KR101724985B1 - 차폐(遮蔽) 유체 문제를 개선한 저소음 기어 펌프 혹은 모터 - Google Patents

Abstract

한 몸체와 서로 마주하는 측벽들로 형성된 한 기어 챔버 내에 도입 챔버에서 도출 챔버로 유체를 이송하도록 회전되게 맞물린 한 구동 기어와 한 종동 기어; 상기 맞물린 기어들의 유체 누설 억제형 틈새를 갖는 백래쉬; 적어도 한 개의 상기 측벽의 내부 한 곳에 마련된 한 닫힌 챔버; 상기 한 측벽 면에 마련되어 상기 닫힌 챔버까지 연장되는 한 소통 관로를 갖는 한 개구부; 그리고 중심부가 오목한 한 쌍의 탄성 원반이 서로 마주하여 내부에 가스를 채워서 밀봉된 적어도 한 개의 탄성 원반 캡슐이 상기 닫힌 공간 내에 수용되어 구성되어서, 그 점유 체적이 그곳의 유체의 압력에 따라서 탄성적으로 변화해서 정극의 차폐 기간 동안에 정극에서 밀려난 유체를 흡수하거나 되 밀어낼 수 있도록 되게 되고, 이리하여 상기 정극에 차폐된 유체는 누설 억제형 백래쉬에 의해 격리되어서 안쪽으로나 바깥쪽으로 압력 전달이 억제되고, 차폐기간 동안의 그 체적의 변화가 상기 탄성 원반 캡슐의 압축이나 팽창에 의해 보상됨에 따라, 압력 맥동과 기포 생성을 억제하고 치면 반동 접촉을 제거하여, 저소음, 저진동과 고효율의 기어 펌프나 모터 혹은 냉동 압축기 확보를 달성한다.

Description

차폐(遮蔽) 유체 문제를 개선한 저소음 기어 펌프 혹은 모터{A SILENT GEAR PUMP OR MOTOR SUPPRESSING TROUBLES OF TRAPPING FLUID}

관련 출원

본 출원은 PCT 출원서 출원일 2013년 4월 17일 출원 번호 PCT/KR2013/003226 의 권리를 주장하며, 해당 PCT를 원용한것임.

본 발명은 일반적으로는 외접하는 한 쌍의 기어가 맞물려서 구성되는 유체 이송 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 한 기어 챔버 내에 한 쌍의 외접 기어가 회전되게 구성된 한 기어 펌프 혹은 모터, 혹은 한 기어 냉동 압축기에 관한 것이다.

한 쌍의 외접 기어를 맞물려 사용하는 유체 이송 장치들은, 유체이송을 위하여 왕복 작동하는 부품을 사용하지 않는 회전 구조여서 회전 진동이 적고, 단순하고 경제적인 구조로도 높은 출력 밀도를 갖고 있어서 펌프 혹은 모터 등 다양한 산업 분야에 적용되는 독특한 것이다. 그렇지만, 전술한 장점에도 불구하고, 기어의 맞물림에 의해서 발생 되는 높은 소음과 기포 발생은, 기어 펌프들 혹은 모터들 혹은 냉동 압축기들 등이 전동 차량 혹은 실내 운전 등의 조용한 환경에서의 적용이나 대유량 이송용에 사용을 제한시켰다.

기존기술의 유체 이송장치가 정상적으로 작동되면, 맞물린 기어 이빨들은 이 뿌리 부의 곡면과 맞물린 이 끝과의 사이에서 각각 정극(頂隙)이 형성되고 기어 물림이 작용 선에 따라 이동하는 동안 그 체적이 기어 회전축 중심선을 포함하는 이론 평면에 도달할 때까지 축소되고, 그 이후부터는 다시 팽창되는데, 이리하여 축소 과정에서는 높은 순간 돌출 고압이 발생 되고 팽창 과정에서는 기포가 생성되면서, 차폐 현상으로 알려진 극심한 소음과 캐비테이션을 일으키게 된다.

전술한 차폐 현상으로 인한 문제점들은 기어가 회전하는 동안 체적이 변화하는 정극 내에 차폐된 비 압축성 유체 때문에 발생하며, 여기에서 그 압력의 변화는 정극의 주변에 있는 틈새들 즉 기어 백래쉬나 기어 측단면들을 통하여 유체가 새어 나가고 들어오거나 혹은 압력이 전달되어 도입챔버나 도출챔버 간에 불가피하게 상호 작용을 하게 되면서, 차폐된 정극 뿐만아니라 고압 챔버에서도 역시 압력이 상승 되어 높은 빈도의 압력 펄스를 일으키게 되는 것으로 알려져 있다.

