나사 펌프

나사 펌프 또는 스크루 펌프(screw pump)는 하나 또는 여러 개의 나사를 사용하여 알갱이 형태의 고체 또는 액체를 나사 축을 따라 이동시키는 용적형 펌프이다.

 역사 
나사 펌프는 가장 오래된 용적형 펌프이다. 물 나사 또는 나사 펌프에 대한 최초의 기록은 기원전 3세기 이전의 고대 이집트로 거슬러 올라간다. 나일강에서 물을 끌어올리는 데 사용된 이집트 나사는 실린더 주위에 감긴 튜브로 구성되어 있었다. 전체 장치가 회전하면서 물이 나선형 튜브 안에서 더 높은 곳으로 올려졌다. 이집트의 나중 나사 펌프 설계는 단단한 목재 실린더 외부에 나선형 홈을 파고, 실린더를 홈 사이의 표면을 밀접하게 덮는 판이나 금속 시트로 덮는 방식이었다.

아시리아의 왕 센나케립 (기원전 704–681년)의 쐐기 문자 비문은 스테파니 달레이Stephanie Dalley, The Mystery of the Hanging Garden of Babylon: an elusive World Wonder traced, (2013), OUP 에 의해 약 350년 전에 청동으로 물 나사를 주조한 것을 묘사한 것으로 해석되었다. 이는 스트라본이 공중정원이 나사로 물을 공급받았다고 묘사한 고전 작가와 일치한다.

나사 펌프는 나중에 이집트에서 그리스로 전파되었다. 아르키메데스는 기원전 234년경 이집트를 방문했을 때 이를 설명했다. 이는 헬레니즘 문명 시대 이전에는 이 장치가 그리스인들에게 알려지지 않았음을 시사한다.

 설계 

세 가지 주요 형태가 존재한다. 가장 간단한 형태(아르키메데스 나선양수기 또는 '물 나사')에서는 단일 나사가 원통형 구멍 안에서 회전하여 나사 부분의 상단에 마치 국자처럼 일부 물질을 중력으로 가두고, 나사 축을 따라 점진적으로 물질을 이동시켜 상단에서 배출한다. 이 고대 건축물은 관개 시스템과 곡물 및 기타 고체를 운반하는 농업 기계와 같은 많은 저기술 응용 분야에서 여전히 사용된다. 두 번째 형태는 다르게 작동한다. 갇힌 물질 주머니를 다른 나사에 압착한다. 이 형태는 현대에 '나사 펌프'라는 용어로 일반적으로 지칭되는 것이다. 세 번째 형태(프로그레시브 캐비티 펌프 또는 편심 나사 펌프)는 나사를 편심적으로 회전시켜 갇힌 물질 주머니를 구멍 벽에 압착한다.

모든 용적형 펌프와 마찬가지로 다양한 종류의 나사 펌프는 어떤 방식으로든 물질의 부피를 가둔 다음 이를 이동시키는 방식으로 작동한다. 이 기능을 달성하기 위해 나사 또는 구멍을 형성하는 수많은 방법이 있으며, 함께 작동하는 나사의 수는 많을 수 있다. '나사 펌프'라는 용어는 이러한 모든 유형을 총칭한다. 그러나 이러한 일반화는 다양한 '나사' 구성이 각각 다른 장점과 설계 고려 사항을 가지고 있다는 점을 인식하지 못하여 함정이 될 수 있다. 이는 다양한 종류가 매우 다른 사용 사례, 재료 유형, 유량 및 압력에 적합하게 만든다.

나사 펌프의 가장 일반적인 구성 중 하나는 3축 나사 펌프이다. 세 개의 나사가 서로 맞물려 나사의 홈에 펌프될 액체 주머니를 형성한다. 나사가 반대 방향으로 회전하면 펌프될 액체가 나사 축을 따라 이동한다. 두 개, 세 개 또는 어떤 수의 나사도 특별한 것은 아니다. 주머니는 어쨌든 형성된다. 두 개보다 세 개의 축이 사용되는 이유는 중앙 나사가 모든 측면에서 대칭적인 압력 부하를 경험할 수 있기 때문이다. 이렇게 하면 중앙 나사가 옆으로 밀리거나 휘지 않도록 보장하여, 주 축의 반경 방향 베어링이 반경 방향 힘을 흡수할 필요가 없다. 두 개의 측면 나사는 펌프될 액체 자체로 윤활되는 내부적으로 숨겨진 자유 부유 롤러로 만들 수 있으므로 해당 축에 베어링이 필요하지 않다. 이는 기계의 밀봉 및 베어링이 고장의 일반적인 원인이기 때문에 일반적으로 바람직하다.

3축 나사 펌프는 윤활 특성을 가진 점성 유체의 운송에 가장 자주 사용된다. 이들은 연료 분사, 오일버너, 부스팅, 수리학, 연료, 윤활, 순환, 공급, 그리고 해양 시설에서 고압 점성 유체를 펌핑하는 등 다양한 응용 분야에 적합하다.

다른 다양한 펌프와 비교할 때 나사 펌프는 여러 장점이 있다. 펌프될 유체는 난류 없이 축 방향으로 움직이며, 이는 점성 유체에서 발생할 수 있는 거품 발생을 제거한다. 또한 유량 손실 없이 더 높은 점성도의 유체를 펌프할 수 있다. 또한 압력 차이의 변화는 다른 다양한 펌프에 비해 나사 펌프에 거의 영향을 미치지 않는다. 동력 축에 대한 역구동도 거의 없으며, 유량 출력은 일반적으로 매우 균일하고 크게 맥동하지 않는다.

 같이 보기 
 스크루 압축기, 나사 펌프와 유사한 가스 압축기.

 각주 

분류:펌프
분류:나사못
분류:이집트의 발명품