KR20140138812A

KR20140138812A - 굴곡부가 있는 비접촉식 임펠러 대 하우징 시일 조립체를 가진 재생 송풍기

Info

Publication number: KR20140138812A
Application number: KR1020147027396A
Authority: KR
Inventors: 조엘 잭 오크만
Original assignee: 빅토리 엘엘씨
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2014-12-04
Also published as: WO2013142797A1; EP2847433A4; US20130251514A1; US9303645B2; EP2847433A1; JP2015514178A; JP2018031379A

Abstract

본 발명의 재생 송풍기는 환형 하우징 조립체를 포함하고 있고, 상기 환형 하우징 조립체는 회전하는 임펠러를 둘러싸고 있으며, 환형 유동 채널, 유체를 상기 환형 유동 채널로 들어가게 하는 유입구, 상기 환형 유동 채널로부터 유체를 배출시키는 배출구, 상기 유입구에 인접해 있는 환형 유동 채널의 저유압 구역, 그리고 상기 배출구에 인접해 있는 환형 유동 채널의 고유압 구역을 형성하고 있다. 상기 임펠러의 동심형 표면 윤곽과 상기 하우징 조립체 사이의 비접촉식 상호작용은 상기 환형 유동 채널의 고유압 구역으로부터 저유압 구역까지 상기 임펠러와 상기 하우징 조립체 사이에 대향하는 동심형 유체 경로를 형성한다. 상기 대향하는 동심형 유체 경로는 유체가 상기 환형 유동 채널의 고유압 구역으로부터 상기 환형 유동 채널의 저유압 구역으로 유동하는 것을 제한하도록 굴곡되어 있다.

Description

굴곡부가 있는 비접촉식 임펠러 대 하우징 시일 조립체를 가진 재생 송풍기{A REGENERATIVE BLOWER WITH A CONVOLUTED CONTACTLESS IMPELLER-TO-HOUSING SEAL ASSEMBLY}

본 발명은 재생 송풍기에 관한 것이다.

재생 송풍기는 다량의 유체, 예를 들면, 저압 또는 진공상태의 공기 또는 다른 기체를 이동시키는데 유용하다. 양변위 압축기(positive displacement compressor) 및 진공 펌프와 달리, 사이드 채널형 송풍기(side channel blower) 또는 링 압축기(ring compressor)라고도 불리는 재생 송풍기는 비-양변위 방법(non-positive displacement method)을 통하여 유체 분자를 재생시켜서 진공 또는 압력을 만든다. 재생 송풍기는 공압 수송(pneumatic conveying), 오수 정화(sewage aeration), 진공 흡착(vacuum lifting), 진공 포장, 포장 장치, 인쇄기, 수경재배/연못 폭기(aquaculture/pond aeration), 온천(spa), 건조기, 먼지/매연 제거, 산업용 진공 시스템, 토양 증기 추출(soil vapor extraction), 그리고 조판 장치용 칩 제거(chip removal for engraving equipment)와 같은 광범위한 사용처에 이용되고 있다. 고 유체 유동과 저 진공/압력이 필요한 어디에서나, 제대로 설치된 재생 송풍기는 수년간 정비를 요하지 않는 작동(service-free operation)을 제공하기 때문에 재생 송풍기는 이상적인 해결책이다.

통상적인 재생 송풍기는 모터의 공칭 속력(nominal speed), 예를 들면, 분당 2900-3500회의 회전수로 회전하는 모터 샤프트에 직접 장착된 임펠러를 포함하고 있다. 임펠러는 임펠러의 둘레에 형성된 다수의 블레이드로 이루어져 있다. 이러한 블레이드의 갯수, 크기 및 각도는 송풍기의 공압 성능 특성(pneumatic performance characteristics)에 기여한다. 이 임펠러는 유입구와 배출구 사이에 채널을 가지고 있는 하우징 조립체 내에서 회전한다. 임펠러가 회전함에 따라, 공기 또는 다른 기체와 같은 유체가 상기 채널을 통하여 유입구로부터 배출구로 이송된다. 유체가 상기 채널을 통하여 유입구로부터 배출구로 지날 때 유체는 가압되어, 배출구를 통하여 배출되는 유체는 유입구를 통하여 상기 채널로 진입하는 유체의 압력보다 상대적으로 더 높은 압력상태에 있다. 상기 유입구 근처에 있는 채널의 흡입 구역은 송풍기의 저압력 구역이고, 상기 배출구의 근처에 있는 채널의 배출 구역은 송풍기의 고압력 구역이다. 유체가 상기 채널을 통하여 유입구로부터 배출구로 이송될 때, 유체는 임펠러의 각각의 블레이드 사이에 포획되어 바깥쪽 및 앞쪽으로 상기 채널 속으로 밀어넣어진다. 그 다음에 상기 유체는 블레이드의 기저부(base)로 복귀한다. 이 과정은 임펠러가 회전할 때 계속하여 반복되고, 이러한 재생(regeneration)이 송풍기의 압력/진공 능력을 부여하는 것이다. 그런 식으로, 재생 송풍기는 단계식 왕복 압축기(staged reciprocal compressor)와 같이 작동하고, 각각의 블레이드 대 블레이드의 재생 단계는 단지 약간의 압력 증가를 초래하지만, 유입구로부터 배출구까지 채널을 통한 약간의 압력 증가의 총합은 비교적 높은 연속적인 작동 압력을 발생시킬 수 있다.

임펠러는 하우징 조립체 채널과 접촉하지 않으므로 임펠러가 마모되지 않기 때문에 재생 송풍기는 만약에 있다하더라도 유지보수와 모니터링을 거의 요하지 않는다. 자동 윤활 베어링(Self-lubricated bearing)만이 마모성 부품이다. 재생 송풍기는 주유할 필요가 없으며(oil-less) 복잡한 흡입 및 배출 밸브구조를 가지고 있지 않다. 더욱이, 대부분의 송풍기는 거의 진동을 발생시키지 않는 동적으로 균형잡힌 임펠러를 가진 상태로 어떠한 평면에도 설치될 수 있다. 이동하는 부품이 많지 않기 때문에, 재생 송풍기는 부적절하게 설치되거나 작동되지 않으면 거의 고장이 나지 않는다.

그러나, 재생 송풍기는 임펠러와 하우징 조립체의 사이에 엄격한 내부 공차(internal tolerance)를 가지고 있고, 이것은 송풍기의 고장을 초래할 수 있는 임펠러와 하우징 조립체 사이에 끼일 수 있는 오물이 송풍기에 들어오지 못하게 할 것을 요한다. 원치 않는 오물이 들어오는 것을 방지하기 위해 10 미크론 필터와 같은 필터가 종종 사용되며, 대부분의 재생 송풍기 제조업자는 송풍기의 부속품으로 필터와 릴리프 밸브(relief valve)를 제공한다. 그럼에도 불구하고, 엄격한 공차로 임펠러와 하우징 조립체를 제작하는 것은 매우 특수한 장비를 필요로 하며 지루하고 비용이 많이 든다. 더욱이, 요즈음 재생 송풍기는, 점점 높은 배출 압력을 만들기 위해서, 블레이드-대-블레이드 재생 단계가 점점 높은 압력, 예를 들면, 1.2 psig에서 1.4 psig에 이르는 압력에서 작동할 수 있도록 제작되고 있다. 이것은 일단 재생 송풍기(single-stage regenerative blower)에서 점점 보편화되고 있다. 그러나, 이러한 증가된 블레이드-대-블레이드 재생 단계 압력에서는, 임펠러와 하우징 조립체의 사이에서 하우징 조립체의 고압력 구역으로부터 저압력 구역으로 누출이 발생하고, 이것은 송풍기 효율을 떨어뜨린다. 재생 송풍기 기술에서의 이러한 단점과 다른 단점을 고려해 볼 때, 당해 기술에서 계속적인 개량이 이루어지는 것은 명백하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 굴곡부가 있는 비접촉식 임펠러 대 하우징 시일 조립체를 가진 재생 송풍기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 원리에 따르면, 재생 송풍기는 회전축에 대해서 회전가능한 임펠러와, 상기 임펠러를 둘러싸고 있는 환형 하우징 조립체를 포함하고 있다. 상기 환형 하우징 조립체는 유체용 환형 유동 채널, 유체를 상기 환형 유동 채널로 들어가게 하는 유입구, 그리고 유체를 상기 환형 유동 채널로부터 배출시키는 배출구, 상기 유입구에 인접해 있는 상기 환형 유동 채널의 저유압 구역, 그리고 상기 배출구에 인접해 있는 상기 환형 유동 채널의 대향하는 고유압 구역을 가지고 있다. 상기 환형 유동 채널과 상기 임펠러의 회전축 사이에 배치된 상기 임펠러와 상기 환형 하우징 조립체의 대향하는 동심형 표면 윤곽은 비접촉식으로 상호작용하여 상기 환형 유동 채널의 고유압 구역으로부터 상기 환형 유동 채널의 저유압 구역까지 상기 임펠러와 상기 환형 하우징 조립체의 사이에 대향하는 동심형 유체 경로를 형성한다. 상기 대향하는 동심형 유체 경로는 상기 환형 유동 채널의 고유압 구역으로부터 상기 환형 유동 채널의 저유압 구역으로 유체가 유동하는 것을 제한하도록 굴곡되어 있다. 상기 대향하는 동심형 표면 윤곽과, 상기 대향하는 동심형 표면 윤곽에 의해 상기 대향하는 동심형 표면 윤곽의 사이에 형성된 상기 대향하는 동심형 유체 경로는 연속적이다. 게다가, 상기 대향하는 동심형 유체 경로는 서로 거울상이다. 상기 대향하는 동심형 유체 경로는 각각 상기 환형 유동 채널의 고유압 구역으로부터 저유압 구역까지 두 방향으로 뻗어 있고, 상기 두 방향은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 각도를 이루어 교차하는 상이한 제2 방향을 포함하고 있다. 상기 제1 방향은 임펠러의 회전축에 대해 대체로 수직인 가로 방향이고, 상기 제2 방향은 임펠러의 회전축에 대해 대체로 평행한 세로 방향이고, 상기 각도는 대체로 직각이다. 상기 대향하는 동심형 유체 경로의 각각은 바람직하게는 적어도 한 번 더 상기 두 방향으로 뻗어 있다. 임펠러와 환형 하우징 조립체의 상기 대향하는 동심형 표면 윤곽은 돌출부와 상보적인 홈의 대향하는 동심형 링으로 이루어져 있다.

