KR200156978Y1 - 유동개선형 양방향 온수순환펌프 - Google Patents

유동개선형 양방향 온수순환펌프 Download PDF

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Abstract

본 고안은 보일러 시스템에 적용되는 온수순환펌프가 유체의 유로를 전환시키는 기능을 지니도록 하는 유동개선형 양방향 온수순환펌프에 관한 것이다.
본 고안은 모터하우징 내의 회전축(13)의 구동으로 펌프하우징(31) 내의 임펠러(14)를 회전시켜 온수를 제1토출관(P1) 또는 제2토출관(P2)으로 토출시키는 온수순환 펌프에 있어서: 상기 펌프케이싱(31)의 외주면에는 상기 임펠러(14)의 외단부를 수용하면서 제1토출관(P1) 및 제2토출관(P2)과 연통되는 밸브하우징(33)이 형성되고; 상기 밸브하우징(33) 내부의 중앙으로는 소정의 구조로 된 유로전환밸브(32)가 그 좌우대칭의 중앙부에 형성된 힌지부(32a)에 의해 요동운동 가능하게 장착된다.
이에 따라, 본 고안은 온수순환펌프에 소정의 구조를 지닌 진자형 유로전환 밸브를 적용함으로써, 보일러의 배관 시스템을 간략화 하면서 밸브에 의한 유동저항이 크지 않아 동력소모, 작동소음을 줄이는 등 펌프성능을 향상하는 효과가 있다.

