KR100792788B1 - Pressure recovery mechanism using hydrostatic power transmission - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 압력 회수기구의 일예를 도시한 단면도이고, 1 is a cross-sectional view showing an example of the pressure recovery mechanism according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 압력 회수기구에 설치된 실린더 블록의 일예를 도시한 사시도이고, 2 is a perspective view showing an example of a cylinder block installed in the pressure recovery mechanism according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 압력 회수기구에 설치되는 사판과 등속 등속조인트의 일예를 도시한 사시도. Figure 3 is a perspective view showing an example of the swash plate and the constant velocity constant joint is installed in the pressure recovery mechanism according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
1 : 하우징1: housing
2 : 동력 발생부2: power generating unit
21 : 실린더 블록 21: cylinder block
22 : 피스톤 22: piston
23 : 로드 23: loading
24 : 동력 발생부 커버 24: power generating unit cover
25 : 밸브판 25: valve plate
3 : 펌핑부3: pumping part
31 : 실린더 블록 31: cylinder block
32 : 피스톤 32: piston
33 : 로드 33: loading
34 : 펌핑부 커버 34: pumping part cover
35 : 밸브판 35: valve plate
4 : 사판4: swash plate
41 : 축공 42, 43 : 구형 홈 41:
411 : 나선홈 411: spiral groove
5 : 회전축5: axis of rotation
6 : 등속 조인트6: constant velocity joint
61 : 내륜 611 : 축공 612 : 구형홈 61: inner ring 611: shaft ball 612: spherical groove
62 : 볼 62: ball
본 발명은 정수압 동력전달을 이용하는 압력 회수기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고압 펌프를 이용하여 유체를 펌핑하고 펌핑된 유체를 방류하는 여과장치 또는 담수화 장치 등에 설치되어 배출되는 유체에 의해 회전축을 회전시키는 동력 발생부와 동력 발생부와 연동되게 구성하여 유체를 펌핑하는 펌핑부를 일체로 구성하여 배출되는 유체로 다시 유체를 펌핑할 수 있게 함으로서 에너지를 절 감할 수 있는 정수압 동력전달을 이용하는 압력 회수기구에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure recovery mechanism using hydrostatic power transmission, and more particularly, a rotating shaft is rotated by a fluid installed in a filtration device or a desalination device that pumps a fluid using a high pressure pump and discharges the pumped fluid. Composed in conjunction with the power generating unit and the power generating unit to form a pumping unit for pumping the fluid integrally to the pressure recovery mechanism using hydrostatic power transmission to reduce energy by allowing the fluid to be pumped back to the discharged fluid. It is about.
통상적으로 해수나 오폐수(이하, "오폐수"라 통칭한다)를 여과하여 정수를 생성하는 여과 장치는 오폐수를 펌핑하는 펌핑 수단을 구비하고 있으며, 이러한 여과 장치에서 펌핑된 오폐수는 일부가 소정의 여과 수단을 통과하여 여과되고 나머지 오폐수는 농축된 상태로 그대로 배출하게 된다. Typically, a filtration device for filtering purified seawater or waste water (hereinafter referred to as "waste water") to produce purified water includes pumping means for pumping waste water, and in this filtration device, some of the waste water pumped out is a predetermined filtration means. It is filtered through and the remaining waste water is discharged as it is concentrated.
이러한 여과 장치에서 배출되는 농축된 오폐수는 상기한 바와 같이 고압펌프에 의해 펌핑되어 상당히 큰 압력을 유지하고 있다. The concentrated wastewater discharged from this filtration device is pumped by a high pressure pump as described above to maintain a fairly large pressure.
그러나 이러한 높은 압력의 오폐수는 그대로 배출함으로서 에너지가 소모되고 있으며, 이러한 단점을 보완하기 위한 수단으로 많은 종류의 압력 회수기구가 개발되어 보급되고 있다. However, the high pressure waste water is discharged as it is, energy is consumed, and many kinds of pressure recovery mechanisms have been developed and disseminated as a means to compensate for these disadvantages.
