KR100546244B1 - Compander having triple trochoidal rotor and torque generating device using thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 3중트로코이달 로터를 갖는 콤팬더와 이를 이용한 토오크발생장치에 관한 것이다. 상기 콤팬더는 다수의 트로코이달(trochoidal) 기어가 형성되며 상호 치합하는 제 1,2,3로터와, 상기 제 1,2,3로터를 밀폐 수용하는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부와 외부를 연결하는 것으로, 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; 제 1,2,3로터의 회전시 상기 제 1로터의 기어와 제 2로터의 내측 기어가 좁아지는 부위에 마련된 제 2배출포트 및 상기 제 2로터의 외측 기어와 제 3로터의 기어가 최대로 벌어졌다 좁아지는 부위에 위치되는 제 1배출포트를 포함하여 구성된다.The present invention relates to a compander having a triple trocoidal rotor and a torque generating device using the same. The compander includes a plurality of trochoidal gears are formed, the first 1,2,3 rotors meshing with each other, and the casing for hermetically receiving the 1,2,3 rotors; By connecting the inside and the outside of the casing, the second suction port and the outer side of the second rotor located in the position where the gear of the first rotor and the inner gear of the second rotor when the first, second, third rotor rotates A first suction port positioned at a portion where a gear and a third rotor gear are separated; When the first, second and third rotors rotate, the second discharge port and the outer gear of the second rotor and the gear of the third rotor provided at a portion where the gear of the first rotor and the inner gear of the second rotor are narrowed to the maximum And a first discharge port positioned at a portion that is opened and narrowed.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 콤팬더는, 트로코이달 로터를 3중으로 구성함으로써 작동유체의 2단 압축 및 팽창이 가능하여 작동유체를 고압으로 송출할 수 있음은 물론 작동유체의 흡입량과 배출량이 증대되어 고속 고압 압축 성능을 제공할 수 있다. 또한 이를 이용한 토오크발생장치는, 별도로 압축공기를 열교환 시킬 필요가 없고, 흡입 및 배출포트의 위치를 조절하여 압축비와 팽창비의 제어가 가능하고 구조가 견고하며 소음 및 진동이 매우 적다. Compander of the present invention made as described above, the three-stage trocoidal rotor is capable of two-stage compression and expansion of the working fluid, it is possible to send the working fluid at high pressure, as well as to increase the suction amount and discharge of the working fluid Can provide high speed high pressure compression performance. In addition, the torque generating device using the same, there is no need to heat exchange the compressed air separately, it is possible to control the compression ratio and expansion ratio by adjusting the positions of the suction and discharge ports, and the structure is solid, and the noise and vibration is very small.
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3중트로코이달 로터를 갖는 콤팬더의 기본 구성을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically illustrating the basic configuration of a compander having a triple trocoidal rotor according to an embodiment of the present invention.
도 2는 상기 도 1에 도시한 콤팬더의 측면도이다.FIG. 2 is a side view of the compander shown in FIG. 1.
도 3a 및 도 3b는 상기 콤팬더의 두 가지 작동모드를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.3A and 3B are diagrams for explaining two operation modes of the compander.
도 4는 상기 도 3a에 도시한 작동 모드시의 트로코이달로터의 동작 메카니즘을 나타내 보인 도면이다.FIG. 4 is a diagram showing an operation mechanism of the trocoidal rotor in the operation mode shown in FIG. 3A.
도 5는 상기 도 3b에 도시한 작동 모드시의 트로코이달로터의 동작을 메카니즘을 나타내 보인 도면이다.5 is a view showing a mechanism of the operation of the trocoidal rotor in the operation mode shown in FIG. 3b.
도 6은 상기한 콤팬더를 이용한 토오크발생장치의 일 예를 나타내 보인 구성도이다.6 is a configuration diagram showing an example of a torque generating device using the compander.
도 7은 상기한 콤팬더를 이용한 토오크발생장치의 다른 예를 도시한 구성도이다.7 is a configuration diagram showing another example of the torque generating apparatus using the above-described compander.
도 8은 상기한 콤팬더를 이용한 토오크발생장치의 또 다른 예를 도시한 구성도이다.8 is a configuration diagram showing still another example of the torque generating device using the compander.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
10,:콤팬더(Compressor-Expander)10,: Compressor-Expander
10a:콤프레샤 10b:액스펜터10a:
11:케이싱 13:트로코이달로터조립체11: Casing 13: Trocoidal rotor assembly
14:샤프트 15:제 1로터14: shaft 15: first rotor
17:제 2로터 19:제 3로터17: 2nd rotor 19: 3rd rotor
21:제 1흡입포트 23:제 2흡입포트21: 1st suction port 23: 2nd suction port
25:제 1팽창배출포트 27:제 2배출포트25: 1st expansion discharge port 27: 2nd discharge port
29:연결파이프 51:압축공기탱크29: connecting pipe 51: compressed air tank
53:연소기 55:연소기챔버53: combustion chamber 55: combustion chamber
57:점화플러그 59:가압펌프57: ignition plug 59: pressure pump
71:냉각기 81:열교환기71: cooler 81: heat exchanger
83:회수라인 85:벨트83: Collection line 85: Belt
본 발명은 3중트로코이달 로터를 갖는 콤팬더와 이를 이용한 토오크발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a compander having a triple trocoidal rotor and a torque generating device using the same.
콤팬더는 공지의 컴프레셔(compressor)와 익스펜더(expander)로 겸용할 수 있는 유체기계의 하나이다. 이는 상호 치합한 상태로 회전하고 그 사이로 유체를 통과시키는 두 개의 트로코이달(trochoidal) 로터(rotor)와, 상기 트로코이달로터를 밀폐 수용하는 케이싱을 포함하여 구성된다. 트로코이달 로터라 함은 그 내외주면에 트로코이달 기어가 형성되어 있는 로터이다. Compander is one of the fluid machines that can be used as a known compressor and expander (expander). It consists of two trochoidal rotors which rotate in a mutually engaged state and pass a fluid therebetween, and a casing for hermetically receiving the trocoidal rotors. The trocoidal rotor is a rotor having a trocoidal gear formed on its inner and outer circumferential surfaces.
