KR20190115585A

KR20190115585A - Freely rotating type fluid machinery

Info

Publication number: KR20190115585A
Application number: KR1020180038460A
Authority: KR
Inventors: 김고비; 김유비
Original assignee: 김고비; 김유비
Priority date: 2018-04-03
Filing date: 2018-04-03
Publication date: 2019-10-14
Also published as: KR102082348B1

Abstract

According to an embodiment of the present invention, freely rotating type fluid machinery comprises: a cylinder of which the inside is hollow, and an internal surface is formed to be elliptical; a rotor provided inside the cylinder and rotating about the same center as the center of the cylinder; a blade provided between the cylinder and the rotor; a tip provided between blades adjacent to each other such that the rotor is in contact with the internal surface of the cylinder while the rotor rotates; a separation preventing member connecting the blade and the tip to each other; and a driving roller provided between the blade and the rotor to maintain contact with the blade and the rotor while the rotor rotates, and configured to transmit a rotational force of the rotor to the blade.

Description

Free Rotating Fluid Machine {FREELY ROTATING TYPE FLUID MACHINERY}

본 발명은 유체 기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로터가 회전될 때 실린더와 팁에 의해 형성된 공간을 밀폐시킴으로써 유입된 작동 유체의 누설을 방지할 수 있고, 로터의 회전력을 팁과 블레이드에 직접 전달하고 작동 유체의 팽창 또는 압축시 팁이 한 쪽으로 밀리지 않게 구동롤러를 받혀 주며 동력을 전달하는 자유 회전식 유체 기계에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fluid machine, and more particularly, it is possible to prevent leakage of the introduced working fluid by sealing the space formed by the cylinder and the tip when the rotor is rotated, and transfer the rotational force of the rotor directly to the tip and the blade. And a free-rotating fluid machine that transmits power and receives a drive roller so that the tip is not pushed to one side when the working fluid is expanded or compressed.

각종 차량, 선박, 비행기, 기차 등에 널리 사용되고 있는 내연기관은 엔진의 실린더 내부에 직선 운동을 하는 피스톤이 설치된다. 이때, 내연기관은 연료의 폭발력으로 피스톤을 하강시키고 피스톤과 연결된 크랭크로드가 크랭크축과 연결되어 피스톤의 직선 하강운동을 크랭크축의 회전운동으로 변환시켜 회전동력을 얻어낸다. Internal combustion engines, which are widely used in various vehicles, ships, airplanes, trains, etc., are provided with a piston that linearly moves inside a cylinder of an engine. At this time, the internal combustion engine lowers the piston by the explosive force of the fuel, and the crank rod connected to the piston is connected to the crank shaft to convert the linear downward movement of the piston into the rotational movement of the crank shaft to obtain rotational power.

상기한 바와 같은 종래의 일반적인 내연기관은 직선운동을 회전운동으로 바꾸어주는 크랭크축과 크랭크로드의 기계적 변환시 피스톤으로부터 받는 충격과 마찰이 크랭크축에 불균형하게 이루어져서 심한 소음과 진동이 발생하는 문제점이 있다. 더욱이, 이러한 소음과 진동은 내연기관의 기계적인 내구성을 약하게 하고 내연기관의 효율을 크게 떨어뜨리며, 특히 세라믹 등 충격에 약한 소재를 사용할 수 없었던 문제점이 있다. The conventional general internal combustion engine as described above has a problem in that a severe noise and vibration are generated due to an imbalance in the crankshaft due to the shock and friction received from the piston during mechanical conversion of the crankshaft and the crank rod to convert the linear motion into the rotational motion. In addition, such noise and vibration weakens the mechanical durability of the internal combustion engine, greatly reduces the efficiency of the internal combustion engine, and in particular, there is a problem in that a material that is not susceptible to impact, such as ceramic, cannot be used.

한편, 종래와 같은 내연기관의 문제점을 해결하고자 로터(Rotor) 내부에 다수개의 폭발 공간을 형성하고, 로터 외부에 공기 흡입구 및 가스 배출구를 형성한 다음 폭발 공간에 연료(또는 유체)를 공급하면서 로터의 회전력에 의해 폭발 공간이 회전하면서 가스 배출구와 만나면 연소가스가 자연 배출되며, 공기 흡입구와 만나면 공기를 자연 흡입시킬 수 있는 간단한 구조의 로터리 엔진이 개발되었다. On the other hand, in order to solve the problems of the conventional internal combustion engine, a plurality of explosion spaces are formed inside the rotor, and an air inlet and a gas outlet are formed outside the rotor, and then the rotor is supplied with fuel (or fluid) to the explosion space. Combustion gas is naturally discharged when the explosion space is rotated by the rotational force of and the air outlet is met.

그러나, 이러한 로터리 엔진은 기존의 내연기관의 문제점을 극복하지 못하였다. 구체적으로, 로터리 엔진은 내부의 연소 가스를 완전하게 배출하지 못하고, 외부 공기를 완전히 흡입하지 못하므로 구동성과 효율이 극히 떨어지며, 특히 저속 회전시에는 흡입과 배출이 부족하였고 고속 회전시에는 과흡입, 과배출 현상이 발생하는 등의 심각한 문제점이 있다. 또한, 로터리 엔진은 로터가 편심축으로 회전하므로 진동과 마모가 발생된다. However, these rotary engines did not overcome the problems of the existing internal combustion engine. Specifically, since the rotary engine does not completely discharge the internal combustion gas and does not completely suck the outside air, the driving performance and efficiency are extremely low. Especially, in the low speed rotation, the suction and the discharge are insufficient. There is a serious problem such as an over-emission phenomenon. In addition, the rotary engine rotates on the eccentric shaft, vibration and wear occurs.

한편, 로터리 엔진의 대표적인 반켈형 엔진의 경우에는 회전축을 중심으로 로터가 편심 회전하므로 진동이 필연적으로 발생되며, 그에 따라 내구성과 기밀성에 취약한 문제점이 있다. On the other hand, in the case of a typical vankel type engine of a rotary engine, since the rotor is eccentrically rotated about a rotating shaft, vibration is inevitably generated, and thus there is a problem in that durability and airtightness are weak.

또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 출원인은 대한민국 등록 특허 공보 제10-1568640호(등록일: 2015.11.02.)의 '자유 회전식 유체 기계'를 제안한 바 있다. 그러나, 대한민국 특허공보 제10-1568640호에 개시된 기술은 로터의 회전이 조금만 빨라져도 블레이드가 팁을 확실하게 잡아주지 못해서 로터의 원심력에 의해 팁이 블레이드로부터 이탈되는 문제점이 있다. In addition, in order to solve the above problems, the applicant has proposed a 'free-rotating fluid machine' of Republic of Korea Patent Publication No. 10-1568640 (Registration Date: 2015.11.02.). However, the technique disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1568640 has a problem that the tip is separated from the blade by the centrifugal force of the rotor because the blade does not hold the tip firmly even if the rotation of the rotor is slightly faster.

또한, 작동 유체의 팽창 또는 압축시, 팁과 블레이드가 힘을 많이 받는 부분으로 밀려가서 실린더와 접촉하는 팁 부위에 형성된 보조팁을 지지하는 판 스프링에 탄성 불균형이 생기기 때문에 보조팁이 실린더에 밀착되지 않아 팽창시 작동 유체의 누설로 연속적인 회전력을 얻을 수 없고 압축시에는 작동 유체의 누설로 효율이 저하되는 문제점이 있다.In addition, when the working fluid is expanded or compressed, the tip and the blade are pushed to the part with high force, so that the leaf tip supporting the tip formed in the tip portion in contact with the cylinder creates an elastic imbalance so that the tip does not come into close contact with the cylinder. There is a problem in that the continuous rotational force is not obtained by the leakage of the working fluid during expansion and the efficiency is reduced by the leakage of the working fluid during compression.

또한, 팁이 블레이드 사이에서 이탈됨에 따라 팁 및 블레이드의 상태가 변형되어 실린더 내부의 연소실 내에 누설이 발생되고, 형태가 변형된 블레이드가 움직여서 실린더의 연소실 내부와 충돌이 발생하거나 마모가 발생되는 문제점이 있다.In addition, as the tip is separated between the blades, the state of the tip and the blade is deformed to cause leakage in the combustion chamber inside the cylinder, and the deformed blade moves to cause a collision or wear to the inside of the cylinder combustion chamber. have.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 실린더의 내부에서 로터의 회전에 의해 원심력이 발생하더라도 블레이드에서부터 팁이 이탈되지 않게 하고, 작동 유체의 팽창시 힘의 불균형으로 인해 팁이 한 쪽으로 치우쳐 보조팁을 지지하는 판스프링에 탄성의 불균형이 생겨서 보조팁이 한 쪽으로 밀려나가 작동 유체가 누설되어 회전 불능 상태가 되는 것을 방지하고, 작동 유체의 압축시에도 누설 방지와 팽창시에 보조팁이 균형을 유지하여 보조팁이 실린더에 밀착된 상태를 유지하게 하여 작동 유체의 누설을 방지할 수 있는 자유 회전식 유체 기계를 제공하는 것이다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and even if the centrifugal force is generated by the rotation of the rotor inside the cylinder, the tip is not separated from the blade, and the tip is unbalanced due to the imbalance of the force during expansion of the working fluid. An elastic imbalance occurs in the leaf spring supporting the auxiliary tip, which causes the auxiliary tip to be pushed to one side, preventing the working fluid from leaking and becoming incapable of rotation. This balance provides a free-rotating fluid machine capable of keeping the auxiliary tip in close contact with the cylinder to prevent leakage of the working fluid.

또한, 본 발명은 블레이드에서 팁이 이탈되는 것을 방지하기 위한 수단이 수비되는 경우, 해당 수단이 파손되는 것을 방지하거나 부품의 개수를 늘이지 않으면서도 블레이드에서부터 팁이 분리되는 것을 방지할 수 있는 자유 회전식 유체 기계를 제공한다. In addition, the present invention is a free rotation type that can prevent the tip from being separated from the blade without preventing the means from being broken or increasing the number of parts when the means for preventing the tip from falling off the blade is defended Provide a fluid machine.

또한, 본 발명은 로터가 회전할 때 팁과 보조팁이 실린더에 밀착하도록 블레이드 각각에 구동롤러를 설치하여 팁이 어느 한 쪽으로 밀려가는 것을 방지하고, 보조팁이 일정한 힘으로 실린더에 밀착되도록 하며 팽창시 또는 압축시에 작동 유체의 누설을 방지하며 마찰저항 없이 동력을 로터 또는 블레이드에 전달할 수 있는 자유 회전식 유체 기계를 제공한다.In addition, the present invention by installing a driving roller on each blade so that the tip and the auxiliary tip is in close contact with the cylinder when the rotor rotates to prevent the tip from being pushed to either side, the auxiliary tip is in close contact with the cylinder with a constant force and expand It provides a free rotating fluid machine that prevents leakage of working fluid during compression or compression and can transmit power to the rotor or blade without frictional resistance.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, another task that is not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자유 회전식 유체 기계는, 내부가 중공으로 마련되며, 내면이 타원형으로 형성되는 실린더; 상기 실린더 내부에 마련되며 상기 실린더의 중심과 동일한 중심을 기준으로 회전하는 로터; 상기 실린더와 상기 로터 사이에 마련되는 블레이드; 상기 로터가 회전하는 동안 상기 실린더의 내면과 접촉되도록 서로 이웃하는 상기 블레이드 사이에 마련되는 팁; 상기 블레이드와 상기 팁을 서로 연결하는 이탈방지부재; 및 상기 블레이드와 상기 로터 사이에 마련되어 상기 로터가 회전하는 동안 상기 블레이드 및 상기 로터와의 접촉 상태를 유지하며 상기 로터의 회전력을 상기 블레이드에 전달하는 구동롤러;를 포함할 수 있다.Free rotating fluid machine according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is, the inside is provided with a hollow, the inner surface is formed into an elliptical cylinder; A rotor provided inside the cylinder and rotating about the same center as the center of the cylinder; A blade provided between the cylinder and the rotor; A tip provided between the blades adjacent to each other such that the rotor contacts the inner surface of the cylinder while the rotor rotates; A separation preventing member connecting the blade and the tip to each other; And a driving roller provided between the blade and the rotor to maintain contact with the blade and the rotor while the rotor rotates, and to transmit rotational force of the rotor to the blade.

