KR19990028828A - 오일 펌프를 갖춘 오일 밀봉된 베인-타입 회전 진공 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전자(3) 및 오일 펌프(45, 46)를 갖춘, 오일 밀봉된 베인-타입 회전 진공 펌프(1)에 관한 것이다. 상기 오일 펌프의 흡입 챔버에는 가스 및 오일을 제공하기 위한 공급부(64, 65)가 설치된다; 진공 펌프에 가스/오일-혼합물을 공급하는 과정을 단순화하기 위해, 처음에는 오일만 그리고 그 다음에는 오일뿐만 아니라 공기가 상기 오일 펌프(45, 46)의 순환 배기량내로 흡입되도록 가스 및 오일용 공급부가 배치되는 것이 제안된다.

Description

오일 펌프를 갖춘 오일 밀봉된 베인-타입 회전 진공 펌프

청구항 1의 서문의 특징을 갖는 베인-타입 회전 진공 펌프는 독일 특허 출원 공개 명세서 3922417호에 공지되어 있다. 선행 기술에 따르면, 오일 펌프의 이송 챔버내로 가스 및 오일을 공급하는 공급부는, 상기 오일 펌프가 처음에는 단지 공기만을 그리고 그 다음에는 오일만을 흡입하도록 배치된다. 바로 다음의 베인이 순환되는 배기량을 공기 흡입 개구로부터 분리시킨 후에 비로소 오일용 흡입 개구가 개방될 수 있도록 공기용 흡입 개구와 오일용 흡입 개구 사이의 간격이 측정됨으로써, 상기 흡입 동작이 이루어진다. 공기와 오일의 동시 흡입은 불가능하다. 따라서 공지된 해결책은 둘레에 걸쳐 균일하게 분배된 적어도 3개의 베인을 갖춘 오일 펌프의 사용을 전제로 한다. 상기와 같은 펌프를 사용해야만 펌프의 스타팅 상태에서도 오일이 흡입될 수 있다. 오일을 공급하지 않으면, 짧은 시간 후에 오일 펌프뿐만 아니라 오일을 공급하는 베인-타입 회전 진공 펌프가 손상을 입을 수 있다. 3개의 베인을 갖춘 베인-타입 회전 진공 펌프로 형성된 오일 펌프는 복잡하기 때문에 비용이 많이 든다. 또한, 막힐 위험이 있는 노즐에 의해서만 흡입된 공기 또는 흡입된 오일의 량이 조절될 수 있다는 단점이 있다.

유럽 특허 출원서 474066호에는 마찬가지로 베인-타입 회전 진공 펌프로 형성된 오일 펌프에 공급되는 가스 및 오일을 오일 펌프내로 유입시키기 전에 혼합하는 것이 공지되어 있다. 이를 위해 벤튜리-노즐이 사용된다. 상기 벤튜리-노즐의 영역내에서는 공기 및 오일이 병진한다. 그럼으로써 압력 강하가 이루어지고, 그 결과 동반된 가스가 오일에 부가된다. 상기 해결책도 또한, 특히 벤튜리-노즐의 사용 때문에 기술적으로 비교적 비용이 많이 든다.

본 발명은, 오일 펌프를 포함하고, 상기 펌프의 흡입 챔버에 오일 및 가스를 공급하기 위한 공급부가 설치된, 오일 밀봉된 베인-타입 회전 진공 펌프에 관한 것이다. 상기 오일에 가스, 바람직하게는 공기를 부가함으로써 상기 진공 펌프의 동작 소음이 감소된다.

본 발명의 그 밖의 장점 및 세부 사항은 도 1 및 도 2에 도시된 실시예를 참조하여 하기에 자세히 설명된다:

도 1은 본 발명에 따른 베인-타입 회전 진공 펌프의 종단면도이고,

도 2는 오일 펌프가 삽입된 지지부의 평면도이다.

본 발명의 목적은, 가스-오일 혼합물을 매우 간단하게 공급할 수 있도록 서문에 언급된 방식의 오일 밀봉된 진공 펌프를 형성하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라 청구항 1의 특징에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 진공 펌프에서는, 베인-타입 회전 진공 펌프로 형성된 오일 펌프 및/또는 오일과 공기를 혼합하기 위해 상기 오일 펌프 이외의 별개의 수단을 사용할 필요가 없다. 먼저 오일이 그리고 그 다음에 공기와 오일이 동시에 흡입됨으로써, 오일 펌프내에서 미리 가스와 오일이 효과적으로 혼합된다. 먼저 오일의 흡입 그리고 그 다음에 오일과 공기의 흡입은 동일한 배기량으로 이루어진다. 회전 베인을 갖춘, 그리고 공기 및 가스의 흡입 개구가 배기량을 계속적으로 분리해야만 하는 오일 펌프도 더 이상 필요치 않다. 본 발명의 특별한 장점은 또한, 흡입된 공기가 공기용 흡입 개구의 각도 위치를 결정할 수 있다는 점이다. 이송된 혼합물내의 공기-/오일-부분에 영향을 주기 위해 노즐을 사용할 필요도 없다.

