KR19980017629A - 원심펌프의 웨어링 구조 - Google Patents

Abstract

적어도 임펠러를 내장한 케이싱을 포함하는 원심펌프의 웨어링 구조에 있어서, 상기 임펠러와 케이싱 및 케이싱 커버 사이에 탄성력이 있는 탄성고무로 되고 제1립, 제2립 및 제3립을 가지는 기밀재를 설치하였기 때문에, 다단계 밀봉구조를 이루어 누수 손실을 최소화할 수 있게 됨에 따라 펌프의 효율을 향상하며 펌프의 신뢰성을 높이는 효과가 있다.

Description

원심펌프의 웨어링 구조

본 발명은 원심펌프의 웨어링 구조에 관한 것으로, 특히 원심펌프의 임펠러 입구단과 케이싱 흡입구 사이에 소정구성의 기밀재(seal member)를 설치하여 압력수의 다단계 저감 방식으로 누수량을 최소화할 수 있는 원심펌프의 웨어링 구조에 관한 것이다.

일반적으로 원심펌프는 도 1에 도시한 바와 같은 구조로 되어 있다. 도 1은 종래의 원심펌프의 구조를 나타낸 반단면도이다. 이 도면에서 부호 10은 임펠러, 20은 이 임펠러(10)를 감싸고 있는 케이싱이다. 상기 케이싱(20)의 일측에는 케이싱 커버(30)가 더욱 설치되어 상기 임펠러(10)가 설치된 공간부의 기밀을 유지하고 있다.

또, 상기 케이싱(20)에는 흡입구(21) 및 토출구(22)가 형성되며 상기 일측은 케이싱 커버(30)로 막혀 있어 기밀을 유지하고 있다.

상기 임펠러(10)는, 직경이 큰 입구단(12)과 직경이 작은 출구단(14)을 가지며, 상기 케이싱(20) 및 케이싱 커버(30)의 내측과 밀접하게 조립된다. 이 조립은 각각 웨어링(40),(42)이라고 불리는 부재에 매우 작은 틈새(44)를 가진 채 이루어진다. 상기 웨어링(40),(42)은 녹발생 방지 및 내구성을 위하여 통상 스텐리스강 또는 청동을 사용하고 있다. 도 1에서 부호 60은 회전축, 62는 외측커버이다.

이와 같이 구성되는 종래의 원심펌프의 웨어링 구조는, 모터에 전원이 인가되면 상기 임펠러(10)가 회전하고 이 임펠러(10) 날개의 원심력에 의하여 내부 유체는 케이싱(20) 내부로 흡인되는데, 이 때, 임펠러(10)의 입구단(12)의 압력과 날개부 끝단인 출구단(14)의 압력은 차이를 보인다. 즉, 출구단(14)의 압력은 진공상태가 되어 지하수의 유체를 케이싱(20)의 흡입구(21)를 통하여 빨아들인다. 이 때, 케이싱(20) 내부의 유체는 이러한 압력 차이에 의하여 웨어링(40),(42)과 임펠러(10) 사이의 미세 틈새(44)를 통하여 불가피하게 누수현상이 발생한다.

그런데, 임펠러(10)와 웨어링(40),(42) 사이는 불가피하게 틈새를 형성하지 않으면 안되고 작은 누수현상도 어쩔 수 없는 것으로 되어 왔다. 또 이러한 틈새(44)는 이들 끼워맞춤부에 정밀공차를 부여하여 관리되어야 하며, 그 정밀성으로 인하여 종종 상기 임펠러(10)와 웨어링(40),(42)이 서로 구속하게 되어 작동불능으로 되는 경우가 있었다. 또, 장기간 운전정지 중에는 상술한 웨어링(40),(42)의 특수재질의 면에서 녹이 슬어 달라붙기 때문에, 이러한 상태를 모른 채 전원 스위치를 작동시킬 때에는 모터가 구속되어 소손되는 일이 발생하였다. 이러한 경우, 모터의 교환수리라고 하는 수리비 상의 문제가 있다.

