KR20190001872A - Impeller - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 임펠러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 블레이드에 가해지는 공동현상(cavitation)을 저감시키는 임펠러에 관한 것이다.The present invention relates to an impeller, and more particularly, to an impeller for reducing cavitation applied to the blade.
일반적으로 펌프라 함은 압력작용을 이용하여 관을 통해 물 등의 유체를 수송하는 기계로서, 왕복펌프, 로터리(회전)펌프, 원심펌프, 축류펌프, 마찰펌프 등이 있으며, 이 중 임펠러의 고속회전에 의해 유체를 수송하는 원심펌프가 널리 사용되고 있다.Generally, a pump is a machine for transporting water such as water through a pipe by using a pressure action. The pump includes a reciprocating pump, a rotary (rotary) pump, a centrifugal pump, an axial flow pump and a friction pump. Centrifugal pumps for transporting fluids by rotation are widely used.
원심펌프는 다수개의 블레이드를 구비하는 임펠러의 바깥쪽에 스파이럴형의 통로가 있는 펌프이다. 임펠러의 중심부에 들어온 유체는 임펠러와 함께 회전하는 블레이드의 펌핑 작동으로 펌프 본체의 상부에 형성된 토출구릍 통해 토출된다.The centrifugal pump is a pump having a spiral passage on the outside of an impeller having a plurality of blades. The fluid entering the center of the impeller is discharged through a discharge port formed in the upper part of the pump body by the pumping operation of the blade rotating together with the impeller.
임펠러에는 블레이드가 축 중심에서 방사상으로 똑바로 되어 있거나 임펠러의 회전 방향과 반대 방향으로 축과 일체로 연결되어 유선형으로 돌출되게 구성된다.The impeller is configured such that the blade is straight radially from the center of the shaft, or is integrally connected to the shaft in a direction opposite to the direction of rotation of the impeller to be projected in a streamlined manner.
따라서 임펠러에는 원심펌프 내에서 회전시에 펌프의 흡입구로 유입된 유체가 블레이드와 바로 부딪힘에 의해 분산되는 경우가 발생하고, 원심력에 의해 블레이드에 유입된 유체가 바로 밖으로 토출되어 블레이드가 물을 가두지 못하게 되어 빈 공간이 형성되는 공동현상이 발생된다. 이 공동현상으로 인해 블레이드가 변형되고, 펌프 효율이 저하되는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.Therefore, when the impeller is rotated in the centrifugal pump, the fluid introduced into the suction port of the pump is dispersed by colliding with the blade directly, and the fluid introduced into the blade by the centrifugal force is directly discharged out, And cavitation occurs in which an empty space is formed. This cavitation causes a problem that the blade is deformed and the pump efficiency is lowered. Therefore, there is a need for improvement.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1473691호(2014.12.11 등록, 발명의 명칭: 원심펌프의 임펠러)에 개시되어 있다. BACKGROUND ART [0002] The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1473691 (entitled "Impeller of Centrifugal Pump", Registered on Dec. 12, 2014).
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 블레이드에 가해지는 공동현상을 저감시키는 임펠러를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an impeller which reduces cavitation applied to a blade.
본 발명에 따른 임펠러는: 회전축이 구비되는 플레이트부; 상기 플레이트부에 구비되는 블레이드부; 및 상기 블레이드부에 구비되고, 상기 블레이드부에 가해지는 공동현상을 저감시키는 공동형상저감부;를 구비한다.The impeller according to the present invention includes: a plate portion having a rotating shaft; A blade portion provided on the plate portion; And a cavity-shaped reduction portion provided in the blade portion and reducing cavitation applied to the blade portion.
본 발명에서 상기 공동형상저감부는, 상기 블레이드부에 구비되며, 상기 플레이트부에서 제1방향으로 연장되는 본체부; 상기 본체부의 일측에 구비되는 리딩 에지부; 및 상기 본체부의 타측에 구비되는 트레일링 에지부;를 구비한다.In the present invention, the hollow shape reduction portion may include: a main body portion provided on the blade portion and extending in the first direction at the plate portion; A leading edge portion provided at one side of the main body portion; And a trailing edge portion provided on the other side of the main body portion.
본 발명에서 상기 본체부에는 공동현상 발생을 제한하는 공동현상제한부;가 구비된다.In the present invention, the main body is provided with a cavitation restricting part for restricting cavitation.
