KR20160090036A - 다이어프램 펌프와 작동제어방법. - Google Patents

다이어프램 펌프와 작동제어방법. Download PDF

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강상규
함영복
김한석
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국방과학연구소
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Abstract

본 발명의 실시 예들은 외부 전원 인가 시 압전소자가 굴곡변형을 하도록 형성되는 다이어프램 펌프 구조와 작동 원리에 관한 것으로,
중공의 하우징, 상기 하우징 내부의 공간을 복수의 공간으로 분리하는 다이어프램(diaphragm), 상기 다이어프램의 중앙에 설치되어, 유체의 흡입과 토출을 단속할 수 있는 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이어프램 구조와 작동 원리에 관한 발명이다.

Description

다이어프램 펌프와 작동제어방법. {Diaphragm pumps and method for controlling operation.}
본 발명의 실시 예들은 외부 전원 인가 시 압전소자가 굴곡변형을 하도록 형성되는 다이어프램 펌프와 작동제어방법에 관한 것이다.
유공압 분야에 사용되는 펌프로는 주로 용적형기계(positive displacement machinery)가 많으며, 펌핑부의 형상에 따라서 피스톤형, 베인형, 기어형, 크랭크형, 스크류형 펌프 등으로 나눌 수 있다.
또한 구동방식에 따라서 엔진이나 전기모터와 같은 원동기와 직결하여 구동하는 방식과 밸브의 동작에 의해 유체가 펌핑되는 방식으로 크게 나눌 수 있으며, 전자의 경우가 유압에서는 일반적이며, 이 방식은 원동기의 회전수와 비례하여 정유량을 토출하는 방식(정용량형 펌프)과 원동기의 회전수와는 비례하면서, 펌프자체의 회전당 토출용적을 가변시키는 방식(가변용량형 펌프)으로 나누어지며 현 산업계에 널리 사용되고 있다. 용적형은 밀폐된 유실의 용량 변화에 의해 기름을 흡입, 토출하며 흡입과 토출 쪽은 격리되어 있어서 부하가 변동하여 펌프의 토출 압력이 변화하여도 펌프의 토출량은 거의 일정하여 유압 장치에 적합하다.
그에 반해, 최근에 전자기기의 발달로 인해 소형 휴대기기, 고휘도 백색 LED, 수냉식 컴퓨터 등의 냉매의 순환 및 기능성 액체의 정량 토출에 필요한 저 소비 전력형 소형 펌프가 요구되고 있다.
이러한 요구조건에 적합한 펌프로서 극성을 가지는 압전재료에 표면전극을 형성하고 전계를 인가하면 기계적 변형을 발행하는 특성을 이용한 압전펌프가 많이 연구되고 상용화제품이 시판되고 있다.
그러나 종래의 압전펌프는 소형이며, 소비전력이 낮은 이점에도 그 적용이 제한적인 것은 일반적으로 압전펌프에 사용되는 유니몰프나 바이몰프 압전 액추에이터는 구동 주파수는 빠르게 할 수 있는 반면, 발생력이 작아 펌프 토출부의 부하압력이 증가하면 압전 액추에이터의 발생변위가 크게 감소한다.
따라서 이러한 압전펌프의 기능 지지 및 증대를 위해, 압전펌프의 구조적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.
한국등록특허 제0594802호
본 발명의 일실시 예들은 구조를 단순화하면서도, 토출되는 유량을 증대시키고, 토출 압력을 개선할 수 있는 압전 다이어프램 펌프와 작동제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명에 따른 다이어프램 펌프에서 단일 다이어프램을 한 쌍으로 설치한 제 1실시 예는 중공의 하우징, 바깥 둘레부가 상기 하우징에 고정되며 중앙에 밸브가 부착된 상부 다이어프램 및 하부 다이어프램으로 구성되고, 상기 하우징은 상기 상부 다이어프램에 의해 제 2공간과 제3공간으로 나뉘며 상기 하부 다이어프램에 의해 제 1공간과 제3공간으로 나뉘고, 상기 제 1공간과 상기 제 2공간은 상기 제3공간을 중심으로 서로 이격되도록 형성되며, 상기 제 1공간과 상기 2공간에는 토출구가, 상기 제 3공간에는 흡입구가 형성된다.