이러한 압력 회수기구에는 펠튼(pelton) 수차나 프란시스(francis) 수차 등의 터보형이 있으나, 이러한 것들은 효율이 낮고 소형 장치에는 사용할 수 없는 문제가 있었다. Such pressure recovery mechanisms include turbo type such as pelton and francis, but these have low efficiency and cannot be used in small devices.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 발명된 것으로, 배출되는 유체에 의해 회전축을 회전시키는 동력 발생부와, 이 동력 발생부와 연동되게 구성하여 유체를 펌핑하는 펌핑부를 일체로 구성하여 배출되는 유체로 다시 유체를 펌핑할 수 있게 함으로서 에너지를 절감할 수 있는 정수압 동력전달을 이용하는 압력 회수기구를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been invented to solve the above problems, the fluid generating part for rotating the rotary shaft by the discharged fluid, and the pumping unit for pumping the fluid by configuring in conjunction with the power generating unit as a fluid discharged It is an object of the present invention to provide a pressure recovery mechanism using hydrostatic power transmission that can save energy by allowing the fluid to be pumped again.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액셜 피스톤식 정수압 동력전달을 이용하는 압력 회수기구는 원통형 하우징의 내부에 축방향으로 길게 설치되어 회전 운동하는 회전축과 ; 상기 회전축의 중단에 경사지게 설치된 사판과 ; 상기 사판의 일측에 구비되어 유입되는 유체의 압력에 의해 상기 사판을 회전시켜 회전축을 회전시키는 동력 발생부와 ; 상기 사판의 타측에 구비되어 사판의 회전에 의해 왕복 운동하여 유체를 펌핑하는 펌핑부와 ; 상기 회전축의 스플라인에 결합되고 상기 사판과 면 접촉되어 상기 사판이 회전운동되게하여 상기 동력 발생부와 펌핑부의 왕복 운동과 상기 회전축의 회전 운동 사이의 동력 전환을 중개하는 등속 조인트를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. Pressure recovery mechanism using the axial piston hydrostatic power transmission in accordance with the present invention for achieving the above object is provided with a rotating shaft which is installed in the axial direction long inside the cylindrical housing for rotational movement; A swash plate inclined at an interruption of the rotating shaft; A power generation unit provided at one side of the swash plate to rotate the swash plate by rotating the swash plate by the pressure of the fluid flowing in; A pumping part provided at the other side of the swash plate to pump the fluid by reciprocating by the rotation of the swash plate; And a constant velocity joint coupled to the spline of the rotary shaft and in surface contact with the swash plate to cause the swash plate to rotate so as to mediate power conversion between the reciprocating motion of the power generating portion and the pumping portion and the rotational movement of the rotary shaft. It is done.