본 발명에서 상기 공동현상제한부는 상기 본체부의 제2방향으로 오목하게 형성된다.In the present invention, the cavitation restricting portion is recessed in the second direction of the body portion.
본 발명에서 상기 블레이드부는 상기 리딩 에지부에서 상기 트레일링 에지부 방향으로 폭이 점점 감소된다.In the present invention, the blade portion is gradually reduced in width from the leading edge portion toward the trailing edge portion.
본 발명에서 상기 리딩 에지부의 단부에는 공동현상감소촉진부;가 구비된다.In the present invention, a cavitation reduction acceleration part is provided at an end of the leading edge part.
본 발명에 따르면 블레이드에 가해지는 공동현상을 저감시켜 블레이드의 표면 손상 및 변형을 감소시킬 수 있다. According to the present invention, cavitation applied to the blade can be reduced to reduce surface damage and deformation of the blade.
또한 본 발명에 따르면 블레이드의 표면 손상 및 변형을 감소시켜 블레이드의 수명을 연장할 수 있다.Further, according to the present invention, surface damage and deformation of the blade can be reduced, and the life of the blade can be prolonged.
또한 본 발명에 따르면 유체가 초기에 맞닫는 면인 전단면의 면적을 줄여 최저 압력 지점을 최소화하고, 오목하게 형성된 공동현상제한부로 유도하여 공동현상 발생을 줄일 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the area of the front end face, which is the face where the fluid is initially fitted, to minimize the minimum pressure point, and to induce the recessed cavitation limiting portion to reduce cavitation.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심펌프를 개략적으로 나타내는 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심펌프를 개략적으로 나타내는 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러를 개략적으로 나타내는 정면도이다.1 is a side cross-sectional view schematically showing a centrifugal pump according to an embodiment of the present invention.
2 is a side sectional view schematically showing a centrifugal pump according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view schematically showing an impeller according to an embodiment of the present invention.
4 is a front view schematically showing an impeller according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 임펠러의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. Hereinafter, an embodiment of an impeller according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심펌프를 개략적으로 나타내는 측단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심펌프를 개략적으로 나타내는 측단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러를 개략적으로 나타내는 정면도이다.FIG. 1 is a side sectional view schematically showing a centrifugal pump according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side sectional view schematically showing a centrifugal pump according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a front view schematically showing an impeller according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a perspective view schematically showing an impeller according to an example of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원심펌프(200)는 후방에 모터(207)를 두고, 펌프 본체(201)의 중앙부에 물 등의 유체를 흡입하는 흡입구(203)와 함께 상부에 흡입된 물을 토출하는 토출구(205)가 형성된다. 임펠러(100)는 흡입구(203)와 토출구(205)를 갖는 펌프 본체(201) 내에서 모터(207)와 결합하여 고속으로 회전하면서 흡입구(203)를 통해 흡입되는 유체를 원심력에 의해 토출구(205)를 통해 토출시킨다.Referring to FIGS. 1 and 2, a
즉, 임펠러(100)는 펌프 본체(201) 내에 형성된 공간부에 장착되고, 모터(207)에 연결된다. 임펠러(100)의 회전에 따라 유체가 흡입구(203)를 통해 흡입되고 토출구(205)를 통해 토출된다.That is, the
