KR20240079435A - 펌프용 동파방지장치 - Google Patents

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송경희
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Abstract

본 발명은 샤프트의 회전과 관련된 미케니컬 씰, 패킹 및 베어링용 그리스 등과 같은 구성요소가 낮은 온도로 인해 경화된 상태에서 충격에 의해 파손되는 것을 방지하기 위한 펌프용 동파방지장치에 관한 것으로서, 흡입구(111)와 토출구(112)가 형성된 케이싱(110)의 내부에 임펠러(120)가 배치되고, 임펠러(120)가 샤프트(130)에 의해 회전됨으로써, 흡입구(111)로 물을 흡입하고, 흡입된 물을 토출구(112)를 통해 토출하게 되는 펌프에 있어서, 제 1 워킹 코일(151)이 모터 브라켓(141) 내에 배치된 샤프트(130)의 미들 프론트부(133)에 권선되어, 상기 제 1 워킹 코일(151)이 모터 브라켓(141)의 제 1 베어링(142)과 미케니컬 씰(143) 사이에 배치되는 제 1 전자기유도 가열장치(150)와, 제 2 워킹 코일(161)이 베어링 하우징(145)의 내부에 배치된 샤프트(130)의 후단부(134)에 권선되어, 베어링 하우징(145)의 제 2 베어링(146)에 근접하게 배치되는 제 2 전자기유도 가열장치(160)와, 모터 브라켓(141)에 장착되어, 제 1 전자기유도 가열장치(150)의 제 1 워킹 코일(151)에 의해 가열되는 샤프트(130)의 미들 프론트부(133)의 온도를 측정하게 되는 제 1 적외선 온도센서(170)와, 베어링 하우징(145)에 장착되어, 제 2 전자기유도 가열장치(160)의 제 2 워킹 코일(161)에 의해 가열되는 샤프트(130)의 후단부(134)의 온도를 측정하게 되는 제 2 적외선 온도센서(180)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

펌프용 동파방지장치{APPARATUS FOR PREVENTING FREEZE-BURST OF PUMP}
본 발명은 샤프트의 회전과 관련된 미케니컬 씰, 패킹 및 베어링용 그리스 등과 같은 구성요소가 낮은 온도로 인해 경화된 상태에서 충격에 의해 파손되는 것을 방지하기 위한 펌프용 동파방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치의 워킹 코일(working coil)이 샤프트에 권선되어, 샤프트의 온도가 0℃ 이하가 되면 샤프트를 가열하여 펌프의 동파를 방지할 수 있는 펌프용 동파방지장치에 관한 것이다.
대한민국 특허 제10-1178580호(2012년 8월 24일, 등록)에 "동파방지형 펌프장치"가 소개되어 있다.
상기 동파방지형 펌프장치는 임펠러가 장착되어 흡입배관의 물이 상기 임펠러의 고속회전에 의해 토출배관으로 밀어내는 펌프에는 동절기 사용되는 온도센서가 부착되어 주변온도를 측정하고 펌프전용 컨트롤러에 알려주면 속도지령을 회전수 제어용 인버터에 의해 가변속도로써 펌프에 공급하도록 구성되는 펌프장치에 있어서, 펌프주변 온도가 영하로 내려가고 사용자가 일정 시간동안 물을 사용하지 않아 펌프가 정지되어 있을 때, 임펠러를 인버터를 이용하여 회전수를 50%를 줄여서 30hz의 주파수로 운전되는 속도로 회전시켜 배관의 압력을 증가시키지 않고, 펌프 내부의 마찰열을 동력중 10 ~ 15% 정도로 발생시켜서 물의 온도를 영상으로 끌어올린 것을 특징으로 한다.
