KR102700695B1

KR102700695B1 - 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프

Info

Publication number: KR102700695B1
Application number: KR1020240013987A
Authority: KR
Inventors: 염권정
Original assignee: (주)대한중전기
Priority date: 2024-01-30
Filing date: 2024-01-30
Publication date: 2024-08-29
Anticipated expiration: 2044-01-30

Abstract

본 발명은 유체를 이송하기 위한 펌프에 관한 것으로서, 임펠러와 펌프케이싱의 사이에 발생하는 순환류를 차단하여 펌프효율을 향상시킬 수 있는 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프는 유체를 흡입 및 토출하는 임펠러, 상기 임펠러를 수용하며 상기 임펠러에 의해 흡입 및 토출되는 유체의 이동을 가이드하는 펌프케이싱, 상기 임펠러를 구동하는 구동모터, 상기 펌프케이싱에서 상기 임펠러를 향해 청수를 분사하여 상기 펌프케이싱 또는 상기 임펠러에 부착된 슬러지를 제거하는 노즐부, 및 상기 펌프케이싱에서 토출되는 유체가 상기 펌프케이싱의 내측으로 역류되어 다시 상기 펌프케이싱과 상기 임펠러의 사이로 토출되는 순환류를 차단하는 순환류차단부를 포함하고, 상기 순환류차단부는 상기 펌프케이싱에서 스프링이 없이 자중에 의해 돌출되어 상기 임펠러의 둘레에 밀착되는 자중차단부재를 포함한다.

Description

순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프{Pump with improved head and efficiency by circulating flow blocker}

본 발명은 유체를 이송하기 위한 펌프에 관한 것으로서, 임펠러와 펌프케이싱의 사이에 발생하는 순환류를 차단하여 펌프효율을 향상시킬 수 있는 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 펌프는 유체를 이송하기 위한 장치로서, 구동모터의 설치 위치에 따라 집수정의 상부에 구동모터가 위치하는 경우, 입축펌프로 구분되고, 구동모터가 집수정의 수중에 위치하는 경우, 수중펌프로 구분된다.

입축펌프와 수중펌프는 임펠러의 회전에 의해 유체가 흡입 및 토출될 때, 토출되는 유체가 펌프케이싱의 내부로 유입되면서, 임펠러와 펌프케이싱의 사이로 압력차에 의해 유체가 다시 토출되는 순환류가 발생한다.

순환류가 발생하면, 흡입유량보다 토출유량이 작아지기 때문에 펌프 효율 또는 양정이 하락되는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위해 종래에는 한국등록특허공보 제10-2432470호(2022.8.16.공고)의 "무간격 웨어링이 적용된 펌프"가 개시된 바가 있다.

상기한 무간격 웨어링이 적용된 펌프는 금속재로 제작된 케이싱용 결합몸체와 탄소복합재로 제작된 케이싱용 웨어링으로 구성된 케이싱웨어링부재와, 금속재로 제작된 임펠러용 결합몸체와 탄소복합재로 제작된 임펠러용 웨어링으로 구성된 임펠러웨어링부재를 구비한다.

이와 같이 구성된 종래의 무간격 웨어링이 적용된 펌프는 케이싱웨어링부재와 임펠러웨어링부재 전체를 탄소복합재로 제작하는 것이 아니라, 서로 밀착 접촉되는 케이싱용 웨어링과 임펠러용 웨어링만을 탄소복합재로 제작하므로 생산비용을 줄일 수 있고, 교체 시 마모된 케이싱용 웨어링과 임펠러용 웨어링만 교체할 수 있어 교체비용도 절감할 수 있었다.

하지만, 종래의 무간격 웨어링이 적용된 펌프는 스프링의 가압력에 의해 케이싱웨어링부재를 가압하여 임펠러용 웨어링에 밀착시키기 때문에, 마찰력이 증대되어 펌프의 양정과 효율이 하락될 뿐만 아니라, 마모도가 높아 수명이 짧으며, 스프링의 부식에 따라 쉽게 파손되어 유지보수비용이 증대되는 문제점이 있었다.

