KR0131960B1 - 용적형 펌프 - Google Patents

용적형 펌프

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KR0131960B1
KR0131960B1 KR1019940029250A KR19940029250A KR0131960B1 KR 0131960 B1 KR0131960 B1 KR 0131960B1 KR 1019940029250 A KR1019940029250 A KR 1019940029250A KR 19940029250 A KR19940029250 A KR 19940029250A KR 0131960 B1 KR0131960 B1 KR 0131960B1
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Abstract

회전자는 축 단부 상에서 구동하며 축의 회전축에 대해 편심되어 있다. 상기 회전자는 피벗 링의 보어 내에서 회전하며, 이중 작동 펌핑식으로 피벗 링의 보어와 상호 작동하여 축의 매 회전 마다 2 사이클의 펌핑이 이루어지게 한다.

Description

융적형 펌프
제1도는 축 단부의 측면도.
제2도는 제1도의 축 단부의 단부도.
제3도는 제2도의 선 3-3을 따라서 도시한 단면도.
제4도는 피벗 링의 단부도.
제5도는 편심 회전자의 단부도.
제6도는 제5도의 선 6-6을 따라서 도시한 단면도.
제7도는 단부 캡의 단부도.
제8도는 펌프 조립체의 단면도.
제9a도 내지 제9d도는 제8도의 선 9-9를 따라서 축을 90°간격으로 회전시킨 상태에서 도시한 단면도로서,
제9a도는 제8도에 정확히 대응하는 도면.
제10도는 제9c도의 위치에 대체로 대응하는 역회전 상태에 있는 위치를 나타내는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 펌프 12 : 축
12-2 : 쇼올더 12-3 : 축 단부
12-4,12-5 : 홈 12-6,12-8,16-1,16-2,18-2,20-1,20-2, 20-3 : 보어
12-8,12-9 : 통로 14 : 핀
16 : 피벗 링 18 : 회전자
18-5 : 슬롯 20 : 단부 캡
22 : 지지부 24,26 : 볼트
30 : 오일 저장통 32,34 : 챔버
압축기와 같은 유체 기계는 통상적으로는 크랭크축에 결합된 펌핑 구조에 의해 저장통으로부터 토출되는 오일에 의해 윤활된다. 오일을 펌핑하는 데는 통상적으로 원심 펌프 및 지로터(gerotor)와 같은 용적형 펌프들이 이용된다. 스크롤 압축기와 같은 일부 압축기와 관련된 문제점은 운전 정지시에 미스와이어링(miswiring)되고 압축기를 가로지르는 압력이 동일하게 됨에 따라 역방향으로 작동할 수 있다는 것이다. 이러한 상태하에서는 어떤 종류의 오일 펌프는 적절하게 기능하지 않으며, 윤활이 적절하게 이루어지지 않음에 따라 손상이 발생할 수 있다. 역회전 상태에서 적절히 기능하는 오일 펌프는 통상적으로 비교적 복잡하며 고가이다.
용적형 펌프는 편심 회전자의 슬롯과 상호 작동하는 핀을 통하여 축에 의하여 구동된다. 상기 슬롯과 상호 작동하는 상기 핀은 어떤 회전 방향에 대해서도 편심 회전자를 유체 통로에 대해 적절히 상대 위치시켜서 오일이 한 방향으로 펌핑될 수 있게 한다.
본 발명의 목적은 적은 수의 부재를 구비하며 비용이 저렴하며 신뢰성이 높은 용적형 오일 펌프를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 수평형 및 수직형 압축기용으로 적합한 용적형 오일 펌프를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 축의 회전 방향에 따라 유체를 한 방향으로 펌핑하는 펌프를 제공하기 위한 것이다. 이러한 목적과, 이하에서 명확해지게 되는 다른 목적은 본 발명의 기술에 따라 달성된다.
기본적으로 편심 회전자는 축 단부 상에 수용되며 고정점을 중심으로 해서 피벗식으로 회동하는 피벗 링에 의하여 둘러싸인다. 단부 캡은 축 단부와 상호 작동하여 회전자와 피벗 링을 제 위치에 유지시킨다. 축 단부에 고정된 핀은 회전자의 슬롯과 상호 작동하여 상기 회전자를 축의 회전 방향에 일치하게 위치시킨다.
