KR20180004968A

KR20180004968A - 온수 순환펌프

Info

Publication number: KR20180004968A
Application number: KR1020160084752A
Authority: KR
Inventors: 장정철; 이경주; 양현성; 강민석
Original assignee: 뉴모텍(주)
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2016-07-05
Publication date: 2018-01-15
Also published as: WO2018008839A1; KR101826600B1

Abstract

본 발명에 따른 온수 순환펌프는, 유체의 흡입구(11) 및 배출구(12)가 형성되고 중앙부 내부상부 축 지지부가 형성된 상부 하우징(10); 상기 상부 하우징(10)의 하측에 대응되게 배치, 설치되고 내부에 수용공간이 형성된 하부 하우징(20); 상기 상부 및 하부 하우징(10)(20)에 가장자리 부분이 개재되고 중앙부에 형성된 임펠러 수용홈(31) 바닥부 중앙의 하부에 축 지지부(32)가 형성된 내부 하우징(30); 상기 내부 하우징의 내면과의 사이에 유체의 유동을 위한 유동로가 형성되도록, 상기 상부 하우징의 내부와 상기 임펠러 수용홈에 수용되어 회전 가능하게 설치되는 임펠러; 상기 임펠러의 외주연 내부에 설치되는 회전자; 및 상기 회전자(60)와 대응하는 상기 내부 하우징과 상기 하부 하우징 사이의 수용공간에 설치되는 스테이터를 포함하여 구성되는 온수 순환펌프에 있어서, 상기 유동로 내의 유체가 상측으로 배기 되도록, 상기 임펠러의 몸체에 상기 유동로와 연통 되는 복수의 수직 배출공을 뚫어 형성하되, 임펠러의 날개편이 형성된 받침판 하부와 회전자 수용공간을 가지는 회전자 수용부 상부 사이의 임펠러 몸체 측면에 상기 복수의 수직 배출공과 연통하는 복수의 수평 배출공을 뚫어 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

온수 순환펌프{Pump for Circulating Water}

본 발명은 온수 순환펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펌프실 내 하부에 침입한 일부 유체 및 공기를 유체 배출구로 배출 시 발생하는 공기압력이 임펠러에 영향을 미치지 않게 함으로서 임펠러가 원활하게 회전하도록 하여 원활한 유체 흐름을 확보하도록 함과 동시에, 임펠러의 손상을 방지하여 내구성을 향상시키도록 하는 온수 순환펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 저압용 보일러의 급수펌프로 이용하는 온수 순환펌프는 원심펌프를 사용하고 있고, 이러한 온수 순환펌프는 선행기술인 등록특허 제10-1204344호에 개시되어 있다. 이 특허에서, 스테이터와 회전자와의 전자기유도작용으로 회전자가 설치된 임펠러를 회전시켜 저주조 저부의 흡입구 측으로 유체(용수)가 유입된 후 펌핑 작용에 의해 임펠러 몸체의 날개편과 임펠러 상부커버 사이의 통로를 통해 토출 되고, 배출구로 경유하여 배출라인을 따라 유입된 유체는 가열수단의 가열작용에 따라 가열된 후 연결라인을 통해 온열매트 등의 사용처로 이송하도록 하는 기술에 대해 제시하고 있다.

특히, 상기 선행기술에서는 임펠러 몸체의 외표면과 내부 하우징의 임펠러 수용홈 사이에 형성된 유동로 내의 유체가 상측으로 배기 되도록, 상기 유동로와 연통시킨 상기 임펠러에 상하로 관통되는 복수의 배출공을 형성하여 구성하고 있다.

