WO2019194372A1 - 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러 - Google Patents

세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러 Download PDF

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WO2019194372A1
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disk
centrifugal pump
protrusion
rotating body
inlet
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최해천
계범준
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서울대학교산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to a centrifugal pump impeller to which a serration structure is applied. More particularly, the present invention relates to a centrifugal pump impeller to which a serration structure has a structure that can improve the efficiency of the centrifugal pump by reducing vortices occurring at the end of the impeller blade. It is about.
  • Industrial pumps are energy-consuming machines that consume 20% of industrial power.
  • Commercial pumps are widely used in the field of using fluids.
  • the centrifugal pump having a conventional impeller structure has a problem in that vortices are generated by generating a flow of fluid flowing in a direction opposite to the rotation direction at the end of the impeller blade. These vortices cause noise and vibration of the centrifugal pump and reduce the efficiency of the centrifugal pump.
  • a serration is a vertical or horizontal groove in the wing feathers of a bird. This serration is known to reduce the generation of eddy currents and induced drag at the wing tips of gliding birds.
  • the present invention is devised to reduce the vortices generated in the conventional centrifugal pump blades as described above, by applying a bird serration structure gliding to the impeller blade end of the centrifugal pump structure to minimize the generation of vortices It is an object to provide a centrifugal pump impeller with a serration structure having a.
  • the centrifugal pump impeller to which the serration structure of the present invention is applied to solve the above object includes: a rotating body connected to a rotating shaft and configured to rotate by the rotating shaft, the rotating body having an inlet through which fluid is introduced; A first disk coupled to an upper side of the rotating body; A second disk disposed to face the first disk and coupled to the rotating body; A plurality of blades disposed between the first disk and the second disk so as to extend in a helical direction away from the center of rotation of the rotating body and coupled to the first disk and the second disk, respectively; And a plurality of blades that are refracted in a direction opposite to the direction of rotation of the rotating body at ends of the plurality of blades and extended to outer peripheries of the first and second disks, respectively, and coupled to the first and second disks, respectively.
  • Auxiliary blade of the; is characterized in that it comprises a.
  • the centrifugal pump impeller to which the serration structure of the present invention is applied applies a serration structure to the impeller blades of the centrifugal pump, thereby reducing the vortices generated in the impeller blades to suppress the noise and vibration of the centrifugal pump and increase the efficiency of the centrifugal pump. It works.
  • FIG. 1 is a perspective view of a centrifugal pump impeller to which a serration structure is applied according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of the centrifugal pump impeller to which the serration structure shown in FIG. 1 is applied.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the centrifugal pump impeller to which the serration structure shown in FIG. 1 is applied.
  • FIG. 1 is a first perspective view of a centrifugal pump impeller to which a serration structure is applied according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the centrifugal pump impeller to which the serration structure shown in FIG. 1 is applied.
  • 3 is a cross-sectional view of the centrifugal pump impeller to which the serration structure shown in FIG. 1 is applied.
  • the centrifugal pump impeller to which the serration structure of the present embodiment is applied includes a rotating body 40, a first disk 10, a second disk 20, a plurality of blades 30, and a plurality of auxiliary parts.
  • the blade 100 includes a plurality of first protrusion sets 50, second protrusions 70, third protrusions 80, fourth protrusions 90, and a protruding unit 60.
  • the rotating body 40 is configured to be coupled to a rotating shaft for rotating the centrifugal pump impeller to which the serration structure of the present embodiment is applied.
  • the rotating body 40 is formed with a rotating shaft hole for coupling to the rotating shaft.
  • the rotary body 40 is formed with an inlet 41 through which the fluid pressurized by the centrifugal pump impeller to which the serration structure of the present embodiment is applied.
  • the plurality of inlets 41 are formed in a cylindrical shape.
  • a plurality of protrusions 42 are formed on the inner surface of the inlet 41.
  • a plurality of first protrusions 51 to be described later are inserted into the plurality of protrusions 42, respectively.
  • the fluid flows in through the inlet 41 and is pressurized and pumped while moving radially from the rotational axis.
  • the first disk 10 and the second disk 20 are disposed to face each other and are coupled to the rotating body 40, respectively.
  • the first disk 10 is coupled to the upper side of the rotating body 40.
  • the second disk 20 facing the first disk 10 is coupled to the lower side of the rotating body 40.
  • the first disk 10 and the second disk 20 is a rotating body 40 so that the inlet 41 of the rotating body 40 is disposed between the first disk 10 and the second disk 20 formed in a disc shape. ) Is combined.
  • the first disk 10 and the second disk 20 are separated by the fluid flowing through the inlet port 41 from the outside to isolate the space between the first disk 10 and the second disk 20 to be described later blade It serves to provide the conditions under which the fluid can be pressurized by (30).
  • the plurality of blades 30 are arranged at regular intervals along the circumferential direction with respect to the rotating body 40 between the first disk 10 and the second disk 20 so that both ends of the first disk 10 and It is coupled to the second disk 20.
  • Each blade 30 is formed to spirally extend in a direction away from the center of rotation of the rotary body 40 along the radial direction.
  • the plurality of auxiliary blades 100 may be formed between the first disk 10 and the second disk 20 from the end of the blade 30 in the extending direction of the first disk 10 and the second disk 20. It is provided with a plurality of serrations 110 formed to extend to each. Referring to FIG. 2, the serrations 110 are refracted in a direction opposite to the rotation direction of the rotation body 40. 2, the rotating body 40 rotates in the clockwise direction. Thus, the plurality of serrations 110 are refracted in the counterclockwise direction.
  • the plurality of serrations 110 are formed to have different degrees of refraction, as described above, the first disk 10 is coupled to the upper side of the rotating body 40, the second disk 20 is a rotating body ( 40) is coupled to the lower side.