도면을 참고하면, 도면 부호 12는 일반적으로 스크롤 압축기와 같은 유체 기계의 축을 나타낸다. 제1도 내지 제3도에 잘 도시되어 있는 바와 같이, 축(12)는 제1 부분(12-1)과 쇼올더(12-2)에 의해 제1 부분으로부터 분리된 원통형의 직경감소 축 단부(12-3)를 구비한다. 구동 핀(14)는 축(12)의 보어 내에 수용되며 쇼올더(12-2)로부터 축 방향으로 연장된다. 축 방향으로 연장되는 홈(12-4, 12-5)는 축 단부(12-3)의 표면에 형성되어 오일 공급 구조부를 형성한다. 나사 형성부(12-7)을 구비하는 보어(12-6)에 오일이 반경 방향 통로(12-8, 12-9)를 거쳐서 축(12)의 회전 방향에 따라서 공급되어 (도시되지 않음) 윤활이 필요한 베어링 등에 공급된다. 도면 부호 A-A는 보어 (12-6) 및 축(12)의 중심축이다.
제4도를 참고하면, 도면 부호(16)은 피벗 링을 나타낸다. 피벗 링(16)은 지점(B)로 나타낸 중심축을 갖는 보어(16-1)을 구비하는데, 피벗 링(16)은 상기 중심축을 중심으로 해서 피벗식으로 회동한다. 피벗 링(16)은, 각각이 지점(C, D)로 나타낸 중심축을 중심으로 하는 2개의 180°반원형 부분이 지점(C)와 지점(D)의 이격 거리와 동일한 2개의 직선 부분에 의해 결합되어 형성된 제2 보어(16-2)를 구비한다. 제5도 및 제6도에 잘 도시되어 있는 바와 같이, 편심 회전자(18)은 중심이 지점(E) 상에 있으며 직경이 보어(16-2)의 반원형 부분의 직경과 거의 동일한 외부 원통형 표면(18-1)을 구비하는데, 이에 따라 상기 회전자(18)은 보어(16-2) 안에 미끄럼 끼워맞춤되어 밀봉 접촉 상태로 수용된다. 원형 보어(18-2)가 회전자 (18)안에 형성되며, 지점(C)와 지점(D)가 이격된 거리와 동일한 거리로 지점(E)로부터 이격된 중심점(F)를 갖는다. 회전자(18)은, 보어(18-2)와 교차하며 각각 2개의 세그먼트(18-3,18-4)로 형성된 직경 방향 보어를 구비한다. 작동 슬롯(18-5)는 회전자(18)안에 형성되어 구동 핀(14)를 수용한다. 제7도에 잘 도시되어 있는 바와 같이, 단부 캡(20)은 중앙 보어(20-1)과, 홈(12-4, 12-5)에 각각이 정렬된 2개의 보어(20-2, 20-3)을 구비한다.
조립된 펌프 조립체(10)은 제8도 및 제9a도에 잘 도시되어 있다. 축 단부(12-3)은, 구동 핀(14)가 슬롯(18-5) 안에 위치하도록 하고 보어(16-2)가 피스톤 역할을 하는 회전자(18)용의 실린더 또는 피스톤 챔버 역할을 하도록 피벗 링(16)의 보어(16-2)안에 수용된 회전자(18)에 의해 둘러싸인다. 피벗 핑(16)은 펌프 단부 지지부(22) 등에 볼트(24)에 의해 적절히 피벗 회동식으로 체결된다. 선택적으로는, 미끄럼 끼워맞춤으로 지지부(22) 안에 가압되며 보어(16-1) 안으로 연장하는 핀은 링(16)이 피벗식으로 회동할 수 있게 한다. 단부 캡(20)은 보어(20-2, 20-3) 각각이 홈(12-4, 12-5)와 정렬되도록 하기 위하여(도시되지 않은) 꽂음핀(dowel pin) 또는 조립 고정구에 의하여 축(12)에 대하여 적절히 위치된다. 볼트(26)은 보어(20-1) 안에 수용되어 보어(12-6)의 나사 형성부(12-7) 안으로 나사 체결되어서 회전자(18)과 피벗 링(16)이 쇼올더(12-2)와 단부 캡(20) 사이에 고정되도록 하고 또한 상호 작동하여 흡입 및 토출 챔버를 형성하도록 한다. 이에따라 축 단부(12-3) 상에서 구동하는 회전자(18)은 축(12)의 외전축(A-A)에 대해 편심하게 한다. 이러한 것은 도시된 바와 같이 회전자(18)의 보어(18-2)의 중심축(F-F)를 중심축(E-E)로부터 편심시키거나 또는 회전자가 위에서 구동하는 축 단부(12-3)을 축(12)의 중심축(A-A)에 대해 동일한 크기 만큼 편심시킴으로써 달성된다. 축(12)는 축 단부(12-3)이 회전자(18)의 보어(18-2) 안으로 미끄럼 끼워 맞춤되도록 기계 가공된다. 쇼올더(12-2)는 펌프 조립체(10)의 축측면을 밀봉시킬 수 있도록 피벗 링(16)의 보어(16-2)의 직경 보다 커야 한다. 이렇게 되지 않는 경우에는 적절한 링 등을 축(12)에 부착하여 상기와 같은 밀봉을 마련한다. 피벗 링(16)은 펌프 하우징에 대해 견고하게 부착된 볼트(24) 상에서 피벗식으로 회동한다. 링(16)은 회전자(18)이 편심되기 때문에 피벗 회동이 자유로워야 한다. 선택적으로, 링(16)은 활주 블록의 경우 처럼 대향하는 2개의 외부 측면 상에서 납작하게 형성되어 하우징의 내측에서 피벗 회동이 아닌 왕복 운동을 할 수 있다.
