KR20120094026A - 유체 압축기 또는 펌프 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펌프 또는 압축기의 형태일 수 있고 공기, 기체, 기체 혼합물 및/또는 액체와 같은 유체를 압축 또는 가속하도록 기능할 수 있는 장치와 관련된다. 특히, 본 발명은 압축기 챔버를 이루는 방사상 구획 각각으로부터 유체가 수용된 후 연속적으로 방출될 수 있는 메커니즘을 제공한다.

Description

유체 압축기 또는 펌프 장치{FLUID COMPRESSOR OR PUMP APPARATUS}

본 발명은 펌프 또는 압축기의 형태일 수 있고 공기, 기체, 기체 혼합물 및/또는 액체와 같은 유체를 압축 또는 가속하도록 기능할 수 있는 장치와 관련된다.

대개 펌프 및 압축기는 수용된 유체가 시스템 내로 인입되어 그 속도가 증가하도록 강제하기 위해 기계적 동작을 활용하는데, 이는 이어서 압력 또는 그 대신 펌핑 동작으로 변환된다.

전형적으로 크랭크에 연결된 피스톤 주위에 기초를 둔 압축기 및 펌프는 실린더 내에서 왕복 운동하는 피스톤을 갖고, 왕복 운동 동작은 실린더 내로 들어오는 유체를 펌핑하는 결과를 낳는다. 펌프는 전형적으로 전기에 의해, 예컨대 모터 또는 심지어 일부 경우에는 내연 모터 등에 의해 동력을 공급받는다.

본 기술 분야의 당업자가 잘 알고 있는 바처럼, 이러한 유형의 펌프의 한 가지 단점은 펌프가 압축 스트로크에 있을 때에만 펌핑이 일어난다는 점이다. 피스톤이 강하(drawdown) 스트로크에 있을 경우, 강하 스트로크가 실린더 또는 하우징(housing) 내로 추가 유체를 빨아들여야 할 필요가 있으므로 펌핑이 일어나지 않는다.

따라서, 피스톤 동작의 절반은 펌핑 동작에 기여하지 않는다.

피스톤이 짧은 스트로크를 갖는 설비에는 적지 않은 다양한 다른 문제가 존재하는데, 이는 펌프의 마모 증가를 낳는다. 예상되는 바처럼, 이러한 유형의 피스톤 펌프는 일반적으로 과도한 잡음 수준을 경험하므로 많은 응용예에 대해 이러한 펌프를 부적합하게 만든다.

피스톤 기반 펌프 및 압축기에 대한 대안이 존재하지만, 대개 이는 전형적으로 전기 모터에 의해 구동되는 방사상 베인(radial vane)을 갖는 회전 용적(rotary volumetric) 디자인을 중심으로 한다. 이러한 종류의 펌프 및 압축기는 미리 결정된 최소 압력이 압축기 유닛 또는 펌프 장치 내에서 도달된 경우에만 열리는 최소 압력 밸브를 통해 압력 탱크로 지향되는 흡입 개구를 통해 대기로부터 유체를 인출한다.

회전 용적 유형 기반 압축기 및 펌프 장치의 주요 단점 중 하나는 간헐 동작 유형 제어 시스템이며, 이는 압력이 상한값에 도달하는 경우 전기 모터의 동작이 유예된다는 점을 의미하는데, 이는 본 설비의 전력 손실을 감소시킬 수 있고 전력 소모를 개선시킬 수 있지만, 그럼에도 불구하고 모터가 정지 상태로부터 이후에 압력이 떨어질 때에 되풀이해서 시동되므로 필요한 경우에 즉각적으로 압축 공기 또는 펌핑 동작을 공급하기가 불가능하다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 단점 중 적어도 일부를 극복할 수 있는 공기, 기체, 기체 혼합물 및/또는 액체와 같은 유체를 압축 또는 펌핑할 수 있는 유체 압축기 및/또는 펌프 장치를 제공하는 것이다.

이하 본 명세서 전반에 걸쳐, 압축이라는 단어를 사용하는 것은 펌핑 또한 하는 능력과 동일한 의미로 간주될 것이고, 따라서 본 발명 전반에 걸쳐 기술되는 장치는 유체의 압축과 관련될 수 있지만 본 기술 분야의 당업자는 정의된 장치가 마찬가지로 유체를 펌핑할 수 있음을 이해할 것이다.

