KR19990081634A

KR19990081634A - 전동기의 주축을 이용한 펌프시스템

Info

Publication number: KR19990081634A
Application number: KR1019980015666A
Authority: KR
Inventors: 박수용
Original assignee: 박수용
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-11-15

Abstract

본 발명은 전동기에서 발생된 동력을 외부로 출력시키는 주축을 중공관으로 형성하되 그 중공관로에 흡입작용 및 왕복동작에 의해 액상물질을 송출되게 하는 펌핑수단을 일체로 부설하여 단일의 전동기로서 펌프기능을 수행할 수 있게한 전동기의 주축을 이용한 펌프시스템에 관한 것으로,

즉, 전동기본체에 고정설치된 고정자에 대해 그 중공부에 설치되어 회전되는 회전자의 중심부에 중공부를 구비한 관축을 설치하여 그 양단을 각각 전동기본체의 외측으로 돌출되게 하고, 상기 관축의 중공부에 스크류 또는 나선형으로 된 임펠러와 왕복운동에 의해 펌핑동작을 하는 플런저 등의 펌핑수단을 부설하며, 상기 전동기본체의 양측으로 돌출된 관축의 외측에 액상물질이 유입 및 토출되는 파이프를 연결하게 기밀을 유지하면서 미끄럼접촉되는 접속커버를 결합함에 따라, 전동기본체의 구동시 중공부에 펌핑수단이 부설된 관축이 고속으로 회전되면서 흡입압력을 발생되게 하여 펌핑작용을 하게된 것이다.

Description

전동기의 주축을 이용한 펌프시스템

본 발명은 전동기의 주축을 이용한 펌프시스템, 보다 상세하게는 전동기에서 발생된 동력을 외부로 출력시키는 주축을 중공관으로 형성하되 그 중공관로에 흡입작용 및 왕복동작에 의해 액상물질을 송출되게 하는 펌핑수단을 일체로 부설하여 단일의 전동기로서 펌프기능을 수행할 수 있게한 전동기의 주축을 이용한 펌프시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 펌프설비는 저압부 또는 낮은 곳에 위치된 유체에 흡입압력과 속도를 가하여 고압부 또는 높은 곳으로 강제 송출시키는 작용을 하게 된 것으로 송출대상 과 유체의 특성에 따라 다양한 종류의 펌프가 사용되고 있다.

대부분의 펌프설비는 도 1에서와 같이, 전동기(1)에 구비된 주축(2)의 일측에 펌프(4)를 설치하여 그 임펠러축(5)을 상기 주축(2)과 일체로 커플링(3)으로 연결한 것과, 주축(2)의 일단에 풀리를 접합하되 펌프(4)의 임펠러축(5)에 상기 풀리에 대응하는 감속비를 가진 풀리를 접합하여 이에 벨트 등의 동력전달수단에 의해 간접적으로 연결하여 유체를 송출하게 된 구조로 되어 있다.

즉, 종래의 펌프설비는 구동력을 발생시키는 전동기와 임펠러를 갖춘 펌프가 각각 별도의 설비로 존재한 상태에서 양측설비를 동력전달수단을 매개로 동작되게 하여 펌핑작용을 하게 된 것이다.

그러므로 펌프설비의 전체적인 구조가 복잡하고 부품수 및 제작공정이 증가되어 생산원가가 상승되는 비경제적인 문제점이 있었고, 펌프설비의 크기와 부피가 과대하여 그 설치에 따른 점유면적이 비교적 많이 소요됨으로써 공간의 제약을 받게되는 등의 문제점도 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 펌프설비의 구조와 설치에 따른 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 그 목적은 전동기에 구비되는 주축 자체를 중공관으로 형성하되 이에 펌핑수단을 부설하여 액상물질을 송출할 수 있는 전동기의 주축을 이용한 펌프시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 단일의 전동기에 의해 그 고유기능인 구동력을 발생되게 하는 동작과 펌핑기능을 동시에 겸할 수 있는 전동기의 주축을 이용한 펌프시스템을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전동기본체에 고정설치된 고정자에 대해 그 중공부에 설치되어 회전되는 회전자의 중심부에 중공부를 구비한 관축을 설치하여 그 양단을 각각 전동기본체의 외측으로 돌출되게 하고, 상기 관축의 중공부에 스크류 또는 나선형으로 된 임펠러와 왕복운동에 의해 펌핑동작을 하는 플런저 등의 펌핑수단을 부설하며, 상기 전동기본체의 양측으로 돌출된 관축의 외측에 액상물질이 유입 및 토출되는 파이프를 연결하게 기밀을 유지하면서 미끄럼접촉되는 접속커버를 결합함에 따라, 전동기본체의 구동시 중공부에 펌핑수단이 부설된 관축이 고속으로 회전되면서 흡입압력을 발생되게 하여 펌핑작용을 하게 됨을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 펌프유니트를 나타낸 구성도,

