KR200453124Y1 - 진공 흡입 펌프 - Google Patents

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KR200453124Y1 KR2020090000011U KR20090000011U KR200453124Y1 KR 200453124 Y1 KR200453124 Y1 KR 200453124Y1 KR 2020090000011 U KR2020090000011 U KR 2020090000011U KR 20090000011 U KR20090000011 U KR 20090000011U KR 200453124 Y1 KR200453124 Y1 KR 200453124Y1
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Abstract

본 고안은 진공 흡입 펌프에 관한 것으로서, 펌프의 운전을 일시 중단하고 나서 다시 펌프를 운전할 때, 자흡(自吸)을 용이하게 하여 즉시 정상적인 토출량에 도달할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여 본 고안은, 임펠러를 구동하기 위한 구동장치와, 상기 구동장치와 구동샤프트를 통해 연결되고 그 내부에 구동베어링을 구비한 구동샤프트 박스와, 상기 구동샤프트 박스에서 연장된 구동샤프트의 일단부에 결합되는 임펠러와, 유체를 흡입하여 토출시키는 흡입구, 유입구 및 토출구를 구비한 임펠러 케이스와, 상기 임펠러 케이스 상부에 결합되어 유체를 토출시키는 토출파이프를 포함하여 이루어지는 진공 흡입 펌프에 있어서, 상기 토출파이프(10)는, 임펠러 케이스(30)의 토출구(20) 단부 내경(D)보다 크게 확대되는 단면증가부(11)와, 상기 단면증가부(11)의 확대 내경과 동일한 내경을 갖는 수평부(12)와, 상기 수평부(12)의 단부에 연결되어 내경이 감소되는 단면감소부(13)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure R2020090000011
펌프, 진공, 흡입, 임펠러, 파이프

Description

진공 흡입 펌프{VACUUM SUCTION PUMP}
본 고안은 진공 흡입 펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 펌프의 운전을 일시 중단하고 나서 다시 펌프를 운전할 때나, 운전 중 흡입 유면이 최저점 이하로 내려감으로써 에어가 유입되어 임펠러 케이스 내부의 진공상태가 해제된 상태에서, 흡입 유면의 상승으로 인하여 정상적인 토출 작업이 요구될 때에, 임펠러 케이스 내부가 진공상태로 되는 시간을 최대한 단축하여 정상적인 토출량에 즉시 도달할 수 있도록 한 진공 흡입 펌프에 관한 것이다.
일반적으로 펌프라 함은 압력의 작용에 의해 액체 또는 기체를 수송하는 장치로서, 그 용도에 따라 양수펌프, 배수펌프, 송수펌프, 압축용 펌프 등으로 구분할 수 있다.
본 고안은 이러한 펌프 중 진공을 이용하여 물을 흡입한 다음 이를 외부로 토출시키는 진공 흡입 펌프에 관한 것이다.
이러한 진공 흡입 펌프는, 보통 흡입수면에 가까운 위치에 안정적으로 설치된 상태에서, 전동기나 엔진 등과 같은 구동장치로 임펠러를 분당 약 1700 ~ 1800 rpm으로 회전시켜 유체를 원하는 곳으로 토출시키고 있다.
상기한 진공 흡입 펌프는, 임펠러의 회전으로 유체의 흡입구쪽에 절대 진공을 형성하여 유체를 흡입한 뒤 이를 토출시킨다. 따라서, 이론적으로 계산하면 지구 표면의 대기압을 1기압이라 할 때 대기압이 누르는 힘이, 4℃에서 1cc의 무게가 1g이 되는 유체를 10.336m 끌어 올릴 수 있다. 그러나, 이 높이는 흡입유체의 비중, 탁도, 대기압, 온도 등에 따라 변화하게 되며, 일반적으로 약 6m 정도 유체를 끌어올리는 것으로 알려져 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 진공 흡입 펌프의 일례를 도시한 것이다.
