KR20130142541A

KR20130142541A - 원심 펌프

Info

Publication number: KR20130142541A
Application number: KR1020120065838A
Authority: KR
Inventors: 전상규; 박상동; 윤주형
Original assignee: 효성굿스프링스 주식회사
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2013-12-30

Abstract

본 발명은, 외부 케이싱; 상기 외부 케이싱의 내측에 일체로 조립되며, 내부에는 수실을 구비하는 내부 케이싱; 상기 내부 케이싱의 수실에 구비되는 회전자 및 고정자; 상기 내부 케이싱의 내부에 설치되며, 베어링에 의해 지지되는 회전축; 상기 내부 케이싱의 일단에 구비되며, 상기 회전축의 일단에 조립되어 유입되는 유체를 유도하는 인듀서; 상기 인듀서의 후단에 위치하며, 상기 회전축의 일단에 조립되어 유입되는 유체를 상기 외부 케이싱과 상기 내부 케이싱 사이에 형성된 디퓨져로 이송시키는 회전차; 상기 내부 케이싱과 상기 회전차 사이에 구비되며, 상기 회전차 후면의 축스러스트를 저감시키는 축스러스트 밸런스 시트; 및 일단은 상기 축스러스트 밸런스 수단과 접지하고, 타단은 상기 내부 케이싱의 수실 내로 삽입되며, 회전차 내로 유입되는 유체를 상기 내부 케이싱의 수실 내로 이동시키는 복수개의 이동홀이 형성되는 밸런스 수단을 포함하는 원심 펌프를 제공한다.
따라서, 회전차의 전단에 축스러스트 밸런스 수단을 구비함으로 인하여 회전차의 축스러스트를 저감시킬 수 있고, 축스러서트 밸런스 수단에 복수개의 리브를 형성하여 와류를 제거함으로써 유체소음과 진동을 감소시킬 수 있으며, 내부 케이싱과 외부 케이싱에 감압홀을 형성하여 수실 내의 압력을 효과적으로 감압시킬 수 있다.

Description

원심 펌프{Centrifugal pump}

본 발명은 원심 펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부 케이싱의 유입구로 유입된 유체를 인듀서와 회전축을 이용하여 외부 케이싱의 유출구로 유출시키는 원심 펌프에 관한 것이다.

대한민국 등록특허 제0616153호에 기재된 종래기술을 참조하면, 일반적으로 원심형 터보기계는 회전차의 회전에 의한 반작용에 의하여 유체에 운동에너지(동압)를 부가하고 이를 압력에너지(정압)로 변환시키는 기계를 말한다. 이러한 원심형 터보기계로는 원심펌프, 원심 압축기 등을 예로 들 수 있다.

유체에 부여된 운동에너지를 압력에너지로 변환시키는데 사용되는 원심형 터보기계로서 종래에는 도 1에 도시된 바와 같은 구조가 일반적으로 채용되었다.

도 1을 참조하면, 원심형 터보기계(10)는 회전축(11)과, 임펠러(12)와, 볼류트 케이싱(Volute casing;13) 및 웨어링(Wearing;14a,14b)을 포함한다.

상기 회전축(11)은 베어링(15)에 의하여 볼류트 케이싱(13)에 회전 가능하게 설치되고, 상기 임펠러(12)는 상기 회전축(11)에 결합되며, 상기 임펠러(12)의 회전에 의하여 발생되는 원심력을 이용하여 유체를 흡입한다.

상기 볼류트 케이싱(13)은 임펠러(12)에 의하여 흡입된 유체가 유입된 곳으로, 흡입된 유체의 동압이 정압으로 바뀌는 곳으로, 상기 볼류트 케이싱(13)에서 흡입된 유체의 운동에너지가 압력에너지로 바뀌게 된다.

상기 웨어링(14a,14b)은 유체의 유출을 방지하여 원심형 터보기계(10)의 효율을 높이기 위한 것으로, 임펠러(12)의 전면과 후면에 각각 설치된다.

이와 같은 구조의 원심형 터보기계(10)의 작동원리를 설명하면 다음과 같다.

볼류트 케이싱(13) 내로 유체를 흡입하기 위하여 임펠러(12)를 밀폐된 볼류트 케이싱(13) 내에서 회전시킨다. 그러면 상기 임펠러(12)에는 원심력이 발생하고, 이 원심력을 이용하여 유체를 흡입한다. 이렇게 흡입된 유체는 볼류트 케이싱(13) 내로 보내지고, 상기 볼류트 케이싱(13) 내에서 유체의 동압이 정압으로 바뀌게 되어 압력에너지를 얻게 된다.

