KR101775587B1 - 해수용 순환 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해수용 순환 펌프에 관한 것으로서, 유입관체(101)와 접속되도록 플랜지(111)가 형성되어 해수가 유입되는 인입유로(110)와, 인입유로(110)와 연통하는 유입구(121)를 중심으로 해수가 순환되는 원형의 수용공간이 형성되고 저면이 차폐되는 순환부(120), 및 순환된 해수를 배출하도록 플랜지(131)가 형성되어 배출관체(102)와 접속되는 배출유로(130)가 일체로 형성되는 상부케이싱(100)과; 상부케이싱(100)의 하부에서 순환부(120)를 차폐하고 순환모터(400)에 장착되어 회전축(410)을 순환부(120)로 삽입시키되, 내측에 마련된 수용공간에는 밀봉수단(210)을 구비하는 하부케이싱(200)과; 회전축(410)에 축 결합하여 순환부(120)의 유입구(121)에 면하도록 수용공간 내에 구비되어 회동하고 상면에는 곡면을 가진 복수의 날개(310)를 형성하여 해수를 일 방향으로 순환시키는 임펠러(300)를 포함하고; 상부케이싱(100)과 하부케이싱(200)과 임펠러(300)는 고내식성을 가진 플라스틱 재질로 사출 성형하여 구성함에 따라 해수용에 적합한 고내식성과 고내구성을 확보한 순환 펌프를 제공하는 이점이 있다.

Description

해수용 순환 펌프{CIRCULATION PUMP}

본 발명은 해수용 순환 펌프에 관한 것으로서 해양 생물을 사육 또는 진열하는 수조에 공급되는 해수를 지속적으로 순환시켜 신선도를 유지하도록 하는 순환 펌프를 고내식성 및 고강도 재질로 사출 성형하여 구성함으로써 해수에 의한 부식 및 마모를 방지하는 해수용 순환 펌프의 제공에 관한 것이다.

일반적으로, 어류나 패류 및 조류 등의 해양 수산물을 취급하는 어시장이나 음식점 등에는 생물의 신선도를 장시간 유지하기 위하여 해수를 담수하는 수조를 비치하여 생물을 사육, 진열하고 있다.

수조에 담수되는 해수를 장시간 방치하게 되면 해수에 포함된 각종 유기물과 생물에서 배출되는 이물질 등으로 인해 수질이 악화되어 생물의 사멸을 초래할 수 있으므로 수조에 해수를 공급하는 관체에는 별도의 유체 순환 펌프를 구비하여 펌프의 회전 동력을 이용해 해수를 강제로 순환시키도록 한다.

해수 담수용 수조에 사용되는 순환 펌프는 등록특허 제10-0093757호에 공지된 활여용 수조에 개시된 바와 같이 해수 저장조 내의 해수가 배수구멍을 지나고 해수 저장조 내로 순환시키도록 구비된다.

즉, 해수용 순환 펌프는 해수의 공급 관로 상에 설치되어 공급수를 수조로부터 환수하는 방식으로 순환이 이루어지므로 당 업계에서는 통상적인 보일러의 온수 순환용 펌프와 동일 또는 유사한 형태의 순환 펌프를 사용하는 것이 일반적이다.

예컨대, 실용신안등록 제20-0063346호에 공지된 통상의 순환 펌프의 구성을 개략적으로 살펴보면, 모터수장부와 임펠러수장부로 이루어지는 케이싱의 임펠러수장부 외주연에 토출관을 형성하는 한편, 중앙에 인입공이 형성되고 전면에 임펠러 지지홈이 형성된 판상의 밀착제를 상기 임펠러수장부의 내부 후단에 고착하도록 구성된다.

등록특허 제 10 - 0093757 - 0000 호 실용신안등록 제 20 - 0063346 - 0000 호 공개특허 제 10 - 2014 - 0013491 호

상기와 같은 종래 기술이 적용되는 순환 펌프는 임펠러가 내장되는 케이싱 내로 유체를 유입하여 토출관으로 배출하는 형태를 취하고 있다.

