KR100681804B1

KR100681804B1 - 정압 또는 부압 발생용 펌프

Info

Publication number: KR100681804B1
Application number: KR1020017012019A
Authority: KR
Inventors: 숄츠푸리츠-마틴
Original assignee: 베르너 리트쉬레 게엠베하 앤드 코. 카게
Priority date: 1999-03-22
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2007-02-15
Also published as: HK1048844A1; CN1324239C; AU3963500A; DE50005415D1; DE29905249U1; WO2000057062B1; CN1365432A; WO2000057062A1; EP1163450B1; EP1163450A1; AU762304B2; KR20020019892A; ATE260412T1; JP2002540346A

Abstract

본 발명은 정압 또는 부압을 발생하는 펌프에 관한 것으로, 이 펌프는 고압 포트 및 저압 포트를 구비한다. 2개의 멀티 블레이드 로터(28, 30)는 펌프 챔버(32) 내에서 서로 오프셋되어 있는 2개의 샤프트(20, 22) 상에 장착되어 있다. 구동 기구는 로터의 전방면에 배치되고 그 반대측에는 하우징 커버가 배치되어 있다. 하우징 커버(34)는 컵 모양의 형상을 가진다. 고압 포트(42) 및 저압 포트(40)는 하우징 커버(34)에 일체로 형성되어 있다.

Description

정압 또는 부압 발생용 펌프{PUMP FOR GENERATING PRESSURE OR NEGATIVE PRESSURE}

본 발명은 정압(定壓) 또는 부압(負壓)을 발생시키는 펌프에 관한 것으로, 이 펌프는 고압 포트 및 저압 포트를 구비하는 펌프 챔버와, 2개 이상의 블레이드를 구비하고 상기 펌프 챔버 내에서 서로 오프셋된 2개의 평행 샤프트에 장착되는 2개의 로터와, 상기 로터의 단부면에 배치된 구동부와, 그 반대측에 배치된 하우징 커버를 포함하며, 상기 하우징 커버는 컵 형상으로 구성되며, 고압 포트뿐만 아니라 저압 포트도 하우징 커버에 일체로 형성되어 있다.

이러한 형태의 펌프에 따르면, 로터의 블레이드는 어떠한 접촉 없이 서로 맞물리기 때문에 윤활유가 없는 상태에서 작동할 수 있다. 따라서, 이러한 펌프의 응용은 광범위한 분야에서 행해지고 있다. 이러한 펌프를 광범위하게 응용할 수 있도록 크기, 중량 및 제작비에 대한 최적화를 실현하기 위한 노력이 있었다.
미국 특허 제4,057,375호에는 동기식으로 반대 방향으로 회전하는 2개의 블레이드 휠을 포함하는 용적형 펌프(positive-displacement pump)가 개시되어 있으며, 이 펌프의 블레이드들은 상호 맞물려 있기 때문에 회전 운동 중에 체적이 변하는 별도의 공간을 형성하고, 이 공간에서 압축 유동 매체가 저압측에서 고압측으로 2개의 축에 대해 수직 방향으로 이송된다.
영국 특허 제2 139 287호에는 2개의 톱니가 형성된 2개의 휠이 상호 맞물려 있는 유압 펌프가 개시되어 있으며, 이들 블레이드는 챔버 내에 배치되고, 그 챔버의 엔빌로프로 유입 채널 및 유출 채널이 개방되어 있다.

이러한 공지의 펌프에서는, 로터가 양측, 즉 2개의 축 단부 각각에 지지되어 있다. 펌프 챔버는 하우징 커버에 의해 양단부면 상에서 제한된다. 흡입 채널 및 압력 채널은 펌프 챔버의 엔빌로프로 개방되어 있다.
유럽 특허 제0 389 838 A2호는 본 발명과 가장 관련성이 깊은 선행 기술로서, 루트 압축기 형태의 회전 피스톤 펌프가 개시되어 있으며, 이 펌프는 서로 평행한 2개의 축에 외팔보식으로 배열되어 있고 또 다양한 종류의 비압축성 유동 매체의 연속적인 이송을 가능하게 하는 2개의 로터를 구비한다. 이들 로터는 챔버에 배치되어 있으며, 기어 박스쪽의 챔버는 평평한 플레이트(이 플레이트를 통해 로터의 축들이 유체 기밀 방식으로 관통함)에 의해 제한되고, 기어 박스에서 멀어지는 방향을 향하는 쪽의 챔버는 하우징 커버에 의해 제한되며, 이 하우징 커버의 엔빌로프는 입구 및 출구용의 연결 포트들이 배치(외측을 향해 방사 방향으로 안내)되어 있다.

