KR101613161B1 - 2단형 건식 진공펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고진공 영역의 진공도를 얻을 수 있고, 낮은 압력하에서도 기존 펌프에 비해 배기속도가 크며, 2단의 실린더 구조만으로 고진공의 달성이 가능하여 배기되는 공정가스의 경로가 복잡하지 않고 또 길지 않아 펌프 내를 지나는 가스의 운반속도를 최대로 높일 수 있는 2단형 건식 진공펌프를 제공하는 데 있다. 이를 위해 본 발명의 2단형 건식 진공펌프는 내부 수용공간을 가지고 있으며, 일측에는 흡입구가 구비되고, 타측에는 배기구가 구비되어 있는 펌프 몸체 실린더; 상기 펌프 몸체 실린더의 내부 수용공간을 형성하는 1단 실린더와 2단 실린더; 상기 1단 실린더와 2단 실린더를 관통하여 나란히 설치되는 2개의 펌프축, 상기 1단 실린더를 통과하는 펌프축에 서로 맞물려 동기하여 반대 방향으로 회전하도록 설치되는 한 쌍의 루츠형 로터; 상기 2단 실린더를 통과하는 펌프 축에 서로 맞물려 동기하여 반대 방향으로 회전하도록 설치되는 한 쌍의 스크류형 로터; 상기 어느 한 펌프 축을 회전구동하기 위한 모터; 상기 2개의 펌프 축이 연동하여 회전하도록 상기 펌프 축 상에 서로 맞물려 설치되는 한 쌍의 기어; 상기 흡입구와 상기 1단 실린더를 연결하는 1단 흡입통로; 상기 1단 실린더와 2단 실린더를 연결하는 배기이송통로; 상기 배기이송통로와 상기 배기구를 연결하는 1단 배기통로; 상기 2단 실린더의 후단과 상기 배기구를 연결하는 2단 배기통로; 상기 1단 배기통로를 통해 배기되는 가스 압력에 의해 개폐되는 1단 배기밸브; 상기 2단 배기통로를 통해 배기되는 가스 압력에 의해 개폐되는 2단 배기밸브; 적어도 상기 2단 실린더와 상기 펌프 축의 베어링 지지부를 냉각하도록 냉각수가 순환하는 냉각수 재킷;을 포함하여 구성되어 있다.

Description

2단형 건식 진공펌프{Two stages type's dry vacuum pump}
본 발명은 진공 펌프에 관한 것으로, 상세하게는 각기 다른 방식인 루츠형 로터와 스크류형 로터를 조합한 두 개의 실린더를 구비하고 있어 구조가 단순하며 배기속도를 높여 고진공을 달성할 수 있는 2단형 건식 진공펌프에 관한 것이다.
일반적으로 진공펌프는 기밀용기 내의 기체분자를 제거하는 장치로 대기압 이하의 저압에서 기체를 흡입,압축해 대기 중에 방출하여 용기 속의 진공도를 높이는 데 사용한다. 이러한 진공펌프는 크게 건식과 습식으로 각각 대변되는 기계적 진공펌프와, 확산펌프로 분류된다. 확산펌프가 고진공을 실현하기 위해 기름을 사용하는 습식형인 것과 달리 기계적 진공펌프는 상대적으로 진공도가 낮기는 하지만 기름을 사용하지 않는 건식형이므로 상대적으로 구조가 간단하고 내구성이 좋고, 또한 안정된 진공도를 보여주므로 사용자가 손쉽게 운전할 수 있고 유지하는데 드는 비용이 적게 들어가는 장점이 있어 여러 산업분야에서 널리 쓰이고 있다.
이에 따라 근래 진공 기술의 진보는 놀랄 만큼 빨라지고 있으며, 그의 응용분야도 반도체 증착, 전자공업, 금속, 화학, 의약품, 원자력 공업 등으로 확산되고 있다.
