KR102278247B1

KR102278247B1 - 수중펌프 및 이를 구비한 펌프게이트

Info

Publication number: KR102278247B1
Application number: KR1020210003010A
Authority: KR
Inventors: 정근수
Original assignee: 정근수
Priority date: 2021-01-11
Filing date: 2021-01-11
Publication date: 2021-07-15

Abstract

본 발명은 수중펌프 및 이를 구비한 펌프게이트에 관한 것으로서, 흡입케이싱(10); 흡입케이싱(10)의 상부에 연통 결합되는 토출케이싱(20); 흡입케이싱(10)의 내부에 위치하는 임펠러(30); 임펠러(30)를 회전시키는 회전샤프트(40); 회전샤프트(40)의 외주면에 설치되는 씰챔버(50); 회전샤프트(40) 및 씰챔버(50)에 개재되어, 씰챔버(50)의 내부에 위치하는 메커니컬씰(60); 회전샤프트(40) 및 씰챔버(50)에 개재되어, 씰챔버(60)의 외부에 위치하는 오일씰(70); 상기 흡입케이싱(10)의 내주면에 설치되어, 상기 임펠러(30)와 대응 위치하는 웨어링(80)을 포함하며, 메커니컬씰(60) 및 오일씰(70) 사이에 위치한 씰챔버(50)의 내주면에 기밀유지를 위한 보강씰부(56)가 구비되어 있다.
이에 따라, 수중펌프 및 이를 구비한 펌프게이트의 기능성 및 사용성을 향상시킬 수 있다.

Description

수중펌프 및 이를 구비한 펌프게이트 {SUBMERSIBLE PUMP AND PUMP GATE EQUIPPED WITH IT}

본 발명은 수중펌프 및 이를 구비한 펌프게이트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 메커니컬씰을 안정적으로 보호할 수 있는 수중펌프 및 이를 구비한 펌프게이트에 관한 것이다.

일반적으로, 펌프는 압력작용에 의하여 액체나 기체의 유체를 관을 통해서 수송하거나, 저압의 용기 속에 있는 유체를 관을 통하여 고압의 용기 속으로 압송하는 기계이다.

이러한 펌프는 그 용도 또는 사용장소에 따라 여러 다양한 형태로 구분되고 있다.

특히 수중펌프는 수중에서 작동하는 전동식 펌프로서, 그 수요가 점차 증가하고 있는 추세이다.

종래의 수중펌프는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 모터에 의해 회전되는 회전샤프트(1); 회전샤프트(1)의 외주면에 설치되는 씰챔버(2); 회전샤프트(1) 및 씰챔버(2)에 개재되어, 씰챔버(2)의 내부에 위치하는 메커니컬씰(3); 회전샤프트(1) 및 씰챔버(2)에 개재되어, 씰챔버(2)의 외부에 위치하는 오일씰(4)을 포함하여 구성된다.

메커니컬씰(3) 및 오일씰(4)은 수중펌프의 기밀을 안정적으로 유지하는 역할을 수행한다.

그러나 위와 같은 구성의 수중펌프는 오일씰(4)이 손상되어 그 기능이 원활하지 못할 경우, 씰챔버(2)로부터의 누유발생을 방지할 수 없음은 물론이고 수압 및 이물질 등이 메커니컬씰(3)에 그대로 전달되어 메커니컬씰(3)을 안정적으로 보호하기 어렵다는 문제점이 있다.

이는 결국, 수중펌프의 기능성 및 사용성을 상대적으로 저하시키는 결과를 초래한다.
한편, 등록특허공보 제10-1899292호(등록일: 2018. 09. 11.)에는 위에서 설명한 수중펌프가 개시되어 있다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 오일씰에 손상이 발생되더라도 메커니컬씰을 보다 안정적으로 보호할 수 있는 수중펌프 및 이를 구비한 펌프게이트를 제공하고자 하는 데 있다.

