KR101450507B1 - 스크류날개와 냉각수가 접촉하는 구조의 진공펌프 - Google Patents

스크류날개와 냉각수가 접촉하는 구조의 진공펌프 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 스크류의 냉각이 효과적으로 이루어질 수 있는 보다 간단한 냉각구조를 가진 진공펌프를 제공하는 것이다. 이에 따라 본 발명은, 기체를 흡입하여 배출함으로써 진공도를 높이기 위한 진공펌프에 있어서, 구동스크류부재 및 종동스크류부재는 각각, 흡입구와 접하는 흡입영역의 스크류날개보다 더 큰 피치의 스크류날개를 가진 부압발생영역이 흡입영역을 벗어난 영역에 형성되어 부압발생영역에서 스크류날개 사이의 기체의 압력이 부압(負壓)이 되도록 하며, 케이싱에는 상기 부압발생영역에서 스크류날개 사이의 공간과 냉각수유동로를 연통시켜 그 스크류날개 사이의 공간에 냉각수의 유입을 허용하도록 하는 냉각수흡입공이 설치된 것을 특징으로 한다.

Description

스크류날개와 냉각수가 접촉하는 구조의 진공펌프{Vaccum pump including structure that cooling water is in contact with screw wing}
본 발명은 스크류날개와 냉각수가 접촉하는 구조의 진공펌프에 관한 것으로서, 특히 대형 진공펌프에 적합한 구조이다. 보다 상세하게는 스크류가 위치하는 케이싱의 내부공간에 냉각수가 유입되어 스크류날개와 냉각수가 직접 접촉함으로써 스크류의 냉각이 이루어지는 방식의 진공펌프에 관한 것이다.
일반적으로 진공펌프는 한 쌍을 이루는 스크류축의 연동회전을 이용하여 청정 또는 저압환경을 만들 수 있다.
그러한 진공펌프는 반도체, 제약, 화공 등의 산업 공정에서 이용되는 기밀공간 내의 기체분자를 제거하기 위해, 대기압 이하의 저압에서 기체를 흡입, 압축해 대기 중에 방출함으로써 기밀공간의 진공도를 높인다.
종래 스크류식 진공펌프는 하우징 내에 구동축과 종동축에 각각 설치된 한 쌍의 스크류가 회전되도록 설치되며, 압축열에 의한 온도상승을 방지하도록 냉각부가 구비된다. 상기 스크류는 압축효율을 높이기 위하여 배기구측을 향해 갈수록 피치가 단축되는 다단으로 많이 형성되고 있다.
도 1은 한국등록특허공보 제10-0811360호에 기재된 것으로서, 종래의 진공펌프를 도시하는 것이다.
상기 스크류식 진공펌프는 스크류(1)에 의한 기체의 압축 및 스크류(1)의 작동마찰 의해 내부온도가 상승하게 되므로, 스크류(1) 내 중공부(6)에 냉각수를 유동시켜 온도상승을 방지하고 있다.
진공대상인 밀폐용기로부터 기체의 유입은 기체흡입구(7)를 통해 이루어지고, 흡입된 기체는 스크류에 의해 압축된 후, 스크류 후단측의 기체토출구(8)를 통해 기체가 배출된다.
그와 같은, 스크류 냉각방식은 스크류(1)를 중공체로 형성하여 스크류(1)의 내부가 비어있는 중공부(6)를 형성하고, 스크류의 샤프트의 일단에 냉각수의 유입구(3) 및 배출구(4)가 설치되어 스크류(1)의 중공부(6)로 냉각수의 유동이 발생하도록 구성된다.
특히, 도 1의 종래 진공펌프에서는 압축열이 주로 발생되는 스크류(1)의 배기측 부분의 중공부(6)에 냉각수가 공급되어 선택적으로 집중냉각이 이루어지고 있다. 그러한 구조는, 냉각수의 순환경로가 짧아 냉각수가 절감되는 한편, 냉각수의 급수량을 조절하여 배기온도를 조절할 수 있다.
참고로, 도 1의 진공펌프에서도 압축효율을 높이기 위하여 배기구측을 향해 갈수록 피치(P1, P2)가 단축되는 다단으로 스크류가 형성되어 있다.
