KR200365690Y1 - 배수펌프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 배수펌프에 관한 것이다. 본 고안은 하단부에 흡입구(43)가 형성되고 상부 측면에 배출구(45)가 형성된 펌프본체(40)와; 모터(30)의 구동축(31)에 연결되는 샤프트부(51)와, 상기 샤프트부(51)의 하단에 방사상으로 돌출 형성되는 다수개의 상부날개(53)와, 상기 상부날개(53)의 하단에 연결되어 상기 샤프트부(51)의 동축방향으로 연장 형성되는 다수개의 하부날개(55)와, 상기 상부날개(53)와 하부날개(55)의 연결지점에 관통형성된 중공부(59a)를 구비하여 상기 상부날개(53)를 따라 방사상으로 연장되는 가이드부(59)와, 상기 가이드부(59)로부터 상기 상부날개(53)의 높이에 대해 약 30 ~ 65%의 비율을 갖는 길이로 연장되어 상기 상부날개(53)의 외주연을 연결하는 벽부재(57)를 포함하여 상기 펌프본체(40) 내에 회전운동 가능하게 배치되는 임펠러(50);를 포함하여 구성된다. 이러한 본 고안에 의하면, 종래와 같은 소음정도를 유지하면서 양수량 및 단절온양정 성능이 각각 3 ~ 5% 및 5 ~ 10% 향상되는 효과가 있다.

Description

배수펌프{A Drainage Pump}

본 고안은 배수펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전에 의해 발생되는 원심력으로 드레인수의 배수를 유도하는 배수펌프에 관한 것이다.

공조기의 실내유닛은, 냉방 운전시 열교환기에 공기 중의 수분이 응축되어 부착되고, 열교환기의 하방에 설치되는 드레인 밴(drain van) 내에 적하된다. 이 드레인 밴 내에 모인 드레인수를 배수하기 위해 배수펌프가 설치된다.

도 1은 종래의 배수펌프의 측면 구성을 도시한 부분 단면도이고, 도 2는 종래의 배수펌프에 따른 임펠러의 평면도이다. 그리고 도 3 내지 도 5는 도 2의 A-A, B-B, C-C선에 따른 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 펌프본체(3)는 내면에 중공의 원통형인 펌프실(5), 흡입구(7) 및 토출구(9)를 가진다. 또한 상기 펌프본체(3)의 상단에는 커버(11)가 형성되고, 상기 커버(11)에는 관통구가 형성되어 상기 커버(11)의 상단에 설치되는 모터(1)의 구동축(1a)이 관통한다.

이러한 펌프본체(3)의 펌프실(5)에는 회전운동이 가능하게 임펠러(impeller)(13)가 배치된다. 상기 임펠러(13)는 샤프트부(15), 상부날개(17), 보조날개(17a), 하부날개(19), 벽부재(21) 및 가이드부(23)를 포함하여 구성된다.

여기서 샤프트부(15)는 축선방향으로 형성된 홀(15a)에 의해 모터(1)의 구동축(1a)에 연결된다. 따라서 모터(1)가 회전하면 상기 모터(1)의 구동축(1a)에 연결되는 샤프트부(15)가 회전함으로써 임펠러(13)에 구동력을 전달한다.

상부날개(17)는 상기 샤프트부(15)의 하단에 방사상으로 돌출 형성되어 이하에서 설명될 벽부재(21)에 연결된다. 이러한 상부날개(17)는 평판 형상으로 구성되어 상기 샤프트부(15)를 중심으로 다수개가 원주상 등각으로 배열된다.

이러한 상부날개(17) 사이에는 보조날개(17a)가 구비된다. 즉, 상기 보조날개(17a)는 등간격 배열된 상부날개(17) 각각의 중앙에 방사상으로 배치된다. 그리고 상기 보조날개(17a)는 상기 상부날개(17)와 마찬가지로 벽부재(21)에 일단이 연결된다.

