KR20230061020A - 미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부로부터 유입된 유체를 미세한 유량으로 조절하여 정량 토출할 수 있으며, 다양한 분야에 적용할 수 있도록 조립성이 용이한 미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프에 관한 것이다.

Description

미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프{A gear pump capable of dispensing a fine flow}
본 발명은 미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부로부터 유입된 유체를 미세한 유량으로 조절하여 정량 토출할 수 있으며, 다양한 분야에 적용할 수 있도록 조립성이 용이한 미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프에 관한 것이다.
일반적으로 기어 펌프는 내접 기어 치열과 외접 기어 치열을 갖으며, 일정한 압력 범위에서 유압을 전달하여 윤활 유체 또는 디젤 연료와 같은 유체를 이송하는 광범위한 기술 분야에서 사용된다.
예를 들면, 기어 펌프는 주로 자동차, 식품, 전자 등의 분야에서 폭넓게 사용되고 있으며, 외접 기어 펌프의 경우, 주로 화장품, 의료, 식품, 코팅, 섬유 등의 분야에서 폭넓게 사용되고 있다.
종래의 기어 펌프는 구동축에 장착된 한 쌍의 기어가 회전 가능하게 케이스에 수용되도록 형성된 펌프 조립체로, 소량 생산 분야에서 적용하기에 적합하나, 대량 생산이 필요한 분야에서 적용할 경우, 복수 개의 기어 펌프의 구매 및 설치 비용이 들뿐만 아니라 복수 개의 기어 펌프를 설치하기 위한 공간도 필요하고, 유지보수 비용 등 고려해야할 사항이 많아 비효율적인 문제점이 있다.
이를 개선하기 위해 최근에는 하나의 하우징에 복수 개의 펌프 조립체를 장착한 기어 펌프를 제작하였으나, 이는 각각의 펌프 조립체를 연결하기 위한 체결 부재들이 필요하고 각각의 축에 의해 독립적으로 구동되도록 형성되기 때문에 제작 및 가공이 어려울뿐만 아니라 비용 또한 많이 드는 문제점이 있다.
또한, 다양한 분야에서 적용할 경우, 사용 목적에 따라 서로 다른 갯수의 펌프 조립체를 요구하기 때문에 정해진 갯수에 맞게 제작된 하우징에 다른 갯수를 갖는 펌프 조립체를 장착하기 어려운 문제점이 있다.
따라서, 조립성이 용이하여 사용 목적에 맞게 조립할 수 있어 다양한 분야에 적용할 수 있으며, 최소한의 비용으로 미세 유량을 정량 토출할 수 있는 기어 펌프 개발이 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1043294호(2011.06.22 공고)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 외부로부터 유입되는 유체를 미세한 유량으로 조절하여 정량 토출할 수 있으며, 각 구성간의 조립이 용이하여 사용 목적 또는 적용 분야에 맞게 조립할 수 있어 다양한 분야에 적용할 수 있는 미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 구동축과 종동축이 관통 삽입되어 회전 가능하도록 지지하는 각 축홈과 일측에서 타측으로 관통되어 유입되는 유체를 이송하기 위한 이송로 및 유체가 외부로 토출되기 위한 토출로를 포함하는 중앙 블록과 상기 중앙 블록을 기준으로 양 측에 배치되는 복수 개의 노드 블록; 상기 중앙 블록과 상기 복수 개의 노드 블록 사이에 배치되고, 구동기어와 종동기어가 맞물려 회전 가능하도록 수용되는 양측이 개방된 수용홈을 갖으며, 상기 수용홈에는 상기 중앙 블록 또는 노드 블록으로부터 이송되는 유체가 유입되도록 상기 이송로와 대응하는 위치에 형성된 유입홈과 유입된 유체를 상기 중앙 블록 또는 노드 블록의 토출로로 토출되도록 상기 토출로와 대응하는 위치에 형성된 토출홈을 갖는 기어 플레이트; 및 양측 끝에 배치된 노드 블록 또는 기어 플레이트의 개방된 면을 폐쇄하기 위한 제1 마감 블록과 제2 마감 블록;을 포함하고, 상기 구동축과 종동축은 상기 중앙 블록, 노드 블록 및 기어 플레이트에 관통 삽입되고 모터로부터 동력을 공급받아 각 기어 플레이트에 수용된 상기 복수 개의 구동기어와 종동기어를 동시에 회전시키는 것을 특징으로 하는 미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 중앙 블록은 외부에서 유체를 유입받는 유입로가 더 형성된다
바람직한 실시예에 있어서, 상기 중앙 블록, 노드 블록, 기어 플레이트 및 마감 블록들은 볼트와 너트에 의해 압착 결합되며, 상기 중앙 블록, 노드 블록, 기어 플레이트 및 마감 블록들은 체결을 위한 볼트가 관통 삽입될 수 있는 복수 개의 볼트 체결홀이 형성된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 중앙 블록, 노드 블록, 기어 플레이트 및 마감 블록은 서로 인접하는 면이 수밀을 위해 평면 가공이 수행된다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 갖는다.
