facing the oil cooling passage in the bearing housing.
또한, 상기 베어링 냉각 케이싱의 외주면에 일정한 간격으로 구비되는 다수의 베어링 보조 냉각핀을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a plurality of bearing auxiliary cooling fins provided at regular intervals on an outer circumferential surface of the bearing cooling casing.
또한, 상기 오일 챔버 내에 일정한 간격으로 구비되는 다수의 오일 냉각핀을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the present invention is characterized by further comprising a plurality of oil cooling fins provided at regular intervals in the oil chamber.
또한, 상기 오일 냉각 통로와 상기 베어링 냉각핀이 나선형인 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the oil cooling passage and the bearing cooling fin are spiral-shaped.
또한, 상기 베어링 하우징의 상부 타측 공간에 구비되고, 상기 베어링 하우징에서 누출될 수 있는 베어링 냉각 오일이 모터 내부로 침투하는 것을 방지하기 위해 설치되는 누유감지 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus further includes a leakage detection sensor provided in a space on the other side of the upper portion of the bearing housing to prevent bearing cooling oil leaking from the bearing housing from penetrating into the motor.
또한, 상기 펌프 주 베어링의 온도가 기설정된 온도보다 상승하는 것을 실시간으로 감지하며, 상부 베어링 커버가 다수의 상부 베어링 커버 체결볼트에 의해 상기 베어링 하우징과 고정 결합되기 위한 다수의 홀을 구비하고, 상기 다수의 상부 베어링 커버 체결볼트 중 적어도 어느 하나의 하단에 설치되는 베어링 온도 감지 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It is also possible to detect in real time that the temperature of the pump main bearing rises above a preset temperature and to have a plurality of holes for the upper bearing cover to be fixedly coupled to the bearing housing by a plurality of upper bearing cover fastening bolts, And a bearing temperature detecting sensor provided at a lower end of at least one of the plurality of upper bearing cover fastening bolts.
본 발명에 따른 베어링 냉각장치를 구비한 수중 펌프는 강제 순환 방식을 통해 펌프 주 베어링에서 발생하는 열기를 방출하는 물에 의한 수냉식과 축봉장치용 윤활유를 강제로 순환시키는 유냉식을 2중으로 사용함으로 인해 베어링 냉각효과를 극대화시킬 수 있는 효과를 가진다.Since the underwater pump having the bearing cooling device according to the present invention uses the water-cooling type water for releasing the heat generated in the pump main bearing through the forced circulation system and the oil-cooled type for forcedly circulating the lubricating oil for the shaft- Thereby maximizing the cooling effect of the bearing.
또한, 본 발명 수중 펌프는 발생되는 뜨거운 열기를 외부로 강제 배출함으로써 수중 펌프가 고장 없이 지속적으로 동작하여 시설관리와 유지가 용이하며, 축봉장치, 베어링 및 모터의 수명이 연장되는 경제적인 효과를 가진다.In addition, the water pump of the present invention has an economical effect of facilitating maintenance and maintenance of the facility, extending the service life of the shaft device, the bearing, and the motor by continuously discharging generated hot heat to the outside, .
도 1은 본 발명이 적용되기 위한 수중 펌프를 도시해 보인 단면도
도 2는 도 1에 베어링 냉각 및 축봉 장치가 설치되어 있는 단면도
도 3은 도 2의 베어링 냉각 및 축봉 장치를 확대한 단면도1 is a cross-sectional view showing a submersible pump to which the present invention is applied;
Fig. 2 is a cross-sectional view of Fig. 1 in which the bearing cooling and shaft-
Figure 3 is an enlarged cross-sectional view of the bearing cooling and shaft-
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성요소로 명명될 수 있다.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하에서, 수중 펌프라 함은 "전동기를 수중에 침수시켜 사용하는 펌프로써, 예를 들어 배수용 수중 모터 펌프, 수중 축류 펌프, 수중 사류 펌프 등을 포함하는 펌프"를 지칭하는 것으로 한다. 이하에서 설명되는 기술적 사상은 수중 펌프의 종류를 불문하고 적용될 수 있다. 또한, "펌프 주 베어링"이란 스러스트 베어링과 동일한 의미를 포함한다.Hereinafter, the submersible pump is referred to as "a pump including submerged motor pump, submerged axial flow pump, submerged submerged pump and the like, which is used by immersing the motor in water. The technical idea described below can be applied regardless of the type of underwater pump. In addition, "pump main bearing" includes the same meaning as thrust bearing.
