펌프의 종류 및 특성

펌프의 종류 및 특성은 어떤 것들이 있을까요?

1. 펌프(Pump)의 개념

펌프란 전동기나 내연기관 등의 외부 동력에 의한 기계적 에너지로 압력의 차이를 발생시키고, 그 압력 작용에 의해 저압의 용기 속에 있는 유체를 관을 통하여 고압의 용기 속으로 압송하는 기계이다. 이용방식에 따라 액체를 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동시키거나, 저압 상태에 있는 것을 고압으로 높일 수도 있다. 기체의 압력을 대기압 이하로 낮추는 진공펌프처럼 기체를 다루는 경우도 펌프라고 하지만 일반적으로는 액체를 다루는 기계를 말한다. 초기에는 광산에서의 지하수 배수, 선박용으로 고안되어 사용되었으며, 지금은 중대형 건물용, 상하수도용, 농업 관개용, 공업용 수용, 발전소용, 각종 플랜트용은 물론 일반 가정용에 이르기까지 유체가 이용되는 거의 모든 분야에서 펌프가 사용되고 있다. 펌프는 물뿐만 아니라 석유나 각종 약품 또는 펄프, 비스코스, 슬러지 등 특수한 유체의 수송에도 광범위하게 사용되고 있다. 펌프의 성능을 나타내는 요소로는 펌프가 액체를 밀어 올릴 수 있는 높이를 나타내는 양정과 단위 시간에 송출할 수 있는 액체의 부피를 나타내는 유량이 있으며, 이 양정과 유량 및 취급하는 액체의 종류에 따라서 다양하게 분류된다.

2. 작동원리 및 구조에 따른 펌프의 분류

(1) 터보 펌프(Turbo Pump)

흡입관과 배출관을 가진 용기안에서 날개차(임펠러)를회전시켜 액체에 에너지를 부여하는 펌프로, 회전수에 비례하여 압력과 유량이 증가하는 특성을 가지고 있다.

1) 원심 펌프(Centrifugal Pump)

임펠러에서 뿜어내는 유체의 흐름이 주축과 수직을 이룬다. 임펠러의 안지름, 바깥지름, 회전수를 조정하여 요구되는 유량 및 양정을 충족시켜 줄 수 있기 때문에 여러 분야에서 폭넓게 사용되는 펌프이다. 원심 펌프에 대해서는 이후 보다 상세히 다루어진다.

2) 사류 펌프(Mixed Flow Pump)

펌프 몸통 모양은 가운데가 볼록하며 원심펌프와 축류펌프의 중간 형태로유체가 축방향에서 유입되어 축방향과 경사(45°)를 이루어 이송되며, 임펠 레모 양은 원심 펌프에 비해 폭이 넓고 누운 형태이다. 사류 펌프의 임펠러는 원심펌프와 축류펌프의 중간 형태로서 원심펌프와 축류펌프의 특징을 겸비하고 있다.

3) 축류 펌프(Axial Flow Pump)

임펠러를 통과한 유체의 흐름이 주축과 일직선을 이룬다. 축류 펌프의 임펠러는 사류펌프와 형태가 비슷하나, 선풍기의 팬 또는 선박의 프로펠러 모양으로 3~5개의 날개로 되어 있으며 회전축에 방사상으로 붙어있다. 축류 펌프에 있어서 안내 깃은 주축단 베어링을 내장하는 축과 케이싱을 결합하고 지지하는 역할을 한다.

(2) 용적 펌프(Displacement Pump)

왕복부 또는 회전부에 공간을 두어 이 공간 내에 유체가 흡입되었다가 배출되도록 한 펌프로 공간(용적)의 증감 방법에 따라 왕복 펌프와 회전 펌프로 구분된다.

1) 왕복 펌프 (Reciprocation Pump)

피스톤, 플런저, 또는 버킷의 왕복운동으로 실린더 내부를 진공으로 만들어 유체를 흡입한 다음 압력을 가하여 배출한다. 왕복 장치의 모양에 따라 피스톤 펌프와 플런저 펌프로 나뉠 수 있고, 실린더의 개수에 따라 단식 펌프, 2연식 펌프, 3 연식 펌프로, 양수의 작용에 따라 단동 펌프, 복동 펌프, 차동 펌프로 분류된다. 왕복 펌프는 구조상으로 볼 때 저속 운전이 될 수밖에 없고, 같은 유량을 내는 원심펌프와 비교한다면 대형으로 제작이 되어야 하기 때문에 소유량, 고압력에 적합하다.

① 피스톤 펌프 : 일반적인 모양의 피스톤을 사용한 펌프로, 동력을 전달받은 피스톤이 물러나면 실린더 속은 진공이 되어 흡입 밸브가 열려 흡입관으로부터 흡수되고, 피스톤이 밀려들면 송출 밸브가 열리고 유체를 방출하는 불연속적 방법으로 송출이 이루어진다.

② 플런저 펌프 : 피스톤의 모양이 일직선의 봉 모양인 펌프로, 송출 압력이 매우 클 때 피스톤 대신 플런저를 사용한다.

이 외에 용적펌프에 회전 펌프, 세부적으로는 기어펌프, 베인 펌프, 나사 펌프 등이 있는데 이는 다음에 살펴보겠습니다.