KR20200111792A

KR20200111792A - 주수 펌프

Info

Publication number: KR20200111792A
Application number: KR1020207024937A
Authority: KR
Inventors: 다이 가키모토
Original assignee: 가부시키가이샤 자판엔진코포레숀
Priority date: 2018-03-09
Filing date: 2019-02-19
Publication date: 2020-09-29
Also published as: WO2019171930A1; CN111819355B; JP2019157711A; KR102389423B1; JP6568613B1; CN111819355A

Abstract

본 발명의 일 양태인 주수 펌프는, 펌프 케이스와 플런저를 구비하고, 펌프 케이스 내의 플런저를 작동유의 압력을 이용하여 토출구측으로 이동시킴으로써, 토출 대상인 물을 가압하여 토출하는 것이다. 펌프 케이스는, 플런저의 외주면과 펌프 케이스의 내주면의 간극을 유하하는 물을 배출하기 위한 배수 드레인부와, 토출 대상인 물을 토출한 후의 플런저를, 펌프 케이스의 토출구측과는 반대측으로 이동시킴으로써, 토출 대상인 물을 토출하기 전의 기준 위치로 복귀시키는 공기 스프링을 구비한다. 공기 스프링은, 배수 드레인부보다 하측의 위치에서 플런저의 외주면과 펌프 케이스의 내주면에 둘러싸이는 공기실에, 배수 드레인부의 내부 압력보다 큰 압력의 공기를 공급함으로써 구성된다.

Description

주수 펌프

본 발명은 주수 (注水) 펌프에 관한 것이다.

종래, 선박에 탑재되는 선박용 디젤 엔진에는, 실린더 내에 연료를 분사하기 위한 연료 분사 펌프가 적용되어 있다. 일반적으로, 연료 분사 펌프는, 중공 원통 형상의 펌프 케이스와, 펌프 케이스 내에 왕복동 (往復動) 가능하게 형성되는 플런저 (피스톤) 를 구비하고, 작동유의 압력을 이용하여 플런저를 펌프 케이스의 토출구측으로 이동시킴으로써, 연료를 가압하여 토출한다. 연료 분사 펌프로부터 토출된 연료는, 실린더에 형성된 연료 분사 밸브에 배관 등을 통해 압송되어, 연료 분사 밸브의 분사구로부터 실린더 내의 연소실에 분사된다.

또, 연료 분사 펌프는, 예를 들어 특허문헌 1 에 개시되는 바와 같이, 펌프 케이스의 토출구측과는 반대측으로 플런저를 탄성 지지하는 압축 스프링 (코일 스프링) 을 펌프 케이스 내에 구비하고 있다. 플런저는, 상기와 같이 연료를 토출한 후, 압축 스프링의 탄성력에 의해 펌프 케이스 내로부터 작동유를 밀어내는 방향으로 이동하면서, 연료를 토출하기 전의 원래의 위치 (이하, 적절히 기준 위치라고 한다) 로 복귀한다.

일본 공개특허공보 2017-31918호

그런데, 선박의 분야에 있어서는, 종래, 선박용 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기 가스 중의 질소산화물 (NOx) 을 저감하는 수법의 하나로서, 물 (水) 기술이 제안되어 있다. 이 물 기술은, 실린더 내의 연소실에 물을 첨가함으로써, 연소실 내에서의 연료의 연소 온도를 낮춰 NOx 의 배출량을 저감하는 것이다. 이와 같은 물 기술에는, 통상, 분사 전의 연료 (연료 분사 밸브 등의 연료 유통로 내에 존재하는 연료 스택) 중에 물을 주입하거나, 또는, 연소실에 물을 단독으로 주입 (분사) 하는 것 등을 위해서, 작동유의 압력을 이용한 유압 구동식의 주수 펌프가 적용된다.

유압 구동식의 주수 펌프는, 예를 들어, 상기 서술한 연료 분사 펌프의 구조를 채용하여 토출 대상을 연료에서 물로 치환함으로써, 간이하게 구성하는 것이 가능하다. 그러나, 이와 같은 주수 펌프에서는, 펌프 케이스 내에 잔류하는 물이 플런저의 외벽면과 펌프 케이스의 내벽면의 간극을 통과하여 압축 스프링과 접촉하는 경우가 있고, 이 경우, 압축 스프링이 부식되어 손상될 우려가 있다. 비록 상기 간극을 시일 부재에 의해 밀폐하였다고 해도, 물의 토출마다 왕복동을 실시하는 플런저가 시일 부재 상에서 반복하여 슬라이딩함으로써, 시일 부재가 마모 혹은 손상되면 상기 간극의 밀폐를 유지할 수 없게 될 우려가 있다. 이 때문에, 물을 토출한 후의 플런저를 기준 위치로 복귀시키기 위한 압축 스프링에 대해, 물과의 접촉에서 기인하는 부식, 손상을 방지하는 대책을 취할 필요가 있다. 예를 들어, 압축 스프링의 재질을 SUS 로 하는 등의 대책을 취함으로써 상기 압축 스프링의 부식을 방지할 수 있다. 그러나, 이 경우, 주수 펌프 본체가 대형화되고, 이것에서 기인하여, 주수 펌프에 소요되는 비용이 증대된다. 나아가서는, 주수 펌프의 배치 스페이스의 자유도가 낮아진다는 문제가 있다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 물을 토출한 후의 플런저를 기준 위치로 복귀시키기 위한 압축 스프링의 물에 의한 부식, 손상을 회피하면서, 소형이며 저렴한 주수 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 서술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관련된 주수 펌프는, 펌프 케이스와 상기 펌프 케이스 내에 왕복동 가능하게 형성되는 플런저를 구비하고, 작동유의 압력을 이용하여 상기 플런저를 상기 펌프 케이스의 토출구측으로 이동시킴으로써, 상기 펌프 케이스 내의 토출 대상인 물을 가압하여 토출하는 주수 펌프에 있어서, 상기 펌프 케이스는, 상기 플런저의 외주면과 상기 펌프 케이스의 내주면의 간극을 유하 (流下) 하는 물을 배출하기 위한 배수 드레인부와, 상기 토출 대상인 물을 토출한 후의 상기 플런저를, 상기 펌프 케이스의 토출구측과는 반대측으로 이동시킴으로써, 상기 토출 대상인 물을 토출하기 전의 기준 위치로 복귀시키는 공기 스프링을 구비하고, 상기 공기 스프링은, 상기 플런저의 외주면과 상기 펌프 케이스의 내주면에 둘러싸이는 공간으로서 상기 배수 드레인부보다 하측에 위치하는 공기실에, 상기 배수 드레인부의 내부 압력보다 큰 압력의 공기를 공급함으로써 구성되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 주수 펌프는, 상기 발명에 있어서, 상기 펌프 케이스는, 상기 공기실보다 하측에, 상기 펌프 케이스 내에 잔류하는 작동유를 배출하기 위한 작동유 드레인부를 구비하고, 상기 공기실은, 상측의 상기 배수 드레인부와 하측의 상기 작동유 드레인부의 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 주수 펌프는, 상기 발명에 있어서, 상기 배수 드레인부와 상기 공기실의 사이에 형성되고, 상기 플런저의 외주면과 상기 펌프 케이스의 내주면의 간극과 상기 공기실의 연통을 폐색하는 제 1 시일 부재와, 상기 공기실보다 하측에 형성되고, 상기 펌프 케이스의 내부 공간 중 상기 공기실보다 하측에 위치하는 하측 내부 공간과 상기 공기실의 연통을 폐색하는 제 2 시일 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 물을 토출한 후의 플런저를 기준 위치로 복귀시키기 위한 압축 스프링의 물에 의한 부식, 손상을 회피하면서, 소형이며 저렴한 주수 펌프를 제공할 수 있다는 효과를 발휘한다.