그러나, 상기 동파방지형 펌프장치는 물이 펌핑되지 않는 상태에서 펌프를 계속해서 구동해야 하기 때문에 마찰에 의해 미케니컬 씰, 패킹 및 베어링 등이 마모되어 파손되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 샤프트에 권선되어 샤프트를 가열하는 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치와, 샤프트의 온도를 측정하는 제 1 및 제 2 적외선 온도센서를 포함함으로써, 샤프트의 온도가 0℃ 이하가 되면, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치를 구동하여 샤프트를 가열하고, 가열된 샤프트에서 패킹, 미케니컬 씰 및 그리스 등과 같은 윤활유로 열이 전달되어, 미케니컬 씰, 패킹 및 그리스 등과 같은 베어링 윤활유가 파손되지 않을 적정 온도를 유지하게 됨으로써, 미케니컬 씰 및 패킹 등과 같은 고무계열의 구성요소가 저온 상태에서 경화되어 충격에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 그리스 등과 같은 윤활유가 저온에서 경화되어 베어링이 파손되거나, 펌프에 채워진 물에 의해 펌프가 동파되는 것을 방지할 수 있는 펌프용 동파방지장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 펌프용 동파방지장치의 일례는,
흡입구와 토출구가 형성된 케이싱의 내부에 임펠러가 배치되고, 임펠러가 샤프트에 의해 회전됨으로써, 흡입구로 물을 흡입하고, 흡입된 물을 토출구를 통해 토출하게 되는 펌프에 있어서,
제 1 워킹 코일이 모터 브라켓 내에 배치된 샤프트의 미들 프론트부에 권선되어, 상기 제 1 워킹 코일이 모터 브라켓의 제 1 베어링과 미케니컬 씰 사이에 배치되는 제 1 전자기유도 가열장치와,
제 2 워킹 코일이 베어링 하우징의 내부에 배치된 샤프트의 후단부에 권선되어, 베어링 하우징의 제 2 베어링에 근접하게 배치되는 제 2 전자기유도 가열장치와,
모터 브라켓에 장착되어, 제 1 전자기유도 가열장치의 제 1 워킹 코일에 의해 가열되는 샤프트의 미들 프론트부의 온도를 측정하게 되는 제 1 적외선 온도센서와,
베어링 하우징에 장착되어, 제 2 전자기유도 가열장치의 제 2 워킹 코일에 의해 가열되는 샤프트의 후단부의 온도를 측정하게 되는 제 2 적외선 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치의 제 1 및 제 2 워킹 코일은 샤프트의 회전을 간섭하지 않도록, 샤프트와 간극을 둔 상태에서 샤프트의 둘레에 권선되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 펌프용 동파방지장치의 다른 예는,
흡입구와 토출구가 형성된 케이싱의 내부에 임펠러가 배치되고, 임펠러가 샤프트에 의해 회전됨으로써, 흡입구로 물을 흡입하고, 흡입된 물을 토출구를 통해 토출하게 되는 펌프에 있어서,
제 1 워킹 코일이 샤프트의 프론트부에 권선되어, 상기 제 1 워킹 코일이 샤프트의 선단 연결부와 모터 브라켓 사이에 배치되는 제 1 전자기유도 가열장치와,
제 2 워킹 코일이 베어링 하우징의 내부에 배치된 샤프트의 후단부에 권선되어, 베어링 하우징의 제 2 베어링에 근접하게 배치되는 제 2 전자기유도 가열장치와,
모터 브라켓에 연결된 지지대의 선단에 연결되어, 제 1 워킹 코일의 상부에 배치됨으로써, 제 1 전자기유도 가열장치의 제 1 워킹 코일에 의해 가열되는 샤프트의 프론트부의 온도를 측정하게 되는 제 1 적외선 온도센서와,
베어링 하우징에 장착되어, 제 2 전자기유도 가열장치의 제 2 워킹 코일에 의해 가열되는 샤프트의 후단부의 온도를 측정하게 되는 제 2 적외선 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치의 제 1 및 제 2 워킹 코일은 샤프트의 회전을 간섭하지 않도록, 샤프트와 간극을 둔 상태에서 샤프트의 둘레에 권선되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 펌프용 동파방지장치는 펌프가 정지된 상태일 경우, 제 1 및 제 2 적외선 온도센서로 샤프트의 온도를 측정하여, 샤프트의 온도가 영하로 떨어지면, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치를 구동하여 샤프트를 가열하고, 샤프트를 가열하는 동안, 제 1 및 제 2 적외선 온도센서를 이용하여 샤프트의 온도변화를 측정함으로써, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치로 공급된 전류 사용량에 따른 이론 온도변화값과 제 1 및 제 2 적외선 온도센서에 의해 측정된 온도변화값을 비교하여, 전류 샤용량에 따른 이론 온도변화값과 측정 온도변화값이 같으면, 열적 평형을 이룬 것으로 판단하여, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치의 작동을 정지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 펌프용 동파방지장치는 초기 기동시, 펌프를 구동하기 전에, 제 1 및 제 2 적외선 온도센서를 이용하여 샤프트의 온도를 측정하고, 제 1 및 제 2 적외선 온도센서의 측정온도가 0℃ 이하인가?