KR100918876B1 - 수중 분쇄 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중 분쇄 펌프에 관한 것으로, 유체가 유입되는 케이싱의 하부면에 장착되는 절단 칼날을 통해 내부로 유입되는 고형 이물질을 1차 절단하고, 유체의 흡입을 위해 회전 구동되는 임펠러에 의해 내부로 유입되는 고형 이물질을 2차 절단하는 방식을 통해 고형 이물질이 케이싱 내부로 유입되며 2중 절단되어 고형 이물질에 대한 절단 성능이 향상되고, 또한 절단 칼날의 형상 변경을 통해 고형 이물질에 대한 절단력이 향상되며, 이에 따라 내부로 유입되는 고형 이물질의 크기가 감소하여 고형 이물질로 인한 손상이 방지되고 내구성이 향상되는 수중 분쇄 펌프를 제공한다.

Description

수중 분쇄 펌프{Water Grinder Pump}

본 발명은 수중 분쇄 펌프에 관한 것이다. 보다 상세하게는 유체가 유입되는 케이싱의 하부면에 장착되는 절단 칼날을 통해 내부로 유입되는 고형 이물질을 1차 절단하고, 유체의 흡입을 위해 회전 구동되는 임펠러에 의해 내부로 유입되는 고형 이물질을 2차 절단하는 방식을 통해 고형 이물질이 케이싱 내부로 유입되며 2중 절단되어 고형 이물질에 대한 절단 성능이 향상되고, 또한 절단 칼날의 형상 변경을 통해 고형 이물질에 대한 절단력이 향상되며, 이에 따라 내부로 유입되는 고형 이물질의 크기가 감소하여 고형 이물질로 인한 손상이 방지되고 내구성이 향상되는 수중 분쇄 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 수중 펌프는 수중에 직접 배치되어 별도의 흡입관 없이 유체를 흡입하여 이송하는 장치로서, 토사나 오물 등이 섞인 흐린 물의 양수에 주로 사용된다.

수중 펌프는 일반적으로 전원 공급에 의해 회전 구동하는 회전 샤프트를 구비하는 모터 유닛과, 모터 유닛에 결합되고 흡입구 및 토출구가 형성되는 케이싱과, 케이싱 내부에 위치하며 회전 샤프트에 결합되어 회전하는 임펠러 등으로 구성된다. 따라서, 전원 공급에 따라 모터 유닛의 회전 샤프트가 회전하면, 임펠러가 일체로 회전하며 케이싱 내부에 부압이 형성되고 이에 따라 흡입구를 통해 유체가 케이싱 내부로 유입되며, 케이싱 내부로 유입된 유체는 토출구를 통해 별도의 공급관으로 토출된다.

이와 같이 동작되는 수중 펌프는 주로 오물이나 이물질 등이 혼합된 오수를 양수하는데 주로 사용되므로, 유체의 양수시 오물이나 이물질 등이 유체와 함께 펌프 케이싱 내부로 유입될 수 있는데, 이러한 이물질의 유입에 의해 펌프 내부가 손상되어 펌프가 파손되거나 고장나는 경우가 빈번하게 발생하고 있다. 특히, 노끈이나 장갑 또는 실과 같은 이물질의 경우에는 케이싱 내부로 유입되어 회전 샤프트에 감기는 경우가 발생하며, 이는 회전 샤프트의 회전에 부하로 작용하여 수중 펌프의 원활한 동작이 불가능해지는 문제가 있었다.

이러한 문제점을 방지하기 위해 오물이나 이물질이 펌프 케이싱 내부로 유입되지 못하도록 펌프의 흡입구에 별도의 거름망을 장착하는 방안 등이 사용되고 있는데, 이러한 구조는 거름망에 큰 덩어리의 고형 이물질이 축적됨에 따라 펌프의 흡입구가 막히게 되어 펌프가 동작하더라도 유체가 흡입되지 못하는 문제가 있었으며, 이를 방지하기 위해서는 거름망에 대한 청소를 빈번하게 해야하는 문제가 있었다.

