KR102254882B1

KR102254882B1 - 유체 이송 장치

Info

Publication number: KR102254882B1
Application number: KR1020200066008A
Authority: KR
Inventors: 고용권; 권장순; 송규석; 장기종; 김봉주
Original assignee: 한국원자력연구원
Priority date: 2020-06-01
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2021-05-24
Also published as: US20210372403A1; US11629712B2

Abstract

본 발명은, 일 측에 형성되는 유입구를 통해 유체가 유입되는 제1 유체 출입 하우징과, 상기 제1 유체 출입 하우징과 이격되게 위치되고 상기 유입된 유체가 압축된 후 배출되도록 이루어지는 제2 유체 출입 하우징; 축 방향을 따라 연장되는 자전부와 상기 자전부를 따라 서로 이격되게 배치되는 제1 편심부와 제2 편심부를 구비하는 회전축; 에피트로코이드 곡면 형상의 제1 유체 압축 공간을 형성하는 제1 로터 하우징; 에피트로코이드 곡면 형상의 제2 유체 압축 공간을 형성하고, 상기 축 방향을 따라 상기 제1 로터 하우징과 이격된 위치에 배치되는 제2 로터 하우징; 상기 제1 유체 압축 공간을 복수의 용적 변동 공간으로 구획하도록 상기 제1 유체 압축 공간 내에 배치되고, 상기 제1 편심부의 방사 방향에서 상기 제1 편심부를 감싸면서 상기 제1 편심부에 결합되는 제1 로터; 상기 제2 유체 압축 공간을 복수의 용적 변동 공간으로 구획하도록 상기 제2 유체 압축 공간 내에 배치되고, 상기 제2 편심부의 방사 방향에서 상기 제2 편심부를 감싸면서 상기 제2 편심부에 결합되는 제2 로터; 및 상기 제1 로터 하우징과 상기 제2 로터 하우징의 양면을 각각 덮도록 배치되는 로터 하우징 커버를 포함하고, 상기 제1 로터 하우징의 내측면과 상기 제2 로터 하우징의 내측면에는 각각 포트홀이 형성되어 유체를 이송시키도록 이루어지는 유체 이송 장치에 관한 것이다.

Description

유체 이송 장치{FLUID TRANSFER DEVICE}

본 발명은 유체를 흡입 및 가압하여 맥동을 발생시키는 유체 이송 장치에 관한 것이다.

1951년 독일 Felix Wankel은 삼각로터의 회전으로 출력을 낼 수 있는 로터리 엔진의 원리를 완성하였다. 이른바 방켈 엔진은 에피트로코이드 곡선 형상의 실린더 안에서 삼각로터에 의해 구획되는 3개의 공간에서 용적변화에 따라 흡입, 압축, 연소, 배기가 동시에 이루어지면서, 삼각로터가 편심회전하여 회전력을 구현한 엔진이다. 방켈 엔진은 피스톤과 같은 왕복 운동이 없어 출력의 손실이 적어 고출력이 가능하며, 회전이 원활한 장점이 있다.

특허문헌인 대한민국 등록특허공보 제10-1655160호(2016.09.01.)와, 대한민국 등록특허공보 제10-1881546호(2018.07.18.)에서는 이러한 방켈 엔진의 원리를 이용한 로터리 피스톤 펌프에 대해 개시하고 있다. 상기 특허문헌들에 개시된 로터리 피스톤 펌프는 에피트로코이드(epitrochoid) 형상의 내주면을 갖는 로터하우징의 내부에 삼각로터가 편심으로 회전하면서 로터 하우징의 용적변동공간을 압축 및 팽창시킨다.

또한, 방켈엔진 원리를 이용하면서 로터하우징과 삼각로터의 조합을 연속으로 연결하여 체크밸브 없이도 고압과 진공을 발생시킬 수 있는 유체이송장치에 대해서는 대한민국 등록특허공보 제10-2003985호와 대한민국 등록특허공보 제10-2100914호에 제시된 바 있다.

이러한 로터리 피스톤 펌프는 기존 피스톤 방식의 펌프에 비하여 상대적으로 고유량을 이송할 수 있을 뿐만 아니라, 높은 압력을 발생시킬 수 있는 장점이 있다. 이러한 맥동형의 펌프는 모터의 회전 운동을 캠이나 크랭크축을 이용하여 다이아프램이나 피스톤 등과 같은 펌핑수단을 왕복운동으로 변환시킴으로 유체를 펌핑하는 장치로서, 혈액의 투석장치, 분수장치, 세척기, 구강세척기, 의료기기 또는 피부 또는 모발을 관리하는 기기 등에 이용되고 있다.

또한, 맥동기능을 가지며 안정적인 유체 토출을 위하여 여러 가지 맥동펌프가 제안되고 있으나, 대부분 피스톤 방식으로 회전운동을 직선운동으로 변화시켜야 하기 때문에 편심축, 피스톤, 피스톤로드가 기본적으로 구성되어야 하며 구조가 복잡하다는 단점이 있다. 또한, 직선운동으로 인하여 펌프의 진동이 필연적으로 발생되어 맥동펌프내 피스톤의 기밀성 저하를 야기시키는 문제점이 있으며, 로터리 피스톤 펌프는 삼각로터의 편심회전에 의한 용적변동에 따른 유체이송이 가능하므로 편심 회전에 의한 진동과 용적변동에 의한 맥동이 발생될 수 밖에 없어 진동과 맥동에 의해 소음이 발생되는 단점이 있게 된다.

이에, 로터리 피스톤 펌프의 장점인 고유량, 흡입(진공) 및 가압 기능을 유지하면서도, 진동과 맥동을 저감시켜 저소음 및 저진동을 실현할 수 있는 유체 이송 장치의 개발이 필요하다.

본 발명의 일 목적은 고유량, 고압의 흡입 및 토출 기능을 가지면서도 저소음, 저진동을 구현하면서 유체를 이송시킬 수 있는 간단한 구조의 로터리 맥동발생장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 로터의 편심회전에 따른 진동 현상이 저감하면서도, 맥동의 폭과 주기를 조절하여 유체를 유동시킬 수 있는 로터리 맥동발생장치를 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르는 유체 이송 장치는, 일 측에 형성되는 유입구를 통해 유체가 유입되는 제1 유체 출입 하우징과, 상기 제1 유체 출입 하우징과 이격되게 위치되고 상기 유입된 유체가 압축된 후 배출되도록 이루어지는 제2 유체 출입 하우징; 축 방향을 따라 연장되는 자전부와 상기 자전부를 따라 서로 이격되게 배치되는 제1 편심부와 제2 편심부를 구비하는 회전축; 에피트로코이드 곡면 형상의 제1 유체 압축 공간을 형성하는 제1 로터 하우징; 에피트로코이드 곡면 형상의 제2 유체 압축 공간을 형성하고, 상기 축 방향을 따라 상기 제1 로터 하우징과 이격된 위치에 배치되는 제2 로터 하우징; 상기 제1 유체 압축 공간을 복수의 용적 변동 공간으로 구획하도록 상기 제1 유체 압축 공간 내에 배치되고, 상기 제1 편심부의 방사 방향에서 상기 제1 편심부를 감싸면서 상기 제1 편심부에 결합되는 제1 로터; 상기 제2 유체 압축 공간을 복수의 용적 변동 공간으로 구획하도록 상기 제2 유체 압축 공간 내에 배치되고, 상기 제2 편심부의 방사 방향에서 상기 제2 편심부를 감싸면서 상기 제2 편심부에 결합되는 제2 로터; 및

상기 제1 로터 하우징과 상기 제2 로터 하우징의 양면을 각각 덮도록 배치되는 로터 하우징 커버를 포함하고, 상기 제1 로터 하우징의 내측면과 상기 제2 로터 하우징의 내측면에는 각각 포트홀이 형성되어 유체를 이송시키도록 이루어진다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 유체 이송 장치의 일 단에서 타 단으로 고압의 유체를 이송시킬 수 있게 된다.

또한, 로터, 로터 하우징, 로터 하우징 커버, 유체 출입 하우징의 구성이 모듈화되어 그 구조가 간단하므로, 제작이 용이하며, 유지 보수가 간편하여 원가 절감의 효과를 얻을 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 유체 이송 장치는, 제1 로터와 제2 로터를 회전축을 중심으로 서로 대칭되게 배치하고, 유로 하우징을 통해 유로를 연결시키는 구조를 통해 로터의 편심 회전에 따른 진동 및 소음이 저감될 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 유체 이송 장치는 로터 하우징에 형성된 포트홀에 의해, 유체의 이동량 조절할 수 있으며, 발생하는 맥동의 크기와 그 주기를 조절하는 것이 가능하다.

