KR20190026302A - 인듀서 - Google Patents

Abstract

본 발명의 인듀서는, 허브와, 상기 허브의 외주면에 나선형 형태로 배치된 블레이드로 구성된 인듀서에 있어서, 상기 허브의 일단은 회전축에 결합되며, 타단은 단부가 밀폐된 원추형으로 형성되며, 상기 원추형의 말단은 반구형으로 형성된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 누설손실을 최소화하여 필요흡입양정값을 낮춰줌과 동시에 공동현상을 억제하는 효과가 있다.

Description

인듀서{Inducer}

본 발명은 인듀서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펌프의 압력변화를 완화하여 캐비테이션 발생을 감소시켜 임펠러까지의 흡입조건을 개선하는 인듀서에 관한 것이다.

LNG Tank의 LNG의 잔류량을 최소화하며 unloading 하기 위해서는 LNG 펌프(LNG Spray/Stripping Pump)의 펌프흡입성능이 매우 중요하다.

이때, 펌프의 성능을 나타내는 지표 중의 하나인 필요흡입양정(NPSHre, Net Positive Suction Head required)값이 낮을수록 LNG 잔류량을 최소화하며 unloading이 가능하다.

즉, LNG 펌프의 필요흡입양정값이 낮을수록 LNG Tank에 잔류하는 LNG의 양이 작게 된다.

또한, 필요흡입양정값이 낮은 펌프일수록 공동(Cavitation)현상의 발생을 억제하게 된다.

펌프의 필요흡입양정값을 낮추기 위해서는 임펠러의 앞단에 인듀셔(Inducer)를 장착하며, 인듀셔의 형상에 의해 필요흡입양정값이 거의 결정 된다.

이에 따라, 공동 현상이 발생하지않으면서도 필요흡입양정값을 낮춘 LNG 펌프를 만들기 위해서는 인듀셔의 형상이 중요하다.

이러한 인듀서(inducers)는 임펠러 앞에 설치되는 나선형이 회전하는 구조(프로펠라)로서, 정압을 상승시켜, 임펠러의 흡입성능을 향상시키는 역할을 하게 된다.

종래의 인듀서에 대하여 첨부된 도면을 참조로 설명하기로 한다.

도 1은 종래의 인듀서가 설치된 상태를 도시한 개략도이고, 도 2는 종래의 인듀서를 도시한 사시도이며, 도 3은 종래의 인듀서의 유체 흐름도이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 인듀서(10)는 회전축(20) 외경에 나선형으로 결합되어 후방에 설치된 임펠라(미도시)로 유체를 흡입하여 보내게 된다.

이러한 인듀서(10)는 케이싱(30)의 내부에 위치된다.

이와 같이 고정 설치된 인듀서(10)는 회전축(20)과 동시에 회전하여 후방에 설치된 임펠라(미도시)로 유체를 흡입하여 압송하게 된다.

그러나, 종래의 인듀서는 전산유체역학 기법을 이용하여 유동해석한 결과, 저유량에서 유체의 흐름은 역류가 발생하게 되는 데, 이러한 역류는 성능저하, 진동 및 서지의 원인이 된다.

더욱이, 유체의 역류에 의해 필요흡입양정값은 높아지고 공동현상이 발생하여 펌프의 성능은 저하된다.

또한, 종래의 인듀서는 인듀서와 케이싱 사이의 틈으로 누설손실이 발생하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 인듀서와 케이싱의 간격을 최소화하여 누설손실을 줄였으나, 이 경우 인듀서와 케이싱의 간섭이 발생하였다.

