KR101737420B1 - 수중 슬러지 이송용 펌프 임펠러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중펌프에 장착되고 모터의 동력을 전달하는 샤프트축과 연결되어 회전하면서 유체를 흡입한 후 강제로 유동시켜 배출시키는 임펠러에 관한 것으로, 중앙에 샤프트축이 관통되는 축공이 형성된 제1격벽; 상기 제1격벽과 대향되게 배치되고 중앙에 유체가 유입되는 유입구가 형성된 제2격벽; 및 상기 제1격벽과 제2격벽의 사이에 연결 형성되되, 내부에 유동통로가 형성되고, 일측에 배출구가 형성되며, 상기 유입구를 통해 내부로 유입된 유체가 상기 유동통로에서 유동되어 상기 배출구를 통하여 상기 샤프트축의 직각 방향으로 유출시키는 날개를 포함하되, 상기 날개는 상기 배출구의 맞은편에 내부 측단면이 "⊂" 형상으로 이루어져 중앙에서 타측으로 치우쳐진 위치에 형성되고 상기 유동통로와 연통된 연장통로를 더 포함하는 수중 슬러지 이송용 펌프 임펠러를 제공한다.
본 발명에 의하면, 펌프의 이송 효율이 증가하고, 이물질의 유입과 협착을 방지하여 펌프가 원활히 작동되며, 임펠러의 마모가 감소하고, 이로써 펌프의 성능과 수명이 증대되는 효과가 있다.

Description

수중 슬러지 이송용 펌프 임펠러{IMPELLER FOR SUBMERGED PUMP}

본 발명은 임펠러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중에 설치되어 유체를 흡입한 후 강제로 유동시켜 이물질이 함유된 유체를 원심력에 의해 배출시키는 수중 슬러지 이송용 펌프 임펠러에 관한 것이다.

일반적으로 펌프는 화학공업분야에서 발생되는 슬러지 이송, 제지공업분야에서 발생되는 처리액, 펄프액, 폐기물 등의 이송, 건설기술분야에서 발생되는 골재, 토사, 배수 등의 처리, 환경분야에서 하수슬러지, 생슬러지, 분뇨, 축산폐수, 오폐수 등의 이송, 그 밖에 식품, 피혁 등의 무손상 이송 등에 폭넓게 사용되고 있다.

수중펌프는 펌프와 이것을 구동하기 위한 전동기를 일체화한 것을 수중에 투입하여 양수할 수 있는 것으로, 수중에 설치되어 유체를 흡입한 후 강제로 유동시키는 장치이고, 케이싱 내부에 회전 동력을 발생시키는 모터가 설치되고, 모터축과 연결된 임펠러가 설치되며, 모터의 회전력에 의하여 임펠러가 회전하면서 흡입구를 통해 흡입된 유체를 배출구를 통해 배출하면서 유체를 강제로 유동시킨다.

유체 속에는 샌드, 폐비닐, 폐플라스틱, 나무토막, 종이, 섬유, 유리, 금속조각, 철사, 돌조각, 분뇨 등 다양한 고형물이나 이물질이 포함되어 있기 때문에, 수중펌프는 이러한 이물질에 의해 임펠러와 케이싱이 마모되어 양정과 효율이 저하되고, 임펠러와 케이싱에 이물질이 과도하게 협착되면 유체가 유속의 저항을 받게 되어 유체의 배출이 원활하지 못하고 브레이크 현상에 의해 모터에 과부하가 발생되어 펌프의 수명이 단축될 뿐만 아니라 잦은 부품 교체와 보수가 필요하고, 펌프 가동을 중단할 수도 있다.

이와 관련된 종래기술로 본 출원인은 특허문헌 1과 같이 회전플레이트의 저면에 하향으로 돌출시킨 한쌍의 블레이드를 형성하되, 한쌍의 블레이드를 회전플레이트 중심부에서부터 회오리 형상으로 형성하고, 한쌍의 블레이드 사이에 중심에서부터 점진적으로 깊어지는 가이드홈을 형성하며, 블레이드를 외향으로 기울게 하여 경사면을 형성하도록 하되 블레이드를 점진적으로 세워서 최외각에서 수직 상태를 유지하도록 구성한 수중 스크루 펌프용 임펠러 구조를 출원한 바 있다.

