KR102163586B1 - Integrated Multi-Step Inducer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 크기가 다른 복수의 날개가 다단의 일체형으로 형성된 일체형 다단 인듀서에 관한 것으로, 본 발명의 일체형 다단 인듀서는 축의 일측에서 타측으로 연장 형성되는 날개를 포함하는 인듀서에 있어서, 날개가 전측에 형성되는 전단부, 상기 전단부의 후측에 형성되며, 상기 전단부의 끝단 보다 큰 반경을 갖는 후단부, 및 상기 전단부의 끝단에서 후단부 시작단 사이에서 반경과 두께가 연속적으로 변화하는 천이부가 일체로 형성되어, 펌프의 흡입성능을 향상시키기 위해 직경이 작은 보조 인듀서를 채용하면서도, 전체적인 축 길이가 연장되는 것을 방지하여, 시스템의 무게가 증가하는 것을 막을 수 있고, 축계 동력학적 안정성을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to an integrated multi-stage inducer in which a plurality of blades of different sizes are formed as a multi-stage integral, the integrated multi-stage inducer of the present invention in the inducer comprising a blade extending from one side of the shaft to the other, the blade The front end formed on the front side, the rear end formed on the rear side of the front end and having a larger radius than the end of the front end, and a transition part in which the radius and thickness continuously change between the end of the front end and the start of the rear end are integrated It is formed by adopting an auxiliary inducer with a small diameter to improve the suction performance of the pump, while preventing the overall shaft length from being extended, thereby preventing an increase in the weight of the system and improving the shaft dynamic stability. I can.
Description
본 발명은 펌프에 설치되어 펌프의 흡입성능을 향상시킬 수 있는 인듀서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크기가 다른 단일 또는 복수의 날개가 다단의 일체형으로 형성된 일체형 다단 인듀서에 관한 것이다.The present invention relates to an inducer that is installed in a pump to improve the suction performance of the pump, and more particularly, to an integrated multi-stage inducer in which a single or a plurality of blades of different sizes are formed as a multi-stage integral.
발사체는 연료와 산화제를 연소실에서 연소시켜 분사함으로써 추진력을 얻게 되는데, 큰 추진력을 얻기 위해서는 탱크에 저장된 연료와 산화제를 높은 압력으로 가압하여 연소실에 공급하여야 한다. 연료와 산화제를 연소실에 가압하여 공급하는 방법에는 크게 두 가지 방식이 있는데, 하나는 연료 및 산화제 탱크를 직접 가압하는 가압식과, 저압의 연료 및 산화제를 펌프를 통해 가압하여 공급하는 펌프 방식이 있다.The projectile gains propulsion by injecting fuel and oxidant by burning it in the combustion chamber. To obtain a large propulsive force, the fuel and oxidant stored in the tank must be pressurized at high pressure and supplied to the combustion chamber. There are two methods of supplying fuel and oxidizing agent by pressurizing the combustion chamber. One is a pressurization type that directly pressurizes the fuel and oxidizing agent tank, and a pump type that pressurizes and supplies low-pressure fuel and oxidizing agent through a pump.
가압식은 간단하다는 장점이 있지만, 고압을 지탱하기 위하여 탱크의 무게가 증가하여 발사체의 구조비가 나빠지는 단점이 있다. 반면, 펌프 방식은 탱크에 낮은 압력으로 연료와 산화제를 저장하여 펌프에서 가압하므로 발사체의 경량화가 가능하여 구조비를 향상시킬 수 있고, 큰 추력이 가능한 장점이 있지만, 고속으로 회전하는 펌프에서 발생하는 진동 및 공동현상(Cavitation)의 제어를 위해 고도의 기술을 요한다. 펌프의 흡입성능이 전체 발사체의 구조비와 성능에 큰 영향을 미치므로, 펌프의 흡입성능을 향상 시키는 것이 매우 중요하다. Although the pressurized type has the advantage of being simple, there is a disadvantage in that the structure ratio of the projectile is deteriorated due to an increase in the weight of the tank to support the high pressure. On the other hand, the pump method stores fuel and oxidant at low pressure in the tank and pressurizes it in the pump, so it is possible to reduce the weight of the projectile, thereby improving the structure ratio, and has the advantage of enabling a large thrust. It requires advanced technology to control vibration and cavitation. Since the suction performance of the pump greatly affects the structure ratio and performance of the entire projectile, it is very important to improve the suction performance of the pump.
