KR102416986B1 - 내장형 호깅유로가 구비된 수봉식 진공펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내장형 호깅유로가 구비된 수봉식 진공펌프에 관한 것으로서, 호깅 부스터 기능을 갖는 유로가 내장형으로 구성됨으로 인해 기존 외장형 구조로 인한 파손 및 가스 누설이 방지되고, 이에 따른 안정성 및 내구성을 향상시키는 효과를 나타내기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 가스의 흡입이 이루어지는 가스 흡입구(11) 및 씰수의 공급이 이루어지는 씰수 공급구(12)가 각각 일측에 구비된 1단몸체(10)와, 상기 1단몸체(10)의 타측에 결합이 이루어지는 가운데 유입된 상기 가스와 씰수의 혼합 유체가 토출되는 혼합 유체 토출구(23)가 구비된 2단몸체(20)와, 상기 1단몸체(10)와 2단몸체(20)를 관통하는 내부 구동샤프트(30)에 의해 고속 회전이 이루어지는 임펠러(40)를 포함하는 구성을 이루는 수봉식 진공펌프에 있어서, 상기 1단몸체(10)의 내부에는 임펠러(40) 구동에 의해 가스와 씰수의 혼합 유동이 이루어지는 유체 혼합공간(13)이 구비되고; 상기 2단몸체(20)의 내부에는 유체 혼합공간(13)으로 부터 공급된 유체의 안내가 이루어지는 유체 안내공간(21) 및 상기 유체 안내공간(21)과 연통되어 혼합 유체를 혼합 유체 토출구(23)로 안내하기 위한 내부 호깅유로(22)가 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

내장형 호깅유로가 구비된 수봉식 진공펌프{Water ring vacuum pump with built-in hogging flow path}
본 발명은 수봉식 진공펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존 외장형으로 구성되어 있는 호깅유로를 내장형으로 변경함으로써 파손으로 인한 가스 누설을 방지함과 함께 펌프의 안정성 및 내구성을 향상시킬 수 있는 내장형 호깅유로가 구비된 수봉식 진공펌프에 관한 것이다.
일반적으로, 수봉식 진공펌프는 편심 배치되는 임펠러의 회전력이 내부에 충전되는 액체를 회전시키는 원심력을 발생시켜 기체를 압축하여 이송시키는 것으로, 베인펌프와 루츠펌프 등과 함께 대기압 부근의 압력범위의 저진공 펌프 및 대기압에서 저진공 및 고진공도까지 점진적으로 높은 진공을 형성하는 고진공 펌프로 구분된다.
한편, 고진공 펌프의 경우 펌프의 특성상 고진공을 형성시 저진공 대비 적은 풍량만 흡입이 가능하기 때문에, 저진공 운전시 고진공이 가능한 투스테이지(Two Stage) 구역을 통과하지 않고 바이패스를 위하여 호깅부스터 파이프(Hogging Booster Pipe)를 통해 저진공 펌프의 기능을 수행하다가 일정한 고진공에 도달시 파이프에 설치된 체크밸브의 폐쇄에 의해 바이패스 되지 않고 투스테이지 구역을 통과하여 고진공 펌프로 작동이 이루어지게 된다.
그러나, 종래 수봉식 진공펌프(100)의 경우는 도 1 및 도 2에서와같이 호깅파이프(110)가 외장형으로 구성됨으로 인해 운송, 설치, 운전 과정에서 호깅파이프(110) 소손으로 인한 사용가스의 누설 및 배관간섭의 문제가 발생되는 문제점이 있었다.
