KR101925102B1 - 수중펌프의 회전자 온도측정장치 - Google Patents

수중펌프의 회전자 온도측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수중펌프에 설치되어 전동기의 회전자 온도를 측정하기 위한 수중펌프의 회전자 온도측정장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장치는 회전자와 상기 회전자를 자력에 의해 회전시키는 고정자를 포함하는 전동기, 상기 회전자에 의해 회전하는 임펠러를 포함하는 수중펌프에 설치되어 회전자의 온도를 측정하는 수중펌프의 회전자 온도측정장치에 있어서, 상기 회전자에 설치되어 상기 회전자의 온도를 측정하는 회전온도센서, 상기 회전온도센서를 작동하기 위해 상기 고정자에서 발생하는 자력에 의해 상기 회전자에 흐르는 전류를 유도하는 유도전류발생부, 상기 유도전류발생부에서 유도된 전류를 상기 온도센서로 안정적으로 공급하도록 상기 유도전류발생부에서 유도된 전류를 충전하여 상기 회전온도센서로 공급하는 회전측 배터리, 및 상기 회전측 배터리에서 전기를 공급받아 상기 회전온도센서에서 측정된 온도의 온도신호를 무선으로 발신하는 온도발신부를 포함한다. 따라서, 회전자의 온도를 측정하여 소손을 방지할 수 있으며, 외부에서 모니터링이 가능하다.

Description

수중펌프의 회전자 온도측정장치{A Rotor Temperature Measurement Device for Underwater Pump}
본 발명은 수중펌프에 설치되어 전동기의 회전자 온도를 측정하기 위한 수중펌프의 회전자 온도측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 수중펌프는 수중에 위치되어 유체를 이송하기 위해 설치된다.
이러한 수중펌프는 전동기에 임펠러가 결합된 상태로 수중에 위치되기 때문에 장시간 가동할 경우에는 전동기의 온도가 높아지고, 회전자의 열적팽창이 발생하기 때문에 회전자가 고정자에 붙어 소손사고가 발생하는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해 종래에는 한국등록실용신안공보 제20-0155962호(1999.9.1.공고)의 "급수펌프 온도감지장치"가 개시된 바가 있다.
상기한 종래의 급수펌프 온도감지장치는 펌프의 케이싱에 볼트고정할 수 있도록 양측 하단에 고정부를 가지고,홀더가 설치되어지는 설치홈을 가지며, 열전도성이 좋은 고정체와; 상기 고정체의 설치홈에 조립되고, 케이싱에 일정온도 이상으로 열이 상승하면 열에 의해 쉽게 형태가 변형되어지도록 된 소성편이 장착되어지는 장착홈을 저면에 가지고 있으며, 상기 소성편의 일측면에 소성편에 대하여 직각되는 방향으로 설치되어진 바가 삽입 설치되는 구멍을 구비한 홀더와; 모터와 전기적인 연결을 할 수 있도록 외측에 접속단자를 가지고, 대응하는 방향으로 절곡 형성되어서 접촉단부가 상.하로 배치되어 접촉되어진 전도편가 내측으로 고정설치되어 있는 커버로 구성된 것에 의해 펌프의 케이싱에 온도를 감지할 수 있는 온도감지장치를 설치하였다.
이와 같이 구성된 종래의 급수펌프 온도감지장치는 온도감지장치가 급수펌프의 공회전으로 발생되는 케이싱의 열에 의해 작동하여 펌프의 공회전에 따른 부품의 마모 및 파손, 그리고 융착등으로 인한 펌프의 소손을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 부품의 열피로현상에 의해 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있도록 하였으며, 펌프가 오랜시간 불필요하게 구동하여 전기에너지가 손실되는 것을 방지할 수 있었다.
하지만, 종래의 급수펌프 온도감지장치는 모터의 회전자에서 가장 높은 온도가 발생하는데, 온도감지장치가 펌프의 케이싱에 설치되기 때문에 회전자의 정확한 온도 측정을 할 수 없어 회전자의 팽창으로 인한 소손사고가 발생할 뿐만 아니라, 기동시 회전자의 회전으로 인해 회전자에 온도센서를 설치하기 난해한 문제점이 있었다.
