KR102654552B1 - 회전 용적형 펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회전 용적형 펌프에 관한 것으로, 흡입구와 토출구가 구비된 펌프케이스, 펌프케이스의 내부에 설치되어 유체를 이송시키는 한쌍의 로터, 로터의 회전축에는 베어링이 축설되며 베어링이 설치되는 회전축에는 축공이 구비된 사이드플레이트가 끼워져 결합되는 회전 용적형 펌프에 있어서, 상기 펌프케이스의 내주면에는 사이드플레이트의 외주연이 끼움결합되는 단턱이 형성되어 결합요부가 마련되고, 상기 결합요부에 사이드플레이트의 외주연이 밀착되어 밀봉상태가 되도록 결합되어 이루어진다.

Description

회전 용적형 펌프{rotating positive displacement pump}
본 발명은 회전 용적형 펌프에 관한 것으로서 보다 상세하게는 회전축을 지지하는 베어링을 로터 쪽으로 가압하여 베어링과 맞닿아 있는 사이드플레이트를 로터와 밀착되게 가압하고, 로터의 회전축과 축공 사이로 누수된 유체를 사이드플레이트에 형성된 배출공을 이용하여 누수된 유체를 흡입측 방향으로 리턴시켜 재 공급하도록 한 회전 용적형 펌프에 관한 것이다.
일반적으로 펌프는 모터와 같은 구동수단의 동력을 전달받아 기동하여 유체를 이송하는 기기로, 밀폐되지 않은 상태에서 에너지의 전환이 일어나는 비용적형(非容積形) 펌프와, 밀폐된 상태에서 에너지의 전환이 일어나는 용적형(容積形) 펌프로 구별된다.
비용적형 펌프는 토출량이 증가함에 따라 토출압은 감소하는 것으로, 그 기구 및 구조에 따라 원심펌프, 사류펌프, 축류펌프 등이 있다.
그리고 용적형 펌프는 토출량이 부하압력에 관계없이 대략 일정한 것으로, 피스톤펌프, 플런저펌프, 기어펌프, 나사펌프, 베인펌프 등이 있다.
용적형 펌프는 흡입밸브와 송출밸브를 장치한 일정한 체적을 가진 실린더 내를 피스톤, 플렌저 또는 버킷 등의 왕복 직선운동에 대하여 실린더 내를 진공으로 만들어 액체를 흡입하고 이에 용적의 이동 변화를 통하여 소요의 압력을 가함으로서 액체에 정압력에너지를 공급하여 송수하는 펌프이다.
상기 회전식 용적형 펌프는 케이싱 안에서 특수한 형태의 로터를 회전시키는 것으로 기어펌프, 베인펌프, 나사펌프가 주종을 이룬다.
기어펌프는 기어가 용기 안에서 서로 맞물려 회전하면서 톱니와 케이싱벽 사이의 액체를 흡입관에서 배출관으로 보낸다.
상기 베인펌프는 로터의 회전에 따라 가동날개가 반지름 방향으로 출입하여 기어펌프와 같은 방식으로 압력은 최고 40MPa정도까지 얻어지고,
나사펌프는 2~3개의 나사봉을 맞물려 회전시켜서 펌프를 작동하게 하는 것이다. 주로 기름용으로 압력은 20MPa 이내이다.
종래의 회전식 용적형 펌프에 있어서 기어펌프와 똑같은 원리로액체를 압출하는 것에 로브펌프(lobular pump)가 있다. 이것은 기어펌프의 치차를 적게 한 것이라고 볼 수 있으며, 구조는 한조의 로터가 맞물림으로써 상대방을 회전시킬 수 없으므로 외부에 있는 별도의 기어에 의해 상대방을 구동한다.
종래의 회전식 용적형펌프는 큰 양정계수를 얻을 수 있고 저속에서도 펌프로서의 기능을 발휘하지만, 유량이 적고 저속회전시 효율 저하, 고압 고속회전시 기어의 소음 및 마모 등의 장애가 발생하게 되는 결점이 있다.
