KR101754240B1

KR101754240B1 - 케이싱과 임펠러와의 간격조절이 가능한 원심펌프

Info

Publication number: KR101754240B1
Application number: KR1020160115377A
Authority: KR
Inventors: 김대인
Original assignee: 김대인
Priority date: 2016-09-08
Filing date: 2016-09-08
Publication date: 2017-07-19

Abstract

본 발명은 케이싱과 임펠러와의 간격조절이 가능한 원심펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 펌프 용량 또는 수리를 위해 임펠러의 가장자리를 커팅하게 될 경우 줄어든 임펠러의 직경으로 케이싱과의 간격이 벌어져 펌프 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위해 케이싱과 임펠러와의 간격조절이 가능한 원심펌프에 관한 것이다.
본 발명에 따른 케이싱과 임펠러와의 간격조절이 가능한 원심펌프는 스파이럴 형태로 형성되고, 내부에 소정공간이 형성된 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 회전가능하게 설치되되, 상기 소정공간의 가장자리에 스파이럴방향으로 점차 확대되는 와류실이 형성되도록 구비되는 임펠러와; 상기 임펠러와 주축으로 연결되어 상기 임펠러를 회전시키는 모터와; 상기 임펠러의 회전시 외부 유체가 상기 임펠러의 중심부로 유입되도록 상기 케이싱의 중앙부에 연결된 유입관과; 상기 유입관을 통해 유입된 유체가 상기 와류실에서 가압되어 외부로 배출되도록 상기 와류실과 연결되어 상기 케이싱의 일측에 구비된 송출관과; 상기 송출관과 상기 와류실의 도입부가 맞닿는 상기 케이싱의 내면에 돌출되어 상기 임펠러 가장자리에 근접되는 돌출구획부를 포함하여 이루어지고,
상기 돌출구획부는 상기 송출관과 상기 와류실 도입부가 맞닿는 부분에 상기 케이싱의 외면을 관통하여 상기 케이싱 외부와 상기 와류실이 소통되게 형성된 절단홀에 끼워지는 돌출캡과, 상기 돌출캡을 상기 케이싱에 고정하기 위한 고정수단으로 이루어지며, 상기 돌출캡은 상기 절단홀에 끼워져 상기 외류실에 돌출되도록 일정 길이를 갖는 지지부와, 상기 지지부가 상기 절단홀에 끼워질 때 상기 케이싱의 외부에 노출되는 상기 지지부의 노출단부에 구비되는 상기 고정수단인 제1플랜지로 이루어지고,

Description

케이싱과 임펠러와의 간격조절이 가능한 원심펌프{A CENTRIFUGAL PUMP CAPABLE OF ADJUSTING GAP BETWEEN CASING AND IMPELLER}

본 발명은 케이싱과 임펠러와의 간격조절이 가능한 원심펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 펌프 용량 또는 수리를 위해 임펠러의 가장자리를 커팅하게 될 경우 줄어든 임펠러의 직경으로 케이싱과의 간격이 벌어져 펌프 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위해 케이싱과 임펠러와의 간격조절이 가능한 원심펌프에 관한 것이다.

일반적으로 원심펌프는 모터에 의해 회전하는 회전차(임펠러)의 원심작용으로 유체에 작용하는 에너지, 즉 운동에너지를 압력에너지로 변환시켜 유체를 펌핑하는 펌프이다.

원심펌프는 모터와, 모터에 주축으로 연결되고 회전되어 원심작용을 일으키는 회전차인 임펠러와, 임펠러가 내장되는 스파이럴 형태의 케이싱과, 케이싱의 내부에는 스파이럴 방향을 따라 만곡되어 점차적으로 확대되는 확대관 형태의 와류실이 형성되어 있으며, 만곡된 확대관의 끝에는 와류실을 지나온 유체가 펌핑되어 송출되는 송출관이 연결되고, 임펠러의 중앙부에 위치되게 케이싱의 중앙부에 연결되어 유체가 케이싱내로 유입되는 유입관으로 이루어져 있다.

