KR20110122380A - 프라이밍 시간이 단축된 원심형 침적식 유체 승압펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원심형 침적식 유체 승압펌프에 관한 것으로, 펌프 입구가 공기에 순간적으로 노출되거나, 펌프의 시동시 입구와 연결된 관에 공기가 차있는 경우 원심형 유체 승압펌프의 하우징에 내부와 외부를 연결하는 통기구을 미세하게 가공하여 하우징내부에 차있는 공기를 신속히 외부로 방출하도록 하여 승압펌프의 승압작용이 빠르게 일어나게 하는 기술에 관한 것이며, 본 발명은, 모터와, 상기 모터의 회전축에 방사형상으로 복수의 날개를 배치하여 형성된 임펠러와, 상기 임펠러가 수용되는 하우징과, 상기 하우징 내로 외부로부터의 유체가 유입되도록 상기 임펠러의 회전중심이면서 모터와 대향하는 위치에 형성되는 펌프입구와, 상기 하우징으로부터 유체가 배출되는 출구로서 상기 임펠러의 회전둘레 상에 일체로 부착되는 볼류트(volute)와, 상기 하우징 상에 천공 형성되되, 상기 볼류트에 인접한 지점으로서 상기 하우징 내에서 중력작용방향으로부터 가장 먼 동시에 상기 임펠러의 회전중심으로부터 가장 먼 지점에 외기와 통기되도록 가늘고 길게 형성되는 통기구로 이루어진다.

Description

프라이밍 시간이 단축된 원심형 침적식 유체 승압펌프{CENTRIFUGAL PUMP FOR LIQUID REDUCED PRIMING TIME}

본 발명은 원심형 침적식 유체 승압펌프에 관한 것으로, 펌프 입구가 공기에 순간적으로 노출되거나, 펌프의 시동시 입구와 연결된 관에 공기가 차있는 경우 원심형 유체 승압펌프의 하우징에 내부와 외부를 연결하는 통기구을 미세하게 가공하여 하우징내부에 차있는 공기를 신속히 외부로 방출하도록 하여 승압펌프의 승압작용이 빠르게 일어나게 하는 기술에 관한 것이다.

도 1은 종래의 원심형 침적식 유체 승압펌프의 내부 구성을 나타내고 있다.

펌프는 구동원(전기모터 또는 유압모터등의 구동원)(1')을 이용하여 여러 개의 깃을 가진 임펠러(2')를 이용하여 하우징(3')내로 유입된 유체를 임펠러의 회전에 의한 원심력을 이용하여 유체압력을 승압시키는 유체기계의 기본 요소이다.

이와 같은 승압펌프는 임펠러(2')의 회전에 의한 원심력을 통해 하우징(3')내에서의 유체의 속도 에너지가 증가된 후 볼류트(volute) 부분에서 압력에너지로 변형되어 토출되게 된다.

그런데, 펌프의 운전이 시작될 때 임페러 회전중심에 형성된 펌프 입구가 공기에 노출되거나, 펌프 입구와 연결된 관에 공기가 차있는 경우 하우징 내부로 공기가 유입되게 되며, 임펠러의 고속 회전으로 인해 하우징 내부는 공기로 채워지게 된다.

유입된 공기는 액상의 유체와는 달리 밀도가 작기 때문에 임펠러의 회전에 의해 압력 상승이 매우 미소하게 이루어지므로 승압작용은 일어나지 않고 임펠러 상부와 하우징내에 형성된 공간 내에 공기가 갇히게 되어 펌프 입구에 다시 유체가 공급되어도 하우징내부에 차있던 공기에 의해 유체가 펌프내로 한동안 유입되지 못하고, 승압작용이 일어나지 않아 펌프로부터 공기가 빠져나가 정상적으로 구동되기까지는 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 펌프 입구가 공기에 노출되어 하우징 내에 공기가 유입되거나 펌프 입구에 연결된 관에 공기가 차있더라도 신속하게 펌프의 승압작용이 일어나도록 하는 유체 승압펌프의 제공을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 모터와, 상기 모터의 회전축에 방사형상으로 복수의 날개를 배치하여 형성된 임펠러와, 상기 임펠러가 수용되는 하우징과, 상기 하우징 내로 외부로부터의 유체가 유입되도록 상기 임펠러의 회전중심이면서 모터와 대향하는 위치에 형성되는 펌프입구와, 상기 하우징으로부터 유체가 배출되는 출구로서 상기 임펠러의 회전둘레 상에 일체로 부착되는 볼류트(volute)와, 상기 하우징 상에 천공 형성되되, 상기 볼류트에 인접한 지점으로서 상기 하우징 내에서 중력작용방향으로부터 가장 먼 동시에 상기 임펠러의 회전중심으로부터 가장 먼 지점에 외기와 통기되도록 가늘고 길게 형성되는 통기구로 이루어진다.

또한, 상기 통기구는 하우징 내부로부터 하우징 외부로 향해 상향으로 경사진 형태로 형성된다.

또한, 상기 통기구의 직경은 0.5~1.5mm로 한다.

본 발명이 적용된 유체 승압펌프는 펌프시동시 하우징으로부터 공기가 신속히 배출되어 프라이밍 시간이 대폭 단축되는 효과가 있다.

