KR20020094757A - 수중펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정수장이나 폐수처리장, 혹은 침수가 우려되는 지하실, 혹은 대량의 물을 담아두는 양어장 등과 같은 곳에 설치되는 수중펌프를 펌핑하는 동안에 배출되어지는 물을 이용하여 펌프의 하우징을 수냉시키고, 배출되는 물을 단위시간당 보다 많은 물을 펌핑시킬 수 있는 개량된 수중펌프에 관한 것이다.

본 발명에 따른 구성은 전원에 의해 자기를 형성하기 위해 철심에 코일이 감긴 권선코일(11)조립체와, 상기 권선코일조립체의 중앙에 베어링(12a, 12b)에 의해 회전가능하게 결합된 구동 샤프트(12)를 포함하는 메인하우징(10a)과; 상기 구동 샤프트(12)의 일단에 결합되는 임펠라(13)와; 상기 임펠라(13)의 회전에 간섭을 주지 않도록 둘러싸고 임펠라(13)의 회전시 물을 흡입하여 토출시키는 인입구(14)와 토출구(15)를 각각 구비하고 상기 메인하우징(10a)과 결합되는 스텐드하우징(20)에 있어서,

상기 메인하우징(10a)의 둘레에 일정간격 이격되게 결합되도록 커버(30)를 부착하여 상기 메인하우징(10a)과 커버(30)사이에 수로(31)를 형성하고, 상기 수로(31)와 통해지도록 상기 임펠라(13)가 회전되는 상기 스탠드하우징(20)의 토출구(15)와 연결되도록 연결통로(33)를 형성하고, 상기 수로(31)는 상기 메인하우징(10a)의 외부와 통해지도록 배출구멍(32)이 상기 메인하우징(10a)에 형성된 것을 특징으로 구현된다.

본 발명에 따른 수중펌프는 수중펌프가 작동하는 동안 그로부터 발생되는 열을 수냉으로 방열시키고 양 인입구를 설치하여 스러스트 하중에 의한 베어링의 망실을 방지하고 물의 펌핑압력을 높여 보다 높은 곳에 물을 펌핑할 수 있다.

Description

수중펌프{Submersible sewage pumps}

본 발명은 정수장이나 폐수처리장, 혹은 침수가 우려되는 지하실, 혹은 대량의 물을 담아두는 양어장 등과 같은 곳에 설치되는 수중펌프를 펌핑하는 동안에 배출되어지는 물을 이용하여 펌프의 하우징을 수냉시키고, 배출되는 물을 단위시간당 보다 많은 펌핑되도록 한 개량된 수중펌프에 관한 것이다.

일반적으로 정수장, 폐수처리장 혹은 침수가 예상되는 지하실 등과 같은 곳에는 물을 교반하거나 물을 외부로 배출시키기 위해 수중펌프가 설치하기도 한다.

이러한 수중펌프는 항상 물과 접해있기 때문에 방수처리가 되어 있다. 이와 같은 수중펌프는 잠수형 수중펌프와 승하강형 수중펌프 혹은 지상설치형 등 여러 종류가 있다.

본 발명은 이러한 수중펌프중 잠수형 수중펌프에 관한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 물탱크(1)의 하부에 수중펌프(10)가 바닥면에 고정설치되어 있다. 수중펌프(10)는 추의 소정의 높이에 설치된 온·오프 스위치(2, 3 부력스위치)에 의해 작동되어진다. 즉 수위가 온 스위치에 도달하면 온스위치(2)가 부세되면서 전원을 연결하여 수중펌프(10)를 작동시킨다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 전원인 권선코일(11)을 자화시키므로 그 샤프트(12)가 회전하면서 임펠라(13)를 회전시키게 된다.

따라서, 임펠라(13)의 회전에 의해 물이 입수구(14)를 통해 유입되어 토출구(15)쪽으로 배출되어지게 된다. 토출구(15)는 파이프(16)와 연결되어 있으며, 물은 외부로 연장된 유도 파이프(16)를 통해 외부로 배출되어진다.

이와 같이 수중펌프(10)가 작동하면서 물을 외부로 배출하면 수위가 내려오면서 물속에 잠겨 있던 수중펌프(10)가 대기 중으로 노출되어진다. 대기에 노출된 수중펌프(10)는 작동되는 동안은 공냉으로 방열되게 됨으로 그 동작에 따라 권선코일조립체에서 발생되어 과부하가 발생되어 내구성이 저하되어 수명이 단축되거나 과열에의한 권선코일이 연소되는 등 문제점이 있어 왔다. 이는 수중펌프(10)의 기능상 방수처리에 의한 외부와의 공기가 차단됨으로 공냉에 의한 방열효과가 낮기 때문이다. 물론 방수처리는 전원에 의해 작동하는 수중펌프(10)를 보호하기 위한 것이다.

