KR102410716B1 - 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프 - Google Patents

오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오일챔버부의 오일에 포함된 금속성의 이물질을 용이하게 제거할 수 있는 오일챔버의 이물질 제거가 용이한 자력부재를 갖는 펌프에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프는 구동모터부, 상기 구동모터에 의해 회전하는 임펠러, 상기 임펠러를 감싸며 상기 임펠러에 의해 유체가 흡입되는 흡입구와 상기 흡입구로 흡입된 유체가 토출되는 토출구가 형성된 펌프케이싱, 상기 펌프케이싱과 구동모터부의 사이에 위치하여 상기 펌프케이싱과 상기 구동모터부의 구동축이 관통하는 오일챔버부, 및 상기 오일챔버부에서 상기 구동축이 관통하는 축공을 기밀하는 메카니컬씰을 포함하는 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프로서, 상기 오일챔버부는 상기 오일챔버부의 내부로 오일을 충전하기 위한 오일충전구, 및 상기 오일충전구를 밀폐하는 밀폐캡을 포함하고, 상기 밀폐캡은 상기 오일충전구를 덮어 밀폐하는 충전구밀폐부, 상기 충전구밀폐부에서 상기 오일챔버의 내부로 연장되어 상기 구동축에 의해 상기 오일챔버부에서 선회하는 오일을 가이드하여 상기 오일챔버부의 상부까지 유동시키는 유동날개부, 및 상기 유동날개부에 설치되어 상기 오일에 포함된 금속성의 이물질을 자력에 의해 부착하여 제거하는 자성체를 포함한다. 따라서, 금속성 이물질을 제거하여 펌프의 효율을 향상시키고 내구성을 증대시킬 수 있다.

Description

오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프{Submersible pump with sealing cap for easy removal of foreign substances from the oil chamber}
본 발명은 오일챔버부의 오일에 포함된 금속성의 이물질을 용이하게 제거할 수 있는 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 자력부재를 갖는 펌프에 관한 것이다.
일반적으로 수중펌프는 집수조의 수중에 위치하여 집수조에 저장된 유체를 외부로 펌핑하여 이송한다.
수중펌프는 수중에 위치하기 때문에 기밀성이 중요한데, 수중펌프의 구동모터부와 펌프케이싱의 사이에는 구동축을 윤활함과 동시에 펌프케이싱의 유체가 구동모터부로 유입되는 것을 차단하기 위해 오일이 충전된 오일챔버부가 설치된다.
오일챔버부의 내부에는 윤활을 위한 오일이 충전되는 데, 오일에는 구동축의 마모에 따라 금속성 이물질이 함유되면서, 마모를 촉진하고, 금속성 이물질의 고착에 따라 저항이 증대되어 펌프의 효율이 하락되는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위해 종래에는 한국등록특허공보 제10-1891606호(2018.9.28.공고)의 "펌프용 오일챔버의 필터장치"가 개시된 바가 있다.
상기한 종래의 펌프용 오일챔버의 필터장치는 케이싱과 구동축의 사이를 기밀하기 위한 메카니컬실, 상기 메카니컬실이 내부에 위치되며 상기 메카니컬실에 윤활하는 동시에 기밀하기 위한 오일이 수용되는 오일챔버를 포함하는 펌프에 설치되어 상기 오일챔버의 오일에서 수분을 분리하는 펌프용 오일챔버의 필터장치에 있어서, 상기 오일챔버의 내부에 일부 부피를 차지하도록 오일챔버에 설치되어 상기 오일챔버의 충전되는 오일량을 조절하는 오일량조절체, 상기 오일량조절체의 중앙을 관통하여 상기 구동축과 상기 메카니컬실이 위치되며, 오일에 의해 상기 구동축 및 메카니컬실에 오일을 공급하는 오일공급공간, 상기 오일공급공간에서 구동축의 회전에 따라 회전하는 오일이 상기 오일량조절체의 상부를 통해 넘쳐 상기 오일량조절체의 외측 둘레로 흘러 내린 오일이 수용되며 비중에 의해 오일에 포함된 수분을 분리하는 기수분리공간, 상기 기수분리공간에서 비중의 차이에 따라 분리된 수분의 상부에 위치되는 오일만 상기 오일공급공간으로 유입되도록 상기 오일량조절체의 미리 설정된 높이에서 측방향으로 관통되어 상기 기수분리공간의 오일이 상기 오일공급공간으로 유입되는 오일유로, 및 상기 오일공급공간에 위치된 상기 오일유로를 밀폐하여 상기 오일유로를 통해 상기 오일공급공간으로 공급되는 오일에 포함된 이물질을 걸러내는 이물질필터를 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 펌프용 오일챔버의 필터장치는 오일량조절체를 오일이 지나면서 오일에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있었다.
