KR100629994B1 - 진공 이젝터 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 이젝터 펌프에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 고속으로 유입되고 배출되는 압축공기에 의해 작용하여 외측 포위공간에 부압을 발생시키는 진공 이젝터 펌프에 관한 것이다. 상기 이젝터 펌프는 공기유입관과 원판 및 공기배출관이 차례로 이격 배치되고 스페이서에 의해 연결되어 일체로 되는 프레임을 포함한다. 노즐이 상기 원판의 중앙을 관통하여 장착되고, 가요성 밸브부재가 스페이서에 장착된다. 상기 노즐본체는, 밸브부재에 대응하는 위치에 형성된 통공을 가지는 원통형 케이싱에 밀착 수용되며, 이에 따라 각 스페이서 구간에 챔버가 형성된다. 상기 노즐본체를 수용한 상태에서 케이싱이 회전되지 못하도록 하기 위하여, 케이싱과 노즐본체 간에 상호 걸림구조가 형성된다. 각 챔버는 통공을 통하여 외부와 소통 가능하며, 밸브부재에 의해 개폐가 제어된다.

진공, 이젝터, 펌프, 노즐, 스페이서, 챔버, 밸브, 통공

Description

진공 이젝터 펌프 {Vacuum ejector pumps}

도 1은 전통적인 진공 이젝터 펌프의 단면도.

도 2는 종래 기술에 따른 진공 이젝터 펌프의 단면도.

도 3은 다른 종래 기술에 따른 진공 이젝터 펌프의 단면도.

도 4는 도 3의 분해 사시도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 진공 이젝터 펌프의 사시도.

도 6은 도 5의 분해 사시도.

도 7은 도 5의 A-A선 단면도.

도 8은 도 7의 B-B선 단면도.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 진공 이젝터 펌프가 별도의 하우징 내에 수용된 상태를 나타내는 도면.

도 10은 포위공간이 배기 중인 상태를 나타낸 도 9의 C-C선 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10. 진공 이젝터 펌프 11. 노즐본체

12. 케이싱 15. 프레임

16,17. 노즐 18. 공기유입관

19,20. 원판 21. 공기배출관

22. 스페이서 23. 밸브부재

25,26,27. 챔버 28. 통공

본 발명은 이젝터 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속으로 유입되고 배출되는 압축공기에 의하여 작용하여 일정한 공간에 부압을 발생시키는데 사용되는 진공 이젝터 펌프에 관한 것이다.

전통적으로 사용되는, 소위 '다단 이젝터(multi-stage ejctor)'라는 명칭으로 잘 알려져 있는 진공펌프가 도 1에 도시되어 있다. 이러한 유형의 진공펌프(100)는, 직렬로 형성된 챔버(101,102,103)들과 각 챔버(101,102,103) 간의 격벽을 관통하여 장착되는 일련의 노즐(105,106,107)들을 포함하며, 각 챔버(101,102,103)는 통공(108,109,110)을 통해 공통의 진공챔버(104)와 소통이 가능하도록 되어 있다. 상기 진공펌프(100)는, 진공챔버(104)의 일측에 형성된 포트(111)를 통하여 외부 장치(예를 들어, 흡착 장치)에 연결된다. 고속의 압축공기가 상기 노즐 (105,106,107)들을 통과하여 배출될 때, 진공챔버(104) 및 외부 장치의 내부 공기가 유인되어 함께 배출됨에 따라, 진공챔버(104) 내의 압력이 하강한다. 진공챔버(104)의 압력이 각 챔버(101,102,103)의 압력 이하로 되면, 모든 통공(108,109,110)이 각 밸브(112,113,114)에 의하여 폐쇄되고, 진공챔버(104)는 그 압력 수준을 유지하게 된다. 이러한 과정에서 외부 장치 내에 부압이 발생되고, 발생된 부압은 물품의 반송(搬送)에 이용된다. 한편 상기한 유형의 진공펌프(100)는, 배기를 필요로 하는 각종 장치들의 내부에 직접 설치될 수 없는 문제점, 수리 보수를 위한 분해 및 조립이 어려운 문제점 등을 갖고 있다.

