KR101905104B1

KR101905104B1 - Air pump equipped with diaphragm

Info

Publication number: KR101905104B1
Application number: KR1020170029939A
Authority: KR
Inventors: 김규형
Original assignee: (주)씨에스이
Priority date: 2017-03-09
Filing date: 2017-03-09
Publication date: 2018-10-11
Also published as: KR20180103270A

Abstract

본 발명은 비금속 다이어프램을 구비한 에어 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 펌핑 챔버 내의 압력을 변화시켜 기체를 흡기 후 배출시키는 비금속 다이어프램의 강한 탄성력을 유지하면서도, 그 두께를 최소화시킬 수 있으며, 고온, 고압의 기체를 장기간 펌핑하더라도 비금속 다이어프램의 파손 내지 헐거움 등이 발생하지 않도록 내구성을 향상시킨 비금속 다이어프램을 구비한 에어 펌프에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 에어 펌프는, 펌핑 챔버 내의 압력을 변화시켜, 서로 차폐되어 있는 흡기실과 배기실의 각 체크밸브를 순차적으로 개폐하여 기체를 흡기한 후 배출시키는 비금속 다이어프램;을 포함하는 에어 펌프에 있어서, 상기 비금속 다이어프램은, 섬유 소재로 이루어진 내부시트와, 상기 내부시트의 양면에 각각 접착되며 불소를 포함하는 합성수지로 성형된 외부시트로 이루어진 몸체, 상기 몸체의 외부 표면에 코팅된 불소 코팅층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an air pump provided with a non-metallic diaphragm, and more particularly to a non-metallic diaphragm which can minimize the thickness thereof while maintaining a strong elastic force of a non-metallic diaphragm for sucking and discharging gas by changing a pressure in a pumping chamber, The present invention relates to an air pump provided with a non-metallic diaphragm that improves durability such that breakage or loosening of a non-metallic diaphragm does not occur even when a high-pressure gas is pumped for a long period of time.
In order to achieve the above object, an air pump according to the present invention changes the pressure in a pumping chamber to sequentially open and close check valves of an intake chamber and an exhaust chamber, which are shielded from each other, A non-metallic diaphragm comprising: an inner sheet made of a fibrous material; a body made of an outer sheet formed of a synthetic resin which is bonded to both surfaces of the inner sheet and is made of fluorine; And a fluorine coating layer coated on the surface.

Description

비금속 다이어프램을 구비한 에어 펌프{AIR PUMP EQUIPPED WITH DIAPHRAGM}AIR PUMP EQUIPPED WITH DIAPHRAGM "

본 발명은 비금속 다이어프램을 구비한 에어 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 펌핑 챔버 내의 압력을 변화시켜 기체를 흡기 후 배출시키는 비금속 다이어프램의 강한 탄성력을 유지하면서도, 그 두께를 최소화시킬 수 있으며, 고온, 고압의 기체를 장기간 펌핑하더라도 비금속 다이어프램의 파손 내지 헐거움 등이 발생하지 않도록 내구성을 향상시킨 비금속 다이어프램을 구비한 에어 펌프에 관한 것이다.The present invention relates to an air pump having a non-metallic diaphragm, and more particularly, to a non-metallic diaphragm which can minimize a thickness thereof while maintaining a strong elastic force of a non-metallic diaphragm which changes a pressure in a pumping chamber, The present invention relates to an air pump provided with a non-metallic diaphragm that improves durability such that breakage or loosening of a non-metallic diaphragm does not occur even when a high-pressure gas is pumped for a long period of time.

부식성이 높은 가스와 같은 기체를 펌핑하여 공급하는 에어 펌프는, 펌핑 방식에 따라 다양한 종류가 있으며, 이 중 체적 변화를 통해 펌핑 챔버 내의 압력을 변화시켜 흡기 후 배출이 이루어지도록 하는 다이어프램을 이용한 에어 펌프가 있다.An air pump for pumping a gas such as a highly corrosive gas has various types according to the pumping method and an air pump using a diaphragm for changing the pressure in the pumping chamber to change the volume in the pumping chamber, .

이러한 다이어프램은 펌핑하는 기체의 종류나 사용 환경 등에 따라, 코발트기 또는 니켈기 등의 초합금으로 이루어진 금속 다이어프램과, 일반 고무 재질로 이루어진 비금속 다이어프램으로 나뉜다.Such a diaphragm is divided into a metal diaphragm made of a superalloy such as a cobalt or nickel group and a nonmetal diaphragm made of a general rubber material depending on the type of gas to be pumped, the use environment and the like.

이와 관련된 종래 기술로써, 공개특허 제10-2003-0060687호, 공개특허 제10-2005-0106938호, 등록특허 제10-0977343호, 등록특허 제10-1483444호 등에 공개된 바와 같은, 비금속 다이어프램은, 강한 탄성력과 함께, 고온, 고압을 견딜 수 있는 일정 이상의 강도를 갖으면서, 높은 내식성이 요구되며, 비금속 다이어프램의 작동 특성 상 기밀성 확보 역시 매우 중요하다.As a related art related thereto, a non-metallic diaphragm, such as disclosed in Japanese Patent Laid-open Nos. 10-2003-0060687, 10-2005-0106938, 10-0977343, and 10-1483444, , It is required to have high corrosion resistance while having a strength higher than a certain level capable of withstanding high temperature and high pressure together with strong elasticity, and securing of airtightness is also important due to the operating characteristics of the nonmetal diaphragm.

특히 에어 펌프의 비금속 다이어프램은, 펌핑하는 기체에 직접 노출되는 구조이기 때문에, 고온, 고압의 기체를 펌핑하는 사용 환경에서는, 일반적인 다른 에어 펌프보다, 더 신뢰할 수 있는 내구성이 요구된다.In particular, since the non-metallic diaphragm of the air pump is directly exposed to the pumping gas, in a use environment in which a high-temperature and high-pressure gas is pumped, more reliable durability is required than other general air pumps.

종래의 비금속 다이어프램은, 고무 재질이 펌핑 용량에 맞게 통으로 성형하여 이루어지는 것으로, 상기한 바와 같이 강한 탄성력 및 강도를 갖기 위해 비금속 다이어프램 자체의 두께가 두꺼워질 수밖에 없다.A conventional non-metallic diaphragm is formed by molding a rubber material into a cylinder in accordance with a pumping capacity. In order to have a strong elastic force and strength, the thickness of the non-metallic diaphragm itself must be increased.

즉, 비금속 다이어프램의 두께를 얇게 하면 강도가 약해져 쉽게 파손 내지 변형이 발생하기 때문에, 이를 방지하기 위해 고무 두께를 두껍게 성형하는 것이 보통이다.That is, if the thickness of the non-metallic diaphragm is reduced, the strength is weakened and breakage or deformation occurs easily. Therefore, in order to prevent this, it is usual to form the rubber thickness thick.

