KR101016085B1 - 고압 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡입구와 토출구의 기밀을 유지 하기 위한 베인 밸브를 사용 하므로 고압에서도 부드럽게 슬라이딩 되도록 하는 것은 물론 로터의 융기 날개와 펌핑실 벽면간의 마찰 압력이 최대로 되는 지점이 있는 편심 축이 아니므로 균일한 압력으로 토출을 할 수 있으며, 유출량을 많이 낼 경우 모터의 속도를 고속으로 하고 기밀 유지에 롤러 베인를 사용 하는데 구동은 속도를 가변 할수있는 직류 무정류자 모터를 사용 하고 간단한 감속기를 사용하여 최적의 동작을 할수 있는 직류 무정류자 모터를 사용한 고압 펌프에 관한 것이다.

특히 본 발명은 직류 무정류자 모터의 코어와 회전자가 모두 납작한 모양으로 콤팩트 한 구성으로 수리와 조립이 쉽도록 구성을 하였고, 지렛대와 단 방향 베어링으로 간편하고 저렴한 감속기를 사용 했는데 감속비를 모터 출력 홀의 자리 위치 변경으로도 쉽게 감속 변경을 할 수 있고 무계도 가벼우며 부피도 적어 콤팩트화 되며 펌프측도 구조가 간편 하며 마찰 부분이 적어 마찰 부분만 고탄성부재를 사용하여 수명이 길고 기구적으로 간편하여 고장 수리도 쉽게 할수있는 고압 펌프를 제공하는 특징을 가진다.

로터, 베인, 압축, 씰링,융기 날개, 직류 무정류자 모터(Brushless DC motor), 고정자 슬롯, P.C.B(프린트 기판),고정자코어(Stator core), 회전자(Rotor), 위치검출자극, 여자폭, 바이폴라(Biopolar), 크로스파이어(Cross fire),유니폴라(Unipolar),회동(회전하고 움직임)접속.

Description

고압 펌프{ High-Pressure PUMP}

본 발명은 직류 무정류자 모터를 이용해서 지렛대와 단방향 베어링으로 감속을 하므로 큰 톨크 출력을 얻어서 동력을 공급 하는 모터측을 콤팩트 하게 하여 펌프의 무계를 최소화 하는 구성과;

펌프는 상기의 직류 무정류자 모터의 동력으로 회전을 하는데 롤러 외측에 4개(또는 2개 이상)의 융기날개를 접속하여 원통의 펌핑실 내측에서 회전하여 유량을 운반 시에 흡입구와 토출구를 기밀하는 베인(또는 롤러)을 사용한 고압 펌프에 관한 것이다.

종래의 펌프중 가까운 기종으로는 베인 펌프인데 모든 펌프의 축이 편심되게 배치 되여 베인이 가장 많이 구부러지는 부분에서 큰 부하를 갖는 단점이 있으며, 융기형 날개를 사용하는 펌프의 축도 편심축이 되여 큰 부하를 갖는 단점이 있고, 펌프의 날개가 달팽이 처럼 생긴 임펠러형 날개는 입출력간 기밀 유지력은 없고 날개의 회전에 의해 부딛쳐 맴도는 힘으로 출력 되여 저압용인 단점이 있다.

본 발명은 유량 펌프로 콤팩트 한 부피로서 효율을 높이며 큰 톨크 출력에 고압의 토출을 하는데 목적이 있고,

가격이 저렴하며 최적의 속도로 조정하여 원하는 토출량을 얻을수 있으며, 또한 이물질 제거와 수리가 쉬운 고압 펌프를 제작 함은 물론 토출량이 큰 모터를 제작 하는 목적도 있다.

본 발명은 고압 펌프에 관한 것으로 펌프를 구동하는 모터와 펌프의 문제 해결에 관한 발명 이다.

펌프보다 구동 모터의 부피가 일반적으로 커서 콤팩트화 하기 위하여 효율이 높은 직류 무정류자 모터(16)를 사용 하는데 고정자 코어(44)를 시계 태옆 같이 감아서 도 9 (나) 같이 고정자 슬롯(46)을 천공 하고 회전자(47)도 납작한 원판형 회전자 보빈(48)에 부채 모양의 판자석 4개(또는 2N개)를 도 9 (가) 처럼 배치하여 모터 출력 축(52)에 고정 하고, 센서 자석(51)은 납작한 8극(회전 자극의 2배의 극수로 함)판으로 도 11 (나) 처럼 N극이 축쪽으로 갈수록 각도가 커지며 S극은 좁아지는 모양으로 구성해 센서자석 보빈(50)에 삽입하고, 전자 구동 회로는 유니폴라 방식 회로로 간단해 원형 P.C.B(61)에 부품을 삽입하여 도 3 과 같이 구성해 조립을 하며, 모터의 회전 속도는 전자 회로 구동으로 조정해 최적의 회전을 할수 있도록 한다.