또한, 진공을 만들어 내는 진공펌프의 종류도 수봉식, 유회전식, 루-츠식, 유확산식, 물리 흡착식, 화학 흡착식 등으로 그 종류도 많으나 크게 습식과 건식으로 나눌 수 있다. 그러나 수봉식이나 유회전식 등의 습식(진공펌프 내에 물이나 기름을 주입)은 불순물의 흡입이 없어야만 하는 반도체, 식품, 화학, 의약품 공업 등의 산업분야에서는 점차 사용하지 않게 되었으며, 따라서 최근에는 건식(펌프 내의 물이나 기름을 주입하지 않음)의 진공펌프가 널리 사용되어 오고 있는바, 특히 반도체의 제조공정에서, 공정 챔버로 오일 분자가 누출될 수 없도록 하기 위하여 무-오일 건식 진공펌프가 채용되어 오고 있다.
그런데 용적식의 건식 진공펌프의 경우, 1×10―3Torr 이하의 고진공을 위한 가스 흡입에 사용하는 데에는 1개의 펌프만으로 이것에 도달하는 것이 곤란하므로, 통상 가스의 배출 효율을 증가시키기 위하여 복수개의 펌프를 직렬, 즉 다단으로 연결하여 고진공을 달성토록 하는 루츠형 다단 건식 진공펌프나, 스크류 건식 진공펌프 또는 클로 건식 진공펌프(claw dry vacuum pump) 등이 많이 사용되고 있다.
1. 루츠형 다단 건식 진공펌프
펌프의 도달압력이 대기압에서 10-3Torr까지 작동하려면 압축비가 100,000:1 정도가 되어야 하는데, 이 압축비를 만들기 위하여 많은 단의 실린더가 필요하며, 보통 5단 또는 6단이 필요하다. 실린더가 많아지면 펌프 구조가 복잡해지고 축의 길이가 길어지며 펌프의 크기도 자연히 커지게 된다. 축이 길어지면 축이 회전하면서 흔들림이 생기고, 펌프의 온도상승으로 인하여 팽창/수축이 일어나며, 실린더 안에서 회전운동을 하는 로터와 로터 틈새, 로터와 실린더 틈새에서 간섭이 생길 수 있어 펌프가 회전 작동 중에 갑자기 멈추는 문제점이 종종 발생하고 있다.
그리고 펌프의 흡입구를 통하여 흡입된 작업공정 가스는 다단, 예를 들면 6단의 실린더를 통하여 배기해야 함으로 구조적으로 가스의 경로가 길어지는 문제와 유지 보수를 많이 필요로 한다.
또한 많은 단(실린더)을 조립해야 하므로 부품들을 정밀하게 가공해야 하며, 펌프의 조립시 숙련된 기술자가 해야만 하고, 정밀한 조립기술이 필요로 하여 많은 시간이 걸리고, 펌프 조립 후 펌프를 시운전 과정에서 펌프가 갑자기 멈추는 문제도 종종 발생한다.
한편 고진공을 얻기 위한 6단 실린더의 경우 6단을 1개의 축에 장착하는 것은 정밀한 기술이 요구되므로, 통상 3단짜리 두 개의 펌프를 만들어 직렬로 연결하여 펌프를 사용하는데 이는 펌프의 전체 크기가 커지고, 두 대 값의 펌프가격이 필요하여 원가가 올라가며, 흡입구를 통하여 흡입된 공정가스의 이동경로가 더 길어지고 유지보수에 더 많은 비용이 발생되는 문제가 있다.
2. 스크류형 건식 진공펌프
펌프의 도달압력이 대기압에서 10-2Torr까지의 작업공정에 많이 사용되며, 1개의 실린더에서 여러 줄의 스크류 로터를 통해 공정가스를 압축하기 위해서 많은 에너지가 필요하고 따라서 전력 소모량도 크다. 루츠 방식과 비교해서 3배 이상 빠르게 회전해야만 거의 같은 성능을 발휘할 수 있다. 고속으로 회전하게 되면 축부의 씰링 부위에서 누설이 발생할 우려가 높고, 베어링 윤활 및 소음의 문제가 발생하는 문제점이 있다.
공정가스를 압축하는 과정에서 열이 발생하여 과열되어 로터와 로터 사이의 틈새에서 협착이 일어나 펌프가 갑자기 멈추는 문제와 이를 해결하기 위해 틈새를 크게 하면 펌프 성능이 떨어지는 문제점이 있다.
