KR102188200B1 - 펌프 - Google Patents

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KR102188200B1
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김영운
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주식회사 한진펌프
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Abstract

펌프는 회전축을 구동하는 모터, 상기 모터를 감싸는 모터 케이싱, 상기 모터 케이싱의 외주면에 상기 모터의 냉각을 위한 냉매 유로를 형성하도록 상기 모터 케이싱을 감싸는 냉각 재킷, 상기 냉매 유로에 냉매를 공급하기 위해 상기 회전축에 결합되어 회전하는 냉각 임펠러를 포함하는 냉각 모듈, 및 상기 냉각 모듈의 하부에 배치되며, 유체를 흡입하여 토출하기 위해 상기 회전축에 결합되어 회전하는 펌핑 임펠러와 이를 감싸는 펌프 케이싱을 포함한다.

Description

펌프{PUMP}
본 발명은 펌프에 관한 것이다.
일반적으로 펌프는 흡인, 압축 작용에 의해 액체 또는 기체를 수송하는 장치이다. 배수, 양수, 송수용으로서 주로 액체 펌프가 사용되며, 액체 펌프는 회전식, 왕복식, 공기부력식, 진공식 등으로 나뉜다. 펌프의 동력으로서는 인력, 전기 외에 증기, 압축 공기 등이 쓰인다.
액체 펌프 중 수중 펌프는 주로 집수정에 배치되어 집수정에 저장된 유체를 외부로 이송한다. 전기 모터를 사용하는 회전식 펌프를 수중 펌프로 사용하는 경우, 수중 펌프는 수중에 배치되기 때문에 모터의 냉각을 위한 구조가 필요 없거나 단순하게 구성될 수 있다.
그러나 모터의 냉각을 위한 구성이 없거나 단순하게 구성된 수중 펌프는 완전히 수면 밑으로 들어가 있지 않으면 모터가 냉각되지 않기 때문에, 모터의 높이보다 낮은 깊이의 유체에 대해서는 사용할 수 없다.
본 발명은 수심이 펌프의 높이보다 낮은 유체를 펌핑하는 경우에도 모터가 손상되지 않으며, 모터의 냉각 효율이 개선된 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 사상에 따른 펌프는, 회전축을 구동하는 모터, 상기 모터를 감싸는 모터 케이싱, 상기 모터 케이싱의 외주면에 상기 모터의 냉각을 위한 냉매 유로를 형성하도록 상기 모터 케이싱을 감싸는 냉각 재킷, 상기 냉매 유로에 냉매를 공급하기 위해 상기 회전축에 결합되어 회전하는 냉각 임펠러를 포함하는 냉각 모듈, 및 상기 냉각 모듈의 하부에 배치되며, 유체를 흡입하여 토출하기 위해 상기 회전축에 결합되어 회전하는 펌핑 임펠러와 이를 감싸는 펌프 케이싱을 포함할 수 있다.
상기 냉각 임펠러는, 상기 회전축의 길이 방향을 향하여 개구된 냉매 흡입구, 및 상기 회전축의 반경 방향을 향하여 개구된 냉매 토출구를 포함할 수 있다.
상기 냉각 임펠러는, 상기 냉각 모듈의 내부에 설치될 수 있도록 마련된 안착부, 상기 회전축이 관통하는 임펠러 축공을 형성하고, 상기 회전축의 반경 방향으로 냉매를 유도하는 허브, 및 상기 안착부와 상기 허브를 연결하도록 상기 임펠러 축공의 반경방향 외측에 마련되는 날개를 포함할 수 있다.
상기 허브는, 상기 회전축을 감싸는 수직 벽부, 상기 날개의 상부를 덮는 덮개부, 및 상기 수직 벽부와 상기 덮개부를 연결하고, 냉매의 유동 방향을 상기 회전축의 길이방향으로부터 상기 회전축의 반경방향으로 유도하도록 마련된 곡면 유도부를 포함할 수 있다.
