KR20110138193A

KR20110138193A - 원심 펌프를 위한 벌류트형 펌프 케이싱

Info

Publication number: KR20110138193A
Application number: KR1020110059095A
Authority: KR
Inventors: 아르날도 로드리게스
Original assignee: 술저 품펜 아게
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2011-12-26
Also published as: CN102312862B; EP2397700A3; CN102312862A; EP2397700B1; BRPI1103260B1; ES2805281T3; EP2397700A2; BRPI1103260A2; US8939720B2; KR101845319B1; JP2013189861A; JP5872800B2; US20110311357A1

Abstract

본 발명은, 원심 펌프를 위한 벌류트형(volute shaped) 펌프 케이싱(1)에 있어서, 회전축(2a) 주위로 임펠러(4)를 회전시키기 위한 샤프트(2)에 장착된 하나 이상의 상기 임펠러(4)를 수용하기 위한 챔버, 제1 벌류트(5.1) 및 제2 벌류트(5.2)로 분할되는 흐름 채널을 형성하고 있는 벌류트형 챔버, 및 각각 상기 제1 벌류트와 상기 제2 벌류트에 연결된 제1 채널(6.1) 및 제2 채널(6.2)을 포함하는, 벌류트형 펌프 케이싱(1)에 관한 것이다. 상기 제1 채널은 기다란 채널이라고도 지칭되고, 상기 제2 채널은 짧은 채널이라고도 지칭된다. 벌류트형 펌프 케이싱(1)에서, 상기 제1 채널(6.1) 또는 기다란 채널은 상기 제2 채널(6.2) 또는 짧은 채널에 대해 및/또는 상기 제2 벌류트(5.2)에 대해 축방향으로 이동되어 있다.

Description

원심 펌프를 위한 벌류트형 펌프 케이싱{VOLUTE SHAPED PUMP CASING FOR A CENTRIFUGAL PUMP}

본 발명은, 원심 펌프를 위한 벌류트형(volute shaped) 펌프 케이싱(1)에 있어서, 회전축(2a) 주위로 임펠러(4)를 회전시키기 위한 샤프트(2)에 장착된 하나 이상의 상기 임펠러(4)를 수용하기 위한 챔버, 제1 벌류트(5.1) 및 제2 벌류트(5.2)로 분할되는 흐름 채널을 형성하고 있는 벌류트형 챔버, 및 각각 상기 제1 벌류트와 상기 제2 벌류트에 연결된 제1 채널(6.1) 및 제2 채널(6.2)을 포함하는, 벌류트형 펌프 케이싱, 및 그러한 벌류트형 펌프 케이싱을 포함하는 원심 펌프에 관한 것이다.

벌류트 케이싱 펌프는 매우 일반적이다. 그것들의 특징적 측면은, 일반적으로 이러한 펌프 형태를 외부로부터 인식할 수 있게 하는 벌류트형 펌프 케이싱이다. 벌류트형 케이싱은 단일 스테이지 또는 멀티스테이지 펌프 배열의 일부로서 구성될 수 있다. 몇몇 멀티스테이지 펌프에서, 벌류트형 케이싱은 마지막 스테이지를 위해서만 제공된다. 단일 흡입 및 이중 흡입 이중 벌류트 케이싱 펌프는 모두 빈번히 사용된다.

벌류트형 케이싱은 일반적으로, 통상적으로 반경류형 또는 혼류형이고 모터에 의해 구동될 때 회전을 위해 샤프트에 장착되는 하나 이상의 임펠러를 수용하도록 디자인되는 챔버를 포함한다. 케이싱은 또한, 펌핑된 매체를 수집하기 위한 벌류트형 챔버, 매체를 외부로 안내하기 위한 채널 및 배출 섹션을 포함한다. 배출 섹션은 벌류트 케이싱에 대해 접선방향으로 배치되거나, 스완 네크(swan neck)를 구비함으로써 반경방향으로 배치될 수 있다. 흡입 채널 섹션은 바람직하게, 베어링이 임펠러의 한쪽에만 배치되는 경우에는 축방향으로 배치되고, 베어링이 임펠러의 양쪽에 배치되는 경우에는 반경방향 또는 접선방향으로 배치된다.

단일 벌류트의 가장 간단한 실시예에서, 케이싱은 넓게, 벌류트형 챔버를 포함하는 하류 챔버 섹션 및 상류 채널 및 배출 섹션으로 구성되는 2개의 메인 섹션으로 분할될 수 있다. 벌류트와 채널이 만나는 평면 또는 섹션은 일반적으로 목부(throat)라고 정의된다. 흐름을 분리하거나 흐름을 챔버로부터 채널로 안내하는 목부의 리딩 에지는 물가름 립(cutwater lip) 또는 물가름이라고 지칭되며, 임의의 주어진 길이에 대해, 립을 넘어 연장되는 상부 및 하부 면은 혀형부(tongue)라고 지칭된다. 임펠러 주위에 배치되는 복수의 벌류트와 흐름 채널을 가지는 케이싱의 경우에, 립의 수는 통상적으로 벌류트 또는 흐름 채널의 수와 같다. 즉, 이중 벌류트의 경우에 2개의 립이 있을 것이다.

