KR200344168Y1 - 자흡식 편심 펌프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자흡식 편심 펌프에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 상대적으로 고양정, 고토출량 및 고토출압을 나타내며, 그 구조가 간단하고 내구성이 양호하며, 고점도 유체의 이송이 가능한 자흡식 편심 펌프에 관한 것으로서,

본 고안에 따른 자흡식 편심 펌프는 상호 선대칭이고 편심되어 있는 흡입 개구와 토출 개구를 갖는 상부 케이싱과, 축공과 방사상 날개를 갖는 임펠러와, 편심 축공을 가지며 상기한 상부 케이싱과 함께 상기한 임펠러를 편심되게 수용하는 하우징을 형성하는 하부 케이싱과, 상기한 임펠러를 구동시키기 위한 구동 수단으로 구성되며,

본 고안에 따른 자흡식 편심 펌프는 작동 시 강한 흡입압 및 토출압과 아울러, 상대적으로 큰 토출량을 발생시키므로 저점도 유체는 물론, 고점도 유체의 원활하고도 효율적인 이송이 가능하며, 펌핑 초기 시 마중 유체의 도입이 불필요하고, 소음과 진동이 적으며, 간단한 구성으로서 제작 및 유지 관리가 용이한 장점이 있다.

Description

자흡식 편심 펌프{SELF-PRIMIMG ECCENTRIC PUMP}

본 고안은 자흡식 편심 펌프에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 상대적으로 고양정, 고토출량 및 고토출압을 나타내며, 그 구조가 간단하고 내구성이 양호하며, 고점도 유체의 이송이 가능한 자흡식 편심 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 펌프는 특히 모터, 엔진, 터빈 등의 구동기로부터 동력을 전달 받아 액체나 기체 등과 같은 유체를 관을 통해서 수송하거나, 저압의 용기 속에 있는 유체를 관을 통하여 고압의 용기 속으로 압송하는 유체기계를 말한다. 펌프는 탄광의 배수용, 선박용, 양수용, 건물용, 상수도용, 하수도용, 배수용, 농업관개용, 공업용수용, 발전소용, 각종 플랜트용으로 광범위하게 사용되고 있다. 펌프는 물뿐만 아니라 석유나 각종 약품 또는 펄프, 점조성 슬러지 등과 같은 특수한 유체의 수송에도 광범위하게 사용되고 있다.

펌프는 그 구조에 따라 왕복펌프, 로터리(회전)펌프, 원심펌프, 축류펌프,마찰펌프 및 기타 펌프로 대별되며, 또한 펌프의 초기 작동시 마중물(priming)을 필요로 하는 비자흡식 펌프와 이를 필요로 하지 않는 자흡식 펌프로 대별될 수도 있다.

종래의 자흡식 펌프 대부분은 흡입공 및 배출공이 형성되어 있는 상부 케이싱 및 바닥에 환형 홈이 형성되어 있는 하부 케이싱과, 상기한 상하부 케이싱에 의해 한정되는 영역 내에 회전 가능하게 수용되며 방사상 날개의 외주연에 림이 형성되어 있는 임펠러와, 상기한 임펠러를 회전시키기 위한 모터와 같은 구동수단으로 형성되어 있다.

그러나 상기한 종래의 자흡식 펌프는 그 구성이 비교적 간단하고 설치 면적이 작으며 초기 작동을 위한 마중물을 필요로 하지 않으므로 사용이 편리한 장점은 있으나, 날개의 외주연부에 림을 가지며 하부 케이싱에 환형 홈을 형성시키는 구성을 채택하고 있고 축이 편심되지 않은 형태이므로, 상대적으로 양정이 낮고 토출압 및 토출 유량이 적으며 고점도 유체의 이송이 곤란하고 하부 케이싱의 제작이 번거롭다는 문제점이 있다.

따라서 구성이 비교적 간단하고 설치 면적이 작으면서도 보다 큰 양정과 높은 토출압 및 큰 토출 유량을 갖고 있어서 효율성이 높으며, 그 제작이 용이하고, 소음 및 진동의 발생이 적으며, 고점도 유체의 이송에도 적용 가능한 자흡식 펌프가 오랫동안 당업계에 요망되어 왔다.

따라서 본 고안의 목적은 펌핑 시 마중 유체의 도입이 불필요하며 회전 시 강한 흡입압 및 토출압과 큰 토출량을 발생시키므로 저점도 유체의 효율적인 이송은 물론, 특히 고점도 유체의 이송도 효율적으로 수행할 수가 있으면서도 소음과진동이 매우 적으며 제작도 용이한 개량형 자흡식 펌프를 제공하기 위한 것이다.

