KR20230106253A - 절단구조를 가지는 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 유체(슬러지)를 퍼 올리는 중에 유체를 분쇄하도록 되어 유체(슬러지)에 함유된 각종 고체상의 이물질을 파쇄절단하여 펌프의 손상 및 고장을 예방하도록 되어 구조적 안정성을 확보하도록;
내부에 유체가 유입되는 입구 및 유체가 토출되는 출구가 구비된 원통형 로우터 챔버를 갖는 하우징과; 상기 챔버 내에 회전 가능하도록 구비된 중심축에 체결되며 상기 입구측 방향의 표면에 상기 입구측 방향으로 돌출형성된 다수의 베인날개들이 구비된 임펠러와; 상기 하우징의 입구에 구비되며 중앙에 상기 중심축이 관통하면서 지지되도록 된 지지링과, 상기 하우징에 결속고정되며 상기 지지링과의 사이에 유체가 통과하는 통과공간이 형성되도록 구비되는 고정링과, 상기 통과공간을 가로지르면서 상기 지지링과 상기 고정링을 연결하도록 구비되는 절단지지대를 가지는 지지체;를 포함하는 절단구조를 가지는 펌프에 있어서; 상기 절단지지대에서 상기 임펠러가 회전할 때 상기 베인날개들이 교차하는 교차단부에는, 외측방향으로 돌출형성되며 상기 베인날개와 교차하면서 유체에 함유된 고형물이 끼임되어 갈려져서 절단파쇄하도록 된 다수의 파쇄돌부들이 구비되는 절단구조를 가지는 펌프를 제공한다.

Description

절단구조를 가지는 펌프{A pump with cutting structure}

본 발명은, 저수지, 댐 및 침수지 등에서 슬러지를 퍼 올리도록 된 펌프에 관한 것이다.

구체적으로는, 유체를 퍼 올리는 중에 고형물을 맷돌파쇄형태로 절단하도록 되어 고형물에 대한 파쇄효율이 극대화하도록 됨은 물론, 임펠러에 대한 과도한 파쇄하중이 인가되지 않도록 하여 구조적 손상을 방지함으로써, 구조적 안정성을 확보하도록 된 절단구조를 가지는 펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 저수지, 댐, 침수지역 등에는 물을 퍼 올리는 펌프가 설치되어 필요에 따라 물을 퍼 올리도록 되어 있다.

이러한 펌프는, 일반적으로 가동 초기에 펌프의 펌프실 내부로 물을 완전히 충수하여야 펌프작업이 이루어지도록 되어 있는 것으로, 그 중 통상적으로 사용되는 펌프는, 한국등록특허공고 공고번호 제 178546호에서 기재된 바와 같이, 내부에 원통형 로우터 챔버를 갖는 하우징과, 상기 챔버의 일단부에 있는 입구 및 출구와, 상기 챔버 내에 동축방향으로 배치되어서 그 중심축에 대해 함께 회전하도록 연결된 디스크를 포함하는 구조를 가진다.

그리고, 상기 디스크의 표면에 복수개의 상승 베인 또는 리브가 배치된다.

이와 같은 종래의 펌프는, 모터의 구동에 의해 상기 디스크가 챔버에서 회전을 하면, 유체는 상기 디스크에 구비된 베인(리브)에 의해 발생된 전단력과 마찰 또는 점성 견인력에 의해 퍼 올리게 된다.

한편, 한국특허등록번호 제10-801296호(명칭: 슬러지용 펌프)에서는, 공보에 공지된 바와 같이; 상기 모터의 축과 연결되어 회전하여 인입관과 연결된 인입구에서 유체를 인입하여 토출관과 연결된 토출구로 토출하도록 임펠러가 내재된 몸체를 가지는 통상의 진공 흡자식 펌프에 있어서; 상기한 인입구와 연결되는 인입관에는 내부에 일정한 크기의 공간부를 가지며 상기 공간부에는 소형모터의 회전축에 고정설치되어 소형모터의 회전에 의해 회전하여 슬러지를 커팅하여 분쇄하도록 된 통상의 커터가 마련되어 있는 관체로 이루어지는 커팅수단이 마련되는 슬러지용 펌프가 기재되어 있다.