일반적인 진공 흡입 펌프(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 구동장치(200)와, 상기 구동장치(200)와 연결되는 구동샤프트 박스(300)와, 내부에 임펠러(410)를 구비한 임펠러 케이스(400)를 포함하여 구성된다. 상기 구동장치(200), 구동샤프트 박스(300) 및 임펠러 케이스(400)는 프레임(500)위에 고정된다.
상기 구동장치(200)는 전동기나 엔진 등과 같이 동력원을 제공하는 장치이다. 상기 구동장치(200)의 측면에는 구동샤프트 박스(300)가 구비되는데, 구동장치(200)와 구동샤프트 박스(300)는 구동샤프트(310)에 의해 연결된다.
상기 구동샤프트 박스(300)내의 구동샤프트(310)는 구동베어링(330)에 의해 지지되어 있다.
상기 구동샤프트 박스(300)는 임펠러 케이스(400)와 연결되고, 임펠러 케이스(400)의 내부에는 임펠러(410)가 구비되어 있다. 상기 임펠러(410)는 상기 구동샤프트 박스(300)를 통과하여 돌출되는 구동샤프트(310)의 단부에 결합된다.
따라서, 구동샤프트(310)의 회전에 의해 임펠러(410)가 회전하게 된다.
상기 임펠러 케이스(400)의 일측에는 유체 흡입구(430)가 형성되어 있고, 이 유체 흡입구(430)는 흡입파이프(460)와 결합된다.
상기 흡입구(430)에는, 임펠러 케이스(400) 내부로 흡입된 유체가 역류되는 것을 방지하기 위한 개폐기(450)가 구비되어 있다.
상기 임펠러 케이스(400)의 내부에는, 상기 흡입구(430)를 통해 흡입된 유체를 토출구(440)쪽으로 보내기 위한 유입구(420)가 형성되어 있다.
상기 임펠러 케이스(400)의 상부에는, 상기 유입구(420)를 통과한 유체를 토출파이프(470)쪽으로 보내기 위한 토출구(440)가 형성되어 있다. 상기 토출구(440)는 유체를 외부로 배출하는 토출파이프(470)와 연결되어 있다.
상기한 진공 흡입 펌프에서 구동장치(200)를 가동시키면, 구동샤프트(310)가 회전하고 이 구동샤프트(310)의 단부에 구비된 임펠러(410)가 회전하게 된다.
상기 임펠러(410)의 회전에 의해 유체에는 원심력이 발생하게 되고, 이 원심력에 의해 유입구(420) 중심은 진공상태가 된다.
이 진공에 의해, 임펠러 케이스(400)의 하단부에 있던 유체가 상부의 토출구(440)쪽으로 이동하여 토출파이프(470)를 통해 외부로 배출된다.
즉, 임펠러(410)의 회전으로 유입구(420)의 중심에는 원심력에 의해 유체가 빠져나가는 만큼의 진공이 생기고, 그 진공속으로 새로운 유체가 빨려 들어가는 과정을 순환하면서, 유체의 흡입과 토출을 반복하게 되는 것이다.
그런데, 이러한 종래의 진공 흡입 펌프에 있어서 펌프의 작동을 일시 중단하였다가 다시 작동할 경우에는, 임펠러 케이스(400) 내부에 잔류하고 있는 유체의 양이 적어, 유체의 회전에 의한 원심력이 작아지게 되는 문제점이 있다.
임펠러 내부에 잔류하고 있은 유체의 양이 많아야 원심력에 의한 진공 형성이 용이한데, 종래의 구조에 의하면 펌프 가동 중단시 임펠러 케이스(400) 내부에 남게 되는 유체의 양이 적기 때문에 진공 형성에 어려움을 겪게 되는 것이다.
또한, 운전중에 흡입 유면이 최저점 이하로 내려가게 되면, 임펠러 케이스 내부로 에어가 유입되어 임펠러 케이스 내부의 진공상태가 해제된다. 이러한 상태에서 흡입 유면이 다시 상승하게 될 경우 정상적이 토출 작업이 이루어져야 하는데, 임펠러 케이스 내부의 진공상태가 해제되었기 때문에 즉시 정상적인 토출량에 도달할 수가 없게 된다.
