[Pump기초] 펌프의 종류와 이해

펌프란 전동기나 내연기관 등의 원동기로부터 기계적 에너지를 받아서, 액체에 운동 및 압력에너지를 주어 액체의 위치를 바꾸어 주는 기계를 말합니다. 오늘은 이런 Pump에 대한 종류와 특징에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

[Pump 기초] Head를 압력으로 환산하는 방법

펌프의 종류

펌프의 분류

Centrifugal Pump

날개를 회전시켜 유체에 에너지를 주고 이 속도에너지를 압력으로 전환하여 유체를 수송하는 펌프를 말하며 아래와 같이 구분됩니다.

- Conventional pump

• 임펠러수의 따른 분류
  • 단단 펌프 (Single Stage Pump) : 소형 펌프에 주로 사용하고 펌프 구조가 간단하여 수리가 용이함
  • 다단펌프 (Multi Stage Pump) : 임펠러의 수가 많을수록 최종헤드가 증가하고 액체는 비압축성이기 때문에 임펠러가 동일한 크기로 되어 있음.
• 흡입방식에 따른 분류
  • 편흡입 펌프 (Single Suction Pump) : 용량이 적은 경우에 사용함
  • 양흡입 펌프 (Double Suction Pump) : 용량이 큰 운전을 할 때 사용하며 가용 NPSH가 적을 때 적합함.

[Pump 기초] TDH와 NPSH의 이해

• 축의 방향에 따른 분류
  • 수평형 펌프 (Horizontal Type Pump) : 축이 수평인 곳에 설치하고 일발펌프로 사용함
  • 수직형 펌프 (Vertical Type Pump) : 축이 수직이거나 장소가 협소한 곳에 설치하며 흡입양정이 높을 경우 사용하고 주로 다단식으로 되어 있음

- Sealless Pump

Centrifugal Pump의 하나도 누수가 일어나면 아주 위험한 물질을 이송 시 사용하며 누수가 일어나면 위험할 경우 보통 3가지 경우를 사용합니다.

• Centrifugal Pump with Double Mechanical Seal
• Canned Motor Pump : Sealless pump type의 하나로 Pump Shaft와 Motor가 일체형으로 되어 있으며 펌프 내 유체는 motor stator와 rotor를 분리해 놓은 containment shell에 의해 inner case 내부에서 순환하는 펌프입니다.
• Magnetic Pump : Magnet을 이용하여 inner case와 outer case의 자석들이 서로 끌어당기는 힘으로 인해, outer case가 motor에 의해 구동하면, inner case가 같이 돌아가게 되고, inner, outer case 사이에 완벽하게 격리하는 containment shell응로 인해 펌프에 이상이 발생하더라도 외부로 전혀 누출이 디지 않는 구조를 가진다.

Canned Motor Pump와 Magnetic Pump를 Sealing이 필요 없는 Sealless Pump라고 합니다. Sealless Pump는 일반 Centurifugal Pump에 비하여 Mechanical Seal이 없으므로 이에 따른 유지보수 비용이 들지 않으며, 형태가 간단하여 유지보수가 쉽습니다. 하지만, Sealless Pump는 기기자체의 가격이 Centrifugal Pump에 비하여 비싸며, Clean 하지 않은 물질이 들어갈 경우 inner case와 outer case에 끼어서 고장을 일으킬 가능성이 큽니다. 효율도 Centrifugal Pump에 비하여 떨어집니다.

 

Positive Displacement Pump

기계 내의 용적을 변화시킴으로써 액체에 에너지를 주는 펌프입니다. 유체의 점성이 높거나 이송될 유체에 입자가 포함되어 있을 경우, 고온의 유체일 경우에 많이 사용합니다. 회전식 용적 펌프와 왕복운동식 용적펌프가 있습니다.

• 회전식 용적 펌프는 Gear pump, Screw pump, Vane pump가 있습니다.
  • Gear Pump : 액체는 두 개의 spur gear에 의하여 변위 되고 기어는 서로 반대 방향으로 회전을 하게 됨. 기어의 톱니는 액체를 잘 잡아주기 때문에 높은 압력이 적용되는 작업을 수행할 때 사용됨.
  • Screw Pump : 나사가 회전할 때 나사는 나선과 지속적으로 밀폐상태를 유지하며, 액체는 나사와 나선사이에 갇혀서 회전하는 나사에 의해 앞으로 밀리면서 변위 됨.
  • Vane Pump : 회전함에 따라 액체는 덮개의 벽, 슬라이드 날개 및 로터에 의하여 생긴 포켓 속에 갇혀 있게 되는데 회전이 계속됨에 따라 갇혀있는 액체는 토출 쪽으로 변위 하게 됨.
• 왕보운동식 용적 펌프
  • Plunger / Piston Pump : Pluger / Piston이 왕복운동을 함에 따라 생기는 용적변화
  • Diaphragm Pump : Plunger는 수력학적 액체가 가득 들어 있는 밀폐된 방 속에서 수력학적 유체를 변위 시키고, 수력학적 유체는 격막을 움직이게 하여 격막은 펌핑실내의 액체를 변위 시키게 함.