도시된 펌프(1)는 하우징(2), 회전자(3) 및 구동 모터(4)와 같은 부품을 포함한다.

하우징(2)은 외부벽(5), 덮개(6), 흡입 챔버(8, 9) 및 지지 보어(11)를 갖는 내부(7), 단부 플레이트(12) 및 상기 흡입 챔버(8, 9)의 전면을 폐쇄시키는 지지부(13)를 포함하고, 대체로 포트형으로 형성된다. 지지 보어(11)의 축은 도면 부호 (14)로 표기된다. 외부벽(5)과 내부(7) 사이에는 펌프의 동작 동안 부분적으로 오일로 채워지는 오일 챔버(17)가 있다. 상기 오일 챔버내의 오일 상태를 조절하기 위해 덮개(6)에 2개의 오일 눈(18, 19)(최대, 최소 오일 상태)이 제공된다. 오일 유입관 및 오일 배출관은 도시되지 않았다. 오일조는 도면 부호 (20)으로 표기된다.

내부(7)의 내부에는 회전자(3)가 있다. 상기 회전자는 일체로 형성되고, 전면에 배치된 2개의 고정 섹션(21, 22)과 상기 고정 섹션(21, 22) 사이에 있는 하나의 지지 섹션(23)을 포함한다. 지지 섹션(21, 22)에는 2개의 베인(26, 27)을 위한 슬롯(24, 25)이 설치되어 있다. 도 1에 따른 도시는, 베인 사이의 갭(28, 29)이 도면 평면에 놓이도록 선택되었다. 베인 슬롯(25, 26)이 각각 회전자의 관련 전면으로부터 밀링 됨으로써, 간단한 방법으로도 정확한 슬롯 치수가 얻어질 수 있다. 지지 섹션(23)은 상기 고정 섹션(21, 22) 사이에 있다. 지지 섹션(23) 및 지지 보어(11)는 회전자의 지지부를 형성한다.

고정 섹션(22) 및 관련 흡입 챔버(9)의 직경은 흡입 챔버(8)를 갖는 고정 섹션(21) 보다 더 크다. 고정 섹션(22) 및 흡입 챔버(9)는 고진공단을 형성한다. 상기 고진공단(9, 22)의 유입구는 동작 동안 흡입관(30)과 연결된다. 고진공단(9, 22)의 배출구 및 예비진공단(8, 21)의 유입구는 하우징 보어(31)를 통해 연결되며, 상기 하우징 보어는 흡입 챔버(8, 9)의 축에 평행하게 뻗는다. 상기 예비진공단(8, 21)의 배출구는 오일 챔버(17)내로 개방되어 있다. 상기 오일 챔버내에서 오일을 함유하는 가스가 안정되어 배출관(33)을 통해 펌프(1)를 떠난다. 개관을 명확히 하기 위해, 2개 펌프단의 유입 개구 및 배출 개구는 도 1에 도시하지 않았다. 펌프의 하우징(2)은 최소의 부분으로 구성되는 것이 합목적적이다. 적어도 상기 2개의 흡입 챔버(8, 9) 및 오일 챔버(17)를 감싸는 벽섹션(5, 7)만은 일체형으로 형성되어야 한다.

회전자 구동용 보어(35)를 갖는 지지부(13)는 지지 보어(11)의 축(14)과 동축으로 배치된다. 상기 지지부는 직접 상기 구동 모터(4)의 샤프트(35)가 될 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서 상기 구동 샤프트(36)의 자유 전면과 회전자(3) 사이에는 커플링 부재(37)가 제공된다. 한편으로 구동 샤프트(36)와 커플링 부재(37)의 커플링 종류 및 방식, 그리고 다른 한편으로 상기 구동 샤프트(36)와 회전자의 커플링 종류 및 방식은 자세하게 기술되지 않았다. 상기 커플링 종류 및 방식은 독일 특허 출원 명세서 43 25 285호에 자세하게 기술되어 있다.