그러나 이렇게 비금속 다이어프램의 두께를 두껍게 하면, 비금속 다이어프램의 탄성 변형을 위해 고출력의 모터가 필요하고, 비금속 다이어프램의 탄성 변형이 반복되면서 고무가 갈라지는 등의 파손이 발생하거나 기밀성을 상실하기 쉽고, 특히 비금속 다이어프램이 고속으로 탄성 변형되면서 부식성이 강한 가스와 같은 기체를 고온, 고압 상태로 펌핑할 경우, 비금속 다이어프램의 수명이 더욱 짧아지는 문제점이 있다.However, if the thickness of the non-metallic diaphragm is made thick, a high-output motor is required for elastic deformation of the non-metallic diaphragm, and the elastic deformation of the non-metallic diaphragm is repeated to cause breakage such as cracking of the rubber or loss of airtightness. There is a problem that the lifetime of the nonmetal diaphragm is shortened when the gas such as the gas having high corrosiveness is elastically deformed at high speed and pumped to the high temperature and high pressure state.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 장기간 반복된 사용, 특히 고온, 고압의 기체를 펌핑하는 가혹한 환경 하에서 비금속 다이어프램의 수명이 저하되는 것을 방지하도록 내구성을 향상시킬 수 있으며 종래의 비금속 다이어프램보다 강한 탄성력, 강도, 내구성을 보장하면서도, 몸체의 두께를 최소화할 수 있는 비금속 다이어프램을 구비한 에어 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to improve durability in order to prevent the lifetime of a non-metallic diaphragm from being deteriorated under a harsh environment in which the gas is repeatedly used for a long period of time, It is an object of the present invention to provide an air pump provided with a non-metallic diaphragm that can minimize the thickness of the body while ensuring stronger elasticity, strength and durability than conventional non-metallic diaphragms.

그리고 본 발명은, 에어 펌프의 출력 향상 및 원활한 펌핑 작동을 위해 흡기실과 배기실의 각 체크밸브가 순차적으로 고속 개폐되며, 모터의 회전력이 비금속 다이어프램이 장착된 피스톤으로 직접 전달되어 피스톤이 고속으로 직선 왕복 운동하면서 기체를 펌핑하는 에어 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to improve the output of the air pump and smooth pumping operation, each check valve of the intake chamber and the exhaust chamber is sequentially opened and closed at a high speed, and the rotational force of the motor is directly transmitted to the piston equipped with the nonmetal diaphragm, And an object of the present invention is to provide an air pump that pumps gas while reciprocating.

나아가 본 발명은, 편심 캠의 원심력을 증가시켜 모터의 과부하를 방지할 수 있으며, 특히 흡기된 고온, 고압의 기체로 인해 다이어프램의 배출 압력이 저하되는 것을 방지하여, 배기공에 구비된 체크밸브의 개방이 더욱 정확하고 빠르게 이루어질 수 있는 에어 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.Further, the present invention can prevent the overload of the motor by increasing the centrifugal force of the eccentric cam. In particular, it is possible to prevent the diaphragm discharge pressure from being lowered due to the intake gas of high temperature and high pressure, And to provide an air pump which can be opened more accurately and quickly.

또한 본 발명은, 캠부의 마찰력을 저감시키는 베어링 디스크의 고정력을 사용 환경에 맞게 조절 가능하여, 베어링 디스크에 가해지는 부하를 감소시킬 수 있는 에어 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an air pump capable of adjusting a fixing force of a bearing disk for reducing a frictional force of a cam portion according to a use environment, thereby reducing a load applied to the bearing disk.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 에어 펌프는,In order to achieve the above object, an air pump according to the present invention comprises:

펌핑 챔버 내의 압력을 변화시켜, 서로 차폐되어 있는 흡기실과 배기실의 각 체크밸브를 순차적으로 개폐하여 기체를 흡기한 후 배출시키는 비금속 다이어프램;을 포함하는 에어 펌프에 있어서, And a non-metallic diaphragm that changes the pressure in the pumping chamber and sequentially opens and closes the check valves of the intake chamber and the exhaust chamber that are shielded from each other to suck and discharge the gas,

상기 비금속 다이어프램은,The non-metallic diaphragm includes:

섬유 소재로 이루어진 내부시트와, 상기 내부시트의 양면에 각각 접착되며 불소를 포함하는 합성수지로 성형된 외부시트로 이루어진 몸체,A body made of an outer sheet formed of a synthetic resin containing fluorine, which is bonded to both surfaces of the inner sheet,

상기 몸체의 외부 표면에 코팅된 불소 코팅층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.And a fluorine coating layer coated on an outer surface of the body.

그리고 본 발명에 따른 에어 펌프에서,In the air pump according to the present invention,

상기 펌핑 챔버는, Wherein the pumping chamber comprises:

상기 흡기실과 연통되면서 제1 체크밸브가 설치된 흡기공과, 상기 배기실과 연통되면서 제2 체크밸브가 설치된 배기공과, 상기 비금속 다이어프램이 장착되는 개구부를 구비하고,An intake hole communicating with the intake chamber and provided with a first check valve, an exhaust hole communicating with the exhaust chamber and provided with a second check valve, and an opening through which the non-metallic diaphragm is mounted,

상기 비금속 다이어프램이 펌핑 챔버의 외측으로 탄성 변형되면, 상기 제2 체크밸브가 폐쇄되면서 상기 제1 체크밸브가 개방되어, 흡기실의 기체가 펌핑 챔버 내로 흡기되고,When the non-metallic diaphragm is elastically deformed to the outside of the pumping chamber, the second check valve is closed and the first check valve is opened so that the gas in the intake chamber is drawn into the pumping chamber,

상기 비금속 다이어프램이 펌핑 챔버의 내측으로 탄성 변형되면, 상기 제1 체크밸브가 폐쇄되면서 상기 제2 체크밸브가 개방되어, 펌핑 챔버의 기체가 배기실로 배기되는 것을 특징으로 한다.When the non-metallic diaphragm is elastically deformed to the inside of the pumping chamber, the first check valve is closed and the second check valve is opened, so that the gas in the pumping chamber is exhausted to the exhaust chamber.

또한 본 발명에 따른 에어 펌프에서,In the air pump according to the present invention,

상기 비금속 다이어프램을 탄성 변형시키는 작동수단은,The operating means for elastically deforming the non-metallic diaphragm includes:

모터,motor,

일단에 상기 비금속 다이어프램이 장착되고, 타단에 캠 장착공이 구비된 피스톤,A non-metallic diaphragm mounted at one end thereof, and a piston having a cam mounting hole at the other end thereof,

상기 캠 장착공에 끼워져 결합되는 캠부와, 상기 캠부의 중심부에서 일측으로 편중된 위치에 형성되어 상기 모터와 동축 회전하는 구동축이 결합되는 축공을 구비하여, 상기 모터의 회전력을 상기 피스톤의 직선 왕복 운동으로 전환하는 편심 캠을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.And a shaft hole formed at a center of the cam portion and engaged with a drive shaft coaxially rotated with respect to the motor, the rotational force of the motor being transmitted to the piston through a linear reciprocating motion of the piston And an eccentric cam which is switched to the eccentric cam.

나아가 본 발명에 따른 에어 펌프에서,Further, in the air pump according to the present invention,

상기 편심 캠은, 원심력을 증가시키기 위해, 상기 축공의 중심부에서 일측으로 편중된 위치에 구비된 중량부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.And the eccentric cam includes a weight member provided at a position biased to one side from the center of the shaft hole to increase the centrifugal force.