도 1은, 유체 이송 장치의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 2는, 유체 이송 장치의 측면도이다.
도 3은, 유체 이송 장치의 분해 사시도이다.
도 4의 (a)는 유로 하우징의 양 측에 제2 로터 하우징 커버와 제3 로터 하우징 커버가 결합되는 모습을 나타내는 개념도이며, 도 4의 (b)는 유로 하우징의 양 측에 제2 로터 하우징 커버와 제3 로터 하우징 커버가 결합된 모습을 나타내는 개념도이다.
도 5의 (a)는 제1 로터 하우징의 모습 정면도이며, 도 5의 (b)는 제1 로터 하우징의 사시도이다. 또한, 도 5의 (c)는 제1 로터 하우징에 형성된 포트홀의 모습을 나타내는 개념도이다.
도 6의 (a)는 제1 로터 하우징에 위치되는 제1 로터의 모습을 나타내는 개념도이며, 도 6의 (b)는 제1 로터 하우징의 내부에서 제1 로터가 움직이는 모습을 나타내는 개념도이다.
도 7의 (a)는 제4 로터 하우징 커버의 후면부를 나타내는 개념도이며, 도 7의 (b)는 제4 로터 하우징 커버의 전면부 모습을 나타내는 개념도이다.
도 8의 (a)와 (b)는 유체 이송 장치로 유입된 유체가 배출되는 과정을 순차적으로 보인 개념도이다.
도 9는, 회전 각도에 따라 발생하는 유체의 배출량의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 10은, 제1 로터 하우징의 내측면에 형성되는 포트홀의 다양한 변형예를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은, 유체 이송 장치(100)의 외관을 나타내는 사시도이고, 도 2는, 유체 이송 장치(100)의 측면도이다. 또한, 도 3은, 유체 이송 장치(100)의 분해 사시도이다. 또한, 도 4의 (a)는 유로 하우징(135)의 양 측에 제2 로터 하우징 커버(132)와 제3 로터 하우징 커버(133)가 결합되는 모습을 나타내는 개념도이고, 도 4의 (b)는 유로 하우징(135)의 양 측에 제2 로터 하우징 커버(132)와 제3 로터 하우징 커버(133)가 결합된 모습을 나타내는 개념도이다.

본 발명에 따른 유체 이송 장치(100)는 유체의 흡입 후 높은 압력을 발생시킬 수 있으며 고유량의 유체를 이송할 수 있는 등의 로터리 피스톤 펌프로서의 기능을 수행할 수 있게 된다.

유체 이송 장치(100)의 외관은 도 1에서 보는 바와 같이, 원통형의 형상으로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

유체 이송 장치(100)는 회전축(110), 로터 하우징(121, 122), 유로 하우징(135), 로터 하우징 커버(131, 132, 133, 134) 및 유체 출입 하우징(141, 142)으로 구성될 수 있다.

유체 이송 장치(100)는 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 후방부에 위치되는 제1 유체 출입 하우징(141)으로부터 유입된 유체는, 로터 하우징(121, 122)의 내부에서 회전축(110)에 의해 운동하는 로터(171, 172)에 의해 압축된 후, 전방에 위치되는 제2 유체 출입 하우징(142)을 통해, 일정한 주기의 맥동을 가지면서 고압으로 분사될 수 있게 된다.

로터 하우징(121, 122)은 에피트로코이드 곡면 형상으로 이루어지는 압축 공간을 형성하도록 이루어질 수 있다.

로터 하우징(121, 122)은, 각각 제1 로터 하우징(121)과 제2 로터 하우징(122)으로 이루어질 수 있다. 여기서, 제1 로터 하우징(121)과 제2 로터 하우징(121)은 유체의 이동 방향을 따라 배치되는 것으로, 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 제1 로터 하우징(121)은 제2 로터 하우징(122) 보다 후방부(도면 상에서 우측)에 위치하게 된다.

로터 하우징 커버(131, 132, 133, 134)는 제1 로터 하우징과 제2 로터 하우징의 양면을 각각 덮도록 배치되는 것으로, 복수개로 이루어질 수 있다.

로터 하우징 커버(131, 132, 133, 134)는, 제1 로터 하우징 커버(131), 제2 로터 하우징 커버(132), 제3 로터 하우징 커버(133), 제4 로터 하우징 커버(134)를 포함할 수 있다.

또한, 유체 출입 하우징(141, 142)은 복수로 구비되며, 전방부에 위치되어 외부로부터 유체를 유입하는 역할을 하는 제1 유체 출입 하우징(141)과, 압축된 고압의 유체를 분사하는 제2 유체 출입 하우징(142)으로 이루어질 수 있다.

도 3에서 보는 바와 같이, 유체 이송 장치(100)의 일 단으로부터 타 단을 향해 제1 유체 출입 하우징(141), 제1 로터 하우징 커버(131), 제1 로터 하우징(121), 제2 로터 하우징 커버(132), 유로 하우징(135), 제3 로터 하우징 커버(133), 제2 로터 하우징(122), 제4 로터 하우징 커버(134), 제2 유체 출입 하우징(142)이 순차적으로 배치되는 구조를 가진다.

또한, 도 3에서 보는 바와 같이, 회전축(110)은 유체 이송 장치(100)의 후방단에 결합되는 것으로, 후술할 로터(171, 172)의 회전을 형성할 수 있게 된다.

제1 유체 출입 하우징(141)은 유체 이송 장치(100)의 후방부에 배치되고, 제2 유체 출입 하우징(142)은 유체 이송 장치(100)의 전방부에 배치된다. 제1 유체 출입 하우징(141)과 제2 유체 출입 하우징(142)은 유체 이송 장치(100)의 외측면을 형성한다.

제1 유체 출입 하우징(141)과 제2 유체 출입 하우징(142)에는 각각 유체 출입구(141a, 142a)가 형성된다. 유체 출입구(141a, 142a)는 유체 출입 하우징(141, 142)의 외주면에서 돌출되도록 형성될 수 있다.

제1 유체 출입 하우징(141)의 외주면에는 제1 유체 출입구(141a)가 돌출 형성될 수 있다. 제1 유체 출입구(141a)는 외부로부터 유체가 유입되므로 유입구라고도 지칭할 수 있다.

제2 유체 출입 하우징(142)의 전방부에는 압축된 유체가 배출될 수 있도록 제2 유체 출입구(142a)가 돌출 형성될 수 있다. 제2 유체 출입구(142a)는 압축된 유체가 배출될 수 있으므로 배출구라고도 지칭될 수 있다.

로터 하우징 커버(131, 132, 133, 134)는 서로 이격되게 배치된다. 로터 하우징(121, 122)과 유로 하우징(135)은, 로터 하우징 커버(131, 132, 133, 134)의 사이마다 배치될 수 있다.

로터 하우징 커버(131, 132, 133, 134)와 로터 하우징(121, 122) 및 유로 하우징(135)은 순차적으로 배치될 수 있다.

예를 들어, 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 유체 이송 장치(100)는 후방부에서 전방부를 향해, 제1 로터 하우징 커버(131), 제1 로터 하우징(121), 제2 로터 하우징 커버(132), 유로 하우징(135), 제3 로터 하우징 커버(133), 제2 로터 하우징(122), 제4 로터 하우징 커버(134)의 순으로 배치될 수 있다.

로터 하우징 커버(131, 132, 133, 134)와 로터 하우징(121, 122) 및 유로 하우징(135)은 유체 출입 하우징(141, 142)과 함께 유체 이송 장치(100)의 연속적인 외관을 형성할 수 있게 된다.

회전축(110)은 유체 이송 장치(100)를 관통하는 것으로, 모터나 발전기 등의 동력원에 연결되어 동력원으로부터 회전 구동력을 전달받고, 전달받은 회전 구동력에 의해 회전하는 역할을 한다.

회전축(110)은 유체 이송 장치(100)의 중심을 관통하며, 일 단은 유체 이송 장치(100)의 내부에 배치되며, 타 단은 유체 이송 장치(100)의 외부에 노출되도록 설치된다.

회전축(110)은 일방향으로 제자리에서 회전하는 자전부(111a, 111b, 111c)와 편심 회전하는 편심부(112a, 112b)가 형성될 수 있다.

자전부(111a, 111b, 111c)는 축 방향을 따라 연장된다. 축 방향이란 자전부(111a, 111b, 111c)의 일 단에서 타 단을 향해 혹은 그 역방향을 향해 연장되는 방향을 가리킨다.

편심부(112a, 112b)는 자전부(111a, 111b, 111c)에 편심 결합되는 것으로 자전부(111a, 111b, 111c)가 제자리 회전함에 따라, 편심부(112a, 112b)는 자전부(111a, 111b, 111c)를 중심으로 편심 회전하도록 이루어질 수 있다.

자전부(111a, 111b, 111c)와 편심부(112a, 112b)는 축 방향을 따라 교번적으로 배치될 수 있다.

제1 자전부(111a), 제2 자전부(111b), 및 제3 자전부(111c)는 제1 편심부(112a)와 제2 편심부(112b)와 교번적으로 배치되어, 제1 자전부(111a), 제2 자전부(111b), 및 제3 자전부(111c)는 서로 이격된 위치에 형성될 수 있다. 제1 편심부(112a)와 제2 편심부(112b)도 축 방향에서 서로 이격된 위치에 형성될 수 있다.

제1 편심부(112a)는 축 방향에서 제1 자전부(111a)와 제2 자전부(111b)의 사이에 형성된다. 제2 편심부(112b)는 축 방향에서 제2 자전부(111b)와 제3 자전부(111c)의 사이에 형성된다.

회전축(110)의 일 단에서 타 단을 바라보며 상기 회전축(110)을 평면에 투영하였을 때 제1 편심부(112a)와 제2 편심부(112b)의 상대적인 위치가 정의될 수 있다.

제1 편심부(112a)와 제2 편심부(112b)는 자전부(111a, 111b, 111c)에 편심 결합되어 있으므로, 자전부(111a, 111b, 111c)의 중심으로부터 편심부(112a, 112b)의 외주면까지의 거리는 일정하지 않게 된다.

이에, 임의로 자전부(111a, 111b, 111c)의 중심으로부터 편심부(112a, 112b)의 외주면까지의 거리 중 가장 먼 거리가 형성되는 방향을 편심부(112a, 112b)의 형성 방향으로 정의할 수 있다.

이때, 제1 편심부(112a)와 제2 편심부(112b)는 자전부(111a, 111b, 111c)를 중심으로 180도의 각도를 갖도록 배치될 수 있다. 제1 편심부(112a)와 제2 편심부(112b)는 회전축(110)을 중심으로 대칭되게 배치될 수 있다.