하부날개(19)는 상기 상부날개(17)의 하단에 연결되어 상기 샤프트부(15)에 동축방향으로 연장된다. 다시 말하면, 상기 하부날개(19)는 상기 상부날개(17)와 동일한 방사상 각을 가지고 형성되는 것으로, 하부날개(19)의 상단이 상기 상부날개(17)에 연결된다.

그리고 하부날개(19)의 방사상 길이는 상기 상부날개(17)의 길이보다 작게 형성된다. 이는 상기 하부날개(19)가 펌프실(5)의 하단으로 연결되는 흡입구(7)에 삽입되도록 하기 위함이다. 또한 상기 흡입구(7)의 흡입단부는 개구부를 향하여 내경수치가 감소되는 테이퍼면(7a)이 형성되어 있는데, 이에 대응하여 하부날개(19)의 하단부도 테이퍼 형상의 테이퍼면(19a)이 형성된다.

상부날개(17)와 보조날개(17a)의 방사상 끝단은 위에서 언급된 바와 같이 원통 형상의 벽부재(21)에 의해 연결된다. 상기 벽부재(21)는 소음을 저감하기 위해 그 높이가 상부날개(17)와 보조날개(17a)의 높이보다 낮게 하여 설치된다.

또한 상기 벽부재(21)의 높이방향 상단에는 원호상의 모따기부(21a)가 형성된다. 이와 같은 벽부재(21)의 형상으로 인해 상부날개(17)의 회전으로 드레인수 내에서 발생된 기포의 흐름이 토출구(9)로 원활하게 흘러 기포가 커버(11) 저면에 충돌하는 것이 완화될 수 있고 드레인수 배출과정에서 발생되는 소음이 감소될 수 있다.

이러한 벽부재(21)의 하단부는 상부날개(17)와 보조날개(17a)의 하단부를 연결하는 가이드부(23)가 연결된다. 상기 가이드부(23)는 상기 벽부재(21), 상부날개(17) 및 보조날개(17a)와 일체로 구성된다.

상기 가이드부(23)는 상기 샤프트부(15)와의 사이에 중공부(23a)를 가진다. 즉, 상기 가이드부(23)는 중공부(23a)로 인해 샤프트부(15)와 이격되어 있는데, 이러한 가이드부(23)와 샤프트부(15)는 상부날개(17)에 의해 연결되어 있다.

그러나 상기한 바와 같은 구성을 가지는 종래 기술에서는 다음과 같은 개선점이 요구된다.

즉, 벽부재(21)의 높이가 소음의 저감을 위해 상부날개(17)와 보조날개(17a)의 높이보다 낮게 형성되나, 벽부재(21)와 상부날개(17) 등의 높이 비율에 대한 최대 성능치가 제시되지 않아 제작자마다 별개의 높이비로 제작함으로써 실제 성능에 차이를 보이고 있다. 또한 종래 기술에서는 상기와 같이 벽부재(21)의 높이를 낮춤으로써 어느 정도 소음의 저감은 달성하였으나. 최대 양정을 확보하기 위한 고려가 없었다.

따라서 벽부재(21)의 높이를 상부날개(17)와 보조날개(17a)의 높이보다 낮게 형성하여 소음을 저감하면서도 양정을 최대한 끌어 올릴 수 있는 높이비율 및 상부날개(17)와 보조날개(17a)의 형상의 개선이 요구되고 있다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 종래의 개선점들에 착안하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은, 소음 저감 및 최대 양정확보를 위한 벽부재와 상부날개의 높이비율 및 상부날개의 형상을 적용한 배수펌프를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 배수펌프의 측면 구성을 도시한 부분 단면도.

도 2는 종래의 배수펌프에 따른 임펠러의 평면도.

도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도.

도 4는 도 2의 B-B선에 따른 단면도.

도 5는 도 2의 C-C선에 따른 단면도.