본 발명의 미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프에 의하면, 얇은 기어 플레이트에 한 쌍의 기어를 수용할 수 있도록 가공하고, 고정 지지를 위한 블록에는 간단한 축 홈만 가공할 수 있기 때문에 가공을 최소화할 수 있으며, 얇은 두께로 제작된 한 쌍의 기어에 맞게 기어 플레이트의 두께도 제작할 수 있어, 다양한 분야에 맞게 설계 제작이 용이하고 두께를 최소화할 수 있어 미세 유량을 정량 토출할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프에 의하면, 지지 블록, 한 쌍의 기어 및 기어 플레이트를 사용 목적 또는 적용 분야에 따라 다양한 갯수의 구성으로 조립하여 볼트와 너트에 의해 압착 결합할 수 있어 조립이 용이할 뿐만 아니라 다양한 분야에 적용이 가능하며, 제작 비용 및 유지보수 비용 등을 절감할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프에 의하면, 지지 블록, 한 쌍의 기어 및 기어 플레이트를 결합시 서로 인접하는 면에 평면 가공이 수행되어 수밀성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프를 설명하기 위한 측면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프를 설명하기 위한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 블록, 노드 블록, 기어 및 기어 플레이트를 설명하기 위한 사시도이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프를 설명하기 위한 측면도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프를 설명하기 위한 사시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 블록, 노드 블록, 기어 및 기어 플레이트를 설명하기 위한 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프(100)는 외부로부터 유입되는 유체를 미세한 유량으로 정량 토출할 수 있는 기어 펌프로서, 중앙 블록(110)과 상기 중앙 블록(110)의 양측에 연달아 배치되는 복수 개의 노드 블록(120), 상기 중앙 블록(110)과 상기 복수 개의 노드 블록(120)의 일측에 배치되는 복수 개의 기어 플레이트(130), 각 기어 플레이트(130)에 수용되는 한 쌍의 기어(140), 상기 중앙 블록(110)과 상기 복수 개의 노드 블록(120) 및 기어 플레이트(130)에 관통 삽입되며, 각 기어 플레이트(130)에 수용된 한 쌍의 기어(140)를 동시에 회전시키는 한 쌍의 축(150) 및 양 끝에 배치되는 상기 노드 블록(120) 또는 상기 기어 플레이트(130)의 개방된 면을 폐쇄하는 마감 블록(160)을 포함하여 이루어진다.
상기 중앙 블록(110)과 복수 개의 노드 블록(120)은 외부로부터 유입된 유체를 일측 또는 타측으로 이송할 수 있고 일측에서 유입된 유체를 하방으로 토출할 수 있는 유체 경로를 제공하며, 상기 한 쌍의 축(150)을 고정 지지하는 구조물로, 이송로(111,121), 토출로(112,122), 토출 노즐(113,123), 구동축 홈(114,124) 및 종동축 홈(115,125)이 형성된다.
또한, 상기 중앙 블록(110)과 복수 개의 노드 블록(120)은 소정의 두께를 갖는 직육면체 형상으로 형성되었으나, 그 형상이 한정되는 것은 아니며, 소정의 두께를 갖는 다양한 입체 형상으로 형성될 수 있다.