본 발명에 따른 수중 펌프는 베어링 냉각 장치를 구비한다. 베어링 냉각 장치는 수중 펌프를 작동할 때 펌프 주 베어링에서 발생하는 뜨거운 열기를 오일을 강제로 순환시킴으로써 베어링을 냉각할 수 있게 한다.The submersible pump according to the present invention comprises a bearing cooling device. The bearing cooling system allows the bearing to be cooled by forced circulation of oil through the hot heat generated by the pump main bearing when the submersible pump is operated.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 베어링 냉각 장치를 구비한 수중 펌프에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a submersible pump having a bearing cooling apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
첨부된 도면에 의해 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명이 적용되기 위한 수중 펌프를 도시해 보인 단면도이고, 도 2는 도 1에 베어링 냉각 및 축봉 장치가 설치되어 있는 단면도이다.FIG. 1 is a sectional view showing a submersible pump to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a sectional view in which a bearing cooling device and a shaft end device are installed.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 수중 펌프(1001)는 종래의 수중 펌프(1000)와 동일하게 모터부(100), 베어링 냉각 및 축봉장치부(200), 펌프부(300)를 포함하며, 펌프부(300)에서 펌핑하는 물이 모터(120) 내부로 유입될 수 없게 베어링 하우징(220) 하단부에 축봉장치(270)를 설치하여 밀폐하고, 모터부(300)의 일측 상단에 수중 케이블(171)이 설치된다. 1 and 2, a
모터부(100)는 주축(110), 모터(120), 모터 케이싱(130), 모터 브라켓(140), 모터 브라켓 커버(150), 상부 베어링(레이디얼 베어링)(160), 케이블 그랜드(170), 펌프 토출관(180)을 포함하여 구성된다.The
주축(110)은 수중 펌프(1001)의 내부 중심에 위치한다. 주축(110)은 모터(120), 상부 베어링(160), 펌프 주 베어링(스러스트 베어링)(210)과 회전 가능하게 고정 결합되어 모터(120)의 작동 의해 회전할 수 있다.The
모터(120)는 모터 회전자(121)와 모터 고정자(122)로 구성되고, 주축(110)에 고정 결합되어 있다. 모터 회전자(121)의 회전에 의해 회전하게 되는 주축(110) 끝단의 프로펠러(임펠러)(310)가 회전하면서 펌프 흡입케이싱(320)으로부터 유체를 흡입하여 펌프 토출케이싱(330)과 펌프 토출관(180)을 통해 지정장소로 이송시키게 된다.The
모터 케이싱(130)은 모터(120)를 감싸고 있는 케이스로 모터(120)가 주축(110)으로부터 이탈되지 않도록 한다. 모터 브라켓은(140) 주축(110)의 상부에서 모터 케이싱(130)과 결합되며, 모터(120)와 주축(110) 고정하기 위해 구비된다.The
모터 브라켓 커버(150)는 모터 브라켓(140)이 상부에 끼워 맞춤 되고, 볼트에 의해 결합될 수 있다. 상부 베어링(160)은 주축(110)의 상부 끝단에 결합되고, 상부 베어링(160)의 하부에 모터(120)가 결합된다. 케이블 그랜드(170)은 모터 브라켓 커버(150)의 일측 상단에 위치하며, 수중 케이블(171)이 연결되도록 형성된다.The
베어링 냉각 및 축봉장치부(200)은 아래 도 3의 설명에서 상세히 설명하기로 한다.The bearing cooling and
펌프부(300)는 프로펠러(310), 펌프 흡입케이싱(320), 펌프 토출케이싱(330)을 포함하여 구성된다.The
프로펠러(310)는 주축(110)의 하부 끝단에 고정 결합되어 모터(120)가 작동하여 회전하게 되는 주축(110)의 회전에 의해 펌프 흡입케이싱(320)으로부터 유체를 흡입하여 펌프 토출케이싱(330)과 펌프 토출관(180)을 통해 지정장소로 이송시키게 된다.The
