펌프의 종류 및 특성 2

지난번에 펌프의 종류 및 특성에 대해 이야기했는데 이어서 살펴보도록 하겠습니다. 

터보 PUMP의 종류에는 원심펌프, 사류 펌프. 축류 펌프가 있었고, 용적 펌프에는 왕복 펌프, 회전 펌프가 있습니다. 왕복 펌프까진 아래의 글을 참고하시고 오늘은 회전 펌프부터 이야기를 하겠습니다. 

 

펌프의 종류 및 특성

1. 회전 펌프(Rotary Pump)

 

1~3개의 회전자(Rotor)의 회전 운동에 의하여 밸브 없이 유체를 이송하는 펌프로, 점도가 큰 용액이나 선박용 윤활유 및 연료 이송 및 유압기계에 널리 사용됩니다. 회전 펌프는 소유량, 고압의 양정을 요구하는 경우에 적합하고, 연속적으로 유체를 운송하므로 왕복 펌프에서와 같이 송출량이 맥동하는 일은 거의 없다. 또한 구조가 간단하고 취급이 용이하며, 전동기로 역동작 시킬 수도 있다. 그리고, 유체에 공급되는 에너지가 거의 정압력이기 때문에 비교적 점도가 높은 유체에 대해서도 성능이 좋습니다. 회전 펌프를 세부적으로 나누면 다음의 펌프로 구분할 수 있습니다. 

1) 기어 펌프(Gear Pump) : 펌프의 케이싱 안에서 서로 맞물려서 회전하는 기어의 이 사이에 흡입된 유체가 기어의 회전과 함께 운송되어 송출된다. 기어 펌프는 소형, 경량으로 값이 싸고 오염된 기름, 과부하 등에 잘 견디기 때문에 건설기계, 하역 기계, 또는 산업용, 차량용 등의 유압 구동에 주로 사용된다. 기어의 기계적 특성상 소음이 심한 것이 단점이다.

2) 베인 펌프(Vane Pump) : 베인 펌프는 게이싱과 그 속에 편심 되게 장치된 임펠러로 구성되고, 임펠러에는 반지름 방향으로 여러 가닥의 홈을 파고 그 속에서 자유롭게 움직이는 직사각형의 가동 날개가 끼워져 있습니다. 임펠러의 회전에 따라 베인은 원심력에 의해 케이싱에 밀착되어 회전하며, 이때 초승달 형의 공간에서 액체를 흡입하여 반대쪽으로 송출한다. 베인 수는 보통 10~12개이며, 가솔린 주유소 등에서 주로 사용됩니다. 

3) 나사 펌프(Screw Pump) : 나사 모양의 회전자가 케이싱 속에서 회전하면서 케이싱과 나사 사이에 갇힌 유체를 축방향으로 이송합니다. 나사 봉의 수는 1~3개로 구성되며, 나사 봉 상호간, 나사와 외벽 간에 금속적인 접촉이 없어 수명이 길다. 그리고 양 축이 좌우 나사이므로 수압이 평형이 되어 추력이 생기지 않고, 왕복 부분이 없으므로 소음과 진동이 적습니다. 또한 자급 작용이 있어 펌프에 액을 채울 필요가 없고, 체적 효율이 비교적 높아 윤활유 펌프, 연료유 수송용, 유압펌프, 우유, 당밀과 같은 점액용으로 적합하다.


2. 특수 펌프(Special Pump)

펌프의 구조와 원리가 터보 펌프와 용적 펌프의 어느 쪽에도 속하지 않는 것으로 대략 다음과 같이 분류합니다. 

1) 마찰 펌프(Friction Pump)

재생 펌프, 와류 펌프, 웨스코 펌프라고도 하며, 다수의 홈을 갖는 임펠러를 회전시키면 케이싱 내에 연속적인 와류가 발생하고, 이 때의 난류 마찰에 의하여 임펠러와 케이싱 사이에 있는 유체는 임펠러 홈에 딸려 송출 구까지 이송된다. 가정의 우물용 펌프로 널리 사용된다. 마찰 펌프는 원심 펌프와 회전 펌프의 중간적 구조를 가지고 있으며, 원심 펌프에 비하면 고양정을 얻을 수 있다. 반면, 유로 내에서 유체의 난류가 심하고 로터의 홈이나 벽 사이의 틈에 충격 마찰이 생기기 때문에 효율은 떨어진다.

2) 분사 펌프(Jet Pump)

분류 펌프라고도 하며, 고압의 구동 유체를 노즐로부터 목을 향하여 고속으로 분출시키면 노즐 출구의 압력이 내려가 진공상태가 되는데, 이것을 이용하여 아래쪽 관으로부터 보조 유체를 빨아올려 목을 통과한다. 목을통과한 혼합 유체는 디퓨저로 들어가 잉여 운동에너지가 압력 에너지로 회수되면서 송출된다. 분사 펌프는 전동기를 필요로 하지 않으며, 액체 분사로 액체를 수송하는 물분사 펌프, 액체 분사로 기체를 수송하는 공기 펌프, 증기 분사로 액체를 수송하는 증기 인젝터 등이 있다.

3) 기포(압축) 펌프(Air Lift Pump)

물속에 넣은 양수관 하래에 압축공기를 불어넣으면 부력의 원리에 의해 관안에서 기포와 함께 물이 상승하는 부력의 성질을 이용한 펌프이다. 기포 펌프는 구조가 간단하고 수리의 염려기 적으며, 수중에 이물질이 포함되어 있어도 상관이 없기 때문에, 오주 이송용이나 어류 양식장에서 물 순환용으로 주로 사용된다.

4) 수격 펌프 (Hydraulic Ram Pump; 수압 펌프)

관로 속의 수류를 급격히 막으면, 수격작용이 일어나면서 운동 에너지가 압력 에너지로 바뀌기 때문에, 2차 역류방지 밸브가 열려서 물이 공기실로 들어와 배출관 위로 나간다. 입구와 수관의 압력이 떨어지면 1차 역류방지 밸브가 다시 열린 뒤 압축공기가 역류방지 밸브를 공기실 쪽으로 닫음으로써 한 주기 운동이 끝나고, 이 과정이 되풀이된다. 그 결과 입구관에 흐르는 물의 약 15%를 낙차의 5배까지 끌어올릴 수 있다.

5) 수봉식 진공 펌프(Water Ring Vacuum Pump)

실린더에 편심하여 회전하는 임펠러를 따라 수막 링이 생기고, 편심 차이에서 오는 초승달 모양의 공간 용적이 회전 위치에 따라 변화하는 것을 이용하여 측벽 또는 임펠러 내벽의 흡배기 구를 통해 이송된다. 구조가 간단하고 밀봉에 있어서 물 봉입 방식을 사용하기 때문에 내식성이 강하며, 수영이 길다.

6) 점성 펌프(Viscosity Pump)

점도가 높은 유체의 점성에 의한 층류 마찰을 이용한 펌프이다. 점성 유체가 채워진 케이싱 내부의 축이 회전함에 따라 유체는 점성으로 인해 운동하게되고, 점차 회전 방향으로 밀려서 면적이 좁은 부분으로 운송된다. 이 방법은 유량은 적으나, 구조가 간단하고 양정이 비교적 높아 윤활유 펌프 등에 이용되고 있다. 종류로는 원통형 점성 펌프, 나사형 점성 펌프, 나선형 점성 펌프 등이 있습니다.

이상 펌프의 종류 및 특성에 대해 살펴봤습니다.