이와 같이 구성된 원심펌프는 모터의 구동으로 임펠러가 회전하게 되면, 임펠러 중앙부는 압력이 낮아지고, 임펠러의 가장자리인 케이싱의 와류실은 상대적으로 압력이 높아지게 된다. 이때, 임펠러 중앙부의 낮아진 압력으로 유입관을 통해 유체가 케이싱내로 유입되고 임펠러의 원심력에 의해 와류실에서 가압되어 송출관을 통해 배출된다.

배출되는 유체는 와류실에서의 가압력에 따라 펌핑력이 좌우된다. 이에, 와류실을 가능한한 가압되는 유체가 외부로 누수되지 않게 밀폐시키는 것이 바람직하다. 그러나, 임펠러가 케이싱내에서 회전되는 구조로 설치된 관계로 임펠러와 케이싱의 사이에는 간격이 존재하게 된다. 이러한 간격은 와류실에서 가압되는 유체가 저압의 임펠러 중앙부인 유입관측으로 누수될 수 있는 통로가 되어 원심펌프의 펌핑력을 저하시키는 문제점이 되었다.

또한, 케이싱의 내부에는 스파이럴 형태로 형성된 와류실의 도입부와, 와류실의 끝단부에 연결된 송출관과 맞닿아 와류실내로 뾰족하게 돌출되고 임펠러의 가장자리에 근접하여 와류실의 도입부와 송출관을 구분하고, 와류실로 유입된 유체가 송출관으로 곧바로 유입되지 않고 와류실인 스파이럴형의 관로를 따라 이동되도록 하는 돌출부분이 형성되어 있는데, 이러한 돌출부분과 임펠러 가장자리 사이에도 회전되는 임펠러로 인해 간격이 형성되어 있다.
그러나, 임펠러의 수리 및 교체, 펌프의 용량에 따라 임펠러의 가장자리를 커팅하여 사용하게 될 경우, 돌출부분과 임펠러 가장자리 사이의 간격이 벌어져 배출관으로 배출되는 유체의 일부가 와류실로 재유입되어 원심펌프의 펌핑력이 저하되는 문제점이 발생되었다.

이에, 종래에는 임펠러와 케이싱과의 간격을 최소화하여 누수를 방지하기 위한 다양한 기술이 개발되었는데, 그 종래기술로는 대한민국 등록특허공보 제1461621호, 대한민국 실용신안공보 제1990-0009053호, 대한민국 등록실용신안공보 제0155734호에 개시되어 있다.

그러나, 임펠러의 수리 및 교체, 펌프의 용량에 따라 임펠러의 가장자리를 커팅하여 사용하게 될 경우, 돌출부분과 임펠러와의 벌어진 간격을 조절할 수 있는 기술적 수단이 개시되어 있지 않아, 여전히 배출되는 유체가 와류실로 재유입되어 원심펌프의 펌핑력이 저하되는 문제점이 발생되었다.

