KR20040015051A

KR20040015051A - 터보형 펌프

Info

Publication number: KR20040015051A
Application number: KR10-2003-7009823A
Authority: KR
Inventors: 이시가키에이이치; 요시다도모키
Original assignee: 가부시키가이샤 이시가키
Priority date: 2001-11-01
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2004-02-18
Also published as: WO2003038284A1; CA2435063A1; CA2435063C; US7021890B2; AU2002344612B2; EP1441129A4; JPWO2003038284A1; JP3933131B2; EP1441129A1; US20040067133A1; KR100541330B1

Abstract

본 발명은 원심 날개에 인듀서와 축류 날개와 경사류 날개의 특성을 병행시켜, 흡입 성능 및 이물 통과성이 뛰어난 고 헤드 대용량의 터보형 펌프를 제공하기 위한 것으로서, 날개 입구각(β₁) 14˚이며 흡입 케이싱 전부(9a)의 흡입 유로에 연장되는 인듀서부(13a1)를 구비한 축류식의 상류측 스크류부(13a)와, 경사류식의 중간 스크류부(13b)와, l0˚~11. 8˚의 날개 출구각(β₂)을 가지는 원심식의 하류측 스크류부(13c)를 충돌하지 않도록 연결한 2개~4개의 회전 날개(13)를 허브(12)에 감아, 날개 입구에서의 외주경(d_1o)에 대한 날개 출구에서의 유로폭(b₂)의 비율이 26%인 회전 유로(CA)를 구획하는 구성의 임펠러(2)를 점차 확경하는 흡입 케이싱 후부(gb)에 설치하고 있다.

Description

터보형 펌프 {TURBO PUMP}

액체 수송 기계로서의 펌프는, 작동 원리의 면에서, 터보형과, 용적형과, 그 외 특수형으로 분류된다.

터보형 펌프는, 케이싱과 그 내부에 배치한 임펠러라고 하는 날개(베인) 로터(vane rotor)로 액체의 유로를 구획하고, 임펠러를 돌려 유로 내의 액체에 헤드를 부여한다. 헤드를 얻은 액체를 양액(揚液;pumped liquid)이라고 한다.

표 1에 종래의 터보형 펌프의 임펠러의 기본적인 형식 및 전형적인 특징을 나타낸다.

표 1: 임펠러의 기본적 형식 및 전형적 특징

형식	원심식	경사류식	축류식
액체유출방향	반경 방향	축방향으로 경사교차	축방향
헤드 부여	원심력	원심력 + 날개 양력	날개 양력
헤드 H	고	중	저
토출량 Q	소	중	대
비속도 Ns	100∼150	350∼1100	1200∼2000
메리디안 윤곽	도 26의 C1,C2	도 26의 C3∼C6	도 26의 C7

표 1에 나타낸 바와 같이, 터보형 펌프의 임펠러는, 양액의 유출 방향에 따라 3개의 기본 형식으로 나뉜다. 즉, 유출 방향이 회전축에 대략 직교하는 즉 (반)경 방향으로 향하고 있는 원심식과, 유출 방향이 회전축에 사행(蛇行)하는 경사류식(a mixed flow type)과, 유출 방향이 회전축과 대략 평행한 축류식(軸流式)으로 분류된다. 축류식에서는 축방향으로 흐르는 액체가 주로 임펠러의 날개로부터 축방향으로의 양력을 받아 헤드를 얻고, 경사류식에서는 반경 방향으로의 운동 성분을 갖는 액체가 그에 대응한 원심력과 날개로부터의 양력을 받아 헤드를 얻고, 원심식에서는 반경 방향으로 흐르는 액체가 주로 원심력을 받아 헤드를 얻는다. 따라서, 일반적으로, 원심식은 헤드가 높아서 토출량이 적고, 역으로, 축류식은 헤드가 낮아서 토출량이 크다. 경사류식은 그들 중간에 위치한다.

이 점, 양액의 유출 방향은, 액체 유로의 경방향에서의 변화에 대응하고, 이 유로의 경방향 변화는, 유로의 메리디안 사상(寫像;meridian map), 즉 메리디안 유로(이하, 종종 「M유로」라고 함)를 관찰함으로써 용이하게 이해할 수 있다.

메리디안 사상이란, 회전체의 자오면(子午面)(즉, 회전축을 포함하고 있는 평면) 상에의 회전 사상의 것이며, 터보형 펌프의 경우에는, 1개 이상의 유로의 슈라우드(shroud)를 이루는 케이싱과 임펠러와의 실제로는 각각 만곡 변화하면서 주위 방향으로 뻗는 내면 윤곽을, 임펠러의 축을 포함하는 평면 상에 회전 투영하여, 만곡 변화를 현현화(顯現化)한 메리디안 윤곽(meridian contour; 이하 종종「M윤곽」이라고 함)으로서 나타낸다.

이 M윤곽은 비속도(比速度)라고 하는 무차원 파라미터에 의해 대략 특정할수 있다. 비속도란 단위 헤드(1m)의 양액을 단위 유량(1m³/min) 토출하는데 필요한 펌프의 회전수(rpm)에 상당하고, 대상이 되는 펌프의 설계 회전수 N(rpm)에서의 토출량을 Q(m³/min), 전 헤드(total head)를 H(m)라고 하면, 그 펌프의 비속도 Ns는 다음 식으로 표현된다.

Ns=N·Q^1/2/H^3/4

도 26에 종래의 터보형 펌프의 비속도 Ns와 M윤곽 MC1~MC7과의 관계를 예시한다. 도 26으로부터 알 수 있듯이, H가 크고 Q가 작은 원심식(MC1, MC2)은 Ns가 약 100~ 약 150으로 작고, 역으로 H가 작고 Q가 큰 축류식(MC7)은 Ns가 약l200~ 약 2000으로 크다. 경사류식(MC3~MC6)은 양액의 유출 방향이 반경 방향에 가까워짐 (MC3←MC4)에 따라 Ns가 약 550으로부터 약 350까지 감소하고, 역으로 유출 방향이 축방향에 가까워짐(MC5→MC6)에 따라 Ns가 약 600으로부터 약 1100까지 증대한다. 원심식 임펠러의 M윤곽 MC1, MC2는 토출 측이 경방향으로 뻗는 M유로 mp1, mp2를 구획하고, 경사류식 임펠러의 M윤곽 MC3~MC6는 토출 측이 회전축에 사행하는 M유로 mp3~mp6를 구획하고, 축류식 임펠러의 M윤곽 MC7은 토출 측이 회전축에 대략 평행한 M유로 mp7을 구획한다.

이러한 종래의 터보형 펌프의 구성을 다음에 설명한다. 이하의 설명에서는, 축류식 임펠러를 구비한 터보형 펌프를 축류 펌프라고 하고, 경사류식 임펠러를 구비한 터보형 펌프를 경사류 펌프라고 하고, 원심식 임펠러를 구비한 터보형 펌프를 원심 펌프라고 한다.

일본국 특개평7(1995)-247984호 공보에 종래의 축류 펌프가 개시되어 있다. 이 축류 펌프는 원통형의 케이싱에 축류식 임펠러를 배치한 구성으로, 토출량이 크고, 헤드가 낮다. 또 임펠러의 M유로를 흡입측에서 넓게 하고, 유효 흡입 수두(水頭)를 감소시키고 있다.

일본국 특개평10(1998)-184589호 공보에 종래의 경사류 펌프가 개시되어 있다. 이 경사류 펌프는, 드럼형의 펌프 케이싱에 경사류식 임펠러를 설치한 구성을 가지고, 액체는 임펠러로부터 양력 및 원심력을 받아 헤드를 얻는다. 또 임펠러의 날개의 선단에 간극 협착 부재를 고착하여 액체의 누출을 저감하고 있다.

일본국 특개평7(1995)-91395호 공보에 종래의 원심 펌프가 개시되어 있다. 이 원심 펌프는 임펠러의 M유로가 흡입측에서 주축의 축방향에 따라, 도중 완만하게 만곡되고, 토출 측에서 경방향으로 뻗는다. 원심 작용에 의해, 고소(高所)에의 양수 또는 원거리에의 송수에 적절하다. 또 정압식(靜壓式) 액중 베어링의 채용에 의해 회전축을 짧게 하고 있다.

일본국 특개평 11(1999)-30194호 공보에 다른 종래의 원심 펌프가 개시되어 있다. 이 원심 펌프는, 원심식 임펠러의 흡입 측에 인듀서(inducer)를 부가한 구성을 가지고, 흡입 성능이 양호하다. 또 토출 측에 밸런스 디스크를 설치하여, 임펠러에 작용하는 스러스트력(thrust forces)을 밸런스시키고 있다.

비속도가 비교적 큰 축류 펌프는, 토출량은 매우 크게 할 수 있지만, 헤드가 높으면 캐비테이션(cavitation)이 발생하므로, 헤드를 높게 할 수 없다.

비속도가 중간 정도의 경사류 펌프는, 축류 펌프에 비해, 헤드는 높게 할 수있지만, 캐비테이션의 관계로 토출량을 크게 할 수 없다.

비속도가 비교적 작은 (100~300 정도) 원심 펌프는, 경사류 펌프 보다도 헤드를 높게 할 수 있지만, 캐비테이션의 관계로 토출량이 더욱 작아진다.

원심식 임펠러의 입구경을 크게 하여 흡입 성능을 올리면, 원심 펌프의 안티 캐비테이션 성능을 어느 정도는 개선할 수 있지만, 충분한 토출량을 얻는데는 이르지 않는다.

이 점, 2개~4개의 나선 날개를 구비한 인듀서를 원심식 임펠러의 흡입 측에 가설하면, 원심 펌프의 흡입 성능을 충분히 높일 수 있다.

