KR20000052358A - 배수펌프 - Google Patents

Abstract

공조기에 장비되어 드레인수를 배수하는 펌프에 있어서, 양정(揚程: lift ) 도를 확실히 하면서 잡음의 저감을 도모한다.

배수 펌프의 펌프 본체 30은 하방에 돌출하는 흡입구 42와, 측방으로 돌출하는 토출구 46을 가진다. 펌프 본체 30내의 날개(moving blade) 50은, 모터에 의해서 회전된다. 날개 50은 대경 날개 450의 외주부를 원통상 벽부재 470으로 둘러싸는 구조를 가진다. 원통상 벽부재 470의 높이에 대해서 대경 날개 450의 상연부 453까지의 높이를 일정한 범위로 설정하는 하므로써 소음을 저감할 수 있다.

Description

배수펌프{DRAIN PUMP}

본발명은, 배수 펌프, 특히, 공조기에 장비되는 배수 펌프에 관한 것이다.

공조기의 실내 유닛은, 냉방 운전시에 열교환기에 공기중의 수분이 응축되어 부착되고, 열교환기의 하방에 설치되는 드레인 밴(drain van) 내에 적하된다. 이 드레인 밴내에 모인 드레인수를 배수하기 위해 배수 펌프가 장비된다. 이와 같은 배수 펌프에 관하여, 종래에 다양한 종류의 기술이 제안되어 있으며, 그 중 일예로서 다음과 같은 펌프가 있다. 즉, 하부에 흡입구를 형성하고, 상부를 개구함과 동시에 측방에 토출구를 설치한 하우징내에 날개를 회전 가능하도록 설치하고, 그 날개를 하우징의 개구의 상부에 커버를 개재하여 고정한 모터에 의해 회전시켰다. 그 모터의 회전축은 커버를 회전가능하도록 관통하여 날개의 축부에 연결되고, 상기 커버에는 대기와 하우징을 연통하는 관통 구멍이 설치되어 있다. 따라서, 모터를 구동하여 날개가 회전되면, 드레인 밴내에 고인 드레인수는 흡입구의 날개의 하단으로부터 흡입되어, 하우징 내면을 따라서 양수되고, 케이싱의 토출구로부터 외부로 토출된다.

이와 같은 배수 펌프에 이용되는 날개의 구성으로서, 일본국 특개평 9-68185호 공보에 개시되어 있다. 즉, 도 12는 종래의 배수 펌프의 전체 구성을 도시한 일부를 단면으로 한 정면도이다. 전체를 부호 1로 보인 배수 펌프는 모터 (10)과, 모터 (10)에 대해서 하방에 블라켓(bracket) (20)을 개재하여 부착되는 펌프 본체 (30)을 가진다. 블라켓 (20)은 펌프 하우징의 상부 부재인 커버 (32)와 일체로 형성되고, 커버 (32)는 시일 부재 (34)를 개재하여 하우징 (40)에 연결된다. 하우징 (40)은 플라스틱으로 만들어지는 것으로, 흡입구 (42), 펌프실 (44), 토출구 (46)을 가진다.

하우징 (40)내에 장비되는 회전 날개(moving blade) (50)은 축부 (52)와, 축부 (52)의 중심축을 중심으로 하여 지름 방향으로 돌출하는 복수의 평판으로 이루어지는 소경 날개 (54)를 가진다. 도면에서는 4매의 소경 날개 (54)를 가진다. 축부 (52)는, 커버 (32)의 중앙에 형성되는 관통 홀 (36)을 통하여 모터 (10)측으로 돌출되고, 축부 (52)에 설치된 홀에 모터 (10)의 구동축 (12)가 삽입된다. 축부 (52)의 상면에는 방수용 원판 (14)를 부착하여, 커버 (32)의 관통 홀 (36) 으로부터 분출되는 드레인수가 모터 (10)측으로 튀는 것을 방지한다.

회전 날개 (50)의 소경 날개 (54)는 하우징 (40)의 파이프상의 흡입구 (42)내에 삽입된다. 흡입구 (42)의 흡입 단부 (43)은 개구단을 향하여 내경 수치가 감소되는 테이퍼면에 형성되어 있으며, 소경 날개 (54)의 선단부도 테이퍼 형상의 테이퍼 면 (56)에 형성되어 있다. 하우징 (40)의 펌프실 (44)내에는 회전 날개 (50)의 대경 날개 (60)이 수용된다.

