KR101138431B1

KR101138431B1 - 로터리 펌프

Info

Publication number: KR101138431B1
Application number: KR1020090124326A
Authority: KR
Inventors: 허민
Original assignee: 허민
Priority date: 2009-12-15
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2012-04-26
Also published as: KR20110067643A

Abstract

본 발명은 로터리 펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전체가 회전함에 따라 가이드부재와 왕복운동판이 각각 안치부와 임시저장부에서 직선의 왕복운동을 하여 피스톤방식으로 이송물질을 유입받고 유입받은 이송물질을 유출시켜 마찰로 인한 마모 및 소음을 줄이고 이송물질에 포함되어 있는 입자의 파괴가 거의 없도록 한 로터리 펌프에 관한 것이다.

본 발명의 로터리 펌프는 수용부와, 측면에 구비된 유입구 및 유출구를 갖는 하우징; 상기 하우징의 수용부를 덮는 커버; 상기 하우징의 수용부에 회전 가능하게 내장되고, 안치부와, 측면에서 상기 안치부에 연통된 유출입홀을 갖는 회전체; 상기 회전체의 안치부에 이동가능하게 안치되고, 상기 유출입홀과 연통되는 임시저장부를 갖는 가이드부재; 상기 가이드부재의 임시저장부에 수용되고, 상기 커버 내측에 구비된 편심핀에 힌지결합되어 상기 회전체의 회전에 연동되어 상기 임시저장부에서 왕복운동함으로써, 상기 임시저장부로 이송물질을 유입받고 유입받은 이송물질을 유출시키는 왕복운동판;을 포함하여 이루어진다.

로터리, 펌프, 회전, 왕복운동, 편심

Description

로터리 펌프{Rotory pump}

하우징에 내장되어 회전하는 회전체와, 회전체의 회전축에 편심된 회전축을 갖는 가이드부재를 포함하여 이루어져, 회전체의 회전에 연동하여 직선의 왕복운동을 하는 가이드부재가 이송물질을 유입 및 유출시키는 로터리 펌프에 관한 대표적인 종래기술로 공개특허 제1999-73188호 "로터리 피스톤 펌프" 이 개시되었다.

상기 공개특허는 도5에서 보는 바와 같이 흡입구(3)와 송출구(4)를 갖는 케이스(1)와, 상기 케이스에 수용되어 회전하는 실린더블록(6)과, 상기 실린더블록의 이동안내부(7)에 수용되어 직선의 왕독운동을 하는 피스톤(8)과, 상기 피스톤에 형성되어 있는 장홈인 이동 안내홈(9)에 삽입되며 회전체의 회전축에 편심되어 피스톤이 완복운동을 하도록 하는 제어핀(11)을 갖는 커버(2)를 포함하여 이루어진다.

상기 공개특허의 펌프는 실린더블록(6)과 피스톤(8)의 회전축(5,11)이 일치하지 않고 편심되어 있어 실린더블록이 회전을 하면 피스톤은 실린더블록의 이동안내부(7)에서 직선의 왕복운동을 하게 된다. 그리하여 회전체가 회전하여 이동안내부(7)가 흡입구(3)와 연통될 때에는 이동안내부의 저장공간이 넓어져 이송물질이 흡입구로부터 유입되고, 더 회전하여 이동안내부(7)가 송출구(4)와 연통될 때에는 이동안내부의 저장공간이 좁아져 유입된 이송물질이 송출구로 유출된다.

상기 공개특허는 피스톤의 왕복운동 범위를 늘려 한번에 보다 많은 양의 이송물질이 유입 및 유출되어 이송효율이 높아지도록 제어핀(11)이 삽입되는 피스톤의 안내홈(9)을 장홈의 구조로 하였다.

그리하여 피스톤(8)의 회전축 역할을 하는 제어핀(11)은 장홈 구조의 안내홈을 따라 이동(상대적인 이동으로 실제로는 피스톤이 이동)을 하고, 회전하는 피스톤은 제어핀에 많은 부하를 가하게 되어 제어핀이 빨리 마모되고 파손된다.

그리고 피스톤(8)은 편심된 제어핀을 축으로 회전하여 실린더블록(6)의 이동안내부(7)를 따라 왕복운동하면서 왕복운동에 필요한 것 이상으로 회전운동을 하려고하기 때문에 실린더블록(6)과 피스톤(8)은 보다 강하게 접촉되어 피스톤의 왕복운동이 원활하지 아니하고, 접촉 마찰력으로 접촉면이 마모되어 마모 가루가 생길뿐만 아니라 실린더블록(6)과 피스톤(8)의 틈새가 커져 이송효율이 저하된다.

