KR101178922B1 - Impeller for pump - Google Patents

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KR101178922B1
KR101178922B1 KR1020100070413A KR20100070413A KR101178922B1 KR 101178922 B1 KR101178922 B1 KR 101178922B1 KR 1020100070413 A KR1020100070413 A KR 1020100070413A KR 20100070413 A KR20100070413 A KR 20100070413A KR 101178922 B1 KR101178922 B1 KR 101178922B1
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윤정의
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제이엠아이 (주)
강원대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 펌프 임펠러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 슬러리의 이송시에 막힘 현상이 최소화되고, 낮은 비속도에서도 효율적으로 운전할 수 있는 펌프 임펠러에 관한 것이다.
본 발명의 펌프 임펠러는, 허브의 중심으로부터 피흡입물의 흡입영역에 형성되는 흡입면 날개부와, 상기 흡입면 날개부의 단부에 연장되어 피흡입물의 배출영역에 형성되는 배출면 날개부로 이루어진 블레이드를 구비한 펌프 임펠러에 있어서, 상기 흡입면 날개부의 배치각도(θ(r))는 하기의 수학식을 만족하도록 형성되되, 상기 흡입면 날개부의 비틀림 각(β)은 26 ~ 34°범위에서 특정된 각도가 전 영역에서 동일한 값을 갖도록 형성된 것을 특징으로 한다.

Figure 112010047044813-pat00008

(상기 수학식의 ri는 상기 흡입면 날개부의 시작점의 반경을 나타낸 것이고, 비틀림 각(β)은 상기 흡입면 날개부의 곡률반경(r) 방향에 대해 직교되는 선(a)과, 상기 흡입면 날개부의 접선(b) 사이의 각을 나타낸 것이며, ln은 자연로그(loge)이다.)
이에 의해, 브레이드의 입사면 비틀림 각(β)을 26 ~ 34°범위에서 선택된 각도로 전 영역에 걸쳐 형성하고 블레이드의 전체 형성각도(α)를 325 내지 370°로 형성함으로써 펌프 효율이 60%에 근접하거나 이상인 펌프를 구현할 수 있으므로, 50% 정도인 종래 원심펌프 효율에 비해 획기적으로 펌프 효율을 향상시킬 수 있다. 그리고, 2 개의 블레이드를 갖는 구조로 형성함으로써 슬러리의 이송시에 막힘 현상이 최소화할 수 있고 낮은 비속도에서도 효율적인 운전이 가능한 효과가 있다. The present invention relates to a pump impeller, and more particularly, to a pump impeller that can minimize the blockage during the transport of the slurry, and can be operated efficiently even at a low specific speed.
The pump impeller of the present invention has a blade comprising a suction surface wing formed in the suction region of the object to be sucked from the center of the hub, and a discharge surface wing portion extending in the end of the suction surface wing and formed in the discharge region of the object to be sucked. In one pump impeller, the placement angle θ (r) of the suction surface vane is formed to satisfy the following equation, and the torsion angle β of the suction surface vane is an angle specified in the range of 26 to 34 °. It is characterized in that it is formed to have the same value in the entire area.
Figure 112010047044813-pat00008

(R i in the above equation represents the radius of the starting point of the suction surface blade, the torsion angle β is a line (a) orthogonal to the curvature radius (r) direction of the suction surface blade, and the suction surface The angle between the tangent (b) of the wing, ln is the natural log (log e ).)
Thereby, the incidence plane twist angle β of the braid is formed over the entire area at an angle selected from the range of 26 to 34 ° and the overall formation angle α of the blade is formed to be 325 to 370 ° so that the pump efficiency is 60%. Since it is possible to implement a pump close to or above, it can significantly improve the pump efficiency compared to the conventional centrifugal pump efficiency of about 50%. In addition, by forming a structure having two blades, clogging may be minimized during the transfer of the slurry, and an efficient operation may be performed even at a low specific speed.

Description

펌프 임펠러{IMPELLER FOR PUMP}Pump impeller {IMPELLER FOR PUMP}

본 발명은 펌프 임펠러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 슬러리의 이송시에 막힘 현상이 최소화되고, 낮은 비속도에서도 효율적으로 운전할 수 있는 펌프 임펠러에 관한 것이다.
The present invention relates to a pump impeller, and more particularly, to a pump impeller that can minimize the blockage during the transport of the slurry, and can operate efficiently even at a low specific speed.

일반적으로, 펌프는 압력작용을 이용하여 관을 통하여 유체를 수송하는 기계장치로서, 구조상으로 펌프를 분류하면 왕복펌프, 로터리펌프, 원심펌프, 축류펌프, 마찰펌프 등이 있고, 수송물, 양정, 및 유량에 따라 적합한 형태의 펌프를 선택하여 사용하고 있다.In general, a pump is a mechanical device for transporting a fluid through a pipe by using a pressure action. When the pump is classified into a structure, there are a reciprocating pump, a rotary pump, a centrifugal pump, an axial flow pump, a friction pump, and the like. And pumps of a suitable type are selected and used according to the flow rate.

그리고, 펌프는 산업사회의 발전에 따라 다양한 형태로 세분화되고 있고, 사용목적이나 특성에 맞도록 발전하고 있다. 예컨대, 정수장, 오폐수처리장, 양어장, 침수가 우려되는 토목현장이나 지하실 등과 같은 장소에는 용수 및 슬러리를 외부로 배출시키기 위한 비 막힘형 수중 슬러리 펌프가 설치되어 있다.In addition, pumps are subdivided into various forms according to the development of the industrial society, and are being developed to meet the purpose of use and characteristics. For example, in places such as water purification plants, wastewater treatment plants, fish farms, civil sites or basements where flooding is concerned, a non-blocked water slurry pump is installed to discharge water and slurry to the outside.

비 막힘형 수중 슬러리 펌프는 순수한 액상의 유체를 펌핑하는 일반 펌프와는 달리 고상의 입자가 상당수 포함된 액체를 수송하여야 하기 때문에 순수 액체만을 수송하는 원심펌프에 비해 효율이 매우 낮은 볼텍스 타입 펌프(vortex type pump)가 주로 사용되고 있다.Unlike general pumps that pump pure liquid fluids, non-clogged submersible slurry pumps have to transport liquids that contain a large number of solid particles, so they are much less efficient than centrifugal pumps that carry only pure liquids. type pump) is mainly used.

