KR970003256B1 - 게로터 펌프(gerotor pump) - Google Patents

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Abstract

내용없음.

Description

게로터 펌프
제1도는 입구와 출구포트의 위치가 점선으로 도시되고, 종래기술을 따르며, 게로터 펌프(gerotor pump)를 구성하는 내부로터와 외부로터의 세트를 보여주는 도식적 측면도.
제2도는 입구포트가 챔바의 양단부에 연결되도록 구성되고 종래기술을 따르는 게이터 세트(gerotor set)가 펌프몸체(pump body)에 조립된 상태를 보여주며, 제1도의 선 A-A를 따라 자른 단면도.
제3도는 제1도의 게로터 세트와 유사하지만, 본 발명을 따르고 단순형태로 구성된 게로터 세트를 보여주는 단면.
제4도는 제2도와 유사하지만, 본 발명에 따라 제3도의 게로터 세트가 펌프몸체내에 조립된 상태를 보여주는 단면도.
제5도는 본 발명의 수정예를 나타내는 도면.
제6도는 현재 신호되고 본 발명을 따르는 또 다른 수정예의 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 내부로터 12 : 외부로터
14 : 유입포트 16 : 유출포트
18, 38 : 공급구 20 : 매니폴드 챔바
32a, 32b : 유동통로 40, 44 : 챔바
42a, 42b : 유동챔바 43, 46 : 공동
본 발명은 알려진 바와 같이, 다수의 로브(lobe)로 구성되는 내부로터(male rotor)와 상기 내부로터와 많은 수의 로브(lobe)로 구성되고, 상기 내부로터가 내부에서 회전이 가능한 외부로터(female rotor)로 구성된 게로터 펌프(gerotor pump)에 관한 것이다. 내부로터와 외부로터 사이에 일련의 유동챔바(transfer chamber)를 형성하도록 한점 또는 여러점에서 내부로터의 로브들이 외부로터와 접촉상태를 이룬다.
외부로터 내에서 외부로터가 회전함에 따라, 상기 유동챔바의 체적은 고정점에 대해 각 회전에 따라 증가하고 감소한다. 유입포트(inlet port), 유출포트(outlet port)들은 펌프몸체에서 직경방향으로 연결되고, 챔바에 노출되어, 유동챔바가 유입포트를 지남에 따라 유동챔바의 크기가 증가되어 유체가 유동챔바속으로 빨려들어가고, 유동챔바가 유출포트를 지남에 따라 유동챔바의 크기가 감소되어 유동챔바로부터 유체가 배출된다.
상기 펌프의 출력은 물리적 크기와 회전속도를 포함하는 다수의 매개변수에 의존한다. 상기 물리적 크기는 내부로터와 외부로터의 축방향 길이인 유동챔바 길이를 포함한다. 출력을 증가시키기 위해, 길이 혹은 속도를 증가시키거나 혹은 길이와 속도를 모두 증가시키면, 가끔 이론적으로 가능한 출력과 비교하여 펌프출력이 감소되고, 상기 출력감소는 케비테이션(cavitation)이 원인이 된다고 알려져 있다. 케비테이션 문제를 해결하기 위한 종래기술을 따르는 방법으로서 한쌍의 유입포트 및 유출포트를 구성하여, 각 유동챔바의 각각의 단부를 포트들에 노출시키도록 하는 것이있다. 상기 구성에 의해 각 유동챔바가 양 단부들로부터 충전되거나 비워질 수 있게 된다. 그러나, 상기 방법은 펌프몸체의 외부로 확장구성되는 연결통로에 의해 두개의 유입포트를 함께 연결하고, 또 유사하게 두개의 유출포트를 연결하기 위해 구성공간이 제한되는 환경에서는 실제적인 방법이 되지 못한다.
예를 들어, 만일 압축착화 엔진(C. I. engine)에서 펌프가 윤활유순환펌프이고, 또 크랭크 케이스벽내에 혹은 벽상에 설치된다면, 양단부에 추가로 포트가 구성되는 유동통로가 구성될 공간이 없게 된다. 본 발명의 목적은 이 문제를 해결하는데 있다.
본 발명에 따르면, 게로터 펌프는 유동펌프 및 유동챔바를 가진 내부로터(male rotor) 및 외부로터(female rotor)로 구성되고, 상기 유동통로 및 유동챔바는 내부로터 또는 외부로터에만 구성될 수 있거나 또는 양자에 모두 구성가능하며, 상기 유동통로는 로터들의 로브(lobe)를 통과하여 확장구성되고, 상기 유동챔바는 한쪽에서 입구포트를 향하고 다른 한쪽에서 공동을 향해 구성된다.
