KR101725205B1 - 원심펌프용 스크루 임펠러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크루형 임펠러의 유체 출구측에 보조 베인을 마련하여 가이드 베인의 출구측과 입구측간의 침식 불균형을 완화함으로써 임펠러의 회전 밸런스를 안정화시키고, 또한 임펠러의 회전 안정화를 통해 원심펌프의 운전소음과 진동을 줄여 원심펌프의 수명 연장과 내구성을 개선시키며, 보조 베인을 통해 유체의 배출방향을 보정함과 아울러 추력을 증진시켜 수력성능을 개선할 수 있는 원심펌프용 스크루 임펠러에 관한 것이다.

Description

원심펌프용 스크루 임펠러{Impeller for a centrifugal pump}

본 발명은 원심펌프용 스크루 임펠러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스크루형 임펠러의 유체 출구측에 보조 베인을 설치하여 가이드 베인의 출구측과 입구측의 침식 불균형을 완화함으로써 임펠러의 회전 밸런스를 안정화시키고, 또한 임펠러의 회전 안정화를 통해 원심펌프의 운전소음과 진동을 줄여 원심펌프의 수명 연장과 내구성을 개선시키며, 보조 베인을 통해 유체의 배출 유선을 보정함과 동시에 유체의 배출 추력을 증진시켜 수력성능을 개선할 수 있는 원심펌프용 스크루 임펠러에 관한 것이다.

통상, 원심펌프(Centrifugal Pump)는 임펠러의 회전에 의한 원심력으로 유체에 에너지가 전달되고 작동유체가 임펠러를 통과하는 과정에서 운동에너지를 압력에너지로 변환시켜 주는 펌프로, 용적형 펌프, 제트 펌프와 같은 특수 펌프보다 일반 산업계에 폭넓게 사용되고 있다.

원심펌프는 대체로 흡입구와 배출구를 갖춘 나선형상의 벌류트 케이싱과, 벌류트 케이싱내에 회전가능하게 결합되어 원심력에 의해 압력을 형성하는 가이드 베인을 구비하는 임펠러와, 상기 임펠러 허브에 결합되어 회전 동력을 전달하는 주축을 갖춘 전동 모터로 구성되어 있다.

전술한 벌류트 케이싱은 임펠러의 회전에 의해서 발생된 속도에너지가 가이드 베인(guide vane)과 와류실(vortex chamber, 와형실이라고 함)에 의해 압력에너지로 변환시킨다.

전술한 임펠러의 가이드 베인은 일정각도로 분할되어 회전시 일방향성 기류를 형성하는 가이드 베인을 갖추고 있는데, 가이드 베인은 한쌍 혹은 싱글형태로 채용되는 것이 보편적이다. 대형 유체 이송용 임펠러는 주로 주조에 의해 제조되고, 소형 임펠러는 주조나 사출에 의해 제조된다.

상기한 가이드 베인은 임펠러에서 온 유체의 속도를 감소시키고 압력을 상승시키기 위해서는 벌류트 케이싱이 커야 되지만 무한정 크게 할 수 없으므로, 유체의 통로면적을 적게 하고 에너지 손실을 적게 하기 위해 채용되는 것으로, 이렇게 하면 벌류트 케이싱을 작게 만들 수 있다.

전술한 와형실은 가이드 베인이 설치되지 않은 임펠러 바깥 벌류트 케이싱을 말하는 것으로, 허브와 가이드 베인 및 벌류트 케이싱에 의해 형성되는 유체이동 통로를 말한다.

전술한 스크루형 임펠러가 원심펌프의 일측에만 설치된 것을 편흡입 원심펌프라 부르고 있고, 대칭되게 설치된 것을 양흡입 원심펌프라고 부르고 있다.

양흡입 원심펌프는 주로 대용량 유체이송에 사용되고 있으나, 제조비용이 크고 소음이 크며, 점유공간이 큰 단점이 있다. 이에 비해 편흡입 원심펌프는 상대적으로 수력성능(출력)이 떨어지는 불리함이 있으나, 제조비용이 저렴하고 소음이 적고 점유공간이 작은 장점이 있다.

