KR101677072B1 - 웨어링을 갖는 케이싱링 및 이를 포함하는 양흡입 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨어링을 갖는 케이싱링 및 이를 포함하는 양흡입 펌프에 관한 것으로, 케이싱링과 임펠러 사이의 간극을 극소화하여 유체의 누설을 효과적으로 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 웨어링을 갖는 케이싱링은, 양흡입 펌프의 케이싱의 단부로서 임펠러와 대응되는 단부에 설치되며 상기 임펠러를 향하도록 개방되는 하나 이상의 홈이 구비된 케이싱링 본체(20)와; 헤드부가 상기 케이싱링 본체의 표면보다 상기 임펠러를 향하도록 돌출되도록 상기 케이싱링 본체의 홈에 삽입되어 상기 임펠러와의 간극을 줄이는 웨어링(30)으로 구성된다.
본 발명에 의한 웨어링을 갖는 케이싱링을 포함하는 양흡입 펌프는, 하부 케이스(2)와 상부 케이스(3)의 조립에 의해 형성되며 유체가 흡입되는 흡입구(4)와 유체를 토출하는 토출구(5)가 형성된 케이싱(1)과; 상기 흡입구(4) 및 토출구(5)와 연결되도록 설치되어 유체의 흡입 및 토출이 이루어지도록 작동되는 임펠러(6)와; 상기 임펠러(6)와 연결되도록 케이싱(1)에 관통 설치되는 회전축(7)과; 상기 회전축(7)을 회전시키는 모터와; 상기 케이싱의 단부로서 상기 임펠러와 대응되는 단부에 설치되는 웨어링을 갖는 케이싱링(10)으로 구성된다.

Description

웨어링을 갖는 케이싱링 및 이를 포함하는 양흡입 펌프{CASING RING HAVING WEAR RING, AND DOUBLE SUCTION TYPE CENTRIFUGAL PUMP INCLUDING THIS SAME}

본 발명은 양흡입 펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 케이싱링과 임펠러 사이의 간극을 극소화하여 유체의 누설을 효과적으로 방지하는 웨어링을 갖는 케이싱링 및 이를 포함하는 양흡입 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 원심펌프는 펌프 케이스의 내부에 설치된 임펠러가 모터의 구동으로 인해 발생되는 회전력을 전달받아 회전하고, 이러한 임펠러의 회전으로 발생되는 원심력을 이용하여 유체를 흡입 및 토출하는 펌프이다.

이러한 원심펌프는 유체를 흡입하는 방식에 따라 단흡입형 원심펌프와 양흡입형 원심펌프로 구분된다.

상기 단흡입형 원심펌프는 임펠러의 한 측면에서만 유체를 흡입하여 토출하는 구조를 갖는 원심펌프로서, 유체의 흡입량이 적어 고양정의 펌프시스템을 구현하기 어려우며, 더욱이 유체가 한쪽방향에서만 유입되는 특성상 회전축을 지지하는 베어링에 과도한 스러스트 하중이 작용하여 베어링이 쉽게 손상되는 문제점을 갖고 있다.

한편, 상기 양흡입형 원심펌프는 임펠러의 양 측면에서 유체를 흡입하는 구조를 갖는 원심펌프로서, 단흡입형 원심펌프에 비하여 유체의 흡입량이 많아 고양정의 펌프시스템을 구현할 수 있으며, 임펠러의 양 측면에서 비슷한 양의 유체가 흡입되므로 회전축과 임펠러 및 베어링에 작용하는 스러스트 하중이 작은 이점이 있다.

양흡입 펌프는 유체가 유입되어 배출될 수 있도록 흡입구와 배출구가 구비된 케이싱과, 상기 케이싱의 내측에 설치되어 흡입구와 배출구를 통한 유체의 유입 및 배출을 원활하게 이룰 수 있는 임펠러와, 상기 임펠러를 회전시키는 회전축과 모터로 이루어진다.

양흡입 펌프는 펌프 케이싱과 임펠러 사이의 간극을 통해 유체가 역류하는 것을 방지하기 위한 기술이 제안되고 있다.

일반적으로 양흡입 펌프는 회전부인 임펠러와 고정부인 케이싱 사이 누설 손실을 최소화하기 위해 케이싱링을 사용하여 회전부와 고정부 사이 간극을 최소화되도록 제작하고 있다.

