KR200407828Y1 - 고출력 단일 스크류축 진공펌프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 기체의 압축력을 향상시킴에 따라 고출력을 얻을 수 있는 고출력 단일 스크류축 진공펌프에 관한 것으로, 인입구가 상부에 형성된 펌핑공간이 내부에 구비되고 이 펌핑공간의 하부 일측에 배출구가 구비되어 있으며 하판 중앙에 축 장착공이 구비된 하우징과, 상기 축 장착공에 수직으로 장착되어 별도의 구동수단을 통해 회전되어 기체를 강제적으로 펌핑하는 스크류축으로 구성된 스크류 펌프에 있어서; 상기 스크류축은, 상기 구동수단에서 동력을 인가받아 회전되며 상기 축 장착공에서 수직으로 돌출되어 있는 수직 회전축과, 외측 둘레에는 상기 나선형 통로의 공간이 상부에서 하부로 갈수록 작아지도록 상부에서 하부로 골지름의 직경이 확장되게 형성되는 스크류 날개가 구비되어 있는 압축 회전체로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

Description

고출력 단일 스크류축 진공펌프{Screw vacuum pump}

도 1은 본 고안에 따른 제1 실시예의 단일 스크류축 진공펌프를 나타낸 것으로,

도 1a는 사시도이고,

도 1b는 도 1a의 A-A선 단면도이며,

도 1c는 도 1a의 A-A선 단면도로서 하우징만을 단면친 일부절개 단면도.

도 2는 본 고안에 따른 스크류 날개의 다른 실시예를 나타낸 단면도.

도 3은 본 고안에 따른 제2 실시예의 단일 스크류축 진공펌프를 나타낸 것으로,

도 3a는 내부도시 사시도이고,

도 3b는 도 3a의 B-B선 단면도로서 하우징만을 단면친 일부절개 단면도.

도 4는 본 고안에 따른 제3 실시예의 단일 스크류축 진공펌프를 나타낸 것으로,

도 4a는 내부도시 사시도이고,

도 4b는 도 4a의 C-C선 단면도로서 하우징만을 단면친 일부절개 단면 도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 하우징

11 : 펌핑공간

111 : 인입구, 112 : 배출구, 113 : 축 장착공

2 : 스크류축

21 : 수직 회전축

211 : 모터

22 : 압축 회전체

221 : 스크류 날개

23 : 나선형 통로

3 : 임펠러부

31 : 돌출날개

4 : 임펠러부

41 : 돌출날개

42 : 고정수단

본 고안은 고출력 단일 스크류축 진공펌프에 관한 것으로, 좀더 구체적으로 기체의 압축력을 향상시킴에 따라 고출력을 얻을 수 있는 고출력 단일 스크류축 진공펌프에 관한 것이다.

일반적으로 진공펌프(vacuum pump)라 함은 압력차를 이용하여 기체를 강제 이송하는 수단을 말하는 것으로 여러 종류가 공지되어 있다.

그 대표적인 실시예로 한 쌍을 이루는 스크류축의 연동 회전을 통한 두 축 진공펌프가 알려져 있다.

즉 종래의 두 축 진공펌프는, 상,하부에 인입구와 배출구가 구비되어 있고 내부 상부에 압축공간이 형성되어 있으며 내부 하부에 축 지지공간이 구비되어 있는 하우징과, 상기 축 지지공간과 압축공간을 관통하며 압축공간 내측에는 기체를 압축할 수 있도록 각각에 스크류가 구비된 구동축과 종동축, 및 상기 구동축에 동력을 전달하여 종동축이 연동 회전되게 하는 구동수단으로 구성된다.

그리고 상기 구동축과 종동축의 하부는 상기 축 지지공간에 다수의 베어링을 통해 지지되어 있는 것이다. 아울러 상기 구동수단은 구동축에 구비된 모터와 상기 구동축의 동력을 종동축으로 전달하는 양측 기어로 구성된다.

또 상기 인입구와 배출구에는 기체 인입관과 기체 배출관이 구비되어 있음으로서 기체를 강제 이송시킬 수 있는 것이다.

따라서, 상기와 같이 구성된 진공펌프의 작동관계를 설명하면, 먼저 구동축에 구비된 모터를 구동시키게 되면 구동축이 회전되게 되고, 이 구동축과 기어로 연결되어 있는 종동축이 연동되게 회전된다.

그러므로 구동축과 종동축에 구비된 스크류가 상호 맞물린 상태에서 회전됨 으로서 압축공간의 기압은 외부의 기압보다 낮아지게 된다. 따라서 인입구로부터 기체가 압축공간으로 유입되어 압축된 다음 배출구를 통해 배출되는 작동을 수행하는 것이다.

