KR102172067B1 - 하수 이송용 수중 스크류 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수 이송이 용이한 수중 스크류 펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유로손실을 줄여 펌프효율이 뛰어나고, 펌프의 운전시 진동이나 소음의 발생이 최소화되고, 임펠라와 흡입케이싱 사이에 낀 이물질을 효과적으로 제거하고, 유도캡을 임펠라가 간편하고 견고하게 결합시킨 하수 이송용 수중 스크류 펌프에 관한 것이다.
본 발명에 따른 하수 이송용 수중 스크류 펌프는 본체; 상기 본체의 하부에 결합되고, 토출구를 갖는 펌프케이싱; 상기 펌프케이싱의 하부에 결합되고, 주변의 하수를 상기 펌프케이싱으로 유도하는 흡입케이싱; 상기 펌프케이싱 및 흡입케이싱에 걸쳐 내장되는 임펠라;를 포함하는 하수 이송용 수중 스크류 펌프에 있어서, 상기 임펠라는 대칭되어 배치되는 두 스크류 베인을 갖고, 상기 스크루 베인의 측면은 곡선구조를 갖고, 상기 흡입케이싱의 내면은 상기 스크류 베인에 상응하여 곡선구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

하수 이송용 수중 스크류 펌프{A underwater screw pump for sewage}

본 발명은 하수 이송이 용이한 수중 스크류 펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유로손실을 줄여 펌프효율이 뛰어나고, 펌프의 운전시 진동이나 소음의 발생이 최소화되고, 임펠라와 흡입케이싱 사이에 낀 이물질을 효과적으로 제거하고, 유도캡을 임펠라가 간편하고 견고하게 결합시킨 하수 이송용 수중 스크류 펌프에 관한 것이다.

수중 스크류 펌프는 하부에서 상부로 가면서 직경이 커지는 스크류 베인이 형성된 임펠라를 사용하는 수중 펌프로서, 흡입력이 좋고 이물질의 이송이 용이하여 근래에 하수 이송에 많이 사용된다.

도1은 등록특허 10-1314650 "스크류형 수중펌프"를 도시한 것으로서, 스크류형 수중펌프(100는 상부 내측에 모터(12)가 설치되고, 모터가 설치된 하부에 오일챔버(11)가 구비되며, 하부 측면에 배출구(13)가 마련된 모터케이싱(10)과, 모터케이싱(10)의 하부에 설치되며, 저면 중앙에 유입구(21)가 마련되고 측면에 받침다리(23)가 구비되며, 내측에는 상기 모터(12)의 회전축(12-1)에 결합된 스크류형 임펠러(14)를 수용하는 임펠러 하우징(20)과, 원판형의 디스크(31)상에 일자형의 돌출부(32)가 방사상으로 형성되어 회전축 상(12-1)에 관통 결합되며, 스크류형 임펠러(14)의 상부에 고정핀(P)으로 연결 설치되어 스크류형 임펠러(14)의 회전에 따라 펌핑되는 물살을 밀쳐내어 회전축(12-1)과 스크류형 임펠러(14) 사이에 슬러지 끼임을 방지하는 회전체(30)로 구성된다.

상기 등록특허 10-1314650 "스크류형 수중펌프"는 임펠러(14)의 베인이 한개로 구성되어서 수력학적 정적 언발란스로 인하여 진동 소음이 심하고 수명이 짧다.

그리고 상기 등록특허 10-1314650 "스크류형 수중펌프"는 임펠라(14)의 단부와 하우징(20) 간의 틈새로 유로 손실이 커 펌프효율이 낮다.

그리고 상기 등록특허 10-1314650 "스크류형 수중펌프"는 임펠라(14)의 하단 중심축 부위에 물티슈, 비닐봉지 등처럼 잘리지 않고 감기는 이물질이 쉽게 달라 붙어 누적되는 현상이 잘 발생된다.

그리고 상기 등록특허 10-1314650 "스크류형 수중펌프"는 임펠라(14)의 단부와 하우징(20) 간의 틈새에 실, 머리카락, 줄 등의 얇고 가는 이물질이 끼었을 때 쉽게 빠지지 않아서 부하를 증가시키고, 운전이 중단되거나 고장이 발생되는 문제가 있다.

