KR101954429B1 - A Vortex pump to prevent burn-out by back-rotation and A design method of the same - Google Patents

A Vortex pump to prevent burn-out by back-rotation and A design method of the same Download PDF

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김재구
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성광수중펌프(주)
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Abstract

The present invention relates to a vortex pump for transferring a fluid. The vortex pump for preventing burn-out due to back-rotation according to an embodiment of the present invention includes: a vortex impeller which rotates to generate a vortex flow; a pump casing accommodating the vortex impeller, generating a pressure by moving the fluid by the vortex flow generated by the vortex impeller, and sucking and discharging the fluid; and a driving motor for driving the vortex impeller, wherein the vortex impeller includes: an impeller body to which a drive shaft of the drive motor is connected; and a plurality of impeller vanes spaced apart from each other by a predetermined distance on a concentric circle of the center portion and being formed on the body so as to form a central portion on the upper or lower surface of the impeller body, in which the impeller vanes are formed in the reverse direction with respect to the direction of forward rotation of the vortex impeller. Therefore, it is possible to prevent burn-out of the drive motor due to the load when the back-rotation is generated.

Description

역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프 및 이의 설계방법{A Vortex pump to prevent burn-out by back-rotation and A design method of the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a vortex pump for preventing burn-

본 발명은 유체를 이송하기 위한 볼텍스 펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a vortex pump for transferring fluids.

일반적으로 슬러지가 많이 포함된 유체를 이송하기 위해서는 볼텍스 펌프를 사용한다.Generally, a vortex pump is used to transfer fluid containing a large amount of sludge.

볼텍스 펌프는 유체가 흡입 및 토출되는 펌프케이싱의 내측에 임펠러가 안착되는 안착홈이 형성되어 안착홈에 임펠러가 안착된 상태에서 회전하면, 펌프케이싱의 내부에 선회류가 발생하여 슬러지가 임펠러에 접촉되지 않고서도 펌프케이싱에서 토출되어 슬러지에 의한 막힘을 최소화할 수 있다.In the vortex pump, when the impeller is mounted on the mounting groove, a swirl flow is generated inside the pump casing and the impeller is contacted with the impeller. The clogging due to the sludge discharged from the pump casing can be minimized.

한편, 볼텍스 펌프는 특정 조건 예컨대, 모터의 결선(R/S/T선)을 잘못하거나, 외력에 의해 초기 기동 시 기동방향이 달라지는 경우, 볼텍스 펌프의 구조상 역회전을 하더라도 외부에 토출로 토출되는 유량에 큰 변화는 없으나, 임펠러 베인의 형상에 의해 유체에 대한 저항력이 커지면서 구동모터에 부하가 발생하여 구동모터가 소손되는 문제점이 있었다.On the other hand, when the starting direction of the vortex pump changes due to an external force, for example, a fault of the motor connection (R / S / T line) or an external force, the vortex pump is discharged There is no great change in the flow rate, but there is a problem that the resistance to fluid increases due to the shape of the impeller vane, and a load is generated in the drive motor, thereby destroying the drive motor.

이를 해결하기 위해 종래에는 한국등록특허공보 제10-0922531호(2009.10,21.공고)의 "역회전 검출장치를 갖는 수중펌프"가 개시된 바가 있다.In order to solve this problem, there has been disclosed a "submersible pump having a reverse rotation detecting device" of Korean Patent Registration No. 10-0922531 (published on Oct. 10, 2009).

종래의 역회전 검출장치를 갖는 수중펌프는 일측 단부에 유체의 흡입 및 토출을 위한 임펠러가 구비된 구동축과, 상기 구동축의 회전을 지지하며 구동축을 회전시키는 전동모터가 내장된 하우징과, 상기 구동축의 회전상태를 검출하도록 하우징에 설치된 검출장치를 포함하는 수중펌프에 있어서, 상기 검출장치는, 비자성체로 이루어진 봉-형상의 부재로써, 구동축에 결합되어 구동축과 함께 회전하며, 상기 전동모터가 설치된 챔버의 상부에 마련된 또 다른 챔버의 내부로 연장되는 보조 회전축; 상기 보조 회전축과 결합되도록 챔버에 설치되어 보조 회전축의 회전상태를 검출하는 중공축형 엔코더; 및 상기 중공축형 엔코더와 전동모터의 사이에 위치하도록 설치되며, 비자성체로 이루어져 전동모터의 구동시 발생되는 자기장 및 열이 중공축형 엔코더로 전달되는 것을 차단하는 차폐판으로 구서오딘 역회전 검출장치를 포함하여 구성된다.A submersible pump having a conventional reverse rotation detecting device includes a drive shaft having an impeller for sucking and discharging a fluid at one end thereof, a housing having an electric motor for supporting the rotation of the drive shaft and rotating the drive shaft, And a detection device provided in the housing for detecting a rotation state, wherein the detection device is a rod-shaped member made of a non-magnetic material, which is coupled to the drive shaft and rotates together with the drive shaft, An auxiliary rotary shaft extending into the interior of another chamber provided at an upper portion of the chamber; A hollow shaft type encoder installed in the chamber so as to be coupled with the auxiliary rotation shaft to detect a rotation state of the auxiliary rotation shaft; And a shield plate which is disposed between the hollow shaft type encoder and the electric motor and which is made of a non-magnetic material and blocks the magnetic field and heat generated when the electric motor is driven from being transmitted to the hollow shaft type encoder. .

이러한 구성을 갖는 종래의 역회전 검출장치를 갖는 수중펌프는 역회전 검출장치가 중공축형 엔코더에 의해 역회전을 감지할 수 있었다.A submersible pump having a conventional reverse rotation detecting device having such a configuration allows the reverse rotation detecting device to sense reverse rotation by the hollow shaft type encoder.

하지만, 종래의 역회전 검출장치를 갖는 수중펌프는 역회전이 발생하는 경우, 역회전을 감지만 할 수 있을 뿐, 역회전에 대처할 수 없기 때문에 역회전이 발생하는 경우, 임펠러에 의해 부하가 증가되어 구동모터의 소손이 발생하는 문제점이 있었다.However, in the underwater pump having the conventional reverse rotation detecting device, when reverse rotation occurs, only reverse rotation can be detected, but reverse rotation can not be coped with. Therefore, when reverse rotation occurs, Resulting in burning of the drive motor.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 임펠러가 역회전을 하더라도 임펠러에 의한 부하를 감소시켜 전동모터의 소손을 방지할 수 있는 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프 및 이의 설계방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to solve the problems of the prior art by reducing impeller load, And a method of designing the same.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프는 회전하여 선회류를 발생시키는 볼텍스 임펠러, 상기 볼텍스 임펠러가 수용되며 상기 볼텍스 임펠러에 의해 발생되는 선회류에 의해 유체가 이동하며 압력을 발생시켜 유체를 흡입 및 토출하는 펌프케이싱, 상기 볼텍스 임펠러를 구동하는 구동모터를 포함하는 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프에 있어서, 상기 볼텍스 임펠러는 상기 구동모터의 구동축이 연결되는 임펠러 몸체, 및 상기 임펠러 몸체의 상면 또는 하면에 중앙에 유체가 이동하는 중심부를 형성하도록 상기 중심부의 동심원상으로 일정 간격 이격되어 상기 몸체에 세워지는 형태로 형성되는 복수 개의 임펠러 베인을 포함하고, 상기 임펠러 베인은 상기 볼텍스 임펠러의 정회전하는 방향에 대해 역방향 형상으로 형성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a vortex pump for preventing burn-out by reverse rotation, the vortex pump including a vortex impeller for generating a swirling flow by rotating the vortex pump, a vortex impeller for receiving the vortex impeller, And a driving motor for driving the vortex impeller, wherein the vortex impeller includes a driving motor for driving the vortex impeller, the vortex impeller including a driving motor for driving the vortex impeller, And a plurality of impeller vanes spaced a predetermined distance concentrically from the central portion to form a central portion in the center of the impeller body, the impeller body being disposed on the upper surface or the lower surface of the impeller body, Wherein the impeller vane comprises a plurality of vortex impellers Are formed in a reverse shape with respect to the direction.