상기 허브의 수직 벽부는 상기 안착부와 함께 상기 임펠러 축공의 반경방향 외측에 냉매 흡입구를 형성할 수 있다. 상기 허브의 상기 덮개부는 상기 안착부와 함께 상기 임펠러 축공의 반경방향 외측에 냉매 토출구를 형성할 수 있다.
상기 냉각 모듈은, 상기 모터 케이싱의 하부를 밀폐하는 제1 커버, 상기 제1 커버의 하부에 결합되어 상기 제1 커버와 함께 냉매 챔버를 형성하는 제2 커버, 및 상기 냉매 챔버의 내부에 배치되어, 상기 냉매 챔버를 제1 챔버와 상기 제1 챔버의 하부에 위치한 제2 챔버로 분할하는 파티션을 포함할 수 있다.
상기 파티션은 상기 냉각 임펠러의 안착부가 결합되는 임펠러 안착구를 포함할 수 있다.
상기 냉각 임펠러는 상기 제1 챔버의 내부에 배치되도록 상기 파티션의 상기 임펠러 안착구의 상부에 결합될 수 있다. 상기 냉각 임펠러는 상기 제2 챔버 내부의 냉매를 흡입하여 상기 제1 챔버로 토출하도록 마련될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 펌프는 모터를 냉각시키기 위한 냉각 모듈 및 냉매 유로를 포함하여 펌핑 대상 유체의 수심이 모터의 높이보다 낮은 경우에도 모터의 손상 없이 펌핑할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 펌프는 냉매의 순환 구조가 개선되고 냉각 임펠러의 구조가 개선되어 모터의 냉각 효율이 개선될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 펌프는 냉각 모듈과 냉각 재킷의 분리가 가능하여 유지 보수가 용이하며, 냉각 모듈과 냉각 재킷이 모터 케이싱 내부로 누수가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프를 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 펌프를 분해하여 도시한 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 냉각 모듈을 분해하여 도시한 사시도,
도 4는 도 1의 A-A 선을 따라 절단한 종단면도,
도 5는 도 1에 도시된 모터 케이싱과 냉각 모듈을 도시한 사시도,
도 6은 도 3에 도시된 냉각 모듈의 제1 커버를 아래 측에서 바라본 사시도,
도 7은 도 5의 B-B 선을 따라 절단한 횡단면도,
도 8은 도 5의 C-C 선을 따라 절단한 종단면도,
도 9는 도 3에 도시된 냉각 임펠러를 도시한 사시도,
도 10은 도 9의 D-D 선을 따라 절단한 냉각 임펠러를 도시한 사시도,
도 11은 도 9에 도시된 냉각 임펠러의 정면도,
도 12는 도 11의 E-E 선을 따라 절단한 냉각 임펠러를 도시한 사시도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등의 명확한 설명을 위해 과장된 것일 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 펌프를 분해하여 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 냉각 모듈을 분해하여 도시한 사시도이고, 도 4는 도 1의 A-A 선을 따라 절단한 종단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프(1)는 내부에 모터가 배치되는 모터 케이싱(20), 모터 케이싱(20)의 상부에 배치되는 상부 캡(10), 모터 케이싱(20)의 외주면을 감싸는 원통형의 냉각 재킷(30), 모터 케이싱(20)의 하부에 배치되는 냉각 모듈(40), 냉각 모듈(40)의 하부에 배치되는 펌프 케이싱(50)을 포함할 수 있다. 펌프 케이싱(50)의 내부에는 펌핑 대상인 유체를 펌프 케이싱(50) 내부로 흡입하여 토출할 수 있도록 마련된 펌핑 임펠러(60)가 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 냉각 모듈(40)은 모터 케이싱(20)의 하부에 결합되는 제1 커버(41)와 제1 커버(41)의 하부에 결합되어 제1 커버(41)와 함께 내부에 냉매 챔버(45)를 형성하는 제2 커버(42)를 포함할 수 있다. 냉각 모듈(40)의 내부에는 냉매를 외부로 배출할 수 있도록 마련된 냉각 임펠러(44)와 냉매 챔버(45)를 제1 챔버(451)와 제2 챔버(452)로 분할하는 파티션(43)이 배치될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 모터 케이싱(20)의 내부에 배치되는 모터(70)는 회전축(71)을 구동할 수 있다. 모터(70)는 모터 케이싱(20)에 고정되는 고정자(701)와 고정자(701)의 내부에서 회전하는 회전자(702)를 포함할 수 있다. 회전자(702)의 중심부에는 모터(70)의 회전력을 냉각 임펠러(44)와 펌핑 임펠러(60)에 전달할 수 있는 회전축(71)이 배치될 수 있다.
