KR20150133664A

KR20150133664A - 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프

Info

Publication number: KR20150133664A
Application number: KR1020150070485A
Authority: KR
Inventors: 잉 린 카이; 차오-푸 수
Original assignee: 잉 린 카이; 차오-푸 수
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2015-11-30
Also published as: GB2527658A; JP2015218734A; GB2527658B; GB201507576D0; CN105089988A; JP6098668B2; DE102015006124A1; CN105089988B

Abstract

다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프는 4개의 실린더형 편심 원형판을 지닌 편심 원형판 마운트, 4개의 작동 홀을 지닌 펌프 헤드 바디, 및 4개의 환형 포지셔닝 돌기를 지는 다이아프램 멤브레인을 포함한다. 기본 곡선 그루브 또는 다른 제1 진동-저감 포지셔닝 구조는 각각의 작동 홀을 둘러싸고 원주에 배치되고, 한편으로 기본 곡선 돌기 또는 다른 제2 진동-저감 포지셔닝 구조는 어셈블리 상의 대응하는 그루브 또는 제1 포지셔닝 구조와 적절하게 결합하기 위해 다이아프램 멤브레인에 제공되며, 결과적으로 다이아프램 멤브레인에 있는 기본 곡선 돌기 또는 다른 진동-저감 포지셔닝 구조로부터 각각의 하향-연장 환형 포지셔닝 돌기까지의 짧은 길이의 모멘트 아암이 달성되며, 따라서 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프와 비교하여 감소된 진동 소음 및 공명 흔들림이 달성된다. 실린더형 편심 원형판은, 다이아프램 멤브레인의 하나의 하향-연장 환형 포지셔닝 돌기를 수용하기 위한 환형 포지셔닝 그루브, 및 편심 원형판의 환형 포지셔닝 그루브 및 수직 측면 또는 뒤집어져 절단된 원뿔형 측면 사이에 연장되는 경사진 상부 링을 각각 포함하며, 결과적으로 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 사용 수명을 연장시킨다.

Description

다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프{FOUR-COMPRESSION-CHAMBER DIAPHRAGM PUMP WITH MULTIPLE EFFECTS}

본 발명은 역삼투 정화 장치(reverse osmosis purifier) 또는 역삼투 물 정화시스템(RO water purification system)에 사용되는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에 관한 것으로, 이는 주택, 레크레이션용 차량 또는 이동식 주택의 물 공급장치에 흔히 설치되며, 특히 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 공명 진동에 의해 야기된 원하지 않는 소음과 흔들림을 줄이기 위해서 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 멤브레인에 대한 획기적인 결합 수단을 구비할 뿐 아니라, 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 사용 수명 및 그 안에 있는 주요 요소들의 내구성이 연장되도록 펌프의 비스듬한 당김(oblique pulling) 및 압박 현상(squeezing phenomena)을 제거하는 편심 원형 마운트의 경사진 상부 링(sloped top ring)을 구비하는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프는 역삼투 정화기(RO(reverse osmosis) purifier) 또는 역삼투 물 정화시스템(RO water purification Osystem)에 사용되는데, 이는 일반적으로 다양한 형태로 제공되는 주택, 레크리에이션용 차량(recreational vehicle) 또는 이동식 주택의 물 공급장치 상에 설치된다. 미국 특허번호 6,840,745 호에 개시된 특정 타입 이외에, 대다수의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프들은 도 1 내지 11에 도시된 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프와 유사한 설계로서 분류될 수 있다. 이러한 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프는 기본적으로 출력 샤프트(output shaft)(11)를 지닌 브러쉬 모터(brushed motor)(10), 모터 상부 섀시(motor upper chassis)(30), 일체의 돌출 캠-로브 샤프트(integral protruding cam-lobed shaft)를 지닌 떨림판(wobble plate)(40), 편심 원형 마운트(eccentric roundel mount)(50), 펌프 헤드 바디(pump head body)(60), 다이아프램 멤브레인(diaphragm membrane)(70), 4개의 펌핑 피스톤(four pumping pistons)(80), 피스톤 밸브 어셈블리(piston valvular assembly)(90) 및 펌프 헤드 커버(pump head cover)(20)를 포함한다.

모터 상부 섀시(30)는, 모터(10)의 출력샤프트(11)가 연장되어 관통하는 베어링(31)을 포함한다. 또한 모터 상부 섀시(30)는, 상부 환형 리브 링(upper annular rib)(32)의 림(rim)의 원주에 균등하게(evenly and circumferentially) 배치된 몇개의 고정구멍(fastening bores)(33)을 지닌 상부 환형 리브 링(upper annular rib ring)(32)을 포함한다.

떨림판(40)은, 모터(10)의 대응하는 모터 출력샤프트(11)가 연장되어 관통하는 샤프트 커플링 홀(shaft coupling hole)(41)을 포함한다.

편심 원형 마운트(50)는, 대응하는 떨림판(40)을 마운트의 하부에 수용하기 위한 중앙 베어링(51)을 포함한다. 4개의 관형 편심 원형판(tubular eccentric roundels)(52)은 편심 원형 마운트(50) 상의 원주에 균등하게 배치된다. 각각의 편심 원형판(52)은, 원형판의 상부 면에 각각 형성되는 수평 상부 면(horizontal top face)(53), 암-나사산 보어(female-threaded bore)(54) 및 환형 포지셔닝 그루브(annular positioning groove)(55)를 가지며, 뿐만 아니라 수평 상부 면(53)과 수직 측면(vertical flank)(56)의 교차지점에 형성되는 둥근 숄더(rounded shoulder)(57)를 가진다(도 3 및 4에 도시된 바와 같이).

펌프 헤드 바디(60)는, 떨림판(40) 및 편심 원형 마운트(50)를 둘러싸게끔(안에 포함하게끔) 모터 상부 섀시(30)의 상부 환형 리브 링(32)을 커버하며, 원주에 균등하게 배치된 4개의 작동 홀(operating holes)(61)을 포함한다. 각각의 작동 홀(61)은, 각각의 대응하는 관형 편심 원형판(52)을 수용하기 위해, 편심 원형 마운트(50)의 각각의 대응하는 관형 편심 원형판(52)의 외경보다 약간 큰 내경을 갖으며, 하부 환형 플랜지(62,lower annular flange)가 모터 상부 섀시(30)의 대응하는 상부 환형 리브 링(32)과 결합되기 위해 펌프 헤드 바디의 아래에 형성되며, 몇개의 고정구멍(63,fastening bores)이 펌프 헤드 바디(60)의 원주 주위에 균등하게 배치된다(도 5 내지 7에 도시된 바와 같이)

다이아프램 맴브레인(70)은, 반-강체(semi-rigid) 탄성 재료로부터 압출 성형(extrusion-molded)되어 펌프 헤드 바디(60) 상에 위치되며, 외부 상승 림(outer raised rim)(71) 및 내부 상승 림(inner raised rim)(72)을 포함하는 한 쌍의 평행한 림을 포함하며, 뿐만 아니라 균등하게 이격된 4개의 방사상 상승 파티션 리브(radial raised partition ribs)(73)를 포함하고, 이러한 각각의 방사상 상승 파티션 리브(73)의 각 단부는 내부 상승 림(72)과 연결되며, 그로 인해 방사상 상승 파티션 리브(73)에 의해 분할되어 이 리브 내에 4개의 동등한(equivalent) 피스톤 작용 존(74,piston acting zones)이 형성되며, 각각의 피스톤 작용 존(74)은, 편심 원형 마운트(50)의 각각의 관형 편심 원형판(52) 내의 암-나사산 보어(54)와 대응하게 만들어진 작용 존 홀(75,acting zone holes)을 갖으며, 각각의 작용 존 홀(75)에 대한 환형 포지셔닝 돌기(76,annular positioning protrusion)가 다이아프램 맴브레인(70)의 하부 면(bottom side)에 형성된다.(도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이).

각각의 펌핑 피스톤(80)은, 다이아프램 맴브레인(70)의 대응하는 각각의 피스톤 작용 존(74)에 배치되며, 펌핑 피스톤을 관통하여 연장되는 계층형 홀(81,tiered hole)을 갖는다. 다이아프램 맴브레인(70)의 환형 포지셔닝 돌기(76)가 편심 원형 마운트(50)의 관형 편심 원형판(52)에 있는 대응하는 환형 포지셔닝 덴트(annular positioning dent)(55)로 삽입된 후에, 각각의 고정 스크류(1,fastening screws)가 각각의 펌핑 피스톤(80)의 계층형 홀(81) 및 다이아프램 맴브레인(70)에 있는 각각의 대응하는 피스톤 작용 존(74)의 작용 존 홀(75)을 관통해 삽입되어서, 다이아프램 맴브레인(70) 및 4개의 펌핑 피스톤(80)이 편심 원형 마운트(50)상의 대응하는 4개의 관형 편심 원형판(52)의 암-나사산 보어(54)에 단단히 스크류고정될 수 있다(도 11의 확대 부분에서 보여지는 바와 같이).

피스톤 밸브 어셈블리(90)는, 다이아프램 맴브레인(70)을 커버하며, 다이아프램 맴브레인(70)의 외부 상승 림(71) 및 내부 상승 림(72)사이에 삽입되기 위해 하향으로 연장되는 상승 림(91), 4개의 동등한 섹터(equivalent sectors)와 중앙 포지셔닝 보어(central positioning bore)(93)를 갖는 중앙의 둥근 배출 마운트(central round outlet mount)(92)를 포함하는데, 중앙 둥근 배출 마운트의 각각의 섹터는 균등하게 원주에 위치되는 다수의 배출 포트(outlet ports)(95)의 그룹을 포함하며, 중앙의 포지셔닝 섕크(central positioning shank)를 지닌 T-형상의 플라스틱 역류 방지 밸브(anti-backflow valve)(94)를 포함하며, 그리고 원주에 인접한 4개의 유입 마운트(inlet mount)(96)를 포함한다. 각각의 원주에 인접한 유입 마운트(96)는 균등하게 원주에 위치되는 다수의 유입 포트(inlet ports)(97) 및 뒤집어진 중앙 피스톤 디스크(inverted central piston disk)(98) 각각을 포함하므로, 각 피스톤 디스크(98)는 대응하는 다수의 유입 포트(97)의 그룹 각각에 대해 밸브로서 이용한다. 하향-연장되는 림(91)을 다이아프램 멤브레인(70)의 외부 상승 림(71) 및 내부 상승 림(72) 사이에 삽입시에, 플라스틱 역류 방지 밸브(94)의 중앙 포지셔닝 섕크는, 중앙 둥근 배출 마운트(92)에 있는 다수의 배출 포트(95)는 4개의 유입 마운트(96)와 소통할 수 있도록, 중앙 배출 마운트(92)의 중앙 포지셔닝 보어(93)와 결합되고, 밀폐-봉인된 예비-압축 챔버(hermetically-sealed preliminary-compression chamber)(26)는 유입 마운트(96)와 다이아프램 멤브레인(70)의 대응하는 피스톤 작용 존(74) 사이에 형성되어서, 각각의 예비-압축 챔버(26)의 일단은 각각 대응하는 유입 포트(97)와 소통할 수 있다(도 11의 확대 부분으로 도시된 바와 같이).

펌프 헤드 커버(20)는, 피스톤 밸브 어셈블리(90), 펌핑 피스톤(80) 및 다이아프램 맴브레인(70)을 둘러싸게(포함하게)끔 펌프 헤드 바디(60)를 커버하며, 물 유입 오리피스(water inlet orifice)(21), 물 배출 오리피스(water outlet orifice)(22) 및 몇개의 고정구멍(fastening bores)(23)을 포함한다. 계층형 림(tiered rim)(24) 및 환형 리브 링(annular rib ring)(25)이 펌프 헤드 커버(20)의 내부 아래(저부)에 배치되므로 다이아프램 맴브레인(70) 및 피스톤 밸브 어셈블리(90)의 조립(체)의 외부 림(outer rim)은 계층형 림(24)에 밀폐되어 부착될 수 있다(도 9의 확대 부분에 도시된 바와 같이). 환형 리브 링(25)의 하부 면이 중앙 배출 마운트(92)의 림을 면밀하게 커버할 때, 고압 챔버(high-compression chamber)(27)는 환형 리브 링(25)의 내벽(inside wall)에 의해 형성된 캐비티(cavity) 및 피스톤 밸브 어셈블리(90)의 중앙 배출 마운트(92) 사이에 형성된다(도 11에 도시된 바와 같이).

펌프 헤드 커버(20)의 대응하는 각각의 고정구멍(23) 및 펌프 헤드 바디(60)에 있는 대응하는 각각의 고정구멍(63)을 통해서 고정볼트(2)를 실행시키며, 그리고 나서 펌프 헤드 바디(60)에 펌프 헤드 커버(20)가 단단히 스크류결합되게끔 각각의 고정볼트(2) 상에 모터 상부 섀시(30)에 있는 대응하는 고정 보어들(33)을 통해서 너트(3)를 끼워넣어(putting), 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 전체 조립이 완료된다(도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이).

도 12 및 13을 참조하면, 이들은 도 1 내지 도 11의 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 작동을 도시한 도면들이다.

첫째로, 모터(10)에 동력이 공급되면, 모터 출력샤프트(11)에 의해 떨림판(40)이 가동되어 회전하며 관형 편심 원형 마운트(50) 상의 4개의 편심 원형판(52)이 지속적으로 상하 왕복 행정(reciprocal stroke)으로 움직인다.

