KR100586139B1 - 멀티디렉션 펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유입 포트와 유출 포트를 구비한 하우징, 그 안에 배치된 펌핑 기구, 상기 유입포트와 유체적으로 연결된 제 1 챔버, 상기 제 1 챔버와 유체적으로 연결된 제 2 챔버를 일반적으로 포함하는 멀티디렉션 펌프에 대해 개시한다. 제 1 및 제 2 챔버는 모두 유출 포트와 직접 유체적으로 연결되고, 그 결과 유체의 일부가 다단으로 압축되면서 이중 펌핑 효과가 발생한다. 어떤 실시예에서는, 특정 조건이 바람직하다면, 하나 또는 그 이상의 실링 기구가 제 1 및 제 2 유체 챔버를 연결시키거나 또는 제 1 유체 챔버를 유출 포트와 연결시키는 제 1 유로를 실링하기 위하여 활성화될 수 있고, 그 결과 표준형 이중 및 싱글 펌핑 효과가 달성된다.
펌프

Description

멀티디렉션 펌프{MULTI-DIRECTIONAL PUMP}
도 1 은 본 발명에 따른 멀티디렉션 펌프의 측단면도이다.
도 2a 는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프에서 피스톤이 제 1 포지션으로 이동한 때의 측단면도이다.
도 2b 는 도 2a 에 도시된 펌프에서 피스톤이 제 2 포지션으로 이동한 때의 측단면도이다.
도 3a 는 도 1 에 도시된 펌프의 다른 실시예에서 피스톤이 제 1 포지션으로 이동한 때의 절취측단면도이다.
도 3b 는 도 3a 에 도시된 펌프에서 피스톤이 제 2 포지션으로 이동한 때의 절취측단면도이다.
도 4 는 도 2b 에 도시된 펌프에서 방향 제어 밸브가 사용되고, 상기 밸브는 유입 포트 및 제 2 유체 챔버 간의 유체 연결을 허용하도록 설정된 실시예의 측단면도이다.
도 5 는 도 2b 에 도시된 펌프에서 방향 제어 밸브가 사용되고, 상기 밸브는 유입 포트 및 제 2 유체 챔버 간의 유체 연결을 제한하도록 설정된 실시예의 측단면도이다.
도 6 은 도 2b 에 도시된 펌프에서 유입 포트와 제 2 유체 챔버 간의 유체 연결을 제한할 수 있는 플레이트를 사용한 실시예의 측단면도이다.
도 7 은 도 2b 에 도시된 펌프에서 유입 포트와 제 2 유체 챔버 간의 유체 연결을 제한할 수 있는 플레이트를 사용한 실시예의 측단면도이다.
본 발명은 압축 유체를 발생시키는 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 펌핑 기구(pumping device)가 다방향(multiple directions)에서 움직일때 유체를 압축하는 펌프에 관한 것이다.
널리 알려진 바와 같이, 차량의 여러 부분들은 그들의 작동을 위하여 압축 공기와 같은 압축 유체의 사용을 필요로 한다. 예를 들면, 트럭 또는 다른 대형 차량의 브레이크 시스템은 예컨대 스프링 기반 액츄에이터(spring-based actuators)와 같은 여러 브레이크 시스템을 제동(braking) 및 비제동(non-braking) 포지션(position)으로 바이어스(bias)시키기 위하여 압축 공기를 자주 사용한다.
압축 유체를 발생시키기 위하여, 다이아프램 기반(diaphragm-based) 공기 펌프, 다중 피스톤, 사판 압축기(swash plate compressor) 및 싱글, 축구동(shaft-driven) 피스톤 펌프 등 다양한 타입의 펌프들이 개발되어 왔다. 물론 차량을 설계할 때 공간 및 파워가 항상 중요하기 때문에, 펌프의 사이즈를 최소함과 동시에 펌프가 배출하는 압축 유체의 압축도(conceration)를 증가시킬 수 있는 상이한 타입의 디자인 및 개량품들이 제안되어 왔다.
