KR100293096B1

KR100293096B1 - 스크류진공펌프냉각장치

Info

Publication number: KR100293096B1
Application number: KR1019980016306A
Authority: KR
Inventors: 홍준기
Original assignee: 홍준기
Priority date: 1998-05-07
Filing date: 1998-05-07
Publication date: 2002-02-28
Also published as: KR19990084504A

Abstract

본 발명은 진공펌프의 케이싱 내부에 장착되는 양 스크류 로우터의 회전에의해 발생되는 압축열에 대한 냉각 효율을 향상 시키므로서, 로우터의 열팽창력의 감소에 따른 로우터간의 간격 공차를 줄여 진공도를 향상시킬 수 있으며, 아울러 양측 로우터 간에 마찰을 최소화 함에 따라 내부식성이 강한 화학용 펌프 등으로도 사용 가능케 하는 스크류 진공펌프 냉각장치에 관한 것으로, 그 구성을 설명하면 다음과 같다.

전후방에 흡입구와 배출구가 케이싱부와, 이 케이싱부의 내부에 설치되며 맞물려 회전되면서 상기 흡입구로 부터 기체를 유입받아 이를 이송하는 한쌍의 주,종동 스크류 로우터로 이루어진 통상의 스크류 진공펌프에 있어서, 상기 주,종동 스크류 로우터의 내부에는 일측에 냉각수 유입구 및 냉각수 배출구와 나선통로로 이루어진 냉각수 순환통로가 형성되며, 상기 상기 냉각수 순환통로의 양측에는 투입공이 천공된 후방 냉각수 자켓과 배출공이 천공된 전방 냉각수 자켓이 장착되고, 상기 전,후방 냉각수 자켓의 투입공과 배출공 사이에는 연결관이 연결되어 연결관의 중간에는 냉각장치가 구비됨을 특징으로 하는 것이다.

Description

스크류 진공펌프 냉각장치{AN APPARATUS FOR COOLING A SCREW VACUUM PUMP}

본 발명은 스크류 진공펌프 냉각장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로 설명하면, 케이싱 내부에 장착되는 주,종동 스크류 로우터에서 발생되는 압축열에 대한 냉각 효율을 향상 시키므로서, 로우터의 열팽창력의 감소에 따른 로우터간의 간격 공차를 줄여 진공도를 향상시킬 수 있으며, 아울러 양측 로우터 간에 마찰을 최소화 함에 따라 내부식성이 강한 화학용 펌프 등으로도 사용 가능케 하는 스크류 진공펌프 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 진공펌프라 함은, 장치내를 진공으로 형성시켜 물 또는 기름 등을 순환 시키거나, 외부로 배출하는 것으로서, 물을 이용하는 수봉식과 기름 등을 이용하는 유봉식으로 나누어 진다.

그러나 상기한 진공펌프는 물 또는 기름 등의 유체를 이송하기는 적합하나, 예를 들어 반도체 제조회사 등의 크린룸 내부에 잔류된 먼지 또는 이물질을 외부로 이송시키기 위한 기체 이송용 펌프에는 적합치 않은 문제점을 가지고 있었다.

이에 상기와 같은 문제점을 해소 하고자, 최근에는 기체(건유체)를 이송하거나 외부로 배출하기 위하여 스크류 진공펌프가 개발 되었으며, 이하 통상적으로 사용되는 스크류 진공펌프를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 종래의 스크류 진공펌프를 나타낸 횡단면도로서, 양측에 공기를 흡입하는 흡입구(111;도4참조)와 흡입된 기체를 배출하는 배출구(121)를 가지며 중앙 케이싱(11)과 전,후방 케이싱(12,13)으로 이루어진 케이싱부(1)와, 이 케이싱부 (1)의 내부에 장착되며 구동모터(5), 커플링(6), 회전기어(7)로 인해 긴밀하게 맞물려 회전되면서 상기 흡입구(111)로 부터 기체(건유체)를 유입받아 이를 이송하는 한쌍의 주,종동 스크류 로우터(81,82)와, 그리고 상기 케이싱부(1)의 전후방에 구비된 전,후방 냉각수 자켓(92,93) 및 중앙 케이싱(11) 외부에 형성되어 상기 주,종동 스크류 로우터(81,82)의 회전중 발생되는 고온 압축열의 온도를 내리기 위하여 중앙 냉각수 자켓(91)이 구비된 상태를 보여준다.

특히, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전방 냉각수 자켓(92)에는 유입구 (921)를, 상기 중앙 냉각수 자켓(91)에는 배출구(911)를 각각 구성하고, 상기 후방 냉각수 자켓(93)에는 유입,배출구(931,932)를 구비하는 한편, 상기 전방 냉각수 자켓(92)의 유입구(921)와 후방 냉각수 자켓(93)의 배출구(932) 사이에는 연결관(94)이 구비되며, 이 연결관(94)의 중간에는 순환되는 냉각수를 일정온도 이하로 냉각하는 냉각장치(941) 및 냉각수를 강제 순환시키는 냉각수 순환펌프(942)가 구비되어 있는 것이다.