둘째로, 그 동안에, 다이아프램 맴브레인(70)에 있는 4개의 피스톤 작용 존(74) 및 4 개의 펌핑 피스톤(80)은 4개의 관형 편심 원형판(52)의 상하 왕복 행정에 의해 연속해서 가동되어 상하 변위(up-and-down displacement)로 움직인다.

셋째로, 관형 편심 원형판(52)이 하향 행정으로 움직이면, 펌핑 피스톤(80) 및 피스톤 작용 존(74)이 하향으로 변위되어, 피스톤 밸브 어셈블리(90)의 피스톤 디스크(98)가 개방상태로 밀려서 수돗물(tap water)W가 펌프 헤드 커버(20)의 물 유입 오리피스(21) 및 피스톤 밸브 어셈블리(90)의 유입 포트(97)를 통해 예비-압축 챔버(preliminary-compression chamber)(26)로 흘러 들어온다(도 12의 확대도에서 W로부터 연장되는 화살표에 의해 표시된 바와 같이).

넷째로, 관형 편심 원형판(52)이 상향 행정(up stroke)으로 움직이면, 펌핑 피스톤(80) 및 피스톤 작용 존(74)이 상향으로 변위되어, 피스톤 밸브 어셈블리(90)의 피스톤 디스크(98)가 폐쇄상태로 당겨져 예비-압축 챔버(26) 내의 수돗물 W 를 압축하여 수압을 100psi-150psi 의 범위까지 증가시킨다. 그 결과 가압된 물 Wp 는 피스톤 밸브 어셈블리(90)의 플라스틱 역류방지 밸브(94)를 밀어서 개방상태가 되게 한다.

다섯째로, 피스톤 밸브 어셈블리(90)의 플라스틱 역류방지 밸브(94)가 밀려서 개방상태가 되면, 예비-압축 챔버(26) 내의 가압된 물 Wp는 중앙 배출 마운트(92)의 대응하는 섹터에 대한 배출 포트(95)의 그룹을 통해 고압 챔버(27)로 지향되며, 그리고는 펌프 헤드 커버(20)의 물 배출 오리피스(22)의 밖으로 배출된다(도 13의 확대 부분에서 화살표 Wp 표시되어 도시된 바와 같이).

마지막으로, 중앙 배출 마운트(92)의 4개의 섹터에 대해 배출 포트(95)의 각각의 그룹에 대한 연속적인 반복 작용은 가압된 물 Wp를 종래의 4개- 압축-챔버 다이아프램 펌프의 밖으로 지속적으로 방출되게 하여 추가로 역삼투(RO)-카트리지에 의해 역삼투(RO)-여과가 되게하므로, 최종 여과된 가압된 물 Wp 는 일반적으로 주택, 레크리에이셔널 차량 또는 이동식 주택의 물 공급장치 상에 설치되는 형태의 역삼투 정화기(RO(reverse osmosis) purifier) 또는 역삼투 물 정화시스템(RO water purification Osystem)에 사용될 수 있다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 진동에 관련된 심각한 단점이 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에서 오랫동안 존재해 왔다. 앞서 설명된 바와 같이, 브러쉬 또는 브러쉬리스 모터(10)에 동력이 공급되면, 모터 출력샤프트(11)에 의해 떨림판(40)이 가동되어 회전하며 편심 원형 마운트(50) 상의 4개의 관형 편심 원형판(52)이 순차적인 상하 왕복 행정(reciprocal stroke)으로 지속적으로 움직이며, 한편으로 그 동안에 다이아프램 맴브레인(70)에 있는 4개의 피스톤 작용 존(74) 및 4개의 펌핑 피스톤(80)은 4개의 관형 편심 원형판(52)의 상하 왕복 행정에 의해 연속해서 가동되어 상하 변위로 움직여서 동등한 힘(equivalent force) F가 외부 상승 림(71)으로부터 환형 포지셔닝 돌기(76)의 주변(부)(periphery)까지 측정된 모멘트 아암(moment arm)의 길이 L1을 지닌 4개의 피스톤 작용 존(74)에 지속적으로 작용한다(도 15에 도시된 바와 같이). 그로 인해, 합성토크(resultant torque)는, 공식 "토크 = 작용 힘 F×모멘트 아암의 길이 L1" 에 의해 나타난 바와 같이, 작용 힘(acting force) F에 모멘트 아암의 길이 L1을 곱함으로서 생성된다. 합성토크는 모든 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에 직접적으로 진동을 초래한다. 모터(10)에 있는 모터 출력샤프트(11)는 800-1200rpm 의 범위까지의 높은 회전속도를 지녀서, 4개의 관형 편심 원형판(52)의 대체(번갈아 일어나는)작용(alternate acting)에 의해 야기되는 진동강도는 지속적으로 용인할 수 없는 상태에 도달할 수 있다.

종래 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 단점을 다루기 위해, 도 14에 도시된 바와 같이, 한쌍의 윙 플레이트(101)(wing plate)를 지닌 쿠션 베이스(100)(cushion base)가 보완 지지대(supplemental support)로서 항상 제공되는데, 한 쌍의 윙 플레이트(101)에는 진동 억제(저지) 향상을 위해 고무 충격 흡수재(102)로 더 슬리브가 달린다(sleeved). 주택 또는 이동식 주택의 물 공급장치에 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 설치에 있어, 쿠션 베이스(100)는 적합한 고정 스크류(103)(fastening screws) 및 대응 너트(104)에 의해 역삼투 정화유닛의 하우징(C) 상에 견고하게 스크류 결합된다.

그러나, 윙 플레이트(101) 및 고무 충격 흡수재(102)를 지닌 쿠션 베이스(100)의 실제 진동 억제 효율은 하우징(C)의 공명 흔들림(resonant shaking)의 결과로서 발생하는 제2 진동(secondary vibration)에 의해 야기된 소음에 영향을 주지 않고, 최초 직접 진동(primary direct vibration)에 의해 야기된 소음을 감소시킨다. 제2 진동은 실제로 역삼투 정화유닛의 하우징(C)의 전체 진동 소음을 증가시킨다.

하우징(C)의 전체 진동 소음이 증가하는 단점 뿐아니라, 추가 단점은 펌프 헤드 커버(20)의 물 배출 오리피스(22)에 연결된 물 파이프(P)에는 위에서 설명된 진동을 지닌 공명으로 동시 흔들림(synchronously shake)이 야기될 것이다(도 16 및 16a의 물 파이프(P)의 파선 묘사에 의해 표시됨). 이러한 물 파이프(P)의 동시 흔들림은 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 다른 부품의 동시 흔들림을 야기하여 추가적인 단점을 초래할 것이다. 결과적으로, 일정 기간 후에, 흔들림에 의해 영향을 받는 다른 부품들 사이의 맞춤(fit)이 점차로 느슨해질 뿐만 아니라, 물 파이프(P) 및 물 배출 오리피스(22) 사이의 연결이 점차 느슨해져서 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 물 누출(water leakage)이 발생할 것이다. 종래 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에서 전체 공명 흔들림 및 물 누출의 추가 단점은 충격-흡수 쿠션 베이스(100)를 사용하여 진동을 다루는 전술된 종래의 방식으로 해결될 수 없다. 따라서, 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 작동 진동과 관련된 모든 단점을 실질적으로 어떻게 감소시킬 것인지가 긴급하고 중요한 문제(관심사)가 되고 있다.

앞서 설명된 바와 같이, 모터(10)에 동력이 공급되면, 모터 출력샤프트(11)에 의해 떨림판(40)이 가동되어 회전하며 편심 원형 마운트(50) 상의 4개의 관형 편심 원형판(52)이 연속하여 지속적으로 상하 왕복 행정으로 움직이며, 다이아프램 멤브레인(70)에 있는 4개의 피스톤 작용 존(74)은 4개의 관형 편심 원형판(52)의 상하 왕복 행정에 의해 연속해서 가동되어 상하 변위로 움직여서 힘 F가 각각의 피스톤 작용 존(74)의 하부 면에 지속적으로 작용한다.

한편으로는, 도 18에 도시된 바와 같이, 다이아프램 멤브레인(70)의 대응하는 각각의 피스톤 작용 존(74)의 전체 하부영역에 걸쳐 분포되는(distributed) 다른 요소들과 함께, 대응하는 복수의 반동 힘(rebounding forces)(Fs)은 다이아프램 멤브레인(70)의 하부 면에 가해진 작용 힘(F)에 반발(reaction)하여 생성되며, 반동 힘(Fs)에 의해 야기되는 압박 현상(squeezing phenomenon)이 다이아프램 멤브레인(70)의 부분 상에서 발생한다.

모든 반동 힘(Fs)의 분포된 요소들 중에, 최대 작용 힘은, 도 18에 도시된 바와 같이, 관형 편심 원형판(52)에 있는 수평 상부 면(53)의 둥근 숄더(57)를 지닌 다이아프램 멤브레인(70)의 접촉하는 하부 지점(P)에 가해지며, 하부 지점(P)의 압박 현상은 또한 최대이다.

800-1200rpm의 범위에 이르는 모터(10)의 모터 출력 샤프트(11)에 대한 회전 속도를 지녀서, 다이아프램 멤브레인(70)의 피스톤 작용 존(74)의 각 하부 지점(P)은 초당 4번의 진동수로 압박 현상을 겪는다. 이러한 상황에서, 다이아프램 멤브레인(70)의 하부 지점(P)은 항상 전체의 종래 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에서 최초의 깨지는 곳(broken place)이 되며, 이는 사용 수명이 짧아질 뿐만 아니라, 종래 4개-압축-펌프의 일반적인 기능을 종결시키게 된다.

그러므로, 종래 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 관형 편심 원형판(52)의 이동의 결과로서, 다이아프램 멤브레인(70)의 각 피스톤 작용 존(74)의 하부 면에 힘(F)의 지속적인 작용에 의해 야기된 압박 현상과 관련된 단점을 실질적으로 어떻게 감소시킬 것인지가 긴급하고 중요한 문제(관심사)가 되고 있다.

본 발명의 목적은 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 멤브레인의 획기적인 결합 수단을 포함하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프를 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 맴브레인을 특징으로하는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에 대한 진동 저감 구조를 제공하는 것인데, 펌프 헤드 바디는, 4개의 작동 홀 및 각 작동 홀의 상부 면(upper side)을 둘러싸고 적어도 부분적으로 원주에 배치되는, 기본 곡선 그루브(basic curved groove), 슬롯, 또는 관통 세그먼트(perforated segment), 또는 곡선 돌기(curved protrusion) 또는 돌기들의 셋트를 포함하며, 한편으로 다이아프램 멤브레인은, 4개의 동등한 피스톤 작용존(equivalent piston acting zones)을 포함하며, 각각의 피스톤 작용 존은, 작용 존 홀, 각각의 작용 존 홀에 대한 환형 포지셔닝 돌기, 및 펌프 헤드 바디에서, 대응하는 기본 곡선 그루브, 슬롯, 또는 관통 세그먼트, 또는 곡선 돌기 또는 돌기들의 셋트를 결합하는 위치에 대응하는 위치에 있는,각각의 동심 환형 포지셔닝 돌기를 둘러싸고 적어도 부분적으로 원주에 배치되는 하나의 기본 곡선 돌기 또는 돌기들의 셋트, 또는 그루브, 슬롯, 또는 관통 세그먼트를 구비하므로, 4개의 기본 곡선 돌기들, 돌기들의 셋트, 그루브들, 슬롯들, 또는 관통 세그먼트들은 대응하는 4개의 기본 곡선 그부르, 슬롯들, 또는 관통 세그먼트들, 또는 곡선 돌기들 또는 돌기들의 셋트에 수용되거나 완전히 삽입되어 짧은 길이의 모멘트 아암으로 토크를 덜 발생시키는데, 토크는 모멘트 아암의 길이에 일정한 작용 힘을 곱합으로서 달성된다. 작은 토크로, 압축 다이아프램 펌프의 진동 강도는 실질적으로 감소된다.

