KR101725992B1

KR101725992B1 - 기어펌프의 압력밸브장치

Info

Publication number: KR101725992B1
Application number: KR1020150190178A
Authority: KR
Inventors: 임경재
Original assignee: (주)에스엠지
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2017-04-13

Abstract

기어펌프의 압력밸브장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 기어펌프의 압력밸브장치는: 케이싱본체와, 케이싱본체에 결합되는 케이싱커버와, 일측부가 케이싱본체에 수용되고, 타측부가 케이싱커버에 형성된 로터관통부를 관통하여 케이싱본체의 외부로 연장되며, 회전에 의해 케이싱본체의 내부를 통과하는 유체의 흐름을 발생시키는 로터와, 케이싱커버에 설치되고, 로터관통부와 로터의 사이에 형성되는 틈새를 패킹하는 패킹장치와, 케이싱본체 상에 중공되게 형성되고, 유체가 유입되는 유입부에서 로터가 설치되는 로터설치부를 거쳐 배출부까지 연장되게 형성되며, 배출부의 내부에 유입부보다 고압의 압력분위기가 조성되는 메인유로부와, 케이싱본체와 케이싱커버 상에 메인유로부와 연통되게 형성되고, 배출부에서 로터관통부를 거쳐 유입부까지 연장되게 형성되며, 패킹장치와 로터 사이의 틈새를 통한 대기의 유입을 구속하도록 대기압보다 높은 압력분위기가 조성되는 압력조절유로부와, 압력조절유로부의 내부 압력을 조절하는 압력조절장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

기어펌프의 압력밸브장치{PRESSURE VALVE APPARATUS OF GEAR PUMP}

본 발명은 기어펌프의 압력밸브장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기어펌프 입력측 압력을 일정하게 유지하기 위한 기어펌프의 압력밸브장치에 관한 것이다.

일반적으로 펌프는 모터와 같은 구동수단의 동력을 전달받아 기동하여 유체를 이송하는 기기로, 밀폐되지 않은 상태에서 에너지의 전환이 일어나는 비용적형(非容積形) 펌프와, 밀폐된 상태에서 에너지의 전환이 일어나는 용적형(容積形) 펌프로 구별된다. 비용적형 펌프는 토출량이 증가함에 따라 토출압은 감소하는 것으로, 그 기구 및 구조에 따라 원심펌프, 사류펌프, 축류펌프 등이 있다.

그리고 용적형 펌프는 토출량이 부하압력에 관계없이 대략 일정한 것으로, 피스톤펌프, 플런저펌프, 기어펌프, 나사펌프, 베인펌프 등이 있다. 용적형 펌프는 흡입밸브와 송출밸브를 장치한 일정한 체적을 가진 실린더 내를 피스톤, 플렌저 또는 버킷 등의 왕복 직선운동에 대하여 실린더 내를 진공으로 만들어 액체를 흡입하고 이에 용적의 이동 변화를 통하여 소요의 압력을 가함으로서 액체에 정압력에너지를 공급하여 송수하는 펌프이다.

회전식 용적형 펌프는 케이싱 안에서 특수한 형태의 로터를 회전시키는 것으로 기어펌프·베인펌프·나사펌프가 주종을 이룬다. 기어펌프는 기어가 용기 안에서 서로 맞물려 회전하면서 톱니와 케이싱벽 사이의 액체를 흡입관에서 배출관으로 보낸다. 베인펌프는 로터의 회전에 따라 가동날개가 반지름 방향으로 출입시키고, 나사펌프는 2∼3개의 나사봉을 맞물려 회전시켜서 펌프를 작동하게 하는 것이다.

기어펌프의 내부로 유체가 유입되는 입력측에는 저압의 압력분위기가 조성되고, 유체가 배출되는 배출측에는 상대적으로 고압의 압력분위기가 조성되는데, 입력측에 진공 또는 대기압보다 낮은 저압(이하 '진공'으로 통칭한다)의 분위기가 조성되는 경우, 케이싱의 내외부로 연장되는 로터와 케이싱간의 틈새를 견고하게 기밀시키지 않으면, 케이싱 외부의 외부 공기가 케이싱의 내부로, 즉 입력측으로 유입되고, 이로 인해 입력측의 압력이 진공 또는 저압 상태로 일정하게 유지되지 못하고 불규칙하게 상승, 맥동되는 현상이 발생된다.

