KR1020230048279A 审中 以不同转速旋转且具有相同轴心的两个轴流式涡轮泵
기 술 분 야 [0001]본 발명은 터빈 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유체를 펌핑(pumping)하는 터빈을 저속으로 흡입하면서 고속으로 토출하도록 2속 회전되는 2축 터빈을 제공하여 펌프의 유량을 증대시키면서 안정적인 펌핑이 이루어지게 하는 서로 다른 회전속도로 회전되고 동일 축 중심을 갖는 이축 터빈 펌프에 관한 것이다. 배 경 기 술 [0002]일반적으로 (터빈)펌프는 물과 같은 유체를 회전력을 이용하여 원하는 곳으로 토출시키는 것으로, 터빈과 같은 회전 날개에 의해서 유체를 흡입하고 토출하게 된다. [0003]이러한 터빈 펌프는 단순히 물과 같은 유체를 이송하는 과정 중에서 먼 거리로 보내는 토출 능력뿐만 아니라, 펌프 측으로 유체를 흡입하는 흡입력도 필요하게 된다. [0004]반면 펌프의 작동에 있어서 흡입 측으로는 공기의 발생이나 유입되는 유입량의 변화 등에 의하여 흡입되는 상황이 변화하게 되므로, 일정한 흡입이 있어야 유체를 일정하게 펌핑할 수 있게 되는 것이다. [0005]또한 토출되는 측에 대해서도 단일 사용시에는 커다란 문제점이 없지만, 단일 펌프에 운영되는 사용처가 다수로 나누어지는 경우에는 다수 사용처별로 사용 시기가 서로 다르기 때문에 결국 토출되는 압력차이가 발생하게 되는 것이다. [0006]이처럼 흡입측의 상황이나 토출 측의 사용 상황에 변화함에 따라서 펌핑되는 펌프의 상황도 변화하게 될 수 있으며, 이러한 상황변화에 의하여 펌프의 누적 피로도가 증가함에 의하여 펌프의 고장 원인이 될 수도 있고 펌프의 성능 저하가 발생할 수도 있을 것이다. [0007]따라서 상황별로 일정 유량을 공급할 수 있도록 성능이 향상된 터빈 펌프의 제공이 절실히 요구된다. 선행기술문헌 [0008]공개특허번호 제10-1995-0029591호(1995년 11월 22일 공개)등록특허번호 제10-0152795호(1998년 06월 30일 등록)등록특허번호 제10-1968176호(2019년 04월 11일 공고)등록특허번호 제10-0540220호(2006년 01월 11일 공고) 해결하려는 과제 [0009]상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 2개의 회전축을 통해서 서로 다른 회전수로 터빈을 회전시킴으로써 펌프의 유량을 증대시키고 양정 능력을 향상시키는 목적이 있다. [0010]본 발명의 다른 목적은, 2개의 터빈을 통해서 흡입측 터빈으로 흡입펌핑을 안정적으로 유지하여 유체에 대한 펌핑작동이 안정적으로 이루어지게 한다. [0011]본 발명의 또 다른 목적은, 2개의 터빈 중에서 토출터빈에 의한 펌핑작동을 통해서 사용처의 유체 사용량의 변화가 있더라도 안정적인 유체 공급이 이루어지게 하는 것이다. 과제의 해결 수단 [0012]상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 서로 다른 회전속도로 회전되고 동일 축 중심을 갖는 이 축 터빈 펌프는, 선단 터빈부의 회전축인 중심 선단 회전축; 상기 중심 선단 회전축과 동일 축 중심을 갖는 위성 토출 회전축; 상기 중심 선단 회전축에 결합되어 유체를 흡입하는 선단 터빈부; 상기 위성 토출 회전축에 결합되어 선단 터빈부로부터 펌핑된 유체를 다시 고속으로 회전하면서 펌핑하는 토출 터빈부; 상기 선단 터빈부 측으로 유체가 유입되는 흡입실; 및 상기 토출 터빈부에 의해 펌핑된 유체가 토출되는 토출구를 포함하여, 상기 흡입실, 토출구, 선단 터빈부 및 토출 터빈부를 포함하는 펌핑 그룹을 통해서, 터빈에 의하여 흡입실로 유입된 유체를 터빈들에 의해 토출구로 토출되는 것을 특징으로 한다. [0013]또한, 