다른 관점에서, 상기 임펠러(10)와 웨어링(40),(42) 사이의 틈새(44)를 크게 하는 것을 고려해 볼 수 있다. 이것은 모터소손 등의 문제는 해결할 수 있으나, 원심펌프의 성능저하를 초래하여, 상기 케이싱(20)과 웨어링(40),(42)이 금속재질의 압입구조로 형성되어 있는 만큼, 사실상 상기 케이싱(20) 전체를 교환하지 않으면 안되는 수리 상의 큰 문제를 안고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 원심펌프의 임펠러 입구단과 케이싱 흡입구 사이에 소정 구성의 기밀재를 설치하여 누수량을 최소화 할 수 있는 원심펌프의 웨어링 구조를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 원심펌프의 웨어링 구조를 나타낸 반단면도

도 2는 본 발명의 원심펌프의 웨어링 구조를 나타낸 요부 단면도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 임펠러12 : 입구단

14 : 출구단16,17 : 평탄면부

20 : 케이싱21 : 흡입구

22 : 토출구26,36 : 안착부

30 : 케이싱 커버40,42 : 웨어링

44 : 틈새60 : 회전축

62 : 외측커버80 : 기밀재

82 : 보강체83 : 제1립

84 : 제2립85 : 제3립

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 원심펌프의 웨어링 구조는, 적어도 임펠러를 내장한 케이싱을 포함하는 원심펌프의 웨어링 구조에 있어서, 상기 임펠러와 케이싱 및 케이싱 커버 사이에 탄성 기밀재를 설치하여 이루고 있다.

이러한 구성에 더하여, 상기 기밀재는, 탄성력이 있는 탄성고무이며, 상기 케이싱 및 케이싱 커버 상에 형성된 각각의 안착부와 상기 임펠러의 좌우단에 형성한 평탄면부 사이에 설치되는 것이 좋고, 또 상기 기밀재는, 강도 보강을 위한 'ㄱ' 단면의 보강체를 내부에 가지는 것이 바람직하며, 상기 임펠러와 접하는 측에 임펠러의 평탄면부에 대하여 일측으로 경사형성되는 제1립 및 제2립과 수직형성되어 있는 제3립으로 구성하는 것이 좋다.

따라서, 본 발명의 원심펌프의 웨어링 구조에 의하면, 원심펌프의 임펠러 입구단과 케이싱 흡입구 사이에 탄성고무 재질로 구성되는 기밀재를 설치하였기 때문에, 제조원가를 낮출 수 있고, 더구나 다수 개의 립을 일체형성함으로써 다단계 밀봉구조를 이루어 누수 손실을 최소화할 수 있게 됨에 따라 펌프의 효율을 향상하며, 금속재 웨어링 구조가 아니기 때문에 장시간 운전정지 후의 운전개시 시에도 녹발생 등에 의한 구속발생이 없이 원활하게 모터가 작동되어 펌프의 신뢰성을 높이는 효과가 있다.

[실시예]

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 원심펌프의 웨어링구조에 대하여 자세하게 설명한다. 종래 설명과 같은 부품에 대해서는 동일부호를 사용함으로써 설명상의 번잡함을 피하고자 한다.

도 2는 본 발명의 원심펌프의 웨어링 구조를 나타낸 요부 단면도이다. 이 도면에서 부호 80은 상기 임펠러(10)와 케이싱(20) 및 케이싱 커버(30) 사이에 설치되는 기밀재이다. 이 기밀재(80)는 통상 플렉시블한 재료로 구성하는 것이 좋으며, 본 실시예에서는 탄성력이 있는 탄성고무를 사용하고 있다. 상기 케이싱(20) 및 케이싱 커버(30) 상에 형성된 각각의 안착부(26),(36) 상에 안착된다.

또, 이 기밀재(80)는 강도를 위하여 소정형상, 본 실시예에서는 'ㄱ'자 단면을 가지는 보강체(82)를 내부에 가지고 있다. 또 이 기밀재(80)는 임펠러(10)와 접하는 측에 소정 개수의 립(lip)을 형성하고 있는데, 이들 개수에 대해서는 이것에 한정적이 아님은 물론이다. 본 실시예에서는 제1립(83), 제2립(84) 및 제3립(85)으로 구성하고 있다.

상기 임펠러(10)의 좌우단은 상기 기밀재(80)의 제1립(83), 제2립(84) 및 제3립(85)을 조립하기 위한 평탄면부(16),(17)를 형성하고 있다.

