KR20160081271A - 다이아프램을 이용한 압축공기압수압발생기 - Google Patents

다이아프램을 이용한 압축공기압수압발생기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외부의 공기와 액체를 혼합 흡입하여 압축된 공기와 액체를 배출하는 압축공기압수압발생기에 관한 것으로서, 상기 내부공간에 상하왕복 운동을 하는 승하강부(500)의 가이드홈부(110)가 구비된 케이스(100); 상기 케이스(100)의 내부에 설치되며 구동모터의 회전력을 전달받아 회전하는 크랭크축(210); 상기 크랭크축(210)의 중앙부에서 상기 크랭크축(210)과 편심을 이루도록 굴절되어 형성된 편심축(220); 상기 승하강부(500)의 중심 내부의 커넥팅판수용홈(540)에 수용되며 상기 편심축(220)이 관통되는 편심축수용홀(310)이 하부에 구비되고, 상기 편심축수용홀(310)과 일정 거리 이격되어 상기 연결봉(400)이 관통되는 연결봉수용제1홀(320)이 상부에 구비되어 상기 편심축(220)의 회전에 연동하여 상하좌우로 왕복운동을 하는 커넥팅판(300); 상기 승하강부(500)의 커넥팅판수용홈(540)의 내부 양측면에서 외측으로 구비된 연결봉수용제2홀(510) 한쪽에서 반대쪽으로 삽입하되 상기 커넥팅판수용홈(540)에 설치된 커넥팅판(300)의 상부 연결봉수용제1홀(320)을 관통하고, 커넥팅판(300)의 하부에 연결봉수용제1홀(320)에서 일정거리 이격된 편심축수용홀(310)에 결합된 편심축(220)의 회전에 연동하여 커넥팅판(300)을 상하좌우로 왕복운동을 하게하고 승하강부(500)는 케이스(100)의 가이드홈부(110)의 안내에 따라 상하왕복 운동을 하게 하는 연결봉(400); 상기 양측면이 평면인 몸체가 상기 케이스(100)의 내부에 설치되고, 중심 내부에 커넥팅판(300)이 내장될 수 있는 공간인 커넥팅판수용홈(540)이 구비되고, 상기 커넥팅판수용홈(540)의 내부 양측면은 내측에서 외측으로 구비된 연결봉수용제2홀(510)이 구비되며, 상기 몸체의 중앙에는 다이아프램(700)의 결합수용홈(730)에 장착되어 동력을 전달하는 제1기둥(520)과 상단결합판(530)이 구비되며, 상기 내장된 커넥팅판(300)을 결합하기 위해 연결봉(400)을 상기 연결봉수용제2홀(510) 한쪽에서 반대쪽으로 삽입하되 커넥팅판(300)의 연결봉수용제1홀(320)을 관통하여 결합되게 하고, 상기 커넥팅판(300)의 연결봉수용제1홀(320)에서 일정 거리 이격된 편심축수용홀(310)에 편심축(220)이 결합되게 함으로써 편심축(220)의 회전에 연동하여 상기 케이스(100)의 가이드홈부(110)의 내벽의 안내에 따라 상하왕복 운동을 하는 승하강부(500); 상기 실린더고정캡(800)의 내부 측면과 일정한 틈을 두고 마찰 없이 상하왕복 운동을 하며 하부 중앙에는 돌출된 제2기둥(610)이 있고 제2기둥(610)에는 하단결합판(620)이 구비되어 상기 연질의 다이아프램(700)의 피스톤결합홈(721)에 수용되는 피스톤(600); 상기 고정부(710) 테두리는 상기 케이스(100)와 실린더고정캡(800) 사이에 결합되고, 중심부(720)의 상단 중앙에는 상기 피스톤(600)의 제2기둥(610) 및 하단결합판(620)을 수용하는 상단결합홈(721)과 하단 중앙에는 상기 승하강부(500)의 제1기둥(520) 및 상단결합판(530)을 수용하는 하단결합홈(722)이 있으며, 고정부(710)와 중심부(720) 사이에 일정한 틈인 골부(740)를 갖춘 연질막부(730)가 구비된 연질의 다이아프램(700); 및, 상기 다이아프램(700)의 고정부(710) 테두리를 케이스(100)사이에 결합되게 하고, 상기 다이아프램(700)과 함께 내부의 압축공간(11)을 형성하며, 상기 승하강부(500)가 하강하여 압축공간(11)이 확장되면서 제1스프링(817)의 팽창력보다 더 강한 흡입력이 흡입홀(815)에 생성되면 흡입밸브볼(816)이 개방되어 외부의 공기가 공기흡입홀(811)을 통해 공기액체혼합공간부(814)로 유입됨과 동시에 액체저장 탱크(812)의 하부에 구비된 액체흡입홀(813)을 통해 공기액체혼합공간부(814)의 하부에 있는 흡입홀(815)을 통해 압축공간(11) 내부로 유입되는 구조인 흡입부(810)와 상기 승하강부(500)가 상승하여 압축공간(11)이 축소되면서 제2스프링(832)의 팽창력보다 더 강한 배출력이 생성되면 배출밸브볼(833)이 개방되어 내부의 압축된 공기와 액체를 배출홀(831)을 통해 외부로 배출하는 배출부(830)를 결합할 수 있는 구조가 구비된 실린더고정캡(800); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 특징으로 하는 다이아프램(700)을 이용한 압축공기압수압발생기에 관한 것이다..