상기 펌핑 그룹은, 선단 터빈부가 위치되어 유체에 대한 펌핑을 이루는 선단 펌핑실; 토출 터빈부가 위치되어 유체에 대한 펌핑을 이루는 토출 펌핑실; 상기 흡입실의 유체가 선단 펌핑실로 흐르는 경로인 유입 경로; 및 상기 선단 펌핑실의 유체가 토출 펌핑실로 흐르는 경로인 전이 경로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. [0014]또한, 상기 펌핑 그룹의 터빈으로 회전력을 전달하기 안정 회전 그룹을 포함하고, 상기 안정 회전 그룹은, 선단 터빈부의 회전축으로써 선단회전동력부에 의해 회전되는 중심 선단 회전축; 토출회전동력부에 의해 회전되는 위성 토출 회전축; 상기 위성 토출 회전축 일측에서 외향으로 연장되는 원판형태의 링기어설치부에 결합되어 토출회전동력부의 회전력을 위성 토출 회전축으로 전달하는 토출 링기어; 링기어설치부에서 연장되어 원통형상을 이루는 연장부와 패킹 케이스부 사이에 설치되는 토출 동력 베어링; 및 위성 토출 회전축과 패킹 케이스부 사이에 설치되는 토출 회전축 베어링을 포함하는 것을 특징으로 한다. [0015]또한, 상기 중심 선단 회전축 및 위성 토출 회전축으로 회전 동력을 전달하기 위한 동력축; 상기 동력축의 회전력을 위성 토출 회전축 측으로 전달하기 위해 토출 링기어와 기어결합되는 고속 동력기어; 중심 선단 회전축에 동축으로 결합되고 일측 원통형의 내면에 저속 내치기어가 형성된 저속 유성기어부; 상기 동력축의 회전력을 중심 선단 회전축 측으로 전달하기 위한 저속 동력기어; 상기 저속 동력기어와 기어결합되는 저속 입력기어; 상기 저속 입력기어와 동축을 이루는 저속 입력축; 및 상기 저속 입력축 끝단에 형성되어 저속 유성기어부의 원통형 내부에 위치되어 저속 내치기어와 기어결합되는 저속 축기어를 포함하는 것을 특징으로 한다. [0016]또한, 상기 펌핑 그룹에 의해 펌핑되는 유체가 기밀되게 하는 하나 이상의 패킹을 포함하는 패킹 그룹을 포함하고, 상기 패킹 그룹은, 일측이 펌핑케이스부의 토출 펌핑실과 접하는 패킹 케이스부와 위성 토출 회전축 사이에 위치되어 유체에 대한 기밀을 이루는 펌핑 감압 패킹; 위성 토출 회전축이 지나는 패킹 케이스부 타측에 위치되어 메카니컬 씰 설치부로 고정되면서 기밀을 이루는 변속 메카니컬 씰; 중심 선단 회전축 및 위성 토출 회전축으로 동력을 전달하는 동력부가 위치되는 동력 케이스부와 위성 토출 회전축 사이에 위치되어 그랜드 패킹 설치부로 고정되면서 기밀을 이루는 변속 그랜드 패킹; 펌핑케이스부에 위치되는 중심 선단 회전축에 대한 기밀을 이루는 흡입 선단 패킹; 및 동력 케이스부에 위치되는 중심 선단 회전축에 대한 기밀을 이루는 동력 파트 패킹을 포함하는 것을 특징으로 한다. 발명의 효과 [0017]상기와 같이 구성되는 본 발명은 2개의 회전축을 통해서 서로 다른 회전수로 터빈을 회전시킴으로써 펌프의 유량을 증대시키고 양정 능력을 향상시키는 효과가 있다. [0018]또한, 2개의 터빈을 통해서 흡입측 터빈으로 흡입펌핑을 안정적으로 유지하여 유체에 대한 펌핑작동이 안정적으로 이루어지게 하는 효과도 있다. [0019]또한 2개의 터빈 중에서 토출터빈에 의한 펌핑작동을 통해서 사용처의 유체 사용량의 변화가 있더라도 안정적인 유체 공급이 이루어지는 장점이 있다. 도면의 간단한 설명 [0020]도 1은 본 발명에 따른 터빈 펌프에 대한 사시도이다. 도 2는 본 발명에 따른 터빈 펌프의 단면 블럭 예시도이다. 도 3은 본 발명에 따른 터빈 펌프에 있어서 회전력을 전달하는 안정 회전 그룹에 대한 블럭 예시도이다. 도 4는 본 발명에 따른 터빈 펌프에 있어서 유체를 펌핑하기 위한 터빈을 포함하는 펌핑 그룹에 대한 블럭 예시도이다. 