하지만, 종래의 펌프용 오일챔버의 필터장치는 오일량조절체를 교체하기 위해 오일챔버부에서 분리하기 위해 구동모터부를 분리해야하는 번거로움이 존재할 뿐만 아니라, 구조가 복잡하여 제조비용이 비싸지는 문제점이 있었다.
또한, 미리 설정된 크기의 입자를 갖는 이물질만 걸러낼 수 있기 때문에 상대적으로 입자가 작은 금속성 이물질은 오일에 함유되어 그대로 존재하면서, 금속성 이물질이 고착되면서 부하를 증대시켜 펌프의 효율을 하락시키고, 금속성 이물질에 의해 마모가 증대되어 내구성이 하락되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 오일충전구를 밀폐하는 밀폐캡에 오일챔버부의 내부를 선회하는 오일이 상향 유동할 수 있는 유동날개부를 설치하여 오일챔버부의 상부까지 오일을 공급할 수 있는 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 유동날개부에 자성체가 설치되어 자성체에 금속성 이물질을 부착하는 형태로 걸러 내어 금속성 이물질에 의해 마모의 촉진을 최소화하여 내구성의 하락을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 금속성 이물질이 고착되어 부하가 증대되는 것을 방지함으로써, 펌프효율이 하락되는 것을 방지할 수 있는 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 유동날개부에 이물질보유홈이 형성되어 유동날개부를 지나는 유속에 의해 자성체에 부착된 금속성 이물질이 탈락되어 오일에 혼입되는 것을 방지할 수 있는 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 밀폐캡에 유동날개부가 설치되어 오일챔버부에서 유동날개부를 용이하게 분리하여 자성체에 부착된 금속성 이물질을 용이하게 제거하여 처리할 수 있으며 비교적 구조가 간단하여 제작이 용이하고 제작비용을 절감할 수 있는 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프는 구동모터부, 상기 구동모터에 의해 회전하는 임펠러, 상기 임펠러를 감싸며 상기 임펠러에 의해 유체가 흡입되는 흡입구와 상기 흡입구로 흡입된 유체가 토출되는 토출구가 형성된 펌프케이싱, 상기 펌프케이싱과 구동모터부의 사이에 위치하여 상기 펌프케이싱과 상기 구동모터부의 구동축이 관통하는 오일챔버부, 및 상기 오일챔버부에서 상기 구동축이 관통하는 축공을 기밀하는 메카니컬씰을 포함하는 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프로서, 상기 오일챔버부는 상기 오일챔버부의 내부로 오일을 충전하기 위한 오일충전구, 및 상기 오일충전구를 밀폐하는 밀폐캡을 포함하고, 상기 밀폐캡은 상기 오일충전구를 덮어 밀폐하는 충전구밀폐부, 상기 충전구밀폐부에서 상기 오일챔버부의 내부로 연장되어 상기 구동축에 의해 상기 오일챔버부에서 선회하는 오일을 가이드하여 상기 오일챔버부의 상부까지 유동시키는 유동날개부, 및 상기 유동날개부에 설치되어 상기 오일에 포함된 금속성의 이물질을 자력에 의해 부착하여 제거하는 자성체를 포함한다.
상기 유동날개부는 상기 오일챔버부의 상부에 위치하는 상기 메카니컬씰의 부분까지 상기 오일챔버부에 충전된 오일이 상기 유동날개부를 타고 유동하도록 상기 충전구밀폐부에서 상기 오일챔버부의 상부에 위치하는 상기 메카니컬씰이 위치한 부분을 향해 경사진 형태를 가질 수 있다.
상기 유동날개부는 상기 오일챔버부에서 회전하는 오일의 저항을 최소화하도록 단면의 형상이 전단에서 후단으로 갈수록 두께가 얇아지는 형태의 익형일 수 있다.
상기 유동날개부는 상기 자성체에 의해 부착된 금속성 이물질이 상기 오일의 유동에 의해 상기 자성체에서 분리되는 것을 방지하도록 상기 자성체의 주변에 상기 자성체의 자력에 의해 부착된 금속성이물질을 보유하는 이물질보유홈을 포함할 수 있다.
