KR20150064376A - 피스톤 유체펌프 - Google Patents

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KR20150064376A KR1020130149018A KR20130149018A KR20150064376A KR 20150064376 A KR20150064376 A KR 20150064376A KR 1020130149018 A KR1020130149018 A KR 1020130149018A KR 20130149018 A KR20130149018 A KR 20130149018A KR 20150064376 A KR20150064376 A KR 20150064376A
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김만수
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Abstract

본 발명의 피스톤 유체펌프는 실린더(17) 외주면에 하나의 코일(20)과 코아(21)를 두고 전원공급부(60)에서 코일(20)에 전류를 공급하면 피스톤(11)이 코일(20)과 코아(21)쪽으로 움직여 유체를 압축 이송하며 코일(20)에 전류를 차단하면 특정 부품(31),(32),(33),(34)에 의해 반대편으로 자동 복귀하게 되며, 전류를 상기 코일(20)에 연속적으로 공급 및 차단하면 피스톤(11)은 실린더(17) 내부에서 좌우로 왕복하여 유체를 연속적으로 이송시키는 것을 특징으로 한다.

Description

피스톤 유체펌프 {piston fluid pump}
본 발명은 실린더(17) 내부에서 피스톤(11)이 좌우로 왕복하여 유체를 이송하는 피스톤펌프에서 전류를 코일(20)에 공급하면 피스톤(11)이 유체를 압축 이송한 뒤 전류를 차단하면 피스톤(11)이 원위치로 자연스러운 복귀를 유도하도록 하기 위함이며 이를 연속적으로 실시하여 유체를 흡입구(14)로 흡입 후 배출구(15)로 이송하도록 하는 것이다.
일반적으로 실린더(17) 내부에서 피스톤(11)이 왕복하여 액체나 공기를 이송하는 피스톤펌프(105)(106)는 자기장을 발생시키는 코일(20)(22)과 코아(21)(23)를 두 개 설치하여야 하며 하나를 설치시에는 압축스프링(35)을 두어 교류의 발진을 이용하는 방식이 주류를 이룬다. 상기 코일과 코아를 두 개를 이용한 방식은 조립과 제조원가가 많이 발생하며 코일과 코아를 하나를 두어 압축스프링(35)을 이용한 방식은 장시간 사용시 내구성이 떨어지고 소음이 발생하는 단점이 있다. 이는 정숙을 요하는 온수매트나 바닥난방 시스템에서의 사용이 어렵다. 이에 난방용 온수펌프는 제조원가를 줄이고 조립을 간편하게 하며 소음을 줄이도록 다양한 연구개발이 진행하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 추세를 반영하여 창출된 것으로서, 상기 피스톤 유체펌프는 하나의 코일(20)과 코아(21)를 두고 실린더(17) 내부에서 피스톤(11)이 왕복으로 움직여 공기와 액체를 이송하도록 할 때 하나의 코일(20)에 전원을 공급할 때 액체를 압축 이송하며 전원이 차단되면 피스톤(11)이 원위치로 자동복귀되도록 한다. 이를 연속적으로 실시하여 유체를 이송시키는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여,본 발명에 따른 피스톤 유체펌프는 실린더(17) 외부에 하나의 코일(20)과 코아(21)를 두고 전원공급부(60)에서 코일(20)에 전류를 공급하면 피스톤(11)이 코일(20)과 코아(21)쪽으로 움직여 유체를 이송하며 코일(20)에 전류를 차단하면 복귀부품(31),(32),(33),(34)에 의해 반대편으로 복귀하게 되며 전원공급부(60)에서 전류를 공급 및 차단을 연속적으로 하면 피스톤(11)은 실린더(17) 내부에서 좌우로 왕복하게 되며 체크밸브(12)(13)에 의해 유체를 연속적으로 이송시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 피스톤 유체펌프(101)는 실린더(17) 외부에 하나의 코일과 코아를 설치하고 내부에 피스톤(11)과 유체의 흐름을 제어하는 체크밸브(12)(13)를 두고, 상기 피스톤(11)과 흡입구(14)변에 인장스프링(31)을 설치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 인장스프링(31)은 피스톤(11)이 실린더 내부에서 코일(20)에 전류가 차단되면 흡입구(14)쪽으로 자동 복귀시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 인장스프링(31)은 물속에서 부식이 강한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 실린더(17)는 파이프형태의 재질로 구현되며, 통상적으로 형상이 곧은 비철금속이나 프라스틱이나 수지계열의 재질을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 피스톤(11)은 코일(20)에서 발생 된 자기장에 반응하는 재질로 구현되며, 내부에 유체가 흐를 수 있는 관통공(16)을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 피스톤(11)의 일 측에 설치되어 관통공(16)을 선택적으로 차폐하는 제1체크밸브(12)를 포함하며, 배출구(15)측 또는 실린더(17) 내측 또는 외측에 선택적으로 제2체크밸브(13)를 설치하는 것을 특징으로 한다,