도 5는 본 발명에 따른 터빈 펌프에 있어서 유체를 펌핑함에 있어서 유체에 대한 기밀을 위한 패킹부재들을 포함하는 패킹 그룹에 대한 블럭 예시도이다. 도 6은 본 발명에 따른 터빈 펌프에 있어서 동일 동력축으로 입력되는 회전력을 변속 부재들에 의하여 고속축과 저속축으로 각각 회전수를 달리하여 동력전달하는 구성예시도이다. 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 [0021]본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다. [0022]제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. [0023]상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. [0024]어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. [0025]반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. [0026]본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. [0027]본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. [0028]다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. [0029]일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. [0030]이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. [0031]도 1은 본 발명에 따른 터빈 펌프에 대한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 터빈 펌프의 단면 블럭 예시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 터빈 펌프에 있어서 회전력을 전달하는 안정 회전 그룹에 대한 블럭 예시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 터빈 펌프에 있어서 유체를 펌핑하기 위한 터빈을 포함하는 펌핑 그룹에 대한 블럭 예시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 터빈 펌프에 있어서 유체를 펌핑함에 있어서 유체에 대한 기밀을 위한 패킹부재들을 포함하는 패킹 그룹에 대한 블럭 예시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 터빈 펌프에 있어서 동일 동력축으로 입력되는 회전력을 변속 부재들에 의하여 고속축과 저속축으로 각각 회전수를 달리하여 동력전달하는 구성예시도이다. [0032]본 발명에 따른 서로 다른 회전속도로 회전되고 동일 축 중심을 갖는 이축 터빈 펌프(10, turbine pump)는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 터빈 펌프(10)의 외부를 감싸는 몸체로써 유체에 대한 펌핑을 하는 터빈이 포함되는 펌핑케이스부(11, pumping case), 터빈을 회전시키기 위한 동력원인 선단회전동력부(50), 토출회전동력부(60) 등이 설치되는 동력 케이스부(13, power support case), 그리고 이들 사이에 위치되어 펌핑되는 유체가 누수되지 않게 기밀을 이르게 하는 패킹부재들이 설치되는 패킹 케이스부(12, packing case) 등이 마련된다. [0033]이러한 펌핑케이스부(11)에 설치되는 터빈에 의하여 흡입실(23)로 흡입된 유체가 펌핑작동에 의해서 토출구(24)로 토출되는 펌핑 작동을 이루게 된다. [0034]특히 본 발명에 따른 터빈 펌프(10)는 