KR101457083B1 - 임펠러의 위치조절이 가능한 진공펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임펠러의 위치조절이 가능한 진공펌프에 관한 것으로서, 임펠러에 의하여 공기를 흡입하는 진공펌프는 임펠러와 내부 공간 사이의 유격이 최소화되어야 그 효율을 높일 수 있으므로 축방향의 유격을 축을 미세하게 전후진하여 임펠러의 위치를 조절할 수 있도록 하기 위하여 개발된 것으로;
원통형의 제1 및 제2 하우징를 구비하고, 제1 및 제2 하우징 사이에는 제1 가이드디스크가 결합되고, 제1 하우징의 개방된 일측에는 제2 가이드디스크 및 제1 공기 흡입구와 제1 공기 배출구를 구비하는 제1 케이스에 의하여 마감되고, 제2 하우징의 개방된 일측에는 제3 가이드디스크 및 제2 공기 흡입구와 제2 공기 배출구를 구비하는 제2 케이스에 의하여 마감되며, 상기 제1 및 제2 하우징을 관통하는 회전축과, 상기 회전축에 장착되어 제1 하우징의 내부에서 회전하는 제1 임펠러 및 제2 하우징의 내부에서 회전하는 제2 임펠러와, 제1 공기배출구와 제2 공기흡입구를 연결하는 연결배관을 포함하여 구성되는 진공펌프에 있어서;
상기 회전축이 제1 내지 제3 가이드디스크를 관통하는 부분에는 상기 회전축을 감싸는 원통형으로 형성되는 제1 내지 제3 슬리브가 각각 장착되며, 상기 제2 및 제3 슬리브의 외측으로 돌출된 회전축의 외경에는 나사산이 형성되어 상기 나사산과 결합하는 너트를 각각 구비함을 특징으로 하는 임펠러의 위치조절이 가능한 진공펌프에 관한 것이다.

Description

임펠러의 위치조절이 가능한 진공펌프{The vacuum pump that can fine position adjustment of an impeller}

본 발명은 임펠러의 위치조절이 가능한 진공펌프에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 임펠러에 의하여 공기를 흡입하는 진공펌프는 임펠러와 내부 공간 사이의 유격이 최소화되어야 그 효율을 높일 수 있으므로 축방향의 유격을 축을 미세하게 전후진하여 임펠러의 위치를 조절할 수 있도록 하기 위하여 개발된 임펠러의 위치조절이 가능한 진공펌프에 관한 것이다.

진공펌프는 대기압 이하의 압력에서 기체를 흡입하여 대기압에서 배출하는 데 사용되는 압축기를 말하는 것으로 흡입하는 기체의 압력은 대기압에서 절대진공에 가까운 정도까지 이르는 것으로 형식에 따라서 왕복식·회전식·봉수식(封水式)·확산식·이젝터식 등이 있다.

왕복식에는 단동진공(單動眞空)펌프·자유밸브식 복동진공펌프·미끄럼밸브식 복동진공펌프가 있고, 회전식에는 다익편회전식진공(多翼片回轉式眞空) 펌프가 있다.

그 중에 샤프트 슬리브형 진공펌프(Shaft Sleeve Vacuum Pump)는 하우징의 내부에서 회전하는 임펠러가 공기를 흡입한 후 배출하는 것으로 2단형의 경우 두 갱의 하우징을 구비하여 1차적으로 배출되는 공기를 강제 흡입한 후 배출하도록 하여 그 효율을 높인 것이다.

도 10은 종래 이단형 샤프트 슬리브형 진공펌프를 나타낸 단면도로서, 도 1과 도 2를 참조하여 설명하면 원통형의 제1 및 제2 하우징(1, 2)를 구비하고, 제1 및 제2 하우징(1, 2) 사이에는 제1 가이드디스크(3)가 결합되고, 제1 하우징(1)의 개방된 일측에는 제2 가이드디스크(11) 및 제1 공기 흡입구(121)와 제1 공기 배출구(122)를 구비하는 제1 케이스(12)에 의하여 마감되고, 제2 하우징(2)의 개방된 일측에는 제3 가이드디스크(21) 및 제2 공기 흡입구(221)와 제2 공기 배출구(222)를 구비하는 제2 케이스(22)에 의하여 마감되며, 상기 제1 및 제2 하우징(1, 2)을 관통하는 회전축(4)과, 상기 회전축(4)에 장착되어 제1 하우징(1)의 내부에서 회전하는 제1 임펠러(5) 및 제2 하우징(2)의 내부에서 회전하는 제2 임펠러(6)와, 제1 공기배출구(122)와 제2 공기흡입구(221)를 연결하는 연결배관(7)으로 구성되어 있다.