그렇지만, 고 헤드를 확보하면서 충분한 토출량을 얻는데 있어서, 종래의 원심식 임펠러는 6개 이상의 날개를 필요로 했다.

그래서, 인듀서의 각 유로와 임펠러의 각 유로를 공통으로 잇는 연통로를 설치하여, 인듀서로부터의 유체를 임펠러에 균등하게 분배하고 있었다.

이 때문에, 유체 중의 이물이 연통로에 걸리는 일이 있었다.

본 발명은, 이상의 점을 감안한 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 고 헤드를 확보하면서도, 충분한 토출량을 얻을 수 있고, 또한 이물 통과성이 양호한 터보형 펌프를 제공하는데 있다.

본 발명은 터보형 펌프에 관한 것이며, 특히, 고 양정(揚程) 즉 고 헤드(high head), 대 토출량으로 작동 가능한 터보형 펌프에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 터보형 펌프를 구비한 플랜트 주요부의 일부를 M윤곽으로 나타낸 종단면도이다.

도 2는 도 1의 플랜트 주요부의 배관의 종단면도이다.

도 3은 도 2의 배관에 설치된 상기 터보형 펌프의 유로를 M윤곽으로 나타낸 종단 측면도이다.

도 4는 도 3의 터보형 펌프의 주축과, 이 주축에 고정된 2개 날개식 임펠러와, 주축을 축지지하는 보스를 구비한 5개 날개식 디퓨저를 포함하는 펌프 주요부의 사시도이며, 디퓨저는 펌프의 토출 케이싱으로부터 가상적으로 분리하여 나타낸다.

도 5는 도 4의 펌프 주요부의 정면도이다.

도 6은 도 4의 디퓨저의 배면도이다.

도 7은, 본 발명의 실시예에 관한 펌프에 관한 것이며, 복수개의 날개를 가지는 예시적 임펠러의 날개 출입구에 있어서의 날개 각도와 플로 필드(flow field)의 파라미터와의 관계를 나타낸 모식도이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 관한 펌프의 펌프 케이싱과 임펠러 사이에 구획되는 유로의 메리디안 윤곽도이며, 유로 출입구에 있어서의 유로 치수 및 임펠러 치수를 나타내고 있다.

도 9는 상기 제1 실시예에 관한 펌프의 성능 곡선을 나타내는 그래프이다.

도 10은 제1 실시예에 관한 펌프의 백분율 Q-H특성을 나타내는 그래프로, 종래의 원심 펌프와의 차이를 나타내고 있다.

도 11은 제1 실시예에 관한 펌프의 백분율 축동력 특성을 나타내는 그래프로, 종래의 원심 펌프와의 차이를 나타내고 있다.

도 12는 상기 제1 실시예의 제1 변경예에 관한 터보형 펌프의 주축과, 이 주축에 고정된 3개 날개식 임펠러와, 주축을 축지지하는 보스를 구비한 5개 날개식 디퓨저를 포함하는 펌프 주요부의 사시도로, 디퓨저는 펌프의 토출 케이싱으로부터 가상적으로 분리하여 나타낸다.

도 13은 도 12의 펌프 주요부의 정면도이다.

도 14는 도 12의 디퓨저의 배면도이다.

도 15는 상기 제1 실시예의 제2 변경예에 관한 터보형 펌프의 주축과, 이 주축에 고정된 4개 날개식 임펠러와, 주축을 축지지하는 보스를 구비한 5개 날개식 디퓨저를 포함하는 펌프 주요부의 사시도이며, 디퓨저는 펌프의 토출 케이싱으로부터 가상적으로 분리하여 나타낸다.

도 16은 도 15의 펌프 주요부의 정면도이다.

도 17은 도 15의 디퓨저의 배면도이다.

도 18은 상기 제1 실시예의 제3 변경예에 관한 터보형 펌프의 주축과, 이 주축에 고정된 2개 날개식 임펠러와, 주축을 축지지하는 보스를 구비한 4개 날개식 디퓨저를 포함하는 펌프 주요부의 사시도이며, 디퓨저는 펌프의 토출 케이싱으로부터 가상적으로 분리하여 나타낸다.

도 19는 도 18의 펌프 주요부의 정면도이다.

도 20은 도 18의 디퓨저의 배면도이다.

도 21은 상기 제1 실시예의 제4 변경예에 관한 터보형 펌프의 주축과, 이 주축에 고정된 2개 날개식 임펠러와, 주축을 축지지하는 보스를 구비한 3개 날개식 디퓨저를 포함하는 펌프 주요부의 사시도이며, 디퓨저는 펌프의 토출 케이싱으로부터 가상적으로 분리하여 나타낸다.

도 22는 도 21의 펌프 주요부의 정면도이다.

도 23은 도 21의 디퓨저의 배면도이다.

도 24는 본 발명의 제2 실시예에 관한 터보형 펌프를 구비한 플랜트 주요부의 종단면도이다.

도 25는 본 발명의 제3 실시예에 관한 터보형 펌프를 구비한 플랜트 주요부의 종단면도이다.

도 26은 종래의 터보형 펌프의 유로의 메리디안 윤곽과 비속도와의 관계를 나타낸 도면이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관한 터보형 펌프는, 총수 I개(I>1)의 회전 날개를 가지는 단일의 임펠러를 단일의 펌프 케이싱에 설치하고 있고, 각 회전 날개는, 인듀서부가 연속적으로 형성된 축류 날개부와, 이 축류 날개부에 충돌하지 않도록 연결된 경사류 날개부와, 이 경사류 날개부에 충돌하지 않도록 연결된 원심 날개부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 바람직하게는, 상기 인듀서부를 상기 펌프 케이싱의 흡입 케이싱부의 직관부(直管部)에 임하게 한다.

바람직하게는, I=2~4로 한다.

바람직하게는, 각 회전 날개의 날개 입구 각도를 14˚로 한다.

바람직하게는, 각 회전 날개의 날개 출구 각도를 10˚~ 11.8˚의 범위로 한다.

바람직하게는, 상기 총수 I개의 회전 날개에 의해 총수 I개의 회전 유로를 구획하고, 각 회전 유로의 날개 출구에서의 유로폭을 상기 총수 I개의 회전 날개의 날개 입구에서의 외주경의 26%로 한다.

바람직하게는, 상기 임펠러의 하류에, 총수 J개(J<6)의 고정 안내 날개를 구비하는 디퓨저(diffuser)를 설치한다.

바람직하게는, 상기 펌프 케이싱은, 상기 임펠러를 수용하는 흡입 케이싱부와, 이 흡입 케이싱부에 연결된 소용돌이형 토출 케이싱부로 구성한다.

바람직하게는, 상기 임펠러의 주축을 수평 또는 수직으로 한다.

이하, 본 발명의 3개의 바람직한 실시예를 도 1~도 25에 따라 설명한다.

먼저, 본 발명의 제1 실시예에 관한 터보형 펌프의 구성을 도 1~도 6에 따라 설명하며, 그 내용을 파악한 후, 본 발명의 실시예에 관한 펌프의 주요부의 제원 및 작용을, 도 7~도 11에 따라, 또 도 12~도 23을 수시로 참조하여, 설명한다. 그리고, 제1 실시예의 제1 변경예에 관한 구성을 도 12~도 14에 따라 설명하고, 제1 실시예의 제2 변경예에 관한 구성을 도 15~도 17에 따라 설명하고, 제1 실시예의 제3 변경예에 관한 구성을 도 18~도 20에 따라 설명하고, 제1 실시예의 제4 변경예에 관한 구성을 도 21~도 23에 따라 설명한다. 이어서, 본 발명의 제2 실시예에 관한 구성을 도 24에 따라 설명하고, 본 발명의 제3 실시예에 관한 구성을 도 25에 따라 설명한다.

(제1 실시예)

도 1은 제1 실시예에 관한 간단한 횡축식 터보형 펌프(1)(이하, 「횡축 펌프」라고 함 )을 구비한 플랜트의 주요부 PT1를 나타낸다.

이 플랜트 주요부 PT1는, 저심도 지하에 저류된 빗물 W를 양수하는 양수 설비로서 구성되며, 엘보형의 양수로(PL1)와, 이 양수로(PL1)에 개설한 상기 횡축 펌프(1)의 주축(5)을 수평으로 축지지하는 베어링 기구(BR1)와, 주축(5)을 회전 구동하는 구동 기구(DR1)를 포함한다. 베어링 기구(BR1)는 주축(5)의 도면 중 우반부(5 d)를 양 지지하는 좌우의 베어링(4,4)을 구비한 베어링 박스(3)에 의해 구성된다. 구동 기구(DR1)는 외부 제어되는 전동 모터(7)와, 이 모터(7)의 출력축(7a)에 상기 주축(5)의 우단부(5e)를 결합하는 커플링(6)을 포함한다.

도 2에 양수로(PL1)의 단면을 나타낸다.

양수로(PL1)는 상기 횡축 펌프(1)와, 이 펌프(1)의 흡입 케이싱(9)의 도면 중 좌반부(9a)에 플랜지 접속된 도수용 직관(Sp)과, 펌프(1)의 토출 케이싱(10)에 플랜지 접속된 거치식 엘보관(11)으로 구성된다. 엘보관(11)은 상기 주축(5)의 좌우 중간부(5c)가 수평으로 관통하는 수봉부(11a; water sealed part)를 가진다.

횡축 펌프(1)는 흡입된 물W에 헤드를 부여하여 양액(Wp)으로 바꾸는 편흡입식의 양수부(1A)와, 양액(Wp)을 안내하여 토출하는 토수부(吐水部;1B)를 직결한 구성을 가진다.