본 고안의 상기한 목적은 상호 선대칭이고 편심되어 있는 흡입 개구와 토출 개구를 갖는 상부 케이싱과, 축공과 방사상 날개를 갖는 임펠러와, 편심 축공을 가지며 상기한 상부 케이싱과 함께 상기한 임펠러를 수용하는 하우징을 형성하는 하부 케이싱과, 상기한 임펠러를 구동시키기 위한 구동 수단으로 구성되며, 상기한 임펠러가 상기한 케이싱 내에 편심되게 위치하는 자흡식 편심 펌프에 의해 달성될 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 자흡식 편심 펌프의 요부 분해 사시도이다.

도 2 내지 도 4는 각각 본 고안의 자흡식 편심 펌프에 바람직하게 적용될 수 있는 임펠러의 사시도이다.

도 5는 도 3의 임펠러가 적용된 펌프 하우징의 내부를 도시한 일부 단면도이다.

도 6은 도 1에 있어서의 상부 케이싱의 저면 사시도이다.

도 7은 도 6의 평면도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

100: 본 고안의 바람직한 일구체예에 따른 자흡식 편심 펌프

1,1a,1b: 임펠러 2,2a: 날개

3: 림 3a: 플랜지

3b: 홀 4: 축공

20: 상부 케이싱

21: 환형 토출 개구 22: 환형 흡입 개구

23: 나사공 24: 오목부

25: 플랜지 28: 바닥부

30: 하부 케이싱

31: 플랜지 32: 나사공

33: 축공 35: 바닥부

70: 구동수단(모터)

이하, 본 고안을 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일구체예에 따른 자흡식 편심 펌프(100)의 요부 분해 사시도로서, 본 고안에 따른 자흡식 편심 펌프(100)는 임펠러(1)와, 상부 케이싱(20) 및 하부 케이싱(30), 그리고 임펠러 구동 수단(70)으로 구성된다.

먼저, 본 고안에 따른 자흡식 편심 펌프(100)에 바람직하게 적용될 수 있는 임펠러(1,1a,1b)를 도 2 내지 도 4를 함께 참조하여 설명하기로 한다.

도 2에 도시한 예에 있어서는 임펠러(1)가 중앙에 축공(4)(구체적으로는, 축공(4)과 키이홈(미도시)으로 구성)을 가지며 상기한 축공(4)으로부터 외부로 향하여 방사상으로 연장되는 다수의 직선상 날개(2)로 형성된다. 따라서 상기한 날개(2) 각각은 장방형이다. 상기한 축공(4) 형성부와 다수의 날개(2)는 일체로 제작되거나 또는 나사 접합이나 용접 등과 같은 적절한 수단에 의해 접합될 수 있으나, 내구성 및 제작 편리성을 감안하여 일체로 형성하는 것이 바람직할 수 있다.

상기한 날개(2)의 숫자는 일반적으로 4~20개 정도 일 수 있으나, 본 고안에 있어서 이들 날개(2)의 수효는 제한적이지 않으며 선택적이나, 바람직하게는 8~16개, 더욱 바람직하게는 12 또는 14개이다.

상기한 임펠러(1)에 있어서는 다수의 방사상 날개(2)의 외측 단부를 연결하는 림은 존재하지 않으며, 이에 의해 림의 두께 만큼 펌프의 내용적이 증가되는 결과를 초래하며, 이에 의해 토출량도 상대적으로 커질 뿐만 아니라, 날개(2)의 길이도 증가되는 결과를 초래하므로 그 회전 시 더욱 강한 토출압을 발생시키게 된다.

또한, 도 3에 도시한 예에 있어서는 상기한 다수의 날개(2)가 상기한 축공(4)의 외측으로 아크상의 일정한 경사 구배를 갖는 곡선상으로 형성되며, 이를 제외하고는 본질적으로 도 2에 도시한 구성과 동일하므로 이에 대한 더 이상의 부연설명은 생략하기로 한다.

더욱이, 도 3에 도시한 일에서는 림이 존재하지 않음에 따른 상기한 특징 외에도 날개(2a)가 아크상의 나선 곡선상으로 형성되므로 더욱 강한 토출압을 발생시킬 수가 있는 장점이 있으므로 고점도 유체의 이송에 더욱 적합하다.