이러한 상기 종래 문제점을 해소하고자 대한민국 특허등록 제552597호인 회전식 용적형 펌프를 제안한 바 있으나 상기한 본 출원인의 선 등록인 회전식 용적형펌프는 흡입구와 토출구가 구비된 케이스 내부에는 로터들의 회전에 의하여 용적의 변화로 인하여 유체를 이송시키는 로터부가 설치되며, 상기 로터들과 일체로 형성된 회전축에는 슬리브가 마모판의 축공에 끼워져 설치되며, 상기 케이스에 형성된 챔버에는 로터의 회전축에 축설되는 밀봉수단이 누수를 방지하도록 설치되어 있다.
이러한 구조를 갖는 종래의 회전용적형 펌프에 있어서, 로터들과 접촉하는 사이드플레이트와 맞닿아 설치된 사이드플레이트의 가공 오차 및 기타 오차로 인하여 로터들의 사이에 유격이 발생되는 문제가 있었다.
대한민국 등록특허 10-2145566호
본 발명은 선출원 발명인 대한민국 등록특허 10-2145566호를 개량하기 위해 안출된 것으로, 외접되어 회전되는 복수개의 로터들을 지지하며 유체의 누설을 막도록 사이드플레이트와 펌프케이스의 결합부의 밀폐구조를 개선시킨 회전 용적형 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적은, 흡입구와 토출구가 구비된 펌프케이스, 펌프케이스의 내부에 설치되어 유체를 이송시키는 한쌍의 로터, 로터의 회전축에는 베어링이 축설되며 베어링이 설치되는 회전축에는 축공이 구비된 사이드플레이트가 끼워져 결합되는 회전 용적형 펌프에 있어서, 상기 펌프케이스의 내주면에는 사이드플레이트의 외주연이 끼움결합되는 단턱이 형성되어 결합요부가 마련되고, 상기 결합요부에 사이드플레이트의 외주연이 밀착되어 밀봉상태가 되도록 결합되어 이루어지는 회전 용적형 펌프에 의해 달성될 수 있다.
상기 결합요부의 내주면에는 사이드플레이트의 외주연과 밀착되어 기밀성을 갖도록 하는 기밀패킹이 포함된 것을 특징으로 한다.
상기 결합요부의 내주면에는 다수의 돌기가 원주방향으로 형성되고, 이에 상보적(相補的)으로 사이드플레이트의 외주면에는 다수의 돌기홈이 원주방향으로 형성되어 돌기가 돌기홈에 삽입되어 위치를 고정시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 외접되어 회전되는 복수개의 로터들을 지지하며 유체의 누설을 막도록 사이드플레이트와 펌프케이스의 결합된 부위의 밀폐력을 월등히 증대시킬 수 있어어 누설 방지 및 수명 연장의 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 회전 용적형 펌프에 대한 단면도,
도 2는 본 발명의 다른 예에 따른 결합요부와 사이드플레이트를 보여주는 분해사시도,
도 3은 본 발명의 다른 예에 따른 결합요부와 사이드플레이트를 보여주는 부분 정면도.
이하 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 설명될 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 함을 밝혀둔다.
첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명에 따른 회전 용적형 펌프에 대한 단면도, 도 2는 본 발명의 다른 예에 따른 결합요부와 사이드플레이트를 보여주는 분해사시도, 도 3은 본 발명의 다른 예에 따른 결합요부와 사이드플레이트를 보여주는 부분 정면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 회전 용적형 펌프는,
흡입구와 토출구가 구비된 펌프케이스(10), 펌프케이스의 내부에 설치되어 유체를 이송시키는 한쌍의 로터(20a,20b), 로터(20a,20b)의 회전축(80)에는 베어링(30)이 축설되며 베어링(30)이 설치되는 회전축(80)에는 축공이 구비된 사이드플레이트(40)가 끼워져 결합된 것이다.
바람직하게는 펌프케이스(10)의 내주면에는 사이드플레이트(40)의 외주연이 끼움결합되는 단턱이 형성되어 결합요부(104)가 마련되고, 상기 결합요부(104)에 사이드플레이트(40)의 외주연이 밀착되어 밀봉상태가 되도록 결합되어 이루어진다.
펌프케이스(10)는 전방부(110), 중간부(120), 후방부(130)로 구분되고, 각 파트는 볼트와 같은 결합부재를 이용하여 탈착 가능하게 조립된다.
