KR20150132624A

KR20150132624A - 펌프

Info

Publication number: KR20150132624A
Application number: KR1020140058163A
Authority: KR
Inventors: 신호열
Original assignee: 신호열
Priority date: 2014-05-15
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2015-11-26

Abstract

본 발명에서는 유체순환장치를 이용한 펌프를 제공한다. 이를 위해, 본 발명은 원통형상의 실린더와, 상기 실린더와 동일한 동심원축을 가지며, 상기 동심원축을 중심으로 회전하며, 상기 실린더와의 사이에 밀폐되는 환형공간을 형성하는 원통형상의 회전로터와, 상기 회전로터에 형성되며, 상기 환형공간의 단면에 대응되는 형태를 가지고 있어 상기 환형공간을 차폐하는 압축블레이드와, 상기 실린더의 양 측면에 결합되며, 상기 회전로터가 회전함에 따라 상기 압축블레이드와의 사이에 압축영역을 형성하도록 상기 환형공간을 차단하고, 상기 압축블레이드의 회전이 이루어지도록 상기 환형공간을 개방하는 회전원판부와, 상기 회전로터와 상기 회전원판부의 회전운동 타이밍을 조절하는 회전조절부와, 회전축에 연결되어 상기 회전로터를 회전시키는 모터와, 상기 환형공간의 유체를 원하는 방향으로 배출하는 유체배출구를 포함하는 펌프를 제공한다.

Description

펌프{PUMP}

본 발명은 유체의 흐름을 처리하기 위한 것으로, 보다 자세하게는 펌프에 관한 것이다.

펌프란 전동기나 내연기관 등의 원동기로부터 기계적 에너지를 받아서, 액체에 운동 및 압력에너지를 주어 액체의 위치를 바꾸어 주는 기계이다. 펌프의 작용은 흡입과 토출에 의해 이루어진다. 흡입작용은 펌프내를 진공상태로 만들어 흡상시키는 것으로, 표준기압 상태에서 이론적으로 10.33[m]까지 흡입시킬 수 있다. 그러나 흡입관내의 마찰손실이나 물속에 함유된 공기 등에 의해 7[m] 이상은 흡상하지 않는다. 펌프의 종류는 구조 및 작동원리에 따라 터보형, 용적형, 특수형으로 나누이고, 용도에 따라 급수용, 배수용, 순환용, 소화용, 기름용 등이 있다.

터보형 펌프는 깃(vane)을 가진 임펠러(impeller)의 회전에 의해 유입된 액체에 운동에너지를 부여하고, 다시 와류실(spiral casing)등의 구조에 의해 압력에너지로 변환시키는 형식의 펌프다. 터보형 펌프는 용적형 펌프에 비해 진동이 적고 연속송수가 가능하다. 또한 구조가 간단하고, 취급이 용이하며, 운동성능도 양호하다. 토출량은 압력에 따라 변한다.

터보형 펌프는 볼류트 펌프(volute pump), 터빈 펌프(디퓨저 펌프)를 포함하는 원심펌프와, 축류 펌프, 사류 펌프, 마찰펌프등이 있다. 용적형 펌프는 왕복부 또는 회전부에 공간을 두어 이 공간 내에 유체를 넣으면서 차례로 내 보내는 형식의 펌프로서, 왕복펌프와 회전펌프로 나누인다. 용적형 펌프의 특징은 운전 중 토출량의 변동이 있으나, 고압이 발생되며 효율이 양호하다. 압력이 달라져도 토출량은 변하지 않는다. 용적형 펌프는 피스톤 펌프, 플런저 펌프, 다이어프램 펌프을 포함하는 왕복동식과 기어 펌프, 나사 펌프, 루츠 펌프, 베인 펌프, 캠 펌프을 포함하는 회전식이 있다. 또한, 특수형은 기포 펌프, 제트 펌프, 수격 펌프, 와류 펌프, 진공 펌프, 점성 펌프, 전자 펌프 등이 있다.

펌프는 기계적 장치가 포함되는 곳에서는 거의 필수적으로 사용되는 범용적인 장치이다. 기술이 발달하면, 여러 산업분야에서 높은 생산성을 요구받고 있다. 지금까지 살펴본 다양한 펌프보다 더 성능이 개선된 형태의 펌프가 개발된다면, 다양한 산업 분야에서 보다 쉽게 생산성 향상이 될 수 있을 것이다.

본 발명에서는 유체순환장치를 이용한 펌프를 제공한다.