이때 임펠러는 하우징의 내벽면 및 제1 내지 제3 가이드디스크(3, 11, 21)와의 간격이 최소화되어야 임펠러에 의한 공기 흐름을 최대한으로 제어할 수 있어 진공펌프의 효율을 높일 수 있게 된다.

하지만 하우징과 임펠러의 외주면 사이 간격은 비교적 용이하게 정밀 가공이 가능하나 제1 내지 제3 가이드디스크(3, 11, 21)와의 간격의 경우 조립 작업에서 정확하게 안착되지 못하여 다른 부품의 조립이 이루어지지 않거나 진공펌프의 사용 중에 간접이 발생할 경우 진공펌프 전체를 분해하여 수리해야하는 불편함이 있었다.

(특허 문헌 1) 대한민국실용신안등록 제20-0333289-0000호 (2003년11월05일) (특허 문헌 2) 대한민국특허등록 제10-0549413-0000호 (2006년01월27일) (특허 문헌 3) 대한민국특허등록 제10-0591079-0000호 (2006년06월12일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 진공펌프에서 회전축과 함께 장착된 임펠러를 축 방향으로 미세하게 이동할 수 있도록 하는 임펠러의 미세위치 조절이 가능한 진공펌프를 개발하는 것에 있다.

또한, 진공펌프의 작동에 의한 회전력에 의하여 회전축이 축방향으로 이동하는 것을 방지할 수 있는 임펠러의 미세위치 조절이 가능한 진공펌프를 개발하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 원통형의 제1 및 제2 하우징를 구비하고, 제1 및 제2 하우징 사이에는 제1 가이드디스크가 결합되고, 제1 하우징의 개방된 일측에는 제2 가이드디스크 및 제1 공기 흡입구와 제1 공기 배출구를 구비하는 제1 케이스에 의하여 마감되고, 제2 하우징의 개방된 일측에는 제3 가이드디스크 및 제2 공기 흡입구와 제2 공기 배출구를 구비하는 제2 케이스에 의하여 마감되며, 상기 제1 및 제2 하우징을 관통하는 회전축과, 상기 회전축에 장착되어 제1 하우징의 내부에서 회전하는 제1 임펠러 및 제2 하우징의 내부에서 회전하는 제2 임펠러와, 제1 공기배출구와 제2 공기흡입구를 연결하는 연결배관을 포함하여 구성되는 진공펌프에 있어서;

상기 회전축이 제1 내지 제3 가이드디스크를 관통하는 부분에는 상기 회전축을 감싸는 원통형으로 형성되는 제1 내지 제3 슬리브가 각각 장착되며, 상기 제2 및 제3 슬리브의 외측으로 돌출된 회전축의 외경에는 나사산이 형성되어 상기 나사산과 결합하는 너트를 각각 구비함을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제1 내지 제3 슬리브의 내경은 단턱지게 확장되는 가스킷 삽입부를 구비하고, 회전축의 외면과 밀착하는 내경면에 길이 방향으로 연속으로 돌출된 격막이 형성되어 가스킷 삽입부에 삽입되는 가스킷을 구비하며, 상기 제1 내지 제2 임펠러와 인접한 외경면에는 외경을 따라 형성된 홈에 장착되는 O링을 구비함을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 가이드디스크에는 관통하여 제1 하우징의 내부 공간과 제2 하우징의 내부 공간을 연통하는 1 ~ 10개의 압력조절홀이 추가로 형성됨을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제2 내지 제3 슬리브의 진공펌프 외부로 노출되는 부분에는 대칭되는 위치의 외경면이 함몰 형성되는 각각 한 쌍씩의 걸림홈을 구비하고;

