KR20090078843A

KR20090078843A - 원심 펌프

Info

Publication number: KR20090078843A
Application number: KR1020097011776A
Authority: KR
Inventors: 데쓰야 후쿠다; 모토히코 마쓰구마
Original assignee: 파나소닉 전공 주식회사
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-07-20
Also published as: KR101115362B1; JP4883093B2; JPWO2008069124A1; TWI329709B; WO2008069124A1; TW200839104A

Abstract

본 발명의 원심 펌프는, 흡입구(80)를 가지는 케이싱(8)과, 케이싱의 내측에 고정된 축지지부(84)와, 축지지부에 의해 지지된 축(5)과, 축에 회전 가능하게 지지되고, 그 내주면으로부터 외주면을 관통한 유로(流路)(70)를 포함하고, 흡입구로부터 케이싱 내에 유입된 액체를 유로를 통하여 외부로 배출하는 날개차(7)와, 날개차를 회전시키기 위한 구동부를 포함한다. 축지지부(84)는, 흡입구 측의 면에 형성되고 흡입구를 향해 돌출하는 콘형의 돌출부(840a)와, 돌출부의 저부 주위에 설치된 주위 에지부(841)를 구비하고, 주위 에지부의 흡입구 측의 면(841a)은, 돌출부의 저부로부터 유로의 내주면 측의 개구부를 향해 연결되고, 외경이 흡입구의 내경보다 크다.

원심 펌프, 케이싱, 축지지부, 날개차, 돌출부, 에지부

Description

원심 펌프{CENTRIFUGAL PUMP}

본 발명은, 원심 펌프에 관한 것이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 일본 공개특허 제2006-200427호 공보에는, 원심 펌프를 개시하고 있다. 이 원심 펌프는, 고정자 블록(1)을 구비하고, 고정자 블록(1)은, 코어 및 코일로 이루어지는 고정자(2), 제어 회로(3), 칸막이판(4)이 인서트 성형된 몰드 수지로 이루어진다. 칸막이판(4)은 고정자(2)의 내주측에 위치하고, 또한 그 중앙부에 요부(凹部)(40)를 구비하고, 축(5)의 일단이 요부(40)에 의해 지지된다. 축(5)의 외주에는 로터(6)가 장착되어 있다. 로터(6)는, 내주부의 베어링(60)과 외주측의 영구 자석(61)이 일체로 형성되는 동시에, 축방향의 일단 측에 날개차(7)가 일체로 형성되어 있다.

이 원심 펌프는, 또한 케이싱(8)을 구비한다. 케이싱(8)은, 고정자 블록(1)에 비스 고정되고, 케이싱(8)과 칸막이판(4) 사이에 날개차(7)를 수용하는 펌프실이 형성된다. 케이싱(8)은, 외주측에 토출구(81)를, 중앙에 흡입구(80)를 구비한다. 또한, 케이싱(8)은, 축(5)의 타단을 지지하는 축지지부(100)를 구비하고, 축지지부(100)는, 흡입구(80) 주위의 케이싱(8)으로부터 케이싱(8) 내부를 향해 연장 형성된 지지 리브(101)에 의해 지지된다. 축지지부(100)의 흡입구(80) 측의 면에 는, 수류를 날개차(7) 측으로 안내하는 콘형(cone-shaped)의 돌출부(100a)가 형성되어 있다.

