KR101014242B1 - 펌프 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 혼입률에 대응하여서 분리 능력을 변화시킬 수 있는 펌프장치를 제공하는 데 있으며, 이를 위한 본 발명의 펌프장치는 연료유에 포함된 공기를 분리하기 위한 기액분리기구(11)를 구비하며, 기액분리기구(11)에는 가급적으로 공기가 많은 유체의 유출량을 제어하는 가변 밸브(13)가 설치되어 있다. 가변 밸브(13)는 파이프(12)에 슬라이드 이동이 자유롭게 삽입되는 펌프본체(31)와, 파이프(12)를 폐쇄하는 캡(32)을 구비하며, 기포가 적어 유체 압력이 증가하면 코일스프링(35)을 압축하여서 밸브본체(31)의 노즐(34)이 캡(32)에 형성된 큰 직경의 분리 구멍(14)을 폐쇄하며, 노즐(34)에 형성된 작은 지름의 작은 구멍(47) 만으로부터 유체를 유출하도록 한다. 기포가 많아서 유체 압력이 낮을 때에는 노즐(34)이 분리 구멍(14)으로부터 이격되며, 큰 지름의 분리 구멍(14)으로부터 다량의 유체가 유출 되도록 되어 있다.

급유기, 펌프 장치, 기액분리기구, 가변 밸브, 노즐, 작은 구멍, 분리 구멍

Description

펌프 장치{Pump apparatus}

본 발명은 펌프에 의해 압송되는 유체에 포함되는 기포를 플로트실에 회수하면서 액체를 정해진 장치에 압송하기 위한 펌프 장치, 더 상세하게는 기체와 액체를 분리하는 기액분리기구에 관한 것이다.

급유소에서는 가솔린이나 경유 등의 휘발성 액체를 취급하고 있어서, 급유시에 사용되는 급유장치는 액체를 압송하는 펌프와, 액체에 혼입되어 있는 기포를 분리하기 위한 기액분리기구와, 분리한 액체를 모으는 플로트실과, 분리한 액이 소정량이 되었을 때 펌프 측에 되돌려주는 플로트 밸브가 설치되어 있다.

이 종류의 용도에 쓰이는 기액분리기구로서는, 예를 들면, 수평으로 배치된 원통 형상을 갖고 있고, 하부의 중심에 작은 구멍을 설치함과 동시에 원통체의 내주면에 그 접선방향으로 유체를 유입되도록 구성된 것이 사용되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 기액분리기구에 유입된 유체는 소용돌이 형태로 선회해서, 원심력에 의해 기포가 가급적 적은 성분과 기포를 많이 포함하는 성분이 서로 분리된다. 다량의 기체를 포함하는 액체는 하부의 작은 구멍에서 플로트실에 흘러들어, 기체가 플로트실의 상부의 대기연통구멍에서 대기로 방출되어, 액체가 플로트실의 하부에 설치된 복귀유로를 통해 다시 펌프로 되돌려진다. 기액분리기구에서 분리된 기포가 가급적 적은 성분은 유출구에서 토출된다.

[특허문헌1]

특개소61-54212호 공보

그렇지만, 종래의 기액분리기구는 기액 성분을 배출하기 위한 작은 구멍의 지름이 고정되어 있기 때문에, 가급적 기포가 많은 성분으로 분리된 액체가 많으면 작은 구멍에서 플로트실에 다 배출하지 못하고, 기포를 충분히 분리시킬 수 없는 가능성이 있다. 이에 대해 작은 구멍의 지름을 미리 크게 설정하면, 분리된 유체가 적은 경우나, 처리량이 적을 때에 플로트실에의 유입량이 많지 않은 한, 유출구에서 토출되어야 할 액성분이 많은 유체가 플로트실에 유출되어, 유체의 토출량이 감소하게 된다.

이 발명은 이러한 사정을 감안하여 제안한 것으로 기액분리기구의 분리능력을 기포성분의 크고 작음에 의해 변화되는 것이 가능한 펌프장치를 제공하는 것을 주 목적으로 한다.