일측은 회전가능하게 결합되고 타측은 고정볼트에 의하여 결합 고정되며, 내주면에는 회전축의 길이 방향으로 돌출된 요철홈이 연속적으로 형성되어 너트의 외면을 가압하여 회전방지하도록 하고, 내경면에 돌출된 걸림돌기는 상기 걸림홈에 삽입되어 제2 또는 제3 슬리브에 고정되는 너트 고정밴드가 추가로 장착됨을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 임펠러와 제1 내지 제3 가이드 디스크 간의 유격을 너트를 풀고 회전축을 이동하여 간격을 최소화하는 최적의 위치로 이동한 후 다시 너트를 조여 고정할 수 있도록 하여 진공펌프의 효율을 높이면서도 간섭에 의하여 조립되지 않을 경우에도 너트에 의한 조절에 의하여 조립작업을 진행할 수 있으며, 사용 중에 간섭이 발생할 때 진공펌프 전체를 분해하지 않고 너트를 이용하여 간격을 조절할 수 있도록 하여 수리가 용이한 효과가 있다.

또한, 너트 고정밴드에 의하여 진공펌프의 가동시에 너트의 움직임을 방지하여 작동 도중 너트가 풀려 간섭이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분해사시도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단면도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개념도
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 다른 회전축의 이동을 나타낸 개념도
도 6은 본 발명의 제1 확대 실시 예에 따른 부분단면도
도 7은 본 발명의 제2 확대 실시 예에 따른 단면도
도 8은 본 발명의 제3 확대 실시 예에 따른 부분 분해사시도
도 9는 본 발명의 제3 확대 실시 예에 따른 개념도
도 10은 종래 이단형 샤프트 슬리브형 진공펌프를 나타낸 단면도

이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개념도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 다른 회전축의 이동을 나타낸 개념도로서, 원통형의 제1 및 제2 하우징(1, 2)를 구비하고, 제1 및 제2 하우징(1, 2) 사이에는 제1 가이드디스크(3)가 결합되고, 제1 하우징(1)의 개방된 일측에는 제2 가이드디스크(11) 및 제1 공기 흡입구(121)와 제1 공기 배출구(122)를 구비하는 제1 케이스(12)에 의하여 마감되고, 제2 하우징(2)의 개방된 일측에는 제3 가이드디스크(21) 및 제2 공기 흡입구(221)와 제2 공기 배출구(222)를 구비하는 제2 케이스(22)에 의하여 마감되며, 상기 제1 및 제2 하우징(1, 2)을 관통하는 회전축(4)과, 상기 회전축(4)에 장착되어 제1 하우징(1)의 내부에서 회전하는 제1 임펠러(5) 및 제2 하우징(2)의 내부에서 회전하는 제2 임펠러(6)와, 제1 공기배출구(122)와 제2 공기흡입구(221)를 연결하는 연결배관(7)을 포함하여 구성되는 진공펌프에 있어서;

상기 회전축(4)이 제1 내지 제3 가이드디스크(3, 11, 21)를 관통하는 부분에는 상기 회전축(4)을 감싸는 원통형으로 형성되는 제1 내지 제3 슬리브(41, 42, 43)가 각각 장착되며, 상기 제2 및 제3 슬리브(42, 43)의 외측으로 돌출된 회전축(4)의 외경에는 나사산(44)이 형성되어 상기 나사산(44)과 결합하는 너트(45)를 각각 구비함을 특징으로 하는 임펠러의 위치조절이 가능한 진공펌프를 나타내었다.

본원은 제1 내지 제2 임펠러(5, 6)의 효율이 높도록 하기 위하여는 제1 내지 제3 가이드디스크(3, 11, 21)와의 간격(L)이 작아야 하지만 그로 인하여 조립시에는 작은 오차만 있어도 임펠러가 가이드디스크와 접촉하여 불량이 발생할 수 있으며 초기 조립이 완료되었다고 하더라도 사용중에 회전축(4)이 밀리면서 접촉 간섭이 발생할 수도 있다.

이러한 이유로 초기 조립에 상당한 정밀성을 요구하며 시간이 많이 소모되고 사용중 불량이 발생하게 되면 임펠러의 위치를 다시 조절하기 위하여 완전히 진공펌프를 분리한 후 점검해야하는 것이다.

하지만 본원은 회전축(4)을 포함하는 제1 내지 제2 임펠러(5, 6)가 축 방향으로 이동가능하게 제1 내지 제3 슬리브(41, 42, 43)를 구성하여 회전축(4)이 제1 내지 제2 임펠러(5, 6)에 삽입된 상태에서 축방향으로 이동이 가능하도록 하였다.