  • the plurality of serrations 110 are formed to be more refracted in the direction opposite to the rotation direction of the rotation body 40 from the first disk 10 to the second disk 20. That is, the lower serration 110 is refracted more than the upper serration 110.
  • the plurality of first protrusion sets 50 includes a plurality of first protrusions 51.
  • the first projection set 50 is provided with the same number as the number of blades 30 are arranged at regular intervals from each other.
  • Each of the first protrusion sets 50 is installed on the inner circumferential surface of the inlet 41 at a portion adjacent to the position where the respective blades 30 start.
  • the plurality of first protrusions 51 are installed along the inner circumferential surface of the inlet 41 of the rotating body 40 to protrude in the center direction of the rotating body 40. As described above, each first protrusion 51 is inserted into a protrusion 42 formed in the inlet 41.
  • Each of the first protrusions 51 may be disposed such that the distance between the adjacent first protrusions 51 is 3 to 15% of the diameter of the inlet 41, and 1 to about the diameter of the inlet 41 from the inlet 41. It is preferable to be formed to protrude up to 7% in length.
  • the first protrusion 51 is configured in a shape similar to the hump structure contained in the frontal head and fin of the humpback whale.
  • the protruding unit 60 includes a hinge 61, a lever 62, a connecting member 63, a weight 64, and an elastic member 65.
  • the hinge 61 is installed at the inlet 41.
  • the lever 62 is coupled to the hinge 61 so as to be rotatable about the hinge 61. That is, the lever 62 is rotatably coupled to the hinge 61.
  • the connecting member 63 is coupled to the plurality of first protrusions 51 inserted into the protrusions 42 of the inlet 41.
  • a portion of the connection member 63 coupled to the plurality of first protrusions 51 is formed in an arc shape so as to correspond to the inner circumference of the inlet 41.
  • the connecting member 63 is coupled to one end of the lever 62.
  • the weight 64 is configured to have a greater mass than the other components constituting the protruding unit 60 and is coupled to the opposite end of the lever 62. That is, the connection member 63 is coupled to one end of the lever 62, and the weight 64 is coupled to the opposite end.
  • the elastic member 65 is connected to the weight 64 to provide the weight 64 with an elastic force acting in the center direction of the inlet 41.
  • the second protrusions 70 protrude from the ends of the plurality of blades 30 adjacent to the inlet 41 of the rotating body 40 and are formed in a line.
  • the third protrusion 80 is formed to protrude in a row on the plurality of blades 30 at positions adjacent to the second protrusion 70.
  • the fourth protrusions 90 are formed in a row on the plurality of blades 30 at positions adjacent to the second protrusions 70 such that the third protrusions 80 protrude in a direction opposite to the direction in which the third protrusions 80 protrude.
  • the second protrusion 70, the third protrusion 80, and the fourth protrusion 90 have a shape similar to the humpback hump structure like the plurality of first protrusions 51 described above.
  • the fluid is introduced through the inlet 41 of the rotating body 40.
  • the fluid introduced into the inlet 41 is pressurized by the blade 30 to rise in pressure and flow in the radial direction.
  • the fluid flows radially along the surface of the blade 30 and flows out into the space between the first disk 10 and the second disk 20.
  • a portion of the fluid flowing out due to collision of the outflowing fluid and the rotating blade 30 may flow in a direction opposite to the rotational direction of the rotating body 40.
  • Vortex occurs at the part where the fluid flows out by the fluid flow in the opposite direction of rotation.
  • Vortex generated in the fluid outflow portion causes pressure perturbation, which increases the noise and vibration of the centrifugal pump and decreases the efficiency of the centrifugal pump.
  • the centrifugal pump impeller to which the serration structure of the present embodiment is applied suppresses the vortices generated as described above through the auxiliary blade 100.
  • the portion where the fluid flows out is a space between the first disk 10 and the second disk 20 and is an end in the extending direction of the blade 30. Since the auxiliary blade 100 extends to the outer circumference of the first disk 10 and the second disk 20 at the end in the extending direction of the blade 30, the auxiliary blade 100 is formed at the portion where the fluid flows out. That is, the fluid flowing in the radial direction along the blade 30 flows out through the auxiliary blade 100.
  • the plurality of serrations 110 included in the auxiliary blade 100 are refracted in a direction opposite to the rotation direction.
  • the plurality of serrations 110 blocks the flow of fluid flowing in a direction opposite to the direction of rotation of the rotation body 40. Since the plurality of serrations 110 are formed in the same direction as the flow of fluid flowing in the opposite direction, the plurality of serrations 110 may serve as a jaw blocking the flow of the fluid flowing in the opposite direction. In addition, since the serration 110 is refracted in a direction opposite to the rotation direction of the rotation body 40, the serration 110 may collide with the fluid at a relaxed angle. This reduces the frequency of the flow of fluid flowing in the opposite direction.
  • the centrifugal pump impeller to which the serration structure is applied effectively suppresses vortices that may be generated in a portion where the fluid flows out, thereby reducing noise and vibration inside the centrifugal pump and increasing efficiency.
  • Vortex generated at the end of the blade 30 is different in size depending on the flow rate of the fluid.
  • the fluid is introduced between the first disk 10 and the second disk 20 through an inlet of the rotating body 40. Referring to FIG. 3, an inlet of the rotating body 40 is formed below the rotating body 40.
  • the fluid flows between the first disk 10 and the second disk 20 at the lower side of the rotating body 40. Since the second disk 20 is disposed below the first disk 10, the flow rate of the portion adjacent to the second disk 20 is greater than the flow rate of the portion adjacent to the first disk 10. Therefore, the vortex occurring at the end of the blade 30 also occurs larger in the portion adjacent to the second disk 20.
  • the serration 110 is refracted to effectively suppress the vortex.