본 발명의 한 가지 형태에 따르면, 유체를 펌핑 또는 압축하기 위한 장치가 제공되는데, 상기 장치는,

수용된 유체를 압축하는 수단을 포함하는 압축기 챔버(compressor chamber) - 상기 압축기 수단은 복수의 방사상 구획을 포함하고, 간헐적 배플(intermittent baffle)은 각 방사상 구획에 대한 경계를 정의하며, 상기 방사상 구획 내에는 상기 방사상 구획을 정의하는 배플에 대해 움직이도록 구성되는 고체 세그먼트(solid segment)가 봉입되고, 상기 방사상 구획은 유체를 수용하기 위한 두 개의 도입 개구 및 가압된 유체를 방출하기 위한 두 개의 배출 구멍을 갖는 것에 의해 특징지어짐 - ;

상기 압축기 챔버를 이루는 방사상 구획으로 및 상기 방사상 구획으로부터 수용 및/또는 방출되는 유체를 제어하기 위한 유체 제어 설비;

일련의 대칭적으로 배치된 구멍을 갖는 회전 가능 원판을 포함하는 밸브 수단 - 간헐적인 구멍을 갖는 상기 원판 또는 원환의 회전은 상기 압축기 부분의 방사상 구획에 대해 하나의 도입 개구 또는 그 일부를 열게 하고 다른 도입 개구 또는 그 일부를 닫게 하며, 상기 밸브 수단은 상기 압축기 부분의 방사상 구획의 배출 개구 각각에 대한 단방향 제어 밸브를 더 포함함 - ;

상기 배플을 후방 및 전방 진동으로 움직여 삼각형 세그먼트에 대해 상기 배플 사이의 상대적 운동을 생성하여 상기 각각의 방사상 구획으로 유체를 수용하는 벨로잉(bellowing) 효과 및 상기 배출 개구 중 하나를 통한 동시 방출을 생성하는 수단에 의해 특징지어진다.

바람직하게는, 상기 장치는 상기 압축기 챔버를 정의하는 압축부와 동작 가능하게 통신하는 회전 가능하게 구동 가능한 섀프트(shaft)를 지지하는 구동부를 제공하는 주 하우징 블록을 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 구동부는 전기 모터의 형태를 갖는다.

바람직하게는, 상기 배플을 진동시키는 수단은 상기 구동 가능한 섀프트의 회전 가능 운동을 상기 배플의 후방 및 전방 진동 운동으로 변환시키도록 구성되는 캠(cam) 메커니즘의 형태를 갖는다.

본 발명의 추가 형태에 있어서, 유체를 펌핑 또는 압축하기 위한 장치가 제안되는데, 상기 장치는,

회전 가능하게 구동 가능한 섀프트를 지지하는 구동부를 제공하는 주 하우징 블록 - 상기 섀프트는 상기 주 하우징 블록의 압축부와 동작 가능하게 통신하고, 상기 압축부는 그 내부에서 압축기 챔버를 정의하며, 상기 압축기 챔버는 수용된 유체를 압축하는 압축기 수단을 포함하고, 상기 압축기 수단은 복수의 방사상 구획을 포함하며, 간헐적 배플은 각 방사상 구획에 대한 경계를 정의하고, 상기 방사상 구획 내에는 삼각형 세그먼트가 봉입되며, 상기 삼각형 세그먼트는 상기 방사상 구획을 정의하는 배플에 대해 움직이도록 구성되고, 상기 방사상 구획은 유체를 수용하기 위한 두 개의 도입 개구 및 가압된 유체를 방출하기 위한 두 개의 배출 구멍을 갖는 것에 의해 특징지어짐 - ;

상기 압축기 챔버를 이루는 방사상 구획으로 및 상기 방사상 구획으로부터 수용 및/또는 방출되는 유체를 제어하기 위한 유체 제어 설비 - 상기 유체 제어 설비는 일련의 대칭적으로 배치된 구멍을 갖는 회전 가능 원판을 포함하고, 간헐적인 구멍을 갖는 상기 원판 또는 원환의 회전은 상기 압축기 부분의 방사상 구획에 대해 하나의 도입 개구 또는 그 일부를 열게 하고 다른 도입 개구 또는 그 일부를 닫게 하며, 상기 유체 흐름 제어 설비는 상기 압축기 부분의 방사상 구획의 배출 개구 각각에 대한 단방향 제어 밸브를 더 포함함 - ;

상기 구동 가능한 섀프트의 회전 가능 운동을 후방 및 전방 진동 운동으로 변환시켜 상기 삼각형 세그먼트에 대해 상기 배플 사이의 상대적 운동을 생성하여 상기 각각의 방사상 구획으로 유체를 수용하는 벨로잉 효과 및 상기 배출 개구 중 하나를 통한 동시 방출을 생성하도록 구성되는 캠 메커니즘을 포함한다.