고속회전축과 저속회전축 등 2개의 회전축이 동일 축 중심을 이루면서 각각의 별도의 터빈을 회전시키는 것으로, 결국 2개의 터빈에 의한 펌핑으로 인해, 유체의 흡입력 및 토출력이 향상되어 소형이지만 펌핑 능력이 향상되는 것입니다. [0035]이러한 터빈 펌프(10)에 대한 각 세부구성들에 대한 상세설명을 하기로 한다. [0036]즉 도 4에서와 같이, 본 발명에서의 터빈 펌프(10)는, 선단 터빈부(21)의 회전축인 중심 선단 회전축(41)이 구비되고, 상기 중심 선단 회전축(41)에 결합되어 유체를 흡입하는 선단 터빈부(21)가 구비되는 것이다. [0037]상기 선단 터빈부(21) 측으로 유체가 유입되는 흡입실(23)이 마련되는 것으로, 이처럼 중앙 축을 이루는 중심 선단 회전축(41)에 의해 선단 터빈부(21)가 회전되는 것이다. 이로써 선단 터빈부(21)의 회전에 의해서 흡입실(23)을 통해 유체, 즉 물이 흡입되면서 유입 경로(25)를 통해 선단 터빈부(21)가 위치한 선단 펌핑실(211)에서의 터빈인 선단 터빈부(21)에 의해 흡입 펌핑되는 것이다. [0038]다음으로 상기 중심 선단 회전축(41)과 동일 축 중심을 갖는 위성 토출 회전축(42)을 구비하는 것이다. [0039]이에 상기 위성 토출 회전축(42)에 결합되어 선단 터빈부(21)로부터 펌핑된 유체를 다시 고속으로 회전하면서 펌핑하는 토출 터빈부(22)가 마련되며, 상기 토출 터빈부(22)에 의해 펌핑된 유체가 토출되는 토출구(24)가 구비된다. [0040]그리하여 앞서 선단 터빈부(21)에 의해 흡입된 유체는 토출 터빈부(22)에 의해 펌핑되어 토출구(24)로 흐르게 된다. [0041]즉 상기 흡입실(23), 토출구(24), 선단 터빈부(21) 및 토출 터빈부(22)를 포함하는 펌핑 그룹(20, pumping group)을 통해서, 터빈에 의하여 흡입실(23)로 유입된 유체를 터빈들에 의해 토출구(24)로 토출되는 것이다. [0042]이와 같이 본 발명에 따른 터빈 펌프(10)에 의하면 선단 터빈부(21) 및 토출 터빈부(22) 등 2개의 터빈에 의한 펌핑으로 인해 전체적으로 펌프의 크기를 크게하지 않아도 2중 펌핑에 의한 양정 능력이 향상되는 것이다. [0043]이에 상기 펌핑 그룹(20)은, 도 4에서와 같이, 앞서 설명한 바와 같이 유체가 흡입되는 흡입실(23), 상기 흡입실(23)의 유체가 선단 펌핑실(211)로 흐르는 경로인 유입 경로(25), 그리고 선단 터빈부(21)가 위치되어 유체에 대한 펌핑을 이루는 선단 펌핑실(211) 등과 같이 흡입라인의 부재들이 마련된다. [0044]이에 더하여 상기 선단 펌핑실(211)의 유체가 토출 펌핑실(221)로 흐르는 경로인 전이 경로(26)를 통하여 양측 터빈들 사이에 유체가 흐르게 하며, 또한 전이 경로(26)를 통해 유체가 흘러 위치되는 터빈 공간으로써, 토출 터빈부(22)가 위치되어 유체에 대한 펌핑을 이루는 토출 펌핑실(221)이 마련된다. 그리고 토출구(24)를 통해 유체가 외부로 토출된다. [0045]이에 필요에 따라서 터빈들 중에서 양측 터빈이 선단 터빈부(21)와 토출 터빈부(22)의 크기가 같게 구비할 수 있으며, 이처럼 양측 터빈의 크기를 갖게 마련하는 경우에는 그만큼 유체의 양정 능력을 증가시키는 것이다. [0046]또한 양측 터빈 중에서 토출 터빈부(22)보다 선단 터빈부(21)의 크기를 작게 형성하는 경우에는 비록 주 펌핑작용은 토출 터빈부(22)에 의해서 이루질 수 있으며, 선단 터빈부(21)에 의해 흡입되는 유체의 흡입력을 일정하게 유지함으로써 단일의 터빈에 의한 펌핑에서보다 안정적인 펌핑이 이루어지면서 그만큼 펌프의 피로도를 낮추어 내구성이 향상되는 터빈 펌프를 제공할 수 있을 것이다. [0047]다음으로 도 3에서와 