KR100925157B1 - 양흡입형 수중펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양흡입형 수중펌프에 관한 것으로, 그 목적은 임펠러의 상하 양방향에서 유체의 흡입이 이루지게 함으로써 고양정의 펌프를 구현하면서, 서로 다른 방향에서 유입된 두 수류가 충돌없이 자연스럽게 합류되게 하여 펌프의 효율저하를 방지한 양흡입형 수중펌프를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 구동축과, 상기 구동축의 회전을 지지하며 구동축을 회전시키는 전동모터가 내장된 메인하우징과, 상기 구동축과의 결합을 위한 축공이 중앙부에 형성된 바디의 상하면에 다수개의 블레이드가 구비된 것으로 이루어지며 구동축의 일측 끝단에 설치되는 임펠러와, 상기 임펠러를 감싸도록 메인하우징에 설치되며 임펠러의 상하부 양방향에서 유체의 유입이 이루어지도록 상하부 양측에 입수구가 형성되고, 측방에 토출구가 형성된 보조하우징을 구비하는 양흡입형 수중펌프에 있어서, 상기 임펠러의 바디는 축공이 형성되어 구동축과 결합되는 결합부와, 임펠러의 상하부에서 유입되는 유체를 임펠러의 측방에 위치하는 토출구로 안내할 수 있도록 결합부의 외측에서 오목한 외면을 형성하면서 중앙부가 외측방향으로 돌출되게 형성된 안내부로 구성되며, 외측방향으로 돌출되는 안내부의 끝단에는 임펠러의 상하부에서 유입되는 두 수류가 충돌없이 나란하게 토출구로 유동할 수 있도록 두 수류를 안내하는 수평한 직선형의 영역이 형성된 것으로 구성된 양흡입형 수중펌프에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

양흡입형 펌프, 임펠러, 직선형 구간, 합류부

Description

양흡입형 수중펌프{Water pump}

본 발명은 수중펌프에 관한 것으로, 특히 임펠러의 양방향으로 유체의 흡입이 이루어지게 함으로써 고양정의 펌프를 구현하면서, 서로 다른 방향에서 유입되는 두 수류의 급격한 합류에 의하여 불규칙한 물의 흐름이 형성되는 것을 방지할 수 있도록 개선된 구조를 갖는 양흡입형 수중펌프에 관한 것이다.

일반적으로 수중펌프라 함은 수중에서 작동하는 전동식 펌프를 의미하는 것으로, 사용목적 및 용도에 따라 심정용, 상수도 가압용, 배수용 등 여러 종류로 구분되어 진다.

이러한 수중펌프는 전원공급시 내부에 구비된 전동모터에 의하여 구동축이 회전하고, 상기 구동축의 회전에 의하여 임펠러가 회전함으로써 물을 흡입한 뒤 토출하게 된다.

한편 종래의 수중펌프는 하우징의 하단에 형성된 입수구를 통해서만 물의 유입이 이루어지게 되므로, 유입되는 물의 양이 적어 고양정의 펌프를 구현하기 어려우며, 더욱이 물이 한쪽방향에서만 유입되는 관계로 구동축을 지지하는 베어링에 과도한 스러스트 하중이 작용하여 베어링이 쉽게 손상되는 문제점을 가지고 있다.

상기와 같은 문제점을 고려하여 한국공개특허 제2002-0094757호에는 임펠러의 상부와 하부 양방향에서 물의 유입이 이루어지도록 한 수중펌프가 개시되어 있다.

도 1은 상기 수중펌프의 단면도를 도시하고 있다.

상기 수중펌프는 임펠러(13)를 내부에 수용하는 스탠드하우징(20)의 상하부 양측에 입수구(14)가 형성된 것으로 구성되어 임펠러의 회전시 임펠러의 상하 양방향에서 물의 유입이 이루어지게 되므로 많은 양의 물을 토출할 수 있는 이점을 가지고 있다.

