KR100803918B1 - 케이스일체식 스크류 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 케이스 일체식 스크류는, 스크류를 스크류케이스와 일체로 결합하여 스크류와 스크류케이스 사이의 간극을 없애므로써 액체를 보다 고압력으로 이송시키는 장치를 구현하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 구성은, 샤프트와, 샤프트의 중간 부분에 샤프트와 일체로 형성된 원뿔 두 개를 맞댄 형상의 블레이드, 상기 샤프트의 일 단에서부터 상기 블레이드의 일 단이 형성되기 시작하는 부분까지 흡입공이 중공으로 형성되고, 샤프트의 타 단에서부터 블레이드의 타 단이 형성된 부분까지 배출공이 중공으로 형성된다.

상기 블레이드의 배출공쪽 부분에는 블레이드의 가장자리가 속이 빈 원뿔형 케이스의 내주면과 결합되고, 블레이드의 흡입공쪽 부분에는 블레이드의 가장자리가 속이 빈 원뿔형 케이스덮개의 내주면과 결합되며, 상기 샤프트의 양 단부 중 한 곳에는 동력을 전달받기 위한 수단이 결합되어서 액체를 압력 누손 없이 고압으로 흡입하고 배출할 수 있다.

또한, 무게중심이 편재하는 형상의 스크류가 회전 시 샤프트가 요동하는 것을 방지하기 위하여 스크류케이스의 외주면에 밸런스휠을 형성한다.

스크류, 케이스, 블레이드, 밸런스휠, 펌프, 케이스 일체식

Description

케이스일체식 스크류{a united screw of case}

도1은 종래 원통형 일체식 스크류의 사시도.

도2는 종래 모터 펌프의 단면도.

도3은 본 발명에 의한 케이스일체식 스크류의 사시도.

도4는 도3의 분해 사시도.

도5는 도3의 A-A′단면도.

도6은 도4의 B-B′, C-C´단면도.

도7은 도4의 D-D′단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

100 : 케이스일체식 스크류 110 : 샤프트

114 : 흡입공 116 : 배출공

120 : 블레이드 130 : 케이스

134 : 밸런스휠 140 : 케이스덮개

150 : 동력전달 수단

본 발명은 케이스와 스크류가 일체로 결합되는 케이스 일체식 스크류에 관한 것으로, 스크류를 스크류의 케이스와 일체로 결합하여 스크류와 스크류케이스 내주면의 간극을 없게 하여 흡입압과 배출압이 누손되지 않도록 구성된다. 즉, 샤프트의 중간 부분에 샤프트와 일체로 형성된 블레이드, 상기 샤프트의 일 단에서부터 상기 블레이드의 일 단이 형성되기 시작하는 부분까지 흡입공이 형성되고, 샤프트의 타 단에서부터 블레이드의 타 단이 형성된 부분까지 배출공이 형성되며, 상기 블레이드의 배출공쪽 부분에는 블레이드의 가장자리가 원뿔형 케이스의 내주면과 결합되고, 블레이드의 흡입공쪽 부분에는 블레이드의 가장자리가 원뿔형 케이스덮개의 내주면과 결합되며, 상기 샤프트의 양 단부 중 한 곳에는 동력을 전달받기 위한 수단이 결합된다.

또한, 블레이드의 형상은 원통형일 수도 있느나, 고압을 발생시키기 위한 본 발명의 블레이드 형상은 두 개의 원뿔 밑면을 맞대놓은 형상이어서 무게중심이 편재되므로 스크류 회전 시 샤프트가 요동한다. 이를 방지하기 위하여 스크류케이스의 외주면에 밸런스휠을 형성한다.

일반적으로 액체를 강제로 이송시키기 위해서는 펌프류가 사용되는데, 이들 기기 내부에 스크류나 스크류와 같은 역활을 하는 부품이 장착된다. 이들 기존 기기 중에서 스크류형 가압장치의 구조는 스크류가 하우징, 또는 케이스의 내부에 위치하되 하나로 결합되지 않고 설치되며, 하우징이나 케이스를 관통하는 샤프트에 의해 스크류 부분만이 회전을 한다.