또한, 회전축(110)의 원활한 회전과 실링을 위해 베어링(151)과 리데나(161)가 설치될 수 있다. 베어링(151)과 리데나(161)는 각각 회전축(110)을 감싸도록 환형으로 형성되며, 리데나(161)의 내주면은 회전축(110)에 결합된다. 리데나(161)은 제1 유체 출입하우징(141)에 형성되는 리데나 수용홀에 설치될 수 있게 된다.

베어링(151)의 내주면은 회전축(110)에 결합된다. 베어링(151)은 제2 유체 출입 하우징(142)에 형성되는 회전축 수용홀에 설치될 수 있다.

제1 로터 하우징(121)과 제2 로터 하우징(122)은 축 방향에서 서로 이격된 위치에 배치된다. 제1 로터 하우징(121)은 제1 편심부(112a)와 대응되는 위치에 배치되고, 제2 로터 하우징(122)은 제2 편심부(112b)와 대응되는 위치에 배치될 수 있다.

제1 로터 하우징(121)은 제1 유체 압축 공간(V1)을 형성할 수 있으며, 제1 유체 압축 공간(V1)은 제1 로터 하우징 커버(131)와 제2 로터 하우징 커버(132)를 향해 개구된다.

또한, 제2 로터 하우징(122)은 제2 유체 압축 공간(V2)을 형성한다. 제2 유체 압축 공간(V2)은 제3 로터 하우징 커버(133)와 제4 로터 하우징 커버(134)를 향해 개구된다.

제1 로터 하우징(121)과 제2 로터 하우징(122)은 속이 빈 원기둥 혹은 다각기둥 형상으로 형성될 수 있다. 제1 로터 하우징(121)과 제2 로터 하우징(122)을 축 방향에서 바라봤을 때, 제1 로터 하우징(121)의 내주면과 제2 로터 하우징(122)의 내주면은 각각 에피트로코이드(epitrochoid) 형상을 가지도록 이루어질 수 있다. 에피트로코이드 형상으로 정의되는 영역이 각각 제1 유체 압축 공간(V1)과 제2 유체 압축 공간(V2)에 해당된다.

제1 로터 하우징(121)과 상기 제2 로터 하우징(122)은 에피트로코이드 곡면 형상이 서로 같은 방향으로 향하도록 배치될 수 있다.

여기서, 에피트로코이드 형상이란 제1 원과 접하면서 제1 원의 바깥쪽을 구르는 제2 원의 한 점이 그리는 곡선을 의미한다. 에피트로코이드 형상은 제1 원과 제2 원의 크기 비에 따라 달라지며, 매우 다양하게 도시될 수 있다.

에피트로코이드 형상은, 제1 원의 반지름을 R이라고 하고, 제2 원의 반지름을 r이라고 할 때 R=2r의 관계를 만족하는 땅콩 모양의 형상을 지칭한다. 여기서, 계수 2는 에피트로코이드 형상에 나타나는 변곡점(뾰족점)의 수에 해당한다.

제1 로터 하우징(121)과 제2 로터 하우징(122)의 배치 방향은 에피트로코이드 곡면이 향하는 방향을 기준으로 결정된다. 예를 들어, 제1 로터 하우징(121)과 제2 로터 하우징(122)의 두 에피트로코이드 곡면이 평면도 상에서 서로 정확히 포개어질 경우, 제1 로터 하우징(121)과 제2 로터 하우징(122)은 서로 같은 방향을 향해 배치된 것이라고 할 수 있다.

제1 로터(171)와 제2 로터(172)는 삼각 기둥의 형상으로 형성된다. 로터(171, 172)의 모양은 정삼각 기둥에 가깝지만, 그 측면은 외측을 향해 볼록하게 튀어나온 형상을 갖는 곡면인 것으로 이해 될 수 있다. 이 곡면은 로터 하우징(121, 122)의 에피트로코이드 곡면에 대응된다. 제1 로터(171)와 제2 로터(172)의 방사 방향 단면과 같이 둥근 모서리를 갖는 삼각형을 뢸로 삼각형(reuleaux triangle)이라고 한다.

제1 로터(171)는 제1 로터 하우징(121)의 제1 유체 압축 공간(V1)을 복수의 용적 변동 공간으로 구획하도록 제1 유체 압축 공간(V1) 내에 배치될 수 있다.

제2 로터(172)는 제2 로터 하우징(122)의 제2 유체 압축 공간(V2)을 복수의 용적 변동 공간으로 구획하도록 제2 유체 압축 공간(V2) 내에 배치될 수 있다. 여기서, 용적이란 압축 대상 유체를 수용하는 공간의 체적 또는 부피와 같은 의미다. 따라서 용적 변동 공간이란 체적 또는 부피가 일정하지 않고, 로터(171, 172)의 회전에 따라 체적 또는 부피가 변하는 공간임을 의미한다.

제1 로터(171)가 제1 유체 압축 공간(V1)에 배치되고, 제2 로터(172)가 제2 유체 압축 공간(V2)에 배치됨에 따라 제1 유체 압축 공간(V1)과 제2 유체 압축 공간(V2)은 각각 세 개의 용적 변동 공간으로 구획된다. 제1 로터(171)와 제2 로터(172)가 움직임에 따라 세 개의 용적 변동 공간은 압축과 팽창을 반복하면서, 그 체적 또는 부피가 변하도록 이루어질 수 있다.

제1 편심부(112a)는 제1 로터 하우징(121)의 제1 유체 압축 공간(V1)에 배치된다. 제1 로터(171)는 제1 편심부(112a)의 방사 방향에서 제1 편심부(112a)를 감싸면서 제1 편심부(112a)에 결합된다. 마찬가지로 제2 편심부(112b)는 제2 로터 하우징(122)의 제2 유체 압축 공간(V2)에 배치된다. 제2 로터(172)는 제2 편심부(112b)의 방사 방향에서 제2 편심부(112b)를 감싸면서 제2 편심부(112b)에 결합된다.

제1 로터(171)는 제1 편심부(112a)에 결합되어 제1 편심부(112a)와 함께 움직이게 된다. 제2 로터(172)는 제2 편심부(112b)에 결합되어 제2 편심부(112b)와 함께 움직이게 된다. 회전축(110)의 자전부(111a, 111b, 111c)는 제자리 회전하지만, 제1 편심부(112a)와 제2 편심부(112b)는 자전부(111a, 111b, 111c)와 달리 편심 회전한다. 따라서 각각 제1 편심부(112a)와 제2 편심부(112b)에 결합된 제1 로터(171)와 제2 로터(172)는 각각 제1 편심부(112a)와 제2 편심부(112b)를 중심으로 자전하면서 에피트로코이드 곡면으로 정의되는 영역 내에서 움직이게 된다.

한편, 에피트로코이드 곡면을 갖는 로터 하우징 내부에서 삼각로터가 편심 회전하면서 발생되는 용적 변화를 이용한 유체 이송 장치는, 많은 양의 유체를 이송할 수 있는 장점이 있지만, 상기 삼각로터의 편심 회전 구조에 의해 로터의 회전 중심과 무게 중심이 서로 달라 진동이 발생된다는 단점이 있다.

이를 방지하고자, 제1 로터(171)와 제2 로터(172)가 회전축(110)으로 중심으로 점대칭을 이루도록 배치될 수 있다. 즉, 회전축(110)이 회전됨에 따라 제1 로터(171)와 제2 로터(172)는 항상 회전축(110)을 중심으로 대칭되도록 위치하게 된다. 이에 따라, 회전축(110)이 회전됨에 따라 편심 회전에 의해 발생되는 제1 로터(171)의 원심력과 제2 로터(172)의 원심력이 동일하기 때문에, 제1 및 제2 로터(171, 172)의 회전 시 발생하는 원심력은 서로 상쇄된다.

유체 이송 장치(100)는 제1 로터(121)와 제2 로터(122)를 회전축(110)을 중심으로 대칭되도록 배치하고 상기 유로 하우징(135)으로 유로를 연결함으로써 발생하는 진동현상을 크게 저감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 유체 이송 장치(100)는, 제1 로터 하우징(121)과 제2 로터 하우징(122)의 내측면에는 각각 포트홀(121a, 122a)이 형성되는 구조를 가진다. 포트홀(121a, 122a)은 제1 로터 하우징(121)과 제2 로터 하우징(122)의 내측면에 움푹 파인 형상으로 이루어질 수 있으며, 제1 로터(121)와 제2 로터(122)의 꼭지점 부위가 포트홀(121a, 122a)에 위치됨에 따라, 제1 로터 하우징(121)과 제2 로터 하우징(122)의 내부 공간에 변동이 생기게 된다.

제1 로터 하우징(121)에는 제1 포트홀(121a)이, 제2 로터 하우징(122)에는 제2 포트홀(122a)이 형성될 수 있다. 이와 관련한 자세한 설명은 후술하기로 한다.

유로 하우징(135)은 유체 연통 공간(135b1, 135b2)을 형성하도록 이루어질 수 있다.

유로 하우징(135)은 제1 로터 하우징(121)과 제2 로터 하우징(122) 사이에 배치되는 것으로, 유로 하우징(135)은 상기 유체 연통 공간(135b1, 135b2)을 통해, 제1 및 제2 유체 압축 공간(V1, V2)상의 유체가 회전축(110)의 회전 방향에 따라 제1 로터 하우징(121)에서 제2 로터 하우징(122)으로 이동하도록 유로를 제공하는 역할을 한다.

유체 연통 공간(135b1, 135b2)은 제1 연통 공간(135b1)과 제2 연통 공간(135b2)으로 이루어질 수 있다.

제1 로터 하우징 커버(131)는 제1 유체 압축 공간(V1)을 일 측에서 덮도록 형성된다. 제1 로터 하우징 커버(131)는 제1 로터 하우징(121)의 일 측에 배치된다. 여기서, 제1 로터 하우징(121)의 일 측이란, 제1 유체 출입 하우징(141)과 제1 로터 하우징(121)의 사이를 가리킨다.