또한 임펠러의 상부와 하부에서 각각 유입되는 두 수류에 의하여 임펠러에 작용하는 하중이 서로 상쇄되어 균형을 이룸으로써 임펠러 및 임펠러의 회전을 지지하는 베어링의 수명을 연장시킬 수 있는 이점을 갖고 있다.

그러나 상기와 같은 수중펌프는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

임펠러의 상하부 양방향에서 유입된 두 수류가 합류되는 임펠러의 측방으로 유출되는 과정에서 두 수류가 급격하게 합쳐지게 되어 불규칙한 물의 흐름을 형성시킴으로써 해당 지점에서 물이 일시적으로 정체되는 현상이 발생되며, 이로 인해 펌프의 효율이 저하되는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 임펠러의 상하 양방향에서 유체의 흡입이 이루지게 함으로써 고양정의 펌프를 구현하면서, 서로 다른 방향에서 유입된 두 수류가 충돌없이 자연스럽게 합류되게 하여 펌프의 효율저하를 방지한 양흡입형 수중펌프를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 양흡입형 수중펌프는 구동축과, 상기 구동축의 회전을 지지하며 구동축을 회전시키는 전동모터가 내장된 메인하우징과, 상기 구동축과의 결합을 위한 축공이 중앙부에 형성된 바디의 상하면에 다수개의 블레이드가 구비된 것으로 이루어지며 구동축의 일측 끝단에 설치되는 임펠러와, 상기 임펠러를 감싸도록 메인하우징에 설치되며 임펠러의 상하부 양방향에서 유체의 유입이 이루어지도록 상하부 양측에 입수구가 형성되고, 측방에 토출구가 형성된 보조하우징을 구비하는 양흡입형 수중펌프에 있어서, 상기 임펠러의 바디는 축공이 형성되어 구동축과 결합되는 결합부와, 임펠러의 상하부에서 유입되는 유체를 임펠러의 측방에 위치하는 토출구로 안내할 수 있도록 결합부의 외측에서 오목한 외면을 형성하면서 중앙부가 외측방향으로 돌출되게 형성된 안내부로 구성되며, 외측방향으로 돌출되는 안내부의 끝단에는 임펠러의 상하부에서 유입되는 두 수류가 충돌없이 나란하게 토출구로 유동할 수 있도록 두 수류를 안내하는 수평한 직선형의 영역이 형성되고, 수평한 직선형의 영역의 끝단에는 끝단부가 뾰족하게 형성된 삼각형 단면구조의 합류부가 형성된 것을 특징으로 한다.

삭제

한편, 상기 보조하우징에는 임펠러의 상단부와 하단부에 각각 위치하여 입수구를 통해 보조하우징으로 유입된 유체가 임펠러의 상하부 원활하게 흡입되어지도록 유도하는 벨마우스형의 흡입유도부가 더 형성될 수 있다.

한편, 상기 구동축의 하단부는 임펠러에 작용하는 레이디얼 하중을 고려하여 슬리브 베어링에 의하여 보조하우징에 결합된다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 임펠러의 상하부 양측에서 유입되는 두 수류가 토출구로 유동하는 과정에서 두 수류가 급격하게 합류되는 것을 방지하여 보다 높은 효율을 갖는 양흡입형 수중펌프를 제공할 수 있게 되었다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양흡입형 수중펌프의 단면도를 도시하고 있다.

본 발명의 수중펌프는 임펠러(140)의 회전시 임펠러(140)의 상부와 하부 양측에서 유체의 유입이 이루어지도록 한 양흡입형 수중펌프로써, 서로 다른 방향에서 유입된 두 수류가 토출구(153)로 유동하는 과정에서 급격하게 합류되어 와류가 발생하는 것을 방지토록 한 것이다.