상기 임펠러 베인은 상기 임펠러 몸체의 외경을 기준으로 70%의 직경을 갖는 유효직경에서 상기 중심부가 위치된 방향으로 연장되고 상기 볼텍스 임펠러의 회전방향 전방을 향해 경사진 제1 베인절곡부와, 상기 유효직경에 위치되는 상기 제1 베인절곡부의 끝단에서 상기 임펠러 몸체의 외측단까지 연장되고 상기 볼텍스 임펠러의 회전방향 전방을 향해 경사진 제2 베인절곡부를 포함할 수 있다.Wherein the impeller vane includes a first vane bending portion extending in a direction in which the center portion is located at an effective diameter having a diameter of 70% with respect to an outer diameter of the impeller body and inclined toward the forward direction of rotation of the vortex impeller, And a second vane bending portion extending from an end of the first vane bend portion located at a diameter to an outer end of the impeller body and inclined toward a forward direction of rotation of the vortex impeller.

상기 제1 베인절곡부와 상기 제2 베인절곡부의 사이에 이루는 각도는 100°이상 140°이하일 수 있다.The angle formed between the first and second vane bending portions may be 100 ° or more and 140 ° or less.

상기 제2 베인절곡부는 상기 제2 베인절곡부의 중앙부분에서 상기 임펠러 몸체의 외측단까지 상기 제2 베인절곡부에서 반대방향으로 기울어져 상기 볼텍스 임펠러의 회전 시 유체에 의한 저항을 감소시키는 저항감소베인부를 포함한다.Wherein the second vane bend is inclined in the opposite direction at the second vane bend from a central portion of the second vane bend to an outer end of the impeller body to reduce resistance by fluid during rotation of the vortex impeller, .

상기 볼텍스 임펠러는 상기 구동축에 가해지는 축동력(Ls)은 r을 비중, H를 양정 Q를 유량, Eff를 적용펌프효율이라 할때,

Figure 112018120183569-pat00001
에 의해 계산되며, 상기 적용펌프효율(Eff)은 μ를 상기 볼텍스 임펠러의 설계 시 설정된 설정펌프효율, LF를 감소율이라 할 때,
Figure 112018120183569-pat00002
에 의해 계산되어 제작되고, LF는 0.3 이상 0.7 이하의 범위의 소수 값인 일 수 있다.In the vortex impeller, when the driving force Ls applied to the driving shaft is r, d is the specific gravity, H is the flow rate of the head Q, Eff is the pump efficiency,
Figure 112018120183569-pat00001
, And the applied pump efficiency (Eff) is calculated by the following equation when the set pump efficiency set at the time of designing the vortex impeller and LF is a reduction rate,
Figure 112018120183569-pat00002
And LF can be a prime number ranging from 0.3 to 0.7.

본 발명의 실시예에 따른 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프의 설계방법은 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프의 설계방법으로서, 상기 볼텍스 펌프가 설치될 조건에 따라 사양을 결정하는 단계, 상기 결정된 사양에 따라 상기 볼텍스 임펠러를 설계하는 단계를 포함하고, 상기 볼텍스 임펠러를 설계하는 단계에서, 상기 구동축에 가해지는 축동력(Ls)은 r을 비중, H를 양정 Q를 유량, Eff를 적용펌프효율이라 할때,

Figure 112018120183569-pat00003
에 의해 계산되고, 상기 적용펌프효율(Eff)은 μ를 상기 볼텍스 임펠러의 설계 시의 설정펌프효율, LF를 감소율이라 할 때,
Figure 112018120183569-pat00004
에 의해 계산되어 설계되며, LF는 0.3 이상 0.7 이하의 범위의 소수 값이다.A method of designing a vortex pump for preventing burn-out by reverse rotation according to an embodiment of the present invention is a method of designing a vortex pump that prevents burn-out by reverse rotation, and includes the steps of determining specifications according to conditions under which the vortex pump is installed And designing the vortex impeller according to the determined specification. In the step of designing the vortex impeller, the shaft force (Ls) applied to the drive shaft is expressed by a specific gravity r, H is a flow rate of the head Q, When the pump efficiency is considered,
Figure 112018120183569-pat00003
, And the applied pump efficiency (Eff) is calculated by the following equation when the set pump efficiency at the time of designing the vortex impeller and LF is the reduction rate,
Figure 112018120183569-pat00004
And LF is a prime number ranging from 0.3 to 0.7.

본 발명에 따르면, 임펠러 베인의 형상이 통상의 임펠러가 정회전하는 방향에 대해 역방향으로 회전하는 형상으로 형성되어 결선을 잘못하여 역회전을 하더라도 구동모터에 부하가 가해져 소손이 발생하는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, the shape of the impeller vane is formed in a shape that rotates in the opposite direction to the direction in which the normal impeller rotates, so that even when the impeller vane is reversely rotated in the wrong direction, load is applied to the drive motor to prevent burnout .

또한, 임펠러 베인이 상하로 대칭되는 형상으로 형성되어 역방향으로 회전할 경우, 유체의 저항을 최소화할 수 있으며, 임펠러 베인의 끝단에 저항감소베인부가 형성되어 역회전에 따른 유체의 저항을 감소시킬 수 있다.In addition, when the impeller vane is formed symmetrically up and down and rotates in the opposite direction, the resistance of the fluid can be minimized and a resistance reducing vane portion can be formed at the end of the impeller vane, have.

또한, 볼텍스 펌프의 설계 시 적용펌프효율을 적용하여 모터동력을 증가시킴으로써, 역회전에 따른 부하로 인한 구동모터의 소손의 발생을 방지할 수 있다.In addition, by applying the applied pump efficiency in designing the vortex pump to increase the motor power, it is possible to prevent the occurrence of burnout of the drive motor due to the load due to the reverse rotation.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프의 개략적인 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프를 구성하는 볼텍스 임펠러를 도시한 저면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프를 구성하는 볼텍스 임펠러의 변형예를 도시한 저면도이다.FIG. 1 is a schematic side cross-sectional view of a vortex pump for preventing burn-out by reverse rotation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a bottom view showing a vortex impeller constituting a vortex pump which is prevented from being burned by reverse rotation according to an embodiment of the present invention.
3 is a bottom view showing a modified example of a vortex impeller constituting a vortex pump for preventing burn-out by reverse rotation according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프(100)는 구동모터(130), 펌프케이싱(120)을 포할 수 있다.As shown in FIG. 1, the vortex pump 100 for preventing burn-out by reverse rotation according to the embodiment of the present invention may include a drive motor 130 and a pump casing 120.