그런데, 임펠러(12)에 의하여 흡입된 유체 중 일부는 볼류트 케이싱(13)으로 유입되지 못하고 임펠러(12)의 전면과 후면에 있는 웨어링(14a,14b)의 틈(16)을 통해 흐르는데, 상기 임펠러(12)의 전면과 후면의 웨어링(14a,14b)의 틈(16)을 통해 흐르는 유체는 상호 압력과 이 압력이 작용하는 면적이 달라 축추력이 작용하게 된다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 임펠러(12)의 전면과 후면의 모양, 임펠러(12)의 전면과 이에 인접한 볼류트 케이싱(13) 벽면 사이의 공간 및 임펠러(12) 후면과 이에 인접한 볼류트 케이싱(13) 벽면 사이에 형성되는 공간의 면적이 상이하기 때문에 형성되는 압력이 다르고, 또한 각 웨어링(14a,14b)의 출구에서 압력이 다르므로 임펠러(12) 후방에서 전방으로 축추력이 발생하는 것이다.

임펠러(12) 후방의 웨어링(14b)의 틈을 통해 흐르는 유체의 각속도는 웨어링(14b)을 통과하기 전의 각속도보다 웨어링(14b)을 통과한 후의 각속도가 큰 값을 가지게 되고, 반경방향으로 그 정압 분포도 차이가 나게 된다. 즉, 웨어링(14b)을 통과하기 전보다 웨어링(14b)을 통과하면서 정압 분포도 차이가 줄어들게 된다.

상기 웨어링(14b)을 통과한 유체의 정압 분포도 웨어링(14b) 아래쪽으로 갈수록 작아지나 전체적으로 그 정압이 일정치 않기 때문에 축추력을 제거하지 못하게 된다. 이 축추력이 발생하게 되면 회전축(11)과 결합된 베어링(15)에 축추력이 전달되는데, 베어링(15)에 전달되는 축추력의 크기가 클수록 베어링(15)에 가해지는 압력이 세져 베어링(15)의 파손 및 주기적으로 베어링(15)을 교체해 주어야 하는 문제점이 있었다.

상기 축추력에 의한 베어링(15)의 파손은 원심형 터보기계(10)의 안정적인 운행에 지장을 주게 된다. 따라서, 원심형 터보기계(10)의 안정적인 운행을 위해서는 상기 축추력을 저감시켜야 하는데, 이 축추력을 저감시키기 위해서는 임펠러(12) 전면과 후면에 작용하는 정압의 차를 줄어야 한다.

이러한 임펠러(12) 전면과 후면에 작용하는 정압차를 줄이기 위하여 종래에는 임펠러(12) 전후에 설치되는 웨어링(14a,14b)의 반경을 변경하여 임펠러(12)와 볼류트 케이싱(13) 사이의 공간에 변화를 주었다. 즉 일반적으로 축추력이 큰 임펠러(12) 후면의 웨어링(14b) 반경을 크게 하여 임펠러(12) 후면에서 발생하던 축추력의 크기를 크게 낮추는 방법이 사용되어 왔다.

그러나, 이러한 웨어링 반경 크기의 변경에 의한 축추력 저감은 그 제작에 많은 시간과 비용이 들어 비경제적인 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 내부 케이싱의 전단에 축스러스트 밸런스 수단을 구비하여 회전차 후면에서 발생되는 축스러스트와 수실 내로 이송되는 유체의 와류를 저감시키고, 내부 케이싱과 외부 케이싱에 감압홀을 형성하여 수실 내의 압력을 감압시키는 원심 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 발명에 있어서, 외부 케이싱; 상기 외부 케이싱의 내측에 일체로 조립되며, 내부에는 수실을 구비하는 내부 케이싱; 상기 내부 케이싱의 수실에 구비되는 회전자 및 고정자; 상기 내부 케이싱의 내부에 설치되며, 베어링에 의해 지지되는 회전축; 상기 내부 케이싱의 일단에 구비되며, 상기 회전축의 일단에 조립되어 유입되는 유체를 유도하는 인듀서; 상기 인듀서의 후단에 위치하며, 상기 회전축의 일단에 조립되어 유입되는 유체를 상기 외부 케이싱과 상기 내부 케이싱 사이에 형성된 디퓨져로 이송시키는 회전차; 상기 내부 케이싱과 상기 회전차 사이에 구비되며, 상기 회전차 후면의 축스러스트를 저감시키는 축스러스트 밸런스 시트; 및 일단은 상기 축스러스트 밸런스 시트와 접지하고, 타단은 상기 내부 케이싱의 수실 내로 삽입되며, 회전차 내로 유입되는 유체를 상기 내부 케이싱의 수실 내로 이동시키는 복수개의 이동홀이 형성되는 밸런스 수단을 포함하는 원심 펌프가 제공된다.

