KR20190083797A - 펌프 어셈블리에 구비되는 임펠라 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체와 기체가 유입되어 고압으로 유입된 혼합체(유체와 기체의 혼합물)를 배출시키기 위한 펌프 어셈블리에 구비되는 임펠라에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 디스크와, 상기 디스크에 구비되어 유로를 형성하는 곡선형의 와류돌기를 포함하여 회전에 의해 유체가 와류를 형성하여 믹싱효과를 향상시키되, 상기 디스크에 복수개의 믹싱공을 구비하여 혼합체가 상기 믹싱공을 통해 불규칙적으로 이동함에 따라 믹싱효과를 더욱 극대화 시킬 수 있는 임펠라에 관한 것이다.

Description

펌프 어셈블리에 구비되는 임펠라{IMPELLER}

본 발명은 유체와 기체가 유입되어 고압으로 유입된 혼합체(유체와 기체의 혼합물)를 배출시키기 위한 펌프 어셈블리에 구비되는 임펠라에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 디스크와, 상기 디스크에 구비되어 유로를 형성하는 곡선형의 와류돌기를 포함하여 회전에 의해 유체가 와류를 형성하여 믹싱효과를 향상시키되, 상기 디스크에 복수개의 믹싱공을 구비하여 혼합체가 상기 믹싱공을 통해 불규칙적으로 이동함에 따라 믹싱효과를 더욱 극대화 시킬 수 있는 임펠라에 관한 것이다.

일반적으로 펌프는 유입되는 유체를 승압하여 배출하는 것으로서, 다단식으로 이루어져 승압효과를 향상시키는 펌프가 있으며, 특히 유체가 하나의 유체가 아니라 둘 이상의 유체를 혼합하여 펌핑하는 경우에는 와류를 형성하여 이들을 보다 효율적으로 혼합시키기 위한 임펠라가 구비되게 된다.

이러한 임펠라에 대한 종래기술로는 등록실용신안 제20-0336468호 『임펠라의 직렬깃구조』가 있는데,

상기 종래기술은 직렬깃을 두 부분으로 분리하여 분리된 깃과 깃 사이에 틈새를 형성시킨 분리형 직렬깃을 갖는 임펠라의 직렬깃 구조에 관한 것으로 본 고안에 따른 임펠라는 종래의 임펠라와 달리 임펠라 깃을 둘로 분할하고 분할된 깃과 깃은 서로 약간 엇갈리게 직렬 배열시키어 직렬 배열시키어 깃과 깃사이에 틈새를 형성하는 직렬깃 구조를 제시하고 있다.

또한 종래기술로 실용신안공보 제20-1992-0007308호 『직립식 원심다단펌프의 와류장치』가 있는데,

상기 종래기술은 원심다단펌프의 관 내부에 적층 조립되도록 된 챔버와 임펠라에 있어서, 챔버 상면 일측에 경사각이 형성된 경사판을 장설하고, 내부 상측에는 만곡되게 형성된 다수의 안내베인과 칸막이판을 고착시켜 구성된 직림식 원심 다단펌프의 와류장치를 제시하고 있다.

나아가 종래기술로 공개실용신안 제20-2008-0001545호 『원슈라우드 양면토출 임펠라』가 있는데,

상기 종래기술은 슬러지 펌프의 임펠라에 잇어서, 중앙부에 전후면을 관통하는 홀이 형성되고, 전면에 복수개의 제1 날개 및 후면에 복수개의 제2 날개를 포함하는 구조로 유입되는 슬러지를 커팅하는 커팅부가 측면에 형성되는 보조날개를 더 포함하여 이송을 용이하게 하는 기술을 제시하고 있다.

