KR20220128872A - 베인 모터 시스템 - Google Patents

Abstract

복수 베인 모터가 직렬로 배치되고 로터 회전축이 일 직선상에 배치되어 함께 회전할 수 있도록 혹은 공유할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 베인 모터 시스템이 개시된다. 로터 회전축의 공유는 고정적이거나 가변적으로 이루어질 수 있으며, 가령, 로터와 로터 회전축은 일방 결합 클러치(one way clutch) 방식으로 이루어질 수도 있다.
본 발명에 따르면 기존의 단순한 베인 모터에 비해 설치 효율성이 높은 구성을 가지고, 상황에 맞게 작은 출력부터 큰 출력에 이르기까지 높은 효율로 동력을 제공할 수 있는 베인 모터 어셈블리를 제공할 수 있다.

Description

베인 모터 시스템{vane motor system}

본 발명은 베인 모터에 대한 것으로, 보다 상세하게는 공압을 통해 회전력을 발생시킬 수 있는 베인 모터의 결합을 통해 주변 공간이 제한되거나 넓은 출력 범위가 필요한 경우 등에서 배치 효율이나 운영 효율을 높일 수 있는 베인 모터 시스템 구성에 관한 것이다.

베인 모터는 기체 압력을 회전 동력으로 바꾸는 기계장치의 하나이다. 도1은 기존의 베인 모터의 한 예를 나타낸다.

여기서, 케이싱(211)) 내에 회전하는 로터가 설치되고, 케이싱(211) 일부에는 압력을 작용시키는 기체가 유입되는 기체 입구(253)와 기체가 방출되는 기체 출구(255)가 있다. 기체 입구(253)로 압력 기체를 유입시키면 기체 압력은 로터의 외측으로 뻗으며 그 뻗는 길이가 가변되는 베인(235)에 작용하게 된다. 따라서 베인(235)은 압력 방향으로 이동하면서 로터 전체가 케이싱(211) 내에서 회전하게 된다. 베인(235)에 압력을 전달한 기체는 케이스의 기체 출구(255)에 도달하면 압력이 낮은 기체 출구(255)를 통해 방출된다.

즉, 기체 입구로 들어온 압력 기체가 압력이 낮은 기체 출구를 만나면 기체 출구로 빠져나가면서 그 과정에서 베인(235)에 압력을 주어 로터를 회전하도록 한다.

이때 베인(235)은 로터 본체(231)에 결합되며, 베인(235)의 본체(231)에서 돌출되는 길이는 가변될 수 있다. 이를 위해 베인(235)은 로터 본체(231)의 홈(231a)에 삽입되며, 홈(231a) 내에서 홈의 길이 방향으로 이동할 수 있다. 케이싱(211) 내벽면과 로터 본체(231)의 회전축(233)은 케이싱 내벽면 위치에 따라 그 간격이 다르므로, 간격이 넓은 곳에서는 베인(235)의 많은 부분이 본체(231)의 홈(231a)에서 빠져나와 베인(235)의 돌출 길이가 증가하고, 간격이 좁은 곳에서는 베인의 대부분은 본체 홈에 삽입된 상태가 되어 베인의 돌출 길이가 감소하게 된다.

베인(235)이 본체(231) 홈(231a)에 원활히 출입하기 위해 홈의 저부에는 베인과의 사이에 스프링과 같은 탄성체를 포함할 수 있다. 혹은, 로터의 회전 원심력에 의해 베인은 홈에서 빠져나올 수 있으므로 별도의 스프링은 설치되지 않을 수 있다.

로터 본체(231)와 내벽면 사이 간격이 좁아지는 구간에서는 로터 본체(231)가 회전할 때 배인(235) 끝단은 내벽면과 접하면서 홈(231a)으로 삽입되도록 하는 압력을 받게 된다.

이러한 구성의 베인 모터는 필요에 따라 여러 상황에 맞게 설치되고 이용되고 있다. 베인 모터가 사용되기 윗해서는 사용처가 고압 기체의 사용이 가능한 곳이어야 하며, 베인 모터의 출력은 베인 모터의 크기와 공급되는 압력 기체의 양 및 압력에 의존하는 바가 크다.

그런데, 베인 모터가 사용될 필요가 있고 사용이 가능한 곳이지만 출력에 비해 설치 공간이 좁아서 하나의 큰 베인 모터를 통해 필요한 충분한 출력을 공급하기 어려울 경우가 있다.

또한, 요구되는 출력의 변화가 커서 하나의 베인 모터로 해당 출력을 모두 제공하기는 어렵고, 그렇다고 베인 모터의 크기를 키울 경우, 적은 출력이 요청될 때에는 베인 모터를 통한 출력 조절이 오히려 어렵고, 출력 효율이 떨어지는 문제도 발생할 수 있다.

따라서, 베인 모터를 사용하는 경우, 전반적이고 일반적인 효율의 증대를 고려함과 아울러, 이런 문제들에 대한 대처 방안이 필요하게 된다.

한편, 베인 모터의 효율을 높이기 위해서는 같은 압력의 기체를 공급할 때 가능하면 적은 기체의 양으로 보다 많은 출력을 얻는 것이 필요하며, 이동형 장치인 경우, 같은 공기량으로 더 많은 출력을 얻는 것이 더욱 중요하게 된다.

효율을 높이기 위해서는 앞서 언급하듯이 내부로 공급되는 압력 기체가 베인에 충분한 압력을 작용시키지 못하고 조기에 출구를 만나 방출되거나, 원하지 않게 틈새로 누출된다거나, 움직이는 부분과 그에 인접한 고정된 부분 사이에서 발생하는 마찰을 줄이는 것이 일반적으로 생각될 수 있지만, 압력 기체가 베인에 작용하는 경로 및 구성을 개발하여 베인에 압력이 효율적으로 작용하고, 베인에 작용하는 기체의 추동력 혹은 충격이 효율적으로 작용하도록 할 필요가 있다.

대한민국 등록특허 10-1116511: 라이너가 구성된 에어베인모터 대한민국 등록특허 10-1874583: 베인모터 대한민국 특허출원 10-2019-0171084: 베인 모터

본 발명은 상술한 기존의 베인 모터의 설치상의 어려움을 극복하여 기존에 비해 설치 효율성이 높은 구성을 가진 베인 모터 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상황에 맞게 작은 출력부터 큰 출력에 이르기까지 높은 효율로 동력을 제공할 수 있는 베인 모터 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 비교적 큰 출력이 필요하고 설치 공간에 제약이 있는 경우라도 설치 환경에 맞는 배치 구성을 할 수 있는 베인 모터 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 베인 모터 시스템은, 복수 베인 모터가 직렬로 배치되고 로터 회전축이 일 직선상에 배치되어 함께 회전할 수 있도록 혹은 공유할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 로터 회전축의 공유는 고정적으로 이루어지는 것일 수 있다.

