KR200261384Y1 - 진공 이젝터 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 진행하는 압축공기에 의하여 진공챔버에 직접 진공을 발생시키는 것에 의하여 반응 시간을 보다 신속하게 할 수 있는 진공 이젝터 장치에 관한 것이다. 본 고안에 따른 이젝터 장치에 있어서, 특히 이젝터부(20)는 압력챔버(21), 진공챔버(22), 출력챔버(23), 상기 진공챔버(22)와 출력챔버(23) 사이에 배치되고 체크밸브(25)가 제공된 한 쌍의 오리피스(26)를 통하여 상기 진공챔버(22)와 소통하는 밸브챔버(24), 이젝터부(20)의 양측부에 이젝터부(20)와 일체로 형성되는 두 세트의 직렬 다단 이젝터 노즐공(27,28,29)을 포함하되, 상기 압력챔버(21)로부터 상기 진공챔버(22)로 연장된 제1노즐공(27)에는 제1관체(30)가 진공챔버(22)측으로 돌출되도록 삽입되고, 상기 진공챔버(22)로부터 밸브챔버(24)로 연장된 제2노즐공(28)에는 단부에 흡입공(32)이 형성된 제2관체(31)가 진공챔버(22)측으로 돌출되도록 삽입되어, 상기 진공챔버(22) 내에서 상기 제1관체(30)와 제2관체(31)가 결합된다.

Description

진공 이젝터 장치{Vacuum ejector device}

본 고안은 진공 이젝터 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 다수의 이젝터노즐이 직렬로 나란하게 배치되는 소위 다중 이젝터 장치에 관한 것이다.

진공 이젝터 장치는 유입되는 압축공기가 이젝터 노즐을 통과하면서 장치 내에 진공을 발생시키고, 발생된 부압을 이용하여 물건이나 유체를 이송하는데 사용된다. 구조적으로 상기 진공 이젝터 장치는 흡입 공기양 또는 흡입력의 증가를 위하여 다단계로 배열되는 다수의 노즐들을 포함한다.

예를 들어 미국 특허 제3,959,864호 및 미국 특허 제4,466,778호에서는 다수의 분리된 형상의 노즐들이 케이싱의 축선 방향으로 직렬로 이젝터 케이싱에 조립된 이젝터 장치를 개시하고 있다. 그러나 이러한 종류의 다단 이젝터 장치는 직렬로 배열되는 노즐축들이 동일 중심선으로부터 실질적으로 약간씩 불일치함으로써 그 흡입 성능에 있어서 상당한 저하가 따른다는 문제점을 가지고 있다. 또한 이러한 문제를 해결하기 위하여는 이젝터 케이싱의 가공 작업시 뿐만 아니라 노즐 조립작업시에 보다 정밀한 작업이 요구되어 제작 비용의 상승을 초래하게 된다.

이에 이젝터 장치를 저렴하게 제공하기 위하여, 미국 특허 제4,960,364호(일본 공개특허 평2-37200호)에서 플라스틱 성형에 의하여 다단의 노즐이 일체로 형성된 이젝터 장치가 제안되었다.

도 1 및 도 2는 미국 특허 제4,960,364호에 제안된 진공 이젝터 장치를 도시한다. 이러한 이젝터 장치는 육면체 형상의 리드(101)와, 실질적으로 동일 평면을 갖는 육면체 형상의 이젝터부(102)를 포함한다.

리드(101)는 압축공기 유입포트(103)와, 각각 독립된 유입챔버(104) 흡입포트(105) 및 배출챔버(106)를 가지며, 상기 배출챔버(106)와 연통된 다수개의 배출포트(107)들이 평행하게 형성된다. 상기 배출챔버(106) 내에는 실질적으로 소음필터로서의 스폰지가 충진된다.