도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 주수 펌프의 일 구성예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 2 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 주수 펌프의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 은, 본 발명의 실시형태에 있어서의 공기 스프링의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

이하에, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 관련된 주수 펌프의 바람직한 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또, 도면은 모식적인 것으로, 각 요소의 치수 관계, 각 요소의 비율 등은 현실의 것과는 상이한 경우가 있음에 유의할 필요가 있다. 도면 상호 간에 있어서도, 서로의 치수 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있는 경우가 있다. 또, 각 도면에 있어서, 동일 구성 부분에는 동일 부호가 부여되어 있다.

(주수 펌프의 구성)

도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 주수 펌프의 일 구성예를 나타내는 단면 모식도이다. 본 실시형태에서는, 이 주수 펌프 (10) 가 선박용 디젤 엔진 (도시 생략) 의 연료 유통로 내에 물을 주입하는 것인 경우를 예시한다. 또한, 선박용 디젤 엔진의 연료 유통로는, 특별히 도시하지 않지만, 연료 분사 펌프의 토출구로부터 배관을 통해서 연료 분사 밸브의 분사구에 이르는 연료의 유통로이다. 연료 분사 펌프는, 선박용 디젤 엔진의 실린더 내에 연료를 분사하기 위한 연료 분사 밸브에 대해, 배관 등을 통해서 연료를 분사하는 장치이다.

주수 펌프 (10) 는, 작동유의 압력을 이용하여 물을 토출하는 유압 구동식의 주수 펌프로, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 펌프 케이스 (1) 와, 플런저 (6) 와, 펌프 케이스 (1) 와 플런저 (6) 의 간극을 폐색하기 위한 시일 링 (7, 8) 과, 플런저 (6) 의 이동량 (리프트량) 을 검출하기 위한 검출부 (9) 와, 펌프 케이스 (1) 내에 물을 공급하기 위한 급수부 (17) 를 구비한다. 또, 펌프 케이스 (1) 는, 배수 드레인부 (11) 와, 작동유 드레인부 (12) 와, 플런저 (6) 에 탄성력을 부여하는 공기 스프링 (13) 과, 이 공기 스프링 (13) 을 구성하기 위한 공기실 (14), 공기 유로 (15a) 및 공기 입출구 (15b) 를 구비한다.

펌프 케이스 (1) 는, 예를 들어, 중공의 원통 형상을 이루는 펌프용 케이스로, 중공의 원통 형상을 이루는 복수의 원통상 부재를 조합함으로써 구성된다. 본 실시형태에 있어서, 펌프 케이스 (1) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 토출부 (2) 와, 설치대부 (3) 와, 지지부 (4) 와, 토출 밸브부 (5) 에 의해 구성된다.

토출부 (2) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 플런저 (6) 의 물 피스톤부 (6a) 를 왕복동 가능하게 수용할 수 있는 내부 공간을 갖는 중공의 원통상 부재이다. 토출부 (2) 는, 이 내부 공간 중, 토출 밸브부 (5) 의 하단부와 물 피스톤부 (6a) 의 상단부에 둘러싸이는 공간 부분을 토출실 (2a) 로서 갖는다. 토출실 (2a) 은, 토출 대상인 물을 일시 저류 (貯留) 하는 공간이다. 특별히 도시하지 않지만, 토출부 (2) 는, 볼트 등의 연결 부재에 의해 지지부 (4) 와 연결되어 있다.

설치대부 (3) 는, 작동유의 압력을 축적하는 축압부 등의 작동유 공급 설비 (도시 생략) 에 주수 펌프 (10) 를 장착하기 위한 케이스 부분이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 설치대부 (3) 는, 예를 들어 중공의 원통 형상으로 형성되고, 플런저 (6) 를 작동시키는 작동유를 받아들이기 위한 내부 공간인 작동유실 (3a) 을 갖는다. 작동유실 (3a) 은, 플런저 (6) 의 작동유 피스톤부 (6b) 를 왕복동 가능하게 수용할 수 있도록 형성된다. 특별히 도시하지 않지만, 설치대부 (3) 는, 볼트 등의 연결 부재에 의해 지지부 (4) 와 연결되어 있다.

지지부 (4) 는, 펌프 케이스 (1) 에 형성되는 플런저 (6) 및 검출부 (9) 를 지지하기 위한 케이스 부분이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 지지부 (4) 는, 예를 들어 중공의 원통 형상으로 형성되고, 플런저 (6) 의 도중부 (본 실시형태에서는 물 피스톤부 (6a) 의 하측 부분, 규제부 (6c) 및 수력부 (受力部) (6d)) 를 왕복동 가능하게 수용할 수 있는 내부 공간을 갖는다. 지지부 (4) 는, 이 내부 공간 중, 상측의 시일 링 (7) 과 하측의 시일 링 (8) 의 사이에 위치하는 공간 부분을 공기실 (14) 로서 갖고, 이 공기실 (14) 보다 하측에 위치하는 공간 부분을 하측 내부 공간 (4a) 으로서 갖는다. 지지부 (4) 는, 플런저 (6) 의 규제부 (6c) 및 수력부 (6d) 가 공기실 (14) 내에 면하도록, 시일 링 (7, 8) 을 개재하여 플런저 (6) 를 축 방향 (F1) 으로 슬라이딩 가능하게 지지한다. 또, 지지부 (4) 는, 검출부 (9) 의 검출 단자가 하측 내부 공간 (4a) 에 수용되도록 검출부 (9) 를 지지한다.