같이 이러한 상기 펌핑 그룹(20)의 터빈들, 즉 선단 터빈부(21)와 토출 터빈부(22) 등으로 회전력을 전달하기 안정 회전 그룹(40, power support group)을 포함하는 것이다. [0048]즉 상기 안정 회전 그룹(40)은, 각각의 터빈들을 회전시키는 동력전달 수단이면서 각각의 터빈들의 회전 중심 축을 이르는 것으로, 선단 터빈부(21)의 회전축으로써 선단회전동력부(50)에 의해 회전되는 중심 선단 회전축(41)과, 그리고 토출회전동력부(60)에 의해 회전되는 위성 토출 회전축(42)을 구비하는 것이다. [0049]이에 부가하여 각 회전축들의 구성관계에 대해서 보면, 도 1, 도 3의 예에서처럼 각 회전축들이 결합되는 터빈 결합 부분에서는 터빈과 결합되는 곳까지 회전축이 연장되도록 마련할 수도 있고, 반면 고속이면서 큰 양정 능력을 요구하는 터빈 펌프로 마련될 경우에는 도 4, 도 5 등에서와 같이 터빈과 결합되는 부분이 해당 영역의 케이스 몸체를 관통하여 몸체에 결합되도록 구비할 수도 있을 것이다. [0050]이처럼 몸체에 대해 각 회전축이 회전가능하게 결합되는 기술은 이미 알려진 회전축 결합 기술이 응용되어 적용될 수도 있으며 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. [0051]그리고 각 회전축들의 타측에 결합되는 각 구동원으로써 선단회전동력부(50) 및 토출회전동력부(60) 등은 대체로 모터 회전 동력으로 마련될 수도 있으며, 필요한 경우 소형 엔진 등과 같은 엔진이 이용되어 적용될 수도 있을 것이다. [0052]물론 하나의 모터나 엔진에 의해 양측 중심 선단 회전축(41)과 위성 토출 회전축(42) 등과 각각 변속되어 회전력을 전달할 수 있도록 결합될 수도 있는 것으로, 이처럼 각 회전축에 회전력을 전달하기 위한 동력원 및 변속 기술 구성은 이마 알려진 동력원 및 변속기술 및 이에 대한 응용기술들이 적용될 수도 있는 것이며 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. [0053]다음으로 이러한 회전 축 중에서 중심 선단 회전축(41)의 외측에 위치되는 상기 위성 토출 회전축(42) 일측에서 외향으로 연장되는 원판형태의 링기어설치부(431)가 마련된다. 대체로 이러한 링기어설치부(431)는 본 발명의 바람직한 일 실시예로써 도 3에서의 예에서 보면, 대체로 원통 형상을 이루는 것이며, 위성 토출 회전축(42)에 결합되는 부분은 원판형태를 이루게 된다. [0054]이러한 링기어설치부(431)에 결합되어 토출회전동력부(60)의 회전력을 위성 토출 회전축(42)으로 전달하는 토출 링기어(43)를 구비하는 것이다. 이에 토출회전동력부(60)의 회전력이 토출 링기어(43)를 통해서 위성 토출 회전축(42)을 회전시킴으로써, 이와 연동되는 토출 터빈부(22)가 회전되어 유체를 토출구(24)로 토출시키는 것이다. [0055]그리고 위성 토출 회전축(42)에 결합되는 부분이 원판 형태를 이루는 링기어설치부(431)에서 연장되어 원통형상을 이루는 연장부와 패킹 케이스부(12) 사이에 설치되는 토출 동력 베어링(44)을 구비하는 것이다. [0056]따라서 패킹 케이스부(12)에 대해서 토출 동력 베어링(44)에 의하여 원통형태를 이루는 링기어설치부(431)가 자유롭게 회전가능하게 설치되는 것이다. [0057]아울러 위성 토출 회전축(42)과 패킹 케이스부(12) 사이에 설치되는 토출 회전축 베어링(45)을 포함하는 것이다. 