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효율 및 양정을 동시에 최적화하는 임펠러 및 디퓨저의 최적화 설계 방법, 이에 의하여 설계된 임펠러 및 디퓨저, 이를 구비한 원심 및 사류 펌프

  • 기술번호 : KST2019022448
  • 담당센터 : 경기기술혁신센터
  • 전화번호 : 031-8006-1570
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 임펠러 및 디퓨저의 최적화 설계 방법을 제공한다. 임펠러 및 디퓨저의 최적화 설계 방법은 임펠러 및 임펠러와 연결되어 임펠러를 통해 유입된 유체를 외부로 배출시키는 디퓨저를 동시에 최적화하여 양정을 만족시키고 동시에 효율을 향상시키기 위해서 임펠러 및 디퓨저의 형상을 고려하여 설계변수 및 목적함수 결정 단계; 목적함수의 값에 영향을 미치는 주요 설계 변수 결정 단계; 목적함수의 값을 최적화 할 수 있는 최적의 설계 변수조건 파악 단계 및 최적의 설계변수 조건으로 반응표면기법을 이용하여 임펠러 및 디퓨저의 최적화 형상도출 단계를 포함한다.
Int. CL F04D 29/38 (2006.01.01) F04D 29/44 (2006.01.01) G06F 17/50 (2006.01.01)
CPC F04D 29/38(2013.01) F04D 29/38(2013.01) F04D 29/38(2013.01)
출원번호/일자 1020160103739 (2016.08.16)
출원인 한국생산기술연구원
등록번호/일자 10-1807418-0000 (2017.12.04)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20171208) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2016.08.16)
심사청구항수 13

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국생산기술연구원 대한민국 충청남도 천안시 서북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 최영석 대한민국 경기도 광명시 오리로 ***,
2 김성 대한민국 충청남도 천안시 서북구
3 이경용 대한민국 충청남도 천안시 동남구
4 김진혁 대한민국 인천광역시 연수구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인이룸리온 대한민국 서울특별시 서초구 사평대로 ***, *층 (반포동)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국생산기술연구원 대한민국 충청남도 천안시 서북구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2016.08.16 수리 (Accepted) 1-1-2016-0793002-24
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2017.07.11 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2017.09.05 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2017-0138757-95
4 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2017.09.15 수리 (Accepted) 1-1-2017-0898221-35
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2017.09.27 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0682580-03
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2017.11.01 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2017-1084908-02
7 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2017.11.01 수리 (Accepted) 1-1-2017-1084909-47
8 등록결정서
Decision to grant		 2017.11.23 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0819553-49
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2018.07.02 수리 (Accepted) 4-1-2018-5123030-77
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번호 청구항