위의 구성을 포함하는 다이어프램 펌프의 작동제어방법에 있어서,
a) 압력변화에 따라 유체가 흡입되거나 토출될 수 있도록 흡입관과 토출관에 상기 흡입구와 상기 토출구를 연결시키는 준비 단계,
b) 상기 밸브를 닫은 채로 상기 상부 다이어프램과 상기 하부 다이어프램의 거리가 멀어지면서 음압에 의해 상기 흡입구를 통해 상기 제3공간으로 유체가 흡입되는 단계,
c) 상기 제3공간의 부피가 최대가 될 때, 상기 밸브가 열리는 단계,
d) 상기 열려진 밸브를 통해 상기 유체가 상기 흡입구로부터 상기 제1공간 혹은 상기 제2공간으로 압력차에 의해 이동되는 단계,
e) 상기 제1공간 및 상기 제2공간이 상기 유체에 의해 상기 일정 압력에 도달하거나 상기 일정 부피로 채워지면 상기 토출구를 통해 상기 유체가 상기 하우징 밖으로 토출되는 단계,
f) 압력강하로 상기 토출이 중단되면 상기 상부 다이어프램과 상기 하부 다이어프램의 거리가 가까워지면서 상기 제 3공간의 유체가 상기 제1공간 및 제2공간으로 이동되는 단계,
g) 상기 제3공간의 부피가 최소가 되면, 상기 밸브가 닫히는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다이어프램 펌프에서 단일 다이어프램을 한 쌍으로 설치한 제 2실시 예는 중공의 하우징, 바깥 둘레부가 상기 하우징에 고정되며 중앙에 밸브가 부착된 상부 다이어프램 및 하부 다이어프램으로 구성되고, 상기 하우징은 상기 상부 다이어프램에 의해 제 2공간과 제3공간으로 나뉘며 상기 하부 다이어프램에 의해 제 1공간과 제3공간으로 나뉘고, 상기 제 1공간과 상기 제 2공간은 상기 제3공간을 중심으로 서로 이격되도록 형성되며, 상기 제 1공간과 상기 2공간에는 흡입구가, 상기 제 3공간에는 토출구가 형성된다.
위의 구성을 포함하는 다이어프램 펌프의 작동제어방법에 있어서,
a) 압력변화에 따라 유체가 흡입되거나 토출될 수 있도록 흡입관과 토출관에 상기 흡입구와 상기 토출구를 연결시키는 준비 단계,
b) 상기 밸브를 닫은 채로 상기 상부 다이어프램과 상기 하부 다이어프램의 거리가 가까워지면서 음압에 의해 상기 흡입구를 통해 상기 제1공간 및 상기 제2공간으로 유체가 흡입되는 단계,
c) 상기 제1공간 및 상기 제2공간의 부피가 최대가 될 때, 상기 밸브가 열리는 단계,
d) 상기 열려진 밸브를 통해 상기 유체가 상기 흡입구로부터 상기 제3공간으로 압력차에 의해 이동되는 단계,
e) 상기 제3공간이 상기 유체에 의해 상기 일정 압력에 도달하거나 상기 일정 부피로 채워지면 상기 토출구를 통해 상기 유체가 상기 하우징 밖으로 토출되는 단계,
f) 압력강하로 상기 토출이 중단되면 상기 상부 다이어프램과 상기 하부 다이어프램의 거리가 멀어지면서 상기 제1공간 및 상기 제2공간의 유체가 상기 제3공간으로 이동되는 단계,
g) 상기 제1공간 및 상기 제2공간의 부피가 최소가 되면, 상기 밸브가 닫히는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 밸브는, 같은 방향 또는 다른 방향으로 개폐되도록 설치될 수 있다.
상기 밸브는 박판 힌지형 체크밸브일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 다이어프램 펌프와 작동제어방법에 의하면, 종래의 일반적인 다이어프램 펌프과 비교하여 구조를 단순화하면서도 토출 압력을 개선하여 토출되는 유량을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 일반적인 다이어프램 펌프.
도 2는 본 발명에 따른 다이어프램 펌프.
