KR20160065333A - 원심펌프 - Google Patents

Abstract

원심펌프가 개시된다. 본 발명에 따른 원심펌프는, 마모에 의하여, 임펠러 웨어링과 케이싱 웨어링 사이의 간격이 넓어졌을 때, 임펠러 웨어링과 케이싱 웨어링을 교체하지 않고, 체결부재를 이용하여 임펠러 웨어링과 케이싱 웨어링 사이의 간격을 재조정한 후, 사용할 수 있다. 그러므로, 원가가 절감되는 효과가 있을 수 있다. 그리고, 상호 대향하는 임펠러 웨어링의 외주면과 케이싱 웨어링의 내주면이 상호 대응되게 경사지게 형성되므로, 임펠러 웨어링과 케이싱 웨어링이 상호 동심을 이루면서 배치되도록 하기 위한 조립 작업이 편리하다. 그러므로, 임펠러 웨어링과 케이싱 웨어링을 상대적으로 덜 정밀하게 가공할 수 있으므로, 더욱 원가가 절감되는 효과가 있을 수 있다.

Description

원심펌프 {CENTRIFUGAL PUMP}

본 발명은 케이싱 웨어링(Wearing)과 임펠러 웨어링의 구조를 개선한 원심펌프에 관한 것이다.

펌프란 모터의 작용으로 유체를 이송하는 장치이고, 원심펌프(Centrifugal Pump)란 회전축의 길이방향과 직각을 이루는 방향으로 원심력을 이용하여 유체를 이송하여 토출하는 펌프이다. 원심펌프는 진동이 적고, 소형이며, 고효율인 특징이 있다.

도 1a는 종래의 원심펌프의 케이싱 웨어링과 임펠러 웨어링의 결합구조를 보인 도이고, 도 1b는 도 1a의 "A"부 확대도로서, 이를 설명한다.

도시된 바와 같이, 종래의 원심펌프는 유입관(미도시)과 토출관(미도시)이 형성된 케이싱(11)을 포함한다. 케이싱(11)의 내부에는 회전축(21)이 회전가능하게 설치되고, 케이싱(11) 내부에 위치된 회전축(21)의 외주면에는 임펠러(31)가 설치되어 회전축(21)과 함께 회전한다.

그리하여, 회전축(21)에 의하여 임펠러(31)가 회전하면, 회전축(21)의 길이방향을 향하는 임펠러(31)의 측면에 형성된 유입구(31a)로 유체가 유입된 후, 임펠러(31)의 외주면측에 형성된 토출구(31b)를 통하여 유체가 토출된다. 임펠러(31)의 토출구(31b)측으로 이송되는 유체의 이송방향은 회전축(21)의 길이방향과 대략 수직을 이룬다.

임펠러(31)의 유입구(31a)측과 케이싱(11)의 내면 사이에는 케이싱 웨어링(Wearing)(13)과 임펠러 웨어링(33)이 개재된다. 이때, 케이싱 웨어링(13)은 케이싱(11)에 결합되고, 임펠러 웨어링(33)은 임펠러(31)에 결합되어 임펠러(31)와 함께 회전한다. 그리고, 케이싱 웨어링(13)의 내주면과 임펠러 웨어링(33)의 외주면은 미세한 간격을 가진다.

케이싱 웨어링(13)과 임펠러 웨어링(33)은 임펠러(31)의 토출구(31b)로 토출된 유체가 임펠러(31)의 유입구(31a)측으로 유입되는 것을 억제하며, 케이싱 웨어링(13)의 내주면과 임펠러 웨어링(33)의 외주면 간격이 작을수록 누수가 감소하므로, 원심펌프의 효율 손실이 감소한다.

그런데, 종래의 원심펌프는, 마모에 의하여, 케이싱 웨어링(13)의 내주면과 임펠러 웨어링(33)의 외주면 사이의 간격이 설정 이상이 되면, 원심펌프의 효율 손실이 증가하여 더 이상 사용할 수 없으므로, 교체를 하여야 한다. 이로 인해, 원가가 상승하는 단점이 있다.