구동모터(130)는 전기에 의해 회전하는 전기모터 또는 화석연료에 의해 회전하는 엔진일 수 있다.The drive motor 130 may be an electric motor rotating by electricity or an engine rotating by fossil fuel.

펌프케이싱(120)에는 유체가 흡입되는 유체 흡입구(121)가 형성되며, 흡입된 유체를 토출하는 유체 토출구(123)가 형성될 수 있으며, 펌프케이싱(120)의 내부에는 볼텍스 임펠러(110)가 설치되어 볼텍스 임펠러(110)의 회전에 따라 펌프케이싱(120)의 유체 흡입구(121)로부터 유체를 흡입하고, 흡입된 유체를 유체 토출구(123)로 토출할 수 있다.The pump casing 120 is provided with a fluid inlet 121 through which fluid is sucked and a fluid outlet 123 through which the sucked fluid is discharged. The pump casing 120 includes a vortex impeller 110 The fluid can be sucked from the fluid inlet 121 of the pump casing 120 and the sucked fluid can be discharged to the fluid outlet 123 according to the rotation of the vortex impeller 110.

여기서, 펌프케이싱(120)는 볼텍스 임펠러(110)가 회전에 의해 볼텍스 임펠러(110)의 주변에 선회류를 발생시키고, 이 선회류가 펌프케이싱(120)의 내주를 따라 돌며 압력이 변화됨에 따라 유체 흡입구(121)로 유체가 흡입되어 유체 토출구(123)로 토출될 수 있다.Here, the pump casing 120 generates a swirling flow around the vortex impeller 110 by rotation of the vortex impeller 110, and as the swirling flows along the inner periphery of the pump casing 120 and the pressure changes The fluid can be sucked into the fluid inlet 121 and discharged to the fluid outlet 123.

이때, 볼텍스 임펠러(110)는 선회류만 발생하면 펌프케이싱(120)에서 유체가 가이드되어 이동하면서 압력차를 발생하기 때문에 볼텍스 임펠러(110)가 역회전하더라도 선회류의 발생에 따라 유체의 이동하는 방향이 변화되지 않는다.At this time, when only the swirling flow is generated, the vortex impeller 110 generates pressure difference while guiding the fluid in the pump casing 120. Therefore, even if the vortex impeller 110 rotates in the reverse direction, The direction is not changed.

즉, 볼텍스 임펠러(110)가 역회전 하더라도 유체 흡입구(121)로 유체가 역류하여 토출되는 것이 아니라, 흡입되기 때문에 볼텍스 임펠러(110)가 역회전하더라도 정상작동하는 것처럼 보일 수 있다.That is, even if the vortex impeller 110 rotates in the reverse direction, the fluid does not flow back to the fluid inlet 121 and is discharged. Instead, the vortex impeller 110 may appear to operate normally even if the vortex impeller 110 is reversely rotated.

한편, 펌프케이싱(120)에는 볼텍스 임펠러(110)가 안착되는 안착홈(125)이 형성될 수 있으며, 안착홈(125)의 중앙에는 구동모터(130)의 동력을 전달받는 구동축(135)이 관통설치될 수 있다.The pump casing 120 may have a seating groove 125 on which the vortex impeller 110 is seated and a driving shaft 135 receiving the power of the driving motor 130 is installed at the center of the seating groove 125 It can be installed through.

여기서, 볼텍스 임펠러(110)은 안착홈(125)에 안착되기 때문에 흡입구와 볼텍스 임펠러(110)의 사이에 공간이 형성되고, 이 공간에서 볼텍스 임펠러(110)에 의해 발생하는 선회류가 펌프케이싱(120)의 내주면을 따라 돌며 압력이 발생되기 때문에 유체 흡입구(121)로 슬러지가 포함되어 흡입되더라도 슬러지가 볼텍스 임펠러(110)와 접촉하지 않고 펌프케이싱(120)의 내주를 따라 이동하며 유체 토출구(123)으로 토출될 수 있다.Since the vortex impeller 110 is seated in the seating groove 125, a space is formed between the inlet and the vortex impeller 110, and a swirling flow generated by the vortex impeller 110 in the space is formed in the pump casing The sludge does not contact with the vortex impeller 110 and moves along the inner circumference of the pump casing 120 so that fluid can be discharged from the fluid outlet port 123 ). ≪ / RTI >

그리고, 구동축(135)에는 볼텍스 임펠러(110)가 결합되어 안착홈(125)에서 볼텍스 임펠러(110)를 회전시키며 선회류를 발생시킬 수 있다.The vortex impeller 110 is coupled to the driving shaft 135 to rotate the vortex impeller 110 in the seating groove 125 to generate a swirling flow.

구동축(135)이 관통되는 펌프케이싱(120)의 부분에는 펌프케이싱(120)의 내부를 지나는 유체가 구동축(135)을 타고 유입되지 않도록 메커니컬씰이 설치될 수 있으며, 펌프케이싱(120)에는 구동축(135)을 윤활하는 오일이 수용되는 오일챔버가 형성될 수 있다.A mechanical seal may be provided on a portion of the pump casing 120 through which the drive shaft 135 passes so that the fluid passing through the pump casing 120 does not flow through the drive shaft 135. In the pump casing 120, An oil chamber in which oil for lubricating the oil chamber 135 is accommodated can be formed.

그리고, 구동축(135)에은 구동모터(130)가 연결되어 구동모터(130)에 의해 구동축(135)이 회전하도록 구성될 수 있으며, 구동축(135)은 구동모터(130)와 별개로 구분되는 것이 아니라, 구동모터(130)의 회전축으로 구현될 수 있다.The drive shaft 130 may be connected to the drive shaft 135 so that the drive shaft 130 is rotated by the drive motor 130. The drive shaft 135 is separated from the drive motor 130 But may be implemented as a rotational axis of the drive motor 130. [

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프(100)는 볼텍스 임펠러(110)를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, a vortex pump 100 for preventing burn-out by reverse rotation according to an embodiment of the present invention may include a vortex impeller 110.

볼텍스 임펠러(110)는 구동축(135)에 결합되어 구동축(135)의 회전에 따라 회전하며 선회류를 발생시킬 수 있다.The vortex impeller 110 is coupled to the drive shaft 135 and rotates according to the rotation of the drive shaft 135 to generate a swirling flow.

볼텍스 임펠러(110)는 임펠러 몸체(111)는 원판 형상으로 형성되거나, 중앙의 높이가 높아지는 원추형상으로 형성될 수 있으며, 임펠러 몸체(111)의 중앙에는 구동축(135)이 결합되는 축공(111b)이 형성될 수 있다.The impeller body 111 of the vortex impeller 110 may be formed in a circular plate shape or may be formed in a conical shape with a height of the center of the impeller body 111. The impeller body 111 may have a shaft hole 111b, Can be formed.

그리고, 볼텍스 임펠러(110)는 임펠러 베인(113)에 의해 둘러 싸여 임펠러 베인(113)의 둘레로부터 유입된 유체가 배출되어 이동하는 중심부(111a)가 형성될 수 있으며, 축공(111b)을 중심으로 중심부(111a)의 둘레에는 복수 개의 임펠러 베인(113)이 서로 이격되도록 복수 개가 형성될 수 있다.The vortex impeller 110 is surrounded by the impeller vane 113 and a center portion 111a through which the fluid introduced from the periphery of the impeller vane 113 is discharged can be formed. A plurality of impeller vanes 113 may be formed around the central portion 111a such that the plurality of impeller vanes 113 are spaced apart from each other.