상기 로터와 마주 보는 상기 블레이드의 외면에는 상기 구동롤러가 접촉하는 가이드 홈이 형성되고, 상기 가이드 홈과 마주 보는 상기 로터의 외면에는 상기 구동롤러가 장착되는 안착홈이 형성될 수 있다.The outer surface of the blade facing the rotor may be formed with a guide groove in which the drive roller is in contact, the outer surface of the rotor facing the guide groove may be formed with a mounting groove in which the drive roller is mounted.

상기 로터가 회전함에 따라 상기 구동롤러가 상기 가이드 홈 내에서 구름 접촉 운동을 하도록 상기 가이드 홈은 상기 블레이드의 길이 방향을 따라 소정의 길이를 가지는 반타원 모양 또는 반트랙 모양으로 형성될 수 있다.As the rotor rotates, the guide groove may be formed in a semi-ellipse shape or a semi-track shape having a predetermined length along the longitudinal direction of the blade so that the driving roller makes a rolling contact motion in the guide groove.

상기 안착홈은 상기 구동롤러와 동일한 곡률 또는 동일한 반경을 가지도록 형성되고, 상기 가이드 홈은 길이 방향의 양단이 상기 구동롤러와 동일한 곡률 또는 동일한 반경을 가지도록 형성될 수 있다.The seating groove may be formed to have the same curvature or the same radius as the drive roller, the guide groove may be formed so that both ends in the longitudinal direction have the same curvature or the same radius as the drive roller.

상기 가이드 홈은 상기 블레이드의 길이 방향 중심에 대해서 대칭이 되도록 형성될 수 있다.The guide groove may be formed to be symmetrical with respect to the longitudinal center of the blade.

상기 블레이드, 상기 팁 및 상기 구동롤러는 상기 로터의 회전중심을 기준으로 방사상으로 4개씩 마련되며, 상기 로터가 회전함에 따라 상기 구동롤러 중 상기 회전중심을 기준으로 서로 마주 보는 2개의 구동롤러는 상기 가이드 홈을 따라 전진하고 상기 회전중심을 기준으로 서로 마주 보는 나머지 2개의 구동롤러는 상기 가이드 홈을 따라 후퇴하도록 형성될 수 있다.The blades, the tip and the driving rollers are provided radially four by the rotation center of the rotor, the two driving rollers facing each other based on the rotation center of the driving rollers as the rotor rotates the The remaining two driving rollers advancing along the guide groove and facing each other based on the rotation center may be formed to retreat along the guide groove.

상기 팁은, 서로 이웃하는 상기 블레이드의 길이 방향 양단과 접촉하는 팁본체; 상기 실린더의 내면과 마주 보는 상기 팁본체의 외면에 형성된 보조팁홈;The tip, the tip body in contact with both ends in the longitudinal direction of the blade adjacent to each other; An auxiliary tip groove formed on an outer surface of the tip body facing the inner surface of the cylinder;

상기 실린더의 내면과 접촉 상태를 유지하도록 상기 보조팁홈에 삽입되는 보조팁; 상기 보조팁홈의 바닥면에 마련되어 상기 보조팁의 하면을 지지하는 판스프링; 및 상단부가 상기 팁본체를 관통하여 상기 보조팁홈의 바닥면에 노출되도록 상기 팁본체에 마련되는 보조팁 밀착볼트;를 포함할 수 있다.An auxiliary tip inserted into the auxiliary tip groove to maintain contact with an inner surface of the cylinder; A leaf spring provided on a bottom surface of the auxiliary tip groove to support a bottom surface of the auxiliary tip; And an auxiliary tip contact bolt provided at the tip main body such that an upper end penetrates through the tip main body and is exposed to the bottom surface of the auxiliary tip groove.

상기 보조팁 밀착볼트의 상단부는 상기 보조팁홈의 바닥면을 통과하여 상기 판스프링을 상기 보조팁 쪽으로 가압하도록 형성될 수 있다.An upper end of the sub-tip contact bolt may be formed to press the leaf spring toward the sub-tip by passing through the bottom surface of the sub-tip groove.

상기 팁에는 상기 이탈방지부재가 삽입되는 적어도 하나의 제1 개구부가 형성되고, 상기 블레이드에는 상기 이탈방지부재가 삽입되는 적어도 하나의 제2 개구부가 형성되며, 상기 제1 개구부는 상기 이탈방지부재의 삽입부가 삽입되는 제1 삽입홀 및 상기 이탈방지부재의 연결부가 안착되도록 상기 제1 삽입홀을 중심으로 부채꼴 형상의 평면으로 형성된 제1 가이드홈을 포함하고, 상기 제1 가이드홈의 부채꼴 형상은 상기 로터가 회전하는 동안 상기 팁이 상기 실린더의 내면과 수직 접촉하는 상태를 유지하게 하는 범위의 각도로 형성될 수 있다.The tip is formed with at least one first opening into which the release preventing member is inserted, and the blade is formed with at least one second opening into which the release preventing member is inserted, and the first opening is formed by the release preventing member. And a first guide groove formed in a flat shape around the first insertion hole so that the first insertion hole into which the insertion portion is inserted and the connection portion of the separation preventing member are seated, and the fan shape of the first guide groove is The tip may be formed at an angle in a range that allows the tip to maintain a vertical contact with the inner surface of the cylinder while the rotor rotates.

상기 이탈방지부재는 상기 블레이드와 일체로 형성될 수 있다.The release preventing member may be integrally formed with the blade.

본 발명에 따른 자유 회전식 유체 기계는 원심력에 의해 팁이 블레이드로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지부재를 구비함으로써 팁과 실린더 사이의 공간이 밀폐되고, 연소 공간 내부로 유입된 작동 유체의 누설을 방지할 수 있다. The free rotating fluid machine according to the present invention has a release preventing member that prevents the tip from being separated from the blade by centrifugal force to seal the space between the tip and the cylinder and prevent leakage of the working fluid introduced into the combustion space. Can be.

또한, 본 발명에 따른 자유 회전식 유체 기계는, 로터의 회전에 따라 팁이 로터의 회전 중심 쪽으로 후퇴하거나 회전 중심의 반대 방향으로 전진되더라도 팁에 체결된 상태로 이탈방지부재가 움직일 수 있는 공간이 팁에 마련되기 때문에 이탈방지부재 또는 팁이 파손되는 것을 방지할 수 있다. In addition, the free-rotating fluid machine according to the present invention, even if the tip is retracted toward the center of rotation of the rotor or advanced in the opposite direction of the center of rotation as the rotor rotates, the space where the release preventing member can move in the state of being coupled to the tip is the tip Since it is provided in the separation preventing member or the tip can be prevented from being damaged.

또한, 본 발명에 따른 자유 회전식 유체 기계는, 로터와 블레이드 사이에 구동롤러를 마련함으로써, 작동 유체의 팽창시 블레이드 또는 팁이 한 쪽으로 치우치게 되어 보조팁을 지지하는 판스프링에 탄성의 불균형이 생겨 보조팁이 실린더에 밀착되지 않고 작동 유체가 누설되어 동력이 전달되지 않는 것을 방지하고, 어떠한 경우에도 로터를 중심으로 팁이 한 쪽으로 밀리지 않게 블레이드와 로터 사이를 구동롤러로 받혀 주며 팁이 실린더 내면의 타원을 따라 일정하게 회전하며 기존 보다 마찰 저항 없이 회전할 수 있다.In addition, the free-rotating fluid machine according to the present invention, by providing a drive roller between the rotor and the blade, the blade or tip is biased to one side when the working fluid is inflated, so that an elastic imbalance occurs in the leaf spring supporting the auxiliary tip. This prevents the tip from sticking to the cylinder and prevents leakage of the working fluid to transmit power.In any case, the drive roller is supported between the blade and the rotor so that the tip is not pushed to one side around the rotor. It is rotated constantly along and can rotate without friction resistance.

또한, 본 발명에 따른 자유 회전식 유체 기계는, 블레이드에 일체로 형성된 한 쌍의 이탈방지부재를 이용하여 팁의 상측 및 하측을 모두 지지하여 팁과 블레이드의 분리를 방지하기 때문에 팁을 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.In addition, the free-rotating fluid machine according to the present invention supports both the upper and lower sides of the tip by using a pair of separation prevention members integrally formed on the blade to prevent the tip and the blade from being separated, thereby supporting the tip more stably. can do.

또한, 본 발명에 따른 자유 회전식 유체 기계는, 구동롤러를 통해서 팁이 한 쪽으로 밀리지 않게 블레이드를 받혀 주며 로터의 회전력을 마찰 저항 없이 블레이드에 직접 전달할 수 있기 때문에 유체 기계를 컴팩트하게 형성하는 것이 가능하다.In addition, the free-rotating fluid machine according to the present invention is capable of compactly forming the fluid machine because the blade receives the blade so that the tip is not pushed to one side through the driving roller, and the rotational force of the rotor can be transmitted directly to the blade without frictional resistance. .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유 회전식 유체 기계를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 자유 회전식 유체 기계의 로터 및 블레이드가 소정 각도 회전한 상태를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 자유 회전식 유체 기계의 로터를 도시한 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 자유 회전식 유체 기계의 블레이드를 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시한 자유 회전식 유체 기계의 이탈방지부재를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시한 이탈방지부재가 마련된 상태를 보여주는 자유 회전식 유체 기계의 평면도이다.
도 7은 도 1에 도시한 자유 회전식 유체 기계의 팁을 도시한 도면이다.
도 8은 도 7에 도시한 팁의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자유 회전식 유체 기계를 도시한 평면도이다. 1 is a plan view of a free rotating fluid machine according to one embodiment of the invention.
FIG. 2 is a plan view showing a state in which the rotor and the blade of the free rotating fluid machine shown in FIG. 1 are rotated by a predetermined angle.
3 is a plan view of the rotor of the free rotating fluid machine shown in FIG.
4 is a view of the blade of the free rotating fluid machine shown in FIG.
FIG. 5 is a perspective view illustrating a release preventing member of the free rotating fluid machine shown in FIG. 1.
FIG. 6 is a plan view of a free rotating fluid machine showing a state where the release preventing member shown in FIG. 5 is provided.
FIG. 7 shows the tip of the free-rotating fluid machine shown in FIG. 1.
8 is a cross-sectional view of the tip shown in FIG.
9 is a plan view of a free rotating fluid machine according to another embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention; However, the present invention is not limited or limited by the embodiments. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유 회전식 유체 기계를 도시한 평면도, 도 2는 도 1에 도시한 자유 회전식 유체 기계의 로터 및 블레이드가 소정 각도 회전한 상태를 도시한 평면도, 도 3은 도 1에 도시한 자유 회전식 유체 기계의 로터를 도시한 평면도, 도 4는 도 1에 도시한 자유 회전식 유체 기계의 블레이드를 도시한 도면, 도 5는 도 1에 도시한 자유 회전식 유체 기계의 이탈방지부재를 도시한 사시도, 도 6은 도 5에 도시한 이탈방지부재가 마련된 상태를 보여주는 자유 회전식 유체 기계의 평면도, 도 7은 도 1에 도시한 자유 회전식 유체 기계의 팁을 도시한 도면, 도 8은 도 7에 도시한 팁의 단면도, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자유 회전식 유체 기계를 도시한 평면도이다.1 is a plan view showing a free-rotating fluid machine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a state in which the rotor and the blade of the free-rotating fluid machine shown in FIG. 1 is a plan view of the rotor of the free-rotating fluid machine shown in FIG. 1, FIG. 4 shows a blade of the free-rotating fluid machine shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a departure prevention of the free-rotating fluid machine shown in FIG. Figure 6 is a perspective view of the member, Figure 6 is a plan view of the free-rotating fluid machine showing a state of the release prevention member shown in Figure 5, Figure 7 is a view showing the tip of the free-rotating fluid machine shown in Figure 1, Figure 8 7 is a cross-sectional view of the tip shown in FIG. 7, FIG. 9 is a plan view of a free rotating fluid machine according to another embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자유 회전식 유체 기계(100)는, 중공의 원통형으로 마련되며, 내면이 타원형으로 형성되는 실린더(110), 실린더(110) 내부에 마련되며 실린더(110)의 중심과 동일한 중심을 기준으로 회전하는 로터(120), 실린더(110)와 로터(120) 사이에 마련되는 블레이드(150), 로터(120)가 회전하는 동안 실린더(110)의 내면과 접촉되도록 서로 이웃하는 블레이드(150) 사이에 마련되는 팁(130)과 보조팁(140), 블레이드(150)와 팁(130)을 서로 연결하는 이탈방지부재(160) 및 블레이드(150)와 로터(120) 사이에 마련되어 로터(120)의 회전력을 블레이드(150)에 전달하는 구동롤러(157)를 포함할 수 있다.1 and 2, the free-rotating fluid machine 100 according to an embodiment of the present invention, the cylinder 110, the cylinder 110 is provided with a hollow cylindrical shape, the inner surface is formed in an elliptical shape The rotor 120 which is provided inside and rotates about the same center as the center of the cylinder 110, the blade 150 provided between the cylinder 110 and the rotor 120, and the cylinder while the rotor 120 rotates. The tip 130 and the auxiliary tip 140, the separation preventing member 160 for connecting the blade 150 and the tip 130 are provided between the adjacent blades 150 to contact with the inner surface of the 110 and It may include a drive roller 157 is provided between the blade 150 and the rotor 120 to transfer the rotational force of the rotor 120 to the blade 150.