그러나, 최근에는 구조는 편흡입 원심펌프이지만 임펠러의 성능을 개선하여 수력성능을 양흡입 원심펌프 수준으로 개선하기 위한 기술개발이 활발히 이루어지고 있다.

본 발명은 편흡입 또는 양 흡입 원심펌프 여부를 불문하고, 나선형으로 이루어진 싱글형 가이드 베인을 구비하는 임펠러(이하 "스크루 임펠러"라 한다.)를 채택한 원심펌프와 밀접하게 관련된다.

도 1에 도시된 바와 같이 스크루 임펠러(100)는 구동모터의 주축(도면에는 미도시)이 결합되는 축공(101)을 구비하는 원뿔형 허브(102)와, 허브(102)의 원주면에 나선형으로 결합되어 유체의 배출을 유도하는 와류실(vortex chamber)을 형성하는 가이드 베인(110)(guide vane)과, 상기 축공(101)의 반경방향 외측에 마련된 밸런스(Velence, 이하 밸런스 추(103)라 함)를 포함하여 구성된다.

전술한 허브(102)는 원뿔형상으로 하되, 원뿔 표면은 직선 혹은 소정의 곡률을 지닌 형상으로 제조되고 있는데, 곡률을 지닌 허브(102)가 직선형에 유선형 유속을 형성하는데 더 효과적이고, 캐비테이션을 줄일 수 있는 효과가 있어 더 많이 채용되고 있다.

상기한 가이드 베인(110)은 허브(102)의 축선(c)에 대해 상측에서 하측방향으로 나선형태로 꼬인 경사각도(T)는 대략 15°~ 56°, 가이드 베인(110)의 인듀explode서(inducer, 이하 "입구각(a)"이라 함)와 아웃렛(outlet, 이하 "출구각(b)"이라 함)까지의 방사각(d)은 대략 390°~ 415°범위에서 응용 및 설계되고, 허브(102)의 외경과 높이 및 가이드 베인(110)의 상세 사양(높이와 두께, 입구각(a), 출구각(b), 방사각(d)은 펌프의 용도와 용량에 따라 제조자가 변경하여 설계된다.

일반적으로, 방사각(d)을 360°이하로 채용한 경우, 유체의 배출압력이 360°이상으로 했을 때 보다 떨어지고, 415°이상으로 채용한 경우, 유체가 벌류트 케이싱의 와류실 벽면에 부딪혀 유속이 저하되는 불리함이 커진다.

전술한 허브(102)의 길이와 지름 및 가이드 베인(110)의 형성각도(축선각도, 방사각도, 비틀림 각도)는 벌류트 케이싱의 설계내용과 펌프의 용도에 따라 변경될 수 있으므로 이에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.

다만. 나선형상으로 비틀린 싱글형 가이드 베인(110)을 채용한 임펠러(100)는 가이드 베인(110)의 입구각(a)과 출구각(b)을 형성하는 가이드 베인(110)의 침식 편차로 인해 진동과 소음이 지속적으로 점증되고, 주축의 베어링과 실링부재(도면에는 미도시)의 파열로 누수가 생기거나 주변 부품의 수명이 단축되는 등 심각한 문제로 이어지게 된다.

이러한 바와 같은 문제점은 임펠러를 오래 사용하였을 때, 마우스(mouth)(임펠라의 외경이 접하는 벌류트 케이싱)부분이 유체의 협잡물에 의해 더 빠르게 마모되어 임펠러와 마우스 링사이의 간극이 커져서 압력을 형성하기 어려운 문제와는 다른 형태의 문제이다.

다시 말해서, 전술한 침식 편차문제는 대부분 수중에 용입되어 있던 공기가 낮은 압력으로 인하여 기포가 발생하는 공동 현상(cavitation, 이하 "캐비테이션" 이라 함)과, 유체에 포함된 협잡물에 의해 가이드 베인(110)의 출구측(112)이 입구측(111)에 비해 더 빠르게 침식(마모)이 진행되기 때문이다.

