KR100329455B1

KR100329455B1 - 모터펌프조립체

Info

Publication number: KR100329455B1
Application number: KR1019940037776A
Authority: KR
Inventors: 야마모또마사까즈; 미야께요시오; 이세모또고지; 우와이게이따; 미야자끼요시아끼; 고바야시마꼬또
Original assignee: 가부시키 가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 2002-08-08
Also published as: EP0661793B1; JPH07189996A; US5674056A; ES2109586T3; EP0661793A1; KR950021965A; JP3077490B2; ATE159388T1; DE69406259T2; DE69406259D1

Abstract

본 발명에 따른 모터펌프조립체는 모터유닛과 펌프유닛을 일체화하고 외표면을 포함하여 여기에 주파수변환기와 같은 가열요소를 장착한다. 모터펌프조립체는 주축을 갖는 모터, 이 모터를 싸고 모터펌프조립체에 의해 처리되는 유체와 접촉하는 내표면을 갖는 펌프케이싱과, 주축에 제공되고 펌프케이싱내에 수용되는 임펠러와, 전기적 손실로 인한 열을 생성하는 가열요소를 포함하고, 이 가열요소는 펌프 케이싱의 외표면에 장착되는 것을 특징으로 한다.

Description

모터펌프조립체

본 발명은 모터유닛과 펌프유닛을 결합한 모터펌프조립체에 관한 것으로, 특히 외표면에 주파수변환기와 같은 가열요소가 장착될 수 있는 모터펌프조립체에 관한 것이다.

종래의 모터펌프조립체로는 주파수변환기가 사용되고 이 주파수변환기로부터 생성된 열은 모터펌프조립체에 의해 처리되는 액체에 의해서 제거되는 것이 있다. 독일 특허공고번호 DE-A1-3642729호는 이러한 모터펌프조립체를 나타내는데 펌프의 배출측과 흡입측사이에 측관(bypass pipe)을 구비하여 이곳을 통하여 흐르는 유체로 주파수변환기를 냉각시킨다. 이러한 구조는 주파수변환기를 소형화할 수 있는데, 주파수변환기용 열싱크(heat sink)가 불필요하기 때문이다. 그러나 이러한 측관설비는 모터펌프조립체의 생산단가를 인상시킨다.

한편, 모터는 이에 공급된 전류의 주파수를 증가함으로써 소형화될 수도 있다. 또, 모터는 일반적으로 적절한 냉각조건을 유지함으로써 소형화될 수도 있다. 원심펌프는 또한 회전속도를 증가함으로써 소형화될 수도 있다.

그러나, 주파수변환기를 구비한 종래의 모터펌프조립체는 소형화에 대한 요구가 이행되지 않았고, 모터펌프조립체의 전체 구조를 소형화하기 위한 노력도 충분하지 않았다.

그러므로 본 발명의 목적은 주파수변환기와 모터와 펌프가 소형화되고, 이들의 전체 구조도 이에 의해 소형화될 수 있는 모터펌프조립체를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 모터펌프조립체는 주축을 갖는 모터와, 모터를 둘러싸고 모터펌프조립체에 의해 처리되는 유체와 접촉하는 내표면을 갖는 펌프케이싱과, 주축에 제공되고 펌프케이싱내에 수용되는 적어도 하나의 임펠러와, 전기적 손실로 인한 열을 생성하는 가열요소를 포함하고, 이 가열요소는 펌프케이싱의 외표면에 장착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따라, 주파수변환기는 전주류형 펌프(full-circumferential flow pump)의 펌프케이싱의 외표면에 장착된다. 펌프에 의해 처리되는 유체는 펌프케이싱의 내표면과 접촉하고 주파수변환기는 이러한 펌프케이싱내의 유체유동에 의해서 냉각되므로, 주파수변환기를 위한 열싱크는 불필요하며, 그러므로 주파수변환기는 소형화될 수 있다.

본 발명에 따라, 모터펌프조립체는 전주류형 펌프를 포함하고, 여기서 모터는 펌프에 의해 처리되는 유체에 의해 둘러싸이므로, 모터의 적절한 냉각효과를 얻을 수 있다. 또, 펌프에 의해 처리되는 유체는 회전자체임버(rotar chamber)내로 유입되어, 이에 의해 베어링조립체들을 윤활한다. 이에 의해, 모터는 전기적 손실 및 기계적 손실에 의해 생성된 열에 의하여 영향을 받지 않게 된다. 따라서, 적절한 냉각효과 및 이에 공급된 전류의 주파수의 증가로 인하여 모터는 소형화될 수 있다.

본 발명의 일 면에 따라, 공동으로 모터펌프조립체의 외표면 역할을 하는 외부실린더, 흡입측케이스, 및 배출측케이스는 스테인레스 스틸의 압축판으로 만들어지게 되므로, 펌프의 외표면으로부터 펌프내의 유체까지의 열이동이 효과적으로 이행된다.

본 발명의 다른 면에 따라, 주파수변환기는 하부케이스, 상부케이스, 및 상· 하부케이스 사이에 삽입된 개스킷(gasket)을 포함하는 케이스내에 수용되며, 펌프 케이싱의 외표면에 하부케이스를 통하여 장착된다. 케이스내로 습기가 들어가지 못하므로, 주파수변환기는 펌프에 의해서 처리되는 유체에 의해 냉각될 때 습기에 의해 형성된 이슬로 인하여 열화(deterioration)되지 않는다.

본 발명의 상술한 목적 및 그 이외의 목적, 특성, 이점들은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 도면을 참조로한 이하의 기술로부터 더욱 명백해질 것이다.

