KR20200088717A - 다이어프램 압축기 - Google Patents

다이어프램 압축기 Download PDF

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KR20200088717A
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홍성렬
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 다이어프램 압축기는 하부 하우징; 상기 하부 하우징의 상면에 안착되는 다이어프램; 상기 다이어프램의 상면에 결합되어 유입 챔버 및 유출 챔버를 형성하는 챔버 하우징; 및 상기 다이어프램과 상기 챔버 하우징이 내측에 배치되도록 상기 하부 하우징과 결합하며, 상기 유입 챔버와 연통하는 유입구 및 상기 유출 챔버와 연통하는 유출구를 포함하는 상부 하우징을 포함하고, 상기 다이어프램은, 상기 평판 형상의 플레이트부; 상기 플레이트부의 저면에 돌출 형성된 복수의 피스톤부; 및 상기 플레이트부의 저면에 융착 결합되는 다이어프램 필름부;를 포함할 수 있다.

Description

다이어프램 압축기{DIAPHRAGM COMPRESSOR}
본 발명은 다이어프램 압축기에 관한 것이다.
기체를 압축하는 압축기는 압축 방식에 따라 다양한 종류가 있으며, 이중 체적 변화를 통해 압축 챔버 내의 압력을 변화시켜 흡기 후 배출이 이루어지도록 하는 다이어프램을 이용한 압축기가 있다.
이러한 다이어프램 압축기는 압축하는 기체의 종류나 사용환경 등에 따라 금속 다이어프램을 사용하는 압축기와 일반 고무재질로 제작된 비금속 다이어프램을 사용하는 압축기로 나뉜다.
한편, 다이어프램 압축기의 구동 시 다이어프램의 피스톤부는 구동 모듈와 접촉하여 승강운동을 하게 되며, 피스톤부의 상하 운동에 의해 압축 챔버의 체적은 변화게 된다. 이와 같이, 종래의 다이어프램 압축기의 경우 피스톤부가 지속적인 상하 운동을 하므로 피스톤부의 피로파괴 문제와 이에 따른 온도 증가 문제가 있었다.
따라서, 피로파손 문제 및 온도 증가 문제를 해결할 수 있는 다이어프램 압축기 구조에 대한 연구가 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 내구성이 향상되고 단열재 역할을 수행할 수 있는 다이어프램을 포함하는 다이어프램 압축기를 제공하는데 발명의 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다이어프램 압축기는 하부 하우징; 상기 하부 하우징의 상면에 안착되는 다이어프램; 상기 다이어프램의 상면에 결합되어 유입 챔버 및 유출 챔버를 형성하는 챔버 하우징; 및 상기 다이어프램과 상기 챔버 하우징이 내측에 배치되도록 상기 하부 하우징과 결합하며, 상기 유입 챔버와 연통하는 유입구 및 상기 유출 챔버와 연통하는 유출구를 포함하는 상부 하우징을 포함하고, 상기 다이어프램은, 상기 평판 형상의 플레이트부; 상기 플레이트부의 저면에 돌출 형성된 복수의 피스톤부; 및 상기 플레이트부의 저면에 융착 결합되는 다이어프램 필름부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다이어프램 압축기에 있어서, 상기 다이어프램 필름부는 상기 플레이트부의 저면에 초음파 융착 또는 열융착 되는 다이어프램 압축기.
본 발명의 일 실시예에 따른 다이어프램 압축기에 있어서, 상기 다이어프램 필름부의 상기 피스톤부에 대응하는 부분에는 개구가 형성되고, 상기 피스톤부는 상기 개구를 관통할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다이어프램 압축기에 있어서, 상기 다이어프램 필름부의 일면은 상기 플레이트부의 저면에 접촉하고, 상기 다이어프램 필름부의 타면 중 적어도 일부는 상기 하부 하우징의 상면에 접촉하는 다이어프램 압축기.
본 발명의 일 실시예에 따른 다이어프램 압축기에 있어서, 상기 하부 하우징은, 외측 본체; 및 상기 하우징 본체에 삽입되고 상기 펌프부가 삽입되는 펌프부 삽입홀이 포함된 내측 본체;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다이어프램 압축이에 있어서, 상기 하부 하우징에 결합되는 구동 모듈을 더 포함하고, 상기 구동 모듈은 상기 내측 본체에 결합되어 상기 내측 본체를 편심회전시키는 회전축을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다이어프램 압축기는 다이어프램의 내구성이 향상될 수 있으며, 다이어프램이 단열재 역할을 수행하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이어프램 압축기의 개략 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이어프램 압축기의 개략 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 하우징과 다이어프램의 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이어프램의 개략 저면사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이어프램의 개략 분해 사시도이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며, 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이어프램 압축기의 개략 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이어프램 압축기의 개략 분해 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이어프램 압축기(1)는 구동 모듈(100) 및 압축 모듈(200)을 포함할 수 있다.
구동 모듈(100)은 모터(미도시)를 포함하여 구비될 수 있다. 모터는 별도의 내/외부 전원에 연결되어 구동될 수 있다. 구동 모듈(100)은 압축 모듈(200)에 동력을 전달할 수 있다. 이를 위해, 구동 모듈(100)은 압축 모듈(200)의 하부 하우징(210)에 결합되어 회전력을 전달하는 회전축(110)을 포함할 수 있다. 이때 회전축(110)은 편심 베어링에 연결되어 압축 모듈(200)에 편심 회전력을 전달할 수 있다.
압축 모듈(200)은 구동 모듈(100)의 일측에 결합될 수 있다. 압축 모듈(200)은 일 예로서, 하부 하우징(210), 하부 하우징(210)의 상면에 안착되는 다이어프램(220), 다이어프램(220)의 상면에 결합되어 유입 챔버(231) 및 유출 챔버(232)를 형성하는 챔버 하우징(230) 및 다이어프램(220)과 챔버 하우징(230)이 내측에 배치되도록 하부 하우징(210)과 결합하며, 유입 챔버(231)와 연통하는 유입구(241) 및 유출 챔버(232)와 연통하는 유출구(242)를 포함하는 상부 하우징(240)을 포함할 수 있다.