한편, 인듀서는 고속으로 회전하는 펌프의 임펠러 전방에 장착되거나 또는 단독으로 설치되어 유효흡입양정(NPSH)을 낮추어주어 펌프의 캐비테이션으로 인한 성능저하를 방지한다. 이러한 인듀서는 높은 흡입성능을 요하는 다양한 유체기계에 사용된다. On the other hand, the inducer is installed in front of the impeller of the pump rotating at high speed or is installed alone to lower the effective suction head (NPSH) to prevent performance degradation due to cavitation of the pump. These inducers are used in various fluid machines that require high suction performance.
인듀서를 통한 펌프의 더욱 향상된 흡입성능의 제공을 위해, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 주 인듀서(2) 전방에 소정 간격을 두고 소형의 보조 인듀서(3)를 추가 설치하여 흡입성능을 극대화시키는 방법이 개발된 바 있다. 상세히, 일반적으로 인듀서의 반경이 작은 보조 인듀서(3)의 경우 익단 간극이 크므로 효율과 양정이 낮지만 날개 끝의 회전속도가 작아서 낮은 입구 압력에서도 작동이 가능하여, 반경이 큰 주 인듀서(2) 전방에서 일정 양정을 높여서, 주 인듀서의 유효흡입양정(NPSH)을 높여주어 전체적으로 펌프가 더 낮은 압력에서 작동할 수 있도록 하는 것이다.In order to provide a more improved suction performance of the pump through the inducer, conventionally, as shown in FIG. 1, a small
하지만, 상술한 바와 같은 구조의 2단 인듀서의 경우, 보조 인듀서(3)와 주 인듀서(2)가 개별로 형성되며, 전체적인 축 길이가 길어짐에 따른 무게 증가와 축계 동력학적 관점에서의 단점 및 인듀서 길이 증가에 따른 발사체 시스템 전체의 설계구조 변경 등의 문제가 있었다. 또한, 보조 인듀서(3)와 주 인듀서(2) 사이 구간에서 날개 구조의 급격한 변화로 인해 유동흐름이 안정적이지 못하며, 보조 인듀서(3)의 끝단과 주 인듀서(2)의 앞단 각도를 적절하게 맞추어 주지 않는 경우 흡인성능 손실과 수력성능 손실의 우려가 있어 이에 따른 번거로움이 있었다.However, in the case of the two-stage inducer having the structure as described above, the
따라서, 펌프의 흡입성능을 향상시키면서도 상술한 바와 같은 설치 번거로움을 해소할 수 있는 인듀서의 개발이 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need to develop an inducer capable of improving the suction performance of the pump and eliminating the inconvenience of installation as described above.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 펌프의 흡입성능을 향상시키기 위해 직경이 작은 보조 인듀서를 채용하면서도, 전체적인 축 길이가 크게 연장되지 않는 일체형 다단 인듀서를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was conceived to solve the above problems, and the present invention provides an integrated multi-stage inducer that does not greatly extend the overall shaft length while employing an auxiliary inducer with a small diameter in order to improve the suction performance of the pump. It aims to do.
또한, 본 발명은 보조 인듀서와 주 인듀서 사이의 유동흐름을 안정화할 수 있도록, 반경이 작은 전단부와 반경이 큰 후단부 사이에 천이부를 형성하여, 보조 인듀서와 주 인듀서 사이의 유동흐름을 안정화할 수 일체형 다단 인듀서를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, the present invention forms a transition portion between the front end portion having a small radius and the rear end portion having a large radius so as to stabilize the flow flow between the auxiliary inducer and the main inducer, It aims to provide an integrated multi-stage inducer that can stabilize the flow.
또한, 본 발명은 보조 인듀서와 주 인듀서 사이의 간격을 조절하는 대신 전단부와 후단부의 반경비율과 천이부의 각도를 변경하며, 보조 인듀서와 주 인듀서의 설치위치를 조절하기 위한 번거로움을 해소할 수 있는 일체형 다단 인듀서를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention changes the radius ratio of the front end and the rear end and the angle of the transition part instead of adjusting the distance between the auxiliary inducer and the main inducer, and it is troublesome to adjust the installation position of the auxiliary inducer and the main inducer. It aims to provide an integrated multi-stage inducer that can solve the problem.