본 발명의 원리에 따르면, 재생 송풍기는 회전축에 대해서 회전가능한 임펠러와, 상기 임펠러를 둘러싸고 있는 환형 하우징 조립체를 포함하고 있다. 상기 환형 하우징 조립체는 유체용 환형 유동 채널, 유체를 상기 환형 유동 채널로 들어가게 하는 유입구, 그리고 유체를 상기 환형 유동 채널로부터 배출시키는 배출구, 상기 유입구에 인접해 있는 상기 환형 유동 채널의 저유압 구역, 그리고 상기 배출구에 인접해 있는 상기 환형 유동 채널의 대향하는 고유압 구역을 가지고 있다. 본 실시예에서는, 상기 환형 유동 채널과 상기 임펠러의 회전축 사이에 배치된 상기 임펠러와 상기 환형 하우징 조립체의 대향하는 동심형의 비접촉식으로 맞물린 링이 상기 환형 유동 채널의 고유압 구역으로부터 상기 환형 유동 채널의 저유압 구역까지 상기 임펠러와 상기 환형 하우징 조립체의 사이에 대향하는 동심형 유체 경로를 형성한다. 상기 대향하는 동심형 유체 경로는 상기 환형 유동 채널의 고유압 구역으로부터 상기 환형 유동 채널의 저유압 구역으로 유체가 유동하는 것을 제한하도록 굴곡되어 있다. 상기 대향하는 동심형 유체 경로는 서로 거울상이다. 상기 대향하는 동심형 유체 경로는 각각 상기 환형 유동 채널의 고유압 구역으로부터 저유압 구역까지 두 방향으로 뻗어 있고, 상기 두 방향은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 각도를 이루어 교차하는 상이한 제2 방향을 포함하고 있다. 상기 제1 방향은 임펠러의 회전축에 대해 대체로 수직인 가로 방향이고, 상기 제2 방향은 임펠러의 회전축에 대해 대체로 평행한 세로 방향이고, 상기 각도는 대체로 직각이다. 상기 대향하는 동심형 유체 경로의 각각은 적어도 한 번 더 상기 두 방향으로 뻗어 있다.

도 1은 본 발명의 원리에 따라 구성되고 배치되어 있으며, 임펠러, 환형 하우징 조립체, 그리고 상기 하우징 조립체의 환형 유동 채널의 고유압 구역으로부터 상기 하우징 조립체의 환형 유동 채널의 저유압 구역으로 유체가 유동하는 것을 제한하기 위해 상기 임펠러와 상기 환형 하우징 조립체에 형성된 굴곡부가 있는 비접촉식 임펠러 대 하우징 시일 조립체를 포함하고 있는 재생 송풍기의 분해 사시도이고;
도 2는 도 1의 하우징 조립체의 하부 부분과 임펠러의 평면도로서, 임펠러가 하우징 조립체의 하부 부분에 부착된 것을 나타내고 있고;
도 3은 조립된 상태로 도시된 도 1의 재생 송풍기의 종단면 사시도이고;
도 4는 도 3의 실시례의 단면의 정면도이고;
도 5는 도 1의 환형 하우징 조립체의 환형 유동 채널의 고유압 구역에서 임펠러와 환형 하우징 조립체 사이에 형성된 대향하는 유체 경로를 나타내는 매우 개략적으로 도시된 확대 부분 종단면도이고; 그리고
도 6은 도 5와 유사한 도면으로서, 환형 하우징 조립체의 환형 유동 채널의 저유압 구역에서 임펠러와 환형 하우징 조립체 사이에 형성된 대향하는 유체 경로를 나타내는 확대 부분 종단면도이다.

이하에서 도면을 참고하면, 여러 도면에 걸쳐서 유사한 참고 문자가 상응하는 요소를 나타내고 있고, 도 1 내지 도 4에 대해 관련 부분을 주목하면, 임펠러(11)와 환형 하우징 조립체(12)를 포함하는 본 발명의 원리에 따라 구성되고 배열된 재생 송풍기(10)가 도시되어 있다. 당해 기술 분야에서 잘 알려져 있는 것과 같이, 임펠러(11)는 회전축(A)에 대해서 회전가능하고, 환형 하우징 조립체(12)는 임펠러(11)를 둘러싸고 있다. 환형 하우징 조립체(12)는 상부 부분(20) 및 대향하는 하부 부분(21)으로 이루어져 있고, 이 상부 부분(20)과 하부 부분(21)은 임펠러(11)를 둘러싸기 위해 서로 결합되어 있다. 상부 부분(20)과 하부 부분(21)은, 당해 기술 분야에서 잘 알려져 있는 바와 같이, 너트와 볼트형 파스너와 같은 파스너(도시되어 있지 않음)에 의해 서로 견고하게 부착되어 있다. 환형 하우징 조립체(12)에는 유체, 다시 말해서, 공기 또는 다른 기체와 같은 기체상태의 유체용 통상적인 환형 유동 채널(24), 상기 유체를 환형 유동 채널(24)로 들어가게 하는 유입구(25), 그리고 상기 유체를 환형 유동 채널(24)로부터 배출시키는 배출구(26)가 형성되어 있고, 이러한 구성도 당해 기술 분야에서 잘 알려져 있다.