토출 밸브부 (5) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 토출부 (2) 의 상단부에 끼워 맞춤 등에 의해 장착되어 있다. 예를 들어, 토출 밸브부 (5) 는, 중공의 원통 형상으로 형성되고, 토출부 (2) 의 토출실 (2a) 에 통하는 체크 밸브 (5a) 와, 체크 밸브 (5a) 의 출구측에 통하는 토출구 (5b) 를 갖는다. 또, 토출 밸브부 (5) 에는, 토출구 (5b) 에 통하는 주수관 (도시 생략) 이 형성되어 있다. 체크 밸브 (5a) 는, 주수 펌프 (10) 에 의한 물의 토출 방향을 소정 방향 (도 1 에서는 토출실 (2a) 측에서부터 토출구 (5b) 측으로의 방향) 으로 규제하는 것과 함께, 이 물의 역류를 방지한다. 토출구 (5b) 는, 체크 밸브 (5a) 를 개재하여 토출실 (2a) 로부터 토출된 물을 주수관 안으로 유도한다.

플런저 (6) 는, 작동유의 압력을 이용하여 토출 대상인 물을 가압하여 토출하기 위한 것이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 플런저 (6) 는, 물 피스톤부 (6a) 와, 작동유 피스톤부 (6b) 와, 규제부 (6c) 와, 수력부 (6d) 와, 테이퍼부 (6e) 에 의해 구성되는 원기둥상 부재로, 펌프 케이스 (1) 내에 왕복동 가능하게 형성된다.

물 피스톤부 (6a) 는, 토출 대상인 물을 가압하여 토출하기 위한 부분이다. 물 피스톤부 (6a) 는, 플런저 (6) 의 축 방향 (F1) 의 일단측 (도 1 에서는 상측) 에 형성된다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 물 피스톤부 (6a) 는, 토출부 (2) 로부터 지지부 (4) 에 걸쳐 연속되는 펌프 케이스 (1) 의 내부 공간에 수용되고, 시일 링 (7) 을 개재하여 지지부 (4) 에 지지된다. 물 피스톤부 (6a) 는, 시일 링 (7) 상을 슬라이딩하면서 플런저 (6) 의 축 방향 (F1) 으로 왕복동한다. 이 때, 물 피스톤부 (6a) 는, 토출실 (2a) 을 압축하는 방향으로 이동하여, 토출실 (2a) 내의 물 (즉 토출 대상인 물) 을 토출하기 위해 가압한다. 본 실시형태에서는, 물 피스톤부 (6a) 의 상단면이 토출 대상인 물을 가압하는 가압면으로 되어 있다.

작동유 피스톤부 (6b) 는, 플런저 (6) 를 작동시키는 작동유의 압력을 받기 위한 부분이다. 작동유 피스톤부 (6b) 는, 플런저 (6) 의 축 방향 (F1) 의 타단측 (도 1 에서는 하측) 에 형성된다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 작동유 피스톤부 (6b) 는, 플런저 (6) 의 축 방향 (F1) 으로 왕복동할 수 있도록 설치대부 (3) 의 내부 공간 (작동유실 (3a)) 에 수용된다. 작동유 피스톤부 (6b) 는, 작동유실 (3a) 에 공급된 작동유의 압력을 받아, 이 작동유의 압력에 의해서, 기준 위치 (Ps) 로부터 플런저 (6) 의 축 방향 (F1) 일단측으로 이동 (상승) 한다. 본 실시형태에서는, 작동유 피스톤부 (6b) 의 하단면이 작동유의 압력을 받는 수압면으로 되어 있다. 또, 작동유 피스톤부 (6b) 는, 작동유실 (3a) 내의 작동유를 작동유 공급 설비측으로 밀어내면서 플런저 (6) 의 축 방향 (F1) 타단측으로 이동 (하강) 하여, 기준 위치 (Ps) 로 복귀한다.

또한, 기준 위치 (Ps) 는, 주수 펌프 (10) 가 물을 토출하기 전에 있어서의 플런저 (6) 의 원래의 위치이다. 플런저 (6) 는, 기준 위치 (Ps) 를 기점으로 하여 축 방향 (F1) 으로 왕복동한다. 본 실시형태에 있어서, 기준 위치 (Ps) 는, 예를 들어, 플런저 (6) 의 하단면 (즉 작동유 피스톤부 (6b) 의 하단면) 의 높이 위치에 의해서 정해진다.

규제부 (6c), 수력부 (6d) 및 테이퍼부 (6e) 는, 플런저 (6) 의 축 방향 (F1) 을 따라 물 피스톤부 (6a) 와 작동유 피스톤부 (6b) 의 사이에 형성된다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 규제부 (6c) 는, 물 피스톤부 (6a) 보다 큰 외경을 갖도록 물 피스톤부 (6a) 의 하단부에 형성된다. 규제부 (6c) 는, 플런저 (6) 가 펌프 케이스 (1) 의 토출구 (5b) 측 (축 방향 (F1) 의 상측) 으로 이동할 때, 공기실 (14) 의 내벽면에 맞닿음으로써, 플런저 (6) 의 토출구 (5b) 측으로의 이동 범위를 규제한다.

수력부 (6d) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 규제부 (6c) 보다 큰 외경을 갖도록 규제부 (6c) 의 하단부에 형성된다. 본 실시형태에서는, 이 수력부 (6d) 의 상측 가장자리부가, 공기 스프링 (13) 의 탄성력을 받는 부분이 된다. 수력부 (6d) 는, 플런저 (6) 가 펌프 케이스 (1) 의 토출구 (5b) 측으로 이동할 때, 공기 스프링 (13) 의 탄성력에 저항하여 토출구 (5b) 측으로 이동한다. 또, 수력부 (6d) 는, 플런저 (6) 가 기준 위치 (Ps) 로 복귀할 때, 공기 스프링 (13) 의 탄성력을 받아 기준 위치 (Ps) 측으로 이동한다.

테이퍼부 (6e) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 플런저 (6) 의 축 방향 (F1) 의 상측에서부터 하측을 향해 외경이 감소 변화하도록 수력부 (6d) 와 작동유 피스톤부 (6b) 의 사이에 형성된다. 테이퍼부 (6e) 는, 검출부 (9) 에 의한 플런저 (6) 의 리프트량의 검출에 사용된다.

