KR900004777Y1 - 온수 보일러용 전기 진동펌프 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

온수 보일러용 전기 진동펌프

제1도는 종래의 온수 보일러용 전기 진동펌프의 종단면도.

제2도는 본 고안의 일실시예 전기 진동 펌프의 종단면도.

제3도는 제2도 중 A-A선 단면도.

제4도는 제2도 중 B-B선 절단부 단면도.

제5도는 본 고안중 진동 펌프 부품의 일부 발췌 분해 사시도.

제6a,b도는 교류 전자석과 진동판의 작용상태 개요도.

제7도는 본 고안을 응용한 중형 진동펌프 구성을 위한 두축형 진동축과 고무진동판의 단면 구성도.

제8도는 본 고안을 응용한 대형진동펌프 구성을 위한 내축형 진동축의 고무 진동판 배열도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 펌프몸체 1a : 몸체의 횡형함실

2 : 유입구 3 : 유출구

4 : 보충수 연결구 5 : 갑체

5a : 갑체의 함실 5' : 삽입홈

6 : 고무진동판 6a : 전면돌출부

6b : 환형패킹 6c : 지지부재

7 : 진동축 7a : 진동축 선단

8 : 단턱 9 : 진동임페라

9a : 임페라 축봉 9b : 홈

9c : 임페라선단 9d : 임페라 후단

9e : 경사면 10,10' : 영구자석

11 : 교류전자석 11a : 철심

11b : 코일 12 : 유동축봉

13,13' : 진동판 14 : 압박판

15 : 뚜껑 6X : 중형의 고무진동관

6Y : 대형의 고무진동판 7X : 2축형 진동축

7X' : 2축형 진동축 7Y : 4축형 진동축

7' : 4축형 진동축 7Y" : 4축형 진동축

7Y''' : 4축형 진동축 9X : 두축형 진동임펠라

9X' : 두축형 진동임페라

본 고안은 온수 보일러의 온수 순환을 촉진시키는 전기 진동펌프의 개량에 관한 것이다.

종래의 온수 보일러용 온수 순환 촉진장치의 종류는 여러 가지 제공되어 있으나, 성능이 좋은 것은 가격이 높고 가격이 저렴한 것은 성능이 낮은 단점이 있었다.

온수 순환 장치가 필요한 경우는 보일러의 용량이 적은 소형 연탄 온수보일러인바, 순환 촉진장치 또는 기구가 고가이면 실용성이 없으므로 강제순환용의 순환 펌프는 소비 전력이 매우 낮으면서 소음이 적어야 되고, 시공이 간편하여야 되고, 저렴하여야 되면서 순환 촉진 효율이 높아야 되는 조건을 만족시켜야 실용성을 갖는 것이다.

통칭 햐향식 배관법에 사용되는 중계관은 하향 순환촉진 장치로 널리 사용되고 있으나, 가격이 저렴한 대신에 순환 촉진효율(성능)이 매우 낮은 단점이 있고, 에어펌프를 이용한 순환 촉진장치는 성능이 다소 높은 반면에 기구가 조잡하여 시공이 까다롭고 고장이 잦으며 소음이 심한 단점이 있으며 이러한 단점들을 보완코저 최근에는 교류전자석에 진동임페라를 사용한 중계관형 전기펌프가 제공되어 있다.

제1도는 일예의 중계관형 진동식 전기펌프의 구조 단면도를 나타낸 것이다.

구성을 살펴보면, 좌, 우로 긴관형의 펌프몸체(P1)에 하단 양측으로 관을 연결시킬 수 있는 유입구(P2) 및 유출구(P3)가 햐향으로 부설되고 유입구(P2) 상측부에는 상향으로 보충수 연결구(P4)가 설치되며 유출구(P3) 상방에는 사각함실(P5)을 두어 두터운 고무패킹(P6)의 중앙에 진동축(P7)이 하향으로 관통되게 고정된 것을 상단턱(P8)에 고정설치하여 진동축(P7)의 끝단에는 사각판형 임페라(P9)를 부착하여 유출구(P3)의 상단부에 수직으로 위치시키고, 진동축(P3)의 상단에는 좌, 우로 영구자석(P10)을 부착하여 이 영구자석(P10)과 다소의 간격을 두고 상부로 전자석(P11)을 고정 설치하여서 된 구성으로서 유입구(P2)는 보일러의 난방수출구와 연결되고 유출구(P3)는 난방배관과 연결되며, 보충수 연결구(P4)는 높게 관을 연장하여 보충수통을 연결하여서 사용되는 것이다.