본 발명에 따른 비금속 다이어프램을 구비한 에어 펌프는, 비금속 다이어프램의 몸체가 섬유 소재 및 불소를 포함하는 합성수지의 다층 구조로 접착하여 형성되며, 몸체의 외부 표면에 불소 코팅층을 형성하여, 종래의 비금속 다이어프램보다 얇은 두께를 갖으면서도 탄성 변형에 필요한 유연성 및 기밀성 강화와 탄성 복귀에 필요한 강한 탄성력을 보장함과 동시에 내식성 강화를 통해 내구성을 향상시켜, 고온, 고압의 기체를 펌핑하는 가혹한 환경에서도 비금속 다이어프램의 손상 내지 파손을 방지하고, The air pump provided with the non-metallic diaphragm according to the present invention is characterized in that the body of the non-metallic diaphragm is formed by adhering with a multi-layer structure of a fiber material and a synthetic resin containing fluorine, and a fluorine coating layer is formed on the outer surface of the body, It has the thinnest thickness, yet it has the flexibility and tightness required for elastic deformation and ensures the strong elasticity required for elastic return, while enhancing the durability by strengthening the corrosion resistance, and damaging the nonmetal diaphragm even in harsh environments where high temperature and high pressure gas is pumped. Therefore,

모터의 구동축과 동축 회전하는 편심 캠에 의해 비금속 다이어프램이 구비된 피스톤이 직선 왕복 운동하면서, 흡기공과 배기공의 각 체크밸브를 순차적으로 고속 개폐시켜, 에어 펌프의 출력을 향상함과 아울러, The piston provided with the nonmetallic diaphragm linearly reciprocates by the eccentric cam rotating coaxially with the drive shaft of the motor so that the check valves of the intake air hole and the exhaust hole are sequentially opened and closed at a high speed to improve the output of the air pump,

중량부재에 의해 원심력이 향상된 편심 캠의 회전에 따른 압력 작용 방향을 흡기공과 배기공의 각 체크밸브의 개방 방향과 일치시켜 모터의 과부하를 방지하고,The pressure acting direction due to the rotation of the eccentric cam whose centrifugal force is improved by the weight member is aligned with the opening direction of each check valve of the intake air hole and the exhaust hole,

피스톤의 타단이 분리되어 캠 장착공을 형성하는 고정편들의 간격 조절을 통해 베어링 디스크의 고정력을 조절할 수 있어, 베어링 디스크에 가해지는 부하를 감소시켜 고장 발생을 방지함으로써,The other end of the piston is separated so that the fixing force of the bearing disk can be adjusted through the adjustment of the interval of the fixing pieces forming the cam mounting hole so as to reduce the load applied to the bearing disk,

비금속 다이어프램을 비롯해 에어 펌프를 구성하는 모든 부품의 사용 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.The service life of the non-metallic diaphragm and all components constituting the air pump can be extended.

도 1은 본 발명에 따른 에어 펌프의 외관 사시도.
도 2, 도 3은 비금속 다이어프램의 작동 상태별 도 1의 A-A 단면도.
도 4는 도 1의 B-B 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 피스톤의 결합 사시도들.
도 6은 도 5의 분해 사시도들.1 is an external perspective view of an air pump according to the present invention;
FIG. 2 and FIG. 3 are sectional views taken along the line AA of FIG. 1 according to the operating states of the nonmetal diaphragm.
4 is a cross-sectional view taken along line BB in Fig.
5 is an exploded perspective view of a piston according to the present invention.
Figure 6 is an exploded perspective view of Figure 5;

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. While the present invention has been described in connection with certain embodiments, it is obvious that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.In the drawings, the same reference numerals are used for the same reference numerals, and in particular, the numerals of the tens and the digits of the digits, the digits of the tens, the digits of the digits and the alphabets are the same, Members referred to by reference numerals can be identified as members corresponding to these standards.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.In the drawings, the components are expressed by exaggeratingly larger (or thicker) or smaller (or thinner) in size or thickness in consideration of the convenience of understanding, etc. However, It should not be.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, the term " comprising " or " consisting of ", or the like, refers to the presence of a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.It is to be understood that the first to second aspects described in the present specification are merely referred to in order to distinguish between different components and are not limited to the order in which they are manufactured, It may not match.

본 발명에 따른 에어 펌프를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 2 및 도 3을 참고하여 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.In describing the air pump according to the present invention, when it is specified by reference to FIG. 2 and FIG. 3 that the direction of the rough direction is not rigid for the sake of convenience, Unless otherwise specified in the description and the claims of the invention relating to the drawings, the directions are specified in accordance with this standard.

이하에서는 본 발명에 따른 에어 펌프를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an air pump according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명은, 펌핑 챔버(13) 내의 압력을 변화시켜, 서로 차폐되어 있는 흡기실(11)과 배기실(12)의 각 체크밸브(15)(16)를 순차적으로 개폐하여 기체를 흡기한 후 배출시키는 비금속 다이어프램(30)을 구비한 에어 펌프에 관한 것으로,The present invention is characterized in that the pressure in the pumping chamber 13 is varied to sequentially open and close the check valves 15 and 16 of the intake chamber 11 and the exhaust chamber 12, And a non-metallic diaphragm (30) for discharging air,

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 크게 고온, 고압의 기체를 흡기 후 배출하는 유로가 형성된 챔버 하우징(10)과, 비금속 다이어프램(30)을 작동시키는 모터(21)와 피스톤(22)이 내장되는 모터 하우징(20) 및 피스톤(22)의 작동과 연동하여 펌핑 챔버(13)에 펌핑 압력을 형성하는 비금속 다이어프램(30)을 포함한다.A chamber housing 10 in which a flow path for introducing and discharging a gas of a high temperature and a high pressure is formed, a motor 21 and a piston 22 for operating the nonmetal diaphragm 30, as shown in FIGS. 1 to 6, And a non-metallic diaphragm 30 that forms a pumping pressure in the pumping chamber 13 in association with the operation of the built-in motor housing 20 and the piston 22. [

도면에서는, 본체의 중앙에 모터(21)가 장착되고, 모터(21)의 양측에 각각 챔버 하우징(10)과 모터 하우징(20)이 하나씩 구비되고,In the figure, a motor 21 is mounted at the center of the main body, a chamber housing 10 and a motor housing 20 are provided on both sides of the motor 21,

단일 모터(21)의 회전자 양측으로 2 개의 구동축(21a)이 연결되어 각 구동축(21a)에 연결된 피스톤(22)에 의해 2개의 비금속 다이어프램(30)이 동시에 작동하는 실시예가 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다.The two non-metallic diaphragms 30 are simultaneously operated by the pistons 22 connected to the two drive shafts 21a on both sides of the rotor of the single motor 21, It is not limited.

먼저 상기 챔버 하우징(10)은, 일측에 흡기구(11a)가 연결된 흡기실(11)이 구비되고, 타측에 배기구(12a)가 연결된 배기실(12)이 구비되고, 흡기실(11)과 배기실(12) 하측에 펌핑 챔버(13)가 구비되어 있다.The chamber housing 10 is provided with an intake chamber 11 to which an intake port 11a is connected at one side and an exhaust chamber 12 to which an exhaust port 12a is connected at the other side. A pumping chamber (13) is provided below the chamber (12).

상기 흡기실(11)과 배기실(12)은 격벽(11S)에 의해 서로 차폐되어 있으며, The intake chamber (11) and the exhaust chamber (12) are shielded from each other by a partition wall (11S)

상기 펌핑 챔버(13)는 흡기실(11) 및 배기실(12)과 연통된 상측 개구부에 플레이트(14)가 설치되어 서로 차폐되어 있고, 모터 하우징(20)과 연통된 하측 개구부 둘레에는 비금속 다이어프램(30)의 외측단이 끼워져 결합되는 끼움부(13a)가 구비되어 있다.The pumping chamber 13 is provided with a plate 14 at an upper opening communicated with the intake chamber 11 and the exhaust chamber 12 and shielded from each other. Around the lower opening communicating with the motor housing 20, (13a) into which the outer end of the second housing (30) is fitted.