이러한 문제를 극복하기 위한 방안으로는 상대적으로 고효율의 원심펌프를 사용하는 방안이 있지만, 고형물을 함께 수송하여야 하는 슬러리 펌프의 특성으로 인해 펌프에 막힘 현상이 발생 되므로 안정적인 펌핑작용이 불가능하고, 이로 인한 잦은 유지보수작업으로 유지보수비용이 증가되고 가동시간이 단축될 뿐만 아니라 과부하 등으로 동력전달계통 주요 부재의 고장 유발과 내구성의 저하를 초래하게 된다.In order to overcome this problem, there is a method of using a relatively high-efficiency centrifugal pump, but due to the characteristics of the slurry pump to transport solids together, clogging occurs in the pump, so that stable pumping is impossible. Frequent maintenance will increase maintenance costs and reduce uptime, as well as overload, leading to failure of main transmission system components and reduced durability.

이에 따라, 원심펌프에서 막힘 현상을 최소화하면서 넓은 운전 범위에서 효율을 향상시킬 수 있는 임펠러 설계기술의 개발이 요구되고 있다. 이러한 임펠러 설계와 관련하여 특히 슬러리 펌프의 경우, 사용 용도에 따라 낮은 비속도(Specific speed)에서도 효율적인 운전이 요구되나, 원심펌프의 효율은 비속도의 감소와 함께 급격하게 감소하는 특징을 가지며, 기존의 설계방식으로 저 비속도 펌프를 설계 및 제작할 경우 임펠러의 유로 폭이 매우 좁아져 비교적 큰 고형물을 이송하는 것이 불가능한 실정에 있다.
Accordingly, there is a demand for the development of an impeller design technology capable of improving efficiency in a wide operating range while minimizing clogging in a centrifugal pump. In relation to the impeller design, particularly in the case of slurry pumps, efficient operation is required even at a low specific speed depending on the intended use, but the efficiency of the centrifugal pump decreases rapidly with the decrease of the specific speed. When designing and manufacturing a low specific speed pump with the design method of, the impeller flow path is very narrow, and it is impossible to transport relatively large solids.

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 슬러리의 이송시에 막힘 현상이 최소화되고, 낮은 비속도에서도 효율적인 운전이 가능하도록 한 펌프 임펠러를 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above, and an object thereof is to provide a pump impeller which minimizes clogging during slurry transfer and enables efficient operation even at a low specific speed.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 펌프 임펠러는 허브의 중심으로부터 피흡입물의 흡입영역에 형성되는 흡입면 날개부와, 상기 흡입면 날개부의 단부에 연장되어 피흡입물의 배출영역에 형성되는 배출면 날개부로 이루어진 블레이드를 구비한 펌프 임펠러에 있어서, 상기 흡입면 날개부의 배치각도(θ(r))는 하기의 수학식을 만족하도록 형성되되, 상기 흡입면 날개부의 비틀림 각(β)은 26 ~ 34°범위에서 특정된 각도가 전 영역에서 동일한 값을 갖도록 형성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the pump impeller according to the present invention is a suction surface wing formed in the suction region of the object to be sucked from the center of the hub, and discharged to extend in the end of the suction surface wing portion is formed in the discharge region of the object to be sucked In the pump impeller having a blade made of a surface wing, the angle of placement (θ (r)) of the suction surface wing is formed to satisfy the following equation, the torsion angle β of the suction surface wing is 26 ~ The angle specified in the 34 ° range is characterized in that it is formed to have the same value in all areas.

Figure 112010047044813-pat00001
Figure 112010047044813-pat00001

(상기 수학식의 ri는 상기 흡입면 날개부의 시작점의 반경을 나타낸 것이고, 비틀림 각(β)은 상기 흡입면 날개부의 곡률반경(r) 방향에 대해 직교되는 선(a)과, 상기 흡입면 날개부의 접선(b) 사이의 각을 나타낸 것이며, ln은 자연로그(loge)이다.)(R i in the above equation represents the radius of the starting point of the suction surface blade, the torsion angle β is a line (a) orthogonal to the curvature radius (r) direction of the suction surface blade, and the suction surface The angle between the tangent (b) of the wing, ln is the natural log (log e ).)

그리고, 상기 블레이드는 허브의 중앙 돌부로부터 대칭되게 한 쌍으로 구성될 수 있다. 이때, 상기 흡입면 날개부의 비틀림 각(β)은 30°로 구성할 수 있다.The blades may be configured in pairs symmetrically from a central protrusion of the hub. At this time, the torsion angle β of the suction surface wing portion may be configured to 30 °.

한편, 상기 블레이드의 형성각도(α)는 325 ~ 370°범위로 구성된 것을 특징으로 한다.On the other hand, the forming angle (α) of the blade is characterized in that consisting of 325 ~ 370 ° range.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 펌프 임펠러는 허브의 중심으로부터 피흡입물의 흡입영역에 형성되는 흡입면 날개부와, 상기 흡입면 날개부의 단부에 연장되어 피흡입물의 배출영역에 형성되는 배출면 날개부로 이루어진 블레이드를 구비한 펌프 임펠러에 있어서, 상기 흡입면 날개부의 배치각도(θ(r))는 하기의 수학식을 만족하도록 형성되되, 상기 흡입면 날개부의 비틀림 각(β)은 21.5 ~ 23.5°범위에서 특정된 각도가 전 영역에서 동일한 값을 갖도록 형성되고, 상기 블레이드의 형성각도(α)는 260 ~ 290°범위로 형성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the pump impeller according to the present invention is a suction surface wing formed in the suction region of the object to be sucked from the center of the hub, and discharged to extend in the end of the suction surface wing portion is formed in the discharge region of the object to be sucked In the pump impeller having a blade made of a surface wing, the placement angle (θ (r)) of the suction surface wing is formed to satisfy the following equation, the torsion angle β of the suction surface wing is 21.5 ~ The angle specified in the 23.5 ° range is formed to have the same value in all areas, the forming angle (α) of the blade is characterized in that it is formed in the range of 260 ~ 290 °.

Figure 112010047044813-pat00002
Figure 112010047044813-pat00002

(상기 수학식의 ri는 상기 흡입면 날개부의 시작점의 반경을 나타낸 것이고, 비틀림 각(β)은 상기 흡입면 날개부의 곡률반경(r) 방향에 대해 직교되는 선(a)과, 상기 흡입면 날개부의 접선(b) 사이의 각을 나타낸 것이며, ln은 자연로그(loge)이다.)(R i in the above equation represents the radius of the starting point of the suction surface blade, the torsion angle β is a line (a) orthogonal to the curvature radius (r) direction of the suction surface blade, and the suction surface The angle between the tangent (b) of the wing, ln is the natural log (log e ).)

이때, 상기 블레이드는 허브의 중앙 돌부로부터 대칭되게 한 쌍으로 구성될 수 있다.
In this case, the blade may be configured in pairs symmetrically from the central protrusion of the hub.

