KR19990072842A - 침지식펌프 - Google Patents

Abstract

펌프 투입구를 액체속에 직접 잠기게 해서 사용하는 침지(浸漬)식 펌프에 있어서, 축밀봉장치에 의한 회전축의 밀봉을 필요로 하지 않음과 아울러, 임펠러의 회전에 의해 회전축에 발생하는 추력(推力)과 모터의 자중(自重)이 동일한 방향을 향하는 것에 의해 각 부에 주는 영향을 줄여서, 펌프의 고장을 억제한 침지식 펌프를 얻는다. 모터(2)의 구동에 따른 임펠러(impeller)(7)의 회전에 의해, 투입구(4A)로부터 펌프용 하우징(3A)내부로 액체를 흡입하여, 토출구(5)에서 토출하도록 구성한 침지식 펌프를, 상기 투입구(4A)를, 기체(機體) 프레임(1)의 하단부 또는 하우징(3A)의 상단부 외주에 설치함과 동시에, 상기 토출구(5)를, 상기 하우징(3A)의 하단에 설치한 구성으로 한다.

Description

침지식 펌프{IMMERSED PUMP}

본 발명은 펌프 투입구를 액체속에 직접 잠기게 해서 사용하는 침지식 펌프에 관한 것이다.

종래로부터, 펌프의 투입구를 액체속에 잠기게 해서, 그 액체를 이송하는 침지식 펌프는 널리 알려져 있으며, 도 4에 나타내듯이, 일반적으로, 기체 프레임(20)의 상단측에 부착된 모터(21)의 구동에 따라, 회전축(25)선단에 부착된 임펠러(26)의 회전에 의해, 기체 프레임(20) 하단의 하우징(22) 하단에 설치된 흡입구(23)로부터 하우징(22)내부로 액체를 흡입해서 그 액체를 기체 프레임(20) 측면의 액체유로를 통해, 기체 프레임 상단의 토출구(24)로부터 측쪽으로 토출하도록 구성되어 있다.

그러나, 이러한 타입의 침지식 펌프는, 액체를 아래쪽에서 윗쪽으로 압력을 가하여 보내는 것이므로, 그 액체가 모터의 회전축(25) 둘레를 지나 기체 프레임(20)측으로 누출(漏出)할 우려가 있고, 그 때문에, 회전축(25)을 기계식 밀봉 등의 축밀봉장치(27)에 의해 축을 지지하는 동시에 밀봉해서 누설을 방지하지 않으면 안되고, 사용빈도에 따른 상기 축밀봉장치(27)의 보수관리나 교환이 매우 번거롭고, 이것이 펌프의 수명을 짧게 하고 있었다.

또, 액체를 하우징(22)의 하단중앙부에서 흡입하고, 압력을 가해서 기체 프레임(20)의 측쪽으로 토출하기 때문에, 회전축(25)에 가로방향의 힘이 작용하고, 이것에 의해, 상기 회전축(25)이 진동하거나 변형할 뿐만 아니라, 펌프전체가 진동해서 큰 소음을 발생하는 경우가 있었다.

그리고, 임펠러(26)의 회전에 의해 회전축(25)에 발생하는 추력(推力)과, 모터(21)의 자중이 작용하는 방향이 같은 방향이므로, 펌프의 각 부, 특히 기체 프레임(20)의 회전축(25)을 지지하기 위한 축받이 등에 큰 힘이 작용해서, 고장의 한 요인이 되고 있었다.