따라서, 상기 선행기술에서는 임펠러의 펌핑 작용시, 날개편과 임펠러 상부커버 사이의 통로를 통해 토출되는 온수의 일부(유체 일부) 및 이에 포함된 공기가 임펠러 몸체의 외표면과 내부 하우징의 임펠러 수용홈 사이에 형성된 유동로 및 임펠러 몸체에 상하로 관통, 형성된 배출공으로 유입되면서 상방으로 원활하게 배기 되므로 임펠러의 고속 회전시에도 유동로 내에 공동현상(cavitation)이 발생 되지 않게 되어 온수가 원활하게 순환되고, 임펠러의 상승 현상이 방지되므로 임펠러의 상승에 따라 상부 하우징의 내면이나 인접 부품에 접촉되어 발생 되는 진동이나 소음을 차단할 수 있다는 것이다.

그러나, 유동로로 유입된 온수의 일부 및 공기는 임펠러 구동 시 임펠러에 상하로 관통되는 복수의 배출공을 통하여 상승 되면서 임펠러의 날개편에 의하여 배기 되게 되므로 배출공을 따라 상승하는 일부 온수의 압력이 임펠러의 날개편에 가해지게 되어 고속 회전 시 임펠러의 날개편 전, 후에 큰 압력차가 발생하게 되고, 이로 인하여 임펠러의 날개편 회전을 저해하는 회전방해 작용이 발생하게 된다.

따라서, 임펠러 회전력을 저하 시켜 유체의 흐름이 원활하지 못하는 문제점 및 이로 인한 소음발생과 과도한 진동발생은 물론 임펠러 날개편의 파손을 가져와 임펠러의 내구성이 크게 낮아지는 문제점이 제기된다.

본 발명은 유동로에 유입된 일부 온수 및 공기를 임펠러의 날개편과 관계없이 배출되도록 하여 유체의 흡입과 배출 수압차를 동일하게 하도록 함으로써 임펠러에 가해지는 손상을 방지하여 임펠러의 내구성을 향상시키고, 원활한 유체의 흐름을 도모하여 온수 순환펌프의 효율을 증대시키도록 함을 기술적 과제로 삼는다.

본 발명은 유체의 흡입구(11) 및 배출구(12)가 형성되고 중앙부 내부상부 축 지지부가 형성된 상부 하우징(10);

상기 상부 하우징(10)의 하측에 대응되게 배치, 설치되고 내부에 수용공간이 형성된 하부 하우징(20);

상기 상부 및 하부 하우징(10)(20)에 가장자리 부분이 개재되고 중앙부에 형성된 임펠러 수용홈(31) 바닥부 중앙의 하부에 축 지지부(32)가 형성된 내부 하우징(30);

상기 내부 하우징(30)의 내면과의 사이에 유체의 유동을 위한 유동로(40)가 형성되도록, 상기 상부 하우징(10)의 내부와 상기 임펠러 수용홈(31)에 수용되어 회전 가능하게 설치되는 임펠러(50); 및

상기 임펠러(50)의 외주연 내부에 설치되는 회전자(60); 및 상기 회전자(60)와 대응하는 상기 내부 하우징(30)과 상기 하부 하우징(20) 사이의 수용공간에 설치되는 스테이터(70)를 포함하여 구성되는 온수 순환펌프에 있어서,

상기 유동로(40) 내의 유체가 상측으로 배기 되도록, 상기 임펠러(50)의 몸체(51)에 상기 유동로(40)와 연통 되는 복수의 수직 배출공(52A)을 뚫어 형성하되, 임펠러의 날개편(53)이 형성된 받침판(54) 하부와 회전자 수용공간(S)을 가지는 회전자 수용부(61) 상부 사이의 임펠러 몸체(51) 측면에 상기 복수의 수직 배출공(52A)과 연통하는 복수의 수평 배출공(52B)을 뚫어 형성하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 유동로에 침입한 일부 온수 및 공기를 임펠러 몸체 측방으로 배출시켜 배출구와 혼합시키면서 배출처리하게 함으로써, 임펠러 날개편이 회전 방해 압력 없이 원활하게 회전하도록 함은 물론 펌프 내부 수압차를 동일하게 유지할 수 있어 임펠러에 가해지는 손상을 방지할 수 있고, 이로 인하여 임펠러의 내구성을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은 임펠러의 날개편에 가해지는 유동로 내부의 온수에 의한 압력이 없으므로 상기 날개편의 회전이 원활하게 이루어져 날개편에서 발생하는 과도한 진동이나 소음 발생을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명은 유동로 내부의 일부 온수를 임펠러의 날개편과 관계없이 임펠러 구동에 의한 흡입력으로 임펠러 몸체 측면 방향으로 신속하게 배출시키면서 배출구를 통하여 혼합 배출하게 함으로써 유체의 흐름을 원활하게 하여 펌프의 효율을 증대시키는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 임펠러를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 배출구를 중심으로 절단한 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 종단면도이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 분리 사시도, 도 3은 본 발명의 임펠러에 대한 사시도, 도 4는 본 발명의 배출구를 중심으로 절단한 종단면도, 도 5는 본 발명의 종단면도, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 종단면도, 도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 종단면도이다.