3. 클로 건식 진공펌프
클로 건식 진공펌프는 펌프의 도달압력이 대기압에서 10-2Torr까지의 작업공정에 많이 사용되며, 보통 4단의 실린더를 필요로 한다. 또 통상 루츠형 건식 펌프에 비해 배기 속력이 상대적으로 작은데 그 이유는 흡입구 컨덕턴스(Inlet conductance)가 작기 때문이다.
클로(Claw)는 그 자체가 밸브 역할을 하기 때문에 흡입구가 점차적으로 서서히 열렸다가 점차적으로 서서히 닫히는 구조로 컨덕턴스가 낮고, 반면에 루츠형 건식 진공펌프는 상대적으로 컨덕턴스가 커서 낮은 압력에서도 큰 배기속력을 갖는다.
동 진공펌프는 펌프의 구조가 클로 로터들이 모두 같은 방향을 향하고 있어 가스가 1단 실린더 배기구에서 2단 실린더의 흡입구로 배기되기 때문에 각 실린더 단계(Interstage)의 가스 경로가 길다는 단점을 가지고 있다.
한국특허등록번호 10-1385954호
본 발명은 상기한 기존의 건식 진공펌프들의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서 그의 목적으로 하는 것은, 고진공 영역의 진공도를 얻을 수 있고, 낮은 압력하에서도 기존 펌프에 비해 배기속도가 크며, 2단의 실린더 단순한 구조만으로 고진공의 달성이 가능하여 배기되는 공정가스의 경로가 복잡하지 않고 또 길지 않아 펌프 내를 지나는 가스의 운반속도를 최대로 높일 수 있는 2단형 건식 진공펌프를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 2단형 건식 진공펌프는 내부 수용공간을 가지고 있으며, 일측에는 흡입구가 구비되고, 타측에는 배기구가 구비되어 있는 펌프 몸체 실린더; 상기 펌프 몸체 실린더의 내부 수용공간을 형성하는 1단 실린더와 2단 실린더; 상기 1단 실린더와 2단 실린더를 관통하여 나란히 설치되는 2개의 펌프축, 상기 1단 실린더를 통과하는 펌프축에 서로 맞물려 동기하여 반대 방향으로 회전하도록 설치되는 한 쌍의 루츠형 로터; 상기 2단 실린더를 통과하는 펌프 축에 서로 맞물려 동기하여 반대 방향으로 회전하도록 설치되는 한 쌍의 스크류형 로터; 상기 어느 한 펌프 축을 회전구동하기 위한 모터; 상기 2개의 펌프 축이 연동하여 회전하도록 상기 펌프 축 상에 서로 맞물려 설치되는 한 쌍의 기어; 상기 흡입구와 상기 1단 실린더를 연결하는 1단 흡입통로; 상기 1단 실린더와 2단 실린더를 연결하는 배기이송통로; 상기 배기이송통로와 상기 배기구를 연결하는 1단 배기통로; 상기 2단 실린더의 후단과 상기 배기구를 연결하는 2단 배기통로; 상기 1단 배기통로를 통해 배기되는 가스 압력에 의해 개폐되는 1단 배기밸브; 상기 2단 배기통로를 통해 배기되는 가스 압력에 의해 개폐되는 2단 배기밸브; 적어도 상기 2단 실린더와 상기 펌프 축의 베어링 지지부를 냉각하도록 냉각수가 순환하는 냉각수 재킷;을 포함하여 구성되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 1단 및 2단 배기밸브는 일정압력 이상의 배기되는 가스압력에 의해 밸브시트로부터 부상하여 개방되고, 배기되는 가스압력이 일정 이하일 때에는 자중에 의해 밸브시트에 밀착하는 금속볼인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 1단 배기통로와 상기 2단 배기통로는 배기구에 접하는 연결공간을 통해 하나로 통합되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명은 건식 진공펌프의 구조를 2단형으로 하되 1단 실린더에는 루츠형 로터를, 2단 실린더에는 스크류형 로터를 사용하는 구조의 설계로 하여, 1단 실린더에서 흡입, 압축하여 1차로 배기하는 공정에서 배기되지 못한 잔류가스를 2단 실린더에서 흡입, 압축하여 2차 배기하는 공정으로 제거해줌으로써, 고진공(10-3~10-8Torr)을 얻을 수 있고(종래 건식 진공펌프는 클로 타입, 루츠 타입, 스크류 타입의 단일 구조로 구분되어 생산되는데 이 펌프들의 도달압력은 중진공(1~10-3Torr) 영역이다.), 이로써 연속적으로 배기량이 많은 저 진공 작업공정에서도 1단 실린더의 배기통로와 연결된 1차 배기밸브에서 압축된 가스의 과압을 해소시켜 펌프의 과열문제로 인하여 발생되는 문제점을 해결하고, 또 한 개의 펌프몸체에 1단 실린더와 2단 실린더를 갖는 구조로 설계하여 펌프 구조가 간단하며 소재비, 가공비, 조립비용에서 원가절감의 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 2단형 건식 진공펌프의 정단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 2단형 건식 진공펌프의 A-A 평단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 2단형 건식 진공펌프의 B-B 측단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 2단형 건식 진공펌프의 C-C 측단면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 2단형 건식 진공펌프의 D-D 측단면도이다.