이러한 제안들 중 하나는 웨인핸들(Weinhandle)의 미국특허 제4,657,488호에 으해 개시된 2단 피스톤 압축기(two-stage piston compressor)와 같은 2단 펌프(two-stage pump)이다. 이 타입의 압축기에서, 유입구(inlet)는 피스톤의 상측 부분의 일 단부에 위치한 제 1 압축 영역으로 공기가 들어가는 것을 허용하기 위해 제공된다. 이 제 1 압축 영역은 피스톤의 상측 부분의 반대측으로 위치하고 상대적으로 작은 압축 영역인 제 2 압축 영역으로 연결되고, 교대로 유출구(outlet)에 연결된다. 따라서, 피스톤의 하강행정(downstroke)시 공기는 유입구를 통해 제1 영역으로 들어간다. 피스톤의 상승행정(upstroke)시, 공기는 압축되고 상대적으로 작은 제 2 압축 영역으로 밀려이동하고, 거기서 피스톤의 다음 하강행정시, 다시 압축되고 유출구로 배출된다. 이러한 방식에 의해 압축기는 고압축도의 압축공기가 배출할 수 있다.
그러나 이러한 종류의 2단 압축기는 많은 열을 발생시키는 단점이 있고, 이는 많은 문제점을 초래한다. 예를 들면, 공기가 차량의 관련 부분에 공급되기 전 압축기에 의해 공급되는 공기 중의 수분을 제거하기 위해 압축기와 함께 공기 건조기(air dryer)가 종종 사용된다. 공기는 온도가 높아질수록 더 많은 증기(water vapor)를 보유할 수 있기 때문에, 수분을 제거하기 위한 공기 건조기의 작업량이 더 커진다. 이러한 부가 열에 의해 발생되는 다른 문제점은 오일이 코킹화(coking up, 연소되어 탄소 침전물(carbon deposits)로 남는 현상)되는 경향이 증가한다는 것이다. 그러나 과도한 량의 매우 뜨거운 공기가 초래하는 큰 문제점은, 압축기의 구성부품 및 압축기로부터의 공기배출부분이 불필요한 수준의 가열 및 냉각에 의해 팽창 및 수축하면서, 수명이 단축되는 경향이 있다는 것이다.
이러한 종류의 2단 압축기가 갖는 또 다른 단점은 파운딩(pounding)현상이 어느 정도로 여전히 발생하고 있다는 것이다. 공기 건조기는 통상적으로 수분을 제거하기 위한 건조제(desiccant)를 담고 있는 압축기와 함께 사용된다. 각 피스톤의 상승행정에서 압축공기에 의한 간헐적 충격이 반복적으로 가해지면 결과적으로 건조제를 분말(powder)화시킬 가능성이 있다.
그럼므로 바람직한 것은 증가된 압축도의 압축 공기를 제공하면서도 과도한 열을 초래하지 않는 유체 압축용 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 더 바람직한 것은 증가된 압축도의 압축공기를 제공하면서도 파운딩 현상을 초래하지 않는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 고 압축의 압축 유체를 제공하는 펌프를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 압축 유체의 온도를 낮추는 펌프를 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명은 연속적인 흐름의 압축 유체를 제공하는 펌프를 제공하는데 또다른 목적이 있다.
