KR100529898B1 - 유체 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체의 압력을 높이기 쉽고, 효율이 높은 유체 이송장치에 관한 것으로, 실린더와; 상기 실린더의 일단에 장착되고 흡입구가 형성된 흡입 캡과; 상기 실린더의 타단에 장착되고 토출구가 형성된 토출 캡과; 상기 실린더에 장착되고 코일이 권선된 고정자와; 상기 실린더 내부에 진퇴 가능하게 배치되고 흡입구를 통해 흡입된 유체가 토출구로 토출될 수 있도록 관통홀이 형성된 가동자와; 상기 가동자를 흡입 캡과 토출 캡 사이에 지지시키는 탄성부재과; 상기 흡입 캡의 흡입구를 개폐하는 흡입 밸브와; 상기 가동자의 관통홀을 개폐하는 토출밸브를 포함하여 구성된 특징이 있다.

Description

유체 이송장치{Pump}

본 발명은 유체 이송장치에 관한 것으로서, 특히 리니어 모터를 이용하여 유체를 펌핑시키는 유체 이송장치에 관한 것이다.

일반적으로 유체 이송장치는 액체 또는 기체를 강제 이송시키는 것으로, 대표적인 예로 펌프가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 유체 이송장치의 내부 구조가 도시된 측면 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 유체 이송장치는 유체가 흡입되는 흡입구(2)가 일측에 형성되고 유체가 토출되는 토출구(4)가 타측에 형성되며 흡입구(2)와 토출구(4) 사이에 유로(6)가 형성된 케이싱(8)과, 상기 케이싱(8) 내에 장착된 모터(10)와, 상기 흡입구(2)와 토출구(4) 사이에 위치되게 상기 모터(10)에 연결되어 모터(10)의 구동시 회전되는 임펠러(20)로 구성된다.

상기 모터(10)는 코일이 권선된 고정자(12)와, 상기 코일에 형성된 자기력에 의해 회전되는 회전자(14)와, 상기 임펠러(20)가 축설되도록 상기 회전자(14)에 연결된 회전축(16)으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래의 유체 이송장치는 코일에 전류가 인가되면, 상기 회전자(14)는 코일에 형성된 자기장에 의해 회전되고, 상기 회전축(16)이 상기 임펠러(20)를 회전시킨다.

상기 흡입구(2) 전방의 유체는 상기 임펠러(20)의 회전에 의해 상기 케이싱(8) 내부로 흡입되고, 상기 케이싱(8) 내부를 통과한 후 상기 토출구(4)를 통해 외부로 펌핑된다.

그러나, 종래 기술에 따른 유체 이송장치는 회전자(14)의 회전에 따른 임펠러(20)의 회전에 의해서만 유체가 이송되므로, 유체의 압력을 높이기 어렵고, 회전자(14)가 유체 내에서 회전됨과 아울러 코일에 의해 형성된 자기장에 의해서만 회전되기 때문에 효율이 낮은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 흡입 밸브 및 토출 밸브의 구조가 간단하고, 비용이 저렴하며, 유로 저항이 최소화됨과 아울러 크기를 최소화할 수 있는 유체 이송장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 유제 이송장치는 실린더와; 상기 실린더의 일단에 장착되고 흡입구가 형성된 흡입 캡과; 상기 실린더의 타단에 장착되고 토출구가 형성된 토출 캡과; 상기 실린더에 장착되고 코일이 권선된 고정자와; 상기 실린더 내부에 진퇴 가능하게 배치되고 흡입구를 통해 흡입된 유체가 토출구로 토출될 수 있도록 관통홀이 형성된 가동자와; 상기 흡입 캡과 가동자 사이에 위치된 제 1 스프링과; 상기 토출 캡과 가동자의 사이에 위치된 제 2 스프링를 포함하는 유체 이송장치에 있어서, 상기 제 1 스프링과 흡입 캡의 사이에 개재되어 지지되는 고정부와, 상기 고정부에 일체 형성된 탄성부와, 상기 탄성부에 일체 형성되어 상기 흡입 캡의 흡입구를 개폐하는 개폐부로 이루어진 흡입 밸브와; 상기 제 2 스프링과 가동자의 사이에 개재되어 지지되는 고정부와, 상기 고정부에 일체 형성된 탄성부와, 상기 탄성부에 일체 형성되어 상기 가동자의 관통홀을 개폐하는 개폐부로 이루어진 토출 밸브를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 유체 이송장치의 내부 구성이 도시된 측면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 유체 이송장치의 가동자 전진시 내부 측면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 유체 이송장치의 가동자 후진시 내부 측면도이다.