바람직하게는, 이러한 설비는 상기 압축기 챔버를 이루는 방사상 구획 각각으로부터 유체가 수용된 후 연속적으로 방출될 수 있는 메커니즘을 제공한다.

구멍이 대칭적으로 배치된 원환 또는 원판의 사용을 통해, 상기 배플 및 삼각형 세그먼트가 서로에 대해 앞뒤로 회전하여, 상기 캠 메커니즘과 조합되어 상기 회전 가능 원환 상의 구멍이 상기 압축기 챔버의 각각의 방사상 구획으로 유체를 수용하기 위한 도입 개구 중 하나 또는 그 일부와 스스로 정렬될 수 있도록 흡입 또는 진공 효과와 동시에 펌핑 효과를 제공할 수 있는 벨로잉 효과를 생성한다.

상기 삼각형 세그먼트의 하나의 가장자리가 상기 배플에 대해 위로 움직여 공기를 압축하고 있는 동안에, 상기 압축기 챔버의 방사상 구획 내의 상기 삼각형 세그먼트의 다른 가장자리는 실제로 그러한 특정 방사상 구획 내로 유체를 수용하는데, 이는 상기 원환 또는 원판의 간헐적 구멍이 대응되는 도입 구멍에 대해 정렬됨으로써 상기 유체가 상기 방사상 구획 내로 수용될 수 있도록 한다는 사실에 기인한다.

그럼에도 불구하고, 상기 삼각형 세그먼트의 다른 가장자리는 그 도입 구멍이 이러한 앞뒤로 진동하는 원환 또는 원판에 의해 덮이거나 부분적으로 덮이는데, 이는 상기 방사상 구획의 이러한 부분 또는 가장자리에서는 유체가 수용되지 않거나 감소된 양으로 수용되지만, 상기 삼각형 세그먼트가 상기 배플 벽을 향해 회전함에 따라 상기 유체가 압축되고 따라서 상기 단방향 밸브를 통해 상기 방사상 구획의 이러한 가장자리 또는 부분을 빠져나가는 것 외에는 대안이 없음을 의미한다.

확인할 수 있는 바처럼, 상기 압축기 챔버를 이루는 모든 방사상 구획에 대한 단방향 밸브에 의해 제어되는 두 개의 도입 개구 및 방출 구멍을 갖는다는 특징이 있는 두 부분 또는 가장자리에 의해 각각의 방사상 구획에서 볼 수 있는 바처럼, 유체를 수용하기 위한 흡입 또는 진공 효과뿐만 아니라 실제로 유체를 한정된 공간 내로 가압한 후 이를 상기 단방향 밸브 제어를 사용하여 상기 압축기 챔버 밖으로 방출하는 능력을 제공할 수 있는 동시적인 능력이 존재한다.

바람직하게는, 상기 배플은 회전 가능하게 지지될 것이고, 상기 삼각형 세그먼트는 상기 압축기 챔버 내부에서 제자리에 고정된 채로 남는다.

바람직하게는, 이러한 방사상 구획을 제공하는 배플은 그 내부에 약간 더 작은 치수를 갖는 삼각형 세그먼트를 포함한다.

따라서, 상기 배플이 상기 캠 메커니즘에 의해 앞뒤로 진동하고 회전하는 경우, 이는 상기 방사상 구획의 하나의 가장자리 상에서 상기 삼각형 세그먼트가 하나의 배플로부터 상기 방사상 구획의 다른 가장자리에 있는 다른 배플로 움직임을 의미하고, 이는 배플 분할기 내의 간격이 증가하는 삼각형 세그먼트의 가장자리에서 이것이 유체를 상기 압축기 챔버 내로 흡수 또는 흡입할 수 있고 따라서 상기 삼각형 세그먼트의 이러한 가장자리가 상기 배플의 가장자리에 대해 위로 밀림에 따라 조합된 간격이 약간 더 작은 상기 삼각형 세그먼트의 다른 가장자리 상에서는 압축된 유체가 필요한 압력 방출 수준으로 설정될 수 있는 단방향 밸브에 의해 생성될 수 있는데, 이는 유체가 필요한 수준으로 압축되었으면 이는 그에 따라 방출될 수 있음을 의미한다.

