KR101261102B1

KR101261102B1 - 펌프의 성능 특성 설정 방법 및 디퓨저 베인의 제조 방법

Info

Publication number: KR101261102B1
Application number: KR1020107009532A
Authority: KR
Inventors: 가즈타 고바야시
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2008-01-18
Filing date: 2009-01-13
Publication date: 2013-05-06
Also published as: WO2009090934A1; CN101861464B; JP5297047B2; JP2009167969A; US20110209346A1; CN101861464A; KR20100075584A; US8720054B2

Abstract

흡입구로부터 유체를 받아들이는 동시에 토출구를 향해 유체를 송출하는 임펠러와, 임펠러와 토출구 사이의 유로에 개재되어 마련된 디퓨저(30)를 구비한 펌프의 성능 특성을 변경하는 펌프의 성능 특성 설정 방법에 있어서, 디퓨저(30)는 유로의 중앙에 배치마련된 허브(21)와, 허브(21)의 주위에 배치마련된 슈라우드(12)와, 허브(21)의 외주면으로부터 슈라우드(12)의 내주면을 향해 방사상으로 배치마련된 복수의 디퓨저 베인(31)을 갖고 있고, 허브(21)로부터 슈라우드(12)를 향하는 직경방향에 직교하는 직교방향에서, 허브(21)에 설치되는 각 디퓨저 베인(31)의 설치 위치를 펌프의 성능 특성에 따라서 설정하는 설치 위치 설정 공정을 구비한다.

Description

펌프의 성능 특성 설정 방법 및 디퓨저 베인의 제조 방법{METHOD OF SETTING PERFORMANCE CHARACTERISTIC OF PUMP AND METHOD OF MANUFACTURING DIFFUSER VANE}

본 발명은 디퓨저를 구비한 펌프의 성능 특성을 설정하는 펌프의 성능 특성 설정 방법 및 디퓨저 베인의 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 펌프로서, 사류(斜流) 펌프 및 축류(軸流) 펌프가 알려져 있고, 사류 펌프 및 축류 펌프는 회전축 방향으로 유체를 송출하는 임펠러와, 임펠러의 하류측에 마련된 디퓨저(diffuser)를 구비하고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

그런데, 사류 펌프는 설치하는 장소나 그 용도에 따라서, 효율 좋게 운전을 행하는 것이 가능하도록, 설치 환경에 따른 적절한 성능 특성의 것이 이용된다. 이 경우, 디퓨저에 마련된 각 디퓨저 베인의 입구 각도를 소망의 입구 각도로 설정함으로써, 사류 펌프의 성능 특성을 소망의 성능 특성으로 설정할 수 있다. 이때, 각 디퓨저 베인의 구부림 곡률을 바꾸어서 각 디퓨저 베인의 입구 각도를 설정함으로써, 사류 펌프의 성능 특성을 설정할 수 있다. 그러나, 각 디퓨저 베인의 구부림 곡률을 크게 변화시켜 버리기 때문에, 최적의 디퓨저 베인의 형상이 변화해 버려서, 사류 펌프의 성능이 저하할 우려가 있다. 이 때문에, 사류 펌프의 성능 저하를 억제하기 위해서는, 설정된 각 디퓨저 베인의 입구 각도에 맞추어서, 각 디퓨저 베인의 형상을 새롭게 설계하지 않으면 안된다. 즉, 사류 펌프의 소망의 성능 특성을 설정하는 경우, 각 디퓨저 베인을 새로운 설계로 할 필요가 있다.

일본 공개 특허 공보 제 2001-355592 호

그러나, 사류 펌프의 소망의 성능 특성에 맞추어서, 디퓨저 베인을 새로운 설계로 해버리면, 디퓨저 베인의 설계를 하나부터 행하지 않으면 안되어서, 크나큰 부담을 필요로 하게 되어버린다. 이것에 의해, 예를 들어 사류 펌프의 제조 기간의 단축을 도모하는 것이 곤란해져 버릴 우려가 있다.