종래에는 로터와 케이싱간의 틈새를 패킹시키는 패킹부재의 갯수를 늘림으로써 기밀성을 보강하고 있으나, 기어펌프의 장시간 사용 시 패킹부재의 신축성이 저하되면서 기어펌프의 입력측 진공 상태가 파괴되는 현상이 빈번히 발생되고 있다. 이러한 경우 패킹부재를 신품으로 교체해야 하므로, 기어펌프를 분해, 재조립하는 번거로운 과정을 거쳐야 할 뿐만 아니라, 기어펌프의 적용이 이루어지고 있는 현장의 작업 생산성에 막대한 손실을 끼치게 된다는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제1035416호(2011.05.11. 등록, 발명의 명칭: 맥동을 저감시키는 기능이 구비된 회전 용적형 펌프)에 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 기어펌프 입력측 진공 상태를 보다 안정적으로 유지할 수 있도록 하는 기어펌프의 압력밸브장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 기어펌프의 압력밸브장치는: 케이싱본체; 상기 케이싱본체에 결합되는 케이싱커버; 일측부가 상기 케이싱본체에 수용되고, 타측부가 상기 케이싱커버에 형성된 로터관통부를 관통하여 상기 케이싱본체의 외부로 연장되며, 회전에 의해 상기 케이싱본체의 내부를 통과하는 유체의 흐름을 발생시키는 로터; 상기 케이싱커버에 설치되고, 상기 로터관통부와 상기 로터의 사이에 형성되는 틈새를 패킹하는 패킹장치; 상기 케이싱본체 상에 중공되게 형성되고, 유체가 유입되는 유입부에서 상기 로터가 설치되는 로터설치부를 거쳐 배출부까지 연장되게 형성되며, 상기 배출부의 내부에 상기 유입부보다 고압의 압력분위기가 조성되는 메인유로부; 상기 케이싱본체와 상기 케이싱커버 상에 상기 메인유로부와 연통되게 형성되고, 상기 배출부에서 상기 로터관통부를 거쳐 상기 유입부까지 연장되게 형성되며, 상기 패킹장치와 상기 로터 사이의 틈새를 통한 대기의 유입을 구속하도록 대기압보다 높은 압력분위기가 조성되는 압력조절유로부; 및 상기 압력조절유로부의 내부 압력을 조절하는 압력조절장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이싱커버는, 상기 케이싱본체에 결합되고, 상기 로터관통부가 형성되는 커버부; 상기 로터관통부의 둘레에 보다 확장된 너비로 형성되고, 상기 패킹장치의 메인패킹부재가 삽입되는 메인패킹홈부; 상기 메인패킹홈부의 외부에 배치되고, 상기 패킹장치의 메인체결부재가 상기 메인패킹부재를 가압하는 메인가압부재를 관통하여 체결되는 메인체결부; 상기 압력조절유로부와 연통되게 형성되고, 상기 압력조절장치의 압력조절핀이 축방향으로 이동가능하게 설치되는 안내홀부; 상기 안내홀부의 둘레에 보다 확장된 너비로 형성되고, 상기 압력조절장치의 조절패킹부재가 삽입되는 조절패킹홈부; 및 상기 조절패킹홈부의 외부에 배치되고, 상기 압력조절장치의 조절체결부재가 상기 조절패킹부재를 가압하는 조절가압부재를 관통하여 체결되는 조절체결부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 케이싱커버는, 상기 압력조절유로부에서 상기 케이싱본체, 상기 패킹장치와 간섭되지 않는 상기 케이싱커버의 단부까지 연장되게 형성되고, 압력을 측정하는 압력센서가 설치되는 압력측정홀부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 로터는, 상기 로터설치부에 배치되고, 베어링에 의해 회전가능하게 지지되는 기어축부; 상기 기어축부와 연속하여 형성되고, 상기 로터관통부를 관통하며, 둘레가 상기 패킹장치와 접하는 관통축부; 및 상기 관통축부와 연속하여 형성되고, 상기 패킹장치의 외부로 연장되는 연장축부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 로터는, 상기 관통축부의 직경에 대응되는 내경을 가지고 상기 관통축부의 둘레에 착탈가능하게 결합되며, 상기 패킹장치와 접하는 슬리브;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 패킹장치는, 상기 로터의 둘레에 배치되는 메인패킹부재; 내경부가 상기 메인패킹부재와 접하고, 외경부가 상기 케이싱커버에 형성된 메인체결부와 마주하는 메인가압부재; 및 상기 메인가압부재를 관통하여 상기 메인체결부에 체결되고, 상기 메인체결부와 상기 케이싱커버간의 간격을 조절하면서 상기 로터에 대한 상기 메인패킹부재의 밀착력을 증감조절하는 메인체결부재;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 압력조절유로부는, 상기 배출부에서 상기 로터관통부까지 연장되게 형성되는 유입유로부; 및 상기 로터관통부에서 상기 유입부까지 연장되게 형성되는 배출유로부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 유입유로부는, 상기 케이싱본체 상에 상기 로터설치부와 이격되게 배치되고, 상기 배출부에서 상기 케이싱커버와 접하는 단부까지 연장되게 형성되는 제1유입유로부; 및 상기 제1유입유로부에서 상기 로터관통부까지 연장되게 형성되고, 상기 케이싱본체와 접하는 상기 케이싱커버의 단부 상에 함몰되게 형성되는 제2유입유로부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 배출유로부는, 상기 케이싱본체 상에 상기 로터설치부와 이격되게 배치되고, 상기 유입부에서 상기 케이싱커버와 접하는 단부까지 연장되게 형성되는 제2배출유로부; 및 상기 제2배출유로부에서 상기 로터관통부까지 연장되게 형성되고, 상기 케이싱본체와 접하는 상기 케이싱커버의 단부 상에 함몰되게 형성되는 제1배출유로부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 압력조절장치는, 단부가 상기 압력조절유로부에 인입되게 배치되고, 상기 압력조절유로부에 근접하거나 이격되게 이동되면서 상기 압력조절유로부의 개방단면적을 증감조절하는 압력조절핀; 상기 압력조절핀의 둘레에 배치되는 조절패킹부재; 상기 압력조절핀과 동축 상에 설치되며, 내경부가 상기 조절패킹부재와 접하고, 외경부가 상기 케이싱커버에 형성된 조절체결부와 마주하는 조절가압부재; 및 상기 조절가압부재를 관통하여 상기 조절체결부에 체결되고, 상기 조절가압부재와 상기 케이싱커버간의 간격을 조절하면서 상기 압력조절핀에 대한 상기 조절패킹부재의 밀착력을 증감조절하는 조절체결부재;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 압력조절핀은, 상기 압력조절유로부에 인입되는 유로인입부; 상기 유로인입부와 연속하여 형성되고, 상기 유로인입부에서 멀어질수록 너비가 확장되는 형상을 가지는 테이퍼부; 및 상기 테이퍼부와 연속하여 형성되고, 상기 조절가압부재에 축방향으로 이동가능하게 체결되는 이동체결부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 압력조절핀은, 상기 이동체결부와 연속하여 형성되고, 상기 압력조절장치의 외부로 연장되는 고정체결부;를 더 포함하고, 상기 압력조절장치는, 상기 고정체결부의 둘레에 나사체결되고, 상기 조절가압부재와 압접된 상태로 상기 압력조절핀의 이동을 구속하는 고정핸들;을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 기어펌프의 압력밸브장치에 의하면, 유체의 이송 통로를 이루는 메인유로부의 배출부측에 조성되는 고압의 압력분위기를 이용하여 압력조절유로부의 내부에 대기압 이상의 압력분위기를 조성함으로써, 패킹장치와 로터 사이의 틈새를 통한 외기의 유입 및 외기의 유입으로 인한 유입부측의 압력 상승을 방지할 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 의하면 기어펌프 유입부측 진공 상태를 안정적으로 유지할 수 있고, 케이싱본체 내부의 유체가 외기와의 접촉으로 인해 오염되거나 그 성질이 가변되는 것을 방지할 수 있으며, 기어펌프 구동 시 외기가 케이싱본체의 내부로 수시로 유입됨에 따른 맥동 현상을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 압력조절유로부의 내부에 대기압 이상의 압력분위기를 조성하는 것에 의해 외기 유입을 차단할 수 있고, 압력조절장치를 이용해 압력조절유로부의 내부 압력을 유체의 성분, 성질 등 조건에 따라 적정한 압력으로 정확하게 조절할 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 의하면 로터와의 패킹력을 확보하기 위해 메인패킹부재를 무리하게 가압, 변형시킬 필요가 없어 메인패킹부재의 수명을 보다 연장시킬 수 있고, 메인패킹부재의 교체 기간 연장으로 인해 기어펌프의 유지 관리, 보수가 보다 용이하게 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기어펌프의 압력밸브장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기어펌프의 압력밸브장치의 요부 단면사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기어펌프의 압력밸브장치를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 4는 도 3의 B부분을 확대하여 도시한 요부 단면도이다.
도 5는 도 1의 A-A'선 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 기어펌프의 압력밸브장치의 일실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기어펌프의 압력밸브장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기어펌프의 압력밸브장치의 요부 단면사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기어펌프의 압력밸브장치를 개략적으로 도시한 요부 단면도이고, 도 4는 도 3의 B부분을 확대하여 도시한 요부 단면도이며, 도 5는 도 1의 A-A'선 단면도이다.

도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기어펌프의 압력밸브장치는 케이싱본체(10), 케이싱커버(20), 로터(30), 패킹장치(40), 메인유로부(50), 압력조절유로부(60), 압력조절장치(70)를 포함한다.

케이싱본체(10)는 유체를 이송시키는 케이스에 해당되는 부분으로, 내부에 메인유로부(50)가 중공되게 형성된다. 케이싱커버(20)는 로터(30)가 관통할 수 있는 로터관통부(22)를 구비하여 케이싱본체(10) 중 로터(30)의 외부 인출이 이루지는 로터설치부(52)의 일단부를 커버하도록 결합된다.

