KR102115816B1

KR102115816B1 - 고양정 펌프

Info

Publication number: KR102115816B1
Application number: KR1020190116071A
Authority: KR
Inventors: 윤홍태
Original assignee: 윤홍태
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2020-05-27

Abstract

본 발명은 고양정 펌프에 관한 것으로, 일측에 모터가 연결되게 구비되는 한편 모터에 의해 유체가 흡입되는 흡입구와 토출구를 갖는 케이스와, 케이스 내에 모터의 축과 연결되도록 구비되어 모터에 의해 회전되면서 유체를 펌핑하는 임펠러를 포함하는 고양정 펌프로서, 케이스의 흡입구는 토출구보다 모터 측에 근접하게 구비되는 한편 케이스 내의 임펠러는 토출구에 근접하게 구비되고, 임펠러의 일면에 곡률을 갖도록 형성된 블레이드는 모터를 향하도록 배치되게 구비되는 고양정 펌프를 제공한다.

Description

고양정 펌프{Pump}

본 발명은 고양정 펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 펌프의 구동시 펌프압에 의해 흡입되는 유체의 흡입력으로부터 모터를 안전하게 보호할 수 있도록 한 고양정 펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 펌프라 함은 외부로부터 주어진 동력에 의하여 연속적으로 액체에 에너지를 공급하는 기계로서, 이용 방식에 따라 액체를 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동시키거나, 저압 상태에 있는 것을 고압으로 높일 수도 있다.

에너지의 이동 상태는 수차(물터빈)의 역작용과 같으며, 기체의 압력을 대기압 이하로 낮추는 진공펌프처럼 기체를 다루는 경우도 펌프라고 하지만, 일반적으로는 액체를 다루는 기계를 말한다.

이러한 펌프는 전동기나 내연기관 등의 원동기에 의해 구동되어 그 기계적 에너지를 유체(流體)에 전달하는 것으로서, 특히 하방에 있는 액체를 상방으로 가압하여 공급하는 것을 수직펌프라 한다.

이와 같은 수직펌프는 케이싱의 내부에 축 회전되면서 유체를 고속 회전시키는 임펠러 또는 고속 회전되는 유체를 상방으로 비산시키는 디퓨져 등의 마련되는 구성으로 되어 있다.

한편, 종래에는 국내 등록실용신안 제20-0331914호에서 다단식 원심펌프가 제안된 바 있다.

종래의 국내 등록실용신안 제20-0331914호에 개시된 다단식 원심펌프는, 상부에 구동모터가 장착되며, 펌핑되는 유체를 소통하기 위한 유입구와 토출구가 형성된 통상의 케이스와; 상기 케이스 내부에 장착되어, 구동모터의 회동에 따라 회동하며 유체를 펌핑하는 임펠러;를 갖춘 다단식 원심펌프에 있어서, 케이스는, 토출구가 측면에 형성되며, 내부에는 임펠러를 내치하는 스테이지가 다단으로 중앙에 배치되며 일정한 이격공간이 형성되는 몸통부와, 몸통부의 하부에 상, 하단부가 개방된 채 일체로 연장되며, 내부에는 측면에 형성된 유입구를 통해 유입되는 유체를 일시적으로 저수하는 저수공간이 형성된 베이스부와, 베이스부의 저수공간에 스테이지를 지지하며 배치되되, 몸통부와 베이스부가 층을 달리하여 압력차를 유지하며 밀폐되도록, 일측으로는 몸통부의 이격공간과 베이스부의 저수공간을 밀폐하고, 그 타측으로는 베이스부의 개방된 하부를 밀폐하는 밀폐지지관체를 포함하여 이루어진다.

하지만, 종래의 국내 등록실용신안 제20-0331914호에 개시된 다단식 원심펌프에서는, 유체 토출구가 유입구보다 상부에 구비되어 구동모터 측으로 근접하게 구비되어 있기 때문에, 펌프 구동시 펌프 내로 흡입되는 유체가 펌프압 즉 흡입력 그대로 구동모터 측으로 작용되면서 유체 토출구를 통해 배출되는데, 이 과정에서 구동모터의 실링부위에 유체의 흡입력이 충격력으로 그대로 작용하게 되고, 이로 인해 구동모터의 실링부위가 파손될 수 있으며, 이는 곧 펌프의 누수로 직결되어 펌프의 고장을 초래하게 되는 문제가 있다.

