KR100216196B1 - 마그네트식 다이아프램 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그 내부에 다수의 마그네트를 적절한 극성으로 배치하여 비첩촉이며 연속적인 펌핑방식으로 다이아프램의 구동을 실현하기 위한 마그네트식 다이아프램 펌프에 관한 것이다.

그 마그네트식 다이아프램 펌프는, 흡입밸브(22)가 서로 독립적인 유로를 통하여 하나의 토출밸브(23)로 연통되는 내부구조를 형성하는 다이아프램 고정판(27); 상기 다이아프램 고정판(27)에 의해 하우징(21) 내부에서 그 외주면을 따라 기밀하게 장착되는 다이아프램(26); 상기 다이아프램(26)의 상부면에 장착되고, 소정의 체결수단을 지니는 종동판(24); 상기 종동판(24)의 하방향에 각각 위치하고, 그 회전중심선이 수평이 되도록 구동축(13)에 장착되는 구동판(14); 그리고 상기 종동판(24) 및 구동판(14)에 각각 장착되고, 다이아프램(26)의 상하 피스톤 운동을 유발하는 펌핑수단을 구비한다.

이에 따라, 비접촉 및 교번방식으로 상하 피스톤 운동을 유발하여 연속적으로 펌핑함으로써, 관련 부품 및 펌프의 수명을 증가시키고 작동에 따른 소음 및 맥동을 감소시키는 효과가 있다.

Description

마그네트식 다이아프램 펌프

모면은 본 발명의 한 실시예를 나타내는 것으로서,제1도는 펌프의 내부 구조를 나타내는 예시도,제2도(a), (b)는 제1도의 구동,/종동 마그네트의 배치상태를 나타내는 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 모터조립체 11, 21 : 하우징

12 : 로터 및 스테이터 13 : 구동축

14 : 구동판 15 : 구동 마그네트

16 : 베어링 20 : 펌프조립체

22 : 흡입밸브 23 : 토출밸브

24 : 종동판 25 : 종동마그네트

26 : 다이아프램 27 : 다이아프램 고정판

27a : 흡입구 27b : 토출구

28 : 지지판N, S : 자극(磁極)

본 발명은 마그네트식 다이아프램 펌프에 관한 것으로서, 특히 그내부에 다수의 마그네트를 적절한 극성으로 배치하여 비접촉이며 연속적인 펌핑방식으로 다이아프램의 구동을 실현하기 위한 마그네트식 다이아프램펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 정수기 등의 식수 공급수단으로는 습동부가 물과 함께 미끄럼 마찰되는 피스톤 펌프 또는 베인(Vane)펌프 보다는 작동부가 물과원천 격리되는 다이아프램 펌프(일명 격막 펌프)를 사용하여, 식수에 이물질이 발생하거나 변질되는 것을 방지할 수 있다. 다이아프램 펌프는 신축성이 좋은 재질의 다이아프램을 상하 피스톤 운동시키면 유체의 펌핑 각업을 수행하는데, 그 운동력은 회전력을 발생하는 모터와 그 회전력을 상하피스톤 운동으로 전환하는 캠 기구에 의하여 전달받게 된다.

이때, 이러한 캠 기구는 통상적으로 캠·커넥팅 로드등 비교적 복잡한 기구 구성으로 형성되어 재료비 상승의 한 요인이 되고 있을 뿐아니라, 캠 작용이 접촉식 운동이므로 펌프 회전에 따른 작동 소음이 크고 캠기구 마모에 의한 펌프 성능 저하 내지는 수명 단축의 현상을 초래하는 단점이 있다, 또한 캠·커넥팅 로드 기구는 펌핑 압력에 맥동을 유발시키기 쉬운데, 맥동압의 감쇠 또는 펌프 용량의 증대를 위해서 다이아프램 상에서 펌핑 작용을 하는 피스톤 부를 많이 설치한다면 전술한 경제성 및 각동소음 측면의 단점은 더욱 두드러긴다.