이러한 회전축(4)의 고정은 양측 나사산(44)에 너트(45)가 결합하여 제2 내지 제3 슬리브(42, 43)을 양측에서 가압하는 방식으로 고정되며, 회전축(4)의 이동이 필요할 경우 너트(45)를 풀고 회전축(4)을 이동한 후 다시 너트(45)를 조임으로 다시 고정되는 것이다.

이 경우 조립시 보다 쉽게 조립을 한 후 너트(45)를 마지막에 위치 조절을 한 이후에 조립하여 회전축(4)을 고정하게 되어 작업이 용이하며, 사용도중 임펠러의 간섭이 발생할 경우에도 장치 전체를 분리하지 않고 너트(45) 만을 풀어 조절한 후 다시 고정하도록 하는 것이다.

도 6은 본 발명의 제1 확대 실시 예에 따른 부분단면도로서, 상기 제1 내지 제3 슬리브(41, 42, 43)의 내경은 단턱지게 확장되는 가스킷 삽입부(431)를 구비하고, 회전축(4)의 외면과 밀착하는 내경면에 길이 방향으로 연속으로 돌출된 격막이 형성되어 가스킷 삽입부(431)에 삽입되는 가스킷(432)을 구비하며, 상기 제1 내지 제2 임펠러(5, 6)와 인접한 외경면에는 외경을 따라 형성된 홈에 장착되는 O링(433)을 구비함을 특징으로 하는 실시 예를 제시하였다.

상기 실시 예는 제1 내지 제3 슬리브(41, 42, 43)를 추가적으로 장착할 경우 외부로 공기가 누출될 우려가 증가하게 된다.

따라서 제2 내지 제3 슬리브(42, 43)와 회전축(4)과 밀착하는 부분에는 가스킷(432)을 장착하여 공기가 빠져나가는 것을 방지하고, 임펠러와 제2 내지 제3 슬리브(42, 43)가 밀착하는 부분은 O링(433)에 의하여 실링하도록 하여 효율이 안정적으로 유지될 수 있도록 한 것이다.

도 7은 본 발명의 제2 확대 실시 예에 따른 단면도로서, 상기 제1 가이드디스크(3)에는 관통하여 제1 하우징(1)의 내부 공간과 제2 하우징(2)의 내부 공간을 연통하는 1 ~ 10개의 압력조절홀(31)이 추가로 형성됨을 특징으로 하는 실시 예를 나타내었다.

상기 실시 예는 제1 및 제2 하우징(1, 2) 상호간의 압력이 차이가 크게 날 경우 누기가 발생할 우려가 있으므로 압력조절홀(31)을 구비하여 양측 압력이 조절되도록 한 것이다.

도 8은 본 발명의 제3 확대 실시 예에 따른 부분 분해사시도이고, 도 9는 본 발명의 제3 확대 실시 예에 따른 개념도로서, 상기 제2 내지 제3 슬리브(42, 43)의 진공펌프 외부로 노출되는 부분에는 대칭되는 위치의 외경면이 함몰 형성되는 각각 한 쌍씩의 걸림홈(421)을 구비하고;

일측은 회전가능하게 결합되고 타측은 고정볼트(81)에 의하여 결합 고정되며, 내주면에는 회전축(4)의 길이 방향으로 돌출된 요철홈(82)이 연속적으로 형성되어 너트(45)의 외면을 가압하여 회전방지하도록 하고, 내경면에 돌출된 걸림돌기(83)는 상기 걸림홈(421)에 삽입되어 제2 또는 제3 슬리브(42, 43)에 고정되는 너트 고정밴드(8)가 추가로 장착됨을 특징으로 하는 실시 예를 제시하였다.

상기 실시 예는 진공펌프를 구동하면 상단한 진동이 발생하게 되며 또한 회전축(4)의 회전력에 의하여 너트(45)가 풀릴 우려가 있으므로 이를 방지하기 위하여 너트(45)와 제2 또는 제3 슬리브(42, 43)가 상호 결합된 상태를 유지하도록 하여 너트(45)가 풀리는 것을 방지하기 위한 구성이다.