그래서, 본 발명은 펌프의 성능 저하를 억제하면서, 간이한 방법으로 펌프의 성능 특성을 설정할 수 있는 펌프의 성능 특성 설정 방법 및 디퓨저 베인의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명의 펌프의 성능 특성 설정 방법은, 흡입구로부터 유체를 받아들이는 동시에 토출구를 향해 유체를 송출하는 임펠러와, 임펠러와 토출구 사이의 유로에 개재되어 마련된 디퓨저를 구비한 펌프의 성능 특성을 설정하는 펌프의 성능 특성 설정 방법에 있어서, 디퓨저는 유로의 중앙에 배치마련된 허브와, 허브의 주위에 배치마련된 슈라우드와, 허브의 외주면으로부터 슈라우드의 내주면을 향해 방사상(放射狀)으로 배치마련된 복수의 디퓨저 베인을 갖고 있고, 허브로부터 슈라우드를 향하는 직경방향에 직교하는 직교방향에서, 허브에 설치되는 각 디퓨저 베인의 설치 위치를 펌프의 성능 특성에 따라서 설정하는 설치 위치 설정 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.

이 경우, 펌프의 기본 설계에서, 각 디퓨저 베인은 기준이 되는 기본 설치 위치에서 허브에 설치되어 있고, 설치 위치 설정 공정에서는 기본 설치 위치로부터 펌프의 성능 특성에 따라서 설정된 오프셋(offset)량만큼 디퓨저 베인의 위치를 변경함으로써 설치 위치가 설정되는 것이 바람직하다.

본 발명의 디퓨저 베인의 제조 방법은, 상기의 펌프의 성능 특성 설정 방법에서 설정된 설치 위치에 기초하여, 디퓨저 베인의 재료가 되는 판금 부재를 금속판으로부터 다이-펀칭하는 다이-펀칭 공정과, 다이-펀칭된 판금 부재를 절곡하여 디퓨저 베인으로 하는 구부림 가공 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 1의 펌프의 성능 특성 설정 방법에 의하면, 상기의 직교방향에서, 디퓨저 베인의 설치 위치를 펌프의 성능에 따라서 임의의 설치 위치로 설정함으로써, 간단하게 펌프의 성능 특성을 설정할 수 있다. 구체적으로는, 상기의 직교방향에서의 디퓨저 베인의 설치 위치를 설정하면, 이 설정에 따라서 디퓨저 베인의 입구 각도가 설정된다. 디퓨저 베인의 입구 각도가 설정되면, 펌프의 성능 특성이 설정된다. 이때, 디퓨저 베인은 그 구부림 곡률을 바꾸는 일이 없기 때문에, 디퓨저 베인의 형상 변화에 수반하는 펌프 성능의 저하를 억제할 수 있다. 이것에 의해, 펌프의 성능 특성의 설정에 맞추어서 디퓨저 베인을 새로운 설계로 할 필요가 없기 때문에, 디퓨저 베인의 설치 위치를 상기의 직교방향에서 설정한다는 간이한 방법으로 펌프의 성능 특성을 설정할 수 있다.

청구항 2의 펌프의 성능 특성 설정 방법에 의하면, 지표가 되는 기본 설치 위치를 기준으로 하고, 펌프의 성능 특성에 따라서 설정된 오프셋량만큼 디퓨저 베인의 설치 위치를 변경하면 되기 때문에, 설치 위치의 변경을 용이하게 행하는 것이 가능해진다.

