KR102583740B1

KR102583740B1 - 실링부의 이물질 적체 방지를 위한 유체펌프

Info

Publication number: KR102583740B1
Application number: KR1020220093993A
Authority: KR
Inventors: 이남
Original assignee: 주식회사 주호산업
Priority date: 2022-07-28
Filing date: 2022-07-28
Publication date: 2023-09-27

Abstract

본 발명은 실링부의 이물질 적체 방지를 위한 유체펌프에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 샤프트와 모터케이싱 사이의 테이퍼진 형태의 공간부를 통해, 샤프트와 모터케이싱 사이에 유입된 이물질이 원활히 배출될 수 있도록 형성된 유체펌프에 관한 것이다.

Description

실링부의 이물질 적체 방지를 위한 유체펌프 {Fluid pump to prevent accumulation of foreign substances in the sealing part}

종래의 유체펌프(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 임펠러(13)와, 흡입구(11)와 배출구(12)가 구비되고 상기 임펠러(13)가 배치된 임펠러케이싱(10)과, 상기 임펠러케이싱(10)에 결합된 모터케이싱(20)과, 상기 모터케이싱(20) 내부의 구동모터와 연결된 구동모터축(21)과, 일측 단부는 상기 임펠러(13)와 결합되고 타측 단부는 구동모터축(21)과 연동되어 상기 구동모터의 동력을 통해 상기 임펠러(13)를 회전시킬 수 있도록 설치된 샤프트(14)를 포함하여 구성된다.

이에 따라 상기 임펠러케이싱(10)의 흡입구(11)로 유입된 유체가 임펠러(13)의 회전에 따라 승압되어 배출 유로를 거쳐 배출구(12)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

이때, 종래의 유체펌프는 임펠러(13)의 외주연 부근에서 배출되는 유체의 일부가 임펠러(13)의 샤프트(14)와 모터케이싱(20) 사이(A지점)에 유입되어 협잡물이나 이물질이 끼게 되는 문제가 생길 수 있다.

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이에 따라 실링부품을 구성하는 각 요소들이 마모 또는 파손되어 실링부품의 수명을 단축시키므로 고장의 원인이 될 수 있다. 또한 실링부품의 파손으로 인해 펌프 밖으로 유체가 누출되는 등 펌프의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점을 초래한다.

한편, 로터가 수용되는 하부 케이싱의 수용 공간에 이물질이 적체되지 않도록 형성된 구조의 워터펌프에 관한 기술로는 공개특허공보 제2022-0070623호가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 샤프트와 모터케이싱 사이에 테이퍼진 형태의 공간부를 형성함으로써, 이물질이 적체되지 않고 배출될 수 있도록 형성된 유체펌프를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실링부의 이물질 적체 방지를 위한 유체펌프는 흡입구와 배출구가 구비된 임펠러케이싱; 상기 임펠러케이싱과 일체로 결합된 모터케이싱; 상기 임펠러케이싱 내부에 설치된 임펠러; 상기 모터케이싱 내부에 설치된 구동모터; 및 일측 단부는 상기 임펠러와 결합되고, 타측 단부는 구동모터와 연동되어 상기 구동모터의 동력을 상기 임펠러로 전달할 수 있도록 형성 샤프트를 포함하여 형성되며, 상기 샤프트와 모터케이싱 사이에는 테이퍼진 형태의 공간부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 유체펌프는, 샤프트와 모터케이싱 사이에 테이퍼진 형태의 공간부가 형성된다. 이에 따라 펌프 구동에 의해 임펠러가 고속 회전하게 되면, 상기 공간부에 샤프트의 회전에 의해 유체에는 원심력이 작용하게 되고, 이에 의해 공간부에 유입된 이물질이 공간부 바깥 방향으로 배출될 수 있다.

종래의 유체펌프의 경우에는, 샤프트와 모터케이싱 사이 공간이 수평한 형태이기 때문에, 이물질이 샤프트와 모터케이싱 사이에 유입되면, 유입된 이물질이 배출되지 못하고 샤프트와 모터케이싱 사이의 틈에 적체되어 실링부의 마모를 유발하여 그 결과 실링부를 손상키키는 경우가 발생하였다.

