작동원리

대봉 모노펌프

모노펌프는 정량펌프로써 주요구조는 회전부인 로터와 고정부인 스테이터로 구성되어 있고 로터가 스테이터 안에서 회전하게 된다. 로터는 매우 복잡한 피치의 형태로서 길게 꼬여있는 형태이다. 스테이터는 로터의 두배의 피치로 되어있다.
그 결과, 편심으로 돌아가는 로터와 스테이터 사이에 일정한 공간이 생기게 된다. 이 공간은 끊임없이 흡입하고 토출하는 기능을 하게 된다.

대봉 모노펌프는 어떻게 작동되는가？

아래의 그림은 스테이터 축 위의 임의의 점을 통한 단면과 그 안에서 연관되어 움직이는 로터의 단면 그리고 스테이터 단면의 원형을 보여준다.

로터 단면의 중심점인 Mr은 로터 자신이 로터의 주축인 Mrh를 따라 회전할 때 직선운동을 하게 된다. 가상의 원인 Kg내에서의 세부적인 운동은 로터 단면의 중심점인 Mr의 원주상에서 Kr이 롤링할 때에 발생한다. 점 Mr0, Mr1, Mr2,......Mrx 집합은 이와 같은 운동학적인 작용내에서의 Hypocycloid를 나타내고 있다. Kg(base circle)의 반지름은 롤링 원 Kr의 지름과 동일하고 점 Mr의 변위-소위 특별한 혹은 변위적인 Hypocycloid라 불리우는 형태인 롤링 원의 원주상에 있는-즉, Mr0~Mrx와도 동일하다.

스테이터의 단면은 Hypocycloid의 두 끝점 Mr0와 Mrx를 지나는 작은 원과 롤링 원 (Kr) 지름의 두배 길이인 두개의 접선으로 구성된다. 이는 편심률(e) 의 4배에 해당된다. 그래서 이는 마치 로터 단면의 중심점과 로터 최대경로 사이의 거리인 것처럼 보여진다.

따라서 회전은 로터단면 운동과 스테이터 단면 구조 형성에 기초가 된다. 이와같은 기초적인 부분이 회전하는 펌프 시스템 생산에 사용 될 수 있다. 즉, 연속되는 토출과 저압력 부위와 고압력 부위사이에 끊임없이 유동하는 밀폐선을 형성함으로써 흡입과 압축 양기능을 동시에 생성해 낸다. 모든 단계에서 이같은 밀폐가 지속될 때 일정하게 밀폐된 공간이 있게 된다. 이 공간은 일정한 간격으로 배열되어 있는 축처럼 하나의 회전체 위의 로터의 단면에 의해 만들어지는 것이 가능하다.

만약 이 두점 사이에서 로터 단면부의 무수한 경우를 도입하려 한다면 결과적으로 로터 단면의 연속인 로터 자체의 형태를 얻을 수 있게 된다. 로터 단면부의 각 위치는 각각 스테이터 단면부의 내에 있게 된다. 그래서 로터가 회전할 때 어떤 위치에서도 직선운동을 생성할 수 있다. 보기2의 로러 단면 위치에 따라서 관련된 스테이터 단면부의 세로축은 참조도의 0도에서의 단면부와 연관 되어야 한다. 45도는 0도 상의 로터 단면부각의 반이다. 왜냐하면 기초적인 Kr-이것은 스테이터 단면부의 기초 크기이다.-은 로터 단면부의 중심점인 점Mr 원주상의 롤링 원Kr 지름의 두배이다.

그래서 로터와 스테이터 각각의 위치각은 서로서로 연관되면서 지속되어진다. 만약 옵셑이 360도인 두 개의 스테이터 단면부 사이의 공간이 한피치 내에서 연관된 로터 단면부에 의해 밀폐 된다면 로터와 스테이터 사이의 밀폐된 공간이 만들어지게 된다. 그에 따라서 로터는 이러한 요구를 충족 시키기 위해서 반드시 두 피치(720도)가 되어야 한다. 스테이터 단면부의 0도에서 360도 사이의 점들의 집합으로부터 나온 라인은 결과적으로 연속되는 뛰어난 밀폐 라인을 구성한다.

이것으로 스테이터는 두개의 공간으로 나누어지게 되는데 회전하는 동안 공간의 양에 있어서는 그렇지 않고 일정하다. 이 라인은 역시 흡입압력과 토출압력을 가르는 경계 라인이 된다. 그래서 이와 같은 분리된 끊김이 없는 밀폐라인을 있게 하는 효과를 발생 시킨다. 이것은 송출 압력이 새롭게 시작되면 그와 동시에 흡입압력이 생기는 것을 의미한다.

표1은 로터의 복잡한 운동을 나타내고 있는데, 첫째로 메인 축 Mrh를 따르는 회전과 편심률 만큼의 스테이터 축 MS를 따르는 이 축의 편심 회전, 이 두 운동은 Hypocycloid의 수학적 산출인 중심점의 직선경로를 결과적으로 나타내게 된다.

표l, 2, 3을 통해서 로터의 1회전당 이론 토출량을 구할 수 있다.

Qth=4e*Dr*Hs e=로터 편심률 Dr=로터 단면 지름 HS=(스테이터 피치)/(로터의 2피치)