청구항 3의 디퓨저 베인의 제조 방법에 의하면, 설정된 설치 위치에 설치되는 디퓨저 베인에 맞추어서, 판금 부재를 다이-펀칭할 수 있다. 이 때문에, 다이-펀칭한 판금 부재를 구부림 가공함으로써, 설치 위치에 적합한 디퓨저 베인을 제조할 수 있다. 또한, 이 디퓨저 베인의 제조 방법에 의하면, 디퓨저 베인의 범용화를 도모할 수 있기 때문에, 제조되는 펌프의 저비용화를 도모할 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 사류 펌프의 단면 구조도,
도 2는 사류 펌프의 Q-H 특성 선도,
도 3은 설정되는 평균 입구 각도에 따라서 변화하는 오프셋량의 변화 비율에 관한 그래프,
도 4는 디퓨저 베인의 설치 위치에 관한 설명도,
도 5는 디퓨저 베인의 판 취득 도면,
도 6은 구부림 가공 공정에서 구부림 가공되는 판금 부재의 설명도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 펌프의 성능 특성 설정 방법을 이용하여 제조되는 펌프에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시예

본 실시예에 따른 펌프는 이른바 입축형(立軸型)의 디퓨저 사류 펌프(이하, 사류 펌프라고 함)이고, 이 사류 펌프는 임펠러를 회전시킴으로써 흡입구로부터 흡입된 유체(예를 들면, 용수 등)를 토출구를 향해 송출하는 것이다.

여기서, 도 1은 본 실시예에 따른 사류 펌프의 단면 구조도이고, 도 2는 사류 펌프의 Q-H 특성 선도이다. 또한, 도 3은 설정되는 평균 입구 각도에 따라서 변화하는 오프셋(offset)량의 변화 비율에 관한 그래프이고, 도 4는 디퓨저 베인의 설치 위치에 관한 설명도이다. 또한, 도 5는 디퓨저 베인의 판 취득 도면이고, 도 6은 구부림 가공 공정에서 구부림 가공되는 판금 부재의 설명도이다. 이하, 도 1을 참조하여 사류 펌프의 구성에 대해서 설명한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 사류 펌프(1)는 그 외측 쉘을 구성하는 외통 케이싱(4)과, 외통 케이싱(4)의 중앙 내부에 마련된 내통 허브(5)를 구비하고 있고, 내통 허브(5)는 도시하지 않은 스테이(stay)에 의해 외통 케이싱(4)에 연결되어 고정되며, 이 외통 케이싱(4)과 내통 허브(5) 사이에 유체가 흐르는 유로(8)가 형성되어 있다. 이때, 유체는 도시 하방의 최상류측으로부터 도시 상방의 최하류측을 향해 흐른다.

외통 케이싱(4)은, 하단측으로부터 순서대로, 흡입 벨 마우스(10)와, 흡입 벨 마우스(10)의 상방에 연결된 임펠러 케이싱(11)과, 임펠러 케이싱(11)의 상방에 연결된 슈라우드(12)와, 슈라우드(12)의 상방에 연결된 양수관(13)과, 양수관(13)의 상방에 연결된 굴곡관(14)으로 구성되어 있다.

흡입 벨 마우스(10)는 벨 마우스 형상으로 구성되어 있고, 흡입 벨 마우스(10)의 하단면에는 흡입구(17)가 형성되며, 흡입 벨 마우스(10)의 상단부에는 임펠러 케이싱(11)에 연결하기 위한 플랜지가 형성되어 있다.

임펠러 케이싱(11)은 역-절두원추형의 통형상으로 구성되어 있고, 임펠러 케이싱(11)의 하단부에는 흡입 벨 마우스(10)에 연결하기 위한 플랜지가 형성되며, 임펠러 케이싱(11)의 상단부에는 슈라우드(12)에 연결하기 위한 플랜지가 형성되어있다.

슈라우드(12)는 대략 원통 형상으로 구성되어 있고, 슈라우드(12)의 하단부에는 임펠러 케이싱(11)에 연결하기 위한 플랜지가 형성되며, 슈라우드(12)의 상단부에는 양수관(13)에 연결하기 위한 플랜지가 형성되어 있다. 또한, 상세는 후술하지만, 슈라우드(12)는 디퓨저(30)의 일부를 구성하고 있다.