본 발명에 따른 정수압 동력전달을 이용하는 압력 회수기구는 상기 동력 발생부는 상기 회전축에 형성된 스플라인에 결합되어 회전하며, 다수의 실린더 실을 구비한 실린더 블록과 ; 상기 실린더 블록에 형성된 각 실린더 실에 설치된 피스톤과 ; 일측 단부는 상기 사판의 일측에 형성된 구형 홈에 회동가능하게 결합되고, 타측 단부는 상기 피스톤에 형성된 구형 홈에 회동 가능하게 끼워져 설치된 피스톤 로드와 ; 상기 하우징의 일측 단부에 고정 설치되고 상기 각 실린더 블록의 실린더 실에 대응되게 다수의 유로가 형성된 동력 발생부 커버를 포함하여 구성되고, 상기 펌핑부는 상기 회전축에 형성된 스플라인에 결합되어 회전하며, 다수의 실린더 실을 구비한 실린더 블록과 ; 상기 실린더 블록에 형성된 각 실린더 실에 설치된 피스톤과 ; 일측 단부는 상기 사판의 일측에 형성된 구형 홈에 회동 가능하게 결합되고, 타측 단부는 상기 피스톤에 형성된 구형 홈에 회동 가능하게 끼워져 설치된 피 스톤 로드와 ; 상기 하우징의 일측 단부에 고정 설치되고 상기 각 실린더 블록의 실린더 실에 대응되게 다수의 유로가 형성된 펌핑부 커버를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. Pressure recovery mechanism using hydrostatic pressure power transmission according to the present invention, the power generating unit is coupled to the spline formed on the rotating shaft to rotate, the cylinder block having a plurality of cylinder chambers; Pistons provided in respective cylinder chambers formed in the cylinder block; One end of the piston rod rotatably coupled to a spherical groove formed on one side of the swash plate, and the other end of the piston rod rotatably fitted to the spherical groove formed on the piston; And a power generating part cover fixedly installed at one end of the housing and formed with a plurality of flow paths corresponding to the cylinder chambers of the respective cylinder blocks, wherein the pumping part is coupled to the spline formed on the rotating shaft and rotates. A cylinder block having a cylinder seal; Pistons provided in respective cylinder chambers formed in the cylinder block; One end of the piston rod rotatably coupled to the spherical groove formed on one side of the swash plate, and the other end of the piston rod rotatably fitted to the spherical groove formed on the piston; And a pumping part cover fixedly installed at one end of the housing and having a plurality of flow paths formed corresponding to the cylinder chambers of the respective cylinder blocks.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily understand and reproduce.
도 1은 본 발명에 따른 압력 회수기구의 일예를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 압력 회수기구에 설치된 실린더 블록의 일예를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 압력 회수기구에 설치되는 사판과 등속 등속조인트의 일예를 도시한 사시도이다. 1 is a cross-sectional view showing an example of a pressure recovery mechanism according to the present invention, Figure 2 is a perspective view showing an example of a cylinder block installed in the pressure recovery mechanism according to the present invention, Figure 3 is a pressure recovery mechanism according to the present invention Fig. 1 is a perspective view showing one example of a swash plate and a constant velocity joint to be installed in the same.