이와 같은 구성의 진동펌프는 전자석(P11)에 교류전원을 연결하던 코어(P11')에 S, N자극이 교류싸이클에 따라 연속적으로 바뀌어 형성되므로 하향으로 구접한 영구자석(P10)을 일측은 당기고 하측은 미는 작동효과를 나타내고 이에 따라 진동축(P7)은 고무패킹(P6)에 중간이 지지되어 하단부 끝단이 좌, 우로 진동케 된다.

진동축 하부 끝단의 좌, 우 진동은 부착된 판형 임페라(P9)를 좌, 우로 흔들어 주므로 펌프 몸체에 주입된 온수를 유출구(P3)로 햐향 순환시키게 되고 유입구(P2) 측으로는 보일러측에서 가열된 온수(난방수)가 상승인입되는 작용을 지속되게 촉진하여 난방 배관내의 순환 촉진 작용을 얻게 되는 것이다.

이러한 진동펌프는 펌프 몸체(P1) 자체의 구조만으로도 종래의 중계관 구조와 동일하여 자연순환식 하향순환 작용을 시킬 수 있으므로 무전원 상태에서도 자연 순환이 가능한 이점이 있고 진동축(P7)의 작동이 전자석(P11)의 자력선에 영향을 받는 영구자석(P11)의 진동에 의해 작동되므로 기구적인 접촉이나 마찰이 없이 동작되어 소음이 비교적 낮은 이점이 있고 전체 크기가 소형화되어 설비상의 간편함이 있으며 전체 부품이 간단하면서 제작비도 저렴하여 전반적으로 소형 온수 보일러의 온수 순환장치로 만족스러운 것이다.

더욱이 순환촉진 성능에 있어서도 진동축의 진동수가 교류싸이클과 동일하므로 매우 빠르게 판형 임페라를 흔들어 주어, 온수를 하향으로 밀어 주는 순환이 종래의 제반것에 비해 월등히 높은 이점이 있다.

본원 고안은 이러한 여러장점이 있는 중계관형 진동식 전기펌프를 보다 고성능 고효율의 것으로 개량함에 특징이 있는 것이다.

즉, 상기한 구조의 진동펌프는 전자석(P11)을 설치한 구조가 2중 함실로 되어 다소 복잡하며, 진동축(P7)을 두터운 패킹(P5)에 단순히 관통되게 고정하여 진동효율 떨어지며, 진동하는 관형임페라(P9)의 구조도 시각형으로 되어 있고 효과적으로 물(온수)을 밀어주는 힘이 약하며, 소음이 발생하고 유출구(P3) 상단에서 하향으로 임페라가 설치되어 있어서 물을 햐향으로 강제로 압을 주어 밀어내는, 압송식으로 작용되며 순환력에 저항이 생기며, 순환용량이 증대시에는 전체적인 용량 증대가 크기로만 조정되어야 되는 제약이 있어서 효율이 낮은 단점을 갖고 있는 것이다.

본 고안은 이러한 단점들을 제거코져 안출된 것으로서 펌프 본체 및 부품을 보다 소형화 및 단순화 시키면서도 순환력을 증대시킬 수 있고 제작도 간편하면서 용량 증대시에도 효과적으로 단순 설계변경으로 적응할 수 있는 고효율, 고성능의 구조를 제공코저 한 것으로 이하 첨부된 일실시예의 도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 특징은, 펌프 본체를 중계관형으로 하여 진동임페라가 펌프본체의 수평함실내에 수평방향으로 내설되게 한 구성파, 이러한 구성을 위해 진동임페라가 부착된 진동축을 수평방향으로 설치하는 고무진동판을 펌프본체의 측단에 설치하고 그 외측으로 갑체를 두어 교류전자석 및 진동축의 진동판 및 영구자석을 배설하여서 된 구성 및 이러한 구성에서의 진동효율 및 송수효율을 높이기 위하여 고무진동판의 중심부에 진동축을 유연하게 축설하는 유동축봉을 형성하고 진동임페라는 부채꼴으로 형성함에 있다.

제2도 및 제3도는 이러한 본 고안의 구성을 만족시키는 일예의 단면 구성도를 나타낸 것이다.

