초고압 용적형 펌프의 체절운전시스템 개발에 관한 연구

Abstract

초고압 용적형 펌프는 로터의 회전에 의한 주기적인 용적의 변화를 이용하는 펌프로 고압, 고유량을 동시에 만족하며 로터의 저속 및 고속 회전에 따라 변화 없이 일정하게 상대적으로 높은 펌프 효율을 유지할 수 있는 장점을 가진다. 많이 사용되고 있는 원심펌프와는 달리 별도의 진공펌프가 없이도 자흡 성능을 가지고 있으며, 비교적 단순한 구조로 인하여 경량화, 소형화가 가능한 특성을 자기고 있다. 유체를 높은 압력으로 이송할 수 있으며, 압력의 변동에 따라 유량의 변동이 적은 정량 토출이 가능하다. 이러한 용적형 펌프를 사용하는 이유는 흡입된 유체가 유량의 변화 없이 토출되는 장점이 있기 때문이다. 본 연구에서는 유량의 변화가 없다는 장점이 있는 용적형 펌프의 체절시스템을 개발하여 펌프의 고압 운전시의 안전성을 확보하고자 하였다. 체절시스템은 컨트롤러 프로그램, 전자클러치, 릴리프밸브의 3가지로 이루어져, 한 가지 시스템이 작동하지 않아도 다른 시스템이 작동하는 시스템으로 이루어져 있다. 컨트롤러 프로그램과 전자 클러치의 작동을 확인하기 위한 과속도 시험과 릴리프 밸브의 유체유동해석, venting 실험을 통해 현재 개발한 초고압 용적형 펌프의 체절시스템이 작동됨을 확인하였다. Ultra-high pressure positive displacement pump can discharge high pressure water with mass volume, which depends on periodic changes in volume that made by rotation motor. Its high efficiency of discharge is one of the most strong point of positive displacement pump. Due to its simple system structure, it can be miniaturized and lightened. Positive displacement pump can discharge high pressure with stable flow rate, irrespective of pressure fluctuate. This is the reason that positive displacement pump was used instead of centrifugal pump. In this study, shutoff operating system was developed for positive displacement pump to secure safety of high pressure operate. This shutoff system contains controller system, electronic clutch, and relief valve, and each part is mutual supplementation. Speed test was carried out in order to check operation of controller program and electronic clutch and fluid flow, venting experiment of the relief valve. It was confirmed that segment system of ultra-high pressure positive displacement pump is operated.