WO2018026244A1 - 쌍원 용적 펌프 - Google Patents

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WO2018026244A1
WO2018026244A1 PCT/KR2017/008469 KR2017008469W WO2018026244A1 WO 2018026244 A1 WO2018026244 A1 WO 2018026244A1 KR 2017008469 W KR2017008469 W KR 2017008469W WO 2018026244 A1 WO2018026244 A1 WO 2018026244A1
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rotor
cylindrical member
eccentric rotor
eccentric
rotors
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PCT/KR2017/008469
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Inventor
최병철
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최병철
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/12—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/20—Rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/30—Casings or housings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/50—Bearings

Definitions

  • the present invention relates to a volumetric pump, and more particularly, to a two-way volumetric pump capable of smoothly driving by minimizing the deviation of the center distance between the upper rotor and the lower rotor.
  • a pump is a machine that transports a liquid or gaseous fluid through a pipe by a pressure action, or pumps a fluid in a low pressure container into a high pressure container through the pipe.
  • the pump When the pump is classified by structure, there are a reciprocating pump, a rotary pump, a centrifugal pump, an axial pump, a friction pump, and the like.
  • the rotary pump is configured to perform the piston action by the rotor by rotating the piston acting part of the pump, can be used for various purposes, in particular is widely used as a hydraulic pump for automatic control.
  • Patent Documents 1 to 3 are technologies related to twin or tandem rotary pumps.
  • Patent Literature 1 discloses that the upper rotor is disposed in the upper chamber and the lower rotor is disposed in the lower chamber, while the upper rotor and the lower rotor are connected by the diaphragm, and the upper rotor is eccentric in the direction of rotation in the upper chamber.
  • the lower rotor performs an eccentric inward circular motion in the opposite direction of rotation of the upper rotor, whereby fluid is sucked into the inlet of the housing and discharged through the outlet, in the upper volume chamber.
  • the cam rotor is mounted in an eccentric state on the upper shaft, and the upper rotor includes an intermediate cylindrical member disposed between the outer cylindrical member which is inscribed in the upper volume chamber and the eccentric cam rotor which is fitted to the outer cylindrical member.
  • the outer rolling member is mounted on the inner circumferential surface of the outer cylindrical member, and the inner rolling member is mounted on the outer circumferential surface of the eccentric cam rotor to reduce friction. May be configured such that the lower rotor will configured to be symmetrical with the upper rotor,
  • Patent Document 2 has an upper volume chamber and a lower volume chamber is formed in the pumping block formed with the suction port and the discharge port, the upper rotor is disposed in the upper volume chamber, the lower rotor is disposed in the lower volume chamber, between the upper rotor and the lower rotor
  • the diaphragm is arranged so that the upper end of the diaphragm is in close contact with the upper rotor, the lower end of the diaphragm is in close contact with the lower rotor, the upper shaft is eccentrically mounted to the upper rotor, and the lower shaft is eccentrically mounted to the lower rotor, and the diaphragm is the body part.
  • a vertical hole is formed in the center, and the spring is compressed in the vertical hole to press the upper support member and the lower support member fitted to the upper and lower ends of the vertical hole, and the upper head to the mounting groove formed at the upper and lower ends of the body portion.
  • the lower part and the lower head part are fitted respectively.
  • Patent document 3 is a case; A first gear part accommodated inside the case and rotating together with the first head part for pressurizing the fluid or sludge; A third gear part positioned below the first gear part and directly or indirectly interlocked with the first gear part and rotating together with a second head part for pressing fluid or sludge; In connection with the third gear portion, and connected to the pumping portion and the pumping portion for pumping the oil, it includes a conveying portion extending in the direction of the first gear portion to supply oil to the first gear portion.
  • the present invention was developed to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a dual-volume volume pump capable of smoothly driving by minimizing the deviation of the center distance between the upper rotor and the lower rotor.
  • the present invention maintains the output as well as increase the durability of the components as the eccentric rotor is smoothly operated by reducing the error of the center distance between the two rotors during the operation of the upper rotor and the lower rotor. It is an object to provide a dual source volume pump.
  • a dual-way volume pump comprising: a housing having an upper volume chamber and a lower volume chamber that are symmetrical with each other and communicate with each other; An upper rotor installed in the upper chamber and eccentrically rotating; The upper rotor is installed in the lower chamber and rotates in opposition to the upper rotor, the upper rotor is an upper cylindrical member inscribed in the interior of the upper chamber and the upper rotatably installed in the upper cylindrical member It includes an eccentric rotor, the lower rotor includes a lower cylinder member inscribed in the lower chamber and connected to the upper cylinder member and a diaphragm, and a lower eccentric rotor rotatably installed inside the lower cylinder member.
  • the upper and lower eccentric rotors have a vertical diameter of the left and right directions in a state in which the two rotors are placed vertically so that the deviation of the center distance between the two rotors becomes smaller when the rotating shaft rotates. It is characterized by forming an oval relatively larger than the diameter.
  • the upper eccentric rotor and the lower eccentric rotor have the same radius as the inner curvature of the upper cylindrical member and the lower cylindrical member in a state in which the two rotors are standing vertically.
