KR900008015B1 - 회전파형 운동식 에어콤프레셔 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

회전파형 운동식 에어콤프레셔

제1도는 본 발명의 분해사시도.

제2도의 (a)는 제1도의 결합상태 종단면도, (b)는 (a)의 a-a선 단면도.

제3도의 (a)(b)(c)는 제2도(a)의 b-b선 단면도로써, 기울림 원판의 작동상태를 나타낸 작동도.

제4도와 제5도는 본 발명의 다른 실시예.

제6도는 종래의 피스톤 콤프레셔 공기 배출선도.

제7도는 본 발명의 공기 배출선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 흡입구 2 : 배출구

3 : 좌본체 4 : 우본체

5 : 중앙본체 6, 6' : 원뿔면

6a, 6a' : 호형홈 7, 7' : 호면

8, 8' : 접동공 9 : 공기내실

10 : 중공부 11 : 호면

12 : 라이너 13 : 격판

14 : 지지접동구 14a : 축공

15 : 기울림 원판 16 : 회전축

17 : 편심축 17a : 롤러

본 발명은 외부의 원동기에 연결된 편심축의 회전운동에 의하여 기우림 원판을 지그재그상으로 파형상의 운동이 이루워지도록 함으로써 높은 효율의 압축공기를 얻을 수 있는 콤프레셔에 관한 것이다.

종래의 회전원동체에 다수개의 날개를 끼워 회전하게된 진공 펌프류는 1-3kg/C㎡ 정도에 사용토록 되어 있으며, 1회전당 각 날개의 마찰거리가 커서 마찰열과 마모현상 및 접점의 파손으로 고속 운전이 불가능하였으며, 기계의 수명이 짧은 단점이 있었다.

또한, 크랭크와 피스톤으로 조합된 피스톤식 에어콤프레셔의 경우는 3kg/C㎡ 이상의 압력이 필요한 곳에 사용토록된 것으로 실린더 내의 피스톤 극한점의 공기체적이 압력에 비례하여 체적이 축소하였다가 피스톤이 하강하여 공기를 흡입할때 체적이 팽창하여 실린더 내부를 채우고 남는 공간에 외부의 공기를 흡입할수 있게 되어 콤프레셔가 압축할 수 있는 최대압력은 압축비 만큼의 압력을 얻을 수 있게 되며 상기의 최대압력인 경우 배출할 수 있는 공기량은 "0"이 되어 필요한 일을 할수 있는 압축 공기에너지로 바꿀수가 없이 콤프레셔를 구동하는 원동기에는 과부하가 걸리게 되는데 이때의 효율은 "0"이 되는 것이다.

즉, 실린더 내에 잔유하는 공기량은 압력에 비례증가하여 잔유하게 되며, 압축비와 같은 압력에서는 "1"이 되어 외부의 공기를 실린더 내부에 흡입할 수 없게 됨으로 효율은 "0"이 되며, 배율압력을"0"에서 최대치인 "1"까지 증가시키면 효율은 "1에서 "0"까지 임으로 전체효율은 약 1/2이하이며, 사용압력 만큼의 잔유 공기량이 남아 이에의한 손실을 가져오게 되는데 토출하는 압축공기가 피스톤이 상슬할때만 나오게 되며 나오는 시간은 크랭크축 회전각이 180

-(마이너스)사용 압력까지 압력을 올리는데 가해지는 회전각 미만이므로 토출 공기의 맥동 현상을 감소시키려면 사용압력에 비례하여 다수의 기통수를 필요로하며 안정된 공기를 후속 기계에 공급하기 위해 공기저장 탱크가 별도로 필요로하고 이때 잔유 공기가 환기되지 않음으로 인하여 콤프레셔의 열이 계속 증가하여 파손의 원인이 되며, 복잡한 구조로 이루워져 기계의 부피가 커지는 단점이 있으며 기계적인 손실이 크고, 소음이 많이 발생하는 등의 여러가지 문제점이 있있다.

