KR0171554B1 - 전자 펌프 - Google Patents

Abstract

펌프정지시에 펌프의 내부압을 흡입밸브에서 상류측에 달아나게 하는 것을 목적으로 한다.

전자코일에 왕복운동되는 피스톤에 리크소피스톤을 설치하고 이 리크소피스톤을 리크실린더에 접동자재되도록 삽입함과 동시에 그 리크소피스톤의 선단과 리크실린더가 1부로서 획성한 리크공간을 상기 흡입밸브에서 상류측에 접속된 것이다.

Description

전자펌프

제1도는 본 발명의 실시의 형태를 나타내는 종단면도.

제2도는 동상의 요부의 횡단면도.

제3도는 본 발명의 다른 실시의 형태를 나타내는 횡단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전자펌프 2 : 전자(電磁)코일

15 : 전자(電磁)플런저 24 : 실린더

28 : 흡입밸브 29 : 배출밸브

38 : 리크소피스톤 39 : 리크실린더

40 : 리크공간 60 : 전자(電磁)밸브

64 : 압력상승시간 조정장치

본 발명은 전자(電磁)펌프 특히 펌프정지시에 차단밸브를 가지고 유체의 배출을 중지시키는 전자펌프에 관한 것이다.

전자펌프는 단속전류에 의하여 전자코일에 발생한 단속하는 흡자력을 이용하여 피스톤을 왕복운동시켜 흡입변과 배출변의 협동작업으로서 펌프작용을 행하여 유체를 흡입공에서 흡입하고 가압하여 배출공에서 배출되어 왔다. 이와 같은 종래의 전자펌프에 있어서는 배출공 이후에 전자밸브를 설치하고 펌프정지와 동시에 유체의 유출을 조지하고 있었으나 2개의 부품 때문에 구조가 크게 되는 결점이 있어서 본 출원인은 전자변을 내장한 것(특공소 52-38243호 공보)를 개발하여 현재 사용하고 있으며 전자펌프의 중로 되었다.

이와 같은 전자밸브 내장형의 전자펌프는 급탕난방 등의 연소기기의 기름버어너용으로 널리 사용되어지고 있다. 근년 버어너의 연소기술의 진보와 같이 연소 초기에 있어서 소음이나 공해배기개스의 감소로서 오나점화방식을 채용하고 있는 기기가 주류로 되어 있어서 이에 따른 전자펌프의 대응으로서 크게 2가지의 방법이 취하여지고 있다.

하나는 기계식이라 칭하여 전자펌프 본체내에 용적 및 오리피스 누설병용기능을 채택한 펌프배출압력 연기동파입 예컨대 특개소 59-7787호(압력상승시간 조정장치를 가지는 전자펌프), 실개소 62-14173호(전자펌프의 압력상승시간 조정장치), 실개소 62-184180호(전자펌프의 상승시간 조정장치)가 있어서 기계적으로 연기동시키는 것이다.

또 한가지는 전기식이라고 칭하여 상기한 전자펌프를 사용하여 펌프의 기동인가 펄스전류의 듀디비를 제어회로를 사용하여 조절하며 전기적으로 펌프의 배출압력을 연기동시키는 것이다.

양방의 연기동기술은 각각 특징을 가지고 있으나 쌍방의 방식으로 공통하고 있는 점은 전자펌프정지시에 s장되어 있는 전재밸브에 의하여 배출공이 폐쇄되어 펌프 내부에 높은 압력(예컨대 7kg/㎠ 정도)이 남게 되므로 각각 압력개방수단을 가지고 있다.

기계식의 연기동기술에서는 용적변화를 주는 플런저에 오리피스를 가지고 mffjwj의 전후의 압력 및 반환스프링으로서 반환유로를 열고 잔압을 흡입측에 개방하고 있다.