이 원심 펌프에서는, 케이싱(8)에, 축(5)의 타단을 지지하는 축지지부(100)를 일체로 형성하고 있으므로, 부품수가 적어진다는 장점이 있다. 그러나, 축지지부(100)의 외주면과 날개차(7)의 내주면 사이에 큰 간극이 있어, 이 부분에 공기가 머무르기 때문에, 공기가 쉽게 배출되지 않는다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 그 목적은, 케이싱 내에 공기가 쉽게 모여지지 않고, 또한 기포가 섞인 액체를 효율적으로 배출할 수 있는 원심 펌프를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 원심 펌프는, 흡입구를 가지는 케이싱과, 상기 케이싱의 내측에 고정된 축지지부와, 상기 축지지부에 의해 지지된 축과, 상기 축에 회전 가능하게 지지되고, 그 내주면으로부터 외주면을 관통한 유로(流路)를 구비하고, 상기 흡입구로부터 상기 케이싱 내에 유입된 액체를 상기 유로를 통하여 외부로 배출하는 날개차와, 상기 날개차를 회전시키기 위한 구동부를 포함한다. 본 발명의 특징으로 하는 것은, 상기 축지지부는, 상기 흡입구 측의 면에 형성되고 상기 흡입구를 향해 돌출하는 콘형의 돌출부와, 상기 돌출부의 저부 주위에 설치된 주위 에지부를 포함하고, 상기 주위 에지부의 상기 흡입구 측의 면은, 상기 돌출부의 저부로부터 상기 유로의 내주면 측의 개구부를 향해 뻗어, 외경이 상기 흡입구의 내경보다 큰 점에 있다.

본 발명의 원심 펌프는, 종래, 축지지부의 외면과 날개차의 내주면 사이에 있었던 간극을 주위 에지부에 의해 매립할 수 있어, 케이싱 내에 공기가 쉽게 모여지지 않는다. 그리고, 흡입구로부터 날개차의 유로를 향한 액체는, 콘형의 돌출부와 주위 에지부의 흡입구 측의 면에 의해 날개차의 유로의 입구(유로의 내주면 측의 개구부) 부근까지 가이드되고, 그 결과, 기포가 섞인 액체를 효율적으로 배출할 수 있다.

바람직하게는, 상기 축지지부는, 상기 케이싱과 일체로 형성되고 상기 콘형의 돌출부를 구비한 축지지부 본체와, 축지지부 본체의 외주에 장착되고, 상기 주위 에지부를 구성하는 링으로 이루어진다.

이 경우, 축지지부 본체의 외주에 링을 장착함으로써, 용이하게 상기 주위 에지부를 형성할 수 있다.

또는, 상기 축지지부는, 상기 케이싱과 별체로 형성되고, 상기 케이싱의 내면에서 상기 흡입구의 단부 주위둘레에 고정되어도 된다. 전술한 바와 같이, 케이싱과 축지지부 본체를 일체로 형성하는 경우, 케이싱의 성형시의 형분리의 형편상, 흡입구의 구경(내경)을 축지지부 본체의 외경보다 작게 하는 것은 어렵다. 그래서, 축지지부와 케이싱을 별체로 형성함으로써, 흡입구의 구경을, 축지지부의 크기와 관계없이, 자유롭게 작게 할 수 있다. 이로써, 예를 들면, 축지지부의 강도를 유지한 채로 흡입구의 구경을 작게 하고, 저류량에 대응한 원심 펌프를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 주위 에지부의 상기 흡입구 측의 면은, 상기 날개차의 유로를 날개차의 중심 측으로 연장된 영역 내에 위치한다.

이 경우, 베어링의 마모 등으로 날개차의 위치가 케이싱 측으로 어긋났다고 해도, 흡입구로부터의 수류를 날개차의 유입구로 부드럽게 안내할 수 있다. 바람직하게는, 상기 콘형의 돌출부의 외면에 나선형의 단부를 형성한다.

이 경우, 흡입구로부터 유입되는 물에 회전을 부여할 수 있어, 액체를 보다 효율적으로 배출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 원심 펌프의 단면도이다.

도 2a는 도 1의 원심 펌프의 케이싱과 링의 일부 파단 정면도이다.

도 2b는 도 2a의 케이싱에 링을 장착한 상태를 나타낸 일부 파단 정면도이다.

도 3은 도 1의 주요부 확대도이다.

도 4는 도 1의 돌출부에 나선형의 단부를 형성한 일례를 나타낸 부분 정면도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 관한 원심 펌프의 단면도이다.

도 6은 도 5의 원심 펌프의 케이싱과 축지지부의 단면도이다.

도 7은 도 5의 원심 펌프이며, 흡입구의 구경을 작게 한 변형예를 나타낸 단면도이다.

도 8은 종래예의 원심 펌프의 단면도이다.