또한, 온도감지장치와 모터의 사용전압이 달라 각각에 서로 다른 전원을 공급해야할 뿐만 아니라, 다른 센서들을 설치하기 위해서는 전선으로 서로 연결해야 하는 번거로운 문제점이 있으며, 단선에 의한 센서의 작동이 불가능한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 회전자의 온도를 측정하여 회전자의 팽창에 따른 소손을 방지할 수 있으며, 회전자의 온도를 예상하여 정확한 설계를 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 센서를 작동시키기 위해 모터와는 다른 전압의 전선을 연결할 필요가 없으며, 센서들을 연결하기 위해 서로 결선할 필요가 없어 단선 염려가 없고 제작이 용이한 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장치는 회전자와 상기 회전자를 자력에 의해 회전시키는 고정자를 포함하는 전동기, 상기 회전자에 의해 회전하는 임펠러를 포함하는 수중펌프에 설치되어 회전자의 온도를 측정하는 수중펌프의 회전자 온도측정장치에 있어서, 상기 회전자에 설치되어 상기 회전자의 온도를 측정하는 회전온도센서, 상기 회전온도센서를 작동하기 위해 상기 고정자에서 발생하는 자력에 의해 상기 회전자에 흐르는 전류를 유도하는 유도전류발생부, 상기 유도전류발생부에서 유도된 전류를 상기 온도센서로 안정적으로 공급하도록 상기 유도전류발생부에서 유도된 전류를 충전하여 상기 회전온도센서로 공급하는 회전측 배터리, 및 상기 회전측 배터리에서 전기를 공급받아 상기 회전온도센서에서 측정된 온도의 온도신호를 무선으로 발신하는 온도발신부를 포함한다.
상기 전동기의 내부에 설치되어 상기 온도발신부에서 무선으로 발신되는 온도신호를 수신하는 온도수신부를 포함할 수 있다.
상기 온도수신부에서 수신된 온도신호를 시각적으로 출력하여 모니터링하는 모니터링부를 포함할 수 있다.
상기 온도수신부에 전원을 공급하도록 상기 회전자에 설치되는 자력을 제공하는 자력부, 및 상기 자력부에서 자력에 의해 유도전류를 발생하는 유도부를 포함하는 고정측 발전부를 포함할 수 있다.
상기 고정측 발전부에서 발생한 전류에 의해 작동하는 감지센서를 더 포함하고,
상기 감지센서는 상기 전동기의 내부에 누수를 감지하는 누수감지센서, 상기 전동기의 고정자 온도를 측정하는 고정온도센서, 상기 회전자의 역회전을 감지하는 역회전감지센서, 상기 회전자의 회전축을 지지하는 베어링의 마모를 감지하는 마모감지센서 중 어느 하나 일 수 있다.
상기 감지센서에서 감지한 감지신호를 무선으로 발신하는 감지발신부와, 상기 감지발신부에서 발신된 무선 신호를 수신하는 통합수신부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 회전자에 회전온도센서가 설치되고, 회전온도센서는 유도전류발생부에 의해 회전자로 유기되는 유도전류에 의해 작동하여 회전자의 온도를 측정함으로써, 회전자의 열적팽창으로 인한 소손의 사고를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 열팽창을 고려하여 회전자의 최적 설계가 가능한 이점이 있다.
또한, 회전온도센서 외의 케이싱 내부에 위치되는 감지센서들은 고정측 발전부에 의해 전기를 받고, 서로 무선으로 신호를 수발신하기 때문에 전원공급 및 신호전송을 위한 케이블을 서로 연결할 필요가 없어 제작이 용이할 뿐만 아니라, 단선을 염려할 필요가 없다.
또한, 회전온도센서와 감지센서는 고정측 발전부 및 유도전류발생부에서 전류를 받아 작동하기 때문에 외부에서 전동기를 구동하기 위한 전압과 다른 전압의 전선을 인입할 필요가 없다.
또한, 센서에서 감지된 정보가 외부의 모니터링부로 전달되어 외부에서도 작동상태를 모니터링할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장치가 설치된 수중펌프의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장치를 구성하는 유도전류발생부가 설치된 부분을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장리를 구성하는 고정측 발전부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장치를 구성하는 고정측 발전부에서 변형예의 유도부를 적용한 상태의 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장치(100)가 설치되는 수중펌프(200)는 임펠러(250), 전동기(230), 및 케이싱(210)을 포함할 수 있다.
임펠러(250)는 복수 개의 베인이 방사상으로 배치형성되어 회전에 따라 유체를 흡입하고, 흡입된 유체를 토출할 수 있다.