도 2는 본 발명의 제 1실시예의 펌프시스템을 나타낸 구성도,

도 3a 및 3b는 본 발명의 제 2실시예의 펌프시스템을 나타낸 구성도,

도 4a 및 4b는 본 발명의 제 3실시예의 펌프시스템을 나타낸 구성도,

도 5는 본 발명의 제 4실시예의 펌프시스템을 나타낸 구성도,

도 6은 본 발명의 제 5실시예의 펌프시스템을 나타낸 구성도,

도 7a 및 7b는 본 발명의 제 6실시예의 펌프시스템을 나타낸 구성도,

도 8은 본 발명의 제 7실시예의 펌프시스템을 나타낸 구성도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 전동기본체 11 : 고정자

12 : 회전자 20 : 관축

21 : 중공부 22, 22' : 단부

23, 60' : 경사면 24 : 후드

30 : 임펠러 31 : 프로펠러

32 : 회전익 33 : 유도날개

40 : 접속커버 41 : 패킹

42 : 베어링 50 : 파이프

60 : 피스톤 61 : 송출밸브

62 : 탄성스프링 70 : 풀리

80 : 회전원판 81 : 고정판

82 : 오일통로 90 : 캡

91 : 오일유입구

이하, 본 발명의 전동기의 주축을 이용한 펌프시스템을 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 8은 본 발명의 제 1실시예 내지 제 7실시예로된 펌프시스템을 각각 나타낸 구성도로서, 전동기본체(10)내의 외주면으로 고정자(11)가 설치되고 이의 중공부에 유도전류에 의해 회전되는 회전자(12)가 설치되어 있되, 상기 회전자(12)의 중심부에 원통형의 중공부(21)를 구비한 관축(20)이 회전 가능하게 설치되어 있다.

상기 관축(20)의 양측 단부(22)(22')는 액상물질의 유입과 토출을 유도하게 각각 전동기본체(10)의 외측으로 돌출되고, 상기 관축(20)의 중공부(21)에는 고속회전에 의해 흡입력이 유발되면서 펌핑동작을 하게 스크류형의 임펠러(30)를 갖춘 펌핑수단이 부설되어 있다(도 2참조).

전동기본체(10)의 양측으로 돌출된 관축(20)의 단부(22)(22')에는 그 회전동작을 방해하지 않으면서 액상물질이 유입 및 토출되는 파이프(50)를 각각 연결하기 위한 접속커버(40)가 양측 단부(22)(22')의 외측으로 설치되고, 이 접속커버(40)와 양측 단부(22)(22')의 사이에는 기밀을 유지하는 패킹(41)과 원활한 동작을 가능케하는 베어링(42)이 개입 설치되어 있다.

그러므로 상기와 같은 본 발명의 펌프시스템은, 전원의 공급에 의해 통상의 방법으로 전동기본체(10)가 기동되어 그 내부에 장착된 회전자(12)와 이의 중심부를 관통하여 설치된 관축(20)이 일체로 회전되고, 이에 따라 관축(20)의 중공부(21)에 부설되어 고속으로 회전되는 임펠러(30) 등의 펌핑수단에 의해 흡입압력이 유발된다.

즉, 상기 중공부(21)의 관로에서 발생된 흡입압력은 그 양측 단부(22)(22')의 관로를 통하여 일측으로는 액상물질을 유입되게 하되 타측으로는 토출되게 하는 작용을 함에 따라, 전동기의 일반적인 구동원리에 의해 그 주축 역할을 하는 관축(20)이 펌프의 기능을 수행하는 것이다.

상기 관축(20)의 양측에 구비되어 전동기본체(10)의 외측으로 돌출되는 단부(22)(22')에는 이의 회전에 지장을 주지 않게 접속커버(40)가 고정설치되어 이에 파이프 및 호스 등을 연결함에 따라 원하는 장소와 위치로 액상물질을 송출시키게 된다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제 2실시예를 나타낸 것으로, 전동기본체(10)에 관통설치되어 회전하는 관축(20)의 일정구간이 그 양측 단부(22)(22')에 비해 확대되게 확대부(21')가 형성되고, 이 확대부(21')에 흡입력을 유발하는 임펠러(30) 및 프로펠러(31) 등의 펌핑수단이 부설되어 있다.

상기 확대부(21')에 설치된 펌핑수단은 동일 내경의 중공부(21)를 가진 관축(20)의 펌핑수단에 비해 회전시 발생되는 흡입압력이 높게되어 액상물질을 고압으로 송출하는데 적합하다.