이러한 종래의 콤팬더는 그 외주면에 트로코이달 기어이(teeth)가 형성되어 있는 제 1로터와, 상기 제 1로터를 자신의 회전중심축에 대해 편심된 위치에 수용하며 그 내주면에는 상기 제 1로터의 기어이에 치합하고 제 1로터에 대해 선접촉하는 트로코이달 기어이가 형성되어 있는 제 2로터와, 상기 제 1,2로터를 밀폐 수용하는 케이싱을 포함하여 구성된다.The conventional compander 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 center of rotation thereof, and the first rotor on an inner circumferential surface thereof. And a second rotor having a trocoidal gear tooth engaged with the gear teeth and in line contact with the first rotor, and a casing for hermetically housing the first and second rotors.
상기와 같이 구성되는 종래의 콤팬더는 제 1로터와 제 2로터 사이의 체적을 변화시켜 그에 따라 유체를 흡입 압축 팽창 및 배출하는 기본 메카니즘을 갖는다. 이는 그 구조가 비교적 간단하고 소형화할 수 있기 때문에 수십년간 유체펌프로 많이 사용되었다.The conventional compander configured as described above has a basic mechanism for changing the volume between the first rotor and the second rotor and thus inhaling compression expansion and discharge of 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 콤팬더는 두 개의 로터만 사용하므로 그 압축비에 한계가 있었다. 즉, 제 1로터의 회전토오크를 최대한 증가시킨다 하더라도 작동유체는 제 1로터가 한바퀴 회전할 때마다 배출되므로 배출되는 작동유체의 압력이 어느 이상 높지 않은 것이다. 따라서 높은 양정이 요구되는 장소에서의 사용이 제한되었으며 배출 속도도 한계가 있어서 고속 펌핑의 성능은 제공하지 못하였다.However, since the conventional compander uses only two rotors, its compression ratio has been 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 rotates, so the pressure of the working fluid discharged is not higher than any other. Therefore, its use in places requiring high lift is limited, and the discharge rate is limited, which does not provide the performance of high speed pumping.
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 트로코이달 로터를 3중 구조로 함으로써 작동유체의 2단 압축이 가능하여 작동유체를 고압으로 송출할 수 있음은 물론 작동유체의 흡입량과 배출량이 증대되어 고속 고압으로 압축 팽창함으로 동력을 절감하며 그에 따라 향상된 성능을 제공하는 3중트로코이달 로터를 갖는 콤팬더를 제공함과, 또한 상기 콤팬더를 이용하여 별도로 압축공기를 열교환시킬 필요가 없고 흡입 및 배출포트의 위치를 조절하여 압축비와 팽창비의 제어 가능하며 구조가 견고하고 소음 및 진동이 매우 적은 토오크발생장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the three-stage structure of the trocoidal rotor is capable of two-stage compression of the working fluid to send the working fluid at high pressure, as well as to increase the suction amount and discharge of the working fluid. The present invention provides a compander having a triple trocoidal rotor, which saves power by compressing and expanding at high pressure and high pressure, thereby providing improved performance, and also does not require heat exchange of compressed air separately using the compander, The purpose of the present invention is to provide a torque generating device capable of controlling the compression ratio and expansion ratio by adjusting the position of the discharge port, and having a robust structure and very low noise and vibration.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 콤팬더는, 외주면에 다수의 트로코이달(trochoidal) 기어가 형성되어 있고 그 회전중심에는 샤프트가 고정되어 있는 제 1로터와; 상기 제 1로터를 그 내부에 편심되게 수용하며 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 그 내부에 편심되게 수용하며 내주면에는 제 2로터 외주면의 기어에 대해 치합하며 선접촉하는 트로코이달 기어가 형성되되, 상기 트로코이달기어는 제 2로터의 기어이의 개수보다 하나 더 많은 기어이를 가지는 제 3로터와; 상기 샤프트를 외부로 연장 돌출시킨 상태로 회전 가능하게 지지하고 제 1,2,3로터를 밀폐 수용하는 케이싱과; 상기 샤프트 측부에 형성되어 케이싱의 내부와 외부를 연결하는 것으로, 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; 제 1,2,3로터의 회전시 상기 제 1로터의 기어와 제 2로터의 내측 기어가 좁아지는 부위에 마련된 제 2배출포트 및 상기 제 2로터의 외측 기어와 제 3로터의 기어가 최대로 벌어졌다 좁아지는 부위에 위치되는 제 1팽창배출포트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Compander of the present invention for achieving the above object is a plurality of trochoidal (trochoidal) gear is formed on the outer circumferential surface and the first rotor that the shaft is fixed to the center of rotation; The first rotor is eccentrically accommodated therein, and an inner circumferential surface is formed with a trocoidal gear meshing with the gears of the first rotor and 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 is formed with a trocoidal gear which is engaged with the gears of the outer circumferential surface of the second rotor and is in line contact, wherein the trocoidal gear is one of the number of gear teeth of the second rotor. A third rotor having more gear teeth; A casing for rotatably supporting the shaft in a state in which the shaft extends outwardly and hermetically receiving the first, second and third rotors; A second suction port which is formed at the shaft side and connects the inside and the outside of the casing, and is located at a portion where the gear of the first rotor and the inner gear of the second rotor are opened when the first, second and third rotors rotate; A first 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 second discharge port and the outer gear of the second rotor and the gear of the third rotor provided at a portion where the gear of the first rotor and the inner gear of the second rotor are narrowed to the maximum It characterized in that it comprises a first expansion discharge port which is located in the opening and narrowing portion.
