KR101523895B1

KR101523895B1 - 스크류날개의 냉각구조를 구비한 진공펌프

Info

Publication number: KR101523895B1
Application number: KR1020150023019A
Authority: KR
Inventors: 김학률
Original assignee: 김학률
Priority date: 2015-02-16
Filing date: 2015-02-16
Publication date: 2015-05-28

Abstract

본 발명의 목적은 구동 및 종동스크류부재를 복잡하게 가공할 필요가 없고 보다 간단한 구성에 의해 스크류날개 사이의 공간에 냉각수가 유입되어 스크류날개의 냉각이 이루어질 수 있도록 구성한 진공펌프를 제공하는 것이다. 이에 따라 본 발명에 따른 진공펌프는 케이싱에서 스크류설치공간의 저부의 스크류설치공간과 냉각수유동로를 연통시키는 냉각수흡입공과, 상기 냉각수흡입공에 설치되어 냉각수유동로로부터 스크류설치공간으로만 유체의 유동을 허용하는 체크밸브와, 기체의 흡입구에 설치되어 흡입구를 통한 기체의 유입을 허용하거나 차단하는 개폐밸브가 설치됨으로써, 상기 개폐밸브의 차단시 흡입구에서 진행하는 스크류날개 사이의 공간이 부압(負壓)이 형성된 상태로 진행하여 냉각수흡입공에서 냉각수를 흡입하는 것을 특징으로 한다.

Description

스크류날개의 냉각구조를 구비한 진공펌프{Vaccum pump having structure for cooling screw wing}

본 발명은 스크류날개의 냉각구조를 구비한 진공펌프에 관한 것으로서, 스크류의 회전에 의해 마찰과 발열이 큰 스크류날개를 효과적으로 냉각시킬 수 있는 구조를 가진 진공펌프에 관한 것이다.

반도체공업, 전자공업, 금속, 화학 등의 다양한 산업영역에서 진공펌프가 이용되고 있다.

진공펌프는 건식로타리 베인펌프, 피스톤 펌프, 다이아후렘펌프, 루츠펌프, 수봉식 펌프 등 여러 종류로 구분되고 있으나, 고진공을 요하는 분야에서는 스크류형 진공펌프가 많이 사용되고 있다.

일반적인 스크류형 진공펌프에 있어서는 모터의 회전에 의해 구동되는 것으로서, 그것의 운전시에 압축열이 발생되며 적절하게 진공펌프의 열을 냉각시켜줄 필요가 있게 된다. 진공펌프의 내부에 발생되는 열을 적절하게 냉각시켜주지 않게 되면 스크류와 케이싱 및 스크류 간의 소착이 발생하여 진공펌프의 파손이 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 진공펌프의 스크류부재를 냉각시키는 구조가 한국등록특허공보 제10-0435844호에 기재되어 있다.

도 1을 참조하면, 진공펌프(1) 내부에 설치되는 구동스크류부재(2)와 종동스크류부재(3)에는 그것을 길이방향으로 관통하도록 중심부에 복잡한 구조의 중공(2a,3a)을 형성하고, 냉각용 공기를 강제 대류시킴으로써 구동스크류부재(2)와 종동스크류부재(3)를 냉각시키고 있다.

그러나, 공기의 강제대류방식은 공기의 비중이 낮고 공기의 냉각효율이 낮아 발생하는 열을 충분히 냉각시킬 수 없으므로, 냉각수를 이용하는 수냉방식이 보다 선호되고 있다.

도 2는 한국등록특허공보 제10-1450507호에 기재된 것으로서, 스크류날개와 냉각수가 접촉하는 구조의 진공펌프를 도시하고 있다.

그러한 진공펌프는 구동스크류부재(4) 및 종동스크류부재에 각각, 흡입구(8)와 접하는 흡입영역(A)의 스크류날개(4a)보다, 더 큰 피치의 스크류날개(4a)를 가진 부압발생영역(B)이, 흡입영역(A)을 벗어난 영역에 형성되어, 상기 부압발생영역(B)에서 스크류날개(4a) 사이의 기체의 압력이 감소되어 부압(負壓)이 되도록 한다.