그러나, 전술한 종래의 진공펌프와 같이 스크류 내부에 냉각수가 유동하는 구조를 형성시키기 위해, 중공을 이루는 스크류(1)를 가공하는 절삭 등의 난해한 가공이 선행되어야 한다.
상기 스크류(1)는 샤프트의 주변에 스파이럴 형상의 스크류날개가 구비되는 일체의 구조이므로 그 구조가 복잡하여, 스크류(1)의 내부에 냉각수가 유동할 공간을 형성하는 절삭 등의 작업은 매우 어렵고 많은 가공시간이 필요하다.
또한, 스크류(1)의 내부에 냉각수를 유입시키고 배출시키기 위해 스크류(1)의 일단과 그 주변에 형성되는 냉각수 출입구조도 도 1에서 도시하는 바와 같이 복잡하게 이루어지고 있다.
본 발명의 상기와 같은 문제점을 고려하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 스크류의 냉각이 효과적으로 이루어질 수 있으면서도 보다 단순한 냉각구조를 가지고 제작이 용이한 구조의 진공펌프를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기체를 흡입하여 배출함으로써 진공도를 높이기 위한 진공펌프에 있어서, 구동축과 그 구동축의 둘레를 따라 형성되는 스크류날개를 구비하는 구동스크류부재; 종동축과 그 종동축의 둘레를 따라 형성되는 스크류날개를 구비하되 상기 구동스크류부재와 나란히 측방에 설치된 상태에서 상기 구동스크류부재와 물려 회전하는 종동스크류부재; 상기 구동스크류부재와 상기 종동스크류부재를 수용하는 내부공간을 가지는 케이싱; 상기 케이싱의 전단부에 형성되고 기체가 흡입되어 상기 구동스크류부재 및 상기 종동스크류부재에 공급되는 흡입구; 상기 구동스크류부재와 상기 종동스크류부재의 스크류날개의 물림회전에 의해 상기 흡입구에서 흡입된 기체가 이동하여 배출되는 부분으로서, 상기 케이싱의 후단부에 설치되는 배출구; 및, 상기 케이싱의 내부에 형성되어 상기 케이싱을 냉각시키기 위한 냉각수가 유동하는 냉각수유동로를 포함하되, 상기 구동스크류부재 및 상기 종동스크류부재에는 각각, 상기 흡입구와 접하는 흡입영역의 스크류날개보다 더 큰 피치의 스크류날개를 가진 부압발생영역이 상기 흡입영역을 벗어난 영역에 형성되어 상기 부압발생영역에서 스크류날개 사이의 기체의 압력이 부압(負壓)이 되며, 상기 케이싱에는, 상기 부압발생영역에서 스크류날개 사이의 공간과 상기 냉각수유동로를 연통시켜 그 스크류날개 사이의 공간에 냉각수의 유입을 허용하도록 하는 냉각수흡입공이 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 구동스크류부재 및 상기 종동스크류부재는 각각, 상기 배출구 측에 있는 스크류날개의 피치가 상기 부압발생영역에 있는 스크류날개의 피치보다 더 작게 형성되어, 상기 부압발생영역에서 상기 배출구 측으로 상기 기체가 이송되면서 압축되는 것을 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 배출구에는 배출되는 기체와 냉각수를 분리하기 위한 기수분리기가 설치되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 스크류날개와 냉각수가 접촉하는 구조의 진공펌프는, 스파이럴(spiral) 형상을 가지는 구동 및 종동스크류부재를 중공형태로 가공할 필요가 없으므로 스크류부재의 가공 및 제작이 용이하다.
또한, 본 발명에 따라 스크류날개와 냉각수가 접촉하는 구조의 진공펌프는, 스크류날개의 표면에서 냉각수가 직접 접촉하도록 구성함으로써, 기체압축 및 마찰에 의해 발열이 발생하는 영역을 냉각수가 직접 냉각시켜 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 스크류날개와 냉각수가 접촉하는 구조의 진공펌프는, 흡입되는 기체에 포함되어 내부공간의 바닥에 고이는 유분 등의 액상물질을 냉각수가 세척하는 효과가 있으므로 스크류부재가 작동하는 내부공간에서 불순물을 제거할 수 있다.