상기와 같이 구성된 종래의 스크류 진공펌프의 작동을 설명하면, 먼저 구동모터(5)의 회전력은 커플링(6)을 통해 주동 스크류 로우터(81)에서 받으며, 이와 동시에 후방의 회전기어(7)를 통해 종동 스크류 로우터(82)가 주동 스크류 로우터 (81)와 반대 방향으로 회전된다. 따라서 주,종동 스크류 로우터(81,82)의 회전에 따른 나사산의 진공공간으로 인해 흡입구(111)를 통해 기체가 유입되고 배출구 (112)를 통해 기체가 외부로 이송되는 동작을 수행하는 것이다.

그리고 이때, 냉각수 자켓(91,91,93)에는 냉각수 유입구와 냉각수 배출구의 사이에 연결된 연결관(94)에 설치되는 냉각장치(941) 및 냉각수 순환펌프(942)의 동작을 통해 냉각수가 공급 되므로서, 상기 주, 종동 스크류 로우터(81,82)에서 발생되는 압축열을 식혀주는 역할을 하는 것이다.

그러나 상기와 같은 종래의 스크류 진공펌프는 케이싱부 내부에서 주,종동 스크류 로우터에 의해 발생되는 고온의 열을 외부에서 간접적으로 냉각(냉각 면적이 작음) 시킴에 따라 냉각 효율이 떨어지므로서, 양 로우터의 열팽창력의 과다로 인해 로우터간의 간격공차를 넓게함에 따른 진공도가 저하되는 문제점과, 양 로우터간의 강한 마찰로 인해 내부식성이 강한 화학용 펌프로는 사용이 불가능한 문제점을 가지고 있었다.

또한 상기 주,종동 스크류에서 발생되는 고온의 열을 신속하게 냉각하지 못하므로서, 주, 종동 스크류의 나사산을 다수로 형성할 수가 없어 진공도가 높은 진공펌프의 제작이 불가능한 문제점도 가지고 있었다.

또 상기 냉각수 자켓에 냉각수를 투입하고, 냉각수를 순환 시키기 위하여 별도로 고가인 냉각수 순환펌프를 설치해야 하는 문제점도 가지고 있었다.

한편, 다른 실시예로 케이싱부의 외측에 냉각수 자켓을 형성한 것이 공지(일본 특개소61-16988)되어 사용중에 있으나, 이는 단순히 케이싱의 온도를 내리는 것으로서, 상기와 같은 문제점을 근본적으로 해결할 수 없는 문제점을 가지고 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 케이싱 내부에 장착되는 주,종동 스크류 로우터의 내부로 냉각수가 순환되도록 하여 주,동종 스크류 로우터에서 발생되는 고온의 압축열에 대한 냉각효율을 향상 시킴에 따라, 열팽창력의 감소에 따른 로우터 간의 간격 공차를 줄임으로서 진공도를 향상시키고, 양측 로우터 간에 마찰을 최소화 하여 내부식성이 강한 화학용 펌프등으로 사용 가능토록 함은 물론, 압축열의 전도에 의한 주변 부품의 변형을 방지 할 수 있는 스크류 냉각펌프 냉각장치를 제공함에 목적이 있는 것이다.

또한, 스크류 로우터에서 발생되는 압축열을 신속히 내림에 따라, 주,종동 스크류 로우터를 이루는 나사산을 다수개로 형성한 진공도가 높은 진공펌프를 제작할 수 있는 목적도 있는 것이다.

또, 상기 주,종동 스크류 내부의 나선형상의 냉각수 순환부로 냉각수가 순환 되도록 하므로서, 고가인 냉각수 순환펌프를 장착할 필요성을 갖지 않으며, 진공펌프의 중량 및 부피를 줄일 수 있는 목적도 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전후방에 기체의 흡입구와 배출구가 구비되며 중앙 케이싱과 전,후방 케이싱으로 이루어진 케이싱부와, 이 케이싱부의 내부에 설치되며 구동모터, 커플링, 회전기어를 통해 맞물려 회전되면서 상기 흡입구로 부터 기체를 유입받아 이를 이송하는 한쌍의 주,종동 스크류 로우터로 이루어지며, 이와같이 구성된 펌프로 냉각수를 순환시키는 냉각장치가 포함되는 통상의 스크류 진공펌프에 있어서, 상기 주,종동 스크류 로우터의 내부에는 상기 냉각장치를 통해 유입되는 냉각수를 강제 순환시키며 주,종동 스크류 로우터의 회전시 발생되는 압축열을 내부에서 신속히 식힐 수 있도록 주,종동 스크류 로우터에 형성된 나사산의 외면과 일정한 두께를 가지며 비틀린 형상으로 나선통로가 형성되고, 이 나선통로의 양측에는 냉각수 유입구 및 냉각수 배출구가 형성되며, 상기 케케이싱부의 양측에는 투입공이 천공된 후방 냉각수 자켓과 배출공이 천공된 전방 냉각수 자켓이 장착되어 상기 냉각자채와 연결됨을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 진공펌프를 나타낸 종단면도.