Description

다이아프램을 이용한 압축공기압수압발생기{Air Compressor and Water Pump using Diaphragm}
본 발명은 기존 실린더 및 피스톤 방식과 연질 다이아프램의 압축방식의 장점을 복합하여 실린더와 피스톤의 마찰 없이 고압의 공기압과 수압을 혼합 생성시키는 친환경 공기압수압혼합발생기에 관한 것으로서, 사용 목적에 맞는 설계를 통해 제품의 크기는 대형은 물론 소형 구강세정기, 치과용 의료기기, 소형 손세척기, 농약살포기, 청소기 등에 컴팩트하게 적용하기 위해 제작하더라도 고압의 공기압과 수압을 혼합 생성하여 배출할 수 있는 것을 기술적 특징으로 한다.
다이아프램을 이용한 공기 압축 장치의 작동 원리는 도1에 도시된 바와 같이 왕복운동을 하는 커넥팅로드(1)에 따라 다이아프램(2)이 압축과 팽창을 반복하게 되는데, 다이아프램(2)이 팽창되면 흡입밸브(3)를 막고 있던 개폐판(4)이 열리면서 외부의 공기가 다이아프램(2) 내부로 유입되고, 다이아프램(2)이 압축되면 흡입밸브(3)의 개폐판(4)은 닫히고 배출밸브(5)를 막고 있던 개폐판(6)이 열리면서 다이아프램(2) 내부의 압축된 공기가 배출밸브(5)를 통하여 배출되는 구조이다.
이와 같은 종래의 다이아프램(2)과 밸브·개폐판 구조로는 압축효율성이 낮고 또한 압축시 압축공간의 공기압이 일정한 수준에 다다르면 배출밸브(5)의 개폐판(6)이 열리면서 압축공기가 배출됨과 동시에 흡입밸브(3)의 개폐판(4)도 열리면서 압축됐던 공기가 역류하여 배출되고, 흡입시는 흡입력이 일정수준에 다다르면 흡입밸브(3)의 개폐판(4)이 열리면서 외부의 공기가 압축공간으로 흡입됨과 동시에 배기됐던 일부 압축공기가 배출밸브(5)의 개폐판(6)으로 다시 역류하여 흡입되는 현상이 자연스럽게 발생되어 고압을 생성하여 배출하는 것은 한계가 있다.
또한 기존 실린더와 피스톤 방식의 공기압축기나 워터펌프로는 마찰이 수반되는 피스톤 방식 때문에 공기와 액체를 혼합 흡입하여 친환경적인 고압의 청정 공기압과 수압을 배출하는 것은 한계가 있다.
따라서 고압의 친환경 청정 압축공기와 액체의 혼합 배출이 필요한 경우 종래의 이러한 다이아프램, 압축공기발생기 또는 펌프로는 제품의 요구조건을 충족시키지 못하는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명은 기존 실린더 및 피스톤 방식과 다이아프램의 연질 막을 복합하고 신속한 개폐가 가능하도록 하기 위한 밸브볼과 밸브볼의 신속한 개폐를 위한 스프링이 구비되는 구조를 새롭게 개발하여 실린더고정캡(800)의 내측면과 피스톤(600)의 마찰 없이 친환경적으로 청정하게 단위시간당 배출되는 공기압과 수압을 획기적으로 증대시키고 작동 소음을 최소화함으로써 고압의 친환경 공기와 액체의 혼합 배출이 필요한 제품 등에 다양하게 적용할 수 있는 새로운 개념의 압축공기압수압발생장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.
