KR102544619B1 - 소비전력 절감형 수중모터펌프 - Google Patents

소비전력 절감형 수중모터펌프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소비전력 절감형 수중모터펌프에 관한 것으로, 본 발명은 하부베어링 설치부분 상부의 구동축 상에 자력에 의해 구동축을 상측으로 인양시키는 인양수단이 적용됨으로써 구동축에 설치되는 하부베어링에 가해지는 자중력 및 면압력을 감소시킬 수 있으며, 이를 통하여 구동축의 회전시 부하를 낮춰 구동축의 회전에 따른 소비전력을 절감할 수 있도록 하는 한편, 하부베어링 설치부분 상부의 구동축 상에 자력에 의해 구동축을 상측으로 인양시키는 인양수단이 적용됨과 동시에 상부베어링 설치부분 하부의 구동축 상에 자력에 의해 구동축을 상측으로 부상시키는 부상수단이 적용됨으로써 2중으로 자력구조를 통한 인양과 부상 작용을 하는 인양수단과 부상수단을 통해 구동축에 설치되는 하부베어링에 가해지는 자중력 및 면압력의 감소 효율을 극대화시켜 구동축의 회전시 부하를 극소화하면서 구동축의 회전에 따른 소비전력을 현격히 절감할 수 있는 것이다.

Description

소비전력 절감형 수중모터펌프{Power consumption reduction type submerged motor pump}
본 발명은 소비전력 절감형 수중모터펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하부베어링 설치부분 상부의 구동축 상에 자력에 의해 구동축을 상측으로 인양시키는 인양수단이 적용됨으로써 구동축에 설치되는 하부베어링에 가해지는 자중력 및 면압력을 감소시킬 수 있으며, 이를 통하여 구동축의 회전시 부하를 낮춰 구동축의 회전에 따른 소비전력을 절감할 수 있도록 하는 한편, 하부베어링 설치부분 상부의 구동축 상에 자력에 의해 구동축을 상측으로 인양시키는 인양수단이 적용됨과 동시에 상부베어링 설치부분 하부의 구동축 상에 자력에 의해 구동축을 상측으로 부상시키는 부상수단이 적용됨으로써 2중으로 자력구조를 통한 인양과 부상 작용을 하는 인양수단과 부상수단을 통해 구동축에 설치되는 하부베어링에 가해지는 자중력 및 면압력의 감소 효율을 극대화시켜 구동축의 회전시 부하를 극소화하면서 구동축의 회전에 따른 소비전력을 현격히 절감할 수 있도록 한 소비전력 절감형 수중모터펌프에 관한 것이다.
일반적으로 수중모터펌프는 수중에 직접 배치되어 별도의 흡입관 없이 유체를 흡입하여 이송하는 장치로서, 토사나 오물 등이 섞인 흐린 물의 양수에 주로 사용된다.
이러한 수중모터펌프는 사용목적 및 용도에 따라 심정용, 상수도 가압용, 배수용 등 여러 종류로 다양하게 구분되는데, 통상적으로 전원 공급을 통해 모터 및 임펠러가 구동되고 임펠러의 회전에 의해 케이싱 내부로 유체가 흡입되며 흡입된 유체는 케이싱에 형성된 토출구를 통해 외부로 토출되도록 구성된다.
종래의 수중모터펌프의 경우, 모터에 의해 발생된 구동축의 회전을 통한 동력에 의해 임펠러가 회전하면서 유체가 흡입되는데, 이러한 동력 전달 과정에서, 구동축을 공회전 가능케 하기 위해 구동축 상에 설치되는 베어링에 대해 베어링하우징 상에 안착되는 부분에 구동축과 베어링 등의 자중력 및 이러한 자중력에 따른 면압력이 발생하면서 구동축의 축 방향으로 하향 베어링에 가해지는 자중력과 면압력에 의해 구동축의 회전에 따른 펌프 구동의 소비전력이 증대된다.
다시 말하면, 종래의 수중모터펌프는 구동축의 축 방향으로 하향 베어링에 가해지는 자중력 및 베어링 하단의 안착되는 면에 대한 면압력에 의해 구동축의 회전에 따른 펌프 구동의 소비전력이 증대되는 문제가 있었다.
