KR20220012153A - Reciprocal pump using linear motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 리니어 모터를 이용한 극저온 왕복동 펌프에 관한 것으로, 크랭크 등의 기계적 방식 대신 전자기적 방식의 리니어 모터를 채택함으로써 펌핑 마찰로 인한 발열을 최소화 하는 한편, 리니어 모터의 대부분을 진공층으로 에워싸는 구조를 제공하여 펌핑 대상인 극저온 유체를 외기와 격리시킴으로써 극저온 유체로의 열 침입을 차단하는 극저온 왕복동 펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a cryogenic reciprocating pump using a linear motor. By adopting an electromagnetic type linear motor instead of a mechanical method such as a crank, heat generation due to pumping friction is minimized, while most of the linear motor is surrounded by a vacuum layer. It relates to a cryogenic reciprocating pump that blocks heat penetration into the cryogenic fluid by isolating the cryogenic fluid to be pumped from the outside air by providing it.
극저온 펌프는 액체 또는 기체 상태의 산소, 질소, 아르곤, 탄화수소 및 천연 가스(LNG) 등과 같은 극저온 유체에 압력을 부여하여 수송한다. Cryogenic pumps transport cryogenic fluids such as liquid or gaseous oxygen, nitrogen, argon, hydrocarbons and natural gas (LNG) under pressure.
극저온 펌프는 산업상의 이용이 점차 증가되고 있다. 일 예로, 수소 자동차는 고압의 수소를 저장탱크에 저장하여 연료로 사용하고 있으며, 종래의 휘발유 및 가솔린 충전 스테이션과 유사한 수소 충전 스테이션으로부터 수소를 공급받는다.Cryogenic pumps are increasingly used in industry. For example, a hydrogen vehicle stores high-pressure hydrogen in a storage tank and uses it as fuel, and receives hydrogen from a hydrogen charging station similar to a conventional gasoline and gasoline charging station.
수소 충전 스테이션은 중앙 저장소로부터 수소 자동차의 저장 탱크로 수소를 이동시키기 위하여, 예를 들면 700bar 게이지 이상의 고압을 발생시킬 수 있는 극저온 펌프를 구비할 필요가 있다. 이는 한정된 저장탱크의 크기에 따라 최대한 많은 양의 수소를 압축하여 저장탱크에 공급하기 위함이고, 700bar 게이지 이상의 고압으로 수소를 공급할 경우 액체 또는 기체의 형태로 저장탱크에 저장될 수 있다.The hydrogen filling station needs to be equipped with a cryogenic pump capable of generating a high pressure of, for example, 700 bar gauge or more, in order to move hydrogen from the central storage to the storage tank of the hydrogen vehicle. This is to compress as much hydrogen as possible according to the limited size of the storage tank and supply it to the storage tank, and when hydrogen is supplied at a high pressure of 700 bar gauge or more, it may be stored in the storage tank in the form of liquid or gas.
극저온의 유체, 특히 액체 또는 기체 상태의 수소나 헬륨을 저장탱크에 담기 위해 극저온 왕복동 펌프가 사용된다. 종래의 극저온 왕복동 펌프는 기계적 방식인 크랭크 드라이브를 이용하여 피스톤을 수평으로 왕복 이동시킴으로써 극저온 유체를 펌핑한다. 이때, 기계적인 방식의 특성상 구동 과정에서 마찰열이 발생하고, 발생된 열이 유체에 전달되면서 펌핑 효율을 저하시킨다. Cryogenic reciprocating pumps are used to store cryogenic fluids, particularly hydrogen or helium in liquid or gaseous state, into storage tanks. A conventional cryogenic reciprocating pump pumps a cryogenic fluid by horizontally reciprocating a piston using a mechanical crank drive. At this time, due to the characteristics of the mechanical method, frictional heat is generated during the driving process, and the generated heat is transferred to the fluid, thereby reducing the pumping efficiency.
