KR101898675B1 - 스프르트 펌프용 임펠러 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 날개부를 나선형의 제 1 날개와 제 2 날개로 구성하고, 배출구의 확대를 통해 유체 내 고형물이 임펠러에 끼이거나 유로가 막히는 것을 방지할 수 있는 스프르트 펌프용 임펠러를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 중앙에 축이 결합되기 위한 축결합공이 형성되는 상판과, 상기 상판과 축방향으로 이격되어 중앙에 유체가 유입되도록 유입구가 형성되는 하판과, 상기 상판과 하판의 사이에 설치되어 상기 유입구를 통해 유입된 유체를 배출시키기 위하여 유도하는 날개부를 포함하며, 상기 날개부는 상기 유입구의 원주둘레에 접하는 일지점으로부터 이어져서 상기 유입구의 중심부로부터 직경이 확대되는 나선형으로 연장되어 후단측은 마주하는 상, 하판의 가장자리까지 이어지는 제 1 날개와, 상기 제 1 날개의 전단부로부터 원호로 연결되어 상기 제 1 날개의 외측에서 간격이 점차 확대되는 나선형으로 연장되어 후단측은 마주하는 상, 하판의 가장자리까지 이어지는 제 2 날개와, 상기 제 1 날개와 상기 제 2 날개의 원호 연결부위부터 간격이 확대되는 일정 부분은 일체로 연결되도록 이어져서 상기 날개부의 전체 회전 무게 균형을 맞출 수 있는 일체영역을 포함하는 것이다.

Description

스프르트 펌프용 임펠러{IMPELLER FOR SPURT PUMP}

본 발명은 스프르트 펌프용 임펠러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체 및 고형물을 효율적으로 이송할 수 있도록 하는 스프르트 펌프용 임펠러에 관한 것이다.

일반적으로 수중 펌프는 수중에 직접 배치되어 별도의 흡입관 없이 유체를 흡입하여 이송하는 장치로서, 토사나 오물 등이 섞인 흐린 물의 양수에 주로 사용된다.

수중 펌프는, 일반적으로 전원 공급에 의해 회전 구동하는 회전 샤프트를 구비하는 모터 유닛과, 모터 유닛에 결합되고 흡입구 및 토출구가 형성되는 케이싱과, 케이싱 내부에 위치하며 회전 샤프트에 결합되어 회전하는 임펠러 등으로 구성된다.

따라서, 전원 공급에 따라 모터 유닛의 회전 샤프트가 회전하면, 임펠러가 일체로 회전하며 케이싱 내부에 부압이 형성되고, 이에 따라 흡입구를 통해 유체가 케이싱 내부로 유입되며, 케이싱 내부로 유입된 유체는 토출구를 통해 별도의 공급관으로 토출된다.

이와 같이 작동되는 수중 펌프는 주로 오물이나 이물질 등이 혼합된 오수를 양수하는데 주로 사용되므로, 유체의 양수시 오물이나 이물질 등이 유체와 함께 펌프 케이싱 내부로 유입될 수 있는데, 이러한 이물질의 유입에 의해 펌프 내부가 손상되어 펌프가 파손되거나, 고장나는 경우가 빈번하게 발생하고 있다.

특히, 노끈이나 장갑 또는 실과 같은 이물질의 경우에는 케이싱 내부로 유입되어 회전 샤프트에 감기는 경우가 발생하며, 이는 회전 샤프트의 회전에 부하로 작용하여 수중 펌프의 원활한 동작이 불가능해지는 문제가 있었다.

이러한 문제점을 방지하기 위해 근래에는 임펠러의 형상 변경을 통한 방안들이 사용되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 특허문헌의 등록번호 10-1782058(공고일 2017년10월23일)에는 하면에 흡입구가 형성되고, 측면에 토출구가 형성된 케이싱과, 상기 케이싱 상부에 구비되어 동력을 제공하는 수중모터와, 상기 케이싱 내부에 구비되며, 상기 수중모터와 결합하여 회전을 통해 상기 흡입구로 유체를 흡입하여 상기 토출구로 토출시키는 임펠러를 포함하되, 상기 임펠러는 원통 형상을 가지며, 상기 임펠러의 중심축으로부터 외측 방향으로 형성된 나선형의 임펠러날개가 나선형의 유로를 형성하여 상기 유체를 이송시키는 것이다.

