KR102575764B1 - 공회전 과열 방지형 마그네틱 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공회전 과열 방지형 마그네틱 펌프에 관한 것으로서, 펌프 공회전 동작시 베어링의 내주면과 외주면을 통해 동시에 약제의 유입이 이루어질 수 있게 되어 방열 효율을 향상시킴과 함께 이에 따른 펌프 과열 발생을 방지하는 효과를 나타낸다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 구동모터의 일측에 결합되어지는 브라켓 하우징(20)과, 상기 브라켓 하우징(20) 내부에서 구동모터의 모터축(11)을 통해 동력을 전달받아 회전이 이루어지는 외부 회전자(30)와, 상기 외부 회전자(30)에 구성되는 제1자석(31)과, 상기 브라켓 하우징(20) 일측에 결합 구성되는 전면 케이싱(40)과, 상기 전면 케이싱(40)과 브라켓 하우징(20) 사이에 조립 구성되는 내부 케이싱(50)과, 상기 내부 케이싱(50)의 내부에서 샤프트(70)를 중심으로 회전 가능하게 구성되는 내부 회전자(60)와, 상기 내부 회전자(60)에 구성되는 제2자석(61)과, 상기 내부 회전자(60)의 회전을 지지하기 위해 샤프트(70)와의 사이에 구성되는 베어링(80)과, 상기 내부 회전자(60)와 함께 회동이 이루어지도록 일측에 결합 구성되는 임펠러(90)를 포함하는 구성을 이루는 마그네틱 펌프에 있어서, 상기 베어링(80)의 내주면에는 내측 약제 안내홈(81)이 나선 형상을 이루어 형성되고; 베어링(80)의 외주면에는 외측 약제 안내홈(82)이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

공회전 과열 방지형 마그네틱 펌프{Idle overheat protection magnetic pump}

본 발명은 마그네틱 펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 펌프의 공회전 동작시 내부 과열 발생을 방지하기 위한 개선된 구조를 이루는 과열 방지형 마그네틱 펌프에 관한 것이다.

펌프는 저압의 유체를 가압하여 유체가 높은 압력을 갖도록 하여 관을 통해 수송하거나 저압의 용기 속에 있는 유체를 관을 통하여 고압의 용기 속으로 압송하는 장치로서, 지하수의 배수, 농업용수의 관개와 같은 기초분야에서부터 광산, 토목, 공장, 가정에 이르기까지 유체가 이용되는 모든 곳에서 광범위하게 이용되고 있다.

이러한 펌프는 그 쓰임새로 인하여 제약, 바이오, 식품, 화장품 및 2차 전지 및 화학 산업 분야에서도 많이 사용되고 있으며, 최근에는 배관 내외부에 메카니컬 씰과 같은 기계적인 밀봉 없이 내외부가 차단된 상태에서 영구 자석을 이용하여 임펠러를 회전시키는 마그네틱 펌프가 개발되었다.

도 1은 종래 일반적인 약제 이송용 마그네틱 펌프의 내부 단면도를 나타낸 것으로서, 구동모터(10)의 일측에 결합되어지는 브라켓 하우징(20)과, 상기 브라켓 하우징(20) 내부에서 구동모터(10)의 모터축(11)을 통해 동력을 전달받아 회전이 이루어지는 외부 회전자(30)와, 상기 외부 회전자(30)에 구성되는 제1자석(31)과, 상기 브라켓 하우징(20) 일측에 결합 구성되는 전면 케이싱(40)과, 상기 전면 케이싱(40)과 브라켓 하우징(20) 사이에 조립 구성되는 내부 케이싱(50)과, 상기 내부 케이싱(50)의 내부에서 샤프트(70)를 중심으로 회전 가능하게 구성되는 내부 회전자(60)와, 상기 내부 회전자(60)에 구성되는 제2자석(61)과, 상기 내부 회전자(60)의 회전을 지지하기 위해 샤프트(70)와의 사이에 구성되는 베어링(80)과. 상기 내부 회전자(60)와 함께 회동이 이루어지도록 일측에 결합 구성되는 임펠러(90)를 포함하는 구성을 이루는 것을 확인할 수 있다.

그러나 종래 마그네틱 펌프는 공회전 동작시 약제가 베어링(80)의 내주면, 즉 베어링(80)과 샤프트(70) 사이의 틈새로만 유입이 이루어지고, 베어링(80)의 외주면으로는 흐름이 제한되는 구조를 이루고 있기 때문에 베어링(80) 방열에 한계로 인한 공회전 과열 현상이 발생되는 문제점이 있었다.