위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 수중펌프는, 흡입케이싱; 상기 흡입케이싱의 상부에 연통 결합되는 토출케이싱; 상기 흡입케이싱의 내부에 위치하는 임펠러; 상기 임펠러를 회전시키는 회전샤프트; 상기 회전샤프트의 외주면에 설치되는 씰챔버; 상기 회전샤프트 및 상기 씰챔버에 개재되어, 상기 씰챔버의 내부에 위치하는 메커니컬씰; 상기 회전샤프트 및 상기 씰챔버에 개재되어, 상기 씰챔버의 외부에 위치하는 오일씰; 상기 흡입케이싱의 내주면에 설치되어, 상기 임펠러와 대응 위치하는 웨어링을 포함하며, 상기 메커니컬씰 및 상기 오일씰 사이에 위치한 상기 씰챔버의 내주면에 기밀유지를 위한 보강씰부가 구비되어 있는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 수중펌프를 구비한 펌프게이트는 게이트; 상기 게이트에 연결 설치되는 수중펌프로 이루어지며, 상기 수중펌프는 흡입케이싱; 상기 흡입케이싱의 상부에 연통 결합되는 토출케이싱; 상기 흡입케이싱의 내부에 위치하는 임펠러; 상기 임펠러를 회전시키는 회전샤프트; 상기 회전샤프트의 외주면에 설치되는 씰챔버; 상기 회전샤프트 및 상기 씰챔버에 개재되어, 상기 씰챔버의 내부에 위치하는 메커니컬씰; 상기 회전샤프트 및 상기 씰챔버에 개재되어, 상기 씰챔버의 외부에 위치하는 오일씰; 상기 흡입케이싱의 내주면에 설치되어, 상기 임펠러와 대응 위치하는 웨어링을 포함하며, 상기 메커니컬씰 및 상기 오일씰 사이에 위치한 상기 씰챔버의 내주면에 기밀유지를 위한 보강씰부가 구비되어 있는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수중펌프 및 이를 구비한 펌프게이트는 씰챔버의 내주면에 보강씰부가 구비됨으로 인해, 오일씰이 손상되더라도 메커니컬씰을 안정적으로 보호할 수 있다.

그리고 메커니컬씰의 손상으로 인한 누유 및 누수 등을 미연에 방지할 수 있다.

그로 인해, 수중펌프 및 이를 구비한 펌프게이트의 기능성 및 사용성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 수중펌프의 기밀유지 구조를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 수중펌프를 개략적으로 도시한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 수중펌프의 기밀유지 구조를 도시한 구성도
도 4는 본 발명에 따른 수중펌프의 보강씰부를 도시한 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 수중펌프의 보강씰부의 다른 실시예를 도시한 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 수중펌프의 웨어링 결합 구조를 확대 도시한 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 수중펌프의 웨어링 결합 구조를 도시한 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 수중펌프의 웨어링의 다른 실시예를 도시한 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 수중펌프를 구비한 펌프게이트를 개략적으로 도시한 구성도이다.

아래에서는 본 발명에 따른 수중펌프 및 이를 구비한 펌프게이트를 첨부된 도면을 통해 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 4에 도시되어 있는 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 수중펌프는 흡입케이싱(10); 흡입케이싱(10)의 상부에 결합되는 토출케이싱(20); 흡입케이싱(10)의 내부에 위치하는 임펠러(Impeller)(30); 임펠러(30)에 연결 설치되는 회전샤프트(40); 회전샤프트(40)의 외주면에 설치되는 씰챔버(Seal chamber)(50); 회전샤프트(40) 및 씰챔버(50)에 개재되는 메커니컬씰(Mechanical seal)(60); 회전샤프트(40) 및 씰챔버(50)에 개재되는 오일씰(Oil seal)(70); 흡입케이싱(10)의 내주면에 설치되는 웨어링(Wear ring)(80)을 포함하여 구성된다.

흡입케이싱(10) 및 토출케이싱(20)은 서로 연통 결합되며, 그 결합수단으로는 볼트 등이 사용된다.

이러한 흡입케이싱(10) 및 토출케이싱(20)은 물적 특성이 우수한 금속 재질로 이루어지며, 흡입케이싱(10)의 내부로 흡입된 물은 토출케이싱(20)을 통해 외부로 토출된다.

임펠러(30)는 그 회전동작을 통해 흡입케이싱(10)의 내부로 물을 흡입시키는 역할을 수행한다. 그리고 회전샤프트(40)는 모터(M)에 의해 구동되어 임펠러(30)를 회전시킨다.

씰챔버(50)는 금속 재질로 이루어지며, 그 내부에는 메커니컬씰(60)의 윤활 및 냉각을 위하여 오일이 채워진다.

이와 같은 씰챔버(50)는 회전샤프트(40)의 외주면에 설치되며, 개방구가 형성되어 있는 본체부(52); 본체부(52)의 개방구에 착탈 가능하게 결합되는 커버부(54)로 이루어진다. 커버부(54)는 메커니컬씰(60) 및 오일씰(70) 사이(공간)에 위치한다.

