KR100433282B1 - 이젝터어레이 및 그 배열방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이젝터어레이 및 그 배열방법에 관한 것이다.

본 발명은 적어도 2 이상의 압축공기작동 이젝터로 필요한 부압을 제공하는 방법에 있어서, 부압수집실을 갖는 패널의 일측으로 동가치의 압축공기에 대하여 각각 상이한 작동범위내에서 최적효율을 갖는 이젝터를 적층시키되 최외측에는 단위시간당 최대의 공기량을 배출하는 이젝터를 배치하고 최내측에는 최소의 부압을 발생시키는 이젝터를 배치하며, 상기 패널과 이젝터 및 각각의 이젝터간에는 밸브플레이트를 설치하는 방법으로 적층시키며, 이와같이 적층된 이젝터들이 단일의 주입구를 통하여 공급되는 압축공기에 의하여 작용하도록 한 것을 특징으로 하는 이젝터어레이의 배열방법을 제공한다.

따라서, 본 발명에 따른 이젝터어레이는 서로 다른 작용범위에서 최적효율을 갖는 제1이젝터와 제2이젝터를 적층하여 최초 대기압의 50%에 이르는 부압을 달성하기 까지 상기 제1,2이젝터가 동시에 작용하도록 함으로써 보다 빠르게 원하는 부압을 얻을 수 있게 된다, 따라서 압축공기의 공급에 필요한 에너지 손실을 줄일수 있으며 작업시간에 대한 로스를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

이젝터어레이 및 그 배열방법{EJECTOR ARRAY AND ITS ARRANGEMENT METHOD}

본 발명은 이젝터어레이에 관한 것으로 특히, 각각 서로 다른 최적효율을 갖는 적어도 2 이상의 이젝터가 순서적으로 적층, 배열되는 이젝터어레이에 관한 것이다.

본 발명에 관련한 이젝터는 주로 동일한 이젝터 하우징내에 수개의 이젝터 노즐이 동축선상에서 연속하여 배열되는 형태의 소위 멀티이젝터이다. 그러나 본 발명은 이러한 형태에 한정되는 것은 아니며, 압축공기에 의하여 부압(負壓-negative pressure)을 발생시키는 모든 형태의 이젝터가 사용될 수 있다. 이러한 이젝터는 진공시스템(vacuum system)에서 작업대상물을 지지하는 흡착패드(suction pad)등과 직접 연결되어 사용되며, 공급되는 압축공기나 개스에 의하여 작동되어 부압을 발생시킨다. 잘 알려진 바와 같이, 부압은 기계공작시 공작물을 파지하여 견고하게 유지하거나, 정열작업이나 조립라인에서 대형의 작업대상물을 들어올리거나 이송하여야 하는등의 조작이 필요한 다양한 산업분야에서 사용된다.

상기한 이젝터들은 각각 서로 다르게 설정된 작용범위내에서 최적효율을 갖도록 되어 있다. 즉, 단위시간당 적은 공기양을 배출하는 저용량의 이젝터는 극히 낮은 부압 예컨데 대기압의 5%정도에 해당하는 부압을 달성하는데에 최적인 효과가 있고, 단위시간당 많은 공기양을 배출하는 고용량(high capacity)의 이젝터는 평범한 부압 예컨데 대기압의 50%정도에 해당하는 부압을 달성하는데에 최적인 효과가 있다. 따라서 작업대상물 및 작업의 종류에 따라 선택된 작용범위와 주어진 압축공기공급에 대하여 원하는 효과를 갖는 적합한 이젝터를 선택적으로 사용함으로써 최적효율을 얻게 된다.