결국, 가이드 베인(110)의 출구측(112)이 입구측(111)에 비해 상대적으로 더 빠르게 침식됨으로 인해 임펠러(100)의 회전이 불안정하면 진동과 운전소음이 증가하게 되고, 진동으로 인해 주축을 포함하여 주축을 지지하는 베어링이 망실되고, 임펠러 및 벌류트 케이싱의 실링부위가 파열되어 누수되는 등 심각한 문제로 이어지게 된다.

통상, 원심펌프의 스크루 임펠라(100)는 진동과 소음을 완화시키기 위해 모터의 주축이 결합되는 허부측 표면에 임펠러(100)의 회전 밸런스를 맞추기 위한 추(103, 이하 "밸런스 추"라 함)가 채용되어 있으나, 전술한 바와 같이 스크루형 임펠라(100)는 나선형상으로 꼬인 가이드 베인(110)의 기하학적 구조의 특성과, 입구각(a)이 출구각(b)보다 작기 때문에 유체 흡입시 가이드 베인(110)의 입구측(111) 마모는 불가피하고, 가이드 베인(110)의 입구측(111)과 출구측(112)에서 발생되는 가이드 베인(110)의 침식편차 문제는 밸런스 추(103)를 통해서는 해결하기 어렵다.

이러한 문제는 등록특허 제10-1178922호 "펌프 임펠러"에서 가이드 베인을 쌍으로 채용한 임펠러를 제안하여 캐비테이션을 감소시키는 기술을 제안하고 있으나, 한 쌍의 가이드 베인의 입구측과 출구측간의 침식편차 문제의 해결에는 접근하지 못하고 있다.

본 발명은 나선형 가이드 베인의 채용형태가 멀티형 혹은 싱글형인지 여부를 불문하고, 나선형 가이드 베인의 출구측에서 발생되는 캐비테이션을 최소화함으로써 임펠러의 회전 밸런스를 안정화시키고 원심펌프의 내구성과 수력성능을 개선해서 편흡입 원심펌프의 수력성능에 접근하기 위해 창안하게 되었고, 그에 대해 괄목할 만한 성과가 있어 본 발명을 통해 해결방안을 제안하고자 한다.

본 발명은 벌류트 케이싱의 형상과 크기 및 펌프의 운전조건은 배제하고 오로지 스크루 임펠러의 출구측 가이드 베인의 침식을 지연시킴으로써 임펠러의 회전 밸런스를 좀 더 오래 동안 안정시키기 위한 원심펌프용 스크루 임펠러를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 스크루 임펠러의 회전 밸런스 안정화와 더불어 배출구를 통해 배출되는 유체의 배출방향을 보다 보정하여 유속을 증진시킴으로써 펌프의 수력성능을 개선시킬 수 있는 원심펌프용 스크루 임펠러를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 가이드 베인의 출구측 부위에 발생되는 캐비테이션을 최소화함으로써 원심펌프의 운전소음과 진동을 감소시켜 원심펌프의 수명과 내구성을 개선시킬 수 있는 원심펌프용 스크루 임펠러를 제공하려는 것이다.

본 발명에 따른 원심펌프용 스크루 임펠러의 해결수단은,

나선형태로 비틀린 싱글형 원심펌프용 스크루 임펠러에 있어서,

허브의 외경보다 큰 허브 디스크를 갖추고, 상기 허브 디스크의 표면에 가이드 베인의 출구측 경로에 보조 베인을 마련하되,

보조 베인의 높이는 가이드 베인의 출구측 높이와 동일하고, 보조 베인의 두께는 상기 가이드 베인의 두께와 동일하고, 보조 베인의 출구단의 방사각은 421°이고, 보조 베인의 선단부와 출구측 가이드 베인의 간격은 18°~21°로 이격되고, 보조 베인의 출구각은 170°~ 178°가 되도록 허브 디스크의 표면에 가이드 베인의 배출 경로에 설치함으로써 구현되는 것에 특징이 있다.

