두개 또는 그 이상의 대상물 사이에 흐름을 동일하게 분리하는 장치

두개 또는 그 이상의 대상물 사이에 흐름을 동일하게 분리하는 장치{DEVICE FOR DIVIDING A FLOW EQUALLY BETWEEN TWO OR MORE OBJECTS}

본 발명은 두개 또는 그 이상의 대상물 사이에 흐름을 동일하게 분리하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 소정 갯수의 대상물 사이에 액체 흐름을 동일하게 분리하는 장치에 관한 것이다.

기술 분야에서 동량의 액체 흐름(liquid flows)이 매우 중요하다는 것은 많은 대상물(objects)에 알려져 있다. 흐름(flows)에 영향을 주는 팩터(factors)가 많기 때문에, 압력도 매우 중요한 요소 중 하나이며, 흐름을 동일하게 유지하는 간단한 기구(apparatus)가 실제로 존재하지 않는다. 물론, 보통 상당히 작은 흐름도 특정하게 조절하는 정밀 기구는 있으나, 상기 정밀 기구는 구매 및, 또한 서비스 및 수리에 있어서 매우 고가인 경향이 있다.

다른 한편으로, 좀 더 큰 흐름의 경우에는, 많은 수력학 대상물(hydraulic objects)의 경우로 인해, 정밀하게 제작된 장치는 실현 가능하지 않다.

상이한 샤프트에 위치하는 한쌍의 평톱니 기어(spur gears)가, 하우징에 단단히 끼워 맞춰진 기어들 사이의 갭(gaps)에 의해 형성된 챔버에 액체가 이송됨으로써 액체의 도우징(dosing)을 수행하는 수압펌프(hydraulic-pump)구조에 관한 원리에 기초한 장치가 시장에 나와 있다. 상기 기어들은, 예컨대 키(keys) 또는 맞물림 고정 방식을 이용하여 샤프트에 끼워진다. 이러한 해법의 문제점은 흐름이 동일하게 된다는 확실성이 없고, 비록 제한된 범위일 지라도 상기 흐름은 상이한 쌍의 기어에서는 달라질 수 있다.

위에서 설명된 해법은, 예컨대 유럽 특허출원 제 0593125호, 미국 특허공개 제 6857441호 및 프랑스 특허출원 제 2504211호 에 개시되어 있다.

본 발명은, 매우 단순한 구조를 가지며, 일반적인 도구를 사용하여 일반적인 소재(raw materials)로 만들어질 수 있으며, 게다가, 새로운 방식으로 기존에 이미 만들어진 부품의 제한된 수량을 사용할 수 있는 기구를 창작하는 것을 목적으로 한다.특히 본 발명은, 다양한 평톱니기어(spur-gear) 쌍에서 흐름을 가능한 정확히 동일하게 만들 수 있는 기구를 창작하는 것을 분명한 목적으로 한다.

전술한 본 발명의 다른 편익 및 장점은 첨부한 청구항들에 특징적으로 기술된 방식으로 달성된다.

간단히 말해, 전술된 편익 및 장점이 본 발명에 따른 기구의 일반적인 특성으로 규정되고, 게다가, 본 발명에 따른 기구는, 어떠한 종류의 수동적인 선택 작동없이도, 또는 흐름을 별도로 측정하여 처리함 없이도 소정의 동일한 흐름이 자동으로 달성되도록 자가 조절(self-regulating)이 된다.

하기에서는, 첨부된 특허 도면을 참조하여 좀더 상세하게 본 발명이 설명되고, 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 보여준다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 두개 또는 그 이상의 대상물 사이에 유동하는 액체의 흐름을 동일하게 분리하는 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 두개 또는 그 이상의 대상물 사이에 흐름을 동일하게 분리하는 장치는, 샤프트 상에 위치하는 적어도 두개의 액체-이동 요소(liquid-moving elements)가 형성되는데, 이 경우 플로우 채널(flow channel)은 중공의 샤프트이며, 액체를 액체-이동 요소로 인도하도록 채널의 월(wall)에 있는 플로우 오프닝(flow opening) 및 그루브로 형성되고, 상기 액체-이동 요소(예컨대, 다수의 기어)는, 샤프트 상에 위치하며, 회전 방식으로 플로우 오프닝의 크기를 조절하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 것과 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 두개 또는 그 이상의 대상물 사이의 흐름을 동일하게 분리하는 장치는, 어떠한 종류의 수동적인 선택 작동없이도, 또는 흐름을 별도로 측정하여 처리함 없이도 소정의 동일한 흐름이 자동으로 달성될 수 있고, 플라스틱이나 고무 등의 금속 외의 소재로 제작할 수 있으며, 또한 장치를 더 가볍게 기계 가공(machining)할 수 있고, 장치를 구성하는 부품의 제조를 단순화 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따라 조립된 기구를 도시한 것으로 액체 흐름을 전방으로 제공하는 호스 또는 유사물이 도시되지 않은 도면이다.
도 2는 도 1의 장치의 분해 조립도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 조절 시스템이 구비된 평톱니 기어의 단면도이다.

