KR102078830B1 - 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 누수에 의한 모터의 손상을 방지하기 위한 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프는 전기에 의해 회전축이 회전하여 구동하는 모터부, 상기 모터부를 감싸 기밀하는 모터케이싱, 상기 모터케이싱의 하부에 위치되며 유체가 흡입되는 흡입구와 흡입된 유체를 토출하는 토출구가 형성된 펌프케이싱, 상기 펌프케이싱의 내부에서 상기 회전축에 의해 회전 가능하게 결합되어 유체를 흡입 및 토출하는 임펠러, 상기 모터케이싱의 하부에 위치되어 상기 회전축을 지지하는 베어링이 안착되는 베어링커버, 상기 모터케이싱과 상기 펌프케이싱의 사이에 위치되어 상기 모터케이싱과 상기 펌프케이싱을 결합하며 상기 모터케이싱의 내부로 누수를 방지하기 위해 누수된 물을 수용하는 누수 격실이 형성되는 격실모듈, 및 상기 격실모듈과 상기 베어링커버의 사이에 형성되어 상기 회전축에 오일을 공급하기 위한 오일이 충전되는 오일챔버를 포함하고, 상기 격실모듈은 상기 모터케이싱의 하부를 밀폐하는 제1 격실커버, 상기 제1 격실커버의 하부에 결합되어 상기 제1 격실커버와 함께 상기 누수 격실을 형성하는 제2 격실커버, 상기 베어링커버와 상기 제1 격실커버의 사이에 상기 오일챔버를 형성하도록 상기 제1 격실커버의 상면의 둘레를 따라 오목하게 형성되는 오일수용부, 및 상기 제2 격실커버에 형성되어 상기 임펠러와의 사이로 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 상기 임펠러의 둘레가 삽입되어 안착되는 임펠러안착홈을 포함한다. 따라서, 누수에 따른 모터부의 손상을 방지할 수 있다.

Description

모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프 {A under-water pump with modular leak chamber}
본 발명은 누수에 의한 모터의 손상을 방지하기 위한 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프에 관한 것이다.
일반적으로 수중펌프는 집수정에 위치되어 집수정에 저장된 유체를 외부로 이송하기 위해 토출한다.
수중펌프는 수중에 위치되기 때문에 누수가 발생하는 경우, 모터에 물이 유입되면서, 합선 등의 모터에 손상이 발생하는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위해 종래에는 일본공개실용신안공보 소52-114401호에 수중펌프가 개시된 바가 있다.
상기한 종래의 수중펌프는 기름실와 모터실의 사이에 물실이 설치되어 누수의 발생시 물실에 누수된 물을 가둬둠으로써, 침수로 인한 모터의 전기적인 손상의 발생을 방지할 수 있었다.
하지만 종래의 수중펌프는 기름실과 모터실 사이에 물실이 설치되기 때문에 메카니컬 씰의 마모 또는 열화로 인해 누수가 발생할 경우, 바로 물실로 물입되기 때문에 물실의 바로 상부에 위치되는 모터로 쉽게 물이 유입되면서 모터가 소손되는 문제점이 있었다.
또한, 메카니컬 씰이 손상되는 경우, 추가적인 보완책이 없어 바로 펌프의 기동을 정지해야 하기 때문에 조치를 취하기 위한 시간의 확보가 어려운 문제점이 있었다.
또한, 누수에 따른 조치를 수행하기 위해서는 각 구성을 일일히 분해해서 교체해야 하기 때문에 유지보수가 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 누수에 의한 모터의 손상을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 메카니컬 씰이 손상되더라도 추가적인 보완수단에 의해 기밀을 수행하여 작동을 정지 시키지 않더라도 누수를 조치하기 위한 시간을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 용이하게 유지보수를 수행할 수 있는 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프는 전기에 의해 회전축이 회전하여 구동하는 모터부, 상기 모터부를 감싸 기밀하는 모터케이싱, 상기 모터케이싱의 하부에 위치되며 유체가 흡입되는 흡입구와 흡입된 유체를 토출하는 토출구가 형성된 펌프케이싱, 상기 펌프케이싱의 내부에서 상기 회전축에 의해 회전 가능하게 결합되어 유체를 흡입 및 토출하는 임펠러, 상기 모터케이싱의 하부에 위치되어 상기 회전축을 지지하는 베어링이 안착되는 베어링커버, 상기 모터케이싱과 상기 펌프케이싱의 사이에 위치되어 상기 모터케이싱과 상기 펌프케이싱을 결합하며 상기 모터케이싱의 내부로 누수를 방지하기 위해 누수된 물을 수용하는 누수 격실이 형성되는 격실모듈, 및 상기 격실모듈과 상기 베어링커버의 사이에 형성되어 상기 회전축에 오일을 공급하기 위한 오일이 충전되는 오일챔버를 포함하고, 상기 격실모듈은 상기 모터케이싱의 하부를 밀폐하는 제1 격실커버, 상기 제1 격실커버의 하부에 결합되어 상기 제1 격실커버와 함께 상기 누수 격실을 형성하는 제2 격실커버, 상기 베어링커버와 상기 제1 격실커버의 사이에 상기 오일챔버를 형성하도록 상기 제1 격실커버의 상면의 둘레를 따라 오목하게 형성되는 오일수용부, 및 상기 제2 격실커버에 형성되어 상기 임펠러와의 사이로 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 상기 임펠러의 둘레가 삽입되어 안착되는 임펠러안착홈을 포함한다.
