KR101304123B1 - 원통형 진공 이젝터 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장치를 소형화하면서도 다수의 다단이젝터를 설치할 수 있어 대용량의 부압을 발생할 수 있고, 압축공기의 흐름이 나뉘지 않고 매끄럽게 진행되어 손실발생율이 매우 낮으며, 특히 각 구성 간에 조립의 편의성을 제고할 수 있는 새로운 형태의 원통형 진공 이젝터 펌프에 관한 것이다.

Description

원통형 진공 이젝터 펌프{CYLINDRICAL VACCUM EJECTOR PUMP}

본 발명은 고속의 압축공기가 유입 및 배출됨에 따라 일정한 공간에 부압을 발생시켜 진공을 형성하는 진공 이젝터 펌프에 관한 것으로, 대용량의 부압 발생을 위해 복수의 다단이젝터를 컴팩트하게 설치할 수 있고, 각 구성 간에 조립의 편의성을 제고할 수 있는 새로운 형태의 원통형 진공 이젝터 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 진공 이젝터 펌프는 입구챔버, 출구챔버 및 진공챔버가 각각 구획된 하우징과, 상기 각각의 챔버들 사이의 격벽을 관통하여 설치되고, 고속의 압축공기가 유입 및 배출됨에 따라 상기 하우징의 진공챔버에 부압을 발생시키는 다단이젝터를 포함하여 이루어진다.

상기 하우징의 진공챔버는 일측에 흡입포트를 구비하고, 상기 흡입포트를 통하여 외부장치, 예컨대 흡착장치 등과 연결된다. 상기 다단이젝터에 고속의 압축공기가 유입 및 배출됨에 따라 진공챔버에 부압이 발생하면, 상기 진공챔버의 흡입포트와 연결된 흡착장치도 부압이 발생하고, 발생한 부압은 물품을 흡착하여 반송하는데 사용된다.

상기 하우징의 진공챔버에 부압을 발생하기 위한 다단이젝터에 관하여 다수의 출원이 존재한다. 즉, 특허등록 393434호, 578540호 및 629994호와 더불어 본 출원인이 출원하여 등록된 특허등록 1039470호도 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 이러한 다단이젝터(20)의 구성은 보통, 하우징(10)의 각 챔버들 간의 격벽을 관통하여 직렬로 설치된 복수의 노즐(21)과, 상기 복수의 노즐(21)을 수용하고, 외주면에 통공(22a)이 관통 형성된 복수의 슬롯(22)을 포함하고, 상기 통공(22a)은 상기 하우징(10)의 진공챔버(12)와 소통되도록 형성되고, 상기 통공(22a) 각각을 개폐하는 복수의 가요성 밸브(23)가 구비된다.

상기와 같은 다단이젝터(20)는, 하우징(10)의 입구챔버(11)로부터 고속의 압축공기가 다단이젝터(20)의 복수의 노즐(21)을 통과하여 배출될 때, 하우징(10)의 진공챔버(12) 및 흡착장치(미도시)의 내부 공기가 유인되어 함께 하우징(10)의 출구챔버(13)로 배출됨에 따라 상기 진공챔버(12) 내의 압력이 하강한다. 하우징(10)의 진공챔버(12) 내의 압력이 복수의 슬롯(22) 내부의 압력 이하로 되면, 모든 통공(22a)이 각 밸브(23)에 의하여 폐쇄되고, 진공챔버(12)는 그 압력 수준을 유지하게 되는 것이다.

상술한 다단이젝터를 이용한 진공 이젝터 펌프는, 일반적인 진공 이젝터 펌프의 작동과정을 설명하기 위한 것으로서, 하나의 다단이젝터(20)를 구비한 소용량의 부압 발생을 위한 진공 이젝터 펌프이다. 예컨대, 도 1의 실시예를 사시도로 표현하면, 도 2에 도시된 바와 같다.

도 1을 참조하여 도 2에 도시된 바와 같이 진공 이젝터 펌프는, 하우징(10)의 내부에 전방의 입구챔버(11), 중앙의 진공챔버(12) 및 후방의 출구챔버(13)가 각각 구획되고, 상기 하우징(10)의 각 챔버들 간의 격벽을 관통하여 다단이젝터(20)가 설치된다. 이때 상기 하우징(10)의 일측에는 외부로부터 상기 입구챔버(11)와 연통되어 고속의 압축공기가 유입되는 유입포트(11a), 외부의 흡착장치의 내부 공기가 유인되도록 상기 진공챔버(12)와 연통되는 흡입포트(12a) 및 외부로 고속의 압축공기를 배출하도록 출구챔버(13)와 연통된 배출포트(13a)가 각각 관통 형성되어 있다. 또한, 유입포트(11a)와 흡입포트(12a) 사이에 상기 진공챔버(12)와 연통되도록 관통 형성된 센서포트(12b)는 압력센서(30)가 설치되어 상기 진공챔버(12)의 진공도를 측정할 수 있도록 한다. 물론, 배출포트(13a)를 통해 단순히 고속의 압축공기가 배출되면 엄청난 소음이 발생할 수 있으므로 배출포트(13a)에는 소음부재가 내장된 소음기(40)가 설치된다.

