KR100530447B1 - Compressor unit having triple trochoidal rotor and Compressor having the compressor unit - Google Patents

Compressor unit having triple trochoidal rotor and Compressor having the compressor unit Download PDF

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Abstract

본 발명은 3중트로코이달 로터를 갖는 압축기유니트 및 이를 갖는 콤프레셔에 관한 것이다. 상기 콤프레셔는 상호 치합되는 트로코이달(trochoidal) 기어가 형성되어 있는 제 1,2,3로터와; 상기 제 1,2,3로터를 밀폐 수용하는 것으로 제 1로터의 구동샤프트를 그 외부로 연장 돌출시킨 상태로 지지하는 케이싱과; 상기 구동샤프트 측부에 마련되어, 제 1,2,3로터의 회전시 기어가 벌어지는 부위에 위치하는 제 1,2흡입포트와; 상기 제 1,2,3로터의 회전시 기어가 좁아지는 부위에 위치되는 제 2토출포트를 포함하여 구성되는 압축기유니트와; 상기 구동샤프트에 연결되며 구동샤프트에 회전토오크를 인가하여 제 1,2,3로터를 회전시킴으로써 상기 흡입포트로 외부 작동유체가 흡입되도록 함과 아울러 토출포트로는 흡입포트로 흡입되었던 작동유체가 압축된 상태로 배출되도록 하는 구동부를 포함하는 구성을 갖는다.The present invention relates to a compressor unit having a triple trocoidal rotor and a compressor having the same. The compressor may include: first, second and third rotors in which trochoidal gears are meshed with each other; A casing configured to seal the first, second, and third rotors in a sealed manner to support the driving shaft of the first rotor in a state of protruding from the outside; First and second suction ports provided at the side of the drive shaft and positioned at a portion where the gears are opened when the first and second rotors rotate; A compressor unit including a second discharge port positioned at a portion where the gears are narrowed during rotation of the first, second and third rotors; Connected to the drive shaft and applying a rotary torque to the drive shaft to rotate the first, second, third rotor to allow the external working fluid to be sucked into the suction port and the working fluid that was sucked into the suction port is compressed. It has a configuration including a drive unit to be discharged in a state.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 압축기유니트를 3중의 트로코이달 로터로 구성함으로써 작동유체의 2단 압축이 가능하여 작동유체를 고압으로 송출할 수 있음은 물론 작동유체의 흡입량과 토출량이 증대되어 고속 고압 압축성능을 제공할 수 있다.According to the present invention, the compressor unit is composed of a triple trocoidal rotor, which enables two-stage compression of the working fluid, which allows the working fluid to be sent at high pressure, as well as the suction and discharge amount of the working fluid. High pressure compression performance can be provided.

Description

3중트로코이달 로터를 갖는 압축기유니트 및 이를 갖는 콤프레셔{Compressor unit having triple trochoidal rotor and Compressor having the compressor unit}Compressor unit having a triple trocoidal rotor and a compressor having the same {Compressor unit having triple trochoidal rotor and Compressor having the compressor unit}

본 발명은 3중트로코이달 로터를 갖는 압축기유니트 및 이를 갖는 콤프레셔에 관한 것이다.The present invention relates to a compressor unit having a triple trocoidal rotor and a compressor having the same.

트로코이달로터를 갖는 압축기유니트라 함은 상호 치합한 상태로 회전하고 그 사이로 작동유체를 통과시켜 작동유체를 압축시키는 두 개의 트로코이달(trochoidal) 로터(rotor)와, 상기 트로코이달로터를 수용하는 케이싱을 포함하여 구성된다. 트로코이달 로터는 그내외주면에 트로코이달형 기어가 형성되어 있는 로터이다. Compressor unit having a trocoidal rotor includes two trochoidal rotors which rotate in a mutually coupled state and pass the working fluid therebetween to compress the working fluid, and the trocoidal rotor It is comprised including the casing which accommodates. The trocoidal rotor is a rotor in which a trocoidal gear is formed on the inner and outer peripheral surfaces thereof.

상기한 종래의 압축기유니트는 그 외주면에 트로코이달형 기어이(teeth)가 형성되어 있는 제 1로터와, 상기 제 1로터를 자신의 회전 중심축에 대해 편심된 위치에 수용하며 그 내주면에는 상기 제 1로터의 기어이에 치합하고 제 1로터에 대해 선접촉하는 트로코이달형 기어이가 형성되어 있는 제 2로터와, 상기 제 1,2로터를 밀폐 수용하는 케이싱을 포함하여 구성된다.The conventional compressor unit includes a first rotor having a trocoidal tooth formed on an outer circumferential surface thereof, and receiving the first rotor at a position eccentric with respect to a rotational central axis thereof. And a second rotor having a trocoidal gear tooth engaged with the gear teeth of the rotor and in line contact with the first rotor, and a casing for hermetically housing the first and second rotors.

상기와 같이 구성되는 종래의 압축기유니트는 제 1로터와 제 2로터 사이의 체적을 변화시켜 그에 따라 유체를 흡입 압축 및 토출하는 기본 메카니즘을 갖는다. 이는 그 구조가 비교적 간단하고 소형화할 수 있기 때문에 수십년간 유체펌프로 많이 사용되었다.The conventional compressor unit configured as described above has a basic mechanism for changing the volume between the first rotor and the second rotor and thus suction compressing and discharging the fluid. It has been used as a fluid pump for decades because its structure is relatively simple and can be miniaturized.