모터 케이싱(20)의 상부는 모터 케이싱(20)의 내부 및 모터 케이싱(20)과 냉각 재킷(30) 사이에 형성되는 냉매 유로(80)에 유체가 유입되지 않도록 상부 커버(72)가 결합될 수 있다. 상부 커버(72)의 하부에는 상부 커버(72)의 둘레를 따라 돌출되는 제1 돌출부(721)와 제1 돌출부(721)를 따라 돌출되는 제2 돌출부(722)가 형성될 수 있다. 제1 돌출부(721)의 외측면에는 냉각 재킷(30)의 상부 내주면이 끼워져 결합될 수 있고, 제2 돌출부(722)의 외측면는 모터 케이싱(20)의 상부 내주면이 끼워져 결합될 수 있다.
상부 커버(72)에는 상부 베어링 커버(73)가 결합될 수 있다. 상부 베어링 커버(73)에는 회전자(702)를 관통하여 상부로 돌출되는 회전축(71)의 상부를 지지하는 상부 베어링(731)이 설치될 수 있다.
상부 베어링 커버(73)의 상부에는 모터(70)에 전원을 공급하기 위한 전원선이나 작동을 제어하기 위한 센서케이블 등이 연결되는 정션박스가 설치될 수 있다. 모터 케이싱(20)의 상부에는 정션박스를 덮어 기밀하는 상부 캡(10)이 설치될 수 있으며, 상부 캡(10)을 통해 펌프(1)가 설치되는 수조의 외부에서 전원선 및 센서케이블 등이 인입되어 정션박스에 결합될 수 있다.
모터 케이싱(20)의 하부에는 하부 베어링 커버(74)가 결합될 수 있다. 하부 베어링 커버(74)는 모터 케이싱(20)의 하부를 밀폐할 수 있다. 하부 베어링 커버(74)에는 회전자(702)를 관통하여 하부로 돌출되는 회전축(71)의 하부를 지지하는 하부 베어링(741)이 설치될 수 있다. 하부 베어링 커버(74)의 하측에는 냉각 모듈(40)의 제1 커버(41)가 배치되어 모터 케이싱(20)과 결합될 수 있다.
하부 베어링 커버(74)는 제1 커버(41)와 함께 회전축(71)에 오일을 공급하기 위한 오일 챔버(743)를 형성할 수 있다. 하부 베어링 커버(74)의 저면에는 오일 챔버(743)를 형성하기 위한 상부 오일홈(742)이 하부 베어링 커버(74)의 둘레를 따라 형성될 수 있다.
오일 챔버(743)의 중앙에는 회전축(71)이 관통하여 지나 회전축(71)에 오일이 공급될 수 있다. 오일 챔버(743)는 냉각 모듈(40)과 모터 케이싱(20) 사이에 누수가 발생하는 경우, 모터 케이싱(20)의 내부로 물이 유입되지 않도록 누수된 물을 수용하여 모터(70)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
냉각 모듈(40)은 제1 커버(41)와 제2 커버(42)가 결합되어 냉매를 수용할 수 있는 냉매 챔버(45)를 형성할 수 있다. 제1 커버(41)는 모터 케이싱(20)의 내부 및 모터 케이싱(20)과 냉각 재킷(30) 사이에 형성되는 냉매 유로(80)에 유체가 유입되지 않도록 모터 케이싱(20)과 냉각 재킷(30)의 하부에 결합될 수 있다. 제2 커버(42)는 하부에 배치되는 펌프 케이싱(50)에 안착되어 결합될 수 있다.