  • the plurality of serrations 110 are further refracted from the first disk 10 to the second disk 20. That is, the serration 110 adjacent to the second disk 20 is formed to be more refracted in the direction opposite to the rotation direction of the rotation body 40 than the serration 110 adjacent to the first disk 10. Since the serration 110 adjacent to the second disk 20 is more refracted, it is possible to effectively suppress larger vortices that may occur in the portion adjacent to the second disk 20. In summary, a larger vortex occurs in a portion adjacent to the second disk 20.
  • the serration 110 of the centrifugal pump impeller to which the serration structure according to the present embodiment is applied is located in the portion adjacent to the second disk 20. Since it is more refracted, it is possible to effectively block the vortices occurring in the portion adjacent to the second disk 20.
  • a flow separation phenomenon may occur on the surface of the inlet port 41 by the flow of the fluid rapidly flowing into the inlet port 41.
  • the first protrusion 51 of the centrifugal pump impeller to which the serration structure according to the present embodiment is applied suppresses the flow separation phenomenon occurring at the inlet 41 as described above.
  • the flow peeling phenomenon is a phenomenon in which the fluid does not flow along the surface of the object, but leaves the surface of the fluid.
  • flow opposite to the main flow direction is generated, thereby reducing the efficiency of the rotational motion.
  • the first protrusion 51 generates a vortex in the main flow direction at the surface of the inlet 41.
  • the vortex generated in this way increases the flow mixing at the surface of the inlet 41 so that the fluid does not leave the surface of the inlet 41 to prevent the flow separation phenomenon.
  • the flow separation phenomenon occurring at the inlet 41 actively occurs at a position adjacent to each blade 30 in which the flow direction is quickly changed.
  • the plurality of first protrusions 51 constitute the first protrusion set 50, and the first protrusion set 50 is formed at a position adjacent to each blade 30. Therefore, the centrifugal pump impeller to which the serration structure is applied according to the present exemplary embodiment may effectively suppress the flow separation phenomenon that may occur at the inlet 41 by arranging the first protrusion 51 at a portion where the flow separation is likely to occur. .
  • the length, height, and width of the first protrusion 51 may be variously changed in design and may be variously modified according to the use of the impeller and the type of fluid used.
  • each of the first protrusions 51 constituting the first protrusion set 50 may be disposed such that the distance between the adjacent first protrusions 51 is 3 to 15% of the diameter of the inlet 41. If the distance between the plurality of first protrusions 51 constituting the first protrusion set 50 is too narrow or long, the effect of inhibiting flow peeling may be reduced.
  • Each of the first protrusions 51 may be formed to protrude from the inlet 41 to a length of 1 to 7% of the diameter of the inlet 41. If the protruding length of the first protrusion 51 is too short or too long, the effect of suppressing the flow peeling may be reduced. The spacing and the protruding length of the first protrusion 51 may be adjusted through various experiments and calculations.
  • the fluid passing through the inlet 41 meets the blade 30.
  • a flow separation phenomenon such as that occurring at the inlet 41 may occur.
  • the second protrusion 70, the third protrusion 80, and the fourth protrusion 90 formed on the blade 30 generate vortices on the surface of the blade 30. Vortex generated on the surface of the blade 30 by the second and third protrusions 70 and 80 and the fourth protrusion 90 increases the flow mixing on the surface of the blade 30 and increases the flow mixing.
  • the flow separation phenomenon occurring at the surface of the blade 30 is reduced.
  • the centrifugal pump impeller to which the serration structure of the present embodiment is applied delays the generation of the peeling occurring at the surface of the inlet 41 and the blade 30 and increases the efficiency of the centrifugal pump.
  • the centrifugal pump impeller to which the serration structure of the present embodiment is applied delays the generation of the peeling occurring at the surface of the inlet 41 and the blade 30 and increases the efficiency of the centrifugal pump.
  • the centrifugal pump impeller to which the serration structure is applied may adjust the protruding length of the first protrusion 51 according to the rotational speed by the action of the protruding unit 60 to adjust the flow mixing of the inlet 41. .
  • the plurality of first protrusions 51 are coupled to the connection member 63.
  • the connecting member 63 approaches the center of the inlet 41, the plurality of first protrusions 51 protrude further toward the center of the inlet 41 through the protrusion 42 of the inlet 41.
  • the elastic force provided by the elastic member 65 to the weight 64 is greater than the centrifugal force acting on the weight 64.
  • the weight 64 is close to the center of the inlet 41 and the lever 62 is rotated about the hinge 61 so that the connecting member 63 is moved away from the center of the inlet 41. Accordingly, the plurality of first protrusions 51 are inserted into the protrusions 42 of the inlet 41.
  • the protrusion unit 60 of the centrifugal pump impeller to which the serration structure is applied adjusts the protrusion length of the first protrusion 51 according to the rotational speed of the centrifugal pump impeller to which the serration structure is applied.
  • the flow separation occurring in 41 can be more effectively reduced.
  • the plurality of auxiliary blades 100 are described as having a plurality of serrations 110 which are formed to have different degrees of refraction, but the present invention is provided as an auxiliary blade which does not have a plurality of serrations. It is also possible to configure the centrifugal pump impeller to which the serration structure according to this is applied.
  • auxiliary blade 100 is shown as having three serrations 110 in the drawing, the number of serrations included in the auxiliary blade may be variously changed.
  • the foregoing has described that the serration 110 of the auxiliary blade 100 adjacent to the second disk 20 is most refracted, but the degree of refraction of the serration may be variously changed. Depending on the shape and operating environment of the impeller, it is also possible to vary the degree of refraction of the serration so that the serration adjacent to the first disc is most refracted.
  • the protrusion length of the first protrusion 51 has been described as being adjusted by the protrusion unit 60, a configuration without the protrusion unit is possible. In this case, the protruding length of the first protrusion is not adjusted and the first protrusion may be directly coupled to the inlet or the first protrusion may be formed at the inlet.