본 발명은 원통형상의 실린더와, 상기 실린더와 동일한 동심원축을 가지며, 상기 동심원축을 중심으로 회전하며, 상기 실린더와의 사이에 밀폐되는 환형공간을 형성하는 원통형상의 회전로터와, 상기 회전로터에 형성되며, 상기 환형공간의 단면에 대응되는 형태를 가지고 있어 상기 환형공간을 차폐하는 압축블레이드와, 상기 실린더의 양 측면에 결합되며, 상기 회전로터가 회전함에 따라 상기 압축블레이드와의 사이에 압축영역을 형성하도록 상기 환형공간을 차단하고, 상기 압축블레이드의 회전이 이루어지도록 상기 환형공간을 개방하는 회전원판부와, 상기 회전로터와 상기 회전원판부의 회전운동 타이밍을 조절하는 회전조절부와, 회전축에 연결되어 상기 회전로터를 회전시키는 모터와, 상기 환형공간의 유체를 원하는 방향으로 배출하는 유체배출구를 포함하는 펌프를 제공한다.

또한, 본 발명은 원통형상의 실린더와, 상기 실린더에 삽입되는 적어도 1개 이상의 회전원판부와 상기 실린더와 동일한 동심원축을 가지며, 상기 동심원축을 중심으로 회전하며, 상기 실린더와의 사이에 밀폐되는 환형공간을 형성하는 원통형상의 회전로터와, 상기 회전로터에 형성되며, 상기 환형공간의 단면에 대응되는 형태를 가지고 있으며, 상기 회전로터가 회전함에 따라 상기 회전원판부와의 사이에 형성되는 상기 환형공간을 압축영역, 흡입영역으로 분리하는 압축블레이드와, 상기 회전로터와 상기 회전원판부의 회전운동 타이밍을 조절하는 회전조절부와, 회전축에 연결되어 상기 회전로터를 회전시키는 모터와, 상기 환형공간의 유체를 원하는 방향으로 배출하는 유체배출구를 포함하는 펌프를 제공한다.

본 발명에 의한 펌프를 사용하게 되면, 지금까지 산업계에서 사용되고 있는 다양한 형테로 유체를 순환하기 위한 펌프의 효율성이 크게 높아질 수 있다.

본 발명에 의한 펌프는 압축블레이드를 구비한 회전로터가 회전을 하면서 유체를 순환시키고, 그 순환에 의해서 펌프를 구동킬 수 있다. 이 과정에서 유체순환장치가 동작하면서 마찰이 거의 일어나지 않아서, 소음이 작고, 내구성이 높다.

또한, 본 발명에 의한 펌프는 비교적 단순환 구조로 유체의 흐름을 일으키기 때문에, 산업계에서 사용되고 있는 다양한 형테로 유체를 순환하기 위한 장치보다 제조 비용을 크게 줄일 수 있다.

도1과 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 펌프를 구성하는 각 구성요소를 나타내는 도면
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 펌프에 구비되는 유체순환장치를 나타내는 도면.
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 유체순환장치를 구성하는 각 구성요소를 자세히 나타내는 도면
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 유체순환장치를 구성하는 각 구성요소중 회전로터와 플레이트를 자세히 나타내는 도면
도6 내지 도12는 본 실시예에 따른 유체순환장치의 동작을 나타내는 도면
도13 내지 도15는 본 발명의 유체순환장치에 대한 다른 실시예를 나타내고 있는 도면
도16은 본 발명의 유체순환장치에 대한 다른 실시예를 나타내고 있는 도면

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도1과 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 펌프를 구성하는 각 구성요소를 나타내는 도면이다.

도1과 도2에서처럼, 본 발명의 일실시예에 따른 펌프는 유체순환장치(10), 모터(20), 유체배출구(30)를 포함한다. 모터(20)을 회전축(540)에 연결하고, 토출구(140)에 유체배출구(30)를 연결하면 본 발명의 유체순환장치를 펌프로 사용할 수 있다. 모터(20)을 이용하여 회전축(540)을 회전시키면서 제1 및 제2 흡입구(130, 330)와 흡입홀(270) 및 흡입통로(260)를 통해 환형공간으로 유체가 주입되도록 하면, 주입된 유체는 회전로터(200)가 회전하는 힘으로 유체배출구(30)를 통해 배출될 수 있다. 모터(20)의 상태와 회전속도에 따라 유체배출구(30)를 통해 배출될 수 유체를 조절할 수 있다.

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 유체순환장치를 구성하는 각 구성요소를 나타내는 도면이다.

도3을 참조하여 살펴보면, 본 실시예에 따른 유체순환장치(100)는 제1 플레이트(100), 회전로터(200), 제2 플레이트(300), 회전원판부(400), 회전조절부(500)를 포함한다.