본 발명의 펌프 임펠러는, 브레이드의 입사면 비틀림 각(β)을 26 ~ 34°범위에서 선택된 각도로 전 영역에 걸쳐 형성하고 블레이드의 전체 형성각도(α)를 325 내지 370°로 형성함으로써 펌프 효율이 60%에 근접하거나 이상인 펌프를 구현할 수 있으므로, 50% 정도인 종래 원심펌프 효율에 비해 획기적으로 펌프 효율을 향상시킬 수 있다. 그리고, 2 개의 블레이드를 갖는 구조로 형성함으로써 슬러리의 이송시에 막힘 현상이 최소화할 수 있고 낮은 비속도에서도 효율적인 운전이 가능한 효과가 있다. The pump impeller of the present invention, the pump efficiency by forming the incidence plane twist angle (β) of the braid over the entire area at an angle selected from 26 to 34 ° range and the overall forming angle (α) of the blade to 325 to 370 ° Since the pump can be closer to or higher than 60%, the pump efficiency can be significantly improved compared to the conventional centrifugal pump efficiency of about 50%. In addition, by forming a structure having two blades, clogging may be minimized during the transfer of the slurry, and an efficient operation may be performed even at a low specific speed.

또한, 브레이드의 입사면 비틀림 각(β)을 21.5 ~ 23.5°범위에서 선택된 각도로 전 영역에 걸쳐 형성하고 블레이드의 전체 형성각도(α)를 260 ~ 290°범위로 형성함으로써 비틀림 각(β)과 블레이드의 형성각도(α)가 작은 수준에서도 55% 내외의 높은 수준의 펌프 효율을 갖는 펌프를 구현할 수 있다.
In addition, the torsion angle β of the braid is formed over the entire area at an angle selected from the range of 21.5 to 23.5 °, and the overall formation angle α of the blade is formed to be in the range of 260 to 290 °. It is possible to implement a pump having a high level of pump efficiency of about 55% even at a small level of forming angle α of the blade.

도1a 내지 도1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프 임펠러의 외관 구조를 설명하기 위한 도면,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프 임펠러를 나타내는 단면도,
도3은 본 발명에 따른 펌프 임펠러의 시뮬레이션을 위한 임펠러의 격자를 나타낸 도면,
도4는 본 발명에 따른 펌프 임펠러에서 입구면 날개부의 비틀림 각(β)이 펌프 성능에 미치는 영향을 알아보기 위해 모델링한 임펠러 형상을 나타내는 도면,
도5는 본 발명에 따른 펌프 임펠러에서 비틀림 각(β)의 변화에 따른 자오면상에서의 압력 분포 및 속도벡터 패튼을 나타낸 도면,
도6는 본 발명에 따른 펌프 임펠러에서 비틀림 각(β)의 변화에 따른 해석결과로서 비틀림 각 (β)의 변화가 펌프 효율에 미치는 영향을 나타낸 그래프,
도7은 본 발명에 따른 펌프 임펠러에서 비틀림 각(β)의 다른 변화 예를 나타낸 그래프,
도8은 도7과 같은 비틀림 각(β)의 변화에 따른 해석결과로서 비틀림 각(β)의 변화가 펌프 효율에 미치는 영향을 나타낸 그래프,
도9는 본 발명에 따른 펌프 임펠러에서 블레이드의 길이를 결정하는 α값의 변화에 따른 임펠러 형상을 나타내는 도면,
도10a 및 도10b는 블레이드 전체 형성각도(α) 및 비틀림 각(β)의 변화가 펌프 효율에 미치는 영향을 나타낸 그래프,
도11은 본 발명에 따른 펌프 임펠러에서 블레이드의 형성각도(α)의 변화에 따른 자오면상에서의 압력 분포 및 속도벡터 패튼을 나타낸 도면이다.
1a to 1b is a view for explaining the external structure of the pump impeller according to an embodiment of the present invention,
2 is a cross-sectional view showing a pump impeller according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 shows a grating of the impeller for the simulation of the pump impeller according to the invention,
Figure 4 is a view showing the impeller shape modeled to determine the effect of the torsion angle β of the inlet blade portion on the pump performance in the pump impeller according to the present invention,
5 is a view showing the pressure distribution and the velocity vector pattern on the meridion surface according to the change of the torsion angle β in the pump impeller according to the present invention;
6 is a graph showing the effect of the change of the torsion angle (β) on the pump efficiency as an analysis result according to the change of the torsion angle (β) in the pump impeller according to the present invention,
7 is a graph showing another example of the change in the torsion angle β in the pump impeller according to the present invention;
8 is a graph showing the effect of the change of the torsion angle β on the pump efficiency as an analysis result according to the change of the torsion angle β as shown in FIG.
9 is a view showing the impeller shape according to the change in α value for determining the length of the blade in the pump impeller according to the present invention;
10A and 10B are graphs showing the effect of the change in the overall blade forming angle α and the torsion angle β on the pump efficiency;
11 is a view showing the pressure distribution and the velocity vector pattern on the meridion surface according to the change of the forming angle α of the blade in the pump impeller according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1a 내지 도1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프 임펠러의 외관 구조를 설명하기 위한 도면, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프 임펠러를 나타내는 단면도로서, 도1a는 펌프 임펠러를 나타낸 사시도, 도1b는 펌프 임펠러가 펌프 하우징 내에 설치된 상태를 나타낸 사시도이며, 도2는 이해를 돕기 위해 간략화한 단면을 도시한 것이다.1a to 1b is a view for explaining the external structure of the pump impeller according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing a pump impeller according to an embodiment of the present invention, Figure 1a shows a pump impeller 1B is a perspective view showing a state where the pump impeller is installed in the pump housing, and FIG. 2 shows a simplified cross section for better understanding.

도1a 내지 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프 임펠러(10)는, 펌프 하우징(20) 내에 삽입되고 펌프의 모터축(미도시) 하단에 접속되어 모터의 구동력에 의해 회전되면서 흡입구(21)로부터 피흡입물을 흡인하여 배출구(22)측으로 배출하는 작용을 수행하는 구성으로, 임펠러(10)의 몸체 부분에 해당되는 허브(11)와, 이 허브(11)에 형성되는 복수의 블레이드(12)를 구비한다. 1A to 2, a pump impeller 10 according to an embodiment of the present invention is inserted into a pump housing 20 and connected to a lower end of a motor shaft (not shown) of a pump while being rotated by a driving force of a motor. A hub 11 corresponding to a body portion of the impeller 10 and a plurality of formed in the hub 11 are configured to suck the sucked object from the suction port 21 and discharge the discharged object toward the discharge port 22 side. Blade 12 is provided.