감속기는 무계와 부피가 최소형 인데, 모터의 회전 운동을 상하 이동으로 변환하는 운동각 변환 링판(86)을 이용시, 이 링판을 시계 방향으로 본 9시 방향에 회전력을 가해 좌우 이동 출력이 6시와 12시에서 서로 반대로 출력 되여 지렛대 1과 2로 펌프의 축(10)에 끼워져 있는 단방향 베어링 두 개를 번갈아서 시계 방향으로 조금씩 이동시켜 회전 하여 감속 동작에 큰 출력을 얻는 감속기를 구성 한다.

펌프 또한 작은 부피에서 고압을 출력 할수 있는 방식으로서 유량(오일,물,공기)을 흡입구와 토출구의 기밀을 유지 하는데 고압을 유지하기 위한 베인(또는 롤러)이 베인축(23)에서 작은 각도인 35도 이하로 상하 방향으로 이동하며 유량이 흐르는 쪽으로 향하여 누어져 있어 유압을 싸고 앉는 배치로 고압에도 베인이 밀려나지 않게 배치 되며, 스프링이 있어 더욱더 융기 날개에 밀착 되는 구성으로 고압을 기밀을 유지 한다.

펌핑실을 종래의 베인 펌프, 또는 기어 펌프등 다른 펌프에 비해 크게 해서 유량이 많으며 직류 무정류자 모터로서 회전 속도를 고속으로 동작 시킬수 있고, 또한 펌프의 축이 편심되지 않기 때문에 토출 유량이 많고 리플는 적게 토출 할수있는 구성으로 하였다.

또한 흡입부 측에 그물망을 설치하여 이물질을 걸러내며 쇠붙이는 자석이 걸러 내도록 하고 이물질 제거도 오물 제거 홀(8)로 쉽게 제거 하므로서 펌프의 수명을 오랫동안 고장이 적도록 하는 구성으로 하였다.

펌프를 구동 하는 모터가 가볍우며 납작하고 콤팩트 하여 펌프에 취부가 쉽고,고정자 코어에 코일을 쉽게 감을 수 있으며, 전자 구동회로의 부품이 적어 저렴한 가격에 제작 할수 있고, 감속을 하는데 간편한 구조로 큰 감속비를 얻을수 있고 진동과 소음이 극소이며 또한 가격도 저렴하며 가공이 쉬운 효과가 있다.

펌프측은 베인에 의한 기밀유지가 잘되여 고압 펌프가 되여 출상고가 높이 출력 되여 먼 거리로 유량을 이동할 수 있고, 이물질에 의한 고장도 적고,또한 모터의 속도를 조정해 토출량을 최적으로 할수 있는 효과가 있다.

본 발명은 직류 무정류자 모터를 이용한 펌프에 관한 것으로서,직류 무정류자 모터부와 직류 무정류자 모터의 회전 속도를 감속 하면서 톨크를 증대 시키는 감속기부 및 유량을 고속으로 토출 시키는 고압 펌프부로 나누어서 설명을 하여 이해를 쉽게 하도록 설명 한다.

직류 무정류자 모터부는 고정자 코어, 회전자 회전 자극 센서, 전자 부품들을 납작한 모양에 콤팩트 화 하고;

감속기부도 직류 무정류자 모터의 회전을 얇은 크랭크 판으로 운동각 전환 링판에 회동 연결해 좌우 이동력을 얻어서 지렛대 2개와 단 방향 베어링 2개를 이용해 간단한 감속기를 구성해 출력을 펌프에 연결하고;

펌프는 모터의 출력축에 편심이 되지 않는 정원인 로터를 삽입하고, 로터의 외측에 4개의 융기날개를 로터 쐐기로 고정해서 펌프 하우징 내측 정원인 펌핑실 벽면에서 회전을 할때 흡입구와 토출구 사이에 베인이 기밀유지를 하도록 하여 고압용 펌프 동작을 할수 있도록 하는 펌프에 관한 것이다.