하부 하우징(210)은 구동 모듈(100)에 연결될 수 있다. 하부 하우징(210)은 외측 본체(211) 및 내측 본체(212)를 포함할 수 있다. 외측 본체(211)는 하부 하우징(210)의 외형을 형성할 수 있다. 외측 본체(211)는 내측 본체(212)의 펌프부 삽입홀(212a)이 삽입 결합되는 노출홀(211a)을 포함할 수 있다. 내측 본체(212)는 외측 본체(211)에 삽입 결합될 수 있으며, 다이어프램(220)의 피스톤부(222)가 삽입되는 펌프부 삽입홀(212a)을 포함할 수 있다. 내측 본체(212)는 구동 모듈(100)의 회전축(110)에 연결되어 내측 본체(212)의 중심축과 이격된 축을 회전축으로 회전하는 편심 회전운동을 할 수 있다. 이러한 편심 회전 동작을 통해 기체는 압축 모듈(200)로 유입되어 배출될 수 있다. 압축 모듈(200)로 기체가 유출입되는 동작은 후술한다.
이하에서는 도 3 내지 도 5를 더 참조하여, 본 발며의 일 실시예에 따른 다이어프램(220)의 상세 구성에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 하우징과 다이어프램의 개략 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이어프램의 개략 저면사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이어프램의 개략 분해 사시도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 하부 하우징(210)의 상면에는 다이어프램(220)이 안착될 수 있다. 다이어프램(220)은 고무와 같은 탄성소재로 구비될 수 있다. 다이어프램(220)은 평판 형상의 플레이트부(221), 플레이트부(221)의 저면에 돌출 형성된 복수의 피스톤부(222) 및 플레이트부(221)의 저면에 결합되는 다이어프램 필름부(223)를 포함할 수 있다.
플레이트부(221)는 하부 하우징(210)의 상면과 대응하는 형상으로 구비될 수 있다. 플레이트부(221)의 저면에는 피스톤부(222)가 돌출 구비될 수 있으며, 피스톤부(222)는 하부 하우징(210)의 펌프부 삽입홀(212a)에 삽입 결합될 수 있다. 이때, 펌프부 삽입홀(212a)과의 결합력을 향상시키기 위해 피스톤부(222)의 단부는 후크형상으로 구비될 수 있다. 피스톤부(222)의 저면에는 다이어프램 필름부(223)가 구비될 수 있다.
다이어프램 필름부(223)는 얇은 막 형상으로 구비될 수 있으며, 고무, 실리콘 등으로 제작될 수 있다. 다이어프램 필름부(223)는 플레이트부(221)의 저면에 결합될 수 있다. 예를 들어, 다이어프램 필름부(223)는 열 융착, 초음파 융착을 통해 플레이트부(221)의 저면에 결합될 수 있다. 다이어프램 필름부(223)의 피스톤부(222)에 대응하는 부분에는 개구(223a)가 형성될 수 있다. 따라서, 다이어프램 필름부(223)가 플레이트부(221)의 저면에 결합되는 경우 피스톤부(222)는 개구(223a)를 관통하여 노출될 수 있으며, 노출된 부분은 하부 하우징(210)의 내측 본체(212)에 삽입결합될 수 있다.
다이어프램 필름(223)은 다이어프램(220)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 다시 말해, 다이어프램 필름(223)이 플레이트부(221)의 저면에 결합됨으로써, 플레이트부(221)의 내구성이 증가하게 되며 이에 따라 피스톤부(222)에 의해 반복적으로 플레이트부(221)에 외력이 전달되는 경우에도, 플레이트부(221)가 쉽게 파손되거나 변형되는 현상이 최소화될 수 있다. 또한, 다이어프램 필름(223)은 단열재로서 기능할 수 있다. 다시 말해, 플레이트부(221) 및 피스톤부(222)의 상하 운동 시 다이어프램(220)에 발생하는 열이 외부로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 다이어프램(220)의 상면에는 다이어프램(220)과 결합되어 유입 챔버(231) 및 유출 챔버(232)를 형성하는 챔버 하우징(230)이 구비될 수 있다. 챔버 하우징(230)은 피스톤부(222)에 대응하는 위치에 구비된 제1 챔버부(231a) 및 제1 챔버부(231a)와 연통하는 제2 챔버부(232b)를 포함할 수 있으며, 제1 챔버부(231a) 및 제2 챔버부(232b)는 다이어프램(220)의 상면과 각각 유입 챔버(231) 및 유출 챔버(232)를 형성할 수 있다. 다시 말해, 유입 챔버(231)는 다이어프램(220)의 상면을 바닥면으로 하고 제1 챔버부(231a)를 측면 및 상면으로 하여 형성될 수 있고, 유출 챔버(232)는 다이어프램(220)의 상면을 바닥면으로 하고 제2 챔버부(232a)를 측면 및 상면으로 하여 형성될 수 있다.
상부 하우징(240)은 다이어프램(220)과 챔버 하우징(230)이 내측에 배치되도록 하부 하우징(210)과 결합될 수 있다. 따라서, 상부 하우징(240)은 하부 하우징(210)과 함께 압축 모듈(200)의 외형을 형성할 수 있다.
상부 하우징(240)에는 유입구(241) 및 유출구(242)가 형성될 수 있다. 이때, 유입구(241)는 유입 챔버(231)와 연통되게 구비될 수 있으며, 유출구(242)는 유출 챔버(232)와 연통되게 구비될 수 있다. 따라서 외부 기체는 유입구(241)를 통과하여 유입 챔버(231)에 유입되어 압축과정을 거친 후 유출구(242)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
여기서 기체가 다이어프램 압축기(1)로 유출입되는 동작을 설명하면, 구동 모듈(100)이 동작하여, 회전축(110)이 회전하는 경우, 회전축(110)은 하부 하우징(210)의 내측 본체(212)를 편심 회전시키게 된다. 이때, 다이어프램(220)의 피스톤부(212)는 내측 본체(212)와 함께 회전될 수 있으며, 이에 따라 유입 챔버(231)의 체적이 변화하게 된다. 유입 챔버(231)의 체적이 증가하는 경우 유입구(241)를 통해 기체가 유입 챔버(231) 내측으로 유입될 수 있으며, 유입 챔버(231)의 체적이 감소하는 경우 유입 챔버(231) 내측의 기체는 유출 챔버(232)로 이동할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 다른 다이어프램 압축기(1)의 경우 유입 챔버(231)의 체적 변화 과정에서 반복되는 다이어프램(220)의 인장/수축에 의해 발생할 수 있는 피로 파괴, 피로 변형현상을 최소화하기 위해 다이어프램 필름부(223)를 포함할 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
1: 다이어프램 압축기 100: 구동 모듈
110: 회전축 200: 압축 모듈
210: 하부 하우징 220: 다이어프램
230: 챔버 하우징 240: 상부 하우징