허브(11)는 형태에 제한은 없지만 본 실시예에서는 대략 원추형 형상을 갖되 외주면이 내측으로 소정 곡률반경을 갖도록 요입되어 중심에 중앙 돌부(111)가 형성되도록 되어 있다. 그리고, 허브(11)의 외주면과 대각방향으로 마주보는 위치에는 슈라우드(30;shroud)가 구성되어 허브(11)의 외주면과 슈라우드(30) 사이에 대략 엘보우 형상을 갖는 유로가 형성된다. 이때, 슈라우드(30)는 도1b에 도시된 바와 같이 별도의 독립 부재로 구성되어 펌프 하우징(20)에 장착되는 형태로 구성되거나, 허브(11)와 일체로 형성되는 형태로 구성할 수 있다.Although the hub 11 is not limited in shape, in the present embodiment, the hub 11 has a substantially conical shape but is recessed so that its outer circumferential surface has a predetermined radius of curvature inward, so that the central protrusion 111 is formed at the center thereof. In addition, a shroud 30 is formed at a position facing the outer circumferential surface of the hub 11 in a diagonal direction to form a flow passage having an approximately elbow shape between the outer circumferential surface of the hub 11 and the shroud 30. In this case, the shroud 30 may be configured as a separate independent member as shown in Figure 1b is mounted on the pump housing 20, or may be configured to be integrally formed with the hub (11).

블레이드(12)는 액체에 포함된 고형물의 크기에 따라 1개 이상으로 다양하게 구성할 수 있지만, 본 실시예에서는 임펠러(10) 내의 유로와 출구의 폭이 넓게 형성되어 슬러리(고형물을 포함하는 액체)를 용이하게 펌핑할 수 있도록 2개의 블레이드(12)를 구비한 구조로 형성되어 있다.The blade 12 may be configured in various ways in one or more according to the size of the solids contained in the liquid, in this embodiment, the width of the flow path and the outlet in the impeller 10 is formed to be wide, the slurry (liquid containing solids) It is formed in a structure having two blades 12 so as to easily pump).

그리고, 블레이드(12)는 허브(11)의 중심으로부터 피흡입물의 흡입영역에 형성되는 흡입면 날개부(121)와, 이 흡입면 날개부(121)의 단부에 일체로 연장되어 피흡입물의 배출영역에 형성되는 배출면 날개부(122)로 이루어진다.The blade 12 extends integrally with the suction surface vane 121 formed in the suction region of the object to be sucked from the center of the hub 11 and the end of the suction surface wing 121 to discharge the suction object. The discharge surface wing portion 122 is formed in the area.

한편, 펌프의 효율을 향상시키기 위한 임펠러를 구현하기 위한 종래의 연구 개발 활동은 주로 배출면 날개부(122)에 관한 것이었으나, 본 실시예에서는 흡입면 날개부(121)를 중심으로 다양하게 모델링하고 이를 해석하고 구현함에 특징이 있다.On the other hand, the conventional research and development activities for implementing the impeller to improve the efficiency of the pump was mainly related to the discharge surface wing 122, in this embodiment variously modeled around the suction surface wing 121 And interpret and implement it.

본 실시예에서 흡입면 날개부(121)의 배치각도(θ(r))는 하기의 수학식1을 만족하도록 형성하되, 그 비틀림 각(β)은 26 ~ 34°범위에 있도록 형성하고, 이 범위 내에서 특정된 비틀림 각은 전영역에서 동일한 값을 갖도록 형성한다. 이때, 블레이드의 형성각도(α)는 325 ~ 370°범위에 있도록 형성한다. 이때, α는 블레이드의 전체 형성 각도(blade length angle)를 의미한다.In the present embodiment, the placement angle θ (r) of the suction surface vane 121 is formed to satisfy the following Equation 1, but the torsion angle β is formed to be in the range of 26 to 34 °. The torsion angle specified within the range is formed to have the same value in the whole area. At this time, the forming angle (α) of the blade is formed to be in the range of 325 ~ 370 °. In this case, α denotes a blade length angle of the blade.

Figure 112010047044813-pat00003
Figure 112010047044813-pat00003

여기서, 수학식의 ri는 상기 흡입면 날개부(121)의 시작점의 반경을 나타낸 것이고, 비틀림 각(β)은 상기 흡입면 날개부(121)의 곡률반경(r) 방향에 대해 직교되는 선(a)과, 상기 흡입면 날개부의 접선(b) 사이의 각을 나타낸 것이며, ln은 자연로그(loge)이다.)Here, r i in the equation represents the radius of the starting point of the suction surface blade 121, the torsion angle β is a line orthogonal to the curvature radius (r) direction of the suction surface blade 121 The angle between (a) and the tangent (b) of the said suction surface wing part is shown, and ln is a natural log (log e ).)

한편, 본 실시예의 변형예로서 흡입면 날개부(121)의 배치각도(θ(r))는 상기의 수학식1을 만족하도록 형성하되, 그 비틀림 각(β)은 전 영역에서 21.5 ~ 23.5°범위로 형성하고, 이때, 블레이드의 형성각도(α)는 260 ~ 290°범위에 있도록 형성한다.On the other hand, as a modified example of the present embodiment, the placement angle θ (r) of the suction surface wing portion 121 is formed to satisfy the above Equation 1, and the torsion angle β is 21.5 to 23.5 ° in all areas. It is formed in a range, in this case, the forming angle (α) of the blade is formed to be in the range of 260 ~ 290 °.

이하, 본 실시예에 따른 펌프 임펠러(10)를 구체적 모델링과 수치해석을 통해 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, the pump impeller 10 according to the present embodiment will be described in detail through specific modeling and numerical analysis.

먼저, 펌프의 성능에 절대적인 영향을 미치는 임펠러 형상 설계에서는 도1a 내지 도2에 도시된 바와 같이, 블레이드(121)의 기본 형상을 표현하는 자오면(m;meridional view, 블레이드의 3차원 면에 작용되는 물리적 특성을 가상의 2차원 평면으로 나타낸 면)을 기준으로 흡입측 직경(2xDi), 출구측 높이(Ho)와 경계면을 구성하는 허브(11) 및 슈라우드(30) 곡선이 중요한 설계변수이다. 또한, 앞면(front view)에서는 블레이드의 비틀림을 표현하는 두 개의 비틀림 각도, 즉 상기한 비틀림 각(β;blade angle)과 배치각도(θ;angle position)가 매우 주요한 설계변수이다. 특히, 비 막힘형 원심펌프의 경우에는 일반 원심펌프와 달리 자오면(m) 뿐만 아니라 입구면(inlet area)에도 블레이드 비틀림이 존재하고 이 부분이 성능에 매우 민감하게 작용하게 된다.First, in the impeller shape design that has an absolute effect on the performance of the pump, as shown in Figures 1a to 2, the meridional view (m; meridional view) representing the basic shape of the blade 121 is applied to the three-dimensional surface of the blade Suction diameter (2xDi), outlet height (Ho), and hub (11) and shroud (30) curves, which constitute physical properties based on a virtual two-dimensional plane), are important design variables. In addition, in the front view, two twist angles representing the blade twist, that is, the above-described twist angle (β) and the angle angle (θ) are very important design variables. In particular, in the case of the non-clog centrifugal pump, blade twist exists in the inlet area as well as the meridian (m), unlike the general centrifugal pump, and this part is very sensitive to performance.