보다 상세히 설명하면은, 좌, 우 하단에는 각각 유입구(2)와 유출구(3)가 형성되고 유출구(3) 상방에는 보충수 연결구(4)가 형성된 통상의 횡형 함실(1a)을 갖는 중계관형 몸체(1)를 마련하되, 유입구(3)측의 횡형함실(1a) 측단을 개구하여 보다 큰 함실(5a)을 갖는 측면갑체(5)를 일체로 형성하여 경계부에 환형단턱(8)을 형성하며 갑체(5)의 외측단에는 뚜껑(15)을 설치한다.

이러한 펌프 동체 구성에는 공지한 진동펌프의 구성을 위해 교류 전자석과 진동축, 진동임페라, 영구자석, 고무진동판 등을 설치하여야 되는바, 먼저 진동임페라(9)의 구성은 제5도에 도시한 바와 같이 내열성 고무를 재질로 하여 상, 하 최대폭은 몸체(1)의 횡형함실(1a) 내의 상, 하쪽(원형단면인 경우는 직경)보다 다소 작은 규격으로 되고 전체 형상은 부채꼴 형상으로 하여 후단이 봉형으로 된 축봉(9a)이 형성된다.

이 축봉(9a)에는 진동축(7)의 선단(7a)에 끼우기 위한 홈(9b)이 있고 임페라 선단(9c)은 얇고 후단(9d)은 다소 두터우면서 경사면(9e)을 양면에 형성한다.

진동축(7)은 후단에 장방형의 진동판(13)(13')이 간격을 두고 벌려져 두 개 형성되어 있다.

이 진동판(13)(13')에는 영구자석(10)(10')에 제6도에 도시한 바와 같이 자극이 중앙부에 대하여 서로 상반되게 고정부착되어 있다.

진동축(7)의 중앙부는 다소 가늘게 되어 길게 축방향으로 연장되는바, 후술하는 고무진동판(6)의 중심부에 형성되는 유동축봉(12)에 압박 상태로 축설되어 선단(7a)이 다소 길게 노출된다.

이 진동축(7)이 중심부에 압박되는 고무진동판(6)은 상술한 몸체(1)의 횡형함실(1a)에 압입되는 전면돌출부(6a)와 경계부인 단턱(8)에 밀착되는 환형패킹(6b)으로 형성되어 중심부에 진동축(7)을 압박되게 축설하는 유동축봉(12)을 유동 자유롭게 지지부재(6c)로 파지하는 일체형의 고무로 형성된다.

이 고무 진동판(6)은 외측으로는 영구자석(10)(10')이 부착된 진동판(13)(13')을 갖고 중심부에 유동축봉(12)에는 진동축(7)을 압박시켜 축설하면서 내측(도면상으로는 우측)으로는 연장되어 길게 노출된 진동축(7)의 선단(7a)으로 진공임페라(9)를 부착한 상태에서 고무진동판(6)의 전면 돌출부(6a)는 횡형함실(1a)에 압압시키고 환형패킹(6b)은 횡형함실(1a)과 다소큰 갑체(5)의 함실(5a)에 의해 형성된 단턱(8)에 밀착시킨 후 압박판(14)을 덧붙여 피스(15)로 단턱(8)에 압박시켜 횡형함실(1a)측과 밀폐시켜 고정한다.

이러한 고무 진동판(6)의 고정에 의한 진동축(7)의 정열후에 진동축(7)의 영구자석(10)(10')과 다소 간격을 두고 갑체(5)의 내벽 좌우에 삽입홈(5')을 요설하여 "E"자형 철심(11a)에 코일(11b)을 중앙 철심에 권선한 교류전자석(11)을 공지한 전원 배선을 인출한 후 갑체(5)의 후단을 뚜껑(15)으로 덮으면 진동펌프체가 완성된다.

이와 같은 구성으로 되는 본원의 진동펌프의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 진동펌프는 공지한 중계관이나, 전기진동펌프와 같이 펌프 몸체(1)의 하단에 부착된 유입구(2)는 온수 보일러의 난방 출구와 연결되고, 유출구(3)는 난방 배관에 연결되며, 상부의 보충수 연결구(4)에는 다소 높게 관을 세워 보충수통을 연결하여 사용된다.