또한, 청수를 분사하는 기능이 없어 집수정에 유체가 없는 드라이컨디션 상태에서 시험기동이 어려울 뿐만 아니라, 임펠러와 펌프케이싱에 슬러지가 고착되면서 펌프의 양정 또는 효율이 하락되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 펌프케이싱과 임펠러의 사이에 서로 접촉되어 기밀하는 순환류차단부를 구성하여 순환류에 의한 토출유량의 손실을 방지함으로써, 펌프의 효율 또는 양정을 향상시킬 수 있는 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 펌프케이싱에서 자중에 의해 임펠러에 가압 밀착되는 자중차단부재를 설치하여 스프링이 없이도 자중에 의해 밀착 가압하도록 구성으로써, 임펠러와 펌프케이싱의 마찰력을 최소화하여 펌프의 양정 또는 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 스프링의 손상에 따른 고장발생을 방지하여 유지보수비용을 절감할 수 있는 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 자중차단부재에 하중을 가하는 재하부재를 설치하여 자중차단부재의 가압력을 증대시켜 기밀성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 자중차단부재가 임펠러의 흔들림에 따라 차단부재유동홈에서 대응하여 움직임에 따라 기밀성을 향상시킬 수 있는 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 자중차단부재를 자체윤활성을 갖는 재료로 형성하여 임펠러의 회전에 따른 마찰력을 최소화하여 펌프의 양정 또는 효율을 향상시킬 수 있는 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 자중차단부재에 임펠러와의 접촉면적을 감소시키기 위한 접촉돌출부를 돌출 형성하여 임펠러의 회전저항을 최소화함으로써, 펌프의 효율 또는 양정을 향상시킬 수 있는 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프는 유체를 흡입 및 토출하는 임펠러, 상기 임펠러를 수용하며 상기 임펠러에 의해 흡입 및 토출되는 유체의 이동을 가이드하는 펌프케이싱, 상기 임펠러를 구동하는 구동모터, 상기 펌프케이싱에서 상기 임펠러를 향해 청수를 분사하여 상기 펌프케이싱 또는 상기 임펠러에 부착된 슬러지를 제거하는 노즐부, 및 상기 펌프케이싱에서 토출되는 유체가 상기 펌프케이싱의 내측으로 역류되어 다시 상기 펌프케이싱과 상기 임펠러의 사이로 토출되는 순환류를 차단하는 순환류차단부를 포함하고, 상기 순환류차단부는 상기 펌프케이싱에서 스프링이 없이 자중에 의해 돌출되어 상기 임펠러의 둘레에 밀착되는 자중차단부재를 포함한다.

상기 자중차단부재는 상기 자중차단부재의 자중에 의해 상기 임펠러의 둘레에 밀착되도록 상기 자중차단부재에 하중을 가하면서, 상기 자중차단부재를 지지하는 재하부재를 포함할 수 있다.

상기 순환류차단부는 상기 임펠러의 회전 시 상기 임펠러의 상하 유동에 대응하여 상기 자중차단부재도 상하로 이동하면서 상기 임펠러에 밀착되도록 상기 펌프케이싱에서 상기 자중차단부재가 상하로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 차단부재유동홈을 포함할 수 있다.

상기 자중차단부재는 상기 임펠러와의 마찰력을 최소화하기 위해 상기 임펠러를 향해 돌출되어 접촉면적을 감소시키는 접촉돌출부를 포함할 수 있다.

상기 자중차단부재는 상기 임펠러와의 마찰력을 최소화하도록 자체윤활성을 갖는 재료로 형성될 수 있다.

상기 노즐부는 상기 임펠러에 의해 유체가 흡입되는 위치에서 청수를 분사하는 유입측 노즐부, 및 상기 펌프케이싱에서 상기 임펠러의 베인과 마주하는 둘레면에서 청수를 분사하는 베인측 노즐부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 순환류차단부에 의해 펌프케이싱과 임펠러의 사이에서 순환하는 순환류의 발생을 방지하여 순환류로 인한 펌프의 토출량 손실을 방지함으로써, 펌프의 효율 또는 양정을 향상시킬 수 있다.