로터(30)는 일측부가 케이싱본체(10)에 수용되고, 타측부가 케이싱커버(20)에 형성된 로터관통부(22)를 관통하여 케이싱본체(10)의 외부로 연장된다. 로터(30)는 한 쌍이 상호 치합된 상태로 나란하게 배치되고, 그 중 하나가 상기와 같이 케이싱본체(10)의 외부로 연장되어 모터 등의 회전동력장치와 연결된다.

회전동력장치의 구동 시 해당 로터(30)와, 이와 치합된 다른 로터(30)가 함께 회전되면서 케이싱본체(10)의 내부를 통과하는 유체의 흐름을 발생시킨다. 보다 구체적으로, 이러한 로터(30)의 회전에 의해 유입부(51)측의 유체를 배출부(53)측으로 강제 유동시키게 된다. 이때, 한 쌍의 로터(30) 중 하나는 시계방향, 다른 하나는 반시계방향으로 회전된다.

패킹장치(40)는 로터관통부(22)와 로터(30)의 사이에 형성되는 틈새를 패킹하도록 케이싱커버(20)에 설치된다. 로터관통부(22)와 로터(30)의 사이에 형성되는 틈새는 패킹장치(40)에 구비되는 메인패킹부재(42)에 의해 기구적으로 패킹된다.

메인유로부(50)는 케이싱본체(10)를 통과하는 유체의 주(主)경로에 해당되는 부분으로, 케이싱본체(10) 상에 중공되게 형성된다. 유체가 유입되는 유입부(51)에서 로터(30)가 설치되는 로터설치부(52)를 거쳐, 유체가 배출되는 배출부(53)까지 연장되게 형성된다.

도 1, 도 2에 도시된 상태를 기준으로 하면, 유입부(51)는 로터설치부(52)의 상부에 상향 개방되게 형성되고, 배출부(53)는 로터설치부(52)의 하부에 하향 개방되게 형성된다. 즉, 유입부(51), 로터설치부(52), 배출부(53)는 수직방향으로 연속하여 연장된 유체 유동 통로를 이루게 된다. 로터설치부(52)는 케이싱본체(10) 상에 수평방향으로 연장되게 형성되고, 양단부가 개방되게 형성된다. 로터(30)는 로터설치부(52)를 관통하여 케이싱본체(10)에 수평방향으로 설치된다.

유입부(51)측의 유체를 배출부(53)측으로 강제 유동시키는 로터(30)의 회전 시, 배출부(53)의 내부에는 유입부(51)보다 고압의 압력분위기가 조성된다. 이러한 유입부(51)와 배출부(53)의 압력 차이로 인해, 유입부(51) 내부로의 유체 유입과, 배출부(53) 외부로의 유체 배출이 원할하게 이루어질 수 있다.

예를 들어, 유입부(51)측 압력이 진공 상태로 유지되면, 케이싱본체(10) 외부의 유체가 케이싱본체(10)로 원활히 유입될 수 있고, 배출부(53)측 압력이 대기압보다 높은 고압(예를 들어, 250bar 등)을 유지하면 유체가 후공정까지 원활하게 이송될 수 있다. 본 발명에서 유입부(51)의 압력을 지칭하는 '진공'은, 압력이 0인 진공(0bar) 뿐만 아니라 대기압(1bar)보다 낮은 압력을 포괄하여 의미한다.

압력조절유로부(60)는 케이싱본체(10) 및 케이싱커버(20)의 내부에 외기(대기압)에 대향되는 유압 또는 기압을 형성하기 위한 유로를 이루는 부분이다. 압력조절유로부(60)는 케이싱본체(10)와 케이싱커버(20) 상에 메인유로부(50)와 연통되게 형성되되, 배출부(53)에서 로터관통부(22)를 거쳐 유입부(51)까지 연장되게 형성된다.

배출부(53)측에 형성되는 고압 압력분위기의 영향으로 압력조절유로부(60) 상에는 패킹장치(40)와 로터(30) 사이의 틈새를 통한 외기의 유입을 구속가능한 정도의 압력분위기가, 즉 대기압이상의 압력분위기가 조성된다. 예를 들어, 압력조절유로부(60) 상에는 대기압(1bar) 이상 내지 10bar 이하에 해당되는 압력이 선택적으로 조성될 수 있다.

압력조절장치(70)는 압력조절유로부(60)의 내부 압력을 조절하기 위한 장치이다. 압력조절장치(70)를 이용해 압력조절유로부(60)의 개방단면적을 신축조정시킴으로써, 압력조절유로부(60)에 대한 배출부(53)측 압력의 영향과, 압력조절유로부(60)를 통과하는 유체의 유량을 증감조절할 수 있다. 이러한 압력조절장치(70)를 이용해 압력조절유로부(60)의 압력을 유체의 종류, 성질, 패킹장치(40)의 구조 등에 따라 적정하게 조정할 수 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 케이싱커버(20)는 커버부(21), 로터관통부(22), 메인패킹홈부(23), 메인체결부(24), 안내홀부(25), 조절패킹홈부(26), 조절체결부(27), 압력측정홀부(28), 온도조절부(29)를 포함한다.

커버부(21)는 로터(30)가 관통할 수 있는 로터관통부(22)를 구비하여, 로터설치부(52)의 개방된 일단부를 커버하도록 케이싱본체(10)에 결합된다. 커버부(21)는 볼팅 등의 방법에 의해 케이싱본체(10)에 결합될 수 있다. 로터설치부(52)는 기어치가 형성된 로터(30)의 기어축부(31)와, 기어축부(31)의 양단부 회전가능하게 지지하는 베어링(35)을 삽입가능한 직경을 가진다. 로터관통부(22)는 로터설치부(52)보다 축소된 너비로, 예를 들어 베어링(35)의 두께에 대응되는 만큼 축소된 직경을 가진다.

이에 따라, 커버부(21)를 케이싱본체(10)에 결합시킨 상태에서, 로터설치부(52)에 설치된 베어링(35)의 축방향 유동을 안정되게 구속할 수 있다. 기어치가 형성된 기어축부(31)의 중간부는 기어축부(31)의 양단부보다 확장된 직경을 가지고 베어링(35)과 축방향으로 접하게 된다. 따라서, 베어링(35)의 축방향 유동을 구속함으로써, 로터(30)의 축방향 유동을 함께 구속할 수 있다.

메인패킹홈부(23)는 패킹장치(40)의 메인패킹부재(42)가 삽입되는 부분으로, 로터관통부(22)의 둘레에 보다 확장된 너비로 형성된다. 메인체결부(24)는 패킹장치(40)의 메인체결부재(44)가 체결되는 부분으로, 메인패킹홈부(23)의 외부에 배치된다. 메인체결부재(44)는 메인패킹부재(42)를 가압하는 메인가압부재(43)를 관통하여 메인체결부(24)에 체결된다. 메인체결부재(44)가 볼트 구조를 가지는 경우, 메인체결부(24)는 이에 대응되는 암나사부의 구조를 가지는 것이 바람직하다.