본 발명의 기술적 과제는, 상기 침지식 펌프를 개량하여, 액체를 윗쪽에서 아래쪽을 향해서 이송함으로써, 보수관리나 교환이 필요한 축밀봉장치에 의한 회전축의 밀봉을 불필요하게 함과 동시에, 임펠러의 회전에 의해 회전축에 발생하는 추력과 모터의 자중이 동일한 방향을 향함으로써 각 부에 주는 영향을 줄여, 펌프의 고장을 억제할 수 있는 침지식 펌프를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는, 회전축에 토출액체의 반력에 의한 가로방향의 힘이 작용하는 것을 방지해서, 상기 회전축의 진동이나 변형, 및 펌프전체의 진동을 억제할 수 있는 침지식 펌프를 제공하는 데에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 기체 프레임과, 상기 기체 프레임의 상단측에 부착된 모터와, 상기 기체 프레임의 하단측에 부착된 펌프용 하우징과, 상기 기체 프레임내부에 삽입되어, 상기 모터로부터 뻗어나와 상기 하우징내부까지 연장된 회전축과, 하우징내부에 있어서 상기 회전축 선단에 설치된 임펠러를 구비하고, 상기 모터의 구동에 따른 임펠러의 회전에 의해, 흡입구에서 하우징내부로 액체를 흡입하고, 토출구에서 토출하도록 구성한 침지식 펌프에 있어서, 상기 흡입구를, 상기 기체 프레임의 하단부 또는 하우징 상단부의 외주에 설치하는 동시에, 상기 토출구를, 상기 하우징의 하단에 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 구성을 갖는 침지식 펌프는, 하우징을 액체속에 잠기게 함과 동시에, 토출구를 탱크바닥 등의 토출구멍에 접합해서 사용하는 것으로, 액체를 흡입하는 흡입구가, 상기 하우징의 윗쪽 외주에 설치되어 있어, 하우징내부로 흡입된 액체는 윗쪽에서 아랫쪽을 향해서 압력이 가해져서 보내어지므로, 종래의 것과 같은 기계식 밀봉(mechanical seal)등의 축밀봉장치를 생략할 수 있어, 번거로운 보수관리나 축밀봉장치의 교환을 행할 필요가 없다.

또, 임펠러의 회전에 의해 회전축에 발생하는 상향(上向)의 추력과, 하향(下向)으로 작용하는 모터의 중력이 서로 힘을 상쇄하므로, 펌프의 각 부에 걸리는 힘을 줄일 수 있고, 그 결과, 상기 추력과 모터의 자중이 동일한 방향을 향하고 있는 것이 원인이 되어 발생하고 있던 종래의 펌프의 고장을 억제할 수 있다.

그리고, 하우징내부로 흡입된 액체는 상기 하우징의 윗쪽 외주에서 아랫쪽을 향해서 압력이 가해져서 보내어지므로, 회전축 등에, 토출액체의 반력에 의한 가로방향의 힘이 작용하는 일이 없고, 이것에 의해, 회전축이 진동하거나 변형하는 일이 없고, 또, 펌프전체가 진동해서 소음을 발생하는 일도 없다.

본 발명의 침지식 펌프에 있어서는, 상기 토출구를, 상기 회전축의 축선의 연장선상에 설치하고, 이 토출구에, 탱크바닥에 설치한 토출구멍에 직접 접합하는 이음매를 설치한 것으로 할 수 있다.

그리고 본 발명에 있어서는, 상기 하우징이, 흡입구를 가지지 않은 여러개의 단의 하우징부재로 분할되어 이루어지며, 이들 하우징부재의 전부 또는 일부에 대응시켜 상기 임펠러를 설치하는 것으로 하고, 또는, 상기 하우징이 복수의 단으로 분할되어 이루어지며, 이들 단 중 상단측에, 외주에 흡입구를 구비한 스페이서를 설치하는 동시에, 하단측에 하우징부재를 설치하고, 이 하우징부재내부에 상기 임펠러를 설치한 것으로 할 수도 있다.

또, 상기 하우징은, 인접하는 단끼리를 각각 붙이고 떼기가 자유롭도록 부착가능하게 함과 동시에, 상기 각 임펠러는, 상기 회전축에 붙이고 떼기가 자유롭도록 부착가능하도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예를 나타낸 종단정면도이다.

도 2는 본 발명의 제2실시예를 나타낸 주요부분의 종단정면도이다.

도 3은 도 2와 다른 제3실시예를 나타낸 주요부분의 종단정면도이다.

도 4는 종래의 침지식 펌프를 나타낸 종단정면도이다.

