KR100196920B1

KR100196920B1 - 압축 및 원동기 겸용 펌프

Info

Publication number: KR100196920B1
Application number: KR1019960020700A
Authority: KR
Inventors: 장일웅
Original assignee: 장일웅
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 1999-06-15

Abstract

본 발명은 압력펌프의 구조를 개선하여 정밀성과 펌핑력 및 부품의 내마모성과 수명을 향상시키는 한편, 제작시간과 제조비용을 대폭 절감하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 흡입관(1) 및 배출관(2)이 외주면 상에 형성되며 내부에 흡입 공간부(3) 및 배출공간부(4)를 가지는 케이싱(5)과, 상기 케이싱(5)내에 삽입 되어 외주면 일측을 관통하여 피스톤 삽입공(6)이 형성되는 한편 축방향으로 형성된 보스(7) 내주면 상에 내치차(8)가 형성되는 실린더 회전반(9)과, 상기 실린더 회전반(9)의 피스톤 삽입공(6)에 삽입되어 외주면 상에 편심륜 결합공(10)이 형성되는 피스톤(11)과, 상기 실린더 회전반(9)의 내치차(8)에 맞물리는 외치차(13)가 축 일측에 형성되고 상기 피스톤의 편심륜 결합공(10)에 결합되는 편심륜(14)이 축 타측에 형성되며 외부 동력을 받아 회전하는 크랭크축(12)과, 상기 케이싱(5)에 장착되며 상기 크랭크축(12)이 관통하는 축공이 중심으로부터 편심된 위치에 형성되는 덮판(16)으로 구성되어 외부 동력을 받은 크랭크축(12)의 회전시, 상기 크랭크축(12)의 내치차(8)에 맞물린 실린더 회전반(9)의 회전 및 상기 크랭크축(12)에 형성된 편심륜(14)의 편심 회전에 따른 피스톤(11)이 크랭크 운동에 의해 유체의 흡입 및 배출 작용이 이루어지는 압력펌프이다.

Description

압축 및 원동기겸용 펌프

제1도는 본 발명의 일실시예를 나타낸 분해 사시도.

제2도는 제1도의 조립된 상태를 나타낸 종단면도.

제3도의 (a)내지 (f)는 본 발명의 작동상태를 보여주는 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 흡입관 2 : 배출관

3 : 흡입공간부 4 : 배출공간부

5 : 케이싱 6 : 피스톤 삽입공

7 : 보스 8 : 내치차

9 : 실린더 회전판 10 : 편심륜 결합공

11 : 피스톤 12 : 크랭크축

13 : 외치차 14 : 편심륜

15a,15b : 축공 16 : 덮판

본 발명은 압축 및 원동기겸용 펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압력펌프의 구조를 개선하여 정밀도 및 내마모성을 향상시키는 한편 제조비용을 절감할 수 있도록 한 것이다.

종래의 압력펌프는 고효율 및 내마모성과 정밀성을 동시에 기하기가 힘드므로 인해 액체 이송용을 제외하고는 기체 압축용이나 고진공을 유지하는데 사용되는 진공펌프로서는 사용할 수 없는 결점이 있었다.