또한, 최근에는 펌프의 흡입구 측에 별도의 분쇄 장치를 마련하여 오물이나 이물질이 케이싱 내부로 유입되는 과정에서 이를 작은 크기의 이물질로 절단 분쇄하는 방식의 수중 분쇄 펌프가 개발되고 있는데, 현재 사용되고 있는 이러한 수중 분쇄 펌프는 흡입구 측에 장착된 절단기구에서 절단된 섬유질이나 슬러지 등이 길게 절단될 경우 케이싱 내부에 있는 임펠러에서 막힘현상이 발생하여 성능이 저하되고 결국에 모터가 소손되는 경우가 발생되어 유지관리 비용이 상승하는 등의 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 유입되는 고형 이물질에 대해 2중으로 절단하는 기능을 통해 고형 이물질이 작게 분쇄된 상태로 케이싱 내부에 유입되며 이에 따라 고형 이물질에 의한 손상이 방지되고 내구성이 향상되는 수중 분쇄 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 유입되는 고형 이물질에 대한 절단력이 강화되어 고형 이물질이 더욱 용이하게 절단되는 수중 분쇄 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 막힘 방지 구조를 통해 고형 이물질에 대한 절단 기능 및 절단력을 향상시켜 제작이 용이한 수중 분쇄 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은, 모터 하우징 내부에 회전 구동되는 회전 샤프트가 외부로 돌출되도록 장착되는 모터 유닛; 상기 회전 샤프트가 관통하도록 상기 모터 유닛의 일측에 결합되고, 하부면에는 유입구가 형성되고 측면에는 토출구가 형성되는 케이싱; 상기 케이싱 내부에 배치되도록 상기 회전 샤프트에 결합되어 상기 회전 샤프트와 일체로 회전하는 임펠러; 상기 임펠러의 하부에 인접하게 위치하도록 상기 케이싱의 유입구에 삽입되어 고정 결합되고, 중앙부에는 인입홀이 형성되며 상기 인입홀의 내주면에는 중심 방향으로 돌출되는 돌출부가 적어도 하나 이상 형성되는 흡입 커버; 상기 흡입 커버의 하부에 고정 결합되고 원주 방향을 따라 다수개의 흡입홀이 형성되는 절단 플레이트; 및 상기 절단 플레이트의 하부에 인접하게 위치하도록 상기 회전 샤프트에 결합되어 상기 회전 샤프트와 일체로 회전하며 상기 절단 플레이트의 흡입홀을 통과하는 고형 이물질을 절단하는 절단 칼날을 포함하고, 상기 임펠러는, 상기 회전 샤프트에 삽입 결합되는 중공의 원통형 임펠러 보스와, 상기 임펠러 보스가 나선 중심이 되도록 상기 임펠러 보스의 외주면에 일체로 형성되는 적어도 하나 이상의 나선형 임펠러 베인를 포함하고, 상기 임펠러 베인는 회전하며 상기 흡입 커버의 돌출부와 교차되어 상기 흡입 커버의 인입홀을 통과하는 고형 이물질을 절단하도록 구성되며, 상기 임펠러가 회전하면, 상기 케이싱 내부 공간에는 부압이 형성되어 외부의 유체가 상기 흡입홀 및 인입홀을 순차적으로 통과하며 상기 케이싱 내부로 유입되고, 상기 케이싱 내부로 유입되는 유체와 함께 유입되는 고형 이물질은 상기 흡입홀을 통과하는 과정에서 상기 절단 칼날의 회전에 의해 1차 절단되고, 상기 인입홀을 통과하는 과정에서 상기 임펠러 베인의 회전에 의해 2차 절단되는 것을 특징으로 하는 수중 분쇄 펌프를 제공한다.

이때, 상기 절단 칼날은 상기 회전 샤프트에 결합되어 상기 회전 샤프트와 일체로 회전하는 중공의 원통형 코어 보스와, 상기 코어 보스의 회전 시 상기 절단 플레이트의 흡입홀과 교차되도록 상기 코어 보스의 외주면에 돌출되어 원주 방향을 따라 일정 간격 이격되게 형성되는 다수개의 절단 블록을 포함하고, 상기 절단 블록은 회전 방향을 따라 전방에 위치하는 전방면의 절단 모서리가 볼록하게 만곡진 곡선을 이루도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 절단 블록은 회전 방향을 따라 후방에 위치하는 후방면의 상기 절단 플레이트에 인접한 가장자리 부위에는 상기 흡입홀과 교차되도록 구형의 유도홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 절단 플레이트의 상기 절단 칼날과 인접한 표면 상에는 상기 흡입홀과 인접한 부위에 각각의 흡입홀과 각각 연결되도록 다수개의 요홈부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 요홈부는 상기 절단 블록의 회전 시 상기 흡입홀보다 먼저 상기 절단 블록과 교차되도록 상기 절단 플레이트의 중심과 상기 흡입홀의 중심을 연결하는 연결선(L)을 기준으로 일측편에 형성될 수 있다.