하지만 상기 종래의 압축기유니트는 두 개의 로터만 사용하므로 그 압축비에 한계가 있었다. 즉, 제 1로터의 회전토오크를 최대한 증가시킨다 하더라도 작동유체는 제 1로터가 한바퀴 회전할 때마다 토출되므로 토출되는 작동유체의 압력이 어느 이상 높지 않은 것이다. 따라서 어느 이상 높은 양정이 요구되는 장소에서의 사용이 제한되었으며 토출 속도도 한계가 있어서 고속 펌핑의 성능은 제공하지 못하였다.However, since the conventional compressor unit uses only two rotors, the compression ratio is limited. That is, even if the rotational torque of the first rotor is increased as much as possible, the working fluid is discharged every time the first rotor is rotated, so that the pressure of the working fluid discharged is not higher than any other. Therefore, it is limited in the use of the place where high lift is required any more, and the discharge rate is also limited, which does not provide the performance of the high-speed pumping.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 트로코이달 로터를 3중으로 구성함으로써 작동유체의 2단 압축이 가능하여 작동유체를 고압으로 송출할 수 있음은 물론 작동유체의 흡입량과 토출량이 증대되어 고속 고압 압축성능을 제공할 수 있는 3중트로코이달 로터를 갖는 압축기유니트 및 이를 갖는 콤프레셔를 제공함에 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and by configuring the trocoidal rotor in three, the two-stage compression of the working fluid is possible to send the working fluid at high pressure, as well as the suction and discharge amount of the working fluid is increased An object of the present invention is to provide a compressor unit having a triple trocoidal rotor capable of providing high speed high pressure compression performance and a compressor having the same.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 압축기유니트는, 외주면에 다수의 트로코이달(trochoidal) 기어가 형성되어 있고 그 회전중심에는 구동샤프트가 고정되어 있는 제 1로터와; 상기 제 1로터를 내부에 편심되게 수용하며 그 내주면에는 제 1로터의 기어에 대해 치합하며 선접촉하는 트로코이달 기어가 형성되되 상기 트로코이달 기어는 상기 제 1로터의 기어이(teeth)의 개수보다 하나 더 많은 기어이를 가지며, 외주면에도 내주면과 동일한 개수의 트로코이달 기어이가 형성되어 있는 제 2로터와; 상기 제 2로터를 내부에 편심되게 수용하며 그 내주면에는 제 2로터 외주면의 기어에 대해 치합하며 선접촉하는 트로코이달 기어가 형성되되, 상기 트로코이달기어는 제 2로터 기어이의 개수보다 하나 더 많은 기어이를 가지는 제 3로터와; 상기 제 1,2,3로터를 밀폐 수용하는 것으로 제 1로터의 구동샤프트를 그 외부로 연장 돌출시킨 상태로 회전 가능하게 지지하는 케이싱과; 상기 구동샤프트 측부에 마련되어 케이싱의 내부와 외부를 연결하는 것으로, 제 1,2,3로터의 회전시 제 1로터의 기어와 제 2로터의 내측 기어가 벌어지는 부위에 위치하는 제 1흡입포트 및 상기 제 2로터의 외측 기어와 제 3로터의 기어가 벌어지는 부위에 위치하는 제 2흡입포트와; 제 1,2,3로터의 회전시 상기 제 1로터의 기어와 제 2로터의 내측 기어가 좁아지는 부위에 마련된 제 1토출포트 및 상기 제 2로터의 외측 기어와 제 3로터의 기어가 좁아지는 부위에 위치되는 제 2토출포트를 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, the compressor unit of the present invention includes: a first rotor having a plurality of trochoidal gears formed on an outer circumferential surface thereof, and a driving shaft of which is fixed to a rotation center thereof; The first rotor is eccentrically accommodated therein, and an inner circumferential surface thereof is provided with a trocoidal gear which is meshed with the gears of the first rotor and is in line contact with the first rotor, wherein the trocoidal gear is the number of teeth of the first rotor. A second rotor having one more gear teeth and having the same number of trocoidal gear teeth as the inner circumferential surface; The second rotor is eccentrically accommodated therein, and an inner circumferential surface thereof is provided with a trocoidal gear which is engaged with the gears of the outer circumferential surface of the second rotor and is in linear contact, wherein the trocoidal gear is one more than the number of second rotor gears. A third rotor having many gears; A casing for rotatably supporting the first, second and third rotors to rotatably support the drive shaft of the first rotor in a state of protruding outward; A first suction port provided at a side of the drive shaft to connect the inside and the outside of the casing, and located at a portion where a gear of the first rotor and an inner gear of the second rotor are opened when the first, second and third rotors rotate; A second suction port positioned at a portion where the outer gear of the second rotor and the gear of the third rotor are opened; When the first, second and third rotors rotate, the first discharge port and the outer gears of the second rotor and the gears of the third rotor, which are provided at a portion where the gears of the first rotor and the inner gear of the second rotor become narrow, become narrow. And a second discharge port positioned at the site.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 콤프레셔는 외주면에 다수의 트로코이달(trochoidal) 기어가 형성되어 있고 그 회전중심에는 구동샤프트가 고정되어 있는 제 1로터와; 상기 제 1로터를 내부에 편심되게 수용하며 그 내주면에는 제 1로터의 기어에 대해 치합하며 선접촉하는 트로코이달 기어가 형성되되 상기 트로코이달 기어는 상기 제 1로터의 기어이(teeth)의 개수보다 하나 더 많은 기어이를 가지며, 외주면에도 내주면과 동일한 개수의 트로코이달 기어이가 형성되어 있는 제 2로터와; 상기 제 2로터를 내부에 편심되게 수용하며 그 내주면에는 제 2로터 외주면의 기어에 대해 치합하며 선접촉하는 트로코이달 기어가 형성되되, 상기 트로코이달기어는 제 2로터 기어이의 개수보다 하나 더 많은 기어이를 가지는 제 3로터와; 상기 제 1,2,3로터를 밀폐 수용하는 것으로 제 1로터의 구동샤프트를 그 외부로 연장 돌출시킨 상태로 회전 가능하게 지지하는 케이싱과; 상기 구동샤프트 측부에 마련되어 케이싱의 내부와 외부를 연결하는 것으로, 제 1,2,3로터의 회전시 제 1로터의 기어와 제 2로터의 내측 기어가 벌어지는 부위에 위치하는 제 1흡입포트 및 상기 제 2로터의 외측 기어와 제 3로터의 기어가 벌어지는 부위에 위치하는 제 2흡입포트와; 제 1,2,3로터의 회전시 상기 제 1로터의 기어와 제 2로터의 내측 기어가 좁아지는 부위에 마련된 제 1토출포트 및 상기 제 2로터의 외측 기어와 제 3로터의 기어가 좁아지는 부위에 위치되는 제 2토출포트를 포함하여 구성되는 3중 트로코이달 로터를 갖는 압축기유니트와; 상기 구동샤프트에 연결되며 구동샤프트에 회전토오크를 인가하여 제 1,2,3로터를 회전시킴으로써 상기 흡입포트로 외부 작동유체가 흡입되도록 함과 아울러 토출포트로는 흡입포트로 흡입되었던 작동유체가 압축된 상태로 배출되도록 하는 구동부를 포함하는 구성을 갖는다. In addition, the compressor for achieving the above object is a plurality of trochoidal (trochoidal) gear is formed on the outer peripheral surface and the rotational center of the first rotor is fixed to the drive shaft; The first rotor is eccentrically accommodated therein, and an inner circumferential surface thereof is provided with a trocoidal gear which is meshed with the gears of the first rotor and is in line contact with the first rotor, wherein the trocoidal gear is the number of teeth of the first rotor. A second rotor having one more gear teeth and having the same number of trocoidal gear teeth as the inner circumferential surface; The second rotor is eccentrically accommodated therein, and an inner circumferential surface thereof is provided with a trocoidal gear which is engaged with the gears of the outer circumferential surface of the second rotor and is in linear contact, wherein the trocoidal gear is one more than the number of second rotor gears. A third rotor having many gears; A casing for rotatably supporting the first, second and third rotors to rotatably support the drive shaft of the first rotor in a state of protruding outward; A first suction port provided at a side of the drive shaft to connect the inside and the outside of the casing, and located at a portion where a gear of the first rotor and an inner gear of the second rotor are opened when the first, second and third rotors rotate; A second suction port positioned at a portion where the outer gear of the second rotor and the gear of the third rotor are opened; When the first, second and third rotors rotate, the first discharge port and the outer gears of the second rotor and the gears of the third rotor, which are provided at a portion where the gears of the first rotor and the inner gear of the second rotor become narrow, become narrow. A compressor unit having a triple trocoidal rotor comprising a second discharge port positioned at the site; Connected to the drive shaft and applying a rotary torque to the drive shaft to rotate the first, second, third rotor to allow the external working fluid to be sucked into the suction port and the working fluid that was sucked into the suction port is compressed. It has a configuration including a drive unit to be discharged in a state.