이중 벌류트와 이중 배출부를 가지는 종래의 펌프 케이싱은, 펌핑된 매체의 배출이 예를 들면 플랜지에 구비될 수 있는 일반적 배출 노즐을 통해 이루어지도록, 제1 벌류트에 연결되는 외부 또는 기다란 채널이 제2 또는 내부 벌류트 주위에 감싸이는 방식으로, 배치된다. 이것은 효율적인 펌핑 수단을 제공하지만, 반경방향으로 큰 면적의 엔벨로프를 부과하여, 높이를 증가시키며, 그것은 펌프 배치에 불리하여, 더욱 컴팩트한 해결방안을 필요로 한다.

그러한 펌프 배치의 현재의 예는, 2개의 임펠러를 가지는 2-스테이지 펌프이며, 2개의 임펠러는 샤프트에 뒷면붙임(back-to-back)으로 장착되고, 샤프트에 고정되는 중심 부시에 의해 분리되며, 1개의 임펠러는 스테이지 케이싱 내에 장착되고, 다른 1개의 임펠러는 배출 케이싱 내에 장착된다. 배출 케이싱으로의 흡입은, 서로 교차되며 각각 스테이지 케이싱과 배출 케이싱 아래에 있는 상부 크로스오버 채널과 하부 크로스오버 채널을 통해 이루어진다. 크로스오버 채널의 교차 섹션은 배출 케이싱의 흡입 개구에서 결합된다.

종래의 이중 벌류트 케이싱에 의해 부과되는 높이는 전체 펌프 높이를 더욱 불리하게 하고, 크로스오버 채널과 중심 부시 사이의 거리를 더욱 크게 하며, 중심 부시의 케이싱 부분은 큰 덩어리(mass)의 재료로 구성된다. 이것은 또한 크로스오버 채널과 케이싱의 인접 윤곽 사이에 재료 덩어리의 큰 포켓을 추가적으로 발생시킨다. 따라서, 비용의 면으로부터 볼 때, 종래의 이중 벌류트 케이싱의 높이가 큼으로써, 상술한 멀티스테이지 실시예에서 덩어리가 커지고, 따라서 더욱 비싼 해결방안이 된다.

본 발명의 목적은, 2개 이상의 벌류트를 가지는 벌류트형 펌프 케이싱, 및 그러한 벌류트형 펌프 케이싱을 포함하는 원심 펌프를 제공하는 것으로서, 벌류트형 펌프 케이싱은, 동일 정격의 펌프의 종래의 이중 벌류트 케이싱의 기하학적 엔벨로프보다 반경방향으로 더 작은 기하학적 엔벨로프를 가지며, 동일 정격의 펌프의 종래의 이중 벌류트 케이싱에서의 볼팅 라인보다 회전축에 더 가까운 볼팅 라인을 가진다. 멀티스테이지 펌프에 적용되는 본 발명의 다른 목적은, 동일 정격의 멀티스테이지 펌프의 종래의 이중 벌류트 케이싱과 비교하여 벌류트형 펌프 케이싱의 재료 덩어리를 감소시키는 것이다.

상기 목적은 청구항 1에 정의된 벌류트형 펌프 케이싱, 및 청구항 9에 정의된 원심 펌프에 의해 충족된다.

본 발명에 따른 원심 펌프를 위한 벌류트형 펌프 케이싱은, 회전축 주위로 임펠러를 회전시키기 위한 샤프트에 장착된 하나 이상의 상기 임펠러를 수용하기 위한 챔버, 제1 벌류트 및 제2 벌류트로 분할되는 흐름 채널을 형성하고 있는 벌류트형 챔버, 및 각각 상기 제1 벌류트와 상기 제2 벌류트에 연결된 제1 채널 및 제2 채널을 포함하며, 상기 제1 채널은 기다란 채널이라고 지칭되고, 상기 제2 채널은 짧은 채널이라고 지칭된다. 상기 벌류트형 펌프 케이싱은, 상기 제1 채널 또는 기다란 채널이 상기 제2 채널 또는 짧은 채널에 대해 및/또는 상기 제2 벌류트에 대해 축방향으로 이동되어 있고, 예를 들면, 상기 제1 또는 기다란 채널의 길이의 1/2 이상이 제2 채널 또는 짧은 채널에 대해 및/또는 상기 제2 벌류트에 대해 축방향으로 이동되어 있는 것을 특징으로 한다. 상기 기다란 채널의 마지막 부분은 상기 짧은 채널 측면에 또는 상기 짧은 채널과 나란히 축방향으로 배치될 수 있다.