유체순환장치는 제1 플레이트(100), 제2 플레이트(300)가 결합되어 원통형의 실린더를 구성하며, 상기 실린더는 일측의 중심에 회전조절부(500)가 삽입되는 개구부가 형성되고 소정크기의 내부체적을 형성한다. 유체순환장치는 상기 실린더의 원통내부에 배치되는 회전로터(200)를 이용하여 유체를 제어한다. 제1 플레이트(100)와 제2 플레이트(300)는 결합되어 외주면과 2개의 원형판을 형성하며, 유체가 유입, 배출될 수 있는 원통형의 내부체적을 가진다. 회전로터(200)는 제1 플레이트(100)와 제2 플레이트(300)가 결합함으로 생기는 원통형 실린더의 내부에서 회전조절부(500)의 회전축을 중심으로 회전하도록 배치된다. 상기 회전로터(200)는 상기 실린더와 동일한 동심원축을 가지며, 상기 동심원축을 중심으로 회전하며, 상기 실린더 내에 포함되어 환형공간을 형성하는 원통형상의 회전체이며, 회전본체에 돌출되어 형성되는 압축블레이드(250)에 의해 실린더와 회전로터에 의해 생기는 환형공간을 차폐하게 된다. 회전원판부(400)는 제1 플레이트(100)와 제2 플레이트(300)의 원주면에 형성된 측면홈에 삽입되어 배치되며, 회전원판부(400)의 원판몸체(422)는 원판회전축을 중심으로 회전운동을 하는 원형의 판형태를 가지며, 판회전로터(200)의 회전방향과 수직을 이루며 회전한다. 회전원판부(400)의 원판몸체(422)는 회전을 하면서 기본적으로 제1 플레이트(100), 제2 플레이트(300) 및 회전로터(200)에 의해 밀폐된 환형공간 단면을 차단, 개방한다. 회전조절부(500)는 회전로터(200)와 회전원판부(400)를 회전시키는 동력을 제공하기 위한 것이다.

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 유체순환장치를 구성하는 각 구성요소를 자세히 나타내는 도면이다. 또한, 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 유체순환장치를 구성하는 각 구성요소중 회전로터와 플레이트를 자세히 나타내는 도면이다.

도4를 참조하여 살펴보면, 제1 플레이트(100), 제2 플레이트(300)가 결합되어 실린더 형태를 구성한다. 제1 플레이트(100)는 제1 플레이트 외주면(110), 제1 플레이트 측면(120), 제1 흡입구(130), 토출구(140), 제1 측면홈(150)을 포함한다. 제1 플레이트(100)는 제1 플레이트 외주면(110)과 제1 플레이트 측면(120)으로 원통의 공간을 제공할 수 있는 형태로 구현되며, 제1 플레이트 측면(120)에는 유체가 흡입되는 흡입구(130)와 유체가 배출되는 토출구(140)가 배치된다. 제1 흡입구(130)는 외부에서 유체가 흡입되어 상기 설명한 환형공간으로 유입되도록 하기 위한 것이다. 토출구(140)는 환형공간으로 유입된 유체가 외부로 배출되도록 하기 위한 것이다.

제2 플레이트(300)는 제2 플레이트 외주면(310), 제2 플레이트 측면(320), 제2 흡입구(330), 중앙홀(340), 제2 측면홈(350) 및 고정연결부(360)를 포함한다. 제2 플레이트(300)는 제2 플레이트 외주면(310)과 제2 플레이트 측면(320)에 의해 원통의 공간을 제공할 수 있는 형태로 구현되며, 제2 플레이트 측면(320)에는 제2 흡입구(330)와 중앙홀(340)이 배치된다. 제2 흡입구(330)는 외부에서 유체가 흡입되어 환형공간으로 유입되도록 하기 위한 것이다. 제2 흡입구(330)는 제1 흡입구(130)에 대응하여 형성된다. 중앙홀(340)은 회전조절부(500)가 회전로터(200)와 연결되도록 하기 위한 통로를 제공한다. 고정연결부(360)는 결합된 제1 및 제2 플레이트(100, 300)를 다른 장치 또는 공간에 고정시키기 위한 것이다.

제1 플레이트 외주면(110)과 제2 플레이트 외주면(310)이 결합되어 원통형 실린더의 외주면을 형성하며, 제1 측면홈(150)과 제2 측면홈(350)이 결합되어 원통형 실린더의 외주면에 측면홈이 형성된다. 상기 원통형 실린더의 측면홈은 회전원판부(400)가 삽입되어 고정되며, 외주면을 따라 적어도 하나이상 형성될 수 있다.

다른 실시예로 상기 원통형 실린더는 2개의 원형측판과 링형상의 실린더본체가 결합되어 구성될 수 있으며, 소정 크기의 내부체적을 형성하는 원통형상의 실린더를 형성할 수 있는 다양한 구성요소들의 조합이 가능하다.

회전로터(200)는 회전축을 중심으로 회전운동을 하는 원통형상으로 형성되며, 회전로터 외주면(210), 회전로터 측면(220), 회전로터 내주면(230), 배출통로(240), 압축블레이드(250), 흡입통로(260), 흡입홀(270) 및 배출홀(280)을 포함한다. 회전로터는 압축블레이드(250)가 배치되고, 배출통로(240), 흡입통로(260)가 형성되는 외주면(210)과, 회전축이 삽입되며 배출홀(280)이 형성되는 내주면(230)과, 흡입홀(270)이 형성되는 측면(220)으로 구성된다. 회전로터는 실린더와 동일한 동심원축을 가지도록 실린더의 내부공간에 배치되어, 외주면(210)을 따라 밀폐된 환형공간을 형성한다. 회전로터가 회전하면 회전로터 외주면(210)에 수직하도록 배치된 압축블레이드(250)는 흡입통로(260)를 통해 환형공간에 흡입된 유체를 압축하여 배출통로(240)로 배출한다. 회전로터 내주면(230)에는 회전조절부(500)의 회전축(540)이 삽입되어, 회전축(540)을 중심으로 회전로터의 회전운동이 발생된다.