본 발명은 상기와 같은 제결함을 감안하여 지그재그상으로 파상운동을 하는 기울림원판의 동작에 의하여 공기의 압축이 연속적으로 이루워질 수 있는 회전파형 운동식 에어콤프레셔를 제공할 목적으로 창출한 것으로서 본체(3)(4)내의 원뿔면(6)(6')에 항상 대향으로 접동하도록 기울림원판(15)을 일정각도로 기울어진 편심축(17)으로 설치하여 회전축(16)이 "1" 회전함에 따라 기울림원판(15)은 회전을 하지 않고 기울림원판(15)의 기울기가 파형으로 운동하면서 작동하도록 하여 공기를 흡입과 동시에 배출토록 하는 것이다.

이와같은 작동에 의하여 본 발명은 공기를 압축하고 배출할때 소음의 발생과 배출공기의 맥동을 배제할수 있는 것이며, 기울림원판(15)의 기울기 변화작동으로 공기를 흡입, 배출함으로써 고속은 물론 저속으로 사용할 수 있고 작은기계로서 많은 공기를 배출할 수 있으며 배출공기의 맥동현상 방지와 저온, 저잡음으로 운전하게 됨으로 종래의 콤프레셔에 비해 많은 효율을 증대시킬 수 있는 것으로 이를 첨부도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

흡입구(1)와 배출구(2)를 형성한 에어콤프레서를 구성함에 있어서, 원뿔면(6)(6')이 내향으로 돌출 형성되어 그 중앙에 호면(7)(7')의 접동공(8)(8')이 천설된 좌,우 본체(3)(4)와 중앙본체(5)를 공기내실(9)이 형성되도록 체착 연결한 것으로 상기 좌, 우 본체(3)(4)의 원뿔면(6)(6')에는 격판 삽입호형홈(6a)(6a')을 형성하고 상기 중앙 본체(5)의 중공부(10)에는 내면이 호면(11)으로 형성된 라이너(12)를 삽착하여 여기에 상기 흡입구(1) 및 배출구(2)에 대응하는 홀(1'')(2'')이 천공된 "

"형의 격판(13)이 유착된 지지접동구(14)를 갖는 기울림 원판(15)을 삽설하고, 상기 지지접동구(14)에 천설된 축공(14a)에 회전축(16)에 연결된 일정각도로 기울어진 편심축(17)을 축설하여서 이루워진것으로 회전축의 회전력을 회전파형운동으로 변환시키는 또 다른 실시예를 설명하면, 제4도와 같이 편심축(17)과 기울림원판(15)을 일체로 형성함으로서 이를 양수기등으로도 실사용케하여 양수기등으로 할수 있는 것인 한편, 제5도와 같이 회전축(16)상에 롤러(17a)를 설치하여 기울림원판(15)이 상기와 같이 파동운동으로 작동되도록 할수도 있는 것이며, 호면(7)(7')에 삽착되는 밀착링(19)(19')을 볼트(26) 또는 스프링으로 조정가능토록 구성케함으로서 링의 마모시 볼트(26)를 조여서 공기내실(9)의 기밀을 계속 유지가능토록 할수가 있으며, 격판(13)의 형상은 설계상에 따라 "

"형으로 구성할 수도 있다.

여기서 기울림원판(15)의 경사각(

)은 12

에서 14

가 가장 적당함을 알았다.