이를 고려하여, 본 실시예에서는 블레이드 비틀림을 결정하는 설계변수 중 θ(r), β(r) 사이에는 곡률반경(r)에 따라 하기의 수학식2의 관계가 성립하도록 하고, 전 영역에서 β가 일정한 값을 가진다면 전술한 수학식1을 만족하도록 한다. 그리고, 본 해석에서는 펌프 임펠러를 하기의 표1과 같이 구성하여 자오면(m)을 기준으로 흡입측 직경, 출구측 높이(Ho)와 경계면을 구성하는 허브(11)와 슈라우드(30) 곡선이 경계조건으로 주어지도록 한다.In consideration of this, in the present embodiment, the relationship of Equation 2 below is established according to the radius of curvature r between θ (r) and β (r) among design variables for determining blade twist, and β in all areas If has a constant value to satisfy the above equation (1). In the present analysis, the pump impeller is configured as shown in Table 1 below, and the hub 11 and shroud 30 curves forming the suction diameter, the exit height Ho, and the interface based on the meridion plane m are bounded. To be given as a condition.

Figure 112010047044813-pat00004
Figure 112010047044813-pat00004


구성 부분

Component parts

규 격

standard
유량(flow rate)Flow rate 3 m3/min3 m 3 / min 임펠러 입구 내측 직경(impeller inlet inner diameter)Impeller inlet inner diameter 34 mm34 mm 임펠러 입구 외측 직경(impeller inlet outer diameter)Impeller inlet outer diameter 180 mm180 mm 임펠러 출구 직경(impeller outlet diameter)Impeller outlet diameter 236 mm236 mm 임펠러 출구 높이(impeller outlet height)Impeller outlet height 67 mm67 mm

그리고, 펌프 임펠러(10)의 입체 형상은 3-D 형상구현 프로그램(예컨대, ANSYSCFX-BaldeGen 프로그램)을 사용하여 주어진 구속 및 경계조건과 설계 변수의 값에 따라 설계 생성하여 사용하고, 해석에 사용한 격자는 도3에 도시된 바와 같이 사면체 격자를 주로 사용하였고, 계산 시간을 고려하여 2 개의 블레이드 중 한 개의 영역에 대해서만 해석을 수행하였으며, 수치해석은 상용 해석 프로그램을 이용하고 작동 유체는 시제품 제작 후 검증과정을 위해 물을 이용하였다. 또한, 해석과정에서 경계조건으로는 입구측에서는 압력 1bar를 출구측에서 유량 3m3/min 값을 사용하고, 회전수는 1750rpm으로 하였다.In addition, the three-dimensional shape of the pump impeller 10 is designed and generated according to the constraints and boundary conditions and values of design variables given using a 3-D shape implementation program (eg, ANSYSCFX-BaldeGen program), and used for analysis. As shown in Fig. 3, tetrahedral lattice was mainly used, and the analysis was performed only on one of the two blades in consideration of the calculation time.The numerical analysis was performed using a commercial analysis program and the working fluid was verified after the prototype was manufactured. Water was used for the procedure. In the analysis process, the boundary condition was a pressure of 1 bar at the inlet side and a flow rate of 3 m 3 / min at the outlet side, and the rotation speed was 1750 rpm.

한편, 도4는 본 발명에 따른 펌프 임펠러에서 입구면 날개부의 비틀림 각(β)이 펌프 성능에 미치는 영향을 알아보기 위해 모델링한 임펠러 형상을 나타내는 도면으로, 이때, 각 펌프 임펠러의 블레이드의 형성각도(α)는 370 °로 하고, 비틀림 각 (β)은 22.5 °, 27 °, 30 °, 및 33 °로 각각 다르게 하되 각각 전 영역에 동일한 값을 갖도록 형성한 것으로, 도4의 블레이드를 살펴보면 비틀림 각(β)이 커짐에 따라 입구면 날개부(121)가 점차적으로 벌어져 증가됨을 알 수 있다.On the other hand, Figure 4 is a view showing the impeller shape modeled to see the effect of the torsion angle (β) of the inlet blade wing on the pump performance in the pump impeller according to the present invention, wherein, the angle of formation of the blade of each pump impeller (α) is set to 370 °, and the torsion angle (β) is different to 22.5 °, 27 °, 30 °, and 33 °, but are formed so as to have the same value in the entire area, respectively, looking at the blade of Figure 4 It can be seen that as the angle β increases, the entrance wing 121 is gradually opened and increased.

도5는 본 발명에 따른 펌프 임펠러에서 비틀림 각(β)의 변화에 따른 자오면상에서의 압력 분포 및 속도벡터 패튼을 나타낸 도면으로, 좌측은 비틀림 각(β)의 변화에 따른 자오면상에서의 압력 분포를 등고선으로 나타낸 것이고, 우측은 비틀림 각(β)의 변화에 따른 자오면상에서의 속도벡터 패턴을 나타낸 것이다.5 is a diagram showing the pressure distribution on the meridion surface and the velocity vector pattern according to the change of the torsion angle β in the pump impeller according to the present invention, and the left side shows the pressure distribution on the meridion surface according to the change of the torsion angle β. It is shown by the contour line, and the right side shows the velocity vector pattern on the meridian according to the change of the torsion angle β.

도5의 압력분포 패튼을 참조하면, 펌프 임펠러의 블레이드는 입구면 날개부(121)의 블레이드의 형성각도(α)가 370°로 일정한 값을 가지는 경우에 비틀림 각(β)이 22.5 °, 27 °, 30 °, 및 33 ° 순으로 변화할 때, 자오면(m)에서의 압력은 등고선의 분포를 통해 알 수 있는 바와 같이 비틀림 각(β)이 22.5 °인 입구측 바깥면 압력(i1)은 매우 높은 상태이지만, 27 °, 30 °, 및 33 ° 순으로 입구측 바깥면 압력(i1,i2,i3,i4)이 점차 고르게 분포되어짐을 알 수 있다.Referring to the pressure distribution pattern of FIG. 5, the blade of the pump impeller has a twist angle β of 22.5 ° and 27 when the angle of formation α of the blade of the inlet blade 121 has a constant value of 370 °. When changing in the order of °, 30 °, and 33 °, the pressure at the meridion plane (m) is the inlet outer pressure (i1) with a torsion angle (β) of 22.5 °, as can be seen from the contour distribution. Although very high, it can be seen that the inlet side pressures i1, i2, i3, i4 are gradually evenly distributed in the order of 27 °, 30 °, and 33 °.