고압 펌프부를 먼저 자세하게 설명 하면;

직류 무정류자 모터(16)의 회전력이 약 4대1 정도로 지렛대의 원리에 의하여 간단히 감속되여 펌프의 축(10)에 전달 되여 로터(4)를 회전하고, 로터에는 4개의 융기날개(15)가 4개의 로터 쐐기(17)에 의해 고정 되여 정원인 펌핑실 벽면(39)에서 시계방향 회전을 하면서 유체(또는 기체)를 이동 할 때 흡입구(2)와 토출구(3)의 기밀을 유지하여 주기위한 한글의 "ㄱ"자 모양의 베인(13)이 베인축(23)에 끼워져 융기 날개(15)에 밀착을 시키기 위한 스프링(22)에 의해 베인(13)의 끝이 융기날개(15)에 슬라이딩 되는데 유압의 흐름 방향에 의해 더욱 밀착 되여 고압을 유지 하도록 하는 기밀 유지를 하게 되며, 4개의 융기날개(15)가 회전을 하면서 많은 유량을 운반 하여 흡입구(2)에서 토출구(3)로 이동하는 펌핑 작업을 하게 된다.

펌프의 특성 향상과 견고성을 유지 하기 위하여 펌프 축(10)은 전면판(11)과 후면판(12)에는 베어링1,2(32,33)을 배치하고 베어링의 외측에는 펌프 축(10)을 통한 기밀 유지로 축 씰링1,2(36,37)를 간단하게 설치 하였고, 흡입부(31)에는 이물질의 흡입을 막아주는 그물망(29)을 설치하고, 쇠붙이를 걸어내기 위한 자석(30)을 배치 하였으며, 융기날개(15)는 열처리를 하거나 고탄성 신소재를 사용하고, 로터(4)의 길이는 융기날개(15)의 보다 약간 짧게 하여 전후면판(11,12)의 벽면과 마찰을 없애며, 융기날개(15)가 전후면판(11,12) 벽면과 닿는 부분에는 고탄성 부재1,2(34,35)를 사용해 마찰력 감소를 하도록 하였다.

도면에 의한 펌프부를 설명 하면,

도 1는 종래의 베인 펌프의 구조로서 "A" 지점에서 탄성 베인(5)의 부하가 최대로 되여 토출량의 리플(Ripple)이 크고 토출량도 적은 문제점을 가지고 있음을 보인 그림 인데, 희망 흡입을 B 지점에서 하게되면 토출량이 많을수 있으나 C 지점 부근에서 유량이 없이 공기의 부피가 커지는 부하가 되여 상단을 흡입구(2)로 하였다.

도 4 (가)는 4개의 융기 날개(15)가 회전시에 "ㄱ"자 베인(13)이 흡입구(2)와 토출구(3)의 기밀 유지에 스프링(22)에 의한 힘과 유량의 방향이 합하여 강한 고압 기밀 유지와, 흡입부(31)에 이물질 제거를 하기 위한 그물망(29) 및 쇠붙이 제거를 위한 자석(30)및 오물 제거 홀(8)의 위치를 쉽게 볼수 있도록 하였다.

도 4 (나)는 토출량을 많게 하기 위하여 롤라 베인(24)을 사용 할때 롤러를 양측 끝쪽에 배치하고 베인축(23)과 롤러축(28)으로 고정하고 스립 와샤(27)를 끼워 마찰력을 감소 시키는 구성을 하고 4개의 융기 날개(15)는 사인파 융기 펌프 날개(95)로서 펌핑실(38)을 크게 하며, 펌프축(10)의 회전 속도를 높여 토출량을 크게 하는 목적 으로 구성 하였다.

도 5 의 (가),(나),(다),(라)는 펌프 축(10)을 22.5도 씩 우회전을 했을때 융기 날개(15)와 베인(13)의 상태에 의한 유량의 토출을 하는 동작을 쉽게 이해 할수 있도록 한 이동 동작을 그렸다.

도 6 의 (가),(나)는 도 5 의 동작과 같으므로 간단하게 45도 이동한 표기 만을 하였다.

도 7은 롤러 베인(24)의 기밀 유지시 사인파형 융기 펌프 날개(95)를 같이 사용해 펌핑실을 크게하여 토출량을 많게 하기 위한 구성인데, 그리는 순서는;

(1) 1과 같이 펌핑실 벽면과 같은 원을 그린후 16 등분을 하는 ㄱ,ㄴ,ㄷ,ㄹ,ㅁ,ㅂ,ㅅ,ㅇ 선을 그린다.