도 13은 회전 날개 (50)의 측면도, 도 14는 도 13의 B부의 상세도, 도 15는 회전 날개 (50)의 상면도, 도 16(A), (B) 및 (C)는 각각 도 15의 A-A 단면도, B-B 단면도 및 C-C 단면의 일부를 나타내는 도면이다.

회전 날개 (50)은 축부 (52)와, 축부 (52)의 외주부로부터 방사상으로 외방으로 뻗은 평판상의 대경 날개 (60)을 구비하여, 대경 날개 (60)의 하연부는 테이퍼상으로 형성되고, 이 하연부는 중공부 (63)을 가지는 원반상의 환상 부재 (62)로 연결된다. 대경 날개 (60)의 하방에는 소경 날개 (54)가 설치되어 있다. 대경 날개 (60) 및 소경 날개 (54)는 수지에 의해 일체적으로 구성되고, 각각 4매의 평판이지만, 그 매수는 적절하게 선택된다. 대경 날개 (60)의 사이에는 보조 날개 (68)이 설치된다. 이 보조 날개 (68)에 의해 펌프의 양정을 높일 수 있다. 축부 (52)의 중심에는, 모터 구동축을 삽입하기 위한 홀 (53)이 설치되어 있으며, 또한, 소경 날개 (54)의 선단부는 테이퍼 형상의 테이퍼 면 (56)에 형성된다. 이 테이퍼면 (56)의 경사각은 예를 들면, 45。로 형성되어 있다.

소경 날개 (54)는 회전 방향에 대해서 원호상의 모따기 부 (57)이 형성된다. 이 원호상의 모따기 부 (57)은, 소경 날개의 두께 수치에 대략 동등한 곡율 반경을 가지고, 이 모따기 부 (57)을 설치하므로써, 흡입구 (42)내의 드레인수를 모아 섞을 때의 잡음이 감소되고, 소경 날개 (54)의 회전에 의해 드레인수는 원활하게 펌프실 (44)내에 인상된다.

대경 날개 (60)과 보조 날개 (68)의 외주단은 원통상 벽부재 (64)에 의해서 연결된다. 원통상 벽부재 (64)는 그 높이가 대경 날개 (60)과 보조 날개 (68)의 상연부의 높이 수치보다 낮게 하여 설치되어 있다. 또한, 원통상 벽부재 (64)의 상연부의 내측에는 원호상의 모따기 부 (70)이 형성되어 있다. 이와 같은 원통상 벽부재 (64)에 따르면, 대경 날개 (60)의 회전에 의해 액체내에서 발생된 기포의 흐름이 토출구 (46)으로 원활하게 흘러서, 기포의 커버 (32)의 저면 (35)로의 충돌이 완화되고, 소음이 감소함과 동시에, 배수 펌프가 정지했을 때, 토출구 (46)으로부터 케이싱내의 펌프실 (44)로 역류하는 물이 원통상 벽부재 (64)에 닿게 되고, 원통상 벽부재 (64)의 완충에 의해 서서히 확산되고, 역류된 물이 기인하는 소음도 저감되게 된다. 게다가, 상기 원호상의 모따기 부 (70)는 예를 들면, 원통상 벽부재 (64)의 판 두께 수치와 대략 동등한 곡율 반경을 가지고, 이 원호상의 모따기 부 (70)을 설치하므로써, 대경 날개 (60) 및 보조 날개 (68)의 회전에 의해서 반경 방향으로 흐르는 에너지를 부여받은 드레인수는 원통상 벽부재 (64)의 상단부를 원활하게 넘어가게 되어, 저소음화를 실현할 수 있게 된다.

원통상 벽부재 (64)의 하단부는, 대경 날개 (60)과 보조 날개 (68)의 하단부를 연결하는 환상 부재 (62)에 환상 연결된다. 또한, 도면에서는, 원통상 벽부재 (64)와 환상 부재 (62)는 일체적으로 구성되어 있는 경우를 나타내고 있으나, 이들을 별체로 구성해도 좋음은 물론이다. 이 환상 부재 (62)에 의해 흡입구 (42)로부터 상승되어 오는 드레인수의 액면이 대략 상하로 분단되어, 대경 날개에 접하는 수량이 감소되고, 기포의 발생이 감소되게 된다. 이 환상 부재 (62)의 내주부측은 회전 날개의 중심부와의 사이에 개구부 (63)을 가진다. 대경 날개 (60)과 보조 날개의 하단부는 소경 날개 (64)를 향하여 경사되는 형상으로 형성되고, 환상 부재 (62)도 이 경사에 맞추어 접시상으로 형성되어 있다.

