KR20160109534A

KR20160109534A - 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프

Info

Publication number: KR20160109534A
Application number: KR1020150034095A
Authority: KR
Inventors: 이정선
Original assignee: 이정선
Priority date: 2015-03-11
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2016-09-21

Abstract

본 개시는 회전축이 평행한 두 개의 로터의 회전을 이용한 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프에 관한 것으로서, 본 개시의 일 태양에 따르면(According to one aspect of the present disclosure), 일 측과 타 측에 각각 흡인구와 토출구를 가지는 케이싱; 상기 케이싱 내부에 수용되며, 일 단과 타 단이 상기 흡인구와 상기 토출구에 각각 인접하게 구비되고, 서로 평행하게 구비되는 제1,2 로터; 및 상기 제1,2 로터 마다 구비되는 제1,2 스크류;로서, 상기 제1,2 스크류는 상기 제1,2 로터의 회전방향으로 서로 180도의 간격을 가지도록 상기 감겨 배치되고, 상기 제1,2 스크류는 각각 상기 흡인구에서 상기 토출구를 향하는 방향으로 피치와 두께가 연속적으로 감소하도록 구비되는 제1,2 스크류;를 포함하는 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프가 제공된다.

Description

스크류 로터를 가지는 건식진공펌프{DRY VACUUM PUMP HAVING SCREW ROTOR}

본 개시(Disclosure)는, 건식진공펌프에 관한 것으로서, 특히 회전축이 평행한 두 개의 로터의 회전을 이용한 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프에 관한 것이다.

여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).

최근 진공 기술의 발달로 인하여, 진공 응용 분야는 반도체 공업, 전자 공업, 금속, 화학, 의약품, 원자력 공업 등 널리 이용되고 있다.

진공을 만드는 진공 펌프의 종류는 수봉식, 유회전식, 루츠(Roots)식, 스크류(Screw) 식, 이젝터(Ejetor)식, 유확산식, 물리흡착식 등이 있다.

그러나 수봉식이나 유회전식 등의 습식(펌프 내에 물이나 기름을 주입)은 불순물의 혼합을 가져오며, 반도체, 식품, 화학, 의약품, 공업등의 산업분야에서는 제외되어 사용되지 않고 있다.

따라서 건식(펌프 내에 물이나 기름을 주입하지 않음)의 진공 펌프가 사용되기 시작하였다.

용적식의 건식 진공 펌프의 경우 400 Torr(-0.5Kgf/㎠ G)이하의 진공도에 도달하려면 1단에서 이것을 달성하려는 것은 어려움이 있었고, 통상적으로 로우터의 소착을 방지하기 위하여 진공펌프의 단수를 증가시켜 진공 펌프의 발열을 억제하는 것이 현실이다.

그러나 진공 펌프의 단수가 증가하려면 당연히 모터나 부품 수가 증가하기 때문에 원가상승 및 펌프 설치 공간을 넓게 차지하는 단점이 있었다.

이와 관련하여, 한국 등록특허공보 제10-1074622호는, 원가상승을 억제하기 위해 제1 단 스크류(12),(22)의 나사산수가 2개이고, 제2 단 스크류(13),(23)의 나사산수가 3개인 주,종동 로터(10),(20)를 가지는 건식진공펌프를 개시한바 있다(도 1 참조)

여기서, 제1,2 단 스크류(12,22),(13,23)는 각기 나사 리드길이가 L1과 L2로 다르게 가공되며, 나사 리드길이가 큰 쪽(L1)이 펌프 흡인구(51)쪽에, 작은 쪽(L2)이 펌프 토출구(41)쪽에 위치된다.

본 개시는, 동일한 동력으로 진공도 및 배기 속도를 동시에 향상시킬 수 있는 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프의 제공을 일 목적으로 한다.

여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).

본 개시의 일 태양에 따르면(According to one aspect of the present disclosure), 일 측과 타 측에 각각 흡인구와 토출구를 가지는 케이싱; 상기 케이싱 내부에 수용되며, 일 단과 타 단이 상기 흡인구와 상기 토출구에 각각 인접하게 구비되고, 서로 평행하게 구비되는 제1,2 로터; 및 상기 제1,2 로터 마다 구비되는 제1,2 스크류;로서, 상기 제1,2 스크류는 상기 제1,2 로터의 회전방향으로 서로 180도의 간격을 가지도록 상기 감겨 배치되고, 상기 제1,2 스크류는 각각 상기 흡인구에서 상기 토출구를 향하는 방향으로 피치와 두께가 연속적으로 감소하도록 구비되는 제1,2 스크류;를 포함하는 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프가 제공된다.