전기식의 연기동기술에서는 예컨대 실개소 58-82481호(펌프의 잔류압력 배제장치)에서 나타내는 것 같이 전자펌프의 릴리이프밸브에 근소한 누설구를 미리 만들어 놓든지 또는 실개평 1-166777호(전자펌프의 전압배제형 릴리이프밸브)에서 나타내는 것 같이 펌프내부와 흡입경로 사이에 오리피스를 설치해 놓고 펌프운전중에 있어서도 상시 흡입경로측에 리크시키는 방식이다.

전용누설로나 오리피스는 개구유효면적이 1개소이므로 먼지 등이 쌓이기 쉽기 때문에 통상은직전 또는 자기앞에 스트레이너(필터)를 전용으로 설치하고 있다. 그러나 전자펌프의 온오프제어빈도가 종래 20만회 정도의 보기좋은 설게대응하고 왔으나 이를 월등히 초과하여 100만회 이상의 반복운전이 실용상 필요하게 되어 전자펌프 자체의 내부가동부의 미세한 마멸분에 의한 영향으로 눈금이 심히 메여서 내부압력의 해방이 불가능하여 불합리점이 발생한다.

그래서 본 발명중 청구항 1 기재의 발명은 내부압방출의 전용의 누서로를 설치함과 동시에 자기크리닝 작용을 시켜서 눈금이 메이는 것을 방지하는 전자펌프를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다. 청구항 2에 기재한 발명은 청구항 1 기재의 발명의 목적을 가지는 전자펌프로서 기계식의 압력상승시간 조정장치를 부가한 예를 나타낸 것이다.]

전술의 목적을 달성하기 위하여 본 발명중에 청구항 1 기재의 발명은 전자코일에 단속전류의 통전에 의하여 왕복운동되는 전자플런저와 이 전자플런저에 연동하여 실린더내를 왕복운동하는 피스톤과 이 피스톤과 협동으로 펌프작용을 하는 흡입밸브 및 배출밸브와 전자펌프정지시에 배출구를 오프로 하는 차단밸브를 갖춘 전자펌프에 있어서 상기 피스톤의 선단에 리크소피스톤을 설치, 당해 리크소 피스톤은 리크실린더에 접동자재되도록 삽입함과 동시에 그 리크소피스톤의 선단과 리크실린더가 1부로서 획성의 리크공간을 상기 흡입밸브에서 상류측에 연통된 것을 특징으로 한 것이다. 또, 청구항 2기재의 발명은 청구항 1 기재의 발명이 구성에 압력상승시간 조정장치를 부가한 것이다.

따라서 이 청구항 1 기재의 발명에서는 펌프정지시에 펌프내부압은 피스톤과 실린더의 틈새를 통하여 펌프실내에 들어오고 이것으로 리크소피스톤과 리크실린더의 틈새를 통하여 흡입밸브에서 상류측으로 배출된다. 즉 피스톤과 실린더의 틈새, 펌프실 및 리크소피스톤과 리크실린더의 틈새가 누설로로 되어 소정시간 내에 펌프내부압을 저하시킬수가 있다. 또 리크소피스톤은 펌프구동시 항상 리크실린더내를 왕복운동하기 때문에 먼지 등이 부착되는 일이 없다. 만일 부착하는 일이 있더라도 자기크리닝 작용이 되어 눈금이 메일 일은 없다.

청구항 2 기재의 발명은 기계식의 압력상승시간 조정장치를 부가한 예로서 펌프구동초기에 용적변화가 일어나서 압력의 상승을 완만하게 한 전자펌프로서 정지시에 펌프내부압력이 피스톤, 실린더의 틈새, 펌프실, 리크소피스톤과 리크실린더의 틈새에서 이루는 누설로로부터 배출되고 부가된 압력상승시간 조정장치를 기능시킬 수가 있다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의하여 설명한다. 제1도 및 제2도에 있어서 전자펌프(1)는 철 등의 자성재로서 형성된 케이스(4) 내에 단손전류(펄스전류)가 인가되는 전자코일(2)을 가지고 있다. 이 전자코일(2)은 수지제의 보빈(3)에 전선이 감기어서 형성되는 것으로서 이 보빈(3)의 중앙을 관통하여 형성된 관통공에는 금속제로서 비자성재의 가이드파이프(5)가 끼어져 있다. 또 상판(6) 및 하판(7)은 전기보빈(3)의 상단 및 하단에 배치되어 상기 케이스(4)와 같이 자기회로를 구성하고 있다.