전술한 차폐 현상에 의한 문제점에 더하여, 기존 기술에서의 백래쉬는, 부드러운 기어 맞물림이 되도록 하는 여유 폭이 마련되어 있어서, 아직까지는 그 크기가 상당히 크고, 부하 챔버 측과 차폐된 정극간의 압력이 서로 전달되기에는 충분하여, 맞물린 기어의 접촉점이 감축 차폐 정극과 팽창 차폐 정극 사이에 있을 때에는 압력 상승을 서로서로 증대시켜 부하 챔버의 압력을 넘어서게 된다. 이리하여 어느 한 기어 펌프나 기어 냉동 압축기에서는 도 9에서 48로 표시되고, 어느 한 기어 모터에서는 도 12에서 50으로 표시된 것처럼, 감축 차폐 정극에서 발생 되는 이 압력은, 차폐 정극에 노출된 치면들을 서로 맞대응하여 밀어내고, 백래쉬를 갖는 맞물린 치면은 분리가 허용되어 틈새가 벌어지고, 이 틈새를 통하여 감축 차폐 영역에 있는 유체가 빠져나와서 인접한 팽창 과정의 차폐 정극으로 들어가면서 고압은 해소된다. 펌프 혹은 냉동 압축기에서의 도 9의 47이나 기어 모터에서의 도 12의 49로 보이는 것과 같이, 정극 내의 압력이 해소된 직후 종동 기어는 다시 부하 측의 압력에 의하여 전방으로 회전시키는 힘을 받게 되게 되어 다시 맞물리게 되고, 그리하여 종동 기어 쪽에 형성되는 모든 차폐 정극들에 있어서는 구동 기어의 각각의 물림면에 반동 접촉을 일으키면서 극심한 소음과 고 빈도의 진동을 유발한다. 백래쉬를 밀봉하는 것은 차폐 정극의 압력을 억제하기 위한 것 뿐만 아니라 치면 반동 접촉을 억제하기 위해서도 필요하다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 기존기술의 한 시도는, 적당한 크기의 용적을 갖는 순간 돌출 고압 챔버를 펌프 내부 혹은 펌프 외부에 구성하여 감축 차폐 영역에서 상기 챔버에 이르는 제 1 관로를 구성하여 차폐된 고압 압력을 흡수한 후, 압축된 유체를 다시 도입 측에 공급하는 제 2 관로를 구성한 것으로서, 그러나 강성을 갖는 밀폐 용기 내의 유체는 비 압축성으로 인해 압력 완충이 되지 않는다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 기존 기술의 다른 한 시도는, 차폐 영역의 압축 유체의 압력과 도출 챔버와의 압력차에 의해 왕복동하는 플런저가 차폐된 유체를 소통 통로를 통하여 낮은 압력 쪽으로 배출하도록 마련 된 것으로서, 여기에서는 플런저의 왕복 운동이 고압 측에 또 다른 맥동을 유발하여 여전히 높은 소음이 남는다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 기존 기술의 또 다른 시도는, 측판 표면상의 홈에 발포 고무 등의 탄성체를 마련하여 그 탄성체의 한쪽 면이 기어들의 차폐 영역에 접하게 하여 압출된 유체가 탄성체에 흡수되도록 한 것으로서, 차폐를 시작하는 초기에는 홈에 들어있는 탄성체에 접하는 차폐 영역과 토출 챔버 간의 더 큰 압력차로 인해서, 측벽과 기어 측면 사이의 틈새를 통과하는 토출 챔버로부터의 누설 유체으로 인해서 충분한 완충이 방해되고, 또 고압 챔버의 압력 저하로 인한 높은 빈도의 압력 맥동은 고 소음으로 나타난다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 기존 기술의 또 다른 시도들은, 차폐 영역과도입 챔버 혹은 도출 챔버 어느 하나와 통로를 통하여 연통 되도록 하여 차폐 영역의 압력을 감압하게 한 것으로, 고압 챔버의 순간 압력 강하, 차폐 영역으로의 유체 유입과 체적 효율의 저하가 나타나고, 혹은 감축된 체적이 고압 챔버에 직접 전달됨으로 해서 더 강해진 압력 맥동이 나타난다.

본 발명의 목적은 차폐 유체로 인하여 발생하는 전술한 문제점을 해결하기 위한 수단을 갖는 저소음 기어펌프나 모터, 혹은 기어 냉동 압축기를 제공하는 데 있다.

