펌프의 구조

2. 와전 펌프

 원심펌프는 케이싱, 임펠러, 안내 깃, 축, 축 슬리브, 웨어링, 베어링, 추력 경감 장치 등으로 구성되어 있다. 케이싱은 흡입구에서 유체를 흡입하여 임펠러의 입구까지 유도하고, 에너지를 변환하여 유체에 제공하는 임펠러를 통해 토출부까지 나가는 유체의 전체 통로를 형성하고 있다. 임펠러에서 원심력에 의해 반경 방향으로 고속으로 유출된 유체의 속도 에너지를 압력 에너지로 회수하는 기능의 와류실을 두고 있다. 이 와류실의 형상이 펌프의 효율에 큰 영향을 미친다. 임펠러는 전동기의 축에 연결되어 회전하면서 전달된 에너지를 받아 통과하는 유체에 속도와 압력 에너지를 주는 것으로 펌프의 성능과 효율, 그리고 협상능력 등 주요 특성이 모투 임펠러에 의해서 결정된다. 엠페러와 와류 실과의 사이에 고정식 안내 깃을 두고 임펠러를 나온 물의 운동에너지 일부를 압력으로 바꾼 후, 와류실에 모이도록 하는 것도 있다. 회전 부인 임펠러와 고정 부인 케이싱과의 사이에는 틈새를 작게 하여 임펠러 출구 측의 고압의 유체가 입구의 흡입 쪽의 저압 측으로 누설되어 효율이 감소되는 것을 줄인다. 이 부분은 회전부와 고정부가 접촉해서 마모되기 쉬우므로 양쪽으로 웨어링을 설치하여 마모 시 교체가 가능하도록 한다. 임펠러를 지지하고, 원동기로부터 동력을 임펠러에 전하기 위한 축이 있으며, 축을 지지하기 위해서는 축수가 쓰인다. 또 축이 펌프의 케이싱을 관통하는 부분에는 축에 봉 장치를 두고, 내부의 유체가 외부로 적정량만 흐르도록 조정하고, 공기가 외부에서 펌프 내부로 흡입되는 것을 막는 기능을 한다. 축 봉 장치는 보통 패킹을 쓰며, 특 수액용 펌프에 있어서는 메카니칼 씰이 쓰인다.. 펌프 내부의 임펠러 양측판에 수압이 작용하고, 면적의 차이 때문에 축추력이 발생되므로 기계적 안정을 이루기 위해 추력 경감 장치를 두어야 하며,, 추력 축수를 설치하거나, 추력을 줄이고자 할 때에는 흡입 측의 반대 방향에 Balance실을 설치하고, 임펠러에 구멍을 뚫어 흡입 측과의 압력을 거의 같게 함으로써 축추력을 줄이는 방법도 있다. 이때는 Balance실에 압력 측에서 새어 나는 양을 줄이기 위하여 흡입 측과 같은 Ring을 설치할 필요가 있다. 또 임펠러의 등을 맞대게 해 높고 양흡입형을 사용함으로써 추축력을 없어지도록 하는데 이는 주로 대용량 펌프에서 많이 사용한다. 양수중에 모래와 같은 미립자의 고형물이 있을 때, Wearing 부의 좁은 틈에 끼워져서 운전에 지장을 주어 한쪽 또는 양쪽의 슈를 제거하고 임펠러와 케이싱과의 틈을 적게 하여 임펠러 사이에서 새는 것을 적게 만든 구조도 있다 이러한 형식의 임펠러를 Open형이라고 하고, 반대로 Close형이라고도 한다. 원심펌프의 케이싱 형식은 벌류트실부를 일체로 만들고 그 한쪽을 Cover형태로 하고, 여기에 임펠러를 조립한 형식의 것과 수평면의 케이싱을 상하로 분할하는 수행 분할 케이싱을 가진 형식도 있다. 전자를 일체형 또는 환형이라 하고, 후자를 수평분할형이라고 한다. 일체형의 펌프는 비교 적소형의 현 흡입형 펌프 및 입축펌프에 많이 쓰이고 있으며, 입출 펌프에선 대형의 펌플고 회전부를 축방향으로 분해라기 위한 구조로 하므로 와권 실을 설치 한대로 회전부를 분해할 수 있는 구조로 대형 입축펌프가 있다. 수평분할형의 케이싱은 회전축의 중심을 기준면으로 하여 상하로 분리가 가능하도록 하는 구조로 양흡입형의 펌프에 많이 사용한다. 이런 종류의 펌프에는 흡입, 토출구를 하부 케이싱에 설치하여 흡입, 토출 배관을 분리하지 않고 상부 케이싱만을 분리한 후 회전부를 분해하게 할 수 있어 유지보수에도 편리하다.