그리고 메커니컬씰(60) 및 오일씰(70) 사이에 위치한 씰챔버(50)의 커버부(54) 내주면에는 기밀유지를 보강하기 위한 보강씰부(56)가 구비되고, 이러한 보강씰부(56)를 통해 오일씰(70)이 손상되더라도 씰챔버(50)의 기밀을 유지하여 누유 및 누수를 방지할 수 있을 뿐 아니라 수압 및 이물질 등으로부터 메커니컬씰(60)을 안정적으로 보호할 수 있다. 또한 보강씰부(56)는 회전샤프트(40)에 접촉되지 않는 비접촉식 구조를 가지고 커버부(54)의 내주면에 일체로 형성되며, 보강씰부(56)의 비접촉식 구조는 공지된 다양한 형태의 것을 선택적으로 적용할 수 있으나 기밀유지 효율이 우수한 라비린스(Labyrinth) 구조를 적용하는 것이 바람직하다,

라비린스 구조는 공지된 기술이므로 그 구성 및 작용효과에 대한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 보강씰부(56)는 커버부(54)의 내주면에 착탈 가능하게 결합될 수도 있다. 즉, 도 5에서와 같이, 커버부(54)의 내주면을 따라 링형의 결합홈(53)이 형성되고, 보강씰부(56)는 커버부(54)의 결합홈(53)에 끼움 결합되는 구조를 가질 수도 있다.

이 경우 보강씰부(56)의 기능에 문제가 발생될 경우 보강씰부(56)만을 별도로 교체 가능하여 유지보수가 간편할 뿐 아니라 그에 따른 경제적인 비용을 절감할 수 있으며, 필요에 따라 그 결합상태를 견고하고 안정적으로 유지하기 위하여 보강씰부(56)에 자성을 부여할 수도 있다.

메커니컬씰(60)은 씰챔버(50)의 내부에 위치하며, 오일씰(70)은 씰챔버(50)의 외부에 위치하여 누유를 방지함과 아울러 수압 및 이물질 등으로부터 메커니컬씰(60)을 보호하는 역할을 한다.

이러한 메커니컬씰(60) 및 오일씰(70)은 공지기술이므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

웨어링(80)은 임펠러(30)와 대응 위치하며, 임펠러(30)와의 간격을 정밀하게 유지하여 임펠러(30) 토출측의 유체가 흡입측으로 역류되는 것을 방지하기 위한 것이다. 이러한 웨어링(80)은 내구성 및 내수성 등과 같은 물적 특성이 우수한 금속 재질로 이루어진다.

특히 웨어링(80)은 도 6 및 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 흡입케이싱(10)에 고정핀(90)을 통해 조립되는 구조를 가짐으로써 그 설치 및 유지보수가 용이하다.

이를 위하여 흡입케이싱(10)의 상면에는 복수의 핀홈(12)이 형성됨과 아울러 웨어링(80)의 상면 플랜지부(81)에는 흡입케이싱(10)의 핀홈(12)과 대응되는 복수의 핀홀(82)이 형성되며, 고정핀(90)은 핀홀(82)을 관통하여 핀홈(12)에 삽입됨으로써 웨어링(80)을 흡입케이싱(10)에 견고하고 안정적으로 연결시킨다. 고정핀(90)에는 공구탭(92)이 형성되어 있다.

그리고 흡입케이싱(10)의 내주면에는 웨어링(80)의 하단이 걸림 지지되는 걸림턱부(14)가 형성되고, 이러한 걸림턱부(14)에 의해 웨어링()의 조립작업이 용이할 뿐 아니라 웨어링(80)의 조립상태에 다소 문제가 생기더라도 그 설치상태를 안정되게 유지할 수 있다. 또한 웨어링(80)의 내주면에는 토출수의 압력을 단계적으로 감쇄시켜 수중펌프의 성능을 향상시킬 수 있도록 라비린스 구조의 기밀유지부(83)가 일체로 형성되어 있다. 물론, 기밀유지부(83)를 착탈 가능하게 하여 유지보수성을 향상시키기 위해서는 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 웨어링(80)의 내주면을 따라 결합홈(84)을 형성하여 기밀유지부(83)를 결합홈(84)에 결합시킬 수도 있다.

한편, 원통형의 웨어링(80)은 흡입케이싱(10)의 하단으로 갈수록 내경이 서서히 좁아지는 형태, 즉 내측으로 테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 이에 따라 임펠러(30) 및 웨어링(80)의 접촉에 따른 마모 시 임펠러(30)의 설치위치 변화를 통해 웨어링(80) 및 임펠러(30) 간격을 조절할 수 있게 된다.

