KR20080002749A - 비대칭 형상을 가지는 회전자들을 구비한 체적형 회전 장치 - Google Patents

비대칭 형상을 가지는 회전자들을 구비한 체적형 회전 장치 Download PDF

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KR20080002749A
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Abstract

본 발명은 하우징(2)과 비대칭 형상을 가지는 적어도 2 개의 쌍둥이 회전자(3,4)를 구비하는 체적형 회전 장치(1)에 관한 것으로서, 회전자들 각각은 적어도 하나의 헬리코이드 나선(7)을 가지며, 상기 헬리코이드 나선은 쌍둥이 회전자(3,4)들의 고려되고 있는 하나의 길이 방향 축(6)에 반경 방향으로 상기 회전자의 표면(51)의 위로 제 1 의 소정 치수(h)를 가지며, 한편으로는 제 1 측면부(9)가 수정된 곡선을 가지는 것을 특징으로 한다. 하우징(2) 및 비대칭 형상을 가지는 적어도 2 개의 쌍둥이 회전자(3,4)들을 구비하는 이러한 체적형 회전 장치(1)는, 상기 쌍둥이 회전자(3,4)들이 각각 허브(5)를 구비하고, 허브로부터 적어도 하나의 헬리코이드 나선(7)이 돌출되며 상기 허브(5)의 위로 치(8)와 같이 연장된다. 상기 치(8)는, 쌍둥이 회전자(3,4)들중 고려되고 있는 하나의 길이 방향 축(6)에 반경의 방향으로 상기 회전자의 표면(51)의 위에 제 1 의 소정 치수(h)를 가진다. 이러한 장치는 통상적인 곡선(91,101)이 제 1 지점(W)에서 만나서 헬리코이드 나선(7)을 따라서 예리한 가장자리를 형성하는 제 1 측면부(9) 및 제 2 측면부(10)를 구비하지 않는 것을 특징으로 한다. 다른 한편으로, 제 1 측면부(9)는 소위 수정된 곡선(92)이라고 지칭되는 곡선(92)을 가지는데, 제 1 측면부(9)의 상기 수정된 곡선(92) 및 제 2 측면부(10)의 통상적인 곡선(101)이 각각 짧은 연결 부분(12)의 반대편 단부(B,C)들에서 접합하는 방식으로 원호의 위치와 길이가 미리 결정되어, 짧은 연결 부분은 헬리코이드 나선(7)을 따른 그것의 존재에 기인하여 예리한 가장자 리가 나타나는 것을 제거하는 헬리코이드 표면(13)을 구성하고, 다른 한편으로, 제 1 치수(h)에 대한 제 1 치수(L)의 비율이 0.005 내지 0.1 사이의 범위(1000 분의 5 내지 10 분의 1)이도록, 쌍둥이 회전자(3,4)들중 고려되고 있는 하나의 길이 방향 축(6)에 반경 방향으로 상기 접합 부분(12)이 제 2 의 소정 치수(L)를 가진다.

Description

비대칭 형상을 가지는 회전자들을 구비한 체적형 회전 장치{Volumetric rotary machine with rotors having asymmetric profiles}
본 발명은 회전 변위 장치의 향상에 관한 것이다.
본 발명은 압축성 유체를 수용하도록 의도되고, 펌프 장치로, 심지어는 엔진으로서 이용될 수 있는 회전 변위 장치에 관한 것이다.
본 발명은 보다 상세하게, 그러나 비제한적으로, 하우징 및 적어도 2 개의 쌍둥이 회전자, 즉, 제 1 회전자 및 제 2 회전자를 구비하는 장치에 관한 것으로서, 상기 회전자들은 상기 하우징 안에 회전되게 장착되고, 하나가 다른 하나에 대하여 반대되는 방향으로 구동되는 것이다.
회전자들이 편리하게는 나사 형상의 부분들, 즉, 하나 또는 그 이상의 나선(thread)을 유지하는 코어(core)를 포함하는 부분들로 이루어지고, 상기 나선들의 피치는 상기 회전자의 길이 방향 치수를 따라서 일정하거나 또는 가변적일 수 있다.
하우징 안에서, 나사(screws)들은 일련의 "연결 없는 챔버(chambers without connections)"을 형성하며, 이것에 대한 장치의 구조 및 기하 형상뿐만 아니라 작동상의 유동(遊動)에 기인한 누설(leak)은 최종적으로 얻어지는 압력 뿐만 아니라 체적 효율, 에너지 효율에 영향을 미친다.