그리고, 수중펌프(10)는 임펠라가 작동하여 입수구로 물이 유입되어질 때 스탠드하우징의 하측에 형성된 하부의 입수구로만 유입됨으로 유입되는 물의 량이 상대적으로 적어 단위시간당 펌핑량이 작다. 이 경우 구동 샤프트의 회전시 베어링(12a, 12b)에 많은 스러스트 하중이 발생되어 베어링(12a, 12b)이 쉽게 망실되어 잦은 베어링의 교환의 원인이 되고 있다. 이는 구동 샤프트(12)가 회전할 때, 임펠라(13)가 물을 끌어 당기는 과정에 구동 샤프트(12)상에 임펠라(13)쪽으로 작용하는 스러스트 하중이 가중되어 베어링(12a, 12b)에 무리한 힘이 작용하기 때문에 주로 발생되게 되는 것이다.

그리고, 임펠라의 회전시 임펠라가 물을 끌어들이는 면적 즉, 물이 접해지는 임펠라의 표면은 하단의 입구쪽에서만 이루어짐으로 펌핑되는 물의 량이 상대적으로 적고 펌핑압려이 낮으며 상기한 바와 같은 스러스트 하중에 의해 펌프의 내구성이 저하되는 문제가 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 창안된 것이다.

본 발명의 목적은 수중펌프의 펌핑량을 증가시키고 펌핑압력을 증가시키며 펌프의 내구성을 향상실 수 있는 개량된 수중펌프를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 수중펌프를 효과적으로 방열시킴으로서 내구성이 우수하고수명을 보다 오래 사용할 수 있으며, 보다 많은 량의 물을 펌핑할 수 있는 개량된 수중펌프를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적은 수중펌프의 작동시 그 내부로 냉각수가 순환되도록 하여 펌프를 수냉시킬 수 있는 수중펌프를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 수중펌프의 설치상태를 보여주는 요부 단면도,

도 2는 종래의 수중펌프의 요부 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 수중펌프의 요부 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10:수중펌프 11:권선코일

12:구동 샤프트 13:임펠라

14:입수구15:토출구

16:파이프 20:스탠드하우징

30:커버31:수로

32:배출구멍33:연결통로

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구현수단으로서는 전원에 의해 자기를 형성하는 코일이 권선된 권선코일조립체와, 상기 권선코일조립체의 중앙에 베어링에 의해 회전가능하게 결합된 구동 샤프트을 포함하는 메인하우징과;

상기 샤프트의 일단에 일체로 결합되는 임펠라와;

상기 임펠라의 회전에 간섭을 주지 않도록 둘러싸고 임펠라의 회전시 물을 흡입하여 토출시키는 입수구와 토출구를 각각 구비하고 상기 메인하우징과 결합되는 스텐드하우징에 있어서,

상기 메인하우징(10a)의 둘레에 일정간격 이격되게 결합되도록 커버(30)를 부착하여 상기 메인하우징(10a)과 커버(30)사이에 수로(31)를 형성하고, 상기 수로(31)와 통해지도록 상기 임펠라(13)가 회전되는 상기 스탠드하우징(20)의 토출구(15)와 연결되도록 연결통로(33)를 형성하고, 상기 수로(31)는 상기 메인하우징(10a)의 외부와 통해지도록 배출구멍(32)이 상기 메인하우징(10a)에 형성되고, 상기 스탠드 하우징에는 상기 임펠라의 상하부에 물의 입수구를 각각 형성하여 임펠라의 회전시 보다 많은 량의 물을 펌핑하고 임펠라에 의해 물을 끌어 당길 때 발생되는 구동 샤프트의 스러스트하중을 최소화하여 베어링의 내구성을 향상시킨 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 개량된 수중펌프의 단면도로서, 도면에서 종래의 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였다. 참조번호 11은 전원에 의해 자기를 형성하는 권선코일조립체이고, 12는 상기 권선코일(11)조립체의 중앙에 베어링(12a,12b)에 의해 회전가능하게 결합된 구동 샤프트이며, 13는 상기 구동 샤프트(12)의 단부에 결합된 임펠라이다. 그리고 20은 상기 임펠라(13)를 둘러싸고 상기 메인하우징(10a)에 볼트로 수밀되도록 결합되는 스텐드하우징(20)으로 물이 유입되는 입수구(14)와 물이 배출되는 토출구(15)를 각각 구비하고 있다.