본 발명의 제 1실시예 따른 모터펌프조립체는 제 1도 및 2도를 참조하여 이하에서 기술된다. 제 1도는 본 발명에 따른 모터펌프조립체의 일 실시예에 따른 전주류형 인라인펌프(in-line pump)를 도시한다.

전주류형 펌프는 펌프케이싱(1), 펌프케이싱(1)내에 수용된 캔드모터(canned motor)(6), 그리고 이 캔드모터(6)의 주축(7)에 고정되어 장착된 한 쌍의 임펠러(8,9)를 포함한다. 펌프케이싱(1)은 외부실린더(2), 플랜지(51,52)에 의해 외부실린더(2)의 축단부(axial end)에 연결된 흡입측케이스(3), 그리고 플랜지(51,52)에 의해 외부실린더(2)의 반대 축단부에 연결된 배출측케이스(4)를 포함한다. 각각의 외부실린더(2), 흡입측케이스(3), 그리고 배출측케이스(4)는 스테인레스 스틸과 같은 것들의 압축판으로 만들어 진다.

VVVF(variable voltage variable frequency)인버터를 포함하는 주파수변환기(76)를 수용하는 케이스(46)는 외부실린더(2)의 외표면에 장착된다. 케이스(46)는 외부실린더(2)에 안전하게 고정된 하부케이스(47)와, 하부케이스(47)에 볼트와 같은 체결부재들에 의해 제거가능하게 장착된 상부케이스(48)를 포함한다. 개스킷(49)은 하부케이스(47)와 상부케이스(48) 사이에 삽입되어 케이스(46)의 내부공간을 외부공기로부터 밀폐한다. 제 2도를 참조하면, 하부케이스(47)는 바닥벽에 다수의 구멍(47a)들을 가지고 있고, 이 구멍들(47a)을 통하여 용접함으로써 외부실린더(2)의 외표면에 고정된다. 이 하부케이스(47)는 오목한 바닥면을 가지고 있어서 외부실린더(2)의 실린더형 외표면에 고정된다. 주파수변환기(76)는 또한 오목한 하부면을 가지고 있어서 하부케이스(47)의 오목한 바닥벽에 고정된다.

임펠러(8)는 반환베인(return vane)(10a)을 구비한 제 1내부케이스(10)내에 수용되고, 제 1내부케이스(10)는 펌프케이싱(1)내에 배치된다. 임펠러(9)는 안내장치(11a)를 구비한 제 2내부케이스(11)내에 수용되고, 제 2내부케이스(11)는 펌프 케이싱(1)내에 배치되고 제 1내부케이스(10)에 연결된다. 탄력있는 시일(seal)(12)은 제 1내부케이스(10)와 흡입측케이스(3) 사이에 삽입되어 펌프내의 흡입측(저압측)을 펌프내의 배출측(고압측)으로부터 밀폐한다. 라이너링(liner ring)(45)들은 각각 제 1 및 2내부케이스(10,11)의 내부단부에 방사상으로 장착된다.

캔드모터(6)는 고정자(13)와, 고정자(13)에 맞추어 고정되고 펌프케이싱(1)내에 안전하게 구비되는 외부 모터프레임통(14)과, 외부 모터프레임통(14)의 각각의 반대 개방단부에 용접된 한 쌍의 모터프레임 측면판(15,16)과, 그리고 고정자(13) 내에 고정되고 모터프레임 측면판(15,16)에 용접된 통(17)을 포함한다. 이 캔드모터(6)는 또한 회전자(18)를 구비하는데, 이 회전자(18)는 고정자(13) 및 캔(17)에 회전가능하게 배치되고 주축(7)에 수축결합된다.

케이블 하우징(20)은 외부 모터프레임통(14)에 용접되고, 케이블 하우징(20)및 외부실린더(2)들은 밀폐하여 서로 용접된다. 외부 모터프레임통(14)내에 배치된 코일의 인출선들은 케이블 하우징(20) 및 하부케이스(47)의 인출구멍(47b)을 통하여 연장되고, 케이스(46)내에서 주파수변환기(76)에 연결된다. 또, 케이블(53)은 상부케이스(48)의 구멍을 통하여 케이스(46)내로 삽입되고 케이스(46)내의 주파수변환기(76)의 인출선들에 연결된다. 케이블(53)을 지탱하는 케이블홀더(cable holder)(41)는 상부케이스(48)에 장착된다.

회전자조립체를 반-드러스트 하중 및 드러스트 하중측에 제공하는 베어링조립체와, 이러한 베어링조립체에 관련된 부품들을 이하에서 기술한다.

먼저, 반-트러스트 하중측 베어링 조립체가 기술된다. 래디얼베어링(22)(radial bearing)과 고정 드러스트베어링(23)(thrust bearing)은 배출측케이스(4)에 인접한 베어링브래킷(21)(bearing braket)에 장착된다. 래디얼베어링(22)은 고정 드러스트 슬라이딩부재역할을 하게되는 단부를 포함한다. 회전 드러스트 슬라이딩부재역할을 하게되는 회전 드러스트베어링(24)과 드러스트칼라(25)(thrust collar)는 래디얼베어링(22) 및 고정 드러스트베어링(23)의 각 측면에 하나씩 배치된다. 회전 트러스트베어링(24)은 드러스트디스크(26)에 안전하게 고정되는데, 이 드러스트디스크(26)는 주축(7)의 단부에 샌드실드(27)(sand shield)를 통하여 주축(7)의 단부상의 외부로 나사면에 나사형성된 너트(28)에 의하여 고정된다.

