KR20140002898U - 매체 운반용 펌프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 영구 자석 회전자(3)를 구비하는 싱크로 모터(2) 및 두 개의 파이프 플랜지(9, 10)를 포함하는 액상 매체, 점성 매체 또는 고체를 운반하기 위한 펌프에 관한 것으로,
상기 펌프는,
- 상기 회전자(3)가 하나 이상의 베어링(6)에 의해 고정자(4)와 간격을 유지하고,
- 상기 회전자(3)는 하나 이상의 임펠러 휠(8)을 구비하며,
- 상기 싱크로 모터(2)는 상기 파이프 플랜지(9, 10) 사이에 분리 가능하게 배열되는 것을 특징으로 한다.

Description

매체 운반용 펌프{PUMP FOR PUMPING LIQUID}

본 고안은 매체 운반용 펌프에 관한 것이다. 특히, 본 고안은 싱크로 모터를 포함하는 매체를 운반하기 위한 펌프에 관한 것으로, 상기 싱크로 모터는 영구 자석 회전자 및 고정자를 구비한다.

종래 기술에 싱크로 모터를 포함하는 다수의 펌프가 공지되어 있다. 그러나, 이러한 장치의 대부분은 복잡한 구성을 가지며, 최적의 효율성을 발휘하지 못한다.

본 고안의 목적은 단순한 구성으로 높은 효율성을 발휘하고 펌프 내에서 표층 플로우 진행(laminar flow progression)을 보장하는 펌프를 제공하는 것이다.

본 고안의 상기한 목적은 청구항 1항의 특징을 갖는 펌프를 통해 달성된다: 즉, 액상 매체, 점성 매체 또는 고체를 운반하기 위한 상기 펌프는 싱크로 모터를 포함하며, 상기 싱크로 모터는 영구 자석 회전자 및 고정자와 파이프 플랜지를 구비하며, 상기 회전자는 하나 이상의 베어링을 통해 상기 고정자와 간격을 유지하고, 상기 회전자는 하나 이상의 임펠러 휠(impeller wheel)을 구비하며, 상기 싱크로 모터는 상기 파이프 플랜지 사이에서 분리가능하게 배열된다.

상기 고정자는 고정되어 있고 이동 불가능한 장치의 부품으로 이해할 수 있다.

상기 고정자에 대응하는 부품은 회전자로 명시되며, 상기 회전자는 이동할 수 있고 회전 가능한 장치의 부품을 나타낸다.

상기 싱크로 모터는 일반적으로 고정자와 회전자로 구성된다.

상기 싱크로 모터는 엔진 작동의 싱크로 장치에 해당하며, 상기 싱크로 장치의 경우, 영구 자석 로터(rotor), 즉 회전자를 감싸고 있는 고정자에서 이동된 자성을 띠는 회전 자장에 의해 동기화를 수반하게 된다. 작동하는 싱크로 모터는 교류 전압을 위해 동기화 작동을 한다.

로터에 있는 자장, 바람직하게는 로터로서 자화(magnetized)된 페라이트-실린더는 영구 자석을 통해 생성된다. 고정자 코일은 특히 대형 싱크로 장치에서 바람직하게는 적합하게 조절된 교류 전류를 갖는 주파수 컨버터를 통해 작동된다. 이로써, 가변적인 회전수를 갖는 구동 장치의 최대 성능이 발휘될 수 있다.

스위치 작동시, 고정자 회전 자장은 즉각적으로 동기 속도(synchronous speed)로 회전한다. 상기 로터는 관성 모멘트 때문에 약간의 가속 시간을 필요로 한다. 따라서, 상기 싱크로 모터는 기동 보조 장치, 바람직하게는 스타트 케이지(start cage)를 필요로 한다. 로터가 동기 속도에 근접하여 도달될 경우, 회전자가 회전하는 고정자 회전 자장으로 삽입되도록 로터 권선(rotor winding)의 여자 전류(exciting current)가 스위칭 된다.

상기 임펠러 휠은 펌프의 작동 및 회전하는 부품에 해당한다. 바람직하게는 상기 임펠러 휠은 회전자의 부품이다.

상기 임펠러 휠은 (가이드) 날개, 윙 또는 회전자 판의 기어로 구성되며, 상기 회전자 판은 바람직하게는 적합한 고정 장치를 통해 회전자에 고정된다.

상기 임펠러 휠은 바람직하게는 회전자와 응축 결합 되어 있다. 또한, 부품의 주물 제조에 접합하거나 또는 임펠러 휠과 회전자 사이의 용접 결합에도 적합하다. 특히 바람직하게는 분리될 수 있는 형상 끼워 맞춤 연결에도 적합하다.

바람직하게는 상기 임펠러 휠은 비철 금속, 금속 또는 플라스틱으로 구성된다.