그러므로, 구동축을 공회전 가능케 하기 위해 구동축 상에 설치되는 베어링에 대해 베어링하우징 상에 안착되는 부분에 구동축과 베어링 등의 자중력 및 이러한 자중력에 따른 면압력에 대해 발생을 극소화할 수 있으며, 이를 통하여 구동축의 회전에 따른 펌프의 소비전력을 현격히 절감시킬 수 있도록 한 수중모터펌프에 대해 연구 및 개발이 요구되는 실정이다.
한국등록특허 제10-1596776호 2016.02.17. 등록. 한국등록특허 제10-1732980호 2017.04.27. 등록. 한국등록특허 제10-2109337호 2020.05.06. 등록. 한국등록특허 제10-2195255호 2020.12.18. 등록. 한국등록특허 제10-2448915호 2022.09.26. 등록.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 하부베어링 설치부분 상부의 구동축 상에 자력에 의해 구동축을 상측으로 인양시키는 인양수단이 적용됨으로써 구동축에 설치되는 하부베어링에 가해지는 자중력 및 면압력을 감소시킬 수 있으며, 이를 통하여 구동축의 회전시 부하를 낮춰 구동축의 회전에 따른 소비전력을 절감할 수 있도록 한 소비전력 절감형 수중모터펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 기술의 다른 목적은 하부베어링 설치부분 상부의 구동축 상에 자력에 의해 구동축을 상측으로 인양시키는 인양수단이 적용됨과 동시에 상부베어링 설치부분 하부의 구동축 상에 자력에 의해 구동축을 상측으로 부상시키는 부상수단이 적용됨으로써 2중으로 자력구조를 통한 인양과 부상 작용을 하는 인양수단과 부상수단을 통해 구동축에 설치되는 하부베어링에 가해지는 자중력 및 면압력의 감소 효율을 극대화시켜 구동축의 회전시 부하를 극소화하면서 구동축의 회전에 따른 소비전력을 현격히 절감할 수 있도록 함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 소비전력 절감형 수중모터펌프는 하측의 흡입부로부터 상측의 토출부 내부에 연통되어 펌핑 유체의 유로를 형성하는 흡입관; 몸체부의 외주를 따라 상기 유로에 배치되는 다수의 날개부를 구비하며, 흡입관 내에 회전가능케 배치되는 임펠러; 하측에 상기 임펠러가 연결되며, 임펠러의 회전구동력을 제공하는 구동축; 구동축의 임펠러 상측영역을 감싸도록 배치되는 중앙케이싱; 중앙케이싱의 상단에 둘레부분이 밀착고정되고, 구동축을 회전지지하는 하부베어링이 중앙부에 안착되며, 하부베어링이 안착되어 개방된 상부에 하부베어링커버가 고정설치되는 하부베어링하우징; 상기 하부베어링하우징 하부에 상단 둘레부분이 밀착고정되어, 구동축의 밀봉을 위한 메카니컬씰이 배치되는 기밀구조의 씰링공간부를 형성하는 씰챔버; 하단이 하부베어링하우징 상부와 연결설치되어, 모터설치공간인 내부에 둘레를 따라 고정자가 설치되며, 고정자의 내측에 구동축의 외면을 감싸도록 고정된 회전자가 배치되는 모터프레임; 모터프레임의 상부에 하단둘레부분이 밀착고정되고, 하부 중앙에 상부베어링하우징이 구비되며, 상부베어링하우징 중앙부에 상부베어링이 상향 삽입되어 개방된 하부에 상부베어링커버가 고정설치되는 상부마감프레임; 상부마감프레임의 개방된 상부를 덮도록 상부마감프레임의 상단에 둘레부분이 밀착고정되는 헤드커버; 및 상기 하부베어링하우징의 상부영역에 설치되어, 구동축과 하부베어링에 대해 자력에 의한 상향 인양력이 발생하도록 하는 인양수단;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
여기서, 상기 인양수단은 구동축 상에 축회전 가능토록 하측 둘레부분에 대해 하부베어링하우징의 개방된 상부를 덮는 하부베어링커버 상부에 밀착되게 설치고정되며, 상면 둘레를 따라 다수의 자석이 상면에 대해 노출되게 매립설치된 후 자석 설치부분 상측으로부터 자력차폐판이 밀착고정되는 자력인양보스 및 자력인양보스 상부에 일정거리 떨어져 구동축 상에 축회전 가능케 설치고정되며, 하면 둘레를 따라 상기 자력인양보스의 자석과 대향되어 상호 동일한 극이 마주하면서 인력이 작용하도록 하는 다수의 자석이 하면에 대해 노출되게 매립설치된 후 자석 설치부분의 하측으로부터 자력차폐판이 밀착고정되는 축부상보스를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 하부베어링하우징 상부의 모터프레임 내부에 배치되는 고정자 및 회전자 측으로 자기장의 영향력이 미치지 않도록, 상기 축부상보스는 하단 둘레부의 직경보다 긴 직경을 같는 중공의 판 상으로 제공되는 자기장차폐판의 중공부 하면 둘레부분이 축부상보스의 상단에 고정설치되는 것이 양호하다.