도 1 및 도 2를 참조하면, 실린더(110)는 내부에 공간이 형성된 중공의 통형으로 마련될 수 있다. 실린더(110)의 내부에는 후술할 로터(120), 팁(130), 블레이드(150) 등 회전운동을 하는 부재들이 수용될 수 있다. 1 and 2, the cylinder 110 may be provided in a hollow cylindrical shape having a space formed therein. The inside of the cylinder 110 may include members for rotating, such as the rotor 120, the tip 130, and the blade 150, which will be described later.

여기서, 실린더(110)는 외주면은 원통형의 형태로 형성되고, 내면은 외면과 다르게 타원형에 가까운 형태로 형성될 수 있다. 다만, 경우에 따라 실린더(110)의 내면 뿐만 아니라 외면도 동일한 타원형으로 형성될 수도 있다. Here, the cylinder 110 has an outer circumferential surface is formed in a cylindrical shape, the inner surface may be formed in a shape close to the oval different from the outer surface. However, in some cases, the outer surface as well as the inner surface of the cylinder 110 may be formed in the same elliptical shape.

상기와 같이, 실린더(110)의 내면을 타원형으로 형성하는 것은 실린더(110)와 블레이드(150) 사이로 주입되는 작동 유체의 압축 또는 팽창을 위한 작용 공간(111)의 체적이 변할 수 있게 하기 위함이다. 다시 말해서, 실린더(110)의 측면에 관통 형성된 흡기구(112,113)로부터 작동유체가 유입되고, 유입된 작동 유체가 가진 유체 에너지를 기계적 에너지로 변환시키기 위하여 작동 유체를 압축하거나 팽창시키는 과정을 거치게 되는데, 이때 작동 유체가 압축 또는 팽창 과정을 거치는 작용 공간(111)의 체적을 변환시기 위하여 실린더(110)의 내면을 타원형으로 형성하는 것이 바람직하다. As described above, the inner surface of the cylinder 110 is formed to be elliptical in order to change the volume of the working space 111 for compressing or expanding the working fluid injected between the cylinder 110 and the blade 150. . In other words, the working fluid is introduced from the intake openings 112 and 113 formed through the side of the cylinder 110, and the working fluid is compressed or expanded to convert the fluid energy of the introduced working fluid into mechanical energy. In this case, in order to convert the volume of the working space 111 through which the working fluid is compressed or expanded, it is preferable to form an inner surface of the cylinder 110 in an elliptical shape.

한편, 실린더(110)의 측면에는 작동 유체가 작용 공간(111)으로 유입되는 흡입구(112,113)와, 작용 공간(111)에서 압축 또는 팽창 과정을 거친 작동 유체가 배출되는 배기구(114,115)가 관통 형성될 수 있다. On the other hand, the inlet port 112, 113 through which the working fluid flows into the working space 111 and the exhaust ports 114 and 115 through which the working fluid undergoes the compression or expansion process from the working space 111 are formed in the side surface of the cylinder 110. Can be.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더(110)에는 적어도 하나 이상의 흡입구(112,113)와 배기구(114,115)가 마련될 수 있다. 이때, 흡입구(112,113)와 배기구(114,115)는 실린더(110)의 회전중심을 중심으로 방사형으로 형성될 수 있다. 흡입구(112,113) 및 배기구(114,115)를 방사형으로 형성하는 이유는 흡입구(112,113)를 통해 작용 공간(111)으로 유입된 작동 유체로부터 발생되는 에너지의 출력 또는 압력을 향상시키기 위함이다. 참고로, 실린더(110)에 형성된 흡입구(112,113)와 배기구(114,115)의 위치는 로터(120)의 회전 방향 또는 실린더(110)의 작용 공간(111)의 위치나 크기에 따라 변경될 수 있다. That is, at least one suction port 112 and 113 and the exhaust port 114 and 115 may be provided in the cylinder 110 according to the exemplary embodiment of the present invention. In this case, the inlets 112 and 113 and the exhaust ports 114 and 115 may be formed radially around the center of rotation of the cylinder 110. The reason for radially forming the intake ports 112 and 113 and the exhaust ports 114 and 115 is to improve the output or pressure of energy generated from the working fluid introduced into the working space 111 through the intake ports 112 and 113. For reference, positions of the suction ports 112 and 113 and the exhaust ports 114 and 115 formed in the cylinder 110 may be changed according to the rotation direction of the rotor 120 or the position or size of the working space 111 of the cylinder 110.

흡기구(112,113)를 통해서 작용 공간(111) 내에 유입된 작동 유체(증기)가 팽창하게 되면, 팽창되는 힘에 의해서 블레이드(150)가 회전하게 되고 블레이드(150)의 회전력은 구동롤러(157)를 통해서 로터(120)에 전달되어, 최종적으로 로터(120)의 회전축(125)을 통해서 동력이 외부로 전달될 수 있다. When the working fluid (vapor) introduced into the working space 111 through the inlets 112 and 113 expands, the blade 150 rotates due to the expanding force, and the rotational force of the blade 150 drives the driving roller 157. Is transmitted to the rotor 120 through, the power can be transmitted to the outside through the rotary shaft 125 of the rotor 120 finally.

한편, 모터(미도시)에 연결된 로터(120)가 회전함에 따라 블레이드(150)가 실린더(110)의 내면 쪽으로 움직이게 되면, 작용 공간(111)의 체적이 줄어들면서 작용 공간(111) 내의 작동 유체는 압축된다.Meanwhile, when the blade 150 moves toward the inner surface of the cylinder 110 as the rotor 120 connected to the motor (not shown) rotates, the working fluid in the working space 111 decreases while the volume of the working space 111 decreases. Is compressed.

작용 공간(111)은 실린더(110)의 내면, 팁(130) 및 블레이드(150)의 외면(154)에 의해서 둘러싸여서 형성되는 밀폐 공간으로써, 로터(120), 팁(130), 블레이드(150) 및 실린더(110)의 내부로 유입되는 작동 유체에 의해서 크기 또는 작용 공간(111)의 체적이 가변될 수 있다. The working space 111 is a sealed space formed by being surrounded by the inner surface of the cylinder 110, the tip 130, and the outer surface 154 of the blade 150, and includes a rotor 120, a tip 130, and a blade 150. ) And the working fluid flowing into the cylinder 110 may vary in size or volume of the working space 111.

도 3을 참조하면, 로터(120)는 실린더(110)의 내부 중공부(미도시)에 마련되며, 실린더(110)의 중심과 동일한 중심을 기준으로 회전할 수 있다. 이러한 로터(120)는 단면이 대략 원형인 원기둥 형태로 형성될 수 있다. 참고로, 로터(120)의 단면을 원형으로 형성하게 되면 블레이드(150)와 로터(120) 사이의 거리를 줄일 수 있고 유체 기계(100)의 전체적인 크기를 줄일 수 있다. Referring to FIG. 3, the rotor 120 may be provided at an inner hollow portion (not shown) of the cylinder 110 and may rotate about the same center as the center of the cylinder 110. The rotor 120 may be formed in a cylindrical shape having a circular cross section. For reference, when the cross section of the rotor 120 is formed in a circular shape, the distance between the blade 150 and the rotor 120 may be reduced and the overall size of the fluid machine 100 may be reduced.

또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 로터(120)의 회전축(125)은 실린더(110)의 일측에 결합되는 커버(미도시) 등에 회전 가능하게 연결될 수 있다. In addition, although not shown in the drawings, the rotation shaft 125 of the rotor 120 may be rotatably connected to a cover (not shown) coupled to one side of the cylinder 110.

한편, 로터(120)와 실린더(110) 사이에는 서로 일단이 인접하도록 4개의 블레이드(150)가 배치된다. 이웃하는 블레이드(150)와 블레이드(150)의 길이 방향 일단 사이에는, 로터(120)가 회전함에 따라 실린더(110)의 내면과의 접촉상태를 유지하면서 작용 공간(111)의 밀폐 상태를 유지하면서 체적 변화를 가능하게 하는 팁(130)이 마련될 수 있다. 본 발명에 따른 자유 회전식 유체 기계(100)의 팁(130)은 로터(120)에 연결되는 것이 아니라 서로 이웃하는 블레이드(150)에 의해서 지지될 수 있다. Meanwhile, four blades 150 are disposed between the rotor 120 and the cylinder 110 so that one end thereof is adjacent to each other. Between the neighboring blade 150 and one end in the longitudinal direction of the blade 150, while maintaining the closed state of the working space 111 while maintaining the contact state with the inner surface of the cylinder 110 as the rotor 120 rotates A tip 130 may be provided to allow for volume change. The tip 130 of the freely rotating fluid machine 100 according to the present invention may be supported by blades 150 adjacent to each other, rather than being connected to the rotor 120.

한편, 로터(120)의 외면에는, 구동롤러(157)가 장착되는 안착홈(124)이 형성될 수 있다. 여기서, 안착홈(124)은 로터(120)의 회전중심(121)을 지나는 선을 기준으로 90도 간격으로 형성되는 것이 바람직하다.On the other hand, on the outer surface of the rotor 120, a mounting groove 124, in which the driving roller 157 is mounted, may be formed. Here, the mounting groove 124 is preferably formed at intervals of 90 degrees with respect to the line passing through the center of rotation 121 of the rotor 120.

도 1 및 도 2를 참조하면, 블레이드(150)와 로터(120) 사이에는, 로터(120)가 회전하는 동안 블레이드(150) 및 로터(120)와의 접촉 상태를 유지하거나 로터(120)의 회전력을 블레이드(150)에 전달하는 구동롤러(157)가 마련될 수 있다.1 and 2, between the blade 150 and the rotor 120, the rotor 150 maintains contact with the blade 150 and the rotor 120 while the rotor 120 rotates, or the rotational force of the rotor 120 is maintained. The driving roller 157 may be provided to transfer the blade 150 to the blade 150.