상기 가이드파이프(5)의 상방에는 자기로드(8)가 배치되어 또한 이 가이드파이프(5)의 하단에 O링(9)를 개재하여 펌프본체(10)에 끼어넣어졌다. 상기 자기로드(8)는 철 등의 자성재로서 형성되어 이 자기로드(8)의 거의 하반분은 O링(11)을 개재하여 상기 가이드 파이프(5)에 끼어지고 또 자기로드(8)의 남은 상반분은 O링(12)을 개재하여 하기에는 배출조인트(56)이 동부(58)에 끼어져 있고 내부에는 종방향으로 구멍(13)이 관통하고 있다.

전자플런저(15)는 철 등의 자성재에 의하여 거의 원통형상으로 형성한 것으로서 상부 스프링(16)과 하부 스프링(17)에 의하여 상기 가이드파이프(5) 내에 형성의 전자플런저 작동실(19) 내에 접동자재하도록 지지되어 있다. 또 이 전자플런저 작동실(19)은 상기 전자플런저(15)에 의하여 상부 스프링실(19a)과 하부 스프링실(19b)로 나누어져 있다. 이 전자프러저(15)에는 축방향으로 세로구멍(20)이 뚫려있고 상부 스프링실(19a)과 하부 스프링실(19b)을 연통하고 있다. 또 이 전자플런저(15)의 하부에는 피스톤(21)이 고착되어 있다.

피스톤(21)은 상기 펌프본체(10)에 형성된 구멍에 O링(23)을 개재하여 끼어진 원통형상의 실린더(24) 내에 삽입되어 상기 전자플런저(15)의 왕복운동에 따라서 왕복한다. 그리고 상기 실린더(24)는 펌프본체(10)애 형성된 상기 전자플런저 작동실(19)과 연통하는 구멍(22) 내에 삽입되어 중간정도에서 외주에 형성된 플런저(25)가 펌프본체(10)에 O링(23)을 개재하여 계합되어 있다. 그리고 플런저(25)는 상기 하부 스프링(17)의 하단을 받치는 역할도 하고 있다.

펌프실(27)은 펌프본체(10)와 상기 피스톤(21)의 선단 및 하기하는 리크피스톤(38), 리크실린더(39)에 의하여 만들어진 공간으로서 상기 피스톤(21)의 왕복운동에 의하여 그 용적을 변화시켜 흡입밸브(28) 및 배출밸브(29)와 협동하여 펌프작용을 행하는 것이다. 구체적으로는 피스톤(21)이 상승하여 펌프실(27)의 용적이 확대하고 펌프실(27) 내가 부압되면 흡입밸브(28)가 열려서 흡입공(30)에서 유체(연료)를 흡입하고 또 피스톤(21)이 하강하여 펌프실(27)의 용적이 감소하고 펌프실(27)이 정압으로 되면 배출밸브(29)를 열어서 상기 연료를 배출하는 것이다.

흡입밸브(28)와 배출밸브(29)는 변좌체(28a)와 (29a)가 결합되고 그리고 배출측의 변좌체(29a)에 뚜껑(31)이 감합되어 일체화되어 구성된 흡입배출밸브캡셀(32)이 펌프본체(10)에 형성한 구멍(33) 내에 펌프본체(10)에 나사(35)로 죄인 부착판(36)에서 압압되어 수납되어 있다. 그리고 흡입밸브(28)와 배출밸브(29) 사이의 유로는 상기 펌프실(27)과 연통되어 있다.

(28b, 29b)는 스프링이다. 그리고 배출밸브(29) 이후의 유로는 도시생략한 상기 전자플런저 작동실(19) 내에 연통되어 있다.