회전자들이 치를 가진 바퀴(toothed wheel)들의 방식으로 맞물린다는 사실 때문에, 나사 또는 나선들은 그 각각이 중앙의 코어상에서 돌출되어 위치하는 치를 각각 구성하는 것으로서 간주된다.
회전자들은 그들 코어의 길이 방향 축에 대략 직각인 횡단 평면을 따라서 단면으로 나타낼 수 있다.
단면들상에서, 각각의 치의 형상을 관찰할 수 있으며, 정확하게는, 이러한 치의 외측 윤곽이 2 개의 반대편 측면부들, 즉, 제 1 측면부와 제 2 측면부에 의해 형성되며, 각각의 상기 측면부는 고려되고 있는 회전자의 코어와 치의 일부 사이에서 연장되는데,
상기 치는 코어로부터의 소정 거리에서 상기 제 1 측면부와 제 2 측면부가 연결되는 레벨에 위치된다.
전체적으로는 이들 회전자들의 치(tooth) 또는 치들의 단면에 따라서 회전자들의 3 개 카테고리들 사이에 구분이 존재하며, 정확하게는, 짝을 이루는 것으로 지칭되는 단면을 가진 회전자들, 대칭적인 것으로 지칭되는 형상을 가지는 회전자들 및 비대칭적인 것으로 지칭되는 형상을 가지는 회전자들이다.
"짝을 이루는 형상(mating profile)을 가진 회전자들"과 같은 표현에 관하여, 이것은 치의 형상들이 상이한 회전자의 이용을 특징으로 하며, 특히, 한편으로는 제 1 의 볼록한 측면부와 제 2 의 볼록한 측면부를 가지는 적어도 하나의 치를구비한 제 1 회전자와, 다른 한편으로는,
- 제 1 오목한 측면부 및 제 2 오목한 측면부 또는,
- 제 1 의 오목한 부분과 제 2 의 볼록한 부분인 2 개의 연속적인 부분들을 구분할 수 있는 제 1 측면부 및, 제 3 의 볼록한 부분과 제 4 의 오목한 부분인 2 개의 연속적인 부분들을 구분할 수 있는 제 2 측면부를 가질 수 있는 적어도 하나의 치가 구비된 제 2 회전자의 이용을 특징으로 한다.
짝을 이루는 형상을 가지는 이러한 유형의 회전자들을 가공하는 제조는 상대적으로 용이하며, 실질적인 곤란은 형상들을 계산하는데 있다.
"대칭적인 것으로 지칭되는 단면을 가지는 회전자"들과 같은 표현에 관하여, 이것은 한편으로는 각각의 치의 제 1 측면부와 제 2 측면부가 치의 중심을 통과하는 반경 방향 축에 대하여 대칭적이고, 다른 한편으로, 부분의 기하 형상이 2 개의 회전자들에 대하여 대칭적이고 유사한 회전자들의 이용을 특징으로 한다.
대칭적인 형상을 가지는 상기 유형의 회전자들을 가공하는 제조 및 형상들의 계산은 용이하지만, 회전자의 치 마루(tooth crest) 영역들(치의 상부 영역들)에서 회전자들의 협동 작용으로부터 유도되는 밀폐성(tightness)은 불완전하며, 이것은 회전자들을 포함하는 장치의 체적 효율성에 부정적으로 영향을 미칠 수 있다.
"비대칭적인 형상을 가지는 회전자"와 같은 표현에 관하여, 이것은 유사한 형상을 가지고 적어도 하나의 치가 제 1 의 볼록한 측면부와 제 2 의 오목한 측면부를 가지는 제 1 회전자 및 제 2 회전자의 이용을 특징으로 하는데(독일 특허 출원 DE-A-686298, 영국 특허 출원 GB-A-112104), 오목함과 볼록함은 치가 만곡된 형상을 취하는 지점까지 나타나게 된다.
이러한 유형의 회전자들을 포함하는 장치들은 획득되는 체적의 효율성 및 최종의 압력에 관한 그들의 우수한 성능을 특징으로 한다.
이러한 유형의 회전자의 단점은, 오목한 측면부의 치 마루에 위치하는 예각의 각도 형태인 특성의 존재 때문에 기계 가공에 의한 제조가 까다롭게 된다는 점이다.