이젝터부(102)는 유입챔버(104)와 소통하는 압력챔버(108), 흡입포트(105)와 소통하는 진공챔버(109) 및 배출챔버(106)와 소통하는 출력챔버(110)를 포함하며, 압력챔버(108)와 진공챔버(109) 사이에는 제1밸브챔버(111)가 제공되고, 진공 챔버(109)와 출력챔버(110) 사이에는 제2밸브챔버(112)가 제공된다. 진공챔버(109)는 역류방지용 체크밸브(114)가 제공되는 한 쌍의 오리피스(113)들을 통하여 제1밸브챔버(111)와 소통한다. 진공챔버(109)는 또한 다른 쌍의 오리피스(115)를 통하여 제2밸브챔버(112)와 소통하고, 이러한 오리피스 쌍(115)에도 또 다른 역류방지용 체크밸브(116)가 제공된다. 두 세트의 이젝터 노즐은 이젝터부(102)에 일체로 성형된 장공으로서, 압력챔버(108)와 제1밸브챔버(111) 간을 소통시키는 제1노즐(118)과, 제1밸브챔버(111)와 제2밸브챔버(112) 간을 소통시키는 제2노즐(119)과, 제2밸브챔버(112)와 출력챔버(110) 간을 소통시키는 제3노즐(120)으로 이루어 진다.

이러한 구조를 가지는 종래의 진공 이젝터 장치는 작동시에, 압축 공기가 유입포트(103)를 통하여 압력챔버(108)로 공급되고, 그런 다음 제1노즐(118)을 통하여 제1밸브챔버(111)로 흐르고, 다시 제1밸브챔버(111)로부터 제2노즐(119)을 통하여 제2밸브 챔버(112)로, 그리고 제3노즐(120)을 통하여 출력챔버(110)로 흘러, 배출포트(107)를 통하여 외부로 배출된다.

이 때, 제1밸브챔버(111)가 진공화됨으로써, 체크 밸브(114,116)들이 개방되어 진공챔버(109)에서 진공이 발생된다. 제2밸브챔버(112)에서의 진공도가 진공챔버(109)와 같아질 때, 체크밸브(116)는 폐쇄되는 한편 진공챔버(109)에서의 진공은 계속적으로 증가한다. 장치의 최대 진공이 도달되었을 때, 체크밸브(114) 또한 폐쇄되고, 진공챔버(109)로의 공기 유입이 발생될 때까지 진공챔버(109)에서의 진공은 그대로 유지된다.

상기된 바와 같이, 종래의 이젝터 장치는 필연적으로 세 개의 기능성 챔버 즉, 압력챔버(108)와 진공챔버(109) 및 출력챔버(110)를 포함하되, 제작 비용의 절감을 위하여 다단의 노즐(118,119,120)을 이젝터부(102)와 일체로 성형하는 방법으로 형성된다. 한편, 이러한 구성에서 제1노즐(118)이 직접 압력챔버(108)와 진공챔버(109)를 연통한다면 공기의 압력공기의 분산 내지 역류가 발생하여 원하는 정도의 진공을 얻을 수 없게 된다. 따라서 진공챔버(109)는 역류방지용 체크밸브(114)가 제공되는 한 쌍의 오리피스(113)들을 통하여 제1밸브 챔버(111)와 소통되도록 하고, 제1노즐은 이 제1밸브 챔버(111)와 연결되도록 한 것이다. 따라서 압력공기가 이젝터 노즐을 통과할 때, 진공이 제1밸브챔버(111)에서 발생된 후에 제1밸브챔버(111)의 체크밸브가 개방되면서 진공챔버(109)에 진공이 유도되는 것이다.

그러나, 상기된 바와 같은 종래의 이젝터 장치는 제1노즐이 직접 압력챔버와 진공챔버를 연통시키는 구조에 비하여 구조가 복잡하고 더불어 그 반응 시간 즉 진공 도달시간이 늦다는 문제가 있다. 다시 말하면, 공기의 역류가 발생하지 않는 한 제1노즐이 직접 압력챔버와 진공챔버를 연통시키는 구조가 구조적인 면과 작업효율 면에서 보다 유리하다는 것이다.

또한 상기 배출챔버(106) 내에는 충진된 소음필터로서의 스폰지는 장치의 반복 사용에 의하여 이물질이 누적되고 따라서 압축공기의 원활한 배출을 저해하는 요인이 된다. 이는 장치의 진공발생에 치명적인 결함으로 나타난다.