또한, 상기 제 1흡입포트로 흡입되어 제 2로터와 제 3로터의 사이에서 1차 압축된 후 제 1토출포트를 통해 토출된 작동유체를 제 2흡입포트로 유도하여 제 1로터와 제 2로터 사이에서 2차 압축되도록 제 1토출포트와 제 2흡입포트는 연결파이프로 연결된 것을 특징으로 한다.In addition, the first and second rotors are driven into the second suction port by guiding the working fluid discharged through the first discharge port after being first compressed between the second and third rotors by being sucked into the first suction port. The first discharge port and the second suction port are connected by a connecting pipe so as to be second compressed therebetween.

아울러, 상기 압축기유니트의 측부에는 상기 토출포트로부터 배출된 압축공기를 임시 저장하는 압축공기탱크가 더 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the side of the compressor unit is characterized in that the compressed air tank for temporarily storing the compressed air discharged from the discharge port is further provided.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콤프레셔를 구성하는 압축기유니트를 먼저 설명하기 위하여 도시한 도면이다.1 is a view showing for explaining the compressor unit constituting the compressor according to an embodiment of the present invention first.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 콤프레셔에서의 압축기유니트(110)는, 세 개의 트로코이달로터(115,117,119)가 상호 치합된 상태로 구성되는 트로코이달로터조립체(113)와, 상기 조립체(113)를 그 내부에 밀폐 수용하는 케이싱(111)을 포함하여 구성된다. 상기 케이싱(111)은 소정 직경을 갖는 원통 형태로 제작한다.Referring to the drawings, the compressor unit 110 in the compressor according to the present embodiment, the trocoidal rotor assembly 113 is composed of the three trocoidal rotors (115, 117, 119) are engaged with each other, the assembly ( And a casing 111 for hermetically receiving 113 therein. The casing 111 is manufactured in a cylindrical shape having a predetermined diameter.

상기 트로코이달로터조립체(113)는, 제 1로터(115)와, 상기 제 1로터(115)를 그 내부 편심된 위치에 수용하는 제 2로터(117)와, 상기 제 2로터(117)를 그 내부 편심된 위치에 수용하는 제 3로터(119)로 이루어져 있다.The trocoidal rotor assembly 113 may include a first rotor 115, a second rotor 117 for receiving the first rotor 115 in an eccentric position thereof, and the second rotor 117. It consists of a third rotor (119) for receiving in the inner eccentric position.

아울러 통상적인 트로코이달 기어펌프에서와 마찬가지로 상기 제 1로터(115)와 제 2로터(117)는 서로에 대해 치합함과 동시에 선접촉하고, 제 2로터(117)에 대해 제 3로터(119)도 치합한 상태로 선접촉한다.In addition, the first rotor 115 and the second rotor 117 are in line contact with each other and at the same time in line contact with each other, as in the conventional trocoidal gear pump, the third rotor 119 with respect to the second rotor 117 ) Are also in line contact with each other.

상기 제 1로터(115)의 회전 중심축에는 구동샤프트(114)가 관통 고정되어 있다. 상기 구동샤프트(114)는 상기 제 1로터(115)를 완전히 관통한 후 길이방향으로 연장되어 도 2에 도시한 바와 같이 그 양단부가 케이싱(도 2의 111)의 외부로 소정길이 돌출되어 있다. The drive shaft 114 is penetrated and fixed to the central axis of rotation of the first rotor 115. The drive shaft 114 extends in the longitudinal direction after completely passing through the first rotor 115, and both ends thereof protrude a predetermined length out of the casing (111 in FIG. 2) as shown in FIG.

상기 구동샤프트(114)는 외부의 구동부(도 3의 100)로부터 회전 토오크를 전달받아 화살표 a방향으로 축회전한다. 상기 구동샤프트(114)가 상기와 같이 회전함으로써 제 1,2,3로터(115,117,119)가 종동하고 그에 따라 후술할 제 1,2흡입포트(121,123)로 작동유체가 흡입된다. The drive shaft 114 receives the rotation torque from the external drive unit (100 in FIG. 3) and rotates in the direction of arrow a. As the drive shaft 114 rotates as described above, the first, second, and third rotors 115, 117, and 119 follow, and the working fluid is sucked into the first, second, and second suction ports 121, 123 to be described later.