이때, 복수 베인 모터의 로터와 로터 회전축은 일방 결합 클러치(one way clutch) 방식으로 이루어져, 로터가 회전할 때는 로터 회전축에 로터의 회전력을 전달시킬 수 있고, 로터 회전축의 회전만으로는 로터가 회전되지는 않도록 이루어진 것일 수 있다.

본 발명은 복수 베인 모터의 로터 회전축 사이에 연결 선택이 가능한 착탈장치, 가령 클러치가 설치되어 필요에 따라 로터 회전축의 공유가 가능하도록 이루어진 것일 수 있다.

본 발명에서 복수 베인 모터는 같은 구성의 서로 대체 가능한 베인 모터일 수 있고, 서로 다른 구성의 베인 모터일 수도 있다. 이때 서로 다른 구성이라 함은 서로 다른 구조뿐 아니라 서로 다른 출력의 모터인 경우도 포함될 수 있고, 또한, 서로 다른 구조는 로터 구성이나 위상, 압력 기체의 입구 개수, 형태나 위치 중 하나 이상에서 나머지 베인 모터와 다르게 형성된 것일 수 있다.

본 발명에서 서로 다른 구성의 베인 모터가 결합되는 경우, 그 가운데 적어도 하나는 시동성이 좋은 구조를 가지는 것이 바람직하다. 이런 경우, 베인 모터들이 함께 구동될 수도 있지만 시동성이 좋은 베인 모터가 먼저 구동되고 나머지 베인 모터가 후에 구동되도록 이루어지는 것이 바람직하다. 시동성이 좋은 모터는 특별한 시동 구조를 가지는 경우도 포함되지만 로터 및 회전축의 관성모먼트가 상대적으로 작고 주기당 압력 기체를 많이 공급받을 수 있는 것, 베인의 숫자가 많아 베인 사이의 간격 혹은 각도가 작은 것이 될 수 있다. 이때, 베인 모터의 특별한 시동 구조로는 베인 홈 하단에 압력 기체를 공급하여 에어 스프링 기능을 하도록 하는 구조를 예시할 수 있다.

본 발명에서 시스템을 구성하는 베인 모터의 적어도 하나는 로터 본체 축방향 양단 표면에는 베인 후면으로 연결되는 기체유입홈이 형성되고, 케이싱은 원통형 부분과 이 케이싱의 원통형 부분 양단을 마감하는 마감판으로 이루어지며, 마감판에는 로터 본체가 회전할 때 기체유입홈이 이동하는 궤적과 겹치는 위치에 기체 입구가 형성되어 베인 후방 공간에 압력 기체를 공급하도록 이루어진 것일 수 있다.

이런 경우, 베인 모터는 로터와 케이싱의 원통형 부분 사이에는 원통형 부분 내부에서 로터 회전에 따라 회전할 수 있는 원통형 내통이 구비되고, 로터는 내통 내에서 회전하도록 이루어진 것일 수 있다.

본 발명에서 시스템을 구성하는 베인 모터의 적어도 하나는, 로터의 베인은 베인 홈에 출입할 때 각운동을 하도록 이루어지고, 베인 및 베인 홈은 축방향과 수직한 단면에서 원호형태를 가지는 것일 수 있다.

본 발명에서 상기 복수의 베인 모터의 적어도 하나는 하나의 회전 주기에서 베인 사이의 구간 중 압력 기체가 유입되는 분사 구간과 압력 기체가 유입되지 않는 무분사 구간을 모두 구비하는 것일 수 있다.

본 발명에 따르면 기존의 단순한 베인 모터에 비해 설치 효율성이 높은 구성을 가진 베인 모터 어셈블리를 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면 베인 모터 어셈블리 구성을 통해 상황에 맞게 작은 출력부터 큰 출력에 이르기까지 높은 효율로 동력을 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면 비교적 큰 출력을 포함하여 요구되는 출력이 큰 범위에서 변화될 수 있고, 설치 공간에 제약이 있는 경우라도 설치 환경에 맞는 배치 구성을 통해 효율이 높은 베인 모터 시스템을 제공할 수 있다.

도1은 기존의 베인 모터 구성을 나타내는 사시도,
도2는 본 발명에 사용될 수 있는 제 1 형 베인 모터의 분해 사시도,
도3은 도2의 로터 본체를 별도로 나타내는 사시도,
도4는 베인 모터에서 케이싱의 원통형 내면과 로터 사이의 결합 관계를 나타내는 측면도에 마감판의 기체 입구, 기체 출구와 로터의 기체유입홈 및 베인의 상대적 위치관계를 더 나타내는 투시적 측면도 및 그 일부에 대한 확대도,
도5는 본 발명에 사용될 수 있는 제 2 형 베인 모터의 내통의 원통형 내면과 로터 사이의 결합 관계를 나타내도록 부분적 조립 상태를 나타내는 분해 사시도,
도6은 도5와 같은 베인 모터에서 케이싱, 내통의 내면과 로터 사이의 결합 관계와, 마감판의 기체 입구, 기체 출구와 로터의 기체유입홈 및 베인의 상대적 위치관계를 나타내는 투시적 측면도,
도7은 본 발명에 사용될 수 있는 제 3 형 베인 모터의 측면도,
도8은 도7의 베인 모터에서 마감판을 제거한 상태를 나타내는 측면도,
도9 및 도10은 본 발명에 사용될 수 있는 제 4 형 베인 모터의 로터 부분에 대한 사시도 및 측면도,
도11은 도10에 마감판을 더 결합할 때 마감판의 기체 입구, 에어스프링용 기체 입구 및 기체 출구와 케이싱 내면 및 기체유입홈, 홈 및 베인의 상대적 위치관계를 나타내는 투시적 측면도,
도12는 본 발명의 일 실시예의 핵심적 구성요소와 결합관계를 나타내는 사시도,
도13 내지 도15는 본 발명의 제2 실시예의 핵심적 구성요소와 결합관계를 나타내는 사시도들,
도16은 본 발명의 제 3 실시예의 핵심적 구성요소와 결합관계를 나타내는 사시도,
도17은 본 발명의 제 4 실시예를 이루는 베인 모터의 중요 구성요소와 결합관계를 나타내는 사시도,
도18은 본 발명의 제 5 실시예를 이루는 중요 구성요소와 결합관계를 나타내는 분해 사시도,
도19는 본 발명의 제 6 실시예를 이루는 중요 구성요소와 결합관계를 나타내는 개념적 단면도,
도20은 본 발명의 제 7 실시예를 이루는 중요 구성요소와 결합관계를 나타내는 개념적 단면도이다.