회전로터가 회전하면, 회전로터의 측면(220)에 형성된 흡입홀(270)이 제1, 2 플레이트의 제1, 2 흡입구와 겹쳐지는 시점에 환형공간으로 흡입되어 외주면(210)에 형성된 흡입통로(260)를 통해 유입된다. 또한, 압축블레이드(250)에 의해 압축된 유체는 외주면(210)에 형성된 배출통로(240)를 통해 배출되고, 내주면(230)에 형성된 배출홀(280)와 제1플레이트의 토출구(140)를 통해 토출된다. 따라서, 흡입홀(270)은 제1 흡입구(130)(또는 제2 흡입구(330))를 통해 유입된 유체가 흡입통로(260)로 이동될 수 있도록 하기 위한 것이다. 배출홀(280)은 환형공간에서 배출통로(240)로 이동된 유체가 토출구(140)를 통해 나갈 수 있도록 하는 공간이다.

회전원판부(400)는 제1 회전케이스(410), 제1 회전원판(420), 제2 회전케이스(430) 및 제2 회전원판(440)을 포함한다. 제1 회전케이스(410)와 제1 회전원판(420)는 제2 회전케이스(430)와 제2 회전원판(440)는 각각 서로 대칭되는 구조를 가지고 있다.

제1 회전케이스(410)는 케이스몸체(411)와 케이스가로막(412)을 포함한다. 제1 회전원판(420)은 원판 회전축(421), 원판몸체(422)를 포함한다. 제1 회전원판(420)과 제1 회전케이스(410)는 일정두께를 가지는 원형판형상을 가지며, 제1 회전원판(420)은 제1 회전케이스(410)안에 삽입되어 배치된다. 케이스몸체(411)는 이중원형판이 슬릿을 두고 배치된 형태로 제1 회전원판(420)을 감싸며 보호할 수 있도록 되어 있다.

제1 회전케이스(410)에서 사각형태의 제1 사각공간(413)은 오픈되어 있고, 그 영역은 원판 몸체(422)가 오픈되어 있는 제2 사각공간(423)에 대응된다. 케이스가로막(412)은 2개가 서로 마주보는 형태로 제1 사각공간(413)의 양측면에 배치되며, 상기의 환형공간의 밀폐력이 강화하기 위한 것이다.

제1 회전원판(420)의 원판몸체(422)는 원판 회전축(421)을 중심으로 회전하며, 회전원판(420)이 회전함에 따라, 원판몸체(422)는 회전로터(200)의 외주면(210)과 접촉하여 환형공간을 차폐하고, 제2 사각공간(423)은 환형공간을 개방한다.

회전조절부(500)는 제1 기어(510), 제2 기어(520), 제3 기어(530), 회전축(540), 축판(550), 제4 기어(560), 제5 기어(570), 제6 기어(580) 및 제7 기어(590)를 포함한다.

제2 기어(520)는 회전축(540)과 연결되어 회전축(540)이 회전하게 되면 회전하도록 되어 있다. 제1 기어(510), 제2 기어(520), 제3 기어(530)는 서로 맞물려서 배치되고, 제2 기어(520)의 회전에 따라 제1 및 제3 기어(510, 530)이 회전하게 된다. 축판(550)은 회전로터(200)과 연결되어 회전로터(200)이 회전할 때에 같이 회전하도록 되어 있다. 제4 기어(560)와 제5 기어(570)는 직선바벨 기어를 이루고, 제6 기어(580)와 제7 기어(590)는 직선바벨 기어를 이룬다. 제4 기어(560)는 제1 기어(510)의 회전에 따라 회전할 수 있도록 되어 있고, 제5 기어(570)는 원판 회전축(421)에 연결된다. 따라서, 회전축(540)과 원판 회전축(421)은 동력전달이 이루어지면 각각 정해진 제어방식에 따라 규칙적인 회전운동이 이루어진다. 제6 기어(580)와 제7 기어(590)도 각각 제4 기어(560)와 제5 기어(570)에 대응하는 동작을 한다.

본 실시예에 따른 유체순환장치는 유체의 흐름을 순환시키기 위한 장치이다. 만약 유체를 외부에서의 힘을 이용하여 본 실시예에 따른 유체순환장치에 입력하면, 입력된 유체는 환형공간으로 흡입되어 그 입력되는 힘으로 회전로터(200)가 회전하고, 회전로터(200)의 회전에 의해 회전조절부(500)의 회전축(540)이 회전을 하게 된다. 이때에 제1 및 제2 흡입구(130, 330)로 입력되는 유체는 환형공간으로 흡입되어 환형공간을 따라 회전하고, 토출구(140)를 통해 다시 외부로 배출된다.