또한 플레이트(14)에는, 흡기실(11)과 펌핑 챔버(13)를 서로 연통시키는 하나 이상의 흡기공(14a)과, 배기실(12)과 펌핑 챔버(13)를 서로 연통시키는 하나 이상의 배기공(14b)이 형성되어 있으며, 흡기공(14a)과 배기공(14b)을 각각 개폐하는 제1 체크밸브(15)와 제2 체크밸브(16)가 구비된다.The plate 14 is also provided with one or more intake holes 14a for communicating the intake chamber 11 and the pumping chamber 13 with each other and one or more exhaust holes 14a for communicating the exhaust chamber 12 and the pumping chamber 13 with each other. A first check valve 15 and a second check valve 16 for opening and closing the intake hole 14a and the exhaust hole 14b are provided.

제1, 제2 체크밸브(15)(16)는 기체의 흐름을 일방향, 즉 제1 체크밸브(15)는 기체가 흡기실(11)에서 펌핑 챔버(13) 방향으로, 제2 체크밸브(16)는 기체가 펌핑 챔버(13)에서 배기실(12) 방향으로 흐르도록 제어하는 것으로, 도면에서는 흡기공(14a)과 배기공(14b)을 덮는 돔 형상의 개폐막을 구비한 제1, 제2 체크밸브(15)(16)를 확인할 수 있고, The first check valve 15 and the second check valve 15 are arranged in the first check valve 15 and the second check valve 15 in such a manner that the gas flows from the intake chamber 11 to the pumping chamber 13, 16 control the gas to flow in the direction of the exhaust chamber 12 from the pumping chamber 13. In the figure, the first and second exhaust valves 14a, 14b are provided with a dome-shaped opening / closing membrane covering the intake hole 14a and the exhaust hole 14b. 2 Check valves (15) and (16) can be checked,

기체의 흐름 방향을 감안하여, 제1 체크밸브(15)는 개폐막이 펌핑 챔버(13) 내에 배치되도록 구비되고, 제2 체크밸브(16)는 개폐막이 배기실(12) 내에 배치되도록 구비되어 있다.The first check valve 15 is provided so as to be disposed in the pumping chamber 13 and the second check valve 16 is provided so as to be disposed in the exhaust chamber 12 in consideration of the flow direction of the gas .

이러한 구성의 본 발명은, According to the present invention,

비금속 다이어프램(30)에 의해, 펌핑 챔버(13) 내의 압력이 하강하면 제1 체크밸브(15)가 변형되면서 흡기공(14a)을 개방함과 동시에 제2 체크밸브(16)는 플레이트(14)의 상면에 밀착되어 배기공(14b)을 폐쇄하고,When the pressure in the pumping chamber 13 is lowered by the non-metallic diaphragm 30, the first check valve 15 is deformed to open the intake hole 14a, and at the same time, So that the exhaust hole 14b is closed,

반대로 비금속 다이어프램(30)에 의해, 펌핑 챔버(13) 내의 압력이 상승하면, 제1 체크밸브(15)가 플레이트(14)의 하면에 밀착되면서 흡기공(14a)을 폐쇄함과 동시에 제2 체크밸브(16)가 변형되면서 배기공(14b)을 개방하여,Conversely, when the pressure in the pumping chamber 13 rises by the non-metallic diaphragm 30, the first check valve 15 is brought into close contact with the lower surface of the plate 14 to close the intake hole 14a, The valve 16 is deformed to open the exhaust hole 14b,

흡기구(11a)로 흡입되는 고온, 고압의 기체가, 흡기실(11), 흡기공(14a), 펌핑 챔버(13), 배기공(14b), 배기실(12)을 차례로 경유한 다음, 배기구(12a)로 배출되어, 기체의 펌핑 작용이 이루어진다.The high temperature and high pressure gas sucked into the intake port 11a is passed through the intake chamber 11, the intake hole 14a, the pumping chamber 13, the exhaust hole 14b, and the exhaust chamber 12 in this order, (12a), thereby pumping the gas.

물론 상기 제1, 제2 체크밸브(15)(16)는 기체의 흐름을 일방향으로 제어하는 것이면 족하므로, 공지된 다른 종류의 밸브가 사용되어도 무방하다.Of course, the first and second check valves 15 and 16 need only control the flow of the gas in one direction, so that other known types of valves may be used.

그리고 상기 비금속 다이어프램(30)은, 피스톤(22)의 승하강 작동에 따라 그 모양이 탄성 변형되면서 펌핑 챔버(13)의 체적을 변화시켜, 기체 펌핑을 위한 압력을 변화시키는 링 형상의 부재로써,The non-metallic diaphragm 30 is a ring-shaped member for changing the volume of the pumping chamber 13 while changing the shape of the piston 22 in response to the upward and downward movement of the piston 22,

중공부를 형성하는 내측단이 제1, 제2 헤드(23A)(23B) 사이에 형성된 장착부(23a)에 끼워지고, 외측단이 펌핑 챔버(13)의 하측 개구부에 구비된 끼움부(13a)에 끼워져, 펌핑 챔버(13)를 기밀 상태로 유지시킨다.The inner end forming the hollow portion is fitted in the mounting portion 23a formed between the first and second heads 23A and 23B and the outer end is fitted into the fitting portion 13a provided in the lower opening of the pumping chamber 13 And keeps the pumping chamber 13 in a hermetic state.

그리고 피스톤(22)의 후진(도면 상 하강)에 의해 비금속 다이어프램(30)이 펌핑 챔버(13) 외측(도면 상 하측)으로 가압되면서 탄성 변형되어, 펌핑 챔버(13) 내의 체적이 커지면, 이에 따라 펌핑 챔버(13) 내의 압력이 하강하면서, 펌핑 챔버(13)에 흡입 압력이 발생하여, 제1 체크밸브(15)의 개방 및 제2 체크밸브(16)의 폐쇄가 이루어져, 흡기실(11)의 기체를 펌핑 챔버(13) 내로 흡기한 후,When the nonmetal diaphragm 30 is elastically deformed while being pressed to the outside of the pumping chamber 13 (lower side in the figure) by the backward movement (downward in the drawing) of the piston 22 and the volume in the pumping chamber 13 becomes large, A suction pressure is generated in the pumping chamber 13 and the opening of the first check valve 15 and the closing of the second check valve 16 are performed while the pressure in the pumping chamber 13 is lowered, After purging the gas in the pumping chamber 13,

피스톤(22)의 전진(도면 상 상승)에 의해 비금속 다이어프램(30)이 펌핑 챔버(13) 내측(도면 상 상측)으로 가압되면서 탄성 변형되면, 피스톤(22)의 제1 헤드와 비금속 다이어프램(30)이 플레이트(14) 방향으로 밀착됨에 따라 펌핑 챔버(13) 내의 체적이 작아지면서 펌핑 챔버(13) 내의 압력이 상승하여, 펌핑 챔버(13)의 배출 압력에 의해 제1 체크밸브(15)의 폐쇄 및 제2 체크밸브(16)의 개방이 이루어져, 펌핑 챔버(13) 내의 기체를 배기실(12)로 배출하게 된다.When the non-metallic diaphragm 30 is elastically deformed while being pressed toward the inside of the pumping chamber 13 (upper side in the drawing) by advancing (upward in the drawing) of the piston 22, the first head of the piston 22 and the non- The pressure in the pumping chamber 13 rises as the volume of the pumping chamber 13 is reduced and the pressure of the pumping chamber 13 is increased by the discharge pressure of the pumping chamber 13, And the opening of the second check valve 16 is made to discharge the gas in the pumping chamber 13 to the exhaust chamber 12.