그러나 상기 종래기술들은 단순히 디스크판 일측 또는 양측에 날개를 구성하여 와류를 형성함에 따라 유입되는 유체가 와류를 따라 회전할 수 있도록 구성되는 것으로, 둘 이상의 유체를 혼합하는 경우, 혼합이 완벽하게 이루어질 수 없으며 완벽한 혼합을 위하여 복수개의 임펠라를 다단으로 중첩하여 설치해야 하는 등 효율이 저하되는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로서,

펌프 어셈블리에 구비되는 임펠라에 관한 것으로서, 디스크와 와류돌기 및 믹싱공으로 구성됨에 따라 유입된 혼합체를 와류에 의해 혼합함과 동시에 믹싱공을 관통할 수 있도록 하여 혼합 효과를 보다 향상시킬 수 있는 임펠라를 제공함을 목적으로 한다.

또한 상기 와류돌기가 상기 디스크에 형성되는 절개선을 따라 일방향으로 절곡시켜 구성함으로서, 자연스럽게 절개선 부분에 믹싱공이 형성될 수 있도록 하여 별도의 와류돌기를 용접 등의 접합 공정 없이 제작할 수 있는 임펠라를 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 임펠라는

하우징, 상기 하우징에 구비되어 구동유닛에 의해 유입된 혼합체를 승강시켜 배출부로 이송하는 케이싱, 상기 케이싱에 구비되어 와류를 형성하여 혼합체를 믹싱하며 상기 구동유닛에 의해 회전되는 임펠라를 포함하는 펌프 어셈블리에 있어서,

상기 임펠라는

구동유닛과 연동되는 구동홀이 구비된 디스크;

상기 디스크에 구비되어 유로를 형성하는 곡선형의 와류돌기;

상기 디스크에 구비되어, 디스크 양면을 연통시키는 믹싱공;

을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 임펠라는

유입되는 혼합체를 승강시켜 배출하는 펌프 어셈블리에 구비되는 것으로서,

디스크와 상기 디스크에 구비되는 와류돌기를 통하여 유입되는 유체가 와류돌기에 의해 와류를 형성함으로서 보다 효과적으로 혼합 및 배출부로 상승할 수 있으며, 특히 상기 디스크에 복수개의 믹싱공을 구비하여 유체가 디스크의 양면을 관통할 수 있어 불규칙한 흐름에 의해 믹싱효율이 높아지는 효과를 갖는다.

특히, 상기 와류돌기를 형성함에 있어, 디스크에 절개선을 형성하고 이 절개선을 따라 절곡시킴으로서 와류돌기가 자연스럽게 형성됨과 동시에 믹싱공이 생김으로서 추가적으로 타공, 용접 등의 가공을 할 필요가 없어 제작을 간편히 할 수 있고, 재료가 절감되는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 임펠라가 구비된 펌프 어셈블리의 개략도
도 2는 본 발명에 따른 펌프 어셈블리의 전체 개략도
도 3은 본 발명에 따른 임펠라의 사시도
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 밸브유닛의 사시도 및 단면도
도 6은 본 발명에 따른 임펠라가 구비된 펌프 어셈블리의 변형례

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

먼저 본 발명에 따른 임펠라(10)는 혼합체가 유입되어 이를 믹싱한 후, 배출하는 펌프 어셈블리(P)에 구비되는 것으로서,

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 펌프 어셈블리(P)에 대하여 먼저 설명하면, 상기 펌프 어셈블리(P)는 하우징(P1)과, 상기 하우징(P1)에 구비되는 구동유닛(P2), 상기 하우징(P1)내에 구비되어 액체와 유체를 승압시키고 믹싱하는 케이싱(P3)을 포함하여 이루어진다.

본 발명에 대하여 설명하기에 앞서, 본 명세서의 혼합체는 액체와 유체 또는 액체와 기체가 혼합된 것을 말하며, 각각의 종류는 다양하게 이루어질 수 있고, 이에 권리범위를 제한 해석해서는 안 된다.