그리고, 케이싱 웨어링(13)의 내주면과 임펠러 웨어링(33)의 외주면은 미세한 간격을 가지면서 상호 대향한다. 즉, 케이싱 웨어링(13)과 임펠러 웨어링(33)은 상호 동심을 이루면서 배치된다. 그런데, 케이싱 웨어링(13)의 내주면 및 임펠러 웨어링(33)의 외주면은 각각 회전축(21)의 길이방향과 평행을 이루므로, 케이싱 웨어링(13)과 임펠러 웨어링(33)이 상호 동심을 이루도록 배치하기 위해서는, 케이싱 웨어링(13)과 임펠러 웨어링(33)을 정밀하게 가공하여야 한다. 이로 인해, 더욱 원가가 상승하는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 모든 문제점들을 해결할 수 있는 원심펌프를 제공하는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 목적은, 케이싱 웨어링과 임펠러 웨어링을 소정 기간 더 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 용이하게 상호 동심을 이루는 형태로 배치할 수 있도록 구성함으로써, 원가를 절감할 수 있는 원심펌프를 제공하는 것일 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 원심펌프는, 일측에는 유입관이 형성되고, 타측에는 토출관이 형성된 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 회전가능하게 지지 설치된 회전축; 상기 회전축의 외주면에 설치되어 상기 회전축과 함께 회전하며, 상기 회전축의 길이방향을 향하는 측면에는 유체가 유입되는 유입구가 형성되고 외주면측에는 유체가 토출되는 토출구가 형성된 임펠러; 상기 유입구측 상기 임펠러의 외면에 설치되어 상기 임펠러와 함께 회전하는 환형(環形)의 임펠러 웨어링(Wearing); 상기 케이싱의 내면에 설치되어 내주면이 상기 임펠러 웨어링의 외주면과 대향하면서 간격을 가지는 환형(環形)의 케이싱 웨어링을 포함하고, 상기 임펠러 웨어링의 외주면과 상기 케이싱 웨어링의 내주면 사이의 간격은 조정가능할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 원심펌프는, 마모에 의하여, 임펠러 웨어링과 케이싱 웨어링 사이의 간격이 넓어졌을 때, 임펠러 웨어링과 케이싱 웨어링을 교체하지 않고, 체결부재를 이용하여 임펠러 웨어링과 케이싱 웨어링 사이의 간격을 재조정한 후, 사용할 수 있다. 그러므로, 원가가 절감되는 효과가 있을 수 있다.

그리고, 상호 대향하는 임펠러 웨어링의 외주면과 케이싱 웨어링의 내주면이 상호 대응되게 경사지게 형성되므로, 임펠러 웨어링과 케이싱 웨어링이 상호 동심을 이루면서 배치되도록 하기 위한 조립 작업이 편리하다. 그러므로, 임펠러 웨어링과 케이싱 웨어링을 상대적으로 덜 정밀하게 가공할 수 있으므로, 더욱 원가가 절감되는 효과가 있을 수 있다.

도 1a는 종래의 원심펌프의 케이싱 웨어링과 임펠러 웨어링의 결합구조를 보인 도.
도 1b는 도 1a의 "A"부 확대도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심펌프의 단면도.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 "B"부 확대도.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.

"위에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우 뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.

이하에서는, 본 발명의 실시예들에 따른 원심펌프에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심펌프의 단면도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 "B"부 확대도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 원심펌프는 케이싱(110)을 포함할 수 있다. 케이싱(110)의 일측면측에는 유체가 유입되는 유입관(111)이 형성될 수 있고, 타측면측에는 유체가 토출되는 토출관(110b)이 형성될 수 있다.

케이싱(110)의 내부에 부품들을 용이하게 조립 설치할 수 있도록, 케이싱(110)은 복수개가 상호 결합된 형태로 마련될 수 있다. 즉, 케이싱(110)은 유입관(111)이 형성된 제1케이싱(110a), 토출관(113)이 형성된 제2케이싱(110b) 및 제1케이싱(110a)과 제2케이싱(110b) 사이에 배치되며 후술할 임펠러(140)가 위치되는 케3케이싱(110c)을 포함할 수 있다. 이때, 제3케이싱(110c)은 임펠러(140)의 수와 대응되게 마련될 수 있다.

케이싱(110)에는 회전축(120)이 지지되어 회전가능하게 설치될 수 있다. 회전축(120)은 케이싱(110)에 설치된 베어링(130)에 지지되어 회전가능하게 설치될 수 있으며, 일단부측 및 타단부측은 케이싱(110)의 외측으로 각각 노출될 수 있다. 그리하여, 모터(미도시)가 구동하면, 회전축(120)은 회전한다.

케이싱(110)의 내부에 위치된 회전축(120)의 외주면에는 유체가 유입되는 유입구(140a) 및 토출되는 토출구(140b)가 형성된 임펠러(140)가 설치되어, 회전축(120)과 함께 회전할 수 있다.

더 구체적으로 설명하면, 임펠러(140)는 회전축(120)의 외주면에 고정 설치되는 허브(141), 허브(141)의 외면에서 허브(141)의 반경방향 외측으로 형성된 쉬라우드(Shroud)(143) 및 쉬라이드(143)의 내부에 형성된 복수의 블레이드(미도시)를 포함할 수 있다. 그리고, 유입구(140a)는 회전축(120)의 길이방향을 향하는 임펠러(140)의 일측면에 형성될 수 있고, 토출구(140b)는 임펠러(140)의 외주면측에 형성될 수 있다.