본 발명의 청구항 1에 따른 발명은, 유입구에서 들어온 유체를 가압하는 펌프와, 가압 후의 유체를 원심력에 의해 기액분리하여, 유입측의 단부 중앙에 설치된 분리 구멍으로부터 기체를 유출시키며, 반대측의 개방단에서 액체를 통과시키는 기액분리기구와, 상기 기액분리기구의 상기 분리 구멍으로부터 유입된 유체로부터 상기 펌프에 회수되는 액체를 분리시키기 위한 분리실과, 상기 분리실에서 상기 펌프의 흡입구에 이르는 유로에 설치한 플로트 밸브를 포함한 펌프장치에 있어서, 상기 기액분리기구는 대략 수평으로 배치되어 내부를 유체가 통과하는 파이프와, 유체의 유입측에 상기 분리실에 보내는 유체의 양을 조정 가능한 가변밸브를 포함하여 구성되며, 상기 가변밸브는, 상기 분리 구멍이 형성된 캡과, 상기 파이프 내에 상기 캡으로부터 이격하는 방향으로 힘을 받는 밸브본체와, 상기 분리 구멍을 폐쇄 가능한 외형을 가지며, 상기 분리 구멍보다 작은 지름의 작은 구멍이 상기 분리실에 연통가능하도록 설치된 노즐과, 상기 노즐의 주위에 형성되어 분리된 유체를 상기 분리 구멍으로 이끄는 것이 가능한 연통 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 펌프장치로 되어 있다.

청구항 2 에 따른 발명은 청구항 1에 기재한 펌프장치에 있어서, 상기 분리 구멍과 상기 작은 구멍은, 상기 파이프와 같은 축에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 따른 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기술된 펌프장치에 있어서, 상기 밸브본체는 상기 파이프에 유체가 유입되는 접속구를 지나 개방단을 향해 연장되며, 상기 밸브본체에는 상기 접속구에서의 유체의 유입을 허용하는 슬릿이 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 따른 발명은, 청구항 1에서 청구항 3의 어느 한 항에 기술된 펌프장치에 있어서, 상기 밸브본체의 외측에 적어도 1개의 리브(rib)를 상기 밸브본체의 미끄럼 이동 방향에 평행으로 설치하고, 상기 파이프의 내측에 상기 리브에 계합하는 좁고 긴 홈을 설치하는 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 따른 발명은, 청구항 1에서 청구항 4의 어느 한 항에 기술된 펌프장치에 있어서, 상기 밸브본체의 미끄럼 이동 방향에 직교하는 외형을 D형상으로 함과 동시에, 상기 파이프의 내측의 형상을 상기 밸브본체를 수용 가능한 D형상으로 하는 것을 특징으로 한다.

청구항 6에 따른 발명은, 청구항 3에 기술된 펌프장치에 있어서, 상기 슬릿을 통해 유입되는 유체의 흐름이 가급적이면 상기 밸브본체의 외주면의 접선방향으로 되도록 정류하는 정류판을 상기 밸브본체에 설치한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 가변밸브가 열렸을 때는 개구면적이 큰 분리 구멍을 통해 유체가 분리실로 유출되고, 가변밸브가 닫혔을 때는 분리 구멍이 폐쇄되는 것과 동시에 분리 구멍보다 작은 지름의 구멍을 통해 분리된 유체가 분리실에 유출되기 때문에, 가변밸브에 의해 기액분리기구에서 분리된 유체의 유출량을 제어하는 것이 가능하여, 펌프장치에서 유체를 안정되게 하여 토출시키는 것이 가능하다.