안내홀부(25)는 압력조절장치(70)의 압력조절핀(71)을 설치 및 안내하기 위한 부분으로, 압력조절유로부(60)와 연통되게 형성된다. 안내홀부(25)의 일측부는 압력조절유로부(60) 중 제1유입유로부(62)와 제2유입유로부(63)의 연결부와 연통되게 연결되고, 안내홀부(25)의 타측부는 커버부(21)의 단부까지 직선형으로 연장된다. 이때, 안내홀부(25)는 제1유입유로부(62)와 연속된 직선을 이루도록 연장되게 형성되고, 압력조절핀(71)은 안내홀부(25) 상에 축방향으로 이동가능하게 설치된다.

조절패킹홈부(26)는 압력조절장치(70)의 조절패킹부재(72)가 삽입되는 부분으로, 안내홀부(25)의 둘레에 보다 확장된 너비로 형성된다. 조절체결부(27)는 압력조절장치(70)의 조절체결부재(74)가 체결되는 부분으로, 조절패킹홈부(26)의 외부에 배치된다. 조절체결부재(74)는 조절패킹부재(72)를 가압하는 조절가압부재(73)를 관통하여 조절체결부(27)에 체결된다. 조절체결부재(74)가 볼트 구조를 가지는 경우, 조절체결부(27)는 이에 대응되는 암나사부의 구조를 가지는 것이 바람직하다.

압력측정홀부(28)는 압력조절유로부(60) 내부의 압력을 측정하기 위한 요소로, 압력조절유로부(60)에서 케이싱본체(10), 패킹장치(40)와 간섭되지 않는 케이싱커버(20)의 단부까지 연장되게 형성된다. 보다 구체적으로, 압력측정홀부(28)의 일단부는 도 3에 도시된 바와 같이 로터관통부(22) 중 로터(30)의 둘레를 따라 형성되는 중공의 여유공간부와 연통되게 연결되거나, 유입유로부(61), 배출유로부(64)와 연통되게 연결되고, 압력측정홀부(28)의 타단부는 케이싱커버(20)의 외부로 개방되게 형성된다.

압력을 측정하는 압력센서(80)를 압력측정홀부(28)의 개방부를 통해 압력측정홀부(28)의 내부로 인입 설치할 수 있다. 압력센서(80)를 이용해 압력조절유로부(60)의 압력을 실시간으로 확인할 수 있고, 이에 따라 압력센서(80)에서 측정된 압력을 토대로 압력조절유로부(60) 상의 유압 또는 기압을 압력조절장치(70)를 이용해 목적한 압력으로 정밀하고 용이하게 조정할 수 있다.

온도조절부(29)는 열매체를 이용해 케이싱본체(10)의 내부의 온도를 조절하기 위한 것으로, 커버부(21) 상에 마련된다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 온도조절부(29)는 열매체케이싱부(291), 제1-1로터열전달유로부(292), 제1-2로터열전달유로부(293), 제2로터열전달유로부(294), 인입홀부(295), 배출홀부(296), 열매체배출유로부(297), 유입관부(298), 배출관부(299)를 포함한다.

열매체케이싱부(291)는 열매체의 누출을 구속가능한 박스형 공간부를 형성하며, 커버부(21)의 전반을 커버하도록 설치된다. 본 발명의 일실시예에 따른 커버부(21)는 한 쌍의 로터(30)가 배치되는 로터설치부(52)에 대응되는 타원형 단면 형상을 가지며, 열매체케이싱부(291) 또한 이에 대응되는 타원형 단면 형상을 가진다.

본 발명의 일실시예에 따른 열매체케이싱부(291)는 종동기어에 해당되는 로터(30)가 위치되는 커버부(21)의 일부를 커버링하는 제1케이싱부(291a), 제1케이싱부(291a)의 내부에 열매체의 유동방향을 전환하도록 설치되는 격판부(291b), 구동기어에 해당되는 로터(30)가 위치되는 커버부(21)의 다른 일부를 커버링하는 제2케이싱부(291c), 압력조절핀(71)이 위치되는 커버부(21)의 또 다른 일부를 커버링하는 제3케이싱부(291d)가 상호 연결된 구조를 가진다. 제2케이싱부(291c) 중 제1케이싱부(291a)의 내부와 접하는 부분에는 인입홀부(295)가 관통되게 형성되고, 제3케이싱부(291d)의 내부와 접하는 부분에는 배출홀부(296)가 관통되게 형성된다.

열매체케이싱부(291)를 통과하는 열매체의 유입 경로를 형성하는 유입관부(298)는 제1케이싱부(291a)와 연통되게 연결된다. 유입관부(298)를 통해 제1케이싱부(291a)로 유입된 열매체는 제1-1로터열전달유로부(292)를 통과한 후, 제1케이싱부(291a)와 격판부(291b)의 사이에 형성되는 이격 공간부를 통해 유동 방향이 전환되며 제1-2로터열전달유로부(293)로 유동된다. 열매체는 제1케이싱부(291a)의 내부에서 상기와 같이 유동방향이 전환되어 유동되면서 커버부(21)의 평탄한 일부에 열에너지를 효율적으로 전달할 수 있다.

제1-2로터열전달유로부(293)를 통과한 열매체는 인입홀부(295)를 통해 제2케이싱부(291c)의 내부로 유동된다. 제2케이싱부(291c)의 내부에는 제2로터열전달유로부(294)가 형성된다. 제2케이싱부(291c)가 케이싱커버(20) 외부로의 인출이 이루어지는 로터(30)의 둘레를 감싸도록 형성됨에 따라, 제2로터열전달유로부(294)는 로터(30)의 둘레를 따라 원형의 형상으로 형성된다.

제2케이싱부(291c)의 내부로 유입된 열매체는 로터(30)와 제2케이싱부(291c) 사이의 이격 공간부를 따라, 즉 제2로터열전달유로부(294)를 따라 유동된다. 이때 열매체는 커버부(21)의 다른 일부뿐만 아니라 이를 관통하여 케이싱본체(10) 내부로 연장되는 로터(30)와도 열전달되므로, 열매체를 이용한 케이싱본체(10) 내부의 온도 조절이 보다 효율적으로 이루어질 수 있다.

제2케이싱부(291c)의 내부의 열매체는 배출홀부(296)를 통해 제3케이싱부(291d)의 내부로 유동된다. 제3케이싱부(291d)의 내부에는 열매체배출유로부(297)가 형성된다. 제3케이싱부(291d)가 압력조절핀(71)의 둘레를 감싸도록 형성됨에 따라, 열매체배출유로부(297)는 압력조절핀(71)의 둘레를 따라 원형의 형상으로 형성된다.

제3케이싱부(291d)의 내부로 유입된 열매체는 로터(30)와 제3케이싱부(291d) 사이의 이격 공간부를 따라, 즉 열매체배출유로부(297)를 따라 유동된다. 이때 열매체는 커버부(21)의 또 다른 일부뿐만 아니라 이를 관통하여 케이싱본체(10) 내부로 연장되는 압력조절핀(71)과도 열전달되므로, 열매체를 이용한 케이싱본체(10) 내부의 온도 조절이 보다 효율적으로 이루어질 수 있다.