임펠러(11)는 환형 하우징 조립체(12)의 하부 부분(21)의 중심부에 있는 구멍(31)을 통과하는 모터 샤프트(30)에 직접 장착되어 있다. 모터 샤프트(30)는 전기 모터(도시되어 있지 않음)에 의해 회전하도록 구동되고, 이에 따라, 유체를 유입구(25)로부터 배출구(26)까지 상기 환형 유동 채널(24)을 통하여 구동시키기 위해 도 2의 아치형 화살표(B)의 방향으로 임펠러(11)에 회전을 부여한다. 모터 샤프트(30)는 임펠러(11)를 통상적이며 잘 알려진 범위인 분당 약 2900-3500회의 회전수와 같은, 선택된 속력으로 회전시킨다. 임펠러(11)는 자신의 둘레부에 형성된 다수의 종래의 블레이드(40)를 가지고 있다. 임펠러(11)는 회전축(A)으로부터 채널(24) 내에 있는 다수의 블레이드(40)까지 반경방향 바깥쪽으로 뻗어 있다. 블레이드(40)의 갯수, 크기 및 각도는 송풍기(10)의 공압 성능 특성(pneumatic performance characteristics)을 정하도록 선택된다. 임펠러(11)는 하우징 조립체(12) 내에서 회전축(A)에 대해서 스핀하거나 다른 방식으로 회전한다. 도 2의 화살표 B의 방향으로 임펠러(11)는 회전하고, 블레이드(40)는 상기 채널(24)을 통하여 회전하고, 이로 인해 공기 또는 다른 기체와 같은 기체상태의 유체로 한정된 유체를 유입구(25)로부터 배출구(26)까지 채널(24)을 통하여 이동시킨다. 상기 유체가 유입구(25)로부터 배출구(26)까지 채널(24)을 통과함에 따라 상기 유체는 점점 가압되는데, 배출구(26)를 통하여 배출되는 가스는 유입구(25)를 통하여 채널(24)로 진입하는 유체의 압력보다 상대적으로 더 높은 압력하에 있다. 따라서 상기 유체는 유입구(25)에 인접해 있는 채널의 저유압 구역(50)으로부터 배출구(26)에 인접해 있는 채널의 비교적 고유압 구역(51)까지 채널(24)을 통하여 이동한다. 유입구(25)의 근처에 있거나 인접해 있는 채널(24)의 흡입 구역은 송풍기(10)의 저유압 구역(50)이고, 배출구(26)의 근처에 있거나 인접해 있는 채널(24)의 배출 구역은 송풍기(10)의 고유압 구역(51)이다. 스핀하는/회전하는 임펠러(11)에 의해 유체가 유입구(25)로부터 배출구(26)까지 채널(24)을 통하여 이송될 때, 유체는 임펠러(11)의 둘레부에 있는 각각의 블레이드(40) 사이에 포획되어 바깥쪽 및 앞쪽으로 채널(24) 속으로 밀어넣어진 다음 각각의 블레이드(40)의 기저부로 되돌아온다. 이러한 과정은 임펠러(11)가 스핀할 때 계속 반복되고, 이러한 재생(regeneration)이 송풍기의 압력/진공 능력을 부여하는 것이다. 그런 식으로, 송풍기(10)는 단계식 왕복 압축기(staged reciprocal compressor)와 같이 작동하고, 각각의 블레이드 대 블레이드의 재생 단계는 1.2 내지 1.4 psig(pounds per square inch gauge)와 같은 단지 약간의 압력 증가를 초래하지만, 유입구(25)로부터 배출구(26)까지 채널(24)을 통한 약간의 압력 증가의 총합은 대략 3 psig와 같은 비교적 높은 연속적인 작동 압력을 발생시킬 수 있다. 만약에 있다하더라도, 유지보수를 거의 요하지 않도록 임펠러(11)는 하우징 조립체(12)와 접촉하지 않으므로, 임펠러는 마모되지 않는다. 자동 윤활 베어링(도시되어 있지 않음)만이 마모성 부품이다.

송풍기(10)는, 유체가 유입구(25)로부터 배출구(26)까지 채널(24)을 통하여 단 한번만 이동하는, 대체로 종래의 일단 재생 송풍기(single-stage regenerative blower)를 나타내고 있다. 아래에 논의된 송풍기(10)의 개량사항을 제외하면, 송풍기(10)의 통상적인 상세한 내용은 당업자가 용이하게 떠올릴 수 있을 것이므로 설명하지 않는다.

작동하는 동안, 채널(24) 내의 유체는 임펠러(11)와 환형 하우징 조립체(12)의 사이에서 채널(24)의 고유압 구역(51)으로부터 채널(24)의 저유압 구역(50)으로 도 2 내지 도 4에 표시된 화살표 C의 방향으로 누출되기 쉽고, 이것은 송풍기(20)의 작동 효율을 낮출 수 있다. 화살표 C의 방향으로의 유체 누출은 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 임펠러(11)의 회전축(A)의 구역을 가로질러서 횡단한다. 화살표 C의 방향으로 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 유체가 누출되는 경향은 송풍기(20)가 작동하는 동안 송풍기(20)의 내부 공간을 가로지르는 압력 차이의 함수이다.

송풍기(10)에서의 이러한 유체 누출 문제를 해결하기 위해서 본 발명의 원리에 따르면 송풍기(10)의 작동 효율을 유지하기 위해서, 송풍기(10)는 화살표 C의 방향으로와 같이, 채널(24)의 고유압 구역(51)으로부터 채널(24)의 저유압 구역(50)으로 유체가 유동하는 것을 제한하기 위해 임펠러(11)와 환형 하우징 조립체(12)에 형성된 굴곡부가 있는 비접촉식 임펠러 대 하우징 시일 조립체(60)를 가지는 형태로 형성되어 있다. 이러한 시일 조립체는, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 채널(24)의 고유압 구역(51)으로부터 채널(24)의 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향으로 뻗어 있는, 임펠러(11)와 환형 하우징 조립체(12)의 사이에 도 4 내지 도 6에서 대체로 참고번호 61과 62로 각각 표시된 대향하는 동심형 유체 경로를 형성한다. 본 발명에 따르면, 대향하는 동심형 유체 경로(61, 62)는, 채널(24)의 고유압 구역(51) 및 채널(24)의 저유압 구역(50)에서, 채널(24)의 고유압 구역(51)으로부터 채널(24)의 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향으로 유체가 유동하는 것을 제한하도록 굴곡부가 형성되어 있다.

임펠러(11)는, 도 1 내지 도 5에서 참고번호 70으로 표시된, 환형 중앙부 또는 허리부를 가지고 있다. 허리부(70)는, 도 1 내지 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 임펠러(11)의 회전축(A)과 임펠러(11)의 둘레부에 형성된 블레이드(40)의 사이에 배치되어 있고, 허리부(70)는 임펠러(11)의 회전축(A)에 대해 동심형이다. 허리부(70)는 환형 하우징 조립체(12)의 상부 부분(20)의 내측(20A)쪽으로 위쪽으로 향하는 상부측 또는 정상부측(71)과, 환형 하우징 조립체(12)의 하부 부분(21)의 내측(21A)쪽으로 아래쪽으로 향하는 대향하는 하부측 또는 바닥부측(72)을 가지고 있다.

도 3 내지 도 5를 관찰하면, 허리부(70)의 상부측(71)과 환형 하우징 조립체(12)의 상부 부분(20)의 대향하는 내측(20A)은 대체로 참고번호 80과 81로 각각 표시된 대향하는 동심형 표면 윤곽을 가지고 있다. 표면 윤곽(80)과 표면 윤곽(81)은 각각 임펠러(11)와 상부 부분(20)의 기계 부분(machine part)이다. 표면 윤곽(80)과 표면 윤곽(81)은 정반대로 대향하고 있고 연속적이고 링형상이며, 임펠러(11)의 회전축(A)에 대해 동심형이고, 한편으로는, 채널(24) 및 채널(24)에 가압된 블레이드(40)와, 다른 한편으로는, 임펠러(11)의 회전축(A)의 사이에 배치되어 있다. 표면 윤곽(80)과 표면 윤곽(81)은 임펠러(11)의 허리부(70)의 상부측(71)과 환형 하우징 조립체(12)의 상부 부분(20)의 내측(20A) 사이에 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(51)으로 송풍기(20)를 횡방향으로 가로질러서 화살표 C의 방향으로 채널(24)의 고유압 구역(51)으로부터 채널(24)의 저유압 구역(50)으로 뻗어 있는 동심형 유체 경로(61)(도 4 내지 도 6 참고)를 형성하기 위해 물리적으로 서로 접촉하지 않는 것을 의미하는 비접촉식 상호작용을 한다.

