KR900003682B1 - 베인펌프 - Google Patents

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Abstract

내용 없음

Description

베인펌프
제 1 도는 본 발명 베인펌프의 일실시예를 도시한 측단면도.
제 2 도는 상기 축방향에서 본 내부구조의 설명도.
제 3 도는 상기 요부확대 단면도.
제 4 도는 종래 베인펌프의 개략구성을 도시한 정단면도.
본 발명은 엔진의 슈퍼차아지 또는 냉동싸이클의 콤프레서등의 각종기기에 사용되는 회전형 펌프의 하나인 베인펌프에 관한 것이다. 종래부터 제 4 도에 개략구성을 도시한 바와같은 베인펌프가 널리 알려져 있다.
도면에서 31은 하우징, 32는 이 하우징(31)의 내주공간에 편심한 상태로 끼워져 회전축(33)에 의해서 회전자재하게 지지된 로터, 35a,35b,35c는 로터(32)의 외주축을 원주방향으로 3분할하여 등배요설된 베인홈(34a)(34b)(34c)에 직경방향으로 돌물자재하게 배설된 판상의 베인이다. 회전축(33)에 의해서 로터(32)가 도면의 화살표(X)방향으로 회전하면, 베인(35a)(35b)(35c)은 원심력에 의해서 외경방향으로 튀어나와 그 선단연이 하우징(31)의 내주면에 접접되면서 회전한다. 앞에 설명한 바와같이 로터(32)가 하우징(31)에 대하여 편심하여 있기 때문에 이 회전에 따라 하우징(31), 로터(32) 및 베인(35a)(35b)(35c)으로 구획된 작동공간(36a)(36b)(36c)의 용적이 반복하여 확축변화하여 흡입구(37)에서 흡입한 유체를 토출구(38)에서 토출시킨다.
그러나 상기 종래의 베인펌프는 베인이 하우징의 내주면을 고속으로 접동하기 때문에 접동저항에 의한 큰 동력손실 또는 높은 접동열의 발생에 의한 체적효율의 저하를 피할수가 없을 뿐만아니라 베인의 마모도 현저하며, 또 접동발열에 의하여 베인이 팽창하여 하우징의 양단벽 내측면과의 마찰이 발생하는 등의 문제를 가지고 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제를 감안하여 펌프의 효율향상 및 내구성의 향상을 도모할 목적으로 된 것이다.
즉, 본 발명에 따르는 베인펌프는 하우징의 양단벽 내측에 하우징 내주면과 동축적으로 또한 회전자재하게 설치한 결합부와 베인에 설치한 결합부를 직경 방향으로 서로 결합시켜, 하우징 내주면으로 향하여 베인의 튀어나오는 것을 규제하는 구조를 가지는 동시에 베인을 비교적 취약성이 높은 재료로 제작하여 하우징 내주면에 거친면으로 마무리를 하는 것을 특징으로 한 것이다.
본 발명에 의하면 베인은 원심력에 의한 튀어 나오는 것을 상기 양 결합부의 결합에 의해서 규제되어 하우징 내주면과 비접촉 상태로 회전한다. 이 경우, 상기 결합에는 접동이 따르기 때문에 장기간 사용에 의해서 양 결합부가 정시적으로 마모되어 가는 것을 피할수 없으며 나중에는 베인선단연이 하우징 내주면과 접촉하게 되어지는 것이나, 베인이 비교적 취약성이 높은 재료로 되며 하우징 내주면은 거친면으로 마무리하여 되는 것이므로, 베인선단연의 접촉부는 순간적으로 마멸되고, 따라서 이 베인과 하우징 내주면사이에 매우 0에 가까운 미소한 틈새가 개재한 상태로 유지된다.
이상 설명한 바와같이 본 발명의 베인펌프는 하우징의 양단벽 내측에 하우징 내주면과 동축적으로 또한 회전자재하게 설치한 리테이너등의 결합부와 베인에 설치한 돌기부등의 결합부를 결합시켜 원심력에 의한 베인의 튀어나옴을 규제하는 것으로, 이 결합에 따른 양 결합부 서로의 접동도 적은 것이므로 접동저항 또는 높은 접동발열에 의한 펌프의 효율의 저하 및 마모의 조기진행을 방지하고 또한 이 펌프에서 토출하는 유체의 온도를 종래보다 저하시킬 수가 있다. 또 상기 결합부의 경시적인 마모에 의해서 베인선단연이 하우징 내주면과 접촉하여도 이 선단연의 접촉부가 순간적으로 마멸하도록 하였기 때문에 접동저항 또는 발열의 증대를 방지하여 양호한 펌프성능을 유지할 수가 있어 그 실용적 효과는 매우 크다.