를 판단하고, 제 1 및 제 2 적외선 온도센서의 측정온도가 0℃ 이하인 경우, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치를 구동하여 샤프트를 가열하고, 샤프트를 가열하는 동안, 제 1 및 제 2 적외선 온도센서를 이용하여 샤프트의 온도변화를 측정하고, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치로 공급된 전류 사용량에 따른 이론 온도변화값과 제 1 및 제 2 적외선 온도센서에 의해 측정된 온도변화값을 비교하여, 전류 샤용량에 따른 이론 온도변화값과 측정 온도변화값이 같으면, 열적 평형을 이룬 것으로 판단하여, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치의 작동을 정지하고, 펌프의 기동을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 펌프용 동파방지장치는 펌프 구동중에 샤프트 측정온도가 0℃ 이하로 떨어질 경우, 펌프의 구동을 정지하고, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치를 구동하여 샤프트를 0℃보다 높은 설정온도까지 가열하고, 샤프트의 온도가 설정온도에 도달하면, 가열을 중지하고, 다시 펌프를 구동하는 것을 특징으로 한다.
상기 이론 온도변화값은 아래 수학식 1을 이용하여 획득할 수 있는 것을 특징으로 하다.
[수학식 1]
여기서, ΔT : 재질 온도 변화량, CM : 재질에 따른 전자기 유도 저항계수
CI : 전자기 유도를 통한 와전류 발생 손실계수,
I : 전자기 유도를 위한 전류
A : 전류를 통해 유도된 자기장의 수직인 면의 면적
이것에 의해, 본 발명에 따른 펌프용 동파방지장치는 샤프트의 온도를 측정하여, 샤프트의 온도가 0℃ 이하일 경우, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치를 구동하여 샤프트를 가열하고, 가열된 샤프트에서 패킹, 미케니컬 씰 및 그리스 등과 같은 윤활유로 열이 전달되어, 미케니컬 씰, 패킹 및 그리스 등과 같은 베어링 윤활유가 파손되지 않을 적정 온도를 유지하게 됨으로써, 미케니컬 씰 및 패킹 등과 같은 고무계열의 구성요소가 저온 상태에서 경화되어 충격에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 그리스 등과 같은 윤활유가 저온에서 경화되어 베어링이 파손되거나, 펌프에 채워진 물에 의해 펌프가 동파되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 펌프용 동파방지장치를 개력적으로 도시한 측면도
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 펌프용 동파방지장치를 개력적으로 도시한 단면도
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 펌프용 동파방지장치를 도시한 단면도
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 이러한 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 본 명세서 상에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
본 문서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 이해를 돕고, 설명의 편의를 위해 실시예에 상관없이 같은 구성요소에 대해 같은 도면부호를 사용하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적으로, 펌프(100)는 흡입구(111)와 토출구(112)가 형성된 케이싱(110)의 내부에 임펠러(120)가 배치되고, 임펠러(120)가 샤프트(130)에 의해 회전됨으로써, 흡입구(111)로 물을 흡입하고, 흡입된 물을 토출구(112)를 통해 토출하게 된다.
상기와 같은 펌프에 있어서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 펌프용 동파방지장치는 제 1 전자기유도 가열장치(150)와, 제 2 전자기유도 가열장치(160)와, 제 1 적외선 온도센서(170)와 제 2 적외선 온도센서(180)를 포함한다.