도 1은 종래 진공펌프의 단면구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진공펌프의 평단면구성도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 진공펌프의 측단면구성도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 진공펌프의 분해사시도
도 5는 본 발명의 실시에에 따른 진공펌프가 구동을 시작한 후, 냉각수유동로에 냉각수가 공급되는 시점에서 냉각수가 냉각수유동로를 통해 스크류날개 사이로 유입되는 작용을 설명하는 설명도
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시에에 따른 진공펌프에서 스크류날개 사이로 유입된 냉각수가 후방으로 이동 및 배출되는 작용을 설명하는 설명도
본 발명의 실시예를 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진공펌프의 평단면구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 진공펌프의 측단면구성도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 진공펌프의 분해사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 진공펌프(10)는, 기체를 흡입하여 배출함으로써 진공도를 높이기 위한 대형의 진공펌프에 관한 것으로서, 구동축(23)과 그 구동축(23)의 둘레를 따라 형성되는 스크류날개(21)를 구비하는 구동스크류부재(20)와, 종동축(33)과 그 종동축(33)의 둘레를 따라 형성되는 스크류날개(31)를 구비하되 구동스크류부재(20)와 나란히 측방에 설치된 상태에서 구동스크류부재(20)와 물려 회전하는 종동스크류부재(30)와, 상기 구동스크류부재(20)와 종동스크류부재(30)를 수용하는 스크류설치공간(46)을 가지는 케이싱(40)과, 상기 케이싱(40)의 전단부에 형성되고 기체가 흡입되어 구동스크류부재(20) 및 종동스크류부재(30)에 공급되는 흡입구(61)와, 상기 구동스크류부재(20)의 스크류날개(21)와 종동스크류부재(30)의 스크류날개(31)의 물림회전에 의해 흡입구(61)에서 흡입된 기체가 이동하여 배출되는 부분으로서, 상기 케이싱(40)의 후단부에 설치되는 배출구(63)와, 상기 케이싱(40)의 내부에 형성되어 상기 케이싱(40)을 냉각시키기 위한 냉각수가 유동하는 냉각수유동로(50)를 포함한다.
상기 구동스크류부재(20)는 구동모터에 의해 회전함으로써 진공펌프(10)의 구동력이 발생하고 있다. 스크류부재(20)는 구동축(23)과, 그 구동축(23)의 둘레를 따라 형성되는 스크류날개(21)를 구비하고 있으며, 스크류날개(21)의 사이사이 공간에서 흡입된 기체가 이송된다.
상기 구동스크류부재(20)에서 스크류날개(21)의 피치는 흡입구(61)와 접하는 흡입영역(A)의 스크류날개(21)의 피치(P1)보다 그 흡입영역(A)을 벗어난 영역(B)에 더 큰 피치(P2)를 가진 스크류날개(21)가 형성된다. 보다 상세하게는 스크류날개(21)의 피치는 흡입구(61)측에서 형성되는 피치(P1)보다 중간부분에서 형성되는 피치(P2)가 더 크고, 다시 배출구(63) 측에서 형성되는 피치(P3)가 중간부분보다 작아지도록 구성한다. 이는 종동스크류부재(30)의 스크류날개(31)에 있어서도 동일하다.
그와 같은 구성은 중간부분에서 스크류날개(21,31) 사이의 공간을 크게 형성하게 하여 부압(負壓)이 발생하는 부압발생영역을 형성하기 위함이고, 그 부압은 냉각수를 흡입하는 역할을 한다. 이는, 흡입영역(A)에서의 피치(P1)에 의한 체적이 V1으로 도시된 체적이었으나, 중간부분에서 피치가 크게 형성되어 체적이 V2로 표시된 체적이 됨에 따라, 동일량의 기체에 대하여 밀폐상태에서 체적이 증가되는 바, 중간부분에서 부압이 발생하는 것이다.
배출구(63) 측에서 다시 스크류날개(21,31)의 피치가 작아지는 것은 이송시키는 기체를 압축하여 배출하기 위한 것으로서, 흡입구(61) 측의 흡입영역의 피치보다는 작게 형성하는 것이 보다 바람직하다. 이는 흡입구(61)를 통해 배출구(63)에서 배출되는 체적보다 큰 체적의 기체를 흡입하도록 하여 펌프효율을 높이기 때문이다. 배출구(63) 측에서 피치(P3)가 작아져 중간부분의 체적(V2)보다 작은 체적(V3)이 됨으로써 기체가 압축될 수 있다.