제2 로터 하우징 커버(132)는 제1 유체 압축 공간(V1)과 유체 연통 공간(135b1, 135b2)을 덮도록 형성된다. 제2 로터 하우징 커버(132)는 제1 로터 하우징(121)과 유로 하우징(135) 사이에 배치된다. 제2 로터 하우징 커버(132)의 일 면은 제1 유체 압축 공간(V1)을 마주보며, 타 면은 유체 연통 공간(135b1, 135b2)을 마주 보게 된다.

제3 로터 하우징 커버(133)는 상기 유체 연통 공간(135b1, 135b2)을 덮도록 형성된다. 제3 로터 하우징 커버(133)는 유로 하우징(135)과 제2 로터 하우징(122)의 사이에 배치된다. 제3 로터 하우징 커버(133)의 일 면은 유체 연통 공간(135b1, 135b2)을 마주보게 되고, 타 면은 제2 유체 압축 공간(V2)을 마주 보게 된다.

제4 로터 하우징 커버(134)는 제2 유체 압축 공간(V2)을 덮도록 형성된다. 제4 로터 하우징 커버(134)는 제2 로터 하우징(122)을 기준으로 제3 로터 하우징 커버(133)의 반대쪽에 배치된다. 제4 로터 하우징 커버(134)의 일 면은 제2 유체 압축 공간(V2)을 마주보게 되고, 타 면은 제2 유체 출입 하우징(142)를 마주보도록 배치된다.

또한, 제4 로터 하우징 커버(134)에는, 상기 제4 로터 하우징 커버(134)에는 토출밸브(134a)가 설치되어, 압축된 유체가 배출구(142a)를 통해 배출될 수 있도록 한다.

제1 로터 하우징 커버(131), 제2 로터 하우징 커버(132), 제3 로터 하우징 커버(133) 그리고 제4 로터 하우징 커버(134)는 원형의 플레이트 형상으로 이루어질 수 있다.

이때, 원형 플레이트에는 회전축 관통홀(131a, 132a, 133a)이 형성될 수 있으며, 제4 로터 하우징 커버(134)의 중심부에는 회전축 수용부가 형성될 수 있다. 마찬가지로, 유로 하우징(135)은 원형의 플레이트 형상으로 이루어질 수 있으며 중심부에 회전축 관통홀(135a)이 형성된다.

또한, 각 로터 하우징 커버(131, 132, 133, 134)에는 유로(131b1, 131b2, 132b1, 132b2, 133b1, 133b2, 134b1, 134b2)가 형성된다.

회전축 관통홀(131a, 132a, 133a, 135a)은 원판 플레이트의 중앙에 축방향으로 관통하도록 형성된다. 회전축 관통홀(131a, 132a, 133a, 135a)은 회전축(110)의 자전부(111a, 111b, 111c)를 수용하게 된다.

제1 자전부(111a)는 제1 로터 하우징 커버(131)의 회전축 관통홀(131a)에 수용되고, 제2 자전부(111b)는 제2 로터 하우징 커버(132)와 제3 로터 하우징 커버(133) 그리고 유로 하우징(135)의 회전축 관통홀(132a, 133a, 135a)에 수용될 수 있다. 또한, 제3 자전부(111c)는 제4 로터 하우징 커버(134)의 회전축 수용부설치되는 베어링(151)에 의해 수용될 수 있다.

축 방향에서 제1 로터 하우징 커버(131)와 제2 로터 하우징 커버(132) 사이의 거리는 제1 로터(171)의 두께에 해당하고, 제3 로터 하우징 커버(133)와 제4 로터 하우징 커버(134) 사이의 거리는 제2 로터(172)의 두께에 해당한다.

유로(131b1, 131b2, 132b1, 132b2, 133b1, 133b2, 134b1, 134b2)는 원형 플레이트에 축 방향을 따라 관통하도록 형성될 수 있다. 유로(131b1, 131b2, 132b1, 132b2, 133b1, 133b2, 134b1, 134b2)는 축 방향으로 유체를 통과하도록 이루어질 수 있다.

유로(131b1, 131b2, 132b1, 132b2, 133b1, 133b2, 134b1, 134b2)는 하나의 로터 하우징 커버(131, 132, 133, 134)에 복수로 형성될 수 있다.

예를 들어 도면에 도시된 바와 같이 하나의 로터 하우징 커버(131, 132, 133, 134)마다 두 개의 유로(131b1, 131b2, 132b1, 132b2, 133b1, 133b2, 134b1, 134b2)가 형성될 수 있다. 두 유로(131b1, 131b2, 132b1, 132b2, 133b1, 133b2, 134b1, 134b2)는 회전축 관통홀(131a, 132a, 133a, 134a)을 중심으로 서로 대칭인 위치에 대칭인 형상으로 형성된다.

이때, 두 개의 각 유로(131b1, 131b2, 132b1, 132b2, 133b1, 133b2, 134b1, 134b2)는 제1 로터(171)와 제2 로터(172)의 위치에 대응하여 삼각형 형상을 갖도록 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 로터 하우징 커버의 유로(131b1)는 편심 회전하는 제1 로터(171)에 의해 가려질 수 있는 형상을 갖는다.

각 로터 하우징 커버(131, 132, 133, 134)에 형성되는 유로(131b1, 131b2, 132b1, 132b2, 133b1, 133b2, 134b1, 134b2)의 위치는, 회전축(110)의 일 단에서 타 단을 바라볼 때를 기준으로 각 로터 하우징 커버(131, 132, 133, 134)를 하나의 사분면에 투영하는 방식으로 설명될 수 있다. 이 경우 회전축 관통홀(131a, 132a, 133a, 134a)은 사분면의 중심에 위치하게 된다.

예를 들어, 제1 로터 하우징 커버(131)의 두 유로(131b1, 131b2) 중 어느 하나(131b1)는 2사분면에 형성되고, 다른 하나(131b2)는 4사분면에 형성된다. 제2 로터 하우징 커버(132)의 두 유로(132b1, 132b2) 중 어느 하나(132b1)는 1사분면에 형성되고, 다른 하나(132b2)는 3사분면이 형성된다. 제3 로터 하우징 커버(133)의 두 유로(133b1, 133b2) 중 어느 하나(133b1)는 2사분면에 형성되고, 다른 하나는 4사분면(133b2)에 형성된다. 제4 로터 하우징 커버(134)의 두 유로(134b1, 134b2) 중 어느 하나(134b1)는 1사분면에 형성되고, 다른 하나(134b2)는 3사분면에 형성된다.

제1 로터 하우징 커버(131)의 두 유로(131b1, 131b2)와 제3 로터 하우징 커버(133)의 두 유로(133b1, 133b2)는 2사분면과 4사분면에 형성되므로, 제1 로터 하우징 커버(131)의 두 유로(131b1, 131b2)와 제3 로터 하우징 커버(133)의 두 유로(133b1, 133b2)는 축 방향에서 서로 중첩되는 위치에 형성된다고 할 수 있다.

또한, 제1 로터 하우징 커버(131)의 두 유로(131b1, 131b2)와 제3 로터 하우징 커버(133)의 두 유로(133b1, 133b2)는 축 방향에서 모양까지 중첩되게 형성될 수 있다. 즉, 제1 로터 하우징 커버(131)의 두 유로(131b1, 131b2)와 상기 제3 로터 하우징 커버(133)의 두 유로(133b1, 133b2)는, 동일한 형상을 갖도록 이루어지며, 상기 회전축(110)의 일 단에서 타 단을 바라볼 때를 기준으로 서로 겹쳐지게 배치될 수 있다.

또한, 제2 로터 하우징 커버(132)의 두 유로(132b1, 132b2)와 제4 로터 하우징 커버(134)의 두 유로(134b1, 134b2)는 1사분면과 3사분면에 형성되므로, 제2 로터 하우징 커버(132)의 두 유로(132b1, 132b2)와 제4 로터 하우징 커버(134)의 두 유로(134b1, 134b2)는 축 방향에서 서로 중첩되는 위치에 형성된다고 할 수 있다. 또한, 제2 로터 하우징 커버(132)의 두 유로(132b1, 132b2)와 제4 로터 하우징 커버(134)의 두 유로(134b1, 134b2)는 축 방향에서 모양까지 중첩되게 형성될 수 있다. 즉, 제2 로터 하우징 커버(132)의 두 유로(132b1, 132b2)와 상기 제4 로터 하우징 커버(134)의 두 유로(134b1, 134b2)는, 동일한 형상을 갖도록 이루어지며, 상기 회전축(110)의 일 단에서 타 단을 바라볼 때를 기준으로 서로 겹쳐지게 배치될 수 있다.

여기서, 상기 제1 및 제3 로터 하우징 커버(131, 133)의 두 유로(131b1, 131b2, 133b1, 133b2)의 형상과, 상기 제2 및 제4 로터 하우징 커버(132, 134)의 두 유로(132b1, 132b2, 134b1, 134b2)의 형상은, 상기 사분면 상에서 x=0에 해당하는 직선을 기준으로 서로 대칭일 수 있다. 즉, 상기 유체 이송 장치(100)의 내부에 형성되는 유로들은, 상기 제1 및 제2 로터(171, 172)와 같이 모두 대칭을 이루도록 형성되어 유체 이송 장치(100)의 동작에 따른 진동 발생을 크게 저감시킬 수 있다.