이때 상기한 작동에 의해 탄성 변형이 반복되는 상기 비금속 다이어프램(30)은, The non-metallic diaphragm 30, in which elastic deformation is repeated by the above-described operation,

섬유 소재로 이루어진 내부시트(31)와, 상기 내부시트(31)의 양면에 각각 접착되며 불소를 포함하는 합성수지로 성형된 외부시트(32)로 이루어진 몸체,A body made of an inner sheet 31 made of a fiber material and an outer sheet 32 made of a synthetic resin that is bonded to both surfaces of the inner sheet 31 and made of fluorine,

상기 몸체의 외부 표면에 코팅된 불소 코팅층(33)을 포함하여 이루어진다.And a fluorine coating layer 33 coated on the outer surface of the body.

상기 내부시트(31)는, 부직포와 같은 섬유 소재로, 비금속 다이어프램의 유연성을 보장하게 되고,The inner sheet 31 is made of a fibrous material such as a nonwoven fabric to ensure the flexibility of the nonmetal diaphragm,

상기 외부시트(32)는, 불소 고무(VITON)와 같은 합성수지로, 비금속 다이어프램의 탄성력을 보장하게 되며,The outer sheet 32 is made of a synthetic resin such as fluorocarbon rubber (VITON) to ensure the elasticity of the nonmetal diaphragm,

불소 코팅층(32)은, 불소수지 폴리불화에틸렌(PTFE; Poly Tetra Fluoro Ethylene)계 코팅액으로, 고온, 고압의 공기 접촉에 의한 비금속 다이어프램의 경화나 표면 손상을 방지하게 된다.The fluorine coating layer 32 is a fluorine resin polytetrafluoroethylene (PTFE) coating liquid, which prevents curing and surface damage of the non-metallic diaphragm due to high-temperature, high-pressure air contact.

특히 불소를 포함한 외부시트(32) 및 불소 코팅층(33)은, 불소와 탄소의 강력한 화학적 결합으로 인해, 화학적 비활성 및 내열성, 비점착성, 우수한 절연 안정성, 낮은 마찰계수 등의 특성으로 인해, 비금속 다이어프램(30)의 내구성이 향상된다.Particularly, the fluorine-containing outer sheet 32 and the fluorine-containing coating layer 33, due to the strong chemical bonding between fluorine and carbon, have characteristics such as chemical inertness and heat resistance, non-adhesiveness, excellent insulation stability, And the durability of the battery 30 is improved.

따라서 본 발명의 비금속 다이어프램(30)은, 종래의 비금속 다이어프램과 같이 고무류의 합성수지로 이루어진 단일 소재가 아닌, 섬유와 불소 합성수지 및 불소 코팅층으로 이루어진 복합 소재로 제작되어, 고속으로 탄성 변형이 반복되는 비금속 다이어프램(30)의 파손이나 변형이 발생하지 않고, 특히 고온, 고압의 기체가 비금속 다이어프램(30)의 표면에 직접 접촉하더라도 이로 인한 손상이 발생하지 않도록 하여, 비금속 다이어프램(30)의 사용 수명을 연장할 수 있는 효과를 제공한다.Therefore, the non-metallic diaphragm 30 of the present invention is made of a composite material made of a fiber, a fluorine synthetic resin, and a fluorine coating layer rather than a single material made of a synthetic resin such as a rubber like a conventional nonmetal diaphragm, Metal diaphragm 30 is prevented from being damaged or deformed, and even if a gas of high temperature and high pressure is brought into direct contact with the surface of the non-metallic diaphragm 30, It provides an effect that can be done.

이어서 상기 모터 하우징(20)은, 상기와 같은 비금속 다이어프램(30)을 탄성 변형시키는 작동수단이 내장되는 것으로, 상기 작동수단은,Next, the motor housing 20 is provided with operation means for elastically deforming the non-metallic diaphragm 30 as described above,

모터(21),The motor 21,

일단에 상기 비금속 다이어프램(30)이 장착되고, 타단에 캠 장착공(22a)이 구비된 피스톤(22),A non-metallic diaphragm 30 is mounted at one end and a piston 22 having a cam mounting hole 22a at the other end,

상기 캠 장착공(22a)에 끼워져 결합되는 캠부(26A)와, 상기 캠부(26A)의 중심부에서 일측으로 편중된 위치에 형성되어 상기 모터(21)와 동축 회전하는 구동축(21a)이 결합되는 축공(26a)을 구비하여, 상기 모터(21)의 회전력을 상기 피스톤(22)의 직선 왕복 운동으로 전환하는 편심 캠(26)을 포함하여 이루어진다.A cam portion 26A which is fitted to and engaged with the cam mounting hole 22a and a shaft hole 21a formed at a position biased at one side from the center of the cam portion 26A and coupled to a driving shaft 21a coaxially rotating with the motor 21. [ And an eccentric cam 26 for converting the rotational force of the motor 21 into a linear reciprocating motion of the piston 22.

상기 모터(21)는 BLDC 모터 등이 사용될 수 있으며, 전원 공급 시 구동축(21a)을 일방향으로 고속 회전시킨다.The motor 21 may be a BLDC motor or the like, and rotates the drive shaft 21a at a high speed in one direction during power supply.

상기 피스톤(22)은, 일단(도면 상 상단)에 제1 헤드(23A)와 제2 헤드(23B)가 적층되는 형태로 볼트 결합되어, 제1, 제2 헤드(23A)(23B) 사이에 비금속 다이어프램(30)이 끼워지는 장착부(23a)를 형성하여, 펌핑 챔버(13)를 기밀 상태로 유지하며,The piston 22 is bolted to the first and second heads 23A and 23B so that the first head 23A and the second head 23B are stacked at one end A mounting portion 23a into which the non-metallic diaphragm 30 is fitted is formed to keep the pumping chamber 13 in a hermetic state,

타단에 상기 구동축(21a)에 결합되어 동반 회전하는 편심 캠(26)이 끼워져 결합되는 캠 장착공(22a)이 구비된다.And a cam mounting hole 22a, which is coupled to the driving shaft 21a at the other end and to which the eccentric cam 26 rotates together, is fitted.

이때 상기 피스톤(22)은, 상기 캠 장착공(22a)에 베어링 디스크(25)가 장착되고, 이 베어링 디스크(25)에 구동축(21a)이 결합된 편심 캠(26)의 캠부(26A)가 끼워져, 모터(21) 작동 시 캠부(26A)에 의해 발생하는 마찰력을 저감시키며,At this time, the piston 22 is provided with a bearing disk 25 mounted on the cam mounting hole 22a and the cam portion 26A of the eccentric cam 26 having the drive shaft 21a coupled to the bearing disk 25 Thereby reducing the frictional force generated by the cam portion 26A when the motor 21 is operated,

이때 사용되는 베어링 디스크(25)는, 볼 베어링, 또는 디스크의 소재 자체가 마찰 계수를 저감시키는 재질로 이루어지는 등 공지된 다양한 종류의 베어링이 사용될 수 있다.The bearing disk 25 to be used at this time may be a ball bearing or a known variety of bearings such as the material of the disk itself being made of a material for reducing the friction coefficient.