상술한 바와 같이 하나의 다단이젝터를 이용한 진공 이젝터 펌프의 구성은 도 2에 도시된 바와 같다. 이러한 진공 이젝터 펌프는 소용량의 부압을 발생시킬 수밖에 없고, 작은 크기의 물체를 흡착하여 반송하는데 사용함에는 무리가 없다. 그러나, 보다 큰 물체를 흡착하여 반송하기 위해 대용량의 부압을 발생시킬 필요가 있고, 이를 위해 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 다단이젝터를 결합하여 사용하기도 한다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 다단이젝터를 이용한 진공 이젝터 펌프는, 내부가 전방의 입구챔버, 중앙의 진공챔버 및 후방의 출구챔버가 각각 구획되고, 일측에 유입포트(11a), 흡입포트(12a) 및 배출포트(13a)가 각각 관통 형성된 별도의 프로파일(50)을 제작하여, 상기 프로파일(50)을 기준으로 상부에 다단이젝터(20)가 내장된 하우징(10)을 3개, 하부에 다단이젝터(20)가 내장된 하우징(10)을 3개로 총 6개의 다단이젝터(20)에 의해 대용량의 부압을 발생시키도록 구성한다. 이 경우, 상기 프로파일(50)의 각 챔버들과 각각의 다단이젝터(20)가 구비된 하우징(10)의 각 챔버들은 서로 상하 연통되어 있다.

이렇듯 종래 기술에 따른 진공 이젝터 펌프의 경우 하나의 다단이젝터를 사용하여 소형의 물체를 흡착하여 반송하는데 큰 문제가 없지만, 대용량의 부압을 발생시켜 보다 큰 물체를 흡착하여 반송하기 위해서는 상기 도 3에 도시된 바와 같이 별도의 프로파일(50)을 제작하여 다단이젝터(20)가 내장된 하우징(10)을 복수로 설치하여야 한다.