본 발명은 공기와 액체를 동시에 혼합 흡입하여 압축된 공기와 액체를 동시에 혼합 배출하는 압축공기압수압발생기에 관한 것으로서, 내부공간에 상하왕복 운동을 하는 승하강부(500)의 가이드홈부(110)가 구비된 케이스(100); 상기 케이스(100)의 내부에 설치되며 구동모터의 회전력을 전달받아 회전하는 크랭크축(210); 상기 크랭크축(210)의 중앙부에서 상기 크랭크축(210)과 편심을 이루도록 굴절되어 형성된 편심축(220); 상기 승하강부(500)의 중심 내부의 커넥팅판수용홈(540)에 수용되며 상기 편심축(220)이 관통되는 편심축수용홀(310)이 하부에 구비되고, 상기 편심축수용홀(310)과 일정 거리 이격되어 상기 연결봉(400)이 관통되는 연결봉수용제1홀(320)이 상부에 구비되어 상기 편심축(220)의 회전에 연동하여 상하좌우로 왕복운동을 하는 커넥팅판(300); 상기 승하강부(500)의 커넥팅판수용홈(540)의 내부 양측면에서 외측으로 구비된 연결봉수용제2홀(510) 한쪽에서 반대쪽으로 삽입하되 상기 커넥팅판수용홈(540)에 설치된 상기 커넥팅판(300)의 상부 연결봉수용제1홀(320)을 관통하고, 커넥팅판(300)의 하부에 연결봉수용홀(320)에서 일정거리 이격된 편심축수용홀(310)에 결합된 편심축(220)의 회전에 연동하여 커넥팅판(300)을 상하좌우로 왕복운동을 하게하고, 상기 승하강부(500)는 상기 케이스(100)의 가이드홈부(110)의 안내에 따라 상하왕복 운동을 하게 하는 연결봉(400); 양측면이 평면인 몸체가 상기 케이스(100)의 내부에 설치되고, 중심 내부에 상기 커넥팅판(300)이 내장될 수 있는 공간인 커넥팅판수용홈(540)이 구비되고, 상기 커넥팅판수용홈(540)의 내부 양측면은 내측에서 외측으로 구비된 연결봉수용제2홀(510)이 구비되며, 상기 몸체의 중앙에는 다이아프램(700)의 결합수용홈(730)에 장착되어 동력을 전달하는 제1기둥(520)과 상단결합판(530)이 구비되며, 상기 내장된 커넥팅판(300)을 결합하기 위해 연결봉(400)을 상기 연결봉수용제2홀(510) 한쪽에서 반대쪽으로 삽입하되 커넥팅판(300)의 연결봉수용제1홀(320)을 관통하여 결합되게 하고, 상기 커넥팅판(300)의 연결봉수용제1홀(320)에서 일정 거리 이격된 편심축수용홀(310)에 편심축(220)이 결합되게 함으로써 편심축(220)의 회전에 연동하여 상기 케이스(100)의 가이드홈부(110)의 내벽의 안내에 따라 상하왕복 운동을 하는 승하강부(500); 상기 실린더고정캡(800)의 내부 측면과 일정한 틈을 두고 마찰 없이 상하왕복 운동을 하며 하부 중앙에는 돌출된 제2기둥(610)이 있고 제2기둥(610)에는 하단결합판(620)이 구비되어 상기 연질의 다이아프램(700)의 피스톤결합홈(721)에 수용되는 피스톤(600); 상기 고정부(710) 테두리는 상기 케이스(100)와 실린더고정캡(800) 사이에 결합되고, 중심부(720)의 상단 중앙에는 상기 피스톤(600)의 제2기둥(610) 및 하단결합판(620)을 수용하는 상단결합홈(721)과 하단 중앙에는 상기 승하강부(500)의 제1기둥(520) 및 상단결합판(530)을 수용하는 하단결합홈(722)이 있으며, 고정부(710)와 중심부(720) 사이에 일정한 틈인 골부(740)를 갖춘 연질막부(730)가 구비된 연질의 다이아프램(700); 및, 상기 다이아프램(700)의 고정부(710) 테두리를 케이스(100)사이에 결합되게 하고, 상기 다이아프램(700)과 함께 내부의 압축공간(11)을 형성하며, 상기 승하강부(500)가 하강하여 압축공간(11)이 확장되면서 제1스프링(817)의 팽창력보다 더 강한 흡입력이 흡입홀(815)에 생성되면 흡입밸브볼(816)이 개방되어 외부의 공기가 공기흡입홀(811)을 통해 공기액체혼합공간부(814)로 유입됨과 동시에 액체저장 탱크(812)의 하부에 구비된 액체흡입홀(813)을 통해 공기액체혼합공간부(814)의 하부에 있는 흡입홀(815)을 통해 압축공간(11) 내부로 유입되는 구조인 흡입부(810)와 상기 승하강부(500)가 상승하여 압축공간(11)이 축소되면서 제2스프링(833)의ㅇ 팽창력보다 더 강한 배출력이 생성되면 배출밸브볼(832)이 개방되어 내부의 압축된 공기와 액체를 배출홀(831)을 통해 외부로 배출하는 배출부(830)를 결합할 수 있는 구조가 구비된 실린더고정캡(800); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.