상기 이송로(111,121)는 상기 중앙 블록(110)과 복수 개의 노드 블록(120)의 상측에 형성되며, 외부로부터 유입된 유체가 이송될 수 있도록 상기 중앙 블록(110)과 복수 개의 노드 블록(120)의 일측에서 타측으로 관통 형성된다
상세하게는, 상기 이송로(111,121)는 상기 중앙 블록(110)과 복수 개의 노드 블록(120)을 직렬로 연결시 각 이송로(111,121)는 동일 수평 선상에서 서로 연결되도록 상기 중앙 블록(110)과 복수 개의 노드 블록(120)에 관통 형성된다.
상기 토출로(112,122)는 상기 중앙 블록(110)과 복수 개의 노드 블록(120)의 하측에 각각 형성되며, 상세하게는 상기 중앙 블록(110)과 각 노드 블록(120)의 일측에서 유입된 유체가 하방으로 각각 토출될 수 있도록 관통 형성된다.
상기 토출 노즐(113,123)은 상기 중앙 블록(110)과 복수 개의 노드 블록(120)의 하측면에 각각 형성될 수 있으며, 상세하게는, 상기 토출 노즐(113,123)은 상기 토출로(112,122)를 통해 토출되는 유체가 외부로 토출되도록 상기 토출로(112,122)와 대응하는 위치에 각각 형성된다.
상기 구동축 홈(114,124) 및 종동축 홈(115,125)은 상기 중앙 블록(110)과 각 노드 블록(120)의 일측에서 타측으로 관통 형성되며, 상세하게는, 상기 한 쌍의 축(150)이 삽입되어 회전 가능하게 지지할 수 있도록 관통 형성된다.
이를 위해, 상기 구동축 홈(114,124) 및 종동축 홈(115,125)의 크기는 상기 한 쌍의 축(130)의 각 두께와 대응하는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 구동축 홈(114,124) 및 종동축 홈(115,125)은 상기 한 쌍의 축(150)이 관통 삽입될 경우, 상기 한 쌍의 축(150)을 회전 가능하면서 일정한 위치에 고정 지지할 수 있는 베어링이 더 포함된다.
한편, 상기 중앙 블록(110)은 상기 노드 블록(120)과 비교하여 외부로부터 유체를 유입받을 수 있는 유입로(116) 및 유입 노즐(117)이 더 형성된다.
상기 유입로(116)는 외부로부터 유입된 유체를 상기 이송로(111)로 유입하기 위하여 상기 중앙 블록(110)의 상단과 상기 이송로(111)가 연결되도록 관통 형성된다.
상기 유입 노즐(117)은 유체를 상기 유입로(116)에 유입하기 위한 구조물로, 상기 중앙 블록(110)의 상측에 형성되며, 상기 유입로(116)와 대응하는 위치에 형성된다.
상기 기어 플레이트(130)는 상기 중앙 블록(110)과 복수 개의 노드 블록(120)의 일측마다 배치되며, 상기 한 쌍의 기어(140)가 서로 맞물려 회전 가능하도록 수용할 수 있는 수용홈(131)이 형성된다.
또한, 상기 기어 플레이트(130)는 상기 중앙 블록(110)과 복수 개의 노드 블록(120)에 대응하는 갯수를 갖는다.
또한, 상기 기어 플레이트(130)는 상기 한 쌍의 기어(140)가 수용될 수 있도록 상기 한 쌍의 기어(140)의 두께와 대응하는 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 수용홈(131)은 상기 한 쌍의 기어(140)와 대응하는 크기를 가지고 양측이 개방되도록 형성되며, 상기 이송로(111,121)로부터 이송된 유체가 유입될 수 있는 유입홈(131-1) 및 상기 한 쌍의 기어(140)에 의해 정량 조절된 유체를 상기 토출로(112,122)로 토출할 수 있는 토출홈(131-2)이 형성된다.
상기 유입홈(131-1)은 상기 이송로(111,121)로부터 유체를 유입받을 수 있도록 상기 이송로(111,121)와 대응하는 위치에 형성된다.
상기 토출홈(131-2)은 상기 한 쌍의 기어(140)로 정량 조절된 유체가 상기 토출로(112,122)로 토출될 수 있도록 상기 토출로(112,122)와 대응하는 위치에 형성된다.