이러한 복수의 다단이젝터를 이용한 종래의 진공 이젝터 펌프는 장치가 대형화되고, 그에 따른 재료의 상승과 더불어 별도의 프로파일(50)을 제작해야 하는 문제가 있다. 더욱이, 프로파일(50)을 기준으로 상하로 나누어진 복수의 다단이젝터(20)로부터 유입 및 배출되는 압축공기의 흐름이 매끄럽지 못해 손실이 발생하고, 각 구성 간의 결합면을 통해 누설되는 압축공기에 의해 진공챔버(12)를 통한 부압의 발생시 효율적이지 못한 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 장치를 소형화하면서도 다수의 다단이젝터를 설치할 수 있어 대용량의 부압을 발생할 수 있고, 압축공기의 흐름이 나뉘지 않고 매끄럽게 진행되어 손실발생율이 매우 낮으며, 특히 각 구성 간에 조립의 편의성을 제고할 수 있는 새로운 형태의 원통형 진공 이젝터 펌프를 제공하는 데 있다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 원통형 진공 이젝터 펌프는, 하부에 형성된 흡입포트를 따라 상하 관통된 원통 형상이고, 상하 길이방향의 내부 중앙에 내경이 축소되는 축관부가 형성되며, 상기 축관부의 상방으로 고속의 압축공기가 유입되도록 일측 외주면으로부터 내부를 향해 유입포트가 관통 형성된 바닥하우징과, 상기 바닥하우징의 상부에 나사결합되고, 평단면상 중앙의 상하 관통된 관통홀을 중심으로 복수의 하부고정홀이 방사상으로 상하 관통 형성되며, 상기 관통홀의 하단으로부터 연장 형성된 환형의 입구챔버구획부재의 하단이 상기 바닥하우징의 축관부 내측 상단에 밀착된 연결하우징과, 각각의 입구노즐이 상기 연결하우징의 하부고정홀 각각에 삽입 고정되고, 각각의 출구노즐이 상방을 바라보도록 직립하는 복수의 다단이젝터와, 원판 형상으로 평단면상 원의 중심으로부터 방사상으로 상하 관통된 복수의 상부고정홀이 형성되고, 상기 상부고정홀 각각에 상기 다단이젝터 각각의 출구노즐이 삽입 고정되는 출구챔버구획부재와, 상하 관통된 장형의 원통 형상으로 하부가 상기 연결하우징에 나사결합되고, 각각의 상기 다단이젝터 및 출구챔버구획부재가 내부로 삽입되며, 내주면에 상기 출구챔버구획부재의 외주면이 밀착되는 원통하우징과, 상하 관통된 배출포트가 형성되고, 상기 원통하우징의 상부에 나사결합되는 하우징커버를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 바닥하우징의 내측 공간 중 축관부 상방과 상기 연결하우징의 입구챔버구획부재의 외주방향 사이에 구획된 공간은 입구챔버이고, 상기 원통하우징의 내측 공간 중 상기 출구챔버구획부재와 하우징커버 사이에 구획된 공간은 출구챔버이고, 상기 바닥하우징의 흡입포트를 따라 상기 바닥하우징의 내측 공간 중 축관부 하방과 연통된 상기 연결하우징의 입구챔버구획부재의 내주방향 공간과 함께 상기 원통하우징의 내측 공간 중 상기 연결하우징과 출구챔버구획부재 사이에 구획된 공간은 진공챔버이고, 상기 바닥하우징의 유입포트를 통해 유입된 고속의 압축공기는, 상기 입구챔버를 경유하여 상기 연결하우징 각각의 하부고정홀을 지나 상기 다단이젝터 각각의 입구노즐로 유입되면서 상기 진공챔버와 함께 상기 바닥하우징의 흡입포트에 부압을 발생시키고, 상기 다단이젝터 각각의 출구노즐을 통해 상기 출구챔버구획부재 각각의 상부고정홀을 지나 상기 출구챔버를 경유하여 상기 하우징커버의 배출포트를 통해 배출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 바닥하우징은, 타측 외주면으로부터 내부의 진공챔버를 향해 센서포트가 관통 형성되고, 상기 바닥하우징의 센서포트에 설치되어 상기 진공챔버의 압력을 측정하는 압력센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다단이젝터는, 상기 입구노즐과 출구노즐 사이의 중간노즐을 통해 연결되어 각각이 상기 진공챔버 내부에 직렬로 배치되고, 각각의 외주면에 통공이 관통 형성되어 상기 진공챔버와 내부가 연통되는 복수의 슬롯과, 상기 슬롯 각각의 통공을 개폐하는 가요성 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 원통하우징은, 상방 내주면에 내측으로 돌출된 환형의 이격부재가 형성되고, 상기 출구챔버구획부재는, 외주면 상단이 상기 이격부재의 하단둘레에 걸림 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 원판 형상으로 평단면상 중앙의 상하 관통된 공기배출공을 중심으로 복수의 공기유도홀이 방사상으로 상하 관통 형성되고, 외주면 하단이 상기 원통하우징의 이격부재의 상단둘레에 걸림 고정되도록 상기 원통하우징의 상방을 통해 내부로 삽입되는 고정부재와, 다공성 합성수지재로 제작된 원통 형상으로 일단이 상기 고정부재의 공기배출공에 걸림 고정되고, 타단이 상기 하우징커버의 배출포트에 걸림 고정되며, 상기 공기배출공 및 배출포트를 연결시키는 소음부재와, 다공성 스폰지상의 폴리우레탄수지인 폴리우레탄폼으로 제작되고, 상기 소음부재의 외주면을 감싸도록 설치된 흡음부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 출구챔버구획부재는, 평단면상 원의 중심에 하방으로 함몰된 함몰부가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 원통형 진공 이젝터 펌프는, 종래와 다른 새로운 형태로서 장치를 소형화하면서도 다수의 다단이젝터를 설치할 수 있어 대용량의 부압을 발생할 수 있고, 압축공기의 흐름이 나뉘지 않고 매끄럽게 진행되어 손실발생율이 매우 낮으며, 특히 각 구성 간에 조립의 편의성을 제고할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 진공 이젝터 펌프의 측단면도이고,
도 2는 도 1의 실시예의 사시도이며,
도 3은 종래 기술에 따른 복수의 다단이젝터를 이용한 진공 이젝터 펌프의 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 원통형 진공 이젝터 펌프의 일 실시예를 도시한 사시도이며,
도 5는 도 4의 실시예의 분해 사시도이고,
도 6은 도 4의 실시예를 A-A'선에서 바라본 측단면도이며,
도 7은 도 6의 실시예의 분해 측단면도이고,
도 8은 도 4의 실시예 중 바닥하우징을 일측에서 바라본 사시도이며,
도 9는 도 8의 실시예를 타측에서 바라본 사시도이고,
도 10은 도 8의 실시예의 측단면도이며,
도 11은 도 4의 실시예 중 연결하우징을 상방에서 바라본 사시도이고,
도 12는 도 11의 실시예를 하방에서 바라본 사시도이며,
도 13은 도 11의 실시예의 측단면도이고,
도 14는 도 4의 실시예 중 다단이젝터를 도시한 사시도이며,
도 15는 도 14의 실시예의 측단면도이고,
도 16은 도 4의 실시예 중 출구챔버구획부재를 상방에서 바라본 사시도이며,
도 17은 도 16의 실시예를 하방에서 바라본 사시도이고,
도 18은 도 16의 실시예의 측단면도이며,
도 19는 도 6의 실시예에서 입구챔버만을 별도로 표시하여 입구챔버에서의 압축공기 흐름을 도시한 측단면도이고,
도 20은 도 6의 실시예에서 진공챔버만을 별도로 표시하여 진공챔버에서의 압축공기 흐름을 도시한 측단면도이며,
도 21은 도 6의 실시예에서 출구챔버만을 별도로 표시하여 출구챔버에서의 압축공기 흐름을 도시한 측단면도이고,
도 22는 도 6의 실시예에서 압축공기가 유입된 후 입구챔버, 진공챔버 및 출구챔버를 거치면서 배출되는 전 과정을 함께 도시한 측단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 원통형 진공 이젝터 펌프의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 원통형 진공 이젝터 펌프는, 도 4 내지 22에 도시된 바와 같이 바닥하우징(100), 연결하우징(200), 다단이젝터(300), 출구챔버구획부재(400), 원통하우징(500) 및 하우징커버(600)를 포함하여 이루어지고, 고정부재(700), 소음부재(800) 및 흡음부재(900)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 원통형 진공 이젝터 펌프의 상기 구성 중 바닥하우징(100), 연결하우징(200), 출구챔버구획부재(400), 원통하우징(500) 및 하우징커버(600)는 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 진공 이젝터 펌프의 하우징(10)에 대응되는 것으로, 다만 복수의 다단이젝터(300)를 보다 효율적으로 취부하면서도 소형화시켜 조립을 용이하게 하고, 대용량의 부압을 발생시키는데 그 특징이 있다.

