KR102255277B1

KR102255277B1 - 2날식 회전피스톤 로터 펌프

Info

Publication number: KR102255277B1
Application number: KR1020200065642A
Authority: KR
Inventors: 조성엽
Original assignee: 조성엽
Priority date: 2020-06-01
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2021-05-21

Abstract

1),기술분야;
본 발명은 타이밍기어를 구비한 용적형회전식 펌프이며
주축의 로터인 2날식 회전피스톤 로터의 2개의 날이 유체통로를 회전 하면서 유체를 흡입구로 흡입하여 토출구로 토출하는것을 특징으로 하는 펌프이며 펌프의 명칭을 2날식 회전피스톤 로터 펌프(2 BLADES TYPE REVOLVE PISTON ROTOR PUMP)라 칭한다 (*종축의 로터는 유체를 흡입,토출하는 작용에 관여하지않고 주축로터와 서로 반대방향의 회전을 하며 유체의 역류를 방지하는 기능을 한다)
2),해결하려는 과제;
종래의 기술인 2엽식 루츠펌프(도30참조)는 유체(u)를 펌핑하는 과정에서 로터의 구조적 결함으로 맞물림회전 중에 주축로터(N1)와 종축로터(N2)간에 큰 간극이 생기어 유체(u)를 흡입구(4)로 흡입,토출시에 심한 내부누설로 기기의 효율이 저하되는 결함이 있었다

Description

2날식 회전피스톤 로터 펌프{2 BLADES TYPE REVOLVE PISTON ROTOR PUMP}

본 발명은 유체기기로서 더욱 상세하게는 각각의 로터에 고정된 타이밍 기어의 맞물림회전에 의하여 유체를 흡입구로 흡입하여 토출구로 토출하는것을 특징으로 하는 유체펌프이다

발명의 배경기술로는 종래의 기술인 루츠펌프류 가 지니고 있는 구조적 결함으로 펌프의 작동시에 심한 내부누설로 유체를 흡입하여 토출할때 효율적 펌핑이 이루어 지지않으므로 많은 불편함이 있었던 점을 해결하려는 것이다 (도30 참조)

종래기술인 2엽식 루츠펌프(도 30 참조)는 유체가 많이 누설되는 단점이 있었음.

이와같은 문제를 해결하기위한 기술적 사상으로서 본발명을 설명하면;

도3~도6은 본 발명의 2날식 회전피스톤 로터 펌프의 주축로터{(1)=2날식 회전피스톤 로터라 칭하고 설명에서는 주축로터(1)로 기술 한다}의 제작도의 일 예로서 도3의 가~다 는 주축로터(1)의 가공재료 파이프(P)의 사시도,평면도,정면도이다
도4의가~라 그림은 주축로터(1)의 가공과정의 도시도 이며길이가 L인 파이프(P) 상단의 중앙좌측점 F에서 하단으로 내려온 점 G와 점 G에서 수평으로 좌측끝 의 점 H를 따라 형성된 점선 L1(=FG), L2(=GH)와 이와 대칭으로 우측으로 형성된 점선 L1',L2'(=점F',G',H'를 이은 점선)를 절개후 좌측 절개된부분( F,G,H,I) 및 우측 절개된 부분(F',G',H',I')을 제거한후 남은 파이프(도4의나F,G,H,J,J',H',G',F'부분)의 단면에 돌출된 2개의 로터날(1a,1a')이 형성된 주축로터(1)를 형성하고(도4의 나,다,라), 주축로터의 내면(1c')의 직경과 같고 주축로터의 밑둥(L4)의 길이와 같은 주축 원기둥체(도5의 가~라 참조)의 중심축에 직경이 작은 원기둥체(1'=주축봉) 가 상, 하로 돌출 형성된 주축봉(1'

주축봉+주축 원기둥체)을 주축로터와 핀(1p)으로 결합하고 주축로터(1)