상기 서술한 바와 같은 구성을 갖는 플런저 (6) 는, 작동유 피스톤부 (6b) 에 의해 작동유의 압력을 받음으로써, 이 작동유의 압력을 이용하여 펌프 케이스 (1) 의 토출구 (5b) 측으로 이동한다. 이로써, 플런저 (6) 는, 물 피스톤부 (6a) 에 의해 토출실 (2a) 내의 물을 토출하기 위해서 가압한다. 또, 플런저 (6) 는, 수력부 (6d) 에 의해 공기 스프링 (13) 의 탄성력을 받음으로써, 이 탄성력을 이용하여 토출구 (5b) 측과는 반대측으로 이동한다. 이로써, 플런저 (6) 는, 작동유 피스톤부 (6b) 에 의해 작동유실 (3a) 내의 작동유를 밀어내고 기준 위치 (Ps) 로 복귀한다.

시일 링 (7, 8) 은, 펌프 케이스 (1) 의 내주면과 플런저 (6) 의 외주면의 간극 (이하, 적절히 펌프 케이스 내의 간극으로 약기한다) 을 폐색하기 위한 시일 부재이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 시일 링 (7) (제 1 시일 부재) 은, 예를 들어 펌프 케이스 (1) 의 지지부 (4) 의 내주면을 따라서 형성된 오목부에 끼워 넣기 등에 의해서, 배수 드레인부 (11) (예를 들어 배수 수집부 (11a)) 와 공기실 (14) 의 사이에 형성된다. 여기서, 플런저 (6) 의 외주면과 펌프 케이스 (1) 의 내주면의 간극 (18) 은, 펌프 케이스 (1) 의 내부 공간에 있어서, 플런저 (6) 의 도중부의 외주면과 펌프 케이스 (1) 의 지지부 (4) 의 내주면에 둘러싸인 공간인 공기실 (14) 과 연속되어 있다. 시일 링 (7) 은, 이와 같은 펌프 케이스 (1) 내의 간극 (18) 과 공기실 (14) 의 연통을 폐색한다. 이로써, 시일 링 (7) 은, 배수 드레인부 (11) 와 공기실 (14) 사이의 위치에 있어서, 펌프 케이스 (1) 내의 간극 (18) 과 공기실 (14) 을 기밀하게 분리시킨다.

또, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 시일 링 (8) (제 2 시일 부재) 은, 예를 들어 플런저 (6) 의 수력부 (6d) 의 외주면을 따라서 형성된 오목부에 끼워 넣기 등에 의해서, 공기실 (14) 보다 하측에 형성된다. 여기서, 공기실 (14) 의 하측은, 펌프 케이스 (1) 의 지지부 (4) 에 있어서의 하측 내부 공간 (4a) 과 연속되어 있다. 시일 링 (8) 은, 이와 같은 하측 내부 공간 (4a) 과 공기실 (14) 의 연통을 폐색한다. 이로써, 시일 링 (8) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이 작동유 드레인부 (12) 에 면하는 하측 내부 공간 (4a) 과 공기실 (14) 을 기밀하게 분리시킨다.

검출부 (9) 는, 주수 펌프 (10) 에 의한 물의 1 회의 토출에 있어서의 플런저 (6) 의 리프트량을 검출하기 위한 장치이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 검출부 (9) 는, 플런저 (6) 의 테이퍼부 (6e) 에 면하도록 펌프 케이스 (1) 의 지지부 (4) 에 지지되어 있다. 본 실시형태에서는, 1 쌍의 검출부 (9) 가, 펌프 케이스 (1) 의 하측 내부 공간 (4a) 에 있어서 테이퍼부 (6e) 를 사이에 두고 서로 플런저 (6) 의 직경 방향 (F2) 에서 대향하도록 배치되어 있다. 검출부 (9) 는, 플런저 (6) 의 이동 (리프트) 에 의해 변화하는 테이퍼부 (6e) 와의 거리를 검출 (계측) 한다. 플런저 (6) 의 리프트량은, 이 검출된 거리와 테이퍼부 (6e) 의 경사 각도에 기초하여 산출된다. 또한, 상기 리프트량은, 주수 펌프 (10) 에 의한 1 회의 물 토출에 있어서 토출 대상인 물을 가압하는 방향 (본 실시형태에서는 상방향) 으로 이동하는 플런저 (6) 의 이동량의 일례이다.

배수 드레인부 (11) 는, 플런저 (6) 의 외주면과 펌프 케이스 (1) 의 내주면의 간극 (18) 을 유하하는 물을 배출하기 위한 것이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 배수 드레인부 (11) 는, 배수 수집부 (11a) 와 배수로 (11b) 에 의해 구성되고, 펌프 케이스 (1) 의 공기실 (14) 보다 상측 부위에 형성된다. 배수 수집부 (11a) 는, 플런저 (6) 의 외주면과 펌프 케이스 (1) 의 내주면의 간극 (18) 과 통하도록, 펌프 케이스 (1) 의 지지부 (4) (본 실시형태에서는 토출부 (2) 와 지지부 (4) 의 접합의 경계 부분) 에 형성된다. 배수 수집부 (11a) 는, 플런저 (6) 의 외주면과 펌프 케이스 (1) 의 내주면의 간극 (18) 을 유하하는 물을 수집한다. 배수로 (11b) 는, 배수 수집부 (11a) 와 펌프 케이스 (1) 의 외부를 연통시키도록 지지부 (4) 에 형성된다. 특별히 도시하지 않지만, 이 배수로 (11b) 의 출구부에는 배수관이 접속되어 있다. 배수 드레인부 (11) 는, 토출실 (2a) 내의 물 가운데, 주수 펌프 (10) 로부터 토출되지 않고 펌프 케이스 (1) 내의 토출실 (2a) 로부터 간극 (18) 으로 누출되어 간극 (18) 을 유하하는 물을 배수 수집부 (11a) 에 수집하고, 수집한 물을 펌프 케이스 (1) 내에서 배수로 (11b) 를 통해 외부의 배수관으로 배출한다.