더욱이, 상기 자력인양보스 및 축부상보스에 다수 개로 매립설치되는 자석은 네오디움자석으로 제공되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 소비전력 절감형 수중모터펌프는 상부베어링하우징의 하부영역에 인양수단과 구동축의 길이방향인 상하방향 대칭 구조로 설치되어, 구동축과 하부베어링에 대해 자력에 의한 상향 부상력이 발생하도록 하는 부상수단을 더 포함하는 것이 양호하다.
이때, 상기 부상수단은 구동축 상에 축회전 가능토록 상측 둘레부분에 대해 상부베어링하우징의 개방된 하부를 덮는 상부베어링커버 하부에 밀착되게 설치고정되며, 하면 둘레를 따라 다수의 자석이 하면에 대해 노출되게 매립설치된 후 자석 설치부분의 하측으로부터 자력차폐판이 밀착고정되는 자력인양보스 및 자력인양보스의 하부에 일정거리 떨어져 구동축 상에 축회전 가능케 설치고정되며, 상면 둘레를 따라 상기 자력인양보스의 자석과 대향되어 상호 돌일한 극이 마주하면서 인력이 작용하도록 하는 다수의 자석이 상면에 대해 노출되게 매립설치된 후 자석 설치부분의 상측으로부터 자력차폐판이 밀착고정되는 축부상보스를 포함하는 것이 바람직하다.
더욱이, 상부베어링하우징 하부의 모터프레임 내부에 배치되는 고정자 및 회전자 측으로 자기장의 영향력이 미치지 않도록, 상기 축부상보스는 상단 둘레부의 직경보다 긴 직경을 같는 중공의 판 상으로 제공되는 자기장차폐판의 중공부 상면 둘레부분이 축부상보스의 하단에 고정설치되는 것이 양호하다.
아울러, 상기 축부상보스 및 자력인양보스에 다수 개로 매립설치되는 자석은 네오디움자석으로 제공되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 소비전력 절감형 수중모터펌프의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 하부베어링 설치부분 상부의 구동축 상에 자력에 의해 구동축을 상측으로 인양시키는 인양수단이 적용됨으로써 구동축에 설치되는 하부베어링에 가해지는 자중력 및 면압력을 감소시킬 수 있으며, 이를 통하여 구동축의 회전시 부하를 낮춰 구동축의 회전에 따른 소비전력을 절감할 수 있다.
둘째, 하부베어링 설치부분 상부의 구동축 상에 자력에 의해 구동축을 상측으로 인양시키는 인양수단이 적용됨과 동시에 상부베어링 설치부분 하부의 구동축 상에 자력에 의해 구동축을 상측으로 부상시키는 부상수단이 적용됨으로써 2중으로 자력구조를 통한 인양과 부상 작용을 하는 인양수단과 부상수단을 통해 구동축에 설치되는 하부베어링에 가해지는 자중력 및 면압력의 감소 효율을 극대화시켜 구동축의 회전시 부하를 극소화하면서 구동축의 회전에 따른 소비전력을 현격히 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소비전력 절감형 수중모터펌프를 나타낸 단면예시도.
도 2는 본 발명에 따른 소비전력 절감형 수중모터펌프의 요부인 인양수단 설치구조를 나타낸 요부 단면예시도.
도 3은 본 발명에 따른 소비전력 절감형 수중모터펌프의 요부인 부상수단 설치구조를 나타낸 요부 단면예시도.
도 4는 본 발명에 따른 소비전력 절감형 수중모터펌프의 사용상태로서, 배수펌프장의 집수정에 설치되는 컬럼파이프 하부 내측에 설치되는 사용상태를 나타낸 사용상태단면예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 소비전력 절감형 수중모터펌프의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 소비전력 절감형 수중모터펌프를 나타낸 단면예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 소비전력 절감형 수중모터펌프의 요부인 인양수단 설치구조를 나타낸 요부 단면예시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 소비전력 절감형 수중모터펌프의 요부인 부상수단 설치구조를 나타낸 요부 단면예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 소비전력 절감형 수중모터펌프의 사용상태로서, 배수펌프장의 집수정에 설치되는 컬럼파이프 하부 내측에 설치되는 사용상태를 나타낸 사용상태단면예시도이다.