따라서, 본 발명은 먼저 기존 기술의 기어 펌프가 갖는 차폐 유체에 의한 문제점을 해결하기 위하여
한 몸체와 마주하는 측벽들로 마련된 한 기어 챔버 내에, 도입 챔버에서 도출 챔버로 유체를 이송하도록 외접하여 회전되는 한 쌍의 구동 기어와 종동 기어;
상기 구동 기어와 종동 기어 각각의 이 끝 부위와 이뿌리 부위가 맞물린 부위에 형성되는 적어도 하나의 차폐 정극;
상기 구동 기어와 종동 기어가 맞물려 이루는 유체 누설 억제형 틈새를 갖는 백래쉬;
상기 마주하는 측벽들 중 적어도 하나의 측벽 내부에 설치된 적어도 하나의 닫힌 챔버;
한 소통 관로의 일단이 상기 한 닫힌 챔버와 연통되고 다른 타단은 상기 측벽들의 한 표면 부위에 연장되어 상기 차폐 정극에 면하여 연통되는 개구부;
상기 한 닫힌 챔버 내에 수용되고, 한 쌍의 오목한 탄성 원반이 서로 마주하여 내부에 가스를 가지고 밀봉되어서, 차폐 정극의 한 압력에 따라 일정한 탄성 변형이 가능한 적어도 한 개의 탄성 원반 캡슐; 그리고
구동 기어와 종동 기어의 회전에 따라, 차폐 정극에 외부의 고압이 연통 되는 순간에는 상기 개구부가 닫혀서 외부압력에 탄성 원반 캡슐의 압착이 방지되고, 차폐 정극이 잔여 축소 후 팽창하는 동안에는 상기 개구부는 열려져 차폐 정극과 상기 개구부가 서로 연통 되게 하는것을 특징으로 하는 수단들이 구성된다.

이렇게 하여, 맞물린 기어의 차폐된 정극이 감축을 시작하는 순간에는, 차폐 정극은 누설 억제형 틈새를 갖는 백래쉬와 닫힌 개구부에 의해서 안쪽으로나 바깥쪽으로나 밀봉이 되고, 이것은 고압 챔버와 닫힌 챔버 사이에 압력 완충 영역을 형성하고, 따라서 고압 챔버에서부터 차폐 정극을 경유하여 닫힌 챔버에까지 전파되는 압력에 의해서 탄성 원반 캡슐이 압착되는 것이 보호되고, 또한 역시 고압 챔버에서 순간 압력 강하가 방지된다. 기어의 회전이 좀 더 진행되면, 감축되는 차폐 정극은 닫힌 챔버와 소통되기 시작하고 차폐된 유체의 과잉 체적은 지극히 높은 진동수의 트랩 사이클에 대응하여 탄성 원반 캡슐의 감소 체적에 의해 흡수되고, 여기에서는 탄성 원반 캡슐의 변형 강도에 따르는 닫힌 챔버의 운전 압력은 사전 설정이 가능함으로써 순간 돌출 고압이나 치면 접촉 이탈이 방지되어서, 치면 반동 접촉이 없어진다. 또 기어의 회전이 좀 더 진행되면, 기어들의 지지 축을 포함하는 이론 평면상에서는 차폐 정극 체적은 최소가 되고, 거기서부터는 차폐 정극의 체적이 증가하여 진공 압력이 형성되고, 탄성 원반 캡슐과 팽창되는 차폐 정극과의 압력 차이로 인해서 닫힌 챔버에서 밀려난 유체는 소통 관로를 통하여 그 증가 된 차폐 체적을 채워서, 기포 발생이 억제된다.
또한 기존 기술의 기어 모터가 갖는 차폐 유체에 의한 문제점도 상기 본 발명에 의한 기어 펌프의 문제점 해소를 위한 수단과 같은 수단으로 차폐 유체에 의한 문제점이 해소 가능하고, 그리고
기어 냉동 압축기의 차폐 유체에 의한 문제점 역시 상기 본 발명에 의한 기어 펌프의 문제점 해소를 위한 수단과 같은 수단으로 차폐 유체에 의한 문제점이 해소 가능하다.

이렇게 하여, 맞물린 기어들의 차폐 정극에 의해 축소된 유체는 상기 탄성 원반 캡슐의 탄성에 의해 흡수된 후, 이어서 팽창되는 차폐정극에 새로이 형성되는 공간은 흡수됐던 유체로 채워지는 일련의 작동을 통하여 차폐 정극 내에 순간 고압 발생이나 기포 생성이 억제되고, 또 치면 반동 접촉을 억제하여, 소음과 진동 및 캐비테이션이 방지되어, 저소음, 저진동 및 고효율의 외접 기어펌프나 모터 혹은 외접 기어 냉동 압축기를 구현한다.

