KR20030015422A - 루트 진공펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 루트 진공펌프에 관한 것으로서,

종래에는 루트펌프에서 배출된 가스가 모두 후단펌프를 통해 배출되지 못하고 후단펌프와 루트펌프의 사이에 존재하게되면 루트펌프를 가동시킬수록 루트펌프의 출구측 압력이 점점높아지게되며, 결국에는 높은 가스압에 의해 루트펌프의 로터와 같은 부품과 모터가 파손되는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 실린더의 흡입구측과 배출구측을 상호연결하는 별도의 바이패스통로를 앞커버와 뒷커버의 내부에 형성하고, 실린더의 배출구측 배기압력이 기준치 이상일 경우 자동 개폐되는 밸브를 바이패스통로의 입구측에 형성하므로서, 루트진공펌프의 배기압이 항상 일정치를 유지하도록 하여 높은 배기압에 의해 펌프와 모터가 파손되는 현상을 미연에 방지할 수 있도록 하고, 이에의해 루트펌프와 후방펌프를 동시에 작동시킬 수 있게되어 작업시간을 현저히 단축시킬 수 있도록 한 루트진공펌프에 관한 것이다.

Description

루트 진공펌프{Roots vacuum pump}

본 발명은 루트 진공펌프에 관한 것으로서, 특히 루트진공펌프의 배기압이 항상 일정치를 유지하도록 하여 높은 배기압에 의해 펌프와 모터가 파손되는 현상을 미연에 방지할 수 있도록 하고, 이에의해 루트펌프와 후방펌프를 동시에 작동시킬 수 있게되어 작업시간을 현저히 단축시킬 수 있도록 한 루트진공펌프에 관한 것이다.

루트 진공펌프는 메커니컬 부스터(Mechanical booster)라고 불리어 지는데 많은 양의 가스를 짧은 시간내에 작업하고자 할 때 사용되고, 진공도(Ultimate pressure)는 후단펌프에 의해 결정되며, 루트펌프 단독으로는 사용되지 않는다.

즉, 루트펌프를 사용할때에는 도 1 에 도시된 바와같이 루트펌프와 후단펌프를 연결하여 사용하게되고, 후단펌프와 루트펌프의 배기속도비는 보통 1: 4~6 으로 사용되며 조합된 펌프가 동시에 대기압력(760 Torr) 작업가스를 작업할 경우 루트펌프에서 흡입하여 배출한 가스를 후단펌프에서 전부 배기시키지 못하고 루트펌프의 배기구와 후단펌프의 흡입구 사이에 존재하게된다.

상기와같이 루트펌프에서 배출된 가스가 모두 후단펌프를 통해 배출되지 못하고 후단펌프와 루트펌프의 사이에 존재하게되면 루트펌프를 가동시킬수록 루트펌프의 출구측 압력이 점점높아지게되며, 결국에는 높은 가스압에 의해 루트펌프의 로터와 같은 부품과 모터가 파손되는 문제점이 발생하고 있었다.

상기와같은 문제점을 해결하기위해 진공설비의 진공도를 10Torr 부근의 압력까지는 후단펌프로 작업을 한 후에 루트펌프를 작동시켜 작업하고 있는데 이러한 방법은 루트펌프와 후단펌프를 동시에 작동시키지 못하는 이유로 작업시간이 길어지고, 또한 진공시스템의 구조가 복잡해지는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 실린더의 흡입구측과 배출구측을 상호연결하는 별도의 바이패스통로를 앞커버와 뒷커버의 내부에 형성하고, 실린더의 배출구측 배기압력이 기준치 이상일 경우 자동 개폐되는 밸브를 바이패스통로의 입구측에 형성하므로서, 루트진공펌프의 배기압이 항상 일정치를 유지하도록 하여 높은 배기압에 의해 펌프와 모터가 파손되는 현상을 미연에 방지할 수 있도록 하고, 이에의해 루트펌프와 후방펌프를 동시에 작동시킬 수 있게되어 작업시간을 현저히 단축시킬 수 있도록 한 루트진공펌프를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,

내부에 한쌍의 로터가 회전축에 축지된 상태로 서로 맞물려 회전하도록 형성되는 실린더의 양측에 각각 흡입구와 배출구를 형성하고, 상기 실린더의 일측에 앞커버와 모터고정판이, 그 타측에 뒷커버와 기어박스가 순차적으로 결합되어 있는 루트진공펌프에 있어서,