그러나 본 발명의 유체펌프는, 샤프트와 모터케이싱 사이 공간에 임펠러의 원심력이 작용할 수 있는 테이퍼진 형태의 공간부가 구비됨으로써, 샤프트와 모터케이싱 사이에 이물질이 유입되더라도, 적체되지 않고 공간부 바깥 방향으로 원활하게 배출될 수 있다.

또한, 상기 공간부의 테이퍼면에는 다양한 형상의 가이드홈이 형성될 수 있는데, 상기 가이드홈의 형태는, 예를 들어, 중심부로부터 유체의 회전 방향에 맞게 형성된 다수의 나선 형상의 홈일 수 있고, 유체의 회전 방향에 맞게 형성된 다수의 원호 형상의 홈일 수 있으며, 또는 다수의 직선 형상의 홈일 수 있다.

상기 가이드홈은, 모터의 구동으로 임펠러가 회전하게 되면, 임펠러의 공간부로 유입된 유체가 공간부의 중심부로부터 바깥쪽으로 확대되어 있는 통로, 즉 나선형 또는 직선형 가이드홈을 따라 유동되면서, 유체에 소용돌이를 일으켜 유체의 이물질이 공간부 외측으로 더욱 원활히 배출될 수 있도록 한다.

이에 따라 상기 공간부에 이물질이 유입되더라도, 이물질이 소용돌이에 의해 회오리치며 공간부 바깥 방향으로 원활히 배출될 수 있다.

위와 같이, 본 발명은 샤프트와 모터케이싱 사이에 테이퍼진 형태의 공간부와, 상기 공간부의 테이퍼면에 형성된 다양한 형태의 가이드홈을 통해, 이물질이 적체되는 것을 방지할 수 있는 구조를 갖는다.

이에 따라 본 발명의 유체펌프는 실링부품의 수명이 단축되는 문제를 효과적으로 해결할 수 있어 펌프의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래의 유체펌프를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실링부의 이물질 적체 방지를 위한 유체펌프를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 내지 제4 실시예에 따른 유체펌프를 나타내는 도면이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이물질 적체를 방지하기 위한 유체펌프(1)에 관한 것이다.

본 발명의 유체펌프(1)는 흡입구(11)와 배출구(12)가 구비되고, 임펠러(13)가 배치된 임펠러케이싱(10)과, 상기 임펠러케이싱(10)에 결합되며, 내부에 구동모터(21)가 배치된 모터케이싱(20)과, 일측 단부는 상기 임펠러(13)가 결합되고, 타측 단부는 구동모터(21)와 연동되어, 상기 구동모터(21)의 동력을 통해 상기 임펠러(13)를 회전시킬 수 있도록 설치된 샤프트(14)를 포함하여 구성된다.

상기 임펠러케이싱(10)의 워터챔버에는 임펠러(13)가 회전가능하게 수용되며, 모터케이싱(20)은 금속 재질의 용기 형태로 형성될 수 있으며, 내부가 비어있고 상측이 개방된 형태로 형성되어, 상기 임펠러케이싱(10)에 결합되며, 내부에 모터(21)가 구비된다.

샤프트(14)는 일측 단부가 상기 임펠러(13)와 결합되고, 타측 단부는 상기 모터(21)의 구동축에 삽입되어, 모터(21)의 구동에 따라 회전이 이루어진다.

또한, 상기 모터케이싱(20)과 샤프트(14)의 조립부위에는, 워터챔버 내부를 수밀시키기 위해 실링부(22)가 구비될 수 있으며, 상기 실링부(22)는 일부 부품이 탄성이 강한 고무나 실리콘과 같은 재질로 형성될 수 있다.

상기 임펠러(13)는 회전에 의해 유체를 압송한다. 상기 임펠러(13)는 상하로 이격 배치된 상판과 하판 사이에, 원주방향을 따라 블레이드가 형성되며, 상판이 상기 모터케이싱(20)과 일정 간격 이격되도록 형성된다. 이때, 블레이드의 형태는 스크류 타입, 스프르트 타입, 헬리맥스 스크류 타입, 오픈 타입, 그라인더 타입 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.