본 발명의 다른 목적은 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프를 제공하는 것인데, 이러한 펌프는 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 멤브레인에 대한 획기적인 결합 수단을 구비하며, 펌프 헤드 바디는 4개의 기본 곡선 그루브, 슬롯, 또는 관통 세그먼트들, 또는 곡선 돌기들이나 돌기들의 셋트를 구비하며, 다이아프램 멤브레인은 4개의 기본 곡선 돌기들, 돌기들의 셋트, 그루브들, 슬롯들, 또는 관통 세그먼트들을 구비하는데, 이같은 4개의 기본 곡선 돌기들, 돌기들의 셋트, 그루브들, 슬롯들, 또는 관통 세그먼트들은 대응하는 4개의 기본 곡선 그루브, 슬롯들, 또는 관통 세그먼트들, 또는 곡선 돌기들이나 돌기들의 셋트에 완전히 삽입되어, 그로 인해 모멘트 아암의 길이를 감소시키게 되어 토크를 덜 발생시키는데, 토크는 모멘트 아암의 길이에 주로 역진동을 초래하는 일정한 작용 힘을 곱함으로서 달성된다. 본 발명이 주택, 레크리에이션 차량 또는 이동식 주택의 물 공급장치의 역삼투 정화 유닛의 하우징 상에 설치되고, 고무 충격 흡수재를 지닌 종래의 쿠션 베이스에 의해 하우징이 더 완충되는 경우, 종래의 압축 다이아프램 펌프의 공진 흔들림에 의해 초래되는 성가신 소음을 완전히 제거될 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프를 제공하는 것인데, 이러한 펌프는 편심 원형판 마운트에 배치된 실린더형 편심 원형판을 포함한다. 실린더형 편심 원형판은 환형 포지셔닝 그루브, 수직 측면 및 상기 환형 포지셔닝 그루브 및 수직 측면 사이에 경사진 상부 링을 형성하도록 수평에 대해 경사지는 환형 상부 면부를 포함한다. 경사진 상부 링이 다이아프램 멤브레인의 대응하는 피스톤 작용 존의 하부 영역에 평평하게 부착되기 때문에, 경사진 상부 링에 의해서, 종래의 관형 편심 원형판에서 발생되는 높은 빈도의 비스듬한 당김 및 압박 현상은 모두 제거된다. 따라서, 다이아프램 멤브레인의 내구성이 편심 원형판의 지속적인 높은 빈도의 펌핑 작용을 더 잘 견뎌낼 뿐 아니라, 다이아프램 펌프의 사용 수명 또한 크게 연장된다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프를 제공하는 것인데, 이러한 펌프는 편심 원형판 마운트에 배치된 실린더형 편심 원형판을 포함한다. 실린더형 편심 원형판은 환형 포지셔닝 그루브, 수직 측면 및 상기 환형 포지셔닝 그루브 및 수직 측면 사이에 형성되는 경사진 상부 링을 포함한다. 경사진 상부 링이 다이아프램 멤브레인의 대응하는 피스톤 작용 존의 하부 영역에 평평하게 부착되기 때문에, 경사진 상부 링에 의해서, 펌핑 동작에 의해 야기되는 작용 힘에 반응하여 형성되는 실린더형 편심 원형판에 대한 반동 힘의 모든 분포 요소들은 실질적으로 감소된다.

앞서 설명된 목적들을 달성하는 데 있어서, 이들은 제한하려고 의도되지 않으며, 적어도 다음의 효과들이 달성된다.

1. 실린더형 편심 원형판의 높은 빈도의 펌핑 작용을 지속시키기 위해서 다이아프램 멤브레인의 내구성은 실질적으로 향상된다.

2. 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 소비전력은, 앞서 설명된 높은 빈도의 압박 현상의 결과로 낭비되어지는 전류가 적어지기 때문에, 엄청나게 줄어든다.

3. 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 작업 온도는 소비전력의 감소로 인해 엄청나게 감소된다.

4. 일반적으로 높은 작업 온도로 가속화되는, 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에 있는 윤활제의 노화(aging)로 발생되는 바람직하지 않은 베어링 소음은 대부분 제거된다.

도 1은 종래 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 조립 사시도이다.
도 2는 종래 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 분해 사시도이다.
도 3은 종래 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에 대한 펌프 헤드 바디의 사시도이다.
도 4는 앞선 도 3의 섹션 라인 4-4에 대한 단면도이다.
도 5는 종래 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에 대한 펌프 헤드 바디의 사시도이다.
도 6은 앞선 도 5의 섹션 라인 6-6에 대한 단면도이다.
도 7은 종래 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에 대한 펌프 헤드 바디의 평면도이다.
도 8은 종래 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에 대한 다이아프램 멤브레인의 사시도이다.
도 9는 앞선 도 8의 섹션 라인 9-9에 대한 단면도이다.
도 10은 종래 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에 대한 다이아프램 멤브레인의 저면도이다.
도 11은 앞선 도 1의 섹션 라인 11-11에 대한 단면도이다.
도 12는 종래 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에 대한 제1 작동 예시도이다.
도 13은 종래 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에 대한 제2 작동 예시도이다.
도 14는 종래 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에 대한 제3 작동 예시도이다.
도 15는 도 14의 확대도의 원형-부분(circled-portion) "a"에 대한 부분 확대도이다.
도 16은 역삼투 정화시스템의 마운팅 베이스 상에 설치된 종래 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프를 도시한 개략적인 측면도이며, 이는 일반적으로 고정된 주택, 레크레이션용 차량 또는 이동식 주택에 있는 물 공급장치에 설치된다.
도 17은 종래 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에 대한 제4 작동 예시도이다.
도 18은 앞선 도 17의 원형-부분 "b"에 대한 부분 확대도이다.
도 19는 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 분해 사시도이다.
도 20은 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 펌프 헤드 바디의 사시도이다.
도 21은 앞선 도 20의 섹션 라인 21-21에 대한 단면도이다.
도 22는 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 펌프 헤드 바디의 평면도이다.
도 23은 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 다이아프램 멤브레인의 사시도이다.
도 24는 앞선 도 23의 섹션 라인 24-24에 대한 단면도이다.
도 25는 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 다이아프램 멤브레인의 저면도이다.
도 26은 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 편심 원형 마운트의 사시도이다.
도 27은 앞선 도26의 섹션 라인 27-27에 대한 단면도이다.
도 28은 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 조립된 단면도이다.
도 29는 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 제1 작동 예시도이다.
도 30은 도 29의 원형-부분 "a"에 대한 부분 확대도이다.
도 31은 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 제2 작동 예시도이다.
도 32는 앞선 2h 31의 원형-부분 "b"에 대한 부분 확대도이다.
도 33은 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프 및 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 다이아프램 멤브레인 상에서 기능하는 실린더형 편심 원형판 사이의 비교를 나타내는 예시 단면도이다.
도 34는 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 변형된 펌프 헤드 바디를 도시한 사시도이다.
도 35는 앞선 도 34의 섹션 라인 35-35에 대한 단면도이다.
도 36은 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 다른 변형된 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 멤브레인을 도시한 분해 조립 단면도이다.
도 37은 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 멤브레인의 조립을 도시한 단면도이다.
도 38은 본 발명의 제2 예시적인 실시예의의 펌프 헤드 바디의 사시도이다.
도 39는 앞선 도 38의 섹션 라인 39-39에 대한 단면도이다.
도 40은 본 발명의 제2 예시적인 실시예의 펌프 헤드 바디의 평면도이다.
도 41은 본 발명의 제2 예시적인 실시예의 다이아프램 멤브레인의 사시도이다.
도 42는 앞선 도 41의 섹션 라인 42-42에 대한 단면도이다.
도 43은 본 발명의 제2 예시적인 실시예의 다이아프램 멤브레인의 저면도이다.
도 44는 본 발명의 제2 예시적인 실시예의에 대한 다이아프램 멤브레인 및 펌프 헤드 바디의 조립을 도시한 단면도이다.
도 45는 본 발명의 제2 예시적인 실시예의 변형된 펌프 헤드 바디의 사시도이다.
도 46은 앞선 도 45의 섹션 라인 46-46에 대한 단면도이다.
도 47은 본 발명의 제2 예시적인 실시예의 제2 변형의 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 멤브레인을 도시한 분해 조립 단면도이다.
도 48은 본 발명의 제2 예시적인 실시예의 제2 변형의 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 멤브레인의 조립을 도시한 단면도이다.
도 49는 본 발명의 제3 예시적인 실시예의 펌프 헤드 바디의 사시도이다.
도 50은 앞선 도 49의 섹션 라인 50-50에 대한 단면도이다.
도 51은 본 발명의 제3 예시적인 실시예의 펌프 헤드 바디의 평면도이다.
도 52는 본 발명의 제3 예시적인 실시예의 다이아프램 멤브레인의 사시도이다.
도 53은 앞선 도 52의 섹션 라인 53-53에 대한 단면도이다.
도 54는 본 발명의 제3 예시적인 실시예의 다이아프램 멤브레인의 저면도이다.
도 55는 본 발명의 제3 예시적인 실시예에 대한 다이아프램 멤브레인 및 펌프 헤드 바디의 조립을 도시한 단면도이다.
도 56은 본 발명의 제3 예시적인 실시예의 변형된 펌프 헤드 바디의 사시도이다.
도 57은 앞선 도 56의 섹션 라인 57-57에 대한 단면도이다.
도 58은 본 발명의 제3 예시적인 실시예의 제2 변형의 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 멤브레인의 분해를 도시한 단면도이다.
도 59는 본 발명의 제3 예시적인 실시예의 제2 변형의 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 멤브레인의 조립을 도시한 단면도이다.
도 60은 본 발명의 제4 예시적인 실시예의 펌프 헤드 바디의 사시도이다.
도 61은 앞선 도 60의 섹션 라인 61-61에 대한 단면도이다.
도 62는 본 발명의 제4 예시적인 실시예의 펌프 헤드 바디의 평면도이다.
도 63은 본 발명의 제4 예시적인 실시예의 다이아프램 멤브레인의 사시도이다.
도 64는 앞선 도 63의 섹션 라인 64-64에 대한 단면도이다.
도 65는 본 발명의 제4 예시적인 실시예의 다이아프램 멤브레인 및 펌프 헤드 바디의 조립을 도시한 단면도이다.
도 67은 본 발명의 제4 예시적인 실시예의 변형된 펌프 헤드 바디의 사시도이다.
도 68은 앞선 도 67의 섹션 라인 68-68에 대한 단면도이다.
도 69는 본 발명의 제4 예시적인 실시예의 제2 변형의 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 멤브레인의 분해를 도시한 단면도이다.
도 70은 본 발명의 제4 예시적인 실시예의 제2 변형의 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 멤브레인의 조립을 도시한 단면도이다.
도 71은 본 발명의 제5 예시적인 실시예의 펌프 헤드 바디의 사시도이다.
도 72는 앞선 도 71의 섹션 라인 72-72에 대한 단면도이다.
도 73은 본 발명의 제5 예시적인 실시예의 펌프 헤드 바디의 평면도이다.
도 74는 본 발명의 제5 예시적인 실시예의 다이아프램 멤브레인의 사시도이다.
도 75는 앞선 도 74의 섹션 라인 75-75에 대한 단면도이다.
도 76은 본 발명의 제5 예시적인 실시예의 다이아프램 멤브레인의 저면도이다.
도 77은 본 발명의 제5 예시적인 실시예에 대한 다이아프램 멤브레인 및 펌프 헤드 바디의 조립을 도시한 단면도이다.
도 78은 본 발명의 제5 예시적인 실시예의 변형된 펌프 헤드 바디의 사시도이다.
도 79는 앞선 도 78의 섹션 라인 79-79에 대한 단면도이다.
도 80은 본 발명의 제5 예시적인 실시예의 제2 변형의 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 멤브레인을 도시한 분해 조립 단면도이다.
도 81은 본 발명의 제5 예시적인 실시예의 제2 변형의 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 멤브레인의 조립을 도시한 단면도이다.
도 82는 본 발명의 제6 예시적인 실시예의 펌프 헤드 바디의 사시도이다.
도 83은 앞선 도 82의 섹션 라인 83-83에 대한 단면도이다.
도 84는 본 발명의 제6 예시적인 실시예의 펌프 헤드 바디의 평면도이다.
도 85는 본 발명의 제6 예시적인 실시예의 다이아프램 멤브레인의 사시도이다.
도 86은 앞선 도 85의 섹션 라인 86-86에 대한 단면도이다.
도 87은 본 발명의 제6 예시적인 실시예의 다이아프램 멤브레인의 저면도이다.
도 88은 본 발명의 제6 예시적인 실시예에 대한 다이아프램 멤브레인 및 펌프 헤드 바디의 조립을 도시한 단면도이다.
도 89는 본 발명의 제6 예시적인 실시예의 변형된 펌프 헤드 바디의 사시도이다.
도 90은 앞선 도89의 섹션 라인 90-90에 대한 단면도이다.
도 91은 본 발명의 제6 예시적인 실시예의 제2 변형의 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 멤브레인을 도시한 분해 조립 단면도이다.
도 92는 본 발명의 제6 예시적인 실시예의 제2 변형의 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 멤브레인의 조립을 도시한 단면도이다.
도 93은 본 발명의 제7 예시적인 실시예의 사시도이다.
도 94는 앞선 도 93의 섹션 라인 94-94에 대한 단면도이다.
도 95는 본 발명의 제7 예시적인 실시예의 펌프 헤드 바디의 평면도이다.
도 96은 본 발명의 제7 예시적인 실시예의 다이아프램 멤브레인의 사시도이다.
도 97은 앞선 도 96의 섹션 라인 97-97에 대한 단면도이다.
도 98은 본 발명의 제7 예시적인 실시예의 다이아프램 멤브레인의 저면도이다.
도 99는 본 발명의 제7 예시적인 실시예에 대한 다이아프램 멤브레인 및 펌프 헤드 바디의 조립을 도시한 단면도이다.
도 100은 본 발명의 제7 예시적인 실시예의 변형된 펌프 헤드 바디의 사시도이다.
도 101은 앞선 도 100의 섹션 라인 101-101에 대한 단면도이다.
도 102는 본 발명의 제7 예시적인 실시예의 제2 변형의 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 멤브레인을 도시한 분해 조립 단면도이다.
도 103은 본 발명의 제7 예시적인 실시예의 제2 변형의 펌프 헤드 바디 및 다이아프램의 조립을 도시한 단면도이다.
도 104는 본 발명의 제7 예시적인 실시예의 펌프 헤드 바디의 평면도이다.
도 105는 앞선 도 104의 섹션 라인 105-105에 대한 단면도이다.
도 106은 본 발명의 제8 예시적인 실시예의 다이아프램 멤브레인의 저면도이다.
도 107은 앞선 도 106의 섹션 라인 107-107에 대한 단면도이다.
도 108은 본 발명의 제8 예시적인 실시예에 대한 다이아프램 멤브레인 및 펌프 헤드 바디의 조립을 도시한 단면도이다.
도 109는 본 발명의 제8 예시적인 실시예의 변형된 펌프 헤드 바디의 사시도이다.
도 110은 앞선 도 109의 섹션 라인 110-110에 대한 단면도이다.
도 111은 본 발명의 제8 예시적인 실시예의 제2 변형의 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 멤브레인의 분해를 도시한 단면도이다.
도 112는 본 발명의 제8 예시적인 실시예의 제2 변형의 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 멤브레인의 조립을 도시한 단면도이다.
도 113은 본 발명의 제9 예시적인 실시예의 편심 원형 마운트의 사시도이다.
도 114는 앞선 도 113의 섹션 라인 114-114에 대한 단면도이다.
도 115는 본 발명의 제9 예시적인 실시예의 다이아프램 멤브레인 및 펌프 헤드 바디의 조립을 도시한 단면도이며, 이는 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에 설치된다.
도 116은 본 발명의 제9 예시적인 실시예의 작동 예시도이다.
도 117은 앞선 도 116의 원형-부분 "a"에 대한 부분 확대도이다.
도 118은 본 발명의 제9 예시적인 실시예에서 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프 및 본 발명의 다이아프램 멤브레인 상에서 기능하는 실린더형 편심 원형판 사이의 비교를 도시한 단면도이다.
도 119는 본 발명의 제9 예시적인 실시예에 대한 변형된 실린더형 편심 원형판을 도시한 분해 사시도이다.
도 120은 앞선 도 119의 섹션 라인 120-120에 대한 단면도이다.
도 121은 본 발명의 제9 예시적인 실시예에 대한 제2 변형의 실린더형 편심 원형판을 도시한 조립 사시도이다.
도 122는 앞선 도 121의 섹션 라인 122-122에 대한 단면도이다.
도 123은 본 발명의 제9 예시적인 실시예의 제2 변형의 실린더형 편심 원형판을 도시한 단면도이며, 이는 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에 설치된다.
도 124는 본 발명의 제9 예시적인 실시예의 제2 변형의 실린더형 편심 원형판의 작동도이며, 이는 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에 설치된다.
도 125는 앞선 도 124의 원형-부분 "a"에 대한 부분 확대도이다.
도 126은 본 발명의 제9 예시적인 실시예에서 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프 및 본 발명의 다이아프램 멤브레인 상에서 기능하는 변형된 실린더형 편심 원형판 사이의 비교를 도시한 단면도이다.