또한, 실린더 회전반이나 피스톤 회전반을 회전시킬 때, 그 중심축을 양쪽에서 고정시키지 못하고 한쪽에서만 고정시키기 때문에 펌핑을 할 경우, 고정되지 못한 부분에 많은 부하가 걸리게 되어 불안정하였으며, 크랭크축 제작시 고도의 난이도가 따르므로 인해 제작에 오랜 시간이 소요되고 정밀도가 저하될 뿐 아니라, 제작 비용이 과다하게 소요되는 등 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 펌프의 구조를 개선하여 정밀성과 펌핑력 및 부품의 내마모성과 수명을 향상시키고, 제작시간과 제조비용을 대폭 절감하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 한편 압축 및 원동기펌프로 겸용하여 사용할 수 있는 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 흡입관 및 배출관이 외주면 상에 형성되어 내부에 흡입공간부 및 배출공간부를 가지는 케이싱과, 상기 케이싱 내에 삽입되며 외주면 일측을 관통하여 피스톤 삽입공이 형성되는 한편 축방향으로 형성된 보스 내주면 상에 내치차가 형성되는 실린더 회전반과, 상기 실린더 회전반의 피스톤 삽입공에 삽입되며 외주면 상에 편심륜 결합공이 형성되는 피스톤과, 상기 실린더 회전반의 내치자에 맞물리는 외치자가 축 일측에 형성되고 상기 피스톤의 편심륜 결합공에 결합되는 편심륜이 축 타측에 형성되며 외부 동력을 받아 회전하는 크랭크축과, 상기 케이싱에 장착되어 상기 크랭크측이 관통하는 축공이 중심으로부터 편심된 위치에 형성되는 덮판으로 구성되어 외부 동력을 받은 크랭크축의 회전시, 상기 크랭크축의 내치차에 맞물린 실린더 회전반의 회전 및 상기 크랭크축에 형성된 편심륜의 편심 회전에 따른 피스톤의 직선 왕복 운동에 의해 유체 또는 기체의 흡입 및 배출 작용이 이루어지는 압축 및 원동기겸용 펌프이다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부도면 제1도 내지 제3도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도이고, 제2도는 제1도의 조립상태를 나타낸 종단면도이며, 제3도의 (a) 내지 (f)는 본 발명의 작동상태를 보여주는 예시도로서, 본 발명은 흡입관(1) 및 배출관(2)이 외주면 상에 형성되며 내부에 흡입공간부(3) 및 배출공간부(4)를 가지는 케이싱(5)이 설치되고, 상기 케이싱(5)내에는 외주면 일측을 관통하여 피스톤 삽입공(6)이 형성되는 한편 축방향으로 형성된 보스(7)내주면 상에 내치차(8)가 형성되는 실린더 회전반(9)이 삽입되며, 상기 실린더 회전반(9)의 피스톤 삽입공(6)에는 외주면 상에 편심륜 결합공(10)이 형성된 피스톤(11)이 삽입되고, 상기 실린더 회전반(9)의 내치차(8)에는 외부동력을 받아 회전하는 크랭크축(12)의 축 일측에 형성된 외치차(13)가 맞물리고, 상기 피스톤(11)의 편심륜 결합공(10)에는 상기 크랭크축(12)의 타측에 형성된 편심륜(14)이 결합되며, 상기 케이싱(5) 일측에는 상기 크랭크축(12)이 관통하는 축공(15a)이 중심으로부터 편심된 위치에 형성되는 덮판(16)이 장착되어 외부 동력을 받은 크랭크축(12)의 회전시, 상기 크랭크축(12)의 외치차(13)에 내치차(8)가 맞물린 실린더 회전반(9)의 회전 및 상기 크랭크축(12)에 형성된 편심륜(14)의 편심회전에 따른 피스톤(11)의 직선 왕복 운동에 의해 유체의 흡입 및 배출 작용이 이루어지도록 구성된다.

이때, 상기 실린더 회전반(9)의 내치차(8)와 크랭크축(12)의 외치차(13)의 잇수비가 2:1로 구성되어도 되고, 실린더 회전체(9)의 내치차(8)와 크랭크축(12)의 외치차(13)를 형성하지 않고 실린더회전체(9)와 크랭크축(12)의 회전비율을 2:1로 회전하도록 하여도 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 제1도 내지 제3도를 참조하여 설명하면 후술하는 바와 같다.

먼저, 상기 케이싱(5) 외주면 상에는 배출관(2) 및 흡입관(1)이 형성되고, 케이싱(5)의 상기 케이싱(5) 내부에는 실린더 회전반(9)이 오차없이 축착되어 회전할 수 있도록 결합되며, 케이싱(5) 우측면에는 크랭크축(12)의 우측 축을 고정시키는 우측 축공(15b)이 편심하게 형성된다.

한편, 상기 케이싱(5)에 삽입되는 실린더 회전반(9)은 크랭크축(12)의 편심륜(14)과 같은 단면적을 가진 편심륜결합공(10)이 형성된 피스톤(11)이 삽입 설치될 수 있도록 피스톤 삽입공(6)이 형성되고, 상기 실린더 회전반(9)의 일측에는 크랭크축(12) 일측에 형성된 외치차(13)로부터 동력을 전달받을 수 있는 내치차(8)가 외치기어의 2배 크기로 형성되며, 실린더 회전반(9)의 우측 고정축 및 좌측 고정축에는 각각 실린더 회전반(9)의 중심을 고정시켜주는 베어링(17)이 설치된다.

한편, 상기 크랭크축(12)은 실린더 회전반(9)의 내치차(8)에 동력을 전달하는 외치차(13)와 실린더 회전반(9)의 피스톤 삽입공(6)의 단면적과 동일한 면적을 가지는 피스톤(11)의 편심륜 결합공에 편심륜(14)이 축상에 형성되며, 상기 케이싱(5)의 우측에 결합된 덮판(16)의 편심된 축공(15a)에 결합되는 좌측 고정축 및 케이싱(5)의 우측면에 형성된 축공(15b)에 결합되는 우측 고정축이 형성된다.