상기 회전축이 관통하여 끼워지도록 상기 제1 격실커버와 상기 제2 격실커버를 관통하여 형성되는 모듈축공, 및 상기 격실모듈의 교체 시 함께 교체하도록 상기 제1 격실커버와 상기 제2 격실커버의 사이에 설치되어 상기 모듈축공과 상기 회전축의 사이를 기밀하는 메카니컬씰을 포함할 수 있다.
상기 제1 격실커버의 상부 둘레를 따라 돌출되어 상기 모터케이싱이 외측면에 끼워져 고정되며, 상기 베어링커버가 내측면에 끼워져 고정되어 기밀을 수행하는 기밀돌출부를 포함할 수 있다.
상기 격실모듈은 상기 격실모듈을 관통하는 상기 회전축과 상기 격실모듈의 사이에 설치되어 상기 누수 격실에 누수가 발생하는 경우, 누수된 물에 의해 팽창하여 상기 격실모듈과 상기 회전축의 사이를 기밀하는 팽창씰을 포함할 수 있다.
상기 팽창씰은 내부가 중공 형태로 형성되며 물이 유입되는 유입공이 형성되며 탄성변형에 따라 팽창되는 팽창튜브, 상기 팽창튜브의 내부에 수용되어 물과 반응하여 증기를 발생하고 발생하는 증기에 의해 상기 팽창튜브를 팽창시키는 팽창제를 포함할 수 있다.
상기 격실모듈은 상기 누수 격실로 유입된 누수된 물을 상기 팽창씰이 위치되는 부분으로 제공하는 공급유로, 및 상기 누수 격실에 누수가 발생하여 미리 설정된 수위로 물이 차오르면, 상기 공급유로로 누수된 물이 공급되어 상기 팽창씰이 팽창하도록 상기 공급유로를 미리 설정된 수위 높이만큼 상기 공급유로를 연장하는 연장파이프를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 오일챔버의 하부에 누수된 물을 수용하는 누수 격실이 형성되어 누수의 발생 시 누수 격실에 누수된 물이 수용되어 모터부의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 누수 격실의 상부에 오일챔버가 위치되기 때문에 누수 격실에서 누수가 발생하더라도 오일챔버가 누수의 발생을 방지하여 모터부의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 격실모듈의 내부에 메카니컬씰이 설치되고, 격실모듈이 모터케이싱과 펌프케이싱을 연결하도록 결합되어 일부의 구성이 고장이 발생하는 경우, 고장이 발생한 구성만 용이하게 교체하여 유지보수를 용이하게 수행할 수 있으며, 유지보수비용을 절감할 수 있다.
또한, 메카니컬씰의 손상이 발생하여 누수 격실에 누수가 발생하는 경우, 팽창씰이 팽창하면서 메카니컬씰의 기능을 대신함으로써, 누수의 발생에 따른 조치시간을 확보할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프를 분해한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프를 도시한 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프를 구성하는 팽창씰의 작동상태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프(100)는 모터부(110)를 포함할 수 있다.
이 모터부(110)는 고정자(111)와 회전자(112)를 포함할 수 있다.
고정자(111)에는 원통 형상으로 형성되어 코일이 권선되며 코일에 전기를 공급할 경우, 코일에 의해 자력이 발생할 수 있다.
회전자(112)는 고정자(111)의 내부에 설치되어 고정자(111)에서 발생하는 자력에 의해 회전할 수 있으며, 회전자(112)는 중앙에는 회전축(113)이 설치되어 회전자(112)의 회전 시 회전축(113)이 함께 회전할 수 있다.