이하, 본 발명을 첨부 도면을 참조하면서, 상세하게 설명한다.

(제1 실시예)

본 실시예의 원심 펌프의 기본 구조는, 도 8에 나타낸 종래예와 같고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 고정자 블록(1)과 흡입구(80)를 가지는 케이싱(8)과, 케이싱(8)의 내측에 고정된 축지지부(84)와, 축지지부(84)에 의해 일단이 지지되고 타단이 고정자 블록(1)의 요부(40)에 지지된 축(5)과, 로터(6)를 통하여 축(5)에 회전 가능하게 지지된 날개차(7)를 구비한다.

고정자 블록(1)은, 코어 및 코일로 이루어지는 고정자(2), 제어 회로(3), 칸막이판(4)이 인서트 성형된 몰드 수지로 이루어진다. 고정자(2), 제어 회로(3)는, 날개차(7)를 회전시키기 위한 구동부를 구성한다. 칸막이판(4)은 고정자(2)의 내주측에 위치하고, 저면의 중앙부에, 전술한, 축(5)의 타단을 지지하기 위한 요부(40)가 형성되어 있다. 축(5)의 외주에는 로터(6)가 장착되어 있다. 로터(6)는, 내주부의 베어링(60)과 외주측의 영구 자석(61)이 일체로 형성되는 동시에, 축방향의 케이싱(8) 측에 날개차(7)가 일체로 형성되어 있다.

케이싱(8)은, 고정자 블록(1)에 비스 고정되고, 케이싱(8)과 칸막이판(4) 사이에 날개차(7)를 수용하는 펌프실이 형성된다. 케이싱(8)은, 외주측에 토출구(81)(도 2a 참조)를 구비하고, 중앙에 흡입구(80)를 구비한다.

축지지부(84)는, 펌프실의 내부에서 흡입구(80)와 대향하는 위치에 배치되어 있다. 축지지부(84)의 구성에 대하여는, 상세하게는 후술한다.

날개차(7)는, 구동부에 의해 구동되고, 로터(6)와 함께 축(5)의 주위를 회전 한다. 날개차(7)는, 그 내주면으로부터 외주면을 관통한 유로(70)를 구비하고, 흡입구(80)로부터 케이싱 내에 유입된 물을, 유로(70)를 통하여 토출구(81)로부터 외부로 배출한다.

이하, 축지지부(84)에 대하여 상세하게 설명한다.

본 실시예의 축지지부(84)는, 도 2a, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 축지지부 본체(840)와, 축지지부(840)의 외주에 장착되는 링(841)으로 이루어진다.

축지지부 본체(840)는, 흡입구(80)의 단부 주위둘레의 케이싱(8)으로부터 케이싱(8)의 내부를 향해 연장 형성된 복수 개(도시한 예에서는 3개)의 지지 리브(83)를 통하여 케이싱(8)과 일체로 형성되어 있다. 축지지부 본체(840)는, 흡입구(80) 측의 면에, 흡입구(80)를 향해 돌출하는 콘형의 돌출부(840a)를 가지고, 흡입구(80)와 반대측의 면에, 축(5)의 일단을 지지하는 베어링부(850)를 가진다.

링(841)은, 축지지부 본체(840)의 외경을 확장하고, 돌출부(840a)의 저부 주위로 넓어지는 주위 에지부를 구성하기 위한 것이다. 링(841)은, 지지 리브(83)에 대응한 복수 개의 홈(842)을 가지고, 홈(842) 중에 지지 리브(83)가 끼워맞추어지도록, 축지지부 본체(840)의 주위에 장착된다. 링(841)은, 지지 리브(83)와 홈(842)의 걸어맞춤에 의해 회전이 방지되고, 또한 축지지부 본체(840)의 단부에 설치된 단부(85)와 링(841)의 저면에 설치한 단부(도시하지 않음)가 걸어맞추어짐으로써, 축방향의 위치 결정이 행해진다. 링(841)은, 예를 들면, 초음파 용착에 의해, 축지지부 본체(840)의 주위에 고정된다.