본 발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태에 관해 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 실시예에 관한 펌프장치의 단면도이다. 펌프장치(1)는 하우징(2)이 있고, 하우징(2)에는 연료유(유체)의 유입구(3)와 유출구(4)가 설치되어 있다. 유입구(3)의 내측에는, 체크밸브(5)가 설치되어 있고, 여과기(6)가 설치된 필터실(7)에 연통되어 있다. 필터실(7)은, 상방의 흡입실(8)을 통해 펌프(9)의 흡입구(9A)에 접속되어 있다. 이 실시예에 있어서의 펌프(9)에는 공지의 내접기어펌 프가 사용되고 있다. 펌프(9)의 토출구(9B)는, 액통로(10)를 개입시켜 기액분리기구(11)에 접속되어 있다. 액통로(10)는 대략 직선 형상으로 길게 이어져, 기액분리기구(11)의 파이프(12)의 한쪽 방향의 단부측에 파이프(12)의 내주면의 접선방향에 연료유가 유입되도록 기액분리기구(11)에 접속되어 있다.

기액분리기구(11)는, 액통로(10)가 접속된 측의 한쪽 방향의 단부(유입측의 단부)에 본 발명이 특징으로 하는 가변밸브(13)가 설치되어 있고, 전체로서 원통형상을 가지고 있다. 개방되어 있는 단부는 필터실(15)에 연통되어 있다. 한편, 가변밸브(13)에는 분리 구멍(14)이 형성되어 있어, 분리 구멍(14)을 통해 분리실(21)(플로트실)에 연통되어 있다.

기액분리기구(11)의 개방된 단부는, 필터실(15) 내에 끌어내어져 있다. 필터실(15)에는 기액분리기구(11)의 단부를 둘러싸고 있는 것처럼 여과기(16)가 설치되어 있다. 콘트롤밸브(17)는 스프링에 의해 항상 밸브 닫힘 방향으로 힘을 받게 되어 있다. 또한, 필터실(15)에는 흡입실(8)에 연통되는 바이패스 구멍(18)이 설치되어 있다. 바이패스 구멍(18)은 흡입실(8) 측에 설치된 바이패스 밸브(19)에 의해 개폐가 제어된다.

분리실(21)은 분리 구멍(14)에서 배출된 약간 기포가 섞여 있는 액체를 일시적으로 체류시켜, 유체내의 기체와 액체를 중력 혹은 부력에 의해 분리시키기 위한 공간이다. 분리실(21)의 상부에는 분리된 공기를 방출하기 위한 구멍(22)이 형성되어 있다. 분리실(21)의 하부 측에는 플로트밸브(23)가 설치되어 있다. 플로트밸브(23)는 분리실(21)에서 필터실(7)에 이어지는 복귀유로(24)의 개폐를 제어하기 위해 설치되어 있다.

여기서, 이 실시예에 관한 기액분리기구(11)의 상세한 설명을 하기로 한다.

도 2 및 도3 에 나타난 것처럼, 기액분리기구(11)의 파이프(12)는 대략 수평으로 배치되어, 액통로(10)의 접속구(10A)가 설치되어 있다. 접속구(10A)를 포함하는 접속구(10A)의 근방은, 단차를 갖고 내경이 확대되어 있어, 여기에 가변밸브(13)의 밸브본체(31)가 미끄럼 이동가능하게 삽입되어 있다. 또 파이프(12)의 직경이 확대된 부분의 안쪽에는 한쌍의 홈(38)이 접속구(10A)를 피한 위치이며, 동시에 중심축에 대해 대칭인 위치에 축선으로 평행하게 새겨져 있다. 이러한 파이프(12)의 접속구(10A) 측 단부는 가변밸브(13)의 캡(32)에 의해 폐쇄되어 있다.

가변밸브(13)는 파이프(12)의 단부를 덮는 캡(32)과, 그 캡(32)의 중앙에 파이프(12)와 같은 축에 설치되어진 분리 구멍(14)에 진입이 가능한 노즐(34)을 갖추는 밸브본체(31)와, 밸브본체(31)와 캡(32)의 사이에 삽입된 코일스프링(35)을 구비하고 있다.

도 2 및 도 4에 나타난 것처럼, 캡(32)은 중앙에 분리 구멍(14)이 형성되어 있다. 캡(32)의 내면에는 코일스프링(35)을 삽입하는 수용부(32A)가 고리 형태로 오목하게 만들어져 있다.