이하 도면을 참조하면서 구체적 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본원 발명 시스템을 설명하기 전에 이해를 돕기 위해 이 시스템에 사용될 수 있는, 효율을 높일 수 있는 베인 모터 구성의 몇 가지를 설명하기로 한다.

(제1형 베인 모터)

도2 내지 도4를 참조하여 제1형 베인 모터를 설명하면, 베인 모터의 케이싱은 대략 실린더 형태의 케이싱 본체(11)와 이 본체(11)의 길이 방향 양단을 마감하는 마감판(13, 15)을 구비하며, 각각의 마감판(13, 15)에는 로터에 연결되는 회전축(33)이 거치되거나 통과하는 회전축 설치구멍, 외부의 고압 기체가 투입되는 원호형 기체 입구(135), 고압 기체가 내부를 거쳐 배출되는 원호형 기체 출구(133)가 배치된다. 회전축 설치구멍에는 베어링(17)이 설치되어 회전축(33)은 마감판(13)과 직접 닿지 않고 베어링(17)에 의해 회전시 마찰을 줄일 수 있다. 이런 구성에서 로터는 케이싱 본체(11)의 내측면(11a)과 접하면서 회전하게 된다. 회전축(33)의 일측에는 외부로의 동력전달을 위한 기어(37)가 형성될 수 있다.

로터 본체(31)에 베인(35)을 설치하기 위해 형성되는 홈(31a)은 필요에 따라 다른 여러 형태로 형성될 수 있다. 이 실시예에서 홈(31a)은 복수 개가 본체(31)의 원기둥 측면을 이루는 부분에 길이 방향을 따라 서로 평행하게 설치되며, 길이 방향으로 볼 때 원기둥 형태의 로터 본체가 이루는 원에서 같은 원주 각도 혹은 같은 원주 거리 이격되어 동일한 간격으로 설치된다. 이 홈(31a)을 따라 외측 및 내측으로 이동하는 베인은 대략 직사각형 판재로 이루어진다. 홈(31a)이 로터 본체에 설치된 각도에 따라 베인도 원기둥형 로터 본체(31)의 측면에서 수직하게 형성될 수 있지만 여기서는 그 수직면과 일정 각도를 가지게 기울어진 방향으로 돌출된다.

여기서 베인(35)은 홈(31a)에 약간의 틈새를 가지도록 설치되어 로터가 회전하면 원심력에 따라 항상 외측으로 돌출되려는 경향을 가지지만 케이싱 본체(11)의 내벽면에 의해 한정되며, 케이싱 본체의 내벽면(11a)은 로터가 회전함에 따라 베인(35)에 홈(31a) 방향으로 힘을 작용시킨다.

로터 본체와 베인을 결합시키는 홈의 길이 방향 양단 중 적어도 하나, 여기서는 모두에서 홈을 이루는 입구 가운데 회전 방향 기준으로 뒤쪽에 있는 후방부 입구가 부분적으로 제거되어 베인(35)의 후방면을 더 드러내도록 기체유입홈(31b)이 설치된다. 이 기체유입홈은 로터 본체의 양단 표면에 형성된 것이라고도 볼 수 있다. 여기서 기체유입홈(31b)을 이루는 곡면은 홈의 입구에서 홈의 내부 방향으로 볼 때 그리고 로터 본체를 길이 방향 단부에서 중심 쪽을 볼 때 오목한 면을 이루어 기체 입구로 투입된 압력 기체가 상기 베인의 후면으로 압력을 작용시키기 용이하게 형성된다.

마감판들 가운데 로터 본체의 기체유입홈이 설치된 면에 대향하는 마감판에는 기체 입구(135) 및 기체 출구(133)가 설치되되 기체 입구(135)는 회전축(33) 방향으로 보는 측면도 상에서 볼 때 로터가 회전하면서 기체유입홈(31b)이 지나가는 궤적과 겹치는 원호형으로 이루어져, 로터가 회전하여 기체유입홈(31b)이 마감판(13)의 기체 입구(135)와 겹치는 위치에 오면 기체 입구(135)에서 기체유입홈을 통해 압력 기체가 로터 본체(31)와 케이싱 본체(11)사이 공간으로 유입되고, 베인(35)의 후방면에 힘을 작용시키게 된다.

(제 2형 베인 모터)

도5 및 도6에 도시된 베인 모터의 예에서는 앞선 도2 내지 도4의 베인 모터의 예와 비교할 때 케이싱 내부에 실린더형 내통(20)이 더 설치된다. 내통(20)은 케이싱 본체(11)와 실질적으로 같은 길이를 가져 케이싱의 마감판(13, 15) 내측면과 내통(20)의 길이 방향 양단이 미새한 틈을 개재하면서 접하여 케이싱 내에서 내통(20)이 회전하면 마감판(13, 15) 내측면과 미끌어지는 마찰을 발생시킬 수 있다. 내통(20)은 설치될 때 케이싱 본체(11) 내벽에 설치된 오목부(119)의 복수의 구름수단(19) 위에 놓인다. 여기서 구름수단은 구름대와 롤러로 이루어지며, 구름대는 원기둥형태 혹은 회전축 형태로 이루어질 수 있고, 회전축(33)과 평행하면서 회전 가능하게 설치되어 케이싱 본체(11) 내에서 내통(20)이 회전하면 내통 외측면과 접한 구름대가 회전하여 내통(20)과의 케이싱 본체(11) 내측벽 사이에 내통 회전으로 인한 미끄럼 마찰이 발생하지 않도록 한다.

내통(20) 내에는 회전축(33)을 가진 원기둥형 로터 본체(31)와 로터 본체(31)의 홈(31a)에 결합된 베인(35)을 구비한 로터가 설치된다. 로터의 회전축(33)은 내통(20)의 가상의 회전중심축과 평행하지만 일정 거리 이격되어 설치된다. 케이싱의 마감판(13, 15)에는 이렇게 설치된 회전축(33)이 관통되거나 걸리는 구멍이 있다. 구멍의 위치는 케이싱이 이루는 실린더의 회전 중심축과도 일정 거리 이격되어 있다.

로터가 내통(20)을 밀어붙이면서 접하는 곳에서 로터 본체(31)와 내통(20) 내벽면 사이의 거리는 최소가 되어 베인(35)은 홈 내로 완전히 들어가 로터 본체(31)가 내통(20)과 닿거나 베인(35)이 본체(31)로부터 돌출된 폭이 작게 된다. 그 반대편(회전축을 기준으로 반대편)에서는 로터 본체(31)와 내통(20) 내벽면 사이의 거리가 최대가 되어 로터 본체(31)로부터 베인(35)이 돌출된 폭이 크게 된다.