링(841)이 축지지부 본체(840)의 주위에 장착되면, 링(841)의 흡입구 측의 일면(841a)은, 돌출부(840a)의 저부로부터 날개차(7)의 유로(70)의 내주면 측의 개구부(71)를 향해 완만하게 뻗고, 그 면(841a)의 외경(즉, 링(841)의 외경)은, 흡입구(80)의 내경보다 크다. 링(841)의 외주면은 날개차(7)의 내주면에 미소 간극을 통하여 대향한다.

본 실시예의 원심 펌프는, 축지지부 본체(840)의 주위에 링(841)을 장착하고 있으므로, 축지지부 본체(840)의 외면과 날개차(7)의 내주면 사이의 간극을 링(841)으로 매립할 수 있어, 케이싱 내에 공기가 쉽게 모여지지 않는다. 그리고, 흡입구(80)로부터 날개차의 유로(70)를 향한 물은, 콘형의 돌출부(840a)와 링(841)의 흡입구 측의 면(841a)에 의해 유로(70)의 개구부(71) 부근까지 부드럽게 가이드되고, 그 결과, 기포가 섞인 액체를 효율적으로 배출할 수 있다.

그리고, 케이싱(8)과 축지지부(84)를 일체로 성형하는 경우, 형분리의 형편상, 축지지부(84)의 외경을 흡입구(80)의 내경보다 크게 하는 것이 어렵다(환언하면, 흡입구(80)의 내경을, 축지지부(84)의 외경보다 작게 하는 것이 어렵다). 그래서, 본 실시예와 같이, 축지지부(84)를, 축지지부 본체(840)와, 축지지부 본체(840) 주위에 장착하는 링(841)으로 구성함으로써, 흡입구(80)의 내경이 작아도, 축지지부(84)의 외경을 용이하게 확장시킬 수 있다.

그리고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 링(즉, 주위 에지부)(841)의 흡입구 측의 면(841a)은, 날개차의 유로(70)를 날개차의 중심 측으로 연장한 영역(S) 내에 위치하는 것이 바람직하다. 환언하면, 링의 흡입구 측의 면(841a)은, 유로(70)의 저면(70a)보다, 약간 케이싱(8) 측에 위치하는 것이 바람직하다. 이 경우, 베어 링(60)의 마모 등으로 날개차의 위치가 케이싱 측으로 어긋났다고 해도, 흡입구(80)로부터 유입된 물을 날개차의 유로(70)로 부드럽게 안내할 수 있다.

또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 콘형의 돌출부(840a)의 외면에 나선형의 단부(88)를 형성하는 것도 바람직하다. 단부(88)는, 날개차(7)의 회전 방향 X에 맞추어 나선을 그리도록 형성된다. 이 경우, 흡입구(80)로부터 유입되는 물에 콘형의 돌출부(840a)에 의해 회전을 부여하여 날개차(7) 측으로 보낼 수가 있어, 기포가 섞인 물을 보다 효율적으로 날개차(7)에 안내할 수 있다.

(제2 실시예)

본 실시예의 원심 펌프의 기본 구조는, 축지지부(84)를 제외하고, 제1 실시예와 동일하며, 동일한 부분에는 같은 부호를 부여하여, 중복되는 설명을 생략한다.

도 5, 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 축지지부(84')는, 케이싱(8)과 별체로 형성되고, 케이싱(8)의 내면에서 흡입구(80)의 단부 주위둘레에 고정된다.

보다 상세하게는, 축지지부(84')는 1개의 블록형으로 형성되고, 콘형의 돌출부(840a')와, 돌출부(840a') 저부의 주위에 설치된 주위 에지부(841')와, 축(5)의 일단을 지지하는 베어링부(850')를 구비한다. 축지지부(84')는, 주위 에지부(841')의 외경(D1)이 흡입구(80)의 내경(D2)보다 커지도록 형성되어 있다. 축지지부(84')는, 케이싱(8)의 내면에서 흡입구(80)의 단부 주위둘레에 축방향을 따라 장착되고, 초음파 용접 등으로 고정된다.