일반적으로, 순환 펌프를 구성하는 케이싱은 고속 회전하는 유체에 의해 발생하는 고압에 대응하도록 내구성의 확보가 용이한 스테인리스 등의 금속제를 이용해 소정의 형상으로 주조 성형하여 구성하는 것이 통례이다.

그러나, 수돗물이나 지하수와 같은 담수(淡水)를 순환 시키는 용도와는 달리 본 발명과 같이 해수를 이용하는 순환 펌프의 경우 해수에 포함된 염분에 의해 부식이 가속되므로 비교적 내식성이 우수한 것으로 알려진 스테인리스 재질로 케이싱 등을 구성하더라도 부식과 마모가 초래되어 내구성을 현저하게 저하시키는 결과를 야기하게 된다.

아울러, 이와 같은 해수에 의한 부식 현상은 비단 케이싱 뿐만 아니라 케이싱 외부에까지 해수의 누출을 초래하여 주변 접속 관체에 까지 악영향을 미치므로 결국 순환 펌프의 성능저하를 유발하고 부식 부위에서 부유물에 의한 급격한 침식으로 이어져 제품의 수명을 단축하는 주요 원인이 되는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서,
유입관체(101) 및 배출관체(102)와 접속하는 플랜지(111,131)가 형성된 인입유로(110) 및 배출유로(130)와, 인입유로(110)와 연통하는 유입구(121)를 중심으로 환형의 수용공간을 형성하는 순환부(120)가 일체로 형성되는 상부케이싱(100)과;
외곽에 비해 중심이 낮은 V자 형상으로 이루어져 수용공간을 형성하고, 순환모터(400)에 장착되어 회전축(410)을 상기 순환부(120)로 삽입시키면서 순환부(120)의 저면을 차폐하는 하부케이싱(200)과;
원판형의 몸체의 상면에는 곡면을 가진 복수의 날개(310)를 순환부(120)의 유입구(121)를 향해 형성하고, 몸체의 이면에는 보조날개(320)를 적어도 하나 이상 형성하여 상기 회전축(410)의 상단에 결합하여 회동하는 임펠러(300)를 포함하고;
상기 상부케이싱(100)과 하부케이싱(200)과 임펠러(300)는 고내식성을 가진 플라스틱 재질로 사출 성형하되, 상부케이싱(100)과 하부케이싱(200)에는 다수의 공동(C)과 보강리브(R)를 형성하고;
상기 인입유로(110)는, 상부케이싱(100)의 일측에서 순환부(120)의 상측 중심에 형성된 유입구(121)를 향해 '┌'자로 만곡하여 형성하고;
상기 순환부(120)의 내곽에는, 유입구(121)에서 유출구(122)로 갈수록 상측면의 높이가 점차 높아지는 경사면으로 이루어진 환형의 순환로(123)를 형성하고;
상기 날개(310)는, 임펠러(300) 몸체의 중심에서 외곽으로 갈수록 날개(310)의 높이가 점차 낮아지면서 날개(310) 상간의 간격을 확장하도록 나선형으로 만곡지게 형성하고;

상기 하부케이싱(200)의 중심에는 회전축(410)과 하부케이싱(200) 상간의 기밀을 유지하는 밀봉수단(210)을 구비하고, 하부케이싱(200)의 저면에는 중심에서 외곽으로 나선형으로 만곡되는 적어도 하나 이상의 환형턱(220)을 배치하여 해수의 순환속도를 늦추어 수용공간에 일시 체류하면서 밀봉수단(210)을 냉각시키는 것을 포함하여 구성함으로써 해수 순환에 적합한 내구성을 확보한 순환 펌프를 제공할 할 수 있는 목적 달성이 가능하다.

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본 발명은 종래 해수용으로는 부적합한 일반 순환 펌프와는 차별하여 주요 구성 요소인 케이싱과 임펠러를 고내식성의 플라스틱 재질을 이용해 사출 성형하여 해수에 의한 부식을 방지할 수 있는 해수용 순환 펌프를 제공하는 이점이 있다.