  • Flexible bearings are further installed between the upper cylindrical member and the upper eccentric rotor and between the lower cylindrical member and the lower eccentric rotor, respectively, the flexible bearings are ball bearings or roller bearings, and outer rings and retainers supporting balls or rollers are It is preferable to be flexible.
  • a clearance is formed between the left and right sides of the outer surface of the flexible bearing and the upper cylindrical member and the lower cylindrical member in a state in which the two rotors are standing vertically.
  • the curvature radius of the upper cylindrical member and the lower cylindrical member is smaller than the upper and lower curved curvature radii of the upper eccentric rotor and the lower eccentric rotor in the state in which both the rotor is standing vertically.
  • a free space may be formed between the inner and outer circumferential surfaces of the flexible bearing, the upper eccentric rotor, the lower eccentric rotor, and the subcylinder member and the lower cylindrical member.
  • the dual-circuit volume pump according to the present invention applies a flexible bearing to the outer circumferential surface of the eccentric rotor so that a clearance is formed between the upper cylindrical member and the lower cylindrical member so that the distance between the centers of the two rotors when the rotor is driven.
  • the eccentric rotor can rotate smoothly without resistance, thereby minimizing the drop of the output of the pump.
  • the present invention maintains the output as well as increase the durability of the components as the eccentric rotor is smoothly operated by reducing the error of the center distance between the two rotors during the operation of the upper rotor and the lower rotor. It works.
  • FIG. 1 is a perspective view of a portion of a dual member volumetric pump in accordance with the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the rotor portion in the practice of a bi-directional volumetric pump according to the present invention.
  • Figure 3 is an enlarged view of the upper chamber only in the implementation of the dual-way volume pump according to the present invention.
  • Figure 4 is an enlarged view of the upper rotor only in the implementation of the dual-yuan volumetric pump according to the invention
  • Figure 5 is a cross-sectional view showing the operating state of the upper rotor and the lower rotor in another embodiment of the dual-way volumetric pump according to the present invention
  • Figure 6 is a cross-sectional view showing the operating state of the rotor in another embodiment of the dual member volumetric pump according to the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the operating state of the rotor in another embodiment of the dual-volume pump according to the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a change in the center distance of the upper and lower rotors according to the operation state of the conventional rotary pump
  • the present invention can be smoothly driven by minimizing the deviation of the center distance between the upper rotor and the lower rotor.
  • At least one of the upper eccentric rotor 22 and the lower eccentric rotor 32 is formed in an elliptical shape so as to make a clearance between the flexible bearing.
  • the ellipse of the eccentric rotor forming an ellipse among the upper eccentric rotor 22 and the lower eccentric rotor 32 is enlarged in Fig. 4, the upper and lower diameter in the up and down direction in the state in which both the rotor is standing vertically ( R2) has an elliptical shape that is relatively larger than the horizontal diameter R1 in the left and right directions.
  • the eccentric rotors 22 and 32 of the flexible bearing rotate about the rotation shafts 22s and 32s by forming an elliptical shape in which one or both of the two eccentric rotors 22 and 32 are vertically elongated.
  • the cylindrical members (21, 31) of the inner movement is the deviation of the center distance between the center of the two cylindrical members (21, 31) is to be reduced to facilitate the rotation of the eccentric rotor.
  • the upper and lower curvature radius of the horizontal diameter (R1) of the upper eccentric rotor 22 and the lower eccentric rotor 32 and the inner diameter of the upper cylindrical member 21 and the lower cylindrical member 31 have the same radius of curvature.
  • the dual-volume pump according to the present invention has the same structure as the conventional dual-volume pump as shown in FIG. 1, and briefly describes the entire structure to help the understanding of the present invention.
  • a housing 10 having an upper volume chamber 10u and a lower volume chamber 10d;
  • An upper rotor 20 installed in the upper chamber and eccentrically rotating; It is installed in the lower chamber and consists of a lower rotor 30 that rotates opposite to the upper rotor.
  • the upper rotor 20 and the lower rotor 30 are vertically symmetric with each other, the structure is the same.
  • the upper rotor 20 includes an upper cylindrical member 21 inwardly moving in the upper volume chamber 10u, and an upper eccentric rotor 22 rotatably installed in the upper cylindrical member.
  • the lower rotor 30 has the same structure as the upper rotor 20 as described above, and has a vertical symmetry with the upper rotor 20.
  • the upper cylindrical member 21 constituting the upper rotor 20 and the lower cylindrical member 31 constituting the lower rotor 30 are connected to each other by a diaphragm 40, and the upper rotor and the lower rotor are connected to each other. Can inscribe in opposite directions.
  • only one of the upper eccentric rotor 22 and the lower eccentric rotor 32 may be manufactured in an elliptical shape, but preferably, both the upper and lower eccentric rotors 22 and 32 are manufactured in an elliptical shape.
  • the upper eccentric rotor 22 and the lower eccentric rotor 32 has a diameter in which the curved surface of the side in close contact with the inner diameter of the upper cylindrical member 21 and the lower cylindrical member 31 in a state in which the two rotors are standing vertically It is preferable to have.