양수부(1A)는 후면 슈라우드로서의 상기 흡입 케이싱(9)과, 이 흡입 케이싱(9)에 회전 가능하게 내접하는 전면(前面) 슈라우드로서의 2개 날개식 임펠러(2)로 2개의 양수용 나선형 회전 유로(CA_i)(i=1, 2, 도 5 참조. 이하, 총칭적으로는 CA로 나타냄)를 구획하고, 토수부(1B)는 상기 토출 케이싱(10)과, 이 케이싱(10)과 일체로 주물 성형되어 상기 주축(5)의 좌부(5b)를 축지지하는 5개 날개식 디퓨저(Df)로 5개의 양액 반환용 나선형 고정 유로(CB_j)(j=1~5, 도 6 참조. 이하, 총칭적으로는 CB로 나타냄)를 구획한다. 상기 흡입 케이싱(9)과 토출 케이싱(10)은 대향 단부를 맞대어 수밀하게 래핑하여 연결함으로써 내면 단차가 없는 펌프 케이싱(8)으로서 일체화된다. 따라서, 횡축 펌프(1)는 펌프 케이싱(8)에 회전 임펠러(2)와 고정 디퓨저(Df)를 내설하여 회전 유로(CA) 및 고정 유로(CB)를 구획한 구조로 되어 있다. 그리고, 회전 유로(CA)와 고정 유로(CB)는 비교적 폭넓은 소용돌이형의 합유로(CC)를 통하여 연결되어 있고, 직관(Sp)과 회전 유로(CA)를 통과한 이물이 이 합유로(CC) 또는 고정 유로(CB)에서 걸리는 것은 상정하기 어렵다.

도 3에 횡축 펌프(1)의 유로(CA),(CB)를 M윤곽으로 나타낸 종단면을 나타내고, 도 4~도 6에 임펠러(2)와 디퓨저(Df)와 주축 좌부(5b)를 포함하는 펌프 내부(즉, 펌프(1)로부터 케이싱(8)을 절제한 잔부)(PI)의 구성을 나타낸다. 도 4, 도 5는 펌프 내부(PI)의 사시도 및 정면도, 도 6은 디퓨저(Df)의 배면도이다. 그리고, 디퓨저(Df)는 토출 케이싱(10)으로부터 가상적으로 분리하여 나타낸다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 펌프(1)의 각 회전 유로(CA_i)는, 그 M사상에 있어서, 끌어들인 물W의 주류가 대체로 주축(5)의 축방향으로 흐르는 축류부(CAa)와,양액(Wp)의 주류가 대체로 주축(5)의 반경 방향으로 유출되는 원심부(CAc)와, 그들 (CAa),(CAc) 사이를 스무스하게 연결함에 따라서 물W의 주류가 주축에 사행하는 경사류부(CAb)를 가진다.

또 각 고정 유로(CB)는, 그 M사상에 있어서, 각 회전 유로(CA_i)로부터 접선 방향으로 유출되어 일단 합류한 선회 성분을 가지는 양액(Wp)의 등분의 흐름이 비교적 고속으로 유입하는 비교적 큰 직경이지만 소단면적의 유입부(CBa)와, 유입한 양액(Wp)을 확산시키면서 경방향 안쪽으로 나선형으로 안내하는 확대 유로부(CBb)와, 확산 정도에 따라 감속 증압된 양액(Wp)이 주축(5)에 따라 유출되는 비교적 소경이지만 단면적이 큰 유출부(CBc)를 가진다.

이 점, 디퓨저(Df)는, 외주변부가 토출 케이싱(10)과 일체로 형성된, 전체 길이에 걸쳐 곡면의 곡율이 스무스하게 변화하는, 정지 블레이드로서의 5개의 나선형 고정 안내 날개(14_j)(j=1~5, 도 6 참조, 이하 총칭적으로는 (14)로 나타냄)과, 이들 안내 날개(14)의 내주변부와 일체로 형성된 날개 연결 보스(15)로 구성되며, 보스(15)는, 주축 소경부(5a)의 우반(5a2)에 끼워 고정된 콜러(5f)를 중앙 통부(1a1)로 축지지하는 디스크 부재(15a)와, 이 부재(15a)에 사방 용접된 외형 서양배형(pear-shaped)의 보스부(15b)로 구성된다.

그리고, 상기 보스(15)의 외주와, 케이싱(10)의 내주와, 그 사이에 연재하는 고정 날개(14_j)로 상기 고정 유로(CB_j)를 구획한다.

한편, 임펠러(2)는, 주축(5)의 좌단에 설치된 소경부(5a)의 좌반(5a1)에 키고정된 외형 펀넬(funnel)형의 허브(12)와, 이 허브(12)와 일체로 형성된, 전체 길이에 걸쳐 곡면의 곡율이 스무스하게 변화하는, 가동 블레이드로서의 2개의 나선형 회전 날개(13_i)(i=1, 2, 도 5 참조, 이하 총칭적으로는 (13)으로 나타냄)로 구성된다.

임펠러(2)의 허브(12)는, 외주의 측면에서 볼 때(도 3)의 구배가 완만한 유두형의 전부(12a)과, 외주의 측면에서 볼 때의 구배가 급격하고 끝이 넓어지는 모양의 후부(12c)와, 이들 전후부(12a),(12c) 간을 스무스하게 잇는 중간부(12b)를 가지고, 이 허브(12)에 대면하는 흡입 케이싱(9)의 도면 중 우반부(9b)도 내주의 측면에서 볼 때(도 3)의 구배가 완만한 뿔(horn)형의 전부(9b1)와, 내주의 측면에서 볼 때의 구배가 급준한 끝으로 갈수록 넓어지는 후부(9b3)와, 이들 전후부(9b1),(9b3) 간을 스무스하게 잇는 중간부(9b2)를 가진다.

그리고, 상기 허브(12)의 외주와 케이싱 우반부(9b)의 내주와 그 사이에 연재하는 회전 날개(13_i)로 상기 회전 유로(CA_i)를 구획한다.

보다 상세하게는, 허브(12)의 전부(12a)와, 이 전부(12a)에 대면하는 케이싱 우반부(9b)의 전부(9b1)와, 그 사이에 연재하는 회전 날개(13)의 상류측 스크류부(13a)(도 4, 5)로 상기 회전 유로(CA)의 축류부(CAa)를 구획하고, 허브(12)의 중간부(12b)와, 이 중간부(12b)에 대면하는 케이싱 우반부(9b)의 중간부(9b2)와, 그 사이에 연재하는 회전 날개(13)의 중간 스크류부(13b)(도 4,5 참조)로 상기 회전 유로(CA)의 경사류부(CAb)를 구획하고, 허브(12)의 후부(12c)와, 후부(12c)에 대면하는 케이싱 우반부(9b)의 후부(9b3)와, 그 사이에 연재하는 회전 날개(13)의 하류측 스크류부(13c)(도 4, 5 참조)로 상기 회전 유로(CA)의 원심부(CAc)를 구획하고, 또한 상기 회전 날개(13)의 상류측 스크류부(13a)를 흡입 측으로 연장시켜 인듀서 기능을 갖게 하고 있다.

즉, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 허브 전부(12a)와 상류측 스크류부(13a)로 임펠러(2)의 축류부(2a)를 구성하고, 상기 허브 중간부(12b)와 중간 스크류부(13b)로 임펠러(2)의 경사류부(2b)를 구성하고, 상기 허브 후부(12c)와 하류측 스크류부(13c)로 임펠러(2)의 원심부(2c)를 구성하는 한편, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상류측 스크류부(13a)의 흡입 측단 에지부를, 이 단연부 허브(12) 측으로부터 케이싱(9) 측에 가까와짐에 따라 도면 중 좌방(즉, 흡입측)으로 연장하도록, 또 외주 에지에 있어서 상기 상류측 스크류부(13a)의 섹터형 본체부와 스무스하게(즉, 연속한 곡율로 충돌하지 않도록) 연결되도록 형상 부여함으로써 「연속적으로」형성된 인듀서부(13a1)를 일체로 형성하고 있다. 이 인듀서부(13a1)의 연장단은, 측면에서 볼 때 허브 전부(12a)의 선단으로부터 도면 중 우측(즉, 토출 측)에 위치하지만, 케이싱 우반부(9b)의 직관부(9b4) 근방에 까지 달하고 있다.

그리고, 축류식 임펠러부(2a)를 구성하는 상류측 스크류부(13a)는 축방향으로 경사진 단면을 가지지만, 원심식 임펠러부(2c)를 구성하는 하류측 스크류부(13c)는 대략 주축(5)의 반경 방향으로 뻗는 단면을 가지고, 또 경사류식 임펠러부(2b)를 구성하는 중간 스크류부(13b)는 약간 경사져 그 사이를 스무스하게 연결한다. 이 때문에, 인듀서부(13a1)를 통하여 회전 유로(CA)로 끌여들여진 물 W는, 먼저 상류측 스크류부(13a)의 날개면의 양력을 받아 축방향으로 밀어넣어지고, 이 압입압을 받은 물W가 중간 스크류부(13b)의 날개면으로부터의 양력을 받아 가압되는 동시에 선회에 수반하는 원심력으로 날개에 연해 가속되고, 또한 하류측 스크류부(13c)에서의 선회에 수반하는 큰 원심력으로 날개에 연해 증속된다.

