KR100198475B1 - 다단식 진공 펌프 - Google Patents

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Abstract

공통 케이싱에서 회전자를 위한 공통 샤프트에 배열된 두개의 돌출형 진공 펌프의 복수의 셋트를 포함하는 다단식 진공 펌프이다. 근접한 펌프들은 펌프 케이싱에 형성된 전달 통로를 통하여 서로 연속으로 연결된다. 냉각 수단을 구비한 고체 물질 콜렉터는 펌프 케이싱으로부터 분리될 수 있도록 전달통로내에 제공된다. 압축 가스에서 고체요소는 확실히 생산되어 고체 물질 콜렉터에 접착된다. 따라서, 동일하게 세척을 위해 펌프 케이싱을 분리하는 것이 필요하지 않다.

Description

다단식 진공 펌프
제1도 내지 제3도는 본 발명의 일실시예에 따른 다단식 진공펌프의 구조를 나타낸 도면이고, 그중 제1도는 실시예의 세로축 단면도이고, 제2도와 제3도는 제1도의 각각에서 라인Ⅱ-Ⅱ와 라인Ⅲ-Ⅲ으로 취해진 단면도이다.
제4도 및 제5도는 본 발명의 다단식 진공펌프에서 고체물질 콜렉터(collector)를 사용한 구조를 구현한 도면이고, 그중 제4도는 콜렉터 하우징(housing)에서 냉각코일이 삽입된 상태를 나타내고, 제5도는 콜렉터 하우징에서 냉각코일을 꺼낸 상태를 나타낸다.
제6도는 승화되는 가스의 성질을 보이는 도면이다.
본 발명은 공통 케이싱(casing)내에서 회전자용 공통 샤프트(shaft)에 배열된 복수 돌출형 진공펌프의 복수의 셋트를 포함한 다단식 진공펌프에 관한 것이다.
보통, 고 진공을 획득하기 위하여, 단일단계 진공펌프의 복수개가 연속으로 배열된다. 그러나, 최근에 특히 소형화된 진공펌프를 제공하기 위해서, 공통의 샤프트에 제공된 복수의 회전자를 구비한 다단식 진공펌프가 사용되었다. 그리고, 이것의 응용은 승화성 가스가 다루어지는 다양한 경우를 포함한다. 승화성 가스는 제6도에서 보이듯이 압력과 온도의 변화에 따라서 가스에서 고체로 또는 고체에서 가스로 변하는 성질을 가진다.
그러나, 위에서 설명했듯이 승화성 가스가 다단식 진공펌프로 다루어질 경우, 거기에는 삽입구에서 잇따라 압축되어 방출구에 도달한 가스로써 펌프내에 고체 물질이 생산되는 문제와 펌프의 활성시간이 크게 감소하는 문제를 일으킨다. 특히, 고체 물질이 회전자 부분(압축부)에서 간극(fine gaps)에 접착될 때, 펌프는 즉시 정지한다. 따라서, 펌프 몸체는 많은 시간과 다루기 힘든 회전자를 수반한 이러한 각각의 경우에서 분해되어 청소되고 재조립되야만 한다.
본 발명은 전술한 상황을 고려하여 수행되고, 이것의 목적은 상술한 문제의 제거와, 고체 물질이 압축부에 점착되지 않고, 펌프몸체의 분해가 요구되지 않고, 따라서 긴 활성 시간의 보증과 안정한 작동을 하는 다단식 진공펌프 제공에 있다.
상술한 목적을 성취하기 위하여, 본 발명은 공통 케이싱내에서 공통 샤프트에 배열된 복수돌출형 진공펌프의 복수의 셋트를 포함하는 다단식 진공펌프를 제공하고, 근접한 펌프는 펌프 케이싱에 형성된 전달 통로를 통하여 서로 연속으로 연결하고, 그안에 냉각수단을 가지는 고체 물질 콜렉터를 전달 통로에 제공하는데, 이것은 펌프 케이싱으로 부터 분해될 수 있다.