따라서, 본 발명의 목적은 다이아프램의 구동 수단으르 캠 기구를사용하는 대신 다수의 마그네트에 의한 비접촉 방식의 기구를 채용하고 단순화한 내부 구성을 실현하여 펌프 성능 거하 및 수명 감소를 방지하면서 작동 소음도 줄이는 마그네트식 다이아프램 펌프를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 흡입밸브가 서로 독립적인유로를 통하여 하나의 토출밸브로 연통되는 내부구조를 형성하는 다이아프램 고정판; 상기 다이아프램 고정판에 의해 하우징 내부에서 그 외주면을 따라 기밀되게 장착되는 다이아프램;상기 다이아프램의 상부면에 장착됨과 더불어 소정의 체결수단을 지니는 종동판; 상기 종동판의 하방향에 각각 위치함과 더불어 그 회전중심선이 수평이 되도록 구동축에 장착되는 구동판; 그리고 상기 구동축의 회전에 따라 일순간에 어느 한쪽에 인력/척력이 작용하면 다른 한쪽에는 그와 반대되는 척력/인럭이 각용하여 다이아프램의 상하 피스톤 운동을 유발하도록 구동판의 하측에서 일정 원주 상에 각각 장착되는 구동 마그네트와 종동판의 외주면에서 일정 원주 상에 각각장착되는 종동 마그네트가 서로 대향되게 배치된 펌핑수단을 포함하여 구성되는것을 특징으로 하는 마그네트식 다이아프램 펌프를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다.

제1도는 펌프의 내부 구조를 나타내는 예시도가 도시된다.

다이아프램 펌프는 크게 전기적인 힘을 회전력으로 변환하는 모터조립체(10) 및 그 회전력으로 유체를 이송하는 펌프조립체(20)로 구분되어 일체로 장착되는데, 본 발명에서는 모터 조립체(10)가 펌프조립체(20)의 측면으로 연결되는 구조를 지닌다.

상기 모터 조립체(10)는 하우징(11) 내부에 장착되는 로터 및 스테이터(12)에 의해 발생되는 전자기력이 구동축(13)예서 회전력으로 변환된다. 구동축(]3)은 전방의 베어링(16)을 개재하여 지기되고 연장되어 펌프조립체(20) 측의 하우징(21) 내에 진입된다. 하우징(21)은 외부에 배관 연결을위한 연실부(도시생략)가 형성된다.

싱기 펌프조립체(20)는 모터 조립체(10)의 구동축(13)으로 부터 회전럭을 선달받아 유체를 펌핑하는 부분으로서, 그 상부에서 다이아프램 고정판(27) 및 하우징(21)이 기밀되도록 장착되고 내부에 구동판(14)·다이아프램(26)·공동판(24)·홉입밸브(22)·토출밸브(23) 등을 장착한 구조이다.

다이아프램 고정판(27)에는 흡입구(27a) 및 토출구(27a)가 헝성되는데, 토출구(7b)는 중앙에 1개소가 위치하고 흡입구(27a)는 토출구(27b)의 좌우측에 위치한다. 상기 흡입구(27a) 및 토출구(27b)에 각각 장착되는 흡입밸브(22) 및 토출밸브(23)는 양면의 압력차에 의해 용이하게 신축되면시 흡입구(27a) 및 토출구(27b)를 개폐하여 유체의 흐름을 일방향으로 유지시킨다. 이때의 다이아프램 고정판(27)은 상기 흡입밸브(22)가 서로 독립적인유로를 통하여 하나의 토출밸브(23)로 인통되는 내부구조를 지니므로, 각각의 흡입밸브(22)는 서로 영향을 끼치지 않고 독립적으로 유체를 흡입하고 토출밸브(23)로 배출한다.

구동축(13) 상에 장착되는 구동판(14)은 좌우대칭의 단면 형상을 지니는 원판 형상으로 형성되고 그 회전중심선이 수평이 되도록 장착된다.