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임펠러 및 상기 임펠러와 연결되어 상기 임펠러를 통해 유입된 유체를 외부로 배출시키는 디퓨저를 동시에 최적화하여 양정을 만족시키고 동시에 효율을 향상시키는 임펠러 및 디퓨저의 최적화 설계 방법으로서,상기 임펠러 및 상기 디퓨저의 형상을 고려하여 설계변수 및 목적함수 결정 단계; 상기 목적함수의 값에 영향을 미치는 주요 설계 변수 결정 단계;상기 목적함수의 값을 최적화 할 수 있는 최적의 설계 변수조건 파악 단계 및상기 최적의 설계변수 조건으로 반응표면기법을 이용하여 상기 임펠러 및 디퓨저의 최적화 형상도출 단계를 포함하되,상기 임펠러 및 디퓨저의 형상을 고려하여 설계 변수 및 목적함수 결정 단계에서 비속도는 설계 사양인 유량(Q), 양정(Ht) 및 회전수(N)에 의해 결정되고, 상기 비속도는 150 내지 1200 Ns이내이며,상기 임펠러 및 디퓨저의 형상을 고려하여 설계 변수 및 목적함수 결정 단계에서 상기 목적함수는 상기 임펠러 및 디퓨저의 성능을 분석하기 위한 양정(Ht) 및 효율(ηt)이고,상기 임펠러 및 디퓨저의 설계변수 결정 단계는상기 임펠러의 3차원 형상을 생성하기 위해 상기 임펠러의 날개 형상을 표현하는 임펠러 자오면 설계변수 결정단계;상기 디퓨저의 3차원 형상을 생성하기 위해 상기 디퓨저의 날개 형상을 표현하는 디퓨저 자오면 설계변수 결정단계;상기 임펠러의 날개 각도를 표현하는 상기 임펠러 날개각 설계변수 결정단계 및 상기 디퓨저의 날개 각도를 표현하는 상기 디퓨저 날개각 설계변수 결정단계를 포함하고,상기 디퓨저의 자오면 설계변수 결정단계에서 상기 디퓨저의 자오면 설계변수는 디퓨저 입구부에서 허브부분의 반경(R3_h), 디퓨저 날개전단에서의 날개폭(b3), 디퓨저 날개전단의 기울어진 각(φ3), 디퓨저 최외각 지점에서의 반경(R4h), 디퓨저 최외각 지점에서의 날개폭(b4), 디퓨저 최외각 지점에서의 기울어진 각도(φ4), 디퓨저 출구부에서의 반경(R5h), 디퓨저 출구부에서의 날개폭(b5), 디퓨저 출구부에서의 기울어진 각도(φ5), 허브측 디퓨저 입구부 조정점(%CP1h), 허브측의 제1,2 디퓨저 최외각 지점 조정점(%CP2h,%CP3h), 허브측 디퓨저 출구부 조정점(%CP4h), 디퓨저 입구부의 허브 곡선이 수평선과 이루는 각도(θ1h), 디퓨저 출구부의 허브 곡선이 수평선과 이루는 각도(θ4h), 쉬라우드측에서의 디퓨저 입구부 조정점(%CP1s), 쉬라우드측에서의 제1,2 디퓨저 최외각 지점 조정점(%CP2s,%CP3s), 쉬라우드측에서의 디퓨저 출구부 조정점(%CP4s), 디퓨저 입구부의 쉬라우드 곡선이 수평선과 이루는 각도(θ1s), 및 디퓨저 출구부의 쉬라우드 곡선이 수평선과 이루는 각도(θ4s)를 포함하는 임펠러 및 디퓨저의 최적화 설계 방법
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제1 항에 있어서, 상기 임펠러 자오면 설계변수 결정단계에서 상기 임펠러의 자오면 설계 변수는 상기 임펠러의 입구부에서 허브 부분의 반경(R1_h), 상기 임펠러의 입구부에서 쉬라우드 부분의 반경(R1_s), 상기 임펠러 날개 전단의 기울어진 각도(φ1), 상기 임펠러 출구부의 직경(R2), 상기 임펠러 날개 후단(trailing edge)에서의 날개폭(b2), 날개 후단의 기울어진 각도(φ2) 및 쉬라우드 입구부와 출부구의 축 방향 길이(Ztip)를 포함하는 임펠러 및 디퓨저의 최적화 설계 방법
6 6
제5 항에 있어서, 상기 임펠러의 자오면 설계 변수는 상기 임펠러의 쉬라우드 곡선이 수평선 및 수직선과 이루는 입구부 각과 출구부 각(θ1_s, θ2_s), 상기 임펠러의 허브 곡선이 수평선 및 수직선과 이루는 입구부 각과 출구부 각(θ1_h, θ2_h) 상기 임펠러 출구부 허브와 쉬라우드에서의 직선 부분의 길이(%L_h, %L_s), 출구부의 직선 구간이 끝나는 지점에서 상기 임펠러 입구부까지 베지어 커브를 생성하기 위한 쉬라우드 입구부 조정점 및 출구부 조정점(%CP1_s, %CP2_s) 및 허브 입구부 조정점 및 출구부 조정점(%CP1_h, %CP2_h)을 더 포함하는 임펠러 및 디퓨저의 최적화 설계 방법
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제6 항에 있어서,상기 임펠러의 날개각 설계변수 결정단계는자오면 곡선의 총길이 M_total_(h,m,s), 출구부 시작점 TE start point, 임펠러의 스윕각과 평균된 반경의 곱 r_theta_total_(h,m,s), 입구각 beta1_(h,m,s), 출구각 beta2_(h,m,s), 입구 직선부의 길이 %beta_LE_(h,m,s), 출구 직선부의 길이 %beta_TE_(h,m,s), 출구부에서 회전방향으로 기울어진 각 d_theta(m,h), 입구 부분의 조정점 %CP_LE_(h,m,s) 및 출구부분의 조정점 %CP_TE_(h,m,s)을 포함하는 임펠러의 최적화 설계 방법