양수관(13)은 대략 원통 형상으로 구성되어 있고, 양수관(13)의 하단부에는 슈라우드(12)에 연결하기 위한 플랜지가 형성되며, 양수관(13)의 상단부에는 굴곡관(14)에 연결하기 위한 플랜지가 형성되어 있다.

굴곡관(14)은 수직방향으로 양수(揚水)된 유체를 수평방향으로 안내하도록 원호 형상으로 굴곡한 원통 형상으로 구성되어 있고, 굴곡관(14)의 측단면에는 토출구(18)가 형성되며, 굴곡관(14)의 하단부에는 양수관(13)에 연결하기 위한 플랜지가 형성되어 있다.

그리고, 흡입 벨 마우스(10), 임펠러 케이싱(11), 슈라우드(12), 양수관(13) 및 굴곡관(14)을 각각의 플랜지를 거쳐서 볼트 조임을 함으로써, 외통 케이싱(4)이 구성된다.

내통 허브(5)는, 하방측으로부터 순서대로, 임펠러측 허브(20)와, 임펠러측 허브(20)의 상방에 배치마련된 디퓨저측 허브(21)와, 디퓨저측 허브(21)의 상방에 배치마련된 양수관측 허브(22)로 구성되어 있다.

임펠러측 허브(20)는 임펠러 케이싱(11)의 중앙 내부에 배치마련되어 있고, 흡입 벨 마우스(10) 측을 향해 끝이 가늘어지는 콘 형상으로 형성되어 있다. 여기서, 임펠러측 허브(20)는 임펠러(25)의 일부를 구성하고 있다. 즉, 임펠러(25)는 상술한 임펠러측 허브(20)와, 임펠러측 허브(20)의 외주에 설치된 복수의 임펠러 베인(26)을 갖고 있고, 임펠러(25)는 임펠러 케이싱(11)에 수용되어 있다. 복수의 임펠러 베인(26)은 임펠러측 허브(20)에 대해서 둘레방향으로 등간격으로 배치마련되고, 임펠러측 허브(20)는 후술하는 주축(36)의 선단에 고정되어 있다. 이것에 의해, 임펠러(25)는 주축(36)의 회전에 수반하여 회전 가능하게 구성되어 있다.

디퓨저측 허브(21)는 슈라우드(12)의 중앙 내부에 배치마련되어 있고, 원통 형상으로 형성되어 있다. 여기서, 디퓨저측 허브(21)는 디퓨저(30)의 일부를 구성하고 있다. 즉, 디퓨저(30)는 유로(8)의 일부를 구성하는 상기의 슈라우드(12)와, 슈라우드(12)의 중앙 내부에 배치마련된 상기의 디퓨저측 허브(21)와, 디퓨저측 허브(21)의 외주면으로부터 슈라우드(12)의 내주면을 향해 방사상(放射狀)으로 배치마련된 복수의 디퓨저 베인(31)을 갖고 있고, 임펠러(25)로부터 송출되는 유체의 동압을 정압으로 변환하고 있다. 복수의 디퓨저 베인(31)은 그 기단부가 디퓨저측 허브(21)에 설치되는 동시에, 선단부가 슈라우드(12)에 설치되어 있고, 둘레방향으로 등간격으로 배치마련되어 있다. 이것에 의해, 디퓨저측 허브(21)는 복수의 디퓨저 베인(31)을 거쳐서 슈라우드(12)에 고정되어 있기 때문에, 디퓨저측 허브(21)의 하단부(임펠러측 허브측)는 임펠러(25)에 의한 회전을 허용하는 구성으로 되어 있다. 또한, 상세는 후술하지만, 디퓨저측 허브(21)에 설치되는 각 디퓨저 베인(31)은, 사류 펌프(1)의 성능 특성에 따라서 그 설치 위치가 적절하게 변경된다.