따라서 본 고안은 상기한 종래의 장치를 개선하여, 압력챔버로부터 진공챔버에 직접 진공을 발생시키는 것에 의하여 구조적으로 보다 간단하고, 기능적으로 반응 시간(진공 도달시간)을 보다 신속하게 할 수 있고 진공도를 높일 수 있는 진공 이젝터 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 배출포트를 통하여 외부로 배출되는 압축공기로 인한 소음을 보다 효과적으로 감소시킬 수 있는 구조를 가지는 진공 이젝터 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 진공 이젝터 장치의 구조를 도시한 사시도.

도 2는 도 1에서 이젝터부를 발췌하여 도시한 단면도.

도 3은 본 고안에 따른 진공 이젝터 장치의 구조를 도시한 사시도.

도 4는 도 3에서 이젝터부를 발췌하여 도시한 단면도.

도 5는 본 고안에 따른 진공 이젝터 장치에서 이젝터부의 제조 과정을 설명하기 위한 도면.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

10. 리드 11. 유입포트

12. 유입챔버 13. 흡입포트

14. 배출챔버 15. 배출포트

16. 소음필터 20. 이젝터부

21. 압력챔버 22. 진공챔버

23. 출력챔버 24. 밸브챔버

25. 체크 밸브 26. 오리피스

27,28,29. 이젝터 노즐공

30,31. 관체

32. 흡입공 33. 폐쇄구

34. 마개 35. 가스켓

상기된 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안 이젝터 장치는 압축공기 유입포트와, 상기 유입포트와 소통하는 유입챔버, 배면에 진공 구동 설비가 연결되는 흡입포트, 압축공기 배출 챔버 및 상기 배출챔버와 소통하는 배출포트를 가지는 리드와, 상기 리드에 의해 덮여지는 이젝터부로 구성된 것에 있어서; 상기 이젝터부는 상기 리드의유입 챔버와 소통하는 압력챔버, 상기 리드의 배출챔버와 소통하는 출력챔버, 상기 흡입포트와 소통하는 진공챔버, 상기 출력챔버와 상기 진공챔버 사이에 배치되고 한 쌍의 오리피스를 통하여 상기 진공챔버와 소통하는 밸브챔버, 상기 오리피스들에 설치되어 상기 진공챔버로부터 상기 밸브 챔버로 공기를 흐르게 하는 체크밸브, 이젝터부의 양측부에 이젝터부와 일체로 형성되어 상기 압력챔버로부터 진공챔버를 거쳐 출력챔버로 압축공기를 분사하기 위한 두 세트의 직렬 다단 이젝터 노즐공을 포함하되, 상기 압력챔버로부터 상기 진공챔버로 연장된 제1노즐공에는 제1관체가 진공챔버측으로 돌출되도록 삽입되고, 상기 밸브 챔버로부터 상기 진공챔버로 연장된 제2노즐공에는 단부에 흡입공이 형성된 제2관체가 진공챔버측으로 돌출되도록 삽입되어, 상기 진공챔버 내에서 상기 제1관체와 제2관체가 결합된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 명세서에 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 진공 이젝터 장치는 평행 육면체 형상의 리드(10) 및 리드(10)에 의하여 덮여지는 육면체 형상의 이젝터부(20)로 구성된다.

상기 리드(10)는 압축공기 유입챔버(12)와, 진공 구동 설비, 예를 들면 흡착패드 등에 연결되는 흡입포트(13) 및 압축공기 배출챔버(14)를 가지며, 상기 유입챔버(12)와 연통되어 압축공기가 유입되는 유입포트(11)와 상기 배출챔버(14)와 연통되어 압축공기가 배출되는 배출포트(15)가 형성된다. 바람직하게 상기 배출챔버(14)에는 압축공기가 보다 효과적으로 배출되도록 가이드하기 위한 경사면(14a)이 형성된다.

또한 상기 리드(10)는 상기 배출포트(15)에 끼워지는 관형소음필터(16)를 포함한다. 상기 관형소음필터(16)는 압축공기가 외부로 배출될 때에 발생하는 소음을 제거하기 위한 것이므로, 그 일단이 배출챔버(14)의 일측벽에 의하여 막히지 않도록 설치된다. 여기에서 관형소음필터(16)의 길이는 장치의 소음 제거력과 관련이 있으며, 그 일단과 배출챔버(14)의 일측벽 간의 간격은 압축공기 배출력과 관련이 있다. 따라서 상기 길이와 간격은 장치의 용량에 따라 적절하게 선택 또는 조절될 수 있다. 예를들어 용량이 큰 경우에는 길이와 간격을 크게하고, 용량이 작은 경우에는 길이와 간격을 적게하는 방법으로 관형소음필터(16)를 선택 또는 조절할 수 있을 것이다. 본 장치의 이젝터 작용에 사용된 압축공기는 이 관형소음필터(16)를 통하여 외부로 배출되며, 압축공기가 관형소음필터(16)를 통하여 외부로 배출될 때, 관형소음필터(16)에 의하여 소음이 제거된다.