따라서, 조립시에는 흡입공간부(3)와 배출공간부(4)가 형성된 케이싱(5)에 피스톤 삽입공(6) 및 내치차(8)가 형성된 실린더 회전반(9)을 삽입한다. 이때, 상기 실린더 회전반(9)의 좌,우측 고정축 상에는 베어링(17)이 함께 축착되어 실린더 회전반(9)의 좌,우측에서 중심을 고정시켜 주므로 실린더 회전반(9)은 케이싱(5) 내면과 마찰하지 않게 되며, 이로 인해 상기 실린더 회전반(9)은 마모없이 회전할 수 있게 된다.

또한, 실린더 회전반(9)의 피스톤 삽입공(6) 내에는 단면적이 동일한 피스톤(11)이 삽입되고 피스톤(11)의 편심륜 결합공(10)에는 크랭크축(12)의 편심륜(14)이 삽입되고, 상기 크랭크축(12)의 외치차(13)는 실린더 회전반(9)의 내치차(8)와 맞물리게 된다.

이 때, 상기 실린더 회전반(9)의 피스톤 삽입공(6)에 삽입되는 피스톤(11)의 편심륜 결합공(10) 내주면에도 롤러베어링(18)이 설치되어 상기 편심륜 결합공(10)내에서 회전하는 편심캠의 원할한 회전을 돕게 된다.

그리고, 상기 크랭크축(12)의 우측 중심축은 케이싱(5)의 우측 축공(15a)에, 좌측 중심축은 좌측 축공(15b)에 각각 편심되어 축착된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 외부 동력 발생원인 구동모터(도시는 생략함)로부터 크랭크축(12)이 동력을 받아서 회전하게 되면, 크랭크축 일측에 형성된 외치차(13)에 맞물린 실린더 회전반(9)의 내치차(8)에 의해 실린더 회전반(9) 또한 회전하게 된다.

이 때, 상기 크랭크축(12)의 편심륨(14)과 실린더 회전반(9)에 형성된 피스톤 삽입공(6) 내의 피스톤(11)은 서로 각각 다른 각속도로 회전을 하게 되지만, 제3도의 (a) 내지 (f)에 나타낸 바와 같이 크랭크축(12)의 편심륜(14)중심은 항상 피스톤 삽입공(6)의 길이 방향을 따라 왕복 직선 운동하는 피스톤(11) 중심선 상의 좌측에서 우측으로 이동하게 된다, 즉, 실린더 회전반(9)의 내치차(8)와 크랭크축(12)의 외치차(13)의 잇수비가 2:1이므로 크랭크축(12)이 360도 각도로 회전하게 되면 실린더 회전반(9)은 180도로 회전을 하게 되고, 피스톤 삽입공(6)의 좌측은 우측으로 피스톤 삽입공(6)의 우측은 좌측으로 바뀌게 되므로 크랭크축(12)의 편심륜(14)은 제3도에 나타낸 바와 같이, 피스톤 삽입공(6)내에서 360도를 주기로 도면상 좌측에서 우축으로 이동하게 된다.

이때, 피스톤이 결합된 상기 크랭크축(12)의 편심륜(14)은 피스톤 삽입공(6)내에서 좌측으로부터 우측으로 이동하므로 피스톤 삽입공(6)은 체적의 변화가 일어나 흡입과 배출작용이 동시에 이루어지게 된다.

또한, 상기 크랭크축(12)은 구동모터의 구동에 따라 연속적으로 회전하게 되므로 상기 압력모터의 흡입 및 배출작용은 연속적으로 일어나게 된다.

즉, 본 발명의 압력펌프는 크랭크축(12)의 회전시 편심륜(14)의 편심회전에 따른 피스톤(11)의 직선 왕복 운동에 따라 제3도의 (a) 내지 (e)에 나타낸 바와 같이 흡입공간부(3)의 체적이 증가하는 대신 배출공간부(4)의 체적은 점점 줄어들게 됨므로써 흡입 및 배출작용이 동시에 수행된다.

따라서, 본 발명은 액체 이송용 펌프 또는 정량펌프 뿐만 아니라, 공기 압축용 및 진공펌프용으로 사용이 가능하며, 펌프 흡입구에 압력(수압, 기압)을 인가할 경우에는 크랭크축(12)이 구동축이 되어 외부로 힘을 전달하는 동력발생용 펌프로 전용할 수 있다.

한편, 본 발명의 실린더 회전반(9)에 형성된 피스톤 삽입공(6)을 원형이 아닌 사각형 또는 육각형으로 형성하여 여러가지 형태의 피스톤(11)를 상기 피스톤 삽입공(6)에 삽입함도 가능함은 물론이다.