국내 등록실용신안 제20-0331914호

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 펌프의 구동시 펌프압에 의해 흡입되는 유체의 흡입력이 모터의 실링부위 측으로 작용하지 않고 바로 토출구를 통해 배출되도록 하여 모터 및 이의 실링부위를 유체의 흡입력으로부터 안전하게 보호할 수 있도록 한 고양정 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고양정 펌프는, 일측에 모터가 연결되게 구비되는 한편 모터에 의해 유체가 흡입되는 흡입구와 토출구를 갖는 케이스와, 케이스 내에 모터의 축과 연결되도록 구비되어 모터에 의해 회전되면서 유체를 펌핑하는 임펠러를 포함하는 고양정 펌프로서, 케이스의 흡입구는 토출구보다 모터 측에 근접하게 구비되는 한편 케이스 내의 임펠러는 토출구에 근접하게 구비되고, 임펠러의 일면에 곡률을 갖도록 형성된 블레이드는 모터를 향하도록 배치되게 구비될 수 있다.

그리고, 케이스에 삽입되는 모터축에 스페이서링이 감싸져 구비되고, 스페이서링에는 스페이서링과 케이스 사이를 실링하는 오일실이 구비되며, 흡입구 상부의 케이스 내에는 모터축을 감싸 보호하는 슬리브가 구비되고, 슬리브의 외측에는 슬리브와 케이스 사이를 실링하는 컵실과 V링이 구비되되, 오일실은 그 내부에 내장되어 이격된 외측부와 내측부의 형상을 유지하는 심재와, 스페이서링과 접하는 내측부에 구비되어 스페이서링과 접하여 실링하는 립부 및 립부를 스페이서링에 밀착시키는 링스프링을 포함하고, 컵실은 슬리브에 고정되게 구비되는 고정부와, 고정부에서 돌출되게 형성되어 케이스에 접하여 실링하는 실링부를 포함할 수 있다.

본 발명의 고양정 펌프에 따르면, 유체가 흡입되는 흡입구가 토출구보다 상부에 위치되어 모터에 근접하게 구비된 상태에서 토출구 측에 구비된 임펠러에 의해 펌프 구동시 유체가 흡입구로 흡입되어 토출구로 바로 빨려나가 배출됨으로써 펌프압에 의해 흡입되는 유체가 흡입구 상부의 모터와 실링부위 측으로는 유동하지 않게 되므로 모터 및 이의 실링부위를 유체의 흡입력으로부터 안전하게 보호할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고양정 펌프의 외측 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고양정 펌프의 단면 구성도이다.
도 3은 도 2의 "A"부의 확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고양정 펌프에 구비되는 임펠러의 정면 구성도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

아울러, 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예이다.

그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

이에, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

첨부도면 도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 고양정 펌프 및 이의 구성을 도시한 도면들이다.

본 발명에 따른 고양정 펌프(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 모터(200)와, 모터(200)에 의해 회전 구동되는 임펠러(110)가 내장되게 구비되는 케이스(100a)(100b)를 포함한다.

여기서, 모터(200)는 케이스(100a)(100b)의 외측에 구비되는 바, 본 실시예에서는 펌프(100)가 수직하게 세워진 상태를 도면으로 예시하여 설명함에 따라 모터(200)가 케이스(100a)(100b)의 상부에 구비된 것을 일례로 들어 설명하나, 모터(200)의 위치가 이에 국한되거나 한정되는 것은 아니다.

즉, 본 실시예의 펌프(100)는 지면에 대해 수직하게 세워진 상태로 구비될 수도 있고, 또는 수평하게 눕혀진 상태로 구비될 수도 있다.

이러한 모터(200)는 그 하단부에 외측으로 돌출되는 모터축(210)이 구비되고, 모터축(210)은 후술될 케이스(100a)(100b) 내부의 임펠러(110)에 결합 고정된 상태로 회전 구동된다.

한편, 케이스(100a)(100b)는 상부 케이스(100a)와 하부 케이스(100b)로 분리되게 구비되고, 상부 케이스(100a)와 하부 케이스(100b)의 외측면에는 롱볼트와 같은 체결수단을 체결할 수 있는 체결구가 서로 대응되게 형성된다. 이로써, 상부 케이스(100a)와 하부 케이스(100b)는 결합시 그 위치를 특정하지 않고 자유롭게 회전시킨 상태로 결합할 수 있고, 이에 따라 후술될 케이스(100a)(100b)의 흡입구(100a-1)와 토출구(100b-1)의 위치를 자유자재로 가변시킬 수 있게 된다.

