KR20000005327A - 합성재료를 이용한 전진형 캐비티 펌프_ - Google Patents

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스티븐 엠. 우드
브라이언 이. 스펜서
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스티븐 엠. 우드
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Abstract

전진형 캐비티 펌프의 고정자, 회전자 및/또는 가요성 샤프트는 예를들면 화이버글래스 및 수지와 같은 합성재료의 다양한 조합으로 그리고 결합된 탄력적인 일래스토머 없이 구성된다. 필요에 따라 탄력성 및 비탄력성을 제공하기 위하여 합성재료가 설계된다. 회전 동력원과 회전자 사이의 가요성 샤프트는 합성재료로 만들어지며, 회전자의 궤도 및 회전운동을 흡수할 수 있도록 설계된다.

Description

합성재료를 이용한 전진형 캐비티 펌프
전진형 캐비티 펌프는 "기어 메카니즘"이라는 명칭으로 모이누에게 특허된 미국 특허 제1,892,217호에 의하여 그 발명이 공개되어 공지된 것이다. 나선형 회전자와 나선형 고정자는 밀봉선을 따라 서로 체결되므로써 캐비티를 형성하게 되는데, 이 캐비티는 회전자가 고정자에 대하여 회전함에 따라 축방향으로 전진하게 된다. 모이누 펌프에서는 밀봉이 요구되고, 마찰하면서 슬라이딩되어야 한다는 조건 때문에 회전자와 고정자가 과도하게 마모되며 그에 따라 회전자 및/또는 고정자를 자주 교체하여야 할 필요가 있다. 이 종래기술에 개시된 것 뿐만 아니라 상업적으로 이용되는 모이누 펌프에서는 사용 수명이 단축되는 것 이외에 마모된 회전자 및/또는 고정자를 교체하기 위하여 자주 펌프 장치를 분해해야만 한다는 단점이 있다. 우물을 파내려 가는 곳에 사용하는 경우 즉, 우물을 천공하거나 또는 그로부터 유체가 방출되도록 하는 경우, 펌프의 고장 횟수를 줄이고 펌프의 사용연한을 연장시키는 것이 필요하다. 모이누 펌프의 특성상, 회전자의 축방향 중심선이 고정자의 중심선에 대하여 궤도운동 또는 선회운동 하거나 그와 반대로 고정자의 축방향 중심선이 회전자의 중심선에 대하여 궤도운동 또는 선회운동 하여야 하기 때문에 다른 부품들이 영향을 받게 된다. 이와 같이 부품의 사용연한을 늘리기 위해서는 상당량의 변동이 있다는 것이 고려되어야 한다. 종래기술에 의한 펌프는, 궤도운동 또는 선회운동과 같은 운동을 보상하기 위하여 여러 가지 형태의 유니버셜 조인트와 탄성 축, 그리고 기계적인 연결장치를 구비하게 된다. 이러한 형태의 것은 미국 특허 제4,923,376에 개시되어 있다.
종래의 모이누 펌프에서는 고정자의 접촉면을 위하여 강재(steel)에 부착되어 형성된 고무 또는 고탄성의 고분자 물질(일래스토머 : elastomer)을 사용한다. 비록 연질 PVC와 같은 다른 형태의 것도 있지만 이러한 일래스토머는 천연고무 뿐만 아니라 G.R.S., 네오프렌, 부틸 및 니트릴 고무 등과 같은 합성고무도 포함한다. 물론 중요한 것은 일래스토머의 물성이 밀봉된 캐비티를 유지할 수 있을 정도로 충분히 소프트해야 하며, 작동시 회전자와 고정자간의 마찰로 인한 마모에 대하여 견딜 수 있도록 충분히 단단해야 한다는 것이다. 전진형 캐비티를 생성하기 위하여 나선형의 피크에서 일래스토머 모울드가 두꺼워야 하기 때문에 펌프의 효율이 다소 저하된다. 균일한 두께가 이루어지지 않으면 압축성능의 차이가 발생하게 되는데, 압력이 증가되는 경우 이로 인하여 펌프된 유체가 우회하게 되는 경우가 발생한다. 따라서 펌프는 한번 증가된 압력에서는 효율이 저하되는 상태에 이르게 된다. 서로 다른 두께로 인하여 서로 다른 확장 특성과 비율을 보이게 되며, 펌프는 더 많이 작동하게 되며 마찰에 의하여 열을 발생하게 된다.