상기 종동스크류부재(30)는 구동스크류부재(20)의 구동력에 의해 구동스크류부재(20)에 물려 회전한다. 즉, 구동스크류부재(20)와 종동스크류부재(30)가 타이밍기어에 의해 서로 물려 회전하므로, 종동스크류부재(30)와 구동스크류부재(20)는 동일속도로 회전할 수 있다.
상기 종동스크류부재(30)도 종동축(33)과 그 종동축(33)의 둘레를 따라 형성되는 스크류날개(31)를 구비하고 있고, 종동스크류부재(30)의 스크류날개(31)의 사이사이의 공간에서도 기체가 이송된다. 종동스크류부재(30)도 구동스크류부재(20)와 같이, 흡입구(61)측에서 형성되는 피치(P1)보다 중간부분에서 형성되는 피치(P2)가 더 크고 다시 배출구(63) 측에서 형성되는 피치(P3)가 중간부분의 피치(P2)보다 작아지도록 구성한다.
참고로, 통상 피치(pitch)는 나사(스크류)를 한 바퀴 돌렸을 때에 나아가는 거리를 의미하나, 본 명세서 및 청구범위에서는 스크류날개(21,31) 사이의 공간의 폭을 의미하는 용어로 사용되고 있다. 본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 피치라는 용어는 통상 의미하는 피치(pitch)와 비례하는 값이므로 피치의 크기를 비교하는 본 발명의 구성에 있어서, “피치”를 어느 쪽으로 해석하더라도 결과는 같을 것이다.
상기 케이싱(40)은 그 내부에 스크류설치공간(46)이 형성되고, 스크류설치공간(46)에 구동스크류부재(20)와 종동스크류부재(30)가 수용되어 보호됨과 함께, 스크류날개(21,31)의 사이사이 공간이 각각 밀폐되도록 함으로써 흡입된 기체가 밀폐상태에서 후방으로 이동하도록 외측에서 커버하고 있다.
케이싱(40)의 상부에는 진공챔버의 기체를 흡입하기 위한 흡입구(61)가 설치된다. 흡입구(61)는 케이싱(40)의 전단측에서 케이싱(40)의 상면을 관통하여 스크류설치공간(46)까지 연결됨으로써, 구동스크류부재(20)와 종동스크류부재(30)의 전단에서 스크류날개(21,31)의 시작부분에 기체가 유입된다.
도 4를 참조하면, 상기 스크류설치공간(46)은 케이싱(40)의 내부에서 구동스크류부재(20)와 종동스크류부재(30)가 각각 수용될 수 있도록 구동스크류수용공간(46a)과 종동스크류수용공간(46b)으로 구분될 수 있다.
구동스크류수용공간(46a)과 종동스크류수용공간(46b)이 만나는 부분에는 그 스크류설치공간(46)의 길이방향을 따라 연장되도록 산형돌출부(47)가 하면과 상면에서 각각 돌출형성된다.
또한, 케이싱(40)에는 전단커버체(42)와 후단커버체(44)가 포함됨으로써, 상기 스크류설치공간(46)의 전단면과 후단면을 전단커버체(42)와 후단커버체(44)가 각각 커버하여 밀폐상태를 형성한다.
상기 전단커버체(42)는 전단면을 커버함과 동시에 상기 구동축(23)과 종동축(33)의 전단부(26,36)를 롤러베어링에 의해 각각 지지하고 있다.
또한, 상기 후단커버체(44)는 상기 구동축(23)과 종동축(33)의 후단부(27,37)를 베어링에 의해 각각 지지하고 있으며, 스크류설치공간(46)의 후단면을 커버하여 스크류설치공간(46)을 밀폐하고 있다.
또한, 상기 후단커버체(44)에는 흡입된 기체가 배출되는 배출구(63)와, 배출구(63)와 스크류설치공간(46)을 연결하는 배출통로(64)가 설치된다.