도 2 및 도 5에 나타난 것처럼, 밸브본체(31)는 축선 방향으로 이어지는 원통부(39)가 있고, 원통부(39)의 축선에 직교하는 단면이 D형상으로 되어 있다. 원통부(39)에는 수평 형태의 정류판(40)이 기액분리기구(11)에 유입하는 연료유의 흐름에 대략 평행하게 되도록 설치되어 있고, 정류판(40)의 상측의 일부에는 접속 구(10A)로부터의 연료유의 유입을 허용하기 위한 슬릿(41)이 형성되어 있다. 이 실시예에는 액통로(10)가 대략 연직상향으로 이어져 있기 때문에, 정류판(40)은 대략 수직으로 배치되어 있다. 또 정류판(40)은 접속구(10A)를 통해 유입되는 연료유의 흐름이 가급적 밸브본체(31)의 이주면의 접선 방향이 되도록 ±20°의 범위로 한정된 방향으로 설치된다.

정류판(40)을 제외한 원호 부분의 원통부(39)의 안쪽 부분의 지름 d1은 파이프(12)의 확경되지 않은 부분의 내경 d2 와 대략 같다. 또한 밸브본체(31)의 외주의 곡면 부분에는 한쌍의 리브(42)가 파이프(12)측의 홈(38)의 형성 위치에 맞춰서, 즉 중심축에 대해 대칭임과 동시에 중심축과 평행으로 돌출되게 형성되어 있다. 밸브본체(31)에 있어서, 캡(32)을 향하는 한 방향의 단부에는 일단 내려온 위치에 하부(43)가 설치되어 있고, 반대측의 단부는 개방되어 있다.

도 2 및 도 6에 나타난 것처럼, 밸브본체(31)의 하부(43)는 중앙에 노즐(34)이 일체로 형성됨과 동시에 하부(43)를 관통하는 한쌍의 연통 구멍(44)이 노즐(34)을 감싸도록 각각 원호 형태로 형성되어 있다. 그리고 연통 구멍(44)의 주위에는 원형의 리브(45)가 돌출 형성되어 있다. 리브(45)에서 밸브본체(31)의 외벽에 이르기까지 형성된 고리 형태의 요홈부에 코일스프링(35)의 단부가 수용된다.

노즐(34)은 하부(43)로부터 축선을 따라 바깥 방향으로 돌출되어 있고, 선단에는 지름 방향으로 팽출된 선단부(46)가 마련되어 있다. 선단부(46)는 그의 선단이 원형의 평면으로 되어 있고, 외주연부는 노즐(34)의 돌출 방향을 향해 외경을 축소시키도록 점점 가늘어지는 형태의 가이드면(46A)으로 되어 있다.

가이드면(46A)의 외측면에는 노즐(34)이 캡(32)에 삽입될 때에 분리 구멍(14)에 일부가 진입해서 밀폐되는 크기로, 가이드면(46A)의 선단측의 가장 작은 지름의 부분이 분리 구멍(14)의 지름보다 작고, 가이드면(46A)의 기단측의 가장 큰 지름의 부분이 분리 구멍(14)의 지름보다 큰 원추형상으로 형성되어 있다. 또한, 노즐(34)에는 작은 구멍(47)이 축선과 평행으로 관통하여 설치되어 있다. 작은 구멍(47)의 구멍 지름은 캡(32) 측의 분리 구멍(14)보다 작다.

가변밸브(13)는 접속구(10A)에 밸브본체(31)의 슬릿(41)을 맞춰, 밸브본체(31)의 리브(42)를 홈(38)에 끼워 삽입한다. 밸브본체(31)와 파이프(12)의 각각의 D형상이 합치됨과 동시에 홈(38)에 리브(42)가 삽입되는 것으로, 파이프(12)에 대한 밸브본체(31)의 회전이 방지된다.

다음으로 펌프장치(1)의 동작에 관하여 설명한다.