한편, 상기 메인하우징(10a)의 둘레에는 그 둘레를 커버하는 수로형성용 커버(30)가 더 부착되어진다. 이 커버(30)는 판체를 원통형상으로 구성하여 그 상단부와 하단부을 메인하우징(10a)과 밀봉되도록 체결되어 있다. 상기 커버(30)는 메인하우징과 일정거리 이격되게 배치되어 있어 그 사이에 수로(31)를 형성한다. 상기한 커버(30)에 의해 형성되는 수로(31)는 메인하우징(10a)에 형성된 배출구멍(32)에 의해 외부와 통해지게 된다.

그리고, 상기한 수로(31)속으로 물이 유입되도록 스탠드하우징(20)과 연결되도록 상기 메인하우징(10a)과 스탠드하우징(20)이 체결되어지는 면에 연결통로를 일체로 제작한다. 연결통로(33)의 일측단은 상기 스탠드하우징(20)의 토출구(15)의 선단측에 위치되어 있으며, 타측단은 상기 수로(31)상에 위치되어 있다.

따라서, 전원에 의해 구동샤프트(12)가 회전하면서 임펠라(13)가 회전할 때 메인하우징(10a)의 상단부까지 물이 차있는 경우 임펠라(13)에 의해 물이 입수구(14)를 통해 인입되어 토출구(15)로 배출되어진다. 이때 임펠라에 의해 토출되는 물은 토출에 따른 저항에 의해 소량의 물이 연결통로(33)로 유도되어 커버(30)의 수로(31)속으로 유입되어진다. 이와 같이 수로에 유입되는 물은 계속적으로 유입되는 물에 의해 밀려 배출구멍(32)을 통해 메인하우징(10a)의 외부로 빠져나가게 된다.

그리고, 스탠드하우징(20)에 형성된 입수구(14)는 임펠라(13)의 상하측으로 물이 유입되도록 형성되어 있다. 이와 같이 상하에 입수구를 설치하면 구동샤프트의 회전시 임펠라가 회전하면서 물을 펌핑할 때 구동샤프트는 임펠라쪽으로 스러스트하중이 작용하게 작용하지만 임펠라가 끌어당기는 물이 인입될 때 상하측 입수구에서 동시에 물이 유입됨으로 임펠라가 고정된 구동샤프트는 스러스트 하중이 내재되지 않는다. 따라서, 스러스트하중이 내재되지 않기 때문에 구동샤프트를 지지하는 베어링(12a, 12b) 역시 스러스트 하중을 받지 않기 때문에 베어링(12a, 12b)의 수명을 연장시킬 수 있게 되는 것이다.

따라서, 임펠라의 회전시 그 임펠라와 접해지는 물의 표면적이 상대적으로 커지면서 물의 펌핑량이 증가하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 냉각수로를 구비한 수중펌프는 만충된 물속에 잠겨 있는 수중펌프가 작동하는 동안 그로부터 발생되는 열을 수냉으로 방열시킴으로서 열에 의한 과부하 혹은 수명이 단축되는 것을 방지 할 수 있다. 또, 메인하우징의 둘레를 냉각수가 순환하면서 권선코일조립체에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있으며, 물의 펌핑량을 증가시키고 스러스트 영향이 없으므로 펌프의 회전체(베어링의 수명을 연장시킬 수 있고 펌프자체의 내구성이 증가되어 펌프의 수명을 연장시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 전원에 의해 자기를 형성하는 코일이 권선된 권선코일(11)조립체와, 상기 권선코일조립체의 중앙에 베어링(12a, 12b)에 의해 회전가능하게 결합된 구동 샤프트(12)을 포함하는 메인하우징(10a)과; 상기 샤프트의 일단에 일체로 결합되는 임펠라(13)와; 상기 임펠라(13)의 회전에 간섭을 주지 않도록 둘러싸고 임펠라(13)의 회전시 물을 흡입하여 토출시키는 입수구(14)와 토출구(15)를 각각 구비하고 상기 메인하우징(10a)과 결합되는 스텐드하우징(20)로 구성된 수중펌프에 있어서,

   상기 스탠드 하우징(20)상에 형성된 입수구(14)를 상하양측에 형성하여 구동 샤프트(12)의 회전시 스러스트 하중을 감소시키고 베어링(12a, 12b)의 내구성을 향상시킨 것을 특징으로 하는 수중펌프.
2. 제1항에 있어서, 상기 메인하우징(10a)의 둘레에 일정간격 이격되게 결합되도록 커버(30)를 부착하여 상기 메인하우징(10a)과 커버(30)사이에 수로(31)를 형성하고, 상기 수로(31)와 통해지도록 상기 임펠라(13)가 회전되는 상기 스탠드하우징(20)의 토출구(15)와 연결되도록 연결통로(33)를 형성하고, 상기 수로(31)는 상기 메인하우징(10a)의 외부와 통해지도록 배출구멍(32)이 상기 메인하우징(10a)에 형성된 것을 특징으로 하는 수중펌프.