또한, 케이싱에는 부압발생영역(B)에서 스크류날개(4a) 사이의 공간(5)과 냉각수유동로(6)를 연통시켜, 그 스크류날개(4a) 사이의 공간(5)에 냉각수의 유입을 허용하도록 하는 냉각수흡입공(7)이 설치된다.

이에 따라, 부압발생영역(B)이 냉각수흡입공(7)을 지날 때, 냉각수흡입공(7)을 통해 냉각수가 유입되어, 스크류날개(4a)의 표면에 냉각수가 접촉되고, 기체압축 및 마찰에 의해 발열이 발생하는 영역을 냉각수가 직접 냉각시켜 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

전술한 구성의 진공펌프는 구동 및 종동스크류부재(4)를 매우 효과적으로 냉각시킬 수 있으나, 부압발생영역(B)이 형성될 수 있도록 구동 및 종동스크류부재(4)의 피치에 변화를 주어 구성해야 한다. 즉, 부압발생영역(B)의 스크류날개 사이의 피치가, 흡입구(8) 쪽의 스크류날개 사이의 피치보다 크도록 제작함으로써 부압이 자연히 발생될 수 있도록 구성한다.

이는 구동 및 종동스크류부재(4)의 형상을 복잡하게 하고, 그 제작가공이 난해해지는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 관점에서 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 구동 및 종동스크류부재를 복잡하게 가공할 필요가 없고 보다 간단한 구성에 의해 스크류날개 사이의 공간에 냉각수가 유입되어 스크류날개의 냉각이 이루어질 수 있도록 구성한 진공펌프를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 구동축과 그 구동축의 둘레를 따라 형성되는 스크류날개를 구비하는 구동스크류부재와, 종동축과 그 종동축의 둘레를 따라 형성되는 스크류날개를 구비하되 상기 구동스크류부재와 나란히 측방에 설치된 상태에서 상기 구동스크류부재와 물려 회전하는 종동스크류부재와, 상기 구동스크류부재와 상기 종동스크류부재를 수용하는 스크류설치공간을 가지는 케이싱과, 상기 케이싱의 전단부에 형성되고 기체가 흡입되어 상기 구동스크류부재 및 상기 종동스크류부재에 공급되는 흡입구와, 상기 케이싱의 후단부에 설치되고 상기 구동스크류부재 및 상기 종동스크류부재가 이송한 기체를 배출하는 배출구, 및 상기 케이싱의 벽체 내부에 형성되어 상기 케이싱을 냉각시키기 위한 냉각수가 유동하는 냉각수유동로를 포함하고, 상기 케이싱에는, 상기 스크류설치공간의 저부에 설치되는 것으로서 상기 스크류설치공간과 상기 냉각수유동로를 연통시키는 냉각수흡입공과, 상기 냉각수흡입공에 설치되어 상기 냉각수유동로로부터 상기 스크류설치공간으로만 유체의 유동을 허용하는 체크밸브와, 상기 흡입구에 설치되어 상기 흡입구를 통한 기체의 유입을 허용하거나 차단하는 개폐밸브와, 상기 개폐밸브의 개폐동작을 제어하는 제어기가 설치됨으로써, 상기 제어기의 제어에 의해 상기 개폐밸브의 차단시, 상기 흡입구에서 진행하는 스크류날개 사이의 공간이 부압(負壓)이 형성된 상태로 진행하여 상기 냉각수흡입공에서 냉각수를 흡입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 흡입구에서 유입되는 기체의 온도를 측정하는 제1온도센서와, 상기 배출구에서 배출되는 기체의 온도를 측정하는 제2온도센서가 더 설치되고, 상기 제어기는 상기 제1온도센서와 상기 제2온도센서에서 측정한 온도를 서로 비교하여 상기 제2온도센서에서 측정한 온도값이 상기 제1온도센서에서 측정한 온도값보다 기준값 이상 높을 경우, 상기 흡입구로 기체유입이 차단되도록 상기 개폐밸브를 폐쇄동작시킴으로써, 그 폐쇄동작으로 부압이 형성된 스크류날개 사이의 공간에 상기 냉각수흡입공을 통한 냉각수의 유입이 발생되도록 하는 것을 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 흡입구에서 유입되는 기체의 온도를 측정하는 제1온도센서와, 상기 배출구에서 배출되는 기체의 온도를 측정하는 제2온도센서와가 더 설치되고, 상기 구동스크류부재와 상기 종동스크류부재는 일단에서 타단으로 냉각수가 관통하여 유동하는 관통유동로가 각각 형성되어 냉각수가 유입되며, 상기 관통유동로로 유입되는 냉각수의 온도를 측정하는 제3온도센서가 설치되고, 상기 제어기는 상기 제3온도센서가 측정한 온도값에 변화가 없는 상태에서, 상기 제1온도센서에서 측정한 온도값과 상기 제2온도센서에서 측정한 온도값의 차가 설정범위 이상 상승하는 경우, 상기 흡입구로 기체유입이 차단되도록 상기 개폐밸브를 폐쇄동작시킴으로써, 그 폐쇄동작으로 부압이 형성된 스크류날개 사이의 공간에 상기 냉각수흡입공을 통한 냉각수의 유입이 발생되도록 하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 구동축 또는 상기 종동축의 회전량을 측정하는 회전량감지수단이 설치되고, 상기 제어기는 상기 회전량감지수단이 측정한 회전량을 기초로 상기 개폐밸브를 개방 및 폐쇄시키는 시점을 결정하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 진공펌프는, 구동스크류부재 및 종동스크류부재의 스크류날개에 냉각수가 직접 접촉하여 냉각시키도록 구성함으로써 스크류부재의 효과적인 냉각이 가능하다.