도 1 내지 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소비전력 절감형 수중모터펌프(1000)는 구동축에 설치되는 하부베어링에 가해지는 자중력 및 면압력을 감소시킬 수 있도록 한 것으로, 크게 분류하면 흡입관(110), 임펠러(120), 구동축(130), 중앙케이싱(140), 하부베어링하우징(150), 씰챔버(160), 모터프레임(170), 상부마감프레임(180), 헤드커버(190) 및 인양수단(200)을 포함하여 이루어진다.
구체적으로, 상기 흡입관(110)은 하측의 흡입부(111)로부터 상측의 토출부(113) 내부에 연통되어 펌핑 유체의 유로(115)를 형성하는 것이다.
이때, 상기 흡입부(111)와 토출부(113)는 마주하는 상단과 하단 둘레부분이 볼트와 너트로 구성된 고정수단으로 고정됨이 바람직하다.
그리고 상기 임펠러(120)는 몸체부(121)의 외주를 따라 상기 유로(115)에 배치되는 다수의 날개부(123)를 구비하며, 흡입관(110) 내에 회전가능케 배치되는 것이다.
이때, 상기와 같은 임펠러(120)는 구동축(130)의 하측에 연결된 상태에서, 구동축(130)의 하단부에 나사결합 또는 별도의 볼트 등의 고정수단을 통해 고정되는 임펠러너트(120a)에 의해 구속됨이 바람직한 것이다.
또한, 상기 구동축(130)은 하측에 상기 임펠러(120)가 연결되며, 임펠러(120)의 회전구동력을 제공하는 것이다.
그리고 상기 중앙케이싱(140)은 구동축(130)의 임펠러(120) 상측영역을 감싸도록 배치된다.
또한, 상기 하부베어링하우징(150)은 중앙케이싱(140)의 상단에 둘레부분이 밀착고정되고, 구동축(130)을 회전지지하는 하부베어링(151)이 중앙부에 안착되며, 하부베어링(151)이 안착되어 개방된 상부에 하부베어링커버(153)가 고정설치되는 것이다.
그리고 상기 씰챔버(160)는 상기 하부베어링하우징(150) 하부에 상단 둘레부분이 밀착고정되어, 구동축(130)의 밀봉을 위한 메카니컬씰(161)이 배치되는 기밀구조의 씰링공간부(미부호)를 형성하는 것이다.
또한, 상기 모터프레임(170)은 하단이 하부베어링하우징(150) 상부와 연결설치되어, 모터설치공간인 내부에 둘레를 따라 고정자(171)가 설치되며, 고정자(171)의 내측에 구동축(130)의 외면을 감싸도록 고정된 회전자(172)가 배치되는 것이다.
이때, 상기 고정자(171) 및 회전자(172)는 통상의 수중모터펌프에서의 모터프레임(170) 내부에 설치되는 것으로, 더욱 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 상부마감프레임(180)은 모터프레임(170)의 상부에 하단둘레부분이 밀착고정되고, 하부 중앙에 상부베어링하우징(181)이 구비되며, 상부베어링하우징(181) 중앙부에 상부베어링(183)이 상향 삽입되어 개방된 하부에 상부베어링커버(185)가 고정설치된다.
그리고 상기 헤드커버(190)는 상부마감프레임(180)의 개방된 상부를 덮도록 상부마감프레임(180)의 상단에 둘레부분이 밀착고정되는 것이다.
상기와 같은 헤드커버(190)는 특히, 상부 일측에 케이블(195)이 관통설치되고 상부 타측에 점검구(미부호)를 개폐하는 점검커버(191)가 구비된다.
즉, 상기 헤드커버(190)는 상부 타측에 점검구(미부호)를 개폐하는 점검커버(191)가 더 구비됨으로써 상부마감프레임(180)의 상부베어링하우징(181) 상부에 이격 설치되는 터미널보드(189) 등의 부품에 대해 점검 및 유지보수가 용이하게 이루어질 수 있는 것이다.
한편, 상기 인양수단(200)은 상기 하부베어링하우징(150)의 상부영역에 설치되어, 구동축(130)과 하부베어링(151)에 대해 자력에 의한 상향 인양력이 발생하도록 하는 것이다.