제1 로터 하우징 커버(131)의 양면에서 두 유로(131b1, 131b2)의 형상은 동일하다. 제2 로터 하우징 커버(132)의 양면에서 두 유로(132b1, 132b2)의 형상은 동일하다. 제3 로터 하우징 커버(133)의 양면에서 두 유로(133b1, 133b2)의 형상은 동일하다. 제4 로터 하우징 커버(134)의 양면에서 두 유로(134b1, 134b2)의 형상은 동일하다. 따라서 제1 로터 하우징 커버(131)의 두 유로(131b1, 131b2)와 제2 로터 하우징 커버(132)의 두 유로(132b1, 132b2)와 제3 로터 하우징 커버(133)의 두 유로(133b1, 133b2) 그리고 제4 로터 하우징 커버(134)의 두 유로(134b1, 134b2)는 축 방향에서 동일한 형상을 유지하면서 원형 플레이트 또는 다각 플레이트를 관통한다고 볼 수 있다.

유로 하우징(135)은 유체 연통 공간(135b1, 135b2)이 형성되고, 상기 유체 연통 공간(135b1, 135b2)은 제1 연통 공간(135b1)과 제2 연통 공간(135b2)을 구비할 수 있다. 유로 하우징(135)은 제2 로터 하우징 커버(132)의 유로(132b1)에서 유입된 유체를 제1 연통 공간(135b1)을 통하여 제3 로터 하우징 커버(133)의 유로(133b1)로 전달하고, 제2 로터 하우징 커버(132)의 유로(132b2)를 통해서 유입된 유체를 제2 연통 공간(135b2)을 통해서 제3 로터 하우징 커버(133)의 유로(133b2)로 이동시키는 역할을 한다.

제1 연통 공간(135b1)은 상기 제2 로터 하우징 커버(132)의 두 유로(132b1, 132b2) 중 상기 1사분면에 형성되는 유로(132b1)와 상기 제3 로터 하우징 커버(133)의 두 유로(133b1, 133b2) 중 2사분면에 형성되는 유로(133b1)를 서로 연통하도록 이루어질 수 있다.

제2 연통 공간(135b2)은 제2 로터 하우징 커버(132)의 두 유로(132b1, 132b2) 중 상기 3사분면에 형성되는 유로(132b2)와 상기 제3 로터 하우징 커버(133)의 두 유로(133b1, 133b2) 중 상기 4사분면에 형성되는 유로(133b2)를 서로 연통시키도록 형성된다.

제1 연통 공간(135b1)과 제2 연통 공간(135b2)은 회전축(110)을 중심으로 점대칭을 이루면서 동일한 형상을 가질 수 있다. 또한, 제1 연통 공간(135b1)과 제2 연통 공간(135b2)의 형상은 서로 대칭되게 형성될 수 있다.

이러한 구조에 의해 제1 로터 하우징(121)에 형성되는 용적 변동 공간의 부피와 제2 로터 하우징(122)에 형성되는 용적 변동 공간의 부피가 변화하면서도 제1 유체 출입구(141a)와 제2 유체 출입구(142a)가 서로 연통하지 않을 수 있다.

유체 출입 하우징(141, 142)은 유체 이송 장치(100)의 가장 외곽에 각각 배치된다. 유체 출입 하우징(141, 142)은 유체 이송 장치(100)의 외주면 중 일부를 형성하며, 유체 이송 장치(100)의 양 측면을 형성하게 된다.

제1 유체 출입 하우징(141)은 제1 로터 하우징 커버(131)를 향해 개구되도록 이루어질 수 있다. 제2 유체 출입 하우징(142)은 제4 로터 하우징 커버(134)를 향해 개구되도록 이루어질 수 있다.

유체가 제1 유체 출입 하우징(141)에 형성되는 제1 유체 출입구(141a)를 통해 유입되는 경우, 회전축(110)은 시계 방향인 제1 방향으로 회전한다. 회전축(110)이 제1 방향으로 회전할 때 제1 유체 출입 하우징(141)의 제1 유체 출입구(141a)를 통해 유입된 유체는 제1 유체 압축 공간(V1)과 제2 유체 압축 공간(V2)에서 순차적으로 압축된 후 제2 유체 출입 하우징(142)의 제2 유체 출입구(142a)를 통해 고압으로 배출될 수 있게 된다.

도 5의 (a)는 제1 로터 하우징(121)의 모습 정면도이고, 도 5의 (b)는 제1 로터 하우징(121)의 사시도이다. 또한, 도 5의 (c)는 제1 로터 하우징(121)에 형성된 포트홀(121a)의 모습을 나타내는 개념도이다. 또한, 도 6의 (a)는 제1 로터 하우징(121)에 위치되는 제1 로터(171)의 모습을 나타내는 개념도이고, 도 6의 (b)는 제1 로터 하우징(121)의 내부에서 제1 로터(171)가 이동하는 모습을 나타내는 개념도이다.

본 발명에 따른 유체 이동 장치(100)는, 제1 로터 하우징(121)의 내측면과 상기 제2 로터 하우징(122)의 내측면에는 각각 포트홀(121a, 122a)이 형성되도록 이루어질 수 있다.

포트홀(121a, 122a)은, 제1 로터 하우징(121)의 내측면을 따라 형성되는 제1 포트홀(121a)과, 제2 로터 하우징(122)의 내측면에 형성되는 제2 포트홀(122a)을 포함할 수 있다.

제1 포트홀(121a)은 제1 로터 하우징(121)의 내측면을 따라 설정된 깊이를 가지도록 움푹 파인 형상으로 이루어질 수 있다. 제2 포트홀(122a)은 제2 로터 하우징(122)의 내측면을 따라 설정된 깊이를 가지고 움푹 파인 형상으로 이루어질 수 있다.

도 5의 (a)에서 보는 바와 같이, 제1 포트홀(121a)은 에피트로코이드 곡면의 형상을 갖는 제1 로터 하우징(121)의 내측면에 함몰되도록 이루어질 수 있다.

제1 로터 하우징(121)의 중심부를 기준으로 일 측에 대략 'α'의 각도의 범위 내에 형성될 수 있으며, 제1 포트홀(121a)은 제1 로터 하우징(121)의 내측면의 두께 보다는 작은 폭을 가져 제1 로터 하우징(121)의 내측면을 벗어나지 않는 영역에 형성될 수 있다. 여기서,'α'는 대략 73도를 의미할 수 있다.

또한, 제1 로터 하우징(121)은 도 6의 (b)에서 보는 바와 같이, 제1 로터 하우징(121)에 형성되는 제1 포트홀(121a)의 중심은, 에피트로코이드 곡면의 형상의 내부 공간을 서로 대칭되게 구분하며 제1 로터 하우징(121)의 중심을 지나는 가상의 선과 90도를 형성할 수 있다. 도 6의 (b)에서 보는 바와 같이, α1, α2 및 α3의 합은 90도를 이룰 수 있다.

또한, 제1 포트홀(121a)은 일정한 깊이를 가지도록 형성될 수 있으나, 제1 로터 하우징(121)의 두께보다는 크지 않는 깊이를 가진다.

마찬가지로, 제2 포트홀(122a)은 에피트로코이드 곡면의 형상을 갖는 제2 로터 하우징(122)의 내측면에 함몰되도록 이루어질 수 있다. 제2 로터 하우징(122)의 중심부를 기준으로 일 측에 대략 'α'의 각도의 범위 내에 형성될 수 있으며, 제2 포트홀(122a)은 제2 로터 하우징(122)의 내측면의 두께 보다는 작은 폭을 가져, 제2 로터 하우징(122)의 내측면을 벗어나지 않는 영역에 형성될 수 있다. 여기서,'α'는 대략 73도를 의미할 수 있다.

또한, 제2 포트홀(122a)은 일정한 깊이를 가지도록 형성될 수 있으며, 제2 로터 하우징(122)의 두께보다는 크지 않은 깊이를 가진다.

제1 포트홀(121a)과 제2 포트홀(122a)은, 회전축(110)을 기준으로 서로 마주보는 위치에 배치될 수 있을 것이다. 예를 들어, 제1 포트홀(121a)과 제2 포트홀(122a)은 회전축(110)을 기준으로 180도의 각도를 갖도록 배치될 수 있다.

제1 로터(171)가 제1 로터 하우징(121)의 내부에서 제1 로터(171)가 회전할 때, 삼각기둥 형상의 제1 로터(171)의 각 꼭지점이 위치하는 모서리는 제1 로터 하우징(121)의 내측면과 접촉하면서 이동하게 된다.

이때, 제1 로터(171)의 일 꼭지점이 위치하는 모서리는 제1 로터 하우징(121)의 내측면을 따라 형성되는 제1 포트홀(121a)에 의해, 제1 로터 하우징(121)의 내측면과 접촉하지 않게 된다.

마찬가지로, 제2 로터(172)가 제2 로터 하우징(122)의 내부에서 제2 로터(172)가 회전할 때, 삼각기둥 형상의 제2 로터(172)의 각 꼭지점이 위치하는 모서리는 제2 로터 하우징(122)의 내측면과 접촉하면서 이동하게 된다.

이때, 제2 로터(172)의 일 꼭지점이 위치하는 모서리는 제2 로터 하우징(122)의 내측면을 따라 형성되는 제2 포트홀(122a)에 의해, 제2 로터 하우징(122)의 내측면과 접촉하지 않게 된다.

예를 들어, 제1 로터(171)는 제1 로터 하우징(121)의 내부에서 제1 로터(171)가 회전할 때, 삼각기둥 형상의 제1 로터(171)의 각 꼭지점이 위치하는 모서리는 제1 로터 하우징(121)의 내측면과 접촉하면서 이동하게 되며, 제1 로터 하우징(121)의 내부 공간이 세 개의 공간(A1, A2, A3)으로 분리될 수 있게 될 것이다.

다만, 도 6의 (a)와 (b)에서 보는 바와 같이, 제1 로터(171)가 제1 로터 하우징(121)의 내부에서 이동할 때, 제1 포트홀(121a)이 형성된 위치에서는 제1 로터 하우징(121)의 내측면과 제1 로터(171)의 단부가 서로 이격되어 접촉하지 않게 되므로, A2 공간과 A3 공간은 제1 로터(171)에 의해 서로 분리되지 않으며 연통되도록 이루어진다.