따라서, 유체의 흐름 제어의 중요한 동작은 간헐적 구멍을 갖는 원환 또는 원판의 사용을 중심으로 하는데, 그 까닭은 이것이 압축기 챔버를 이루는 각각의 방사상 구획의 도입 개구 각각을 통해 유체 교환을 개방 또는 단절할 수 있거나 이를 부분적으로 감소시킬 수 있기 때문이다.

따라서 각각의 사이클에 대해, 회전하는 원판 또는 원환은 유체가 하나의 도입 개구로 수용되도록 할 것이며, 다른 쪽은 차단될 것이다. 그럼에도 불구하고, 진동하는 회전 원환 또는 원판에 의해 도입 개구가 차단된 방사상 구획의 가장자리 상에서는, 이것이 상기 배플의 가장자리에 대해 위로 밀림으로써 압축 동작을 경험하고 있다는 사실에 의해, 상기 방사상 구획의 이러한 가장자리는 압축된 유체의 형성을 가능하게 하고, 이어서 이는 압축기 저장소 내로 또는 즉각적인 사용을 위해 단방향 밸브 제어 메커니즘을 통해 밖으로 방출될 수 있다.

바람직하게는, 상기 배플은 회전 가능 섀프트 상에 지지되는데, 상기 섀프트는 상기 캠 메커니즘을 갖는 자신의 구조적 배열에 의해 앞뒤로 정의된 각도로 진동 또는 흔들릴 것이다.

바람직하게는, 상기 압축기 챔버 내에는 6개의 개별적인 방사상 구획이 존재한다.

바람직하게는, 각각의 삼각형 세그먼트는 상기 삼각형 세그먼트의 깊이 내로 적어도 부분적으로 연장되는 오리피스(orifice) 또는 연장된 함입부를 포함하는데, 상기 오리피스 또는 함입부 각각은 상기 삼각형 세그먼트의 대향면 상에 위치하여 상기 방사상 구획 내에서 실질적으로 상기 삼각형 세그먼트의 대향면 상의 함입부가 단지 하나의 단일 도입 개구와 배타적으로 체결되는 분할 수단을 나누게 한다.

바람직하게는, 상기 도입 개구는 바람직하게는 상기 방사상 구획의 방사상 직경을 정의하는 덮개판 상에 배치되는 일련의 구멍이다.

바람직하게는, 상기 삼각형 세그먼트의 대향하는 가장자리 상의 상기 삼각형 세그먼트의 깊이로 연장되는 상기 삼각형 세그먼트의 오리피스 또는 함입부는 실질적으로 원뿔형이며, 이는 상기 원뿔형 구성의 가장자리, 길이, 또는 어깨의 일부가 위로 개방되어 다시 유체 통과 흐름이 변화하는 한정된 치수를 갖는 공간으로부터 항상 움직이는 설계를 제공하도록 구성된다.

바람직하게는, 상기 배플과 상기 삼각형 세그먼트 사이의 앞뒤로 진동하는 운동의 회전각은 20도일 것이다.

본 발명의 위와 같은 그리고 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 함께 바람직한 실시예에 관한 아래의 상세한 설명으로부터 자명해질 것이다.
도 1은 유체 압축기 또는 펌핑 장치의 압축 또는 펌핑 부분을 도시하는 사시 전개도.
도 2는 도시된 구멍 판을 갖는 원환 또는 원판에 의해 압축기 챔버 내로의 유체 흐름을 정의할 수 있는 캠 고리 및 제어 수단을 도시하는 도 1의 전개부.
도 3은 배플 및 삼각형 세그먼트에 의해 정의되는 각각의 방사상 구획에 대한 배출 구멍을 포함하는 판 및 압축 구성요소를 도시하는 도 1의 전개부.
도 4 및 5는 유닛의 압축기 챔버로부터의 압축된 유체의 방출을 제어하는 단방향 밸브를 또한 포함하는 배면 커버를 도시하는 전개도.
도 6은 권취된 스프링을 단방향 밸브로 사용하는 대신에 리드(reed) 밸브 설비가 활용되는 본 발명의 추가 실시예를 도시하는 도면.
도 7은 유체 압축기 또는 펌프 장치의 구동 가능 부분 및 이것의 주 압축부와의 체결을 도시하는 사시도.