이에 의하면, 하나의 로터에 2열의 스크류가 180도 간격을 가지며 배치되고, 2열의 스크류는 흡인구에서 토출구를 향하는 방향으로 그 피치와 두께가 연속적으로 감소하도록 구비됨으로써, 배기 속도 및 동력 효율이 향상된다.

본 개시의 일 태양에 따른 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프에 있어서, 상기 제1,2 스크류는, 각각 상기 흡인구에서 상기 토출구를 향하는 방향으로 피치와 두께가 연속적으로 감소하는 정도가 동일한 것을 특징으로 한다.

본 개시의 일 태양에 따른 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프에 있어서, 상기 제1,2 스크류는, 그 간격이 상기 흡인구에서 상기 토출구를 향하는 방향으로 연속적으로 감소하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

이에 의하면, 연속적으로 감소하는 간격에 의해 압축비가 연속적으로 증가하게 되므로, 불연속적인 압축비 증가로 인한 온도 상승을 방지할 수 있다. 그 결과로 스크류의 소손을 방지할 수 있고, 동력 효율의 향상 효과를 증대시킬 수 있게 된다.

본 개시의 일 태양에 따른 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프에 있어서, 상기 제1,2 스크류 사이의 간격은, 상기 제1,2 로터의 길이방향으로 상기 흡인구 측에 위치되는 상기 제1 또는 제2 스크류의 두께와 동일하게 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 개시의 일 태양에 따른 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프에 있어서, 상기 제1,2 스크류는, 상기 제1,2 로터를 세 번 감도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 개시의 일 태양에 따른 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프에 의하면, 하나의 로터에 2열의 스크류가 180도 간격을 가지며 배치되고, 2열의 스크류는 흡인구에서 토출구를 향하는 방향으로 그 피치와 두께가 연속적으로 감소하도록 구비됨으로써, 배기 속도 및 동력 효율이 향상된다.

본 개시의 일 태양에 따른 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프에 의하면, 연속적으로 감소하는 2열의 스크류 사이의 간격에 의해 압축비가 연속적으로 증가하게 되므로, 불연속적인 압축비 증가로 인한 온도 상승을 방지할 수 있다. 그 결과로 스크류의 소손을 방지할 수 있고, 동력 효율의 향상 효과를 증대시킬 수 있게 된다.

도 1은 한국 등록특허공보 제10-1074622호에 개시된 건식진공펌프의 스크류를 보인 도면,
도 2는 본 개시의 일 실시형태에 따른 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프를 보인 도면,
도 3은 도 2에서 스크류가 구비된 로터를 분리하여 보인 도면,
도 4는 도 3의 스크류가 구비된 로터가 결합 된 상태를 보인 도면,
도 5는 도 4에서 스크류가 구비된 로터를 그 축 방향으로 바라본 도면 및
도 6은 도 3에서 압축과정을 보인 도면이다.

이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).

다만, 이하에서 개시되는 기술적 사상의 명료한 이해를 위해 제한된 실시형태를 예로서 설명하였으나, 이에 한정되지는 아니하고 특허청구범위에 개시된 기술적 사상으로부터 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 도출할 수 있는 실시형태도 본 명세서에 개시된 실시형태로 이해되어야 함을 밝혀둔다.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어는 본 발명자가 설명의 편의를 위하여 선택한 개념으로, 그 의미를 파악함에 있어서 사전적 의미에 한정되지 않고 본 개시의 기술적 사상에 부합되도록 적절히 해석되어야 할 것이다.

도 2는 본 개시의 일 실시형태에 따른 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프를 보인 도면, 도 3은 도 2에서 로터를 분리하여 보인 도면, 도 4는 도 3의 로터가 결합 된 상태를 보인 도면, 도 5는 도 4에서 로터를 그 축 방향으로 바라본 도면 및 도 6은 도 3에서 압축과정을 보인 도면이다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 실시형태에 따른 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프(100)는, 케이싱(101), 2열의 스크류(131,133)를 가지는 2개의 로터(110,120)를 포함한다.

케이싱(101)은, 건식진공펌프의 외관을 형성하며, 일 측과 타 측에 각각 흡인구(102)와 토출구(103)를 가진다.

2개의 로터(110,120)는, 서로 맞물려져 케이싱(101)의 내부에 수용된다.

2개의 로터(110,120)는, 회전 축이 서로 평행하게 배치되며, 일 단과 타 단이 흡인구(102)와 토출구(103)에 각각 인접하게 구비된다.

2개의 로터(110,120) 중, 하나는 모터에 연결되어 회전 구동되는 구동 로터(110)로 구비되며, 다른 하나는 구동 로터(110)의 회전 구동에 연동 되어 회전 구동되는 종동 로터(120)로 구비된다.

구동 로터(110)와 종동 로터(120)의 연동은, 각각에 구비되는 타이밍 기어(104a,104b)를 통하여 이루어지도록 구비될 수 있다.