(부호의 설명)

1…기체 프레임 2…모터

3A,3B,3C…펌프용 하우징 3a…스페이서(spacer)

4A,4B,4C…흡입구 5…토출구

6…회전축 7…임펠러

도 1은 본 발명의 제1실시예를 나타낸 것으로, 본 실시예의 침지식 펌프는, 기체 프레임(1)과, 상기 기체 프레임(1)의 상단측에 부착된 모터(2)와, 상기 기체 프레임(1)의 하단측에 부착된 펌프용 하우징(3A)과, 상기 기체 프레임(1)내부에 삽입되어, 상기 모터(2)에서 상기 하우징(3A)내부까지 연장된 회전축(6)과, 하우징(3A)내부에 있어서 상기 회전축(6)선단에 설치된 임펠러(7)를 구비하고 있다.

상기 기체 프레임(1)은, 상기 모터(2) 및 하우징(3A)을 각각 고정하기 위한 것으로, 압력을 가해서 보낼 액체의 탱크(14) 덮개(14b)에 부착하는 부착 프레임부(1a)와, 상기 부착 프레임부(1a)의 상단측에 설치된, 통풍개구(12)를 갖는 중공부(中空部)(1b)와, 부착프레임부(1a)의 하단에 설치된 복수개의 기둥형상부(1c)와, 상기 기둥형상부(1c)의 하단에 설치된 접시모양의 하우징 부착부(1d)를 구비하고 있다.

이 기체 프레임(1)의 부착 프레임부(1a)와 하우징 부착부(1d)에는, 각각의 중앙에 상기 회전축(6)을 삽입하기 위한 구멍이 뚫려 설치되어 있고, 그 중, 부착 프레임부(1a)의 구멍에는, 회전축(6)을 회전이 자유롭게 삽입시키는 축받이(9)가 부착되어 있다.

한편, 하우징 부착부(1d)의 구멍은, 회전축(6)의 직경보다 크게 뚫려 설치되어 있어, 이 구멍과 회전축(6)사이를, 기둥형상부(1c)사이에서 하우징(3A)내부로 액체를 흡입하기 위한 흡입구(4A)로 하고 있다.

상기 회전축(6)은, 모터(2)축과 일체로 형성되어 있는 것으로, 모터 케이싱의 회전축받이(10)에 의해, 기체 프레임(1)의 중앙부에 지지되어 있다.

또, 이 회전축(6)에는, 상기 기체 프레임(1)의 중공부(1b)내부에 위치하는 부분에, 모터(2)의 회전 등에 의해 발생한 열을 상기 통풍개구(12)로부터 도출함과 함께, 상기 열로 온도가 상승한 회전축(6)을 냉각하기 위한 팬(fan)(11)이 부착되어 있다.

상기 펌프용 하우징(3A)은, 서로 붙이고 떼기가 자유롭게 연결된 4단의 하우징부재(3a)와, 최하단에 위치하는 하우징부재(3a)의 하단에 부착된 하우징 바닥덮개부재(3b)로 구성되어 있고, 상기 하우징 바닥덮개부재(3b)에 삽입된 부착볼트(3d)에 의해 기체 프레임(1)에 조여져 고정되어 있다.

상기 각 하우징부재(3a)는, 각각 원통형의 외주벽(13a)과, 상기 외주벽(13a)의 일단에 일체적으로 설치되고, 각 펌프실을 나누는 구획벽(區劃壁)(13b)을 구비하며, 그리고 최상단의 하우징부재를 제외한 다른 하우징부재에는, 상기 구획벽(13b)상에, 윗쪽을 향해서 세원진 안내날개와, 상기 안내날개의 상단에 설치한 칸만이판(13c)을, 상기 구획벽(13b)와 일체적으로 설치하고, 구획벽(13b)과 칸막이판(13c)사이에 안내날개로 안내되는 통액(通液)간격을 형성하고 있다.

상기 구획벽(13b)은, 그 중앙부에 있어서 회전축(6)과의 사이에 흡입구멍을 뚫어서 설치하는 동시에, 임펠러(7)와의 사이를 밀봉하는 밀봉부(13d)를 설치한 것이다.