그리고 한국특허등록번호 제 10-1407869호(명칭: 슬러지용 로터리 디스크 펌프)에서는, 공보에 공지된 바와 같이; 내부에 원통형 로우터 챔버를 갖는 하우징과, 상기 챔버의 일 단부에 있는 입구 및 출구와, 상기 챔버 내에 동축방향으로 배치되어서 그 중심축에 대해 함께 회전하도록 연결되며 내부 대향면을 갖는 적어도 두 개의 평행하게 이격된 디스크를 포함하고, 상기 디스크의 내부 대향면은 유체를 펌핑하기 위해 회전시 소정 거리 떨어져서 이격되어 있으며, 상기 대향면으로부터 외향으로 돌출하는 대향면에 복수개의 리브가 구비되고; 상기 입구에는, 상기 중심축에 축결합되어 연동되어 회전하는 종동축이 구비되고, 상기 종동축에는 상기 입구로 흡입되는 슬러지를 파쇄하도록 된 커터가 구비되며; 상기 입구에는, 상기 종동축에 축결합되어 회전하는 스크류가 구비되고, 상기 스크류가 위치된 입구의 내부에는 상기 스크류와 맞춤결합되어 유체를 챔버의 내부로 압축유도하도록 된 스크류관이 구비되고; 상기 스크류의 전단에는, 슬러지를 분쇄하도록 된 반경이 점차 좁아지는 콘 형태의 와류날이 부설된 콘 형상의 분쇄커터가 구비된 슬러지용 로터리 디스크 펌프에 있어서; 상기한 디스크의 대향면에 구비된 리브는, 상기 중심축에 대하여 방사상으로 배치되고, 지그재그 형태로 절곡형성됨과 아울러 외향으로 경사진 각도를 가지면서 구비되는 로터리디스크펌프가 기재되어 있다.

한국등록특허공고 공고번호 제 178546호 한국특허등록번호 제 10-801296호 한국특허등록번호 제 10-1407869호

그러나 상기와 같은 종래의 펌프들은, 유체를 펌프하는 임펠러(디스크)와 유체를 파쇄하도록 된 절단수단이 구비되어, 그 구조가 복잡하게 이루어짐에 따라, 비효율적인 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하게 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 저수지, 댐 및 침수지 등에서 슬러지를 퍼 올리도록 된 것으로, 유체(슬러지)를 퍼 올리는 중에 고형물을 맷돌파쇄형태로 절단하도록 되어 고형물에 대한 파쇄효율을 극대화하도록 됨은 물론, 임펠러에 대한 과도한 파쇄하중이 인가되지 않도록 하여 구조적 손상을 방지함으로써, 구조적 안정성을 확보하도록 된 절단구조를 가지는 펌프를 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 절단구조를 가지는 펌프는, 내부에 유체가 유입되는 입구 및 유체가 토출되는 출구가 구비된 원통형 로우터 챔버를 갖는 하우징과; 상기 챔버 내에 회전 가능하도록 구비된 중심축에 체결되며 상기 입구측 방향의 표면에 상기 입구측 방향으로 돌출형성된 다수의 베인날개들이 구비된 임펠러와; 상기 하우징의 입구에 구비되며 중앙에 상기 중심축이 관통하면서 지지되도록 된 지지링과, 상기 하우징에 결속고정되며 상기 지지링과의 사이에 유체가 통과하는 통과공간이 형성되도록 구비되는 고정링과, 상기 통과공간을 가로지르면서 상기 지지링과 상기 고정링을 연결하도록 구비되는 절단지지대를 가지는 지지체;를 포함하는 절단구조를 가지는 펌프에 있어서; 상기 절단지지대에서 상기 임펠러가 회전할 때 상기 베인날개들이 교차하는 교차단부에는, 외측방향으로 돌출형성되며 상기 베인날개와 교차하면서 유체에 함유된 고형물이 끼임되어 갈려져서 절단파쇄하도록 된 다수의 파쇄돌부들이 구비되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 절단구조를 가지는 펌프는, 챔버의 내부를 통해 유체를 퍼 올리는 중에 절단지지대의 교차단부와 베인날개의 회전방향측 교차모서리 부위와의 사이에 고형물이 끼임되면서 다수의 파쇄돌부에 의해 절단되어 그 크기를 줄이는 효과를 가진다.

이때, 고형물이 베인날개의 회전방향측 교차모서리부위와 교차단부에 구비되는 파쇄돌부에 의해 맷돌파쇄형태로 파쇄됨에 따라, 고형물의 파쇄효율이 극대화되는 효과를 가진다.

아울러, 회전운동하는 임펠러에 대한 과도한 파쇄하중이 인가되지 않음에 따라, 임펠러의 구조적 손상을 방지하는 효과를 가진다.