도 1의 펌프장치(1)의 유입구(3)에 공급된 연료유는 필터실(7)의 여과기(6)에서 찌꺼기 등이 제거된 후, 흡입실(8)에 유입된다. 또한, 흡입구(9A)에서 펌프(9)로 흡입되어, 소정의 압력으로 가압된 후, 액통로(10)로 토출된다. 연료유는 액통로(10)를 통해 기액분리기구(11)로 도입된다. 기액분리기구(11)에서는, 원심력의 작용에 의해 연료유와, 기포로서 혼입된 공기가 서로 분리되어 진다. 연료유는 주로 기액분리기구(11)의 파이프(12)의 내주면을 통해 다른 방향의 개방측의 단부에서 배출되어, 필터실(15)에 들어간다. 그리고, 콘트롤밸브(17)를 열어 유출구(4)로부터 내보내어, 예를 들면 급유노즐을 통해 자동차의 연료탱크에 공급된다. 한편, 연료유에 포함되어 있던 기포는, 주로 기액분리기구(11)의 파이프(12)의 중 앙에 모아져, 가변밸브(13)를 통해 분리실(21)에 배출된다. 기포인 공기는 분리실(21)의 상부 구멍(22)에서 대기로 방출되며, 액체 성분인 연료유는 분리실(21)의 하부에 모아진다. 분리실(21)의 액체 수위가 상승하면, 플로트밸브(23)가 열려 모아진 연료유가 복귀유로(12)에서 필터실(7)로 되돌아와 펌프(9)에서 다시 가압된다.

여기서, 밸브본체(31) 원통부(39)의 정류판(40)에 의해 기액분리기구(11)에 유입하는 연료유는 가급적 밸브본체(31)의 내주면의 접선 방향에 정류되어 유입된다. 그 결과, 기액분리기구(11) 내에 연료유가 선회하는 흐름이 형성되어, 그것에 의해 발생하는 원심력으로 기체와 액체가 분리된다. 또한, 이 실시예에 의한 기액분리기구(11)에서는, 연료유를 가급적 공기가 적은 성분과 공기가 많은 성분으로 분리하기 때문에, 공기의 홉입량에 의해 변화하는 유체압력에 대응하여서 가변밸브(13)가 개폐되어 분리실(21)에의 유출량을 제어한다.

연료유의 공기 혼입량이 높은 경우에는, 공기량이 많기 때문에 유체 전체로서의 점성이 적어져서 유체 저항이 저하하며, 상대적으로 연료가 적은 것으로부터 기액분리기구(11) 내의 유체압력이 저하된다. 그 결과, 도 2와 같이 밸브본체(31)가 캡(32)을 누르는 힘이 약해져, 코일스프링(35)이 길게 늘어짐으로써 밸브본체(31)가 캡(32)으로부터 떨어지게 되어 가변밸브(13)가 열린다. 즉, 노즐(34)이 파이프(12)내에 완전히 끌어들여져서 캡(32)의 분리 구멍(14)이 개방된다.

기액분리기구(11)에 유입된 연료유는 접속구(10A)에서 밸브본체(31)의 내주면을 따라 흘러, 원심력에 의해 비중이 무거운 연료유가 외측으로 향하고 비중이 가벼운 공기가 중앙을 향하게 되어 서로 분리된다. 중앙에는, 공기를 주체로 하여, 소량의 연료유가 포함된 유체가 분리된다. 이 분리된 유체는 도 2에 화살표로 나타난 것처럼, 노즐(34)의 작은 구멍(47) 및 노즐(34)을 둘러싼 연통 구멍(44)을 통해서, 밸브본체(31)와 캡(32)이 형성된 공간(51)을 통해 캡(32)의 분리 구멍(14)에서 분리실(21)로 유출된다.

가변밸브(13)의 노즐(34)의 작은 구멍(47) 및 한 쌍의 연통 구멍(44) 전체의 개구면적과 형상은 분리 구멍(14)과 같은 정도, 혹은 그것 이상으로 유체가 흐르기 쉽게 되어 있어, 분리된 유체는 원활하게 분리실(21)에 유출된다.