따라서, 종래의 진공 흡입 펌프에 의하면, 펌프의 재 가동시 유입구(420) 중심에 진공상태를 형성하기가 어려워 재 가동시에 정상적인 토출량에 즉시 도달할 수 없다는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위한 방안으로서, 본 출원인이 발명하여 특허로 등록된 특허등록 제10-0326606호(물 충진장치가 부설된 양수기)에서와 같이, 진공 흡입 펌프에 별도의 물 충전장치를 설치하는 방안을 생각해 볼 수 있다.
그러나, 이 경우 별도의 부품들을 필요로 하게 되어 구조가 복잡해지고, 이에 따라 제조원가가 상승된다는 단점이 있다.
본 고안은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 배출파이프의 구조를 개선하여, 펌프의 가동 중단시 임펠러 케이스 내부로 잔류하게 되는 유체의 양을 증가시키는 데 그 목적이 있다.
본 고안의 다른 목적은, 펌프의 재 가동시 유체의 원심력에 의한 진공 형성을 용이하게 하여 재 가동 즉시 정상적인 토출량을 회복할 수 있도록 하는 데 있다.
본 고안의 또 다른 목적은, 별도의 물 충전장치 없이도 펌프의 재 가동시 즉시 정상적인 토출량을 회복할 수 있도록 하는 데 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 고안의 진공 흡입 펌프에 의하면, 임펠러를 구동하기 위한 구동장치와, 상기 구동장치와 구동샤프트를 통해 연결되고 그 내부에 구동베어링을 구비한 구동샤프트 박스와, 상기 구동샤프트 박스에서 연장된 구동샤프트의 일단부에 결합되는 임펠러와, 유체를 흡입하여 토출시키는 흡입구, 유입구 및 토출구를 구비한 임펠러 케이스와, 상기 임펠러 케이스 상부에 결합되어 유체를 토출시키는 토출파이프를 포함하여 이루어지는 진공 흡입 펌프에 있어서, 상기 토출파이프는, 임펠러 케이스의 토출구 단부 내경보다 크게 확대되는 단면증가부와, 상기 단면증가부의 확대 내경과 동일한 내경을 갖는 수평부와, 상기 수평부의 단부에 연결되어 내경이 감소되는 단면감소부를 포함하는 것을 특징으로 한 다.
또한, 상기 토출파이프 단면감소부가 수평부의 상부에 연결되어, 측면에서 보았을 때 상기 수평부(12)의 윗부분과 단면감소부(13)의 윗부분이 일직선상으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 토출파이프 단면증가부의 최소 내경과 단면감소부의 내경이 서로 동일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 토출파이프 단면증가부의 최소 내경과 수평부의 내경의 비가 1: 1.2 ~ 1.4인 것을 특징으로 한다.
본 고안에 의하면, 펌프의 가동 중단시 임펠러 케이스 내부로 잔류하게 되는 유체의 양을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
따라서, 펌프의 재 가동시 유체의 원심력에 의한 진공 형성을 용이하게 하여, 곧바로 정상적인 토출량에 도달하게 할 수가 있다.
또한, 별도의 물 충전장치를 구비하지 않고서도 재가동 즉시 정상적인 토출량에 도달할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 고안의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 종래의 구성과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.
도 4는 본 고안에 따른 진공 흡입 펌프를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 고 안에 따른 토출파이프를 나타낸 단면도이며, 도 6은 도 5의 A-A선 단면도이다.
본 고안에 따른 진공 흡입 펌프(100)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 임펠러(410)를 구동하기 위한 구동장치(200)와, 상기 구동장치(200)와 구동샤프트(310)를 통해 연결되고 그 내부에 구동베어링(330)을 구비한 구동샤프트 박스(300)와, 상기 구동샤프트 박스(300)에서 연장된 구동샤프트(310)의 일단부에 결합되는 임펠러(410)와, 유체를 흡입하여 토출시키는 흡입구(430), 유입구(420) 및 토출구(440)를 구비한 임펠러 케이스(400)를 포함하여 구성된다.
