회전형 유체 펌프

회전형 유체 펌프 {ROTARY TYPE FLUID PUMP}

본 발명은 유체펌프에 관한 것으로서, 특히 회전형 유체펌프에 관한 것이다.

유체펌프는 구동장치에 의해 구동되면서 액체나 기체와 같은 유체를 흡입하고, 흡입한 유체를 밖으로 토출하는 장치이다. 유체펌프는 그 구조상 크게 왕복형과 회전형으로 분류된다. 왕복형은 실린더 내에서 유체와의 상호작용에 의해 피스톤이 직선이동하면서 회전축과 연동되는 구조이다. 회전형에는 미끄러져 움직이는 깃을 가진 베인형과, 맞물리는 2개의 기어를 가진 기어형 등이 있다. 베인형은 출몰이 가능한 베인을 구비한 편심된 로터에 의해 작동한다. 기어형은 맞물려 회전하는 2개의 기어가 유체와 상호작용하며 작동한다. 회전형인 베인형과 기어형은 왕복형에 비해 비교적 구조가 간단하며 유체의 압력이 저압 또는 중압일 때 많이 사용된다. 왕복형은 회전형에 비해 구조가 복잡하나 유체의 압력이 고압일 때 사용할 수 있다.

회전형으로서 베인형은 구조적으로 비교적 간단하고 쉽게 가변토출량형으로 제작할 수 있는 장점이 있어 많이 사용되고 있다. 그러나 베인은 로터로부터 출몰이 가능하도록 구성되어야만 했다. 또한 베인형은 회전축이 편심되어 있어 진동이 발생하기도 하고 회전샤프트에 불균형한 하중이 가해져 베어링이 쉽게 손상되는 등의 구조적 문제가 있었다. 기어형의 경우 구조적으로 매우 간단하나 가변형으로 제작할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 편심되지 않은 구조를 갖는 회전형 유체펌프를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 모터로 쉽게 전환하여 사용할 수 있는 구조를 갖는 유체펌프를 제공하는 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면, 회전축선을 중심으로 하며 반경방향 안쪽과 바깥쪽에 각각 위치하며 서로 마주보는 제1 벽면과 제2 벽면을 갖는 고리형의 작동공간을 제공하는 제1 부재와, 상기 회전축선을 중심으로 하며 상기 작동공간 내에 수용되어 상기 작동공간을 반경방향 내측 공간과 반경방향 외측 공간으로 나누는 고리형의 제2 부재와, 상기 작동공간에 수용되어 상기 작동공간의 내측 공간과 외측 공간을 각각 원주방향을 따라 두 공간으로 분리하며 상기 회전축선의 반경방향을 따라 이동이 가능한 차단벽을 구비하며, 상기 제1 부재와 제2 부재는 상기 회전축선을 중심으로 상대회전하며, 상기 차단벽은 상기 제1 부재와 제2 부재 중 어느 하나의 부재에 설치되고, 상기 차단벽을 사이에 두고 양쪽에 흡입구와 토출구가 각각 연결되는, 작동부를 � �함하는 유체펌프가 제공된다.

상기 제2 부재는 정지하고 상기 제1 부재는 회전하며, 상기 차단벽은 상기 제2 부재에 설치될 수 있다.

상기 제2 부재는 상기 제1 부재의 제1 벽면과 마주하고 상기 중심축선을 중심으로 하는 원형의 내벽면과, 상기 제1 부재의 제2 벽면과 마주하고 상기 중심축 선을 중심으로 하는 원형의 외벽면을 구비할 수 있다.

상기 제1 부재의 제1 벽면과 제2 벽면은 상기 회전축선으로부터의 거리가 반경방향을 따라 변하며, 상기 제1 부재의 제1 벽면과 제2 벽면 사이의 거리는 반경방향 전체를 걸쳐 일정하게 유지되될 수 있다.

상기 제1 부재의 제1 벽면은 상기 회전축선의 원주방향을 따라 차례대로 형성된 제1 원주면과, 제2 원주면과, 제3 원주면과, 제4 원주면을 구비하며, 제1 원주면과 제3 원주면은 상기 제2 부재의 내벽면과 미끄럼가능하게 접촉하고, 상기 제2 원주면과 제4 원주면은 상기 제2 부재의 내벽면으로부터 이격되며 동일한 회전반경을 가지며, 상기 제2 부재의 외벽면의 일부는 상기 제1 부재의 제2 벽면의 일부와 미끄럼가능하게 접촉할 수 있다.

상기 제1 부재의 제1 원주면과 제3 원주면은 상기 회전축선에 대하여 대칭으로 위치할 수 있다.

상기 차단벽은 2개가 마련되며 상기 회전축선에 대하여 대칭으로 위치할 수 있다.

상기 제2 부재의 내벽면과 외벽면에는 각각 상기 차단벽을 사이에 두고 각각 회전축선과 평행한 방향으로 연장된 흡입 연결홈과 토출 연결홈이 형성되며, 상기 흡입 연결홈은 상기 흡입구와 연결되고 상기 토출 연결홈은 상기 토출구와 연결될 수 있다.