공동(cavity)이 구성되는 영역 및 위치는 유입포트가 구성되는 영역 및 위치와 일치한다. 상기 구성에 의해, 작업유체는 유입포트로부터 챔바내로 유동가능하고, 동시에 포트에 노출된 유동통로의 한쪽 단부로부터 반대쪽 단부까지 유동하고, 유동챔바에 유입되도록 상기 유동통로를 통과하고 공동을 통과하게 되어 추가로 펌프몸체(pump body)의 외부로 확장구성되는 유동통로를 구성하는 것이 불필요하게 된다. 결과적으로 상기 구성에 의해 펌프크기를 소형으로 유지되고, 케비테이션이 방지되며 더욱 우수한 챔바충진(chamber filling)이 이루어진다.
본 발명이 첨부된 도면을 참조하여 좀더 상세히 설명된다.
도 1을 참고로 하면, 게로터 펌프(gerotor pump)는 5개의 로브(lobe)를 가진 외부로터(rotor)(12)와 상기 외부로터(12)내에 위치하고, 4개의 로브(lobe)를 가진 내부로터(10)로 구성된다. 유입포트(14) 및 유출포트(16)가 점선으로 도시된다.
제2도를 보면, 유체공급구(18)는 유체공급원에 영결되고, 매니폴드 챔바(manifold chamber)(20)에 우선 개방된다. 이 챔바(20)는 유입포트(14)위에 구성된 게로터의 축방향 단부에 노출된다. 대체로 유입포트(14)는 반대쪽 축방향 단부에서 게로터 세트(gerotor set)에 개방되고, 상기 두 개의 축방향 단부들은 유동통로(22)를 통해 매니폴드 챔바(20)와 연결되며, 상기 유동통로(22)는 외부로터(12)가 위치하는 원통형 공동이 구성된 펌프몸체에서 반경방향을 향해 외측으로 확장되어 있다.
유출포트(16)는 유입포트(14)와 유사하게 구성되었다. 그러나 유동측면에는 케이테이션(cavitation)이 문제가 되지 않기 때문에, 도면에 도시된 바와 같이, 단일 유출포트로 충분하다.
제3도와 제4도를 보면, 내부로터(10)의 각각의 로터(lobe)에는 유동통로(30)가 구성된다. 유사하게 외부로터(12)의 각각의 로브에도 유동통로(32a)가 구성되어 있다. 각각의 유동통로(30, 32a, 32b)는 내부로터(10) 또는 외부로터(12)의 한쪽 축방향 단부로부터 반대쪽 축방향 단부까지 확장구성 되어 있다.
제4도에 있어서, 공급구(38)(공급구(18)에 해당됨)는 챔바(40)에 연결되고, 유입포트(14)를 통해 챔바(40)에 개방된다. 유동챔바(42a)는, 챔바(40)와 같이, 반대쪽 축방향 단부를 제외하고, 유입포트(14)와 동일한 영역에 구성된다. 내부로터(10)와 외부로터(12) 사이에 형성되는 유동챔바(42a) 및 상기 챔바(40)와 공동(43)과 일직선상에 놓이는 유동통로(30, 32a)를 통하는 것을 제외하고는, 챔바(40)와 공동(43)사이에는 연결통로가 형성되어 있지 않다. 유출포트(16)의 구성은 챔바(40)와 공동(43)을 포함하는 유입포트(14)의 구성과 동일하고, 상기 챔바(44)와 공동(46)의 영역은 유출포트(16)의 영역과 일치되게 구성된다.
결과적으로, 챔바(40)를 통해 공급구(38)를 통과한 유동유체는 도면에서와 같이, 공동(43)에 도달하도록 우측단부로부터 유동챔바(42a)로 또는 부품들내의 유동통로(32a)로 흘러들어가고, 제4도와 같이 좌측으로부터 유동 챔바(42a)내를 유동하게 된다. 마찬가지로, 유출포트(16) 위치에서 유체가 유동쳄바(42b)로부터 나와 제4도의 우측으로, 직접 챔바(44)로 흘러, 배출되거나 혹은 제4도의 좌측에 위치한 공동(46)을 통하여 또 유동통로(32b)를 거쳐 유출포트(16)로 연결되는 챔바(44)에 유동한다.
특정 목적을 위해, 유동통로(30) 혹은 유동통로(32a, 32b)가 개별적으로 구성되거나, 두가지 유동통로(30, 32a, 32b)를 모두 구성하는 것이 바람직하다.
케비테이션(cavitation)을 피하고 유동용량(flow capacity)을 증가시킬 필요가 있을 때, 제5도는 유동용량 증가에 따른 구성예를 나타내고, 최대 효과를 이루기 위한 선호되는 실시예가 제6도에 도시되었다.
제5도에 있어서 외부로터의 로브(lobe)에는 각각 두개의 유동통로(50), (52)가 구성된다. 제6도에 있어서, 내부로터와 외부로터는 모두 가능한 최대크기의 유동통로가 구성되고, 상기 제6도의 유동통로는 내부로터의 유동통로(60) 및 외부로터의 유동통로(62)로 구성된다.
유동통로는 최대 단면적을 형성하기 위해 도면에서와 같은 복잡한 상기 단면구조의 유동통로는 서로 모양이 보완을 이루고(complementary), 상기 유동통로는 예를 들어 금속분말 압축(powder metal compact)에 의해 제조가능 하다.

