KR20000034895A - 펌프장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경제적이면서 편리한 운전이 가능하고, 풋 프린트의 축소에 의하여 용이하게 설치할 수 있으며, 또한 우수한 내구성 및 펌프성능을 발휘할 수 있고, 비교적 저렴하게 제조할 수 있는 펌프장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

루트펌프 (3) 에 전동장치 (2) 를 통하여 전동모터 (4) 를 접속하고, 전동모터 (4) 에 일체적으로 형성된 인버터 (7) 를 접속한다. 전동모터 (4) 에 인버터 (7) 를 상방에서 맞닿게 하고, 이것들과 전동장치 (2) 와 루트펌프 (3) 에 공통하여 냉각수를 순환시켜 냉각하는 것을 해결수단으로 한다.

Description

펌프장치 {PUMP APPARATUS}

본 발명은 전동모터에 의하여 루트펌프 등의 펌프를 구동하고, 그 펌프에 의하여 펌프작용을 행하는 펌프장치에 관한 것이다.

시판되고 있는 펌프장치는 루트펌프 등의 펌프에 전동장치를 통하여 전동모터가 접속되어 있다. 예컨대, 2 개로 1 조를 이루는 로터를 가지는 루트펌프를 사용한 시판중의 펌프장치에서는, 그 루트펌프의 한 회전축의 일단에 전동모터의 구동축이 연결되어 있음과 동시에 그 타단에 타이밍 기어가 연결되고, 이 타이밍 기어에는 상기 회전축과 평행으로 연재 (延在) 하는 다른 회전축에 연결된 다른 타이밍 기어가 맞물려 있다. 단단의 루트펌프에서는, 단일의 펌프실이 형성되어 있고, 각 회전축에는 이 펌프실내에서 회전운동을 할 수 있도록 각각 로터가 유지되어 있다. 또한, 다단의 루트펌프에서는, 순차적으로 연통되는 복수의 펌프실이 형성되어 있고, 각 회전축에는 각 펌프실내에서 회전운동을 할 수 있도록 각각 로터가 유지되어 있다.

이러한 펌프장치의 전동모터의 스위치를 ON 으로 하면, 이에 의하여 루트펌프가 구동된다. 이 때문에, 단일 또는 복수의 펌프실내에서 각 로터가 서로 맞물려 회전하므로, 흡입구로부터 예컨대 공기 등을 흡입하고, 배기구로부터 그 공기 등을 토출하는 펌프작용을 행할 수가 있다. 이에 의하여, 어느 한 실내를 진공상태로 하여 감압실로 하는 것이 가능하다.

그러나, 상기 시판중의 펌프장치에서는, 전동모터의 구동축이 일정 회전수로 밖에 회전될 수 없다. 이 때문에, 이 펌프장치에서는, 예컨대 감압실의 진공도를 유지하고자 하는 요구 하에서도 불필요한 전력을 소비하게 되어 비경제적임과 동시에, 펌프성능을 변화시킬 수가 없다는 점에서, 급속히 어느 한 실내를 진공상태로 하고자 하는 요구에 대처할 수 없어 불편하다.

이런 점에서, 전동모터에 인버터를 접속하는 것도 고려되고 있다. 이렇게 하면, 소비되는 전력도 변화시키면서 전동모터의 구동축의 회전수를 변화시키고, 이들을 선택할 수도 있는 점에서, 경제적이면서 편리한 운전이 가능해진다.

그러나, 전동모터와는 별체인 일반적인 인버터를 채용하면, 펌프장치에 인버터 자체를 배치하기 위한 스페이스가 필요해지고, 펌프장치의 설치장소 (풋 프린트) 가 확대되어, 설치가 곤란한 경우도 발생한다. 특히, 일반적인 인버터는 내부의 트랜스 등에서 발생되는 열을 냉각시킬 수 있도록 독자적인 팬 또는 핀을 가지므로, 대형이고, 이러한 불편함이 많다.