또한, 상기 제 1팽창배출포트로부터 배출된 작동유체가열교환기에서 냉각된 후 제 2흡입포트로 유동하여 제 1로터와 제 2로터 사이에서 2차 압축되도록 제 1팽창배출포트와 제 2흡입포트는 연결파이프로 냉각기를 거쳐 연결된 것을 특징으로 한다.In addition, the first expansion discharge port and the second suction port is cooled in the working fluid heat exchanger discharged from the first expansion discharge port and then flows to the second suction port so as to be second compressed between the first rotor and the second rotor. The connection pipe is characterized in that connected via a cooler.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 토오크발생장치는, 외주면에 다수의 트로코이달(trochoidal) 기어가 형성되어 있고 그 회전중심에는 샤프트가 고정되어 있는 제 1로터와; 상기 제 1로터를 그 내부에 편심되게 수용하며 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 그 내부에 편심되게 수용하며 내주면에는 제 2로터 외주면의 기어에 대해 치합하며 선접촉하는 트로코이달 기어가 형성되되, 상기 트로코이달기어는 제 2로터의 기어이의 개수보다 하나 더 많은 기어이를 가지는 제 3로터와; 상기 샤프트를 외부로 연장 돌출시킨 상태로 회전 가능하게 지지하고 제 1,2,3로터를 밀폐 수용하는 케이싱과; 상기 샤프트 측부에 형성되어 케이싱의 내부와 외부를 연결하는 것으로, 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; 제 1,2,3로터의 회전시 상기 제 1로터의 기어와 제 2로터의 내측 기어가 좁아지는 부위에 마련된 제 2배출포트 및 상기 제 2로터의 외측 기어와 제 3로터의 기어가 최대로 벌어졌다 좁아지는 부위에 위치되는 제 1팽창배출포트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3중트로코이달 로터를 갖는 콤팬더와; 상기 콤팬더의 제 2배출포트와 연결되며 콤팬더로부터 배출된 작동유체를 받아들이는 압축공기탱크와; 상기 압축공기탱크와 연결되며 압축공기탱크의 압축공기와 외부의 연소용 가스를 공급받아 점화 폭발시키며 폭발력을 상기 제 1흡입포트로 전달함으로써 제 1,2,3트로코이달로터가 회전하게 한후제1팽창배출기로 외부로 연소가스를 배출되며 14번샤프트회전 연소기를 포함하는 것을 특징으로 하는데, 이는 개방형 사이클에 관한것이다.In addition, the torque generating device of the present invention for achieving the above object, a plurality of trochoidal gear is formed on the outer circumferential surface and the first rotor that the shaft is fixed to the center of rotation; The first rotor is eccentrically accommodated therein, and an inner circumferential surface is formed with a trocoidal gear meshing with the gears of the first rotor and 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 is formed with a trocoidal gear which is engaged with the gears of the outer circumferential surface of the second rotor and is in line contact, wherein the trocoidal gear is one of the number of gear teeth of the second rotor. A third rotor having more gear teeth; A casing for rotatably supporting the shaft in a state in which the shaft extends outwardly and hermetically receiving the first, second and third rotors; A second suction port which is formed at the shaft side and connects the inside and the outside of the casing, and is located at a portion where the gear of the first rotor and the inner gear of the second rotor are opened when the first, second and third rotors rotate; A first 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 second discharge port and the outer gear of the second rotor and the gear of the third rotor provided at a portion where the gear of the first rotor and the inner gear of the second rotor are narrowed to the maximum A compander having a triple trocoidal rotor, characterized in that it comprises a first expansion discharge port located at a portion that is opened and narrowed; A compressed air tank connected to the second discharge port of the compander and receiving the working fluid discharged from the compander; It is connected to the compressed air tank and is supplied with the compressed air of the compressed air tank and the external combustion gas to ignite and explode, and transmits the explosive force to the first suction port to allow the first, second and third trocoid rotors to rotate. Combustion gas is discharged to the outside by a single expansion discharger and is characterized by including a No. 14 shaft rotary combustor, which relates to an open cycle.
아울러, 상기 연소기에 가스를 소정 압력으로 공급하기 위한 것으로 상기 제 1트로코이달로터로부터 회전력을 전달받아 외부 가스탱크의 가스를 연소기측으로 압송하는 가압펌프가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the gas is supplied to the combustor at a predetermined pressure, characterized in that it is further provided with a pressure pump for receiving the rotational force from the first trocoidal rotor for pumping the gas of the external gas tank to the combustor side.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 토오크발생장치는, 외주면에 다수의 트로코이달(trochoidal) 기어가 형성되어 있고 그 회전중심에는 샤프트가 고정되어 있는 제 1로터와; 상기 제 1로터를 그 내부에 편심되게 수용하며 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 그 내부에 편심되게 수용하며 내주면에는 제 2로터 외주면의 기어에 대해 치합하며 선접촉하는 트로코이달 기어가 형성되되, 상기 트로코이달기어는 제 2로터의 기어이의 개수보다 하나 더 많은 기어이를 가지는 제 3로터와; 상기 샤프트를 외부로 연장 돌출시킨 상태로 회전 가능하게 지지하고 제 1,2,3로터를 밀폐 수용하는 케이싱과; 상기 샤프트 측부에 형성되어 케이싱의 내부와 외부를 연결하는 것으로, 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; 제 1,2,3로터의 회전시 상기 제 1로터의 기어와 제 2로터의 내측 기어가 좁아지는 부위에 마련된 제 2배출포트 및 상기 제 2로터의 외측 기어와 제 3로터의 기어가 최대로 벌어졌다 좁아지는 부위에 위치되는 제 1팽창배출포트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3중트로코이달 로터를 갖는 콤팬더와; 상기 콤팬더의 제 2배출포트와 연결되며 콤팬더로부터 배출된 작동유체를 받아들이는 압축공기탱크와; 상기 압축공기탱크와 연결되며 압축공기탱크의 압축공기를 통과시키며 가열하고 가열된 공기를 제 1흡입포트로 전달함으로써 제 1,2,3트로코이달로터가 회전하게 하는 연소기를 포함하는 것을 특징으로 하는데, 이는 밀폐형 사이클에 관한 것이다.In addition, to achieve the above object, the torque generating device of the present invention comprises: a first rotor having a plurality of trochoidal gears formed on an outer circumferential surface thereof and a shaft being fixed to a rotation center thereof; The first rotor is eccentrically accommodated therein, and an inner circumferential surface is formed with a trocoidal gear meshing with the gears of the first rotor and 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 is formed with a trocoidal gear which is engaged with the gears of the outer circumferential surface of the second rotor and is in line contact, wherein the trocoidal gear is one of the number of gear teeth of the second rotor. A third rotor having more gear teeth; A casing for rotatably supporting the shaft in a state in which the shaft extends outwardly and hermetically receiving the first, second and third rotors; A second suction port which is formed at the shaft side and connects the inside and the outside of the casing, and is located at a portion where the gear of the first rotor and the inner gear of the second rotor are opened when the first, second and third rotors rotate; A first 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 second discharge port and the outer gear of the second rotor and the gear of the third rotor provided at a portion where the gear of the first rotor and the inner gear of the second rotor are narrowed to the maximum A compander having a triple trocoidal rotor, characterized in that it comprises a first expansion discharge port located at a portion that is opened and narrowed; A compressed air tank connected to the second discharge port of the compander and receiving the working fluid discharged from the compander; And a combustor connected to the compressed air tank and passing through the compressed air of the compressed air tank and transferring the heated and heated air to the first suction port so that the first, second and third trocoidal rotors rotate. This relates to a closed cycle.