2열의 스크류(131,133)는, 2개의 로터(110,120) 각각에 동일하게 구비된다.

2열의 스크류(131,133)는, 2개의 로터(110,120)와 일체로 가공 제작된다.

구체적으로, 먼저 2열의 스크류(131,133)를 가지는 로터(110,120)를 주물로 제작한 후, 템퍼링(tempering)을 거친 후, 여유 각 1mm로 하여 선반 황삭 가공을 하고, MCT 황삭 및 정삭 가공을 한 후, 선반 정삭, 축 및 외경 연삭을 순차로 거쳐 가공한다.

2열의 스크류(131,133)는, 로터(110,120)의 축 회전 방향으로 서로 180도의 간격을 가지도록 감겨 배치된다.

또한, 2열의 스크류(131,133)는, 흡인구(102)에서 토출구(103)를 향하는 방향으로 피치와 두께가 연속적으로 감소하도록 구비된다.

여기서, 구동 로터(110)에 구비되는 2열의 스크류(131,133)와 종동 로터(120)에 구비되는 2열의 스크류(131,133)는, 각각 상기 흡인구에서 상기 토출구를 향하는 방향으로 피치와 두께가 연속적으로 감소하는 정도가 동일하게 구비된다.

본 실시형태에 따른 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프(100)의 동작은, 모터(미도시)가 구동되면 구동 로터(110)가 회전하게 되며, 타이밍 기어(104a,104b)에 의해 맞물린 종동 로터(120)가 함께 회전하게 된다. 즉 2개의 로터(110,120) 마다 구비되는 2열의 스크류(131,133)가 서로 맞물린 채 회전하게 된다.

2열의 스크류(131,133)가 맞물려 돌아가면 흡인구(102)를 통해 외부로부터 기체가 흡인되며, 피치와 두께가 연속적으로 감소하는 2열의 스크류(131,133)를 통과하는 동안 압축된 후 토출구(103)를 통해 배출된다.

구체적으로, 도 6을 참조하면 흡인된 기체는, 청색 영역 및 적색 영역을 따라 압축된 후 배출된다.

한편, 본 실시형태에 있어서, 2열의 스크류(131,133)는, 그 간격이 흡인구(102)에서 토출구(103)를 향하는 방향으로 연속적으로 감소하도록 구비된다.

바람직하게는, 임의의 위치에서 2열의 스크류(131,133) 사이의 간격(W1)은, 그 간격( W1)을 형성하는 2개의 스크류(또는 나사산) 중 로터(110,120)의 길이방향으로 흡인구(102) 측, 즉 흡인구(102)에 가깝게 위치되는 스크류의 두께(t1)와 동일하게 구비된다.

한편, 본 실시형태에 있어서, 2열의 스크류(131,133)는, 로터(110,120)를 세 번 감도록 구비되는 것이 바람직하다.

이에 의하면, 연속적으로 감소하는 간격에 의해 압축비가 연속적으로 증가하게 되므로, 불연속적인 압축비 증가로 인한 급격한 온도 상승을 방지할 수 있다. 그 결과로 스크류의 소손을 방지할 수 있고, 동력 효율의 향상 효과를 증대시킬 수 있게 된다.

Claims

일 측과 타 측에 각각 흡인구와 토출구를 가지는 케이싱;
상기 케이싱 내부에 수용되며, 일 단과 타 단이 상기 흡인구와 상기 토출구에 각각 인접하게 구비되고, 서로 평행하게 구비되는 제1,2 로터; 및
상기 제1,2 로터 마다 구비되는 제1,2 스크류;로서, 상기 제1,2 스크류는 상기 제1,2 로터의 회전방향으로 서로 180도의 간격을 가지도록 배치되고, 상기 제1,2 스크류는 각각 상기 흡인구에서 상기 토출구를 향하는 방향으로 피치와 두께가 연속적으로 감소하도록 구비되는 제1,2 스크류;를 포함하는 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 제1,2 스크류는, 각각 상기 흡인구에서 상기 토출구를 향하는 방향으로 피치와 두께가 연속적으로 감소하는 정도가 동일한 것을 특징으로 하는 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 제1,2 스크류는, 그 간격이 상기 흡인구에서 상기 토출구를 향하는 방향으로 연속적으로 감소하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프.
청구항 3에 있어서,
상기 제1,2 스크류 사이의 간격은, 상기 제1,2 로터의 길이방향으로 상기 흡인구 측에 위치되는 상기 제1 또는 제2 스크류의 두께와 동일하게 구비되는 것을 특징으로 하는 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 제1,2 스크류는, 상기 제1,2 로터를 세 번 감도록 구비되는 것을 특징으로 하는 스크류 로터를 가지는 건식진공펌프.