Description

유동개선형 양방향 온수순환펌프
본 고안은 온수순환펌프에 관한 것으로서, 특히 보일러 시스템의 난방 및 온수공급 계통에 적용되는 온수순환펌프에서 유체의 유로를 전환시키는 기능을 부가하도록 펌프하우징에 유로전환밸브를 설치하는 유동개선형 양방향 온수순환펌프에 관한 것이다.
제1도는 종래의 온수순환펌프의 내부를 종단하여 나타내는 구성도가 도시된다.
보일러 시스템의 난방 및 온수공급 계통에 적용되는 온수순환펌프(10)는 펌프하우징(11)과 모터하우징(12)이 기밀되게 조립되어 일체로 되는 구조이다. 펌프하우징(11)은 내부에 와류실이 형성되도 임펠러(14)를 수용하며, 모터하우징(12)은 전기적인 힘을 회전력으로 변환하는 모터 조립체를 지닌다.
모터 조립체는 회전축(13)·로터(17)·스테이터(18) 등으로 구성되며, 로터(17)가 끼워맞춤으로 압입된 회전축(13)은 상부베어링(15) 및 하부베어링(16)에 의해 지지되고 그 상단이 펌프하우징(11) 내에서 임펠러(14)와 연결된다.
펌프하우징(11)의 터미널을 통하여 통전하면 스테이터(18)와의 전자기력 자용에 의해 로터(17) 및 회전축(13)이 회전력을 받고, 이에 따라 임펠러(14)가 회전하며 온수를 펌핑한다. 펌핑되는 온수중의 일부는 상부베어링(15)을 통과하여 모터 조립체에 도달되고 로터(17) 및 스테이퍼(18)를 냉각시킨다.
이러한 구성에 의한 온수순환펌프(10)는 유체를 일방향으로 이송시키므로 난방 및 온수모드의 절환에 따른 유로의 전환이 필요한 보일러 시스템에서는 별도의 유로전환밸브를 설치해야 하는 단점이 있다.
즉, 통상적인 보일러 시스템은 온수배관, 난방배관, 보충탱크 등으로 구성되고, 유로전환수단으로서 온수배관 및 난방배관 사이에 솔레노이드 구동 방식의 삼방변(일명 3웨이 밸브)이 배관연결된다.
이때, 보일러 시스템에서 삼방변의 기능을 온수순환펌프가 수행하도록 하면 배관이 간략화되고 솔레노이드의 배선도 불요하므로 유체의 유동 손실 및 전력소모를 줄일 수 있을 뿐 아니라 배관 및 배선 작업에 따른 공수를 절감할 수 있다.
또, 이러한 유로전환숟간은 유체의 유동에 따른 저항을 크게 받지 않도록 하는 것이 필요하다.
따라서, 본 고안은 보일러 시스템의 난방 및 온수공급 계통에 적용되는 온수순환펌프에서 유체의 유로를 전환시키는 기능을 부가하도록 펌프하우징을 개선하여 보일러의 배관 시스템을 간략화 하면서 유동저항을 저감시키는 유동개선형 양방향 온수순환펌프를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
제1도은 종래의 온수순환펌프의 내부를 종단하여 나타내는 구성도.
제2(a)도는 제2(b)도는 제1도의 펌프하우징을 개량한 종래의 온수순환펌프에 대한 구성도.
제3도는 본 고안에 따른 온수순환펌프의 펌프하우징 내부를 나타내는 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 온수순환펌프(종래) 11,21 : 펌프하우징(종래)
12 : 모터하우징 13 : 회전축
14 : 임펠러 14a : 흡입구
15 : 상부에어링 16 : 하부베어링
17 : 로터 18 : 스테이터
22 : 다이아프램밸브 23 : 볼밸브
30 : 온수순환펌프(본 고안) 31 : 펌프하우징(본 고안)
32 : 유로전환밸브(본 고안) 32a : 힌지부
33 : 밸브하우징 P1 : 제1토출관
P2 : 제2토출관
이러한 목적을 달성하기 위해 본 고안은 모터하우징 내의 회전축(13)의 구동으로 펌프하우징(31) 내의 임펠러(14)를 회전시켜 온수를 제1토출관(P1) 또는 제2토출관(P2)으로 토출시키는 온수순환펌프에 있어서: 상기 펌프케이싱(31)의 외주면에는 상기 임펠러(14)의 외단부를 수용하면서 제1토출관(P1) 및 제2토출관(P2)과 연통되는 밸브하우징(33)이 형성되고; 상기 밸브하우징(33) 내부의 중앙으로는 소정의 구조로 된 유로전환밸브(32)가 그 좌우대칭의 중앙부에 형성된 힌지부(32a)에 의해 요동운동 가능하게 장착되는 유동개선형 양방향 온수순환펌프를 제공한다.
이때. 상기 밸브하우징(33)은 직육면의 내부 공간으로 형성하고, 상기 유로전환밸브(32)는 장방향으로 형성하되, 상기 유로전환밸브(32)의 일측 외단부가 상기 밸브하우징(33) 내부를 벗어나지 않으면서 제1토출관(P1) 또는 제2토출관(P2) 중 일측의 유로를 차단한다.
[실시예]
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상술한다.
우선, 온수순환펌프(10)(제1도)에 유로전환수단을 구비시키는 방안을 설명하는바, 제2(a)도 및 제2(b)도는 제1도의 펌프하우징을 개량한 종래의 온수순환펌프에 대한 구성도가 도시된다.
제2(a)도는 제1토출관(P1) 및 제2토출관(P2)의 사이에 다이아프램밸브(22)를 설치하는 것으로서, 임펠러(14)의 정·역 회전에 따른 유체 반력의 작용으로 유연한 고무 재질의 다이아프램이 일측의 유로를 차단시켜 유로를 변경한다.
이러한 구조는 유체의 출구 쪽 다이아프램 부근에 와류로 인한 캐비테이션을 일으키기 쉽고, 그 외형치수가 비교적 커진다.
제2(b)도는 제1토출관(P1) 및 제2토출관(P2)의 사이에 볼밸브(23)를 설치하는 것으로서, 임펠러(14)의 정·역 회전에 따른 유체 반력의 작용으로 구체(球體)가 일측의 유로를 차단시켜 유로를 변경한다.
이러한 구조는 다이아프램밸브(22)와 같은 캐비테이션 문제는 없으나 유체의 이물질이 구체에 장기간 축적되면 제대로 유로를 전환시키지 못한다.
따라서, 다이아프램과 같이 플렉시블한 구조나 구체와 같이 이동 가능한 구조를 피하는 것이 바람직하다.