물론, 모터부(110)는 회전자(112)에 코일이 권선되어 자력을 발생하고, 고정자(111)는 영구자석으로 구현되어 고정자(111)에서 회전자(112)가 회전하도록 구성될 수도 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프(100)는 모터케이싱(115)을 포함할 수 있다.
모터케이싱(115)은 수중에 위치되는 모터부(110)에 유체가 유입되지 않도록 모터부(110)를 감싸는 형태로 형성될 수 있으며, 하부는 개방된 형태로 형성될 수 있다.
모터케이싱(115)은 하부가 개방된 형태로 형성될 수 있으며, 모터케이싱(115)의 내부에는 고정자(111)와 회전자(112)가 위치될 수 있다.
한편, 모터케이싱(115)의 상부에는 회전자(112)를 관통하여 돌출되는 회전축(113)의 상부를 지지하는 상부 베어링(BR)이 설치될 수 있으며, 모터케이싱(115)의 상부에는 모터부(110)에 전원을 공급하기 위한 전원선이나 작동을 제어하기 위한 센서케이블 등이 연결되는 정션박스가 설치될 수 있다.
그리고, 모터케이싱(115)의 상부에는 정션박스를 덮어 기밀하는 상부캡(117)이 설치될 수 있으며, 상부캡(117)을 통해 수중펌프(100)가 설치되는 수조의 외부에서 전원선 및 센서케이블 등이 인입되어 정션박스에 결합될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프(100)는 펌프케이싱(120)을 포함할 수 있다.
이 펌프케이싱(120)은 모터케이싱(115)의 하부에 위치될 수 있으며, 펌프케이싱(120)의 하부에는 유체가 흡입되는 흡입구(121)가 형성되며, 측면으로는 흡입된 유체가 토출되는 토출구(123)가 형성될 수 있다.
펌프케이싱(120)은 흡입구(121)로 흡입된 유체가 나선형태로 가이드되어 토출구(123)로 토출되도록 평면에서 바라봤을 때, 중앙의 흡입구(121)의 둘레에서 토출구(123)로 갈수록 점점 면적이 넓어지는 형상으로 형성될 수 있다.
펌프케이싱(120)의 상부에는 하기에 설명될 격실모듈(160)이 안착되도록 관통된 모듈안착공(125)이 관통하여 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프(100)는 임펠러(130)를 포함할 수 있다.
이 임펠러(130)는 회전에 의해 강제적인 압력차를 발생하여 유체를 흡입하여 토출할 수 있다.
임펠러(130)는 펌프케이싱(120)의 흡입구(121)와 대응되는 펌프케이싱(120)의 내부에 위치되고, 모터부(110)의 회전축(113)에 결합되어 회전축(113)에 의해 회전할 수 있다.
임펠러(130)는 복수 개의 베인을 갖는 원심 임펠러(130)이거나, 유체에 포함된 이물질을 그대로 흡입하여 토출할 수 있는 하나의 베인을 갖는 싱글 베인 임펠러(130)로 구현될 수 있다.
여기서, 임펠러(130)는 다양한 형태의 공지된 원심 임펠러(130)가 적용될 수 있으므로 임펠러(130)의 형상을 한정하진 않는다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프(100)는 베어링커버(140)를 포함할 수 있다.
이 베어링커버(140)는 모터케이싱(115)의 하부를 밀폐할 수 있으며, 모터케이싱(115)에서 임펠러(130)를 향해 돌출되는 회전축(113)의 하부를 지지하는 하부 베어링(BR)이 설치될 수 있다.
베어링커버(140)는 하기에 설명될 격실모듈(160)과 함께 회전축(113)에 오일을 공급하기 위한 오일챔버(150)를 형성하도록 하부 베어링(BR)이 설치된 둘레에 하부가 개방된 형태의 오일홈(141)이 베어링커버(140)의 둘레를 따라 형성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프(100)는 오일챔버(150)를 포함할 수 있다.
이 오일챔버(150)는 격실모듈(160)과 베어링커버(140)의 사이에 형성되어 회전축(113)을 윤활하기 위한 오일이 충전될 수 있다.
오일챔버(150)의 중앙에는 회전축(113)이 관통하여 지나 회전축(113)에 오일이 공급될 수 있으며, 오일챔버(150)는 만약 격실모듈(160)을 통해 누수가 발생하는 경우, 누수된 물을 수용하여 모터케이싱(115)의 내부로 물이 유입되어 모터부(110)가 손상되는 것을 차단하는 기능을 수행할 수도 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프(100)는 격실모듈(160)을 포함할 수 있다.