  • the radius of curvature of the sides of the upper eccentric rotor 22 and the lower eccentric rotor 32 which are made of an elliptical shape but having a relatively large diameter is the same as the radius of curvature of the inner diameters of the cylindrical members 21 and 31.
  • the smaller horizontal diameter R1 is smaller than the inner diameter of the cylindrical members, and the clearances 22a and 32a may be formed between both sidewalls of the two eccentric rotors and both inner walls of the cylindrical member.
  • the clearances 22a and 32a are for allowing the eccentric rotor to rotate freely inside the cylindrical member when the eccentric rotors 22 and 32 that rotate eccentrically rotate by the rotation shafts 22s and 32s. will be.
  • the clearances 22a and 32a are formed between the flexible bearing and the cylindrical members when the flexible bearings 23 and 33 are installed in an oval shape on the outer circumferential surface of the rotor.
  • the flexible bearings 23 and 33 do not merely reduce the friction force between the eccentric rotors 22 and 32 and the cylindrical members 21 and 31, but the elliptical eccentric rotors 22 and 32. It serves to prevent an impact from being applied between the eccentric rotors 22 and 32 and the cylindrical members 21 and 31 when they are rotated inside the cylindrical members 21 and 31.
  • the flexible bearings 23 and 33 may be used in various forms, but are preferably made of a ball bearing or a needle bearing.
  • the flexible bearings 23 and 33 rotate the eccentric rotors 22 and 32 smoothly inside the cylindrical members 21 and 31 in which the elliptical eccentric rotors 22 and 32 are circular.
  • the outer ring supporting the outside of the ball or roller and the retainer keeping the gap between the ball or the roller are made of a flexible material.
  • the flexible bearings 22 and 23 also have an elliptical shape when the elliptical eccentric rotors rotate.
  • the outer ring and the retainer constituting the flexible bearing can be deformed into an elliptical shape or the outer ring and the retainer are made thin or restoring force. It can be made of synthetic resin or rubber having
  • the balls constituting the flexible bearings (23, 23) is typically installed less than the number of balls installed in the flexible bearings used in the mechanical device to maintain a sufficient distance between the balls to rotate the elliptical eccentric rotors It is desirable to be able to easily deform into an elliptical shape.
  • the radius of curvature of the side of the upper eccentric rotor 22 and the lower eccentric rotor 32 has an elliptical upper eccentric rotor having the same radius of curvature at the inner diameter of the upper cylindrical member 21 and the lower cylindrical member 31. 22) between the lower eccentric rotor 32, the upper cylindrical member 21 and the lower cylindrical member 31 may be provided with a circular flexible bearing (23, 23).
  • the flexible bearings (23, 23) are installed in contact with the two cylindrical members, the inner circumferential surface of the flexible bearings (23, 23), the upper eccentric rotor 22 and the lower eccentric rotor ( Clearance spaces 22i and 32i are formed between the outer circumferential surfaces of the side surface 32.
  • the upper eccentric rotor 22 and the lower eccentric rotor 32 form an ellipse and the flexible bearings 23 and 23 are formed in a circular shape
  • the upper eccentric rotor 22 and the lower eccentric rotor 32 are vertical.
  • the length between the rotating shafts 22s and 32s acts as a buffer so that the sides of the upper eccentric rotor 22 and the lower eccentric rotor 32 are upper cylindrical member 21 and
  • the curved surface of the inner side surface of the upper cylindrical member 21 and the lower cylindrical member 31 is the upper cylindrical member 21 and the lower cylindrical member 31, the upper eccentric rotor 22 and the lower eccentric rotor 32 Radius of curvature (25, 35) on the upper and lower eccentric rotor (22) and the lower eccentric rotor (32) in the inner diameter of the side of the upper cylindrical member 21 and the lower cylindrical member 31 in the vertical state Smaller curved surfaces 25, 35 are formed.
  • Upper and lower radii of curvature of the upper eccentric rotor 22 and the lower eccentric rotor 32 have radiuses of the curved surfaces 25 and 35 at the inner side surfaces of the upper cylindrical member 21 and the lower cylindrical member 31 vertically. If larger than the upper eccentric rotor 22 and the lower eccentric rotor 32 is rotated 90 ° in a vertical state when the upper eccentric rotor 22 and the lower eccentric rotor 32 as a protruding part ( 25, 35) is moved so that a gap is generated between the inner diameter of the housing 10 and the outer diameter of the upper cylindrical member 21 and the lower cylindrical member 31, thereby causing a leak in the pressure action of the pump.
  • free spaces 23o and 32o are formed between the outer surfaces of the curved surfaces 25 and 35 and the flexible bearings 23 and 23 formed on the side surfaces of the upper eccentric rotor 22 and the lower eccentric rotor 32.
  • the volumes of the free spaces 23o and 32o are the volumes of the free spaces 22i and 32i formed between the inner circumferential surfaces of the flexible bearings 23 and 23 and the side outer circumferential surfaces of the upper eccentric rotor 22 and the lower eccentric rotor 32.