도 3은 본 발명에 따른 다이어프램 펌프에서 단일 다이어프램을 다수 개 적층시킨 구조.
도 4는 본 발명에 따른 다이어프램 펌프에서 단일 다이어프램을 한 쌍으로 설치한 제 1실시 예.
도 5는 본 발명에 따른 다이어프램 펌프에서 단일 다이어프램을 한 쌍으로 설치한 제 2실시 예.
도 6은 본 발명에 따른 다이어프램 펌프에서 단일 다이어프램을 다수 개 적층하여 한 쌍으로 설치한 제 1실시 예.
도 7는 본 발명에 따른 다이어프램 펌프에서 단일 다이어프램을 다수 개 적층하여 한 쌍으로 설치한 제 2실시 예.
이하, 본 발명의 일실시 예에 따르는 다이어프램 펌프에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시 예라도 동일 및 유사한 구성에 대해서는 동일하거나 유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 종래의 일반적인 다이어프램 펌프를 도시하고 있다.
도시한 바와 같이 종래의 다이어프램 펌프는 하우징(10) 내에 공간을 구분하는 다이어프램(20)이 형성되고, 하우징(10) 내의 동일한 공간에 흡입구(14) 및 토출구(15)가 형성된다. 흡입구(14) 및 토출구(15)에는 각각 체크밸브가 형성되어 역방향으로 유체가 흘러가는 것을 방지한다.
이러한 종래의 구성은 본체의 구조가 복잡하고, 다이어프램에 구성되는 압전 액츄에이터의 작은 발생력으로 인해, 유량 및 토출압력의 설계가 제한적이다.
도 2는 본 발명에 따른 다이어프램 펌프의 기본 개념을 도시하고 있다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 다이어프램 펌프(100)는 중공의 공간을 구비한 하우징(110) 및 바깥 둘레부가 하우징(110)에 고정되고, 상기 하우징(110) 내부의 공간을 복수의 공간으로 분리하는 다이어프램(121)과 상기 다이어프램(121)의 중앙에 설치되어, 유체의 흡입과 토출을 단속할 수 있는 밸브(120)를 포함한다.
상기 하우징(110)에는 상기 다이어프램(121)에 의해 분리된 상기 복수의 공간 중 어느 하나의 공간에는 유체가 유입되는 흡입구(114)가 형성되고, 다른 하나의 공간에는 유체가 토출되는 토출구(115)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 밸브(120)는 박판 힌지형 체크밸브인 것을 특징으로 하며, 이러한 구성에 의하여, 상기 흡입구(114) 및 상기 토출구(115)에 역행 방지판이나 체크밸브를 구비하지 않고도, 역방향으로 유체가 흘러가는 것을 방지할 수 있다.
상기 다이어프램(121)은 압전소자로 구성된 유니모프 또는 바이모프 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 공간은 2개 또는 3개일 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 다이어프램 펌프에서 단일 다이어프램을 다수 개 적층시킨 구조를 도시하고 있다.
상기 다이어프램(121)은 다수 개 적층되어 형성될 수 있고, 상기 다이어프램(121)의 적층은 서로 접합제(130)로 접합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성으로 인하여, 토출압은 증가되며, 변위력의 합으로 높은 발생력을 제공할 수 있다.
본 발명의 다이어프램(121)은 상기 다이어프램(121) 자신의 탄성 복원력을 이용해 유체를 토출하는 것이 아니라, 다이어프램으로서 영률(Young's modulus)이 높은 금속판을 사용해 상기 다이어프램(121)을 압전 소자에 의해 강제적으로 굴곡 변형시킴으로써 유체를 토출하는 것이다. 그 때문에 토출 압력을 높일 수 있고, 토출 측의 압력이 높은 조건하에서도 유체를 확실히 토출할 수 있다. 특히 영률이 높은 금속판을 상기 다이어프램(121)으로 하고 있기 때문에 상기 다이어프램(121)의 압전체에의 추종성이 양호하고, 따라서 높은 주파수로 동작시키는 것이 가능하다.