Claims (7)

  1. 하부 하우징; 및
    상기 하부 하우징의 상면에 안착되는 다이어프램을 포함하고,
    상기 다이어프램은,
    평판 형상의 플레이트부;
    상기 플레이트부의 저면에 돌출 형성된 복수의 피스톤부; 및
    상기 플레이트부의 저면에 융착 결합되는 다이어프램 필름부를 포함하는,
    다이어프램 압축기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 다이어프램의 상면에 결합되어 유입 챔버 및 유출 챔버를 형성하는 챔버 하우징; 및
    상기 다이어프램과 상기 챔버 하우징이 내측에 배치되도록 상기 하부 하우징과 결합하며, 상기 유입 챔버와 연통하는 유입구 및 상기 유출 챔버와 연통하는 유출구를 포함하는 상부 하우징을 포함하는,
    다이어프램 압축기.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 다이어프램 필름부는 상기 플레이트부의 저면에 초음파 융착 또는 열융착 되는,
    다이어프램 압축기.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 다이어프램 필름부의 상기 피스톤부에 대응하는 부분에는 개구가 형성되고, 상기 피스톤부는 상기 개구를 관통하는,
    다이어프램 압축기.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 다이어프램 필름부의 일면은 상기 플레이트부의 저면에 접촉하고, 상기 다이어프램 필름부의 타면 중 적어도 일부는 상기 하부 하우징의 상면에 접촉하는,
    다이어프램 압축기.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 하우징은,
    외측 본체; 및
    상기 하우징 본체에 삽입되고 상기 펌프부가 삽입되는 펌프부 삽입홀이 포함된 내측 본체;를 포함하는,
    다이어프램 압축기.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 하부 하우징에 결합되는 구동 모듈을 더 포함하고,
    상기 구동 모듈은 상기 내측 본체에 결합되어 상기 내측 본체를 편심회전시키는 회전축을 포함하는,
    다이어프램 압축기.

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