한편, 전동모터와 일체인 인버터를 채용해도, 전동모터 및 인버터를 팬 등으로 공냉처리하는 것만으로는, 전동모터가 마찰열 등을 발생시키고, 인버터가 트랜스 등에 의하여 열을 발생시켜도, 이들 열은 팬 등을 비교적 크게 하지 않으면 충분히 냉각되지 않아, 이것들이 뜨겁게 되어 버린다. 이 때문에, 이것들에 있어서, 고무부재 등의 열화 또는 윤활이 불충분해져 우수한 내구성을 발휘시킬 수 없음과 동시에, 펌프에 그 열이 전달되어, 유체의 압축효율을 유지하지 못하므로 펌프성능이 떨어지게 될 우려도 있다.

또한, 펌프 및 전동장치를 냉각시키는 수단과, 전동모터 및 인버터를 냉각시키는 수단을 각각 독립시켜 설치하면, 비용 급등과도 연결된다.

본 발명은 상기 종래의 실상을 감안하여 이루어진 것으로, 경제적이면서 편리한 운전이 가능하고, 풋 프린트의 축소에 의하여 용이하게 설치할 수 있고, 우수한 내구성 및 펌프성능을 발휘할 수 있으며, 비교적 저렴하게 제조할 수 있는 펌프장치를 제공하는 것을 해결과제로 하고 있다.

도 1 은 실시형태 1 의 펌프장치의 사시도.

도 2 는 실시형태 1 의 펌프장치의 평면도.

도 3 은 실시형태 1 의 펌프장치의 측면도.

도 4 는 실시형태 1 의 펌프장치에 관계되고, 도 2 및 도 3 의 Ⅳ-Ⅳ 의 화살표 방향에서 바라 본 단면도.

도 5 는 실시형태 2 의 펌프장치에 관계되고, 도 4 와 동일한 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2 : 전동장치 3 : 펌프 (루트펌프)

4 : 전동모터 7 : 인버터

본 발명의 펌프장치는 펌프와, 상기 펌프에 전동장치를 통하여 접속된 전동모터를 가지는 펌프장치로서, 상기 전동모터에는 일체적으로 형성된 인버터가 접속되고, 상기 펌프, 상기 전동장치, 상기 전동모터 및 상기 인버터는 공통하여 냉각유체가 순환될 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 펌프장치에서는, 전동모터에 인버터가 접속되어 있기 때문에, 소비되는 전력도 변화시키면서 전동모터의 구동축의 회전수를 변화시키고, 이들을 선택할 수도 있는 점에서, 경제적이고도 편리한 운전이 가능해진다.

또한, 이 펌프장치에서는, 전동모터와 인버터가 일체로 형성되어 있기 때문에, 전동모터와 함께 인버터를 배치할 수 있고, 펌프장치의 풋 프린트가 그다지 확대되지 않고, 설치가 용이하다.

나아가, 이 펌프장치에서는, 펌프, 전동장치, 전동모터 및 인버터가 순환되는 냉각유체에 의하여 냉각될 수 있다. 이 때문에, 이 펌프장치에서는 펌프가 마찰열 또는 공기 등의 유체를 고압으로 할 때에 열을 발생시키고, 타이밍 기어 등의 전동장치가 마찰열을 발생시키고, 전동모터가 마찰열 등을 발생시키고, 인버터가 트랜스 등에 의하여 열을 발생시켜도, 이것들의 열은 충분히 냉각되어, 이것들이 뜨거워지는 경우는 없다. 이 때문에, 이것들에 있어서, 고무부재 등의 열화 또는 윤활이 충분하다는 점에서 우수한 내구성을 발휘시킴과 동시에, 유체의 압축효율을 유지하여 우수한 펌프성능도 발휘할 수 있다.

또한, 이 펌프장치에서는, 펌프, 전달장치, 전동모터 및 인버터의 냉각이 공통하여 순환될 수 있는 냉각유체에 의하여 이루어지므로, 각각 독립적으로 냉각시키는 경우에 비하여 비용의 절감도 실현되고 있다.

따라서, 본 발명의 펌프장치는, 경제적이면서도 편리한 운전이 가능하고, 풋 프린트의 축소에 의하여 용이하게 설치할 수 있으며, 또한 우수한 내구성 및 펌프성능을 발휘할 수 있어, 비교적 저렴하게 제조할 수 있는 것이다.

