KR20190046601A - 자가 재순환 케이싱을 구비한 밀폐형 임펠러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임펠러에 관한 것으로, 개구부가 형성되는 하우징; 상기 개구부의 일측으로 삽입되는 인서트; 및 상기 개구부의 타측으로 삽입되고, 복수의 블레이드를 구비하며, 상기 복수의 블레이드를 덮는 쉬라우드를 구비하는 임펠러 본체를 포함하되, 상기 인서트에는 상기 임펠러 본체의 입구로 유체를 안내하는 인입 유로가 형성되고, 상기 인서트의 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이의 유격은, 상기 인입 유로의 일단이 상기 임펠러 본체의 입구와 만나는 개소를 상기 인입 유로의 타단과 서로 잇는 순환 유로를 형성해 유체가 순환되도록 할 수 있다.

Description

자가 재순환 케이싱을 구비한 밀폐형 임펠러 {Closed impeller with self-recirculating casing}

본 발명은 임펠러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자가 재순환 케이싱을 구비한 임펠러에 관한 것이다.

원심 압축기(centrifugal compressor)는 회전 운동을 하는 임펠러를 이용하여 유체에 원심력을 부여함으로써, 유체가 압축되도록 하는 장치이다.

원심 압축기는 일반적으로 구동력을 생산하는 구동부와, 구동부와 연결되는 기어 유닛과, 기어 유닛이 내부에 설치되는 기어박스와, 기어박스에 삽입되어 기어유닛과 연결되는 회전축와, 회전축에 연결되어 회전함으로써 회전 운동에너지를 유체에 전달해 유체의 압력을 상승시키는 임펠러(impeller)와, 임펠러를 지지하는 스크롤과, 스크롤과 결합하여 유체가 유동하는 내부 공간을 형성하는 쉬라우드를 포함할 수 있다.

압축기의 작동은 고유량 조건(high flow)에서는 초크(choke)에 의해 제한되고 저유량 조건(low flow)에서는 스톨(stall)에 의해 제한된다. 초크나 스톨이 일어나게 되면, 고속으로 회전하는 임펠러로부터 굉음과 함께 큰 진동이 일어나게 되고, 임펠러의 파손으로 이어질 가능성이 있다. 초크나 스톨이 일어나면 정상적인 압축기로써 작용할 수가 없고, 작동을 정지해야 하는 것이다. 따라서 압축기의 가용 운전 범위를 넓히고자 하는 다양한 시도가 있었다. 스톨의 시작 및 압축기의 안정 운전 범위는 압축기 유로에서의 유동 특성에 의해 결정되는데, 이를 이용한 방법으로는 케이싱 처리가 있고, 이는 현재 사용되는 가장 효과적인 방법 중 하나이다. 일반적으로 케이싱 처리는 저유량에서 유도 장치에서 발생하는 흐름의 낮은 운동량 영역을 주 유로에서 격리하고 주 통로에서 스톨의 시작을 지연시키는 방식을 사용한다. 대부분의 케이싱 처리는 고정 쉬라우드(shroud)를 통한 유로로의 접근을 요구하므로 개방형 임펠러(opened impeller)에만 적용 할 수 있었다. 그러나 다양한 산업 압축 어플리케이션은 임펠러의 압축 성능을 극대화하기 위해 쉬라우드가 일체형으로 커버된 밀폐형 임펠러(closed impeller)를 주로 사용함에도 불구, 여전히 광범위한 운전 영역을 필요로 한다.

미국 등록특허 제9,377,030호(2016.06.28. 등록)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 자가 재순환이 가능한 밀폐형 임펠러를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 임펠러는, 개구부가 형성되는 하우징; 상기 개구부의 일측으로 삽입되는 인서트; 및 상기 개구부의 타측으로 삽입되고, 복수의 블레이드를 구비하며, 상기 복수의 블레이드를 덮는 쉬라우드를 구비하는 임펠러 본체를 포함하되, 상기 인서트에는 상기 임펠러 본체의 입구로 유체를 안내하는 인입 유로가 형성되고, 상기 인서트의 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이의 유격은, 상기 인입 유로의 일단이 상기 임펠러 본체의 입구와 만나는 개소를 상기 인입 유로의 타단과 서로 잇는 순환 유로를 형성할 수 있다.

상기 순환 유로는, 상기 임펠러 본체의 입구로부터 유출된 유체를 받아들이는 유출 유로; 상기 유출 유로와 연결되어 상기 유체가 통과하는 중공; 및 일단이 상기 중공과 연결되고, 타단이 상기 상기 인입 유로의 타단과 연결되어 유체를 상기 인입 유로로 진입시키는 재진입 유로를 포함할 수 있다.

상기 인서트는, 상기 중공에 형성되는 복수의 베인을 구비할 수 있다.

상기 복수의 베인은, 상기 인서트의 반경 방향으로 갈수록 상기 인서트의 외주 방향을 따라 휘어진 캠버(camber) 구조로 형성될 수 있다.

상기 복수의 베인은, 상기 인서트의 원주 방향을 따라 균등한 간격으로 배치될 수 있다.

상기 베인은, 상기 베인이 형성된 중공을 통과하는 유체의 소용돌이를 제거하도록 배치될 수 있다.

상기 베인은, 상기 중공을 상기 임펠러의 회전축과 나란한 방향으로 연장될 수 있다.

상기 유출 유로는, 상기 임펠러 본체의 입구로부터 상기 중공으로 갈수록 폭이 넓어질 수 있다.

상기 중공의 폭은, 상기 유출 유로의 폭보다 클 수 있다.

