KR960003409Y1 - 유채펌프 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유채펌프

제1도는 본 고안에 의한 유체 펌프의 구조를 보인 종단면 구성도.

제2도는 본 고안에 의한 유체펌프의 요부 구조를 보인 종단면 구성도.

제3a, b도는 본 고안에 의한 유체 펌프의 왕복 작동상태를 보인 작동상태 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 1' : 흡입밸브 2, 2' : 배출밸브

3 : 관체 4 : 밀폐링

5 : 영구자석 6, 6' : 전자석

7 : 흡입관 8 : 배출관

본 고안은 기체나 액체를 능률적으로 이송시킬 수 있는 유체 펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 기체나 액체를 이송하기 위한 유체펌프는 대체적으로 그 동력원을 모우터에 의존하고 있다.

예컨대, 모우터의 로테이터 회전동력을 이용하여 임펠러를 회동시킴으로써 일측의 기체나 액체를 타측으로 이송시킬 수 있도록 한 구성을 취하고 있거나, 모우터 로테이터와의 크랭크상으로 연결된 피스톤이 실린더내에서 왕복운동을 하면서 양단의 책크밸브가 교변으로 열리고 닫히는 작동에 의하여 기체나 액체를 이송시킬 수 있도록 한 구조의 것을 들수 있다.

그러나, 이들 유체펌프들은 기본적으로 모우터를 설치하여야 하는 것이어서 압송을 위한 에너지 효율이 저하될 수밖에 없는 실정이였으며, 아울러 피스톤과 실린더를 이용하는 방식은 크랭크에 의하여 모우터의 로테이터에 의한 원을 그리는 회전력이 왕복운동으로 변환되는 과정에서 소음이 발생될 뿐만 아니라 구조가 복잡하여 제작비용을 앙등시키고 장치의 부피가 커지는 등의 문제점을 내포하고 있다.

이의 개선책으로서는, 상용 전원으로 공급되는 교류 전원을 이용하여 전자석에 의한 영구자석의 흡인과 반발이 반복되도록 함으로써 이송 대상물의 흡입과 압출이 반복되도록 하여 효율적이며 단순한 구조를 갖는 전자 유체(電磁流體) 펌프가 일본국 특개소 56-66467 (왕복식 액체 압송기)에 의하여 제안된 바 있으며, 본 출원인도 이와 유사한 형태의 소형 유체 펌프를 대한민국 실용신안등록 출원 제90-22548호로 출원한 바 있다.

이러한 유체 펌프들은, 모우터와 같은 별도의 동력원을 마련하지 않고도 한쌍의 전자석과 이들 전자석과 흡입 및 반발을 반복하면서 왕복하는 영구자석 및 흡입밸브, 배출밸브를 구비함으로써 흡입과 압출행정을 반복하는 펌프의 기능이 실시되도록 한 것인바, 종전의 모우터를 이용하는 방식에 비하여 월등히 향상된 효율을 얻을 수 있었으며 크기를 소형화 함에 따른 장치의 컴팩트화에 크게 이바지할 수 있었던 것이다.

그러나 이러한 구조의 유체 펌프에 의하면, 전자석과 흡인 및 반발하면서 왕복운동하는 영구자석의 스트로크 바깥 위치에 전자석이 배열된 구조를 취하고 있음으로 말미암아 영구자석과 전자석과의 거리가 상당히 떨어지게되며 이러한 상태에서 운동방향을 바꾸는 데 필요한 기동 토오크를 얻기 위하여, 전자석에는 이격된 거리의 제곱에 반비례하는 자력을 보상할 수 있을만큼의 많은 전력을 공급하여야 하므로 효율이 저하되고, 대부분의 경우 전자석에 공급할 수 있는 전력은 극히 제한되어 있으므로 이러한 유체펌프는 그 출력이 작게 된다. 따라서 이러한 유체펌프는 주로 완구나 간이설비용으로 사용되고 있는 실정이며 산업용으로 활용할 수 있을 정도의 경제성을 갖추지 못하여 널리 보급되지 못하고 있는 실정인 것이다.