또, 상기 칸막이판(13c)은, 그 중앙측이 회전축(6)상의 슬리브(13e)와 일체화되고, 그 외주측은 인접하는 하우징부재의 외주벽(13a)의 내측과의 사이에 유로를 형성해서 마주 향하게 배치되어 있다.

그리고, 이들 하우징부재(3a)는 외주벽(13a)의 단부를 인접하는 외주벽(13a)의 기단부에 삽입함으로써, 내부를 밀봉한 상태에서 서로 연결되어 있다.

상기 하우징 바닥덮개부재(3b)는, 그 중앙부, 즉 상기 회전축(6)의 축선의 연장선상에, 액체를 아랫쪽을 향해서 토출하는 토출구(5)를 구비하고 있다. 이 토출구(5)는, 탱크(14)바닥에 설치한 토출구멍(14a)에 직접 삽입해서 접합하는 것이고, 펌프자체를 탱크에 설치하는 볼록형상의 이음매(5a)를 형성하고 있다.

상기 토출구(5)의 이음매(5a) 주위에는, 고무제의 O링으로 이루어진 밀봉부재가 부착되어 있어, 토출구멍(14a)에 접합부분에 있어서의 액체의 누설을 방지할 수 있도록 되어 있다.

상기 하우징(3A)내부에는, 회전축(6)선단에 일정한 간격으로 계단형으로 부착된 4개의 임펠러(7)가, 각각 각 단의 하우징부재(3a)에 대응하도록 위치하고 있다. 상기 임펠러(7)는, 모터(2)의 구동에 의해 회전해서, 액체를 상기 흡입구(4A)에서 차례로 각 하우징부재(3a)내부로 흡입함과 동시에, 상기 흡입한 액체를 차례로 하단측의 임펠러(7)를 지나 최종적으로 상기 돌출구(5)로 송출하거나 토출시키기 위한 것이고, 이때, 임펠러(7)의 회전에 의해 회전축(6)에 발생하는 추력은 윗쪽을 향해서 작용하게 된다.

또, 이 각 임펠러(7)는, 그 수를 줄여 액체에 대한 흡인력을 조정할 수 있도록, 각각 붙이고 떼기가 자유롭도록 부착되어져 있다.

또, 여기에서는 4단의 하우징부재를 겹쳐서 설치한 경우에 대해서 설명했지만, 이 단수는, 필요에 따라 증감할 수 있다. 또, 상기 각 임펠러(7)의 회전축(6)에 대한 부착은, 예를 들면, 각각의 임펠러(7)의 보스(boss)와 회전축(6)에 설치된 키 홈에 키를 꽂아 고정하거나, 혹은 나사 등으로 조여 고정하는 등, 적당한 수단으로 회전축(6)을 이용할 수 있다.

상기 구성을 갖는 침지식 펌프는, 하우징(3A)을 액체속에 잠기게 함과 동시에, 토출구(5)를 탱크(14)바닥의 토출구멍(14a)에 접합하는 것에 의해 설치해서 사용하는 것으로, 이 설치에 의해 토출구(5)의 배관을 완료할 수 있다.

이 설치시에, 액체를 흡입하는 흡입구(4A)가, 상기 하우징(3A)의 윗쪽에 설치되어 있어, 상기 하우징(3A)내부로 흡입한 액체는 윗쪽에서 아랫쪽을 향해서 압력을 가해서 보내어지므로, 종래의 것과 같은 기계식 밀봉 등의 축밀봉장치를 생략할 수 있어, 번거로운 보수관리나 축밀봉장치의 교환을 행할 필요가 없다.

또, 임펠러(7)가, 회전에 의해 회전축(6)에 발생하는 추력이 윗쪽을 향해서 작용하도록 상기 회전축(6)에 부착되어 있으므로, 그 추력과, 하향으로 작용하는 모터(2)의 자중이 서로 힘을 상쇄해서, 펌프의 각 부, 특히 회전축(6)을 지지하고 있는 회전축받이(10)에 걸리는 힘이 큰 폭으로 경감된다.