리크소피스톤(38)은 상기 피스톤(21)의 선단에 부착되어 동축방향으로 돌출하고 있다. 이 리크소피스톤(38)은 리크실린더(39)내에 삽입되어 당해 리크실린더(39) 내에 왕복운동된다. 리크실린더(39)는 상기 실(22) 내에 삽입되어 있고 그 상단에는 펌프(27)를 획성하는 1부로서 되어있고 또 타단에서 리크공간(40)을 구성하는 일부로 되어있다. 이 리크공간(40)은 유로(46)에서 상기 흡입밸브(28)의 상류에 연통하고 있다.

리크피스톤(38)과 리크실린더(39)의 틈새 즉, 리크피스톤(38)의 직경과 리크실린더(39)의 지름은 어떻게 취하는 것이냐 하는 것은 리크실린더(39)의 길이에도 관계되나 2~3초 이내에 펌부내부압이 대기압에 저하하는 양에 정할 필요가 있다.

릴리이프밸브(41)는 릴리이프밸브 본체(42)와 이것을 포함하는 조정나사(43)에서 되며 릴리이프밸브 본체(42)는 스프링(44)이며 배출밸브(45)에서 하류부터 배출압(고압)이 공급되어 있는 노즐(45)에 압압되어 배출밸브(29) 이후의 압력을 뽑아내고 소정압력(예컨대 7kg/㎠)을 유지시키는 작용을 하고 있다. 잉여 연료유는 흡입밸브(28)의 상류측에 반류시킨다.

(47)은 축압기로서 배출맥동을 원활이 하는 목적으로 배출밸브(29) 이후의 유로에 넣어서 격막(48)을 부착부(49)와 케이스(50) 사이에 개재시켜 케이스측의 방에 탄성체(51)를 넣어서 형성되는 것이다. 부착부(49)가 펌프본체(10)에 형성개구(52)에 링(53)을 개재하여 삽입되어 배후에서 게지되어 있는 상기 부착판(36)에 압압되어 있고 축압기(47)가 고정되어 있다.

배출조인트(56)은 본체(57)와 이에 연하는 동부(58)를 가지며 전술과 같이 이 동부(58)가 보빈(3) 내에 감삽되어 더 한층 자기로드(8)의 상부가 끼우져 있는 것이다. 또 상기 동부(58) 내에는 전자밸브 수납실(59)이 형성되어 있으며 당해 전자밸브 수납실(59)에는 전자밸브(60)가 수납되고 스프링(61)에서 압압되어 있고 배출공(62)을 폐하며(비통전시) 통전시에는 상기 자기로드(8) 측의 스프링(61)에 당기어서 배출공(62)이 열리는 것이다.

이상과 같이 전자펌프(1)는 소정의 펄스수(50~60회)를 가지는 펄스전류가 인가되어 전자코일(2)이 여자(勵磁)되면 자기로드(8)에 자력이 발생하여 전자플런저(15)를 상부 스프링(16)에 당기어서 흡인하고, 또 당해 상부 스프링(16)에 반발에너지가 축적된다. 그리하여 전자코일(2)이 소자(消磁)되면 흡자력이 소멸하여 상부 스프링(16)의 반발에너지에 의하여 아래쪽으로 돌아간다. 이러한 반복에 의하여 전자플런저(15)는 왕복운동하게 된다. 또한 전자펌프(1)는 시동시에는 느슨하게 일어서는 성질의 연기동형이며 펄스의 듀디비를 변화시키는 것을 행하는 공지의 기술이 채용되어 있다.

그리고 전자플런저(15)의 왕복운동은 피스톤(21) 및 리크소피스톤(38)에 전해져서 실린더(24) 및 리크실린더(39) 내를 왕복운동된다. 피스톤(21)의 왕복운동 즉, 하방으로 변위되었을때는 펌프실(27)의 용적이 확대하고 그리하여 부압으로 되어 흡입밸브(28)를 열고 흡입공(30)에서 유체를 흡인한다.