이 격실모듈(160)은 펌프케이싱(120)에 형성된 모듈안착공(125)에 안착되어 펌프케이싱(120)의 개방된 모듈안착공(125)을 밀폐할 수 있으며, 격실모듈(160)에는 누수된 물을 수용하여 모터부(110)로 누수된 물이 유입됨에 따라 발생하는 손상을 방지하도록 내부가 빈 공간형태의 누수 격실(167)이 형성될 수 있다.
그리고, 격실모듈(160)의 상부에는 모터케이싱(115)이 결합되어 격실모듈(160)이 펌프케이싱(120)과 모터케이싱(115)을 연결하는 기능을 수행할 수 있다
격실모듈(160)은 제1 격실커버(161)와 제2 격실커버(165)가 결합되어 내부가 빈 공간형태의 누수 격실(167)을 형성할 수 있다.
제1 격실커버(161)는 펌프케이싱(120)의 하부를 밀폐하고, 제2 격실커버(165)는 펌프케이싱(120)에 안착되어 상호 결합됨에 따라 펌프케이싱(120)과 모터부(110)의 사이에 누수 격실(167)이 위치하도록 모터케이싱(115)과 펌프케이싱(120)을 연결할 수 있다.
제1 격실커버(161)과 제2 격실커버(165)의 각각 중앙에는 회전축(113)이 관통하여 펌프케이싱(120)의 내부에 위치되는 임펠러(130)와 결합되도록 각각 모듈축공(161a,165a)이 관통하여 형성될 수 있다.
그리고, 제1 격실커버(161)와 제2 격실커버(165)의 사이에는 회전축(113)과 격실모듈(160)을 전기적으로 절연함과 동시에 모듈축공(161a,165a)을 통해 누수를 방지하기 위한 메카니컬씰(170)이 설치될 수 있다.
메카니컬씰(170)은 제1 격실커버(161)와 제2 격실커버(165)의 모듈축공(161a,165a)과 회전축(113)의 사이를 기밀할 수 있으며, 메카니컬씰(170)은 스프링의 탄성력에 의해 각 모듈축공(161a,165a)에 설치되는 축공씰을 가압하여 밀착시키도록 구성되어 회전축(113)과 모듈축공(161a,165a)의 사이로 누수가 발생하는 것을 차단할 수 있다.
여기서, 격실모듈(160)에는 메카니컬씰(170)이 설치되기 때문에 메카니컬씰(170)이 마모에 따라 격실모듈(160)의 내부로 누수가 발생할 경우에는 격실모듈(160)를 교체하면 메카니컬씰(170)까지 함께 교체가 가능하기 때문에 유지보수가 유리한 이점이 있다.
제1 격실커버(161)의 상부에는 제1 격실커버(161)의 둘레를 따라 돌출되는 기밀돌출부(162)가 형성될 수 있으며, 기밀돌출부(162)의 외측면에는 모터케이싱(115)의 하부 내측 둘레가 끼워져 결합되며, 기밀돌출부(162)의 내측면에는 베어링커버(140)의 둘레가 끼워져 안착될 수 있다.
즉, 기밀돌출부(162)가 베어링커버(140)를 지지함과 동시에 모터케이싱(115)이 끼워져 고정하는 기능을 함께 수행할 수 있으며, 기밀돌출부(162)가 모터케이싱(115)의 내측면에 밀착되고, 베어링커버(140)의 둘레에 밀착되어 일부 겹쳐지는 형태로 설치되기 때문에 모터케이싱(115)과 제1 격실커버(161)의 사이 및 제1 격실커버(161)와 오일챔버(150)의 사이에 기밀성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 제1 격실커버(161)에서 기밀돌출부(162)의 내측으로는 오목한 형태로 형성되어 기밀돌출부(162)의 내측에 끼워져 결합되는 베어링커버(140)의 오일홈(141)과 함께 오일챔버(150)를 형성하여 오일을 수용하도록 오목한 형태의 오일수용부(163)가 형성될 수 있다.
제2 격실커버(165)의 하부에는 펌프케이싱(120)의 내부에 위치되는 임펠러(130)가 안착되는 임펠러안착홈(165b)이 형성될 수 있다.