또한, 크랭크축(12)의 편심륜(14)의 단면적을 피스톤 삽입공(6)의 단면적과 같게 하여 피스톤 대신에 사용하면 고효율의 압력펌프를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 압력펌프는 실린더 회전반(9)에 형성되는 피스톤 삽입공(6)을 일렬 또는 서로 직교하도록 축방향을 따라 복수개로 형성하는 한편, 상기 피스톤 삽입공(6)에 삽입되는 크랭크축(12)의 편심륜(14)의 수도 상기 피스톤 삽입공(6)의 수마큼 일렬 또는 서로 직교하도록 형성하여 효율을 향상시킬 수 있음은 쉽게 할 수 있는 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 압력펌프의 구조를 개선하여 정밀성과 펌핑력 및 부품의 내마모성과 수명을 향상시키는 한편, 제작시간과 제조비용을 대폭 절감하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 또한 실린더 회전반(9)의 측면에 피스톤 삽입공과 관통된 흡입구와 배출구를 형성하고 케이싱의 측면에도 흡입공간과 배출공간을 형성하여 흡입배출이 이루어지도록 하면 기밀성을 배가시킬 수 있다.

Claims

흡입관(1) 및 배출관(2)이 외주면 상에 형성되면 내부에 흡입공간부(3) 및 배출공간부(4)를 가지는 케이싱(5)과, 상기 케이싱(5) 내에 삽입되며 외주면 일측을 관통하여 피스톤 삽입공(6)이 형성되는 한편, 축방향으로 형성된 보스(7) 내주면 상에 내차나(8)가 형성되는 실린더 회전반(9)과, 상기 실린더 회전반(9)의 피스톤 삽입공(6)에 삽입되면 외주면 상에 편심륜 결합공(10)이 형성되는 피스톤(11)과, 상기 실린더 회전반(9)의 내치차(8)에 맞물리는 외치차(13)가 축 일측에 형성되고 상기 피스톤(11)의 편심륜 결합공(10)에 결합되는 편심륜(14)이 축 타측에 형성되며 외부 동력을 받아 회전하는 크랭크축(12)과, 상기 케이싱(5)에 장착되며 상기 크랭크축(12)이 관통하는 축공(15a)이 중심으로부터 편심된 위치에 형성되는 덮판(16)으로 구성되어 외부 동력을 받은 크랭크축의 회전시, 상기 크랭크축의 외치차에 내치차가 맞물린 실린더 회전반의 회전 및 상기 크랭크축에 형성된 편심륜의 편심 회전에 따른 피스톤의 직선 왕복 운동에 의해 유체의 흡입 및 배출작용이 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축 및 원동기겸용 펌프.
제1항에 있어서, 상기 실린더 회전체(9)의 외주연을 관통하는 상태로 형성된 피스톤 삽입공(6)은 축방향에 일렬로 복수개 형성하고, 이 피스톤 삽입공(6)에 삽입되는 피스톤(11)의 편심륜 결합공(10)에는 크랭크축(12)의 편심륜(14)이 각각의 편심륜 결합공(10)에 대응하도록 일렬로 형성하여서 됨을 특징으로 하는 압축 및 원동기겸용 펌프.
제1항에 있어서, 상기 실린더 회전체(9)의 외주연을 관통하는 상태로 형성된 피스톤 삽입공(6)은 축방향에 직교되도록 복수개 설치되고, 이 피스톤 삽입공(6)에 삽입되는 피스톤(11)의 편심륜 결합공(10)에는 크랭크축(12)의 편심륜(14)이 각각의 편심륜 결합공(10)에 대응하도록 직교되게 형성하여서 됨을 특징으로 하는 압축 및 원동기겸용 펌프.
제1항 또는 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 실린더 회전체(9)에 형성된 피스톤 삽입공(6)을 다각형으로 형성하고 상기 피스톤 삽입공(6)에는 피스톤 삽입공과 일치하는 피스톤(11)을 삽입하여서 된 것을 특징으로 하는 압축 및 원동기겸용 펌프.
제1항 또는 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 실린더 회전체(9)에 형성된 피스톤 삽입공(6)내주면에 크랭크축(12)의 편심륜(14)을 피스톤 삽입공(6)의 단면적과 동일하게 하여 흡입, 배출작용을 할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 압축 및 원동기겸용 펌프.
제1항 또는 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 실린더 회전체(9)의 내치차(8)와 크랭크축(12)의 외치차(13)의 잇수비가 2:1로 된 것을 특징으로 하는 압축 및 원동기겸용 펌프.
제1항 또는 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 실린더 회전체(9)의 내치차(8)와 크랭크축(12)의 외치차(13)를 형성하지 않고 실린더 회전체(9)와 크랭크축(12)의 회전비율을 2:1로 회전하도록 함을 특징으로 하는 압축 및 원동기겸용 펌프.
제1항 또는 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 실린더 회전체(9)의 측면에 피스톤 삽입공(6)의 양끝과 관통된 흡입구와 배출구를 형성하고 케이싱(5) 측면에도 흡입관과 배축구를 형성하여서 됨을 특징으로 하는 압축 및 원동기겸용 펌프.