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하고 상술한 목적을 달성하기 위해, 유입 포트 및 유출 포트를 구비한 하우징, 상기 하우징 내에 배치된 펌핑 기구, 상기 펌핑 기구가 제 1 포지션으로 움직일 때 유체를 수용하기 위하여 상기 유입 포트와 유체적으로 연결된 제 1 유체 챔버, 상기 유출 포트와 직접 유체적으로 연결된 제 2 유체 챔버, 상기 펌핑 기구가 제 2 포지션로 움직일 때 상기 제 1 유체 챔버 내의 유체가 상기 제 2 유체 챔버로 소통가능하게 하는 제 1 유로, 및 상기 제 1 유체 챔버 내의 유체가 상기 유출 포트와 직접적으로 소통가능하게 하는 제 2 유로를 포함하는 멀티디렉션 펌프을 포함한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 유입 포트 및 유출 포트 구비한 하우징, 상기 하우징 내에 배치된 펌핑 기구, 상기 펌핑 기구가 제 1 포지션으로 움직일 때 유체를 수용하기 위하여 상기 유입 포트와 유체적으로 연결된 제 1 유체 챔버, 제 2 유체 챔버, 펌핑 기구가 제 2 포지션으로 움직일 때 상기 제 1 유체 챔버 내의 유체가 상기 제 2 유체 챔버로 소통가능하게 하는 유로를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 유체 챔버는 상기 유출 포트와 직접 유체적으로 연결된 펌프를 포함한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 유출구를 가진 펌프에 의한 유체 압축 방법으로서, 유체를 상기 펌프 내에 유입시키는 단계; 제 1 압축 영역에서 상기 유체를 압축하는 단계, 압축 유체의 제 1 부피를 유출구를 통과하게 하고 압축 유체의 제 2 부피를 제 2 압축 영역으로 보내는 단계, 상기 압축 유체의 제 2 부피를 추가 압축하는 단계, 추가 압축된 유체가 상기 유출구를 통과하게 하는 단계를 포함하는 방법을 포함한다.
본 발명에 따른 멀티디렉션 펌프의 일 실시예의 기본적인 구성요소들은 도 1 를 참조하여 설명된다. 본 명세서에서, "상부", "바닥", "이상", "이하", "초과", "아래", "상부에서", "아래로", "상방", "하방", "상측", "하측", "전측", "후측", "전방", "후방" 등의 용어는 도면에 보이는 방향을 인용하여 언급된 것으로, 이러한 방향이 본 발명의 목적을 달성하기 위해 반드시 필요한 것은 아니다.
도 1 에서 보이는 바와 같이, 하우징(22)은 펌핑 기구(36, pumping device)를 포함한다. 제 1 유체 챔버(50, first fluid chamber)는 펌핑 기구(36)의 일 단부에 위치하고, 반면에 제 2 유체 챔버(52, second fluid chamber)는 펌핑 기구(36)의 반대편 단부에 위치한다. 그러므로 제 1 및 제 2 유체 챔버(50, 52)는, 도 2a 및 도 2b 에서 각각 보이는 바와 같이, 펌핑 기구(36)가 제 1 및 제 2 포지션 사이에서 움직일 때 교대로 유체를 수용한다.
도 1 에 도시된 실시예에서, 하우징(22)은 압축기(compressor) 하우징으로, 서로 인접하여 장착된 여러 부품들, 구동축 하우징(24, drive shaft housing), 실 플레이트(25, seal plate), 하부 밸브 플레이트(26, lower valve plate), 실린더(28, cylinder), 상부 밸브 플레이트(30, upper valve plate) 및 헤드(32, head) 등을 포함한다. 실린더(28)는 내부에 피스톤 채널(34, piston channel)을 구비하며, 그 안에 피스톤(36)이 슬라이딩이동가능하게 배치된다. 구동축 하우징(24, drive shaft housing)은 구동축(38)의 일단을 수용하고, 구동축(38)은 커넥팅 로드(40)에 연결되어 있다. 커넥팅 로드(40)는 구동축(38)에 환형으로 조립되어 그 표면 단부에 연결되거나, 구동축(38)이 회전함에 따라 커넥팅 로드(40)가 상하로 움직이도록 구동축(38)에 고정된다. 커넥팅 로드(40)는 피스톤핀(39, wrist pin)에 의해 피스톤(36)의 축(44, stem)에 연결되고, 그 결과, 구동축(38)이 회전할 때, 피스톤 헤드(46)는 피스톤 채널(34)안에서 상하 왕복이동한다. 헤드(32)는 아래에 서 자세히 설명되는 바와 같이 피스톤(36)의 움직임에 따라 유체를 수용하거나 배출하기 위하여 적어도 하나의 유입 포트(48, inlet port)와 적어도 하나의 유출 포트(49, outlet port)를 구비한다.