주축로터체(1+1')로 같은 의미를 부여 한다{종축로터(2)의 맞물림 로터로서) 도7의 다),는 종축로터(2)의 사시도로서 로터직경이 주축로터 직경과 같고 종축로터의 날의 두께가 주축로터날(1a,1a')의 길이(L1)와 같은 종축봉 결합 원기둥체{종축봉(2')의 중심에 결합된 원기둥체}의 평단면(2s)에 좌측으로 D자 모양(도8의 가 2a,2b,2c,2d,2e), 우측으로 대칭된 D자 모양(2a',2b',2c',2d'2e')의 라인을 제거하여 형성된 종축로터(2)가 주축로터(1)와 각각의로터 상단에 고정된 타이밍 기어(T1,T2)에 의하여 상부 하우징(B)내에서 서로 맞물림 회전할때 주축로터에 형성된 2개의날(1a,1a')이 상부덮개(A)의 하단에서 주축봉에에 끼워지고 핀(10p,10p')으로 상부덮개에 고정된 상부덮개 고정체(10)의 외면(10c)과 상부하우징(B)의 내벽(13)을 극소의 간격을 띄고 회전하여 유체(u)를 흡입구(4)로 흡입하여 토출구(5)로 토출하게되며,종축로터(2)는 종축로터의 4개의 날끝(2t)중에 1~2개는 늘 상부덮개고정체(10)의 요부(10a)에 위치하여 유체가 주축로터와 종축로터의 사이로 통과하는 것을 막아서 유체의 누설을 방지하는 것을 특징으로 하는 본발명의 2날식 회전 피스톤로터 펌프에 의하여 해결할수 있다

*각각의로터(1,2)의 가공은 선반,주물,와이어컷팅,밀링등에서 어느방법도 무방하다

*주축 원기둥체는 주축봉(1')의 중간에 결합형성된 원기둥체로 부호를 부여치 않았음

*종축 원기둥체는 종축로터(2)형성 이전의 종축봉(2')과 결합형성된 원기둥체로 부호가 없음

본발명에 의한 2날식 회전피스톤 로터 펌프는 유체의 구조적 누설이 최소화된 산업기기로 유압펌프 ,진공펌프,유압모터,콤푸레서등으로 활용이 되어 사용자에게 경쟁력을 갖게될 것이며 또한 중장비의 주행용 유압모터로의 활용도 기대되는 펌프이다.

도1;본 발명의 2날식 회전피스톤 펌프의 주요부 평단면도
도2; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프 의 기어박스(6),타이밍기어 평단면도
도3; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프 의 주축로터 재료(P),사시도,평면도 ,정면도
도4; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프 의 주축로터 제작도의 절개라인(가),절개후(나),평면도(다),사시도(라).
도5;본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프 의 주축봉(1'=주축봉 결합 원기둥체)의 평면도(가),정면도(나),사시도(다).
도6;본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프 의 주축봉(1'),주축로터(1)의 결합도.
도7;본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프 의 종축로터 재료(가=종축봉 결합 원기둥체), 평면도(나), 종축로터 사시도(다).
도8;본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프 의 종축로터 부호도(가),평면도(나),사시도(다).
도9;본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프 의 주축로터(1),주축봉(1'),종축로터(2),타이밍기어 결합도
도10; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프의 절개사시도
도11; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프의 대표 사시도
도12; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프 의 평면도
도13; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프 의 저면도
도14; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프 의 정면도
도15; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프의 배면도
도16; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프의 우측면도
도17; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프의 좌측면도
도18; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프의 상부덮개(A)의 사시도(가),평면도(나),정면도(다).
도19; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프의 상부덮개 고정체(10)의 평면도(가),사시도(나).
도20; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프의 상부하우징(B)의사시도(가),평면도(나),정면도(다)
도21; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프의 하부하우징(C)의 사시도(가),평면도(나),정면도(다)
도22; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프의 하부 덮개(D)의 사시도(가),평면도(나),정면도(다)
도23; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프의 기어박스(6)의 사시도(가),평면도(나),
도24; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프 의 타이밍기어(T1,T2)의 평면도(가),사시도(나).
도25; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프의 상부하우징(B)에 흡입관,토출관결합 사시도
도26; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프 의 하부하우징(C)에 끼워진 종축로터(2)의 사시도
도27; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프의 하부덮개(D),종축로터(2),주축로터(1),상부덮개 고정체(10)의 사시도
도28; 본 발명의 2날식 회전 피스톤펌프 의 절개 사시도2(유체흐름 파악도면)
도29의 1 ~ 19 ;유체 흡입,토출 실시도{축척은 (도1)의 1:0.7로 했음}.
도30;종래기술의 인용발명인 2엽식 루츠펌프의 로터구성도(가),유체 누설도(나).
도31;본발명의 [2날식 회전피스톤 펌프]의 분해사시도
*개량2날식 회전피스톤펌프의 도면설명;
도32;사시도.도33,도34;개량상부덮개및개량상부덮개(AA)를 들어올린 사시도.
도35;사시도.도36;개량주축로터(111)의 개량이전(가),개량이후(나)사시도
도37;개량종축로터(22)형성의 사시도(가=개량이전,나=개량이후).도38;개량주축로터,개량종축로터,타이밍기어가 결합된 사시도