상기 제 1 전자기유도 가열장치(150)는 제 1 워킹 코일(151)이 모터 브라켓(141) 내에 배치된 샤프트(130)의 미들 프론트부(133)에 권선되어, 상기 제 1 워킹 코일(151)이 모터 브라켓(141)의 제 1 베어링(142)과 미케니컬 씰(143) 사이에 배치된다.
상기 제 2 전자기유도 가열장치(160)는 제 2 워킹 코일(161)이 베어링 하우징(145)의 내부에 배치된 샤프트(130)의 후단부(134)에 권선되어, 베어링 하우징(145)의 제 2 베어링(146)에 근접하게 배치된다.
상기 제 1 적외선 온도센서(170)는 모터 브라켓(141)에 장착되어, 제 1 전자기유도 가열장치(150)의 제 1 워킹 코일(151)에 의해 가열되는 샤프트(130)의 미들 프론트부(133)의 온도를 측정하게 된다.
상기 제 2 적외선 온도센서(180)는 베어링 하우징(145)에 장착되어, 제 2 전자기유도 가열장치(160)의 제 2 워킹 코일(161)에 의해 가열되는 샤프트(130)의 후단부(134)의 온도를 측정하게 된다.
상기 제 1 및 제 2 전자기 유도 가열장치(150, 160)는 도체에 전류의 변화가 발생하면 자장이 발생하고, 도체에 변화하는 자장을 가하면 전류가 흐르게 되는 원리를 이용한 것으로, 코일에 고주파 전류를 공급하여 자장을 발생시키고, 이 자장을 워킹 코일에 가하여 와전류를 유도하면, 워킹 코일의 전기적 고유 저항에 의해 이 와전류가 열로 변환되어, 샤프트(130)를 가열하게 된다.
상기 제 1 및 제 2 적외선 온도센서(170, 180)는 비접촉식 온도센서로, 샤프트의 적외선 방사율로 온도를 측정하며, 샤프트(130)에서 전자기장에 둘러싸여 있는 부분의 온도를 측정하는데 적합하다.
상기 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)의 제 1 및 제 2 워킹 코일(151, 161)은 샤프트(130)의 회전을 간섭하지 않도록, 샤프트(130)와 간극을 둔 상태에서 샤프트(130)의 둘레에 권선된다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 펌프용 동파방지장치는 제 1 전자기유도 가열장치(150)의 제 1 워크 코일(151)과 제 1 적외선 온도센서(170)가 샤프트(130)의 선단 연결부(131)와 모터 브라켓(141) 사이에 배치되는 것을 제외하고 본 발명의 제 1 실시예에 따른 펌프용 동파방지장치와 동일하다.
도 2를 참조하면, 즉, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 펌프용 동파방지장치는 제 1 전자기유도 가열장치(150)와, 제 2 전자기유도 가열장치(160)와, 제 1 적외선 온도센서(170)와 제 2 적외선 온도센서(180)를 포함한다.
상기 제 1 전자기유도 가열장치(150)는 제 1 워킹 코일(151)이 샤프트(130)의 프론트부(132)에 권선되어, 상기 제 1 워킹 코일(151)이 샤프트(130)의 선단 연결부(131)와 모터 브라켓(141) 사이에 배치된다.
상기 제 2 전자기유도 가열장치(160)는 제 2 워킹 코일(161)이 베어링 하우징(145)의 내부에 배치된 샤프트(130)의 후단부(134)에 권선되어, 베어링 하우징(145)의 제 2 베어링(146)에 근접하게 배치된다.
상기 제 1 적외선 온도센서(170)는 모터 브라켓(141)에 연결된 지지대(175)의 선단이 연결되어, 제 1 워킹 코일(151)의 상부에 배치됨으로써, 제 1 전자기유도 가열장치(150)의 제 1 워킹 코일(151)에 의해 가열되는 샤프트(130)의 프론트부(132)의 온도를 측정하게 된다.