이러한 상기 인양수단(200)은 크게 분류하면, 자력인양보스(210) 및 축부상보스(250)로 구성된다.
이때, 상기 자력인양보스(210)는 구동축(130) 상에 축회전 가능토록 하측 둘레부분에 대해 하부베어링하우징(150)의 개방된 상부를 덮는 하부베어링커버(153) 상부에 밀착되게 설치고정된다.
상기와 같은 자력인양보스(210)는 상면 둘레를 따라 다수의 자석(211)이 상면에 대해 노출되게 매립설치된 후 자석(211) 설치부분 상측으로부터 자력차폐판(220)이 밀착고정되는 것이다.
이때, 상기 자력차폐판(220)은 자력인양보스(210)의 자석(211) 설치부분 상측으로부터 하향 밀착되어 용접 또는 볼팅 중 적어도 어느 하나 이상의 고정수단을 통해 고정됨이 바람직하다.
또한, 상기 축부상보스(250)는 자력인양보스(210) 상부에 일정거리 떨어져 구동축(130) 상에 축회전 가능케 설치고정되며, 하면 둘레를 따라 상기 자력인양보스(210)의 자석(211)과 대향되어 상호 동일한 극이 마주하면서 인력이 작용하도록 하는 다수의 자석(251)이 하면에 대해 노출되게 매립설치된 후 자석(251) 설치부분의 하측으로부터 자력차폐판(260)이 밀착고정되는 것이다.
이때, 상기 자력차폐판(260)은 축부상보스(250)의 자석(251) 설치부분 하측으로부터 상향 밀착되어 용접 또는 볼팅 중 적어도 어느 하나 이상의 고정수단을 통해 고정됨이 바람직하다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 인양수단(200)은 특히, 하부베어링하우징(150) 상부의 모터프레임(170) 내부에 배치되는 고정자(171) 및 회전자(172) 측으로 자기장의 영향력이 미치지 않도록 하는 것이 중요하다.
이를 위하여, 상기 축부상보스(250)는 하단 둘레부의 직경보다 긴 직경을 같는 중공의 판 상으로 제공되는 자기장차폐판(270)의 중공부 하면 둘레부분이 축부상보스(250)의 상단에 고정설치되는 것이 바람직하다.
다시 말해서, 상기 축부상보스(250)는 상부 일정길이에 대해 내향 단이 진 중공의 원기둥 형상으로 제공됨 바람직하다.
상기와 같은 축부상보스(250)는 내향 단이져 협소해진 기둥부분의 원주방향 일측에 고정볼트 등의 고정수단을 나사결합하면서 고정수단의 끝단이 구동축(130) 외면을 가압하여 축부상보스(250)에 대한 구동축(130)의 길이방향으로 일정거리 조절하면서 간편한 고정설치가 이루어질 수 있는 것이다.
아울러, 상기와 같은 구성으로 이루어진 인양수단(200)은 자석들의 개수를 조절하면서 인양작용을 하는 자력의 크기를 간편하게 조절할 수 있게 된다.
또한, 상기와 같은 구성으로 이루어진 인양수단(200)에서의, 자력인양보스(210) 및 축부상보스(250)는 자력에 반응하지 않는 재질, 예컨대 비철금속이나 비철금속합금 등으로 제작됨이 바람직하다.
더욱이, 상기와 같은 구성으로 이루어진 인양수단(200)은 상기 자력인양보스(210) 및 축부상보스(250)에 다수 개로 매립설치되는 자석(211)(251)은 네오디움자석으로 제공될 수 있다.
다시 말해서, 상기 자력인양보스(210) 및 축부상보스(250)에 각각 다수 개로 매립설치되는 자석(211)(251)은 납작한 원기둥 형상의 네오디움자석으로 제공되어, 매립구조로서 자력인양보스(210) 및 축부상보스(250)의 상면 또는 하면 중 어느 일면에 함몰형성된 홈(미부호)에 삽입 설치되는 것이 바람직한 것이다.
한편, 전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 소비전력 절감형 수중모터펌프(1000)는 상부베어링하우징(180)의 하부영역에 인양수단(200)과 구동축(130)의 길이방향인 상하방향 대칭 구조로 설치되어, 구동축(130)과 하부베어링(151)에 대해 자력에 의한 상향 부상력이 발생하도록 하는 부상수단(300)을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 부상수단(300)은 인양수단(200)과 구동축(130)의 길이방향인 상하방향 대칭 구조로 설치되는 것으로, 크게 자력인양보스(310) 및 축부상보스(350)를 포함한다.