상기와 같은 온수 순환 배관을 하여 보충수통에 물을 채우면 펌프몸체의 횡형함실(1a) 내부 및 유입구(2), 유출구(3)측에도 순환수가 채워져 온수배관의 일부가 되는바, 이때 펌프몸체(1) 좌측단의 갑체(5) 측은 고무진동판(6)의 고무패킹(6b)의 밀착으로 방수 상태가 된다.

온수 보일러가 가동되면 유입구(2) 측으로 순환수(40℃-90℃)가 상승되어 유입되는 대류작용이 이루어져 자연 순환식으로 횡형함실(1a)을 거쳐 반대측의 유출구(3)로 하향되면서 난방 배관으로 순환된다.

이러한 자연 순환 상태에서 보일러측에 부착하거나 배관중에 설치된 온도 감지센서에 의해 갑체(5) 내에 설치된 교류전자석(11)의 전원을 제어케 배선하여서 일정온도 이상에 이르면 교류전자석(11)에 교류전원이 공급되는 상태가 되면, 제6도에 도시한 바와 같이 교류싸이클에 따라 교류전자석(11)의 코일(11b)에 전류가 주기적으로 방향이 바뀌어 전류가 흐르게 된다.

즉, 코일(11b)이 감긴 "E"자 철심(11a)의 중앙철심은 이에 따라 반주기에서는 (a)도와 같이 "N"극이 되고 양측 철심은 "S"극이되면, 반대의 반주기에서는 (b)도와 같이 중심철심은 "S"극이 되고 양측 철심은 "N"극이 되어 전면으로 근접되게 위치시킨 진동축(7)의 진동판(13)에 부착된 영구자석(10)(10')에 자력을 미치게 된다.

전술한 구성 설명에서 기술한 바와 같이 진동판(13)의 두 영구자석(10)(10')은 중앙에 대하여 반대극이 위치되게 고정하면서 "E"자형 철심(11a)에 대하여 각각의 영구자석(10)(10')을 중앙철심과 양측철심 사이에 위치되게 고정 배설시키면 제6a도와 중앙철심이 "N"극 일때는 양측 철심은 "S"극이 되어 상측의 영구자석(10)은 철심측으로 당겨지고 하측의 영구자석(10')은 밀려 반박되는 상태로 적용되고 제6b도와 같이 중앙철심이 "S"극으로 바뀌면 양측철심은 "N"극으로 바뀌어 상측의 영구자석(10)은 철심측에서 반발되고, 하측 영구자석(10')은 반발상태에서 흡입되는 반대작동을 하게 된다.

이러한 싸이클 주기에 따른 상, 하 영구자석(10)(10')의 상, 호 반대방향으로 흡인, 반발 작동은 영구자석이 부착된 진동판(13)을, 진동축(7)이 압착되게 끼워진 유동축봉(12)을 축점으로 상, 하 진동(실제는 좌, 우)시키게 되어 진동축(7)의 선단(7a)에 부착된 진동임페라(9)를 부채질과 같이 회동시키게 된다.

이 회동상태는 교류 싸이클의 주기와 같이 1초당 60번을 작동하므로 진동임페라 회동은 횡형함실(1a) 내의 순환수를 제3도에서 우측으로 밀쳐주는 송수형펌프 작용을 하여 진동임페라(9)의 후측에 위치된 유입구(2) 측에서의 순환수 상승을 가속시켜 유출구(3) 측으로 순환시켜 준다.

유출구(3) 측으로 가속되는 순환력은 난방 배관측으로 밀려 내려가는바, 전체적인 온수 난방 회로에서는 난방순환력을 높여 주는 효과를 갖는 것이다.

이러한 순환 촉진 작동을 하는 진동펌프의 작동에 있어서, 특징적인 장점은 다음과 같다.

첫째, 진동축(7)의 축점인 유동축봉(12)이 고무 진동판(6)의 중심부에서 지지부재(6c)로 유동 자유롭게 파지되어 있어서, 진동판(13)의 진동력을 매우 효과적 진동축에 전달시키게 되고 이에 따라 진동축(7)의 선단(7a)은 원활히 진동되어 진다.

이러한 높은 진동효율을 전자석과 영구자석 사이에 발생하는 자력의 세기를 원천적으로 감소시킬 수 있고 소비전력을 줄일 수 있으며 코일의 권선수를 줄이고 철심의 크기를 소형화 시킬 수 있는 장점이 있다.