한편, 파이프(12) 및 밸브본체(31)의 외 측에 모인 연료유를 주체로 한 유체는, 파이프(12)의 개방된 선단에서 필터실(15)로 유출되어, 상기와 같이 유출구(4)에서 토출된다.

이에 대해, 연료유의 공기 혼입량이 낮은 경우는, 공기량이 적기 때문에 유체 전체로서의 점성이 커져서 유체 저항이 증가하여, 상대적으로 연료가 많게 되 기액분리기구(11) 내의 유체 압력이 상승한다. 기액분리기구(11)내의 유체 압력이 미리 정해진 압력을 넘으면, 도 7과 같이 밸브본체(31)가 캡(32)을 누르는 힘이 강해져, 코일스프링(35)이 수축해서 가변밸브(13)가 닫힌다. 이때, 노즐(34)은 캡(32)의 분리 구멍(14)으로 진입한다. 노즐(34)은 가이드면(46A)의 테이퍼에 의해 원활하게 분리 구멍(14)내로 이끌려 들어가 분리 구멍(14)을 폐쇄하여, 노즐(34)의 작은 구멍(47)만으로 분리실(21)에 연통된다.

따라서, 기액분리기구(11) 내에서 분리되어 중앙으로 모아진 유체는, 화살표 로 나타내는 것처럼 노즐(34)의 작은 구멍(47)만을 통해 분리실(21)로 유출된다. 한편, 외측에 모아진 연료유를 주체로 하는 유체는, 파이프(12)의 개방된 단부에서 필터실(15)에 유출된다. 즉, 가변밸브(13)가 열린 상태에서 닫힐 때까지의 사이에는 분리 전의 유체압력, 점도, 밀도에 관계되는 유체저항력과 코일스프링(35)의 작용에 의해 기체 혼입량에 따라서 밸브 열림량이 변화하기 때문에, 기체혼입량의 변화에 대응하여서 분리실(21)에의 배출량을 변화시키는 것이 가능하다.

여기서, 도 8에 본 실시예에 관한 펌프장치(1)의 공기 혼입량과 계측 오차의 관계를 조사한 결과를 나타내었다. 비교로서 종래의 펌프장치의 계측 오차를 점선으로 나타내었다. 종래의 펌프장치에서는 공기 혼입량이 적은 경우를 상정하여 분리 구멍을 조정해 놓았기 때문에, 공기 혼입량이 늘어나면 분리되지 못했던 공기가 연료유와 함께 토출되고, 공기 혼입량이 30%를 넘으면, 계측 오차가 3% 이상이 되어, 계측 오차가 컸다. 그에 대해, 본 실시예에 관한 펌프장치(1)에서는, 공기 혼입량에 따라 밸브 열림량이 조정되기 때문에 공기 혼입량에 관계되지 않아 계측 오차는 1% 미만이 되어, 계측 오차를 적게 억제하는 것이 가능하게 된다.

이상에서 설명한 것과 같이, 이 실시예에 관한 펌프장치(1)에서는 기포의 함유량에 따른 유체 압력에 의해 밸브 열림량이 자동적으로 조정되는 가변밸브(13)를 기액분리기구(11)에 설치하여, 공기의 혼입량이 많은 경우에 분리실(21)에 유출되는 유체의 유로가 커지도록 했기 때문에, 공기를 주체로 하는 다량의 유체를 분리실(21)에 확실히 회수할 수 있다. 공기의 혼입량이 적은 경우에는, 가변밸브(13)가닫혀서 분리실(21)에 유출되는 유체의 유로가 작아지기 때문에, 대량의 연료유가 분리실(21)에 유출되지 않아 펌프장치(1)를 효율 좋고 안정하게 운전시킬 수 있다.

즉, 이 펌프장치(1)는, 기액분리기구(11)에 유입되는 연료유의 양이 적을 때 가변밸브(13)가 열리고, 유입량이 많을 때 가변밸브(13)가 닫히는 것에 의해서도 분리실(21)에 유출시키는 유체량을 조정하는 것이 가능하다.