고정자의 접촉면에 사용되는 고무는 열 전도율이 낮기 때문에 고온의 환경에서는 적합하지 않다. 또한 전진형 캐비티 펌프는 지름, 길이 및 유체의 흐름 특성등이 증가되기 때문에 고무를 강재 하우징에 완전하게 부착하고 그 부착상태를 오래 동안 유지하는 것이 점점 더 어려워진다. 특히, 오일 시추공의 경우와 같이 펌프되어지는 물질이 탄화수소인 경우 고무는 그 성능이 저하되는 것으로 알려져 있다. 미국 특허 제3,912,426호에는 다중 고정자를 분리하여 직렬로 연결하고 회전자를 각각의 고정자에 연결하므로써 상기한 문제점을 해결하려는 시도가 개시되어 있다. 그러나 이 경우에서도 회전자가 고무로 구성되어 있다.
합성 섬유는 높은 강도, 고 강성, 적은 중량 등의 여러 특징들 때문에 여러 가지 종류의 제품에 사용될 수 있다고 알려져 있으나, 아직 모이누 펌프의 설계에 사용할 수 있도록 완전히 실용화되지는 않았다.
본 발명의 목적은 전진형 캐비티 펌프의 효율과 수명을 증진시킬 수 있는 새로운 형태의 회전자, 고정자 및 가요성 샤프트를 제공하는 것이다. 이 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 전진형 캐비티 펌프의 회전자 및/또는 고정자 및/또는 가요성 샤프트를 제조함에 있어서 합성재료 또는 합성재료의 변형물 단독으로 또는 일래스토머와 결합하여 사용하는 기술을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따라 제조된 전진형 캐비티 펌프를 앞서 언급한 공동 계류중인 출원 및 미국 특허 제5,417,281호 및 기타 다른 기초 출원들에서 암시되고 있는 바와 같은 우물 보어로부터 유체를 생산하는데 사용할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은 보완적인 나선형 고정자(helicoidal stator)와 함께 작동하는 나선형 회전자(helicoidal rotor)로 구성되어 있는 형식의 전진형 캐비티 펌프(progressive cavity pumps)에 관한 것으로서, "모이누 펌프(Moineau pump)"라고 알려져 있는 캐비티 펌프에 관한 것이다. 이러한 펌프는 여러 산업분야에서 사용되고 있다.
도 1은 일반적인 전진형 캐비티 펌프의 단면도이고,
도 2는 도 1의 선 2-2를 따라 절단한 단면도이고,
도 3은 또 다른 형태의 전진형 캐비티 펌프의 단면도이고,
도 4는 하나의 구성요소로 형성되며 합성재료로 이루어진 가요성 샤프트 및 회전자의 개략도이고,
도 5는 가요성 샤프트와는 별도로 구성된 합성재료로 이루어진 회전자의 개략도이고,
도 6은 전진형 캐비티 펌프용 가요성 샤프트 및/또는 회전자를 형성하기 위한 방법을 설명하는 개략도이고,
도 7은 휘어지는 부분이 형성되어 있는 가요성 샤프트의 또 다른 형태를 도시한 개략도이다.
다음에서는 본 발명을 상세히 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 구체적인 구조나 구성요소의 배치를 변화시킬 수 있다. 또한 본 발명은 이해를 돕기 위하여 설명되어지는 다음의 실시예에 한정되지 않으며, 다만 특허청구범위 및 그에 균등한 범위로만 한정된다 할 것이다.
