KR0154409B1 - 압력 제어형 전자 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자 펌프에 있어서, 토출압력 조정용 모터, 상기 모터를 상기 펌프 몸체에 결합시켜주며 중심에 육각 구멍이 형성되어 있는 플랜지, 내경은 정밀 원통가공 되고 외경은 플랜지에 장착되도록 육각부로 형성되어 숫나사를 구비하고 있으며 한쪽 끝에 멈춤링을 구비하고 있어 너트에 의해 상기 플랜지에 장착되도록 된 형상의 리테이너, 상기 리테이너의 내경 부위에 내삽되며 내경부가 나사 가공됨과 동시에 한쪽 구멍이 모터의 토오크를 전달하기 위한 스플라인으로 형성되어 있는 회전로터, 상기 회전로터의 회전력이 직선운동으로 변환되는 나사축이 일체로 형성되어 있으며 내부에 밸브 시트를 누르고 있는 압축 스프링이 장착되어 있는 릴리프 밸브로 구성되어 있는 압력 제어형 전자 펌프에 관한 것이다.

Description

압력 제어형 전자 펌프

제1도는 종래의 전자 펌프의 종단면도.

제2도는 종래의 전자 펌프의 횡단면도.

제3도는 본 발명에 따른 압력 제어형 전자 펌프의 비례 제어 릴리프 밸브의 부분 단면 상세도.

제4도는 온도 제어 단계를 개략적으로 나타내는 블록도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 압력 제어형 전자 펌프 3 : 모터

5 : 플랜지 7 : 리테이너

11 : 회전 로터 13 : 리테이너

17 : 멈춤링 21 : 스플라인

23 : 나사축 25 : 밸브 시트

본 발명은 압력 제어형 전자 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 펌프 토출 측의 릴리프 밸브 압력 조절변의 조절을 모터를 이용해 비례제어함으로써 토출 압력을 변화시켜 연료의 토출 유량을 조정하도록 되어 있는 압력 제어형 전자 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 제1도 및 제2도에 도시되어 있는 바와 같이, 솔레노이드(103)의 권취코일(103)에 단속적으로 가해지는 전류펄스에 의해서 플런지(105)가 상하 왕복운동을 함에 따라 유체가 토출노즐(107)을 통해 토출되는 유량형 전자펌프(101)는 토출 챔버(109)에 유입되는 유체를 소정의 압력 이하로 유지하기 위해 토출 노즐(107) 반대쪽에 릴리브 밸브 조립체(111)를 구비하고 있다.

따라서, 토출 챔버(109)내의 토출 압력이 압력조절변(113)에 의해 소정값으로 설정되어 있는 압력을 상회하면 토출 챔버(109) 내의 유체는 토출 노즐(107)로 토출되기에 앞서, 압력조절변(113) 내부에 장착된 압축 스프링(115)에 의해 토출측으로 가압되어 있는 릴리프 밸브 조립체(111)를 뒤쪽으로 밀고 들어가 유입 챔버(117)로 바이패스되도록 되어 있다. 이와 같이 토출압력은 압력조절변(113)에 의해 설정된 소정의 압력값으로 유지된다.

그러나, 이와 같이 압력 조절변을 이용한 토출압력 조절은 사용자가 그때 그때 필요에 따라 조절변을 회전시켜야 하기 때문에 사용 여건에 따라 원활한 대응을 할 수 없었다.

따라서, 본 발명은 이러한 단점을 보완하기 위해 안출된 것으로, 압력형 전자펌프의 수동 릴리프 밸브에 DC 모터를 장착하고 D/C 모터의 회전력을 직선운동으로 변환시키는 기구를 이 모터의 회전축에 연결하여, 온도에 따라 D/C 모터의 극과 회전위상 즉 회전 방향과 릴리프 밸브의 스트로크를 조정하여 릴리프 밸브에 의해 복귀되는 바이패스 유량을 조정하며, 최종 토출되는 압력을 제어하는 것을 목적으로 한다.

또한, 이와 같이 최종 토출 압력을 비례제어하기 위해 비례 솔레노이드(proportional solenoid)를 장착한 것이 있으나, 비례 솔레노이드의 직선 스트로크를 일정하게 유지하기 위해서는 계속적으로 전원을 공급하여야 하므로 계속적인 전원 소모가 따라야 하며, 이러한 경우 솔레노이드의 과열 등의 문제로 인해 일정한 전압, 전류에 대해서도 열화로 인한 자기력의 저하 때문에 일정한 압력을 유지하는데에도 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 또다른 목적은 모터의 정·역회전을 제어하여 버너의 연소 연료량을 제어함으로써 일정 제어 설정시(통상적인 사용 환경) 계속적인 전원공급에 의한 스트로크 유지 필요성이 없도록 하는데 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 전자 펌프에 있어서, 토출압력 조정용 모터, 이 모터를 펌프 몸체에 결합시켜 주며 중심에 육각구멍이 형성되어 있는 플랜지, 내경은 정밀 원통가공 되고 외경은 플랜지에 장착되도록 육각부로 형성되어 숫나사를 구비하고 있으며 한쪽 끝에 멈춤링을 구비하고 있어 너트에 의해 플랜지에 장착되도록 된 형상의 리테이너, 이 리테이너의 내경 부위에 내삽되며 내경부가 나사 가공됨과 동시에 한쪽 구멍이 모터의 토오크를 전달하기 위한 스플라인으로 형성되어 있는 회전 로터, 이 회전로터의 회전력이 직선운동으로 변환되는 나사축이 일체로 형성되어 있으며 내부에 밸브 시트를 누르고 있는 압축 스프링이 장착되어 있는 릴리프 밸브로 구성되어 있는 압력 제어형 전자 펌프를 제공하고자 하는 것이다.