둘째, 진동효율에 따라 진동축(7)의 선단(7a)에 부착된 진동임페라(9)의 형상이 부채꼴형이므로 사각형에 비해 선단측에서 와류 현상이 제거되고 횡형함실(1a)을 원형단면으로 설계할 수 있다.

와류 현상의 제거는 순환 방향을 직선형의 전방측으로 집중시켜 주므로 순환력을 높여지는 효과가 있으며 종래의 평판형에 비해서 후단에 양측 경사면(9e)을 형성하므로서 1회 좌, 우 진동주기당 송수량을 증대시켜주는 효과 및 축봉부와 날개부의 강도를 높여 주는 구조적 장점도 갖는다.

상기한 작동상의 장점과 더불어 전체적인 구조적 장점을 살펴 보면은, 진동임페라(9)가 펌프몸체(1)의 횡형함실(1a)의 중간에 설치되므로써 순환수를 압을 받지 않고 측방향으로 원활히 순환시킬 수 있고 교류전자석(11) 및 진동판(13)이 설치되는 갑체(5)를 펌프 몸체(1)의 횡형함실(1a)과 연동된 측방향으로 설치하므로써 구조적으로 단순해지고, 기구의 설치가 간편해진다.

갑체(5)의 위치를 축방향으로 형성시키는 구성은 펌프의 용량을 증대시키는 경우에 있어서, 매우 실용적인 장점을 갖는다.

즉, 횡형함실(1a)의 증대와 함께 제7도와 가티 단일의 다소 큰 직경 의 고무진동판(6X)에 2개의 유동축봉(12X)(12X')을 상, 하로 병설하여 2개의 진동축(7X)(7X')에 2개의 진동임페라(9X)(9X')를 설치하는 구성으로 하면 송수량을 증대시키는 중형의 펌프로 구성할 수 있는 바, 전체 형상의 변화 없이 동일꼴로 관경을 증대시킨 간단한 응용으로 실시할 수 있으며, 제8도와 같이 같은 방법으로 보다 큰 용량의 경우에는 단일의 큰 직경이 고무 진동판(6Y)에 4개의 유동축봉(12Y)(12Y')(12Y")(12Y''')을 배설하여 4개의 진동임페라를 갖는 4개의 진동축(7Y)(7Y')(7Y")(7Y''')을 설치하고 횡형함실의 관경과 갑체의 함실을 이에 맞게 각각 증대시켜서 실시할 수도 있는 것으로 송수 용량 증대에 있어서, 변형실시가 큰 구조적 변형없이 관경의 변형만으로 매우 용이하게 실시할 수 있는 장점이 있고, 증대된 용량별 구성에서도 각각의 진동임페라는 증대되는 횡형함실에 수평방향으로 위치케 되어 송수형으로 측방향성을 갖는 매우 높은 순환력을 가지게 되는 장점이 있는 것이다.

Claims (3)

1. 온수 보일러용 전기 진동펌프를 형성함에 있어서, 몸체(1)의 유입구(2) 측방으로 횡형함실(1a)과 연통되고 직경은 다소 큰 함실(5a)이 단턱(8)을 갖고 형성되게 갑체(5)를 형성하여 횡형함실(1a) 내의 중간부에 유출구측을 향한 횡축 방향으로 진동임페라(9)를 내설하고 이 진동임페라(9)를 작동시키는 진동축(7)은 단턱(8)에 압박되어 측설되는 고무진동판(6)의 유동축봉(12)에 압착되게 관통시켜 진동판(13)(13')과 영구자석(10)(10')을 갑체(5)의 함실(5a) 내에서 축방향으로 전자석(11)과 근접되게 축설시킴을 특징으로 하는 온수 보일러용 전기 진동펌프.
2. 제1항에 있어서, 횡형함실(1a) 내에 횡축방향으로 내설된 진동임페라(9)의 구성을 선단(9c)은 얇고 후단(9d)은 두터웁게 양면에 경사면(9e)을 형성하고 후단은 홈(9b)을 갖는 축봉(9a)을 형성한 구조.
3. 제1항에 있어서, 고무진동판(6)에 압박되게 밀착상태로 관통되는 진동축(7)과 진동임페라(9)의 구성을 펌프용량 증대에 따라 상대적으로 횡형함실(1a)의 관경을 증개시켜서 적어도 두개 이상의 유동축봉에 각각 두개 이상의 진동축과 진동임페라를 설치하여서 된 구성.