도 1은 일반적인 전진형 캐비티 펌프 또는 모이누 형식의 펌프를 간략히 도시한 것이다. 이러한 형식의 펌프는 기본적인 하우징(10)을 구비하고 있는데, 펌프되어지는 물질은 도관(12)을 통하여 공급되어 하우징(10)을 지나 펌프의 출구(14)로 배출된다. 종래기술을 통하여 잘 알려져 있는 바와 같이, 펌프 그 자체는 나선형 고정자(20)와, 이에 대응하는 나선형 회전자(30)로 구성된다. 회전자(30)는 가요성 샤프트(40)에 부착되어 있는데, 이 가요성 샤프트(40)는 적절하게 밀봉되어 있는 샤프트(52)를 통하여 회전 동력원에 연결되어 있다. 본 발명은 이러한 형식의 펌프 이외에도 미국특허 제5,417,281호 및 1995년 5월 22일 출원되어 계류중인 미국특허출원 제08/447,122호에 개시된 또 다른 형태의 전진형 캐비티 펌프에도 적용할 수 있다. 본 발명이 다른 형태의 전진형 캐비티 펌프에 직접 적용하여 사용할 수 있는 이유는 본 발명이 합성재료를 이용한 회전자 및/또는 고정자 및/또는 가요성 샤프트로 구성되어 있기 때문이다. 합성재료는 통상 탄소 섬유, 보론 섬유(boron fibers), 세라믹 섬유, 유리 섬유, 열가소성 섬유, 천연 섬유, 금속성 섬유, 섬유 강화 직물, 테잎 및 합성 섬유, 통상 열 세팅 수지로 포화된 것 등을 포함하는 것으로 정의된다. 일반적인 열 세팅 수지(thermal setting resins)로는 알킬 폴리에스터, 일반 용도의 에폭시, 일반 용도의 페놀릭 및 우레아 알데히드 조성물이 있다.
고정자에 대하여 설명한다. 고정자의 구성은 도 2 및 도 3에 잘 도시되어 있는데 아래에서는 고정자의 여러부분을 부재번호 22, 24, 26으로 표시하여 여러 실시예를 설명한다. 여기서 부재번호 26으로 표시된 부분은 캐비티(28)내에서 회전자(30)와 함께 밀봉기능을 하는 표면이다. 몰딩 및/또는 기계가공 등의 다양한 방법을 통하여 다양한 펌프 용도와 사용환경에 적합한 구성을 갖는 여러 가지의 실시예를 만들 수 있다. 첨부도면에서는 외부의 하우징(10)을 사용하는 것이 도시되어 있으나, 본 발명은 외부 하우징(10)을 구비하지 않은 고정자 영역을 이용한 형태로 구성될 수 있다.
(실시예 A)
본 실시예에 있어서, 고정자의 도면부호 22 및 24로 표시된 부분은 합성재료로 구성되어 있으며, 이들 부분은 고무 일래스토머로 이루어진 나선형 표면(26)을 위한 지지구조로서 기능한다. 회전자(30)는 강재(steel) 또는 후술하는 합성재료로 구성되어 있다.
(실시예 B)
본 실시예에 있어서는, 고정자의 도면부호 22 및 24로 표시된 부분은 합성재료로 구성되어 있으며, 나선형 라이너(helicoid liner)인 나선형 표면(26)은 열가소성 수지로 이루어져 있다.
(실시예 C)
본 실시예에 있어서, 도면부호 22, 24 및 26으로 표시된 부분을 포함한 전체 고정자가 합성재료로 구성되어 있다.
(실시예 D)
본 실시예에 있어서, 도면부호 22, 24 및 26으로 표시된 부분은, 강재 또는 세라믹 같이 기계가공과 몰딩가공이 가능한 경화된 재료로 구성되어 있으며, 부착되어 있는 내부 라이닝 즉, 부재번호 26으로 표시된 부분은 합성재료로 구성되어 있다.
(실시예 E)
지지구조로서 기능하는 부분인 도면부호 22 및 24로 표시된 부분은 합성재료로 구성되어 있는데, 여기서 수지는 소정의 일래스토머와 같은 물성을 가진다. 내부의 회전자와 접촉하는 표면부분(26)은, 일래스토머와 같은 물성을 전혀 가지고 있지 않거나 거의 가지고 있지 않는 합성재료로 구성된다. 본 실시예에서와 같은 고정자는 회전자와 고정자 사이에 개선된 밀봉면을 이루게 되므로 펌프 작동시 발생하는 열을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 기계적 효율도 증가시키게 된다. 이러한 구조에서는, 합성재료의 열 전도 계수가 높고 펌프 작동시 발생하는 마찰열을 방출할 수 있기 때문에 고정자의 각 부분들이 함께 수축 및 확장하는 것이 가능하다.
(실시예 F)
도면부호 22 및 24로 표시된 부분은 고무 일래스토머로 구성되어 있으며, 내부의 회전자와 접촉하는 표면부분(26)은 결합된 합성재료로 구성되어 있다. 본 실시예에 있어서, 일래스토머는, 회전자와 고정자 사이의 파괴적인 마찰 및 유체와 고체에 의하여 발생하는 성능저하 또는 마모로부터 보호된다.