상기 제시한 도면을 통하여 본 발명의 실시 양태를 구체적으로 설명한다.

본 발명은 온수 순환펌프(100)에 있어서, 유체의 흡입구(11) 및 배출구(12)가 형성되고 중앙부 내부상부 축 지지부가 형성된 상부 하우징(10);

상기 임펠러(50)의 외주연 내부에 설치되는 회전자(60); 및 상기 회전자(60)와 대응하는 상기 내부 하우징(30)과 상기 하부 하우징(20) 사이의 수용공간에 설치되는 스테이터(70);를 포함하여 구성되는 온수 순환펌프에 있어서,

상기 유동로(40) 내의 유체가 상측으로 배기 되도록, 상기 임펠러(50)의 몸체(51)에 상기 유동로(40)와 연통되는 복수의 수직 배출공(52A)을 뚫어 형성하되, 임펠러의 날개편(53)이 형성된 받침판(54) 하부와 회전자 수용공간(S)을 가지는 회전자 수용부(61) 상부 사이의 임펠러 몸체(51) 측면에 상기 복수의 수직 배출공(52A)과 연통하는 복수의 수평 배출공(52B)을 뚫어 형성한 것으로, 펌핑 작용을 수행하는 펌프 부분과 모터 부분을 하나의 몸체 내에 일체로 구성한 것이다.

상기, 상부 하우징(10)은 유체의 흡입구(11) 및 배출구(12)가 형성되고 중앙부 내부에 상부 축 지지부가 형성된 것으로, 중앙에 원형 캡 형상으로 돌출된 중앙돌부가 형성되고, 그 주연부에 내부 하우징(30)과의 체결을 위한 플랜지부가 형성된 구조로 되어 있다. 그리고, 흡입구(11)는 중앙돌부의 내측 일측방향에 파이프 형태로 돌출되어 있고, 배출구(12)는 임펠러(50)측 내부공간과 연통 되도록 흡입구(11)와 직교되는 방향으로 파이프 형태로 돌출되어 있다.

하부 하우징(20)은 상부 하우징(10)의 하측에 대응되게 배치, 설치되는 구성으로, 내부에 수용공간이 형성되도록 하방이 밀폐된 원통 형상으로 형성되고, 중앙에 내부 하우징(30)의 축 지지부(32)가 안착되고 체결부재가 삽입되는 고정홀부가 형성되어 있다.

내부 하우징(30)은 상부 및 하부 하우징(10)(20)에 사이에 설치되는 구성으로, 중앙부에 임펠러(50)의 수용을 위한 임펠러 수용홈(31)이 형성되어 있고, 이 임펠러 수용홈(31)의 바닥부 중앙의 하부에 축 지지부(32)가 형성되어 있다.

그리고, 내부 하우징(30)은 하부 하우징(20)에 삽입된 상태에서 그 주연 외측 부분에 스테이터(70)의 설치를 위한 수용공간이 형성되며, 축 지지부(32)의 하부에는 하부 하우징(20)의 고정홀 측을 통해 체결되는 체결부재를 위한 체결공이 형성되어 있고, 축 지지부(32)의 상부에는 축 삽입홈이 형성된 하부 축 지지부(33)가 형성되어 있다.