  • the second protrusion 70, the third protrusion 80, and the fourth protrusion 90 are formed on the blade 30, but the configuration of the protrusion formed on the blade may be variously changed. .
  • only one of the second projection, the third projection, and the fourth projection may be formed, or both the second projection, the third projection, and the fourth projection may be omitted.

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Abstract

본 발명은 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 임펠러 블레이드 말단에서 발생하는 와류를 감소시켜 원심 펌프의 효율을 향상시킬 수 있는 구조를 가진 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러에 관한 것이다. 본 발명의 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러는 원심 펌프의 임펠러 블레이드에 세레이션 구조를 적용함으로써, 임펠러 블레이드에서 발생하는 와류를 감소시켜 원심 펌프의 소음 및 진동을 억제하고 원심 펌프이 효율을 증가시키는 효과가 있다.

Description

세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러
본 발명은 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 임펠러 블레이드 말단에서 발생하는 와류를 감소시켜 원심 펌프의 효율을 향상시킬 수 있는 구조를 가진 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러에 관한 것이다.
산업용 펌프는 산업용 전력의 20%를 소비하는 에너지 다소비 기기이다. 선업용 펌프는 유체를 이용하는 분야에 널리 사용된다.
이와 같은 산업용 펌프 중에 원심 펌프의 구조를 가진 펌프가 큰 비중을 차지한다. 원심 펌프의 효율을 개선하면 전체적인 에너지 절감 및 산업 발전에 큰 기여를 하게 된다.
종래의 임펠러 구조를 가진 원심 펌프는 임펠러 블레이드 말단에서 회전 방향과 반대 방향으로 흐르는 유체의 흐름이 생성되어 와류가 발생하는 문제가 있다. 이러한 와류는 원심 펌프의 소음 및 진동을 야기시키며 원심 펌프의 효율을 감소시킨다.
활공하는 새의 날개 끝에는 세레이션이 존재한다. 세레이션은 새의 날개 끝깃털에 존재하는 수직 방향 또는 수평 방향의 홈을 말한다. 이 세레이션은 활공하는 새의 날개 끝에서 발생할 수 있는 와류 및 유도항력의 발생을 감소시키는 것으로 알려져 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 원심 펌프 블레이드에서 발생하는 와류를 감소시키기 위해 안출된 것으로서, 원심 펌프의 임펠러 블레이드 말단에 활공하는 새의 세레이션 구조를 적용하여 와류의 발생을 최소화할 수 있는 구조를 가진 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명의 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러는, 회전축에 연결되어 상기 회전축에 의해 회전하도록 구성되고 유체가 유입되는 유입구를 구비하는 회전 몸체; 상기 회전 몸체의 상측에 결합되는 제1디스크; 상기 제1디스크와 마주하도록 배치되어 상기 회전 몸체에 결합되는 제2디스크; 상기 제1디스크와 제2디스크의 사이에 배치되어 상기 회전 몸체의 회전 중심으로부터 멀어지는 방향으로 나선형으로 연장되도록 형성되어 각각 상기 제1디스크 및 제2디스크에 결합되는 복수의 블레이드; 및 상기 복수의 블레이드의 연장 방향 말단에서 상기 회전 몸체의 회전 방향과 반대 방향으로 굴절되어 상기 제1디스크 및 제2디스크의 외주까지 연장되도록 형성되고 각각 상기 제1디스크 및 제2디스크에 결합되는 복수의 보조 블레이드;를 포함하는 점에 특징이 있다.
본 발명의 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러는 원심 펌프의 임펠러 블레이드에 세레이션 구조를 적용함으로써, 임펠러 블레이드에서 발생하는 와류를 감소시켜 원심 펌프의 소음 및 진동을 억제하고 원심 펌프의 효율을 증가시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러 단면도이다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러의 제1사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면 본 실시예의 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러는 회전 몸체(40)와 제1디스크(10)와 제2디스크(20)와 복수의 블레이드(30)와 복수의 보조 블레이드(100)와 복수의 제1돌기세트(50)와 제2돌기(70)와 제3돌기(80)와 제4돌기(90)와 돌출 유닛(60)을 포함하여 이루어진다.
회전 몸체(40)는 본 실시예의 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러를 회전시키는 회전축에 결합되도록 구성된다. 회전 몸체(40)에는 회전축에 결합되기 위한 회전축 홀이 형성된다. 회전 몸체(40)에는 본 실시예의 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러에 의해 가압되는 유체가 유입되는 유입구(41)가 형성된다. 본 실시예의 경우 복수의 유입구(41)는 원통형으로 형성된다. 또한, 도 3을 참조하면, 유입구(41)의 내면에는 복수의 돌출구(42)가 형성된다. 복수의 돌출구(42)에는 후술하는 복수의 제1돌기(51)가 각각 삽입된다. 유체는 유입구(41)를 통해 유입되어 회전축으로부터 반경 방향으로 이동하면서 가압되어 펌핑된다.
제1디스크(10)와 제2디스크(20)는 서로 마주하도록 배치되어 각각 회전 몸체(40)에 결합된다. 도 3을 참조하면, 제1디스크(10)는 회전 몸체(40)의 상측에 결합된다. 제1디스크(10)와 마주하는 제2디스크(20)는 회전 몸체(40)의 하측에 결합된다. 원반형으로 형성된 제1디스크(10)와 제2디스크(20)의 사이에 회전 몸체(40)의 유입구(41)가 배치되도록 제1디스크(10)와 제2디스크(20)는 회전 몸체(40)에 결합된다. 제1디스크(10)와 제2디스크(20)는 유입구(41)를 통해 유입되는 유체를 외부와 분리하여 제1디스크(10) 및 제2디스크(20) 사이의 공간에 격리시킴으로써 후술하는 블레이드(30)에 의해 유체가 가압될 수 있는 조건을 제공하는 역할을 수행한다.