허리부(70)의 하부측(72)과 환형 하우징 조립체(12)의 하부 부분(21)의 대향하는 내측(21A)은 대체로 참고번호 90과 91로 각각 표시된 대향하는 동심형 표면 윤곽을 가지고 있다. 표면 윤곽(90)과 표면 윤곽(91)은 각각 임펠러(11)와 하부 부분(21)의 기계 부분이다. 표면 윤곽(90) 및 표면 윤곽(91)은 정반대로 대향하고 있는 표면 윤곽(80) 및 표면 윤곽(81)과 정반대로 대향하고 있고 연속적이고 링형상이며, 임펠러(11)의 회전축(A)에 대해 동심형이고, 한편으로는, 채널(24) 및 채널(24)에 가압된 블레이드(40)와, 다른 한편으로는, 임펠러(11)의 회전축(A)의 사이에 배치되어 있다. 표면 윤곽(90)과 표면 윤곽(91)은 임펠러(11)의 허리부(70)의 하부측(72)과 환형 하우징 조립체(12)의 하부 부분(21)의 내측(21A) 사이에 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(51)으로 송풍기(20)를 횡방향으로 가로질러서 화살표 C의 방향으로 채널(24)의 고유압 구역(51)으로부터 채널(24)의 저유압 구역(50)으로 뻗어 있는 동심형 유체 경로(62)(도 4 내지 도 6 참고)를 형성하기 위해 물리적으로 서로 접촉하지 않는 것을 의미하는 비접촉식 상호작용을 한다. 표면 윤곽(80)과 표면 윤곽(81)의 사이와 표면 윤곽(90)과 표면 윤곽(91)의 사이의 비접촉식 상호작용은 임펠러(11)가 제한을 받지 않고 자유롭게 스핀할 수 있게 해 준다.

동심형 유체 경로(61, 62)은 서로 대향하고 있고, 중단되어 있지 않으므로 연속적이며, 임펠러(11)의 회전축(A)을 연속적으로 둘러싸는 링 또는 링 경로이고, 유체가 채널(24)의 고유압 구역(51)으로부터 채널(24)의 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향으로 유동하는 것을 제한하기 위해 각각 굴곡부가 형성되어 있다. 동심형 유체 경로(61, 62)는 유체 유동에 대한 저항을 제공하기 위해서 동심형 유체 경로(61, 62)가 채널(24)의 고유압 구역(51)으로부터 채널(24)의 저유압 구역(50)으로 향하는 방향에 있어서 상이한 방향과 각도로 뻗어서 채널(24)의 고유압 구역(51)으로부터 채널(24)의 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향으로 유체 유동에 대한 저항을 유발하도록 굴곡부가 있는 형태 또는 다른 복잡한 형태로 되어 있다.

본 실시예에서, 임펠러(11)와 환형 하우징 조립체(12)의 대향하는 동심형 표면 윤곽(80)과 표면 윤곽(81)은 각각, 대향하는 동심형 유체 경로(61, 62)를 형성하기 위해 비접촉식 상호작용을 하는, 채널(24)과 임펠러(11)의 회전의 회전축(A) 사이에 배치된 임펠러(11)와 환형 하우징 조립체(12)의 대향하는 동심형 부분 또는 구조를 포함하거나 상기 대향하는 동심형 부분 또는 구조에 의해 한정되어 있다. 상기의 동심형 부분은 본 명세서에서 동심형이고 연속적인 환형 돌출부와 상보적인 동심형이고 연속적인 환형 홈의 형태로 된 동심형이고 연속적인 상보적인 수 요소와 암 요소로 이루어져 있다.

도 4 내지 도 5를 관찰하면, 표면 윤곽(80), 표면 윤곽(81), 표면 윤곽(90) 및 표면 윤곽(91)이 도시되어 있다. 임펠러(11)의 표면 윤곽(80)은 임펠러(11)의 회전축(A)에 대해 동심형인 대향하는 환형 돌출부(101, 102)에 의해 분리된 중심 환형 홈(100)에 의해 특징지워지고, 환형 하우징 조립체(12)의 상부 부분(20)의 표면 윤곽(81)은 임펠러(11)의 회전축(A)에 대해 동심형인 대향하는 환형 홈(103)에 의해 분리된 중심 환형 돌출부(110)에 의해 특징지워진다. 표면 윤곽(80)의 중심 환형 홈(100)은 표면 윤곽(81)의 환형 돌출부(110)를 비접촉식으로 수용하고, 표면 윤곽(81)의 환형 홈(111)은 표면 윤곽(80)의 환형 돌출부(101)를 비접촉식으로 수용하고, 표면 윤곽(81)의 환형 홈(112)은 표면 윤곽(80)의 환형 돌출부(102)를 비접촉식으로 수용하고, 이러한 비접촉식 돌출부와 홈의 상호작용은 동심형 유체 경로(61)를 형성한다. 따라서, 도 5에 명확하게 도시되어 있는 바와 같이, 환형 돌출부(101), 환형 돌출부(102) 및 환형 돌출부(110)는 서로 맞물리고, 유체 경로(61)를 형성하고 한정하는 임펠러(11)와 환형 하우징 조립체(12)의 비접촉식으로 맞물린 링을 형성한다.

환형 돌출부(101)와 환형 홈(111) 사이의 비접촉식 상호작용은 표면 윤곽(80)과 표면 윤곽(81) 사이의 가장 안쪽의 비접촉식 상호작용을 형성하고, 환형 돌출부(102)와 환형 홈(112) 사이의 비접촉식 상호작용은 표면 윤곽(80)과 표면 윤곽(81) 사이의 가장 바깥쪽의 비접촉식 상호작용을 형성하고, 그리고 환형 홈(100)과 환형 돌출부(110) 사이의 비접촉식 상호작용은 유체 경로(61)를 형성하기 위해 표면 윤곽(80)과 표면 윤곽(81) 사이의 가장 안쪽의 비접촉식 상호작용과 가장 바깥쪽의 비접촉식 상호작용에 의해 양 측에서 옆에 위치하는 표면 윤곽(80)과 표면 윤곽(81) 사이의 중간의 비접촉식 상호작용을 형성한다.

유체 경로(61)는 채널(24)의 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 상이한 방향으로 뻗어 있다는 점에서 유체 경로(61)에는 굴곡부가 형성되어 있다. 도 5에서와 같이 고유압 구역(51)으로부터, 화살표 C의 방향으로 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)까지의 유체 경로(61)의 상이한 부분이 환형 돌출부(102)와 환형 홈(112) 사이에 가로방향부분(61A)을 포함하고, 환형 돌출부(102)와 환형 돌출부(110) 사이에 각도 θ1으로 가로방향부분(61A)과 교차하는 세로방향부분(61B)을 포함하고 있다. 본 실시예에서, 가로방향부분(61A)은 임펠러(11)의 회전축(A)에 대해 대체로 수직이고, 세로방향부분(61B)은 임펠러(11)의 회전축(A)에 대해 대체로 평행하고, 각도 θ1은 대체로 직각이다. 본 명세서에서 사용되어 있는 "대체로" 라는 표현은 본 명세서에 기술된 발명을 본 발명의 분야의 당업자가 이해할 수 있는 것이라고 보장하기에 적절할 수 있는 작은 차이를 수용하기 위해 사용되어 있다.

표면 윤곽(80)과 표면 윤곽(81) 사이의 가장 바깥쪽의 비접촉식 상호작용과 중간의 비접촉식 상호작용을 따르는 유체 경로(61)의 두 방향은 채널(24)의 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향으로 유체 유동을 제한하는 유체 경로(61)의 굴곡부(convolution)를 형성한다. 유체는 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향으로 유체 경로(61)의 가로방향부분(61A)과 세로방향부분(61B)을 통과하는 경향이 있기 때문에, 유체는 가로방향부분(61A)으로 들어가서 세로방향부분(61B)쪽으로 유동하고, 이때 가로방향부분(61A)과 세로방향부분(61B) 사이에서 각도 θ1을 만나게 되는데, 이것은 유체 유동을 방해하는 장애물이므로 여기서 유체 유동이 방해되고 교란되며, 이것은 가로방향부분(61A)으로부터 세로방향부분(61B)으로의 유체의 유동에 대해 저항을 발생시킨다. 그래서, 각도 θ1으로 교차하는 가로방향부분(61A)과 세로방향부분(61B)의 굴곡부는 유체 경로(61)에 굴곡부를 형성하고, 유체 경로(61)의 이러한 굴곡부가 있는 부분 또는 장애물은 상기한 바와 같이 유체가 유동하는 것을 제한하도록 굴곡되어 있다.