바람직한 변경 실시예에서, 상기 제1 벌류트 및 상기 제2 벌류트는 각각 단일 채널에 연결되어 있다. 바람직한 다른 변경 실시예에서, 상기 채널은, 이중 배출부를 각각 형성하는 마지막 부분을 가지고 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 제1 채널 또는 기다란 채널은, 이하에서 내벽이라고 지칭되며 상기 회전축에 더 가까운 벽을 가지고 있고, 상기 회전축과 상기 내벽 사이의 반경방향 거리는 상기 기다란 채널의 길이의 적어도 일부에 걸쳐 감소되어 있다. 다른 바람직한 실시예에서, 상기 회전축과 상기 기다란 채널의 상기 내벽 사이의 반경방향 거리는 상기 기다란 채널의 길이의 일부에 걸쳐 상기 임펠러의 반경보다 작다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 벌류트형 펌프 케이싱은 입구 덕트를 포함하며, 상기 기다란 채널의 길이의 일부에 걸쳐, 상기 회전축과 상기 기다란 채널의 상기 내벽 사이의 반경방향 거리는 상기 입구 덕트의 직경의 1/2보다 작거나, 상기 입구 덕트의 가장 작은 직경의 1/2보다 작다.

실시예 또는 변경 실시예와 무관하게, 상기 기다란 채널 및/또는 상기 짧은 채널은 각각의 길이의 일부에 걸쳐 일정한 단면을 가지거나, 각각의 길이의 일부에 걸쳐 넓어지는 단면을 가질 수 있다. 또한, 상기 기다란 채널 및/또는 상기 짧은 채널은 각각의 길이의 대부분에 걸쳐 일정한 단면을 가지거나, 각각의 길이의 대부분에 걸쳐 넓어지는 단면을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 원심 펌프는, 회전축 주위로 임펠러를 회전시키기 위한 샤프트에 장착된 하나 이상의 상기 임펠러, 및 상술한 실시예 및 변경 실시예 중 하나 이상에 따른 벌류트형 펌프 케이싱을 포함한다. 상기 원심 펌프는 통상적으로 반경류형 또는 혼류형이다.

바람직한 실시예에서, 상기 원심 펌프는 멀티스테이지 펌프이다. 바람직한 변경 실시예에서, 상기 원심 펌프는, 뒷면붙임(back-to-back) 임펠러 배열 및 배출 스테이지를 포함하는 상기 멀티스테이지 펌프이며, 상기 배출 스테이지의 기다란 채널은 상기 멀티스테이지 펌프의 중심 부시와 크로스오버 사이를 통과한다.

본 발명에 따른 벌류트형 펌프 케이싱 및 원심 펌프는, 벌류트형 펌프 케이싱 따라서 원심 펌프의 기하학적 엔벨로프는 반경방향에서, 동일한 정격을 가진 종래의 이중 벌류트 펌프의 기하학적 엔벨로프보다 작게 될 수 있으며, 예를 들면 90% 또는 80%로 될 수 있다. 실제로, 이것은 통상적으로 케이싱 높이의 전체적인 감소를 뜻한다. 본 발명에 따른 펌프의 안착(sitting) 위치가 그 장착(mounting) 위치에 비하여 낮게 될 수 있다는 것, 및 볼팅 라인이, 동일한 정격을 가진 종래의 이중 벌류트 펌프에서보다 펌프의 축에 더 가까이 배치될 수 있다는 것은 다른 이점이다.

본 발명에 따른 벌류트형 펌프 케이싱 및 원심 펌프의 또 다른 이점은 멀티스테이지 펌프와 관련되며, 멀티스테이지 펌프에서, 벌류트형 펌프 케이싱의 재료 덩어리는, 동일한 정격을 가진 종래의 멀티스테이지 펌프의 종래의 이중 벌류트 케이싱과 비교하여 감소될 수 있다. 본 발명에 따른 벌류트형 펌프 케이싱에서, 특히 케이싱의 수리기하(hydraulic geometry)와 인접 기하학적 윤곽 사이의 재료 덩어리 또는 두께를 감소시키는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 멀티스테이지 펌프에서, 상부 크로스오버와 하부 크로스오버 사이의 거리를 감소시켜, 종래의 멀티스테이지 펌프에 비하여 전체 펌프의 전체 높이를 감소시키는 것이 가능하다. 따라서, 더욱 컴팩트한 해결방안은, 본 발명에 따른 벌류트형 펌프 케이싱 및 원심 펌프에 의해 달성된다.

실시예 및 변경 실시예의 상기 설명은 단지 예일 뿐이다. 더욱 바람직한 실시예는 종속항 및 도면으로부터 알 수 있다. 또한, 본 발명과 관련하여, 상술하거나 도시된 실시예 및 상술하거나 도시된 변경 실시예로부터의 개별적 특성들은 서로 결합되어 새로운 실시예를 형성할 수 있다.