비대칭적인 형상을 가진 회전자들을 이용하는 장치들의 성능은 한편으로는 상기 언급된 기하 형상들의 특성이 기계 가공되는 기교에 강하게 연계되고, 다른 한편으로는 미리 결정된 작동상의 유동(遊動)을 획득할 목적으로 회전자들이 조립되고 조절되는 방식에 강하게 연계된다.
비대칭적인 형상들과 가변적인 피치를 가진 회전자들을 이용하는 장치(국제 특허 출원 공개 WO-A-02/08609)는 매우 우수한 성능을 획득할 수 있게 하지만, 제조 및 조립에 대한 공차는 매우 제한적이다.
오목한 측면부의 마루에 위치하는 예리한 가장자리가 가장자리를 따라서 균일하게 가공되는 것을 보장할 수 없다는 점은 용이하게 알 수 있는 것이며, 그에 따라서 실제에 있어 오목한 측면부의 마루에 위치하는 예리한 가장자리는 규칙성에 있어서 결함을 나타낸다.
기계 가공에서의 이러한 결함들은 2 개의 오목한 측면부들이 스크류(screw)를 따라서 함께 작용할 때 2 개의 오목한 측면부들 사이에 나타나는 작동상의 유동에서의 불규칙성으로 이전되며, 누설(leak)은 장치의 성능을 손상시킬 것이다.
더욱이, 오목한 측면부의 마루에 있는 가장자리는 매우 마멸되기 쉬우며 장 치를 통과하는 유체는 마모 및 마멸을 통한 파열에 이를 수 있어서 장치의 성능을 급속하게 악화시킨다.
엄밀하게는, 본 발명은 비대칭 형상으로 지칭되는 회전자들을 가진 회전 변위 장치에 관한 것으로서, 본 발명이 이루려는 하나의 결과는, 제조에 있어서 제한이 적게 이루어지면서, 그만큼 성능의 감소가 이루어지지 않는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 획득하려는 다른 결과는, 시간에 걸쳐서 성능이 유지되는 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 위해서, 본 발명은 청구항 제 1 항에 따른 상기 언급된 유형의 장치에 관한 것이다.
본 발명은 개략적으로 도시된 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 주어진 다음의 설명으로부터 보다 잘 이해될 것이다.
도 1 은 2 개의 쌍둥이 회전자를 도시한 것으로서, 각각의 회전자는 일정한 피치의 나선(thread)을 가진다.
도 2 는 2 개의 회전자에 대한 반경 방향 평면에 따른 도 1 의 쌍둥이 회전자 세트의 단면도이다.
도 3 은 반경 방향 평면을 따라 단면으로 도시한, 도 1 의 쌍둥이 회전자들중 하나를 확대 축척으로 도시한 것이다.
도 4 는 도 3을 확대 축척으로 도시한 상세도이다.
도 5 는 도 1 의 V-V 로 표시된 평면에서 도 1 회전자의 맞물림을 도시하는 단면도이다.
도 6 은 도 1 의 VI-VI 로 표시된 평면에서 도 1 의 회전자의 맞물림을 도시하는 단면도이다.
도 7 은 도 1 의 VII-VII 로 표시된 평면에서 도 1 의 회전자의 맞물림을 도시하는 단면도이다.
도 8 은 도 1 의 V-V 로 표시된 평면에 대하여 약간 오프셋(offset)되어 있는 평면에서 도 1 의 회전자들이 맞물린 것을 나타내는 단면도이다.
도 9 는 도 1 의 IX-IX 로 표시된 평면에서 도 1 의 회전의 회전자들중 하나를 확대 축척으로서 상세하게 도시한 것이다.
도 10 은 2 개의 쌍둥이 회전자의 평면도로서, 회전자 각각은 가변적인 피치를 가지는 것이다.
도 11 은 2 개의 회전자들에 대하여 반경 방향의 평면을 따라서 도 10 의 쌍둥이 회전자들의 세트에 대한 단면도이다.
도 12 는 2 개의 회전자들에 대한 단면도로서, 각각의 회전자들은 가변적인 피치의 2 개의 나선을 가지는 것이다.
도 13 은 2 개의 회전자들에 대하여 반경 방향 평면을 따라서 도시한 도 12 의 쌍둥이 회전자들의 세트에 대한 단면도이다.