즉, 본 발명의 기어 펌프(100)는 상기 유입로(116)를 통해 외부로부터 유입된 유체가 상기 이송로(111,121)를 통해 상기 유입홈(131-1)으로 유입되어 상기 한 쌍의 기어(140)로 이송하고 상기 한 쌍의 기어(140)가 유입된 유체의 미세 유량을 정량으로 조절하여 상기 토출홈(131-2)을 통해 상기 토출로(112,122)로 토출하고 상기 토출 노즐(113,123)을 통해 외부로 미세 유량을 정량 토출할 수 있다.
상기 한 쌍의 기어(140)는 서로 맞물려 회전 가능하도록 상기 기어 플레이트(130) 내에 배치되며, 구동기어(141)와 종동기어(142)를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 한 쌍의 기어(140)는 상기 기어 플레이트(130)의 갯수와 대응하는 갯수로 구성된다.
또한, 상기 한 쌍의 기어(140)는 상기 기어 플레이트(130)에 수용될 수 있는 두께로 형성되며, 사용 목적에 따라 토출되는 유량을 조절할 수 있도록 설계되어 제작된다.
상기 한 쌍의 축(150)은 모터로부터 동력을 받아 서로 맞물린 상기 한 쌍의 기어(140)를 회전시키는 기능을 수행하며, 구동축(121)과 종동축(122)으로 이루어진다.
상세하게는, 상기 한 쌍의 축(150)은 상기 복수 개의 기어 플레이트(130)에 관통 삽입되어 각 기어 플레이트(130)에 수용된 한 쌍의 기어(140)를 동시에 회전시킨다.
상기 구동축(151)은 일측이 모터와 연결되어 상기 모터로부터 동력을 받아 회전하며, 상기 종동축(152)은 상기 구동축(151)의 회전력을 전달받아 회전한다.
또한, 상기 구동축(151)과 종동축(152)은 각각 대응하는 상기 구동기어(141)와 종동기어(142)의 정중앙에 관통 삽입된다.
또한, 상기 구동축(151)과 종동축(152)의 두께는 상기 한 쌍의 기어(140)에 각각 장착될 수 있도록 상기 한 쌍의 기어(140)에 형성된 관통홈의 크기와 대응하는 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 마감 블록(160)은 양 끝에 배치된 노드 블록(120)과 기어 플레이트(130)의 개방된 면을 폐쇄하며, 제1 마감 블록(161)과 제2 마감 블록(162)을 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 마감 블록(160)은 상기 중앙 블록(110) 및 노드 블록(120)과 동일한 입체 형상을 가지고 형성되며, 다양한 두께를 가지고 형성될 수 있다.
상기 제1 마감 블록(161)은 일측 끝에 배치된 노드 블록(120)의 개방된 면을 폐쇄하며, 상기 구동축(151)이 관통 삽입되도록 축 홀이 형성되고 상기 종동축(152)은 회전 가능하게 고정 지지되도록 축 고정홈이 형성된다.
상기 제2 마감 블록(162)은 타측 끝에 배치된 기어 플레이트(130)의 개방된 면을 폐쇄하며, 상기 한 쌍의 축(150)이 회전 가능하게 고정 지지되도록 한 쌍의 축 고정홈이 형성된다.
여기서, 상기 축 홀과 각 축 고정홈에는 상기 구동축(151)과 종동축(152)을 회전 가능하면서 고정 지지할 수 있는 베어링이 더 포함된다.
한편, 이러한 구성을 갖는 본 발명의 기어 펌프(100)는 상기 중앙 블록(110), 상기 복수 개의 노드 블록(120), 상기 복수 개의 기어 플레이트(130) 및 상기 마감 블록(160)은 볼트와 너트에 의해 압착 결합되며, 상기 중앙 블록(110), 상기 복수 개의 노드 블록(120) 및 상기 복수 개의 기어 플레이트(130)에는 체결을 위한 볼트가 관통 삽입될 수 있도록 일측에서 타측으로 관통된 복수 개의 볼트 체결홈(B)이 형성된다.
상기 복수 개의 볼트 체결홈(B)은 각 구성들이 압착 결합시 동일한 압력을 가하여 결합하기 위해 동일한 간격으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 중앙 블록(110), 상기 복수 개의 노드 블록(120), 상기 복수 개의 기어 플레이트(130) 및 상기 마감 블록(160)의 각 인접하는 면은 수밀을 위해 평면 가공이 수행된다.