상기 제1 부재의 제1 벽면의 제1 원주면과 제2 원주면의 원주방향 폭은 상기 인접한 흡입 연결홈과 토출 연결홈을 동시에 막을 수 있도록 형성될 수 있다.

상기 차단벽의 반경방향 양 끝단에는 홈이 각각 마련되며 상기 각 홈에는 상기 제1 부재의 제1 벽면 및 제2 벽면과 접하는 제1, 제2 롤러가 수용될 수 있다.

상기 차단벽은 상기 반경방향을 따라 안쪽과 바깥쪽에 위치하는 분리된 2개의 벽부재를 구비할 수 있다.

상기 차단벽의 두 벽부재 사이에는 분리공간이 형성되고, 상기 제2 부재는 상기 두 벽부재 사이의 분리공간과 상기 토출구를 연결하는 연결통로를 구비할 수 있다.

상기 두 차단벽의 두 벽부재는 서로 접촉하는 두 롤러일 수 있다.

상기 제2 부재는 반경방향 안쪽에 위치하는 내측 부재와, 반경방향 바깥쪽에 위치하는 외측 부재와, 상기 내측 부재와 외측 부재가 서로 반경방향을 따라 멀어지도록 작용하는 탄성부재를 구비할 수 있다.

상기 제1 부재는 정지하고 상기 제2 부재가 회전하며, 상기 차단벽은 상기 제1 부재에 설치될 수 있다.

상기 제1 부재의 제1 벽면과 제2 벽면은 상기 회전축선을 중심으로 하는 원주면이며, 상기 제2 부재는 상기 회전축선의 원주방향을 따라 차례대로 형성된 제1 원호부와, 제2 원호부와, 제3 원호부와, 제4 원호부를 구비하며, 상기 제1 원호부와 제3 원호부의 외측면이 상기 제1 부재의 제2 벽면과 미끄럼가능하게 접촉하고, 상기 제2 원호부와 제4 원호부의 내측면 일부가 상기 제1 부재의 제1 벽면과 미끄럼가능하게 접촉할 수 있다.

상기 제2 부재의 제1 원호부와 제3 원호부는 상기 회전축선에 대하여 대칭으 로 위치할 수 있다.

상기 제2 원호부와 제4 원호부는 동일한 반경을 가질 수 있다.

상기 작동부가 회전축선을 따라 2개 마련될 수 있다.

상기 각 작동부의 제1 부재 및 제2 부재 중 회전하는 부재는 일체형으로 형성될 수 있다.

상기 두 작동부 중 어느 하나의 작동부의 토출구는 다른 하나의 작동부의 흡입구와 연결되어 2단 압축이 이루어질 수 있다.

상기 유체펌프는 압력을 조절하는 압력 조절부를 더 포함할 수 있다.

상기 압력 조절부는 중심축선을 따라 연장된 통로와, 상기 통로를 따라 이동하는 피스톤과 상기 피스톤을 일측으로 이동하도록 탄성력을 제공하는 탄성부재를 구비하며, 상기 통로에는 상기 작동부의 흡입구와 연결되는 연결구와, 상기 작동부의 각 토출구와 연결되는 각 유입구와, 상기 배출구가 형성되며, 상기 피스톤의 위치에 따라 상기 각 유입구는 상기 연결구 또는 배출구와 통할 수 있다.

상기 탄성부재의 탄성력의 반대방향인 제1 방향을 따라 상기 연결구와, 상기 각 유입구와, 상기 배출구가 차례대로 위치하며, 상기 피스톤은 상기 제1 방향을 따라 위치하는 제1 분리벽과 제2 분리벽을 구비하며, 상기 피스톤의 제1, 제2 분리벽에 의해 상기 통로는 상기 제1 방향을 따라 차례대로 형성된 제1 공간, 제2 공간, 제3 공간으로 분리될 수 있다.

상기 유입구는 상기 피스톤의 위치에 관계없이 항상 제1 공간에 위치하며, 상기 배출구는 상기 피스톤의 위치에 관계없이 항상 제2 공간에 위치할 수 있다.

상기 압력 조절부는 상기 피스톤의 이동을 안내하는 안내기둥을 더 구비하며, 상기 피스톤은 상기 안내기둥이 삽입되는 삽입통로를 구비할 수 있다.

상기 피스톤은 상기 제2 공간의 압력을 상기 삽입통로로 연결하는 연결통로를 구비할 수 있다.

상기 피스톤은 상기 제1 공간과 제3 공간을 연결하는 통로를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 구성을 따르면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는 로터가 편심이 되지 않기 때문에 진동이 발생하지 않으며 베어링이 쉽게 손상되지 않는다. 그리고 유체가 한쪽으로만 흐르도록 하는 토출밸브가 구비되지 않으므로 펌프뿐만 아니라 모터로도 용이하게 전환하여 사용할 수 있다.