즉, 상기 바닥하우징(100), 연결하우징(200), 출구챔버구획부재(400), 원통하우징(500) 및 하우징커버(600)는 하우징으로서 기능하기 위해 후술하겠지만 상호 간의 특징적인 결합을 통해 입구챔버(IC), 출구챔버(OC) 및 진공챔버(VC)가 각각 내부에 구획되고, 상기 각각의 챔버들 사이를 관통하여 복수의 다단이젝터(300)가 설치되며, 고속의 압축공기가 유입 및 배출됨에 따라 상기 진공챔버(VC)에 부압을 발생시키게 된다. 이때, 상기 진공챔버(VC)와 연통된 흡입포트(110)가 구비되어 상기 흡입포트(110)를 통하여 외부장치, 예컨대 흡착장치 등과 연결된다. 상기 다단이젝터(300)에 고속의 압축공기가 유입 및 배출됨에 따라 진공챔버(VC)에 부압이 발생하면, 상기 흡입포트(110)와 연결된 흡착장치(미도시)도 부압이 발생하고, 발생한 부압은 물품을 흡착하여 반송하는데 사용된다.

먼저, 바닥하우징(100)은 도 4 내지 10에 도시된 바와 같이 하부에 형성된 흡입포트(110)를 따라 상하 관통된 원통 형상이고, 상하 길이방향의 내부 중앙에 내경이 축소되는 축관부(120)가 형성되며, 상기 축관부(120)의 상방으로 고속의 압축공기가 유입되도록 일측 외주면으로부터 내부를 향해 유입포트(130)가 관통 형성된다. 상기 흡입포트(110)는 물품을 흡착하여 반송하기 위한 흡착장치(미도시)와 연결되어 후술할 복수의 다단이젝터(300)에 의해 부압이 발생하면 상기 흡입포트(110)를 통해 상기 흡착장치에 부압을 발생시킨다. 축관부(120)는 바닥하우징(100)의 상하 길이방향의 내부 중앙에 내경이 축소되는 환형의 내측플랜지로서, 후술할 연결하우징(200)의 입구챔버구획부재(230)와의 밀착을 통해 입구챔버(IC) 및 진공챔버(VC)로 그 내부를 구획하기 위한 기능을 수행한다. 유입포트(130)는 컴프레서(미도시)로부터 고속의 압축공기를 공급받아 상기 바닥하우징(100)의 내부로 상기 압축공기를 주입하기 위한 기능을 수행한다. 상기 유입포트(130)는 상기 축관부(120)의 상방으로 압축공기가 유입되도록 일측 외주면으로부터 내부를 향해 관통 형성되어 있는데, 이는 후술할 연결하우징(200)과의 결합을 통해 도 19 및 20에 도시된 바와 같이 바닥하우징(100)의 축관부(120) 하방은 진공챔버(VC)로서 기능하고, 축관부(120) 상방은 입구챔버(IC)로서 기능하기 때문이다. 따라서, 유입포트(130)를 통해 유입되는 압축공기는 입구챔버(IC)를 경유해야 하므로 바닥하우징(100)의 축관부(120) 상방으로 유입되어야 한다.

연결하우징(200)은 도 4 내지 7 및 11 내지 13에 도시된 바와 같이 상기 바닥하우징(100)의 상부에 나사결합되고, 평단면상 중앙의 상하 관통된 관통홀(210)을 중심으로 복수의 하부고정홀(220)이 방사상으로 상하 관통 형성되며, 상기 관통홀(210)의 하단으로부터 연장 형성된 환형의 입구챔버구획부재(230)의 하단이 상기 바닥하우징(100)의 축관부(120) 내측 상단에 밀착된다. 바닥하우징(100)의 상부에 결합되는 연결하우징(200)은 바닥하우징(100)과의 관계에서 조립의 용이성을 위해 상호 간 나사결합에 의해서 결합된다. 연결하우징(200)의 관통홀(210) 내부는 바닥하우징(100)의 흡입포트(110)와 연통되어 도 20에 도시된 바와 같이 진공챔버(VC)를 형성하기 위해 평단면상 중앙에 상하 관통된다. 복수의 하부고정홀(220)은 후술할 복수의 다단이젝터(300) 각각의 입구노즐(310)을 삽입 고정하기 위한 구성으로서 상기 하부고정홀(220)의 개수는 후술할 복수의 다단이젝터(300)의 개수와 동일하다. 또한, 복수의 상기 하부고정홀(220)은 상기 바닥하우징(100)의 유입포트(130)와 연통된 입구챔버(IC)와 연결되고, 유입된 압축공기를 복수의 다단이젝터(300) 각각의 입구노즐(310)로 이동시킨다. 즉, 바닥하우징(100)의 유입포트(130)로부터 유입된 압축공기는 입구챔버(IC)를 경유하여 상기 복수의 하부고정홀(220)을 통해 복수의 다단이젝터(300) 각각의 입구노즐(310)로 이동한다. 이때, 바닥하우징(100)의 내부 공간 중 축관부(120) 상방에서 유입포트(130)와 연통된 입구챔버(IC)와 흡입포트(110)와 연통된 진공챔버(VC)를 구획하기 위하여 상기 입구챔버구획부재(230)가 형성되는 것이다. 즉, 입구챔버구획부재(230)는 상기 관통홀(210)의 하단으로부터 연장 형성된 환(ring) 형상으로 하단이 상기 바닥하우징(100)의 축관부(120) 내측 상단에 밀착된다. 따라서, 입구챔버구획부재(230)를 중심으로 그 내주 방향의 공간은 관통홀(210)과 연통된 바닥하우징(100)의 흡입포트(110)까지 진공챔버(VC)를 형성하고, 입구챔버구획부재(230)의 외주 방향의 공간은 복수의 하부고정홀(220)과 연통된 바닥하우징(100)의 유입포트(130)까지 입구챔버(IC)를 형성하게 되는 것이다.

