KR102171097B1 - 심정펌프 타입 고양정 배수용 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 염가 제작이 가능하면서도 저전력으로 구동할 수 있고, 40~340m 고지대로의 양정이 가능하면서, 원활한 냉각으로 모터가 과열되는 등의 문제점도 일소할 수 있도록 한 심정펌프 타입 고양정 배수용 펌프를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 유체가 통과하는 브래킷과; 상기 브래킷의 상측으로 결합되는 심정용 2극 모터와; 상기 심정용 2극 모터의 외부에 씌워지며 하단이 브래킷에 결합되는 모터케이싱과; 상기 모터케이싱의 상단에 결합되며 상측으로 토출구가 결합되는 체크밸브와; 상기 브래킷의 하측에 결합되며 심정용 2극 모터에 의해 회전되는 펌핑수단과; 상기 펌핑수단의 하측에 결합한 흡입구와; 상기 흡입구의 외부에 씌워지도록 펌핑수단에 결합한 지지다리를 포함하는 것이다.

Description

심정펌프 타입 고양정 배수용 펌프{A deep-well pump type High head drainage pumps}

본 발명은 심정펌프 타입 고양정 배수용 펌프에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 염가 제작이 가능하면서도 저전력으로 구동할 수 있고, 40~340m 고지대로의 양정이 가능하면서, 원활한 냉각으로 모터가 과열되는 등의 문제점도 일소할 수 있도록 한 심정펌프 타입 고양정 배수용 펌프를 제공코자 하는 것이다.

일반적으로 사용하고 있는 배수용 펌프는 원심펌프로서, 그 구성을 살피면, 원주상에 다수개의 흡입공간을 가지며, 지면으로부터 부상 설치되기 위한 받침대와 상기 받침대의 상부에 연결 설치되며, 일측에 배출구가 구비된 와류케이싱과, 상기 와류케이싱의 상부에 연결 설치되는 모터와, 모터의 회전축상에 설치되어 물을 중심부로 끌어들이기 위한 임펠러와, 상기 모터를 감싸 보호하는 하우징과, 상기 와류케이싱의 배출구에 연결 설치되어 물을 양정(揚程)시키는 배출관을 포함하여 구성된다.

대표적인 예로는 대한민국 공개특허공보(A)10-2011-0083197호(2011.07.20.)의 배수용 수중펌프가 제안되고 있으며, 그 구성은 원주상에 다수개의 흡입공간을 가지며, 지면으로부터 부상 설치되기 위한 받침대와, 상기 받침대의 상부에 연결 설치되며, 일측에 배출구가 구비된 와류케이싱과, 상기 와류케이싱의 상부에 연결 설치되는 모터와, 모터의 회전축상에 설치되어 물을 중심부로 끌어들이기 위한 임펠러와, 상기 모터를 감싸 보호하는 하우징과, 상기 와류케이싱의 배출구에 연결 설치되어 물을 양정(揚程)시켜 배출하는 배출관을 포함하여 구성된 수중펌프에 있어서, 상기 와류케이싱의 배출구 일측에는 제1배출구가 더 형성되고, 제1배출구에는 모터의 초기 구동시 물을 받침대측의 흡입공간측으로 순환시키기 위한 바이패스관이 연장 설치되는 한편, 상기 바이패스관은 내부에 격벽을 가지며, 격벽상에 밸브차단공이 형성된 구조로, 상기 밸브차단공이 형성된 수직상에는 외부로부터 연결 설치되어 기압에 따라 바이패스관을 유로를 차단하는 기압조절부재가 더 설치된 것을 특징으로 하고 있다.

이러한 구성은 수중에 침수된 상태에서 받침대의 흡입공간이 저항요소인 진흙, 모래 등이 묻힌 상태일지라도 모터의 초기구동은 와류케이싱 일측에 별도로 설치된 바이패스관을 통해 물을 받침대측 흡입공간을 향해 분사시켜 저항요소를 없애주도록 한 상태에서 모터의 정상 고속운전이 이루어지도록 함으로써, 고속회전을 위한 모터에 초기구동시 걸리는 과부하를 방지하여 수중펌프의 수명을 늘리고, 침수를 원활히 배출하는 효과를 갖는다.

그러나 상기한 종래 배수펌프의 경우 2극 또는 4극 모터를 사용하면서 하나의 임펠러를 사용하므로 배수량을 늘리기 위해서는 임펠러 크기가 커져야 하므로 구동에 따른 전력 소모량이 많고, 입상고가 40m 이하로 농사용으로 사용할 때 준설 등으로 인해 깊어진 수심을 고려하면 대량의 양수 양정에 어려움이 있었다.

KR 1020110083197 A 2011.07.20.

이에 본 발명자는 심정용 수중펌프의 기본 원리를 활용하여 종래 배수용 펌프가 갖는 입상고에 따른 문제점과 전력 소비에 따른 효율성이 떨어지는 등의 문제점을 해결할 수 있음에 착안하여 본 발명을 연구 개발한 것이다.