도 19 내지 28은 본 발명의 제1 예시적인 실시예에 따른 다중 효과(multiple effects)를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프(four-compression-chamber diaphragm pump)의 예시 도들이다.

기본 곡선 그루브(basic curved groove)(65)는 펌프 헤드 바디(pump head body)(60)의 각각의 작동 홀(operating hole)(61)의 상부 면(upper side)을 둘러싸고 원주에 배치되고(도 20 내지 22에 도시된 바와 같이), 한편으로 기본 곡선 돌기(basic curved protrusion)(77)는 펌프 헤드 바디(60)의 각각의 기본 곡선 그루브(65)와 결합하는 위치에 대응하는 위치에서, 다이아프램 멤브레인(diaphragm membrane)(70)의 하부 면(bottom side)에 있는 각각의 동심 환형 포지셔닝 돌기(concentric annular positioning protrusion)(76)를 둘러싸고 원주에 배치된다(도 24 및 25에 도시된 바와 같이).

그로 인해, 펌프 헤드 바디(60) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 조립시에 다이아프램 멤브레인(70)의 하부 면에 있는 각각의 기본 곡선 돌기들(77)은 펌프 헤드 바디(60)의 상부 면의 대응하는 각각의 기본 곡선 그루브(65)에 완전히 삽입되어(도 28에 도시된 바와 같이), 그 결과로 본 발명의 작동 중에 있는 다이아프램 멤브레인(70)의 기본 곡선 돌기들(77)로부터 환형 포지셔닝 돌기(76)의 주변까지 모멘트 아암(moment arm)의 길이 L2는 감소된다(도 28에 도시된 바와 같이).

게다가, 편심 원형판 마운트(eccentric roundel mount)(50)의 실린더형 편심 원형판(cylindrical eccentric roundel)(52)은 환형 포지셔닝 그루브(annular positioning groove)(55)와 수직 측면(vertical flank)(56) 사이에 경사진 상부링(sloped top ring)(58)을 형성하도록 수평에 대하여 기울어진 환형 상면부(annular top surface portion)를 포함하며(도 26 및 27에 도시된 바와 같이), 여기서, 경사진 상부링(58)은 편심 원형판 마운트(50)의 각각의 관형 편심 원형판(52)에 있는 종래의 둥근 숄더(57)를 대체한다(도 3 및 4에 도시된 바와 같이).

도 29, 30, 15 및 16은 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 작동 중에 달성된(obtained) 마운트 아암의 길이 L2 와, 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 작동 중에 달성된 마운트 아암의 길이 L1 을 비교하기 위한 예시도들이다.

종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 작동 중에, 다이아프램 멤브레인(70)의 외부 상승 림(71)으로부터 환형 포지셔닝 돌기 블록(76)까지 연장되는 모멘트 아암의 길이 L1 이 달성된다(도 15에 도시된 바와 같이). 그에 반해서, 도 30에 도시된 바와 같이, 본 발명의 작동 중에 다이아프램 멤브레인(70)의 기본 곡선 돌기들(77)로부터 환형 포지셔닝 돌기 블록(76)의 주변까지 짧아진 길이의 모멘트 아암 L2 가 달성된다.

본 발명의 예시적인 실시예의 결과로서 생기는 토크(torque)는 종래의 다이아프램 펌프의 동일한 작용 힘(acting force) F 에 모멘트 아암의 짧아진 길이 L2를 곱해서 계산되며, 본 발명의 토크는 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 것보다 더 작다. 본 발명의 더 작은 토크때문에, 그 결과적인 진동 강도는 실질적으로 감소한다.

본 발명의 시제품(prototype)의 실제 시험에서, 진동 강도는 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 진동 강도의 1/10(10%) 이하로 감소되었다.

만약 본 발명이 도 16에 도시된 바와 같이, 고무 충격 흡수재(102)를 지닌 종래의 쿠션 베이스(100)에 의해 완충되게 역삼투 정화 유닛의 하우징(C)에 설치되면, 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에서 발생하는 공명 흔들림에 의해 초래된 바람직하지 않은(원하지 않은) 소음은 완전히 제거될 수 있다.

도 31 내지 33은 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 작동에 대한 예시도들이다.

첫째로, 모터(10)에 동력이 공급되면, 모터 출력 샤프트(11)에 의해 떨림판(40)이 가동되어 회전하며 편심 원형판 마운트(50) 상의 4개의 실린더형 편심 원형판(52)이 연속하여 지속적으로 상하 왕복 행정(reciprocal stroke)으로 움직인다.

둘째로, 다이아프램 멤브레인(70)에 있는 4개의 피스톤 작용 존(74)은 4개의 실린더형 편심 원형판(52)의 상하 왕복 행정에 의해 연속해서 가동되어 상하 변위(up-and-down displacement)로 움직인다.

셋째로, 종래의 관형 편심 원형판 또는 본 발명의 실린더형 편심 원형판(52)이 상향 변위에 있는 피스톤 작용 존(74)과 함께 하향 행정으로 움직이면, 작용 힘 F는 다이아프램 멤브레인(70)의 대응하는 환형 포지셔닝 돌기(76)와 외부 상승 림(71) 사이의 부분적인 부분을 비스듬히(obliquely) 당기게 된다.

도 18에 도시된 종래의 관형 편심 원형판(tubular eccentric roundel)(52)과 도 32에 도시된 바와 같은 본 발명의 실린더형 편심 원형판(52)을 비교해보면, 적어도 다음의 두 개의 차이가 분명하다.

도 18에 도시된 종래의 관형 편심 원형판(52)의 경우, 모든 반동 힘(rebounding force)의 분포된 요소들(distributed components)(Fs) 중에 최대치(maximum)는 다이아프램 멤브레인(70)의 접촉하는 하부 지점(bottom position)(P)에 가해지는 분력(component force)이며, 이는 관형 편심 원형판(52)의 수평 상면(53) 상의 둥근 숄더(57)의 모서리에 위치되어서 P 지점의 "압박 현상(squeezing phenomenon)"이 또한 최대가 된다. "압박 현상"의 비선형 분포때문에, 비스듬히 당기는 작용이 제공된다(serve). 그에 반해서, 도 32에 도시된 바와 같은 실린더형 편심 원형판(52)의 경우, 반동 힘(Fs)의 요소들의 분포는, 경사진 상부링(58)이 다이아프램 멤브레인(70)에 대해 피스톤 작용 존(74)의 하부 영역에 평평하게 부착되기 때문에 좀 더 직선형이 되어서, 압박 현상의 감소로 인해 비스듬한 당김 작용이 거의 제거된다.

게다가, 동일한 작용 힘(F)하에서, 반동 힘(Fs)은, 도 32에 도시된 바와 같이 본 발명의 실린더형 편심 원형판(52)에 대한 반동 힘(Fs)의 분포된 요소들의 규모(magnitudes)가 도 18에 도시된 종래의 관형 편심 원형판(52)의 반동 힘(Fs)의 분포된 요소들의 규모 보다 실질적으로 작아지도록, 접촉 영역에 반비례하게(inversely proportional) 된다.

반동 힘 요소들(Fs)의 향상된 분포 선형성(linearity) 및 감소된 규모는 환형 포지셔닝 그루브(55)와 수직 측면(56) 사이의 경사진 상부링(58)을 형성하기 위해 수평에 대해 기울어지는 편심 원형판 마운트(50)의 환형 상면부의 형성의 결과이며, 적어도 두 개의 이점을 야기한다. 첫째, 이러한 배치는 관형 편심 원형판(52)의 다른 수평 상면(53)에 있는 둥근 숄더(57)의 결과로 종래의 배치에서 발생되는, 높은 빈도(high frequency)의 압박 현상으로 야기된 다이아프램 멤브레인(70)의 파손에 대한 민감성을 제거한다. 둘째, 실린더형 편심 원형판(52)의 상하 왕복 행정으로 구동되는 다이아프램 멤브레인(70)에 있는 4개의 피스톤 작용 존들(74)의 연속적인 상하 변위가 원인이 되는 작용 힘(F)에 의해 야기된 다이아프램 멤브레인(70)의 반동 힘(Fs)은, 엄청나게 감소된다.

이들 이점은 다음의 실질적인 이점들을 초래한다.

1. 실린더형 편심 원형판(52)의 높은 빈도의 펌핑 작용을 지속시키기 위해서 다이아프램 멤브레인(70)의 내구성(durability)은 실질적으로 향상된다.

2. 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 소비전력은 높은 빈도의 압박 현상의 결과로 낭비되어지는 전류가 더 적기 때문에, 엄청나게 줄어든다.

3. 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 작업 온도(working temperature)는 소비전력의 감소로 인해 엄청나게 감소된다.

본 발명의 시제품에서 수행된 시험 결과들은 다음과 같다.

A. 시험된 다이아프램 멤브레인(70)의 사용 수명(service lifespan)은 두 배 이상이었다.

B. 전기 소비 전류의 감소가 1 암페어를 초과하였다.

C. 작업 온도는 섭씨 15도 이상까지 감소되었다.

D. 베어링의 평탄도(smoothness)가 향상되었다.

도 34 및 35에 도시된 바와 같이, 제1 예시적인 실시예의 변형에서, 펌프 헤드 바디(60)의 각각의 기본 곡선 그루브(65)는 기본 커브 보어(basic curved bore)(64)로 대체될 수 있다.

대안적으로, 도 36 및 37에 도시된 바와 같이, 제1 예시적인 실시예에서, 펌프 헤드 바디(60)의 각각의 기본 곡선 그루브(65)(도 20 및 22에 도시된 바와 같이), 및 다이아프램 멤브레인(70)의 각각의 대응하는 기본 곡선 돌기(77)(도 24 및 25에 도시된 바와 같이)는, 그들의 결합 상태(mating condition)에 영향을 미치지 않고, 펌프 헤드 바디(60)의 기본 곡선 돌기(651)(도 36에 도시된 바와 같이), 및 다이아프램 멤브레인(70)의 대응하는 기본 곡선 그루브(771)(도 36에 도시된 바와 같이)로 교환될 수 있다.

펌프 헤드 바디(60) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 조립시에 펌프 헤드 바디(60)의 상부 면에 있는 각각의 기본 곡선 돌기(651)는 다이아프램 멤브레인(70)의 하부 면에 있는 각각의 대응하는 기본 곡선 그루브(771)에 완전히 삽입되어(도 50에 도시된 바와 같이), 그 결과로 다이아프램 멤브레인(70)의 기본 곡선 그루브(771)로부터 환형 포지셔닝 돌기(76)의 주변까지 짧은 길이의 모멘트 아암 L3 이 달성되며(도 37의 확대 부분에 도시된 바와 같이), 결과적으로 진동의 상당한 감소가 이루어진다.