즉, 제1 로터(171)가 제1 로터 하우징(121)의 내부에서 회전됨에 따라 제1 로터하우징(121)의 내부의 공간 A1, A2, A3의 변화는 제1 포트홀(121a)이 없을 경우와 다른 양상을 보이게 된다.

도 6의 (a), (b)에서 보는 바와 같이 제1 로터 하우징(121)의 내부에 제1 포트홀(121a)이 형성되어 있을 경우, 제1 로터 하우징(121)의 내부에서 제1 로터(171)가 회전하면서 삼각형의 제1 로터(171)의 각 꼭지점부가 제1 포트홀 (121a)에 위치될 경우, 공간 A2와 공간 A3이 서로 연통되게 된다.

제1 로터하우징(121)의 내측면에 제1 포트홀(121a)이 형성될 경우, 제1 로터(121)의 꼭지점부가 제1 포트홀(121a)에 위치될 때, 공간 A2와 공간 A3는 연통되며 감소하는 공간 A2와 증가하는 공간 A3의 부피 합이 일정하므로 공간 A2와 공간 A3에 수용된 유체의 압력 변화가 없게 될 것이다. 다만, 공간 A1은 제1 포트홀(121a)이 형성되지 않을 경우와 동일하게 변화된다.

또한, 앞서 설명한 바와 동일한 방식으로, 도면에 직접 도시하지는 않았으나, 제2 로터(172)가 제2 로터 하우징(122)의 내부에서 이동할 때, 제2 포트홀(122a)이 형성된 위치에서는 제2 로터(172)의 단부가 제2 로터 하우징(122)의 내측면과 서로 이격되어 접촉하지 않으므로, 앞서 설명한 제1 로터 하우징(121)의 내부에 제1 포트홀(121a)가 형성되는 것과 동일한 양상으로 각 내부 공간이 변화될 수 있게 된다.

이 경우, 배출구(142a)를 통해 유체가 배출되지 않게 되며, 제1 로터(171)의 꼭지점이 제1 포트홀(121a)에 위치되지 않을 경우, 공간 A1, A2, A3의 변화를 통해, 유체의 압력의 상승에 따른 유속을 증가시켜 보다 큰 유체의 맥동 현상을 구현할 수 있게 된다.

이와 다르게, 제1 로터하우징(121)에 제1 포트홀(121a)이 형성되지 않을 경우, 회전축(110)이 시계 방향으로 회전되면, 공간 A2의 부피가 감소하고 공간 A3의 부피는 증가하면서 공간 A1의 부피는 감소하게 된다. 다만, 공간 A1, 공간 A2, 공간 A3의 합은 항상 일정한 상태로 유지된다. 제1 로터 하우징(121)의 내부에서 구획된 공간의 용적 변화에 따라 유체의 이송이 이루어지게 되므로, 유체 이송 장치의 유입되는 유속 변화는 배출되는 유체의 유속변화와 동일하게 된다.

즉, 유체 이송 장치(100)는 2개의 로터 하우징(121, 122)의 내에서 회전축(110)을 중심으로 180도 대칭되게 위치하는 제1 로터(171)와 제2 로터(172)가 회전하면서 로터 하우징(121, 122)의 내부에서 구획된 공간의 용적 변화를 발생시켜 유체를 이송하게 되므로, 작동과정에서 필수적으로 맥동현상이 발생된다. 다만, 이러한 맥동의 변화폭은 상대적으로 크지 않기 때문에, 기존 다이아프램 또는 피스톤 방식에 비해 맥동이 크게 발생하지 않게 된다.

도 7의 (a)는 제4 로터 하우징 커버(134)의 후면부를 나타내는 개념도이고, 도 7의 (b)는 제4 로터 하우징 커버(134)의 전면부 모습을 나타내는 개념도이다.

제4 로터 하우징 커버(134)에는 유로(134b1, 134b2)의 개폐를 형성하도록, 토출밸브(134a)가 설치될 수 있다.

유체가 제1 유체 출입 하우징(141)에 형성되는 제1 유체 출입구(141a, 유입구)를 통해 유입되면, 회전축(110)은 시계 방향인 제1 방향으로 회전한다. 회전축(110)이 제1 방향으로 회전할 때 제1 유체 출입 하우징(141)의 제1 유체 출입구(141a)를 통해 유입된 유체는 제1 유체 압축 공간(V1)과 제2 유체 압축 공간(V2)에서 순차적으로 압축된 후 제2 유체 출입 하우징(142)의 제2 유체 출입구(142a, 배출구)를 통해 배출되는 과정을 거치게 된다.

도 7의 (a)와 (b)에서 보는 바와 같이, 제4 로터 하우징 커버(134)의 일 면은 제2 유체 압축 공간(V2)을 마주보게 되고, 타 면은 제2 유체 출입 하우징(142)를 마주보도록 배치되며, 제4 로터 하우징 커버(134)는 제2 유체 압축 공간(V2)을 덮도록 형성된다.

이때, 유체 압축 공간(V1, V2)에서 압축된 유체는, 제4 로터 하우징 커버(134)에 형성된 유로(134b1, 134b2)를 지나, 제2 유체 출입 하우징(142)에 형성된 제2 유체 출입구(142a, 배출구)를 통해, 외부를 향해 분사될 수 있게 된다. 이때, 제2 유체 출입구(142a, 배출구)는 제2 유체 출입 하우징(142)의 전방을 향해 돌출되어 깔때기와 같은 형상으로 이루어질 수 있을 것이다.

이때, 제4 로터 하우징 커버(134)에는, 상기 제4 로터 하우징 커버(134)에는 토출밸브(134a)가 설치되어, 압축된 유체가 배출구(142a)를 통해 배출될 수 있도록 한다. 토출밸브(134a)는 제4 로터 하우징 커버(134)에 일 측이 고정되어 제4 로터 하우징 커버(134)에 형성된 유로(134b1, 134b2)를 덮어 선택적으로 개폐하는 역할을 한다.

토출밸브(134a)는, 각 유로(134b1, 134b2)를 덮어 개폐하도록 복수개로 이루어질 수 있으며, 각 토출밸브(134a)는 로터(171, 172)의 움직임에 따라, 압축된 유체를 토출하도록 교번적으로 개폐될 수 있을 것이다.

또한, 토출밸브(134a)는 유로(134b1, 134b2)를 지나 제2 유체 출입 하우징(142)으로 이동한 유체가 역류하여 제2 로터 하우징(122)로 이동하는 것을 방지하는 역할을 하게 된다. 일 예로 토출밸브(134a)는 체크밸브를 의미할 수 있으나 이는 하나의 예일 뿐이다.

도 8은, 유체 이송 장치(100)로 유입된 유체가 배출되는 과정을 순차적으로 보인 개념도로서, 로터(171, 172)의 움직임에 따른 유로의 개폐 상태 변화, 용적 변동 공간의 용적 변화를 순차적으로 나타낸다. 또한, 도 9는, 회전 각도에 따라 발생하는 유체의 배출량의 변화를 나타내는 그래프이다.

이하에서는 유체 이송 장치(100)의 동작에 대하여 설명하기로 한다.

유체 이송 장치(100)는 회전축(110)의 회전 방향에 따라, 제1 유체 압축 공간(V1) 상의 유체를 상기 제2 유체 압축 공간(V2)으로 이송한 후, 제2 유체 출입 하우징(142)을 거쳐 배출구(142a)를 통해 외부로 배출될 수 있게 된다.

도 8은 회전축(110)이 시계 방향인 제1 방향으로 90도 회전할 때마다 나타나는 유체 이송 장치(100)의 작동 모습을 위에서부터 아래로 순차적으로 나타낸다.

도 8의 좌측 그림은 회전축(110)의 일 단에서 타 단을 바라보는 방향을 기준으로, 제1 로터 하우징 커버(131), 제1 로터(171), 제1 로터 하우징(121), 제2 로터 하우징 커버(132)를 투영한 모습을 나타낸다.

또한, 도 8의 우측 그림은 회전축(110)의 일 단에서 타 단을 바라보는 방향을 기준으로, 제3 로터 하우징 커버(132), 제2 로터(172), 제2 로터 하우징(122), 제4 로터 하우징 커버(134)를 투영한 모습을 나타낸다.

회전축(110)은 시계 방향인 제1 방향으로 회전하는 경우, 유체는 도 8에 도시된 순서에 따라 압축된다. 유체는 제1 유체 압축 공간(V1)에서 먼저 압축된 후 제2 유체 압축 공간(V2)에서 압축되게 된다.

유체 이송 장치(100)가 지속적으로 작동하게 되면, 도 8의 (a) 내지 (d)의 과정이 계속 반복된다. A1, B1, C1은 각각 제1 로터(171)의 3개의 변이 제1 로터 하우징(121)과 함께 형성하는 용적 변동 공간을 의미한다. 마찬가지로 A2, B2, C2는 각각 제2 로터(172)의 3개의 변이 제2 로터 하우징(122)과 함께 형성하는 용적 변동 공간을 의미한다.

유체 이송 장치(100)는 2개의 로터 하우징(121, 122)의 내부에서 회전축(110)을 기준으로 180도 대칭되게 위치되는 제1 로터(171)와 제2 로터(172)가 회전하면서 각 로터 하우징(121, 122)의 내부에 구획된 공간의 용적변화에 따라 유체의 이송이 이루어지게 된다. 이러한 유체의 이송 과정에서 맥동 현상이 발생된다.