그러나, 상술한 종래기술은 블레이드 또는 날개와 커버의 사이에 이물질이 협착될 수 있고, 펌프에 장착시 기밀성이 떨어지며, 흡입된 이물질의 충돌력에 의해 임펠러가 마모되어 수명이 감소하는 문제가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1353776호(2014.01.14. 공개)

본 발명은 펌프의 이송 효율이 증가하고, 이물질의 유입과 협착을 방지하여 펌프가 원활히 작동되며, 임펠러의 마모가 감소하고, 이로써 펌프의 성능과 수명이 증대되는 수중 슬러지 이송용 펌프 임펠러의 제공에 그 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 수중펌프에 장착되고 모터의 동력을 전달하는 샤프트축과 연결되어 회전하면서 유체를 흡입한 후 강제로 유동시켜 배출시키는 임펠러에 있어서, 중앙에 샤프트축이 관통되는 축공이 형성된 제1격벽; 상기 제1격벽과 대향되게 배치되고 중앙에 유체가 유입되는 유입구가 형성된 제2격벽; 및 상기 제1격벽과 제2격벽의 사이에 연결 형성되되, 내부에 유동통로가 형성되고, 일측에 배출구가 형성되며, 상기 유입구를 통해 내부로 유입된 유체가 상기 유동통로에서 유동되어 상기 배출구를 통하여 상기 샤프트축의 직각 방향으로 유출시키는 날개를 포함하되, 상기 날개는 상기 배출구의 맞은편에 내부 측단면이 "⊂" 형상으로 이루어져 중앙에서 타측으로 치우쳐진 위치에 형성되고 상기 유동통로와 연통된 연장통로를 더 포함하는 수중 슬러지 이송용 펌프 임펠러를 제공한다.

게다가, 상기 연장통로는, 하부에 만곡 형성된 하부 만곡부와, 상부에 만곡 형성된 상부 만곡부로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제1격벽은, 상기 축공의 외측에 표면으로부터 돌출 형성된 환상돌기와, 상기 환상돌기에서 외측을 향해 형성되어 방사상으로 구비된 복수 개의 직선돌기와, 상기 직선돌기에 형성된 절개홈을 포함할 수 있다.

아울러, 상기 제2격벽은, 상기 유입구의 외측에 돌출 형성되고 상기 샤프트축의 회전 방향을 향해 오목하게 만곡 형성된 가이드돌기와, 가장자리를 따라 돌출된 복수 개의 테두리돌기와, 상기 테두리돌기의 사이마다 형성된 테두리홈을 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 펌프의 이송 효율이 증가하고, 이물질의 유입과 협착을 방지하여 펌프가 원활히 작동되며, 임펠러의 마모가 감소하고, 이로써 펌프의 성능과 수명이 증대되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 임펠러가 펌프에 장착된 상태의 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 임펠러의 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 임펠러의 A-A'선 단면도이다.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수중 슬러지 이송용 펌프 임펠러를 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 실시예를 중심으로 상세히 설명하도록 하겠다.

먼저, 도 1을 참고하면 본 발명에 따른 임펠러(10)가 설치되는 수중펌프는 내부에 모터(미도시)와 상기 모터와 연결되어 회전 구동되는 샤프트축(2)이 내장된 케이싱(1)이 구비되고, 상기 케이싱(1)의 내부에는 샤프트축(2)이 베어리의 지지를 받아 회전하며 그 단부는 임펠러(10)의 제1격벽(100)에 형성된 축공(11)을 관통하여 결합된다.

도 2 및 도 3를 참고하면, 본 발명에 따른 수중 슬러지 이송용 펌프 임펠러(10)는 수중펌프의 케이싱(1)에 장착되고 모터의 동력을 전달하는 샤프트축(2)과 연결 설치되어 회전하면서 유체를 흡입한 후 강제로 유동시켜 이물질이 포함된 유체를 원심력에 의해 배출관(3)으로 배출시키는 것으로, 전체적으로 드럼 형상으로 이루어지고, 양쪽에 각각 구비된 제1격벽(100)과 제2격벽(200), 및 그 사이에 형성된 날개(300)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1격벽(100)은 전체적으로 원판 형상으로 이루어지되, 중앙에 축공(110)이 관통 형성되고, 상기 축공(110)에는 수중펌프의 모터의 동력을 전달하는 샤프트축(2)이 연결되어 임펠러가 회전 가능하도록 한다. 예컨대, 상기 샤프트축(2)의 단부가 축공(110)을 관통하여 날개(300)의 유동통로(310) 내측으로 돌출된 후 너트 등으로 고정되고, 이를 위하여 샤프트축(2)과 임펠러(10)는 키 결합되는 것이 바람직하다.