그런데, 상기와 같이 두 축 진공펌프를 사용할 경우에는, 두 축의 연동회전을 통해 진공압력을 얻음으로서 많은 전력이 소모되는 반면에 펌핑 효율이 저하되는 문제점을 가지고 있었다.

또한 두 개의 스크류축을 사용할 경우에는 두 축간의 수평도 등을 정밀하게 맞추어야 함으로서, 제작상에 조립공차 및 형상공차를 맞추어야 함에 따라 제작비용이 많이 들게 되는 문제점도 가지고 있었다.

이에, 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 단일의 스크류축을 이용하는 진공펌프(이하, "단일 스크류축 진공펌프"라 칭함)가 알려져 있다.

따라서, 통상적으로 알려진 단일 스크류축 진공펌프는, 인입구가 상부에 형성된 펌핑공간을 포함하고 이 펌핑공간의 하부 일측에는 배출구가 구비되어 있으며 하판 중앙에는 축 장착공이 구비된 하우징과, 상기 축 장착공에 수직으로 장착되어 별도의 구동수단을 통해 회전되어 기체를 강제적으로 펌핑하는 스크류축으로 구성된다.

즉 상기 스크류축은 상기 축 장착공에 수직으로 장착되어 별도의 구동수단과 연결되어 있는 수직 회전축과 수직 회전축의 둘레에 나선형으로 돌출 형성되어 기체를 펌핑하는 스크류 날개로 구성되는 것이다.

그리고 상기 구동수단은 통상적으로 고속모터가 사용되며, 이러한 고속모터 는 스크류축에 직접적으로 연결되거나 체인 등의 동력전달수단을 통해 스크류축과 간접적으로 연결되어 있는 것이다.

따라서, 상기와 같이 구성된 스크류 펌프를 작동시킬 경우에는, 구동수단에 전원을 공급시켜 수직 회전축을 회전시키게 되면 수직 회전축의 둘레에 형성되어 있는 스크류 날개도 함께 회전되면서 스크류 날개의 사이에서 발생되는 기압차를 통해 하우징의 인입구로 기체가 인입된 후 하부 일측에 형성된 배출구을 통해 기체가 강제 배출될 수 있는 것이다.

즉 상기 배출구을 통해 배출되는 기체는 상기 스크류 날개들의 사이에서 발생되는 기압차를 통해 압력을 가진 상태로 배출구로 배출되게 되는 것이다.

그런데, 상기와 같이 구성된 스크류식 진공펌프를 사용할 경우에는, 스크류 날개가 일정한 피치로 또는 상부에서 하부로 점차적으로 작아지는 피치를 가지면서 나선형으로 형성됨으로서, 기체 통로가 나선형으로 형성됨에 따라 통과되는 기체의 흐름이 원활하여 저압의 진공압력을 얻을 수 있는 장점은 가지고 있다.

그러나, 상기와 같은 스크류 펌프는 저압의 기체압력을 얻는 데는 용이하나 고압의 기체 압력을 얻을 수 없는 문제점을 가지고 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 고안된 것으로, 기체가 통과되어 압축되는 나선형 통로의 공간이 상부에서 하부로 갈수록 작아지게 형성하여 기체의 압축 성능을 좀더 향상시키고자 하는 목적도 있다.

또, 임펠러부를 더 구비하여 인입구의 기체 흡입효율을 좀더 향상시키고자 하는 목적도 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 인입구가 상부에 형성된 펌핑공간이 내부에 구비되고 이 펌핑공간의 하부 일측에 배출구가 구비되어 있으며 하판 중앙에 축 장착공이 구비된 하우징과, 상기 축 장착공에 수직으로 장착되어 별도의 구동수단을 통해 회전되어 기체를 강제적으로 펌핑하는 스크류축으로 구성된 스크류 펌프에 있어서; 상기 스크류축은, 상기 구동수단에서 동력을 인가받아 회전되며 상기 축 장착공에서 수직으로 돌출되어 있는 수직 회전축과, 상기 수직 회전축에 고정되어 펌핑공간에서 회전되며 외측 둘레에는 상기 나선형 통로의 공간이 상부에서 하부로 갈수록 작아지도록 상부에서 하부로 골지름의 직경이 확장되게 형성되는 스크류 날개가 구비되어 있는 압축 회전체로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 제1 실시예의 단일 스크류축 진공펌프를 나타낸 것으로, 도 1a는 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 A-A선 단면도이고, 도 1c는 도 1a의 A-A선 단면도로서 하우징만을 단면친 일부절개 단면도이다.