그리고, 전동기(230)는 임펠러(250)를 회전시키기 위한 구성으로서, 전동기(230)는 전기에 의해 회전축(237)이 회전할 수 있으며, 전동기(230)는 회전자(235)와, 고정자(231)를 포함할 수 있다.
한편, 전동기(230)는 고정자(231)는 원통형상으로 형성될 수 있으며, 회전자(235)는 고정자(231)의 내부에서 회전하고, 회전자(235)의 중앙에는 회전축(237)이 설치되어 회전축(237)에 임펠러(250)가 결합되어 회전자(235)의 회전에 따라 임펠러(250)가 회전될 수 있다.
여기서, 전동기(230)는 고정자(231)에서 자력을 발생하고, 발생하는 자력에 회전자(235)가 회전하는 농형 유도전동기(230)일 수 있다.
한편, 회전자(235)는 회전축(237)이 결합되는 로터스파이더(238)가 중앙에 위치되고, 복수 개의 회전자 철심 강판이 적층되어 로터스파이더(238)에 끼워지며, 회전자 철심 강판의 둘레에는 회전축(237)과 나란하게 복수 개의 부스바(236)가 설치될 수 있다.
그리고, 고정자(231)는 회전자(235)가 내부에 삽입될 수 있는 내경을 갖는 고정자(231) 철심강판이 복수 개가 적층되고, 적층된 고정자 철심 강판에는 코일이 감길 수 있는 코일홈이 형성되어 코일홈에 코일이 권취되는 형태로 구성될 수 있다.
이때, 코일홈에 감겨지는 코일은 공급되는 전기상의 개수에 따라서 감기는 방향과 위치가 달라질 수 있다.
이렇게 구성된 전동기(230)는 전기가 공급되면, 고정자(231)에서 회전 자기장이 발생하고, 이 회전 자기장에 의해 회전자(235)가 자력에 의해 따라 움직이면서 고정자(231)의 내주에서 회전하는 형태로 회전자(235)에 구비된 회전축(237)을 회전시킬 수 있다.
수중펌프(200)는 케이싱(210)을 포함할 수 있다.
이 케이싱(210)은 전동기(230)를 감싸 전동기(230)의 내부를 기밀할 수 있다.
여기서, 수중펌프(200)는 전동기(230)가 수중에 위치되기 때문에 물이 유입될 경우, 전기적인 손상이 발생할 수 있기 때문에 전동기(230)는 케이싱(210)에 감싸져 설치될 수 있다.
한편, 케이싱(210)은 전동기(230)를 감싸는 전동수용부(210)와, 임펠러(250)의 둘레를 감싸 유체가 흡입되는 흡입구(213a)와 흡입된 유체가 토출되는 토출구(213b)가 형성된 흡토출부(213)와, 집수정의 외부에서 전원 및 신호선 등이 인입되어 연결되는 정션박스부(215)로 구획될 수 있으며, 전동수용부(210), 흡토출부(213), 정션박스부(215)는 서로 분리된 상태에서 결합되어 구성될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장치(100)는 회전온도센서(120)를 포함할 수 있다.
이 회전온도센서(120)는 회전자(235)에 설치되어 회전자(235)의 온도를 측정할 수 있다.
여기서, 수중펌프(200)의 전동기(230)의 경우에는 고정자(231)보다 회전하는 회전자(235)의 온도가 높기 때문에 회전자(235)의 온도를 측정함으로써, 전동기(230)의 오차를 최소화하여 설계할 수 있을 뿐만 아니라, 회전자(235)의 열적팽창으로 인해 회전자(235)가 고정자(231)에 접촉되어 발생되는 소손사고의 발생을 방지할 수 있다.
한편, 회전온도센서(120)는 회전자(235)의 어느 한 부분 또는 회전자(235)에 설치된 복수 개의 부스바(236)마다 복수 개가 설치되거나, 복수 개의 부스바(236) 중 일정간격으로 복수 개가 설치될 수도 있으며, 회전자 철심 강판 또는 로터스파이더(238)에 설치될 수 있다.
그리고, 회전온도센서(120)는 측정되는 온도를 전기적인 온도신호로 변환하는 형태로 측정된 온도를 제공할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장치(100)는 유도전류발생부(110)를 포함할 수 있다.