또한, 임펠러는 밀도가 크게 상이한 유체들이 섞인 상태에서 회전하는 경우 부식과 소음과 진동을 일으켜 수명이 단축되었던 문제가 있었지만, 본 발명이 적용된 펌프 내에는 시동과 함께 내부 유체의 밀도동일성이 신속하게 이루어져 임펠러의 수명연장효과가 있다.

도 1은 종래의 원심형 침적식 유체 승압펌프의 구조를 나타내는 종단면도이다.
도 2는 본 발명이 바람직하게 적용된 실시예의 원심형 침적식 유체 승압펌프를 나타내는 횡단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A 선에 대한 확대단면도이다.

이하 본 발명이 바람직하게 적용된 실시예에 대해 도면을 참조로 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명이 바람직하게 적용된 실시예의 원심형 침적식 유체 승압펌프를 나타내는 횡단면도이고, 도 3은 도 2의 A-A 선에 대한 확대단면도이다.

본 실시예의 유체 승압펌프의 동력원으로서의 모터(1)는 전기모터이나, 유압모터도 가능하다. 그리고, 상기 모터(1)의 회전축에는 방사형상으로 복수의 날개를 배치하여 형성된 임펠러(2)가 장착되는데, 임펠러(2)의 날개들이 설치되는 폭방향은 상기 모터(1)의 회전축의 길이방향에 대해 일정각도로 경사지거나, 나란해도 된다.

상기 임펠러(2)가 수용되는 하우징(3)에는 모터(1)와 대향하고, 임펠러(2)의 회전중심에 가까운 지점에 펌프 입구(6)가 개구되어, 이를 통해 직접 유체가 펌프 내로 유입되거나, 별도의 관이 연결된다.

상기 임펠러(2)의 회전둘레 부근의, 상기 하우징(3) 측부에는 임펠러(2)에 의해 압송된 유체가 배출되는 볼류트(5)가 구비된다.

한편, 상기 하우징(3) 상에서 상기 볼류트(5)에 인접한 지점에는 하우징(3) 내부로부터 외부로 통하는 통기구(4)가 형성된다.

상기 통기구(4)의 상기 하우징(3) 내에서의 위치는, 중력작용방향으로부터 가장 먼, 즉 펌프의 설치위치에서 하우징(3) 내의 최상부이면서, 동시에 상기 임펠러(2)의 회전중심으로부터 가장 먼 지점, 즉 가장 압력이 높은 지점으로 정해진다. 이처럼 상기 통기구(4)로서 가장 효과적인 위치는 하우징(3)내부에서 압력이 가장 큰 볼류트(5)부분이며, 본 실시예에 언급된 펌프 이외의 다양한 형태의 유체 펌프의 경우에도 외기와의 압력차가 가장 큰 지점을 선택해주는 것이 효과적이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서의 통기구(4)의 하우징 내부의 최상부로부터 하우징 외부로 향해 상향으로 경사진 형태로 형성된다.

또한, 본 실시예에서의 통기구(4)는 가늘고 긴 형상으로 형성되고, 그 직경은 0.5~1.5mm로 규정하였다.

상기 통기구(4)의 직경이 0.5mm미만일 경우, 펌프의 시동초기에는 어느 정도 공기가 배출되나, 고속으로 되면서 유체와 섞여 공기가 배출되기 어렵게 되어, 하우징(3)에 공기가 잔류하게 된다.

한편, 상기 통기구(4)의 직경을 1.5mm초과로 하면, 하우징 내부에 차있는 공기의 배출 소요시간은 빨라지나, 펌프가 정상 운용시 승압되는 액체의 누유량 또한 증가하여 전체 펌프의 효율은 감소하며 최종 액체의 승압압력 또한 작아지게 된다.

따라서 비 정상적인 경우의 펌프운용을 위해 통기구를 설치하는 경우, 펌프 전체의 효율 및 원하는 유량/압력을 고려하여 상기 범위 내에서 적절한 통기구(4)의 직경을 계산하여 설계해야 한다.

1: 모터 2: 임펠러
3: 하우징 4: 통기구
5: 볼류트

Claims (3)

1. 모터와,
   상기 모터의 회전축에 방사형상으로 복수의 날개를 배치하여 형성된 임펠러와,
   상기 임펠러가 수용되는 하우징과,
   상기 하우징 내로 외부로부터의 유체가 유입되도록 상기 임펠러의 회전중심이면서 모터와 대향하는 위치에 형성되는 펌프입구와,
   상기 하우징으로부터 유체가 배출되는 출구로서 상기 임펠러의 회전둘레 상에 일체로 부착되는 볼류트(volute)와,
   상기 하우징 상에 천공 형성되되, 상기 볼류트에 인접한 지점으로서 상기 하우징 내에서 중력작용방향으로부터 가장 먼 동시에 상기 임펠러의 회전중심으로부터 가장 먼 지점에 외기와 통기되도록 가늘고 길게 형성되는 통기구로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프라이밍(priming) 시간이 단축된 원심형 침적식 유체 승압펌프.
2. 제1항에 있어서,
   상기 통기구는 하우징 내부로부터 하우징 외부로 향해 상향으로 경사진 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 프라이밍 시간이 단축된 원심형 침적식 유체 승압펌프.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 통기구의 직경은 0.5~1.5mm로 하는 것을 특징으로 하는 프라이밍 시간이 단축된 원심형 침적식 유체 승압펌프.
   

Images