(2) 원 2,3를 그리는데, 2와3, 2와1의 선간격은 같은데 2를 중심으로 8개의 융기선이 되기 위함이다.

(3) 4의선은 A,B,C를 이어주는 외측 융기선인데 선 2를 중심으로 시계방향으로 본 3시,6시,9시,12시 방향에 4개의 외각선을 그린다.

(4) 선 5는 중심 (나)에서 C,D,E 를 이어준 내측 융기선으로 외각선 4개 사이에 내측에 4개를 그린다. 이들을 연결한 굵은선이 융기 펌프 날개(95)로 로터(4)와 함께 회전 하는데 흡입구와 토출구의 기밀 유지를 할때에 롤러 베인(24)을 사용해서 유량을 많이 토출할때 사용 하는 사인파 융기 펌프 날개(95)로 외각 융기부의 그림을 그리는 순서가 된다.
(상기 롤러 베인은 도 4의 구성에 베인과 융기 날개의 슬라이딩부에 회전 하는 롤러를 부착한 구성임)

직류 무정류자 모터(16)부의 구체적인 설명 내용은;

직류 무정류자 모터(16)는 고정자의 코어(44)를 시계 태옆 처럼 말아서 고정자 슬롯(46)을 계란형으로 타공하여 코일(45)을 감았고, 회전자극(49)은 부채 모양의 판 4개로 회전자 보빈(48)에 도 9 (가) 처럼 배치한 단자극으로 하고 센서 자석(51)은 회전 자극(49)의 2배의 극으로 하여 자극센서(62)로 감지 하도록 하며 코일(45)에 흐르는 전류는 전자 구동회로는 도11 (나)의 유니 폴라 구동 방식(103)을 사용하여 모터의 회전 속도를 유니폴라 로직회로 (101)의 속도 가변저항인 VR로 속도를 조절 하므로 원하는 최적의 속도를 조정 할수 있다.

도면을 인용 하여 직류 무정류자 모터(16)부를 설명 하면;

도 8 (가)는 12슬롯의 코어에 3상 4극 코일 감기 방식 중 1슬롯 감기인데 A 상의 코일 감기를 예를 들면 슬롯 1,7은 정방향 감기고 4,10은 역 방향 감기로 감겨진 종래 모터의 코일 감기 방법 이다.

도 8 (나)는 12슬롯의 코어에 3상 4극 코일 감기 방식 중 1슬롯 감기인데 A 상의 코일 감기를 예를 들면 슬롯 1,4,7,10 모두 정 방향 감기로 감겨진 상태 인데 정방향 감기로만 감은 이유는 회전자극(49)이 단극인 N(또는 S극)극으로 구성 되였기 때문이고 본 발명의 코일 감기 방법 이다.

도 9 (가)는 본 발명의 회전 자극(49)인데 부채꼴 모양의 자극을 방사형 배치를 할때 약 3분의1 정도가 극이 없는데 고정자 코어의 여자도 모든상의 코일이 여자 되지 않고 쉬는 상이 있기 때문 인데 도 10 (나)를 자세히 보면 알수 있는데 역자극의 발생을 막기 위한 방법 이다.
(단 상기의 부채꼴 회전 자극은 얇은 철판을 부채꼴 모양으로 구성해 4각판 자석을 사용해도 됨)

도 9 (나)는 A상(L1)의 코일(45)에 직류 전압을 인가시 고정자 슬롯(46)의 여자 상태를 그렸는데 여자된 고정자 슬롯(46)에만 N극으로 여자 되고 바로 옆 슬롯은 S극으로 여자되는 그림을 그렸는데 도 9 (다)에서 크게 확대하여 보기 쉽도록 했는데 이유는 앙페르의 오른나사 법칙에 의한 동작으로 여자 되기 때문이다.

도 10 (가),(나)는 회전 자극(48)과 고정자 슬롯(46)의 여자로 회전 자극(48)의 이동됨을 펼친 그림으로 그렸는데 고정자 슬롯는 서로 12개로 같은나 회전 자극이 (가)는 4극 이며 (나)는 단4극이고 떨어져 있다.