상기 구동축에 설치되어 상기 구동축과 함께 회전하며 상기 오일챔버부의 오일에 선회류를 발생시키는 선회류날개를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 오일충전구를 밀폐하는 밀폐캡에 오일챔버부의 오일을 상향 유동시켜 오일챔버부의 상부까지 오일을 공급함으로써, 축공과 구동축의 사이에 발생하는 마찰 및 마모를 최소화하여 펌프의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 유동날개부에 자성체가 설치되어 오일에 포함된 금속성 이물질이 자성체에 부착되어 오일에서 제거되기 때문에 금속성 이물질이 축공과 구동축 또는 메카니컬씰에 마모를 촉진하는 것을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 금속성 이물질이 고착되면서 부하의 증대를 방지함으로써, 펌프의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 밀폐캡에 유동날개부가 설치되어 오일충전구를 개폐 시 유동날개부가 함께 오일챔버부에서 함께 이탈되면서, 자력에 의해 유동날개부에 부착된 금속성 이물질을 용이하게 제거할 수 있으며, 자성체의 둘레에 이물질보유홈이 형성되어 자성체에 의해 걸러진 금속성 이물질이 유속에 의해 쉽게 분리되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 구동축에 선회류날개가 설치되어 오일의 선회류의 선회속도를 증대시켜 오일이 상부로 이동하는 이동력을 향상시키고, 유동날개부를 거치는 오일의 접촉성을 향상시켜 금속성 이물질의 제거성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상대적으로 구조가 간단하여 제작이 용이하며, 제작비용을 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프를 도시한 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프의 오일챔버부를 도시한 평단면도이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프를 구성하는 밀폐캡을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프를 구성하는 유동날개부의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 오일챔버부(140)의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡(160)을 갖는 수중펌프(100)는 구동모터부(110), 임펠러(130), 펌프케이싱(120), 오일챔버부(140) 및 메카니컬씰(150)을 포함할 수 있다.
구동모터부(110)는 전기 또는 연료를 소모하는 전기모터 또는 엔진으로 구현될 수 있으며, 구동모터부(110)는 구동축(111)을 회전시킬 수 있다.
구동모터부(110)는 수중에서 유체에 의해 기밀할 수 있도록 모터커버에 감싸질 수 있다.
임펠러(130)는 구동축(111)에 결합되어 회전할 수 있으며, 임펠러(130)는 유체를 흡입하는 흡입력과 흡입된 유체를 토출하는 토출력을 가질 수 있다.
임펠러(130)는 중앙으로 유체를 흡입하고, 둘레로 토출하는 원심임펠러(130)일 수 있으며, 임펠러(130)는 축류 또는 사류 형태의 임펠러(130)일 수도 있다.
펌프케이싱(120)은 임펠러(130)를 수용하거나, 임펠러(130)를 감싸 유체가 이동하는 유로를 형성할 수 있으며, 펌프케이싱(120)의 내부에는 임펠러(130)가 회전 가능하게 수용될 수 있다.
펌프케이싱(120)에는 임펠러(130)의 회전에 따라 유체가 흡입되는 흡입구(121)가 형성될 수 있으며, 흡입구(121)로 흡입된 유체가 토출되는 토출구(123)가 형성될 수 있다.
펌프케이싱(120)의 흡입구(121)와 토출구(123)는 임펠러(130)의 종류에 따라 예를 들어 축류 또는 사류 임펠러(130)의 경우, 서로 대향된 방향에 위치하거나, 예를 들어 원심임펠러(130)의 경우, 흡입구(121)는 펌프케이싱(120)의 하부에 형성되고, 토출구(123)는 둘레에 형성될 수도 있다.
펌프케이싱(120)은 임펠러(130)에 종류에 따라 원심임펠러(130)의 경우에는 펌프케이싱(120)의 토출구(123)에는 집수조에서 유체를 외부로 이송하는 토출파이프가 연결될 수 있으며, 축류 또는 사류 임펠러(130)의 경우에는 펌프케이싱(120)은 집수조의 유체를 외부로 이송하기 위한 컬럼파이프의 내부에 삽입되어 설치되어 설치될 수도 있다.
오일챔버부(140)는 구동모터부(110)와 임펠러(130)의 사이에 위치할 수 있으며, 오일챔버부(140)는 내부에 오일이 충전되어 구동축(111)과 펌프케이싱(120)의 사이에 오일을 공급하거나, 구동축(111)을 통해 구동모터부(110)로 유체가 유입되는 것을 차단하는 기능을 수행할 수도 있다.
이때, 구동모터부(110)의 구동축(111)은 오일챔버부(140)를 관통하여 오일챔버부(140)의 하부에 위치하는 펌프케이싱(120)을 함께 관통하여 펌프케이싱(120)에 설치된 임펠러(130)에 결합될 수 있다.