양수관측 허브(22)는 양수관(13)의 하방측의 중앙 내부에 배치마련되어 있고, 굴곡관(14)측을 향해 끝이 가늘어지는 테이퍼 형상으로 형성되어 있다. 양수관측 허브(22)의 하단부는 디퓨저측 허브(21)의 상단부에 연결하여 고정되어 있다.

또한, 사류 펌프(1)는 굴곡관(14)의 상방에 배치마련된 구동원(35)과, 구동원(35)과 임펠러(25) 사이에 배치마련된 주축(36)을 구비하고 있다. 구동원(35)은 예를 들어 모터 등이 사용되고 있고, 주축(36)을 거쳐서 임펠러(25)를 회전시키고 있다. 주축(36)은 외통 케이싱(4)의 중앙 내부에 배치마련되어 있고, 그 기단부는 굴곡관(14)을 관통하여 구동원(35)에 접속되며, 그 선단부는 양수관측 허브(22)를 관통하는 동시에 디퓨저측 허브(21)의 내측을 통과하여 임펠러측 허브(20)[임펠러(25)]에 접속되어 있다.

여기서, 사류 펌프(1)에 의한 일련의 펌프 동작에 대해서 설명한다. 사류 펌프(1)의 흡입구(17) 및 임펠러(25)를 수몰시킨 상태에서, 구동원(35)을 구동시켜 임펠러(25)를 회전시키면, 회전한 임펠러(25)는 흡입구(17)로부터 유체를 흡입하는 동시에, 흡입한 유체를 토출구(18)를 향해 수직방향으로 송출한다. 임펠러(25)로부터 송출된 동압의 유체는 디퓨저(30)를 통과함으로써 정압이 된다. 정압이 된 유체는 양수관(13) 및 굴곡관(14)을 통과하여, 토출구(18)로부터 수평방향으로 토출된다.

그런데, 상기의 사류 펌프(1)에서는 설치하는 장소나 그 용도에 따라서 효율 좋게 펌프 동작을 행하는 것이 가능하도록, 사류 펌프(1)의 성능 특성을 적절하게 설정할 필요가 있다. 즉, 사류 펌프(1)의 성능 특성을 적절하게 설정함으로써 설치하는 장소나 그 용도에 맞추어서, 사류 펌프(1)에 의한 펌프 동작을 효율 좋게 행할 수 있다. 또한, 사류 펌프(1)의 성능 특성이란 사류 펌프(1)의 효율(η)이며, 이 효율(η)을 설정함으로써 사류 펌프(1)의 성능 특성이 설정된다.

이때, 사류 펌프(1)의 효율(η)은 디퓨저(30)의 각 디퓨저 베인(31)의 입구 각도에 기초하여 설정된다. 여기서, 각 디퓨저 베인(31)의 입구 각도에 대해서 설명한다. 각 디퓨저 베인의 입구 각도는 디퓨저(30)의 임펠러(25)측(입구측)에서, 디퓨저측 허브(21)의 외주 및 디퓨저 베인(31)의 기단부가 이루는 허브측 입구 각도(β1)와, 슈라우드(12)의 내주 및 디퓨저 베인(31)의 선단부가 이루는 슈라우드측 입구 각도(β2)를 평균한 평균 입구 각도(β)이다(도 3 참조). 그리고, 이 평균 입구 각도(β)를 설정함으로써 사류 펌프(1)의 성능 특성을 설정하는 것이 가능해진다.