또한, 상기 요홈부의 바닥면은 상기 연결선에 인접한 부위의 깊이(X)가 상기 연결선으로부터 먼 부위의 깊이(Y)보다 더 깊도록 경사지게 형성될 수 있다.

또한, 상기 케이싱을 관통하는 상기 회전 샤프트가 상기 케이싱 내부로 유입되는 고형 이물질로부터 차단 보호될 수 있도록 상기 회전 샤프트의 외측 공간을 감싸는 슬리브가 상기 임펠러와 절단 플레이트 사이에 장착되고, 상기 슬리브는 내주면이 상기 회전 샤프트의 외주면과 이격되게 배치될 수 있다.

본 발명에 의하면, 유체가 유입되는 케이싱의 하부면에 장착되는 절단 칼날을 통해 내부로 유입되는 고형 이물질을 1차 절단하고, 유체의 흡입을 위해 회전 구동되는 임펠러에 의해 내부로 유입되는 고형 이물질을 2차 절단하도록 구성함으로써, 고형 이물질이 케이싱 내부로 유입되며 2중으로 절단되며 이에 따라 고형 이물질의 크기가 감소하여 고형 이물질로 인한 손상이 방지되고 내구성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 고형 이물질을 절단하는 절단 칼날을 유선형으로 형성하고 절단 플레이트에 요홈부를 형성함으로써, 고형 이물질에 대한 절단력이 강화되는 효과가 있다.

또한, 회전 샤프트를 고형 이물질로부터 보호할 수 있도록 슬리브를 장착함으로써, 케이싱 내부로 유입되는 고형 이물질이 회전 샤프트에 감기는 것이 방지되고 이에 따라 펌프의 오작동 및 고장이 방지되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 분쇄 펌프의 전체 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 분쇄 펌프의 케이싱 내부 구조를 개략적으로 확대 도시한 단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러의 구조를 개략적으로 도시한 사시도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡입 커버의 구조를 개략적으로 도시한 사시도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절단 플레이트의 구조를 개략적으로 도시한 사시도,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절단 칼날의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 모터 유닛 200: 케이싱

300: 임펠러 400: 흡입 커버

500: 절단 플레이트 600: 절단 칼날

700: 슬리브 800: 결합 볼트

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 분쇄 펌프의 전체 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 분쇄 펌프의 케이싱 내부 구조를 개략적으로 확대 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡입 커버의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절단 플레이트의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절단 칼날의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수중 분쇄 펌프는 도 1에 도시된 바와 같이 외부로부터 전원을 공급받아 회전력을 제공하는 모터 유닛(100)과, 유입구(210) 및 토출구(220)가 형성되어 모터 유닛(100)의 일측에 결합되는 케이싱(200)과, 모터 유닛(100)으로부터 회전력을 전달받아 회전하는 임펠러(300)와, 케이싱(200)의 유입구(210) 측에 결합되는 흡입 커버(400), 절단 플레이트(500) 및 절단 칼날(600)을 포함하여 구성된다.

모터 유닛(100)은 내부에 수용 공간이 형성되는 모터 하우징(110)과, 모터 하우징(110)의 내측면에 고정 장착된 스테이터(140)와, 스테이터(140)의 중심부에 회전 가능하게 장착되는 로터(130)를 포함하여 구성된다. 로터(130)의 중심부에는 로터(130)와 함께 회전하도록 회전 샤프트(150)가 배치되는데, 회전 샤프트(150)는 도 1에 도시된 바와 같이 적어도 2개의 베어링(160)을 통해 모터 하우징(110) 내부에 회전 가능하게 지지되며, 일단부가 모터 하우징(110)의 외부로 돌출되도록 장착된다. 이러한 모터 유닛(100)은 일반적으로 공지된 다양한 전동 모터로 적용 가능하기 때문에, 적용되는 모터의 구조에 따라 다양한 형태로 변경 가능할 것이다.

모터 유닛(100)의 하부측에는 내부에 유체 수용 공간이 형성되는 케이싱(200)이 결합되는데, 케이싱(200)과 모터 유닛(100)이 결합되는 부위에는 모터 하우징(110)의 내부 공간과 케이싱(200)의 내부 공간을 분리 구획함과 동시에 회전 샤프트(150)의 베어링(160)을 지지하기 위한 베어링 커버(120)가 장착될 수 있다. 이때, 모터 유닛(100)과 케이싱(200)은 회전 샤프트(150)가 케이싱(200)을 관통하도록 서로 결합되며, 케이싱(200)을 관통하는 회전 샤프트(150)에는 후술할 임펠러(300) 및 절단 칼날(600)이 결합되어 회전 샤프트(150)와 일체로 회전하도록 구성된다. 또한, 모터 유닛(100)과 케이싱(200)은 도 1에 도시된 바와 같이 결합 볼트(800)를 통해 볼팅 결합될 수도 있으며, 이와 달리 돌기와 홈을 이용한 끼워 맞춤 방식으로 결합될 수도 있는 등 다양한 방식으로 결합될 수 있다.

