KR20130122833A - 사류형 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사류형 펌프에 관한 것으로서, 중앙에 회전축이 관통 결합되는 축결합부(31a)가 마련되고 상기 축결합부(31a)의 외주면에 블레이드연결부(31b)가 마련된 임펠러본체(31)와 상기 블레이드연결부(31b)에 그 일단부가 연결되고 그 타단부가 방사상으로 연장되는 복수의 블레이드(32)를 갖는 임펠러(30)와, 상기 임펠러(30)의 테두리를 밀착되게 덮어씌워 상기 임펠러(30)의 축 회전에 대응해서 고정되고 축 방향을 따라 전후방이 개방된 케이싱(40)과, 상기 임펠러(30)의 유체 임펠링시 상기 임펠러(30)의 전방부와 후방부의 압력차이로 인해 축추력이 발생되는 것을 방지하기 위한 축추력저감부를 포함하여 구성된다.
따라서, 유로를 통해 임펠러의 후방부 고압이 임펠러 전방부 저압측으로 이동되면서 임펠러 전, 후방부의 압력분포가 균일하게 되도록 하여 축추력 저감을 도모할 수 있게 되면서 이에 따라 스러스트 베어링의 과대 설계를 방지할 수 있음은 물론 임펠러 전방의 압력 증가에 의해 흡입 성능을 향상시킬 수 있고, 또한 유로가 케이싱의 유로홈까지 연장되도록 하여 케이싱의 내주면의 캐비테이션 발생지경으로 고압을 안내할 수 있게 되면서 결과적으로 캐비테이션의 특성도 향상시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

Description

사류형 펌프{Mixed flow pump}

본 발명은 사류형 펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 임펠러의 블레이드 내부를 관통하는 유로가 형성되되 이 유로의 일단부가 임펠러의 블레이드연결부를 관통하여 임펠러의 후방부로 연통되고 그 타단부가 블레이드의 테두리까지 연장되며 유로의 타단부에 대응되는 케이싱의 내주면에 블레이드의 유로를 따라 안내된 유체가 케이싱의 내주면으로 안내되도록 하는 유로홈을 더 구비함으로써, 기본적으로 유로를 통해 임펠러의 후방부 고압이 임펠러 전방부 저압측으로 이동되면서 임펠러 전, 후방부의 압력분포가 균일하게 되도록 하여 축추력 저감을 도모할 수 있게 되는 사류형 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 사류형 펌프(mixed flow pump)라 함은 날개바퀴의 회전에 의해 축 방향으로 유체를 보내는 펌프를 말하며, 세부적으로는 회전축, 날개, 안내날개, 동체 및 베어링 등으로 구성되어 있으며 다른 펌프에 비해 작은 용적으로 동일한 수량을 양수할 수 있도록 되어 있다.

일례로, 종래 기술의 사류형 펌프에 대해 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 1 및 도 2에서 나타낸 것과 같이, 종래 기술의 사류형 펌프는 중앙에 회전축(미도시)이 관통 결합되는 축결합부(11)가 마련되고 상기 축결합부(11)의 외주면에 방사상으로 연장되는 복수의 블레이드(12)를 갖는 임펠러(10) 및 상기 임펠러(10)의 테두리를 밀착되게 덮어씌워 상기 임펠러(10)의 축 회전에 대응해서 고정되고 축 방향을 따라 전후방이 개방되어 유입구(21) 및 배출구(22)를 갖는 케이싱(20)을 포함하여 구성된다.

이러한 종래 기술의 사류형 펌프는 상기 회전축에 의해 임펠러(10)가 축 회전되면 상기 유입구(21)를 통해 유체가 유입되어 임펠러(10)를 따라 임펠링되면서 그 후방의 배출구(22)로 유체가 배출되는 과정에서 상기 임펠러(10)의 전, 후방부에는 각각 일정한 압력이 가해지는 이른바 압력분포가 형성된다.