또한, 종래의 극저온 펌프는 상온의 외기가 가지는 열이 펌프를 통해(thourgh) 유체로 전도되는 것을 방지하기 위해 리니어 모터의 플런저 파트를 진공 캔으로 둘러싸는 구조를 제공한다.In addition, the conventional cryogenic pump provides a structure surrounding the plunger part of the linear motor with a vacuum can in order to prevent the heat of the outside air at room temperature from being conducted to the fluid through the pump (thourgh).
그러나 리니어 모터의 피스톤과 플런저 사이의 간극을 통해 슬라이딩 룸으로 유체 일부가 유입될 수 있는데, 플런저 파트 이외의 다른 부위는 별도의 열 차폐 수단을 구비하지 못하므로, 리니어 모터의 다른 부위를 통해 외기의 열이 침범하는 것을 막을 수가 없다.However, a part of the fluid may flow into the sliding room through the gap between the piston and the plunger of the linear motor, but other parts other than the plunger part do not have a separate heat shielding means. You can't stop the heat from invading.
한국등록특허 제10-1766010호는 실린더의 외주에 배치되어 자기장을 발생하는 코일을 실린더의 길이에 대응하는 개수로 독립적으로 설치하여 독립적인 자기장을 발생시키고, 실린더 내에서 피스톤의 왕복이동 거리 및 이동속도를 자유롭게 제어할 수 있는 왕복동식 피스톤 전자펌프를 개시하고 있다.Korean Patent No. 10-1766010 discloses that the number of coils that are disposed on the outer periphery of the cylinder to generate a magnetic field are independently installed in the number corresponding to the length of the cylinder to generate an independent magnetic field, and the reciprocating distance and movement of the piston within the cylinder Disclosed is a reciprocating piston electromagnetic pump capable of freely controlling the speed.
다만, 한국등록특허 제10-1766010호는 종래의 극저온 펌프와 같이 펌프 전체를 진공 상태로 차폐하고 있지 않아 여전히 외부의 열 침입을 효과적으로 차단할 수 없는 단점이 있다.However, Korea Patent Registration No. 10-1766010 does not shield the entire pump in a vacuum state like a conventional cryogenic pump, so it still has a disadvantage in that it cannot effectively block external heat intrusion.
본 발명의 일 실시예가 해결하고자 하는 과제는, 펌핑 구동에 따른 마찰열을 최소화하여 극저온 유체에 열침입을 방지하는 극저온 왕복동 펌프를 제공하는 것이다.An object to be solved by one embodiment of the present invention is to provide a cryogenic reciprocating pump that prevents heat intrusion into a cryogenic fluid by minimizing frictional heat caused by pumping operation.
본 발명의 일 실시예가 해결하고자 하는 과제는, 리니어 모터의 구조적 한계에도 불구하고 외기와 극저온 유체 간의 열전도를 원천적으로 차단하는 극저온 왕복동 펌프를 제공하는 것이다.An object to be solved by one embodiment of the present invention is to provide a cryogenic reciprocating pump that fundamentally blocks heat conduction between the outside air and the cryogenic fluid despite the structural limitations of the linear motor.
본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.Other objects of the present invention will become clearer through the examples described below.