다단이젝터(300)는 도 5 내지 7에 도시된 바와 같이 복수가 구비되어 각각의 입구노즐(310)이 상기 연결하우징(200)의 하부고정홀(220) 각각에 삽입 고정되고, 각각의 출구노즐(320)이 상방을 바라보도록 직립한다. 상기 다단이젝터(300)는 입구노즐(310) 및 출구노즐(320)을 구비하여 입구노즐(310)로 압축공기가 유입된 후 출구노즐(320)로 배출될 때 진공챔버(VC)에 부압을 발생시킬 수 있는 어떠한 다단이젝터(300)이든 상관없다. 예컨대, 상기 다단이젝터(300)는 도 14 및 15에 도시된 바와 같이 상기 입구노즐(310)과 출구노즐(320) 사이의 중간노즐(330)을 통해 연결되어 각각이 상기 진공챔버(VC) 내부에 직렬로 배치되고, 각각의 외주면에 통공(341)이 관통 형성되어 상기 진공챔버(VC)와 내부가 연통되는 복수의 슬롯(340)과, 상기 슬롯(340) 각각의 통공(341)을 개폐하는 가요성 밸브(350)를 포함하여 이루어진다. 상기 다단이젝터(300)에 고속의 압축공기가 입구노즐(310)을 통해 유입되면서 출구노즐(320)을 통해 배출됨에 따라 슬롯(340)의 통공(341)으로 진공챔버(VC) 내부의 공기를 빨아 들여 상기 출구노즐(320)로 함께 배출됨으로써 진공챔버(VC)에 부압을 발생시킨다. 이때 진공챔버(VC)에 부압이 발생하면 가요성 밸브(350)가 슬롯(340)의 통공(341)을 닫아 진공챔버(VC)의 진공상태를 유지하며, 진공챔버(VC)의 진공상태가 깨지면 다시 가요성 밸브(350)가 열려 진공챔버(VC) 내부의 공기를 빨아 들여 다시 부압을 발생시키는 과정이 반복된다. 이러한 다단이젝터(300)의 구성, 기능 및 작동과정은 종래 기술로 널리 알려져 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

상술한 바와 같이 바닥하우징(100)과 연결하우징(200) 및 다단이젝터(300)의 결합을 통해 입구챔버(IC)는 확실히 정의된다. 다만, 다단이젝터(300)의 입구노즐(310) 및 출구노즐(320) 사이의 진공챔버(VC)와 함께 출구노즐(320) 상방의 출구챔버(OC)를 형성하기 위하여 후술할 출구챔버구획부재(400), 원통하우징(500) 및 하우징커버(600)가 구비된다.

즉, 출구챔버구획부재(400)는 도 5 내지 7 및 16 내지 18에 도시된 바와 같이 원판 형상으로 평단면상 원의 중심으로부터 방사상으로 상하 관통된 복수의 상부고정홀(410)이 형성되고, 상기 상부고정홀(410) 각각에 상기 다단이젝터(300) 각각의 출구노즐(320)이 삽입 고정된다. 상기 상부고정홀(410)은 연결하우징(200)의 하부고정홀(220)과 마찬가지로 복수의 다단이젝터(300)의 개수와 동일한 개수로 형성되고, 다단이젝터(300) 각각의 출구노즐(320)이 삽입 고정되므로 출구챔버구획부재(400)를 기준으로 상방이 출구챔버(OC), 하방이 진공챔버(VC)가 형성될 것임을 알 수 있다.

이때, 연결하우징(200)과 출구챔버구획부재(400) 사이에 직립하는 복수의 다단이젝터(300)를 외부대기와 격리시켜 진공챔버(VC)를 형성하기 위하여 원통하우징(500)이 구비된다. 즉, 원통하우징(500)은 도 4 내지 7에 도시된 바와 같이 상하 관통된 장형의 원통 형상으로 하부가 상기 연결하우징(200)에 나사결합되고, 각각의 상기 다단이젝터(300) 및 출구챔버구획부재(400)가 내부로 삽입되며, 내주면에 상기 출구챔버구획부재(400)의 외주면이 밀착된다. 원통하우징(500)의 내주면에 상기 출구챔버구획부재(400)의 외주면이 밀착되어 출구챔버구획부재(400)를 기준으로 상방 및 하방의 원통하우징(500) 내부공간이 확연히 구획될 수 있다.