압전 소자에 인가하는 전압의 주파수는 임의로 선정할 수 있는데, 압전 소자를 다이어프램 및 압전 소자로 이루어지는 변위 부재의 공진주파수 부근의 주파수로 구동한 경우에는, 다이어프램의 변위 체적이 매우 커져 많은 유량이 얻어지는 점에서 바람직하다.
상기 다이어프램(121)은 한 쌍으로 설치 될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 다이어프램 펌프에서 단일 다이어프램을 한 쌍으로 설치한 제 1실시 예를 도시하고 있다. 도 4b, 도 4c에는 도 4의 작동을 나타내는 상기 다이어프램을 도시하고 있다.
도시한 바와 같이, 상기 중공의 하우징(110)과 바깥 둘레부가 상기 하우징(110)에 고정되며 중앙에 상기 밸브(120)가 부착된 상부 다이어프램(122) 및 하부 다이어프램(123)으로 구성된다.
상기 하우징(110)은 상기 상부 다이어프램(122)에 의해 상기 제 2공간(112)과 상기 제3공간(113)으로 나뉘며 상기 하부 다이어프램(122)에 의해 상기 제 1공간(111)과 상기 제3공간(113)으로 나뉘고, 상기 제 1공간(111)과 상기 제 2공간(112)은 상기 제3공간(113)을 중심으로 서로 이격되도록 형성되며, 상기 제 1공간(111)과 상기 2공간(112)에는 상기 토출구(115)가, 상기 제 3공간(113)에는 상기 흡입구(114)가 형성되는 다이어프램 펌프(100)의 작동을 제어하는 다이어프램 펌프의 작동제어방법에 있어서,
a) 압력변화에 따라 유체가 흡입되거나 토출될 수 있도록 흡입관과 토출관에 상기 흡입구(114)와 상기 토출구(115)를 연결시키는 준비 단계,
b) 상기 밸브(120)를 닫은 채로 상기 상부 다이어프램(122)과 상기 하부 다이어프램(123)의 거리가 멀어지면서 음압에 의해 상기 흡입구(114)를 통해 상기 제3공간(113)으로 유체가 흡입되는 단계,
c) 상기 제3공간(113)의 부피가 최대가 될 때, 상기 밸브(120)가 열리는 단계,
d) 상기 열려진 밸브(120)를 통해 상기 유체가 상기 흡입구(114)로부터 상기 제1공간(111) 혹은 상기 제2공간()으로 압력차에 의해 이동되는 단계,
e) 상기 제1공간 및 상기 제2공간(112)이 상기 유체에 의해 상기 일정 압력에 도달하거나 상기 일정 부피로 채워지면 상기 토출구(115)를 통해 상기 유체가 상기 하우징(110) 밖으로 토출되는 단계,
f) 압력강하로 상기 토출이 중단되면 상기 상부 다이어프램(122)과 상기 하부 다이어프램(123)의 거리가 가까워지면서 상기 제 3공간(113)의 유체가 상기 제1공간(111) 및 제2공간(112)으로 이동되는 단계,
g) 상기 제3공간(113)의 부피가 최소가 되면, 상기 밸브(120)가 닫히는 단계를 포함한다.
도 5는 본 발명에 따른 다이어프램 펌프에서 단일 다이어프램을 한 쌍으로 설치한 제 2실시 예를 도시하고 있다. 도 5b, 도 5c에는 도 5의 작동을 나타내는 상기 다이어프램을 도시하고 있다.
도시한 바와 같이, 상기 중공의 하우징(110), 바깥 둘레부가 상기 하우징(110)에 고정되며 중앙에 상기 밸브(120)가 부착된 상부 다이어프램(122) 및 하부 다이어프램(123)으로 구성된다.