상기 재진입 유로는, 상기 인서트의 반경 방향을 따라 연장될 수 있다.

상기 중공은, 상기 인서트의 외주를 둘러싼 원환체의 형상으로 형성될 수 있다.

상기 유출 유로를 형성하는 상기 인서트의 일부와 상기 하우징의 일부는, 상기 임펠러 본체의 입구에 가까워질수록 직경이 작아질 수 있다.

상기 인입 유로로 안내되는 유체의 유량이 저유량일 때, 상기 유체의 일부는 상기 임펠러 본체의 입구에 인접한 영역에서 상기 유출 유로로 유출되어, 상기 중공 및 상기 재진입 유로를 통해 순환하여 상기 인입 유로로 진입할 수 있다.

상기 인입 유로로 안내되는 유체의 유량이 고유량일 때, 상기 유체의 일부는 상기 재진입 유로로 유출되어, 상기 중공 및 상기 유출 유로를 통해 바이패스(bypass)되어 상기 임펠러 본체의 입구에 인접한 영역으로 진입할 수 있다.

상기 순환 유로를 형성하는 상기 인서트의 외측면은, 모서리가 곡선으로 형성될 수 있다.

상기 인입 유로는, 상기 인서트의 중심에 원형으로 형성될 수 있다.

상기 인입 유로는, 상기 인서트의 중심에 환형으로 형성될 수 있다.

상기 복수의 베인은, 상기 임펠러의 회전축과 나란하지 않은 방향으로 연장될 수 있다.

상기 인서트는, 상기 중공과 상기 인입 유로를 잇도록 상기 인서트의 반경 방향으로 관통되어 형성되는 복수의 공동을 구비할 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

자가 재순환 케이싱 처리를 밀폐형 임펠러에 통합시킴으로써 슈라우드 된 원심 압축기의 안정된 작동 범위를 확장시킨다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다. 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러의 외관을 다른 방향에서 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러 본체의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러에서 하우징을 제거한 모습을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러에서 하우징을 제거한 모습을 다른 방향에서 바라본 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러의 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러에 저유량 흐름이 생긴 경우의 유체 흐름을 나타낸 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러에 고유량 흐름이 생긴 경우의 유체 흐름을 나타낸 측단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 일자형 베인 형상을 나타낸 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 비스듬한 베인 형상을 나타낸 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 캠버 형상의 베인 형상을 나타낸 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 공동형 인서트 형상을 나타낸 평면도이다.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 베인 없는 중공의 형상을 나타낸 평면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러(1)의 외관을 나타낸 사시도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러(1)의 외관을 다른 방향에서 나타낸 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러(1)는 하우징(3), 인서트(4) 및 임펠러 본체(2)를 포함하여 구성됨을 확인할 수 있다.

임펠러 본체(2)는 디스크(24) 위에 원주를 따라 복수의 블레이드(22)가 일정 간격으로 배치되고 쉬라우드(21)가 덮인 일반적인 밀폐형 임펠러(1)의 형상으로 구성된다. 임펠러 본체(2)를 이루는 디스크 중심부(23)에는 통공이 형성되어 임펠러(1)를 회전축을 중심으로 회전시킬 수 있는 샤프트가 삽입될 수 있도록 형성된다. 임펠러 본체(2)에 대한 구체적인 구성은 도 3에 대한 설명에서 설명하기로 한다.

하우징(3)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러(1)의 구성요소를 감싸고 내부로 수용하는 역할을 하는 구성요소이다. 하우징(3)의 중심에는 전후방향으로 개방된 개구부가 형성되고, 상기 개구부로 인서트(4) 및 임펠러 본체(2)의 일부가 삽입되도록 해서 인서트(4)와 임펠러 본체(2)의 일부가 하우징(3)에 수용되도록 할 수 있다. 인서트(4)는 하우징(3)에 삽입됨과 동시에 체결 부재를 이용해 서로 결합될 수 있다. 그러나 임펠러 본체(2)의 경우 회전해야 하므로, 회전하지 않는 하우징(3)에 대해서 체결 부재를 통해 결합되지는 않는다.

상기 개구부로 인서트(4) 및 임펠러 본체(2)가 삽입되는 방향은 서로 반대이고, 따라서 각기 개구부의 반대 방향 입구로 진입한다. 인서트(4)는 기저부(41)를 제외한 전부가 삽입될 수 있으나 임펠러 본체(2)는 임펠러 본체 입구(25)에 해당하는 부분만이 삽입되도록 할 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에서는 하우징(3)이, 인서트(4)가 삽입되는 제1 하우징(31) 및 제1 하우징(31)의 축방향 일측면에 형성되고 임펠러 본체(2)가 삽입되는 제2 하우징(32)으로 구성되는 것으로 표현하여, 다수의 원환체가 결합된 것과 같이 표현하였으나, 하우징(3) 외관의 생김새는 이에 한정되지 않는다.

하우징(3)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러(1)가 사용될 수 있는 원심 압축기의 스크롤(미도시) 또는 기어 박스(미도시)등과 결합되어 고정될 수 있다. 다만 본 발명의 제1 실시예에서는 하우징(3)에 결합되는 임펠러(1) 외의 압축기 구성요소에 대해서 도시하지 않았다.

인서트(4)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러(1)의 케이싱 트리트먼트를 위한 유로를 형성하기 위해 하우징(3) 내부로 삽입되는 구성요소이다. 인서트(4)가 하우징(3) 내부로 삽입됨으로써, 하우징(3)에 결합되고 하우징(3)과 같이 회전하지 않도록 고정된다.