도 6은 본 고안에 따른 배수펌프의 바람직한 실시예의 측면을 도시한 부분 단면도.

도 7은 본 고안 실시예에 따른 임펠러의 평면도.

도 8은 도 7의 D-D선에 따른 단면도.

도 9는 도 7의 E-E선에 따른 단면도.

도 10은 도 7의 F-F선에 따른 단면도.

도 11은 본 고안에 따른 배수펌프에 대한 실험치를 나타낸 표.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

30 : 모터 40 : 펌프본체

41 : 펌프실 43 : 흡입구

45 : 배출구 50 : 임펠러

51 : 샤프트부 53 : 상부날개

53a : 보조날개 55 : 하부날개

57 : 벽부재 59 : 가이드부

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 따르면, 본 고안은 하단부에 흡입구가 형성되고 상부 측면에 토출구가 형성된 펌프본체와; 모터의 구동축에 연결되는 샤프트부와, 상기 샤프트부의 하단에 방사상으로 돌출 형성되는 다수개의 상부날개와, 상기 상부날개의 하단에 연결되어 상기 샤프트부의 동축방향으로 연장 형성되는 다수개의 하부날개와, 상기 상부날개와 하부날개의 연결지점에 관통형성된 중공부를 구비하여 상기 상부날개를 따라 방사상으로 연장되는 가이드부와, 상기 가이드부로부터 상기 상부날개의 높이에 대해 약 30 ~ 65%의 비율을 갖는 높이로 연장되어 상기 상부날개의 외주연을 연결하는 벽부재를 포함하여 상기 펌프본체 내에 회전운동 가능하게 배치되는 임펠러;를 포함하여 구성된다.

상기 상부날개는 원주상 등각배열된다.

상기 가이드부 상면에는 상기 벽부재로부터 연장되어 중공부까지 형성되는 보조날개가 상기 상부날개 사이에 각각 구비된다.

상기 보조날개의 높이는 상기 상부날개의 높이와 동일하다.

상기 벽부재의 높이는 상기 상부날개의 높이에 대해 약 60%의 비율을 갖는 높이로 연장된다.

상기 상부날개와 보조날개는 상기 벽부재의 외주연에 돌출 형성되도록 상기 벽부재 상단으로 연장된다.

상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의하면, 종래와 같은 소음정도를 유지하면서 양수량 및 단절온양정 성능이 각각 3 ~ 5% 및 5 ~ 10% 향상되는 효과가 있다.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 고안에 의한 배수펌프의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 종래 기술의 구성요소와 동일한 것은 동일 부호를 원용하여 설명한다.

도 6은 본 고안에 따른 배수펌프에 따른 임펠러의 바람직한 실시예를 도시한 정면도이고, 도 7은 본 고안 실시예에 따른 임펠러의 평면도이다. 그리고 도 8 내지 도 10은 각각 도 7의 D-D, E-E, F-F선에 따른 단면도이다. 또한 도 11은 본 고안에 따른 배수펌프에 대한 실험치를 나타낸 표이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 펌프본체(40)는 내면이 중공의 원통형인 펌프실(41)을 구비한다. 상기 펌프실(41)의 하단은 대략 역원추 형상으로 구성되어 흡입구(43)로 연결되고, 상방 측부에 배출구(45)가 연결된다. 상기 배출구(45)에는배출관(미도시)이 연결되어 있다.

또한 상기 펌프본체(40)의 상단에는 커버(47)가 구비되는데, 상기 커버(47)는 시일부재(48)를 게재하여 상기 펌프본체(40)에 연결된다. 그리고 상기 커버(47)에는 관통구가 형성되어 상기 커버(47)의 상단에 설치되는 모터(30)의 구동축(31)이 관통한다.

이러한 펌프본체(40)의 펌프실(41)에는 회전운동이 가능하게 임펠러(impeller)(50)가 배치된다. 상기 임펠러(50)는 샤프트부(51), 상부날개(53), 보조날개(53a), 하부날개(55), 벽부재(57) 및 가이드부(59)를 포함하여 구성된다.