또한, 본 실시예에 따른 유체순환장치에 회전축(540)을 외부의 힘으로 회전하게 되면, 유체는 제1 및 제2 흡입구(130, 330)로 입력되어 환형공간으로 흡입되어 환형공간을 따라 회전한 이후에 토출구(140)를 통해 외부로 출력된다.

먼저, 본 실시예에 따른 유체순환장치의 회전축(540)을 외부의 힘으로 회전시키는 경우에 대해 설명한다.

제1 및 제2 플레이트(100, 300)가 결합되면 원통형상의 실린더 공간이 그 내부에 생기게 되며, 그 사이에 회전로터(200)가 배치되면, 회전로터(200)의 외주면(210)과 제1 및 제2 플레이트(100, 300)의 사이 공간은 밀폐된 환형공간이 생긴다. 이때, 회전로터(200)가 회전축을 중심으로 회전하게 되면, 환형공간의 단면을 밀폐하도록 구비된 회전로터(200)의 압축블레이드(250)가 환형공간을 따라 회전운동을 하게 된다. 따라서 회전로터(200)가 회전하면, 압축블레이드(250)에 의해 환형공간에 공급된 유체는 환형공간을 따라 회전한 후 토출구(140)를 통해 외부로 출력된다.

도6 내지 도12는 본 실시예에 따른 유체순환장치의 동작을 나타내는 도면이며, 특히, 압축블레이드(250)가 환형공간에서 회전하면서 놓이게 되는 임의의 위치를 도시한 것이다. 도6은 12시 방향에 위치하는 경우이며, 도7은 10시 방향에 위치하는 경우이며, 도8은 9시 방향에 위치하는 경우를 나타낸 것이다. 도9는 압축블레이드(250)가 6시 방향에 위치하는 경우이며, 도10은 4시 방향에 위치하는 경우이며, 도11은 3시 방향, 도12는 2시 방향에 위치하는 경우이다.

압축블레이드(250)가 회전하는 속도에 대응하여 제1 및 제2 회전원판(420, 440)도 회전을 한다. 회전로터(200)의 외주면은 곡면을 이루고 있다. 그 곡면의 곡률은 제1 및 제2 회전원판(420, 440)의 곡률에 대응하기 때문에, 제1 및 제2 회전원판(420, 440)과 회전로터(200)의 외주면(210)이 접하는 부분에서 환형공간의 밀폐력은 유지된다.

압축블레이드(250)가 12시 방향에 위치하는 경우에, 제1 및 제2 회전원판(420, 440)가 환형공간을 차폐하게 되므로, 압축블레이드(250)의 회전방향으로 압축블레이드(250)와 제1 회전원판(420)사이에 압축영역이 형성되고, 압축블레이드(250)의 회전반대방향으로 압축블레이드(250)와 제2 회전원판(440)사이에 흡입영역이 형성되며, 나머지 영역은 대기영역이 형성된다(도6 참조).

압축블레이드(250)가 9시 방향을 접근하는 경우에, 제1 회전원판(420)의 사각공간(423)이 환형공간에 위치하도록 회전하게 되며, 제2 회전원판(440)은 환형공간을 차폐한다(도7 참조). 압축블레이드(250)가 9시 방향을 통과하는 경우에, 제1회전원판(420)의 사각공간(423)을 통해 압축블레이드(250)가 통과하기 때문에, 회전로터(200)가 계속 회전할 수 있다(도8 참조). 이때 제2 회전원판(440)은 환형공간을 차폐한다. 따라서, 도7, 도8과 같이, 압축블레이드(250)가 제1회전원판(420)에 접근하여 통과하게 되면, 압축블레이드(250)의 회전방향으로 제2 회전원판(440)사이에 압축영역이 형성되고, 나머지 공간에 흡입영역이 형성된다.

압축블레이드(250)가 9시 방향을 통과하여 6시 방향에 위치하게 되면, 제1회전원판(420)은 회전하여 환형공간을 차폐하게 되고, 제2 회전원판(440)은 환형공간을 여전히 차폐한다(도9 참조). 따라서, 압축블레이드(250)의 회전방향으로 압축블레이드(250)와 제2 회전원판(440)사이에 압축영역이 형성되고, 압축블레이드(250)의 회전반대방향으로 압축블레이드(250)와 제1 회전원판(420)사이에 흡입영역이 형성되며, 나머지 영역은 대기영역이 형성된다.