본 발명은 다음의 실시예들에 의하여 더 구체화될 수 있다. 이와 같은 실시예들은 당업자에게 예시적인 목적으로 제공되었으며, 청구항에 기재된 발명의 범위를 한정할 목적으로 제공되지 않았다. 따라서, 본 발명은 설명된 실시예들에 한정적인 것으로 설명되는 것이 아니라, 본 명세서에 설명된 내용의 결과로서 분명하게 나타나는 일부 및 모든 변경들을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 2단형 건식 진공펌프를 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 2 또는 도 5에서 도시하는 것과 같이 본 발명의 진공펌프 장치는 장치의 주 본체를 형성하는 펌프 몸체 실린더(1)를 구비하고 있고, 이 펌프 몸체 실린더(1)의 상측에는 일측으로 흡입구(15)가 구비되고, 타측에는 배기구(21)가 구비되어 있는 탑커버(12)가 장착되고, 또 내부의 수용공간은 각기 땅콩 형상의 공간으로 형성되는 1단 실린더(2)와 2단 실린더(3)가 이웃하여 직렬 구조로 배치되어 있으며, 상기 1단 실린더(2)와 2단 실린더(3)의 땅콩 형상의 공간을 수평으로 관통하여 나란히 2개의 펌프 축(4)(5)이 설치되고, 이 두개의 펌프 축(4)(5)중 하나는 모터(34)가 장착되는 구동 축(4)이고, 나머지 하나는 그에 연동하여 반대 방향으로 회전 구동하는 종동 축(5)을 형성한다.
상기 1단 실린더(2)를 통과하는 펌프축(4)(5)에 서로 맞물려 동기하여 반대 방향으로 회전하도록 한 쌍의 루츠형 로터(6)(7)가 설치되어 있으며, 상기 2단 실린더(3)를 통과하는 펌프 축(4)(5)에 서로 맞물려 동기하여 반대 방향으로 회전하도록 한 쌍의 스크류형 로터(8)(9)가 설치되어 있다.
상기한 스크류형 로터(8)(9)는 1줄 또는 바람직하기는 다줄 나사로 형성되며, 상기 펌프 축(4:구동 축)(5:종동 축)의 일단부는 베어링(30)을 개재하여 모터 측면 플레이트(13)에 의해 지지되고, 상기 측면 플레이트(13)의 일측에 접속하는 모터 플랜지 하우징(14) 내에 마련되는 커플링(32)(33)을 통해 상기 구동 축(4)이 모터(34)에 접속되며, 상기 펌프 축(4)(5)의 타측 단부는 상기 2단 실린더(3)의 측벽을 형성하는 기어 측면 플레이트(11)에 베어링(29)을 개재하여 지지되고 있으며, 그 기어 측면 플레이트(11)를 통과한 단부에는 한 쌍의 서로 맞물리는 동일 크기의 주축 기어(26) 및 종동축 기어(27)가 장착되어 있고, 상기 한 쌍의 기어(26)(27)는 상기 기어 측면 플레이트(11)의 측면에 접속하는 기어 케이싱(10)에 의해 외부로 노출되지 않게 보호되고 있다.
