KR20150132627A - 브레이크 장치 - Google Patents

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KR20150132627A
KR20150132627A KR1020140058172A KR20140058172A KR20150132627A KR 20150132627 A KR20150132627 A KR 20150132627A KR 1020140058172 A KR1020140058172 A KR 1020140058172A KR 20140058172 A KR20140058172 A KR 20140058172A KR 20150132627 A KR20150132627 A KR 20150132627A
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Abstract

본 발명에서는 유체순환장치를 이용한 브레이크 장치를 제공한다. 본 발명은 구형상의 케이스와, 상기 케이스와의 사이에 밀폐되는 환형공간을 형성하는 원통형상의 회전로터와, 상기 회전로터에 형성되며, 상기 환형공간의 단면에 대응되는 형태를 가지고 있어 상기 환형공간을 차폐하는 압축블레이드와, 상기 케이스의 원주면에 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,상기 회전로터와 상기 회전원판부의 회전운동 타이밍을 조절하는 회전조절부와, 상기 압축블레이드의 움직임에 따라 상기 환형공간으로 유입되고, 환형공간으로부터 배출되는 유체가 순환되도록 하는 순환로와, 상기 순환로에 장착되며, 유체의 흐름을 제어하는 유체차단부를 포함하는 브레이크 장치를 제공한다.

Description

브레이크 장치{Breaking device}
본 발명은 유체의 흐름을 처리하기 위한 것으로, 보다 자세하게는 유체의 흐름을 이용한 브레이크 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 제동장치는 엔진에 공급되는 연료를 차단한 후, 실린더 내부의 압력을 부하를 이용하여 차량을 제동하기 위한 것이다. 주지된 바와 같이 차량용 제동장치는 차량의 안전운행에 가장 중요한 역할을 수행한다. 운전자가 원하는 타이밍에 브레이크 시스템이 제동 작용을 해야만 운전을 할 때의 안전이 보장이 되는 것이다.
차량용 제동장치는 차량을 감속 또는 정지시킴과 더불어 주차상태를 유지시키기 위해 사용되는 장치다. 일반적으로 차량용 제동장치는 브레이크 디스크와 마찰재를 포함하여, 이들의 상호 마찰력에 의해 차량의 운동에너지를 열에너지로 바꾸어 제동작용을 수행한다.
그러나, 브레이크 디스크와 마찰재는 소모되는 제품이기 때문에 일정한 사용기간이 지나면 계속해서 교체를 해주어야 한다. 또한, 브레이크 디스크는 그 재료로 인해 환경문제를 일으키기도 한다. 따라서, 안정적으로 제동작용을 하지면, 보다 영구히 사용할 수 있는 차량용 제동장치의 개발은 항상 요구되어 지고 있다.
본 발명에서는 유체순환장치를 이용한 브레이크 장치를 제공한다.
본 발명은 구형상의 케이스와, 상기 케이스와의 사이에 밀폐되는 환형공간을 형성하는 원통형상의 회전로터와, 상기 회전로터에 형성되며, 상기 환형공간의 단면에 대응되는 형태를 가지고 있어 상기 환형공간을 차폐하는 압축블레이드와, 상기 케이스의 원주면에 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,상기 회전로터와 상기 회전원판부의 회전운동 타이밍을 조절하는 회전조절부와, 상기 압축블레이드의 움직임에 따라 상기 환형공간으로 유입되고, 환형공간으로부터 배출되는 유체가 순환되도록 하는 순환로와, 상기 순환로에 장착되며, 유체의 흐름을 제어하는 유체차단부를 포함하는 브레이크 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 구형상의 케이스와, 상기 케이스에 삽입되는 환형의 판형태의 회전원판부와 상기 케이스와의 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, 상기 압축블레이드의 움직임에 따라 상기 환형공간으로 유입되고, 환형공간으로부터 배출되는 유체가 순환되도록 하는 순환로와, 상기 순환로에 장착되며, 유체의 흐름을 제어하는 유체차단부를 포함하는 브레이크 장치를 제공한다.