다시 도면에 도시된 바와 같이, 상기 펌프 어셈블리(P)는 하우징(P1)으로 이루어지는데, 이 하우징(P1)은 일반적으로 원통형의 형상으로 구성되고, 일측에 혼합체가 유입되는 유입부(P11)가 형성되며, 타측에는 유입된 혼합체가 배출되는 배출부(P12)가 형성된다. 또한 상기 유입부(P11)에는 벨브유닛이 더 구비되어 유체의 유입을 개방 또는 차단할 수 있도록 하며, 상기 유체가 흐르는 유입부(P11)와 배출부(P12) 사이에는 혼합부(P13)가 구비되어, 유체와 액체를 승압 및 혼합작용을 할 수 있도록 이루어진다.

또한 상기 유체와 혼합되는 액체(또는 기체)는 상기 유입부(P11)에 구비되어 혼합부(P13)에 유입되게 되어 섞일 수 있도록 이루어진다.

상기 유입부(P11)는 상기 하우징(P1)의 저면 중심으로 연결되고, 상기 혼합부(P13)는 하우징(P1)의 중앙에 형성되어 있으며, 유입된 혼합체는 혼합부(P13)에 구비되는 케이싱(P3)을 따라 상승하여 승압 및 믹싱되고, 이 혼합체는 하우징(P1)의 상부에 구비되는 배출부(P12)를 따라 배출되게 된다.

이러한 하우징(P1)에는 구동유닛(P2)이 구비되어 있으며, 상기 구동유닛(P2)은 구동모터(P21)와, 이 구동모터(P21)의 구동축(P22)과 연결되어 상기 구동축(P22)의 회전에 본 발명의 임펠라(10)를 회전시키는 샤프트(P23)를 포함하여 이루어진다.

본 발명은 유입되는 유체를 혼합하여 상승과 함께 믹싱을 유도하는 임펠라(10)에 관한 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 임펠라(10)는 케이싱(P3)에 다단으로 적층되어 구비되며, 상기 구동유닛(P2)의 회전에 의해 함께 연동하여 회전됨에 따라 와류를 형성하여 유체를 혼합 및 승압시키는 역할을 하는데, 본 발명은 보다 효과적으로 유입되는 유체와 액체를 혼합할 수 있도록 고안된 것으로서,

디스크(11)와, 상기 디스크(11)에 구비되는 와류돌기(13) 및 믹싱공(15)을 포함하여 이루어진다.

본 발명의 임펠라(10)에 대하여 설명하기에 앞서, 상기 케이싱에는 임펠라가 다단으로 결합되는 바, 상승효과를 보다 향상시키기 위하여 일반적인 임펠라(10-1)가 복수개 하단부에 위치하고, 본 발명에 따른 믹싱기능이 뛰어난 변형된 임펠라(10)가 그 상단부에 위치하는 것이 바람직하나, 이에 권리범위를 제한 해석해서는 안 된다.

나아가 일반적인 임펠라라 함은 후술하는 믹싱공이 형성되지 않는 임펠라로서, 와류를 형성하는 것을 목적으로 하도록 와류돌기만 형성된 임펠라를 지칭하도록 한다.

각각의 구성에 대하여 보다 상세하게 설명하면,

상기 디스크(11)는 원형의 판 형상으로 이루어지며, 중앙에 구동홀(111)이 형성되어, 상기 구동유닛(P2)의 사프트가 관통할 수 있도록 이루어지며,

상기 구동홀(111)은 상기 샤프트(P23)가 회전하면 함께 회전될 수 있도록 비원형의 형상으로 샤프트(P23) 외면에 고정될 수 있도록 이루어진다.

또한 상기 디스크(11)의 외면에는 유체에 와류를 형성하기 위한 와류돌기(13)가 구비되어 있으며, 이 와류돌기(13)는 곡선형과 유사하게 이루어져 디스크(11) 내측의 구동홀(111) 방향으로 나선형을 이루도록 구성된다. 유체가 상기 와류돌기(13)를 따라 회전되어 유입 또는 배출될 수 있도록 이루어진다.

나아가 본 발명은 보다 효과적으로 혼합체를 믹싱하기 위하여 별도의 믹싱공(15)이 복수개로 구비되어 있으며, 이 믹싱공(15)이 디스크(11)에 구비됨에 따라 디스크(11) 양면의 유체들이 서로 이동 가능함에 따라 혼합율을 높일 수 있는 특징을 갖는다.