도 2a 에 도시된 바와 같이, 제 1 유체 챔버(50)는 유입 포트(48)와 유체적으로 연결(fluid communication)되며, 그 결과, 피스톤(36)이 제 1 포지션(first position)으로 하강할 때, 유체는 유입 포트(48)를 통해 유입되어, 채널(54)을 통과하고, 밸브(56)(예를 들면 리드 밸브(reed valve))를 지나, 통로(58, passage)를 통과하여 제 1 유체 챔버(50)로 유입된다(화살표 A 참조). 도 2b 에 도시된 바와 같이, 제 1 유체 챔버(50) 역시 유출 포트(49)와 유체적으로 연결되며, 그 결과, 피스톤(36)이 제 2 포지션(second position)으로 상승할 때, 유체는 제 1 유체 챔버(50)로부터 배출되어, 유출구(60, outlet)를 통과하고, 밸브(62)(예를 들면 리드 밸브)를 지나, 채널(64)을 통과하여, 유출 포트(49)를 통해 외부로 배출된다(화살표 D 참조).
제 1 유로(66, first conduit)는 제 1 유체 챔버(50)와 제 2 유체 챔버(52)를 연결하여, 피스톤(36)이 제 2 포지션으로 상승할 때, 유체는 제 1 유체 챔버(50)로부터 제2 유체 챔버(52)로 전달된다(화살표 C 참조). 본 실시예에서, 제 1 유로(66)는 통로(58), 채널(68) 및 유입구(70, inlet)를 포함한다. 하지만, 다른 실시예에서, 제 1 유로(66)는 펌핑 기구(36)가 제 2 포지션으로 이동할 때, 제 1 유체 챔버(50)로부터 제2 유체 챔버(52)로 유체를 전달시키기에 적합한 독립된 또는 연속적인 통로 및/또는 채널을 포함한다.
도 2b 에 도시된 바와 같이, 제 2 유로(second conduit, 67)는 제 1 유체 챔버(50)와 유출 포트(49)를 연결하여, 피스톤(36)이 제 2 포지션으로 상승할 때, 유체는 제 1 유체 챔버(50)로부터 유출 포트(49)로 전달된다(화살표 D 참조). 본 실시예에서 제 2 유로(67)는 유출구(60) 및 채널(64)을 포함한다. 하지만, 다른 실시예에서, 제2 유로(67)는, 펌핑 기구(36)가 제 2 포지션으로 이동할 때, 제 1 유체 챔버(50)로부터 유출 포트(49)로 유체를 전달시키기에 적합한 독립된 또는 연속적인 통로 및/또는 채널을 포함한다.
제 1 유체 챔버(50)와 유사하게, 제 2 유체 챔버(52) 역시 유출 포트(49)와 유체적으로 연결되어 있다. 따라서 도 2a 에서 보이는 바와 같이, 피스톤(36)이 제1 포지션으로 하강할 때, 제 1 유체 챔버(50)로 유체가 끌어당겨지면서, 동시에 제 2 유체 챔버(52)의 유체는 유출구(76)를 통과하고 밸브(78)를 지나 채널(80)을 통과하고 유출 포트(49)를 통해 외부로 배출된다(화살표 B 참조). 도 2b 에서 보이는 바와 같이, 피스톤(36)이 이어서 제 2 포지션으로 다시 상승할 때, 상술된 바와 같이 제 1 유체 챔버(50)의 유체 중 일부는 제 2 유로(67)를 통해 배출되고 제 1 유체 챔버(50) 의 유체 중 일부는 제 1 유로(66)를 통해 제 2 유체 챔버(52)로 유입되게 되어, 피스톤(36)이 도 2a 에 도시된 제1 포지션으로 다시 리턴될 때 유체는 2회 압축된다.