상기 하우징(110)은 상기 상부 다이어프램(122)에 의해 상기 제 2공간(112)과 상기 제3공간(113)으로 나뉘며 상기 하부 다이어프램(123)에 의해 상기 제 1공간(111)과 상기 제3공간(113)으로 나뉘고, 상기 제 1공간(111)과 상기 제 2공간(112)은 상기 제3공간(113)을 중심으로 서로 이격되도록 형성되며, 상기 제 1공간(111)과 상기 2공간(112)에는 상기 흡입구(114)가, 상기 제 3공간(113)에는 상기 토출구(115)가 형성되는 다이어프램 펌프(100)의 작동을 제어하는 다이어프램 펌프의 작동제어방법에 있어서,
a) 압력변화에 따라 유체가 흡입되거나 토출될 수 있도록 흡입관과 토출관에 상기 흡입구(114)와 상기 토출구(115)를 연결시키는 준비 단계,
b) 상기 밸브(120)를 닫은 채로 상기 상부 다이어프램(122)과 상기 하부 다이어프램(123)의 거리가 가까워지면서 음압에 의해 상기 흡입구(114)를 통해 상기 제1공간(111) 및 상기 제2공간(112)으로 유체가 흡입되는 단계,
c) 상기 제1공간(111) 및 상기 제2공간(112)의 부피가 최대가 될 때, 상기 밸브(120)가 열리는 단계,
d) 상기 열려진 밸브(120)를 통해 상기 유체가 상기 흡입구(114)로부터 상기 제3공간(113)으로 압력차에 의해 이동되는 단계,
e) 상기 제3공간(113)이 상기 유체에 의해 상기 일정 압력에 도달하거나 상기 일정 부피로 채워지면 상기 토출구(115)를 통해 상기 유체가 상기 하우징(110) 밖으로 토출되는 단계,
f) 압력강하로 상기 토출이 중단되면 상기 상부 다이어프램(122)과 상기 하부 다이어프램(123)의 거리가 멀어지면서 상기 제1공간(111) 및 상기 제2공간(112)의 유체가 상기 제3공간(113)으로 이동되는 단계,
g) 상기 제1공간(111) 및 상기 제2공간(112)의 부피가 최소가 되면, 상기 밸브(120)가 닫히는 단계를 포함한다.
상기 다수 개 적층되어 형성된 다이어프램(121)은 한 쌍으로 설치될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 다이어프램 펌프에서 단일 다이어프램을 다수 개 적층하여 한 쌍으로 설치한 제 1실시 예를 도시하고 있다.
도 6의 작동제어방법은 도 4과 같은 것을 특징으로 한다.
도 7은 본 발명에 따른 다이어프램 펌프에서 단일 다이어프램을 다수 개 적층하여 한 쌍으로 설치한 제 2실시 예를 도시하고 있다.
도 7의 작동제어방법은 도 5와 같은 것을 특징으로 한다.
상기 다이어프램(121)의 곡면형상은 전원이 인가되면 오목해지거나 볼록해져서, 상기 하우징(110)의 상기 다이어프램(121)에 의해 분리된 어느 하나의 공간에서 다른 하나의 공간으로 유체를 유동시킬 수 있도록 변형되는 것을 특징으로 한다.
도 6, 7을 참조하여 보면, 상기 체크밸브(120)들은 도면에 도시된 바와 같이 적층된 다이어프램(121) 중 하나에만 설치되어도 역류를 방지하는 데는 문제가 없지만 각각의 다이어프램(121)에 설치하는 것도 가능하다.
상기 밸브는, 같은 방향 또는 다른 방향으로 개폐되도록 설치될 수 있다.
이러한 다이어프램 펌프(100)의 작동은 각각의 상기 다이어프램(121)에 구성된 엑츄에이터에 정전압 또는 부전압의 전압 인가 및 압전 소자의 배치에 의하여 이루어질 수 있다.
또한 하우징(110)의 내벽을 도전체로 형성하는 경우, 유로 안의 전위차에 따르는 내부전계에 의한 유체의 분리나 전기분해에 의한 기체의 발생 등이 일어나지 않으므로, 펌프 능력의 저하를 초래함이 없이, 토출액체를 원활하게 정량 토출할 수 있다.
본 발명의 다이어프램 펌프(100)는 다이어프램으로서 영률이 높은 금속판을 사용하고 있기 때문에 높은 공진주파수로 구동할 수 있으며, 소음이 발생하지 않으면서 높은 유량이 얻어진다. 또한 변위가 적은 만큼 펌프 본체와 다이어프램과의 고정부분에서 생기는 스트레스가 감소하여 신뢰성이 높아진다. 한편 다이어프램의 영률은 100GPa 이상이 바람직하다. 100GPa 이상의 경우, 일정 공진모드 이상으로 구동시켜도 뛰어난 추종성이 있으며, 또 구동 시에 손실이 적기 때문에 발열량이 적고 전력효율이 좋다.
