[ 기계장치 지식 ] 용적형 펌프의 종류와 특성에 대해서

 

**용적형 펌프(Positive Displacement Pump)**는 일정한 부피의 유체를 강제로 밀어내는 방식으로 작동하는 펌프입니다. 용적형 펌프는 주로 고압과 저유량 조건에서 사용되며, 펌프 내부에 밀폐된 공간(체임버)을 통해 유체를 이동시키는 원리를 기반으로 합니다. 유체의 점도에 영향을 받지 않고 일정한 유량을 유지하는 것이 특징입니다.

 

 

1. 용적형 펌프의 종류

1) 피스톤 펌프(Piston Pump)

• 원리: 피스톤 펌프는 실린더 내부의 피스톤이 왕복 운동을 하면서 유체를 흡입하고, 밀폐된 공간을 통해 유체를 밀어내는 방식으로 작동합니다.
• 특징:
  • 고압에서 작동이 가능하며, 높은 압력이 필요한 응용 분야에 적합.
  • 정밀한 제어가 가능하여 일정한 유량을 유지.
  • 다양한 유체, 특히 점도가 높은 유체나 부식성이 있는 유체에 적합.
  • 구조가 복잡하고, 유지보수 비용이 높을 수 있음.
• 응용 분야:
  • 고압 세척기, 유압 시스템, 연료 공급 시스템, 화학 공정.

2) 플런저 펌프(Plunger Pump)

• 원리: 플런저 펌프는 피스톤 펌프와 유사하지만, 플런저라는 긴 막대형 부품이 실린더 내에서 직선 운동을 하여 유체를 이동시킵니다. 플런저는 피스톤보다 강도가 높고, 더 높은 압력을 견딜 수 있습니다.
• 특징:
  • 초고압 작업에 적합하며, 특히 압력이 매우 높은 경우 사용.
  • 피스톤 펌프보다 구조가 단순하고, 고압에서도 안정적인 성능 제공.
  • 내구성이 뛰어나며, 장시간 사용에 적합.
  • 점도가 높은 유체나 고온/저온의 유체에 적합.
• 응용 분야:
  • 고압 세척기, 수압 시스템, 화학 및 석유 정제 공정, 해수 담수화.

3) 기어 펌프(Gear Pump)

• 원리: 기어 펌프는 두 개 이상의 맞물린 기어가 회전하면서 기어 사이의 공간을 통해 유체를 이동시키는 방식으로 작동합니다. 주로 내부 기어 펌프와 외부 기어 펌프로 나뉩니다.
• 특징:
  • 정밀한 유량 제어가 가능하며, 일정한 유량을 유지.
  • 구조가 간단하고, 유지보수가 용이.
  • 점도가 높은 유체에 적합하며, 유체의 점도에 크게 영향을 받지 않음.
  • 비교적 저압에서 작동.
• 응용 분야:
  • 윤활 시스템, 유압 시스템, 연료 이송, 화학 공정.

4) 스크류 펌프(Screw Pump)

• 원리: 스크류 펌프는 회전하는 나사형(스크류) 축을 이용해 유체를 연속적으로 밀어내는 방식으로 작동합니다. 여러 개의 나사가 맞물려 유체를 펌프 내부로 끌어들여 이동시키는 구조입니다.
• 특징:
  • 저소음 및 저진동으로 작동.
  • 고점도 유체에 적합하며, 부드러운 유체 흐름을 제공.
  • 고압에서도 안정적으로 작동 가능.
  • 긴 수명이 특징이며, 유지보수가 간단.
• 응용 분야:
  • 윤활유 이송, 원유 및 천연가스 처리, 식품 및 음료 공정, 해양 산업.

5) 회전 베인 펌프(Rotary Vane Pump)

• 원리: 회전 베인 펌프는 회전하는 로터에 여러 개의 베인(날개)이 부착되어 있으며, 이 베인이 회전하면서 펌프 내부의 공간을 변형시키고 유체를 이동시키는 방식으로 작동합니다.
• 특징:
  • 자흡성이 뛰어나며, 저점도 및 중간 점도의 유체에 적합.
  • 정밀한 유량 제어가 가능.
  • 구조가 비교적 간단하고, 유지보수가 용이.
  • 비교적 저압에서 작동.
• 응용 분야:
  • 연료 이송, 냉매 순환, 진공 펌프, 액체 가스 이송.

6) 다이어프램 펌프(Diaphragm Pump)

• 원리: 다이어프램 펌프는 유연한 막(다이어프램)이 왕복 운동을 하며 유체를 흡입하고 배출하는 방식으로 작동합니다. 이 펌프는 유체와 펌프 내부 부품이 직접 접촉하지 않아 격리된 상태에서 유체를 이동시킵니다.
• 특징:
  • 부식성, 유해성 또는 점도가 높은 유체에 적합.
  • 유체와 펌프 부품이 접촉하지 않아, 청결과 안전이 요구되는 응용에 이상적.
  • 건식 운전이 가능하며, 유지보수가 간단.
  • 고압에서 작동 가능.
• 응용 분야:
  • 화학 공정, 제약 산업, 폐수 처리, 식품 및 음료 공정.

2. 용적형 펌프의 특성

• 1) 고압 성능: 용적형 펌프는 고압에서도 일정한 유량을 제공할 수 있습니다. 특히, 피스톤 펌프와 플런저 펌프는 매우 높은 압력에서 작동할 수 있습니다.
• 2) 일정한 유량: 용적형 펌프는 유체의 점도나 압력 변화에 관계없이 일정한 유량을 유지할 수 있습니다. 이로 인해 정밀한 유량 제어가 필요한 응용 분야에서 많이 사용됩니다.
• 3) 자흡성: 대부분의 용적형 펌프는 자흡성을 가지고 있어, 초기 시동 시 외부에서 유체를 주입할 필요가 없습니다.
• 4) 유체 점도에 영향이 적음: 용적형 펌프는 유체의 점도에 크게 영향을 받지 않으므로, 다양한 점도의 유체를 효율적으로 처리할 수 있습니다.
• 5) 유지보수: 용적형 펌프는 일반적으로 구조가 복잡하며, 유지보수가 필요할 수 있습니다. 하지만 이러한 점은 특정 용적형 펌프, 예를 들어 기어 펌프나 다이어프램 펌프에서 구조의 간단함으로 상쇄되기도 합니다.
• 6) 고점도 및 부식성 유체 처리: 용적형 펌프는 고점도, 부식성 또는 유해한 유체를 처리하는 데 적합합니다. 특히 다이어프램 펌프와 스크류 펌프는 이러한 유체에 대한 적응력이 뛰어납니다.

결론

용적형 펌프는 고압 조건에서 일정한 유량을 제공할 수 있어, 다양한 산업 분야에서 필수적인 역할을 합니다. 피스톤 펌프, 플런저 펌프, 기어 펌프, 스크류 펌프, 회전 베인 펌프, 다이어프램 펌프 등은 각각의 특성과 응용 분야에 맞게 선택될 수 있습니다. 특히, 유체의 점도, 압력 조건, 유해성 또는 부식성에 따라 적절한 용적형 펌프를 선택하는 것이 중요합니다.

 

 

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