상기 제2격벽(200)은 전체적으로 원판 형상으로 이루어지되, 상기 제1격벽(100)과 대향되는 위치에 배치되고, 중앙에 유체가 유입되는 유입구(210)가 관통 형성된다.

상기 날개(300)는 상기 제1격벽(100)과 제2격벽(200)의 사이를 연결하여 형성되고, 내부에 유동통로(310)가 형성되어 상기 유입구(210)를 통해 유입된 유체와 이물질이 원심력에 의해 날개(300) 일측의 배출구(330)를 통하여 샤프트축(2)의 직각 방향으로 원활하게 배출될 수 있다.

더불어, 도 4를 참고하면 상기 날개(300)는 일측에 배출구(330)가 형성되고, 배출구(330)의 맞은편인 날개(300)의 타측에는 연장통로(320)가 상기 유동통로(310)와 연통되어 형성되며, 상기 연장통로(320)는 중앙의 유입구(210)에서 타측으로 치우친 위치에 내부 측단면이 "⊂" 형상으로 이루지도록 형성된다.

이와 함께, 상기 유동통로(310)와 연장통로(320)를 이루는 날개(300)의 벽체는 나선형을 이루면서 배출구(330)를 향해 형성되고, 날개(300)의 벽체의 선단부가 일측 가장자리 쪽으로 치우쳐지도록 형성되어 상기 유입구(210)를 통해 유입된 유체가 원심력에 의해 용이하게 배출구(330)로 배출될 수 있도록 구비될 수 있다.

여기서, 상기 연장통로(320)는 하부에 만곡 형성된 하부 만곡부(321)와 상부에 만곡 형성된 상부 만곡부(322)를 구비한다.

즉, 상기 하부 만곡부(321)는 상기 제2격벽(200)의 유입구(210)와 연결되고, 이물질이 포함된 유체가 상기 유입구(210)를 통해 유동통로(310)로 유입되면 상기 하부 만곡부(321)와 상기 상부 만곡부(322)를 거치면서 더 큰 원심력에 의하여 유동통로(310)를 통하여 배출구(330) 쪽으로 유동하게 된다.

이와 같이, 유체와 이물질은 하부 만곡부(321)와 상부 만곡부(322)를 거치면서, 임펠러(10)의 회전에 따라 흡입된 이물질의 충돌력을 완화시켜 임펠러의 마모를 감소시킴으로써 수명을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 임펠러(10)가 회전하면서 유입구(210)로부터 유입된 유체와 이물질이 상술한 유동경로를 따라 이동하면서 더 큰 원심력에 의해 와류를 일으키며 유동되면서 배출구(330)로 신속 원활하게 배출될 수 있다.

또한, 수중 슬러지 이송용 펌프 임펠러(10)는 수중펌프의 케이싱(1)에 장착되되, 원활한 회전을 위하여 케이싱(1)과 일부 간극을 갖도록 배치되고, 이러한 간극을 통하여 사이 공간으로 유체와 이물질이 들어올 수 있다.

따라서, 상기 제1격벽(100)은 상기 축공(110)의 외측에 표면으로부터 상측으로 환상의 환상돌기(120)가 돌출 형성되고, 상기 환상돌기(120)는 수중펌프의 케이싱(1) 하부에 형성된 환상돌기(1a)와 일부 간극을 갖도록 배치되어 유체에 포함된 이물질이 수중펌프의 케이싱(1) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

더불어, 상기 제1격벽(100)은 상기 환상돌기(120)에서 외측을 향해 방사상으로 복수 개의 직선돌기(130)가 연결 형성되고, 상기 직선돌기(130)는 이물질을 외측으로 방출시킨다.