임펠러(50)는 상부 하우징(10)의 내부와 임펠러 수용홈(31) 상에 회전 가능하게 삽입되어 실질적인 펌핑작용을 수행하는 구성으로, 임펠러 몸체(51)의 외면과 내부 하우징(30) 내면과의 사이에 유동로(40)가 형성된다.

그리고, 상기 임펠러(50)는 임펠러 몸체(51), 임펠러 몸체(51)에 설치되는 임펠러 회전축(55), 임펠러 몸체(51)의 상부 및 하부에 설치되는 임펠러 상부커버(56) 및 임펠러 하부커버(57)로 구성되어 있다.

상기, 임펠러 몸체(51)는 원기둥 형상으로 형성된 몸체에 상하로 축 삽입홀(51a)이 관통되고, 몸체의 상부에 유입홈(51b)이 요입 되며, 임펠러 몸체(51) 하방 둘레에 설치한 회전자 수용부(61)의 수용공간(61a)에 회전자(60)를 매입시켜 수용하는 한편, 유입홈(51b)이 형성된 몸체의 상부 둘레로 복수의 날개편(53)이 형성되어 있다. 그리고, 날개편(53)의 상면에는 임펠러 상부커버(56)의 체결을 위한 체결공이 형성되어 있다.

특히, 종래의 펌프에서는 유체의 흡입과 배출을 수행함에 있어 흡입되는 일부 유체 및 유체에 포함된 공기가 유동로(40)로 침입하여 임펠러 몸체(51) 외측 하부에 집수 되는데, 상기 집수된 유체에 의하여 펌프 구동 시 기포가 발생하게 되어 이로 인한 소음과 과도한 진동이 발생 될 수 있고, 이로 인하여 펌프 효율을 저하 시키는 요인으로 지적되고 있으나, 본 발명은 이를 해소하기 위하여 유동로(40) 내의 유체가 상측으로 배기 되도록 하기 위한 것으로, 본 발명의 임펠러(50)는 상기 유동로(40) 내의 유체가 상측으로 배기 되도록, 상기 임펠러(50)의 몸체(51)에 상기 유동로(40)와 연통되는 복수의 수직 배출공(52A)을 뚫어 형성하되, 임펠러의 날개편(53)이 형성된 받침판(54) 하부와 회전자 수용공간(51d')을 가지는 회전자 수용부(51d) 상부 사이의 임펠러 몸체(51) 측면에 상기 복수의 수직 배출공(52A)과 연통하는 복수의 수평 배출공(52B)을 뚫어 형성하고, 상기 수평 배출공(52B)을 통하여 상승 되는 유동로(40) 내부의 유체와 흡입구(11)를 통하여 유입되는 유체와를 혼합공간(S)에서 혼합하여 배출구(12)를 통하여 배출하게 할 수 있다.

따라서, 임펠러(50)의 고속 회전시에 유동로(40) 내에 체류하는 일부 유체 및 공기를 날개편(53)의 회전에 의한 흡입력에 의하여 상기 복수의 수직 배출공(52A)과 이와 연통하는 복수의 수평 배출공(52B)을 통하여 상승시키면서 흡입구(11)를 통하여 유입되는 유체와 혼합하여 배출구(12)를 통하여 배출하게 함으로써 원활하게 유체의 순환이 이루어지게 하여 기포 발생 억제 및 공동현상 등으로 인해 임펠러(50)가 상승 되는 현상을 방지할 수 있고, 유동로(40) 내부의 유체가 임펠러(50)의 날개편(53)에 충돌없이 혼합공간(S)을 통하여 배출되므로 과도한 진동이나 소음을 줄일 수 있음은 물론 임펠러(50)의 손상배제에 따른 내구성 향상을 도모하며, 원활한 유체 흐름을 통하여 임펠러(50)의 상, 하부 수압차를 동일하게 할 수 있어 펌프 효율을 크게 증대시킬 수 있게 할 수 있다.