본 발명은 전단의 펌프실의 방전부에 근접하여 제공된 고체 물질 콜렉터의 하류측에 전달통로의 일 구조를 더 제공하고, 액체가 전달통로를 통해 전단으로 부터 리어(rear)단의 펌프실로 흐른다.
본 발명의 다단식 진공펌프에서, 냉각수단을 구비한 고체 물질 콜렉터가 상술했듯이 펌프 케이싱으로 부터 분리되기 위해 전달 통로에 제공되기 때문에, 펌프내에 생산된 고체 물질은 고체 물질 콜렉터로 수집되고 따라서, 고체 물질은 다음 단에서는 펌프로 조금 흐를 것이다.
더욱이, 고체물질 콜렉터가 펌프 케이싱으로 부터 분리될 수 있기 때문에 펌프 몸체는 펌프 몸체의 분해없이 오직 고체 콜렉터의 분리만으로 쉽게 세척될 수 있다.
더욱이, 전단에서 펌프실의 방전부에 근접한 고체 물질 콜렉터의 하류측에 전달 통로의 형성으로, 고체 물질 콜렉터로 나타난 액체는 전달통로를 통하여 통과하고 전단에서 펌프실의 방전부로부터 압축으로 발생된 열에 종속되고, 따라서 그것의 온도는 완전한 증발을 위해 올라간다.
본 발명의 상기된 목적과, 특징과, 이익은 본 발명의 제출된 실시예가 설명된 예가 보여지는 수반된 도면과 결합되어 취해질 때 뒤따르는 설명으로 부터 더욱 명백해질 것이다.
본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
제1도 내지 제3도는 본 발명의 일실시예에 따른 다단식 진공펌프의 한 구조를 나타내고, 그중 제1도는 진공펌프의 세로축 단면도이고(회전샤프트와 회전자를 2점쇄선으로 나타냄), 제2도와 제3도는 제1도의 라인Ⅱ-Ⅱ와 라인Ⅲ-Ⅲ을 각각 취한 단면도이다. 참고번호 25는 분리벽(11, 14)으로 형성되는 제1 펌프실(12)과 제2 펌프실(13)과 제3 펌프실(15)로 불리는 3개의 작동실을 가지는 펌프 케이싱을 나타낸다. 펌프 케이싱(25)은 구조에서 전체로서 상부 반측과 하부 반측으로 나누어진다.
평행으로 배치된 두개의 회전샤프트(16, 17)는 케이싱(25)내의 지탱자(18)로 회전되도록 유지된다. 각각 쌍을 이루어 연결된 세개의 돌출형 회전자(26, 31, 36)는 각각 제1 펌프실(12)과 제2 펌프실(13)과 제3 펌프실(15)에 둘러싸여지고, 보이듯이 공통 회전 샤프트(16, 17)에 고정된다. 도시되지 않은 구동수단은 샤프트 시일(seal)(20)을 통해 통과한 회전 샤프트(16)의 한끝과 쌍을 이루고, 구동수단으로 샤프트(16)가 회전되고, 회전 샤프트(17)는 타이밍 기어(timing gear)(19)를 통해 회전 샤프트(16)와 대항하여 반대 방향으로 회전하고, 따라서 이 세개의 돌출형 회전자(26),(31),(36)가 회전한다.
그때, 삽입구(21),(27)(32)와 병전구(22),(28),(33)은 제1 펌프실(12)과 제2 펌프실(13)과 제3 펌프실(15)에 각각 형성된다.
전달통로(38과 41)는 펌프 케이싱(25)내에서 각각 제1 펌프실(12)과 제2 펌프실(13) 사이와, 제2 펌프실(13)과 제3 펌프실(15) 사이에서 형성되고, 각각 제2 펌프실(13)과 제3 펌프실(15)의 삽입구(27),(32)와 전달된다.