이러한 압력분포는 상기 케이싱(20)의 유입구(21) 측보다 배출구(22) 측의 압력이 더 세게 작용하는 압력분포를 갖게 된다.

이러한 임펠러(10) 전후방의 불균형한 압력 분포에 의해 서로 간의 힘의 균형이 깨지면서 결과적으로 임펠러(10)가 전방으로 밀려나게 되는 이른바 축추력이 발생하게 된다.

이와 같은 축추력 발생에 따른 문제점을 개선하기 위해, 도 2에서 나타낸 것과 같이, 종래에 상기 임펠러(10)의 축결합부(11)에 전후로 관통되는 관통공(11a) 구조를 형성한 후 상기 관통공(11a)을 통해 임펠러(10) 후방의 고압이 전방의 저압 지역으로 일부 흐르도록 하여 임펠러(10)에 대한 축추력을 저감시키도록 하는 사류형 펌프가 제시되었었다.

한편, 임펠러(10)의 전방부에는 저압 형성에 따른 이른바 캐비테이션 현상이 발생하게 된다.

그러나, 종래 기술의 사류형 펌프는 축추력 저감을 위해 관통된 관통공이 단순히 임펠러의 전후방을 연통하는 평형홀 구조로 되어 있기 때문에, 이 평형홀을 통해 안내되는 임펠러 후방의 고압은 다소 축추력을 감소시키기는 하나, 임펠러 유입구로 유입되는 전방 유체의 유동에 방해가 되면서 축추력 감소 효과가 미비하게 됨은 물론 누설손실의 증가로 인해 펌프의 성능 저하를 초래하게 되는 등의 문제점을 갖고 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 임펠러의 블레이드 내부를 관통하는 유로가 형성되되 이 유로의 일단부가 임펠러의 블레이드연결부를 관통하여 임펠러의 후방부로 연통되고 그 타단부가 블레이드의 테두리까지 연장되며 유로의 타단부에 대응되는 케이싱의 내주면에 블레이드의 유로를 따라 안내된 유체가 케이싱의 내주면으로 안내되도록 하는 유로홈을 더 구비함으로써, 기본적으로 유로를 통해 임펠러의 후방부 고압이 임펠러 전방부 저압측으로 이동되면서 임펠러 전, 후방부의 압력분포가 균일하게 되도록 하여 축추력 저감을 도모할 수 있게 되면서 이에 따라 스러스트 베어링의 과대 설계를 방지할 수 있음은 물론 임펠러 전방의 압력 증가에 의해 흡입 성능을 향상시킬 수 있고, 또한 유로가 케이싱의 유로홈까지 연장되도록 하여 케이싱의 내주면의 캐비테이션 발생지경으로 고압을 안내할 수 있게 되면서 결과적으로 캐비테이션의 특성도 향상시킬 수 있게 되는 사류형 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사류형 펌프는 중앙에 회전축이 관통 결합되는 축결합부가 마련되고 상기 축결합부의 외주면에 블레이드연결부가 마련된 임펠러본체와, 상기 블레이드연결부에 그 일단부가 연결되고 그 타단부가 방사상으로 연장되는 복수의 블레이드를 갖는 임펠러 및 상기 임펠러의 테두리를 밀착되게 덮어씌워 상기 임펠러의 축 회전에 대응해서 고정되고 축 방향을 따라 전후방이 개방된 케이싱을 포함하여 구성되고, 상기 임펠러의 유체 임펠링시 상기 임펠러의 전방부와 후방부의 압력차이로 인해 축추력이 발생되는 것을 방지하기 위해 상기 임펠러에 축추력저감부가 구비된 사류형 펌프에 있어서, 상기 축추력저감부는 상기 임펠러의 블레이드 내부를 관통하는 유로가 형성되고 상기 유로의 일단부가 상기 임펠러의 블레이드연결부를 관통하여 상기 임펠러의 후방부로 연통되는 구조로 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 사류형 펌프에 있어서, 상기 유로는 상기 블레이드연결부와 연결되는 블레이드의 일단부에서 상기 블레이드의 테두리에 해당되는 타단부까지 연장되는 구조로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 사류형 펌프에 있어서, 상기 유로는 방사 방향을 따라 연장되는 직선형 구조로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 사류형 펌프에 있어서, 상기 유로의 타단부에 대응되는 케이싱의 내주면에 상기 블레이드의 유로를 따라 안내된 유체가 상기 케이싱의 내주면으로 안내되도록 하는 유로홈이 더 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 사류형 펌프에 있어서, 상기 유로 및 유로홈은 전체 블레이드에 대응해서 각각 마련될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 사류형 펌프에 있어서, 상기 임펠러의 블레이드연결부를 관통하는 유로의 직경은 상기 임펠러의 블레이드 두께보다 작은 크기로 관통 형성할 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 사류형 펌프는 임펠러의 블레이드 내부를 관통하는 유로가 형성되되 이 유로의 일단부가 임펠러의 블레이드연결부를 관통하여 임펠러의 후방부로 연통되고 그 타단부가 블레이드의 테두리까지 연장되며 유로의 타단부에 대응되는 케이싱의 내주면에 블레이드의 유로를 따라 안내된 유체가 케이싱의 내주면으로 안내되도록 하는 유로홈을 더 구비함으로써, 기본적으로 유로를 통해 임펠러의 후방부 고압이 임펠러 전방부 저압측으로 이동되면서 임펠러 전, 후방부의 압력분포가 균일하게 되도록 하여 축추력 저감을 도모할 수 있게 되면서 이에 따라 스러스트 베어링의 과대 설계를 방지할 수 있음은 물론 임펠러 전방의 압력 증가에 의해 흡입 성능을 향상시킬 수 있고, 또한 유로가 케이싱의 유로홈까지 연장되도록 하여 케이싱의 내주면의 캐비테이션 발생지경으로 고압을 안내할 수 있게 되면서 결과적으로 캐비테이션의 특성도 향상시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

