KR20090112884A - 냉각 성능이 향상된 스크류형 진공펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크류형 진공펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스크류의 내부에 통로를 형성하여 상기 통로로 냉각용 기체 또는 오일이 순환되어 스크류에서 발생한 열을 1차적으로 냉각시키고, 케이싱과 제2커버에 냉각수 챔버를 형성하여 기체가 압축되면서 발생한 열과 축의 고속회전으로 발생하는 베어링의 열을 2차적으로 냉각시킴으로써 케이싱 내의 온도와 토출되는 기체의 온도를 비교적 저온으로 유지할 수 있는 냉각성능이 향상된 스크류형 진공펌프이다.

Description

냉각 성능이 향상된 스크류형 진공펌프{The screw type vacuum pump}

본 발명은 스크류형 진공펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스크류의 내부에 통로를 형성하여 상기 통로로 냉각용 기체 또는 오일이 순환되어 스크류에서 발생한 열을 1차적으로 냉각시키고, 케이싱과 제2커버에 냉각수 챔버를 형성하여 기체가 압축되면서 발생한 열과 축의 고속회전으로 발생하는 베어링의 열을 2차적으로 냉각시킴으로써 케이싱 내의 온도와 토출되는 기체의 온도를 비교적 저온으로 유지할 수 있는 냉각성능이 향상된 스크류형 진공펌프이다.

일반적으로 진공펌프란 케이싱 내부에 한 쌍의 스크류를 설치하고 이 스크류들이 서로 맞물려 회전됨으로써 유체(기체 또는 액체)를 압축시켜 펌핑하는 장치이다. 이러한 진공펌프는 스크류가 고속으로 회전함에 따라 스크류의 회전축을 지지하고 있는 베어링에서 많은 열이 발생하게 됨과 동시에, 유체가 높은 압력으로 압축되는 과정에서 고열이 발생하여 진공펌프를 구성하는 부품들의 마모를 촉진시켜 그 수명을 단축시키게 된다. 또한, 심할 경우 고열로 인해 폭발이 발생할 위험이 있다.

이런 진공펌프의 냉각성능을 향상시키기 위해 다양한 진공펌프가 제안되어 오고 있는바, 등록특허 제298424호와 같은 스크류형 진공펌프의 수냉식 냉각장치가 있다.

상기한 특허 제298424호는 스크류 내부에 냉각수 순환실을 구성하여 냉각수를 유입시키고 열교환된 냉각수는 다시 배출하는 구조이나 이러한 방법은 스크류와 흡입된 기체가 압축되면서 발생하는 열의 온도차이로 인해 스크류 표면에 습기가 차게 되고 이로 인해 이물질이 부착되면서 부식이 발생하게 되어 결국 진공펌프의 성능을 저하시키게 된다.

더군다나, 스크류가 고속으로 회전하고 있으므로 인해 냉각수의 순환이 잘 이루어지지 않아 소망하는 열교환의 효과를 보기가 힘들다.

또 다른 진공펌프로서는 실용신안등록 제203008호에 제안되어 있는 것으로서, 스크류형 진공펌프의 공기 순환식 냉각장치이며, 스크류의 내부에 통로를 형성하고 상기 통로로 공기를 강제 순환시켜 스크류를 냉각하는 것으로서 이 또한 충분한 열교환이 이루어지지 않아 스크류의 온도가 매우 높은 상태로 유지될 수밖에 없어 펌프의 수명이 짧을 수밖에 없다.

또 다른 진공펌프로서는 등록특허 제408153호에 개시되어 있는 드라이 진공 펌프가 있다. 상기 특허 제408153호의 경우 커버와 중간통로 사이에 별도의 가스통로를 형성하고 상기 가스통로의 주위에 냉각수 통로를 형성한바 이는 배출되는 가스의 온도를 낮추는데만 그 주안점이 있어서 실제 기체가 압축되면서 발생한 고온이 그대로 전달되는 스크류에 대해서는 냉각효율이 떨어져 전술한 펌프의 수명이 단축되는 문제가 그대로 답습 된다.