베어링 브래킷(21)은 모터프레임 측면관(16)내에 탄력있는 O-링(29)을 통하여 형성된 소켓내에 삽입된다. 이 베어링 브래킷(21)은 또한 모터프레임측면판(16)에 대하여 탄력있는 개스킷(30)을 통하여 지지된다. 래디얼베어링(22)은 주축(7)에 맞춰진 슬리브(31)(sleeve)에 슬라이드가능하게 지지된다.

다음으로, 드러스트하중측 베어링조립체를 이하에서 기술한다. 래디얼베어링(33)은 임펠러(9)에 인접한 베어링브래킷(32)에 장착되고, 주축(7)에 맞춰진 슬리브(34)에 슬라이드가능하게 지지된다. 슬리브(34)는 축방향으로 워셔(35)(washer)에 대해서 지지되는데, 이 워셔(35)는 주축(7)에 임펠러(9), 슬리브(42), 그리고 임펠러(8)를 통하여 주축(7)의 반대단부에서 외부나사면에 나사형성된 너트(36)에 의해 지지된다. 이 베어링브래킷(32)은 모터프레임 측면판(15)내에 탄력있는 O-링(37)을 통하여 형성된 소켓내에 삽입된다. 베어링브래킷(32)은 또한 모터프레임 측면판(15)에 대하여 지지된다.

이하에, 펌프케이싱(1)에 캔드모터(6)를 고정하는 방법을 기술한다. 케이블 하우징(20)은 외부모터 프레임통(14)에 밀폐하여 용접되고, 지지부들은 외부모터 프레임통(14)에 용접되어, 이에 의해 캔드모터조립체를 형성한다. 다음에, 캔드모터조립체는 구멍(2a)를 갖는 외부실린더(2)내로 삽입되고 케이블하우징(20)은 이 구멍(2a)을 통과하게 되며, 이때 외부실린더(2)에 밀폐하여 용접된다. 또, 지지부(43)와 외부실린더(2)는 서로 용접된다. 환형 유체통로(40)는 외부모터 프레임통(14)과 외부실린더(2) 사이에 형성된다. 이 캔드모터의 회전속도는 4,000 rpm 이상으로 주파수변환기(76)에 의해 설정된다.

제 1도에 도시된 전주류형 펌프의 작동을 이하에서 기술한다. 흡입케이스(3)내로 흡입된 유체는 임펠러(8,9)에 의해 압력을 받으며, 안내장치(11a)에 의해서반지름방향으로부터 축방향으로 향하게 된다. 그러므로, 유체는 외부실린더(2)와 외부모터 프레임통(14) 사이에 형성된 환형 유체통로(40)내로 흐르게 되고, 이때 환형 유체통로(40)을 통하여 배출측케이스(4)내로 흐르게 된다.

배출측케이스(4)로부터, 유체의 대부분은 펌프밖으로 배출포트를 통하여 배출된다. 남은 유체는 샌드실드(27)뒤로 회전자체임버내로 통과하는데, 여기서 베어링(22,23,24,25)를 윤활한다. 그런후에, 유체는 베어링 브래킷(32)내에 형성된 개방부를 통하여 흐르고, 임펠러(9)로부터 배출된 유체와 합류한다.

본 실시예에 따라, 주파수변환기(76)는 전주류형 펌프의 펌프케이싱(1)의 외표면에 장착된다. 펌프에 의해 처리되는 유체는 이 펌프케이싱(1)의 내표면과 접촉하고 주파수변환기(76)는 펌프케이싱(1)내의 유동하는 유체에 의해서 냉각되므로 주파수변환기(76)용 열싱크는 불필요하고 주파수변환기(76)는 소형화될 수 있다.

본 실시예에 따라, 모터펌프조립체는 모터가 펌프에 의해 처리되는 유체에 의해 둘러싸이는 전주류형 펌프를 포함하므로, 모터의 적절한 냉각효과를 얻을 수 있다. 또, 이 펌프에 의해 처리되는 유체는 회전자체임버내로 유입되므로, 이에 의해 베어링조립체들이 윤활된다. 따라서, 모터는 전기적인 손실에 더하여 기계적인 손실에 의해 생성된 열에 의하여 영향을 받지 않고, 그래서 적절한 냉각효과 및 이에 공급된 전류의 주파수의 증가로 인하여 모터는 소형화될 수 있다.

본 실시예에 따라, 공동으로 모터펌프조립체의 외표면역할을 하게되는 외부실린더(2), 흡입케이스(3), 배출측케이스(4)는 스테인레스 스틸의 압축판으로 만들어지므로, 펌프의 외표면으로부터 펌프내의 유체까지의 열이동은 효과적으로 이행된다.

본 실시예에 따라, 주파수변환기(76)는 하부케이스(47), 상부케이스(48), 그리고 상 · 하부케이스(48,47) 사이에 삽입된 개스킷(49)을 포함하는 케이스(46)내에 수용되며, 펌프케이싱(1)의 외표면에 하부케이스(47)를 통하여 장착된다. 케이스(46)내로 습기가 들어가지 못하므로, 주파수변환기(76)는 펌프에 의해서 처리되는 유체에 의해 냉각될 때 습기에 의해 형성된 이슬로 인하여 열화되지 않는다.

본 실시예에 따라, 구멍(47a)은 하부케이스(47)내에 형성되고, 하부케이스(47)는 이 구멍(47a)을 통하여 용접함으로써 외부실린더(2)의 외표면에 고정된다. 이에의해, 케이스(46)와 펌프케이싱(1)의 외부실린더(2)는 서로 근접하여 접촉하고, 그리고 주파수변환기(76)로부터 생성된 열이 펌프에 효과적으로 전달될 수 있다.