대한민국 특허등록 제2027219호(2019.09.25.등록) 대한민국 특허등록 제1694397호(2017.01.03.등록) 대한민국 특허등록 제433185호(2004.05.17.등록)
본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 기존 외장형으로 구비되어 있던 호깅 부스터 라인을 내장형으로 변경함으로써 체크밸브의 특성에 따른 기술적 요구를 반영, 파이프 파손으로 인한 가스의 누설을 방지토록 하는데 목적이 있다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 가스의 흡입이 이루어지는 가스 흡입구 및 씰수의 공급이 이루어지는 씰수 공급구가 각각 일측에 구비된 1단몸체와, 상기 1단몸체의 타측에 결합이 이루어지는 가운데 유입된 상기 가스와 씰수의 혼합 유체가 토출되는 혼합 유체 토출구가 구비된 2단몸체와, 상기 1단몸체와 2단몸체를 관통하는 내부 구동샤프트에 의해 고속 회전이 이루어지는 임펠러를 포함하는 구성을 이루는 수봉식 진공펌프에 있어서, 상기 1단몸체의 내부에는 임펠러 구동에 의해 가스와 씰수의 혼합 유동이 이루어지는 유체 혼합공간이 구비되고; 상기 2단몸체의 내부에는 유체 혼합공간으로 부터 공급된 유체의 안내가 이루어지는 유체 안내공간 및 상기 유체 안내공간과 연통되어 혼합 유체를 혼합 유체 토출구로 안내하기 위한 내부 호깅유로가 구비된 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 수봉식 진공펌프는, 호깅 부스터 기능을 갖는 유로가 내장형으로 구성됨으로 인해 기존 외장형 구조로 인한 파손 및 가스 누설이 방지되고, 이에 따른 안정성 및 내구성을 향상시키는 효과를 나타낸다.
또한, 판 체크밸브 및 볼 체크밸브 방식이 적용됨으로써 체크밸브 특성에 따른 유체 이동의 안정성 및 내구성과 적합한 재질선정이 확보될 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에서의 호깅 외장형 수봉식 진공펌프 외관 구조도.
도 2는 종래 기술에서의 호깅 외장형 수봉식 진공펌프 정면 구조도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 호깅 내장형 수봉식 진공펌프 외관 구조도.
도 4는 본 발명의 수봉식 진공펌프 정면 구조도.
도 5는 본 발명의 수봉식 진공펌프 평면 구조도.
도 6은 본 발명의 수봉식 진공펌프 측면 구조도.
도 7은 본 발명의 수봉식 진공펌프 내부 단면도.
도 8은 본 발명의 수봉식 진공펌프 토출 흐름도.
도 9는 도 8의 A부 확대도.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 호깅유로 코팅상태 단면 구조도.
이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
따라서, 도면에서 표현한 구성요소의 형상 등은 더욱 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기술의 기능 및 구성에 관한 상세한 설명은 생략될 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 내장형 호깅유로가 구비된 수봉식 진공펌프의 구성을 도 3 내지 도 9에 개시된 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
본 실시 예에서의 수봉식 진공펌프는, 가스의 흡입이 이루어지는 가스 흡입구(11) 및 씰수의 공급이 이루어지는 씰수 공급구(12)가 각각 일측에 구비된 1단몸체(10)와, 상기 1단몸체(10)의 타측에 결합이 이루어지는 가운데 유입된 상기 가스와 씰수의 혼합 유체가 토출되는 혼합 유체 토출구(23)가 구비된 2단몸체(20)와, 상기 1단몸체(10)와 2단몸체(20)를 관통하는 내부 구동샤프트(30)에 의해 고속 회전이 이루어지는 임펠러(40)를 포함하는 구성을 이루게 된다.
특히, 본 발명에서는 1단몸체(10)의 내부에 임펠러(40) 구동에 의해 가스와 씰수의 혼합 유동이 이루어지는 유체 혼합공간(13)이 구비되고, 상기 2단몸체(20)의 내부에는 유체 혼합공간(13)으로 부터 공급된 유체의 안내가 이루어지는 유체 안내공간(21) 및 상기 유체 안내공간(21)과 연통되어 혼합 유체를 혼합 유체 토출구(23)로 안내하기 위한 내부 호깅유로(22)가 구비된다
또한, 2단몸체(20)의 내부에는 유체 안내공간(21)과 내부 호깅유로(22) 사이에 유체 이동을 제한하기 위한 티타늄 재질의 판체크밸브(26) 또는 볼 체크밸브(27)가 선택적으로 구성될 수 있게 된다.