그리하여 상방으로 변위할 때에 펌프실(27)의 용적이 축소되고 따라서 압축압(정압)이 되어 배출밸브(29)를 열어서 유체를 전자플런저 작동실(19) 내에 배출시킨다.

또 피스톤(21)은 동기하여 리크소피스톤(38)도 왕복운동되어 리크공간(40)의 용적변화가 발생하나 흡입밸브나 배출밸브 등이 없고 펌프작용도 하지 않는다.

배출밸브에서 배출되어 전자플런저 작동실(19) 내에 흘러든 유체는 축압기(47)에서 평활되고 그리고 릴리이프밸브(41)에서 소정압으로 조정되어 열려진 전자밸브(60)를 개재하여 배출공(62)에서 외부기기에 송출된다.

전자코일에 펄스전류의 인가 차단되면 전자플런저 및 피스톤(21), 리크소피스톤(38)의 왕복운동은 정지됨과 동시에 전자밸브(60)가 변좌에 착좌하여 배출공(62)은 닫혀진다. 즉, 펌프내부인 흡입밸브(28)보다 하류이며 전자밸브(60)까지의 사이에 특히 전자플런저 작동실(19) 내에 고압(예컨대 7kg/㎠)의 유체가 닫혀진다. 이 고압의 유체는 피스톤(21)과 실린더(24)의 사이를 통고하고 펌프실(27)에 이르고 거기에서 리크소피스톤(38)과 리크실린더(39)의 사이를 통하여 리크공간(40)에 흐르고 흡입변에 유출하고 내부압을 흡입측에 유출시킬 수가 있다. 즉, 누설로로 되어있는 피스톤(21)과 실린더(24) 및 리크소피스톤(38)과 리크실린더(39)에 있어서 피스톤(21) 및 리스소피스톤(38)은 가동부재이며 먼지가 부착하기 어려운 자동크리닝 작용을 행하여 신뢰성을 높이고 있다.

이 유출시간은 2~3초 정도이며 피스톤(21)과 실린더(24) 및 리크소피스톤(38)과 리크실린더(39)의 틈새나 실린더(24) 및 리크소피스톤(38)의 길이를 적의 조절함으로서 제어할 수가 있다. 따라서 펌프정지후 2~3초 정도에서 내부압이 저하하고 재차 펌프가 구동되면 배출압은 전자코일(2)에 인가되는 펄스전류의 듀디비를 변화시키고 느슨하게 상승하여 정상압에 이르는 것이며 석유연소기기에 있어서 완전화에 기여할 수가 있다.

또, 차단밸브가 자기로드(8)의 흡자력에 의하여 개폐된 전자밸브(60)인 예가 나타내고 있으나 독립한 전자밸브용의 전자코일을 가지는 것이나 실공소 61-21583호 공보, 실공소 61-14635호 공보에서 나타낸 기술 즉 펌프정지시에 전자플런저의 위치의 변화에서 개폐하는 밸브라할지라도 좋다.

제3도에 있어서 전술의 실시형태예와 달리 연착화를 위한 기계식의 압력상승 시간 조정장치(64)가 나타내고 있다. 압력상승시간 조정장치(64)는 펌프 본체(10)에 형성공(65)에 삽입된 압력상승시간 조절용 실린더(이하, 압조용 실린더로 칭한다)(66)와 이 압조용 실린더(66)내를 접동하는 압조용 피스톤(67)과 이 앞조용 피스톤(67)을 압압하는 스프링(68)으로서 되며 압조용 실린더(66)는 내부중심에 격벽(69)을 가지며 그 전후에 각각 전실(70a)과 후실(70b)을 형성하고 있다. 이 격벽(69)에 통공(71)이 뚫리고 양실(70a, 70b)를 연통하고 있다.