여기서도 베인 모터에서의 구성 요소들의 작용 혹은 동작은 도2 내지 도4의 예와 비슷하게 이루어진다. 즉, 원호형 기체 입구(135)에 고압 기체가 공급되면 마감판의 원호형 기체 입구를 통과한 고압 기체는 로터에서 베인(35) 후방의 기체유입홈(31b)과 겹치기 시작할 때부터 기체유입홈(31b)을 통해 해당 배인 후방의 로터 본체와 내통 내벽면 사이의 공간으로 주입된다.

그 과정에서 유입되는 압력 기체는 모두 기체유입홈을 통해 이 기체유입홈과 연결된 베인 후면 부분을 충격하면서 로터에 회전력을 작용시키고, 또한, 공간을 채운 압력 기체는 그 공간을 구분하는 경계면의 일부인 베인 후면에 상대적으로 고압을 작용시켜 로터가 회전하도록 한다. 베인이 설치된 로터 전체는 회전축(33)에 의해 회전 가능하게 고정되어 있으므로 평행이동은 하지 않고 회전운동만 하게 된다. 기체 입구(135, 155) 위치 이후에 로터와 내통(20) 사이의 공간이 확대되며, 베인(35)도 홈(31a)에서 최대로 돌출되고, 최대 간격 위치 이후에는 원호형 기체 출구(133, 153)가 시작되므로 이 기체 출구를 통해 기체가 빠져나가고 기체 압력은 줄어들게 된다.

(제3형 베인 모터)

도7은 베인 모터의 다른 예에 대한 측면도이며, 도8은 도7의 예에서 마감판을 제거한 상태를 나타내는 측면도이다. 이들 도면을 참조하여 제2형 베인모터를 설명하면, 이 베인모터의 예에서는 기체 입구(235)가 로터 회전시 기체유입홈(31b')이 이동하는 궤적을 따라 설치된 점에서는 제1형 베인 모터와 공통점이 있지만, 복수의 베인 사이 구간 중 적어도 일부는 압력 기체 유입이 이루어지지 않는 무분사 구간이다. 무분사 구간을 이루기 위해 여기서는 로터 본체(31') 단부 표면에 베인(35)과 베인 사이의 공간으로 연결되는 기체유입홈(31b')을 형성하고, 마감판에는 로터 본체(31')가 회전할 때 기체유입홈(31b')이 이동하는 궤적과 겹치는 위치에 원호 형태의 압력 기체 유입구(기체 입구: 235)를 형성하여 베인 사이 공간에 압력 기체를 공급하되, 로터 회전시 기체 입구(235)와 통하는 기체유입홈(31b')은 베인(35)의 개수보다 작은 개수로 형성하여 복수의 베인 사이 공간들 가운데 일부에만 이 기체유입홈(31b)이 연결되도록 하고 있다.

따라서 잔여 베인 사이 구간 혹은 공간에는 대응하는 기체유입홈(31b')이 없고, 기체 입구(235)와 통하지 않아 압력 기체의 유입이 이루어지지 않아 이들 구간은 무분사 구간을 이루게 된다. 여기서는 특히 베인 사이의 구간은 무분사 구간과 분사 구간이 번갈아 위치하고 있으며, 무분사 구간과 분사 구간의 크기는 동일하게 이루어지지만 실시예에 따라서는 분사 구간과 무분사 구간 사이에 구간 길이를 달리하거나, 무분사구간 두 개마다 분사구간이 하나씩 위치하거나, 혹은 무분사 구간 한 개마다 분사구간 두 개가 존재하는 등 설치 비율이 달라질 수 있다.

또한, 기체 입구(235)가 단순히 하나의 원호형으로 이루어지는 대신에 3개의 원호로 구성되고, 제1형 베인모터에서 원호에 대응하는 중심각이 대략 60도라고 하면, 여기서는 도7에서 보이듯이 3개의 원호에 대응하는 중심각이 가령 111.7도에 이르러 보다 큰 범위에 걸쳐 기체 입구가 형성된다는 차이점이 있다.

이런 차이점에 의해 기체 입구를 이루는 3개의 원호 가운데 적어도 하나는 분사 구간의 기체유입홈(31b')과 겹친 상태를 이루게 된다. 이런 분사 구간과의 겹침 상태는 베인 모터의 시동에 있어서 매우 중요한 의미를 가질 수 있다.

가령, 베인 모터를 처음 구동시킬 때, 기체 입구는 분사 구간의 기체유입홈과 겹치는 위치에 있을 수도 있지만, 무분사 구간의 로터 본체 양단 표면에 의해 완전히 막힌 상태에 있을 수도 있다.

기체 입구가 기체유입홈과 겹친 상태라면, 압력 기체가 기체 입구를 통해 유입되는 즉시로 앞서 설명한 바와 같은 작용이 이루어져 압력 기체로부터 회전 구동력을 받아 로터는 회전 구동을 할 수 있지만, 기체 입구가 무분사 구간에 위치하여 로터 본체 양단 표면에 의해 막힌 상태라면, 로터는 전혀 회전력을 받을 수 없고 베인 모터는 동작을 시작할 수 없게 된다.

이런 경우, 베인 모터를 시동할 때 외력에 의해 로터를 강제로 조금 돌려주면 그 회전에 따라 기체 입구가 기체유입홈과 겹치는 분사 구간에 진입할 수 있고, 그에 따라 로터의 회전 동작이 계속적으로 이루어질 수 있겠지만, 강제로 돌려주는 별도의 시동 장치나 수동 동작이 필요하고, 이는 베인 모터 운용을 매우 번거롭게 할 수 있다.

그러나, 본 예의 경우, 로터 본체(31')가 어느 회전 위치 혹은 위상에 있든지 적어도 기체 입구(235) 일부 영역은 로터 본체 양단 표면의 기체유입홈(31b')이 형성된 분사 구간에 겹쳐 위치하게 된다. 따라서, 별도의 시동 장치나 수동 동작이 없어도 항상 베인 모터 시동이 문제없이 이루어질 수 있게 된다.

한편, 무분사 구간을 이루는 전방 베인과 후방 베인 사이의 베인 사이 구간에서 로터 본체(31') 양단 표면에는 기체유입홈(31b')이 설치되지 않으므로 무분사 구간에서는 로터 본체(31') 양단 표면이 기체 입구(235)와 겹치는 위치가 되어도 기체 입구(235)는 로터 본체(31') 양단 표면에 의해 닫힌 상태가 되고, 로터 회전에 따라 로터 본체(31')와 케이싱 본체(11') 사이가 점차 이격되면서 이들 사이의 공간이 증가되어도 압력 기체 유입은 없으므로 전방 베인의 후면에 대한 압력 기체의 충격이나 압력 작용이 없고, 베인 모터에서의 로터 회전에 대한 기여는 없게 된다.