본 발명은 임펠러 허브에 외경이 더 큰 허브 디스크를 마련하고, 가이드 베인의 출구측 경로의 허브 디스크 표면에 보조 베인을 설치함으로써 가이드 베인의 입구측과 출구측의 침식편차를 줄이는 효과가 있다. 그 결과 임펠러의 회전 밸런스를 더 오래 동안 안정화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 보조 베인을 통해 유체가 벌류트 케이싱의 와류실로 유입될 때, 유체의 진입각도를 보정해 줌으로써 유속 증진과 유체를 밀어내는 추력이 증진되어 원심펌프의 수력성능을 크게 개선할 수 있는 효과가 있다.

이를 종합하면, 본 발명은 보조 베인에 의해 유체의 배출각도를 보정하고, 출구측 가이드 베인의 침식을 지연시켜 임펠러의 회전 밸런스를 더 오래 안정화시키고, 유체의 배출방향을 유선형으로 보정할 수 있을 뿐만 아니라 벌류트 케이싱의 와류실을 따라 흐르는 유체에 추력을 제공함으로써 원심펌프의 수력성능 증진과 원심펌프의 운전소음과 진동을 줄임으로써 펌프의 내구성이 뚜렸하게 개선되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 원심펌프용 스크루 임펠러를 예시한 사시도이다.
도 2(가) 내지 (라)는 도 1에 도시된 임펠러의 정면, 좌측면, 배면 및 우측면도이다.
도 3(가)와 (나)는 도 1에 도시된 임펠러의 평면 및 저면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 원심펌프용 스크루 임펠러를 예시한 사시도이다.
도 5(가) 내지 (라)는 도 4에 도시된 임펠러의 정면, 좌측면, 배면 및 우측면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 임펠러의 평면도이다.
도 7은 도 4에 도시된 임펠러의 다른 실시예를 예시한 평면도이다.
도 8은 도 4의 A부분 확대도이다.

이하, 본 발명에 따른 원심펌프용 스크루 임펠러에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 도 4는 본 발명에 따른 원심펌프용 스크루 임펠러를 예시한 사시도이고, 도 5(가) 내지 (라)는 도 4에 도시된 임펠러의 정면, 좌측면, 배면 및 우측면도이며, 도 6은 도 4에 도시된 임펠러의 평면도이다.

도 4 내지 도 6에서 도 1 내지 도 3와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 표기한다.

상기 스크루 임펠러는 제조자에 의해 가이드 베인의 설계사항은 변경될 수 있으나 수력성능을 확인하기 위해 시험용으로 제조한 임펠러의 사양을 아래와 같다.

시험용 임펠러는 허부의 상측 및 하측 외경(102a)(102b)은 1.8cm 과 15.6cm,이고, 허브(102)의 높이는 14.3cm이며, 허브(102)의 원뿔 곡률은 R176이고, 허브 디스크(130)의 외경과 두께는 13.cm 및 12mm이며, 가이드 베인(110)의 입구각 및 출구각은 36°(허브의 축선 기준) 및 48°이고, 가이드 베인(110) 입구측 첨단과 출구측 첨단간의 높이는 14cm, 가이드 베인과 허브와의 높이는 2.8cm이며, 가이드 베인의 첨단(상단부) 두께는 10mm이고, 가이드 베인의 방사각(d)(가이드 베인의 입구측 첨단에서 출구측 첨단까지)은 398°이며, 가이드 베인의 첨단 경사도는 19.6°이다.

본 발명은 가이드 베인의 출구측 허브 디스크(130) 표면에 벌류트 케이싱(도면에는 미도시)의 와류실로 유체를 유도하기 위한 보조 베인을 더 설치하였다. 보조 베인(120)의 설치사양은 다음과 같다.

보조 베인(120)의 입구측 선단부와 출구측 가이드 베인간의 이격거리(f) 18°~21°이고, 출구측 보조 베인(120)의 방사각(e)(가이드 베인의 입구측 첨단 기준)은 421°이며, 보조 베인(120)의 높이는 가이드 베인(110)의 출구측 첨단의 높이와 동일하고, 보조 베인의 내측면(121) 곡률은 가이드 베인(110)의 출구측 내측면 곡률과 동일하다.