즉, 본 발명에서는 브래킷의 상측으로 심정용 2극 모터를 배치하고 하측으로 흡입구가 하단에 위치하도록 펌핑수단을 결합하여 모터 쪽으로 펌핑이 이루어질 수 있도록 한 것으로, 저전력으로 구동이 이루어질 수 있으며, 40m 이상 고양정이 가능하고, 모터가 상시 펌핑수에 의해 냉각되므로 과열에 의한 고장 염려를 일소할 수 있는 등의 기능성을 제공하는 심정펌프 타입 고양정 배수용 펌프를 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

과제 해결 수단으로 본 발명에서는 유체가 통과하는 브래킷과; 상기 브래킷의 상측으로 결합되는 심정용 2극 모터와; 상기 심정용 2극 모터의 외부에 씌워지며 하단에 브래킷에 결합되는 모터케이싱과; 상기 모터케이싱의 상단에 결합되며 상측으로 토출구가 결합되는 체크밸브와; 상기 브래킷의 하측에 결합되며 심정용 2극 모터에 의해 회전되는 펌핑수단과; 상기 펌핑수단의 하측에 결합된 흡입구와; 상기 흡입구의 외부에 씌워지도록 펌핑수단에 결합한 지지다리를 포함하는 것을 특징으로 한다.

둘째 상기 브래킷은 외부케이싱과, 내측의 축지부가 결합되어 상하 관통되는 유로를 형성하여 유체가 통과할 수 있도록 하고, 축지부에는 베어링을 결합하여 심정용 2극 모터의 모터축과 펌핑수단의 펌퍼축을 지지하도록 한 것을 특징으로 한다.

셋째 상기 펌핑수단은 펌프케이스과, 펌프케이스의 내측에 위치하는 펌퍼축과, 펌퍼축에 결합되는 복수의 임펠라유니트의 조합으로 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제공하는 심정펌프 타입 고양정 배수용 펌프를 사용하는 국내에서 생산 보급되는 배수용 펌프의 경우 입상고가 8~20m에 불과하나 펌핑수단 내의 임펠러유니트 단수를 가감하는 방법으로 입상고를 0~340m까지 다양하게 제공할 수 있는 효과가 있고, 심정용 2극 모터를 사용하고 있어 기존 배수용 2극 또는 4극 모터를 사용하여 필요한 배수량에 부합하도록 임펠러를 적용함에 따른 소비전력에 비해 저전력으로 구동이 이루어질 수 있는 등 고효율 제품을 제공할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 심정펌프 타입 고양정 배수용 펌프의 바람직한 일 실시례를 보인 단면도
도 2는 본 발명에 적용된 브래킷의 확대 단면도
도 3은 도 2의 평면도

이하 본 발명에서 제공하는 심정펌프 타입 고양정 배수용 펌프의 바람직한 실시례를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 심정펌프 타입 고양정 배수용 펌프의 바람직한 일 실시례를 보인 단면도를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명에 적용된 브래킷의 확대 단면도, 도 3은 도 2의 평면도를 도시한 것이다.

본 발명에서 제공하는 심정펌프 타입 고양정 배수용 펌프(1)는 도시된 바와 같이 브래킷(2)을 중심으로 상측에 구동력을 제공하는 심정용 2극 모터(3)가 설치되고, 하측으로 심정용 2극 모터(3)에 의해 구동되는 펌핑수단(4)을 배치한 구성으로 구획된다.

상기 브래킷(2)은 외부케이싱(21)의 상측과 하측으로 플랜지(22)(23)가 형성되며, 내부 중앙으로는 축지부(24)가 형성된다. 외부케이싱(21)의 내측으로는 축지부(24)와 연결되는 복수의 리브(25)가 구비되어 축지부(24)를 지지하고 있으며, 아울러 상하 관통되는 유로(26)를 형성하여 유체가 통과될 수 있도록 하고 있다.

상기 축지부(24)에는 베어링(27)이 결합된다. 바람직하기로는 스러스트베어링(thrust bearing)을 적용하여 하향으로 설치되는 심정용 2극 모터(3)의 수직하중을 안전하게 받쳐 보호하면서 회전력을 전달할 수 있도록 한다.

상기 브래킷(2)의 축지부(24)는 외부케이싱(21)에 형성된 구멍(미도시)통해서 측면이 개방된 구성으로 베어링(27) 및 후술한 커플링(42)등을 내입시켜 조립할 때 사용한다. 이러한 측면 개방형 구성의 경우 베어링(27) 및 커플링(42) 등의 교체작업이 펌프 전체를 분해하지 않아도 가능하게 되는 기능성을 제공할 수 있다.

브래킷(2)의 상측으로는 심정용 2극 모터(3)가 모터결합구에 의해 설치되며, 심정용 2극 모터(3)의 바깥쪽으로는 모터케이싱(5)이 씌워져 하단이 브래킷(2)에 결합된다.

그리고 상기 모터케이싱(5)의 상단에는 펌핑된 용수가 역류하는 것을 방지하는 체크밸브(6)가 설치되고, 그 상측으로 토출구(7)가 설치되며, 이들은 브래킷(2)의 외부케이싱(21) 상단에 형성한 플랜지(22)에 일단이 고정되는 케이싱 고정볼트(8)에 의해 일괄적으로 고정된다.