따라서 위성 토출 회전축(42)이 안정적으로 회전된다. [0058]이와 같이 마련되는 본 발명에 따른 이 축 터빈펌프에 대해서, 유체가 유입됨에 먼저 접하는 선단의 선단 터빈부(21)를 회전시키는 회전축인 중심 선단 회전축(41), 그리고 이어서 유체가 접하는 토출 터빈부(22)를 회전시키는 회전축인 위성 토출 회전축(42) 등이 각각 별도의 동력원(예 모터 등)에 의하여 개별로 회전될 수도 있을 것이다. [0059]나아가 중심 선단 회전축(41)과 위성 토출 회전축(42) 등이 동일 동력원에 의하여 회전되면서, 각각 전달되는 변속 구성에 의하여 서로 다른 회전수로 회전되도록 구비될 수도 있을 것이다. [0060]이에 도 6의 예에서와 같이 하나의 동일 동력원(미도시됨)에 의하여 회전되는 단일의 동력축(71)을 구비하면서, 이러한 동력축(71)에 개별로 결합되는 기어들 및 변속 구성들에 의하여 중심 회전축인 중심 선단 회전축(41)은 저속으로 회전되고, 반면 중심 선단 회전축(41) 주위로 위치되어 회전되는 위성 토출 회전축(42)은 고속으로 회전되도록 마련할 수도 있을 것이다. [0061]이에 대한 상세한 구성에 대해 설명하면 다음과 같다. [0062]즉 도 6의 예에서와 같이 상기 중심 선단 회전축(41) 및 위성 토출 회전축(42)으로 회전 동력을 전달하기 위한 동력축(71)을 구비한 것으로, 이러한 동력축(71)은 하나의 동력원(미도시됨, 모터 또는 엔진 등)에 의해 회전되는 것이다. 이에 이러한 동력축은 예를 들어 2,750rpm의 회전수로 회전되도록 실시될 수 있다. [0063]다음으로 상기 동력축(71)의 회전력을 위성 토출 회전축(42) 측으로 전달하기 위해 토출 링기어(43)와 기어결합되는 고속 동력기어(712)을 구비한다. [0064]또한 상기 동력축(71)의 회전력을 중심 선단 회전축(41) 측으로 전달하기 위한 저속 동력기어(711)을 구비한다. 즉 하나의 동력축(71)에 대해서, 일측으로는 저속회전을 위한 저속 동력기어(711)가 결합되고, 타측으로는 고속회전을 위한 고속 동력기어(712)를 구비한 것이다. [0065]이에 고속 동력기어(712)는 위성 토출 회전축(42)에 구비된 토출 링기어(43)와 기어결합되는 것이다. 앞선 예시에서 동력축(71)이 2,750rpm의 회전수로 회전되는 경우, 고속 동력기어(712)와 토출 링기어(43)와의 기어결합이 각각의 축의 회전속도가 동일하게 구비되는 경우에는, 결국 토출 링기어(43)와 동축을 이루는 위성 토출 회전축(42)도 2,750rpm의 회전수로 회전되게 된다. [0066]다음으로 이러한 중심 선단 회전축(41)에 동축으로 결합되고 일측 원통형의 내면에 저속 내치기어(741)가 형성된 저속 유성기어부(742)가 구비된다. [0067]그리고 상기 저속 동력기어(711)와 기어결합되는 저속 입력기어(731)가 구비되고, 상기 저속 입력기어(731)와 동축을 이루는 저속 입력축(73)이 구비된다. [0068]이에 상기 저속 입력축(73) 끝단에 형성되어 저속 유성기어부(742)의 원통형 내부에 위치되어 저속 내치기어(741)와 기어결합되는 저속 축기어(732)를 포함하는 것이다. 이로써 동력축(71)의 회전력이 저속 동력기어(711)에 의해 저속 입력기(731) 및 저속 입력축(73)을 회전시키고, 이후 저속 입력축(73)과 동축을 이루는 저속 축기어(732)와 내치기어인 저속 내치기어(741)의 기어 결합에 의하여 유성기어인 저속 유성기어부(742) 및 동축의 중심 선단 회전축(41)이 회전되는 것이다. [0069]이에 동력축(71)에 결합된 저속 동력기어(711)와 저속 입력기어(731)가 서로 1:1 기어비로 될 경우, 동력축(71)이 2,750rpm의 회전수로 회전될 경우, 저속 입력축(73)도 동일하게 2,750rpm의 회전수로 회전된다. [0070]이에 더하여 저속 입력축(73)과 동축을 이루는 저속 축기어(732)의 회전에 대해서, 서로 기어결합된 저속 내치기어(741)와의 기어 결합에 의하여 감속이 이루어지게 마련될 수 