인버터는 전동모터에 맞닿아 있는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 냉각유체가 순환되어 냉각되는 전동모터에 인버터의 열이 전도되고, 인버터 자체에 냉각유체의 순환회로 또는 팬, 핀 등을 형성하지 않아도 전동모터 등에 공통하여 순환되는 냉각유체에 의하여 인버터를 냉각시킬 수 있고, 또한 인버터 자체도 소형화시킬 수 있다. 이 때문에, 비용절감과 풋 프린트의 축소에 의한 설치의 용이성을 더 한층 실현시킬 수 있다. 또한, 인버터와 전동모터가 맞닿는 면적은 인버터의 발열량에 따라서 설정할 수 있다.

이렇게 하여, 인버터를 전동모터에 맞닿게 할 경우, 펌프로서 루트펌프를 채용한다면, 그 루트펌프의 복수의 회전축이 이루는 평면상에 인버터를 위치시키는 것이 바람직하다. 예컨대, 루트펌프의 복수의 회전축이 상하 방향으로 병렬된다면, 인버터를 전동모터의 상방에 맞닿게 하는 것이 바람직하고, 루트펌프의 복수의 회전축이 수평 방향으로 병렬된다면, 인버터를 전동모터의 측방에 맞닿게 하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 루트펌프와 전동모터가 이루는 불필요한 스페이스에 인버터가 위치하게 되어, 스페이스가 감소되기 때문이다. 특히, 루트펌프의 복수의 회전축을 상하 방향으로 병렬하는 경우에는, 풋 프린트를 축소시킬 수 있으므로, 설치의 곤란성을 완화할 수도 있다.

이하에서, 본 발명을 구체화한 실시형태 1, 2 를 도면을 참조하면서 설명하기로 한다.

(실시형태 1)

이 펌프장치에서는, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 기대 (基臺; 1) 상에 전동장치 (2) 를 일체로 가지는 루트펌프 (3) 와, 전동모터 (4) 와, 제어반 (5) 과, 유량계 (6) 가 고정되어 있다.

루트펌프 (3) 는 2 개로 1 조를 이루는 도시되지 않은 로터를 5 조 가지는 것으로, 도 4 에 나타낸 바와 같이, 이 루트펌프 (3) 의 하나의 회전축 (3a) 은 하방에 있어서 수평으로 연재되고, 다른 회전축 (3b) 은 회전축 (3a) 의 상방에 있어서 수평으로 연재되고 있다. 루트펌프 (3) 의 외곽을 이루는 하우징에는 순차적으로 연통되는 5 개의 도시되지 않은 펌프실이 형성되어 있고, 회전축 (3a) 에 각 펌프실내에서 회전운동을 할 수 있도록 5 개의 로터가 고정되고, 회전축 (3b) 에 각 펌프실내에서 회전운동을 할 수 있도록 5 개의 로터가 고정되어 있다. 또한, 이 루트펌프 (3) 의 하우징에는, 도 2 및 도 3 에 나타낸 바와 같이, 후술하게 될 순로 (順路) 를 이루는 워터 자켓 (3c) 이 형성되어 있다. 또한, 이 하우징에는 후방측의 제 1 단의 펌프실과 연통되는 도시되지 않은 흡입구와, 전방측의 제 5 단의 펌프실과 연통되는 도시되지 않은 배기구가 형성되어 있다.

루트펌프 (3) 의 전방에 일체로 형성된 전동장치 (2) 는 2 개로 1 조를 이루는 도시되지 않은 타이밍 기어를 상하 방향에서 1 조 갖는 것으로, 루트펌프 (3) 의 회전축 (3a) 의 전단은 하방의 타이밍 기어에 연결되고, 루트펌프 (3) 의 회전축 (3b) 의 전단은 상방의 타이밍 기어에 연결되어 있다. 이 전동장치 (2) 의 외곽을 이루는 하우징에도 후술하게 될 순로를 이루는 워터 자켓 (2a) 이 형성되어 있다.