대한민국 특허공개 제2020-118598호(2020.10.16.공개) 대한민국 특허등록 제1237402호(2013.02.20.등록)

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 마그네틱 펌프의 공회전시 약제가 베어링의 외측으로도 안내되어질 수 있는 개선된 구조를 제공함으로써 베어링 방열효율을 향상시키고, 이에 따른 펌프의 공회전 과열 발생을 방지토록 하는데 목적이 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 구동모터의 일측에 결합되어지는 브라켓 하우징과, 상기 브라켓 하우징 내부에서 구동모터의 모터축을 통해 동력을 전달받아 회전이 이루어지는 외부 회전자와, 상기 외부 회전자에 구성되는 제1자석과, 상기 브라켓 하우징 일측에 결합 구성되는 전면 케이싱과, 상기 전면 케이싱과 브라켓 하우징 사이에 조립 구성되는 내부 케이싱과, 상기 내부 케이싱의 내부에서 샤프트를 중심으로 회전 가능하게 구성되는 내부 회전자와, 상기 내부 회전자에 구성되는 제2자석과, 상기 내부 회전자의 회전을 지지하기 위해 샤프트와의 사이에 구성되는 베어링과, 상기 내부 회전자와 함께 회동이 이루어지도록 일측에 결합 구성되는 임펠러를 포함하는 구성을 이루는 마그네틱 펌프에 있어서, 상기 베어링의 내주면에는 내측 약제 안내홈이 나선 형상을 이루어 형성되고; 상기 베어링의 외주면에는 외측 약제 안내홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 마그네틱 펌프는, 펌프 공회전 동작시 베어링의 내주면과 외주면을 통해 동시에 약제의 유입이 이루어질 수 있게 되어 방열 효율을 향상시킴과 함께 이에 따른 펌프 과열 발생을 방지하는 효과를 나타낸다.

도 1은 종래 일 예에 따른 마그네틱 펌프 단면 구조도.
도 2는 본 발명의 마그네틱 펌프 단면 구조도.
도 3은 본 발명에서의 베어링 부품 단면도.
도 4는 도 3의 A-A부 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도 4의 B부 확대도.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

따라서, 도면에서 표현한 구성요소의 형상 등은 더욱 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기술의 기능 및 구성에 관한 상세한 설명은 생략될 수 있다.

먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 케비테이션에 강한 마그네틱 펌프 구조를 도 2 내지 도 4를 통해 살펴보면 다음과 같다.

본 실시 예에서의 마그네틱 펌프는, 구동모터(미도시)의 일측에 결합되어지는 브라켓 하우징(20)과, 상기 브라켓 하우징(20) 내부에서 구동모터의 모터축(11)을 통해 동력을 전달받아 회전이 이루어지는 외부 회전자(30)와, 상기 외부 회전자(30)에 구성되는 제1자석(31)과, 상기 브라켓 하우징(20) 일측에 결합 구성되는 전면 케이싱(40)과, 상기 전면 케이싱(40)과 브라켓 하우징(20) 사이에 조립 구성되는 내부 케이싱(50)과, 상기 내부 케이싱(50)의 내부에서 샤프트(70)를 중심으로 회전 가능하게 구성되는 내부 회전자(60)와, 상기 내부 회전자(60)에 구성되는 제2자석(61)과, 상기 내부 회전자(60)의 회전을 지지하기 위해 샤프트(70)와의 사이에 구성되는 베어링(80)과, 상기 내부 회전자(60)와 함께 회동이 이루어지도록 일측에 결합 구성되는 임펠러(90)를 포함하는 구성을 이루게 된다.

특히, 본 발명에서의 베어링(80)은 내주면에 내측 약제 안내홈(81)이 나선 형상을 이루어 형성되고, 외주면에도 외측 약제 안내홈(82)이 형성된 것을 확인할 수 있다.

이때, 외측 약제 안내홈(82)은 베어링(80)의 외주면을 따라 일정 간격으로 평탄면을 이루어 구비됨으로써 내부 회전자(60)와의 사이에 일정 간극이 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 임펠러(90)에는 외측 약제 안내홈(82)으로 약제의 유입이 이루어질 수 있는 약제 유입홀(91)이 형성된다.

도면 중 미설명 부호 55는 가스켓이고, 56은 백업 플레이트를 각각 나타낸다.

이와 같은 구성을 이루는 본 발명 마그네틱 펌프의 동작에 따른 작용효과를 살펴보기로 한다.

본 발명의 마그네틱 펌프는 공회전 동작 시 구동모터(미도시)의 구동에 의해 외부 회전자(30)가 고속으로 회전이 이루어지고, 이때 제1자석(31)과 제2자석(61)의 자력 작용으로 인해 내부 회전자(60)가 함께 회전이 이루어지면서 임펠러(90)의 회전이 동시에 이루어질 수 있게 되어 케미컬 약제의 유입이 이루어지게 된다.

이때 유입되는 약제중 일부는 도 2에서와 같이 임펠러(90)의 내부 케이싱(50) 사이의 공간을 통해 내부 회전자(60)측으로 유입이 이루어지게 되는데, 약제 유입홀(91)을 통해 유입된 약제는 베어링(80)의 외주측으로 유입된 후 다시 베어링(80)의 내주측으로 배출이 이루어지게 된다.