열매체케이싱부(291) 내부를 통과한 열매체의 배출 경로를 형성하는 배출관부(299)는 제3케이싱부(291d)와 연통되게 연결된다. 제3케이싱부(291d)를 통과한 유체는 배출관부(299)를 통해 열매체케이싱부(291)의 외부로 배출된다. 상기와 같이 온도조절부(29)를 통과하는 열매체와의 열교환에 의해 케이싱본체(10) 내부의 온도를 목적한 온도로 조절할 수 있다. 예를 들어, 온도조절부(29)를 이용해 상온을 초과하는 고온의 온도를 가지는 유체가 케이싱본체(10)를 통과하는 과정에서 냉각되는 것을 방지할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시에에 따른 로터(30)는 기어축부(31), 관통축부(32), 연장축부(33), 슬리브(34)를 포함한다.

기어축부(31)는 둘레에 기어치를 구비하여 로터설치부(52)에 배치되고, 양단부가 베어링(35)에 의해 회전가능하게 지지된다. 관통축부(32)는 기어축부(31)와 연속하여 형성되고, 로터관통부(22)를 관통한다. 관통축부(32)의 둘레에는 패킹장치(40)가 설치된다.

연장축부(33)는 패킹축부(33)와 연속하여 형성되고, 패킹장치(40)의 외부로 연장된다. 연장축부(33)를 모터 등의 회전동력장치와 연결하면, 로터(30) 전체가 회전동력장치의 작동에 연동하여 회전하게 된다. 이때 케이싱본체(10)의 내부에 위치되는 기어축부(31)가 회전되면서 케이싱본체(10)의 내부에 유입부(51)에서 배출부(53)를 향하는 유체 유동이 발생된다.

슬리브(34)는 관통축부(32)의 직경에 대응되는 내경을 가지고 관통축부(32)의 둘레에 착탈가능하게 결합된다. 파이프 형상의 슬리브(34)를 볼트 등의 체결부재를 이용해 관통축부(32)의 둘레에 일체로 결합할 수 있다. 이와 같이 슬리브(34)를 관통축부(32)에 결합한 상태에서 그 둘레에 패킹장치(40)를 조립하면, 비금속 탄성소재를 포함하여 이루어지는 메인패킹부재(42)가 슬리브(34)와 밀착된다.

즉, 로터(30)는 슬리브(34)를 매개로 하여 패킹장치(40)와 접하게 된다. 이에 따라, 패킹장치(40)와의 접촉력 등에 의한 로터(30)의 마모, 손상을 방지할 수 있고, 슬리브(34)가 손상되는 경우 슬리브(34)를 교체함으로써 간단하게 그 수리, 보수가 이루어질 수 있다.

도 2, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 패킹장치(40)는 가이드부시(41), 메인패킹부재(42), 메인가압부재(43), 메인체결부재(44)를 포함한다.

가이드부시(41)는 회전되는 로터(30)의 관통축부(32)와, 회전되지 않는 커버부(21), 메인체결부(24)간의 마찰접촉에 따른 마모를 보다 감소시키기 위한 부재로, 메인패킹홈부(23)에 삽입설치된다. 가이드부시(41)는 관통축부(32)의 직경에 대응되는 내경부와, 메인패킹홈부(23)의 직경에 대응되는 외경부를 가지는 링 형상을 가진다.

메인패킹부재(42)는 고무 등과 같은 비금속 탄성소재를 포함하여 이루어지며, 링 형상을 가지고 관통축부(32)의 둘레에 배치된다. 메인패킹부재(42)는 메인패킹홈부(23)에 삽입설치되고, 그 갯수에 따라 관통축부(32)와의 접촉력이 증감조절될 수 있다. 메인패킹부재(42)의 일측부는 가이드부시(41)와 접하고, 타측부는 메인가압부재(43)와 접한다.

메인가압부재(43)는 메인패킹부재(42)에 축방향으로의 가압력을 전달하여 메인패킹부재(42)의 내경부를 관통축부(32)의 둘레에 밀착시키기 위한 요소로, 로터(30)의 둘레에 설치된다. 메인가압부재(43)의 내경부는 메인패킹홈부(23)의 내부로 인입되어 메인패킹부재(42)와 접하고, 외경부는 케이싱커버(20)에 형성된 메인체결부(24)와 마주한다.

메인가압부재(43)가 메인패킹부재(42)와 접한 상태에서 메인패킹부재(42)측으로 이동되면, 메인패킹부재(42)를 로터(30)의 축방향으로 가압하게 되고, 탄성소재를 포함하여 이루어는 메인패킹부재(42)가 축방향으로 납작하게 변형됨과 동시에 그 반경방향 두께가 증가되면서 관통축부(32)와 보다 긴밀하게 밀착된다.

메인체결부재(44)는 메인가압부재(43)를 관통하여 메인체결부(24)에 체결된다. 메인체결부재(44)로는 볼트 부재를 적용할 수 있다. 메인체결부(24)에 대한 메인체결부재(44)의 체결 깊이를 조정하면서 메인체결부(24)에 대한 메인가압부재(43)의 거리를 조절할 수 있고, 메인메킹부재(42)에 가해지는 가압력을 조절하면서 로터(30)에 대한 메인패킹부재(42)의 밀착력을 증감조절할 수 있다.

도 2, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 압력조절유로부(60)는 유입유로부(61)와 배출유로부(64)를 포함한다.

유입유로부(61)는 배출부(53)에서 로터관통부(22)까지 연장되게 형성된다. 본 발명의 일실시예에 따른 유입유로부(61)는 제1유입유로부(62)와 제2유입유로부(63)를 포함한다. 제1유입유로부(62)는 케이싱본체(10) 상에 로터설치부(52)와 이격되게 배치되고, 배출부(53)에서 케이싱커버(20)와 접하는 단부까지 연장되게 형성된다. 제2유입유로부(63)는 제1유입유로부(62)의 단부에서 로터관통부(22)까지 연장되게 형성되고, 케이싱본체(10)와 접하는 케이싱커버(20)의 단부 상에 함몰되게 형성된다.

본 발명의 일실시예에 따른 제1유입유로부(62)는 케이싱본체(10) 상에 로터(30)와 나란한 방향으로, 즉 로터설치부(52)의 연장방향과 나란한 좌우방향으로 연장되게 형성된다. 제2유입유로부(63)는 케이싱본체(10)와 접하는 케이싱커버(20)의 단부 상에 로터(30)를 중심으로 하는 반경방향으로 연장되게 형성된다. 제1유입유로부(62)가 형성된 케이싱본체(10)와 제2유입유로부(63)가 형성된 케이싱커버(20)를 결합하면, 상기와 같이 제1유입유로부(62)와 제2유입유로부(63)가 연통되게 연결된 구조의 유입유로부(61)를 용이하게 형성할 수 있다.

배출유로부(64)는 로터관통부(22)에서 유입부(51)까지 연장되게 형성된다. 본 발명의 일실시예에 따른 배출유로부(64)는 제1배출유로부(65)와 제2배출유로부(66)를 포함한다. 제2배출유로부(66)는 케이싱본체(10) 상에 로터설치부(52)와 이격되게 배치되고, 유입부(51)에서 케이싱커버(20)와 접하는 단부까지 연장되게 형성된다. 제1배출유로부(65)는 제2배출유로부(66)의 단부에서 로터관통부(22)까지 연장되게 형성되고, 케이싱본체(10)와 접하는 케이싱커버(20)의 단부 상에 함몰되게 형성된다.