본 발명의 일체형 다단 인듀서는 축의 일측에서 타측으로 연장 형성되는 날개를 포함하고, 펌프에 설치되는 인듀서에 있어서, 상기 날개는, 전측에 형성되되, 전측에서 후측으로 갈수록 반경이 점진적으로 증가하는 전단부와, 상기 전단부의 후측에 형성되며, 상기 전단부의 끝단 보다 큰 반경을 갖되, 반경이 일정한 후단부와, 상기 전단부와 후단부 사이에 상기 전단부의 후측 끝단과 상기 후단부의 시작단이 일정 구간 겹쳐져, 전방면은 상기 전단부의 형상으로, 후방면은 상기 후단부의 형상으로 형성되는 천이부를 포함하며, 상기 천이부에 위치하는 상기 전단부의 후측 끝단의 반경은, 상기 천이부에 위치하는 상기 후단부의 시작단의 반경보다 작으며, 상기 천이부는 45도 이하의 각도로 형성되는 것을 특징으로 한다.The integrated multi-stage inducer of the present invention includes a wing extending from one side of the shaft to the other side, and in the inducer installed on the pump, the wing is formed on the front side, and the radius gradually increases from the front side to the rear side. The front end and the rear end of the front end and the rear end of the front end are constant between the front end and the rear end of the front end and a rear end having a larger radius than the end of the front end, but having a constant radius Section overlapping, the front surface includes a transition portion formed in the shape of the front end, the rear surface includes a transition portion formed in the shape of the rear end, and the radius of the rear end of the front end positioned in the transition portion is the rear end located at the transition portion It is smaller than the radius of the starting end of the negative, and the transition part is formed at an angle of 45 degrees or less.
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또한, 상기 천이부는 상기 전단부의 끝단에서 후단부 시작단 사이에서 두께가 연속적으로 변화하는 것을 특징으로 한다.In addition, the transition portion is characterized in that the thickness continuously changes between the end of the front end and the start of the rear end.
또한, 상기 전단부의 반경은 후단부의 반경의 10% 내지 90%의 범위로 형성되고, 상기 후단부의 외측 단부와 상기 펌프 입구의 내경 사이에 형성되는 간극의 크기는 후단부의 반경의 0.005~0.03배 사이로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the radius of the front end is formed in a range of 10% to 90% of the radius of the rear end, and the size of the gap formed between the outer end of the rear end and the inner diameter of the pump inlet is between 0.005 and 0.03 times the radius of the rear end. It is characterized by being formed.
또한, 상기 후단부가 차지하는 축방향 길이는 상기 전단부가 차지하는 축방향 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the axial length occupied by the rear end may be longer than the axial length occupied by the front end.
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또한, 상기 천이부는, 상기 후단부의 시작단부부터 상기 전단부의 끝단부 까지의 각도가 90° 이내로 형성로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the transition portion is characterized in that formed by forming an angle within 90° from the start end of the rear end to the end of the front end.
상기와 같은 해결 수단을 통해, 본 발명의 일체형 다단 인듀서는 펌프의 흡입성능을 향상시키기 위해 직경이 작은 보조 인듀서를 채용하면서도, 전체적인 축 길이가 크게 연장되는 것을 방지하여, 시스템의 무게가 증가하는 것을 막을 수 있어 축계 동력학적 안정성을 향상시킬 수 있다. Through the above solution, the integrated multistage inducer of the present invention employs an auxiliary inducer having a small diameter to improve the suction performance of the pump, while preventing the overall shaft length from being greatly extended, thereby increasing the weight of the system. Can be prevented, and the shaft dynamic stability can be improved.
또한, 일체로 형성된 전단부와 후단부를 통해 보조 인듀서와 주 인듀서 상호간의 설치 위치를 선정상의 어려움을 해소할 수 있다. In addition, it is possible to solve the difficulty in selecting an installation location between the auxiliary inducer and the main inducer through the integrally formed front and rear ends.
또한, 반경과 두께가 연속적으로 변화하는 천이부의 구성을 통해 전단부와 후단부 사이의 유동흐름을 최대한 안정화할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect of stabilizing the flow flow between the front end and the rear end as much as possible through the configuration of the transition portion in which the radius and the thickness continuously change.
또한, 상기 전단부와 후단부 블레이드 각각의 직경, 길이, 수, 상기 펌프 입구의 내경 사이에 형성되는 간극, 각도 분포 등은 펌프에서 요구되는 흡입성능과 효율, 양정에 따라서 적절한 형상을 가질 수 있다. In addition, the diameter, length, and number of each of the front and rear blades, the gap formed between the inner diameter of the pump inlet, and the angular distribution may have an appropriate shape according to the suction performance, efficiency, and head required by the pump. .