상기 임펠러(13) 중앙부 상단의 임펠러케이싱(10)에는 유체가 유입되는 유체 흡입구(11)가 구비되고, 임펠러(13) 외주연 부근의 임펠러케이싱(10)에는 유체가 배출되는 유체 배출구(12)가 구비된다. 그리하여 임펠러케이싱(10)의 흡입구(11)로 유입된 유체가 임펠러(13)의 회전에 따라 승압되어 배출 유로를 따라 흘러, 배출구(12)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

또한, 상기 모터케이싱(20)과 샤프트(14)의 조립 부위에는, 상기 샤프트(14)의 둘레를 따라 형성된 공간부(30)가 구비된다. 상기 공간부(30)는 모터(21)에서 임펠러(13) 방향으로 갈수록 점차 단면적이 넓어지는 형상의 테이퍼진 형태로 형성된다.

이에 따라 펌프 구동에 의해 임펠러(13)가 고속 회전하게 되면, 상기 공간부(30)에 유체의 회전에 의한 원심력이 작용하게 되고, 이에 의해 공간부(30)에 유입된 이물질이 공간부(30) 바깥 방향으로 배출된다.

구체적으로, 유체는 원심력에 의해 샤프트(14)의 방사상 외측 방향으로 힘을 받게 되는데, 이때, 공간부(30)에는 테이퍼진 면이 형성되어 있으므로, 공간부(30)의 테이퍼진 면을 따라 실링부(22)에서 임펠러(13) 방향으로 유체가 이동된다. 이때, 유체에 포함된 이물질이 유체와 함께 공간부(30)의 테이퍼진 면을 따라 이동하여 임펠러(13)의 상판과 모터케이싱(20)의 사이 공간을 통해 실링부(22) 외측으로 이동되면서 실링부(22)의 이물질이 배출구(12)로 배출된다.

종래의 유체펌프의 경우에는, 샤프트(14)와 모터케이싱(20) 사이 공간이 수평한 형태이기 때문에, 이물질이 샤프트(14)와 모터케이싱(20) 사이에 유입되면, 유입된 이물질이 배출되지 못하고 샤프트(14)와 모터케이싱(20) 사이의 틈에 적체되어 실링부(22)의 마모를 유발하여 그 결과 실링부(22)를 손상키키는 경우가 발생하였다.

그러나 본 발명의 유체펌프(1)는, 샤프트(14)와 모터케이싱(20) 사이 공간에 임펠러(13)의 원심력이 작용할 수 있는 테이퍼진 형태의 공간부(30)를 구비함으로써, 샤프트(14)와 모터케이싱(20) 사이에 이물질이 유입되더라도, 적체되지 않고 공간부(30) 바깥 방향으로 원활하게 배출될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에서는 상기 공간부(30)의 테이퍼면(31)이 평평한 형태로 형성된 것을 예를 들어 설명하였다. 그러나 상기 공간부(30)의 테이퍼면(31)은 이러한 평평한 형태에 한정되는 것이 아니며, 도 3에 도시된 바와 같이 다양한 형태의 가이드홈(32)이 구비된 형태로 형성될 수 있다.

도 3(a)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공간부(30)의 테이퍼면(31)을 나타낸 것으로, 상기 공간부(30) 내벽면에는 중심부로부터 원주방향을 따라 외측면까지 길게 연결된 나선 형상의 가이드홈(32)이 형성되어 있다.

상기 가이드홈(32)은 유체의 회전방향에 맞게 나선형으로 형성되어 있어서, 홈에 의해 나선 방향으로 유체의 이동이 유도된다. 또한 상기 나선형의 가이드홈(32)은 테이퍼면(31)의 바깥쪽(임펠러(13)측)으로 연결되어 있으므로, 결국 유체의 이동이 임펠러(13)측을 향해 유도되어, 실링부(22)에서 임펠러(13)측으로 이물질의 배출이 더욱 효과적으로 이루어지는 효과가 있다.

또한, 도 3(b)는 본 발명의 제3 실시예에 따른 공간부(30)의 테이퍼면(31)을 나타낸 것으로, 중심부로부터 다수의 원호 형상의 가이드홈(32)이 테이퍼면(31)에 형성되어 있다.