그런데, 기체 유입 없이 무분사 구간에서 공간의 부피 증가가 이루어지면 이 공간은 상당한 음압이 걸리는 진공 상태가 된다. 이런 음압은 분사 구간의 압력 기체가 무분사 구간으로 누출될 염려를 크게 할 수 있고, 로터의 회전을 방해할 수 있고, 이런 음압의 무분사 구간의 공간이 기체 출구(233)를 만나면 기체 출구(233)에서 공간으로 기체의 급속한 유입이 발생하면서 진동과 소음을 일으키는 문제가 발생하고, 이에 따라 베인 모터의 효율을 감소시키는 문제가 생길 수 있다.

이런 문제를 해소하기 위해 이 실시예에서는 무분사 구간의 공간과 연결되는 통로를 설치하고 있다. 이러한 통로로서, 가령, 도 8에서 보이듯이 로터 본체(31')의 양단 표면에 회전축(33)을 중심으로 볼 때 회전축 외측이면서 홈(31a)의 가장 내측 끝단보다 조금 더 중심쪽에 고리 형태의 통로용 홈(31c))을 형성하고, 통로용 홈(31c)의 일부 영역에는 통로용 홀(31d)을 형성할 수 있다.

통로용 홀(31d)은, 여기서는 명확하게 도시되지 않지만 로터 본체(31')를 통해 무분사 구간의 로터 본체 측면의 연결홀과 연결된다. 그리고 어떤 무분사 구간의 로터 본체 측면이라도 통로용 홀(31d)의 적어도 하나와는 연결된다. 또한, 여기서 모든 통로용 홀(31d)은 고리 형태의 통로용 홈(31c)에 의해 서로 공기를 주고받을 수 있도록 연결된다. 그 결과, 모든 무분사 구간의 로터 측면과 케이스 사이의 공간은 서로 연결되어 공기를 주고 받을 수 있게 된다.

만약 무분사 구간의 적어도 하나는 압력 기체 유출구 혹은 기체 출구(233)와 연결된다면 모든 무분사 구간의 공간은 기체 출구(233)의 공기압에 가까운 공기압을 항상 가질 수 있고, 과도한 음압이 걸여 베인 모터의 진동, 소음, 비효율을 초래하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 여기서는 홈(31a)에서 베인(35)이 완전히 삽입될 때에도 완전히 채워지지 않는 하단 부분으로 압력 기체를 공급할 수 있는 에어스프링용 기체입구(235)가 마감판에 설치되어 있다.

로터의 회전 과정에서 베인(35)이 홈(31a)에 최대한 삽입된 위치 이후 이 베인 후방 공간에 압력 기체가 공급되기 이전의 위치에서 에어스프링용 기체입구(237)는 홈(31a)의 하단과 일시적으로 겹칠 수 있고, 이때 에어스프링용 기체 입구(237)를 통해 에어스프링용 압력 기체가 홈(31a)의 하부 공간으로 유입된다. 홈 하부 공간에 입력된 압력 기체는 홈 하부 공간에 높은 압력이 작용하도록 하고, 베인(35) 하단에도 높은 압력이 작용하여 베인을 홈의 입구쪽으로 들어올리는 역할을 하게 된다.

기존에 베인 모터 구동 초기에는 로터가 충분한 각속도에 도달하지 못한 상태에서는 원심력이 충분하지 않아 베인이 홈에서 외측으로 이동하지 못하고, 베인 끝단과 케이싱 내면 사이에 틈새가 벌어져 베인 로터에 회전력을 주는 압력 기체가 베인에 충분한 압력을 가하지 못하고 인접 공간으로 누출될 수 있어서 본 발명과 같이 홈 하부에 압력 기체를 공급하는 구성이 특히 중요한 것이므로, 에어스프링용 기체입구(237)는 구동 초기에만 작용하도록 하고, 충분한 로터 회전이 이루어진 후에는 별도의 수단으로 에어스프링용 기체입구(237)를 막거나, 이 에어스프링용 기체 입구로 압력 기체를 공급하는 배관을 차단하는 것도 가능하다.

(제 4형 베인 모터)

도9 및 도10은 본 발명을 위한 베인 모터의 또다른 예에서의 로터 부분에 대한 사시도 및 측면도이고, 도11은 도10에 마감판을 더 결합할 때 마감판의 기체 입구(345), 에어스프링용 기체 입구(347) 및 기체 출구(343)와 로터의 기체유입홈(331b), 홈(331a) 및 베인(335)의 상대적 위치관계를 나타내는 투시적 측면도이다.

앞선 예와 비슷하게 이 예에서도 베인 모터는 최외각을 이루는 케이싱과, 이 케이싱 내에 위치하는 로터를 구비하여 이루어지며, 여기서 특별히 설명하는 바를 제외하면 대개는 기존의 케이싱과 로터의 구성과 유사하게 이루어질 수 있다. 가령 케이싱은 대략 실린더 형태의 케이싱 본체(311)와 이 케이싱 본체(311)의 길이 방향 양단을 마감하는 마감판을 구비하여 이루어진다.

로터 본체(330)는 원기둥형 혹은 두꺼운 원판형으로 이루어지며, 원기둥의 측면에는 베인(335)이 설치되는 베인 가이드홈(331a)이 형성된다. 마감판의 적어도 하나, 여기서는 모두에 로터 회전축(333)이 거치되거나 통과하는 회전축 설치구멍이 설치된다. 회전축(333)은 로터와 일체로 형성될 수 있다.

단, 앞선 실시예와 달리 이 실시예에서는 로터와 베인의 상호 결합 및 동작 방식에 차이가 있고, 그에 따른 베인(335)과 베인(335)을 가이드하도록 로터 본체(330) 측면에 형성되는 홈인 베인 가이드홈(331a)의 형태적 차이가 있다. 즉, 베인(335)은 측면도에서 볼 때 원호 형상을 가지는 두꺼운 판상으로 이루어지고, 베인 가이드홈(331a)은 이런 베인(335)을 수용할 수 있는 원호 형상의 홈으로 이루어진다.

또한 베인(335)은 베인의 일측(회전 방향을 고려할 때 앞쪽인 전방측)에 설치되는 링크로드(337)에 의해 로터 본체(330) 일부에 설치되는 힌지축(339)에 연결되고 이 링크로드(337) 및 힌지축(339)에 의해 회전 가능하게 로터 본체(330)에 결합된다.

링크로드(337)는 베인(335)의 상단(로터의 회전중심축 기준으로 최외각)에 결합되고, 힌지축(339)은 로터 본체(330)의 표면층(외각층)에 설치된다. 따라서 여기서는 베인(335)이 베인 가이드홈(331a)에 최대한 수용될 때 로터의 링크로드 수용홈은 일 단부에 최소 깊이로 형성되어 설치가 용이하고, 링크로드가 차지하는 부피가 최소화될 수 있다. 단, 링크로드 수용홈은 베인(335)이 움직일 때 링크로드(337)가 직접 로터 본체(330)와 부딪혀 진동을 발생시키지 않도록 약간의 여분 깊이를 가지도록 하는 것이 바람직하며, 베인 가이드홈(331a)도 마찬가지로 약간의 여분 깊이를 가지도록 하는 것이 바람직하다.