다음에, 상기 제1 실시예의 구성을 예시적으로 참조하면서, 도 7~도 11에 따라, 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 터보형 펌프의 제원 및 작용을 설명한다. 그 때, 각각 제1 실시예의 제1, 제2, 제3, 및 제4 변경예를 나타낸 도면 12~14, 도 15~17, 도 18~20, 및 도 21~23을 수시 참조하여, 관련된 설명을 병행하여, 각 변경 예의 설명의 간략화를 도모한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 관한 임의인 I개(본 발명에서는 I=2~4, 제1 실시예에서는 I=2)의 임펠러 날개{13_i:i=1~I} 중, 인접하는 날개(13_i),(13_i+1)(제1 실시예에서는 (13₁),(13₂)) 간에 구획되는 유로(CA_i)(제1 실시예에서는 CA₁또는 CA₂의 출입구에 있어서의 날개 각도와 플로 필드의 파라미터와의 관계를 나타내는 모식도(보다 구체적으로는, 허브(12)의 외주면에 투사된 유로(CA_i)를 허브(12)의 정면에서 본 도면)이다.

회전 날개(13_i),(13_i+1) 간에 구획되는 회전 유로(CA_i)…는, 각 날개(13_i),(13_i+1)의 상류 측단 에지(13U),(13U)(도 4,5 참조)와 이것에 교차하는 허브 전부(12a)의 외주(12a1)로 구획되는 요곡면형의 개구 a(이하, 「날개 입구」라고 함)를 가지고, 또 각 날개(13_i),(13_i+1)의 하류 측단 에지(13d, 13d)(도 4,5 참조)와 이것에 교차하는 허브 후부(12c)의 외주(12c1)로 구획되는 철곡면형의 개구 b(이하, 「날개 출구」라고 함)를 가진다. 각 날개(13_i)(보다 상세하게는, 그 절평면)는, 상기 날개 입구 a 및 날개 출구 b의 개구면(보다 상세하게는, 대응하는 허브 외주(12a1),(12c1)에 접해 허브(12)의 축방향으로 뻗는 절평면)과 소정 정면에서 볼 때 각도 β₁및 β₂에서 교차한다. 이 각도를 「날개 입구 각도」 및 「날개 출구 각도」라고 한다. 펌프의 회전 대칭성에서, 날개 입구 각도β₁은, 허브 외주에 투사된 유로(CA_i)의 센터 라인(CL_i)가 날개 입구 a의 허브 외주(12a1)와 교차하는 각도와 동등하고, 날개 출구 각도β₂는, 허브 외주에 투사된 유로(CA_i)의 센터 라인(CL_i)이 날개 출구 b의 허브 외주(12C1)와 교차하는 각도와 동등하다.

여기서, 임펠러(2)의 날개 입구에서의 제원 및 관련 파라미터를 설명한다.

실시예에서는, 날개(13)의 두께를 고려하지 않는 날개 입구 각도β₁을 l4˚로 비교적 작게 설정하여, 날개 입구 a의 개구 면적을 크게 하여, 임펠러(2)의 흡입 성능을 올리고 있다.

펌프(1)의 회전 유로(CA_i)는 임펠러(2)의 회전각과 같은 각도ω만 주축(5)의 축심 C_S주위에 회전하고, 각 유로(CA_i) 내의 물W의 주류는 회전하는 유로(CA_i)의 센터 라인(CL_i)과 대략 평행으로 흐른다. 따라서, 임펠러(2)의 날개 입구에 있어서의외주 속도, 물W의 주류의 유속 및 절대 속도를 각각 벡터 u1, w1 및 v1로 나타내고, 또 날개 출구에 있어서의 외주 속도, 물W의 주류의 유속 및 절대 속도를 각각 벡터 u2, w2 및 v2로 나타내면, 다음의 관계가 성립한다:

v1 = w1 + u1 ......(식 1)

v2 = w2 + u2 ......(식 2)

도 8은 본 발명의 실시예에 관한 횡축 펌프(1)의 펌프 케이싱(8)과 임펠러(2) 사이에 구획되는 각 회전 유로(CA)의 M윤곽을 나타낸다.

회전 유로(CA)의 날개 입구에 있어서의 유로폭(즉, 날개(13)의 피치 치수), 임펠러 외주경(즉, 날개(13)의 외연부의 피치 원의 직경), 임펠러 중심경(즉, 유로 센터 라인 CL의 피치 원의 직경), 및 임펠러 내주 직경(즉, 허브(12)의 외주경)을 각각 b₁, d_1o, d_1m, 및 d_1i로 나타내고, 날개 출구에 있어서의 유로폭, 임펠러 외주경, 임펠러 중심경, 및 임펠러 내주 직경을 각각 b₂, d_2o, d_2m, 및 d_2i로 나타낸다.

횡축 펌프(1)의 비속도 n_s, 접속 구경 d, 토출량 Q, 전 헤드 H, 및 회전수n에 대하여, 그 예시적 사양을 다음과 같이 설정했다.

n_s= 200min^-1· (m³/min)^1/2·m^-3/4

d = φ150mm

Q = 2m³/min

H = 28m

n = 1750min^-1

임펠러(2)의 날개 입구에 있어서의 주류의 메리디안 속도 c_m1(M사상에서의 수류의 속도, 이하 「M속도」라고 함)은, 종래, 스테파노프(Stepanoff)의 선도(線圖)에 따른 날개 입구에서의 속도 계수를 Km₁, 중력의 가속도를 g로 하여, 다음 식에 의해 계산되었다.

cm^-1= K_m1·.......(식 3)

상기 펌프 사양에 의해, 전 헤드 H=28 m. 또 비속도 n_s의 값이 부여되고 있으므로, 이 값과 스테파노프의 선도로부터, K_m1=0.155. 따라서, 날개 입구에서의 M속도 c_m1는, 종래라면 식 3으로부터, 다음과 같이 계산된다.

cm^-1= 0.155·= 3.6m/s

이것에 대하여, 실시예에서는, 임펠러(2)의 날개 입구에서의 M속도 c_m1를 2.5 m/s로 종래보다 작게 설정하여, 흡입 성능을 개선하고 있다.

도 7에 나타내는 임펠러(2)의 각 회전 유로(CA)는, 그 날개 입구에서의 단면적을 A_o또 회전 날개(13)의 두께를 고려한 각 유로 CA의 유효 단면적을 A로 해두면, 도 8에 나타내는 치수에 대하여, 다음의 관계를 가진다.

..... (식 4)

A = A₀·k₁..... (식 5)

여기에, k₁는 유효 면적비로, 본 실시예에서는 k₁=0.895로 한다.

한편, 임펠러(2)의 날개 입구에서의 각 유로(CA)의 유효 단면적 A는, 펌프(1)의 토출 유량 Q(비압축성)에 대하여, 다음의 관계를 가진다.

A = Q/c_m1..... (식 6)

상기 펌프 사양으로부터 유량 Q가 주어지고, 또 날개 입구에서의 M속도 c_m1가 설정되어 있으므로, 식 6으로부터 각 유로CA의 유효 단면적 A가 구해지고, 식 5로부터 유로 면적 A_o가 계산된다. 그 결과를 펌프 구경 d의 사양치(0.15m)에 적합하도록 날개 입구에서의 임펠러 외주경 d_1o, 임펠러 중심경 d_1m, 및 임펠러 내주 직경 d_1i를 정하면, 다음과 같이 된다.

d_1o= 0.144m

d_1m= 0.108m

d_1i= 0.052m

그리고, 날개 입구에서의 유로폭 b₁는, 임펠러 외주경 d_1o의 33%로 설정한다. 따라서, b₁= 0.048m.

임펠러(2)의 날개 입구에 있어서의 중심경 d_1m에서의 주위 방향의 속도를 U_1m로 하면, 이 주속(周速) U_1m은 펌프(1)의 회전수n에 대하여, 다음의 관계를 가진다.

u_1m= d_1m·π·..... (식 7)

상기 펌프 사양으로부터, 펌프 회전수 n=1750 min^-1.

따라서, 상기 주속 U_1m는, 다음의 값으로 된다.

u_1m= 0.18·π·= 9.9m/s

날개(13)의 두께를 무시한 날개 입구각β₁이 다음의 조건을 만족시키면, 수류가 날개 입구에서 충돌하지 않게 된다:

..... (식 8)

c_m1= 2.5m/s, u_1m= 9.9m/s 이면,

β₁= tan_-1() = 14°

임펠러(2)의 인접하는 날개(13_i),(13_i+1)의 사이의 거리 b_1z는, 날개(13)의 개수를 z(=I)로 나타내면, 다음의 식에 의해 구해진다:

..... (식 9)

z=2(도 5, 도 18-20, 도 21-23참조)로서 식 9를 계산하면, b_1z=0.041m이며,날개 입구에서의 임펠러 외주경 d_1o에 대한 비율 b_1z/d_1o는 0.28(즉 28%)이 된다.

z=3(도 12-14참조)에서는, b_1z=0.027m이며, b_1z/d_1o= 0.19.

z=4(도 15-17참조)에서는, b_1z=0.021m이며, b_1z/d_1o= 0.14.

임펠러(2)의 흡입 성능을 중시하고 또한 유로(CA)의 통과 입경을 확보하려면 , 날개 개수 z를 줄이는 편이 양호하다.

이 점, 날개 개수 z가 2개(도 5, 도 18-20, 도 21-23 참조)라면, 날개 입구에서의 임펠러 외주경 대 날개 간 거리의 비(b_1z/d_1o)가 28%가 되어, 날개 입구각β₁을 14˚로 설정하면 날개 출구까지 회전 날개(13)를 연속하여 형성할 수 있어, 흡입 성능을 중시하면서 통과 입경을 확보할 수 있다.

날개 개수 z가 3개(도 12-14참조)이면, 날개 입구에서의 임펠러 외주경 대 날개 간 거리의 비(b_1z/d_1o)가 19%가 되지만, 펌프 구경 d의 사양치를 φ2OOmm 이상으로 설정하면, 날개 입구로부터 날개 출구까지 연속한 회전 날개가 형성되고, 흡입 성능을 중시하면서 통과 입경을 확보할 수가 있다.