여기서 샤프트부(51)는 모터(30)의 구동축(31)에 연결되는 것으로, 이를 위해 상기 샤프트부(51)에는 상기 구동축(31)에 끼워질 수 있는 원형의 홀(51a)이 축선방향으로 연장 형성된다. 따라서 모터(30)가 회전하면 상기 모터(30)의 구동축(31)에 연결되는 샤프트부(51)가 회전함으로써 임펠러(50)에 구동력이 전달된다. 그리고 샤프트부(51)의 상면에는 방수용 원판(49)을 선택적으로 부착하여 커버(47)를 통해 드레인수가 모터(30)측으로 튀는 것을 방지하게 된다.

상부날개(53)는 상기 샤프트부(51)의 하단에 방사상으로 돌출 형성되어 이하에서 설명될 벽부재(57)에 연결된다. 이러한 상부날개(53)는 평판 형상으로 구성되어 상기 샤프트부(51)를 중심으로 다수개가 원주상 등각으로 배열된다. 본 실시예에서는 상기 상부날개(53)가 상기 샤프트부(51)에 4개 구비되어 90°간격으로 배열된 것을 예시하였다.

이러한 상부날개(53) 사이에는 보조날개(53a)가 구비된다. 다시 말하면, 상기 보조날개(53a)는 등간격 배열된 상부날개(53) 각각의 중앙에 방사상으로 배치된다. 그리고 상기 보조날개(53a)는 상기 상부날개(53)와 마찬가지로 벽부재(57)에 일단이 연결된다. 그러나 상기 보조날개(53a)는 상기 샤프트부(51)에는 연결되지 않는다. 즉, 상기 보조날개(53a)는 이하에서 설명될 가이드부(59)의 중공부(59a)로 돌출되지 않도록 상기 가이드부(59)의 상면에만 구비된다.

하부날개(55)는 상기 상부날개(53)의 하단에 연결되어 상기 샤프트부(51)에 동축방향으로 연장된다. 다시 말하면, 상기 하부날개(55)는 상기 상부날개(53)와 동일한 방사상 각을 가지고 형성되는 것으로, 하부날개(55)의 상단이 상기 상부날개(53)에 연결된다. 따라서 상기 상부날개(53)가 샤프트부(51)에 연결되고 상기 하부날개(55)는 상부날개(53)에 연결되어 하단부로 연장되므로 임펠러(50)의 중심축은 샤프트부(51)와 하부날개(55)의 결합으로 이루어진다.

그리고 하부날개(55)의 방사상 길이는 상기 상부날개(53)의 길이보다 작게 형성된다. 이는 상기 하부날개(55)가 펌프실(41)의 하단으로 연결되는 흡입구(43)에 삽입되도록 하기 위함이다. 또한 상기 흡입구(43)의 흡입단부는 개구부를 향하여 내경수치가 감소되는 테이퍼면(43a)이 형성되어 있는데, 이에 대응하여 하부날개(55)의 하단부도 테이퍼 형상의 테이퍼면(55a)이 형성된다.

상부날개(53)와 보조날개(53a)의 방사상 끝단은 위에서 언급된 바와 같이 원통 형상의 벽부재(57)에 의해 연결된다. 상기 벽부재(57)는 그 높이가 상부날개(53)와 보조날개(53a)의 높이보다 낮게 하여 설치된다. 그 높이는 소음의 정도와 체절양정의 높이에 따라 설계될 수 있는데, 본 고안에서는 상기 벽부재(57)가 상부날개(53)와 보조날개(53a)의 높이에 대해 약 30 ~ 65% 정도의 높이를 갖도록 구성하였다. 그러나 상기 범위 내에서도 소음을 최대한 줄인 상태에서 양정 높이를 확보할 수 있도록 상기 벽부재(57)가 상부날개(53)와 보조날개(53a)의 높이에 대해 약 60% 정도의 높이를 갖는 것이 보다 바람직하다. 즉, 예를 들면, 상부날개(53)와 보조날개(53a)의 높이가 6.6㎜라면, 벽부재(57)의 높이를 4㎜로 구성하는 것이다.