임펠러안착홈(165b)은 임펠러(130)의 단부가 일부 삽입되도록 안착되고 임펠러(130)가 임펠러안착홈(165b)에 안착된 상태에서 회전하여 임펠러(130)와 제2 격실커버(165)의 사이로 이물질이 유입되면서 끼어 모터부(110)의 효율이 하락되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 제1 격실커버(161)와 제2 격실커버(165)의 사이, 기밀돌출부(162)와 베어링커버(140)의 사이 및 기밀돌출부(162)와 펌프케이싱(120)의 사이에는 각각 기밀을 수행하기 위한 오링씰이 설치됨은 물론이다.
모터케이싱(115)은 기밀돌출부(162)의 외주면에 끼워진 상태에서 제1 격실커버(161)에 볼트에 의해 체결되고, 제1 격실커버(161)는 제2 격실커버(165)와 함께 볼트가 관통하여 펌프케이싱(120)에 볼트에 의해 체결되는 형태로 구성되어 격실모듈(160)에 누수가 발생하는 경우, 격실모듈(160)만 펌프케이싱(120)과 모터케이싱(115)에서 교체하는 형태로 용이하게 유지보수를 수행할 수 있다.
격실모듈(160)은 누수감지센서(190)를 포함할 수 있다.
이 누수감지센서(190)는 누수 격실(167)에 미리 설정된 수위만큼 누수가 발생하는 경우, 누수가 발생하여 조치하도록 외부에 경고하는 신호를 발생하거나, 모터부(110)의 손상을 방지하기 위해 모터부(110)로 제공되는 전원을 차단할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 격실모듈(160)은 팽창씰(180)을 포함할 수 있다.
이 팽창씰(180)은 누수 격실(167)에 누수가 발생하는 경우, 누수된 물에 의해 팽창되어 회전축(113)과 격실모듈(160)의 사이를 기밀할 수 있다.
팽창씰(180)은 제2 격실커버(165)에 회전축(113)이 관통하여 설치되는 모듈축공(165a)에 설치되어 누수가 발생하는 경우, 모듈축공(165a)과 회전축(113)의 사이를 기밀할 수 있으며, 팽창씰(180)은 제2 격실커버(165)의 모듈축공(165a)과 회전축(113)의 사이를 기밀하는 메카니컬씰(170)보다는 하부에 위치되어 기밀을 수행하도록 모듈축공(165a)에 설치될 수 있다.
여기서, 팽창씰(180)은 회전축(113)에 접촉되는 경우 회전하는 회전축(113)에 의해 마모가 발생하기 때문에 팽창씰(180)이 팽창되지 않은 일반적인 작동상태에서는 회전축(113)에 접촉되지는 않도록 모듈축공(165a)에 위치될 수 있다.
팽창씰(180)은 팽창제(185)와 팽창튜브(181)를 포함할 수 있다.
팽창튜브(181)는 내부가 빈 튜브의 형상으로 형성될 수 있으며, 팽창튜브(181)의 외측 둘레에는 누수된 물이 유입되는 유입공(182)이 형성될 수 있다.
팽창튜브(181)는 부피가 팽창될 수 있도록 탄성변형될 수 있는 재료로 형성될 수 있으며, 팽창튜브(181)는
팽창제(185)는 팽창튜브(181)의 내부에 충전될 수 있으며, 팽창제(185)는 누수된 물에 의해 팽창튜브(181)를 팽창시킬 수 있다. 팽창제(185)는 물을 흡수하면 부피가 팽창하는 재료이거나, 물과 반응하여 증기를 발생하는 재료일 수 있다.
실시예에서 팽창제(185)는 물과 반응하여 증기와 열을 발생하는 산화칼슘을 적용하였다.
산화칼슘은 물과 반응할 경우, 증기와 함께 열을 발생하기 때문에 팽창튜브(181)를 팽창시켜 팽창튜브(181)가 팽창되면서, 회전축(113)에 맞닿아 메카니컬씰(170)의 마모에 따라 누수 격실(167)로 누수를 차단할 수 있다.
팽창씰(180)은 덮개(183) 및 가열되면 액화되어 접착되는 핫멜트 접착제(184)를 포함할 수 있다.
덮개(183)는 물과 팽창제(185)가 반응 시 물이 유입되는 유입공(182)으로 증기가 새어 나가는 것을 차단하기 위해 유입공(182)을 밀폐할 수 있다.
