KR100469681B1 - 병렬구조의 용적식 펌프 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 1개의 챔버를 갖는 외통형 실린더들이 일렬로 나란하게 배열되며, 상기 실린더내에 배치되는 피스톤이 1개의 구동 샤프트에 의해 구동되고, 상기 피스톤들이 서로 위상차를 가지며 펌핑 운동을 하는 병렬구조의 용적식 펌프에 관한 것이다.
본 발명에 따른 병렬구조의 용적식 펌프는 1개의 회전중심축(X)을 가진 구동 샤프트(3)에 의해 제 1 및 제 2 피스톤(5, 7)이 나란하게 병렬로 배열된 제 1 및 제 2 실린더(11, 13)에 각각 내접하는 편심회전운동을 하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 실린더와 그에 내접하는 가동부재 사이의 밀폐공간 변화로 유체를 펌핑하는 병렬구조의 용적식 펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 1개의 챔버를 갖는 외통형 실린더들이 일렬로 나란하게 배열되며, 상기 실린더내에 배치되는 피스톤이 1개의 구동 샤프트에 의해 구동되고, 상기 피스톤들이 서로 위상차를 가지며 펌핑 운동을 하는 병렬구조의 용적식 펌프에 관한 것이다.
본 출원인의 특허출원 제 2001-20556호 및 실용신안등록 제 10-240462호에 "용적식 펌프"가 소개되어 있다.
그러나, 상기 용적식 펌프는 편심 샤프트에 의해 피스톤이 편심회전운동을 할 때 진동이 발생하고 피스톤의 편심회전에 의해 펌핑물의 흡입 및 토출이 발생하기 때문에 흡입과 토출 과정 사이의 시간간격으로 인해 유체의 흐름이 불안정하게 되므로서 맥동 현상이 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 외통형 실린더가 일렬로 나란하게 배열되며, 상기 실린더내에 배치되는 피스톤이 1개의 구동 샤프트에 의해 구동되고, 상기 피스톤들이 서로 위상차를 가지며 펌핑 운동을 하므로서 진동 및 맥동 현상을 현저하게 감소시킬 수 있는 병렬구조의 용적식 펌프를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 병렬구조의 용적식 펌프의 일례는 1개의 회전중심축을 가진 구동 샤프트에 의해 제 1 및 제 2 피스톤이 나란하게 병렬로 배열된 제 1 및 제 2 실린더에 각각 내접하는 편심회전운동을 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 피스톤은 샤프트에 끼워지는 캠과, 상기 캠의 외주면에 장착되는 베어링과, 상기 베어링의 외피에 피복되는 탄성부재로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 피스톤은 캠의 노즈부가 서로 반대로 배치되어 제 1 및 제 2 실린더에 각각 내접하는 편심회전운동을 할 때 180도의 위상차를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 실린더는 중간커버에 의해 서로 분리되고, 상기 제 1 실린더의 정면에 정면커버가 장착되고, 상기 제 2 실린더의 후면에 후면커버가 장착되고, 상기 정면커버, 제 1 실린더, 중간커버 및 제 2 실린더에는 각각 정면에서 후방으로 흡입구 및 토출구가 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 실린더에는 상기 흡입구에 연결되는 유입구가 형성되고, 상기 토출구에 연결되는 배출구가 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 고안에 따른 병렬구조의 용적식 펌프를 도시한 측단면도
도 2는 도 1의 캠을 도시한 사시도
도 3은 도 1의 실린더를 도시한 분해 사시도
도 4는 도 1의 실린더에서 피스톤 운동을 도시한 A-A선 단면도
도 5는 도 1의 실린더에서 피스톤 운동을 도시한 B-B선 단면도
*도면의 주요부분에 대한 부호설명*
3 : 구동 샤프트 5, 7 : 피스톤
11, 13 : 실린더 21 : 캠
25 : 베어링 27 : 탄성부재
31 : 중간커버 33 : 정면커버
35 : 후면커버
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 병렬구조의 용적식 펌프는 1개의 회전중심축(X : axis)을 가진 구동 샤프트(3)에 의해 제 1 및 제 2 피스톤(5, 7)이 나란하게 병렬로 배열된 제 1 및 제 2 실린더(11, 13)에 각각 내접하는 편심회전운동을 한다.