특히, 본 발명은 스크류날개 사이에 냉각수가 강제로 유입될 수 있도록 구성함에 있어서, 케이싱의 내부공간에 주입수단을 구비하거나 구동스크류부재 및 종동스크류부재를 복잡한 형상으로 가공할 필요 없이, 기체의 흡입구에 설치되는 개폐밸브의 작동에 의해 부압을 형성시켜 냉각수가 자연 흡입되도록 하는 바, 제작을 위한 스크류부재의 가공작업이나 구성을 간략화시킬 수 있다.

또한, 흡입되는 기체의 온도와 배출되는 기체의 온도를 측정하여 스크류날개의 온도를 간접적으로 측정하고 냉각여부를 결정하도록 구성되어 있는 바, 회전구동하고 있는 스크류날개에 직접 접촉하지 않고 온도를 예측할 수 있다. 이에 따라, 운전시 항상 회전하는 스크류부재의 온도측정을 위한 복잡한 구성을 요하지 않고, 전체 장치의 구성이 단순화되면서도 효과적으로 작동할 수 있다.

도 1은 종래 진공펌프의 냉각구조를 도시하는 구성설명도
도 2는 종래 다른 진공펌프의 냉각구조를 도시하는 구성설명도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 진공펌프의 평단면을 도시하는 구성설명도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 진공펌프의 측단면을 도시하는 구성설명도
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 진공펌프의 작동을 설명하는 작용설명도
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공펌프의 구성 및 작동을 설명하는 구성 및 작용설명도