덮개(183)는 유입공(182)에서 핫멜트 접착제(184)에 의해 이격된 상태로 위치되다가 물이 유입되면서 팽창제(185)가 물과 반응하여 열과 증기가 발생하면, 열에 의해 용융되어 유입공(182)에서 이격된 덮개(183)를 팽창튜브(181)의 내부에서 발생하는 증기의 압력에 의해 유입공(182)에 밀착시키는 형태로 유입공(182)을 밀폐할 수 있다.
한편, 제2 격실커버(165)에는 누수 격실(167)과 팽창씰(180)이 위치된 부분을 연결하여 누수 격실(167)로 누수된 물이 팽창씰(180)로 공급하는 공급유로(168)가 형성될 수 있다.
그리고, 공급유로(168)에는 누수 격실(167)에 미리 설정된 수위만큼 누수가 발생하는 경우에만, 팽창씰(180)이 작동하도록 미리 설정된 수위만큼의 길이를 가져 공급유로(168)를 연장하는 연장파이프(169)가 설치될 수 있다.
예를 들어, 누수 격실(167)에 누수가 발행하여 물이 차오르는 경우, 누수 격실(167)이 만 수위가 되지 않는 이상 오일챔버(150)를 통해 모터부(110)로 물이 유입되지는 않기 때문에 누수 격실(167)에 미리 설정된 수위만큼 물이 차오르면 팽창씰(180)에 물이 공급되면서 임시적으로 기밀을 수행함으로써, 누수에 따른 조치를 취하기 전까지의 시간을 확보할 수 있다.
이때, 누수감지센서(190)가 누수를 감지하기 위한 수위와 연장파이프(169)로 물이 유입되는 수위는 동일하게 설정하거나, 수위감지센서의 누수를 감지하는 수위보다는 팽창씰(180)로 물이 유입되는 수위가 더 높게 설정되어 수위감지센서가 누수를 감지하기 이전에 팽창씰(180)이 작동하여 누수를 차단하도록 구성될 수도 있다.
이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프(100)는 하부가 개방된 형태의 모터케이싱(115)의 내부에 모터부(110)가 삽입되어 위치되며, 모터케이싱(115)의 개방된 하부로는 하부 베어링(BR)이 지지되는 베어링커버(140)가 회전축(113)에 끼워지는 형태로 설치된다.
그리고, 모터케이싱(115)과 펌프케이싱(120)의 사이에는 격실모듈(160)이 결합되고, 격실모듈(160)의 하부에 위치되는 제2 격실커버(165)의 임펠러안착홈(165b)에 임펠러(130)가 안착된 상태에서 모터부(110)의 회전축(113)이 모듈축공(165a)과 메카니컬씰(170)을 관통하여 임펠러(130)에 결합된다.
여기서, 격실모듈(160)은 제1 격실커버(161)의 상부에서 돌출되는 기밀돌출부(162)의 외주에 모터케이싱(115)의 내주가 끼워지고, 기밀돌출부(162)의 내주에는 베어링커버(140)가 끼워지는 형태로 모터케이싱(115)과 베어링커버(140)가 제1 격실커버(161)에 결합되며, 제2 격실커버(165)가 펌프케이싱(120)에 형성된 모듈안착공(125)에 안착되는 형태로 모터케이싱(115)과 펌프케이싱(120)을 연결하도록 결합된다.
이때, 기밀돌출부(162)의 내주에 끼워진 베어링커버(140)와 제1 격실커버(161)의 사이에 오일홈(141)과 오일수용부(163)에 의해 오일챔버(150)가 형성된다.
한편, 격실모듈(160)은 제1 격실커버(161)와 제2 격실커버(165)의 사이에 메카니컬씰(170)이 회전축(113)과 각 모듈축공(161a,165a)을 기밀하는 메카니컬씰(170)이 삽입된 상태이며, 격실모듈(160)에는 메카니컬씰(170)의 마모와 열화로 인해 누수되는 물이 수용되는 누수 격실(167)이 형성된다.
그리고, 제2 격실커버(165)의 모듈축공(165a)을 밀폐하는 메카니컬씰(170)의 하부에는 팽창씰(180)이 설치된다.
팽창씰(180)은 팽창튜브(181)의 내부에 팽창제(185)가 수용되며, 팽창튜브(181)에는 외부로부터 물이 유입되는 유입공(182)이 형성되고, 유입공(182)의 내측에는 핫멜트 접착제(184)에 의해 덮개(183)가 이격되도록 배치된다.