상기 제 1 및 제 2 피스톤(5, 7)은 그 구성이 서로 같으며, 구동 샤프트(3)에 끼워지는 캠(21)과, 상기 캠(21)의 외주면에 장착되는 베어링(25)과, 상기 베어링(25)의 외피에 피복되는 탄성부재(27)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 제 1 및 제 2 피스톤(5, 7)은 캠(21)의 노즈부(23; 도 2 참조)가 서로 반대로 배치되어 제 1 및 제 2 실린더(11, 13)에 각각 내접하는 편심회전운동을 할 때 180도의 위상차를 갖는다.
도 3을 참조하면, 상기 제 1 및 제 2 실린더(11, 13)는 중간커버(31)에 의해 서로 분리되고, 상기 제 1 실린더(11)의 정면에 정면커버(33)가 장착되고, 상기 제 2 실린더(13)의 후면에 후면커버(35)가 장착된다. 또한, 상기 정면커버(33), 제 1 실린더(11), 중간커버(31) 및 제 2 실린더(13)에는 각각 정면에서 후방으로 흡입구 (37, 39, 41, 43) 및 토출구(45, 47, 49, 51)가 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 실린더(11, 13)에는 상기 흡입구(39, 43)에 연결되는 유입구(53, 57)가 형성되고, 상기 토출구(47, 51)에 연결되는 배출구(55, 59)가 형성된다.
상기와 같이 구성된 실린더(11, 13)에서는 펌핑물이 정면커버(33)의 흡입구 (37) 및 제 1 실린더(11)의 흡입구(39) 및 유입구(53)을 통해 제 1 실린더내로 유입되고, 또한, 정면커버(33)의 흡입구(37), 제 1 실린더(11)의 흡입구(39), 중간커버(31)의 흡입구(41) 및 제 2 실린더(13)의 흡입구(43) 및 유입구(57)를 통해 제 2 실린더(13)내로 유입된다. 그리고, 제 1 실린더(11)내의 펌핑물은 제 1 실린더(11)의 배출구(55) 및 토출구(47) 그리고 정면커버(33)의 토출구(45)를 통해 외부로 토출되고, 제 2 실린더(13)내의 펌핑물은 제 2 실린더(13)의 배출구(59)와 토출구(51), 중간커버(33)의 토출구(49), 제 1 실린더(11)의 토출구(47) 및 정면커버(33)의 토출구(45)를 순서대로 거쳐 외부로 토출된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 병렬구조의 용적식 펌프의 작동을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 4는 제 1 실린더(11)에 장착된 제 1 피스톤(5)의 작동을 설명하기 위한 것으로 제 1 피스톤(5)이 제 1 실린더(11)내에서 상사점에 도달한 상태이고, 도 5는 제 2 실린더(13)에 장착된 제 2 피스톤(7)의 작동을 설명하기 위한 것으로, 제 2 피스톤(7)이 제 2 실린더(13)내에서 하사점에 도달한 상태이다.
구동 샤프트(3)의 회전에 의해 제 1 피스톤(5)과 제 2 피스톤(7)이 동시에 작동하게 되며, 이 때 제 1 피스톤(5)의 캠(21)과 제 2 피스톤의 캠(21)의 노즈부 (23)가 서로 반대 방향으로 배치되어 제 1 피스톤(5)과 제 2 피스톤(7)이 서로 180도 위상차를 가지며 실린더(11, 13)에 내접하는 편심회전운동을 하게 된다.