제9a도와 대응하는 제8도를 참고하면, 저장통(30)으로부터 나온 오일은 보어(20-3), 홈(12-5) 및 보어(18-4)를 거쳐서 흡입 챔버 역할을 하는 챔버(32) 안으로 들어간다. 토출 챔버 역할을 하는 챔버(34) 안의 오일은 보어(18-3)과 보어(12-8)을 거쳐서 보어(12-6) 안으로 펌핑되는데, 이 보어(12-6)으로부터 윤활을 요하는 베어링 등으로 오일이 들어간다.
축(12)를 90°간격으로 회전시켜 도시한 제9a도 내지 제9d도를 참고하면, 구동 핀(14)는 슬롯(18-5)의 한쪽 끝에, 구체적으로는 제9a도 내지 제9d도에서의 반시계 방향의 끝에 위치하고 있음을 우선 알 수 있다. 축(12)이 도시된 바와 같이 반시계 방향으로 회전하면 구동 핀(14)는 슬롯(18-5)의 반시계 방향의 단부와 맞물린 상태에서 축(12)와 함께 회전하면서 편심 회전자(18)을 반시계 방향으로 구동시킨다. 외부 원통형 표면(18-1)의 중심축(E-E)는 보어(18-2)의 중심축(F-F)에 대해서 편심되어서 결국 축(12)의 중심축(A-A)와 동축을 이루므로 회전자(18)은 보어(16-2) 내에서 링(16)의 피벗 회동에 의해 마련되는 이중 펌핑 작동 상태로 효과적으로 왕복 운동한다. 이렇게 되면 축(12)의 1회전 당 2사이클의 펌핑이 이루어진다.
제8도와 관련하여 설명한 바와 같이 제9a도는 동기적인 흡입 및 토출 행정을 나타낸다. 저장통(30)으로부터 나온 오일은 홈(12-5) 및 보어(18-4)를 거쳐서 챔버(32)에 공급되고, 챔버(34) 내의 오일은 보어(18-3) 및 보어(12-8)을 거쳐서 보어(12-6)으로 펌핑되고 여기서부터 베어링으로 들어간다. 제9a도와 비교할 때 제9b도는 제9a도에서 발생한 흡입 및 토출 과정의 완료를 나타내는 것이다. 보어(18-3, 18-4)는 보어(16-2)의 벽에 의해 효과적으로 차단된다. 축(12)와 회전자(18)이 제9b도 위치로부터 반시계 방향으로 더 회전하면, 챔버(32)에 의해 한정되어 폐쇄된 공간과 보어(18-3) 사이가 연통되어 상기 폐쇄된 공간(32) 안의 오일은 보어(18-3), 보어(12-8) 및 보어(12-6)을 거쳐서 윤활이 요구되는 부재로 토출되게 된다. 제9c도는 각각이 흡입 및 토출 챔버 역할을 하는 챔버(32) 및 챔버(34)가 반대로 기능하는 것을 제외하고는 제9a도와 유사하다. 제9c도의 흡입 및 토출 과정이 제9a도와 다르지만 제9d도는 제9b도와 유사하게 흡입 및 토출 과정의 완료를 나타내는 것이고, 반시계 방향으로 더 회전하면 챔버(34)에 의해 한정된 폐쇄된 공간은 보어(18-3)과 연통하여 토출된다.
본 발명의 주요 이점은 축(12)가 역회전 할 때에도 작동된다는 것이다. 제10도는 역방향인 시계 방향 회전 위치를 나타내는 거이다. 축(12)가 시계 방향으로 회전하면 핀(14)는 슬롯 (18-5)의 시계 방향 단부와 맞물려서 회전자(18)이 시계 방향으로 회전하게 된다. 시계 방향으로 회전하는 상태하에서는 반시계 방향으로 회전할 때와 비교하면 보어(20-2)와 홈(12-4)는 흡입 통로가 되고, 보어(12-9)와 보어(12-6)은 토출 통로가 된다. 또한 슬롯(18-5)는 약 45°의 범위 내에 있기 때문에 부재의 환상 위치는 다르다. 제9c도와 제10도를 구체적으로 비교하면, 핀(14)와 보어(12-8, 12-9)는 동일 위치에 위치하지만 보어(18-3, 18-4)는 45°이동되어 있으며, 제10도는 제9d도의 사이클과 제9a도의 사이클의 대략 중간쯤에 있는 흡입/토출의 초기 단계에 있는 것이다. 그렇지만, 펌프 조립체(10)은 어느 방향으로 회전하더라도 동일한 기능을 한다.
본 발명의 양호한 실시예를 예시하고 설명하였지만, 당업자들은 이와 다르게 변경할 수 있다. 일예로, 도면에서는 압축기를 수평형으로 특정하였지만 본 발명은 또한 수직형 압축기에도 적합하다. 더욱이, 펌프는 축(12)의 직경 감소부에 의해 지지될 필요가 없고 그 대신에 지지부(22)를 확장시켜 쇼올더(12-2)의 기능을 하게 할 수 있다. 또한, 홈(12-4, 12-5)는 보어(20-2, 20-3)을 거쳐서 오일 저장통(30)과 바로 연통하게 하지 않고 지지부(22)에 형성된 환형부와 같은 오일 공급 구조체와 연통되게 하여 저장통 또는 오일 공급부로부터 오일을 공급받게 할 수 있다. 슬롯(18-5)는 원호형이 되게 할 필요가 없고 노치형으로 대체할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 특허 청구의 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (8)