제1 커버(41)의 상부에는 제1 커버(41)의 둘레를 따라 돌출되는 기밀 돌출부(410)가 형성될 수 있다. 기밀 돌출부(410)의 상면에는 모터 케이싱(20)이 결합될 수 있고, 기밀 돌출부(410)의 외측면에는 냉각 재킷(30)의 하측 내주면이 끼워져 결합될 수 있다. 기밀 돌출부(410)의 내측면에는 하부 베어링 커버(74)가 안착될 수 있는 베어링 커버 안착홈(413)이 마련될 수 있다. 기밀 돌출부(410)의 내측에는 오목한 형태의 하부 오일홈(414)이 마련될 수 있고, 기밀 돌출부(410)의 내측면에 끼워져 결합되는 하부 베어링 커버(74)의 상부 오일홈(742)과 함께 오일 챔버(743)를 형성할 수 있다.
기밀 돌출부(410)가 하부 베어링 커버(74)를 지지함과 동시에 모터 케이싱(20)과 냉각 재킷(30)이 결합되어 고정하는 기능을 함께 수행할 수 있으며, 기밀 돌출부(410)가 냉각 재킷(30)의 내측면에 밀착되고, 하부 베어링 커버(74)의 둘레에 밀착되어 일부 겹쳐지는 형태로 설치되기 때문에 모터 케이싱(20)과 제1 커버(41)의 사이, 냉각 재킷(30)과 제1 커버(41) 사이 및 제1 커버(41)와 오일 챔버(743)의 사이에 기밀성을 향상시킬 수 있다.
제1 커버(41)와 제2 커버(42)의 중심에는 각각 모듈 축공(412, 421)이 형성될 수 있다. 회전축(71)은 제1 커버(41)의 제1 모듈 축공(412)을 관통하여 펌프 케이싱(50)의 내부에 배치되는 펌핑 임펠러(60)와 결합할 수 있다. 제1 커버(41)의 제1 모듈 축공(412)의 하부와 제2 커버(42)의 제2 모듈 축공(421)의 상부에는 모듈축공(412, 421)을 통한 누수를 방지하기 위한 메카니컬 씰(76)이 설치될 수 있다. 메카니컬 씰(76)의 마모에 따라 냉각 모듈(40)의 내부로 누수가 발생할 경우에는 냉각 모듈(40)을 교체하면 메카니컬 씰(76)까지 함께 교체가 가능하기 때문에 유지보수가 용이하다.
제2 커버(42)의 저면에는 펌프 케이싱(50)의 내부에 위치되는 펌핑 임펠러(60)가 안착되는 펌핑 임펠러 안착홈(422)이 형성될 수 있다. 펌핑 임펠러(60)는 펌핑 임펠러 안착홈(422)에 일부가 삽입되도록 안착된 상태에서 회전하여 펌핑 임펠러(60)와 제2 커버(42)의 사이로 이물질이 끼어 모터(70)의 효율이 하락되는 것을 방지할 수 있다.
모터 케이싱(20)은 냉각 모듈(40)의 제1 커버(41)의 기밀 돌출부(410)에 볼트에 의해 체결되고, 제1 커버(41)는 제2 커버(42)와 함께 볼트가 관통하여 펌프 케이싱(50)에 체결되는 형태로 구성되어 냉각 모듈(40)에 누수가 발생하는 경우, 냉각 모듈(40)만 펌프 케이싱(50) 및 모터 케이싱(20)과 분리하여 교체하는 형태로 용이하게 유지보수를 수행할 수 있다.