상기 앞커버와 뒷커버의 내부에 실린더의 흡입구측과 배출구측을 상호 연결하는 제 1 바이패스통로와 제 2 바이패스통로를 각각 형성하고, 배출구측과 접하는 바이패스 통로의 입구측에 상기 출구측의 가스압역 세기에 따라 개폐되어 출구측 가스가 흡입구측으로 재순환되도록 하는 제 1 밸브와 제 2 밸브를 각각 형성한 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제 1 및 제 2 밸브는,

제 1 및 제 2 바이패스통로의 입구와 대향되는 앞커버와 뒷커버의 벽면에 밸브가이드를 형성하고, 상기 밸브가이드와 대향되도록 밸브체를 형성하되, 밸브체와 밸브가이드의 사이에 밸브체가 입구에 밀착되도록 하는 방향으로 탄성을 가하는 탄성체를 형성하여 구성하고, 상기 밸브체의 밀착면에 오링을 형성하여 밸브체의 밀폐율이 향상되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 모터고정판의 일측에 모터하우징을 결합하되,

모터하우징의 내측으로 내부가 밀폐되는 캔하우징을 결합하고, 상기 캔 하우징의 내부에 고정자를 고정 설치하며, 모터고정판의 외측으로 돌출되는 회전축의 외주면상에 모터로터를 고정하여 모터의 착탈이 용이하도록 한 것을 특징으로 한다.

도 1 은 종래 루트진공펌프의 사용예를 보인 도면.

도 2 는 본 발명의 루트진공펌프를 보인 단면도.

도 3 은 도 2 의 A-A선 단면도.

도 4 는 도 2 의 B-B선 단면도.

도 5 는 도 2 의 C-C선 단면도.

도 6 과 도 7 은 본 발명에 적용된 밸브의 동작상태를 보인 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 실린더, 2: 앞커버,

3: 뒷커버, 4: 기어박스,

5: 모터고정판, 11: 흡입구,

12: 배출구, 21,31: 바이패스통로,

22,32: 입구, 23,33: 출구,

51: 캔드모터, 52: 모터하우징,

53: 캔하우징, 54: 회전자,

55: 모터로터, 56: 회전축,

57: 베어링, 60,61: 밸브,

62: 밸브가이드, 63: 밸브체,

64: 탄성체, 65: 오링

이하, 첨부된 도면 도 2 내지 도 7 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도면부호 1 은 실린더를 나타내며, 이 실린더(1)의 상하측에는 각각 흡입구(11)와 배출구(12)가 형성되어 있고, 실린더(1)의 내부에는 한쌍의 로터(13)가 일정길이의 회전축(56)에 축지된 상태로 설치된다.

상기 로터(13)가 서로 맞물려 회전하면서 흡입구(11)를 통해 가스를 흡입하여 배출구(12) 측으로 강제 배출하게된다.

실린더(1)의 일측으로 앞커버(2)와 모터고정판(5)이 순차적으로 결합되고, 상기 모터고정판(5)에는 착탈이 용이하게 형성된 캔드모터(51)가 결합된다.

상기 캔드모터(51)는 모터고정판(5)의 외각으로 돌출되어 있는 회전축(56)의 외주면상에 모터로터(55)를 고정 설치하고, 모터하우징(52)의 내측으로 그 내부가 밀폐되도록 형성되어 있는 캔하우징(53)을 형성하되, 상기 캔하우징(53)의 내부에 고정자(54)를 고정설치하여 상기 모터하우징(52)을 모터고정판(5)에 결합하는 것으로 간단하게 캔드모터(51)를 장착할 수 있도록 한 것이다.

즉, 상기 캔하우징(53)과 모터하우징(52)이 모듈화되어 결합되어 있는 상태이므로 상기 모터하우징(52)을 모터고정판(5)에 볼트로서 결합하면 모터의 장착이 완료되며, 또 모터를 해체할때에는 모터고정판(5)으로부터 모터하우징(52)을 분리하는 것으로 간단하게 모터를 분리할 수 있게되는 것이다.

그리고, 상기 모터하우징(52)의 후단으로 모터의 과열을 방지하기위한 냉각팬(58)을 형성하므로서 캔드모터(51)가 장시간 동작하더라도 과열되지 않도록 하였다.

한편, 상기 실린더(1)의 타측으로 뒷커버(3)와 기어박스(4)가 순차적으로 결합되는데, 상기 기어박스(4) 내부에는 동력이 한쌍의 로터(13)에 균등하게 공급되도록 하는 기어설비가 장착된다.