본 발명에 있어서, 피스톤 유체펌프(102)는 공기와 액체를 흡입 또는 배출시키는 흡입구(14) 및 배출구(15)가 양측에 형성된 실린더(17)와, 실린더(17)에 설치되어 자기장을 발생하는 코일(20)과 코아(21)를 포함하며, 실린더(17) 내부에서 코일(20)에서 발생 된 자기장에 의하여 왕복 이송되는 것으로서 관통공(16)이 형성된 피스톤(11)과, 배출구(15)와 피스톤(11) 사이에 설치되어 피스톤(11)을 밀어내는 압축 스프링(32)을 설치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 흡입구(14)의 반대 측 피스톤(11)의 일 측에 설치되어 관통공(16)을 선택적으로 차폐하는 제1체크밸브(12)를 포함하며, 배출구(15)측 또는 실린더(17) 내측 또는 외측에 선택적으로 제2체크밸브(13)를 설치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 피스톤 유체펌프(103)는 공기와 액체를 흡입 또는 배출시키는 흡입구(14) 및 배출구(15)가 양측에 형성된 실린더(17)와, 실린더(17)에 설치되어 자기장을 발생하는 코일(20)과 코아(21)를 포함하며, 실린더(17) 내부에서 코일(20)에서 발생 된 자기장에 의하여 왕복 이송되는 것으로서 관통공(16)이 형성된 피스톤(11)과, 흡입구(14)와 피스톤(11) 사이에 환형모양의 두 개의 영구자석(33)을 설치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 영구자석(33)중 하나는 흡입구(14)변에 설치하고 다른 하나의 영구자석(33)은 흡입구(14)변에 설치한 영구자석(33)과 다른 극성이 마주보도록 설치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 흡입구(14)의 반대 측 피스톤(11)의 일 측에 설치되어 관통공(16)을 선택적으로 차폐하는 제1체크밸브(12)를 포함하며, 배출구(15)측 또는 실린더(17) 내측 또는 외측에 선택적으로 제2체크밸브(13)를 설치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 피스톤 유체펌프(104)는 공기와 액체를 흡입 또는 배출시키는 흡입구(14) 및 배출구(15)가 양측에 형성된 실린더(17)와, 실린더(17)에 설치되어 자기장을 발생하는 코일(20)과 코아(21)를 포함하며, 실린더(17) 내부에서 코일(20)에서 발생 된 자기장에 의하여 왕복 이송되는 것으로서 관통공(16)이 형성된 피스톤(11)과, 배출구(15)와 피스톤(11) 사이에 환형모양의 두 개의 영구자석(34)을 설치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 영구자석(34)중 하나는 배출구(15)변에 설치하고 다른 하나의 영구자석(34)은 배출구(15)변에 설치한 영구자석(34)과 같은 극성이 마주보도록 설치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배출구(15)의 반대 측 피스톤(11)의 일 측에 설치되어 관통공(16)을 선택적으로 차폐하는 제1체크밸브(12)를 포함하며, 배출구(15)측 또는 실린더(17) 내측 또는 외측에 선택적으로 제2체크밸브(13)를 설치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 피스톤(11)이 실린더(17) 내부에서 움직일 때 발생하는 소음을 줄이고 상기 피스톤 유체펌프의 내구성을 증대하기 위해 마찰제(H-1),(H-2),(H-3)를 선택적으로 설치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 마찰제(H-1)는 테프론소재나 아세탈수지 또는 마찰력이 낮은 기타수지계열의 재료를 선택적으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 마찰제의 제2실시예는 피스톤(A) 외주면에 마찰제(H-2)를 감싸는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 마찰제(H-2)는 테프론 소재나 아세탈수지 또는 마찰력이 낮은 기타 수지계열의 재료를 선택적으로 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 마찰제의 제4실시예는 피스톤(A)의 양단에 마찰제(H-3)를 설치하는 것을 특징으로 한다. 상기 마찰제(H-3)는 통상적으로 오링형태로서 피스톤 양단에 홈을 파고 설치하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 마찰제(H-3)는 고무재질의 오링을 사용하거나 테프론이나 아세탈수지 또는 기타 수지계열을 선택적으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 피스톤 유체펌프는 하나의 코일과 코아를 이용하여 실린더 내부의 피스톤을 효율적으로 움직이도록 하여 소음을 줄이고 조립공정과 제조원가를 낮추고 효율을 높여 정숙성이 요구되는 온수매트 및 기타 난방장치에 유용하게 사용되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 피스톤 유체펌프(101)를 도시한 도면
도 2는 본 발명에 따른 피스톤 유체펌프(102)를 도시한 도면
도 3은 본 발명에 따른 피스톤 유체펌프(103)를 도시한 도면
도 4는 본 발명에 따른 피스톤 유체펌프(104)를 도시한 도면
도 5는 종래의 피스톤펌프를 도시한 도면
도 6은 종래의 제2피스톤펌프를 도시한 도면
도 7은 마찰제를 도시한 도면.