A상이 여자시 회전자극이 이동 할때 밀고 당김의 작용을 기호화 했는데 도 10 (나)에서는 회전력을 감소 하는 역자극이 없음을 알수 있는데, 이 역자극을 최소화 하기 위하여 여러 방법을 구상하는데 회전 자극을 단극화 하고 고정자 코어의 코일 감기도 단방향으로 감아서 없어 졌는데 이 방식에 의해 역자극의 발생이 생기지 않아서 모터의 효율이 증대함은 물론 전자 구동 회로가 유니폴라 구동 회로 (103)가 되는 장점이 있다.

도 11은 종래의 직류 무정류자 모터와 본 발명의 무정류자 모터의 전자 구동 회로를 비교한 회로도 이다.

(가)은 종래의 직류 무정류자 모터의 전자 구동 방식을 도면화 했는데 코일에 바이폴라(bipolar) 방식인 양극성 전류를 흘리므로 한상에 4개의 트랜지스터 사용으로 출력회로가 복잡 하고 상하측 출력 트랜지스터 끼리 노이즈에 의해 크로스 파이어(Cross firer)로 인한 출력 회로의 파손이 우려 된다.

(나)는 본 발명의 직류 무정류자 모터의 전자 구동 방식을 도면화 했는데 유니폴라 방식으로 회로가 간단하고 고장 위험성이 낮으며, 센서 자석이 8극으로 됐는데 N극은 축쪽으로 자극 센서가 이동 할수록 여자폭이 커지는 센씽을 하는데 1의 점선일때 45도, 2의 점선일때 60도 여자폭을 갖으며 속도와 부하에 따라서 최대의 모터 동작 효율이 다르므로 최적 위치에 조정후 고정 시켜 사용 한다.

(다)는 단안정 멀티 바이브레이터의 회로로 센서 입력 신호의 폭을 저항 값으로 조정 한다.

로직 회로로서 IN(입력)에 자극 센서 신호를 가하고 OUT(출력)에서 유니폴라 구동회로의 입력 회로에 연결 하는데 자극 센서가 3개 이므로 각각 사용 하는데 VR은 3단 가변 저항을 사용하면 된다.

도 12는 전자 구동인 센서부와 출력 전류의 비교 타이밍도.

(가)는 종래의 바이폴라 방식의 타이밍도로 센서 신호 S1∼S6이 로직회로에 의해 출력 전류 L1∼/L3이 흐르는데 구형파 파형중 실선은 단상 여자의 동작때로 신호의 폭으로 좁고 점선 부분은 2상 여자시의 동작 파형으로 폭이 2배로 되는데 2상 동작을 하는 경우가 많다.

(나)는 본 발명의 유니폴라 방식의 타이밍도로 N극을 감지한 S1∼S3가 로직 회로에 의해 L1,L2,L3의 전류가 흐르는데 여자폭 조정은 자극 센서의 위치를 축쪽으로 이동 할수록 넓어지는데 그림은 최소폭이고,출력 폭은 로직 회로의 VR(회전 속도 조정 가변저항)로 조정하는데 적분회로의 시정수로 정하거나 단 안정 멀티 바이브레이터 발진 회로(Multivibarator oscillator circuit)의 시정수로 정할 수 있다.

직류 무정류자 모터(16, BL DC motor)의 출력은 최고 속도가 약 5만 R.P.M(분당 회전속도) 까지 가능하나 기구상 약6000 R.P.M 정도가 회전 효율이 양호한 고속인데 일반 AC 모터가 약 1750 R.P.M 으로 동작 하므로 약 4대1로 감속하여 1500 R.P.M으로 동작 하면 되는데, 그 이유는 감속을 해야 그 반대로 톨크(Torque) 출력이 증가 하므로 큰 힘을 내기 위하여 단방향 베어링과 지렛대를 이용한 감속기를 사용 하였다.

톨크출력을 증대하는 감속부는 도 3를 보는데;

지렛대 원리를 이용한 감속기는 직류 무정류자 모터(16)의 회전 출력을 모터 출력 링(80)의 모터 출력홀(81)에서 크랭크 판(82)이 하단부는 회전하고 상단부가 상하로 이동하여 운동 전달 홀(83)에 회동 접속되여 운동각 변환 링판(86)을 시계 방향으로 본 9시 방향에 전달해 상하 측으로 약간씩 움직여 주는 상하 운동력이 얻어지는데, 즉 모터의 원운동이 크랭크 동작 원리에 의해 상하 이동 운동력으로 바뀐 것이다.