도 4a 및 4b는 본 발명의 펌프시스템의 제 3실시예를 나타낸 것으로, 전동기본체(10)에 설치된 관축(20)의 중공부(21)에 이의 회전에 의해 흡입압력을 발생시키는 회전익(32)을 고정설치하되 중공부(21)를 통과하여 액상물질이 토출되는 일측단부(22')의 접속커버(40)에는 송출방향을 유도하는 유도날개(33)가 상기 중공부(21)의 내주면으로부터 소정간격을 유지하게 설치되어 있다.

이때 전동기본체(10)의 양단으로 돌출된 관축(20)의 유입구측 단부(22) 또는 토출구측 단부(22')에 선택적으로 엘보(Elbow)형의 접속커버(40)를 설치하여 상기 관축(20)을 수평 또는 수직으로 위치되게 함에 따라, 횡측 축류펌프 및 입측 축류펌프로 사용하게 된다.

도 5는 본 발명의 펌프시스템의 제 4실시예를 나타낸 것으로, 전동기본체(10)에 설치되어 회전되는 관축(20)을 수직으로 설치하여 그 토출구측 단부(22')가 되는 상단에 경사면(23)을 형성하고, 관축(20)의 중공부(21) 상에는 흡입된 액체를 토출구측으로 유도하는 후드(24)가 설치되어 있다.

상기 단부(22')의 외측으로 설치되는 접속커버(40)의 내측에는 상기 경사면(23)에 상응하는 기울기의 경사면(60')이 저면에 구비되어 상호 맞닿은 상태에서 관축(20)의 회전력을 왕복운동으로 전환하는 피스톤(60)이 설치되고, 이 피스톤(60)의 상측에는 흡입압력과 탄성스프링(62)의 반발력에 의해 개폐되는 송출밸브(61)가 부설되어 있다.

그러므로 관축(20)의 회전에 의해 토출구측 단부(22')의 상단 경사면(23)에 닿아있는 피스톤(60)이 접속커버(40)의 관로에서 왕복으로 동작되면서 그 상면에 부설된 송출밸브(61)를 연속으로 개폐시키게 되어 흡입압력을 발생시키되 중공부(21)에 부설된 후드(24)는 유체의 유입시에만 개방되되 토출시에는 밀폐됨에 따라 마치 플런저와 같은 작용을 하게 된다.

도 6은 본 발명의 제 5실시예의 펌프시스템을 나타낸 구성도로서, 관축(20)의 중공부(21)에 미세한 상태로 돌출되게 나선스크류(34)가 형성되어 있다.

위의 경우 흡입압력이 비교적 낮은 반면, 비중이 높은 유체 및 슬러리 등의 중량을 가진 액상물질의 송출에 적합하다.

도 7a 및 7b는 본 발명의 제 6실시예의 펌프시스템을 나타낸 구성도, 중공부(21)의 관로상에 흡입압력을 발생시키는 회전익(32)을 가진 관축(20)을 전동기본체(10)의 양측으로 돌출되게 하되 그 양측 단부(22)(22')의 어느 한곳의 관축(20)의 외주면에 풀리(70)를 접합함에 따라 펌핑기능과 더불어 상기 풀리(70)에 의한 동력전달을 가능하게 한 것이다.

또한 전동기본체(10)의 양측으로 돌출되는 관축(20)의 단부(22)(22')를 보호하게 각각 설치되는 접속커버(40)의 외측단에 플랜지를 형성함에 따라, 장거리로 액상물질을 송출시키는 배관의 중간부에 본 발명의 펌프시스템을 설치할 경우 송출효율은 물론 설비를 간편하게 할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제 7실시예의 펌프시스템을 나타낸 구성도로서, 전동기본체(10)에 관통설치되어 회전되는 중공부(21)를 가진 관축(20)의 하단을 돌출되게 하여 이에 회전원판(80)을 접합하되 그 외측을 오일유입구(91)가 형성된 캡(90)에 의해 밀폐되게 하고, 이 캡(90)의 내측에 상기 회전원판(80)에 밀착되게 접촉면에 오일통로(82)를 가진 고정판(81)이 부설하였다.

그러므로 상기 캡(90)에 구비된 오일유입구(91)를 오일공급관로에 연결하여 전동기의 구동에 의해 관축(20)과 그 하단의 회전원판(80)을 일체로 회전되게 함에 따라, 회전원판(80)에 밀착고정된 고정판(81)의 오일통로(82)를 통해 강한 흡입압력이 발생되면서 오일이 유입되어 관축(20)의 상측으로 토출되는 점성펌프의 작용을 하게 된다.