고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향에 있어서의 유체 경로(61)의 추가적인 방향은 환형 홈(100)과 환형 돌출부(110)의 사이에 각도 θ2의 형태인 장애물에서 세로방향부분(61B)과 교차하는 가로방향부분(61C), 환형 돌출부(110)와 환형 돌출부(101)의 사이에 각도 θ3의 형태인 장애물에서 가로방향부분(61C)과 교차하는 세로방향부분(61D), 그리고 환형 돌출부(101)와 환형 홈(111)의 사이에 각도 θ4의 형태인 장애물에서 세로방향부분(61D)과 교차하는 가로방향부분(61E)을 포함하고 있다. 본 실시예에서, 가로방향부분(61C)은 가로방향부분(61A)에 대해 대체로 평행하고 세로방향부분(61B)과 임펠러(11)의 회전축(A)에 대해 대체로 수직이고, 각도 θ2로 형성된 장애물은 대체로 직각이고, 세로방향부분(61D)은 세로방향부분(61B)과 임펠러(11)의 회전축(A)에 대해 대체로 평행하고 가로방향부분(61A)과 가로방향부분(61C)에 대해 대체로 수직이고, 각도 θ3로 형성된 장애물은 대체로 직각이고, 가로방향부분(61E)은 가로방향부분(61C)에 대해 대체로 평행하고, 가로방향부분(61A)에 대해 대체로 일렬로 놓여있고, 세로방향부분(61B, 61C)과 임펠러(11)의 회전축(A)에 대해 대체로 수직이고, 그리고 각도 θ4로 형성된 장애물은 대체로 직각이다. 각도 θ1과 각도 θ2는 세로방향부분(61A)의 대향하는 측면에 대해 엇각(alternate interior angle)이고, 각도 θ2와 각도 θ3는 가로방향부분(61C)의 동일 측면에 대해 대향하는 내각(interior angle)이고, 그리고 각도 θ3과 각도 θ4는 세로방향부분(61D)의 대향하는 측면에 대해 엇각이다. 본 명세서에서 사용되어 있는 "대체로" 라는 표현은 본 명세서에 기술된 발명을 본 발명의 분야의 당업자가 이해할 수 있는 것이라고 보장하기에 적절할 수 있는 작은 차이를 수용하기 위해 사용되어 있다.

표면 윤곽(80)과 표면 윤곽(81) 사이의 가장 바깥쪽의 비접촉식 상호작용과 중간의 비접촉식 상호작용에 의해 세로방향부분(61B)과 가로방향부분(61C)의 사이에 형성된 유체 경로(61)의 추가적인 방향, 표면 윤곽(80)과 표면 윤곽(81) 사이의 중간의 비접촉식 상호작용과 가장 안쪽의 비접촉식 상호작용에 의해 세로방향부분(61D)과 가로방향부분(61C)의 사이에 형성된 유체 경로(61)의 추가적인 방향, 그리고 표면 윤곽(80)과 표면 윤곽(81) 사이의 중간의 비접촉식 상호작용과 가장 안쪽의 비접촉식 상호작용에 의해 가로방향부분(61E)과 세로방향부분(61D)의 사이에 형성된 유체 경로(61)의 추가적인 방향은 채널(24)의 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향으로의 유체 유동을 각각 제한하는 유체 경로(61)의 추가적인 연속된 굴곡부를 형성한다.

유체는 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향으로 더 멀리 유체 경로(61)의 세로방향부분(61B)과 가로방향부분(61C)을 통과하는 경향이 있을 수 있기 때문에, 유체는 세로방향부분(61B)으로 들어가서 가로방향부분(61C)쪽으로 유동할 수 있고, 이때 세로방향부분(61B)과 가로방향부분(61C) 사이에서 각도 θ2를 만나게 되는데, 이것은 유체 유동을 방해하는 장애물이므로 여기서 유체 유동이 추가적으로 방해되고 교란되며, 이것은 세로방향부분(61B)으로부터 가로방향부분(61C)으로의 유체의 유동에 대한 추가적인 저항을 발생시킨다. 그래서, 각도 θ2로 교차하는 세로방향부분(61B)과 가로방향부분(61C)의 굴곡부는 유체 경로(61)에 다른 굴곡부를 형성하고, 유체 경로(61)의 이러한 굴곡부가 있는 부분 또는 장애물은 상기한 바와 같이 유체가 유동하는 것을 제한하도록 굴곡되어 있다.

유체는 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향으로 더욱 더 멀리 유체 경로(61)의 가로방향부분(61C)과 세로방향부분(61D)을 통과하는 경향이 있을 수 있기 때문에, 유체는 가로방향부분(61C)으로 들어가서 세로방향부분(61D)쪽으로 유동할 수 있고, 이때 가로방향부분(61C)과 세로방향부분(61D) 사이에서 각도 θ3를 만나게 되는데, 이것은 유체 유동을 방해하는 장애물이므로 여기서 유체 유동이 또 다시 방해되고 교란되며, 이것은 가로방향부분(61C)으로부터 세로방향부분(61D)으로의 유체의 유동에 대한 추가적인 저항 층(layer)을 더 발생시킨다. 그래서, 각도 θ3로 교차하는 가로방향부분(61C)과 세로방향부분(61D)의 굴곡부는 유체 경로(61)에 또 다른 굴곡부를 형성하고, 유체 경로(61)의 이러한 굴곡부가 있는 부분 또는 장애물은 상기한 바와 같이 유체가 유동하는 것을 제한하도록 굴곡되어 있다.

유체는 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향으로 더욱 더 멀리 유체 경로(61)의 세로방향부분(61D)과 가로방향부분(61E)을 통과하는 경향이 있을 수 있기 때문에, 유체는 세로방향부분(61D)으로 들어가서 가로방향부분(61E)쪽으로 유동할 수 있고, 이때 세로방향부분(61D)과 가로방향부분(61E) 사이에서 각도 θ4를 만나게 되는데, 이것은 유체 유동을 방해하는 장애물이므로 여기서 유체 유동이 더욱 더 추가적으로 방해되고 교란되며, 이것은 세로방향부분(61D)으로부터 가로방향부분(61E)으로의 유체의 유동에 대한 추가적인 저항을 더욱 더 발생시킨다. 그래서, 각도 θ4로 교차하는 세로방향부분(61D)과 가로방향부분(61E)의 추가적인 굴곡부는 유체 경로(61)에 또 다른 굴곡부를 형성하고, 유체 경로(61)의 이러한 굴곡부가 있는 부분 또는 장애물은 상기한 바와 같이 유체가 유동하는 것을 제한하도록 굴곡되어 있다.

그래서, 상기한 장애물 또는 굴곡부, 다시 말해서 각도 θ1으로 교차하는 가로방향부분(61A)과 세로방향부분(61B)에 의해 제공된 장애물/굴곡부, 각도 θ2로 교차하는 세로방향부분(61B)과 가로방향부분(61C)에 의해 제공된 장애물/굴곡부, 각도 θ3으로 교차하는 가로방향부분(61C)과 세로방향부분(61D)에 의해 제공된 장애물/굴곡부, 그리고 각도 θ4로 교차하는 세로방향부분(61D)과 가로방향부분(61E)에 의해 제공된 장애물/굴곡부에 의해 형성된 유체 경로(61)의 굴곡부가 있는 형태의 특성은 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향에 있어서 고유압 구역(51)에서 유체 유동에 대한 저항을 제공한다. 각각 설명한 유체 경로(61)의 굴곡부가 있는 부분 또는 장애물은 유체가 유동하는 것을 제한하도록 굴곡되어 있고, 본 발명의 원리에 따라, 상기한 유체 경로(61)의 굴곡부가 있는 부분 또는 장애물의 전부가 함께 협력하여 유체 경로(61)를 유체가 유동하는 것을 제한하도록 굴곡부가 있는 형태로 만든다.

본 실시예에서는, 유체 경로(61)의 가로방향부분(61A), 가로방향부분(61C) 및 가로방향부분(61E)은 길이가 동일하고, 세로방향부분(61B)과 세로방향부분(61D)은 길이가 동일하고, 그리고 이들 가로방향부분과 세로방향부분들은 협력하여, 도시되어 있는 바와 같이, 체커판 가장자리 형상(checkerboard edge-shaped)의 유체 경로를 형성한다. 상기 가로방향부분과 세로방향부분들의 길이는, 필요에 따라, 어느 정도 변경될 수 있다.