제3도는 본 고안에 따른 온수순환펌프의 펌프하우징 내부를 나타내는 구성도가 도시된다.
본 고안은 모터하우징 내의 회전축(13)의 구동으로 펌프하우징(31) 내의 임펠러(14)를 회전시켜 온수를 제1토출관(P1) 또는 제2토출관(P2)으로 토출시키는 온수순환 펌프에 적용하는 바, 유로전환밸브(32) 및 밸브하우징(33)을 그 요체로 하는 구조이다.
전술한 다이아프램과 같이 플렉시블한 구조나 구체와 같이 이동 가능한 구조를 배제하되 그 장점만을 조합한 진자형의 유로전환밸브(32)가 제안된다. 본 고안의 진자형밸브는 다이아프램밸브(22)(제2(a)도)의 정위치성과 볼밸브(23)(제2(b)도)의 강체(rigidbody)구조를 채용한 것으로 볼 수 있다.
이때, 본 고안에 따른 밸브하우징(33)은 상기 펌프케이싱(31)의 외주면에는 상기 임펠러(14)의 외단부를 수용하면서 제1토출관(P1) 및 제2토출관(P2)과 연통되어 형성된다.
밸브하우징(33)은 펌프케이싱(31)과 일체의 주물 구조로 형성하고, 하부에는 임펠러(14)에서 분출되는 온수를 받아들이는 개구를 형성한다. 그 개구는 제1토출관(P1) 및 제2토출관(P2)이 연결되는 개구와 상호 연통된다.
또, 본 고안에 따르면 상기 밸브하우징(33) 내부의 중앙으로는 소정의 구조로된 유로전환밸브(32)가 그 좌우대칭의 중앙부에 형성된 힌지부(32a)에 의해 요동운동 가능하게 장착된다.
유로전환밸브(32)는 밸브하우징(33) 내에서만 진자운동되므로 임펠러(14)와 간섭되지 않아 임펠러(14)와 동일 평면상에 설치하는 것도 가능하다. 이러한 유로전환밸브(32)는 유체가 유동하지 않을 때(즉, 펌프가 정지하고 있는 동안) 힌지부(32a)에 의해 수평 상태를 유지하도록 설치한다.
이때, 상기 밸브하우징(33)은 직육면의 내부 공간으로 형성하고, 상기 유로전환밸브(32)는 장방형으로 형성하되, 상기 유로전화밸브(32)의 일측 외단부가 상기 밸브하우징(33) 내부를 벗어나지 않으면서 제1토출관(P1) 또는 제2토출관(P2) 중 일측의 유로를 차단한다.
유로전환밸브(32)가 일방향으로 온수를 보내는 동안 열려있는 부분의 면적을 최대로 하여 유동저항을 줄이기 위해서는 밸브하우징(33)의 내부가 직육면의 구조인 것이 바람직하다.
이러한 구성을 지니는 온수순환펌프(30)에서 임펠러(14)가 일방향(예컨대 시계 방향)으로 회전하면 온수에 대한 임펠러(14)의 작용력이 유로전환밸브(32)의 좌측부분보다 우측부분으로 큰 회전 모멘트를 형성하므로 유로전환밸브(32)는 도시와 같은 위치에서 정지하고 온수는 제2토출관(P2) 측으로만 토출된다.
반면, 임펠러(14)가 상기와 반대 방향으로 회전하면 유로전환밸브(32)의 좌측부분으로 큰 회전 모멘트를 형성하므로 유로전환밸브(32)는 도시와 반대 위치에서 정지하고 온수는 제1토출관(P1) 측으로만 토출된다.
이때, 상기 어느 경우에 있어서나 온수의 유동이 급격히 변동되지 않는 점이 종래의 제2(a)도 및 제2(b)도와 다른 점으로서, 종래에는 밸브를 지나는 온수의 유동방향이 약 90°이상 전환되었으나 본 고안은 약 30°이하로 전환되므로 온수의 유동저항이 개선되는 구조라 할 수 있다.
또, 유로전환밸브(32)는 힌지부(32a)를 중심으로 하는 좌측부분 및 우측부분 회전 모멘트 차이로 비교적 완만하게 개폐되므로 종래의 방식에서 지적되는 급격한 수격(pressure hammer)이 제거될 수 있어 밸브의 수명단축을 완화하고 작동소음을 저감할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안의 유동개선형 양방향 온수순환펌프는 보일러 시스템의 난방 및 온수공급 계통에 적용되는 온수순환펌프에 소정의 구조를 지닌 진자형 유로전환밸브를 적용함으로써, 유로를 전환시키는 기능이 부가되어 보일러의 배관 시스템을 간략화 하면서 밸브에 의한 유동저항이 크지 않아 동력소모, 작동소음을 줄이는 등 펌프성능을 향상하는 효과가 있다.
본 고안은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 실용신안등록청구의 범위에 의해 마련되는 본 고안의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 본 고안이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

Claims (2)

  1. 모터하우징 내의 회전축(13)의 구동으로 펌프하우징(31) 내의 임펠러(14)를 회전시켜 온수를 제1토출관(P1) 또는 제2토출관(P2)으로 토출시키는 온수순환펌프에 있어서: 상기 펌프케이싱(31)의 외주면에는 상기 임펠러(14)의 외단부를 수용하면서 제1토출관(P1) 및 제2토출관(P2)과 연통되는 밸브하우징(33)이 형성되고; 상기 밸브하우징(33) 내부의 중앙으로는 소정의 구조로 된 유로전환밸브(32)가 그 좌우대칭의 중앙부에 형성된 힌지부(32a)에 의해 요동운동 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 유동개선형 양방향 온수순환펌프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 밸브하우징(33)은 직육면의 내부 공간으로 형성하고, 상기 유로전환밸브(32)는 장방향으로 형성하되, 상기 유로전환밸브(32)의 일측 외단부가 상기 밸브하우징(33) 내부를 벗어나지 않으면서 제1토출관(P1) 또는 제2토출관(P2) 중 일측의 유로를 차단하는 것을 특징으로 하는 유동개선형 양방향 온수순환펌프.
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