이하 첨부도면을 참조로 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 압력 제어형 전자 펌프(1)는 감속비가 큰 기어드(geared) 모터(3)를 사용해 토출 압력을 조정하게 된다.

이때, 모터(3)의 출력 제어는 제4도에 도시되어 있는 바와 같이, 최초온도제어 신호에 의해서 연소 버너의 불꽃제어가 이루어지며 이에 따라 보일러의 온수 온도가 일정값으로 정해져 출력된다.

다음에 온도 및 사용환경에 대한 ECU 제어 해석을 통해 모터의 출력을 제어하게 되면 펌프의 토출압력제어 즉 연료량의 제어가 이루어져 이때의 연료량에 따라 온도제어 신호를 재차 연소 버너로 보내게 되면서 전체 제어 사이클이 완료된다.

모터(3)는 플랜지(5)에 의해 펌프 몸체에 결합된다. 이 플랜지(5)는 리테이너(7)를 삽입 안착시키기 위한 육각구멍(9)이 중심에 있고, 모터(3)와 펌프 몸체에 장착하기 위한 형상으로 되어 있다.

리테이너(7)는 내부에 회전로터(11)를 구비하고 플랜지(5)에 견고히 장착될 수 있는 형태로서, 부상되는 형상에 내경은 정밀 원통가공 되고, 외경은 플랜지(5)에 장착되도록 육각부(13)으로 되어 있고, 숫나사(15)를 구비하고 있으며 한쪽 끝은 멈춤링(17)을 구비하고 너트(19)에 의해 플랜지(5)에 장착되도록 된 형상을 가지고 있다.

회전로터(11)는 리테이너(7)의 내경 부위에 내삽되어 모터(3)의 회전력을 릴리프 밸브에 직선운동으로 변환시켜 주는 부품으로서 나선을 가공하고 이때 릴리프 밸브(19)의 나사부위가 회전로터(11)의 회전방향에 따라 좌우에 직선 운동하게 된다.

회전로터(11)의 한쪽 구멍은 모터(3)의 토오크를 전달하기 위한 키홈구멍 혹은 스플라인(21)으로 구성되고 나머지는 나선으로 형성되어 있다.

장착방법은 리테이너(7) 상에 끼운 상태에서 한쪽 끝에 멈춤링(17)을 끼워 좌우운동을 구속하도록 하고, 회전운동만 가능하도록 한다.

릴리프 밸브(19)는 회전로터(11)의 회전력이 릴리프 밸브(19)의 나사부에 조립되어 직선운동으로 변환되는 나사축(23)이 일체로 형성되어 있으며 이 나사축(23)의 직선운동에 의해 밸브 시트(25)를 누르고 있는 압축 스프링(27)의 압축을 조절하여 바이패스되는 유체의 토출압력을 설정하도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 압력 제어형 전자 펌프에 따르면, 이러한 토출 압력의 변화에 따라 노즐을 통해 분사되는 연료의 유량이 조정되므로 최종적으로 버터의 화염을 제어하여(연소제어) 이것에 의해 제어되는 난방수의 온도를 원하는 정도로 원활히 제어할 수 있다.

또한, 모터의 정·역회전을 제어하여 버너의 연소 연료량을 제어함으로써 적정한 수준으로의 제어 설정으로 통상적인 사용 환경의 경우 계속적으로 전원 공급을 유지할 필요성이 없게 된다.

또한, 모터의 ON, OFF 제어가 가능하면서도 정·역회전의 제어가 비교적 경제적으로 구현되므로 증폭기 등의 복잡한 제어기 구성으로 인한 비례 제어 밸브의 단가 상승을 방지하여 경제적인 생산을 가능하게 해준다.

온도제어에 능동적으로 제어하기 위한 인공지능 알고리즘의 도입에 의해서 회전 시간 및 방향만을 제어하는 형식으로 학습제어 알고리즘을 경제적으로 구현할 수 있으며 모터의 회전 방향 제어가 D/C 모터를 사용하여 이루어지므로 전극 교환 만으로 회전 방향제어가 용이하게 이루어지고, 이때 SSR(Solid State Relay)등의 포토 릴레이(poto-relay)를 사용하여 내구성 및 교란 등에 의한 제어 문제점을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 전자펌프는 첨부 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 발명의 상세한 설명 및 도면을 통하여 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 수정 및 변경이 가능하다 할 것이다.

Claims (1)

1. 전자 펌프에 있어서, 토출압력 조정용 모터(3), 상기 모터(3)를 상기 펌프 몸체에 결합시켜주며 중심에 육각 구멍(9)이 형성되어 있는 플랜지(5), 내경은 정밀 원통가공 되고 외경은 플랜지(5)에 장착되도록 육각부(13)로 형성되어 숫나사(15)를 구비하고 있으며 한쪽 끝에 멈춤링(17)을 구비하고 있어 너트(19)에 의해 상기 플랜지(5)에 장착되도록 된 형상의 리테이너(7), 상기 리테이너(7)의 내경 부위에 내삽되며 내경부가 나사 가공됨과 동시에 한쪽 구멍이 모터(3)의 토오크를 전달하기 위한 스플라인(21)으로 형성되어 있는 회전 로터(11), 상기 회전 로터(11)의 회전력이 직선운동으로 변환되는 나사축(23)이 일체로 형성되어 있으며 내부에 밸브 시트(25)를 누르고 있는 압축 스프링(27)이 장착되어 있는 릴리프 밸브(19)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 압력 제어형 전자 펌프.