상기 수직 배출공(52A)은 임펠러(50)의 회전시에 편심 회전이 발생 되지 않도록 임펠러 몸체(51)의 축 삽입홀(51a)을 중심으로 동일한 반경을 갖는 지점에 복수 개로 구성함으로써 구성부품의 마모나 손상을 방지할 수 있도록 되어있다.

그리고, 본 발명에서는 다른 실시예로서 도 7과 같이, 상기 수직 배출공(52A)과 수평 배출공(52B)를 수직과 수평이 아닌 경사진 배출공(52C)을 뚫어 형성할 수 있게 하거나, 도 6과 같이 상기 수직 배출공(52A)과 수평 배출공(52B) 및 경사진 배출공(52C) 내부 둘레면에 나선형 배출 요홈(52C')을 일정간격 형성하여 제공할 수 있게 하거나, 또는 수직 배출공(52A)의 하방 입구측 직경이 수평 배출공(52B) 상방 출구측 직경보다 크게 형성하여 제공할 수 있다.

위에서, 전자의 경우에는 배출공(52C)이 경사지게 형성되어 있어 보다 신속하게 유동로(40) 내부의 유체 또는 유체를 포함한 공기 배출이 더욱 원활하게 이루어질 수 있고, 후자의 경우에도 나선형의 배출 요홈(52C')을 따라 와류상으로 배출될 수 있어 유동로(40) 내부의 유체 또는 유체를 포함한 공기 배출이 더욱 원활하게 이루어질 수 있으며, 수직 배출공(52A)의 하방 입구측 직경이 수평 배출공(52B) 상방 출구측 직경보다 크게 형성하여 제공하는 경우 유동로(40) 내부의 유체는 수평 배출공(52B) 출구에서 노즐식으로 배출될 수 있어 더욱 신속한 배출이 이루어질 수 있다.

상기, 경사진 배출공(52C)의 하방 입구 직경은 경사진 배출공(52C)의 상방 출구 직경 보다 크게 형성할 수 있고, 상기 수직 배출공(52A)과 수평 배출공(52B) 각각의 내측 둘레면에도 나사형의 배출 요홈(52C')을 형성하여 제공할 수 있다.

한편, 임펠러 회전축(55)은 그 외주면에 설치되어 축삽입홀(51a)에 삽입되는 축지지부재(51c)가 구성되어 있다.

그리고, 임펠러 상부커버(56)는 원판 형상을 갖는 몸체의 저면에 날개편(53)에 형성된 체결공에 삽입되는 결합보스(56a)와, 흡입구(11) 및 임펠러 몸체(51)의 유입홈(51b)과 연통되는 관통홀(56b)이 형성되어

또한, 임펠러 하부커버(57)는 회전자 수용공간(51d')측이 밀폐되도록 임펠러 몸체(51)의 저부에 결합되는 구성되며, 57a는 회전축 통과구멍, 57b는 끼움돌기, 57c는 유체 통과구멍이다.

상기, 회전자(60)는 임펠러(50)의 외주연 내부에 설치되는 구성으로, N극 및 S극이 반복적으로 착자된 원형 링 형상의 마그네트로 구성되어 임펠러 몸체(51)의 회전자 수용공간(51d')에 삽입, 설치된다.

그리고, 스테이터(70)는 회전자(60)와의 전자기유도작용을 위해 회전자(60)와 대응하는 위치에 설치되는 것으로 권선되는 코어(71), 코어(71)의 상측을 지지하기 위해 상부에 결합되는 상부 코어 지지부재(72), 및 코어(71)의 하측을 지지하기 위해 하부에 결합되는 하부 코어 지지부재(73)로 구성되고, 코어(71)는 전체적인 형상이 대략 원형 링 형상을 갖는 몸체의 내측으로 다수의 코어 티스가 돌출된 구조로 형성되고, 상부 및 하부 코어 지지부재(72, 73)는 링형 원판의 상면 및 하면으로 다수의 가이드 돌부가 돌출된 형태로 형성된다.