하우징(3)으로 인서트(4)가 삽입되는 방향에는 토출구(422)가 위치하여, 인서트(4)는 토출구(422)부터 하우징(3)의 개구부로 삽입된다. 토출구(422)는 도 6에서 후술할 내용과 같이 임펠러 본체 입구(25)를 일부 수용할 수 있다.

인서트(4)의 중심에는 임펠러(1)의 회전축 방향으로 개방된 인입 유로(42)가 형성된다. 인입 유로(42)는 유체가 통과할 수 있는 통공으로, 임펠러 본체(2)로 인입되는 유체가 통과해 임펠러 본체 입구(25)에 도달하도록 한다. 인입 유로(42)는 인서트(4)의 중심에 원형으로 형성될 수도 있으나, 환형으로 형성되어 중심에 유체의 흐름을 막는 구조가 더 구비될 수도 있다. 인입 유로(42)의 일단은 상술한 바와 같이 토출구(422)가 되고, 타단은 인입구(421)가 된다.

인입구(421)는 인서트(4)상에서 토출구(422)의 반대 방향에 위치한다. 인입구(421)는 토출구(422)와 비교했을 때 임펠러(1)로부터 임펠러(1)의 회전축 상에서 보다 먼 개소에 위치한다. 인입구(421)로 유체가 인입되어, 인입 유로(42)를 통과하여 토출구(422)를 통해 임펠러(1)로 토출되는 과정으로 유체의 흐름이 형성된다.

인입구(421)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러(1)의 인서트(4)가 포함하는 기저부(41)에 형성될 수 있다. 기저부(41)는 인서트(4)의 구성요소들이 안착되는 프레임이 되는 구성요소이다. 기저부(41)는 본 발명의 제1 실시예에서는 하우징(3)에 삽입되지 않고, 하우징(3)의 직경에 상응하는 직경의 원환체로 구성되어 중심에 인입구(421)를 포함하고, 하우징(3)과 나사, 리벳 등의 체결부재를 이용해 체결되는 것으로 표현되었으나, 기저부(41)의 형상은 이에 제한되지 않는다.

인서트(4)의 중심에 인입 유로(42)가 형성되므로, 인서트(4)는 본 발명의 제1 실시예에서 표현한 바와 같이 전체적으로 인입 유로(42)를 둘러싼 회전체의 형상으로 형성될 수 있다.

인서트(4)의 기타 구성에 대해서는 도 4, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하기로한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러 본체(2)의 외관을 나타낸 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러 본체(2)는 디스크(24), 복수의 블레이드(22), 디스크(24) 중심부 및 쉬라우드(21)를 포함한다.

임펠러 본체(2)가 포함하는 디스크(24)는 임펠러(1)의 구성요소들이 안착되는 프레임의 역할을 하는 구성요소로, 임펠러(1)가 회전하므로 원판형으로 구성될 수 있다.

임펠러 본체(2)는 기존의 임펠러(1) 형상과 대동소이한 형상을 가지며, 기능상으로도 동일한 기능을 수행한다. 임펠러 본체(2)는 고속 회전에 의해 고압의 유체를 배출하므로, 고압을 견딜 수 있는 강도 및 경도를 가지는 일 소재로 이루어진다. 임펠러 본체(2)를 이루는 소재는 금속일 수 있고, 바람직하게는 스테인리스강, 티타늄 등일 수 있으나 소재는 이에 제한되지 않는다.

디스크 중심부(23)는 판체에 직교하는 방향으로 연장된 임펠러(1)의 회전축(AX)을 따라 연장되고, 내부에 통공이 형성되어 임펠러 본체(2)를 회전시키기 위한 샤프트(미도시)가 미끄러지지 않고 삽입될 수 있도록 구성된다. 일반적인 회전축 샤프트가 원기둥형으로 형성되므로, 디스크 중심부(23) 및 상기 샤프트가 삽입될 통공은 원기둥형으로 형성될 수 있다. 통공으로 샤프트가 삽입되고, 샤프트는 압축기의 구동부에 연결되어 구동력을 전달받아 회전함으로써 임펠러 본체(2)가 회전축(AX)을 중심으로 회전한다.

원형의 디스크(24) 위에는 복수의 블레이드(22)가 안착된다. 블레이드(22)와 원형의 디스크(24)는 용접을 통해 융착될 수 있고, 나사를 이용해 체결될 수도 있고, 일체로 형성될 수도 있으나 블레이드(22)가 원형의 디스크(24)에 안착 및 결합되는 방법은 이에 제한되지 않는다.

복수의 블레이드(22)는 원형의 디스크 중심부(23)를 둘러싸도록 배치된다. 블레이드(22) 각각은 디스크 중심부(23)로부터 방사상으로 디스크(24) 외주를 향해 뻗어나가는 방향으로 배치되나, 디스크 중심부(23)로부터 디스크(24) 외주를 향해 반지름을 따라 곧게 배치되지는 않는다. 각각의 블레이드(22)는 디스크 중심부(23)로부터 방사상으로 연장됨과 동시에 디스크(24)의 반경 방향이 아닌 일 방향으로 만곡되어 연장된다. 따라서 복수의 블레이드(22)는 디스크 중심부(23)로부터 일 방향으로 휘어져 나가는 형상으로 배치되고, 복수의 블레이드(22)의 가장 외곽 끝 점을 이으면 디스크(24)의 외주와 같은 크기의 원이 된다.