도시된 펌프에는 하나의 오일 펌프가 장치되어 있다. 상기 오일 펌프는 모터 측면으로부터 지지부(13)내로 삽입된 흡입 챔버(45)로 구성되며, 상기 흡입 챔버는 상기 챔버 내부에서 회전되는 타원형의 편심기(46)를 포함한다. 나선형 스프링(48)의 압력하에 있는 스토퍼(47)가 상기 편심기에 접해 있다. 오일 펌프의 편심기(46)는 커플링 부재(37)의 구성 부품이다. 편심기는 고정적으로 또는 포지티브하게 - 단지 축방향 유격만을 가지고 - 커플링 부재(37)와 연결된다.

오일 펌프(45, 46)를 도시한 실시예에서 지지부(13)는, 모터(4)를 향한 상기 지지부의 측면상에 원형의 리세스(58)를 포함하며, 상기 리세스 내부에는 플레이트(59)가 있다. 플레이트의 위치는 구동 모터(4)의 하우징(61)에 의해 지지된다. 상기 플레이트는 구동 모터(4)의 샤프트(36)에 의해 관통되는 하나의 중앙 보어(62)를 포함한다. 플레이트(59)는 또한 오일 펌프(45, 46)의 흡입 챔버(45)를 제한하는 기능을 한다.

오일 챔버(17)로부터 나오는 공기는 제 1채널(64)을 통해, 오일조(20)로부터 나오는 오일은 제 2채널(65)을 통해 오일 펌프(45, 46)에 공급된다. 오일 펌프를 떠나는 공기-오일-혼합물은 지지 보어(11)(개구, 67)내로 연결된 채널(66) 내부로 유입된다. 관통하는 레이디얼 보어(68)는 개구(67)의 크기로 지지 저널(23)에 제공되며, 하나의 노즐(70)을 갖는 축방향 보어(69)가 상기 레이디얼 보어로부터 갭(28)의 방향으로 분기된다. 한편으로 채널(66)의 개구(67)의 위치 및 다른 한편으로 지지 저널(23)내의 레이디얼 보어(68)의 개구의 위치는, 상기 베인(26)이 T-상태를 취하는 경우에만 잠깐 동안 채널(66)로부터 나오는 오일이 보어(68)내로 유입될 수 있도록 선택된다. 레이디얼 보어(68)가 지지 저널(23)을 완전히 관통하면 2개의 개구가 존재하게 되며, 그 결과 베인이 T-상태를 취할 때는 언제나 오일 펌프(45, 46)에 대한 결합이 이루어지게 된다. 베인(26)은 회전자(3)가 회전될 때마다 상기와 같은 T-상태를 2번 취한다. 이러한 상태에서는 갭(28)이 최소 부피를 갖는다. 노즐을 통해 각각 단시간 동안 상기 갭(28)내로 분사된 오일-공기-혼합물은 상기 갭(28)을 거쳐 압력 없이 흡입 챔버(8)내에 이른다. 또한, 갭(28)으로부터 흡입 챔버(8) 내부까지 뻗는 하나의 홈(71)이 덮개(12)의 내부면에 제공된다. 갭(28)과 흡입 챔버(8)의 연결을 계속적으로 유지하기 위해, 고정 섹션(21)의 자유 전면의 중앙에는 휘어진 그루우브(72)가 부가적으로 설치된다.

본 발명에 따른 진공 펌프가 일단(single-stage) 펌프이면, 오일-공기-혼합물의 주요 부분은 보어(66, 68, 69) 및 갭(28)을 거쳐 흡입 챔버(8)내로 유입되고, 그곳으로부터 오일 챔버(17)내로 되돌아간다. 오일의 매우 적은 부분만이 지지 보어(11) 및 지지 저널(23) 사이의 지지 간극내에 이르러 상기 지지부에 윤활유를 공급한다. 윤활유도 마찬가지로 지지 간극을 거쳐 흡입 챔버(8)내에 이른다. 본 발명에 따른 진공 펌프가 - 도 1에 따른 실시예에 도시된 바와 같이 - 2단으로 형성되면, 제 3의 오일-공기-부분 흐름이 고진공펌프단(9, 22)의 방향으로 상기 지지부(11, 23)의 지지 간극내로 유입된다. 상기 오일-공기-혼합물이 고진공단 내부에 이르면, 오일내에 함유된 공기가 상기 진공 펌프의 최종 압력 특성에 나쁜 영향을 미치게 된다. 따라서, 채널(66)의 개구(67)로부터 고진공단의 흡입 챔버(9)에 이르는 도중에 가스 분리 단계가 있게 된다. 또한, 지지 저널(23)에 하나의 순환 홈(74)이 제공되며, 중간 진공(보어(31))과 연결된 하나의 보어(75)가 상기 홈의 크기로 홈내로 삽입된다.