또한, 상기 콤팬더에 연결되며 제 1,2,3트로코이달로터의 회전에 의해 제 1팽창배출포트를 통해 배출되는 작동유체를 냉각시킨 후 상기 제 2흡입포트로 유도하는 냉각기가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.Further, a cooler connected to the compander and cooling the working fluid discharged through the first expansion discharge port by the rotation of the first, second and third trocodal rotors is further provided. It is characterized by.
또한 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외주면에 다수의 트로코이달(trochoidal) 기어가 형성되어 있고 그 회전중심에는 샤프트가 고정되어 있는 제 1로터와; 상기 제 1로터를 그 내부에 편심되게 수용하며 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 그 내부에 편심되게 수용하며 내주면에는 제 2로터 외주면의 기어에 대해 치합하며 선접촉하는 트로코이달 기어가 형성되되, 상기 트로코이달기어는 제 2로터의 기어이의 개수보다 하나 더 많은 기어이를 가지는 제 3로터와; 상기 샤프트를 외부로 연장 돌출시킨 상태로 회전 가능하게 지지하고 제 1,2,3로터를 밀폐 수용하는 케이싱과; 상기 샤프트 측부에 형성되어 케이싱의 내부와 외부를 연결하는 것으로, 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; 제 1,2,3로터의 회전시 상기 제 1로터의 기어와 제 2로터의 내측 기어가 좁아지는 부위에 마련된 제 2배출포트 및 상기 제 2로터의 외측 기어와 제 3로터의 기어가 최대로 벌어졌다 좁아지는 부위에 위치되는 제 1팽창배출포트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3중트로코이달 로터를 갖는 콤팬더와; 공급라인을 통해 상기 일측 콤팬더의 제 1팽창배출포트와 연결되며 제 1팽창배출포트로부터 공급된 팽창공기를냉각기로 냉각시킨후 제 2흡입포트로 공급하여공기가압축되며 타측 콤팬더의 제 1,2,3로터가 공기의 팽창력에 의해 회전및압축하도록 하여 샤프트를 축회전시키는 공기와; 상기 타측 콤팬더의 제 2배출포트에 연결되며 상기 제 1,2,3로터를 회전시킨 후 빠져나온 공기를 소정 경로로 유도하는 회수라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이며, 이는 밀폐형 사이클에 관한 것이다.In addition, to achieve the above object, the present invention, a plurality of trochoidal gear (trochoidal) gear is formed on the outer circumferential surface and the first rotor is fixed to the center of rotation; The first rotor is eccentrically accommodated therein, and an inner circumferential surface is formed with a trocoidal gear meshing with the gears of the first rotor and 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 is formed with a trocoidal gear which is engaged with the gears of the outer circumferential surface of the second rotor and is in line contact, wherein the trocoidal gear is one of the number of gear teeth of the second rotor. A third rotor having more gear teeth; A casing for rotatably supporting the shaft in a state in which the shaft extends outwardly and hermetically receiving the first, second and third rotors; A second suction port which is formed at the shaft side and connects the inside and the outside of the casing, and is located at a portion where the gear of the first rotor and the inner gear of the second rotor are opened when the first, second and third rotors rotate; A first 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 second discharge port and the outer gear of the second rotor and the gear of the third rotor provided at a portion where the gear of the first rotor and the inner gear of the second rotor are narrowed to the maximum A compander having a triple trocoidal rotor, characterized in that it comprises a first expansion discharge port located at a portion that is opened and narrowed; It is connected to the first expansion discharge port of the one side of the compander through a supply line, the expansion air supplied from the first expansion discharge port is cooled by a cooler and then supplied to the second suction port, the air is compressed and the first of the other compander Air for axially rotating the shaft such that the rotors 2 and 3 rotate and compress by the expansion force of the air; It is characterized in that it comprises a recovery line connected to the second discharge port of the other side of the compander and guides the escaped air to a predetermined path after rotating the first, second, third and third rotors, and this relates to a closed cycle .
또한, 압축공기를 가열하도록 하는 열교환기가 더 구비된 것을 특징으로 하는 것이며, 이는 밀폐형 사이클에 관한 것이다.In addition, the heat exchanger for heating the compressed air is characterized in that it is further provided, which relates to a closed cycle.
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.