그러나, 종래의 배수 펌프의 구성에 있어서, 원통상 벽부재의 상연의 높이가 대경 날개의 상연의 높이보다 낮게 형성되므로써 소음을 저감할 수 있으나, 소음의 저하를 보다 효과적으로 발휘시키는 것에 대해서는 각별한 배려가 이루어지지 않았다.

본발명은 이와 같은 점에 착안하여 이루어 진 것으로, 그 목적으로 하는 점은, 대경 날개의 높이와 원통상 벽부재의 높이를 정하므로써, 소음을 저감할 수 있는 배수 펌프를 제공하는 데에 있다.

본발명자등은 원통상 벽부재의 높이 수치가 대경 날개의 높이 수치보다 낮게 형성한 경우에, 소음 레벨을 낮게 억제하도록 다양한 연구를 거듭했다. 그 결과, 양자의 높이 수치를 소정 관계로 설정하면 원하는 결과를 얻을 수 있음을 발견했다.

따라서, 본발명의 배수 펌프는 모터의 구동축에 연결되는 회전 날개와, 상기 회전 날개를 수용하는 하우징을 가지는 배수 펌프에 있어서, 상기 회전 날개는 모터의 구동축에 연결되는 축부와, 축부로부토 방사 방향으로 설치되는 복수의 판상의 대경 날개와, 상기 대경 날개의 하부에 축방향으로 설치되는 복수의 판상의 소경 날개와, 상기 대경 날개의 하연부를 연결하는 중공부를 가지는 원반상의 환상부재와, 상기 원반상의 환상 부재의 외연부에 있어서 상기 대경 날개의 외주연을 연결하는 원통상 벽부재로 이루어지며, 상기 대경 날개의 높이 수치에 대해서 상기 원통상 벽부재의 높이 수치의 비를 66%∼83%의 범위로 형성한 것을 특징으로 한다.

또한, 본발명에 의한 배수 펌프의 바람직한 구체적 양태로서, 상기 원통상 벽부재의 내측에는 보조 날개가 원반상의 환상 부재상에 세워 설치된 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 구성된 본발명에 의한 배수 펌프는 대경 날개의 높이 수치에 대해서, 원통상 벽부재의 높이 수치의 비를 66%∼83%의 범위로 형성했으므로, 배수 펌프로부터 발생되는 소음을 효과적으로 저감할 수 있다.

도 1은 본발명의 배수 펌프의 회전 날개의 정면도이다.

도 2는 본발명의 배수 펌프의 회전 날개의 평면도이다.

도 3은 도 2의 A-A 단면도이다.

도 4는 도 2의 D-D 단면도이다.

도 5는 도 2의 G-G 단면도이다.

도 6은 도 4의 E-E 단면도이다.

도 7은 도 1의 F부의 상세도이다.

도 8은 도 7의 H-H 단면도이다.

도 9는 본발명의 회전 날개의 수치를 나타내는 설명도이다.

도 10는 본발명의 효과를 나타내는 특성 곡선도이다.

도 11는 본발명의 효과를 나타내는 특성 곡선도이다.

도 12는 종래의 배수 펌프를 일부 단면으로 하여 보인 측면도이다.

도 13은 도 12의 회전 날개의 측면도이다.

도 14은 도 13의 B부 상세도이다.

도 15은 도 13의 회전 날개의 상면도이다.

도 16은 도 13 및 도 15에 도시되는 회전 날개의 설명용 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

50 : 회전 날개 410 : 소경 날개

450 : 대경 날개 460 : 환상 부재

470 : 원통상 벽부재

이하, 본발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다.

또한, 실시 형태를 설명함에 있어, 종래와 동일한 기능을 가지는 요소는 동일 부호를 붙여서 설명하고, 또한, 그 실시 형태에 있어서는, 모터는 종래예와 동일하므로 설명은 생략하고 회전 날개의 구성만을 나타낸다.