이 유도전류발생부(110)는 고정자(231)의 자력에 의해 회전자(235)에 발생하는 전류를 유도하여 회전온도센서(120)를 작동시킬 수 있다.
한편, 유도전류발생부(110)는 회전자(235)에 설치되어 회전자(235)와 함께 회전할 수 있으며, 유도전류발생부(110)는 회전자(235)를 구성하는 부스바(236)의 끝단에 코일을 권취하는 형태로 구성되어 부스바(236)에 흐르는 전류를 유도하여 회전온도센서(120)로 공급할 수 있다.
이때, 유도전류발생부(110)는 복수 개의 회전온도센서(120)가 설치된 경우에는 각 회전온도센서(120)에 전류를 유도하여 공급하도록 각 회전온도센서(120)와 대응되는 개수로 회전자(235)에 설치될 수 있다.
그리고, 유도전류발생부(110)는 교류를 직류로 변환하는 정류기(131)를 포함할 수 있으며, 정류기(131)는 교류를 직류로 변환하는 정류회로와 전류값이 균일하도록 변환하는 평활회로를 포함할 수 있다.
또한, 유도전류발생부(110)는 레귤레이터를 포함하여 유도된 전류의 전압을 회전온도센서(120)가 작동하는 전압으로 변경하여 회전온도센서(120)로 공급하거나, 하기에 설명될 회전측 배터리(130)로 제공할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장치(100)는 회전측 배터리(130)를 포함할 수 있다.
이 회전측 배터리(130)는 유도전류발생부(110)에서 유도된 전류를 충전할 수 있으며, 회전측 배터리(130)는 회전자(235)에 설치되어 유도전류발생부(110)에서 발생되는 불안정한 전류를 충전하여 안정적으로 회전온도센서(120)로 공급할 수 있다.
한편, 회전측 배터리(130)는 전류의 충전과 방전이 가능한 2차 전지일 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장치(100)는 온도발신부(140)와 온도수신부(미도시)를 포함할 수 있다.
이 온도발신부(140)는 회전자(235)에 설치되어 온도센서에서 측정된 온도를 온도신호로 변환하여 무선으로 발신할 수 있다.
한편, 온도발신부(140)는 온도신호를 예컨대, bluetooth, ZigBee, Zwave, Wi-Fi 등의 근거리 무선통신방식을 이용하여 발신할 수 있으며, 온도발신부(140)는 회전자(235)에 설치되는 회전측 배터리(130)에 충전된 전류를 공급받아 작동할 수 있다.
그리고, 온도수신부는 케이싱(210)에서 전동기(230)가 위치되는 전동수용부(210) 또는 정션박스부(215)의 내부에 위치되어 온도발신부(140)에서 발신된 온도신호를 수신할 수 있다.
여기서, 온도수신부도 온도발신부(140)와 동일한 규격의 무선통신방식을 이용하여 상호 온도신호를 수발신하도록 구성되는 것은 당연하며, 온도수신부는 별도로 구성되지 않고, 하기에 설명될 통합수신부(190)가 그 기능을 대신할 수 있다.
도 2, 도 4, 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장치(100)는 감지센서(160)를 포함할 수 있다.
이 감지센서(160)는 수중펌프(200)의 작동상태를 감지할 수 있다.
한편, 감지센서(160)는 누수센서, 고정온도센서, 역회전감지센서(160), 마모감지센서(160) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
누수센서는 케이싱(210)에서 전동수용부(210)의 내부에 설치되어 전동수용부(210)의 내부 즉, 전동기(230)의 내부로 누수되는 것을 감지할 수 있으며, 고정온도센서도 전동수용부(210)의 내부에 위치된 고정자(231)의 코일에 설치되어 고정자(231)의 코일 온도를 측정하는 형태로 전동기(230)의 온도를 측정할 수 있다.
그리고, 역회전감지센서(160)는 전동수용부(210)의 내부에 설치되어 임펠러(250)의 역회전을 감지할 수 있으며, 마모감지센서(160)는 회전축(237)을 지지하는 베어링이 위치되는 부분에 설치되어 베어링의 마모를 감지할 수 있다.
이 누수센서, 고정온도센서, 역회전감지센서(160), 마모감지센서(160)는 다양한 형태의 공지된 광학적, 전기적인 센서로 구현될 수 있으며, 감시센서는 회전자(235)에 설치되지 않고 케이싱(210)의 전동수용부(210)의 내부에 고정설치될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장치(100)는 고정측 발전부(150)를 포함할 수 있다.