상기와 같은 와류돌기(13) 및 믹싱공(15)에 대하여 보다 구체적으로 설명하면, 먼저 상기 믹싱공(15)은 상기 와류돌기(13)를 생성함에 따라 자연스럽게 디스크(11)에 형성되는 것으로서,

상기 와류돌기(13)는 상기 디스크(11)에 형성된 절개선(113)을 따라 절개시켜, 이를 일방향으로 절곡시킴으로서 디스크(11) 일측으로 돌출되는 형상을 나타낼 수 있도록 구성된다.

보다 상세하게 상기 와류돌기(13)에 대하여 설명하면, 상기 와류돌기(13)는 돌기분체(131)가 복수개로 일정거리 이격된 형상으로 이루어지는 것으로서, 이러한 돌기분체(131)들이 나선형을 이루는 하나의 날개를 형성하도록 한다.

즉, 복수개의 돌기분체(131)로 이루어진 날개는 서로 연결된 형상의 날개가 아니라, 그 배열이 전체적으로 나선형을 이루도록 이루어져 있으며, 각각의 돌기분체(131)를 형성하기 위하여 절개선(113)이 각각 구비되고, 절개선(113)을 따라 절개된 디스크(11)의 조각을 절곡시켜 돌기분체(131)를 형성하고 있다. 즉, 이러한 돌기분체(131)는 디스크(11)의 조각을 절곡시켜 형성함에 따라 자연스럽게 상기 돌기분체(131)가 절곡되기 전의 공간에는 믹싱공(15)이 형성되게 된다.

아울러 도면에는 도시되지 않았으나, 이러한 돌기분체(131)는 상기 디스크(11)의 일면 또는 양면으로 절곡될 수 있는데, 양면으로 절곡되는 경우에는 돌기분체(131) 사이의 이격된 부분 또한 절개하여 반대쪽으로 절곡시킬 수 있으며, 이러한 경우, 인접하는 믹싱공(15)들은 서로 연통될 수 있는 구조를 갖게 된다.

즉, 이러한 믹싱공(15)의 형성으로 인하여, 유입되는 혼합체가 믹싱공(15)을 통과함에 따라 혼합율을 보다 높일 수 있는 효과를 갖는다.

나아가 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(P1)의 배출부에는 혼합체를 보다 효율적으로 믹싱하기 위한 밸브유닛(20)이 더 구비되어 있다.

상기 밸브유닛(20)은 볼밸브로 구성되는 것으로서, 유로에 개폐볼(23)이 내삽되는 본체(21)와, 본체(21) 일측에 구비되어 상기 개폐볼(23)을 회전시켜 유로를 개방 또는 폐쇄시키는 개폐볼(23)을 포함하여 이루어져 있으며, 이러한 밸브유닛(20)의 구조는 종래의 볼밸브와 유사한 구조로서 자세한 설명은 생략하도록 한다.

그러나, 본 발명은 둘 이상의 유체를 혼합하기 위하여 구비되는 것으로서, 상기 밸브유닛(20), 보다 정확하게는 상기 개폐볼(23) 내부에 혼합부재(25)를 더 구비함으로서 둘 이상의 액체를 보다 효과적으로 혼합시킬 수 있도록 이루어진다.

상기 혼합부재(25)에 대하여 설명하면,

상기 혼합부재(25)는 혼합체가 유입되도록 제1 유로공(251A)이 형성된 인입부재(251)와, 상기 인입부재(251) 후단에 구비되어 상기 제1 유로공(251A)을 통해 배출된 혼합체가 머무르는 공간부(253A)가 형성된 중간부재(253) 및 상기 공간부(253A)에 있는 혼합체가 유입되는 제2 유로공(255A)이 형성된 배출부재(255)를 포함하여 이루어져 있다.

