|
출처 : http://kr.blog.yahoo.com/b612sun/73.html
펌프의 역사 펌프의 이용은 역사적으로 관계(灌漑)의 필요성에 의하여 시작되었으며, 옛날부터 세계 각국에서 여러 형태의 양수기(揚水機)가 사용되어 왔다. 기원전 1500년경 이집트에서는 방아 두레박이가 사용되었고, 기원전 1000년경 유프라테스강과 나일강 유역에서는 바퀴에 다수의 용기를 달아 강물을 퍼 올리는 양수수레가 사용되었다고 전해진다. 인간과 동물의 힘을 동력원으로 하던 양수기는 시대의 흐름에 따라 11세기부터는 자연동력, 즉 수력과 풍력을 이용한 수차와 풍차로, 그리고 다시 증기기관으로 변천되었다. 그림 1.1은 기원전 3세기경 아르키메데스(Archimedes)가 고안한 나사펌프(screw pump)와 이를 이용한 양수기를 나타낸다. 수차동력을 이용하여 수차축에 부착된 기어로 나사펌프축을 회전시켜 물을 양수하는 구조로 되어있다.
그림 1.1 아르키메데스의 나사펌프와 이를 이용한 양수기 이 펌프는 유럽에서 동력을 동물이나 풍력으로 변화시키면서 15세기까지 널리 사용되었다. 16세기에 이르러서는 관개뿐 아니라 도시급수, 광산의 배수 등이 중대한 문제로 등장하여 펌프의 개량과 발달을 촉진하게 되었다. 이태리출신의 군사기술자인 라멜리(Remeli)가 1588년에 파리에서 출판한 르네상스를 대표하는 기계도집인 [여러가지 교묘한 기계, Le Diverse et Artificose Machine, 그림 1.2]이나 야곱. 다.스트랏다(1616년)의 [물.바람.동물로 움직이는, 또는 손으로 움직이는 모든 종류의 기계 및 아릅답고 유요한 펌프]등의 목판화로 삽화를 넣은 안내서에는 이미 현재 사용되고 잇는 대부분의 펌프에 대한 원리도와 그 작용이 기재되어 있다. 특히 마멜라는 그림 1.3과 같은 왕복형 펌프와 회전형 펌프를 고안하였으며, 그중 왕복형 펌프는 일정방향으로 회전하는 수차와 간헐치차에 의해 2대의 펌프가 교대로 작동하고 거의 연속으로 물을 높은 곳으로 양수할 수 있다. 수차의 날개는 곡선형상으로 되어있고, 이는 이후 터빈의 전신이 되는 최초의 성과가 되었다. 그러나 정밀한 공작, 고속운전 등의 어려움 때문에 발전이 부진하다가 선박을 주체로 하는 가공기계와 가죽제 패킹 등의 발명이 이에 더하여 비로서 실용화가 이루어지게 되었다.
16세기에서 17세기에 걸쳐 습지의 간척, 운화의 굴삭, 광산의 개발 등에 따른 배수문제와 인구의 급증에 따른 도시에서의 급수문제로 인해 급수와 배수는 기술상의 중요한 문제로 대두되고, 이 시기의 선단 기계는 따라서 펌프와 수차였다. 이로 인해 많은 개발과 연구가 이루어지게 되었다. 17, 18세기에는 증기기관과 결합한 와트(watt)의 왕복형 펌프가 출현되고, 플런저펌프도 이 무렵에 고안되었다. 1750년에는 오일러(Euler)가 그의 저서 [해석적으로 취급한 운동의 과학]에서 유체운동해석의 출발점이 되는 오일러의 기초방정식을 포함한 터보기계의 기초이론을 발표하였다. 이것은 운동의 과학을 대수적으로 취급한 최초의 서적으로 운동방적식의 정식화와 해석방법을 제시하고 있다. 또한 오일러의 1754년에 발표한 논문 [물의 반동으로 움직이는 기계]에서 그림 1.4의 반동터빈이론을 제시하고 캐비테이션(cavitaton)을 설명하고 있다. 이는 현대의 프랜시스터빈의 효율이 80%정도인 점을 고려하면 대단한 성과이다.
오일러에 의해 추구된 원심펌프의 이론을 19세기 초에 펌프로서 실제화하였으며, 그림 1.5 (a)와 같은 직선형 날개(vane, 깃)으로부터 그림 1.5(b)와 같은 곡선형으로 개선되어 효율이 증진되었고, 나선형 케이싱(spiral casing)도 제안 되었다.
19세기 후반에는 와류실(渦流室), 안내날개(guide vane) 그리고 다단펌프도 제작되었다. 특히 19세기 말에는 전력이용의 발달에 따라 원심펌프의 사용이 더욱 광범위하게 되었으며, 제조회사가 설립되기 시작하였고, 오늘날에는 이루 헤아릴 수 없는 많은 종류의 펌프가 넓은 범위에 사용되고 있으며 특히 대형화, 고속화 및 고효율화가 추구되고 있다. |