본 발명의 다이어프램 펌프(100)는 공기와 같은 압축성 유체를 수송하는데 에는 적합하지 않다. 비압축성 유체를 토출하는 다이어프램 펌프의 경우, 흡입구 및 토출구에 각각 고무나 수지와 같은 부드러운 재료를 이용한 역행 방지판 또는 체크밸브을 마련하고, 수십 Hz 정도의 낮은 주파수로 압전 소자를 구동하는 것이 일반적이다.
이러한 다이어프램 펌프는 공기와 같은 압축성 유체를 토출하기 위한 펌프로서 이용한 경우, 압전 소자의 변위량이 매우 작아 유체를 거의 토출할 수 없다. 압전 소자를 다이어프램 및 압전 소자로 이루어지는 변위 부재의 공진주파수 부근에서 구동하면 최대 변위가 얻어지는데, 공진주파수는 kHz의 오더 고주파수이기 때문에 역행 방지판이나 체크밸브가 추종 동작을 할 수 없다.
본 발명에서는 흡입구(114) 및 토출구(115)에 역행 방지판이나 체크밸브를 갖지 않기 때문에 압전 소자를 공진주파수 부근의 주파수로 구동해도 역행 방지판이나 체크밸브에 의한 제약이 없으며, 비압축성 유체를 효율적으로 수송할 수 있다. 또한 역행 방지판에 더스트 등이 부착되어 동작 불량이 생길 염려도 없어 신뢰성이 높은 다이어프램 펌프(100)를 제공할 수 있다.
상기와 같이 설명된 다이어프램 펌프(100)는 상기 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
10 : 종래의 하우징 20 : 종래의 다이어프램
14 : 종래의 흡입구 15 : 종래의 토출구
100: 다이어프램 펌프 110 : 하우징
111 : 제 1공간 112 : 제 2공간
113 : 제 3공간 114 : 흡입구 115 : 토출구 120 : 밸브
121 : 다이어프램 122 : 상부 다이어프램
123 : 하부 다이어프램 130 : 접합제

Claims (14)

  1. 중공의 하우징;
    상기 하우징 내부의 공간을 복수의 공간으로 분리하는 다이어프램(diaphragm);
    상기 다이어프램의 중앙에 설치되어, 유체의 흡입과 토출을 단속할 수 있는 밸브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징에는 상기 다이어프램에 의해 분리된 상기 복수의 공간 중 어느 하나의 공간에는 유체가 유입되는 흡입구가 형성되고, 다른 하나의 공간에는 유체가 토출되는 토출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 공간은 2개 또는 3개인 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다이어프램은 다수 개 적층되어 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다이어프램은 한 쌍으로 설치 될 수 있는 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 다수 개 적층되어 형성된 다이어프램은 한 쌍으로 설치될 수 있는 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 밸브는 박판 힌지형 체크밸브인 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다이어프램은 압전소자로 구성된 유니모프 또는 바이모프 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 내벽을 도전체로 형성하는 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 다이어프램의 적층은 서로 접합제로 접합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프.