도 1은 종래 기술에 따른 사류형 펌프를 나타낸 개략도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 사류형 펌프의 축추력저감부인 관통공을 나타낸 임펠러의 개략단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사류형 펌프를 나타낸 요부 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사류형 펌프의 임펠러를 나타낸 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사류형 펌프의 임펠러를 나타낸 개략단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사류형 펌프의 임펠러의 상반부의 전후방에 작용하는 압력분포를 나타낸 요부 개략도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 6에서 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 사류형 펌프는 중앙에 회전축(미도시)이 관통 결합되는 축결합부(31a)가 마련되고 상기 축결합부(31a)의 외주면에 블레이드연결부(31b)가 마련된 임펠러본체(31)와 상기 블레이드연결부(31b)에 그 일단부가 연결되고 그 타단부가 방사상으로 연장되는 복수의 블레이드(32)를 갖는 임펠러(30)와, 상기 임펠러(30)의 테두리를 밀착되게 덮어씌워 상기 임펠러(30)의 축 회전에 대응해서 고정되고 축 방향을 따라 전후방이 개방된 케이싱(40)과, 상기 임펠러(30)의 유체 임펠링시 상기 임펠러(30)의 전방부와 후방부의 압력차이로 인해 축추력이 발생되는 것을 방지하기 위한 축추력저감부를 포함하여 구성된다.

한편, 사류형 펌프는 상기 회전축에 의해 임펠러(30)가 축 회전되면 상기 유입구(41)를 통해 유체가 유입되어 임펠러(30)를 따라 임펠링되면서 그 후방의 배출구(42)로 유체가 배출되는 과정에서 상기 임펠러(30)의 전, 후방부에는 각각 일정한 압력이 가해지는 압력분포가 형성된다.

이러한 압력분포는 상기 케이싱(40)의 유입구(41) 측보다 배출구(42) 측의 압력이 더 세게 작용하는 압력분포를 갖게 된다.