이때, 판체크밸브(26)는 유체 안내공간(21)과 내부 호깅유로(22) 사이에 형성된 유통공(26a)의 개폐를 위한 판 형상을 이루게 되며, 볼 체크밸브(27)는 다수의 유통공(28a)이 형성된 가이드관(28)에 상하로 유동 가능하게 구성된다. 이때, 상기 가이드관(28) 상부에는 볼 체크밸브(27)의 이탈을 방지하는 이탈방지구(29)가 결합 구성된다.
한편, 본 실시 예에서의 수봉식 진공펌프의 내부에는 1단몸체(10)와 2단몸체(20)를 구획하는 구획격벽(16)이 구성되고, 상기 구획격벽(16)의 하부에는 유체 혼합공간(13)과 유체 안내공간(21)을 연결하는 유통공(17)이 형성된 것을 확인할 수 있다.
도면 중 미설명 부호 15는 1단 콘이고, 25는 2단 콘을 각각 나타낸다.
이와 같은 구성을 이루는 본 발명 내장형 호깅유로가 구비된 수봉식 진공펌프의 동작에 따른 작용효과를 살펴보기로 한다.
본 실시 예에서의 수봉식 진공펌프는 고진공 운전에 적합한 2단 구조를 이루는 것으로서, 대기압에서 고객요구 진공도까지 도달하는 시간을 최소화 하는 특성을 갖게 된다.
이때, 본 발명에서는 유체를 혼합 유체 토출구(23)로 안내하는 호깅유로가 기존 외장형 구조에서 내부 호깅유로(22) 구조를 이루고 있기 때문에 1단몸체(10) 내의 유체 혼합공간(13)에서 혼합이 이루어진 가스와 씰수 혼합 유체가 2단몸체(20)의 유체 안내공간(21)을 통해 내부 호깅유로(22)로 안내가 이루어지게 된다.
특히, 유체 안내공간(21)과 내부 호깅유로(22) 사이에 판 체크밸브(26) 또는 볼 체크밸브(27)가 구성되어 있기 때문에, 각 체크밸브 특성에 따른 유체의 유통이 진공도 및 유체 압력에 따라 안정적으로 제어될 수 있게 된다.
또한, 구획격벽(16) 하부에 형성된 유통공(17)을 통한 유체의 내부 안내가 보다 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
따라서 본 발명의 수봉식 진공펌프는, 호깅 부스터 기능을 갖는 유로가 내장형으로 구성됨으로 인해 기존 외장형 구조로 인한 파손 및 가스 누설이 방지되고, 이에 따른 안정성 및 내구성을 향상시키는 효과를 나타낸다.
한편, 도 10는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수봉식 펌프 구성을 나타낸 것으로서, 내부 호깅유로(22)의 내벽면에는 유체와의 마찰력 저감을 위한 호깅 코팅층(22a)이 코팅 형성된다.
이때, 호깅 코팅층(22a)은 아미노수지40~60중량%, 폴리옥시에틸렌 15~30중량%, 소듐하이드록사이드 10~20중량%, α-벤질아크릴산 1~15중량%, 프로필렌글리콜 1~10중량%, 페녹시에탄올 1~10중량%의 비율로 혼합 조성을 이룸이 바람직하다.
이와 같은 호깅 코팅층(22a) 구성을 이루게 되면, 내부 호깅유로(22)를 통해 혼합 유체 토출구(23)로 토출이 이루어지는 유체의 마찰력이 저감되어질 수 있게 되어 소음 감소 및 토출 효율이 향상될 수 있게 된다.