구동롤러(157)는 단면이 원형인 원통형 부재로 형성될 수 있다. 구동롤러(157)의 일부는 로터(120)와 접촉하고 다른 일부는 블레이드(150)와 접촉하도록 형성될 수 있다. The driving roller 157 may be formed of a cylindrical member having a circular cross section. A part of the driving roller 157 may be formed to contact the rotor 120 and the other part may contact the blade 150.

구동롤러(157)는 로터(120)가 회전함에 따라 블레이드(150)도 로터(120)와 함께 회전하도록 로터(120)의 회전력을 블레이드(150)에 전달할 수 있다. The driving roller 157 may transmit the rotational force of the rotor 120 to the blade 150 so that the blade 150 also rotates with the rotor 120 as the rotor 120 rotates.

상기한 바와 같이, 구동롤러(157)는 로터(120)의 안착홈(124)에 장착될 수 있다. 여기서, 안착홈(124)은 구동롤러(157)와 동일한 곡률 또는 동일한 반경을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 안착홈(124)은 구동롤러(157)의 외면과 동일한 곡선으로 형성되어 구동롤러(157)는 안착홈(124)과 면접촉하는 상태로 안착홈(124)에 장착될 수 있다. 이 때, 로터(120)가 회전함에 따라 가이드 부재(157)는 안착홈(124)에 장착된 상태로 회전할 수 있다.As described above, the driving roller 157 may be mounted in the mounting groove 124 of the rotor 120. Here, the mounting groove 124 is preferably formed to have the same curvature or the same radius as the drive roller 157. That is, the mounting groove 124 is formed in the same curve as the outer surface of the drive roller 157, so that the driving roller 157 may be mounted in the mounting groove 124 in a surface contact with the mounting groove 124. At this time, as the rotor 120 rotates, the guide member 157 may rotate while being mounted in the seating groove 124.

한편, 로터(120)와 마주 보는 블레이드(150)의 외면(155)에는 구동롤러(157)가 접촉하는 가이드 홈(156)이 형성될 수 있다. 가이드 홈(156)은 안착홈(124)과 마주 보는 블레이드(150)의 일면(155)에 음각으로 형성될 수 있다.On the other hand, the outer surface 155 of the blade 150 facing the rotor 120 may be formed with a guide groove 156 in contact with the drive roller 157. The guide groove 156 may be formed intaglio on one surface 155 of the blade 150 facing the mounting groove 124.

도 4에 도시된 바와 같이, 가이드 홈(156)은 블레이드(150)의 길이 방향을 따라 소정의 길이를 가지도록 형성될 수 있다. 가이드 홈(156)은 원형의 곡면이 아니라 반타원형 또는 트랙 모양으로 형성될 수 있다. 이와 같이, 가이드 홈(156)이 소정의 길이를 가지는 반타원형 또는 트랙 모양으로 형성됨으로써, 로터(120)가 회전함에 따라 구동롤러(157)가 가이드 홈(156) 내에서 구름 접촉 운동을 하면서 각각의 구동롤러(157)와 접촉하고 있는 블레이드(150)가 움직이는 범위를 제한하므로 실린더(110)의 내면과 접촉하는 4군데의 팁(130)과 보조팁(140)이 어느 한 쪽으로 밀려갈 수 없다.As shown in FIG. 4, the guide groove 156 may be formed to have a predetermined length along the longitudinal direction of the blade 150. The guide groove 156 may be formed in a semi-elliptic or track shape instead of a circular curved surface. In this way, the guide groove 156 is formed in a semi-elliptic or track shape having a predetermined length, so that as the rotor 120 rotates, the driving roller 157 performs the rolling contact motion in the guide groove 156, respectively. Since the blade 150 is in contact with the driving roller 157 of the movement range is limited, the four tips 130 and the auxiliary tip 140 in contact with the inner surface of the cylinder 110 cannot be pushed to either side. .

도 1을 참조하면 각 구동롤러(157)는 가이드 홈(156)의 길이 방향 양단 중 어느 일단에 위치한다. 좀더 자세히 살펴 보면, 우측 상단과 좌측 하단에 위치하는 블레이드(150)에 접촉하는 구동롤러(157)는 모두 가이드 홈(156)의 좌측단에 접촉하고 있는 반면에, 우측 하단과 좌측 상단에 위치하는 블레이드(150)에 접촉하는 구동롤러(157)는 모두 가이드 홈(156)의 우측단에 접촉하고 있다. Referring to FIG. 1, each driving roller 157 is located at one end of both ends of the guide groove 156 in the longitudinal direction. In more detail, the driving rollers 157 contacting the blades 150 positioned at the upper right and lower left sides are in contact with the left ends of the guide grooves 156, while the driving rollers 157 are located at the lower right and upper left positions. All the driving rollers 157 in contact with the blade 150 are in contact with the right end of the guide groove 156.

도 1의 상태에서 로터(120)가 시계 방향으로 회전하게 되면, 도 2에 도시된 바와 같이 각 구동롤러(157)는 가이드 홈(156)의 길이 방향 양단 중 도 1과 다른 일단에 위치하게 된다. 이와 같이, 4개의 구동롤러(157) 중 로터(120)의 회전중심(121)을 기준으로 서로 마주 보는 2개의 구동롤러(157)가 가이드 홈(156)을 따라 전진하게 되면 회전중심(121)을 기준으로 서로 마주 보는 나머지 2개의 구동롤러(157)는 가이드 홈(156)을 따라 전진하게 된다. When the rotor 120 rotates clockwise in the state of FIG. 1, as shown in FIG. 2, each driving roller 157 is positioned at one end of the guide groove 156 that is different from FIG. 1. . As such, when the two driving rollers 157 facing each other based on the rotation center 121 of the rotor 120 among the four driving rollers 157 advance along the guide groove 156, the rotation center 121 The remaining two driving rollers 157 facing each other are advanced along the guide groove 156.

실린더(110)의 내면은 서로 다른 길이의 장반경과 단반경을 가지는 타원형으로 형성되는데, 이러한 타원형의 내면을 따라 4개의 팁(130)과 보조팁(140)이 실린더(110)의 내면과 접촉하는 상태로 회전하게 되면 로터(120)의 회전중심(121)을 기준으로 서로 마주 보는 2개의 구동롤러(157)는 가이드 홈(156)을 따라 전진하게 되고 회전중심(121)을 기준으로 서로 마주 보는 나머지 2개의 구동롤러(157)는 가이드 홈(156)을 따라 전진할 수밖에 없다.The inner surface of the cylinder 110 is formed of an oval having long and short radiuses of different lengths, and the four tips 130 and the auxiliary tip 140 are in contact with the inner surface of the cylinder 110 along the inner surface of the ellipse. When rotating to the two driving rollers 157 facing each other based on the rotation center 121 of the rotor 120 is advanced along the guide groove 156 and the rest facing each other based on the rotation center 121 The two driving rollers 157 are forced to move along the guide groove 156.

로터(120)가 회전함에 따라 서로 마주 보는 2개의 구동롤러(157)가 교대로 서로 전진하거나 후퇴하기 때문에 블레이드(150)와 팁(130)이 흔들리거나 힘을 많이 받는 쪽으로 밀려갈 수 없게 일정하게 회전하며 작용 공간(111)의 체적이 변할 수 있다.As the rotor 120 rotates, the two driving rollers 157 facing each other alternately move forward or retreat with each other, so that the blade 150 and the tip 130 cannot be pushed toward the shaking or high force side. As it rotates, the volume of the working space 111 may change.

또한, 로터(120)가 회전하여 실린더(110) 내부에서 로터(120)와 블레이드(150)가 함께 회전하는 경우, 구동롤러(157)는 가이드 홈(156)을 따라 구름 접촉 운동을 하면서 로터(120)의 회전력을 블레이드(150)에 전달하거나 팁(130)의 위치를 일정하게 유지하므로 팁(130)이 외부의 힘으로 인해 밀려갈 수 없으므로 판스프링(142)의 탄성을 일정하게 유지하여 보조팁(140)이 실린더(110)의 내면에 밀착할 수 있다.In addition, when the rotor 120 rotates so that the rotor 120 and the blade 150 rotate together in the cylinder 110, the driving roller 157 performs the rolling contact motion along the guide groove 156. Since the rotation force of 120 is transmitted to the blade 150 or the position of the tip 130 is kept constant, the tip 130 cannot be pushed due to external force, so the elasticity of the leaf spring 142 is maintained to be constant. Tip 140 may be in close contact with the inner surface of the cylinder (110).

상기한 바와 같이 로터(120)에 형성된 안착홈(124)은 구동롤러(157)와 동일한 곡률 또는 동일한 반경을 가지도록 형성되는 반면에, 블레이드(150)에 형성된 가이드 홈(156)은 길이 방향의 양단이 구동롤러(157)와 동일한 곡률 또는 동일한 반경을 가지도록 형성될 수 있다.As described above, the seating groove 124 formed in the rotor 120 is formed to have the same curvature or the same radius as the driving roller 157, while the guide groove 156 formed in the blade 150 has a lengthwise direction. Both ends may be formed to have the same curvature or the same radius as the driving roller 157.

도 4에 도시된 바와 같이, 가이드 홈(156)은 블레이드(150)의 길이 방향 중심에 대해서 대칭이 되도록 형성될 수 있다. 즉, 가이드 홈(156)은 블레이드(150)의 가운데 부분에 형성될 수 있다.As shown in FIG. 4, the guide groove 156 may be formed to be symmetrical with respect to the longitudinal center of the blade 150. That is, the guide groove 156 may be formed in the center portion of the blade 150.

블레이드(150)의 길이 방향 양단에는 원통 형태로 형성된 팁(130)의 팁본체(132)와 동일한 곡면을 가지는 팁 접촉부(152)가 형성될 수 있다. 블레이드(150)의 양단부에 형성된 팁 접촉부(152)에 의해 팁본체(132)와 블레이드(150)가 면접촉함으로써 양자의 접촉 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.Tip ends 152 having the same curved surface as the tip body 132 of the tip 130 formed in a cylindrical shape may be formed at both ends of the blade 150 in the longitudinal direction. The tip body 132 and the blade 150 are in surface contact by the tip contacting portions 152 formed at both ends of the blade 150, so that the contact state of the two blades 150 may be stably maintained.

블레이드(150)가 실린더(110)의 내면 내에서 회전할 때, 팁 접촉부(152)는 팁본체(132)에 블레이드(150)의 길이 방향 양단이 박히거나 마찰로 인해 팁(130) 또는 블레이드(150)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.When the blade 150 rotates within the inner surface of the cylinder 110, the tip contact portion 152 is a tip 130 or the blade (130) due to friction or the end of the longitudinal end of the blade 150 in the tip body 132 150 can be prevented from being damaged.

또한, 블레이드(150)의 높이방향(상하방향) 양면 중 적어도 일면에는 제2 개구부(151)가 형성될 수 있다. 제2 개구부(151)는 후술할 이탈방지부재(160)가 삽입되는 부분이다. 이때, 이탈방지부재(160)의 일부는 팁(130)에 형성된 제1 개구부(131, 도 7 참조)에 삽입되고, 이탈방지부재(160)의 다른 일부는 블레이드(150)에 형성된 제2 개구부(151)에 삽입될 수 있다.In addition, a second opening 151 may be formed on at least one surface of both sides in the height direction (up and down direction) of the blade 150. The second opening 151 is a portion into which the separation preventing member 160 to be described later is inserted. In this case, a part of the separation preventing member 160 is inserted into the first opening 131 (see FIG. 7) formed in the tip 130, and another part of the separation preventing member 160 is formed in the second opening formed in the blade 150. 151 may be inserted.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자유 회전식 유체 기계(100)에는 팁(130)이 블레이드(150)에서부터 이탈되는 것을 이탈방지부재(160)가 마련될 수 있다.On the other hand, the free-rotating fluid machine 100 according to an embodiment of the present invention may be provided with a departure prevention member 160 that the tip 130 is separated from the blade 150.