  • the lower eccentric rotor 32 is difficult to exert the elastic force of the flexible bearings (23, 23) so that the upper cylindrical member 21 and the lower cylindrical member can be moved up and down when it is rotated 90 degrees vertically. Therefore, the clearances 23o and 32o between the outer circumferential surfaces of the flexible bearings 23 and 23 are equal to or equal to the clearances 22i and 32i formed on the inner circumferential surfaces of the flexible bearings 23 and 23. It is preferable that the clearances 23o and 32o are large between the outer circumferential surface with the 23).

Landscapes

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Abstract

본 발명은 프렉시블 베어링을 이용하여 상부로터와 하부로터 사이의 중심거리의 편차를 최소화하여 구동이 원활하게 이루어질 수 있게 한 쌍원 용적 펌프에 관한 것으로, 상하 대칭을 이루고 서로 연통된 상부용적실과 하부용적실을 구비한 하우징과; 상기 상부용적실에 설치되고 편심 회전하는 상부로터와; 상기 하부용적실에 설치되고 상부로터와 반대로 회전하는 하부로터로 이루어지고, 상기 상부로터는 상기 상부용적실의 내부에서 내접운동하는 상부원통부재와, 상기 상부원통부재의 내부에 회전가능하게 설치된 상부편심회전자를 포함하고, 상기 하부로터는 상기 하부용적실의 내부에서 내접운동하고 상부원통부재와 격막로 연결된 하부원통부재와, 상기 하부원통부재의 내부에 회전가능하게 설치된 하부편심회전자를 포함하는 쌍원 용적 펌프에 있어서, 상기 상부편심회전자와 하부편심회전자는 회전축이 회전할 때 두 회전자 사이의 중심거리의 편차가 적어지도록 두 회전자가 수직으로 세워진 상태에서 상하방향의 지름이 좌우방향의 지름보다 상대적으로 큰 타원형을 이루는 것을 특징으로 한다.

Description

쌍원 용적 펌프
본 발명은 용적 펌프에 관한 것으로 상세하게는 상부로터와 하부로터 사이의 중심거리의 편차를 최소화하여 구동이 원활하게 이루어질 수 있게 한 쌍원 용적 펌프에 관한 것이다.
펌프는 압력작용에 의하여 액체나 기체의 유체를 관을 통해서 수송하거나, 저압의 용기 속에 있는 유체를 관을 통하여 고압의 용기 속으로 압송하는 기계이다.
펌프는 구조상으로 분류할 때, 왕복펌프, 로터리(회전)펌프, 원심펌프, 축류펌프, 마찰펌프 등이 있다.
이러한 펌프들 중, 로터리펌프는 펌프의 피스톤 작용을 하는 부분이 회전운동을 하여 피스톤 작용을 로터에 의해 행하게 구성된 것으로, 다양한 용도로 사용될 수 있으며, 특히 자동제어용 유압펌프로 널리 사용되고 있다.
로터리 펌프는 구조에 따라 다양한 것이 있고, 그 중 특허문헌 1내지 3은 트윈(twin) 또는 텐덤(tandem) 로터리 펌프와 관련된 기술이다.
특허문헌 1은 상부로터와 하부로터가 격막에 의해 연결된 상태에서 상부로터가 상부 용적실에 배치되고, 하부로터가 하부 용적실에 배치되어, 상부로터가 상부 용적실에서 어느 한 회전방향으로 편심내접원운동을 할 때, 하부 용적실에서 하부로터가 상부로터의 회전반대 방향으로 편심내접원운동을 함으로써, 유체가 하우징의 흡입구로 흡입되고, 토출구를 통해 토출되는 탠덤 로터리 펌프에 있어서, 상부 용적실에는 편심캠 회전자가 상부 샤프트에 편심상태로 장착되고, 상부로터는 상부 용적실에 내접원운동을 하는 외측 원통부재 및 외측 원통부재에 끼워지는 편심캠 회전자와의 사이에 배치된 중간 원통부재를 포함하되, 외측 원통부재의 내주면에는 외측 롤링부재가 장착되고, 편심캠 회전자의 외주면에는 내측 롤링부재가 장착되어 마찰을 줄일 수 있도록 구성되며, 하부로터는 상기 상부로터와 대칭되도록 구성된 것이고,
특허문헌 2는 흡입구와 토출구가 형성된 펌핑블록에 상부 용적실과 하부 용적실이 형성되고, 기 상부 용적실에 상부 로터가 배치되고, 하부 용적실에 하부 로터가 배치되며, 상부 로터와 하부 로터 사이에 격막이 배치되어, 격막의 상단이 상부 로터에 밀착되고, 격막의 하단이 하부 로터에 밀착되고, 상부 로터에 상부 샤프트가 편심되게 장착되고, 하부 로터에 하부 샤프트 편심되게 장착되며, 격막은 바디부의 중앙에 수직구멍이 형성되고, 수직구멍에 스프링이 압축된 상태로 배치되어 수직구멍의 상단 및 하단에 끼워진 상부 받침부재 및 하부 받침부재를 가압하고, 바디부의 상단 및 하단에 형성된 장착홈에 상부 헤드부 및 하부 헤드부가 각각 끼워져 장착된 것이며,
특허문헌 3은 케이스; 케이스 내부에 수용되고, 유체 또는 슬러지를 가압하는 제1 헤드부와 함께 회전하는 제1 기어부; 제1 기어부의 하측에 위치하며, 제1 기어부와 직간접적으로 연동하고, 유체 또는 슬러지를 가압하는 제2헤드부와 함께 회전하는 제3 기어부; 제3 기어부와 연동하고, 오일을 펌핑하기 위한 펌핑부 및 펌핑부와 연결되며, 제1 기어부에 오일을 공급하도록 제1 기어부 방향으로 연장되는 이송부를 포함하는 것이다.