그러나, 단순한 나선형 날개만으로는 고점도의 슬러지와 같은 고형물을 원활히 배출하기 어려우며, 나선형 날개의 형상으로 회전하는 케이싱의 무게 균형이 맞지 않아 회전 부하로 작용하여 떨림, 파손 등이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 날개부를 나선형의 제 1 날개와 제 2 날개로 구성하고, 배출구의 확대를 통해 유체 내 고형물이 임펠러에 끼이거나 유로가 막히는 것을 방지할 수 있는 스프르트 펌프용 임펠러를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명의 다른 목적으로는, 케이싱의 상판 및/또는 하판 상에 복수의 베인돌기를 형성시킴으로써, 회전 밸런싱 균형을 맞춰서 회전 효율성을 향상시킨 스프르트 펌프용 임펠러를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 중앙에 축이 결합되기 위한 축결합공이 형성되는 상판과, 상기 상판과 축방향으로 이격되어 중앙에 유체가 유입되도록 유입구가 형성되는 하판과, 상기 상판과 하판의 사이에 설치되어 상기 유입구를 통해 유입된 유체를 배출시키기 위하여 유도하는 날개부를 포함하며, 상기 날개부는 상기 유입구의 원주둘레에 접하는 일지점으로부터 이어져서 상기 유입구의 중심부로부터 직경이 확대되는 나선형으로 연장되어 후단측은 마주하는 상, 하판의 가장자리까지 이어지는 제 1 날개와, 상기 제 1 날개의 전단부로부터 원호로 연결되어 상기 제 1 날개의 외측에서 간격이 점차 확대되는 나선형으로 연장되어 후단측은 마주하는 상, 하판의 가장자리까지 이어지는 제 2 날개와, 상기 제 1 날개와 상기 제 2 날개의 원호 연결부위부터 간격이 확대되는 일정 부분은 일체로 연결되도록 이어져서 상기 날개부의 전체 회전 무게 균형을 맞출 수 있는 일체영역을 포함하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 상판 및/또는 상기 하판에는 일정 면적의 음각영역과 양각영역으로 분할 형성되며, 상기 음각영역에는 중심부로부터 방사형으로 적어도 하나 이상 배치되는 베인돌기가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 양각영역에는 상기 날개부의 마모 정도에 따라 선택적으로 상기 베인부재를 삽입 위치 시킬 수 있도록 베인결합홈이 더 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 스프르트 펌프용 임펠러는, 임펠러 내 날개부가 나선형 곡면으로 배출폭이 확대 형성됨으로써, 유체 내 고형물이 날개에 걸리거나 유로를 막는 것을 방지하고, 효율적인 펌프 성능을 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상판과 하판 상에 복수의 베인돌기를 형성시킴으로써, 회전 밸런싱 균형을 맞춰서 회전 효율성을 향상시키는 효과가 있다..

도 1은 본 발명에 따른 스프르트 펌프용 임펠러의 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 스프르트 펌프용 임펠러의 저면사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 스프르트 펌프용 임펠러에서 저면상태의 반 단면 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 스프르트 펌프용 임펠러의 평단면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 스프르트 펌프용 임펠러가 적용된 스프르트 펌프의 주요 일부분을 설명한 단면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

여기서 도 1은 본 발명에 따른 스프르트 펌프용 임펠러의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 스프르트 펌프용 임펠러의 저면사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 스프르트 펌프용 임펠러에서 저면상태의 반 단면 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 스프르트 펌프용 임펠러의 평단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 스프르트 펌프용 임펠러가 적용된 스프르트 펌프의 주요 일부분을 설명한 단면도이다.

본 발명에 따른 스프르트 펌프용 임펠러(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상, 하측으로 설치되는 상판(110)과 하판(120), 이들 상, 하판(110)(120)의 사이에 설치되는 나선형의 날개부(140)와, 날개부(140)를 통해 유도된 유체 및 고형물이 배출되도록 상, 하판(110)(120)의 사이 일측에 형성되는 배출구(150)로 구성될 수 있다.

여기서 날개부(140)는 제 1 날개(142)와 제 2 날개(144)로 구성될 수 있다.