이탈방지부재(160)는 로터(120)가 회전함에 따라 발생하는 원심력에 의해 블레이드(150)에서부터 팁(130)이 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 다시 말해서, 로터(120)가 실린더(110)의 내부에서 회전하게 되면 팁(130)에 원심력이 가해지게 되므로, 팁(130)이 실린더(110)의 내면 쪽으로 움직일 수 있다. The separation preventing member 160 may prevent the tip 130 from being separated from the blade 150 by the centrifugal force generated as the rotor 120 rotates. In other words, when the rotor 120 rotates inside the cylinder 110, the centrifugal force is applied to the tip 130, so that the tip 130 may move toward the inner surface of the cylinder 110.

이때, 로터(120)의 회전속도가 더욱 빨라져서 팁(130)에 가해지는 원심력이 더 커지면, 팁(130)을 지지하고 있는 팁 접촉부(152)에서부터 팁(130)이 분리될 수 있다. 여기서, 이탈방지부재(160)는 로터(120)의 회전 속도가 빨라져서 팁(130)에 가해지는 원심력이 커지더라도 팁(130)이 블레이드(150)로부터 분리되거나 이탈되는 것을 방지할 수 있다.At this time, when the rotational speed of the rotor 120 is faster and the centrifugal force applied to the tip 130 becomes larger, the tip 130 may be separated from the tip contact portion 152 supporting the tip 130. Here, the separation preventing member 160 may prevent the tip 130 from being separated from or detached from the blade 150 even if the rotational speed of the rotor 120 is increased to increase the centrifugal force applied to the tip 130.

여기서, 본 발명에 따른 자유 회전식 유체 기계(100,200)의 이탈방지부재(160,257,258)는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 블레이드(150)와 별로도 마련될 수도 있고 도 9에 도시한 바와 같이 블레이드(250)와 일체로 마련될 수도 있다.Here, the separation preventing members 160, 257 and 258 of the free-rotating fluid machine 100 and 200 according to the present invention may be provided separately from the blade 150 as shown in Figs. 1 and 2 or as shown in Fig. 9. It may be provided integrally with the blade 250.

우선, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈방지부재(160) 즉, 블레이드(150)와 별도로 형성된 이탈방지부재(160)에 대하여 설명한다.First, with reference to FIGS. 1 to 8, the separation preventing member 160 according to an embodiment of the present invention, that is, the separation preventing member 160 formed separately from the blade 150 will be described.

도 5에 도시된 이탈방지부재(160)의 양단은 팁(130)과 블레이드(150)에 회전 가능하도록 삽입될 수 있다. 이탈방지부재(160)는, 블레이드(150) 및 팁(130)에 걸쳐서 위치하는 연결부(163) 및 연결부(163)에서부터 절곡 형성되고 팁(130) 및 블레이드(150) 각각에 삽입되는 제1 및 제2 삽입부(161,162)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 삽입부(161,162)는 각각 팁(130)에 형성된 제1 개구부(131) 및 블레이드(150)에 형성된 제2 개구부(151)에 삽입될 수 있다. Both ends of the separation preventing member 160 shown in FIG. 5 may be inserted into the tip 130 and the blade 150 so as to be rotatable. The separation preventing member 160 may be formed by bending from the connecting portion 163 and the connecting portion 163 positioned over the blade 150 and the tip 130, and inserted into the tip 130 and the blade 150, respectively. The second inserting portion 161 and 162 may be included. Here, the first and second insertion parts 161 and 162 may be inserted into the first opening 131 formed in the tip 130 and the second opening 151 formed in the blade 150, respectively.

제1 및 제2 삽입부(161,162)는 길이가 다르게 형성될 수도 있고 동일한 길이로 형성될 수도 있다. 연결부(163)의 단면은 사각형이 되도록 형성되는 반면에, 제1 및 제2 삽입부(161,162)의 단면은 원형이 되도록 형성되는 것이 바람직하다.The first and second insertion portions 161 and 162 may be formed in different lengths or may have the same length. The cross section of the connecting portion 163 is formed to be a quadrangular shape, whereas the cross sections of the first and second inserting portions 161 and 162 may be formed to be circular.

도 7을 참조하면, 팁(130)의 제1 개구부(131)는 이탈방지부재(160)의 제1 및 제2 삽입부(161,162) 중 어느 하나가 삽입될 수 있는 구멍(hole) 형태로 형성되는 제1 삽입홀(131a)과 제1 삽입홀(131a)에 삽입되지 않은 이탈방지부재(160)의 연결부(163)가 안착되도록 홈(groove) 형태의 제1 가이드홈(131b)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 가이드홈(131b)은 팁본체(132)의 길이 방향 양단의 표면에서부터 음각으로 단차지게 형성되어 있다. 즉, 제1 가이드홈(131b)의 양단에는 단턱(미도시)이 형성될 수 있는데, 상기 단턱에 이탈방지부재(160)의 연결부(163)가 걸릴 수 있다.Referring to FIG. 7, the first opening 131 of the tip 130 is formed in a hole shape in which any one of the first and second insertion parts 161 and 162 of the separation preventing member 160 may be inserted. And a first guide groove 131b having a groove shape so that the connection portion 163 of the separation preventing member 160 which is not inserted into the first insertion hole 131a and the first insertion hole 131a is seated. Can be. Here, the first guide groove 131b is formed to be stepped at an intaglio from the surfaces of both ends in the longitudinal direction of the tip body 132. That is, stepped portions (not shown) may be formed at both ends of the first guide groove 131b, and the connection portion 163 of the separation preventing member 160 may be caught on the stepped portions.

제1 가이드홈(131b)의 표면에는 연결부(163)의 하면에 접촉하게 되는데, 연결부(163)의 하면이 제1 가이드홈(131b)의 표면에 접촉하는 상태에서 제1 및 제2 삽입부(161,162) 중 어느 하나가 완전히 삽입될 수 있을 깊이로 제1 삽입홀(131a)이 형성되는 것이 바람직하다.The surface of the first guide groove 131b is in contact with the lower surface of the connecting portion 163, and the first and second insertion portions (ie, the lower surface of the connecting portion 163 is in contact with the surface of the first guide groove 131b). It is preferable that the first insertion hole 131a is formed to a depth where any one of the 161 and 162 can be fully inserted.

도 7을 참조하면, 제1 가이드홈(131b)은 부채꼴 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 제1 가이드홈(131b)의 형상인 부채꼴 형태의 각도는, 로터(120)가 회전하는 동안 실린더(110)의 타원형 내면에 팁(130)과 보조팁(140)이 밀착 각도 상태를 유지하게 하는 범위를 고려하여 얻어지는 것이다. 즉, 제1 가이드홈(131b)의 부채꼴 형태의 각도는 임의로 선택되는 것이 아니라 상기한 바와 같은 설계 해석의 결과로부터 얻어지는 값이다.Referring to FIG. 7, the first guide groove 131b may be formed in a fan shape. Here, the angle of the fan-shaped shape of the shape of the first guide groove 131b, the tip 130 and the auxiliary tip 140 is maintained in close contact angle state on the elliptical inner surface of the cylinder 110 while the rotor 120 rotates. It is obtained in consideration of the range to be made. That is, the fan-shaped angle of the first guide groove 131b is not arbitrarily selected but is a value obtained from the result of the above-described design analysis.

로터(120)가 회전하는 동안 팁(130)과 보조팁(140)은 항상 수직 각도를 유지하여 실린더(110)의 내면과 접촉한 상태를 유지해야 한다. 로터(120)가 회전하는 동안 이탈방지부재(160)는 제1 삽입홀(131a)에 삽입된 제1 및 제2 삽입부(161,162) 중 어느 하나를 회전축으로 하여 회전하게 된다. 이때, 팁(130)과 보조팁(140)은 실린더(110)의 내면과 수직 접촉하는 상태를 유지해야 하는데, 제1 가이드 홈(131b)의 부채꼴 형태의 각도는 로터(120)가 회전하더라도 팁(130)이 정자세를 유지하면서 실린더(110)의 내면과 수직 접촉하는 상태를 유지할 수 있는 범위의 각도를 가져야 한다. 만약, 제1 가이드 홈(131b)의 부채꼴 형태의 각도가 정확한 값을 가지지 않으면, 로터(120)가 회전하는 동안 팁(130)과 보조팁(140)이 실린더(110)의 내면에 수직으로 접촉하지 않고 비스듬하게 접촉하는 등의 자세 변형이 생길 수 있고 이렇게 되면 작동 유체가 작용 공간(111)에서 누출될 수 있다.While the rotor 120 rotates, the tip 130 and the auxiliary tip 140 should always be in contact with the inner surface of the cylinder 110 by maintaining a vertical angle. While the rotor 120 rotates, the release preventing member 160 rotates using any one of the first and second insertion parts 161 and 162 inserted into the first insertion hole 131a as the rotation axis. At this time, the tip 130 and the auxiliary tip 140 should maintain a vertical contact with the inner surface of the cylinder 110, the angle of the fan shape of the first guide groove (131b) even if the rotor 120 rotates the tip It should have an angle in the range that 130 can maintain a vertical posture while maintaining the normal posture. If the angle of the fan shape of the first guide groove 131b does not have an accurate value, the tip 130 and the auxiliary tip 140 contact the inner surface of the cylinder 110 perpendicularly while the rotor 120 rotates. Posture deformation, such as contacting at an angle, instead of at an angle, may occur, and the working fluid may leak from the working space 111.

따라서, 제1 가이드 홈(131b)의 부채꼴 형태의 각도는, 로터(120)가 회전하는 동안 이탈방지부재(160)의 연결부(163)가 제1 가이드 홈(131b)의 단턱을 벗어나서는 회전하지 못하게 함으로써 팁(130)과 보조팁(140)이 실린더(110)의 내면과 수직 접촉 상태를 유지하게 할 수 있다.Therefore, the fan-shaped angle of the first guide groove 131b does not rotate when the connection portion 163 of the release preventing member 160 is out of the step of the first guide groove 131b while the rotor 120 rotates. By preventing the tip 130 and the auxiliary tip 140 can be in a vertical contact with the inner surface of the cylinder (110).

이와 같이, 이탈방지부재(160)의 연결부(163)는 제1 가이드홈(131b)의 단턱에 연결부(163)가 걸리는 범위 내 즉, 제1 가이드홈(131b)의 부채꼴 형태의 각도 내에서 회전할 수 있게 된다.As such, the connecting portion 163 of the separation preventing member 160 is rotated within a range in which the connecting portion 163 is caught on the stepped portion of the first guide groove 131b, that is, within a fan-shaped angle of the first guide groove 131b. You can do it.

한편, 제1 개구부(131)는 팁(130)의 팁본체(132)의 길이 방향 양단 중 어느 일단이 형성되는 것이 바람직한데, 경우에 따라서는 팁본체(132)의 양단에 형성될 수도 있다. 팁본체(132)의 양단에 제1 개구부(131)가 형성될 경우, 양측의 제1 가이드홈(131b)이 서로 대칭이 되도록 제1 개구부(131)가 형성되는 것이 바람직하다.On the other hand, the first opening 131 is preferably formed at either end of both ends of the longitudinal direction of the tip body 132 of the tip 130, may be formed at both ends of the tip body 132 in some cases. When the first openings 131 are formed at both ends of the tip body 132, the first openings 131 may be formed such that the first guide grooves 131b on both sides thereof are symmetrical with each other.