전동모터 (4) 는 전동장치 (2) 의 보다 전방에 위치되어 있고, 전동모터 (4) 의 도시되지 않은 구동축도 커플링을 통하여 하방의 타이밍 기어에 연결되어 있다. 이 전동모터 (4) 의 외곽을 이루는 하우징의 상면은, 도 4 에 나타낸 바와 같이, 수평한 맞닿는 면 (4a) 으로 되어 있고, 맞닿는 면 (4a) 에 인버터 (7) 가 맞닿은 상태에서 일체적으로 고정되어 있다. 전동모터 (4) 의 하우징에도, 도 2 및 도 3 에 나타낸 바와 같이, 후술하게 될 순로를 이루는 워터 자켓 (4b) 이 형성되어 있다.

제어반 (5) 은 전동모터 (4) 의 보다 전방에 위치하고 있고, 이 제어반 (5) 은 전동모터 (4) 및 유량계 (6) 와 리드선에 의하여 접속되어 있다.

제어반 (5) 의 측방에 위치하는 유량계 (6) 에는 인렛 파이프 (inlet pipe: 6a) 와 아웃렛 파이프 (outlet pipe: 6b) 가 접속되어 있다. 인렛 파이프 (6a) 에는 도시되지 않은 공급장치로부터 냉각수가 공급되도록 되어 있고, 유량계 (6) 는 인렛 파이프 (6a) 또는 아웃렛 파이프 (6b) 내의 이 냉각수의 유량을 검출하여 리드선에 의하여 제어반 (5) 에 신호를 송출하도록 구성되어 있다.

인렛 파이프 (6a) 에는 파이프 (8) 가 접속되어 있고, 이 파이프 (8) 는 전동모터 (4) 의 전방에 위치하는 워터 자켓 (4b) 의 인렛 포트에 연통되어 있다. 전동모터 (4) 의 워터 자켓 (4b) 은 전후로 휘면서 전동모터 (4) 의 하우징을 일주하여 후방에 위치하는 아웃렛 포트까지 연통되어 있다. 전동모터 (4) 의 워터 자켓 (4b) 의 아웃렛 포트에는 파이프 (9) 가 접속되어 있고, 이 파이프 (9) 는 전동장치 (2) 의 워터 자켓 (2a) 의 인렛 포트에 연통되어 있다. 전동장치 (2) 의 워터 자켓 (2a) 은 상방으로 연재된 후에 폭방향으로 연재되고, 그 후 하방으로 연재된 후에 루트펌프 (3) 의 워터 자켓 (3c) 의 인렛 포트까지 연통되어 있다. 루트펌프 (3) 의 워터 자켓 (3c) 은 그 인렛 포트로부터 후방 (제 1 단 근방. 제 4 단 또는 제 5 단에서도 가능) 으로 연재된 후에 상방으로 연재되고, 폭방향으로 연재되고, 그 후 하방으로 연재되고, 전방으로 연재되고, 이하 상방ㆍ폭방향, 하방ㆍ전방으로의 연재를 반복하면서 전방에 위치하는 아웃렛 포트까지 연통되어 있다. 루트펌프 (3) 의 워터 자켓 (3c) 의 아웃렛 포트에는 파이프 (10) 가 접속되고, 이 파이프 (10) 는 아웃렛 파이프 (6b) 와 연통되어 있다.

이상과 같이 구성된 이 펌프장치에서는, 제어반 (5) 의 스위치를 ON 으로 하면, 인버터 (7) 를 통하여 회전수를 변화시키면서 전동모터 (4) 의 구동축을 회전시킬 수 있다. 이 때, 인버터 (7) 를 채용하고 있으므로, 소비되는 전력의 낭비도 발생되지 않는다. 이에 의하여, 전동장치 (2) 를 통하여 루트펌프 (3) 가 구동되고, 복수의 펌프실내에서 각 로터가 서로 맞물려 회전하므로, 흡입구로부터 공기를 흡입하고, 배기구로부터 그 공기를 토출하는 펌프작용을 행할 수 있다. 이로써, 어느 한 실내를 진공상태로 하여 감압실로 할 수 있게 된다. 특히, 이 펌프장치에서는, 인버터 (7) 를 채용하고 있으므로, 감압실의 진공도를 유지하려는 요구 하에서도 불필요한 전력을 소비하지 않고, 경제적이면서 펌프성능을 변화시킬 수 있다는 점에서, 급속하게 어느 한 실내를 진공상태로 하고자 하는 요구에도 대처할 수 있어 편리하다.