이제, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도1 내지 도12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체펌프에 대한 도면이다. 도1을 참조하면, 유체펌프(10)는 본체(20)와, 압력조절부(80)를 구비한다. 도1, 도2, 도5 및 도6을 참조하면, 본체(20)는 회전샤프트(130)와, 외벽부재(21)와, 제1, 제2 단부벽(22, 23)와, 회전부재(30)와, 제1, 제2 정지부(40, 50)와, 제1A, 제2A, 제1B, 제2B 차단벽(60, 70, 160, 170)을 구비한다. 회전샤프트(130)는 회전축선(100)을 따라 연장되며, 회전축선(100)을 중심으로 화살표 방향으로 회전한다. 회전샤프트(130)의 회전에 의해 회전부재(30)가 회전축선(100)을 중심으로 함께 회 전한다. 외벽부재(21)는 내부에 회전축선(100)을 따라 연장된 원통형의 공간을 제공하며, 양단부는 개방되어 있다.

도1, 도2 및 도5를 참조하면, 제1 단부벽(22)와 제2 단부벽(23)는 외벽부재(21)의 개방된 양단을 막는다. 두 단부벽(22, 23)은 회전축선(100)과 직각을 이룬다. 외벽부재(21)와 두 단부벽(22, 23)의 내부에는 회전축선(100)이 중심을 지나는 원통형의 공간이 형성된다. 제1 단부벽(22)과 제2 단부벽(23)에는 회전샤프트(130)가 베어링(18, 19)에 의해 회전가능하게 지지된다. 제1 단부벽(22)에는 내부공간으로 회전축선(100)과 평행하게 연장된 4개의 연장기둥(221)이 마련된다 4개의 연장기둥(221)에 제1 정지부(40)가 끼워져 고정된다. 제1 단부벽(22)에는 회전축선(100)의 원주방향을 따라 제1A 흡입구(222), 제1A 토출구(223), 제2A 흡입구(224), 제2A 토출구(225)가 차례대로 위치한다. 제1A 흡입구(222)는 제1 고정부(40)의 후술하는 제1A 내측, 외측 흡입 연결홈(461, 421)과 연결된다. 제1A 토출구(223)는 제1 정지부(40)의 후술하는 제1A 내측, 외측 토출 연결홈(462, 422)과 연결된다. 제2A 흡입구(224)는 제1 정지부(40)의 후술하는 제2A 내측, 외측 흡입 연결홈(463, 423)과 연결된다. 제2A 토출구(225)는 제1 정지부(40)의 후술하는 제2A 내측, 외측 토출 연결홈(464, 424)과 연결된다. 제2 단부벽(23)는 제1 단부벽(22)와 동일한 구성으로서, 제2 단부벽(23)에는 도시되지는 않았으나 회전축선(100)의 원주방향을 따라 제1B 흡입구, 제1B 토출구, 제2B 흡입구, 제2B 토출구가 차례대로 위치한다. 제1B 흡입구는 제2 정지부(50)의 후술하는 제1B 내측, 외측 흡입 연결홈(도6 (b)의 561, 521)과 연결된다. 제1B 토출구는 제2 정지부(50)의 후 술하는 제1B 내측, 외측 토출 연결홈(도6 (b)의 562, 522)과 연결된다. 제2B 흡입구는 제2 정지부(50)의 후술하는 제2B 내측, 외측 흡입 연결홈(도6 (b)의 563, 523)과 연결된다. 제2B 토출구는 제1 정지부(50)의 후술하는 제2B 내측, 외측 토출 연결홈(도6 (b)의 564, 524)과 연결된다.