여기서도 기체유입홈을 형성할 때 특히 로터 본체(330)와 베인(335)을 결합시키는 베인 가이드홈(331a)의 길이 방향 양단 모두에서 베인 가이드홈을 이루는 입구 가운데 회전 방향 기준으로 뒤쪽에 있는 후방부 입구에서 로터 본체(330)가 부분적으로 제거되어 베인(335)의 후방면을 더 드러내도록 기체유입홈(331b)을 설치하고 있다. 기체유입홈(331b)을 이루는 곡면은 오목한 면을 이루어 기체 입구(345)로 투입된 압력 기체가 베인의 후면으로 압력을 작용시키기 용이하게 형성하였다.

또한, 여기서도 도11에서 보이듯이, 앞선 예와 같이 홈(331a)에서 베인(335)이 완전히 삽입될 때에도 완전히 채워지지 않는 하단 부분으로 압력 기체를 공급할 수 있는 에어스프링용 기체입구(347)가 마감판에 설치되어 있다.

로터의 회전 과정에서 베인이 홈에 최대한 삽입된 위치 이후 이 베인 후방 공간에 압력 기체가 공급되기 이전의 위치에서 에어스프링용 기체입구(347)는 홈의 하단과 일시적으로 겹칠 수 있고, 이때 에어스프링용 기체 입구를 통해 에어스프링용 압력 기체가 홈의 하부 공간으로 유입된다. 홈 하부 공간에 입력된 압력 기체는 홈 하부 공간에 높은 압력이 작용하도록 하고, 베인 하단에도 높은 압력이 작용하여 베인을 홈의 입구쪽으로 들어올리는 역할을 하게 된다.

이하에서는 이상에서 살펴본 것과 같은 베인 모터를 구성 요소로 가질 수 있으며, 이런 요소를 효율적으로 결합할 수 있는 발명의 베인 모터 시스템을 도면을 참조하면서 설명하기로 한다.

(제 1 실시예)

도12를 참조하면, 여기서 베인 모터 시스템은 직렬로, 서로 나란히 설치된 3개의 베인 모터의 로터(430a, 430b, 430c)를 가지고, 그 회전축(433)을 공유하는 형태를 이루고 있다. 여기서 사용된 베인 모터의 로터는 모두 앞선 살펴본 제4형 베인 모터의 로터와 같으며, 그 회전축(433)은 일체로 이루어져 일 직선의 형태를 이루고, 회전축과 로터는 고정적으로 결합된 형태로 이루어진다. 그리고 설명의 편의를 위해 여기서는 원통형 케이싱 본체와 그 양단을 마감하는 마감판을 생략하여 나타내고 있다.

3개의 로터(430a, 430b, 430c)는 제3형 베인 모터의 로터와 기본적으로 같은 구조를 가지는 점에서 공통적이지만 회전축(433) 방향의 길이 혹은 두께에서 차이를 가져서 제1 로터(430a)는 가장 길고, 제3 로터(430c)는 가장 짧게 형성된다. 따라서, 같은 압력의 압축 기체가 공급된다면 제1 로터를 포함하는 베인 모터가 가장 큰 출력을 내게 될 것이다.

이런 구성에서는 회전축이 공통이고 회전축(433)과 로터는 고정 결합으로 임의의 출력에 부합한 설계가 가능하다. 또한 베인 모터에 압축 기체가 공급되면 3개의 로터 및 공통 회전축은 함께 회전하게 된다. 많은 출력이 필요할 때에는 3개의 베인 모터에 압축 기체를 공급하여 함께 구동시키고, 그보다 적은 출력이 필요할 때에는 3개의 베인 모터 가운데 필요한 베인 모터 조합을 선택하여 해당 베인 모터에만 압축 기체를 공급하고, 압축 기체 공급이 없는 베인 모터는 공기 유입구와 배기구를 임의로 연결 소통 하거나 조절해서 음압 발생으로 인한 회전 저항을 줄임으로써 해당 압축기체를 공급받는 베인 모터의 출력을 제공할 수 있다.

한편, 이런 구성에서는 3개의 로터 및 공통의 긴 회전축이 함께 회전하는 관계로 큰 질량 혹은 관성모멘트를 가지며, 따라서 초기 시동시 회전 속도를 빠르게 높이기 어렵고, 베인이 원심력에 의해 홈에서 쉽게 나오기 어렵게 될 수 있다.

따라서, 이미 앞선 제3형, 제4형 베인 모터에서 살펴본 바와 같은 시동에 유리한 구조로서 적어도 하나의 베인 모터의 마감판에는 에어스프링용 기체 입구를 형성하여 운영하는 것이 바람직하다.

또한, 시동을 유리하게 하기 위해, 분사구간과 무분사구간을 가지는 경우, 압력 기체 유입을 위하여 상당히 긴 원호 구간에 걸치는 기체 입구를 형성하는 것이 바람직하며, 초기에는 필요 이상 갯수의 가령 3개의 베인 모터에 모두 압력 기체를 공급하고, 충분한 회전 속도에 이르면 필요한 출력에 맞는 베인 모터 조합을 이루는 베인 모터에만 압력 기체를 공급하는 방법도 사용할 수 있다.

한편, 여기서는 3개의 로터(430a, 430b, 430c)의 회전 위상이 모두 같은 배열을 이루는 것으로 도시되지만 회전 위상 배열을 서로 어긋하게 하면, 비록 시동상의 유불리는 있을 수 있지만, 분사구간과 무분사구간을 가지는 경우에도 압력 기체 유입을 위하여 긴 원호 구간에 걸치는 기체 입구를 형성할 필요가 없게 되고, 자동차에서 2실린더 기관보다 4실린더 기관이 더 안정적이듯이 회전의 안정성이 증대될 수도 있다.

(제2 실시예)

도13 내지 도15는 본 발명 시스템의 다른 실시예를 나타내며, 설명의 편의를 위해 여기서는 원통형 케이싱 본체와 그 양단을 마감하는 마감판을 생략하여 나타내고 있다. 도13은 각 로터(530a, 530b, 530c)와 결합수단(535))과 공통의 회전축(533)이 모두 분리된 상태를, 도14는 결합수단(535)과 공통의 회전축(533)만 결합된 상태를, 도15는 도14에서 로터(530a, 530b, 530c)가 결합된 상태를 나타낸다.