본 발명의 목적은 공간 활용성이 좋고 구조가 간단하며, 그리고 저압 및 고압용 개구를 하우징의 단부면 위치에 마련할 수 있게 하는 펌프를 이용하는 데 있다.
이는 본 발명의 펌프에 의해 달성되는데, 이 펌프에 있어서, 하우징 커버의 내벽은 단부면상에서 펌프 챔버의 경계를 구획하고 고압 및 저압 포트를 위한 2개의 개구를 구비하며, 상기 개구 각각은 하우징 커버의 본체에 일체로 되어 있는 하나의 채널에 의해 인접한다. 하나의 단일 구성 요소, 즉 하우징 커버는 다음의 3가지 기능을 행한다. 단부면 쪽의 펌프 챔버를 제한하는 기능, 펌프 챔버의 외주벽을 제한하는 기능, 그리고 연결 채널을 수납하는 기능이다. 하우징 커버는 경제적인 방법에 따라 주물품 또는 기계 가공품으로 제조할 수 있다.

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또 다른 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조한 상세한 설명 및 양호한 실시예를 통해 더욱 명백해질 것이다.

도 1은 펌프 섹션의 영역을 축방향으로 절단하여 도시한 펌프 조립체의 측면도이며,

도 2는 하우징 커버의 측면도이고,

도 3은 하우징 커버의 평면도이며,

도 4는 하우징 커버의 다른 측면도이고,

도 5는 하우징 커버 내측을 도시하는 평면도이며,

도 6은 도 5의 선 VI-VI을 따라 취한 단면도이다.

도 1에 도시된 펌프 조립체는 전기 모터(10) 형태의 구동부를 구비한다. 전기 모터(10)는 팬 후드(12)의 측면에 플랜지식으로 장착되어 있다. 상기 전기 모터(10)는 클러치(14)에 의해 팬 후드(12) 내의 팬 휠(16)에 접속되어 있다. 팬 후드(12)는 기어 박스(18) 상에 배치되어 있다. 평행하고 서로 오프셋되어 있는 2개의 샤프트(20, 22)는 기어 박스(18) 내에서 그들의 단부들 각각에 지지되어 있다. 샤프트(20)는 전기 모터(10)의 축과 정렬되도록 배열되고 그 모터에 의해 직접 구동된다. 제1 스퍼어 톱니 휠(24)은 샤프트(20) 상에 장착되고, 상기 제1 휠은 샤프트(22) 상에 장착된 제2 스퍼어 톱니 휠(26)과 맞물린다.

지지되어 있지 않고 또 기어 박스(18)로부터 멀어지는 방향을 향하고 있는 샤프트(20, 22)의 단부들에는 각각 2개의 블레이드 로터(28, 30)가 설치되어 있다. 블레이드 로터(28, 30)의 형상은 갈고리 모양으로 되어 있고, 그 구조는 내부 압축용으로 설계되어 있다. 기어 박스(18)의 샤프트(20, 22)는 톱니 휠(24, 26)의 양측에 위치한 볼 베어링, 특히 도 1에 도시된 바와 같이 2열의 앵귤러 볼 베어링 상에 지지되어 있다. 따라서, 샤프트(20, 22)는 확실하게 안내되고, 또 외팔보식 장착 형태인 로터에 대해 지지된다.

기어 박스(18)는 로터(28, 30)를 향하는 측면과 함께 펌프 챔버(32)의 단부면의 경계벽을 형성하며, 이 챔버의 나머지 부분은 기어 박스(18)에 놓인 컵 모양의 하우징 커버(34)에 의해 제한된다. 이러한 평평한 내벽으로, 하우징 커버(34)는 기어 박스(18)로부터 멀어지는 방향을 향하고 있는 쪽의 펌프 챔버(32)를 한정하며, 그것을 포위함으로써 펌프 챔버(32)의 외주벽을 형성한다.

하우징 커버(34)에는 펌프의 고압 포트와 저압 포트를 형성하는 채널이 일체로 형성되어 있다. 이들 채널의 구조 및 그 연결 구조는 도 2 내지 도 6에 상세히 도시되어 있다.