그리고, 누수 격실(167)에 누수되는 물이 팽창씰(180)로 공급될 수 있도록 제2 격실커버(165)에는 공급유로(168)가 형성되며, 공급유로(168)에는 미리 설정된 수위만큼 누수 격실(167)에 누수가 발생하는 경우, 공급유로(168)를 통해 팽창씰(180)로 누수된 물이 공급될 수 있도록 연장파이프(169)가 미리 설정된 높이로 설치된다.
또한, 누수 격실(167)에는 미리 설정된 수위만큼 누수가 발생하는 경우, 모터부(110)를 정지시키거나, 외부에 누수가 발생하였음을 알리기 위해 경고신호를 발생하는 수위감지센서가 설치된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프(100)는 집수정에 설치되어 모터부(110)에 임펠러(130)가 회전하고 회전하는 임펠러(130)에 의해 펌프케이싱(120)의 흡입구(121)로 집수정에 집수된 유체를 흡입하고, 흡입된 유체를 토출구(123)로 토출한다.
한편, 회전축(113)의 회전에 따라 메카니컬씰(170)이 열화되거나, 마모에 의해 회전축(113)과 메카니컬씰(170)의 사이로 누수가 발생하면, 누수되는 물은 누수 격실(167)로 유입되어 누수되는 물이 모터부(110)로 유입되어 모터부(110)의 손상을 방지할 수 있다.
그리고, 누수 격실(167)에 계속적으로 누수가 발생하여 미리 설정된 수위만큼 물이 차면 수위를 넘는 유체가 연장파이프(169)로 유입되면서 공급유로(168)를 통해 팽창씰(180)로 제공된다.
팽창씰(180)로 제공되는 물은 팽창튜브(181)의 유입공(182)으로 유입되고, 유입공(182)으로 유입된 물은 팽창제(185)와 반응하여 팽창제(185)가 증기와 열을 발생하고, 발생하는 증기가 팽창튜브(181)를 팽창시켜 팽창튜브(181)가 제2 격실커버(165)의 모듈축공(165a)에서 회전축(113)에 밀착되면서 기능을 상실한 메카니컬씰(170)을 대신하여 기밀을 수행한다(도 4 참조).
여기서, 팽창튜브(181)로 물이 유입되면 팽창제(185)와 반응하며 증기를 발생할 뿐만 아니라, 열이 발생하고, 이 열에 의해 유입공(182)에서 덮개(183)를 이격되도록 지지하는 핫멜트 접착제(184)가 용융된다.
그리고, 덮개(183)는 팽창튜브(181)의 압력에 의해 유입공(182)에 밀착되면서 용융된 핫멜트 접착제(184)에 의해 유입공(182)에 밀착된 상태로 덮개(183)가 접착되어 발생된 증기가 유입공(182)을 통해 유출되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 누수 격실(167)에 미리 설정된 수위만큼 물이 차올라 팽창씰(180)이 팽창하면, 이와 동시에 누수감지센서(190)가 작동하여 누수 격실(167)에 누수가 발생하여 초치가 필요함을 외부에 알린다.
이때, 초치를 수행하기 전까지는 팽창씰(180)이 누수를 차단하기 때문에 조치에 필요한 시간을 확보한다.
그리고, 누수에 따른 조치를 취할 때에는 수중펌프(100)를 집수정에서 인양한 상태에서 모터케이싱(115)과 펌프케이싱(120)의 사이를 연결하는 격실모듈(160)을 교체하는 형태로 누수에 따른 조치를 취할 수 있기 때문에 신속한 조치가 가능하며, 모터부(110)의 고장이 발생하거나, 펌프케이싱(120)이 손상된다 하더라도 일부분만 교체가 가능하기 때문에 유지보수비용을 절감할 수 있으며, 신속한 조치가 가능하다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프(100)는 격실모듈(160)에 형성된 누수 격실(167)에 의해 누수되는 물을 수용하여 누수로 인한 모터부(110)의 손상을 방지할 수 있으며, 격실모듈(160)이 모터부(110)가 설치되는 모터케이싱(115)과 임펠러(130)가 위치되는 펌프케이싱(120)을 연결하는 형태로 설치되기 때문에 어느 한 부분이 고장이 발생할 경우, 고장이 발생한 부분만을 교체하는 형태로 수리가 가능하기 때문에 유지보수가 용이할 뿐만 아니라, 유지보수비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 격실모듈(160)에 팽창씰(180)이 설치되어 메카니컬씰(170)의 손상으로 인해 누수가 발생한 경우, 메카니컬씰(170)을 대체하여 기밀을 수행하는 기능을 수행함으로써, 누수에 따른 조치에 필요한 시간을 확보할 수 있으며, 누수가 확대되어 모터부(110)의 손상이 발생하는 것을 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: 수중펌프 110: 모터부