여기서도 도12의 실시예와 같은 설명이 대부분 적용될 수 있다. 여기서도 베인 모터 시스템은 직렬로, 서로 나란히 설치된 3개의 베인 모터의 로터(530a, 530b, 530c)를 가지고, 그 회전축(533)을 공유하는 형태를 이루고 있다. 여기서 사용된 베인 모터의 로터는 모두 앞서 살펴본 제4형 베인 모터의 로터와 같다. 또한, 출력의 조절이나 로터의 조합, 시동의 편의를 위한 구성도 대부분 동일하게 적용될 수 있다.

단, 여기서는 3개의 베인 모터의 각각의 로터는 회전축(533)과 결합수단(535)을 통해 상시적으로 결합되어 있지만 이 결합수단은 일방 회전 클러치(one way clutch)이다. 그러므로 각 로터가 회전될 때에는 공통의 회전축에 회전력을 전달할 수 있지만, 해당 로터에 압력 기체(압축 공기)가 공급되지 않으면 공통의 회전축은 회전하여도 그 로터가 회전하지 않을 수 있다.

여기서 결합수단(535)은 각 베인 모터의 로터의 회전축 방향 길이 혹은 두께에 따라 하나 혹은 두개로 이루어질 수 있고, 두개인 경우라도 상호 간격없이 설치되거나 일정 간격을 가지고 설치될 수 있다.

이런 실시예에서는 또한, 도12의 실시예에 비해 각 로터와 공통의 회전축의 결합관계가 완전 고정은 아니고 그 베인 모터의 출력이 있을 때에만 결합되므로 관성모멘트는 줄어들 수 있고, 저출력으로 운영하는 경우 압축 공기가 공급되는 로터만 관성모멘트에 포함되어 시동성은 더 좋아질 수 있다.

(제3 실시예)

도16은 본 발명 시스템의 또 다른 실시예를 나타내며, 설명의 편의를 위해 여기서는 원통형 케이싱 본체와 그 양단을 마감하는 마감판을 생략하여 나타내고 있다.

여기서도 앞선 제 1 실시예와 같은 설명이 대부분 적용될 수 있다. 여기서도 베인 모터 시스템은 직렬로, 서로 나란히 설치된 3개의 베인 모터의 로터(630a, 630b, 630c)를 가지고, 그 회전축(633)을 공유하는 형태를 이루고 있다. 또한, 출력의 조절이나 로터의 조합, 시동의 편의를 위한 구성도 대부분 동일하게 적용될 수 있다.

단, 여기서 사용된 베인 모터의 로터는 모두 앞서 살펴본 제3형 베인 모터의 로터와 같다. 이런 유형에서는 분사 구간과 무분사 구간이 구분되며, 무분사 구간에서는 음압이 형성될 수 있으며, 이 음압 구간이 기체 출구와 만나면 오히려 급속한 기체 유입이 발생하면서 진동과 소음을 일으키는 문제가 발생할 수 있으므로 이런 문제를 해소하기 위해 이 실시예에서는 무분사 구간의 공간과 연결되는 통로를 설치하고 있다.

(제 4 실시예)

제 4 실시예에서도 로터는 제3 유형의 베인 모터의 로터와 동일하다. 이 실시예에서도 무분사 구간의 공간과 연결되는 통로를 설치하고 있다.

이러한 통로로서, 로터(630c) 본체의 양단 표면에 회전축(633)을 중심으로 볼 때 회전축 외측이면서 홈(631a)의 가장 내측 끝단보다 조금 더 중심쪽에 고리 형태의 통로용 홈(631c)을 형성하고, 통로용 홈(31c)의 일부 영역에는 통로용 홀(631d)을 형성하고, 통로용 홀(631d)은 로터(631) 본체를 통해 무분사 구간의 로터 본체 측면의 연결홀(631e)과 연결된다.

어떤 무분사 구간의 로터 본체 측면이라도 통로용 홀(631d)의 적어도 하나와는 연결되고, 모든 통로용 홀(631d)은 고리 형태의 통로용 홈(631c)에 의해 서로 공기를 주고받을 수 있도록 연결되므로 모든 무분사 구간의 베인(635) 사이 공간은 서로 연결된다.

그렇지만 여기서 베인 모터는 제3 유형의 베인 모터와 완전히 동일한 것은 아니다. 즉, 여기서는 도17에서와 같이 로터와 케이싱 본체 사이에 제2 유형의 베인 모터에서와 같은 내통(620)이 설치되어 로터 회전시의 베인과 케이싱 본체 사이의 슬라이딩 마찰에서 오는 비효율을 줄일 수 있다. 즉, 내통(620은 도17에는 도시되지 않은 케이싱 본체와의 사이에 슬라이딩 마찰 없이 롤러(619)를 통해 케이싱 본체에 대해 회전 운동을 할 수 있으며, 따라서 슬라이딩 마찰에서 오는 효율 저하를 줄일 수 있다.

작용상으로 볼 때 간단히 생각하면 제 3 실시예의 케이싱 본체는 제 4 실시예의 내통(620)에 의해 대체된 것으로 볼 수 있고, 압력 기체가 유입되는 베인과 베인 사이의 공간은 로터 측면과 케이싱 내면 대신에 로터 측면과 내벽 내면에 의해 한정되는 공간이 된다.

(제 5 실시예)

도18은 본 발명 시스템의 또 다른 실시예를 나타내며, 제 2 실시예와 비교할 때 로터가 제 4 형의 베인 모터의 로터에서 제 3형의 베인 모터의 로터로 대체된 점에서 차이가 있다.

여기서는 제2 실시예와 같이 3개의 베인 모터의 각각의 로터(730a, 730b, 730c)는 회전축(733)과 결합수단(735)을 통해 상시적으로 결합되어 있지만 이 결합수단(735)은 일방 회전 클러치(one way clutch)이므로 각 로터가 회전될 때에는 공통의 회전축(733)에 회전력을 전달할 수 있지만, 해당 로터에 압력 기체(압축 공기)가 공급되지 않으면 공통의 회전축은 회전하여도 그 로터가 회전하지 않을 수 있다.

따라서, 여기서도 구동되지 않는 로터는 일체적 회전에서 제외될 수 있으므로 관성모멘트를 줄여 제 3 실시예에 비해 시동을 용이하게 할 수 있다.

(제 6 실시예)

도19를 참조하면, 여기서 베인 모터 시스템은 직렬로, 서로 나란히 설치된 3개의 베인 모터의 로터(830a, 830b, 830c)를 가지고, 각 로터의 회전축(833a, 833b, 833c)은 고정적으로 일체로 형성되지는 않지만, 일 직선상에 서로 이격되거나 결합될 수 있도록 배치되어 있다.