1 : 제1 하우징
11 : 제2 가이드디스크 12 : 제1 케이스
121 : 제1 공기 배출구 122 : 제1 공기 흡입구
2 : 제2 하우징
21 : 제3 가이드디스크 22 : 제2 케이스
221 : 제2 공기 배출구 222 : 제2 공기 흡입구
3 : 제1 가이드디스크
31 : 압력조절홀
4 : 회전축
41 : 제1 슬리브 42 : 제2 슬리브
421 : 걸림홈 43 : 제3 슬리브
431 : 가스킷 삽입부 432 : 가스킷
433 : O링 44 : 나사산
45 : 너트
5 : 제1 임펠러
6 : 제2 임펠러
7 : 연결배관
8 : 너트 고정밴드
81 : 고정볼트 82 : 요철홈
83 : 걸림돌기

Claims (4)

1. 원통형의 제1 및 제2 하우징(1, 2)를 구비하고, 제1 및 제2 하우징(1, 2) 사이에는 제1 가이드디스크(3)가 결합되고, 제1 하우징(1)의 개방된 일측에는 제2 가이드디스크(11) 및 제1 공기 흡입구(121)와 제1 공기 배출구(122)를 구비하는 제1 케이스(12)에 의하여 마감되고, 제2 하우징(2)의 개방된 일측에는 제3 가이드디스크(21) 및 제2 공기 흡입구(221)와 제2 공기 배출구(222)를 구비하는 제2 케이스(22)에 의하여 마감되며, 상기 제1 및 제2 하우징(1, 2)을 관통하는 회전축(4)과, 상기 회전축(4)에 장착되어 제1 하우징(1)의 내부에서 회전하는 제1 임펠러(5) 및 제2 하우징(2)의 내부에서 회전하는 제2 임펠러(6)와, 제1 공기배출구(122)와 제2 공기흡입구(221)를 연결하는 연결배관(7)을 포함하여 구성되는 진공펌프에 있어서;
   상기 회전축(4)이 제1 내지 제3 가이드디스크(3, 11, 21)를 관통하는 부분에는 상기 회전축(4)을 감싸는 원통형으로 형성되는 제1 내지 제3 슬리브(41, 42, 43)가 각각 장착되며, 상기 제2 및 제3 슬리브(42, 43)의 외측으로 돌출된 회전축(4)의 외경에는 나사산(44)이 형성되어 상기 나사산(44)과 결합하는 너트(45)를 각각 구비함을 특징으로 하는 임펠러의 위치조절이 가능한 진공펌프.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 슬리브(41, 42, 43)의 내경은 단턱지게 확장되는 가스킷 삽입부(431)를 구비하고, 회전축(4)의 외면과 밀착하는 내경면에 길이 방향으로 연속으로 돌출된 격막이 형성되어 가스킷 삽입부(431)에 삽입되는 가스킷(432)을 구비하며, 상기 제1 내지 제2 임펠러(5, 6)와 인접한 외경면에는 외경을 따라 형성된 홈에 장착되는 O링(433)을 구비함을 특징으로 하는 임펠러의 위치조절이 가능한 진공펌프.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제1 가이드디스크(3)에는 관통하여 제1 하우징(1)의 내부 공간과 제2 하우징(2)의 내부 공간을 연통하는 1 ~ 10개의 압력조절홀(31)이 추가로 형성됨을 특징으로 하는 임펠러의 위치조절이 가능한 진공펌프.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제2 내지 제3 슬리브(42, 43)의 진공펌프 외부로 노출되는 부분에는 대칭되는 위치의 외경면이 함몰 형성되는 각각 한 쌍씩의 걸림홈(421)을 구비하고;
   일측은 회전가능하게 결합되고 타측은 고정볼트(81)에 의하여 결합 고정되며, 내주면에는 회전축(4)의 길이 방향으로 돌출된 요철홈(82)이 연속적으로 형성되어 너트(45)의 외면을 가압하여 회전방지하도록 하고, 내경면에 돌출된 걸림돌기(83)는 상기 걸림홈(421)에 삽입되어 제2 또는 제3 슬리브(42, 43)에 고정되는 너트 고정밴드(8)가 추가로 장착됨을 특징으로 하는 임펠러의 위치조절이 가능한 진공펌프.

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