KR20150117314A - 수중 펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제 1 내지 제 3 거리측정센서가 모터 하우징의 내부에 배치되어, 베어링의 마모에 따른 전동모터의 구동축 진폭을 측정함으로써, 베어링의 교체시기를 모니터링할 수 있는 수중 펌프에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수중 펌프는 전동모터(10)가 내장된 모터 하우징(20)과 임펠러(30)가 내장된 펌프 하우징(40)이 수밀되게 결합되고, 전동모터(10)의 구동축(15)이 펌프 하우징(40)의 임펠러(30)에 연결되고, 전동모터(10)의 구동축(15)이 베어링(50, 60)에 의해 지지되는 수중펌프에 있어서, 모터 하우징(20)의 내부에 제 1 내지 제 3 거리측정센서(S1, S2, S3)가 내장되고, 제 1 거리측정센서(S1)가 전동모터(10)의 고정자(11)와 베어링(50) 사이에 배치되며, 고정자(11)와 베어링(50) 사이에 구동축(15)의 제 1 센싱표적(71)이 배치되고, 제 2 거리측정센서(S2)가 전동모터(10)의 고정자(11)와 하우징 캡(21) 사이에 배치되며, 전동모터(10)의 고정자(11)와 모터 하우징(20)의 하우징 캡(21) 사이에 구동축(15)의 제 2 센싱표적(72)이 배치되고, 제 3 거리측정센서(S3)가 하우징 캡(21)의 캡 커버(22)의 센터에 배치되며, 제 3 센싱표적(73)이 구동축(15)의 상단에 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

수중 펌프{WATER PUMP}
본 발명은 수중 펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제 1 내지 제 3 거리측정센서가 모터 하우징의 내부에 배치되어, 베어링의 마모에 따른 전동모터의 구동축 진폭을 측정함으로써, 베어링의 교체시기를 모니터링할 수 있는 수중 펌프를 제공하는 것이다.
대한민국 특허 제10-0456065호(2004년 10월 28일, 등록)에 "진동센서가 구비된 수중 펌프"가 소개되어 있다.
상기 진동센서가 구비된 수중 펌프는 샤프트의 회전에 따른 진동을 감지할 수 있는 진동센서가 설치되어 샤프트가 회전할 때 발생하는 진동을 모니터링 할 수 있다.
그러나, 상기 진동센서가 구비된 수중 펌프는 외부에서 유입되는 진동을 진동센서가 구분하지 못하는 단점이 있다.
대한민국 특허 제10-1124078호(2012년 2월 28일, 등록)에 소개된 감시카메라가 구비된 수중모터펌프는 감시 카메라로 모터의 회전축 진동을 판단하기 어려울 뿐만 아니라 감시 카메라가 고가여서 생산비용 측면에서 경쟁력이 없는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 제 1 내지 제 3 거리측정센서가 모터 하우징의 내부에 배치되어, 베어링의 마모에 따른 전동모터의 구동축 진폭을 측정함으로써, 베어링의 교체시기를 모니터링할 수 있어, 베어링 교체시기가 늦어져 모터의 고정자와 구동축의 마찰로 인한 전동모터의 고장을 방지할 수 있는 수중 펌프를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 다른 수중 펌프의 일례는 전동모터가 내장된 모터 하우징과 임펠러가 내장된 펌프 하우징이 수밀되게 결합되고, 전동모터의 구동축이 펌프 하우징의 임펠러에 연결되고, 전동모터의 구동축이 베어링에 의해 지지되는 수중펌프에 있어서, 모터 하우징의 내부에 제 1 내지 제 3 거리측정센서가 내장되고, 제 1 거리측정센서가 전동모터의 고정자와 베어링 사이에 배치되며, 고정자와 베어링 사이에 구동축의 제 1 센싱표적이 배치되고, 제 2 거리측정센서가 전동모터의 고정자와 하우징 캡 사이에 배치되며, 전동모터의 고정자와 모터 하우징의 하우징 캡 사이에 구동축의 제 2 센싱표적이 배치되고, 제 3 거리측정센서가 하우징 캡의 캡 커버의 센터에 배치되며, 제 3 센싱표적이 구동축의 상단에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 내지 제 3 거리측정센서는 레이저 센서, 초음파 센서 또는 적외선 센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수중 펌프.