본 발명에 의한 브레이크 장치를 사용하게 되면, 지금까지 산업계에서 사용되고 있는 브레이크 장치의 효율성이 크게 높아질 수 있다.
본 발명에 의한 브레이크 장치는 압축블레이드를 구비한 회전로터가 회전을 하면서 유체를 순환시키고, 그 순환에 의해서 브레이크 장치를 구동킬 수 있다. 이 과정에서 유체순환장치가 동작하면서 마찰이 거의 일어나지 않아서, 소음이 작고, 내구성이 높다.
또한, 본 발명에 의한 브레이크 장치는 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 브레이크 장치를 구성하는 각 구성요소를 나타내는 도면
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 유체순환장치를 구성하는 각 구성요소를 나타내는 도면
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 유체순환장치를 구성하는 각 구성요소를 자세히 나타내는 도면
도5 내지 도9은 본 실시예에 따른 유체순환장치의 동작을 나타내는 도면
도10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체순환장치를 나타내고 있는 도면
도11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체순환장치의 각 구성요소를 나타내는 도면
도12은 도9의 제3 실시예에 따른 유체순환장치의 단면을 나타내는 도면
도13 내지 도14는 도9의 제3 실시예에 따른 유체순환장치의 동작을 나타내고 있는 도면
도15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체순환장치의 각 구성요소를 나타내는 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 브레이크 장치를 구성하는 각 구성요소를 나타내는 도면이다.
도1과 도2에서처럼, 본 발명의 일실시예에 따른 브레이크 장치는 유체순환장치(10), 제1 순환로(20), 제2 순환로(30), 유체차단부(40) 및 차단스위치(50)를 포함한다. 유체순환장치(10)는 입력되는 유체를 순화시켜서 배출하게 된다. 제1 순환로(20)와 제2 순환로(30)가 유체차단부(40)를 사이에 두고, 유체순환장치와 함께 유체가 하나의 폐루프를 이루며 순환하게 된다. 이때 유체순화장치에 연결된 회전축은 자동차 바퀴의 회전운동을 담당하는 축과 연결이 된다. 자동차 바퀴의 회전운동으로 회전축이 회전을 하게 되면, 그 회전축에 연결된 유체순환장치(10)가 유체를 회전시키게 되고, 회전된 유체를 전술한 폐루프를 순환한다. 이때 유체의 흐름이 차단이 되도록 유체순환장치를 제어하게 되면, 회전축의 회전이 멈추고 그에 따라 연결된 바퀴의 구동축도 회전이 멈추게 되는 것이다. 제1 순환로(20)는 유체순환장치의 흡입창구와 연결되고, 제2 순환로(30)는 배출창구에 연결된다.
유체차단부(40)에는 차단스위치(50)가 구비되어 유체차단부(40)를 통과하는 유체의 흐름을 선택적으로 차단할 수 있다. 유체순환장치의 회전축이 자동차의 바퀴를 회전운동을 담당하는 축과 연결이 되어 있는 상태에서 유체차단부(40)에 연결된 차단스위치(50)에 의해 유체의 흐름이 차단이 되면 유체가 제1 및 제2 순환로(20,30)와 유체순환장치에 의해 구현된 순환경로를 따라 흐르지 못하고 멈추게 된다. 따라서 회전축의 회전이 멈추고 그에 따라 연결된 바퀴의 회전이 멈추게 되는 것이다.
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 유체순환장치를 구성하는 각 구성요소를 나타내는 도면이다.
도3을 참조하여 살펴보면, 본 실시예에 따른 유체순환장치는 제1 케이스(100), 회전로터(200), 제2 케이스(300), 공간차단부(400), 회전조절부(500)를 포함한다.