이 고정측 발전부(150)는 전기를 생산하여 감지센서(160)를 구동시킬 수 있다.
한편, 고정측 발전부(150)는 자력부(151) 및 유도부(153)를 포함할 수 있다.
자력부(151)는 전동기(230)의 회전축(237)에 설치되어 자력을 제공할 수 있으며, 자력부(151)는 회전축(237)의 둘레에 N극과 S극의 영구자석이 서로 교대로 복수 개가 부착되는 형태로 구성될 수 있다.
그리고, 자력부(151)는 회전자(235)의 회전 시 회전축(237)과 함께 회전할 수 있다.
유도부(153)는 자력에 의해 전류를 유도할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일례의 유도부(153)는 자력부(151)와 대응되는 부분에 전도성의 유도막대(154)를 설치하고, 유도막대(154)의 둘레에 유도코일(157)을 나선형태로 감아 구성될 수 있다.
이렇게 자력부(151)의 근처에 유도막대(154)와 유도코일(157)을 설치하여 유도부(153)를 구성하면, 자력부(151)의 회전에 의해 극성과 자력의 세기가 교대로 바뀌면서 유도막대(154)로 유도되고, 유도된 자력에 의해 유도코일(157)에 전류가 유도된다.
그리고, 유도코일(157)에 유도된 전류는 고정측 배터리(170)로 제공되어 고정측 배터리(170)에 충전될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 변형예의 유도부(153)는 유도막대(154) 대신 원통형 관(155)와 운동자석(156)을 포함할 수 있다.
운동자석(156)은 자력부(151)와 마주하는 부분에 수평적으로 이동하도록 회전축(237)과 직교되도록 배치되는 원통형 관(155) 내부에서 슬라이딩 이동 가능하게 설치될 수 있으며, 유도코일(157)은 운동자석(156)의 둘레 즉, 원통형 관(155)의 외부를 감싸도록 나선형태로 감아 구성될 수 있다.
이때, 운동자석(156)은 S극과 N극 중 어느 한 극성이 자력부(151)를 향하도록 배치될 수 있으며, 원통형 관(155)에서 운동자석(156)의 양측으로는 운동자석(156)을 탄성력에 의해 지지하여 자력에 의해 수평운동하는 운동자석(156)을 탄성력에 의해 왕복 이동시킬 수 있다.
이렇게 구성된 고정측 발전부(150)는 전동기(230)가 기동하여 회전자(235)가 회전하면, 회전축(237)이 함께 회전하면서 자력부(151)도 회전한다.
자력부(151)가 회전하면, 유도부(153)를 자력부(151)의 N극과 S극의 영구자석이 교대로 지나고, 자석의 극성이 바뀜으로 인해 원통형 관(155) 내부에 위치된 운동자석(156)이 교대로 극성이 바뀌어 지나는 자석에 의해 척력과 인력이 작용하며 유도코일(157)에 자속을 변경시킨다.
이와 같이 유도코일(157)에 자속이 변경되면, 유도코일(157)에는 기전력이 발생하고 이 기전력에 의해 전류가 유도될 수 있다.
또한, 고정측 발전부(150)는 고정측 배터리(170)를 포함할 수 있다.
이 고정측 배터리(170)는 고정측 발전부(150)에서 생성된 전류를 충전 및 방전시킬 수 있다.
한편, 고정측 배터리(170)는 전류의 충방전이 가능한 이차전지로 구현될 수 있으며, 고정측 배터리(170)는 케이싱(210)의 전동수용부(210)의 내측에 설치될 수 있다.
그리고, 고정측 발전부(150)도 유도전류발생부(110)와 마찬가지로 교류를 직류로 변환하는 정류기를 포함할 수 있으며, 정류기는 교류를 직류로 변환하는 정류회로와 전류값이 균일하도록 변환하는 평활회로를 포함할 수 있다.
또한, 고정측 발전부(150)는 레귤레이터를 포함하여 유도죈 전류의 전압을 회전온도센서(120)가 작동하는 전압으로 변경하여 회전온도센서(120)로 공급하거나, 하기에 설명될 고정측 배터리(170)로 제공할 수 있다.
도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장치(100)는 감지발신부(180)를 포함할 수 있다.