상기 편심 캠(26)은, 축공(26a)의 중심부를 기준으로, 일측 외측단까지의 거리가 타측 외측단 거리가 서로 상이하게 형성된 일측 광폭부(26L)와 타측 협폭부(26S)가 형성되어 있는 것으로,The eccentric cam 26 is formed with one wide portion 26L and the other narrow portion 26S which are spaced apart from each other by a distance from the central portion of the shaft hole 26a to one outer side end, There,

구동축(21a), 즉, 축공(26a)의 중심부를 축으로 캠부(26A)가 일방향으로 회전하여, The cam portion 26A is rotated in one direction about the driving shaft 21a, that is, the center portion of the shaft hole 26a,

광폭부(26L)가 펌핑 챔버(13) 방향으로 회전 이동하면, 피스톤(22)이 전진하여 비금속 다이어프램(30)을 펌핑 챔버(13) 내측으로 가압하여 탄성 변형시키고,When the wide portion 26L rotates in the direction of the pumping chamber 13, the piston 22 advances to press the non-metallic diaphragm 30 inside the pumping chamber 13 to elastically deform it,

협폭부(26S)가 펌핑 챔버(13) 방향으로 회전 이동하면, 피스톤(22)이 후진하여 비금속 다이어프램(30)을 펌핑 챔버(13) 외측으로 가압하여 탄성 복원시켜,When the narrow portion 26S is rotated in the direction of the pumping chamber 13, the piston 22 is moved backward to press the non-metal diaphragm 30 outwardly of the pumping chamber 13,

상기와 같은 펌핑 압력이 발생한다.The pumping pressure is generated as described above.

즉, 도 3의 상태에서 구동축(21a)에 의해 캠부(26A)가 시계 방향으로 회전하면, 도 2와 같이 광폭부(26L)가 펌핑 챔버(13) 외측으로 하향 회전 이동하면서 피스톤(22)이 하강하게 되고, 이에 따라 제1, 제2 헤드(23A)(23B)의 하강에 의해 비금속 다이어프램(30)이 하측으로 탄성 복원되면서 펌핑 챔버(13)에 흡입 압력이 발생하여, 제1 체크밸브(15)만이 개방되면서 펌핑 챔버(13) 내로 흡기실(11)의 기체를 흡입하고,3, when the cam portion 26A is rotated in the clockwise direction by the drive shaft 21a, the wide portion 26L is rotated downward to the outside of the pumping chamber 13 as shown in FIG. 2, The non-metallic diaphragm 30 is elastically restored to the lower side by the lowering of the first and second heads 23A and 23B so that a suction pressure is generated in the pumping chamber 13, 15 are opened, the gas in the intake chamber 11 is sucked into the pumping chamber 13,

이 상태에서 캠부(26A)가 시계 방향으로 계속 회전하면, 도 3과 같이 광폭부(26L)가 펌핑 챔버(13) 내측으로 상향 회전 이동하면서 피스톤(22)이 상승하여, 제1, 제2 헤드(23A)(23B)의 상승에 의해 비금속 다이어프램(30)이 상측으로 탄성 변형되면서 펌핑 챔버(13)에 배출 압력이 발생하여, 제2 체크밸브(16)만이 개방되면서 펌핑 챔버(13) 내의 기체가 배기실(12)로 배출되며,When the cam portion 26A continuously rotates in the clockwise direction in this state, the wider portion 26L is upwardly moved to the inside of the pumping chamber 13 as shown in Fig. 3 and the piston 22 ascends, The non-metallic diaphragm 30 is elastically deformed upward due to the rise of the first and second check valves 23A and 23B so that a discharge pressure is generated in the pumping chamber 13 and only the second check valve 16 is opened, Is discharged to the exhaust chamber (12)

이렇게 모터(21)의 의한 구동축(21a)의 회전이 고속으로 연속되면, 편심 캠(26)에 의해 피스톤(22)이 직선 왕복 운동을 하면서 흡기 및 배기에 필요한 펌핑 압력을 발생시켜, 기체를 펌핑하여 공급하게 된다.When the rotation of the drive shaft 21a by the motor 21 is continued at a high speed, the piston 22 linearly reciprocates by the eccentric cam 26 to generate a pumping pressure required for intake and exhaust, .

이러한 편심 캠(26)은, 축공(26a)에 끼워진 구동축(21a)에 너트(26b)가 체결되어 고정되며, 도면에서는 모터(21)와 직결된 구동축(21a)에 편심 캠(26)이 결합되는 것으로 도시되어 있으나, 각종 축 및/또는 기어를 통해 구동축(21a)과 연동하는 종동축에 편심 캠(26)이 결합되는 것도 가능하다.The eccentric cam 26 is fixed to the drive shaft 21a fitted to the shaft hole 26a by fastening the nut 26b and the eccentric cam 26 is coupled to the drive shaft 21a, However, it is also possible that the eccentric cam 26 is coupled to the driven shaft interlocked with the drive shaft 21a through various shafts and / or gears.

이때 상기 제2 헤드(23B)는, 상면이 외측 끝단부로 갈수록 펌핑 챔버(13)의 반대편(도면 상 하측)으로 하향 경사진 만곡부(23b)로 형성되어, 제2 헤드(23B)가 펌핑 챔버(13) 내측으로 전진하였을 때, 만곡부(23b)가 비금속 다이어프램(30)의 하면을 적정 각도로 가압하여, 펌핑 챔버(13)의 기밀성을 유지하면서 비금속 다이어 프램(30)이 용이하게 탄성 변형된다.At this time, the second head 23B is formed as a curved portion 23b inclined downward to the opposite side (lower side in the figure) of the pumping chamber 13 as the upper surface is moved toward the outer end portion, so that the second head 23B is pushed into the pumping chamber The bending portion 23b presses the lower surface of the nonmetal diaphragm 30 at an appropriate angle so that the nonmetal diaphragm 30 is easily elastically deformed while maintaining the airtightness of the pumping chamber 13. [

한편 상기 편심 캠(26)은, 원심력을 증가시키기 위해, 상기 축공(26a)의 중심부에서 일측으로 편중된 위치에 구비된 중량부재(27)를 포함한다.Meanwhile, the eccentric cam 26 includes a weight member 27 provided at a position biased to one side from the central portion of the shaft hole 26a to increase the centrifugal force.

상기 중량부재(27)는 일정 이상의 무거운 중량을 갖는 부재로써, 편심 캠(26)이 회전할 때 원심력을 증가시켜, 모터(21)의 출력과 별개로 편심 캠(26)의 회전력, 즉 피스톤(22)의 직선 왕복 운동 압력을 향상시킨다.The weight member 27 is a member having a heavy weight equal to or greater than a certain level and increases the centrifugal force when the eccentric cam 26 rotates to increase the rotational force of the eccentric cam 26 independently of the output of the motor 21, 22).

이러한 중량부재(27)는 그 종류나 형태에 제한이 없으며, 도면에서는, 편심 캠(26)의 중심부에서 일측으로 돌출 연결된 연장부(26B)에 너트 형상의 중량부재(27)가 볼트(27a)에 의해 결합되어 있는 것을 확인할 수 있다.The weight member 27 is not limited in its kind and shape. In the figure, a nut 27 in the form of a bolt 27a is attached to an extension 26B projecting from the center of the eccentric cam 26, As shown in Fig.

이때 상기 연장부(26B)의 돌출 방향은, 편심 캠(26)에서 축공(26a)이 편중된 동일 방향으로 연장 형성되며, 연장부(26B)의 외측 끝단부에 중량부재(27)가 결합된다.At this time, the projecting direction of the extended portion 26B extends in the same direction in which the shaft hole 26a is biased in the eccentric cam 26, and the weight member 27 is coupled to the outer end portion of the extended portion 26B .

즉, 축공(26a)의 중심부를 기준으로, 연장부(26B)가 협폭부(26S)가 형성된 방향으로 길게 연결되어, 중량부재(27)가 광폭부(26L)의 반대편에 배치된다.That is, the extended portion 26B is connected long in the direction in which the narrow portion 26S is formed, and the weight member 27 is disposed on the opposite side of the wide portion 26L with respect to the center of the shaft hole 26a.