상기 제 2 적외선 온도센서(180)는 베어링 하우징(145)에 장착되어, 제 2 전자기유도 가열장치(160)의 제 2 워킹 코일(161)에 의해 가열되는 샤프트(130)의 후단부(134)의 온도를 측정하게 된다.
상기 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)의 제 1 및 제 2 워킹 코일(151, 161)은 샤프트(130)의 회전을 간섭하지 않도록, 샤프트(130)와 간극을 둔 상태에서 샤프트(130)의 둘레에 권선된다.
도 1 및 도 2에 펌프가 횡형 다단 원심펌프로 도시되어 있지만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 모든 원심펌프에 적용 가능하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 펌프용 동파방지장치의 컨디션을 다음과 같이 관리한다.
1. 펌프가 정지된 상태
(1) 제 1 및 제 2 적외선 온도센서(170, 180)로 샤프트(130)의 온도를 측정하여, 샤프트(130)의 온도가 영하로 떨어지면, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)를 구동하여 샤프트(130)를 가열한다.
(2) 샤프트(130)를 가열하는 동안, 제 1 및 제 2 적외선 온도센서(170, 180)를 이용하여 샤프트(130)의 온도변화를 측정한다.
(3) 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)로 공급된 전류 사용량에 따른 이론 온도변화값과 제 1 및 제 2 적외선 온도센서(170, 180)에 의해 측정된 온도변화값을 비교하여, 전류 샤용량에 따른 이론 온도변화값과 측정 온도변화값이 같으면, 열적 평형을 이룬 것으로 판단하여, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)의 작동을 정지한다.
이것은 샤프트(130)의 온도가 영하로 떨어진 상태에서는 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)가 샤프트(130)를 가열하여도 샤프트(130)의 온도가 올라가지 않아 측정 온도변화값이 이론 온도변화값에 비해 작게 된다. 그리고, 계속해서 일정시간동안 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)로 전류가 공급되면, 샤프트(130)의 온도가 상승하여, 측정 온도변화값이 이론 온도변화값에 도달하게 되기 때문이다. 이때, 가열된 샤프트(130)의 측정 온도는 0℃ 이상이어야 한다.
여기서, 이론 온도변화값은 아래 수학식 1과 같다.
여기서, ΔT : 재질 온도 변화량, CM : 재질에 따른 전자기 유도 저항계수
CI : 전자기 유도를 통한 와전류 발생 손실계수,
I : 전자기 유도를 위한 전류
A : 전류를 통해 유도된 자기장의 수직인 면의 면적
이와 같이, 본 발명에 따른 펌프용 동파방지장치는 펌프가 정지된 상태일 경우, 외부 온도가 영하로 내려가면, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)를 구동하여, 펌프의 내부에 채워져 있는 물이 어는 것을 방지함으로써, 펌프가 동파되는 것을 방지할 수 있다.
2. 초기 기동시
(1) 펌프를 구동하기 전에, 제 1 및 제 2 적외선 온도센서(170, 180)를 이용하여 샤프트(130)의 온도를 측정한다.
(2) 제 1 및 제 2 적외선 온도센서(170, 180)의 측정온도가 0℃ 이하인가?를 판단한다.
일반적으로, 0℃ 이하의 저온 상태에서, 시일 및 패킹 등과 같은 고무계열의 구성요소 및 그리스 등과 같은 윤활유가 경화되며, 경화된 상태에서 충격이 가해지면 파손된다.
(3) 제 1 및 제 2 적외선 온도센서(170, 180)의 측정온도가 0℃ 이하인 경우, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)를 구동하여 샤프트(130)를 가열한다.
(2) 샤프트(130)를 가열하는 동안, 제 1 및 제 2 적외선 온도센서(170, 180)를 이용하여 샤프트(130)의 온도변화를 측정한다.
(3) 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)로 공급된 전류 사용량에 따른 이론 온도변화값과 제 1 및 제 2 적외선 온도센서(170, 180)에 의해 측정된 온도변화값을 비교하여, 전류 샤용량에 따른 이론 온도변화값과 측정 온도변화값이 같으면, 열적 평형을 이룬 것으로 판단하여, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)의 작동을 정지하고, 펌프의 기동을 수행한다.