또한, 순환류차단부는 스프링을 사용하지 않고 자중차단부재의 자중에 의해 임펠러를 밀착시켜 스프링의 부식에 따른 고장의 발생을 방지하여 수명을 연장시키고 유지보수비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 상대적으로 구조가 간단하여 제작비용을 감소시킬 수 있다.

또한, 자중차단부재에는 재하부재가 설치되어 자중차단부재가 임펠러에 밀착되는 가압력을 증대시킴으로써, 임펠러와 펌프케이싱의 사이에 기밀성을 향상시킬 수 있다.

또한, 자중차단부재를 자체윤활성을 갖는 재료로 형성하여 마찰력을 감소시킴으로써, 펌프의 효율 또는 양정을 향상시킬 수 있다.

또한, 자중차단부재에 접촉돌출부를 돌출 형성하여 임펠러의 회전저항을 감소시킴으로써, 펌프의 양정 또는 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 펌프케이싱에 청수를 분사하는 노즐부를 설치하여 펌프케이싱에서 임펠러를 향해 청수를 분사함으로써, 집수정에 유체가 없는 드라이컨디션 상태에서도 구동축을 윤활하여 시험기동할 수 있을 뿐만 아니라, 임펠러와 펌프케이싱의 슬러지를 제거하여 펌프의 효율 또는 양정을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프를 입축펌프에 적용한 상태를 도시한 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프의 순환류차단부가 설치된 펌프케이싱의 부분을 도시한 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프를 구성하는 순환류차단부를 분해한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프의 순환류차단부를 확대한 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프를 수중펌프에 적용한 상태를 도시한 측단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.

도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 순환류차단부(160)에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프(100)는 입축펌프(100) 또는 수중펌프(100')일 수 있으며, 실시예에서는 입축펌프(100)를 위주로 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 순환류차단부(160)에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프(100)는 구동모터(110), 임펠러(120), 및 펌프케이싱(130)을 포함할 수 있다.

구동모터(110)는 전기에 의해 회전하는 전기모터 또는 연료를 연소하는 엔진으로 구현될 수 있으며, 구동모터(110)는 구동축(111)을 회전시킬 수 있다.

임펠러(120)는 구동모터(110)의 구동축(111)에 결합되어 회전할 수 있으며, 임펠러(120)는 회전하며 발생하는 힘에 의해 유체를 흡입하고 흡입된 유체를 토출할 수 있다.

임펠러(120)는 구동축(111)이 결합되는 허브(123)를 중심으로 복수 개의 베인(121)이 허브(123)를 중심으로 일정 간격으로 돌출되어 형성될 수 있으며, 임펠러(120)는 구동축(111)의 방향과 동일한 방향으로 유체를 흡입 및 토출하는 축류형 또는 유체가 흡입되는 방향에 대해 경사지도록 토출하는 사류형일 수 있다.

펌프케이싱(130)은 임펠러(120)의 둘레를 감싸 임펠러(120)에 의해 흡입 및 토출되는 유체의 이동을 가이드할 수 있으며, 펌프케이싱(130)의 일단에는 유체가 흡입되는 흡입구(131)를 형성하고, 펌프케이싱(130)의 타단은 유체가 토출되는 토출구(133)를 형성할 수 있다.

여기서, 입축펌프(100)는 집수정(200)의 상부에 구동모터(110)가 위치하고, 임펠러(120)는 집수정(200)의 수중에 위치하여 구동축(111)이 구동모터(110)와 임펠러(120)를 연결하며, 펌프케이싱(130)의 토출구(133)에는 컬럼파이프(140)가 펌프케이싱(130)과 일체로 연결되는 형태로 구성된다.