첫째, 친환경적인 청정의 고압의 공기압과 수압을 혼합 생성하여 효과적으로 배출할 수 있다.
다시 말하면, 다이아프램(600)의 상승시 "U"자형, 하강시 "J"자형의 연질막부(730)의 역할과 마찰을 일으키지 않게 하는 최소한의 틈인 골부(740)가 구비되어 다이아프램(700)의 압축과 팽창 과정(승하강 과정)에서 마찰을 방지하고 소음 발생을 최소화하여 친환경 고압의 공기압과 수압을 혼합 생성하여 배출할 수 있다. 특히, 흡입 압축과정에서 액체가 연질막부(730)의 골부(740)와 실린더고정캡(800)의 내부 측벽과 피스톤(600) 사이의 틈새에 채워져 수막을 형성함으로써 압축링 역할을 하고 있기 때문에 공기와 액체의 압축 효율성을 대폭 증대시키게 된다.
둘째, 소형에서부터 대형에 이르기까지 다양한 제품을 실현할 수 있다.
즉, 다이아프램(700)의 중심부(720)의 상단에는 실린더고정캡(800)의 내측면과 마찰을 하지 않고 가압작용을 하는 피스톤(600)의 하단결합판((620)이 피스톤결합홈(721)에 수용되고, 중심부(720)의 하단에는 승하강부(500)의 상판결합판((530)이 다이아프램(700)의 승하강부결합홈(722)에 결합되어 상하왕복 운동하는 구조로 필요한 제품에 맞게 설계함으로써 소형에서부터 대형에 이르기까지 다양한 제품을 실현할 수 있다.
셋째, 마찰열 발생과 전력 소모를 최소화시킬 수 있다.
기존 실린더와 피스톤을 이용한 워터펌프는 실린더 내측 벽을 피스톤이 밀폐된 상태로 마찰을 일으키면서 왕복 운동을 하기 때문에 마찰이 발생하는 곳에는 윤활유를 공급하게 됨으로써 배출시 윤활유가 일부 배출될 수 있으며, 마찰에 따른 열 발생과 전력소모도 많아질 수밖에 없다.
본 발명 제품은 기존 실린더피스톤 방식의 워터펌프의 장점과 연질 다이아프램(700)의 장점을 복합하여 새로운 구조를 형성하였다.
구체적으로 살펴보면, 연질의 다이아프램(700)의 상승시 "U"자형, 하강시 "J"자형 연질막부(730)의 역할을 통해 피스톤(600)에 압축링을 장착하지 않고도 흡입 압축과정에서 액체가 연질막부(730)의 골부(740)와 실린더고정캡(800)의 내부 측벽과 피스톤(600) 사이의 틈새에 채워진 수막이 압축링 역할을 하고 있기 때문에 공기와 액체의 압축 효율성을 대폭 강화시키면서 마찰열 발생과 전력소모를 최소화시킬 수 있다.
도1은 종래의 공기 또는 액체가 다이아프램 방식에 의해 흡입되고 압축되어 배출되는 구조를 도시한다.
도2는 본 발명의 구체적 실시예의 단면 구조로서 크랭크축(210)의 편심축(220)에 연동한 승하강부(500)와 다이아프램(700)의 작동에 의하여 피스톤(600)이 하사점에 도달한 상태를 도시한다.
도3은 본 발명의 구체적 실시예의 단면 구조로서 크랭축(210)의 편심축(220)에 연동한 승하강부(500)와 다이아프램(700)의 작동에 의하여 피스톤(600)이 상사점에 도달한 상태를 도시한다.
도4는 본 발명의 흡입부(810)의 다른 구체적 실시예의 단면 구조로서 크랭축(210)과 편심축(220)에 연동한 승하강부(500)와 다이아프램(700)의 작동에 의하여 피스톤(600)이 하사점에 도달하여 접시형흡입밸브(818)가 열린 상태로서 공기와 액체가 혼합되어 흡입되는 상태를 도시한다.
도5는 본 발명의 배출부(810)의 다른 구체적 실시예의 단면 구조로서 크랭축(210)과 편심축(220)에 연동한 승하강부(500)와 다이아프램(700)의 작동에 의하여 피스톤(600)이 상사점에 도달하여 접시형배출밸브(834)가 열린 상태로서 압축된 공기와 액체를 배출하는 상태를 도시한다.
이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 공기를 흡입하여 상하왕복 운동하는 다이아프램(700)과 피스톤(600)이 실린더고정캡(800)의 내부 측면과 마찰 없이 압축된 공기와 액체를 배출하는 친환경 압축공기압수압발생기에 관한 것이다.
케이스(100)는 내부공간이 구비되어 있으며 본 발명을 구성하는 각 구성요소들이 장착되는 공간을 제공한다.