도시한 바와 같이 본 발명에 따른 압력 회수기구는 회전축(5)의 중단에 설치된 사판(4)을 중심으로 양측에 동력 발생부(2)와 펌핑부(3)를 각각 구성하여 공급되는 유체의 압력에 의해 동력 발생부(2)와 펌핑부(3)가 연동될 수 있게 하였다. As shown in the drawing, the pressure recovery mechanism according to the present invention constitutes a power generating
즉, 본 발명에 따른 압력 회수 기구는 원통형 하우징(1)의 내부에 축방향으로 길게 설치되어 회전 운동하는 회전축(5)과, 상기 회전축(5)의 중단에 경사지게 설치된 사판(4)과, 상기 사판(4)의 일측에 구비되어 유입되는 유체의 압력에 의해 상기 사판을 회전시켜 회전축(50)을 회전시키는 동력 발생부(2)와, 상기 사판(4)의 타측에 구비되어 사판의 회전에 의해 왕복 운동하여 유체를 펌핑하는 펌핑부(3)와, 상기 회전축(5)의 스플라인(54)에 결합되고 상기 사판(4)과 면 접촉되어 상기 사판이 회전운동되게하여 상기 동력 발생부(2)와 펌핑부(3)의 왕복 운동과 상기 회전축(5)의 회전 운동 사이의 동력 전환을 중개하는 등속 조인트(6)를 포함하여 구성 되어 사판(4)의 구동에 의해 동력 발생부(2)와 펌핑부(3)가 연동되어 동력이 발생과 펌핑 작용이 동시에 이루어질 수 있다. That is, the pressure recovery mechanism according to the present invention includes a
상기 동력 발생부(2)는 유입되는 유체의 압력을 이용하여 회전축을 회전시키는 수단으로서 상기 회전축(5)에 형성된 스플라인(52)에 결합되어 회전하며, 다수의 실린더 실을 구비한 실린더 블록(21)과, 상기 실린더 블록(21)에 형성된 각 실린더 실에 설치된 피스톤(22)과, 일측 단부는 상기 사판(4)의 일측에 형성된 구형 홈에 회동가능하게 결합되고, 타측 단부는 상기 피스톤(22)에 형성된 구형 홈에 회동 가능하게 끼워져 설치된 피스톤 로드(23)와, 상기 하우징의 일측 단부에 고정 설치되고 상기 각 실린더 블록(21)의 실린더 실에 대응되게 다수의 유로(241)가 형성된 동력 발생부 커버(24)를 포함하여 구성된다. The
상기 펌핑부(3) 또한 상기한 동력 발생부(2)와 동일한 구성을 갖으며, 다만 동력 발생부(2)에 구성된 피스톤(22)은 유체의 압력에 의해 왕복 운동하여 사판을 회전시키나, 펌핑부(3)를 구성하는 피스톤(32)은 유체를 이송시키는 역할을 한다. The
이하에서는 동력 발생부(2)의 각 구성요소를 설명하며, 이러한 구성요소들에 대한 설명으로 펌핑부(3)를 구성하는 구성 요소의 설명을 대신한다. Hereinafter, each component of the
상기 실린더 블록(21)은 회전축(5)과 스플라인 결합되어 있어 회전축(5)과 동시에 회전하며, 이러한 실린더 블록(21)을 회전시키는 수단들로 상기한 사판(4)을 포함하는 피스톤(22), 피스톤 로드(23) 및 후술하는 등속 조인트(6)가 사용된다. The
상기 등속 조인트(6)는 상기 회전축(5)에 형성된 스플라인(54)과 결합되고, 외주면에 다수의 구형 홈(612)이 형성되어 있는 내륜(61)과, 상기 내륜(61)에 형성된 구형 홈(612)에 삽입되고 바깥쪽은 상기 사판(4)의 중앙에 형성된 축공(41)의 내면에 경사지게 형성된 나선홈(411)에 대향되는 볼(62)을 포함하여 구성된다. The
상기 사판(4)은 도시한 바와 같이 회전축(5)이 이루는 각을 6도 이상에서 45도 까지 형성함으로서 동력 발생부(2)와 펌핑부(3)간의 상호 작용이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있게 하였다. 즉, 사판(4)의 각도가 20도보다 작으면 동력 발생부(2)의 구동에 의해 종동되는 펌핑부(3)의 피스톤(32)의 왕복 거리가 작아져 펌핑 효율이 떨어지며, 45도 이상으로 구성할 경우에는 사판(4)이 당겨지거나 밀릴 때 피스톤 로드(23)에 무리한 힘이 작용하여 작동이 원활하게 이루어지지 않게 된다. The
상기 실린더 블록(21)에 형성된 실린더 실의 내벽에는 피스톤(22)과의 마찰을 감소시키고 유체의 누출을 방지하기 위한 코팅층(211)을 형성하여 피스톤(22)과 실린더 블록(21)을 마찰로부터 보호하고 유체가 누출되는 것을 방지할 수 있다. On the inner wall of the cylinder chamber formed in the
상기 실린더 블록(21)과 커버(24)사이에는 밸브판(25)이 더 설치되어 있다. A
상기 밸브판(25)은 실린더 블록(21)에 형성된 실린더 실과 커버(24)에 형성된 유로 사이의 유체 흐름을 단속하는 수단으로 각 실린더 실에 대응되는 수의 통수공(251)이 형성되어 있다. The
상기 코팅층(211)은 크롬 등과 같은 내마모성 물질을 사용하여 형성될 수 있다. The
상기 피스톤 로드(23)의 양단부는 도시한 바와 같이 구형으로 형성되어 있으며, 이들이 삽입되는 피스톤(22)에 형성된 홈과 사판(4)에 형성된 홈 역시 구형을 이루고 있다. Both ends of the
이하, 상기와 같이 구성된 정수압 동력전달을 이용하는 압력 회수기구의 작용을 설명한다.The operation of the pressure recovery mechanism using hydrostatic power transmission configured as described above will be described below.