본 발명의 실시예를 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 진공펌프의 평단면을 도시하는 구성설명도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 진공펌프의 측단면을 도시하는 구성설명도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스크류날개의 냉각구조를 구비한 진공펌프는, 구동축(11)과 그 구동축(11)의 둘레를 따라 형성되는 스크류날개를 구비하는 구동스크류부재(10)와, 종동축(21)과 그 종동축(21)의 둘레를 따라 형성되는 스크류날개를 구비하되 구동스크류부재(10)와 나란히 측방에 설치된 상태에서 구동스크류부재(10)와 물려 회전하는 종동스크류부재(20)와, 상기 구동스크류부재(10)와 종동스크류부재(20)를 수용하는 스크류설치공간(15)을 가지는 케이싱(30)과, 상기 케이싱(30)의 전단부에 형성되고 기체가 흡입되어 구동스크류부재(10) 및 종동스크류부재(20)에 공급되는 흡입구(41)와, 상기 케이싱(30)의 후단부에 설치되고 구동스크류부재(10) 및 종동스크류부재(20)가 이송한 기체를 배출하는 배출구(43), 및 상기 케이싱(30)의 벽체 내부에 형성되어 케이싱(30)을 냉각시키기 위한 냉각수가 유동하는 냉각수유동로(60)를 포함한다.

상기 구동스크류부재(10)는 구동모터에 의해 회전함으로써 진공펌프(10)의 구동력이 발생하고 있다. 구동스크류부재(10)는 구동축(11)과, 그 구동축(11)의 둘레를 따라 형성되는 스크류날개(12)를 구비하고 있으며, 스크류날개(12) 사이의 공간(V1,V2,V3,V4)에서 흡입된 기체가 이송된다.

상기 구동스크류부재(10)에서 스크류날개(12)의 피치는 전체가 동일하게 구성하였으나, 배출구(43) 측에서 피치가 작아짐으로써 이송되는 기체가 압축되도록 구성할 수도 있다.

배출구(43) 측에서 스크류날개(12,22)의 피치가 작아져 이송시키는 기체를 압축하여 배출하면, 흡입구(41)를 통해 배출구(43)에서 배출되는 체적보다 큰 체적의 기체를 흡입하도록 하여 펌프효율을 높일 수 있다.

상기 종동스크류부재(20)는 구동스크류부재(10)의 구동력에 의해 구동스크류부재(10)에 물려 회전한다. 즉, 구동스크류부재(10)와 종동스크류부재(20)가 기어에 의해 서로 물려 회전하므로, 종동스크류부재(20)와 구동스크류부재(10)는 동일속도로 회전할 수 있다.

상기 종동스크류부재(20)도 종동축(21)과 그 종동축(21)의 둘레를 따라 형성되는 스크류날개(21)를 구비하고 있고, 종동스크류부재(20)의 스크류날개(22)의 사이사이의 공간에서도 기체가 이송되는 바, 상기 구동스크류부재(10)의 스크류날개(12)와, 종동스크류부재(20)의 스크류날개(22)의 물림회전에 의해 상기 흡입구(41)에서 흡입된 기체가 이동하여 배출구(43)로 배출된다.

상기 케이싱(30)에는 통상 냉각재킷으로 불리는 구조의 냉각수유동로(60)가 형성되어 케이싱(30)을 냉각시키고 있다. 냉각수유동로(60)에는 지속적으로 냉각수가 공급되어 유동함으로써 케이싱(30)의 온도상승을 방지하고 있다.

상기 케이싱(30)에는, 상기 스크류설치공간(15)의 저부에 스크류설치공간(15)과 냉각수유동로(60)를 연통시키는 냉각수흡입공(65)이 설치된다. 상기 냉각수흡입공(65)은 스크류날개(22) 사이의 공간과 냉각수유동로(60)를 연결하는 연통공이다. 냉각수흡입공(65)을 통해 냉각수유동로(60)로부터 스크류날개(12,22) 사이의 공간에 냉각수의 유입이 허용된다. 상기 냉각수흡입공(65)은 구동스크류부재(10)의 하측과 종동스크류부재(20)의 하측에 각각 설치된다.

또한, 상기 냉각수흡입공(65)에 설치되어 냉각수유동로(60)로부터 스크류설치공간(15)으로만 유체의 유동을 허용하는 체크밸브(66)가 설치된다. 상기 체크밸브(66)는 스크류설치공간(15)으로 냉각수의 유입만을 허용하고, 스크류설치공간(15)에서 기체가 압력에 의해 냉각수유동로(60)로 배출되지 않도록 한다.