본 발명의 일실시예에 따른 제2배출유로부(66)는 케이싱본체(10) 상에 로터(30)와 나란한 방향으로, 즉 로터설치부(52)의 연장방향과 나란한 좌우방향으로 연장되게 형성된다. 제1배출유로부(65)는 케이싱본체(10)와 접하는 케이싱커버(20)의 단부 상에 로터(30)를 중심으로 하는 반경방향으로 연장되게 형성된다. 제2배출유로부(66)가 형성된 케이싱본체(10)와 제1배출유로부(65)가 형성된 케이싱커버(20)를 결합하면, 상기와 같이 제1배출유로부(65)와 제2배출유로부(66)가 연통되게 연결된 구조의 배출유로부(64)를 용이하게 형성할 수 있다.

유입부(51)의 내부에는 진공의 압력분위기가 조성되고, 배출부(53)의 내부에는 대기압보다 높은 고압(예를 들어, 250bar 등)의 압력분위기가 조성되는데, 상기와 같이 압력조절유로부(60)를 배출부(53)에서 로터관통부(22)를 거쳐 유입부(51)까지 연장되게 형성하면, 유입부(51)와 배출부(53)간의 압력차에 의해 압력조절유로부(60)의 내부에 제1유입유로부(62), 제2유입유로부(63), 로터관통부(22)와 로터(30) 사이의 여유공간부, 제1배출유로부(65), 제2배출유로부(66)를 연속하여 통과하는 유체의 흐름이 자연히 발생된다.

이때, 압력조절유로부(60)의 내부에는 배출부(53)측 고압분위기의 영향으로 대기압 이상의 압력분위기가, 보다 구체적으로는 배출부(53)보다는 낮고 유입부(51)보다는 높은 압력이 조성된다. 메인패킹부재(42)는 로터(30)의 둘레에 탄성적으로 밀착되게 그 설치가 이루어지나, 로터(30)의 회전에 의해 로터(30)와의 사이에 미세한 틈새가 발생될 수 있다. 유입부(51)에 대기압보다 낮은 압력이 조성되는 경우, 케이싱본체(10) 외부의 공기가 이러한 틈새를 통해 로터관통부(22)와 로터설치부(52)를 거쳐 유입부(51)까지 유입될 수 있는데, 상기와 같이 압력조절유로부(60)의 내부에 대기압 이상의 압력분위기를 조성함으로써, 외기의 유입으로 인한 유입부(51)의 압력 상승을 방지할 수 있다.

즉, 로터관통부(22)와 로터(30) 사이의 여유공간부 상에 대기압 이상의 압력분위기를 조성함으로써, 예를 들어 1bar 이상 내지 10bar 이하의 압력분위기를 조성함으로써, 케이싱본체(10) 외부의 공기가 로터관통부(22)를 통해 케이싱본체(10)의 내부로 유입되는 것을 안정되게 방지할 수 있다.

이때, 제1유입유로부(62), 제2유입유로부(63)를 거쳐 로터관통부(22)로 진입된 유체의 일부는 제1배출유로부(65), 제2배출유로부(66)를 거쳐 유입부(51)로 배출되고, 다른 일부는 로터(30)와 메인패킹부재(42) 사이의 틈새를 통해 외부로 누출된다. 유체로서 폴리머 원료를 적용하는 경우, 유체는 로터(30)와 메인패킹부재(42) 사이의 미세한 틈새를 통과하면서 분말 형태로 변형되어 누출, 낙하되고, 로터(30)나 패킹장치(40) 주변에 부착, 고착되지 않는다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 압력조절장치(70)는 압력조절핀(71), 조절패킹부재(72), 조절가압부재(73), 조절체결부재(74), 고정핸들(75)을 포함한다.

압력조절핀(71)은 그 단부가 압력조절유로부(60)에 인입되게 설치된 상태로 압력조절유로부(60)에 근접하거나 이격되게 이동되면서 압력조절유로부(60)의 개방단면적을 증감조절한다. 본 발명의 일실시예에 따른 압력조절핀(71)은 유로인입부(711), 테이퍼부(712), 이동체결부(713), 고정체결부(714)가 그 축방향으로 연속하여 연결된 구조를 가진다.

제1유입유로부(62)와 제2유입유로부(63)는 서로 다른 방향으로 연장되고, 안내홀부(25)는 제1유입유로부(62)와 제2유입유로부(63)의 경계부에 해당되는 지점에 제1유입유로부(62)와 연속된 직선을 이루도록 형성된다. 유로인입부(711)는 압력조절핀(71) 중 압력조절유로부(60)의 내부로 인입되는 부분으로, 제1유입유로부(62)의 내부로 진입가능한 직경을 가진다.

테이퍼부(712)는 유로인입부(711)와 연속하여 형성되고, 유로인입부(711)에서 멀어질수록 너비가 확장되는 형상을 가진다. 보다 구체적으로 유로인입부(711)와 접하는 테이퍼부(712)의 일단부는 제1유입유로부(62)보다 작은 직경을 가지고, 이동체결부(713)와 접하는 테이퍼부(712)의 타단부는 제1유입유로부(62)보다 큰 직경을 가진다.

테이퍼부(712)가 제1유입유로부(62)의 가장자리부와 이격될수록 압력조절핀(71)에 의해 폐쇄되지 않는 제1유입유로부(62)의 개방단면적이 점차 확장되고, 배출부(53)로부터의 유체 유입량이 증가하면서 로터관통부(22) 내부의 압력이 보다 증가하게 된다. 또한, 테이퍼부(712)가 제1유입유로부(62)의 가장자리부와 근접될수록 제1유입유로부(62)의 개방단면적이 점차 축소되고, 배출부(53)로부터의 유체 유입량이 감소하면서 로터관통부(22) 내부의 압력이 보다 감소하게 된다.

이동체결부(713)는 테이퍼부(712)와 연속하여 형성되고, 유로인입부(711)를 제1유입유로부(62)에 인입시킨 상태에서 안내홀부(25) 상에 위치된다. 조절가압부재(73)의 내경부에는 암나사부가 형성되고, 이동체결부(713) 중 조절가압부재(73)와 접하는 부분에는 이에 대응되는 수나사부가 형성된다.

이에 따라 조절가압부재(73)를 케이싱커버(20)에 결합시킨 상태에서, 압력조절핀(71)을 이동체결부(713)에 나사체결하는 것에 의해 압력조절핀(71)을 정위치에 고정설치할 수 있다. 또한 압력조절핀(71)을 회전조작하면서 안내홀부(25)에 대한 압력조절핀(71)의 인입 정도, 위치를 정밀하게 미세조정할 수 있으며, 이러한 조작에 의해 압력조절유로부(60) 내부의 압력을 용이하게 미세조정할 수 있다.

고정체결부(714)는 압력조절장치(70)의 외부로 연장되는 부분으로, 이동체결부(713)와 연속하여 형성된다. 고정체결부(714)의 둘레에도 이동체결부(713)와 연속된 수나사부가 형성되며, 이에 대응되는 암나사부를 가지는 고정핸들(75)이 둘레에 나사체결된다.