도1의 개선된 기능의 원통형 일체식 스크류는 대한민국 등록실용신안공보 실 1997-0041812로써, 스크류를 원통체 안에 긴밀하게 위치시키되, 스크류 날개의 최외각이 원통체의 내주면에 일체로 연결되도록 하여 운전 시 스크류와 원통체가 동시 구동되도록 한 것이다. 이 고안의 스크류는 회전 시 일부분만 지지된 원통체로 인해서 샤프트가 더욱 요동을 칠 수밖에 없고, 따라서 고속 회전에 의한 고압이송을 할 수가 없다.

도2의 모터펌프는 대한민국 공개 특허공보 특2003-0097743으로써, 축이 없는 회전날개 어셈블리와 모터가 일체형으로 구성되는 모터펌프이다. 더욱 자세히는, 유체의 이동통로에 자리하는 회전날개(40), 회전날개의 하부가 고정되는 회전 가능한 회전링(30), 회전링의 좌우측면에 회전링이 회전 가능하도록 고정지지하는 고정체(20), 회전링과 고정체의 마찰력을 완화하는 베어링(50) 등으로 구성되어, 회전날개의 하단부가 회전링의 내주면에 고정되고, 회전날개의 상단부가 회전링의 내부 중앙으로 향하는 회전날개 어셈블리 부분과, 상기 회전날개 어셈블리의 회전링 외주면에 고정되는 모터(10)의 회전자(12), 상기 회전날개 어셈블리의 양측에 있는 고정체를 연결하는 모터의 회전자 바깥부분에 시설되는 고정자(11) 등으로 구성된다.

도2의 모터펌프는 구조 상 축이 없으므로 회전날개를 회전링의 내주면에 나선형으로 고정해서는 회전날개의 상단부(40ａ)가 완전히 밀폐되지 않고, 따라서 고압을 발생시킬 수가 없다.

본 발명은 이러한 문제점, 도1의 샤프트의 요동에 의한 고속 회전 불가로 고 압발생 어려움, 도2의 회전날개 상단부의 불완전한 밀폐로 역시 고압을 살생시키기가 어려운 점을 해결하기 위한 것으로, 스크류의 블레이드와 케이스 내주면의 간극을 없애서 흡입이나 배출압력의 누손을 방지하고, 고압을 얻기 위해 스크류가 고속 회전 시 무게중심의 편재에 의한 샤프트의 요동을 방지하는데 있다.

상기의 기술적 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 스크류와 스크류케이스가 간극없이 일체로 결합되는 케이스 일체식 스크류를 구상하였다.

스크류와 스크류케이스가 일체로 결합되는 케이스 일체식 스크류는, 샤프트와, 상기 샤프트에 대해 횡방향으로 비틀어 감긴 채 샤프트의 중간 부분에 샤프트와 일체로 형성된 블레이드,

상기 샤프트의 일 단에서부터 상기 블레이드의 일 단이 형성되기 시작하는 부분까지 중공이 형성돼 액체를 흡입하는 흡입공이 되고, 샤프트의 타 단에서부터 블레이드의 타 단이 형성된 부분까지 중공이 형성돼 액체를 배출하는 배출공이 되며,

상기 블레이드의 배출공쪽 부분에는 블레이드의 가장자리가 결합수단에 의해 속이 빈 원뿔형 케이스의 내주면과 결합되고, 블레이드의 흡입공쪽 부분에는 블레이드의 가장자리가 결합수단에 의해 속이 빈 원뿔형 케이스덮개의 내주면과 결합되며, 상기 샤프트의 양 단부 중 한 곳에는 동력을 전달받기 위한 수단이 결합된다.

또한, 상기 블레이드의 형상은 두 개의 원뿔 밑면을 맞대놓은 형상이고, 상기 케이스의 외주면에는 적어도 한 개 이상의 밸런스휠이 형성되어 있는 것이 특징 이다.

이하에서 첨부된 도3 내지 도7의 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시례를 상술한다.