진공시스템의 적용예에 있어서, 크고 무거운 부하를 취급하는 경우에는 비교적 많고 큰 흡착패드가 필요하며, 이것은 대량의 공기가 패드로부터 배출되고 또한 극히 낮은 부압이 패드내에서 이루어져야 한다는 것을 의미한다. 그러나 상기한 바와 같은 이젝터의 동작특성을 고려한다면, 저용량의 이젝터는 극히 낮은 부압을 달성할 수 있으나 단위 시간당 배출하는 공기양이 적어 그 시간이 매우 오래 걸린다. 이것은 작업시간의 지연을 초래힐 뿐만 아니라 압축공기를 제공하는데 사용되는 에너지의 실질적인 증가요인이 된다. 한편, 고용량의 이젝터는 필요한 부압을 주지 못하므로 선택될 수 없다.

따라서 단위 시간내에 많은 양의 공기를 배출함과 동시에 충분히 낮은 부압을 달성하는 새로운 형태의 이젝터어레이가 요구되는 것이다.

이러한 요구에 대응하는 기술로서 미국특허 제5,205,717호가 제시된 바 있다. 이 특허에 관한 이젝터이레이는 공통의 부압수집실이 형성된 몸체의 양측에 상이한 작용범위내에서 최적효율을 갖는 이젝터를 장착하고 공급되는 압축공기는 단위시간당 최대의 공기양을 배출하는 제1이젝터에 공급되기 시작하여 최소의 부압을 발생시키는 제2이젝터에 공급되기 까지 어느 하나의 이젝터에만 공급되도록 제어되는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성으로 인하여 어느 정도의 부압 예컨데 대기압의 50% 정도의 부압은 제1이젝터에 의하여 빠르게 달성되며 이후 제2이젝터가 작용하여 원하는 최종 부압을 달성하게 된다는 것이며, 따라서 압축공기 공급을 위한 에너지의 사용을 최소화할 수 있다는 것이다.

그러나 상기와 같은 구성의 미국 특허는 상이한 작용범위를 갖는 이젝터들이 각각 독립적인 위치에서 선택적으로 작용하므로 예컨데 2 이상의 이젝터가 동시에 작용하는 것에 비하여 단위시간내에 배출하는 공기의 양이 적게 된다. 이것은 원하는 정도의 낮은 부압을 얻기 위하여는 보다 많은 에너지가 요구됨을 의미한다.

물론 구성상 선택제어수단을 배제하면 제1,2이젝터가 함께 작용하여 단위시간내에 배출하는 공기의 양이 많아지기는 할 것이다. 그러나 이러한 경우라면 단지 이젝터의 용량이 커졌음을 의미하며 원하는 정도의 낮은 부압을 얻을 수는 없는 것이다. 이것은 통상의 이젝터의 동작특성상 당연하다.

따라서 압축공기가 어느 하나의 이젝터에만 공급되도록 제어하는 구성을 필요적으로 포함하게 되는데 이는 전술한 바와 같이 보다 많은 에너지의 소모와 생산원가 상승의 문제 및 전기적 고장에 의한 위험을 야기하는 원인이 된다.

본 발명은 종래기술 특히 상술한 미국특허의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 서로 다른 작용범위를 갖는 이젝터들을 일방향으로 적층하고 단일의 압축공기 공급루트를 통하여 일시에 작용하게 함으로써, 단위 시간내에 보다 많은 양의 공기를 배출함과 동시에 충분히 낮은 부압을 달성하는 새로운 형태의 이젝터어레이를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 이젝터어레이의 실시예를 보인 사시도이다.

도 2는 도 1의 A-A 선단면도이다.

도 3은 도 1의 B-B선 단면도이다.

도 4는 플랫밸브가 결합되는 밸브플레이트의 정면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 이젝터어레이의 작용개념도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 이젝터어레이 10: 패널 20: 제1이젝터

21∼24, 31∼33: 노즐 25∼27, 34∼36: 챔버

30: 제2이젝터 40: 밸브플레이트 41∼45: 밸브

상기한 목적을 위하여 본 발명은, 부압수집실을 갖는 패널의 일측으로 동가치의 압축공기에 대하여 각각 상이한 작동범위내에서 최적효율을 갖는 이젝터를 적층시키되 최외측에는 단위시간당 최대의 공기량을 배출하는 이젝터를 배치하고 최내측에는 최소의 부압을 발생시키는 이젝터를 배치하며 각각의 이젝터간에는 밸브플레이트를 설치하는 방법으로 적층시키며, 이와같이 적층된 이젝터들이 단일의 주입구를 통하여 공급되는 압축공기에 의하여 작용하도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면과 관련하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 이젝터어레이의 실시예를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A 선단면도이고, 도 3은 도 1의 B-B선 단면도이고, 도 4는 플랫밸브가 결합되는 밸브플레이트의 정면도이다.