특허문헌(등록특허 제10-1369969호)은 유체가 흡입되는 흡입구와 유체를 토출하는 토출구가 형성된 케이싱과, 상기 흡입구 및 토출구와 연결되도록 설치되어 유체의 흡입 및 토출이 이루어지도록 작동되는 임펠러와, 상기 임펠러와 연결되도록 케이싱에 관통 설치되는 회전축과, 상기 회전축을 회전시키는 모터를 포함하는 양흡입펌프에 있어서, 상기 흡입구가 형성된 케이싱에는 상기 임펠러의 회전에 따라 토출구의 방향으로 유동되는 유체가 토출구의 배출압력에 의하여 흡입구로 유입되는 것을 방지하기 위하여 케이싱링이 설치되며, 상기 케이싱링은 "ㄷ"자 형의 절개면을 형성하도록 구성되는 것이며, 양흡입펌프를 장기간 사용하는 경우에도 케이싱의 흡입구에 결합된 케이싱링이 손쉽게 마모되는 것을 방지함으로써, 케이싱 내측의 유체가 외부로 유출되는 것을 방지하며 안정적인 양흡입펌프의 사용을 이룰 수 있다 하지만, 양흡입 펌프를 장시간 운전시 베어링 손상에 의한 진동 및 이물질에 의한 마모 등으로 임펠러와 케이싱링 사이 간극이 증가하여 효율이 저하하는데 이들의 경도 차이로 소모품인 케이싱링이 아닌 임펠러에 마모가 발생하는 문제점이 있고, 간극을 최소화하는데 한계가 있다.

등록특허 제10-1369969호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 케이싱링과 임펠러 사이의 간극을 극소화하여 유체의 누설을 효과적으로 방지하는 웨어링을 갖는 케이싱링 및 이를 포함하는 양흡입 펌프를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 웨어링을 갖는 케이싱링은, 양흡입 펌프의 케이싱의 단부로서 임펠러와 대응되는 단부에 설치되며 상기 임펠러를 향하도록 개방되는 하나 이상의 홈이 구비된 케이싱링 본체와; 헤드부가 상기 케이싱링 본체의 표면보다 상기 임펠러를 향하도록 돌출되도록 상기 케이싱링 본체의 홈에 삽입되어 상기 임펠러와의 간극을 줄이는 웨어링으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 홈은 2개가 형성되고, 상기 웨어링은 상기 2개의 홈에 각각 삽입되어 공간을 형성하는 2중 구조로 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 웨어링은 둘레부에 상기 케이싱링 본체의 표면에 지지되는 날개부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 웨어링을 갖는 케이싱링을 포함하는 양흡입 펌프는, 하부 케이스와 상부 케이스의 조립에 의해 형성되며 유체가 흡입되는 흡입구와 유체를 토출하는 토출구가 형성된 케이싱과; 상기 흡입구 및 토출구와 연결되도록 설치되어 유체의 흡입 및 토출이 이루어지도록 작동되는 임펠러와; 상기 임펠러와 연결되도록 케이싱에 관통 설치되는 회전축과; 상기 회전축을 회전시키는 모터와; 상기 케이싱의 단부로서 상기 임펠러와 대응되는 단부에 설치되는 웨어링을 갖는 케이싱링으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 웨어링을 갖는 케이싱링 및 이를 포함하는 양흡입 펌프에 의하면, 펌프 누설손실 저감을 통해 펌프효율을 향상하고, 펌프효율 향상에 따라 에너지 사용량(전력비)을 절감하며, 기존 케이싱링과 임펠러링 교체에 비해 10~20%의 저렴한 비용으로 펌프 유지관리 가능하고, 웨어링의 교체작업이 임펠러링 교체작업에 비해 쉬워 작업성을 향상하며, 펌프 내용수명 동안 최상의 펌프 성능을 유지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 웨어링을 갖는 케이싱링을 포함하는 양흡입 펌프의 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 웨어링을 갖는 케이싱링에 적용된 케이싱링 본체의 단면도.
도 3과 도 4는 각각 본 발명에 의한 웨어링을 갖는 케이싱링에 적용된 웨어링의 다른 예시도.