펌프 흡입케이싱(320)은 수중 펌프(1001)의 하부에 고정 결합되고, 프로펠러(310)의 회전에 의해 유체를 흡입하여 펌프 토출케이싱(330)으로 이송시키게 된다.The
펌프 토출케이싱(330)은 베어링 냉각 및 축봉장치부(200)의 하부에 결합되며, 내부 중심부가 상, 하로 통공되고, 외주면은 펌프 흡입케이싱(320)으로부터 흡입된 유체가 통과할 수 있도록 축 방향으로 일정한 구배를 가진 수로를 형성하고, 수로 내부에는 물의 흐름을 상부로 자연스럽게 유도할 수 있도록 다수의 안내 깃(Guide vane)(미도시)을 형성한다.The
도 3은 도 2의 베어링 냉각 및 축봉 장치를 확대한 단면도이다.3 is an enlarged cross-sectional view of the bearing cooling and shaft end device of FIG. 2;
도 3을 참조하면, 본 발명의 베어링 냉각 및 축봉장치부(200)는 펌프 주 베어링(스러스트 베어링)(210), 베어링 하우징(220), 상부 베어링 커버(231), 하부 베어링 커버(232), 베어링 냉각 케이싱(240), 오일 펌프(250), 오일 챔버(260), 축봉장치(270), 누유감지 센서(280)를 포함하여 구성된다.Referring to Figure 3, the bearing cooling and
펌프 주 베어링(210)은 수중 펌프(1001)의 내부 중앙에 모터(120)의 하부에서 위치하며, 베어링 하우징(220)의 내부에서 주축(110)에 고정 결합되며, 주축(110)을 지지할 수 있다.The pump
베어링 하우징(220)은 주축(110)이 통과할 중심 부분에 중공이 형성되며, 펌프 주 베어링(210)이 조립될 중앙의 상부와 하부는 돌출되어 형성된다. 베어링 하우징(220)의 상부는 모터 케이싱(130)과 결합되고, 하부는 펌프 토출케이싱(330)과 결합된다. 베어링 하우징(220)에서 베어링(210)과 접하는 위치는 내측 공간이 비어 있는 중공형일 수 있다. 오일 냉각 통로(221)는 베어링(210)과 접하는 공간의 바깥 쪽 면에 나선형으로 구비된다. 나선형 상에서 상하로 서로 이웃하는 오일 냉각 통로(221)는 이격된다. 이에 의해 오일 냉각 통로(221)는 냉각핀(222) 기능을 하며 이에 의해 베어링 상의 열에 대한 오일 냉각 통로(221)의 접촉면이 최대가 되어 냉각 효율이 극대화될 수 있다.The bearing
여기서, 오일 냉각 통로(221)과 베어링 냉각핀(222)은 나선형으로 한정하지 않고 필요에 의해 다른 형태로 변형할 수 있다. Here, the
또한, 베어링 하우징(220)의 일측에 오일 급유배관(252)과 오일 배출배관(253)이 통과되어 오일 펌프(250)와 연결될 수 있도록 상, 하로 2개의 홀이 형성되고, 베어링 하우징(220) 상에 오일 펌프(250)가 설치되는 공간의 하부에는 오일 흡입배관(251)과 오일 배출배관(253)이 통과되어 오일 펌프(250)와 연결될 수 있도록 2개의 홀이 형성된다.Two holes are formed on one side of the bearing
상부 베어링 커버(231)는 펌프 주 베어링(210)의 상부에서 다수의 상부 베어링 커버 체결볼트(233)에 의해 베어링 하우징(220)과 고정 결합되고, 베어링 하우징(220)과 다수의 상부 베어링 커버 체결볼트(233)에 의해 결합되기 위한 다수의 홀을 구비하고 있다. 다수의 상부 베어링 커버 체결볼트(233) 중 적어도 어느 하나의 하단에는 베어링 온도 감지 센서(234)가 설치될 수 있다.The
베어링 온도 감지 센서(234)는 베어링(210)이 기설정된 온도보다 상승하는 것을 실시간으로 감지하며, 상부 베어링 커버 체결볼트(233) 내측을 관통하여 온도 감지 센서(234)의 센싱 값을 전송하는 신호 라인이 설치될 수 있다.The bearing
하부 베어링 커버(232)는 펌프 주 베어링(210)의 하부에서 다수의 하부 베어링 커버 체결볼트(235)에 의해 베어링 하우징(220)과 고정 결합되고, 하부 베어링 커버(232)와 오일 챔버 커버(263)에 의해 축봉장치(270)이 고정되어 구비된다.The
베어링 냉각 케이싱(240)은 내부에 중공을 가지고, 오일 냉각 통로(221)에 대향되는 위치에서 베어링 하우징(220)과 결합된다. 오일의 누유를 방지하기 위해 내면에 누유 방지용 오링 홈이 형성되어 누유방지 오링(241, 242)이 각각 삽입될 수 있다. 일측에 오일 급유배관(252)과 오일 배출배관(253)이 통과되어 오일 펌프(250)와 연결될 수 있도록 상, 하로 2개의 홀이 형성된다. 또한, 베어링 냉각 케이싱(240)의 외주면을 따라 축 방향으로 날개 형상을 가지는 다수의 베어링 보조 냉각핀(243)이 일정한 간격으로 부착될 수 있다.The bearing