도 1은 배수 펌프의 회전 날개의 일실시 형태의 정면도, 도 2는 도 1의 화살표 P방향에서 본 상면도, 도 3은 도 2의 A-A 단면도, 도 4는 도 2의 D-D 단면도, 도 5는 도 2의 G-G 단면도, 도 6은 도 4의 E-E 단면도, 도 7은 도 1의 F부의 상세도, 도 8은 도 7의 H-H 단면도이다.

회전 날개 (50)은 플라스틱을 성형하여 제작된 것으로서, 평판상의 복수매, 예를 들면, 4매의 소경 날개 (410)을 가진다. 이 소경 날개의 상부는 테이퍼부 (411)을 개재하여 복수매, 예를 들면, 4매의 대경 날개 (450)에 연결된다.

대경 날개 (450)의 중심부에는 원주상의 축부 (420)이 설치되어 있으며, 축부 (420)은 중심부에, 바닥이 있는 홀 (430)을 가진다. 이 홀 (430)에 모터의 출력축(미도시)를 압력을 가하여 삽입하여, 모터의 회전력을 회전 날개 (50)으로 전달한다.

대경 날개 (450)의 하연부는 원반상의 환상 부재 (460)가 덮혀진다. 이 환상 부재 (470)의 중심부에는 개구부 (462)가 형성된다.

원반상의 환상 부재 (460)의 외주연은 원통상 벽부재 (470)에 연결된다. 이 벽부재 (470)은 대경 날개 (450)의 외연부를 연결하고, 원통상 벽부재 (470)의 상연부 (472)는 대경 날개 (450)의 상연부 (451) 보다 낮게 형성되는 것이다.

원반상 벽부재 (470)의 내측에 4매의 보조 대경 날개 (452)가 설치된다. 보조 날개 (452)는 4매의 대경 날개 (450)의 중간에 배설되고, 원반상의 환상 부재 (460)의 개구 (462)의 방향으로 연장되어 세워 설치된다. 도 6에 도시하는 실시 형태에서는 그 내경측의 연부 (454)는 원반상의 환상 부재 (460)의 개구부 (462)의 위치 근처까지 연장되는 형상을 가진다.

보조 날개 (452)의 상연부 (453)의 높이 위치는 대경 날개 (450)의 상연부 (451)의 높이 위치에 맞추어짐과 동시에, 대경 날개 (450)의 상연부 (451) 및 보조 날개 (452)의 상연부 (453)은 원통상 벽 부재 (470)의 상연부 (472)로부터 노출된다. 이 노출된 부분은 회전 날개의 최대 양정을 확보하는데에 기여한다. 또한, 대경 날개와 보조 날개는 그 중 어느 것의 상연부만이 노출되어도 좋다.

도 7 및 도 8은, 소경 날개 (410)의 하단부에 형성되는 테이퍼 부 (412)와, 소형 날개 (410)의 외연부에 형성되는 원호상의 모따기 (414)의 형상을 보인다.

본발명의 배수 펌프에 장비되는 회전체인 날개는 이상과 같은 형상 및 구조를 가지고 경량형의 회전체를 구성한다. 따라서, 진동, 소음이 적은 상태에서 양수가 가능하게 된다.

도 9 는 회전 날개 (50)의 수치의 일예를 나타내는 설명도이다.

회전 날개 (50)의 외경 수치는 배수 펌프의 요구 사양에 따라서 선택되는데, 예를 들면, 외경 수치 ø가 35㎜인 것이 사용된다.

원통상 벽부재 (470)의 높이 수치를 S로 하고, 대경 날개 (450)의 높이 수치를 T로 했을 때, 소음 및 최대 양정의 변화를 실험했다. 구체적으로는 대경 날개 (450)이 높이 수치 T를 6.0/㎜로서 고정되고, 원통상 벽부재 (470)의 높이 수치 S를 3.5㎜∼6.0㎜까지의 0.5㎜ 마다 변화시켰을 때의 소음과 최대 양정의 특성을 실험했다.

도 10은 50 헤르쯔의 정격 전압인 경우의 실험 결과를 나타내고, 도 11은 60 헤르쯔의 정격 전압인 경우의 실험 결과를 나타낸다. 또한, 도 10 및 도 11에 있어서, 횡축은 S/T비, 종축은 소음(dB)와 체절 양정(㎜)를 나타낸다.