상기와 같이 흡입된 작동유체는 제 1,2토출포트(125,127)를 통해 압축된 상태로 토출되어 수요처로 공급되거나 도 3,4에 도시한 바와같이 압축공기탱크(도 3의 131)에 임시 저장된다.The working fluid sucked as described above is discharged in a compressed state through the first and second discharge ports 125 and 127 and supplied to the demand destination or temporarily stored in the compressed air tank (131 of FIG. 3) as shown in FIGS. 3 and 4. do.

아울러 상기 구동샤프트(114)의 양단부가 케이싱(111)을 관통하며 그 외주면이 케이싱(111)에 지지되므로 제 1로터(115)의 회전중심은 항상 일정하게 유지된다.In addition, since both ends of the driving shaft 114 pass through the casing 111 and the outer circumferential surface thereof is supported by the casing 111, the center of rotation of the first rotor 115 is always kept constant.

한편, 본 실시예에서 상기 제 1로터(115)의 외주면에는 모두 여섯 개의 트로코이달 기어이(teeth)가 형성되어 있고 각 기어이의 사이인 이뿌리는 만곡된 형태를 취한다.On the other hand, in the present embodiment, all six trocodal gear teeth are formed on the outer circumferential surface of the first rotor 115, and the tooth root between each gear teeth has a curved shape.

또한 상기 제 2로터(117)는 속이 빈 원통의 형태를 취하며 그 내주면 및 외주면에 트로코이드달 기어이가 형성되어 있다. 상기 제 2로터(117)의 내주면에 형성되어 있는 기어이는 상기 제 1로터(115)에 형성되어 있는 기어이에 치합하며 선접촉 하는 것으로서 그 갯수는 상기 제 1로터보다 한 개가 많은 일곱 개다. 상기 제 1로터(115)와 제 2로터(117)는 공지의 트로코이달 기어와 동일한 치합구조 및 동작 메카니즘을 갖는다. 아울러 상기 제 2로터(117)의 외주면에 형성되어 있는 트로코이달 기어이는 내주면에 형성되어 있는 기어이에 대응하며 동일한 개수를 가진다.In addition, the second rotor 117 takes the form of a hollow cylinder and is formed with a trocoidal gear on its inner and outer circumferential surfaces. The gear teeth formed on the inner circumferential surface of the second rotor 117 are engaged with the gear teeth formed on the first rotor 115 and are in line contact, and the number thereof is seven more than one of the first rotor. The first rotor 115 and the second rotor 117 have the same engagement structure and operation mechanism as the known trocoidal gear. In addition, the trocoidal gear teeth formed on the outer circumferential surface of the second rotor 117 correspond to the gear teeth formed on the inner circumferential surface and have the same number.

상기 제 3로터(119)는 그 외주면이 케이싱(111)에 대해 상대 운동 가능하며 내주면에 트로코이달 기어이가 형성되어 있는 로터이다. 상기 제 3로터(119)에 형성되어 있는 기어이는 제 2로터의 외측에 형성되어 있는 기어이와 통상적인 트로코이달 기어방식의 치합상태를 유지한다. 아울러 제 3로터(119)에 형성되어 있는 기어이의 개수는 제 2로터(117) 보다 한 개가 더 많은 8개이다.The third rotor 119 is a rotor whose outer circumferential surface is capable of relative movement with respect to the casing 111, and a trocoidal gear is formed on the inner circumferential surface. The gear teeth formed in the third rotor 119 maintain the engagement state of the gear teeth formed on the outside of the second rotor and the conventional trocoidal gear system. In addition, the number of gear teeth formed in the third rotor 119 is eight more than one of the second rotor 117.

한편, 상기 케이싱(111)에 있어서 구동샤프트(114)의 일측부에는 제 1,2흡입포트(121,123)가 마련되어 있고 타측부에는 제 1,2토출포트(125,127)가 구비되어 있다. Meanwhile, the first and second suction ports 121 and 123 are provided at one side of the drive shaft 114 and the first and second discharge ports 125 and 127 are provided at the other side of the casing 111.

상기 각 포트는 케이싱(111)의 내부와 외부를 연결하는 연결통로로서 제 1,2흡입포트(121,123)는 외부의 작동유체를 케이싱(111) 내부로 안내하는 통로이고, 제 1,2토출포트(125,127)는 케이싱(111)의 내부에서 압축된 작동유체를 케이싱(111) 외부로 배출하는 통로이다.Each port is a connection passage connecting the inside and the outside of the casing 111, and the first and second suction ports 121 and 123 are passages for guiding the external working fluid into the casing 111, and the first and second discharge ports. 125 and 127 are passages for discharging the working fluid compressed in the casing 111 to the outside of the casing 111.

상기 제 1,2흡입포트(121,123)는 구동샤프트(114)가 화살표 a방향으로 회전시 제 1로터(115)와 제 2로터(117)와 제 3로터(119)의 사이가 서로에 대해 벌어지기 시작하여 그 내부 압력이 낮아지는 부위에 위치한다. 따라서 예컨대 구동샤프트(114)가 화살표 a방향으로 회전할 경우 작동유체는 제 2흡입포트(123)를 통해 제 1로터(115)와 제 2로터(117) 사이로 유입되고, 제 1흡입포트(121)를 통해 제 2로터(117)와 제 3로터(119) 사이로 유입될 수 있는 것이다.The first and second suction ports 121 and 123 are spaced apart from each other between the first rotor 115, the second rotor 117, and the third rotor 119 when the driving shaft 114 rotates in the arrow a direction. It is located at the place where it starts to lose its internal pressure. Thus, for example, when the driving shaft 114 rotates in the direction of arrow a, the working fluid flows between the first rotor 115 and the second rotor 117 through the second suction port 123 and the first suction port 121. It may be introduced between the second rotor 117 and the third rotor 119 through the ().