또한 상기 벽부재(57)의 높이방향 상단에는 원호상의 모따기부(57a)가 형성된다. 이와 같은 벽부재(57)의 형상으로 인해 상부날개(53)의 회전으로 드레인수 내에서 발생된 기포의 흐름이 토출구로 원활하게 흘러 기포가 커버(47) 저면에 충돌하는 것이 완화될 수 있고 드레인수 배출과정에서 발생되는 소음이 감소될 수 있다. 또한 배수펌프가 정지했을 때 배출구(45)로부터 펌프실(41)로 역류하는 물이 상기 벽부재(57)에 닿게 되고 벽부재(57)의 완충에 의해 서서히 확산되어 역류된 물로 인해 발생하는 소음도 저감되게 된다. 아울러, 상기 모따기부(57a)는 예를 들면, 벽부재(57)의 판 두께 수치와 대략 동등한 곡율반경을 갖도록 설치되므로써 상부날개(53) 및 보조날개(53a)의 회전에 의해서 반경방향으로 흐르는 에너지를 부여받은 드레인수가 상기 벽부재(57)의 상단부를 원활하게 넘어가게 되어 저소음화를 실현할 수 있게 된다.

이러한 벽부재(57)의 하단부는 상부날개(53)와 보조날개(53a)의 하단부를 연결하는 가이드부(59)가 연결된다. 상기 가이드부(59)는 본 실시예에서 상기 벽부재(57), 상부날개(53) 및 보조날개(53a)와 일체로 구성된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 각각 별개로 구성될 수도 있다.

상기 가이드부(59)는 흡입구(43)로부터 상승되는 드레인수의 액면이 대략 상하로 분단되어 상부날개(53)에 접하는 수량을 감소시켜 기포의 발생을 감소시키는 역할을 한다. 이러한 가이드부(59)에는 상기 샤프트부(51)와의 사이에 중공부(59a)를 가진다. 즉, 상기 가이드부(59)는 중공부(59a)로 인해 샤프트부(51)와 이격되어 있는데, 이러한 가이드부(59)와 샤프트부(51)는 상부날개(53)에 의해 연결되어 있다. 그리고 가이드부(59)는 상기 펌프실(41)의 하단의 형상과 유사한 역원추 형상으로 경사지게 형성된다. 따라서 상기 가이드부(59) 상단에 형성되는 상부날개(53)와 보조날개(53a)의 하단부도 상기 가이드부(59)의 상면의 경사에 따라 하부날개(55)를 향하여 경사지는 형상으로 형성된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의한 배수펌프의 작용을 상세하게 설명하기로 한다.

먼저 펌프본체(40)의 상단에 위치된 모터(30)를 구동하면 상기 모터(30)의 구동축(31)이 회전하면서 상기 구동축(31)에 연결된 샤프트부(51)에 의해 임펠러(50)는 회전한다. 이 때 임펠러(50)의 하부날개(55)는 흡입구(43)에 삽입되어 있으므로 상기 하부날개(55)가 회전함으로 인해 드레인수는 원심력을 부여받아 펌프실(41)의 역원추형 저면을 따라 상승하게 된다.

이렇게 상승한 드레인수는 가이드부(59) 하면의 역원추형으로 안내되면서 펌프실(41)의 내면을 따라서 상승하여 가이드부(59)와 펌프실(41)의 내벽 사이로 유입된다. 이 때, 펌프실(41) 내에는 커버(47)의 중심부 상방의 개구로부터 대기압이 도입되므로 펌프실(41) 내의 드레인수는 그 중심이 대략 포물면을 이루는 자유표면이 형성된다.