또, 밸브본체(13)가 축선 방향으로 연장하고 있기 때문에, 파이프(12) 내를 안정하게 슬라이딩하는 것이 가능하다. 밸브본체(31)는, 접속구(10A)의 형성 위치를 넘어 필터실(15) 측에 연장하고 있으나, 밸브본체(13)에 슬릿(41)을 설치함과 동시에, 내부에 파이프(12)와 대략 같은 형태의 곡면을 형성했기 때문에 연료유의 흐름이 흐트러지지 않는다.

밸브본체(31)의 단면을 D형으로 하여, 이것을 받아 들이는 파이프(12)의 내부 형상도 이것에 맞춰 D형으로 했기 때문에, 밸브본체(31)의 회전이 방지된다. 이와 같이 홈(38)과 리브(42)를 조합하는 것으로, 밸브본체(31)의 회전이 방지된다. 또, D형이나 홈(38), 리브(42)는 밸브본체(31)를 파이프(12)에 삽입할 때 위치 결정을 용이하게 하는 역할도 있다.

즉, 밸브본체(31)의 단면 및 파이프(12)의 내부 형상을 D형으로 하는 것과, 홈(38)과 리브(42)를 설치하는 것의 어느 한쪽만을 실시해도 좋다. 리브(42)를 설치할 경우, 1개 이상 설치하면 좋다.

여기서, 도 9 및 도 10의 변형예로서, 펌프장치(1)에 사용된 기액분리기구(61)의 단면 구조를 나타낸다.

기액분리기구(61)는, 원통(62)의 접속구(10A) 측에 가변밸브(63)를 갖추고 있다. 가변밸브(63)는, 원통(62)의 단부를 덮는 캡(72)과, 코일스프링(35)을 통해 캡(72)으로부터 떨어지는 방향으로 힘을 받는 밸브본체(71)를 갖는다. 캡(72)은 중앙에 분리 구멍(14)이 형성되어 있을 뿐이지만, 상기 도 2의 캡(32)처럼 코일스프링(35)의 수용부(32A)를 설치해도 좋다. 밸브본체(71)는, 하부(43)로부터 캡(72)을 향해 원통을 연장시킨 형상을 갖고 있고, 하부(43)에는 노즐(34)과 한쌍의 유통 구멍(44)이 설치되어 있다.

원통(62)은, 밸브본체(71)를 슬라이딩 이동시키기 위한 공간을 확보하고 있다. 이 때문에 밸브본체(71)는 단차에 밀착하기까지 접속구(10A)측에 이동하는 것이 가능하다.

연료유의 공기 혼입량이 높고, 기액분리기구(61)내의 유체 압력이 낮을 때는, 밸브본체(71)가 캡(72)을 누르는 힘이 약하기 때문에, 코일스프링(35)이 신장하여 밸브본체(71)가 캡(72)으로부터 떨어져 가변밸브(63)가 열린다. 즉, 도 9에 도시하는 것과 같이, 노즐(34)이 파이프(62)내에 완전히 끌어들여져서 캡(72)의 분리 구멍(14)이 개방된다. 분리된 유체가 노즐(34)의 작은 구멍(47) 및 노즐(34)을 둘러싸고 있는 연통 구멍(44)을 통해 밸브본체(71)와 캡(72)이 형성하는 공간(51)을 지나, 캡(72)의 분리 구멍(14)에서 분리실(21)로 유출된다.

이에 대하여 연료유의 공기 혼입량이 낮고 기액분리기구(61)내의 유체압력이 높을 때는, 밸브본체(71)가 캡(72)을 누르는 힘이 강해진다. 기액분리기구(61)내의 유체 압력이 미리 정해진 압력을 넘으면 도 10과 같이, 코일스프링(35)이 수축하여 가변밸브(63)가 닫힌다. 그 때, 노즐(34)의 선단부(46)가 캡(72)의 분리 구멍(14) 으로 진입하여 폐쇄되고, 노즐(34)의 작은 구멍(47)만으로 분리실(21)에 연통된다. 분리된 유체는 노즐(34)의 작은 구멍(47)만을 통해 분리실(21)에 유출된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 펌프장치의 개략적 구성을 나타내는 단면도