상기 원심 펌프에 있어서, 상기 내부 케이싱의 수실에 구비되는 회전자와 고정자 사이에는 유체가 이동하는 이동유로가 형성될 수 있다.

상기 외부 케이싱은 유체를 유입시키는 유입구가 형성되고, 내측에는 인듀서와 회전차가 위치하는 제1케이싱과, 원통형상을 가지며, 상기 제1케이싱과 체결되는 제2케이싱과, 유체를 유입시키는 유출구가 형성되고, 상기 제2케이싱과 체결되는 제3케이싱을 포함하며, 상기 제1케이싱, 제2케이싱 및 제3케이싱에는 각각 체결수단이 삽입되는 제1체결부, 제2체결부 및 제3체결부가 형성될 수 있다.

상기 외부 케이싱과 상기 내부 케이싱에는 상기 수실 내의 압력을 감압시키는 제1감압홀 및 제2감압홀이 연통되게 형성될 수 있고, 상기 제1감압홀은 상기 제2케이싱에 형성될 수 있다.

상기 축스러스트 밸런스 시트는 상기 내부 케이싱과 접지하는 접지부와, 상기 접지부에서 하부로 경사지게 절곡되며 상기 회전차와 접지하는 절곡부와, 상기 접지부와 상기 절곡부의 외측면에 설치되며 상기 수실 내로 유입되는 유체에서 발생되는 와류에 의해 진동이 유발되는 것을 방지하는 복수개의 와류제거용 리브를 포함할 수 있고, 상기 접지부에는 상기 회전차 내로 유입되는 유체를 상기 밸런스 수단의 이동홀로 이동시키는 복수개의 유동홀이 형성되고, 상기 절곡부의 중앙부에는 상기 회전축이 통과하는 통과홀이 형성되며, 상기 유동홀과 상기 이동홀은 연통할 수 있으며, 상기 복수개의 유동홀은 상기 복수개의 와류제거용 리브 사이에 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 원심 펌프에 따르면, 내부 케이싱과 회전차 사이에 축스러스트 밸런스 수단을 구비함으로 인하여 회전차 후면의 축스러스트를 제거할 수 있어 내부 케이싱 내에 위치하는 회전축을 지지하는 베어링의 수명을 향상시킬 수 있고, 축스러서트 밸런스 수단에 복수개의 리브가 구비되어 와류를 제거함으로써 유체소음과 진동을 감소시킬 수 있으며, 내부 케이싱과 외부 케이싱에 감압홀을 형성하여 수실 내의 압력을 효과적으로 감압시킬 수 있다.

도 1은 종래의 원심형 터보기계를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 원심 펌프를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 축스러스트 밸런스 시트를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 밸런스 수단을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 2의 요부 확대 단면도이다.
도 6은 도 4의 축스러스트 밸런스 시트와 밸런스 수단을 통해 축 스러스트가 저감되는 상태를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 원심 펌프를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 축스러스트 밸런스 시트를 도시한 사시도이며, 도 4는 도 2에 도시된 밸런스 수단을 도시한 사시도이고, 도 5는 도 2의 요부 확대 단면도이며, 도 6은 도 4의 축스러스트 밸런스 시트와 밸런스 수단을 통해 축 스러스트가 저감되는 상태를 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 원심 펌프(100)는, 외부 케이싱(110)과, 내부 케이싱(120)과, 회전자(132)와, 고정자(134)와, 회전축(140)과, 인듀서(150)와, 회전차(160)와, 축스러스트 밸런스 시트(170)와, 밸런스 수단(180)을 포함한다.