이 감지발신부(180)는 고정측 배터리(170)에 충전된 전류에 의해 작동할 수 있으며, 감지발신부(180)는 감지센서(160)에서 감지된 감지신호를 무선으로 발신할 수 있다.
한편, 감지발신부(180)는 감지센서(160)가 복수 개가 설치될 경우, 각 감지센서(160)마다 개별적으로 설치되어 개별적으로 감지된 감지신호를 무선으로 발신하거나, 복수 개의 감지센서(160)에서 감지된 감지된 신호를 통합적으로 제공받아 무선으로 발신할 수도 있다.
여기서, 감지발신부(180)가 통합적으로 무선으로 감지신호를 전송하도록 구성될 경우에는 감지발신부(180)는 온도수신부를 포함하여 온도발신부(140)에서 발신되는 온도신호를 수신하여 감지센서(160)에서 감지된 정보와 함께 수신된 온도신호를 함께 하기에 설명될 통합수신부(190)로 제공할 수 있다.
예컨대, 감지발신부(180)는 감지센서(160)가 누수감지센서(160)와 고정온도센서를 포함하여 구성될 경우, 누수감지센서(160)에서 감지되는 누수 감지신호와 고정온도센서에서 측정되는 온도신호를 각각에 설치된 감지발신부(180)를 통해 무선으로 발신하도록 구성될 수도 있다.
또한, 감지발신부(180)가 복수 개의 감지센서(160)의 감지된 정보를 통합적으로 제공받아 발신하도록 구성될 경우, 누수감지센서(160)에서 감지된 감지신호와 고정온도센서에서 측정되는 온도신호, 및 온도발신부(140)에서 발신된 온도신호를 제공받아 이들을 모두 함께 무선으로 발신할 수 있다.
한편, 감지발신부(180)는 예컨대, bluetooth, ZigBee, Zwave, Wi-Fi 등의 근거리 무선통신방식을 이용하여 발신할 수 있으며, 온도발신부(140)는 회전자(235)에 설치되는 회전측 배터리(130)에 충전된 전류를 공급받아 작동할 수 있다.
이때, 감지발신부(180)와 온도발신부(140)는 서로 혼선되지 않도록 서로 다른 채널의 무선주파수 또는 무선코드를 사용할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장치(100)는 통합수신부(190)를 포함할 수 있다.
이 통합수신부(190)는 감지발신부(180)에서 무선으로 발신되는 감지신호를 수신할 수 있다.
한편, 통합수신부(190)는 집수정의 외부에 위치된 모니터링부(195)에 설치될 수 있다.
실시예에서는 통합수신부(190)은 모니터링부(195)에 설치되어 감지발신부(180)에서 전송된 신호를 무선으로 모니터링부(195)에서 수신하도록 구성되지만, 통신환경에 따라 통합수신부(190)는 정션박스부(215)에 설치되어 케이싱(210)의 내부에서만 무선으로 감지신호 및 온도신호를 수신하고, 수신된 감지신호 및 온도신호는 센서케이블을 통해 집수정의 외부에 위치된 모니터링부(195)로 전송하도록 구성될 수도 있다.
그리고, 통합수신부(190)가 정션박스부(215)에 위치된 경우에는 정션박스부(215)로 인입되는 전기에 의해 작동하거나, 고정측 배터리(170)의 충전된 전류를 제공받아 작동할 수 있으며, 외부에서 인입되는 전동기(230)를 구동하는 전원선과는 다른 전압 및 전류를 갖는 전원선을 통해 전류를 공급받아 작동할 수도 있다.
그리고, 통합수신부(190)는 감지발신부(180)의 무선통신방식과 동일한 무선통신방식에 의해 상호 통신할 수 있다.
여기서, 감지센서(160)와 통합수신부(190)가 무선으로 신호를 수발신하도록 구성되면, 외부와 감지센서(160)를 전선으로 연결할 필요가 없기 때문에 감지센서(160)의 설치가 용이하며, 단선에 따른 감지센서(160)의 작동 및 신호전송여부를 염려할 필요가 없다.
한편, 통합수신부(190)는 온도발신부(140)와 동일한 무선통신방식을 사용하여 온도발신부(140)에서 발신되는 온도신호를 온도수신부의 설치 없이 직접적으로 수신받아 통합수신부(190)가 온도수신부의 기능을 수행하도록 구성될 수도 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장치(100)는 모니터링부(195)를 포함할 수 있다.