펌프 케이싱(50)은 냉각 모듈(40)의 하부에 위치될 수 있으며, 펌프 케이싱(50)의 상면에는 냉각 모듈(40)이 안착되도록 모듈 안착공(52)이 형성될 수 있다. 펌프 케이싱(50)의 저면에는 유체가 흡입되는 유체 흡입구(751)가 마련된 하부 커버(75)가 결합될 수 있다. 펌프 케이싱의 측면에는 흡입된 유체가 토출되는 유체 토출구(51)가 마련될 수 있다. 펌프 케이싱(50)은 유체 흡입구(751)로 흡입된 유체가 나선형태로 가이드되어 유체 토출구(51)로 토출되도록 형성될 수 있다.
펌프 케이싱(50)의 내부에 배치되는 펌핑 임펠러(60)는 회전에 의해 강제적인 압력차를 발생하여 유체를 흡입하여 토출할 수 있다. 펌핑 임펠러(60)는 하부 커버(75)에 안착되며, 회전축(71)에 결합되어 회전할 수 있다. 펌핑 임펠러(60)는 유체에 포함된 이물질을 그대로 흡입하여 토출할 수 있도록 하나의 베인을 갖거나, 필요에 따라 두개 이상의 베인을 가질 수 있다. 펌핑 임펠러(60)는 다양한 형태의 공지된 원심 임펠러가 적용될 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 모터 케이싱과 냉각 모듈을 도시한 사시도이고, 도 6은 도 3에 도시된 냉각 모듈의 제1 커버를 아래 측에서 바라본 사시도이다. 도 7은 도 5의 B-B 선을 따라 절단한 횡단면도이고, 도 8은 도 5의 C-C 선을 따라 절단한 종단면도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프(1)는 모터(70)의 냉각을 위해 냉매를 순환시키는 냉각 모듈(40)과 냉매 유로(80)를 포함할 수 있다. 냉매 유로(80)는 모터 케이싱(20)의 외주면을 감싸는 냉각 재킷(30)과 모터 케이싱(20)의 사이의 공간에 형성될 수 있다.
냉각 모듈(40)은 모터 케이싱(20)의 하부에 배치되어 모터 케이싱(20)의 외주면에 형성된 냉매 유로(80)에 냉매를 공급할 수 있다. 냉매 유로(80)는 냉각 모듈(40)로부터 공급된 냉매가 제1 방향으로 흐르는 제1 유로(801)와 제1 유로(801)를 거친 냉매가 제2 방향으로 흐르는 제2 유로(802)를 포함할 수 있다. 냉매는 제1 유로(810)를 거치면서 모터 케이싱(20)과 열교환하고 제2 유로(802)를 거치면서 다시 모터 케이싱(20)과 열교환할 수 있다. 제2 방향은 제1 방향과 반대 방향일 수 있다. 예컨대, 제1 방향은 상향일 수 있고, 제2 방향은 하향일 수 있다.
도면에 도시되어 있지 않으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프는 냉각 모듈이 모터 케이싱의 상부 또는 측부에 배치될 수 있다. 제1 방향은 냉매가 냉각 모듈로부터 토출되는 방향이 될 수 있고, 제2 방향은 냉매가 냉각 모듈로 유입되는 방향이 될 수 있다.
도 5 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프(1)는 냉매 유로(80)를 제1 유로(801)와 제2 유로(802)로 분할하는 제1 배리어(81) 및 제2 배리어(82)를 포함할 수 있다. 제1 배리어(81) 및 제2 배리어(82)는 모터 케이싱(20)의 외주면으로부터 반경방향 외측으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 도면에 도시되어 있지 않으나, 제1 배리어 및 제2 배리어는 냉각 재킷의 내주면으로부터 반경방향 내측으로 돌출되도록 형성될 수도 있다.
제1 배리어(81) 및 제2 배리어(82)는 모터 케이싱(20)의 상단에서 일정 거리 이격된 지점으로부터 모터 케이싱(20)의 하단까지 연장되도록 형성될 수 있다. 제1 배리어(81) 및 제2 배리어(82)의 상단에는 제1 유로(801)와 제2 유로(802)가 연통될 수 있는 공간이 형성될 수 있다.