이에, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 임펠러의 가장자리를 커팅하여 사용하게 될 경우, 돌출부분과 임펠러와의 벌어진 간격을 조절할 수 있는 케이싱과 임펠러와의 간격조절이 가능한 원심펌프를 제공하는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 케이싱과 임펠러와의 간격조절이 가능한 원심펌프는 스파이럴 형태로 형성되고, 내부에 소정공간이 형성된 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 회전가능하게 설치되되, 상기 소정공간의 가장자리에 스파이럴방향으로 점차 확대되는 와류실이 형성되도록 구비되는 임펠러와; 상기 임펠러와 주축으로 연결되어 상기 임펠러를 회전시키는 모터와; 상기 임펠러의 회전시 외부 유체가 상기 임펠러의 중심부로 유입되도록 상기 케이싱의 중앙부에 연결된 유입관과; 상기 유입관을 통해 유입된 유체가 상기 와류실에서 가압되어 외부로 배출되도록 상기 와류실과 연결되어 상기 케이싱의 일측에 구비된 송출관과; 상기 송출관과 상기 와류실의 도입부가 맞닿는 상기 케이싱의 내면에 돌출되어 상기 임펠러 가장자리에 근접되는 돌출구획부를 포함하여 이루어지고,
상기 돌출구획부는 상기 송출관과 상기 와류실 도입부가 맞닿는 부분에 상기 케이싱의 외면을 관통하여 상기 케이싱 외부와 상기 와류실이 소통되게 형성된 절단홀에 끼워지는 돌출캡과, 상기 돌출캡을 상기 케이싱에 고정하기 위한 고정수단으로 이루어지며,
상기 돌출캡은 상기 절단홀에 끼워져 상기 외류실에 돌출되도록 일정 길이를 갖는 지지부와, 상기 지지부가 상기 절단홀에 끼워질 때 상기 케이싱의 외부에 노출되는 상기 지지부의 노출단부에 구비되는 상기 고정수단인 제1플랜지로 이루어지고,
상기 고정수단은 상기 제1플랜지와; 상기 절단홀의 주변에 돌출되어 상기 돌출캡이 상기 절단홀에 인입될 때, 상기 제1플랜지와 맞닿는 제2플랜지와; 상기 제1,2플랜지를 결합고정하는 볼트부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 고정수단은 상기 돌출캡의 상기 지지부에 구비된 제1플랜지와; 상기 절단홀의 주변에 돌출되어 형성되고, 상기 돌출캡이 상기 절단홀에 인입될 때, 상기 제1플랜지가 인입되는 플랜지 인입홈이 상면에 형성된 제2플랜지와; 상기 제1,2플랜지의 사이에 인입되어 누수를 방지하는 가스켓과; 상기 제1,2플랜지를 결합고정하는 볼트부재를 포함하여 이루어질 수도 있다.

본 발명은 임펠러의 가장자리에 근접하는 돌출구획부인 돌출캡의 돌출거리를 조정할 수가 있기 때문에, 임펠러의 수리 및 교체, 펌프의 용량에 따라 임펠러의 직경이 가변되어 임펠러의 가장자리와 돌출캡과의 간격이 변하더라도 펌프의 최대효능이 발휘되도록 간격을 조정할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 펌프를 교체하지 않고서도 임펠라의 규격을 다양화하여 용량에 맞는 임펠라를 사용할 수가 있기 때문에, 하나의 펌프로 다양한 용량을 소화할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 케이싱과 임펠러와의 간격조절이 가능한 원심펌프의 일 실시 예를 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 도 1에서 케이싱과 돌출구획부인 돌출캡이 분리된 상태를 도시한 사시도,
도 3은 도 1에서 케이싱과 돌출구획부인 돌출캡이 분리된 상태를 도시한 단면도,
도 4는 도 1에서 케이싱과 돌출구획부인 돌출캡이 결합된 상태를 도시한 단면도,
도 5는 도 1에서 돌출캡의 구조를 도시한 측면도,
도 6은 도 1에서 고정수단의 다른 실시 예를 도시한 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 케이싱과 임펠러와의 간격조절이 가능한 원심펌프에 대해 상세히 설명한다.

첨부한 도 1 내지 도 5에는 본 발명에 따른 케이싱과 임펠러와의 간격조절이 가능한 원심펌프의 일 실시 예가 도시되어 있다.

도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명은 내부에 스파이럴형태의 와류실(110)이 형성된 케이싱(100)과, 케이싱(100) 내부에 구비되는 임펠러(200)와, 임펠러(200)를 회전시키기 위해 주축(300)으로 연결된 모터(400)와, 외부유체가 유입되는 유입관(500)과, 케이싱(100)내에서 가압된 유체가 배출되는 송출관(600)과, 송출관(600)과 와류실(110) 도입부가 맞닿는 부분에 돌출되어 임펠러(200) 가장자리에 근접되는 돌출구획부(700)가 형성되어 있다.
돌출구획부(700)는 송출관(600)과 와류실(110) 도입부가 맞닿는 부분에 케이싱(100)의 외면을 관통하여 케이싱(100) 외부와 와류실(110)이 소통되게 형성된 절단홀(130)에 끼워지는 돌출캡(800)과, 돌출캡(800)을 케이싱(100)에 고정하기 위한 고정수단(900)으로 이루어져 있다.