유체순환장치는 제1 케이스(100), 제2 케이스(300)가 결합되어 구형의 케이스를 구성하며, 상기 케이스는 유체가 유입, 배출될 수 있는 소정크기의 내부체적을 형성하고, 환형의 회전공간부가 형성되어 회전로터와의 사이에 환형공간을 형성한다. 유체순환장치는 상기 케이스의 내부에 배치되는 회전로터(200)를 이용하여 유체를 제어한다. 회전로터(200)는 제1 케이스(100)와 제2 케이스(300)가 결합으로 생기는 구형 케이스의 내부에서 회전축을 중심으로 회전하도록 배치된다. 상기 회전로터(200)는 상기 케이스 내에 포함되어 환형공간을 형성하는 원통형상의 회전체이며, 회전로터(200)에 돌출되어 형성되는 압축블레이드(250)에 의해 케이스와 회전로터에 의해 생기는 환형공간을 차폐하게 된다. 공간차단부(400)는 제1 케이스(100)와 제2 케이스(300)의 결합면에 삽입되어 배치되며, 공간차단부(400)는 중공을 가지는 회전운동을 하는 환형의 판형태를 가진다. 공간차단부(400)는 회전을 하면서 기본적으로 제1 케이스(100), 제2 케이스(300) 및 회전로터(200)에 의해 밀폐된 환형공간 단면을 차단, 개방한다. 회전조절부(500)는 회전로터(200)와 공간차단부(400)의 회전운동 타이밍을 조절하기 위한 것이다.
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 유체순환장치를 구성하는 각 구성요소를 자세히 나타내는 도면이다.
도4를 참조하여 살펴보면, 제1 케이스(100), 제2 케이스(300)가 결합되어 구형의 케이스를 구성한다.
제1 케이스(100)는 제1 케이스 회전공간부(110), 제1 케이스 몸체(120), 제1 축구멍(130), 토출구(140), 제1 케이스 결합부(150)을 포함한다. 제1 케이스 몸체(120)는 소정크기의 내부체적을 제공할 수 있는 반구형태로 구현되며, 일측면에는 회전로터(200)의 회전축(230)이 결합되는 제1 축구멍(130)과 유체가 배출되는 토출구(140)가 배치된다. 제1 케이스 몸체(120)에는 내부에 환형공간을 형성될 수 있도록 환형의 제1 케이스 회전공간부(110)가 띠형태로 돌출되어 배치된다. 제1 케이스 결합부(150)는 제2 케이스 결합부(350)와 결합된다.
제2 케이스(300)는 제2 케이스 회전공간부(310), 제2 케이스 몸체(320), 제2 축구멍(330), 흡입구(340), 제2 케이스 결합부(350), 회전조절부 중심축(360)을 포함한다. 제2 케이스 몸체(320)는 소정크기의 내부체적을 제공할 수 있는 반구형태로 구현되며, 일측면에는 회전로터(200)의 회전축(230)이 결합되는 제2 축구멍(330)과 유체가 흡입되는 흡입구(340)가 배치된다. 제2 케이스 몸체(320)에는 내부에 환형공간을 형성될 수 있도록 환형의 제2 케이스 회전공간부(310)가 띠형태로 돌출되어 배치된다. 제2 케이스 결합부(350)는 제1 케이스 결합부(150)와 결합된다.
회전로터(200)는 회전축(230)을 중심으로 회전운동을 하는 원통형상으로 형성되며, 회전로터 외주면(210), 회전로터 측면(220), 회전축(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, 흡입홀(270)과 배출홀(280)이 형성되는 양 측면(220)으로 구성된다. 회전로터는 케이스의 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.
회전로터가 회전하면, 제2 케이스(300)의 흡입구(340)를 거쳐서, 회전로터의 측면(220)에 형성된 흡입홀(270), 회전로터의 외주면(210)에 형성된 흡입통로(260)를 통해서 유체가 환형공간으로 유입된다. 또한, 압축블레이드(250)에 의해 압축된 유체는 외주면(210)에 형성된 배출통로(240)를 통해 배출되고, 회전로터의 측면(220)에 형성된 배출홀(280)와 제1 케이스(100)의 토출구(140)를 통해 토출된다. 따라서, 흡입홀(270)은 흡입구(340)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. 회전로터의 내부에는 흡입홀(270), 흡입통로(260)와 배출통로(240), 배출홀(280)를 분리하는 격벽(미도시)이 설치되어 있다.