먼저, 상판(110)은 금속재 또는 합성수지재로 제작되며, 일정 두께를 가지는 원판 형상일 수 있다.

상판(110)의 중앙에 홀이 형성된 축결합공(112)이 돌출 형성되어 회전축(230:도 5에 도시)이 삽입 결합될 수 있다.

그리고 하판(120)은 상판(110)으로부터 일정 거리 축방향으로 이격 설치되며, 중앙에 유체가 유입되는 유입구(122)가 형성될 수 있다.

유입구(122)에는 하측으로 연통되어 유입되는 유체의 유출을 돕는 유출유도체(240: 도 5에 도시)가 설치될 수 있다.

한편, 상판(110) 및/또는 하판(120) 상에는 금형 제작을 통해 일정 면적에 해당하는 음각영역(H)과 양각영역(R)이 형성될 수 있으며, 바람직하게 음각영역(H)의 면적은 양각영역(R)의 면적과 같거나 다소 클 수 있다.

이러한 음각영역(H)에는 중심부로부터 방사형으로 적어도 하나 이상 배치되는 베인돌기(114)(124)가 형성될 수 있다.

이는 폭이 확대되는 나선형의 날개부(140)로 인하여 무게 중심이 맞지 않아 일측으로 쏠릴 수 있기에 베인돌기(114)(124)의 형성을 통해 회전 밸런싱 균형을 맞춰서 임펠러(100)가 진동이나 파손을 방지할 수 있다.

따라서 베인돌기(114)(124)는 무게 중심을 맞추기 위하여 중심부와 인접한 부분에서 방사형으로 복수개가 배치 형성되며, 배치 개수는 임펠러(100)의 전체적인 무게 또는 재질, 날개부(140)의 형상 등을 고려하여 결정될 수 있고, 배치 위치도 상기의 상황 등에 따라 결정될 수 있다.

이러한 베인돌기(114)는 상판(110)의 평면과 동일한 높이를 가지며, 이를 위해 베인돌기(114)와 베인돌기(114)의 사이에 홈을 형성함으로써 가능하고, 베인돌기(114)의 단부는 상판(110)의 원주면 가장자리까지 이어지게 형성될 수 있다.

더 나아가 베인돌기(114)(124)는 하판(120)의 음각영역(H)에도 형성될 수 있으며, 상판(110)과 하판(120)에 동시에 형성되었을 시에는 베인돌기(114)(124)의 배치가 상이할 수 있다.

즉, 무게 중심을 ?추기 위하여 상판(110)의 베인돌기(114)의 위치와 달리 하판(120)의 베인돌기(124) 위치가 중심을 기준으로 하여 각도를 달리하거나 개수를 달리할 수 있다.

여기서 하판(120)에 형성되는 베인돌기(124)는 역류 또는 고형물 유입 시 유입구(122)와 하판(120) 사이에 고형물 등이 끼이는 상황을 원천적으로 차단시키는 역할을 수행할 수도 있다.

덧붙여서, 상판(110) 및/또는 하판(120) 상의 양각영역(R)에는 날개부(140)의 마모 정도에 따라 베인돌기(114)(124)와 같이 회전 밸런싱의 무게 중심을 맞추기 위하여 적어도 하나 이상의 베인결합홈(116)(126)이 형성될 수 있다.

베인결합홈(116)(126)의 복수개 형성시에는 원판 상에 중심으로부터 방사형으로 형성되며, 일정 두께와 폭을 가지는 베인부재(114)(124)가 날개부(140)의 마모 정도에 따라 선택적으로 삽입 위치 시킬 수 있다.

한편, 제 1 날개(142)와 제 2 날개(144)로 구성되는 날개부(140)는, 유입구(122)를 통해 원심력이 부여되어 배출되는 유체와 고형물의 원심력을 향상시키기 위하여 상판(110)과 하판(120) 사이에 설치될 수 있다.

날개부(140)는 전체적으로 직경이 점차 확대되는 나선형 형상으로 형성되어 유체의 원심력을 향상시킬 수 있다.