  1. 오일 공급부를 구비하는 유체 기계용 용적형 펌프(10)에 있어서, 회전 축(A-A)와 오일 공급 및 분배 수단(12-4, 12-5, 12-6, 12-8, 12-9)를 구비하는 축(12)와, 상기 축 상에 구동 가능하게 수용되며 상기 회전 축에 대해 편심 위치된 회전자 수단(18)과, 상기 회전자 수단이 상기 회전축에 대해 편심 위치되는 거리의 범위에 대응하는 직선부에 의하여 결합된 한 쌍의 반원형 부분에 의하여 한정되며 상기 회전자 수단을 수용하여 이 회전자 수단과 상호 작동하여 적어도 하나의 폐쇄된 공간(32, 34)를 한정하는 보어(16-2)를 구비하는 실린더(16)을 한정하는 수단과, 상기 오일 공급 및 분배 수단과 상호 작동하여 흡입 행정 중에는 오일을 상기 오일 공급부로부터 상기 폐쇄된 공간으로 공급하고 토출 행정 중에는 상기 폐쇄된 공간으로부터 상기 오일 분배 수단으로 공급하는 상기 회전자 수단 내의 오일 통로 수단(18-3, 18-4)를 포함하며, 상기축은 회전자 수단에 대해 제한된 회전 운동을 하고, 상기오일 공급 수단과 상기 오일 분배 수단 각각은 한쌍의 교호 유동 통로(18-3, 18-4)를 포함하여 흡입 행정 중에는 오일을 상기 오일 공급부로부터 상기 폐쇄된 공간으로 공급하고 또한 토출 행정 중에는 오일을 폐쇄된 공간으로부터 상기 오일 분배 수단으로 공급하는 상기 한 쌍의 교호 유동 통로가 상기 축의 역회전 시에 한 쌍의 교호 유동 통로의 통로들 사이에서 반대의 기능을 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 용적형 펌프.
  2. 제1항에 있어서, 2 사이클의 펌핑이 상기 축의 매 회전시 마다 일어나는 것을 특징으로 하는 용적형 펌프.
  3. 제1항에 있어서, 상기 회전자 수단은 상기 회전자 수단 내의 슬롯(18-5)와 상기 축에의해 지지되는 핀(14) 사이에서의 상호 작동을 거쳐서 구동 가능하게 수용되는 것을 특징으로 하는 용적형 펌프.
  4. 제1항에 있어서, 상기 회전자 수단은 상기 축을 수용하는 편심 위치된 보어(18-2)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 용적형 펌프.
  5. 제4항에 있어서, 상기 회전자 수단 내의 상기 오일 통로 수단은 한 쌍의 반경 방향으로 연장된 보어를 포함하는 것을 특징으로 하는 용적형 펌프.
  6. 제1항에 있어서, 상기 실린더를 한정하는 수단은 고정점(B)에 피벗 연결되어 상기 회전자의 회전에 따라서 연동하는 것을 특징으로 하는 용적형 펌프.
  7. 제1항에 있어서, 상기 오일 공급 수단은 상기 축 내의 축방향 홈(12-4, 12-5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용적형 펌프.
  8. 제1항에 있어서, 상기 오일 분배 수단은 상기 축 내의 반경 방향으로 연장되는 보어(12-8, 12-9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용적형 펌프.
KR1019940029250A 1993-11-10 1994-11-09 용적형 펌프 KR0131960B1 (ko)

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