샤프트와 블레이드로 이루어진 스크류, 및 스크류케이스가 일체로 결합되는 케이스 일체식 스크류(100)에서,

샤프트(110)는 양 단부 부분에 중공이 형성돼 그 자체가 흡입공, 배출공의 역활을 하며, 동시에 회전체로써 동력을 전달받기 위하여 풀리(150)가 부착되거나 동력축과 직결로 연결될 수 있다. 샤프트의 횡단면상은 흡입공(114b)에서부터 차츰 굵어지다가 블레이드가 가장 넓은 부분에서 샤프트의 굵기도 가장 굵고, 그 이후로 차츰 가늘어지는 형상이어서 스크류 회전 시 원심력을 활용하기 위해 이상적이다. 또한, 샤프트의 양 단부에는 회전 시 케이스(130)와 케이스덮개(140)가 샤프트와 유리되지 않고 물리도록 튀어나온 치(112, 112a)가 형성된다.

블레이드(120)는 상기 샤프트에 대해 횡방향으로 비틀어 감긴 채 샤프트와 일체로 형성되는데, 샤프트의 양 단에서 일정 길이를 두고 그 중간부에 일체로 형성된다. 블레이드는 일 엽, 혹은 다수 개로 형성될 수 있고, 회전하는 반대방향으로 샤프트를 따라서 비틀어지며 형성되는데, 시작되는 곳과 끝나는 곳 사이의 비틀림각이 보통 90도 이상이며 고압을 발생시키기 위해서는 비틀림각이 180도 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.

블레이드는 원뿔 두 개의 밑변을 맞붙인 형상으로, 서서히 넓어지다가 정점을 지나서는 반대로 서서히 좁아지며, 블레이드의 가장자리는 케이스(130) 및 케이 스덮개(140)의 내주면과 결합되기 위해서 나사구멍 등이 뚫리고 그 가장자리의 단면상이 삼각형이다.

흡입공(114)은 상기 샤프트의 일 단에서부터 상기 블레이드의 일 단이 형성되기 시작하는 부분까지 중공으로 형성되는데, 도4 절단선 B-B′에서의 흡입공(114b)은 관으로 형성된 샤프트에 다수 개의 블레이드가 일체로 연장되며 형성된 구조이다. 흡입공(114b)은 블레이드 사이의 오목한 부분으로 말미암아 소통이 된다.

배출공(116)은 샤프트의 타 단에서부터 블레이드의 타 단이 형성된 부분까지 중공식으로 형성되는데, 절단선 C-C′에서는 관으로 형성된 샤프트에 다수 개의 블레이드가 일체로 연장되며 형성된 구조(116c)이다.

케이스(130)는 속이 빈 원뿔형상으로써 전후면이 개방되어 상기 블레이드의 배출공쪽 부분에 결합되는데, 케이스(130)에 형성된 구멍(170g)과 블레이드의 가장자리에 형성된 구멍(170f)에 나사 등 결합수단(170)으로 결합된다. 이 때, 블레이드의 가장자리와 케이스의 내주면 사이에 밀폐를 위한 고무제품 등이 끼워진다. 케이스가 샤프트와 결합되는 부분에는 케이스 내주면에 치홈이 형성되어 샤프트의 치(112a)와 끼이며 결합되고, 그 타 단인 케이스덮개와 결합되는 부분은 튀어나온 플랜지(132)가 형성되어 케이스덮개의 플랜지(142)와 결합수단(160, 160d)에 의해 결합된다.

또한, 케이스의 외주면에는 무게중심의 균형을 맞추기 위한 원반형태의 밸런스휠(134)이 적어도 한 개 이상 형성된다.

케이스덮개(140)는 속이 빈 원뿔형상으로써 전후면이 개방되어 블레이드의 흡입공쪽 부분에 결합되는데, 케이스덮개(140)에 형성된 구멍(170e)과 블레이드의 가장자리에 형성된 구멍에 의해 나사(170) 등으로 결합되며, 케이스덮개가 샤프트와 결합되는 부분의 케이스덮개 내주면에는 치홈이 형성된다. 더불어, 케이스덮개의 타 단은 케이스와 결합되기 위한 플랜지(142)가 형성되어 볼트 등 결합수단(160, 160d)으로 케이스와 결합되는데 그 사이에 고무링 등 밀폐부품이 포함된다.