오일챔버부(140)에서 구동모터부(110)가 위치하는 부분에는 구동모터에서 오일챔버부(140)로 구동축(111)이 관통하는 제1 축공(143)이 형성되며, 오일챔버부(140)에서 펌프케이싱(120)이 위치하는 부분에는 오일챔버부(140)에서 펌프케이싱(120)을 관통하여 임펠러(130)에 결합하기 위해 구동축(111)이 관통하는 제2 축공(145)이 형성될 수 있다.
오일챔버부(140)의 둘레에는 외부에서 오일을 충전하기 위한 오일충전구(141)가 관통하여 형성될 수 있으며, 오일충전구(141)에는 오일충전구(141)를 밀폐하기 위한 하기에 설명할 밀폐캡(160)이 설치될 수 있다.
오일챔버부(140)의 내부에는 제1 축공(143)과 제2 축공(145) 및 이 둘을 관통하는 구동축(111)의 사이를 기밀하기 위한 메카니컬씰(150)이 설치될 수 있다.
메카니컬씰(150)은 제1 축공(143)과 구동축(111)의 사이를 기밀하는 제1 기밀부재(151)와 제2 축공(145)과 구동축(111)의 사이를 기밀하는 제2 기밀부재(153)가 오일챔버부(140)의 중앙을 중심으로 서로 대향되는 방향 예를 들어 제1 기밀부재(151)는 제1 축공(143)에 밀착되고, 제2 기밀부재(153)는 제2 축공(145)에 밀착되도록 밀착스프링(155)에 의해 지지될 수 있다.
밀착스프링(155)은 하나의 스프링에 의해 제1 기밀부재(151)와 제2 기밀부재(153)를 서로 대양되는 방향으로 탄성력에 의해 지지하거나, 오일챔버부(140)의 중앙을 중심으로 제1 기밀부재(151)를 밀착하는 제1 밀착스프링과, 제2 기밀부재(153)를 밀착하는 제2 밀착스프링이 각각 분리되어 설치될 수 도 있다.
밀착스프링(155)은 구동축(111)이 중앙을 관통하여 끼워지는 형태로 오일챔버부(140)에 위치할 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 오일챔버부(140)의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡(160)을 갖는 수중펌프(100)는 밀폐캡(160)을 포함할 수 있다.
이 밀폐캡(160)은 오일충전구(141)을 통해 오일챔버부(140)에 오일을 충전할 수 있도록 오일충전구(141)를 개폐할 수 있다.
밀폐캡(160)은 충전구밀폐부(161), 및 유동날개부(165)를 포함할 수 있다.
충전구밀폐부(161)는 오일충전구(141)를 덮을 수 있는 크기로 형성되어 오일챔버부(140)의 외측에서 오일충전구(141)를 덮는 형태로 오일충전구(141)를 기밀할 수 있다.
충전구밀폐부(161)는 오일충전구(141)에 일부 삽입되어 끼워지는 형태로 오일충전구(141)를 밀폐할 수도 있으며, 충전구밀폐부(161)에는 오일충전구(141)와 충전구밀폐부(161)의 사이를 기밀하는 오링(163)이 설치될 수 있다.
한편, 충전구밀폐부(161)에는 볼트(BT)를 체결하는 제1 체결공이 관통형성되고, 오일충전구(141)를 충전구밀폐부(161)에 밀폐한 상태에서 제1 체결공과 대응되는 오일충전구(141)의 둘레에는 제2 체결공이 관통형성되어 오일충전구(141)에 충전구밀폐부(161)를 밀폐한 상태에서 제1 체결공과 제2 체결공을 볼트(BT)가 관통하여 체결되는 형태로 충전구밀폐부(161)를 오일충전구(141)에 고정시킬 수 있다.
제1 체결공과 제2 체결공은 충전구밀폐부(161)와 오일충전구(141)의 둘레에 복수 개가 관통하여 형성될 수 있다.
충전구밀폐부(161)에는 오일충전구(141)에 밀폐캡(160)을 용이하게 탈착할 수 있도록 작업자가 파지할 수 있는 손잡이(162)부가 충전구밀폐부(161)의 외측면에 돌출되어 형성될 수도 있다.
도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 유동날개부(165)는 오일챔버부(140)에 충전된 오일을 제1 축공(143)이 위치하는 메카니컬씰(150)의 제1 기밀부재(151)가 위치하는 오일챔버부(140)의 상부까지 유동시켜 제공할 수 있다.