그리고 상기 공개특허를 보면 실린더블록(6)이 180도 회전을 할 때마다 이송물질이 한번 유입 및 유출되는 구조로 되어 있어 이송효율이 낮다.

그리고 로터리 펌프는 설치장소나 이송할 이송물질의 특성 등에 따라 이송물질이 펌프로 유입되고 유출되는 유입관과 유출관이 각각 펌프에 좌우방향 또는 상하방향으로 연결되어야할 필요가 있는데, 상기 공개특허는 유입관과 유출관이 각각 연결되는 흡입구(3)와 송출구(4)는 1개씩 구비되고 동일방향으로 배열되어 있어서, 유입관과 유출관의 연결방향 선택에 제한이 있다.

본 발명은 위와 같은 종래기술에 따른 로터리 펌프의 문제점을 해결하기 위해 안출된 발명으로서, 회전체의 회전에 편심되어 회전함으로써 왕복운동을 하는 가이드부재 및 왕복운동판에 의한 마찰력과 편심핀에 가해지는 하중을 줄여 원활한 직선운동이 이루어지고 마찰에 따른 마모에 의한 이물질의 발생과 편심핀의 파손을 방지한 로터리 펌프를 제공함을 목적으로 한다.

그리고 회전체의 90도 회전시마다 이송물질의 유입 및 유출이 행해지도록 하여 이송효율을 높이고, 유입관과 유출관이 연결되는 유입구와 유출구를 각각 2개씩 그리고 서로 직교하여 배열되도록 구비하여 장소에 제약을 덜 받고 이송효율이 높 게 설치 가능한 로터리 펌프를 제공함을 또 다른 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로터리 펌프는

수용부와, 측면에 구비된 유입구 및 유출구를 갖는 하우징;

상기 하우징의 수용부를 덮는 커버;

상기 하우징의 수용부에 회전 가능하게 내장되고, 안치부와, 측면에서 상기 안치부에 연통된 유출입홀을 갖는 회전체;

상기 회전체의 안치부에 이동가능하게 안치되고, 상기 유출입홀과 연통되는 임시저장부를 갖는 가이드부재;

상기 가이드부재의 임시저장부에 수용되고, 상기 커버 내측에 구비된 편심핀에 힌지결합되어 상기 회전체의 회전에 연동되어 상기 임시저장부에서 왕복운동함으로써, 상기 임시저장부로 이송물질을 유입받고 유입받은 이송물질을 유출시키는 왕복운동판;을 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 회전체의 안치부 양측은 개구되어 있고, 상기 가이드부재는 상기 회전체의 회전에 연동되어 상기 안치부에서 왕복운동함으로써, 이송물질은 상기 안치부로 유입되었다가 유출되는 것을 특징으로 하고,

상기 왕복운동판의 전면과 후면에는 각각 오목부가 형성되어 있는 것을 특징 으로 하고,

상기 하우징의 유입구와 유출구는 각각 상호 직교하는 방향으로 2개 구비되어 있고,

상기 하우징의 수용부에는 상기 회전체의 회전중심과 상기 왕복운동판의 회전중심을 연결하는 가상의 직선 양측에 상기 회전체의 외주연이 면접촉되는 구획돌출부가 돌출형성어 있고, 상기 두 구획돌출부의 양측에는 각각 상기 유입구와 유출구가 연통되어 있는 흡입공간과 배출공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

위와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 로터리 펌프는 가이드부재와 왕복운동판이 각각 안치부와 임시저장부에서 직선의 왕복운동을 하여 이송물질을 유입 및 유출시키는 구조로 이루어져 이송물질이 콩, 된장, 과일알갱이, 카레, 야채, 짜장소스 등과 같이 입자가 큰 물질이더라도 손상이나 파괴 없이 이송을 시킬 수 있다.

그리고, 가이드부재와 왕복운동판은 제자리에서 회전을 하여 상대적으로 각각 안치부와 임시저장부에서 직선의 왕복운동을 하므로 회전시에 편심핀에 하중을 덜 줄고,안치부와 임시저장부의 접촉면에의 마찰력이 적어 원활한 왕복운동이 이루어지고 마모와 마모에 의한 이물질의 발생이 거의 없다.