상하의 이동 운동력 출력중 하측으로 이동시에 운동각 변환 링판(86)을 시계 방향으로 본 6시 방향인 운동각 변환홀(87)이 우로 이동해 운동 전달대(84A)로 지렛대 1(89)를 시계 방향으로 약간 움직여 펌프 축(10)에 끼워진 단방향 베어링 1(93)을 약간 움직여 펌프 축(10)을 시계 방향으로 약간 회전 하고, 다음 상하의 이동 운동력 출력이 상으로 이동시에는 운동각 변환 링판(86)의 12 시계 방향에서 운동 변환 봉(88)을 접속해서 이동하는 힘을 운동 전달대(84B)로 지렛대 2(90)에 이동 힘을 전달해 단방향 베어링 2(94)을 약간 움직여 펌프 축(10)을 시계방향으로 약간 회전 하는데 이와 같은 동작이 교대로 반복 되므로 펌프의 축이 회전을 하는데 직류 무정류자 모터(16)의 속가 빠르면 빠를수록 단방향 베어링의 교번되는 속도가 빨라 회전 속도도 빨라 지는데, 감속기의 동작은 지렛대 1,2(89,90)의 길이와 모터 출력 홀(81)의 위치에 따라서 좌우 된다.

감속기 역할을 하는 이유는 지렛대가 이동시 단방향 베어링 쪽은 1mm 이동을 했고 지렛대의 끝 쪽은 10mm 이동을 했다면 10:1의 감속기 동작을 한것 인데, 지렛대의 양끝 이동 시간은 같은데 이동 길이가 다르므로 짧게 이동된 쪽이 감속 된 것이며, 또한 모터 출력 홀(81)의 위치에 따라 감속비는 달라 진다.

모터의 RPM이 6000일때 모터 출력 링(80)도 같은 속도인데 펌프 축(10)이 1500 RPM이 되였다, 이유는 모터가 1회전 할때 지렛대 1(89)과 지렛대 2(90)가 한번씩 좌우 이동해 단방향 베어링 1,2(93,94)를 조금 시계방향 회전을 하는데 2개의 지렛대가 4번씩 이동에 펌프 축(10)은 8번 작은 이동으로 1회전해 4:1로 감속 된 결과가 발생 된 것이다.

모터의 출력 홀(81)이 축에서 가까울수록 감속비는 커지고, 지렛대는 길수록 감속비가 커진다.

또한 펌프 수압은 좀 약하더라도 토출량을 많게 할수 있는 방식으로 펌프의 융기 날개를 도 7 과 같이 사인파 융기 펌프 날개(95)로 구성하여 펌핑실(6)을 크게 하고, 도 4 (나) 처럼 롤러 베인(24)을 사용하여 흡입구(2)와 토출구(3)의 기밀 유지 구성으로 하는데 롤러 칸막이링(25)과 칸막이링(26)및 스립와샤(27)를 사용하여 빠른 동작을 하여 토출량을 크게하는 특징도 있다.

본 발명은 각종 펌프의 용도로 가능한데 특히 직류 무정류자 모터를 사용하므로 효율이 높아 전력 손실을 적게 사용 해야 되는 경우로 대용량의 펌프의 제작은 물론 소용량에서도 수량을 많이 사용 하거나 제어를 해야 할때 제어용에 적합 하며, 브러시를 사용하는 직류 모터에서는 불꽃이 튀어나와 위험하나 본 펌프는 무정류자 모터이므로 불꽃의 위험이 없어 가스등 폭팔성 물질이 있는 위험한 장소에서도 사용 할수 있으며 특히 모터를 방수할려면 센서자석과 전자 부품의 구동회로 및 자극 센서를 고정자가 있는 쪽으로 배치를 하고 고정자 코어와 회전자를 얇은 스텐레스 강판으로 칸막이 한장만 해주면 모터측 방수는 완벽하고 베어링만 방수용으로 연마된 세라믹이나 고탄성 소재를 사용 하면 된다.

현재 시판중인 펌프의 기종으로는 오일 펌프, 수중 펌프, 배수펌프, 에어펌프 등으로 구분되며 더욱 나열하면 온수 순환 펌프,양수기, 엔진 펌프, 오 배수 펌 프, 소방용 펌프, 해수펌프, 가압용 펌프, 산업용 펌프 등으로 구분 되는데 이들 모두 압력이 높고 토출량이 클수록 유리 하므로 적당히 범용으로 제작하여 속도를 조절하면 다용도로 사용이 가능하다 판단이 된다.