이들 도면에 따른 실시예에서 이젝터어레이(1)는 패널(10)과 제1이젝터(20), 제2이젝터(30) 및 밸브플레이트(40)로 구성된다.

상기 패널(10)의 일측에는 압축공기공급장치가 결합되는 주입구(11)와 흡착패드등이 결합되는 연결구(12) 및 공기 배출구(13)가 형성되어 있다.

또한 상기 패널(10)의 타측에는 제1이젝터(20)와 제2이젝터(30)가 연속하여 적층되며, 패널(10)과 제1이젝터(20) 및 제1이젝터(20)와 제2이젝터(30)간에는 밸브플레이트(40)가 설치되며, 이 밸브플레이트(40)에는 공기의 역류를 방지하는 밸브(41∼45)가 결합되어 있다.

상기 밸브플레이트(40)의 일측에는 상기 주입공(11)과 연통하는 통공(46)이 형성되어, 주입구(11)로 공급된 압축공기는 이 통공(41)을 통하여 제1이젝터(20)와 제2이젝터(30) 모두에 주입되는 것이다.

이때 상기 제2이젝터(30)는 주어진 압축공기에 대하여 단위시간당 최대의 공기량을 배출하는 동작특성을 갖는 것으로서 도 2에 도시된 바와 같이 주입실(50)에서 챔버(34∼36)를 거치지 않고 배출구(13)로 직접 연결되는 챔버(37)로 압축공기를 배출시키는 배출노즐(39)이 설치되며, 제1이젝터(20)는 최소의 부압을 발생시키는 것으로 한다. 상기 제1이젝터(20)의 챔버(25)로 공기가 흡입되도록 플레이트(40)에는 흡입공(49)이 형성되며, 상기 흡입공(49)은 제2이젝터(30)측의 플레이트(40)와는 다르게 밸브가 설치되지 않으며 최종적으로 공기가 흡입되는 흡입공이 된다. 각 이젝터(20)(30)의 형태는 본 발명을 구성하는 것이 아니므로 그에 대한 설명은 생략한다.

도 5는 본 발명에 따른 이젝터어레이의 작용개념도로서, 이 도면에 의해 위와같이 구성된 이젝터어레이의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

압축공기는 먼저 주입구(11)를 통하여 공급되어 주입실(50)로 들어와 제1이젝터(20)와 제2이젝터(30)의 노즐(21∼24, 31∼33)을 통하여 흐른다. 이 때 챔버(25,26,27, 34,35,36)내에서 부압이 발생하며 그에 따라 모든 밸브(41,42,43,44,45)가 열린다. 각각의 챔버(25,26,27, 34,35,36)에서 발생된 부압은 도시되지 않은 흡착패드가 결합된 부압수집실(60)에 집합되고, 부압수집실(60)의 부압은 패드 내의 공기가 열린 밸브(41,42,43,44,45)를 통하여 압축공기와 함께 배출되도록 한다. 압축공기는 챔버(28, 37)와 배출구(13)를 통하여 외부로 배출된다.