상기 샤프트의 양 단부 중 블레이드가 형성되지 않은 한 곳에는 동력을 전달받기 위한 수단(150)이 결합되는데, 도면 7의 D-D′절단면에 보이는 것처럼 샤프트에 핀홈(180i)이, 풀리에도 핀홈(180h)이 형성되어 핀(180)으로 고정되게 된다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명의 케이스 일체식 스크류가 액체를 이송하기 위한 펌프로 사용될 때는, 샤프트의 양 단부가 흡입관, 배출관에 삽입되는 형태로 연결되며, 연결되는 흡입관과 배출관의 끝부분에는 케이스 일체식 스크류가 원활히 회전을 하도록 베어링장치 등이 장착되고, 동시에 밀폐를 위한 밀봉장치가 포함된다. 또한, 흡입이 고양정일 경우에는 흡입관보다 케이스 일체식 스크류의 높이를 낮춘 뒤, 흡입관의 연결부위에 주입구를 형성하여 물 등 액체를 주입한 후, 모터의 동력을 동력전달장치(150)에 연결하여 도4의 스크류를 좌회전으로 가동을 하면 액체를 고압으로 양수하거나 이송할 수 있다.

위에서 서술한 바와 같이, 본 발명에 의한 케이스 일체식 스크류는 회전 시 스크류의 블레이드 부분과 케이스의 내주면 사이에 간극이 없고, 동시에 흡입공과 배출공이 샤프트의 양 단부에 중공으로 형성돼 있어서 압력의 누손 없이 액체를 고압으로 압축하거나 이송할 수 있다.

더불어서, 고압을 발생시키기 위해서 블레이드는 두 개의 원뿔 밑변을 맞댄형상이 되는 바에따라 무게중심이 편재하게 되므로, 샤프트의 요동이 발생하는 것을 방지하기 위하여 케이스의 외주면에 원반형의 밸런스휠을 형성하여 고속 회전에서도 샤프트의 요동을 방지하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 스크류와 케이스가 일체로 결합되는 케이스 일체식 스크류(100)에 있어서,

   샤프트(110)와, 상기 샤프트의 중간부분으로써 샤프트의 외측면에 횡방향으로 비틀어 감긴 채 샤프트와 일체로 형성되는 블레이드(120),

   상기 샤프트의 일 단에서부터 상기 블레이드의 일 단이 형성되기 시작하는 부분까지의 샤프트 중심이 속이 빈 모양으로 흡입공(114)이 형성되고, 상기 샤프트의 타 단에서부터 블레이드의 타 단이 형성된 부분까지의 샤프트 중심이 속이 빈 모양으로 배출공(116)이 형성되며,

   상기 블레이드의 배출공쪽 부분은 속이 빈 원형 케이스(130)의 내부에 삽입된 채 블레이드의 가장자리가 결합수단(170)에 의해 케이스(130)의 내주면과 결합되고, 상기 블레이드의 흡입공쪽 부분은 속이 빈 원형 케이스 덮개(140)의 내부에 삽입된 채 블레이드의 가장자리가 결합수단에 의해 케이스덮개(140)의 내주면과 결합수단(170)에 의해 결합되며,

   상기 샤프트의 양 단부 중 블레이드가 형성되지 않은 한 곳에는 동력을 전달받기 위한 수단(150)이 결합되는 것을 특징으로 하는 케이스 일체식 스크류.
2. 1항에 있어서,

   상기 블레이드는 적어도 둘 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 케이스 일체식 스크류.
3. 1항에 있어서,

   상기 케이스의 외주면에는 적어도 한 개의 밸런스휠이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 케이스 일체식 스크류.
4. 1항에 있어서,

   상기 블레이드는 원뿔 두 개의 밑면을 맞대놓은 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 케이스 일체식 스크류.

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