날개 개수 z가 4개(도 15-17 참조)의 경우에는, 날개 입구에서의 임펠러 외주경 대 날개 간 거리의 비(b_1z/d_1o)가 14%가 되지만, 펌프 구경 d의 사양치를 φ 300mm이상으로 설정하면, 날개 입구로부터 날개 출구까지 연속한 회전 날개가 형성되고, 흡입 성능을 중시하면서 통과 입경을 확보할 수가 있다.

따라서, 펌프 구경이 큰 펌프에서는, 임펠러의 날개 개수를 3개나 4개로 하여 회전수를 올리면, 흡입 성능이 향상되어, 고 헤드·대 토출량에서의 운전이 가능하게 된다.

그리고, 임펠러의 날개 개수를 3개 또는 4개로 하면, 유체에의 에너지 전달을 효율적으로 행하고, 그만큼, 임펠러 외주경을 축소하고, 날개 출구각을 크게 할 수 있다.

다음에, 임펠러(2)의 날개 출구에서의 제원 및 관련 파라미터를 설명한다.

종래의 원심 펌프이면, 임펠러의 날개 출구각β₂는, 통상, β₂=15˚~25˚였다. 이것은, 날개 개수 z가 5개~8개인 것이 전제로 되어 있고, 날개 개수가 2개~4개가 되는 것을 상정하지 않는다.

이 점, 만일, 날개 두께 및 누출이 없는 것로서 검토를 행하여 본다.

임펠러의 날개 출구에 있어서의 중심경 d_2m에서의 흐름의 주속도 u_2m는, 그 속도 계수를 k_u2m(=1.O1)로 해두면, 다음 식에 의해 주어진다.

u_2m= K_u2m .......(식 10)

이것을 계산하면,

u_2m= 1.01 cm= 23.7m/s

한편, 임펠러의 날개 출구에서의 중심경 d_2m는, 다음 식에 의해 주어진다.

d_2m= 60_u2m/π·n ..... (식 11)

이것을 계산하면,

d_2m= 60×23.7/π×1750 = 0.259m

임펠러의 날개 출구에 있어서의 중심경 d_2m에서의 M속도 c_m2는, 그 속도 계수를 k_m2(=0.113)으로 해두면, 다음 식에 의해 주어진다.

c_m2= k_m2 ..... (식 12)

이것을 계산하면,

k_m2= 0.113= 2.65m/s

임펠러의 날개 출구에 있어서의 중심경 d_2m에서의 유로폭b₂는, 다음 식에 의해 주어진다.

b₂= Q/π d_2m·c_m2..... (식 13)

이것을 계산하면,

b₂= (2/60)/π×0.259×2.65 = 0.015m

따라서, 종래 방식이면, 임펠러의 날개 입구에서의 외주경 d_1o=0.144 m에 대한 날개 출구에서의 유로폭 b₂=O.O15m의 비율이 1O%가 되어, 충분한 통과 입경을 확보할 수 없다.

여기서 유한 개수의 날개를 무한 개수의 날개와 비교했을 때의 헤드 손실에 대하여 생각한다. 유한 개수의 날개(13_i)에 의한 이론 헤드를 H_th, 무한 개수의 날개에 의한 이론헤드를 H_∞, 무한 개수의 날개에 의한 날개 출구에서 M속도 c_u2∞로 해두면, 유한 개수의 날개에 있어서의 손실의 미끄럼 계수 x가 다음 식에 의해 주어진다.

...... (식 14)

즉, 날개 개수 z를 줄이면, 식 14 우변 제2항의 분모가 그 만큼 커져, 그 만큼, 미끄럼 계수 x가 1에 가까워져, 바람직하지 않다.

본 발명은, 임펠러(2)의 날개 출구각β₂를 작게 설정함으로써, 이 문제에 대처하고 있다.

이 점, 상기 무한 개수의 날개에 의한 이론 헤드 H_∞는, 임펠러(2)의 날개 출구(유로 단면적 d_2m·b₂)에 있어서의 중심경 d_2m에서의 흐름의 주속도 u₂및 반경 방향 속도 c_m2와 날개 출구각β₂에 의존하고, 날개 입구에서 예선회가 없는 것으로 하면, 다음 식에 의해 주어진다.

......(식 15)

따라서, 각 실시예에서는, 날개 출구에서의 유로폭b₂를 크게 하여 통과 입경을 확보하면서, 미끄럼에 의한 손실을 줄이기 위해, 날개 출구에서의 임펠러 중심경 d_2m를 크게 설정하고, 날개 출구각β₂를 작게 설정하고 있다. 보다 상세하게는,임펠러의 입구에서의 외주경 d_1o=0.144m에 대한 날개 출구에서의 유로폭b₂의 비율을 26%(즉, b₂=0.038m)로 설정하여 통과 입경을 확보하고 있다.

임펠러(2)의 날개 입구에서의 외주경이 d_1o=0.144m이며, 날개 출구에서의 유로폭이 b₂=0.038m이기 때문에, 날개 개수가 2개(도 5, 도 18-20, 도 21-23참조)의 경우, 날개 출구의 임펠러 중심경이 d_2m=O.290m로 되고, 날개 출구각이 β₂=1O˚로 된다.

날개 개수가 3개(도 12-14 참조)의 경우는, 날개 출구에서의 임펠러 중심경이 d_2m=0.281m로 되고, 날개 출구각이 β₂=11.1˚로 된다.

날개 개수가 4개(도 15-17 참조)의 경우에는, 날개 출구에서의 임펠러 중심경이 d_3m= 0.273m로 되고, 날개 출구각이 β₂=11.8˚로 된다.

따라서, 상기 실시예에 따르면, 종래의 원심 펌프와 비교하여, 날개 출구에서의 임펠러 중심경 d_2m가 5.4%~12% 크고, 날개 출구폭b₂가 2배~2.5배 크다. 이로써, 날개 각도가 입구각β₁=14˚로부터 출구각β₂=10˚~11. 8˚로 완만하게 연속 변화하는 2개~4개의 회전 날개를 구비한 구성으로 된다.

날개 개수를 3개 또는 4개로 하면, 유체에의 에너지 전달을 효율적으로 행할 수 있고, 임펠러 외경의 저감 및 날개 출구각의 증대가 용이하게 된다.

그리고, 임펠러(2)의 날개 출구 측에 있어서의 중심경 d_2m가 0.273m~0.290m의범위는 원심 영역이며, 이 영역에서는, 날개 개수를 2개에서 3개 또는 4개로 바꾸어도, 유로폭b₂를 일정하게 할 수가 있다. 예를 들면, 날개 출구에서의 유로폭b₂=38mm로 하면, 임펠러(2)의 날개 입구에서의 외주경 d_1o=0.144m에 대한 비율이 26%가 되어, 충분한 통과 입경을 확보할 수 있다. 대구경의 펌프의 경우, 임펠러의 날개 개수를 3개나 4개로 하여 입구에서 출구까지 연속한 날개를 형성함으로써, 흡입 성능을 중시하면서 통과 입경을 확보할 수 있다.

여기서 제1 실시예(도 1~도 6)를 되돌아 보면, 상기 임펠러(2)는, 그 시단부인 상류측 스크류부(13a)로부터 종단부인 하류측 스크류부(13c)까지 연속한 2개의 회전 날개(13)가 허브(12)에 감겨 장착되고, 상류측 스크류부(13a)의 날개 입구 각도β₁이 14˚, 하류측 스크류부(13c)의 날개 출구 각도β₂가 1O˚로 설정되어 있다. 이들 회전 날개(13)로 구획되는 각 회전 유로(CA)는, 임펠러(2)의 날개 입구에 있어서의 외주경에 대한 날개 출구에서의 유로폭b₂의 비율이 26%로 설정되어, 충분한 통과 입경을 확보하면서도, 날개 각도가 입구에서 출구까지 스무스하게 변화한다.

제1 실시예에 관한 펌프(1)에서는, 임펠러(2)의 회전 날개(13_i)의 개수가 2개(I=2), 또 디퓨저(Df)의 고정 안내 날개(14_j)의 개수가 5개(J=5)로 되어 있지만, 이들 날개 개수 I, J를, I=3 또는 I=4로 늘리거나 또는 J=4 또는 J=3으로 줄여도, 임펠러의 날개 입구에 있어서의 외주경에 대한 날개 출구에서의 유로폭 b₂의 비율을 26%로 하는 것이 가능하고, 그러한 변경예를 다음에 설명한다.

도 12 ~도 14는, 제1 실시예의 제1 변경예에 관한 터보형 펌프의 주요부 PI1을 나타낸다. 이 펌프는, 주축(5)과, 이 주축(5)에 고정된 3개(I=3)의 회전 날개(13_i)(i=1~3)를 가지는 임펠러(102)와, 주축(5)을 축지지하는 보스(15)를 구비한 5개(J=5)의 고정 안내 날개(14_j)(j=1~5)를 가지는 디퓨저(Df)를 포함한다. 각 회전 날개(13_i)는, 날개 입구 각도β₁이 14˚, 날개 출구 각도β₂가 11.1˚로 설정되어 있다.

도 15~도 l7은, 제1 실시예의 제2 변경예에 관한 터보형 펌프의 주요부 PI2를 나타낸다. 이 펌프는, 주축(5)과, 이 주축(5)에 고정된 4개(I=4)의 회전 날개(13_i)(i=l~4)를 가지는 임펠러(202)와, 주축(5)을 축지지하는 보스(15)를 구비한 5개(J=5)의 고정 안내 날개(14_j)(j=1~5)를 가지는 디퓨저(Df)를 포함한다. 각 회전 날개(13_i)는, 날개 입구 각도β₁이 14˚, 날개 출구 각도β₂가 11.8˚로 설정되어 있다.