이와 같이 케이싱(200)과 모터 유닛(100)은 서로 분리 구획되게 결합되어 외부로부터 케이싱(200) 내부로 유입된 유체가 다시 모터 하우징(110) 내부로 유입되지 못하도록 구성되는데, 특히 회전 샤프트(150)가 케이싱(200)을 관통하는 부위의 간극을 통해 유체가 유입되지 못하도록 메카니컬 실링(910) 및 오일 실링(920)이 장착된다. 즉, 회전 샤프트(150)는 회전 가능하게 장착되며 케이싱(200)을 관통하도록 배치되는데, 이러한 회전 상태에서도 기밀 유지가 가능하도록 메카니컬 실링(910)이 회전 샤프트(150)의 외주면을 감싸도록 장착되고, 이에 더하여 케이싱(200)을 관통하는 부위에는 오일 실링(920)이 장착된다.

한편, 케이싱(200)의 하부면에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 유체의 흡입을 위해 여러 구성요소가 장착되는 유입구(210)가 형성되고, 케이싱(200)의 측면에는 케이싱(200) 내부로 유입된 유체가 토출될 수 있는 토출구(220)가 형성된다. 토출구(220)는 유체가 토출되는 방향을 따라 끝단으로 갈수록 단면적이 넓게 형성되어 유체의 토출 작용이 원활하게 수행될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 토출구(220)의 끝단부에는 별도의 배출 파이프(미도시)가 연결되며 이를 통해 유체가 원하는 곳으로 이송될 수 있다.

케이싱(200) 내부에는 외부로부터 유체를 흡입할 수 있도록 부압을 형성하는 임펠러(300)가 배치되는데, 임펠러(300)는 회전 샤프트(150)의 일측단부에 고정 결합되어 회전 샤프트(150)와 일체로 회전하도록 구성된다. 이러한 임펠러(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 회전 샤프트(150)에 삽입 결합되도록 결합홀(321)이 형성된 중공의 원통형 임펠러 보스(320)와, 이러한 임펠러 보스(320)가 나선 중심이 되도록 임펠러 보스(320)의 외주면에 일체로 형성되는 적어도 하나 이상의 나선형 임펠러 베인(330)을 포함하여 구성된다. 이때, 임펠러 보스(320)의 일측단부에는 도 3에 도시된 바와 같이 베이스 플레이트(310)가 형성되고, 임펠러 베인(330)은 이러한 베이스 플레이트(310)의 일측면에 직각 방향으로 돌출되도록 구성될 수도 있다.

임펠러(300)의 하부에는 흡입 커버(400)가 임펠러(300)에 인접하게 위치하도록 케이싱(200)의 유입구(210)에 삽입되어 고정 결합된다. 이때, 고정 결합되는 방식은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 결합 볼트(800)와 같은 결합 수단을 통해 볼팅 결합될 수도 있으며, 이와 달리 끼워 맞춤될 수도 있는 등 다양하게 변형 가능하다. 예를 들면, 흡입 커버(400)는 대략 원형 플레이트 형태로 중앙부에 인입홀(411)이 형성된 메인 바디(410)와, 케이싱(200)과의 결합을 위해 메인 바디(410)의 외주 둘레를 따라 돌출되게 형성된 단턱부(420)로 구성되고, 단턱부(420)에 결합홀(421)이 형성되어 결합 볼트(800)를 통해 케이싱(200)에 결합되는 방식으로 구성될 수 있다. 이러한 흡입 커버(400)에는 임펠러(300)의 회전에 의해 유체가 케이싱(200) 내부로 유입될 수 있도록 전술한 바와 같이 중앙부에 인입홀(411)이 형성되는데, 인입홀(411)의 내주면에는 도 4에 도시된 바와 같이 중심 방향으로 돌출되는 돌출부(412)가 적어도 하나 이상 형성된다.