제 3도는 본 발명에 따른 전주류형 펌프의 제 2실시예를 도시한다. 본 실시예의 전주류형 펌프는 이중흡입식이다. 제 3도에 도시된 부분중 제 1도와 동일한 부분은 동일한 참조번호로 나타내었다.

이중흡입식의 전주류형 펌프는 제 3도에 도시된 바와 같이 펌프케이싱(1)내의 중앙부분에, 제 1도에 도시된 바와 같은 구조를 갖고 있는 캔드모터(6)를 구비한다. 각각 축방향으로 외부로 개방된 흡입포트를 갖고 있는 임펠러들(8A,9A,8B,9B)은 캔드모터(6)의 주축(7)의 각각의 단부에 고정된다. 펌프케이싱(1)은 외부실린더(2)와 외부실린더(2)의 각각의 단부에 연결된 커버(63)를 포함한다. 커버(63)는 플랜지(51,52)에 의하여 외부실린더(2)의 각각의 단부에 고정된다. 케이블 하우징(20)은 외부모터 프레임통(14)에 고정된다. 외부실린더(2)의 양 단부의 부근에, 흡입커버(55)에 의해 연결된 흡입윈도우(2b,2c)(suction window)가 제공된다. 흡입커버(55)는 외부실린더(2)에 제 4도에 도시된 바와 같은 방식으로 연결된다. 펌프흡입포트(55a)는 흡입커버(55)의 중앙부분에 형성되고 흡입플랜지(56)는 여기에 고정된다.

커버들(63)중의 하나는 주파수변환기(76)가 장착되는 외부표면을 갖고 있다. 주파수변환기(76)를 커버하기 위하여, 커버(63)에 용접된 용기같은 커버(70)가 제공된다. 커버(70)는 측벽을 가지고 있어서 여기에 케이블홀더(71,72)가 용접하여 고정된다. 주파수변환기(76)에 전원을 공급하는 케이블(53)은 케이블홀더(72)에 의해 지지되고, 주파수변환기(76)와 고정자(13)의 코일을 연결하는 케이블(54)은 케이블홀더(71)에 위해 지지된다. 케이블(54)의 단부는 케이블하우싱(20)에 장착된 케이블홀더(41)에 의해 지지된다. 외부모터 프레임통(14)내에 배치된 코일의 인출선은 방사상으로 연장되고 케이블하우싱(20)내의 케이블(54)에 연결된다.

각각이 충분히 실린더 용기형인 분할부재(65)들은 외부실린더(2)내에 고정되어 제공된다. 시일부재들(75)은 이 분할부재(65)의 각각의 플랜지 부분들(65a)에 고정된다. 흡입개방부(65c)는 각각의 분할부재(65)의 바닥부분내에 형성된다. 분할부재(65)의 내부에는, 제 1내부케이스(10A,10B)와 제 2내부케이스(11A,11B)가 각각 제공된다. 배출포트(2d)는 외부실린더(2)의 중앙부분에 형성되고 배출노즐(68)은 여기에 연결된다. 배출플랜지(69)는 완전하게 배출노즐(68)에 고정된다. 캔드모터(6)의 구조는 제 1도에 도시된 바와 같다.

제 3도 및 4도에 도시된 전주류형 이중흡입펌프는 다음과 같이 작동한다. 흡입포트(55a)를 통하여 흡입된 유체는 흡입커버(55)에 의해 두개의 유체흐름으로 나뉘어져 흡입윈도우(2b,2c)를 통하여 펌프조립체내로 유입된다. 이렇게 펌프조립체 내로 삽입된 유체흐름은 흡입개방부(65c,65c)를 통하여 제 1내부케이스(10A,10B)와 제 2내부케이스(11A,11B)내로 흐르는데, 여기에서 유체흐름은 임펠러(8A,8B,9A,9B)에 의해 압축받는다. 임펠러(8A,8B)로부터 배출된 유체흐름은 임펠러(9A,9B)쪽으로 흐르고, 이로부터 유체는 방사적으로 외부로 안내장치를 통하여 흐르고, 외부실린더(2)와 외부모터 프레임통(14) 사이에 형성된 환형 유체통로(40)로 흐른다. 환형 유체통로(40)를 통과하는 유체흐름은 환형 유체통로(40)의 중앙에서 병합되고, 그리고나서 외부실린더(2)의 개방부(2d) 및 배출노즐(68)을 통하여 배출포트로부터 배출된다.

제 2실시예의 모터펌프조립체는 제 1도의 모터펌프조립체와 같은 이점들을 가지고 있다. 또한, 제 3도 및 4도의 제 2실시예에 따라, 주파수변환기(76)는 펌프의 배출압력을 받지 않는 커버(63)에 장착된다. 일반적으로, 집적회로를 포함하는 주파수변환기는 진동 또는 변형으로 인해 불리하게 영향받는다. 압력변동이 펌프의 시동 또는 정지시에 크기 때문에, 금속판재로 만들어진 펌프케이싱은 펌프의 배출압력을 받는 부분에서 변형되기 쉽다. 반대로, 펌프의 배출측과 비교할 때 펌프의 흡입측에서 압력변동이 작고 주파수변환기(76)는 펌프의 흡입측 부분에 장착되므로, 주파수변환기(76)는 펌프케이싱의 변형으로 인해 영향받지 않는다.