본 발명의 독창성은, 그 구성이나 운용 방식 모두와, 그 목표들과 그 유익함들도 함께, 발명을 실시하기 위해 뒤에 이어지는 구체적인 설명과 함께 첨부 도면을 연관하여 고찰 함으로서 명확하게 된다, 여기에서;
도 1 은 본 발명에 따라 소통 관로가 마련된 닫힌 챔버 내에 복수의 탄성 원반 캡슐을 보여주는 지지 블록을 측벽으로 하는 한 기어 펌프나 모터 혹은 기어 냉동 압축기의 한 단면도;
도 2 는 도 1의 단면선 Ⅰ-Ⅰ에 따라서 취해진 본 발명에 따르는 한 기어 펌프나 혹은 모터 혹은 기어 냉동 압축기의 한 횡 단면 확대도;
도 3 (삭제);
도 4 는 본 발명에 따라 소통 관로가 마련된 닫힌 챔버 내에 복수의 탄성 원반 캡슐을 보여주는 몸체 덮개를 측벽으로 하는 한 기어 펌프나 혹은 모터 혹은 기어 냉동 압축기의 한 단면도;
도 5 는 본 발명에 따르는 닫힌 챔버와 연결된 소통 관로(표시 생략)의 개구부를 표시하는 본 발명에 따르는 측벽이나 지지 블록의 부분 확대도;
도 6 은 도 5 의 단면선 Ⅱ-Ⅱ 에 따라서 취해진 본 발명에 따라 소통 관로가 마련된 닫힌 챔버 내에 복수의 탄성 캡슐을 나타내는 측벽이나 지지 블록의 횡 단면도;
도 7 은 본 발명에 따르는 탄성 원반 캡슐의 상면도;
도 8 은 도 6의 단면선 Ⅲ-Ⅲ 에 따라서 취해진 본 발명에 따르는 탄성 원반 캡슐의 단면도;
도 9 는 본 발명에 따라, 작용 선을 따라서 감축 정극과 팽창 정극 사이의 한 점에서 치면 물림이 이루어지면서, 감축 정극이 차폐를 시작하는 순간에는 관로의 개구부가 기어 측면에 의해 닫혀 있지만 곧바로 감축 정극으로 열리기 직전이 되는 상태와 그 안에서 노출된 종동 기어에 작용하는 압력 분포를 표시하는, 도 1의 단면선Ⅰ-Ⅰ에 따라 취해진 한 펌프 혹은 한 기어 냉동 압축기의 한 측벽면 부분 확대도;
도 10 은 본 발명에 따라 감축 차폐를 끝내고 팽창 차폐를 시작하는 순간에 관로의 개구부와 차폐 정극과의 상관 위치를 표시하는, 한 펌프 혹은 기어 냉동 압축기의 도 1의 단면선 Ⅰ-Ⅰ에 따라서 취해진 한 측벽면 부분 확대도;
도 11 은 본 발명에 따라 팽창 차폐를 끝내고 두 개의 기어 접촉점으로 다음의 감축 차폐를 시작하는 순간의 관로의 개구부와 차폐 정극과의 상관 위치를 표시하는, 한 펌프 혹은 기어 냉동 압축기의 도 1의 단면선 Ⅰ-Ⅰ에 따라 취해진 한 측벽면 부분 확대도;
도 12 는 본 발명에 따라, 작용 선을 따라서 감축 정극과 팽창 정극 사이의 한 점에서 치면 물림이 이루어지면서, 감축 정극이 차폐를 시작하는 순간에는 관로의 개구부가 기어 측면에 의해 닫혀 있지만 곧바로 감축 정극으로 열리기 직전이 되는 상태와 그 안에서 노출된 종동 기어에 작용하는 압력 분포를 표시하는, 도 1의 단면선Ⅰ-Ⅰ에 따라 취해진 한 모터의 한 측벽면 부분 확대도;
도 13 은 본 발명에 따라, 감축 차폐를 끝내고 팽창 차폐를 시작하는 순간에 관로의 개구부와 차폐 정극과의 상관 위치를 표시하는, 도 1의 단면선 Ⅰ-Ⅰ에 따라 취해진 한 모터의 측벽면 부분 확대도; 그리고,
도 14 는 본 발명에 따라, 팽창 차폐를 끝내고 두 개의 기어 접촉점으로 다음의 감축 차폐를 시작하는 순간의 관로의 개구부와 차폐 정극과의 상관 위치를 표시하는, 한 모터의 도 1의 단면선 Ⅰ-Ⅰ에 따라서 취해진 한 측벽면 부분 확대도;