크랭크축(210)은 케이스(100)의 내부에 설치되며 구동모터의 회전력을 전달받아 회전하게 된다. 여기서 구동모터는 그 도시를 생략하였는데, 크랭크축(210)을 적정 속도로 회전시킬 수 있도록 장착되며, 필요한 경우 감속기어부가 구비될 수도 있다.
편심축(220)은 도2에 도시된 바와 같이 크랭크축(210)의 중앙부에서 크랭크축(210)과 편심을 이루도록 굴절되어 형성되는데, 크랭크축(210)과 일체를 이루면서 함께 회전하게 된다.
커넥팅판(300)은 하부의 편심축수용홀(310)과 상부의 연결봉수용제1홀(320)을 구비하고 있으며, 승하강부(500)의 커넥팅판수용홈(540)에 작동될 수 있게 수용되고, 하부에는 동력을 전달하는 크랭크축(210)과 굴절되게 연결된 편심축(220)이 편심축수용홀(310)에 결합되며, 상부에는 편심축수용홀(310)과 일정 거리 이격되어 있는 연결봉수용제1홀(320)이 있고, 커넥팅판(300)과 승하강부(500)를 결합하기 위해 연결봉(400)을 승하강부(500)의 커넥팅판수용홈(540)의 내측 양쪽에서 외측으로 구비된 연결봉수용제2홀(510)의 한쪽에서 반대쪽으로 삽입하되 커넥팅판(300)의 상부 연결봉수용제1홀(320)을 관통하게 함으로써 하부의 편심축수용홀((310)에 결합된 편심축(220)의 회전에 연동하여 상하좌우로 왕복운동을 하게 된다.
연결봉(400)은 커넥팅판(400)과 승하강부(500)가 연동하여 원활히 작동할 수 있도록 하기 위해 승하강부(500)의 커넥팅판수용홈(540)의 내측 양쪽에서 외측으로 구비된 연결봉수용제2홀(510)의 한쪽에서 반대쪽으로 삽입하되 커넥팅판(300)의 상부 연결봉수용제1홀(320)을 관통하게 함으로써 하부의 편심축수용홀((310)에 결합된 편심축(220)의 회전에 연동하여 커넥팅판(300)은 상하좌우로 왕복운동을 하게 하고, 승하강부(500)는 상기 케이스(100)의 가이드홈부(110)의 안내에 따라 상하왕복 직선운동을 하게 한다.
승하강부(500)는 몸체 내부 중심의 커넥팅수용홈(540)의 내부 양측면에서 외측면으로 관통하여 구비된 연결봉수용제2홀(510), 돌출 제1기둥(520), 상단결합판(530)과 커넥팅판수용홈(540)으로 구성된다.
승하강부(500)의 연동 관계를 구체적으로 살펴보면, 승하강부(500)중심부 커넥팅판수용홈(540)에 커넥팅판(300)이 설치되고 연결봉(400)을 승하강부(500)의 내부 양측면에서 외측면으로 관통하는 연결봉수용제2홀(510) 한쪽에서 반대쪽으로 삽입하되 연결봉(400)을 커넥팅판(300)의 상부 연결봉수용제1홀((310)을 관통하게 함으로써 커넥팅판(300)의 하부 편심축수용홀(310)의 편심축(220)의 회전에 연동하여 커넥팅판(300)이 상하좌우 왕복운동을 하고 이에 또 연동하여 승하강부(500)는 케이스(100) 내벽의 가이드홈부(110)의 안내에 따라 상하왕복 직선 운동을 하게 된다.
또한, 승하강부(500)의 상부 중앙에는 다이아프램(700)의 중심부 하단의 승하강부결합홈(722)에 수용되는 제1기둥(520)과 상단결합판(530)이 구비되어 승하강부(500)의 상하왕복 직선운동에 연동하여 다이아프램(700)과 피스톤(600)이 상하왕복 직선 운동을 하게 된다.
이러한 승하강부(500), 크랭크축(210), 편심축(220), 커넥팅판(300), 다이아프램(700), 및 피스톤(600)이 조립된 형태는 도2와 도3에 도시된 바와 같이 된다.
피스톤(600)은 중심의 하부 방향으로 돌출 제2기둥(610)과 하단결합판(620)으로 구성되며, 소재는 사용 목적에 따라 연질 또는 경질 소재를 적용할 수 있다.