여기서, 이론 온도변화값은 위에서 수학식 1을 참조하여 설명한 것과 같다.
3. 펌프 구동중에 샤프트 측정온도가 0℃ 이하로 떨어질 경우..... 펌프의 구동을 정지하고, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)를 구동하여 샤프트(130)를 0℃보다 높은 설정온도까지 가열하고, 샤프트의 온도가 설정온도에 도달하면, 가열을 중지하고, 다시 펌프를 구동한다.
상기 설정온도는 0℃ 이상에서 사용자가 임의로 정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 펌프용 동파방지장치는 샤프트의 온도를 측정하여, 샤프트의 온도가 0℃ 이하일 경우, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)를 구동하여 샤프트를 가열함으로써, 샤프트의 방열에 의해 시일 및 패킹 등과 같은 고무계열의 구성요소 및 그리스 등과 같은 윤활유의 온도가 영상으로 상승하여 시일 및 패킹 등과 같은 고무계열의 구성요소 및 그리스 등과 같은 윤활유가 경화되어 파손되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 펌프의 내부에 채워진 물이 얼어 펌프가 동파되는 것을 방지하게 된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110 : 케이싱 120 : 임펠러
130 : 샤프트
150 : 제 1 전자기유도 가열장치
160 : 제 2 전자기유도 가열장치
170 : 제 1 적외선 온도센서
180 : 제 2 적외선 온도센서

Claims (8)

  1. 흡입구(111)와 토출구(112)가 형성된 케이싱(110)의 내부에 임펠러(120)가 배치되고, 임펠러(120)가 샤프트(130)에 의해 회전됨으로써, 흡입구(111)로 물을 흡입하고, 흡입된 물을 토출구(112)를 통해 토출하게 되는 펌프에 있어서,
    제 1 워킹 코일(151)이 모터 브라켓(141) 내에 배치된 샤프트(130)의 미들 프론트부(133)에 권선되어, 상기 제 1 워킹 코일(151)이 모터 브라켓(141)의 제 1 베어링(142)과 미케니컬 씰(143) 사이에 배치되는 제 1 전자기유도 가열장치(150)와,
    제 2 워킹 코일(161)이 베어링 하우징(145)의 내부에 배치된 샤프트(130)의 후단부(134)에 권선되어, 베어링 하우징(145)의 제 2 베어링(146)에 근접하게 배치되는 제 2 전자기유도 가열장치(160)와,
    모터 브라켓(141)에 장착되어, 제 1 전자기유도 가열장치(150)의 제 1 워킹 코일(151)에 의해 가열되는 샤프트(130)의 미들 프론트부(133)의 온도를 측정하게 되는 제 1 적외선 온도센서(170)와,
    베어링 하우징(145)에 장착되어, 제 2 전자기유도 가열장치(160)의 제 2 워킹 코일(161)에 의해 가열되는 샤프트(130)의 후단부(134)의 온도를 측정하게 되는 제 2 적외선 온도센서(180)를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프용 동파방지장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)의 제 1 및 제 2 워킹 코일(151, 161)은 샤프트(130)의 회전을 간섭하지 않도록, 샤프트(130)와 간극을 둔 상태에서 샤프트(130)의 둘레에 권선되는 것을 특징으로 하는 펌프용 동파방지장치.