이하에서, 본 발명을 특정 실시예 및 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은, 회전축에 대해 직각 방향에서 본, 이중 벌류트를 가지는 종래의 벌류트형 펌프 케이싱의 단면도이다.
도 1a는, 도 1에 따른 종래의 벌류트형 펌프 케이싱의 출구부의 단면도이다.
도 2는, 회전축에 대해 직각 방향에서 본, 이중 벌류트를 가지는 본 발명에 따른 벌류트형 펌프 케이싱의 일실시예의 단면도이다.
도 2a는, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 벌류트형 펌프 케이싱의 실시예의 출구부의 단면도이다.
도 3은, 도 1에 따른 종래의 벌류트형 펌프 케이싱의 축방향 단면도이다.
도 4는, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 벌류트형 펌프 케이싱의 실시예의 축방향 단면도이다.
도 5는, 2개의 스테이지 및 이중 벌류트를 가지는 종래의 벌류트형 펌프 케이싱의 축방향 단면도이다.
도 6은, 2개의 스테이지 및 이중 벌류트를 가지는 본 발명에 따른 벌류트형 펌프 케이싱의 제2 실시예의 축방향 단면도이다.

도 1, 도 1a, 및 도 3은, 원심 펌프를 위한 종래의 벌류트형 펌프 케이싱(1)을 도시하며, 도 1은 회전축에 대해 직각 방향에서 본 A'-A' 단면도이고, 도 1a는 출구 부분을 통한 C'-C' 단면도이며, 도 3은 종래의 벌류트형 펌프 케이싱의 B'-B' 축방향 단면도이다. 도시된 벌류트형 펌프 케이싱은, 예를 들면 모터에 의해 구동될 때 회전축(2a) 주위로 회전시키기 위한 샤프트(2)에 장착되는 하나 이상의 임펠러(4)를 수용하기 위한 챔버를 포함한다. 케이싱은 또한, 각각 통상적으로 원의 약 1/2 이하에 걸쳐 연장되는 제1 벌류트(5.1) 및 제2 벌류트(5.2)로 분할되는 흐름 채널을 형성하는 벌류트형 챔버, 및 각각 펌핑된 매체를 밖으로 안내하기 위해 제1 벌류트와 제2 벌류트에 연결되는 제1 채널(6.1) 및 제2 채널(6.2)을 포함한다.

케이싱은 바람직하게, 제1 채널(6.1)을 제2 벌류트(5.2) 및/또는 제2 채널(6.2)로부터 분리시키는 하나 이상의 벽(3)을 포함하며, 상기 벽(3)은 리브, 분할 리브, 또는 분할 리브 벽이라고 지칭된다. 흐름을 벌류트(5.1, 5.2)로부터 채널(6.1, 6.2)로 분리하거나 안내하는 케이싱(1)의 리딩 에지부(7.1, 7.2)는 물가름 립 또는 물가름이라고 지칭되며, 임의의 주어진 길이에 대해, 립을 넘어 연장되는 상부 및 하부 면은 혀형부라고 지칭된다. 이중 벌류트와 이중 흐름 채널을 가지는 케이싱의 경우에 2개의 물가름 립(7.1, 7.2)이 있으며, 물가름 립들 중 하나는 도 1에 도시된 케이싱(1) 내의 분할 리브(3)의 리딩 에지부가 된다.

이중 벌류트 및 이중 배출부를 가지는 종래의 벌류트형 펌프 케이싱은, 펌핑된 매체의 배출이 예를 들면 플랜지(8a)에 구비될 수 있는 공통 배출 개구(8)를 통해 이루어지도록, 외부 또는 기다란 채널이라고도 지칭되는 제1 채널(6.1)이, 내부 벌류트라고도 지칭되는 제2 벌류트(5.2) 둘레 및, 내부 또는 짧은 채널이라고도 지칭되는 제2 채널(6.2) 상에 감싸이는 방식으로, 배치된다. 채널(6.1, 6.2)의 마지막 부분은, 도 1에 도시된 바와 같이 벌류트 케이싱에 대해 접선 방향으로 배치되거나, 예를 들면 스완 네크를 구비함으로써 반경방향으로 배치될 수 있다. 벌류트형 펌프 케이싱은 또한, 도면에 도시되지 않은 흡입 덕트 또는 흡입 채널을 포함할 수 있다.

도 2, 도 2a, 및 도 4는, 본 발명에 따른 벌류트형 펌프 케이싱(1)의 실시예를 도시하고 있으며, 도 2는 회전축에 대해 직각인 A-A 단면도이고, 도 2a는 출구부를 통한 C-C 단면도이며, 도 4는 벌류트형 펌프 케이싱을 통한 축방향 B-B 단면도이다. 도시된 실시예에서, 본 발명에 따른 원심 펌프를 위한 벌류트형 펌프 케이싱(1)은, 회전축(2a) 주위로 임펠러를 회전시키기 위한 샤프트(2)에 장착되는 하나 이상의 임펠러(4)를 수용하기 위한 챔버, 각각 통상적으로 원의 약 1/2 이하에 걸쳐 연장되는 제1 벌류트(5.1) 및 제2 벌류트(5.2)로 분할되는 흐름 채널을 형성하는 벌류트형 챔버, 및 각각 제1 벌류트와 제2 벌류트에 연결되는 제1 채널(6.1) 및 제2 채널(6.2)을 포함하며, 제1 채널(6.1)은 기다란 채널이라고 지칭되고, 제2 채널(6.2)은 짧은 채널이라고 지칭된다.