일 실시예에 따라 설명되는 본 발명에 따른 기구는 박스형 부품(1,box-like piece)으로 나타낼 수 있다. 조절하려는 액체 흐름(liquid flow)은 커넥터(2)를 통해서 장치(1,divice)로 제공된다. 도면에 도시되지 않았지만, 상기 커넥터(2)는 호스(hose)나 파이프와 연결되는 것이 명백하다.

상기 장치는 3개의 파트(parts)로 이루어지는데, 그 이유는 3개의 아웃플로우 오프닝(3, outflow openings)이 있기 때문이다. 액체의 유출은 적절한 호스/파이프를 통해서 소정의 대상물(object) 전방으로 자연스럽게 유도되며, 상기 호스/파이프는 액체가 꽉찬 방식으로 오프닝(3)에 부착된다.

후술될 상기 장치는 2개의 샤프트를 포함하는데, 샤프트 중 하나는 참조 번호 4로 표시된 플러그 뒤에 위치하고, 다른 하나는 커넥터(2)에 연결된다.

상기에 추가하여, 장치는, 앤드 파트(8,end parts) 및 앤드 파트(9)사이의 위치에 서로 선택적으로 위치한 파트 또는 포션(5,6 portions)을 포함한다. 팩케지는, 스크루(7)와 같은, 장치를 관통하는 적절한 부착물의 도움으로 조립된다. 예컨대, 스크루의 나사산 부분은, 다른 파트들/포션들을 모두 통과한 후에, 도 1에서 마지막으로 도시된 포션(8)에 고정된다. 물론, 기계장비를 접하는 사람들에게 잘 알려져 있을 또 다른 방식들로 장치를 조립할 수 있다.

도 2는 분해 조립도로써, 본 발명에 따른 장치의 각각의 파트를 도시한다.

샤프트(shafts)는 참조 번호 10 및 11로 표시된다. 일반적으로 상기 샤프트(11)는 봉(rod) 형태의 샤프트인데, 상기 샤프트의 용도는, 샤프트 상에서 자유롭게 회전하는 소정 수량의 평톱니 기어(12)를 지지하기 위한 것이다. 샤프트(11)의 길이는 조립된 장치(1)의 한쪽 에지(edge)에서 다른쪽 에지로 연장되어 앤드 파트(8) 및 앤드 퍄트(9)에 적절하게 지지된다.

다른 한편으로는, 상기 샤프트(10)는 중공(hollow)이어서 액체는 커넥터(2)를 통해서 샤프트의 중공 내부로 제공된다.

기어(12)의 수량에 상응하는 수량의 기어(13)가 샤프트(10) 상에 지지된다. 기어들의 위치(positions) 및 치수(dimensions)는, 기어들이 서로 단단히 맞물려서 샤프트 방향으로 보았을때, 서로 종속하여(dependently) 동일거리를 서로 반대방향으로 회전하게끔 정해진다. 또한, 상기 기어(12,13)는, 중간 파트(6)에 형성된 기어 챔버에 단단히 끼워진 방식으로 놓여진다. 기어의 측방향(lateral direction) 치수는 상기 중간 부분의 두께에 해당하여, 본 장치가 조립되면 챔버가 형성되는데, 상기 챔버는 기본적으로 밀폐되고 중간 파트(6)에 의해 측면 경계가 정해지고, 기어(12) 및 기어(13)는 챔버 내에서 쌍(pairs)을 형성한다.

상술된 바와 같이, 액체가 중공 샤프트(10)를 통해서 장치에 제공되어 기어들(12,13)의 톱니사이의 갭(gaps)으로 이동하는데, 다른 한편으로는 챔버의 월(walls)에 의해 제한된다. 사실상, 도 2에 도시된 위치에서는 위쪽으로 부터 아래로 이동하여 챔버 월(chamber wall)에 인접한 양 회전 기어에 의해 형성된 톱니 갭 위쪽으로 이동하고, 상부의 오프닝(3)으로부터 대상물로 액체가 통한다.

샤프트(10)로 부터 기어의 톱니 갭으로 액체의 이동은 그루브(14,groove)와 같은 방식으로 달성되는데, 상기 그루브로 부터 액체가 기어의 톱니 갭으로 흘러서 앞으로 나아가며, 그루브는, 각쌍의 보조 톱니(additional teeth)의 인근에서 중간 파트(5) 및 앤드 파트(9)에 만들어진다.