각각의 구성에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 상기 인입부재(251)는 원통형으로 이루어지는 것으로서, 그 직경은 상기 밸브유닛(20)이 형성하는 유로의 직경과 동일하게 이루어져 유로를 막을 수 있도록 구성되고, 유입되는 혼합체가 통과하기 위하여 복수개의 제1 유로공(251A)이 구비되게 된다.

아울러 상기 인입부재(251) 후단(유체의 이동방향을 기준으로 한다.)에는 중간부재(253)가 구비되게 되는데, 상기 중간부재(253)또한 원통형으로 이루어지되, 그 직경이 상기 유로의 직경보다 작게 형성되어 공간부(253A)가 생기도록 구성된다.

이 때 상기 제1 유로공(251A)의 후단이 상기 공간부(253A)와 연통될 수 있도록 이루어진다.

나아가 상기 중간부재(253)의 후단에는 다시 상기 인입부재(251)와 직경이 동일하여 유로를 막을 수 있도록 이루어지는 배출부재(255)가 구비되어 있으며, 이 배출부재(255)에는 복수개의 제2 유로공(255A)이 구비되며, 이 또한 상기 공간부(253A)와 연통될 수 있도록 이루어진다.

즉, 혼합체는 상기 본체(21)의 유로를 통하여 유입되게 되어, 상기 혼합부재(25)의 인입부재(251)의 제1 유로공(251A)을 관통하여 공간부(253A)로 인입되는데, 상기 공간부에 의하여 급격하게 직경이 넓어짐에 따라 혼합체가 분사되는 구조를 갖고, 이렇게 공간부에 분사된 혼합체가 다시 제2 유로공으로 유입되어 배출됨에 따라 급격하게 분사됨으로서 혼합효율을 향상시키는 효과를 갖는다. 즉, 이는 벤츄리효과와 비슷한 효과를 야기시킴으로서 보다 효과적으로 혼합체가 혼합될 수 있도록 이루어진다.

또한 이 때, 상기 인입부재의 전단에는 수집공간부(215B)가 더 구비되어 있는데, 이는 혼합체가 이동하는 경우, 이물질이 함께 이동할 수 있으며, 이 이물질이 모여지는 공간을 지칭한다.

이렇게 이물질이 모여지면, 혼합체의 흐름이 정지되는 바, 이를 감지하는 별도의 센서를 통해, 상기 수집공간부에 이물질이 가득차면 상기 혼합부재가 180도 회전하도록 이루어지며, 이 경우, 혼합체는 제2 유로공으로 유입되어 제1 유로공을 통과하여 관통됨에 따라, 이물질을 함께 배출할 수 있도록 구성된다.

이물질의 배출이 완료되면, 상기 혼합부재가 다시 원상태로 회전되도록 구성되는 것이 바람직하며, 이에 권리범위를 제한 해석해서는 안 된다.

아울러, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 배출부에는 별도의 순환로(K)가 구비되어 있는데, 이는 상기 밸브유닛을 통해 배출되는 유체의 속도가 저하되는 경우, 하우징으로부터 배출되는 혼합체가 정체되는 것을 방지하는 것으로서,

배출압력의 차이가 발생하면, 혼합체 중 일부는 순환로를 통해 이동하여, 다시 상기 하우징의 유입부로 재 유입될 수 있도록 구성된다.

이 때, 상기 순환로에는 별도의 주입부재(K1)가 구비되어, 주입료를 상기 혼합체에 주입하여 믹싱될 수 있도록 이루어져 있으며, 이 때 상기 주입료는 혼합체를 정화하기 위한 약품 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 권리범위를 제한 해석해서는 안 된다.

아울러 상기 하우징(P1)은 유체가 이송되는 펌프부와 구동유닛(P2)이 내장되는 구동부로 이루어질 수 있으며, 이 때 상기 구동부와 펌프부를 상호 결합하기 위하여 별도의 고정부재를 구비할 수 있다.