본 발명에 따른 벌류트형 펌프 케이싱(1)은, 제1 또는 기다란 채널(6.1)이 제2 또는 짧은 채널(6.2)에 대해 및/또는 제2 벌류트(5.2)에 대해 축방향으로 이동되는 것, 예를 들면 제1 또는 기다란 채널(6.1)의 길이의 1/2 이상이 제2 또는 짧은 채널(6.2)에 대해 및/또는 제2 벌류트(5.2)에 대해 축방향으로 이동되는 것을 특징으로 한다. 기다란 채널(6.1)의 마지막 부분은, 예를 들면 짧은 채널(6.2) 측면에 또는 짧은 채널(5.2)과 나란히 축방향으로 배치될 수 있다.

케이싱(1)은 바람직하게, 제1 채널(6.1)을 제2 벌류트(5.2) 및/또는 제2 채널(6.2)로부터 분리시키는 하나 이상의 벽(3')을 포함하며, 상기 벽(3')은 리브, 분할 리브, 또는 분할 리브 벽이라고 지칭된다. 케이싱(1)은 또한, 흐름을 벌류트(5.1, 5.2)로부터 채널(6.1, 6.2)로 분리하거나 안내하고 물가름 립 또는 물가름이라고 지칭되는 케이싱(1)의 리딩 에지부(7.1, 7.2)를 더 포함할 수 있다. 이중 벌류트와 이중 흐름 채널을 가지는 케이싱의 경우에 도 2에 도시된 바와 같이 2개의 물가름 립(7.1, 7.2)이 있다.

도 2, 도 2a 및 도 4에 도시된 실시예에서, 이중 벌류트 배열은 통상적으로 종래의 이중 벌류트 펌프 케이싱에서와 같이 유지된다. 그러나, 기다란 채널(6.1)은 바람직하게 다른 디자인 구성을 가지며, 예를 들면, 이러한 채널의 길이를 따른 단면 영역은, 다음 단면 영역이 샤프트(2) 둘레에서 반경방향으로 더 가깝게 또한 짧은 채널(6.2)의 측부에 더 가깝게 배치되도록, 축방향으로 점진적으로 이동된다. 기다란 채널(6.1)과 짧은 채널 각각의 마지막 단면은 통상적으로, 개구(8)를 구비하고 옵션으로서 플랜지(8a)를 구비하는 공통 배출 덕트와 결합된다. 채널(6.1, 6.2)의 마지막 부분은 도 2에 도시된 바와 같이 벌류트 케이싱에 접선 방향으로 배치되거나, 예를 들면 스완 네크를 구비함으로써 반경방향으로 배치될 수 있다. 벌류트형 펌프 케이싱은 또한 도면에 도시되지 않은 흡입 덕트 또는 흡입 채널을 포함할 수 있다.

바람직한 변경 실시예에서, 제1 벌류트(5.1) 및 제2 벌류트(5.2)는 각각 단일 채널(6.1, 6.2)에 연결된다. 다른 바람직한 변경 실시예에서, 채널(6.1, 6.2)은, 도 2a에 도시된 이중 배출부를 각각 형성하는 마지막 부분을 가진다.

바람직한 실시예에서, 제1 또는 기다란 채널(6.1)은, 이하에서 내벽(6.1a)이라고 지칭되며 회전축(2a)에 더 가까운 벽을 가지며, 회전축(2a)과 내벽(6.1a) 사이의 반경방향 거리는 기다란 채널(6.1)의 길이의 적어도 일부에 걸쳐 감소된다. 다른 바람직한 실시예에서, 회전축(2a)과 기다란 채널(6.1)의 내벽(6.1a) 사이의 반경방향 거리는 기다란 채널의 길이의 일부에 걸쳐 임펠러(4)의 반경보다 작다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 벌류트형 펌프 케이싱은 입구 덕트를 포함하며, 기다란 채널(6.1)의 길이의 일부에 걸쳐, 회전축(2a)과 기다란 채널의 내벽(6.1a) 사이의 반경방향 거리는 입구 덕트의 직경의 1/2보다 작거나, 입구 덕트의 가장 작은 직경의 1/2보다 작다. 기다란 채널(6.1)의 내벽(6.1a)은 도 4에 도시된 바와 같이 직선일 필요는 없고, 실제로, 축방향 단면에서 원, 타원형 또는 구부러진 형상과 같은 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다.