이하, 본 발명에 따른 피스톤 유체펌프를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에서 도4는 본 발명에 따른 피스톤 유체펌프의 구성을 도시한 도면이고, 도 5와 6은 종래의 피스톤펌프를 도시한 도면이며, 도 7는 마찰제를 도시한 도면이다.
본 발명은 실린더(17) 내부에서 피스톤(11)이 좌우로 왕복하여 유체를 이송시키는 피스톤 펌프에 있어서, 실린더(17) 외부에 하나의 코일(20)과 코아(21)를 두고 전원공급부(60)에서 코일(20)에 전류를 공급하면 피스톤(11)이 코일(20)과 코아(21)쪽으로 움직여 유체를 이송하며 코일(20)에 전류를 차단하면 복귀부품(31),(32),(33),(34)에 의해 반대편으로 자동 복귀하게 된다. 전원공급부에서 전류를 공급 및 차단을 연속적으로 하면 피스톤(11)은 실린더(17) 내부에서 좌우로 왕복하게 되며 체크밸브(12),(13)에 의해 유체를 이송시키는 것이다. 통상적으로 피스톤펌프는 피스톤(11)이 코일(20)의 자기장의 힘에 의해 우측으로 움직여 유체를 압축하여 이송시에는 많은 힘이 필요하나 반대편으로 복귀시에는 적은 힘으로도 쉽게 이동을 할 수가 있다. 이처럼 피스톤의 복귀를 쉽게 이루기 위해 적은 힘으로 복귀를 자연스럽게 할 수 있도록 인장스프링(31) 또는 압축스프링(32)을 이용하거나 영구자석(33)(34)의 흡입력과 반발력을 이용하여 피스톤(11)의 자연스런 복귀를 이루도록 하는 것이다. 이는 종래의 피스톤펌프보다 조립이 용이하며 제조원가를 낮추며 효율을 높이는 효과가 있다. 이를 이용하면 온수매트나 기타 난방시스템의 열매체를 순환시키거나 기타 산업분야에서 유용하게 사용될 것이다
종래에는 유체를 이송하기 위한 피스톤펌프는 다양하게 구현되어 왔으며 그 방법 또한 무수히 많다. 통상적으로 실린더(17) 내부에서 피스톤(11)을 회전 모타없이 좌우로 왕복시키기 위해서는 두 개의 코일(20)(22)을 이용한 방법과 하나의 코일과 압축공진스프링(35)을 사용한 방법이 주류를 이루었다. 상기 두 개의 코일(20)(22)을 이용한 방법은 상기 두 개의 코일에 전류를 교차 공급하여 피스톤(11)을 좌우로 움직여 유체를 이송하였으나 이 방식은 조립이 어렵고 에너지 효율이 낮으며 제조원가가 높은 단점이 있다, 다른 하나의 방식은 하나의 코일(20)과 공진스프링(35)을 이용한 방법으로 교류전기의 주파수를 이용하여 피스톤을 좌우로 움직이게 되는데 이는 피스톤(11)이 주파수에 의해 고속으로 움직이게 되어 소음이 크고 장시간 사용시 내구성이 떨어지는 단점이 있다.
상기 두 가지 종래 방식을 예시를 두어 상세히 설명하면 도 5와 도 6에 도시하였으며 도 5에 도시한 제1예시를 상세히 설명하면, 종래의 피스톤펌프(105)는 공기나 액체를 흡입 또는 배출시키는 흡입구(14) 및 배출구(15)가 양측에 형성된 실린더(17)와, 상기 실린더(17) 외부에 설치되어 자기장을 발생하는 코일(20)(22)과, 실린더(17) 내부에서 코일(20)(22)에서 발생 된 자기장에 의하여 왕복 이송되는 것으로서 관통공(16)이 형성된 피스톤(11)과, 피스톤(11)의 일 측에 설치되어 관통공(16)을 선택적으로 차폐하는 제1체크밸브(12)와, 제1체크밸브(12)의 반대측의 흡입구(14) 또는 배출구(15)에 설치되어 그 유입구(14) 또는 유출구(15)를 선택적으로 차폐하는 제2체크밸브(13)를 포함한다. 본 실시예에서, 피스톤(11)은 코일(20)(22)에서 발생 된 자기장에 반응하는 재질로 구현되고, 제1체크밸브(12)는 피스톤(11)의 일 측에 설치되며, 제2체크밸브(13)는 실린더(17) 내부 또는 외부에서 흡입구(14) 또는 배출구(15) 측에 선택적으로 설치된다.