종래 기술로서, 상기한 유형의 진공펌프(100)의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 한국특허 제393434호(미국특허 제6,394,760호와 동일함)의 진공펌프가 도 2에 도시되어 있다. 여기에 개시된 진공펌프(200)는 슬롯(207,208,209)을 갖고서 직렬로 조립되는 복수의 노즐(202,203,204,205)들과, 각 노즐 사이에 배치되어 각 노즐의 벽에 형성된 소통공(206)을 개폐하는 밸브부재(210)를 포함하며, 각 노즐을 일체식의 회전 대칭형 본체(200)로 결합시키는 결합수단이 각 노즐에 제공된다. 상기 진공펌프(200)는 다른 장치의 하우징(H) 내부에 직접 수용되고, 각 노즐을 차례로 통과하는 고속의 압축공기에 의하여 작용하여, 하우징(H)의 내부 공간(S)에 부압을 제공한다. 그러나 진공펌프(200)는, 사용시에 각 노즐 간의 접속부분에서 외부 압력 또는 충격에 의한 변형(휨, 비틀림 등) 또는 분리가 발생하기 쉬운 문제점을 갖고 있다.

본 발명 출원인에 의하여 제안된 또 다른 종래 기술로서, 상기한 진공펌프(200)의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 한국 실용신안등록 제365830호의 진공펌프가 도 3 및 4에 도시되어 있다. 여기에 개시된 진공펌프(300)는 일측에 개방부(302)가 형성되고 내부에 장착되는 복수의 노즐(303,304)을 포함하는 원통형 노즐본체(301)와, 개방부(302)를 덮기 위하여 제공되는 덮개(305)와, 노즐본체(301)의 벽에 형성된 여러 개의 통공(306)을 개폐하기 위하여 제공되는 가요성의 밸브부재(307)를 포함하여 이루어진다. 상기 진공펌프(300)에서, 각 노즐은 원통형 노즐본체 내부에서 안전하게 보존된다. 그러나 필요로 하는 부품이 너무 많아 생산, 조립이 어렵고 불편한 문제가 있고, 외부 충격에 견디는 힘이 약한 문제가 있다. 한편으로 밸브부재는, 노즐본체의 개방구 모서리에 고정되고 각 통공으로 연장 배치되도록 교묘하게 설계되어야 하는 바, 그 밸브부재의 형성 및 장착이 매우 어려운 문제가 있다.

본 발명은, 본 발명 출원인에 의하여 제안되고 한국 실용신안등록 제365830호로 개시된 상기 진공 펌프(300)의 개량발명이다. 본 발명의 목적은, 배기를 필요로 하는 각종 장치의 내부에 직접 설치되어 사용될 수 있는 진공 이젝터 펌프를 제공하고자 하는 것이다. 다른 목적은, 조립 생산이 간편하게 이루어질 수 있으며, 사용시에 파손의 우려가 없도록 보강된 진공 이젝터 펌프를 제공하고자 하는 것이 다.

본 발명에 따른 진공 이젝터 펌프는: 공기유입관과 원판 및 공기배출관이 차례로 이격 배치되고 스페이서에 의해 연결되어 일체로 되는 프레임과, 상기 원판의 중앙을 관통하여 장착되는 노즐을 포함하는 노즐본체와; 상기 스페이서에 장착되는 가요성 밸브부재와; 상기 밸브부재에 대응하는 위치에 형성된 통공을 가지며, 상기 노즐본체를 밀착 수용하여 각 스페이서 구간에 챔버가 형성되게 하는 원통형 케이싱과; 상기 노즐본체를 수용한 상태에서 케이싱이 회전되지 못하도록 하기 위하여, 케이싱과 노즐본체 간에 형성되는 상호 걸림구조로 이루어진다. 바람직하게, 상기 케이싱은 계단식으로 확장되는 내경을 갖는다.

상기 진공 이젝터 펌프는 노즐본체에 밸브부재를 장착하고, 이를 케이싱에 끼워 넣음으로써 조립 완성된다. 각 챔버는 원판에 장착된 노즐에 의해 서로 연통되며, 각 통공을 통하여 외부 또는 포위공간과 소통 가능하다. 각 통공은 공기압으로 동작하는 밸브부재에 의하여 개폐가 제어된다.

위에 기재된 또는 기재되지 않은 본 발명의 특징과 작용 효과는, 이하에서 도면을 참조하며 설명하는 본 발명의 실시예를 통하여 보다 명백해질 것이다.