공간차단부(400)는 중공을 가지는 회전운동을 하는 환형의 판형태를 가지며, 제1 케이스(100)와 제2 케이스(300)의 결합부사이에 배치된다. 공간차단부(400)는 회전을 하면서 기본적으로 제1 케이스(100), 제2 케이스(300) 및 회전로터(200)에 의해 밀폐된 환형공간 단면을 차단, 개방한다. 공간차단부(400)는 환형의 차단몸체(410)와 압축블레이드(250)가 통과할 수 있는 사각형태의 사각공간(420)으로 구성되며, 공간차단부(400)이 회전함에 따라, 차단몸체(410)는 회전로터(200)의 외주면(210)과 접촉하여 환형공간을 차폐하고, 차단몸체(410)의 일측에 형성된 사각공간(420)은 환형공간을 개방한다.
회전조절부(500)는 연결부(510), 지지대(520), 중심축 연결부(530), 제1기어(540), 제2기어(550)를 포함한다. 회전조절부(500)는 중심축 연결부(530)가 제2 케이스의 회전조절부 중심축(360)에 연결되며, 회전축(230)에 설치된 제2기어(550)와 중심축 연결부(530)에 설치된 제1기어(540)가 서로 맞물려서 연결되며, 연결부(510)는 공간차단부(400)에 연결된다. 따라서, 회전로터(200)의 회전운동은 제2기어(550)와 제1기어(540)를 통해서 회전조절부(500)에 전달되고, 회전조절부(500)는 제2 케이스의 회전조절부 중심축(360)을 중심으로 회전하게 된다. 회전조절부(500)의 회전운동은 연결부(510)를 거쳐서 공간차단부(400)에 전달되어, 공간차단부(400)가 회전하게 된다. 따라서, 회전로터(200)의 회전운동이 공간차단부(400)의 회전운동에 전달되게 되어 회전로터(200)와 공간차단부(400)은 각각 정해진 방식으로 규칙적인 회전운동을 하게된다.
본 실시예에 따른 유체순환장치는 유체의 흐름을 제어 하는 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 회전축(230)이 회전을 하게 된다. 이때에 흡입구(340)로 입력되는 유체는 환형공간으로 흡입되어 환형공간을 따라 회전하고, 토출구(140)를 통해 다시 외부로 배출된다. 여기서 유체는 액체와 기체를 모두 포함할 수 있다. 만약 액체인 경우에는 계속해서 공급되는 액체가 하나의 흐름을 형성하게 되어 흡입구 -> 환형공간 -> 토출구를 따라 흐르게 된다. 만약 기체인 경우에는 압축이 어느 정도 생기게 되면서 흡입구 -> 환형공간 -> 토출구를 따라 흐르게 된다.
또한, 본 실시예에 따른 유체순환장치에 회전축(230)을 외부의 힘으로 회전하게 되면, 유체는 흡입구(340)로 입력되어 환형공간으로 흡입되어 환형공간을 따라 회전한 이후에 토출구(140)를 통해 외부로 출력된다. 여기서도 유체는 액체와 기체를 모두 포함할 수 있다. 액체인 경우에는 흡입구 -> 환형공간 -> 토출구를 따라 배출되고, 기체인 경우에는 압축이 생기면서 흡입구 -> 환형공간 -> 토출구를 따라 흐르게 된다.
먼저, 본 실시예에 따른 유체순환장치의 회전축(230)을 외부의 힘으로 회전시키는 경우에 대해 설명한다.
제1 및 제2 케이스(100, 300)가 결합되면 구형상의 케이스 공간이 그 내부에 생기게 되며, 그 사이에 회전로터(200)가 배치되면, 회전로터(200)의 외주면(210)과 제1 및 제2 케이스의 회전공간부(110, 310)의 사이 공간은 밀폐된 환형공간이 생긴다. 이때, 회전로터(200)가 회전축(230)을 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.