한편, 두 개의 코일(20)(22)은 피스톤(11)을 보다 효과적으로 구동시킬 수 있도록 이격된 제1코일(20)과 제2코일(22)로 구현되는 것이 바람직하다. 제1코일(20)에 전원이 인가되고 제2코일(22) 쪽에는 전원이 차단될 때, 제1코일(20)로부터 발생 되는 자기장에 의하여 피스톤(11)은 제1코일(20) 쪽으로 이동하게 되며, 제1코일(20)에는 전원이 차단되고 제2코일(22)쪽에 전원이 인가되면 제2코일(22) 쪽에 자기장이 발생 되어 피스톤(11)은 제2코일(22) 쪽으로 이동하게 된다. 이러한 피스톤펌프(105)의 구조에 의하여, 전원공급부(61)에서 상기 코일(20)(22)에 전류를 교차 공급해 줌으로서 피스톤(11)은 실린더(17) 내부에서 왕복이송된다. 예를 들면 전원공급부(61)에서 제1코일(20)에 전류를 인가하고 제2코일(22)에 전류를 차단하면, 피스톤(11)은 그림(가)에서와 같이 왼쪽으로 이동하게 되며, 이때, 제1체크밸브(12)는 열리게 되며, 제2체크밸브(13)는 닫히게 된다. 이때 공기와 액체는 흡입구(14)로 유입된다.
그림(나)에서와 같이 반대로, 전원공급부(61)에서 제1코일(20)에 전류를 차단하고 제2코일(22)에 전류를 공급하면 피스톤(11)은 오른쪽으로 이동하게 되어 제1체크밸브(12)는 닫히며, 제2체크밸브(13)는 열리게 된다. 이때 공기와 액체는 배출구(15)로 배출되게 된다. 이를 연속적으로 전원공급부(60)에서 전류를 교차 공급해주면 상기 피스톤펌프(105)는 공기와 액체를 강제 이송하게 되는 것이다.
상기 나열한 종래의 피스톤 펌프(105)는 실린더(17) 내부에서 피스톤(11)을 좌우로 왕복시키기 위하여 실린더 외부에 두 개의 코일(20)(22)과 코아(21)(23)를 설치하여 전원공급부(61)에서 전원을 교차 공급하는 것을 특징으로 한다. 상기 방식은 두 개의 코일과 코아를 사용함으로 제조원가가 높고 조립이 어려운 단점이 있다
도 6에 도시된 종래 피스톤펌프(106)의 제2예시를 상세히 설명하면 ,공기와 액체를 흡입 또는 배출시키는 흡입구(14) 및 배출구(15)가 양측에 형성된 실린더(17)와, 실린더(17)에 설치되어 자기장을 발생하는 코일(20)과 코아(21)를 포함하며, 실린더(17) 내부에서 코일(20)에서 발생 된 자기장에 의하여 왕복 이송되는 것으로서 관통공(16)이 형성된 피스톤(11)과, 실린더(17) 내부에 설치되어 피스톤(11)에 탄성력을 인가하는 압축스프링(35)과, 흡입구(14)의 반대 측 피스톤의 일 측에 설치되어 관통공(16)을 선택적으로 차폐하는 제1체크밸브(12)를 포함하며, 배출구(15)측 또는 실린더(17) 내측 또는 외측에 선택적으로 제2체크밸브(13)를 설치하는 것을 특징으로 하며, 피스톤(11)은 자기장에 반응하는 재질로 구현된다.
이러한 피스톤 펌프의 구조에 의하여, 전원공급부(62)에서 코일(20)에 전류를 인가하면 그림(가)에서와 같이 피스톤(11)은 실린더(17) 내부에서 스프링(35)을 압축시키면서 코아(21) 쪽으로 이송되며, 이에 따라 제1체크밸브(12)가 관통공(16)을 개방하고 제2체크밸브(13)가 닫히게 되며 그림(나)에서와 같이, 상기 코일(20)에 전류를 차단하면 압축된 스프링(35)의 복원력에 의하여 피스톤(11)은 실린더(17) 내부에서 오른쪽으로 이동하게 된다. 이때 제1체크밸브(12)는 닫히고 제2체크밸브(13)는 열리게 된다, 이상과 같이 전원공급부(62)에서 전류를 코일(20)에 연속적으로 차단, 공급해주면 피스톤(11)은 좌우로 왕복하여 공기와 액체를 흡입구(14)로 흡입 후, 배출구(15)로 배출하게 되는 것이다.
상기와 같은 종래의 피스톤펌프(106)는 피스톤이 코일에서 발생 된 자기장에 압축스프링(35)을 뒤로 밀어낸 뒤 전원을 차단하면 압축스프링(35)의 힘에 의해 액체를 이송하게 되는데 이는 압축스프링(35)을 압축하기 위한 힘과 액체를 이송하는 힘을 더하여야 하기 때문에 효율이 떨어지는 단점이 있으며, 교류주파수(60HZ)를 이용하는 방식은 피스톤(11)의 움직이는 속도가 빨라 소음이 크고 내구성이 떨어지는 단점이 있다. 이는 정숙성과 내구성을 요구하는 온수매트나 기타 난방시스템에서의 활용도가 낮은 단점이 있다.