  11. 중공의 하우징;
    바깥 둘레부가 상기 하우징에 고정되며 중앙에 밸브가 부착된 상부 다이어프램 및 하부 다이어프램;
    상기 하우징은 상기 상부 다이어프램에 의해 제 2공간과 제3공간으로 나뉘며 상기 하부 다이어프램에 의해 제 1공간과 상기 제3공간으로 나뉘고, 상기 제 1공간과 상기 제 2공간은 상기 제3공간을 중심으로 서로 이격되도록 형성되며, 상기 제 1공간과 상기 2공간에는 토출구가, 상기 제 3공간에는 흡입구가 형성되는 다이어프램 펌프의 작동을 제어하는 다이어프램 펌프의 작동제어방법에 있어서,
    a) 압력변화에 따라 유체가 흡입되거나 토출될 수 있도록 흡입관과 토출관에 상기 흡입구와 상기 토출구를 연결시키는 준비 단계;
    b) 상기 밸브를 닫은 채로 상기 상부 다이어프램과 상기 하부 다이어프램의 거리가 멀어지면서 음압에 의해 상기 흡입구를 통해 상기 제3공간으로 유체가 흡입되는 단계;
    c) 상기 제3공간의 부피가 최대가 될 때, 상기 밸브가 열리는 단계;
    d) 상기 열려진 밸브를 통해 상기 유체가 상기 흡입구로부터 상기 제1공간 혹은 상기 제2공간으로 압력차에 의해 이동되는 단계;
    e) 상기 제1공간 및 상기 제2공간이 상기 유체에 의해 상기 일정 압력에 도달하거나 상기 일정 부피로 채워지면 상기 토출구를 통해 상기 유체가 상기 하우징 밖으로 토출되는 단계;
    f) 압력강하로 상기 토출이 중단되면 상기 상부 다이어프램과 상기 하부 다이어프램의 거리가 가까워지면서 상기 제 3공간의 유체가 상기 제1공간 및 제2공간으로 이동되는 단계;
    g) 상기 제3공간의 부피가 최소가 되면, 상기 밸브가 닫히는 단계;
    를 포함하는 다이어프램 펌프의 작동제어방법.
  12. 중공의 하우징;
    바깥 둘레부가 상기 하우징에 고정되며 중앙에 밸브가 부착된 상부 다이어프램 및 하부 다이어프램;
    상기 하우징은 상기 상부 다이어프램에 의해 제 2공간과 제3공간으로 나뉘며 상기 하부 다이어프램에 의해 제 1공간과 상기 제3공간으로 나뉘고, 상기 제 1공간과 상기 제 2공간은 상기 제3공간을 중심으로 서로 이격되도록 형성되며, 상기 제 1공간과 상기 2공간에는 흡입구가, 상기 제 3공간에는 토출구가 형성되는 다이어프램 펌프의 작동을 제어하는 다이어프램 펌프의 작동제어방법에 있어서,
    a) 압력변화에 따라 유체가 흡입되거나 토출될 수 있도록 흡입관과 토출관에 상기 흡입구와 상기 토출구를 연결시키는 준비 단계;
    b) 상기 밸브를 닫은 채로 상기 상부 다이어프램과 상기 하부 다이어프램의 거리가 가까워지면서 음압에 의해 상기 흡입구를 통해 상기 제1공간 및 상기 제2공간으로 유체가 흡입되는 단계;
    c) 상기 제1공간 및 상기 제2공간의 부피가 최대가 될 때, 상기 밸브가 열리는 단계;
    d) 상기 열려진 밸브를 통해 상기 유체가 상기 흡입구로부터 상기 제3공간으로 압력차에 의해 이동되는 단계;
    e) 상기 제3공간이 상기 유체에 의해 상기 일정 압력에 도달하거나 상기 일정 부피로 채워지면 상기 토출구를 통해 상기 유체가 상기 하우징 밖으로 토출되는 단계;
    f) 압력강하로 상기 토출이 중단되면 상기 상부 다이어프램과 상기 하부 다이어프램의 거리가 멀어지면서 상기 제1공간 및 상기 제2공간의 유체가 상기 제3공간으로 이동되는 단계;
    g) 상기 제1공간 및 상기 제2공간의 부피가 최소가 되면, 상기 밸브가 닫히는 단계;
    를 포함하는 다이어프램 펌프의 작동제어방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 다이어프램의 곡면형상은 전원이 인가되면 오목해지거나 볼록해져서, 상기 하우징의 상기 상부 및 하부 다이어프램에 의해 분리된 어느 하나의 공간에서 다른 하나의 공간으로 유체를 유동시킬 수 있도록 변형되는 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프의 작동제어방법.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 밸브는, 같은 방향 또는 다른 방향으로 개폐되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 다이어프램 펌프의 작동제어방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP4155541A1 (de) * 2021-09-28 2023-03-29 Kyros Hydrogen Solutions GmbH Hochdruckverdichter und system mit einem hochdruckverdichter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100594802B1 (ko) 2003-09-12 2006-07-03 삼성전자주식회사 다이어프램 에어펌프

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