보다 구체적으로는 상기 펌프부의 상단에는 제1 플랜지부(A)가 구비되고, 상기 구동부의 하단에는 상기 제1 플랜지부(A)와 대응할 수 있는 제2 플랜지부(C)가 형성될 수 있으며,

이들을 하기 볼트(B)와 고정부재(B)를 통하여 견고하게 고정할 수 있는 특징이 있다.

보다 상세하게는 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 볼트(B)는 너트 기능의 고정부재(B20)를 구비한 변형볼트로써,

상기 각각의 플랜지부에 구비되는 나사공(N)에 끼워져 나사 결합되도록, 외주면에 제1 나사산(B11)을 구비하고, 길이방향으로 관통 형성된 원형의 관통홀(B12)과, 상기 관통홀(B12)의 일측 끝단부에서 외측으로 연장되어 오목 형성된 삼각형의 삽입홈(B13)을 구비한 나사몸통(B10),

외주면에 상기 제1 나사산(B11)에 대응하는 제2 나사산(B21)을 갖고, 상기 삽입홈(B13)에 대응하도록 길이방향으로 관통 형성된 삼각형의 끼움홀(B22)을 구비하되, 상기 나사몸통(B10)에 대하여 외측으로 슬라이드 이동 가능하도록 분절된 3개의 이동편(B23)들로 이루어지고, 상기 끼움홀(B22)의 평면부에 길이방향으로 정지홈(B22a)이 오목 형성되어 있는 복수개의 고정부재(B20),

상기 관통홀(B12)에서 인출입 가능하도록 끼움 결합되는 로드부(B31), 상기 로드부(B31)의 일측 끝단부에서 상기 삽입홈(B13)에 대응하는 형상으로 돌출 연결된 삼각형의 돌출부(B32), 상기 로드부(B31)의 타측 끝단부에 연결된 헤드부(B33)로 이루어진 조임부재(B30),

상기 나사몸통(B10)의 타측 끝단부와 상기 헤드부(B33) 사이에 개재되어, 상기 돌출부(B32)가 상기 삽입홈(B13)에 끼워지도록 조임부재(B30)를 탄성 지지하는 스프링(B40)을 포함하여 이루어져,

상기 볼트를 상기 나사공(N)에 나사 결합 후, 상기 헤드부(B33)를 누른 상태에서 상기 조임부재(B30)를 계속 조이면, 상기 삽입홈(B13)에서 이탈한 돌출부(B32)가 상기 끼움홀(B22)에서 회전하면서 면접한 이동편(B23)들을 외측으로 벌려 고정부재(B20)를 너트로 변환시킨 후, 돌출부(B32)의 모서리부(B32a)가 각 이동편(B23)의 정지홈(B22a)에 끼워져, 볼트의 너트 체결이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 먼저 상기 나사몸통(B10)은 일반적인 무두볼트 형태로써, 길이방향으로 관통홀(B12)이 형성되고, 상기 관통홀(B12)의 일측 끝단부에 삽입홈(B13)이 형성되되, 상기 관통홀(B12)의 단면 형상은 원형이고, 상기 삽입홈(B13)의 단면 형상은 삼각형이다.

그리고 상기 고정부재(B20)는, 상기 나사몸통(B10)의 길이를 연장시키는 것으로, 상기 제1 나사산(B11)에서 일측으로 연장 연결된 제2 나사산(B21)을 갖는 3개의 이동편(B23)들로 이루어지며, 각 고정부재(B20)의 이동편(B23)들은 내측에 상기 삽입홈(B13)에 대응하는 끼움홀(B22)이 길이방향으로 관통하여 형성된다.

또한 상기 끼움홀(B22)의 평면부, 보다 엄밀하게는 끼움홀(B22)의 꼭짓점들 중간 높이에는 끼움홀(B22)의 꼭짓점과 동일하게 각이 진 정지홈(B22a)이 오목 형성된다.