제 1 유체 챔버(50)의 유체는 통로(58) 및 유출구(60) 모두를 경유하여 배출되기 때문에(도 2b 참조), 제 1 유로(66)를 통과하여 제 2 유체 챔버(52)내로 끌어당겨지는 공기의 양은 유출구(60)로부터 유출 포트(49)를 통과하여 배출되는 공 기의 양에 반비례한다. 제 2 유체 챔버(52)는 제 1 유체 챔버보다 작은 부피를 가지고, 제1 유체 챔버(50)에서 제 2 유체 챔버(52)로 전달된 유체는, 이미 제 1 유체 챔버(50)에서 압축되었기 때문에, 제 2 유체 챔버(52)에서 더 압축될 수 있다. 덧붙여, 일부 유체가 유출구(60)를 경유하여 제 1 유체 챔버(50)에서 배출된 사실을 고려하여 추가적인 압축이 가능할 만큼의 충분한 압력이 가해지는 것을 보증할 수 있도록, 제 2 유체 챔버(52)는 제 1 유체 챔버(50)보다 충분히 작은 사이즈를 갖는다. 제 2 유체 챔버(52)를 제 1 유체 챔버(50) 보다 작게 형성시키는 것은 여러가지 방법들로 달성가능한 데, 예컨대, 외경(예컨대 피스톤 채널(34))뿐만 아니라 내경(예컨대 피스톤 축(44))에 의해서도 제 2 유체 챔버(52)의 크기를 규정할 수 있다.
제 1 및 제 2 유체 챔버(50, 52)는 모두 유출 포트와 직접 유체적으로 연결되어 있기 때문에(유체는 각 챔버로부터 다른 챔버를 통과함이 없이 유출 포트로 유동할 수 있게 연결됨), 유체는 피스톤(36)의 상승행정(upstroke) 및 하강행정(downstroke) 모두에서 유출 포트(49)를 통해 배출되고, 이에 의해 복동 펌프(double action pump)의 파운딩 효과(pounding effect)를 감소시킨다. 더욱이, 제 2 유체 챔버(52)로부터 공급된 유체는 두번 압축되어, 보다 고압축의 유체를 제공하게 된다. 하지만 유출 포트(49)를 통한 두번 압축된 유체의 배출은 제 1 유체 챔버에 의해 공급된 유체에 의해 교환되고, 이 유체는 오직 한번 압축되었기 때문에, 이로 인해 열을 감소시키게 된다.
도 2a 및 2b 를 참조하여 설명된 실시예에서, 통로(58)는 유체가 제 1 유체 챔버(50)로 유입되거나 유출되는 모두를 허용하지만, 어떤 실시예에서는, 도 3a 및 3b 에서 도시된 바와 같이, 분리된 유입구(72) 및 유출구(74)가 통로 대신에 제공된다. 이러한 실시예에서는, 제 1 유로(66)는 유출구(74), 채널(75) 및 유입구(70)를 포함한다.
사용조건이이 변화되고 이에 따라 요구되는 압축공기의 수준도 상이하기 때문에, 펌프로부터 배출되는 압축 유체의 압축도를 증가시키거나 또는 감소시키기를 바라는 경우가 있다. 따라서 이러한 실시예에서는, 상술된 구조가 직렬 복동 펌프(straight double pump) 또는 심지어 단동 펌프(single action pump)를 만드는 데 사용될 수 있는 데, 아래에서 설명되는 바와 같이, 제 1 및 제 2 유체 챔버(50, 52)를 연통시키는 제 1 유로(66)를 실링(sealing)하여 유체의 흐름을 제한하기 위한 하나 또는 그 이상의 실링 기구(sealing mechanism)를 도입한다.
