[21년 4월호 특집] 펌프의 개요
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[21년 4월호 특집] 펌프의 개요

- (주)에바라제작소 / 오카모토 시게루
- 공조·위생설비에 사용되는 펌프에 대해 기술


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1. 머리말 


본고에서는 공조·위생설비에 사용되는 펌프에 대해 기술한다. 

이하에서는 특별한 사정이 아닌 한 취급 액체는 물이고 모터로 구동되는 펌프를 대상으로 한다. 


(1) 펌프란

한마디로 ‘요구 유량을 보내는 데 필요한 압력을 일으키는 기계’를 말한다. 

펌프는 다양한 목적으로 사용되지만 요구 유량을 안정적으로 보내는 것이 무엇보다도 중요하다. 예를 들어 빌딩이나 집합주택의 상수 급수 펌프장치는 압력을 제어하지만 수요자 측에서 필요로 하는 것은 상수량으로, 급수전을 열었을 때 필요한 상수량을 재빨리 공급하는 능력이 요구된다. 이를 위해서는 배관이나 기구의 저항에 대항하는 압력이 필요하다. 공조설비용 펌프는 필요 순환 유량을 흘려보내는 데 필요한 압력을 일으킨다.

 

(2) 요구 조건

a. 펌프에 요구되는 성능 

펌프가 요구 유량을 보내려면 설비의 배관 저항이라든가 흘려보내는 높이에 따른 압력을 일으켜야 한다. 즉 다음과 같은 조건이 충족돼야 요구 유량을 보낼 수 있다. 

 

펌프에 필요한 압력 ≧ 펌프 설비의 배관저항+높이(위치에너지)

* 펌프 용어로는 펌프가 내보내는 유량을 토출량이라고 한다. 

 

토출량 = 펌프가 보내는 유량 (물일 경우에는 수량, 용적유량 : 단위 m³/min 등) 

* 펌프 용어로는 펌프에서 발생하는 압력을 전양정이라고 한다. 

 

전양정 = 펌프가 일으키는 압력 (액주의 높이로 표현된다 : 단위 m)

전양정을 알기 쉽게 설명하기 위해 압력이라고 표현했는데 정확하게 말하면 펌프가 액체에 준 에너지(압력과 속도의 에너지 합을 액주의 높이로 나타냄)이다. 

 

b. 펌프에 요구되는 기능 

펌프는 주로 회전체와 그것을 떠받치는 베어링·유체를 가압하는 케이싱 및 유체가 밖으로 새지 않게 하기 위한 축봉부로 구성되는데 장기간 안정적으로 가동하려면 각각의 구성요소에 상응하는 내구성이 요구된다. 여러 가지 재료의 강도·내부식성·윤활성 등을 고려해 펌프 메이커에 라인업 돼 있거나 아니면 그때그때 설계된다. 

단, 액질·온도·흡입조건, 사용압력·주변 환경 등의 요구사양을 구입처에 전달하는 것이 중요하고 스스로 선정할 경우에는 충분히 고려해 사용에 견딜 수 있는 펌프 사양을 결정한다. 

 

 

2. 주요 종류 


공조·위생설비에 사용되는 펌프는 거의가 터보형 펌프이고 그 중에서도 원심식 펌프가 대부분이다. 터보형 기계란 임펠러를 개재하고 유체에 에너지를 연속적으로 주어 일하는 기계를 말한다. 알기 쉽게 말하면 회전하는 임펠러가 있는 펌프는 대체로 터보형 펌프이다. 

 

(1) 종류와 특성·적용범위

<그림 1>에 나타내는 바와 같이 터보형 펌프에는 원심식, 사류식, 축류식의 3종류가 있는데 원심식이 가장 많이 사용되고, 공조설비의 대구경으로 대유량을 취급하는 펌프 일부에 사류식 펌프가 사용되고 있을 정도이다. 원심식 펌프의 양수(揚水) 원리는 주로 원심력을 이용하고 축류식은 날개의 양력(揚力) 원리에 기초한다. 사류식은 원심력과  양력의 양쪽 원리를 믹스한 것으로 과거에는 혼류식이라고 했다. 

 

 

펌프 01.png

 

같은 원심식 펌프라도 단단식과 다단식이 있다. 또한 급수 펌프 유닛처럼 병렬운전으로 광범위의 유량을 커버하는 펌프도 있다. 

펌프 자체의 적용범위는 대체로 <그림 2>에 나타내는 바와 같고 토출량과 전양정에서 거의 결정되나 겹치는 부분도 있으므로 중복 부분에 대해서는 개별 선정 시 운전범위와 펌프 효율·비용 등을 지표로 결정한다. 실제로 선정함에 있어서는 후속 내용을 참조하고 펌프를 선정할 때는 펌프 메이커의 홈페이지에 있는 선정 시스템과 핸드북·카탈로그 등을 참조한다.

펌프 02.png

 

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본 원고는 자사와 기사제휴 맺은 ‘建築設備と配管工事’잡지에서 발췌하여 번역한 것입니다.

전체 기사는 2021년 4월호 ‘월간 설비기술’에 게재되어 있습니다.(월간지 구입문의(02)2633-4995)

 

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