본 실시예에 따른 유체 이송장치는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 실린더(50)와, 실린더(50)의 일단에 장착되고 흡입구(52)가 형성된 흡입 캡(54)과, 실린더(50)의 타단에 장착되고 토출구(56)가 형성된 토출 캡(58)과, 실린더(50)에 장착되고 코일(60)이 권선된 고정자(62)와, 고정자(62)의 코일(60)에 형성된 자기장에 의해 흡입캡(54)과 토출캡(58) 사이에서 진퇴될 수 있도록 실린더(60) 내부에 진퇴 가능하게 배치되고 흡입구(52)를 통해 흡입된 유체가 토출구(56)로 토출될 수 있도록 관통되는 관통홀(64)이 형성된 가동자(68)를 포함하여 구성된다.

고정자(62)는 내둘레에 원통형 홈(66a)이 형성되고 실린더(50)의 외주를 에워싸는 스테이터 코어(66)를 더 포함하여 구성되고, 코일(60)은 상기 스테이터 코어(66)의 원통형 홈(66a)에 권선된다.

가동자(68)는 관통홀(64)이 유체 이송방향으로 형성된 피스톤(69)과, 피스톤(69)에 장착된 마그네트(70)로 구성된다.

피스톤(69)은 실린더(50)의 내주보다 조금 작은 외경을 갖고, 외주에 원통형 홈(69a)이 형성된다.

마그네트(70)는 상기 피스톤(69)의 외주를 에워쌀 수 있도록 상기 원통형 홈(69a)에 삽입되어 코일(60)에 대향되게 배치되고, 그 전후 폭이 코일의 전후 폭보다 크게 이루어진다.

또한, 유체 이송 장치는 가동자(68)를 흡입 캡(54)과 토출 캡(58) 사이에 지지시키는 탄성부재(72,76)와, 흡입 캡(54)의 흡입구를 개폐하는 흡입 밸브(80)와, 가동자(68)의 관통홀(64)을 개폐하는 토출밸브(90)를 더 포함하여 구성된다.

탄성부재(72,76)는 가동자(68)를 지지함과 아울러 가동자(68)의 진퇴시 압축과 인장을 반복하면서 가동자(68)를 공진 운전시키는 것으로, 흡입 캡(54)과 가동자(68)의 일단 사이의 제 1 스프링(72)과, 토출 캡(58)과 가동자(68)의 타단 사이의 제 2 스프링(76)으로 구성된다.

제 1 스프링(72)과 제 2 스프링(76)은 코일 스프링으로 이루어짐이 바람직하다.

도 5는 본 발명에 따른 흡입 밸브가 도시된 확대 사시도이다.

흡입밸브(80)는 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 스프링(72)의 일단과 흡입 캡(54)의 사이에 개재되어 제 1 스프링(72)과 흡입 캡(54)에 의해 지지되는 고정부(82)와, 고정부(82)에 일체 형성된 탄성부(84)와, 탄성부에 일체 형성되어 가동자(68)의 진퇴시 흡입 캡(54)의 흡입구(52)를 개폐하는 개폐부(86)로 구성된다.

탄성부(84)는 일단이 고정부(82)와 일체로 연결되고, 타단이 개폐부(86)와 일체로 연결되며, 고정부(82)와 개폐부(86)의 사이에 고정부(82) 및 개폐부(86)와 이격되게 배치된다.

개폐부(86)는 상기 흡입 캡(54)의 흡입구(52) 보다 조금 크게 이루어짐이 바람직하다.

도 6은 본 발명에 따른 토출 밸브가 도시된 확대 사시도이다.

토출밸브(90)는 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제 2 스프링(76)의 일단과 가동자(68)의 사이에 개재되어 제 2 스프링(76)과 가동자(68)에 의해 지지되는 고정부(92)와, 고정부(92)에 일체 형성된 탄성부(94)와, 탄성부(94)에 일체 형성되어 가동자(68)의 진퇴시 가동자(68)의 관통홀(64)을 개폐하는 개폐부(96)로 구성된다.

탄성부(94)는 일단이 고정부(92)와 일체로 연결되고, 타단이 개폐부(96)와 일체로 연결되며, 고정부(92)와 개폐부(96)의 사이에 고정부(92) 및 개폐부(96)와 이격되게 배치된다.

개폐부(96)는 상기 가동자(68)의 관통홀(64) 보다 조금 크게 이루어짐이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 코일(60)에 전류가 인가되어 도 3에 도시된 바와 같이, 가동자(68)가 토출 캡(58)의 방향으로 전진되면, 가동자(68)와 토출 캡(58) 사이 공간(A)의 유체는 가동자(68) 및 토출 밸브(90)에 의해 밀려서 토출 캡(58)의 토출구(56)로 토출된다.