본 발명의 이하의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조한다. 본 설명이 예시 실시예를 포함하지만, 다른 실시예가 가능하고, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 기술된 실시예에 대한 변경이 이루어질 수 있다. 가능한 경우마다, 동일한 참조 번호는 도면 및 아래의 설명 전반에 걸쳐 동일 유사한 부분을 지칭하는 데 사용될 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예의 유체 압축기 또는 펌프 장치의 주 압축부가 전개도로서 도 1에서 전반적으로 10으로 도시된다.

전면 커버(12), 주 압축 동체 또는 커버(16) 및 배면 커버(20)가 포함된다.

막대 또는 볼트(50)는 삼각형 세그먼트 개구(66)를 통해 위로 가이드 구멍(72) 및 기둥(71)을 통해 위로 연장될 수 있고, 이후 구멍판(48) 상으로 연장되어 이러한 구성요소들을 합친다.

대응되는 스레드(thread)(40)를 갖는 막대 또는 볼트(38)는 전면 커버(12)를 주 압축기 부분 동체(16) 상에 배치하도록 스레딩된 구멍(42) 내로 고정되도록 구성된다.

캠 고리(14)는 핀(26)을 포함하고, 어깨(24)와 함께 원환(28)의 진동 정도를 제어할 수 있으며, 원환(28)은 일련의 대칭으로 배치된 구멍(30)을 포함한다.

캠 고리(14)는 화살표(27) 방향으로 연장되는 연장 어깨(도시되지 않음)를 갖는데, 이는 원환 또는 원판(28)의 진입부 내에 놓일 수 있다.

본 기술 분야의 당업자가 이해하는 바처럼, 캠 고리는 모터 등과 같은 구동 메커니즘으로부터의 섀프트의 연속적인 회전 운동을 판(28)의 진동 운동으로 변환할 수 있는데, 이는 곧 논의될 압축기 챔버 내의 배플(56)을 지지하는 회전 가능하게 체결 가능한 섀프트(52)이다.

도 1 및 도 2와 관련된 도해로부터 해석될 수 있는 바처럼, 유체는 도 2에서 전반적으로 27로 도시된 유체 압축기 또는 펌프 장치의 주 압축부(16) 내로 원환(28)의 구멍(30)을 통해 수용될 수 있다.

상기 장치가 구축되는 경우, 판(28)의 회전은 구멍(30)이 압축기 챔버를 이루고 배플(56)에 의해 정의 또는 제공되는 각각의 방사상 구획의 도입 개구(44, 46) 중 단지 하나 위에 놓이도록 이루어질 것이며, 배플(56)은 배치된 삼각형 세그먼트(60)에 대한 상대적 운동으로 앞뒤로 진동하도록 구성되는 섀프트(52)로부터 방사상으로 연장된다.

진입부 또는 열린 함입부(62 및 64)를 포함하는 삼각형 세그먼트의 다른 말단에는 섀프트(52) 상에 지지되는 방사상으로 연장되는 배플(56)에 의해 압축기 챔버 내부에 정의되는 방사상 구획 각각으로부터의 대응되는 배출 구멍을 포함하는 배면판이라고 기술될 수 있는 것이 존재한다.

따라서, 본 기술 분야의 당업자가 이해하는 바처럼, 바람직한 실시예에서 6개의 구획인 유체 압축기 또는 펌프 장치의 압축기 챔버 내부의 방사상 구획 각각은 실질적으로 두 개의 도입 개구 및 두 개의 배출 구멍을 갖는다.

그럼에도 불구하고, 각각의 방사상 구획으로의 유체의 수용은 고리(28)에 의해 제어되는데, 고리(28)는 캠 고리(14)에 의해 제공되는 캠 메커니즘에 의해 앞뒤로 진동한다.

따라서, 도입 개구(44 및 46) 각각보다 더 큰 치수를 갖는 구멍(30)은 지속적으로 앞뒤로 진동하며, 이에 의해 방사상 구획 각각에 대한 유체의 수용을 비록 한 쪽 또는 그 일부에 대한 것이지만 실제로 연속적으로 가능하게 한다.

원환(28)의 구멍(30)이 도입 개구 중 하나 위에 완전히 있는 경우, 그 순간에 한쪽 가장자리는 유체를 방사상 구획의 한쪽 가장자리로 흡입 또는 수용할 것인데, 다른 쪽 가장자리는 압축된 유체를 밖으로 실질적으로 방출할 것이다.

그러나, 이해하는 바처럼 원환의 구멍(30)이 앞뒤로 진동함에 따라, 실제로 두 도입 개구(44 및 46)가 변화하는 각도로 그 안에 유체를 수용하는 순간이 존재할 것이다.