상기한 바와같이 콤팬더라 함은 콤프레서와 익스펜더를 의미하며 본 발명의 콤팬더는 한 대의 유체기계로 콤프레서와 익스펜더의 기능을 구현할 수 있다.As described above, the term "compressor" means a compressor and an expander, and the compressor of the present invention may implement the functions of the compressor and the expander with one fluid machine.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3중 트로코이달 로터를 갖는 콤팬더의 기본 구성을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically illustrating a basic configuration of a compander having a triple trocoidal rotor according to an embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 3중 트로코이달 로터를 갖는 콤팬더(10)는, 세 개의 트로코이달로터(15,17,19)가 상호 치합된 상태로 구성되는 트로코이달로터조립체(13)와, 상기 조립체(13)를 그 내부에 밀폐 수용하는 케이싱(11)을 포함하여 구성된다. 상기 케이싱(11)은 소정 직경을 갖는 원통 형태로 제작할 수 있다.Referring to the drawings, the
상기 트로코이달로터조립체(13)는, 제 1로터(15)와, 상기 제 1로터(15)를 그 내부 편심된 위치에 수용하는 제 2로터(17)와, 상기 제 2로터(17)를 그 내부 편심된 위치에 수용하는 제 3로터(19)를 포함하여 구성된다. 상기 제 1로터(15)와 제 2로터(17)는 통상적인 트로코이달 기어펌프에서와 동일한 원리로 서로에 대해 선접촉하고, 제 2로터(17)에 대해 제 3로터(19)도 선접촉한다.The
상기 제 1로터(15)의 회전 중심축에는 샤프트(14)가 관통 고정되어 있다. 상기 샤프트(14)는 상기 제 1로터(15)를 완전히 관통한 후 길이방향으로 연장되어 도 2에 도시한 바와 같이 양단부가 케이싱(도 2의 11)의 외부로 소정길이 돌출되어 있다. The
상기 샤프트(14)는 외부의 동력원으로부터 동력을 인가받아 화살표 a방향으로 축회전함으로써 제 1,2,3로터(15,17,19)를 회전시켜 후술할 제 1,2흡입포트(21,23)로 작동유체가 흡입되도록 함과 동시에 제 1,2배출포트(25,27)를 통해 압축된 작동유체가 팽창 배출되도록 하거나, 또는 상기 제 1,2흡입포트(21,23)에 고압 고속의 작동유체가 압입되어 제 1,2,3로터(15,17,19)가 작동유체의 팽창력에 의해 밀리며 회전할 때에 화살표 a방향으로 회전하며 외부로 회전토오크를 제공한다. The
즉 상기 샤프트(14)는 외부로부터 회전토오크를 제공받거나 외부로 회전력을 제공하는 축이다.That is, the
상기 구동샤프트(14)의 양단부는 케이싱(11)을 관통하며 그 외주면이 케이싱에 지지되므로 제 1로터(15)의 회전중심은 항상 일정하게 유지된다.Both ends of the
상기 제 1로터(15)의 외주면에는 공지의 트로코이달 기어이(teeth)가 형성되어 있다. 본 실시예에서 상기 기어이는 여섯 개가 형성되어 있고 각 기어이의 사이인 이뿌리는 만곡된 형태를 취한다.On the outer circumferential surface of the
또한 상기 제 2로터(17)는 속이 빈 원통의 형태를 취하며 그 내주면 및 외주면에 트로코이달 기어이가 형성되어 있다. 상기 제 2로터(17)의 내주면에 형성되어 있는 기어이는 상기 제 1로터(15)에 형성되어 있는 기어이에 치합하는 것으로서 그 갯수는 상기 제 1로터보다 한 개가 많은 일곱 개다. 상기 제 1로터(15)와 제 2로터(17)는 공지의 트로코이달 기어와 같은 치합구조 및 동작 메카니즘을 갖는다.In addition, the
상기 제 2로터(17)의 외주면에 형성되어 있는 기어이는 내주면에 형성되어 있는 기어이에 대응하며 동일한 개수를 가지고 통상의 트로코이달 기어 형태를 취한다.The gear teeth formed on the outer circumferential surface of the
상기 제 3로터(19)는 케이싱(11)에 대해 상대 운동 가능하며 내주면에 기어이가 형성되어 있는 로터이다. 상기 제 3로터(19)에 형성되어 있는 기어이는 제 2로터의 외측에 형성되어 있는 기어이와 통상적인 트로코이달 기어방식의 치합상태를 유지한다. 아울러 제 3로터(19)에 형성되어 있는 기어이의 개수는 제 2로터(17) 보다 한 개가 더 많은 8개이다.The
한편, 상기 케이싱(11)에 있어서 샤프트(14)의 일측부에는 제 1,2흡입포트(21,23)가 마련되어 있고 타측부에는 제 1,2배출포트(25,27)가 구비되어 있다. Meanwhile, in the
상기 각 포트는 케이싱(11)의 내부와 외부를 연결하는 연결통로로서 제 1,2흡입포트(21,23)는 외부의 작동유체를 케이싱(11) 내부로 안내하는 통로이고, 제 1,2배출포트(25,27)는 케이싱(11)의 내부에서 압축된 작동유체를 케이싱(11) 외부로 배출하는 통로이다.Each port is a connecting passage connecting the inside and the outside of the
상기 제 1,2흡입포트(21,23)는 샤프트(14)가 화살표 a방향으로 회전시 제 1로터(15)와 제 2로터(17)와 제 3로터(19)의 사이가 서로에 대해 벌어지기 시작하여 그 내부 압력이 낮아지는 부위에 위치한다. 따라서 예컨대 샤프트(14)가 화살표 a방향으로 회전할 경우 작동유체는 제 2흡입포트(23)를 통해 제 1로터(15)와 제 2로터(17) 사이로 유입되고, 제 1흡입포트(21)를 통해 제 2로터(17)와 제 3로터(19) 사이로 유입될 수 있는 것이다.The first and
또한 상기 제 2배출포트(27)는 제 1로터(15)와 제 2로터(17)의 사이가 상호 좁아져 내부 압력이 상승하는 부위에 위치하고, 제 1팽창배출포트(25)는 제 2로터(17)와 제 3로터(19) 사이의 체적이 최대로 확장 된 후 축소되기 시작하는 순간의 위치에 위치한다. 로터가 고속으로 회전할 경우 상기 제 1팽창배출포트(25)를 보다 상류측에 위치시킬 수 도 있다.In addition, the
상기 제 1,2흡입포트(21,23)로 유입된 작동유체는 샤프트(14)의 계속되는 회전에 따라 압축되며 제 1로터(15)와 제 2로터(17) 사이의 작동유체는 제 2배출포트(27)를 통해 배출되고, 제 2로터(17)와 제 3로터(19) 사이의 작동유체는 제 1배출포트(25)를 통해 팽창 배출된다.The working fluid introduced into the first and
상기 흡입포트 및 배출포트의 위치 및 유동 단면적은 각 기어의 형상 및 크기에 따라 달라지며 특히 위치 및 유동 단면적을 조절할 경우 콤팬더의 출력을 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, when adjusting the position and the flow cross-sectional area, the output of the compander can be adjusted.