도 2 내지 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 하우징 커버(34)의 단부면에는 돌출부(36, 38)가 형성되어 있으며, 이 돌출부를 통해 2개의 채널(40, 42)의 외측 경계벽이 하우징 커버에 일체로 형성된다. 하우징 커버(34)의 평평한 내벽(44)에 2개의 개구(46, 48)가 형성되어 있다. 채널(40)은 이 개구(46)로부터 출발한다. 이 채널은 내벽(44)과 평행하게 연장되는 제1 채널 섹션과, 이 섹션에 인접하여 내벽으로부터 멀어지는 방향으로 비스듬히 경사지고 외측으로 경사져 있는 채널 섹션과, 이 채널 섹션에 인접하여 내벽(44)에 평행하게 외측으로 연장되고 하우징 커버(34)의 외주부에서 연결 플랜지(50)로 개방되어 있는 다른 채널 섹션을 구비한다. 개구(48)는 채널(42)에 인접해 있고, 이 채널(42)은 전술한 채널과 마찬가지로 내벽(44)에 평행하게 연장되는 제1 채널 섹션과, 이 섹션에 인접하면서 구동부측을 향해 외측으로 경사져 있는 채널 섹션과, 그리고 다시 내벽(44)에 평행하게 연장되고 하우징 커버(34)의 외주부에서 연결 플랜지(52)로 개방되어 있는 다른 채널 섹션을 구비한다. 연결 플랜지(50, 52)는 서로 멀어지는 방향으로 대향하고 상이한 레벨에 있는 하우징 커버의 측면상에 배치된다.

로터(28, 30)가 외팔보식으로 지지되어 있기 때문에, 샤프트(22, 24)의 자유 단부들의 영역에서 채널(40, 42)의 최적 디자인을 위한 공간이 마련될 수 있다. 채널(40, 42)은 최적의 유동 조건과 양호한 연결 조건을 특히 고려하여 설계될 수 있다.

Claims

고압 포트 및 저압 포트를 구비하는 펌프 챔버와, 2개 이상의 블레이드를 구비하고 상기 펌프 챔버(32) 내에서 서로 오프셋되어 있는 2개의 평행 샤프트(20, 22)에 장착되는 2개의 로터(28, 30)와, 상기 로터의 단부면에 배치된 구동부와, 그 반대측에 배치된 하우징 커버를 포함하며, 상기 하우징 커버(34)는 컵 형상으로 구성되고, 상기 고압 포트 및 상기 저압 포트가 하우징 커버(34)에 일체로 형성되어 있는 것인 정압 또는 부압 발생용 펌프에 있어서,

상기 하우징 커버(34)의 평평한 내측 단부벽(44)은 펌프 챔버(32)의 경계를 구획하고, 그 내측 단부벽의 단부면 상에 고압 및 저압 포트용의 2개의 개구(46, 48)를 구비하며, 상기 개구(46, 48)는 상기 하우징 커버(34)의 본체 내에 형성된 채널(40, 42)과 각각 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 정압 또는 부압 발생용 펌프.
제1항에 있어서, 상기 채널(40, 42) 중 어느 하나 또는 양자 모두는 하우징 커버(34)의 외주부로 유도되고, 그 외주부에서 개방되는 것을 특징으로 하는 정압 또는 부압 발생용 펌프.
제2항에 있어서, 상기 채널(40, 42)은 하우징 커버의 내벽(44)과 평행하게 연장되는 제1 채널 섹션과, 이 섹션에 인접하고 내벽으로부터 멀어지는 방향으로 비스듬히 경사지고 외측으로 경사져 있는 채널 섹션과, 이 채널 섹션에 인접하여 하우징 커버(34)의 외주부에서 개방되고 그 내벽에 평행하게 연장되는 채널 섹션을 구비하는 것을 특징으로 하는 정압 또는 부압 발생용 펌프.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 2개의 연결 플랜지(50, 52)는 서로 멀어지는 방향을 향하는 2개의 측면에서 하우징 커버(34)의 외주부 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 정압 또는 부압 발생용 펌프.
제4항에 있어서, 상기 연결 플랜지(50, 52)는 서로 수직 방향으로 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는 정압 또는 부압 발생용 펌프.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로터(28, 30)의 블레이드의 기하학적 형상은 내부 압축을 위해 설계되는 것을 특징으로 하는 정압 또는 부압 발생용 펌프.
제1항에 있어서, 상기 펌프 챔버(32)의 외주벽의 적어도 상당한 부분은 하우징 커버(34)의 엔빌로프(envelope)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 정압 또는 부압 발생용 펌프.
제1항에 있어서, 상기 샤프트(20, 22)는 상기 구동부(10)를 향하는 측면인 일측면 상에서 지지되는 것을 특징으로 하는 정압 또는 부압 발생용 펌프.
제8항에 있어서, 상기 샤프트(20, 22)는 톱니가 형성된 휠(24, 26)의 양측면 상에서 각각 지지되는 것을 특징으로 하는 정압 또는 부압 발생용 펌프.
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