상기 제 1 거리측정센서는 1개 또는 구동축을 중심으로 2개 ~ 4개가 등간격으로 모터 하우징의 내부에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 거리측정센서는 1개 또는 구동축을 중심으로 2개 ~ 4개가 등간격으로 모터 하우징의 내부에 장착되는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 본 발명에 따른 수중 펌프는 베어링의 마모 상태를 제 1 내지 제 3 거리측정센서를 통해 알 수 있게 됨으로써, 베어링의 교체시기를 판단할 수 있어, 베어링 교체시기가 늦어져 모터의 고정자와 구동축의 마찰로 인한 전동모터의 고장을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수중 펌프를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수중 펌프에서 제 1 거리측정센서의 배치를 나타내기 위한 도 1의 A-A선에 따른 단면을 개략적으로 도시한 개략도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 수중 펌프는 전동모터(10)가 내장된 모터 하우징(20)과 임펠러(30)가 내장된 펌프 하우징(40)이 수밀되게 결합되고, 전동모터(10)의 구동축(15)이 펌프 하우징(40)의 임펠러(30)에 연결되고, 전동모터(10)의 구동축(15)이 베어링(50, 60)에 의해 지지된다.
상기와 같은 수중 펌프에 있어서, 모터 하우징(20)의 내부에 제 1 내지 제 3 거리측정센서(S1, S2, S3)가 내장되고, 제 1 거리측정센서(S1)가 전동모터(10)의 고정자(11)와 베어링(50) 사이에 배치되며, 고정자(11)와 베어링(50) 사이에 구동축(15)의 제 1 센싱표적(71)이 배치되고, 제 2 거리측정센서(S2)가 전동모터(10)의 고정자(11)와 하우징 캡(21) 사이에 배치되며, 전동모터(10)의 고정자(11)와 모터 하우징(20)의 하우징 캡(21) 사이에 구동축(15)의 제 2 센싱표적(72)이 배치되고, 제 3 거리측정센서(S3)가 하우징 캡(21)의 캡 커버(22)의 센터에 배치되며, 제 3 센싱표적(73)이 구동축(15)의 상단에 배치된다.
상기 제 1 내지 제 3 거리측정센서(S1, S2, S3)는 레이저 센서, 초음파 센서 또는 적외선 센서 중 어느 하나이다.
상기 제 1 거리측정센서(S1)는 1개 또는 구동축(15)을 중심으로 2개 ~ 4개가 등간격으로 모터 하우징(20)의 내부에 배치된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 것처럼, (a)와 같이 1개가 모터 하우징(20)의 내부에 장착될 수 있고, (b) 내지 (d)에 도시된 것처럼, 2개 내지 4개가 등간격으로 모터 하우징(20)의 내부에 장착될 수 있다.
상기 제 2 거리측정센서(S2) 또한 1개 또는 구동축(15)을 중심으로 2개 ~ 4개가 등간격으로 배치되며, 도 2를 참조하여 위에서 설명한 제 1 거리측정센서(S1)와 같이 모터 하우징(20)의 내부에 장착될 수 있다.
일반적으로, 수중펌프는 전동모터(10)의 구동축(15) 동력이 임펠러(30)로 전달되어, 임펠러(30)의 회전에 의해 물을 양수하도록 되어 있다. 이때, 물의 와류 현상에 의한 임펠러의 진동, 펌프를 설치할 때 어느 한 쪽으로 기울어짐 등 여러 가지 원인으로 구동축(15)이 어느 한 쪽으로 부하를 받게 되고, 구동축(15)을 지지하는 베어링(50, 60)이 하중을 받는 쪽으로 마모됨으로써, 구동축(15)이 진동하게 된다. 그리고, 구동축(15)의 진동이 허용한계를 넘어서면, 구동축(15)과 전동모터(10)의 고정자(12) 사이에 마찰이 발생하게 되어, 결국 전동모터(10)의 고장을 초래하게 된다.
위와 같이, 전동모터(10)의 구동축(15)이 진동할 때, 본 발명에 따른 수중펌프는 제 1 내지 제 3 거리측정센서(S1, S2, S3)가 구동축(15)과의 거리를 측정함으로써, 구동축(15)의 진동을 측정하게 된다. 즉, 제 1 및 제 2 거리측정센서(S1, S2)는 자신과 구동축(15) 사이의 거리를 측정하여, 구동축(15)의 진동폭을 측정할 수 있고, 제 3 거리측정센서(S3)는 구동축(15)과의 거리를 측정하여 구동축(15)이 회전에 의해 위로 밀려난 상태를 측정할 수 있다.
