KR101586330B1

KR101586330B1 - 초저음 무맥동의 특성을 가진 용적형 회전식 브로워

Info

Publication number: KR101586330B1
Application number: KR1020150140131A
Authority: KR
Inventors: 이성근; 이주철
Original assignee: (주)한국브로워
Priority date: 2015-10-06
Filing date: 2015-10-06
Publication date: 2016-01-19

Abstract

본 발명은 초저음 무맥동의 특성을 가진 용적형 회전식 브로워에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 케이싱의 양측부에 형성된 흡기포트와 토출포트의 구조를 축선에 대하여 경사지게 형성하여 소음이 적고 맥동이 발생되지 않는 특성을 발휘하여 오·폐수 폭기용, 시멘트 및 분입체의 혼합 등 여러 분야의 공기 수송장치의 용도로 적합하게 사용할 수 있는 초저음 무맥동의 특성을 가진 용적형 회전식 브로워에 관한 것이다.
본 발명은 전체적인 외형을 형성시키고, 내측에 일정폭의 수용공간이 형성된 케이싱과; 상기 케이싱의 수용공간 내측에 지면과 수평이 되도록 축설된 두개의 로터와; 상기 케이싱의 전면부와 후면부에 상기 로터의 사이를 연통하는 흡기포트와 토출포트로 구성된 회전식 브로워에 있어서, 상기 로터의 사이를 연통하는 흡기포트와 토출포트가 축선에 대하여 경사진 구조로 구성됨을 특징으로 하는 초저음 무맥동의 특성을 가진 용적형 회전식 브로워를 제공한다.

Description

초저음 무맥동의 특성을 가진 용적형 회전식 브로워{Helical port roots type rotary blower}

본 발명은 초저음 무맥동의 특성을 가진 용적형 회전식 브로워에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 케이싱의 양측부에 형성된 흡기포트와 토출포트의 구조를 축선에 대하여 경사지게 형성하여 소음이 적고 맥동이 발생되지 않는 특성을 발휘하여 오·폐수 폭기용, 시멘트 및 분입체의 혼합 등 여러 분야의 공기 수송장치의 용도로 적합하게 사용할 수 있는 초저음 무맥동의 특성을 가진 용적형 회전식 브로워에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 용적형 회전식 브로워는 2엽형, 3엽형 모두 게이싱의 내부에서 서로 반대방향으로 회전하는 2개의 로터가 케이싱 내벽과 로터의 상호간에 근소한 간격을 유지하면서 회전하고 한쪽 로터의 임펠라 끝이 케이싱에 뚫린 흡기포트를 통과할 때 케이싱 내에 잡아둔 일정량의 공기를 흡입측에서 토출측으로 압축하여 이송하게 되는 구조로서 이러한 브로워는 공기의 흡입과 토출을 반복하는 과정에서 압축공기의 압력으로 인해 부압이 많이 걸리고 또 압축된 공기가 동시에 토출되지 못하게 되므로 압축공기가 로터의 케이싱 내벽과의 근소한 간격을 통해 케이싱의 내부로 역류 하게 된다.

이와 같은 현상은 로터와 케이싱의 토출측 압력간에 급격한 압력변화를 초래하게 되고 이때 로터는 토출측으로 작동하여 공기를 압축하게 된다.

이 경우에 역류와 압축에 의한 압력의 빠른 변화로 인해 많은 소음이 발생되고, 토출 맥동이 발생되는 등 여러 가지의 문제점이 있었다.

또한 루츠 타입 브로워에서 소음을 저감하기 위한 것으로 헬리컬기어를 이용한 발명이 일본 특개 2009-162220으로 안출되어 나온 바 있다.

상기 일본 특허는 로터의 기어를 맞물리는 면적을 많게 하는 헬리컬기어를 사용하여 회전을 원할하게 하고 소음을 저감시키고 있다.

특히 상기 발명은 헬리컬 기어의 맞물림 특성에 부합되게 하기 위해 흡기포트와 배기포트를 삼각형상으로 구성하여 두개의 헬리컬 기어가 맞물리므로서 압축량이 커지는 위치는 삼각형상의 좁은 부분이 위치되게 하고 맞물리지 않는 부분은 압축량이 적으므로 보다 많은 양의 공기가 통과할 수 있도록 넓은 부분이 위치되게 함으로써 헬리컬 기어의 특성에 대응하여 유체압력과 유체량을 일정하게 조절하는 브로워를 제공하고 있다.