도5 내지 도9은 압축블레이드(250)가 환형공간에서 회전하면서 놓이게 되는 임의의 위치를 도시한 것이다. 도5는 12시 방향에 위치하는 경우이며, 도6은 2시 방향에 위치하는 경우를 나타낸 것이다. 또한, 도7은 압축블레이드(250)가 3시 방향에 위치하는 경우이며, 도8은 4시 방향에 위치하는 경우에 위치하는 경우이다.
압축블레이드(250)가 회전하는 속도에 대응하여 공간차단부(400)도 회전을 한다. 회전로터(200)의 외주면은 곡면을 이루고 있다. 그 곡면의 곡률은 공간차단부(400)의 곡률에 대응하기 때문에, 공간차단부(400)과 회전로터(200)의 외주면(210)이 접하는 부분에서 환형공간의 밀폐력은 유지된다.
압축블레이드(250)가 12시 방향에 위치하는 경우에, 환형공간은 공간차단부(400)의 차단몸체(410)에 의해 차단된다(도5 참조). 이때, 압축블레이드(250)의 회전방향으로 차단몸체(410)사이에 압축영역이 형성되고, 압축블레이드(250)의 회전반대방향으로 차단몸체(410)사이에 흡입영역이 형성되고, 나머지 공간에 대기영역이 형성된다.
압축블레이드(250)가 2시 방향을 접근하는 경우에, 공간차단부(400)는 사각공간(420)이 환형공간에 위치하도록 회전하게 된다(도6 참조). 압축블레이드(250)가 3시 방향을 통과하는 경우에, 공간차단부(400)의 사각공간(420)은 환형공간에 위치하게 되고, 상기 사각공간(420)을 통해 압축블레이드(250)가 통과하기 때문에, 회전로터(200)가 계속 회전할 수 있다(도7 참조). 이때, 압축블레이드(250)의 회전방향으로 대기영역과 압축영역이 합쳐져서 압축영역으로 변화되고, 압축블레이드(250)의 회전반대방향으로 차단몸체(410)사이에 흡입영역이 형성된다.
압축블레이드(250)가 3시 방향을 통과한 이후에 공간차단부(400)은 회전하여 환형공간을 다시 차폐하게 된다(도8 참조). 이때, 압축블레이드(250)의 회전방향으로 차단몸체(410)사이에 압축영역이 형성되고, 압축블레이드(250)의 회전반대방향으로 차단몸체(410)사이에 흡입영역이 형성되고, 나머지 공간에 대기영역이 형성된다.
동일하게, 압축블레이드(250)가 9시 방향을 접근하는 경우에, 공간차단부(400)의 사각공간(420)이 환형공간에 위치하도록 회전하된다(도10 참조). 압축블레이드(250)가 9시 방향을 통과하는 경우에, 공간차단부(400)의 사각공간(420)은 환형공간에 위치하게 되고, 상기 사각공간(420)을 통해 압축블레이드(250)가 통과하기 때문에, 회전로터(200)가 계속 회전할 수 있다(도9 참조). 이때, 압축블레이드(250)의 회전방향으로 대기영역과 압축영역이 합쳐져서 압축영역으로 변화되고, 압축블레이드(250)의 회전반대방향으로 차단몸체(410)사이에 흡입영역이 형성된다.