또한 복수의 블레이드(22)는 디스크(24)로부터 디스크(24)와 직교하는 회전축(AX) 방향과 나란한 방향을 따라 일정 높이로 연장된다. 복수의 블레이드(22)는 디스크(24)의 회전축(AX) 방향으로부터 일정 높이로 연장됨과 동시에, 디스크(24)로부터 회전축(AX) 방향으로 갈수록 디스크(24)와 평행한 평면에서의 길이가 짧아진다. 복수의 블레이드(22)는 회전축(AX) 방향으로 연장되면서 폭이 좁아지므로, 자연스럽게 복수의 블레이드(22)의 외곽 끝점을 이어 만들 수 있는 원은 그 반경이 좁아진다. 블레이드(22)의 외곽 끝점을 이어 만들 수 있는 원의 반경이 좁아지므로, 인접한 블레이드(22) 간의 간격 역시 좁아진다.

디스크(24)에서 회전축(AX) 방향으로 가장 먼 위치에서는 인접한 블레이드(22) 사이의 공간으로 외부에서 유체가 유입되고, 회전축(AX)을 중심으로 한 임펠러 본체(2)의 회전에 의해 블레이드(22)가 회전하면서 유입된 유체를 압축하여 디스크(24)와 인접한 위치의 인접한 블레이드(22) 사이 공간으로 배출한다. 유체가 유입될 때 인접한 블레이드(22) 사이의 공간의 단면적은 배출될 때 인접한 블레이드(22) 사이의 공간에 비해 작으므로, 임펠러 본체(2)의 블레이드(22) 사이를 유체가 통과하는 과정에서 가해진 임펠러 본체(2)의 회전 에너지는 배출될 때 유체의 정압 에너지로 변환된다. 이와 같은 과정을 통해 임펠러 본체(2)로 유입된 유체가 고압의 유체로 상태가 변화하여 배출되는 것이다.

복수의 블레이드(22)는 디스크 중심부(23)에 대해 대칭되게 배치된다. 회전축(AX)을 중심으로 회전할 것이므로, 대칭되지 않으면 균일한 성능을 유지할 수 없기 때문이다.

쉬라우드(21)는 블레이드(22)의 에지에 안착되는 구성요소로, 블레이드(22) 에지를 덮어 유체가 블레이드(22) 에지 사이의 영역을 지나가면서 임펠러 본체(2) 외부로 유출되지 않도록 한다. 블레이드(22)와 쉬라우드(21) 및 디스크 중심부(23)가 이루는 공간이 입구 및 임펠러 출구(26)를 제외하는 밀폐된 터널과 같이 형성되도록 하여 유체가 빠져나가지 않고, 온전히 디퓨저를 향해 토출되도록 하여 임펠러(1) 운전 효율을 높이는 것이다.

쉬라우드(21)는 블레이드(22)의 선단부인 에지를 덮되, 회전축(AX)을 따라 디스크(24)로부터 먼 일단에서는 블레이드(22)를 덮지 않는다. 따라서 원형의 임펠러 본체 입구(25)가 형성된다. 임펠러 본체(2)는 이 입구부터 하우징(3)의 개구부에 삽입되므로, 임펠러 본체 입구(25)가 인서트(4)의 토출구(422)와 만나게 된다. 즉, 인입 유로(42)와 연결되는 임펠러(1)의 구성요소가 임펠러 본체(2)의 입구인 것이다. 인입 유로(42)를 통해 들어온 유체가 임펠러 본체 입구(25)를 통해서 임펠러 본체(2) 내부로 인입되고, 임펠러(1)의 회전에 의해 압축되어 임펠러 출구(26)로 배출된다.

압축된 유체는 쉬라우드(21)와 디스크(24) 사이에서 형성되는 임펠러 출구(26)로 배출된다. 임펠러 출구(26)는 디스크(24) 반경 방향으로 개방된 개구로 형성될 수 있다. 임펠러 출구(26)는 디퓨저(미도시)와 연결되어, 디퓨저를 통해 스크롤(미도시)로 인입된 유체를 배출함으로써 압축기가 동작되도록 한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 밀폐형 임펠러(1)의 디스크(24), 블레이드(22), 쉬라우드(21) 및 디스크(24) 중심부는 일체로 형성될 수 있고, 체결 부재를 통해 결합되어 형성될 수도 있다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 인서트(4)의 기타 구성에 대해서 자세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러(1)에서 하우징(3)을 제거한 모습을 나타낸 사시도이다. 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러(1)에서 하우징(3)을 제거한 모습을 다른 방향에서 바라본 사시도이다.

인서트(4)의 기저부(41)로부터 회전축 방향을 따라 연장된 인서트 몸체(44, 45)는 인서트(4)의 기저부(41)를 제외한 나머지 부분을 이루는 구성요소이므로, 중앙에 인입 유로(42)가 구비되는 회전체의 형태로 형성된다. 또한 인서트 몸체(44, 45)는 외측면이 회전축 방향을 따라 연장되다가 일정 위치부터 그 단면의 직경이 줄어드는 테이퍼 형상을 가진다. 따라서 인서트 몸체(44, 45)는 원기둥 형상으로 회전축을 따라 연장되는 원기둥부(44)와 테이퍼지는 테이퍼부(45)로 나뉘어 구성된다. 후술하겠지만, 원기둥부(44)는 하우징(3)과의 사이에서 중공(52)을 형성하고, 테이퍼부(45)는 하우징(3)과의 사이에서 유출 유로(53)를 형성한다.

베인(43)은 원기둥부(44)의 외주면을 따라 일정 간격으로 복수개가 배치되는 날개이다. 상기 일정 간격은 균등할 수도 있으나 이에 제한되지 않는다.