오일 펌프(250)는 베어링 하우징(220)의 상부 일측 공간에 구비되며, 오일(저온유) 흡입배관(251), 오일(저온유) 급유배관(252), 오일(고온유) 배출배관(253), 스트레이너(254), 오일 누출 방지 장치(255)를 포함하여 구성된다.The
오일 펌프(250)는 베어링(210)이 기설정된 온도보다 상승하게 되면 베어링 온도 감지 센서(234)에 의해 작동하고, 오일 흡입배관(251)으로 오일 챔버(260) 내의 베어링 냉각 오일(261)을 오일 급유배관(252)을 통해 오일 냉각 통로(221)로 급유하여 펌프 주 베어링(210)을 냉각시킨다. 펌프 주 베어링(210)을 냉각시키면서 온도가 상승한 베어링 냉각 오일(261)은 오일 배출배관(253)을 통해 다시 오일 챔버(260)로 배출된다. The
오일 흡입배관(251)은 오일 펌프(250) 하부의 홀 중 하나를 통과하여 오일 챔버(260)와 연결되며, 오일 챔버(260) 내의 베어링 냉각 오일(261)을 펌핑한다. 펌핑된 베어링 냉각 오일(261)은 오일 급유배관(252)으로 이동하게 된다. 이 때, 오일 펌프(250)로 흡입되는 베어링 냉각 오일(261)이 누출되어 모터(120)로 유입되는 것을 방지하기 위해 오일 흡입배관(251)이 연결된 오일 챔버(260) 상부 면에 오일 누출 방지 장치(255)가 구비될 수 있다.The
오일 급유배관(252)은 베어링 하우징(220) 일측 하부의 홀과 베어링 냉각 케이싱(240) 하부의 홀을 통과하여 오일 냉각 통로(221)와 연결되며, 오일 펌프(250)에 의해 베어링 냉각 오일(261)을 오일 냉각 통로(221)로 급유하여 펌프 주 베어링(210)을 냉각시킨다.The
오일 배출배관(253)은 오일 냉각 통로(221) 일측 상부의 홀과 오일 펌프(250)의 하부의 나머지 홀에 연결되며, 펌프 주 베어링(210)을 냉각시키면서 온도가 상승한 베어링 냉각 오일(261)을 다시 오일 챔버(260)로 배출된다. 이 때, 오일 챔버(260)로 배출되는 베어링 냉각 오일(261)이 누출되어 모터(120)로 유입되는 것을 방지하기 위해 오일 배출배관(253)이 연결된 오일 챔버(260) 상부 면에 오일 누출 방지 장치(255)가 구비될 수 있다. The
오일 누출 방지 장치(255)는 오일 챔버(260) 상부 면에서 오일 흡입배관(251)과 오일 배출배관(253)이 베어링 하우징(200)을 통과하는 관통홀에 설치된다. 오일 누출 방지 장치(255)는 관통홀을 통해 오일 챔버(260) 내부의 베어링 냉각 오일(261)이 모터부(100)로 유입될 경우 모터(120) 고장의 원인되므로 이를 방지하기 위해 설치될 수 있다.The oil
또한, 오일 챔버(260) 내의 베어링 냉각 오일(261)을 오일 흡입배관(251)으로 흡입할 때 베어링 냉각 오일(261)에 포함되어 있는 슬러지 등의 이물질의 유입을 방지하여 맑고 깨끗한 양질의 오일을 이용하기 위해 스트레이너(254)가 오일 흡입배관(251)의 하단부에 설치될 수 있다.In addition, when the bearing cooling
오일 챔버(260)는 베어링 하우징(220)의 하부에 위치하고, 오일 챔버(260)는 내부에 베어링 냉각 오일(261) 구비하고, 오일 배출배관(253)을 통해 유입된 고온의 베어링 냉각 오일(261)은 펌프 토출케이싱(330)의 수로 내측에 위치하므로 수중 펌프(1001)의 작동에 의해 펌핑되는 물의 흐름에 의해 냉각되며, 오일 챔버(260) 내에 구비된 오일 냉각핀(262)에 의해 냉각효율은 더욱 극대화 될 수 있다.The
축봉장치(미케니컬 씰)(270)는 베어링 하우징(220) 하단부의 오일 챔버(260) 내부에서 하부 베어링 커버(232)와 오일 챔버 커버(263) 사이에 고정 설치되며, 주축(110)이 베어링 하우징(220)을 관통하여 설치된 상태에서 펌프부(300)에서 펌핑하는 물이 모터부(100)로 침투하는 것을 방지하기 위해 밀폐되어 설치된다.The
누유감지 센서(280)는 베어링 하우징(220) 상부의 타측 공간에 구비되며, 베어링 하우징(220)에서 누출될 수 있는 베어링 냉각 오일(261)이 모터부(100)로 침투하는 것을 방지하기 위해 설치하여 오일 침투로 인한 모터의 고장을 사전에 방지토록 한다.The
100 : 모터부