이를 해소하기 위해 본 발명에 따른 피스톤 유체펌프(101)를 상세히 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 피스톤 유체펌프(101)는 실린더(17) 내부에 피스톤(11)을 두고, 상기 실린더(17) 외부에 코일(20)과 상기 코일에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(60)를 두며, 피스톤(11)과 흡입구(14)변에 인장스프링(31)을 설치하는 것을 특징으로 한다.
상기 실린더(17)는 파이프형태의 재질로 구현되며, 통상적으로 형상이 곧은 비철금속이나 프라스틱이나 수지계열의 재질을 사용한다. 피스톤(11)은 코일(20)에서 발생 된 자기장에 반응하는 재질로 구현되며, 상기 인장스프링(31)은 물속에서도 부식이 이루어지지 않는 재질을 사용하는 것을 특징으로 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 피스톤 유체펌프(101)는 공기와 액체를 흡입 또는 배출시키는 흡입구(14) 및 배출구(15)가 양측에 형성된 실린더(17)와, 실린더(17)에 설치되어 자기장을 발생하는 코일(20)과 코아(21)를 포함하며, 실린더(17) 내부에서 코일(20)에서 발생 된 자기장에 의하여 왕복 이송되는 것으로서 관통공(16)이 형성된 피스톤(11)과, 흡입구(14)와 피스톤(11) 사이에 설치되어 피스톤(11)을 잡아 당기는 인장 스프링(31)과, 흡입구(14)의 반대 측 피스톤(11)의 일 측에 설치되어 관통공(16)을 선택적으로 차폐하는 제1체크밸브(12)를 포함하며, 배출구(15)측 또는 실린더(17) 내측 또는 외측에 선택적으로 제2체크밸브(13)를 설치하는 것을 특징으로 하며, 피스톤(11)은 자기장에 반응하는 재질로 구현된다.
이러한 피스톤 유체펌프(101)의 구조에 의하여, 전원공급부(60)에서 코일(20)에 전류를 인가하면 그림(가)에서와 같이 피스톤(11)은 실린더(17) 내부에서 인장스프링 (31)을 당기면서 코아(21) 쪽으로 이송되며, 이에 따라 제1체크밸브(12)가 관통공(16)을 개방하고 제2체크밸브(13)가 닫히게 되며 그림(나)에서와 같이, 상기 코일(20)에 전류를 차단하면 당겨진 인장스프링(31)의 힘에 의하여 피스톤(11)은 실린더(17) 내부에서 흡입구(14)쪽으로 이동하게 된다. 이때 제1체크밸브(12)는 닫히고 제2체크밸브(13)는 열리게 된다, 이상과 같이 전원공급부(60)에서 전류를 코일(20) 에 연속적으로 차단, 공급해주면 피스톤(11)은 좌우로 왕복하여 공기와 액체를 흡입구(14)로 흡입 후, 배출구(15)로 배출하게 되는 것이다. 본 실시예에 있어서, 상기 피스톤(11)이 실린더(17) 내부에서 움직일 때 발생하는 소음을 줄이고 상기 피스톤 유체펌프의 내구성을 증대하기 위해 마찰제(H-1),(H-2),(H-3)를 선택적으로 설치하는 것을 특징으로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 피스톤 유체펌프(102)를 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 피스톤 유체펌프(102)는 공기와 액체를 흡입 또는 배출시키는 흡입구(14) 및 배출구(15)가 양측에 형성된 실린더(17)와, 실린더(17)에 설치되어 자기장을 발생하는 코일(20)과 코아(21)를 포함하며, 실린더(17) 내부에서 코일(20)에서 발생 된 자기장에 의하여 왕복 이송되는 것으로서 관통공(16)이 형성된 피스톤(11)과, 배출구(15)와 피스톤(11) 사이에 설치되어 피스톤(11)을 밀어내는 압축 스프링(32)과, 흡입구(14)의 반대 측 피스톤(11)의 일 측에 설치되어 관통공(16)을 선택적으로 차폐하는 제1체크밸브(12)를 포함하며, 배출구(15)측 또는 실린더(17) 내측 또는 외측에 선택적으로 제2체크밸브(13)를 설치하는 것을 특징으로 하며, 피스톤(11)은 자기장에 반응하는 재질로 구현된다.