도2 내지 도4 및 도6을 참조하면, 회전부재(30)는 청구범위에 기재된 제1 부재에 해당하는 것으로서, 회전축선(100)을 중심축으로 하는 원통형상의 부재로서, 외벽부재(21)와 제1, 제2 단부벽(22, 23)에 의해 형성된 내부 공간에 수용된다. 회전부재(30)의 외주면(341)은 외벽부재(21)의 내벽면에 미끄럼이동이 가능하게 접한다. 회전부재(30)의 양단도 각각 제1 단부벽(22)과 제2 단부벽(23)의 내벽면에 미끄럼이동이 가능하게 접한다. 회전부재(30)는 회전축선(100)을 따라 연장된 중심부(32)와, 중심부(32)를 둘러싸는 고리형의 테두리부(34)와, 중심부(32)와 테두리부(34)를 연결하며 회전축선(100)과 직각을 이루는 분리벽(37)을 구비한다. 중심부(32)에 회전샤프트(130)가 연결된다. 분리벽(37)은 회전부재(30)의 양단 사이 바람직하게는 중앙부에 위치한다. 분리벽(37)에 의해 중심부(32)와 테두리부(34) 사이의 공간은 그 형상이 90도의 위상차를 가지고 동일한 형상인 제1, 제2 작동공간(33, 35)으로 분리된다. 제1 작동공간(33)이 제1 단부벽(22) 쪽을 향하는 공간이고, 제2 작동공간(35)은 제2 단부벽(23) 쪽을 향하는 공간이다. 제1 작동공간(33)에는 제1 정지부(40)가 수용되고, 제2 작동공간(35)에는 제2 정지부(50)가 수용된다. 두 작동공간(33, 35)의 형상은 중심부(32)의 외벽면(31) 및 테두리부(34)의 내벽면(36)의 형상에 의해 결정된다. 제1 작동공간(33) 쪽의 중심부(32)의 외벽 면(31)은 회전축선(100)의 원주방향을 따라 차례대로 위치하는 제1A, 제2A, 제3A, 제4A 외벽면부(311, 312, 313, 314)을 구비한다. 제1A 외벽면부(311)과 제3A 외벽면부(313)가 회전축선(100)에 대하여 대칭으로 형성되며, 제2A 외벽면부(312)와, 제4A 외벽면부(314)가 회전축선(100)에 대하여 대칭으로 형성된다. 제1A 외벽면부(311)와 제3A 외벽면부(313)는 회전축선(100)을 중심으로 하는 하나의 원주상에 위치한다. 제1A 외벽면부(311)와 제3A 외벽면부(313)의 원주방향 폭은 인접하는 흡입 연결홈(461(463))과 토출 연결홈(462(464))을 동시에 막을 수 있도록 결정된다. 제2A 외벽면부(312)와 제4A 외벽면부(314)는 제1A 외벽면부(311)와 제3A 외벽면부(313)보다 반경방향 안쪽에 형성되며, 제1A 외벽면부(311) 및 제3A 외벽면부(313)보다 큰 반지름을 갖도록 형성된다. 이러한 형상에 의해 중심부(32)의 제1A 외벽면부(311)와 제3A 외벽면부(313)는 원형인 제1 정지부(40)의 안쪽 벽면(465)과 미끄럼가능하게 밀착하고, 제2A 외벽면부(312)와 제4A 외벽면부(314)는 원형인 제1 정지부(40)의 안쪽 벽면(465)과 이격된다. 제1 작동공간(33) 쪽의 테두리부(34)의 내벽면(36)은 중심부(32)의 외벽면(31)과 닯은꼴로서, 회전축선(100)을 따라 차례대로 위치하는 제1A, 제2A, 제3A, 제4A 내벽면부(361, 362, 363, 364)를 구비한다. 제1A 내벽면부(361)는 제1A 외벽면부(311)와 마주보며, 제2A 내벽면부(362)는 제2A 외벽면부(312)와 마주보고, 제3A 내벽면부(363)는 제3A 외벽면부(313)와 마주보며, 제4A 내벽면부(364)는 제4A 외벽면부(314)와 마주본다. 중심부(32)의 외벽면(31)과 테두리부(34)의 내벽면(36)의 반경방향 이격거리는 전체 원주에 걸쳐 동일하게 형성된다. 제2 작동공간(35)의 형상은 도4에 쇄선으로 도시된 바와 같다.