반면, 수중펌프(100')는 구동모터(110)와 임펠러(120)가 모두 집수정(200)의 수중에 위치하고, 펌프케이싱(130)이 컬럼파이프(140)의 내주에 삽입되는 형태로 설치되는 형태로 구성될 수 있다.

한편, 펌프케이싱(130)의 임펠러(120)의 허브(123)가 위치하는 부분은 임펠러(120)의 허브(123)의 연속선상을 유지하기 위해 중앙부분에 공동공간(135)이 형성될 수 있다.

임펠러(120)의 허브(123)의 내측 둘레에는 공동공간(135)의 내주에 위치하는 허브(123)플렌지부가 허브(123)의 둘레를 따라 상부로 돌출되어 형성될 수 있으며, 허브(123)플렌지부와 대응되는 펌프케이싱(130)의 내주 즉 공동공간(135)의 내주에는 임펠러(120)와 펌프케이싱(130)의 사이의 압력차를 감소시키기 위한 웨어링(137)이 설치될 수도 있다.

웨어링(137)은 링의 형태로 형성되어 임펠러(120)와 펌프케이싱(130)의 사이로 유체의 누설을 방지하는 기능을 수행할 수 있지만, 웨어링(137)은 회전하는 임펠러(120)를 지지하기 위해 허브플랜지부(125)보다 더 큰 내경을 가져 허브플랜지부(125)와 웨어링(137)의 사이 틈으로 유체가 누설될 우려가 있기 때문에 하기의 순환류차단부(160)가 임펠러(120)와 펌프케이싱(130)의 사이를 기밀한다.

순환류차단부(160)는 하기의 설명에서 더 구체적으로 설명하도록 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 순환류차단부(160)에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프(100)는 노즐부(150)를 포함할 수 있다.

이 노즐부(150)는 임펠러(120) 또는 펌프케이싱(130)에 고착된 슬러지를 제거하거나, 집수정(200)에 유체가 없는 상태(드라이컨디션 상태)에서 시험기동하도록 청수를 분사할 수 있다.

노즐부(150)는 유입측 노즐부(151)와 베인측 노즐부(153)를 포함할 수 있다.

유입측 노즐부(151)는 펌프케이싱(130)에서 유체가 유입되는 부분에 유체가 유입되는 방향으로 청수를 분사하도록 설치되어 분사되는 청수에 의해 임펠러(120)에 부착된 슬러지를 제거하거나, 구동축(111)의 끝단이 지지되는 축지지부로 청수를 공급하여 청수에 의해 윤활할 수도 있다.

이때, 유입측 노즐부(151)는 펌프케이싱(130)에서 구동축(111)의 끝단을 지지하는 축지지부에 복수 개의 노즐공을 관통하고 축지지부의 외부에서 청수관(170)을 통해 축지지부로 청수를 공급하는 형태로 임펠러(120)를 향해 청수를 공급하거나, 구동축(111)의 끝단을 지지하는 부분으로 청수를 공급하여 윤활을 수행할 수 있다.

베인측 노즐부(153)는 임펠러(120)의 베인(121)에서 원심력에 의해 펌프케이싱(130)의 내주면에 고착된 슬러지를 청수를 분사하여 제거하거나, 분사되는 청수에 의해 임펠러(120)에 부착된 슬러지를 제거할 수 있다.

베인측 노즐부(153)는 베인(121)의 둘레와 대응되는 펌프케이싱(130)의 내주를 따라 청수관(170)을 통해 공급되는 청수홈을 형성하고, 청수홈에 복수 개의 분사공이 형성된 분사판을 형성하여 청수홈을 통해 공급되는 청수가 분사공을 통해 임펠러(120)의 둘레에서 분사하는 형태로 펌프케이싱(130) 또는 임펠러(120)에 부착된 슬러지를 제거할 수 있다.