본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 왕복동 펌프는, 내부에서 피스톤(111)이 선형으로 왕복동하는 실린더(112), 상기 피스톤(111)의 후진에 의해 유체(fluid)가 흡입되는 유입구(113), 상기 피스톤(111)의 전진으로 가압된 유체가 배출되는 제1배구(114), 상기 실린더(112)와 이격된 공간에 진공 갭(VACCUM)이 형성되도록 상기 실린더(112)의 외부를 둘러싸는 실린더 자켓(116)을 포함하는 실린더 어셈블리(110) 및 The cryogenic reciprocating pump according to an embodiment of the present invention includes a
상기 피스톤(111)과 연결되는 샤프트(121), 상기 샤프트(121)에 선형 구동력을 가하는 슬라이더(122), 상기 슬라이더(122)와 전자기장을 형성하는 스테이터(123), 상기 샤프트(121) 및 슬라이더(122)의 결합체를 에워싸며 일단이 상기 실린더(112)와 밀착 결합되는 가스 자켓(124), 상기 가스 자켓(124)와 진공의 간극을 유지하면서 상기 가스 자켓(124)의 외부를 에워싸며 일단이 상기 실린더 자켓(116) 또는 상기 실린더 어셈블리(110)와 밀착 결합되는 가스 자켓(125)을 포함하는 리니어 모터(120)를 포함할 수 있다.A
본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동 펌프는, 상기 실린더(112)와 상기 실린더 자켓(116)의 사이에 배치되며 상기 리니어 모터의 펌핑에 의해 발생하는 반력으로부터 상기 실린더(112)를 지지하는 인슐레이션 서포터(117)를 더 포함할 수 있다.In the reciprocating pump according to an embodiment of the present invention, an insulation supporter is disposed between the
여기서, 상기 인슐레이션 서포터(117)는 원통 형상을 가지며, 외주면에 적어도 하나의 통기구가 형성될 수 있다.Here, the
본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동 펌프는, 상기 피스톤(111)의 전진으로 가압된 유체 중 액화되지 못한 기체를 배출하는 제2배구(115)를 더 포함할 수 있다.The reciprocating pump according to an embodiment of the present invention may further include a
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동 펌프는, 상기 가스 자켓(125) 외부에 다층박막단열재(Multi-Layer Insulation, MLI) 층이 더 구비될 수 있다.In addition, in the reciprocating pump according to an embodiment of the present invention, a multi-layered thin film insulation (MLI) layer may be further provided on the outside of the
상기 슬라이더(122)는 영구자석(magnet)이고, 상기 스테이터(123)는 구리 코일 또는 초전도체 코일 중 어느 하나로 이루어진 전자석일 수 있다. 또는 상기 슬라이더(122)는 전자석이고, 상기 스테이터(123)는 영구자석(magnet)일 수 있다.The
상기 샤프트(121)의 적어도 일부는 인슐레이션 소재로 이루어질 수 있다.At least a portion of the
상기 스테이터 프레임(126)의 일단에는 쿨링 팬(127)이 더 구비될 수 있다.A
본 발명의 일 실시예에 의하면, 크랭크 등의 기계적 방식 대신 전자기적 방식의 리니어 모터를 채택함으로써 펌핑 마찰로 인한 발열을 최소화 하여 극저온 유체로의 열 침입을 최소화할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by adopting an electromagnetic type linear motor instead of a mechanical method such as a crank, heat generation due to pumping friction can be minimized, thereby minimizing heat intrusion into the cryogenic fluid.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 리니어 모터의 대부분을 진공층으로 에워싸는 진공 캡 구조를 통해 외기로부터 리니어 모터를 격리시킴으로써 극저온 유체로의 열 침입을 원천적으로 차단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, heat intrusion into the cryogenic fluid can be fundamentally blocked by isolating the linear motor from outside air through a vacuum cap structure that surrounds most of the linear motor with a vacuum layer.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동 펌프의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1의 실시예에서 실린더 어셈블리 파트를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 실시예에서 리니어 모터 파트를 도시한 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 인슐레이션 서포터의 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 왕복동 펌프의 진공층 구조를 상세히 도시하는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a reciprocating pump according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a cylinder assembly part in the embodiment of FIG. 1 .
3 is a cross-sectional view illustrating a linear motor part in the embodiment of FIG. 1 .
4 is a perspective view of an insulation supporter according to an exemplary embodiment.
5 is a cross-sectional view illustrating in detail a structure of a vacuum layer of a reciprocating pump according to an embodiment.
본 발명은 다양한 실시예들로 해석 및 구현될 수 있지만 이해의 편의를 위해 몇 가지 대표적인 실시예들을 도면과 함께 상세히 설명하기로 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Although the present invention can be interpreted and implemented in various embodiments, some representative embodiments will be described in detail with drawings for convenience of understanding. This is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
첨부된 도면들에서 서로 다른 도면에 표시되었더라도 동일한 구성 요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하고 중복되는 설명은 생략하기로 한다.In the accompanying drawings, even though they are shown in different drawings, the same reference numerals are given to the same components, and overlapping descriptions will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동 펌프의 구조를 도시하는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a reciprocating pump according to an embodiment of the present invention.