압축블레이드(250)가 환형공간을 따라 회전하게 되면, 압축블레이드(250)와 차단몸체(410)사이의 환형공간은 압축영역과 흡입영역, 대기영역으로 나뉘어진다. 즉, 압축블레이드(250)가 회전을 하면, 차단몸체(410)이 환형공간을 가로막고 있는 상태가 되기 때문에, 압축블레이드(250)가 회전하는 방향으로 압축영역이 형성되고, 압축영역에서는 유체는 압력이 증가되며, 압축블레이드(250)의 회전반대방향으로 흡입영역이 형성되고, 흡입영역에서는 압력이 줄어든다. 따라서, 흡입구(340)와 흡입홀(270)과, 흡입통로(260)를 통과하여 환형공간으로 유입된 유체는 압축블레이드(250)가 움직이는 방향의 뒤편 흡입영역으로 계속 공급된다. 또한, 압축블레이드(250)가 회전하는 방향의 뒤편 흡입영역으로 공급된 유체가 대기영역에 머물다가 압축블레이드(250)가 회전하는 방향의 압축영역에 위치하게 되고, 압축영역의 유체는 배출통로(240)와 배출홀(280) 및 토출구(140)를 통해 외부로 나가게 된다. 이때 유체가 기체인 경우에는 압축영역에서 압축이 생기면서 토출구(140)를 따라 흐르게 된다.
또한, 본 실시예에 따른 유체순환장치의 회전로터(200)은 시계방향으로 회전할 수도 있으며, 반시계방향으로 회전할 수도 있다. 여기서는 시계방향으로 회전하는 경우를 겨냥해서 구현 한 것이며, 반시계 방향으로 회전하는 경우를 구현하는 경우에는 회전로터(200)에 구비된 흡입홀(270)과 배출홀(280)이 서로 반대 위치에 배치되면 된다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 유체순환장치의 회전축(230)을 외부의 힘으로 회전시키는 경우에는 본 실시예에 따른 유체순환장치를 압축기, 블로어, 엔진, 펌프 등으로 사용할 수 있다.
계속해서, 본 실시예에 따른 유체순환장치에 유체를 외부힘으로 공급하면서 그 유체의 흐름으로 회전축(540)이 회전되는 경우에 대해 설명한다. 이 경우에 유체는 액체가 될 수도 있고, 기체가 될 수도 있다. 외부에서 공급되는 유체가 흡입구(340)와 흡입홀(270) 및 흡입통로(260)를 통과하여 환형공간으로 제공된다. 제공된 유체의 흐름에 의해 압축블레이드(250)가 회전을 하고, 그 회전에 따라 회전로터(200)에 연결된 회전축(540)이 회전을 하게 된다. 환형공간으로 제공된 유체는 환형공간을 따라 회전하면서 압축블레이드(250)를 회전시킨 후, 배출통로(240)와 배출홀(280) 및 토출구(140)를 통해 외부로 나가게 된다. 이와 같이 외부에서 유체를 본 실시예의 유체순환장치로 공급하게 하면 그 공급되는 흐름의 힘으로 회전축(230)을 회전시킬 수 있기에, 발전기 등에 사용할 수 있다. 즉, 외부에서 흡입구 -> 환형공간 -> 토출구를 따라 유체를 공급하게 되고, 그 힘으로 회전축(230)을 회전시키는 경우에는 발전기나 브레이크로 사용할 수 있다.
본 실시예의 유체순환장치를 이용하여 유체를 제어하는 경우에, 기본적으로 환형공간을 회전로터의 압축블레이드가 회전하면서 유체의 흐름을 제어하기 때문에, 소음이 발생하지 않는다. 소음이 발생하지 않기에 압축기, 블로어, 엔진, 펌프, 발전기, 브레이크 등에 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 압축기, 블로어, 엔진, 펌프, 발전기, 브레이크 등에 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)을 100바퀴 돌게 회전로터를 제어하면 그에 대응하는 양의 유체의 흐름을 얻을 수 있는 것이다.
도10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체순환장치를 나타내고 있는 도면이다.
도10에 도시된 제2 실시예에 따른 유체순환장치도 기본적으로 동작은 도3 내지 도9에 있는 실시예에 따른 유체순환장치와 같은 동작을 수행한다. 다만, 환형공간을 개방하는 회전원판이 압축블레이드와 수직으로 교차하는 부분이 다르다. 따라서 자세한 설명은 생략한다.