케이싱(100)은 전체적인 외형은 스파이럴형태로 되어 있으며, 내부에는 소정 공간이 형성되어 있다. 내부의 소정공간은 스파이럴 방향으로 점차 확대되는 구조로 형성되어 있다.

케이싱(100)의 내부 소정 공간에 임펠러(200)가 구비된다. 임펠러(200)의 가장자리는 절단홀(130)에 끼워져 케이싱(100)의 내부로 돌출되는 돌출캡(800)의 일측인 돌출단부에 최대한 근접된다.
임펠러(200)가 설치되면, 케이싱(100) 내부의 소정 공간에는 스파이럴 방향으로 점차 확대되는 구조인 와류실(110)이 형성된다. 와류실(110)은 임펠러(200)의 가장자리와 돌출캡(800)의 일측인 돌출단부와 근접되는 부분부터 만곡되면서 공간이 점차 확대되는 구조로 형성된다.

임펠러(200)는 여러 개의 만곡된 안내깃(220)이 표면에 원형으로 배열된 원형판으로 중앙에는 주축에 연결되기 위한 홀(210)이 형성되어 있다. 안내깃(220)은 외부에 노출되게 오픈형으로 형성될 수도 있고, 두 개의 원형판이 구비되고 원형판의 사이에 안내깃(220)이 구비된 폐쇄형으로 형성될 수도 있다.

유입관(500)은 일측이 임펠러(200)의 중심부에 위치되도록 케이싱(100)에 설치되고, 타측은 흡입대상 유체에 잠기도록 설치된다.

송출관(600)은 와류실(110)의 출구에 위치되도록 케이싱(100)에 설치된다.

송출관(600)과 와류실(110)의 도입부가 맞닿는 부분에 케이싱(100)의 외면을 관통하여 형성된 절단홀(130)에 끼워지는 돌출캡(800)의 돌출단부가 임펠러(200)의 가장자리에 근접됨으로써, 유입관(500)을 통해 유입된 유체는 와류실(110)에서 가압되어 송출관(600)으로 배출되는 과정에서 와류실(110)의 도입부분으로 재유입되지 않게 된다.

돌출캡(800)은 절단홀(130)의 횡단면에 상응하는 단면을 갖으며 일정 길이로 형성된 지지부(810)와, 지지부(810)가 절단홀(130)에 끼워질 때 케이싱(100)의 외부에 노출되는 지지부(810)의 돌출단부 반대측인 노출단부에는 고정수단(900)인 제1플랜지(910)가 구비되어 형성되어 있다.
케이싱(100) 내부로 인입되는 지지부(810)의 돌출단부는 일면은 송출관(600)의 도입부분으로 평탄하고, 타면은 회전하는 임펠러(200)의 가장자리에 근접될 수 있도록 원호형상으로 만곡되게 형성되어 있다.

돌출캡(800)은 절단홀(130)에 끼워져 임펠러(200) 방향으로 슬라이딩되고 고정된다.

삭제

돌출캡(800)은 지지부(810)의 길이를 달리하여 다수개가 구비될 수 있다.

고정수단(900)은 돌출캡(800)의 지지부(810)에 구비된 제1플랜지(910)와, 절단홀(130) 주변에 구비되어 제1플랜지(910)에 대응되는 제2플랜지(920)와, 제1,2플랜지(910,920)를 결합하는 볼트부재(930)로 이루어져 있다.

제1플랜지(910)는 지지부(810)의 노출단부에 구비되고, 제2플랜지(920)는 절단홀(130) 주변이 제1플랜지(910)에 대응되는 형상으로 케이싱(100) 외부방향으로 돌출되어 형성된다. 이에, 절단홀(130)의 길이도 연장되며, 절단홀(130)의 내주면에는 수밀을 위한 오링(131)이 개재되어 있다.

볼트부재(930)는 제1플랜지(910)를 관통하여 제2플랜지(920)에 결합된다.