이 모니터링부(195)는 통합수신부(190)에서 수신된 신호를 제공받아 출력할 수 있다.
한편, 모니터링부(195)는 집수정의 외부에 위치되어 통합수신부(190)에서 제공되는 신호에 따라 수중펌프(200)의 작동상태를 파악할 수 있다.
그리고, 모니터링부(195)는 신호를 시각적으로 출력하는 램프 또는 디스플레이장치로 구현될 수 있으며, 모니터링부(195)는 통합수신부(190)와 전기적으로 연결되어 신호를 전송받고 전송받은 신호를 시각적으로 표시할 수 있다.
이때, 모니터링부(195)는 감지센서(160) 또는 온도센서에서 제공되는 감지신호 또는 온도신호를 그래픽 또는 숫자적으로 표시하거나, 램프를 온/오프하는 형태로 시각적으로 표시할 수 있다.
이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장치(100)는 수중펌프(200)를 작동시키기 위해 전동기(230)가 기동하면, 전동기(230)의 고정자(231)에서 발생하는 자력에 의해 회전자(235)가 회전하고, 회전자(235)의 회전에 따라 회전자(235)의 회전축(237)에 연결된 임펠러(250)가 회전한다.
그리고, 임펠러(250)가 회전하면, 케이싱(210)의 흡토출부(213)의 흡입구(213a)를 통해 유체가 흡입되고, 흡입된 유체는 토출구(213b)로 토출하는 형태로 집수정에 저장된 유체를 외부로 이송한다.
한편, 회전자(235)가 회전하면, 고정자(231)의 자력에 의해 회전자(235)에 기전력이 발생하고, 기전력에 의해 전류가 회전자(235)를 타고 흐르면서, 전류가 발생한다.
그리고, 회전자(235)에 발생되는 전류는 부스바(236)에 설치된 유도전류발생부(110)에 의해 유도되어 회전측 배터리(130)에 충전되고, 회전측 배터리(130)에 충전된 전류에 의해 회전온도센서(120)가 작동하여 회전자(235)의 온도를 측정한다.
한편, 회전온도센서(120)에서 측정되는 온도신호는 온도발신부(140)에 의해 무선으로 발신되고, 무선으로 발신된 온도신호는 온도수신부가 수신하여 모니터링부(195)를 통해 시각적으로 표시됨으로써, 관리자는 모니터링부(195)를 통해 회전자(235)의 온도를 파악하여 회전자(235)의 온도에 따라 전동기(230)를 기동하거나, 정지시킬 수 있다.
이와 동시에 회전자(235)가 회전하면, 고정측 발전부(150)의 자력부(151)가 회전자(235)와 함께 회전하고, 자력부(151)의 회전에 따라 유도부(153)에 제공되는 자력의 극성과 세기가 교대로 변화되면서 제공되어 유도부(153)에 전류가 유도된다.
그리고, 유도부(153)에 유도된 전류는 고정측 배터리(170)로 제공되어 고정측 배터리(170)에 충전된다.
한편, 고정측 배터리(170)에 충전되 전류는 감지센서(160)로 제공되고, 감지센서(160)는 각 감지센서(160)가 요구되는 상태를 감지하여 감지신호를 발생하고, 각 감지센서(160)에 설치된 감지발신부(180) 또는 모든 감지센서(160)의 감지신호는 통합적으로 제공받는 감지발신부(180)로 제공된다.
그리고, 감지발신부(180)에서는 감지센서(160)에서 제공된 감지신호를 무선으로 발신하고, 통합수신부(190)는 발신된 감지신호를 수신하여 모니터링부(195)로 제공한다.
이와 같이 모니터링부(195)로 감지신호 및 온도신호가 제공되면, 집수정의 외부에 위치된 관리자는 모니터링부(195)에서 시각적으료 표시되는 각 센서에서 제공되는 신호를 보고 수중펌프(200)의 작동상태를 파악할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 수중펌프의 전동기 회전자 온도측정장치(100)는 회전운동하는 회전자(235)에 온도를 측정하여 회전자(235)의 온도팽창에 의해 고정자(231)와 접촉되어 발생되는 소손사고를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 구동시 회전자(235)의 온도를 정확히 파악하여 전동기(230)를 최적의 조건을 가지도록 설계할 수 있다.