도29의①~

는 본발명의 2날식 회전피스톤로터 펌프의 유체펌핑실시도이다

도29의①은 아직 동력이 주축(1")의 주축봉(1')에 공급되지 않은 최초의 정지상태도이다 이때 종축로터(2)의 각각의 날 끝(2t;4개모두 2t로 정의함)2개가 상부덮개 고정체(10)의 요부(10a)에 위치해 있고 주축로터날 2개중 의 1개(1a)는 유체통로(14)중의 흡입구(4)와 토출구(5)의 중앙에 위치해 있고 또 다른 1개의 주축로터날(1a')은 종축로터의 2개의 날끝(2t,2t)사이에 있으므로 유체는 흐르지 않는 상태이다

도29의②는 주축로터(1)가 시계방향으로 10° 회전하여 주축로터날(1a)이 유체(u)를 토출구(5) 방향으로 토출 시키고 있음을 나타내는 상태도이다, 이처럼 2개의 주축로터날(1a,1a')이 계속하여 회전할때 종축로터(2)의 4개의 날끝(2t) 중 1개 또는 2개는 늘 상부덮개고정체(10)의 요부(10a)에 위치하여 유체가 흡입구(4)와 상부덮개고정체(10)의 요부(10a) ,토출구(5)를 통한 통로가 열리어 펌핑작용이 불가하게 되는 것을 방지하고 유체통로(14)로만 토출되도록 하는 밸브역할을 하게되어 연속적인 유체의 흡입과 토출이 가능해진다

도29의②~

는 최초에 동력이 주축의 주축봉(1')에 공급되어 주축봉에 결합된 주축로터가 회전하고 동시에 주축봉과 종축봉(2')의 상단에 각각 고정된 타이밍기어(T1,T2) 에 의하여 주축로터(1)와 종축로터(2)가 맞물림 회전하여 유체를 흡입구(4)로 흡입하고 토출구(5)로 토출하는 과정을 각각의로터가 시계반대 방향과 시계방향으로 각각 10°씩 180°의 회전구간의 유체토출과정을 도시한것이다