Claims (5)

  1. 다수의 로브로 구성되는 내부로터(10)와, 상기 내부로터(10)보다 많은 수의 로브로 구성되고 상기 내부로터(10)가 내부에서 회전가능한 외부로터(12)로 구성되며, 내부로터(10)와 외부로터(12) 사이에서 일련의 유동챔바(42a, 42b)를 형성하고, 유입포트(14) 및 유출포트(16)가 직경방향으로 연결되는 게로터 펌프에 있어서, 내부로터(10) 또는 외부로터(12) 그리고 내부로터(10) 및 외부로터(12) 모두에는 내부로터(10) 및 외부로터(12)를 통해 확장되어 있는 유동통로(30, 32a, 30b)가 구성되고, 유입포트(14)의 챔바(40)들의 축방향의 반대쪽 단부에 공동(43)이 구성되어, 회전이 이루어질때, 각각의 상기 유동통로(32a)는 한쪽 단부에서 유입포트(14)에 개방되고, 동시에 다른 한쪽단부에서 공동(43)에 개방되어, 유입포트(14) 쪽에 위치한 챔바(40)의 축방향 단부에서 유입포트(14)로부터 직접 유동챔바(42a)내로 유체 유동이 가능하고, 유출포트(16) 쪽에 위치한 유동통로(32b) 및 공동(46)을 통해 챔바(44) 및 유출포트(16) 내로 상기 유체의 유동이 가능한 것을 특징으로 하는 게로터 펌프.
  2. 제1항에 있어서, 공동(43)의 영역 및 위치가 유입포트(14)의 영역 및 위치와 일치하는 것을 특징으로 하는 게로터 펌프.
  3. 제1항에 있어서, 유동통로(30, 32a, 32b)가 원형 단면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 게로터 펌프.
  4. 제3항에 있어서, 복수개의 유동통로(50, 52)가 각각의 로브에 구성되는 것을 특징으로 하는 게로터 펌프.
  5. 제1항에 있어서, 로브의 유동통로(60, 62)가 모양상 서로 보완되는(complementary) 단면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 게로터 펌프.
KR1019890702200A 1988-06-09 1989-05-26 게로터 펌프(gerotor pump) KR970003256B1 (ko)

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