도 3을 참조하면, 회전자와 고정자의 조합은 다양한 형태로 이루어 질 수 있는데, 본 실시예에서 고정자의 내부면(26)은 일래스토머와 같은 물성을 가지는 합성재료로 구성되어 있으며, 이를 지지하는 외부 부분(22, 24)은 회전자에 사용되는 것과 같이 강재 또는 비압축성 합성물질로 이루어져 있다. 회전자(30)가 2개의 부분 즉, 내부 코어(98) 및 외부면(100)으로 구성되는 경우 다양한 조합이 가능하다. 예를 들어, 만일 내부 코어(98)가 비압축성 합성재료로 구성되고 외부면(100)이 일래스토머와 같은 합성재료 또는 고무로 구성되는 경우, 부재번호 22, 24, 26으로 표시된 부분을 포함한 고정자(20)는 비압축성 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 또는 그 반대로 내부 코어(98)가 일래스토머와 같은 합성재료로 구성되고 외부면(100)이 일래스토머와 같은 물성을 가지지 않는 재료로 구성되는 경우, 부재번호 22, 24, 26으로 표시된 부분을 포함한 고정자(20)는 일래스토머와 같지 않은 재료 또는 비압축성 재료로 구성되거나, 또는 고정자의 표면부분(26)은 일래스토머와 같은 합성재료로 구성되고, 고정자의 부재번호 22 및 24로 표시되는 부분은 비압축성 합성재료로 구성되는 것이 좋다.
회전자 및 가요성 샤프트에 대하여 설명한다. 고정자의 어떠한 실시예에도 사용하기 적합한 본 발명의 바람직한 회전자 실시예에 있어서, 회전자는 전체적으로 합성재료로 구성된다. 다른 실시예에 있어서는, 회전자(30) 및 가요성 샤프트(40)가 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 부재로 구성되어 있으며, 또 다른 실시예에서는, 도 6에 도시되어 있는 것과 같은 분리되어 제작된 가요성 샤프트에 부착될 수 있도록 분리되어 있는 도 5에 도시된 바와 같은 회전자로 구성된다. 회전자와 가요성 샤프트는, 복잡한 형상을 제조하는 데 사용되는 수지 전달 몰드(resin transfer mold : RTM)을 이용하는 방법과 같이 다양한 방법에 의하여 제조될 수 있다. 가요성 샤프트 및/또는 회전자를 제조하는 방법 중 하나의 방법이 도 6에 도시되어 있다. 금속 또는 합성재료의 단부 고정편(60, 62)이 사용되는데, 이 단부 고정편(60, 62)에는 각각 회전자와 회전 동력원과 연결하기 위하여 몰드성형 되거나 또는 기계가공된 외부 나사부(64, 66)가 구비되어 있다. 상기 단부 고정편에는, 인장력과 전단력을 제공하기 위하여 합성 섬유를 축방향으로 유지하기 위한 제1내부 숄더부(68, 70)가 구비되어 있다. 상기 내부 숄더부에 이웃하여 각각 다각형 면부(주로 6각형 면부로 구성됨)(72, 74)가 구비된다. 내부 실린더부(76, 78)에는 만드렐(mandrel)(80)을 끼우기 위한 표면부가 구비되어 있다. 만드렐(80)은 프라스틱 또는 금속 등 어떠한 재료로 만들어 질 수 있으며, 각 부품들을 조립하는 데 사용될 뿐만 아니라 가요성 샤프트(40)의 합성 구조를 제조하는 공정을 지지하기 위하여 사용된다. 만드렐(80)은 가요성을 가지고 있어야 한다. 각 부품(60, 62, 80)의 조립 후에는, 수지 함유 합성 섬유(86)에 대해서 소정 각도로(도면에 도시된 바와 같이 통상 45。의 각도로) 그리고 또 다른 수지 함유 합성 섬유(88)에 대해서는 반대의 각도로 상기 부품 조립체를 회전시켜 감겨진 높이가 단부 고정편(60, 62)의 플랜지와 일치할 때까지 수지함유 합성 섬유를 감게 된다. 수지는 최종 합성재료의 40%를 차지하게 되고, 합성 섬유(86, 88) 층을 감으므로써 섬유는 가요성 샤프트의 전단 면에 대하여 소정각도로 향해져 있게 된다. 이러한 구조를 가지므로써, 전진형 캐비티 펌프를 작동시키는데 필요한 축방향 회전 동력원에 대한 가요성 샤프트의 궤도운동 또는 편심운동이 가능하게 된다.