미설명 도면부호 C는 토출케이싱(20)의 상부에 마련되는 헤드커버를 나타낸 것이다.

도 9는 본 발명에 따른 수중펌프를 구비한 펌프게이트를 도시한 것으로서, 게이트(G); 게이트(G)에 연결 설치되는 수중펌프(P)로 이루어진다. 수중펌프(P)는 도 2 내지 도 8을 통해 설명한 수중펌프와 동일하므로 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

10 : 흡입케이싱 12 : 핀홈
20 : 토출케이싱 30 : 임펠러
40 : 회전샤프트 50 : 씰챔버
52 : 본체부 53 : 결합홈
54 : 커버부 56 : 보강씰부
60 : 메커니컬씰 70 : 오일씰
80 : 웨어링 82 : 핀홀
90 : 고정핀 G : 게이트
P : 수중펌프

Claims

흡입케이싱(10); 상기 흡입케이싱(10)의 상부에 연통 결합되는 토출케이싱(20); 상기 흡입케이싱(10)의 내부에 위치하는 임펠러(30); 상기 임펠러(30)를 회전시키는 회전샤프트(40); 상기 회전샤프트(40)의 외주면에 설치되는 씰챔버(50); 상기 회전샤프트(40) 및 상기 씰챔버(50)에 개재되어, 상기 씰챔버(50)의 내부에 위치하는 메커니컬씰(60); 상기 회전샤프트(40) 및 상기 씰챔버(50)에 개재되어, 상기 씰챔버(50)의 외부에 위치하는 오일씰(70); 상기 흡입케이싱(10)의 내주면에 설치되어, 상기 임펠러(30)와 대응 위치하는 웨어링(80)을 포함하며, 상기 메커니컬씰(60) 및 상기 오일씰(70) 사이에 위치한 상기 씰챔버(50)의 내주면에 기밀유지를 위한 보강씰부(56)가 구비되며,
상기 씰챔버(50)는,
본체부(52); 상기 본체부(52)에 착탈 가능하게 결합되며, 상기 메커니컬씰(60) 및 상기 오일씰(70) 사이에 위치하며, 내주면을 따라 링형의 결합홈(53)이 형성되어 있는 커버부(54)로 이루어지고,
상기 보강씰부(56)는 라비린스 구조를 가지고 상기 결합홈(53)에 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 수중펌프.
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청구항 1에 있어서,
상기 웨어링(80)의 내주면에는 라비린스 구조의 기밀유지부(83)가 일체로 형성되고,
상기 흡입케이싱(10)의 상면에는 핀홈(12)이 형성됨과 아울러 상기 웨어링(80)의 상면에는 상기 핀홈(12)과 대응되는 핀홀(82)이 형성되며, 상기 핀홀(82)을 관통하여 상기 핀홈(12)에 삽입되는 고정핀(90)이 구비되는 것을 특징으로 하는 수중펌프.
게이트(G); 상기 게이트(G)에 연결 설치되는 수중펌프(P)로 이루어지며,
상기 수중펌프(P)는 흡입케이싱(10); 상기 흡입케이싱(10)의 상부에 연통 결합되는 토출케이싱(20); 상기 흡입케이싱(10)의 내부에 위치하는 임펠러(30); 상기 임펠러(30)를 회전시키는 회전샤프트(40); 상기 회전샤프트(40)의 외주면에 설치되는 씰챔버(50); 상기 회전샤프트(40) 및 상기 씰챔버(50)에 개재되어, 상기 씰챔버(50)의 내부에 위치하는 메커니컬씰(60); 상기 회전샤프트(40) 및 상기 씰챔버(50)에 개재되어, 상기 씰챔버(50)의 외부에 위치하는 오일씰(70); 상기 흡입케이싱(10)의 내주면에 설치되어, 상기 임펠러(30)와 대응 위치하는 웨어링(80)을 포함하며, 상기 메커니컬씰(60) 및 상기 오일씰(70) 사이에 위치한 상기 씰챔버(50)의 내주면에 기밀유지를 위한 보강씰부(56)가 구비되며,
상기 씰챔버(50)는 본체부(52); 상기 본체부(52)에 착탈 가능하게 결합되며, 상기 메커니컬씰(60) 및 상기 오일씰(70) 사이에 위치하며, 내주면을 따라 링형의 결합홈(53)이 형성되어 있는 커버부(54)로 이루어지고, 상기 보강씰부(56)는 라비린스 구조를 가지고 상기 결합홈(53)에 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 수중펌프를 구비한 펌프게이트.