제 5도는 본 발명에 따른 모터펌프조립체의 제 3실시예를 도시한다. 본 실시예의 모터펌프조립체는 엔드-톱(end-top)식이다. 본 실시예에 따라, 단일 임펠러(8)는 제 1도에 도시된 바와 동일한 구조를 구비한 캔드모터(6)의 주축(7)의 단부에 고정된다. 펌프케이싱(1)은 외부실린더(2), 흡입측케이스(3), 그리고 플랜지(51,52)에 의해 외부실린더(2)의 각각의 단부에 고정되는 커버(80)를 포함한다.

배출노즐(81)은 외부실린더(2)에 용접되고, 배출플랜지(82)는 배출노즐(81)에 고정된다. 커버(80)는 주파수변환기(76)가 장착되는 외부표면을 구비한다. 주파수변환기(76)를 커버하기 위하여, 커버(80)에 용접된 용기같은 커버(84)가 제공된다. 커버(84)는 측벽을 가지고 있어서 여기에 케이블홀더(85,86)가 용접하여 고정된다. 주파수변환기(76)에 전원을 공급하는 케이블(53)은 케이블홀더(85)에 의해 지지되고, 주파수변환기(76)와 고정자(13)의 코일을 연결하는 케이블(54)은 케이블 홀더(86)에 의해 지지된다. 외부모터 프레임통(14)내에 배치된 코일의 인출선은 방사상으로 외부로 연장되고 케이블하우싱(20A)내의 케이블(54)에 연결된다. 나머지 구성은 제 1도에 도시된 바와 동일하다. 제 3실시예의 모터펌프조립체는 제 3도의 모터펌프조립체와 동일한 이점들을 갖는다.

본 실시예에서, 흡입측케이스(3)의 흡입포트로부터 흡입된 유체는 임펠러(8)내로 흐르고, 내부케이스(10)의 안내장치(10a)에 의하여 지시되어, 외부실린더(2)와 외부모터 프레임통(14) 사이에 방사상으로 형성된 환형 유체통로(40)를 통하여 방사상으로 흐른다. 그리고 유체는 이 환형 유체통로(40)으로부터 배출노즐(81)로 흐르고, 이 배출노즐(81)의 배출포트로부터 배출된다. 한편, 이러한 환형 유체통로(40)내에 흐르는 유체의 일 부분은 커버(80)와 캔드모터(6) 사이의 공간내로 흐르고, 그리고나서 회전자체임버내로 샌드칼라(27)와 베어링 브래킷(21)사이의 틈을 통하여 흐른다. 그런후에 유체는 베어링 브래킷(32)의 개방부를 통하여 흐르고, 임펠러(8)로부터 배출된 유체에 합류한다. 주파수변환기(76)는 커버(80)내로 흐르는 유체유동에 의해 냉각된다.

제 6도 및 7도는 모터펌프조립체의 제 4실시예를 도시한 것으로 본 발명에 따른 전주류형 펌프를 포함한다. 본 실시예의 전주류형 펌프는 이중흡입식이다. 제 1도에 도시된 것과 동일한 제 6도의 부분들은 동일한 참조번호로 나타내어진다.

이중흡입식의 전주류형 펌프는 제 1도에 도시된 바와 동일한 구조를 가진 캔드모터(6)를 가진다. 이 캔드모터(6)는 펌프케이싱(1)내에 배치된다. 외부의 축방향으로 개방된 흡입포트를 각각 구비한 임펠러(8A,9A,8B,9B)들은 캔드모터(6)의 주축(7)의 각 단부에 고정된다. 케이블 하우징(20)은 외부모터 프레임통(14)에 고정된다. 커버(63)는 플랜지(51,52)에 의해서 외부실린더(2)의 양 단부에 고정된다. 각각의 외부실린더(2)와 커버(63)는 공동으로 펌프케이싱(1)을 구성하며 스테인레스같은 것들로 만들어진다. 외부실린더(2)의 양 단부부근에, 흡입커버(55)에 의해 연통된 흡입윈도우(2b,2c)가 제공된다. 이 흡입커버(55)는 외부실린더(2)에 연통하게된다. 펌프흡입포트(55a)는 흡입커버(55)의 중앙부분에 형성되고 흡입플랜지(56)는 여기에 고정된다.

실린더형부재(95a)와 커버(95b)를 각각 포함하며 충분히 실린더 용기형체를 갖는 내부케이스들(95)은 외부실린더(2)내에 고정된다. 시일부재(75)는 내부케이스(95)의 각각의 플랜지 부분에 고정된다. 흡입개방부(95c)는 각각의 내부케이스(95)의 커버(95b)내에 형성된다. 각각의 내부케이스(95)내에는, 각각의 내부단부에 라이너링(105)을 구비한 지지부재(106), 제 1단계 임펠러(8A 또는 8B)로부터 배출된 유체를 제 2단계 임펠러(9A 또는 9B)쪽으로 안내하는 반환 블레이드(107), 그리고 제 2단계 임펠러(9A 또는 9B)로부터 배출된 유체를 환형 유체통로(40)쪽으로 안내하는 안내장치(108)가 제공된다. 내부케이스(95)는 모티프레임 측면판(15,16)에 볼트(109)에 의하여 각각 고정된다. 배출포트(도시되지 않은)는 외부실린더(2)의 중앙부분에 형성되고 배출노즐(68)은 제 7도에 도시된 바와같은 위치에 연결된다. 배출플랜지(69)는 배출노즐(68)에 고정된다.