특히 직류 무정류자 모터는 콤팩트하며 가격이 저렴하고 속도 조정이 용이하고 효율이 좋고 소음,진동이 적어 차세대 모터로 운송용 기기 등 각종 산업용에 사용이 적합하다 판단이 된다.
또한 감속기 동작을 하는 단방향 베어링부는,
같은 축에 끼워진 2개의 단방향 베어링에 지렛대를 각각 접속하여 운동 변환 원판에서 180도 다른 위치에서 움직이는 운동력으로 교번 이동력에 단방향 베어링이 움직여 회전를 하는 원리로 지렛대가 길수록 감속비가 커지는 방식은 부피,가격,무계가 종래의 감속기와 비교가 되지 않아 다기종 기기에 사용 될수 있다.

ㄱ:순번에 따른 부품의 명칭

1 :펌프 하우징 2 :흡입구 3 :토출구 4 :로터 5 :탄성 베인

6 :펌핑실 7 :결합부 8 :오물 제거 홀 9 :사이드 씰링 A :압력 최대 지점

삭제

10 :펌프 축 11 : 전면판 12 : 후면판 13 : 베인 14 :베인축

15 :융기 날개 16 : 직류 무정류자 모터 17 : 로터 쐐기 18 :고정 홀 19 : 축 쐐기

삭제

20 :모터 고정 홀 21 :펌프 고정용 홀 22 :스프링 23 :베인축 24 :롤러 베인

25 :롤러 칸막이 링 26 :칸막이 링 27 :스립 와샤 28 :롤러 축 29 :그물망

삭제

30 :자석 31 :흡입부 32 :베어링 1 33 :베어링 2 34 :탄성부재 1

35 :고탄성부재 2 36 :축 씰링 1 37 :축 씰링 2 38 :펌핑실 39 :펌핑실 벽면

삭제

40 :모터 하우징 41 :모터 베어링 42 :베어링 하우징 43 :전원 공급선 홀 44 :코어(고정자)

45 :코일 46 :고정자 슬롯 47 :회전자 48 :회전자 보빈 49 :회전자극

삭제

50 :센서 자석 보빈 51 :센서 자석 52 :모터 출력축 60 :전자 부품 61 :P.C.B

62 :자극 센서 70 :모터 커버 71 :운동각 변환축 고정홀 72 : 감속기부 고정축

삭제

80 :모터 출력 링 81 :모터 출력 홀 82 :크랭크 판 83 :운동 전달 홀 84A :운동 전달대 A

84B :운동 전달대 B

85 :운동각 변환 축 86 :운동각 변환 링판 87 :운동각 변환 홀 88 :운동각 변환 봉 89 :지렛대 1

90 :지렛대 2 91 :지렛대1 연결부 92 :지렛대2 연결부 93 :단방향 베어링 1 94 :단방향 베어링 2

95 :사인파 융기 펌프 날개

100:바이폴라 로직회로 101:유니폴라 로직회로 102:바이폴라 구동회로 103:유니폴라 구동회로

ㄴ.전자 부품 부분

S1 :Sensor1 S2 :Sensor 2 S3 :Sensor 3 S4 :Sensor 4

S5 :Sensor 5 S6 :Sensor 6 VR : 속도 조절 가변 저항

Q1∼Q4 : L1 코일에 양극성 전류를 흐르게 하는 파워 트랜지스터.

Q5∼Q8 : L2 코일에 양극성 전류를 흐르게 하는 파워 트랜지스터.

Q9∼Q12 : L3 코일에 양극성 전류를 흐르게 하는 파워 트랜지스터.

QA : L1 코일을 구동하는 단방향성 트랜지스터. QB : L2 코일을 구동하는 단방향성 트랜지스터.

QC : L3 코일을 구동하는 단방향성 트랜지스터. VCC :브시시(트랜지스터 에미터와 콜랙터간 전압)

GND : 지 엔 디(어스,Ground). C1 : 콘덴서 1 C2 : 콘덴서 2 R1 : 저항 1

ㄷ.도면의 간단한 설명

도 1는 종래 베인 펌프의 내 외부 구조도.

도 2는 본 발명의 고압 펌프의 내 외부 구성도.

도 3은 본 발명의 고압 펌프의 분해 사시도.

도 4는 본 발명의 흡입구와 토출구의 기밀 유지부의 확대도.