상기 외부 케이싱(110)은 제1케이싱(112)과 제2케이싱(114) 및 제3케이싱(116)을 포함한다. 분리된 상기 제1케이싱(112)과 제2케이싱(114) 및 제3케이싱(116)은 체결수단(118)에 의해 일체로 체결된다.

상기 제1케이싱(112)의 내측에는 후술되는 인듀서(150)와 회전차(160)가 위치하며, 상기 제1케이싱(112)의 일측에는 유체를 유입시키는 유입구(112-1)가 형성된다.

상기 제1케이싱(112)의 타측 외측면에는 제2케이싱(114)의 일측과 체결되는 제1체결부(112-2)가 형성된다. 상기 제1체결부(112-2)에는 제1체결공(112-3)이 형성되는데, 상기 제1체결공(112-3)으로 상기 체결수단(118)이 삽입됨으로 인하여 상기 제1케이싱(112)과 상기 제2케이싱(114)이 체결되게 된다.

상기 제2케이싱(114)은 원통형상으로 상기 제1케이싱(112)과 체결된다. 상기 제2케이싱(114)의 일단 외측면에는 상기 제1체결부(112-2)와 대응되는 제2체결부(114-1)가 형성되고, 상기 제2체결부(114-1)에는 제2체결공(114-2)이 형성된다.

상기 제1체결부(112-2)의 제1체결공(112-3)과 상기 제2체결부(114-1)의 제2체결공(114-2)으로 체결수단(118)이 삽입됨으로 인하여 상기 제1케이싱(112)과 상기 제2케이싱(114)이 체결되어 연결되게 된다.

상기 제2케이싱(114)과 체결되는 제3케이싱(116)의 일측에는 상기 제1케이싱(112)의 유입구(112-1)로 유입된 유체가 유출되는 유출구(116-1)가 형성된다. 상기 제3케이싱(116)의 타측 외측면에는 상기 제2케이싱(114)의 제2체결부(114-1)와 접지되는 제3체결부(116-2)가 형성된다.

상기 제3체결부(116-2)에는 제3체결공(116-3)이 형성된다. 상기 제3체결공(116-3)과 상기 제2체결공(114-2)으로 체결수단(118)이 삽입됨으로 인하여 상기 제3케이싱(116)과 상기 제2케이싱(114)이 체결되어 연결되게 된다.

상기 제1케이싱(112)과 제2케이싱(114) 및 제3케이싱(116)이 체결수단(118)에 의해 체결됨으로써 일체로 연결되는 상기 외부 케이싱(110)의 내측에는 내부 케이싱(120)이 구비된다.

상기 내부 케이싱(120)은 상기 외부 케이싱(110) 내측에 일체로 조립되며, 상기 내부 케이싱(120)의 내부에는 수실(122)이 구비된다. 상기 수실(122)에는 회전자(132)와 고정자(134)가 구비되며, 상기 회전자(132)와 상기 고정자(134)는 후술되는 회전축(140)을 회전시키는 역할을 한다. 상기 회전자(132)와 고정자(134)는 본 발명에 따른 원심 펌프(100)에 일반적으로 구비되어 사용되는 것으로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 본 발명에 따른 원심 펌프(100)에 적용되는 상기 회전자(132)와 고정자(134) 사이에는 상기 수실(122)로 유입된 유체가 이동하는 이동통로(136)가 형성된다.

상기 외부 케이싱(110)과 상기 내부 케이싱(120)의 사이에는 상기 유입구(112-1)로 유입된 유체가 이동하는 디퓨져(119)가 형성된다. 상기 디퓨져(119)는 상기 유입구(112-1)로 유입된 유체를 상기 유출구(116-1)로 이송시키는 역할을 한다.

상기 내부 케이싱(120)의 내부에는 회전축(140)이 구비된다. 상기 회전축(140)의 일측에는 인듀서(150)와 회전차(160)가 장착되며, 상기 회전축(140)은 상기 인듀서(150)와 상기 회전차(160)를 회전시키는 역할을 하며, 상기 회전축(140)은 상기 회전자(132)와 고정자(134)에 의해 회전하게 된다.