여기서, 오일챔버부(140)에는 오일을 만충 할 경우, 제1 축공(143) 또는 제2 축공(145)으로 누유될 우려가 있기 때문에 오일챔버부(140)에 대략 50~70% 가량까지만 채우기 때문에 오일챔버부(140)에서 구동축(111)이 회전하여 구동축(111)의 회전방향과 동일한 방향으로 오일이 선회하는 선회류가 발생하더라도 제1 축공(143)까지는 오일이 미치지 못해 제1 축공(143)과 구동축(111)이 직접 맞닿아 회전하면서 마모가 발생한다.
하지만, 실시예는 유동날개부(165)에 의해 오일챔버부(140)의 내부에서 구동축(111)의 회전시 선회하는 오일이 유동날개부(165)를 타고 상향되는 유동을 형성하면서, 제1 축공(143)까지 오일을 제공할 수 있다.
유동날개부(165)는 충전구밀폐부(161)에서 오일챔버부(140)의 내부를 향해 위치하도록 충전구밀폐부(161)에 설치될 수 있으며, 유동날개부(165)는 충전구밀폐부(161)에서 제1 축공(143)을 향해 점점 높이가 높아지는 경사진 형태로 형성되거나, 유동날개부(165)에서 끝단 부분의 일부만 제1 축공(143)부를 향해 점점 높아지는 상향 경사부(165b)를 가지도록 형성될 수 있다.
물론, 유동날개부(165)는 충전구밀폐부(161)에서 제1 축공(143)을 향해 곡선의 형태로 형성될 수도 있으며, 유동날개부(165)는 오일충전구(141)의 높이에 따라 오일챔버부(140)의 바닥이 오일충전구(141)에 비해 현저히 낮을 경우, 유동날개부(165)는 충전구밀폐부(161)에서 바닥을 향해 점점 내려가는 하향 경사부(165a)의 끝단에서 다시 제1 축공(143)을 향해 높이가 점점 높아지는 상향 경사부(165b)를 갖는 형태로도 구성될 수도 있다.
유동날개부(165)는 종단면의 형상이 선회류가 회전하는 방향에 대해 마주하는 전단에서 후단으로 갈수록 두께가 두꺼워 졌다 얇아지는 비행기 날개의 단면 형상(익형)으로 형성되어 선회하는 유체의 저항을 최소화할 수 있다.
한편, 유동날개부(165)에는 오일챔버부(140)의 오일에 포함된 금속성의 이물질을 자력에 의해 부착하여 제거하는 자성체(167)가 설치될 수 있으며, 자성체(167)는 선회류가 유동날개부(165)와 가장 먼저 맞닿는 전단부분에 설치될 수 있다.
여기서, 오일챔버부(140)는 제1 축공(143) 또는 제2 축공(145)에 오일을 공급하기 때문에 구동축(111)과 제1 축공(143) 또는 제2 축공(145)이 접촉하는 부분에서 마모가 발생하면서, 쇳가루와 같은 금속성 이물질이 혼입되고, 이 금속성 이물질이 혼입되어 제1 축공(143) 또는 제2 축공(145)에 제공되면, 금속성 이물질에 의해 마모를 촉진하거나, 금속성 이물질이 고착되면서 부하가 발생하는 문제점이 있다.
이에 따라 자성체(167)는 구동축(111)의 회전에 따라 오일이 선회할 때, 선회류에 포함된 금속성 이물질을 자성체(167)의 자력에 부착하여 보유하는 형태로 오일에서 금속성 이물질을 제거하여 마모를 촉진하는 것을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 금속성 이물질의 고착에 따른 부하가 증대되는 것을 방지하여 펌프의 효율을 향상시킬 수 있다.
자성체(167)는 유동날개부(165)에서 선회류와 마주하는 전단 부분에 복수 개가 이격되어 설치되거나, 전단 부분을 따라 띠 형태로 설치될 수 있으며, 자성체(167)가 설치된 유동날개부(165)의 전단 부분에는 자성체(167)에 부착되어 걸러진 이물질이 선회류의 압력에 의해 용이하게 자성체(167)에서 이탈되는 것을 방지하도록 자성체(167)에 붙은 금속성 이물질을 보유하는 이물질보유홈(168)이 형성될 수 있다.
자성체(167)는 자력이 강한 네오듐자석으로 구현되는 것이 바람직하지만, 자력을 갖는 물체라면 어떠한 것이든 자성체(167)로서 설치될 수 있다.
한편, 유동날개부(165)는 유동날개부(165)의 전단 부분보다 후단 부분이 더 높이 위치하도록 유동날개부(165)의 전단을 중심으로 미리 설정된 각도(θ)로 기울어져 형성되어 유동날개부(165)를 지나는 오일이 상향되는 기류를 형성하도록 함으로써, 제1 축공(143)까지 오일을 유동시켜 제1 축공(143)에 오일을 공급할 수 있다.