그러나, 헬리컬 기어를 이용하여 소음을 저감하는 상기 일본 특허의 브로워는 기어의 물림율이 높아 소음은 적은 반면에 가공이 어렵고 가격이 고가인 헬리컬 기어에 의해 브로워의 단가가 상승되고 제작도 용이하지 않은 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 고가인 헬리컬 기어를 사용하지 않고 흡기포트와 토출포트의 간단한 구조 변경을 통해 소음과 진동이 저감된 초저음 무맥동의 특성을 가진 용적형 회전식 브로워를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전체적인 외형을 형성시키고, 내측에 일정폭의 수용공간이 형성된 케이싱과; 상기 케이싱의 수용공간 내측에 지면과 수평이 되도록 축설된 두개의 로터와; 상기 케이싱의 양측부에 상기 로터의 사이를 연통하는 흡기포트와 토출포트로 구성된 회전식 브로워에 있어서, 상기 로터의 사이를 연통하는 흡기포트와 토출포트가 축선에 대하여 경사진 구조로 구성됨을 특징으로 하는 초저음 무맥동의 특성을 가진 용적형 회전식 브로워를 제공한다.

본 발명의 초저음 무맥동의 특성을 가진 용적형 회전식 브로워는 케이싱의 흡기포트와 토출포트가 종래와 같이 수평구조가 아니라 축선에 대하여 경사진 구조로 구성되어 압축된 공기의 토출을 로터의 회전시 최대 피크 이전 부터 시작하여 점차적으로 증대시킴으로써 토출량은 동일하면서 압축력의 분산으로 순간적인 충격이 일어나지 않음으로써 소음과 진동 및 맥동을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 토크의 변동이 종래의 브로워에 비해 훨씬 적기 때문에 급격한 동력변동이 적어 모터를 비롯한 브로워 전체의 피로도를 감소시킬 수 있게 됨에 따라 사용 수명을 증대시킬 수 있는 등 여러 가지의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일부 절개 예시 사시도.
도 2는 본 발명의 종단면도.
도 3은 도 2의 "B-B" 선 단면도
도 4는 도 3의 "C-C" 선 단면도
도 5는 도 3의 "A" 방향에서 본 정면도
도 6은 종래 브로워의 흡기포트와 토출포트의 예시도
도 7은 본 발명과 종래의 흡기포트 및 토출포트의 대비 개략도

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 케이싱의 양측부에 형성된 흡기포트와 토출포트의 구조를 개선하여 소음과 맥동을 저감시킨 초저음 무맥동의 특성을 가진 용적형 회전식 브로워에 관한 것이다.

이와같은 본 발명의 초저음 무맥동의 특성을 가진 용적형 회전식 브로워(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 전체적인 외형을 형성시키고, 내측에 일정폭의 수용공간이 형성된 케이싱(1)과; 상기 케이싱(1)의 수용공간 내측에 지면과 수평이 되도록 축설된 한 개 이상의 로터(2)(2')와; 상기 케이싱(1)의 양측부에 로터의 사이를 연통하는 흡기포트(3)와 토출포트(4)로 구성되어 있다.

여기서 본 발명의 상기 흡기포트(3)와 토출포트(4)는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 축선에 대하여 경사진 구조로 구성되는 데, 여기서 흡기포트(3)와 토출포트(4)의 기울어짐 각도 즉, 경사각도는 현재 생산되고 있는 브로워의 종류에 따른 PCD(pitch center diameter)를 고려하여 흡입 및 토출 과정이 원활하게 이루어질 수 있는 18 ~ 22˚의 범위내에 있는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로는 현재 통상 생산되는 브로워의 종류는 필요 풍량에 따른 토출포트경 50A, 65A, 80A, 100A, 125A, 150A, 200A-S, 200A-L, 250A, 300A 가 있으며, 이들 브로워의 PCD를 감안할 때 경사각도를 나타내면 아래와 같다.

따라서, 본 발명에 의한 흡기포트(3)와 토출포트(4)의 경사각도는 18∼22°범위에 있는 것이 바람직하다.

이와 같은 구조를 가진 본 발명의 초저음 무맥동의 특성을 가진 용적형 회전식 브로워(100)는 로터(2)(2')의 사이에 연통되게 관통된 흡기포트(3)와 토출포트(4)를 종래와 같은 수평 구조에서 경사진 구조로 구성한 것을 특징으로 함으로써 수평으로 구성된 종래의 브로워에 비하여 소음과 맥동이 현저하게 저감된 효과를 가지고 있는 바, 이에 대한 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 종래의 회전식 브로워는 2엽형, 3엽형 모두 흡기포트(3)와 토출포트(4)가 수평으로 이루어져 있으므로 서로 반대 방향으로 회전하는 로터(2)(2')의 끝이 흡기포트(3)를 통과할 때 케이싱(1)의 내부에 흡입되어 충진된 일정량의 공기가 흡입측에서 토출측으로 압축되면서 이송되어 토출포트(4)를 통해 토출이 이루어지는 데 이때 압축된 공기가 토출포트(4)로 토출될 때 압축된 전체 공기가 동시에 토출되는 과정에서 원활하게 토출이 이루어지지 못하므로 로터(2)(2')와 케이싱(1) 사이의 미세한 간격을 통해 역류가 발생되어 소음과 맥동이 일어나게 된다.