본 발명에서는 실린더(1)의 배출구(12) 측 가스 압력이 과도하게 상승하는 것을 방지하기위한 수단으로서 제 1 및 제 2 바이패스통로(21,31)를 앞커버(2)와 뒷커버(3)에 형성한다.

상기 제 1 바이패스통로(21)는 흡입구(11) 측과 배출구(12) 측을 상호 연결하도록 앞커버(2)의 내부에 형성되어 있고, 제 1 바이패스통로(21)의 입구(22)가 실린더(1)의 배출구(12)와 연통되고, 출구(23)가 실린더(1)의 흡입구(11)와 연결되도록 형성된다.

또한 상기 제 2 바이패스통로(31)는 흡입구(11) 측과 배출구(12) 측을 상호 연결하도록 뒷커버(3)의 내부에 형성되어 있고, 제 2 바이패스통로(21)의 입구(32)가 실린더(1)의 배출구(12) 측과 연통되고, 출구(33)가 실린더(1)의 흡입구(11) 측과 연결되도록 형성하였다.

그리고, 상기 각각의 바이패스통로(21)(31)의 입구(22,32) 측에 개폐용 밸브(60)(61)를 형성하는데, 상기 제 1 및 제 2 바이패스통로(21,31)의 입구(22,32)와 대향되는 앞커버(2)와 뒷커버(3)의 벽면에 별도의 밸브가이드(62)를 고정 설치하고, 상기 밸브가이드(62)와 대향되는 곳에 개폐용 밸브체(63)를 형성하되, 이 밸브체(63)와 밸브가이드(62)의 사이에 일정 탄성을 가하는 탄성체(64)를 형성하여 상기 탄성체(64)의 탄성에 의해 밸브체(63)가 바이패스통로(21,31)의 입구(22,32)를 차단하도록 하였다.

상기 밸브체(63)의 밀폐면, 즉, 입구(22,32)의 벽면과 접촉되는 곳에 오링(65)을 형성하여 밸브체(63)가 입구(22,32)를 막고 있을때 상기 오링(65)에 의해 밀폐율이 훨씬 향상되도록 하였다.

한편, 기어박스(4)의 상단 벽면에 오일이나 가스의 이물질을 걸러주는 필터(71)를 형성하고, 이 필터(71)의 출력측과 제 2 바이패스통로(21)를 상호 연결해주는 연통홀(74)을 기어박스(4)와 뒷커버(3)의 접촉면에 형성하며, 기어박스(4)의 내부와 모터고정판(5)의 내부를 상호 연결하는 연결통로(73)를 도 3 에 도시된 바와같이 실린더(1)의 벽면 내부에 형성하고, 기어박스(4) 내부와 필터(71)를 연결해주는 작은크기의 노즐구멍(72)를 기어박스(4)의 벽면에 가공하였다.

이와같이하면, 진공펌프가 동작할때 그 흡입력에 의해 모터고정판(5)과 기어박스(4) 내부의 공기 또는 가스 등이 상기 노즐구멍(72)을 통해 필터(71)로 공급되고, 필터(71)를 통과한 공기 또는 가스가 연통홀(74)을 통해 제 2 바이패스통로(31)로 배출되므로서 상기 기어박스(4) 내부와 모터고정판(5) 내부가 항상 진공상태를 유지할 수 있게되어 각종 마찰부품의 윤활작용을 하는 오일이 이물질에 의해 오염되는 현상을 방지할 수 있게되어 마찰부품의 마모율이 향상되는 효과를 기대할 수 있게된다.

미설명된 도면부호 57은 회전축(56)을 회전가능하게 지지하고있는 베어링을 나타낸다.

이와같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

루트진공펌프에 전원이 공급되어 캔드모터(51)가 구동하게되면서 로터(13)가 회전하게되면, 흡입구(11)를 통해 가스를 흡입하여 배출구(12) 측으로 배출하게 되고, 배출구(12)로 배출되는 가스는 다시 미도시된 후방펌프에 의해 진공도가 개선되어 출력된다.

이때 배출구(12)에서 배출되는 가스의 배출속도가 후방펌프의 처리속도보다 월등히 빠르기때문에 배출구(12)로 배출되는 가스가 모두 후방펌프 측으로 공급되지 못하고 배출구(12)와 후방펌프의 사이에 점차 축적되게 된다.