일 실시예의 극저온 왕복동 펌프는, 크게 실린더 어셈블리(110) 파트와 리니어 모터(120) 파트로 구분된다. 이해의 편의를 위해 실린더 어셈블리(110) 파트와 리니어 모터(120) 파트를 각각 도 2와 도 3으로 구분하여 도시한다.The cryogenic reciprocating pump of an embodiment is largely divided into a
도 2는 도 1의 왕복동 펌프에서 실린더 어셈블리(110) 파트를 도시한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a part of the
실린더 어셈블리(110)는 펌핑 대상의 극저온 유체가 유입되고, 리니어 모터(120)에 의해 압축된 후, 저장 탱크를 향해 배출되는 관형의 조립 구조체로 정의될 수 있다.The
구체적으로, 실린더 어셈블리(110)는 실린더(112), 유입구(113), 제1배구(114), 실린더 자켓(116)을 포함하여 이루어지며 제2배구(115)를 더 포함할 수 있다.Specifically, the
실린더(112)는 그 내부에서 리니어 모터의 피스톤(111)이 선형으로 왕복동하는 관형 구조물로서 플런지(plunge)라고도 불린다. The
유입구(113)는 피스톤(111)의 후진 이동에 의해 극저온 유체(fluid)가 흡입되는 통로이다. The
제1배구(114)는 피스톤(111)의 전진 이동에 의해 가압된 유체가 저장 탱크를 향해 배출되는 통로이고, 제2배구(115)는 피스톤(111)의 전진 이동에 의한 가압된 극저온 유체 중 외부의 열 침입으로 인해 액화되지 못한 유체를 배출하는 통로이다.The
유입구(113)로 인입된 유체는 피스톤(111)의 가압으로 인해 압축된 후 대다수가 제1배구(114)를 통해 저장 탱크로 이동하지만, 일부는 여러 가지 사유로 충분한 압력이 해지지 못한 채 가스 상태로 제2배구(115)로 배출된다. 제2배구(115)로 배출된 잔여 유체는 다시 제1배구(114)로 재유입 되도록 설계될 수 있다.Most of the fluid introduced into the
실린더 자켓(116)은 실린더(112)와 이격되어 실린더(112)의 외곽을 둘러싸는 형태로 구현된 다단 지름의 관형 구조물이다. 실린더(112)와 실린더 자켓(116) 사이는 폐쇄된 공간으로서 왕복동 펌프의 조립 과정에서 석션에 의해 진공 상태로 형성된다. 실린더(112)와 실린더 자켓(116) 사이의 폐쇄된 공간은 이러한 의미에서 진공층(vaccume layer) 또는 진공 갭(vaccum gap)이라 불릴 수도 있고, 도 1에서 'VR1'으로 표시된다. VR1은 Vaccum Room 1의 약자로 풀이된다.The
만약 실린더(112)가 외기(Air)에 직접 노출된다면 외기(Air)의 상대적으로 높은 열이 금속 재질의 실린더(112)를 타고 내부로 전도되면서 극저온의 유체를 침범할 수 있다. 극저온이 최대한 그대로 유지되면서 압축을 가할 때 최고의 펌핑 효율이 나올 것이지만, 외기 열의 유입으로 유체의 온도가 상승하면서 열팽창이 발생하므로 펌핑에 더 많은 에너지를 소비하게 된다. 따라서 본 발명의 일 실시예에서 VR1의 진공 갭으로 실린더(112)를 외기로부터 차단함으로써 유체가 극저온을 유지하도록 1차로 조치한다.If the
도 3은 도 1의 실시예에서 리니어 모터 파트를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a linear motor part in the embodiment of FIG. 1 .