그리고, 90도 회전시마다 이송물질을 유입 및 유출시킴으로써 이송효율이 높고, 유입구와 유출구가 각각 2개씩 그리고 상호 직교하는 방향으로 배열되어 구비 되어 장소에 제약을 덜 받으면서 이송효율이 좋게 설치할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 로터리 펌프의 설치상태 일례도이고, 도2는 본 발명에 따른 로터리 펌프의 분해사시도이고, 도3은 회전체와, 가이드부재와, 왕복운동판의 회전 및 직선 운동에 따른 이송물질의 유입과 유출과정을 설명하기 위한 작동 상태도이다.

도면에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 로터리 펌프는 하우징(10), 커버(20), 회전체(30), 가이드부재(40), 왕복운동판(50)을 포함하여 이루어진다.

상기 하우징(10)은 수용부(11)와, 유입구(13) 및 유출구(15)를 포함하여 이루어진다.

상기 수용부(11)에는 상기 회전체(30)가 회전 가능하게 수용되고, 상기 유입구(13)에는 유입관(3)이 연결되고, 유출관(5)에는 유출관(5)이 연결된다.

그리고 상기 유입구(13)와 유출구(15)는 각각 2개씩 구비되고, 서로 직교하는 방향으로 배열되되 수용부(11)에는 하나로 연통된다. 그리하여 도1에서 보는 바와 같이 유입관(3)과 유출관(5)은 좌우방향으로 배열되어 펌프에 연결될 수도 있고 상하방향으로 배열되어 펌프에 연결될 수도 있다. 유입관(3)이나 유출관(5)이 연결 되지 않는 유입구(13)나 유출구(15)는 마개(7)로 덮여 폐쇄된다.

그리고 상기 수용부(11)에는 상기 유입구(13)와 연결되어 유입구에서 유입된 이송물질이 임시 저장되는 흡입공간부(14)와, 상기 유출구(15)와 연결되어 이송물질이 유출되기 전에 임시 저장되는 배출공간부(16)가 형성되어 있고, 상기 흡입공간부(14)와 배출공간부(16)은 회전하는 회전체(30)의 외주연에 면접촉하는 구획돌출부(12)에 의해 구획되어 분리된다.

상기 커버(20)는 상기 하우징(10)에 결합되어 수용부(11)를 덮고, 내면에는 수용부(11)에 삽입되는 돌출부(21)와, 왕복운동판(50)에 힌지결합되는 편심핀(23)이 돌출되어 있다. 상기 편심핀(23)은 상기 회전체(30)의 회전축(35)에 일치하지 아니하고 편심되어 있다.

그리고 상기 돌출부(21)에는 가스켓(60)이 삽입되어 커버(20)와 하우징(10)의 접촉면에 밀착되어 이들 틈새를 통한 이송물질의 누수를 방지한다.

상기 회전체(30)는 상기 하우징(10)의 수용부(11)에 회전가능하게 수용되고, 회전축(35)은 하우징(10) 외부로 노출되고 모터(1)에 연결되어, 회전동력을 공급받는다.

상기 회전체(30)에는 상기 가이드부재(40)가 안치되는 안치부(31)와, 측면에 형성되어 상기 안치부(31)와 연통되는 유출입홀(33)이 구비되어 있다. 상기 안치부(31)는 양단이 막혀있어도 상관없으나 이송물질이 유입 및 유출되도록 개방시켜 이송효율을 높이는 것이 바람직하다.

상기 가이드부재(40)는 상기 회전체(30)의 안치부(31)에 안치되고, 상기 회전체(30)의 유출입홀(33)에 연통되며 상기 왕복운동판(50)이 수용되는 임시저장부(41)를 갖는다.

상기 가이드부재(40)는 상기 회전체(30)의 회전에 연동하여 회전하며, 동시에 상기 왕복운동판(50)의 편심된 회전에 연동하여 상기 안치부(31)에서 왕복운동을 한다. 그리하여 안치부(31)에 이송물질이 유입되고, 유입된 이송물질이 유출되도록 한다.

상기 왕복운동판(50)은 상기 가이드부재(40)의 임시저장부(41)에 수용되고 상기 커버(20)의 편심핀(23)에 힌지결합되어, 상기 회전체(30)의 회전에 연동하여 회전하며 동시에 상기 임시저장부(41)에서 직선의 왕복운동을 한다.