도 38 내지 44를 참조하면, 이들은 본 발명의 제2 예시적인 실시예에 대한 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 예시도들이며, 이 실시예에서, 도 20 내지 22에 도시된 바와 같이 펌프 헤드 바디(60)의 4개의 그루브들(65)은, 도 38 내지 40에 도시된 바와 같이 4개의 작동 홀들(61)을 모두 둘러싸고 있는 연속적인 4개-곡선 그루브(four-curved groove)(68)를 형성하도록 연결될 수 있고, 도 24 및 25에 도시된 다이아프램 멤브레인(70)의 4개의 대응하는 기본 곡선 돌기들(77)은, 도 42 및 43에 도시된 바와 같이 4개의 환형 포지셔닝 돌기들(76)을 모두 둘러싸고 있는 펌프 헤드 바디(60)의 연속적인 4개-곡선 그루브(68)의 위치에 대응하는 위치에 연속적인 4개-곡선 돌기(79)를 형성하도록 연결될 수 있다.

펌프 헤드 바디(60) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 조립시에, 다이아프램 멤브레인(70)의 하부 면의 연속적인 4개-곡선 돌기(four-curved protrusion)(79)는, 도 44에 확대되어 삽입된 바와 같이, 다이아프램 멤브레인(70)의 연속적인 4개-곡선으로부터 환형 포지셔닝 돌기(76)까지 짧아진 길이의 모멘트 아암 L2가 달성되도록, 펌프 헤드 바디(60)의 상부 면의 대응하는 연속적인 4개-곡선 그루브(68)에 완전히 삽입되며(도 44에 도시된 바와 같이), 그로 인해 진동이 상당히 감소된다.

도 45 및 46에 도시된 바와 같이, 제2 예시적인 실시예에서, 펌프 헤드 바디(60)의 연속적인 4개-곡선 그루브(68)는 4개-곡선 슬롯(641)로 대체될 수도 있다.

또한, 도 47 및 48에 도시된 바와 같이, 제2 예시적인 실시예에서, 펌프 헤드 바디(60)의 연속적인 4개-곡선 그루브(68)(도 38 내지 40에 도시된 바와 같이), 및 도 42와 43에 도시된 다이아프램 멤브레인(70)의 대응하는 4개-곡선 돌기(79)는, 그들의 결합상태에 영향을 미치지 않고, 도 47에 도시된 바와 같이, 펌프 헤드 바디(60)의 연속적인 4개-곡선 돌기(681), 및 다이아프램 멤브레인(70)의 연속적인 4개-곡선 그루브(791)(도 47에 도시된 바와 같이)로 대체될 수 있다.

도 48에 도시된 바와 같이, 펌프 헤드 바디(60) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 조립시에, 펌프 헤드 바디(60)의 상부 면에 있는 연속적인 4개-곡선 돌기(681)는, 도 48의 확대 부분에 도시된 바와 같이, 본 발명의 작동 중에 다이아프램 멤브레인(70)의 연속적인 4개-곡선 그루브(791)로부터 환형 포지셔닝 돌기(76)의 주변까지 모멘트 아암의 길이 L3 을 감소시키도록, 다이아프램 멤브레인(70)의 하부 면에 있는 연속적인 4개-곡선 그루브(791)에 완전히 삽입되며, 그로 인해 진동이 현저하게 감소된다.

도 49 내지 55는 본 발명의 제3 예시적인 실시예에 대한 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 예시도들이다.

제3 예시적인 실시예에서, 제2 외부 곡선 그루브(second outer curved groove)(66)는 도 49 내지 51에 도시된 바와 같이, 펌프 헤드 바디(60)의 각각의 기본 곡선 그루브(65)를 둘러싸고 원주에 더 배치되며, 한편으로 제2 외부 곡선 돌기(second outer curved protrusion)(78)는 도 53 및 54에 도시된 바와 같이, 펌프 헤드 바디(60)의 각각의 제2 외부 곡선 그루브(66)와 결합하는 위치에 대응하는 위치에서, 다이아프램 멤브레인(70)의 각각의 기본 곡선 돌기(77)를 둘러싸고 원주에 더 배치된다.

펌프 헤드 바디(60) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 조립시에, 다이아프램 멤브레인(70)의 하부 면에 있는 각 쌍의 기본 곡선 돌기(77) 및 제2 외부 곡선 돌기(78)는, 펌프 헤드 바디(60)의 상부 면에 있는 대응하는 각 쌍의 기본 곡선 그루브(65) 및 제2 외부 곡선 그루브(66)에 완전히 삽입될 수 있어서(도 55의 확대 부분에 도시된 바와 같이), 결과적으로 본 발명의 작동 중에 다이아프램 멤브레인(70)의 기본 곡선 독리(77)로부터 환형 포지셔닝 돌기(76)의 주변까지 비교적 짧은 길이의 모멘트 아암 L2 가 달성된다(도 55의 확대 부분에 도시된 바와 같이).

짧아진 길이의 모멘트 아암 L2 는 진동을 감소시키는데 상당한 효과를 가질 뿐 아니라, 변위 방지 및 편심 원형판(52) 상의 작용 힘 F에 저항하기 위한 모멘트 아암의 길이 L2 를 유지시켜 안정성을 향상시킨다.

도 56 및 57에 도시된 바와 같이, 제3 예시적인 실시예에서, 펌프 헤드 바디(60)의 각 쌍의 기본 곡선 그루브(65) 및 제2 외부 곡선 그루브(66)는 기본 곡선 보어(basic curved bore)(64) 및 제2 외부 곡선 보어(second outer curved bore)(67)를 포함하는 한 쌍의 보어들로 대체될 수 있다.

대안적으로, 도 58 및 59에 도시된 바와 같이, 제3 예시적인 실시예에서, 펌프 헤드 바디(60)의 각 쌍의 기본 곡선 그루브(65) 및 제2 외부 곡선 그루브(66)(도 49 내지 51에 도시된 바와 같이), 및 다이아프램 멤브레인(70)의 대응하는 각 쌍의 기본 곡선 돌기(77) 및 제2 외부 곡선 돌기(78)(도 53 및 54에 도시된 바와 같이)는, 결합상태에 영향을 미치지 않고, 펌프 헤드 바디(60)의 한 쌍의 기본 곡선 돌기(651) 및 제2 외부 곡선 돌기(661)(도 58에 도시된 바와 같이), 및 다이아프램 멤브레인(70)의 대응하는 한 쌍의 기본 곡선 그루브(771) 및 제2 외부 곡선 그루브(781)(도 58에 도시된 바와 같이)로 교환될 수 있다.

펌프 헤드 바디(60) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 조립시에 펌프 헤드 바디(60)의 상부 면에 있는 각 쌍의 기본 곡선 돌기들(651) 및 제2 외부 곡선 돌기들(661)은 다이아프램 멤브레인(70)의 하부 면에 있는 대응하는 각 쌍의 기본 곡선 그루브(771) 및 제2 외부 곡선 그루브(781)에 완전히 삽입되어(도 59에 도시된 바와 같이), 그 결과로 다이아프램 멤브레인(70)의 기본 곡선 그루브(771)로부터 환형 포지셔닝 돌기(76)의 주변까지의 상대적으로 짧은 길이의 모멘트 아암 L3가 초래되며(도 59의 확대 부분에 도시된 바와 같이), 그로 인해 상당히 감소된 진동이 달성되며, 변위 방지 및 모멘트 아암의 길이 L2 를 유지시켜 안정성을 향상시킨다.

도 60 내지 66을 참조하면, 이들은 본 발명의 제4 예시적인 실시예의 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 예시도들이며, 여기에서, 기본 환형 그루브(basic annular groove)(601)는 펌프 헤드 바디(60)의 각각의 작동 홀(61)을 둘러싸고 원주에 더 배치되며(도 60 내지 62에 도시된 바와 같이), 한편으로 기본 돌출 링(basic protruded ring)(701)은 펌프 헤드 바디(60)의 각각의 기본 환형 그루브(601)와 결합하는 위치에 대응하는 위치에서, 다이아프램 멤브레인(70)의 각각의 환형 포지셔닝 돌기(76)를 둘러싸고 원주에 더 배치된다(도 64 및 65에 도시된 바와 같이).

펌프 헤드 바디(60) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 조립시에 다이아프램 멤브레인(70)의 하부 면에 있는 각각의 기본 돌출 링(701)은 펌프 헤드 바디(60)의 상부 면에 있는 대응하는 각각의 기본 환형 그루브(601)에 완전히 삽입되며(도 66에 도시된 바와 같이), 그 결과로 본 발명의 작동 중에 다이아프램 멤브레인(70)의 기본 돌출 링(701)으로부터 환형 포지셔닝 돌기(76)의 주변까지의 짧은 길이의 모멘트 아암 L2가 달성되며(도 66에 도시된 바와 같이), 그로 인해 상당히 감소된 진동이 성취되고(achieved), 변위 방지 및 편심 원형판(52) 상의 작용 힘(F)에 대항하기 위한 모멘트 아암의 길이 L2를 유지시켜 향상된 안정성이 성취된다.

도 67 및 68에 도시된 바와 같이, 제4 예시적인 실시예에서, 펌프 헤드 바디(60)의 각각의 기본 환형 그루브(601)는 기본 관통 홀(basic perforated hole)(600)로 대체될 수 있다.

또한, 도 69 및 70에 도시된 바와 같이, 제4 예시적인 실시예에서, 펌프 헤드 바디(60)의 각각의 기본 환형 그루브(601)(도 60 내지 62에 도시된 바와 같이) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 대응하는 각각의 기본 돌출 링(701)(도 64 및 65에 도시된 바와 같이)은, 결합 상태에 영향을 미치지 않고, 펌프 헤드 바디(60)의 기본 돌출 링(610)(도 69에 도시된 바와 같이) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 대응하는 기본 환형 그루브(710)(도 69에 도시된 바와 같이)로 교환될 수 있다.

펌프 헤드 바디(60) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 조립시에 , 펌프 헤드 바디(60)의 상부 면에 있는 각각의 기본 돌출 링(610)은 다이아프램 멤브레인(70)의 하부 면에 있는 대응하는 각각의 기본 환형 그루브(710)에 완전히 삽입되어(도 70에 도시된 바와 같이), 그 결과로 다이아프램 멤브레인(70)의 기본 환형 그루브(710)로부터 환형 포지셔닝 돌기(76)까지의 모멘트 아암의 짧아진 길이 L3 이 또한 본 발명의 작동 중에 달성되며(도 70에 도시된 바와 같이), 다시 한번 진동이 상당히 감소된다.

도 71 내지 77은 본 발명의 제4 예시적인 실시예의 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 예시도들이며, 여기서, 한 쌍의 곡선 인덴트 세그먼트(curved indented segments)(602)는 펌프 헤드 바디(60)의 각각의 작동 홀(61)을 둘러싸고 원주에 더 배치되며(도 71 내지 73에 도시된 바와 같이), 한편으로 한 쌍의 곡선 돌기 세그먼트(curved protruding segments)(702)는 펌프 헤드 바디(60)의 곡선 인덴트 세그먼트(602)와 각각 결합하는 위치에 대응하는 위치에서, 다이아프램 멤브레인(70)의 각각의 환형 포지셔닝 돌기(76)를 둘러싸고 원주에 더 배치된다(도 75 및 76에 도시된 바와 같이).

펌프 헤드 바디(60) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 조립시에, 다이아프램 멤브레인(70)의 하부 면에 있는 각 쌍의 곡선 돌기 세그먼트(702)는 펌프 헤드 바디(60)의 상부 면에 있는 대응하는 각 쌍의 곡선 인덴트 세그먼트(602)에 완전히 삽입되어(도 77에 도시된 바와 같이), 그 결과로 본 발명의 작동 중에 다이아프램 멤브레인(70)의 곡선 돌기 세그먼트(702)로부터 환형 포지셔닝 돌기(76)의 주변까지의 모멘트 아암의 짧아진 길이 L2가 달성되며(도 77 및 관련 확대도에 도시된 바와 같이), 그로 인하여 변위 방지 및 모멘트 아암의 길이 L2를 유지시켜 안정성을 높일뿐만 아니라, 진동을 상당히 감소시킨다.

도 78 및 79에 도시된 바와 같이, 제5 예시적인 실시예에서, 펌프 헤드 바디(60)의 각 쌍의 곡선 인덴트 세그먼트(602)는 한 쌍의 곡선 관통 세그먼트(curved perforated segments)(611)로 대체될 수 있다.

대안적으로, 도 80 및 81에 도시된 바와 같이, 제5 예시적인 실시예에서, 펌프 헤드 바디(60)의 각 쌍의 곡선 인덴트 세그먼트(602)(도 71 내지 73에 도시된 바와 같이) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 대응하는 각 쌍의 곡선 돌기 세그먼트(702)는, 그것들의 결합 상태에 영향을 미치지 않고, 펌프 헤드 바디(60)의 한 쌍의 곡선 돌기 세그먼트(620)(도 80에 도시된 바와 같이) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 대응하는 한 쌍의 곡선 인덴트 세그먼트(720)(도 80에 도시된 바와 같이)로 교환될 수 있다.

펌프 헤드 바디(60) 및 다이아프램 맴브레인(70)의 조립시에, 펌프 헤드 바디(60)의 상부 면에 있는 각 쌍의 곡선 돌기 세그먼트(620)는 다이아프램 멤브레인(70)의 하부 면에 있는 대응하는 각 쌍의 곡선 인덴트 세그먼트(720)에 완전히 삽입되어(도 81에 도시된 바와 같이), 그 결과로 본 발명의 작동 중에 다이아프램 멤브레인(70)의 곡선 인덴트 세그먼트(720)로부터 환형 포지셔닝 돌기(76)의 주변까지의 모멘트 아암의 짧아진 길이 L3 이 달성된다(도 81에 도시된 바와 같이).