상기 전실(70a)에는 필터(72)가 수납되고 상기 압조용 실린더(66)에 형성공(74)에서 연통공(73)을 개재하여 배출밸브(29)의 하류측에 연통하고 있다. 또 상기 후실(70b)에는 압조용 피스톤(67)이 접동자재되도록 배치되고 스프링(67)으로서 부세되고 당해 압조용 피스톤(67)은 배출밸브의 하류측의 압력과 대향하고 있다. (75)는 스트록 조정용의 스페이서를 배정할 수가 있는 스톱퍼이다. 또한 압조용 실린더(66) 및 필터(72)는 상기 축압기(47)를 부착한 부착판(36)으로서 부착되어 펌프본체(10)에 장착된다. 또 상기 압조용 피스톤(67)은 누설공 등이 형성되어 있다.

이와 같은 압력상승시간 조정장치(64)는 펌프구동이 개시되면 배출밸브(29)에서 하류의 유체, 즉 고압이 연통공(73)을 개재하여 공급되며 첫째 전실(70a) 내에 들어와 통공(71)을 개재하여 압조용 피스톤(67)에 압력을 가한다. 이 압조용 피스톤(67)은 소정압(2~3kg/㎠)에 달하면 변위를 시작하여 용적을 확대하여 예컨대 5~6kg/㎠로 상승하면 그 용적의 확대를 정지시키는 작용을 하고 구동초기시의 압력을 느슨하게 하는 것이다. 이 구성의 압력상승시간 조정장치(64)에 있어서 펌프구동정지시에 전술한 바와 같이 피스톤(21)과 실린더(24)의 틈새, 펌프실(27) 및 리크소피스톤(38)과 리크실린더(39)의 틈새를 통하여 펌프내부압이 유출하여 2~3초 정도에서 대기압에 근사치로 저하시킬 수가 있으므로 피스톤(67)은 스프링(68)에 의하여 돌아가게 되고 펌프의 재가동시에 재차 연기동되는 것이다. 그외의 부분은 전술한 실시예와 동일하기 때문에 동일부분은 동일부호를 붙여서 설명을 생략한다.

이상과 같이 청구항 1 기재의 발명에 의하면 펌프정지시에 펌프내의 압력(고압)은 피스톤과 실린더의 틈새, 펌프실, 리크소피스톤과 리크실린더의 틈새를 통하여 흡입측에 달아나게 할 수 있으므로 펌프내부압을 소정시간내에 저하시킬 수가 있는 것이다.

또 리크소피스톤은 펌프구동시에 있어서는 상시 리크실린더내를 접동하기 때문에 임시로 먼지가 부착하여도 자기크리닝 작용으로 제거할 수가 있으므로 눈금을 메우는 것 같은 불합리점을 발생하기 않는다.

또한 청구항 2 기재의 발명에 의하면 기계식의 압력상승시간 조정장치를 부착한 예로서 펌프구동 초기에 용적변화를 주어서 압력의 상승을 느리게 한 전자펌프이며 정지시에 펌프의 내부압이 피스톤과 실린더의 틈새, 펌프실, 리크소피스톤과 리크실린더의 틈새에서 배출되고 부착된 압력상승시간 조정장치를 작동시킬 수가 있는 것이다. 이 압력상승시간 조정장치의 피스톤에는 관통공을 뚫을 필요는 없다.

Claims (2)

1. 전자코일에 단속전류의 통전으로 왕복운동되는 전자플런저와 이 전자플런저에 연동하여 실린더내를 왕복운동하는 피스톤과 이 피스톤과 협동으로 펌프작용을 하는 흡입밸브 및 배출밸브와 전자펌프정지시에 배출공을 닫는 차단밸브를 갖춘 전자펌프에 있어서 상기 피스톤의 선단에 리크소피스톤을 설치하여 당해 리크소피스톤은 리크실린더에 접동자재되도록 삽입함과 동시에 그 리크소피스톤의 선단과 리크실린더가 1부로하여 획성의 리크공간을 상기 흡입밸브에서 상류측에 연통된 것을 특징으로 하는 전자펌프.
2. 제1항에 있어서, 압력상승시간 조정장치를 부착한 것을 특징으로 하는 전자펌프.