본 고안은 전술한 바와 같은 종래의 제반결점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 유체펌프의 왕복운동하는 영구자석과 전자석간의 거리가 최소화된 상태를 유지하면서 작동되도록 함으로써 영구자석에 가하여지는 전자석의 자계가 강력하게 형성될 수 있도록 함과 아울러, 관체의 중앙 소정구간에 걸쳐 영구자석으로부터 종방향 내·외단에 상반극성을 갖도록 전자석을 설치하여 극성의 변환을 주기적으로 반복 인가함으로써 유체펌프의 효율을 대폭 형성시켜 각종 산업용으로 널리 활용할 수 있도록 한 유체펌프를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 실시예에 따르면, 양측에 각각 흡입밸브와 배출밸브를 가지는 흡입관과 배출관을 갖춘 관체, 상기 관체의 내부에 길이 방향으로 유동 가능하게 설치된 영구자석 및 상기 영구자석에 가해지는 전자기력 발생장치로 이루어진 유체 펌프에 있어서, 상기 전자기력 발생장치는 상기 관체내에 배치된 영구자석의 측면에서 길이 방향 전체에 걸쳐 동일 극성의 전자기력이 발생되게 관체의 길이 방향에 직교하는 방향을 축으로하여 코일이 감겨진 것으로 이루어진 전자석으로 구성되는 유체펌프가 제공된다.

이하 본 고안의 실시예를 첨부도면에 의거 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 제1도는 본 고안의 전체 구성을 보인 종단면 구성도이고, 제2도는 본 고안의 요부인 영구자석과 전자석과의 상호 설치 상태를 보인 발췌측단면 구성도이며, 제3도는 본 고안의 작동상태 설명도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안은 양측에 각각 흡입밸브(1), (1') 및 배출밸브(2), (2')가 구비된 복수의 흡입관(7) 및 배출관(8)을 가지는 관체(3)의 내부에 밀폐링(4)을 끼워서 된 영구자석을 설치하고, 관체(3)의 중앙 외측에는 전자석(6)을 설치하여 전자석(6)에 의한 자력으로 영구자석(5)이 왕복운동을 행할 수 있도록 한 기본 구성을 취하고 있다. 상기, 영구자석(5)을 중심으로 하여 내·외단에 상반극성이 인가될 수 있는 구성을 취하고 있으며, 그 극성은 공지의 극성변환기(9)에 의한 ＂N＂ ＂S＂가 반복적으로 반전될 수 있는 구성을 취하고 있다.

즉, 관체(3)에 설치되는 전자석(6)은 길이방향 양단에 상반극성을 갖는 영구자석(5)과는 달리, 관체(3)로부터의 종방향 내·외단부에 상반극성이 인가될 수 있게 구성하여, 전자석(6)의 내·외단에 인가되는 극성을 공지의 극성변환기(9)에 의해 반복해서 교번시킴에 따라 상기 영구자석(5)이 관체(3)내부에서 좌·우측으로 왕복운동할 수 있도록 한 구조를 취하고 있으며, 상기 전자석(6)이 설치되는 위치는 영구자석(5)을 원활히 왕복운동 시킬 수 있도록 영구자석(5)의 길이를 충분히 고려하여 적정크기로 관체(3) 중앙부에 일정 구간 설치된 구성을 취하고 있다.

물론, 본 고안의 일실시예에 의하면 전자석(6)은 관체(3) 외주면에 ＂+＂자 형태로 설치 구성되어 있으나, 본 고안은 이로써 한정되는 것은 아니고 그 설치 숫자를 가·감 구성함으로써 영구자석(3)의 이송력을 증감 가변 조정시킬 수 있는 구조일 수도 있다.

도면중 미설명 부호 S는 리미트 스위치(Limit switch)를 나타낸 것이다.

이와 같이 구성하여서 된 본 고안은, 작동시 흡입밸브(1), (1')를 흡입관(7)을 경유하여 압송 대상물측과 연통되도록 하고 배출밸브(2), (2')를 배출관(8)을 경유하여 이송을 원하는 위치로 향상하도록 한 상태에서 극성변환기(9)를 ＂온＂시켜 전자석(6)에 전원을 인가함으로써 작동이 개시된다. 이때의 전원은 상용 전원으로 교류이며, 이는 공지의 극성변환기(9)를 거쳐서 전자석(6)에 병렬로 공급되는 것이다.

그러므로 전자석(6)에는 병렬로 전류가 흐르게 되는 것이며, 상기 극성 변환기(9)를 통해 전자석(6)에 극성을 주기적으로 반복해서 변환시킴으로써 관체(3)와 접하고 있는 전자석(6)의 내·외단에 발생되는 자극이 계속 반전을 거듭하게 되는 것이다.