도2, 도5 및 도6을 참조하면, 동일한 구성의 제1 정지부(40)와 제2 정지부(50)가 회전축선(100)에 대해 90도의 위상차를 가지고 회전부재(30)의 제1 작동공간(33)과 제2 작동공간(35)에 각각 설치된다. 정지부(40, 50)는 청구범위에 기재된 제2 부재에 해당한다. 각 정지부(40, 50)는 제1, 제2 단부벽(22)에 고정된다. 제1 정지부(40)는 회전축선(100)을 중심으로 하는 고리형상이다. 제1 정지부(40)는 반경방향 안쪽에 위치하며 내벽면(462)이 회전부재(30)의 중심부(32)의 제1A, 제3A 외벽면부(312, 313)와 미끄럼이동이 가능하게 접하는 내부 부재(46)와, 반경방향 바깥쪽에 위치하며 외벽면(425)이 회전부재(30)의 테두리부(34)의 제2A, 제4A 내벽면부(362, 364)와 미끄럼이동이 가능하게 접하는 외부 부재(42)를 구비한다. 두 부재(42, 46)는 물리적으로 분리되어 있으며, 두 부재(42, 46) 사이에 끼워진 탄성부재(49)에 의해 서로 반경방향으로 멀어지도록 밀려, 회전부재(30)의 중심부(32)와 테두리부(34)와의 접촉을 강화시킨다. 탄성부재(49)는 도시된 바와 같이 판스프링인 것이 바람직하며, 내부 부재(42)와 외부 부재(46)에는 탄성부재(49)가 수용되기에 적합한 수용홈(48)이 마련된다. 내부 부재(46)의 내벽면(465)에는 원주방향을 따라 제1A 내측 흡입 연결홈(461), 제1A 내측 토출 연결홈(462), 제2A 내측 흡입 연결홈(463), 제2A 내측 토출 연결홈(464)이 차례대로 마련된다. 각 연결홈(461, 462, 463, 464)은 회전축선(100)과 평행하게 연장된다. 제1A 내측 흡입 연결홈(461)과 제2A 내측 토출 연결홈(464)이 원주방향을 따라 인접하고, 제1A 내측 토출 연결홈(462)과 제2A 내측 흡입 연결홈(463)이 원주방향을 따라 인접한다. 외부 부재(42)의 외벽면(425)에는 원주방향을 따라 제1A 외측 흡입 연결홈(421), 제1A 외측 토출 연결홈(422), 제2A 외측 흡입 연결홈(423), 제2A 외측 토출 연결홈(424)이 차례대로 마련된다. 제1A 외측 흡입 연결홈(421)과 제1A 내측 흡입 연결홈(461)이 원주방향에서 동일한 위치인 제1 원주방향 위치에 위치하며, 제1A 외측 토출 연결홈(422)과 제1A 내측 토출 연결홈(462)이 원주방향에서 동일한 위치인 제2 원주방향 위치에 위치하고, 제2A 외측 흡입 연결홈(423)과 제2A 내측 흡입 연결홈(463)이 원주방향에서 동일한 위치인 제3 원주방향 위치에 위치하며, 제2A 외측 토출 연결홈(424)과 제2A 내측 토출 연결홈(464)이 원주방향에서 동일한 위치인 제4 원주방향 위치에 위치한다. 제1 원주방향 위치와 제4 원주방향 위치 사이의 원주방향 위치인 제5 원주방향 위치에 제1A 차단벽(60)이 위치하며, 제2 원주방향 위치와 제3 원주방향 위치 사이의 원주방향 위치인 제6 원주방향 위치에 제2A 차단벽(70)이 위치한다. 각 토출 연결홈에는 제1A, 제2A 차단벽(60, 70)의 후술하는 내부 공간(66)으로 고압의 유체를 제공하는 고압통로(491)가 연결된다. 제1 정지부(40)의 내부는 회전부재(30)의 중심부(32)에 의해 중심부(32)의 제2A 외벽면부(312)와 면하는 제1 내부 공간(38)과, 제4A 외벽면부(314)와 면하는 제2 내부 공간(39)으로 분리된다. 제1 정지부(40)의 외부는 회전부재(30)의 테두리부(34)에 의해 테두리부(34)의 제1A 내벽면부(361)와 면하는 제1 외부 공간(28)과, 제3A 내벽면부(362)와 면하는 제2 외부 공간(29)으로 분리된다.

도2, 도5 및 도6을 참조하면, 제1A 차단벽(60)은 회전축선(100)의 반경방향을 따라 이동가능하도록 제1 정지부(40)에 설치된다. 제1A 차단벽(60)은 반경방향 안쪽과 바깥쪽에 각각 위치하는 제1 벽부재(62)와 제2 벽부재(64)를 구비한다. 두 벽부재(62, 64) 사이에는 내부 공간(66)이 마련된다. 이 내부 공간(66)은 제1 고정부(40)의 고압통로(491)와 연결되어 고압의 유체가 제공된다. 따라서 두 벽부재(62, 64)가 서로 멀어지도록 힘을 받게 된다. 제1 벽부재(62)의 반경방향 안쪽 끝단과 제2 벽부재(64)의 반경방향 바깥쪽 끝단에는 각각 홈(621, 641)이 마련되며, 각 홈(621, 641)에는 제1 롤러(65)와 제2 롤러(67)가 수용된다. 제1 롤러(65)는 회전부재(30)의 중심부(32)의 외벽면(31)과 접촉하며, 제2 롤러(67)는 회전부재(30)의 테두리부(34)의 내벽면(36)과 접촉한다. 제1A 차단벽(60)의 회전축선(100) 방향 양단부는 제1 단부벽(21)과 회전부재(30)의 분리벽(37)에 미끄럼가능하게 접촉한다. 제2A 차단벽(70)은 제1A 차단벽(60)과 동일한 구성이며, 제1A 차단벽(60)과는 회전축선(100)에 대해 대칭으로 위치한다.

지금까지는 회전부재(30)의 제1 작동공간(33)과 제1 정지부(40)을 포함하는 제1 작동부(200)에 대한 구성을 설명하였다. 회전부재(30)의 제2 작동공간(35)과 제2 정지부(50)를 포함하는 제2 작동부(300)의 구성은 제1 작동부(200)와 90도의 위상차만 있을 뿐 다른 차이는 없으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이제, 도6 내지 도8을 참조하여 본체(20)의 작용을 상세히 설명한다.