도 2는 상기 도 1에 도시한 콤팬더의의 측면도이다.FIG. 2 is a side view of the compander shown in FIG. 1.
도면을 참조하면, 샤프트(14)가 케이싱(11)을 관통하여 케이싱(11)의 양면으로부터 돌출되어 있다. 샤프트(14)가 케이싱(11)의 외부로 연장되어 있으므로 샤프트(14)에 모터나 엔진 등의 구동원을 연결할 수 도 있고 차축이나 기타 동력이 필 요한 부하를 연결할 수 도 있다.Referring to the figure, the
아울러 상기 샤프트(14)의 양측부에 제 1,2흡입포트(21,23) 및 제 1,2배출포트(25,27)가 위치하고 있음을 알 수 있다. 상기 흡입포트(21,23) 및 배출포트(25,27)에는 별도의 파이프를 연결하여 사용함은 물론이다.In addition, it can be seen that the first and
도 3a 및 도 3b는 상기 콤팬더의 두 가지 동작 메카니즘을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.3A and 3B are diagrams for explaining two operation mechanisms of the compander.
첫 번째 동작 메카니즘은, 작동유체를 두 개의 흡입포트로 동시에 흡입하고 두 개의 배출포트로 동시에 배출 하는 것이다.The first operating mechanism is to draw the working fluid into two suction ports at the same time and discharge them simultaneously to the two discharge ports.
두 번째 동작 메카니즘은, 작동유체를 먼저 제 1흡입포트(21)로 흡입하여 1차 압축한 후 제 1배출포트(25)와 제 2흡입포트(23)를 차례로 통과시켜 케이싱(11) 내에서 2차 압축한 후 최종 제 2배출포트(27)로 배출하는 것이다.The second operating mechanism is to first inject the working fluid into the
도 3a는 상기한 첫 번째 동작 메카니즘을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.3A is a diagram for explaining the first operation mechanism described above.
도면을 참조하면, 작동유체가 상기 제 1,2흡입포트(21,23)내부로 화살표 p방향을 따라 동시에 흡입됨을 알 수 있다. 이와 같이 제 1,2흡입포트(21,23)를 통해 동시에 흡입된 작동유체는 케이싱(11)의 내부를 돌며 압축된 후 제 1,2배출포트(25,27)를 통해 화살표 q방향으로 배출된다(배출포트25,27번은 위치에 따라 팽창압축 된다).Referring to the drawings, it can be seen that the working fluid is sucked into the first and
도 3b는 상기한 두 번째 동작 메카니즘을 설명하기 위해 도시한 도면이다.3B is a diagram for explaining the second operation mechanism described above.
도시한 바와같이, 제 1배출포트(25)와 제 2흡입포트(23)가 연결파이프(29)를 통해 연결되어 있다. 따라서 화살표 p방향을 따라 제 1흡입포트(21)를 통해 케이싱(11) 내부로 공급된 작동유체는 케이싱(11) 내에서 1차로 팽창된 후 제 1팽창배출포트(25)를 통해 화살표 q방향으로 배출되고 연결파이프(29)를 따라냉각기를거친후 제 2흡입포트(23)로 이동한다. 제 2흡입포트(23)로 이동한 작동유체는 케이싱(11) 내에 다시 들어가 압축된 후 제 2배출포트(27)를 통해 외부로 압축 배출된다.As shown, the
이러므로팽창과압축이동시에연속적으로이루어진다Thus, expansion and compression occur continuously at the same time.
도 4a,4b,4c는 상기 도 3a에 도시한 작동모드시의 트로이코달로터조립체의 동작을 설명하기 위하여 순차적으로 나타내 보인 도면이다.4A, 4B, and 4C are views sequentially shown to explain the operation of the trocodal rotor assembly in the operation mode shown in FIG. 3A.
상기한 바와같이, 샤프트(14)가 회전하면 그에 따라 조립체(13)가 전체적으로 회전하며, 그동안 제 1,2흡입포트(21,23)가 위치한 부위의 제 1로터(15)와 제 2로터(17)의 사이공간 및 제 2로터(17)와 제 3로터(19)의 사이공간이 벌어진다. As described above, when the
따라서, 제 1,2,3로터(15,17,19) 사이의 압력이 낮아져 도 4a에 도시한 바와같이 외부의 작동유체가 제 1,2흡입포트(21,23)를 통해 케이싱(11)내부로 유입한다. Accordingly, the pressure between the first, second, and
상기 상태에서 샤프트(14)를 계속 회전시키면 작동유체는 도 4b에 도시한 바와같이 제 1,2,3로터(15,17,19)의 사이에 갇힌 상태로 회전하여 제 1,2배출포트(25,27)측으로 점차 근접한다.If the
이어서 도 4c에 도시한 바와같이 로터(15,17,19) 사이에 갇힌 상태로 이동하던 작동유체가 마침내 제 1,2배출포트(25,27)에 도달하면 작동유체는 양 배출포트(25,27)를 통해 동시에팽창 배출된다(25번은 팽창되며, 27번은 압축토출 된다).Subsequently, as shown in FIG. 4C, when the working fluid moving in the locked state between the
도 5a 내지 도 5f는 상기 도 3b에 도시한 작동모드시의 트로코이달로터조립체의 동작을 설명하기 위하여 순차적으로 나타내 보인 도면이다.5A to 5F are views sequentially shown to explain the operation of the trocoidal rotor assembly in the operation mode shown in FIG. 3B.