도 82 내지 88을 참조하면, 이들은 본 발명의 제6 예시적인 실시예의 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 예시도들이며, 여기서, 원형 개구들 또는 홀들(round openings or holes)(603)의 그룹은 펌프 헤드 바디(60)의 작동 홀(61)을 둘러싸고 원주에 더 배치되고(도 82 내지 84에 도시된 바와 같이), 한편으로 원형 돌기들(round protrusions)(703)의 그룹은, 펌프 헤드 바디(60)의 원형 개구 또는 홀들(603)의 각각의 그룹과 결합하는 위치에 대응하는 위치에서, 다이아프램 멤브레인(70)의 각각의 환형 포지셔닝 돌기(76)를 둘러싸고 원주에 배치된다(도 86 및 87에 도시된 바와 같이).

펌프 헤드 바디(60) 및 다이아프램 맴브레인(70)의 조립시에, 다이아프램 맴브레인(70)의 하부 면에 있는 원형 돌기들(703)의 각각의 그룹은 펌프 헤드 바디(60)의 상부 면에 있는 대응하는 원형 인덴트들(603)의 각각의 그룹에 완전히 삽입되며(도 79에 도시된 바와 같이), 그 결과 본 발명의 작동 중에 다이아프램 맴브레인(70)의 원형 돌기(703)로부터 환형 포지셔닝 돌기(76)의 주변부까지의 모멘트 아암의 짧아진 길이 L2 가 달성된다(도 88에 도시된 바와 같이).

도 89 및 90에 도시된 바와 같이, 제6 예시적인 실시예에서, 펌프 헤드 바디(60)의 원형 개구들 또는 홀들(603)의 각각의 그룹은 원형 관통 홀들(612)의 그룹으로 대체될 수 있다.

도 91 및 92에 도시된 바와 같이, 제6 예시적인 실시예에서, 펌프 헤드 바디(60)의 원형 개구들 또는 홀들(603)의 각각의 그룹(도 82 내지 84에 도시된 바와 같이) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 대응하는 원형 돌기들(703)의 각각의 그룹(도 86 및 87에 도시된 바와 같이)은, 그들의 결합 상태에 영향을 미치지 않고, 펌프 헤드 바디(60)의 원형 돌기들(630)의 그룹(도 91에 도시된 바와 같이) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 대응하는 원형 개구들 또는 홀들(730)의 그룹(도 91에 도시된 바와 같이)으로 교환될 수 있다.

펌프 헤드 바디(60) 및 다이아프램 맴브레인(70)의 조립시에, 펌프 헤드 바디(60)의 상부 면에 있는 원형 돌기들(630)의 각각의 그룹은 다이아프램 멤브레인(70)의 하부 면에 있는 대응하는 원형 개구들 또는 홀들(730)의 각각의 그룹에 완전히 삽입되며(도 92에 도시된 바와 같이), 그 결과로 본 발명의 작동 중에 다이아프램 멤브레인(70)의 원형 개구들 또는 홀들(730)로부터 환형 포지셔닝 돌기(76)의 주변까지의 짧아진 길이의 모멘트 아암 L3 이 달성되어(도 92에 도시된 바와 같이), 그로 인해 진동이 상당히 감소한다.

도 93 내지 99는 본 발명의 제7 예시적인 실시예의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 예시도들이다.

정방형 개구들 또는 홀들(square openings or holes)(604)의 그룹은 펌프 헤드 바디(60)의 각각의 작동 홀(61)을 둘러싸고 원주에 배치되고(도 93 내지 95에 도시된 바와 같이), 한편으로 정방형 돌기들(square protrusions)(704)의 그룹은, 펌프 헤드 바디(60)의 각각의 정방형 개구들 또는 홀들(604)과 결합하는 위치에 대응하는 위치에서, 다이아프램 멤브레인(70)의 각각의 환형 포지셔닝 돌기(76)를 둘러싸고 원주에 배치된다(도 97 및 98)에 도시된 바와 같이).

펌프 헤드 바디(60) 및 다이아프램 맴브레인(70)의 조립시에, 다이아프램 맴브레인(70)의 하부 면에 있는 정방형 돌기들(704)의 각각의 그룹은 펌프 헤드 바디(60)의 상부 면에 있는 대응하는 정방형 개구들 또는 홀들(604)의 각각의 그룹에 완전히 삽입되며(도 99에 도시된 바와 같이), 그 결과로 본 발명의 작동 중에 다이아프램 맴브레인(70)의 정방형 돌기(704)로부터 환형 포지셔닝 돌기(76)의 주변까지의 짧은 길이의 모멘트 아암 L2 가 달성되어(도 99에 도시된 바와 같이), 그로 인해 상당히 감소된 진동이 성취되고, 변위 방지 및 모멘트 아암의 길이 L2 를 유지시켜 상승된 안정성이 성취된다.

도 100 및 101에 도시된 바와 같이, 제7 예시적인 실시예에서, 펌프 헤드 바디(60)의 정방형 개구들 또는 홀들(604)의 각각의 그룹은 정방형 관통 홀들(square perfarated holes)(613)의 그룹으로 대체될 수 있다.

대안적으로, 도 102 및 103에 도시된 바와 같이, 제7 예시적인 실시예에서, 펌프 헤드 바디(60)의 정방형 개구들 또는 홀들(604)의 각각의 그룹(도 93 내지 95에 도시된 바와 같이) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 정방형 돌기들(704)의 대응하는 각각의 그룹(도 97 및 98에 도시된 바와 같이)은, 그들의 결합 상태에 영향을 미치지 않고, 펌프 헤드 바디(60)의 정방형 돌기들(640)의 그룹(도 102에 도시된 바와 같이) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 정방형 개구들 또는 홀들(740)의 그룹(도 102에 도시된 바와 같이)으로 교환될 수 있다.

펌프 헤드 바디(60) 및 다이아프램 맴브레인(70)의 조립시에, 펌프 헤드 바디(60)의 상부 면에 있는 정방형 돌기들(640)의 각각의 그룹은 다이아프램 맴브레인(70)의 하부 면에 있는 대응하는 정방형 개구들 또는 홀들(740)의 각각의 그룹에 완전히 삽입되며(도 103에 도시된 바와 같이), 그 결과로 본 발명의 작동 중에 다이아프램 맴브레인(70)의 정방형 덴트들(square dents)(740)로부터 환형 포지셔닝 돌기(76)의 주변까지의 짧은 길이의 모멘트 아암 L3 이 달성되어(도 103의 확대 부분에 도시된 바와 같이), 그로 인해 진동히 상당히 감소된다.

도 104 내지 108은 본 발명의 제8 실시예의 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 예시도들이다. 일체의 환형 그루브들(integral annular grooves)(601)은 각각의 작동홀(61)의 상부 면을 둘러싸고 원주에 배치되고, 연속적이고 링크된 4개-곡선 그루브(linked four-curved groove)(68)는 펌프 헤드 바디(60)의 모든 4개의 일체의 인덴트 링들(integral indented rings)(601)을 둘러싸게끔 배치되며(도 104 및 105에 도시된 바와 같이), 한편으로 일체의 돌출 링(integral protruding ring)(701)은 각각의 동심 환형 포지셔닝 돌기(76)을 둘러싸고 원주에 배치되고, 연속적이고 링크된 4개-곡선 돌기(linked four-curved protrusion)(79)은, 펌프 헤드 바디(60)의 링크된 4개-곡선 그루브(68) 및 4개의 일체의 링들(601,606)과 결합하는 위치에 대응하는 위치에서, 다이아프램 멤브레인(70)의 하부 면에 있는 모든 4개의 일체의 돌출 링들(701)을 둘러싸게끔 배치된다(도 106 및 107에 도시된 바와 같이).

펌프 헤드 바디(60) 및 다이아프램 맴브레인(70)의 조립시에, 다이아프램 멤브레인(70)의 하부 면에 있는 링크된 4개-곡선 돌기(79) 및 4개의 돌출 링들(701)은 펌프 헤드 바디(60)의 상부 면에 있는 대응하는 링크된 4개-곡선 그루브(68) 및 4개의 일체의 인텐드 링들(601)에 완전히 삽입되며(도 108에 도시된 바와 같이), 그 결과로 본 발명의 작동 중에 다이아프램 멤브레인(70)의 처음의 일체의 돌출 링(701)으로부터 환형 돌출 돌기(76)의 주변까지의 짧아진 길이의 모멘트 아암 l2가 달성되어(도 108 및 관련 확대도에 도시된 바와 같이), 그로 인해 감소된 진동이 성취되고, 변위 방지 및 편심 원형판(52) 상의 작용 힘(F)에 대항하는 모멘트 아암의 길이 L2를 유지시켜 향상된 안정성이 성취된다.

도 109 및 110에 도시된 바와 같이, 제8 예시적인 실시예에서, 펌프 헤드 바디(60)의 링크된 4개-곡선 그루브(68) 및 4개의 일체의 인덴트 링들(68)은 링크된 4개-곡선 슬롯(linked four-curved slot)(641) 및 4개의 환형 돌출 링들(integral perforated rings)(600)로 대체될 수 있다.

대안적으로, 도 111 및 도 112에 도시된 바와 같이, 제8 예시적인 실시예에서, 펌프 헤드 바디(60)의 링크된 4개-곡선 그루브(68)와 4개의 일체의 인덴트 링들(601)(도 104 및 105에 도시된 바와 같이) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 대응하는 링크된 4개-곡선 돌기(79)와 4개의 일체의 돌출 링들(701)(도 106 및 107에 도시된 바와 같이)은, 그것들의 결합 상태에 영향을 미치지 않고, 펌프 헤드 바디(60)의 링크된 4개-곡선 돌기(681)와 4개의 일체의 돌출 링들(610)(도 111에 도시된 바와 같이) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 대응하는 링크된 4개-곡선 그루브(791) 및 4개의 일체의 인덴트 링들(710)(도 111에 도시된 바와 같이)로 교환될 수 있다.

펌프 헤드 바디(60) 및 다이아프램 맴브레인(70)의 조립시에, 펌프 헤드 바디(60)의 상부 면에 있는 링크된 4개-곡선 돌기(681) 및 4개의 일체의 돌출 링들(610)은 다이아프램 멤브레인(70)의 하부 면에 있는 대응하는 링크된 4개-곡선 그루브(791) 및 4개의 일체의 인덴트 링들(710)에 완전히 삽입되어(도 112에 도시된 바와 같이), 그 결과로 본 발명의 작동 중에 다이아프램 맴브레인(70)의 일체의 환형 그루브(710)로부터 환형 포지셔닝 돌기(76)의 주변까지 짧아진 길이의 모멘트 아암 L3 이 달성되며(도 112에 도시된 바와 같이), 그로 인해 상당히 감소된 진동이 성취되며, 변위 방지 및 모멘트 아암의 길이 L2 를 유지시켜, 향상된 안정성이 성취된다.

도 113 내지 115를 참조하면, 이들은 본 발명의 제9 예시적인 실시예의 변형의 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 예시도들이다.

이 변형에서, 실린더형 편심 원형판(52)은 편심 원형판 마운트(500)의 뒤집어져 절단된 원뿔형 편심 원형판(inverted frustoconical eccentric roundel)(502)으로 변경된다.

절단된 원뿔형 편심 원형판(502)은 일체의 뒤집어져 절단된 원뿔형 측면(integral inverted frustoconical flank)(506) 및 경사진 상부 링(sloped top ring)(508)을 포함하며, 절단된 원뿔형 편심 원형판(502)의 외경은 확대되지만 여전히 펌프 헤드 바디(60)의 작동 홀(61)의 내경보다 작고, 경사진 상부 링(508)은 환형 포지셔닝 그루브(505) 및 뒤집어져 절단된 원뿔형 측면(506) 사이에 연장된다.

도 116 내지 118은 본 발명의 제9 예시적인 실시예에 대한 변형된 방식(modified mode)의 "다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프"의 작동을 도시하는 예시도들이다.

첫째로, 모터(10)에 동력이 공급되면, 모터 출력 샤프트(11)에 의해 떨림판(40)이 가동되어 회전하며 편심 원형판 마운트(500) 상의 4개의 절단된 원뿔형 편심 원형판들(502)이 연속하여 지속적으로 상하 왕복 행정으로 움직인다.

둘째로, 다이아프램 멤브레인(70)에 있는 4개의 피스톤 작용 존(74)은 4개의 절단된 원뿔형 편심 원형판(502)의 상하 왕복 행정에 의해 연속해서 가동되어 상하 변위로 움직인다.

셋째로, 피스톤 작용 존(74)이 상향으로 배치되도록, 본 발명의 절단된 원뿔형 편심 원형판(502)이 상향 행정으로 움직이는 경우, 작용 힘(F)은 다이아프램 멤브레인(70)의 대응하는 환형 포지셔닝 돌기(76)와 외부 상승 림(71) 사이의 부분적인 부분을 비스듬히 당기게 된다.

결과적으로, 편심 원형판 마운트(500)의 경사진 상부 링(508)의 포함은, 종래의 관형 편심 원형판(502)의 둥근 숄더(57)로부터의 다른 결과를 초래하는 높은 빈도의 압박 현상에 의해 야기된 다이아프램 멤브레인(70)의 파손을 제거하며(도 118에 점선으로 나타낸 바와 같이), 또한 작용 힘(F)에 의해 야기된 다이아프램 멤브레인(70)의 반동 힘(Fs)이 엄청나게 감소되는 것을 야기한다. 한편으로는, 뒤집어져 절단된 원뿔형 측면(506)에 의해, 절단된 원뿔형 편심 원형판(502)의 외경이 확장되더라도, 절단된 원뿔형 편심 원형판(502) 및 펌프 헤드 바디(60)의 작용 홀(61) 사이의 충돌(collision) 가능성이 제거된다.