위 구성요소들은 종래기술에서 상세히 설명한 바 있으므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
본 고안은 도 2의 종래기술과 비교할 때 토출파이프(10)의 구조에 있어서만 차이가 있으므로, 이하 이 부분에 대해서만 상세히 설명한다.
종래의 토출파이프는, 도 3에 도시된 바와 같이, 파이프의 내경이 임펠러 케이스(400)의 토출구(440)의 내경과 동일하게 형성되고, 그 내경도 일정하게 형성되어 있다.
따라서, 펌프의 가동을 중단할 때 임펠러 케이스(400) 내부에 잔류하게 되는 유체의 양에 한계가 있었다. 즉, 임펠러 케이스(400) 내부에 잔류하게 되는 유체의 양이 적으므로, 재 가동시 곧바로 정상적인 토출량에 도달하기가 어려운 것이다.
만일 펌프를 재 가동시킬 경우, 임펠러 케이스(400) 내부에 잔류하고 있는 유체의 양을 증가시킬 수 있다면, 임펠러의 회전에 의한 원심력에 의해 진공을 형성하기가 용이해져 정상적인 토출량에 곧바로 도달할 수 있게 될 것이다.
이를 해결하기 위해 별도의 물 충전장치를 설치하는 방안이 있으나, 앞서 언급한 바와 같이 제조비가 상승한다는 단점이 있다.
본 고안은 바로 이러한 점에 착안하여, 별도의 물 충전장치를 구비하지 않고서도 재 가동시 즉시 정상적인 토출량에 도달할 수 있도록 한 것이다.
본 고안에 따른 토출파이프(10)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 임펠러 케이스(400)의 토출구(440)와 연결되는 단면증가부(11)와, 상기 단면증가부(11)에서 연장되는 수평부(12)와, 상기 수평부(12)의 단부에 연결되는 단면감소부(13)를 포함하여 이루어진다.
상기 단면증가부(11)의 최소 내경(d1)은 상기 임펠러 케이스(400) 토출구(44)의 내경(D)과 동일하게 형성된다. 한편, 상기 단면증가부(11)의 최대 내경은 수평부(12)의 내경(d2)과 동일하게 형성된다.
이렇게 수평부(12)의 내경을 확대함으로써, 펌프의 가동 중단시 임펠러 케이스(400) 내부로 잔류하게 될 유체의 양을 증가시킬 수가 있다.
상기 단면증가부(11)의 단부에는 임펠러 케이스(400)의 토출구(440)와 결합되기 위한 제1플랜지가 구비되고, 상기 단면감소부(13)의 단부에는 다른 파이프와 연결되기 위한 제2플랜지가 구비된다. 상기 제1플랜지(14) 및 제2플랜지(15)는 볼트에 의해 체결된다.
상기 수평부(12)의 단부에는, 상기 단면증가부(11)의 최소 내경(d1)과 동일한 직경을 갖는 단면감소부(13)가 형성된다. 상기 단면증가부(11)의 최소 내경(d1)이 임펠러 케이스(400)의 토출구(440) 내경(D)과 동일한 내경이므로, 상기 단면감 소부(13)의 내경(d3)과 임펠러 케이스(400)의 토출구(440) 내경(D)은 동일하게 된다.
상기 단면증가부(11)는 그 단면이 점차 증가하는 형상으로 되어 있으나, 상기 단면감소부(13)는 그 직경이 일정하게 형성되어 있다.
또한, 상기 단면감소부(13)의 상부와 수평부(12)의 상부는, 도 6에 도시된 바와 같이, 일직선상으로 연결되는 것이 바람직하다. 즉, 단면감소부(13)가 수평부(12)의 상측에 연결되는 것이 바람직하다.
이렇게 상기 단면감소부(13)를 수평부(12)의 상측에 배치함으로써, 펌프의 가동 중단시 수평부에 남아있다가 임펠러 케이스(400) 내부로 흘러 내리게 되는 유체의 양을 더욱 증가시킬 수가 있다.
