펌프(pump)는 액체 및 공기 등을 한쪽 구멍에서 흡입한 후 다른 쪽 구멍으로 토출하도록 만든 기계이다. 유체를 낮은 곳으로부터 높은 곳으로 또는 수평적으로 위치를 이동시킨다. 유체에는 압축성 유체인 기체와 비압축성 유체인 액체가 있는데 펌프에 사용되는 유체는 비압축성인 기름과 물이다. 유압펌프는 점성을 갖는 기름을 사용하여 압력을 발생시키고 이 압력을 동력 발생원으로 삼아 기구 구동을 위한 유량과 압력을 기교있게 제어한다.
펌프 내부에서는 낮은 압력에서 높은 압력으로 액체가 이동하고, 이 과정에서 에너지를 추가하여 입구와 출구 사이에 큰 압력차를 만든다. 압력 생산방식에 따라 피스톤펌프, 기어펌프, 베인펌프, 지로터펌프 등으로 구분된다.
피스톤펌프
피스톤펌프(piston pump)는 3,000psi 이상의 높은 압력에 사용하고 있다. 큰 힘을 발휘하는 항공기 엔진의 동력과 연결된다. 회전 경사판과 다수의 피스톤으로 구성되어 있다. 다른 형식의 펌프에 비해 맥동이나 소음이 큰 것이 단점으로 작용하지만 고압 및 대용량에 적합하여 토목건설기계, 선박하역기계, 특수차량 등에 많이 쓰인다. 가격이 비교적 저렴하다. 1,500psi 이하의 낮은 압력에는 기어펌프, 베인펌프, 지로터 펌프를 사용한다.
기어펌프
기어펌프(gear pump)는 용량이 일정한 펌프이다. 하우징 내부에 회전하는 2개의 톱니 바퀴가 맞물려 있다. 동력장치에 의해 회전하는 구동기어(driving gear)와 접촉해 있는 피동기어(driven gear)가 따라 회전한다. 펌프 내부로 들어온 유압유가 기어와 하우징 사이의 좁은 틈을 지나면서 큰 힘을 받아 펌프 밖으로 빠져나간다.
베인펌프
베인펌프(vane pump)는 회전 몸통에 리브(rib) 형식의 바람개비 형상이 붙어 있어 유압유를 회전 운동시킨다. 펌프 내부로 들어온 유압유는 바람개비 공간을 채우고 원심력의 작용으로 빠른 속도로 회전하면서 도는 방향에 따라 펌프 밖으로 배출된다. 베인펌프는 맥동이나 소음도 적고 사용수명이 길어서 공작기계, 사출성형기, 자동차 등에 많이 쓰이고 있다.
지로터펌프
지로터펌프(gerotor pump)는 유량이 모터의 회전속도에 비례하는 용적펌프이다. 트로코이드 곡선(trochoid, 원이 직선 위를 굴러갈 때, 이 원의 일정한 점 하나가 그리는 곡선)을 응용한 모터이며, 편심되어 있는 2개의 로터(inner rotor와 outer rotor)가 회전하면서 벌어진 틈새 공간으로 유체를 이동시킨다. 2개의 로터는 어떤 경우에도 결속되어 있다. 회전방향에 따라 유체가 차지하는 공간이 흡입부에서는 커졌다가 토출구에서는 작아진다. 소결 기술의 발달로 가공정밀도가 좋아져 지로터펌프의 소형화가 가능하다. 전단응력과 소음이 작아서 다양한 윤활계통에 사용된다.
최근에는 복잡한 제어와 고속화, 고압화, 저소음화 등 고성능 펌프의 수요가 증가하고 있다. 펌프는 회전운동이나 직선운동에 의해 압력을 발생시키는 기구이므로 효율을 극대화하기 위해서는 누설이 없도록 부품의 정밀도와 내마모성을 유지해야 한다.
참고
psi는 영미 단위계에 기반한 압력 단위로 1제곱인치 면적에 가해지는 힘(파운드)의 크기이다. 프사이라고 읽는다. 1psi는 SI 단위계 기준으로 6,805pa에 해당된다. 타이어 공기압을 나타내는데 널리 사용된다. 대기압은 약 14.7psi이다.