상기 원통하우징(500)의 상방으로 출구챔버구획부재(400)가 이탈되지 않도록 하며 복수의 다단이젝터(300) 각각의 출구노즐(320)로 배출되는 압축공기의 흐름을 모아 배출하기 위하여 하우징커버(600)가 구비된다. 하우징커버(600)는 도 4 내지 7에 도시된 바와 같이 상하 관통된 배출포트(610)가 형성되고, 상기 원통하우징(500)의 상부에 나사결합된다. 즉, 배출포트(610)를 통해 복수의 다단이젝터(300) 각각의 출구노즐(320)로부터 배출되는 압축공기가 외부 대기로 배출되는 것이다.

상술한 바와 같이 바닥하우징(100), 연결하우징(200), 복수의 다단이젝터(300), 출구챔버구획부재(400), 원통하우징(500) 및 하우징커버(600) 간의 결합을 통해 복수의 다단이젝터(300) 각각의 입구노즐(310)과 연통된 입구챔버(IC), 출구노즐(320)과 연통된 출구챔버(OC) 및 그 사이의 부압에 의해 진공이 형성되는 진공챔버(VC)가 각각 구획되는 것이다. 보다 상세하게, 도 19 및 21에 도시된 바와 같이 입구챔버(IC)는 상기 바닥하우징(100)의 내측 공간 중 축관부(120) 상방과 상기 연결하우징(200)의 입구챔버구획부재(230)의 외주방향 사이에 구획된 공간이고, 출구챔버(OC)는 상기 원통하우징(500)의 내측 공간 중 상기 출구챔버구획부재(400)와 하우징커버(600) 사이에 구획된 공간이다. 또한, 도 20에 도시된 바와 같이 진공챔버(VC)는 상기 바닥하우징(100)의 흡입포트(110)를 따라 상기 바닥하우징(100)의 내측 공간 중 축관부(120) 하방과 연통된 상기 연결하우징(200)의 입구챔버구획부재(230)의 내주방향 공간과 함께 상기 원통하우징(500)의 내측 공간 중 상기 연결하우징(200)과 출구챔버구획부재(400) 사이에 구획된 공간이다. 따라서, 도 19 내지 22에 도시된 바와 같이 상기 바닥하우징(100)의 유입포트(130)를 통해 유입된 고속의 압축공기는, 상기 입구챔버(IC)를 경유하여 상기 연결하우징(200) 각각의 하부고정홀(220)을 지나 상기 다단이젝터(300) 각각의 입구노즐(310)로 유입되면서 상기 진공챔버(VC)와 함께 상기 바닥하우징(100)의 흡입포트(110)에 부압을 발생시키고, 상기 다단이젝터(300) 각각의 출구노즐(320)을 통해 상기 출구챔버구획부재(400) 각각의 상부고정홀(410)을 지나 상기 출구챔버(OC)를 경유하여 상기 하우징커버(600)의 배출포트(610)를 통해 외부로 배출된다.

한편, 진공챔버(VC) 내부의 진공도, 즉 압력상태를 확인하기 위하여 압력센서(150)를 설치할 필요가 있고, 이는 도 6 및 8 내지 10에 도시된 바와 같이 센서포트(140)를 통해 이루어낼 수 있다. 즉, 바닥하우징(100)은 타측 외주면으로부터 내부의 진공챔버(VC)를 향해 센서포트(140)가 관통 형성되고, 상기 바닥하우징(100)의 센서포트(140)에 압력센서(150)를 설치하여 상기 진공챔버(VC)의 압력을 측정하게 되는 것이다. 물론, 상기 센서포트(140)에 압력센서(150)를 설치하지 않을 경우에는 센서포트(140)를 막아 진공챔버(VC)의 진공도를 측정하지 않고, 본 발명에 따른 원통형 진공 이젝터 펌프를 사용해도 무방하다.

또 한편, 복수의 다단이젝터(300) 각각의 출구노즐(320)을 통해 배출되는 고속의 압축공기가 출구챔버구획부재(400)의 상부고정홀(410)을 지나 출구챔버(OC)를 경유하여 상기 하우징커버(600)의 배출포트(610)를 통해 곧바로 외부 대기로 배출된다면 다단이젝터(300) 개수만큼 많은 양의 부압을 발생하므로 엄청난 소음이 예상될 것이다. 이러한 고속의 압축공기의 외부 대기로의 배출시 엄청난 소음을 없애기 위하여 후술할 원통하우징(500)의 이격부재(510), 고정부재(700), 소음부재(800) 및 흡음부재(700)가 설치되는 것이다.

원통하우징(500)은 도 6 및 7에 도시된 바와 같이 상방 내주면에 내측으로 돌출된 환형의 이격부재(510)가 형성된다. 이때, 상기 출구챔버구획부재(400)는 외주면 상단이 상기 이격부재(510)의 하단둘레에 걸림 고정된다. 상기 이격부재(510)는 후술할 고정부재(700)를 고정하고, 고정부재(700)와 출구챔버구획부재(400) 간에 접촉되지 않고 이격시키는 기능을 수행하는 것과 동시에 상기 출구챔버구획부재(400)가 원통하우징(500)의 내부에서 긴밀하게 고정되도록 출구챔버구획부재(400)의 고정을 위한 기능도 수행한다.