도 1은 종래의 보조 인듀서와 주 인듀서가 개별적으로 축에 설치된 모습을 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서의 전단부를 나타내기 위한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서의 천이부를 나타내기 위한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서의 후단부를 나타내기 위한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서의 각 부위를 구분하여 표시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서의 천이부 형상을 도시하기 위한 정면도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서의 전단부와 후단부의 반경을 나타내기 위한 측면도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서의 전단부와 후단부의 길이 비를 나타내기 위한 측면도이다.1 is a side view illustrating a conventional auxiliary inducer and a main inducer installed on a shaft separately.
2 is a side view of an integrated multi-stage inducer according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of an integrated multi-stage inducer according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a perspective view showing a front end of an integrated multi-stage inducer according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a perspective view illustrating a transition part of an integrated multi-stage inducer according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a perspective view showing a rear end of an integrated multi-stage inducer according to a preferred embodiment of the present invention.
7 is a perspective view showing each portion of an integrated multi-stage inducer according to a preferred embodiment of the present invention.
8 is a front view showing the shape of the transition part of the integrated multi-stage inducer according to a preferred embodiment of the present invention.
9 is a side view showing the radius of the front end and the rear end of the integrated multi-stage inducer according to a preferred embodiment of the present invention.
10 is a side view illustrating a length ratio of a front end portion and a rear end portion of an integrated multi-stage inducer according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.The accompanying drawings are only an example shown to describe the technical idea of the present invention in more detail, so the technical idea of the present invention is not limited to the form of the accompanying drawings.
본 발명의 방향 표시에 있어서, 도면의 상측을 상측, 도면의 하측을 하측, 도면의 길이방향의 좌측을 전측, 우측을 후측으로 정의하기로 한다.In the direction display of the present invention, the upper side of the drawing is defined as the upper side, the lower side of the drawing is the lower side, the left side in the longitudinal direction of the drawing is defined as the front side, and the right side is the rear side.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서(10)의 측면도로서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 축(100)과 상기 축(100)의 일단에서 타단까지 축(100)을 따라 연장 형성되는 날개(110)를 포함하여 형성되며, 펌프에 설치되어 펌프의 흡입 성능을 향상시키는 역할을 한다. 이 때, 본 발명의 일체형 다단 인듀서(10)의 날개(110)는 전측을 형성하는 전단부(300)와, 전단부(300) 날개 보다 큰 직경을 가지며 날개(110)의 후측을 형성하는 후단부(700)와, 상기 전단부(300)와 후단부(700)가 서로 연결되는 천이부(500)를 포함하여 형성된다. FIG. 2 is a side view of an integrated
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서(10)의 사시도로서, 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서(10)의 날개(110)는 일정한 각도를 두고 배열되는 제1 날개(111)와, 제2 날개(131)와, 제3 날개(151)를 포함하여 구성된다. 도 2 내지 도 10에 나타난 본 발명의 실시예는 3개의 날개가 나선형으로 배치되는 구조에 대해서만 도시하고 있으나, 날개의 수는 필요에 따라, 1개로 형성되거나, 복수로 형성될 수 있으며, 필요에 따라 날개(110)의 개수를 가감하는 것이 가능하다. 또한 전단부와 후단부의 날개의 수를 다르게 구성하는 것도 가능하다. 3 is a perspective view of an integrated