상기 이젝터부(20)는 상기 유입챔버(12)와 소통하는 압력챔버(21), 상기 흡입포트(13)와 소통하는 진공챔버(22) 및 상기 배출챔버(14)와 소통하는 출력챔버(23) 등 3개의 기능성 챔버를 포함하며, 진공챔버(22)와 출력챔버(23) 사이에는 밸브챔버(24)가 형성된다. 진공챔버(22)는 한 쌍의 오리피스(26)를 통하여 밸브챔버(24)와 소통하며, 오리피스(26)에는 체크밸브(25)가 설치된다(도 4 참조). 체크 밸브(25)는 진공챔버(22)로부터 밸브챔버(24)로 공기가 흐르게 하지만 공기가 그 반대로 흐르는 것을 방지한다.

본 실시예에서, 상기 이젝터부의 양측부에는 이젝터부와 일체로 형성되어 상기 압력챔버(21)로부터 진공챔버(22)를 거쳐 출력챔버(23)로 압축공기를 분사하기 위한 두 세트의 직렬 다단 이젝터 노즐공(27,28,29)을 포함한다.

도 4를 참조하면, 상기 압력챔버(21)로부터 상기 진공챔버(22)로 연장된 제1노즐공(27)에는 제1관체(30)가 진공챔버(22)측으로 돌출되도록 삽입되고, 상기 밸브챔버(24)로부터 상기 진공챔버(22)로 연장된 제2노즐공(28)에는 단부에 다수의 흡입공(32)이 형성된 제2관체(31)가 진공챔버(22)측으로 돌출되도록 삽입되어, 진공챔버(22) 내에서 제1관체(30)와 제2관체(31)가 결합된다. 도시된 바와 같이 상기 흡입공(32)들은 제2관체(31)의 외주면에 형성된 것으로, 진공챔버(22)의 공기는 이 작은 구멍(32)들을 통하여 압축공기와 함께 배출된다. 따라서 별도의 밸브장치가 없더라도 압축공기가 진공챔버(22)로 역류하여 흐르게 되지 않는다. 부분적으로, 상기 제2관체(31)의 내경에 테이퍼형 돌부(31a)를 형성함으로써 압축공기의 유속을 더욱 빠르게 촉진할 수 있으며, 결과적으로 진공챔버(22) 내의 진공도가 향상된다.

가스켓(35)은 이젝터부(20)와 리드(10)가 대향하여 배치되었을 때 모든 챔버(21,22,23,24)들이 서로로부터 밀폐되도록 이젝터부(20)와 리드(10)가 접하는부분에 위치된다.

도 5는 상기 이젝터부(20)의 제조에 관련된 도면이다. 먼저, 상기 챔버(21,22,23,24)들과 노즐공(27,28,29) 및 오리피스(26)들을 형성하기 위한 코어들이 성형기에 삽입되고 이젝터부(20)의 개방측을 통하여 제거된다. 다만 노즐공(27,28,29)과 오리피스(26)들은 출력챔버(23)의 외벽으로부터 드릴링 또는 기타의 천공 작업에 의하여 형성될 수도 있을 것이다. 그런 다음 제1관체(30)를 제3노즐공(29)의 개방된 끝단으로부터 밀어 넣어 제1노즐공(27)에 삽입하고, 연이어 제2관체(31)를 같은 방법으로 제2노즐공(28)에 삽입하여, 제1관체(30)와 제2관체(31)가 진공챔버(22) 내에서 결합되도록 한다. 오리피스(26)는 체크밸브(25)에 의하여 일방향으로 개방되고, 또 다른 오리피스(26a)는 폐쇄구(33)에 의하여 폐쇄된다. 최종적으로, 출력챔버(23)의 외벽 천공들은 마개(34)에 의하여 마감된다.