작동유 드레인부 (12) 는, 펌프 케이스 (1) 내에 잔류하는 작동유를 배출하기 위한 것이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 작동유 드레인부 (12) 는, 작동유 수집부 (12a) 와 작동유 배출로 (12b) 에 의해 구성돠고, 펌프 케이스 (1) 의 공기실 (14) 보다 하측의 부위에 형성된다. 작동유 수집부 (12a) 는, 펌프 케이스 (1) 의 하측 내부 공간 (4a) 과 통하도록, 펌프 케이스 (1) 의 소정 부위 (본 실시형태에서는 지지부 (4) 와 설치대부 (3) 의 접합의 경계 부분) 에 형성된다. 작동유 수집부 (12a) 는, 작동유실 (3a) 로부터 작동유 피스톤부 (6b) 의 외주면을 따라 전해져 하측 내부 공간 (4a) 으로 누출된 작동유를 수집한다. 작동유 배출로 (12b) 는, 작동유 수집부 (12a) 와 펌프 케이스 (1) 의 외부를 연통시키도록 펌프 케이스 (1) (본 실시형태에서는 설치대부 (3)) 에 형성된다. 특별히 도시하지 않지만, 이 작동유 배출로 (12b) 의 출구부에는 작동유 배출관이 접속되어 있다. 작동유 드레인부 (12) 는, 작동유실 (3a) 내의 작동유 중, 주수 펌프 (10) 로부터 밀려 나오지 않고 펌프 케이스 (1) 의 하측 내부 공간 (4a) 에 잔류하는 작동유를 작동유 수집부 (12a) 에 수집하고, 수집한 작동유를 펌프 케이스 (1) 내로부터 작동유 배출로 (12b) 를 통해서 외부의 작동유 배출관에 배출한다. 본 실시형태에서는, 작동유 배출관에 배출된 이용이 끝난 작동유는, 재이용하지 않고 폐기된다.

공기 스프링 (13) 은, 기준 위치 (Ps) 측으로 탄성 지지하는 탄성력을 플런저 (6) 에게 부여하기 위한 것이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 공기 스프링 (13) 은, 펌프 케이스 (1) 내에 형성된 공기실 (14) 내의 공기에 의해 구성된다. 공기실 (14) 는, 플런저 (6) 의 외주면과 펌프 케이스 (1) 의 내주면에 둘러싸이는 공간으로서, 배수 드레인부 (11) 보다 하측 (예를 들어 배수 수집부 (11a) 보다 하측) 에 위치한다. 본 실시형태에서는, 공기실 (14) 는, 상측의 배수 드레인부 (11) 와 하측의 작동유 드레인부 (12) 의 사이에 위치한다. 또, 공기실 (14) 의 상측은 시일 링 (7) 에 의해 폐색되고, 공기실 (14) 의 하측은 시일 링 (8) 에 의해 폐색되어 있다. 공기 스프링 (13) 은, 배수 드레인부 (11) 의 내부 압력보다 큰 압력의 공기를 공기실 (14) 에 공급함으로써 구성된다. 예를 들어, 배수 드레인부 (11) 의 내부 압력이 대기압인 경우, 공기실 (14) 에는 0.5 ㎫ 의 공기가 공급된다. 이와 같은 공기 스프링 (13) 은, 플런저 (6) 의 수력부 (6d) 에 대해 상기한 탄성력을 부여한다. 공기 스프링 (13) 은, 토출 대상인 물을 토출한 후의 플런저 (6) (즉 토출실 (2a) 을 압축하는 방향으로 이동한 후의 플런저 (6)) 를, 이 수력부 (6d) 에 부여한 탄성력에 의해 펌프 케이스 (1) 의 토출구 (5b) 측과는 반대측으로 이동시킨다. 이로써, 공기 스프링 (13) 은, 이 플런저 (6) 를 토출 대상인 물을 토출하기 전의 기준 위치 (Ps) 로 복귀시킨다.

또, 펌프 케이스 (1) (본 실시형태에서는 지지부 (4)) 에는, 공기실 (14) 에 대한 공기의 출입을 행하기 위한 공기 유로 (15a) 및 공기 입출구 (15b) 가 형성된다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 펌프 케이스 (1) 의 공기 입출구 (15b) 가 형성된 부분에는, 공기 배관 (16) 이 연결되어 있다. 공기 유로 (15a) 는, 공기 입출구 (15b) 를 통해서 공기실 (14) 과 공기 배관 (16) 을 연통한다. 공기 입출구 (15b) 는, 예를 들어 오리피스 등의 개구 치수가 작은 개구 부재에 의해 구성된다. 공기 입출구 (15b) 는, 공기실 (14) 내의 공기의 압력 (즉 공기 스프링 (13) 의 공기압) 을 소정치 이상으로 유지하면서, 공기 유로 (15a) 를 개재한 공기실 (14) 과 공기 배관 (16) 의 공기의 출입을 가능하게 한다. 본 실시형태에서는, 공기실 (14) 내의 공기의 압력은, 배수 드레인부 (11) 에 통하는 펌프 케이스 (1) 내의 간극 (18) 의 내부 압력이나 작동유 드레인부 (12) 에 통하는 하측 내부 공간 (4a) 의 내부 압력보다 크다.

급수부 (17) 는, 펌프 케이스 (1) 의 토출실 (2a) 내에 물을 공급하기 위한 것으로, 토출실 (2a) 에 통하도록 펌프 케이스 (1) 에 형성된다. 토출 대상인 물은, 물 탱크 (도시 생략) 의 배관 등을 통해 급수부 (17) 로부터 토출실 (2a) 로 공급된다. 토출실 (2a) 에는, 주수 펌프 (10) 에 의한 물의 토출이 이루어질 때마다, 급수부 (17) 를 통해서 토출 대상인 물이 공급 (보급) 된다.

(주수 펌프의 동작)

도 2 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 주수 펌프의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 본 실시형태에 있어서, 주수 펌프 (10) 는, 작동유의 압력을 이용하여 플런저 (6) 를 펌프 케이스 (1) 의 토출구 (5b) 측으로 이동시킴으로써, 펌프 케이스 (1) 내의 토출 대상인 물을 가압하여 토출한다.

상세하게는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 주수 펌프 (10) 는, 물의 토출을 실시하기 전의 단계에 있어서, 플런저 (6) 를 기준 위치 (Ps) 에 위치시킨 상태 (상태 1) 로 되어 있다. 이 때, 펌프 케이스 (1) 의 토출실 (2a) 에는, 급수부 (17) 를 개재하여 토출 대상인 물이 공급된다. 이로써, 토출실 (2a) 은, 토출 대상인 물로 채워진 상태로 되어 있다. 또, 공기실 (14) 에는, 공기 배관 (16) 으로부터 공기 입출구 (15b) 와 공기 유로 (15a) 를 통해 소정치 이상의 압력의 공기가 공급된다. 이로써, 공기실 (14) 내에는, 플런저 (6) 를 기준 위치 (Ps) 측으로 탄성 지지하는 공기 스프링 (13) 이 구성된다.