도 4를 참조하면, 블레이드(150)의 높이방향(상하방향) 양면 적어도 어느 일면에는 제2 개구부(151)가 형성될 수 있다. 블레이드(150)에 형성된 제2 개구부(151)에도 이탈방지부재(160)의 제1 및 제2 삽입부(161,162)중 다른 하나가 삽입될 수 있는 제2 삽입홀(153)과 제2 삽입홀(153)에 삽입되지 않은 이탈방지부재(160)의 연결부(163)가 안착되는 제2 가이드홈(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 제2 가이드홈은 블레이드(150)의 표면에 대해서 음각으로 단차된 형태로 형성되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 4, a second opening 151 may be formed on at least one surface of both sides of the blade 150 in a height direction (up and down direction). The second insertion hole 153 and the second insertion hole into which the other one of the first and second insertion portions 161 and 162 of the separation preventing member 160 may be inserted also in the second opening 151 formed in the blade 150. A second guide groove (not shown) in which the connection portion 163 of the separation preventing member 160 which is not inserted into the 153 may be seated may be formed. The second guide groove may be formed in a stepped form at an angle with respect to the surface of the blade 150.

제2 삽입홀(153)은 제1 삽입홀(131a)과 동일한 형태를 가진다. 하지만, 제1 가이드홈(131b)과 달리 블레이드(150)에 형성된 제2 가이드홈(미도시)은 부채꼴 모양이 아니라 이탈방지부재(160)의 연결부(163)의 폭과 동일한 폭을 가지는 대략 직사각형 모양으로 형성될 수 있다. 다만, 제2 가이드홈이 부채꼴 모양으로 형성된다면, 제1 가이드홈(131b)은 연결부(163)의 폭과 동일한 폭을 가지는 대략 직사각형 모양으로 형성되는 것이 바람직하다. The second insertion hole 153 has the same shape as the first insertion hole 131a. However, unlike the first guide groove 131b, the second guide groove (not shown) formed in the blade 150 has a substantially rectangular shape having the same width as that of the connection portion 163 of the separation preventing member 160, not a fan shape. It may be formed into a shape. However, if the second guide groove is formed in a fan shape, it is preferable that the first guide groove 131b is formed in a substantially rectangular shape having the same width as that of the connection portion 163.

이때, 팁(130)에 형성되는 제1 개구부(131)는 팁(130)의 팁본체(132)의 상하방향(높이방향) 양단 중 적어도 일단에 형성될 수 있고, 블레이드(150)에 형성된 제2 개구부(151)도 블레이드(150)의 상하방향(높이방향) 양단 중 적어도 일단에 형성될 수 있다. In this case, the first opening 131 formed in the tip 130 may be formed at at least one of both ends of an up-down direction (height direction) of the tip body 132 of the tip 130, and may be formed in the blade 150. The second opening 151 may also be formed at at least one end of both ends of the blade 150 in the vertical direction (height direction).

만약, 도 1에 도시한 바와 같이, 팁(130)의 팁본체(132)의 중심을 기준으로 좌측에 제1 개구부(131)가 형성된다면, 팁(130)의 제1 개구부(131)와 인접하게 위치된 블레이드(150)의 일단 부분에 제2 개구부(151)가 형성될 수 있다. 만약, 팁(130)의 팁본체(132)의 중심을 기준으로 우측에 제1 개구부(131)가 형성된다면, 팁(130)의 제1 개구부(131)와 인접하게 위치된 블레이드(150)의 타측 일단 부분에 제2 개구부(151)가 형성될 수 있다. 즉, 이탈방지부재(160)는 팁(130) 및 블레이드(150)에 걸쳐서 삽입되기 때문에 팁(130)에 형성되는 제1 개구부(131)와 블레이드(150)에 형성되는 제2 개구부(151)는 서로 인접한 위치에 형성되는 것이 바람직하다.1, when the first opening 131 is formed on the left side with respect to the center of the tip body 132 of the tip 130, the first opening 131 is adjacent to the first opening 131 of the tip 130. The second opening 151 may be formed at one end of the blade 150 positioned in such a way. If the first opening 131 is formed at the right side with respect to the center of the tip body 132 of the tip 130, the blade 150 positioned adjacent to the first opening 131 of the tip 130 may be formed. The second opening 151 may be formed at the other end portion. That is, since the separation preventing member 160 is inserted across the tip 130 and the blade 150, the first opening 131 formed in the tip 130 and the second opening 151 formed in the blade 150 are provided. Is preferably formed at positions adjacent to each other.

한편, 이탈방지부재(160)는 2개의 삽입부(161,162)의 일단 사이가 개방된 형태의 '∪' 형태로 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 이탈방지부재(160)는 팁(130) 및 블레이드(150)의 상측 및 하측에 하나씩 마련될 수 있다. 이때, 이탈방지부재(160)는 팁(130) 및 블레이드(150)의 상측 및 하측에 대해 서로 반대 또는 대칭이 되는 위치에 형성될 수 있다.On the other hand, the separation preventing member 160 may be formed in the form of '∪' of the open end between the two insertion portions (161,162). The separation preventing member 160 formed as described above may be provided one at an upper side and a lower side of the tip 130 and the blade 150. At this time, the separation preventing member 160 may be formed at a position that is opposite or symmetrical with respect to the upper side and the lower side of the tip 130 and the blade 150.

예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이, 자유 회전식 유체 기계(100)의 상측에 위치되는 이탈방지부재(160)는 반시계 방향을 따라 팁(130)의 좌측에 위치하는 블레이드(150)와 팁(130)에 걸쳐서 삽입되고, 자유 회전식 유체 기계(100)의 하측에 위치되는 이탈방지부재(160)는 상측과 반대로 시계방향을 따라 팁(130)의 우측에 위치하는 블레이드(150)와 팁(130)에 걸쳐서 삽입될 수 있다.For example, as shown in FIG. 1, the release preventing member 160 located above the free-rotating fluid machine 100 may include a blade 150 positioned on the left side of the tip 130 along a counterclockwise direction. The release preventing member 160 inserted over the tip 130 and positioned below the free-rotating fluid machine 100 has a blade 150 and a tip positioned at the right side of the tip 130 in a clockwise direction as opposed to the upper side. Can be inserted across 130.

이탈방지부재(160)의 삽입부(161,162)는 원기둥의 막대 형태로 형성되며, 연결부(163)의 양단에 한 쌍으로 나란하게 마련될 수 있다. 이와 같이 형성된 삽입부(161,162)는 팁(130)에 형성된 제1 개구부(131)의 제1 삽입홀(131a) 및 블레이드(150)에 형성된 제2 개구부(151)의 제2 삽입홀(153)에 각각 삽입될 수 있다.Insertion portions 161 and 162 of the separation preventing member 160 may be formed in the shape of a rod of a cylinder, and may be provided in pairs at both ends of the connection portion 163. The insertion parts 161 and 162 formed as described above are the first insertion hole 131a of the first opening 131 formed in the tip 130 and the second insertion hole 153 of the second opening 151 formed in the blade 150. Can be inserted into each.

이때, 제1 삽입홀(131a) 및 제2 삽입홀(153)의 직경 및 형상은 삽입부(161,162)의 직경 및 형상에 따라 변형될 수 있다. 참고로, 삽입부(161,162)가 반드시 원기둥 형태로 형성될 필요는 없으며, 사각기둥 등의 다양한 형태로 형성될 수 있다. 다만, 삽입부(161,162)가 삽입되는 제1 삽입홀(131a) 및 제2 삽입홀(153)은 원형으로 형성되는 것이 바람직하다.In this case, the diameters and shapes of the first insertion holes 131a and the second insertion holes 153 may be modified according to the diameters and shapes of the insertion parts 161 and 162. For reference, the insertion portions 161 and 162 may not necessarily be formed in a cylindrical shape, but may be formed in various shapes such as a square pillar. However, it is preferable that the first insertion hole 131a and the second insertion hole 153 into which the insertion parts 161 and 162 are inserted are formed in a circular shape.

이탈방지부재(160)의 연결부(163)는 한 쌍으로 나란하게 마련된 제1 및 제2 삽입부(161,162)를 연결하는 부분이다. 이러한 연결부(163)는 삽입부(161,162)의 형태에 따라 원기둥, 사각기둥 등 다양한 형태로 변형될 수 있다. 그러나, 연결부(163)의 하면 즉, 팁(130)에 형성된 제1 개구부(131)의 제1 가이드홈(131b) 및 블레이드(150)에 형성된 제2 개구부(151)의 제2 가이드홈(미도시)에 안착되는 부분은 평면으로 형성되는 것이 바람직하다. The connection portion 163 of the separation preventing member 160 is a portion connecting the first and second insertion portions 161 and 162 provided in parallel in pairs. The connection part 163 may be modified in various forms, such as a cylinder, a square pillar, depending on the shape of the insertion portion (161,162). However, the first guide groove 131b of the first opening 131 formed in the tip 130, that is, the second guide groove of the second opening 151 formed in the blade 150 (not shown) of the connecting portion 163. The portion seated on the si) is preferably formed in a plane.

여기서, 팁(130)에 형성된 제1 가이드홈(131b)의 폭 즉, 부채꼴 형태의 각도는 블레이드(150)에 형성된 제2 가이드홈(미도시) 및 연결부(163)의 폭보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.Here, the width of the first guide groove 131b formed in the tip 130, that is, the angle of the fan shape is greater than the width of the second guide groove (not shown) and the connecting portion 163 formed in the blade 150. desirable.

팁(130)은 블레이드(150)에 의해서 지지되어 로터(120)의 회전에 의해 원심력이 발생하면 팁(130)과 보조팁(140)에 영향을 주어 판스프링(142)의 탄성이 변하여 4개의 보조팁(140)이 실린더(110)의 내면에 밀착하지 않게 되어 작동 유체가 누설하며 로터(120)가 회전하지 않게 되는데, 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 구동롤러(157)가 사방으로 블레이드(150)를 받혀 주어 어느 쪽으로도 팁(130)이 밀려가지 않게 하여 팁(130)과 보조팁(140)이 일정한 힘으로 실린더 내면의 타원을 따라 일정하게 회전하며 기존 보다 마찰 저항 없이 회전할 수 있다. 다시 말해서, 팁(130)은 로터(120)가 회전함에 따라 실린더(110)의 내면과 접촉하면서 움직일 수 있다.Tip 130 is supported by the blade 150, when centrifugal force is generated by the rotation of the rotor 120 affects the tip 130 and the auxiliary tip 140, the elasticity of the leaf spring 142 is changed to four The auxiliary tip 140 is not in close contact with the inner surface of the cylinder 110 so that the working fluid leaks and the rotor 120 does not rotate, the present invention is to drive the roller 157 blades in all directions to solve this problem Receive 150 to prevent the tip 130 is pushed in either direction so that the tip 130 and the auxiliary tip 140 rotates constantly along the ellipse of the inner surface of the cylinder with a constant force and can be rotated without frictional resistance than conventional have. In other words, the tip 130 may move while contacting the inner surface of the cylinder 110 as the rotor 120 rotates.

만약, 팁(130)에 형성된 제1 가이드홈(131b)을 부채꼴 형태로 형성하지 않고 블레이드(150)에 형성된 제2 가이드홈(미도시)과 동일하게 직사각형 형태로 형성하거나, 연결부(163)와 동일한 형태로 형성한다면, 팁(130)이 원심력에 의해 실린더(110)의 내면 쪽으로 움직이는 경우에 팁(130)과 이탈방지부재(160) 사이에 공간이 없기 때문에 팁(130) 및 블레이드(150)에 걸쳐 삽입된 이탈방지부재(160)가 부러지거나, 팁(130) 또는 블레이드(150)도 파손될 수 있다. 또한, 팁(130)이 실린더(110)의 내면에 수직 접촉하는 상태를 유지하지 못할 수도 있다.If the first guide groove 131b formed in the tip 130 is not formed in the shape of a fan, it is formed in the same rectangular shape as the second guide groove (not shown) formed in the blade 150 or the connection portion 163 If formed in the same form, When the tip 130 moves toward the inner surface of the cylinder 110 by centrifugal force, there is no space between the tip 130 and the release preventing member 160, so that the tip 130 and the blade 150 are inserted and separated. The member 160 may be broken, or the tip 130 or the blade 150 may be damaged. In addition, the tip 130 may not maintain a vertical contact with the inner surface of the cylinder (110).

