펌 프 펌 프
소방환경방재과
소방환경방재과 11 학년학년
펌프의 분류 펌프의 분류
1) 터보형
원심식 : 볼류우트 펌프 , 터어빈 펌프 사류식 : 사류 펌프
축류식 : 축류 펌프 2) 용적형
왕복식 : 피스톤 펌프 , 플런저 펌프 회전식 : 기어펌프 , 베인펌프
3) 특수형
마찰펌프 , 제트펌프 , 기포펌프 , 수격펌프
원심펌프 원심펌프 (Centrifugal Pump) (Centrifugal Pump)
• 원심 펌프는 한 개 또는 여러 개의 임 펠러를 밀폐된 케이싱 내에서 회전시 킴으로써 발생하는 원심력을 이용하 여 액체의 펌프 작용 , 즉 액체의 수 송작용을 하거나 압력을 발생시키는 펌프를 말한다 .
이 펌프에서 중심부의 물이 밖으로 나오면 중심부는 압력이 저하되어 진 공에 가까워지고 흡수관의 물이 대기 의 압력에 의해 임펠러 중심을 향해 흐르게 된다 .
이렇게 하여 물은 연속적으로 펌프 작용을 받아 흡상 , 압상 되는 것이 다 . 보통 원심펌프의 흡입구가 임펠러의 중심에 있는 것이 바로 이 때문이다 .
안내깃 유무에 따른 분류 안내깃 유무에 따른 분류
• (a) 볼류트 펌프 (Volute Pump) : 임펠러 바 깥둘레에 안내깃이 없고 바깥둘레에 바로 접 하여 와류실이 있는 펌프 , 일반적으로 임펠 러 1 단이 발생하는 양정이 낮은 것에 사용 되어진다 .
(b) 터빈 펌프 (Turbine Pump) : 임펠러 바 깥둘레에 안내깃을 가지고 있는 펌프 . 일반 적으로 양정이 높은 곳에 사용 되어진다 .
안내깃 유무에 따른 분류
안내깃 유무에 따른 분류
흡입구에 의한 분류 흡입구에 의한 분류
• 단흡입 펌프와 양흡입 펌프
임펠러의 한쪽에서만 흡입하는 펌프를 단흡입 펌프라 하고 양쪽에서 흡입하는 것을 양흡입 펌프라고 한다 .
단흡입 펌프에는 횡축 단흡입 볼류트 펌프 , 입축 단흡입 볼 류트 펌프가 대부분이고 양흡입 펌프에는 횡축 양흡입 볼류 트 펌프 , 입축 양흡입 볼류트 펌프가 대부분이다 .
일반적으로 임펠러의 바깥지름 , 안지름 및 그 외의 치수가 동일한 경우 , 양정은 동일하지만 유량은 양흡입이 편흡입의 2 배가 된다 .
또한 요구되어지는 송출량이 양정에 대하여 비교적 적은 경 우에는 단흡입을 사용하고 , 송출량이 많은 경우에는 양흡입 을 사용한다 .
흡입구에 의한 분류
흡입구에 의한 분류
단수에 의한 분류 단수에 의한 분류
• 펌프 한 대에 임펠러 한 개를 단 것을 단단펌프 (Sin gle-Stage Pump) 라고 하고 펌프 한 대에 여러 개 의 임펠러를 같은 축에 배치하여 1 단에서 나온 액 체를 2 단에서 그리고 그 다음 단으로 계속 연결되 는 펌프를 다단펌프 (Multi-Stage Pump) 라고 한
다 . 단단 펌프로 양수할 수 있는 양정의 범위는 임펠러의 지름과 임펠러와의 관계에서 볼 때 일반적으로 80~
100m 이다 . 이 이상의 양정이 요구될 때는 다단펌 프를 사용하면 된다 .
단수에 의한 분류 단수에 의한 분류
단단 펌프 다단 펌프
축의 방향에 따른 분류 축의 방향에 따른 분류
• 펌프의 축이 수평일 때는 횡축 펌프 (Horizo ntal Pump), 수직일 때는 입축펌프 (Vertical Pump) 라고 한다 .