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러(100)는 플레이트부(10), 블레이드부(20), 공동형상저감부(30)를 포함한다.3 and 4, the
플레이트부(10)는 원판으로 이루어지고, 중심부에 회전축(11)이 구비된다. 회전축(11)은 플레이트부(10)에 일체로 성형될 수 있고, 또는 착탈 가능하게 플레이트부(10)에 결합될 수 있다. 회전축(11)은 플레이트부(10)에 본딩, 용접, 볼팅 등의 방식으로 고정될 수 있다. 회전축(11)은 모터(207)에 연결되고, 모터(207)의 구동에 의해 회전축(11)을 구비한 플레이트부(10)가 회전된다.The
블레이드부(20)는 플레이트부(10)에 구비되는 것으로, 플레이트부(10)에 방사상으로 성형된다. 블레이드부(20)는 플레이트부(10)의 전면에 돌출 형성되고, 플레이트부(10)의 회전에 따라 회전되면서 흡입구(203)를 통해 흡입된 유체를 받는 부분으로, 사이클로이드 곡선(cycloid curve)에 의한 최단강화에 따른 유체의 가속도를 증가시키도록 유선형으로 형성된다.The
공동형상저감부(30)는 블레이드부(20)에 구비되고, 블레이드부(20)에 가해지는 공동현상을 감소시킨다. 공동형상저감부(30)는 본체부(31), 리딩 에지부(33), 트레일링 에지부(35)를 구비한다.The cavity
본체부(31)는 블레이드부(20)에 구비되고, 플레이트부(10)에서 제1방향(도 3 기준 플레이트부(10)에서 우측으로 돌출되는 방향)으로 연장된다. 즉, 본체부(31)는 플레이트부(10)에 수직하거나 실질적으로 수직되게 연장 형성된다.The
리딩 에지부(33)는 본체부(31)의 일측(도 3 기준 본체부(31)에서 회전축(11)을 향하는 측)에 구비된다. 트레일링 에지부(35)는 본체부(31)의 타측(도 3 기준 본체부(31)에서 플레이트부(10)의 외측을 향하는 측)에 구비된다. The leading
블레이드부(20)의 폭(도 3 기준 플레이트부(10)에서 돌출되는 높이)은 리딩 에지부(33)에서 트레일링 에지부(35)를 향할수록 점점 감소되게 형성된다. 블레이드부(20)는 유입구(203)를 통해 유입되는 유체에 접촉된다. 유입된 유체는 블레이드부(20) 상에서 리딩 에지부(33)로부터 트레일링 에지부(35)를 따라 흐르게 되고, 블레이드부(20)의 폭이 리딩 에지부(33)에서 트레일링 에지부(35)를 향할수록 점점 감소되게 형성되므로, 유체와 블레이드부(20)의 접촉 면적이 점점 줄어들게 된다. 따라서 유체는 블레이드부(20)와 접촉되는 면적이 줄어들면서 공동현상 발생도 감소된다. The width of the blade portion 20 (the height protruding from the
본체부(31)에는 공동현상제한부(32)가 구비된다. 공동현상제한부(32)는 본체부(31)의 제2방향(도 4 기준 본체부(31)의 길이방향)을 따라 오목하게 형성된다. 즉, 공동현상제한부(32)는 본체부(31)에 플레이트부(10)의 표면과 실질적으로 나란한 방향으로 연장 형성된다. 공동현상제한부(32)는 본체부(31)에 복수개가 형성된다. 유체는 본체부(31)의 공동현상제한부(32)를 따라 흐르면서 공동현상 발생이 제한된다. 공동현상제한부(32)는 본체부(31)의 일면(본체부(31)의 내측면)에 형성되거나, 본체부(31)의 양면(본체부(31)의 내측면과 외측면)에 형성될 수 있다.The
리딩 에지부(33)의 단부에는 공동현상감소촉진부(34)가 구비된다. 공동현상감소촉진부(34)는 리딩 에지부(33)의 단부에 오목볼록하게 연속적으로 형성되어 유입구(203)를 통해 유입되는 유체와 맞닫는 면의 면적이 줄어들게 된다. 공동현상감소촉진부(34)는 오목볼록하게 형성되어 유체가 블레이드부(20)에서 떨어져 나가는 유동박리 발생을 막아 유체의 흐름이 블레이드부(20)를 따라 흐르게 한다. At the end of the leading
공동현상감소촉진부(34)가 리딩 에지부(33)의 단부에 오목볼록하게 형성된 모양은 혹등고래(humpback whale)의 가슴지느러미 전단부의 혹의 형상 또는 물결 형상과 유사하게 형성될 수 있다. 리딩 에지부(33)가 평탄한 형상에 비해, 유체가 오목볼록한 공동현상감소촉진부(34)에 의해 리딩 에지부(33)와 초기 맞닫는 면적이 줄어들게 되어, 공동현상 발생 면적이 감소된다.The shape in which the cavitation
따라서 유체는 오목볼록한 공동현상감소촉진부(34)와 접촉되고, 오목한 공동현상제한부(32)를 따라 유도되고, 리딩 에지부(33)로부터 트레일링 에지부(35)를 따라 유동되면서 점점 블레이드부(20)와 접촉되는 면적이 줄어들게 되므로, 공동현상 발생이 줄어들게 된다.The fluid contacts the concave convex cavitation
상술한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 임펠러(100)의 작동을 설명한다.The operation of the
유입구(203)를 통해 유입된 유체는 블레이드부(20)와 접촉된다. 유체는 리딩 에지부(33)의 단부인 공동현상감소촉진부(34)와 접촉되고, 본체부(31)에 오목하게 형성된 공동현상제한부(32)를 따라 유도된다.The fluid introduced through the
또한 유체는 블레이드부(20) 상에서 리딩 에지부(33)로부터 트레일링 에지부(35)를 따라 흐르면서 블레이드부(20)와의 접촉면적이 감소되어 공동현상도 감소된다. 공동현상이 감소된 유체는 토출구(205)를 통해 토출되어 펌프 본체(201)의 외부로 배출된다.Also, the fluid flows along the trailing
본 발명에 따르면 블레이드부(20)에 가해지는 공동현상을 저감시켜 블레이드부(20)의 표면 손상 및 변형을 감소시킬 수 있다. According to the present invention, cavitation applied to the blade portion (20) can be reduced to reduce surface damage and deformation of the blade portion (20).
