KR101190436B1 - 싱글-블레이드 진공 펌프 - Google Patents

싱글-블레이드 진공 펌프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폿트형 하우징(12)과, 하우징 내에서 편심 회전 가능하게 지지된 회전자(18)와, 회전자 내에서 회전축(21)에 대해 직각으로 변위 가능하게 지지된 블레이드(20)를 구비한 싱글-블레이드 진공 펌프에 관한 것이며, 상기 블레이드는 작동 챔버를 한정하는 주연면(32)에 블레이드 포인트(34)가 접하며, 상기 주연면(32)의 일부가 삽입부에 의해 형성되며, 회전자(18)가 상기 삽입부에 접촉하는 것을 특징으로 한다.
싱글-블레이드 진공 펌프, 하우징, 회전자, 블레이드, 삽입부

Description

싱글-블레이드 진공 펌프 {SINGLE-WINGED VACUUM PUMP}
본 발명은 폿트형 하우징과, 하우징 내에서 편심 회전 가능하게 지지된 회전자와, 회전자 내에서 회전축에 대해 직각으로 변위 가능하게 지지된 블레이드를 구비한 싱글-블레이드 진공 펌프에 관한 것이며, 상기 블레이드는 작동 챔버를 한정하는 주연면에 블레이드 포인트가 접한다.
이러한 유형의 구조를 갖는 진공 펌프는 공지되어 있다. 이러한 진공 펌프는 그 내부에 회전자가 장착된 하우징을 포함하는데, 회전자는 작동 챔버 내부에 위치한다. 작동 챔버는 회전자 내에 변위 가능하게 지지된 블레이드에 의해 흡입 챔버 및 압력 챔버로 분할된다. 또한, 회전자는 작동 챔버 내에서 회전자의 원통형 주연면이 작동 챔버의 내부 주연면과 접촉하도록 배치된다. 이러한 접촉 위치에 직접적으로 인접하여 진공 펌프의 유입부와 배출부가 존재한다. 또한, 흡입 챔버는 블레이드 포인트의 에지 및 접촉 위치에 의해 형성된다. 결과적으로, 흡입 챔버는 다음 블레이드 포인트가 유입부를 거쳐 통과할 때까지 회전자의 회전 시에 확대된다. 블레이드 포인트의 에지 영역 내에서뿐만 아니라 내부 주연면에 접하는 회전자의 경우에도 최적의 밀봉을 달성하기 위한 많은 노력이 시도된다.
따라서, 본 발명의 목적은 더욱 양호한 흡입 챔버의 밀봉부를 보유하는 상술된 유형의 싱글 블레이트 진공 펌프를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 본 발명에 따라 상술된 유형의 싱글-블레이드 진공 펌프를 사용하여, 주연면의 일부가 삽입부에 의해 형성되고 회전자가 상기 삽입부와 접촉함으로써 달성된다.
본 발명에 따른 펌프의 구조에서, 회전자가 작동 챔버의 내부 주연면과 접촉하는 중요한 위치는 최적의 밀봉을 위한 요청에 적응된 특별한 삽입부에 의해 형성된다. 이러한 삽입부는 비교적 간단하게 교체될 수 있어서, 마모와 관련하여 더욱 커진 갭에 의해 밀봉 효과의 감소가 발생하는 경우, 외측 직경이 더욱 큰 회전자를 더 이상 사용할 필요가 없는 반면 간단히 삽입부를 교체할 필요가 있는 장점을 제공한다.
개선예에서 삽입부는 그의 작동 챔버를 향한 측면에 부분 원형의 홈을 포함한다. 회전자가 주연 섹션을 거쳐 삽입부에 접하도록, 상기 홈 내로 회전자의 주연면이 맞물린다. 삽입부는 회전자에 평면적으로 접할 수 있으나, 홈에는 삽입부가 복수의 밀봉 립을 통해 회전자에 접하도록 하는 구조가 제공될 수도 있다.
바람직하게, 상기 홈은 접하게 되는 회전자의 반경보다 작거나 동일한 반경을 갖는다. 동일한 반경의 경우, 오일에 의해 밀봉되는, 비교적 더 넓은 밀봉 갭이 이루어진다. 또 다른 경우, 밀봉 갭은 그의 폭에 걸쳐 갭의 높이를 변경시키며, 밀봉 갭의 단부에는 밀봉 에지가 생성된다. 이는 밀봉 갭을 밀봉하는 오일이 밀봉 갭 내에 잔류하고 구체적인 밀봉 에지들이 존재하는 장점을 갖는다.
특히 바람직한 실시예에서, 삽입부는 진공 펌프 및/또는 회전자의 하우징보다 탄성적인 재료로 이루어진다. 특히 삽입부는 플라스틱으로 이루어진다. 이에 의해, 회전자는 예비 인장하에 삽입부에 접하고, 이로써 밀봉 갭은 완전히 차단될 수 있다. 삽입부를 위해 경우에 따라 섬유 강화 내마모성 플라스틱이 바람직하게 사용된다.
또 다른 최적의 밀봉은, 삽입부가 회전자 방향으로 특정한 힘을 받음으로써 달성된다. 이에 의해 임의의 가능한 마모가 보상되고, 이로써 보다 오랜 시간에 걸쳐 회전자가 삽입부에 접하여 밀봉 갭이 차단되는 것이 보장된다.
상기 힘은 기계, 유압, 공압 및/또는 전기에 의해 제공될 수 있다. 간단한 경우, 이는 삽입부의 후면에 제공되는, 예를 들어 놉(knop) 또는 이와 유사한 것과 같은 재료 응집부일 수 있다. 이러한 놉은 탄성 변형 가능하게 형성됨으로써, 삽입부는 회전자에 탄력 변형 가능하게 접한다. 그러나 상기 힘은 예를 들어 스프링, 특히 판 스프링에 의해 제공될 수도 있으며, 상기 스프링은 삽입부의 후면에 접한다. 또한, 유압 오일 또는 압축 공기를 사용하거나 전기 기계식으로 전개되는 태핏을 사용하는 삽입부에 영향을 주는 것도 고려해 볼 수 있다.