이에 따라, 동일한 차폐 유체 문제와 동일한 개선 수단을 갖는 한 외접하는 기어펌프나 모터 혹은 한 기어 냉동 압축기를 대표하여, 먼저 도 1과 2 참조하여 본 발명에 따르는 차폐 유체 문제를 해소하는 바람직한 한 실시 예를 제시한다. 중앙 몸체 1이 땅콩 형상의 단면을 갖는 교차하는 두 구멍을 기어 챔버로서 예비한다. 그 기어 챔버는 지지 축 9, 10, 11, 및 12를 갖는 맞물리는 한 쌍의 외접 기어 4 및 5를 수용하고, 그 끝단들은 마주하는 지지 블록 6과 7에 의해서 막혀진다. 몸체 덮개들 2와 3은 그림으로 보이는 것처럼 나사못으로 고정된다. 기어들의 지지 축 9, 10, 11 및 12는 지지 블록 6과 7에 있는 지지 구멍 13, 14, 15 및 16에 회전되도록 설치된다. 축 9는 지지 블록 6을 지나 덮개 2의 외측으로 연장하여, 원동기(예시되지 않음)와 연결되어서 기어 4를 구동기어로서 사용하고 기어 5를 종동 기어로서 사용한다.

기어 열처리에 의한 바람직 하지 않은 치수 변형을 교정하기 위해 치면 연마 등의 정밀 가공 수단을 사용하여 맞물리는 기어 4와 5의 누설 억제형 백래쉬 8이 작은 틈새로 마련되어, 이것은 차폐 영역에 노출된 물림면 뒷쪽 치면이 상대 치면 위를 밀착하여 차폐 영역이 밀봉되게 한다. 복수의 오일 씰 17이 중앙 몸체 1과 몸체 덮개들 2와 3과의 사이에 마련된다. 기어 회전 방향이, 펌프나 압축기에 대하여서는 도 9-도 11에서 혹은 모터에 대하여서는 도 12 - 도 14에서 지시된 화살표 방향일 때, 도입 챔버 20과 도출 챔버 21이 맞물리는 기어들의 서로 맞은 편에 형성되어 마련된다. 챔버들 20, 21은 각각 도입 구멍 22와 도출 구멍 23에 의해 유압 부품과의 배관이 되도록 마련된다.

도 5, 도 6 에서 보이는 것처럼 한계선 26, 27을 갖는 소위 도피구 24, 25가 측벽이나 혹은 지지 블록 6, 7에 감축 혹은 팽창 차폐 영역을 최소 크기로 하는 트랩 체적이 되도록 마련된다. 도 6에서 보이는 것처럼 한 쪽이 막힌 구멍 30이 입구가 막혀서, 닫힘 챔버로 작용하면서, 지지블록 6, 7 각각의 중간 부위에 마련되고, 거기서부터 관로 29가 측벽들 51,51' 상의 개구부 28까지 연장된다. 여기에서, 그림 9, 그림 12에서 보이는 것처럼, 감축 정극 33, 36이 유체를 내부에 차폐하기를 시작하는 바로 그 순간에는 기어 40, 43의 측면에 의해 개구부 28은 개방되기 직전이 되는 상태로 닫혀 있는 위치에 있게 되고, 기어가 거기에서부터 조금 더 돌아가면, 개구부 28은 잔여 감축 과정이나 혹은 팽창 과정 동안 닫힌 챔버 30이 차폐 정극 33, 36과 소통되는 자리에 위치한다.

복수 개의 탄성 원반 캡슐 32가 닫힌 챔버에 구속 없이 마련되고 각각의 탄성 원반 캡슐 32는 공기나 압축되는 가스를 내부에 밀봉하여 수용하는 공간이 마련된 한 쌍의 오목한 원반으로 구성되고, 그 표면은 사전 설정된 차폐 정극의 압력에 따라 탄성 변형되고, 그리하여 고압 챔버 내의 순간 압력 강하 없이 각 탄성 원반 캡슐의 변형의 합계량은 감축 정극의 차폐 유체의 감소 체적을 흡수하거나, 극히 높은 빈도수를 갖는 닫힌 챔버의 압력 변화에 신속한 반응을 하면서 닫힌 챔버의 유체를 팽창 정극으로 밀어낸다.