그리하여, 회전축(120)에 의하여 임펠러(140)가 회전하면, 유입관(111)측의 유체가 유입구(140a)로 유입된 후, 회전하는 임펠러(140)의 원심력에 의하여 토출구(140b)측으로 이송 토출된 후, 토출관(113)을 통하여 외부로 토출된다.

유입구(140a)측 임펠러(140)의 외면에는 임펠러(140)와 함께 회전하는 환형(環形)의 임펠러 웨어링(Wearing)(150)이 설치될 수 있고, 유입구(140a)와 인접하는 케이싱(110)의 내면에는 환형(環形)의 케이싱 웨어링(160)이 고정 설치될 수 있다. 임펠러 웨어링(150)과 케이싱 웨어링(160)은 각각 단면(斷面) 형상이 사각형상으로 형성될 수 있으며, 임펠러 웨어링(150)의 외주면(150a)과 케이싱 웨어링(160)의 내주면(160a)은 미세한 간격을 가지면서 상호 대향할 수 있다.

임펠러 웨어링(150)과 케이싱 웨어링(160)은 임펠러(140)의 토출구(140b)로 토출된 유체가 임펠러(140)의 유입구(140a)측으로 유입되는 것을 억제할 수 있다.임펠러 웨어링(150)과 케이싱 웨어링(160)은 각각 환형으로 형성되어 동심을 이루면서 배치되며, 상호 미세한 간격을 가진다. 그런데, 임펠러 웨어링(150)은 임펠러(140)와 함께 회전하므로, 임펠러 웨어링(150)의 회전에 의하여, 임펠러 웨어링(150)과 케이싱 웨어링(160)의 대향면은 마찰에 의하여 마모될 수 있다.

임펠러 웨어링(150)과 케이싱 웨어링(160)의 대향면이 마모되면, 임펠러 웨어링(150)과 케이싱 웨어링(160) 사이의 간격이 설정 이상으로 넓어지게 되므로, 임펠러 웨어링(150) 또는 케이싱 웨어링(160)을 교체하여야 한다.

본 실시예에 따른 원심펌프는 임펠러 웨어링(150)과 케이싱 웨어링(160)이 마모되어도, 임펠러 웨어링(150)과 케이싱 웨어링(160) 사이의 간격을 재조정한 후, 소정 기간 더 사용할 수 있도록 마련될 수 있다.

상세히 설명하면, 상호 대향하는 임펠러 웨어링(150)의 외주면(150a)과 케이싱 웨어링(160)의 내주면(160a) 사이의 간격을 조정할 수 있도록, 상호 대향하는 임펠러 웨어링(150)의 외주면(150a)과 케이싱 웨어링(160)의 내주면(160a)은, 회전축(120)의 길이방향에 대하여, 상호 대응되게 경사진 평면으로 형성될 수 있다. 그리고, 케이싱 웨어링(160)은 체결부재(170)에 의하여 케이싱(110)에 결합될 수 있다. 즉, 체결부재(170)가 케이싱 웨어링(160)을 관통하여, 좌측 단부측이 케이싱(110)에 삽입 체결되므로 인하여 케이싱 웨어링(160)이 케이싱(110)에 결합된다.

이때, 케이싱(110)에 삽입되는 체결부재(170)의 좌측 단부측의 삽입 길이를 조절할 수 있고, 케이싱(110)에 삽입되는 체결부재(170)의 좌측 단부측의 삽입 길이를 조절함에 따라, 임펠러 웨어링(150)의 외주면(150a)과 케이싱 웨어링(160)의 내주면(160a) 사이의 간격을 조정할 수 있다.

상세히 설명하면, 도 3a에 도시된 상태에서, 마모에 의하여 임펠러 웨어링(150)의 외주면(150a)과 케이싱 웨어링(160)의 내주면(160a) 사이의 간격이 설정치 보다 넓어졌다고 가정한다. 그러면, 케이싱(110)의 제1케이싱(110a)과 제3케이싱(110c)을 분리한 상태에서, 체결부재(170)가 케이싱(110)으로부터 빠지는 방향으로 체결부재(170)를 회전시키면, 케이싱(110)에 삽입된 체결부재(170)의 좌측 단부측의 삽입 길이는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 짧아진다. 이로 인해, 케이싱 웨어링(160)은 케이싱(110)에 결합된 부위로부터 멀어짐과 동시에, 케이싱 웨어링(160)의 내주면(160a)은 임펠러 웨어링(150)의 외주면(150a)과 가까워지므로 케이싱 웨어링(160)의 내주면(160a)과 임펠러 웨어링(150)의 외주면(150a) 사이의 간격을 조정할 수 있는 것이다.