이러한 종래의 텐덤 로터리 펌프는 두 편심회전자(100, 200)의 회전운동에 의해 두 원통부재(300, 400)가 각 용적실(500, 600)의 내부에서 내접운동을 함에 따라, 도 6 (a)와 같이 두 원통부재(300, 400)가 수직으로 세워진 상태에서 두 원통부재의 중심 사이의 거리(L1)와 도 6 (b)와 같이 두 원통부재(300, 400)가 서로 반대방향으로 90°회전하여 내접한 지점에서 두 원통부재의 중심 사이의 거리(L2)가 서로 달라지고, 이렇게 L1과 L2의 차이가 심할 경우, 격막으로 연결된 두 원통부재에 의해 원통부재 내부에 설치된 편심회전자(100, 200)가 저항을 받아 원활하게 회전운동하지 못하는 단점이 있다.
즉, 편심회전자(100, 200)의 회전이 원활하게 이루어지지 못함에 의해 텐덤 로터리 펌프의 출력이 떨어짐은 물론, 저항에 의해 편심회전자는 물론 원통부재가 손상되어 내구성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, 상부로터와 하부로터 사이의 중심거리의 편차를 최소화하여 구동이 원활하게 이루어질 수 있게 한 쌍원 용적 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명은 상부로터와 하부로터가 작동하는 과정에서 두 로터 사이의 중심 거리의 오차를 줄임에 의해 편심회전자가 원활하게 작동되게 함에 따라 출력을 유지함은 물론, 구성 부품의 내구성을 높일 수 있는 쌍원 용적 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 이루기 위한 본 발명에 따른 쌍원 용적 펌프는 상하 대칭을 이루고 서로 연통된 상부용적실과 하부용적실을 구비한 하우징과; 상기 상부용적실에 설치되고 편심 회전하는 상부로터와; 상기 하부용적실에 설치되고 상부로터와 반대로 회전하는 하부로터로 이루어지고, 상기 상부로터는 상기 상부용적실의 내부에서 내접운동하는 상부원통부재와, 상기 상부원통부재의 내부에 회전가능하게 설치된 상부편심회전자를 포함하고, 상기 하부로터는 상기 하부용적실의 내부에서 내접운동하고 상부원통부재와 격막로 연결된 하부원통부재와, 상기 하부원통부재의 내부에 회전가능하게 설치된 하부편심회전자를 포함하는 쌍원 용적 펌프에 있어서, 상기 상부편심회전자와 하부편심회전자는 회전축이 회전할 때 두 회전자 사이의 중심거리의 편차가 적어지도록 두 회전자가 수직으로 세워진 상태에서 상하방향의 지름이 좌우방향의 지름보다 상대적으로 큰 타원형을 이루는 것을 특징으로 한다.
상기 상부편심회전자와 하부편심회전자는 두 회전자가 수직으로 세워진 상태에서 측면 곡률반경이 상부원통부재와 하부원통부재의 내경과 동일한 반지름을 갖는 것이 바람직하다.
상기 상부원통부재와 상부편심회전자 사이 및 상기 하부원통부재와 하부편심회전자 사이에는 플렉시블베어링이 각각 더 설치되되, 상기 플렉시블베어링은 볼베어링 또는 롤러베어링이고, 볼이나 롤러를 지지하는 외륜과 리테이너는 플랙시블한 것이 바람직하다.
또한, 두 회전자가 수직으로 세워진 상태에서 플렉시블베어링 외주면의 좌우방향 양측과 상부원통부재와 하부원통부재 사이에는 여유공간이 형성되는 것이 바람직하다.
또한 두 회전자가 수직으로 세워진 상태에서 상기 상부원통부재와 하부원통부재의 측면 내경에 곡면 곡률반경이 상기 상부편심회전자와 하부편심회전자의 상하면 곡면 곡률반경보다 작은 공간을 형성하는 것이 바람직하다.