상세히, 상기 자력인양보스(310)는 구동축(130) 상에 축회전 가능토록 상측 둘레부분에 대해 상부베어링하우징(180)의 개방된 하부를 덮는 상부베어링커버(185) 하부에 밀착되게 설치고정되며, 하면 둘레를 따라 다수의 자석(311)이 하면에 대해 노출되게 매립설치된 후 자석(311) 설치부분의 하측으로부터 자력차폐판(320)이 밀착고정되는 것이다.
이때, 상기 자력차폐판(320)은 자력인양보스(310)의 자석(311) 설치부분 하측으로부터 상향 밀착되어 용접 또는 볼팅 중 적어도 어느 하나 이상의 고정수단을 통해 고정됨이 바람직하다.
그리고 상기 축부상보스(350)는 자력인양보스(310)의 하부에 일정거리 떨어져 구동축(130) 상에 축회전 가능케 설치고정되며, 상면 둘레를 따라 상기 자력인양보스(310)의 자석(311)과 대향되어 상호 돌일한 극이 마주하면서 인력이 작용하도록 하는 다수의 자석(351)이 상면에 대해 노출되게 매립설치된 후 자석(351) 설치부분의 상측으로부터 자력차폐판(360)이 밀착고정되는 것이다.
이때, 상기 자력차폐판(360)은 축부상보스(350)의 자석(351) 설치부분 상측으로부터 하향 밀착되어 용접 또는 볼팅 중 적어도 어느 하나 이상의 고정수단을 통해 고정됨이 바람직하다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 부상수단(300)은 특히, 상부베어링하우징(180) 하부의 모터프레임(170) 내부에 배치되는 고정자(171) 및 회전자(172) 측으로 자기장의 영향력이 미치지 않도록 하는 것이 중요하다.
이에 따라, 상기 축부상보스(350)는 상단 둘레부의 직경보다 긴 직경을 같는 중공의 판 상으로 제공되는 자기장차폐판(370)의 중공부 상면 둘레부분이 축부상보스(350)의 하단에 고정설치되는 것이 바람직하다.
다시 말해서, 상기 축부상보스(350)는 상부 일정길이에 대해 내향 단이 진 중공의 원기둥 형상으로 제공됨 바람직한 것이다.
상기와 같은 축부상보스(350)는 내향 단이져 협소해진 기둥부분의 원주방향 일측에 고정볼트 등의 고정수단을 나사결합하면서 고정수단의 끝단이 구동축(130) 외면을 가압하여 축부상보스(350)에 대한 구동축(130)의 길이방향으로 일정거리 조절하면서 간편한 고정설치가 이루어질 수 있는 것이다.
아울러, 상기와 같은 구성으로 이루어진 부상수단(300)은 자석들의 개수를 조절하면서 부상 작용을 하는 자력의 크기를 간편하게 조절할 수 있게 된다.
또한, 상기 자력인양보스(310) 및 축부상보스(350)는 자력에 반응하지 않는 재질, 예컨대 비철금속이나 비철금속합금 등으로 제작됨이 바람직한 것이다.
더욱이, 상기와 같은 구성으로 이루어진 부상수단(300)에서의, 상기 축부상보스(350) 및 자력인양보스(310)에 다수 개로 매립설치되는 자석(351)(311)은 네오디움자석으로 제공되는 것이 바람직하다.
다시 말해서, 상기 축부상보스(350) 및 자력인양보스(310)에 각각 다수 개로 매립설치되는 자석(351)(311)은 납작한 원기둥 형상의 네오디움자석으로 제공되어, 매립구조로서 축부상보스(350) 및 자력인양보스(310)의 상면 또는 하면 중 어느 일면에 함몰형성된 홈(미부호)에 삽입설치될 수 있는 것이다.
전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 소비전력 절감형 수중모터펌프(1000)는 배수펌프장의 집수정(10)에 배관 구조물로 설치되는 컬럼파이프(20) 내부 하측에 배수, 양수 등을 위해 설치됨이 바람직하다.
물론, 본 발명에 따른 소비전력 절감형 수중모터펌프(1000)는 사용목적 및 용도에 따라 심정용, 상수도 가압용, 배수용 등의 다양한 용도로 다양한 구조물에 설치될 수도 있는 것이다.