케이싱 웨어링(160)은 임펠러 웨어링(150)과 대향하는 대향부(161), 대향부(161)의 일측에서 대향부(161)의 반경방향 외측으로 연장 형성된 결합부(165)를 포함할 수 있다. 그리고, 결합부(165)는 체결부재(170)에 의하여 케이싱(110)에 결합되며, 이로 인해 케이싱 웨어링(160)이 케이싱(110)에 결합되는 것이다.

이때, 결합부(165)와 케이싱(110) 사이에 위치된 체결부재(170)의 부위에는 결합부(165)를 결합부(165)가 결합된 케이싱(110)의 부위 외측으로 탄성 지지하는 탄성부재(180)가 개재될 수 있다. 그러면, 체결부재(170)에 의하여 케이싱(110)에 결합된 부위로부터 멀어진 케이싱 웨어링(160)이 그 상태를 안정되게 유지할 수 있다. 그리고, 결합부(165)에는 탄성부재(180)의 일측이 삽입 지지되는 지지홈(165a)이 형성될 수 있다.

체결부재(170)는 케이싱 웨어링(160)의 중심을 기준으로, 복수개가 방사상으로 설치되는 것이 바람직하다.

본 실시예에 따른 원심펌프는, 마모에 의하여, 임펠러 웨어링(150)과 케이싱 웨어링(160) 사이의 간격이 넓어졌을 때, 임펠러 웨어링(150)과 케이싱 웨어링(160)을 교체하지 않고, 체결부재(170)를 이용하여 임펠러 웨어링(150)과 케이싱 웨어링(160) 사이의 간격을 재조정한 후, 사용할 수 있다. 그러므로, 원가가 절감될 수 있다.

그리고, 상호 대향하는 임펠러 웨어링(150)의 외주면과 케이싱 웨어링(160)의 내주면이 상호 대응되게 경사지게 형성되므로, 임펠러 웨어링(150)과 케이싱 웨어링(160)이 상호 동심을 이루면서 배치되도록 하기 위한 조립 작업이 편리하다. 그러므로, 임펠러 웨어링(150)과 케이싱 웨어링(160)을 상대적으로 덜 정밀하게 가공할 수 있으므로, 더욱 원가가 절감될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110: 케이싱
120: 회전축
140: 임펠러
150: 임펠러 웨어링
160: 케이싱 웨어링
170: 체결부재
180: 탄성부재

Claims (4)

1. 일측에는 유입관이 형성되고, 타측에는 토출관이 형성된 케이싱;
   상기 케이싱의 내부에 회전가능하게 지지 설치된 회전축;
   상기 회전축의 외주면에 설치되어 상기 회전축과 함께 회전하며, 상기 회전축의 길이방향을 향하는 측면에는 유체가 유입되는 유입구가 형성되고 외주면측에는 유체가 토출되는 토출구가 형성된 임펠러;
   상기 유입구측 상기 임펠러의 외면에 설치되어 상기 임펠러와 함께 회전하는 환형(環形)의 임펠러 웨어링(Wearing);
   상기 케이싱의 내면에 설치되어 내주면이 상기 임펠러 웨어링의 외주면과 대향하면서 간격을 가지는 환형(環形)의 케이싱 웨어링을 포함하고,
   상기 임펠러 웨어링의 외주면과 상기 케이싱 웨어링의 내주면 사이의 간격은 조정가능한 것을 특징으로 하는 원심펌프.
2. 제1항에 있어서,
   상기 임펠러 웨어링의 외주면과 상기 케이싱 웨어링의 내주면은, 상기 회전축의 길이방향에 대하여, 상호 대응되게 경사진 평면으로 형성되고,
   상기 케이싱 웨어링은 단부측이 상기 케이싱에 삽입 체결되는 체결부재에 의하여 상기 케이싱에 결합되며,
   상기 케이싱에 삽입되는 상기 체결부재의 단부측 삽입 길이는 조절가능한 것을 특징으로 하는 원심펌프.
3. 제2항에 있어서,
   상기 케이싱 웨어링은 상기 임펠러 웨어링과 대향하는 대향부, 상기 대향부의 일측에서 상기 대향부의 반경방향 외측으로 연장 형성되며 상기 체결부재에 의하여 상기 케이싱에 결합되는 결합부를 포함하고,
   상기 결합부와 상기 케이싱 사이에 위치된 상기 체결부재의 부위에는 상기 결합부를 상기 결합부가 결합된 상기 케이싱의 부위 외측으로 탄성 지지하는 탄성부재가 개재된 것을 특징으로 하는 원심펌프.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 결합부에는 상기 탄성부재의 일측이 삽입 지지되는 지지홈이 형성된 것을 특징으로 하는 원심펌프.

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