도면을 참조하면, 회전 변위 장치(1)는 하우징(2) 및 비대칭의 형상으로서 지칭되는 적어도 2 개의 쌍둥이 회전자(3,4)인, 제 1 회전자(3)와 제 2 회전자(4)를 구비하며, 상기 쌍둥이 회전자(3,4)는 하우징(2)에 회전되게 장착되고 길이 방향 축(6)을 중심으로 회전 구동된다.
바람직하지만 비제한적인 방식으로, 쌍둥이 회전자(3,4)들의 길이 방향 축(6)은 평행하다.
쌍둥이 회전자(3,4)들은 각각 코어(5)로 이루어지는데, 상기 코어상에서 적어도 하나의 헬리코이드 나선(helicoidal thread,7)이 돌출되며, 상기 나선은 고려되는 쌍둥이 회전자(3,4)들의 단면에서 보면 상기 코어(5)의 위로 치(8)의 방식으로 연장되고, 상기 치(8)는,
* 고려되는 있는 쌍둥이 회전자(3,4)들의 길이 방향 축(6)에 대하여 반경 방향으로 회전자의 표면(51)을 넘어 제 1 소정 치수(h)를 가지고,
* 치(8)의 상부 부분(11)의 높이에서 연결되는 오목한 형상의 제 1 측면부(9) 및 볼록한 형상의 제 2 측면부(10)를 구비하며, 상기 제 1 측면부(9)는 외사이클로이드 원호(epicycloidal arc)의 형상을 가진다.
쌍둥이 회전자(3,4)들은 일정한 피치 유형 또는 가변적인 피치 유형일 수 있다.
주목할 바로서, 제 1 측면부(9) 및 제 2 측면부(10)를 구비하는 대신에, 그것의 통상적인 형상(91,101)들이 제 1 지점(W)에서 헬리코이드 나선(7)을 따라서 예리한 가장자리를 형성하는 방식으로 연결된다:
한편으로, 상기 제 1 측면부(9)는 수정된 형상(92)으로서, 이러한 제 1 측면부(9)의 상기 수정된 형상(92) 및 제 2 측면부(10)의 통상적인 형상(101)은 각각 연결 부분(12)으로서 지칭되는 짧은 부분의 반대 단부(B,C)들중 하나에 연결되며, 상기 짧은 부분이 전체적인 헬리코이드 나선을 따라서 존재함으로써, 평탄화된 것으로 지칭되는 헬리코이드 표면(13)을 구성하여, 예리한 가장자리(sharp edge)가 나타나는 것이 제거되는 방식으로 수정된 형상(92)의 원호의 위치 및 길이가 미리 결정된다.
다른 한편으로, 제 1 치수(h)에 대한 제 2 치수(L)의 비율이 0.005 내지 0.1 (1000 분의 5 내지 10 분의 1) 사이의 범위를 가지도록, 상기 연결 부분(12)은 고려되는 쌍둥이 회전자(3,4)들의 길이 방향 축(6)에 반경 방향으로 제 2 소정 치수(L)를 가진다.
쌍둥이 회전자(3,4)들의 각각의 치가 외측 반경(Ra)의 실질적으로 실린더형인 형상의 외측 표면(14)에 연결된 제 1 측면부(9) 및 제 2 측면부(10)에 의해서 형성되었을 때, 헬리코이드 나선(7)을 따라서 예리한 가장자리를 형성하는 방식으로 제 1 지점(W)에서 제 1 측면부(9)의 형상에 연결되는 외측 표면(14) 대신에, 외측 표면(14)은 연결 부분(12)에 의하여 상기 제 1 측면부(9)의 형상에 연결된다.
바람직스럽게는, 쌍둥이 회전자(3,4)들이 50 밀리미터(50mm) 내지 350 밀리미터(350mm) 사이 범위의 직경을 가질 때 제 1 치수(h)에 대한 제 2 치수(L)의 비율은 0.005 내지 0.1 사이(5/1000 내지 1/10 사이) 범위이다.
마찬가지로,
- 고려되고 있는 쌍둥이 회전자(3,4)들을 둘러싸는 어덴덤 원(addendum circle, F)으로서 지칭되는 원 및 제 1 측면부(9)의 통상적인 형상(91)은 직선(D1)상에 위치하는 제 1 지점(W)으로서 지칭되는 교차점(W)을 가지는데, 상기 직선(D1)은 고려되고 있는 쌍둥이 회전자(3,4)들의 길이 방향 축(6)상에 위치하는 제 2 지점(O)을 통과한다.