예를 들어, 최초 양호한 상태에서 구동축(15)과 제 1 거리측정센서(S1) 사이의 거리가 50.00mm로 설정되어 있다가, 베어링(15)의 마모에 의해 구동축(15)이 회전중에 진동하게 되면, 도 2의 (a)에 도시된 것처럼, 구동축(15)의 회전 반경(r1)이 커지게 됨으로써, 구동축(15)과 제 1 거리측정센서(S1) 사이의 거리가 줄어들게 된다. 이때, 제 1 거리측정센서(S1)가 49.00mm로 측정한 경우, 구동축의 진폭을 2.00mm로 판단한다. 이때, 진폭이 설정값(예컨대, 모터의 크기에 따라 1.5mm ~ 3.00mm) 이상이 되면, 펌프의 작동을 정지하고 베어링(50)을 교체하게 된다. 여기서, 제 1 거리측정센서(S1)가 1개 일 때는 단순히 베어링의 마모에 따른 구동축의 진폭만을 연산할 수 있고, 제 1 거리측정센서(S1)가 2개 이상일 경우에는 베어링의 편마모 상태 및 베어링의 마모 원인을 파악할 수 있게 된다.
제 2 거리측정센서(S2) 또한 구동축(15)과의 거리(a1)가 50.00mm로 설정되어 있다가 49.00mm로 측정된 경우, 구동축(15)의 진폭을 2.00mm로 판단한다. 상기 제 2 거리측정센서(S2)의 측정값은 베어링(60)의 마모를 파악하기 위한 것으로, 제 2 거리측정센서(S2)가 1개 일 때는 단순히 베어링(15)의 마모에 따른 구동축의 진폭만을 연산할 수 있고, 제 2 거리측정센서(S2)가 2개 이상일 경우에는 베어링의 편마모 상태 및 베어링의 마모 원인을 파악할 수 있게 된다.
제 3 거리측정센서(S3)는 구동축(15)과의 거리를 측정하여 구동축(15)이 회전에 의해 위로 밀려난 상태를 측정함으로써, 베어링(50)이 축방향 마모를 알 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 수중펌프는 베어링의 마모 상태를 제 1 내지 제 3 거리측정센서(S1, S2, S3)를 통해 알 수 있게 됨으로써, 베어링의 교체시기를 판단할 수 있어, 베어링 교체시기가 늦어져 모터의 고정자와 구동축의 마찰로 인한 전동모터의 고장을 방지할 수 있게 된다.
10 : 전동모터 15 : 구동축
20 : 모터 하우징 30 : 임펠러
40 : 펌프 하우징 S1, S2, S3 : 제 1 내지 제 3 거리측정센서

Claims (4)

  1. 전동모터(10)가 내장된 모터 하우징(20)과 임펠러(30)가 내장된 펌프 하우징(40)이 수밀되게 결합되고, 전동모터(10)의 구동축(15)이 펌프 하우징(40)의 임펠러(30)에 연결되고, 전동모터(10)의 구동축(15)이 베어링(50, 60)에 의해 지지되는 수중펌프에 있어서,
    모터 하우징(20)의 내부에 제 1 내지 제 3 거리측정센서(S1, S2, S3)가 내장되고, 제 1 거리측정센서(S1)가 전동모터(10)의 고정자(11)와 베어링(50) 사이에 배치되며, 고정자(11)와 베어링(50) 사이에 구동축(15)의 제 1 센싱표적(71)이 배치되고, 제 2 거리측정센서(S2)가 전동모터(10)의 고정자(11)와 하우징 캡(21) 사이에 배치되며, 전동모터(10)의 고정자(11)와 모터 하우징(20)의 하우징 캡(21) 사이에 구동축(15)의 제 2 센싱표적(72)이 배치되고, 제 3 거리측정센서(S3)가 하우징 캡(21)의 캡 커버(22)의 센터에 배치되며, 제 3 센싱표적(73)이 구동축(15)의 상단에 배치되는 것을 특징으로 하는 수중 펌프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 3 거리측정센서(S1, S2, S3)는 레이저 센서, 초음파 센서 도는 적외선 센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수중 펌프.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 거리측정센서(S1)는 1개 또는 구동축(15)을 중심으로 2개 ~ 4개가 등간격으로 모터 하우징(20)의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 수중 펌프.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 거리측정센서(S2)는 1개 또는 구동축(15)을 중심으로 2개 ~ 4개가 등간격으로 모터 하우징(20)의 내부에 장착되는 것을 특징으로 하는 수중 펌프.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200098170A (ko) 2019-02-12 2020-08-20 남송학 농산물의 발효실의 공기를 집단공기배출공에서 배출되는 발효기

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