그 결과, 상기 추력과 모터(2)의 자중이 동일한 방향을 향하고 있는 것이 원인이 되어 발생하던 각 부의 고장을 억제할 수 있다.

그리고, 하우징(3A)내부로 흡입된 액체는, 아랫쪽을 향해서 압력이 가해져서 보내어지고, 게다가, 그 액체는, 하우징(3A)의 윗쪽 주위에서 흡입되어, 회전축(6) 축선의 연장선상에 설치된 토출구(5)에서 아랫쪽을 향해서 토출되므로, 회전축(6)에, 토출액체의 반력에 의한 가로방향의 힘이 작용하는 일이 없고, 이것에 의해, 회전축(6)이 진동하거나 변경하지 않고, 또, 펌프전체가 진동해서 소음을 발생하는 일도 없다.

상기 실시예에서는, 상기 토출구(5)를, 회전축(6) 축선의 연장선상에 설치하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 상기 축선을 중심으로 해서 그 주위에 균형좋게 복수개 배치해서 설치하도록 해도 좋다.

또, 상기 제1실시예에서는, 액체의 흡입구(4A)가 기체 프레임(1)의 하단부에 설치되어 있지만, 도 2 및 도 3에 나타낸 제2 및 제3실시예에서는, 흡입구(4B,4C)를, 하우징(3B,3C)의 상단부외주에도 설치하고 있다.

즉, 제2실시예의 하우징(3B)은, 4개의 단으로 분할해서 형성하고, 이들 단 중 하단측의 3개를 제1실시예와 동일한 하우징부재(3a)로 하고, 한편, 상단측의 1개를, 하우징부재(3a)의 외주벽(13a)에 흡입구(4B)를 설치한 구성의 스페이서(3c)로 하고, 이들 각 단은, 인접하는 것끼리가 서로 붙이고 떼기가 자유롭도록 연결되어 있다. 한편, 제3실시예에서는, 하단측의 2개를 제1실시예와 동일한 하우징부재(3a)로 하고, 상단측의 2개를 흡입구(4C)가 있는 스페이서(3c)로 하고 있다.

또, 이들 실시예에 있어서, 하우징(3B,3C)내부에 있어서의 임펠러(7)는, 하우징부재(3a)에 대응하는 위치에만 설치하고 있고, 스페이서(3c)에 대응하는 위치에는 설치하지 않는다.

이들 제2 및 제3실시예의 구성은, 제1실시예의 것과 공통부품을 이용해서 형성할 수 있도록 한 것이고, 상기 하위의 하우징부재(3a)와 상위의 스페이서(3c)와의 수를, 합쳐 4단의 범위내에서 조정함으로써, 펌프의 토출력을 조정할 수 있을 뿐만 아니라, 탱크(14)에 있어서의 액체의 액면의 높이에 어느 정도 대응시킬 수 있다.

예를 들면, 탱크(14)에 항상 저류(貯溜)되는 액체의 액면이 하우징(3A)의 높이보다 높은 경우에는 도 1에 나타낸 구성으로서 이용할 수 있지만, 탱크(14)에 항상 저류되는 액체의 양을 적게 하고, 따라서 탱크(14)안의 액면(液面)을 낮게 해서 이용할 경우에는, 도 2의 하우징(3B)과 같이 1개의 스페이서(3c)와 3개의 하우징부재(3a)로 하고, 그리고 액면이 낮은 경우에는, 도 3에 나타낸 하우징(3C)과 같이, 2개의 스페이서(2c)와 2개의 하우징부재(3a)로 할 수 있다.

상기 제2 및 제3실시예에 있어서는, 스페이서(3c)의 흡입구(4B,4C)를 다공(多孔)형 혹은 메시(mesh)형으로 할 수 있다.

또, 상기 스페이서(3c)로서는, 필요에 따라, 흡입구(4B,4C)가 없는 단순한 통모양의 것을 이용할 수 있다.