도 5a에 도시한 바와같이, 구동샤프트(14)를 회전시키면 외부의 작동유체가 제 1흡입포트(21)를 통해 케이싱(11) 내부로 이동한다. 상기 제 1흡입포트(21)를 통해 케이싱(11) 내부로 이동한 작동유체는 제 2로터(17)와 제 3로터(19)의 사이에 갇힌 상태로 제 1팽창배출포트(25)측으로 이동하며 팽창된다(도 5b참조).As shown in FIG. 5A, when the driving
이어서 도 5c에 도시한 바와같이, 제 1팽창배출포트(25)에 도달한 작동유체는 제 1팽창배출포트(25)를 통해 케이싱(11) 외부로 팽창되어 빠져나가고 상기한 연결파이프(도 3b의 29)를 통해 냉각기를 통과한 후 공기의 온도를 낮춘 후 제 2흡입포트(23)로 이동한다. Subsequently, as shown in FIG. 5C, the working fluid reaching the first
상기와 같이 제 2흡입포트(23)로 이동한 작동유체는 도 5d에 도시한 바와 같이 제 1로터(15)와 제 2로터(17)의 사이로 흡입되고 그 후 도 5e에 도시한 상태로 제 1로터(15)와 제 2로터(17)의 사이에서 압축된 상태로 제 2배출포트(27)로 이동하여 냉각기로 배출된 후 압축탱크로 배출된다(도 5f 참조).As described above, the working fluid moved to the
상기와 같이 본 실시예에 따른 콤팬더는, 작동유체의 팽창으로 샤프트의 속도를 빠르게 하거나 내부로 압축을 하며 팽창과압축을하며압축공기를직접연소실에서가스와혼합하여 연소팽창압력을 21번에 유입한 후 25번으로 팽창하여 외기로 배기되며 14번샤프트를 회전시키며, 23번으로는 외기를 흡입하여 27번으로압축토출된 후압력탱크를거쳐연소실로공급하는 개방형사이클과 압축공기가 연소공기와 혼합되지 않는 밀폐형사이클로 2가지 특징을 가져 다양한 토오크발생장치에 적용할 수 있다.As described above, the compander according to the embodiment of the present invention expands or compresses the speed of the shaft due to expansion of a working fluid, expands and compresses therein, and mixes compressed air with gas in a direct combustion chamber to increase the combustion expansion pressure to 21. After entering, it expands to 25 and exhausts it to the outside. It rotates
도 6은 상기한 콤팬더를 이용한 토오크발생장치의 일예를 나타내 보인 구성도이다. 상기한 토오크가 발생하는 축은 콤팬더의 샤프트(14)임은 물론이다.6 is a configuration diagram showing an example of a torque generating device using the compander. Of course, the shaft in which the above-mentioned torque is generated is the
도시한 바와같이, 콤팬더(10)의 제 2배출포트(27)가 압축공기탱크(51)에 연결되어 있다. 상기 압축공기탱크(51)는 일반적인 고압 공기탱크로서 콤팬더의 제 2배출포트(27)로부터 배출된 압축공기를 임시 저장한다.As shown, the
또한 상기 압축공기탱크(51)는 다수의 밸브를 통해 연소기(53)에 연결된다. 상기 연소기(53)는 마치 왕복식 엔진 실린더의 연소실과 같이 그 내부에서 연소가 이루어지는 장소이다. 상기 연소기(53)는 상기 압축공기탱크(51)로부터 이동해온 압축공기와 가압펌프(59)에 의해 공급된 외부의 가스를 수용하는 연소기챔버(55)와, 상기 연소기챔버(55)의 내부에 스파크를 일으켜 점화하는 점화플러그(57)를 포함하여 구성되며, 개방형 사이클에 관한 것이다.In addition, the
상기 연소기(53)내에서 발생한 고속 고압의 연소가스는 콤팬더(10)의 제 1흡입포트(21)를 통해 콤팬더(10) 내부로 이동한다. 이와 같이 콤팬더(10)의 내부로 이동하는 연소가스는 도 5a에 도시한 바와 같이 제 2로터(17)와 제 3로터(19)의 사이에서 제 1팽창배출포트(25)로 이동하며 제 2로터(17)와 제 1로터(15)를 도 5a의 반시계 방향으로 회전시키고 제 1배출포트(25)를 통해 외부로 팽창 배기된다. 상기와 같이 제 1로터(15)가 회전하면 샤프트(14)도 회전하는 것이므로 결국 샤프트(14)를 통해 외부로 토오크를 전달할 수 있게 된다.The high speed and high pressure combustion gas generated in the
한편, 상기와 같이 연소가스가 콤팬더(10)를 통과해 빠져나가며 제 1,2로터(15,17)를 회전시킴에 의해 외부의 새로운 공기가 제 2흡입포트(23)를 통해 케이싱(11) 내부로 들어가 압축된다. 상기 제 2흡입포트(23)로 흡입된 공기는 제 1,2로터(15,17)의 사이에서 압축된 상태로 제 2배출포트(27)를 통해 압축공기탱크(51)로 이동하여 연소실(53)로 가기 위해 대기한다.Meanwhile, as described above, the combustion gas passes through the
도 7은 상기한 콤팬더를 이용한 토오크발생장치의 다른 예를 도시한 구성도이다.7 is a configuration diagram showing another example of the torque generating apparatus using the above-described compander.
상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리키며 이에 관한 반복된 설명은 생략하기로 한다.The same reference numerals as the above reference numerals denote the same members having the same function, and repeated description thereof will be omitted.
도 7을 통해 설명하는 토오크발생장치에서의 콤팬더(10)는 상기한 도 5의 동작 메카니즘을 갖는다.The
도면을 참조하면, 콤팬더(10)의 제 1팽창배출포트(25)와 제 2흡입포트(23)가 냉각기(71)에 연결되어 있음을 알 수 있으며, 밀폐형 사이클에 관한 것이다. 상기 냉각기(71)는 공지의 일반적인 냉각기로서 제 1팽창배출포트(25)로 배출된 가스를 냉각시켜 제 2흡입포트(23)로 공급한다.Referring to the drawings, it can be seen that the first
또한 상기 제 2배출포트(27)는 압축공기탱크(51)에 연결되며 압축공기탱크(51)는 연소기(53)에 연결된다. 상기 압축공기탱크(51) 내의 압축공기는 연소기를 통과하면서 가열되고 제 1흡입포트(21)로 이동하여 제 1,2로터(15,17)를 회전시키며 샤프트(14)를 통해 외부로 토오크를 발생한다. 상기 제 1,2로터(15,17)를 회전시킨 연소가스는 대기로 방출되지 않고 제 1팽창배출포트(25)를 통해 상기 냉각기(71)로 이동한다.In addition, the
상기 연소기(53)는 외부의 공기와 가스를 그 내부에 수용한 상태로 점화하여 압축공기가 이동하는 파이프를 가열하는 것이다.The combustor 53 heats a pipe through which compressed air moves by igniting with the outside air and gas accommodated therein.