구동판(14)은 구동축의 통상적 회전수 300∼400rpm에서 진동을 유발하지않도록 회전 밸런스가 조정된다.

구동판(14)과 일정한 간격을 유지하고 배치되는 다이아프램(26)은 하우징(2]) 및 다이아프램 고정판(27)에 의해 그 외주면이 기밀되게 고정된다. 다이아프램(26)의 소정 원주 상(도시에서는 좌우 각 1개소)에는 굴곡부를 헝성하여 그 지점에서 상하 피스톤 운동이 이루어지게 하고, 그 중앙은 지지판(28)에 고정하여 처짐이 발생하지 않게 한다. 그 굴곡부의 상부면에 조정의 체결수단을 지닌 종동판(24)이 장착된다.

이때, 상기 구동판(14) 및 종동판(24) 상에는 각각 구동 마그네트(15) 및 종동 마그네트(25)가 장착되어 다이아프램(26)의 상하 피스톤 운동을 유발시킨다. 구동 마그네트(15)는 구동판(14)의 외주면에서 일정 원구상에 끼워맞춤 또는 접착으로 장착되고, 종동 마그네트(25)는 종동판(24)의 하부면에서 구동 마그네트(15)의 측면과 일정한 간격을 유지하도록 종동판(24)의 체결수단(예컨대 볼트)에 의해 장착된다. 전자는 구동판(14)과 함께회전되므로 회전 밸런스가 유지되도록 하며 후자는 다이아프램(26)의 기밀성을 유지하여 모터 조립체(10)로 유체가 유입되지 않도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 다이아프램(26)의 상하 피스톤 운동은 구동마그네트(15) 및 종동 마크네트(2l5)의 교번되는 인력(引力)과 척력(斥力)에의헤 좌우되므로 구동판(14), 종동판(24) 및 종동판(24)의 체결수단 등은 비자성체 재질을 사용하여 인력과 척력의 균형이 깨어지는 것을 (실제로는인력이 중가되는 것) 방지하는 것야 바람직하다,제2도(a), (b)는 제1도의 구동/종동 마그네트의 배치상태틀 나타내는 사시도가 도시된다.

제2도(a)에서, 구동 마그네트(15)는 도너츠 형상이고 N극과 S극이 서로 교대로 배치된다. 도시와 같이 4개의 극이 장착되는 경우 구동축(13)의 1회전에 따라 다이아프램(26) 일지점의 인력과 척력은 4번 바뀌므로 2행정의 피스톤 운동이 유도된다.

이러한 구동 마그네트(15)는 종동 마그네트(25)와 함께 소요되는 인력과 척력을 발생시킬 수 있는 소정의 가우스(gauss)치를 유지하며, 도시와 같이 연속적인 환상으로 배치하거나 도시에는 없으나 극(極)간에 일정간각을 유지하며 단속적으로 배치할 수 있다.

제2도(b)에서, 종동판(24)과 함께 다이아프램(26)상에 고정되는 종동 마그네트(25)는 상기 구동 마그네트(15)와 동일한 가우스치로 형성하고, 구동 마그네트(15)의 외주 측면과 그 중심이 일치하도록 배치시켜 수직방항으로 최대의 인력과 척력이 작용하도록 한다.

이때, 상기의 구동 마그네트(15) 및 종동 마그네트(25)는 다 같이 페라이드(ferrite)자석을 사용하며, 그 수량은 홉입구(27a)(제 1도 참고)의수와 일치시킨다. 본 실시예에서는 2개의 흡입구(27a)가 형성되고, 그 흡입구(27a)를 개폐하는 흡입밸브(22)와 동일한 위치에 동일 수량의 구동 마그네트(15) 및 종동 마그네트(25)를 장착한다. 이러한 구동 마그네트(15) 및 종동 마그네트(25)는 구동축(13)의 회전에 따라 일순간에 어느 한쪽에 인럭/척력이 삭용하면 다른 한쪽에는 그와 반대되는 척력/인력이 작용하도록대향되게 장착하는데, 구동 마그네트(15) 또는 종동 마그네트(25)중 한쪽의것만 극성을 바꾸어 조립함으로써 실현될 수 있다.