그리고 상기 흡입구(15)와 상기 1단 실린더(2)를 서로 연통하도록 연결하는 1단 흡입통로(16)가 형성되어 있으며, 그와 대향되는 상기 1단 실린더(2)의 하부에상기 2단 실린더(3)를 연결하도록 배기이송통로(17)가 마련되어 있으며, 이 배기이송통로(17)는 2단 실린더 흡입구(22)를 통해 상기 2단 실린더(3)에 연통하고 있으며, 상기 배기이송통로(17)와 상기 배기구(21)는 1단 배기통로(18)를 통해 연결되어 있다.
또 상기 2단 실린더(3)의 후단과 상기 배기구(21)를 연결하기 위해 2단 배기통로(23)가 상기 기어 측면 플레이트(11)를 통해 형성되어, 그 2단 배기통로(23)는 다시 상기 펌프 몸체 실린더(1)에 형성한 2단 배기통로(24)와 연결되고 있으며, 상기 1단 배기통로(18)를 통해 배기되는 가스 압력에 의해 1단 배기밸브(19)가 밸브시트(19a)를 개폐하도록 1단 배기통로(18)의 말단에 마련되어 있으며, 그와 동일한 방법으로 상기 2단 배기통로(23)(24)를 통해 배기되는 가스 압력에 의해 개폐되는 2단 배기밸브(25)가 밸브시트(25b)를 개폐하도록 구비되어 있다.
상기 배기밸브(19)(25)는 자중을 가지는 구 형상의 금속 볼로서 배기이송통로(17)를 통해 흐르는 배기가스가 설계된 소정의 압력을 넘어서면 1단 배기통로(18)를 통해 상기 1단 배기밸브(19)에 작용하는 하중이 금속볼의 자중보다 커져 1단 배기밸브(19)가 밸브 시트(19a)로부터 이격되어 부상되며, 이 같은 개방 상태가 되면 2단 실린더(3)로 이송되던 배기가스가 도중에 일부가 배기구(21)를 통해 외부로 배기되게 구성되어 있고, 상기 2단 실린더(3)에서 2단 배기통로(23)(24)를 통해 배기되는 배기가스도 마찬가지로 그의 배기압으로 상기 2단 배기밸브(25)를 개방하도록 되어 있다.
상기 기어 측면 플레이트(11)와 2단 실린더(3) 및 상기 모터 측면 플레이트(13)에는 통해 배기되는 각기 베어링(29)(30)와 2단 실린더(3)에서 발생되는 열을 냉각시켜 주기 위하여 냉각수 재킷(35)(36)(37)을 형성하여 도시하지 않은 펌프에서 급송되는 냉각수를 순환시켜 과열되는 것을 방지하고 있으며, 본 발명에 있어 1단 실린더(2)에는 냉각수 재킷을 형성하지 않아 2단 실린더(3)와 열 평형을 이루도록 하였고, 실제로 1단 실린더(2)는 진공설비에서 나오는 비교적 찬 가스가 유입되기 때문에 과열의 우려가 높지 않고, 압축비가 높은 2단 실린더(3)는 냉각이 부족할 경우 열소착을 일으킬 우려가 있어 냉각이 필수적이며, 이때 2단 실린더(3)의 냉각에 의해 1단 실린더(2)와 열적으로 평형을 이루어 불균일한 열적 부하로 장치 전체의 평형이 깨져 뒤틀리는 일이 없게 된다.
그리고 상기 1단 배기통로(18)와 상기 2단 배기통로(24)는 배기구(21)에 접하는 연결공간(20)을 통해 하나로 통합되도록 구성되어 있다.
여기서 미설명 부호 28과 31은 각기 베어링 커버이고, 부호 38, 39는 펌프 축(4)(5)을 따라 배기가스가 누설되는 것을 차단하는 시일부재이다.
이하 본 발명의 작동에 대해 설명한다.
흡기구(15)를 도시하지 않은 진공설비에 접속한 상태에서 모터(34)를 구동시키면, 주동 축(4)이 회전하게 되며, 이 주동 축(4)의 회전은 한 쌍의 기어(26)(27)를 통해 종동 축(5)을 반대 방향으로 회전시키며, 이에 연동하여 도 3에 도시한 것 같이 서로 맞물려 회전하는 한 쌍의 루츠형 로터(6)(7)가 회전하기 시작하며, 이에 따라 진공설비로부터 가스를 1단 실린더(2) 내로 흡입하여 회전에 따라 점차 압축하면서 배기 측, 즉 하측으로 밀어 내게 되는 데, 이 같은 초기의 저진공 상태하에서는 진공설비로부터 흡입하게 되는 흡입량( 즉 배기량)이 많게 된다.