로터(20a,20b)는 중간부(120)에 삽입되고, 로터(20a,20b)의 양측에 각기 사이드플레이트(40)가 밀착되게 결합된다.
사이드플레이트(40)는 펌프케이스(10)에 고정하는 고정공(41)이 다수 형성되며 펌프케이스(10)에 형성된 축공(17)과 중심이 같은 축공을 구비하되 일정부위에 형성된 배출공(43)을 포함하여 이루어진 구조이다.
사이드플레이트(40)는 금속재로 이루어지며 고정공(41)과 축공(17)이 형성되고 표면에는 실리콘, 고무, 세라믹 등의 탄성층(미도시)이 구비되며 일측에 배출공(43)이 이루어진 구조일 수 있다.
한편 상기 결합요부(104)의 내주면에는 사이드플레이트(40)의 외주연과 밀착되어 기밀성을 갖도록 하는 기밀패킹(60)이 포함될 수 있다. 기밀패킹(60)은 사이드플레이트(40)의 외주연에 밀착되고 결합요부(104)의 내면에 압착되어 부착됨으로써 수밀성을 갖게 되어 유체의 누설 방지를 향상시킬 수 있다.
도 2에 도시된 도면부호 '50'은 밀봉수단, '42'는 관통홀을 의미한다.
한편 도 3을 참조하면, 상기 결합요부(104)의 내주면에는 다수의 돌기(104a)가 원주방향으로 형성되고, 이에 상보적(相補的)으로 사이드플레이트(40)의 외주면에는 다수의 돌기홈(402)이 원주방향으로 형성되어 돌기(104a)가 돌기홈(402)에 삽입되어 위치를 고정시킬 수 있도록 한 것일 수 있다.
따라서 사이드플레이트(40)를 결합요부(104)에 삽입할때 돌기홈(402)에 돌기(104a)가 삽입됨으로써 사이드플레이트(40)가 정확한 위치에 고정될 수 있다.
상기 사이드플레이트(40)와 로터(20a,20b)의 외경을 1/1로 했을 때는 저압에서 고압으로 바뀌는 지점에서 누설이 발생함으로 케비테이션이 발생되어 사이드플레이트(40) 파손되는데 상기 본 발명에서와 같이 사이드플레이트(40)의 크기를 로터(20a,20b)의 외경 크기보다 크게 하면 누설 및 케비테이션 발생을 방지할 수 있다.
이와 같이 로터(20a,20b)의 양측에 사이드플레이트(40)가 결합되고, 사이드플레이트(40)는 펌프케이스(10)의 내면에 형성된 결합요부(104)에 밀착됨으로써 견고하게 고정될 수 있고, 기밀성을 갖게 되어 유체의 누설을 방지할 수 있다.
비록 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
10 ; 펌프케이스 20 : 로터
30 ; 베어링 40 : 사이드플레이트
41 : 고정공 43 : 배출공
44 : 메인판 45 : 탄성층
60 : 기밀패패킹 104 : 결합요부
104a : 돌기 110 : 전방부
120 ; 중간부 130 : 후방부
402 : 돌기홈

Claims (3)

  1. 흡입구와 토출구가 구비된 펌프케이스, 펌프케이스의 내부에 설치되어 유체를 이송시키는 한쌍의 로터, 로터의 회전축에는 베어링이 축설되며 베어링이 설치되는 회전축에는 축공이 구비된 사이드플레이트가 끼워져 결합되는 회전 용적형 펌프에 있어서,
    상기 펌프케이스의 내주면에는 사이드플레이트의 외주연이 끼움결합되는 단턱이 형성되어 결합요부가 마련되고,
    상기 결합요부에 사이드플레이트의 외주연이 밀착되어 밀봉상태가 되도록 결합되어 이루어지는 것이며,
    상기 결합요부의 내주면에는 다수의 돌기가 원주방향으로 형성되고,
    이에 상보적으로 사이드플레이트의 외주면에는 다수의 돌기홈이 원주방향으로 형성되어 돌기가 돌기홈에 삽입되어 위치를 고정시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 회전 용적형 펌프.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 결합요부의 내주면에는 사이드플레이트의 외주연과 밀착되어 기밀성을 갖도록 하는 기밀패킹이 포함된 것을 특징으로 하는 회전 용적형 펌프.
  3. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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