물론, 노즐부(150)는 유입측 노즐부(151)와 베인측 노즐부(153) 뿐만 아니라, 입축펌프(100)의 경우, 컬럼파이프(140)의 내주에서 구동축(111)을 지지하는 축지지부로 청수를 공급하는 지지부측 노즐부(155)(150)를 더 포함하여, 축지지부와 구동축(111)의 사이로 청수를 공급하여 구동축(111)과 축지지부의 사이를 윤활함으로써, 드라이컨디션 상태에서도 시험기동을 수행하거나, 구동축(111)과 축지지부의 사이에 끼인 슬러지를 제거할 수도 있다.

여기서, 노즐부(150)는 위에서 설명하지 않은 구동축(111)을 지지하는 다양한 위치의 축지지부에도 청수를 공급하여 드라이컨디션 상태에서 시험기동을 수행하거나, 축지지부와 구동축(111)의 사이에 끼인 슬러지를 제거하도록 구성할 수도 있음은 물론이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 순환류차단부(160)에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프(100)는 순환류차단부(160)를 포함할 수 있다.

이 순환류차단부(160)는 펌프케이싱(130)에서 토출구(133)로 토출되는 유체가 압력차로 인해 구동축(111)이 위치하는 공동공간(135)의 내부로 유입되면서, 다시 임펠러(120)와 펌프케이싱(130)의 사이로 토출되어 발생하는 순환류를 차단할 수 있다.

여기서, 순환류가 발생하면, 펌프케이싱(130)으로 흡입되는 유량보다 토출되는 유량이 감소하기 때문에 펌프(100)의 효율 및 양정이 하락되기 때문에 본 발명은 순환류차단부(160)에 의해 순환류의 발생을 차단함으로써, 펌프(100)의 효율과 양정을 향상시킬 수 있다.

순환류차단부(160)는 임펠러(120)의 허브(123)와 펌프케이싱(130)의 사이에 위치할 수 있으며, 순환류차단부(160)는 자중차단부재(161)를 포함할 수 있다.

자중차단부재(161)는 펌프케이싱(130)과 마주하는 임펠러(120)의 허브(123)에 설치될 수 있으며, 자중차단부재(161)는 링의 형태로 형성될 수 있으며, 임펠러(120)의 허브(123)와 마주하는 펌프케이싱(130)의 위치에 설치될 수 있다.

자중차단부재(161)는 임펠러(120)의 허브(123)와 수직적으로 마주하는 펌프케이싱(130)의 면에 차단부재유동홈(162)이 형성되고, 차단부재유동홈(162)에 자중차단부재(161)가 하부로 자중에 의해 돌출되어 임펠러(120)의 허브(123)에 밀착됨으로써, 순환류의 발생을 차단할 수 있다.

차단부재유동홈(162)에서 자중차단부재(161)는 축방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되어 임펠러(120)의 회전 시 상하로 진동할 때, 임펠러(120)와 대응하여 차단부재유동홈(162)에서 상하로 슬라이딩 이동하면서 펌프케이싱(130)과 임펠러(120)의 사이 둘레를 기밀할 수 있다.

여기서, 자중차단부재(161)는 차단부재유동홈(162)에서 자중에 의해 하부에 위치하는 임펠러(120)의 허브(123)에 밀착되기 때문에 자중차단부재(161)가 임펠러(120)의 회전에 의해 마모되더라도 자중에 의해 돌출되면서 계속적으로 기밀을 수행할 수 있다.

한편, 자중차단부재(161)는 자중에 의해 밀착되기 때문에 스프링과 같이 강제적으로 가압하는 구성이 없어 임펠러(120)와의 마찰력을 최소화하면서, 스프링의 부식에 따른 손상을 염려할 필요가 없을 뿐만 아니라, 제작비용을 감소시킬 수 있다.

자중차단부재(161)는 내마모성이 우수하면서 자체윤활성을 갖는 재료 예를 들어, 테프론(PTFE), 나일론(Nylon), 카본(carbon), 배빗(Babbitt), 세라믹, SIC(Silicon Carbide), 울텍(UHMWPE), 및 이 들의 합금 또는 조합으로 형성될 수 있다.

자중차단부재(161)에는 임펠러(120)와의 접촉면적을 감소시켜 마찰력을 감소시키기 위한 접촉돌출부(161a)가 임펠러(120)을 향해 돌출되어 형성될 수 있다.