이와 같은 임펠러(300)와 흡입 커버(400)의 구조를 좀 더 자세히 살펴보면, 먼저 임펠러(300)는 회전 샤프트(150)와 함께 회전하며 케이싱(200) 내부에 부압을 형성하여 케이싱(200) 외부로부터 유체를 흡입하고 이를 다시 토출하는 기능을 수행하는데, 이러한 기능 수행을 위해 임펠러(300)의 임펠러 베인(330)은 임펠러 보스(320)를 중심으로 하여 반경 방향으로 유속 흐름을 유도하여 부압을 형성하도록 나선형으로 형성된다. 이러한 임펠러(300)의 하부측에는 임펠러(300)와 인접하게 흡입 커버(400)가 장착되고, 흡입 커버(400)의 중앙부에는 임펠러(300)에 의해 유도된 유속 흐름에 따라 유체가 흡입되도록 인입홀(411)이 형성된다. 이때, 흡입 커버(400)의 하부측에는 후술할 절단 플레이트(500)가 결합되는데, 이러한 절단 플레이트(500)에 형성된 흡입홀(510)을 통해 외부로부터 유입된 유체는 흡입 커버(400)의 인입홀(411)을 통과하며 케이싱(200) 내부 공간으로 유입되고 이후 토출구(220)를 통해 토출된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러(300)와 흡입 커버(400)는 이러한 유체의 흐름을 발생시키는 기능 이외에도 유체와 함께 유입되는 다양한 고형 이물질을 절단하는 기능을 수행한다. 즉, 흡입 커버(400)의 인입홀(411)의 내주면에는 전술한 바와 같이 돌출부(412)가 형성되고, 임펠러 베인(330)은 이러한 돌출부(412)와 교차되도록 임펠러 보스(320)의 외주면으로부터 나선형을 이루도록 돌출되게 형성되며, 이에 따라 인입홀(411)을 통과하는 고형 이물질은 임펠러 베인(330)과 돌출부(412)가 서로 교차됨에 따라 그 사이에서 절단되게 된다. 따라서, 서로 교차되는 임펠러 베인(330)의 모서리 부분과 돌출부(412)의 모서리 부분은 절단 기능이 용이하게 수행될 수 있도록 각진 형태로 형성되는 것이 바람직하나, 이와 달리 별도의 칼날을 모서리 부분에 장착하는 방식으로 구성될 수도 있다.

이러한 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 분쇄 펌프는 케이싱(200) 내부 공간으로 흡입되는 고형 이물질이 임펠러(300)와 흡입 커버(400)에 의해 절단되는 구조이다. 따라서, 임펠러 베인(330)의 하단면과 흡입 커버(400)의 돌출부(412) 상단면은 절단 기능의 향상을 위해 서로 접촉된 상태로 임펠러 베인(330)이 회전하도록 구성될 수도 있으나, 이는 임펠러 베인(330)의 회전시 접촉에 의한 마찰이 발생할 수 있으므로 서로 접촉하지 않고 최소한의 미세한 간극이 존재하도록 배치되는 것이 바람직할 것이다.

한편, 흡입 커버(400)의 하부에는 절단 플레이트(500)가 결합되는데, 절단 플레이트(500)에는 외부로부터 유체가 유입될 수 있도록 원주 방향을 따라 다수개의 흡입홀(510)이 형성된다. 또한, 이러한 절단 플레이트(500)의 하부에는 상단면이 절단 플레이트(500)의 하단면에 인접하게 위치하도록 절단 칼날(600)이 장착된다. 이때, 절단 칼날(600)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 결합 볼트(800) 등과 같은 결합 수단을 통해 회전 샤프트(150)에 결합될 수 있으며, 또는 별도의 로드(미도시)를 통해 회전 샤프트(150)에 결합될 수도 있는 등 다양한 방식으로 회전 샤프트(150)에 결합될 수 있다. 따라서, 절단 칼날(600)은 회전 샤프트(150)와 함께 일체로 회전하게 되는데, 이러한 회전에 의해 흡입홀(510)과 교차하며 흡입홀(510)을 통과하는 고형 이물질을 절단할 수 있도록 장착된다.