플랜지의 사용은 회전자 단면이 밀봉되어 있지만 분리 가능하게 서로 연결되는 방법을 나타낸다. 밀봉에 있어서 중요한 것은 원형 형태의 밀봉 면을 그 중간에 놓여 있는 밀봉 장치에 가하는 접점 압력이다. 상기 접점 압력은 바람직하게는 나사 연결을 통해 달성되며, 상기 나사 연결은 보어를 통해 플랜지의 플랜지 판으로 삽입되어 있다.

베어링은 작동하는 부품을 서로 가이드 하기 위한 장치 구성 요소에 해당한다. 상기 베어링은 원하는 자유도(degree of freedom)에서 작동을 가능하게 하고, 원하지 않는 자유도에서는 작동을 억제한다.

본 고안의 바람직한 실시 형태는 베어링이 슬라이딩 베어링, 롤러 베어링 또는 볼 베어링으로 제공된다는 것이다.

이로 인해, 마찰 및 성능 손실과 마모가 가능하면 적게 발생 될 수 있다. 바람직하게는, 레이디얼 베어링, 특히 바람직하게는 레이디얼-축-베어링(레이디얼 축 베어링)이 제공되는 것이다. 특히 바람직하게는 효율성이 매우 높은 유체 정역학적 슬라이딩 베어링이 사용되는 것이다.

본 고안의 또 다른 바람직한 실시 형태는 상기 베어링이 고정자와 회전자 사이에 배열되도록 제공되는 것이다. 상기 베어링은 상기 회전자의 표면 및 상기 고정자의 내부 면에 배열되어 있다. 상기 베어링, 회전자 및 고정자는 바람직하게는 중공 원형 형태를 구비하는 것이다.

바람직하게는, 상기 베어링은 상기 싱크로 모터 내에서 상기 고정자와 회전자를 슬라이딩 없이 최적으로 설치하기 위해 상기 고정자와 회전자 사이에서 방사상 방향 및/또는 축 방향으로 배열되어 있다.

상기 고정자와 회전자 사이에 베어링이 제공됨으로써 상기 싱크로 모터에 높은 효율성에서 거의 손실 없이 균일한 회전 작동이 보장된다.

본 고안의 또 다른 실시 형태는 추가로 적어도 하나 이상의 베어링 캐리어가 제공되는 것이다.

이로 인해, 상기 회전자가 펌프 내에 설치될 수 있다. 상기 베어링 캐리어는 바람직하게는 샤프트를 삽입하기 위해 마운팅 부재, 바람직하게는 개구를 구비하며, 상기 개구는 상기 펌프의 종 방향 중앙으로 뻗어 있다.

본 고안의 또 다른 바람직한 실시 형태는 상기 베어링 캐리어가 샤프트를 구비하도록 제공되는 것이다.

상기 샤프트는 가장 단순한 바 형태(bar shape)인 기계 요소이며, 상기 기계 요소는 회전 운동 및 회전 토크를 전달하기 위해 사용된다. 상기 샤프트는 축과 달리 회전 토크를 전달하고, 비틀림이 요구된다.

상기 베어링 캐리어는 상기 베어링 캐리어에 상기 샤프트가 삽입되도록 형성되어 있다.

본 고안의 또 다른 바람직한 실시 형태는 상기 샤프트가 임펠러 휠을 가이드 하도록 사용되는 것이다.

이로 인해, 상기 임펠러 휠과 이와 함께 상기 회전자가 정확하게 상기 펌프의 중앙으로 가이드 될 수 있다.

바람직하게는 상기 회전자와 연결되어 있는 상기 임펠러 휠이 상기 샤프트와 단단하게 연결된다.

바람직하게는 응축 결합 연결(부품 주조 또는 용접) 또는 형상 끼워 맞춤 연결(제비 꼬리 형태로 끼움 또는 전나무 형태로 끼움)이 선택된다. 이로 인해, 회전 토크를 상기 샤프트로 전달하기 위해서 뿐 아니라, 빠르게 회전하는 대형 기계에서 자주 발생하는 원심력 조절을 위해서도 견인력이 제공된다.

본 고안의 또 다른 바람직한 실시 형태는 하나 이상의 베어링이 상기 베어링 캐리어와 상기 샤프트 사이에 배열되도록 제공되는 것이다.

이로 인해, 상기 베어링 내에서 마찰 및 성능 손실과 마모가 가능하면 적게 발생될 수 있다. 상기 샤프트는 회전 운동을 지속적으로 실시할 수 있다.

본 고안의 또 다른 바람직한 실시 형태는 상기 베어링 캐리어가 고정자와 연결되도록 제공되는 것이다.