도면부호중 미설명부호 : 1'는 공기유입구, 2'는 공기배출구 15a는 캡(21)이 회동자유롭게 삽설되는 캡홈, 21a는 캡(21)에 형성된 격판 유설흠, 23은 에어크레이너 연결구, 25는 회전축지지베어링케이스이다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용, 효과를 설명하면, 제2도와 같이 연결조립된 상태에서 외부의 원동기로 구동되는 회전축(16)이 회전하게 되면, 여기에 일체적으로 연결된 편심축(17)이 회전하게 되어 이 편심축(17)에 축설된 기울림원판(15)의 지지접동구(14)가 베어링(18)에 의하여 슬라이딩되면서 지지접동구(14)는 좌, 우 본체(3)(4)의 내측호면(7)(7')내의 패킹홈(7a)(7a')에 끼워진 밀착링(19)(19')을 벗어나지 않는 범위내에서 일정각도로 기울어진 편심축(17)의 회전 변동에 따라 운동하되, 기울림원판(15)은 지지접동구(l4)내의 베어링(18)에 의해 슬라이딩 되면서 회전운동을 하지 않고 지그재그상으로 파동운동을 하게 되는 것이며, 라이너(12) 내측 호면(11)은 기울림원판(l5)에 삽착된 링(20)에 의하여 기밀하게 밀착되어 공기내실(9)의 공기가 새나가는 것을 방지하게 되는 것이며, 기울림원판(15)는 지지접동구(14)의 위치 이동상태에 따라공기내실(9)의 좌,우 원뿔면(6)(6')을 대향으로 항상 접한 상태에서 기울림원판(15)의 기울기만이 변하는 파상운동을 하게 되는데 기울림원판(15)은 흡입구(1)와 배출구(2)사이에 설치된 격판을 따라 왕복동작을 하게된다.

이상과 같이 기울림원판(15)의 기울기만을 변동시키는 파상운동으로 공기를 흡입하여 비출하는 작용을 제3도에 의하여 설명하면 제3도의 (a)는 기울림원판(15)의 상층부가 우본체(4)의 상층부 원뿔면(6')의 배출구(2) 부위로 밀접한 상태이고 이때 기울림원판(15)의 180

반대쪽의 기울림원판(15)의 양면은 좌본체(3)의 배출구(2)의 180

반대 부위와 대향하여 밀접한 상태를 도시한 것으르 흡입구(1)로부터 흡입되어 있던 공기를 기울림원판(15)의 원판면과 좌, 우 본체(3)(4)의 원뿔면(6)(6')과의 밀접한 상태로 이동함으로 공기내실(9)내의 공기를 짜내는 상태이므로 격판(13) 측면에 형성된 홀(2'')을 거쳐 배출구(2)로 압축공기가 배출하는 상태이다.

이와같은 상태에서 계속되는 회전에 의하여 회전축(16)과 회전하는 편심축(17)이 지지접동구(14)를 좌, 우본체(3)(4)내면의 호면(7)(7')을 밀접하게 접한상태에서 지그재그상으로 파상 이동하는 상태이므로 기울림원판(15)은 제3도의 (b)의 상태를 거쳐 (c)의 상태로 이동하게 되는데 이때 흡입구(1)에 접근하여 있던 기울림 원판(15)의 상층부가 흡입구(1)에 멀리 이격되어져 흡입구(1) 후방측의 공간체적이 증대됨에 따라 일어나는 압력저하 현상으로 흡입구(1)로부터 격판(13)측면에 형성된 홀(1'')을 통하여 공기가 흡입되어 공기내실(9)을 메우게되며 이때 흡입구(1)와 배출구(2)사이의 격판(13)과 기울림원판(15)의 중심과 기울림원판(15)면에 본체(3)(4)의 원뿔면(6)(6')과의 밀접한 부분을 기준으로 흡입실과 배출실측으로 나뉘어지며, 기울림원판(15)면과 원뿔면(6)(6')과 접한면이 이동함으로 배출구(2)쪽은 격판(13)을 기준으로 밀접한 부분이 흡입구(1)쪽에서 배출구(2)쪽으로 이동하므로 배출구(2)쪽의 공기내실(9)은 체적감소 현상에 의해 공기내실(9)에 있는 공기를 배출관 연결부(22)로 배출하게 된다.

그런데 회전축(16)에 있어서, 회전축(16)이 180

회전한 상태에서는 기울림원판(15)에 회동이 자유롭게 삽섭된 캡(21)이 격판(13)의 선단(도면상좌단)에서 대향 끝단(도면상 우단)까지 이동한 상태로 기울림원판(15)의 기울기만 변동하는 파상동작으로 흡입측과 배출측의 공간체적을 증, 감시켜서 공기를 흡입, 압축하여 배출하게 된다.