한편, 이러한 흡입구(27a)·구동 마그네트(15)·종동 마그네트(25)의 수량은 소요 토출량을 고려하여 적절히 증감하는 것도 가능하다. 흡입구(27al)·종동 마그네트(25)는 펌프익 구조변경을 수반하므로 용이하지 않은점이 있으나, 구동 마그네트(15)는 펌프 구조변경을 수반하지 않으므로 비교적 용이하게게 N극 및 S극수를 증가시켜 다이아프램(26)의 원활한 상하피스톤 운동 및 맥동압 감소의 효과를 얻을 수 있다. 제1도 및 제2도를 이용하여 작동을 살펴본다.

구동축(13)과 함꼐 회전되는 구동 마그네트(15)는 4극이고 종동판(24)상에 고정되는 종동 마그네트(25)는 2극으로 형성되므로 1/4 회전할 때마다 그 대향하고 있는 극성이 바뀐다. 구동 마그네트(15)의 회전 중에 다른 극끼리 대향하는 순간에는 종동 마그네트(25)의 인력이 다이아프램(26)을 해강시켜 흡입밸브(22) 양면의 압력차로 유체가 유입되고, 같은 극끼리대항하는 순간에는 종동 마그네트(25)의 척력이 다이아프램(26)을 상승시켜 흡입밸브(22)를 차단시킴과 동시에 토출밸브(23) 양면의 압력차로 유체가토출된다.

따라서, 구동축(13)의 1회전에 따라 어느 하나의 종동 마그네트(25)에는 인력과 척력이 4번 바뀌어 작용되지만, 한쪽의 흡입밸브(22)가 개방되어 유체를 흡입하는 동안 다른쪽의 흡입밸브(22)는 닫히고 토출밸브(23)가 개방되어 유체를 배출하므로, 서로 교번되는 피스톤 운동에 의해 맥동이적은 연속적인 펌핑이 가능하다.

이상과 같이 본 발명은 다이아프램에 다수의 마그네트를 장착하고 비접촉 및 교번방식으로 상하 피스톤 운동을 유발하여 연속적으로 펌핑·함으로써, 관련 부품 및 펌프의 수명을 증가시키고 각동에 따른 소음 및 맥동을 감소시키는 효과가 있다.

본 발명은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특히청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

Claims (1)

1. 모터 조립체(10)의 구동축(13)으로부터 구동력을 제공받고, 하우징(21) 내부의 흡입구(27a) 및 토출구(27b)에 각각 장착되는 흡입밸브(22) 및 토출밸브(23)로 유체를 펌핑하는 펌프 조립체(20)에 있어서, 상기 흡입밸브(22)가 서로 독립적인 유로를 통하여 하난의 토출밸브(23)로 연통되는 내부구조를 형성하는 다이아프램 고정판(27), 상기 다이아프램 고정판(27)에 의해 하우징(21) 내부에서 그 외주면을 따라 기밀되게 장착되는 다이아프램(26), 상기 다이아프램(26)의 상부면에 장착됨과 더불어 소정이 체결수단을 지니는 종동판(24), 상기 종동판(24)의 하방향에 각각 위치함과 더불어 그 회전중심선이 수평이 되도록 구동축(13)에 장착되는 구동판(14), 그리고 상기 구동축(13)의 회전에 따라 일순간에 어느 한쪽에 인력/척력이 작용하면 작용하면 다른 한쪽에는 그와 반대되는 척력/인력이 작용하여 다이아프램(26)의 상하 피스톤 운동을 유발하도록 구동판(14)의 하측에서 일정 원주상에 각각 장착되는 구동 마그네트(15)와 종동판(24)의 외주면에서 일정 원주 상에 각각 장착되는 종동 마그네트(25)가 서로 대향되게 배치된 펌핑수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마그네트식 다이아프램 펌프.