또한, 배출가스의 온도를 낮춘다 하더라도 실제 배출가스와 냉각수 간에는 충분한 열교환을 위해 시간이 필요하므로 중간통로와 커버 역시 배출가스의 고온으로 인해 높은 온도로 유지될 수밖에 없어 그곳에 형성된 베어링 등의 구성품에 악영향을 미치게 된다.

따라서, 본 발명은 스크류 내부에 별도의 통로를 형성하여 상기 통로로 냉각용 기체 또는 냉각용 오일이 순환되어 스크류를 직접 냉각시킴과 동시에, 케이싱과 제2커버에 각각 냉각수챔버를 형성하여 상기 냉각수챔버들로 냉각수를 순환시켜 기체의 압축으로 발생하는 열을 냉각하고 스크류의 고속회전으로 발생하는 열 또한 냉각하는 냉각성능이 향상된 스크류형 진공펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 냉각성능이 향상된 스크류형 진공펌프는 스크류 내부에 별도의 통로를 형성하여 상기 통로로 냉각용 기체 또는 냉각용 오일이 순환되어 스크류를 직접 냉각시킴과 동시에, 케이싱과 제2커버에 각각 냉각수챔버를 형성하여 상기 냉각수챔버들로 냉각수를 순환시켜 기체의 압축으로 발생하는 열을 냉각하고 스크류의 고속회전으로 발생하는 열을 냉각함으로써, 진공펌프의 내구성을 향상시켜 수명을 연장하며 안전사고 발생의 위험을 줄일 수 있다.

본 발명은 스크류형 진공펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스크류의 내부에 통로를 형성하여 상기 통로로 냉각용 기체 또는 오일이 순환되어 스크류에서 발생한 열을 1차적으로 냉각시키고, 케이싱과 제2커버에 냉각수 챔버를 형성하 여 기체가 압축되면서 발생한 열과 축의 고속회전으로 발생하는 베어링의 열을 2차적으로 냉각시킴으로써 케이싱 내의 온도와 토출되는 기체의 온도를 비교적 저온으로 유지할 수 있는 냉각성능이 향상된 스크류형 진공펌프이다.

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 구성예시도이고, 도 2는 도 1의 평면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 스크류의 구성예시도로서, 본 발명에 의한 냉각 성능이 향상된 스크류형 진공펌프는 한 쌍의 스크류(5)가 서로 맞물려 회전함으로써 펌핑되는 기체를 유입구(12)에서 토출구(11) 쪽으로 배출시키는 스크류형 진공펌프에 있어서, 상기 스크류(5)의 내부를 관통하는 통로(5a)와, 상기 스크류(5) 외부에 형성된 케이싱(1)과, 상기 케이싱(1)의 전면에 형성되는 전면커버(2)와, 상기 케이싱(1)의 후면에 형성되는 중간커버(4) 및 후면커버(3)가 형성되되, 상기 통로(5a)를 따라 냉각용 기체 또는 오일이 순환되어 스크류(5)에서 발생하는 열을 냉각시키고, 상기 케이싱(1) 내에는 제1냉각수챔버(9)가 형성되어 스크류(5)와 기체가 압축되면서 발생한 열을 냉각시켜 주며, 상기 중간커버(4)에는 제2냉각수챔버(10)가 형성되어 축(6)의 회전으로 발생한 베어링(8)의 열을 냉각시켜 준다.

먼저, 스크류(5)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 통로(5a)가 형성되어 있으며, 상기 통로(5a)를 냉각용 기체 또는 냉각용 오일이 순환되어 스크류(5)와 직 접적인 열교환이 이루어진다.

이때 상기 통로(5a)는 원통형으로 형성하는 것이 바람직한데, 종래 스크류 내부에 냉각용 통로를 형성할 경우 스크류 전체를 중공 상태로 형성함으로써 가공비용이 많이 발생하고 한쪽으로 무게가 치우침에 따라 편심회전이 발생하여 소음발생 및 강도저하 등 많은 문제가 발생하였다.