• 보통 펌프는 대부분 횡축 펌프이지만 깊은 우 물용 펌프나 오수용 펌프는 입축이 적당하다 .
• 입축의 장점은 설치 장소의 면적이 좁을 때 나 , 양정이 높아서 캐비테이션이 일어날 우 려가 있을 때 사용하면 좋다 .
.
입형 오수펌프 및 입축식 펌프
입형 오수펌프 및 입축식 펌프
사 류 펌 프 사 류 펌 프
• 원심 펌프와 축류 펌프의 중간이라고 할 수 있다 . 이 펌프는 대부분 단단으로 사용되고 농지 관개용 , 상 하수도용 , 냉각수 순환용 , 도크 배수용 등에 쓰 인다 .
• 특성
원심펌프보다 고속 회전할 수 있고 소형 경량으로 제작이 가능하며 비속도는 650~1300, 횡축형에 서 양정은 10~12m, 입축형에서는 50~60m 정도 이다 . 또한 고양정에서는 케비테이션 현상도 작고 수명도 길다 .
사 류 펌 프
사 류 펌 프
축류펌프 축류펌프
• 회전축에 평행한 케이싱 속에 놓여진 프로펠러형 ( 形 ) 의 날개차(impeller) 와 고정날개 ( 안내날개) 에 의해 , 액체를 가속하거나 가압하는 펌프이다 . 프로펠러펌프라고도 한다 .
원심펌프에 비해 고속회전이 되므로 , 부피는 약 1/2 로 작 아지고 , 고속 원동기와 직결할 수도 있다 . 또 , 양정 ( 揚
程 ) 의 변화에 대해 펌프효율의 저하도 적다 . 날개차는 보통 보스 (boss) 에 고정되어 있지만 , 부하에 따라 운전 중에 그 붙임각을 바꿀 수 있는 가동익형 ( 可動翼形 ) 축류펌프도 있 다 .
10 m 이하의 저양정 , 예를 들면 농업용수의 양수 · 배수 , 토목 공사용 , 상하수도용으로 널리 사용된다 .
횡측 사류펌프
횡측 사류펌프
횡측 축류펌프
횡측 축류펌프
기어펌프 기어펌프
• 작동원리
• 기어가 회전함에 따라 ROTOR 와 IDLER 사이 공간으로 액 상이 시계 반대 방향으로 이송된다 .
• 네번째 그림의 'SEALING POINT' 는 액상이 흡입구로 역류 되지 않도록 방지하는 역할을 한다 .
주요특징
- 고점도 액상 이송에 적합
- 정량 이송 가능 ( 맥동 없음 )
- 흡입 시 필요한 최소 압력이 적음 - 보수 유지가 간편함
- 양 방향으로 작동이 원활함 - 효율이 높고 수명이 매우 긴 편임
• 적용 용도
- 정유 : 원유 , 휘발유 , 경유 , 벙커 C 유 , 윤활유 - 화학 : 탄화수소화합물 , 알코올 , 합성고무 , 염료 - 페인트 : 솔벤트 , 수지 , 에나멜 , 락커 , 잉크 - 식품 : 쵸코렛 , 케첩 , 치즈 , 우유 , 요구르트 - 음료 : 물엿 , 주스 , 맥주 , 와인
- 제약 : 아세톤 , 알코올 , 글리세린 , 첨가제 - 제지 : 펄프 , 첨가제 , 코팅 액
- 건설 : 아스팔트 , 접착제 , 루핑타르 - 사료 : 당밀 , 우지 , 오
- 기계 : 윤활유 , 연료 , 그리스
空洞現象 공동현상
空洞現象 공동현상 (Cavitation) (Cavitation)
• 물뿐만 아니라 일반 유체는 압력을 점차로 증가시켜도 밀도만 약간 증가할 뿐 그 외는 별로 변하는 것이 없다 . 이에 반하여 압력을 점차로 감소시켜 어느 일정한 압력 까지 내려가면 유체가 기화하기 시작한다 . 이때의 압 력을 유체의 포화증기압 이라고 하며 이 경우 유체와 기 체의 혼합체가 된다 . 이와 같이 물이 관내를 유동하고 있을 때 유체의 어느 부분의 정압력이 그때의 유체온도 에 상응하는 포화증기압 이하가 되면 부분적으로 증기 가 발생하여 공동이 생기는 현상을 케비테이션이라 한 다 .