- 원(F)과 제 1 측면부(9)의 수정된 형상(92)은 제 2 직선(D2)상에 위치하는 제 3 지점(Z)으로서 지칭되는 교차점(Z)을 가지는데, 상기 직선(D2)은 제 2 지점(O)을 통과하며 제 1 직선(D1)과 제 1 각도 알파(alpha)를 형성하며, 그 값은 다음의 제 1 등식에 따른 계산에 의하여 추산될 수 있다.
Figure 112007058586665-PCT00001
여기에서 파라미터들의 값은,
Ra 는 고려되고 있는 쌍둥이 회전자(3,4)들의 외측 반경을 나타낸다.
L 은 고려되고 있는 쌍둥이 회전자들의 반경 방향에서 연결 부분(12)의 상대적인 값을 나타내는 것으로서, 상대적인 값의 크기는 외측 반경(Ra)과 반경의 값(Rp) 사이의 차이에 해당하며, 상기 Rp 는 길이 방향 축(6)에 가장 근접한 연결 부분(12)의 지점으로부터 코어(5)의 길이 방향 축(6)이 떨어져 있는 것이다.
H 는 쌍둥이 회전자(3,4) 사이의 축들의 중심 거리를 나타낸다.
제 1 측면부(9)의 수정된 형상(92)과 코어(5)의 외측 표면(51)은 지점(A)에서 연결된다.
주목되는 방식으로, 연결 부분(12)은 제 1 직선(D1)에 대하여 제 2 각도 베타(beta;β)의 값으로 경사지며, 상기 제 2 각도 베타의 값은 아래의 제 2 식에 따른 계산으로 추산될 수 있다.
Arc Cosine (H/(2Ra))
H 는 쌍둥이 회전자(3,4) 사이의 축들의 중심 거리를 나타낸다.
Ra 는 고려되고 있는 쌍둥이 회전자(3,4)들의 외측 반경을 나타낸다.
실제에 있어서, 제 1 측면부(9)의 수정된 형상(92)의 위치는, 지점(O)을 중심으로 하는 제 1 각도 알파(α)에 대하여, 제 1 측면부(9)의 종래 형상(91)의 지지(support)의 변동을 일으킴으로써 조절될 수 있다.
연결 부분(12)은 제 1 직선(D1)에 대하여 제 2 각도 베타(β)로 경사지며, 쌍둥이 회전자(3,4)들의 전체 헬리코이드 나선(7)을 따라서, 쌍둥이 회전자(3,4)들중 하나의 제 1 측면부(9)에 연결되는 각각의 헬리코이드 표면(13)이 다른 회전자의 연결 부분(12)에 인접한 쌍둥이 회전자(3,4)의 다른 하나의 제 1 측면부(9)에 적어도 실질적으로 평행하게 연장될 수 있도록 상기 제 2 각도가 조절된다.
본 발명에 따른 장치는 통상적인 예리한 가장자리 대신에 평탄화된 영역으로 이루어진 헬리코이드 표면(13)을 가진다.
그러한 평탄화된 영역은 용이하고 정확하게 기계 가공될 수 있으며, 예리한 가장자리를 가지는 경우보다 적은 누설(leak)을 보장하면서 특히 통상적인 공구에 의해서 기계 가공될 수 있다.
따라서 성능의 저하 없이 쌍둥이 회전자들의 기계 가공을 단순하게 하고 기 계의 작동상의 유동(遊動)이 향상될 가능성을 제공하면서, 기계 가공 및 조립의 공차에 대한 성능의 변화는 명백하게 작다.
유리하게도, 평탄화된 영역의 존재 덕분에 얻어지는 헬리코이드 표면(13)은 제어된 표면으로 유지되며, 이것은 회전자들의 피치가 일정하거나 또는 가변적이거나의 여부에 무관하다.
평탄화된 영역에 관하여, 시스템의 성능을 감소시키는 특성이 있는 국부화된 누설(독일어 용어인 "Blasloch"(바람 구멍(blow hole)로 더 잘 알려진 표현)의 발생을 회피하기 위하여, 치의 높이(tooth elevation)에 대하여 평탄화된 영역의 길이를 작게 유지하는 것이 바람직스럽다 (도 7 및 도 8)
예시적인 구현예를 들면 다음과 같다.