베인(43)은 기저부(41)로부터 원기둥부(44)의 외주면을 따라 연장될 수 있다. 후술할 바 베인(43)은 하우징(3)과 원기둥부(44) 사이의 유격에 배치되고, 상기 유격의 폭과 같은 크기의 폭으로 형성될 수 있다. 베인(43)은 원기둥부(44)의 외주면에서 회전축(도 3의 AX)과 나란한 방향을 따라 연장될 수 있고, 원기둥부(44)의 반경 방향으로 연장될 수 있으나 설계에 따라 비스듬하게 형성될 수도 있다. 또한 인서트(4)의 외주 방향을 따라 휘어진 캠버(camber) 구조로 형성될 수도 있다. 베인(43)및 중공(52)의 다양한 형태에 대해서는 도 9 내지 도 13에 대한 설명에서 후술한다.

베인(43)은 후술할 바 원기둥부(44)와 하우징(3) 사이에 형성되는 유격을 통해 유체가 진입할 경우, 그 흐름을 방해해 소용돌이(swirl)가 일어나지 않도록 하고, 난류(turbulent flow)를 층류(laminar flow)화 시키는 역할을 한다. 따라서 설계에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다.

인서트 몸체(44, 45)와 기저부(41) 사이에는 일정한 유격이 존재하고, 인서트 몸체(44, 45)와 기저부(41)는 상기 유격 내에서 일정 간격으로 형성되어있는 연결부를 통해 연결될 수 있으나, 상술한 베인(43)에 의해 연결될 수도 있다. 도 6에서 후술할 바 상기 유격은 재진입 유로(51)가 된다. 본 발명의 제1 실시예에서는 기저부(41)가 기저부(41)로부터 축방향을 항해 돌출된 기저 돌출부(46)를 더 구비하여, 기저 돌출부(46)로부터 베인(43)이 연장되도록 하였다. 기저부(41)보다 직경이 작도록 형성될 수 있는 기저 돌출부(46)는, 하우징(3) 내에 인서트(4)가 삽입될 때, 걸림턱이 될 수 있다.

이하, 도 6을 이용하여 본 발명의 재순환 유로(51, 52, 53)의 구성에 대해서 자세히 설명한다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러(1)의 측단면도이다.

상술한 바 인서트(4)는 하우징(3)에 삽입되는데, 인서트 몸체(44, 45)의 외측면과 하우징(3)은 서로 접촉하지 않고 일정 유격을 가지고 배치된다. 인서트 몸체(44, 45)와 하우징(3)이 결합되는 것이 아닌, 인서트(4)의 기저부(41)와 하우징(3)이 결합되어 인서트(4)를 하우징(3)에 대해 고정시키는 것이다.

인서트 몸체(44, 45)가 하우징(3)과 일정 유격을 두고 배치됨에 따라, 인서트 몸체(44, 45)와 하우징(3)의 사이에는 유체가 흐를 수 있는 유로가 생성되게 된다. 또한 인서트(4) 역시 인서트 몸체(44, 45)와 기저부(41) 사이의 유격에 의해 내외로 유체가 자유롭게 흐를 수 있는 유로가 형성되므로, 상기 유로를 종합하여 순환 유로(51, 52, 53)가 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러(1)에 형성된다. 즉, 하우징(3)과 인서트(4)가 일정 유격을 두고 결합되어 임펠러 본체(2)와 만남으로써, 밀폐형 임펠러 본체(2)에 대한 재순환 케이싱이 되는 것이다.

순환 유로(51, 52, 53)는 임펠러 본체 입구(25)와 만나는 인입 유로(42)의 일단인 토출구(422)와 인입 유로(42)의 타단인 인입구(421)에서 인입 유로(42)와 연결되므로, 인입 유로(42)로부터 유출된 유체가 내부로 흐를 수 있으며, 유출 유로(53), 중공(52) 및 재진입 유로(51)로 구성된다.

도 6을 참조하면, 임펠러 본체 입구(25)에서 하우징(3)과 인서트 몸체(44, 45) 사이로 개구가 형성되고, 상기 개구와 중공(52)을 잇는 방향으로, 하우징(3)과 인서트 몸체(44, 45)의 테이퍼부(45) 사이에서 유로가 형성됨을 알 수 있다. 테이퍼부(45)의 외측면와 인접한 하우징(3)의 내측면 역시 임펠러 본체 입구(25)에 가까워질수록 그 직경이 줄어들어, 폭이 전반적으로 균일한 유로가 형성되는 것이다. 이 유로가 유출 유로(53)가 된다.

유출 유로(53)는 테이퍼부(45)를 따라서 형성되므로, 임펠러(1)의 회전축(AX)에 대해 비스듬한 각도로 형성될 수 있다. 자연스럽게 인입 유로(42)로부터 유체의 흐름 일부가 유출되도록 하기 위함이다. 또한 유출 유로(53)는 임펠러 본체 입구(25)로부터 중공(52)과 연결된 위치로 갈수록 그 폭이 넓어지는 테이퍼진 형태로 형성될 수 있다. 순환 유로(51, 52, 53) 내의 유체에 비해 유출 유로(53)로 유출되는 유체가 상대적으로 더 높은 압력을 가지고 있을 것이므로, 유출 유로(53)를 통과하는 동안 그 압력이 낮아지도록 하기 위함이다.

유출 유로(53)를 통해서 임펠러 본체 입구(25) 주변 영역에 존재하는 유체가 흘러 들어갈 수 있고, 반대로 유출 유로(53)를 통해서 중공(52)으로부터 온 유체가 임펠러 본체 입구(25) 주변 영역으로 배출될 수도 있다.