이러한 임펠러(30) 전후방의 불균형한 압력 분포에 의해 서로 간의 힘의 균형이 깨지면서 결과적으로 임펠러(30)가 전방으로 밀려나게 되는 이른바 축추력이 발생하게 된다.

상기 축추력저감부는 이와 같은 축추력 발생을 방지하기 위해서 마련된 것이다.

여기서, 상기 축추력저감부는 상기 임펠러(30)의 블레이드(32) 내부를 관통하는 형상의 유로(33)가 형성되고, 상기 유로(33)의 일단부가 상기 임펠러(30)의 블레이드연결부(31b)를 관통하여 상기 임펠러(30)의 후방부인 케이싱(40)의 배출구(42) 측으로 연통되는 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 임펠러(30)의 블레이드연결부(31b)를 관통하는 유로(33)의 직경은 상기 임펠러(30)의 블레이드(32) 두께보다 작은 크기로 관통 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 유로(33)는 상기 블레이드연결부(31b)와 연결되는 블레이드(32)의 일단부에서 상기 블레이드(32)의 테두리에 해당되는 타단부까지 연통되는 구조로서, 특히, 상기 유로(33)는 상기 블레이드(32)에 대해 대략 방사 방향을 따라 연장되는 직선형 구조로 되어 있다.

한편, 도 3 및 도 4를 참조하여, 상기 유로(33)는 블레이드(32) 내부에서 방사상을 따라 직선 형상으로 관통 연장되어 있지만, 상기 블레이드연결부(31b)와 블레이드(32) 자체가 곡면 구조로 되어 있기 때문에 상기 도 4와 같이 임펠러(30)를 정면에서 보았을 경우 상기 유로(33)는 약간 곡선 형상으로 보이게 되는 것을 나타낸 것이다.

그리고, 상기 유로(33)의 타단부에 대응되는 케이싱(40)의 내주면에는 상기 블레이드(32)의 유로(33)를 따라 안내된 유체가 상기 케이싱(40)의 내주면으로 안내되도록 하는 유로홈(43)이 구비되어 있다.

이러한 상기 유로(33) 및 유로홈(43)은 전체 블레이드(32)에 대응해서 각각 마련되어 있다.

즉, 상기 유로홈(43)도 상기 블레이드(32)의 개수에 대응해서 상기 케이싱(40)의 내주면에 그 원주 방향을 따라 복수개가 마련될 수 있다.

이러한 구성에 따른 본 발명의 일 실시예인 사류형 펌프는 상기 임펠러(30)가 축 회전되면 임펠러(30) 전방의 유체가 이 임펠러(30)의 축 회전되는 블레이드(32)를 따라 후방의 배출구(42)로 임펠링되고, 이와 동시에 임펠러(30) 후방의 고압상태의 유체가 블레이드연결부(31b)를 관통하여 유로(33)를 통해 임펠러(30)의 테두리측으로 안내된 후 상기 테두리측에 대응되는 케이싱(40)의 유로홈(43)을 거쳐 임펠러(30)의 전방으로 안내된다.

이렇게 임펠러(30) 후방부의 고압 상태의 유체가 임펠러(30) 전방부로 안내되도록 하되 특히 임펠러(30) 블레이드(32)의 내부를 따라 유동되어 그 테두리로 안내되도록 함으로써, 우선 상기 임펠러(30) 전방의 유입구(21)를 통해 유입되는 유체의 유동에 방해가 되지 않은 범위내에서 상기 임펠러(30) 전후방부의 압력을 대략 균등하게 유지시킬 수 있도록 하여 축추력을 저감시킬 수 있게 되고, 이와 더불어, 유로(33)를 따라 안내된 유체가 케이싱(40)의 내주면 측으로 흐르는 유동이 이루어지도록 함으로써, 상기 케이싱(40)의 내주면 측의 캐비테이션 발생지역에 고압을 안내할 수 있게 되면서 캐비테이션 특성을 향상시킬 수 있게 된다.