실시예에서 임펠러 베인(113)은 중심부(111a)를 중심으로 8개를 배치하였다.In the embodiment, eight impeller vanes 113 are arranged around the central portion 111a.

한편, 임펠러 베인(113)은 임펠러 몸체(111)에 세워지는 형태로 형성될 수 있으며, 임펠러 베인(113)은 중심부(111a)에서 임펠러 몸체(111)의 외측단으로 갈수록 두께가 점점 넓어졌다 다시 좁아지는 날개형상 또는 두께가 균일한 형상으로 형성될 수 있다.The impeller vane 113 may be formed on the impeller body 111 so that the impeller vane 113 becomes gradually wider toward the outer end of the impeller body 111 from the central portion 111a. It may be formed into a narrowed wing shape or a uniform thickness.

임펠러 베인(113)은 평면에서 바라봤을 때, 볼텍스 임펠러(110)가 회전하는 방향에 대해 오목한 형상을 가지도록 형성될 수 있다.The impeller vane 113 may be formed to have a concave shape with respect to a direction in which the vortex impeller 110 is rotated when viewed from the plane.

여기서, 일반적인 볼텍스 임펠러(110)는 임펠러 베인(113)이 회전하는 방향을 향해 볼록하게 형성되어 회전 시 유체의 저항을 감소시킬 수 있다.Here, the general vortex impeller 110 is formed to be convex toward the rotating direction of the impeller vane 113, thereby reducing the resistance of the fluid upon rotation.

그러나, 볼텍스 펌프(100)의 특성상 볼텍스 임펠러(110)가 역회전을 하여도 유체의 유입과 토출이 반대되는 것이 아니라 동일하게 이뤄지기 때문에 임펠러 베인(113)의 형상에 의해 유체에 의한 저항만 증대되고, 이로 인해 구동모터(130)의 전류량이 증대되어 구동모터(130)가 손상될 우려가 발생한다.However, due to the nature of the vortex pump 100, even if the vortex impeller 110 is rotated in the opposite direction, the inflow and outflow of the fluid are not reversed, This increases the amount of current of the driving motor 130, which may cause damage to the driving motor 130.

이를 방지하기 위해 본 발명의 임펠러 베인(113)은 볼텍스 임펠러(110)가 정회전할 때, 역회전하는 방향의 형상으로 설계 및 제작하여 볼텍스 임펠러(110)가 정회전 또는 역회전하더라도 구동모터(130)에 부하가 가중되는 것을 방지할 수 있다.In order to prevent this, the impeller vane 113 according to the present invention is designed and manufactured in the reverse rotation direction when the vortex impeller 110 rotates in the forward direction, so that even if the vortex impeller 110 is rotated forward or reverse, 130 can be prevented from being increased.

여기서, 임펠러 베인(113)을 볼텍스 임펠러(110)가 회전하는 방향에 대해 역방향으로 형성할 경우, 정방향으로 회전시의 형상으로 형성하는 것보다 구동모터(130)의 부하가 증가되지만, 하기의 적용펌프효율(Eff)을 적용하여 부하에 대응하도록 설계하여 제작함으로써, 부하에 따른 소손을 방지할 수 있다.Here, when the impeller vane 113 is formed in the reverse direction with respect to the direction in which the vortex impeller 110 is rotated, the load of the drive motor 130 is increased as compared with the case where the impeller vane 113 is formed in the forward rotation direction. It is possible to prevent burn-out due to the load by designing the pump so as to correspond to the load by applying the pump efficiency (Eff).

이 적용펌프효율(Eff)를 적용한 설계 방법의 내용은 하기의 역방향 회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 임펠러(110)의 설계방법을 설명할 때 상세히 설명하도록 한다.The design method using the applied pump efficiency (Eff) will be described in detail when a method of designing the vortex impeller 110 to prevent burn-out by reverse rotation is described below.

한편, 임펠러 베인(113)은 제1 베인절곡부(115)와 제2 베인절곡부(117)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the impeller vane 113 may include a first vane bend section 115 and a second vane bend section 117.

제1 베인절곡부(115)와 제2 베인절곡부(117)는 임펠러 몸체(111)의 직경의 70%인 유효직경(ED)을 기준으로 제1 베인절곡부(115)는 중심부(111a)측을 향해 연장되어 형성될 수 있으며, 제2 베인절곡부(117)는 임펠러 몸체(111)의 외측단부까지 연장되어 형성될 수 있다.The first vane bending portion 115 and the second vane bending portion 117 are formed so that the first vane bending portion 115 has a center portion 111a based on the effective diameter ED which is 70% of the diameter of the impeller body 111, And the second vane bending portion 117 may extend to the outer end of the impeller body 111. The second vane bending portion 117 may extend toward the outer end of the impeller body 111. [

여기서, 유효직경(ED)은 볼텍스 임펠러(110)의 임펠러 베인(113)의 길이를 감안하여 가장 효율적으로 토출력이 발생되는 부분으로서, 이 유효직경(ED)을 기준으로 임펠러 베인(113)을 형성하면, 볼텍스 임펠러(110)의 선회류의 발생효율을 향상시킬 수 있다.Here, the effective diameter ED is a portion where the soil power is most efficiently generated in consideration of the length of the impeller vane 113 of the vortex impeller 110, and the impeller vane 113 is disposed on the basis of the effective diameter ED The efficiency of generation of swirling flow of the vortex impeller 110 can be improved.

더 구체적으로 제1 베인절곡부(115)는 유효직경(ED)에서 중심부(111a)를 향해 연장 형성 되고, 볼텍스 임펠러(100)가 회전하는 전방을 향해 경사지도록 형성되며, 제2 베인절곡부(117)는 유효직경(ED)에 위치되는 제1 베인절곡부(115)의 끝단에서 임펠러 몸체(111)의 외측단을 향해 연장 형성되고, 볼텍스 임펠러(100)가 회전하는 전방을 향해 경사지도록 형성되어 일반적인 볼텍스 임펠러(110)의 방향과는 반대되는 형상을 가질 수 있다.More specifically, the first vane bending portion 115 is formed so as to extend from the effective diameter ED toward the central portion 111a, and is inclined toward the front where the vortex impeller 100 rotates, and the second vane bending portion 117 extend from the end of the first vane bending portion 115 located at the effective diameter ED toward the outer end of the impeller body 111 and are formed to be inclined toward the forward direction of rotation of the vortex impeller 100 And may have a shape opposite to that of a general vortex impeller 110.

한편, 제1 베인절곡부(115)와 제2 베인절곡부(117)의 사이 각도(A3)는 100°이상 140°이하를 이룰 수 있는데, 제1 베인절곡부(115)와 제2 베인절곡부(117)가 이루는 사이 각도(A3)가 100°미만일 경우, 회전 시 유체의 저항이 강해져 구동모터(130)의 부가가 증가됨에 따라 소손이 발생할 우려가 있으며, 140°를 초과할 경우에는 선회류보다는 난류가 발생되어 유체가 이동하는 방향성을 상실할 수 있다.The angle A3 between the first and second vane bending portions 115 and 117 may be 100 ° or more and 140 ° or less. When the first and second vane bending portions 115 and 115 are bent, When the angle A3 formed by the portion 117 is less than 100 degrees, the resistance of the fluid at the time of rotation is increased and the addition of the driving motor 130 is increased. In such a case, Turbulence is generated rather than flow, and the direction in which the fluid moves may be lost.