상기 배출구(63)를 통해 배출되는 기체는 스크류설치공간(46)에 공급된 냉각수를 포함하는 것으로서, 그 배출되는 상태에서 자연스럽게 기체와 냉각수가 분리되어 방류될 수 있으나, 배출되는 기체가 냉각수 액적을 많이 포함하고 있으므로 통상의 기수분리기(66)를 통해 분리하는 것이 보다 바람직하다. 배출되는 냉각수는 다시 냉각수유동로(50)로 공급되도록 재사용된다.
상기 케이싱(40)에는 통상 냉각재킷으로 불리는 구조의 냉각수유동로(50)가 형성되어 케이싱(40)을 냉각시키고 있다. 냉각수유동로(50)에는 지속적으로 냉각수가 공급되어 유동함으로써 케이싱(40)의 온도상승을 방지하고 있다.
또한, 케이싱(40)에는 스크류설치공간(46)과 냉각수유동로(50)를 연결시키는 냉각수흡입공(55)이 설치된다. 상기 냉각수흡입공(55)은 스크류날개(21)의 피치가 가장 큰 부압발생영역(B)에서 스크류날개(21) 사이의 공간과 상기 냉각수유동로(50)를 연결하는 연통공이다.
냉각수흡입공(55)을 통해 냉각수유동로(50)로부터 스크류날개(21,31) 사이의 공간에 냉각수의 유입이 허용된다.
상기 부압발생영역(B)에서는 스크류날개(21,31) 사이의 밀폐된 공간의 부피가 변함에 따라 부압이 발생되어 냉각수유동로(50)로부터 냉각수가 흡입되고, 스크류날개(21,31) 사이의 공간에 그 부압이 상쇄되는 부피만큼 채워지게 된다.
다음은 본 발명의 실시예에 따른 진공펌프의 작용을 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시에에 따른 진공펌프가 구동을 시작한 후, 냉각수유동로(50)에 냉각수가 공급되는 시점에서 냉각수가 냉각수유동로(50)를 통해 스크류날개(31) 사이로 유입되는 작용을 도시하고 있다.
도 5를 참고하면, 구동모터에 의해 구동 및 종동스크류부재(20,30)가 회전을 시작하면, 밀폐공간 내의 기체가 흡입구(61)로 유입되고, 스크류날개(21,31) 사이의 공간에 유입된 기체가 구동 및 종동스크류부재(30)의 후방을 향해 이송되기 시작된다.
이후, 케이싱(40)의 냉각수유동로(50)에 냉각수를 공급하여 유동시키면, 냉각수는 냉각수유동로(50)를 유동하면서 케이싱(40)을 냉각시키고, 냉각수흡입공(55)을 통해 스크류설치공간(46)의 스크류날개(21,31) 사이에도 유입된다.
보다 상세히 설명하면, 냉각수흡입공(55)이 부압발생영역(B)에 형성되어 있고, 부압발생영역(B)은 흡입구(61)와 접하는 흡입영역(A)의 스크류날개(21,31)의 피치(P1)보다 더 큰 피치(P2)의 스크류날개(21,31)를 가진 영역으로서, 스크류날개(21,31) 사이의 공간체적이 증가하는 영역이다.
이에 따라, 상기 부압발생영역(B)에서 스크류날개(21,31) 사이의 밀폐된 체적이 증가하고, 동일 기체량에 대하여 체적이 증가하게 되므로 이송되는 기체의 압력이 부압(負壓)으로 형성된다. 이러한 부압은, 압력차에 의해 냉각수흡입공(55)으로부터 냉각수가 저절로 흡입되는 작용이 발생되도록 한다. 그 흡입되는 냉각수의 양은 부압을 상세시킬 수 있는 정도로서, 스크류날개(21,31) 사이의 공간에서 저부로부터 소정높이의 수위를 형성한다.
그와 같이 스크류날개(21,31) 사이의 공간에 유입된 냉각수는 회전하는 스크류날개(21,31)의 둘레에 고르게 접촉하게 되므로 스크류날개(21)를 냉각시켜 온도상승을 방지할 수 있다.
한편, 유입된 냉각수는 구동 및 종동스크류부재(20,30)의 회전에 따라 도 6과 같이, 후방으로 이동하면서 회전하는 스크류날개(21,31)와 지속적으로 접촉하여 냉각작용한다.
