KR200216337Y1 - 원심펌프의 토출량과 압력 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 원심펌프의 케이싱과 임펠러가 이루고 있는 간극을 조절하여 원심펌프의 압력과 토출량이 조절되도록 한 것으로, 종래에는 원심펌프의 케이싱과 임펠러가 이루는 간극을 조절할 경우 많은 비용과 복잡한 작업공정이 필요하게 되며 간극의 조절을 정확하고 간편하게 할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안은 송출구(120)의 하부에 위치하는 케이싱(100) 일측에 내부와 외부를 서로 관통하는 나사공(130)을 형성하고 상기 나사공(130)에는 조절부재 (110)를 체결하여 그 끝단에 의해 임펠러(200)와의 간극(H)이 조절될 수 있도록 함에 따라 상기 조절부재 (110)의 회전에 의해 조절부재(110)의 끝단과 케이싱(100) 내부에 있는 임펠러 (200)의 간극(H)이 간단하게 조절될 수 있어 원심펌프의 송출량 및 압력의 조절을 저렴하고 간단하게 할 수 있으며 원심펌프의 수명을 연장시키고 원심펌프의 유지 및 관리를 효과적으로 할 수 있는 것이다.

Description

원심펌프의 토출량과 압력 조절장치{Device for control of spouting quantity and pressure of centrifugal pump}

본 고안은 임펠러의 회전에 의한 원심력으로 유체에 압력 에너지를 부여하여 퍼올리는 원심펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 원심펌프의 토출량과 압력을 조절하기 위하여 임펠러 또는 케이싱을 깍아내거나 밸브로서 토출량을 강제로 조절하지 않고 간단하고 정확하게 유체의 토출량 및 압력을 조절할 수 있도록 하므로서, 펌프의 수명을 연장시키고 유지 및 관리를 효과적으로 할 수 있도록 한 원심펌프의 토출량과 압력 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 펌프는 다른 것으로부터 에너지를 받아, 유체를 높은 곳으로 올리기도 하고 유체에 압력을 주어 송출하는 기계로서, 이에는 원심펌프, 벌류트 펌프, 축류펌프, 기어펌프, 베인펌프, 플런저 펌프 등이 있으며, 이중 원심펌프에 대해 알아보면 다음과 같다.

즉, 원심펌프는 일명 와류펌프라고도 하며 임펠러의 회전에 의한 원심력으로 유체에 압력 에너지를 부여하여 퍼올리는 펌프로서 작은 유량, 고양정용으로 사용하고 있으며, 이러한 원심펌프의 종류를 살펴보면 안내날개에 유무에 따라 벌류트 펌프와 터빈 펌프로 구분할 수 있고, 흡입구의 형상에 의해 한쪽 흡입식 펌프와 양쪽 흡입식 펌프로 구분할 수 있다.

그리고 상기한 원심펌프의 케이싱은 압력과 토출량을 높이기 위하여 나선형 구조로 구성되어 있으며 펌프를 설치시에는 펌프의 양정(배관손실을 포함하여 펌프에 의해 이송되는 유체의 이송높이)과 토출량을 결정할 때 이송되는 유체에 따라 관손실의 차이를 감안하여 실제의 양정보다 높게 결정하게 된다.

여기서 원심펌프의 양정(이하 압력이라 칭함)과 토출량의 변화를 보면 압력에 따라 토출량의 변화가 커지며 실제로 펌프의 종류에 따라 차이가 있지만 대략 1Ｍ 정도의 압력차이에 따라 토출량은 10％ 정도의 변화가 생기게 된다.

한편, 도 1 은 일반적인 원심펌프를 도시한 것이며, 도 2a 는 원심펌프의 케이싱 내부에 임펠러가 설치된 상태를 도시한 요부 단면도로서, 케이싱(10)의 내부에는 임펠러(20)가 회전이 가능하도록 설치되어 있으며 케이싱(10)의 상측으로는 송출구(12)가 형성되어 모터(30)의 구동에 따라 임펠러(20)가 회전되면서 송출구 (12)를 통해 유체를 상측으로 이송시키게 되는 것이다.

여기서 임펠러(20)의 회전에 따라 유체가 임펠러(20)의 회전방향으로 회전되면서 송출구(12)를 통해 이송되는 것인데, 여기서 중요한 것은 임펠러(20)의 회전에 따라 유체의 일부는 송출구(12)로 이송되고 일부는 다시 케이싱(10) 내부로 이동되어야 적당한 압력에 의해 유체가 원활하게 송출될 수 있는 것이다.