아울러, 해수 순환 효율을 극대화하면서 내구성을 확보할 수 있는 구성을 포함으로써 순환 펌프 본체뿐만 아니라 주변 장치의 수명을 장기간 유지하도록 하는 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 해수용 순환 펌프의 실시 예에 따른 사시도.
도 2는 본 발명의 해수용 순환 펌프의 실시 예에 따른 분해도.
도 3은 본 발명의 해수용 순환 펌프의 실시 예에 따른 평면도.
도 4는 도 3의 A-A선을 따라서 취한 단면도.
도 5는 도 3의 B-B선을 따라서 취한 단면도.
도 6은 본 발명의 해수용 순환 펌프의 실시 예에 따른 상부케이싱의 저부를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 해수용 순환 펌프의 실시 예에 따른 상부케이싱을 도시한 저면도.
도 8은 도 3의 C-C'선을 따라서 취한 단면도.
도 9는 본 발명의 해수용 순환 펌프의 실시 예에 따른 임펠러를 도시한 사시도.

이하, 본 발명의 해수용 순환 펌프의 바람직한 실시 예에 따른 구성과 작용을 첨부 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 해수용 순환 펌프의 실시 예에 따른 사시도, 도 2는 본 발명의 해수용 순환 펌프의 실시 예에 따른 분해도, 도 3은 본 발명의 해수용 순환 펌프의 실시 예에 따른 평면도, 도 4는 도 3의 A-A선을 따라서 취한 단면도, 도 5는 도 3의 B-B선을 따라서 취한 단면도, 도 6은 본 발명의 해수용 순환 펌프의 실시 예에 따른 상부케이싱(100)의 저부를 도시한 사시도, 도 7은 본 발명의 해수용 순환 펌프의 실시 예에 따른 상부케이싱(100)을 도시한 저면도, 도 8은 도 3의 C-C'선을 따라서 취한 단면도, 도 9는 본 발명의 해수용 순환 펌프의 실시 예에 따른 임펠러(300)를 도시한 사시도로서 함께 설명한다.

본 발명의 기술이 적용되는 해수용 순환 펌프는 해양 생물을 사육 또는 진열하는 수조에 공급되는 해수를 지속적으로 순환시키는 순환 펌프의 상,하부 케이싱을 고내식성 및 고강도 특성을 지닌 재질로 사출 성형하여 구성함으로써 해수에 의한 부식 및 마모를 방지하고, 해수 순환 효율을 극대화하도록 하는 해수용 순환 펌프에 관한 것임을 주지한다.

이를 위해서 본 발명의 해수용 순환펌프(1)는, 유입관체(101)와 접속하도록 플랜지(111)가 형성되어 해수가 유입되는 인입유로(110)와, 인입유로(110)와 연통하는 유입구(121)를 중심으로 해수가 순환되는 환형의 수용공간을 형성하고 저면이 차폐되는 순환부(120), 및 순환된 해수를 배출하도록 플랜지(131)가 형성되어 배출관체(102)와 접속하는 배출유로(130)가 일체로 형성되는 상부케이싱(100)과, 상기 상부케이싱(100)의 하부에서 순환부(120)를 차폐하고 순환모터(400)에 장착되어 회전축(410)을 순환부(120)로 삽입시키되, 내측에 마련된 수용공간에는 밀봉수단(210)을 구비하는 하부케이싱(200)과, 상기 회전축(410)에 축 결합하여 순환부(120)의 유입구(121)에 면하도록 수용공간 내에 구비되어 회동하고 상면에는 곡면을 가진 복수의 날개(310)를 형성하여 해수를 일 방향으로 순환시키는 임펠러(300)를 포함하여 구성한다.

즉, 본 발명의 순환 펌프(1)는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 회전축(410)이 상향 구비된 순환모터(400)의 상측에 하부케이싱(200)을 장착하고 하부케이싱(200)의 내부로 연장되는 상기 회전축(410)에 임펠러(300)를 결합한 후 상부케이싱(100)과 하부케이싱(200)을 결합하여 구성되는 것이다.