상기 인듀서(150)는 상기 회전축(140)의 일단에 장착되어 상기 제1케이싱(112)의 유입구(112-1)로 유입되는 유체를 유도하는 역할을 한다. 상기 회전차(160)는 상기 회전축(140)의 일단에 장착된 상기 인듀서(150)의 후단에서 상기 회전축(140)에 장착된다. 상기 회전차(160)는 상기 유입구(112-1)로 유입된 유체를 상기 외부 케이싱(110)과 상기 내부 케이싱(120) 사이에 형성된 디퓨져(119)와 상기 내부 케이싱(120)의 수실(122)로 이동시키는 역할을 한다.

상기 제1케이싱(112)와 제2케이싱(114) 및 제3케이싱(116)으로 이루어지는 외부 케이싱(110)과 상기 외부 케이싱(110)의 내측에 일체로 조립되는 상기 내부 케이싱(120)에는 각각 제1감압홀(110-1)과 제2감압홀(120-1)이 형성된다.

상기 제1감압홀(110-1)과 상기 제2감압홀(120-1)은 상기 내부 케이싱(120)의 내부에 구비되는 수실(122)의 압력을 감압시키기 위한 것으로, 상기 제1감압홀(110-1)과 제2감압홀(120-1)은 연통되며, 연통된 상기 제1감압홀(110-1)과 제2감압홀(120-1)에는 파이프 또는 호스 등과 같은 관통부재(L)가 삽입되어 상기 관통부재(L)를 통해 상기 수실(122) 내부의 공기를 외부로 배출시킴으로써 상기 수실(122) 내부의 압력을 감압시키게 된다.

상기 내부 케이싱(120)과 상기 회전차(160) 사이에는 축스러스트 밸런스 시트(170)가 구비되며, 상기 축스러스트 밸런스 시트(170)는 상기 회전차(160) 후면의 축스러스트를 저감시키는 역할을 한다.

상기 축스러스트 밸런스 시트(170)는 접지부(172)와 절곡부(174) 및 와류제거용 리브(176)를 포함한다. 상기 접지부(172)는 상기 내부 케이싱(120)과 접지하고, 상기 절곡부(174)는 상기 접지부(172)에서 하부로 경사지게 절곡되며 상기 회전차(160)과 접지한다.

상기 접지부(172)와 상기 절곡부(174)가 각각 상기 내부 케이싱(120)과 상기 회전차(160)와 접지함으로 인하여 상기 회전차(160)가 유체를 유입하면서 발생되는 축스러스트가 상기 내부 케이싱(120)으로 전달되는 것을 방지하게 된다.

상기 접지부(172)와 상기 절곡부(174)의 외측면에는 복수개의 와류제거용 리브(176)가 설치된다. 상기 복수개의 와류제거용 리브(176)는 상기 내부 케이싱(120)의 수실(122) 내로 유입되는 유체에서 발생되는 와류에 의해 진동이 유발되는 것을 방지하는 역할을 한다.

상기 축스러스트 밸런스 시트(170)와 상기 내부 케이싱(120)의 사이에는 밸런스 수단(180)이 구비된다. 상기 밸런스 수단(180)의 일단은 상기 축스러스트 밸런스 시트(170)와 접지하고, 타단은 상기 내부 케이싱(120)의 수실(122) 내부로 삽입된다. 상기 밸런스 수단(180)은 상기 축스러스트 밸런스 시트(170)와 동일하게 상기 회전차(160) 후면의 축스러스트를 저감시키는 역할을 한다. 상기 밸런스 수단(180)에는 상기 회전차(160) 내로 유입되는 유체를 상기 내부 케이싱(120)의 수실(122) 내로 이동시키는 복수개의 이동홀(182)가 형성된다.

상기 밸런스 수단(180)의 상기 이동홀(182)로 인하여 상기 디퓨져(119)로만 이동되는 유체로 인하여 상기 회전차(160)로 송출되는 유체의 송출압을 낮추게 되어 상기 회전차(160) 후면의 축스러스트를 저감시키게 된다.

상기 접지부(172)에는 상기 회전차(160) 내로 유입되는 유체를 상기 밸런스 수단(180)의 이동홀(182)로 이동시키는 복수개의 유동홀(172-1)이 형성되고, 상기 절곡부(174)의 중앙부에는 상기 회전축(140)이 통과하는 통과홀(174-1)이 형성된다.

상기 축스러스트 밸런스 시트(170)에 형성되는 유동홀(172-1)과 상기 밸런스 수단(180)에 형성되는 이동홀(182)은 상기 축스러스트 밸런스 시트(170)와 상기 밸런스 수단(180)이 접지될 때 서로 연통된다. 상기 유동홀(172-1)과 상기 이동홀(182)은 상기 회전차(160) 내로 유입된 유체를 상기 내부 케이싱(120)의 수실(122) 내로 이동시키는 역할을 한다.