이와 같은 본 발명의 펌프시스템은 통상의 방법으로 기동되는 전동기에 펌프기능을 일체로 구비되게 하여 설비의 구조를 간단하게 함은 물론 제작공정과 부품수 등을 현저하게 절감하게 되어 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 동일용량을 전제로 할 때 종래의 펌프설비에 비해 그 부피와 중량을 축소되게 하여 운반이나 설치에 따른 제약을 줄일 수 있으며, 펌핑하기 위한 유체 및 액상물질에 적합하게 펌프설비의 변형제작이 용이함으로써, 다양한 산업분야에 범용적으로 사용할 수 있는 등의 유용한 장점도 있다.

Claims

외주면으로 고정자(11)가 설치되고 이의 내측부에 유도전류에 의해 회전되는 회전자(12)가 내장되게 설치된 전동기본체(10)에 있어서,

상기 회전자(12)와 일체로 회전되게 그 중심부에 설치되고 상기 전동기본체(10)의 외측으로 액상물질의 유입과 토출을 유도하는 양측 단부(22)(22')가 돌출된 원통형의 중공부(21)를 구비한 관축(20)과,

상기 관축(20)에 구비된 중공부(21)의 관로상에 부설되어 관축(20)의 고속회전에 의해 흡입압력이 유발되면서 펌핑동작을 하게 스크류형의 임펠러(30)를 갖춘 펌핑수단과,

상기 전동기본체(10)의 외측으로 돌출된 관축(20)의 양측 단부(22)(22')에 그 회전동작을 방해하지 않으면서 액상물질이 유입 및 토출되는 파이프(50)를 각각 연결하게 외측으로 설치된 접속커버(40)와,

상기 접속커버(40)에 인접된 양측 단부(22)(22')의 사이에 개입설치되어 기밀을 유지하는 패킹(41)과 원활한 동작을 가능케하는 베어링(42)을 포함한 구성을 특징으로 하는 전동기의 주축을 이용한 펌프시스템.
제 1항에 있어서, 상기 관축(20)의 중앙부 일정구간을 양측 단부(22)(22')의 내경에 비해 확대되게 확대부(21')를 형성하되 이 확대부(21')에 흡입압력을 유발하는 펌핑수단이 부설됨을 특징으로 하는 전동기의 주축을 이용한 펌프시스템.
제 1항에 있어서, 상기 관축(20)에 구비된 중공부(21)의 관로상에 이의 회전에 의해 흡입압력을 발생시키는 회전익(32)을 고정설치하되 중공부(21)를 통과하여 액상물질이 토출되는 일측단부(22')의 접속커버(40)에는 액상물질의 송출방향을 유도하는 유도날개(33)가 상기 중공부(21)의 내주면으로부터 소정간격을 유지하게 설치된 구성을 특징으로 하는 전동기의 주축을 이용한 펌프시스템.
제 1항에 있어서, 상기 전동기본체(10)의 양측으로 돌출된 관축(20)의 각각의 단부(22)(22')의 적어도 어느 한곳에 동력을 전달하는 풀리(70)를 접합한 것을 특징으로 하는 전동기의 주축을 이용한 펌프시스템.
제 1항에 있어서, 상기 전동기본체(10)의 양측으로 돌출되는 관축(20)의 단부(22)(22')를 보호하게 각각 설치되는 접속커버(40)의 외측단에 플랜지를 형성한 것을 특징으로 하는 전동기의 주축을 이용한 펌프시스템.
전동기본체(10)에 설치되어 회전되는 관축(20)을 수직으로 설치하여 그 토출구측 단부(22')가 되는 상단에 경사면(23)을 형성하되 관축(20)의 중공부(21)에는 흡입된 액체를 토출구측으로 유도하는 후드(24)를 설치하고, 상기 토출구측 단부(22')의 외측으로 설치되는 접속커버(40)의 내측에는 상기 경사면(23)에 상응하는 기울기의 경사면(60')이 저면에 구비되어 상호 맞닿은 상태에서 관축(20)의 회전력을 왕복운동으로 전환하는 피스톤(60)이 설치되며, 이 피스톤(60)의 상측에는 흡입압력과 탄성스프링(62)의 반발력에 의해 개폐되는 송출밸브(61)가 부설됨을 특징으로 하는 전동기의 주축을 이용한 펌프시스템.
전동기본체(10)에 관통설치되어 회전되는 중공부(21)를 가진 관축(20)의 하단을 돌출되게 하여 이에 회전원판(80)을 접합하되 그 외측을 오일유입구(91)가 형성된 캡(90)에 의해 밀폐되게 하고, 상기 캡(90)의 내측에 상기 회전원판(80)에 밀착되게 접촉면에 오일통로(82)를 가진 고정판(81)이 부설됨을 특징으로 하는 전동기의 주축을 이용한 펌프시스템.