상기 상부케이싱(100)은 수조에 해수를 공급하는 관체, 즉 유입관체(101)와 배출관체(102) 상간에 설치되도록 양측에 플랜지(111,131)가 형성되고 해수의 흐름 방향을 따라서 인입유로(110)와, 순환부(120), 및 배출유로(130)가 차례로 형성된다.

상기 플랜지(111,131)는 유입관체(101) 및 배출관체(102)에 구비된 동일 형상의 플랜지와 체결하여 상부케이싱(100)과 유입,배출관체(101,102) 상간을 긴밀하게 접속시킨다. 통상의 플랜지 간의 접속 관계는 자웅 한 쌍으로 구성된 별도의 체결수단을 이용하여 체결하는 것이 일반적이나, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 상기 플랜지(111,131)에는 상부케이싱(100)의 성형 과정에서 체결구(112)의 내경에 암나사(113)를 일체로 형성되도록 사출하여 더욱 긴밀한 접속 및 조립이 가능하도록 구성한다.

상기 인입유로(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 상부케이싱(100)의 일측에서 순환부(120)의 상측 중심에 형성된 유입구(121)를 향해 '┌'자로 만곡하여 형성하여 유입관체(101)에서 유입된 해수를 순환부(120)로 유입시키는 통로이다.

상기 순환부(120)는 유입된 해수가 임펠러(300)에 의해 일 방향으로 순환하기 원활하도록 환형으로 형성되어 인입유로(110)와 연결된 유입구(121)를 상측 중심에 형성하고 내측 수용공간상에 위치하게 되는 임펠러(300)의 날개(310)가 유입구(121)와 면하도록 한다.

아울러, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 상기 순환부(120)의 내곽에는 해수의 회전방향을 따라서 배출유로(130)와 연통하는 유출구(122)로 갈수록 높이가 점차 높아지는 환형의 경사면으로 이루어진 순환로(123)를 형성한다.

다시 말해, 상기 임펠러(300)에 의해 순환부(120)로 유입된 해수는 원심력에 의해 순환부(120)의 내곽을 따라 회전하게 되고 유출구(122)를 통해 배출유로(130)로 급송된다. 이 과정에서 작용하는 원심력을 최대한 활용하면서 유출구(122)의 단면적을 확대하여 해수의 순환 효율을 극대화하도록 순환부(120)의 외곽을 따라서 일정 각도에서 경사지도록 순환로(123)를 형성한다. 도 8은 도 3의 C-C'선을 따라 취한 단면을 도시한 것으로 유입구(121)에서 유출구(122)로 갈수록 경사면의 높이가 점차 높아지도록 구성하여 유출구(122)의 단면적이 확대되도록 한다.

상기 배출유로(130)는 순환부(120)의 유출구(122)와 연통하여 순환된 해수를 배출관체(102)로 배출시키는 통로이다. 도 4에 도시된 바와 같이 해수의 배출이 원활하도록 유출구(122)에서 진행방향으로 단면이 확대되는 경사면을 형성하여 구성한다.

한편, 상기 순환모터(400)의 상측에 장착되는 하부케이싱(200)은 외곽에 비해 중심이 낮은 V자 형상으로 이루어져 수용공간을 형성하고, 순환모터(400)의 회전축(410)을 관통하여 임펠러(300)가 위치하는 상부케이싱(100)까지 연장되도록 하기 위해서 상부케이싱(100)의 하측에서 순환부(120)를 차폐하도록 결합된다.

상기 하부케이싱(200)의 가장 주된 작용은 회전축(410)을 순환부(120)로 삽입시키면서 회전축(410)과 하부케이싱(200) 간의 접부에서 해수가 누설되지 않도록 밀봉하는 것이다. 따라서 하부케이싱(200)의 내측에는 밀봉수단(210)을 구비한다.

상기 밀봉수단(210)은 고내식성과 고강도를 가진 카본 재질로 이루어지되, 도 2 또는 도 4에 도시된 바와 같이 순환모터(400)의 회전축(410)에 접촉하여 회전하는 회전링(211)과, 하부케이싱(200)에 고정되고 상기 회전링(211)에 압접되는 고정링(212)으로 이루어져 하부케이싱(200)과 회전축(410) 간의 기밀을 유지하도록 구성한다.