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서의 전단부를 설명하기 위한 사시도로서, 전단부(300)의 영역이 'o'로 표시되어 있다. 4 is a perspective view for explaining a front end of an integrated multi-stage inducer according to a preferred embodiment of the present invention, and an area of the
도 4를 참고하면, 본 발명의 일체형 다단 인듀서(10)의 전단부(300)는 축(100)의 방향을 따라 형성되며, 날개의 구조적인 안정성을 위하여 뒤쪽으로 갈수록 반경이 점점 증가하는 형태로 형성되되, 전단부(300)의 최대 반경은 후술할 후단부(700)의 반경보다는 작게 형성된다. 전단부(300)의 날개를 충분하게 튼튼하게 구성할 수 있을 경우에는 날개의 모든 반경을 최대 반경와 동일하게 구성할 수 있다. Referring to FIG. 4, the
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서의 천이부를 설명하기 위한 사시도로서, 천이부(500)의 영역이 '△'로 표시되어 있다. 5 is a perspective view for explaining a transition part of an integrated multi-stage inducer according to a preferred embodiment of the present invention, and an area of the
도 5를 참고하면, 본 발명의 일체형 다단 인듀서(10)의 천이부(500)는 전단부(300)의 끝부분에 형성되는 영역으로, 상기 전단부(300)와 후술할 후단부(700)가 연결되는 영역이며, 상기 전단부(300)의 형상과 후술할 후단부(700)의 형상이 복합적으로 형성되어, 그 형상적인 특징으로 인하여 전단부(300) 형상에 따라 흐르던 유동흐름이 점차적으로 후단부(700)의 형상에 따르는 유동흐름으로 바뀌도록 유도함으로써 급격한 유동흐름의 변경으로 인한 성능 저하를 방지하게 된다.5, the
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서의 후단부를 설명하기 위한 사시도로서, 후단부(700)의 영역이 'ㅁ'로 표시되어 있다.6 is a perspective view for explaining the rear end of the integrated multi-stage inducer according to a preferred embodiment of the present invention, and an area of the
도 6을 참고하면, 본 발명의 일체형 다단 인듀서(10)의 천이부(500)의 후단에 연결되어 일체형 다단 인듀서(10)의 타측 끝단을 형성한다. 이때, 후단부(700)는 상기 전단부(300)의 반경보다 크게 형성되고 익단 간극이 작게 형성되어 펌프의 양정, 효율과 흡입성능을 더욱 향상시킨다.Referring to FIG. 6, it is connected to the rear end of the
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서의 전단부, 천이부, 후단부를 함께 표시한 사시도로서, 도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서(10)는 반경이 작은 전단부(300)를 통해 펌프의 양정 을 일정 수준 확보하고, 천이부(500)를 통해 흡입되는 유체의 유동흐름을 점차적으로 바꾸고, 반경이 큰 후단부(700)를 통해서 펌프의 양정, 효율과 흡입성능을 더욱 향상시키게 되며, 보조 인듀서의 역할을 하는 전단부(300)와 주 인듀서의 역할을 하는 후단부(700)가 일체로 형성되어, 축의 길이를 짧게 형성할 수 있으며, 반경, 각도, 두께 등이 연속적으로 변화하는 천이부(500)가 전단부(300)와 후단부(700)를 연결하게 됨으로써, 급격한 유동흐름의 변경으로 인한 성능 저하를 막을 수 있다.7 is a perspective view showing a front end, a transition part, and a rear end of an integrated multistage inducer according to a preferred embodiment of the present invention, and referring to FIG. 7, an integrated
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서의 천이부(500) 형상을 도시하기 위한 정면도로서, 도 8을 참고하면, 전단부(300)와 후단부(700) 사이에 축(100)을 중심으로 소정 각도(α)로 형성되며, 천이부(500)의 전방면(510)은 상기 전단부(300)의 형상으로 형성되고, 천이부(500)의 후방면(530)은 상기 후단부(700)의 형상으로 형성되어, 전단부(300)와 후단부(700)가 복합적으로 형성된 형상을 가지고 있다.Figure 8 is a front view for showing the shape of the
본 발명의 천이부(500)는 상술한 바와 같은 형상을 통해, 전단부(300)와 후단부(700)의 반경 차이에 따른 유동흐름의 변화를 완화시킨다. 즉, 천이부(500)는 전방면(510) 형상을 통해서는 천이부(500)로 유입된 유체 일부가 전단부(300)의 유동흐름을 따르도록 하고, 후방면(530) 형상을 통해서는 천이부(500)로 유입된 유체 일부가 후단부(700)에서 나타나는 이동흐름을 따르도록 한다. 그리고 축(100)을 중심으로 나선 형태의 날개 형상을 따라 축(100)의 후측으로 진행할수록 천이부(500)의 형상은 후단부(700)의 형상에 점진적으로 유사하게 형성됨으로써 자연스러운 유동흐름의 변화를 도모할 수 있다.The
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서(10)가 관의 내부에 설치된 형태를 도시한 것이다. 일반적으로 회전하는 인듀서의 외측 단부와 고정되는 상기 펌프 입구(1)의 내경 사이에 간극이 형성되며, 인듀서의 날개와 관의 내경 사이의 간극, 즉, 익단간극(x)이 클수록 펌프의 효율과 양정이 낮아지지만, 익단간극(x)이 지나치게 작은 경우에는 블레이드와 펌프 내경 사이에 마찰이 있을 수 있으므로, 적절한 익단간극(x)의 설정이 필요하다. 9 shows a form in which the integrated