도5의 속도벡터 패튼을 참조하면, 비틀림 각(β)이 22.5 °인 입구측 바깥면 부분(i1)은 매우 압력이 높게 형성되어 유로 내부로 흡입되어야 할 작동유체가 오히려 밀어내어지는 결과를 가져오게 되어 펌프의 효율이 저하됨을 알 수 있다. 이에 비해, 비틀림 각(β)이 30 ° 및 33°인 입구측 바깥면 부분(i3,i4)은 압력이 낮아 입구측 안쪽면과 유사한 압력으로 형성되어 흡입되어야 할 작동유체가 밀어내어지지 않고 출구측으로 원활하게 이동됨을 알 수 있다. 그 이유는 비틀림 각(β)이 증가하게 되면 입구면 중 상대적으로 빠른 속도로 작동유체와 닿는 입구측 바깥면 부분이 증감함에 따라 작동유체에 충분히 에너지를 전달할 수 있기 때문이다.Referring to the velocity vector pattern of Fig. 5, the inlet outer surface portion i1 having a torsion angle β of 22.5 ° is formed with a very high pressure, which results in the working fluid to be sucked into the flow path being pushed out. It can be seen that the efficiency of the pump is lowered. In contrast, the inlet outer surface portions i3 and i4 having torsion angles β of 30 ° and 33 ° have a low pressure and are formed at a pressure similar to that of the inlet side, so that the working fluid to be sucked is not pushed out. It can be seen that the side moves smoothly. The reason is that when the torsional angle β increases, the inlet side outer surface, which is in contact with the working fluid at a relatively high speed, increases and decreases, thereby sufficiently transferring energy to the working fluid.

도6는 본 발명에 따른 펌프 임펠러에서 비틀림 각(β)의 변화에 따른 해석결과로서 비틀림 각 (β)의 변화가 펌프 효율에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.Figure 6 is a graph showing the effect of the change of the torsion angle (β) on the pump efficiency as an analysis result according to the change of the torsion angle (β) in the pump impeller according to the present invention.

펌프 효율(total efficiency)은 널리 알려진 바와 같이 하기의 수학식3으로 정의되는 백분율로서, 도5를 참조하면 비틀림 각(β)이 증가될 경우 펌프 효율(total efficiency) 또한 점차적으로 증가함을 알 수 있다. 그 이유는 도5에 나타난 바와 같이 입구면 날개부의 비틀림 각(β)이 증가하면 입구면 중 상대적으로 빠른 속도로 작동유체와 접촉하는 바깥 면 부분이 증가함에 따라 작동유체에 충분히 에너지를 전달하여 작동유체를 빠르게 배출시킬 수 있게 된다. 다만, 비틀림 각(β)이 30°이상일 경우에는 오히려 마찰력 증가로 인해 펌프 효율이 저하됨을 알 수 있다. The pump efficiency (total efficiency) is a percentage defined by Equation 3, as is well known. Referring to FIG. 5, the pump efficiency also gradually increases when the torsion angle β is increased. have. The reason is that, as shown in Fig. 5, when the torsion angle β of the inlet blade increases, the outer surface portion of the inlet surface which contacts the working fluid increases at a relatively high speed, and thus the energy is sufficiently transferred to the working fluid. The fluid can be drained quickly. However, when the torsion angle (β) is 30 ° or more it can be seen that the pump efficiency is lowered due to the increased frictional force.

Figure 112010047044813-pat00005
Figure 112010047044813-pat00005

여기서, r는 비중(specific weight), Q는 유량(flow rate), H는 양정(head), Pshaft는 축 동력(shaft power)이다.Where r is the specific weight, Q is the flow rate, H is the head, and P shaft is the shaft power.

도7은 본 발명에 따른 펌프 임펠러에서 비틀림 각(β)의 다른 변화 예를 나타낸 그래프로서, 이때, 비틀림 각 (β)은 도4와 같이 전 영역(βin = βout)에서 동일한 값을 갖는 것 외에도 입구면 날개부(121)의 시작점(βin)에서 끝점(βout) 위치까지 변화하는 다양한 형태들이 나타나 있다. 즉, 도7의 내부 좌표를 통해 알 수 있는 바와 같이 비틀림 각 (β)을 22.5°에서 30°범위에서 입구면 날개부(121)의 배치각도(θ;angle position)를 다양하게 변화한 것이다. Figure 7 is a graph showing another example of the change in the torsion angle (β) in the pump impeller according to the present invention, where the torsion angle (β) as shown in Figure 4 in addition to having the same value in the entire region (βin = βout) Various shapes varying from the start point βin of the entrance face wing 121 to the end point βout position are shown. That is, as can be seen through the internal coordinates of FIG. 7, the torsion angle β is varied in an arrangement angle θ of the entrance face wings 121 in a range of 22.5 ° to 30 °.

도8은 도7과 같은 비틀림 각(β)의 변화에 따른 해석결과로서 비틀림 각(β)의 변화가 펌프 효율에 미치는 영향을 나타낸 그래프로서, 이를 살펴보면, 입구면 날개부(121)의 형상은 비틀림 각 (β)이 30°로 일정한 값을 가질 때 가장 높은 효율을 가지게 됨을 알 수 있다.FIG. 8 is a graph showing the effect of the change of the torsion angle β on the pump efficiency as a result of the analysis according to the change of the torsion angle β as shown in FIG. 7. Referring to this, the shape of the inlet blade 121 is It can be seen that the highest efficiency is obtained when the torsion angle β has a constant value of 30 °.

도9는 본 발명에 따른 펌프 임펠러에서 블레이드의 길이를 결정하는 α값의 변화에 따른 임펠러 형상을 나타내는 도면으로서, 이에 도시된 바와 같이 블레이드(12)의 전체 형성각도(α)가 α=280°, α=325°, α=370°순으로 증가될 경우, 블레이드의 길이 또한 증가되어 늘어난다는 것을 알 수 있다.9 is a view showing the impeller shape according to the change of the α value for determining the length of the blade in the pump impeller according to the present invention, as shown in this the overall forming angle (α) of the blade 12 is α = 280 ° It can be seen that, in the order of α = 325 ° and α = 370 °, the length of the blade also increases and increases.