구동 및 종동스크류부재(20,30)의 회전이 더 진행되면 도 7과 같이, 스크류날개(21,31) 사이의 새로운 공간이 순차적으로 냉각수흡입공(55)과 만나게 되고, 압력차로 냉각수흡입공(55)을 통해 냉각수가 흡입된다.
흡입된 냉각수는 후측으로 이동을 계속하면서 케이싱(40)의 후단부에 설치된 배출구(63)를 통해 압축된 기체와 함께 외부로 배출된다.
외부로 냉각수와 함께 배출되는 기체는 많은 냉각수의 액적을 포함하고 있으므로 통상의 기수분리기(66)를 통해 액체성분을 분리시킨 후, 배출시키는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 냉각구조에서는 구동 및 종동스크류부재(20,30)를 중공형태로 가공할 필요가 없으므로 스크류부재의 제작이 용이하다. 또한, 스크류날개(21,31)의 표면과 냉각수가 직접 접촉하도록 함으로써 기체압축 및 마찰에 의해 발열이 발생하는 영역을 냉각수가 직접 냉각시킴으로써 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 흡입되는 기체에 포함되어 스크류설치공간(46)의 바닥에 고이는 유분 등의 불순물을 냉각수가 세척하는 효과가 있으므로 스크류부재가 작동하는 스크류설치공간(46)에서 불순물을 제거할 수 있다. 그와 같은 불순물은 점성이 높고 산도가 높은 액상물질인 경우가 있으므로, 스크류부재의 작동을 방해하여 효율을 저하시키고 부식을 촉진하기도 하는 바, 냉각수의 세척에 의해 그러한 문제의 해결이 가능하다.
위와 같은 냉각수의 작용효과를 보다 향상시키기 위하여 냉각수에는 소량의 방청제가 포함됨으로써 스크류설치공간(46) 및 구동 및 종동스크류부재(20,30)의 방청효과를 얻을 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.
1 : 스크류 3 : 유입구
4 : 배출구 6 : 중공부
7 : 기체흡입구 8 : 기체토출구
20 : 구동스크류부재 21 : 스크류날개
23 : 구동축 26 : 전단부
27 : 후단부 30 : 종동스크류부재
31 : 스크류날개 33 : 종동축
36 : 전단부 37 : 후단부
40 ; 케이싱 42 : 전단커버체
44 : 후단커버체 46 : 스크류설치공간
46a : 구동스크류수용공간 46b : 종동스크류수용공간
47 : 산형돌출부 50 : 냉각수유동로
55 : 냉각수흡입공 61 : 흡입구
63 : 배출구 64 : 배출통로
66 : 기수분리기

Claims (3)

  1. 기체를 흡입하여 배출함으로써 진공도를 높이기 위한 진공펌프에 있어서,
    구동축(23)과 그 구동축(23)의 둘레를 따라 형성되는 스크류날개(21)를 구비하는 구동스크류부재(20);
    종동축(33)과 그 종동축(33)의 둘레를 따라 형성되는 스크류날개(31)를 구비하되 상기 구동스크류부재(20)와 나란히 측방에 설치된 상태에서 상기 구동스크류부재(20)와 물려 회전하는 종동스크류부재(30);
    상기 구동스크류부재(20)와 상기 종동스크류부재(30)를 수용하는 스크류설치공간(46)을 가지는 케이싱(40);
    상기 케이싱(40)의 전단부에 형성되고 기체가 흡입되어 상기 구동스크류부재(20) 및 상기 종동스크류부재(30)에 공급되는 흡입구(61);
    상기 구동스크류부재(20)의 스크류날개(21)와 상기 종동스크류부재(30)의 스크류날개(31)의 물림회전에 의해 상기 흡입구(61)에서 흡입된 기체가 이동하여 배출되는 부분으로서, 상기 케이싱(40)의 후단부에 설치되는 배출구(63); 및
    상기 케이싱(40)의 내부에 형성되어 상기 케이싱(40)을 냉각시키기 위한 냉각수가 유동하는 냉각수유동로(50)를 포함하되,
    상기 구동스크류부재(20) 및 상기 종동스크류부재(30)에는 각각,
    상기 흡입구(61)와 접하는 흡입영역의 스크류날개(21)보다 더 큰 피치의 스크류날개(21)를 가진 부압발생영역(B)이 상기 흡입영역을 벗어난 영역에 형성되어, 상기 부압발생영역(B)에서 스크류날개(21) 사이의 기체의 압력이 감소되어 부압(負壓)이 되며,
    상기 케이싱(40)에는, 상기 부압발생영역(B)에서 스크류날개(21) 사이의 공간과 상기 냉각수유동로(50)를 연통시켜, 그 스크류날개(21) 사이의 공간에 냉각수의 유입을 허용하도록 하는 냉각수흡입공(55)이 설치된 것을 특징으로 하는 진공펌프
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동스크류부재(20) 및 상기 종동스크류부재(30)는 각각,
    상기 배출구(63) 측에 있는 스크류날개의 피치가 상기 부압발생영역(B)에 있는 스크류날개의 피치보다 더 작게 형성되어,