이렇게 중량부재(27)를 광폭부(26L)의 반대편에 배열하면, 모터(21) 정지 시 중력에 의해 중량부재(27)가 하측을 향한 상태(즉, 광폭부(26L)가 상측을 향한 상태)로 편심 캠(26)이 정지하게 되므로, 비금속 다이어프램(30)이 상측으로 탄성 변형된 형태로 에어 펌프의 작동이 멈추게 되며,When the weight member 27 is arranged on the opposite side of the wide portion 26L in the state where the weight member 27 is directed downward (that is, the state in which the wide portion 26L faces upward) The eccentric cam 26 is stopped, so that the operation of the air pump is stopped in a state where the nonmetal diaphragm 30 is elastically deformed upward,

따라서 펌핑 챔버(13)의 기체가 모두 배출됨에 따라, 제1, 제2 체크밸브(15)(16)가 모두 폐쇄된 상태로 유지되어, 모터(21)를 재가동할 때, 상기한 흡기 작용이 바로 발생함으로써, 에어 펌프의 제어 정밀도 내지 반응성을 향상시킬 수 있게 된다.Therefore, when all of the gas in the pumping chamber 13 is discharged, the first and second check valves 15 and 16 are kept closed so that when the motor 21 is restarted, And it is possible to improve the control precision and reactivity of the air pump.

뿐만 아니라, 이렇게 중량부재(27)가 광폭부(26L)의 반대편에 배열되면, 펌핑 챔버(13)의 기체를 배기실(12)로 배출할 때, 즉, 피스톤(22)이 상승할 때, 하향 회전하는 중량부재(27)에 중력이 더해지면서 원심력이 보다 커지게 되어, 펌핑 챔버(13)로 흡기된 고온, 고압의 기체 압력에 의해 발생하는 저항력을 상쇄시켜, 모터(21)에 과부하가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.In addition, when the weight member 27 is arranged on the opposite side of the wide portion 26L, when the gas of the pumping chamber 13 is discharged to the exhaust chamber 12, that is, when the piston 22 rises, The gravity force is added to the downwardly rotating weight member 27 so that the centrifugal force becomes greater and the resistance force generated by the gas pressure of the high temperature and high pressure drawn into the pumping chamber 13 is canceled and the motor 21 is overloaded Can be prevented from occurring.

한편 상기 베어링 디스크(25)는 캠 장착공(22a)에서 분리되지 않도록 일정 압력 이상으로 고정되어야 하는데, 이때 베어링 디스크(25)를 고정시키는 압력이 너무 강하면, 구동축(21a)의 회전 시 캠부(26A)와 베어링 디스크(25) 사이에 발생하는 마찰력이 증가함에 따라, 베어링 디스크(25)에 가해지는 부하가 커져, 베어링 디스크(25)의 마모 속도가 빨라질 뿐만 아니라 이로 인한 소음이 커질 수 있다.When the pressure to fix the bearing disk 25 is too strong, the cam member 26A is rotated at the time of rotation of the drive shaft 21a, And the bearing disk 25 increases, the load applied to the bearing disk 25 increases, so that the wear rate of the bearing disk 25 increases, and the resulting noise increases.

이에 본 발명은, 상기 피스톤(22)의 캠 장착공(22a)에, 상기 베어링 디스크(25)에 가해지는 부하를 감소시키는 구조를 도입하였다. Therefore, the present invention introduces a structure for reducing a load applied to the bearing disk (25) on the cam mounting hole (22a) of the piston (22).

이를 보다 구체적으로 설명하면,More specifically,

상기 피스톤(22)은, 타단이 서로 분리된 상태로 상기 캠 장착공(22a)을 형성하는 한 쌍의 고정편(22A)과, The piston (22) has a pair of fixing pieces (22A) forming the cam mounting hole (22a) in a state where the other ends are separated from each other,

이 고정편(22A)들을 관통하여 결합하여 고정편(22A)들 사이의 간격, 즉 캠 장착공(22a)의 크기를 조절하는 조절 볼트(24)를 포함한다.And an adjusting bolt 24 which penetrates through the fixing pieces 22A and adjusts the distance between the fixing pieces 22A, that is, the size of the cam mounting hole 22a.

각 고정편(22A)은, 캠 장착공(22a)을 기준으로 양측으로 분기되어 그 끝단부가 다른 고정편(22A)과 분리되어 있는 것으로,Each of the fixing pieces 22A is branched on both sides with respect to the cam mounting hole 22a and its end portion is separated from the other fixing pieces 22A,

고정편(22A)들의 끝단부 사이에는 캠 장착공(22a)과 연결되도록, 소정 간격으로 벌어진 이격부(22b)가 형성된다.A spacing portion 22b spaced at a predetermined interval is formed between the end portions of the fixing pieces 22A so as to be connected to the cam mounting hole 22a.

그리고 고정편(22A)들로 형성된 캠 장착공(22a)에 베어링 디스크(25)를 끼운 상태에서, 조절 볼트(24)를 고정편(22A)들의 나사공에 체결하면, 고정편(22A)들 사이의 간격을 조절, 즉 캠 장착공(22a)의 크기를 필요에 맞게 변화시킬 수 있게 된다.When the adjustment bolt 24 is fastened to the screw hole of the fixing piece 22A with the bearing disk 25 inserted into the cam mounting hole 22a formed of the fixing pieces 22A, The size of the cam mounting hole 22a can be changed as needed.

즉, 조절 볼트(24)의 조임 정도에 따라, That is, depending on the degree of tightening of the adjustment bolt 24,

고정편(22A)들 사이의 간격이 좁아지면, 이에 상응하여 캠 장착공(22a)의 크기가 작아지면서, 베어링 디스크(25)를 고정시키는 압력이 증가하고,When the distance between the fixing pieces 22A is narrowed, the size of the cam mounting hole 22a correspondingly decreases, the pressure for fixing the bearing disk 25 increases,

고정편(22A)들 사이의 간격이 넓어지면, 이에 상응하여 캠 장착공(22a)의 크기가 커지면서, 베어링 디스크(25)를 고정시키는 압력이 감소하게 된다.As the distance between the fixing pieces 22A becomes wider, the cam mounting hole 22a increases in size correspondingly, and the pressure for fixing the bearing disk 25 decreases.

따라서 이러한 구조의 고정편(22A)들 및 조절 볼트(24)를 피스톤(22)에 적용하면, 펌핑하는 기체의 종류나 압력, 베어링 디스크(25)의 마모 정도 등에 따라, 베어링 디스크(25)를 고정시키는 압력을 베어링 디스크(25)가 분리되지 않는 한도 내에서 적정 수준으로 조절할 있으므로, 베어링 디스크(25)에 가해지는 부하를 감소시킬 수 있다.Therefore, when the fixing pieces 22A and the adjustment bolts 24 having such a structure are applied to the piston 22, the bearing disk 25 can be moved in accordance with the type and pressure of the pumping gas, the degree of wear of the bearing disk 25, The load to be applied to the bearing disk 25 can be reduced since the pressure for fixing is adjusted to an appropriate level as long as the bearing disk 25 is not detached.

또한 이렇게 베어링 디스크(25)에 가해지는 부하를 적정 수준으로 감소시켜 유지하면, 모터(21)에 과부하가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.In addition, if the load applied to the bearing disk 25 is reduced to an appropriate level, it is possible to prevent the motor 21 from being overloaded.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 에어 펌프를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the present invention is not limited thereto. Various modifications, alterations, and substitutions of the present invention may be made by those skilled in the art. And should be construed as falling within the scope of protection of the invention.