  3. 흡입구(111)와 토출구(112)가 형성된 케이싱(110)의 내부에 임펠러(120)가 배치되고, 임펠러(120)가 샤프트(130)에 의해 회전됨으로써, 흡입구(111)로 물을 흡입하고, 흡입된 물을 토출구(112)를 통해 토출하게 되는 펌프에 있어서,
    제 1 워킹 코일(151)이 샤프트(130)의 프론트부(132)에 권선되어, 상기 제 1 워킹 코일(151)이 샤프트(130)의 선단 연결부(131)와 모터 브라켓(141) 사이에 배치되는 제 1 전자기유도 가열장치(150)와,
    제 2 워킹 코일(161)이 베어링 하우징(145)의 내부에 배치된 샤프트(130)의 후단부(134)에 권선되어, 베어링 하우징(145)의 제 2 베어링(146)에 근접하게 배치되는 제 2 전자기유도 가열장치(160)와,
    모터 브라켓(141)에 연결된 지지대(175)의 선단에 연결되어, 제 1 워킹 코일(151)의 상부에 배치됨으로써, 제 1 전자기유도 가열장치(150)의 제 1 워킹 코일(151)에 의해 가열되는 샤프트(130)의 프론트부(132)의 온도를 측정하게 되는 제 1 적외선 온도센서(170)와,
    베어링 하우징(145)에 장착되어, 제 2 전자기유도 가열장치(160)의 제 2 워킹 코일(161)에 의해 가열되는 샤프트(130)의 후단부(134)의 온도를 측정하게 되는 제 2 적외선 온도센서(180)를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프용 동파방지장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)의 제 1 및 제 2 워킹 코일(151, 161)은 샤프트(130)의 회전을 간섭하지 않도록, 샤프트(130)와 간극을 둔 상태에서 샤프트(130)의 둘레에 권선되는 것을 특징으로 하는 펌프용 동파방지장치.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    펌프가 정지된 상태일 경우, 제 1 및 제 2 적외선 온도센서(170, 180)로 샤프트(130)의 온도를 측정하여, 샤프트(130)의 온도가 영하로 떨어지면, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)를 구동하여 샤프트(130)를 가열하고, 샤프트(130)를 가열하는 동안, 제 1 및 제 2 적외선 온도센서(170, 180)를 이용하여 샤프트(130)의 온도변화를 측정함으로써, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)로 공급된 전류 사용량에 따른 이론 온도변화값과 제 1 및 제 2 적외선 온도센서(170, 180)에 의해 측정된 온도변화값을 비교하여, 전류 샤용량에 따른 이론 온도변화값과 측정 온도변화값이 같으면, 열적 평형을 이룬 것으로 판단하여, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)의 작동을 정지하는 것을 특징으로 하는 펌프용 동파방지장치.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    초기 기동시, 펌프를 구동하기 전에, 제 1 및 제 2 적외선 온도센서(170, 180)를 이용하여 샤프트(130)의 온도를 측정하고, 제 1 및 제 2 적외선 온도센서(170, 180)의 측정온도가 0℃ 이하인가?를 판단하고, 제 1 및 제 2 적외선 온도센서(170, 180)의 측정온도가 0℃ 이하인 경우, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)를 구동하여 샤프트(130)를 가열하고, 샤프트(130)를 가열하는 동안, 제 1 및 제 2 적외선 온도센서(170, 180)를 이용하여 샤프트(130)의 온도변화를 측정하고, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)로 공급된 전류 사용량에 따른 이론 온도변화값과 제 1 및 제 2 적외선 온도센서(170, 180)에 의해 측정된 온도변화값을 비교하여, 전류 샤용량에 따른 이론 온도변화값과 측정 온도변화값이 같으면, 열적 평형을 이룬 것으로 판단하여, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)의 작동을 정지하고, 펌프의 기동을 수행하는 것을 특징으로 하는 펌프용 동파방지장치.
  7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    펌프 구동중에 샤프트 측정온도가 0℃ 이하로 떨어질 경우, 펌프의 구동을 정지하고, 제 1 및 제 2 전자기유도 가열장치(150, 160)를 구동하여 샤프트(130)를 0℃보다 높은 설정온도까지 가열하고, 샤프트의 온도가 설정온도에 도달하면, 가열을 중지하고, 다시 펌프를 구동하는 것을 특징으로 하는 펌프용 동파방지장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 이론 온도변화값은 아래 수학식 1을 이용하여 획득할 수 있는 것을 특징으로 하는 펌프용 동파방지장치.
    [수학식 1]

    여기서, ΔT : 재질 온도 변화량, CM : 재질에 따른 전자기 유도 저항계수
    CI : 전자기 유도를 통한 와전류 발생 손실계수,
    I : 전자기 유도를 위한 전류
    A : 전류를 통해 유도된 자기장의 수직인 면의 면적
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