도 18~도 20은, 제1 실시예의 제3 변경예에 관한 터보형 펌프의 주요부 PI3를 나타낸다. 이 펌프는, 주축(5)과, 이 주축(5)에 고정된 2개(I=2)의 회전 날개(13_i)(i=1~2)를 가지는 임펠러(2)와, 주축(5)을 축지지하는 보스(15)를 구비한 4개(J=4)의 고정 안내 날개(14_j)(j=1~4)를 가지는 디퓨저(Df1)를 포함한다. 각 회전 날개(13_i)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 날개 입구 각도β₁이 14˚, 날개 출구 각도β₂가 10˚로 설정되어 있다.

도 21~도 23은, 제1 실시예의 제4 변경예에 관한 터보형 펌프의 주요부 PI4를 나타낸다. 이 펌프는, 주축(5)과, 이 주축(5)에 고정된 2개(I=2)의 회전 날개(13_i)(i=1~2)를 가지는 임펠러(2)와, 주축(5)를 축지지하는 보스(15)를 구비한 3개(J=3)의 고정 안내 날개(14_j)(j=1~3)를 가지는 디퓨저(Df2)를 포함한다. 각 회전 날개(13_i)는, 제1 실시예 마찬가지로, 날개 입구 각도β₁가 14˚, 날개 출구 각도β₂가 10˚로 설정되어 있다.

그리고, 임펠러의 회전 날개가 3개(I=3) 또는 4개(I=4)의 경우에도, 디퓨저의 고정 안내 날개를 4개(J=5) 또는 3개(J=3)로 저감 가능한 것임을 이해할 수 있다.

단, 진동의 관점으로부터, 임의인 자연수 n, m(n>O, m>O)에 대하여, nI≠J, I≠mJ인 것이 바람직하다. 즉, I, J의 조합(I,J)이 (2,3), (2,5), (3,4), (3,5), (4,3), 또는(4,5)의 어느 쪽인가로 되는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 회전 날개(13)를 2개~4개로 하면, 종래의 날개 개수가 많은 원심 날개에 축류 날개를 부가한 구성 또는 경사류 날개에 원심 날개를 부가한 구성과는 상이하고, 상류측 스크류부(13a)의 날개 입구 각도β₁(14˚)로부터 하류측 스크류부(13c)의 날개 출구 각도β₂(10˚~11. 8˚)로 스무스하게 각도 변화하는 회전 날개(13)를 얻을 수 있고, 또한 임펠러의 하류측 스크류부(13c)가 원심식인 것에도 불구하고, 날개 입구 외주경에 대한 날개 출구 유로폭의 비율이 26%로 높은 통과 입경을 확보할 수 있어, 도중에 급준한 확경부(擴徑部)나 급준한 곡로부(曲路部)가 없고, 따라서, 원심 날개에 단지 인듀서를 부가한 종래 구성에 있어서와 같은 걸림은 해소된다.

전술한 구성에 의하면, 회전 날개(13i)(I=2~4)가 허브(12)에 등간격으로 감겨 장착되고, 축대칭으로 균형있게 설치되어, 유체에 에너지를 부여하므로, 체적 효율 및 회전 밸런스가 양호하다. 펌프의 캐비테이션에 관한 흡입 성능의 양부를 나타내는 척도로서 흡입비속도가 이용되고, 종래의 원심식 임펠러에서는, 그 값을 2000이상으로 높이는 것이 어려웠다. 본 실시예에 의하면, 상류측 스크류부(13a)를 일체로 구비하는 회전 날개(13)의 채용에 의해, 임펠러(2)의 흡입비속도를 3OOOmin^-1(m³/min)^½·m^-3/4으로 할 수가 있어, 이 흡입 성능의 양호함에 의해, 캐비테이션을 수반하지 않는 고속 회전이 가능하다.

또 회전 날개(13)의 개수(I=2~4)에 관계없이 각 날개의 입구각β₁을 14˚로 설정했으므로, 안티 캐비테이션성이 날개 개수의 영향을 받지 않는다.

제1 실시예의 디퓨져(Df)는, 상류측으로부터 하류 측에 향해 축경하는 토출 케이싱(10)의 내에 5개의 안내 날개(14)를 설치하고, 이들 안내 날개(14)를 토출 케이싱(10)과 날개 보스(15)에 일체적으로 고정하고, 날개 보스(15)도 하류 측에 향해 축경시키고, 이어서 주축(5)의 축심 방향으로 돌아오는 고정 유로(CB_j)를 구획하고, 또 날개 보스(15)로 주축(5)의 선단부를 축지지하고 있다. 이 디퓨저(Df)는, 임펠러(2)의 회전에 의해 가압된 유체의 선회류를 직선류로 정류화하여, 진동이나 소음을 경감한다.

제1 실시예는, 임펠러(2)의 회전 날개(13)를 2개, 또 디퓨저(Df)의 고정 날개(14)를 5개로 설정하여, 회전 날개(13)를 상류측의 인듀서 부가 축류식 스크류부(13a)와, 중간부의 경사류식 스크류부(13b)와, 하류측의 원심식 스크류부(13c)로 구성함으로써, 흡입비속도를 3000min^-1·(m³/min)^1/2·m^-3/4에까지 올리는 것이 가능할 정도 흡입 성능이 향상되어 있다. 이 때문에, 임펠러(2)의 회전 속도를 빠르게 하여도 캐비테이션이 일어나지 않고, 그 증속분 가압된 선회류가 디퓨져(Df)로 정류화되어, 고 헤드, 대 토출량으로 운전할 수 있다.

제1 실시예에 관한 횡축식 터보형 펌프(1)의 특성 시험을 행했다. 그 결과를 도 9~도 11에 나타낸다.

도 9는 펌프(1)의 주요 성능, 즉, Q(토출량)-H(전 헤드), Q(토출량)-P(축동력), 및 Q(토출량)―η(효율) 특성을 나타내는 그래프이며, Q(토출량)-S(흡입비속도) 및 Q(토출량)-NPSHr(필요 유효 흡입 헤드)가 병행해 나타나 있다. 도면 중, H는 전 헤드(m), η은 펌프 효율(%), P는 축동력(kW), NPSHr는 필요 유효 흡입 헤드(m), S는 흡입비속도(min_-1·(m₃/min)^1/2·m^3/4)이다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 전 헤드 H는 토출량 Q의 증가에 따라 직선형으로 저하되었다. 헤드 H의 변화에 대한 유량 Q의 변화는 적다.

종래의 원심 펌프는 흡입비속도 S가 1400 min^-1(m³/min)^1/2·m^3/4정도이며, 이것을 2000이상으로 개선하는 것은 어려웠다. 인듀서 부가 축류부와 경사류부와 원심부로 이루어지는 임펠러(2)를 구비한 펌프(1)에서는, 흡입비속도를 30 OOmin_-1·(m³/min)^1/2·m^3/4로 할 수가 있어, 흡입 성능이 향상된 것을 알 수 있다.

축동력 P는, 펌프 효율 η의 최고점에서 오른쪽 (Q+) 측에서는, 임펠러(2)의 외주부의 부하가 줄어들어, 축류부·경사류부의 효과가 나와, 저감한다. 마감점 근방에서, 축류부의 역류 효과에 의한 축동력 P의 증가가 보여지지만, 출구 측의 원심부에서, 종래의 축류 날개와 같이 축동력의 대폭적인 증가가 없고, 따라서, 축동력 P가 평탄하여 펌프로서 취급하기 용이하다.

도 10은, 펌프(1)의 백분율 Q-H특성을 종래의 원심식 펌프와 비교하여 나타내는 그래프이다. 횡축이 토출량 Q(m₃/min), 종축이 전 헤드 H(m)이며, 각각, 펌프 효율 η의 최고점에 있어서의 값의 백분율(%)로 나타낸다.

파선으로 나타낸 종래의 원심 펌프는, 토출량 Q가 적고(Q<100%) 헤드 H가 높은 (H>100%) 좌상의 영역에서 우상으로 올라가는 특성을 나타내고, 관로 저항 곡선과 2점에서 교차하기 때문에, 그 2점이 플랜트에서의 운전점으로 되어, 동작에 안정성이 부족하다.

실선으로 나타낸 펌프(1)은, 토출량 Q의 증가에 따라 전 헤드 H가 단조롭게 감소하고, 우상으로 올라가지 않고, 따라서 관로 저항 곡선과 1점에서 교차하고,동작이 안정되어, 펌프로서 취급하기 용이하다. 이 점, 흡입 수위, 토출 수위의 변화가 큰 오수 펌프 등에의 적용에 유리하다.

도 11은 펌프(1)의 백분율 Q-P특성을 종래의 원심식 펌프와 비교하여 나타내는 그래프이다. 횡축이 토출량 Q(m³/min), 종축이 축동력 P(kw)이며, 각각, 펌프 효율η의 최고점에 있어서의 값의 백분율(%)로 나타낸다.

파선으로 나타나는 종래의 원심 펌프는, 유량 Q의 증가에 따라 축동력 P가 단조롭게 증가하므로, 운전 가능한 범위가 지극히 한정된다.

실선으로 나타나는 펌프(1)은, 토출량 Q가 큰(Q>100%) 우측의 영역에서 축동력 P가 완만한 극대점을 가지지만 대략 평탄한 특성을 나타내고, 따라서 비교적 넓은 운전 범위를 확보할 수 있다.

(제2 실시예)

도 24는 제2 실시예에 관한 간단한 횡축식 터보형 펌프(16)(이하, 「횡축 펌프」라고 함 )를 구비한 플랜트의 주요부 PT2를 나타낸다.