그러나, 디퓨저 베인(31)의 평균 입구 각도(β)를 설정하기 위해, 디퓨저 베인(31)의 구부림 곡률을 변화시켜 버리면, 사류 펌프(1)의 성능 특성을 설정하는 것은 가능하지만, 디퓨저 베인(31)의 구부림 곡률을 크게 변화시켜 버리기 때문에, 사류 펌프(1) 자체의 성능이 저하할 우려가 있다. 이 때문에, 본 실시예에서는, 디퓨저 베인(31)의 설치 위치를 소망의 설치 위치로 설정함으로써, 디퓨저 베인(31)의 구부림 곡률을 크게 변화시키는 일 없이, 디퓨저 베인(31)의 평균 입구 각도(β)를 설정하고, 이것에 의해 사류 펌프(1)의 소망의 성능 특성을 설정하고 있다. 이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 사류 펌프(1)의 성능 특성을 변경하는 성능 특성 설정 방법에 대해서 구체적으로 설명한다.

사류 펌프(1)의 성능 특성 설정 방법은, 소망의 사류 펌프(1)의 효율(η)을 설정하는 효율 설정 공정과, 설정한 효율(η)에 대응하는 디퓨저 베인(31)의 평균 입구 각도(β)를 설정하는 입구 각도 설정 공정과, 설정한 평균 입구 각도(β)에 대응하는 디퓨저 베인(31)의 설치 위치를 설정하는 설치 위치 설정 공정을 구비하고 있다.

효율 설정 공정은, 도 2에 도시하는 Q-H 특성 선도로부터, 사류 펌프(1)의 설치 장소나 그 용도에 따라서 설정되는 설계 토출 수량(Q1)에 기초하여, 최고 효율점(η_최고)이 되도록 사류 펌프(1)의 효율(η)을 설정한다.

입구 각도 설정 공정은, 설정한 사류 펌프(1)의 효율(η)에 따른 평균 입구 각도(β)를 미리 실험 등에 의해 구해진 효율(η)에 대응하는 평균 입구 각도(β)의 그래프(도시 생략)로부터 도출한다.

설치 위치 설정 공정은, 디퓨저측 허브(21)의 직경방향(Y방향)에 직교하는 동시에 허브 외주의 접선방향에 평행한 직교방향(X방향)에서, 디퓨저측 허브(21)에 설치되는 각 디퓨저 베인(31)의 설치 위치를, 도출한 평균 입구 각도(β)에 기초하여 설정하고 있다(도 4 참조).

도 4에 도시하는 바와 같이, Y방향은 기본 설치 위치에 설치되는 디퓨저 베인(31)의 둘레방향 중간부(50)를 기준으로 하여 방향이 정해진다. 즉, 디퓨저 베인(31)의 둘레방향 중간부(50)에서의 기단부와 디퓨저측 허브(21)의 외주와의 교점(N)을 통과하는 직경방향이 Y방향으로서 정해져 있다. 또한, X방향은 상기 교점(N)에서의 디퓨저측 허브(21) 외주의 접선방향이 X방향이 되고, Y방향에 직교하고 있다. 즉, 직교방향과 접선방향은 평행이 되어 있다. 또한, 기본 설치 위치[도시(1)]는 사류 펌프(1)의 기본 설계에서, 디퓨저측 허브(21)에 설치되는 디퓨저 베인(31)의 설치 기준이 되는 설치 위치이다.

여기서, 도 3 및 도 4를 참조하여, 예를 들어 1개의 디퓨저 베인(31)을 디퓨저측 허브(21)에 설치하는 경우에 대해서 구체적으로 설명한다. 먼저, 효율 설정 공정에 의해 설정된 효율(η)에 기초하여, 입구 각도 설정 공정에서 평균 입구 각도(β)를 도출한다. 다음에, 도출된 평균 입구 각도(β)에 기초하여, 도 3에 도시하는 평균 입구 각도(β)에 대응하는 오프셋량의 그래프로부터, 미리 설정된 기본 설치 위치에 대한 오프셋량을 설정한다. 또한, 평균 입구 각도(β)를 작게 하기 위해서는 오프셋량을 증가시키고, 평균 입구 각도(β)를 크게 하기 위해서는 오프셋량을 감소시킨다.