110 : 주축 120 : 모터
121 : 모터 회전자 122 : 모터 고정자
130 : 모터 케이싱 140 : 모터 브라켓
150 : 모터 브라켓 커버 160 : 상부 베어링(레이디얼)
170 : 케이블 그랜드 171 : 수중 케이블
180 : 펌프 토출관(컬럼파이프)
200 : 베어링 냉각 및 축봉장치부
210 : 펌프 주 베어링(스러스트) 220 : 베어링 하우징
221 : 오일 냉각 통로 222 : 베어링 냉각핀
231 : 상부 베어링 커버 232 : 하부 베어링 커버
233 : 상부 베어링 커버 체결볼트 234 : 베어링 온도감지 센서
235 : 하부 베어링 커버 체결볼트 240 : 베어링 냉각 케이싱
241 : 누유방지 오링(상) 242 : 누유방지 오링(하)
243 : 베어링 보조 냉각핀 250 : 오일 펌프
251 : 오일(저온유) 흡입배관 252 : 오일(저온유) 급유배관
253 : 오일(고온유) 배출배관 254 : 스트레이너
255 : 오일 누출 방지 장치 260 : 오일 챔버
261 : 베어링 냉각 오일 262 : 오일 냉각핀
263 : 오일 챔버 커버 270 : 축봉장치(미케니컬 씰)
280 : 누유감지 센서
300 : 펌프부
310 : 프로펠러(임펠러) 320 : 펌프 흡입케이싱
330 : 펌프 토출케이싱
1000 : 종래의 수중 펌프
1001 : 본 발명의 수중 펌프100:
110: main shaft 120: motor
121: motor rotor 122: motor stator
130: motor casing 140: motor bracket
150: Motor bracket cover 160: Upper bearing (radial)
170: Cable Grand 171: Underwater cable
180: Pump discharge pipe (column pipe)
200: Bearing cooling and shaft seal
210: pump main bearing (thrust) 220: bearing housing
221: Oil cooling passage 222: Bearing cooling pin
231: upper bearing cover 232: lower bearing cover
233: Upper bearing cover fastening bolt 234: Bearing temperature sensor
235: Lower bearing cover fastening bolt 240: Bearing cooling casing
241: Oil-repelling O-ring (upper) 242: Oil-repelling O-ring (lower)
243: Bearing auxiliary cooling fin 250: Oil pump
251: Oil (low-temperature oil) suction pipe 252: Oil (low-temperature oil)
253: oil (high-temperature oil) discharge pipe 254: strainer
255: oil leakage prevention device 260: oil chamber
261: Bearing cooling oil 262: Oil cooling pin
263: Oil chamber cover 270: Sealing device (mechanical seal)
280: Leak detection sensor
300: pump section
310: propeller (impeller) 320: pump suction casing
330: pump discharge casing
1000: Conventional underwater pump
1001: Submerged pump of the present invention
Claims (8)
상기 주축의 상부에 결합되며, 상기 주축을 회전시키는 모터;
상기 모터의 하부에서 주축에 결합되며, 상기 주축을 고정시키는 펌프 주 베어링;
상기 펌프 주 베어링을 감싸며, 상부는 모터 케이싱과 결합되고, 하부는 펌프 토출 케이싱과 결합되며, 중앙에 중공을 가지고, 내부 공간에 오일 냉각 통로와 상기 오일 냉각 통로를 따라 상기 오일 냉각 통로 사이에 구비된 베어링 냉각핀을 포함하는 베어링 하우징;
상기 베어링 하우징의 상부 일측 공간에 구비되고, 오일을 강제 순환시키는 오일 펌프;
상기 베어링 하우징의 하부에 구비되고, 내부에 오일을 포함하는 오일 챔버;
상기 모터 내부로 유체가 침투되지 않도록 상기 오일 챔버의 내부에서 밀폐되도록 설치되는 축봉장치;