복수의 블레이드(30)는 제1디스크(10)와 제2디스크(20)의 사이에서 회전 몸체(40)를 중심으로 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 각각 양단이 제1디스크(10) 및 제2디스크(20)에 결합된다. 각각의 블레이드(30)는 회전 몸체(40)의 회전 중심으로부터 반경 방향을 따라 멀어지는 방향으로 나선형으로 연장되도록 형성된다. 이와 같은 블레이드(30)의 형상에 의해 회전 몸체(40)가 회전하면 회전 몸체(40)의 유입구(41)로 유입되는 유체가 각각의 블레이드(30)에 의해 가압되면서 반경 방향으로 흐르게 된다.
복수의 보조 블레이드(100)는 제1디스크(10)와 제2디스크(20)의 사이에서 각각의 블레이드(30)의 연장 방향 말단부터 제1디스크(10) 및 제2디스크(20)의 외주까지 연장되어 형성된 복수의 세레이션(110)을 각각 구비한다. 도 2를 참조하면, 복수의 세레이션(110)은 회전 몸체(40)의 회전 방향과 반대 방향으로 굴절되어 형성된다. 도 2를 기준으로 회전 몸체(40)는 시계 방향으로 회전한다. 따라서 복수의 세레이션(110)은 시계 반대방향으로 굴절된다. 복수의 세레이션(110)은 굴절되는 정도가 서로 다르게 형성되는데, 상술한 바와 같이, 제1디스크(10)는 회전 몸체(40)의 상측에 결합되고, 제2디스크(20)는 회전 몸체(40)의 하측에 결합된다. 본 실시예의 경우, 복수의 세레이션(110)은 제1디스크(10)에서 제2디스크(20)로 갈수록 회전 몸체(40)의 회전 방향과 반대 방향으로 더 많이 굴절되도록 형성된다. 즉, 하측에 위치한 세레이션(110)이 상측에 위치한 세레이션(110)보다 더 많이 굴절된다.
복수의 제1돌기세트(50)는 복수의 제1돌기(51)를 구비한다. 본 실시예의 경우, 제1돌기세트(50)는 블레이드(30)의 개수와 동일한 개수가 마련되어 서로 일정한 간격으로 배치된다. 각각의 제1돌기세트(50)는 각각의 블레이드(30)가 시작되는 위치와 인접한 부분에서 유입구(41)의 내주면에 설치된다. 복수의 제1돌기(51)는 회전 몸체(40)의 중심 방향으로 돌출되도록 회전 몸체(40)의 유입구(41)의 내주면을 따라 설치된다. 상술한 바와 같이, 각각의 제1돌기(51)는 유입구(41)에 형성된 돌출구(42)에 삽입된다.
각각의 제1돌기(51)는 인접한 제1돌기(51)와의 거리가 유입구(41) 직경의 3 ~ 15% 가 되도록 배치되는 것이 바람직하며, 유입구(41)로부터 유입구(41) 직경의 1 ~ 7% 길이까지 돌출되도록 형성되는 것이 좋다. 한편, 제1돌기(51)는 혹등고래의 전두부 및 지느러미에 포함된 혹 구조와 유사한 모양으로 구성된다.
돌출 유닛(60)은 힌지(61)와 레버(62)와 연결부재(63)와 무게추(64)와 탄성부재(65)를 포함한다. 도 3을 참조하면 힌지(61)는 유입구(41)에 설치된다. 레버(62)는 힌지(61)를 축으로 하여 회전 가능하도록 힌지(61)에 결합된다. 즉, 레버(62)는 힌지(61)에 대해 회전 가능하게 결합된다. 연결부재(63)는 유입구(41)의 돌출구(42)에 삽입된 복수의 제1돌기(51)와 결합된다. 연결부재(63)에서 복수의 제1돌기(51)와 결합하는 부분은 유입구(41)의 내주와 대응하도록 호 모양으로 형성된다. 또한, 연결부재(63)는 레버(62)의 한쪽 말단에 결합된다. 무게추(64)는 돌출 유닛(60)을 구성하는 다른 구성들보다 큰 질량을 갖도록 구성되며, 레버(62)의 반대쪽 말단에 결합된다. 즉, 레버(62)의 한쪽 말단에는 연결부재(63)가 결합되고, 반대쪽 말단에는 무게추(64)가 결합된다. 탄성부재(65)는 무게추(64)에 연결되어 유입구(41)의 중심 방향으로 작용하는 탄성력을 무게추(64)에 제공한다.
도 1을 참조하면, 제2돌기(70)는 회전 몸체(40)의 유입구(41)와 인접한 복수의 블레이드(30) 말단에 돌출되어 일렬로 형성된다. 제3돌기(80)는 제2돌기(70)와 인접한 위치에서 복수의 블레이드(30)에 일렬로 돌출되어 형성된다. 제4돌기(90)는 제3돌기(80)가 돌출된 방향과 반대 방향으로 돌출되도록 제2돌기(70)와 인접한 위치에서 복수의 블레이드(30)에 일렬로 형성된다. 제2돌기(70)와 제3돌기(80)와 제4돌기(90)는 상술한 복수의 제1돌기(51)와 같이 혹등고래의 혹 구조와 유사한 모양으로 구성된다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러의 작용에 대해 설명한다.
본 실시예의 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러를 회전시키면 유체는 회전 몸체(40)의 유입구(41)를 통해 유입된다. 유입구(41)로 유입된 유체는 블레이드(30)에 의해 가압되면서 압력이 상승하여 반경 방향으로 흐르게 된다. 유체는 블레이드(30)의 면을 따라 반경 방향으로 흘러 제1디스크(10)와 제2디스크(20) 사이의 공간으로 유출된다.