임펠러(11)의 표면 윤곽(90)은 임펠러(11)의 표면 윤곽(80)과 동일하고 임펠러(11)의 표면 윤곽(80)의 반대쪽에 있는 거울상(mirror image)이고 임펠러(11)의 표면 윤곽(80)과 동일하게 기능하며, 그리고 하부 부분(21)의 표면 윤곽(91)은 상부 부분(20)의 표면 윤곽(81)과 동일하고 상부 부분(20)의 표면 윤곽(81)의 거울상이고 상부 부분(20)의 표면 윤곽(81)과 동일하게 기능한다. 상기와 같이, 표면 윤곽(80)과 표면 윤곽(81)의 부분들을 기술하기 위해 사용된 동일한 참고 문자는 표면 윤곽(90)과 표면 윤곽(91)의 공통 부분들을 기술하기 위해 아래에 사용되어 있다.

표면 윤곽(80) 및 표면 윤곽(81)과 마찬가지로, 임펠러(11)의 표면 윤곽(90)은 임펠러(11)의 회전축(A)에 대해 동심형인 대향하는 환형 돌출부(101, 102)에 의해 분리된 중심 환형 홈(100)에 의해 특징지워지고, 환형 하우징 조립체(12)의 하부 부분(21)의 표면 윤곽(91)은 환형 하우징 조립체(12)의 상부 부분(20)의 표면 윤곽(81)은 임펠러(11)의 회전축(A)에 대해 동심형인 대향하는 환형 홈(103)에 의해 분리된 중심 환형 돌출부(110)에 의해 특징지워진다. 표면 윤곽(90)의 중심 환형 홈(100)은 표면 윤곽(91)의 환형 돌출부(110)를 비접촉식으로 수용하고, 표면 윤곽(91)의 환형 홈(111)은 표면 윤곽(90)의 환형 돌출부(101)를 비접촉식으로 수용하고, 표면 윤곽(91)의 환형 홈(112)은 표면 윤곽(90)의 환형 돌출부(102)를 비접촉식으로 수용하고, 이러한 비접촉식 돌출부와 홈의 상호작용은 동심형 유체 경로(62)를 형성한다. 따라서, 도 5에 명확하게 도시되어 있는 바와 같이, 환형 돌출부(101), 환형 돌출부(102) 및 환형 돌출부(110)는 서로 맞물리고, 유체 경로(62)를 형성하고 한정하는 임펠러(11)와 환형 하우징 조립체(12)의 비접촉식으로 맞물린 링을 형성한다.

환형 돌출부(101)와 환형 홈(111) 사이의 비접촉식 상호작용은 표면 윤곽(90)과 표면 윤곽(91) 사이의 가장 안쪽의 비접촉식 상호작용을 형성하고, 환형 돌출부(102)와 환형 홈(112) 사이의 비접촉식 상호작용은 표면 윤곽(90)과 표면 윤곽(91) 사이의 가장 바깥쪽의 비접촉식 상호작용을 형성하고, 그리고 환형 홈(100)과 환형 돌출부(110) 사이의 비접촉식 상호작용은 유체 경로(62)를 형성하기 위해 표면 윤곽(90)과 표면 윤곽(91) 사이의 가장 안쪽의 비접촉식 상호작용과 가장 바깥쪽의 비접촉식 상호작용에 의해 양 측에서 옆에 위치하는 표면 윤곽(90)과 표면 윤곽(91) 사이의 중간의 비접촉식 상호작용을 형성한다.

유체 경로(62)는 채널(24)의 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 상이한 방향으로 뻗어 있다는 점에서 유체 경로(62)는 굴곡되어 있다. 도 5에서와 같이 고유압 구역(51)으로부터, 화살표 C의 방향으로 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)까지의 유체 경로(61)의 상이한 부분이 환형 돌출부(102)와 환형 홈(112) 사이에 가로방향부분(61A)을 포함하고, 환형 돌출부(102)와 환형 돌출부(110) 사이에 각도 θ1으로 가로방향부분(61A)과 교차하는 세로방향부분(61B)을 포함하고 있다. 본 실시예에서, 가로방향부분(61A)은 임펠러(11)의 회전축(A)에 대해 대체로 수직이고, 세로방향부분(61B)은 임펠러(11)의 회전축(A)에 대해 대체로 평행하고, 각도 θ1은 대체로 직각이다. 본 명세서에서 사용되어 있는 "대체로" 라는 표현은 본 명세서에 기술된 발명을 본 발명의 분야의 당업자가 이해할 수 있는 것이라고 보장하기에 적절할 수 있는 작은 차이를 수용하기 위해 사용되어 있다.

표면 윤곽(90)과 표면 윤곽(91) 사이의 가장 바깥쪽의 비접촉식 상호작용과 중간의 비접촉식 상호작용을 따르는 유체 경로(62)의 두 방향은 채널(24)의 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향으로 유체 유동을 제한하는 유체 경로(61)의 굴곡부를 형성한다. 유체는 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향으로 유체 경로(62)의 가로방향부분(61A)과 세로방향부분(61B)을 통과하는 경향이 있기 때문에, 유체는 가로방향부분(61A)으로 들어가서 세로방향부분(61B)쪽으로 유동하고, 이때 가로방향부분(61A)과 세로방향부분(61B) 사이에서 각도 θ1을 만나게 되는데, 이것은 유체 유동을 방해하는 장애물이므로 여기서 유체 유동이 방해되고 교란되며, 이것은 가로방향부분(61A)으로부터 세로방향부분(61B)으로의 유체의 유동에 대해 저항을 발생시킨다. 그래서, 각도 θ1으로 교차하는 가로방향부분(61A)과 세로방향부분(61B)의 굴곡부는 유체 경로(62)에 굴곡부를 형성하고, 유체 경로(62)의 이러한 굴곡부가 있는 부분 또는 장애물은 상기한 바와 같이 유체가 유동하는 것을 제한하도록 굴곡되어 있다.

고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향에 있어서의 유체 경로(62)의 추가적인 방향은 환형 홈(100)과 환형 돌출부(110)의 사이에 각도 θ2의 형태인 장애물에서 세로방향부분(61B)과 교차하는 가로방향부분(61C), 환형 돌출부(110)와 환형 돌출부(101)의 사이에 각도 θ3의 형태인 장애물에서 가로방향부분(61C)과 교차하는 세로방향부분(61D), 그리고 환형 돌출부(101)와 환형 홈(111)의 사이에 각도 θ4의 형태인 장애물에서 세로방향부분(61D)과 교차하는 가로방향부분(61E)을 포함하고 있다. 본 실시예에서, 가로방향부분(61C)은 가로방향부분(61A)에 대해 대체로 평행하고 세로방향부분(61B)과 임펠러(11)의 회전축(A)에 대해 대체로 수직이고, 각도 θ2는 대체로 직각이고, 세로방향부분(61D)은 세로방향부분(61B)과 임펠러(11)의 회전축(A)에 대해 대체로 평행하고 가로방향부분(61A)과 가로방향부분(61C)에 대해 대체로 수직이고, 각도 θ3는 대체로 직각이고, 가로방향부분(61E)은 가로방향부분(61C)에 대해 대체로 평행하고, 가로방향부분(61A)에 대해 대체로 일렬로 놓여있고, 세로방향부분(61B, 61C)과 임펠러(11)의 회전축(A)에 대해 대체로 수직이고, 그리고 각도 θ4는 대체로 직각이다. 본 명세서에서 사용되어 있는 "대체로" 라는 표현은 본 명세서에 기술된 발명을 본 발명의 분야의 당업자가 이해할 수 있는 것이라고 보장하기에 적절할 수 있는 작은 차이를 수용하기 위해 사용되어 있다.

표면 윤곽(90)과 표면 윤곽(91) 사이의 가장 바깥쪽의 비접촉식 상호작용과 중간의 비접촉식 상호작용에 의해 세로방향부분(61B)과 가로방향부분(61C)의 사이에 형성된 유체 경로(62)의 추가적인 방향, 표면 윤곽(90)과 표면 윤곽(91) 사이의 중간의 비접촉식 상호작용과 가장 안쪽의 비접촉식 상호작용에 의해 세로방향부분(61D)과 가로방향부분(61C)의 사이에 형성된 유체 경로(62)의 추가적인 방향, 그리고 표면 윤곽(90)과 표면 윤곽(91) 사이의 중간의 비접촉식 상호작용과 가장 안쪽의 비접촉식 상호작용에 의해 가로방향부분(61E)과 세로방향부분(61D)의 사이에 형성된 유체 경로(21)의 추가적인 방향은 채널(24)의 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향으로의 유체 유동을 제한하는 유체 경로(62)의 추가적인 연속된 굴곡부를 형성한다.