상기 가이드홈(32)은 테이퍼면(31)에 유체의 회전 방향에 맞게, 원호 형상으로 형성되어 있어서, 상기 가이드홈(32)에 의해 원호 방향으로의 유체 이동이 유도되고, 원호 형상의 가이드홈(32)은 테이퍼면(31)의 바깥쪽(임펠러(13)측)으로 연결되어, 결국 유체의 이동이 임펠러(13)측을 향해 유도되므로, 실링부(22)에서 임펠러(13)측으로 이물질의 배출이 더욱 효과적으로 이루어지는 효과가 있다.

또한, 도 3(c)는 본 발명의 제4 실시예에 따른 공간부(30)의 테이퍼면(31)을 나타낸 것으로, 중심부로부터 다수의 직선 형태의 가이드홈(32)이 테이퍼면(31)에 형성되어 있다. 직선 형태의 가이드홈(32)은 중심부에서 외측으로 갈수록 폭이 확대되는 형상을 갖는다.

상기 가이드홈(32)은, 모터(21)의 구동으로 임펠러(13)가 회전하게 되면, 임펠러(13)의 공간부(30)로 유입된 유체가 공간부(30)의 중심부로부터 바깥쪽으로 확대되어 있는 통로, 즉 나선형 또는 직선형 가이드홈(32)을 따라 유동되면서, 유체에 소용돌이를 일으켜 유체의 이물질이 공간부(30) 외측으로 더욱 원활히 배출될 수 있도록 한다.

이에 따라 상기 공간부(30)에 이물질이 유입되더라도, 이물질이 소용돌이에 의해 회오리치며 공간부(30) 바깥 방향으로 원활히 배출될 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 유체펌프는, 샤프트와 모터케이싱 사이에 테이퍼진 형태의 공간부가 형성된다. 이에 따라 펌프 구동에 의해 임펠러가 고속 회전하게 되면, 상기 공간부에 샤프트의 회전에 의해 유체에는 원심력이 작용하게 되고, 이에 의해 공간부에 유입된 이물질이 공간부 바깥 방향으로 배출될 수 있다.

또한, 상기 공간부의 테이퍼면에는 다양한 형태의 가이드홈이 형성될 수 있는데, 상기 가이드홈의 형태는, 예를 들어, 중심부로부터 원주방향을 따라 외측면까지 길게 연결된 환형의 형태일 수 있고, 다수의 나선형의 형태일 수 있으며, 또는 다수의 직선형의 형태일 수 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

1: 유체펌프
10: 임펠러케이싱
11: 흡입구
12: 배출구
13: 임펠러
14: 샤프트
20: 모터케이싱
21: 구동모터
22: 실링부
30: 공간부
31: 테이퍼면
32: 가이드홈

Claims

흡입구와 배출구가 구비된 임펠러케이싱;
상기 임펠러케이싱과 일체로 결합된 모터케이싱;
상기 임펠러케이싱 내부에 설치된 임펠러;
상기 모터케이싱 내부에 설치된 구동모터; 및
일측 단부는 상기 임펠러와 결합되고, 타측 단부는 구동모터와 연동되어 상기 구동모터의 동력을 상기 임펠러로 전달할 수 있도록 형성되는 샤프트;를 포함하여 형성되며,
상기 샤프트와 모터케이싱 사이에는 테이퍼진 형태의 공간부가 형성되고,
상기 공간부의 테이퍼면에는 다수의 가이드홈이 형성되며,
상기 다수의 가이드홈의 형태는 직선 형상이고,
상기 임펠러는,
상기 임펠러의 상판이 상기 모터케이싱과 일정 간격 이격되도록 형성되며,
상기 임펠러의 회전에 의해 상기 공간부에 유체의 회전에 의한 원심력이 작용하여 상기 샤프트와 상기 모터케이싱 사이 공간에 유입된 이물질이 상기 공간부의 테이퍼면을 따라 이동하여 상기 임펠러의 상판과 상기 모터케이싱의 사이 공간을 통해 상기 배출구로 배출되는 것이며,
상기 다수의 가이드홈은 직선 형상이면서 외측으로 갈수록 폭이 확대되는 형상인 것을 특징으로 하는 실링부의 이물질 적체 방지를 위한 유체펌프.
제1항에 있어서,
상기 모터케이싱과 상기 샤프트의 조립 부위에 형성되는 실링부가 고무 또는 실리콘 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 실링부의 이물질 적체 방지를 위한 유체펌프.
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