여기서, 제1 베인절곡부(115)와 제2 베인절곡부(117)는 120°의 사이 각도(A3)를 이룰 때, 유체의 흡입 및 토출에 따른 방향성을 상실하지 않을 뿐만 아니라, 유체에 적정한 저항성을 가져 구동모터(130)에 가해지는 부하를 최소화할 수 있다.Here, when the first vane bend section 115 and the second vane bend section 117 form an angle A3 of 120 °, not only the directionality due to the suction and discharge of the fluid is lost, The load applied to the driving motor 130 can be minimized.

그리고, 제1 베인절곡부(115)는 중심부(111a)의 위치된 끝단에 접하는 수평한 접선에 대해 60°의 각도(A1)로 볼텍스 임펠러(110)가 회전하는 방향의 전방을 향해 기울어지며, 제2 베인절곡부(117)는 제1 베인절곡부(115)에 대해 120°의 각도(A2)로 볼텍스 임펠러(110)가 회전하는 방향의 전방을 향해 기울어지는 형태로 제1 베인절곡부(115)와 제2 베인절곡부(117)의 사이 각도(A3)가 120°를 이루도록 형성될 수 있다.The first vane bending portion 115 is inclined forward toward a direction in which the vortex impeller 110 rotates at an angle A1 of 60 degrees with respect to a horizontal tangent to the end portion of the center portion 111a, The second vane bending portion 117 is inclined at an angle of 120 with respect to the first vane bending portion 115 in a direction in which the vortex impeller 110 is rotated, 115 and the second vane bending portion 117 may be 120 degrees.

즉, 제1 베인절곡부(115)와 제2 베인절곡부(117)는 유효직경(ED)을 중심으로 대칭된 형상으로 형성되어 볼텍스 임펠러(110)의 정회전과 역회전에 따른 펌프효율의 차이를 최소화할 수 있다.That is, the first vane bending part 115 and the second vane bending part 117 are formed symmetrically with respect to the effective diameter ED so that the pump efficiency of the vortex impeller 110 due to the normal rotation and the reverse rotation The difference can be minimized.

그리고, 제1 베인절곡부(115)와 제2 베인절곡부(117)가 서로 접하는 부분은 곡면으로 형성되어 볼텍스 임펠러(110)의 회전에 따른 유체의 저항성을 감소시킬 수 있다.The portion where the first vane bend portion 115 and the second vane bend portion 117 are in contact with each other may be curved to reduce the resistance of the fluid due to the rotation of the vortex impeller 110.

도 3에 도시된 바와 같이, 변형예의 임펠러 베인(113)은 제2 베인절곡부(117)를 반대방향으로 절곡한 형태의 저항감소베인부(119)가 더 형성될 수 있다.As shown in FIG. 3, the impeller vane 113 of the modified example may further include a resistance reducing vane portion 119 that is formed by bending the second vane bent portion 117 in the opposite direction.

저항감소베인부(119)는 제2 베인절곡부(117)의 중앙을 중심으로 임펠러 몸체(111)의 외측단에 위치되는 부분을 볼텍스 임펠러(110)가 회전하는 방향의 후방을 향해 기울어지도록 형성될 수 있으며, 저항감소베인부(119)는 볼텍스 임펠러(110)의 회전시 제1 베인절곡부(115)가 유체에 저항하는 저항성을 감소시켜 펌프의 효율을 향상시킬 수 있다.The resistance reducing vane portion 119 is formed so as to be inclined toward the rear of the direction in which the vortex impeller 110 rotates, with a portion located at the outer end of the impeller body 111 about the center of the second vane bending portion 117 And the resistance reducing vane portion 119 can improve the efficiency of the pump by reducing the resistance of the first vane bending portion 115 to fluid resistance when the vortex impeller 110 rotates.

여기서, 저항감소베인부(119)는 탄성변형되는 재료 예컨대, 우레탄, 실리콘, 고무 등으로 형성되어 볼텍스 임펠러(110)의 정회전 시 유체의 저항이 감소되도록 제2 베인절곡부(117)와 반대방향인 볼텍스 임펠러(110)가 회전하는 반대방향으로 휘어지며, 볼텍스 임펠러(110)의 역회전 시 유체의 저항이 감소되도록 제2 베인절곡부(117)와 나란하게 탄성변형되어 휘어질 수 있다.Here, the resistance reducing vane portion 119 is formed of a material that is elastically deformable, for example, urethane, silicone, rubber, or the like, so as to reduce the resistance of the fluid during forward rotation of the vortex impeller 110, Direction of the vortex impeller 110 and may be elastically deformed in parallel with the second vane bending part 117 so that the resistance of the fluid decreases during the reverse rotation of the vortex impeller 110. [

그리고, 저항감소베인부(119)와 제2 베인절곡부(117)의 서로 접하는 끝단에는 서로 끼움구조, 예컨대, 저항감소베인부(119)의 끝단에 돌출부가 형성되면, 제2 베인절곡부(117)에는 돌출부가 끼워지는 끼움홈이 형성되어 상호 끼움결합하는 형태로 결합함으로써, 향후 저항감소베인부(119)의 마모 및 파손에 따라 제2 베인절곡부(117)에서 저항감소베인부(119)를 교체할 수 있다.When a protruding portion is formed at the end of the resistance decreasing vane portion 119 and the second vane bent portion 117 which are in contact with each other, The second vane bending portion 117 is provided with a resistance reducing vane portion 119 at the second vane bending portion 117 in accordance with the wear and breakage of the resistance reducing vane portion 119, ) Can be replaced.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프(100)는 구동모터(130)에 의해 볼텍스 임펠러(110)가 회전하면, 볼텍스 임펠러(110)에서 발생하는 선회류가 발생하고, 이 선회류가 펌프케이싱(120)의 내부를 따라 이동하면서 흡입력과 토출력을 발생시켜 유체 흡입구(121)로 유체가 흡입되고, 펌프케이싱(120)의 내부로 흡입된 유체는 다시 펌프케이싱(120)의 유체 토출구(123)로 토출된다.When the vortex impeller 110 is rotated by the driving motor 130, the vortex pump 100, which is prevented from burning due to reverse rotation according to the embodiment of the present invention, And the swirling flow moves along the inside of the pump casing 120 to generate a suction force and a toe output so that the fluid is sucked into the fluid suction port 121. The fluid sucked into the pump casing 120 is again And is discharged to the fluid discharge port 123 of the pump casing 120.

이때, 볼텍스 임펠러(110)는 펌프케이싱(120)의 안착홈(125)에 안착되어 선회류를 발생하기 때문에 유체에 슬러지가 포함되어 흡입된다 하더라도 슬러지와 함께 유체를 토출할 수 있다.At this time, since the vortex impeller 110 is seated in the seating groove 125 of the pump casing 120 to generate a swirling flow, the fluid can be discharged together with the sludge even if the fluid contains sludge.