또한 상기 제 1,2토출포트(125,127)는 제 1로터(115)와 제 2로터(117)와 제 3로터(119)의 사이가 상호 좁아져 내부 압력이 상승하는 부위에 위치한다. 상기 제 1,2흡입포트(121,123)로 유입된 작동유체는 구동샤프트(114)의 축회전에 따라 압축되며 제 1로터(115)와 제 2로터(117) 사이의 작동유체는 제 2토출포트(127)를 통해 배출되고, 제 2로터(117)와 제 3로터(119) 사이의 작동유체는 제 1토출포트(125)를 통해 배출된다.In addition, the first and second discharge ports 125 and 127 are located at a portion where the internal pressure increases due to narrowing between the first rotor 115, the second rotor 117, and the third rotor 119. The working fluid introduced into the first and second suction ports 121 and 123 is compressed according to the axial rotation of the driving shaft 114, and the working fluid between the first rotor 115 and the second rotor 117 is the second discharge port. 127 is discharged through, and the working fluid between the second rotor 117 and the third rotor 119 is discharged through the first discharge port (125).

상기 흡입포트 및 토출포트의 위치 및 유동단면적은 각 기어의 형상 및 크기에 따라 달라지며 특히 위치 및 유동단면적을 조절할 경우 압축기유니트의 출력 조절을 할 수 있다.The position and the flow cross-sectional area of the suction port and the discharge port depend on the shape and size of each gear, and in particular, the output of the compressor unit can be adjusted when the position and the flow cross-sectional area are adjusted.

아울러 상기 제 1,2토출포트(125,127)의 위치를 보다 상류측으로 이동하면 작동유체가 압축되기 시작하는 순간에 작동유체를 외부로 팽창 배출시킬 수 도 있다. 이는 상기 압축기유니트를 익스펜더(expander)로 사용할 수 도 있음을 의미한다.In addition, when the positions of the first and second discharge ports 125 and 127 are moved upward, the working fluid may be expanded and discharged to the outside at the moment when the working fluid starts to be compressed. This means that the compressor unit can be used as an expander.

도 2는 상기 도 1에 도시한 압축기유니트의 측면도이다.2 is a side view of the compressor unit shown in FIG.

도면을 참조하면, 구동샤프트(114)가 케이싱(111)을 관통하여 그 양단이 케이싱(111)의 앞뒤로 돌출되어 있다. 이와같이 구동샤프트(114)가 케이싱(111)의 외부로 연장되어 있으므로 구동샤프트(114)에 모터나 엔진 등의 구동부(도 2의 100)를 축이음 할 수 있다. Referring to the drawings, the drive shaft 114 penetrates through the casing 111 and both ends thereof protrude forward and backward of the casing 111. In this way, since the drive shaft 114 extends outside the casing 111, the drive shaft 114 may drive a drive unit (100 in FIG. 2) such as a motor or an engine.

또한 상기 구동샤프트(114)의 양측부에 제 1,2흡입포트(121,123) 및 제 1,2토출포트(125,127)가 위치하고 있음을 알 수 있다. In addition, it can be seen that the first and second suction ports 121 and 123 and the first and second discharge ports 125 and 127 are located at both sides of the driving shaft 114.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 콤프레셔의 구성 예를 도시한 구성도이다.3 and 4 is a configuration diagram showing an example of the configuration of a compressor according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 압축기유니트(110)의 구동샤프트(114)가 구동부(100)에 연결되어 있음을 알 수 있다. 상기 구동부(100)는 토오크를 제공할 수 있는 모터나 엔진이다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the drive shaft 114 of the compressor unit 110 is connected to the drive unit 100. The drive unit 100 is a motor or an engine capable of providing torque.

또한 제 1,2흡입포트(121,122)가 모두 개방되어 있고, 제 1,2토출포트(125,127)는 모두 압축공기탱크(131)에 연결되어 있다. 상기 압축공기탱크(131)는 상기 압축기유니트(110)로부터 토출된 압축가스를 임시 저장하는 역할을 하는 것이며, 실시예에 따라 설치하지 않을 수도 있다. 상기 압축공기탱크(131)를 설치하지 않을 경우 제 1,2토출포트(125,127)는 압축공기가 필요한 수요처로 직접 연결된다.In addition, the first and second suction ports 121 and 122 are all opened, and the first and second discharge ports 125 and 127 are connected to the compressed air tank 131. The compressed air tank 131 serves to temporarily store the compressed gas discharged from the compressor unit 110, and may not be installed according to the embodiment. When the compressed air tank 131 is not installed, the first and second discharge ports 125 and 127 are directly connected to the demand destination of the compressed air.

아울러 상기와 같이 제 1,2흡입포트(121,123)가 모두 개방되어 있으므로 흡입공기의 양이 그만큼 많아 한 번에 많은 양의 압축공기를 토출할 수 있다. 이와같이 구성된 콤프레셔는 한정된 시간에 많은 양의 압축 공기가 필요한 곳에 적합하다. 아울러 상기와 같이 제 1,2흡입포트(121,123) 및 제 1,2토출포트(125,127)가 모두 개방된 상태의 압축기유니트(110) 내부의 제 1,2,3로터의 세부 구동메카니즘은 도 5를 통해 후술된다.In addition, since both of the first and second suction ports 121 and 123 are opened as described above, the amount of the suction air is large enough to discharge a large amount of compressed air at once. The compressor configured in this way is suitable for a place where a large amount of compressed air is required in a limited time. In addition, as described above, detailed driving mechanisms of the first, second and third rotors in the compressor unit 110 in which the first and second suction ports 121 and 123 and the first and second discharge ports 125 and 127 are opened are shown in FIG. 5. It will be described later through.

계속하여 도 4를 참조하면, 제 1토출포트(125)가 연결파이프(141)를 통해 제 2흡입포트(123)에 연결되어 있음을 알 수 있다. 또한 제 2토출포트(127)는 압축공기탱크(131)에 연결되어 있다.4, it can be seen that the first discharge port 125 is connected to the second suction port 123 through the connection pipe 141. In addition, the second discharge port 127 is connected to the compressed air tank 131.