고정부재(700)는 도 5 내지 7에 도시된 바와 같이 원판 형상으로 평단면상 중앙의 상하 관통된 공기배출공(710)을 중심으로 복수의 공기유도홀(720)이 방사상으로 상하 관통 형성되고, 외주면 하단이 상기 원통하우징(500)의 이격부재(510)의 상단둘레에 걸림 고정되도록 상기 원통하우징(500)의 상방을 통해 내부로 삽입된다. 상기 원통하우징(500)의 이격부재(510)를 중심으로 하부에 출구챔버구획부재(400)가 고정되고, 상부에 고정부재(700)가 고정된다. 상기 고정부재(700)는 후술할 소음부재(800) 및 흡음부재(900)를 고정하기 위한 기능을 수행한다.

도 5 내지 7에 도시된 바와 같이 소음부재(800)는 다공성 합성수지로 제작된 원통 형상으로 일단이 상기 고정부재(700)의 공기배출공(710)에 걸림 고정되고, 타단이 상기 하우징커버(600)의 배출포트(610)에 걸림 고정되며, 상기 공기배출공(710) 및 배출포트(610)를 연결시킨다. 또한, 흡음부재(900)는 다공성 스폰지상의 폴리우레탄수지인 폴리우레탄폼으로 제작되고, 상기 소음부재(800)의 외주면을 감싸도록 설치된다. 상기 소음부재(800) 및 흡음부재(900)는 고정부재(700) 및 하우징커버(600) 사이에 배치되므로 당연히 원통하우징(500)의 상방 내부에 위치하게 되며, 즉 원통하우징(500)의 내부 공간 중 출구챔버(OC)에 배치될 것임을 알 수 있다.

도 21 및 22를 참조하여 고정부재(700), 소음부재(800) 및 흡음부재(900)의 기능을 상세히 살펴보면, 복수의 다단이젝터(300) 각각의 출구노즐(320)로부터 배출되는 고속의 압축공기는 출구챔버구획부재(400)의 상부고정홀(410)을 통해 상방으로, 즉 원통하우징(500)의 이격부재(510) 내주 방향으로 이동한다. 상부고정홀(410)의 바로 위에는 고정부재(700)의 공기유도홀(720)이 위치하므로 압축공기는 고정부재(700)의 공기유도홀(720)을 통해 먼저 폴리우레탄폼의 흡음부재(900)에 부딪히면서 흡음부재(900)의 내부로 들어간다. 흡음부재(900)는 폴리우레탄폼으로서 충격흡수력을 가지고 있으므로 압축공기의 운동성을 흡수함과 동시에 흡음을 담당하고, 흡음부재(900)를 경유한 압축공기는 다시 소음부재(800)를 지나 소음부재(800)의 내부로 이동하면서 소음을 확실히 없앤 상태로 소음부재(800)의 내부를 통해 하우징커버(600)의 배출포트(610)로 압축공기는 배출된다.

또한, 흡음부재(900)의 내부로 들어가지 못하고, 튕겨져 나온 압축공기 일부는 원통하우징(500)의 이격부재(510) 내주 방향으로 다시 하강하면서 출구챔버구획부재(400)의 평단면상 중심면에 부딪힌 후 다시 고정부재(700)의 공기배출공(710)을 통해 소음부재(800)의 내부를 경유하여 하우징커버(600)의 배출포트(610)로 배출되기도 한다. 이때, 출구챔버구획부재(400)의 평단면상 원의 중심면이 평면이라면 흡음부재(900)에 튕겨져 나온 압축공기의 일부가 저장되지 못하고, 곧바로 고정부재(700)의 공기배출공(710)을 통해 배출포트(610)로 배출되어 압축공기의 일부가 제대로 흡음 및 소음되지 못할 수 있다. 따라서, 흡음 및 소음력을 더욱 효과적으로 높이기 위해 흡음부재(800)로부터 튕겨져 나온 압축공기의 일부를 저장할 수 있도록 도 16 내지 18에 도시된 바와 같이 출구챔버구획부재(400)에 함몰부(420)를 형성하는 것이 더욱 바람직할 것이다. 즉, 출구챔버구획부재(400)는 평단면상 원의 중심에 하방으로 함몰된 함몰부(420)가 형성될 수 있고, 상기 함몰부(420)를 통해 흡음부재(900) 내부로 들어가지 못하고, 튕겨져 나온 일부의 압축공기를 저장한 후 배출포트(610)로 배출될 수 있도록 하여 흡음 및 소음능력을 더욱 제고할 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

IC : 입구챔버
VC : 진공챔버
OC : 출구챔버
100 : 바닥하우징 110 : 흡입포트
120 : 축관부 130 : 유입포트
140 : 센서포트 150 : 압력센서
200 : 연결하우징 210 : 관통홀
220 : 하부고정홀 230 : 입구챔버구획부재
300 : 다단이젝터
310 : 입구노즐 320 : 출구노즐
330 : 중간노즐 340 : 슬롯
341 : 통공 350 : 밸브
400 : 출구챔버구획부재
410 : 상부고정홀 420 : 함몰부
500 : 원통하우징 510 : 이격부재
600 : 하우징커버 610 : 배출포트
700 : 고정부재
710 : 공기배출공 720 : 공기유도홀
800 : 소음부재
900 : 흡음부재