작동 챔버의 주연면을 거쳐 지나가는 블레이드 에지가 문제 없이 삽입부를 지나 통과할 수 있도록 보장하기 위해, 하우징은 작동 챔버를 한정하는 하우징의 주연면에 삽입부를 수용하는 홈을 포함한다. 이러한 홈은, 삽입부가 홈에서 분실되거나 변위되지 않고 유지되지만 회전자 방향으로는 탄성 유지되도록 구성된다. 삽입부 또는 회전자를 향한 삽입부의 평면은 작동 챔버의 내부 주연면에 연속적으로 이어진다.
제1 실시예에서, 삽입부에 힘을 가하기 위한 수단은 홈 내에 배치될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 힘을 가하기 위한 수단은 하우징의 외부에 배치되고 삽입부 방향으로 하우징 벽을 관통한다. 어떤 경우에서든 힘을 가하기 위한 수단은 삽입부가 회전자 방향으로 가압되도록 작용한다. 이로써, 삽입부는 회전자에 영구적으로 접함으로써, 최적의 밀봉이 이루어지는 것이 보장된다.
상술된 바와 같이, 간단한 실시예에서는 하나의 스프링이 제공된다. 그러나, 유체로 충전된 압축 패드가 제공될 수도 있다. 이러한 경우 압축 패드는 삽입부 내에 일체될 수 있는데, 특히 삽입부는 유체로 충전된 공동을 갖는다. 이러한 공동이 개방되는 경우, 유체의 압력은 목적하는 값으로 조절될 수 있다. 당연히 스프링도 삽입부 내에 일체될 수 있다.
본 발명의 다른 장점, 특징 및 세부 사항은 특허청구범위의 종속항들에 그리고 도면을 참조로 특히 바람직한 실시예가 상세히 기술되는 이하 상세한 설명에 제시된다. 도면에 도시되고 이하의 설명에 그리고 특허청구범위에 기재되는 특징들은 각각 개별적으로 또는 임의의 조합으로서 본 발명의 대상이 될 수 있다.
도1은 진공 펌프의 분해도이다.
도2는 진공 펌프 하우징의 사시도이다.
도3은 삽입부의 확대도이다.
도4는 삽입된 회전자와 블레이드를 갖는 도2에 따른 하우징의 사시도이다.
도1에는 도면 부호 10으로 표시된 진공 펌프가 도시되며, 진공 펌프에서 하우징(12)은 하우징 덮개 없이 도시된다. 하우징(12)은 내부 챔버(16)로 통하는 흡입 연결부(14)를 갖는다. 이러한 내부 챔버(16) 내에는 전체적으로 부호 18로 표시된 회전자가 위치하며, 회전자에서 블레이드(20)는 회전축(21)에 대해 직각으로 변위 가능하게 지지된다. 회전자(18)는 두 개의 부분으로 구성되며 회전자 축(22) 및 회전자 하우징(24)을 포함한다. 회전자 축(22)은 하우징(12)을, 특히 내부 챔버(16)의 바닥부(26)를 구동 개구(28)를 통해 관통하고(도2) 후면의 직사각형 섹션(30)을 사용하여 하우징(12)으로부터 돌출되며, 이를 통해 회전자는 (도시되지 않은 구동부에 의해) 회전하게 된다. 상기 구동 개구(28)에는 적합한 밀봉 수단이 제공됨으로써, 윤활제가 유출되거나 공기 및/또는 오염물이 내부 챔버(16) 내로 유입될 수 없다.
도1에는 내부 챔버(16)가 블레이드(20)의 포인트(34)가 접하는(도4) 내부 주연면(32)에 의해 한정되는 것이 도시된다. 또한, 내부 주연면(32)은 홈(36)을 포함하며, 상기 홈 내로 삽입부(38)가 삽입될 수 있다(도2 및 도3).
이러한 삽입부(38) 및 이와 함께 또한 내부 주연면(32)에 존재하는 홈(36)은 흡입구 또는 유입구(40) 및 가압 개구 또는 배출구(42)의 영역에 위치한다. 삽입부(38)의 형태는, 회전자 하우징(24)의 원통형 외부 주연면(44)이 그 전체적인 높이에 걸쳐 삽입부(38)에 접하도록 선택된다. 삽입부(38)는 회전자(18)를 향한 삽입부의 측면(46)에 부분 원통형 홈(48)을 보유하며, 상기 홈의 반경은 원통형 회전자 하우징(24)의 반경보다 작거나 동일하다. 이로써, 삽입부(38)가 홈(48)의 전체적인 폭에 걸쳐 회전자 하우징(24)에 접하는 것이 보장된다. 또한, 블레이드(20)를 수용하는, 회전자 하우징(24)의 그루브(50)가 삽입부(38) 위를 지나갈 때에도, 밀봉이 이루어지는 장점이 있다.
도2에서 알 수 있는 바와 같이, 홈(36) 내에 두 개의 개구(52)가 제공되며, 이들 개구는 삽입부(38)의 후면 방향에 위치한다. 이들 개구(52)를 통해 삽입부(38)는, 예를 들어 오일 또는 가압 태핏에 의해 작동되어 회전자 하우징(24) 방향으로 가동될 수 있다. 이로써, 회전자 하우징(24)의 외부 주연면(44)에 대한 삽입부의 접촉 압력이 영향을 받는다. 그러나 삽입부(38)를 회전자 하우징(24) 방향으로 가압하는 스프링 요소가 홈(36)의 기저부와 삽입부(38) 사이에 배치되는 것도 고려될 수 있다.
요약해 보면, 회전자 하우징(24)의 외부 주연면(44)이 삽입부(38)에 항상 접하기 때문에, 압력 챔버(56)에 대한 흡입 챔버(54)의 최적의 밀봉이 삽입부(38)를 통해 이루어지는 것을 확인할 수 있다.