이하 본 발명에 따른 베인펌프의 일실시예를 첨부도면에 의하여 설명하면, 제 1 도 및 제 2 도에 있어서, 1은 프론트하우징, 2는 리어하우징으로 경량이며 열팽창율이 적은 알루미늄등의 비철금속으로 제작되어 보울트(3)에 의해서 서로 일체적으로 고착되어 있다. 4는 하우징 내주공간(5)에 편심한 상태로 끼워진 철제로터이며, 프론트하우징(1)의 축구멍턱부내에서 고정링(6)에 의해서 탈락방지된 보울베어링(7a) 및 리어하우징(2)의 축구멍턱부내에서 베어링커버(8)에 의해서 탈락방지된 보울베어링(7b)을 개재하여 이들 양 하우징(1),(2)에 관통삽입되어 풀리(9)에서 구동력이 전달되는 회전축(10)에 축착되어 있다.
11…은 접동성에 우수한 비교적 취약성이 높은 카본재로 제작한 판상의 베인이며, 로터(4)에 이 로터(4)의 외주측을 원주방향으로 3분할하여 등배요설된 베인홈(12)···에 각각 직경방향으로 돌몰(접동)자재하게 배설되어 있다.
각 베인(11)의 축방향 양측단에는 결합부로서의 돌기부(13a)(13b)가 설치되어 있으며, 이 돌기부(13a)(13b)에는 필요에 따라서 접동성 및 내마모성에 우수한 수지재제의 접동부재(도시하지 않음)이 끼워진다. 프론트하우징(1) 및 리어하우징(2)의 단벽(1')(2') 내측에 프론트하우징(1)의 내주면(1")(이하 하우징 내주면이라 함)과 동축적으로 형성된 환상요부에는 알루미늄 등의 경량금속으로 되어 각각 결합부로서의 환상홈(15a)(15b)이 동심적으로 형성된 리테이너(14a)(14b)가 보울베어링(16a)(16b)을 개재하여 회전자재하게 장착되어 있다. 각 베인(11)에 설치한 돌기부(13a)(13b)는 이 환상홈(15a)(15b)에 원주방향으로 접동자재하게 끼워지며 직경방향에 대하여 결합하는 것으로, 이 결합에 의하여 회전시의 베인(11)···의 원심력에 의한 베인의 튀어나옴이 규제되고, 그 각 선단연(11')과 하우징 내주면(11")사이에 언제나 미소한 틈새를 개재시킨 상태를 유지하도록 되어 있다. 17a,17b는 각각 원주방향 등배위치에 탄장된 스프링(18a)(18b)에 의해서 축방향으로 부세되며, 리테이너(14a)(14b)의 배면에 접촉되는 백업링이며, 접동성에 우수한 수지재 등으로 제작되어 이 리테이너(14a)(14b)와 베인(11)의 축방향으로의 흔들림을 방지하는 작용을 하고 있다.
하우징 내주면(1")은 강제립상에 의한 블래스트가공 또는 양극 산을 이용한 화합연마등에 의해서, 제 3 도에 확대하여 도시한 바와같이 적어도 표면의 조도(組度)(H)가 10μ이상의 거친면으로 마무리(19)되어 있다.
상기 구성에 있어서, 플리(9)에서의 구동력에 의하여 회전축(10) 및 로터(4)가 회전하면, 이에 따르지 않는 베인(11)…이 회전하고 이 베인(11)에 작용하는 원심력에 의해서 그 양측단에 설치한 돌기부(13a)(13b)가 환상홈(15a)(15b)의 외주측 내면에 접촉한 상태로 이 환상홈(15a)(15b)내를 회전하여 이 돌기부(13a)(13b)와 환상홈(15)(15)의 마찰력에 의해서 리테이너(14a)(14b)도 로터(4)와 동기회전을 한다. 하우징 내주면(1")과 환상홈(15a)(15b)은 동축적관계, 환상홈(15a)(15b)과 로터(4)는 편심적 관계에 있기 때문에 회전에 따라 베인(11)…은 로터(4)의 베인홈(12)···을 직경방향으로 접동하여 반복 돌몰하여 양하우징(1)(2), 로터(4) 및 베인(11)···으로 구획된 작동공간의 용적이 반복증감하여 흡입압 및 토출압을 발생시킨다.