도11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유체순환장치의 각 구성요소를 나타내는 도면이다. 도12은 도11의 제3 실시예에 따른 유체순환장치의 단면을 나타내는 도면이다. 도13 내지 도14는 도11의 제3 실시예에 따른 유체순환장치의 동작을 나타내고 있는 도면이다.
본 실시예에 따른 유체순환장치도 기본적으로 동작은 도3 내지 도9에 있는 실시예에 따른 유체순환장치와 같은 동작을 수행한다. 다만, 공간차단부가 플레이트의 안쪽에 배치되었을 때를 나타내었을 경우에 적용한 것이다.
본 실시예에 따른 유체순환장치는 제1 케이스(100B), 제2 케이스(300B), 회전로터(200B), 압축블레이드(250B) 및 회전원판(400B)을 포함한다.
유체순환장치는 제1 케이스(100B), 제2 케이스(300B)가 결합되어 구형의 케이스를 구성하며, 제1 케이스(100B)와 제2 케이스(300B)이 결합되는 결합면에 회전원판(400B)이 삽입된다. 상기 구형 케이스는 회전로터(200B)의 내부에 포함되며, 회전로터(200B)와의 사이에 환형공간을 형성한다.
상기 회전로터(200B)는 내부에 포함하고 있는 케이스와의 사이에 환형공간을 형성하는 원통형상의 회전체이며, 회전로터(200B) 내주면에 돌출되어 형성되는 압축블레이드(250B)에 의해 케이스와 회전로터(200B)에 의해 생기는 환형공간을 차폐하게 된다.
압축블레이드(250B)는 회전로터(200B) 내주면에 형성되어 환형공간의 단면에 대응하는 모양과 크기를 가진다. 회전로터(200B)가 회전하면, 압축블레이드(250B)는 환형공간을 회전하며, 회전원판(400B)과의 사이에 압축영역과 흡입영역, 대기영역을 형성한다. 압축블레이드(250B)의 회전방향 전면에는 배출통로가 형성되어 압축영역의 유체를 배출하며, 압축블레이드(250B)의 회전방향 뒤쪽 회전로터(200B) 원주면에 흡입통로가 형성되어 흡입영역으로 유체를 흡입한다.
회전원판(400B)은 제1 케이스(100B)와 제2 케이스(300B)의 결합면에 삽입되어 배치되며, 제1 케이스(100B)와 제2 케이스(300B)사이의 원판회전축을 중심으로 회전운동을 하는 원형의 판형태를 가진다. 회전원판(400B)의 일측에는 압축블레이드(250B)가 통과할 수 있는 사각공간이 형성되어 있어서, 회전원판(400B)의 회전에 따라 제1 케이스(100B), 제2 케이스(300B) 및 회전로터(200B)에 의해 형성되는 밀폐된 환형공간 단면이 차단, 개방된다.
도13 내지 도14에 도시된 본 발명의 유체순환장치는 도3 내지 도9에서 설명한 바와 같이 동작을 하게 된다. 다른 점은 회전로터(200B)가 제1 케이스(100B), 제2 케이스(300B)로 구성되는 케이스를 내부에 포함하는 것이다.
도15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 유체순환장치의 각 구성요소를 나타내는 도면이다.