도 1은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 절단구조를 가지는 펌프를 보인 개략 예시도.
도 2는, 본 실시 예에 의한 절단구조를 가지는 펌프를 보인 일부 발췌 개략 예시도.
도 3은, 본 실시 예에 의한 절단구조를 가지는 펌프를 구성하는 임펠러와 지지체를 보인 개략 사시 예시도.
도 4는, 본 실시 예에 의한 절단구조를 가지는 펌프를 구성하는 지지체를 보인 개략 사시 예시도.
도 5는, 본 실시 예에 의한 절단구조를 가지는 펌프를 구성하는 지지체를 보인 일부 발췌 개략 사시 예시도.
도 6은, 본 실시 예에 의한 절단구조를 가지는 펌프를 구성하는 지지체를 보인 개략 예시도.
도 7은, 본 실시 예에 의한 절단구조를 가지는 펌프의 작용상태를 보인 개략 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 의한 절단구조를 가지는 펌프를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1 내지 도 7은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 절단구조를 가지는 펌프(1)를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 절단구조를 가지는 펌프(1)는, 주로, 저수지, 댐 및 침수지 등에서 고형물이 함유된 슬러지를 퍼 올리는 것에 적합하게 적용될 수 있다.

이때, 유체(슬러지)를 퍼 올리는 중에 고형물을 분쇄하도록 되어 유체가 이송되는 이송경로상에서의 각각의 구성들에 대한 손상 및 고장을 예방하도록 되어 구조적 안정성을 확보하게 된다.

이러한 본 실시 예에 의한 절단구조를 가지는 펌프(1)는, 내부에 유체가 유입되는 입구(10) 및 유체가 토출되는 출구(11)가 구비된 원통형 로우터 챔버를 갖는 하우징(2)과; 상기 챔버 내에 회전 가능하도록 구비된 중심축(3)에 체결되며 상기 입구(10)측 방향의 표면에 상기 입구(10)측 방향으로 돌출형성된 다수의 베인날개(41)들이 구비된 임펠러(4);를 포함한다.

즉, 별도로 구비되는 모터(6)의 구동에 따라 발생되는 회전력을 전달받은 상기 중심축(3)이 회전운동하게 될 때, 상기 챔버의 내부에서 상기 임펠러(4)가 맴돌이회전운동하게 됨으로써, 상기 챔버의 내부가 진공상태를 형성하게 된다.

이에 따라, 유체가 상기 입구(10)를 통해 유입된 후, 상기 출구(11)를 통해 외부로 퍼 올리게 된다.

상기에서 입구(10)는, 상기 챔버의 일단부에 구비되되 상기 중심축(3)의 길이 방향에 배치될 수 있으며; 상기 출구(11)는, 상기 임펠러(4)를 가로질러 연장되는 상기 챔버 외주벽의 영역상에 배치될 수 있는 것으로; 사용자의 선택에 따라 적합하게 적용되는 것이 바람직하다.

즉, 유체가 상기 중심축(3)의 길이방향으로 유입된 후, 상기 챔버의 외주측 방향으로 퍼 올리는 펌프운동을 수행하게 될 수 있다.

상기에서 베인날개(41)들은, 상기 임펠러(4)의 외주로부터 그 중심에 구비되며 상기 중심축(3)이 축결합되는 보스축(42)의 외주면을 향해 연장하는 각각 면상에서 각각 방사방향으로 연장되되 원호상의 곡선형태로 굴곡되는 형태로 구비될 수 있는 것으로; 그 구성 및 구조는, 종래 공지된 기술들 중에서 사용자에 의해 선택된 구성 및 구조가 적합하게 적용되는 것이 바람직하다.

이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 절단구조를 가지는 펌프(1)는, 상기 하우징(2)의 입구(10)에 구비되며 중앙에 상기 중심축(3)이 관통하면서 지지되도록 된 지지링(51)과, 상기 하우징(2)에 결속고정되며 상기 지지링(51)과의 사이에 유체가 통과하는 통과공간(A)이 형성되도록 구비되는 고정링(52)과, 상기 통과공간(A)을 가로지르면서 상기 지지링(51)과 상기 고정링(52)을 연결하도록 구비되는 절단지지대(53)를 가지는 지지체(5);를 더 포함한다.

즉, 상기 챔버의 내부가 상기 임펠러(4)의 회전운동을 통해 맴돌이와류를 형성하면서 진공상태를 구성하게 되어, 상기 입구(10)를 통해 유체를 퍼 올릴 때, 상기 지지체(5)의 상기 통과공간(A)을 경유하게 된다.