*실시도에서 타이밍기어는 각각의 로터의 상단에 있으며 발명의 실시를 설명하는데 필요치 않으므로 도시하지 않았음

1;주축로터(=2날식 회전피스톤 로터) .1a,1a';주축로터 날 .1p,1'p;핀
1';주축봉.1'c;주축봉결합 원기둥체 외면.1's;주축봉결합 원기둥체 평면.
1c;주축로터 외면 1c';주축로터 내면 . 1h,1'h,1'h';핀구멍
1";주축 .
2";종축 . 2;종축로터 . 2';종축 봉 .2g;종축봉 결합 원기둥체 측면.
2a,2b,2d,2e,2f,2a',2b',2d'2e',2f';종축 로터(2)의 요부 .
2c;종축 로터(2)의 원주 .
2s;종축봉 결합 원기둥체의 평단면(종축로터의 평단면).2'p;핀.2'h;핀 구멍.
2t;종축로터(2)의 4개의 각각의 날끝. 3;조립구. 4;흡입구. 4a;흡입관.
5;토출구. 5a;토출관. 6;기어박스. 6h,6h';기어박스 조립구.
7,8,9;볼트. 10;상부덮개 고정체. 10a;상부덮개 고정체(10)의 요부.
10h,10h';상부덮개 고정체의 핀구멍 . 10p,10p';상부덮개 고정핀.
11,11',12,12';베어링. 13;하우징 내벽. 14;유체통로.
15,15';인용발명 2엽식 루츠 펌프의 유체통로.
A;상부덮개. B;상부 하우징. C;하부하우징. D;하부덮개 E;파이프 두께
F,G,H,I 및 F',G',H',I';주축로터 절개라인의 각각의 점
T1;주축 타이밍기어. T2;종축 타이밍 기어.
ø1;주축로터 가공재(P)의 내경기호. ø2;주축로터 가공재의 외경기호.
P;주축로터 가공재(파이프). L;주축로터 가공재의 길이.
L1;절개라인=주축로터날(1a,1a')의 높이=점F,G를 이은 선.
L2;절개라인(점G,H를 이은선). L3;주축로터날(1a,1a')의폭
L4;주축로터 밑동의 높이=주축로터 밑동.
N1,N2;인용발명 2엽식 루츠펌프의 로터. u;유체.
*개량2날식 회전피스톤펌프의 부호설명
22;개량 종축로터.22';개량 종축봉.111;개량 주축로터{개량이전의 주축로터(1)와 개량된 주축봉(111')이 결합된 로터}.111';개량주축봉.111a,111a':개량주축로터의 날
AA;개량 상부덮개
*주축봉 결합 원기둥체;주축봉(1')의 중앙부에 결합된 원기둥체
*종축봉 결합 원기둥체;종축봉(2')의 중앙부에 결합된 원기둥체

Claims

길이가 L인 파이프(P)의 정면상단의 중앙좌측점(F)에서 하단으로 내려온 점 G 와 점 G에서 수평으로 좌측끝 의 점H를 따라 형성된 점선 L1(=FG), L2(=GH)와 이와 대칭으로 우측으로 형성된 점선 L1',L2'(=점F',G',H'를 이은 점선)를 절개후 좌측 절개된부분( F,G,H,I) 및 우측 절개된 부분(F',G',H',I')을 제거한후 남은 파이프의 단면에 돌출된 2개의 로터날(1a,1a')이 형성된 주축로터(1)를 형성하고(도4의 나,다,라), 주축로터의 내면(1c')의 직경과 같고 주축로터의 밑둥(L4)의 길이와 같은 원기둥체 의 중심축에 직경이 작은 원기둥체(원형의 봉) 가 상,하로 돌출형성된 주축봉(1')이 핀(1p)으로 결합된 주축로터(=주축로터체=1)와 로터직경이 주축로터 직경과 같고 종축로터(2)의 날의 두께가 주축로터날(1a,1a')의 길이와 같은 원기둥체의 평단면(2s )의 중심(2")을 축으로 종축봉(2')이 상 하로 돌출형성되어 있고 종축 원기둥체의 평단면(2s)에 좌측으로 D자 모양(도8의 가 2a,2b,2c,2d,2e),우측으로 대칭된 D자 모양(2a',2b',2c',2d'2e')의 라인을 제거하여 형성된 종축로터(2)가 주축로터(1)와 각각의로터 상단에 고정된 타이밍 기어(T1,T2)에 의하여 상부 하우징(B)내에서 서로 맞물림 회전할때 주축로터에 형성된 2개의날(1a,1a')이 상부덮개(A)의 하단에서 주축봉에 끼워지고 핀(10p,10p')으로 상부덮개에 고정된 상부덮개 고정체(10)의 외면(10c)과 상부하우징(B)의 내벽(13)을 극소의 간격을 띄고 회전하여 유체(u)를 흡입구(4)로 흡입하여 토출구(5)로 토출하게되며,종축로터(2)는 종축로터의 4개의 날끝(2t)중에 1~2개는 늘 상부덮개고정체(10)의 요부(10a)에 위치하여 유체가 주축로터와 종축로터의 사이로 통과하는 것을 막아서 유체의 누설을 방지하는 것을 특징으로 하는 본발명의 2날식 회전피스톤로터 펌프