예를 들면, 이러한 것은 때때로 긴 거리를 이동하고, 다른 때에는 비교적 짧은 거리의 코스에서 반복적으로 출발 또는 정지하는 버스 또는 오버로드(over-the-road) 트럭에 바람직하다. 이 경우에, 동일 차량에서 요구되는 압축 공기의 양이 시간에 따라 달라진다. 따라서 도 4 및 도 5 에서 보이는 같이, 어떤 유익한 실시예에서는, 펌프는 제어가능한 실링 기구(90)를 포함한다. 펌프에 의해 배출되는 유체의 압축도를 감소시키는 것이 바람직할 때에는, 실링 기구(90) 예컨대 방향 제어 밸브(directional control valve)를 포함하여, 도 4 에 도시된 바와 같이, 제 1 유체 챔버(50) 및 채널(68) 간의 흐름을 제한하도록 설정될 수 있다. 따라서 피스톤(36)이 제 1 포지션으로부터 제 2 포지션으로 움직일 때, 제 1 유체 챔버(50)의 유 체는 오직 유출구(60)를 통해 흐르도록 강제되고(화살표 E 참조), 유체는 유입 포트로부터 직접적으로 제 2유체 챔버(52)로 이동되게 된다(화살표 F 참조). 따라서 사실상의 복동 펌프가 만들어진다. 택일적으로 도 5 에 도시된 바와 같이, 실링 기구(90)는 유입 포트(48) 및 제 1 유체 챔버(50) 모두로부터 채널(68)로의 유체 흐름이 제한되도록 설정되어, 제 2 유체 챔버(52)를 완전히 차단시키고, 이에 의해 사실상의 단동 펌프가 만들어진다.
몇몇 실시예에서는, 직렬 복동 펌프, 단동 펌프 또는 2단 펌프가 바람직한 것으로 알려져 있다. 도 6 및 7 에서 보이는 바와 같이, 이러한 실시예서는, 실링 기구는 실린더(28) 및 어퍼 밸브 플레이트(30, upper valve plate) 사이에 장착된 플레이트(92)를 단지 포함한다. 이 플레이트는 바람직한 특별한 유동 경로에 적합한 구경(apertures), 밸브 또는 벽부(wall sections)의 배열을 포함한다.
예를 들면, 도 6 에서 보이는 바와 같이, 플레이트(92)는 단지 리드 밸브와 같은 원웨이 밸브(94, one way valve)를 포함하여, 유체가 통로(58)를 통해 제 1 유체 챔버(50)로 흐르는 것은 허용하지만, 통로(58)를 통해 제 1 유체 챔버(50)로부터 나오는 것은 허용되지 않게 하고, 이로 인해 도 4 의 펌프와 유사한 사실상의 복동 펌프를 만든다. 택일적으로, 도 7 에 도시된 바와 같이, 플레이트는 채널(68)을 따라 두개의 지점(two point) 사이에 배치된 벽 부재(96, wall member)로서 기능하고, 이에 의해 제 2 유체 챔버(52)를 완전히 차단하고, 이에 의해 도 5 의 펌프와 유사한 사실상의 단동 펌프가 되게 한다.
택일적으로, 압축 유체의 압축도를 증가시키는 것이 바람직하다면, 벽 부재 (96)는 유출구(60)를 차단하도록 위치지워질 수 있고, 이에 의해 사실상의 직렬 2단 압축 펌프가 만들어진다. 유사하게, 제어 밸브는 유출구에 위치하여, 유출구(60)를 통해 제 1 챔버(50)의 외부로 유체가 흐르는 것을 허용 또는 제한하도록 설정될 수 있다.
어떤 유리한 실시예에서, 다재한 능력의 최대치를 제공하기 위해 방향 제어 밸브가 통로(58) 및 유출구(60) 양측에 위치된다. 이 밸브들은 밸브 플레이트의 일부분으로서, 액츄에이터, 예를 들면 차량의 각 부분으로부터 차량이 필요로 하는 압축 유체를 나타내는 신호를 수신하여 그에 맞게 밸브를 제어하는 전자 제어 유닛(electronic control unit, 미도시)에 의해 자동 또는 수동으로 제어가능하다. 이러한 액츄에이터는, 예를 들면, 요구되는 압축 유체량이 어떤 한계치 이상으로 상승할 때 실링 기구를 활성화시킨다.