그리고, 도 4에 도시하는 바와 같이, 설치 위치 설정 공정에 의해 오프셋량이 설정되면, 디퓨저 베인(31)은 그 자세를 유지한 상태에서, 기본 설치 위치로부터 설정된 오프셋량만큼 X방향으로 어긋난 설치 위치가 설정된다.

예를 들어 오프셋량이 제로인 경우, 즉 기본 설치 위치인 경우, 도 4의 (1)에 도시하는 위치에서 디퓨저 베인(31)이 디퓨저측 허브(21)에 설치된다. 오프셋량이 100인 경우, 도 4의 (2)에 도시하는 위치에서 디퓨저 베인(31)이 디퓨저측 허브(21)에 설치된다. 오프셋량이 200인 경우, 도 4의 (3)에 도시하는 위치에서 디퓨저 베인(31)이 디퓨저측 허브(21)에 설치된다. 오프셋량이 250인 경우, 도 4의 (4)에 도시하는 위치에서 디퓨저 베인(31)이 디퓨저측 허브(21)에 설치된다. 오프셋량이 300인 경우, 도 4의 (5)에 도시하는 위치에서 디퓨저 베인(31)이 디퓨저측 허브(21)에 설치된다. 이것에 의하면, 디퓨저 베인(31)의 구부림 곡률을 변경하는 일 없이, 설치 위치를 변경함으로써 평균 입구 각도(β)를 설정할 수 있다.

이것에 의해, 오프셋 후의 설치 위치에 각 디퓨저 베인(31)을 설치함으로써 사류 펌프(1)의 성능 특성을 소망의 효율(η)로 하는 것이 가능해진다. 다음에, 도 5를 참조하여, 설정한 설치 위치에 기초하여 제조되는 디퓨저 베인(31)의 제조 방법에 대해서 설명한다.

디퓨저 베인(31)의 제조 방법은, 설정된 오프셋량에 기초하여 디퓨저 베인(31)의 재료가 되는 판금 부재(40)를 금속판(41)으로부터 다이-펀칭하는 다이-펀칭 공정과, 다이-펀칭한 판금 부재(40)를 구부림 가공하여 디퓨저 베인(31)을 성형하는 구부림 가공 공정을 구비하고 있다.

다이-펀칭 공정은, 설정된 오프셋량에 기초하여 제조되는 디퓨저 베인(31)의 각부분의 치수로부터, 디퓨저 베인(31)의 평면 전개도(42)를 작성한다. 그리고, 작성한 디퓨저 베인(31)의 평면 전개도(42)에 기초하여, 도 5에 도시하는 바와 같은 판 취득 도면을 작성하고, 작성한 판 취득 도면에 기초하여 금속판(41)으로부터 판금 부재(40)를 다이-펀칭한다.

구부림 가공 공정은 다이-펀칭한 판금 부재(40)를 구부림 가공에 의해 절곡하여 디퓨저 베인(31)을 제조한다. 이때, 도 6에 도시하는 바와 같이, 평행한 2개의 절곡선(L1, L1)을 따라서 판금 부재(40)를 절곡하는 2차원 구부림에 의해 디퓨저 베인(31)을 성형해도 좋고, 또는 평행이 아닌 2개의 절곡선(L2, L2)을 따라서 판금 부재(40)를 절곡하는 3차원 구부림에 의해 디퓨저 베인(31)을 성형해도 좋다.

이상의 구성에 의하면, X방향에서, 디퓨저측 허브(21)에 설치하는 디퓨저 베인(31)의 설치 위치를 사류 펌프(1)의 효율(η)에 따라서 적절하게 설정함으로써, 간단하게 사류 펌프(1)의 성능 특성을 설정할 수 있다. 이때, 디퓨저 베인(31)은 그 설치 위치가 변경될 뿐이고, 디퓨저 베인(31)의 구부림 곡률이 크게 바뀌는 일은 없기 때문에, 디퓨저 베인(31)의 형상 변화에 수반하는 펌프 성능의 저하를 억제할 수 있다. 이것에 의해, 디퓨저 베인(31)의 설치 위치를 설정한다는 간이한 방법으로, 사류 펌프(1)의 성능 특성을 설정할 수 있다.