또한 본 발명에 따르면 블레이드부(20)의 표면 손상 및 변형을 감소시켜 블레이드부(20)의 수명을 연장할 수 있다.Further, according to the present invention, the surface damage and deformation of the
또한 본 발명에 따르면 유체가 초기에 맞닫는 면인 공동현상감소촉진부(34)와의 접촉면적이 줄어들어 최저 압력 지점을 최소화하고, 오목하게 형성된 공동현상제한부(32)로 유도하여 공동현상 발생을 줄일 수 있다.In addition, according to the present invention, the contact area with the cavitation
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be defined by the following claims.
10: 플레이트부
11: 회전축
20: 블레이드부
30: 공동형상저감부
31: 본체부
32: 공동현상제한부
33: 리딩 에지부
34: 공동현상감소촉진부
35: 트레일링 에지부
100: 임펠러
200: 원심펌프
201: 펌프 본체
203: 흡입구
205: 토출구
207: 모터10: plate portion 11: rotating shaft
20: blade section 30: cavity shape reduction section
31: main body 32:
33: leading edge portion 34: cavitation reduction accelerating portion
35: Trailing edge portion 100: Impeller
200: centrifugal pump 201: pump body
203: inlet 205: outlet
207: Motor
Claims (6)
상기 플레이트부에 구비되는 블레이드부; 및
상기 블레이드부에 구비되고, 상기 블레이드부에 가해지는 공동현상을 저감시키는 공동형상저감부;를 구비하는 임펠러.
A plate portion having a rotating shaft;
A blade portion provided on the plate portion; And
And a cavity-shaped reduction portion provided in the blade portion and reducing cavitation applied to the blade portion.
상기 블레이드부에 구비되며, 상기 플레이트부에서 제1방향으로 연장되는 본체부;
상기 본체부의 일측에 구비되는 리딩 에지부; 및
상기 본체부의 타측에 구비되는 트레일링 에지부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 임펠러.
The apparatus according to claim 1, wherein the cavity-
A main body part provided on the blade part and extending in a first direction at the plate part;
A leading edge portion provided at one side of the main body portion; And
And a trailing edge portion provided on the other side of the main body portion.
상기 본체부에는 공동현상 발생을 제한하는 공동현상제한부;가 구비되는 것을 특징으로 하는 임펠러.
3. The method of claim 2,
Wherein the main body is provided with a cavitation restricting portion for restricting cavitation.
상기 공동현상제한부는 상기 본체부의 제2방향으로 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 임펠러.
The method of claim 3,
Wherein the cavitation restricting portion is recessed in a second direction of the main body portion.
상기 블레이드부는 상기 리딩 에지부에서 상기 트레일링 에지부 방향으로 폭이 점점 감소되는 것을 특징으로 하는 임펠러.
3. The method of claim 2,
Wherein the blade portion is gradually reduced in width from the leading edge portion toward the trailing edge portion.
상기 리딩 에지부의 단부에는 공동현상감소촉진부;가 구비되는 것을 특징으로 하는 임펠러.
6. The method according to any one of claims 2 to 5,
And a cavitation reduction promoting portion is provided at an end of the leading edge portion.
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---|---|---|---|
KR1020170082064A KR20190001872A (en) | 2017-06-28 | 2017-06-28 | Impeller |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102405913B1 (en) * | 2021-10-15 | 2022-06-07 | 권진형 | Impeller preventing cavitation by a dummy protrusion, and a pump having the same |
-
2017
- 2017-06-28 KR KR1020170082064A patent/KR20190001872A/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR102405913B1 (en) * | 2021-10-15 | 2022-06-07 | 권진형 | Impeller preventing cavitation by a dummy protrusion, and a pump having the same |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X601 | Decision of rejection after re-examination |