이러한 고정부재(B20)는, 상기 나사몸통(B10)과 접하는 이동편(B23)들의 타면 및 고정부재(B20)들이 서로 접하는 각 이동편(B23)들의 양면에, 외측으로 슬라이딩 가능하게 걸림 결합된 이동돌기(B14) 및 이동홈(B23a)이 형성되어, 고정부재(B20)들이 서로 연결되면서 나사몸통(B10)과 함께 회전 가능하게 하면서, 이동편(B23)의 내측에서 외측으로 가압이 이루어질 경우 각 이동편(B23)들이 방사상으로 펴지면서 벌어진다.

다음으로 상기 조임부재(B30)는 상기 나사몸통(B10) 및 상기 고정부재(B20)를 조임 방향으로 회전 가능하게 하는 것으로, 로드부(B31)의 일측 끝단부에 상기 삽입홈(B13) 및 끼움홀(B22)에 대응하는 삼각형의 돌출부(B32)가 구비되고, 로드부(B31)의 타측 끝단부에는 나사몸통(B10) 외부로 노출되며 공구홈(B33a)을 구비한 헤드부(B33)가 구비된다.

그리고 상기 스프링(B40)은, 압축 반대 방향으로 탄성력을 발휘하여, 상기 헤드부(B33)가 상기 나사몸통(B10)에서 멀어지도록, 즉 조임부재(B30)가 나사몸통(B10)의 길이방향 타측으로 인출되도록 가압한다.

이러한 본 발명의 볼트는, 도 6의 [A]와 같이, 스프링(B40)에 의해 조임부재(B30)가 나사몸통(B10)의 타측으로 인출되도록 강제되어, 상기 돌출부(B32)가 삽입홈(B13)에 끼워져 있으므로, 볼트를 나사공(N)에 끼운 후 공구를 이용해 조임부재(B30)를 조임 방향으로 회전시키면, 나사몸통(B10) 및 고정부재(B20)들이 함께 회전하면서 나사공(N)에 나사 결합된다.

그리고 볼트의 1차 나사 결합 완료 후, 도 6의 [B]와 같이, 공구로 헤드부(B33)를 눌러 돌출부(B32)를 삽입홈(B13)에서 이탈시키면, 돌출부(B32)가 대응하는 형상의 끼움홀(B22)로 인입되며, 이 상태에서 조임부재(B30)를 조임방향으로 다시 회전시키면, 나사몸통(B10)이 회전하지 않은 상태에서 조임부재(B30)만이 2차 회전하면서 돌출부(B32)의 모서리부(B32a)가 이에 접촉하는 이동편(B23)들의 평면부를 외측으로 가압하여, 해당 이동편(B23)들이 외측으로 슬라이드 이동하여 나사몸통(B10)의 외경보다 크게 벌어지게 된다.

이때 돌출부(B32)에 의해 벌림 동작하는 고정부재(B20)는 조임부재(B30)의 누름 깊이에 따라 달라진다. 즉, 조임부재(B30)를 누름과 동시에 조임 방향으로 압력을 가하면, 나사공(N) 내부에 위치하는 고정부재(B20)는 벌어지지 않고, 나사공(N)외부에 위치하는 고정부재(B20)만이 벌어지게 된다.

또한 상기 조임부재(B30)의 2차 회전 시, 이동편(B23)들을 가압하는 돌출부(B32)의 모서리부(B32a)가 회전 이동하면서, 이동편(B23)들의 정지홈(B22a)에 끼워져 회전이 정지된 상태로 이동편(B23)들의 벌림 상태가 유지된다.

이렇게 조임부재(B30)의 2차 회전이 완료되면, 스프링(B40)에 의해 조임부재(B30)가 나사몸통(B10)에서 다시 인출되도록 강제되는데, 정지홈(B22a)에 끼워진 돌출부(B32)의 모서리부(B32a)가 나사몸통(B10) 또는 벌어지지 않은 이동편(B23)들에 걸리게 되어 조임부재(B30)의 인출이 불가능해지고,

이에 따라 벌어진 고정부재(B20)와 헤드부(B33) 사이에 각각의 플랜지부(A)(C)가 끼워지는 형태로 결합되어, 벌어진 고정부재(B20)의 이동편(B23)들이 너트의 기능을 대신해 볼트가 분리되는 것을 방지하고, 만약 조임부재(B30)의 풀림 방향으로 외력이 작용하더라도, 돌출부(B32)가 이동편(B23)의 정지홈(B22a)에 끼워져 나사몸통(B10) 또는 벌어지지 않은 이동편(B23)들에 걸림 결합된 상태여서, 조임부재(B30) 자체의 인출이 불가능하여 조임부재(B30), 즉 볼트가 풀림 방향으로 회전하여 풀리는 것을 방지할 수 있다.