있다. [0071]예를 들면 저속 입력축(73)의 저속 축기어(732)와, 이에 기어결합된 저속 내치기어(741)의 저속 유성기어부(742) 사이의 회전수 감속 비율이 1 : 0.6756일 경우에, 저속 입력축(73)이 2,750rpm의 회전수일 경우, 저속 유성기어부(742) 및 동축의 중심 선단 회전축(41) 등은 감속된 1,858rpm의 회전수를 이루게 된다. [0072]따라서 중심 선단 회전축(41)과 동축을 이루는 선단 터빈부(21)는 저속의 1,858rpm으로 회전되고, 반면 위성 토출 회전축(42)과 함께 회전되는 토출 터빈부(22)는 고속의 2,750rpm으로 회전되도록 일 실시예시를 보일 수 있는 것이다. [0073]다음으로 유체를 펌핑하는 본 발명의 터빈 펌프(10)에 대해서, 유체가 외부로 누수되지 않도록 하는 패킹부재를 구비하게 된다. [0074]즉 도 5의 예어서처럼 상기 펌핑 그룹(20)에 의해 펌핑되는 유체가 기밀되게 하는 하나 이상의 패킹을 포함하는 패킹 그룹(30, packing group)을 포함하는 것이다. [0075]이러한 상기 패킹 그룹(30)은, 일측이 펌핑케이스부(11)의 토출 펌핑실(221)과 접하는 패킹 케이스부(12)와 위성 토출 회전축(42) 사이에 위치되어 유체에 대한 기밀을 이루는 펌핑 감압 패킹(31)을 구비하는 것이다. 이러한 펌핑 감압 패킹(31)에 의해서 터빈에 의해 토출 펌핑실(221)에서 고압을 형성하는 유체의 압력이 감압되면서 위성 토출 회전축(42) 및 패킹 케이스부(12) 사이로 누출되지 않게 된다. [0076]그리고 위성 토출 회전축(42)이 지나는 패킹 케이스부(12) 타측에 위치되어 메카니컬 씰 설치부(321)로 고정되면서 기밀을 이루는 변속 메카니컬 씰(32)을 구비하는 것이다. 대체로 변속 메카니컬 씰(32)은 고압 유체에 대한 기밀을 유지하기 위한 것으로, 이처럼 메카니컬씰(mechancal seal)은 대체로 50bar 정도의 압력에 대응할 수 있게 설치될 수 있다. [0077]그리고 중심 선단 회전축(41) 및 위성 토출 회전축(42)으로 동력을 전달하는 동력부가 위치되는 동력 케이스부(13)와 위성 토출 회전축(42) 사이에 위치되어 그랜드 패킹 설치부(331)로 고정되면서 기밀을 이루는 변속 그랜드 패킹(33)을 구비하는 것이다. 이러한 변속 그랜드 패킹(33)은 외부에서 내부로 물 등의 유입을 차단하는 것으로, 이처럼 그랜드패킹(gland packing)은 대체로 10bar 정도의 압력에 대응할 수 있게 설치될 수 있으며, 이러한 메카니컬씰, 그랜드패킹 등의 기술은 이미 알려진 씰, 패킹 등의 기술을 적용하여 운영할 수 있는 것이며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. [0078]그리고 펌핑케이스부(11)에 위치되는 중심 선단 회전축(41)에 대한 기밀을 이루는 흡입 선단 패킹(34)을 구비하는 것으로, 흡입실(23)로만 흡입하고자 하는 유체만 유입되게 하고 기타 주변 공기 등은 기밀로 차단하게 된다. [0079]또한 동력 케이스부(13)에 위치되는 중심 선단 회전축(41)에 대한 기밀을 이루는 동력 파트 패킹(35)을 포함하는 것이다. 그리하여 동력부재들이 위치한 부분으로의 외부 이물질의 침투를 차단하게 된다. [0080]이상에서와 같이 마련되는 본 발명에 따른 터빈 펌프(10)는 2개의 회전축(중심 선단 회전축(41) 및 위성 토출 회전축(42) 등)을 구비하면서, 각각의 회전축들에 의해 회전되는 터빈인 선단 터빈부(21) 및 토출 터빈부(22) 등에 의해 흡입되는 유체의 양정 능력을 향상시키게 된다. [0081]아울러 이러한 터빈 펌프(10)는 유입되는 유체의 공급량이 변화되거나, 또는 토출되는 유체, 즉 물의 사용처가 