조절패킹부재(72)는 고무 등과 같은 비금속 탄성소재를 포함하여 이루어지며, 링 형상을 가지고 압력조절핀(71)의 이동체결부(713)의 둘레에 배치된다. 조절패킹부재(72)는 조절패킹홈부(26)에 삽입설치되고, 그 갯수에 따라 이동체결부(713)와의 접촉력이 증감조절될 수 있다.

조절가압부재(73)는 조절패킹부재(72)에 축방향으로의 가압력을 전달하여 조절패킹부재(72)의 내경부를 이동체결부(713)의 둘레에 밀착시키기 위한 요소로, 압력조절핀(71)의 둘레에 설치된다. 조절가압부재(73)의 내경부는 조절패킹홈부(26)의 내부로 인입되어 조절패킹부재(72)와 접하고, 외경부는 케이싱커버(20)에 형성된 조절체결부(27)와 마주한다.

조절가압부재(73)가 조절패킹부재(72)와 접한 상태에서 조절패킹부재(72)측으로 이동되면, 조절패킹부재(72)를 압력조절핀(71)의 축방향으로 가압하게 되고, 탄성소재를 포함하여 이루어는 조절패킹부재(72)가 축방향으로 납작하게 변형됨과 동시에 그 반경방향 두께가 증가되면서 이동체결부(713)와 긴밀하게 밀착된다.

조절체결부재(74)는 조절가압부재(73)를 관통하여 조절체결부(27)에 체결된다. 조절체결부재(74)로는 볼트 부재를 적용할 수 있다. 조절체결부(27)에 대한 조절체결부재(74)의 체결 깊이를 조정하면서 조절체결부(27)에 대한 조절가압부재(73)의 거리를 조절할 수 있고, 조절패킹부재(72)에 가해지는 가압력을 조절하면서 압력조절핀(71)에 대한 조절패킹부재(72)의 밀착력을 증감조절할 수 있다.

고정핸들(75)은 조절가압부재(73)에 나사체결되는 압력조절핀(71)의 풀림, 이동을 구속하기 위한 요소로, 작업자가 손으로 파지가능한 파지부를 구비하여 압력조절핀(71)의 고정체결부(714)의 둘레에 조절가압부재(73)와 압접되도록 나사체결된다. 압력조절핀(71)은 조절가압부재(73)와의 나사체결에 의해 목적한 인입 깊이로 그 설치가 이루어진 후, 조절가압부재(73)의 외부로 연장되는 고정체결부(714)에 고정핸들(75)을 나사체결함으로써 그 이동이 구속된다.

고정핸들(75)이 조절가압부재(73)와 압접되도록 압력조절핀(71)에 나사체결된 상태에서, 압력조절핀(71) 전체에는 이러한 압접력에 해당되는 축방향 힘이 안내홀부(25)의 외측 방향으로 작용하게 되고, 압력조절핀(71)의 이동체결부(713)에 형성된 수나사부와, 조절가압부재(73)에 형성된 암나사부가 상호 압착된다. 이러한 작용에 의해 압력조절핀(71)의 회전을 안정되게 구속할 수 있다. 또한 한 쌍의 고정핸들(75)을 상호 압접되게 설치함으로써 고정핸들(75)의 회전, 풀림 또한 안정되게 구속할 수 있다

압력조절장치(70)와 압력센서(80)를 이용해 압력조절핀(71)의 위치를 조정하면서 압력조절유로부(60)의 내부 압력을 조정함에 있어서는, 실험에 의해, 유체로서 폴리머 원료를 적용하는 경우 압력조절유로부(60) 내부에, 보다 구체적으로는 로터관통부(22) 상에 5bar 이상 내지 7bar 이하의 압력이 조성되는 것이 적정하다는 것을 확인하였다.

압력조절유로부(60) 내부의 압력이 5bar보다 낮으면 유체의 점성 저항 등으로 인해 메인패킹부재(42)와 로터(30) 사이의 틈새 전반에 걸쳐 유체의 누출되지 신뢰성있게 이루어지지 않는다는 것을 확인하였다. 또한 압력조절유로부(60) 내부의 압력이 7bar를 초과하면 유체의 누출량이 과다(설정치를 초과)하고, 유입부(51)측에서 배출부(53)측으로 이송되는 유체의 이송 효율이 저하(설정치 미만)됨을 확인하였다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 기어펌프의 압력밸브장치에 의하면, 유체의 이송 통로를 이루는 메인유로부(50)의 배출부(53)측에 조성되는 고압의 압력분위기를 이용하여 압력조절유로부(60)의 내부에 대기압 이상의 압력분위기를 조성함으로써, 패킹장치(40)와 로터(30) 사이의 틈새를 통한 외기의 유입 및 외기의 유입으로 인한 유입부측의 압력 상승을 방지할 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 의하면 기어펌프 유입부(51)측 진공 상태를 안정적으로 유지할 수 있고, 케이싱본체(10) 내부의 유체가 외기와의 접촉으로 인해 오염되거나 그 성질이 가변되는 것을 방지할 수 있으며, 기어펌프 구동 시 외기가 케이싱본체(10)의 내부로 수시로 유입됨에 따른 맥동 현상을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 압력조절유로부(60)의 내부에 대기압 이상의 압력분위기를 조성하는 것에 의해 외기 유입을 차단할 수 있고, 압력조절장치(70)를 이용해 압력조절유로부(60)의 내부 압력을 유체의 성분, 성질 등 조건에 따라 적정한 압력으로 정확하게 조절할 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 의하면 로터(30)와의 패킹력을 확보하기 위해 메인패킹부재(42)를 무리하게 가압, 변형시킬 필요가 없어 메인패킹부재(42)의 수명을 보다 연장시킬 수 있고, 메인패킹부재(42)의 교체 기간 연장으로 인해 기어펌프의 유지 관리, 보수가 보다 용이하게 이루어질 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 케이싱본체 20 : 케이싱커버
21 : 커버부 22 : 로터관통부
23 : 메인패킹홈부 24 : 메인체결부
25 : 안내홀부 26 : 조절패킹홈부
27 : 조절체결부 28 : 압력측정홀부
29 : 온도조절부 30 : 로터
31 : 기어축부 32 : 관통축부
33 : 연장축부 34 : 슬리브
40 : 패킹장치 41 : 가이드부시
42 : 메인패킹부재 43 : 메인가압부재
44 : 메인체결부재 50 : 메인유로부
51 : 유입부 52 : 로터설치부
53 : 배출부 60 : 압력조절유로부
61 : 유입유로부 62 : 제1유입유로부
63 : 제2유입유로부 64 : 배출유로부
65 : 제1배출유로부 66 : 제2배출유로부
70 : 압력조절장치 71 : 압력조절핀
72 : 조절패킹부재 73 : 조절가압부재
74 : 조절체결부재 75 : 고정핸들
80 : 압력센서 291 : 열매체케이싱부
292 : 제1-1로터열전달유로부 293 : 제1-2로터열전달유로부
294 : 제2로터열전달유로부 295 : 인입홀부
296 : 배출홀부 297 : 열매체배출유로부
298 : 유입관부 299 : 배출관부
711 : 유로인입부 712 : 테이퍼부
713 : 이동체결부 714 : 고정체결부