도 9를 참조하면, 본 발명의 일체형 다단 인듀서(10)는 반경이 작은 전단부(300)와 반경이 큰 후단부(700)가 일체로 형성되며, 후단부(700)의 반경(R)을 기준으로 익단간극(x)이 설정되되, 인듀서의 반경이 작은 전단부(300)의 경우 날개 끝의 회전속도가 작으므로 반경이 큰 후단부(700)에 비해서 더 낮은 압력에서 정상적인 작동이 가능하여 매우 낮은 유효수두(NPSH) 조건에서 후단부(700)의 전방에서 양정을 일정 부분 높여주어 펌프의 전체 흡입력을 향상시켜 줄 수 있다. 다만 전단부는 큰 익단 간극으로 인하여 성능이 낮으므로 후단부(700) 보다는 작은 양정을 가지도록 후단부보다는 짧게 구성해야 하는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 9, in the integrated
즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서(10)는 상술한 바와 같은 구조를 통하여, 일차로 전단부(300)에 의해 유입된 유체가 전단부(300)를 통과하여 일정량의 양정이 상승하여 후반부의 유효흡입양정을 높여주며, 전단부(300)를 통과한 유체는 다시 효율이 높은 후단부(700)에 공급되어 더욱 향상된 성능을 발휘하는 효과를 도모하게 되는 것이다. That is, in the integrated
이때, 상기 전단부(300)의 최대 반경(r)이 지나치게 작게 형성되는 경우에는 보조 인두서부(300)와 후단부(700)의 사이 구간 즉 천이부(500)에서 유동흐름의 급격한 변화로 날개(110)에 진동 및 성능 저하가 발생될 우려가 있으며 전단부(300)의 큰 익단 간극과 작은 날개 반경으로 인하여 충분한 양정상승을 가질 수 없고, 반대로, 전단부(300)의 최대 반경(r)이 후단부(700)의 반경(R)과 유사하게 형성될 경우에는 전단부(300)의 작은 회전속도에 따른 흡입성능 향상의 효과를 발휘할 수 없으므로 상술한 바와 같이 상기 전단부(300)의 최대 반경(r)과 후단부(700)의 반경(R)의 비를 적절하게 설정되어야 한다. At this time, if the maximum radius r of the
바람직하게는 후단부(700)의 익단간극(x)은 후단부(700) 반경의 0.005~0.03배 사이에 형성되고, 전단부(300)의 최대 반경(r)은 상기 후단부(700)의 반경(R)보다 작게 형성되되, 필요 성능에 따라 전단부(300)의 최대 반경(r)이 후단부(700)의 반경(R)의 10%~90%의 범위로 설정될 수 있다.Preferably, the tip gap (x) of the rear end (700) is formed between 0.005 to 0.03 times the radius of the rear end (700), and the maximum radius (r) of the front end (300) is It is formed smaller than the radius R, and the maximum radius r of the
다시 도 8을 참조하여 설명하면, 전단부(300)의 끝단의 최대 반경(r)이 후단부(700)의 반경(R) 보다 작게 설정되므로, 전단부(300)의 끝단과 후단부(700)의 시작단을 연결하는 천이부(500)는 구조적인 안정성을 위하여 반경이 점차적으로 증가하는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 8 again, since the maximum radius r of the end of the
이때, 천이부(500)의 후방면(530) 즉, 전단부(300) 끝단으로부터 그 반경이 점차적으로 증가되도록 형성된 부분은 축(100)의 후 측으로 진행할수록 그 전후방향 두께가 점차 증가하되, 천이부(500)의 끝단에서의 천이부(500)의 두께는 후단부(700)의 시작단 두께와 일치하여 후단부(700)와 부드럽게 연결됨이 바람직하다. 천이부(500)가 설정되는 영역은 전단부(300)의 최대 반경(r)과 후단부(700)의 반경(R)의 비율에 따라 달라진다. 이 때, 천이부(500)의 설정 영역이 너무 큰 경우에는 전단부(300)의 보조 인듀서 역할이 제대로 이루어지지 않으므로, 축(100)을 중심으로 전단부(300) 끝단부에서 후단부(700)의 시작 단부부터 까지의 각도(α)는 90°도 이내로 설계하는 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 전단부(300) 끝단부에서 후단부(700)의 시작 단부부터 까지의 각도(α)가 45° 이내로 형성됨이 좋다.At this time, the
한편, 천이부(500)의 설정 영역이 너무 작은 경우에는 급격한 반경 변화에 의해 불균일한 유동흐름과 유동 충격이 발생할 수 있으므로, 전단부(300)의 최대 반경(r)이 후단부(700)의 반경(R)의 비율에 따라 최소한의 설정 영역을 확보하는 것이 좋다.On the other hand, if the setting area of the
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서의 전단부와 후단부의 길이 비를 나타내기 위한 측면도로서, 도 10을 참조하면, 작은 익단간극을 가져서 수력성능이 우수한 후단부(700)가 차지하는 축 방향 길이(L)는 전단부(300)가 차지하는 축 방향 길이(l)보다 길게 형성되는 것이 바람직하다. FIG. 10 is a side view showing the length ratio of the front end and the rear end of the integrated multistage inducer according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 10, a