그리고, 볼텍스 임펠러(110)이 회전하면 임펠러 베인(113)의 외측으로부터 유체가 유입되어 중심부(111a)로 이동하여 배출되는 형태로 유체 흡입구(121)와 볼텍스 임펠러(110)의 사이 공간에 선회류를 발생한다.When the vortex impeller 110 rotates, the fluid flows from the outer side of the impeller vane 113 to the central portion 111a and is discharged to the center portion 111a of the vortex impeller 110, .

한편, 볼텍스 임펠러(110)가 구동모터(130)에 의해 역회전한다하더라도, 역방향으로 형성된 임펠러 베인(113)에 의해 마치 볼텍스 임펠러(110)가 정회전하는 것과 같은 효과가 발휘되어 구동모터(130)의 부하를 감소시킴으로써, 역회전에 따른 구동모터(130)의 소손사고의 발생을 방지할 수 있다.Even if the vortex impeller 110 is reversely rotated by the driving motor 130, the impeller vane 113 formed in the reverse direction produces the same effect as when the vortex impeller 110 is rotated in a forward direction, It is possible to prevent the occurrence of burn-out of the drive motor 130 due to the reverse rotation.

그리고, 볼텍스 임펠러(110)가 회전 시 제2 베인절곡부(117)의 끝단에 형성된 저항감소베인부(119)가 유체의 저항에 따라 휘어지면서, 제2 베인절곡부(117)에 가해지는 저항을 감소시켜 펌프효율이 하락되는 것을 방지하고, 제2 베인절곡부(117)의 끝단에서 강제적인 회전에 의해 유체에 난류가 발생하는 것을 최소화할 수 있다.The resistance reducing vane portion 119 formed at the end of the second vane bending portion 117 when the vortex impeller 110 rotates is bent according to the resistance of the fluid and the resistance applied to the second vane bending portion 117 And it is possible to minimize the occurrence of turbulence in the fluid due to the forced rotation at the end of the second vane bending portion 117. [

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프(100)는 임펠러 베인(113)이 일반적인 볼텍스 임펠러(110)가 역회전하는 방향을 가지도록 형성하여 구동모터(130)의 역회전에 의한 부하의 증가에 따른 소손사고의 발생을 방지할 수 있다.Therefore, the vortex pump 100 for preventing burn-out by reverse rotation according to the embodiment of the present invention is configured such that the impeller vane 113 has a direction in which the general vortex impeller 110 reversely rotates, It is possible to prevent the occurrence of burn-out accidents due to an increase in the load due to the reverse rotation of the motor.

또한, 제1 베인절곡부(115)와 제2 베인절곡부(117)가 상호 대칭적인 형상으로 형성되어 볼텍스 임펠러(110)의 정회전 또는 역회전에 따른 저항성의 변화를 최소화할 수 있으며, 제2 베인절곡부(117)에는 저항감소베인부(119)가 설치되어 볼텍스 임펠러(110)의 회전 시 저항성 감소에 따른 펌프효율을 향상시킬 수 있다.The first vane bending part 115 and the second vane bending part 117 may be symmetrically formed to minimize a change in resistance due to forward rotation or reverse rotation of the vortex impeller 110, The second vane bending portion 117 is provided with a resistance reducing vane portion 119 to improve the pump efficiency due to the decrease in resistance when the vortex impeller 110 rotates.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프(100)의 설계방법을 설명한다.Hereinafter, a method of designing a vortex pump 100 for preventing burn-out by reverse rotation according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 실시예에 따른 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프(100)는 볼텍스 펌프(100)를 설치할 장소의 조건에 따라 사양을 설정할 수 있다.The vortex pump 100 for preventing burn-out by reverse rotation according to the embodiment of the present invention can set the specification according to the condition of the place where the vortex pump 100 is installed.

설정할 사양의 조건은 양정, 유량 및 펌프의 효율일 수 있다.The conditions of the specification to be set may be head, flow, and pump efficiency.

실시에에서 사양은 양정(H):22m, 유량(Q): 3.3m3/min, 설계 시 설정된 설정펌프효율(μ): 80%로 설정하였다.In the embodiment, the specifications are set as follows: head H: 22 m; flow rate Q: 3.3 m 3 / min; set pump efficiency (μ) set at design: 80%.

설정할 사양에 따라 유량 및 설정펌프효율(μ)이 결정되면, 수학식 2를 통해 구동축(135)에 가해지는 축동력(Ls)을 계산하는데, 수학식 2에 따라 축동력(Ls)을 계산하기 이전에 수학식 1을 이용하여 적용펌프효율(Eff)을 계산한다.When the flow rate and the set pump efficiency mu are determined in accordance with the specification to be set, the shaft force Ls applied to the drive shaft 135 is calculated through Equation (2). Before calculating the shaft force Ls according to Equation (2) The applied pump efficiency (Eff) is calculated using Equation (1).

Figure 112018120183569-pat00005
Figure 112018120183569-pat00005

여기서, μ는 볼텍스 임펠러(100)의 설계시 설정된 설정펌프효율이고, LF는 감소율이며, LF는 0.3 이상 0.7 이하의 소수 값이다.Here, μ is a set pump efficiency set at the time of designing the vortex impeller 100, LF is a reduction rate, and LF is a prime number between 0.3 and 0.7.

감소율(LF)는 임펠러 베인(113)의 형상에 따라 발생하는 부하에 따라 구동모터(130)의 동력을 설정하기 위한 값이다.The reduction rate LF is a value for setting the power of the drive motor 130 in accordance with the load generated according to the shape of the impeller vane 113.

여기서, 감소율(LF)를 적용하지 않고, 볼텍스 임펠러(100)의 설계시 설정된 설정펌프효율(μ)로만 볼텍스 임펠러(100)을 제작하면, 임펠러 베인(113)의 형상에 의해 구동모터(130)에 부하가 증가되어 소손될 우려가 있다.If the vortex impeller 100 is manufactured only at the set pump efficiency mu set at the time of designing the vortex impeller 100 without applying the reduction ratio LF, There is a possibility that the load is increased and burned.

감소율(LF)은 백분율을 소수 값으로 환산한 값이며, 설정펌프효율(μ)의 30% 이상 70% 이하의 낮은 범위에서 결정되기 때문에 0.3 이상 0.7 이하의 값을 가질 수 있다.The reduction ratio (LF) is a value obtained by converting the percentage to a decimal value, and is determined in a range from 30% to 70% of the set pump efficiency (μ).

만약, 감소율(LF)가 0.3 미만으로 설정될 경우에는 상대적으로 축동력(Ls)이 높아져 구동모터(130)의 소비전력이 증가하며, 감소율(LF)가 0.7 초과하여 설정될 경우에는 축동력(Ls)이 낮아져 부하의 증가에 따른 소손이 발생할 우려가 있다.When the reduction ratio LF is set to less than 0.3, the shaft force Ls increases and the power consumption of the drive motor 130 increases. When the reduction ratio LF is set to exceed 0.7, And there is a fear that burning may occur due to an increase in the load.

이와 같이 수학식 1에 의해 적용펌프효율(Eff)을 계산되면, 수학식 2에 의해 축동력(Ls)을 계산한다.When the applied pump efficiency Eff is calculated by Equation (1), the shaft force Ls is calculated by Equation (2).

Figure 112018120183569-pat00006
Figure 112018120183569-pat00006

여기서, r은 유체의 비중(물=1), H는 유량(m3/min), Q는 양정(m)이고, Eff는 적용펌프효율이다.Where r is the specific gravity of the fluid (water = 1), H is the flow rate (m 3 / min), Q is the head (m) and Eff is the applied pump efficiency.