이하에서는 보조 베인(120)의 출구각(g)을 160°,165°,170°,178°으로 적용한 스크루 임펠러들을 시료 1 내지 시료 4라 하고, 보조 베인(120)이 설치되지 않은 스크루 임펠러를 시료 5라 한다. 각 시료의 임펠러는 밸런스 추(103)를 사용하여 회전 밸런스를 미리 안정화시켰다.

[시험조건]

전술한 시료 1 내지 시료 5를 벌류트 케이싱내에 통상의 방법으로 각각 장착한 뒤, 임페러의 성능 실험을 위해 시료별로 3대의 원심펌프를 제조하여 각각 독립적으로 외부소음이 차음된 방음실내에 설치하였다.

벌류트 케이싱(도면에는 미도시)의 흡입관을 저수조(크기: 5m X 5m X 7m)의 하부에, 상기 케이싱의 배출관은 상측에 각각 연결하고, 물을 저수조속에 6.2m로 채웠다.

전술한 바와 같이 설치된 시료 1 내지 시료 5를 채용한 원심펌프를 전동모터(3,000rpm/분)로 150일 동안 회전시키면서 30일 주기로 출구측 가이드 베인(110)의 침식량, 배출유량, 소음 및 배출압력을 각각 계측하였다.

[계측방법 및 성적]

성능 실험에서 가이드 베인(110)의 두께 계측은 디지털식 마이크로미터를 사용하여 출구측 가이드 베인의 가장 최외측단 첨단의 두께(내외측면)를 계측한 뒤, 계측한 시료별 평균 두께 값(단위: mm)을 표 1에 정리하였다.

기간	시료 1	시료 2	시료 3	시료 4	시료 5(종래 임펠러)
30일	99.55	99.53	99.79	99.84	99.54
60일	99.01	99.02	99.37	99.46	99.03
90일	98.41	98.58	98.85	98.98	98.64
120일	90.92	98.06	98.41	98.57	98.11
150일	90.45	90.57	98.03	98.11	90.68

각 시료를 소음계(제조사: 일본국 ACO사, 모델: K160-1003, 방식: 디지털, 측정범위: 30~150dB(20-800Hz)를 사용하여 계측한 뒤, 계측한 시료별 소음 평균 값(단위: dB)을 표 2에 정리하였다.

기간	시료 1	시료 2	시료 3	시료 4	시료 5
30일	66.2	63.5	58.2	56.4	58.8
60일	66.8	64.3	58.8	57.5	59.3
90일	66.9	64.9	59.4	58.1	61.3
120일	67.1	65.6	59.9	59.1	61.2
150일	67.4	66.1	61.4	59.9	62.7

각 시료별 벌류트 케이싱의 배출관 유량계측은 유량계(제조사: 독일, SCHIDT technology, 모델: SS 21.60, 방식: 디지털, 측정범위 200m/s 이상)를 사용하여 주기별 출구측 유량을 계측한 뒤, 계측한 시료별 평균 유량 값(단위: ㎥/sec)을 표 3에 정리하였다.

기간	시료 1	시료 2	시료 3	시료 4	시료 5
30일	1.348	1.389	1.421	1.446	1.411
60일	1.341	1.381	1.416	1.443	1.411
90일	1.337	1.376	1.412	1.440	1.407
120일	1.331	1.371	1.409	1.438	1.403
150일	1.328	1.364	1.404	1.435	1.401

아울러, 벌류트 케이싱의 배출관 압력을 계측(제조사: Hongyi Precision Industrial Inc, 모델: PD205/PD206 계측범위: Kpa, bar, Mpa, Psi, Kgf, mbar)한 뒤, 계측한 시료별 평균 압력 값(단위: bar)을 표 4에 정리하였다.