여기서 제 1 날개(142)는 유입구(122)의 원주둘레에 접하는 일지점부터 연속적으로 반원 정도 접하도록 이어지다가 유입구(122)의 중심부로부터 직경이 확대되는 나선형으로 연장되어 후단측은 마주하는 상판(110)과 하판(120)의 가장자리까지 이어져서 원주 방향을 따라 자연스럽게 위치될 수 있다.

그리고 제 2 날개(144)는 제 1 날개(142)와 동일한 금속재나 합성수지재로 이루어져서 유입구(122)에 접하는 제 1 날개(142)의 전단부로부터 원호(R1)로 연결되어 제 1 날개(142)의 외측에서 간격이 점차 확대되는 나선형으로 연장되어 후단측은 마주하는 상판(110)과 하판(120)의 가장자리까지 이어지게 된다.

덧붙여, 제 2 날개(144)의 폭두께(T2)는 제 1날개(142)의 폭두께(T1)보다 전체적인 폭두께 면적이 클 수 있으며, 바람직하게는 폭두께의 면적이 두 배 정도일 수 있다.

그리고 제 1 날개(142)와 제 2 날개(144)는 원호(R1)로 연결되는 시작점으로부터 원주 방향을 따라 간격이 확대되는 일정 부분은 일체로 연결되도록 이어지는 일체영역(143)을 형성하고, 일체영역(143)의 이후의 후단으로는 상기의 설명과 같이 제 1 날개(142)와 제 2 날개(144)가 원주 방향을 따라 나선형으로 간격이 점차 확대되는 형태를 가질 수 있다.

상기 일체영역(143)은 날개부(140)의 전체 회전 무게 균형을 맞출 수 있도록 형성되고, 일체영역(143)의 길이와 폭은 날개부(140)의 무게나 재질에 따라 달라질 수 있다.

여기서 도시된 도 4에서와 같은 평단면도를 참고하면, 제 1 날개(142)와 제 2 날개(144)는 일체영역(143)으로부터 제 1 날개(142)와 제 2 날개(144)의 사이 공간에 해당하는 중공공간(145)을 형성하게 된다.

중공공간(145) 역시 제 2 날개(144)가 나선형으로 확대되어 중공공간(145)의 공간 면적도 증가하게 되며, 더 나아가 중공공간(145)의 시작점은 원호(R2)가 형성되고, 원호(R2)는 제 1 날개(142)의 원호(R1)보다 크게 형성되며, 즉 바람직하게는 원호의 크기가 R1< R2일 수 있다.

그리고 상판(110)과 하판(120)의 사이 공간 일측에 해당하며, 유입구(122)의 둘레에 접한 제 1 날개(142)와 제 2 날개(144)의 시작점과 제 1 날개(142)의 후단부까지 이어지는 개구된 공간이 배출구(150)에 해당될 수 있다.

덧붙여 배출구(150)는 하판(120)의 유입구(122)로부터 연통되도록 제 1 날개(142)의 내측면에 만곡면으로 형성된 유체유도면(142a)이 형성되어 원활한 배출이 가능할 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 스프르트 펌프용 임펠러의 작용은, 도 5를 참고하여 설명한다.

본 발명의 임펠러(100)는 스프르트 펌프에 적용된다.

이와 같은 스프르트 펌프는 구동모터(200)가 상부에 내장된 상부케이스(210)를 형성하고, 구동모터(200)의 회전축(230)을 상부케이스(210)에 회전 가능하도록 설치된다.

상부케이스(210)의 하측에는 하부케이스(220)이 결합되며 하부케이스(220)의 내측으로 돌출된 회전축(230)이 상판(110)에 형성된 축결합공(112)에 너트 등을 이용하여 결합되어 회전이 이루어지게 된다.

이러한 임펠러(100)는 구동모터(200)의 구동에 의해 회전되는 회전축(230)에 의해 임펠러(100)가 회전되며, 임펠러(100)의 회전력으로 유체는 유출유도체(240)와 하판(120)의 유입구(122)를 통해 유입된다.

유입구(122)로 유입된 유체 및 고형물은 제 1 날개(142)의 내측면에 만곡진 유체유도면(142a)에 의하여 나산형으로 형성된 제 1 날개(142)와 제 2 날개(144)로 하여 확대 형성된 배출구(150)로 간섭없이 유동된다.