이러한 피스톤 유체펌프(102)의 구조에 의하여, 전원공급부(60)에서 코일(20)에 전류를 인가하면 그림(가)에서와 같이 피스톤(11)은 실린더(17) 내부에서 압축스프링(32)을 밀면서 코아(21) 쪽으로 이송되며, 이에 따라 제1체크밸브(12)가 관통공(16)을 개방하고 제2체크밸브(13)가 닫히게 되며 그림(나)에서와 같이, 상기 코일(20)에 전류를 차단하면 압축된 압축스프링(102)의 힘에 의하여 피스톤(11)은 실린더(17) 내부에서 흡입구(14) 쪽으로 이동하게 된다. 이때 제1체크밸브(12)는 닫히고 제2체크밸브(13)는 열리게 된다, 이상과 같이 전원공급부(60)에서 전류를 코일(20)에 연속적으로 차단, 공급해주면 피스톤(11)은 좌우로 왕복하여 공기와 액체를 흡입구(14)로 흡입 후, 배출구(15)로 배출하게 되는 것이다. 본 실시예에 있어서, 상기 피스톤(11)이 실린더(17) 내부에서 움직일 때 발생하는 소음을 줄이고 상기 피스톤 유체펌프의 내구성을 증대하기 위해 마찰제(H-1),(H-2),(H-3)를 선택적으로 설치하는 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 피스톤 유체펌프(103)를 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 피스톤 유체펌프(103)는 공기와 액체를 흡입 또는 배출시키는 흡입구(14) 및 배출구(15)가 양측에 형성된 실린더(17)와, 실린더(17)에 설치되어 자기장을 발생하는 코일(20)과 코아(21)를 포함하며, 실린더(17) 내부에서 코일(20)에서 발생 된 자기장에 의하여 왕복 이송되는 것으로서 관통공(16)이 형성된 피스톤(11)과, 흡입구(14)와 피스톤(11) 사이에 환형모양의 두 개의 영구자석(33)을 설치하는 것을 특징으로 한다. 이때 하나의 영구자석은 흡입구(14)변에 설치하고 또 다른 하나의 영구자석은 다른 극성이 마주보도록 피스톤(11)의 일 측에 설치되는 것을 특징으로 한다. 또한 관통공(16)을 선택적으로 차폐하는 제1체크밸브(12)를 포함하며, 배출구(15)측 또는 실린더(17) 내측 또는 외측에 선택적으로 제2체크밸브(13)를 설치하는 것을 특징으로 하며, 피스톤(11)은 자기장에 반응하는 재질로 구현된다.
이러한 피스톤 유체펌프(103)의 구조에 의하여, 전원공급부(60)에서 코일(20)에 전류를 인가하면 그림(가)에서와 같이 피스톤(11)은 실린더(17) 내부에서 두 개의 영구자석(33)의 흡입력에 흡입구쪽으로 이동을 하려하는데 이 힘을 당기면서 코아(21) 쪽으로 이송되도록 하며, 이에 따라 제1체크밸브(12)가 관통공(16)을 개방하고 제2체크밸브(13)가 닫히게 되며 그림(나)에서와 같이, 상기 코일(20)에 전류를 차단하면 영구자석(33)의 서로 다른 극성의 흡입력에 의하여 당겨져 피스톤(11)은 실린더(17) 내부에서 흡입구(14)쪽으로 이동하게 된다. 이때 제1체크밸브(12)는 닫히고 제2체크밸브(13)는 열리게 된다, 상기 방식을 이용하여 전원공급부(60)에서 전류를 코일(20)에 연속적으로 차단, 공급해주면 피스톤(11)은 좌우로 왕복하여 공기와 액체를 흡입구(14)로 흡입 후, 배출구(15)로 배출하게 되는 것이다. 본 실시예에서 상기 두 개의 영구자석(103)중 실린더 내부의 흡입구(14)변에 설치된 영구자석은 실린더(17) 외부에 설치되어 피스톤을 잡아당기도록 할 수도 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 피스톤(11)이 실린더(17) 내부에서 움직일 때 발생하는 소음을 줄이고 상기 피스톤 유체펌프의 내구성을 증대하기 위해 마찰제(H-1),(H-2),(H-3)를 선택적으로 설치하는 것을 특징으로 한다.
도 4 본 발명에 따른 피스톤 유체펌프(104)를 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 피스톤 유체펌프(104)는 공기와 액체를 흡입 또는 배출시키는 흡입구(14) 및 배출구(15)가 양측에 형성된 실린더(17)와, 실린더(17)에 설치되어 자기장을 발생하는 코일(20)과 코아(21)를 포함하며, 실린더(17) 내부에서 코일(20)에서 발생 된 자기장에 의하여 왕복 이송되는 것으로서 관통공(16)이 형성된 피스톤(11)과, 배출구(15)와 피스톤(11) 사이에 환형모양의 두 개의 영구자석(34)을 설치하는 것을 특징으로 한다. 이때 하나의 영구자석은 배출구변에 설치하고 다른 하나의 영구자석(34)은 배출구(15)변에 설치한 영구자석(34)과 같은 극성이 마주보도록 피스톤(11)의 일 측에 설치되는 것을 특징으로 한다. 또한 관통공(16)을 선택적으로 차폐하는 제1체크밸브(12)를 포함하며, 배출구(15)측 또는 실린더(17) 내측 또는 외측에 선택적으로 제2체크밸브(13)를 설치하는 것을 특징으로 하며, 피스톤(11)은 자기장에 반응하는 재질로 구현된다.