이 플랜트 주요부 PT2는, 중고(中高) 심도 지하에 저류된 빗물 W를 양수하는 양수 설비로서 구성되며, 측면시 대략 L형의 양수로(PL2)와, 이 양수로(PL2)에 개설한 상기 횡축 펌프(16)의 주축(5)을 수평으로 축지지하는 베어링 기구(BR2)와, 주축(5)을 회전 구동하는 구동 기구(DR2)를 포함한다. 베어링 기구(BR2)는 주축(5)의 도면 중 우반부(5d)를 양 지지하는 좌우의 베어링(4,4)을 구비한 베어링 박스(3)에 의해 구성된다. 구동 기구(DR2)는 외부 제어되는 전동 모터(7)와, 이 모터(7)에 상기 주축(5)의 우단부(5e)를 결합하는 조인트를 포함한다.

양수로(PL2)는, 거치식의 일체형 펌프 케이싱(17)을 가지는 상기 횡축 펌프(16)와, 그 펌프 케이싱(17)의 흡입 케이싱부(18)에 플랜지 접속된 도수용 직관(미도시, 도 1의 직관(Sp)과 같은 구성)과, 상기 펌프 케이싱(17)의 토출 케이싱부(19)에 플랜지 접속된 송수용 세로관(미도시)으로 구성된다.

횡축 펌프(16)는, 흡입된 물W에 헤드를 부여하여 양액(Wp)으로 바꾸는 실시예 1과 동일한 편흡입식의 양수부(16A)와, 양액(Wp)을 주위 방향으로 안내하여 토출하는 토수부(16B)를 가진다. 양수부(16A)는 상기 흡입 케이싱부(18)와, 이것(18)에 회전 가능하게 내접하는 2개 날개식 임펠러(2)로 구성되며, 그 사이에 스파이럴한 회전 유로(CA_i)(i=1, 2)가 구획된다. 토수부(16B)는, 상기 토출 케이싱부(19)와, 이 토출 케이싱부(19)의 전면을 시일하는 시일 플레이트(20)로 구성된다. 그리고, 토출 케이싱부(19)의 도면 중 상반부(19a)에 의해 양액 토출구 CD가 구획되고, 토출 케이싱부(19)의 하반부(19b)와 시일 플레이트(20)에 의해 상기 회전 유로(CA_i)와 양액 토출구 CD를 연결하는 소용돌이형 고정 유로 CE가 구획된다. 상기 시일 플레이트(20)는 주축(5)의 전부(5b)가 수평으로 관통하는 수봉부(20a)를 구비한다.

임펠러(2)는 제1 실시예와 마찬가지로 2개의 회전 날개(13_i)(i=1, 2)를 가지고, 각 회전 날개(13)는, 그 상류측 스크류부(13a)가 물W을 끌여들여 압입압을 주어, 이 물을 중간 스크류부(13b)가 가압하고, 이 물을 하류측 스크류부(13c)가 다시 가압 증속시켜 원심 방향으로 향하는 양액(Wp)를 부여한다. 이 양액(Wp)이 소용돌이형 고정 유로 CE로 양액 토출구 CD에 안내되어 이 CD로부터 토출된다.

소용돌이형 고정 유로 CE를 가지는 횡축 펌프(16)는, 캐비테이션의 발생 또는 과도의 흡기에 의해 송수 정지하여도, 복귀가 용이하다.

(제3 실시예)

도 25는 제3 실시예에 관한 간단한 종축식 터보형 펌프(21)(이하, 「종축 펌프」라고 함 )를 구비한 플랜트의 주요부 PT3를 나타낸다.

이 플랜트 주요부 PT3는, 대심도 지하 또는 우물형 저수조에 저류된 빗물 W 를 양수하는 양수 설비로서 구성되며, 측면에서 볼 때 대략 I형의 양수로(PL3)와, 이 양수로 PL3에 개설한 상기 종축 펌프(21)의 주축(22)의 상부(22a)를 수직으로 축지지하는 베어링 기구(BR3)와, 주축(22)을 회전 구동하는 외부 제어식 구동 기구(DR3)를 포함한다.

양수로(PL3)는, 지지 프레임에 고정된 펌프 케이싱(23)을 가지는 상기 종축 펌프(21)와, 상기 펌프 케이싱(23)의 토출 케이싱부(25)에 플랜지 접속된 송수용 세로관(26)으로 구성된다. 세로관(26)은 엘보(26a)를 포함하고, 이 엘보(26a)는 주축(22)의 상부(22a)가 관통하는 수봉부(26a)를 가진다.

종축 펌프(21)는, 흡입된 물W에 헤드를 부여하여 양액(Wp)으로 바꾸는 편흡입식의 양수부(21A)와, 양액(Wp)을 안내 토출하는 토수부(21B)를 가진다. 양수부(21A)는 상기 흡입 케이싱부(24)와, 이것(24)에 회전 가능하게 내접하는 2개의 회전 날개(13_i)(i=1, 2)를 구비한 임펠러(2)로 구성되며, 그 사이에 스파이럴한회전 유로(CA_i)(i=1, 2)가 구획된다. 토수부(21B)는, 양액(Wp)을 축 쪽으로 되돌려 위쪽으로 토출하는 디퓨저(Df)로서 구성되며, 상기 토출 케이싱부(25)와, 이 토출 케이싱부(25)와 일체로 성형된 5개의 고정 날개(14_j)(j=l~5)와, 이들의 회전 날개(14)에 고정 장착되어 주축(22)의 하부(22b)를 축지지하는 보스(15)에 의해 5개의 고정 유로(CB_j)(j=1~5)를 구획하고 있다.

흡입 케이싱(24)으로부터 흡인한 물W를 임펠러(2)로 가압 증속시켜 선회류를 이루고, 이 선회류를 디퓨저(Df)가 직선류로 정류하여 세로관(26)에 토출하고, 토출 엘보(24)로부터 배출한다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따르면, 펌프 케이싱(8;17;23)에 임펠러(2,102,202)를 설치하고, 흡입 케이싱(9;18;24)으로부터 흡인한 물(W)을 펌프 케이싱(8;7;23)의 임펠러(2,102,202)로 가압하여, 토출 케이싱(10;l9;25)로부터 배출하는 펌프(1;16;21)에 있어서, 상기 펌프 케이싱(8;17:23)을 시단측으로부터 후단으로 향해 확대시키는 한편, 주축(5;5;22)에 따라 돌출시킨 상류측 스크류부(13a)와, 경사형으로 한 중간 스크류부(13b)와, 급구배로 한 하류측 스크류부(13c)로 이루어지는 일련의 회전 날개(13)를 펌프 케이싱(8;17;23)에 설치하고 있고, 원심 임펠러에 스크류 날개와 경사류 날개를 부가하고, 임펠러의 날개 각도를 스무스하게 변화시킴으로써, 동력적으로 평탄하고 취급하기 쉬운 펌프를 얻을 수 있어 흡입 성능을 확보하면서, 고 헤드를 달성할 수 있다.

임펠러(2,102,202)는, 회전 날개(13)의 중간 스크류부(13b)를 완경사하는 허브의 전단부(12a)에 고정 장착하고, 하류측 스크류부(13c)를 급경사하는 허브의 후단부(12c)에 고정 장착한 구성이며, 출구측의 원심 날개부에서, 대폭의 축동력(P)의 증가가 방지된다. 펌프 케이싱(8)에 배치한 회전 날개(13)는, 그 외주 에지를 펌프 케이싱(8)의 내주면에 접근시키고, 또한 상류측 스크류부(13a)의 선단부(13a1)를 흡입 케이싱(9)의 흡입 유로에 돌출시켜, 동선단부(13a1)의 내측에 넓은 흡입구를 형성하고, 흡입 성능을 향상시키고 있다.

임펠러(2,102,202)의 회전 날개(13)는, 날개 입구에서의 외주경(d_io)에 대한 날개 출구에서의 유로폭(b₂)의 비율을 26%로 설정하여, 높은 통과 입경을 확보하고, 이물 통과성이 뛰어난 펌프를 얻고 있다.

허브(12)에 감겨 장착되는, 즉 일체적으로 감겨지는 회전 날개(13)는, 날개 입구 각도를 14˚로 설정하여, 상류측 스크류부(13a)의 흡입구경을 크고 하고, 회전 유로(CA)에의 유체의 인입을 증강하여, 흡입 성능을 향상시키고 있다.

회전 날개(13)의 날개 출구 각도를 10˚~11.8˚로 설정하고, 상류측 스크류부(13a)에서 하류측 스크류부(13c)까지 곡율이 스무스하게 변화하는 회전 유로(13)를 얻고 있다.

허브(12)에 감겨 장착되는 회전 날개(13)의 개수(I)를 2개~4개로 한정하고, 회전 날개(13)의 주축(5) 주위의 대칭성을 확보하여, 유체의 회전 밸런스 및 부여되는 에너지의 체적 효율을 향상시키고 있다.

디퓨저(Df, Df1, Df2)는, 흡입 케이싱(9;24)에 연결되는 토출 케이싱(10;25)의 내주를 상류측으로부터 하류 측에 향하여 축경시키고, 이 토출 케이싱(10;25)과 서양배형의 날개 보스(15) 사이에 고정 안내 날개(14)를 설치하여, 축을 향해 귀환 유로(CB)를 형성함으로써, 회전축에 따른 토수를 행하고, 와실 즉 소용돌이실에 있어서와 같은 래디얼 하중의 발생을 억제하여 진동을 경감하고 있다.

전술한 임펠러(2,102,202)는, 흡입 케이싱(18)의 확경 후단부에 소용돌이형의 토출 케이싱(19)을 연결한 터보형 펌프(16)에 적용해도 된다.