두 회전자가 수직으로 세워진 상태에서 플렉시블베어링 내외주면과 상부편심회전자와 하부편심회전자 및 부원통부재와 하부원통부재 사이에는 각각 여유공간이 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 쌍원 용적 펌프는 편심회전자의 외주면에 플렉시블 베어링을 적용하여 상부원통부재 및 하부원통부재 사이에는 여유공간이 형성되어 로터가 구동할 때 두 로터의 중심 사이의 거리 변화를 최소화함에 따라 편심회전자가 저항을 받지 않고 원활하게 회전할 수 있어 펌프의 출력이 떨어지는 것을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
즉, 본 발명은 상부로터와 하부로터가 작동하는 과정에서 두 로터 사이의 중심 거리의 오차를 줄임에 의해 편심회전자가 원활하게 작동되게 함에 따라 출력을 유지함은 물론, 구성 부품의 내구성을 높일 수 있는 효과가 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 쌍원 용적 펌프의 일부의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 쌍원 용적 펌프의 실시에 로터 부분의 단면도
도 3은 본 발명에 따른 쌍원 용적 펌프의 실시에 상부용적실만의 확대도
도 4는 본 발명에 따른 쌍원 용적 펌프의 실시에 상부로터만의 확대도
도 5는 본 발명에 따른 쌍원 용적 펌프의 다른 실시에 상부로터와 하부로터의 작동상태를 도시한 단면도
도 6는 본 발명에 따른 쌍원 용적 펌프의 다른 실시에 로터의 작동상태를 도시한 단면도
도 7는 본 발명에 따른 쌍원 용적 펌프의 다른 실시에 로터의 작동상태를 도시한 단면도
도 8은 종래 로터리 펌프의 작동상태에 따른 상하부로터의 중심 거리 변화를 도시한 단면도
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여, 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 상부로터와 하부로터 사이의 중심거리의 편차를 최소화하여 구동이 원활하게 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 쌍원 용적 펌프는 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32) 중 적어도 하나는 플렉시블베어링과의 사이에 유격을 만들 수 있도록 타원형으로 이루어진다.
상기 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32) 중 타원형을 이루는 편심회전자의 타원은 도 4에 확대하여 도시한 바와 같이, 두 회전자가 수직으로 세워진 상태에서 상하방향의 상하지름(R2)이 좌우방향의 수평지름(R1)보다 상대적으로 큰 타원형을 이루고 있다.
이렇게 두 편심회전자(22, 32)중 어느 하나 또는 모두를 상하로 길게 형성된 타원형을 이룸에 따라 플렉시블 베어링의 편심회전자(22, 32)가 회전축(22s, 32s)을 중심으로 회전하여 그 외부의 원통부재(21, 31)가 내접운동할 때 두 원통부재(21, 31)의 중심 사이의 중심거리의 편차가 감소되어 편심회전자의 회전이 원활하게 이루어질 수 있는 것이다.
또한, 상기 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)의 수평지름(R1)인 상하면 곡률반경과 상부원통부재(21)와 하부원통부재(31)의 내경이 동일한 곡률반경을 갖게 함에 따라 편심회전자의 원활한 회전이 가능함은 물론, 편심회전자들의 회전에 의해 원통부재의 접촉이 부드럽게 이루어질 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 쌍원 용적 펌프는 도 1에 도시한 바와 같이 종래의 쌍원 용적 펌프와 동일한 구조를 갖추고 있으며, 본 발명의 이해를 돕기 위해 전체 구조를 간략하게 설명하면, 상하 대칭을 이루고 서로 연통된 상부용적실(10u)과 하부용적실(10d)을 구비한 하우징(10)과; 상기 상부용적실에 설치되고 편심 회전하는 상부로터(20)와; 상기 하부용적실에 설치되고 상부로터와 반대로 회전하는 하부로터(30)로 이루어진다.
상기 상부로터(20)와 하부로터(30)는 서로 상하 대칭을 이루는 것으로 구조는 동일하다.
상기 상부로터(20)는 상기 상부용적실(10u)의 내부에서 내접운동하는 상부원통부재(21)와, 상기 상부원통부재의 내부에 회전가능하게 설치된 상부편심회전자(22)를 포함한다.
상기 하부로터(30)는 전술한 바와 같이 상기 상부로터(20)와 동일한 구조를 갖되, 상부로터(20)와 상하 대칭을 이루고 있다.
다만, 상기 상부로터(20)를 구성하는 상부원통부재(21)와 하부로터(30)을 구성하는 하부원통부재(31)는 격막(40)에 의해 서로 연결되어 있으며, 상기 상부로터와 하부로터가 서로 반대방향으로 내접운동할 수 있다.
전술한 바와 같이 상기 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32) 중 어느 하나만 타원형으로 제작할 수 있으나, 바람직하게는 상하부편심회전자(22, 32) 모두 타원형으로 제작하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)는 두 회전자가 수직으로 세워진 상태에서 측면의 곡면이 상부원통부재(21)와 하부원통부재(31)의 내경에 밀착되는 지름을 갖는 것이 바람직하다.
이렇게 타원형으로 이루어지되 상대적으로 큰 지름을 갖는 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)의 측면의 곡면 곡률반경이 원통부재(21, 31)의 내경에 곡률반경과 동일함에 따라 상대적으로 작은 수평지름(R1)은 원통부재들의 내경보다 작아 두 편심회전자들의 양 측벽과 원통부재의 양측 내벽 사이에는 여유공간(22a, 32a)이 형성될 수 있다.