그럼에도 불구하고, 배출 구멍(68 및 70)에 의해, 그리고 뚜껑(86)을 갖는 밸브(84)를 감싸는 스프링을 포함하는 도 4에 가장 잘 도시된 단방향 제어 밸브를 사용하는 것은 그 순간에 스프링(80)을 활용하는 단방향 밸브에 의해 제공되는 탄력 또는 압력에 합치되는 때에만 유체의 방출이 일어날 수 있음을 의미한다.

위에서 논의된 바처럼, 배플(56)이 삼각형 세그먼트를 향해 회전함에 따라 벨로잉 효과가 생성된다.

유체는 한쪽으로 흡입될 것이고, 반면 압축이 일어나는 쪽의 유체는 밖으로의 방출을 위해 단방향 밸브를 아래로 밀기에 충분히 높은 수준에 도달할 것이다.

화살표(29)는 압축된 유체가 밖으로 전반적으로 방출되는 것을 도시한다.

그럼에도 불구하고, 본 기술 분야의 당업자가 이해하는 바처럼, 배면판(18)의 각각의 구멍(68, 70)에 관한 위치에 대한 합치되는 뚜껑(86)을 갖는 전반적으로 84로 도시된 일련의 단방향 밸브가 다양한 도관이나 슬롯 또는 단지 하나의 단일 방출 위치를 통해 모두 함께 결합될 수 있다.

도 3에 가장 잘 도시된 바처럼, 배면판은 양호하게 테이퍼링(taper)된 구멍(71)을 갖고, 이에 따라 스프링이 장전된 단방향 밸브의 뚜껑(86)은 배면판(18) 내에 편안히 놓일 수 있으며, 따라서 밸브가 닫힌 위치에 있는 경우 유체의 불필요한 무지향 방출이 존재하지 않는다.

도 5에 가장 잘 도시된 바처럼, 단방향 밸브는 지지 도관(76) 내에 편안하게 놓일 수 있다.

본 기술 분야의 당업자가 이해하는 바처럼, 단방향 밸브의 실제 배열은 본 발명에 전혀 중요하거나 본질적이지 않다.

단방향 밸브 메커니즘은 또한 도 6에 도시된 것을 포함하는 다양한 다른 대안적인 실시예에 의해 제공될 수 있는데, 이에 따르면 전반적으로 73으로 도시된 리드(reed) 밸브 메커니즘은 리드판의 각각의 리프(leaf)(75)가 배면판(18)의 구멍(68, 70) 각각을 덮는 경우에 제공된다.

도 7에서, 구동 가능 부분은 단순히 전기 모터(87)인데, 여기서 주 전면 커버의 개구(88)는 가이드(90)의 삽입을 가능하게 하여 캠 메커니즘과 상호작용하는데, 이를 통해 모터의 연속적인 원형 회전을 밸브 판 또는 원환(28)뿐만 아니라 섀프트(52) 상의 배플(56)의 전후방 진동으로 변환한다.

본 발명에 본질적으로 남는 것은 회전 가능 배플로 이루어지는 압축기 챔버의 고유한 사용인데, 배플은 정의된 각도로 캠 메커니즘에 의해 앞뒤로 진동하거나 흔들릴 수 있다.

바람직한 실시예에서 삼각형 세그먼트에 대한 배플의 상대적인 운동은 배플 세그먼트가 고정되게 하고, 진동하는 배플은 압축기 챔버 내의 방사상 구획의 생성을 가능하게 하며, 이에 따라 각각의 삼각형 세그먼트에 대해 위로 또는 그로부터 멀어지는 운동은 벨로잉 효과를 생성하는데, 이는 유체가 압축기 챔버 내로 수용될 수 있게 하는 메커니즘뿐만 아니라 유체가 압축될 수 있는 수단을 제공하며, 유체의 압축된 수준에 도달한 경우 이는 단방향 밸브를 작동시켜 압축된 유체를 방출하게 할 수 있다.

또한 유리하게는 간헐적 구멍을 사용함으로써 원환을 밸브 메커니즘으로서 가짐으로써, 각각의 방사상 구획으로의 유체의 수용을 제어할 수 있다.

다시, 이는 도입 개구 각각 위에서 또는 이를 가로질러 진동할 수 있는 이러한 원환 또는 원판의 고유한 능력에 의해 달성되며, 이에 따라 삼각형 세그먼트의 가장자리 주위에서 방사상 구획의 각각의 가장자리 또는 부분으로 유체가 계속 수용되거나 단절될 수 있다.