특히, 호깅 코팅층(22a)에는 폴리옥시에틸렌 성분이 혼합되어 있기 때문에 코팅층의 표면 윤활성이 개선되며, 강염기성 수용액인 소듐하이드록사이드는 호깅 코팅층(22a)의 변색 및 변질을 방지하고, α-벤질아크릴산은 아미노수지의 촉매 작용에 따른 코팅층이 전체적으로 균일한 두께로 형성되어질 수 있게 된다. 또한, 추가 첨가된 프로필렌글리콜 및 페녹시에탄올은 각각 호깅 코팅층(22a)의 내구성을 향상시킴과 함께 진공 분위기에서의 내부 압력 변화로 인한 코팅 표면의 크랙 현상이 방지되는 이점을 나타낸다.
그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 수봉식 진공펌프 구조가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.
그러나 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.
10 : 1단몸체 11 : 가스 흡입구
12 : 씰수 공급구 13 : 유체 혼합공간
16 : 구획격벽 17 : 유통공
20 : 2단몸체 21 : 유체 안내공간
22 : 내부 호깅유로 23 : 혼합 유체 토출구
30 : 구동샤프트 40 : 임펠러

Claims (5)

  1. 가스의 흡입이 이루어지는 가스 흡입구(11) 및 씰수의 공급이 이루어지는 씰수 공급구(12)가 각각 일측에 구비된 1단몸체(10)와, 상기 1단몸체(10)의 타측에 결합이 이루어지는 가운데 유입된 상기 가스와 씰수의 혼합 유체가 토출되는 혼합 유체 토출구(23)가 구비된 2단몸체(20)와, 상기 1단몸체(10)와 2단몸체(20)를 관통하는 내부 구동샤프트(30)에 의해 고속 회전이 이루어지는 임펠러(40)를 포함하는 구성을 이루는 수봉식 진공펌프에 있어서,
    상기 1단몸체(10)의 내부에는 임펠러(40) 구동에 의해 가스와 씰수의 혼합 유동이 이루어지는 유체 혼합공간(13)이 구비되고;
    상기 2단몸체(20)의 내부에는 유체 혼합공간(13)으로 부터 공급된 유체의 안내가 이루어지는 유체 안내공간(21) 및 상기 유체 안내공간(21)과 연통되어 혼합 유체를 혼합 유체 토출구(23)로 안내하기 위한 내부 호깅유로(22)가 구비되며;
    상기 수봉식 진공펌프의 내부에는 1단몸체(10)와 2단몸체(20)를 구획하는 구획격벽(16)이 구성되고, 상기 구획격벽(16) 하부에는 유체 혼합공간(13)과 유체 안내공간(21)을 연결하는 유통공(17)이 형성되고;
    상기 2단몸체(20)의 내부에는 유체 안내공간(21)과 내부 호깅유로(22) 사이에 형성된 유통공(26a)의 개폐를 위한 판 체크밸브(26)가 구성되며;
    상기 2단몸체(20)의 내부에는 유체 안내공간(21)과 내부 호깅유로(22) 사이에 티타늄 재질의 볼 체크밸브(27)가 구성되되, 상기 볼 체크밸브(27)는 다수의 유통공(28a)이 형성된 가이드관(28)에 상하로 유동 가능하게 구성되며, 상기 가이드관(28)의 상부에는 볼 체크밸브(27)의 이탈을 방지하는 이탈방지구(29)가 결합 구성되고;
    상기 내부 호깅유로(22)의 내벽면에는 유체와의 마찰력 저감을 위한 호깅 코팅층(22a)이 코팅 형성되되, 상기 호깅 코팅층(22a)은 아미노수지, 폴리옥시에틸렌, 소듐하이드록사이드, α-벤질아크릴산, 프로필렌글리콜, 페녹시에탄올의 혼합 조성을 이루는 것을 특징으로 하는 내장형 호깅유로가 구비된 수봉식 진공펌프.
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