계속해서, 주수 펌프 (10) 가 물의 토출을 실시할 때, 펌프 케이스 (1) 의 작동유실 (3a) 에는, 작동유 공급 설비의 제어 밸브 (도시 생략) 등을 통해 작동유가 공급된다. 플런저 (6) 는, 작동유실 (3a) 내의 작동유의 압력을 작동유 피스톤부 (6b) 에서 받고, 이 작동유의 압력을 이용하여, 펌프 케이스 (1) 의 토출구 (5b) 측으로 이동 (도 1 에 나타내는 축 방향 (F1) 으로 상승) 한다. 이 때, 플런저 (6) 는, 물 피스톤부 (6a) 의 외주면을 펌프 케이스 (1) 의 내주면의 시일 링 (7) 에 슬라이딩시키고 또한 수력부 (6d) 의 시일 링 (8) 을 펌프 케이스 (1) 의 내주면에 슬라이딩시키면서, 수력부 (6d) 에 부여된 공기 스프링 (13) 의 탄성력에 저항하여 이동한다. 이로써, 플런저 (6) 는, 토출실 (2a) 내의 물 (토출 대상인 물) 을 물 피스톤부 (6a) 로 가압 (예를 들어 15 ㎫ 정도로 가압) 한다. 가압된 토출 대상인 물은, 체크 밸브 (5a) 를 밀어서 열고 토출구 (5b) 로 흘러, 토출구 (5b) 로부터 주수관 (도시 생략) 을 통해 선박용 디젤 엔진의 연료 유통로 내 (도시 생략) 에 주입된다. 이와 같은 주수 펌프 (10) 에 의한 물의 토출은, 작동유실 (3a) 에 작동유가 공급되고 있는 기간, 즉, 작동유의 압력을 이용하여 플런저 (6) 가 이동하여 토출실 (2a) 내의 물을 가압하고 있는 기간, 계속해서 실시된다. 이 물의 토출에 의해, 기둥 모양의 연료와 기둥 모양의 물이 상기 연료 유통로를 따라서 교대로 존재한 상태가 된다. 이 결과, 선박용 디젤 엔진의 실린더 내에 연료와 물을 층상으로 분사하는 것이 가능해진다.

상기 서술한 플런저 (6) 의 이동에 수반하여, 공기 스프링 (13) 은, 수력부 (6d) 에 의해 압압 (押壓) 된다. 이 때, 공기 스프링 (13) 을 구성하는 고압의 공기는, 공기실 (14) 로부터 공기 유로 (15a) 와 공기 입출구 (15b) 를 통해 공기 배관 (16) 으로 유출된다. 플런저 (6) 는, 기준 위치 (Ps) 에서부터 리프트 위치 (P1) 까지 이동한 상태 (상태 2) 가 된다. 이 플런저 (6) 의 이동량 (리프트량) 은, 검출부 (9) 에 의해 검출된다. 또, 이 플런저 (6) 의 이동은, 규제부 (6c) 와 공기실 (14) 의 접촉에 의해 규제된다.

그 후, 작동유실 (3a) 내에 대한 작동유의 공급이 정지된 경우, 주수 펌프 (10) 에 의한 1 회분의 물의 토출이 종료된다. 이 때, 공기실 (14) 에는, 다시, 공기 배관 (16) 으로부터 공기 입출구 (15b) 와 공기 유로 (15a) 를 통해 소정치 이상의 압력의 공기가 공급된다. 이 공기실 (14) 내에 공급된 공기에 의해 구성되는 공기 스프링 (13) 은, 기준 위치 (Ps) 측으로의 탄성력을 수력부 (6d) 에 부여함으로써, 플런저 (6) 를 기준 위치 (Ps) 측으로 이동시킨다. 플런저 (6) 는, 이 공기 스프링 (13) 의 탄성력에 의해, 작동유실 (3a) 내의 작동유 (상기 서술한 물의 토출에 이용된 후의 작동유) 를 작동유실 (3a) 로부터 펌프 케이스 (1) 의 외부 (작동유 공급 설비측) 로 밀어내면서, 리프트 위치 (P1) 로부터 기준 위치 (Ps) 를 향해 이동한다. 이 결과, 플런저 (6) 는, 물 피스톤부 (6a) 에 의한 토출실 (2a) 의 압축 (물의 가압) 을 해제하는 것과 함께, 도 2 에 나타내는 상태 1 과 같이, 물의 토출이 이루어지기 전의 기준 위치 (Ps) 로 복귀한다. 토출실 (2a) 에는, 급수부 (17) 를 개재하여 토출 대상인 물이 공급되고, 이로써, 토출실 (2a) 은, 토출 대상인 물로 채워진 상태로 돌아온다.

(공기 스프링의 작용)

도 3 은, 본 발명의 실시형태에 있어서의 공기 스프링의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 본 실시형태에 있어서, 공기 스프링 (13) 은, 상기 서술한 바와 같이, 플런저 (6) 의 수력부 (6d) 에 탄성력을 작용시키고, 이것에 의해, 플런저 (6) 를 펌프 케이스 (1) 의 토출구 (5b) 측과는 반대측으로 이동시켜 기준 위치 (Ps) 로 복귀시킨다. 이 작용에 추가하여, 공기 스프링 (13) 은, 토출실 (2a) 로부터 플런저 (6) 의 외주면과 펌프 케이스 (1) 의 내주면의 간극 (18) 을 유하하는 물이 펌프 케이스 (1) 내의 작동유와 서로 섞이는 것을 방지한다.

상세하게는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 공기실 (14) 에는, 소정치 이상의 압력의 공기가 공급됨으로써 공기 스프링 (13) 이 구성되어 있다. 공기 스프링 (13) 의 공기압은, 배수 드레인부 (11) 의 내부 압력보다 크다. 즉, 공기 스프링 (13) 의 공기압은, 배수 드레인부 (11) 의 배수 수집부 (11a) 및 배수로 (11b) 에 통하는 펌프 케이스 (1) 내의 간극 (18) 의 내부 압력보다 크다. 또, 공기 스프링 (13) 의 공기압은, 작동유 드레인부 (12) 의 내부 압력보다 크다. 즉, 공기 스프링 (13) 의 공기압은, 작동유 드레인부 (12) 의 작동유 수집부 (12a) 및 작동유 배출로 (12b) 에 통하는 펌프 케이스 (1) 내의 하측 내부 공간 (4a) 의 내부 압력보다 크다.

또, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 공기실 (14) 의 상측은 시일 링 (7) 에 의해 폐색되고, 공기실 (14) 의 하측은 시일 링 (8) 에 의해 폐색되어 있다. 상측의 시일 링 (7) 은, 배수 드레인부 (11) 보다 하측의 위치에 있어서, 펌프 케이스 (1) 내의 간극 (18) 과 공기실 (14) 을 액밀 (바람직하게는 기밀) 하게 분리하고 있다. 하측의 시일 링 (8) 은, 작동유 드레인부 (12) 보다 상측의 위치에 있어서, 펌프 케이스 (1) 의 하측 내부 공간 (4a) 과 공기실 (14) 을 액밀 (바람직하게는 기밀) 하게 분리하고 있다.

여기서, 펌프 케이스 (1) 내에서는, 토출실 (2a) (도 1 참조) 내에 공급된 토출 대상인 물의 일부가, 토출되지 않고 토출실 (2a) 로부터 플런저 (6) 의 외주면과 펌프 케이스 (1) 의 내주면의 간극 (18) 으로 누출되는 경우가 있다. 이 펌프 케이스 (1) 내의 간극 (18) 으로 누출된 물 (19) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 공기실 (14) 측을 향해 간극 (18) 을 유하한다. 간극 (18) 내의 물 (19) 의 유하는, 통상, 상측의 시일 링 (7) 의 작용에 의해 막혀 멈춰진다. 이 결과, 간극 (18) 내의 물 (19) 은, 공기실 (14) 내로 침입하지 않고 배수 수집부 (11a) 내로 유입되어, 배수로 (11b) 를 통해서 펌프 케이스 (1) 의 외부로 배출된다. 즉, 펌프 케이스 (1) 내에서는, 간극 (18) 내의 물 (19) 이 공기실 (14) 을 통과하는 일도 없으며 하측 내부 공간 (4a) 에 유입되는 일도 없다. 따라서, 간극 (18) 내의 물 (19) 은, 하측 내부 공간 (4a) 에 접하는 검출부 (9) 와 접촉하는 일도 없으며, 작동유 드레인부 (12) 내의 작동유나 작동유실 (3a) 내의 작동유와 서로 섞이는 일도 없다.

만일, 상측의 시일 링 (7) 이 플런저 (6) 의 슬라이딩 등에 의해 마모 혹은 손상된 경우, 상측의 시일 링 (7) 은, 펌프 케이스 (1) 내의 간극 (18) 을 유하하는 물 (19) 을 막아 멈추도록 하지 못할 우려가 있다. 이와 같은 경우라도, 공기 스프링 (13) 은, 그 공기압에 의해 간극 (18) 내의 물 (19) 의 유하를 막아 멈추는 것과 함께, 이 간극 (18) 으로부터 배수 수집부 (11a) 측으로 물 (19) 을 밀어 흘러가게 할 수 있다. 이와 같이 하여, 공기 스프링 (13) 은, 간극 (18) 내의 물 (19) 이 공기실 (14) 을 통과하여 하측 내부 공간 (4a) 에 유입되는 것을 방지한다. 이 결과, 검출부 (9) 가 물 (19) 과 접촉하여 고장나는 사태를 방지할 수 있음과 함께, 펌프 케이스 (1) 내의 작동유에 물 (19) 이 혼입되는 사태를 방지할 수 있다. 또, 하측의 시일 링 (8) 이 플런저 (6) 의 슬라이딩 등에 의해 손상된 경우라도, 공기 스프링 (13) 은, 그 공기압에 의해 하측 내부 공간 (4a) 으로부터 공기실 (14) 로의 작동유의 침입을 방지할 수 있다. 이 경우도, 공기 스프링 (13) 은, 펌프 케이스 (1) 내의 작동유와 물 (19) 의 혼합을 방지할 수 있다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 관련된 주수 펌프 (10) 에서는, 펌프 케이스 (1) 내 중에서, 플런저 (6) 의 외주면과 펌프 케이스 (1) 의 내주면의 간극 (18) 을 유하하는 물 (19) 을 배출하는 배수 드레인부 (11) 보다 하측의 위치에, 플런저 (6) 의 외주면과 펌프 케이스 (1) 의 내주면에 둘러싸이는 공기실 (14) 을 형성하고, 이 공기실 (14) 에 배수 드레인부 (11) 의 내부 압력보다 큰 압력의 공기를 공급함으로써 공기 스프링 (13) 을 구성하여, 토출 대상인 물을 토출한 후의 플런저 (6) 를, 공기 스프링 (13) 의 탄성력에 의해, 토출 대상인 물을 토출하기 전의 기준 위치 (Ps) 로 복귀시키도록 하고 있다.

이 때문에, 코일 스프링 등의 압축 스프링을 이용하지 않아도, 물을 토출하기 위해 토출구측으로 이동시킨 플런저를 이동 전의 기준 위치로 복귀시키는 것이 가능한 주수 펌프를 간이하게 구성할 수 있다. 이 결과, 물을 토출한 후의 플런저를 기준 위치로 복귀시키기 위해서 종래 사용되는 압축 스프링에 대한 부식·손상의 대책을 세울 필요가 없이, 소형이며 저렴한 주수 펌프를 제공할 수 있다.

또, 공기 스프링 (13) 은, 배수 드레인부 (11) 의 내부 압력보다 큰 압력의 공기에 의해 구성되어 있다. 이 때문에, 비록 공기실 (14) 의 상측에 형성된 시일 링 (7) 이 손상된 경우라도, 배수 드레인부 (11) 에 통하는 펌프 케이스 (1) 내의 간극 (18) 을 유하하는 물 (19) 을, 공기 스프링 (13) 의 공기압에 의해 막아 멈출 수 있다. 이로써, 간극 (18) 내의 물 (19) 이 공기실 (14) 을 통과하여 펌프 케이스 (1) 의 하측 내부 공간 (4a) 에 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이 결과, 하측 내부 공간 (4a) 에 접하는 검출부 (9) 등의 설비가 물 (19) 과 접촉하여 고장나는 사태를 방지할 수 있음과 함께, 펌프 케이스 (1) 내의 작동유에 물 (19) 가 혼입되는 사태를 방지할 수 있다.