여기서, 상기한 다수의 날개(2a)는 도시된 예에서와 같이 축공(4)이 위치하는 코어부(도면부호 미부여)의 외주연면 상에 수직하게 당접하는 형태로 형성될 수도 있으나, 스크류 형상과 같이 소정의 경사 구배 또는 소정의 경사각을 갖는 형태로 수직인 아닌 엇비스듬한 각도로 형성시킬 수도 있으며, 이러한 경사각 또는 경사 구배는 당업자라면 필요로 하는 양정, 토출압, 유량 등과 관련한 펌프의 용도, 성능 등을 고려하여 필요에 따라 적절히 선택할 수 있는 설계적 사항에 불과한 것으로서, 가능한 다양한 임의의 구조 역시 본 고안의 영역 내이다.

또한, 도 4에 도시한 예에 있어서는, 임펠러(1b)가 일정한 경사 구배를 갖는 날개(2a)와, 상기한 날개(2a)의 외측 단부를 상호 연결하며 상기한 날개(2a)의 높이와 동일한 높이를 갖는 림(3)과, 상기한 림(3)의 외주연면의 상하 단부로부터 상기한 림(3)에 수직인 방향으로 내측으로 연장되는 플랜지(3a)로 구성된다. 선택적으로는, 상기한 연장플랜지(4c)에 상호 일정 거리 이격하는 다수의 홀(3b)을 설치할 수도 있다.

상기한 플랜지(3a)의 존재는 유체가 통과하는 하우징 내에 고점도 유체가 들러붙어 잔류하는 것을 효과적으로 방지하게 되며, 상기한 플랜지(3a)에 형성되는 홀(3b)은 고점도 유체를 난류화(亂流化)함으로써 고점도 유체가 하우징 내에 잔류하는 일 없이 원활히 이송될 수 있도록 하는 역할을 한다.

본 고안에 따른 임펠러(1,1a,1b)는 전체가 접액부이므로, 우수한 방청성을 갖는 스테인레스강(SUS), 알루미늄 또는 그 합금강, 고강도 및 고경도의 엔지니어링 플라스틱이나 세라믹 소재, 또는 탄성력이 높은 고무재, 고경도 방청 도금 처리된 탄소강 등으로 형성될 수 있다.

이어서, 도 1에 나타낸 본 고안의 바람직한 일구체예에 따른 자흡식 편심 펌프(100)에 있어서의 상부 케이싱(20) 구조에 대하여 도 6 및 도 7을 참조하여 먼저 설명하면, 도 6은 상부 케이싱(20)의 저면 사시도이고, 도 7은 상부 케이싱(20)의 평면도로서, 설명의 편의상 함께 언급하기로 한다.

상부 케이싱(20)은 그 주연부에 복수의 나사공(23)이 형성되어 있는 내측으로 돌출된 플랜지(25)를 가지며, 상부 케이싱(20)의 외측에는 상방으로 연장되는 흡입공(도면부호 미부여)과 토출공(도면부호 미부여)이 형성되고(도 1 참조), 상기한 흡입공 및 토출공은 상부 케이싱(20)의 바닥면(28)에 개구되어 있는 환형 토출 개구(21) 및 환형 흡입 개구(22)와 각각 연통되어 있다.

상기한 상부 케이싱(20)에는 상기한 환형 토출 개구(21) 및 환형 흡입 개구(22)가 상호 선대칭으로 위치하며, 이들은 중심으로부터 일측으로 편심되어 있고,상부 케이싱(20)의 바닥면(28) 중앙부에는 축 수납용 오목부(24)가 편심된 위치에 형성된다.

다시 도 1로 환원하여 언급하면, 하부 케이싱(30)은 그 주연부에 복수의 나사공(32)이 형성되어 있는 플랜지(31)를 가지며, 바닥부(35)의 편심된 위치에 축공(33)이 형성된다.

상기한 상부 케이싱(20) 및 하부 케이싱(30)은 각각의 나사공(23),(32)에 나사를 체결하는 것에 의해 상호 고정되어 임펠러(1,1a,1b)가 편심되게 위치하는 하우징(도면부호 미부여)을 형성한다.

도면중 미설명부호 A는 펌프 조립체이다.

도 5는 도 3의 임펠러(1a)가 적용된 펌프 하우징(도면부호 미부여)의 내부를 도시한 일부 단면도로서, 상기한 임펠러(1a)가 상부 케이싱(20) 내에 편심된 상태로 회전 가능하게 장착되어 있음을 보여준다.

도면 중 미설명부호 21 및 22는 각각 환형 토출 개구 및 환형 흡입 개구이며, 2a는 날개이다.

이어서, 본 고안의 바람직한 일구체에 따른 자흡식 편심 펌프(100)의 작동 관계를 도 1 및 도 5을 참조하여 설명하기로 한다.