도 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 웨어링을 갖는 케이싱링(10)은, 링 형태로서 케이싱의 단부로서 흡입구와 대응하는 단부에 결합되는 케이싱링 본체(20), 케이싱링 본체(20)의 일면(흡입구와 대응하는 면)에 결합되어 임펠러와의 사이를 통해 유체가 누설되는 것을 막는 2개의 웨어링(30)으로 구성된다.

본 발명의 양흡입 펌프는, 하부 케이스(2)와 상부 케이스(3)의 조립에 의해 형성되며 유체가 흡입되는 흡입구(4)와 유체를 토출하는 토출구(5)가 형성된 케이싱(1)과, 흡입구(4) 및 토출구(5)와 연결되도록 설치되어 유체의 흡입 및 토출이 이루어지도록 작동되는 임펠러(6)와, 상기 임펠러(6)와 연결되도록 케이싱(1)에 관통 설치되는 회전축(7)과, 회전축(7)을 회전시키는 모터를 포함하고, 하부 케이스(2)와 상부 케이스(3)의 단부로서 흡입구와 대응하는 단부에는 본 발명의 케이싱링(10)이 설치된다.

케이싱링 본체(20)는 고강도로서 변형성이 적은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 재질로 하며 링 형태로 이루어져 케이싱(1)의 링형상 흡입구(4)에 조립되며, 사각단면이고 고정돌기(21)가 구비되어, 이 고정돌기(21)가 케이싱(1)에 삽입(압입, 접착 등) 고정된다.

도 2에서 보이는 것처럼, 케이싱링 본체(20)는 웨어링(30)의 설치를 위하여 2개의 홈(22)이 구비된다.

홈(22)은 설치 상태를 기준으로 할 때 임펠러를 향하는 면에 각각 임펠러를 향하도록 개방 형성되고, 상호 간에 일정 간격을 두고 이격된다.

홈(22)은 도면에 도시된 것처럼, 사각형의 형태가 가능하고, 물론, 이에 한정되지 아니하고 웨어링(30)을 설치할 수 있는 전제하에서 웨어링(30)의 이탈 방지 효과가 큰 더브테일(dovetail) 형태도 가능하다.

웨어링(30)은 링 형상이며 케이싱링 본체(20)의 홈(22)에 각각 즉 2개가 결합된다.

웨어링(30)은 헤드부가 케이싱링 본체(20)의 일면보다 돌출되어 임펠러(6)와의 사이 간극을 케이싱링(20)과 임펠러(30)간의 간극보다 더 좁게 한다. 따라서, 웨어링(30)과 임펠러(6) 사이의 간극이 좁기 때문에 케이싱링만을 사용하는 것보다 유체의 누설 방지효과가 향상된다.

웨어링(30)은 임펠러(6)보다 경도가 약한 모든 재질이 가능하다.

이와 같이 2개의 웨어링(30)이 유체의 흐름 방향에 대해 2중으로 형성됨에 따라 누설 방지를 극대화하는 것이 가능하다. 즉, 유체가 일측의 웨어링(30)을 통과하더라도 다음 웨어링(30)과 사이의 공간에서 다음 웨어링(30)을 통과하는 것이 차단되어 누설 방지 효과가 극대화된다.

웨어링(30)은 사각 단면은 물론 임펠러(6)를 향하는 면이 곡선형인 것도 가능하다.

2개의 웨어링(30)은 케이싱링(20)의 표면을 기준으로 하여 동일 높이인 것도 가능하고, 서로 다른 높이인 것도 가능하다.

본 발명에 의한 양흡입 펌프는 웨어링(30)이 임펠러(6)보다 약한 경도이기 때문에 장시간 운전시 베어링 손상 등에 의한 진동 및 이물질에 의한 마모 등으로 임펠러(6)와 웨어링(30)이 간섭을 일으키는 경우 웨어링(30)이 임펠러(6)보다 먼저 손상되며, 따라서, 임펠러(6)의 교체주기보다 웨어링(30)의 교체주기가 빠르고, 웨어링(30)을 케이싱링 본체(20)의 홈(22)에서 잡아 빼내는 것으로 웨어링(30)의 분리가 가능하고, 새로운 웨어링(30)을 케이싱링 본체(20)의 홈(22)에 삽입하는 것으로 교체가 완료되며, 따라서, 웨어링(30)의 교체작업이 매우 용이하다.