제1 배리어(81)와 냉각 재킷(30)의 사이에는 제1 유로(801)와 제2 유로(802) 사이의 기밀을 위한 제1 실링 부재(811)가 배치될 수 있다. 제2 배리어(82)와 냉각 재킷(30)의 사이에는 제1 유로(801)와 제2 유로(802) 사이의 기밀을 위한 제2 실링 부재(821)가 배치될 수 있다.
제1 배리어(81)와 제2 배리어(82)는 모터 케이싱(20)을 둘러싸는 제1 유로(801)의 중심각(803)의 크기가 제2 유로(802)의 중심각(804)의 크기보다 크도록 배치될 수 있다. 제1 유로(801)의 중심각(803)의 크기가 제2 유로(802)의 중심각(804)의 크기의 2배 이상이 되는 것이 바람직하다. 즉, 제1 유로(801)의 너비는 제2 유로(802)의 너비의 2배 이상이 되는 것이 바람직하다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 모듈(40)은 모터 케이싱(20)의 하부를 밀폐하는 제1 커버(41)와 제1 커버(41)의 하부에 결합되는 제2 커버(42)를 포함할 수 있다. 제1 커버(41)는 제2 커버(42)와 결합되어 내부에 냉매 챔버(45)를 형성할 수 있다. 냉매 챔버(45)는 냉각 모듈(40)의 내부에 배치되는 파티션(43)에 의해 제1 챔버(451)와 제2 챔버(452)로 분할될 수 있다. 제1 챔버(451)는 제2 챔버(452)의 상부에 배치될 수 있다.
제1 커버(41)의 상부에는 모터 케이싱(20)과 냉각 재킷(30)이 결합될 수 있는 기밀 돌출부(410)가 마련될 수 있다. 기밀 돌출부(410)에는 냉매 챔버(45) 내부의 냉매가 유출될 수 있는 유출구(411)와 냉매 챔버(45)로 냉매가 유입될 수 있는 유입구(415)가 마련될 수 있다. 냉각 모듈(40)은 적어도 하나의 유출구(411)와 적어도 하나의 유입구(415)를 포함할 수 있다.
냉각 모듈(40)의 유출구(411)는 제1 유로(801)와 연통될 수 있고, 냉각 모듈(40)의 유입구는 제2 유로(802)와 연통될 수 있다. 유출구(411)와 유입구(415)의 개수는 제1 유로(801)의 너비와 제2 유로(802)의 너비의 비율에 따라 정해질 수 있다.
냉각 모듈(40)은 냉매 챔버(45)의 내부에 배치되고 회전축에 결합되어 회전하는 냉각 임펠러(44)를 포함할 수 있다. 냉각 임펠러(44)는 냉매 챔버(45) 내부의 냉매를 유출구(411)를 통해 토출할 수 있다. 유출구(411)를 통해 토출된 냉매는 냉매 유로(80)를 거쳐 유입구(415)를 통해 냉매 챔버(45)로 복귀할 수 있다.
냉각 모듈(40)과 냉매 유로(80)를 순환하는 냉매는 도 7 및 도 8에 도시된 화살표를 따라 유동할 수 있다. 유출구(411)는 상부에 배치된 제1 챔버(451)와 연통될 수 있고, 유입구(415)는 하부에 배치된 제2 챔버(452)와 연통될 수 있다. 냉각 임펠러(44)는 냉매 챔버(45)의 하부에 배치된 제2 챔버(452) 내부의 냉매를 흡입하여 제1 챔버(451)로 토출할 수 있다. 제1 챔버(451)로 토출된 냉매는 유출구(411)를 통하여 제1 유로(801)에 공급될 수 있다.
제1 유로(801)를 거친 냉매는 제1 배리어(81)와 제2 배리어(82)의 상부에 마련된 공간을 통하여 제2 유로(802)로 공급될 수 있다. 냉매는 제1 유로(801)와 제2 유로(802)를 거치면서 모터 케이싱(20)의 내부에 배치된 모터(70)를 냉각시킬 수 있다. 제2 유로(802)를 거친 냉매는 유입구(415)를 통하여 제2 챔버(452)에 유입될 수 있다.