• 소음과 진동이 생긴다
• 양정 곡선과 효율 곡선의 저하를 가져온다
• 깃에 대한 침식이 생긴다
캐비테이션 발생에 따른 여러가지 현상
• 펌프의 설치 높이를 가능한한 낮추어 흡입 양 정을 짧게 한다
• 입축 펌프를 사용하고 회전차를 수중에 완전 히 잠기게 한다
• 펌프의 회전수를 낮추어 흡입 비교회전도를 적게한다
• 양흡입 펌프를 사용한다
• 두 대 이상의 펌프를 사용한다
캐비테이션 방지법
수격현상 수격현상 (Water Hammer) (Water Hammer)
관 속을 충만하게 흐르고 있는 액체의 속도 를 급격히 변화시키면 액체에 심한 압력의 변화가 생긴다 .
이러한 현상을 수격작용이라고 한다 .
수격작용의 방지법 수격작용의 방지법
• 관내의 유속을 낮게 한다
• 펌프의 플라이휠을 설치하여 펌프의 속도가 급히 변화하는 것을 막는다
• 조압 수조를 관선에 설치한다
• 밸브는 펌프 송출구 가까이에 설치하고 밸브 를 적당히 제어한다
서어징 서어징 (Surging) (Surging) 현상 현상
• 펌프 , 송풍기 등이 운전 중에 한숨을 쉬는 것과 같은 상태가 되어 펌프의 경우 입구와 출구의 진공계 , 압력계의 침이 흔들리고 동시에 송출 유량이 변화하는 현상
즉 , 송출압력과 송출유량 사이에 주기적 인 변동이 일어나는 현상
모노펌프 모노펌프 (Mono Pump) (Mono Pump)
작동원리
ROTOR 가 STATOR 속으로 이동하면서 생기는 공 간으로 물질을 이송시킨다 .
물질이 이송되는 빈 공간은 흡입에서 토출 방향으로 아래 위를 반복해서 발생한다 .
주요특징
- 고압력 , 고점도 , 슬러리 , 폐수 이송에 사용함
- 하나의 회전체만 사용함 , 별도의 밸브나 기어가 필요 없음 - 흡입시 필요한 최소 압력이 적음
- 정량 이송이 가능함 ( 속도 조절을 통해 유량 제어할 수 있 음 )
- 물질 이송 움직임이 제한적이므로 손상을 최소화
- 흡입 , 토출구 위치를 바꿀 수 있음 - 큰 입자가 포함된 액상 을 무리 없이 이송시킬 수 있음
적용 용도
- 석유 생산 , 정제 , 이송 - 종이 및 제지
- 해양 및 조선
- 비료 , 식용 기름 , 설탕 - 제철소 및 발전소
- 제약 및 화장품
- 페인트 , 염색약 , 세라믹 - 음료 및 와인
모노펌프 설치현황
모노펌프 설치현황
수마력과 축마력 수마력과 축마력
* 수마력
- 일정한 양의 물을 일정한 높이까지 끌어올리는데 필 요한 동력
Lw = rHQ/(76x60) HP Lw = rHQ/(102x60) kW
* 축마력
- 원동기의 축부에서 출력되는 실제로 사용할 수 있는 마력
- 원동기에 공급되는 에너지는 도중에 마찰 따위로 손 실되므로 실제로 사용할 수 있는 마력
전동기의 회전수 전동기의 회전수
• 전동기의 회전수 N
N = 120 f/P
P : 전동기의 극수
f : 전원의 주파수 (60Hz)
펌프의 상사법칙 펌프의 상사법칙
1) 유량
2) 양정
3) 축동력