물론, 제1 축공(143)으로 공급되는 오일은 제1 축공(143)과 구동축(111)의 사이 기밀 작용을 수행할 뿐만 아니라, 메카니컬씰(150)과 구동축(111)과의 윤활작용도 수행할 수 있다.
유동날개부(165)의 절곡된 형상은 밀폐캡(160)을 오일충전구(141)에서 분리할 때, 오일충전구(141)에 걸리지 않고 빼낼 수 있도록 절곡된 형상을 가질 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 오일챔버부(140)의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡(160)을 갖는 수중펌프(100)는 선회류날개(170)를 포함할 수 있다.
선회류날개(170)는 구동축(111)에 결합되어 구동축(111)의 회전 시에 오일챔버부(140)의 내부에 오일을 회전시켜 선회류를 발생할 수 있다.
선회류날개(170)는 메카니컬씰(150)을 구성하는 밀착스프링(155)의 내측에 위치할 수 있으며, 선회류날개(170)는 구동축(111)을 중심으로 등간격 원주방향으로 복수 개가 배열될 수 있다.
선회류날개(170)는 구동축(111)의 둘레에서 돌출되거나, 구동축(111)에 날개 형태의 홈을 형성하는 형태로도 구현될 수도 있다.
선회류날개(170)는 구동축(111)의 회전 시에 선회류날개(170)가 함께 회전하면서, 오일챔버부(140)의 내부에서 일방향으로 오일이 회전하는 선회류를 발생하고, 선회류는 유동날개를 거치면서 오일챔버부(140)에서 상향되는 유동을 발생하면서, 오일챔버부(140)의 상부까지 오일을 유동시킬 수 있다.
이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 오일챔버부(140)의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡(160)을 갖는 수중펌프(100)는 구동모터부(110)의 하부에 펌프케이싱(120)이 설치되며 펌프케이싱(120)의 내부에는 구동모터부(110)의 구동축(111)에 임펠러(130)가 결합된다.
펌프케이싱(120)의 토출구(123)에는 집수조의 외부로 유체를 이송하기 위한 토출파이프가 결합된다.
구동모터부(110)와 펌프케이싱(120)의 사이에는 오일챔버부(140)가 위치하며, 오일챔버부(140)의 내부에는 구동모터부(110)와 오일챔버부(140)를 연통하는 제1 축공(143)이 형성되고, 오일챔버부(140)와 펌프케이싱(120)의 사이에는 구동축(111)이 관통하는 제2 축공(145)이 형성되어 구동모터부(110)의 구동축(111)이 제1 축공(143)과 제2 축공(145)을 함께 관통하는 형태로 설치된다.
그리고, 오일챔버부(140)에는 펌프케이싱(120)으로 유입되는 유체가 제1 축공(143) 또는 제2 축공(145)을 통해 구동모터부(110)로 진입되는 것을 차단하기 위해 메카니컬씰(150)이 설치되며, 메카니컬씰(150)은 제1 기밀부재(151)가 제1 축공(143)을 기밀하고, 제2 기밀부재(153)는 제2 축공(145)을 기밀하며, 제1 기밀부재(151)와 제2 기밀부재(153)의 사이에는 밀착스프링(155)에 의해 각 축공에 밀착되도록 탄성력에 의해 지지된다.
그리고, 기밀스프링의 중앙에는 구동축(111)이 관통하여 설치되며, 구동축(111)에는 구동축(111)의 회전에 따라 오일챔버부(140)의 내부에서 선회류를 발생하는 선회류날개(170)가 설치된다.
선회류날개(170)는 기밀스프링의 내주에 위치할 수 있도록 기밀스프링의 내경보다 작은 외경을 가질 수 있으며, 선회류날개(170)는 구동축(111)의 둘레로 복수 개가 돌출되어 형성된다.
한편, 오일챔버부(140)에는 오일챔버부(140)의 내부로 오일을 충전할 수 있도록 관통된 오일충전구(141)가 형성될 수 있으며, 오일충전구(141)는 밀폐캡(160)에 의해 밀폐된다.
밀폐캡(160)은 오일충전구(141)의 외부를 덮어 밀폐하는 충전구밀폐부(161)와, 충전구밀폐부(161)에서 오일챔버부(140)의 내부로 돌출되는 유동날개부(165)로 구성될 수 있다.