주파수변환기(76)를 수용하는 케이스(110)는 외부실린더(2)의 외표면에 장착된다. 케이스(110)는 외부실린더(2)에 안전하게 고정된 하부케이스(111)와, 제 7도에 도시된 바와 같이 볼트(113)에 의해 하부케이스(111)에 제거가능하도록 장착된 상부케이스(112)를 포함한다. 상 · 하부케이스(112,111)는 알루미늄합금으로 만들어진다. 개스킷(114)은 상부케이스(112)와 하부케이스(111)사이에 삽입된다. 상 · 하부케이스(112,111)는 개스킷(114)의 외측에서 서로 접촉한다.

하부케이스(111)는 오목한 하부표면(111a)을 가지고 있어 외부실린더(2)의 실린더형 외표면에 맞추게 되고, 편평한 상부표면(111b)을 구비하여 여기에 주파수변환기(76)가 장착된다.

모터펌프조립체의 외표면 주위에 감겨진 체결밴드(115)(fastening band)의 각각의 단부는 하부케이스(111)에 볼트(116)로 고정된다. 하부케이스(111)는 모터펌프조립체의 외표면에 체결밴드(115)의 체결력에 의해 안전하게 고정된다.

스크루(118)(screw)와, 체결밴드(115)를 클램프(clamp)하는 너트(119,120)를 포함하는 체결메카니즘(117)은 체결밴드(115)의 중간부분에 제공된다.

너트(119,120)에 대하여 스크루(118)를 조정하여 체결밴드(115)의 체결력을 조절할 수 있다.

하부케이스(111)는 구멍(111c)를 가지고 있어, 여기에 케이블 하우징(20)이 맞춰진다. 즉, 하부케이스(111)와 케이블 하우징(20)은 소켓결합에 의하여 서로에게 결합되어, 하부케이스(111)는 모터펌프조립체의 실린더형 표면의 적절한 소정위치에 배치된다. 개스킷(121)은 하부케이스(111)와 케이블 하우징(20) 사이에 삽입된다.

고정자(13)의 코일 인출선은 방사상으로 환형유체통로(40)를 가로질러 케이블 하우징(20)을 통하여 연장되고, 케이스(110)내의 주파수변환기(76)에 연결되는데, 이 케이스(110)는 인출선이 외부실린더(2)로부터 배출되는 위치에 배치된다. 열을 전혀 생성하지 않거나 또는 소량의 열을 생성하는 단자같은 부품은 상부케이스(111)에 장착된다.

제 4실시예에 따라, 주파수변환기(76)는 전주류형 펌프의 펌프케이싱(1)의 외표면에 장착된다. 펌프에 의해 처리되는 유체는 펌프케이싱(1)의 내표면에 접촉하고 주파수변환기(76)는 펌프케이싱(1)내에서 유체유동에 의하여 냉각되므로, 주파수변환기(76)를 위한 열싱크는 불필요하며, 따라서 주파수변환기(76)는 소형화될 수 있다. 또, 케이스(110)는 전주류형 펌프의 펌프케이싱(1)의 외표면에 체결밴드(115)의 체결력에 의해 접촉하므로, 가열요소를 구성하는주파수변환기(76)로부터 생성된 열은 펌프에 이동되고 이로부터 흩어진다.

본 실시예에 따라, 주파수변환기(76)를 수용하는 케이스(115)는 펌프케이싱(1)에 용접되지 않고, 케이스(110)의 재질은 자유롭게 선택될 수 있다. 그러므로, 케이스(110)는 적절한 열전도성을 갖는 알루미늄합금으로 만들어질 수 있다. 또, 개스킷(114)은 하부케이스(111)와 상부케이스(112) 사이에 삽입되고, 이 상 · 하부케이스(112,111)는 개스킷(114)의 외측에서 서로 직접 접촉한다. 따라서, 주파수변환기(76)로부터 생성된 열은 펌프케이싱에 이동되거나, 또는 외부공기로 발산된다.

본 실시예에 따라, 체결밴드(115)는 공동으로 모터펌프조립체의 외표면역할을 하게되는 외부실린더(2) 및 흡입커버(55)뿐만 아니라 스테인레스 스틸판으로 만들어진 얇은 재질도 포함한다. 이에 의해, 주파수변환기(76)로부터 생성된 열은 체결밴드(115)에 케이스(110)를 통하여 이동되고, 체결밴드(115)로부터 외부공기에 발산된다. 또, 주파수(76)를 수용하는 케이스(110)에 접촉하는 펌프케이싱(1)의 재질은 체결밴드(115)의 것과 동일하므로, 펌프케이싱(1)의 열팽창계수는 체결밴드(115)의 것과 동일하고, 그래서 케이스(110)는 펌프케이싱(1)에 체결밴드(115)의 일정한 체결력에 의하여 고정된다.

본 실시예에 따라, 주파수변환기가 더 큰 출력부를 가진 것으로 대체될 때, 주파수변환기를 펌프케이싱(1)에 장착하는 지주 및 대좌(seat)가 용이하게 대체될 수 있다. 또, 펌프케이싱(1)이 펌프에 의해 처리되는 유체의 내부압력에 영향을 받는다고 하더라도, 펌프케이싱의 변형은 체결밴드(115)의 체결력으로 인하여 예방될수 있다.