    상기 부압발생영역(B)에서 상기 배출구(63) 측으로 상기 기체가 이송되면서 압축되는 것을 특징으로 하는 진공펌프
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 배출구(63)에는
    배출되는 기체와 냉각수를 분리하기 위한 기수분리기(66)가 설치된 것을 특징으로 하는 진공펌프
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016102916A1 (en) * 2014-12-23 2016-06-30 Edwards Limited Rotary screw vacuum pumps
KR20160146109A (ko) * 2015-06-11 2016-12-21 주식회사 와이엘테크 수직형 진공 펌프
CN109185137A (zh) * 2018-11-12 2019-01-11 苏州通润驱动设备股份有限公司 一种永磁一体无油螺杆空压机的转子冷却结构
JP2021060003A (ja) * 2019-10-07 2021-04-15 株式会社日立産機システム スクリュー圧縮機
KR102418777B1 (ko) * 2022-01-17 2022-07-11 (주)인테크플러스 수냉식 c형 롤러진공 자흡식 호스펌프

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10141262A (ja) * 1996-11-05 1998-05-26 Hokuetsu Kogyo Co Ltd 水潤滑式スクリュ圧縮機
CN1258817A (zh) 2000-01-03 2000-07-05 蒋子刚 转筒式液环真空泵/压缩机
KR101074633B1 (ko) 2011-07-11 2011-10-18 주식회사 뉴스코 베큠 2단 스크류를 구비한 수냉식 건식진공펌프
KR101269753B1 (ko) 2013-02-28 2013-05-30 이인권 액상물질의 배출이 용이한 구조의 건식진공펌프

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10141262A (ja) * 1996-11-05 1998-05-26 Hokuetsu Kogyo Co Ltd 水潤滑式スクリュ圧縮機
CN1258817A (zh) 2000-01-03 2000-07-05 蒋子刚 转筒式液环真空泵/压缩机
KR101074633B1 (ko) 2011-07-11 2011-10-18 주식회사 뉴스코 베큠 2단 스크류를 구비한 수냉식 건식진공펌프
KR101269753B1 (ko) 2013-02-28 2013-05-30 이인권 액상물질의 배출이 용이한 구조의 건식진공펌프

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016102916A1 (en) * 2014-12-23 2016-06-30 Edwards Limited Rotary screw vacuum pumps
US10533552B2 (en) 2014-12-23 2020-01-14 Edwards Limited Rotary screw vacuum pumps
KR20160146109A (ko) * 2015-06-11 2016-12-21 주식회사 와이엘테크 수직형 진공 펌프
KR101712164B1 (ko) * 2015-06-11 2017-03-03 주식회사 와이엘테크 수직형 진공 펌프
CN109185137A (zh) * 2018-11-12 2019-01-11 苏州通润驱动设备股份有限公司 一种永磁一体无油螺杆空压机的转子冷却结构
JP2021060003A (ja) * 2019-10-07 2021-04-15 株式会社日立産機システム スクリュー圧縮機
CN114423947A (zh) * 2019-10-07 2022-04-29 株式会社日立产机系统 螺杆压缩机
US20220341423A1 (en) * 2019-10-07 2022-10-27 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Screw compressor
US11933300B2 (en) * 2019-10-07 2024-03-19 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Screw compressor having a screw rotor whose pitch changes in an axial direction from a suction end surface toward a discharge end surface
KR102418777B1 (ko) * 2022-01-17 2022-07-11 (주)인테크플러스 수냉식 c형 롤러진공 자흡식 호스펌프

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