참고번호 39, 42, 45는 각각 냉각코일(54),(55),(56) 과 삽입개구(37),(40),(43)와 배출개구(57),(58),(44)를 가지는고체물질 콜렉터를 나타낸다. 이 고체물질 콜렉터(39),(42),(45)의 삽입개구(37),(40),(43)은 각각 제1, 제2, 제3 펌프실(12),(13),(15)의 방출부(22),(28),(33)와 연결된다. 고체 물질 콜렉터 (39),(42)의 배출개구(57),(58)는 각각 전달통로(38),(41)와 연결된다.
위와 같은 다단식 진공펌프 조립에서 삽입개구(59)를 통해 제1 펌프실(12)에 흡수된 가스는 회전자(26)로 삽입개구(37)을 통해 고체물질 콜렉터(39)로 이동되고, 고체물질 콜렉터(39)에서 냉각코일(54)로 냉각되고, 고체물질 콜렉터(39)의 배출개구(57)와 제2 펌프실(13)의 전달통로(38)와 삽입구(27)로 제2 펌프실(13)로 주입된다.
제2 펌프실(13)로 주입된 가스는 다음에 회전자(31)로 방출구(28)와 삽입개구(40)를 통하여 고체 물질 콜렉터(42)로 이동되고, 고체 물질 콜렉터(42)에서 냉각코일(55)로 냉각되고, 배출개구(58)와 전달통로(41)와 삽입구(32)로 제3 펌프실(15)로 주입된다.
제3 펌프실(15)로 주입된 가스는 다음에 회전자(36)로 방출구(38)와 삽입개구(43)을 통하여 고체 물질 콜렉터(45)로 이동되고, 고체 물질 콜렉터(45)에서 냉각코일(56)로 냉각되고, 다음으로 방출구(44)를 통해 유출된다.
이러한 다단식 압축동안에 고체 소자는 고체 물질 콜렉터(39),(42),(45)에서 회전자(26),(31),(36)와 냉각코일(54),(55),(56)에 의한 가스 압축으로부터 확실히 생성되어 그것에 점착된다. 전달통로(38),(41)을 통해 통과하는 고체 물질 콜렉터에서 더 나오는 액체는 근접한 방출구(22),(28)로부터 압축으로 발생된 열에 종속되고, 그것의 온도는 완전히 증발되기 위해 올라가고, 다음 삽입구(27),(32)로 흐른다. 따라서, 제2 펌프실(13)과 제3 펌프실(15)로의 가스의 흐름은 어떠한 고체 소자도 초래하지 않는다. 따라서, 다단식 진공펌프의 안정한 작동이 획득되고, 그것에 의해 펌프의 활성시간을 연장한다.
제4도 및 제5도는 고체물질 콜렉터(39)의 구조를 예시한다.
참고번호 60은 삽입개구(37)와 배출개구(59)를 제공하고 냉각코일을 내부에 포함하는 콜렉터 하우징을 나타낸다. 냉각코일(54)은 코일 설치부재(61) 위에 설치되고, 냉각제가 그 내부로 흐르는 것을 허용한다. 냉각코일(54)이 콜렉터 하우징(60)에 삽입된 후, 코일 설치부재(61)는 볼트 또는 다른 고정수단으로 콜렉터 하우징(60)의 끝단에 설치된 플랜지(flange)(62)에 고정시킬 수 있다. 제5도는 코일 설치부재(61)가 플랜지(62)로부터 분해되고, 콜렉터 하우징(60)을 제거한 냉각코일(54)의 상태를 나타낸다.
고체 물질 콜렉터(39)가 펌프 케이싱(25)에 설치되어 그것으로부터 콜렉터 하우징(60)의 분리를 제외하고 오직 냉각코일(54)만 펌프 케이싱(25)로 부터 분리할 수 있는 상기한 상태에서 삽입개구(37)와 배출개구(57)는 각각 방출구(22)와 전달통로(38)에 연결된다.
상기에서 기술했듯이, 오직 고체물질 콜렉터(39)의 냉각코일(54)만이 분리될 준비가 되어있기 때문에, 냉각코일(54)에 점착된 고체요소는 다단식 진공펌프의 몸체의 분해없이 빼내지고 세척될 수 있고, 따라서, 고체물질 콜렉터(39)의 유지가 용이해진다.