실질적으로, 이러한 벨로잉은 유체의 연속적인 수용이 압축기 챔버에 진입할 수 있게 하는 수단을 생성하고, 또한 동일한 사이클 내에서 전부 동일한 압축기 챔버로부터의 압축된 유체의 연속적인 방출을 생성한다.

본 발명에 대한 추가적인 장점 및 개선이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 매우 잘 이루어질 수 있다. 본 발명이 가장 실용적이고 바람직한 실시예로 간주되는 것으로 도시 및 기술되었지만, 본 발명의 범위 및 사상 내에서 그로부터의 이탈이 이루어질 수 있음을 인식하는데, 이는 본 명세서에 개시된 세부 사항으로 한정되지 않지만, 임의의 그리고 모든 등가 기기 및 장치를 포괄하도록 청구항들의 전체 범위에 따른다.

아래의 임의의 청구항에서, 그리고 본 발명의 요약서에서, 언어나 필요한 암시로 인한 것 외에 맥락이 필요로 하는 것을 제외하고는, "포함한다"는 단어는 "내포"의 의미로 사용되며, 즉 지정된 특징은 본 발명의 다양한 실시예의 추가적인 특징과 연관될 수 있다.

Claims (15)

1. 유체를 펌핑 또는 압축하기 위한 장치로서,
   수용된 유체를 압축하는 수단을 포함하는 압축기 챔버(compressor chamber) - 상기 압축기 수단은 복수의 방사상 구획을 포함하고, 간헐적 배플(intermittent baffle)은 각 방사상 구획에 대한 경계를 정의하며, 상기 방사상 구획 내에는 상기 방사상 구획을 정의하는 배플에 대해 움직이도록 구성되는 고체 세그먼트(solid segment)가 봉입되고, 상기 방사상 구획은 유체를 수용하기 위한 두 개의 도입 개구 및 가압된 유체를 방출하기 위한 두 개의 배출 구멍을 갖는 것에 의해 특징지어짐 - ;
   상기 압축기 챔버를 이루는 방사상 구획으로 및 상기 방사상 구획으로부터 수용 및/또는 방출되는 유체를 제어하기 위한 유체 제어 설비;
   일련의 대칭적으로 배치된 구멍을 갖는 회전 가능 원판을 포함하는 밸브 수단 - 간헐적인 구멍을 갖는 상기 원판 또는 원환의 회전은 상기 압축기 부분의 방사상 구획에 대해 하나의 도입 개구 또는 그 일부를 열게 하고 다른 도입 개구 또는 그 일부를 닫게 하며, 상기 밸브 수단은 상기 압축기 부분의 방사상 구획의 배출 개구 각각에 대한 단방향 제어 밸브를 더 포함함 - ; 및
   상기 배플을 후방 및 전방 진동으로 움직여 삼각형 세그먼트에 대해 상기 배플 사이의 상대적 운동을 생성하여 상기 각각의 방사상 구획으로 유체를 수용하는 벨로잉(bellowing) 효과 및 상기 배출 개구 중 하나를 통한 동시 방출을 생성하는 수단
   에 의해 특징지어지는 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 압축기 챔버를 정의하는 압축부와 동작 가능하게 통신하는 회전 가능하게 구동 가능한 섀프트(shaft)를 지지하는 구동부를 제공하는 주 하우징 블록을 더 포함하는 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 구동부는 전기 모터의 형태를 갖는 장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 배플을 진동시키는 수단은 상기 구동 가능한 섀프트의 회전 가능 운동을 상기 배플의 후방 및 전방 진동 운동으로 변환시키도록 구성되는 캠(cam) 메커니즘의 형태를 갖는 장치.
5. 유체를 펌핑 또는 압축하기 위한 장치로서,
   회전 가능하게 구동 가능한 섀프트를 지지하는 구동부를 제공하는 주 하우징 블록 - 상기 섀프트는 상기 주 하우징 블록의 압축부와 동작 가능하게 통신하고, 상기 압축부는 그 내부에서 압축기 챔버를 정의하며, 상기 압축기 챔버는 수용된 유체를 압축하는 압축기 수단을 포함하고, 상기 압축기 수단은 복수의 방사상 구획을 포함하며, 간헐적 배플은 각 방사상 구획에 대한 경계를 정의하고, 상기 방사상 구획 내에는 삼각형 세그먼트가 봉입되며, 상기 삼각형 세그먼트는 상기 방사상 구획을 정의하는 배플에 대해 움직이도록 구성되고, 상기 방사상 구획은 유체를 수용하기 위한 두 개의 도입 개구 및 가압된 유체를 방출하기 위한 두 개의 배출 구멍을 갖는 것에 의해 특징지어짐 - ;