이러한 피스톤 유체펌프(104)의 구조에 의하여, 전원공급부(60)에서 코일(20)에 전류를 인가하면 그림(가)에서와 같이 피스톤(11)은 실린더(17) 내부에서 코아(21) 쪽으로 이동하게 되는데 같은 극성을 마주보고있는 영구자석의 밀치는 힘을 누르고 이동하게 된다, 이에 따라 제1체크밸브(12)가 관통공(16)을 개방하고 제2체크밸브(13)가 닫히게 되며 그림(나)에서와 같이, 상기 코일(20)에 전류를 차단하면 영구자석(34)의 밀어내는 힘에 의하여 피스톤(11)은 실린더(17) 내부에서 흡입구(14) 쪽으로 자연스럽게 이동하게 된다. 이때 제1체크밸브(12)는 닫히고 제2체크밸브(13)는 열리게 된다, 이상과 같이 전원공급부(60)에서 전류를 코일(20) 에 연속적으로 차단, 공급해주면 피스톤(11)은 좌우로 왕복하여 공기와 액체를 흡입구(14)로 흡입 후, 배출구(15)로 배출하게 되는 것이다. 본 실시예에서 상기 두 개의 영구자석(34)중 배출구(15)변에 설치된 영구자석(34)은 실린더(17) 외부에 설치되어 피스톤(11)을 밀어내도록 할 수도 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 피스톤(11)이 실린더(17) 내부에서 움직일 때 발생하는 소음을 줄이고 상기 피스톤 유체펌프의 내구성을 증대하기 위해 마찰제(H-1),(H-2),(H-3)를 선택적으로 설치하는 것을 특징으로 한다.
도 7은 상기 마찰제를 상세히 설명하기 위한 도면으로 (가)에 도시된 바와 같이, 마찰제의 제1실시예는 실린더(B) 내벽에 마찰제(H-1)를 삽입고정하는 것을 특징으로 한다. 상기 마찰제(H-1)는 테프론소재나 아세탈수지 또는 마찰력이 낮은 기타수지계열의 재료를 선택적으로 사용할 수 있다.
도 7의 (나)에 도시된 바와 같이, 마찰제의 제2실시예는 피스톤(A) 외주면에 마찰제(H-2)를 감싸는 것을 특징으로 한다. 상기 마찰제(H-2)는 테프론 소재나 아세탈수지 또는 마찰력이 낮은 기타 수지계열의 재료를 선택적으로 사용할 수 있다.
도 7의 (다)에 도시된 바와 같이, 마찰제의 제3실시예는 상기 두 개의 마찰제(H-1),(H-2)를 동시에 설치하여 피스톤(A)의 효율을 두 배로 증대할 수 있는 특징이 있다.
도 7의 (라)에 도시된 바와 같이, 마찰제의 제4실시예는 피스톤(A)의 양단에 마찰제(H-3)를 설치하는 것을 특징으로 한다. 상기 마찰제(H-3)는 통상적으로 오링형태로서 피스톤 양단에 홈을 파고 설치하도록 한다. 상기 마찰제(H-3)는 고무재질의 오링을 사용하거나 테프론이나 아세탈수지 또는 기타 수지계열을 선택적으로 사용할 수 있다.
상기 피스톤 유체펌프는 실린더(17) 내부에서 피스톤(11)이 왕복 운동하여 공기와 액체를 이송하기 때문에 소음이 발생하며, 피스톤(11)과 실린더(17)의 마찰에 의한 내구성이 떨어지는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 피스톤(11)과 실린더(17) 사이에 마찰력이 낮은 마찰제(H)를 설치하는데 설치 방법은 다양하게 구현될 수 있으나, 본 발명에 있어서는 몇 가지 예시를 두어 설명하도록 하겠다.
마찰제(H-1)는 마찰계수가 낮은 수지계열을 사용하며; 통상적으로 테프론수지 계열이나 아세탈수지를 많이 사용하는데 이는 그 형상이 곧질 못해 마찰제(H-1)만으로는 피스톤(A)을 움직이질 못한다. 이를 해결하기 위해 형상이 곧은 재질의 실린더(B)를 두고, 상기 실린더(B) 내부에 마찰제(H-1)를 삽입고정하여 마찰제(H-1)가 곧게 펴지도록 하며, 상기 실린더(B)의 재질은 통상적으로 자기장에 반응하지 않는 알루미늄이나 비철금속 또는 플라스틱재질을 사용하는 것을 특징으로 한다.