중공(52)은 원기둥부(44)와 하우징(3) 사이의 유격에 의해 형성되는 유로이다. 따라서 중공(52)은 인서트(4)의 원기둥부(44)의 외주면을 둘러싼 원환체의 형상으로 형성될 수 있다.

중공(52)의 폭은 유출 유로(53)의 폭보다 클 수 있다. 상술한 바 유출 유로(53)를 통과하는 유체가 유출 유로(53)에 의해 압력이 낮아지며 진행하므로, 낮아진 압력을 유지하도록 하기 위함이다.

중공(52)에는 상술한 바와 같이 베인(43)이 위치한다. 베인(43)은 따라서 중공(52)을 통과하는 유체의 흐름 방향과 나란한 방향으로 연장된 형태가 된다. 일단에서는 유출 유로(53)와 연결되며 타단에서는 재진입 유로(51)와 연결된다. 따라서 중공(52)은 순환 유로(51, 52, 53) 내에서 각 방향으로 이동하는 유체의 흐름이 거쳐가는 중간 통로의 역할을 하고, 베인(43)이 형성되어 난류를 층류로 변경시켜주는 역할을 한다.

재진입 유로(51)는 인서트 몸체(44, 45)와 기저부(41)의 사이 유격에 의해 형성되는 유로이다. 재진입 유로(51)는 일단에서 상기 중공(52)과 연결되고, 타단에서 인입 유로(42)의 일 개소와 연결될 수 있으며, 상기 일 개소는 인입구(421)에 인접한 영역일 수 있다. 재진입 유로(51)는 인서트 몸체(44, 45)와 기저부(41) 사이의 유격이므로, 인서트(4)의 반경 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.

재진입 유로(51)를 통해서 인입 유로(42)로부터 유체가 인입되어 중공(52)으로 흐를 수 있고, 반대로 중공(52)으로부터 재진입 유로(51)를 통해 인입 유로(42)로 유체가 흐를 수도 있다.

도 6에서는 각 유로의 경계에서 각 유로의 배향 각도가 불연속적으로 꺾이는 것으로 도시하였으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 각 유로의 배향 각도가 연속적으로 변화하여 곡선형의 모서리를 가지는 곡선형의 순환 유로(51, 52, 53)를 형성할 수도 있다.

도 6을 참조하면, 인입구(421)로부터 토출구(422)를 향해 인입 유로(42)를 통하여 유체가 유입되는 흐름(60)을 화살표로 표시하였다. 인입 유로(42)를 통과해 임펠러 본체 입구(25)에 도착한 유체는, 임펠러(1) 내로 인입되어 블레이드(22)의 회전에 의해 압축되어 임펠러 출구(26)로 배출되게 된다. 이 때, 하우징(3)과 인서트(4)는 고정되어 있다.

이하 도 7 및 도 8을 참조하여 유체의 저유량(61, 63, 64, 65) 또는 고유량 흐름(66, 67, 68, 69) 이 생긴 경우의 유체 흐름을 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러(1)의 측단면도를 통해 설명한다.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러(1)에 저유량 흐름(61, 63, 64, 65) 이 생긴 경우의 유체 흐름을 나타낸 측단면도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러(1)의 인입 유로(42)로 유체의 저유량 흐름(61, 63, 64, 65) 이 형성된 경우의 순환 유로(51, 52, 53) 내 유체의 흐름을 화살표의 방향으로 확인할 수 있다.

저유량 흐름(61, 63, 64, 65) 이 임펠러 본체 입구(25) 영역에서 형성될 경우, 임펠러 본체(2) 내로 인입되는 유체(60)의 유량이 임펠러 본체(2)의 회전에 비해 부족하여 임펠러 본체(2)가 과하게 회전하게 되고, 이에 따라 임펠러 본체(2)는 큰 소음과 진동을 발생시키며 정상적으로 유체를 압축하여 내보내지 못하는 스톨 또는 실속 현상을 겪게 된다.

따라서 임펠러 본체 입구(25)에 인접한 영역에서 유출 유로(53)로 유체의 일부가 유출되고, 유출된 유체(61)가 유출 유로(53)를 따라 흘러 중공(52)으로 들어간다. 중공(52)으로 인입된 유체(63)는 베인(43)에 의해 정류되고, 중공(52)과 재진입 유로(51)를 통과해(64) 인입 유로(42)로 재진입 하게 된다. 재진입한 유체(65)와 새로이 인입 유로(42)를 통해 임펠러 본체 입구(25)에 도달한 유체가 임펠러 본체(2)의 운전에 적합한 유량을 형성하여, 임펠러 본체(2)가 정상적으로 작동되고 스톨이 일어나지 않도록 한다. 이와 같은 과정을 통해 저유량 흐름(61, 63, 64, 65) 에서 정상 운전 영역을 확보할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러(1)에 고유량 흐름(66, 67, 68, 69) 이 생긴 경우의 유체 흐름을 나타낸 측단면도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러(1)의 인입 유로(42)로 유체의 고유량 흐름(66, 67, 68, 69) 이 형성된 경우의 순환 유로(51, 52, 53) 내 유체의 흐름을 화살표의 방향으로 확인할 수 있다.

고유량 흐름(66, 67, 68, 69) 이 임펠러(1) 내에서 형성될 경우, 임펠러 본체(2) 내로 인입되는 유체의 유량이 임펠러 본체(2)의 회전에 비해 과도하여 임펠러 본체(2)의 회전이 원활이 이루어지지 않는 초크 현상을 겪게 된다.