리니어 모터(120)는 피스톤(111), 샤프트(121), 슬라이더(122), 스테이터(123), 가스 자켓(125), 가스 자켓(124), 스테이터(123)를 고정하는 스테이터 프레임(126)을 포함하며, 리니어 모터 내부를 냉각하기 위한 쿨링 팬(127)이 더 포함될 수 있다.The
피스톤(111)의 일단은 슬라이더(122)에 결합되고 다른 일단은 수평 이동의 펌핑 동작에 의해 유체를 흡입하거나 압축한다. 피스톤(111)이 실린더(112) 내에서 월활한 왕복 선형 운동을 하기 위해 피스톤(111)과 실린더(112) 간에는 소정의 간극이 요구된다. 다만 간극 사이로 유체가 유입되어 슬라이더(122) 방향으로 흐르는 것을 방지하기 위해 피스톤(111)의 외주면에는 브러시 실이 더 구비될 수 있다.One end of the
샤프트(121)는 피스톤(111)를 슬라이더(122)에 고정하기 위한 결합부재로서, 슬라이더(122)의 선형 이동으로 인해 발생하는 마찰열이 피스톤(111)으로 전도되지 않도록 차단하기 위해 전체 또는 일부가 절연 소재로 제작되는 것이 바람직하다. 절연 소재로, 유리섬유강화플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastics, GFRP), 섬유강화폴리우레탄(Reinforced Polyurethane Foam, RPUF) 또는 경질우레탄(Polyurethane, PUR 또는 Polyisocyanurate, PIR)이 사용될 수 있다. 다만 이는 예시에 불과하며 절연 기능을 제공하는 어떠한 소재라도 본 발명의 절연 소재로 사용될 수 있다.The
슬라이더(122)와 스테이터(123) 중 어느 하나에는 그 전부 또는 일부에 영구자석(magnetic)이 탑재되고 다른 하나는 구리 등의 전도성 코일 또는 초전도체(High Temperature Superconductor, HTS) 코일 중 어느 하나가 탑재되어 전자석(electromagnetic)으로 동작한다. 따라서 전자석에 인가되는 전압 또는 주파수 변화에 따라 슬라이더(122)와 스테이터(123) 사이에 전자장의 극성이 주기적으로 변화하면서 슬라이더(122)가 전진 이동 또는 후진 이동한다.Any one of the
가스 자켓(124)은, 샤프트(121) 및 슬라이더(122)의 결합체 또는 슬라이더(122)가 움직이는 반경의 공간을 슬라이딩 룸이라 정의할 때, 상기 슬라이딩 룸을 에워싸는, 한쪽이 오픈된 캔 형상의 지지 부재이다. 가스 자켓(124)의 개방면의 일단은 실린더(112)와 밀착 결합된다.When the
진공 자켓(125)은 가스 자켓(124)과 간극을 유지하면서 상기 가스 자켓(124)의 외부를 에워싸는, 한쪽이 오픈된 캔 형상의 지지 부재이다. 진공 자켓(125)의 개방면의 일단은 실린더 자켓(116) 또는 상기 실린더 어셈블리(110)의 일부와 밀착 결합된다.The
리니어 모터(120)의 가압으로 인해 압축된 유체 중 일부는 제1배구(114), 제2배구(115)가 아니라, 리니어 모터의 피스톤(111)과 실린더(112) 사이의 간극을 통해 리니어 모터의 저온부(다시 말해, 슬라이딩 룸)로 유입되기도 한다.Some of the fluid compressed due to the pressurization of the
펌프 내외부의 대기(다시 말해, 외기 또는 Air)는 통상적으로 상온이므로 상기 저온부 또는 슬라이딩 룸보다 상대적으로 높은 온도를 가진다. 따라서 가스 자켓(124)과 진공 자켓(125) 사이의 진공층(vaccum gap, VR2)은 리니어 모터의 저온부를 외기로부터 차단함으로써 외기의 상대적인 고온의 열이 리니어 모터 내부로 침투하는 것을 방지한다.The atmosphere inside and outside the pump (that is, outside air or air) is usually at room temperature, and thus has a relatively higher temperature than the low temperature part or the sliding room. Accordingly, a vacuum gap (VR2) between the
결국, 리니어 모터의 피스톤(111) 이동 부위(또는 실린더 자켓 부위)는 VR1의 진공층에 의해 외기와 차단되고, 리니어 모터의 슬라이더(122) 이동 부위(또는 슬라이딩 룸 부위)는 VR2의 진공층에 의해 외기와 차단된다.As a result, the
한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 왕복동 펌프는, 상기 실린더(112)와 상기 실린더 자켓(116)의 사이에 배치되며 상기 리니어 모터의 펌핑에 의해 발생하는 반력으로부터 상기 실린더(112)를 지지하는 인슐레이션 서포터(117)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the reciprocating pump according to another embodiment of the present invention is disposed between the
도 4는 인슐레이션 서포터(117)의 일 실시예에 따른 형상을 도시한 사시도이고, 도 5는 일 실시예에 따른 왕복동 펌프의 진공층 구조를 상세히 도시하는 단면도이다.4 is a perspective view illustrating a shape of the
도 4의 예에서, 인슐레이션 서포터(117)는 원통 형상 또는 링 형상을 가지며, 외주면에 적어도 하나의 통기구가 더 형성될 수 있다. 상기 통기구(들)을 통해 VR1과 VR2는 서로 연결된 하나의 진공층을 형성한다.In the example of FIG. 4 , the
