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KEUM JUNG IND.CO.,LTD. SUBMERSIBLE PUMPS INCHON KOREA T.032)571-0661	Anti-Cavitation Cone (ACC)	DOCUMENT NO.:
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[Anti-Cavitation Cone (ACC)] 1. 개 요 ACC는 수중축류펌프(모델명 : KPL - Submersible propeller pump)의 흡입 부분에 설치하는 격벽(baffle)이 부착된 Cone형상의 보조 장치를 말한다. 이 장치는 공동현 상(cavitation)을 방지하고 소음·진동을 경감시켜 성능·효율을 향상시킴과 동시에 선 회류(vortex) 생성방지를 통한 흡입효율을 향상시키는 역할을 한다. 2. 배 경 (1)축류펌프 축류펌프란 유량이 대단히 크고 양정이 낮은 경우, 따라서 비속도(specific speed)가 1400(□/min, m, rpm)이상의 경우에 적합한 터보식 펌프를 말한다. 축류펌프의 경우 흡입양정을 일정 높이 이상으로 높게 취하여 운전하게 되면 공동현 상을 일으키게 된다. 따라서 동일한 양정의 경우 축류펌프는 반경류형 펌프에 비하여 허용흡입양정이 상당히 작아진다. 수중축류펌프의 경우 수중에서 운전되므로 육상축류펌프에 비하여 공동현상이 일어 날 위험이 훨씬 적기는 하지만, 대유량에 주로 사용되기 때문에 공동현상이 일어날 위험성이 존재한다. 그러므로 pumping할 수 있는 한계수위가 존재하게 되며, 성능저 하와 소음·진동, 그리고 프로펠러의 파손 위험이 존재하게 된다. (2) 공동현상 일반적으로 유체가 관속을 유동하고 있을 때 흐르는 유체속의 어느 부분의 정압이 그 때의 유체의 온도에 해당하는 포화증기압(vapor pressure)이하로 되면 부분적으로 증기가 발생하는데 이러한 현상을 공동현상이라 한다. 특히 펌프에서 유체가 임펠러를 통과할 때 회전차 입구에서의 흡입으로 인한 압력저 하가 그 때의 액온에 상당하는 포화증기압 이하로 떨어지면 자연적인 비등현상에 의 해 액중에 용해되어 있는 기체가 미세한 기포로 되어 발생하고 압력의 저하와 함께 기포가 급격히 성장하는데 회전차의 바깥 출구 하류 부분의 압력이 상승된 고압영역 에 이르러서 기포는 파괴된다. 이와 같은 압력의 급변현상에 의하여 소음과 진동이 발생한다. 이것에 의하여 깃의 금속표면에 기계적인 손상이 발생하며(침식) 또한 기 포내에 포함된 산류(酸類)에 의한 화학적인 손상(부식)도 생기는데 대부분의 공동현 상의 침식은 예리한 칼 끝으로 쪼은 것과 같은 작은 구멍이 모인 형태로 되는데 이 것을 피팅(pitting)이라고 부른다. 이와 같은 공동현상은 다음의 결과를 낳게 된다.

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① 소음과 진동 : 기포의 생성과 파괴가 순식간에 반복되므로 그것에 의한 충격파로 인하여 소음과 진동이 수반되고 때로는 운전불능으로 되는 수도 있다. ② 성능의 저하 : 공동현상은 펌프의 회전차 깃 입구 뒷면에서 발생하게 되므로 임 펠러내의 유동이 산만해지고 양정, 효율, 축동력이 함께 급격히 저하한다. 이러한 경향은 깃의 통로가 넓고 짧은, 비속도가 큰 펌 프(축류펌프)일수록 큰 영향을 받는다. ③ 깃의 손상 : 깃의 침식은 성능을 저하시킬 뿐만 아니라 특히 깃의 벽면부분의 결 손(괴식)은 중대한 사고발생으로 이어질 염려가 있기 때문에 공동현 상이 발생된 그대로 장시간 운전을 하는 것은 극히 위험을 초래하게 된다. 공동현상을 방지하기 위해서는 펌프내의 최저압력이 그 때의 액온의 포화증기압이하 로 내려가지 않도록 하여야 한다. 동일한 펌프로 동일한 회전수와 유량을 유지할 경 우 공동현상을 방지하기 위해서는 pumping 한계수위(Lowest Water Level)를 높이거 나 흡입시의 손실수두를 줄여주면 된다. 그러나 펌프를 한 번 기동하여 운전할 때는 가능하면 낮은 수위까지 pumping하는 것이 유리하므로 손실수두를 줄이는 것이 바 람직하다. 따라서 ACC(Anti-Cavitation Cone)를 설치함으로써 손실수두를 경감할 수 있다. (3) 선회류 선회류란 펌프의 흡입 부분에서 발생하는 회전 유동을 말한다. 이러한 선회류가 발생 한다는 것은 펌프의 동력이 필요없는 부분에 사용된다는 것을 나타내므로 결국 성능· 효율의 저하를 가져오게 된다. 따라서 선회류가 일어나지 않도록 하는 것이 바람직한데, ACC에 부착된 격벽이 이러 한 선회류의 발생을 방지하는 효과를 지닌다. 3. 사용 효과 ① ACC는 펌프의 흡입 부분에 수로를 형성해줌으로써, 흡입시 혼류의 발생으로 인한 손실수두를 최소화해준다. 따라서 공동현상의 발생 위험을 줄여주는 효과가 있다. ② 공동현상의 발생 위험을 줄임으로써 pumping 한계수위를 낮출수가 있게 되어, 펌프 를 한 번 기동하여 더 많은 물을 pumping할 수 있으며, 결국 펌프의 기동 횟수를 줄일 수 있다. ③ 흡입 부분의 흐름을 원활하게 해주고, 공동현상이 발생하더라도 그 정도를 낮춤으로 써 소음·진동을 줄일 수 있다. ④ 선회류의 형성을 방지함으로써, 흡입효율을 향상시키며 결국 펌프의 성능과 효율을 향상시킬 수 있다.

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