접촉돌출부(161a)는 임펠러(120)와 마주하는 방향으로 돌출되어 자중차단부재(161)의 둘레를 따라 형성될 수 있다.

접촉돌출부(161a)는 자중차단부재(161)와 임펠러(120)의 접촉면적을 최소ㅘ하여 마찰력을 감소시킴으로써, 임펠러(120)에 가해지는 부하를 감소시킬 수 있기 때문에 펌프(100)의 효율 및 양정을 향상시킬 수 있다.

또한, 자중차단부재(161)에는 자중차단부재(161)에 하중을 증대시킴과 동시에 자중차단부재(161)를 견고하게 지지하기 위한 재하부재(163)가 자중차단부재(161)에 겹쳐져 구성될 수 있으며, 자중차단부재(161)에는 재하부재(163)를 겹친 상태로 볼트에 의해 체결하는 형태로 결합될 수 있다.

재하부재(163)는 자중차단부재(161)의 하중을 증대시키도록 금속으로 형성될 수 있다.

재하부재(163)도 링형태로 형성되어 자중차단부재(161)의 상부에 결합된 상태에서 차단부재유동홈(162)의 내부에 삽입되어 위치할 수 있다.

이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 순환류차단부(160)에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프(100)는 구동모터(110)의 구동축(111)에 임펠러(120)가 결합되며, 임펠러(120)는 펌프케이싱(130)에 의해 감싸지는 형태로 설치된다.

펌프케이싱(130)에는 임펠러(120)에 의해 유체가 흡입되는 흡입구(131)가 형성되며, 흡입구(131)에 대해 반대방향에는 흡입된 유체가 토출되는 토출구(133)가 형성될 수 있다.

입축펌프(100)의 경우에는 구동모터(110)가 집수정(200)의 상부에 위치하며, 임펠러(120)는 수중에 위치하고, 펌프케이싱(130)에는 컬럼파이프(140)가 토출구(133)에 일체 형태로 연결되며, 구동모터(110)와 임펠러(120)는 컬럼파이프(140)를 관통하여 구동축(111)에 의해 연결된다.

수중펌프(100')의 경우에는 구동모터(110)의 구동축(111)에 임펠러(120)가 결합된 상태에서 구동모터(110)와 함께 임펠러(120)가 수중에 위치하고, 임펠러(120)의 둘레를 감싸는 펌프케이싱(130)이 컬럼파이프(140)의 내부로 삽입되어 위치할 수 있다.

그리고, 임펠러(120)의 허브(123)에는 펌프케이싱(130)의 내주로 삽입되어 위치하는 허브플랜지부(125)가 돌출되어 형성될 수 있으며, 허브플랜지부(125)와 대응되는 펌프케이싱(130)의 위치에는 웨어링(137)이 설치된다.

그리고, 펌프케이싱(130)에서 흡입구(131)에 위치하는 부분에는 임펠러(120)를 향해 청수를 분사하는 유입측 노즐부(151)가 구성되며, 베인(121)과 마주하는 펌프케이싱(130)의 내주에도 청수를 분사하는 베인측 노즐부(153)가 구성되고, 유입측 노즐부(151)와 베인측 노즐부(153)는 급수시설로부터 청수를 공급하는 청수관(170)이 연결된다.

유입측 노즐부(151)와 베인측 노즐부(153) 외에 구동축(111)이 지지되는 축지지부마다 청수가 공급될 수도 있다.

한편, 펌프케이싱(130)에서 임펠러(120)가 위치하는 부분에는 임펠러(120)의 베인(121)들의 중심에 위치하는 허브(123)의 연장선상으로 공동공간(135)이 형성되며, 임펠러(120)의 허브(123)와 마주하는 펌프케이싱(130)의 부분에는 토출되는 유체가 공동공간(135)으로 유입되어 다시 임펠러(120)와 펌프케이싱(130)의 사이로 토출되면서 발생하는 순환류를 차단하기 위한 순환류차단부(160)가 구성된다.