여기서부터는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 한 펌프 또는 작용이 펌프와 유사한 기어 냉동 압축기 혹은 한 모터의 운전에 대한 설명이 이루어진다.

한 펌프나 냉동 압축기의 축 9가 원동기에 의해 회전되면, 그림 9에서 보이는 화살표에 의해 지시된 방향으로 그 펌프나 냉동 압축기의 맞물린 기어들 4 와 5가 회전되어서, 도입구 22를 통하여 도입 챔버 20으로 유도된 유체는 각 기어 이 사이의 공간에 채워진 유체가 이동되면서 도출 챔버 21로 이송된다. 그러나 모터에 대해서는, 도입구 22를 경유하여 도입 챔버 20으로 공급된 고압 유체에 의해 모터의 축 9가 회전되고, 맞물린 기어 4와 5는 도 12에서 보이는 것처럼 화살표로 표시된 방향으로 회전되고, 각 기어 이 사이의 공간에 채워진 유체가 이동되면서 도출 챔버 21로 이송된다. 도입구와 도출구는 맞물린 기어에 의해서 분리된다.

기어들이 물림 작용 선 39를 따라서 맞물려 돌면 구동 기어와 종동 기어 각각의 이뿌리 곡선들과 이 끝들 사이에 정극들이 형성되고, 도 9 - 도 11로 보이는 한 펌프나 냉동 압축기의 정극 33 혹은 35와 같이 그리고 또 도 12- 도 14로 보이는 한 모터의 정극 36 혹은 38과 같이, 그 들이 기어 축들이 포함되는 이론 평면에 도달할 때까지 그 체적은 축소하고, 그 이후는 팽창한다.

도 9 혹은 도 12로 보이는 것처럼, 감축 정극과 팽창 정극 사이에 작용 선을 따라서 단 한 개의 치면 접촉점이 형성되는 경우에, 감축 정극 33, 36은 도피구 24의 경계선 26을 지나면서 차폐된 초기 순간에서는, 본 발명에 따르는 유체 누설 억제형 틈새를 갖는 백래쉬에 의하여 차폐 정극 33, 36과 도출 챔버 21 사이의 압력 전달이 차단되고, 개구부 28은 기어 이빨 40, 43의 측면에 의해 닫혀 있지만 기어가 좀 더 돌아가면 바로 열리게 예비 되어서, 도출 챔버 21과 닫힌 챔버 30 사이에 압력 완충 지역을 형성한다. 그렇게 해서 정극이 차폐되기 시작하는 전환기에 차폐된 유체는 일시적으로 격리되어서, 내측으로 압력 전달이 억제되고, 또한 탄성 원반 캡슐 32의 강성에 의해서 차폐 정극 33, 36과 닫힌 챔버 30 사이의 압력 균형이 유지되어 도출 챔버 내에 순간 압력 강하가 예방된다.

도 10, 도 13에서 보는 것처럼 기어가 좀 더 회전하면 차폐 정극 33, 36의 둘래에 이어져 있는 측벽면과 기어 측면과 겹쳐서 이루어지는 밀봉 면적은 더 두꺼워 져서 도출 챔버 21이 밀봉되고, 개구부 28은 점진적으로 차폐 정극 33, 36에 개방되게 된다. 이렇게 하여 그 안에 있는 감축되는 유체 체적은 관로 29를 통과하여 닫힌 챔버 30으로 이송되고 탄성 원반 캡슐의 강도를 선별하여 조절된 설정 압력을 초과하지 않으면서 탄성 원반 캡슐 32에 의해서 흡수되게 하여, 차폐 정극에 순간 고압과 치면 반동 접촉의 발생을 억제한다.