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서는 앞서 설명한 실시예와 마찬가지로 펌프에 설치되어 펌프의 흡입 성능을 향상시키는 역할을 하며, 축과 상기 축의 전방에서 타단까지 나선으로 연장 형성되는 날개를 포함하는 구조를 가진다. 그리고 상기 날개에는 날개의 전방부를 형성하는 전단부와 날개의 후방부를 형성하는 후단부와 상기 전단부와 후단부 사이의 연결 구간을 형성하는 천이부가 형성된다.The integrated multi-stage inducer according to another preferred embodiment of the present invention is installed in the pump as in the above-described embodiment to improve the suction performance of the pump, and includes a shaft and a blade formed spirally extending from the front of the shaft to the other end. It has a containing structure. In addition, a front end portion forming a front portion of the wing, a rear end portion forming a rear portion of the wing, and a transition portion forming a connection section between the front end portion and the rear end portion are formed on the wing.
앞서 설명한 실시예와 마찬가지로, 상기 전단부는 후단부 보다 작은 반경을 가지고 형성된다. 천이부는 상기 전단부의 끝지점을 시작점으로 후단부의 반경과 동일한 반경을 가지고 형성되는데, 천이부의 전방면은 전단부의 반경으로 형성되고, 천이부의 후방면은 후단부의 반경으로 단턱지게 형성된다. 이때, 상기 천이부는 날개의 형상을 따라 축의 후방으로 진행할수록 후방면 즉, 후단부의 반경으로 형성된 부분의 전후방향 두께 비율이 크게 형성된다.Similar to the above-described embodiment, the front end portion is formed to have a smaller radius than the rear end portion. The transition portion is formed with an end point of the front end as a starting point and has a radius equal to the radius of the rear end. The front surface of the transition portion is formed by the radius of the front end, and the rear surface of the transition portion is formed stepped to the radius of the rear end. In this case, as the transition portion proceeds to the rear of the shaft according to the shape of the blade, the rear surface, that is, the front-rear thickness ratio of the portion formed by the radius of the rear end becomes larger.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서는 앞서 설명한 실시예과 달리 천이부의 외경이 축의 후측으로 진행할수록 전단부의 반경에서 후단부의 반경에 이르기까지 점진적으로 커지는 형상이 아니라, 전단부가 끝나는 지점을 기점으로 후단부의 외경으로 급격하게 변하는 형상을 취한다. 때문에, 천이부에서는 앞서 설명한 실시예에 개시된 천이부와 비교하여 불안정한 유동흐름을 나타낼 수 있으므로 전단부의 반경을 후단부의 반경의 60% 이상 80% 이하로 형성하는 것이 바람직하다.The integrated multi-stage inducer according to another preferred embodiment of the present invention does not have a shape that gradually increases from the radius of the front end to the radius of the rear end as the outer diameter of the transition part progresses toward the rear of the axis, but the point where the front end ends. As the starting point, it takes a shape that changes rapidly to the outer diameter of the rear end. Therefore, since the transition portion may exhibit an unstable flow flow compared to the transition portion disclosed in the above-described embodiment, it is preferable to form the radius of the front end to 60% or more and 80% or less of the radius of the rear end.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 일체형 다단 인듀서의 작용에 대한 설명은 앞서 설명한 실시예와 유사하며, 앞서 설명한 실시예에서의 설명으로 충분히 유추 가능하므로 생략하도록 한다.A description of the operation of the integrated multi-stage inducer according to another preferred embodiment of the present invention is similar to that of the above-described embodiment, and will be omitted since it can be sufficiently inferred from the description in the above-described embodiment.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.The technical idea should not be interpreted as limited to the above-described embodiment of the present invention. As well as a variety of application ranges, various modifications can be made at the level of those skilled in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Therefore, these improvements and changes will fall within the scope of protection of the present invention as long as it is apparent to those skilled in the art.