본 발명은 이처럼 종래기술에 따른 수중 스크류 펌프가 갖는 문제를 해결하기 위해 안출된 발명으로서, 펌프효율이 우수하고, 진동 소음이 최소화되고, 이물질의 걸림이나 끼임을 예방되고, 끼인 이물질을 쉽게 제거할 수 있고, 펌프케이싱과 흡입케이싱을 틈새를 최소화하면서 긴밀하게 결합시킬 수 있는 하수 이송용 수중 스크류 펌프를 제공함을 목적을 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하수 이송용 수중 스크류 펌프는

본체;

상기 본체의 하부에 결합되고, 토출구를 갖는 펌프케이싱;

상기 펌프케이싱의 하부에 결합되고, 주변의 하수를 상기 펌프케이싱으로 유도하는 흡입케이싱;

상기 펌프케이싱 및 흡입케이싱에 걸쳐 내장되는 임펠라;를 포함하는 하수 이송용 수중 스크류 펌프에 있어서,

상기 임펠라는 대칭되어 배치되는 두 스크류 베인을 갖고,

상기 스크루 베인의 하부면에는 오목 곡선구조 구간이 형성되고, 상기 흡입케이싱의 내면에는 상기 스크류 베인의 오목 곡선구조 구간에 상응하는 볼록 곡선구조 구간이 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 흡입케이싱의 내면에는 상기 스크류 베인과의 사이에 낀 이물질의 이탈을 촉진하는 그루브가 형성되는 것을 특징으로 하고,

상기 임펠라의 하부 중앙에 결합되고, 이물질을 스크류 베인 측으로 유도하는 돔 형상의 유도캡을 더 포함하되,

상기 임펠라의 하부 중앙에는 끼움홈이 형성되고, 상기 유도캡에는 상기 끼움홈에 끼움결합되는 끼움돌기가 형성되고,

상기 끼움돌기는 냉각처리로 수축된 상태에서 상기 끼움홈에 삽인된 후에 복원되어서 억지끼움되는 것을 특징으로 하고,

상기 펌프케이싱과 흡입케이싱의 볼트결합 부위에 가압개재되어서, 상기 임펠라의 베인과 흡입케이싱 간의 간격을 조절하는 캡와셔를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 하수 이송용 수중 스크류 펌프는 임펠라의 베인의 측면을 곡선화하고 흡입케이싱의 내면도 상응하게 곡선화하여 유로 손실을 줄임으로써 펌프효율을 극대화하고, 임펠라는 대칭되어 배치되는 두 스크류 베인을 구비하여 발란스 잡혀 펌프의 운전시 진동이나 소음이 바생을 최소화되고, 흡입케이싱의 내면에 그루부가 형성되어서 틈새에 낀 이물질이 쉽게 제거되어 부하의 증가나 고장을 예방하고, 임펠라의 하부 중앙부에 돔형상의 유도캡이 구비되어 이물질이 달라 붙는 것을 예방하고, 유도캡은 냉각 수축과 복원으로 임펠라가 간편하면서 견고하게 결합되고, 임펠라와 흡입케이싱의 간격을 간편하게 조절할 수 있는 제품으로서, 산업발전에 매우 유용한 발명이다.

도 1 은 종래기술에 따른 수중 스크류 펌프의 단면도.
도 2 는 본 발명에 따른 하수 이송용 수중 스크류 펌프의 단면도.
도 3 은 본 발명에 따른 임펠라의 사시도.
도 4 는 본 발명에 따른 흡입케이싱의 구조를 보여주는 단면도와 평면도.
도 5 는 임펠라에 결합된 유도캡을 보여주는 단면도.
도 6 은 펌프케이싱과 흡입케이싱의 볼트결합 부위에 개재되는 갭와셔를 보여주는 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 하수 이송용 수중 스크류 펌프에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 하수 이송용 수중 스크류 펌프에 관하여 보다 구체적으로 설명하기에 앞서,

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도면에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 하수 이송용 수중 스크류 펌프는 본체(10), 펌프케이싱(20), 흡입케이싱(30), 임펠라(40)를 포함한다.

상기 본체(10)에는 회전력을 제공하는 모터(11)가 내장되고, 상기 모터(11)에는 샤프트(13)가 하부를 향해 연결된다.

상기 펌프케이싱(20)은 상기 본체(10)의 하부에 결합되고, 상기 모터의 샤프트(13)가 관통된다.

상기 펌프케이싱(20)의 측면에는 하수가 토출되는 토출구가 형성된다.

상기 흡입케이싱(30)은 상기 펌프케이싱(20)의 하부에 결합되고, 주변의 하수가 상기 펌프케이싱(20)으로 흡입되도록 유도한다.

상기 임펠라(40)는 상기 펌프케이싱(20) 및 흡입케이싱(30)에 걸쳐 내장되고, 상기 샤프트(13)에 연결되어 회전함으로써 주변의 하수가 흡입되는 흡입력을 제공한다.