상기 축스러스트 밸런스 시트(170)의 접지부(172)에 형성되는 복수개의 유동홀(172-1)은 상기 접지부(172)와 상기 절곡부(174) 외측면에 설치되는 복수개의 와류제거용 리브(176) 사이에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 복수개의 와류제거용 리브(176)가 상기 축스러스트 밸런스 시트(170)의 유동홀(172-1)로 유입되는 유체의 유동로를 한정함으로 인하여 상기 축스러스트 밸런스 시트(170)를 통과한 후 상기 밸런스 수단(180)으로 유입되는 유체가 와류를 발생시키지 않으면서 일정한 방향성을 유지하게 된다. 그로 인하여 유체소음과 진동을 감소시키게 된다.

상기 밸런스 수단(180)은 상부에서 하부로 경사지도록 절곡되게 홈(184)이 형성된 형상을 가진다. 상기 홈(184)의 중앙부에는 상기 회전축(140)이 관통하는 관통홀(186)이 형성된다.

상기 제1케이싱(112)과 상기 제2케이싱(114) 및 상기 제3케이싱(116)으로 이루어진 상기 외부 케이싱(110)의 내부에 구비되어 상기 인듀서(150)와 상기 회전차(160)를 회전시키는 상기 회전축(140)은 베어링(190)에 의해 지지되며, 상기 베어링(190)으로는 볼 베어링이 사용된다.

상기 회전축(140)을 지지하는 베어링(190)의 수명은 펌프의 환경, 설계의 안전율 등에 의해 평균의 수명보다 짧은 것이 보통이나, 와류를 제거하는 와류제거용 리브(176)와 축스러스트를 저감시키는 축스러스트 밸런스 시트(170) 및 밸런스 수단(180)을 통하여 하중을 적게 받는 장점을 가지며, 베어링의 사용수명이 연장된다.

따라서, 내부 케이싱과 회전차 사이에 축스러스트 밸런스 시트를 구비함으로 인하여 회전차 후면의 축스러스트를 제거할 수 있어 내부 케이싱 내에 위치하는 회전축을 지지하는 베어링의 수명을 향상시킬 수 있고, 축스러서트 밸런스 시트에 복수개의 리브가 구비되어 와류를 제거함으로써 유체소음과 진동을 감소시킬 수 있으며, 내부 케이싱과 외부 케이싱에 감압홀을 형성하여 수실 내의 압력을 효과적으로 감압시킬 수 있다.

도 6을 참조하여, 축스러스트 밸런스 시트(170)와 밸런스 수단(180)에 의해 회전차(160) 후면의 축스러스트가 저감되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

외부 케이싱(110)의 유입구(112-1)로 유입된 유체는 인듀서(140)에 의해 회전차(160)를 통과하여 디퓨져(119)로 이송된다. 유입된 유체가 디퓨져(119)로만 이송됨으로 인하여 회전차(160)의 후면에는 축스러스트가 발생되는데, 회전차(160)의 후면의 축스러스트를 저감시키기 위해 회전차(160)과 내부 케이싱(120) 사이에 구비되는 축스러스트 밸런스 시트(170)와 밸런스 수단(180)에 각각 유체가 이동되는 유동홀(172-1)과 이동홀(182)을 형성한다. 상기 유동홀(172-1)과 이동홀(182)에 의해 유체가 내부 케이싱(120) 내부 케이싱(120)의 수실로 이동됨으로 인하여 상기 회전차(160) 후면으로 송출되는 유체의 송출압과 압력을 낮추게 되고, 그로 인해 상기 회전차(160) 후면의 축스러스트를 저감시키게 된다.

또한, 내부 케이싱(120) 내부의 수실(122)의 압력이 상승할 경우에는 상기 외부 케이싱(110)과 상기 내부 케이싱(120)에 연통되게 형성되는 제1감압홀(110-1)과 제2감압홀(120-1)을 통하여 상기 수실(122) 내부의 압력을 저감시켜 항상 흡입압에 가깝게 유지할 수 있다.

