펌프의 종류와 작동 원리

핵심 정리

펌프는 공기나 액체를 한쪽 구멍에서 흡입해 다른 쪽 구멍으로 밀어내는 기계이다. 펌프는 유체에 에너지를 주는 방식에 따라 용적형과 터보형으로 크게 나뉜다. 용적형 펌프는 펌프실 내부의 체적 변화로 유체를 압력에 대항하여 밀어낸다. 터보형 펌프는 회전하는 임펠러를 이용해 유체에 에너지를 전달한다.

두 형식을 가르는 핵심 효과는 송출 특성이다. 용적형 펌프는 부하압력이 변해도 송출량이 거의 일정하다. 반면 터보형 펌프는 임펠러 회전으로 액체에 운동에너지를 주며, 용적형에 속하지 않는다. 이 차이를 알면 송출량을 묻는 선지를 가려낼 수 있다.

용적형 펌프는 운동 방식에 따라 회전식과 왕복식으로 나뉜다. 회전식 펌프는 회전체로 용적을 이동시키는 용적형 펌프이며, 터보형이 아니다. 회전식 가운데 기어펌프는 맞물린 기어 사이의 용적으로 액체를 송출하는 회전식 용적형 펌프이다. 왕복식 펌프는 실린더 안의 부품을 앞뒤로 움직여 흡입과 송출을 되풀이한다. 회전식과 왕복식은 부품의 운동 방식은 다르지만, 용적을 바꾸어 유체를 밀어낸다는 원리는 같다.

터보형 펌프에는 원심, 사류, 축류 펌프가 있다. 이 가운데 원심식 펌프는 회전차의 원심력으로 에너지를 주는 터보형 펌프이다. 적용 범위도 형식마다 다르다. 왕복펌프는 회전수에 제한을 받지 않아 고양정에 적합하다. 양정과 유량의 크기에 따라 펌프 형식을 가르는 문제가 나온다.

자세히

왕복 펌프의 종류와 용도

왕복 펌프는 실린더 안의 피스톤이나 플런저 같은 부품을 왕복시켜 흡입과 송출을 반복하는 펌프이다. 피스톤펌프는 왕복운동으로 1회마다 일정 용적을 송출하는 용적형 펌프이다. 피스톤 펌프는 실린더 안에서 피스톤을 왕복시켜 유체를 흡입하고 송출한다. 같은 왕복 구조에서 플런저 펌프는 실린더 안의 플런저를 왕복시켜 흡입과 송출을 한다.

버킷 펌프는 버킷을 왕복 운동시켜 물을 흡입하고 배출하는 왕복 펌프이다. 버킷 펌프는 피스톤 중앙에 구멍을 뚫고 밸브를 설치한 것으로, 수동 펌프로 쓰인다. 다이어프램 펌프는 격막 펌프라고도 하며 왕복 펌프의 한 종류이다. 다이어프램 펌프는 격막으로 액체를 외부와 차단하므로 누설이 적다. 네 가지 펌프의 부품과 쓰임은 다음과 같다.

피스톤과 플런저는 모두 실린더 안에서 움직이는 부품이므로 구조상 함께 묶인다. 다만 어느 쪽이 고압용이고 어느 쪽이 저압용인지는 따로 확인해야 하며, 이 구분이 용도 문제의 기준이 된다.

기어펌프와 베인펌프

기어펌프는 기어가 맞물려 생기는 용적을 옮겨 액체를 내보내므로 원심력을 쓰는 터보형과 구별된다. 베인펌프는 베인의 이동으로 용적을 변화시켜 액체를 송출하는 회전식 용적형 펌프이다. 베인 펌프는 용적형 펌프이다. 편심 로터와 판 모양의 베인으로 구성되며 편심량을 조절해 송출량을 바꿀 수 있는 펌프는 베인 펌프이다.