위에서 설명된 실시예에서, 압축기는 상이한 조건들에 적합하도록 응용될수 있기 때문에, 도 1 에서 도시된 바와 같이 압축기는 그러한 조건들에 적합한 다양한 선택 기구(optional device)에 사용되도록 개조될 수 있다. 예를 들면, 압축기는 실 플레이트(25) 내에 위치한 피스톤 베어링(98)을 포함하고, 만약 조건들이 마일드(mild)하면 실링(sealing)된다. 그러나 만약 조건들이 보통(moderate)이고 많은 펌핑이 필요하다면, 베어링은 개방되고, 구동축 챔버(23) 내에 유조(oil bath) 또는 오일분무(oil mist)를 사용하는 것이 바람직하고 오일이 챔버(50, 52)에 들어가지 않는 것을 보증하기 위해 오일 실(99)이 함께 사용된다. 만약 조건들이 최대(maximum)이고 큰 부피의 고 압축공기가 피스톤에 의해 연속적으로 발생된다면, 또 한 워터재킷(29, water jacket)이 공기를 냉각시키는데 사용된다.
본 발명에 의하면 증가된 압축도의 압축 공기를 제공하면서도 과도한 열을 발생시키지 않는 펌프를 제공할 수 있게 된다. 또한 본 발명에 의하면 다재한 능력을 가진 펌프를 제공할 수 있게 된다. 전술한 설명들은 본 발명을 설명하기 위한 것이고 한정하기 위한 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가에 의해 이루어진 자명한 변형은 본 발명의 기술적 사상 범위를 벗어나지 않는 것으로 해석되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 설명들에 의해서보다 첨부된 특허청구범위를 고려하여 결정되어야 할 것`이다.

Claims (29)

  1. 유입 포트 및 유출 포트를 구비한 하우징;
    상기 하우징 내에 배치된 펌핑 기구;
    상기 펌핑 기구가 제 1 포지션을 향해 움직일 때 유체를 수용하기 위하여 상기 유입 포트와 유체적으로 연결된 제1 유체 챔버;
    상기 유출 포트와 직접 유체적으로 연결된 제 2 유체 챔버;
    상기 펌핑 기구가 제 2 포지션을 향해 움직일 때 상기 제 1 유체 챔버 내의 유체가 상기 제 2 유체 챔버와 소통가능하게 하는 제 1 유로; 및
    상기 제 1 유체 챔버 내의 유체가 상기 유출 포트와 직접 소통가능하게 하는 제 2 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 피스톤 채널을 포함하며,
    상기 펌핑 기구는 상기 피스톤 채널 내에 배치된 피스톤을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 피스톤은
    상기 제 1 유체 챔버를 적어도 부분적으로 한정하여 상기 피스톤이 상기 제 2 포지션을 향해 움직일 때 상기 제 1 유체 챔버 내의 유체에 힘을 가하는 제 1 표 면; 및
    상기 제 2 유체 챔버를 적어도 부분적으로 한정하여, 상기 피스톤이 상기 제 1 포지션을 향해 움직일 때 상기 제 2 유체 챔버 내의 유체에 힘을 가하는 제 2 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징은
    적어도 부분적으로 구동축 챔버를 둘러싸고,
    오일의 소통을 제한하도록 상기 구동축 챔버와 상기 피스톤 채널 사이에 위치되는 오일 실을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징에 장착가능한 워터 재킷을 더 포함하는 것을 특징으로 멀티디렉션 펌프.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 챔버는 상기 유입 포트와 직접 유체적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 유체 챔버는,
    상기 유입 포트로부터 상기 제 1 유체 챔버로 유체가 소통가능하게 하고, 상 기 제 1 유체 챔버로부터 상기 제 2 유체 챔버로 유체가 소통가능하게 하는 통로를 구비한 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 유체 챔버는,
    상기 유입 포트로부터 상기 제 1 유체 챔버로 유체가 소통가능하게 하는 유입구; 및
    상기 제 1 유체 챔버로부터 상기 제 2 유체 챔버로 유체가 소통가능하게 하는 유출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유로를 실링하기 위한 실링 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 실링 기구가 상기 제 1 유로를 실링하도록 하는 액츄에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 요구되는 압축 유체량이 한계치(threshold value) 이하로 떨어질 때 상기 실링 기구를 활성화시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 멀티디렉 션 펌프.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 전자 제어 유닛인 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 실링 기구는 방향 제어 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 유체 챔버는 유체를 수용 및 배출하기 위한 통로를 구비하고,