이 사이에, 이 펌프장치에서는, 공급장치로부터 공급되는 냉각수에 의하여, 전동모터 (4), 인버터 (7), 전동장치 (2) 및 루트펌프 (3) 가 냉각되므로, 루트펌프 (3) 가 마찰열 또는 공기의 유체를 고압으로 할 때 열을 발생시키고, 전동장치 (2) 가 마찰열을 발생시키고, 전동모터 (4) 가 마찰열 등을 발생시키고, 인버터 (7) 가 트랜스 등에 의하여 열을 발생시켜도, 이것들의 열은 충분히 냉각되어, 이것들이 뜨거워지는 경우는 없다. 이 때문에, 이것들에 있어서 고무부재 등의 열화 또는 윤활이 충분하다는 점에서 우수한 내구성을 발휘할 수 있음과 동시에, 공기의 압축효율을 유지하여 우수한 펌프성능도 발휘할 수 있다.

특히, 이 펌프장치에서는, 인버터 (7) 가 전동모터 (4) 의 상방에서 맞닿아 있으므로, 냉각수가 순환되어 냉각되는 전동모터 (4) 에 인버터 (7) 의 열이 전도되고, 인버터 (7) 자체에 냉각수의 순환회로 또는 팬, 핀 등을 형성하지 않아도, 전동모터 (4) 등에 공통하여 순환되는 냉각수에 의하여 인버터 (7) 를 냉각시킬 수 있고, 또한 인버터 (7) 자체도 소형화할 수 있다. 이 때문에, 비용절감과 풋 프린트의 축소에 의한 설치의 용이성을 더 한층 실현할 수 있다.

또한, 이 펌프장치에서는, 전동모터 (4), 인버터 (7), 전동장치 (2) 및 루트펌프 (3) 의 냉각이 공통하여 순환할 수 있는 냉각수에 의하여 이루어지고 있기 때문에, 각각 독립적으로 냉각시키는 경우에 비하여 비용절감도 실현되고 있다.

나아가, 이 펌프장치에서는, 루트펌프 (3) 의 복수의 회전축 (3a, 3b) 을 상하 방향으로 병렬하고, 인버터 (7) 를 전동모터 (4) 의 상방에 맞닿게 하고 있으므로, 루트펌프 (3) 와 전동모터 (4) 가 이루는 불필요한 스페이스에 인버터 (7) 가 위치하게 되어 스페이스 절감이 이루어지게 된다. 또한, 이 때문에, 이러한 의미에서도 풋 프린트를 축소하여 설치의 곤란성을 완화시키고 있다.

(실시형태 2)

이 펌프장치에서는, 도 5 에 나타낸 바와 같이, 기대 (1) 상에 있어서, 루트펌프 (3) 의 복수의 회전축 (3a, 3b) 을 수평방향으로 병렬하고, 인버터 (7) 를 전동모터 (4) 의 측방에 맞닿게 하고 있다. 기타의 구성은 실시형태 1 과 동일하다.

이 펌프장치에서는, 풋 프린트의 축소에 의한 설치 곤란성의 완화는 얻을 수 없으나, 높이제한이 있는 장소에의 설치 용이성을 발휘하면서, 기타의 작용효과는 실시형태 1 과 동일하게 올릴 수 있다.