이때, 유체가 유출되는 부분에서는 유출되는 유체와 회전하는 블레이드(30)가 충돌하여 유출되는 유체의 일부가 회전 몸체(40)의 회전 방향과 반대 방향으로 흐를 수 있다. 회전 방향과 반대 방향의 유체 흐름에 의해 유체가 유출되는 부분에서는 와류가 발생한다. 유체가 유출되는 부분에서 발생하는 와류는 압력 섭동을 유발하여 원심 펌프의 소음 및 진동을 증가시키고 원심 펌프의 효율을 떨어뜨린다.
본 실시예의 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러는 보조 블레이드(100)를 통해 위와 같이 발생하는 와류를 억제한다. 유체가 유출되는 부분은 제1디스크(10)와 제2디스크(20) 사이의 공간이며, 블레이드(30)의 연장 방향 말단이다. 보조 블레이드(100)는 블레이드(30)의 연장 방향 말단에서 제1디스크(10) 및 제2디스크(20)의 외주로 연장되므로 보조 블레이드(100)는 유체가 유출되는 부분에 형성된다. 즉, 블레이드(30)를 따라 반경 방향으로 흐르는 유체는 보조 블레이드(100)를 지나 유출된다. 보조 블레이드(100)에 포함된 복수의 세레이션(110)은 회전 방향과 반대 방향으로 굴절되어 형성된다. 복수의 세레이션(110)은 회전 몸체(40)의 회전 방향과 반대 방향으로 흐르는 유체의 흐름을 차단한다. 복수의 세레이션(110)은 반대 방향으로 흐르는 유체의 흐름과 같은 방향으로 형성되어 있기 때문에 복수의 세레이션(110)은 반대 방향으로 흐르는 유체의 흐름을 차단하는 턱 역할을 수행할 수 있다. 또한, 세레이션(110)은 회전 몸체(40)의 회전 방향과 반대 방향으로 굴절되어 형성되므로 세레이션(110)은 완화된 각도로 유체와 충돌할 수 있다. 이 때문에 반대 방향으로 흐르는 유체의 흐름이 발생하는 빈도가 감소한다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러는 유체가 유출되는 부분에서 발생될 수 있는 와류를 효과적으로 억제하여 원심 펌프 내부의 소음과 진동을 감소시키고, 효율을 증가시킨다.
블레이드(30) 말단에서 발생하는 와류는 유체의 유량에 따라 크기가 상이하다. 본 실시예에 따른 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러에서 유체는 회전 몸체(40)의 유입구를 통해 제1디스크(10)와 제2디스크(20) 사이로 유입된다. 도 3을 참조하면, 회전 몸체(40)의 유입구는 회전 몸체(40)의 하측에 형성된다. 유체는 회전 몸체(40)의 하측에서 제1디스크(10)와 제2디스크(20) 사이로 유입된다. 제2디스크(20)가 제1디스크(10)보다 하측에 배치되므로, 제2디스크(20)와 인접한 부분의 유량이 제1디스크(10)와 인접한 부분의 유량보다 많다. 따라서, 블레이드(30) 말단에서 발생하는 와류도 제2디스크(20)와 인접한 부분에서 더 크게 발생한다. 와류의 크기가 클수록 세레이션(110)이 더 많이 굴절되어야 와류를 효과적으로 억제할 수 있다. 상술한 바와 같이, 복수의 세레이션(110)은 제1디스크(10)에서 제2디스크(20)로 갈수록 더 굴절되어 형성된다. 즉, 제2디스크(20)와 인접한 세레이션(110)은 제1디스크(10)와 인접한 세레이션(110)보다 회전 몸체(40)의 회전 방향의 반대 방향으로 더 굴절되어 형성된다. 제2디스크(20)와 인접한 세레이션(110)이 더 많이 굴절되므로, 제2디스크(20)와 인접한 부분에서 발생할 수 있는 더 큰 와류를 효과적으로 억제할 수 있다. 정리하면, 제2디스크(20)와 인접한 부분에서 더 큰 와류가 발생하는데, 본 실시예에 따른 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러의 세레이션(110)은 제2디스크(20)와 인접한 부분에서 더 많이 굴절되므로 제2디스크(20)와 인접한 부분에서 발생하는 와류를 효과적으로 차단하는 것이 가능하다.
한편, 급격하게 유입구(41)로 유입되는 유체의 유동에 의해 유입구(41)의 표면에서 유동 박리 현상이 발생할 수 있다.
본 실시예의 따른 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러의 제1돌기(51)는 위와 같이 유입구(41)에서 발생하는 유동 박리 현상을 억제한다.
유동 박리 현상은 유체가 물체 표면을 따라 유동하지 않고, 유체의 표면을 이탈하여 발생하는 현상이다. 회전 하는 물체에서 유동 박리 현상이 발생하면 주 유동 방향과 반대되는 유동이 발생하여 회전 운동의 효율이 감소한다. 제1돌기(51)는 유입구(41) 표면에서 주 유동 방향으로 와류를 발생시킨다. 이렇게 발생한 와류는 유입구(41) 표면에서 유동 혼합을 증가시켜 유체가 유입구(41) 표면을 이탈하지 않게 하여 유동박리 현상을 방지한다. 유입구(41)에서 발생하는 유동 박리 현상은 유동 방향이 빠르게 전환되는 각 블레이드(30)와 인접한 위치에서 활발하게 발생한다. 상술한 바와 같이 복수의 제1돌기(51)는 제1돌기세트(50)를 구성하고 제1돌기세트(50)는 각 블레이드(30)와 인접한 위치에 형성되어 있다. 때문에 본 실시예에 따른 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러는 유동 박리가 발생할 가능성이 높은 부분에 제1돌기(51)를 배치하여 유입구(41)에서 발생할 수 있는 유동 박리 현상을 효과적으로 억제할 수 있다.