이러한 구성으로 된 본 발명의 원심펌프의 웨어링 구조는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 다수 개의 립(83),(84),(85)을 형성한 기밀재(80)로 구성되어 있기 때문에, 도시한 상태의 형상, 즉 상기 제1립(83) 및 제2립(84)이 내측을 향한 상태에서, 상기 원심펌프의 구동시 임펠러(10)의 회전으로 발생된 케이싱(20) 및 케이싱 커버(30) 내부의 압력수, 즉 임펠러(10)의 회전시간 증가에 따라 점점 그 압력수의 압력이 높아 갈 때에, 상기 기밀재(80)의 제1립(83), 제2립(84) 및 제3립(85)은 그 압력수에 밀려 외측을 향하여 형상변형된다.

더욱 자세하게 설명하면, 케이싱(20) 및 케이싱 커버(30)의 압력수에 의하여 상기 제1립(83) 및 제2립(84)이 외측으로 형상변형을 하여 미세한 틈을 형성하고 이 때에 제1립(83)을 통과한 누수는 제2립(84)을 통과할 때에 어느 정도 그 압력이 감소되고 또 이어서 제3립(85)을 통과할 때에는 더욱 그 압력은 작게 되어, 실제적으로 누수되는 양은 극히 적게 된다.

이 때, 상기 제1립(83), 제2립(84)은 내측을 향한 채 성형되어 있기 때문에, 압력수에 의하여 팽창 변형되면서 바깥쪽[흡입구(21) 측]으로 휘어지므로 기밀재(80)의 내경이 축소되어 상기 임펠러(10)의 평탄면부(16),(17)에 더욱 강하게 압착된다. 이것에 의하여 케이싱(20) 및 케이싱 커버(30) 내의 압력수는 흡입구(21) 측으로 누수되는 것이 적극 방지된다.

상술한 바와같이 본 발명의 원심펌프의 웨어링 구조에 의하면, 원심펌프의 임펠러 입구단과 케이싱 흡입구 사이에 탄성고무 재질로 구성되는 기밀재를 설치하였기 때문에, 제조원가를 낮출 수 있고, 더구나 다수개의 립을 일체형성함으로써 다단계 밀봉구조를 이루어 누수 손실을 최소화할 수 있게 됨에 따라 펌프의 효율을 향상하며, 금속재 웨어링 구조가 아니기 때문에 장시간 운전정지 후의 운전개시 시에도 녹발생 등에 의한 구속발생이 없이 원활하게 모터가 작동되어 펌프의 신뢰성을 높이는 효과가 있다.

이제까지 구조적인 상세한 내용 및 그로부터 얻어지는 다기능 잇점을 포함한 본 발명의 원리를 나타내었다. 본 발명의 원심펌프의 웨어링 구조를 일반적인 펌프의 웨어링으로 사용하는 것은, 이 기술분야에서 숙련된 자라면 잘 알 수 있을 것이다.

Claims (7)

1. 적어도 임펠러를 내장한 케이싱을 포함하는 원심펌프의 웨어링 구조에 있어서,

   상기 임펠러와 케이싱 및 케이싱 커버 사이에 탄성 기밀재를 설치하여 이루는 것을 특징으로 하는 원심펌프의 웨어링 구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기밀재는, 탄성력이 있는 탄성고무이며, 상기 케이싱 및 케이싱 커버 상에 형성된 각각의 안착부와 상기 임펠러의 좌우단에 형성한 평탄면부 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 원심펌프의 웨어링 구조.
3. 제1항에 있어서,

   상기 기밀재는, 강도 보강을 위한 보강체를 내부에 가지는 것을 특징으로 하는 원심펌프의 웨어링 구조.
4. 제3항에 있어서,

   상기 보강체는, 'ㄱ'자 단면 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 원심펌프의 웨어링 구조.
5. 제1항에 있어서,

   상기 기밀재는, 상기 임펠러와 접하는 측에 소정 개수의 립을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 원심펌프의 웨어링 구조.
6. 제5항에 있어서,

   상기 소정 개수의 립은, 제1, 제2 및 제3립으로 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 원심펌프의 웨어링 구조.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제1립 및 제2립은, 임펠러의 평탄면부에 대하여 일측으로 경사형성되어 있고 제3립은 수직형성되어 있는 것을 특징으로 하는 원심펌프의 웨어링 구조.