Claims (12)

  1. 폿트형 하우징(12)과, 하우징(12) 내에서 편심 회전 가능하게 지지된 회전자(18)와, 회전자(18) 내에서 회전축(21)에 대해 직각으로 변위 가능하게 지지된 블레이드(20)를 구비한 싱글-블레이드 진공 펌프이며, 상기 블레이드(20)의 포인트들이 작동 챔버를 한정하는 주연면(32)에 접하는 싱글-블레이드 진공 펌프에 있어서,
    상기 주연면(32)의 일부가 삽입부(38)에 의해 형성되며, 회전자(18)가 상기 삽입부(38)에만 접촉하고, 삽입부(38)는 그의 작동 챔버를 향한 측면에 부분 원통형의 홈(48)을 포함하며, 홈(48)은 접하는 회전자(18)의 반경보다 작거나 동일한 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 싱글-블레이드 진공 펌프.
  2. 제1항에 있어서, 홈(48)은 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 싱글-블레이드 진공 펌프.
  3. 제1항에 있어서, 삽입부(38)는 진공 펌프(10)와 회전자(18) 중 어느 하나의 또는 이 둘 모두의 하우징(12) 보다 탄성계수가 작은 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 싱글-블레이드 진공 펌프.
  4. 제1항에 있어서, 삽입부(38)는 플라스틱으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 싱글-블레이드 진공 펌프.
  5. 제1항에 있어서, 삽입부(38)는 회전자(18) 방향으로 힘을 받는 것을 특징으로 하는 싱글-블레이드 진공 펌프.
  6. 제5항에 있어서, 상기 힘은 기계식, 유압식, 공압식, 및 전기식 중 하나 이상의 방식으로 제공되는 것을 특징으로 하는 싱글-블레이드 진공 펌프.
  7. 제1항에 있어서, 하우징(12)은 작동 챔버를 한정하는 하우징의 주연면(32)에 삽입부(38)를 수용하는 홈(36)을 포함하는 것을 특징으로 하는 싱글-블레이드 진공 펌프.
  8. 제6항에 있어서, 삽입부(38)에 힘을 가하기 위한 수단이 홈(36) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 싱글-블레이드 진공 펌프.
  9. 제5항에 있어서, 힘을 가하기 위한 수단은 하우징(12)의 외부에 배치되고 삽입부(38) 방향으로 하우징 벽을 관통하는 것을 특징으로 하는 싱글-블레이드 진공 펌프.
  10. 제5항에 있어서, 힘을 가하기 위한 수단은 스프링 또는 압축 패드인 것을 특징으로 하는 싱글-블레이드 진공 펌프.
  11. 삭제
  12. 삭제
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