제 8도는 본 발명의 제 5실시예에 따른 모터펌프조립체를 도시한다. 본 실시예에서, 케이스(110)는 제 6도 및 7도의 것과 동일하나, 체결밴드(115)를 고정하는 방법은 제 6도 및 7도의 것과 상이하다. 체결밴드(115)는 하부케이스(111)에 볼트(116)에 의해 고정되는 일 단부와, 스크루(122)가 고정되는 타단부를 갖고 있다. 한편, L형 브래킷(123)은 하부케이스(111)에 볼트(116)에 의해 고정된다. 체결밴드(115)의 단부에 고정된 스크루(122)는 브래킷(123)의 구멍을 통과하게 되고, 너트(124)는 스크루(122)에 나사형성되고, 이에 의해 하부케이스(111)는 모터펌프 조립체에 체결밴드(115)에 의해 고정된다. 이 경우에, 스크루(122), 브래킷(123) 그리고 너트(124)가 공동으로 체결메카니즘의 역할을 하게된다. 다른구조는 제 6 도 및 7도의 것과 동일하다.

제 9도는 본 발명의 제 6실시예에 따른 모터펌프조립체를 도시한다. 본 실시예에서, 체결밴드(115)는 케이스(110)과 모터펌프조립체 주위에 감긴다. 체결밴드(115)는 각각의 단부를 가지고 있어, 여기에 L형부품(125,126)이 고정된다. 이 부품(125,126)은 볼트(127)와 너트(128)에 의해 고정되고, 이에 의해 케이스(110)는 모터펌프조립체에 체결밴드(115)의 체결력에 의하여 고정된다. 또, 상 · 하부케이스(112,111)는 이 체결밴드(115)에 의해 서로 고정된다. 상 · 하부케이스(112,111)를 서로 연결하기 위하여 볼트와 같은 체결부재는 제공되지 않는다. 부수적으로, 제 6도 내지 9도의 실시예에서는, 적어도 한 부분의 체결밴드가 고무와 같은 탄성재로 만들어질 수 있다.

제 10A도 및 10B는 본 발명에 따른 모터펌프조립체의 외관을 도시한다. 제 10A도 및 10B도에 도시된 바와 같이, 모터펌프조립체는 양측에 흡입플랜지(56)를 구비하는 흡입노즐과 배출플랜지(69)를 구비하는 배출노즐을 구비한다. 주파수변환기(76)를 수용하는 케이스(110)는 모터펌프조립체의 상부에 고정된다. 이러한 케이스(110)를 모터펌프조립체에 고정하는 체결밴드(115)는 서로 관련있는 공간에 제공된다. 다리(58,58)는 흡입플랜지(56)와 배출플랜지(69)에 각각 고정된다. 또, 다리(58,58)는 베이스(59)에 고정된다.

본 발명에 따라 상술된 바와 같이, 주파수변환기는 적절한 냉각조건으로 인하여 소형화될 수 있고, 모터는 이러한 적절한 냉각조건을 갖는 주파수변환기를 사용함으로써 소형화될 수 있고, 펌프는 회전속도를 증가함으로써 소형화될 수 있다.따라서, 모터펌프조립체의 전체구조가 소형화될 수 있는 것이다.

비록 본 발명의 특정한 바람직한 실시예를 상세히 도시하고 기술하였지만, 다양한 변형 및 수정이 가능하며 이는 첨부한 청구범위에 포함된다는 것을 아울러 밝혀두는 바이다.

제 1도는 본 발명의 제 1실시예에 따른 모터펌프조립체의 단면도,

제 2도는 제 1도의 II-II선에 따른 단면도,

제 3도는 본 발명의 제 2실시예에 따른 모터펌프조립체의 단면도,

제 4도는 제 3도의 IV-IV선에 따른 단면도,

제 5도는 본 발명의 제 3실시예에 따른 모터펌프조립체의 단면도,

제 6도는 본 발명의 제 4실시예에 따른 모터펌프조립체의 단면도,

제 7도는 제 5도의 VII-VII선에 따른 단면도,

제 8도는 제 7도에 대응하는 본 발명의 제 5실시예에 따른 모터펌프조립체의 단면도,

제 9도는 제 7도에 대응하는 본 발명의 제 6실시예에 따른 모터펌프조립체의 단면도,

제 10A도는 제 6도의 모터펌프조립체의 외관을 도시한 정면도,

제 10B도는 제 6도의 모터펌프조립체의 외관을 도시한 측면도이다.

Claims

모터펌프조립체에 있어서,

주축을 갖는 모터와;

상기 모터를 둘러싸고 상기 모터펌프조립체에 의하여 처리되는 유체와 접촉하는 내표면을 갖는 펌프케이싱과;

상기 주축상에 설치되며 상기 펌프케이싱내에 수용되는 적어도 하나의 임펠러와;

상기 펌프케이싱의 외표면에 장착되며 전기적 손실로 인해 열을 생성하는 가열요소를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 1항에 있어서,

상기 가열요소는 주파수변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 2항에 있어서,

상기 모터의 회전속도는 상기 주파수변환기에 의하여 4,000 rpm 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 2항에 있어서,

상기 펌프케이싱은 상기 모터와의 사이에 형성된 유체통로로 상기 모터를 둘러싸고,

상기 모터의 인출선들은 상기 유체통로를 가로질러 방사상으로 연장되어 상기 주파수변환기에 연결되는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 1항에 있어서,

상기 펌프케이싱의 적어도 일부분은 금속판재로 만들어지고,

상기 가열요소는 상기 금속판재로 만들어진 부분에 장착되는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 1항에 있어서,

상기 모터펌프조립체는 상기 가열요소를 수용하는 케이스를 더 포함하고,

상기 가열요소는 상기 펌프케이싱의 상기 외표면에 상기 케이스를 통하여 장착되는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 6항에 있어서,

상기 케이스는 바닥벽에 제 1구멍이 형성되어, 상기 펌프케이싱의 상기 외표면에 상기 제 1구멍을 통하여 용접됨으로써 고정되는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 7항에 있어서,