전술한 임펠러(2,102,202)는, 횡축 펌프(1;16), 종축 펌프(21) 어느 것에도 적용할 수 있다.

상기 실시예에 관한 2개~4개의 회전 날개(13)를 가지는 임펠러(2, l02, 202)는, 종래의 원심 펌프에 비해 날개 입구에서의 중심경(d_1m)이 5.4%~l2% 크고, 날개 출구에서의 유로폭(b₂)이 2배~2.5배 크고, 날개 입구각 14˚의 상류측 스크류부(13a)로부터 날개 출구각 10˚~11.8˚의 하류측 스크류부(13c)까지 충돌하지 않는 회전 유로(CA)를 구획한다. 회전 날개(13)의 개수를 3개 또는 4개로 설정하면, 유체에의 에너지 전달을 효율적으로 행할 수 있고, 입구측의 외경을 작게 하고, 출구측의 각도를 크게 하는 것이 가능해진다. 하류측 스크류부(13c)가 원심식인 것임에도 불구하고, 날개 입구에서의 외주경(d_1o)에 대한 날개 출구에서의 유로폭(b₂)이 26%로 큰 통과 입경을 확보할 수 있어, 각 유로(CA)는 도중에 급준한 확경(擴徑)이나 곡선을 가지지 않고, 스무스하게 변화한다.

이 임펠러(2,102,202)는, 입구측 측이 축류식에서도 출구측이 원심식으로 되어 있으므로, 종래의 축류식 임펠러와 같이 큰 축동력(P)을 필요로 하지 않고, 축동력 특성이 평탄하고 취급하기 용이한 펌프를 얻을 수 있다.

날개 입구각을 14˚로 설정한 회전 날개(13)의 상류측 스크류부(13a)는, 그 선단에 인듀서부(13a1)가 연속하여 형성되고, 그 만큼, 흡입 성능이 향상되고, 또한, 원심 날개에 인듀서를 별도 부가한 종래 방식에 있어서와 같은 이물의 걸림이 없게된다.

상기 실시예에 따르면, 2개~4개의 회전 날개(13)가 허브(12) 주위에 등간격으로 감겨 장착되고, 대응하는 주축(5, 22) 상의 각 위치에 대하여 축 대칭으로 설치되어 회전 밸런스가 양호하고, 유체에의 에너지 전달의 체적 효율이 개선된다.

펌프(1,16,21)가 대형이며, 관로(PL1, PL2, PL3)의 접속 구경이 클 때는, 회전 날개(13)의 개수(I)를 3개 또는 4개로 설정하여, 각 날개(13)를 입구에서 출구까지 연속시켜, 충분한 통과 입경을 확보하면서, 흡입 성능을 올린다. 종래의 원심 펌프에서는 흡입비속도를 2000 이상으로 높이는 것이 곤란했지만, 이미 설명한 상류측 스크류부(13a)를 구비하는 본 실시예에서는, 흡입비속도를 3000min^-1·(m₃/min)^1/2·m^3/4으로 할 수 있어, 고속 회전에서도 흡입 성능이 양호하여 캐비테이션이 방지된다.

상기 상류측 스크류부(13a)는, 그 인듀서 기능에 의해 추진력이 증가하고, 그 만큼, 흡입 성능이 향상되고, 중간 스크류부(13b)에의 압입압도 높아진다. 이 때문에 중간 스크류부(13b)에서 국소적인 압력 저하가 생기지 않고, 캐비테이션에의한 진동이나 소음이 방지된다.

경사류식의 중간 스크류부(13b)에서는, 회전 날개(13)의 양력과 유로(CAb)에 연해 경사지게 흐르는 유체에 작용하는 원심력에 의해 유체가 가압되고, 이 가압된 유체가, 하류측 스크류부(13c)의 원심 작용에 의해 또한 가압 증속된다. 이 가압 증속된 유체, 즉 양액(Wp)이, 제1 및 제3 실시예에서는, 토출 케이싱(10,25)의 귀환 유로(CB)에서 직선류로 정류되고, 비교적 고 헤드라도 저진동 저소음에 토출되고, 제2 실시예의 경우에는, 소용돌이식의 토출 케이싱(19)을 통하여 고 헤드로 토출된다.

즉, 흡입 성능의 향상에 따라 유량이 증가해도 소요 헤드를 유지할 수 있어 고속으로의 운전이 가능하게 된다.

이상의 설명에 의해 명백한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 펌프 케이싱(8;17;23)에 임펠러(2,102,202)를 설치하고, 흡입 케이싱(9;18;24)로부터 흡인한 물(W)을 임펠러(2,102,202)로 가압하여, 토출 케이싱(10;19;25)로부터 배출하는 터보형 펌프(1;16;21)에 있어서, 상기 흡입 케이싱(9;18;24)의 후부(9 b)를 그 시단측으로부터 후단으로 향해 확대하고, 거기에, 주축(5;5;20)에 따라 돌출하는 상류측 스크류부(13a)와, 경사형의 중간 스크류부(13b)와, 급구배의 하류측 스크류부(13c)로 이루어지는 일련의 회전 날개(13)를 설치하고 있다.

상기 회전 날개(13)는, 중간 스크류부(13b)가 경사형의 허브(12)의 전단부(l2a)에 감겨 장착되고, 하류측 스크류부(13c)가 급구배의 허브(12)의 후단부(12b)에 감겨 장착된다.

상기 회전 날개(13)는, 그 외주 에지가 흡입 케이싱 후부(9b)의 내주면에 접근하고, 상류측 스크류부(13a)의 선단(12a1)이 흡입 케이싱(9;18;24)의 흡입 유로에 돌출한다.

상기 임펠러(2,102,202)는, 그 입구 외주경(d_1o)에 대한 날개 출구폭(b2)의 비율이26%로 설정된다.

상기 허브(12)에 감겨 장착되는 회전 날개(13)는, 날개 입구 각도(β₁)가 14˚로 설정된다.

상기 허브(12)에 감겨 장착되는 회전 날개(13)는, 날개 출구 각도(β₂)가 10˚~11.8˚로 설정된다.

상기 허브(12)에 감겨 장착되는 회전 날개(13)의 개수는 2개~4개로 한정된다.

상기 흡입 케이싱 후부(9b)에 연결되는 토출 케이싱(10;25)은 그 시단측으로부터 후단으로 향해 축소되고, 이 토출 케이싱(10;25)의 내부에 고정 안내 날개(14)를 구비하는 날개 보스(15)가 설치되어 축심 방향으로의 귀환 유로(CB)가 형성된다.

상기 흡입 케이싱(18)의 후부에 연결되는 토출 케이싱(19)은 소용돌이 케이싱부(19b)를 구비한다.

상기 터보형 펌프는 횡축 펌프(1;16)로서 구성된다.

상기 터보형 펌프는 종축 펌프(21)로서 구성된다.

본 발명에 의하면, 터보형 펌프의 흡입 성능 및 통과 성능이 개선되어 빗물의 배수, 심도 지하에서의 양수, 하수 또는 일반 산업 배수의 이송 등이 용이하게 된다.

Claims

총수 I개(I>1)의 회전 날개(13)를 가지는 단일의 임펠러(2,102,202)를 단일의 펌프 케이싱(8;17;23)에 설치하여 이루어지는 터보형 펌프에 있어서,

상기 각 회전 날개(13)는

인듀서부(inducer part:13a1)가 연속적으로 형성된 축류(軸流) 날개부(13a)와,

상기 축류 날개부(13a)에 충돌하지 않도록 연결된 경사류 날개부(13b)와,

상기 경사류 날개부(13b)에 충돌하지 않도록 연결된 원심(遠心) 날개부(13c)

로 이루어지는 것을 특징으로 하는 터보형 펌프.
제1항에 있어서,

상기 인듀서부(13a1)는 상기 펌프 케이싱(8;17)의 흡입 케이싱부(9;18)의 직직관부(直管部)(9a)에 면하고 있는 것을 특징으로 하는 터보형 펌프.
제1항에 있어서,

상기 I는 2~4인 것을 특징으로 하는 터보형 펌프.
제1항에 있어서,

상기 각 회전 날개(13)의 날개 입구 각도(β₁)는 14˚인 것을 특징으로 하는 터보형 펌프.
제1항에 있어서,

상기 각 회전 날개(13)의 날개 출구 각도(β₂)는 10˚~11.8˚의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 터보형 펌프.
제1항에 있어서,

상기 총수 I개의 회전 날개(13)에 의해 구획되는 총수 I개의 회전 유로(CA)를 구비하며, 상기 각 회전 유로(CA)의 날개 출구에서의 유로폭(b₂)은 상기 총수 I개의 회전 날개(13)의 날개 입구에서의 외주경(d_1o)의 26%인 것을 특징으로 하는 터보형 펌프.
제1항에 있어서,

상기 임펠러(2,102,202)의 하류에 설치된 총수 J개(J<6)의 고정 안내 날개(14)를 구비하는 디퓨저(diffuser;Df,Df1,Df2)를 가지는 것을 특징으로 하는 터보형 펌프.
제1항에 있어서,

상기 펌프 케이싱(17)은 상기 임펠러(2,102,202)를 수용하는 흡입 케이싱부(18)와, 상기 흡입 케이싱부(18)에 연결된 소용돌이형 토출 케이싱부(19)를 가지는 것을 특징으로 하는 터보형 펌프.
제1항에 있어서,

상기 임펠러(2,102,202)의 주축(5)은 수평인 것을 특징으로 하는 터보형 펌프.
제1항에 있어서,

상기 임펠러(2,102,202)의 주축(22)은 수직인 것을 특징으로 하는 터보형 펌프.