상기와 같이 구성된 경우에 있어서, 구동부(100)를 통해 구동샤프트(114)를 축회전 시키면 외부의 공기가 제 1흡입포트(121)로 흡입된다. 상기 제 1흡입포트(12흡입된 공기는 제 2로터(117)와 제 3로터(119)의 사이에서 케이싱(111)을 돌면서 1차로 압축된 후 제 1토출포트(125)를 통해 배출된다. In the case configured as described above, when the driving shaft 114 is axially rotated through the driving unit 100, external air is sucked into the first suction port 121. The first suction port 12 sucked air is first compressed while rotating the casing 111 between the second rotor 117 and the third rotor 119 and is discharged through the first discharge port 125.

상기 제 1토출포트(125)로 배출된 압축공기는 연결파이프(141)를 통해 제 2흡입포트(123)로 이동한다. 제 2흡입포트(123)로 이동한 압축공기는 제 1로터(115)와 제 2로터(117)의 사이에서 다시 한번 압축되고 제 2토출포트(127)를 통해 케이싱(111) 외부로 배출된다The compressed air discharged to the first discharge port 125 moves to the second suction port 123 through the connection pipe 141. The compressed air moved to the second suction port 123 is compressed once again between the first rotor 115 and the second rotor 117 and discharged to the outside of the casing 111 through the second discharge port 127.

상기와 같이 제 2토출포트(127)로 배출된 압축 가스는 압축공기탱크(131)로 이동하여 임시 저장된다. 압축공기를 저장할 필요가 없을 경우에는 상기 압축공기탱크(131)를 설치하지 않아도 됨은 물론이다.As described above, the compressed gas discharged to the second discharge port 127 moves to the compressed air tank 131 and is temporarily stored. If there is no need to store the compressed air, of course, the compressed air tank 131 does not need to be installed.

도 5는 상기 도 3에 도시한 콤프레셔의 압축 메카니즘을 보충 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다. 상기 도 3에 도시한 콤프레셔의 동작 메카니즘은, 작동유체를 두 개의 흡입포트로 동시에 흡입하고 두 개의 토출포트로 동시에 토출 하는 것이다.FIG. 5 is a diagram illustrating the compression mechanism of the compressor illustrated in FIG. 3. The operation mechanism of the compressor shown in FIG. 3 is to simultaneously suck the working fluid into two suction ports and discharge the same to two discharge ports.

도 5에 도시한 바와같이, 상기 구동샤프트(114)가 회전하면 그에 따라 조립체(113)가 전체적으로 회전하며, 그동안 제 1,2흡입포트(121,123)가 위치한 부위의 제 1로터(115)와 제 2로터(117)의 사이공간 및 제 2로터(117)와 제 3로터(119)의 사이공간이 벌어진다. As shown in FIG. 5, when the driving shaft 114 rotates, the assembly 113 is rotated as a whole, and during this time, the first rotor 115 and the first rotor 115 in the portion where the first and second suction ports 121 and 123 are positioned. The space between the two rotors 117 and the space between the second rotor 117 and the third rotor 119 are opened.

따라서, 제 1,2,3로터(115,117,119) 사이의 압력이 낮아져 도 5a에 도시한 바와같이 외부의 작동유체가 제 1,2흡입포트(121,123)를 통해 케이싱(111)내부로 유입한다. Accordingly, the pressure between the first, second, and third rotors 115, 117, and 119 is lowered so that an external working fluid flows into the casing 111 through the first, second, and second suction ports 121 and 123, as shown in FIG.

상기 상태에서 구동샤프트(114)를 계속 회전시키면 작동유체는 도 5b에 도시한 바와같이 제 1,2,3로터(115,117,119)의 사이에 갇힌 상태로 회전하며 압축되고 제 1,2토출포트(125,127)측으로 점차 근접한다.If the drive shaft 114 continues to rotate in the above state, the working fluid rotates in a state trapped between the first, second and third rotors 115, 117, and 119, as shown in FIG. 5B, and is compressed and the first and second discharge ports 125,127. Gradually closer to the

도 5c에 도시한 바와같이 로터(115,117,119) 사이에 갇힌 상태로 이동하던 작동유체가 마침내 제 1,2토출포트(125,127)에 도달하면 작동유체는 양 토출포트(125,127)를 통해 동시에 토출되며 수요처로 공급되거나 압축공기탱크(131)내에 임시 저장된다.As shown in FIG. 5C, when the working fluid, which is moved between the rotors 115, 117, and 119, finally reaches the first and second discharge ports 125 and 127, the working fluid is simultaneously discharged through both discharge ports 125 and 127, and is placed in demand. It is supplied or temporarily stored in the compressed air tank 131.

도 6은 상기 도 4에 도시한 콤프레셔의 압축 메카니즘을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다. 기본적으로 도 4에 도시한 콤프레셔 유니트의 동작 메카니즘은, 작동유체를 먼저 제 1흡입포트(121)로 흡입시켜 1차 압축한 후 제 1토출포트(125)와 제 2흡입포트(123)를 경유하여 케이싱(111) 내에서 2차 압축시키고 최종적으로 제 2토출포트(27)로 배출하는 것이다.FIG. 6 is a view illustrating the compression mechanism of the compressor illustrated in FIG. 4. Basically, the operation mechanism of the compressor unit illustrated in FIG. 4 is configured to first suck the working fluid into the first suction port 121 and compress the first fluid, and then through the first discharge port 125 and the second suction port 123. By the second compression in the casing 111 and finally discharged to the second discharge port (27).

도 6a에 도시한 바와같이, 구동부(도 4의 100)를 통해 구동샤프트(114)를 회전시키면 외부의 작동유체가 제 1흡입포트(121)를 통해 케이싱(111) 내부로 이동한다. 상기 제 1흡입포트(121)를 통해 케이싱(111) 내부로 이동한 작동유체는 제 2로터(117)와 제 3로터(119)의 사이에 갇힌 상태로 제 1토출포트(125)측으로 이동하며 압축된다.(도 6b,6c참조)As shown in FIG. 6A, when the driving shaft 114 is rotated through the driving unit 100 of FIG. 4, an external working fluid moves into the casing 111 through the first suction port 121. The working fluid moved into the casing 111 through the first suction port 121 moves toward the first discharge port 125 in a state of being trapped between the second rotor 117 and the third rotor 119. Compressed (see Figs. 6B and 6C).