임펠러 구동 수단(70)에 의하여 임펠러(1,1a 또는 1b)가 상부 케이싱(20)으로부터 하부 케이싱(30) 쪽으로 바라보았을 때 반시계 방향으로 회전하면, 상부 케이싱(20)의 9시 방향에 위치하는 환형 흡입 개구(22) 부분에 음압이 걸리게 되어 이를 통하여 유체가 강하게 흡입되고, 흡입된 유체는 날개(2,2a 또는 2b) 사이의 공간부를 통하여 회전되면서 가압된 다음, 하부 케이싱(30)에 대향하는 상부 케이싱(20)의 3시 방향 영역에 위치하는 환형 토출 개구(21)로 토출된다.

도 5에 도시된 상태에서 임펠러(1,1a 또는 1b)는 하우징(도면부호 미부여)의 상단(지면에서 위쪽)에 근접하고 하단(지면에서 아래쪽)에 이격하게 위치한 상태에서 반시계 방향으로 회전하므로, 하우징의 상단에서는 가압되고 하단에서는 상대적으로 감압되는 경향을 나타내게 된다.

따라서 상부 케이싱(20)의 9시 방향에 위치하는 편심된 환형 흡입 개구(22) 부분에서의 유체는 임펠러(1,1a 또는 1b)에 의해 상대적으로 좁은 영역으로부터 넓은 영역으로 이송됨과 동시에 감압되므로 이를 통하여 유체가 용이하게 흡입되고, 흡입된 유체는 날개(2,2a 또는 2b) 사이의 공간부를 통하여 회전되면서 하부 케이싱(30)에 의해 가압된다. 상부 케이싱(20)의 3시 방향 영역에 위치하는 편심된 환형 토출 개구(22) 부분에서의 가압된 유체는 상대적으로 넓은 영역으로부터 좁은 영역으로 더욱 강하게 이송되므로 이를 통하여 높은 토출압으로 토출된다. 한편, 임펠러(1,1a 또는 1b)가 편심되어 있으므로 임펠러(1,1a 또는 1b)의 크기에 비하여보다 많은 양의 유체가 펌핑될 수 있다.

또한, 본 고안에 따른 자흡식 편심 펌프(100)에 도 4에 나타낸 바와 같은 임펠러(1b)를 적용하게 되면, 나선상 날개(2a)로 인하여 유체의 이송 효율이 더욱 향상됨과 아울러, 림(3)과 플랜지(3a) 및 홀(3b)에 의하여 하우징의 가장자리에 고점도 유체가 들러붙어 잔류하는 현상을 효과적으로 방지할 수가 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 자흡식 편심 펌프는 작동 시 강한 흡입압 및 토출압과 아울러, 상대적으로 큰 토출량을 발생시키므로 저점도 유체는 물론, 고점도 유체의 원활하고도 효율적인 이송이 가능하며, 펌핑 초기 시 마중 유체의 도입이 불필요하고, 소음과 진동이 적으며, 간단한 구성으로서 제작 및 유지 관리가 용이한 장점이 있다.

지금까지 본 고안을 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였으나, 이는 본 고안을 예증하기 위한 것일 뿐 본 고안을 제한하려는 것은 아니며, 당업자라면 본 고안의 영역으로부터 일탈하는 일 없이도 다양한 변화 및 수정이 가능함은 물론이나 이 또한 본 고안의 영역 내임을 유의하여야만 할 것이다.

Claims (5)

1. 상호 선대칭이고 편심되어 있는 흡입 개구와 토출 개구를 갖는 상부 케이싱과;

   축공과 다수의 방사상 날개를 갖는 임펠러와;

   편심 축공을 가지며 상기한 상부 케이싱과 함께 상기한 임펠러를 편심되게 수용하는 하우징을 형성하는 하부 케이싱과;

   상기한 임펠러를 구동시키기 위한 구동 수단으로 구성되는

   자흡식 편심 펌프(Self-priming eccentric pump).
2. 제1항에 있어서, 상기한 다수의 방사상 날개가 상기한 축공으로부터 외부를 향하여 연장되는 직선상의 장방형 날개 또는 아크상의 경사 구배를 갖는 곡선상 날개인 자흡식 편심 펌프.
3. 제2항에 있어서, 상기한 다수의 방사상 날개가 상기한 날개의 외측 단부 상호간을 연장하는 림과, 상기한 림의 외주연면의 상하 단부로부터 상기한 림에 수직인 방향으로 내측으로 연장되는 플랜지를 더욱 포함하는 자흡식 편심 펌프.
4. 제3항에 있어서, 상기한 플랜지상에 다수의 홀이 형성되어 있는 자흡식 편심 펌프.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 방사상 날개가 8~16개로 형성되며, 상기한 흡입 개구 및 토출 개구가 환형(環形)으로 형성되는 자흡식 편심 펌프.