실시예 또는 변경 실시예와 상관 없이, 기다란 채널(6.1) 및/또는 짧은 채널(6.2)은 각각의 길이의 일부에 걸쳐 일정한 단면을 가질 수 있거나, 각각의 길이의 일부에 걸쳐 넓어지는 단면을 가질 수 있다. 또한, 기다란 채널 및/또는 짧은 채널은 각각의 길이의 더 큰 부분에 걸쳐 일정한 단면을 가질 수 있거나, 각각의 길이의 더 큰 부분에 걸쳐 넓어지는 단면을 가질 수 있다.

도 5는, 2개의 스테이지와 이중 벌류트를 가지는 종래의 벌류트형 펌프 케이싱의 축방향 단면도를 도시하고 있고, 도 6은, 2개의 스테이지와 이중 벌류트를 가지는 본 발명에 따른 벌류트형 펌프 케이싱의 제2 실시예의 축방향 단면도를 도시하고 있다. 도 5에 도시된 종래의 벌류트형 펌프 케이싱(1)은, 예를 들면 모터에 의해 구동될 때 회전축(2a) 주위로의 회전을 위해 공통 샤프트(2)에 장착되는 임펠러(4^I, 4^II)를 수용하기 위한 챔버를 각각 가진 제1 스테이지 및 제2 또는 배출 스테이지를 포함한다. 임펠러(4^I, 4^II)는 통상적으로 샤프트(2) 상에 뒷면붙임 배열로 장착되고, 중심 부시(2b)에 의해 분리된다.

종래의 벌류트형 펌프 케이싱의 제1 스테이지는, 펌핑된 매체를 수집하기 위한 흐름 채널, 및 펌핑된 매체를 이송하기 위해 흐름 채널에 각각 연결되는 제1 채널(6.1^I) 및 제2 채널(6.2^I)을 포함하고, 배출 스테이지는, 통상적으로 원의 약 1/2 이하에 걸쳐 연장되는 제1 벌류트와 제2 벌류트로 분할되는 흐름 채널을 형성하는 벌류트형 챔버, 및 펌핑된 매체를 밖으로 안내하기 위해 각각 제1 벌류트와 제2 벌류트에 연결되는 제1 채널(6.1^II) 및 제2 채널(6.2^II)을 포함한다. 배출 스테이지는 바람직하게, 제1 채널(6.1^II)을 제2 벌류트로부터 및/또는 배출 스테이지의 제2 채널(6.2^II)로부터 분리시키는 하나 이상의 분할 리브 벽(3)을 포함한다. 제1 스테이지의 채널(6.1^I, 6.2^I)은 각각, 상부 및 하부 크로스오버 채널과 같은 크로스오버 채널(9.1, 9.2)을 통해, 배출 스테이지의 흡입 개구에 연결된다.

2개의 스테이지와 이중 벌류트를 가지는 종래의 벌류트형 펌프 케이싱에서, 배출 스테이지의 제1 채널(6.1^II)은, 펌핑된 매체의 배출이 공통 배출 개구를 통해 이루어지도록, 제2 벌류트 둘레에 또한 배출 스테이지의 제2 채널(6.2^II)에 걸쳐 감싸인다. 벌류트형 펌프 케이싱은 또한 도 5에 도시되지 않은 흡입 덕트 또는 흡입 채널을 포함할 수 있다.

도 6에 도시된 본 발명에 따른 벌류트형 펌프 케이싱(1)의 제2 실시예는 제1 스테이지 및 적어도 제2 또는 배출 스테이지를 포함한다. 각각의 스테이지는, 예를 들면 모터에 의해 구동될 때 회전축(2a) 주위로 회전을 위해 공통 샤프트(2)에 장착되는 임펠러(4^I, 4^II)를 수용하기 위한 챔버를 가진다. 임펠러(4^I, 4^II)는 통상적으로 뒷면붙임 배열로 장착되며, 샤프트(2) 상의 중심 부시(2b)에 의해 분리된다.

제2 실시예의 제1 스테이지는, 펌핑된 매체를 수집하기 위한 흐름 채널, 및 흐름 채널에 각각 연결되는 제1 채널(6.1^I) 및 제2 채널(6.2^I)을 포함하고, 배출 스테이지는, 통상적으로 원의 약 1/2 이하에 걸쳐 연장되는 제1 벌류트와 제2 벌류트로 분할되는 흐름 채널을 형성하는 벌류트형 챔버, 및 각각 제1 벌류트와 제2 벌류트에 연결되는 제1 채널(6.1^II) 및 제2 채널(6.2^II)을 포함하며, 제1 채널(6.1^II)은 기다란 채널이라고 지칭되고, 제2 채널(6.2^II)은 짧은 채널이라고 지칭된다.

제2 실시예에 따른 벌류트형 펌프 케이싱(1)에서, 배출 스테이지의 제1 또는 기다란 채널(6.1^II)은 배출 스테이지의 제2 또는 짧은 채널(6.2^II)에 대해 및/또는 배출 스테이지의 제2 벌류트에 대해 축방향으로 이동되며, 예를 들면 제1 또는 기다란 채널(6.1^II)의 길이의 1/2 이상이 제2 또는 짧은 채널(6.2^II)에 대해 및/또는 제2 벌류트에 대해 축방향으로 이동된다. 기다란 채널(6.1^II)의 마지막 부분은, 예를 들면 배출 스테이지의 짧은 채널(6.2^II) 측면에 또는 배출 스테이지의 짧은 채널과 나란히 축방향으로 배치될 수 있다.