이와 함께, 상기 직선돌기(130)에는 1개 또는 복수 개의 절개홈(140)이 형성되고, 상기 절개홈(140)은 날개(300)와 함께 회전하면서 유체에 포함된 이물질을 파쇄하여 이물질이 날개(300)나 케이싱(1)의 내부에 협착되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2격벽(200)은 상기 유입구(210)의 외측에 가이드돌기(220)가 하측으로 돌출 형성되고, 상기 가이드돌기(220)는 상기 샤프트축(2)의 회전 방향을 향해 오목하게 만곡 형성됨으로써 사이 공간으로 들어온 유체를 외측으로 유도할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 제2격벽(200)은 그 가장자리를 따라 돌출된 복수 개의 테두리돌기(230)가 서로 이격되어 형성되고, 상기 테두리돌기(230)의 사이마다 테두리홈(240)이 형성되며, 상기 테두리홈(240)은 임펠러와 함께 회전하면서 사이 공간으로 들어온 유체에 포함된 이물질을 파쇄하여 이물질이 날개(300)나 케이싱(1)의 내부에 협착되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

결국, 본 발명에 따른 수중 슬러지 이송용 펌프 임펠러(10)는 펌프의 이송 효율이 증가하고, 이물질의 유입과 협착을 방지하여 펌프가 원활히 작동되며, 임펠러의 마모가 감소하고, 이로써 펌프의 성능과 수명이 증대되는 것이다.

본 발명에서 상기 실시 형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

1. 케이싱
1a. 환상돌기
2. 샤프트축
3. 배출관
10. 임펠러
100. 제1격벽
110. 축공
120. 환상돌기
130. 직선돌기
140. 절개홈
200. 제2격벽
210. 유입구
220. 가이드돌기
230. 테두리돌기
240. 테두리홈
300. 날개
310. 유동통로
320. 연장통로
321. 하부 만곡부
322. 상부 만곡부
330. 배출구

Claims (4)

1. 수중펌프의 케이싱과 간극을 갖도록 장착되고 모터의 동력을 전달하는 샤프트축과 연결되어 회전하면서 유체를 흡입한 후 강제로 유동시켜 배출시키는 임펠러에 있어서,
   중앙에 샤프트축이 관통되는 축공이 형성된 제1격벽; 상기 제1격벽과 대향되게 배치되고 중앙에 유체가 유입되는 유입구가 형성된 제2격벽; 및 상기 제1격벽과 제2격벽의 사이에 연결 형성되되, 내부에 유동통로가 형성되고, 일측에 배출구가 형성되며, 상기 유입구를 통해 내부로 유입된 유체가 상기 유동통로에서 유동되어 상기 배출구를 통하여 상기 샤프트축의 직각 방향으로 유출시키는 날개를 포함하되,
   상기 제1격벽은, 상기 축공의 외측에 표면으로부터 돌출 형성되어 유체에 포함된 이물질이 케이싱 내부로 유입되는 것을 방지하는 환상돌기와, 상기 환상돌기에서 외측을 향해 형성되어 이물질을 외측으로 방출시키는 방사상으로 구비된 복수 개의 직선돌기와, 상기 직선돌기에 형성된 복수 개의 절개홈을 포함하고, 상기 절개홈은 상기 날개와 함께 회전하면서 유체에 포함된 이물질을 파쇄하여 이물질이 날개나 케이싱 내부에 협착되는 것을 방지하며,
   상기 제2격벽은, 상기 유입구의 외측에 돌출 형성되고 상기 샤프트축의 회전 방향을 향해 오목하게 만곡 형성되어 사이 공간으로 들어온 유체를 외측으로 유도하는 복수 개의 가이드돌기와, 가장자리를 따라 돌출되어 서로 이격 형성된 복수 개의 테두리돌기와, 상기 테두리돌기의 사이마다 형성된 테두리홈을 포함하고, 상기 테두리홈은 임펠러와 함께 회전하면서 유체에 포함된 이물질을 파쇄하여 이물질이 날개나 케이싱의 내부에 협착되는 것을 방지하며,
   상기 날개는, 상기 배출구의 맞은편에 내부 측단면이 "⊂" 형상으로 이루어져 중앙에서 타측으로 치우쳐진 위치에 형성되고 상기 유동통로와 연통된 연장통로를 더 포함하는 수중 슬러지 이송용 펌프 임펠러.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 연장통로는, 하부에 만곡 형성된 하부 만곡부와, 상부에 만곡 형성된 상부 만곡부로 이루어진 수중 슬러지 이송용 펌프 임펠러.
   
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