기간	시료 1	시료 2	시료 3	시료 4	시료 5
30일	3.21	3.43	3.58	3.79	3.52
60일	3.17	3.39	3.56	3.71	3.49
90일	3.14	3.31	3.53	3.56	3.41
120일	3.09	3.28	3.49	3.50	3.38
150일	3.07	3.26	3.45	3.48	3.31

위 표 1의 성적서에서 시료 5와 시료 1 내지 시료 4를 대비하여 살펴보면, 가이드 베인(110)의 침식과 소음발생 및 유량 및 압력은 시료 1에서 시료 2의 경우 시료 5에 비해 모든 항목에서 성적이 저조한 것으로 나타났는데, 이는 시료 1 및 시료 2의 출구각이 오히려 임펠러의 수력능력을 저하시키는 것으로 판단되고, 시료 3과 4의 경우는 시료 5에 비해 모든 실험 항목에서 우수한 성적으로 나타났다.

특히, 가이드 베인(110)의 침식 실험에서 나타난 성적으로 볼 때 보조 베인(120)의 설치시, 시료 4에 채용된 보조 베인(120)의 출구각(e)이 가장 유용한 것으로 확인되었는데, 이 성적으로 보아 가이드 베인(110)의 침식 지연작용으로 소음을 감소시키고, 유속과 펌핑압력이 증진시키는 영향을 준 것으로 판단된다. 특히 시료 4의 보조 베인(120)이 임펠러의 회전시 벌류트 케이싱의 와류실을 따라 배출되는 유체의 추력을 증진시키는 것으로 예측된다

아울러, 위 표 3의 소음 실험성적서를 볼 때 모든 시료들은 원심펌프의 운전이 길어질수록 소음이 증가하는 것은 기계적 노후로 인한 자연적인 현상으로 예측되지만, 시료 1 내지 시료 4를 시료 5와 대비해 살펴보면, 시료 1과 2는 운전 초기부터 시료 5에 비해 소음이 크고, 시료 3은 계측시기에 따라 시료 5에 비해 소음이 약간 낮게 발생하며, 시료 4는 모든 계측시기에서 시료 5에 비해 소음이 낮은 것을 알 수 있다.

따라서, 소음 발생면에서 시료 1과 2가 시료 5에 비해 소음이 크게 발생되는 이유는 가이드 베인(110)의 출구에서 와류실로 배출되는 유체가 보조 베인(120)에 충돌하면서 발생되는 것으로 해석되므로 시료 1과 시료 2는 채용시 매우 신중을 기하거나 배제되는 것이 좋다.

위 표 1 내지 표 4의 성적을 종합해 보면, 시료 4는 시료 5에 비해 가이드 베인(110)의 출구측 침식 억제와 소음 및 유체의 출력이 가장 증진되므로 본 발명의 목적을 구현함에 있어 시료 3과 시료 4의 출구각(e)의 범위에서 유용하게 채용될 수 있다.

이를 종합해 보면, 가이드 베인(110)의 침식 실험의 성적을 비추어 볼 때, 시료 1과 시료 2는 가이드 베인(110)의 침식을 촉진시킬 목적이 아니면 채용할 수 없고, 반대로 침식을 지연시키고자 하는 경우에는 시료 3과 시료 4의 출구각(e)의 범위에서 유용하게 채용될 수 있다.

위와 같이 판단 결과를 토대로 시료 3과 시료 4를 임펠러에 실질적으로 채용함에 있어 바람직한 보조 베인(120)의 위치를 선정하기 위해 가이드 베인(110)의 출구측 허브 디스크(130)의 표면을 가상으로 등분한 뒤 등분된 각 위치에 시료 4의 보조 베인(120)을 설치하여 앞서 시험한 조건과 같은 방식으로 시험한 결과, 보조 베인(120)의 내측면(121)이 가이드 베인(110)의 내벽보다 안쪽에 위치될수록 가이드 베인(110)의 침식은 별다른 차이가 없으나 소음이 증가하는 불리함이 나타나고, 유량과 압력이 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.