따라서, 상기 회전축(410)에 접촉된 회전링(211)과 하부케이싱(200)에 고정된 고정링(212)이 예컨대 스프링(213)과 같은 탄성수단에 의해 압접되어 해수의 누설을 최소화 하도록 한다.

또한, 상기 하부케이싱(200)의 저면에는 중심에서 외곽으로 나선형으로 만곡되는 적어도 하나 이상의 환형턱(220)을 배치하여 해수의 순환속도를 늦추어 수용공간에 일시 체류하면서 밀봉수단(210)을 냉각시키도록 구성한다.

다시 말해, 상기 밀봉수단(210)은 고속 회전 동작으로 인한 발열 현상의 발생이 불가피하며 이는 마모를 가속하는 주요 원인이 된다. 따라서 본 발명에서는 순환부(120)로 유입되어 원심력에 의해 유출구(122)로 배출되는 해수 중에서 하부케이싱(200)으로 흘러든 해수를 환형턱(220)이 밀봉수단(210)을 중심으로 일시 체류시켜 냉각수와 같은 기능을 하도록 구현한다.

상기 임펠러(300)는 상부케이싱(100)으로 삽입된 순환모터(400)의 회전축(410)에 결합되어 유입구(121)와 면하도록 구비되고 순환부(120)의 수용공간상에서 회전하면서 상,하부케이싱(100,200)의 내부로 해수를 유입하고 순환시켜 배출한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 임펠러(300)는 원판형의 몸체의 상면에는 곡면을 가진 복수의 날개(310)를 순환부(120)의 유입구(121)를 향해 형성하고, 몸체의 이면에는 보조날개(320)를 적어도 하나 이상 형성하여 상기 회전축(410)의 상단에 결합하여 회동한다.
상기 임펠러(300)의 상측에 구비된 날개(100)는 순환 효율을 극대화하도록 회전방향에 대해 일정 각도로 만곡진 곡면을 형성하고, 아울러 임펠러(300)의 중심에서 외곽으로 갈수록 날개(310)의 높이가 점차 낮아지면서 날개(310) 상간의 간격을 확장하도록 만곡지게 형성하여 순환부(120)의 중심으로 유입되어 임펠러(300)를 통과하는 해수의 회전력을 가속하면서 순환부(120)의 내곽에 형성된 순환로(123)로 해수가 효과적으로 이송되도록 구성한다.

또한, 상기 날개(310)가 형성된 임펠러(300)의 이면에는 보조날개(320)를 적어도 하나 이상 형성하여 임펠러(300)의 하측에서 발생할 수 있는 와류를 방지하면서 동시에 강력한 수압이 작용하더라도 임펠러(300)가 제 형상을 유지하도록 한다.

한편, 전술한 바와 같이 본 발명의 해수용 순환 펌프(1)는 금속제로 주조 성형되는 종래의 순환 펌프가 해수용으로 사용 시 쉽게 부식 및 마모되는 문제점을 극복하도록 고내식성 및 고내구성을 확보하는 것에 주된 특징이 있으므로 상기 상부케이싱(100)과 하부케이싱(200), 및 임펠러(300)는 고내식성을 가진 플라스틱 재질로 사출 성형하여 구성한다.

특히, 본 발명에서는 플라스틱 재질을 이용한 사출 성형 시 흔히 발생하는 수축 및 변형 등의 문제점을 원천적으로 배제하도록 상기 상부케이싱(100)과 하부케이싱(200)에는 다수의 공동(C)과 보강리브(R)를 형성한다. 즉, 두께가 두꺼운 부분 또는 두께가 급변하는 부분에서 빈번하게 발생하는 수축 현상을 방지하도록 내구성을 확보하면서 밀도를 저감시키는 공동(C) 또는 보강리브(R)를 형성하여 수축 및 변형을 방지하도록 한다.

그러므로, 상술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 기술이 적용된 해수용 순환 펌프는 주요 구성 요소인 상부케이싱(100) 및 하부케이싱(200)과 임펠러(300)를 고내식성의 플라스틱 재질을 이용해 사출 성형하여 염분에 의한 부식에 취약한 종래의 금속제 순환 펌프에 비해 해수용으로 이용하기에 적합한 이점이 있다.