한편, 상기 흡입구(41)에 설치되어 상기 흡입구(41)를 통한 기체의 유입을 허용하거나 차단하는 개폐밸브(50)가 설치된다.

상기 개폐밸브(50)는 제어기(75)의 제어신호에 의해 유로를 개방 또는 폐쇄하는 전동밸브로서, 개폐밸브(50)가 폐쇄되면 흡입구(41)로 유입되는 기체가 차단된다.

구동스크류부재(10)와 종동스크류부재(20)가 회전하는 중에 흡입구(41)로 기체가 유입되지 못하면, 구동스크류부재(10)와 종동스크류부재(20)의 스크류날개(12,22) 사이의 공간에서 기체가 거의 없거나 충분히 흡입하지 못한 상태에서 그 공간이 전진하게 되므로, 부압이 형성된 공간이 되는 것이다.

그와 같이 스크류날개(12,22) 사이의 공간이 부압(負壓)이 형성된 상태로 진행하여 상기 냉각수흡입공(65)에서 냉각수를 부압에 의해 흡입한다.

한편, 본 실시예의 진공펌프에는 상기 흡입구(41)에서 유입되는 기체의 온도를 측정하는 제1온도센서(71)와, 상기 배출구(43)에서 배출되는 기체의 온도를 측정하는 제2온도센서(72)와, 상기 개폐밸브(50)의 개폐동작을 제어하는 제어기(75)가 더 설치된다.

상기 제1온도센서(71)는 흡입구(41)에 유입되는 기체의 온도를 측정하고, 상기 제2온도센서(72)는 진공펌프의 배출구(43)에서 배출되는 기체의 온도를 측정한다.

상기 제어기(75)는 제1온도센서(71)와 제2온도센서(72)가 측정한 온도값을 기초로 스크류날개(12,22)의 냉각이 필요한지 여부를 결정하여 냉각수의 유입작동을 제어하는 부분이다.

즉, 제1온도센서(71)와 제2온도센서(72)에서 측정한 온도를 서로 비교하여 제2온도센서(72)에서 측정한 온도값이 제1온도센서(71)에서 측정한 온도값보다 기준값 이상 높을 경우, 상기 흡입구(41)로 기체유입이 차단되도록 개폐밸브(50)를 폐쇄동작시킨다.

그 폐쇄유입은 설정시간동안 이루어지는 것으로서, 그 폐쇄동작에 의해 흡입구(41)를 지나는 스크류날개(12,22) 사이의 공간(V1)에서 기체를 흡입하지 못하고, 기체가 공간(V1) 내에 거의 없거나 충분하지 못한 부압상태가 된다. 이에 구동스크류부재(10)와 종동스크류부재(20)가 계속 회전구동하게 되면, 스크류날개(12,22) 사이의 부압이 발생한 공간(V1)은 전방으로 진행한다.

그 부압이 발생한 스크류날개(12,22) 사이의 공간(V1)이 냉각수흡입공(65)을 지나면, 부압으로 냉각수흡입공(65)을 통해 냉각수가 자연히 흡입되게 되므로 스크류날개(12,22)와 접촉하여 냉각작용이 발생한다.

한편, 도 4를 참고하면, 본 실시예에서 상기 구동축(11) 또는 종동축(21)의 회전량을 측정하는 회전량감지수단(81)이 구동축(11) 또는 종동축(21)의 단부 부근에 설치된다. 이를 위해 구동축(11) 또는 종동축(21)의 단부에는 구동축(11) 또는 종동축(21)과 함께 회전하는 다수의 마크(82)가 설치되고, 그 다수의 마크(82)를 감지하는 회전량감지수단(81)이 케이싱(30)의 단부에 고정설치된다.

상기 제어기(75)는 회전량감지수단(81)이 측정한 회전량을 전송받아 개폐밸브(50)를 개방 및 폐쇄시키는 시점을 결정한다.