다수로 마련되어, 각 상황별로 사용처의 사용시기가 다름에 따른 사용량 변화에 따라 다양하게 구성 및 실시 상황을 마련하여 운영할 수도 있을 것이다. [0082]예를 들면 선단 터빈부(21) 및 토출 터빈부(22) 등의 터빈 크기가 같고 회전 속도로 동일하게 작동할 경우에는 단일의 터빈에 비해서 증가된 만큼 양정 능력이 향상되는 것이다. [0083]다음으로 선단 터빈부(21)가 작은 형태로 되면서 토출 터빈부(22)가 크게 마련되는 경우에는 주 펌핑은 대체로 크기가 큰 토출 터빈부(22)에 의해서 주도적으로 이루어지나 선단 터빈부(21)에 의해서는 일정한 흡입량이 이루어져 결국 토출 터빈부(22) 등의 양정 능력을 높이는데 일조하게 된다. [0084]아울러 선단 터빈부(21)에 비하여 토출 터빈부(22)가 크게 마련되는 경우에는 그만큼 선단 터빈부(21)에 의한 흡입능력은 뛰어나기 때문에 주로 선단 터빈부(21)에 의한 펌핑작용이 이루어지게 될 것이다. 이처럼 선단 터빈부(21)가 크게 마련되는 경우에는 흡입되는 물이 많지 않은 표면 지하수에 대한 펌핑이나 낮은 저수위를 이루는 경우에 대해서의 강한 흡입력으로 펌핑하도록 실시될 수도 있을 것이다. [0085]다음으로 선단 터빈부(21)와 연동되는 중심 선단 회전축(41)을 고속으로 회전시키면서 반면 위성 토출 회전축(42)과 연동되는 토출 터빈부(22)가 저속으로 회전되는 경우에도, 흡입 능력을 향상키시게 되는 것으로, 결국 흡입되는 물의 양이 표면지하수와 같이 일정하지 않거나 또는 낮은 저수위의 탱크 등에 대해서 흡입할 경우에 적용시킬 수 있을 것이다. [0086]또한 물의 공급이 많아야 하는 경우에는 위성 토출 회전축(42)을 고속으로 회전시켜 토출 터빈부(22)에 의한 토출의 펌핑 능력을 증대시킬 수 있을 것이다. [0087]아울러 사용되는 사용처가 다수일 경우, 그 일예로 야외 분수대와 같이 (1) 상시로 물을 흐르게 하는 사용과, (2) 일정 시간에 맞춰서만 분수를 작동시키는 사용 등이 있을 경우, 선단 터빈부(21) 및 토출 터빈부(22) 중 어느 하나는 저속으로 회전시키거나 작은 터빈으로 마련하여 분수대의 물이 상시로 흐르게 하여 물이 썩지않고 청결한 상태를 유지하게 하며, 반면 다른 하나의 터빈은 고속으로 회전시키거나 큰 날개로 형성함으로써 펌핑 유량을 증대시키도록 실시할 수 있을 것이다. [0088]아울러 옥내 비상 소화전으로 이용하는 경우에는 작은 화재의 경우 하나의 터빈만 작동시킬 수 있으며, 아울러 큰 화재로 인해 다수로 화재진압용 호스 및 노즐을 연결하는 경우에는 선단 터빈부(21) 및 토출 터빈부(22)의 회전속도를 고속으로 유지하면서, 각각의 터빈 날개도 크게 마련하여 실시하여, 빠른 화재진압이 이루어질 수 있게 마련할 수도 있을 것이다. [0089]이상에서와 같이 본 발명에 따른 서로 다른 회전속도로 회전되고 동일 축 중심을 갖는 이축 터빈 펌프(10)에 의하여, 다양한 흡입 여건 및 여러 사용환경에 따라 기술구성을 구비할 수 있는 것으로, 펌핑 능력 및 양정 능력과 효율 등을 향상시키는 것이다. [0090]이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 일실시예를 기재한 것이므로, 상기 실시예의 기재에 의하여 본 발명의 기술적 사상이 제한적으로 해석되어서는 아니 된다. 부호의 설명 [0091]10 : 터빈 펌프 20 : 펌핑 그룹 21 : 선단 터빈부 22 : 토출 터빈부 23 : 흡입실 24 : 토출구 30 : 패킹 그룹 32 : 변속 메카니컬 씰 33 : 변속 그랜드 패킹 40 : 안정 회전 그룹 41 : 중심 선단 회전축 42 : 위성 토출 회전축
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