KR200333280Y1 - 하방토출식 원심펌프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 하방토출식 원심펌프에 관한 것으로, 유동하는 액체를 하방으로 토출되도록 구성하여 회동하는 임펠러축에 발생되는 스러스트를 감소시키는 하방토출식 원심펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해 하방토출식 원심펌프는 일측에는 저압의 액체가 유입되는 유입구(12)가, 하측에는 유입구(12)와 높이를 달리하여 고압의 액체가 토출되는 토출구(19)가, 마련되는 하우징(10)과; 이 하우징(10)에 결합되며, 장착된 회동축(2)을 정, 역방향으로 회동하는 구동모터(1)와; 하우징(10)에 내장되며, 회동축(2)에 연결 장착되어 회동하며 저압의 액체를 승압 하향시키며 펌핑하는 임펠러(20);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 고안에 의하면 임펠러축(22)에 발생하는 스러스트가 감소되어, 그 축(22)상에 장착되는 베어링(미 도시) 내지 밀폐링(21) 등 부품의 수명을 연장할 수 있다. 이에 따라, 부품의 교환 및 수리 등의 비용이 절감되는 효과가 발생한다.

Description

하방토출식 원심펌프{a down spouting type centrifugal pump}

본 고안은 하방토출식 원심펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동모터의 회동축 반대방향으로 액체가 유동하도록 하여 회동축에 가해지는 스러스트가 감소되는 하방토출식 원심펌프에 관한 것이다.

종래의 원심펌프는 구동모터의 회동축방향으로 액체가 유동하도록 이루어지는 데, 이는 고양정일수록 회동축에 가해지는 스러스트, 즉 회전축이나 회전체의 축방향으로 작용하는 외력이 증대하므로 축상에 장착되는 회동부재인 베어링이나 압력손실이나 누수방지를 위한 밀폐부재인 밀폐링 등에 부하가 크게 발생하여, 베어링이나 밀폐링 등의 마모나 파손 등을 유발한다. 이는 케이스나 하우징이 정밀하게 밀폐되어야 압력손실 없이 일정압이 유지되며 펌핑효율의 저하를 유발하지 않으므로, 이를 방지하기 위한 이들 부품들의 잦은 교체나 수리를 요하게 된다.

이는 펌프의 효율적인 수행연장을 위해, 부하에 오래 견디는 보다 우수한 물성을 갖는 재질의 부품을 요하므로, 부품코스트의 상승과 함께 수리비나 부품교체비용 등의 유지코스트의 상승을 초래하여 원심펌프의 제조비용을 상승시키는 원인이 되어 왔다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유동하는 액체를 하방으로 토출되도록 구성하여 구동모터의 회동축에 연결 결합된 임펠러축에 발생하는 스러스트를 감소시킴으로써, 축상에 장착되는 베어링이나 밀폐링 등의 마모 내지 손상을 감소시키는 하방토출식 원심펌프를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 하방토출식 원심펌프를 보인 사시도이다.

도 2는 본 고안에 따른 하방토출식 원심펌프의 분해 사시도이다.

도 3은 본 고안에 따른 하방토출식 원심펌프의 단면도이다.

도 4는 구동모터의 역방향회전시 임펠러와 안내깃의 구성을 보인 것이다.

도 5는 구동모터의 정방향회전시 임펠러와 안내깃의 구성을 보인 것이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