도 6c에 도시한 바와같이, 제 1토출포트(125)에 도달한 작동유체는 제 1토출포트(125)를 통해 케이싱(111) 외부로 빠져나가고 상기한 연결파이프(도 4의 141)를 통해 제 2흡입포트(123)로 이동한다. As shown in FIG. 6C, the working fluid reaching the first discharge port 125 exits the casing 111 through the first discharge port 125 and through the connection pipe 141 of FIG. 4. Move to the second suction port 123.

상기와 같이 제 2흡입포트(123)로 이동한 작동유체는 도 6d에 도시한 바와같이 제 1로터(115)와 제 2로터(117)의 사이로 흡입되고 그 후 도 6e에 도시한 상태로 제 1로터(115)와 제 2로터(117)의 사이에서 다시 한번 압축된 상태로 제 1토출포트(127)로 이동하여 외부로 토출된다.(도 6f 참조)The working fluid moved to the second suction port 123 as described above is sucked between the first rotor 115 and the second rotor 117 as shown in FIG. 6D and then the It is moved between the first rotor 115 and the second rotor 117 to the first discharge port 127 in a compressed state and discharged to the outside (see FIG. 6F).

이와 같이 본 실시예에 따른 압축기유니트는, 작동유체의 토출 속도를 빠르게 하거나 압축을 2단계로 하여 고압의 압축력을 구현할 수 있는 특징을 가진다.As described above, the compressor unit according to the present embodiment has a feature capable of realizing a high pressure compression force by increasing the discharge speed of the working fluid or making the compression into two stages.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail through the specific Example, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible for a person with ordinary knowledge within the scope of the technical idea of this invention.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 트로코이달 로터를 3중으로 구성함으로써 작동유체의 2단 압축이 가능하여 작동유체를 고압으로 송출할 수 있음은 물론 작동유체의 흡입량과 토출량이 증대되어 고속 고압 압축성능을 제공할 수 있다.The present invention made as described above, the three-stage compression of the working fluid is possible by configuring the trocoidal rotor to be able to send the working fluid at high pressure, as well as to increase the suction amount and discharge amount of the working fluid high-speed high-pressure compression performance Can be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3중트로코이달 로터를 갖는 압축기유니트 및 이를 갖는 콤프레셔에서의 압축기유니트를 먼저 설명하기 위하여 도시한 도면이다.1 is a view showing a compressor unit having a triple trocoidal rotor and a compressor unit in a compressor having the same according to an embodiment of the present invention.

도 2는 상기 도 1에 도시한 압축기유니트의 측면도이다.2 is a side view of the compressor unit shown in FIG.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 콤프레셔의 일 구성예를 도시한 구성도이다.3 and 4 is a configuration diagram showing an example of the configuration of a compressor according to an embodiment of the present invention.

도 5는 상기 도 3에 도시한 콤프레셔의 압축 메카니즘을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.FIG. 5 is a view illustrating the compression mechanism of the compressor shown in FIG.

도 6은 상기 도 4에 도시한 콤프레셔의 압축 메카니즘을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.FIG. 6 is a view illustrating the compression mechanism of the compressor illustrated in FIG. 4.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100:구동부 110:압축기유니트100: drive unit 110: compressor unit

111:케이싱 113:트로코이달로터조립체111: casing 113: trocoidal rotor assembly

114:구동샤프트 115:제 1로터114: drive shaft 115: first rotor

117:제 2로터 119:제 3로터117: second rotor 119: third rotor

121:제 1흡입포트 123:제 2흡입포트121: first suction port 123: second suction port

125:제 1토출포트 127:제 2토출포트125: first discharge port 127: second discharge port

131:압축공기탱크 141:연결파이프131: compressed air tank 141: connection pipe

Claims (4)