축동력(Ls)은 구동모터(130)의 동력을 설정하는 중요한 요소인데, 본 발명의 볼텍스 임펠러(110)는 임펠러 베인(113)이 역방향으로 형성되기 때문에 적용펌프효율의 값을 일반적인 펌프효율보다 낮게 설정하여 축동력을 증가하도록 설계하여 볼텍스 임펠러(110)의 부하에 따른 소손의 발생을 방지할 수 있다.Since the impeller vane 113 of the vortex impeller 110 of the present invention is formed in the reverse direction, the value of the applied pump efficiency is lower than the general pump efficiency It is possible to prevent the generation of burning due to the load of the vortex impeller 110.

실시예에서 설정펌프효율(μ)의 50%를 적용하여 적용효율(Eff)를 40%로 도출하였고, 상기한 수학식 2에 의해 29.584kw의 축동력(Ls)을 얻을 수 있었다.In the embodiment, 50% of the set pump efficiency (μ) is applied to derive the application efficiency (Eff) to 40%, and the shaft force (Ls) of 29.584 kw can be obtained by the formula (2).

축동력(Ls)가 수학식 1에 의해 설정되면, 축동력(Ls)에 여유율인 1.1을 곱한 값보다 높은 값으로 모터동력을 결정할 수 있다. When the shaft-driving force Ls is set by the equation (1), the motor power can be determined to be higher than the value obtained by multiplying the shaft force Ls by 1.1, which is the margin rate.

실시예에서는 축동력(Ls)인 29.584 값에 1.1(여유율)을 곱하여 32.54kw의 값을 얻을 수 있었으며, 상용화된 구동모터(130)를 용이하게 적용하여 사용할 수 있도록 이 보다 높은 37kw로 결정하였다.In the embodiment, a value of 32.54 kw was obtained by multiplying the shaft driving force (Ls) of 29.584 by 1.1 (margin ratio). The value of 37 kw was determined so that the commercialized driving motor 130 could be easily applied and used.

이 모터동력을 기초로 볼텍스 임펠러(110)의 공지된 설계방법에 의해 볼텍스 임펠러(110)를 설계할 수 있다.The vortex impeller 110 can be designed by a known design method of the vortex impeller 110 based on the motor power.

한편, 볼텍스 임펠러(110)를 설계할 때에 임펠러 몸체(111)에 형성되는 임펠러 베인(113)은 임펠러 몸체(111)의 직경에 70%인 유효직경(ED)을 기준으로 형성하고, 유효직경(ED)에서 중심부(111a)가 위치되는 방향으로는 유효직경(ED)에서 볼텍스 임펠러(110)가 회전하는 방향의 전방으로 경사진 제1 베인절곡부(115)를 형성하고, 유효직경(ED)에 접하는 제1 베인절곡부(115)의 끝단에서 임펠러 몸체(111)의 외측단으로 연장되고, 볼텍스 임펠러(110)가 회전하는 방향의 전방으로 경사진 제2 베인절곡부(117)를 형성한다.The impeller vane 113 formed in the impeller body 111 at the time of designing the vortex impeller 110 is formed on the basis of the effective diameter ED of 70% of the diameter of the impeller body 111, The first vane bending portion 115 inclined frontward in the direction in which the vortex impeller 110 rotates at the effective diameter ED is formed in a direction in which the center portion 111a is located in the center portion 111a of the vortex impeller 110, A second vane bending portion 117 extending from the end of the first vane bending portion 115 in contact with the first vane bending portion 115 to the outer end of the impeller body 111 and inclined forward in the direction in which the vortex impeller 110 rotates is formed .

이때, 제1 베인절곡부(115)와 제2 베인절곡부(117)는 유효직경(ED)에 대해 상하 대칭된 형상으로 형성되어 볼텍스 임펠러(110)가 역회전하더라도 부하를 최소화할 수 있는 형상을 가질 수 있다.At this time, the first vane bending portion 115 and the second vane bending portion 117 are formed in a vertically symmetrical shape with respect to the effective diameter ED, so that the shape capable of minimizing the load even if the vortex impeller 110 is rotated in the reverse direction Lt; / RTI >

여기서, 임펠러 베인(113)의 제1 베인절곡부(115)는 중심부(111a)의 위치된 끝단에 접하는 수평한 접선에 대해 60°의 각도(A1)로 볼텍스 임펠러(110)가 회전하는 방향의 전방을 향해 기울어지며, 제2 베인절곡부(117)는 제1 베인절곡부(115)에 대해 120°의 각도(A2)로 볼텍스 임펠러(110)가 회전하는 방향의 전방을 향해 기울어지는 형태로 제1 베인절곡부(115)와 제2 베인절곡부(117)의 사이 각도(A3)가 120°를 이루도록 형성될 수 있다.The first vane bending portion 115 of the impeller vane 113 is bent at an angle A1 of 60 degrees with respect to a horizontal tangential line tangent to the end portion of the center portion 111a in the direction in which the vortex impeller 110 rotates And the second vane bending portion 117 is inclined forward toward the direction in which the vortex impeller 110 rotates at an angle A2 of 120 with respect to the first vane bending portion 115 The angle A3 between the first and second vane bending portions 115 and 117 may be 120 °.

그리고, 제2 베인절곡부(117)의 끝단 부분은 저항감소베인부(119)를 설치하여 저항을 감소시킬 수 있으며, 저항감소베인부(119)는 제2 베인절곡부(117)에 대해 유연하게 휘어지는 탄성변형력을 가질 수 있으며, 저항감소베인부(119)는 제2 베인절곡부(117)의 중앙부분에서 임펠러 몸체(111)의 끝단까지 위치되는 길이를 가지도록 제2 베인절곡부(117)에 설치될 수 있다.The resistance decreasing vane portion 119 is provided on the second vane bending portion 117 so as to be flexible with respect to the second vane bending portion 117, And the resistance reducing vane portion 119 may have a second vane bend portion 117 having a length that is positioned from the center portion of the second vane bend portion 117 to the end of the impeller body 111 ).

이와 같이 볼텍스 임펠러(110)가 설계되면, 설계된 자료를 기초로 볼텍스 임펠러(110)를 실물로 제작한다.When the vortex impeller 110 is designed as described above, the vortex impeller 110 is actually manufactured on the basis of the designed data.

이때, 볼텍스 임펠러(110)의 임펠러 몸체(111)와 임펠러 베인(113)은 주조하여 일체로 형성되고, 재료가 다른 저항감소베인부(119)만 별도로 제작한 후 설치하는 형태로 제작될 수 있다.At this time, the impeller body 111 of the vortex impeller 110 and the impeller vane 113 may be integrally formed by casting, and may be manufactured by separately forming the resistance reducing vane portion 119, .

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프(100)의 설계방법은 볼텍스 임펠러(110)의 설계 시 임펠러 베인(113)의 형상을 고려하여 구동모터(130)의 동력을 설정함으로써, 역회전에 따라 구동모터(130)의 소손이 발생하는 것을 방지할 수 있다.Therefore, the method of designing the vortex pump 100 for preventing burn-out by reverse rotation according to the embodiment of the present invention is designed in consideration of the shape of the impeller vane 113 when designing the vortex impeller 110, By setting the power, it is possible to prevent burnout of the drive motor 130 due to reverse rotation.