111: 고정자 112: 회전자
113: 회전축 115: 모터케이싱
117: 상부캡 120: 펌프케이싱
121: 흡입구 123: 토출구
125: 모듈안착공 130: 임펠러
140: 베어링커버 141: 오일홈
150: 오일챔버 160: 격실모듈
161: 1 격실커버 161a: 165a: 모듈축공
162: 기밀돌출부 163: 오일수용부
165: 제2 격실커버 165b: 임펠러안착홈
167: 누수 격실 168: 공급유로
169: 연장파이프 170: 메카니컬씰
180: 팽창씰 181: 팽창튜브
182: 유입공 183: 덮개
184: 핫멜트 접착제 185: 팽창제
190: 누수감지센서 BR: 베어링

Claims (6)

  1. 전기에 의해 회전축이 회전하여 구동하는 모터부,
    상기 모터부를 감싸 기밀하는 모터케이싱,
    상기 모터케이싱의 하부에 위치되며 유체가 흡입되는 흡입구와 흡입된 유체를 토출하는 토출구가 형성된 펌프케이싱,
    상기 펌프케이싱의 내부에서 상기 회전축에 의해 회전 가능하게 결합되어 유체를 흡입 및 토출하는 임펠러,
    상기 모터케이싱의 하부에 위치되어 상기 회전축을 지지하는 베어링이 안착되는 베어링커버,
    상기 모터케이싱과 상기 펌프케이싱의 사이에 위치되어 상기 모터케이싱과 상기 펌프케이싱을 결합하며 상기 모터케이싱의 내부로 누수를 방지하기 위해 누수된 물을 수용하는 누수 격실이 형성되는 격실모듈, 및
    상기 격실모듈과 상기 베어링커버의 사이에 형성되어 상기 회전축에 오일을 공급하기 위한 오일이 충전되는 오일챔버를 포함하고,
    상기 격실모듈은
    상기 모터케이싱의 하부를 밀폐하는 제1 격실커버,
    상기 제1 격실커버의 하부에 결합되어 상기 제1 격실커버와 함께 상기 누수 격실을 형성하는 제2 격실커버,
    상기 베어링커버와 상기 제1 격실커버의 사이에 상기 오일챔버를 형성하도록 상기 제1 격실커버의 상면의 둘레를 따라 오목하게 형성되는 오일수용부, 및
    상기 제2 격실커버에 형성되어 상기 임펠러와의 사이로 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 상기 임펠러의 둘레가 삽입되어 안착되는 임펠러안착홈을 포함하고,
    상기 회전축이 관통하여 끼워지도록 상기 제1 격실커버와 상기 제2 격실커버를 관통하여 형성되는 모듈축공, 및
    상기 격실모듈의 교체 시 함께 교체하도록 상기 제1 격실커버와 상기 제2 격실커버의 사이에 설치되어 상기 모듈축공과 상기 회전축의 사이를 기밀하는 메카니컬씰을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 격실커버의 상부 둘레를 따라 돌출되어 상기 모터케이싱이 외측면에 끼워져 고정되며, 상기 베어링커버가 내측면에 끼워져 고정되어 기밀을 수행하는 기밀돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 격실모듈은
    상기 격실모듈을 관통하는 상기 회전축과 상기 격실모듈의 사이에 설치되어 상기 누수 격실에 누수가 발생하는 경우, 누수된 물에 의해 팽창하여 상기 격실모듈과 상기 회전축의 사이를 기밀하는 팽창씰을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 팽창씰은
    내부가 중공 형태로 형성되며 물이 유입되는 유입공이 형성되며 탄성변형에 따라 팽창되는 팽창튜브,
    상기 팽창튜브의 내부에 수용되어 물과 반응하여 증기를 발생하고 발생하는 증기에 의해 상기 팽창튜브를 팽창시키는 팽창제를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 격실모듈은
    상기 누수 격실로 유입된 누수된 물을 상기 팽창씰이 위치되는 부분으로 제공하는 공급유로, 및
    상기 누수 격실에 누수가 발생하여 미리 설정된 수위로 물이 차오르면, 상기 공급유로로 누수된 물이 공급되어 상기 팽창씰이 팽창하도록 상기 공급유로를 미리 설정된 수위 높이만큼 상기 공급유로를 연장하는 연장파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 누수 격실을 갖는 수중펌프.
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