상기 왕복운동판(50)은 전체적으로 직육면체 형상으로 이루어지고, 중앙에 상기 편심핀(23)이 힌지결합되는 힌지공(51)이 형성되어 있다.

이하에서는 도3을 참조하여 회전체(30)의 회전에 따라 이송물질이 유입되고 유출되는 과정을 간략히 설명한다. 참고로, 여기서 이송물질은 물, 알코올, 가솔린 등과 같이 점성이 약한 액체뿐만 아니라 식용유, 시럽, 부동액 등과 같이 점성이 큰 액체와, 카레, 짜장, 등과 같이 입자가 작은 고형물이 함유된 슬러리와, 야채, 감자, 콩 등과 같은 고형물질을 포함한다. 특히, 점성이 강한 액체와 고형물이 함유된 슬러리의 이송에 본 발명의 로터리 펌프는 효율이 뛰어나다.

우선, 회전체(30), 가이드부재(40), 왕복운동판(50)의 연동과정을 설명하면, 회전체(30)는 모터(1)의 구동력으로 회전을 하고, 가이드부재(40)와 왕복운동판(50)은 회전체(30)의 안치부(31)에 안치되어 회전체(30)의 회전에 연동하여 회전을 하고, 가이드부재(40)는 왕복운동판(50)의 회전에도 연동하여 회전을 하고, 왕복운동판(50)의 회전중심은 회전체(30)의 회전중심에 편심되어 있으므로, 회전체(30)가 회전을 하면 가이드부재(40)와 왕복운동판(50)은 연동하여 같이 회전을 함과 동시에 편심 길이에 상응하여 가이드부재(40)는 안치부(31)에서 직선의 왕복운동을 하고, 왕복운동판(50)은 임시저장부(41)에서 직선의 왕복운동을 한다.

이송물질을 유입시키고 유출시키는 가이드부재(40)와 왕복운동판(50)은 각각 안치부(31)에 임시저장부(41)에서 직선의 왕복운동을 하여 피스톤 방식으로 이송물질을 이송시킴으로써, 이송물질에 함유된 고형 입자의 손상이나 파괴 없이 이송을 시킨다.

도3에서 보는 바와 같이 회전체(30)가 시계방향으로 회전을 하는 경우에,

1번 도면에서 보는 바와 같이 회전체(30)의 유출입홀(33)이 유입구(13)에 연통된 상태에서 회전체가 회전을 하게 되면, 2번 내지 4번 도면에서 보는 바와 같이 왕복운동판(50)이 유입구(13) 반대쪽으로 이동되어 흡입공간부(14)와 연결된 임시저장부(41)의 저장공간이 늘어나고, 저장공간이 늘어나면서 흡입공간부(14)에 유입된 이송물질을 흡입하여 임시저장부 내에 저장한다.

그리고 5번 도면과 같이 유출입홀(33)이 구획돌출부(12)에 배치되면 임시저장부(41)의 저장공간은 최대로 되어 이송물질을 최대로 흡입 저장을 하고,

여기서 조금더 회전을 하면 6번 도면과 같이 되면 흡입공간부(14)와 배출공간부(14)는 회전체(30)와 구획돌출부(12)에 의해 공간적으로 분리되고,

여기서 1번 내지 4번 도면과 같이 회전체(30)가 회전을 더 하게 되면, 왕복운동판(50)이 유출구(15) 쪽으로 이동되어 임시저장부(41)에 저장되어 있던 이송물질을 배출공간부(16)로 밀어내게 된다. 그리고 배출공간부로 배출된 이송물질은 유출구(15)를 통해 유출된다.

이처럼 왕복운동판(50)이 왕복운동을 하여 흡입공간부(14)에 유입된 이송물질을 임시저장부(41) 흡입저장하는 과정과 흡입 저장된 이송물질을 배출공간부(16)로 배출하는 과정은 서로 반대편에서 동시에 이루어진다.

그러므로, 회전체(30)가 180도 회전할 때마다 왕복운동판(50)의 직선 왕복운동에 의한 이송물질의 유입과 유출이 행해지는 것이다.

또한, 왕복운동판(50)의 운동방향에 직교된 방향으로 왕복운동을 하는 가이 드부재(40)는, 위의 왕복운동판(50)과 동일한 방식으로 회전체(30)가 회전함에 따라, 안치부(31) 내에서 직선의 왕복운동을 하여 유입구(13)로부터 안치부(31) 내로 이송물질을 유입받고, 유입받은 이송물질을 유출구(15)로 유출시킨다.