스크류설치공간(15) 내에서 구동스크류부재(10)와 종동스크류부재(20)가 맞물려 회전구동하면, 스크류날개(12,22) 사이에서 형성되는 밀폐공간(V1,V2,V3,V4)이 1회전 주기로 연속적으로 발생하게 되는 바, 제어기(75)는 회전량감지수단(81)의 측정값을 기초로 1회전단위로 개폐밸브(50)의 개방 및 폐쇄시점을 결정하는 것이 바람직하다.

이하, 전술한 실시예에 따른 진공펌프의 작용을 설명한다.

먼저, 개폐밸브(50)가 개방된 상태에서 구동스크류부재(10)와 종동스크류부재(20)는 서로 물려 회전함에 의해 진공상태를 형성할 공간으로부터 기체가 흡입구(41)로 계속 유입된다.

제1온도센서(71)와 제2온도센서(72)는 진공펌프의 작동과정에서 지속적으로 온도를 측정하여 제어기(75)로 전달한다.

스크류날개(12,22)의 온도상승은 주로 내부에서 이송되는 기체의 압축열이 큰 원인이 되고, 스크류날개(12,22) 사이의 마찰에 의한 발열도 영향을 미친다. 따라서, 그러한 발열로 스크류날개(12,22)의 온도가 상승하게 되면, 스크류날개(12,22) 사이에서 이동하고 있는 기체의 온도도 그 이동과정에서 상승하여 배출구(43)로 배출될 것이다.

따라서, 제어기(75)는 제2온도센서(72)에서 측정한 온도값과 제1온도센서(71)에서 측정한 온도값의 차이가 기준값 이상 높은지를 판단한다. 여기서, 기준값은 정상운전상태에서 제1온도센서(71)의 측정값과 제2온도센서(72)의 측정값의 차이값보다 3~5℃높게 설정된다.

진공펌프의 운전과정에서, 제2온도센서(72)에서 측정한 온도값과 제1온도센서(71)에서 측정한 온도값의 차이가 기준값 이상 높은 것으로 판단되면, 제어기(75)는 개폐밸브(50)를 폐쇄한다. 그 ?쇄시간은 회전량감지수단(81)이 감지한 회전량을 기초로 구동축(11) 또는 종동축(21)이 1회전하는 시간동안 폐쇄한다.

이에 따라, 도 4와 같이, 개폐밸브(50)의 폐쇄가 발생한 시간동안, 흡입구(41)를 통과한 스크류날개 사이의 공간(V1)에는 기체가 흡입되지 못하고 전방으로 진행하게 되므로, 부압이 발생한 상태로 구동스크류부재(10)와 종동스크류부재(20)의 회전과 함께 진행한다.

도 5를 참고하면, 그 부압이 발생한 스크류날개 사이의 공간(V1)이 냉각수흡입공(65)을 통과하는 시점에서 부압에 의해 냉각수유동로(60)로부터 냉각수가 자연 유입되어 냉각수와 스크류날개(12,22)가 서로 접촉하고 냉각이 이루어진다.

이때, 냉각수흡입공(65)에 설치되는 체크밸브(66)는 냉각수가 스크류설치공간(15) 내로 유입되는 것만을 허용하고, 그 역방향의 흐름은 차단하므로 유입된 냉각수는 다시 냉각수유동로(60)로 복귀하지 않고 스크류날개(12,22)와 함께 전방으로 계속 전진하면서 스크류날개(12,22)를 냉각시킨다.

이후, 냉각수가 유입된 스크류날개(12,22) 사이의 공간(V1)이 배출구(43)에 도달하면, 배출구(43)가 스크류설치공간(15)의 바닥보다 하측에 위치하므로 냉각수는 배출구(43)로 흘러들어 외부로 배출되며, 기수분리기를 통해 배출되는 기체와 분리되어 별도 처리된다.

고열로 인해 지속적인 냉각이 필요한 경우에는, 개폐밸브(50)의 개폐주기를 짧게 하여 냉각수가 유입되는 스크류날개 사이의 공간(V1)을 늘이게 된다.