10 : 챔버 하우징 11 : 흡기실
11a : 흡기구 11S : 격벽
12 : 배기실 12a : 배기구
13 : 펌핑 챔버 13a : 끼움부
14 : 플레이트 14a : 흡기공
14b : 배기공 15, 16 : 체크밸브
20 : 모터 하우징 21 : 모터
21a : 구동축 22 : 피스톤
22A : 고정편 22a : 캠 장착공
22b : 이격부 23A, 23B : 헤드
23a : 장착부 23b : 만곡부
24 : 조절 볼트 25 : 베어링 디스크
26 : 편심 캠 26A : 캠부
26B : 연장부 26a : 축공
26b : 너트 26L : 광폭부
26S : 협폭부 27 : 중량부재
27a : 볼트 30 : 비금속 다이어프램
31 : 내부시트 32 : 외부시트
33 : 불소 코팅층10: chamber housing 11: intake chamber
11a: inlet port 11S: partition wall
12: exhaust chamber 12a: exhaust port
13: pumping chamber 13a:
14: plate 14a: intake air
14b: exhaust hole 15, 16: check valve
20: motor housing 21: motor
21a: drive shaft 22: piston
22A: Fixing piece 22a: Cam mounting hole
22b: spacing portion 23A, 23B: head
23a: mounting portion 23b:
24: adjusting bolt 25: bearing disk
26: eccentric cam 26A: cam portion
26B: extension part 26a:
26b: nut 26L: wide portion
26S: narrow width portion 27: weight member
27a: bolt 30: non-metallic diaphragm
31: inner sheet 32: outer sheet
33: Fluorine coating layer

Claims

펌핑 챔버(13) 내의 압력을 변화시켜, 서로 차폐되어 있는 흡기실(11)과 배기실(12)의 각 체크밸브(15)(16)를 순차적으로 개폐하여 기체를 흡기한 후 배출시키는 비금속 다이어프램(30);을 포함하는 에어 펌프에 있어서,

상기 비금속 다이어프램(30)은,
피스톤(22)의 승하강 작동에 따라 그 모양이 탄성 변형되면서 펌핑 챔버(13)의 체적을 변화시켜, 기체 펌핑을 위한 압력을 변화시키는 링 형상의 부재로써,
섬유 소재로 이루어진 내부시트(31)와, 상기 내부시트(31)의 양면에 각각 접착되며 불소를 포함하는 합성수지로 성형된 외부시트(32)로 이루어진 몸체,
상기 몸체의 외부 표면에 코팅된 불소 코팅층(33)을 포함하고,

상기 비금속 다이어프램(30)을 탄성 변형시키는 작동수단은,
모터(21),
일단에 상기 비금속 다이어프램(30)이 장착되고, 타단에 캠 장착공(22a)이 구비된 피스톤(22),
상기 캠 장착공(22a)에 끼워져 결합되는 캠부(26A)와, 상기 캠부(26A)의 중심부에서 일측으로 편중된 위치에 형성되어 상기 모터(21)와 동축 회전하는 구동축(21a)이 결합되는 축공(26a)을 구비하여, 상기 모터(21)의 회전력을 상기 피스톤(22)의 직선 왕복 운동으로 전환하는 편심 캠(26)을 포함하되,

상기 피스톤(22)은 상기 캠 장착공(22a)에 베어링 디스크(25)가 장착되고, 이 베어링 디스크(25)에 구동축(21a)이 결합된 편심 캠(26)의 캠부(26A)가 끼워지며,
상기 피스톤(22)은, 타단이 서로 분리된 상태로 상기 캠 장착공(22a)을 형성하는 한 쌍의 고정편(22A)과,
이 고정편(22A)들을 관통하여 결합하여 고정편(22A)들 사이의 간격을 조절하여, 캠 장착공(22a)의 크기를 조절하는 조절 볼트(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 펌프.
The pressure in the pumping chamber 13 is changed to sequentially open and close the check valves 15 and 16 of the intake chamber 11 and the exhaust chamber 12 which are shielded from each other to sequentially intake and exhaust the gas. (30), the air pump comprising:

The non-metallic diaphragm (30)
A ring-shaped member for changing the volume of the pumping chamber 13 while changing the pressure for gas pumping while the shape of the piston 22 is elastically deformed in accordance with the raising and lowering operation of the piston 22,
A body made of an inner sheet 31 made of a fiber material and an outer sheet 32 made of a synthetic resin that is bonded to both surfaces of the inner sheet 31 and made of fluorine,
And a fluorine coating layer (33) coated on an outer surface of the body,

The operating means for elastically deforming the non-metallic diaphragm (30)
The motor 21,
A non-metallic diaphragm 30 is mounted at one end and a piston 22 having a cam mounting hole 22a at the other end,
A cam portion 26A which is fitted to and engaged with the cam mounting hole 22a and a shaft hole 21a formed at a position biased at one side from the center of the cam portion 26A and coupled to a driving shaft 21a coaxially rotating with the motor 21. [ And an eccentric cam (26) provided on the piston (22) for converting the rotational force of the motor (21) into a linear reciprocating motion of the piston (22)

A bearing disk 25 is mounted on the cam mounting hole 22a of the piston 22 and the cam portion 26A of the eccentric cam 26 having the drive shaft 21a coupled to the bearing disk 25 is fitted ,
The piston (22) has a pair of fixing pieces (22A) forming the cam mounting hole (22a) in a state where the other ends are separated from each other,
And an adjustment bolt (24) for adjusting the size of the cam mounting hole (22a) by adjusting the distance between the fixing pieces (22A) by engaging with the fixing members (22A).

제 1 항에 있어서,
상기 펌핑 챔버(13)는,
상기 흡기실(11)과 연통되면서 제1 체크밸브(15)가 설치된 흡기공(14a)과, 상기 배기실(12)과 연통되면서 제2 체크밸브(16)가 설치된 배기공(14b)과, 상기 비금속 다이어프램(30)이 장착되는 개구부를 구비하고,

상기 비금속 다이어프램(30)이 펌핑 챔버(13)의 외측으로 탄성 변형되면, 상기 제2 체크밸브(16)가 폐쇄되면서 상기 제1 체크밸브(15)가 개방되어, 흡기실(11)의 기체가 펌핑 챔버(13) 내로 흡기되고,
상기 비금속 다이어프램(30)이 펌핑 챔버(13)의 내측으로 탄성 변형되면, 상기 제1 체크밸브(15)가 폐쇄되면서 상기 제2 체크밸브(16)가 개방되어, 펌핑 챔버(13)의 기체가 배기실(12)로 배기되는 것을 특징으로 하는 에어 펌프.
The method according to claim 1,
The pumping chamber (13)
An intake hole 14a communicating with the intake chamber 11 and provided with a first check valve 15 and an exhaust hole 14b communicating with the exhaust chamber 12 and provided with a second check valve 16, Metal diaphragm (30) is mounted,

When the non-metallic diaphragm 30 is elastically deformed to the outside of the pumping chamber 13, the second check valve 16 is closed and the first check valve 15 is opened, Pumped into the pumping chamber 13,
When the non-metallic diaphragm 30 is elastically deformed to the inside of the pumping chamber 13, the first check valve 15 is closed and the second check valve 16 is opened so that the gas of the pumping chamber 13 And is exhausted to the exhaust chamber (12).

삭제delete

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 편심 캠(26)은, 원심력을 증가시키기 위해, 상기 축공(26a)의 중심부에서 일측으로 편중된 위치에 구비된 중량부재(27)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 펌프.3. The method according to claim 1 or 2,
Characterized in that the eccentric cam (26) comprises a weight member (27) provided at a position biased to one side from the center of the shaft hole (26a) to increase the centrifugal force.