상기 스크류(5)의 외부에는 케이싱(1)이 형성되는데, 상기 케이싱(1)의 전후에는 전면커버(2) 및 후면커버(3)가 형성되며, 상기 케이싱(1)과 후면커버(3) 사이에는 후면커버(3)와 별개로 별도의 중간커버(4)가 형성된다.

이때 상기 케이싱(1) 내에는 제1냉각수챔버(9)가 형성되는데, 상기 제1냉각수챔버(9)는 도시된 바와 같이 케이싱(1)의 원주면을 따라 원주면 전체에 형성되어 실린더(1a)와의 열교환 면적을 최대한 늘여주는 것이 바람직하다.

상기 중간커버(4) 내에는 제2냉각수챔버(10)가 형성되어 축(6)의 회전을 지지해주기 위해 형성된 베어링(8)에서 발생하는 열을 냉각시켜주는 역할을 한다.

이때 상기 제1냉각수챔버(9)와 제2냉각수챔버(10)는 서로 통할 수 있도록 형성하는 것이 더욱 바람직하며 별도의 냉각수장치(도시하지 않음)에 의해 제1냉각수챔버(9) 쪽으로 냉각수가 유입되어 제2냉각수챔버(10)를 순환한 뒤 냉각수배출구로 배출되는 것이 바람직하다.

유입구(12)로 들어온 기체는 스크류(5)에 의해 압축되어 토출구(11) 쪽으로 배출되게 되는데, 토출구(11)의 일측이 제2냉각수챔버(10)의 일측과 접해 있으므로 인해 배출되는 기체의 온도가 낮아지게 되며 케이싱(1) 외부에 형성된 토출관(11a)에 의해 배출되는 기체는 자연 냉각되게 된다.

도 1은 본 발명의 구성예시도

도 2는 도 1의 평면도

도 3은 본 발명에 의한 스크류의 구성예시도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1. 케이싱 1a. 실린더

2. 전면커버 3. 후면커버

4. 중간커버 5. 스크류

6. 축 7. 기어

8. 베어링 9. 제1냉각수챔버

10. 제2냉각수챔버 11. 토출구

11a. 토출관 12. 유입구

Claims (3)

1. 한 쌍의 스크류(5)가 서로 맞물려 회전함으로써 펌핑되는 기체를 유입구(12)에서 토출구(11) 쪽으로 배출시키는 스크류형 진공펌프에 있어서,

   상기 스크류(5)의 내부를 관통하는 통로(5a)와, 상기 스크류(5) 외부에 형성된 케이싱(1)과, 상기 케이싱(1)의 전면에 형성되는 전면커버(2)와, 상기 케이싱(1)의 후면에 형성되는 중간커버(4) 및 후면커버(3)가 형성되되, 상기 통로(5a)를 따라 냉각용 기체 또는 오일이 순환되어 스크류(5)에서 발생하는 열을 냉각시키고, 상기 케이싱(1) 내에는 제1냉각수챔버(9)가 형성되어 스크류(5)와 기체가 압축되면서 발생한 열을 냉각시켜 주며, 상기 중간커버(4)에는 제2냉각수챔버(10)가 형성되어 축(6)의 회전으로 발생한 베어링(8)의 열을 냉각시켜주는 것이 특징인 냉각 성능이 향상된 스크류형 진공펌프
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제1냉각수챔버(9)와 제2냉각수챔버(10)는 서로 관통되어 있어 외부에서 들어온 냉각수가 서로 순환되는 것이 특징인 냉각 성능이 향상된 스크류형 진공펌프
3. 제 1항에 있어서,

   제2냉각수챔버(10)의 일측과 토출관(11a)의 일부는 서로 접해 있으므로 인해 배출되는 기체의 온도가 낮아지게 되며 케이싱(1) 외부에 형성된 토출관(11a)에 의해 배출되는 기체는 자연 냉각되게 되는 것이 특징인 냉각 성능이 향상된 스크류형 진공펌프

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