또한, 회전자(235)가 회전하면, 유도전류발생부(110)에 의해 전류가 발생되어 별도의 전기적인 연결 없이도 회전자(235)와 함께 회전하는 온도센서 및 온도발신부(140)를 작동시킬 수 있다.
또한, 회전자(235)의 회전 시 고정측 발전부(150)에서 자력에 의해 코일부(156)로 기전력이 유도되고, 기전력에 의해 전류를 발생시켜 감시센서를 작동시키기 때문에 전동기(230)로 공급되는 전압과 다른 전압을 공급하는 전원선을 수중펌프(200)로 인입할 필요가 없어 구조를 단순화할 수 있으며, 단선에 따른 센서의 오작동을 염려할 필요가 없다.
또한, 회전온도센서(120) 외의 감지센서(160)들도 고정측 발전부(150)에 의해 발생되는 전원에 의해 작동하여 센서를 작동시키기 위한 전원케이블을 설치할 필요가 없을 뿐만 아니라, 복수 개의 감지센서(160)들을 전기적으로 서로 연결할 필요가 없어 제작이 용이하며, 각 감지센서(160)들에서 발생하는 감지신호도 감지발신부(180)를 통해 무선으로 발신되고, 통합수신부(190)에서 무선으로 수신하여 전기적인 결선에 의한 감지센서(160)의 설치의 곤란성 및 단선에 따른 오작동을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
100: 회전자 온도측정장치 110: 유도전류발생부
120: 회전온도센서 130: 회전측 배터리
131,171: 정류기 140: 온도발신부
150: 고정측 발전부 151: 자력부
153: 유도부 154: 유도막대
155: 원통형 관 156: 운동자석
157: 유도코일 160: 감지센서
170: 고정측 배터리 180: 감지발신부
190: 통합수신부 195: 모니터링부
200: 수중펌프 210: 케이싱
210: 전동수용부 213: 흡토출부
213a: 흡입구 213b: 토출구
215: 정션박스부 230: 전동기
231: 고정자 235: 회전자
236: 부스바 237: 회전축
238: 로터스파이더 250: 임펠러

Claims (6)

  1. 회전자와 상기 회전자를 자력에 의해 회전시키는 고정자를 포함하는 전동기, 상기 회전자에 의해 회전하는 임펠러를 포함하는 수중펌프에 설치되어 회전자의 온도를 측정하는 수중펌프의 회전자 온도측정장치에 있어서,
    상기 회전자에 설치되어 상기 회전자의 온도를 측정하는 회전온도센서,
    상기 회전온도센서를 작동하기 위해 상기 고정자에서 발생하는 자력에 의해 상기 회전자에 흐르는 전류를 유도하는 유도전류발생부,
    상기 유도전류발생부에서 유도된 전류를 상기 온도센서로 안정적으로 공급하도록 상기 유도전류발생부에서 유도된 전류를 충전하여 상기 회전온도센서로 공급하는 회전측 배터리, 및
    상기 회전측 배터리에서 전기를 공급받아 상기 회전온도센서에서 측정된 온도의 온도신호를 무선으로 발신하는 온도발신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중펌프의 회전자 온도측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전동기의 내부에 설치되어 상기 온도발신부에서 무선으로 발신되는 온도신호를 수신하는 온도수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중펌프의 회전자 온도측정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 온도수신부에서 수신된 온도신호를 시각적으로 출력하여 모니터링하는 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중펌프의 회전자 온도측정장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 온도수신부에 전원을 공급하도록 상기 회전자에 설치되는 자력을 제공하는 자력부, 및 상기 자력부에서 자력에 의해 유도전류를 발생하는 유도부를 포함하는 고정측 발전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중펌프의 회전자 온도측정장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 고정측 발전부에서 발생한 전류에 의해 작동하는 감지센서를 더 포함하고,
    상기 감지센서는 상기 전동기의 내부에 누수를 감지하는 누수감지센서, 상기 전동기의 고정자 온도를 측정하는 고정온도센서, 상기 회전자의 역회전을 감지하는 역회전감지센서, 상기 회전자의 회전축을 지지하는 베어링의 마모를 감지하는 마모감지센서 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 수중펌프의 회전자 온도측정장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 감지센서에서 감지한 감지신호를 무선으로 발신하는 감지발신부와,
    상기 감지발신부 및 상기 온도발신부에서 발신된 무선 신호를 수신하는 통합수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중펌프의 회전자 온도측정장치.
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