따라서 송출구(12) 하측이 위치하는 케이싱(10)의 내면에 돌출부(11)가 형성되어 임펠러(20)와의 일정한 간극(h1)을 유지하게 되는데 케이싱(10) 및 임펠러 (20)의 제작에 따른 공차로 인하여 간극(h1)이 좁게 형성될 경우 유체에 가해지는 압력이 높아지면서 토출량이 많아짐에 따라 간극(h1)을 조절하기 위해 원심펌프의 케이싱(10)의 내면 또는 임펠러(20)의 외곽을 깍아내거나 토출량를 강제로 조절하는 별도의 밸브(도면중 미도시)를 사용하게 된다.

그러나 임펠러(20)의 외곽 및 케이싱(10)의 내면을 깍아내는 작업은 까다롭고 힘이드는 문제점이 있으며, 밸브를 사용하여 강제로 토출량을 조절할 경우 펌프내의 압력이 상승하게 되면서 펌프의 수명이 단축되며 펌프의 효율이 낮아지기 때문에 동력의 손실이 발생되는 문제점이 있었다.

또한 도 2b 에 도시한 바와 같이 케이싱(10) 내부에서 이동되는 유체에 의해 가장 많은 마찰을 받게 되는 돌출부(11)가 조금이라도 마모가 될 경우 유체게 가해지는 압력이 저하되면서 유체의 토출량이 저하되며 특히 높은 압력의 원심펌프나 마모성 액체를 이송하는 원심펌프에서는 그 마모 정도가 아주 심하여 간극(h2)이 기준보다 커지면서 토출량이 현저히 줄어들고 펌프의 수명 또한 짧아지는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 원심펌프의 케이싱 일측에 조절부재를 설치하여 상기 조절부재를 이용하여 케이싱 내면과 임펠러의 간극을 조절할 수 있도록 하므로서 상기 조절부재의 간단한 조작을 통해 원심펌프내에서 유체가 가해지는 압력과 그에 따른 유체의 토출량을 효과적으로 조절할 수 있으며, 원심펌프의 수명이 연장되고 펌프의 유지 및 관리를 보다 효과적으로 할 수 있도록 한 원심펌프의 토출량과 압력 조절장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 본 고안의 목적은 임펠러가 설치되는 원심펌프의 케이싱을 구성함에 있어서, 송출구의 하부가 위치하는 케이싱의 일측에 내부와 외부를 관통하는 나사공을 형성하고 상기 나사공에 조절부재를 체결하여 조절부재의 끝단에 의해 임펠러와의 간극이 조절될 수 있도록 하므로서 달성되는 것이다.

이러한 본 고안은 조절부재가 원심펌프의 케이싱 일측에 관통된 상태로 설치된 후 조절부재의 회전에 의해 조절부재와 끝단과 케이싱 내부에 있는 임펠러의 간극이 조절될 수 있어 원심펌프의 송출량 및 압력의 조절을 저렴한 비용으로 간단하게 할 수 있는 것이며 원심펌프의 수명을 연장시키고 원심펌프의 유지 및 관리를 효과적으로 할 수 있으므로 상기 목적을 달성할 수 있는 것이다.

도 1 은 일반적인 원심펌프를 도시한 정면도

도 2a 는 종래 원심펌프의 케이싱 내부를 도시한 요부 단면도.

도 2b 는 종래 원심펌프 케이싱 내부의 다른 상태를 도시한 요부 단면도.

도 3 은 본 고안에 따른 원심펌프를 예시한 사시도.

도 4a 는 본 고안에 따른 원심펌프의 조절부재를 예시한 요부 확대 단면도.

도 4b 는 본 고안에 따른 원심펌프의 조절부재가 설치된 상태를 예시한 요부 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 케이싱 110 : 조절부재

120 : 송출구 130 : 나사공

200 : 임펠러 H : 간극

이하, 본 고안의 특징을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시 예로서 그 기술구성 및 작용효과를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 도 3 은 본 고안에 따른 원심펌프를 예시한 정면도이며, 도 4a 는 본 고안에 따라 원심펌프 케이싱의 내부에 조절부재가 설치되는 상태를 예시한 요부 확대 단면도이고, 도 4b 는 본 고안에 따라 원심펌프 케이싱 내부에 조절부재가 설치된 상태를 예시한 요부 단면도이다.

이에 예시한 바와 같이 본 고안은 내부에 임펠러가 구비되어 있는 원심펌프의 케이싱을 구성함에 있어서, 송출구(120)의 하부가 위치하는 케이싱(100)의 일측에 외부와 내부를 서로 관통하는 나사공(130)을 형성하고 상기 나사공(130)에는 조절부재(110)를 체결하여 임펠러(200) 외측둘레에 근접되는 조절부재(200)의 끝단에 의해 간극(H)이 조절될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 것이다.

도면중 미설명 부호(111)은 조절부재(110)의 체결력을 돕는 너트이고, (131)은 조절부재(110)와 나사공(130)의 결합된 후 나사공이 밀폐되도록 하는 오링이다.