특히, 사출 성형 과정에서 발생할 수 있는 수축 현상을 방지하도록 상,하부케이싱(100,200)에 다수의 공동 및 보강리브를 형성하고 해수의 유입, 순환, 배출 경로상에서 순환 효율을 극대화할 수 있는 구조를 형성하는 등 궁극적으로 종래 순환 펌프에 비해 제품 수명을 연장하면서 기능성이 탁월한 해수용 순환 펌프를 제공하는 등의 다양한 이점이 있다.

1: 해수용 순환 펌프 101: 유입관체
102: 배출관체 100: 상부케이싱
110: 인입유로 111: 플랜지
112: 체결구 113: 암나사
120: 순환부 121: 유입구
122: 유출구 123: 순환로
130: 배출유로 131: 플랜지
200: 하부케이싱 210: 밀봉수단
211: 회전링 212: 고정링
213: 스프링 220: 환형턱
300: 임펠러 310: 날개
320: 보조날개 400: 순환모터
410: 회전축 C: 공동(空洞)
R: 보강리브

Claims (4)

1. 유입관체(101) 및 배출관체(102)와 접속하는 플랜지(111,131)가 형성된 인입유로(110) 및 배출유로(130)와, 인입유로(110)와 연통하는 유입구(121)를 중심으로 환형의 수용공간을 형성하는 순환부(120)가 일체로 형성되는 상부케이싱(100)과;
   외곽에 비해 중심이 낮은 V자 형상으로 이루어져 수용공간을 형성하고, 순환모터(400)에 장착되어 회전축(410)을 상기 순환부(120)로 삽입시키면서 순환부(120)의 저면을 차폐하는 하부케이싱(200)과;
   원판형의 몸체의 상면에는 곡면을 가진 복수의 날개(310)를 순환부(120)의 유입구(121)를 향해 형성하고, 몸체의 이면에는 보조날개(320)를 적어도 하나 이상 형성하여 상기 회전축(410)의 상단에 결합하여 회동하는 임펠러(300)를 포함하고;
   상기 상부케이싱(100)과 하부케이싱(200)과 임펠러(300)는 고내식성을 가진 플라스틱 재질로 사출 성형하되, 상부케이싱(100)과 하부케이싱(200)에는 다수의 공동(C)과 보강리브(R)를 형성하고;
   상기 인입유로(110)는, 상부케이싱(100)의 일측에서 순환부(120)의 상측 중심에 형성된 유입구(121)를 향해 '┌'자로 만곡하여 형성하고;
   상기 순환부(120)의 내곽에는, 유입구(121)에서 유출구(122)로 갈수록 상측면의 높이가 점차 높아지는 경사면으로 이루어진 환형의 순환로(123)를 형성하고;
   상기 날개(310)는, 임펠러(300) 몸체의 중심에서 외곽으로 갈수록 날개(310)의 높이가 점차 낮아지면서 날개(310) 상간의 간격을 확장하도록 나선형으로 만곡지게 형성하고;
   상기 하부케이싱(200)의 중심에는 회전축(410)과 하부케이싱(200) 상간의 기밀을 유지하는 밀봉수단(210)을 구비하고, 하부케이싱(200)의 저면에는 중심에서 외곽으로 나선형으로 만곡되는 적어도 하나 이상의 환형턱(220)을 배치하여 해수의 순환속도를 늦추어 수용공간에 일시 체류하면서 밀봉수단(210)을 냉각시키는 것을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 해수용 순환 펌프.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 밀봉수단(210)은 고내식성과 고강도를 가진 카본 재질로 이루어지되, 순환모터(400)의 회전축(410)에 접촉하여 회전하는 회전링(211)과, 하부케이싱(200)에 고정되고 상기 회전링(211)에 압접되는 고정링(212)으로 이루어져 하부케이싱(200)과 회전축(410) 간의 기밀을 유지하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 해수용 순환 펌프.
4. 삭제

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