따라서 재진입 유로(51)를 통해 과도한 고유량 흐름(66, 67, 68, 69)을 가지는 유체 중 일부 유체가 유출되게 되고, 유출된 유체(66)는 재진입 유로(51)에 연결된 중공(52)으로 진입(67)한다. 중공(52)을 통과한 유체는 중공(52)에 연결된 유출 유로(53)로 진입(68)하고, 유출 유로(53)를 통해 유체가 임펠러 본체 입구(25)에 인접한 영역으로 배출(69)되게 된다. 즉 순환 유로(51, 52, 53)를 통해 고유량 흐름(66, 67, 68, 69) 을 가지는 유체의 일부가 바이패스(bypass)하여 임펠러(1)로 인입되는 것이다.바이패스한 유체와 새로이 인입 유로(42)를 통해 임펠러 본체 입구(25)에 도달한 유체가 임펠러 본체(2)의 운전에 적합한 유량을 형성하여, 임펠러 본체(2)가 정상적으로 작동되고 초크가 일어나지 않도록 한다. 이와 같은 과정을 통해 고유량 흐름(66, 67, 68, 69) 에서 정상 운전 영역을 확보할 수 있게 된다.

따라서 도 7 및 도 8을 참조하면, 순환 유로(51, 52, 53)를 하우징(3) 및 인서트(4) 등의 케이싱을 통해 형성함으로써, 동력의 제공 없이도 인입되는 유량을 제어해 밀폐형 임펠러(1)에 대해서 정상 운전 영역을 보다 넓게 확보하는 효과를 얻게 된다. 즉, 하우징(3)과 인서트(4)가 이루는 재순환 케이싱은 자가 재순환 케이싱이 된다.

이하, 도 9 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 베인(43)및 중공(52)의 다양한 형태에 대해서 설명한다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 일자형 베인(431) 형상을 나타낸 평면도이다.

도 9에 도시된 베인(431)은 본 발명의 제1 실시예에서 설명한 베인(43)의 형상과 유사하게 원기둥부(44)에서 회전축(Ax)과 나란한 방향으로, 블레이드(22)와 인접한 테이퍼부(45)를 향해 연장될 수 있다. 원기둥부(44)의 외주면을 따라 일정 간격으로 이격되어 복수 개 형성될 수 있다. 그러나 제1 실시예에서 표현된 바와 같이 원기둥부(44) 높이 전체에 걸쳐서 연장되지 않고, 일부 영역만을 차지하도록 형성될 수 있다.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 비스듬한 베인(432) 형상을 나타낸 평면도이다.

도 10에 도시된 베인(432)은 원기둥부(44)의 외주면에서 임펠러(2)의 회전축(Ax)과 나란하지 않은 방향으로 비스듬하게 연장되어 형성된다. 복수의 베인(432)은 회전축과 이루는 각도(A)가 각각 일정하도록 형성될 수 있다. 도 10에서는 회전축(Ax)과 베인(432)이 이루는 각도(A)를 30도로 도시하였으나, 그 각도는 이에 제한되지 않는다.

베인(432)이 기울어진 방향은 임펠러(1)가 회전하는 방향인 것이 바람직하다. 임펠러(1)의 회전에 의해 운동 에너지를 받은 유체가 원기둥부(44)와 베인(432) 사이로으로 진입하면서도 회전 방향 운동성분을 여전히 가지고 있을 것이므로, 유체가 흐르는 방향과 나란하게 베인의 배향이 결정되어 유체의 흐름을 지나치게 방해하지 않고 재진입 시킬 수 있기 때문이다.

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 캠버 형상의 베인(433) 형상을 나타낸 평면도이다.

도 11에 도시된 베인(433)은 블레이드(22)와 인접한 영역에서 회전축과 나란하지 않은 비스듬한 방향으로 연장됨과 동시에 일 방향으로 만곡되어 형성된다. 즉 베인(433)이 캠버(camber) 구조로 형성된다. 캠버 구조를 형성함으로써, 제3 실시예에서 기울어진 베인(432)을 사용하는 경우와 유사하게 인입되는 유체를 지나친 방해 없이 받아들일 수 있다. 그러나 베인(433)는 블레이드(22)에서 먼 위치에서 회전축과 나란한 방향으로 만곡된 구조를 가지고 있으므로, 원기둥부(44)와 베인(433) 사이를 통과하는 유체가 회전축과 나란한 방향으로 진행하도록 하는 효과가 있을 것이다.

도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 공동형 인서트 형상을 나타낸 평면도이다.

도 12에 도시된 인서트(7)의 원기둥부(74)에는 베인이 형성되지 않고, 인서트(7)의 반경방향으로 관통되어 형성되는 복수의 공동(73)이 존재한다. 따라서 유출된 유체가 원기둥부(74)에 형성된 복수의 공동(73)을 통해 다시 인입 유로(42)로 돌아갈 수 있도록 구성된다. 이 경우 유체가 재순환하는 경로가 다양해진다.

도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 베인 없는 중공의 형상을 나타낸 평면도이다.