제1돌기(51)의 길이와 높이 및 폭은 다양하게 설계 변경될 수 있고 임펠러의 용도와 사용 유체의 종류에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
다만, 제1돌기세트(50)를 구성하는 각각의 제1돌기(51)는 인접한 제1돌기(51)와의 거리가 유입구(41) 직경의 3 ~ 15%가 되도록 배치되는 것이 좋다. 제1돌기세트(50)를 구성하는 복수의 제1돌기(51)들 사이의 간격이 너무 좁거나 길면 유동 박리 억제 효과가 감소할 수 있다. 각각의 제1돌기(51)는 유입구(41)로부터 유입구(41) 직경의 1 ~ 7% 길이까지 돌출되도록 형성되는 것이 바람직하다. 제1돌기(51)의 돌출 길이가 너무 짧거나 긴 경우에는 유동 박리 억제 효과가 감소할 수 있다. 이러한 제1돌기(51)의 간격과 돌출 길이는 다양한 실험과 계산을 통해서 조절될 수 있다.
다음으로, 제2돌기(70)와 제3돌기(80)와 제4돌기(90)가 블레이드(30) 표면에 발생하는 유동 박리 현상을 억제하는 작용을 설명한다.
유입구(41)를 통과한 유체는 블레이드(30)와 만나게 된다. 블레이드(30)의 표면에서도 유입구(41)에서 발생하는 것과 같은 유동 박리 현상이 발생할 수 있다. 블레이드(30)에 형성된 제2돌기(70)와 제3돌기(80)와 제4돌기(90)는 블레이드(30) 표면에 와류를 발생시킨다. 제2돌기(70)와 제3돌기(80)와 제4돌기(90)에 의해 블레이드(30) 표면에서 발생한 와류는 블레이드(30) 표면에서의 유동 혼합을 증가시키고, 증가된 유동 혼합에 의해 블레이드(30) 표면에서 발생하는 유동 박리 현상이 감소한다.
결과적으로 본 실시예의 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러는 유입구(41)와 블레이드(30) 표면에서 발생하는 유동박리 생성을 지연시키고 원심 펌프의 효율을 증가시키게 된다. 또한, 상술한 바와 같이 유동박리의 발생을 지연시킴으로써, 원심 펌프에서 발생하는 소음의 크기를 감소시키고 소비 전력도 감소시켜 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
한편, 회전 몸체(40)의 회전 속도에 따라 유동 혼합의 정도를 조절해야 할 필요가 있다. 회전 몸체(40)의 회전 속도가 빠른 경우에는 유체의 유동이 빨라지고 이에 따라 표면에서 분리된 유동의 흐름도 커지게 된다. 이러한 유체의 유동을 방지하기 위해서는 표면의 유체 혼합이 더 활발하게 이루어질 필요가 있다. 반면에, 회전 몸체(40)의 회전 속도가 느린 경우에는 유체의 유동이 느려진다. 과다한 유체 혼합은 원심 펌프의 효율을 떨어뜨리는 요인이 될 수 있다. 유체 혼합에 의해 유체의 주 유동 방향과 반대되는 유동이 발생하면 원심 펌프의 효율은 감소하게 된다. 유동 혼합은 유동 혼합을 발생시키는 돌기의 돌출 정도에 따라 조절될 수 있다. 돌기가 많이 돌출될수록 돌기 주변에서 와류가 발생할 가능성이 더 높아져 와류에 의한 유동 혼합이 증가한다. 본 실시예에 따른 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러는 돌출 유닛(60)의 작용으로 회전 속도에 따라 제1돌기(51)의 돌출 길이가 조절되어 유입구(41)의 유동 혼합이 조절될 수 있다.
세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러의 회전 속도가 빠른 경우에는 유입구(41)에 설치된 돌출 유닛(60)에 원심력이 강하게 작용한다. 이 원심력에 의해 돌출 유닛(60)의 무게추(64)는 유입구(41)의 중심에서 멀어지는 방향으로 힘을 받게 된다. 이 원심력이 무게추(64)에 연결된 탄성부재(65)의 탄성력보다 커지면 무게추(64)가 유입구(41)의 중심에서 멀어지기 시작하고, 레버(62)가 힌지(61)에 대해 회전한다. 이때, 레버(62)의 말단에 결합된 연결부재(63)는 유입구(41)의 중심과 가까워지는 방향으로 이동된다. 상술한 바와 같이 연결부재(63)에는 복수의 제1돌기(51)가 결합된다. 연결부재(63)가 유입구(41)의 중심과 가까워지면 복수의 제1돌기(51)는 유입구(41)의 돌출구(42)를 통해 유입구(41)의 중심 방향으로 더 돌출된다.
이와 달리 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러의 회전 속도가 느린 경우에는 무게추(64)에 작용하는 원심력보다 탄성부재(65)가 무게추(64)에 제공하는 탄성력이 더 크다. 이 경우에는 무게추(64)가 유입구(41)의 중심에 가까워지고 레버(62)가 힌지(61)에 대해 회전하여 연결부재(63)는 유입구(41)의 중심과 멀어지는 방향으로 이동된다. 이에 따라 복수의 제1돌기(51)는 유입구(41)의 돌출구(42)로 삽입된다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러의 돌출 유닛(60)은 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러의 회전 속도에 따라 제1돌기(51)의 돌출 길이를 조절하여 유입구(41)에서 발생하는 유동 박리를 더욱 효과적으로 감소시킬 수 있다.
이상, 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명하고 도시한 구조로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 앞에서는 복수의 보조 블레이드(100)가 굴절되는 정도가 서로 다르게 형성되는 복수의 세레이션(110)을 구비하는 것으로 설명하였으나, 복수의 세레이션을 구비하지 않는 보조 블레이드로 본 발명에 따른 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러를 구성하는 것도 가능하다.
