원심펌프에서 임펠러(impeller)의 역할 & 원리

펌프에서 매우 중요한 역할을 하는 임펠러에 대해 생각의 정리를 위해 간단한 요약글을 적어본다..

 

#임펠러(Impeller)

 

임펠러는 원심펌프의 회전요소로 펌프의 스펙을 결정짓는 가장 중요한 부품 중 하나로 모터나 엔진이 공급한 에너지를 유체로 전달하는 역할을 한다.

 

 

유체가 대기압을 받고 원심펌프 흡입구쪽으로 들어오고 임펠러 eye로 흘러들어간다.

 

  

(사진-learn engineering 영상캡쳐)

 

펌프흡입구와 임펠러eye부근의 압력은 낮아서(대기압보다) 유체는 펌프 안으로 빨려들어가게된다.

(유체는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐른다.)

    

회전하는 임펠러는 원심력을 만들고 이 원심력에 의해 유체는 계속 임펠러 eye로부터 바깥으로 밀려나가 임펠러 날개 끝까지 밀려나간다.

 

이 때 유체는 아예 밖으로 나가지 못하고 펌프 케이싱에 갇히게 되며 속도가 줄어드는데 이 때 유체의 속도에너지(=kinetic energy)는 압력으로 전환된다.

 

(사진-http://www.indiastudychannel.com/resources/149329-Construction-Working-And-Advantages-Of-Centrifugal-Pump.aspx)

 

 

 

볼류트 케이싱 면적은 토출쪽으로 갈수록 점점 커져서 임펠러에 의해 회전되는 유체가 케이싱을 따라 토출쪽으로 갈수록 속도를 잃게 되고 그만큼 압력은 높아진다.

 

이 압력은 유체가 저항을 이겨내고 토출구쪽으로 나갈 수 있게 해준다.

 

 

(사진-https://www.youtube.com/watch?v=oLUjy8Iyfbk 영상캡쳐)

 

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#임펠러 타입

 

원심펌프의 효율은 임펠러가 결정짓는다 해도 될만큼 큰 영향을 미치는데

임펠러를 크게 세가지 종류로 나눠보면,

 

1. 오픈임펠러(open impeller) : 커버가 없어서 오픈. 저효율, 높은 NPSHR요구. 작은 펌프나 별로 비싸지 않은 펌프에 주로 이용 , 마모가 잘됨 현탁물 알갱이가 커서 blocking위험이 있는 곳에 쓰임)

2. 세미오픈임펠러(semi-open ~): 오픈보다 효율 높고 낮은 NPSHR 필요.

3. 클로스임펠라(closed ~): 날개 앞과 뒤에 커버가 있음 . 고효율, 낮은 NPSHR.

 

(왼쪽부터 closed, semi-open, open impeller. 사진-learnengineering)

 

그리고 유체가 펌프로 들어오고 나가는 방향에 따라 또 크게 세가지로 나눌 수 있는데,

 

1. radial impeller: 고압, 유량 낮음

임펠러가 펌프 샤프트와 평행한 방향(축방향)으로 유체를 보낸다.

2. semi-axial impeller:유체가 샤프트(축)와 수직된 방향으로 보내진다

3. axial impeller: 유체가 샤프트 방향으로..

(사진-grundfos)

 이외에도 임펠러를 세부적으로 나눠보면 종류가 엄청 많은데 사용하는 환경과 펌프종류에 따라 그에 적합한 임펠러를 선택하여야 한다.