여하튼 상기 냉각기(71)로 이동한 팽창공기는 냉각기(71)를 통과한 후 도 5d에 도시한 바와 같이 제 2흡입포트(23)를 통해 케이스(11)의 내부로 다시 한번 유입되며 제 1로터(15)와 제 2로터(17)의 사이에서 압축되고 도 5f와 같이 제 2배출포트(27)를 통해 압축공기탱크(51)로 이동하여 대기한다.In any case, the inflated air moved to the cooler 71 passes through the cooler 71 and then flows into the
도 8은 상기한 콤팬더를 이용한 토오크발생장치의 또 다른 예를 도시한 구성도이다. 기본적으로 도 8에 도시한 토오크발생장치는 콤프레샤와 액스펜더를 사용하여 한 쪽 액스펜더의 샤프트에 토오크를 발생하는 장치이다.8 is a configuration diagram showing still another example of the torque generating device using the compander. Basically, the torque generating device shown in Fig. 8 is a device for generating torque on the shaft of one of the accelerators using a compressor and an accelerator.
도 8을 참조하면, 토오크발생장치는 압축기와 액스펜더(10a,10b)와, 상기 두 개의 (10a,10b) 사이에 위치하는 연소기(53) 및 열교환기(81)를 포함하여 구성된다. 상기 압축기와 액스펜더(10a,10b)는 상호 동일한 구성을 가지며, 일측(10a)은 콤프레셔(compressor)의 역할을 하고 타측 (10b)은 익스펜더(expander)의 역할을 한다.Referring to FIG. 8, the torque generator includes a compressor and an accelerator (10a, 10b), a
콤프레셔 기능을 하는 일측(10a)의 제 1배출포트(25)는 공급라인(82)을 통해 타측 액스펜더(10b)의 제 2흡입포트(23)에 연결된다. 아울러 상기 공급라인(82)에는 연소기(53)가 구비된다. The
상기 연소기(53)는 공급라인(82)을 통해 일측 압축기(10a)로부터 공급된 압 축공기에 가스를 더하여 연소시키며 연소에 따른 폭발력이 제 2흡입포트(23)를 통해 타측 액스펜더(10b)에 전달되도록 한다. 연소가스가 제 2흡입포트(23)를 통해 타측 액스펜더(10b)로 압입되면 제 1,2,3로터(15,17,19)는 가스의 폭발력에 의해 밀리며 회전하고 샤프트(14)가 축회전한다.The
상기 액스펜더(10b)의 내부를 돌아 제 2배출포트(27)로 배출된 연소가스는 회수라인(83)을 통해 소정 경로를 따라 이동하며 그동안 공급라인(82)을 통해 연소기(53)를 향하는 저온의 압축공기와 열교환 된 후 대기로 배기된다. 상기 연소기를 향하는 압축공기는 회수라인(83) 내의 고온의 연소가스와 열교환을 통해 예열된다.Combustion gas discharged to the
한편, 상기 동작이 계속되는 동안 타측 액스펜더(10b)의 제 1흡입포트(21)로는 압축 공기가 계속적으로 흡입되고, 흡입된 공기는 액스펜더(10b)의 내부에서 팽창된 상태로 제 1배출포트(27)를 통해 배출된다. 상기 제 1배출포트(25)를 통해 배출된 팽창공기를 열교환 후 외부에 버린다. 여기서 콤프레샤에서 압축된 공기는 압축공기탱크(51)에 저장할 수 도 있음은 물론이다.Meanwhile, while the operation continues, compressed air is continuously sucked into the
도면부호 85는 양측 콤프레샤와 액스펜더의 샤프트(14)를 상호 연결하는 벨트이다.
결국 도 8에 도시한 토오크발생장치는 일측 콤푸레샤(10a)에 의해 공급된 압축공기를 연소시켜 그 폭발력으로 타측 액스펜더의 샤프트(14)를 축회전시키는 메카니즘을 갖는다.As a result, the torque generating device shown in Fig. 8 has a mechanism for burning the compressed air supplied by the
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지 식을 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 구성함으로 콤프레샤와 액스펜더를 1개의기기(콤펜더)로써 작동유체의 압축 및 팽창이 가능하여 작동유체를 고압으로 송출할 수 있음은 물론 작동유체의 흡입량과 배출량이 증대되어 고속 고압 압축 성능을 제공할 수 있다. 또한 상호 열교환과 기계적 효율을 증대하며 이를 이용한 토오크발생장치는, 별도로 압축공기를 열교환(내부에서 연소가스나 가열 팽창된 공기와 압축열이 합하여짐) 시킬 필요가 없고, 흡입 및 배출포트의 위치를 조절하여 압축비와 팽창비의 제어 가능하고 구조가 견고하며 소음 및 진동이 없으며 고속회전이 가능하다. 또한 한축에 몇 개의 콤팬더를 부착하여 고출력 및 기기의 고장시에도 장치의 정지나 이상이 없다는 효과가 있다.According to the present invention made as described above, by configuring the trocoidal rotor in three, the compressor and the accelerator can be compressed and expanded by one device (compressor), and the working fluid can be sent out at a high pressure. The suction volume and discharge of working fluid can be increased to provide high speed high pressure compression performance. In addition, the mutual heat exchange and mechanical efficiency are increased, and the torque generator using the same does not need to separately heat the compressed air (combustion gas, heat-expanded air and compressed heat), and position the suction and discharge ports. By adjusting, control of compression ratio and expansion ratio is possible, the structure is solid, no noise and vibration, and high speed rotation is possible. In addition, by attaching several companders on one axis, there is no effect of stopping or abnormality of the device even in the event of high power and equipment failure.
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