도 10, 도 13에 보는 것처럼 차폐 정극 33, 36의 도심이 기어들의 지지 축들의 중심선들을 포함하는 이론 평면 18에 접근하면, 그 체적은 최소 체적이 되고 그 후는 팽창되기 시작하여 내부에 순간 압력 강하가 생겨난다. 탄성 원반 캡슐 32와 팽창 정극 33, 36 사이의 압력 차이는 팽창 정극을 채우기 위하여 그 기간 동안에 개방되는 개구부 28과 관로 29를 통과하여 닫힌 챔버 30의 유체를 팽창 정극으로 밀어내서, 기포 발생을 일으키는 진공압력을 억제하고 또 탄성 원반 캡슐이 다음 사이클에서 압축되도록 예비하기 위한 공간을 회복한다. 기어가 좀 더 회전하면, 도 11, 도 14에 보이는 것처럼, 팽창 정극 33,36은 흡입 챔버와 소통하기 시작하고 개구부 28은 기어 41, 44로 닫히게 된다. 동시에 뒤따르는 하나의 정극 35, 38가 상대 기어의 이 뿌리 부위에서 차폐가 시작되고, 작용선 상에 두 개의 접촉점을 갖고 감축 정극 35, 38과 팽창 정극 33, 36 사이에서 백래쉬를 형성하는 한 쌍의 정극이 형성되어서, 중심선 19에 대하여 개구부 28과 서로 대칭 하는 반대편 측벽 상의 개구부 28'와 연통되는 차폐 정극의 새로운 사이클이 시작된다. 이와 같이 해서 차폐 현상에 의한 압력 맥동 및 기포 발생, 그리고 치면 반동 접촉 등의 문제점들이 억제되어, 저소음, 고효율의 기어 펌프나 모터 혹은 냉동 압축기 확보를 달성한다.

위에서 설명한 요소들 각각의 하나, 혹은 둘 혹은 그 이상이 함께 모은 것은 위에서 설명한 형태와 다른 기어펌프들 혹은 모터들 혹은 냉동 압축기들과 다른 형식으로 유용하게 응용될 수 있을 것이다. 본 발명에서 특정한 실시 예가 예시되고 설명되었지만, 본 기술 분야에 기술이 있는 자가 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 여러 가지 보완들이나 수정들이 가능하다는 것은 명확하다고 할 것이다. 따라서 본 발명의 사상이나 영역 내에 부합되는 상기 보완들이나 수정들은 첨부한 청구항목들의 범위에 있는 것으로 이해될 것이다.

1; 중앙 몸체
2, 3; 몸체 덮개
4; 구동 기어
5; 종동 기어
6, 7; 지지블록
8; 백래시
9, 10, 11, 12; 지지축
13, 14, 15, 16; 지지 구멍
17; 오일 씰
18; 기어 축들이 포함되는 이론 평면
19; 구동/종동 지지축의 대칭 중심선
20; 도입구
21; 도출구
28, 28'; 개구부
29; 소통 관로
30; 닫힌 챔버
32; 탄성 원반 캡슐
33, 34, 35, 36, 37, 38; 차폐 정극
39; 기어 물림 작용선
40, 41, 42, 43, 44, 45; 기어
47, 49; (치면에 작용하는) 유체 부하 압력
48, 50; (치면에 작용하는 순간 고압) 차폐 정극 압력
51, 51' ; 측벽면

Claims (5)