피스톤의 역할에 대해 구체적으로 살펴보면, 승하강부(500)와 다이아프램(700)의 상하왕복 직선 운동에 연동하여 상하왕복 직선 운동을 하며, 다이아프램(700)의 연질막부(730)가 밀폐기능을 하고 흡입 압축과정에서 액체가 골부(740)와 실린더고정캡(800)의 내부 측벽과 피스톤(600) 사이의 틈새에 채워져 수막을 형성하기 때문에 기존 압축공기발생기의 피스톤링과 같은 밀폐링을 결합하지 않고도 피스톤(600)은 실린더고정캡(800)의 내부 측벽과 마찰을 하지 않을 정도의 일정한 틈을 유지하며 상하왕복 직선 운동을 함으로써 마찰열 발생과 전력소모를 최소화하면서 고압의 청정 공기압과 수압을 생성할 수 있게 된다.
연질의 다이아프램(700)은 도2 내지 도3에 도시된 단면 구조에서 알 수 있듯이 고정부(710), 중앙부(720), 연질막부(730), 및 골부(740)로 이루어진다.
고정부(710)는 그 테두리와 함께 케이스(100)와 실린더고정캡(800) 사이에 끼워져 밀폐되게 결합되고 다이아프램(700)을 고정시키는 역할을 한다.
중앙부(720)는 승하강부(500)의 제1기둥(510)과 상단결합판(520)이 수용되는 승하강부결합홈(721)과 피스톤(600)의 제2기둥(610)과 하단결합판(620)이 수용되는 피스톤결합홈(722)으로 구성된다. 승하강부결합홈(721)에는 다이아프램(700)이 상하왕복 운동을 할 수 있게 하기 위해 승하강부(500)의 제1기둥(520)과 상단결합판(530)이 결합되고, 피스톤결합홈(722)에는 흡입된 공기가 가압될 수 있게 피스톤(600)의 제2기둥(610)과 하단결합판(620)이 결합된다.
연질막부(730)는 고정부(710)와 중앙부(720) 보다 얇은 부위로서 고정부(710) 하단에서 하부 방향으로 사방 연장되다 중앙부(720)의 승하강부결합홈(721) 및 피스톤결합홈(722) 사이 사방 측면에 밀폐되게 이어져 "U"자형 골부(740)를 형성하는데 다이아프램(700)이 하강하면 "J"자 형태로 펼쳐지고 상승하면 "U"자 형태로 접히는 구조로서 다이아프램(700)의 승하강 과정에서 마찰을 방지하고 전력소모도 최소화할 수 있는 구조이다.
골부(740)는 고정부(710)와 중심부(720) 사이를 잇는 "U"자형 연질막부(730)의 내부 공간 틈을 구비함으로써 다이아프램(700)과 피스톤(600)이 상하왕복 직선운동을 하면서 외부의 공기와 액체를 흡입하거가 압축하여 배출할 때 마찰 없이 밀폐를 유지는 역할을 한다. 특히, 흡입 압축과정에서 액체가 골부(740)에 채워져 수막을 형성하기 때문에 마찰을 방지하고 공기압과 수압 형성의 효율성을 극대화하면서 전력소모도 최소화할 수 있다.
실린더고정캡(800)은 상단은 케이스(100)의 상단 내측 공간에 밀폐되게 결합되고 하단은 케이스(100)의 내측과 함께 다이아프램(700)의 고정부(710)를 밀폐되게 고정시키고 내측 중심부의 공간에는 압축공간(11)을 형성한다.
실린더고정캡(800)에는 승하강부(500)의 하강에 연동하여 다이아프램(700)과 피스톤(600)이 하강하여 압축공간(11)이 확장되면 개방되어 외부의 공기와 액체를 압축공간(11) 내부로 유입되게 하는 흡입부(810)와 반대로 승하강부(500)가 상승하면 다이아프램(700)과 피스톤(600)도 상승하여 흡입된 공기와 액체가 압축되고, 압축된 공기와 액체를 혼합 배출되게 하는 배출부(830)가 구비된다.
흡입부(810)는 외부의 공기가 흡입되는 공기흡입홀(811), 실린더고정캡(800)의 상부에 설치된 탱크(812)에서 액체가 흡입되는 액체흡입홀(813), 공기흡입홀(811)과 액체흡입홀(813)을 통해 공기와 액체를 혼합하는 공기액체혼합공간부(814), 공기와 액체의 혼합 흡입홀(815), 공기와 액체의 혼합 흡입밸브볼(816), 및 제1스프링(817)으로 구성된다.
배출부(830)는 압축 혼합된 공기와 액체가 배출홀(831)로 배출되게 하고 기 혼합 배출된 공기와 액체의 역류를 최소화시킴으로써 혼합 배출되는 압축 공기압과 수압을 획기적으로 증가시킬 수 있게 하는 주요 구성품인 제2스프링(832)과 배출밸브볼(833)이 구비된다.