배출 스테이지는 바람직하게, 배출 스테이지의 제1 채널(6.1^II)을 배출 스테이지의 제2 벌류트로부터 및/또는 배출 스테이지의 제2 채널(6.2^II)로부터 분리시키는 하나 이상의 분할 리브 벽(3')을 포함한다. 제1 스테이지의 채널(6.1^I, 6.2^I)은 각각, 상부 및 하부 크로스오버 채널과 같은 크로스오버 채널(9.1, 9.2)을 통해, 배출 스테이지의 흡입 개구에 연결된다.

도 6에 도시된 제2 실시예에서, 이중 벌류트 배열은 통상적으로 종래의 이중 벌류트 펌프 케이싱에서와 같이 유지된다. 그러나, 배출 스테이지의 기다란 채널(6.1^II)은 바람직하게 다른 디자인 구성을 가지며, 예를 들면, 이러한 채널의 길이를 따른 단면 영역은, 다음 단면 영역이 샤프트(2) 둘레에서 반경방향으로 더 가깝게 또한 배출 스테이지의 짧은 채널(6.2^II)의 측부에 더 가깝게 배치되도록, 축방향으로 점진적으로 이동된다. 배출 스테이지의 기다란 채널(6.1^II)과 배출 스테이지의 짧은 채널(6.2^II) 각각의 마지막 단면은 통상적으로 공통 배출 덕트와 결합된다. 제2 실시예의 벌류트 형 펌프 케이싱(1)은 또한 도 6에 도시되지 않은 흡입 덕트 또는 흡입 채널을 포함할 수 있다.

바람직한 변경 실시예에서, 배출 스테이지의 제1 벌류트 및 제2 벌류트는 각각 단일 채널(6.1^II, 6.2^II)에 연결된다. 다른 바람직한 변경 실시예에서, 배출 스테이지의 채널(6.1^II, 6.2^II)은, 이중 배출부를 각각 형성하는 마지막 부분을 가진다.

다른 바람직한 변경 실시예에서, 배출 스테이지의 기다란 채널(6.1^II)은 벌류트형 펌프 케이싱(1)의 중심 부시(2b)와 크로스오버(9.1, 9.2) 사이를 통과한다.

바람직한 실시예에서, 배출 스테이지의 제1 또는 기다란 채널(6.1^II)은, 이하에서 내벽(6.1a^II)이라고 지칭되며 회전축(2a)에 더 가까운 벽을 가지며, 회전축(2a)과 내벽(6.1a^II) 사이의 반경방향 거리는 배출 스테이지의 기다란 채널(6.1^II)의 길이의 적어도 일부에 걸쳐 감소된다. 다른 바람직한 실시예에서, 회전축(2a)과 배출 스테이지의 기다란 채널(6.1^II)의 내벽(6.1a^II) 사이의 반경방향 거리는 기다란 채널의 길이의 일부에 걸쳐 배출 스테이지의 임펠러(4^II)의 반경보다 작다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 벌류트형 펌프 케이싱은 입구 덕트를 포함하며, 배출 스테이지의 기다란 채널(6.1^II)의 길이의 일부에 걸쳐, 회전축(2a)과 배출 스테이지의 기다란 채널의 내벽(6.1a^II) 사이의 반경방향 거리는 입구 덕트의 직경의 1/2보다 작거나, 입구 덕트의 가장 작은 직경의 1/2보다 작다. 배출 스테이지의 기다란 채널(6.1^II)의 내벽(6.1a^II)은 도 6에 도시된 바와 같이 직선일 필요는 없고, 실제로, 축방향 단면에서 원, 타원형 또는 구부러진 형상과 같은 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다.

본 발명은 또한, 회전축(2a) 주위로 임펠러를 회전시키기 위한 샤프트(2)에 장착되는 하나 이상의 임펠러(4), 및 상술한 하나 이상의 실시예 및 변경 실시예에 따른 벌류트형 펌프 케이싱(1)(도면부호에 대해서 도 2, 도 2a, 도 4, 및 도 6을 참조할 것)이 구비되는 원심 펌프를 포함한다. 본 발명에 따른 원심 펌프는 통상적으로 반경류형 또는 혼류형이다.

바람직한 실시예에서, 원심 펌프는 멀티스테이지 펌프이다. 바람직한 변경 실시예에서, 원심 펌프는, 뒷면붙임 임펠러 배열(4^I, 4^II) 및 배출 스테이지를 포함하는 멀티스테이지 펌프이며, 배출 스테이지의 기다란 채널(6.1^II)은 멀티스테이지 펌프의 중심 부시(2b)와 크로스오버(9.1, 9.2) 사이를 통과한다(도면부호에 대해서 도 6을 참조할 것).