또한, 도면에는 보조 블레이드(100)가 3개의 세레이션(110)을 구비하는 것으로 도시되어 있으나, 보조 블레이드에 포함된 세레이션의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
또한, 앞에서는 제2디스크(20)와 인접한 보조 블레이드(100)의 세레이션(110)이 가장 많이 굴절되는 것으로 설명하였으나, 세레이션의 굴절 정도는 다양하게 변경될 수 있다. 임펠러의 형태와 작동 환경에 따라 제1디스크와 인접한 세레이션이 가장 많이 굴절되도록 세레이션의 굴절 정도를 변경하는 것도 가능하다.
또한, 앞에서는 제1돌기(51)의 돌출 길이가 돌출 유닛(60)에 의해 조절되는 것으로 설명하였으나, 돌출 유닛을 구비하지 않는 구성도 가능하다. 이렇게 구성하는 경우에는 제1돌기의 돌출 길이는 조절되지 않고 제1돌기가 유입구와 직접 결합되거나 유입구에 제1돌기가 형성될 수 있다.
또한, 앞에서는 블레이드(30)에 제2돌기(70)와 제3돌기(80)와 제4돌기(90)가 형성되는 것으로 설명하였으나, 블레이드에 형성되는 돌기의 구성은 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 제2돌기와 제3돌기와 제4돌기 중 어느 하나만이 형성되는 것도 가능하고 제2돌기와 제3돌기와 제4돌기를 모두 생략하는 것도 가능하다.

Claims (6)

  1. 회전축에 연결되어 상기 회전축에 의해 회전하도록 구성되고 유체가 유입되는 유입구를 구비하는 회전 몸체;
    상기 회전 몸체의 상측에 결합되는 제1디스크;
    상기 제1디스크와 마주하도록 배치되어 상기 회전 몸체에 결합되는 제2디스크;
    상기 제1디스크와 제2디스크의 사이에 배치되어 상기 회전 몸체의 회전 중심으로부터 멀어지는 방향으로 나선형으로 연장되도록 형성되어 각각 상기 제1디스크 및 제2디스크에 결합되는 복수의 블레이드; 및
    상기 복수의 블레이드의 연장 방향 말단에서 상기 회전 몸체의 회전 방향과 반대 방향으로 굴절되어 상기 제1디스크 및 제2디스크의 외주까지 연장되도록 형성되고 각각 상기 제1디스크 및 제2디스크에 결합되는 복수의 보조 블레이드;를 포함하는 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 보조 블레이드는 굴절되는 정도가 다르게 형성되는 복수의 세레이션을 포함하는 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 보조 블레이드의 복수의 세레이션은 상기 제1디스크에서 상기 제2디스크로 갈수록 더 굴절되도록 형성되는 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전 몸체의 유입구와 인접한 상기 복수의 블레이드 말단에 일렬로 돌출되어 형성되는 제2돌기;를 포함하는 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2돌기와 인접한 위치에서 상기 복수의 블레이드에 일렬로 돌출되어 형성되는 제3돌기; 및
    상기 제3돌기가 돌출된 방향과 반대 방향으로 돌출되도록 상기 제2돌기와 인접한 위치에서 상기 복수의 블레이드에 일렬로 형성되는 제4돌기;를 더 포함하는 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유입구에 설치되는 힌지와, 상기 힌지에 대해 회전 가능하도록 상기 힌지에 결합되는 레버와, 상기 상기 복수의 제1돌기세트의 복수의 제1돌기가 함께 움직이도록 복수의 제1돌기와 결합되어 상기 레버의 한쪽 말단에 결합되는 연결부재와, 상기 레버의 반대쪽 말단에 결합되는 무게추와, 상기 회전 몸체의 중심 방향으로 작용하는 탄성력을 상기 무게추에 제공하도록 상기 무게추에 연결되는 탄성부재를 포함하는 돌출 유닛;을 더 포함하고,
    상기 회전 몸체의 유입구는 상기 복수의 제1돌기가 각각 삽입되도록 형성되는 복수의 돌출구를 포함하는 세레이션 구조가 적용된 원심 펌프 임펠러.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110513326B (zh) * 2019-08-27 2024-04-23 浙江理工大学 一种主动控制压力脉动的离心泵叶轮
KR102566776B1 (ko) * 2020-12-21 2023-08-16 (주)모토닉 터빈형 연료펌프
KR102345832B1 (ko) * 2021-07-22 2021-12-31 (주)한국펌프앤시스템즈 이물질의 걸림을 최소화한 하이브리드형 임펠러 및 이를 구비한 수중·원심펌프

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001182689A (ja) * 1999-12-22 2001-07-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 送風機用羽根車
KR20070025517A (ko) * 2005-09-02 2007-03-08 주식회사 오팬 유량 증대 저소음 냉각팬
JP2010133254A (ja) * 2008-12-02 2010-06-17 Daikin Ind Ltd 遠心送風機及びこれを備えた空気調和機
KR101343213B1 (ko) * 2010-08-17 2013-12-18 니혼 덴산 서보 가부시키가이샤 팬
KR101836455B1 (ko) * 2017-09-27 2018-03-08 권헌실 펌프용 임펠러 및 이를 구비한 펌프

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001182689A (ja) * 1999-12-22 2001-07-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 送風機用羽根車
KR20070025517A (ko) * 2005-09-02 2007-03-08 주식회사 오팬 유량 증대 저소음 냉각팬
JP2010133254A (ja) * 2008-12-02 2010-06-17 Daikin Ind Ltd 遠心送風機及びこれを備えた空気調和機
KR101343213B1 (ko) * 2010-08-17 2013-12-18 니혼 덴산 서보 가부시키가이샤 팬
KR101836455B1 (ko) * 2017-09-27 2018-03-08 권헌실 펌프용 임펠러 및 이를 구비한 펌프

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