상기 여유공간(22a, 32a)은 회전축(22s, 32s)가 회전함에 의해 편심회전하는 편심회전자(22, 32)들이 회전할 때 원통부재의 내부에서 편심회전자가 여유있게 회전할 수 있게 하기 위한 것이다.
상기 여유공간(22a, 32a)은 회전자의 외주면에 타원형으로 접한 상태로 플렉시블베어링(23, 33)이 설치될 경우에는 플렉시블베어링과 원통부재들 사이에 형성된다.
상기 편심회전자들(22, 32)이 직접 원통부재들(21, 31)과 접촉된 상태에서 편심회전자들(22, 32)이 회전하면 편심회전자들(22, 32)과 원통부재들(21, 31) 사이에 마찰력이 발생하여 편심회전자들(22, 32)이 원활하게 회전할 수 없으므로 두 사이에 플렉시블베어링(23, 33)을 더 설치하는 것이 바람직하다.
상기 플렉시블베어링(23, 33)은 단순하게 편심회전자들(22, 32)과 원통부재들(21, 31) 사이에 마찰력을 줄이는 기능만을 하는 것이 아니라, 타원형으로 이루어진 편심회전자들(22, 32)들이 원통부재들(21, 31)의 내부에서 회전할 때 편심회전자들(22, 32)과 원통부재들(21, 31) 사이에 충격이 가해지는 것을 방지하는 기능을 한다.
상기 플렉시블베어링(23, 33)은 다양한 형태의 것이 사용될 수 있으나, 볼베어링이나 니들베어링으로 이루어진 것이 바람직하다.
또한 상기 플렉시블베어링(23, 33)은 타원형 편심회전자들(22, 32)들이 진원형인 원통부재(21, 31)의 내부에서 원활하게 편심회전자들(22, 32)이 회전하고, 그 회전력을 원통부재들에 전달할 수 있게 하기 위해, 볼이나 롤러의 외부를 지지하는 외륜과 볼이나 롤러의 간격을 유지시키는 리테이너는 플랙시블한 재질로 만드는 것이 바람직하다.
즉, 타원형 편심회전자들이 회전할 때 플렉시블베어링(22, 23)도 타원형을 이루는 것이 바람직하고, 이를 위해 플렉시블베어링을 구성하는 외륜과 리테이너가 타원형으로 변형될 수 있도록 외륜과 리테이너를 얇게 제작하거나 복원력을 갖는 합성수지나 고무 등으로 만들 수 있다.
또한, 상기 플렉시블베어링(23, 23)을 구성하는 볼은 통상적으로 기계 장치에 사용하는 플렉시블베어링에 설치된 볼의 수보다 적게 설치하여 볼들 사이에 충분한 거리를 유지하게 함에 따라 타원형 편심회전자들의 회전할 때 타원형으로 쉽게 변형될 수 있게 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)의 측면 곡률반경이 상부원통부재(21)와 하부원통부재(31)의 내경에 곡률반경이 동일한 타원형의 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)와 상부원통부재(21)와 하부원통부재(31) 사이에 원형의 플렉시블베어링(23, 23)을 설치할 수도 있다.
즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 두 원통부재와 접한 상태에서 플렉시블베어링(23, 23)이 설치되고 플렉시블베어링(23, 23)의 내주면과 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)의 측면 외주면 사이에 여유공간(22i, 32i)이 형성된다.
이렇게 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)가 타원을 이루고 플렉시블베어링(23, 23)이 원형으로 형성될 때 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)가 수직으로 세워진 상태에서 90°회전될 경우 회전축(22s, 32s)간의 길이가 길어지는 것을 완충역활을 하여 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)의 측면이 상부원통부재(21)와 하부원통부재(31)에 원활하게 접할 수 있도록 플렉시블베어링(23, 23)의 공간을 형성하기 위해 상기 상부원통부재(21)와 하부원통부재(31)의 측면 내경에 곡면을 형성한다.
상기 상부원통부재(21)와 하부원통부재(31)의 측면 내경에 곡면은 상기 상부원통부재(21)와 하부원통부재(31) 및 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)가 수직으로 세워진 상태에서 상부원통부재(21)와 하부원통부재(31)의 측면 내경에 곡면(25, 35) 반지름이 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)의 상하면 곡률반경보다 작은 곡면(25, 35)을 형성한다.
상기 상부원통부재(21)와 하부원통부재(31)를 수직으로 세워진 상태에서 측면 내경에 곡면(25, 35) 반지름이 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)의 상하면 곡률반경보다 클 경우 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)가 수직으로 세워진 상태에서 90°회전될 경우 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)에 돌출부분으로 곡면(25, 35) 이동하게 되어 하우징(10)의 내경과 상부원통부재(21)와 하부원통부재(31) 외경 사이에 간격이 생겨 펌프의 압력작용에 누수가 생기게 된다.