동일하게, 압축블레이드(250)가 3시 방향을 접근하는 경우에, 제2 회전원판(440)의 사각공간(423)이 환형공간에 위치하도록 회전하게 되며, 제1회전원판(420)은 환형공간을 차폐한다(도10 참조). 압축블레이드(250)가 3시 방향을 통과하는 경우에, 제2 회전원판(440)의 사각공간(423)을 통해 압축블레이드(250)가 통과하기 때문에, 회전로터(200)가 계속 회전할 수 있다(도11 참조). 이때 제1회전원판(420)은 환형공간을 차폐한다. 따라서, 도10, 도11와 같이, 압축블레이드(250)가 제2 회전원판(440)에 접근하여 통과하게 되면, 압축블레이드(250)의 회전방향으로 제1회전원판(420)사이에 압축영역이 형성되고, 나머지 공간에 흡입영역이 형성된다.

압축블레이드(250)가 3시 방향을 통과하여 2시 방향에 위치하게 되면, 제2회전원판(440)은 회전하여 환형공간을 차폐하게 되고, 제1 회전원판(420)은 환형공간을 여전히 차폐한다(도12 참조). 따라서, 압축블레이드(250)의 회전방향으로 압축블레이드(250)와 제1 회전원판(420)사이에 압축영역이 형성되고, 압축블레이드(250)의 회전반대방향으로 압축블레이드(250)와 제2 회전원판(440)사이에 흡입영역이 형성되며, 나머지 영역은 대기영역이 형성된다.

압축블레이드(250)가 환형공간을 따라 회전하게 되면, 압축블레이드(250)와 제1 및 제2 회전원판(420, 440)사이의 환형공간은 압축영역과 흡입영역, 대기영역으로 나뉘어진다. 즉, 압축블레이드(250)가 회전을 하면, 제1 또는 제2 회전원판(420, 440)이 환형공간을 가로막고 있는 상태가 되기 때문에, 압축블레이드(250)가 회전하는 방향으로 회전원판사이에 압축영역이 형성되고, 압축영역에서는 유체는 압력이 증가되며, 압축블레이드(250)의 회전반대 방향으로 회전원판사이에 흡입영역이 형성되고, 흡입영역에서는 압력이 줄어든다. 나머지 영역은 대기영역이 된다. 따라서, 제1 및 제2 흡입구(130, 330)와 흡입홀(270)과, 흡입통로(260)를 통과하여 환형공간으로 제공된 유체는 압축블레이드(250)의 회전반대방향 흡입영역으로 계속 공급된다. 압축블레이드(250)가 회전을 계속하여 사각공간이 환형공간에 위치하게 되면, 대기영역의 유체가 압축블레이드(250)가 회전하는 방향의 압축영역으로 변화되고, 압축영역의 유체는 배출통로(240)와 배출홀(280) 및 토출구(140)를 통해 외부로 나가게 된다. 이때 유체가 모든 형태의 액체를 다 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 유체순환장치의 회전로터(200)은 시계방향으로 회전할 수도 있으며, 반시계방향으로 회전할 수도 있다. 여기서는 반 시계방향으로 회전하는 경우를 겨냥해서 구현 한 것이며, 시계 방향으로 회전하는 경우를 구현하는 경우에는 회전로터(200)에 구비된 흡입홀(270)과 배출홀(280)이 서로 반대 위치에 배치되면 된다. 또한, 회전원판이 3시 방향과 9시 방향에 있는 경우를 설명했으나, 경우에 따라선, 한 개만 설치하던지 3개이상 설치하여 지금까지 설명한 본 발명의 유체제어 장치를 구현할 수 있다.

본 실시예의 유체순환장치를 이용하여 유체를 제어하는 경우에, 기본적으로 환형공간을 회전로터의 압축블레이드가 회전하면서 유체의 흐름을 제어하기 때문에, 소음이 발생하지 않는다. 소음이 발생하지 않기에 펌프에 사용하게 되면, 지금 산업에 적용되고 있는 각 장치이 비해 구동시 소음을 크게 줄일 수 있다.

또한, 본 실시예의 유체순환장치는 고리모양의 환형공간을 압축블레이드가 회전하면서 유체의 흐름을 제어하기 때문에, 장치의 각 부속물과 부속품간에 마찰이 거의 발생하지 않는다. 따라서 펌프에 본 실시예의 유체순환장치를 적용하게 되면, 오랫동안 고장없이 사용이 가능하다.

본 실시예의 유체순환장치는 고리모양의 환형공간을 압축블레이드가 회전하 구조이기에 비교적 단순한 구조로 되어 있으며, 구현하는데 많은 부속품이 사용되지 않는다. 따라서 제조하기가 쉽고, 제조 비용도 상대적으로 낮게 유지할 수 있다.

또한, 본 실시예의 유체순환장치는 고리모양의 환형공간을 압축블레이드가 회전하면서 유체의 흐름을 제어하기 때문에, 전체적으로 흐르게 되는 유체의 양을 정확하게 정할 수 있다. 예를 들어 환형공간을 회전로터(200)를 100바퀴 돌게 회전로터를 제어하면 그에 대응하는 양의 유체의 흐름을 얻을 수 있는 것이다.

도13 내지 도15는 본 발명의 유체순환장치를 구현하는데 있어서 회전원판부가 플레이트의 안쪽에 배치되었을 때를 나타내는 다른 실시예를 나타내고 있는 도면이다.