이에 본 고안의 스크류식 진공펌프는, 인입구(111)가 상부에 형성된 펌핑공간(11)이 내부에 구비되고 이 펌핑공간(11)의 하부 일측에 배출구(112)가 구비되어 있으며 하판 중앙에 축 장착공(113)이 구비된 하우징(1)과, 상기 축 장착공(113)에 수직으로 장착되어 별도의 구동수단을 통해 회전되어 기체를 강제적으로 펌핑하는 스크류축(2)으로 구성된 스크류 펌프에 있어서; 상기 스크류축(2)은; 상기 구동수단에서 동력을 인가받아 회전되며 상기 축 장착공(113)에서 수직으로 돌출되어 있는 수직 회전축(21)과; 상기 수직 회전축(21)에 고정되어 펌핑공간(11)에서 회전되며, 외측 둘레에는 상기 나선형 통로(23)의 공간이 상부에서 하부로 갈수록 작아지도록 상부에서 하부로 골지름의 직경이 확장되게 형성되는 스크류 날개(221)가 구비되어 있는 압축 회전체(22)로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

그리고 상기 수직 회전축(21)을 회전시키는 구동수단은 고속으로 회전되는 모터(211)로 구성되고, 이 모터(211)의 동력을 수직 회전축(21)에 직접적으로 전달하거나 체인 등의 동력 전달수단을 통해 간접적으로 전달할 수도 있는 것이다.

또한 상기 압축 회전체(22)의 스크류 날개(221)는, 상기 나선형 통로(23)의 공간이 상부에서 하부로 갈수록 작아져 기체의 압축 성능을 향상시킬 수 있도록 상부에서 하부로 골지름이 확장되게 형성되는 것이다.

또 상기 압축 회전체(22)의 둘레에 형성된 상기 스크류 날개(221)는 피치가 동일하게 구성되고 적어도 한 줄 이상으로 구성되어 있는 것이다.

이하, 상기와 같이 구성된 스크류식 진공펌프의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 구동수단에 전원을 공급시켜 수직 회전축(21)을 회전시키게 되면 수직 회전축(21)의 둘레에 형성되어 있는 스크류 날개(221)가 포함되는 압축 회전체(22)도 함께 회전되면서 스크류 날개(221)의 사이에서 발생되는 기압차를 통해 하우징(1)의 인입구(111)로 기체가 인입된 후 압축되어 하부 일측에 형성된 배출구(112)를 통해 강제 배출될 수 있는 것이다.

그리고 상기 압축 회전체(22)는 상부에서 하부로 점차적으로 외측직경이 확장되게 형성되어 있음에 따라 기체의 압축 성능을 향상시킬 수 있는 것이다.

즉 한 줄 이상의 스크류 날개(221)를 통해 형성된 나선형 통로(23)가 배출구(112)쪽으로 갈수록 점차적으로 작아지게 됨으로서, 기체의 압축력이 배출구(112)쪽으로 갈수록 점차적으로 높아짐으로 압축 성능 향상시켜 고압력을 얻을 수 있는 것이다.

한편, 도 2는 본 고안에 따른 스크류 날개의 다른 실시예를 나타낸 단면도로서, 본 고안에 따른 다른 실시예의 스크류 날개(221)는, 적어도 한 줄 이상으로 구성되며 피치가 인입구(111)에서 배출구(112)를 향하는 쪽인 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 작아지게 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

즉 상기와 같이 인입구(111)에서 배출구(112)로 향하게 스크류 날개(221)의 피치를 점차적으로 줄이게 되면 미세한 진공 압력을 얻을 수 있는 것이다.

그리고 스크류 날개(221)의 줄 수를 늘리게 되면 미세한 진공 압력을 미세하게 증가시킬 수 있는 것이다.

도 3은 본 고안에 따른 제2 실시예의 단일 스크류축 진공펌프를 나타낸 것으로, 도 3a는 내부도시 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 B-B선 단면도로서 하우징만을 단면친 일부절개 단면도이다.

이에, 본 고안에 따른 제2 실시예의 단일 스크류축 진공펌프는, 상기 제1 실시예의 단일 스크류 진공펌프의 구성에 있어서, 상기 스크류 날개(221)는 2줄 이상의 줄 수로 구성되어 있으며, 상기 압축 회전축(22)의 상부에는 스크류 날개(221) 들의 사이에 스크류 날개(221)와 동일하게 경사진 하나 이상의 돌출날개(31)를 등간격으로 더 구비하여 돌출날개(31)들과 스크류 날개(221)의 상부로 구성된 임펠러부(3)가 더 구비됨을 특징으로 하는 것이다.

따라서 상기 임펠러부(3)는 다수의 돌출날개(31)를 포함함으로서 초기 기체를 흡입하는 압력이 강함에 따라 펌프의 압축효율을 극대화 할 수 있는 것이다.

그리고 상기 압축 회전축(22)의 임펠러부(3)를 형성할 경우에는 적어도 4줄 이상의 날개를 압축 회전축(22)의 외측에 형성한 다음 가공을 통해 상부의 날개만을 남겨놓고 그 하부의 날개들을 선택적으로 제거함으로서, 임펠러부(3)가 포함되는 압축 회전축(22)을 제조할 수 있는 것이다.