한편 양흡입형 수중펌프는 구동축(110)과, 상기 구동축(110)의 회전을 지지하며 구동축(110)을 회전시키는 전동모터(130)가 내장된 메인하우징(120)과, 상기 구동축(110)과의 결합을 위한 축공(141a)이 중앙부에 형성된 바디(141)의 상하면에 다수개의 블레이드(142)가 구비된 것으로 이루어지며 구동축(110)의 일측 끝단에 설치되는 임펠러(140)와, 상기 임펠러(140)를 감싸도록 메인하우징(120)에 설치되며 임펠러(140)의 상하부 양방향에서 유체의 유입이 이루어지도록 상하부 양측에 입수구(151,152)가 형성되고, 측방에 토출구(153)가 형성된 보조하우징(150)을 구비하고 있다.

이러한 양흡입형 수중펌프의 기본적인 구성은 한국공개특허 제2002-0094757호에 개시되어 있는 바, 보다 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 임펠러의 단면도를 도시하고 있다.

상기 임펠러(140)는 앞서 설명된 바와 같이, 바디(141)와 다수개의 블레이드(142)로 구성된다.

이때 상기 바디(141)는 구동축(110)이 삽입되어 결합되는 축공(141a)이 형성된 결합부(143)와, 상기 결합부(143)의 외측에서 오목한 외면(144a,144b)을 형성하면서 중앙부가 외측방향으로 돌출되게 형성된 안내부(144)로 구성되어 있다. 한편 결합부(143)와 안내부(144)는 일체형의 구조로 이루어지며, 안내부(144)의 경우, 임펠러(140)의 상부와 하부 양측에서 유입되는 유체를 임펠러(140)의 측방향으로 유도할 수 있도록 오목한 외면(144a,144b)이 상부와 하부 양측에 각각 형성되어 있다.

이러한 구조의 바디(141)에서 블레이드(142)는 오목한 외면을 따라 나선형의 구조로 형성되어 임펠러(140)의 회전시 유체를 흡입 및 토출하게 된다.

한편 임펠러(140)의 상부와 하부에서 유입되는 두 수류가 합류되는 지점에서 두 수류의 충돌을 방지하기 위하여 두 수류가 합류되는 지점인 안내부(144)의 중앙부 끝단에는 수평한 직선형의 영역(145)이 형성되어 있다. 여기서 직선형의 영역(145)은 바깥쪽으로 돌출된 안내부(144)의 끝단이 수평한 직선형의 외면을 갖도록 형성한 것으로 이루어질 수 있다.

이러한 구조에 의하면, 임펠러(140)의 상부와 하부에서 각각 유입되어 안내부(144)의 오목한 외면(144a,144b)을 따라 유동함으로써 방향이 전환된 각각의 수류가 직선형의 영역(145)을 거치는 과정에서 상호 평행한 흐름을 형성함으로써 두 수류의 자연스러운 합류를 유도하게 되며, 이로 인해 두 수류의 급격한 합류에 의한 와류의 발생을 방지하여 펌프의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기와 같이 안내부(144)의 중앙부 끝단에 직선형의 영역(145)을 형성한 경우, 직선형의 영역으로부터 벗어난 두 수류가 바로 합류되지 못하므로, 두 수류의 사이에는 진공공간이 형성될 수 있다. 이처럼 형성된 진공공간은 두 수류의 흐름을 불규칙하게 만들 수 있으므로 이를 예방하기 위한 합류부(146)를 안내부(144)의 끝 단에 더 형성하는 것이 바람직하다.

상기 합류부(146)는 끝단부가 뾰족하게 형성된 삼각형의 단면모양으로 직선형의 영역(145)의 끝단부에 형성된다.

한편, 임펠러(140)의 회전에 의하여 보조하우징(150)의 내부로 유입되는 유체가 임펠러(140)의 상하부로 보다 원활하게 유입될 수 있도록 하기 위하여 보조하우징(150)에는 벨마우스형의 흡입유도부(154)가 더 형성된다. 물론 상기 흡입유도부(154)는 임펠러(140)의 유체의 흡입이 이루어지는 임펠러(140)의 상단부와 하단부에 각각 위치하도록 형성된다.