그림 8의 (a)에서 보는 바와 같이, 회전축(110)이 초기 상태 0도에서 90도회전하게 되면, 제2 로터하우징(122)의 내부의 공간 A2와 공간 B2의 용적은 감소하게 되며, 유로 132b2와 유로 133b2에 의해 공간 A2와 연통된 제1 로터 하우징(121) 내의 공간 C1의 용적은 감소한다. 이에, 공간 A2, 공간 B2, 공간 C1의 용적이 감소된 양의 합만큼의 유체를 배출한다(유체의 배출량 = A2의 부피 변화량 + B2의 부피 변화량 + C1의 부피 변화량).

유체 이송 장치(100)는 유체의 배출작용을 함과 동시에 유체의 유입 작용을 하게 된다. 그림 8의 (a) 같이 초기 상태의 회전축이 90도 회전하는 동안 제1 로터하우징(121)의 공간 A1의 용적이 증가하며, 유로 132b1와 유로 133b1를 통해 연통된 공간 B1과 공간 C2의 경우, 공간 B1은 용적이 감소하고 공간 C2는 용적이 증가하게 된다.

즉, 그림 8의 (a)와 같은 동작하는 경우, 공간 B1의 용적 감소량에 비해 공간 C2의 증가량이 상대적으로 크기 때문에 공간 B1과 C2의 용적의 합은 증가하게 되므로, 유로 하우징(135)와 연통된 유로 131b1을 통해 유체가 유입되게 된다.

이에, 도 8의 (a)로 변화되는 동안, 유체의 유입량은 공간 A1의 용적 증가량과 공간 C2의 용적증가량 및 공간 B1의 용적감소량에 의해 결정되게 될 것이다(유체 유입량 = A1의 부피변화량 + C2의 부피 변화량 - B1의 부피 변화량).

그림 8의 (b)는, 회전축(110)이 90도에서 180도로 회전될 때의 모습을 나타내는 개념도이다.

그림 8의 (b)에서 보는 바와 같이, 회전축(110)이 회전되면서, 제1 로터(171)와 제2 로터(172)의 위치 변화에 의해 유로가 변화되면서 유체의 유입 및 배출되는 양상이 변화하게 된다. 예를 들어, 그림 8의 (b)에서 보는 바와 같이, 제1 로터하우징(121)과 제2 로터하우징(122)에서 제1 로터(171)와 제2 로터(172)의 단부가 각 포트홀(121a, 122a)를 지나게 된다. 공간 B1과 공간 C1은 서로 연통되어 있으며, 유로 132b1과 133b1을 통해 공간 C2로 연통되어 있게 된다. 공간 B1의 용적은 감소하게 되고 공간 C1의 용적은 증가하게 되며 공간 C2의 용적은 증가하게 된다. 이때, 공간 B1의 용적 변화량은 공간 C1의 용적 변화량과 공간 C2의 용적 변화량의 합과 동일하기 때문에, 용적 변화가 발생하지 않게 된다(유체의 배출량 = B1의 부피변화량 - C1의 부피 변화량 - C2의 부피 변화량).

또한, 공간 A2와 공간 B2는 서로 연통되어 있으며, 유로 132b2와 유로133b2를 통해 공간 A1과 연통되어 있게 된다. 공간 A2의 용적은 감소하고 공간 B2의 용적은 증가하며 공간 A1의 용적은 증가하게 된다. 이때, 공간 A2의 용적 변화량은 공간 A1의 용적 변화량과 공간 B2의 용적 변화량의 합과 동일하기 때문에, 용적 변화가 발생하지 않게 된다(유체의 배출량 = A2의 부피 변화량 - A1의 부피 변화량 - B2의 부피 변화량).

그림 8의 (c)에서 보는 바와 같이, 회전축(110)이 180도에서 270도까지 회전할 경우, 그림 8의 (b)와 마찬가지로 제1 로터하우징(121)과 제2 로터하우징(122)에서 제1 로터(171)와 제2 로터(172)의 단부가 각 포트홀(121a, 122a)를 지나게 된다. 그러므로, 공간 B1과 공간 C1은 서로 연통되어 있으며, 유로 132b1과 133b1을 통해 공간 C2로 연통되어 있게 된다. 공간 B1의 용적은 감소하게 되고 공간 C1의 용적은 증가하게 되며, 그림 8의 (b)와는 달리 공간 C2의 용적은 감소하게 된다. 이때, 공간 C1의 용적변화량은 공간 B1의 용적변화량과 공간 C2의 용적변화량의 합과 동일하기 때문에, 용적 변화가 발생하지 않게 된다(유체 배출량 = C1의 부피 변화량 - B1의 부피 변화량 - C2의 부피 변화량).

또한, 공간 A2와 공간 B2는 서로 연통되어 있으며, 유로 132b2와 유로133b2를 통해 공간 A1과 연통되어 있게 된다. 공간 A2의 용적은 감소하고 공간 B2의 용적은 증가하며 공간 A1의 용적은 감소하게 된다. 이때, 공간 B2 용적 변화량은 공간 A1의 용적 변화량과 공간 A2의 용적변화량의 합과 동일하기 때문에, 용적 변화가 발생하지 않게 된다 (유체의 배출량 = B2의 부피 변화량 - A1의 부피 변화량 - A2의 부피 변화량).

즉, 회전축(110)이 90도에서 270도까지 회전하는 동안, 제1 로터하우징(121)과 제2 로터하우징(122)의 내부 공간의 용적변화가 발생하지 않게 될 것이다.

그림 8의 (d)는 회전축이 270도에서 360도로 회전하는 경우를 나타낸다. 그림 8의 (c)에서 그림 8의 (d)로 전환되는 과정은 제1 로터(171)와 제2 로터(172)의 위치 변화에 의한 유로의 변화를 형성하게 된다.

그림 8의 (d)의 과정에서는, 제1 로터하우징(121)과 제2 로터하우징(122)에서 제1 로터(171)와 제2 로터(172)의 단부가 각 포트홀(121a, 122a)를 지나지 않게 되므로, 각 로터 하우징(121, 122)의 내부 용적 변화만큼 유체의 이송이 이루어질 수 있게 될 것이다.

그림 8의 (d)에서 보는 바와 같이, 제2 로터하우징(122)의 공간 C2의 용적은 계속 감소되며, 공간 B2의 용적은 증가하며, 공간 A2의 용적은 증가 상태로 전환되게 된다. 이와 함께, 제1 로터하우징(121)의 공간 A1의 용적은 감소하며, 공간 B1의 용적은 증가 상태로 전환되며, 공간 C1의 용적은 증가상태를 유지되게 된다.

이때, 유로 132b2와 유로 133b2를 통해서 공간 A1과 공간 B2는 연통되므로, 공간 B2 용적의 증가량보다 공간 A1 용적의 감소량이 높아, 공간 B2와 공간 A1의 용적 변화의 합은 감소하므로, 유체는 유로 134b2를 통해 제2 유체 출입 하우징(142)으로 배출되게 될 것이다.

각 로터 하우징(121, 122)의 내면은 에피트로코이드 곡면으로 이루어지므로, 에피트로코이드 곡선의 방정식은 사인곡선을 따르게 되며, 각 로터(171, 172)에 의해 3개로 구획된 공간의 용적 변화는 로터(171, 172)가 시계 방향으로 회전하면서 사인곡선을 따르게 된다.

예를 들어, 공간 A1의 용적 변화는 사인 곡선을 따르게 되며, 공간 B1과 공간 C1의 용적 변화도 공간 A1의 용적 변화와 마찬가지로 사인 곡선을 따르게 된다. 공간 A1, B1, C1의 용적 변화는 회전축(110)의 회전 각도를 기준으로 180도의 위상차를 가지게 되며, 유체 이송 장치(100)에서 배출되는 유체의 양은 각 용적 변화 공간의 용적 변화만큼 발생하게 될 것이다.

다만, 본 발명에 따른, 유체 이송 장치(100)는 제1 로터하우징(121)과 제2 로터하우징(122)의 내측면에 포트홀(121a, 122a)이 형성되는 구조를 가지므로, 회전축(110)의 회전각도가 0도부터 90도인 그림 8의 (a)와 회전축(110)의 회전각도가 270 내지 360도인 그림 8의 (d) 구간에서만 유체의 이송이 이루어지며, 회전축(110)의 회전각도가 90도 내지 270도인 그림 8의 (b)와 그림 8의 (c) 구간에서는 유체의 이송이 이루어지지 않게 된다.

이러한 유체 이송 장치(100)의 회전축(110)의 회전 각도에 따른 상대적인 유체의 유속 변화는 도 9와 같이 나타낼 수 있으며, 로터 하우징(121, 122)의 내부에 포트홀(121a, 122b)이 형성되는 구조를 통해, 회전축(110)의 회전각도가 0도부터 90도, 270도 내지 360도의 사이에서만 유체가 이송되게 되므로, 상대적으로 보다 큰 맥동현상이 발생될 수 있게 될 것이다. 이러한, 맥동수류 (pulsation stream)에 의해, 맥동의 폭 확대가 가능하므로, 저소음 및 저진동의 맥동 성능 향상 등이 요구되는 혈액의 투석장치, 분수장치, 세척기, 구강세척기, 의료기기 또는 피부 또는 모발을 관리하는 기기 등을 포함한 다양한 분야에서 적용될 수 있게 될 것이다.

도 10은, 제1 로터 하우징(121)의 내측면에 형성되는 포트홀(121a)의 다양한 변형예를 나타내는 도면이다.