이 일련의 작동에 있어서, 베인(11)…은 그 돌기부(13a)(13b)와 환상홈(15a)(15b)의 결합에 의해서 하우징 내주면(1")과 비접촉상태로 회전하는 동시에 베인(11)의 양측단은 리테이너(14a)(14b)의 개재에 의하여 하우징 양단벽(1')(2')에 대해서도 비접촉이기 때문에 접동토오크 또는 높은 접동열의 발생, 마모의 조기진행등은 일어나지 않는다. 또 리테이너(14a)(14b)는 로터(4)와 동기회전을 하기 때문에 베인돌기부(13a)(13b)와 환상홈(15a)(15b)의 상대적인 접동속도도 적게되는 것으로 되어 있다.
그런데 상기한 바와같이 베인(11)의 튀어나옴의 규제수단인 돌기부(13a)(13b)와 환상홈(15a)(15b)의 결합에는 접동이 따르기 때문에 그 상대적인 접동속도가 적다고는 하나, 장기간 사용에 의해서 경시적으로 접동부가 마모하여 가는 것은 피할수 없다. 그러므로 이들 돌기부(13a)(13b)와 환상홈(15a)(15b)의 상호마모에 따라 베인선단연(11')의 궤적이 서서히 하우징 내주면(1")에 근접하여 가며 나중에는 접촉이 일어나게 된다. 이때 이 하우징 내주면(1")은 표면의 조도(H)가 10μ이상의 거친면으로 마무리(19)가 되어 있으므로, 비교적 취약성이 높은 카본재로 되는 베인(11)의 선단연(11')의 하우징 내주면(1")과의 접촉부는 순간적으로 마멸하여 이 하우징 내주면(1")사이에 매우 0에 가까운 미소한 틈새가 개재한 상태로 유지된다. 따라서 베인 선단연(11')이 원심력에 의해서 하우징 내주면(1")에 압착되어 회전되는 일은 없고, 접동저항 또는 발열량의 증대에 의한 펌프의 효율저하를 방지할 수가 있는 것이다.
또한 상기 실시예에서는 베인돌기부와 환상홈의 결합에 따른 마찰력에 의해서 리테이너가 로터와 동기회전하는 구조로 하였으나, 로터와 리테이너는, 캠으로 연결하여도 좋고, 이 경우는 리테이너가 로터와 완전하게 동기 회전하기 때문에 베인돌기부가 환상홈내를 로터 편심량의 2배정도의 길이의 범위내에서만 접동하므로, 따라서 이 환상홈에 대신하여 상기 범위에 대응하는 환상홈을 리테이너에 형성한 구성으로 하여도 좋다.
또 하우징 내주면으로 향하여 베인의 튀어나옴을 규제하는 수단으로서는 이외에 리테이너 대신 하우징 양단벽 내측에 베어링을 회전자재하게 또한 하우징 내주면과 동축적으로 설치하여 베인돌기부가 이 베어링의 내주면에 접촉결합하도록 한 것, 혹은 상기 리테이너의 외주단부에 스톱퍼를 형성하여 베인선단연이 이 스톱퍼에 접촉결합하도록 한 것등 여러가지의 태양이 고려되며, 이들 어느 것의 예에 있어서도 도시한 상기실시예와 동일하게 베인선단연이 하우징 내주면과의 접촉에 의해서 순간적으로 마멸하도록 구성할 수가 있다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명이 그 원리에서 벗어남이 없이 기타 다수의 변형을 할수 있는 것은 명백하다.
따라서 특허청구의 범위의 범주에서 실질적으로 동일 또는 상당하는 구성을 사용하여 본 발명의 효과를 얻을 수 있는 변형의 전부를 포함시킬 수 있는 것이다.

Claims (1)

  1. 하우징의 내주공간에 편심한 상태로 회전자재하게 축지된 로터와 이 로터에 요설된 다수의 베인홈에 돌몰자재하게 배설된 판상의 베인을 가지고, 로터 및 베인의 회전에 따른 각 베인사이의 작동공간이 반복하여 용적변화하는 것을 이용하여 유체를 한쪽에서 흡입하여 다른쪽으로 토출하는 구조에 있어서, 하우징의 양 단벽 내측에 하우징 내주면과 동축적으로 또한 회전자재하게 설치한 결합부와 베인에 설치한 결합부를 직경방향으로 서로 결합시켜 하우징 내주면으로 향하는 베인의 튀어나오는 것을 규제하는 구조를 가지는 동시에 베인을 비교적 취약성이 높은 재료로 제작하여 하우징 내주면에 거친면으로 마무리한 것을 특징으로 하는 베인펌프.
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