따라서, 내부 케이싱(120)과 회전차(160) 사이에 축스러스트 밸런스 시트 (170)를 구비함으로 인하여 회전차(160) 후면의 축스러스트를 제거할 수 있어 내부 케이싱(120) 내에 위치하는 회전축(130)을 지지하는 베어링(190)의 수명을 향상시킬 수 있고, 축스러서트 밸런스 시트(170)에 복수개의 와류제거용 리브(176)가 구비되어 와류를 제거함으로써 유체소음과 진동을 감소시킬 수 있으며, 외부 케이싱(110)과 내부 케이싱(120)에 각각 감압홀(110-1,120-1)을 형성하여 수실(122) 내의 압력을 효과적으로 감압시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 원심 펌프 110 : 외부 케이싱
112 : 제1케이싱 114 : 제2케이싱
116 : 제3케이싱 118 : 체결수단
119 : 디퓨져 120 : 내부 케이싱
132 : 회전자 134 : 고정자
136 : 이동유로 140 : 회전축
150 : 인듀서 160 : 회전차
170 : 축스러스트 밸런스 시트 180 : 밸런스 수단

Claims

외부 케이싱;
상기 외부 케이싱의 내측에 일체로 조립되며, 내부에는 수실을 구비하는 내부 케이싱;
상기 내부 케이싱의 수실에 구비되는 회전자 및 고정자;
상기 내부 케이싱의 내부에 설치되며, 베어링에 의해 지지되는 회전축;
상기 내부 케이싱의 일단에 구비되며, 상기 회전축의 일단에 조립되어 유입되는 유체를 유도하는 인듀서;
상기 인듀서의 후단에 위치하며, 상기 회전축의 일단에 조립되어 유입되는 유체를 상기 외부 케이싱과 상기 내부 케이싱 사이에 형성된 디퓨져로 이송시키는 회전차;
상기 내부 케이싱과 상기 회전차 사이에 구비되며, 상기 회전차 후면의 축스러스트를 저감시키는 축스러스트 밸런스 시트; 및
일단은 상기 축스러스트 밸런스 시트와 접지하고, 타단은 상기 내부 케이싱의 수실 내로 삽입되며, 회전차 내로 유입되는 유체를 상기 내부 케이싱의 수실 내로 이동시키는 복수개의 이동홀이 형성되는 밸런스 수단을 포함하는 원심 펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 내부 케이싱의 수실에 구비되는 회전자와 고정자 사이에는 유체가 이동하는 이동유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 원심 펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 외부 케이싱은,
유체를 유입시키는 유입구가 형성되고, 내측에는 인듀서와 회전차가 위치하는 제1케이싱과,
원통형상을 가지며, 상기 제1케이싱과 체결되는 제2케이싱과,
유체를 유입시키는 유출구가 형성되고, 상기 제2케이싱과 체결되는 제3케이싱을 포함하며,
상기 제1케이싱, 제2케이싱 및 제3케이싱에는 각각 체결수단이 삽입되는 제1체결부, 제2체결부 및 제3체결부가 형성되는 원심 펌프.
청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한 항에 있어서,
상기 외부 케이싱과 상기 내부 케이싱에는 상기 수실 내의 압력을 감압시키는 제1감압홀 및 제2감압홀이 연통되게 형성되며, 상기 제1감압홀은 상기 제2케이싱에 형성되는 것을 특징으로 하는 원심 펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 축스러스트 밸런스 시트는,
상기 내부 케이싱과 접지하는 접지부와,
상기 접지부에서 하부로 경사지게 절곡되며, 상기 회전차와 접지하는 절곡부와,
상기 접지부와 상기 절곡부의 외측면에 설치되며, 상기 수실 내로 유입되는 유체에서 발생되는 와류에 의해 진동이 유발되는 것을 방지하는 복수개의 와류제거용 리브를 포함하는 원심 펌프.
청구항 5에 있어서,
상기 접지부에는 상기 회전차 내로 유입되는 유체를 상기 밸런스 수단의 이동홀로 이동시키는 복수개의 유동홀이 형성되고, 상기 절곡부의 중앙부에는 상기 회전축이 통과하는 통과홀이 형성되며, 상기 유동홀과 상기 이동홀은 연통하는 것을 특징으로 하는 원심 펌프.
청구항 5 또는 청구항 6 중 어느 한 한에 있어서,
상기 복수개의 유동홀은 상기 복수개의 와류제거용 리브 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 원심 펌프.