즉, 베어링(80)의 외주면에 형성된 외측 약제 안내홈(82)을 통해 유입된 약제는 다시 베어링(80)의 내주면에 형성된 내측 약제 안내홈(81)을 통해 임펠러(90) 측으로 흐름이 이루어지게 되고, 이러한 약제의 내부 순환 흐름으로 인해 베어링(80)의 방열 작용이 이루어질 수 있게 된다.

따라서 본 발명의 마그네틱 펌프는, 펌프 공회전 동작시 베어링의 내주면과 외주면을 통해 동시에 약제의 유입이 이루어질 수 있게 되어 방열 효율을 향상시킴과 함께 이에 따른 펌프 과열 발생을 방지하는 효과를 나타낸다.

한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구성을 나타낸 것으로서, 외측 약제 안내홈(82)에는 약제의 접촉에 따른 표면 보호를 위한 보호 코팅층(82a)이 코팅 형성된다.

이때, 상기 보호 코팅층(82a)은 멜라민수지 25~45중량%, 스테아린산 칼슘 15~35중량%, 폴리불화비닐리덴 10~30중량%, 티타늄디옥사이드 10~20중량%, 나이트록사이드 10~20중량%, 싸이오황산소듐 1~15중량%의 비율로 혼합 조성을 이룸이 바람직하다.

이와 같은 보호 코팅층(82a)의 구성을 이루게 되면, 약제의 접촉에 따른 베어링(80) 표면의 오염 및 변질을 방지할 수 있게 된다.

특히, 보호 코팅층(82a)에는 스테아린산 칼슘 및 폴리불화비닐리덴 성분이 혼합되어 있기 때문에 코팅층의 내화성을 강화하여 약제로 인한 베어링(80)의 변색 및 산화 발생이 방지되고, 티타늄디옥사이드는 코팅층의 내구성 강화에 따른 크랙 발생을 방지하게 된다. 또한, 나이트록사이드는 방오기능을 통한 표면 이물질 점착이 방지되고, 싸이오황산소듐은 멜라민수지의 활성화 기능을 통하여 수지 경화 현상이 방지되는 이점을 나타낸다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 마그네틱 펌프 구조가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.

예를 들면, 상기 실시 예에서는 베어링 약제 안내홈이 평탄면 형상을 이루는 것으로 설명 및 도시되었으나, 이러한 약제 안내홈의 형상 및 모양은 다양한 형태로 형성이 이루어질 수 있게 된다.

그러나 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.

11 : 모터축
20 : 브라켓 하우징 30 : 외부 회전자
31 : 제1자석 40 : 전면 케이싱
50 : 내부 케이싱 60 : 내부 회전자
61 : 제2자석 70 : 샤프트
75 : 샤프트 서포터 80 : 베어링
81 : 내측 약제 안내홈 82 : 외측 약제 안내홈
90 : 임펠러 91 : 약제 유입홀

Claims (4)

1. 구동모터의 일측에 결합되어지는 브라켓 하우징(20)과, 상기 브라켓 하우징(20) 내부에서 구동모터(미도시)의 모터축(11)을 통해 동력을 전달받아 회전이 이루어지는 외부 회전자(30)와, 상기 외부 회전자(30)에 구성되는 제1자석(31)과, 상기 브라켓 하우징(20) 일측에 결합 구성되는 전면 케이싱(40)과, 상기 전면 케이싱(40)과 브라켓 하우징(20) 사이에 조립 구성되는 내부 케이싱(50)과, 상기 내부 케이싱(50)의 내부에서 샤프트(70)를 중심으로 회전 가능하게 구성되는 내부 회전자(60)와, 상기 내부 회전자(60)에 구성되는 제2자석(61)과, 상기 내부 회전자(60)의 회전을 지지하기 위해 샤프트(70)와의 사이에 구성되는 베어링(80)과, 상기 내부 회전자(60)와 함께 회동이 이루어지도록 일측에 결합 구성되는 임펠러(90)를 포함하는 구성을 이루는 마그네틱 펌프에 있어서,
   상기 베어링(80)의 내주면에는 내측 약제 안내홈(81)이 나선 형상을 이루어 형성되고;
   상기 베어링(80)의 외주면에는 외측 약제 안내홈(82)이 형성되며;
   상기 외측 약제 안내홈(82)은 베어링(80)의 외주면을 따라 일정 간격으로 평탄면을 이루어 구비됨으로써 내부 회전자(60)와의 사이에 일정 간극이 형성되고;
   상기 임펠러(90)에는 외측 약제 안내홈(82)으로 약제의 유입이 이루어질 수 있는 약제 유입홀(91)이 형성되며;
   상기 외측 약제 안내홈(82)에는 약제의 접촉에 따른 표면 보호를 위한 보호 코팅층(82a)이 코팅 형성되되, 상기 보호 코팅층(82a)은 멜라민수지, 스테아린산 칼슘, 폴리불화비닐리덴, 티타늄디옥사이드, 나이트록사이드, 싸이오황산소듐의 혼합 조성을 이루는 것을 특징으로 하는 공회전 과열 방지형 마그네틱 펌프.
   
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