마찰제(H-2)를 피스톤(11) 외부에 설치하는 것을 설명하기 위한 도면이다. (나)에 도시된 바와 같이, 마찰제(H-2)는 마찰계수가 낮은 수지계열을 사용하며, 통상적으로 테프론수지 계열이나 아세탈수지를 많이 사용하며 마찰제(H-2)를 피스톤(11) 외부에 끼워 설치 고정하는 방식에 있어서: 피스톤(11)을 두고 외부에 형상이 곧질 않은 마찰제(H-2)를 피스톤(11) 외부에 감싸 설치함으로써 마찰제(H-2)가 곧게 펴지도록 한다.
(다)그림에서는 상기 마찰제(H-1),(H-2)를 동시에 시행함으로서 그 소음을 줄이고 내구성을 높이며, 효율을 배가시키는 특징이 있다.
(라)에서는 마찰제(H-3)는 피스톤(11) 양단에 설치한 것을 설명하기 위한 도면이다. 그림(다)에 도시된 바와 같이, 피스톤(11) 양단에 마찰제(H-3)가 들어갈 수 있게 홈을 파고, 그 곳에 마찰제(H-3)을 설치고정하여, 소음을 줄이고 효율을 높이며 내구성을 증대할 수 있는 특징이 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 고효율 피스톤 펌프는, 마찰제를 설치함으로서 소음을 줄이고 내구성을 증대하며 효율을 높여 공기와 액체를 효과적으로 이송하도록 하는 것이다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 기술을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
101, 제1피스톤 유체펌프 102, 제2피스톤 유체펌프
103, 제3피스톤 유체펌프 104, 제4피스톤 유체펌프
105, 종래의 제1피스톤펌프 106, 종래의 제2피스톤펌프
11, 피스톤 12, 제1 체크밸브
13, 제 2체크밸브 14, 흡입구
15, 배출구 16, 관통공
17, 실린더 20, 제1코일
21, 제1코아 22, 제2코일
23, 제2코아 31, 인장스프링
32, 압축스프링 33. 영구자석
34, 영구자석 35, 공진스프링
60, 전원공급부 H-1, 제1마찰제
H-2, 제마찰제 H-3, 제3마찰제

Claims (8)

  1. 실린더(17) 외주면에 하나의 코일(20)과 코아(21)를 두고 전원공급부(60)에서 코일(20)에 전류를 공급하면 피스톤(11)이 코일(20)과 코아(21) 쪽으로 움직여 유체를 압축 이송하며 코일(20)에 전류를 차단하면 복귀부품에 의해 반대편으로 자동 복귀하게 되며, 상기 코일(20)에 전류를 공급 및 차단을 연속적으로 하면 피스톤(11)은 실린더(17) 내부에서 좌우로 왕복하게 되며 체크밸브(12)(13)에 의해 유체를 연속적으로 이송시키는 것을 특징으로 하는 "피스톤 유체펌프"
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복귀부품(31)은 피스톤(11)과 흡입구(14)변에 인장스프링(31)을 설치하는 것을 특징으로 하는 "피스톤 유체펌프"
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복귀부품(32)은 배출구(15)와 피스톤(11) 사이에 설치되어 피스톤(11)을 밀어내는 압축 스프링(32)을 설치하는 것을 특징으로 하는 "피스톤 유체펌프"
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복귀부품(33)은 흡입구(14)와 피스톤(11) 사이에 환형모양의 두 개의 영구자석(33)을 다른 극성이 마주 보도록 설치하는 것을 특징으로 하는 "피스톤 유체펌프"
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복귀부품은(34) 배출구(15)와 피스톤(11) 사이에 환형모양의 두 개의 영구자석(34)중 하나는 배출구(15)변에 설치하고 다른 하나의 영구자석(34)은 배출구(15)변에 설치한 영구자석(34)과 같은 극성이 마주보도록 설치하는 것을 특징으로 하는 "피스톤 유체펌프"
  6. 제4항 내지 5항에 있어서,
    상기 영구자석(33),(34)중 실린더내부에 설치한 흡입구(14)변과 배출구(15)변에 설치한 영구자석(33),(34)을 실린더(17) 외주면에 설치하는 것을 특징으로 하는 "피스톤 유체펌프"
  7. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤(11)의 일 측에 설치되어 관통공(16)을 선택적으로 차폐하는 제1체크밸브(12)를 포함하며, 배출구(15)측 또는 실린더(17) 내측 또는 외측에 선택적으로 제2체크밸브(13)를 설치하는 것을 특징으로 하는 "피스톤 유체펌프"
  8. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤(11)이 실린더(17) 내부에서 움직일 때 발생하는 소음을 줄이고 상기 피스톤 유체펌프의 내구성을 증대하기 위해 마찰제(H-1),(H-2),(H-3)를 선택적으로 설치하는 것을 특징으로 한다.
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