도 2는 지지 부재(13)의 평면도이다. 오일 펌프의 구형의 흡입 챔버(45)가 지지 부재(13)내로 삽입된다. 흡입 챔버내에는 타원형으로 형성된 회전자(46)가 있으며, 스토퍼(47)가 하부로부터 상기 회전자에 접한다. 회전 방향은 화살표로 표시된다. 제일 먼저 오일 공급부(81)가 오일의 부피를 확대시키는 배기량내로 (스토퍼(47)의 우측으로) 삽입된다. 상기 오일 공급부는 지지 부재(13)의 표면에서 홈으로서 형성되고, 오일 공급 채널(65)(도 1)의 개구로부터 흡입 챔버(45) 내부까지 뻗는다. 오일 공급부는 측면으로 분기되는 홈(82)을 통해 스토퍼(47)의 뒷면과 연결되어 상기 스토퍼에 윤활유를 공급하고, 스토퍼 슬롯 내부에서의 압력 하중 경감에 영향을 준다.

공기 공급부(83)는 각도(α) 만큼 변위되어 흡입 챔버(45)내로 삽입된다. 상기 공기 공급부도 또한 홈으로서 형성되고, 공기 공급 채널(64)(도 1)과 연결된다.

흡입된 오일-공기-혼합물은 각각의 배기량으로부터 배출구(84)로 이송된다. 상기 배출구는 채널(66)(도 1)과 연결된 하나의 홈으로 형성된다.

오일-공기-혼합물에서 공기가 차지하는 부분은 각도(α)(오일 공급부와 공기 공급부 사이의 방위 간격)의 크기에 의존한다. 상기 각도(α)를 변동시킴으로써 오일-공기-혼합물에서 공기가 차지하는 부분이 영향을 받을 수 있다. 각도(α)의 크기는 5° 내지 90°, 바람직하게는 30° 내지 40°이다. 중요한 것은, - 이것은 도시된 것과 다르게 형성된 회전자에도 또한 적용된다 - 흡입 단계의 주단계 동안에는 오일뿐만 아니라 공기도 흡입된다는 사실이다.

Claims (8)

1. 회전자(3) 및 오일 펌프(45, 46)를 포함하고, 상기 오일 펌프의 흡입 챔버에 가스 및 오일용 공급부(64, 65)가 장치된, 오일 밀봉된 베인-타입 회전 진공 펌프에 있어서, 오일 펌프(45, 46)의 순환 배기량내로 먼저 오일만 흡입되고, 그 다음에는 오일뿐만 아니라 공기가 흡입되도록 가스 및 오일용 공급부(64, 65)가 배치되는 것을 특징으로 하는, 오일 밀봉된 베인-타입 회전 진공 펌프.
2. 제 1항에 있어서, 오일 펌프(45, 46)는 회전자(46) 및 상기 회전자에 접하는 스토퍼(47)를 포함하는 것을 특징으로 하는 베인-타입 회전 진공 펌프.
3. 제 2항에 있어서, 회전자(46)는 타원 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 베인-타입 회전 진공 펌프.
4. 제 1항, 2항 또는 제 3항에 있어서, 오일 펌프(45, 46)는 베인-타입 회전 펌프내에 통합되고, 회전자(3)용 구동 샤프트(36)와 커플링 되는 것을 특징으로 하는 베인-타입 회전 진공 펌프.
5. 제 4항에 있어서, 오일 펌프(45, 46)의 흡입 챔버(45)는 구동측으로 지지 부재(13)내에 삽입되며, 지지 부재(13)상에 있는 플레이트(59)는 흡입 챔버벽 중 하나의 벽을 형성하는 것을 특징으로 하는 베인-타입 회전 진공 펌프.
6. 제 5항에 있어서, 지지 부재(13) 및/또는 플레이트(59)에 홈(81 내지 84)이 제공되며, 상기 홈은 오일 펌프(45, 46)의 흡입 챔버(45)내로 개방되는 것을 특징으로 하는 베인-타입 회전 진공 펌프.
7. 제 2항 및 제 6항에 있어서, 오일을 안내하는 홈(81)은 분기부(82)를 통해 스토퍼 슬롯과 연결되는 것을 특징으로 하는 베인-타입 회전 진공 펌프.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 오일 펌프(45, 46)의 배출구(84)는 하우징 및 지지 부재(23)내에 있는 채널(66, 68, 69)을 통해 갭(28)과 연결되는 것을 특징으로 하는 베인-타입 회전 진공 펌프.