흡입부(810)의 역할에 대해 구체적으로 살펴보면, 다이아프램(700) 및 피스톤(600)이 하강하여 압축공간(11)이 팽창되면서 일정한 흡입력이 생기면 흡입밸브볼(816)이 당겨지고 제1스프링(817)이 수축되면서 외부의 공기는 공기흡입홀(811)을 통해서 공기액체혼합공간부(814)로 유입됨과 동시에 액체는 액체흡입홀(813)을 통해서 공기액체혼합공간부(814)로 유입되어 공기와 액체가 혼합되면서 둔덕(Bank) 있는 흡입홀(815)을 거쳐 압축공간(11) 내부로 유입되고, 다이아프램(700)과 피스톤(600)이 상승하는 순간 흡입력이 떨어지면서 흡입밸브볼(816)이 제1스프링(817)에 의해 신속히 흡입홀(815)을 막게 되며, 다이아프램(700)과 피스톤(600)에 의한 압축시는 배출 압력이 제2스프링(832)의 팽창력보다 높아지면 배출밸브볼(833)을 열리게 하여 배출홀(831)을 통해 배출됨과 동시에 흡입홀(815)을 통해 들어온 혼합된 공기와 액체가 흡입홀(815)로 역류하는 것을 최소화함으로써 고압의 공기압과 수압을 형성할 수 있게 된다
또한 배출부(810)의 역할에 대해 구체적으로 살펴보면, 다이아프램(700), 및 피스톤(600)이 상승하여 압축공간(811)이 수축되어 일정한 배출 압력이 생기면 제2스프링(833)의 팽창력에 의해 배출홀(831)을 막고 있던 배출밸브볼(832)이 제2스프링(833)을 수축시켜 열리면서 압축 공기와 액체가 배출홀(831)을 통해 외부로 유출되고, 상승하던 다이아프램(700)과 피스톤(600)이 하강하는 순간 배출 압력이 떨어지면서 배출밸브볼(832)이 스프링(833)의 팽창력에 의해 신속히 배출홀(831)을 막게 되어 다이아프램(700)과 피스톤(600)에 의한 압축공간(11) 팽창시 배출홀(831)을 통해 배출되던 압축 공기와 액체가 압축공간(11)으로 역류되는 것을 최소화함으로써 배출공기압과 수압을 획기적으로 증가시킴과 동시에 흡입은 흡입홀(811)을 통해 극대화함으로써 좀 더 많은 외부의 공기와 액체가 유입될 수 있도록 하여 고압을 형성할 수 있게 된다.
이와 같은 흡입부(810)와 배출부(830)는 사용 목적에 따라 도4와 도5에서 도시한 바와 같이 접시형흡입밸브(818), 제3스프링(819), 및 접시형흡입밸브가이드홈부(820)와 접시형배출밸브(834), 제4스프링(835), 및 접시형배출밸브가이드홈부(836)와 같이 적용할 수도 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.
100:케이스
110:가이드홈부
120:크랭크축수용홀
210:크랭크축
220:편심축
300:커넥팅판
310:편심축수용홀
320:연결봉수용제1홀
400:연결봉
500:승하강부
510:연결봉수용제2홀
520:제1기둥
530:상단결합판
540:커넥팅판수용홈
600:피스톤
610:제2기둥
620:하단결합판
700:다이아프램
710:고정부
720:중심부
721:피스톤결합홈
722:승하강부결합홈
730:연질막부
740:골부
800:실린더고정캡
810:흡입부 811:공기흡입홀 812:탱크 813:액체흡입홀 814:공기액체혼합공간부 815:흡입홀 816:흡입밸브볼 817:제1스프링 818:접시형흡입밸브 819:제3스프링 820:접시형흡입밸브가이드홈부
830:배출부 831:배출홀 832:배출밸브볼 833:제2스프링 834:접시형배출밸브 835:제4스프링 836:접시형배출밸브가이드홈부
11:공기액체압축공간

Claims (2)

  1. 외부의 공기와 액체를 혼합 흡입하여 압축된 공기와 액체를 배출하는 압축공기압수압발생기에 관한 것으로서,
    상기 내부공간에 상하왕복 운동을 하는 승하강부(500)의 가이드홈부(110)가 구비된 케이스(100);
    상기 케이스(100)의 내부에 설치되며 구동모터의 회전력을 전달받아 회전하는 크랭크축(210);
    상기 크랭크축(210)의 중앙부에서 상기 크랭크축(210)과 편심을 이루도록 굴절되어 형성된 편심축(220);
    상기 승하강부(500)의 중심 내부의 커넥팅판수용홈(540)에 수용되며 상기 편심축(220)이 관통되는 편심축수용홀(310)이 하부에 구비되고, 상기 편심축수용홀(310)과 일정 거리 이격되어 상기 연결봉(400)이 관통되는 연결봉수용제1홀(320)이 상부에 구비되어 상기 편심축(220)의 회전에 연동하여 상하좌우로 왕복운동을 하는 커넥팅판(300);