이때 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)의 측면에 형성된 곡면(25, 35)과 플렉시블베어링(23, 23)과의 외주면 사이에 여유공간(23o, 32o)이 형성되고 상기 여유공간(23o, 32o)의 체적은 플렉시블베어링(23, 23)의 내주면과 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)의 측면 외주면 사이에 형성된 여유공간(22i, 32i)의 체적과 각각 동일한 크기가 바람직하다.
상기 플렉시블베어링(23, 23)과의 외주면 사이에 여유공간(23o, 32o)이 플렉시블베어링(23, 23)의 내주면에 형성된 여유공간(22i, 32i)보다 체적이 작을 경우 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)가 수직으로 세워진 상태에서 90°회전될 경우 상부원통부재(21)와 하부원통부재가 상하로 이동할 수 있도록 플렉시블베어링(23, 23)의 탄성력을 발휘하기가 어려움으로 상기 플렉시블베어링(23, 23)과의 외주면 사이에 여유공간(23o, 32o)이 플렉시블베어링(23, 23)의 내주면에 형성된 여유공간(22i, 32i)과 체적이 같거나 플렉시블베어링(23, 23)과의 외주면 사이에 여유공간(23o, 32o)큰 것이 바람직하다.
상기 플렉시블베어링(23, 23)의 내주면에 여유공간(22i, 32i)과 플렉시블베어링(23, 23)의 외주면에 여유공간(23o, 32o)에 의해 회전축(22s, 32s)에 의해 편심회전하는 편심회전자(22, 32)들이 회전할 때 원통부재의 내부에서 편심회전자가 여유있게 회전할 수 있게 하기 위한 것이다.

Claims (8)

  1. 상하 대칭을 이루고 서로 연통된 상부용적실(10u)과 하부용적실(10d)을 구비한 하우징(10)과; 상기 상부용적실에 설치되고 편심 회전하는 상부로터(20)와; 상기 하부용적실에 설치되고 상부로터와 반대로 회전하는 하부로터(30)로 이루어지고, 상기 상부로터(20)는 상기 상부용적실의 내부에서 내접운동하는 상부원통부재(21)와, 상기 상부원통부재의 내부에 회전가능하게 설치된 상부편심회전자(22)를 포함하고, 상기 상부편심회전자와 상부원통부재 사이에 플렉시블베어링(23)이 설치되고, 상기 하부로터(30)는 상기 하부용적실의 내부에서 내접운동하고 상부원통부재와 격막(40)로 연결된 하부원통부재(31)와, 상기 하부원통부재의 내부에 회전가능하게 설치된 하부편심회전자(32)를 포함하는 쌍원 용적 펌프에 있어서,
    상기 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32) 중 적어도 하나는 회전축(22s, 32s)이 회전할 때 두 회전자 사이의 중심거리의 편차가 적어지도록 두 회전자가 수직으로 세워진 상태에서 상하방향의 수직지름(R2)이 좌우방향의 수평지름(R1)보다 상대적으로 큰 타원형을 이루는 것을 특징으로 하는 쌍원 용적 펌프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32) 중 타원형을 이루는 편심회전자는 두 회전자가 수직으로 세워진 상태에서 측면의 곡률반경이 상부원통부재(21)와 하부원통부재(31)의 내경과 동일한 반지름을 갖는 것을 특징으로 하는 쌍원 용적 펌프.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)의 외주면에 타원형으로 접한 상태로 플렉시블베어링(23, 33)이 각각 설치되되,
    상기 플렉시블베어링(23, 33)은 볼베어링이나 롤러베어링이고, 볼이나 롤러의 외부를 지지하는 외륜과 볼이나 롤러의 간격을 유지시키는 리테이너는 플렉시블한 재질로 만들어진 것을 특징으로 하는 쌍원 용적 펌프.
  4. 제3항에 있어서,
    두 회전자가 수직으로 세워진 상태에서 플렉시블베어링(23, 33) 외주면과 상부원통부재(21)와 하부원통부재(31) 내주면 사이에 여유공간(22a, 32a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 쌍원 용적 펌프.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상부원통부재(21)와 하부원통부재(31) 및 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)가 수직으로 세워진 상태에서 상부원통부재(21)와 하부원통부재(31)의 측면 내경에 곡면 반지름이 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)의 상하면 곡률반경보다 작은 곡면(25, 35)을 갖는 것을 특징으로 하는 쌍원 용적 펌프.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)의 외주면에 원형으로 접한 상태로 플렉시블베어링(23, 33)이 형성된 것을 특징으로 하는 쌍원 용적 펌프.
  7. 제6항에 있어서,
    두 회전자가 수직으로 세워진 상태에서 플렉시블베어링(23, 33)의 내주면과 상부편심회전자(22)와 하부편심회전자(32)의 외주면 사이에 여유공간(22i, 32i)과 플렉시블베어링(23, 33)의 외주면과 상부원통부재(21)와 하부원통부재(31)의 내주면 사이에 여유공간(22o, 32o)이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 쌍원 용적 펌프.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 플렉시블베어링(23, 33)의 내주면에 여유공간(22i, 32i)과 외주면에 여유공간(22o, 32o)에 각각 형성된 여유공간의 체적이 동일이상인 것을 특징으로 하는 쌍원 용적 펌프.
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