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.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And all changes and modifications to the scope of the invention.

100: 볼텍스 펌프 110: 볼텍스 임펠러
111: 임펠러 몸체 111a: 중심부
111b: 축공 113: 임펠러 베인
115: 제1 베인절곡부 117: 제2 베인절곡부
119: 저항감소베인부 120: 펌프케이싱
121: 유체 흡입구 123: 유체 토출구
125: 안착홈 130: 구동모터
135: 구동축 ED: 유효직경
A1: 제1 베인절곡부의 형성 각도 A2: 제2 베인절곡부의 형성각도
A3: 제1 베인절곡부와 제2 베인절곡부가 이루는 각도100: Vortex pump 110: Vortex impeller
111: Impeller body 111a:
111b: shaft hole 113: impeller vane
115: first vane bending part 117: second vane bending part
119: Resistance reducing vane part 120: Pump casing
121: fluid inlet port 123: fluid outlet port
125: seat groove 130: drive motor
135: drive shaft ED: effective diameter
A1: forming angle of the first vane bent portion A2: forming angle of the second vane bent portion
A3: Angle between the first and second vane bends

Claims (6)

회전하여 선회류를 발생시키는 볼텍스 임펠러, 상기 볼텍스 임펠러가 수용되며 상기 볼텍스 임펠러에 의해 발생되는 선회류에 의해 유체가 이동하며 압력을 발생시켜 유체를 흡입 및 토출하는 펌프케이싱, 상기 볼텍스 임펠러를 구동하는 구동모터를 포함하는 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프에 있어서,
상기 볼텍스 임펠러는
상기 구동모터의 구동축이 연결되는 임펠러 몸체, 및
상기 임펠러 몸체의 상면 또는 하면에 중앙에 유체가 이동하는 중심부를 형성하도록 상기 중심부의 동심원상으로 일정 간격 이격되어 상기 몸체에 세워지는 형태로 형성되는 복수 개의 임펠러 베인을 포함하고,
상기 임펠러 베인은 상기 볼텍스 임펠러의 정회전하는 방향에 대해 역회전하는 방향의 형상으로 형성되며,
상기 임펠러 베인은 상기 임펠러 몸체의 외경을 기준으로 70%의 직경을 갖는 유효직경에서 상기 중심부가 위치된 방향으로 연장되고 상기 볼텍스 임펠러의 회전방향 전방을 향해 경사진 제1 베인절곡부와, 상기 유효직경에 위치되는 상기 제1 베인절곡부의 끝단에서 상기 임펠러 몸체의 외측단까지 연장되고 상기 볼텍스 임펠러의 회전방향 전방을 향해 경사진 제2 베인절곡부를 포함하고,
상기 제2 베인절곡부는 상기 제2 베인절곡부의 중앙부분에서 상기 임펠러 몸체의 외측단까지 상기 제2 베인절곡부에서 반대방향으로 기울어져 상기 볼텍스 임펠러의 회전 시 유체에 의한 저항을 감소시키는 저항감소베인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프.A pump casing which receives the vortex impeller and receives a fluid generated by the vortex flow generated by the vortex impeller and generates a pressure to suck and discharge the fluid; In a vortex pump for preventing burn-out by reverse rotation including a drive motor,
The vortex impeller
An impeller body to which a drive shaft of the drive motor is connected,
And a plurality of impeller vanes formed on the body so as to be concentrically spaced apart from the central portion so as to form a central portion through which the fluid moves in the center on the upper surface or the lower surface of the impeller body,
Wherein the impeller vane is formed in a shape of a direction that reversely rotates with respect to a direction of forward rotation of the vortex impeller,
Wherein the impeller vane includes a first vane bending portion extending in a direction in which the center portion is located at an effective diameter having a diameter of 70% with respect to an outer diameter of the impeller body and inclined toward the forward direction of rotation of the vortex impeller, And a second vane bend extending from an end of the first vane bend portion located at a diameter to an outer end of the impeller body and inclined toward a forward direction of rotation of the vortex impeller,
Wherein the second vane bend is inclined in the opposite direction at the second vane bend from a central portion of the second vane bend to an outer end of the impeller body to reduce resistance by fluid during rotation of the vortex impeller, Wherein the pump comprises a plurality of vortex pumps. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 베인절곡부와 상기 제2 베인절곡부의 사이에 이루는 각도는 100°이상 140°이하인 것을 특징으로 하는 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프.The method according to claim 1,
Wherein an angle formed between the first vane bend portion and the second vane bend portion is 100 DEG or more and 140 DEG or less. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 볼텍스 임펠러는
상기 구동축에 가해지는 축동력(Ls)은 r을 비중, H를 양정 Q를 유량, Eff를 적용펌프효율이라 할때,
Figure 112018120183569-pat00007
에 의해 계산되며,
상기 적용펌프효율(Eff)은 μ를 설계 시 설정된 설정펌프효율, LF를 감소율이라 할 때,
Figure 112018120183569-pat00008
에 의해 계산되어 제작되고,
LF는 0.3 이상 0.7 이하의 범위의 소수 값인 것을 특징으로 하는 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프.The method according to claim 1,
The vortex impeller
When the driving force Ls applied to the driving shaft is r specific gravity, H is the head flow Q, Eff is the pump efficiency,
Figure 112018120183569-pat00007
Lt; / RTI >
When the applied pump efficiency (Eff) is the set pump efficiency set at the time of designing, and LF is the reduction rate,
Figure 112018120183569-pat00008
Lt; / RTI >
Wherein LF is a prime number in the range of 0.3 to 0.7 inclusive. 제1항에 기재된 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프의 설계방법으로서,
상기 볼텍스 펌프가 설치될 조건에 따라 사양을 결정하는 단계,
상기 결정된 사양에 따라 상기 볼텍스 임펠러를 설계하는 단계를 포함하고,
상기 볼텍스 임펠러를 설계하는 단계에서,
상기 구동축에 가해지는 축동력(Ls)은 r을 비중, H를 양정 Q를 유량, Eff를 적용펌프효율이라 할때,
Figure 112018120183569-pat00009
에 의해 계산되고,
상기 적용펌프효율(Eff)은 μ를 설계 시의 설정펌프효율, LF를 감소율이라 할 때,
Figure 112018120183569-pat00010
에 의해 계산되어 설계되며,
LF는 0.3 이상 0.7 이하의 범위의 소수 값인 것을 특징으로 하는 역회전에 의한 소손을 방지한 볼텍스 펌프의 설계방법.A method of designing a vortex pump for preventing burn-out by reverse rotation according to claim 1,
Determining a specification according to a condition in which the vortex pump is to be installed,
And designing the vortex impeller according to the determined specification,
In the step of designing the vortex impeller,
When the driving force Ls applied to the driving shaft is r specific gravity, H is the head flow Q, Eff is the pump efficiency,
Figure 112018120183569-pat00009
Lt; / RTI >
When the applied pump efficiency (Eff) is defined as the set pump efficiency at the time of designing and LF is the reduction rate,
Figure 112018120183569-pat00010
And is designed to be calculated by < RTI ID =
And LF is a prime number in the range of 0.3 to 0.7. 2. A method of designing a vortex pump for preventing burn-out by reverse rotation.
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