원래 전진형 캐비티 펌프에 사용되는 가요성 샤프트 및 회전자는 강재로 만들어진다. 그러나 합성재료로 이루어진 가요성 샤프트를 사용하므로써 비등방성 재료를 이용할 수 있게 된다. 강재로 이루어진 가요성 샤프트를 더 유연하게 만들기 위해서는 벽두께를 줄이거나 또는 지름을 더 작게 만들어야 한다. 그러나 이러한 방법은 모두 강재 가요성 샤프트의 강도 특히, 피로강도를 저하시키게 된다. 따라서 합성 섬유를 이용하고 이들 합성 섬유를 상기한 바와 같이 배치하므로써 더 큰 벽 두께를 가지도록 할 수 있게 되어 편심 궤도 운동에 요구되는 최대 강도 및 최대 유연도를 가질 수 있게 된다. 피로하중을 받는 부분에서는 합성재료가 본질적으로 금속 보다 우수하며, 합성재료는 먼지, 부식 또는 오일 생산 환경에서 발견되는 화학물질과의 반응을 가지고 있지 않으면서도 600。F(315℃)를 넘는 환경에서도 사용할 수 있는 것이다. 전체적으로 함성 재료의 강도, 피로강도 및 경도(stiffness)는 대부분의 경우 티타늄, 스틸, 알루미늄 등과 같은 금속 재료와 동등하거나 우수한 것으로 밝혀졌다.
전진형 캐비티 펌프의 일 예는 오웬 코닝(Owens Corning)사의 E 타입 섬유유리, 쉘 케미컬 코퍼레이션(Shell Chemical Co.)의 DPL 에폭시 수지 및 린듀 컴퍼니(Lindeau Company)의 린드라이드 6K 경화제(Lindride 6K hardener)로 이루어진 구성요소를 가진다.
0.075 inch 두께의 경화되지 않은 시트 고무가 테프론(상표명:Teflon) 및 커킬 러버 코퍼레이션(Kirkhill Rubber Co.)에서 제공되는 윤활제와 함께 장착된다. 고정자는 나선형 만드렐상에 고무 스트립을 감음으로써 만들어 진다. 고무위에 감겨진 필라멘트는, 수지와 경화제가 100/88(수지/경화제)의 비율로 혼합되고 그에 더하여 유리섬유가 혼합된 합성재료이다. 결합체는 약 300℉(150℃) 온도의 오븐에서 양생된다. 나선형 회전자는 강재로 만들어져 있다. 시범 테스트에 따르면, 파괴될 때 까지의 사용수명이 일반적인 일래스토머형 고무 고정자 보다 더 긴 것으로 나타났다.
가요성 샤프트는 도 6에 도시되어 있는 것 처럼 E타입의 유리섬유, DPL 에폿시 수지, 린드라이드 6K 경화제 및 기계 가공된 금속 단부 고정편으로 구성된다.
필립스 페트롤륨(Philips Petroleum)사에 의하여 "드리스콜(DRISCOLL)"이라는 상표명으로 판매되는 폴리올레핀으로 이루어진 얇고 가요성이 있는 튜브가, 소정 공간을 두고 단부 고정편(60, 62)에 부착되어 이들을 유지하고 있는 만드렐(80)로 사용된다. 조립체에 대하여 도시된 바와 같이 ±40°의 각도로 소정의 외부 직경이 될 때 까지 감겨지는 필라멘트(86. 88)는 유리섬유와 에폭시로 구성되어 있다.
도 7에는 가요성 샤프트의 또 다른 실시예가 도시되어 있는 데, 이 실시예에서는 휘어지는 부분(94)이 타부위의 직경 D 보다도 더 작은 직경을 가지는 오목부로 구성되어 있다. 휘어지는 부분(94)은 펌프의 크기, 펌프되어지는 물질 등 펌프의 특성에 따라 달라진다. 휘어져야 할 필요가 있는 부분에서 합성 섬유 및/또는 수지의 각도 방향을, 컴퓨터로 제어되는 수단에 의하여 변화 시키므로써 휘어지는 부분(94)을 만들 수 있게 된다. 예를 들어, 도 7에서 필라멘트를 +45° 및 -45°로 부재번호 96으로 표시된 부분까지 감는 동안에, 각도의 방향을 45°이하의 각도로 변화시키므로써 전체적인 직경 D를 감소시키지 않고도 휘어지는 부분을 만들 수 있게 된다.