(가)는 베인을 사용한 방식의 확대도.

(나)는 베인 대신 롤러를 사용한 롤러 베인 확대도.

도 5는 입토출의 기밀 유지를 베인으로 사용시 회전 동작도.

(가) 초기 상태 (나) 22.5도 이동시 상태

(다) 45도 이동시 상태 (라) 67.5도 이동시 상태

도 6은 입토출의 기밀유지를 롤러로 사용시 회전 동작도.

(가) 초기 상태 (나) 45도 이동시 상태

도 7은 롤러 기밀 유지를 사용시에 회전 하는 4개의 사인파 융기 날개를 도면 그리기 순서도.

도 8은 종래의 고정자 코일 감기와 본 발명의 코일 감기도.

(가) 종래의 12스롯 직류 무 정류자 모터의 고정자 코일을 3상 4극 감기 도면.

(나) 본 발명의 12스롯 직류 무 정류자 모터의 고정자 코일에 3상 4극 감기 도면.

도 9는 본 발명의 회전자극과 고정자 코어 및 고정자 코일 여자를 펼친 그림.

(가) 본 발명의 회전자극 N극의 구성도..

(나) 본 발명의 고정자 코어 A상 여자시 코어는 N극이 되고 바로 옆의 코어가 S극 되는 펼친 도면.

(다) 앙페르의 오른 나사 법칙(Ampere's right screw rule)의 확대도.

도 10은 회전자극이 고정자 코일의 여자로 회전자극의 밀고 당김을 펼친 표기도.

(가)는 종래의 회전자극과 여자 코어의 관계도.

(나)는 본 발명의 회전자극과 여자 코어의 관계도.

도 11은 종래의 직류 무 정류자 모터와 본 발명의 전자 구동 회로 비교도.

(가)은 종래의 직류 무정류자 모터의 전자 구동 방식 회로도.

(나)는 본 발명의 직류 무정류자 모터의 전자 구동 방식 회로도.

(다)는 단안정 멀티 바이브레이터의 회로도.

도 12는 전자 구동 타이밍도로 종래와 본 발명을 비교도.

(가)는 종래의 바이폴라 방식의 타이밍도.

(나)는 본 발명의 유니폴라 방식의 타이밍도.

Claims (4)

1. 펌프의 하우징 내측 중앙축과 함께 회전 하는 롤러의 외측에 다수개의 융기 날개는 최 외측이 펌프의 펌핑실 내측원 벽면에 밀착 회전 하여 유체를 이동 시킬때, 흡입구와 토출구 사이의 기밀을 유지하는 "ㄱ"자 모양의 베인 날개는 유체가 흘러오는 방향 쪽으로 비스듬히 누어져 원통 펌핑실 내측벽 상부에 베인축이 스프링에 의해 탄성을 갖도록 고정을 하고,

   모터의 회전에 의해 상기 중앙축에 고정된 융기 날개가 회전을 할때, 베인 날개 끝부분이 융기 날개의 외측면에 밀착 되여 미끄러지며 작은 각도의 변화로 이동되며 기밀 유지를 하여 유체를 이동 시켜 주므로 흡입구와 토출구의 기밀을 유지하는 고압 펌프.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 고압 펌프의 회전축에 끼워져 회전을 하는 원통 롤러의 외각에 융기 날개를 고정시에 롤러와 융기 날개의 접합면에 쐐기를 균등 배치해 고정을 하며, 외각면 융기 날개의 마찰 될수 있는 곳과 펌핑실 내측 벽면및 전후면판을 열처리후 연마를 하여 마찰과 마모를 최소로 하는 고압 펌프.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 고압 펌프의 흡입부측의 오물 제거홀에 내측 턱을 두어 자성체 그물망을 설치하고 하우징 외측에서 고정 볼트로 고정 하는데, 소형 자석을 그물망에 부착해 이물질과 쇠붙이의 유입을 방지하는 구성을 한 고압 펌프.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 펌프의 유량과 토출량을 증가 시키기 위한 구성으로,

   모터 축의 회전에 4개의 융기 날개가 회전을 하여 유체를 이동시 흡입구와 토출구 사이에 기밀유지 방법으로 베인과 융기날개의 스라이딩부에 회전 하는 구성의 회전 롤러를 베인측에 끝에 부착 하여 부하를 감소하며 고속 회전을 하므로서 토출량를 크게 하는 고압 펌프.

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