먼저 도 4의 상태에 있어서, 제 1 피스톤(5)이 상사점에서 화살표(61) 방향으로 회전하면 도 5에 도시된 바와같이 제 1 피스톤(5)의 시일링 지점이 변하면서 흡입구(43) 및 유입구(57)을 통해 펌핑물이 흡입되고, 이미 흡입된 펌핑물은 배출구(55)와 토출구(47)를 통해 토출된다. 또한, 도 5에 도시된 제 2 피스톤(7)은 제 1 피스톤(5)과 180도의 위상차를 가지며 제 1 피스톤과 같은 작동 원리로 펌핑물을 펌핑하게 된다. 따라서, 상사점에서 어느 한 실린더에서 흡입 및 토출 과정이 종료되어도 다른 실린더에서 펌핑물의 흡입 및 토출 과정을 계속해서 수행하고, 이러한 사이클을 반복해서 제 1 및 제 2 실린더(11, 13) 내의 피스톤(5, 7)이 펌핑운동을 수행하기 때문에 펌핑물의 흐름이 일정하여 맥동 현상을 억제할 수 있으며, 진동이 서로 상쇄되어 기계 자체의 진동이 현저하게 감소된다.
본 발명은 위에서 2개의 실린더를 가지고 설명하였으나 이것은 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것으로서 본 발명은 여기에 한정되지 않는다. 이 분야에 기술을 가진 자라면, 2개 뿐만 아니라 3개 이상의 실린더를 병렬로 배치할 수 있으며, 각각의 실린더에 배치되는 피스톤이 서로 소정의 위상를 가지며 운전될 수 있도록 변형할 수 있을 것이다.
위에서 설명한 것에 의해, 본 발명에 따른 용적식 펌프는 실린더들이 병렬로 배치되어 상기 실린더내의 피스톤이 소정의 위상차를 가지며 펌핑운동을 수행하므로서 유체의 흐름이 불규칙하여 발생하는 맥동 현상을 방지할 수 있으며, 펌핑 운동을 할 때 발생하는 진동이 서로 상쇄되어 진동이 현저하게 감소되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 용적식 펌프는 편심 샤프트 대신에 회전중심축이 1개인 구동 샤프트를 사용하고 상기 구동 샤프트에 캠을 장착하여 사용하기 때문에 편심 샤프트에서 발생하는 여러가지 제반 문제점들을 해결할 수 있는 효과가 있다.
Claims (4)
- 삭제
- 1개의 회전중심축(X)을 가진 구동 샤프트(3)에 의해 제 1 및 제 2 피스톤(5, 7)이 나란하게 병렬로 배열된 제 1 및 제 2 실린더(11, 13)에 각각 내접하는 편심회전운동을 하는 병렬구조의 용적식 펌프에 있어서,상기 제 1 및 제 2 피스톤(5, 7)은 샤프트에 끼워지는 캠(21)과, 상기 캠 (21)의 외주면에 장착되는 베어링(25)과, 상기 베어링(25)의 외피에 피복되는 탄성부재(27)로 구성되는 것을 특징으로 하는 병렬구조의 용적식 펌프.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 피스톤(5, 7)은 캠(21)의 노즈부(23)가 서로 반대로 배치되어 제 1 및 제 2 실린더(11, 13)에 각각 내접하는 편심회전운동을 할 때 180도의 위상차를 갖는 것을 특징으로 하는 병렬구조의 용적식 펌프.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 실린더(11, 13)는 중간커버(31)에 의해 서로 분리되고, 상기 제 1 실린더(11)의 정면에 정면커버(33)가 장착되고, 상기 제 2 실린더(13)의 후면에 후면커버(35)가 장착되고, 상기 정면커버(33), 제 1 실린더(11), 중간커버 (31) 및 제 2 실린더(13)에는 각각 정면에서 후방으로 흡입구(37, 39, 41, 43) 및 토출구(45, 47, 49, 51)가 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 실린더(11, 13)에는 상기 흡입구(39, 43)에 연결되는 유입구(53, 57)가 형성되고, 상기 토출구(47, 51)에 연결되는 배출구(55, 59)가 형성되는 것을 특징으로 하는 병렬구조의 용적식 펌프.
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2001
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