Claims

케이싱본체;
상기 케이싱본체에 결합되는 케이싱커버;
일측부가 상기 케이싱본체에 수용되고, 타측부가 상기 케이싱커버에 형성된 로터관통부를 관통하여 상기 케이싱본체의 외부로 연장되며, 회전에 의해 상기 케이싱본체의 내부를 통과하는 유체의 흐름을 발생시키는 로터;
상기 케이싱커버에 설치되고, 상기 로터관통부와 상기 로터의 사이에 형성되는 틈새를 패킹하는 패킹장치;
상기 케이싱본체 상에 중공되게 형성되고, 유체가 유입되는 유입부에서 상기 로터가 설치되는 로터설치부를 거쳐 배출부까지 연장되게 형성되며, 상기 배출부의 내부에 상기 유입부보다 고압의 압력분위기가 조성되는 메인유로부;
상기 케이싱본체와 상기 케이싱커버 상에 상기 메인유로부와 연통되게 형성되고, 상기 배출부에서 상기 로터관통부를 거쳐 상기 유입부까지 연장되게 형성되며, 상기 패킹장치와 상기 로터 사이의 틈새를 통한 대기의 유입을 구속하도록 대기압보다 높은 압력분위기가 조성되는 압력조절유로부; 및
상기 압력조절유로부의 내부 압력을 조절하는 압력조절장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어펌프의 압력밸브장치.
제1항에 있어서,
상기 케이싱커버는,
상기 케이싱본체에 결합되고, 상기 로터관통부가 형성되는 커버부;
상기 로터관통부의 둘레에 보다 확장된 너비로 형성되고, 상기 패킹장치의 메인패킹부재가 삽입되는 메인패킹홈부;
상기 메인패킹홈부의 외부에 배치되고, 상기 패킹장치의 메인체결부재가 상기 메인패킹부재를 가압하는 메인가압부재를 관통하여 체결되는 메인체결부;
상기 압력조절유로부와 연통되게 형성되고, 상기 압력조절장치의 압력조절핀이 축방향으로 이동가능하게 설치되는 안내홀부;
상기 안내홀부의 둘레에 보다 확장된 너비로 형성되고, 상기 압력조절장치의 조절패킹부재가 삽입되는 조절패킹홈부; 및
상기 조절패킹홈부의 외부에 배치되고, 상기 압력조절장치의 조절체결부재가 상기 조절패킹부재를 가압하는 조절가압부재를 관통하여 체결되는 조절체결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어펌프의 압력밸브장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 케이싱커버는,
상기 압력조절유로부에서 상기 케이싱본체, 상기 패킹장치와 간섭되지 않는 상기 케이싱커버의 단부까지 연장되게 형성되고, 압력을 측정하는 압력센서가 설치되는 압력측정홀부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기어펌프의 압력밸브장치.
제1항에 있어서,
상기 로터는,
상기 로터설치부에 배치되고, 베어링에 의해 회전가능하게 지지되는 기어축부;
상기 기어축부와 연속하여 형성되고, 상기 로터관통부를 관통하며, 둘레가 상기 패킹장치와 접하는 관통축부; 및
상기 관통축부와 연속하여 형성되고, 상기 패킹장치의 외부로 연장되는 연장축부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어펌프의 압력밸브장치.
제4항에 있어서,
상기 로터는,
상기 관통축부의 직경에 대응되는 내경을 가지고 상기 관통축부의 둘레에 착탈가능하게 결합되며, 상기 패킹장치와 접하는 슬리브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기어펌프의 압력밸브장치.
제1항에 있어서,
상기 패킹장치는,
상기 로터의 둘레에 배치되는 메인패킹부재;
내경부가 상기 메인패킹부재와 접하고, 외경부가 상기 케이싱커버에 형성된 메인체결부와 마주하는 메인가압부재; 및
상기 메인가압부재를 관통하여 상기 메인체결부에 체결되고, 상기 메인체결부와 상기 케이싱커버간의 간격을 조절하면서 상기 로터에 대한 상기 메인패킹부재의 밀착력을 증감조절하는 메인체결부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어펌프의 압력밸브장치.
제1항에 있어서,
상기 압력조절유로부는,
상기 배출부에서 상기 로터관통부까지 연장되게 형성되는 유입유로부; 및
상기 로터관통부에서 상기 유입부까지 연장되게 형성되는 배출유로부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어펌프의 압력밸브장치.
제7항에 있어서,
상기 유입유로부는,
상기 케이싱본체 상에 상기 로터설치부와 이격되게 배치되고, 상기 배출부에서 상기 케이싱커버와 접하는 단부까지 연장되게 형성되는 제1유입유로부; 및
상기 제1유입유로부에서 상기 로터관통부까지 연장되게 형성되고, 상기 케이싱본체와 접하는 상기 케이싱커버의 단부 상에 함몰되게 형성되는 제2유입유로부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어펌프의 압력밸브장치.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 배출유로부는,
상기 케이싱본체 상에 상기 로터설치부와 이격되게 배치되고, 상기 유입부에서 상기 케이싱커버와 접하는 단부까지 연장되게 형성되는 제2배출유로부; 및
상기 제2배출유로부에서 상기 로터관통부까지 연장되게 형성되고, 상기 케이싱본체와 접하는 상기 케이싱커버의 단부 상에 함몰되게 형성되는 제1배출유로부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어펌프의 압력밸브장치.
제1항에 있어서,
상기 압력조절장치는,
단부가 상기 압력조절유로부에 인입되게 배치되고, 상기 압력조절유로부에 근접하거나 이격되게 이동되면서 상기 압력조절유로부의 개방단면적을 증감조절하는 압력조절핀;
상기 압력조절핀의 둘레에 배치되는 조절패킹부재;
상기 압력조절핀과 동축 상에 설치되며, 내경부가 상기 조절패킹부재와 접하고, 외경부가 상기 케이싱커버에 형성된 조절체결부와 마주하는 조절가압부재; 및
상기 조절가압부재를 관통하여 상기 조절체결부에 체결되고, 상기 조절가압부재와 상기 케이싱커버간의 간격을 조절하면서 상기 압력조절핀에 대한 상기 조절패킹부재의 밀착력을 증감조절하는 조절체결부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어펌프의 압력밸브장치.
제10항에 있어서,
상기 압력조절핀은,
상기 압력조절유로부에 인입되는 유로인입부;
상기 유로인입부와 연속하여 형성되고, 상기 유로인입부에서 멀어질수록 너비가 확장되는 형상을 가지는 테이퍼부; 및
상기 테이퍼부와 연속하여 형성되고, 상기 조절가압부재에 축방향으로 이동가능하게 체결되는 이동체결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어펌프의 압력밸브장치.
제11항에 있어서,
상기 압력조절핀은,
상기 이동체결부와 연속하여 형성되고, 상기 압력조절장치의 외부로 연장되는 고정체결부;를 더 포함하고,
상기 압력조절장치는,
상기 고정체결부의 둘레에 나사체결되고, 상기 조절가압부재와 압접된 상태로 상기 압력조절핀의 이동을 구속하는 고정핸들;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기어펌프의 압력밸브장치.