순환류차단부(160)는 임펠러(120)의 허브(123)와 마주하는 펌프케이싱(130)의 부분에 차단부재유동홈(162)이 형성되고, 차단부재유동홈(162)에는 임펠러(120)의 허브(123)에 자중에 의해 밀착하여 순환류를 차단하는 자중차단부재(161)가 설치된다.

그리고, 자중차단부재(161)에는 임펠러(120)의 허브(123)를 자중에 의해 용이하게 밀착하도록 하중을 가하는 재하부재(163)가 자중차단부재(161)의 상부에 겹쳐져 설치된다.

자중차단부재(161)에는 임펠러(120)과의 접촉면적을 감소시키기 위한 접촉돌출부(161a)가 돌출되어 형성되며, 접촉돌출부(161a)는 임펠러(120)의 허브(123)에 접촉되는 형태로 임펠러(120)에 자중차단부재(161)이 밀착 가압된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 순환류차단부(160)에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프(100)는 구동모터(110)의 작동으로 임펠러(120)가 회전하면, 임펠러(120)에 의해 펌프케이싱(130)의 흡입구(131)로 집수정(200)의 유체가 흡입되고, 흡입구(131)로 흡입된 유체는 토출구(133)로 토출되면서, 컬럼파이프(140)를 통해 집수정(200)의 외부로 이송된다.

한편, 집수정(200)에 유체가 없는 드라이컨디션 상태 또는 임펠러(120)에 슬러지가 부착된 경우에는 청수관(170)을 통해 청수를 공급하면, 유입측 노즐부(151)에서 임펠러(120)를 향해 청수를 분사하고, 베인측 노즐부(153)에서 베인(121)을 향해 청수를 분사하여 임펠러(120)에 슬러지와 펌프케이싱(130)의 내주에 위치하는 슬러지를 제거한다.

이와 동시에 청수관(170)으로 청수가 공급되면 축지지부에도 청수가 공급되면서, 구동축(111)과 축지지부의 사이를 윤활하여 드라이컨디션 상태에서도 시험기동을 하더라도 구동축(111)의 마모발생을 최소화할 수 있다.

그리고, 임펠러(120)가 회전하면, 1차적으로는 웨어링(137)과 허브플랜지부(125)에서 외부와의 압력차를 차단하고, 웨어링(137)과 허브플랜지부(125)의 사이 간극에 의해 공동공간(135)으로 유입된 유체는 2차적으로 순환류차단부(160)에 의해 펌프케이싱(130)과 임펠러(120)의 사이로 유출되는 것을 차단하여 순환류의 발생을 방지함으로써, 펌핑되는 유체의 누수를 방지하여 펌프(100)의 효율과 양정을 향상시킬 수 있다.

여기서, 순환류차단부(160)는 펌프케이싱(130)의 차단부재유동홈(162)에 자중차단부재(161)가 자중에 의해 하부로 돌출되면서, 임펠러(120)의 허브(123) 둘레를 기밀하여 임펠러(120)의 내측과 외측을 완전히 구획함으로써, 순환류의 발생을 방지한다.

그리고, 임펠러(120)가 회전하면서, 상하로 진동하면 자중차단부재(161)가 진동에 대응하여 차단부재유동홈(162)에서 상하로 슬라이딩 이동하면서 밀착하기 때문에 기밀성을 향상시킬 수 있다.

또한, 임펠러(120)는 자중차단부재(161)의 접촉돌출부(161a)와 밀착되기 때문에 임펠러(120)의 회전 시에 자중차단부재(161)와의 마찰력을 최소화함으로써, 마모를 최소화하고 임펠러(120)의 회전 저항을 감소시켜 펌프(100)의 효율 및 양정을 향상시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 순환류차단부(160)에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프(100)는 노즐부(150)에서 청수를 분사하여 임펠러(120) 또는 펌프케이싱(130)에 부착되는 슬러지를 제거하여 펌프(100)의 효율 또는 양정을 향상시킬 수 있다.