도6의 (a)에는 제1 작동부(200)의 상태가 도시되어 있고, (b)에는 그때의 제2 작동부(300)의 상태가 도시되어 있다. 도6의 (a)를 참조하면, 회전부재(30)의 중심부(32)의 제1A 외벽면부(311)와 제3A 외벽면부(313)가 제1 정지부(40)의 모든 내측 연결홈(461, 462, 463, 464)을 막고 있다. 동시에 회전부재(30)의 테두리부(34)의 제1A 내벽면부(361)와 제3A 내벽면부(362)는 제1A, 제2A 차단벽(60, 70)의 제2 롤러(67, 77)와 각각 접한다. 도6의 (b)를 참조하면, 제2 작동부(300)의 상태는 (a)에 도시된 제1 작동부(200)와 90도의 위상차를 갖는다. 이하, 제2 작동부(300)는 제1 작동부(200)와는 위상차만 존재할 뿐 실질적으로 동일한 작동을 하게 되므로, 제2 작동부(300)에 대한 상세한 작용은 생략한다. 다시 도6의 (a)를 참조하면, 제1A 차단벽(60)에 의해 제1 외부 공간(28)은 제1A 외측 흡입 연결홈(421)과 통하는 제1A 외부 공간(281)과, 제2A 외측 토출 연결홈(424)과 통하는 제1B 외부 공간(282)으로 분리된다. 제2A 차단벽(70)에 의해 제2 외부 공간(29)은 제2A 외측 흡입 연결홈(423)과 통하는 제2A 외부 공간(291)과, 제1A 외측 토출 연결홈(422)과 통하는 제2B 외부 공간(292)으로 분리된다. 이 상태에서 회전부재(30)가 화살표 방향으로 더 회전하면, 제1A, 제2A 외부 공간(281, 291)이 넓어지면서 제1A 외측 흡입 연결홈(421)과 제2A 외측 흡입 연결홈(423)을 통해 유체가 흡입된다. 또한, 제1B, 제2B 외부 공간(282, 292)은 좁아지면서 그 내부에 있던 유체는 제2A 외측 토출 연결홈(424)과 제1A 외측 토출 연결홈(422)을 통해 토출된다.

도6에 도시된 상태에서 회전부재(30)가 화살표 방향으로 약60도 회전한 상태가 도7에 도시되어 있다. 도7의 (a)는 제1 작동부(200)의 상태를 도시한 것이고, (b)는 제2 작동부(300)의 상태를 도시한 것이다. 도7의 (a)를 참조하면, 제1 내부 공간(38)은 제2A 차단벽(70)에 의해 제2A 내측 흡입 연결홈(463)과 통하는 제1A 내부 공간(381)과, 제1A 내측 토출 연결홈(462)과 통하는 제1B 내부 공간(382)으로 분리된다. 제1A 차단벽(60)에 의해 제2 내부 공간(39)은 제1A 내측 흡입 연결홈(461)과 통하는 제2A 내부 공간(391)과, 제2A 내측 토출 연결홈(464)과 통하는 제2B 내부 공간(392)으로 분리된다. 이 상태에서 회전부재(30)가 화살표 방향으로 더 회전하면, 제1A, 제2A 내부 공간(381, 391)이 넓어지면서 제2A 내측 흡입 연결홈(463)과 제1A 내측 흡입 연결홈(461)을 통해 유체가 흡입된다. 또한, 제1B, 제2B 내부 공간(382, 392)은 좁아지면서 그 내부에 있던 유체는 제1A 내측 토출 연결홈(462)과 제2A 내측 토출 연결홈(464)을 통해 토출된다. 이 상태에서, 회전부재(30)가 더 회전하면, 도8에 도시된 바와 같은 상태가 되며, 연속적으로 흡입과 토출이 이루어지게 된다.

제1 작동부(200)에 마련되는 제1A 내측, 외측 흡입 연결홈(461, 421)으로는 제1 단부벽(22)의 제1A 흡입구(222)를 통해 유체가 흡입되고, 제2A 내측, 외측 흡입 연결홈(463, 423)으로는 제1 단부벽(22)의 제2A 흡입구(224)를 통해 유체가 흡입된다. 제1A 내측, 외측 토출 연결홈(462, 422)으로 토출된 유체는 제1 단부벽(22)의 제1A 토출구(223)를 통해 함께 토출되며, 제2A 내측, 외측 토출 연결홈(464, 424)으로 토출된 유체는 제1 단부벽(22)의 제2A 토출구(225)를 통해 함께 토출된다. 제2 작동부(300)에 마련되는 제1B 내측, 외측 흡입 연결홈(561, 521)으로는 제2 단부벽(23)의 제1B 흡입구(도시되지 않음)를 통해 유체가 흡입되고, 제2B 내측, 외측 흡입 연결홈(563, 523)으로는 제2 단부벽(23)의 제2B 흡입구(도시되지 않음)를 통해 유체가 흡입된다 제1B 내측, 외측 토출 연결홈(562, 522)으로 토출된 유체는 제2 단부벽(23)의 제1B 토출구(도시되지 않음)를 통해 함께 토출되며, 제2B 내측, 외측 토출 연결홈(564, 524)으로 토출된 유체는 제2 단부벽(23)의 제2B 토출구(도시되지 않음)를 통해 함께 토출된다. 두 단부벽(22, 23)에 마련된 모든 흡입 구는 압력조절부(90)의 후술하는 제2 연결구(82)와 연결된다. 두 단부벽(22, 23)에 각각 마련되는 제1A 토출구(223), 제2A 토출구(225), 제1B 토출구(도시되지 않음), 제2B 토출구(도시되지 않음)는 각각 압력조절부(90)의 후술하는 제1, 제2, 제3, 제4 유입구(84, 85, 86, 87)와 연결된다.