65 mm (65 밀리미터)의 반경(Ra) 및 30 mm (30 밀리미터)의 치 높이(h)에서, 1 mm(1 밀리미터)의 평탄화 영역(12)의 폭(L)을 가진다.
105 mm (150 밀리미터)의 반경(Ra) 및 60 mm (60 밀리미터)의 치 높이(h)에서, 1.5 mm(1.5 밀리미터)의 평탄화 영역(12)의 폭(L)을 가진다.
130 mm (130 밀리미터)의 반경(Ra) 및 75 mm (75 밀리미터)의 치 높이(h)에서, 2 mm(2 밀리미터)의 평탄화 영역(12)의 폭(L)을 가진다.
도면에 있어서, 국부화된 누설은 도 7 및 도 8에서 도면 번호로 표시되지 않은 화살표로 표기되어 있다.
상기 언급된 치수들, 각도들 및 형상들은 작동상의 유동(遊動)내에서 형성된 것이라는 점이 주목되어야 한다.
마찬가지로 상기 언급된 특성들은 2 개 이상의 회전자들을 포함하는 기계들에 적용될 수 있다는 점이 주목되어야 한다.
같은 직경을 가지거나, 상이한 직경을 가지거나, 길이 방향 치수를 따라서 상이한 직경들을 각각 가지는 회전자들이 본 발명과 양립할 수 있다.
본 발명은 압축성 유체를 수용하는 장치, 특히, 펌프 장치나 또는 엔진으로서 적용될 수 있는 회전 변위 장치에서 이용될 수 있다.

Claims (6)

  1. 제 1 회전자(3) 및 제 2 회전자(4)의 비대칭 형상으로서 지칭되는 적어도 2 개의 쌍둥이 회전자(3,4)들 및 하우징(2)을 포함하는 회전 변위 장치(1)로서, 상기 쌍둥이 회전자(3,4)들은 하우징(2)내에 회전되게 장착되고 그들의 길이 방향 축(6)을 중심으로 회전 구동되며,
    상기 쌍둥이 회전자(3,4)들 각각은 코어(5)로 구성되고, 상기 코어상에는 적어도 하나의 헬리코이드 나선(7)이 돌출되고, 이 헬리코이드 나선은 고려되고 있는 쌍둥이 회전자(3,4)들의 단면에서 보았을 때 상기 코어(5)의 위로 치(tooth,8)의 방식으로 연장되며, 상기 치(8)는,
    고려되고 있는 쌍둥이 회전자(3,4)의 길이 방향 축(6)에 대하여 반경 방향으로 상기 회전자의 표면(51)을 넘어 제 1 소정 치수(h)를 가지고,
    치(8)의 상부 부분(11)의 높이에서 연결되는 오목한 형상의 제 1 측면부(9) 및 볼록한 형상의 제 2 측면부(10)를 구비하고, 상기 제 1 측면부(9)는 외사이클로이드 원호(epicycloidal arc)를 가지며,
    상기 회전 변위 장치는, 통상적인 형상(91,101)들이 헬리코이드 나선(7)을 따라서 예리한 가장자리를 형성하는 방식으로 제 1 지점(W)에서 연결되는 제 1 측면부(9) 및 제 2 측면부(10)를 구비하는 대신에:
    한편으로, 상기 제 1 측면부(9)는 수정된 형상(92)으로서 지칭되는 형상(92)을 가지며, 제 1 측면부(9)의 상기 수정된 형상(92) 및 제 2 측면부(10)의 통상적 인 형상(101)이, 연결 부분(12)으로서 지칭되는 짧은 부분의 반대편 단부들(B,C)중 하나에 각각 연결되도록 상기 형상(92)의 원호의 위치 및 길이가 미리 결정되며, 이로써 예리한 가장자리가 제거된, 평탄형으로서 지칭되는 헬리코이드 표면(13)이 전체 헬리코이드 나선(7)을 따른 연결 부분의 존재에 의하여 구성되며,
    다른 한편으로, 제 1 치수(h)에 대한 제 2 치수(L)의 비율이 0.005 내지 0.1(5/1000 내지 1/10) 사이의 범위에 있도록, 상기 연결 부분(12)은, 고려되고 있는 쌍둥이 회전자(3,4)들의 길이 방향 축(6)에 대하여 반경 방향으로 제 2 소정 치수(L)를 가지는 것을 특징으로 하는, 회전 변위 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    쌍둥이 회전자(3,4)의 각각의 치(8)는 외측 반경(Ra)의 실질적으로 실린더형인 형상의 외측 표면(14)에 