한편, 도 7은 본 발명의 다른 실시예의 구성을 도시하는 것이다.

도 7을 참고하면, 상기 흡입구(41)에서 유입되는 기체의 온도를 측정하는 제1온도센서(71)와, 상기 배출구(43)에서 배출되는 기체의 온도를 측정하는 제2온도센서(72)와, 상기 개폐밸브(50)의 개폐동작을 제어하는 제어기(75)가 더 설치되어 있음과 함께, 구동스크류부재(10)와 종동스크류부재(20)에는 일단에서 타단으로 냉각수가 관통하여 유동하는 관통유동로(11a)가 각각 형성되어 냉각수가 유입되도록 구성된다.

또한, 상기 관통유동로(11a)로 유입되는 냉각수의 온도를 측정하는 제3온도센서(73)가 설치된다.

이에 따라, 상기 제어기(75)는 구동스크류부재(10)와 종동스크류부재(20)의 내부를 관통하여 유동하는 냉각수의 온도를 제3온도센서(73)가 측정하여 온도변화여부를 감지한다.

구동스크류부재(10)와 종동스크류부재(20)의 내부를 관통하는 냉각수는 항상 일정온도범위를 유지하고 있고, 제3온도센서(73)에 의해 그 일정온도범위를 벗어난 것으로 감지되면, 제어기(75)는 표시장치를 통해 경고신호를 발생한다.

진공펌프의 운전동작이 이루어지는 동안, 상기 제3온도센서(73)가 측정한 온도값에 변화가 없다면, 제어기(75)는 전술한 실시예와 같은 제어동작을 실시한다.

즉, 제어기(75)는 상기 제1온도센서(71)에서 측정한 온도값과 제2온도센서(72)에서 측정한 온도값의 차가 설정범위 이상 상승하는 경우, 상기 흡입구(41)로 기체유입이 차단되도록 개폐밸브(50)를 폐쇄동작시킨다.

이에 따라, 개폐밸브(50)의 폐쇄동작으로 부압이 형성된 스크류날개 사이의 공간(V1)이 냉각수흡입공(65)에 도착하면, 그 공간(V1)에는 부압에 의해 냉각수흡입공(65)을 통한 냉각수의 유입이 발생하며, 스크류날개(12,22)의 냉각이 이루어진다.

스크류날개(12,22)를 냉각시키면서 스크류날개(12,22)와 함께 전방으로 이동한 냉각수는 배출구(43)를 통해 외부로 배출된다.

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.

10 ; 구동스크류부재 11 ; 구동축
12 ; 스크류날개 15 ; 스크류설치공간
20 ; 종동스크류부재 21 ; 종동축
22 ; 스크류날개 30 ; 케이싱
41 ; 흡입구 43 ; 배출구
50 ; 개폐밸브 60 ; 냉각수유동로
65 ; 냉각수흡입공 66 ; 체크밸브
71 ; 제1온도센서 72 ; 제2온도센서
73 ; 제3온도센서 75 ; 제어기
81 ; 회전량감지수단 82 ; 마크