본 발명의 수동력 회수 기수는 동력 발생부(2)에서는 회전축(5)을 회전시키는 동력과 펌핑부(3)를 구동시키는 왕복 운동력을 발생시킨다. The passive force recovering rider of the present invention generates the power for rotating the
즉, 실린더 블록(21)에 형성된 각각의 실린더 실에 설치된 피스톤(22)이 동력 발생부 커버(24)에 형성된 유로(241)를 통하여 공급되는 유체에 의해 왕복 운동하면 사판(4)의 일측은 동력 발생부(2)측으로 당겨지고 타측은 밀린다. That is, when the
이때 사판(4)의 반대측에 구성된 펌핑부(3)를 구성하는 피스톤 로드(33)들은 동력 발생부(2)를 구성하는 피스톤 로드(23)들과 같은 방향으로 이동하여 실린더 블록(31)에 형성된 실린더 실의 내부로 유입된 유체를 유로(341)로 밀어낸다. At this time, the
또한, 이러한 과정에서 상기 사판(4)은 그 중앙의 축공(41) 내벽에 중심축과 경사지게 형성된 나선홈(411)이 상기 등속 조인트(6)에 구성된 볼(62)을 따라 슬라이딩되므로 사판(4)은 어느 한 방향으로 회전하게 되며, 이러한 회전은 회전축(5)을 회전시키게 된다. In addition, in this process, the swash plate (4) is the swash plate (4) because the
즉, 통력 발생부(2)를 구성하는 실린더 블록(21)의 각 실린더 실에 유입되는 유체가 순차적으로 유입되고 이에 따라 각 피스톤(22)이 순차적으로 어느 한 방향으로 이동하며, 이러한 피스톤(22)들의 순차적인 이동은 사판(4)을 일정한 방향으로 회전시킴과 동시에 펌핑부(3)를 구성하는 피스톤(32)을 순차적으로 작동시켜 유입된 유체가 외부로 배출되게 한다. That is, the fluid flowing into each cylinder chamber of the
본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 기술되었지만, 후술하는 청구범위에 의해 제시되는 본 발명의 범주와 기술적 사상을 벗어남이 없이 많은 수정 및 변형이 가능하다. While the invention has been described with reference to the preferred embodiments, many modifications and variations are possible without departing from the scope and spirit of the invention as set forth by the claims below.
이상에서 상세히 기술한 바와 같이, 본 발명은 소정의 여과 장치로부터 배출되는 유체를 이용하여 동력 발생부를 작동시켜 동력을 얻을 수 있고 이와 동시에 펌핑부에서 유체가 펌핑되게 구성함으로서 배출되는 유체를 이용하여 동력을 얻을 수 있게 함으로서 버려지는 압력을 다시 회수하여 보조 동력으로 사용할 수 있으므로 에너지의 낭비를 줄이거나 효율을 높일 수 있는 효과가 있다. As described in detail above, the present invention can obtain power by operating the power generating unit using the fluid discharged from the predetermined filtering device, and at the same time the power is discharged by using the fluid discharged by configuring the fluid to be pumped from the pumping unit By allowing to recover the discarded pressure can be used as an auxiliary power to reduce the waste of energy or increase the efficiency.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 문언에 의해서만 제한 해석될 수 있다. While the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many various obvious modifications are possible without departing from the scope of the invention from this description. Accordingly, the invention can only be construed limited by the words of the appended claims.
Claims (7)
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- 2006-08-02 KR KR1020060073099A patent/KR100792788B1/en active IP Right Grant
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