진공펌프의 작동이 시작되면, 제1이젝터(20)와 제2이젝터(30)의 노즐(21∼24, 31∼33)에 의하여 챔버(25∼27, 34∼36)에는 진공이 형성되고, 제2이젝터(30)에서 공급되는 압축공기의 일부가 배출노즐(39)에 의하여 배출구(13)로 직접 배출되기 때문에 시간이 경과함에 따라, 챔버(36)의 부압이 부압수집실(60)의 부압과 동일하게 되면 밸브(43)가 닫히고, 부압수집실(60)의 부압이 점점 감소됨에 따라 밸브(42, 41)가 차례로 닫힌다. 이때 부압집합실(60)의 부압은 제2이젝터(30)의 최적효율인 대기압의 50%이며, 이 때까지는 제1이젝터(20)와 제2이젝터(30)가 동시에 작용하는 것이므로 본 발명에 따른 이젝터어레이(1)는 제2이젝터(30)가 선택적으로 사용되는 것에 비하여 단위시간당 공기배출양이 비교적 많으며, 이것은 대기압의 50%에 도달하는 시간이 빨라진다는 것을 의미한다.

이상과 같이 부압이 제2이젝터(30)에 주어진 부압의 가치에 도달하면 제2이젝터(30)는 작용을 멈추고, 이후 작업대상물의 조작에 필요한 보다 낮은 부압은 제1이젝터(20)의 작용에 의하여 얻게된다.

제1이젝터(20)는 제2이젝터(30)와 동일한 작용원리를 갖는다. 즉 챔버(28)의부압이 부압집합실(60)의 부압과 동일하게 되면 밸브(45)가 닫히고, 부압수집실(60)의 부압이 점점 감소됨에 따라 밸브(44)가 닫힌다. 그러나 제1이젝터(20)는 대기압의 50∼3%의 범위내에서 최적의 효율을 갖는다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 따른 이젝터어레이는 서로 다른 작용범위에서 최적효율을 갖는 제1이젝터와 제2이젝터를 적층하여 최초 대기압의 50%에 이르는 부압을 달성하기 까지 상기 제1,2이젝터가 동시에 작용하도록 함으로써 보다 빠르게 원하는 부압을 얻을 수 있게 된다, 따라서 압축공기의 공급에 필요한 에너지 손실을 줄일수 있으며 작업시간에 대한 로스를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한 각 이젝터의 작용을 위한 전기적 구성을 배제하여 구성을 단순화함으로써 전기적 위험으로부터 안전하고 생산원가 면에서도 유리하다.

또한 각 이젝터를 적층가능한 구조로 함으로써 작업대상물의 하중에 대하여 신축적으로 대응할 수 있는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 적어도 2 이상의 압축공기작동 이젝터로 필요한 부압을 제공하는 방법에 있어서, 부압수집실을 갖는 패널의 일측으로 동가치의 압축공기에 대하여 각각 상이한 작동범위내에서 최적효율을 갖는 이젝터를 적층시키되 최외측에는 단위시간당 최대의 공기량을 배출하는 이젝터를 배치하고 최내측에는 최소의 부압을 발생시키는 이젝터를 배치하며, 상기 패널과 이젝터 및 각각의 이젝터간에는 밸브플레이트를 설치하는 방법으로 적층시키며, 이와같이 적층된 이젝터들이 단일의 주입구를 통하여 공급되는 압축공기에 의하여 작용하도록 한 것을 특징으로 하는 이젝터어레이의 배열방법.
2. 적어도 2 이상의 압축공기작동 이젝터를 포함하는 이젝터어레이에 있어서, 부압수집실을 갖는 패널의 일측으로 동가치의 압축공기에 대하여 각각 상이한 작동범위내에서 최적효율을 갖는 이젝터를 적층시키되 최외측에는 단위시간당 최대의 공기량을 배출하는 이젝터를 배치하고 최내측에는 최소의 부압을 발생시키는 이젝터를 배치하며, 상기 패널과 이젝터 및 각각의 이젝터간에는 밸브플레이트를 설치하는 방법으로 적층시키며, 이와같이 적층된 이젝터들이 단일의 주입구를 통하여 공급되는 압축공기에 의하여 작용하도록 하고, 각 이젝터에서 발생하는 부압이 상기 패널의 부압수집실에 집합되도록 연결되어 있으며, 최외측의 이젝터로부터 차례로 그 동작이 멈추어지는 것을 특징으로 하는 이젝터어레이.