1: 펌프 입구
2: 주 인듀서 3: 보조 인듀서
10: 본 발명의 일체형 다단 인듀서
100: 축
110: 날개
111: 제1 날개 131: 제2 날개 151: 제3 날개
300: 전단부
500: 천이부
510: 천이부의 전방면 530: 천이부의 후방면
700: 후단부
A: 천이부의 전방면의 반경이 커지기 시작하는 특정지점
B: 천이부의 후방면의 반경이 후단부의 반경에 이르는 지점
r: 전단부의 최대 반경
R: 후단부의 반경
l: 전단부의 축방향 길이
L: 후단부의 축방향 길이
x: 후단부의 익단간극
α: 축을 중심으로 한 천이부의 형성 각도1: pump inlet
2: primary inducer 3: secondary inducer
10: Integrated multistage inducer of the present invention
100: axis
110: wing
111: first wing 131: second wing 151: third wing
300: front end
500: transition part
510: front surface of the transition portion 530: rear surface of the transition portion
700: rear end
A: A specific point where the radius of the front surface of the transition part starts to increase
B: the point where the radius of the rear surface of the transition part reaches the radius of the rear end
r: maximum radius of the front end
R: radius of the rear end
l: axial length of the front end
L: axial length of the rear end
x: tip clearance at the rear end
α: The angle of formation of the transition part around the axis
Claims (7)
상기 날개는,
전측에 형성되되, 전측에서 후측으로 갈수록 반경이 점진적으로 증가하는 전단부와,
상기 전단부의 후측에 형성되며, 상기 전단부의 끝단 보다 큰 반경을 갖되, 반경이 일정한 후단부와,
상기 전단부와 후단부 사이에 상기 전단부의 후측 끝단과 상기 후단부의 시작단이 일정 구간 겹쳐져, 전방면은 상기 전단부의 형상으로, 후방면은 상기 후단부의 형상으로 형성되는 천이부를 포함하며,
상기 천이부에 위치하는 상기 전단부의 후측 끝단의 반경은, 상기 천이부에 위치하는 상기 후단부의 시작단의 반경보다 작으며,
상기 천이부는 45도 이하의 각도로 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 다단 인듀서.
In the inducer installed on the pump comprising a blade extending from one side of the shaft to the other side,
The wings,
A front end portion formed on the front side, but gradually increasing in radius from the front side to the rear side,
It is formed on the rear side of the front end, and has a larger radius than the end of the front end, and a rear end having a constant radius,
Between the front end and the rear end, the rear end of the front end and the start end of the rear end are overlapped for a predetermined period, and the front surface includes a transition portion formed in the shape of the front end and the rear surface is formed in the shape of the rear end,
The radius of the rear end of the front end part located in the transition part is smaller than the radius of the start end of the rear end part located in the transition part,
An integrated multi-stage inducer, characterized in that the transition portion is formed at an angle of 45 degrees or less.
상기 천이부는,
상기 전단부의 끝단에서 후단부 시작단 사이에서 두께가 연속적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 일체형 다단 인듀서.
The method of claim 1,
The transition part,
An integral multi-stage inducer, characterized in that the thickness continuously changes between the end of the front end and the start of the rear end.
상기 전단부의 반경은 후단부의 반경의 10% 내지 90%의 범위로 형성되고,
상기 후단부의 외측 단부와 상기 펌프 입구의 내경 사이에 형성되는 간극의 크기는 후단부의 반경의 0.005~0.03배 사이로 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 다단 인듀서.
The method of claim 1,
The radius of the front end is formed in a range of 10% to 90% of the radius of the rear end,
An integrated multistage inducer, characterized in that the size of the gap formed between the outer end of the rear end and the inner diameter of the pump inlet is formed between 0.005 and 0.03 times the radius of the rear end.
상기 후단부가 차지하는 축방향 길이는 상기 전단부가 차지하는 축방향 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 다단 인듀서.
The method of claim 1,
An integrated multistage inducer, characterized in that the axial length occupied by the rear end is formed longer than the axial length occupied by the front end.
상기 천이부는,
상기 후단부의 시작단부부터 상기 전단부의 끝단부 까지의 각도가 90° 이내로 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 다단 인듀서.The method of claim 5,
The transition part,
An integrated multi-stage inducer, characterized in that the angle from the start end of the rear end to the end end of the front end is formed within 90°.
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