반대의 경우에는, 가이드 베인(110)의 침식은 시료 5의 성적에 근접하고 소음은 커지나, 유량과 압력은 시료 4의 성적과 유사하게 나타나는 것으로 확인되었다.

더불어, 보조 베인(120)과 가이드 베인(110)의 간격은 출구측 가이드 베인(110)에서 부터 멀어질수록 가이드 베인(110)의 침식이 더 많이 발생하는 것으로 나타나는데, 시험에 의해 보조 베인(120)의 출구측 방사각(e)는 가이드 베인(110)의 입구측을 기준으로 421°이내이고, 보조 베인(120)의 선단부와 출구측 가이드 베인(110)의 간격은 18°~ 21°범위에서 가장 유효함을 확인할 수 있었다.

또한 보조 베인(120)의 내측면(121)은 도 8에 도시된 바와 같이 가이드 베인(110)의 내측면 곡률과 같은 곡률로, 외측면(122)은 평평한 직선형으로 하는 것이 유량과 압력 면에서 더 우수한 성적을 보였다.

전술한 바와 같이 보조 베인(120)을 허브 디스크(130)의 표면 부착하되, 도 7에 도시된 바와 같이 보조 베인(120)을 보조 디스크에 대칭되게 복수로 설치하면, 전술한 가이드 베인(110)의 출구측에 설치된 보조 베인(120)에 의해 케이싱의 와류실속으로 진입되는 유체의 진입을 유연하게 보정하여 유체의 배출 저항을 줄일 수 있고, 나머지 보조 베인(120)은 케이싱을 따라 흐르는 유체를 보조 베인(120)의 회전력에 의해 유체를 밀어내어 유량과 압력을 증진시키게 된다.

다만, 보조 베인(120)을 복수개로 설치하는 경우 출구측 가이드 베인(110)의 배출경로상에 설치된 보조 베인(120)을 기준으로 대칭되게 설치해야만 스크루 임펠러의 밸런스를 유지할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 표 1 내지 표 4에서 확인되는 바와 같이 본 발명에서 제안하는 시료 3과 시료 4에 제시된 보조 베인(120)에 의해 가이드 베인(110)의 침식을 지연시켜 임펠러의 회전 밸런스를 안정화시킬 수 있을 뿐만 아니라 가이드 베인(110)의 표면적에 의해 허브 디스크(130) 영역으로 배출된 유체를 회전력으로 강하게 밀어 배출시키게 되므로 더 많은 유량을 더 높은 압력으로 배출시킴으로써 펌프의 수력성능이 증진되는 효과가 있다.

이상에서 본 발명에 관하여 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시예를 하였으나 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명한 것일 뿐 본 발명이 속한 기술분야에 통상의 기술을 가진 자라면 본 발명을 통해 다양한 변경예와 응용예를 실시할 수 있을 것이나 이러한 변경예나 응용예는 이하에서 정의하는 특허 청구범위와 본 발명자가 의도하는 진정한 의미의 기술적 사상에 포함된다는 것을 미리 밝혀두는 바이다.

200: 원심펌프용 스크루 임펠러
110: 가이드 베인
120: 보조 베인
130: 허브 디스크

Claims (1)

1. 원심펌프용 스크루 임펠러에 있어서,
   허브의 외경보다 큰 허브 디스크를 갖추고, 상기 허브 디스크의 표면에 가이드 베인의 출구측 경로에 보조 베인을 마련하되,
   보조 베인의 높이는 가이드 베인의 출구측 높이와 동일하고, 보조 베인의 두께는 상기 가이드 베인의 첨단 두께와 동일하고, 보조 베인의 출구측 방사각은 상기 가이드 베인의 입구측 첨단을 기준으로 421°이고, 보조 베인의 입구측 선단부와 출구측 가이드 베인과의 간격은 18°~ 21°로 이격되고, 보조 베인의 출구각은 170°~ 178°로 허브 디스크의 표면의 가이드 베인의 배출 경로상에 설치되는 것을 특징으로 하는 원심펌프용 스크루 임펠러.

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