또한, 상기 단면증가부(11)의 최소 내경(d1)과 수평부(12)의 내경(d2)의 비는 1: 1.2 ~ 1.4로 하는 것이 바람직하다.
상기 비율을 1: 1.2 이하로 하면, 유체의 증가량이 작아 큰 의미가 없고, 비율이 1: 1.4를 초과하게 되면 단면감소부(13)에서의 저항이 증가하게 되기 때문이다.
본 출원인이 실험해본 바로는, 상기 비율이 1: 1.33일 경우, 즉, 단면증가부(11)의 최소 내경(d1)이 1500mm일때, 수평부(12)의 내경(d2)을 2000mm로 하는 것이 가장 바람직한 것으로 나타났다.
본 고안은, 별도의 물 충전장치를 구비함이 없이 독특한 구조의 토출파이프를 채택함으로써, 펌프의 재 가동시 즉시 정상적인 토출량에 도달할 수 있도록 하 였다는 데 그 특징이 있다.
이상은 본 고안의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이며, 본 고안은 이에 한정되지 아니한다. 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 기술적 사상의 범주를 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 고안은 펌프의 재가동시 즉시 정상적인 토출량데 도달할 수 있도록 한 진공 흡입 펌프에 관한 것으로서, 각종 펌프류 제조산업 분야에 널리 이용될 수 있다.
도 1은, 종래의 진공 흡입 펌프의 일례를 도시한 사시도.
도 2는, 도 1의 개략적인 단면도.
도 3은, 종래의 토출파이프를 나타낸 단면도.
도 4는, 본 고안에 따른 진공 흡입 펌프를 도시한 사시도.
도 5는, 본 고안에 따른 토출파이프를 나타낸 단면도.
도 6은, 도 5의 A-A선 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 토출파이프 11 : 단면증가부
12 : 수평부 13 : 단면감소부
14 : 제1플랜지(Flange) 15 : 제2플랜지
100 : 진공 흡입 펌프 200 : 구동장치
300 : 구동샤프트 케이스 310 : 구동샤프트(Shaft)
330 : 구동베어링(Bearing) 400 : 임펠러 케이스(Impeller Case)
410 : 임펠러 420 : 유입구
430 : 흡입구 440 : 토출구
450 : 개폐기 460 : 흡입파이프
470 : 토출파이프

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  2. 임펠러를 구동하기 위한 구동장치와, 상기 구동장치와 구동샤프트를 통해 연결되고 그 내부에 구동베어링을 구비한 구동샤프트 박스와, 상기 구동샤프트 박스에서 연장된 구동샤프트의 일단부에 결합되는 임펠러와, 유체를 흡입하여 토출시키는 흡입구, 유입구 및 토출구를 구비한 임펠러 케이스와, 상기 임펠러 케이스 상부에 결합되어 유체를 토출시키는 토출파이프를 포함하여 이루어지는 진공 흡입 펌프에 있어서,
    상기 토출파이프(10)는, 임펠러 케이스(30)의 토출구(20) 단부 내경(D)보다 크게 확대되는 단면증가부(11)와, 상기 단면증가부(11)의 확대 내경과 동일한 내경을 갖는 수평부(12)와, 상기 수평부(12)의 단부에 연결되어 내경이 감소되는 단면감소부(13)를 포함하고,
    상기 토출파이프(10) 단면감소부(13)가 수평부(12)의 상부에 연결되어, 측면에서 보았을 때 상기 수평부(12)의 윗부분과 단면감소부(13)의 윗부분이 일직선상으로 연결되는 것을 특징으로 하는 진공 흡입 펌프.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 토출파이프(10) 단면증가부(11)의 최소 내경(d1)과 단면감소부(13)의 내경(d3)이 서로 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 흡입 펌프.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 토출파이프(10) 단면증가부(11)의 최소 내경(d1)과 수평부(12)의 내경(d2)의 비가 1: 1.2 ~ 1.4인 것을 특징으로 하는 진공 흡입 펌프.
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