도 4는 본 고안에 따른 제3 실시예의 단일 스크류축 진공펌프를 나타낸 것으로, 도 4a는 내부도시 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 C-C선 단면도로서 하우징만을 단면친 일부절개 단면도이다.

본 고안에 따른 제3 실시예의 단일 스크류축 진공펌프는, 상기 제1 실시예의 단일 스크류 진공펌프의 구성에 있어서, 상기 스크류축(2)의 상단과 상기 인입구(111)의 사이에는 공간부가 더 형성되어 있으며, 상기 스크류 날개(221)는 2줄 이상의 줄 수로 구성되어 있고, 상기 스크류 날개(221)가 구비된 압축 회전축(22)의 상부에는 상기 스크류 날개(221)와 동일한 경사각을 가지는 4개 이상의 돌출날개(41)가 외측에 구비된 임펠러부(4)가 상기 압축 회전축(22)의 상부에 조립을 통해 더 구비됨을 특징으로 하는 것이다.

따라서 상기 임펠러부(4)는 다수의 돌출날개(41)를 포함함으로서 초기 기체 를 흡입하는 압력이 강함에 따라 펌프의 압축효율을 극대화 할 수 있는 것이다.

그리고 상기 임펠러부(4)를 별도로 제작하여 압축 회전축(22)의 상부에 볼트등의 고정수단(42)을 통해 고정함으로서 펌프의 제작을 좀더 용이하게 할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 고안은, 기체가 통과되어 압축되는 나선형 통로의 공간이 상부에서 하부로 갈수록 작아지게 형성하여 기체의 압축 성능이 향상시켜 고출력을 얻을 수 있는 단일 스크류축 진공펌프를 제공하는 효과가 있다.

또한, 인입구의 기체 흡입효율을 향상시켜 기체의 압축 효율을 좀 더 향상시킬 수 있는 효과도 있다.

본 고안은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 고안의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 고안의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

Claims (5)

1. 인입구(111)가 상부에 형성된 펌핑공간(11)이 내부에 구비되고 이 펌핑공간(11)의 하부 일측에 배출구(112)가 구비되어 있으며 하판 중앙에 축 장착공(113)이 구비된 하우징(1)과, 상기 축 장착공(113)에 수직으로 장착되어 별도의 구동수단을 통해 회전되어 기체를 강제적으로 펌핑하는 스크류축(2)으로 구성된 스크류 펌프에 있어서;

   상기 스크류축(2)은;

   상기 구동수단에서 동력을 인가받아 회전되며 상기 축 장착공(113)에서 수직으로 돌출되어 있는 수직 회전축(21)과;

   상기 수직 회전축(21)에 고정되어 펌핑공간(11)에서 회전되며, 외측 둘레에는 상기 나선형 통로(23)의 공간이 상부에서 하부로 갈수록 작아지도록 상부에서 하부로 골지름의 직경이 확장되게 형성되는 스크류 날개(221)가 구비되어 있는 압축 회전체(22);

   로 구성됨을 특징으로 하는 고출력 단일 스크류축 진공펌프.
2. 제 1항에 있어서, 상기 스크류 날개(221)는,

   적어도 한 줄 이상으로 구성되며 피치가 동일하게 구성됨을 특징으로 하는 고출력 단일 스크류축 진공펌프.
3. 제 1항에 있어서, 상기 스크류 날개(221)는,

   적어도 한 줄 이상으로 구성되며 피치가 인입구(111)에서 배출구(112)를 향하는 쪽인 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 작아지게 구성됨을 특징으로 하는 고출력 단일 스크류축 진공펌프.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스크류 날개(221)는 2줄 이상의 줄 수로 구성되어 있으며;

   상기 압축 회전축(22)의 상부에는, 스크류 날개(221)들의 사이에 스크류 날개(221)와 동일하게 경사진 하나 이상의 돌출날개(31)를 등간격으로 더 구비하여 돌출날개(31)들과 스크류 날개(221)의 상부로 구성된 임펠러부(3)가 더 구비됨을 특징으로 하는 고출력 단일 스크류축 진공펌프.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스크류축(2)의 상단과 상기 인입구(111)의 사이에는 공간부가 더 형성되어 있으며;

   상기 스크류 날개(221)는 2줄 이상의 줄 수로 구성되어 있고;

   상기 스크류 날개(221)가 구비된 압축 회전축(22)의 상부에는, 상기 스크류 날개(221)와 동일한 경사각을 가지는 4개 이상의 돌출날개(41)가 외측에 구비된 임펠러부(4)가 상기 압축 회전축(22)의 상부에 조립을 통해 더 구비됨을 특징으로 하는 고출력 단일 스크류축 진공펌프.

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