1. 한 몸체와 서로 마주하는 측벽들로 마련된 한 기어 챔버 내에, 도입 챔버에서 도출 챔버로 유체를 이송하도록 외접하여 회전되는 한 쌍의 구동 기어와 종동 기어;
   상기 구동기어와 종동기어 각각의 이 끝 부위와 이뿌리 부위가 맞물린 부위에 형성되는 적어도 하나의 차폐 정극;
   상기 구동 기어와 종동 기어가 맞물려 이루는 유체 누설 억제형 틈새를 갖는 백래쉬;
   상기 마주하는 측벽들 중 적어도 하나의 측벽 내부에 설치된 적어도 하나의 닫힌 챔버;
   한 소통 관로의 일단이 상기 한 닫힌 챔버와 연통되고 다른 일단은 상기 측벽들의 한 표면 부위에 연장되어 상기 차폐 정극에 면하여 연통되는 개구부;
   상기 한 닫힌 챔버 내에 수용되고, 한 쌍의 오목한 탄성 원반이 서로 마주하여 내부에 가스를 가지고 밀봉되어서, 차폐 정극의 한 압력에 따라 일정한 탄성 변형이 가능한 적어도 한 개의 탄성 원반 캡슐; 그리고,
   구동 기어와 종동 기어의 회전에 따라, 차폐 정극에 외부의 고압이 연통되는 순간에는 상기 개구부가 닫혀서 탄성 원반 캡슐의 압착이 방지되고, 차폐 정극이 잔여 축소 후 팽창하는 동안에는 상기 개구부는 열려져 차폐 정극과 상기 개구부가 서로 연통되게 구성되는 것을 특징으로 하여,
   차폐 정극에 의해 축소된 유체는 상기 탄성 원반 캡슐의 탄성에 의해 흡수된 후, 이어서 팽창되는 차폐 정극에 새로이 형성되는 공간은 흡수됐던 유체로 채워지는 일련의 작동을 통하여 차폐 정극 내에 순간 고압 발생이나 기포 생성이 억제되고, 또 치면 반동 접촉을 억제하여, 소음과 진동 및 캐비테이션이 방지되는 한 외접 기어 펌프.
2. 한 몸체와 서로 마주하는 측벽들로 마련된 한 기어 챔버 내에, 도입 챔버에서 도출 챔버로 유체를 이송하도록 외접하여 회전되는 한 쌍의 구동 기어와 종동 기어;
   상기 구동기어와 종동기어 각각의 이 끝 부위와 이뿌리 부위가 맞물린 부위에 형성되는 적어도 하나의 차폐 정극;
   상기 구동 기어와 종동 기어가 맞물려 이루는 유체 누설 억제형 틈새를 갖는 백래쉬;
   상기 마주하는 측벽들 중 적어도 하나의 측벽 내부에 설치된 적어도 하나의 닫힌 챔버;
   한 소통 관로의 일단이 상기 한 닫힌 챔버와 연통되고 다른 일단은 상기 측벽들의 한 표면 부위에 연장되어 상기 차폐 정극에 면하여 연통되는 개구부;
   상기 한 닫힌 챔버 내에 수용되고, 한 쌍의 오목한 탄성 원반이 서로 마주하여 내부에 가스를 가지고 밀봉되어서, 차폐 정극의 한 압력에 따라 일정한 탄성 변형이 가능한 적어도 한 개의 탄성 원반 캡슐; 그리고,
   구동 기어와 종동 기어의 회전에 따라, 차폐 정극에 외부의 고압이 연통되는 순간에는 상기 개구부가 닫혀서 탄성 원반 캡슐의 압착이 방지되고, 차폐 정극이 잔여 축소 후 팽창하는 동안에는 상기 개구부는 열려져 차폐 정극과 상기 개구부가 서로 연통되게 구성되는 것을 특징으로 하여,
   차폐 정극에 의해 축소된 유체는 상기 탄성 원반 캡슐의 탄성에 의해 흡수된 후, 이어서 팽창되는 차폐 정극에 새로이 형성되는 공간은 흡수됐던 유체로 채워지는 일련의 작동을 통하여 차폐 정극 내에 순간 고압 발생이나 기포 생성이 억제되고, 또 치면 반동 접촉을 억제하여, 소음과 진동 및 캐비테이션이 방지되는 한 외접 기어 모터.
3. 한 몸체와 서로 마주하는 측벽들로 마련된 한 기어 챔버 내에, 도입 챔버에서 도출 챔버로 유체를 이송하도록 외접하여 회전되는 한 쌍의 구동 기어와 종동 기어;
   상기 구동기어와 종동기어 각각의 이 끝 부위와 이뿌리 부위가 맞물린 부위에 형성되는 적어도 하나의 차폐 정극;
   상기 구동 기어와 종동 기어가 맞물려 이루는 유체 누설 억제형 틈새를 갖는 백래쉬;
   상기 마주하는 측벽들 중 적어도 하나의 측벽 내부에 설치된 적어도 하나의 닫힌 챔버;
   한 소통 관로의 일단이 상기 한 닫힌 챔버와 연통되고 다른 일단은 상기 측벽들의 한 표면 부위에 연장되어 상기 차폐 정극에 면하여 연통되는 개구부;
   상기 한 닫힌 챔버 내에 수용되고, 한 쌍의 오목한 탄성 원반이 서로 마주하여 내부에 가스를 가지고 밀봉되어서, 차폐 정극의 한 압력에 따라 일정한 탄성 변형이 가능한 적어도 한 개의 탄성 원반 캡슐; 그리고,
   구동 기어와 종동 기어의 회전에 따라, 차폐 정극에 외부의 고압이 연통되는 순간에는 상기 개구부가 닫혀서 탄성 원반 캡슐의 압착이 방지되고, 차폐 정극이 잔여 축소 후 팽창하는 동안에는 상기 개구부는 열려져 차폐 정극과 상기 개구부가 서로 연통되게 구성되는 것을 특징으로 하여,
   차폐 정극에 의해 축소된 유체는 상기 탄성 원반 캡슐의 탄성에 의해 흡수된 후, 이어서 팽창되는 차폐 정극에 새로이 형성되는 공간은 흡수됐던 유체로 채워지는 일련의 작동을 통하여 차폐 정극 내에 순간 고압 발생이나 기포 생성이 억제되고, 또 치면 반동 접촉을 억제하여, 소음과 진동 및 캐비테이션이 방지되는 한 외접 기어 냉동 압축기.
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