또한, 상기 실시형태 1, 2 에서는 루트펌프 (3) 를 사용하였으나, 본 발명에서는 기타의 펌프를 사용할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 펌프장치는 펌프와, 상기 펌프에 전동장치를 통하여 접속된 전동모터를 가지는 펌프장치로서, 상기 전동모터에는 일체적으로 형성된 인버터가 접속되고, 상기 펌프, 상기 전동장치, 상기 전동모터 및 상기 인버터는 공통하여 냉각유체가 순환될 수 있도록 한다. 이 펌프장치에서는, 전동모터에 인버터가 접속되어 있기 때문에, 소비되는 전력도 변화시키면서 전동모터의 구동축의 회전수를 변화시키고, 이들을 선택할 수도 있는 점에서, 경제적이고도 편리한 운전이 가능해진다. 또한, 이 펌프장치에서는, 전동모터와 인버터가 일체로 형성되어 있기 때문에, 전동모터와 함께 인버터를 배치할 수 있고, 펌프장치의 풋 프린트가 그다지 확대되지 않고, 설치가 용이하다. 나아가, 이 펌프장치에서는, 펌프, 전동장치, 전동모터 및 인버터가 순환되는 냉각유체에 의하여 냉각될 수 있다. 이 때문에, 이 펌프장치에서는 펌프가 마찰열 또는 공기 등의 유체를 고압으로 할 때에 열을 발생시키고, 타이밍 기어 등의 전동장치가 마찰열을 발생시키고, 전동모터가 마찰열 등을 발생시키고, 인버터가 트랜스 등에 의하여 열을 발생시켜도, 이것들의 열은 충분히 냉각되어, 이것들이 뜨거워지는 경우는 없다. 이 때문에, 이것들에 있어서, 고무부재 등의 열화 또는 윤활이 충분하다는 점에서 우수한 내구성을 발휘시킴과 동시에, 유체의 압축효율을 유지하여 우수한 펌프성능도 발휘할 수 있다. 또한, 이 펌프장치에서는, 펌프, 전달장치, 전동모터 및 인버터의 냉각이 공통하여 순환될 수 있는 냉각유체에 의하여 이루어지므로, 각각 독립적으로 냉각시키는 경우에 비하여 비용의 절감도 실현되고 있다. 따라서, 본 발명의 펌프장치는, 경제적이면서도 편리한 운전이 가능하고, 풋 프린트의 축소에 의하여 용이하게 설치할 수 있으며, 또한 우수한 내구성 및 펌프성능을 발휘할 수 있어, 비교적 저렴하게 제조할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따르면, 인버터는 전동모터에 맞닿게 되어 있다. 이렇게 하면, 냉각유체가 순환되어 냉각되는 전동모터에 인버터의 열이 전도되고, 인버터 자체에 냉각유체의 순환회로 또는 팬, 핀 등을 형성하지 않아도 전동모터 등에 공통하여 순환되는 냉각유체에 의하여 인버터를 냉각시킬 수 있고, 또한 인버터 자체도 소형화시킬 수 있다. 이 때문에, 비용절감과 풋 프린트의 축소에 의한 설치의 용이성을 더 한층 실현시킬 수 있다. 또한, 인버터와 전동모터가 맞닿는 면적은 인버터의 발열량에 따라서 설정할 수 있다. 이렇게 하여, 인버터를 전동모터에 맞닿게 할 경우, 펌프로서 루트펌프를 채용한다면, 그 루트펌프의 복수의 회전축이 이루는 평면상에 인버터를 위치시키는 것이 바람직하다. 예컨대, 루트펌프의 복수의 회전축이 상하 방향으로 병렬된다면, 인버터를 전동모터의 상방에 맞닿게 하는 것이 바람직하고, 루트펌프의 복수의 회전축이 수평 방향으로 병렬된다면, 인버터를 전동모터의 측방에 맞닿게 하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 루트펌프와 전동모터가 이루는 불필요한 스페이스에 인버터가 위치하게 되어, 스페이스가 감소되기 때문이다. 특히, 루트펌프의 복수의 회전축을 상하 방향으로 병렬하는 경우에는, 풋 프린트를 축소시킬 수 있으므로, 설치의 곤란성을 완화할 수도 있다.

Claims (2)

1. 펌프와, 상기 펌프에 전동장치를 통하여 접속된 전동모터를 가지는 펌프장치로서,

   상기 전동모터에는 일체적으로 형성된 인버터가 접속되고, 상기 펌프, 상기 전동장치, 상기 전동모터 및 상기 인버터는 공통하여 냉각유체가 순환할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 펌프장치.
2. 제 1 항에 있어서, 인버터는 전동모터에 맞닿게 되어 있는 것을 특징으로 하는 펌프장치.