그리하여 이송물질을 회전체(30)가 90도 회전할 때마다 왕복운동판(50)과 가이드부재(40)의 왕복운동에 의해 이송물질을 이송시켜 이송효율을 높이게 된다.

그리고, 편심핀(23)의 힌지결합에 대한 왕복운동판(50)의 강성을 유지하면서도 임시저장부(41)의 저장공간을 늘려 이송물질이 보다 많이 임시저장부(41)에 유입되도록 하기 위해, 도4a에서 도시된 바와 같이, 임시저장부(41)에 접하는 왕복운동판(50)의 전면과 후면에 오목홈(53)을 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 왕복운동판(50)의 중앙부는 편심핀(23) 삽입공이 형성되므로, 중앙부는 충분한 강성을 유지할 수 있도록 오목홈(53)이 형성되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 편심핀(23)을 수용하는 왕복운동판(50)의 중앙부는 충분한 두께를 갖도록 하는 반면, 가장자리의 두께를 중앙부보다 더 얇게 형성할 수도 있다. 이와 같은 도 4b의 변형예의 경우, 편심핀(23)의 힌지결합에 대한 왕복운동판(50)의 강성을 유지하면서도 임시저장부(41)의 저장공간을 늘려 이송물질이 보다 많이 임시저장부(41)에 유입될 수 있을 뿐만 아니라, 가이드부재(40)의 임시저장부(41) 내벽면과 왕복운동판(50)의 양 측면 사이에 마찰면적이 줄어들게 되어 구동력 손실을 줄일 수 있는 부수적 효 과가 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 로터리 펌프에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

도1은 본 발명에 따른 로터리 펌프의 설치상태 일례도이고,

도2는 본 발명에 따른 로터리 펌프의 분해사시도이고,

도3은 회전체와, 가이드부재와, 왕복운동판의 회전 및 직선 운동에 따른 이송물질의 유입과 유출과정을 설명하기 위한 작동상태도이고,

도4a 및 도 4b는 왕복운동판(50)의 변형례를 도시한 단면도이고,

도5는 종래기술에 따른 로터리 펌프의 분해 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 하우징 11 : 수용부

13 : 유입구 15 : 유출구

20 : 커버 23 : 편심핀

30 : 회전체 31 : 안치부

33 : 유출입홀 35 : 회전축

40 : 가이드부재 41 : 임시저장부

50 : 왕복운동판 53 : 오목홈

60 : 가스켓

Claims

수용부와, 측면에 구비된 유입구 및 유출구를 갖는 하우징;

상기 하우징의 수용부를 덮는 커버;

상기 하우징의 수용부에 회전 가능하게 내장되고, 안치부와, 측면에서 상기 안치부에 연통된 유출입홀을 갖는 회전체;

상기 회전체의 안치부에 이동가능하게 안치되고, 상기 유출입홀과 연통되는 임시저장부를 갖는 가이드부재;

상기 가이드부재의 임시저장부에 수용되고, 상기 커버 내측에 구비된 편심핀에 힌지결합되어 상기 회전체의 회전에 연동되어 상기 임시저장부에서 왕복운동함으로써, 상기 임시저장부로 이송물질을 유입받고 유입받은 이송물질을 유출시키는 왕복운동판;을 포함하여 이루어지되,

상기 왕복운동판의 전면과 후면에는 각각 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로터리 펌프.
제 1 항에 있어서,

상기 회전체의 안치부 양측은 개구되어 있고, 상기 가이드부재는 상기 회전체의 회전에 연동되어 상기 안치부에서 왕복운동함으로써, 이송물질은 상기 안치부로 유입되었다가 유출되는 것을 특징으로 하는 로터리 펌프.
삭제
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 하우징의 유입구와 유출구는 상호 직교하는 방향으로 각각 2개씩 구비되어 있고,

상기 하우징의 수용부에는 상기 회전체의 회전중심과 상기 왕복운동판의 회전중심을 연결하는 가상의 직선 양측에 상기 회전체의 외주연이 면접촉되는 구획돌출부가 돌출형성되어 있고, 상기 두 구획돌출부의 양측에는 각각 상기 유입구와 유출구가 연통되어 있는 흡입공간과 배출공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로터리 펌프.