외주면에 다수의 트로코이달(trochoidal) 기어가 형성되어 있고 그 회전중심에는 구동샤프트가 고정되어 있는 제 1로터와;A first rotor having a plurality of trochoidal gears formed on an outer circumferential surface thereof and having a drive shaft fixed thereto at a center of rotation thereof; 상기 제 1로터를 내부에 편심되게 수용하며 그 내주면에는 제 1로터의 기어에 대해 치합하며 선접촉하는 트로코이달 기어가 형성되되 상기 트로코이달 기어는 상기 제 1로터의 기어이(teeth)의 개수보다 하나 더 많은 기어이를 가지며, 외주면에도 내주면과 동일한 개수의 트로코이달 기어이가 형성되어 있는 제 2로터와;The first rotor is eccentrically accommodated therein, and an inner circumferential surface thereof is provided with a trocoidal gear which is meshed with the gears of the first rotor and is in line contact with the first rotor, wherein the trocoidal gear is the number of teeth of the first rotor. A second rotor having one more gear teeth and having the same number of trocoidal gear teeth as the inner circumferential surface; 상기 제 2로터를 내부에 편심되게 수용하며 그 내주면에는 제 2로터 외주면의 기어에 대해 치합하며 선접촉하는 트로코이달 기어가 형성되되, 상기 트로코이달기어는 제 2로터 기어이의 개수보다 하나 더 많은 기어이를 가지는 제 3로터와;The second rotor is eccentrically accommodated therein, and an inner circumferential surface thereof is provided with a trocoidal gear which is engaged with the gears of the outer circumferential surface of the second rotor and is in linear contact, wherein the trocoidal gear is one more than the number of second rotor gears. A third rotor having many gears; 상기 제 1,2,3로터를 밀폐 수용하는 것으로 제 1로터의 구동샤프트를 그 외부로 연장 돌출시킨 상태로 회전 가능하게 지지하는 케이싱과;A casing for rotatably supporting the first, second and third rotors to rotatably support the drive shaft of the first rotor in a state of protruding outward; 상기 구동샤프트 측부에 마련되어 케이싱의 내부와 외부를 연결하는 것으로, It is provided on the drive shaft side to connect the inside and the outside of the casing, 제 1,2,3로터의 회전시 제 1로터의 기어와 제 2로터의 내측 기어가 벌어지는 부위에 위치하는 제 2흡입포트 및 상기 제 2로터의 외측 기어와 제 3로터의 기어가 벌어지는 부위에 위치하는 제 1흡입포트와;When the first, second and third rotors rotate, the second suction port located at the site where the gears of the first rotor and the inner gear of the second rotor are opened, A first suction port positioned; 제 1,2,3로터의 회전시 상기 제 1로터의 기어와 제 2로터의 내측 기어가 좁아지는 부위에 마련된 제 2토출포트 및 상기 제 2로터의 외측 기어와 제 3로터의 기어가 좁아지는 부위에 위치되는 제 1토출포트를 포함하여 구성되는 3중트로코이달 로터를 갖는 압축기유니트.When the first, second and third rotors are rotated, the second discharge port provided at a portion where the gears of the first rotor and the inner gear of the second rotor are narrowed and the gears of the outer gear and the third rotor of the second rotor are narrowed. Compressor unit having a triple trocoidal rotor comprising a first discharge port located in the site. 외주면에 다수의 트로코이달(trochoidal) 기어가 형성되어 있고 그 회전중심에는 구동샤프트가 고정되어 있는 제 1로터와;A first rotor having a plurality of trochoidal gears formed on an outer circumferential surface thereof and having a drive shaft fixed thereto at a center of rotation thereof; 상기 제 1로터를 내부에 편심되게 수용하며 그 내주면에는 제 1로터의 기어에 대해 치합하며 선접촉하는 트로코이달 기어가 형성되되 상기 트로코이달 기어는 상기 제 1로터의 기어이(teeth)의 개수보다 하나 더 많은 기어이를 가지며, 외주면에도 내주면과 동일한 개수의 트로코이달 기어이가 형성되어 있는 제 2로터와;The first rotor is eccentrically accommodated therein, and an inner circumferential surface thereof is provided with a trocoidal gear which is meshed with the gears of the first rotor and is in line contact with the first rotor, wherein the trocoidal gear is the number of teeth of the first rotor. A second rotor having one more gear teeth and having the same number of trocoidal gear teeth as the inner circumferential surface; 상기 제 2로터를 내부에 편심되게 수용하며 그 내주면에는 제 2로터 외주면의 기어에 대해 치합하며 선접촉하는 트로코이달 기어가 형성되되, 상기 트로코이달기어는 제 2로터 기어이의 개수보다 하나 더 많은 기어이를 가지는 제 3로터와;The second rotor is eccentrically accommodated therein, and an inner circumferential surface thereof is provided with a trocoidal gear which is engaged with the gears of the outer circumferential surface of the second rotor and is in linear contact, wherein the trocoidal gear is one more than the number of second rotor gears. A third rotor having many gears; 상기 제 1,2,3로터를 밀폐 수용하는 것으로 제 1로터의 구동샤프트를 그 외부로 연장 돌출시킨 상태로 회전 가능하게 지지하는 케이싱과;A casing for rotatably supporting the first, second and third rotors to rotatably support the drive shaft of the first rotor in a state of protruding outward; 상기 구동샤프트 측부에 마련되어 케이싱의 내부와 외부를 연결하는 것으로, It is provided on the drive shaft side to connect the inside and the outside of the casing, 제 1,2,3로터의 회전시 제 1로터의 기어와 제 2로터의 내측 기어가 벌어지는 부위에 위치하는 제 2흡입포트 및 상기 제 2로터의 외측 기어와 제 3로터의 기어가 벌어지는 부위에 위치하는 제 1흡입포트와;When the first, second, and third rotors rotate, the second suction port is located at the portion where the gears of the first rotor and the inner gear of the second rotor are opened, and the portion at which the gears of the outer gear and the third rotor of the second rotor are opened. A first suction port positioned; 제 1,2,3로터의 회전시 상기 제 1로터의 기어와 제 2로터의 내측 기어가 좁아지는 부위에 마련된 제 2토출포트 및 상기 제 2로터의 외측 기어와 제 3로터의 기어가 좁아지는 부위에 위치되는 제 1토출포트를 포함하여 구성되는 3중 트로코이달 로터를 갖는 압축기유니트와;When the first, second and third rotors are rotated, the second discharge port provided at a portion where the gears of the first rotor and the inner gear of the second rotor are narrowed and the gears of the outer gear and the third rotor of the second rotor are narrowed. A compressor unit having a triple trocoidal rotor comprising a first discharge port positioned at the site; 상기 구동샤프트에 연결되며 구동샤프트에 회전토오크를 인가하여 제 1,2,3로터를 회전시킴으로써 상기 흡입포트로 외부 작동유체가 흡입되도록 함과 아울러 토출포트로는 흡입포트로 흡입되었던 작동유체가 압축된 상태로 배출되도록 하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 콤프레셔.Connected to the drive shaft and applying a rotary torque to the drive shaft to rotate the first, second, third rotor to allow the external working fluid to be sucked into the suction port and the working fluid that was sucked into the suction port is compressed. Compressor comprising a drive unit to be discharged in a state. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제 1흡입포트로 흡입되어 제 2로터와 제 3로터의 사이에서 1차 압축된 후 제 1토출포트를 통해 토출된 작동유체를 제 2흡입포트로 유도하여 제 1로터와 제 2로터 사이에서 2차 압축되도록 제 1토출포트와 제 2흡입포트는 연결파이프로 연결된 것을 특징으로 하는 콤프레셔.The hydraulic fluid sucked into the first suction port and first compressed between the second rotor and the third rotor and then discharged through the first discharge port is guided to the second suction port to between the first rotor and the second rotor. And a first discharge port and a second suction port are connected by a connecting pipe so as to be second compressed. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 압축기유니트의 측부에는 상기 토출포트로부터 배출된 압축공기를 임시 저장하는 압축공기탱크가 더 구비된 것을 특징으로 하는 콤프레셔.Compressor, characterized in that the side of the compressor unit further comprises a compressed air tank for temporarily storing the compressed air discharged from the discharge port.
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