   상기 압축기 챔버를 이루는 방사상 구획으로 및 상기 방사상 구획으로부터 수용 및/또는 방출되는 유체를 제어하기 위한 유체 제어 설비 - 상기 유체 제어 설비는 일련의 대칭적으로 배치된 구멍을 갖는 회전 가능 원판을 포함하고, 간헐적인 구멍을 갖는 상기 원판 또는 원환의 회전은 상기 압축기 부분의 방사상 구획에 대해 하나의 도입 개구 또는 그 일부를 열게 하고 다른 도입 개구 또는 그 일부를 닫게 하며, 상기 유체 흐름 제어 설비는 상기 압축기 부분의 방사상 구획의 배출 개구 각각에 대한 단방향 제어 밸브를 더 포함함 - ; 및
   상기 구동 가능한 섀프트의 회전 가능 운동을 후방 및 전방 진동 운동으로 변환시켜 상기 삼각형 세그먼트에 대해 상기 배플 사이의 상대적 운동을 생성하여 상기 각각의 방사상 구획으로 유체를 수용하는 벨로잉 효과 및 상기 배출 개구 중 하나를 통한 동시 방출을 생성하도록 구성되는 캠 메커니즘
   에 의해 특징지어지는 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 삼각형 세그먼트의 하나의 가장자리가 상기 배플에 대해 위로 움직여 공기를 압축하고 있는 경우, 상기 삼각형 세그먼트의 다른 가장자리는 그 안으로 유체를 수용하며, 이는 상기 원환 또는 원판의 간헐적 구멍이 대응되는 도입 구멍에 대해 정렬됨으로써 상기 유체가 상기 방사상 구획 내로 수용될 수 있도록 하는 것에 의해 이루어지는 장치.
7. 제6항에 있어서,
   도입 구멍이 이러한 앞뒤로 진동하는 원환 또는 원판에 의해 덮이거나 부분적으로 덮이는 상기 삼각형 세그먼트의 대향면에서는 유체가 수용되지 않거나 감소된 양으로 수용되는 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 삼각형 세그먼트가 상기 배플 벽을 향해 회전함에 따라 상기 유체가 압축되고 상기 단방향 밸브를 통해 방출되는 장치.
9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   각각의 삼각형 세그먼트는 상기 삼각형 세그먼트의 깊이 내로 적어도 부분적으로 연장되는 오리피스(orifice) 또는 연장된 함입부를 포함하고, 상기 오리피스 또는 함입부 각각은 상기 삼각형 세그먼트의 대향면 상에 위치하여 상기 방사상 구획 내에서 실질적으로 상기 삼각형 세그먼트의 대향면 상의 함입부가 단지 하나의 단일 도입 개구와 배타적으로 체결되게 하는 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 삼각형 세그먼트의 대향하는 가장자리 상의 상기 삼각형 세그먼트의 깊이로 연장되는 상기 삼각형 세그먼트의 오리피스 또는 함입부는 실질적으로 원뿔형이며, 이는 상기 원뿔형 구성의 가장자리, 길이, 또는 어깨의 일부가 위로 개방되어 다시 유체 통과 흐름이 변화하는 한정된 치수를 갖는 공간으로부터 항상 움직이는 설계를 제공하도록 구성되는 장치.
11. 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도입 개구는 바람직하게는 상기 방사상 구획의 방사상 직경을 정의하는 덮개판 상에 배치되는 일련의 구멍인 장치.
12. 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배플은 회전 가능하게 지지될 것이고, 상기 삼각형 세그먼트는 상기 압축기 챔버 내부에서 제자리에 고정된 채로 남는 장치.
13. 제12항에 있어서,
    이러한 방사상 구획을 제공하는 배플은 그 내부에 더 작은 치수를 갖는 삼각형 세그먼트를 포함하는 장치.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 배플은 회전 가능 섀프트 상에 지지되고, 상기 섀프트는 상기 캠 메커니즘을 갖는 자신의 구조적 배열에 의해 앞뒤로 정의된 각도로 진동 또는 흔들릴 것인 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 배플과 상기 삼각형 세그먼트 사이의 앞뒤로 진동하는 운동의 회전각은 20도인 장치.

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