한편, 미설명부호인 196은 스터핑박스를 나타낸 것이며, 이는 통상의 수중모터펌프에 적용되는 스터핑박스와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
아울러, 미설명부호인 140a은 케이싱웨어링을 나타낸 것이며, 이러한 케이싱웨어링(140a)은 임펠러(120)의 몸체부(121) 상단 외측과 중앙케이싱(140)의 개방된 하단의 내측 사이에 개재되는 것이다.
전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 소비전력 절감형 수중모터펌프에 의하면, 하부베어링 설치부분 상부의 구동축 상에 자력에 의해 구동축을 상측으로 인양시키는 인양수단이 적용됨으로써 구동축에 설치되는 하부베어링에 가해지는 자중력 및 면압력을 감소시킬 수 있으며, 이를 통하여 구동축의 회전시 부하를 낮춰 구동축의 회전에 따른 소비전력을 절감할 수 있다.
더욱이, 하부베어링 설치부분 상부의 구동축 상에 자력에 의해 구동축을 상측으로 인양시키는 인양수단이 적용됨과 동시에 상부베어링 설치부분 하부의 구동축 상에 자력에 의해 구동축을 상측으로 부상시키는 부상수단이 적용됨으로써 2중으로 자력구조를 통한 인양과 부상 작용을 하는 인양수단과 부상수단을 통해 구동축에 설치되는 하부베어링에 가해지는 자중력 및 면압력의 감소 효율을 극대화시켜 구동축의 회전시 부하를 극소화하면서 구동축의 회전에 따른 소비전력을 현격히 절감할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 포함된다.
1000: 수중모터펌프
110: 흡입관 111: 흡입부
113: 토출부 115: 유로
120: 임펠러 121: 몸체부
123: 날개부 120a: 임펠러너트
130: 구동축 140: 중앙케이싱
140a: 케이싱웨어링 150: 하부베어링하우징
151: 하부베어링 153: 하부베어링커버
160: 씰챔버 161: 메카니컬씰
170: 모터프레임 171: 고정자
172: 회전자 180: 상부마감프레임
181: 상부베어링하우징 183: 상부베어링
185: 상부베어링커버 189: 터미널보드
190: 헤드커버 191: 점검커버
195: 케이블 196: 스터핑박스
200: 인양수단 210: 자력인양보스
211: 자석 220: 자력차폐판
250: 축부상보스 251: 자석
260: 자력차폐판 270: 자기장차폐판
300: 부상수단 310: 자력인양보스
311: 자석 320: 자력차폐판
350: 축부상보스 351: 자석
360: 자력차폐판 370: 자기장차폐판
10: 집수정
20: 컬럼파이프

Claims (8)

  1. 하측의 흡입부(111)로부터 상측의 토출부(113) 내부에 연통되어 펌핑 유체의 유로(115)를 형성하는 흡입관(110); 몸체부(121)의 외주를 따라 상기 유로(115)에 배치되는 다수의 날개부(123)를 구비하며, 흡입관(110) 내에 회전가능케 배치되는 임펠러(120); 하측에 상기 임펠러(120)가 연결되며, 임펠러(120)의 회전구동력을 제공하는 구동축(130); 구동축(130)의 임펠러(120) 상측영역을 감싸도록 배치되는 중앙케이싱(140); 중앙케이싱(140)의 상단에 둘레부분이 밀착고정되고, 동축(130)을 회전지지하는 하부베어링(151)이 중앙부에 안착되며, 하부베어링(151)이 안착되어 개방된 상부에 하부베어링커버(153)가 고정설치되는 하부베어링하우징(150); 상기 하부베어링하우징(150) 하부에 상단 둘레부분이 밀착고정되어, 구동축(130)의 밀봉을 위한 메카니컬씰(161)이 배치되는 기밀구조의 씰링공간부를 형성하는 씰챔버(160); 하단이 하부베어링하우징(150) 상부와 연결설치되어, 모터설치공간인 내부에 둘레를 따라 고정자(171)가 설치되며, 고정자(171)의 내측에 구동축(130)의 외면을 감싸도록 고정된 회전자(172)가 배치되는 모터프레임(170); 모터프레임(170)의 상부에 하단둘레부분이 밀착고정되고, 하부 중앙에 상부베어링하우징(181)이 구비되며, 상부베어링하우징(181) 중앙부에 상부베어링(183)이 상향 삽입되어 개방된 하부에 상부베어링커버(185)가 고정설치되는 상부마감프레임(180);