파티션(43)은 제1 챔버(451)를 형성하도록 제1 커버(41)의 내부에 결합될 수 있다. 파티션(43)은 제1 커버(41)의 상부에 마련된 유입구(415)가 제1 챔버(451)이 하부에 배치된 제2 챔버(452)와 연통되도록 마련된 절개부(432)를 포함할 수 있다. 제1 커버(41)의 내부에는 파티션(43)의 절개부(432)와 상응하는 모양으로 형성된 격벽(416)이 마련될 수 있다. 격벽(416)과 파티션(43)에 의해 제1 커버(41)의 내측 공간의 일부가 제1 챔버(451)로 한정될 수 있다. 파티션(43)의 중심부에는 냉각 임펠러(44)가 안착될 수 있는 임펠러 안착구(431)가 마련될 수 있다. 냉각 임펠러(44)는 임펠러 안착구(431)의 상부에 안착될 수 있다.
도 9는 도 3에 도시된 냉각 임펠러를 도시한 사시도이고, 도 10은 도 9의 D-D 선을 따라 절단한 냉각 임펠러를 도시한 사시도이다. 도 11은 도 9에 도시된 냉각 임펠러의 정면도이고, 도 12는 도 11의 E-E 선을 따라 절단한 냉각 임펠러를 도시한 사시도이다.
도 9 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프(1)의 냉각 모듈(40)은 내부에 냉각 임펠러(44)를 포함할 수 있다. 냉각 임펠러(44)는 모터(70)와 연결된 회전축(71)과 결합되어 회전할 수 있다. 냉각 임펠러(44)는 중심부에 회전축(71)이 관통할 수 있는 임펠러 축공(441)이 마련될 수 있다.
냉각 임펠러(44)는 회전축(71)의 길이방향을 향하여 개구된 냉매 흡입구(443)와 회전축(71)의 반경방향을 향하여 개구된 냉매 토출구(442)를 포함할 수 있다. 냉매 흡입구(443)는 냉각 임펠러(44)의 저면에 마련될 수 있고, 냉매 토출구(442)는 냉각 임펠러(44)의 측면에 마련될 수 있다.
냉각 임펠러(44)는 냉각 모듈(40)의 내부에 설치될 수 있도록 마련된 안착부(92)를 포함할 수 있다. 냉각 임펠러(44)의 안착부(92)는 냉각 모듈(40)의 파티션(43)에 마련된 임펠러 안착구(431)에 결합될 수 있다. 냉각 임펠러(44)는 냉각 모듈(40)의 제1 챔버(451)의 내부에 배치되도록 파티션(43)의 임펠러 안착구(431)의 상부에 결합될 수 있다.
냉각 임펠러(44)는 임펠러 축공(441)을 형성하고 회전축(71)의 반경방향으로 냉매를 유도하는 허브(91)를 포함할 수 있다. 냉각 임펠러(44)는 안착부(92)와 허브(91)를 연결하도록 임펠러 축공(441)의 반경방향 외측에 마련되는 날개(93)를 포함할 수 있다. 냉각 임펠러(44)는 적어도 두 개의 날개(93)를 포함할 수 있다. 냉각 임펠러(44)의 날개(93)는 냉매 토출구(442)를 적어도 두 개로 분할할 수 있다. 냉각 임펠러(44)는 안착부(92), 날개(93), 허브(91)가 일체로 형성될 수 있다.
냉각 임펠러(44)의 허브(91)는 회전축(71)을 감싸는 수직 벽부(913)와 날개(93)의 상부를 덮는 덮개부(911)를 포함할 수 있다. 냉각 임펠러(44)의 허브(91)는 수직 벽부(913)와 덮개부(911)를 연결하는 곡면 유도부(912)를 포함할 수 있다. 곡면 유도부(912)는 회전축(71)의 길이방향으로 흡입한 냉매를 회전축(71)의 반경방향으로 토출할 수 있도록 냉매의 유동 방향을 유도할 수 있다. 냉각 임펠러(44)의 허브(91)는 수직 벽부(913), 덮개부(911) 및 곡면 유도부(912)가 일체로 형성될 수 있다.