한편, 첨부한 도 6을 참조하면, 고정수단의 다른 실시 예로 제2플랜지(920)의 상면에 제1플랜지(910)가 인입되는 플랜지 인입홈(921)이 형성되고, 플랜지 인입홈(921)에 인입되고 제1,2플랜지(910,920)가 볼트부재(930)에 의해 결합시 제1,2플랜지(910,920) 사이에 위치되어 누수를 방지하는 가스켓(940)이 구비되어 이루어질 수도 있다.

가스켓(940)은 그 두께 및 인입갯수에 따라 돌출캡(800)의 인입깊이를 조절하여 돌출캡(800)의 돌출단부와 임펠러(200) 가장자리와의 간격을 조절할 수가 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 케이싱과 임펠러와의 간격조절이 가능한 원심펌프는 임펠러(200)의 수리 및 교체, 펌프의 용량에 따라 임펠러(200)의 가장자리를 커팅하게 되면, 임펠러(200)의 가장자리와 돌출캡(800)의 돌출단부와의 간격이 벌어지게 되는데, 벌어진 간격을 적정 길이를 갖는 다른 돌출캡(800)으로 교체하여 설치함으로써 조정할 수가 있다.

즉, 임펠러(200)의 가장자리 커팅으로 벌어진 간격만큼 상대적으로 지지부(810)의 길이가 긴 돌출캡(800)을 절단홀(130)에 인입하여 돌출캡(800)의 돌출단부가 임펠러(200) 가장자리에 최대한 근접되게 하면 된다. 절단홀(130)에 인입된 돌출캡(800)은 제1,2플랜지(910,920)가 볼트부재(930)로 결합됨으로써, 케이싱(100)에 고정된다. 그리고, 임펠러(200) 가장자리가 근접되는 돌출캡(800)의 돌출단부의 타면인 원호부분을 정밀가공하게 되면, 보다 미세한 간격으로 돌출캡(800)의 돌출단부와 임펠러(200) 가장자리를 근접시킬 수가 있다.

반면에, 펌프의 용량을 늘리기 위해 적정한 직경이상의 임펠러(200)를 사용하게 되면, 돌출캡(800)의 돌출단부에 임펠러(200) 가장자리가 닿게 된다. 이때에는 상대적으로 작은 지지부(810)의 길이를 갖는 돌출캡(800)을 절단홀(130)에 인입함으로써, 돌출캡(800)의 돌출단부와 임펠러(200) 가장자리의 간격이 근접되도록 조정할 수가 있다.

한편, 돌출캡(800)을 케이싱(100)에 고정하는 다른 고정수단에 의하면, 돌출캡(800)의 돌출단부와 임펠러(200) 가장자리의 간격의 조정은 제1,2플랜지(910,920) 사이에 인입되는 가스켓(940)의 두께 또는 인입되는 가스켓(940)의 갯수에 의해 가능하게 된다.

즉, 가스켓(940)의 두께가 크거나, 인입갯수가 많으면 돌출캡(800)의 인입거리가 짧아지게 되므로, 상대적으로 직경이 큰 임펠러(200)의 사용이 가능하고, 가스켓의 두께가 얇거나, 인입갯수가 적으면 돌출캡(800)의 인입거리가 길어지게 되므로 상대적으로 직경이 작은 임펠러(200)의 사용이 가능하게 된다.

이와 같이, 하나의 케이싱에 다양한 직경을 갖는 임펠러의 사용이 가능하기 때문에, 하나의 펌프로 용량에 맞게 조절하여 사용할 수가 있다.

이상 본 발명의 일 실시 예를 첨부한 도면을 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

100 : 케이싱 110 : 와류실
130 : 절단홀 200 : 임펠러
600 : 송출관 700 : 돌출구획부
800 : 돌출캡 810 : 지지부
900 : 고정수단 910 : 제1플랜지
920 : 제2플랜지 930 : 볼트부재