또, 이들의 실시예에 있어서의 토출구(5)는, 회전축(6)의 축선을 중심으로 해서 균형좋게 복수개 배치해서 설치해도 좋은 것은 제1실시예와 동일하다.

이상으로 상술한 바와 같이, 본 발명의 침지식 펌프에 의하면, 액체를 흡입하는 흡입구가, 하우징보다도 윗쪽에 설치되어 있어, 상기 하우징내부에 흡입한 액체는 윗쪽에서 아랫쪽을 향해서 압력이 가해져서 보내어지고, 흡입한 액체가 회전축의 주위를 지나 윗쪽으로 압력이 가해져서 보내어지는 일이 없으므로, 종래의 축밀봉장치를 생략할 수 있어, 번거로운 보수관리나 축밀봉장치의 교환을 행할 필요가 없다.

또, 임펠러의 회전에 의해 회전축에 발생하는 상향의 추력과, 하향으로 작용하는 모터의 중력이 서로 힘을 상쇄하므로, 펌프의 각 부에 걸리는 힘을 줄일 수 있고, 그 결과, 상기 추력과 모터의 자중이 동일한 방향을 향하고 있는 것이 원인이 되어 발생하던 종래의 펌프의 고장을 억제할 수 있다.

그리고, 하우징내부로 흡입된 액체는 아랫쪽을 향해서 압력이 가해져서 보내어지므로, 회전축 등에, 토출액체의 반력에 의한 가로방향의 힘이 작용하는 일이 없고, 이것에 의해, 회전축이 진동하거나 변형하는 일이 없고, 또, 펌프전체가 진동해서 소음을 발생하는 일도 없다.

Claims (6)

1. 기체 프레임(1)과, 상기 기체 프레임(1)의 상단측에 부착된 모터(2)와, 상기 기체 프레임(1)의 하단측에 부착된 펌프용 하우징(3A)과, 상기 모터(2)로부터 기체 프레임(1)의 내부를 지나 상기 하우징(3A)까지 연장된 회전축(6)과, 상기 하우징내부(3A)에 있어서 상기 회전축(6)에 부착된 적어도 하나의 임펠러(7)를 구비하고, 상기 모터(2)로 구동되는 임펠러(7)의 회전에 의해, 탱크(14)안의 액체를 흡입구(4A)에서 하우징(3A)내부로 흡입하고, 토출구(5)에서 토출하는 침지식 펌프에 있어서, 상기 흡입구(4A)를, 임펠러(7)의 설치위치보다 윗쪽에 설치하는 동시에, 상기 토출구(5)를, 상기 하우징(3A)의 하단에 설치한 것을 특징으로 하는 침지식 펌프.
2. 제1항에 있어서, 상기 토출구(5)가 상기 회전축(6)의 축선의 연장선상에 설치되고, 이 토출구(5)에, 상기 탱크(14) 바닥에 설치된 토출구멍(14a)에 직접 접합하는 이음매(5a)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 침지식 펌프.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하우징(3A)이, 짧은 통모양을 한 복수의 하우징부재(3a)를 상하에 연결함으로써 형성되고, 적어도 일부 하우징부재(3a)의 내부에 상기 임펠러(7)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 침지식 펌프.
4. 제3항에 있어서, 상기 하우징(3A)을 구성하는 복수의 하우징부재(3a) 중, 아랫쪽에 위치하는 일부 하우징부재(3a)의 내부에 상기 임펠러(7)가 설치되고, 윗쪽에 위치하는 나머지 하우징부재(3a) 중 적어도 일부의 하우징부재(3a)의 외주에 상기 흡입구(4A)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 침지식 펌프.
5. 제3항에 있어서, 상기 복수의 하우징부재(3a)가 붙이고 떼기가 자유롭도록 연결됨과 함께, 상기 각 임펠러(7)가 상기 회전축(6)에 붙이고 떼기가 자유롭도록 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 침지식 펌프.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 흡입구(4A)가 기체 프레임(1)의 하단부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 침지식 펌프.