도2 및 도3을 참조하면, 상기 임펠라(40)는 하부에서 상부로 가면서 직경이 커지는 스크류 베인(41)을 갖는다.

상기 스크류 베인(41)은 대칭되어 배치되는 두 개로 구성되어서, 펌프의 운전에 따른 회전시 양측의 밸런스가 잡혀 진동과 소음의 발생을 최소화한다.

상기 임펠라(40)의 베인(41)은 하부면(임펠라를 뒤집이 도시한 도3에서는 상부면)에는 완만한 오목 곡선구조(R1) 구간이 형성된다. 그리고 상기 임펠라(40)의 베인(41)과 인접하여 배치되는 상기 흡입케이싱(30)의 내면에도 오목 곡선구조(R1) 상응하는 볼록 곡선구조(R2) 구간이 형성되어서, 오목 곡선구조(R1)와 볼록 곡선구조(R2)가 마주보며 베인(41)의 하부면과 흡입케이싱(30) 내면의 간격이 일정하게 유지된다.

임펠라(40)의 베인(41)의 하부면이 곡선구조(R1)로 이루어지고, 상응하는 곡선구조(R2)를 갖는 흡입케이싱(30)이 내면과의 간격이 일정하게 유지됨으로써, 펌프 운전시 유로 손실을 줄여 펌프효율을 높인다.

도4를 참조하면, 상기 흡입케이싱(30)은 내면이 내측으로 볼록한 라운드구조(31)를 갖는다. 흡입케이싱(30) 내측의 라운드구조에서 하부측은 보다 완만하며 길게 형성되어서 유동에너지의 분산을 막아 임펠러로 물(하수)이 유입될 때 저항을 줄여준다. 또한 하부의 완만하며 긴 라운드구조는 실, 줄, 머리카락처럼 긴 형태의 이물질이 펌프케이싱(20)의 볼트 등에 감기는 것을 방지하는 역할도 할 수 있다.

상기 흡입케이싱(30)의 상부 내측은 상기 임펠라(40) 베인(41)의 곡선구조에 상응하는 곡선구조(R2)를 가져서 이들 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 함으로써 유로 손실을 줄이고 펌프효율을 높인다.

또한, 상기 흡입케이싱(30)의 내면 상부측에는 그루브(35)가 형성된다. 상기 그루브(35)는 상기 임펠라(40)의 베인(41)과 흡입케이싱(30)의 내면 사이에 머리카락, 실, 줄과 같은 이물질이 끼었을 때 이들을 효과적으로 제거한다. 임펠라(40)의 베인(41)과 흡입케이싱(30) 사이에 낀 이물질은 회전하는 임펠라(40)의 베인(41)에 의해 이동되어 그루브(35) 안으로 들어가게 되고, 그루브(35) 안에 들어간 이물질은 회전하는 임펠라(40)의 베인(41)이 쳐내게 되어서 이물질은 그루브(35)를 빠져나게 제거된다.

상기 흡입케이싱(30)의 상부 외측에는 상기 펌프케이싱(20)과 결합되는 평면구조의 결합부(33)가 형성된다.

도5를 참조하면, 상기 임펠라(40)의 하부 중앙에는 유도캡(50)이 결합된다.

임펠라(40)는 하부 중앙에서 볼트(B1)가 관통하여 샤프트(13)에 결합되고, 베인(41)은 하부에서 상부로 가면서 직경이 커지는 구조이기에, 임펠라(40)의 하부 중앙에는 물티슈, 비닐봉지 같은 이물질이 달라붙어 누적되는 형상을 보인다.

이에 상기 임펠라(40)의 하부 중앙에 돔 형상의 유도캡(50)이 결합되어서, 이물질이 달라붙지 않도록 한다. 돔 형상의 상기 유도캡(50)은 유입되는 하수를 임펠라(40)의 베인(41)측으로 유도하여 하수의 흐름을 원활하게 하기도 한다.