연결된 제 1 측면부(9)와 제 2 측면부(10)에 의해서 형성되며, 상기 외측 표면(14)이 헬리코이드 나선(7)을 따라서 예리한 가장자리를 형성하는 방식으로 제 1 지점(W)에서 제 1 측면부(7)의 형상에 연결되는 대신에, 외측 표면(14)은 연결 부분(12)에 의하여 상기 제 1 측면부(9)의 형상에 연결되는 것을 특징으로 하는, 회전 변위 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    쌍둥이 회전자(3,4)들이 50 밀리미터(50 mm) 내지 350 밀리미터 (350mm) 사이의 범위일 때, 제 1 치수(h)에 대한 제 2 치수(L)의 비율이 0.005 내지 0.1 (5/1000 내지 1/10) 사이의 범위인 것을 특징으로 하는, 회전 변위 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,
    연결 부분(12)은 제 2 각도 베타(beta, β)로 제 1 직선(D1)에 대하여 경사지며, 쌍둥이 회전자(3,4)들의 전체 헬리코이드 나선(7)을 따라서, 쌍둥이 회전자(3,4)들중 하나의 제 1 측면부(9)에 연결되는 각각의 헬리코이드 표면(13)이, 다른 회전자의 연결 부분(12)에 인접한 쌍둥이 회전자(3,4)들중 다른 것의 제 1 측면부(9)의 영역에 적어도 실질적으로 평행하게 연장될 수 있도록 상기 제 2 각도가 조절되는 것을 특징으로 하는, 회전 변위 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서,
    연결 부분(12)은 제 1 직선(D1)에 대하여 제 2 각도 베타(beta,β)로 경사지며, 상기 제 2 각도의 값은 다음의 제 2 등식,
    Arc Cosine (H/(2 Ra)) 에 따른 계산에 의해서 추산될 수 있으며, 여기에서
    H 는 쌍둥이 회전자(3,4) 사이의 축들의 중심 거리를 나타내고,
    Ra 는 고려되고 있는 쌍둥이 회전자(3,4)들의 외측 반경을 나타내는 것을 특징으로 하는, 회전 변위 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항의 어느 한 항에 있어서,
    고려되고 있는 쌍둥이 회전자(3,4)들중 하나를 둘러싸는 어덴덤 원(addendum circle, F)으로서 지칭되는 원 및 제 1 측면부(9)의 통상적인 형상(91)은 직선(D1)상에 위치하는 제 1 지점(W)으로서 지칭되는 교차점(W)을 가지며, 상기 직선(D1)은 고려되고 있는 쌍둥이 회전자(3,4)들의 길이 방향 축(6)상에 위치하는 제 2 지점(O)을 통과하고,
    원(F)과 제 1 측면부(9)의 수정된 형상(92)은 제 2 직선(D2)상에 위치하는 제 3 지점(Z)으로서 지칭되는 교차점(Z)을 가지며, 상기 직선(D2)은 제 2 지점(O)을 통과하며 제 1 직선(D1)과 제 1 각도 알파(alpha, α)를 형성하며, 그 값은 다음의 제 1 등식,
    Figure 112007058586665-PCT00002
    에 의하여 추산될 수 있고,
    여기 파라미터들중에서,
    Ra 는 고려되고 있는 쌍둥이 회전자(3,4)들의 외측 반경을 나타내고,
    L 은 고려되고 있는 쌍둥이 회전자들의 반경 방향에서 연결 부분(12)의 상대적인 값을 나타내는 것으로서, 그 상대적인 값의 크기는 외측 반경(Ra)과 반경의 값(Rp) 사이의 차이에 해당하며, 상기 Rp 는 길이 방향 축(6)에 가장 근접한 연결 부분(12)의 지점으로부터 코어(5)의 길이 방향 축(6)이 떨어져 있는 것이며,
    H 는 쌍둥이 회전자(3,4)들 사이의 축들의 중심 거리를 나타내는 것을 특징으로 하는, 회전 변위 장치.
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