허브(91)의 수직 벽부(913)는 안착부(92)와 함께 냉매 흡입구(443)를 형성할 수 있다. 허브(91)의 덮개부(911)는 안착부(92)와 함께 냉매 토출구(442)를 형성할 수 있다. 냉매 흡입구(443)와 냉매 토출구(442)는 임펠러 축공(441)의 반경방향 외측에 마련될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀 둔다.
1: 펌프 10: 상부 캡
20: 모터 케이싱 30: 냉각 재킷
40: 냉각 모듈 44: 냉각 임펠러
50: 펌프 케이싱 60: 펌핑 임펠러
70: 모터 71: 회전축
80: 냉매 유로

Claims (8)

  1. 회전축을 구동하는 모터;
    상기 모터를 감싸는 모터 케이싱;
    상기 모터 케이싱의 외주면에 상기 모터의 냉각을 위한 냉매 유로를 형성하도록 상기 모터 케이싱을 감싸는 냉각 재킷;
    상기 냉매 유로에 냉매를 공급하기 위해 상기 회전축에 결합되어 회전하는 냉각 임펠러를 포함하는 냉각 모듈; 및
    상기 냉각 모듈의 하부에 배치되며, 유체를 흡입하여 토출하기 위해 상기 회전축에 결합되어 회전하는 펌핑 임펠러와 이를 감싸는 펌프 케이싱;을 포함하고,
    상기 냉각 모듈은,
    상기 모터 케이싱의 하부를 밀폐하는 제1 커버;
    상기 제1 커버의 하부에 결합되어 상기 제1 커버와 함께 냉매 챔버를 형성하는 제2 커버; 및
    상기 냉매 챔버의 내부에 배치되어, 상기 냉매 챔버를 제1 챔버와 상기 제1 챔버의 하부에 위치한 제2 챔버로 분할하는 파티션;을 포함하고,
    상기 파티션은 상기 냉각 임펠러가 안착되는 임펠러 안착구를 포함하고,
    상기 냉각 임펠러는,
    상기 냉각 모듈의 내부에 설치될 수 있도록 상기 파티션의 상기 임펠러 안착구에 결합되는 안착부;
    상기 회전축이 관통하는 임펠러 축공을 형성하고, 상기 회전축의 반경 방향으로 냉매를 유도하는 허브;
    상기 안착부와 상기 허브를 연결하도록 상기 임펠러 축공의 반경방향 외측에 마련되는 날개;
    상기 안착부와 상기 허브에 의해 형성되고, 상기 회전축의 길이 방향을 향하여 개구된 냉매 흡입구; 및
    상기 안착부와 상기 날개에 의해 형성되고, 상기 회전축의 반경 방향을 향하여 개구된 냉매 토출구;를 포함하는 펌프.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 허브는,
    상기 회전축을 감싸는 수직 벽부;
    상기 날개의 상부를 덮는 덮개부; 및
    상기 수직 벽부와 상기 덮개부를 연결하고, 냉매의 유동 방향을 상기 회전축의 길이방향으로부터 상기 회전축의 반경방향으로 유도하도록 마련된 곡면 유도부;를 포함하는 펌프.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 허브의 수직 벽부는 상기 안착부와 함께 상기 임펠러 축공의 반경방향 외측에 냉매 흡입구를 형성하고,
    상기 허브의 상기 덮개부는 상기 안착부와 함께 상기 임펠러 축공의 반경방향 외측에 냉매 토출구를 형성하는 펌프.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 임펠러는 상기 제1 챔버의 내부에 배치되도록 상기 파티션의 상기 임펠러 안착구의 상부에 결합되고,
    상기 냉각 임펠러는 상기 제2 챔버 내부의 냉매를 흡입하여 상기 제1 챔버로 토출하도록 마련되는 펌프.
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