    상기 실링 기구는 상기 제 1 유체 챔버의 통로에 위치되며,
    상기 제 1 유체 챔버는 상기 실링 기구가 비활성화 포지션(unactivated position)일 때 상기 제 2 유체 챔버와 유체적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 유체 챔버는 상기 실링 기구가 복동 포지션(double-action position)일 때 상기 제 1 유체 챔버와 유체적으로 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 유체 챔버는 상기 실링 기구가 단동 포지션(single-action position)일 때 상기 제 1 유체 챔버 또는 유입 포트와 유체적으로 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 유로를 실링하는 제 2 실링 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 실링 기구가 상기 제 2 유로를 실링하도록 하는 액츄에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는, 요구되는 압축 유체량이 한계치 이상일 때, 상기 제 2 실링 기구를 활성화시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 유체 챔버는 상기 제 2 실링 기구가 활성화 포지션(activated position)일 때 상기 유출 포트와 직접 유체적으로 연결되고,
    상기 제 1 유체 챔버는 상기 제 2 실링 기구가 2단 포지션(two-stage position)일 때 상기 유출 포트와 직접 유체적으로 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  21. 제 9 항에 있어서, 상기 실링 기구는
    상기 제 1 유로를 따라 제 1 및 제 2 지점(location) 사이에 배치가능한 벽 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 하우징은 실린더를 포함하며,
    상기 벽 부재는 상기 실린더에 장착가능한 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 유로를 실링하는 실링 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 실링 기구가 상기 제 2 유로를 실링하도록 하는 액츄에이터를 더 포함 하는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 요구되는 압축 유체량이 한계치 이상으로 상승할 때 실링 기구를 활성화시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 유체 챔버는 상기 실링 기구가 활성화 포지션 (activated position)일 때 상기 유출 포트와 직접 유체적으로 연결되고,
    상기 제 1 유체 챔버는 상기 실링 기구가 2단 포지션(two-stage position)일 때 상기 유출 포트와 직접 유체적으로 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  27. 유입 포트 및 유출 포트를 구비한 하우징;
    상기 하우징 내에 배치된 펌핑 기구;
    상기 펌핑 기구가 제 1 포지션을 향해 움직일 때 유체를 수용하기 위하여 상기 유입 포트와 유체적으로 연결된 제 1 유체 챔버;
    제 2 유체 챔버; 및
    펌핑 기구가 제 2 포지션을 향해 움직일 때 상기 제 1 유체 챔버 내의 유체가 상기 제 2 유체 챔버로 소통가능하게 하는 유로를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 유체 챔버는 상기 유출 포트와 직접 유체적으로 연결된 것을 특징으로 하는 멀티디렉션 펌프.
  28. 유출구를 가진 펌프에 의한 유체의 압축 방법으로서,
    유체를 상기 펌프 내에 유입시키는 단계;
    제 1 압축 영역에서 상기 유체를 압축하는 단계;
    압축 유체의 제 1 부피를 유출구를 통과하게 하고 압축 유체의 제 2 부피를 제 2 압축 영역으로 보내는 단계;
    상기 압축 유체의 제 2 부피를 더 압축하는 단계; 및
    더 압축된 유체를 상기 유출구를 통과하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프의 유체 압축 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 제 1 압축 영역 내의 유체를 압축하는 단계는 피스톤이 제 1 포지션을 향해 움직일 때 발생되고,
    상기 제 2 압축 영역 내의 유체를 압축하는 단계는 피스톤이 제 2 포지션을 향해 움직일 때 발생되는 것을 특징으로 하는 펌프의 유체 압축 방법.
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