그리고, 상부 케이스(100a)에는 유체가 흡입되는 흡입구(100a-1)가 형성되고, 하부 케이스(100b)에는 케이스(100a)(100b) 내의 유체가 배출되는 토출구(100b-1)가 형성된다.

이때, 상기와 같이 형성된 흡입구(100a-1)는 토출구(100b-1)보다 모터(200) 측으로 더 근접하게 구비됨으로써 후술될 임펠러(110)의 회전 구동시 펌핑된 유체가 케이스(100a)(100b) 내로 흡입되었다가 배출되는 과정에서 유체의 펌핑력에 의해 흡입된 유체가 모터(200) 및 모터(200)의 실링부위 측으로 유입되지 않고 토출구(100b-1)를 통해 곧바로 배출됨으로써 모터(200) 및 이의 실링부위를 유체의 펌핑력으로부터 안전하게 보호할 수 있게 된다.

특히, 케이스(100a)(100b)의 흡입구(100a-1)와 토출구(100b-1)는 케이스(100a)(100b) 내부의 유로(101)에 의해 연통되게 형성되지만, 흡입구(100a-1) 상부에 구비되는 모터(200)의 실링부위는 후술될 오일실(130)에 의해 케이스(100a)(100b)의 유로(101)와는 격리되게 구획되어 구비된다.

또한, 상기와 같은 하부 케이스(100b)의 내측에는 임펠러(110)가 회전가능하게 구비되고, 임펠러(110)는 하부 케이스(100b)의 토출구(100b-1)와 동일 선상으로 위치되게 구비될 수 있다.

이러한 임펠러(110)는 모터축(210)의 하단부에 키 결합으로 고정되게 구비됨으로써, 모터축(210)과 함께 일체로 회전 구동된다.

그리고, 임펠러(110)는 도 4에 도시된 바와 같이, 그 일면에 외주에서 내주 측으로 곡률을 갖도록 벤딩(bending)된 다수의 블레이드(111)가 구비되는 바, 이 블레이드(111)는 모터(200)를 향하도록 배치되어 구비됨이 바람직하다.

이는, 임펠러(110)의 블레이드(111)가 모터(200)를 향하여 구비됨으로써, 임펠러(110)의 회전시 블레이드(111)에 의한 펌핑력 즉 흡입력이 발생되어 유체가 흡입구(100a-1)를 통해 신속히 흡입됨과 동시에 흡입구(100a-1) 상부의 모터(200) 측에서는 유체의 흡입력에 의한 부압이 발생되므로 모터(200) 및 이의 실링부위가 유체의 흡입력(펌핑력)으로부터 안전하게 보호되고, 토출구(100b-1) 측에는 펌핑력에 대응한 정압이 작용하여 흡입된 유체가 흡입력 그대로 토출구(100b-1)를 통해 신속히 배출된다.

한편, 본 실시예의 도면에서는 임펠러(110)가 케이스(100a)(100b)의 내부에 단일 구조로 구비된 것을 일례로 들어 예시하였으나, 상기와 같은 임펠러(110)는 케이스(100a)(100b) 내부에 다단 구조로 구비될 수도 있다.

또한, 상기와 같이 케이스(100a)(100b) 내에 구비된 모터축(210)은 임펠러(110) 상부의 모터축(210)이 케이스(100a)(100b) 내부의 유로(101)에 노출되게 구비되어 유체와 직접 접촉되기 때문에, 모터축(210)의 외주에는 모터축(210)을 감싸 보호하는 스페이서링(120)이 구비되고, 이 스페이서링(120)은 하부의 임펠러(110)와는 오링을 매개로 하여 실링된 상태로 적층되게 구비된다.

또, 스페이서링(120) 상부의 모터축(210)에는 서스(SUS) 재질의 서스스페이서링(121)이 구비되고, 서스스페이서링(121)은 스페이서링(120)의 상면에 오링을 매개로 적층되게 구비된다.

특히, 이러한 서스스페이서링(121)은 케이스(100a)(100b)의 유로(101)와 모터(200)의 실링부위를 구획하는 상부 케이스(100a)의 경계턱 내주에 위치되어 구비되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구비되는 스페이서링(120) 및 서스스페이서링(121)은 모터축(210)과 같이 회전되게 구비될 수 있고, 서스스페이서링(121)의 외주에는 케이스(100a)(100b)의 내측면과의 실링을 위한 오일실(130)이 구비된다.