이때, 흡입밸브(80)는 가동자(68)의 전진에 따른 압력차에 의해 개폐부(86)가 흡입캡(54)의 흡입구(52)를 개방시키게 되고, 유체는 흡입구(52)를 통해 가동자(68)와 흡입 캡(54)의 사이 공간(B)과 가동자(68)의 관통홀(64)의 내부로 흡입된다.

그런 다음, 코일(60)에 반대 방향의 전류가 인가되어 도 4에 도시된 바와 같이, 가동자(68)가 흡입 캡(54)의 방향으로 후퇴되면, 토출 밸브(90)의 개폐부(96)는 가동자(68)와 흡입 캡(54) 사이 공간(B)과 가동자(68)의 관통홀(64)의 내부에 있던 유체에 의해 밀리면서 관통홀(64)을 개방시키고, 유체는 가동자(68)와 토출 캡(58)의 사이 공간(A)으로 이송된다.

이때, 흡입밸브(80)는 탄성부(84)의 탄성력과 가동자(68)와 흡입 캡(54)의 사이 공간(B)에 있던 유체의 압력에 의해 흡입구(52)를 밀폐시키게 된다.

이후, 가동자(68)의 진퇴 동작의 반복에 의해 유체는 흡입 캡(54)의 흡입구(52)와, 가동자(68)와 흡입 캡(54)의 사이 공간(B)과, 가동자(68)의 관통홀(64)과, 가동자(68)와 토출 캡(58)의 사이 공간(A)과, 토출 캡(58)의 토출구(56)를 차례로 통과하면서 강제 이송된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 유체 이송장치는 실린더와 피스톤 방식으로 유체가 이송되므로 유체의 압력을 쉽게 높일 수 있고, 가동자가 스프링에 의해 공진 운전되므로 효율이 높으며, 흡입 밸브 및 토출 밸브가 스프링에 의해 지지되는 고정부와, 상기 고정부에 일체 형성된 탄성부와, 상기 탄성부에 일체 형성되어 상기 흡입 캡의 흡입구를 개폐하는 개폐부로 이루어져, 구조가 간단하고 구조가 간단하고, 비용이 저렴하며, 유로 저항이 최소화됨과 아울러 크기를 최소화할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 유체 이송장치의 내부 구조가 도시된 측면 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 유체 이송장치의 내부 구성이 도시된 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 유체 이송장치의 가동자 전진시 내부 측면도,

도 4는 본 발명에 따른 유체 이송장치의 가동자 후진시 내부 측면도,

도 5는 본 발명에 따른 흡입 밸브가 도시된 확대 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 토출 밸브가 도시된 확대 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50: 실린더 52: 흡입구

54: 흡입 캡 56: 토출구

58: 토출 캡 60: 코일

62: 고정자 64: 관통홀

66: 스테이터 코어 68: 가동자

69: 실린더 70: 마그네트

72: 제 1 스프링 76: 제 2 스프링

80: 흡입 밸브 82: 고정부

84: 탄성부 86: 개폐부

90: 토출밸브 92: 고정부

94: 탄성부 96: 개폐부

Claims (5)

1. 실린더와; 상기 실린더의 일단에 장착되고 흡입구가 형성된 흡입 캡과; 상기 실린더의 타단에 장착되고 토출구가 형성된 토출 캡과; 상기 실린더에 장착되고 코일이 권선된 고정자와; 상기 실린더 내부에 진퇴 가능하게 배치되고 흡입구를 통해 흡입된 유체가 토출구로 토출될 수 있도록 관통홀이 형성된 가동자와; 상기 흡입 캡과 가동자 사이에 위치된 제 1 스프링과; 상기 토출 캡과 가동자의 사이에 위치된 제 2 스프링를 포함하는 유체 이송 장치에 있어서,

   상기 제 1 스프링과 흡입 캡의 사이에 개재되어 지지되는 고정부와, 상기 고정부에 일체 형성된 탄성부와, 상기 탄성부에 일체 형성되어 상기 흡입 캡의 흡입구를 개폐하는 개폐부로 이루어진 흡입 밸브와;

   상기 제 2 스프링과 가동자의 사이에 개재되어 지지되는 고정부와, 상기 고정부에 일체 형성된 탄성부와, 상기 탄성부에 일체 형성되어 상기 가동자의 관통홀을 개폐하는 개폐부로 이루어진 토출 밸브를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유체 이송장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가동자는 상기 관통홀이 유체 이송방향으로 형성된 피스톤과, 상기 피스톤에 장착된 마그네트로 구성된 것을 특징으로 하는 유체 이송장치.
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