도 13에 도시된 제5 실시예에 따른 인서트(4)는, 베인이 형성되지 않는다. 따라서 중공(52)으로 유체가 베인의 저항 없이 지나갈 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

1 : 임펠러 2 : 임펠러 본체
3 : 하우징 4, 7 : 인서트
21 : 쉬라우드 22 : 블레이드
23 : 디스크 중심부 24 : 디스크
25 : 임펠러 본체 입구 26 : 임펠러 출구
31 : 제1 하우징 32 : 제2 하우징
41 : 기저부 42 : 인입 유로
43, 431~433 : 베인 44, 74 : 원기둥부
45, 75 : 테이퍼부 46 : 기저 돌출부
51 : 재진입 유로 52 : 중공
53 : 유출 유로
60, 61, 63, 64, 65 : 유체의 흐름
73 : 공동 421 : 인입구
422 : 토출구
A : 베인이 회전축과 이루는 각도 Ax : 임펠러의 회전축

Claims (20)

1. 개구부가 형성되는 하우징;
   상기 개구부의 일측으로 삽입되는 인서트; 및
   상기 개구부의 타측으로 삽입되고, 복수의 블레이드를 구비하며, 상기 복수의 블레이드를 덮는 쉬라우드를 구비하는 임펠러 본체를 포함하되,
   상기 인서트에는 상기 임펠러 본체의 입구로 유체를 안내하는 인입 유로가 형성되고,
   상기 인서트의 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이의 유격은, 상기 인입 유로의 일단이 상기 임펠러 본체의 입구와 만나는 개소를 상기 인입 유로의 타단과 서로 잇는 순환 유로를 형성하는 밀폐형 임펠러.
2. 제1항에 있어서,
   상기 순환 유로는,
   상기 임펠러 본체의 입구로부터 유출된 유체를 받아들이는 유출 유로;
   상기 유출 유로와 연결되어 상기 유체가 통과하는 중공; 및
   일단이 상기 중공과 연결되고, 타단이 상기 상기 인입 유로의 타단과 연결되어 유체를 상기 인입 유로로 진입시키는 재진입 유로를 포함하는 밀폐형 임펠러.
3. 제1항에 있어서,
   상기 인서트는,
   상기 중공에 형성되는 복수의 베인을 구비하는 밀폐형 임펠러.
4. 제3항에 있어서,
   상기 복수의 베인은, 상기 인서트의 반경 방향으로 갈수록 상기 인서트의 외주 방향을 따라 휘어진 캠버(camber) 구조로 형성되는 밀폐형 임펠러.
5. 제3항에 있어서,
   상기 복수의 베인은, 상기 인서트의 원주 방향을 따라 균등한 간격으로 배치되는 밀폐형 임펠러.
6. 제3항에 있어서,
   상기 베인은, 상기 베인이 형성된 중공을 통과하는 유체의 소용돌이를 제거하도록 배치되는 밀폐형 임펠러.
7. 제3항에 있어서,
   상기 베인은, 상기 상기 임펠러의 회전축과 나란한 방향으로 연장되는 밀폐형 임펠러.
8. 제1항에 있어서,
   상기 유출 유로는, 상기 임펠러 본체의 입구로부터 상기 중공으로 갈수록폭이 넓어지는 밀폐형 임펠러.
9. 제1항에 있어서,
   상기 중공의 폭은, 상기 유출 유로의 폭보다 큰 밀폐형 임펠러.
10. 제1항에 있어서,
    상기 재진입 유로는, 상기 인서트의 반경 방향을 따라 연장되는 밀폐형 임펠러.
11. 제1항에 있어서,
    상기 중공은, 상기 인서트의 외주를 둘러싼 원환체의 형상으로 형성되는 밀폐형 임펠러.
12. 제1항에 있어서,
    상기 유출 유로를 형성하는 상기 인서트의 일부와 상기 하우징의 일부 중 적어도 어느 하나는, 상기 임펠러 본체의 입구에 가까워질수록 직경이 작아지는 밀폐형 임펠러.
13. 제1항에 있어서,
    상기 인입 유로로 안내되는 유체의 유량이 저유량일 때,
    상기 유체의 일부는 상기 임펠러 본체의 입구에 인접한 영역에서 상기 유출 유로로 유출되어, 상기 중공 및 상기 재진입 유로를 통해 순환하여 상기 인입 유로로 진입하는 밀폐형 임펠러.
14. 제1항에 있어서,
    상기 인입 유로로 안내되는 유체의 유량이 고유량일 때,
    상기 유체의 일부는 상기 재진입 유로로 유출되어, 상기 중공 및 상기 유출 유로를 통해 바이패스(bypass)되어 상기 임펠러 본체의 입구에 인접한 영역으로 진입하는 밀폐형 임펠러.
15. 제1항에 있어서,
    상기 순환 유로를 형성하는 상기 인서트의 외측면은, 모서리가 곡선으로 형성되는 밀폐형 임펠러.
16. 제1항에 있어서,
    상기 인입 유로는, 상기 인서트의 중심에 원형으로 형성되는 밀폐형 임펠러.
17. 제1항에 있어서,
    상기 인입 유로는, 상기 인서트의 중심에 환형으로 형성되는 밀폐형 임펠러.
18. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 베인은, 상기 임펠러의 회전축과 나란하지 않은 방향으로 연장되는 밀폐형 임펠러.
19. 제2항에 있어서,
    상기 인서트는, 상기 중공과 상기 인입 유로를 잇도록 상기 인서트의 반경 방향으로 관통되어 형성되는 복수의 공동을 구비하는 밀폐형 임펠러.
20. 제2항에 있어서,
    상기 유출 유로는 상기 임펠러 본체의 입구로부터 상기 중공으로 갈수록 폭이 넓어지고,
    상기 중공의 폭은 상기 유출 유로의 폭보다 크고,
    상기 재진입 유로는 상기 인서트의 반경 방향을 따라 연장되는 밀폐형 임펠러.

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