유체는 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향으로 더 멀리 유체 경로(62)의 세로방향부분(61B)과 가로방향부분(61C)을 통과하는 경향이 있을 수 있기 때문에, 유체는 세로방향부분(61B)으로 들어가서 가로방향부분(61C)쪽으로 유동할 수 있고, 이때 세로방향부분(61B)과 가로방향부분(61C) 사이에서 각도 θ2를 만나게 되는데, 이것은 유체 유동을 방해하는 장애물이므로 여기서 유체 유동이 추가적으로 방해되고 교란되며, 이것은 세로방향부분(61B)으로부터 가로방향부분(61C)으로의 유체의 유동에 대한 추가적인 저항을 발생시킨다. 그래서, 각도 θ2로 교차하는 세로방향부분(61B)과 가로방향부분(61C)의 굴곡부는 유체 경로(62)에 다른 굴곡부를 형성하고, 유체 경로(62)의 이러한 굴곡부가 있는 부분 또는 장애물은 상기한 바와 같이 유체가 유동하는 것을 제한하도록 굴곡되어 있다.

유체는 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향으로 더욱 더 멀리 유체 경로(62)의 가로방향부분(61C)과 세로방향부분(61D)을 통과하는 경향이 있을 수 있기 때문에, 유체는 가로방향부분(61C)으로 들어가서 세로방향부분(61D)쪽으로 유동할 수 있고, 이때 가로방향부분(61C)과 세로방향부분(61D) 사이에서 각도 θ3를 만나게 되는데, 이것은 유체 유동을 방해하는 장애물이므로 여기서 유체 유동이 또 다시 방해되고 교란되며, 이것은 가로방향부분(61C)으로부터 세로방향부분(61D)으로의 유체의 유동에 대한 추가적인 저항 층을 더 발생시킨다. 그래서, 각도 θ3로 교차하는 가로방향부분(61C)과 세로방향부분(61D)의 굴곡부는 유체 경로(62)에 또 다른 굴곡부를 형성하고, 유체 경로(62)의 이러한 굴곡부가 있는 부분 또는 장애물은 상기한 바와 같이 유체가 유동하는 것을 제한하도록 굴곡되어 있다.

유체는 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향으로 더욱 더 멀리 유체 경로(62)의 세로방향부분(61D)과 가로방향부분(61E)을 통과하는 경향이 있을 수 있기 때문에, 유체는 세로방향부분(61D)으로 들어가서 가로방향부분(61E)쪽으로 유동할 수 있고, 이때 세로방향부분(61D)과 가로방향부분(61E) 사이에서 각도 θ4를 만나게 되는데, 이것은 유체 유동을 방해하는 장애물이므로 여기서 유체 유동이 더욱 더 추가적으로 방해되고 교란되며, 이것은 세로방향부분(61D)으로부터 가로방향부분(61E)으로의 유체의 유동에 대한 추가적인 저항을 더욱 더 발생시킨다. 그래서, 각도 θ4로 교차하는 세로방향부분(61D)과 가로방향부분(61E)의 추가적인 굴곡부는 유체 경로(62)에 또 다른 굴곡부를 형성하고, 유체 경로(62)의 이러한 굴곡부가 있는 부분 또는 장애물은 상기한 바와 같이 유체가 유동하는 것을 제한하도록 굴곡되어 있다.

그래서, 상기한 장애물 또는 굴곡부, 다시 말해서 각도 θ1으로 교차하는 가로방향부분(61A)과 세로방향부분(61B)에 의해 제공된 장애물/굴곡부, 각도 θ2로 교차하는 세로방향부분(61B)과 가로방향부분(61C)에 의해 제공된 장애물/굴곡부, 각도 θ3으로 교차하는 가로방향부분(61C)과 세로방향부분(61D)에 의해 제공된 장애물/굴곡부, 그리고 각도 θ4로 교차하는 세로방향부분(61D)과 가로방향부분(61E)에 의해 제공된 장애물/굴곡부에 의해 형성된 유체 경로(62)의 굴곡부가 있는 형태의 특성은 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)으로 화살표 C의 방향에 있어서 고유압 구역(51)에서 유체 유동에 대한 저항을 제공한다. 각각 설명한 유체 경로(62)의 굴곡부가 있는 부분 또는 장애물은 유체가 유동하는 것을 제한하도록 굴곡되어 있고, 본 발명의 원리에 따라, 상기한 유체 경로(62)의 굴곡부가 있는 부분 또는 장애물의 전부가 함께 협력하여 유체 경로(62)를 유체가 유동하는 것을 제한하도록 굴곡부가 있는 형태로 만든다.

본 실시예에서는, 유체 경로(62)의 가로방향부분(61A), 가로방향부분(61C) 및 가로방향부분(61E)은 길이가 동일하고, 세로방향부분(61B)과 세로방향부분(61D)은 길이가 동일하고, 그리고 이들 가로방향부분과 세로방향부분들은 협력하여, 도시되어 있는 바와 같이, 체커판 가장자리 형상의 유체 경로를 형성한다. 상기 가로방향부분과 세로방향부분들의 길이는, 필요에 따라, 어느 정도 변경될 수 있다. 이러한 바람직한 실시례에서 유체 경로(61)와 유체 경로(62)는 길이가 같다.

예시와 참고상으로, 도 6은 채널(24)의 저유압 구역(50)에서 대향하는 유체 경로(61, 62)를 나타내는 도 5와 유사한 도면이고, 도 5의 참고 문자는 예시와 참고를 위해 도 6에도 표시되어 있다. 이러한 구성에서, 유체 경로(61, 62)의 굴곡부는 상기한 방식으로 채널(24)의 고유압 구역으로부터 저유압 구역으로 화살표 C의 방향으로 유체 유동을 제한하고, 표면 윤곽(80)과 표면 윤곽(81) 그리고 표면 윤곽(90)과 표면 윤곽(91) 사이의 가장 안쪽의 비접촉식 상호작용으로부터 표면 윤곽(80)과 표면 윤곽(81) 그리고 표면 윤곽(90)과 표면 윤곽(91) 사이의 가장 바깥쪽의 비접촉식 상호작용으로 방향이 역전되더라도, 유체 경로(61, 62)의 굴곡부가 유체 경로(61, 62)의 가로방향부분(61E)으로부터 가로방향부분(61A)으로의 유체 유동을 제한한다.

본 개시내용에 따르면, 유체 경로(61, 62)는, 상기한 바와 같이, 유체가 유동하는 것을 제한하도록 굴곡되어 있다. 유체 경로(62)의 굴곡부가 있는 형태의 특성은, 임펠러(11)와 환형 하우징 조립체(12) 사이의 유체 경로(61, 62)의 치수에 있어서, 종래의 재생 송풍기에서 현재 요구되고 있는 것보다 더 느슨한 공차(tolerance), 예를 들면, 대략 1인치의 1000분의 20의 공차를 허용하고, 이로 인해 제조 비용을 낮출 수 있다. 다른 실시례에서는, 필요에 따라, 유체 경로(61, 62)의 치수의 공차가 1인치의 1000분의 20보다 더 작을 수 있다. 상기한 표면 윤곽(80), 표면 윤곽(81), 표면 윤곽(90) 및 표면 윤곽(91)은 유체 경로(61, 62)를 형성하고, 상응하는 방향부분들 사이의 교차 각도를 포함하여, 유체 경로(61, 62)의 상기한 여러 방향부분들에 의해 형성된 굴곡부는 상기한 것과 같이 유체 유동을 제한하는 유체 경로(62)의 굴곡부가 있는 형태의 특성을 한정한다. 표면 윤곽(80), 표면 윤곽(81), 표면 윤곽(90) 및 표면 윤곽(91)에 대해 본 명세서에 개시된 내용과 일치하는 다른 형태의 표면 윤곽 또는 조직(texturing)이 사용될 수 있다. 본 개시내용에 따르면, 유체 경로(61, 62)의 여러 방향부분은 일정한 각도, 바람직하게는 직각으로 교차하는 가로방향부분과 세로방향부분이다. 유체 경로(61, 62)의 굴곡부가 있는 형태의 장애물 및 특성을 제공하기 위해 필요하다면, 예각 및/또는 둔각과 같은, 비스듬한 각도로 교차하는 다른 예각 및/또는 비스듬한 유체 경로의 방향부분들이 사용될 수 있다.