도면 중 부호 80은 회로기판이고, 90은 전원공급 콘넥터이다.

이상의 설명에서 본 발명은 가열된 온수를 사용처인 온열매트 등으로 순환시키는 펌핑작용을 수행하는 온수 순환펌프(100)를 설명하고 있으나, 온수가 아닌 유체를 흡입 및 배출을 수행하는 순환펌프에 적용 가능하고, 상기 온수 순환펌프에 부가되는 전원 공급에 따른 가열수단 등에 대한 설명은 생략한다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속 하는 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 온수 순환펌프 10 : 상부 하우징
11 : 흡입구 12 : 배출구
20: 하부 하우징 30: 내부 하우징
31 : 임펠러 수용홈 32 : 축 지지부
40 : 유동로 50 : 임펠러
51 : 몸체 51a : 축 삽입홀
51b : 유입홈 51c : 축 지지부재
51d : 회전자 수용부 51d' : 회전자 수용공간
52A : 수직 배출공 52B : 수평 배출공
52C : 경사진 배출공 52C' : 나선형 배출 요홈
53 : 날개편 54 : 받침판
55 : 임펠러 회전축 56, 57 : 상, 하부 커버
60 : 회전자 70 : 스테이터
71 : 코어 72, 73 : 상, 하부 코어 지지부재
80 : 회로기판 90 : 전원공급 콘넥터

Claims

유체의 흡입구(11) 및 배출구(12)가 형성되고 중앙부 내부상부 축 지지부가 형성된 상부 하우징(10);
상기 상부 하우징(10)의 하측에 대응되게 배치, 설치되고 내부에 수용공간이 형성된 하부 하우징(20);
상기 상부 및 하부 하우징(10)(20)에 가장자리 부분이 개재되고 중앙부에 형성된 임펠러 수용홈(31) 바닥부 중앙의 하부에 축 지지부(32)가 형성된 내부 하우징(30);
상기 내부 하우징(30)의 내면과의 사이에 유체의 유동을 위한 유동로(40)가 형성되도록, 상기 상부 하우징(10)의 내부와 상기 임펠러 수용홈(31)에 수용되어 회전 가능하게 설치되는 임펠러(50); 및
상기 임펠러(50)의 외주연 내부에 설치되는 회전자(60); 및 상기 회전자(60)와 대응하는 상기 내부 하우징(30)과 상기 하부 하우징(20) 사이의 수용공간에 설치되는 스테이터(70);를 포함하여 구성되는 온수 순환펌프에 있어서,
상기 유동로(40) 내의 유체가 상측으로 배기 되도록, 상기 임펠러(50)의 몸체(51)에 상기 유동로(40)와 연통 되는 복수의 수직 배출공(52A)을 뚫어 형성하되,
임펠러의 날개편(53)이 형성된 받침판(54) 하부와 회전자 수용공간(S)을 가지는 회전자 수용부(51d) 상부 사이의 임펠러 몸체(51) 측면에 상기 복수의 수직 배출공(52A)과 연통하는 복수의 수평 배출공(52B)을 뚫어 형성하고,
상기 수평 배출공(52B)을 통하여 상승 되는 유동로(40) 내부의 유체와 흡입구(11)를 통하여 유입되는 유체와를 혼합공간(S)에서 혼합하여 배출구(12)를 통하여 배출하도록 구성하는 것을 특징으로 온수 순환펌프.
제1항에 있어서, 상기 수직 배출공(52A)의 입구 직경은 수평 배출공(52B)의 출구 직경 보다 크게 형성하는 것을 특징으로 하는 온수 순환펌프.
제1항에 있어서, 임펠러(50)의 몸체(51)에 상기 유동로(40)와 연통 되는 복수의 경사진 배출공(52C)을 뚫어 형성하는 것을 특징으로 온수 순환펌프.
제3항에 있어서, 경사진 배출공(52C) 내측 둘레면에 나선형의 배출 요홈(52C')을 형성하는 것을 특징으로 온수 순환펌프.