상기 1단 실린더(2)의 하측에는 2단 실린더(3)와 연결된 배기이송통로(17)가 형성되어 있어, 이 배기이송통로(17)를 통해 2단 실린더(3) 측으로 가스를 밀어내게 된다.
이때 진공설비로부터 뽑아낸 가스 압력이 일정 이상, 즉 배출 초기에는 다량의 가스를 배기시키게 되므로 1단 배기밸브(19)의 자중보다 커지게 되면서 1단 배기밸브(19)가 열리게 되어 일부 이송되는 가스가 개방된 1단 배기통로(18)와 배기구(21)를 통해 외부로 배기되며, 압력이 저하된 일부 가스는 2단 실린더 흡입구(22)를 통해 2단 실린더(3) 내로 유입된다.
일단 1단 배기밸브(19)에서 압축되어 배출되는 가스의 과압을 해소시켜 주어 펌프장치의 과열 문제를 해소시켜 주게 되며, 이 후 2단 실린더(3)로 유입된 가스는 스크류형 로터(8)(9)의 나사산 사이에 갇혀 회전할 때 나사산을 따라 배기구 측으로 이동되면서 압축되어지고, 이 압축된 가스는 2단 배기통로(23)(24)를 통해 2단 배기밸브(25)를 밀어 올려 통로를 개방시켜 압축된 가스가 배기구(21)를 통해 외부로 배출되도록 구성되어 있다.
이 같은 2단형 건식 진공펌프(Two stage dry vacuum pump)는 1단 실린더의 잔류가스를 2단 실린더에서 흡입, 압축, 배기하는 공정으로 고진공(10-3~10-8Torr)을 얻는 구조의 펌프로서, 보다 구체적으로는 건식 진공펌프의 구조를 2단형으로 하여 1단 실린더에서 흡입, 압축, 배기하는 공정에서 배기되지 못한 잔류가스를 2단 실린더에서 흡입, 압축, 배기하는 공정으로 제거해줌으로서 고진공을 얻을 수 있게 설계되어 있으며, 이때 1단은 루츠형 로터로 구성하고, 2단은 스크류형 로터로 달리 구성하여 각각의 유형의 장점적 조합을 통해 진공 성능을 획기적으로 높일 수 있게 된 것에 발명의 의의가 있다. 즉 연속적으로 배기량이 많은 저 진공 작업공정에서 1단 실린더의 배기통로와 연결된 1차 배기밸브에서 압축된 가스의 과압을 해소시켜 펌프의 과열문제로 인하여 발생되는 문제점을 해결해주는 동시에 1단 실린더에서 흡입, 압축, 배기하는 공정에서 배기되지 못한 잔류가스를 2단 실린더에서 흡입, 압축, 배기하는 공정으로 제거해줌으로써 고진공을 얻는 것이 가능한 것이며, 따라서 큰 배기속도가 요구되는 대기압력 상태의 가스를 작업하는 초기 진공작업 공정에서 1단 실린더의 흡입구를 통해 흡입된 작업공정 가스는 루츠형 로터의 회전에 의해 배기구로 이동하여 압축된 가스는 1차 배기밸브를 열고 대부분 배기되게 되고, 진공작업 공정이 진행됨에 따라 흡입구를 통해 흡입되는 가스량도 줄어들면서 1단 실린더의 배기밸브를 통하여 배기되는 가스량도 줄어들고 결국에는 배기량이 줄면서 1단 실린더의 잔류 가스들이 1차 배기밸브에서 배기작업이 이루어지지 않게 되는 것이다.