상기와 같은 구성의 경우 심정용 2극 모터(3)를 안전하게 운용할 수 있다. 즉, 펌핑되는 물이 이동하는 모터케이싱(5) 내에 심정용 2극 모터(3)가 위치하므로 배출되는 물에 의해 냉각이 신속하게 이루어지므로 가열 등에 의해 심정용 2극 모터(3)가 손상되는 등의 문제점을 일소할 수 있게 되는 것이며, 기존 배수용 펌프에 사용하고 있는 2극 또는 4극 모터를 이용하여 배수량에 부합하는 임펠러를 구동하는 것에 비해 소비 전력을 대폭 줄일 수 있는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

브래킷(2)의 하측으로는 심정용 2극 모터(3)에 의해 회전되는 펌핑수단(4)이 설치되며, 펌핑수단(4)의 하측에는 흡입구(9)가 결합되고 흡입구(9)의 외부에는 지지다리(10)가 결합된다.

상기 펌핑수단(4)은 펌퍼축(41)이 브래킷(2) 내측으로 돌출되어 커플링(42)에 의해 모터축(31)과 연결되어 구동력이 전달되도록 구성되다.

상기 펌핑수단(4)은, 펌프케이스(11)의 내측 중심에 펌퍼축(41)을 설치하고, 펌퍼축(41)에 복수의 임펠라유니트(43)를 결합한다. 이때 임펠라유니트(43)는 구체적으로 도시되지는 않았지만, 임펠러 및 디퓨져와 씰 및 업스러스트를 결합하는 구성으로 이루어진다.

흡입구(9)는 외부의 이물이 펌핑수단(4)으로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 망 형태로 구성되며, 지지다리(10)는 삼발이 타입 등으로 구성되어 중ㅇ대형의 이물이 흡입구(9)로 유입되는 것을 방지하게 되는 것이다.

상기 펌핑수단(4)과, 흡입구(9) 및 지지다리(10)는 브래킷(2)의 아래쪽에 형성된 플랜지(23)에 펌프 체결볼트(12)를 이용하여 고정한다.

상기 펌핑수단(4)은 펌프케이스(11) 내에 임펠라유니트(43)의 단수를 가감하는 방법으로 입상고를 조절할 수 있다.

즉, 임펠라유니트(43) 단수를 1~3단으로 할 때 입상고를 40m 이하까지 보장할 수 있고, 단수를 높이는 방법으로 300m 이상의 입상고를 보장할 수 있는 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 발명을 사용하기 위해 심정용 2극 모터(3)에 전원을 인가하여 펌핑수단(4)을 구동하면 지지다리(10) 내측의 흡입구(9)로 유입되는 물이 임펠라유니트(43)를 포함하는 구성으로 이루어진 펌핑수단(4)과 브래킷(2) 및 펌프케이스(11)를 경유하여 토출구(7)로 토출이 이루어지게 되는 것으로, 40m 이상 고양정이 가능하고, 모터가 상시 펌핑수에 의해 냉각되므로 과열에 의한 고장 염려를 일소할 수 있는 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1:(심정펌프 타입) 고양정 배수용 펌프
2:브래킷 21:외부케이싱
22,23:플랜지 24:축지부
25:리브 26:유로
27:베어링 3:심정용 2극 모터
31:모터축 4:펌핑수단
41:펌퍼축 42:커플링
43:임펠라유니트 5:모터케이싱
6:체크밸브 7:토출구
8:케이싱 고정볼트 9:흡입구
10:지지다리 11:펌프케이스
12:펌프 체결볼트

Claims (3)

1. 유체가 통과하는 브래킷(2)과;
   상기 브래킷(2)의 상측으로 결합되는 심정용 2극 모터(3)와;
   상기 심정용 2극 모터(3)의 외부에 씌워지며 하단이 브래킷(2)에 결합되는 모터케이싱(5)과;
   상기 모터케이싱(5)의 상단에 결합되며 상측으로 토출구(7)가 결합되는 체크밸브(6)와;
   상기 브래킷(2)의 하측에 결합되며 심정용 2극 모터(3)에 의해 회전되는 펌핑수단(4)과;
   상기 펌핑수단(4)의 하측에 결합한 흡입구(9)와;
   상기 흡입구(9)의 외부에 씌워지도록 펌핑수단(4)에 결합된 지지다리(10)를 포함하되;
   상기 브래킷(2)은 외부케이싱(21)과, 내측의 축지부(24)가 리브(25)로 결합되어 상하 관통되는 유로(26)를 형성하여 유체가 통과할 수 있도록 하고, 축지부(24)에는 베어링(27)을 결합하여 심정용 2극 모터(3)의 모터축(31)과 펌핑수단(4)의 펌퍼축(41)을 지지하도록 하며;
   상기 펌핑수단(4)은 펌프케이스(11)와, 펌프케이스(11)의 내측에 위치하는 펌퍼축(41)과, 펌퍼축(41)에 결합되는 복수의 임펠라유니트(43)의 조합으로 구성한 것을 특징으로 하는 심정펌프 타입 고양정 배수용 펌프.
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