도 3은 웨어링의 다른 예를 도시한 것으로, 웨어링(30)은 둘레부에 날개부(31)가 형성된다.

날개부(31)는 웨어링(30)의 둘레부에 돌출되는 구조이며 케이싱링 본체(20)의 표면에 지지된다. 날개부(31)는 웨어링(30)의 둘레부에 환형으로 형성될 수 있고, 또는 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 2개 이상으로 형성되는 것도 가능하다.

날개부(31)는 길이방향의 일측 단부로부터 안쪽으로 이격되는 곳에 돌출 형성됨으로써 헤드부(32)를 형성한다.

따라서, 웨어링(30)은 홈(22)에 삽입될 때 날개부(31)가 케이싱링 본체(20)의 표면에 지지되어 헤드부(32)가 자연스럽게 케이싱링 본체(20)의 표면보다 돌출되고 즉 웨어링(30)이 홈(22) 안에 함몰되지 않고 임펠러(6)와의 간극을 일정하게 유지하는 효과가 있고, 간극을 설정하는 것이 매우 용이하고 정확한 효과가 있다.

물론, 날개부(31)는 웨어링(30)의 단부에 확장 형성되는 것도 동일한 효과를 기대할 수 있으므로 웨어링(30)의 단부로부터 안쪽으로 이격되는 곳에 형성되는 것으로 한정되는 것은 아니다.

도 4는 웨어링(30)의 또 다른 예로서, 웨어링(30)은 2개의 홈(22)에 각각 삽입되는 돌기(33)가 구비되고 2개의 돌기(33)는 연결부(34)를 통해 연결되어 하나의 헤드부(32)를 구성한다.

연결부(34)는 케이싱링 본체(20)의 표면에 지지되어 돌기(33)들을 연결하여 하나의 헤드부(32)를 구성하는 것과 함께 헤드부(32)가 케이싱링 본체(20)의 표면으로부터 일정한 높이로 돌출되도록 함으로써 임펠러(6)와의 간극을 유지하는데 효과가 있다.

1 : 케이싱, 2 : 하부 케이스
3 : 상부 케이스, 4 : 흡입구
5 : 토출구, 6 : 임펠러
7 : 회전축,
10 : 케이싱링, 20 : 케이싱링 본체
21 : 돌기, 22 : 홈
30 : 웨어링, 31 : 날개부
32 : 헤드부, 33 : 돌기
34 : 연결부,

Claims (5)

1. 양흡입 펌프의 케이싱의 단부로서 임펠러와 대응되는 단부에 설치되며 상호 간에 거리를 두고 상기 임펠러를 향하도록 각각 개방되는 2개의 홈이 구비된 케이싱링 본체(20)와;
   헤드부가 상기 케이싱링 본체의 표면보다 상기 임펠러를 향하도록 돌출되도록 상기 케이싱링 본체의 홈에 삽입되어 상기 임펠러와의 간극을 줄이는 웨어링(30)을 포함하고,
   상기 웨어링은 둘레부에 환형의 날개부(31)가 돌출 형성되어 상기 날개부(31)가 상기 케이싱링 본체의 표면에 지지됨으로써 상기 헤드부가 상기 케이싱링 본체의 표면보다 돌출되도록 하면서 상기 2개의 홈에 각각 삽입되어 유체의 흐름 방향에 대해 공간을 사이에 두고 2중으로 형성되는 것을 특징으로 하는 웨어링을 갖는 케이싱링.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 하부 케이스(2)와 상부 케이스(3)의 조립에 의해 형성되며 유체가 흡입되는 흡입구(4)와 유체를 토출하는 토출구(5)가 형성된 케이싱(1)과;
   상기 흡입구(4) 및 토출구(5)와 연결되도록 설치되어 유체의 흡입 및 토출이 이루어지도록 작동되는 임펠러(6)와;
   상기 임펠러(6)와 연결되도록 케이싱(1)에 관통 설치되는 회전축(7)과;
   상기 회전축(7)을 회전시키는 모터와;
   상기 케이싱의 단부로서 상기 임펠러와 대응되는 단부에 설치되는 청구항 1에 의한 웨어링을 갖는 케이싱링(10)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 웨어링을 갖는 케이싱링을 포함하는 양흡입 펌프

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