도13 내지 도15를 참조하여 살펴보면, 본 실시예에 따른 유체순환장치는 내부 실린더(720), 회전로터(730), 압축블레이드(740) 및 회전원판(750)을 포함한다.

본 실시예에 따른 유체순환장치의 내부 플레이트(720)은 중앙에 통공을 가지는 원통형의 실린더를 구성하며, 내부에 회전원판(750)이 구비된다. 회전로터(730)은 내부 실린더(720)의 바깥쪽에서 내부 실린더(720)와 동심원을 이루며 배치된다. 회전로터(730)와 내부 플레이트(720)가 밀폐된 환형공간을 제공한다.

회전로터(730)는 내부 플레이트(720)와 동일한 동심원축을 가지며, 상기 동심원축을 중심으로 회전하며, 내부에 포함하고 있는 실린더와의 사이에 환형공간을 형성하는 원통형상의 회전체한다. 회전로터(730) 내주면에 돌출되어 형성되는 압축블레이드(740)는 실린더와 회전로터(730)에 의해 생기는 환형공간의 단면을 차단한다. 따라서, 압축블레이드(740)는 회전로터(730) 내주면에 형성되어 환형공간의 단면에 대응하는 모양과 크기를 가진다.

회전로터(730)가 회전하면, 압축블레이드(740)는 환형공간을 회전하고, 회전원판(750)과의 사이 공간에 압축영역과 흡입영역을 형성한다. 압축블레이드(740)의 회전방향 전면에는 배출통로가 형성되어 압축영역의 유체를 배출하는 압축영역이 생성되고, 압축블레이드(740)의 회전방향 뒤쪽 회전로터(730) 원주면에 흡입통로가 형성되어 흡입영역으로 유체를 흡입하게 되는 흡입영역이 생성된다.

회전원판(750)은 내부 실린더(720)의 내부에 배치되며, 원판회전축을 중심으로 회전운동을 하는 원형의 판 형태를 가지며, 회전로터(730)의 회전방향과 수직을 이루며 회전하고, 환형공간 단면을 차폐한다. 회전원판(750)의 일측에는 압축블레이드(740)가 통과할 수 있는 사각공간이 형성되어 있어서, 회전원판(750)의 회전에 따라 내부 실린더(720) 및 회전로터(730)에 의해 형성되는 밀폐된 환형공간 단면이 차단, 개방된다. 도13 내지 도15에 도시된 본 발명의 유체순환장치는 도3 내지 도12에서 설명한 바와 같이 동작을 하게 된다. 다른 점은 회전로터(730)가 실린더를 내부에 포함하는 것이다.

도16은 본 발명의 유체순환장치를 하나의 회전원판부를 이용하여 적용할 때를 나타내는 도면이다.

도16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유체순환장치는 하나의 회전원판부를 이용하여 구현할 수 있다. 회전로터(810)이 회전함에 따라 회전원판(820)도 회전로터(810)에 수직으로 배치되어 회전한다. 이와 같이 구현 하는 경우에도 도3 내지 도12에서 설명한 바와 같은 동작을 하게 되며, 자세한 나머지 구성요소 및 그 동작 설명을 생략한다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