이러한 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 분쇄 펌프는 전원 공급에 의해 모터 유닛(100)의 회전 샤프트(150)가 회전하고 이에 따라 임펠러(300)가 회전하면, 케이싱(200) 내부 공간에 부압이 형성되어 유체가 외부로부터 절단 플레이트(500)의 흡입홀(510) 및 흡입 커버(400)의 인입홀(411)을 순차적으로 통과하여 케이싱(200) 내부 공간으로 유입된다. 또한, 이러한 유체의 유입과 함께 유체에 혼합된 고형 이물질이 마찬가지 방식으로 흡입홀(510) 및 인입홀(411)을 순차적으로 통과하며 케이싱(200) 내부 공간으로 유입되는데, 이때, 고형 이물질은 흡입홀(510)을 통과하는 과정에서 절단 칼날(600)의 회전에 의해 1차 절단되고, 절단된 상태로 흡입홀(510)을 통과한 고형 이물질은 인입홀(411)을 통과하는 과정에서 임펠러 베인(330)의 회전에 의해 2차 절단되도록 구성된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 분쇄 펌프는 케이싱(200)의 하부측 최외곽에 위치한 절단 칼날(600)에 의해 고형 이물질을 1차 절단하고, 유체 흡입을 위해 회전 구동되는 임펠러(300)에 의해 고형 이물질을 2차 절단하는 2중 분쇄 구조를 가지며, 이에 따라 오물과 같은 고형 이물질이 혼합된 오폐수를 양수하는 과정에서 고형 이물질에 대한 절단 성능이 우수하여 고형 이물질로 인한 펌프의 손상이 방지되며, 이물질이 회전 샤프트(150)에 감기는 형상이 방지되어 원활한 작동이 가능한 장점을 갖는다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따라 고형 이물질에 대한 1차 절단 기능을 수행하는 절단 칼날(600)과 절단 플레이트(500)의 구조를 좀 더 자세히 살펴본다.

본 발명의 일 실시예에 따른 절단 칼날(600)은 도 6에 도시된 바와 같이 회전 샤프트(150)에 결합되어 회전 샤프트(150)와 일체로 회전하도록 결합홀(611)이 형성된 중공의 원통형 코어 보스(610)와, 코어 보스(610)의 회전 시 절단 플레이트(500)의 흡입홀(510)과 교차되도록 코어 보스(610)의 외주면에 반경 방향으로 돌출되어 원주 방향을 따라 일정 간격 이격되게 형성되는 다수개의 절단 블록(620)을 포함하여 구성된다. 이러한 구조에 따라 절단 블록(620)이 회전하며 흡입홀(510)과 반복 교차되고 흡입홀(510)을 통과하는 고형 이물질은 이러한 절단 블록(620)과 흡입홀(510)이 교차됨에 따라 그 사이에서 반복적으로 절단되게 된다. 따라서, 서로 교차되는 절단 블록(620)의 모서리 부분과 흡입홀(510)의 모서리 부분은 절단 기능이 용이하게 수행될 수 있도록 각진 형태로 형성되는 것이 바람직하나, 이와 달리 별도의 칼날을 모서리 부분에 장착하는 방식으로 구성될 수도 있다. 이때, 절단 블록(620)의 상단면과 흡입홀(510)의 하단면은 절단 기능의 향상을 위해 서로 접촉된 상태로 배치될 수도 있으나, 절단 블록(620)의 회전시 발생하는 마찰을 방지하도록 최소한의 미세한 간극이 존재하도록 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 절단 블록(620)은 흡입홀(510)과 교차하며 발생하는 절단 성능의 향상을 위해 절단 블록(620)의 회전 방향을 따라 전방에 위치하는 전방면의 절단 모서리(621)가 볼록하게 만곡진 곡선을 이루도록 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 형상에 따라 흡입홀(510)을 통과하는 고형 이물질은 곡선형의 절단 모서리(621)를 따라 흡입홀(510)의 내측편으로부터 외측편으로 순차적으로 연속 절단되기 때문에, 절단 모서리(621)와 흡입홀(510) 사이에 고형 이물질이 끼이지 않고 절단이 더욱 용이하고 원활하게 수행될 수 있다. 또한, 절단 블록(620)이 이러한 유선형의 구조를 가짐으로써, 절단 블록(620)의 회전 관성력이 증가하고 이에 따라 흡입홀(510)과의 교차시에 절단력이 증가하여 절단 성능이 더욱 향상된다.

또한, 절단 블록(620)은 회전 방향을 따라 후방에 위치하는 후방면에 도 6에 도시된 바와 같이 구형의 유도홈(622)이 형성될 수 있다. 이러한 유도홈(622)은 절단 블록(620)의 후방면에서 절단 플레이트(500)에 인접한 가장자리 부위에 형성되는 것이 바람직한데, 이를 통해 절단 블록(620)이 흡입홀(510)과 교차 완료되기 전 시점에 흡입홀(510)이 개방됨으로써, 흡입홀(510)을 통한 고형 이물질의 유입이 유도될 수 있으며, 절단 블록(620)과 절단 플레이트(500) 사이에 고형 이물질이 끼이는 것이 방지되어 절단 기능이 더욱 용이하게 수행될 수 있다.