이로 인해, 상기 베어링 캐리어가 단순한 방식과 방법으로 상기 고정자에 고정되고, 상기 펌프 내에 설치될 수 있다. 고정은 바람직하게는 용접 연결 또는 복합 연결에 의하여 실시된다.

특히 바람직하게는 상기 베어링 캐리어는 고정자와 단단한 연결부를 구비한다. 이로 이해, 상기 베어링 캐리어는 - 필요할 경우 버팀대를 이용하여 - 상기 고정자와 연결될 수 있다.

연결 강도를 높이기 위해, 특히 바람직하게는, 상기 고정자와 두 개, 세 개, 네 개 또는 그 이상의 단단한 고정이 제공된다.

본 고안의 또 다른 바람직한 실시 형태는 상기 매체는 액상 매체, 점성 매체 또는 고체로 된 매체이다.

이로 인해, 액상 매체 및 점성 매체와 함께 자갈, 바위 가루 등등도 제공될 수 있다.

본 고안의 또 다른 바람직한 실시 형태는 상기 펌프가 파이프 시스템으로 통합될 수 있도록 제공된다.

상기 싱크로 모터의 두 측면에 상기 파이프 플랜지가 설치됨으로써 상기 펌프는 기존의 모든 파이프 시스템에 용이하게 설치되거나 또는 상기 시스템에 통합될 수 있다.

본 고안의 바람직한 실시예는 아래에서 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명된다.

도 1은 본 고안에 따른 펌프의 사시도,
도 2는 도 1의 본 고안에 따른 펌프의 종단면도,
도 3은 도 1의 다른 실시예의 종단면도,
도 4는 도 3의 A 부분의 확대도이다.

도 1은 본 고안에 따른 펌프(1)의 사시도이다. 펌프(1)는 기본적으로 세 부분, 즉 하우징이 제공된 싱크로 모터(2), 및 싱크로 모터(2)의 좌우측에 연결된 파이프 플랜지(9, 10)로 구분된다.

도 2는 본 고안에 따른 펌프의 구체적인 부품을 종단면으로 도시하였다. 도 2와 관련하여, 먼저 구체적인 부품을 설명하고, 이어서 이들의 상호 작용을 상세하게 설명한다.

도 2에 따른 펌프는, 회전자(3)와 고정자(4)로 구성된 싱크로 모터(2), 슬라이딩 베어링(5), 임펠러 휠(8) 및 두 개의 파이프 플랜지(9, 10)를 포함한다.

상기 싱크로 모터(2)의 회전자(3)는 임펠러 휠(8)을 포함한다. 상기 임펠러 휠(8)은 날개/윙의 기어로 구성되며, 상기 날개는 적합한 고정 방법에 의해 회전자(3)에 연결된다. 본 고안에 따르면 상기 임펠러 휠(8)은 용접 연결 또는 형상 끼워 맞춤 또는 억지 끼워 맞춤으로 회전자(3)와 단단하게 연결되어 있다.

상기 (회전 대칭)회전자(3)는, 싱크로 모터(2)의 두 개의 구성 요소가 서로 부딪치지 않도록, 즉 물리적으로 직접 접촉하지 않도록 고정자(4) 방향으로 배열되어 있다. 이러한 접촉 없는 상태를 유지하기 위해, 두 개의 슬라이딩 베어링(5)이 제공된다. 또한, 상기 슬라이딩 베어링(5)은 회전자(3)의 표면 두 외부 영역에 방사상 방향으로 중공 원형 형태로 배열된다.

또한, 상기 슬라이딩 베어링(5)은 고정자(4) 내면 맞은편 두 영역에 위치하고 있으므로 상기 회전자(3)와 고정자(4)의 직접적인 접촉이 불가능하다.

상기 싱크로 모터(2)는 두 개의 파이프 플랜지(9 및 10) 사이에 나사 연결(도시되지 않음)을 통해 분리 가능하게 연결되어 있다.

본 고안에 따른 펌프(1)의 경우, 영구 자석 회전자(3)가 방사상 방향으로 지속적으로 회전 운동할 때 액체, 점성체 및 고체가 효과적이고 지속적으로 운반될 수 있다. 상기 임펠러 휠의 균일한 회전과 함께 운반되는 매체의 난류는 방지되어야 한다.

도 3은 도 1의 본 고안의 펌프의 다른 실시예의 구체적인 부품을 종단면도로 도시하고 있다. 도 3과 관련하여, 먼저 구체적인 부품을 설명하고, 이어서 상기 부품들의 상호 작용을 상세하게 설명한다.

도 3에 따른 펌프는, 회전자(3)와 고정자(4)로 구성된 싱크로 모터(2), 슬라이딩 베어링(5), 베어링 캐리어(6), 샤프트(7), 임펠러 휠(8) 및 두 개의 파이프 플랜지(9, 10)를 포함한다.