도1 및 도9를 참조하면, 압력 조절부(80)는 하우징(88)과, 피스톤(90)과, 탄성부재(99)를 구비한다. 하우징(88)의 내부에는 중심축선(110)을 따라 연장된 원통형의 통로(89)가 마련된다. 통로(89)에는 피스톤(90)과, 피스톤(90)에 탄성력을 제공하는 탄성부재(99)가 수용된다. 통로(89)는 제1 끝단(891)과, 제2 끝단(892)과, 두 끝단(89, 892)을 연결하는 측벽면(893)을 구비한다. 이하, 중심축선(110)을 따라서 제1 끝단(891)으로부터 제2 끝단(892)으로 가는 방향을 제1 방향이라 하고, 그 반대 방향을 제2 방향이라 한다. 통로(893)는 제1, 제2 연결구(81, 82)와, 배출구(83)와, 제1, 제2, 제3, 제4 유입구(84, 85, 86, 87)를 통해 외부와 연결된다. 제1 연결구(81)를 통해서는 외부의 유체가 유입된다. 제2 연결구(82)는 본체(90)의 단부벽(22, 23)에 마련된 모든 흡입구와 연결된다. 배출구(83)를 통해 유체가 최종 배출된다. 제1, 제2, 제3, 제4 유입구(84, 85, 86, 87)는 본체(90)의 단부벽(22, 23)에 마련된 토출구와 각각 연결된다. 제1 방향을 따라 제1, 제2 연결구(81, 82), 제1, 제2, 제3, 제4 유입구(84, 85, 86, 87), 배출구(83)가 차례대로 위치한다. 제1, 제2 연결구(81, 82)는 중심축선(110) 상에서 동일한 위치에 위치한다. 제2 유입구(85)는 제1 유입구(84)와 유입 영역이 일부 겹치게 형성된다. 제3 유입구(86)는 제2 유입구(85)와 유입 영역이 일부 겹치게 형성된다. 제4 유입구(87)는 제3 유입 구(86)와 유입 영역이 일부 겹치게 형성된다. 네 개의 유입구(84, 85, 86, 87)는 중심축선(110)의 원주방향을 따라 서로 다른 위치에 위치한다. 제1 끝단(891)에는 제2 끝단(892) 쪽으로 연장된 연장기둥(894)이 마련된다. 연장기둥(894)에 피스톤(90)의 후술하는 삽입통로(95)가 미끄럼이동이 가능하게 끼워진다.

도9와 도10을 참조하면, 피스톤(90)은 하우징 내부의 통로(89)를 중심축선(110)을 따라 3개의 공간으로 나누는 제1, 제2 분리벽(91, 92)과, 두 분리벽(91, 92)을 연결하는 연결기둥(93)을 구비한다. 두 분리벽(91, 92) 중 제1 끝단(891) 쪽에 위치하는 것을 제1 분리벽(91)으로 하고, 제2 끝단(892) 쪽에 위치하는 것을 제2 분리벽(92)으로 한다. 피스톤(90)은 중심축선(110)을 따라 제1 위치와 제2 위치 사이를 이동하도록 설치된다. 제1 위치가 제2 위치보다 제1 끝단(891) 쪽에 위치한다. 2개의 분리벽(91, 92)에 의해 하우징 내부의 통로(89)는 제1 방향을 따라 제1 공간(895), 제2 공간(896), 제3 공간(897)으로 차례대로 형성된다. 제3 공간(897)에 탄성부재(99)가 수용된다. 탄성부재(99)는 피스톤(90)을 제2 방향으로 미는데, 본 실시예에서는 탄성부재(99)로서 압축코일스프링을 사용하는 것으로 설명한다. 피스톤(90)은 제1 공간(895)과 제3 공간(897)을 연결하는 연결 통로(901)을 구비한다. 연결통로(901)에 의해 제1 공간(895)과 제3 공간(897)이 연결되므로 피스톤(90)의 이동이 원활해진다. 피스톤(90)은 연장기둥(894)가 끼워지는 삽입통로(95)를 구비한다. 삽입통로(95)의 끝단은 연장기둥(894)보다 좀 더 길게 연장되며, 더 연장된 부분은 연결기둥(93)에 형성된 고압통로(903)를 통해 제2 공간(896)과 연결된다. 두 분리벽(91, 92)은 피스톤(90)의 위치에 관계없이 제1 공간(895)은 제1, 제2 연결구(81, 82)와 항상 연결되고, 제2 공간(896)은 배출구(93)과 항상 연결되도록 형성된다. 제1 연결구(81)과 제2 연결구(82)는 항상 통하게 된다.

이제, 도1, 도9, 도11 및 도12를 참조하여 상기 실시예의 유체펌프의 압력이 조절되는 작용을 상세히 설명한다.