볼트와 같은 별도의 체결수단 없이 상기 유도캡(50)을 상기 임펠라(40)에 결합시키기 위해서, 상기 유도캡(50)의 상부에는 끼움돌기(53)를 돌출형성하고, 상기 임펠라(40)의 하부 중앙에는 상기 끼움돌기(53)가 끼움결합되는 끼움홈(43)을 형성하였다. 이때, 유도캡(50)이 비의도적인 상황에서 분리되지 않게 견고하게 결합되도록 수축과 복원에 의해 억지끼움되도록 한다. 보다 구체적으로, 유도캡(50)을 냉각처리시 수축이 되는 스테인레스 스틸이나 MC와 같은 플라스틱 재료로 성형가공하고, 임펠라(40)를 볼트(B1)로 샤프트(13)에 조립시킨 후에 유도캡(50)을 냉각처리하여 수축시킴으로써 상부의 끼움돌기(53)들이 이루는 가상의 직경이 줄어들도록 한 상태에서 끼움돌기(53)들을 끼움홈(43)에 삽입시키고, 이후 유도캡(50)을 가열하거나 방치하여 자연적으로 온도가 오르도록 하여 유도캡(50)이 복원되도록, 즉, 팽창하여 끼움돌기(53)들이 이루는 가상의 직경이 커지도록 하여, 끼움돌기(53)가 끼움홈(43)에 억지끼움 되도록 한다.

상기 갭와셔(60)는 상기 펌프케이싱(20)과 흡입케이싱(30)의 볼트결합 부위에 개재되어서 이들의 틈새를 밀폐함과 동시에 임펠라(40) 베인(41)의 측면과 흡입케이싱(30) 내면 간의 간격을 조절한다.

상기 펌프케이싱(20)을 본체(10)에 결합시키고, 상기 임펠라(40)는 샤프트(13)에 결합시킨 상태에서 흡입케이싱(30)을 펌프케이싱(20)의 결합부위에 배치하여 임펠라(40) 베인(41)의 측면과 흡입케이싱(30) 내면 간의 간격을 확인하고, 확인된 간격과 설계 간격 간의 오차에 해당하는 두께를 갖는 갭와셔(60)를 펌프케이싱(20)과 흡입케이싱(30) 사이에 개재하고 볼트(B2)로 조여서, 임펠라(40) 베인(41)의 측면과 흡입케이싱(30) 내면 간의 간격이 설계 간격이 되도록 한다.

상기 갭와셔(60)는 ST304 판재를 환형태로 제작하여 사용할 수 있고, 두께는 0.1mm나 0.2mm 단위의 여러 종류를 준비한다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 하수 이송용 수중 스크류 펌프에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 본체 11 : 모터
13 : 샤프트 20 : 펌프케이싱
30 : 흡입케이싱 40 : 임펠라
41 : 베인 43 : 끼움홈
50 : 유도캡 53 : 끼움돌기
60 : 갭와셔

Claims (4)

1. 본체;
   상기 본체의 하부에 결합되고, 토출구를 갖는 펌프케이싱;
   상기 펌프케이싱의 하부에 결합되고, 주변의 하수를 상기 펌프케이싱으로 유도하는 흡입케이싱;
   상기 펌프케이싱 및 흡입케이싱에 걸쳐 내장되는 임펠라;를 포함하는 하수 이송용 수중 스크류 펌프에 있어서,
   
   상기 임펠라는 대칭되어 배치되는 두 스크류 베인을 갖고,
   상기 스크루 베인의 하부면에는 오목 곡선구조 구간이 형성되고, 상기 흡입케이싱의 내면에는 상기 스크류 베인의 오목 곡선구조 구간에 상응하는 볼록 곡선구조 구간이 형성되는 것을 특징으로 하고,
   
   상기 흡입케이싱의 내면은 내측으로 볼록한 라운드구조를 갖되, 라운드구조에서 하부측은 상부측 보다 완만하며 길게 형성되는 것을 특징으로 하고,
   
   상기 임펠라의 하부 중앙에 결합되고, 이물질을 스크류 베인 측으로 유도하는 돔 형상의 유도캡을 더 포함하되,
   상기 임펠라의 하부 중앙에는 끼움홈이 형성되고, 상기 유도캡에는 상기 끼움홈에 끼움결합되는 끼움돌기가 형성되고,
   상기 끼움돌기는 냉각처리로 수축된 상태에서 상기 끼움홈에 삽인된 후에 복원되어서 억지끼움되는 것을 특징으로 하는 하수 이송용 수중 스크류 펌프.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 흡입케이싱의 내면에는 상기 스크류 베인과의 사이에 낀 이물질의 이탈을 촉진하는 그루브가 형성되는 것을 특징으로 하는 하수 이송용 수중 스크류 펌프.
3. 삭제
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 펌프케이싱과 흡입케이싱의 볼트결합 부위에 가압개재되어서, 상기 임펠라의 베인과 흡입케이싱 간의 간격을 조절하는 캡와셔를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하수 이송용 수중 스크류 펌프.

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