인슐레이션 서포터(117)의 다른 실시예로, 원통 형상 또는 링 형상을 가지되 별도의 통기구는 형성되지 않을 수 있다. 이 경우, VR1과 VR2는 별도의 분리된 진공층을 형성한다. 또한, 첨부된 도면에 미도시 되었지만, 인슐레이션 서포터(117)가 구비되지 않는 왕복동 펌프의 실시예에서, 실린더 자켓(112)의 수직 부위와 실린더(116)의 수직 부위는 인슐레이션 서포터 없이 서로 직접 밀착 결합되며, 이 경우 역시 VR1과 VR2는 별도의 진공층을 형성한다.As another embodiment of the
또한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 왕복동 펌프는, 상기 가스 자켓(125)의 외부면 중 일부 또는 전체에 다층박막단열재(Multi-Layer Insulation, MLI) 층(미도시)이 더 구비될 수 있다. 일례로 다층박막단열재는 각 층이 마일러(Mylar) 또는 캡톤(Kapton)과 같은 플라스틱 재질로 형성되고 그 위에 금속막이 코팅될 수 있다. 상기 다층박막단열재 층으로 인해 외부의 복사열이 리니어 모터 내부로 침입하는 것을 차단한다.In addition, in the reciprocating pump according to another embodiment of the present invention, a multi-layer insulation (MLI) layer (not shown) may be further provided on some or all of the outer surface of the
이상 본 발명의 실시예들을 도면을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, those of ordinary skill in the art may change the present invention in various ways within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It will be appreciated that modifications and variations are possible.
110: 실린더 어셈블리
111: 피스톤
112: 실린더
113: 유입구
114: 제1배구
115: 제2배구
116: 실린더 자켓
117: 인슐레이션 서포터
120: 리니어 모터
121: 샤프트
122: 슬라이더
123: 스테이터
124: 가스 자켓
125:
진공 자켓
126: 스테이터 프레임
127: 쿨링 팬110: cylinder assembly
111: piston 112: cylinder
113: inlet 114: first volleyball
115: second volleyball 116: cylinder jacket
117: insulation supporter
120: linear motor
121: shaft 122: slider
123: stator 124: gas jacket
125: vacuum jacket 126: stator frame
127: cooling fan
Claims (10)
상기 피스톤(111)과 연결되는 샤프트(121), 상기 샤프트(121)에 선형 구동력을 가하는 슬라이더(122), 상기 슬라이더(122)와 전자기장을 형성하는 스테이터(123), 상기 샤프트(121) 및 슬라이더(122)의 결합체를 에워싸며 일단이 상기 실린더(112)와 밀착 결합되는 가스 자켓(124), 상기 가스 자켓(124)와 진공의 간극을 유지하면서 상기 가스 자켓(124)의 외부를 에워싸며 일단이 상기 실린더 자켓(116) 또는 상기 실린더 어셈블리(110)와 밀착 결합되는 가스 자켓(125)을 포함하는 리니어 모터(120)
를 포함하는 리니어 모터를 이용한 왕복동 펌프.The cylinder 112 in which the piston 111 reciprocates linearly, the inlet 113 through which the fluid is sucked by the backward movement of the piston 111, and the fluid pressurized by the forward movement of the piston 111 is discharged. A cylinder assembly 110 including a first volleyball 114, a cylinder jacket 116 surrounding the outside of the cylinder 112 so that a vacuum gap (VACCUM) is formed in a space spaced apart from the cylinder 112; and
A shaft 121 connected to the piston 111, a slider 122 that applies a linear driving force to the shaft 121, a stator 123 that forms an electromagnetic field with the slider 122, the shaft 121 and the slider A gas jacket 124 enclosing the assembly of 122 and having one end closely coupled to the cylinder 112, while maintaining a vacuum gap with the gas jacket 124, enclosing the outside of the gas jacket 124 and having one end A linear motor 120 including a gas jacket 125 closely coupled to the cylinder jacket 116 or the cylinder assembly 110 .