즉, 본 발명은 상기 한 쌍의 축(150)을 상기 중앙 블록(110)과 복수 개의 노드 블록(120) 및 복수 개의 기어 플레이트(130)에 관통 삽입하여 조립되고 상기 볼트와 너트에 의해 압착 결합된다.
여기서, 상기 복수 개의 노드 블록(120)은 유체의 균일한 분배를 위해 상기 중앙 블록(110) 양 측에 동일한 갯수로 배치될 수 있으며, 사용 목적에 따라 상기 노드 블록(120)을 빼거나 추가하여 조립할 수 있다.
한편, 상기 한 쌍의 축(150)은 조립된 노드 블록(120)과 기어 플레이트(130)의 갯수에 대응하는 길이로 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 기어 펌프(100)는 고정 지지를 위한 상기 중앙 블록(110) 과 상기 복수 개의 노드 블록(120)이 아닌 상기 기어 플레이트(130)에 상기 한 쌍의 기어(140)가 수용될 수 있는 홈을 가공하여 제작 비용을 절감할 수 있을뿐만 아니라 사용 목적에 따른 미세 유량 토출을 조절할 수 있도록 상기 한 쌍의 기어(140)의 두께를 설계할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 상기 중앙 블록(110), 상기 복수 개의 노드 블록(120) 및 상기 복수 개의 기어 플레이트(130)의 구성을 사용 목적에 따라 복수 개로 구성하여 볼트와 너트에 의해 압착 결합할 수 있어 조립이 용이할뿐만 아니라 다양한 분야에 적용할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100 : 기어 펌프 110 : 중앙 블록
111,121 : 이송로 112,122 : 배출로
113,123 : 토출 노즐 114,124 : 구동축 홈
115,125 : 종동축 홈 116 : 유입로
117 : 유입 노즐 120 : 노드 블록
130 : 기어 플레이트 131 : 수용홈
131-1 : 유입홈 131-2 : 토출홈
140 : 한 쌍의 기어 141 : 구동기어
142 : 종동기어 150 : 한 쌍의 축 `
151 : 구동축 152 : 종동축
160 : 마감 블록 161 : 제1 마감 블록
162 : 제2 마감 블록 B : 볼트 체결홈

Claims (4)

  1. 구동축과 종동축이 관통 삽입되어 회전 가능하도록 지지하는 각 축홈과 일측에서 타측으로 관통되어 유입되는 유체를 이송하기 위한 이송로 및 유체가 외부로 토출되기 위한 토출로를 포함하는 중앙 블록과 상기 중앙 블록을 기준으로 양 측에 배치되는 복수 개의 노드 블록;
    상기 중앙 블록과 상기 복수 개의 노드 블록 사이에 배치되고, 구동기어와 종동기어가 맞물려 회전 가능하도록 수용되는 양측이 개방된 수용홈을 갖으며, 상기 수용홈에는 상기 중앙 블록 또는 노드 블록으로부터 이송되는 유체가 유입되도록 상기 이송로와 대응하는 위치에 형성된 유입홈과 유입된 유체를 상기 중앙 블록 또는 노드 블록의 토출로로 토출되도록 상기 토출로와 대응하는 위치에 형성된 토출홈을 갖는 기어 플레이트; 및
    양측 끝에 배치된 노드 블록 또는 기어 플레이트의 개방된 면을 폐쇄하기 위한 제1 마감 블록과 제2 마감 블록;을 포함하고,
    상기 구동축과 종동축은 상기 중앙 블록, 노드 블록 및 기어 플레이트에 관통 삽입되고 모터로부터 동력을 공급받아 각 기어 플레이트에 수용된 상기 복수 개의 구동기어와 종동기어를 동시에 회전시키는 것을 특징으로 하는 미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중앙 블록은 외부에서 유체를 유입받는 유입로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 중앙 블록, 노드 블록, 기어 플레이트 및 마감 블록들은 볼트와 너트에 의해 압착 결합되며,
    상기 중앙 블록, 노드 블록, 기어 플레이트 및 마감 블록들은 체결을 위한 볼트가 관통 삽입될 수 있는 복수 개의 볼트 체결홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 중앙 블록, 노드 블록, 기어 플레이트 및 마감 블록은 서로 인접하는 면이 수밀을 위해 평면 가공이 수행된 것을 특징으로 하는 미세 유량 토출이 가능한 기어 펌프.
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