상기 오일 펌프의 하부로 연장되어 구비되고, 상기 오일 챔버 내의 베어링 냉각 오일을 흡입하는 오일 흡입배관;
상기 오일 펌프와 상기 오일 냉각 통로에 각각 연결되어 구비되고, 상기 오일 흡입배관으로부터 흡입된 오일을 상기 오일 냉각 통로로 급유하는 오일 급유배관;
상기 오일 펌프의 상부에서 연장되어 상기 오일 냉각 통로와 연결되어 구비되고, 상기 오일 급유배관으로부터 급유된 오일을 상기 오일 냉각 통로를 통과해 상기 오일 챔버로 배출하는 오일 배출배관; 을 포함하며,
상기 오일 냉각 통로와 상기 베어링 냉각핀이 나선형이고, 나선형 상에서 상하로 서로 이웃하는 상기 오일 냉각 통로는 이격되는 것을 특징으로 하고,
상기 오일 펌프는 상기 오일을 강제적으로 순환시켜 상기 베어링의 온도 상승을 억제하는 것을 특징으로 하는 베어링 냉각 장치를 구비한 수중 펌프.A main shaft rotatably provided at the center of an underwater pump;
A motor coupled to an upper portion of the main shaft for rotating the main shaft;
A pump main bearing coupled to a main shaft at a lower portion of the motor and fixing the main shaft;
The pump main bearing is enclosed, the upper portion is coupled to the motor casing, the lower portion is coupled to the pump discharge casing, and the hollow portion has a hollow at the center, and is provided in the inner space between the oil cooling passages and the oil cooling passages along the oil cooling passages A bearing housing including a bearing cooling fin;
An oil pump provided in a space on one side of the upper portion of the bearing housing for forcibly circulating oil;
An oil chamber provided at a lower portion of the bearing housing and containing oil therein;
A shaft closing device installed to be hermetically sealed inside the oil chamber so that fluid is not penetrated into the motor;
An oil suction pipe extending to a lower portion of the oil pump and sucking bearing cooling oil in the oil chamber;
An oil refueling pipe connected to the oil pump and the oil cooling passage for refueling the oil sucked from the oil suction pipe to the oil cooling passage;
An oil discharge pipe extending from an upper portion of the oil pump and connected to the oil cooling passage and discharging the oil lubed from the oil lubrication pipe to the oil chamber through the oil cooling passage; / RTI >
Characterized in that the oil cooling passage and the bearing cooling fin are helical and the oil cooling passages adjacent to each other in the upper and lower directions on the spiral are separated from each other,
Wherein the oil pump forcibly circulates the oil to suppress a temperature rise of the bearing.
상기 오일 냉각 통로와 대향되는 위치에서 상기 베어링 하우징과 결합되는 베어링 냉각 케이싱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링 냉각 장치를 구비한 수중 펌프.The method according to claim 1,