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제7 항에 있어서,상기 디퓨저의 날개각 설계변수 결정단계에서 상기 날개 전개도 설계 변수는 출구부 시작점(TE startpoint), 디퓨저의 스윕각과 평균된 반경의 곱(r_theta_total), 입구각(beta1_(h,m,s)), 출구각(beta2_(h,m,s)), 입구 직선부의 길이(%beta_LE_(h,m,s)), 출구 직선부의 길이(%beta_TE_(h,m,s)), 출구부에서 회전방향으로 기울어진 각(d_theta(h,s)), 입구 부분의 조정점(%CP_LE_(h,m,s)), 및 출구부분의 조정점(%CP_TE_(h,m,s)을 포함하는 임펠러 및 디퓨저의 최적화 설계방법
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제9 항에 있어서,상기 설계 변수 값에 영향을 미치는 주요 설계 변수 결정 단계에서 상기 주요 설계변수는 상기 목적함수 값에 영향을 미치는 상기 임펠러 허브의 출구각(i_beta2_h), 상기 임펠러 쉬라우드의 출구각(i_beta2_s), 상기 디퓨저 허브의 입구각(d_beta1_h) 및 상기 디퓨저 쉬라우드의 입구각(d_beta1_s)인 임펠러 및 디퓨저의 최적화 설계 방법
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제10 항에 있어서,상기 주요 설계변수를 제외한 나머지 설계 변수들은 2k 요인실험법(factorial designs) 및 상기 반응표면기법(response surface method)을 통해서 나온 결과값 중에서 최적화 된 값으로 고정시키는 임펠러 및 디퓨저의 최적화 설계 방법
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제10 항에 있어서,상기 목적함수 값을 최적화 할 수 있는 최적의 설계 변수의 조건을 파악하는 단계에서는 상기 비속도는 동일하고, 입구부 허브의 시작점(S1_h)은 반경 방향으로 동일한 축(C2)으로 고정되고, 입구부의 면적 및 임펠러 날개 전단의 기울어진 각도(φ1)가 동일하며, 입구부에서 허브 부분의 내경(R1_h)은 동일하고, 입구부에서 쉬라우드 부분의 내경(R1_s)은 상기 임펠러의 쉬라우드 곡선이 수평선 및 수직선과 이루는 입구부 각(θ1_s)을 동일하게 고정하는 임펠러 및 디퓨저의 최적화 설계 방법
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제12 항에 있어서,상기 목적 함수 값을 최적화할 수 있는 최적의 설계변수 조건파악 단계에서 상기 임펠러 허브의 출구각(i_beta2_h)은 27도 내지 35도이고, 임펠러 쉬라우드의 출구각(i_beta2_s)은 12도 내지 20도이며, 디퓨저 허브의 입구각(d_beta1_h)은 139도 내지 147도이고, 디퓨저 쉬라우드의 입구각(d_beta1_s)은 146도 내지 154도인 임펠러 및 디퓨저의 최적화 설계 방법
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제13 항에 있어서,상기 최적의 설계 변수 조건으로 반응표면기법을 이용하여 상기 임펠러 및 디퓨저의 최적화 형상을 도출 단계에서 상기 반응표면기법을 이용하여 양정 및 효율이 동시에 만족하는 상기 임펠러 허브 출구각(i_beta2_h), 상기 임펠러 쉬라우드 출구각(i_beta2_s), 상기 디퓨저 허브 입구각(d_beta1_h), 상기 디퓨저 쉬라우드 입구각(d_beta1_s)을 도출하는 임펠러 및 디퓨저의 최적화 설계 방법
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제1 항, 제5 항 내지 제7 항, 제9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 임펠러 및 디퓨저의 최적화 설계 방법에 의하여 설계된 임펠러 및 디퓨저
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제15 항에 따른 임펠러 및 디퓨저;상기 임펠러가 내부에 설치되고, 상기 임펠러의 전방으로 유체가 흡입되도록 형성된 흡입구 및 상기 임펠러의 외주부로 상기 흡입된 유체가 배출되도록 형성된 배출구를 구비하는 케이싱;을 포함하는 원심 펌프
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제15 항에 따른 임펠러 및 디퓨저;상기 임펠러가 내부에 설치되고, 상기 임펠러의 전방으로 유체가 흡입되도록 형성된 흡입구 및 상기 임펠러의 외주부로 상기 흡입된 유체가 배출되도록 형성된 배출구를 구비하는 케이싱;을 포함하는 사류 펌프
지정국 정보가 없습니다
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 산업통상자원부 한국생산기술연구원 기계산업핵심기술개발사업 비속도 150-1200급 원심 및 사류펌프 설계기술 개발