도10a 및 도10b는 블레이드 전체 형성각도(α) 및 비틀림 각(β)의 변화가 펌프 효율에 미치는 영향을 나타낸 그래프로서, 이를 참조하면 블레이드 전체 형성각도(α)가 325°내지 370°범위에서는 비틀림 각(β)에 대해 비례하여 펌프 효율이 증가하는 경향을 갖지만, 블레이드 전체 형성각도(α)가 280°이하일 경우에는 펌프 효율이 저하됨을 알 수 있다. 즉, 블레이드(12)의 길이가 길 경우에는 펌프 효율이 비틀림 각(β)에 비례하여 증가 되지만, 블레이드의 길이가 짧은 경우에는 펌프 효율이 저하됨을 알 수 있다. 이러한 이유는 블레이드의 길이가 상대적으로 짧아질 경우 작동유체가 충분하게 밀고 들어갈 수 없는 상황이 발생하여 입구측에서부터 유체의 유입이 차단되는 상황이 초래되기 때문이다.10A and 10B are graphs showing the effect of the change in the overall blade forming angle (α) and the torsion angle (β) on the pump efficiency. Referring to this, the blade overall forming angle (α) is in the range of 325 ° to 370 °. The pump efficiency tends to increase in proportion to the torsion angle β, but it can be seen that the pump efficiency decreases when the overall blade forming angle α is 280 ° or less. That is, when the length of the blade 12 is long, the pump efficiency is increased in proportion to the torsion angle β, but when the length of the blade is short it can be seen that the pump efficiency is lowered. This is because, when the blade length is relatively short, a situation in which the working fluid cannot be pushed in sufficiently is caused, resulting in a situation in which the inflow of fluid from the inlet side is blocked.

그리고, 도10a를 참조하면, 블레이드의 전체 형성각도(α)가 370°이고 비틀림 각(β)이 26 ~ 34°범위일 경우 펌프 효율이 60% 이상으로 나타나고, 블레이드(12)의 전체 형성각도(α)가 325°이고 비틀림 각(β)이 30 ~ 34°범위일 경우 펌프 효율이 60%에 근접하는 효율로 나타남을 알 수 있다. 이러한 펌프 효율은 통상의 원심펌프 효율이 50% 내외임을 고려할 때 매우 높은 수준으로 펌프 효율이 획기적으로 향상됨을 확인할 수 있다. In addition, referring to FIG. 10A, when the overall formation angle α of the blade is 370 ° and the torsion angle β is in the range of 26 to 34 °, the pump efficiency is 60% or more, and the overall formation angle of the blade 12 is shown. When (α) is 325 ° and the torsion angle (β) is in the range of 30 to 34 °, it can be seen that the pump efficiency is expressed as an efficiency close to 60%. This pump efficiency can be seen that the pump efficiency is significantly improved to a very high level considering that the typical centrifugal pump efficiency is about 50%.

한편, 도10b의 좌측 부분에 나타난 좌표들은 비틀림 각(β)과 블레이드의 전체 형성각도(α)가 작아서 비교적 펌프 효율이 낮을 것으로 예상되는 지점으로서, 비틀림 각(β)이 21.5 ~ 23.5°범위 중에서 선택되어 전영역(βin = βout)에서 동일한 각도로 형성되고, 블레이드의 형성각도(α)가 260 ~ 290°범위인 영역은 펌프 효율이 55% 내외의 수준으로 나타남을 알 수 있는데, 이러한 수준의 펌프 효율 또한 원심펌프 효율이 50% 내외임을 고려할 때 비교적 높은 수준임을 알 수 있다. 특히, 비틀림 각(β)과 블레이드의 형성각도(α)가 작은 수준임에도 펌프 효율이 높게 나타나므로 주목할만하고, 이러한 고유의 특징을 활용하여 펌프의 설계시에 특정 목적이나 용도에 적합한 임펠러로 구현할 수 있다.On the other hand, the coordinates shown in the left part of Figure 10b is a point where the torsion angle (β) and the overall forming angle (α) of the blade is small, the pump efficiency is expected to be relatively low, the torsion angle (β) in the range of 21.5 ~ 23.5 ° Selected and formed at the same angle in the entire region (βin = βout), the region where the blade forming angle (α) of 260 ~ 290 ° range shows that the pump efficiency is around 55%, this level of Pump efficiency is also relatively high considering the centrifugal pump efficiency of about 50%. In particular, it is remarkable that the pump efficiency is high even though the torsion angle β and the blade formation angle α are small, and it is noteworthy that this unique feature can be used to design an impeller suitable for a specific purpose or application. Can be.

도11은 본 발명에 따른 펌프 임펠러에서 블레이드의 형성각도(α)의 변화에 따른 자오면상에서의 압력 분포 및 속도벡터 패튼을 나타낸 도면으로, 좌측은 블레이드의 형성각도(α)의 변화에 따른 자오면상에서의 압력 분포를 등고선으로 나타낸 것이고, 우측은 블레이드의 형성각도(α)의 변화에 따른 자오면상에서의 속도벡터 패턴을 나타낸 것이다.11 is a view showing the pressure distribution and the velocity vector pattern on the meridian according to the change of the blade forming angle α in the pump impeller according to the present invention, the left side of the pump impeller according to the change of the blade forming angle α on the meridion surface. The pressure distribution of is shown by the contour line, and the right side shows the velocity vector pattern on the meridional surface according to the change of the forming angle (alpha) of the blade.

도11의 압력분포 패튼을 참조하면, 펌프 임펠러(10)의 블레이드(12)는 입구면 날개부(121)의 비틀림 각(β)이 30°로 일정한 값을 가지는 경우에 블레이드의 형성각도(α)가 280 °에서 370°로 변화할 때, 자오면(m)에서의 압력은 등고선의 분포를 통해 알 수 있는 바 같이 블레이드의 형성각도(α)가 280 °인 입구측 바깥면(j1) 압력은 매우 높은 상태이지만, 블레이드의 형성각도(α)가 370 °인 입구측 바깥면(j3) 압력은 입구측 안쪽면의 압력과 근접한 상태로 형성되어 있다.Referring to the pressure distribution patten of FIG. 11, the blade 12 of the pump impeller 10 has the blade forming angle α when the torsion angle β of the inlet blade 121 has a constant value of 30 °. ), The pressure at the meridional surface (m) can be seen from the distribution of contours, and the inlet outer surface (j1) pressure with the blade forming angle (α) of 280 ° Although very high, the inlet-side outer surface j3 pressure at which the blade forming angle α is 370 ° is formed to be close to the pressure of the inlet-side inner surface.