도 2는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 종단면도.

도 3은 종래의 진공펌프를 나타낸 횡단면도,

도 4는 종래의 진공펌프를 나타낸 종단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 케이싱부

11 : 중앙 케이싱

111 : 흡입구

12 : 전방 케이싱

121 : 배출구, 122 : 전방냉각수 자켓, 122a : 배출공

13 : 후방 케이싱

132 : 후방냉각수 자켓, 132a : 투입공

2 : 주동 스크류 로우터

21 : 냉각수 순환통로

211 : 냉각수 유입구

212 : 나선통로

213 : 냉각수 배출구, 213a : 분기관

22 : 나사산

3 : 종동 스크류 로우터

4 : 연결관

41 : 냉각장치

5 : 구동모터

6 : 커플링

7 : 회전기어

이하 본 발명을 첨부된 도면를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 스크류 진공펌프를 나타낸 종단면도로서, 그 구성을 설명하면 다음과 같다.

전후방에 기체를 흡입하는 흡입구(111)와 흡입된 기체를 배출하는 배출구 (121)가 구비되며 중앙 케이싱(11)과 전,후방 케이싱(12,13)으로 이루어진 케이싱부(1)와, 이 케이싱부(1)의 내부에 설치되며 구동모터(5), 커플링(6), 회전기어(7)를 통해 맞물려 회전되면서 상기 흡입구(111)로 부터 기체(건유체)를 유입받아 이를 이송하는 한쌍의 주,종동 스크류 로우터(2,3)로 이루어진 통상의 스크류 진공펌프에 있어서,

상기 주,종동 스크류 로우터(2,3)의 내부에는 일측에 냉각수 유입구(211)와 타측에 냉각수 배출구(213)가 구비된 냉각수 순환통로(21)가 형성되며, 상기 냉각수 유입구(211)의 일측인 후방 케이싱(13)에는 투입공(132a)을 갖는 후방 냉각수 자켓(132)이, 상기 냉각수 배출구(213)의 일측인 전방 케이싱(12)에는 배출공 (122a)을 갖는 전방 냉각수 자켓(122)이 구비되며, 상기 전,후방 냉각수 자켓 (122,123)의 투입공(132a)과 배출공(122a) 사이에는 연결관(4)이 서로 연결되고, 이 연결관(4)의 중간에는 냉각장치(41)가 구비됨을 특징으로 하는 것이다.

특히, 상기 냉각수 순환통로(21)에는 냉각수를 강제 순환 시키고, 이와 동시에 주,종동 스크류 로우터(2,3)에서 회전시 발생되는 압축열을 내부에서 신속히 식힐 수 있도록 주,종동 스크류 로우터(2,3)에 형성된 나사산(22)의 외면과 일정한 두께(t)를 가지며 비틀린 형상을 갖는 나선통로(212)가 구성된 것이다.

상기 냉각수 순환통로(21)의 냉각수 배출구(213)는, 상기 냉각수 순환통로 (21)의 나선로(212)를 통과한 냉각수의 배출 압력을 줄이기 위하여 끝단에 다수의 분기관(213a)이 설치된 것이다.

또한, 도 2는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 중앙 케이싱(11) 과 전,후방 케이싱(12,13)으로 이루어진 케이싱부(1)와, 한쌍의 주,종동 스크류 로우터(2,3)로 이루어진 통상의 스크류 진공펌프에 있어서, 상기 주, 종동 스크류 로우터(2,3)의 내경에는 냉각수 유입구(211)와 나선통로(212) 및 냉각수 배출구(213)으로 이루어진 냉각순환 통로(21)를 설치하며, 주,종동 스크류 로우터(2,3)의 외경에는 펌프의 진공도를 높일 수 있도록 5개 이상의 나사산(22)이 구비된 것이다.