이로써, 한 개의 펌프몸체에 1단 실린더와 2단 실린더를 갖는 단순 구조로 설계하여 펌프 구조가 간단하며 소재비, 가공비, 조립비용면에서 원가절감의 효과가 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1 : 펌프몸체 실린더 2 : 1단 실린더
3 : 2단 실린더 4 : 주축
5 : 종동축 6 : 1단 루츠 로터
7 : 1단 루츠 로터 8 : 2단 스크류 로터
9 : 2단 스크류 로터 10 : 기어 케이싱
11 : 기어 측면 플레이트 12 : 탑커버
13 : 모터 측면 플레이트 14 : 모터 플랜지 하우징
15 : 흡입구 16 : 1단 흡입통로
17 : 배기이송통로 18 : 1단 배기통로
19 : 1단 배기밸브 20 : 배기구 연결 공간
21 : 배기구 22 : 2단 실린더 흡입구
23 : 2단 배기통로 24 : 2단 배기통로
25 : 2단 배기밸브 26 : 주축기어
27 : 종동축 기어 28 : 베어링 커버
29 : 베어링 30 : 베어링
31 : 베어링 커버 32 : 펌프 커플링
33 : 모터 커플링 34 : 모터
35 : 냉각수 재킷 36 : 냉각수 재킷
37 : 냉각수 재킷 38 : 시일부재
39 : 시일부재

Claims (3)

  1. 내부 수용공간을 가지고 있으며, 일측에는 흡입구가 구비되고, 타측에는 배기구가 구비되어 있는 펌프 몸체 실린더; 상기 펌프 몸체 실린더의 내부 수용공간을 형성하는 1단 실린더와 2단 실린더; 상기 1단 실린더와 2단 실린더를 관통하여 나란히 설치되는 2개의 펌프축, 상기 1단 실린더를 통과하는 펌프축에 서로 맞물려 동기하여 반대 방향으로 회전하도록 설치되는 한 쌍의 루츠형 로터; 상기 2단 실린더를 통과하는 펌프 축에 서로 맞물려 동기하여 반대 방향으로 회전하도록 설치되는 한 쌍의 스크류형 로터; 상기 어느 한 펌프 축을 회전구동하기 위한 모터; 상기 2개의 펌프 축이 연동하여 회전하도록 상기 펌프 축 상에 서로 맞물려 설치되는 한 쌍의 기어; 상기 흡입구와 상기 1단 실린더를 연결하는 1단 흡입통로; 상기 1단 실린더와 2단 실린더를 연결하는 배기이송통로; 상기 배기이송통로와 상기 배기구를 연결하는 1단 배기통로; 상기 2단 실린더의 후단과 상기 배기구를 연결하는 2단 배기통로; 상기 1단 배기통로를 통해 배기되는 가스 압력에 의해 개폐되는 1단 배기밸브; 상기 2단 배기통로를 통해 배기되는 가스 압력에 의해 개폐되는 2단 배기밸브; 적어도 상기 2단 실린더와 상기 펌프 축의 베어링 지지부를 냉각하도록 냉각수가 순환하는 냉각수 재킷;을 포함하여 구성되는 2단형 건식 진공펌프에 있어서, 상기 1단 및 2단 배기밸브는 각기 소정압력 이상의 배기되는 가스압력에 의해 각각의 밸브시트로부터 부상하여 개방되고, 배기되는 가스압력이 일정 이하일 때에는 자중에 의해 각각의 밸브시트에 밀착하는 금속볼로 형성되며, 상기 밸브시트들은 상기 펌프 몸체 실린더의 상부로 개방되게 형성되어 상기 금속볼들이 상기 개방된 부위를 통해 상측에서 자중에 의해 상기 각각의 밸브시트에 안치된 후 상기 흡입구와 배기구가 구비되어 있는 탑커버의 조립에 의해 보호되도록 구성되며, 상기 제1단 배기통로를 개폐하는 금속볼이 상기 제2단 배기통로를 개폐하는 금속볼보다 상대적으로 크기와 중량을 더 크게 형성하고, 상기 각각의 밸브시트들에 형성된 배기구멍 역시 상기 금속볼들의 크기에 연동하여 1단 측의 배기구멍을 2단 측의 배기구멍보다 상대적으로 크게 형성하여 배기량이 많고 큰 배기속도가 요구되는 초기 저 진공 작업공정 하에서 상기 루츠 형의 1단 실린더를 통해 압축된 가스가 상기 1단 측의 배기구멍 및 배기밸브를 통해 다량으로 신속하게 배기될 수 있게 형성된 것을 특징으로 하는 2단형 건식 진공펌프.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 1단 배기통로와 상기 2단 배기통로는 배기구에 접하는 연결공간을 통해 하나로 통합되는 것을 특징으로 하는 2단형 건식 진공펌프.
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