And a bearing cooling casing coupled to the bearing housing at a position opposite to the oil cooling passage.
상기 베어링 냉각 케이싱의 외주면에 일정한 간격으로 구비되는 다수의 베어링 보조 냉각핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링 냉각 장치를 구비한 수중 펌프.The method of claim 3,
Further comprising: a plurality of bearing auxiliary cooling fins provided at regular intervals on an outer circumferential surface of the bearing cooling casing.
상기 오일 챔버 내에 일정한 간격으로 구비되는 다수의 오일 냉각핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링 냉각 장치를 구비한 수중 펌프.The method according to claim 1,
Further comprising: a plurality of oil cooling fins provided at regular intervals in the oil chamber.
상기 베어링 하우징의 상부 타측 공간에 구비되고, 상기 베어링 하우징에서 누출될 수 있는 베어링 냉각 오일이 모터 내부로 침투하는 것을 방지하기 위해 설치되는 누유감지 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링 냉각 장치를 구비한 수중 펌프.The method according to claim 1,
And a leakage detection sensor provided in a space on the other side of the upper portion of the bearing housing and installed to prevent bearing cooling oil leaking from the bearing housing from penetrating into the motor. An underwater pump.
상기 펌프 주 베어링의 온도가 기설정된 온도보다 상승하는 것을 실시간으로 감지하며, 상기 펌프 주 베어링의 온도가 기설정된 온도보다 상승한 것이 감지되면 상기 오일 펌프를 동작시키는 베어링 온도 감지 센서를 더 포함하고,
다수의 상부 베어링 커버 체결볼트에 의해 상기 베어링 하우징과 고정 결합되기 위한 다수의 홀을 구비한 상부 베어링 커버를 더 포함하고,
상기 베어링 온도 감지 센서는 상기 다수의 상부 베어링 커버 체결볼트 중 적어도 어느 하나의 하단에 설치되는 것을 특징으로 하는 베어링 냉각 장치를 구비한 수중 펌프.The method according to claim 1,
Further comprising a bearing temperature sensor for sensing in real time that the temperature of the pump main bearing rises above a predetermined temperature and operating the oil pump when the temperature of the pump main bearing is detected to be higher than a predetermined temperature,
Further comprising an upper bearing cover having a plurality of holes for fixedly engaging the bearing housing by a plurality of upper bearing cover fastening bolts,
Wherein the bearing temperature detecting sensor is installed at a lower end of at least one of the plurality of upper bearing cover fastening bolts.
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Legal Events
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GRNT | Written decision to grant |