한편, 임펠러(140)의 상하부에서 유체가 유입되므로 임펠러(140)에는 작은 스러스트하중이 작용하는 반면, 토출구로 많은 양의 유체를 토출하게 되므로 임펠러(140)에는 큰 레이디얼 하중이 작용하게 된다. 이를 고려하여 구동축(110)의 하단부를 슬리브 베어링(160)을 이용하여 보조하우징(150)에 결합하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 양흡입형 수중펌프는 전동모터(130)에 전원이 인가되어 구동축(110)이 회전할 경우, 구동축(110)의 끝단에 장착된 임펠러(140)가 회전함으로써 보조하우징(150)의 상단과 하단에 각각 형성된 두 입수구(151,152)를 통하여 유체의 유입이 이루어지게 되며, 보조하우징(150)의 내부로 유입된 유체는 안내부(144)의 오목한 외면(144a,144b)을 따라 방향이 전환된 후, 안내부(144)의 중앙부 끝단에 구비된 직선형의 영역(145)을 통과하는 과정에서 두 수류의 방향이 평행하게 됨으로써 두 수류의 충돌이 방지되며, 이러한 두 수류의 충돌방지로 인하여 원활한 유체의 흐름이 가능하게 됨으로써 펌프의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1 은 종래의 수중펌프의 단면도,

도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양흡입형 수중펌프의 단면도,

도 3 은 본 발명에 따른 임펠러의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(110) : 구동축 (120) : 메인하우징

(130) : 전동모터 (140) : 임펠러

(141) : 바디 (142) : 블레이드

(143) : 결합부 (144) : 안내부

(145) : 직선형의 영역 (146) : 합류부

(150) : 보조하우징 (151),(152) : 입수구

(153) : 토출구 (154) : 흡입유도부

(160) : 슬리브 베어링

Claims (4)

1. 구동축(110)과, 상기 구동축(110)의 회전을 지지하며 구동축(110)을 회전시키는 전동모터(130)가 내장된 메인하우징(120)과, 상기 구동축(110)과의 결합을 위한 축공(141a)이 중앙부에 형성된 바디(141)의 상하면에 다수개의 블레이드(142)가 구비된 것으로 이루어지며 구동축(110)의 일측 끝단에 설치되는 임펠러(140)와, 상기 임펠러(140)를 감싸도록 메인하우징(120)에 설치되며 임펠러(140)의 상하부 양방향에서 유체의 유입이 이루어지도록 상하부 양측에 입수구(151,152)가 형성되고, 측방에 토출구(153)가 형성된 보조하우징(150)을 구비하는 양흡입형 수중펌프에 있어서,

   상기 임펠러(140)의 바디(141)는 축공(141a)이 형성되어 구동축(110)과 결합되는 결합부(143)와, 임펠러(140)의 상하부에서 유입되는 유체를 임펠러(140)의 측방에 위치하는 토출구(153)로 안내할 수 있도록 결합부(143)의 외측에서 오목한 외면(144a,144b)을 형성하면서 중앙부가 외측방향으로 돌출되게 형성된 안내부(144)로 구성되며,

   외측방향으로 돌출되는 상기 안내부(144)의 끝단에는 임펠러(140)의 상하부에서 유입되는 두 수류가 충돌없이 나란하게 토출구(153)로 유동할 수 있도록 두 수류를 안내하는 수평한 직선형의 영역(145)이 형성되고, 상기 수평한 직선형의 영역(145)의 끝단에는 끝단부가 뾰족하게 형성된 삼각형 단면구조의 합류부(146)가 형성된 것을 특징으로 하는 양흡입형 수중펌프.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 보조하우징(150)에는 임펠러(140)의 상단부와 하단부에 각각 위치하여 입수구(151,152)를 통해 보조하우징(150)으로 유입된 유체가 임펠러(140)로 상하부로 원활하게 흡입되어지도록 유도하는 벨마우스형의 흡입유도부(154)가 더 형성된 것을 특징으로 하는 양흡입형 수중펌프.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동축(110)의 하단부는 슬리브 베어링(160)에 의하여 보조하우징(150)에 결합된 것을 특징으로 하는 양흡입형 수중펌프.

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