이러한 구조를 가지는 본 고안의 진공 이젝터 장치는 작동시에, 압축공기가 유입포트(11)를 통하여 압력챔버(21)로 공급되고, 그런 다음 제1관체(30) 및 제2관체(31)를 연속 통과하여 밸브챔버(24)로 흐르고, 밸브챔버(24)로부터 제3노즐공(29)을 통하여 출력 챔버(23)로 흘러, 배출챔버(14)의 관형소음필터(16)를 통하여 외부로 배출된다.

이 때, 진공챔버(22) 내의 공기는 제2관체(31)의 흡입공(32)으로 빠르게 흡입되는 한편, 일정한 유속을 갖는 압축공기는 흡입공(32)을 통하여 분산됨이 없이 빠르게 진행한다. 진공챔버(22) 내의 공기는 체크밸브(25)를 통하여도 흡입되기 시작하여 밸브챔버(24)에서의 진공이 진공챔버(22)에서의 진공과 동일 수준에 이르면, 체크밸브(25)는 폐쇄되는 한편, 진공챔버(22)에서의 진공은 계속적으로 증가하여 장치의 최대 진공에 도달하게 되는 것이다.

상기된 바와 같이, 본 고안은 진행되는 압축공기에 의하여 직접적으로 진공챔버를 진공화시키는 구조를 가지고 있다. 따라서 진공챔버가 빠르게 진공화됨으로써 그 진공 도달시간이 단축될 수 있을 뿐만 아니라, 별도의 밸브장치가 없어도 압축공기의 분산 내지 역류가 발생되지 않는 중요한 효과가 있다. 부분적으로는, 상기 제2관체(31)의 내경에 테이퍼형 돌부(31a)를 형성함으로써 압축공기의 유속을 더욱 빠르게 촉진할 수 있으며, 결과적으로 진공챔버(22) 내의 진공도가 향상되는 효과가 있다.

또한, 리드의 배출챔버에 적절하게 제공되는 관형소음필터에 의하여 소음을 효율적으로 제거할 수 있으며, 압축공기의 배출을 가이드하기 위한 경사면이 배출 챔버에 형성되므로 압축공기의 원활한 배출이 이루어 지는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 유입포트(11)와, 유입챔버(12), 흡입포트(13), 배출챔버(14), 배출포트(15)를 차례로 가지는 리드(10)와, 상기 리드(10)에 의해 덮여지는 이젝터부(20)로 구성된 것에 있어서; 상기 이젝터부(20)는 상기 유입챔버(12)와 소통하는 압력챔버(21), 상기 흡입포트(13)와 소통하는 진공챔버(22), 상기 배출챔버(14)와 소통하는 출력챔버(23), 상기 진공챔버(22)와 출력챔버(23) 사이에 배치되고 체크밸브(25)가 제공된 한 쌍의 오리피스(26)를 통하여 상기 진공챔버(22)와 소통하는 밸브챔버(24), 이젝터부(20)의 양측부에 이젝터부(20)와 일체로 형성되는 두 세트의 직렬 다단 이젝터 노즐공(27,28,29)을 포함하되, 상기 압력챔버(21)로부터 상기 진공챔버(22)로 연장된 제1노즐공(27)에는 제1관체(30)가 진공챔버(22)측으로 돌출되도록 삽입되고, 상기 진공챔버(22)로부터 밸브챔버(24)로 연장된 제2노즐공(28)에는 단부에 흡입공(32)이 형성된 제2관체(31)가 진공챔버(22)측으로 돌출되도록 삽입되어, 상기 진공챔버(22) 내에서 상기 제1관체(30)와 제2관체(31)가 결합된 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 흡입공(32)은 상기 제2관체(31)의 외주면을 따라서 다수 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2관체(31)는 그 내경에 테이퍼형 돌부(31a)가 형성된 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 배출챔버(14)는 압축공기를 배출포트(15)로 가이드하기 위한 경사면(14a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 배출포트(15)에는 배출되는 압축공기에 의한 소음을 흡수하기 위한 관형소음필터(16)가 배출챔버(14)의 일측벽에 의하여 막히지 않는 상태로 제공되는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 장치.