도 2는 기액분리기구를 확대하여 나타낸 단면도

도 3은 기액분리기구의 파이프를 나타낸 사시도

도 4는 도 2A를 A 방향에서 본 도면으로서, 캡의 정면도

도 5는 도 2B를 B 방향에서 본 도면으로서, 밸브본체의 배면측의 사시도

도 6은 밸브본체의 정면 측의 사시도

도 7은 가변밸브가 닫힌 상태를 나타낸 도면

도 8은 본 발명의 실시예의 펌프장치의 계측 오차와 종래의 계측 오차를 나타낸 그래프

도 9는 기액분리기구의 변형예를 나타낸 단면도로서, 가변밸브가 닫힌 상태를 나타낸 도면

도 10은 기액분리기구의 변형예를 나타낸 단면도로서, 가변밸브가 열린 상태를 나타낸 도면

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 펌프장치 3 : 유입구

9 : 펌프 10A : 접속구

11 : 기액분리기구 12 : 파이프

13, 63 : 가변밸브 14 : 분리 구멍

21 : 분리실 31, 71 : 밸브본체
32, 72 : 캡 34 : 노즐

38 : 홈(溝) 40 : 정류판

41 : 슬릿 42 : 리브

44 : 연통 구멍 46 : 노즐 선단부

47 : 작은 구멍

Claims (6)

1. 유입구에서 들어온 유체를 가압하는 펌프와, 가압 후의 유체를 원심력에 의해 기액 분리시켜 유입측의 선단 중앙에 형성한 분리 구멍에서 기체를 유출시키고, 반대측의 개방단으로부터 액체를 통과시키는 기액분리기구와, 상기 기액분리기구의 상기 분리 구멍을 통해 유입된 유체로부터 상기 펌프로 회수되는 액체를 분리시키기 위한 분리실과, 상기 분리실에서 상기 펌프의 흡입구에 이르는 유로에 설치한 플로트 밸브를 포함하는 펌프장치에 있어서,

   상기 기액분리기구는 수평방향으로 배치시켜 내부를 유체가 통과하여 흐르는 파이프와, 유체의 유입측에 상기 분리실에 보내는 유체의 양을 조정 가능한 가변밸브를 포함하여 구성되며, 상기 가변밸브는 상기 분리 구멍이 형성된 캡과, 상기 파이프 내에서 상기 캡으로부터 이격하는 방향으로 힘을 받는 밸브본체와, 상기 분리 구멍을 폐쇄 가능한 외형을 갖고 있으며, 상기 분리 구멍보다 작은 지름의 작은 구멍이 상기 분리실에 연통 가능하게 설치된 노즐과, 상기 노즐의 주위에 형성되어 분리된 유체를 상기 분리 구멍에 도입할 수 있는 연통 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 펌프장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 분리 구멍과 상기 작은 구멍은 상기 파이프와 같은 축에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 펌프장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 밸브본체는, 상기 파이프에 유체가 유입되는 접속구를 넘어 개방단을 향해 연장되며, 상기 밸브본체에는 상기 접속구로부터의 유체의 유입을 허용하는 슬릿이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 펌프장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 밸브본체의 외측에 적어도 1개의 리브를 상기 밸브본체의 미끄럼 이동방향에 평행으로 설치하고, 상기 파이프 내측에 상기 리브에 계합하는 홈을 설치한 것을 특징으로 하는 펌프장치.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 밸브본체의 미끄럼 이동 방향에 직교하는 외형을 D형상으로 함과 동시에, 상기 파이프의 내측의 형상을 상기 밸브본체를 수용 가능한 D형상으로 하는 것을 특징으로 하는 펌프장치.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 슬릿을 통해 유입된 유체의 흐름이 가급적이면 상기 밸브본체의 주면의 접선 방향이 되도록 정류하는 정류판을 상기 밸브본체에 설치한 것을 특징으로 하는 펌프장치.

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