상기 케이스는 제 2구멍이 상기 바닥벽에 형성되어, 상기 제 2구멍을 통하여 상기 모터의 인출선들이 상기 케이스내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 1항에 있어서,

상기 가열요소는 상기 모터펌프조립체의 배출압력에 영향을 받지않는 상기 펌프케이싱의 일 부분에 장착되는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
모터펌프조립체에 있어서,

주축을 갖는 모터와;

상기 모터와의 사이에 형성된 환형(annular)공간으로 상기 모터를 둘러싸도록 배치되며, 유체를 유입하는 흡입윈도우를 구비한 외부 실린더형 펌프케이싱과;

상기 주축의 단부에 장착되어 유체를 상기 환형공간내로 펌프하는 펌프조립체와;

상기 외부 실린더형 펌프케이싱의 외주표면에 장착되며, 그 내부에 형성되어 그곳과 상기 흡입윈도우를 통하여 상기 펌프조립체내로 유체를 도입시키는 흡입포트를 구비하는 흡입케이스와;

상기 외부 실린더형 펌프케이싱내에 배치되어 상기 외부 실린더형 펌프케이싱의 내부공간을 상기 흡입윈도우와 연통하는 흡입압력측과 상기 환형공간과 연통하는 배출압력측으로 분할하는 분할벽과;

상기 외부 실린더형 펌프케이싱의 각 단부에 착탈가능하게 장착되고, 상기 모터펌프조립체에 의해 처리되는 유체와 접촉하는 내표면을 가지며, 상기 펌프조립체를 위한 유지부재로 역할하게되는 커버들과;

상기 커버의 외표면에 장착되며 전기적손실에 의해 열을 생성하는 가열요소를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 10항에 있어서,

상기 가열요소는 주파수변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 11항에 있어서,

상기 모터의 회전속도는 상기 주파수변환기에 의해 4,000 rpm 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
모터펌프조립체에 있어서,

주축을 갖는 모터와;

상기 모터를 둘러싸고 모터펌프조립체에 의하여 처리되는 유체와 접촉하는 내표면을 갖는 펌프케이싱과;

상기 주축에 구비되고 상기 펌프케이싱내에 수용되는 적어도 하나의 임펠러와;

전기적손실로 인해 열을 생성하는 가열요소와;

상기 가열요소를 수용하는 케이스와;

상기 케이스의 장착면이 상기 펌프케이싱의 상기 외표면에 그 체결력에 의해 접촉되게하는 방식으로 상기 케이스를 상기 펌프케이싱에 고정시키는 체결부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 13항에 있어서,

상기 가열요소는 주파수변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 14항에 있어서,

상기 모터의 회전속도는 상기 주파수변환기에 의하여 4,000 rpm 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 14항에 있어서,

상기 펌프케이싱은 상기 모터와의 사이에 형성된 유체통로로 상기모터를 둘러싸고,

상기 모터의 인출선들은 상기 유체통로를 가로질러 방사상으로 연장되어 상기 주파수변환기에 연결되고,

상기 케이스는 상기 인출선들이 나오게 되는 상기 펌프케이싱의 일 부분에 제공되는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 13항에 있어서,

상기 펌프케이싱의 적어도 일부가 금속판재로 만들어지고,

상기 가열요소는 상기 금속판재부에 장착되는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 13항에 있어서,

상기 케이스의 적어도 일부가 알루미늄합금으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 13항에 있어서,

상기 케이스는 적어도 두개의 케이스부재와, 상기 두개의 케이스부재 사이에 삽입된 시일부재를 포함하고,

상기 두개의 케이스부재들은 상기 시일부재가 배치되지 않은 위치에서 서로 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 19항에 있어서,

상기 두개의 부재중의 하나는 상기 펌프케이싱의 상기 외표면에 접촉하고 상기 두개의 부재중의 다른 하나는 상기 펌프케이싱의 상기 외표면에 접촉하지 않으며,

다량의 열을 생성하는 부품은 상기 펌프케이싱의 상기 외표면에 장착되는 부재에 장착되고,

소량의 열을 생성하는 부품은 상기 펌프케이싱의 상기 외표면과 접촉하지 않는 부재에 장착되는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 13항에 있어서,

상기 케이스는 하나의 구멍을 가지며,

상기 펌프케이싱은 상기 펌프케이싱의 외표면으로부터 외부로 돌출한 돌출부재를 구비하고,

상기 돌출부재는 상기 커버의 상기 구멍내로 맞춰져 상기 케이스가 상기 펌프 케이싱의 상기 외표면에 관한 소정위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 13항에 있어서,

상기 체결부재는 스틸판으로 만들어진 박판을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 13항에 있어서,

상기 체결부재는 상기 케이스에 고정되는 각각의 단부를 가지고,

체결메카니즘은 상기 체결부재의 중간부에 제공되어 상기 체결부재의 상기 체결력이 조절되는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 13항에 있어서,

상기 체결부재는 상기 케이스에 고정되는 일 단부와 고정되어 있지 않는 일단부를 가지며,

체결메카니즘은 상기 체결부재의 상기 고정되어 있지 않는 단부에 제공되어 상기 체결부재의 상기 체결력이 조절되는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 13항에 있어서,

상기 체결부재는 환형인 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 13항에 있어서,

상기 체결부재는 상기 펌프케이싱과 동일한 재질인 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.
제 13항에 있어서,

상기 체결부재의 적어도 일부가 탄성재로 만들어지는 것을 특징으로 하는 모터펌프조립체.