압력조절부(90)의 제1 연결구(81)를 통해 유입된 외부의 유체는 제2 연결구(82)를 거쳐 본체(20)로 흡입되고, 본체(20)의 작용에 의해 본체(20)의 4개의 토출구를 통해 토출된 유체는 각각 압력조절부(90)의 제1, 제2, 제3, 제4 유입구(84, 85, 86, 87)를 통해 압력조절(90)로 유입된다. 도9에 도시된 상태에서는 모든 유입구(84, 85, 86, 87)가 배출구(83)와 함께 모두 제2 공간(896) 내에 위치하여, 4개의 유입구(84, 85, 86, 87)로부터 유입된 모든 유체가 모두 배출구(83)를 통해 배출된다. 이 상태에서 배출 압력이 사전 설정된 압력보다 높게 되면, 그 압력이 고압통로(903)를 통해 연장기둥(894)에 전달되어 피스톤(90)을 제1 방향으로 이동시키게 된다. 도9에 도시된 상태에서 피스톤(90)이 제1 방향으로 약간 이동한 상태가 도11에 도시되어 있다. 도11을 참조하면, 제1 공간(895)에 제1 유입구(84) 전체와 제2 유입구(85)의 일부가 통하게 된다. 따라서 제1 유입구(84)와 제2 유입구(85)를 통해 유입된 유체는 제2 연결구(82)를 통해 다시 본체(도1의 20)로 공급된다. 제2 공간(896)에 제3 유입구(86)의 일부와 제4 유입구(87)의 전체가 통하게 된다. 따라서 제3 유입구(86)와 제4 유입구(87)를 통해 유입된 유체는 배출구(83)를 통해 배출된다. 따라서 도9에 도시된 상태보다 유체의 배출량이 줄어들게 되어 압력을 낮출 수 있게 된다. 도11에 도시된 상태에서도 배출 압력이 설정된 압력보다 높게 되 면, 피스톤(90)은 제1 방향으로 더 이동하게 되고, 피스톤(90)이 제2 위치에 놓이게 된 상태가 도12에 도시되어 있다. 도12를 참조하면, 제1 공간(895)에 모든 유입구(84, 85, 86, 87)가 통하게 된다. 따라서 모든 유입구(84, 85, 86, 87)를 통해 유입된 유체는 제2 연결구(82)를 통해 다시 본체(도1의 20)로 공급된다. 제2 공간(896)에는 배출구(83)만이 통하게 되어 더 이상의 유체의 배출은 없게 되어 압력이 낮아지게 된다.

도13에는 차단벽의 다른 형태가 도시되어 있다. 도13을 참조하면, 차단벽(60a)은 반경방향을 따라 안쪽과 바깥쪽에 배치되며 서로 접하는 2개의 롤러(61a, 71a)를 구비한다.

도14 및 도15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유체펌프에 대한 도면이다. 도14에는 작동부(200b)가 도시되어 있어며, 도15에는 회전부재(30b) 및 차단벽(60b, 70b)이 도시되어 있다. 도14 및 도15를 참조하면, 유체펌프(10b)는 정지부(40b)가 작동공간(33b)을 제공하며, 회전부재(30b)가 작동공간(33b)을 반경방향 안쪽의 내부 공간(331b)과 반경방향 바깥쪽의 외부 공간(332b)을 형성하도록 구성된다. 차단벽(60b, 70b)의 두 벽부재는 각각 일체형으로 형성된다. 그외의 구성은 도1 내지 도12에 도시된 실시예의 구성과 대체로 동일하다. 본 실시예에서는 회전부재(30b)가 청구범위에 기재된 제2 부재에 해당하며, 정지부(40b)가 청구범위에 기재된 제1 부재에 해당한다.

상기 실시예들에서는 유체펌프가 1단 압축을 하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 유체펌프의 두 작동부 중 어느 하나의 작동부 의 토출구를 다른 하나의 작동부의 유입구로 연결하여 2단 압축을 하는 유체펌프의 구성이 가능함을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.

이상 본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 유체펌프의 사시도이다.

도2는 도1의 유체펌프의 측단면도로서, 내부가 보이도록 단면을 도시한 것이다.

도3은 도2에 도시한 회전부재의 사시도이고, 도4는 도3에 도시한 회전부재의 정면도이다.

도5는 도2에 도시한 제1 단부벽 및 제1 정지부의 분해 사시도이다.

도6 내지 도8의 (a)와 (b)는 도2에 도시한 제1 작동부 및 제2 작동부를 작동 단계에 따라 각각 도시한 단면도이다.

도9는 도1에 도시한 압력 조절부의 단면도이다.

도10은 도도9에 도시한 피스톤의 사시도이다.

도11 내지 도12는 도9에 도시한 압력 조절부를 작동 단계별로 도시한 도면이다.

도13은 도5에 도시한 차단벽의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

도14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유체펌프의 작동부를 나타낸 단면도이다.

도15는 도14에 도시한 회전부재 및 차단벽을 도시한 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 유체펌프 20 : 하우징

27 : 회전실 30 : 회전샤프트

40 : 회전로터 50, 52, 54, 56 : 차단벽

70 : 탄성부재 401 : 접촉부