2: 회동축 10: 하우징

12: 유입구 19: 토출구

20: 임펠러 21: 밀폐링

22: 임펠러축 24: 중심체

26: 오목부 27: 깃

28: 원형테 40: 디퓨져

42: 안내깃 48: 중심체홈

49: 회동가이드홈

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 고안은, 펌핑되는 유체의 유입과 토출을 위해 유입구와 토출구가 형성되는 하우징과: 상기 하우징의 상측에 결합되며, 장착된 회동축을 정, 역방향으로 회동하는 구동모터와; 상기 하우징에 내장되며, 상기 회동축에 연결 장착되어 회동하며 상기 하우징 내부로 유입되는 저압의 액체를 승압하여 펌핑하는 임펠러;를 포함하는 원심펌프에 있어서, 상기 하우징은, 상기 구동모터가 상측에 장착되며, 측면에는 상기 유입구가 형성되는 상부케이스와, 상기 상부케이스의 하측에 마련되되, 측면에는 상기 임펠러에 의해 승압 하향 펌핑되는 고압 액체를 토출하기 위한 상기 토출구가 형성되는 하부케이스와; 상기 상부케이스와 상기 하부케이스를 밀폐하며 연결하되, 내부에는 상기 임펠러가 배치되는 연결관체;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동모터가 상기 회동축을 정방향으로 구동시킬 때, 상기 임펠러는 유동하는 액체가 하방으로 토출되도록 중심으로부터 만곡 외향하되 시계방향으로 일정간격을 이루며 다수개 형성되는 깃을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동모터가 상기 회동축을 역방향으로 구동시킬 때, 상기 임펠러는 유동하는 액체가 하방으로 토출되도록 중심으로부터 만곡 외향하되 반시계방향으로 일정간격을 이루며 다수개 형성되는 깃을 갖는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 회동축에 연결결합되는 임펠러축상의 베어링이나 밀폐링에 가해지는 부하가 감소되어 이들의 마모 내지 파손이 효율적으로 축소된다.

이하, 본 고안에 의한 하방토출식 원심펌프를 첨부도면에 도시한 실시예에따라 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 고안의 적용가능한 다양한 형태의 원심펌프 중에서 터빈형 원심펌프를 본 고안의 설명 예로 함을 밝혀둔다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 고안에 따른 하방토출식 원심펌프는, 전기적으로 구동력을 발생시키되, 장착된 회동축(2)을 정, 역방향으로 회동시키는 구동모터(1)와, 이 구동모터(1)를 상측에 장착하며 일측에는 유입구(12)가, 그 타측에는 높이를 달리하여 유입구(12)에 대응하는 토출구(19)가 마련되는 하우징(10)과, 이 하우징(10)에 내장되며 회동축(2)에 연결 장착되는 임펠러(20)를 갖춘다.

구동모터(1)는, 장착된 회동축(2)을 하향하며 하우징(10)의 상측에 결합되는 데, 이는 임펠러(20)가 장착되는 임펠러축(22)과 구동모터(1)의 회동축(2)을 연결하는 커플링(4)을 내치하며 하우징(10)의 상단부에 결합되는 커플링케이스(6)의 상부에 결합된다. 한편, 임펠러(20)의 깃(27) 구성에 따라 회동축(2)을 시계방향 또는 반시계방향으로 회동하게 하되, 유동하는 액체를 하향하도록 정, 역방향으로 택일적으로 구동모터를 조작한다.

커플링케이스(6)를 지지하며 그 하부에 결합되는 원통형상의 하우징(10)은, 상부와 하부가 연통되게 형성되며, 유입구(12)가 형성되어 저압의 액체가 유입되는 상부케이스(11)와, 회동하는 상기 임펠러(20)에 의해 승압된 고압의 액체를 토출키 위한 토출구(19)가 형성되는 하부케이스(16)와, 상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(16)을 밀폐하며 연결하는 연결관체(15)로 이루어진다.

도 3에 도시하듯이, 상부케이스(11)는 상부가 개방된 원통형상으로, 그의 외주면에는 유입구(12)가 형성되고 내부에는 유입구(12)로 유입되는 저압의 액체가 집수되는 유입부(13)가 마련된다. 내부 저면에는 관통공(13a)이 형성되어 임펠러축(22)을 관통시키며, 임펠러축(22)에 결합되는 임펠러(20)의 중심체(24) 외주면으로 유입부(13)에 모인 액체를 하방으로 유통시킨다. 상부에는 커플링(4)으로 회동축(2)에 연계된 임펠러축(22)이 관통되는 덮개(14)가 마련되고, 이 덮개(14)의 저면에는 밀폐링(21)이 누수, 누압방지의 밀폐를 위하여 임펠러축(22)상에 장착된 채 삽입된다.