그 결과 전자석(6)과 관체(3)를 사이에 두고 접하여 있는 영구자석(5)은 제3a도에서 도시된 바와 같이 전자석(6)의 내부가 ＂N＂극으로 되었을 시 같은 ＂N＂극으로 되어 있는 영구자석(5)의 일단이 반발하고, 다른 ＂S＂극으로 되어 있는 영구자석(5)의 타단이 전자석(6)의 ＂N＂극에 의하여 흡인되어 영구자석(5)은 도면상 좌측으로 이동하게 되는 것이다.

즉, 전자석(6)의 내단이 ＂N＂극을 띠면 전자석(6)의 내단일측(62)은 영구자석(5)의 ＂N＂을 갖는 일측단(51)을 밀어내고, 전자석(6)의 내측타단(61)은 영구자석(5)의 ＂S＂극을 갖는 타측단(52)을 끌어당기는바, 이 자력에 의해 영구자석(5)은 도면상 좌측으로 급격히 이동되게 된다.

그러므로 영구자석(5)의 일단측에 의하여 밀려나는 관체(3)의 일측 공간에 유입되어 있던 기체나 액체가 배출 밸브(2) 및 배출관(8)을 경유하여 배출될 수 있는 것이고, 이 순간 관체(3)의 타측에는 압력이 저하되므로 흡입밸브(1')가 열리면서 흡입관(7)을 경유하여 기체나 유체가 흡입되게 되는 것이다.

이와는 반대로 전자석(6)의 내단이 ＂S＂극으로 변환되면, 제3b도에서와 같이 영구자석(5) 타단의 ＂S＂극이 반발되고 ＂N＂극이 전자석(6)의 ＂S＂극에 의하여 흡인되는 것이므로 영구자석(5)은 도면상 우측으로 이동하게 된다.

즉, 전자석(6)의 내단이 ＂S＂극을 띠면 전자석(6)의 내단타측(61')은 영구자석(5)의 ＂S＂극을 갖는 타측단(52)을 밀어내고, 전자석(6)의 내단일측(62')은 영구자석(5)의 일측단(51)을 끌어당기는 바, 이 자력에 의해 영구자석(5)은 도면상 우측으로 급격히 이동하게 된다.

그러므로 영구자석(5)의 타측에 유입되어 있던 기체나 액체가 배출밸브(2') 및 배출관(8)을 경유하여 배출될 수 있는 것이며, 아울러 영구자석(5)의 일측에는 압력의 저하로 인하여 흡입밸브(1)가 열리면서 흡입관(7)을 경유하여 기체나 유체가 유입되는 것이므로 이와 같은 동작을 반복함에 따라 기체나 유체를 흡입하여 원하는 장소로 압송할 수 있게 되는 것이다.

본 고안의 일실시예에서는 상용 교류전원을 사용하였으나, 주파수 변환기를 이용하여 그 출력 주파수를 제어 공급함으로써 영구 자석의 습동속도를 제어하여 용도에 적합하도록 할 수 있음은 물론이다.

이러한 본 고안의 작동은 특히 모우터를 이용하지 않고 전자석(6)에 의하여 영구자석(5)을 직접 가동하도록 하는 방식일 뿐만 아니라, 종설 전자석(6)에 의한 자력이 근접하여 있는 영구자석(6)에 효과적으로 가하여 지도록 되어 있음으로써 그 효율 역시 대폭 향상될 수 있는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같은 본 고안의 유체펌프에 의하면, 종래 유체펌프에 비하여 그 작동 효율이 매우 높은 것이어서 전력소모를 최소화하면서도 종래의 유체펌프에 비하여 월등히 강력한 출력을 낼 수 있게되는 것이므로, 산업용으로도 널리 활용할 수 있게 되는 등의 특장점이 있다.

Claims (1)

1. 양측에 각각 흡입밸브(1, 1')와 배출밸브(2, 2')를 가지는 흡입관(7)과 배출관(8)을 갖춘 관체(3), 상기 관체(3)의 내부에 길이 방향으로 유동가능하게 설치된 영구자석(5) 및 상기 영구자석(5)에 가해지는 전자기력 발생 장치로 이루어진 유체 펌프에 있어서, 상기 전자기력 발생 장치는 상기 관체(3)내에 배치된 영구자석(5)의 측면에서 길이 방향 전체에 걸쳐 동일 극성의 전자기력이 발생되게 관체(3)의 길이방향에 직교하는 방향을 축으로 하여 코일이 감겨진 것으로 이루어진 전자석(6)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 펌프.