고체물질 콜렉터(42와 45)의 구조는 실제로 고체물질 콜렉터(39)의 구조와 동일하므로 그것의 설명과 묘사는 여기서 생략한다.
부수적으로, 제4도와 제5도는 고체물질 콜렉터의 일예만을 나타내고, 향후에 이 고체물질 콜렉터는 반드시 이것에 한정되지는 않는다. 따라서, 전달 통로에 배열된 구조를 포함하고, 냉각작용을 가지고, 펌프 케이싱으로부터 분리될 수 있는 어떠한 구조도 사용될 수 있다.
상기에서 기술했듯이, 본 발명에 따르면, 뒤따르는 이익의 결과는 보증될 것이다.
(1) 전달통로에 냉각수단을 구비한 고체 물질 콜렉터의 제공으로, 펌프 케이싱으로 부터 분리될 수 있고, 펌프내에 생산된 고체소자가 고체 물질 콜렉터로 수집된다. 따라서, 고체 소자는 다음단에서 펌프로 흐르지 않고, 어떠한 고체소자도 회전자부(압축부)에서 간극에 점착되지 않아서 펌프의 안정한 작동과 그것의 연장된 활성시간이 보증된다.
(2) 다음으로, 고체 물질 콜렉터가 펌프 케이싱으로 부터 분리될 수 있기 때문에, 세척을 위해 펌프 몸체의 분리없이 오직 고체 물지 콜렉터만 분리할 수 있다.
(3) 고체 물질 콜렉터의 하류측에 전달 통로가 전단에서 펌프실의 방출부에 근접하여 형성될 때, 고체물질 콜렉터에서 나오는 액체는 전달 통로를 통해 통과하고, 전단에서 펌프실의 방출부로 부터의 압력으로 발생된 열에 종속되고, 그것의 온도는 완전한 증발을 위해 올라간다. 따라서, 고체 물질로부터 자유상태에서 액체가 전단에서 다음단의 펌프실로 흐르고, 이 때문에 펌프가 안정하게 작동될 수 있고 이것의 활성시간 또한 연장된다.

Claims (4)

  1. 공통 케이싱내에서 회전자를 위한 공통 샤프트에 배열된 두개의 돌출형 진공펌프의 복수의 셋트를 포함하고, 근접한 펌프들은 펌프 케이싱내에 형성된 전달 통로를 통하여 서로 연속으로 연결되는 다단식 진공펌프에서; 냉각수단을 구비한 고체 물질 콜렉터가 상기 펌프 케이싱으로 부터 분리되기 위해 상기 전달 통로에 제공된다는 점에서 개량된 특징을 나타내는 다단식 진공펌프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고체 물질 콜렉터의 하류측의 상기 전달 통로가 전단에서 펌프실의 방출부에 근접하여 형성되고, 액체가 상기 전달 통로로 전단에서 리어(rear)단의 펌프실로 흐르는 것을 특징으로 하는 다단식 진공펌프.
  3. 제2항에 있어서, 상기 고체 물질 콜렉터가 각각 내부에 상기 냉각코일을 함유한 콜렉터 하우징과, 상기 콜렉터 케이싱에 제공된 삽입개구와 배출개구와, 상기 삽입개구와 상기 배출개구가 전단에서 상기 펌프실의 상기 배출구와 연결되는 것과, 상기 전달 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 진공펌프.
  4. 제3항에 있어서, 상기 고체 물질 콜렉터는 상기 냉각코일 그위에 고정되게 설치되고 상기 콜렉터 하우징에 유동적으로 설치된 코일 설치 부재를 포함하고, 그로써 상기 코일 부재가 동일한 것으로부터 상기 콜렉터 하우징의 분리를 제외하여 상기 펌프 케이싱으로부터 유동적인 것을 특징으로 하는 다단식 진공펌프.
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