도 10에 있어서, 도중 ×표로 연결되는 곡선으로 나타내는 체절 양정의 성 능을 높게 유지하면서, 소음 성능은 S/T비에 있어서 4.0/6.0인 경우에, 양정 700㎜을 동시에 보존하는 드레인수의 토출시(도중의 △표로 연결되는 곡선으로 나타내어짐) 및 드레인수의 토출 종료시(도중의 □표로 연결되는 곡선으로 나타내어짐)로 저하되고, 이 소음 성능은, S/T비에 있어서, 4.5/6.0, 5.0/6.0에 있어서도 유지되지만, S/T비가 5.0/6.0인 경우에 체절 양정이 저하된다.

도 11에 있어서도, 도 10과 마찬가지로 체절 양정의 성능과 소음 성능이 나타내어져 있다. 즉, S/T비가 4.0/6.0인 경우에 높은 체절 양정(도중 ×표로 연결되는 곡선으로 나타내어짐)을 유지하여, 소음 성능은 양정 700㎜을 보존하는 드레인수의 토출시(도중의 △표로 연결되는 곡선으로 나타내어짐) 및 드레인수의 토출 종료시(도중의 □표로 연결되는 곡선으로 나타내어짐) 모두로 저하되고, 이 소음 성능은, S/T비가 4.5/6.0, 5.0/6.0에 있어서도 유지되지만, 체절 양정은 S/T비가 5.0/6.0에서도 저하된다.

따라서, 날개 (400)의 형상으로서 원통상 벽부재의 높이 수치 S를 대경 날개의 높이 수치 T에 대해서, 4.0/6.0∼5.0/6.0의 사이, 즉, 대경 날개의 높이 수치에 대해서 원통상 벽부재의 높이 수치를 약 66%∼83%의 사이로 설정하므로써 체절 양정 성능을 저하시키지 않고, 소음 성능을 향상할 수 있다.

이상 설명한 실시 형태에 있어서는, 회전 날개 (50)에는 보조 날개를 형성하는 경우에 대해서 설명했으나, 본발명은 보조 날개를 이용하지 않는 경우에도 적용할 수 있음은 물론이며, 또한 대경 날개 또는 보조 날개는 그 상연부가 원통상 벽부재의 상연부에 노출되지 않는 구성인 경우에도 적용할 수 있다.

이상과 같이 본발명의 배수 펌프에 의하면, 회전 날개의 대경 날개의 높이보다 원통상 벽부재의 높이를 낮게 형성하는 범위를 적절히 설정했으므로, 체절 양정를 유지하면서, 소음을 저감할 수 있다.

또한, 종래의 배수 펌프의 외형 및 주요 구성 성분울 대폭적으로 변경하지 않고서, 저렴하게 소음을 저감할 수 있는 배수 펌프를 제조할 수 있다.

Claims (4)

1. 모터의 구동축에 연결되는 회전 날개와, 상기 회전 날개를 수용하는 하우징을 가지는 배수 펌프에 있어서, 상기 회전 날개는 모터의 구동축에 연결되는 축부와, 축부로부토 방사 방향으로 설치되는 복수의 판상의 대경 날개와, 상기 대경 날개의 하부에 축방향으로 설치되는 복수의 판상의 소경 날개와, 상기 대경 날개의 하연부를 연결하는 중공부를 가지는 원반상의 환상부재와, 상기 원반상의 환상 부재의 외연부에 있어서 상기 대경 날개의 외주연을 연결하는 원통상 벽부재로 이루어지며, 상기 대경 날개의 높이 수치에 대해서 상기 원통상 벽부재의 높이 수치의 비를 66%∼83%의 범위로 형성한 것을 특징으로 하는 배수 펌프.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 원통상 벽부재의 내측에 있어서, 상기 대경 날개의 중간부에 배설된 보조 날개가 상기 원반상의 환상 부재상에 세워 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 배수 펌프.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 대경 날개의 상연부가 상기 원통상 벽부재의 상연부에 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 배수 펌프.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 보조 날개는 그 상연부가 상기 원통상 벽부재의 상연부에 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 배수 펌프.