상부가 개방되며 상부케이스(11)에 대응하는 원통형상의 하부케이스(16)는 설치면에 고정되는 베드(30)에 결합된다. 외주면에는 토출구(19)가 형성되고, 개방된 상부에는 임펠러(20)를 통과하며 나온 고속유체를 감속하여 압력을 상승시키기 위한 안내깃(42)이 마련된 디퓨져(40)가 장착된다. 계속하여 내부에는 디퓨져(40)를 통과하며 고압으로 승압된 액체가 토출구(19)를 통해 원활히 토출되도록 여유공간을 갖는 토출부(17)가 형성된다.

디퓨져(40)는 유동하는 액체가 감속되며 에너지 변환되는 기기로, 외주면을 따라 액체가이드구(44)가 다수개 형성된 원판형상으로 마련된다. 그 중앙으로는 임펠러축(22)이 관통 결합되는 축공(46)이 형성되며, 원활히 임펠러(20)가 삽입된 채 회동하도록 축공(46) 외주연에는 중심체홈(48)이, 이 중심체홈(48)으로부터 일정간격 이격되어 회동가이드홈(49)이 각각 형성된다. 또한, 이 회동가이드홈(49)의 외측에는 임펠러(20)의 회전방향에 대응하는 안내깃(42)이 다수개 마련된다. 이 안내깃(42)은 임펠러(20)에 의해 유동 액체에 가해진 속도에너지를 효율적으로 압력에너지로 변환하도록 감속하며 흐름을 안내하기 위해 마련되는 데, 임펠러(20)의 회전방향에 따라 대응하며 시계방향 또는 반시계방향으로 외향하며 다수개 형성된다.

임펠러축(22)상에 고정결합되어 이의 회동에 따라 회전하며 원심력을 발생시키며 하방으로 액체를 고속 유동시키는 임펠러(20)는, 중앙에 임펠러축(22)이 관통결합되는 결합공(25)이 형성되며, 하부에는 오목부(26)가 형성되어 디퓨져(40)의 중심체홈(48)에 삽입되며 안정적인 회동중심을 이루는 중심체(24)와, 이 중심체(24)의 외주면을 따라 일정간격을 이루며 다수개 형성되되 중심체(24)로부터 외향 만곡되며 형성되는 깃(27)과, 이 깃(27)들을 지지하며 디퓨져의 회동가이드홈(49)에 삽입되어, 오목부(26)와 함께 임펠러(20)의 회동을 안정적으로 리드하도록 중심체(24)로부터 일정간격 이격되며 깃(27)들의 하부에 결합되는 원형테(28)로 이루어진다.

한편, 구동모터(1)가 회동축(2)을 정방향으로 구동시킬 때, 도 4에 도시하듯이, 유동하는 액체를 하방으로 토출시키도록 임펠러(20)의 깃(27)은 중심으로부터 만곡 외향하되 시계방향으로 일정간격을 이루며 다수개 형성된다. 또한, 도 5에 도시하듯이, 구동모터(1)가 회동축(2)을 역방향으로 구동시킬 때, 유동하는 액체가 하방으로 토출되도록 임펠러(20)의 깃(27)은 중심으로부터 만곡 외향하되 반시계방향으로 일정간격을 이루며 다수개 형성된다.

계속하여, 상부케이스(11)과 하부케이스(16)의 사이에 장착되며 상호 밀폐결합시키는 연결관체(15)는, 상부케이스(11)과 하부케이스(16)에 대응하는 원통형의관형으로, 하부케이스(16)의 상단부에 장착되는 디퓨져(40)를 외부로부터 밀폐보호하며 디퓨져(40)에 회동가능하게 장착된 임펠러(20)가 원활히 회동하도록 일정공간을 형성한다.