게다가, 동일한 작용 힘(F) 하에서, 반동 힘(Fs)은 접촉 영역에 비례하여 반대로 된다. 뒤집어져 절단된 원뿔형 편심 원형판(502)의 확장된 외경에 의해, 경사진 상부 링(508)의 접촉 영역은 감소하게 되며(도 118에서 A로 나타낸 바와 같이), 본 발명의 뒤집어져 절단된 원뿔형 편심 원형판(502)에 대한 반동 힘(Fs)의 모든 분포 요소들이 또한 감소된다.

그러므로 본 발명의 이러한 실시예의 뒤집어져 절단된 원뿔형 편심 원형판(502)은 다음 효과들 중 적어도 일부를 제공한다.

1. 뒤집어져 절단된 원뿔형 편심 원형판(502)의 결과로, 높은 빈도의 펌핑 작용을 지속시키기 위한 다이아프램 멤브레인(70)의 내구성은 실질적으로 향상된다.

2. 높은 빈도의 압박 현상의 결과로, 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 소비전력은 낭비되어지는 전류가 더 적기 때문에, 엄청나게 줄어든다.

3. 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 작업 온도는 적은 소비전력으로 인해 엄청나게 감소된다.

4. 높은 작업 온도로 인해 노화가 가속됨으로써 악화되는, 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 노화된 윤활제로 인해 발생되는 바람직하지 않은 베어링 소음은 대부분 제거된다.

5. 본 발명의 뒤집어져 절단된 원뿔형 편심 원형판(502)에 대한 반동 힘(Fs)의 모든 분포 요소들이 감소되기 때문에, 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 사용 수명은 또한 연장된다.

도 119 내지 122는 본 발명의 제9 예시적인 실시예에 대한 개작된 방식(adapted mode)의 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 예시도들이며, 여기서 실린더형 편심 원형판(52)은 편심 원형판 마운트(500)의 결합 편심 원형판(combinational eccentric roundel)(502)으로 대체된다. 결합 편심 원형판(502)은 원형판 마운트(roundel mount)(511)와 분리식 이탈(detachable separation)로 있는 뒤집어져 절단된 원뿔형 원형 요크(inverted frustoconical roundel yoke)(521)를 포함하며, 절단된 원뿔형 원형 요크(521)의 외경은 펌프 헤드 바디(60)에 있는 작용 홀(61)의 내경보다는 작게 확대되는데, 여기서 원형판 마운트(511)는 두 개의 층을 구비하는 바, 내부에 직면하는 포지셔널 반월체(positional crescent)(512)를 지닌 하부-층 베이스(bottom-layer base)와 중앙 암-나사산 보어(514)를 지닌 상부-층 돌출 실린더(top-player protruding cylinder)(513)를 포함한다. 뒤집어져 절단된 원뿔형 원형 요크(521)는 대응하는 원형판 마운트(511) 상으로 슬리브가 달리며(sleeved), 3개-층 일체의 중공 절단된 원뿔형 구조(three-layerd integral hollow frustoconical structure)로 적층된 상부 보어(upper bore)(523), 중간 보어(middle bore)(524) 및 하부 보어(lower bore)(525)를 포함할 뿐 아니라, 뒤집어져 절단된 원뿔형 측면(522), 및 상부 보어(523)로부터 뒤집어져 절단된 원뿔형 측면(522)까지 연장되는 경사진 상부 링(526)을 포함하며, 그러한 상부 보어(523)의 보어 직경은 돌출 실린더(513)의 외경보다 크고, 중간 보어(524)의 보어 직경은 돌출 실린더(513)의 외경과 동등하며, 하부 직경(525)의 보어 직경은 원형판 마운트(511)의 하부-층 베이스의 외경과 동등하다. 절단된 원뿔형 원형 요크(521)가 원형판 마운트(511) 상으로 슬리브가 달리는 경우, 포지셔닝 환형 그루브(positioning annular groove)(515)는 돌출 실린더(513) 및 상부 보어(523)의 내부 사이에 형성된다(도 121 및 122에 도시된 바와 같이).

도 123 및 126은 앞서 설명된 본 발명의 제9 예시적인 실시예의 개작된 방식에 따른 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프가 조립되는 방식(manner)을 도시한다.

첫째로, 절단된 원뿔형 원형 요크(521)가 원형판 마운트(511) 상에 끼워진다(fitted).

둘째로, 다이아프램 멤브레인(70)에 있는 모든 4개의 환형 포지셔닝 돌기(76)가 편심 원형판 마운트(500)의 4개의 결합 편심 원형판(502)에 있는 대응하는 4개의 포지셔닝 환형 그루브(515)에 삽입된다.

마지막으로, 각각의 고정 스크류(1)는 펌핑 피스톤(80)의 대응하는 계층형 홀(tiered hole)(81) 및 다이아프램 멤브레인(70)의 피스톤 작용 존(74)의 대응하는 각각의 작용 존 홀(75)에 관통하여 삽입되고 나서, 고정 스크류(1)는 다이아프램 멤브레인(70)과 4개의 펌핑 피스톤(80)이 강하게 조립되도록, 편심 원형판 마운트(500)의 4개의 원형판 마운트(511) 내의 4개의 대응하는 암-나사산 보어(514)에 단단히 스크류고정될 수 있다(도 123에 도시된 바와 같이).

도 125 및 126은 앞서 설명된 본 발명의 제9 예시적인 실시예의 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 개작(adaptaion)의 작동을 도시한다.

첫째로, 모터(10)에 동력이 공급되면, 모터 출력 샤프트(11)에 의해 떨림판(40)이 가동되어 회전하며 편심 원형판 마운트(500) 상의 4개의 결합 편심 원형판들(502)이 연속하여 지속적으로 상하 왕복 행정으로 움직인다.

둘째로, 다이아프램 멤브레인(70)에 있는 4개의 피스톤 작용 존(74)은 4개의 결합 편심 원형판들(502)의 상하 왕복 행정에 의해 연속해서 가동되어 상하 변위로 움직인다.

셋째로, 피스톤 작용 존(74)이 상향으로 배치되도록 본 발명의 결합 편심 원형판(502)이 상향 행정으로 움직이면, 작용 힘(F)은 다이아프램 멤브레인(70)의 대응하는 환형 포지셔닝 돌기(76) 및 외부 상승 림(71) 사이의 부분적인 부분을 비스듬히 당기게 된다.

결과적으로, 편심 원형판 마운트(500)의 뒤집어져 절단된 원뿔형 원형 요크(521)에 있는 경사진 상부 링(526)의 포함은, 도 126??에 점선으로 나타낸 종래의 관형 편심 원형판에 있는 둥근 숄더(57)로부터 다른 결과를 초래하는 높은 빈도의 압박 현상으로 인해 야기된 다이아프램 멤브레인(70)의 파손에 대한 민감성을 제거하며, 또한 작용 힘(F)으로 인해 야기된 다이아프램 멤브레인(70)의 반동 힘(Fs)이 엄청나게 감소되도록 된다(도 126에 도시된 바와 같이).

게다가, 동일한 작용 힘(F) 하에서, 반동 힘(Fs)은 접촉 영역에 비례하여 반대로 된다. 뒤집어져 절단된 원뿔형 원형 요크(521)의 확대된 외경으로 인해, 다이아프램 멤브레인(70)의 하부 면을 지닌 경사진 상부 링(508)의 접촉 영역은 증가되어(도 116에서 A로 나타낸 바와 같이), 본 발명의 뒤집어져 절단된 원뿔형 원형 요크(521)에 대한 반동 힘(Fs)의 모든 분포 요소들이 더 감소된다.

본 발명의 제9 예시적인 실시예의 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 개작의 제작(fabrication)은 다음과 같다.

첫째로, 원형판 마운트(511) 및 편심 원형판 마운트(500)은 일체의 바디로 함께 제작된다.

둘째로, 절단된 원뿔형 원형 요크(521)는 별도의 개체로 독립적으로 제작된다.

마지막으로, 절단된 원뿔형 원형 요크(521) 및 원형판 마운트(500)의 일체 바디는, 단일 개체(united entity)가 되고, 결합된 편심 원형판(502)를 형성하는 편심 원형판 마운트(500)와 함께 조립된다.

그로 인해, 결합 편심 원형판(502)의 발명품(contrivance)은 대량생산(mass production)의 요구를 충족할 뿐만 아니라, 전체 제조 비용을 감소시킨다.

본 발명의 절단된 원뿔형 원형 요크(521)를 갖는 편심 원형판(502) 다음의 효과들 중 적어도 일부를 제공한다.

1. 뒤집어져 절단된 원뿔형 편심 원형판(502)을 포함함으로써, 높은 빈도의 작용을 지속시키기 위한 다이아프램 멤브레인(70)의 내구성은 실질적으로 향상된다.

2. 높은 빈도의 압박 현상의 결과로, 낭비되어지는 전류가 더 적기 때문에, 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 소비전력은 엄청나게 줄어든다.

4. 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 윤활제의 온도 가속 노화로 초래된 바람직하지 않은 베어링 소음은 대부분 제거된다.

5. 본 발명의 뒤집어져 절단된 원형 요크(521)에 대한 반동 힘(Fs)의 모든 분포 요소들이 감소되기 때문에, 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 사용 수명은 더 연장된다.

6. 본 발명은 대량생산에 용이하기 때문에, 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프의 제조 비용은 감소된다.

앞서 설명된 바와 같이, 본 발명은 전체 비용 증가 없이 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 멤브레인에 대한 새로 창안된 간단한 결합 수단에 의해 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에서 실질적으로 진동 저감 효과를 달성하여서, 종래의 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에서 발생하는 소음이 포함된 진동 및 공명 흔들림의 모든 문제들을 해결한다. 게다가, 본 발명의 다양한 실린더형 편심 원형판들의 간단한 경사진 상부 링에 의해서, 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에 있는 다이아프램 멤브레인의 사용 수명이 2배가 될 수 있으며, 이는 산업상 가치있는 이용 가능성을 갖는다.