이와 같은 오일실(130)을 비롯한 오일실(130) 상부는 모터(200)의 실링부위로 구성되는 바, 실링부위는 케이스(100a)(100b)의 흡입구(100a-1) 및 유로(101), 토출구(100b-1)를 유동하는 유체가 모터(200) 측으로 누수되는 것을 방지하기 위한 것으로, 유체로부터 모터(200)를 안전하게 보호한다.

먼저, 실링부위 중 제일 하부에 위치한 오일실(130)은 서스스페이서링(121)의 외주와 상부 케이스(100a)의 내측면 사이를 실링하도록 구비된 실링부재로서, 그 형상은 "Π"자 형상으로 형성되는데, 이하에서는 편의상 서스스페이서링(121)의 외주에 접하는 측을 내측부(130a)라 하고, 상부 케이스(100a)의 내측면에 접하는 측을 외측부(130c)라 하며, 내측부(130a)와 외측부(130c)를 연결하는 수평한 부분을 연결부(130b)라 한다.

이러한 오일실(130)은 도 3에 도시된 바와 같이, 외측부(130c)와 연결부(130b) 내에 이의 형상 유지를 위한 심재(132)가 내장되게 구비되어 오일실(130)의 외측부(130c)가 상부 케이스(100a)의 내측면에 견고히 면밀착되어 실링된다. 그리고, 서스스페이서링(121)과 마주하는 내측부(130a)의 일면에는 서스스페이서링(121)에 접하여 실링하는 립부(131)가 돌출 형성되고, 연결부(130b)는 오일실(130)의 외측부(130c)와 내측부(130a) 사이의 간격을 견고히 유지할 수 있게 된다.

게다가, 오일실(130)의 내측부(130a) 타면에는 오일실(130)의 립부(131)를 서스스페이서링(121)의 외주면에 밀착시키는 링스프링(133)이 구비되고, 링스프링(133)은 오일실(130)의 내측부(130a) 타면에 끼워져 구비된 상태에서 압축력에 의해 오일실(130)의 립부(131)를 서스스페이서링(121)의 외주면에 지속적으로 가압하여 견고히 밀착시키게 된다.

한편, 상기와 같은 서스스페이서링(121)의 상부에는 슬리브(140)가 구비되고, 슬리브(140)는 서스스페이서링(121) 상부의 모터축(210)에 끼워져 감싼 상태로 구비되어, 모터축(210)을 보호하게 된다.

그리고, 상부 케이스(100a)의 상면에는 링형상의 베이스(170)가 안착되어 구비되고, 베이스(170) 위에는 모터(200)를 베이스(170)를 통해 상부 케이스(100a)에 고정시키기 위한 링형상의 모터베이스(220)가 안착되어 구비된다.

이와 같은 베이스(170)는 상부 케이스(100a)와 하부 케이스(100b)를 체결하는 롱볼트에 의해 상부 케이스(100a)의 상면에 결합 고정되고, 모터베이스(220)는 베이스(170)에 별도의 체결볼트로서 결합 고정되는 바, 이때 체결볼트의 축부는 베이스(170) 및 모터베이스(220)를 관통하여 모터(200)에 체결되므로 모터(200)를 베이스(170)를 통해 상부 케이스(100a)에 결합 고정시킬 수 있게 된다.

특히, 베이스(170)는 그 내주가 슬리브(140)와 이격되는 직경을 갖도록 형성되고, 베이스(170)의 내주에는 링형상으로 이루어진 제 1,2 실하우징(150)(160)이 차례로 적층되어 구비되며, 제 1,2 실하우징(150)(160)의 외주에는 베이스(170) 내주면과의 실링을 위한 오링이 각각 결합되어 구비된다.

그리고, 제 1,2 실하우징(150)(160)의 내주에는 슬리브(140)와의 실링을 위한 제 1,2 카본실(151)(161)이 각각 구비되고, 제 1,2 카본실(151)(161)과 제 1,2 실하우징(150)(160) 사이에는 오링이 개재되어 각 카본실(151)(161)과 각 실하우징(150)(160) 사이를 실링하게 된다.

한편, 슬리브(140)의 외주에는 제 1,2 실하우징(150)(160)과의 실링을 위한 컵실(141)과 V링(142)이 각각 구비된다.