즉, 팁(130)의 제1 가이드홈(131b)의 폭을 블레이드(150)의 제2 가이드홈(미도시)의 폭보다 크게 형성함으로써 팁(130)이 원심력에 의해 실린더(110) 쪽으로 이동되더라도 이탈방지부재(160)가 제1 가이드홈(131b)의 폭 만큼 움직일 수 있기 때문에 이탈방지부재(160)의 파손을 방지할 수 있다. That is, the tip 130 is moved toward the cylinder 110 by centrifugal force by forming the width of the first guide groove 131b of the tip 130 to be larger than the width of the second guide groove (not shown) of the blade 150. Even if the separation preventing member 160 can move by the width of the first guide groove (131b) it is possible to prevent the breakage of the separation preventing member 160.

참고로, 블레이드(150)에 형성된 제2 가이드홈(미도시)의 폭은 팁(130)에 형성된 제1 가이드홈(131b) 보다는 작은 폭으로 형성되며, 연결부(163)와 동일한 폭으로 형성될 수 있다. 만약, 블레이드(150)에 형성된 제2 가이드홈(미도시)의 폭을 팁(130)에 형성된 제1 가이드홈(131b)의 폭보다 크게 형성할 경우에는 블레이드(150)가 서로 인접하게 마련된 팁(130)을 제대로 잡아주지 못하기 때문에 팁(130)이 블레이드(150)로부터 이탈하거나 분리될 수 있다.For reference, the width of the second guide groove (not shown) formed in the blade 150 is formed to be smaller than the first guide groove 131b formed in the tip 130, and may be formed to have the same width as the connection portion 163. Can be. If the width of the second guide groove (not shown) formed in the blade 150 is larger than the width of the first guide groove 131b formed in the tip 130, the blades 150 are provided adjacent to each other. The tip 130 may be separated from or detached from the blade 150 because it may not hold the 130 properly.

한편, 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 팁(130)은, 서로 이웃하는 상기 블레이드(150)의 길이 방향 양단과 접촉하는 팁본체(132), 실린더(110)의 내면과 마주 보는 팁본체(132)의 외면에 형성된 보조팁홈(135), 실린더(110)의 내면과 접촉 상태를 유지하도록 보조팁홈(135)에 삽입되는 보조팁(140) 및 일단부는 로터(120)에 삽입되고 타단부는 팁본체(132)를 관통하도록 마련되는 보조팁 밀착볼트(134)를 포함할 수 있다.On the other hand, referring to Figures 7 and 8, the tip 130, the tip body 132 in contact with both ends of the longitudinal direction of the blade 150 adjacent to each other, the tip body facing the inner surface of the cylinder 110 Auxiliary tip groove 135 formed on the outer surface of the 132, the auxiliary tip 140 is inserted into the auxiliary tip groove 135 and one end is inserted into the rotor 120 to maintain contact with the inner surface of the cylinder 110 and the other end The tip body 132 may include an auxiliary tip contact bolt 134 provided to penetrate through.

팁(130)은 단면이 원형인 원통 형태로 형성되는 팁본체(132) 및 팁본체(132)에 삽입 결합되며 일정한 길이를 가지는 보조팁 밀착볼트(134)를 포함할 수 있다.The tip 130 may include a tip body 132 and a tip tip contact bolt 134 inserted into and coupled to the tip body 132 having a cylindrical shape having a circular cross section and having a predetermined length.

팁본체(132)의 길이 방향 양면에는 제1 개구부(131)가 형성될 수 있는데, 양면에 형성된 제1 개구부(131)는 서로 반대 또는 대칭이 되도록 형성되는 것이 바람직하다.First openings 131 may be formed at both surfaces of the tip body 132 in the longitudinal direction, and the first openings 131 formed at both surfaces thereof may be formed to be opposite to or opposite to each other.

보조팁홈(135)은 실린더(110)의 내면과 마주 보는 팁본체(132)에 음각으로 형성된다. 보조팁홈(135)에는 보조팁(140)이 삽입될 수 있다. 로터(120)가 회전하는 동안 보조팁(140)은 실린더(110)의 내면과 밀착 상태를 유지해야 한다. 보조팁(140)이 실린더(110)의 내면과 밀착 상태를 유지하기 위해서는 실린더(110)의 내면을 향해서 보조팁(140)을 밀어 주어야 한다. 보조팁(140)을 실린더(110)의 내면 쪽으로 밀어주는 판스프링(142)이 보조팁(140)의 하면을 탄성 지지하도록 보조팁홈(135) 내에 마련될 수 있다.The auxiliary tip groove 135 is formed intaglio on the tip body 132 facing the inner surface of the cylinder 110. An auxiliary tip 140 may be inserted into the auxiliary tip groove 135. The auxiliary tip 140 should keep in close contact with the inner surface of the cylinder 110 while the rotor 120 rotates. In order to keep the auxiliary tip 140 in close contact with the inner surface of the cylinder 110, the auxiliary tip 140 should be pushed toward the inner surface of the cylinder 110. A leaf spring 142 for pushing the auxiliary tip 140 toward the inner surface of the cylinder 110 may be provided in the auxiliary tip groove 135 to elastically support the lower surface of the auxiliary tip 140.

도 8을 참조하면, 판스프링(142)은 팁본체(132)의 길이와 거의 비슷한 길이를 가지도록 형성되며, 판스프링(142)의 양단이 보조팁(140)의 양단에 형성된 걸림턱(미도시)에 걸리고 판스프링(142)의 가운데 부분은 아래쪽으로 볼록하도록 휘어져서 보조팁홈(135)의 하면에 접촉하게 된다. 이러한 형태로 판스프링(142)이 보조팁(140)을 탄성 지지하게 된다.Referring to FIG. 8, the leaf spring 142 is formed to have a length substantially similar to the length of the tip body 132, and both ends of the leaf spring 142 are formed at both ends of the auxiliary tip 140 (not shown). The center portion of the leaf spring 142 is bent convex downward to contact the lower surface of the auxiliary tip groove (135). In this form, the leaf spring 142 elastically supports the auxiliary tip 140.

한편, 보조팁 밀착볼트(134)는 보조팁실(140)을 실린더(110)의 내면과 밀착하도록 판스프링(140)을 보조팁(140) 쪽으로 밀어 가압하는 부재이다.On the other hand, the auxiliary tip contact bolt 134 is a member for pushing the leaf spring 140 toward the auxiliary tip 140 so as to contact the auxiliary tip chamber 140 and the inner surface of the cylinder 110.

보조팁 밀착볼트(134)는 로터(120)에 형성된 보조팁홈(135)의 바닥면까지 도달하는 상단부 및 팁본체(132)를 관통하는 하단부를 포함할 수 있다.The auxiliary tip contact bolt 134 may include an upper end reaching the bottom surface of the auxiliary tip groove 135 formed in the rotor 120 and a lower end penetrating through the tip body 132.

보조팁 밀착볼트(134)는 팁본체(132)와 나사 체결됨으로써, 팁본체(132)를 관통하는 상기 상단부의 위치를 조절할 수 있다. 이를 위해, 보조팁 밀착볼트(134)와 팁본체(132)에는 나사산(미도시)이 형성될 수 있다.The auxiliary tip contact bolt 134 is screwed with the tip body 132, thereby adjusting the position of the upper end portion penetrating the tip body 132. To this end, the auxiliary tip contact bolt 134 and the tip body 132 may be a thread (not shown).

도 7 및 도 8을 참조하면, 보조팁 밀착볼트(134)의 상단은 보조팁홈(135)의 바닥면에서 노출되도록 마련됨으로써 판스프링(142)을 가압할 수 있다. 보조팁홈(135)의 바닥면에서부터 노출되는 보조팁 밀착볼트(134)의 상단 길이가 길수록 판스프링(142)이 보조팁(140)을 실린더(110)의 내면에 가압하는 힘도 커지게 된다.7 and 8, the upper end of the auxiliary tip contact bolt 134 is provided to be exposed from the bottom surface of the auxiliary tip groove 135 may press the leaf spring 142. The longer the top length of the auxiliary tip contact bolt 134 exposed from the bottom surface of the auxiliary tip groove 135, the force that the plate spring 142 presses the auxiliary tip 140 to the inner surface of the cylinder 110.

이와 같이, 팁본체(132)를 관통하는 보조팁 밀착볼트(134)의 상단부 길이를 조절하여 판스프링(142)을 가압함으로써 실린더(110)의 내면과 보조팁(140)의 접촉 상태를 유지시킬 수 있다.As such, by adjusting the length of the upper end of the auxiliary tip contact bolt 134 penetrating the tip body 132 to press the leaf spring 142 to maintain the contact state between the inner surface of the cylinder 110 and the auxiliary tip 140. Can be.

한편, 보조팁(140)은 흑연 또는 수지로 형성되는 것이 바람직하다. On the other hand, the auxiliary tip 140 is preferably formed of graphite or resin.

또한, 로터(120)가 실린더(110)의 내부에서 회전하게 되면, 로터(120)의 회전에 의해 원심력이 발생하지 않는다. 그 이유는 구동롤러(157)에 의해 로터(120)와 블레이드(150)를 사방으로 간격 없이 회전력을 팁(130)과 블레이드(150)로 전달하므로 팁(130)과 보조팁(140)이 원심력이나 어떠한 외부 힘의 영향 없이 실린더(110)의 내면과 밀착하여 회전하게 된다. 이때 판스프링(142)의 탄성은 항상 일정한 상태를 유지하고, 실린더(110)의 작용 공간(111)으로 유입된 작동 유체가 누설되는 것을 방지할 수 있다. In addition, when the rotor 120 rotates inside the cylinder 110, centrifugal force does not occur due to the rotation of the rotor 120. The reason is that the rotor 130 and the blade 150 by the driving roller 157 to transmit the rotational force to the tip 130 and the blade 150 without any gap in all directions, so that the tip 130 and the auxiliary tip 140 are centrifugal force. Or rotates in close contact with the inner surface of the cylinder 110 without any external force. At this time, the elasticity of the leaf spring 142 is always maintained in a constant state, it is possible to prevent the working fluid introduced into the working space 111 of the cylinder 110 to leak.

한편, 도 9에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 자유 회전식 유체 기계(200)는, 이탈방지부재(258)가 블레이드(250)와 일체로 형성될 수 있다. Meanwhile, in the free rotating fluid machine 200 according to another embodiment of the present invention illustrated in FIG. 9, the release preventing member 258 may be integrally formed with the blade 250.

도 9에 도시된 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자유 회전식 유체 기계(200)는 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 자유 회전식 유체 기계(100)와 블레이드(200) 및 이탈방지부재(257,258)를 제외한 다른 부분은 동일하므로 동일한 도면부호로 설명한다.The free rotating fluid machine 200 according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 9 includes a free rotating fluid machine 100 and a blade 200 according to one embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2. And other parts except for the separation preventing member (257,258) will be described by the same reference numerals.

구체적으로, 이탈방지부재(257,258)는 블레이드(250)의 양단부에 형성되며, 일측이 개방된 형태의 고리 또는 링(ring) 형태로 형성될 수 있다. 고리 또는 링 형태로 마련된 이탈방지부재(257,258)는, 단면이 원형으로 형성된 팁(130)의 팁본체(132)를 감싸면서 팁(130)이 블레이드(250)로부터 이탈되지 않도록 할 수 있다. In detail, the separation preventing members 257 and 258 may be formed at both ends of the blade 250, and may be formed in a ring or ring shape having one side open. The separation prevention members 257 and 258 provided in the form of a ring or a ring may surround the tip body 132 of the tip 130 having a circular cross section to prevent the tip 130 from being separated from the blade 250.