Claims (7)

1. 하부에 형성된 흡입포트를 따라 상하 관통된 원통 형상이고, 상하 길이방향의 내부 중앙에 내경이 축소되는 축관부가 형성되며, 상기 축관부의 상방으로 고속의 압축공기가 유입되도록 일측 외주면으로부터 내부를 향해 유입포트가 관통 형성된 바닥하우징과,
   상기 바닥하우징의 상부에 나사결합되고, 평단면상 중앙의 상하 관통된 관통홀을 중심으로 복수의 하부고정홀이 방사상으로 상하 관통 형성되며, 상기 관통홀의 하단으로부터 연장 형성된 환형의 입구챔버구획부재의 하단이 상기 바닥하우징의 축관부 내측 상단에 밀착된 연결하우징과,
   각각의 입구노즐이 상기 연결하우징의 하부고정홀 각각에 삽입 고정되고, 각각의 출구노즐이 상방을 바라보도록 직립하는 복수의 다단이젝터와,
   원판 형상으로 평단면상 원의 중심으로부터 방사상으로 상하 관통된 복수의 상부고정홀이 형성되고, 상기 상부고정홀 각각에 상기 다단이젝터 각각의 출구노즐이 삽입 고정되는 출구챔버구획부재와,
   상하 관통된 장형의 원통 형상으로 하부가 상기 연결하우징에 나사결합되고, 각각의 상기 다단이젝터 및 출구챔버구획부재가 내부로 삽입되며, 내주면에 상기 출구챔버구획부재의 외주면이 밀착되는 원통하우징과,
   상하 관통된 배출포트가 형성되고, 상기 원통하우징의 상부에 나사결합되는 하우징커버를 포함하여 이루어진 원통형 진공 이젝터 펌프.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 바닥하우징의 내측 공간 중 축관부 상방과 상기 연결하우징의 입구챔버구획부재의 외주방향 사이에 구획된 공간은 입구챔버이고,
   상기 원통하우징의 내측 공간 중 상기 출구챔버구획부재와 하우징커버 사이에 구획된 공간은 출구챔버이고,
   상기 바닥하우징의 흡입포트를 따라 상기 바닥하우징의 내측 공간 중 축관부 하방과 연통된 상기 연결하우징의 입구챔버구획부재의 내주방향 공간과 함께 상기 원통하우징의 내측 공간 중 상기 연결하우징과 출구챔버구획부재 사이에 구획된 공간은 진공챔버이고,
   상기 바닥하우징의 유입포트를 통해 유입된 고속의 압축공기는,
   상기 입구챔버를 경유하여 상기 연결하우징 각각의 하부고정홀을 지나 상기 다단이젝터 각각의 입구노즐로 유입되면서 상기 진공챔버와 함께 상기 바닥하우징의 흡입포트에 부압을 발생시키고, 상기 다단이젝터 각각의 출구노즐을 통해 상기 출구챔버구획부재 각각의 상부고정홀을 지나 상기 출구챔버를 경유하여 상기 하우징커버의 배출포트를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 원통형 진공 이젝터 펌프.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 바닥하우징은,
   타측 외주면으로부터 내부의 진공챔버를 향해 센서포트가 관통 형성되고,
   상기 바닥하우징의 센서포트에 설치되어 상기 진공챔버의 압력을 측정하는 압력센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 진공 이젝터 펌프.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 다단이젝터는,
   상기 입구노즐과 출구노즐 사이의 중간노즐을 통해 연결되어 각각이 상기 진공챔버 내부에 직렬로 배치되고, 각각의 외주면에 통공이 관통 형성되어 상기 진공챔버와 내부가 연통되는 복수의 슬롯과,
   상기 슬롯 각각의 통공을 개폐하는 가요성 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 진공 이젝터 펌프.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 원통하우징은,
   상방 내주면에 내측으로 돌출된 환형의 이격부재가 형성되고,
   상기 출구챔버구획부재는,
   외주면 상단이 상기 이격부재의 하단둘레에 걸림 고정되는 것을 특징으로 원통형 진공 이젝터 펌프.
   
6. 제5항에 있어서,
   원판 형상으로 평단면상 중앙의 상하 관통된 공기배출공을 중심으로 복수의 공기유도홀이 방사상으로 상하 관통 형성되고, 외주면 하단이 상기 원통하우징의 이격부재의 상단둘레에 걸림 고정되도록 상기 원통하우징의 상방을 통해 내부로 삽입되는 고정부재와,
   다공성 합성수지재로 제작된 원통 형상으로 일단이 상기 고정부재의 공기배출공에 걸림 고정되고, 타단이 상기 하우징커버의 배출포트에 걸림 고정되며, 상기 공기배출공 및 배출포트를 연결시키는 소음부재와,
   다공성 스폰지상의 폴리우레탄수지인 폴리우레탄폼으로 제작되고, 상기 소음부재의 외주면을 감싸도록 설치된 흡음부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 진공 이젝터 펌프.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 출구챔버구획부재는,
   평단면상 원의 중심에 하방으로 함몰된 함몰부가 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 진공 이젝터 펌프.

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