앞서 살펴본 바와 같이, 유체 이송 장치(100)의 유체 이송은, 제1 로터 하우징(121)과 제2 로터 하우징(122) 내에 위치한 제1 로터(171)와 제2 로터(172)가 편심 회전함에 따라 발생되는 용적변화는 유체를 이송시키며, 제1 유체 출입구(141a)를 통해서 제1 유체 출입 하우징(141)로부터 유입된 유체는 제1 로터 하우징 커버(131)의 유로(131b1, 131b2)를 통하여 제1 로터 하우징(121)과 제2 로터 하우징(122)을 거쳐 제4 로터 하우징 커버(134)의 유로(134b1, 134b2)를 통해서 제2 유체 출입 하우징(142)으로 유입된 후 제2 유체 출입 하우징(142)에 마련된 제2 유체 출입구(142a)로 배출되게 된다.

이를 통해, 유체 이송 장치(100)의 배출 변화량은 일정한 진폭을 가지며 제1 유체 출입구(141a) 또는 제2 유체 출입구(142a)를 통해 배출되며, 이러한 배출 변화량에 의해 유체 이송 장치(100)의 맥동 발생을 형성할 수 있게 된다.

본 발명에 따른, 유체 이송 장치(100)는 제1 로터하우징(121)과 제2 로터하우징(122)의 내측면에 포트홀(121a, 122a)이 형성될 수 있으며, 로터 하우징(121, 122)의 내측면에 형성되는 포트홀(121a, 122b)의 위치, 길이, 폭, 개수는 사용자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 10에서 보는 바와 같이, 제1 로터 하우징(121)의 내부에 형성되는 포트홀(121a)은, 사용자가 발생하고자 하는 유체의 맥동을 고려하여, 그 형성 위치, 크기, 폭, 개수가 정해질 수 있으며, 도 10의 (a) 내지 (d)에서 보는 바와 같이, 제1 로터 하우징(121)의 내측면에 다양한 형상의 포트홀(121a)를 형성시킴으로서 여러 가지 파형을 갖는 맥동 발생을 구현할 수 있으며, 도면에 도시하지 않았으나, 제1 로터하우징(121)과 제2 로터하우징(122)에 형성되는 포트홀의 다양한 조합으로 맥동 파형을 더욱 다양화 하는 것도 가능할 것이다.

이상에서 설명된 유체 이송 장치는, 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

100: 유체 이송 장치 110: 회전축
111a, 111b, 111c: 자전부 112a, 112b: 편심부
121: 제1 로터 하우징 122: 제2 로터 하우징
131: 제1 로터 하우징 커버 132: 제2 로터 하우징 커버
133: 제3 로터 하우징 커버 134: 제4 로터 하우징 커버
141: 제1 유체 출입 하우징 142: 제2 유체 출입 하우징
141a: 제1 유체 출입구 141b: 제2 유체 출입구
151: 베어링 161: 리데나

Claims

일 측에 형성되는 유입구를 통해 유체가 유입되는 제1 유체 출입 하우징과, 상기 제1 유체 출입 하우징과 이격되게 위치되고 상기 유입된 유체가 압축된 후 배출되도록 이루어지는 제2 유체 출입 하우징;
축 방향을 따라 연장되는 자전부와 상기 자전부를 따라 서로 이격되게 배치되는 제1 편심부와 제2 편심부를 구비하는 회전축;
에피트로코이드 곡면 형상의 제1 유체 압축 공간을 형성하는 제1 로터 하우징;
에피트로코이드 곡면 형상의 제2 유체 압축 공간을 형성하고, 상기 축 방향을 따라 상기 제1 로터 하우징과 이격된 위치에 배치되는 제2 로터 하우징;
상기 제1 유체 압축 공간을 복수의 용적 변동 공간으로 구획하도록 상기 제1 유체 압축 공간 내에 배치되고, 상기 제1 편심부의 방사 방향에서 상기 제1 편심부를 감싸면서 상기 제1 편심부에 결합되는 제1 로터;
상기 제2 유체 압축 공간을 복수의 용적 변동 공간으로 구획하도록 상기 제2 유체 압축 공간 내에 배치되고, 상기 제2 편심부의 방사 방향에서 상기 제2 편심부를 감싸면서 상기 제2 편심부에 결합되는 제2 로터; 및
상기 제1 로터 하우징과 상기 제2 로터 하우징의 양면을 각각 덮도록 배치되는 로터 하우징 커버를 포함하고,
상기 제1 로터 하우징의 내측면과 상기 제2 로터 하우징의 내측면에는 각각 포트홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
제1항에 있어서,
상기 포트홀은,
상기 제1 로터 하우징의 내측벽을 따라 형성되는 제1 포트홀; 및
상기 제2 로터 하우징의 내측벽을 따라 형성되는 제2 포트홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 포트홀과 상기 제2 포트홀은, 상기 회전축을 기준으로 서로 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 포트홀과 상기 제2 포트홀은 상기 회전축을 기준으로 180도의 각도를 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 포트홀은, 상기 제1 로터의 단부가 상기 제1 로터 하우징의 내측면과 이격되도록 설정된 깊이를 가지도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 포트홀은, 상기 제2 로터의 단부가 상기 제2 로터 하우징의 내측면과 이격되도록 설정된 깊이를 가지도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
제1항에 있어서,
상기 회전축의 회전 방향에 따라 상기 제1 유체 압축 공간에 수용된 유체를 상기 제2 유체 압축 공간으로 이송하는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 로터 하우징은 상기 제1 유체 출입 하우징과 인접하게 설치되고, 상기 제2 로터 하우징은 상기 제2 유체 출입 하우징과 인접하게 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 로터 하우징과 상기 제2 로터 하우징 사이에 배치되어, 유체 연통 공간을 형성하는 유로 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
제9항에 있어서,
상기 유로 하우징은, 상기 유체 연통 공간을 통해, 상기 제1 및 제2 유체 압축 공간상의 유체가 상기 제1 로터 하우징과 제2 로터 하우징의 사이에서 이동하도록 유로를 제공하는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
제10항에 있어서,
상기 로터 하우징 커버는,
상기 제1 유체 압축 공간을 덮도록 형성되고, 상기 제1 로터 하우징의 일 측에 배치되는 제1 로터 하우징 커버;
상기 제1 유체 압축 공간과 상기 유체 연통 공간을 덮도록, 상기 제1 로터 하우징과 상기 유로 하우징 사이에 배치되는 제2 로터 하우징 커버;
상기 유체 연통 공간을 덮도록 형성되고, 상기 유로 하우징과 상기 제2 로터 하우징 사이에 배치되는 제3 로터 하우징 커버; 및
상기 제2 유체 압축 공간을 덮도록, 상기 제2 로터 하우징을 기준으로 상기 제3 로터 하우징 커버의 반대쪽에 배치되는 제4 로터 하우징 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
제11항에 있어서,
상기 제4 로터 하우징 커버에는 제2 유체 출입 하우징으로 이동하는 유체가 상기 제2 로터 하우징으로 역류하는 것을 제한하도록 토출밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 편심부와 상기 제2 편심부는 상기 자전부를 중심으로 180도의 각도를 갖도록 배치되며,
상기 제1 로터 하우징과 상기 제2 로터 하우징은, 각각의 상기 에피트로코이드 곡면 형상이 서로 같은 방향으로 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 로터와 상기 제2 로터는, 상기 회전축을 중심으로 점대칭을 이루도록 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
제11항에 있어서,
상기 제1 로터 하우징 커버, 상기 제2 로터 하우징 커버, 상기 제3 로터 하우징 커버 및 상기 제4 로터 하우징 커버 각각은,
상기 제1 로터 하우징 커버, 상기 제2 로터 하우징 커버, 상기 제3 로터 하우징 커버 또는 상기 제4 로터 하우징 커버를 형성하는 플레이트의 중앙에 상기 축 방향으로 형성되어 상기 자전부를 수용하는 회전축 관통홀; 및
상기 회전축 관통홀을 중심으로 서로 대칭적으로 형성되며, 상기 축 방향으로 유체를 통과하게 하는 두 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
제15항에 있어서,
상기 회전축의 일 단에서 타 단을 바라볼 때를 기준으로 상기 회전축 관통홀이 형성되는 위치를 사분면의 중심이라 하면,
상기 제1 로터 하우징 커버의 두 유로 중 어느 하나는 2사분면에 형성되고, 다른 하나는 4사분면이 형성되며,
상기 제2 로터 하우징 커버의 두 유로 중 어느 하나는 1사분면에 형성되고, 다른 하나는 3사분면이 형성되며,
상기 제3 로터 하우징 커버의 두 유로 중 어느 하나는 2사분면에 형성되고, 다른 하나는 4사분면이 형성되며,
상기 제4 로터 하우징 커버의 두 유로 중 어느 하나는 1사분면에 형성되고, 다른 하나는 3사분면이 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
제16항에 있어서,
상기 유로 하우징은,
상기 제2 로터 하우징 커버의 두 유로 중 상기 1사분면에 형성되는 유로와 상기 제3 로터 하우징 커버의 두 유로 중 상기 2사분면에 형성되는 유로를 서로 연통시키는 제1 연통 공간; 및
상기 제2 로터 하우징 커버의 두 유로 중 상기 3사분면에 형성되는 유로와 상기 제3 로터 하우징 커버의 두 유로 중 상기 4사분면에 형성되는 유로를 서로 연통시키는 제2 연통 공간을 구비하는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.
제11항에 있어서,
상기 제1 로터 하우징 커버의 두 유로와 상기 제3 로터 하우징 커버의 두 유로는, 동일한 형상을 갖도록 이루어지며, 상기 회전축의 일 단에서 타 단을 바라볼 때를 기준으로 서로 겹쳐지게 배치되고,
상기 제2 로터 하우징 커버의 두 유로와 상기 제4 로터 하우징 커버의 두 유로는, 동일한 형상을 갖도록 이루어지며, 상기 회전축의 일 단에서 타 단을 바라볼 때를 기준으로 서로 겹쳐지게 배치되는 것을 특징으로 하는 유체 이송 장치.