또한 회전축(16)이 270

회전하게 되면 기울림원판(15)의 상부측이 흡입구(1)쪽에서 배출구(2)로 이동하게 됨으로 앞서 흡입되어 있던 공기가 배출구(2)로 배출되어 지게되는 것이며, 회전축(16)이 360

회전하였을때에는 기울림원판(15)의 캡(21)의 위치가 제3도의 (a)의 위치로 원위치되게 되는 것으로 회전축(16)의 회전에 따라 기울림원판(15)은 격판(l3)상을 좌우로 이동하는 파상기울림 작동을 연속적으로 반복하면서 압축공기를 배출하는데 기울림원판(15)의 양측이 공히 같은 작용을 계속하게 되는 것이다.

그리고 기울림원판(15)의 외주연부에는 링(20)이 삽착되어 공기내실(9)의 호면(11)에 수밀상으로 접동함으로써 흡입실과 배출실의 기울림원판(15)사이의 흡입압축되어진 공기가 반대쪽으로 누출되지 않도록 구성하여 흡입력과 배출력이 약화되는 현상을 방지하는 것이다.

이와같이 본 발명은 회전축(16)의 회전력을 편심축(17)에 의하여 기울림원판(15)이 좌우로 파상운동을 하면서 공기를 흡입, 압축, 배출토록 함으로써 소음의 발생을 억제하고 저속 및 고속운전에 구애됨이 없이 제7도와 같이 내실(9)내의 공기량을 항상 일정하게 유지시켜 연속적으로 압축공기를 안정적으로 공급함으로써 어느 조건에서나 편리하게 사용할 수 있으며 소형으로써 높은 효율의 압축공기를 얻을 수 있는 획기적인 발명으로 본장치는 진공펌프에 국한하지 않고 양수기등에도 이를 손쉽게 적용실사용할 수 있을 뿐만이 아니라 경우에 따라 유압 또는 기체모터로도 실사용할 수 있는 신규유용의 실사용가치가 일층고양된 신규의 것이라 할 것이다.

Claims (5)

1. 흡입구(1)와 배출구(2)를 형성한 에어콤프레셔를 구성함에 있어서, 원뿔면(6)(6')이 내향으로 돌출형성되어 그 중앙에 호면(7)(7')의 접동공(8)(8')이 천설된 좌, 우 본체(3)(4)와 중앙본체(5)를 공기내실(9)이 형성되도록 제작 연결한 것으로, 상기 좌, 우 본체(3)(4)의 원뿔면(6)(6')에는 격판 삽입오형홈(6a)(6a')을 형성하고, 상기 중앙본체(5)의 중공부(10)에는 내면호면(11)으로 형성된 라이너(12)를 삽착하여 여기에 상기 흡입구(1) 및 배출구(2)와 대응하는 홈(1'')(2'')이 천공된 "

   

   "형의 격판(13)이 유착된 지지접동구(14)를 갖는 기울림원판(15)을 삽설하고, 상기 지지접동구(14)에 천설된 축공(14a)에 연결된 일정각도로 기울어진 편심축(17)을 축설하여서 이루워진 것을 특징으로 하는 회전파형 운동식 에어콤프레셔.
2. 제1항에 있어서, 편심축(17)과 기울림원판(15)을 제4도와 같이 일체로 형성하는것.
3. 제1항에 있어서, 제5도와 같이 회전축(16)상에 롤러(17a)설치하여 기울림원판(15)을 작동토록하고, 호면(7)(7')에 삽착되는 밀착링(19)(19')을 볼트(26)로 조정가능토록 구성하는 것.
4. 제1항에 있어서, 격판(13)을 "

   

   "형으로 구성하는 것.
5. 제1항에 있어서, 기울림원판(15)의 경사각(

   

   )을 12

   

   -14

   

   로 하는 것.

Images