이하 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

먼저 주동 스크류 로우터(2)의 일측에 설치된 구동모터(5)을 동작시키게 되면, 주동 스크류 로우터(2)의 후방에 설치된 회전기어(7)를 통해 종동 스크류 로우터(3)는 상기 주동 스크류 로우터(3)와 서로 반대 방향으로 회전되게 되며, 이에 따라 상기 주,종동 스크류 로우터(2)(3)를 이루는 나사산의 사이 공간이 진공으로 됨으로서, 외부로 부터 기체가 흡입구(111)를 통해 진공펌프의 내부로 유입된 후 강제적으로 배출구(121)를 통해 배출되는 동작이 연속적으로 진행되는 것이다.

그리고, 상기와 같은 동작이 수행됨에 따라 냉각수가 연결관(4)에서 강제 순환되고, 동시에 상기 냉각수 순환통로(21)와 연결되는 연결관(4) 중간의 냉각장 치(41)가 작동된다.

따라서, 상기 냉각수 연결관(4)에 체워진 냉각수는 냉각수 순환통로(21)의 나선통로(212)의 회전에 따라 강제 순환됨과 동시에, 상기 냉각장치(41)를 통해 일정온도 이하로 냉각수의 온도를 유지하게 된다. 이에 상기 냉각수 순환통로(21)로 유입된 저온의 냉각수는 주,종동 스크류 로우터(2,3)에서 발생되는 압축열을 직접적(넓은 면적)으로 빠르게 떨어뜨리는 역할을 하는 것이다.

그러므로, 상기와 같이 주,종동 스크류 로우터(2,3)의 열팽창력이 감소됨에 따라 로우터간의 간격 공차를 줄이거나 나사산의 갯수를 종래의 스크류 펌프보다 상대적으로 늘려 진공도를 향상시킬 수 있으며, 양측 로우터 간에 마찰을 없애 내부식성이 강한 화학용 펌프등으로 사용가능케 하는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 케이싱 내부에 장착되는 주,종동 스크류 로우터의 내부로 냉각수가 순환되도록 하여 주,동종 스크류 로우터에서 발생되는 고온의 압축열에 대한 냉각효율을 향상시킴에 따라, 열팽창력의 감소에 따른 로우터간의 간격 공차를 줄임으로서 진공도를 향상시킬 수 있으며, 양측 로우터 간에 마찰을 없애 내부식성이 강한 화학용 펌프등으로 사용 가능하게 함은 물론, 압축열로 인한 주변 부품의 파손을 방지 할 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한, 스크류 로우터에서 발생되는 압축열을 신속히 내림에 따라, 주,종동 스크류 로우터를 이루는 나사산을 다수로 형성한 고성능의 진공펌프를 제작할 수 있는 효과도 있는 것이다.

또, 상기 스크류 로우터의 나선통로에 의해 냉각수가 강제순환 되도록 하여 고가인 냉각수 순환펌프 장착에 따른 비용의 낭비를 막을 수 있으며, 냉각수를 스크류 로우터 중앙에서 순환 되도록 하여 별도의 냉각수 자켓의 형성으로 인한 스크류 진공펌프의 중량과 부피가 늘어남을 방지할 수 있는 효과도 있는 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명 되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

전후방에 기체의 흡입구(111)와 배출구(121)가 구비되며 중앙 케이싱(11)과 전,후방 케이싱(12,13)으로 이루어진 케이싱부(1)와, 이 케이싱부(1)의 내부에 설치되며 구동모터(5), 커플링(6), 회전기어(7)를 통해 맞물려 회전되면서 상기 흡입구(111)로 부터 기체를 유입받아 이를 이송하는 한쌍의 주,종동 스크류 로우터 (2,3)로 이루어지며, 이와같이 구성된 펌프로 냉각수를 순환시키는 냉각장치(41)가 포함되는 통상의 스크류 진공펌프에 있어서,

상기 주,종동 스크류 로우터(2,3)의 내부에는 상기 냉각장치(4)를 통해 유입되는 냉각수를 강제 순환시키며 주,종동 스크류 로우터(2.3)에서 회전시 발생되는 압축열을 내부에서 신속히 식힐 수 있도록 주, 종동 스크류 로우터(2,3)에 형성된 나사산(22)의 외면과 일정한 두께(t)를 가지며 비틀려져 있는 나선통로(212)가 형성되고, 이 나선통로(212)의 양측에는 냉각수 유입구(211) 및 냉각수 배출구(213)가 형성되며, 상기 케이싱부(1)의 양측에는 투입공(132a)이 천공된 후방 냉각수 자켓(132)과 배출공(122a)이 천공된 전방 냉각수 자켓(122)이 장착되어 상기 냉각장치(41)와 연결관을 통해 연결됨을 특징으로 하는 스크류 진공펌프의 냉각장치.
제 1항에 있어서, 상기 주,종동 스크류 로우터(2,3)의 외경에는 펌프의 진공도를 높일 수 있도록 5개 이상의 나사산(22)이 구비됨을 특징으로 하는 스크류 진공펌프의 냉각장치.