이것에 의해 상기 드레인수는 상부날개(53)와 보조날개(53a)에 의해 고속으로 교반된다. 이로써 드레인수에는 큰 속도에너지가 부여되고 그 속도에너지는 펌프실(41)의 내벽을 가압하는 압력에너지로 변환된다. 이 때 드레인수는 펌프실(41)의 상방 측면의 배출구(45)로부터 외부로 배출된다.

도 11에 의한 실험데이타는 상기와 같은 본고안에 따른 임펠러와 종래기술에 의한 임펠러를 각각 장착한 배수펌프의 양수량(CC)과 단절온양정(㎜)을 측정한 것이다. 여기서 본 실시예에 따른 임펠러(50)에서는 벽부재(57)의 높이가 상부날개(53)와 보조날개(53a)의 높이의 65% 이하, 보다 정확하게는 약 60%가 되도록 하였고, 종래기술에 의한 임펠러는 시중에서 일반적으로 구입가능한 것 중에 임의로 선정된 것이다.

이와 같은 방식으로 측정된 데이타에 의하면, 본 고안에 따른 배수펌프는 전압 AC220V, 60㎐에서 양수량(CC) 및 단절온양정(㎜)이 종래의 배수펌프와 대비할 때 소음 증가없이 각각 5.6% 및 2.9% 정도 상승된다. 그리고 전압 AC220V, 50㎐에서는 양수량(CC) 및 단절온양정(㎜)이 9.5% 및 4.5% 상승된다. 따라서 상기의 실험치에 따르면 전압 AC220V, 50㎐일 때 본 고안에 의한 배수펌프는 보다 바람직한 성능을 발휘하는 것을 알 수 있다.

본 고안의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 고안의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 고안에 의한 배수펌프에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

즉, 본 고안은 벽부재의 높이를 상부날개와 보조날개의 높이에 대해 약 30 ~ 65%의 비율이 되도록 구성한다. 그리고 상부날개와 보조날개의 끝단이 상기 벽부재의 상단으로 연장되게 형성한다. 따라서 본 고안에 의하면, 종래와 같은 소음정도를 유지하면서 양수량 및 단절온양정 성능이 각각 3 ~ 5% 및 5 ~ 10% 향상되는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 하단부에 흡입구가 형성되고 상부 측면에 배출구가 형성된 펌프본체와;

   모터의 구동축에 연결되는 샤프트부와, 상기 샤프트부의 하단에 방사상으로 돌출 형성되는 다수개의 상부날개와, 상기 상부날개의 하단에 연결되어 상기 샤프트부의 동축방향으로 연장 형성되는 다수개의 하부날개와, 상기 상부날개와 하부날개의 연결지점에 관통형성된 중공부를 구비하여 상기 상부날개를 따라 방사상으로 연장되는 가이드부와, 상기 가이드부로부터 상기 상부날개의 높이에 대해 약 30 ~ 65%의 비율을 갖는 높이로 연장되어 상기 상부날개의 외주연을 연결하는 벽부재를 포함하여 상기 펌프본체 내에 회전운동 가능하게 배치되는 임펠러;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배수펌프.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 상부날개는 원주상 등각배열되는 것을 특징으로 하는 배수펌프.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 가이드부 상면에는 상기 벽부재로부터 연장되어 중공부까지 형성되는 보조날개가 상기 상부날개 사이에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 배수펌프.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 보조날개의 높이는 상기 상부날개의 높이와 동일한것을 특징으로 하는 배수펌프.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벽부재는 상기 상부날개의 높이에 대해 약 60%의 비율을 갖는 높이로 연장되는 것을 특징으로 하는 배수펌프.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 상부날개와 보조날개는 상기 벽부재의 외주연에 돌출 형성되도록 상기 벽부재 상단으로 연장되는 것을 특징으로 하는 배수펌프.