이와 같이 구성된 본 고안에 의한 하방토출식 원심펌프의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

상부케이스(11)에 형성된 유입구(12)로부터 유입부(13)에 집수된 저압의 유동액체를 승압시켜 하부케이스(16)에 형성된 토출구(19)를 통해 하방으로 원활히 토출시키기 위해, 먼저, 구동모터(1)가 회동축(2)을 정방향으로 회전시킬 때, 도 4에 도시한 바와 같이, 이 회동축(2)에 연결 결합된 임펠러축(22)상의 임펠러(20)는 중심으로부터 만곡 외향하며 시계방향으로 다수개 형성되는 깃(27)으로 구성되어 축상에 장착되며, 안내깃(42)은 이에 대응하여 반시계방향으로 형성된다. 따라서 상부케이스(11)의 하부 중앙 관통공(13a)을 통해 하향하는 저압의 유동액체는 임펠러(20)의 회전 원심력에 따라 고속의 속도 에너지를 가지며 반시계방향으로 외향하여 디퓨져(40)의 안내깃(42)에 부딪치며 감속되며 고압으로 승압된다. 이와 같이 승압된 고압의 액체는 도 3에 도시한 바와 같이, 안내깃(42)의 외측에 형성된 액체가이드구(44)를 통해 하부케이스(16)의 토출부(17), 그리고 토출구(19)를 통해 고압의 유체를 토출한다.

한편, 구동모터(1)가 회동축(2)을 역방향으로 회동시킬 때는 도 5에 도시한 바와 같이, 임펠러(20)의 깃(27)과 이에 대응하는 안내깃(42)이 반시계방향과 시계방향으로 각각 구성되어 상기와 같은 과정을 거치며 하방으로 원활히 저압의 유동액체를 토출시킨다.

따라서, 회동하는 임펠러축(22)상에 스러스트의 발생이 현저하게 감소되고, 축상에 장착되는 베어링이나 밀폐링(21)에 부하가 거의 발생하지 않는다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의하면 임펠러축에 발생하는 스러스트가 현저히 감소됨으로써, 그 축상에 장착되는 베어링 내지 밀폐링 등 부품의 수명이 연장된다. 이에 따라 보통의 물성을 갖는 저가 부품의 채택이 가능하고, 부품의 교환 및 수리 등의 비용이 절감되는 효과가 발생하여, 펌프의 생산비용이 절감되는 것은 물론 펌프의 유지 및 관리가 보다 효율적으로 이루어질 수 있다.

Claims (3)

1. 펌핑되는 유체의 유입과 토출을 위해 유입구(12)와 토출구(19)가 형성되는 하우징(10)과: 상기 하우징(10)의 상측에 결합되며, 장착된 회동축(2)을 정, 역방향으로 회동하는 구동모터(1)와; 상기 하우징(10)에 내장되며, 상기 회동축(2)에 연결 장착되어 회동하며 상기 하우징(10) 내부로 유입되는 저압의 액체를 승압하여 펌핑하는 임펠러(20);를 포함하는 원심펌프에 있어서,

   상기 하우징(10)은, 상기 구동모터(1)가 상측에 장착되며, 측면에는 상기 유입구(12)가 형성되는 상부케이스(11)와,

   상기 상부케이스(11)의 하측에 마련되되, 측면에는 상기 임펠러(20)에 의해 승압 하향 펌핑되는 고압 액체를 토출하기 위한 상기 토출구(19)가 형성되는 하부케이스(16)와;

   상기 상부케이스(11)와 상기 하부케이스(16)를 밀폐하며 연결하되, 내부에는 상기 임펠러(20)가 배치되는 연결관체(15);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하방 토출식 원심펌프.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 구동모터(1)가 상기 회동축(2)을 정방향으로 구동시킬 때,

   상기 임펠러(20)는 유동하는 액체가 하방으로 토출되도록 중심으로부터 만곡 외향하되 시계방향으로 일정간격을 이루며 다수개 형성되는 깃(27)을 갖는 것을 특징으로 하는 하방 토출식 원심펌프.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 구동모터(1)가 상기 회동축(2)을 역방향으로 구동시킬 때,

   상기 임펠러(20)는 유동하는 액체가 하방으로 토출되도록 중심으로부터 만곡 외향하되 반시계방향으로 일정간격을 이루며 다수개 형성되는 깃(27)을 갖는 것을 특징으로 하는 하방 토출식 원심펌프.