본 개시내용에 따르면, 재생 송풍기(10)는, 화살표 C의 방향과 같이, 채널(24)의 고유압 구역(51)으로부터 채널(24)의 저유압 구역(50)으로, 채널(24)의 고유압 구역(51)과 채널(24)의 저유압 구역(50)에서 임펠러(11)와 환형 하우징 조립체(12)의 사이에서 유체가 유동하는 것을 제한하도록 굴곡되어 있는 유체 경로(61, 62)를 포함하는 환형 하우징 조립체(12)와 임펠러(11)에 형성된 굴곡부가 있는 비접촉식 임펠러 대 하우징 시일 조립체(60)를 포함하고 있다. 유체 경로(61, 62)의 여러 세로방향부분 및 가로방향부분(61A-61E)들은 누출되는 유체를, 본 실시예에서는 각도 θ1, 각도 θ2, 각도 θ3, 및 각도 θ4인, 다양한 각도/장애물을 통하여 여러번 각도를 꺽어서 이동하게 하면서 유체 누출의 경로를 채널(24)의 고유압 구역(51)으로부터 저유압 구역(50)까지 증가시킨다. 본 발명으로부터 벗어나지 않으면서 본 개시내용에 따른 유체 경로(61, 62)로서 기능하도록 하기 위해 다소간의 교차하는 유체 경로와 대응각(corresponding angle)이 유체 경로(61, 62)에 사용될 수 있다. 이와 같이, 본 발명으로부터 벗어나지 않으면서 다른 갯수의 교차하는 유체 경로를 형성하기 위해서, 다른 갯수의 환형 돌출부 및 대응하는 환형 홈, 또는 다른 형태의 동심형이며 연속적인 상보적인 수 요소와 암 요소가 임펠러(11)와 환형 하우징 조립체(12)의 대향하는 동심형 표면 윤곽(80)과 표면 윤곽(81)에 각각 사용될 수 있다. 비록 본 실시예에서는 환형 하우징 조립체(12)가 두 개의 주요 부분, 다시 말해서, 상부 부분(20)과 하부 부분(21)으로 만들어져 있지만, 환형 하우징 조립체는, 필요에 따라, 대향하는 측면 부분 및 두 개 이상의 둘레 부분 사이의 아마도 한 개 이상의 중간 부분을 포함하는 세 개 이상의 부분으로 만들어질 수 있다. 더욱이, 본 실시예에서는 시일 조립체(60)가 일단식 재생 송풍기(single stage regenerative blower) 내에 있는 것으로 개시되어 있지만, 시일 조립체는 본 명세서에 기술되어 있는 것과 동일한 방식으로 다단식 재생 송풍기(multiple stage regenerative blower)에 포함될 수 있다.

본 발명을 바람직한 실시례에 관하여 설명하였다. 그러나, 당업자는 본 발명의 본질과 기술영역을 벗어나지 않고서 상기 실시례에 변경 및 수정이 가해질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 예시의 목적으로 본 명세서에 선택된 실시례에 대한 다양한 변경사항 및 수정사항은 당업자가 용이하게 떠올릴 수 있을 것이다. 이러한 변경사항 및 수정사항은 본 발명의 기술사상으로부터 벗어나지 않는 범위까지, 본 발명의 기술영역 내에 포함된다.

당업자가 본 발명을 이해하고 실시할 수 있도록 본 발명을 상기와 같이 명확하고 간결하게 충분히 설명하였다.

Claims

재생 송풍기로서,
회전축에 대해서 회전가능한 임펠러;
상기 임펠러를 둘러싸고 있으며, 유체용 환형 유동 채널, 유체를 상기 환형 유동 채널로 들어가게 하는 유입구, 그리고 유체를 상기 환형 유동 채널로부터 배출시키는 배출구를 가지고 있는 환형 하우징 조립체; 그리고
상기 유입구에 인접해 있는 상기 환형 유동 채널의 저유압 구역 및 상기 배출구에 인접해 있는 상기 환형 유동 채널의 대향하는 고유압 구역;
을 포함하고 있고,
상기 환형 유동 채널과 상기 임펠러의 회전축 사이에 배치된 상기 임펠러와 상기 환형 하우징 조립체의 대향하는 동심형 표면 윤곽은 비접촉식으로 상호작용하여 상기 환형 유동 채널의 고유압 구역으로부터 상기 환형 유동 채널의 저유압 구역까지 상기 임펠러와 상기 환형 하우징 조립체의 사이에 대향하는 동심형 유체 경로를 형성하고, 상기 대향하는 동심형 유체 경로는 상기 환형 유동 채널의 고유압 구역으로부터 상기 환형 유동 채널의 저유압 구역으로 유체가 유동하는 것을 제한하도록 굴곡되어 있는 것을 특징으로 하는 재생 송풍기.
제1항에 있어서, 상기 대향하는 동심형 표면 윤곽과, 상기 대향하는 동심형 표면 윤곽에 의해 상기 대향하는 동심형 표면 윤곽의 사이에 형성된 상기 대향하는 동심형 유체 경로는 연속적인 것을 특징으로 하는 재생 송풍기.
제2항에 있어서, 상기 대향하는 동심형 유체 경로는 서로 거울상인 것을 특징으로 하는 재생 송풍기.
제2항에 있어서, 상기 대향하는 동심형 유체 경로는 각각 상기 환형 유동 채널의 고유압 구역으로부터 저유압 구역까지 두 방향으로 뻗어 있고, 상기 두 방향은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 각도를 이루어 교차하는 상이한 제2 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생 송풍기.
제4항에 있어서, 상기 제1 방향은 임펠러의 회전축에 대해 대체로 수직인 가로 방향이고, 상기 제2 방향은 임펠러의 회전축에 대해 대체로 평행한 세로 방향이고, 상기 각도는 대체로 직각인 것을 특징으로 하는 재생 송풍기.
제4항에 있어서, 상기 대향하는 동심형 유체 경로의 각각은 적어도 한 번 더 상기 두 방향으로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 재생 송풍기.
제5항에 있어서, 임펠러와 환형 하우징 조립체의 상기 대향하는 동심형 표면 윤곽은 돌출부와 상보적인 홈의 대향하는 동심형 링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 재생 송풍기.
재생 송풍기로서,
회전축에 대해서 회전가능한 임펠러;
상기 임펠러를 둘러싸고 있으며, 유체용 환형 유동 채널, 유체를 상기 환형 유동 채널로 들어가게 하는 유입구, 그리고 유체를 상기 환형 유동 채널로부터 배출시키는 배출구를 가지고 있는 환형 하우징 조립체;
상기 유입구에 인접해 있는 상기 환형 유동 채널의 저유압 구역 및 상기 배출구에 인접해 있는 상기 환형 유동 채널의 대향하는 고유압 구역; 그리고
상기 환형 유동 채널의 고유압 구역으로부터 상기 환형 유동 채널의 저유압 구역까지 상기 임펠러와 상기 환형 하우징 조립체의 사이에 대향하는 동심형 유체 경로를 형성하는 상기 환형 유동 채널과 상기 임펠러의 회전축 사이에 배치된 상기 임펠러와 상기 환형 하우징 조립체의 대향하는 동심형의 비접촉식으로 맞물린 링;
을 포함하고 있고,
상기 대향하는 동심형 유체 경로는 상기 환형 유동 채널의 고유압 구역으로부터 상기 환형 유동 채널의 저유압 구역으로 유체가 유동하는 것을 제한하도록 굴곡되어 있는 것을 특징으로 하는 재생 송풍기.
제8항에 있어서, 상기 대향하는 동심형 유체 경로는 서로 거울상인 것을 특징으로 하는 재생 송풍기.
제9항에 있어서, 상기 대향하는 동심형 유체 경로는 각각 상기 환형 유동 채널의 고유압 구역으로부터 저유압 구역까지 두 방향으로 뻗어 있고, 상기 두 방향은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 각도를 이루어 교차하는 상이한 제2 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 재생 송풍기.
제10항에 있어서, 상기 제1 방향은 임펠러의 회전축에 대해 대체로 수직인 가로 방향이고, 상기 제2 방향은 임펠러의 회전축에 대해 대체로 평행한 세로 방향이고, 상기 각도는 대체로 직각인 것을 특징으로 하는 재생 송풍기.
제10항에 있어서, 상기 대향하는 동심형 유체 경로의 각각은 적어도 한 번 더 상기 두 방향으로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 재생 송풍기.