즉, 나사공(N)에서 볼트 전체가 풀림 방향으로 회전하여 분리되기 위해선 나사몸통(B10)이 나사공(N)에서 풀림 방향으로 회전하면서 이동하는 것이 선결되어야 하는데, 나사몸통(B10)과 고정부재(B20)들의 슬라이딩 결합 구조 및 돌출부(B32)의 걸림 결합 구조로 인해, 나사몸통(B10) 자체의 분리 방향 이동이 불가능하게 되어 볼트 전체의 풀림 방향 회전이 불가능해져, 고정부재(B20)나 헤드부(B33) 등을 파손하지 않는 한 결합 완료된 볼트를 풀림방향으로 회전시켜 분리할 수 없기 때문에, 너트를 체결한 것과 같이 볼트의 결합력이 일반 나사 결합보다 더 견고해진다.

뿐만 아니라, 조임부재(B30)의 누름 깊이에 따라 벌어지는 고정부재(B20)들이 달라지므로, 볼트로 결합하는 부재들의 두께에 상관없이 상기 고정부재(B20)들 중 일부가 너트의 기능을 대체할 수 있다. 즉, 나사몸통이 결합되는 나사공(N)의 길이가 짧으면 나사몸통(B10)에 가까운 고정부재(B20)들이 벌어지고, 나사공(N)의 길이가 길면 나사몸통(B10)에서 먼 고정부재(B20)들이 벌어지게 되므로, 고정부재(B20)와 헤드부(B33)가 부재들의 양면에 모두 밀착되면서 견고한 결합이 이루어진다.

또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조 및 구성을 갖는 임펠라를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

P : 펌프 어셈블리 P1 : 하우징
P11 : 유입부 P12 : 배출부
P13 : 혼합부 P2 : 구동유닛
P21 : 구동모터 P22 : 구동축
P23 : 샤프트 P3 : 케이싱
10 : 임펠라 11 : 디스크
111 : 구동홀 113 : 절개선
13 : 와류돌기 131 : 돌기분체
15 : 믹싱공 20 : 밸브유닛
21 : 본체
23 : 개폐볼 25 : 혼합부재
251 : 인입부재 251A : 제1 유로공
253 : 중간부재 253A : 공간부
255 : 배출부재 255A ; 제2 유로공

Claims (4)

1. 하우징, 상기 하우징에 구비되어 구동유닛에 의해 유입된 혼합체를 승강시켜 배출부로 이송하는 케이싱, 상기 케이싱에 구비되어 와류를 형성하여 혼합체를 믹싱하며 상기 구동유닛에 의해 회전되는 임펠라를 포함하는 펌프 어셈블리에 있어서,
   
   상기 임펠라는
   구동유닛과 연동되는 구동홀이 구비된 디스크;
   상기 디스크에 구비되어 유로를 형성하는 곡선형의 와류돌기;
   상기 디스크에 구비되어, 디스크 양면을 연통시키는 믹싱공;
   을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 임펠라.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 와류돌기는
   상기 디스크에 형성되는 절개선을 따라 일방향으로 절곡시켜 형성되는 복수개의 비연속성 돌기인 것을 특징으로 하는 임펠라.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 믹싱공은
   상기 와류돌기를 절개선을 따라 절곡시킴에 따라 디스크에 형성되는 공으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 임펠라.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 와류돌기는
   상기 디스크 일면 또는 양면에 돌출되어 구비되는 것을 특징으로 하는 임펠라.

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