유동날개부(165)는 오일충전구(141)에서 오일챔버부(140)의 상부에 위치하는 제1 축공(143)을 향해 경사진 형태로 형성되거나, 오일챔버부(140)의 깊이에 따라 충전구밀폐부(161)에서 오일챔버부(140)의 바닥을 향해 하향되는 하향 경사부(165a)와 하향 경사부(165a)의 끝단에서 다시 제1 축공(143)을 향해 다시 상향되는 상향 경사부(165b)를 포함하는 형태로 구성될 수도 있다.
유동날개부(165)의 단면의 형상은 오일이 선회하며 발생하는 선회류의 선회하는 방향에 대해 마주하는 전단 부분에서 후단 부분으로 갈수록 점점 두께가 얇아지는 익형의 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 유동날개부(165)에는 자성체(167)가 설치되어 오일이 유동날개부(165)를 지나면서 유동될 때, 오일에 포함된 금속성 이물질을 자력에 의해 부착하여 제거함으로써, 오일에 금속성 이물질이 함유된 상태로 선회하며 제1 축공(143) 및 제2 축공(145)으로 공급되는 것을 방지할 수 있다.
자성체(167)가 설치되는 유동날개부(165)의 부분에는 오목한 형태의 이물질보유홈(168)이 형성되어 자성체(167)에 부착된 금속성 이물질이 선회류의 유속에 의해 휩쓸려 유동날개부(165)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 제1 축공(143)과 제2 축공(145)의 사이에 위치하는 구동축(111)의 부분에는 구동축(111)의 회전 시에 구동축(111)과 함께 회전하는 선회류날개(170)가 설치되며, 선회류날개(170)는 메카니컬씰(150)의 밀착스프링(155)의 내주에 위치할 수 있다.
이렇게 구성된 본 발명의 실시예에 따른 오일챔버부(140)의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡(160)을 갖는 수중펌프(100)는 구동모터부(110)가 작동하면, 구동모터부(110)에 의해 임펠러(130)가 회전하면서, 임펠러(130)에서 흡입력 및 토출력을 발생하여 펌프케이싱(120)의 흡입구(121)로 집수조의 유체가 흡입되며, 흡입된 유체는 펌프케이싱(120)의 내부로 흡입된 유체는 토출구(123)로 토출되고, 토출구(123)에 연결된 토출파이프를 통해 집수조의 외부로 이송된다.
한편, 구동축(111)이 회전하면, 구동축(111)에 결합된 선회류날개(170)도 함께 회전하고, 선회류날개(170)는 오일챔버부(140)의 내부에 위치하는 오일을 유동시켜 오일챔버부(140)의 내부에서 구동축(111)이 회전하는 방향과 동일한 방향으로 오일이 회전하는 선회류를 발생한다.
발생한 선회류는 유동날개부(165)를 지나면서, 유동날개부(165)에 가이드되어 오일의 수면보다 높은 제1 축공(143)이 위치하는 방향까지 오일이 유동되면서, 오일이 제1 축공(143)과 구동축(111)으로 공급되어 구동축(111)과 제1 축공(143)을 윤활 및 기밀을 수행한다.
그리고, 제1 축공(143)과 제2 축공(145) 및 구동축(111)의 마모 또는 메카니컬씰(150)의 마모로 인해 발생하여 오일에 함유되는 금속성 이물질은 유동날개부(165)를 거치면서 유동날개부(165)에 설치된 자성체(167)에 부착되어 오일에서 제거되고, 자성체(167)의 둘레에는 자성체(167)의 둘레에 형성되는 이물질보유홈(168)에 보유됨으로써, 선회류의 유속에 의해 자성체(167)에서 금속성 이물질이 탈락되어 오일에 다시 포함되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 오일에 포함된 금속성 이물질은 유동날개부(165)에 부착되어 제거됨으로써, 금속성 이물질이 제1 축공(143), 제2 축공(145) 및 구동축(111)의 사이 및 메카니컬씰(150)에 충돌하면서 마모를 촉진하거나, 부하의 증대에 따른 펌프의 효율이 하락되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 오일충전구(141)에 오일을 충전하기 위해 밀폐캡(160)을 고정하는 볼트(BT)의 체결을 해제하여 오일충전구(141)를 개방하면, 충전구밀폐부(161)가 오일충전구(141)를 개방하고, 충전구밀폐부(161)에 결합된 유동날개부(165)가 함께 오일챔버부(140)에서 이탈시킨 후, 유동날개부(165)의 자성체(167)에 부착된 금속성 이물질을 제거한다.