위와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 사류형 펌프는 임펠러의 블레이드 내부를 관통하는 유로가 형성되되 이 유로의 일단부가 임펠러의 블레이드연결부를 관통하여 임펠러의 후방부로 연통되고 그 타단부가 블레이드의 테두리까지 연장되며 유로의 타단부에 대응되는 케이싱의 내주면에 블레이드의 유로를 따라 안내된 유체가 케이싱의 내주면으로 안내되도록 하는 유로홈을 더 구비함으로써, 기본적으로 유로를 통해 임펠러의 후방부 고압이 임펠러 전방부 저압측으로 이동되면서 임펠러 전, 후방부의 압력분포가 균일하게 되도록 하여 축추력 저감을 도모할 수 있게 되면서 이에 따라 스러스트 베어링의 과대 설계를 방지할 수 있음은 물론 임펠러 전방의 압력 증가에 의해 흡입 성능을 향상시킬 수 있고, 또한 유로가 케이싱의 유로홈까지 연장되도록 하여 케이싱의 내주면의 캐비테이션 발생지경으로 고압을 안내할 수 있게 되면서 결과적으로 캐비테이션의 특성도 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 상기의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 이러한 실시예를 종래의 공지 기술과 단순히 조합 적용한 변형예는 물론 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 용이하게 변경하여 이용할 수 있는 모든 기술들은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10 : 임펠러 11 : 축결합부
11a : 관통공 12 : 블레이드
20 : 케이싱 21 : 유입구
22 : 배출구 30 : 임펠러
31 : 임펠러본체 31a :축결합부
31b : 블레이드연결부 32 : 블레이드
33 : 유로 40 : 케이싱
41 : 유입구 42 : 배출구
43 : 유로홈

Claims (6)

1. 중앙에 회전축이 관통 결합되는 축결합부가 마련되고 상기 축결합부의 외주면에 블레이드연결부가 마련된 임펠러본체와, 상기 블레이드연결부에 그 일단부가 연결되고 그 타단부가 방사상으로 연장되는 복수의 블레이드를 갖는 임펠러; 및
   상기 임펠러의 테두리를 밀착되게 덮어씌워 상기 임펠러의 축 회전에 대응해서 고정되고 축 방향을 따라 전후방이 개방된 케이싱;
   을 포함하여 구성되고,
   상기 임펠러의 유체 임펠링시 상기 임펠러의 전방부와 후방부의 압력차이로 인해 축추력이 발생되는 것을 방지하기 위해 상기 임펠러에 축추력저감부가 구비된 사류형 펌프에 있어서,
   상기 축추력저감부는 상기 임펠러의 블레이드 내부를 관통하는 유로가 형성되고 상기 유로의 일단부가 상기 임펠러의 블레이드연결부를 관통하여 상기 임펠러의 후방부로 연통되는 구조로 된 것을 특징으로 하는 사류형 펌프.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유로는 상기 블레이드연결부와 연결되는 블레이드의 일단부에서 상기 블레이드의 테두리에 해당되는 타단부까지 연장되는 구조로 된 것을 특징으로 하는 사류형 펌프.
3. 제2항에 있어서,
   상기 유로는 방사 방향을 따라 연장되는 직선형 구조로 된 것을 특징으로 하는 사류형 펌프.
4. 제2항에 있어서,
   상기 유로의 타단부에 대응되는 케이싱의 내주면에 상기 블레이드의 유로를 따라 안내된 유체가 상기 케이싱의 내주면으로 안내되도록 하는 유로홈이 더 구비된 것을 특징으로 하는 사류형 펌프.
5. 제4항에 있어서,
   상기 유로 및 유로홈은 전체 블레이드에 대응해서 각각 마련된 것을 특징으로 하는 사류형 펌프.
6. 제1항에 있어서,
   상기 임펠러의 블레이드연결부를 관통하는 유로의 직경은 상기 임펠러의 블레이드 두께보다 작은 크기로 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 사류형 펌프.
   
   
   
   

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