이와 같은 절단 칼날(600)의 회전에 의해 고형 이물질이 절단되도록 다수개의 흡입홀(510)이 형성되는 절단 플레이트(500)는 회전 샤프트(150)가 관통되도록 중앙부에 관통홀(540)이 형성되는 플레이트 형태로 형성되고, 외측 가장자리 부분에는 흡입 커버(400)와의 결합을 위해 원주 방향을 따라 다수개의 결합홀(530)이 형성되어 결합 볼트(800) 등을 통해 볼팅 결합될 수 있다. 이러한 절단 플레이트(500)에는 절단 칼날(600)과 인접한 표면상에 오목하게 함몰된 형태의 요홈부(520)가 다수개 형성될 수 있다. 이러한 요홈부(520)는 도 5에 도시된 바와 같이 흡입홀(510)과 인접한 부위에 형성되어 흡입홀(510)과 각각 연결되도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 요홈부(520)는 절단 블록(620)의 회전 시 흡입홀(510)보다 먼저 절단 블록(620)과 교차 시작되도록 형성될 수 있으며, 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 절단 플레이트(500)의 중심과 흡입홀(510)의 중심을 연결하는 연결선(L)을 기준으로 일측편에 형성될 수 있다. 따라서, 이러한 요홈부(520)에 흡입홀(510)을 통과하는 고형 이물질이 일정 부분 삽입될 수 있고, 이러한 요홈부(520)에 일정 부분 삽입된 고형 이물질은 절단 블록(620)과 교차되는 과정에서 절단 블록(620)에 의해 압착될 수 있다. 이와 같이 고형 이물질이 압착된 상태에서 절단 블록(620)이 흡입홀(510)과 교차하며 고형 이물질을 절단하게 되면, 고형 이물질은 압착에 따라 순간적으로 변형 및 이동이 구속되어 절단 블록(620)에 의해 더욱 용이하게 절단될 수 있다. 즉, 흡입홀(510)을 통과하는 고형 이물질은 이러한 요홈부(520)가 형성됨에 따라 절단 블록(620)에 의한 절단력이 더욱 강하게 전달되어 절단이 더욱 용이하게 수행될 수 있다.

또한, 이러한 요홈부(520)는 도 5에 도시된 바와 같이 절단 플레이트(500)의 중심과 흡입홀(510)의 중심을 연결하는 연결선(L)에 인접한 부위의 깊이(X)가 연결선(L)으로부터 먼 부위의 깊이(Y)보다 더 깊도록 경사지게 형성될 수 있는데, 이에 따라 절단 블록(620)의 회전 방향에 대응하여 더욱 용이하게 고형 이물질이 요홈부(520)로 삽입되어 압착될 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 요홈부(520)의 형성 위치 및 요홈부(520)의 경사 방향은 도 5에 화살표로 도시된 절단 칼날 회전 방향을 기준으로 도시된 것으로, 절단 칼날(600)의 회전 방향이 이와 반대로 구성된다면, 요홈부(520)의 형성 위치 및 요홈부(520)의 경사 방향은 이와 반대로 형성될 것이다.

이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 분쇄 펌프는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 회전 샤프트(150) 외측 공간을 감싸며 보호하도록 장착되는 슬리브(700)를 더 포함할 수 있다. 이러한 슬리브(700)는 일측 끝단이 절단 플레이트(500)의 인입홀(411)을 통과하며 임펠러 보스(320)에 최소 간극을 유지한 상태로 인접하게 배치되고, 타측 끝단이 절단 플레이트(500)의 상면에 접촉하도록 배치될 수 있으며, 슬리브(700)의 내주면은 회전 샤프트(150)의 외주면과 이격되도록 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 이러한 슬리브(700)에 의해 절단 플레이트(500)의 흡입홀(510)을 통과한 고형 이물질이 회전 샤프트(150) 측으로 감기거나 부착되는 것이 방지되며, 슬리브(700)의 내주면이 회전 샤프트(150)와 이격되게 형성됨으로써, 회전 샤프트(150)의 회전에 부하가 걸리지 않도록 구성되어 펌프의 동작이 원활하게 수행될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 분쇄 펌프는 오폐수의 양수를 위해 상시 동작하는 방식으로 적용될 수 있기 때문에, 회전 샤프트(150)를 지지하는 베어링(160) 등 기타 회전 구동되는 구성 요소들이 장착되는 부위에서 열이 발생할 수 있는데, 이러한 열에 의한 손상이 방지될 수 있도록 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 분쇄 펌프는 모터 유닛(100)의 내부에 초전도 냉각 장치(미도시)가 장착될 수 있다. 이러한 초전도 냉각 장치는 불활성 기체를 이용하여 냉각하는 방식으로 공지된 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