가스가 배출구(12)상에 점차 축적되면서 가스압이 상승하게되어 상기 가스의 압력이 밸브체(63)를 탄지하고있는 탄성체(64)의 탄성력보다 커지는 순간 상기 밸브체(63)가 탄성체(64)의 탄성력을 이기고 밀리면서 제 1 및 제 2 바이패스통로(21,31)의 입구(22,32)를 개방시킨다.

상기 입구(22,32)가 도 7 과같이 개방되면 배출구(12) 측에 존재하는 가스가 각각의 바이패스통로(21,31)를 통해 실린더(1)의 흡입구(11) 측으로 바이패스되어 재순환되므로서 배출구(12)측의 높은 가스압력이 감소하게 된다.

배출구(12) 측의 가스압력이 어느정도 감소하면, 다시 밸브체(63)가 탄성체(64)의 탄성력에 의해 전진하여 도 6 과같이 제 1 및 제 2 바이패스통로(21,31)의 입구(21,31)를 차단하게 된다.

밸브체(63)가 입구(21,31)를 차단하게되면 도면에 도시된 바와같이 오링(65)이 입구(21,31)의 벽면에 밀착되므로 기밀성이 유지된다.

상기 설명과같이 배출구(12) 측에 가스가 축적되어 가스압력이 높아질때마다 밸브체(63)가 열리면서 가스를 흡입구(11)측으로 재순환시키게 되므로서 실린더(1)의 배출구(12) 측 가스압력이 항상 적정한 상태를 유지하게되어 펌프와 모터의 파손을 미연에 방지할 수 있게되고, 또한 루트진공펌프와 후방펌프를 동시에 가동시켜 사용할 수 있게되므로 그만큼 작업시간을 단축시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 바이패스통로가 앞커버와 뒷커버의 내부에 형성되어 있으므로 루트진공펌프의 외관이 수려해지고, 펌프의 크기를 줄여줄 수 있는 부가적인 효과를 기대할 수 있다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 실린더의 흡입구측과 배출구측을 상호연결하는 별도의 바이패스통로를 앞커버와 뒷커버의 내부에 형성하고, 실린더의 배출구측 배기압력이 기준치 이상일 경우 자동 개폐되는 밸브를 바이패스통로의 입구측에 형성하므로서, 루트진공펌프의 배기압이 항상 일정치를 유지하도록 하여 높은 배기압에 의해 펌프와 모터가 파손되는 현상을 미연에 방지할 수 있도록 하고, 이에의해 루트펌프와 후방펌프를 동시에 작동시킬 수 있게되어 작업시간을 현저히 단축시킬 수 있도록 한 루트진공펌프를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (3)

1. 내부에 한쌍의 로터가 회전축에 축지된 상태로 서로 맞물려 회전하도록 형성되는 실린더의 양측에 각각 흡입구와 배출구를 형성하고, 상기 실린더의 일측에 앞커버와 모터고정판이, 그 타측에 뒷커버와 기어박스가 순차적으로 결합되어 있는 루트진공펌프에 있어서,

   상기 앞커버와 뒷커버의 내부에 실린더의 흡입구측과 배출구측을 상호 연결하는 제 1 바이패스통로와 제 2 바이패스통로를 각각 형성하고, 배출구측과 접하는 바이패스 통로의 입구측에 상기 출구측의 가스압역 세기에 따라 개폐되어 출구측 가스가 흡입구측으로 재순환되도록 하는 제 1 밸브와 제 2 밸브를 각각 형성한 것을 특징으로 하는 루트 진공펌프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 밸브는,

   제 1 및 제 2 바이패스통로의 입구와 대향되는 앞커버와 뒷커버의 벽면에 밸브가이드를 형성하고, 상기 밸브가이드와 대향되도록 밸브체를 형성하되, 밸브체와 밸브가이드의 사이에 밸브체가 입구에 밀착되도록 하는 방향으로 탄성을 가하는 탄성체를 형성하여 구성하고, 상기 밸브체의 밀착면에 오링을 형성하여 밸브체의 밀폐율이 향상되도록 한 것을 특징으로 하는 루트 진공펌프.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 모터고정판의 일측에 모터하우징을 결합하되,

   모터하우징의 내측으로 내부가 밀폐되는 캔하우징을 결합하고, 상기 캔 하우징의 내부에 고정자를 고정 설치하며, 모터고정판의 외측으로 돌출되는 회전축의 외주면상에 모터로터를 고정하여 모터의 착탈이 용이하도록 한 것을 특징으로 하는 루트 진공펌프.