또한, 펌프케이싱(130)과 임펠러(120)의 사이에 순환류차단부(160)가 구성되어 펌프케이싱(130)과 임펠러(120)의 사이에서 순환류의 발생을 방지하여 순환류로 인한 누설을 방지함으로써, 펌프(100)의 효율 또는 양정을 향상시킬 수 있다.

또한, 자중차단부재(161)가 자중에 의해 임펠러(120)에 밀착하여 순환류를 차단하도록 구성되기 때문에 스프링과 같은 가압부재가 필요 없기 때문에 제작비용을 감소시킬 수 있으며, 고장을 최소화하여 수명을 연장시켜 유지보수비용을 절감할 수 있다.

또한, 자중차단부재(161)가 자체윤활성을 갖는 재료로 형성되기 때문에 임펠러(120)의 회전 마찰력을 감소시켜 펌프(100)의 효율 또는 양정을 향상시킬 수 있다.

또한, 자중차단부재(161)에는 접촉돌출부(161a)가 돌출되어 임펠러(120)과의 마찰력을 최소화하여 임펠러(120)의 회전 저항을 감소시켜 펌프효율 또는 양정을 향상시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

100: 펌프 110: 구동모터
111: 구동축 120: 임펠러
121: 베인 123: 허브
125: 허브플랜지부 130: 펌프케이싱
131: 흡입구 133: 토출구
135: 공동공간 137: 웨어링
140: 컬럼파이프 150: 노즐부
151: 유입측 노즐부 153: 베인측 노즐부
155: 지지부측 노즐부 160: 순환류차단부
161: 자중차단부재 162: 차단부재유동홈
161a: 접촉돌출부 163: 재하부재
170: 청수관 200: 집수정

Claims

유체를 흡입 및 토출하는 임펠러,
상기 임펠러를 수용하며 상기 임펠러에 의해 흡입 및 토출되는 유체의 이동을 가이드하는 펌프케이싱,
상기 임펠러를 구동하는 구동모터,
상기 펌프케이싱에서 상기 임펠러를 향해 청수를 분사하여 상기 펌프케이싱 또는 상기 임펠러에 부착된 슬러지를 제거하는 노즐부, 및
상기 펌프케이싱에서 토출되는 유체가 상기 펌프케이싱의 내측으로 역류되어 다시 상기 펌프케이싱과 상기 임펠러의 사이로 토출되는 순환류를 차단하는 순환류차단부를 포함하고,
상기 순환류차단부는
상기 펌프케이싱에서 스프링이 없이 자중에 의해 돌출되어 상기 임펠러의 둘레에 밀착되는 자중차단부재, 및
상기 임펠러의 회전 시 상기 임펠러의 상하 유동에 대응하여 상기 자중차단부재도 상하로 이동하면서 상기 임펠러에 밀착되도록 상기 펌프케이싱에서 상기 자중차단부재가 상하로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 차단부재유동홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프.
제1항에 있어서,
상기 자중차단부재는
상기 자중차단부재의 자중에 의해 상기 임펠러의 둘레에 밀착되도록 상기 자중차단부재에 하중을 가하면서, 상기 자중차단부재를 지지하는 재하부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프.
삭제
제1항에 있어서,
상기 자중차단부재는
상기 임펠러와의 마찰력을 최소화하기 위해 상기 임펠러가 위치하는 방향으로 돌출되어 접촉면적을 감소시키는 접촉돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프.
제1항에 있어서,
상기 자중차단부재는
상기 임펠러와의 마찰력을 최소화하도록 자체윤활성을 갖는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프.
제1항에 있어서,
상기 노즐부는
상기 임펠러에 의해 유체가 흡입되는 위치에서 청수를 분사하는 유입측 노즐부, 및
상기 펌프케이싱에서 상기 임펠러의 베인과 마주하는 둘레면에서 청수를 분사하는 베인측 노즐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환류차단부에 의해 양정과 효율을 향상시킨 펌프.