축지지부(84')가 케이싱(8)에 고정되면, 주위 에지부(841')의 흡입구 측의 면(841a')은, 돌출부(840a')의 저부로부터 유로(70)의 내주면 측의 개구부(71)를 향해 완만하게 뻗고, 주위 에지부(841')의 외주면은 날개차(7)의 내주면에 미소 간극을 통하여 대향한다.

본 실시예의 원심 펌프는, 축지지부(84')의 외면과 날개차(7)의 내주면 사이의 간극을 주위 에지부(841')로 매립할 수 있어, 케이싱 내에 공기가 쉽게 모여지지 않는다. 그리고, 흡입구(80)로부터 날개차의 유로(70)를 향한 물은, 콘형의 돌출부(840a')와 주위 에지부(841')의 흡입구 측의 면(841a')에 의해 유로(70)의 개구부(71) 부근까지 부드럽게 가이드되고, 그 결과, 기포가 섞인 액체를 효율적으로 배출할 수 있다.

실시예 1에서 설명한 바와 같이, 케이싱(8)과 축지지부를 일체로 성형하는 경우, 형분리의 형편상, 흡입구(80)의 내경을, 축지지부의 외경보다 작게 하는 것이 어렵다. 그러나, 본 실시예의 원심 펌프는, 축지지부(84')와 케이싱(8)이 별개로 형성되어 있으므로, 흡입구(80)의 구경(D2)을, 축지지부(84)의 크기와 관계없이, 자유롭게 작게 할 수 있다. 예를 들면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 축지지부(84)의 베어링부(850')의 내경(D3)을 도 5와 같은 크기로 유지한 채, 흡입구(80)의 내경(D2)을 작게 함으로써, 축강도를 유지한 채, 보다 저류량에 대응한 펌프를 제공할 수 있다.

그리고, 본 실시예에서도, 제1 실시예와 마찬가지로, 주위 에지부(841')의 흡입구 측의 면(841a')은, 날개차의 유로(70)를 날개차의 중심 측으로 연장한 영역 내에 위치하는 것이 바람직하다.

또한, 콘형의 돌출부(840a')의 외면에 나선형의 단부를 형성하는 것도 바람직하다.

Claims

흡입구를 가지는 케이싱과,

상기 케이싱의 내측에 고정된 축지지부와,

상기 축지지부에 의해 지지된 축과,

상기 축에 회전 가능하게 지지되고, 그 내주면으로부터 외주면을 관통하는 유로(流路)를 구비하고, 상기 흡입구로부터 상기 케이싱 내에 유입된 액체를 상기 유로를 통하여 외부로 배출하는 날개차와,

상기 날개차를 회전시키기 위한 구동부를 포함하는 원심 펌프에 있어서,

상기 축지지부는, 상기 흡입구 측의 면에 형성되고 상기 흡입구를 향해 돌출되는 콘형(cone-shaped)의 돌출부와, 상기 돌출부의 저부 주위에 설치된 주위 에지부를 포함하고,

상기 주위 에지부의 상기 흡입구 측의 면은, 상기 돌출부의 저부로부터 상기 날개차의 유로의 내주면 측의 개구부를 향해 뻗고, 외경이 상기 흡입구의 내경보다 큰, 원심 펌프.
제1항에 있어서,

상기 축지지부는, 상기 케이싱과 일체로 형성되고, 상기 콘형의 돌출부를 구비한 축지지부 본체와, 상기 축지지부 본체의 외주에 장착되고, 상기 주위 에지부를 구성하는 링으로 이루어지는, 원심 펌프.
제1항에 있어서,

상기 축지지부는, 상기 케이싱과 별개로 형성되고, 상기 케이싱의 내면에서 상기 흡입구의 단부 주위둘레에 고정되는, 원심 펌프.
제1항에 있어서,

상기 주위 에지부의 상기 흡입구 측의 면은, 상기 날개차의 유로를 날개차의 중심 측으로 연장한 영역 내에 위치하는, 원심 펌프.
제1항에 있어서,

상기 콘형의 돌출부의 외면에 나선형의 단부를 형성한, 원심 펌프.