이때, 유출되는 유체는 대체적으로 점성을 갖는 상태를 유지하고 있기 때문에 임펠러(100)의 회전에도 유체의 점성에 의해 임펠러(100)의 주변에 잔존하면서 역류가 일어날 수 있다.

이러한 유체의 성질로 인하여 토출량이 저하되는 것을 방지하기 위하여 잔존하는 유체를 회전하는 제 1 날개(142)의 외측면이 밀어냄과 동시에 제 2 날개(144)의 외측면이 반복하여 밀어주게 된다.

따라서 임펠러 자체의 회전에 의해 유입구(122)로 유입된 유체가 제 1 날개(142)의 외측면과 제 2 날개(144)의 외측면이 연속하여 밀어 내면서 작은 모터의 출력으로도 배출량을 극대화 시킬 수 있다.

또한, 하판(120)의 음각영역(H) 상에 돌출 형성된 베인돌기(124)는 역류 또는 고형물의 유입 시 유입구(122)와 케이싱 사이에 끼이는 현상 등을 방지할 수 있다.

그리고 상판(110)과 하판(120)의 음각영역(H) 상에 형성된 베인돌기(114)(124)는 복수개가 적절히 배치되어 임펠러(100)의 회전 밸런싱 균형을 맞춰서 임펠러(100)가 진동이나 파손을 방지할 수 있다.

더욱이 양각영역(R)의 베인결합홈(116)(126)에 삽입 위치되는 베인부재(118)는 날개부(140)의 마모 정도에 따라 추가 설치하여 보다 안정적인 회전 밸런싱을 가질 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 임펠러(100) 내 날개부(140)가 나선형 곡면으로 배출폭이 확대 형성됨으로써, 유체 내 고형물이 날개에 걸리거나 유로를 막는 것을 방지하고, 효율적인 펌프 성능을 유지할 수 있다.

또한, 상판(110)과 하판(120) 상에 복수의 베인돌기(114)(124)를 형성시킴으로써, 회전 밸런싱 균형을 맞춰서 회전 효율성을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하므로 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 안에서 변경 가능한 것이며, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

100 : 임펠러 110 : 상판
112 : 축결합공 114, 124 : 베인돌기
116, 126 : 베인결합홈 118 : 베인부재
120 : 하판 122 : 유입구
140 : 날개부 142 : 제 1 날개
142a : 유체유도면 143 : 일체영역
144 : 제 2 날개 145 : 중공공간
150 : 배출구

Claims (3)

1. 삭제
2. 중앙에 축이 결합되기 위한 축결합공이 형성되는 상판과,
   상기 상판과 축방향으로 이격되어 중앙에 유체가 유입되도록 유입구가 형성되는 하판과,
   상기 상판과 하판의 사이에 설치되어 상기 유입구를 통해 유입된 유체를 배출시키기 위하여 유도하는 날개부를 포함하며,
   상기 날개부는,
   상기 유입구의 원주둘레에 접하는 일지점으로부터 이어져서 상기 유입구의 중심부로부터 직경이 확대되는 나선형으로 연장되어 후단측은 마주하는 상, 하판의 가장자리까지 이어지는 제 1 날개와,
   상기 제 1 날개의 전단부로부터 원호로 연결되어 상기 제 1 날개의 외측에서 간격이 점차 확대되는 나선형으로 연장되어 후단측은 마주하는 상, 하판의 가장자리까지 이어지는 제 2 날개와,
   상기 제 1 날개와 상기 제 2 날개의 원호 연결부위부터 간격이 확대되는 일정 부분은 일체로 연결되도록 이어져서 상기 날개부의 전체 회전 무게 균형을 맞출 수 있는 일체영역을 포함하고,
   상기 상판 및/또는 상기 하판에는 일정 면적의 음각영역과 양각영역으로 분할 형성되며,
   상기 음각영역에는 중심부로부터 방사형으로 적어도 하나 이상 배치되는 베인돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 스프르트 펌프용 임펠러.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 양각영역에는,
   상기 상판과 하판의 사이에 설치되는 날개부의 마모 정도에 따라 선택적으로 베인부재를 삽입 위치 시킬 수 있도록 베인결합홈이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 스프르트 펌프용 임펠러.
   

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