컵실(141)은 이의 바닥면이 관통된 대략 "Ｖ"자 형상으로 형성되는 바, 컵실(141)의 하단부에는 슬리브(140)의 외주에 끼워져 고정되는 고정부(141a)와, 고정부(141a)에서 외측으로 벌어지도록 돌출 형성되는 한편 그 단부는 제 1 실하우징(150)에 고정된 제 1 카본실(151)의 하면에 면접촉된 상태로 접하여 실링하는 실링부(141b)를 포함한다.

이때, 컵실(141)의 실링부(141b)는 고정부(141a)보다 상대적으로 얇은 두께로 형성되어 플렉시블하게 구비됨에 따라 실링부(141b)의 단부가 제 1 카본실(151)의 하면에 넓은 면적으로 면접촉되어 구비됨으로써 실링효과를 극대화할 수 있게 된다.

그리고, 컵실(141) 상부의 슬리브(140)에는 V링(142)이 고정되게 구비되는 바, V링(142)은 그 내주면이 원통형으로 슬리브(140)의 외주에 끼워져 면접촉된 상태로 구비되고, 외주면에는 외측에서 내측 방향으로 "V"자 형태로 절개된 실부(142a)가 형성되어, 제 2 카본실(161)에 접하여 구비된다.

이와 같이 구비되는 V링(142)은 실부(142a)가 컵실(141)의 실링부(141b)와 같은 형태와 구조로 제 2 카본실(161)에 면접촉되어 구비되되, 컵실(141)과 제 1 카본실(151) 사이의 간극보다 V링(142)과 제 2 카본실(161) 사이의 간극이 좁기 때문에, V링(142)의 실부(142a)는 컵실(141)의 실링부(141b)보다는 짧은 길이를 갖도록 형성된다.

따라서, 모터(200)의 실링부위는 유체가 유동하는 케이스(100a)(100b) 내부의 유로(101)와 모터(200) 사이를 3중으로 실링 즉 오일실(130), 컵실(141), V링(142)이 차례로 실링함으로써 유체가 모터(200) 측으로 누수되는 현상을 견고히 차단하여 방지할 수 있게 된다.

게다가, 실링부위의 위치가 상부 케이스(100a)의 흡입구(100a-1) 상부에 구성됨으로써 유체를 흡입하는 펌핑력이 실링부위에는 작용하지 않고 펌핑력에 의한 낮은 부압만이 작용하게 되므로 유체의 누수를 더욱 확실히 차단할 수 있고, 실링부위를 안전하게 보호할 수 있게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

100 : 펌프 100a,100b : 케이스
100a-1 : 흡입구 100b-1 : 토출구
101 : 유로 110 : 임펠러
111 : 블레이드 120 : 스페이서링
121 : 서스스페이서링 130 : 오일실
130a : 내측부 130b : 연결부
130c : 외측부 131 : 립부
132 : 심재 133 : 링스프링
140 : 슬리브 141 : 컵실
141a : 고정부 141b : 실링부
142 : V링 142a : 실부
150,160 : 실하우징 151,161 : 카본실
170 : 베이스 200 : 모터
210 : 모터축 220 : 모터베이스

Claims

일측에 모터가 연결되게 구비되는 한편 모터에 의해 유체가 흡입되는 흡입구와 토출구를 갖는 케이스와, 케이스 내에 모터의 축과 연결되도록 구비되어 모터에 의해 회전되면서 유체를 펌핑하는 임펠러를 포함하는 고양정 펌프로서,
케이스의 흡입구는 토출구보다 모터 측에 근접하게 구비되는 한편 케이스 내의 임펠러는 토출구에 근접하게 구비되고,
임펠러의 일면에 곡률을 갖도록 형성된 블레이드는 모터를 향하도록 배치되게 구비되며,
케이스에 삽입되는 모터축에 스페이서링이 감싸져 구비되고, 스페이서링에는 스페이서링과 케이스 사이를 실링하는 오일실이 구비되고,
흡입구 상부의 케이스 내에는 모터축을 감싸 보호하는 슬리브가 구비되고, 슬리브의 외측에는 슬리브와 케이스 사이를 실링하는 컵실과 V링이 구비되며,
오일실은 그 내부에 내장되어 이격된 외측부와 내측부의 형상을 유지하는 심재와, 스페이서링과 접하는 내측부에 구비되어 스페이서링과 접하여 실링하는 립부 및 립부를 스페이서링에 밀착시키는 링스프링을 포함하고,
컵실은 슬리브에 고정되게 구비되는 고정부와, 고정부에서 돌출되게 형성되어 케이스에 접하여 실링하는 실링부를 포함하는 고양정 펌프.
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