또한, 지표가 되는 기본 설치 위치를 기준으로 하여, 사류 펌프(1)의 성능 특성에 따라서 설정된 오프셋량만큼, 디퓨저 베인(31)의 설치 위치를 변경하면 되기 때문에, 설치 위치의 변경을 용이하게 행하는 것이 가능해진다.

또한, 상기의 판 취득 도면에 기초하여 금속판(41)으로부터 판금 부재(40)를 다이-펀칭하는 동시에, 다이-펀칭한 판금 부재(40)를 구부림 가공함으로써, 오프셋 후의 설치 위치에 적절한 디퓨저 베인(31)을 제조할 수 있다. 또한, 상기의 디퓨저 베인(31)의 제조 방법에 의하면, 디퓨저 베인(31)의 범용화를 도모할 수 있기 때문에, 제조되는 사류 펌프(1)의 저비용화를 도모할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 사류 펌프(1)를 예로 하여 설명했지만, 디퓨저(30)를 갖는 펌프이면, 사류 펌프(1)에 한정하지 않고, 축류 펌프나 소용돌이 펌프 등의 각종 펌프에 적용해도 좋다.

1 : 사류 펌프 4 : 외통 케이싱
5 : 내통 허브 8 : 유로
10 : 흡입 벨 마우스 11 : 임펠러 케이싱
12 : 슈라우드 13 : 양수관
14 : 굴곡관 17 : 흡입구
18 : 토출구 20 : 임펠러측 허브
21 : 디퓨저측 허브 22 : 양수관측 허브
25 : 임펠러 26 : 복수의 임펠러 베인
30 : 디퓨저 31 : 복수의 디퓨저 베인
35 : 구동원 36 : 주축
40 : 판금 부재 41 : 금속판
42 : 평면 전개도 β : 평균 입구 각도

Claims

흡입구로부터 유체를 받아들이는 동시에 토출구를 향해 상기 유체를 송출하는 임펠러(impeller)와, 상기 임펠러와 상기 토출구 사이의 유로에 개재되어 마련된 디퓨저(diffuser)를 구비한 펌프의 성능 특성을 설정하는 펌프의 성능 특성 설정 방법에 있어서,
상기 디퓨저는, 상기 유로의 중앙에 배치마련된 허브와, 상기 허브의 주위에 배치마련된 슈라우드와, 상기 허브의 외주면으로부터 상기 슈라우드의 내주면을 향해 방사상(放射狀)으로 배치마련된 복수의 디퓨저 베인을 갖고 있고,
디퓨져 베인의 평균 입구 각도(β)에 기초하여 설정한 오프셋(offset)량을 설정하고, 상기 허브에 설치되는 상기 각 디퓨저 베인의 설치 위치를, 상기 허브의 직경방향에 직교하는 동시에 상기 허브의 외주의 접선방향에 평행한 방향에 있어서, 기본 설치 위치로부터 상기 오프셋량만큼 어긋나게 설정하는 설치 위치 설정 공정을 구비한 것을 특징으로 하는
펌프의 성능 특성 설정 방법.
삭제
디퓨저 베인의 제조 방법에 있어서,
제 1 항에 기재된 펌프의 성능 특성 설정 방법에서 설정된 상기 설치 위치에 기초하여, 상기 디퓨저 베인의 재료가 되는 판금 부재를 금속판으로부터 다이-펀칭하는 다이-펀칭 공정과,
다이-펀칭된 상기 판금 부재를 절곡하여 상기 디퓨저 베인으로 하는 구부림 가공 공정을 구비한 것을 특징으로 하는
디퓨저 베인의 제조 방법.