도11의 속도벡터 패튼을 참조하면, 블레이드의 형성각도(α)가 280 °인 입구측 바깥면 부분(j1)은 매우 압력이 높게 형성되어 유로 내부로 흡입되어야 할 작동유체가 오히려 밀어내어지는 결과를 가져오게 되어 펌프의 효율이 저하됨을 알 수 있다. 이에 비해, 블레이드의 형성각도(α)가 370 °입구측 바깥면 부분(j3)은 압력이 낮아 입구측 안쪽면과 근사한 압력으로 형성되어 흡입되어야 할 작동유체가 밀어내어지지 않고 출구측으로 원활하게 이동됨을 알 수 있다.Referring to the velocity vector pattern of FIG. 11, the inlet outer surface portion j1 having the blade forming angle α of 280 ° is formed with a very high pressure, and the working fluid to be sucked into the flow path is rather pushed out. It can be seen that the efficiency of the pump is lowered. In contrast, the blade forming angle α is 370 ° and the inlet side outer portion j3 has a low pressure and is formed at a pressure close to that of the inlet side, so that the working fluid to be sucked is smoothly moved to the outlet side without being pushed out. It can be seen that.

결국, 이상에서 살펴 본 바와 같이 펌프 임펠러에서 흡입면 날개부의 비틀림 각(β)을 30°내외로 하고, 블레이드의 형성각도(α)를 325 ~ 370°범위로 형성함으로써, 펌프 효율이 60% 근접하거나 이상인 고효율의 펌프를 구현할 수 있다.As a result, as described above, the pump impeller has a torsion angle β of the suction surface wing of about 30 ° and a blade forming angle α of about 325 to 370 ° so that the pump efficiency approaches 60%. High efficiency pump can be implemented.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 펌프 임펠러를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for implementing the pump impeller according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, it does not depart from the gist of the present invention as claimed in the following claims Any person with ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be within the scope of the technical idea of the present invention to the extent that various modifications can be made.

10:펌프 임펠러 11:허브
12:브레이드 121:입사면 날개부
122:배출면 날개부 20:펌프 하우징
21:흡입구 22:배출구
30:슈라우드 α:블레이드의 형성각도
β:흡입면 날개부 비틀림 각 θ:흡입면 날개부 배치각도
10: pump impeller 11: hub
12: blade 121: entrance wing
122: discharge side wing 20: pump housing
21: inlet 22: outlet
30: shroud α: angle of formation of the blade
β: Suction angle of wing surface twist angle θ: Suction surface wing angle arrangement angle

Claims (6)

허브의 중심으로부터 피흡입물의 흡입영역에 형성되는 흡입면 날개부와, 상기 흡입면 날개부의 단부에 연장되어 피흡입물의 배출영역에 형성되는 배출면 날개부로 이루어진 블레이드를 구비한 펌프 임펠러에 있어서,
상기 흡입면 날개부의 배치각도(θ(r))는 하기의 수학식을 만족하도록 형성되되,
상기 흡입면 날개부의 비틀림 각(β)은 26 ~ 34°범위에서 특정된 각도가 전 영역에서 동일한 값을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 펌프 임펠러.
Figure 112010047044813-pat00006

(상기 수학식의 ri는 상기 흡입면 날개부의 시작점의 반경을 나타낸 것이고, 비틀림 각(β)은 상기 흡입면 날개부의 곡률반경(r) 방향에 대해 직교되는 선(a)과, 상기 흡입면 날개부의 접선(b) 사이의 각을 나타낸 것이며, ln은 자연로그(loge)이다.)
In the pump impeller having a blade comprising a suction surface wing formed in the suction region of the object to be sucked from the center of the hub, and a discharge surface wing portion extending to an end of the suction surface wing and formed in the discharge region of the object to be sucked,
Arrangement angle θ (r) of the suction surface wing is formed to satisfy the following equation,
Torsion angle (β) of the wing surface wing portion is characterized in that the pump impeller is formed so that the angle specified in the range of 26 ~ 34 ° has the same value in the entire area.
Figure 112010047044813-pat00006

(R i in the above equation represents the radius of the starting point of the suction surface blade, the torsion angle β is a line (a) orthogonal to the curvature radius (r) direction of the suction surface blade, and the suction surface The angle between the tangent (b) of the wing, ln is the natural log (log e ).)
제1항에 있어서,
상기 블레이드는 허브의 중앙 돌부로부터 대칭되게 한 쌍으로 구성된 것을 특징으로 하는 펌프 임펠러.
The method of claim 1,
And the blades are configured in pairs symmetrically from a central protrusion of the hub.
제2항에 있어서,
상기 흡입면 날개부의 비틀림 각(β)은 30°인 것을 특징으로 하는 펌프 임펠러.
The method of claim 2,
Pump impeller, characterized in that the torsion angle β of the suction surface wing portion is 30 °.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 블레이드의 형성각도(α)는 325 ~ 370°범위인 것을 특징으로 하는 펌프 임펠러.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Forming angle (α) of the blade is a pump impeller, characterized in that the range of 325 ~ 370 °.
허브의 중심으로부터 피흡입물의 흡입영역에 형성되는 흡입면 날개부와, 상기 흡입면 날개부의 단부에 연장되어 피흡입물의 배출영역에 형성되는 배출면 날개부로 이루어진 블레이드를 구비한 펌프 임펠러에 있어서,
상기 흡입면 날개부의 배치각도(θ(r))는 하기의 수학식을 만족하도록 형성되되,
상기 흡입면 날개부의 비틀림 각(β)은 21.5 ~ 23.5°범위에서 특정된 각도가 전 영역에서 동일한 값을 갖도록 형성되고,
상기 블레이드의 형성각도(α)는 260 ~ 290°범위로 형성되는 것을 특징으로 하는 펌프 임펠러.
Figure 112010047044813-pat00007

(상기 수학식의 ri는 상기 흡입면 날개부의 시작점의 반경을 나타낸 것이고, 비틀림 각(β)은 상기 흡입면 날개부의 곡률반경(r) 방향에 대해 직교되는 선(a)과, 상기 흡입면 날개부의 접선(b) 사이의 각을 나타낸 것이며, ln은 자연로그(loge)이다.)
In the pump impeller having a blade comprising a suction surface wing formed in the suction region of the object to be sucked from the center of the hub, and a discharge surface wing portion extending to an end of the suction surface wing and formed in the discharge region of the object to be sucked,
Arrangement angle θ (r) of the suction surface wing is formed to satisfy the following equation,
The torsion angle β of the suction surface wing is formed such that the angle specified in the range of 21.5 to 23.5 ° has the same value in all areas,
Forming angle (α) of the blade is a pump impeller, characterized in that formed in the range of 260 ~ 290 °.
Figure 112010047044813-pat00007

(R i in the above equation represents the radius of the starting point of the suction surface blade, the torsion angle β is a line (a) orthogonal to the curvature radius (r) direction of the suction surface blade, and the suction surface The angle between the tangent (b) of the wing, ln is the natural log (log e ).)
제5항에 있어서,
상기 블레이드는 허브의 중앙 돌부로부터 대칭되게 한 쌍으로 구성된 것을 특징으로 하는 펌프 임펠러.
The method of claim 5,
And the blades are configured in pairs symmetrically from a central protrusion of the hub.
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