서로의 결합을 위해서는 일부 베인 모터 혹은 그 베인 모터의 회전축은 이동이 가능하고, 인접 베인 모터의 회전축이 결합되는 부분에는 클러치판과 같은 결합수단(835a, 835b, 835c)이 설치되어 있다.

이런 경우, 베인 모터 자체나 그에 속하는 회전축이 이동하는 것에 따른 이동 수단이 구비되어야 하지만 로터 회전축 자체가 분리될 수 있으므로 관성 모멘트를 줄일 수 있고, 그에 따른 이점을 가질 수 있다. 또한, 베인 모터 하나에서만 문제가 발생하는 경우, 해당 베인 모터만 교체할 수 있으므로 유지 관리에 편리하고, 해당 베인 모터를 교체, 수리하는 도중에도 나머지 베인 모터로 시스템 운영을 하는 것이 가능할 수 있다.

(제 7 실시예)

도20을 참조하면, 여기서 베인 모터 시스템은 직렬로, 서로 나란히 설치된 3개의 베인 모터의 로터(930a, 930b, 930c)를 가지고, 로터의 공통의 회전축을 가지며, 공통의 회전축은 일부 로터와의 상대적 이동을 통해 일부 로터와 결합되는 위치가 될 수 있다.

서로의 결합을 위해서는 일부 베인 모터 혹은 공통의 회전축(933)은 이동이 가능하고, 로터와 회전축이 서로 접하는 부분에는 클러치와 같은 결합수단(935a, 935b, 935c)이 설치되어 있다.

이런 경우에도 도19의 실시예와 비슷하게, 베인 모터 자체나 그에 속하는 회전축이 이동하는 것에 따른 이동 수단이 구비되어야 하지만 그에 따른 이점을 가질 수 있다.

이상에서는 한정된 실시예를 통해 본 발명을 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것일 뿐 본원 발명은 이들 특정의 실시예에 한정되지 아니한다.

따라서, 당해 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명을 토대로 다양한 변경이나 응용예를 실시할 수 있을 것이며 이러한 변형례나 응용예는 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

11, 11', 311: 케이싱 본체 11a: 케이싱 내면
13, 15: 마감판 17: 베어링
19: 구름수단(롤러)
20, 620: 내통 31, 31', 330: 로터 본체
31a, 331a: 홈(베인 가이드홈) 31b, 31b', 331b: 기체유입홈
31c, 631c: 통로용 홈 31d, 631d: 통로용 홀
33, 333, 433, 533, 633: 회전축 35, 335, 635: 베인
119: 내벽 오목부 135, 155, 235, 345: 기체 입구
133, 153, 233, 343: 기체 출구 237, 347: 에어스프링용 기체입구
337: 링크로드 339: 힌지축
430a, 430b, 430c, 530a, 530b, 530c, 630a, 630b, 630c: 로터
631e: 연결홀

Claims (13)

1. 복수 베인 모터가 직렬로 배치되고, 로터 회전축이 일 직선상에 배치되어 함께 회전할 수 있도록 혹은 공유할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 베인 모터 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 로터 회전축의 공유는 고정적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 베인 모터 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수 베인 모터의 로터와 상기 로터 회전축은 일방 결합 클러치(one way clutch) 방식으로 이루어져, 상기 로터가 회전할 때는 상기 로터 회전축에 상기 로터의 회전력을 전달시킬 수 있고, 상기 로터 회전축의 회전만으로는 상기 로터가 회전되지는 않도록 이루어진 것을 특징으로 하는 베인 모터 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수 베인 모터 각각에 압력 기체를 공급하는 것을 조절하여 구동되는 베인 모터의 조합을 임의로 선택할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 베인 모터 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수 베인 모터의 상기 로터 회전축 사이에 연결 선택이 가능한 착탈장치가 설치되어 개별 베인 모터의 로터 회전축 사이의 상호 결합을 조절하여 로터 회전축의 공유가 가능하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 베인 모터 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수 베인 모터는 같은 구조의 서로 대체 가능한 베인 모터 복수개로 이루어지는 것을 특징으로 하는 베인 모터 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수 베인 모터는 적어도 하나가 서로 다른 구성의 베인 모터이며,
   상기 서로 다른 구성이라 함은 서로 다른 구조이거나 서로 다른 출력인 경우를 포함하며,
   상기 서로 다른 구조는 로터의 회전 위상, 에어스프링용 기체 입구의 존재 유무, 회전축과 로터 결합시의 일방 결합 클러치의 채택 여부, 회전력 제공을 위한 압력 기체 입구의 개수, 형태나 위치 중 하나 이상에서 서로 다르게 형성된 것임을 특징으로 하는 베인 모터 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 복수 베인 모터의 적어도 하나의 베인 모터는 다른 베인 모터에 비해 시동성이 좋은 구조를 가지는 것임을 특징으로 하는 베인 모터 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 시동성이 좋은 구조는 로터 및 회전축의 관성모먼트가 상대적으로 작거나, 회전 주기당 압력 기체 공급량이 많거나, 베인의 숫자가 많아 베인 사이의 간격 혹은 각도가 작은 것이건, 베인 가이드홈 하단에 압력 기체를 공급하여 에어 스프링 기능을 하도록 하는 구조 가운데 어느 하나인 것을 특징으로 하는 베인 모터 시스템.
10. 제 1 항에 있어서,
    본 발명에서 어셈블리를 구성하는 베인 모터의 적어도 하나는 로터 본체의 회전축 방향 양단 표면에는 베인 후면으로 연결되는 기체유입홈이 형성되고, 케이싱은 원통형 부분과 상기 원통형 부분 양단을 마감하는 마감판으로 이루어지며, 상기 마감판에는 상기 로터 본체가 회전할 때 기체유입홈이 이동하는 궤적과 겹치는 위치에 기체 입구가 형성되어 베인 후방 공간에 압력 기체를 공급하도록 이루어진 것임을 특징으로 하는 베인 모터 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 로터 본체와 상기 케이싱의 원통형 부분 사이에는 로터 회전에 따라 회전할 수 있는 원통형 내통이 구비되고, 상기 로터 본체는 상기 내통 내에서 회전하도록 이루어진 것임을 특징으로 하는 베인 모터 시스템.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 베인 모터의 적어도 하나는, 베인이 베인 가이드홈에 출입할 때 각운동을 하도록 이루어지고, 상기 베인 및 상기 베인 가이드홈은 상기 회전축 방향과 수직한 단면에서 볼 때 원호 형태를 가지는 것임을 특징으로 하는 베인 모터 시스템.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 베인 모터의 적어도 하나는 하나의 회전 주기에서 베인 사이의 구간 중 압력 기체가 유입되는 분사 구간과 압력 기체가 유입되지 않는 무분사 구간을 모두 구비하는 것임을 특징으로 하는 베인 모터 시스템.

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