따라서, 누설손실을 최소화하는 개선된 인듀서의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

공개특허공보 제2014-0123949호(2014.10.23. 공개) 등록특허공보 제1164806호(2012.07.11. 공고) 등록특허공보 제0625845호(2006.09.20. 공고)

본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 인듀서를 통한 누설손실을 최소화하여 필요흡입양정값을 낮춰줌과 동시에 공동현상을 억제하는 인듀서를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인듀서는, 허브와, 상기 허브의 외주면에 나선형 형태로 배치된 블레이드로 구성된 인듀서에 있어서, 상기 허브의 일단은 회전축에 결합되며, 타단은 단부가 밀폐된 원추형으로 형성되며, 상기 원추형의 말단은 반구형으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 블레이드의 단부에는 라비린스 홈이 연속적으로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 인듀서에 따르면, 인듀서의 블레이드의 단부에 라비린스 홈을 형성하여 인듀서를 통한 누설손실을 최소화하여 필요흡입양정값을 낮춰줌과 동시에 공동현상을 억제하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 인듀서가 설치된 상태를 도시한 개략도이다.
도 2는 종래의 인듀서를 도시한 사시도이다
도 3은 본 발명에 따른 인듀서를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 인듀서가 케이싱에 설치된 형태를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 인듀서를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 인듀서가 케이싱에 설치된 형태를 도시한 도면이다.

도 3 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 인듀서(A)는, 허브(100)와, 상기 허브(100)의 외주면에 나선형 형태로 배치된 블레이드(200)로 구성된다.

먼저, 상기 허브(100)는 모터 샤프트의 외주면에 키 등에 의해 고정결합되어 모터 샤프트의 회전과 동시에 인듀서(A)도 회전하도록 구성된다.

또한, 상기 블레이드(200)는 상기 허브(100)의 전방부터 후방을 향해 나선형으로 형성되어 펌프의 임펠라로 유체를 흡입하여 보내게 된다.

이와 같이 허브(100)와 블레이드(200)로 구성된 인듀서는 케이싱(300, 쉬라우드)의 내부에 설치된다.

이때, 상기 블레이드(200)와 케이싱(300) 사이의 틈은 0일 때에 유실되는 유체(Back-flow; 이하, '누설손실'이라 한다)가 없어 효율이 가장 좋지만, 실제 제작시에는 펌프 기동시 회전하는 인듀서(A)의 블레이드(200)가 케이싱(300)과 접촉하여 파손된다.

따라서, 블레이드(200)와 케이싱(300) 사이에는 약간의 틈을 남겨두고 설계,제작을 한다. 펌프제작사에서는 이 틈을 통한 누설손실을 줄여 인듀서의 효율을 높이고자 한다.(실제 제작시의 블레이드와 케이싱 사이의 틈새는 0.5mm임)

그럼에도, 불구하고 발생하는 유체의 누설손실을 억제하기 위해 본 발명에서는 상기 블레이드(200)의 단부에 라비린스 홈(210)을 형성한다.

이에 따라, 본 발명의 인듀서(A)는 블레이드(200)의 단부에 라비린스 홈(210)을 형성하여 인듀서(A)를 통한 누설손실을 최소화하여 필요흡입양정값을 낮춰줌과 동시에 공동현상을 억제하게 된다.

구체적으로, 상기 라비린스 홈(210)은 'ㄷ'자 단면으로 각지게 공간이 형성되어 있어, 이 공간을 지나는 유체는 압력강하를 일으켜 유체의 누설손실이 감소 된다. 즉 Back-flow 효과를 줄여준다.

실제, 이 원리는 다수의 미소공간을 배치하여 누수량을 조절하는 펌프씰 종류 중에 하나인 Labyrinth Seal에 의해 증명되었으므로 효과에 대한 설명은 생략한다.

또한, 상기 허브(100)의 일단은 회전축에 결합되며, 타단은 단부가 밀폐된 원추형으로 형성되며, 상기 원추형의 말단은 반구형으로 형성된다.

이에 따라, 허브(100)의 반구형 원추를 유체가 타고 넘어가 와류발생 및 공동현상을 억제하게 된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.

A - 인듀서
100 - 허브
200 - 블레이드 210 - 라비린스 홈

Claims (2)

1. 허브와, 상기 허브의 외주면에 나선형 형태로 배치된 블레이드로 구성된 인듀서에 있어서,
   상기 허브의 일단은 회전축에 결합되며, 타단은 단부가 밀폐된 원추형으로 형성되며, 상기 원추형의 말단은 반구형으로 형성된 것을 특징으로 하는 인듀서.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 블레이드의 단부에는 라비린스 홈이 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 인듀서.
   

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