도15에 도시된 제4 실시예에 따른 유체순환장치도 기본적으로 동작은 도13 내지 도15에 있는 실시예에 따른 유체순환장치와 같은 동작을 수행한다. 다만, 환형공간을 개방하는 회전원판(400C)이 회전로터(200B)와 수직으로 교차하는 부분이 다르다. 따라서 자세한 설명은 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 (19)

  1. 구형상의 케이스와,
    상기 케이스와의 사이에 밀폐되는 환형공간을 형성하는 원통형상의 회전로터와,
    상기 회전로터에 형성되며, 상기 환형공간의 단면에 대응되는 형태를 가지고 있어 상기 환형공간을 차폐하는 압축블레이드와,
    상기 케이스의 원주면에 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,
    상기 회전로터와 상기 회전원판부의 회전운동 타이밍을 조절하는 회전조절부와,
    상기 압축블레이드의 움직임에 따라 상기 환형공간으로 유입되고, 환형공간으로부터 배출되는 유체가 순환되도록 하는 순환로와,
    상기 순환로에 장착되며, 유체의 흐름을 제어하는 유체차단부
    를 포함하는 브레이크 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전로터는 상기 케이스의 내부공간에 배치되어, 상기 회전로터의 외주면을 따라 밀폐된 환형공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 케이스는 유체가 유입, 배출될 수 있는 소정크기의 내부체적을 가지며, 반구형상의 제1 케이스, 제2 케이스가 결합되어 구형상을 가지며, 상기 제1 케이스의 회전공간부와 상기 제2 케이스의 회전공간부가 서로 연결되어 케이스 내부에 고리형태의 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 케이스의 일측면에는 유체가 흡입되어 환형공간으로 유입되도록 하는 흡입구가 형성되며, 타측면에는 환형공간의 유체가 배출되는 토출구가 형성되며, 상기 케이스의 양 측면에는 상기 회전로터의 회전축이 결합되는 축구멍이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 회전로터는 배출통로, 흡입통로가 형성되는 외주면과, 배출홀, 흡입홀이 형성되는 측면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회전로터가 회전하면, 회전로터 외주면에 수직하도록 배치된 압축블레이드가 흡입홀, 흡입통로를 통해 환형공간에 흡입된 유체를 배출홀, 배출통로로 배출하며, 상기 흡입홀, 흡입통로와 배출통로, 배출홀을 분리하는 격벽이 설치되는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 공간차단부는 중공을 가지는 회전운동을 하는 환형의 판형태를 가지며, 제1 케이스와 제2 케이스의 결합부사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 공간차단부는 환형의 차단몸체와 상기 압축블레이드가 통과할 수 있는 사각형태의 사각공간으로 구성되며, 상기 공간차단부가 회전함에 따라, 차단몸체는 상기 회전로터의 외주면과 접촉하여 환형공간을 차폐하고, 상기 차단몸체의 일측에 형성된 사각공간은 환형공간을 개방하는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 회전조절부는 상기 케이스에 배치되는 회전조절부 중심축을 중심으로 회전하며, 상기 회전로터의 회전운동을 상기 공간차단부에 전달하여 상기 공간차단부가 회전하게 하는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는 상기 회전로터의 내부에 포함되며, 상기 회전로터의 내주면을 따라 환형공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 케이스는 반구형의 제1케이스, 제2케이스가 결합되어 구형상을 가지며, 상기 제1케이스와 상기 제2케이스가 결합되는 결합면에 회전원판이 삽입되는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
  12. 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 브레이크 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 회전원판부는 회전운동을 하는 원형의 판형태를 가지며, 상기 회전원판부의 일측에는 상기 압축블레이드가 통과할 수 있는 사각공간이 형성되어서 밀폐된 환형공간 단면을 차단, 개방하는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
  14. 구형상의 케이스와,
    상기 케이스에 삽입되는 환형의 판형태의 회전원판부와
    상기 케이스와의 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,
    상기 압축블레이드의 움직임에 따라 상기 환형공간으로 유입되고, 환형공간으로부터 배출되는 유체가 순환되도록 하는 순환로와,
    상기 순환로에 장착되며, 유체의 흐름을 제어하는 유체차단부
    를 포함하는 브레이크 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 회전로터는 상기 케이스의 내부공간에 배치되어, 상기 회전로터의 외주면을 따라 밀폐된 환형공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 케이스는 상기 회전로터의 내부에 포함되며, 상기 회전로터의 내주면을 따라 환형공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 회전하는 압축블레이드에 의해, 상기 압축영역에서 압축동작과 상기 흡입영역에서의 흡입동작이 동시에 이루어지는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
  18. 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 브레이크 장치.
  19. 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 브레이크 장치.
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