Claims

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스파이럴 형태로 형성되고, 내부에 소정공간이 형성된 케이싱과;
상기 케이싱의 내부에 회전가능하게 설치되되, 상기 소정공간의 가장자리에 스파이럴방향으로 점차 확대되는 와류실이 형성되도록 구비되는 임펠러와;
상기 임펠러와 주축으로 연결되어 상기 임펠러를 회전시키는 모터와;
상기 임펠러의 회전시 외부 유체가 상기 임펠러의 중심부로 유입되도록 상기 케이싱의 중앙부에 연결된 유입관과;
상기 유입관을 통해 유입된 유체가 상기 와류실에서 가압되어 외부로 배출되도록 상기 와류실과 연결되어 상기 케이싱의 일측에 구비된 송출관과;
상기 송출관과 상기 와류실의 도입부가 맞닿는 상기 케이싱의 내면에 돌출되어 상기 임펠러 가장자리에 근접되는 돌출구획부를 포함하여 이루어지고,
상기 돌출구획부는 상기 송출관과 상기 와류실 도입부가 맞닿는 부분에 상기 케이싱의 외면을 관통하여 상기 케이싱 외부와 상기 와류실이 소통되게 형성된 절단홀에 끼워지는 돌출캡과, 상기 돌출캡을 상기 케이싱에 고정하기 위한 고정수단으로 이루어지며,
상기 돌출캡은
상기 절단홀에 끼워져 상기 와류실에 돌출되도록 일정 길이를 갖는 지지부와, 상기 지지부가 상기 절단홀에 끼워질 때 상기 케이싱의 외부에 노출되는 상기 지지부의 노출단부에 구비되는 상기 고정수단인 제1플랜지로 이루어지고,
상기 고정수단은
상기 제1플랜지와;
상기 절단홀의 주변에 돌출되어 상기 돌출캡이 상기 절단홀에 인입될 때, 상기 제1플랜지와 맞닿는 제2플랜지와;
상기 제1,2플랜지를 결합고정하는 볼트부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 케이싱과 임펠러와의 간격조절이 가능한 원심펌프.
스파이럴 형태로 형성되고, 내부에 소정공간이 형성된 케이싱과;
상기 케이싱의 내부에 회전가능하게 설치되되, 상기 소정공간의 가장자리에 스파이럴방향으로 점차 확대되는 와류실이 형성되도록 구비되는 임펠러와;
상기 임펠러와 주축으로 연결되어 상기 임펠러를 회전시키는 모터와;
상기 임펠러의 회전시 외부 유체가 상기 임펠러의 중심부로 유입되도록 상기 케이싱의 중앙부에 연결된 유입관과;
상기 유입관을 통해 유입된 유체가 상기 와류실에서 가압되어 외부로 배출되도록 상기 와류실과 연결되어 상기 케이싱의 일측에 구비된 송출관과;
상기 송출관과 상기 와류실의 도입부가 맞닿는 상기 케이싱의 내면에 돌출되어 상기 임펠러 가장자리에 근접되는 돌출구획부를 포함하여 이루어지고,
상기 돌출구획부는 상기 송출관과 상기 와류실 도입부가 맞닿는 부분에 상기 케이싱의 외면을 관통하여 상기 케이싱 외부와 상기 와류실이 소통되게 형성된 절단홀에 끼워지는 돌출캡과, 상기 돌출캡을 상기 케이싱에 고정하기 위한 고정수단으로 이루어지며,
상기 돌출캡은
상기 절단홀에 끼워져 상기 와류실에 돌출되도록 일정 길이를 갖는 지지부와, 상기 지지부가 상기 절단홀에 끼워질 때 상기 케이싱의 외부에 노출되는 상기 지지부의 노출단부에 구비되는 상기 고정수단인 제1플랜지로 이루어지고,
상기 고정수단은
상기 제1플랜지와;
상기 절단홀의 주변에 돌출되어 형성되고, 상기 돌출캡이 상기 절단홀에 인입될 때, 상기 제1플랜지가 인입되는 플랜지 인입홈이 상면에 형성된 제2플랜지와;
상기 제1,2플랜지의 사이에 인입되어 누수를 방지하는 가스켓과;
상기 제1,2플랜지를 결합고정하는 볼트부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 케이싱과 임펠러와의 간격조절이 가능한 원심펌프.