1. 모터 하우징 내부에 회전 구동되는 회전 샤프트가 외부로 돌출되도록 장착되는 모터 유닛;

   상기 회전 샤프트가 관통하도록 상기 모터 유닛의 일측에 결합되고, 하부면에는 유입구가 형성되고 측면에는 토출구가 형성되는 케이싱;

   상기 케이싱 내부에 배치되도록 상기 회전 샤프트에 결합되어 상기 회전 샤프트와 일체로 회전하는 임펠러;

   상기 임펠러의 하부에 인접하게 위치하도록 상기 케이싱의 유입구에 삽입되어 고정 결합되고, 중앙부에는 인입홀이 형성되며 상기 인입홀의 내주면에는 중심 방향으로 돌출되는 돌출부가 적어도 하나 이상 형성되는 흡입 커버;

   상기 흡입 커버의 하부에 고정 결합되고 원주 방향을 따라 다수개의 흡입홀이 형성되는 절단 플레이트; 및

   상기 절단 플레이트의 하부에 인접하게 위치하도록 상기 회전 샤프트에 결합되어 상기 회전 샤프트와 일체로 회전하며 상기 절단 플레이트의 흡입홀을 통과하는 고형 이물질을 절단하는 절단 칼날

   을 포함하고, 상기 절단 플레이트의 상기 절단 칼날과 인접한 표면 상에는 상기 흡입홀과 인접한 부위에 상기 흡입홀과 각각 연결되도록 다수개의 요홈부가 형성되며,

   상기 임펠러는, 상기 회전 샤프트에 삽입 결합되는 중공의 원통형 임펠러 보스와, 상기 임펠러 보스가 나선 중심이 되도록 상기 임펠러 보스의 외주면에 일체로 형성되는 적어도 하나 이상의 나선형 임펠러 베인를 포함하고, 상기 임펠러 베인은 회전하며 상기 흡입 커버의 돌출부와 교차되어 상기 흡입 커버의 인입홀을 통과하는 고형 이물질을 절단하도록 구성되며,

   상기 임펠러가 회전하면, 상기 케이싱 내부 공간에는 부압이 형성되어 외부의 유체가 상기 흡입홀 및 인입홀을 순차적으로 통과하며 상기 케이싱 내부로 유입되고, 상기 케이싱 내부로 유입되는 유체와 함께 유입되는 고형 이물질은 상기 흡입홀을 통과하는 과정에서 상기 절단 칼날의 회전에 의해 1차 절단되고, 상기 인입홀을 통과하는 과정에서 상기 임펠러 베인의 회전에 의해 2차 절단되는 것을 특징으로 하는 수중 분쇄 펌프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 절단 칼날은

   상기 회전 샤프트에 결합되어 상기 회전 샤프트와 일체로 회전하는 중공의 원통형 코어 보스와, 상기 코어 보스의 회전 시 상기 절단 플레이트의 흡입홀과 교차되도록 상기 코어 보스의 외주면에 돌출되어 원주 방향을 따라 일정 간격 이격되게 형성되는 다수개의 절단 블록을 포함하고, 상기 절단 블록은 회전 방향을 따라 전방에 위치하는 전방면의 절단 모서리가 볼록하게 만곡진 곡선을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수중 분쇄 펌프.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 절단 블록은 회전 방향을 따라 후방에 위치하는 후방면의 상기 절단 플레이트에 인접한 가장자리 부위에는 상기 흡입홀과 교차되도록 구형의 유도홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 수중 분쇄 펌프.
4. 삭제
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 요홈부는 상기 절단 블록의 회전 시 상기 흡입홀보다 먼저 상기 절단 블록과 교차되도록 상기 절단 플레이트의 중심과 상기 흡입홀의 중심을 연결하는 연결선(L)을 기준으로 일측편에 형성되는 것을 특징으로 하는 수중 분쇄 펌프.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 요홈부의 바닥면은 상기 연결선에 인접한 부위의 깊이(X)가 상기 연결선으로부터 먼 부위의 깊이(Y)보다 더 깊도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 수중 분쇄 펌프.
7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 케이싱을 관통하는 상기 회전 샤프트가 상기 케이싱 내부로 유입되는 고형 이물질로부터 차단 보호될 수 있도록 상기 회전 샤프트의 외측 공간을 감싸는 슬리브가 상기 임펠러와 절단 플레이트 사이에 장착되고, 상기 슬리브는 내주면이 상기 회전 샤프트의 외주면과 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 수중 분쇄 펌프.