이때, 상기 중심축(3)이 상기 지지체(5)의 지지링(51)을 통해 단부가 회전운동가능하게 축고정됨에 따라, 정자세로 회전운동함은 물론, 무단으로 유동되는 것을 방지하게 되어 구조적 안정성을 확보하게 된다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 절단구조를 가지는 펌프(1)에서, 상기 절단지지대(53)에서 상기 임펠러(4)가 회전할 때 상기 베인날개(41)들이 교차하는 교차단부(531)에는, 외측방향으로 돌출형성되며 상기 베인날개(41)와 교차하면서 유체에 함유된 고형물이 끼임되어 갈려져서 절단파쇄하도록 된 다수의 파쇄돌부(7)들이 구비된다.

즉, 유체가 상기 통과공간(A)을 경유하여 상기 챔버의 상기 입구(10)를 통해 유입되는 중에, 유체중에 함유된 고형물(나뭇가지 등)이 상기 절단지지대(53)의 교차단부(531)에 구비된 다수의 상기 파쇄돌부(7)들과 상기 베인날개(41)들의 표면의 사이에서 끼임되면서 기 파쇄돌부(7)들에 의해 절단되어 그 크기가 현저히 줄어들게 된다.

이때, 고형물이 상기 베인날개(41)의 회전방향측 교차모서리부위(411)와 상기 교차단부(531)에 구비되는 상기 파쇄돌부(7)들에 의해 '맷돌파쇄형태'로 파쇄됨에 따라, 고형물의 파쇄효율이 극대화된다.

아울러, 고형물이 파쇄될 때, 회전운동하면서 교차되는 상기 임펠러(4)의 상기 베인날개(41)들에 대하여 과도한 파쇄하중이 인가되지 않음에 따라, 상기 임펠러(4)의 구조적 손상을 방지하게 된다.

한편, 본 실시 예에 의한 절단구조를 가지는 펌프(1)에서, 상기 파쇄돌부(7)들은, 상기 교차단부(531)에서 상기 베인날개(41)의 교차모서리부위(411)와 교차하는 방향의 표면과 측면에 사이 간격을 가지면서 내측으로 파여진 파쇄홈(71)들의 사이에 배치되는 '돌부'로 이루어질 수 있으며; 이때, 상기 파쇄홈(71)들은, 상기 교차단부(531)의 표면과 측면이 접하는 부위측으로 갈수록 파여진 그 깊이가 점차 증대되게 형성될 수 있다.

상기에서 파쇄홈(71)들은, 상기 절단지지대(53)의 상기 교차단부(531)에 대한 '커팅작업'을 통해 성형될 수 있으며; 이를 통해 상기 파쇄돌부(7)들이 상기 절단지지대(53)와 일체로 형성될 수 있어, 생산효율이 향상될 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 일 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 절단구조를 가지는 펌프
10 : 입구 11 : 출구
2 : 하우징 3 : 중심축
4 : 임펠러 41 : 베인날개
411 : 교차모서리부위 42 : 보스축
5 : 지지체 51 : 지지링
52 : 고정링 53 : 절단지지대
531 : 교차단부 6 : 모터
7 : 파쇄돌부 71 : 파쇄홈
A : 통과공간

Claims (1)

1. 내부에 유체가 유입되는 입구 및 유체가 토출되는 출구가 구비된 원통형 로우터 챔버를 갖는 하우징과; 상기 챔버 내에 회전 가능하도록 구비된 중심축에 체결되며 상기 입구측 방향의 표면에 상기 입구측 방향으로 돌출형성된 다수의 베인날개들이 구비된 임펠러와; 상기 하우징의 입구에 구비되며 중앙에 상기 중심축이 관통하면서 지지되도록 된 지지링과, 상기 하우징에 결속고정되며 상기 지지링과의 사이에 유체가 통과하는 통과공간이 형성되도록 구비되는 고정링과, 상기 통과공간을 가로지르면서 상기 지지링과 상기 고정링을 연결하도록 구비되는 절단지지대를 가지는 지지체;를 포함하는 절단구조를 가지는 펌프에 있어서;
   상기 절단지지대에서 상기 임펠러가 회전할 때 상기 베인날개들이 교차하는 교차단부에는,
   외측방향으로 돌출형성되며 상기 베인날개와 교차하면서 유체에 함유된 고형물이 끼임되어 갈려져서 절단파쇄하도록 된 다수의 파쇄돌부들이 구비되는 것을 특징으로 하는 절단구조를 가지는 펌프.

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