합성재료와 관련하여 사용된 "일래스토머와 같은 합성재료" 또는 "탄성을 가진 합성재료"는, 소정의 필요한 특성을 얻기 위한 합성 섬유 및/또는 수지 조성물을 변화시키므로써 만들 수 있다. 예를 들면, 쉘 케미컬 코퍼레이션(Shell Chemical Co.)의 헬록시 유연제(HELOXY flexablizer)를 중량비로 20 내지 40% 정도 DPL-862 에폭시 수지에 첨가하고, 이를 작업 가능할 정도의 유동성을 가지는 혼합물로 유지될 수 있을 정도의 양만큼의 경화제 및 테프론(TEFLON : 상표명) 파우다와 혼합하여 고정자 및/또는 회전자의 제작시 섬유에 적용한다. 결과적으로 만들어진 합성재료는 약 4시간 동안 300 내지 400℉(150-200℃)의 온도로 오븐에서 양생된다.

Claims (33)

  1. 내측에 나선형 홈을 구비한 고정자, 상기 고정자 내에서 작동하는 나선형 회전자 및 상기 회전자를 회전시키는 수단으로 구성되어 있으며, 상기 고정자 및 회전자 모두 또는 그 중 어느 하나는 합성재료로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고정자에는 상기 회전자와 접촉하는 일래스토머형 내부면이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고정자는 일래스토머형 재료로 라이닝 되어 있므며, 상기 회전자는 강재로 이루어져 있는 있는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  4. 제1항에 있어서, 상기 회전자에는, 상기 회전자를 회전시키기 위한 수단에 연결되어 있으며 합성재료로 이루어진 가요성 샤프트가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  5. 제4항에 있어서, 상기 가요성 샤프트는, 양 단부에 제1 금속성 단부 고정편 , 제2 금속성 단부 고정편 및 상기 두 개의 단부 고정편 사이에 구비되어 이들을 서로 연결하는 합성재료로 구성되어 있으며, 상기 제1 단부 고정편에는 상기 회전자에 부착하기 위한 수단이 구비되어 있고, 상기 제2 단부 고정편에는 상기 회전자의 회전수단에 부착하기 위한 수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 단부 고정편 및 제 2 단부 고정편은 각각 축방향으로 상기 합성체를 수용하기 위한 내부 표면부와, 상기 회전자와 연결하기 위한 수단을 구비한 외부 부분과, 상기 외부 부분과 내부 표면부 사이에 있는 가요성 샤프트의 소정 지금과 실질적으로 동일한 지름을 가지는 플랜지를 구비하고 있으며, 상기 내부 표면부는 더 크게 폴리사이드된 섕크와 상기 플렌지 사이의 감소된 직경의 넥크(neck) 부분을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  7. 제6항에 있어서, 상기 가요성 샤프트의 단부 고정편 사이의 합성 재료는 상기 가요성 샤프트의 축에 대하여 +45° 및 -45°의 각도로 필라멘트를 선택적으로 감음으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  8. 제4항에 있어서, 상기 가요성 샤프트는, 양 단부에 제1 금속성 단부 고정편, 제2 합성 단부 고정편 및 상기 두 개의 단부 고정편 사이에 구비되어 이들을 서로 연결하는 합성재료로 구성되어 있으며, 상기 제1 단부 고정편에는 상기 회전자에 부착하기 위한 수단이 구비되어 있고, 상기 제2 단부 고정편에는 상기 회전자의 회전수단에 부착하기 위한 수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제1 단부 고정편 및 제 2 단부 고정편은 각각 축방향으로 상기 합성체를 수용하기 위한 내부 표면부와, 상기 회전자와 연결하기 위한 수단을 구비한 외부 부분과, 상기 외부 부분과 내부 표면부 사이에 있는 가요성 샤프트의 소정 지금과 실질적으로 동일한 지름을 가지는 플랜지를 구비하고 있으며, 상기 내부 표면부는 더 크게 폴리사이드된 섕크와 상기 플렌지 사이의 감소된 직경의 넥크 부분을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  10. 제6항에 있어서, 상기 가요성 샤프트의 단부 고정편 사이의 합성 재료는 상기 가요성 샤프트의 축에 대하여 +45° 및 -45°의 각도로 필라멘트를 선택적으로 감음으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  11. 고정자와, 상기 고정자 내에서 작동하는 나선형 회전자와, 상기 회전자를 회전시키는 수단으로 구성되어 있으며; 상기 고정자는 단일형 지지부 및 부착되어진 내부 나선형 표면부로 구성되어 있으며; 상기 지지부는 합성재료로 이루어져 있고, 상기 나선형 표면부는 부착재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  12. 제11항에 있어서, 상기 합성재료는 실질적으로 비탄력적이며, 상기 부착된 재료는 탄력적인 일래스토머인 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  13. 