또, 본 발명의 실시형태에 관련된 주수 펌프 (10) 에서는, 펌프 케이스 (1) 내 중의 공기실 (14) 보다 하측의 위치에, 펌프 케이스 (1) 내에 잔류하는 작동유를 배출하기 위한 작동유 드레인부 (12) 를 형성하고, 공기실 (14) 이 상측의 배수 드레인부 (11) 와 하측의 작동유 드레인부 (12) 의 사이에 위치하도록 하고 있다. 이 때문에, 펌프 케이스 (1) 내의 간극 (18) 을 유하하는 물 (19) 이 공기실 (14) 을 통과하여 작동유 드레인부 (12) 내에 침입하는 것을, 공기 스프링 (13) 의 공기압에 의해 방지할 수 있다. 이로써, 비록 공기실 (14) 의 상하에 형성된 시일 링 (7, 8) 이 손상된 경우라도, 작동유 드레인부 (12) 내의 작동유에 물 (19) 이 혼입되는 것을 방지할 수 있다.

또, 본 발명의 실시형태에 관련된 주수 펌프 (10) 에서는, 배수 드레인부 (11) 와 공기실 (14) 의 사이에, 펌프 케이스 (1) 내의 간극 (18) 과 공기실 (14) 의 연통을 폐색하는 시일 링 (7) 을 형성하고, 공기실 (14) 보다 하측에, 펌프 케이스 (1) 의 하측 내부 공간 (4a) 과 공기실 (14) 의 연통을 폐색하는 시일 링 (8) 을 형성하고 있다. 이 때문에, 배수 드레인부 (11) 보다 하측의 위치에서 펌프 케이스 (1) 내의 간극 (18) 과 공기실 (14) 을 상측의 시일 링 (7) 에 의해 액밀 (바람직하게는 기밀) 하게 분리할 수 있고, 작동유 드레인부 (12) 보다 상측의 위치에서 펌프 케이스 (1) 의 하측 내부 공간 (4a) 과 공기실 (14) 을 하측의 시일 링 (8) 에 의해 액밀 (바람직하게는 기밀) 하게 분리할 수 있다. 이 결과, 소정치 이상의 공기압을 갖는 공기 스프링 (13) 을 공기실 (14) 내에 간이하게 구성할 수 있다.

또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 공기실 (14) 의 상하에 시일 링 (7, 8) 을 형성하고 있지만, 본 발명은, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 펌프 케이스 (1) 내의 간극 (18) 을 유하하는 물 (19) 을, 시일 링 (7, 8) 을 사용하지 않고서 공기 스프링 (13) 의 공기압에 의해 막아 멈추도록 해도 된다.

또, 상기 서술한 실시형태에서는, 작동유 드레인부 (12) 로부터 작동유 배출관에 배출된 이용이 끝난 작동유를 재이용하지 않고 폐기하는 경우를 예시하고 있었지만, 본 발명은, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 작동유 드레인부 (12) 로부터 작동유 배출관에 배출된 이용이 끝난 작동유는, 탱크 등으로 회수하여 주수 펌프 (10) 등의 유압 구동식의 설비를 작동시키는 작동유로서 재이용해도 된다.

또, 상기 서술한 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니고, 상기 서술한 각 구성 요소를 적절히 조합하여 구성한 것도 본 발명에 포함된다. 그 밖에, 상기 서술한 실시형태에 기초하여 당업자 등에 의해 이루어지는 다른 실시형태, 실시예 및 운용 기술 등은 모두 본 발명의 범주에 포함된다.

산업상 이용가능성

이상과 같이, 본 발명에 관련된 주수 펌프는, 플런저를 사용한 주수 펌프에 유용하고, 특히, 물을 토출한 후의 플런저를 기준 위치로 복귀시키기 위한 압축 스프링의 물에 의한 부식, 손상을 회피하면서, 소형화와 저가격화를 양립시킬 수 있는 주수 펌프에 적절하다.

1 : 펌프 케이스
2 : 토출부
2a : 토출실
3 : 설치대부
3a : 작동유실
4 : 지지부
4a : 하측 내부 공간
5 : 토출 밸브부
5a : 체크 밸브
5b : 토출구
6 : 플런저
6a : 물 피스톤부
6b : 작동유 피스톤부
6c : 규제부
6d : 수력부
6e : 테이퍼부
7, 8 : 시일 링
9 : 검출부
10 : 주수 펌프
11 : 배수 드레인부
11a : 배수 수집부
11b : 배수로
12 : 작동유 드레인부
12a : 작동유 수집부
12b : 작동유 배출로
13 : 공기 스프링
14 : 공기실
15a : 공기 유로
15b : 공기 입출구
16 : 공기 배관
17 : 급수부
18 : 간극
19 : 물
F1 : 축 방향
F2 : 직경 방향
P1 : 리프트 위치
Ps : 기준 위치

Claims

펌프 케이스와 상기 펌프 케이스 내에 왕복동 가능하게 형성되는 플런저를 구비하고, 작동유의 압력을 이용하여 상기 플런저를 상기 펌프 케이스의 토출구측으로 이동시킴으로써, 상기 펌프 케이스 내의 토출 대상인 물을 가압하여 토출하는 주수 펌프에 있어서,
상기 펌프 케이스는,
상기 플런저의 외주면과 상기 펌프 케이스의 내주면의 간극을 유하하는 물을 배출하기 위한 배수 드레인부와,
상기 토출 대상인 물을 토출한 후의 상기 플런저를, 상기 펌프 케이스의 토출구측과는 반대측으로 이동시킴으로써, 상기 토출 대상인 물을 토출하기 전의 기준 위치로 복귀시키는 공기 스프링을 구비하고,
상기 공기 스프링은, 상기 플런저의 외주면과 상기 펌프 케이스의 내주면에 둘러싸이는 공간으로서 상기 배수 드레인부보다 하측에 위치하는 공기실에, 상기 배수 드레인부의 내부 압력보다 큰 압력의 공기를 공급함으로써 구성되는 것을 특징으로 하는 주수 펌프.
제 1 항에 있어서,
상기 펌프 케이스는, 상기 공기실보다 하측에, 상기 펌프 케이스 내에 잔류하는 작동유를 배출하기 위한 작동유 드레인부를 구비하고,
상기 공기실은, 상측의 상기 배수 드레인부와 하측의 상기 작동유 드레인부의 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 주수 펌프.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 배수 드레인부와 상기 공기실의 사이에 형성되고, 상기 플런저의 외주면과 상기 펌프 케이스의 내주면의 간극과 상기 공기실의 연통을 폐색하는 제 1 시일 부재와,
상기 공기실보다 하측에 형성되고, 상기 펌프 케이스의 내부 공간 중 상기 공기실보다 하측에 위치하는 하측 내부 공간과 상기 공기실의 연통을 폐색하는 제 2 시일 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 주수 펌프.