여기서, 이탈방지부재(257,258)는 팁본체(132)를 감싸면서 지지하는 것이 용이하도록 이탈방지부재(257,258)는 팁본체(132)의 외면(원주면)과 동일한 곡면으로 형성될 수 있다. Here, the separation preventing members 257 and 258 may be formed to have the same curved surface as the outer surface (circumferential surface) of the tip body 132 to facilitate the support while surrounding the tip body 132.

또한, 블레이드(250)는 서로 인접하게 마련된 팁(130) 사이에 하나씩 마련될 수 있다. 이때, 이탈방지부재(257,258)는 팁본체(132)의 상측 또는 하측 중 적어도 한 부분을 감싸면서 지지할 수 있다. In addition, the blades 250 may be provided one by one between the tips 130 provided adjacent to each other. At this time, the separation preventing members 257 and 258 may be supported while wrapping at least one portion of the upper side or the lower side of the tip body 132.

도 9를 참조하면, 로터(120)의 회전중심(121)을 기준으로 좌측 상부 및 우측 하부에 위치하는 블레이드(250)의 양단에 일체로 형성된 이탈방지부재(257,258)는 팁본체(132)의 상측을 감싸면서 팁(130)과 연결된다. 반면에, 로터(120)의 회전중심(121)을 기준으로 좌측 하부 및 우측 상부에 위치하는 블레이드(250)의 양단에 일체로 형성된 이탈방지부재(미도시)는 팁본체(132)의 하측을 감싸면서 팁(130)과 연결된다. 이탈방지부재가 팁본체(132)의 하측을 감싸기 때문에 좌측 상부 및 우측 하부에 위치하는 블레이드(250)의 이탈방지부재(257,258)에 가려져서 보이지 않게 된다.9, the separation preventing members 257 and 258 integrally formed at both ends of the blade 250 positioned at the upper left and the lower right side of the rotor 120 based on the center of rotation 121 of the rotor 120 include the tip body 132. It is connected to the tip 130 while wrapping the upper side. On the other hand, the separation prevention member (not shown) formed integrally at both ends of the blade 250 located on the lower left and the upper right side with respect to the center of rotation 121 of the rotor 120, the lower side of the tip body 132 It is connected to the tip 130 while wrapping. Since the separation prevention member surrounds the lower side of the tip body 132, the separation prevention members 257 and 258 of the blade 250 positioned on the upper left and the lower right are hidden.

다시 말하면, 이탈방지부재(257,258)는 블레이드(250)의 길이방향 양단에 형성되되 블레이드(250)의 높이방향 상단 또는 하단 중 어느 한쪽에만 형성되는 것이 바람직하다. 블레이드(250)의 높이방향을 따라 상단에만 이탈방지부재(257,258)가 형성된 블레이드(250)와 높이방향의 하단에만 이탈방지부재(257,258)가 형성된 블레이드(250)를 서로 교대로 배치함으로써, 팁(130)의 양측에 위치하는 블레이드(250)의 이탈방지부재(257,258)가 모두 팁본체(132)의 상측 또는 하측에 위치하게 되어 양측의 이탈방지부재(257,258)끼리 서로 충돌하거나 팁(130) 및 블레이드(250)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. In other words, the separation preventing members 257 and 258 are formed at both ends in the longitudinal direction of the blade 250, but is preferably formed only at one of the upper or lower ends in the height direction of the blade 250. By alternately arranging the blade 250 in which the separation preventing members 257 and 258 are formed only at the upper end along the height direction of the blade 250 and the blade 250 in which the separation preventing members 257 and 258 are formed only in the lower end in the height direction, the tip ( The separation preventing members 257 and 258 of the blades 250 located at both sides of the 130 are positioned above or below the tip body 132, so that the separation preventing members 257 and 258 may collide with each other, or the tip 130 and The blade 250 may be prevented from being damaged.

여기서, 블레이드(250)에 형성된 가이드 홈(256)은 도 4에 도시된 블레이드(150)에 형성된 가이드 홈(156)과 동일하다.Here, the guide groove 256 formed in the blade 250 is the same as the guide groove 156 formed in the blade 150 shown in FIG.

한편, 블레이드(250)의 일면 중 실린더(110)의 내면과 마주 보는 일면에는 오염물 배출부(259)가 형성될 수 있다. 오염물 배출부(259)는 블레이드(250)의 상하 방향(높이 방향)을 따라 형성될 수 있다. 오염물 배출부(259)는 도 4에 도시된 블레이드(150)에도 동일하게 형성될 수 있다.Meanwhile, a contaminant discharge unit 259 may be formed on one surface of the blade 250 facing the inner surface of the cylinder 110. The pollutant discharge part 259 may be formed along the vertical direction (height direction) of the blade 250. The pollutant discharge unit 259 may be formed in the same manner as the blade 150 shown in FIG. 4.

상기한 구성에 의하여 본 발명에 따른 자유 회전식 유체 기계(100,200)는, 원심력에 의해 팁이 블레이드로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지부재를 구비함으로써 팁과 실린더 사이의 공간이 밀폐되고, 연소 공간 내부로 유입된 작동 유체의 누설을 방지할 수 있다. According to the above configuration, the free-rotating fluid machine 100 and 200 according to the present invention includes a release preventing member that prevents the tip from being separated from the blade by centrifugal force to seal the space between the tip and the cylinder, and into the combustion space. It is possible to prevent leakage of the introduced working fluid.

또한, 본 발명에 따른 자유 회전식 유체 기계(100,200)는, 로터의 회전에 따라 팁이 로터의 회전 중심 쪽으로 후퇴하거나 회전 중심의 반대 방향으로 전진되더라도 팁에 체결된 상태로 이탈방지부재가 움직일 수 있는 공간이 팁에 마련되기 때문에 이탈방지부재 또는 팁이 파손되는 것을 방지할 수 있다. In addition, the free-rotating fluid machine (100,200) according to the present invention, even if the tip is retracted toward the center of rotation of the rotor according to the rotation of the rotor or advanced in the opposite direction of the center of rotation, the anti-separation member can be moved in the state coupled to the tip Since the space is provided at the tip, it is possible to prevent the separation preventing member or the tip from being broken.

또한, 본 발명에 따른 자유 회전식 유체 기계(100,200)는, 블레이드에 일체로 형성된 한 쌍의 이탈방지부재를 이용하여 팁의 상측 및 하측을 모두 지지하여 팁과 블레이드의 분리를 방지하기 때문에 팁을 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.In addition, the free-rotating fluid machine (100,200) according to the present invention supports both the upper and lower sides of the tip by using a pair of escape prevention members integrally formed on the blade to further prevent the tip and the blade from being separated. I can support it stably.

또한, 본 발명에 따른 자유 회전식 유체 기계(100,200)는 로터와 블레이드 사이에 마련되는 구동롤러를 통해서 작동 유체의 팽창시 팁이 한 쪽으로 밀리는 것을 방지하기 위해 블레이드의 내측을 구동롤러로 받혀주며 로터의 회전력을 블레이드에 직접 전달함으로써 유체 기계의 크기를 줄일 수 있다.In addition, the free-rotating fluid machine (100,200) according to the present invention supports the inner side of the blade with the drive roller to prevent the tip from pushing to one side when the working fluid is expanded through the drive roller provided between the rotor and the blade and the By transmitting rotational force directly to the blade, the size of the fluid machine can be reduced.

이상과 같이 본 발명의 일 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. As described above, in one embodiment of the present invention has been described by the specific embodiments, such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention in the above embodiment The present invention is not limited thereto, and various modifications and variations can be made by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all the things that are equivalent to or equivalent to the claims as well as the following claims will belong to the scope of the present invention.

100,200: 자유 회전식 유체 기계
110: 실린더 111: 작용 공간
112, 113: 흡입구 114, 115: 배기구
120: 로터 121: 회전중심
124: 안착홈 130: 팁
131: 제1 개구부 131a: 제1 삽입홀
131b: 제1 가이드홈 132: 팁본체
134: 보조팁 밀착볼트 135: 보조팁홈
140: 보조팁 142: 판스프링
150, 250: 블레이드 151: 제2 개구부
152: 팁접촉부 153: 제2 삽입홀
156: 가이드 홈 157: 구동롤러
160,257,258: 이탈방지부재 161: 제1 삽입부
162: 제2 삽입부 163: 연결부
259: 오염물 배출부100,200: Free Rotating Fluid Machine
110: cylinder 111: working space
112, 113: inlet port 114, 115: exhaust port
120: rotor 121: center of rotation
124: seating groove 130: tip
131: first opening 131a: first insertion hole
131b: first guide groove 132: tip body
134: Auxiliary tip contact bolt 135: Auxiliary tip groove
140: subtip 142: leaf spring
150, 250: blade 151: second opening
152: tip contact 153: second insertion hole
156: guide groove 157: drive roller
160,257,258: separation preventing member 161: first insertion portion
162: second insertion portion 163: connection portion
259: pollutant outlet

Claims

A cylinder is provided inside the hollow, the inner surface is formed into an oval;
A rotor provided inside the cylinder and rotating about the same center as the center of the cylinder;
A blade provided between the cylinder and the rotor;
A tip provided between the blades adjacent to each other such that the rotor contacts the inner surface of the cylinder while the rotor rotates;
A separation preventing member connecting the blade and the tip to each other; And
A driving roller provided between the blade and the rotor to maintain contact with the blade and the rotor while the rotor is rotating, and to transmit rotational force of the rotor to the blade;
A free rotating fluid machine comprising a.

The method of claim 1,
The outer surface of the blade facing the rotor is formed with a guide groove in which the drive roller is in contact, the outer surface of the rotor facing the guide groove is formed freely rotatable fluid characterized in that the mounting groove for mounting the drive roller is formed machine.

The method of claim 2,
The guide groove is formed in a semi-ellipse shape or a semi-track shape having a predetermined length along the longitudinal direction of the blade so that the driving roller makes a rolling contact motion in the guide groove as the rotor rotates. Rotary fluid machine.

The method of claim 3,
The seating groove is formed to have the same curvature or the same radius as the drive roller,
And the guide groove is formed such that both ends in the longitudinal direction have the same curvature or the same radius as the drive roller.

The method of claim 3,
And the guide groove is formed to be symmetrical about the longitudinal center of the blade.

The method according to any one of claims 2 to 5,
The blade, the tip and the driving roller are provided four radially with respect to the center of rotation of the rotor,
As the rotor rotates, two driving rollers facing each other based on the rotation center of the driving rollers advance along the guide groove, and the other two driving rollers facing each other based on the rotation center have the guide grooves. And a revolving fluid machine configured to retract along.

The method of claim 6,
The tip is
A tip body contacting both ends of the blade in a longitudinal direction adjacent to each other;
An auxiliary tip groove formed on an outer surface of the tip body facing the inner surface of the cylinder;
An auxiliary tip inserted into the auxiliary tip groove to maintain contact with an inner surface of the cylinder;
A leaf spring provided on a bottom surface of the auxiliary tip groove to support a bottom surface of the auxiliary tip; And
And a sub-tip contact bolt provided on the tip main body such that an upper end penetrates through the tip main body and is exposed to the bottom surface of the sub-tip groove.

The method of claim 7, wherein
And an upper end of the sub-tip contact bolt is configured to press the leaf spring toward the sub-tip through the bottom surface of the sub-tip groove.

The method of claim 7, wherein
The tip has at least one first opening through which the release preventing member is inserted, and the blade has at least one second opening through which the release preventing member is inserted,
The first opening may include a first insertion hole into which the insertion portion of the release preventing member is inserted and a first guide groove formed in a flat shape around the first insertion hole so that the connection portion of the release preventing member is seated.
And the scalloped shape of the first guide groove is formed at an angle in a range such that the tip remains in vertical contact with the inner surface of the cylinder while the rotor rotates.

The method of claim 7, wherein
And the release preventing member is integrally formed with the blade.