종래기술에 비하여, 본 발명에 따른 벌류트형 펌프 케이싱과 원심 펌프는 반경방향에서 더욱 컴팩트한 해결책을 제공하고, 멀티스테이지 펌프에 적용되었을 때에는 더욱 경제적인 재료 용도를 제공할 수 있다는 이점을 가진다.

1: 벌류트형 펌프 케이싱
4: 임펠러
5.1, 5.2: 벌류트
6.1, 6.2: 채널
10: 원심 펌프

Claims

원심 펌프를 위한 벌류트형(volute shaped) 펌프 케이싱(1)에 있어서,
회전축(2a) 주위로 임펠러(4)를 회전시키기 위한 샤프트(2)에 장착된 하나 이상의 상기 임펠러(4)를 수용하기 위한 챔버,
제1 벌류트(5.1) 및 제2 벌류트(5.2)로 분할되는 흐름 채널을 형성하고 있는 벌류트형 챔버, 및
각각 상기 제1 벌류트와 상기 제2 벌류트에 연결된 제1 채널(6.1) 및 제2 채널(6.2)을 포함하며,
상기 제1 채널(6.1)은 기다란 채널이라고 지칭되고, 상기 제2 채널(6.2)은 짧은 채널이라고 지칭되며,
상기 제1 채널(6.1) 또는 기다란 채널은 상기 제2 채널(6.2) 또는 짧은 채널에 대해 및/또는 상기 제2 벌류트(5.2)에 대해 축방향으로 이동되어 있는,
벌류트형 펌프 케이싱.
제1항에 있어서,
상기 기다란 채널(6.1)의 마지막 부분은 상기 짧은 채널(6.2) 측면에 또는 상기 짧은 채널과 나란히 축방향으로 배치되어 있는, 벌류트형 펌프 케이싱.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 벌류트(5.1) 및 상기 제2 벌류트(5.2)는 각각 단일 채널(6.1, 6.2)에 연결되어 있는, 벌류트형 펌프 케이싱.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 채널(6.1, 6.2)은, 이중 배출부를 각각 형성하는 마지막 부분을 가지고 있는, 벌류트형 펌프 케이싱.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 채널(6.1) 또는 기다란 채널은, 내벽(6.1a)이라고 지칭되며 상기 회전축에 더 가까운 벽을 가지고 있고,
상기 회전축(2a)과 상기 내벽(6.1a) 사이의 반경방향 거리는 상기 기다란 채널(6.1)의 길이의 적어도 일부에 걸쳐 감소되어 있는,
벌류트형 펌프 케이싱.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 채널(6.1) 또는 기다란 채널은, 상기 내벽(6.1a)이라고 지칭되며 상기 회전축에 더 가까운 벽을 가지고 있고,
상기 회전축(2a)과 상기 기다란 채널(6.1)의 상기 내벽(6.1a) 사이의 반경방향 거리는 상기 기다란 채널의 길이의 일부에 걸쳐 상기 임펠러(4)의 반경보다 작은,
벌류트형 펌프 케이싱.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
입구 덕트를 포함하며,
상기 제1 채널(6.1) 또는 기다란 채널은, 이하에서 상기 내벽(6.1a)이라고 지칭되며 상기 회전축에 더 가까운 벽을 가지고 있고,
상기 기다란 채널의 길이의 일부에 걸쳐, 상기 회전축(2a)과 상기 기다란 채널(6.1)의 상기 내벽(6.1a) 사이의 반경방향 거리는 상기 입구 덕트의 직경의 1/2보다 작거나, 특히 상기 입구 덕트의 가장 작은 직경의 1/2보다 작은,
벌류트형 펌프 케이싱.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기다란 채널(6.1) 및/또는 상기 짧은 채널(6.2)은 각각의 길이의 대부분에 걸쳐 일정한 단면을 가지거나, 각각의 길이의 대부분에 걸쳐 넓어지는 단면을 가지고 있는, 벌류트형 펌프 케이싱.
회전축(2a) 주위로 임펠러(4)를 회전시키기 위한 샤프트(2)에 장착된 하나 이상의 상기 임펠러(4), 및
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 벌류트형 펌프 케이싱(1)
을 포함하는, 원심 펌프(10).
제9항에 있어서,
상기 원심 펌프는 반경류형 또는 혼류형인, 원심 펌프(10).
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 원심 펌프는 멀티스테이지 펌프인, 원심 펌프(10).
제11항에 있어서,
상기 원심 펌프는, 뒷면붙임(back-to-back) 임펠러 배열(4^I, 4^II) 및 배출 스테이지를 포함하는 상기 멀티스테이지 펌프이며,
상기 배출 스테이지의 기다란 채널(6.1^II)은 상기 멀티스테이지 펌프의 중심 부시(2b)와 크로스오버(9.1, 9.2) 사이를 통과하는,
원심 펌프(10).