Claims

다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프에 있어서,
상기 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프는, 모터, 모터 하우징에 고정되는 펌프 헤드 바디, 상기 펌프 헤드 바디의 하부 면에 위치되는 원형판 마운트 및 상기 펌프 헤드 바디의 4개의 작동 홀을 관통해 연장되어 상기 원형판 마운트 상에 장착되며 윗면(top face)과 상기 윗면에 형성되는 고정 보어를 각각 구비하는 4개의 편심 원형판, 상기 펌프 헤드 바디의 상부 면(upper side)에 위치되며 상기 4개의 작동 홀을 관통하는 4개의 편심 원형판에 고정되는 다이아프램 멤브레인, 및 상기 다이아프램 멤브레인이 움직일 시 펌핑 작용으로 움직이게 배치되는 4개의 펌핑 피스톤을 포함하는데,
상기 원형판 마운트는, 떨림판 상에 위치되어서, 상기 모터에 의한 상기 떨림판의 회전은 상기 원형판 마운트가 회전하게끔 하고, 상기 4개의 편심 원형판의 연속적인 상하 움직임을 초래하며, 상기 편심 원형판의 연속적인 상하 움직임은 순차적으로 초래되어, 상기 다이아프램 멤브레인에 있는 4개의 피스톤 작용 존 및 상기 펌핑 피스톤을 왕복 운동시키며,
상기 다이아프램 멤브레인은, 상기 편심 원형판의 각각의 상부 면에 있는 각각의 환형 포지셔닝 그루브에 삽입되어 각각 배치되는 4개의 환형 하향돌출 포지셔닝 돌기를 더 포함하며,
각각의 편심 원형판의 상부 면의 섹션은, 상기 다이아프램 메브레인의 작동 동안에 상기 작용 힘의 작용에 대응하는 상기 다이아프램 멤브레인의 반동 힘의 요소들의 분포의 직진성을 향상시키기 위해, 상기 각각의 편심 원형판의 각각의 상기 환형 포지셔닝 그루브 및 수직 측면이나 뒤집어져 절단된 원뿔형 측면 사이에 경사진 상부 링을 형성하도록 수평에 대해 기울어지며,
상기 펌프 헤드 바디는 펌프 헤드 바디의 상부 면 상의 각각의 작동 홀에 있는 적어도 하나의 제1 곡선 진동-저감 포지셔닝 구조를 포함하며,
상기 다이아프램 맴브레인은 펌프 헤드 바디 상의 적어도 하나의 제1 진동-저감 포지셔닝 구조의 위치에 대응하는 다이아프램 맴브레인 상의 각각 위치에 있는 적어도 하나의 제2 곡선 포지셔닝 구조를 포함하며,
적어도 하나의 제1 포지셔닝 구조는, 대응하는 적어도 하나의 제2 포지셔닝 구조와 결합하여 다이아프램 맴브레인의 움직임에 의해 펌핑 동안에 작용 힘에 의해 발생되는 모멘트 아암을 감소시키고, 그로 인해 상기 움직임 동안 진동 강도 및 진동 소음이 줄어들게끔 작은 토크가 발생하는 것을 특징으로 하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제1항에 있어서,
상기 모터는 출력 샤프트를 포함하고, 상기 떨림판은 일체의 돌출 캠-로브 샹프트 및 피스톤 밸브 어셈블리를 포함하는데,
상기 모터의 출력 샤프트는 상기 떨림판의 샤프트 커플링 홀을 관통하여 연장되어 떨림판이 회전하게끔 하고,
상기 떨림판의 일체의 돌출 캠-로브 샤프트는 상기 편심 원형판 마운트의 중앙 베어링을 관통하여 연장되며,
상기 펌프 헤드 바디는, 상기 떨림판 및 편심 원형판 마운트를 둘러싸게끔(안에 포함하게끔) 상기 모터의 상부 섀시에 고정되며, 상기 펌프 헤드 바디의 4개의 작동 홀은 4개의 편심 원형판의 위치와 대응하는 위치에 배치되고, 각각의 작동 홀은, 대응하는 하나의 편심 원형판을 각각 수용하기 위해, 상기 대응하는 하나의 편심 원형판의 외경보다 약간 큰 내경을 구비하며,
상기 다이아프램 맴브레인은 반-강체 탄성 재료로 만들어져서 펌프 헤드 바디 상에 위치되며, 상기 다이아프램 맴브레인은, 적어도 하나의 상승 림 뿐 아니라, 상기 4개의 피스톤 작용 존을 형성하기 위해 상기 적어도 하나의 상승 림과 연결되고 균등하게 이격된 방사상의 복수의 상승 파티션 리브를 포함하며, 상기 각각의 피스톤 작용 존은, 각각 하나의 편심 원형판의 고정구멍의 위치에 대응하는 위치에 형성된 작용 존 홀(acting zone hole)을 구비하며,
각각의 펌핑 피스톤은 계층형 홀, 및 각 펌핑 피스톤의 계층형 홀을 관통하여 연장되어, 다이아프램 맴브레인의 각각의 대응하는 피스톤 작용 존의 작용 존 홀을 관통하여, 각각 하나의 편심 원형판의 각각의 고정 홀 안으로 들어가 다이아프램 맴브레인 및 편심 원형판 마운트의 대응하는 편심 원형판에 각각의 펌핑 피스톤을 고정시키는 고정부재를 구비하며,
상기 다이아프램 맴브레인을 커버하는 상기 피스톤 밸브 어셈블리는, 밀봉 결합(sealing engagement)에 의해 다이아프램 맴브레인 주위에 고정되며, 중앙 포지셔닝 보어 및 복수의 동등한 섹터를 갖는 갖는 중앙 배출 마운트(central outlet mount)를 포함하는데, 각각의 섹터는, 균등하게 원주에 위치되는 다수의 배출 포트(outlet ports), 중앙의 포지셔닝 섕크(central positioning shank)를 지닌 T-형상의 플라스틱 역류 방지 밸브(anti-backflow valve)를 포함하며, 그리고 원주에 인접한 복수의 유입 마운트(inlet mount)를 포함하는데, 원주에 인접한 유입 마운트 각각은 균등하게 원주에 위치되는 다수의 유입 포트 및 각각의 유입 마운트에 장착된 인버트 중앙 피스톤 디스크(inverted central piston disk) 각각을 포함하며, 각 피스톤 디스크는 다수의 유입 포트의 대응하는 그룹 각각에 대해 밸브로서 이용하며, 상기 플라스틱 역류 방지 밸브의 중앙의 포지셔닝 섕크는 중앙 배출 마운트의 중앙 포지셔닝 보어와 결합되므로 중앙의 둥근 배출 마운트에 있는 다수의 배출 포트는 원주의 복수의 유입 마운트와 소통하고, 밀폐된 예비 물-압축 챔버는, 다이아프램 맴브레인이 피스톤 밸브 어셈블리 주위에 고정시에 각각의 유입 마운트 및 다이아프램 맴브레인의 대응하는 피스톤 작용 존 내에 형성되어서, 각각의 예비 물-압축 챔버의 일단은 각각 대응하는 하나의 유입 포트와 소통할 수 있으며,
펌프 헤드 커버는, 피스톤 밸브 어셈블리, 펌핑 피스톤 및 다이아프램 맴브레인을 둘러싸게끔(안에 포함하게끔) 펌프 헤드 바디를 커버하며, 물 유입 오리피스(water inlet orifice), 및 물 배출 오리피스(water outlet orifice)를 포함하며, 상기 펌프 헤드 커버는 다이아프램 맴브레인 및 피스톤 밸브 어셈블리의 조립(체)에 대해 밀폐되게 부착되며, 고압 물 챔버는 환형 리브 링의 내벽에 의해 형성된 캐비티 및 피스톤 밸브 어셈블리의 중앙 배출 마운트 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제1 포지셔닝 구조는, 적어도 하나의 기본 곡선 그루브, 곡선 슬롯, 곡선 개구들(openings)의 셋트, 곡선 돌기 및 곡선 돌기들의 셋트를 포함하며, 상기 적어도 하나의 제1 포지셔닝 구조는, 펌프 헤드 바디에 있는 각각의 작동 홀의 상부 면을 둘러싸고 원주에 배치되며,
상기 적어도 하나의 제2 진동-저감 포지셔닝 구조는, 하나의 기본 곡선 돌기, 곡선 돌기들의 셋트, 곡선 그루브, 곡선 슬롯 및 곡선 개구들의 셋트를 포함하며, 상기 적어도 하나의 제2 진동-저감 포지셔닝 구조는, 상기 펌프 헤드 바디의 각각의 제1 포지셔닝 구조의 위치에 대응하는 위치에서 다이아프램 맴브레인의 하부 면에 있는 동심의 환형 포지셔닝 돌기의 각각을 둘러싸고 원주에 배치되므로, 펌프 헤드 바디 및 다이아프램 맴브레인의 조립시에 다이아프램 맴브레인의 저면에 있는 각각의 제2 포지셔닝 구조가 펌프 헤드 바디의 상부 면에 있는 대응하는 각각의 제1 포지셔닝 구조와 결합되며, 그로인해 피스톤의 상하 움직임에 반응하여 다이아프램 맴브레인의 움직임에 의해 발생되는 모멘트 아암은 제1 진동-저감 구조와 제2 진동-저감 구조의 주변 사이에 연장되어 다이아프램의 움직임으로부터 초래되는 진동을 감소시키는 것을 특징으로 하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제1항에 있어서,
상기 각각의 제1 진동-저감 포지셔닝 구조는 펌프 헤드 바디의 곡선 그루브 또는 슬롯을 포함하며, 각각의 제2 진동-저감 포지셔닝 구조는 다이아프램 맴브레인으로부터 연장되는 곡선 돌기인 것을 특징으로 하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제1항에 있어서,
상기 각각의 제1 진동-저감 포지셔닝 구조는 상기 펌프 헤드 바디로부터 연장되는 적어도 하나의 곡선 돌기를 포함하며, 상기 각각의 제2 진동-저감 포지셔닝 구조는 상기 다이아프램 멤브레인에 있는 적어도 하나의 곡선 그루브 또는 슬롯을 포함하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제1항에 있어서,
상기 각각의 제1 진동-저감 포지셔닝 구조는 상기 펌프 헤드 바디에 있는 한 쌍의 곡선 그루브를 포함하며, 상기 제2 진동-저감 포지셔닝 구조는 상기 다이아프램 멤브레인으로부터 연장되는 한 쌍의 곡선 돌기를 포함하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제1항에 있어서,
상기 각각의 제1 진동-저감 포지셔닝 구조는 상기 펌프 헤드 바디로부터 연장되는 한 쌍의 곡선 돌기를 포함하며, 상기 각각의 제2 진동-저감 포지셔닝 구조는 상기 다이아프램 멤브레인에 있는 한 쌍의 곡선 그루브를 포함하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제1항에 있어서,
상기 각각의 제1 진동-저감 포지셔닝 구조는 상기 펌프 헤드 바디에 있는 곡선 개구들의 셋트이며, 상기 각각의 제2 진동-저감 포지셔닝 구조는 상기 다이아프램 멤브레인으로부터 연장되는 곡선 돌기들의 셋트인 것을 특징으로 하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제8항에 있어서,
상기 개구들은 원형 또는 정방형 개구들인 것을 특징으로 하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제8항에 있어서,
상기 곡선 개구들의 셋트는 곡선 관통 세그먼트인 것을 특징으로 하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제8항에 있어서,
상기 곡선 개구들의 셋트는 한 쌍의 곡선 관통 세그먼트를 포함하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제1항에 있어서,
상기 각각의 제1 진동-저감 포지셔닝 구조는 상기 펌프 헤드 바디로부터 연장되는 곡선 돌기들의 셋트이며, 상기 각각의 제2 진동-저감 포지셔닝 구조는 상기 다이아프램 멤브레인에 있는 곡선 개구들의 셋트인 것을 특징으로 하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제12항에 있어서,
상기 돌기들은 원형 또는 정방형 돌기들인 것을 특징으로 하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제12항에 있어서, 상기 곡선 개구들의 셋트는 곡선 관통 세그먼트인 것을 특징으로 하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제12항에 있어서,
상기 곡선 개구들의 셋트는 한 쌍의 곡선 관통 세그먼트를 포함하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제1항에 있어서,
상게 각각의 제1 진동-저감 포지셔닝 구조는 상기 펌프 헤드 바디에 있는 적어도 하나의 인덴트 링을 포함하며, 상기 각각의 제2 진동-저감 포지셔닝 구조는 상기 다이아프램 멤브레인으로부터 돌출되는 적어도 하나의 환형 돌기를 포함하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제1항에 있어서,
상기 각각의 제1 진동-저감 포지셔닝 구조는 상기 펌프 헤드 바디에 있는 한 쌍의 인덴트 링을 포함하며, 상기 각각의 제2 진동-저감 포지셔닝 구조는 상기 다이아프램 멤브레인으로부터 돌출되는 한 쌍의 링 구조를 포함하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제1항에 있어서,
상기 각각의 제1 진동-저감 포지셔닝 구조는 상기 펌프 헤드 바디로부터 돌출되는 한 쌍의 링 구조를 포함하며, 상기 각각의 제2 진동-저감 포지셔닝 구조는 상기 다이아프램 멤브레인에 있는 한 쌍의 인덴트 링을 포함하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제1항에 있어서,
상기 각각의 편심 원형판은 실린더형 편심 원형판인 것을 특징으로 하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제1항에 있어서,
상기 각각의 편심 원형판은 뒤집어져 절단된 원뿔형 편심 원형판(inverted frustoconical eccentric roundel)이며, 상기 뒤집어져 절단된 원뿔형 편심 원형판의 최대 직경은 상기 펌프 헤드 바디에 있는 대응하는 하나의 작동 홀의 내경보다 작은 것을 특징으로 하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제20항에 있어서,
상기 뒤집어져 절단된 원뿔형 편심 원형판은 2개-층 편심 원형판 구조를 형성하도록, 상기 원형판 마운트에 고정된 마운팅부(mounting portion) 및 상기 원형판 마운트 상의 분리가능한 뒤집어져 절단된 원뿔형 원형판 요크를 포함하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제21항에 있어서,
상기 각각의 뒤집어져 절단된 원뿔형 편심 원형판의 마운팅부는 상기 원형판 마운트와 일체로 제작되며, 상기 뒤집어져 절단된 원뿔형 원형판 요크들은 별도로 제작되는 것을 특징으로 하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제1항에 있어서,
상기 각각의 뒤집어져 절단된 원뿔형 편심 원형판의 마운팅부는, 내부-직면 포지셔닝면(inwardly-facing positioning surface)을 지닌 베이스 및 상기 베이스로부터 상향으로 연장되는 중앙 암-나사산 보어를 지닌 실린더를 포함하며, 상기 각각의 뒤집어져 절단된 원뿔형 요크는 상부 보어, 중간 보어 및 하부 보어를 포함하며, 상기 중간 보어의 직경은 상기 마운팅부 실린더의 직경과 대체로 동등하며, 상기 상부 보어의 직경은 상기 마운팅부 실린더의 직경보다 크며, 상기 하부 보어의 직경은 상기 마운팅부 베이스의 직경과 대체로 동등하며, 상기 하부 보어는 상기 베이스 상에 끼워지며, 상기 중간 보어는 상기 실린더 상으로 슬리브가 달리며(sleeved), 상기 환형 포지셔닝 그루브는 상기 실린더 및 상기 상부 보어의 내부벽 사이의 공간에 의해 경계지어지는 것을 특징으로 하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제2항에 있어서,
상기 다이아프램 멤브레인의 적어도 하나의 상승 림은 내부 상승 림이며, 상기 다이아프램 멤브레인은 평행한 외부 상승림을 포함하며, 상기 피스톤 밸브 어셈블리는 상기 다이아프램 멤브레인이 상기 피스톤 밸브 어셈블리의 주위에 고정될 때, 주변 씰을 제공하기 위해서, 상기 다이아프램 멤브레인의 내부 및 외부 상승 림 사이에 연장되는 상기 피스톤 밸브 어셈블리의 하향으로 연장되는 상승 림을 포함하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제2항에 있어서,
상기 편심 원형판에 있는 고정 보어는 나사산 보어이며, 상기 고정부재는 스크류인 것을 특징으로 하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제1항에 있어서,
상기 모터는 브러쉬(brush) 모터인 것을 특징으로 하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.
제1항에 있어서,
상기 모터는 브러쉬리스(brushless) 모터인 것을 특징으로 하는 다중 효과를 갖는 4개-압축-챔버 다이아프램 펌프.