    상기 승하강부(500)의 커넥팅판수용홈(540)의 내부 양측면에서 외측으로 구비된 연결봉수용제2홀(510) 한쪽에서 반대쪽으로 삽입하되 상기 커넥팅판수용홈(540)에 설치된 커넥팅판(300)의 상부 연결봉수용제1홀(320)을 관통하고, 커넥팅판(300)의 하부에 연결봉수용홀(320)에서 일정거리 이격된 편심축수용홀(310)에 결합된 편심축(220)의 회전에 연동하여 커넥팅판(300)을 상하좌우로 왕복운동을 하게하고 승하강부(500)는 케이스(100)의 가이드홈부(110)의 안내에 따라 상하왕복 운동을 하게 하는 연결봉(400);
    상기 양측면이 평면인 몸체가 상기 케이스(100)의 내부에 설치되고, 중심 내부에 커넥팅판(300)이 내장될 수 있는 공간인 커넥팅판수용홈(540)이 구비되고, 상기 커넥팅판수용홈(540)의 내부 양측면은 내측에서 외측으로 구비된 연결봉수용제2홀(510)이 구비되며, 상기 몸체의 중앙에는 다이아프램(700)의 결합수용홈(730)에 장착되어 동력을 전달하는 제1기둥(520)과 상단결합판(530)이 구비되며, 상기 내장된 커넥팅판(300)을 결합하기 위해 연결봉(400)을 상기 연결봉수용제2홀(510) 한쪽에서 반대쪽으로 삽입하되 커넥팅판(300)의 연결봉수용제1홀(320)을 관통하여 결합되게 하고, 상기 커넥팅판(300)의 연결봉수용제1홀(320)에서 일정 거리 이격된 편심축수용홀(310)에 편심축(220)이 결합되게 함으로써 편심축(220)의 회전에 연동하여 상기 케이스(100)의 가이드홈부(110)의 내벽의 안내에 따라 상하왕복 운동을 하는 승하강부(500);
    상기 실린더고정캡(800)의 내부 측면과 일정한 틈을 두고 마찰 없이 상하왕복 운동을 하며 하부 중앙에는 돌출된 제2기둥(610)이 있고 제2기둥(610)에는 하단결합판(620)이 구비되어 상기 연질의 다이아프램(700)의 피스톤결합홈(721)에 수용되는 피스톤(600);
    상기 고정부(710) 테두리는 상기 케이스(100)와 실린더고정캡(800) 사이에 결합되고, 중심부(720)의 상단 중앙에는 상기 피스톤(600)의 제2기둥(610) 및 하단결합판(620)을 수용하는 상단결합홈(721)과 하단 중앙에는 상기 승하강부(500)의 제1기둥(520) 및 상단결합판(530)을 수용하는 하단결합홈(722)이 있으며, 고정부(710)와 중심부(720) 사이에 일정한 틈인 골부(740)를 갖춘 연질막부(730)가 구비된 연질의 다이아프램(700); 및,
    상기 다이아프램(700)의 고정부(710) 테두리를 케이스(100)사이에 결합되게 하고, 상기 다이아프램(700)과 함께 내부의 압축공간(11)을 형성하며, 상기 승하강부(500)가 하강하여 압축공간(11)이 확장되면서 제1스프링(817)의 팽창력보다 더 강한 흡입력이 흡입홀(815)에 생성되면 흡입밸브볼(816)이 개방되어 외부의 공기가 공기흡입홀(811)을 통해 공기액체혼합공간부(814)로 유입됨과 동시에 액체는 액체저장 탱크(812)의 하부에 구비된 액체흡입홀(813)을 통해 공기액체혼합공간부(814)의 하부에 있는 흡입홀(815)을 통해 압축공간(11) 내부로 유입되는 구조인 흡입부(810)와 상기 승하강부(500)가 상승하여 압축공간(11)이 축소되면서 제2스프링(832)의 팽창력보다 더 강한 배출력이 생성되면 배출밸브볼(833)이 개방되어 내부의 압축된 공기와 액체를 배출홀(831)을 통해 외부로 배출하는 배출부(830)를 결합할 수 있는 구조가 구비된 실린더고정캡(800); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 다이아프램(700)을 이용한 압축공기압수압발생기.
  2. 제1항에서,
    상기 흡입부(810)는 상기 접시형흡입밸브(818), 제3스프링(819), 및 접시형흡입밸브가이드홈부(820)로 구비되고, 상기 배출부(830)는 상기 접시형배출밸브(834), 제4스프링(835), 및 접시형배출밸브가이드홈부(836)가 구비되는 것을 특징으로 하는 다이아프램(700)을 이용한 압축공기압수압발생기.
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