Claims

구동축(11)과 그 구동축(11)의 둘레를 따라 형성되는 스크류날개를 구비하는 구동스크류부재(10)와,
종동축(21)과 그 종동축(21)의 둘레를 따라 형성되는 스크류날개를 구비하되 상기 구동스크류부재(10)와 나란히 측방에 설치된 상태에서 상기 구동스크류부재(10)와 물려 회전하는 종동스크류부재(20)와,
상기 구동스크류부재(10)와 상기 종동스크류부재(20)를 수용하는 스크류설치공간(15)을 가지는 케이싱(30)과,
상기 케이싱(30)의 전단부에 형성되고 기체가 흡입되어 상기 구동스크류부재(10) 및 상기 종동스크류부재(20)에 공급되는 흡입구(41)와,
상기 케이싱(30)의 후단부에 설치되고 상기 구동스크류부재(10) 및 상기 종동스크류부재(20)가 이송한 기체를 배출하는 배출구(43), 및
상기 케이싱(30)의 벽체 내부에 형성되어 상기 케이싱(30)을 냉각시키기 위한 냉각수가 유동하는 냉각수유동로(60)를 포함하고,
상기 케이싱(30)에는,
상기 스크류설치공간(15)의 저부에 설치되는 것으로서 상기 스크류설치공간(15)과 상기 냉각수유동로(60)를 연통시키는 냉각수흡입공(65)과,
상기 냉각수흡입공(65)에 설치되어 상기 냉각수유동로(60)로부터 상기 스크류설치공간(15)으로만 유체의 유동을 허용하는 체크밸브(66)와,
상기 흡입구(41)에 설치되어 상기 흡입구(41)를 통한 기체의 유입을 허용하거나 차단하는 개폐밸브(50)와,
상기 개폐밸브(50)의 개폐동작을 제어하는 제어기(75)가 설치됨으로써,
상기 제어기(75)의 제어에 의해 상기 개폐밸브(50)의 차단시,
상기 흡입구(41)에서 진행하는 스크류날개 사이의 공간이 부압(負壓)이 형성된 상태로 진행하여 상기 냉각수흡입공(65)에서 냉각수를 흡입하는 것을 특징으로 하는 스크류날개의 냉각구조를 구비한 진공펌프
제1항에 있어서,
상기 흡입구(41)에서 유입되는 기체의 온도를 측정하는 제1온도센서(71)와,
상기 배출구(43)에서 배출되는 기체의 온도를 측정하는 제2온도센서(72)가 설치되고,
상기 제어기(75)는
상기 제1온도센서(71)와 상기 제2온도센서(72)에서 측정한 온도를 서로 비교하여 상기 제2온도센서(72)에서 측정한 온도값이 상기 제1온도센서(71)에서 측정한 온도값보다 기준값 이상 높을 경우, 상기 흡입구(41)로 기체유입이 차단되도록 상기 개폐밸브(50)를 폐쇄동작시킴으로써, 그 폐쇄동작으로 부압이 형성된 스크류날개(12,22) 사이의 공간에 상기 냉각수흡입공(65)을 통한 냉각수의 유입이 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 스크류날개의 냉각구조를 구비한 진공펌프
제1항에 있어서,
상기 흡입구(41)에서 유입되는 기체의 온도를 측정하는 제1온도센서(71)와,
상기 배출구(43)에서 배출되는 기체의 온도를 측정하는 제2온도센서(72)가 더 설치되고,
상기 구동스크류부재(10)와 상기 종동스크류부재(20)는 일단에서 타단으로 냉각수가 관통하여 유동하는 관통유동로(11a)가 각각 형성되어 냉각수가 유입되며,
상기 관통유동로(11a)로 유입되는 냉각수의 온도를 측정하는 제3온도센서(73)가 설치되고,
상기 제어기(75)는
상기 제3온도센서(73)에서 측정한 온도값이 설정범위를 초과하면 별도의 표시장치에 경보신호를 발생시키고,
상기 제3온도센서(73)가 측정한 온도값에 변화가 없는 상태에서, 상기 제1온도센서(71)에서 측정한 온도값과 상기 제2온도센서(72)에서 측정한 온도값의 차가 설정범위 이상 상승하는 경우, 상기 흡입구(41)로 기체유입이 차단되도록 상기 개폐밸브(50)를 폐쇄동작시킴으로써, 그 폐쇄동작으로 부압이 형성된 스크류날개(12,22) 사이의 공간에 상기 냉각수흡입공(65)을 통한 냉각수의 유입이 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 스크류날개의 냉각구조를 구비한 진공펌프
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 구동축(11) 또는 상기 종동축(21)의 회전량을 측정하는 회전량감지수단(81)이 설치되고,
상기 제어기(75)는 상기 회전량감지수단(81)이 측정한 회전량을 기초로 상기 개폐밸브(50)를 개방 및 폐쇄시키는 시점을 결정하는 것을 특징으로 하는 스크류날개의 냉각구조를 구비한 진공펌프