제11항에 있어서, 상기 부착된 재료는 탄력적인 합성재료인 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  14. 제11항에 있어서, 상기 합성재료는 탄력적이며, 상기 부착된 재료는 단단한 합성재료인 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  15. 제11항에 있어서, 상기 회전자는 단단한 합성재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  16. 제11항에 있어서, 상기 회전자는, 외부의 탄력적인 재료에 부착되어 있는 내부의 단단한 합성재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  17. 제16항에 있어서, 상기 탄력적인 합성재료는 일래스토머인 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  18. 제16항에 있어서, 상기 탄력적인 재료는 합성재료인 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  19. 제11항에 있어서, 상기 회전자를 회전시키기 위한 수단은 합성재료로 이루어진 가요성 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  20. 제19항에 있어서, 상기 가요성 샤프트는, 상기 회전자를 회전시키기 위한 수단과 상기 회전자에 연결하기 위하여 소정 간격 떨어져 위치한 금속성 단부 고정을 구비한 몸체부와, 상기 각각의 단부 고정편을 서로 연결시키기 위한 가요성의 축방향 만들렐과, 상기 몸체를 이루기 위하여 상기 만드렐 주위로 감겨진 합성 필라멘트 및 수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  21. 제20항에 있어서, 상기 감겨진 필라멘트 및 수지는 상기 만드렐의 축에 대하여 +45° 및 -45°의 각도로 선택적으로 감겨져 있는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  22. 제20항에 있어서, 상기 가요성 샤프트에는 휘어지는 부분이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  23. 제22항에 있어서, 상기 감겨진 필라멘트 및 수지의 일부분은 상기 만드렐의 축에 대하여 45°의 각도로 감겨지고 또 다른 부분은 휘어지는 부분을 형성하기 위하여 45°보다 작은 각도로 감겨지는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  24. 제22항에 있어서, 상기 휘어지는 부분은 안쪽방향으로 오목한 오목부로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  25. 제24항에 있어서, 상기 오목부는 곡선으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  26. 제25항에 있어서, 상기 곡선으로 이루어진 부분은 축방향의 단면에 대하여 오목한 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  27. 제19항에 있어서, 상기 가요성 샤프트는, 상기 회전자를 회전시키기 위한 수단과 상기 회전자에 연결하기 위하여 소정 간격 떨어져 위치한 금속성 단부 고정을 구비한 몸체부와, 상기 각각의 단부 고정편을 서로 연결시키기 위한 가요성의 축방향 만들렐과, 상기 몸체를 이루기 위하여 상기 만드렐 주위로 감겨진 합성 필라멘트 및 수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  28. 제27항에 있어서, 상기 감겨진 필라멘트와 수지는 상기 만드렐에 대하여 +45° 및 -45°의 각도로 선택적으로 감겨져 있는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  29. 제27항에 있어서, 상기 가요성 샤프트에는 휘어지는 부분이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  30. 제29항에 있어서, 상기 감겨진 필라멘트 및 수지의 일부분은 상기 만드렐의 축에 대하여 45°의 각도로 감겨지고 또 다른 부분은 휘어지는 부분을 형성하기 위하여 45°보다 작은 각도로 감겨지는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  31. 제29항에 있어서, 상기 휘어지는 부분은 안쪽방향으로 오목한 오목부로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  32. 제31항에 있어서, 상기 오목부는 곡선으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
  33. 제32항에 있어서, 상기 곡선으로 이루어진 부분은 축방향의 단면에 대하여 오목한 것을 특징으로 하는 전진형 캐비티 펌프.
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