이러한 본 고안은 원심펌프를 구성함에 있어서 원심펌프에 의해 송출되는 유체의 압력 및 토출량을 정확히 조절하기 위하여 종래와 같이 원심펌프의 케이싱 (10) 내면 또는 임펠러(20)를 수정하지 않고 케이싱(100) 일측에 설치된 조절부재 (110)를 통해 유체의 압력 및 토출량을 정확하고 간단하게 조절할 수 있도록 함에 따라 원심펌프의 성능을 향상 시키고 원심펌프의 유지나 관리를 저렴하고 용이하게 할 수 있도록 한 것이다.

즉, 도 3 및 도 4a 에 예시한 바와 같이 본 고안은 송출구(120)의 하부가 위치하는 케이싱(100)의 일측 부위에 나사공(130)이 형성되는데 상기 나사공(130)은 케이싱(100)의 외부와 내부를 서로 관통하게 된다.

그리고 상기 나사공(130)에는 조절부재(110)를 체결하여 조절부재(110)의 끝단이 케이싱(100)을 관통한 상태로 케이싱(100) 내부에 위치되도록 한 것이며, 이때 상기 조절부재(110)의 끝단과 케이싱(100) 내부에 설치되어 있는 임펠러(200)의 외측둘레 사이에는 일정한 간극(H)이 형성되고, 상기 조절부재(110)의 회전에 따라 조절부재(110)가 상,하로 이동되면서 조절부재(110)의 끝단과 임펠러(200) 사이의 간극(H)이 조절될 수 있도록 한 것이다.

여기서 나사공(130)의 내부에는 오링(131)을 설치하여 나사공(130)과 조절부재(110)의 밀폐성을 크게 하므로서 케이싱(100) 내부에서 송출되는 유체 또는 압력이 나사공(130)을 통해 외부로 누설되는 것을 차단하도록 한 것이며, 케이싱(100)의 나사공(130)에 조절부재(110)를 체결시 너트(111)를 함께 체결하여 조절부재 (110)가 임으로 풀리거나 조여지는 것을 방지토록 한 것이다

따라서 임펠러(200)의 회전에 의해 유체가 송출구(120)를 통해 상측으로 송출될때 일부의 유체는 임펠러(200)와 조절부재(110)의 끝단이 이루고 있는 간극(H)을 케이싱(100) 내부로 순환되므로서 일정한 압력을 유지하게 되는 것으로서, 임펠러(200) 또는 케이싱(100)의 제작에 따른 공차로 인하여 압력과 송출량이 변화될 경우 상기 조절부재(110)를 풀거나 조이면서 임펠러(200)와 조절부재(110)의 끝단이 이루고 있는 간극(H)을 조절하므로서 액체의 압력과 송출량을 정확하고 일정하게 유지시켜 줄 수 있는 것이다.

또한 원심펌프를 장시간 동안 사용하는 과정에서 케이싱(100) 내부에서 있던 유체의 흐름에 의해 조절부재(110)의 끝단이 마모되어 압력이 변화되고 송출량 또한 변화되더라도 조절부재(110)를 적절히 조정하여 정확한 간극(H)을 계속 유지시킬 수 있는 것이며, 조절부재(110)의 끝단이 심하게 마모되는 경우에는 조절부재 (110)를 교체하여 간극(H)을 그대로 유지시켜 줄 수 있으므로 저렴한 비용으로 간단하게 원심펌프의 압력과 송출량을 조절할 수 있고 원심펌프의 전체적인 수명을 연장시키며 원심펌프의 유지 및 관리를 저렴하고 효과적으로 할 수 있는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 고안은 원심펌프의 케이싱 내면과 임펠러가 이루는 간극의 크기에 따라 유체의 압력과 토출량이 변하는 것을 방지하기 위하여 종래에는 케이싱 내면을 깍아내거나 임펠러를 수정하여 간극을 조절하므로서 비용이 많이 소모되고 수정작업 또한 용이하지 못하였으나, 본 고안은 케이싱을 관통하는 조절부재를 설치하여 조절부재의 끝단과 임펠러가 일정한 간극을 유지하도록 하고 간극의 변경되더라도 조절부재를 이용하여 간극을 간단하고 정확하고 조절시킬 수 있도록 하므로서 저렴하고 용이하게 원심펌프를 관리 및 유지시킬 수 있으며 펌프의 수명 또한 연장시킬 수 있도록 한 것이다.

Claims (1)

1. 내부에 임펠러가 설치되어 있는 원심펌프의 케이싱을 구성함에 있어서,

   송출구(120)의 하부가 위치하는 케이싱(100) 일측에 케이싱(100)의 내부와 외부를 서로 관통하는 나사공(130)을 형성하고, 상기 나사공(130)에 조절부재(110)를 체결하여 조절부재(110)의 끝단에 의해 임펠러(200) 외측둘레와의 간극(H)이 조절될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 원심펌프의 토출량과 압력 조절장치.