    상부마감프레임(180)의 개방된 상부를 덮도록 상부마감프레임(180)의 상단에 둘레부분이 밀착고정되는 헤드커버(190); 및 상기 하부베어링하우징(150)의 상부영역에 설치되어, 구동축(130)과 하부베어링(151)에 대해 자력에 의한 상향 인양력이 발생하도록 하는 인양수단(200);을 포함하고,
    상기 인양수단(200)은 구동축(130) 상에 축회전 가능토록 하측 둘레부분에 대해 하부베어링하우징(150)의 개방된 상부를 덮는 하부베어링커버(153) 상부에 밀착되게 설치고정되며, 상면 둘레를 따라 다수의 자석(211)이 상면에 대해 노출되게 매립설치된 후 자석(211) 설치부분 상측으로부터 자력차폐판(220)이 밀착고정되는 자력인양보스(210) 및
    자력인양보스(210) 상부에 일정거리 떨어져 구동축(130) 상에 축회전 가능케 설치고정되며, 하면 둘레를 따라 상기 자력인양보스(210)의 자석(211)과 대향되어 상호 동일한 극이 마주하면서 인력이 작용하도록 하는 다수의 자석(251)이 하면에 대해 노출되게 매립설치된 후 자석(251) 설치부분의 하측으로부터 자력차폐판(260)이 밀착고정되는 축부상보스(250)를 포함하며,
    하부베어링하우징(150) 상부의 모터프레임(170) 내부에 배치되는 고정자(171) 및 회전자(172) 측으로 자기장의 영향력이 미치지 않도록,
    상기 축부상보스(250)는 하단 둘레부의 직경보다 긴 직경을 같는 중공의 판 상으로 제공되는 자기장차폐판(270)의 중공부 하면 둘레부분이 축부상보스(250)의 상단에 고정설치되는 것을 특징으로 하는 소비전력 절감형 수중모터펌프.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자력인양보스(210) 및 축부상보스(250)에 다수 개로 매립설치되는 자석(211)(251)은 네오디움자석으로 제공되는 것을 특징으로 하는 소비전력 절감형 수중모터펌프.
  5. 제1항에 있어서,
    상부베어링하우징(180)의 하부영역에 인양수단(200)과 구동축(130)의 길이방향인 상하방향 대칭 구조로 설치되어, 구동축(130)과 하부베어링(151)에 대해 자력에 의한 상향 부상력이 발생하도록 하는 부상수단(300)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소비전력 절감형 수중모터펌프.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 부상수단(300)은 구동축(130) 상에 축회전 가능토록 상측 둘레부분에 대해 상부베어링하우징(180)의 개방된 하부를 덮는 상부베어링커버(185) 하부에 밀착되게 설치고정되며, 하면 둘레를 따라 다수의 자석(311)이 하면에 대해 노출되게 매립설치된 후 자석(311) 설치부분의 하측으로부터 자력차폐판(320)이 밀착고정되는 자력인양보스(310) 및
    자력인양보스(310)의 하부에 일정거리 떨어져 구동축(130) 상에 축회전 가능케 설치고정되며, 상면 둘레를 따라 상기 자력인양보스(310)의 자석(311)과 대향되어 상호 돌일한 극이 마주하면서 인력이 작용하도록 하는 다수의 자석(351)이 상면에 대해 노출되게 매립설치된 후 자석(351) 설치부분의 상측으로부터 자력차폐판(360)이 밀착고정되는 축부상보스(350)를 포함하는 것을 특징으로 하는 소비전력 절감형 수중모터펌프.
  7. 제6항에 있어서,
    상부베어링하우징(180) 하부의 모터프레임(170) 내부에 배치되는 고정자(171) 및 회전자(172) 측으로 자기장의 영향력이 미치지 않도록,
    상기 축부상보스(350)는 상단 둘레부의 직경보다 긴 직경을 같는 중공의 판 상으로 제공되는 자기장차폐판(370)의 중공부 상면 둘레부분이 축부상보스(350)의 하단에 고정설치되는 것을 특징으로 하는 소비전력 절감형 수중모터펌프.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 축부상보스(350) 및 자력인양보스(310)에 다수 개로 매립설치되는 자석(351)(311)은 네오디움자석으로 제공되는 것을 특징으로 하는 소비전력 절감형 수중모터펌프.
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