원통형상의 실린더와,
상기 실린더와 동일한 동심원축을 가지며, 상기 동심원축을 중심으로 회전하며, 상기 실린더와의 사이에 밀폐되는 환형공간을 형성하는 원통형상의 회전로터와,
상기 회전로터에 형성되며, 상기 환형공간의 단면에 대응되는 형태를 가지고 있어 상기 환형공간을 차폐하는 압축블레이드와,
상기 실린더의 양 측면에 결합되며, 상기 회전로터가 회전함에 따라 상기 압축블레이드와의 사이에 압축영역을 형성하도록 상기 환형공간을 차단하고, 상기 압축블레이드의 회전이 이루어지도록 상기 환형공간을 개방하는 회전원판부와,
상기 회전로터와 상기 회전원판부의 회전운동 타이밍을 조절하는 회전조절부와,
회전축에 연결되어 상기 회전로터를 회전시키는 모터
상기 환형공간의 유체를 원하는 방향으로 배출하는 유체배출구
를 포함하는 펌프.
제1항에 있어서,
상기 회전로터는 상기 실린더의 내부공간에 배치되어, 상기 회전로터의 외주면을 따라 밀폐된 환형공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 펌프.
제2항에 있어서,
상기 실린더는 제1 플레이트, 제2 플레이트가 결합되어 외주면과 2개의 원형판을 가지며, 유체가 유입, 배출될 수 있는 원통형의 내부체적을 가지는 것을 특징으로 하는 펌프.
제3항에 있어서,
상기 제1플레이트의 측면에는 유체가 흡입되어 환형공간으로 유입되도록 하는 흡입구와 환형공간의 유체가 배출되는 토출구가 형성되며, 상기 제2플레이트의 측면에는 유체가 흡입되어 환형공간으로 유입되도록 하는 흡입구와 상기 회전조절부와 연결되는 중앙홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 펌프.
제2항에 있어서,
상기 회전로터는 배출통로, 흡입통로가 형성되는 외주면과, 회전축이 삽입되며 배출홀이 형성되는 내주면과, 흡입홀이 형성되는 측면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 펌프.
제5항에 있어서,
상기 회전로터가 회전하면, 회전로터 외주면에 수직하도록 배치된 압축블레이드가 흡입통로를 통해 환형공간에 흡입된 유체를 배출통로로 배출하고, 상기 회전로터 내주면에 상기 회전조절부의 회전축이 삽입되어, 상기 회전축을 중심으로 회전로터의 회전운동이 발생하는 것을 특징으로 하는 펌프.
제2항에 있어서,
상기 회전원판부는 상기 실린더의 원주면에 형성된 측면홈에 삽입되어 배치되며, 이중 원형판이 슬릿을 두고 배되된 형상의 회전케이스와 상기 회전케이스에 삽입되어 회전하는 회전원판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 펌프.
제7항에 있어서,
상기 회전원판은 원판회전축을 중심으로 회전운동을 하는 원형의 판형태를 가지고 상기 회전로터의 외주면과 접촉하여 환형공간을 차폐하며, 일측면에 환형공간을 개방하는 사각공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 펌프.
제2항에 있어서,
상기 실린더는
링형상의 실린더본체;
상기 실린더 본체의 양측면에 결합되는 제1플레이트와 제2플레이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 펌프.
제1항에 있어서,
상기 실린더는 상기 회전로터의 내부에 포함되며, 상기 실린더의 외주면을 따라 환형공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 펌프.
제10항에 있어서,
상기 실린더는 상부 플레이트, 하부 플레이트가 결합되어 중앙에 통공을 가지는 원통형상을 가지며, 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트가 결합되는 결합면에 회전원판이 삽입되는 것을 특징으로 하는 펌프.
제10항에 있어서,
상기 압축블레이드는 상기 회전로터의 내주면에 형성되며, 상기 압축블레이드의 회전방향 전면에는 유체를 배출하는 배출통로가 형성되며, 상기 압축블레이드의 회전방향 뒤쪽 상기 회전로터 원주면에 유체를 흡입하는 흡입통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 펌프.
제11항에 있어서,
상기 회전원판부는 상부 플레이트와 하부 플레이트사이의 원판회전축을 중심으로 회전운동을 하는 원형의 판형태를 가지며, 상기 회전원판부의 일측에는 상기 압축블레이드가 통과할 수 있는 사각공간이 형성되어서 밀폐된 환형공간 단면을 차단, 개방하는 것을 특징으로 하는 펌프.
원통형상의 실린더와,
상기 실린더에 삽입되는 적어도 1개 이상의 회전원판부와
상기 실린더와 동일한 동심원축을 가지며, 상기 동심원축을 중심으로 회전하며, 상기 실린더와의 사이에 밀폐되는 환형공간을 형성하는 원통형상의 회전로터와,
상기 회전로터에 형성되며, 상기 환형공간의 단면에 대응되는 형태를 가지고 있으며, 상기 회전로터가 회전함에 따라 상기 회전원판부와의 사이에 형성되는 상기 환형공간을 압축영역, 흡입영역, 대기영역으로 분리하는 압축블레이드와,
상기 회전로터와 상기 회전원판부의 회전운동 타이밍을 조절하는 회전조절부와,
회전축에 연결되어 상기 회전로터를 회전시키는 모터
상기 환형공간의 유체를 원하는 방향으로 배출하는 유체배출구
를 포함하는 펌프.
제14항에 있어서,
상기 회전로터는 상기 실린더의 내부공간에 배치되어, 상기 회전로터의 외주면을 따라 밀폐된 환형공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 펌프.
제14항에 있어서,
상기 실린더는 상기 회전로터의 내부에 포함되며, 상기 실린더의 외주면을 따라 환형공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 펌프.
제14항에 있어서,
상기 회전하는 압축블레이드에 의해, 상기 압축영역에서 압축동작과 상기 흡입영역에서의 흡입동작이 동시에 이루어지는 것을 특징으로 하는 펌프.
제15항에 있어서,
상기 회전하는 압축블레이드에 의해, 상기 압축영역에서 압축되는 유체는 상기 회전로터의 외주면에 형성되는 배출통로를 통해 배출되며, 상기 회전로터의 외주면에 형성되는 흡입통로를 통해 유체가 흡입되는 것을 특징으로 하는 펌프.
제16항에 있어서,
상기 회전하는 압축블레이드에 의해, 상기 압축영역에서 압축되는 유체는 상기 압축블레이드의 회전방향 전면에는 형성되는 배출통로를 통해 배출되며, 상기 압축블레이드의 회전방향 뒤쪽 상기 회전로터 원주면에 형성되는 흡입통로를 통해 유체가 흡입되는 것을 특징으로 하는 펌프.