환언하면, 평기어를 이용한 통상의 브로워는 치합과 이탈이 일정 주기로 이루어져 흡기와 토출이 구분되어 이루어지고 또, 흡기포트와 토출포트가 로터의 사이에서 일정한 폭을 가진 수평구조를 형성하고 있으므로 압축공기가 정확하게 수평구조를 된 토출포트에 노출되어야만 비로서 토출됨에 따라 토출과정에서 부압이 많이 발생하여 역류 현상이 많이 발생하게 되고 이때 로터(2)(2')와 케이싱(1)의 토출 측 압력간에 급격한 압력변화를 일으켜 소음을 발생시킨다.

그러나 본 발명은 흡기포트(3)와 토출포트(4)가 수평상태가 아닌 로터(2)(2')의 사이에서 경사지는 구조로 구성되어 있으므로 도 7과 같이 흡기포트(3)와 토출포트(4)가 종래의 수평 구조 보다 양끝단이 삼각형상(T)으로 벗어나 열린 구조를 갖게 된다.

따라서 흡기포트(3)를 통해 케이싱(1)의 내부에 흡입된 공기가 압축되어 토출될 때 압축공기는 경사지게 형성되어 수평보다 벗어나 열려있는 삼각형상의 개구부분(T)으로 토출되면서 전체가 토출되므로 토출포트(4)는 종래 수평구조와 같이 순간적으로 열려 토출되지 않고 분할되어 토출됨에 따라 부압이 적게 걸리게 되고 토출 시간이 길어져 압력변화가 저감됨으로써 소음 발생이 감소하게 된다.

이때 경사진 구조로 인해 열려진 삼각형상의 개구부분(T)은 도 7과 같이 수평상태 보다 상하로 이루어지므로 두개의 로터(2)(2')가 번갈아 가면서 상하 부분의 개구부분(T)을 통해 분할되어 토출된다.

이와같은 본 발명의 특징을 요약하면, 토출포트(4)의 경사진 구조에 의하여 토출되는 공기를 토출피크 이전 부터 토출되게 함으로써 압축공기의 토출압력을 유지하면서 부압을 감소시켜 역류의 발생을 최소화하는 데 있는 것이다.

또한, 흡기포트(3)도 순간적으로 공기가 케이싱(1)의 내부로 흡입되지 않고 삼각형상의 개구부분(T)을 통해 먼저 흡입되면서 순차적인 흡입이 이루어지므로 공기의 흡입 시간이 길어져 흡입량도 증가하게 된다.

그리고 본 발명의 흡기포트(3)와 토출포트(4)의 경사진 구조는 실시예의 도면에서는 서로 반대방향으로 경사지게 구성되어 있으나, 서로 동일한 방향의 경사진 구조에 의해서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이와같이 본 발명에 따르면, 흡기포트(3)와 토출포트(4)의 경사진 구조에 의하여 개폐면적을 서서히 증대시킴으로서 순간적인 충격에 따른 소음과 진동을 감소시키고 맥동 발생을 줄일 수 있으며, 또한 토크의 변동이 종래의 브로워에 비해 훨씬 적기 때문에 급격한 동력변동이 적어 모터를 비롯한 브로워 전체의 피로도를 감소시킬 수 있게 됨에 따라 사용 수명을 증대시킬 수 있는 등 여러 가지의 효과가 있다.

1 : 케이싱 2, 2' : 로터 3 : 흡기포트 4 : 토출포트
100 : 브로워

Claims

전체적인 외형을 형성시키고, 내측에 일정폭의 수용공간이 형성된 케이싱(1)과; 상기 케이싱(1)의 수용공간 내측에 지면과 수평이 되도록 축설된 두 개의 로터(2)(2')와; 상기 케이싱(1)의 양측부에 상기 로터(2)(2')의 사이를 연통하는 흡기포트(3)와 토출포트(4)로 구성된 회전식 브로워(100)에 있어서, 상기 로터(2)(2')의 사이를 연통하는 흡기포트(3)와 토출포트(4)가 축선에 대하여 경사진 구조로 구성됨을 특징으로 하는 초저음 무맥동의 특성을 가진 용적형 회전식 브로워.
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