A reciprocating pump using a linear motor comprising a.
상기 실린더(112)와 상기 실린더 자켓(116)의 사이에 배치되며 상기 리니어 모터의 펌핑에 의해 발생하는 반력으로부터 상기 실린더(112)를 지지하는 인슐레이션 서포터(117)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
리니어 모터를 이용한 왕복동 펌프.According to claim 1,
It is disposed between the cylinder 112 and the cylinder jacket 116 and further comprises an insulation supporter 117 for supporting the cylinder 112 from a reaction force generated by pumping of the linear motor.
Reciprocating pump using a linear motor.
상기 인슐레이션 서포터(117)는 원통 형상을 가지며, 외주면에 적어도 하나의 통기구가 형성되는 것을 특징으로 하는
리니어 모터를 이용한 왕복동 펌프.3. The method of claim 2,
The insulation supporter 117 has a cylindrical shape, characterized in that at least one ventilation hole is formed on the outer peripheral surface
Reciprocating pump using a linear motor.
상기 피스톤(111)의 전진으로 가압된 유체 중 액화되지 못한 기체를 배출하는 제2배구(115)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
리니어 모터를 이용한 왕복동 펌프.3. The method of claim 2,
Characterized in that it further comprises a second volleyball (115) for discharging the non-liquefied gas among the fluid pressurized by the advancement of the piston (111).
Reciprocating pump using a linear motor.
상기 가스 자켓(125) 외부에 다층박막단열재(Multi-Layer Insulation, MLI) 층이 더 구비되는 것을 특징으로 하는
리니어 모터를 이용한 왕복동 펌프.According to claim 1,
A multi-layer insulation (MLI) layer is further provided on the outside of the gas jacket 125.
Reciprocating pump using a linear motor.
상기 슬라이더(122)는 영구자석(magnet)이고, 상기 스테이터(123)는 전자석인 것을 특징으로 하는
리니어 모터를 이용한 왕복동 펌프.According to claim 1,
The slider (122) is a permanent magnet (magnet), characterized in that the stator (123) is an electromagnet
Reciprocating pump using a linear motor.
상기 스테이터(123)는 구리 코일 또는 초전도체 코일 중 어느 하나로 이루어진 전자석인 것을 특징으로 하는
리니어 모터를 이용한 왕복동 펌프.7. The method of claim 6,
The stator 123 is an electromagnet made of either a copper coil or a superconducting coil.
Reciprocating pump using a linear motor.
상기 슬라이더(122)는 전자석이고, 상기 스테이터(123)는 영구자석(magnet)인 것을 특징으로 하는
리니어 모터를 이용한 왕복동 펌프.According to claim 1,
The slider (122) is an electromagnet, and the stator (123) is a permanent magnet (magnet), characterized in that
Reciprocating pump using a linear motor.
상기 샤프트(121)의 적어도 일부는 인슐레이션 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는
리니어 모터를 이용한 왕복동 펌프.According to claim 1,
At least a portion of the shaft 121 is characterized in that made of an insulation material
Reciprocating pump using a linear motor.
상기 스테이터 프레임(126)의 일단에는 쿨링 팬(127)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는
리니어 모터를 이용한 왕복동 펌프.According to claim 1,
A cooling fan 127 is further provided at one end of the stator frame 126
Reciprocating pump using a linear motor.
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