상기 싱크로 모터(2)의 회전자(3)는 임펠러 휠(8)을 포함한다. 상기 임펠러 휠(8)은 날개/윙의 기어로 구성되며, 상기 날개는 적합한 고정 방법을 통해 상기 회전자(3)와 연결된다. 본 고안에 따르면 상기 임펠러 휠(8)은 용접 연결, 또는 형상 끼워 맞춤 또는 억지 끼워 맞춤으로 회전자(3)와 연결되어 있다.

상기 회전자(3)는, 싱크로 모터(2)의 두 개의 구성 요소가 서로 부딪치지 않도록, 즉 물리적으로 직접 접촉하지 않도록 상기 고정자(4) 방향으로 배열되어 있다. 이러한 접촉 없는 상태를 유지하기 위해, 두 개의 슬라이딩 베어링(5), 두 개의 베어링 캐리어(6)와 샤프트(7)가 제공된다.

상기 베어링 캐리어(6)는 펌프(1) 내에서 임펠러 휠(8)의 두 측면에 대해 방사상 방향으로 십자형으로 뻗어 있다. 또한, 상기 베어링 캐리어(6)는 고정자(4)와 단단하게 연결되어 있다. 상기 베어링 캐리어(6)는 샤프트(7)의 베어링으로 사용된다. 상기 베어링 캐리어(6)와 샤프트(7) 사이에는 슬라이딩 베어링(5)이 제공된다.(도 4). 상기 슬라이딩 베어링(5)은 샤프트(7) 둘레에 두 단부의 영역에 배열되어 있다.

상기 싱크로 모터(2)는 두 개의 파이프 플랜지(9 및 10) 사이에 나사 연결(도시되지 않음)을 통해 분리 가능하게 연결되어 있다.

본 고안에 따른 펌프(1)의 경우, 영구 자석 회전자(3)가 방사상 방향으로 지속적으로 회전 운동할 때 액체, 점성체 및 고체가 효과적이고 지속적으로 운반될 수 있다. 상기 펌프(1) 내의 난류를 방지하기 위해, 바람직하게는 마개/팁(tip)이 샤프트(7)의 두 단부에 씌워진다(도시되지 않음). 상기 마개는 반구와 유사한 형태 또는 벨(bell)과 유사한 형태를 가지며, 이러한 형태는 펌프 내에서 플로우 양상에 맞게 조절된다.

본 고안에 따른 펌프를 통해 콤팩트한 유닛이 제공되며, 이러한 유닛은 단순한 기술적 구성 및 적은 부품 수량에 특징이 있고, 더 나아가 높은 효율성을 가지며, 거의 표층 플로우 진행을 보장한다.

1: 펌프
2: 싱크로 모터
3: 회전자
4: 고정자
5: 베어링
6: 베어링 캐리어
7: 샤프트
8: 임펠러 휠
9: 첫 번째 파이프 플랜지
10: 두 번째 파이프 플랜지

Claims (10)

1. 영구 자석 회전자(3)를 구비하는 싱크로 모터(2) 및 두 개의 파이프 플랜지(9, 10)를 포함하는 액상 매체, 점성 매체 또는 고체를 운반하기 위한 펌프에 있어서,
   - 상기 회전자(3)는 하나 이상의 베어링(6)에 의해 고정자(4)와 간격을 유지하고,
   - 상기 회전자(3)는 하나 이상의 임펠러 휠(8)을 구비하며,
   - 상기 싱크로 모터(2)는 상기 파이프 플랜지(9, 10) 사이에 분리 가능하게 배열되는 것을 특징으로 하는 펌프.
2. 제1항에 있어서,
   상기 베어링(5)은 슬라이딩 베어링, 롤러 베어링 또는 볼 베어링인 것을 특징으로 하는 펌프.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 베어링(5)은 상기 고정자(4)와 회전자(3) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 펌프.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   하나 이상의 베어링 캐리어(6)가 추가로 제공되는 것을 특징으로 하는 펌프.
5. 제4항에 있어서,
   상기 베어링 캐리어(6)는 샤프트(7)를 구비하는 것을 특징으로 하는 펌프.
6. 제5항에 있어서,
   상기 샤프트(7)는 상기 임펠러 휠(8)의 가이드를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 펌프.
7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 베어링(5)은 베어링 캐리어(6)와 샤프트(7) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 펌프.
8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 베어링 캐리어(6)는 상기 고정자(4)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 펌프.
9. 제8항에 있어서,
   상기 베어링 캐리어(6)는 상기 고정자(5)와 단단한 연결부를 가지는 것을 특징으로 하는 펌프.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프(1)는 파이프 시스템에 통합될 수 있는 것을 특징으로 하는 펌프.

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