그리고, 유동날개부(165)에 금속성 이물질이 제거되면, 오일충전구(141)를 통해 오일을 충전한 후 다시 유동날개부(165) 오일챔버부(140)의 내부에 위치하도록 밀폐캡(160)을 통해 오일충전구(141)를 밀폐한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 오일챔버부(140)의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡(160)을 갖는 수중펌프(100)는 밀폐캡(160)에 유동날개부(165)가 설치되어 오일챔버부(140)의 내부에 충전된 오일이 오일챔버부(140)의 상부까지 전달됨에 따라 오일챔버부(140)의 상부에 위치하는 구동축(111)과 축공의 사이에 마모의 발생을 최소화하여 내구성을 향상시킴과 동시에 오일에 의한 기밀성을 향상시킬 수 있다.
또한, 유동날개부(165)에 자성체(167)가 설치되어 오일에 함유된 금속성 이물질을 오일에서 제거함으로써, 금속성 이물질에 의해 마모의 발생을 최소화하여 내구성을 향상시키고, 금속성 이물질이 고착됨에 따라 부하가 증대되는 것을 방지하여 펌프효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 구동축(111)에 선회류날개(170)가 설치되어 오일챔버부(140)에서 오일이 선회하는 선회류를 발생함으로써, 금속성 이물질의 제거성을 향상시키고, 오일의 유동성을 향상시킬 수 있다.
또한, 밀폐캡(160)의 구성이 비교적 간단하여 제작비용을 감소시킬 수 있으며, 밀폐캡(160)을 오일챔버부(140)에서 용이하게 분리하여 걸러진 금속성 이물질을 용이하게 처리할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
100: 수중펌프 110: 구동모터부
111: 구동축 120: 펌프케이싱
121: 흡입구 123: 토출구
130: 임펠러 140: 오일챔버부
141: 오일충전구 143: 제1 축공
145: 제2 축공 150: 메카니컬씰
151: 제1 기밀부재 153: 제2 기밀부재
155: 밀착스프링 160: 밀폐캡
161: 충전구밀폐부 162: 손잡이
163: 오링 165: 유동날개부
165a: 하향 경사부 165b: 상향 경사부
167: 자성체 168: 이물질보유홈
170: 선회류날개

Claims (5)

  1. 구동모터부, 상기 구동모터에 의해 회전하는 임펠러, 상기 임펠러를 감싸며 상기 임펠러에 의해 유체가 흡입되는 흡입구와 상기 흡입구로 흡입된 유체가 토출되는 토출구가 형성된 펌프케이싱, 상기 펌프케이싱과 구동모터부의 사이에 위치하여 상기 펌프케이싱과 상기 구동모터부의 구동축이 관통하는 오일챔버부, 및 상기 오일챔버부에서 상기 구동축이 관통하는 축공을 기밀하는 메카니컬씰을 포함하는 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프로서,
    상기 오일챔버부는
    상기 오일챔버부의 내부로 오일을 충전하기 위한 오일충전구, 및
    상기 오일충전구를 밀폐하는 밀폐캡을 포함하고,
    상기 밀폐캡은
    상기 오일충전구를 덮어 밀폐하는 충전구밀폐부,
    상기 충전구밀폐부에서 상기 오일챔버의 내부로 연장되어 상기 구동축에 의해 상기 오일챔버부에서 선회하는 오일을 가이드하여 상기 오일챔버부의 상부까지 유동시키는 유동날개부, 및
    상기 유동날개부에 설치되어 상기 오일에 포함된 금속성의 이물질을 자력에 의해 부착하여 제거하는 자성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유동날개부는
    상기 오일챔버부의 상부에 위치하는 상기 메카니컬씰의 부분까지 상기 오일챔버부에 충전된 오일이 상기 유동날개부를 타고 유동하도록 상기 충전구밀폐부에서 상기 오일챔버부의 상부에 위치하는 상기 메카니컬씰이 위치한 부분을 향해 경사진 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유동날개부는
    상기 오일챔버부에서 회전하는 오일의 저항을 최소화하도록 단면의 형상이 전단에서 후단으로 갈수록 두께가 얇아지는 형태의 익형인 것을 특징으로 하는 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유동날개부는
    상기 자성체에 의해 부착된 금속성 이물질이 상기 오일의 유동에 의해 상기 자성체에서 분리되는 것을 방지하도록 상기 자성체의 주변에 상기 자성체의 자력에 의해 부착된 금속성이물질을 보유하는 이물질보유홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동축에 설치되어 상기 구동축과 함께 회전하며 상기 오일챔버부의 오일에 선회류를 발생시키는 선회류날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일챔버부의 이물질 제거가 용이한 밀폐캡을 갖는 수중펌프.
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JPH1144364A (ja) * 1997-07-26 1999-02-16 Tsurumi Mfg Co Ltd 水中ポンプにおけるオイル室内軸封装置摺動面の潤滑油保持装置
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