상기 기어(13) 및 샤프트(10)는 함께 회전하나, 상호간의 위치는 제한된 범위에서 변할 수 있다. 도 3은 기어(13)의 단면을 도시한다. 소재(material)는 원통 표면으로부터 떨어져서 샤프트에 직면하고 있는데, 이런 방식으로 샤프트(10)와 기어 사이의 이 지점에서 컷아웃(cutout)인 슬롯(17, slot)이 형성되며, 샤프트(10) 내를 통과하는 액체 흐름은 플로우 오프닝(16, flow opening)으로 들어와 그루브(14) 및 기어(12,13)를 통해서 앞쪽으로 이동할 수 있다.

참조 번호 15는 핀 형태의 요소(element)를 표시하는데 사용되는데, 상기 핀(15)은 샤프트(10)에 위치하며 옆으로는 슬롯(17)이 있다. 따라서, 기어(13)는, 핀(15)이 벽에 부딪치면, 슬롯(17)의 측벽(side walls)에 의해 제한된 일정 거리에서 샤프트(10)에 대해서 회전할 수 있다. 스프링(18)이 기어(13) 및 샤프트(10)를 제 위치에 유지되도록 함으로써, 플로우 오프닝은 개방된다.

만약, 다른 곳 보다 하나의 기어 유닛으로 더 많은 액체가 들어오면 실제 무슨 일이 발생하겠는가? 이러한 경우에, 상기 기어(13)는 인근 유닛의 기어 보다 더 빠르게 회전하는 경향을 보일 것이며, 그 결과로써 기어(13) 및 샤프트(10) 상호간 위치가 변화하므로 플로우 오프닝(16)은 줄어 들고, 이것으로 인해 흐름의 감소가 자연스럽게 뒤 따를 것이고, 소정 레벨에서의 위치가 안정화된다. 따라서 조절(regulation)은 완전 자동이고 자가 조절(self-regulating)인 것이다. 전체 장치의 각 아웃플로우 오프닝(3)에서 유출되는 액체의 총량은 동일할 것이다. 쌍을 이루는 기어에 액체를 공급함에 따라, 언제나 액체의 흐름은 서서히 동일해 진다.

설명된 바와같이 본 발명은 상당히 간단하고 이행하기에 경제적이다. 현재까지 사용된 방법은 충분한 정확성 및 속도를 조절할 수 없었고, 또한 복잡하고 비용이 많이 들었다.

동시에, 본 발명은, 이전 구조에서 골치거리인, 예컨대 누출 구멍 등, 일부 결점을 해결한다. 기어들이 샤프트 상에 고정되어 설치되는 방식인, 이전에 알려진 해결책과 비교해 보면, 본 실시예에서 주 압력(main pressure)은, 기어로 들어오는 영역에서 작용하지 않고, 대신에 플로우 오프닝(16)에서 작용한다.

본 발명은, 첨부된 청구항 및 본 발명의 기본 정신의 보호 범위를 유지하면서 많은 방식으로 변경할 수 있다. 따라서, 예컨대, 조절 메카니즘에 속하는 제한 핀(15,limiter pin) 및 스프링(18)은, 플로우 오프닝 및 슬롯(16,17)으로부터 분리되어 자체 유닛(own unit)으로 위치될 수 있다. 만약 필요하다면, 동일한 방식에 있어 슬롯(17)의 위치는 기어가 아닌 샤프트일 수 있으며, 이 경우에 제한 핀(15)은 기어 측면 상에 위치할 것이다.

제조 기술 및 가격에 관한 중요한 또 다른 장점은, 기어(12,13)가 금속 외의 소재로 제작될 수 있는 것이다. 다른 소재의 예로는 플라스틱이나 고무가 적용될 수 있다. 장치는 더 가볍게 기계 가공(machining)될 수 있고, 일반적으로 부품의 제조가 단순화될 수 있다.

상기에서는 단지 기어 장치만 언급했지만, 또한 본 발명에서는, 기어 펌프에와 동일한 방식으로 사용되지만, 반대로 작용하는, 예컨대, 베인 펌프(vane pump)가 적용될 수 있다. 베인 펌프에 있어서, 일반적으로 하나의 샤프트 및 요소가 있고, 휠은 베인에 갖추어져 액체가 이동하도록 편심(eccentrically)으로 설치되어 라운드진 하우징 내에서 회전하므로, 대량의 액체가 앞으로 이동한다.

추가로 언급할 것은, 만약 설명된 장치 내에서 흐름이 반대 방향으로 일어나면, 조절은(regulation)은, 구조내에서 동일하게 작동하나 작은 변경(alterations)이 요구된다.

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