도 5 이하의 도면에서, 본 발명에 따른 진공 이젝터 펌프는 부호 10으로 나 타낸다. 상기 이젝터 펌프(10)는 노즐본체(11)와, 노즐본체(11)를 수용하는 원통형 케이싱(12)을 포함한다. 부호 13은 필터이고, 부호 14는 사일렌서이다

상기 노즐본체(11)는 프레임(15)과 노즐(16,17)을 포함한다. 상기 프레임(15)은 공기유입관(18)과 원판(19,20) 및 공기배출관(21)이 차례로 이격 배치되고, 이들 요소(18,19,20,21)들이 스페이서(22)에 의해 연결되어 일체로 된다. 상기 노즐(16,17)은 각 원판(19,20)의 중앙을 관통하여 장착된다. 본 실시예에서 상기 원판(19,20)은 두 개인 것으로 하였으나, 도시되지 않은 다른 실시예에서 하나 또는 세 개 이상일 수 있다.

노즐(16,17)은 각 원판(19,20)의 중심에 끼워져 장착되고, 직렬적으로 이격 배열되어 하나의 노즐세트를 형성한다. 도시되지 않은 실시예에서, 각 원판(19,20)에 장착홀을 여러 개 형성하는 방법으로 복수의 노즐세트가 병렬적으로 구비될 수 있다.

상기 스페이서(22)는 원판(19,20)의 가장자리에 형성되며, 서로 대향하는 한 쌍으로 형성된다. 보다 구체적으로, 각 스페이서(22)는 라운드형 외측표면과, 평면형 내측표면을 갖는다. 특히, 스페이서(22)가 라운드형 외측표면을 갖기 때문에, 스페이서(22)는 원통형 케이싱(12)의 내면에 밀착 접촉할 수 있다(도 8 참조).

가요성 밸브부재(23)가 각 스페이서(22)에 장착된다. 구체적으로, 밸브부재(23)는 스페이서(22)를 감싸 홀딩할 수 있는 구조(24)를 가지며, 상기 구조(24)는 스페이서(22) 중앙의 요홈에 안착 고정된다. 밸브부재(23)는 가요성 재료 예를 들어 천연고무, 합성고무 또는 우레탄 고무 등으로 성형될 수 있다.

원통형 케이싱(12)은 상기 밸브부재(23)에 대응하는 위치에 형성된 통공(28)을 가진다(도 8 참조). 상기 케이싱(12)은 노즐본체(11)를 밀착 수용한다. 구체적으로, 노즐(16,17)을 제외한 노즐본체(11)의 각 요소(18,19,20,21,22)는 상기 케이싱의 내면에 밀착된다. 따라서 노즐본체(11)의 각 스페이서(22) 구간에 챔버(25,26,27)가 형성된다. 각 챔버(25,26,27)는 원판(19,20)에 장착된 노즐(16,17)에 의해 서로 연통되며, 각 통공(28)을 통하여 외부 또는 포위공간과 소통 가능하다. 각 통공(28)은 공기압으로 동작하는 상기 밸브부재(23)에 의하여 개폐가 제어된다. 부호 32는, 각 챔버(25,26,27) 간의 불필요한 공기의 이동을 차단하기 위하여 각 원판(19,20)의 모서리에 제공되며, 케이싱(12)의 내면에 접촉하는 'O'형 개스킷이다.

상기 이젝터 펌프(10)는, 노즐본체(11)에 밸브부재(23)를 장착하고 이를 케이싱(12)에 끼워 넣음으로써 조립 완성된다. 상기 노즐본체(11)가 케이싱(12)에 용이하게 삽입될 수 있도록 하기 위하여, 바람직하게, 상기 케이싱(12)은 계단식으로 확장되는 내경을 갖는다. 케이싱(12)의 일측 단부는 공기배출관(21)의 단부를 수용하는 동시에 공기배출관(21)의 걸림턱(29)에 지지된다. 이 때 케이싱(12)이 회전되지 않도록 하기 위하여, 케이싱(12)의 단부와 공기배출관(21)의 걸림턱(29)에는 서로 맞물리는 요홈(30)과 키(31)가 형성된다. 다만, 노즐본체(11)를 수용한 상태에서 케이싱(12)이 회전되지 못하도록 하는 상호 걸림구조는 다양한 형태로 설계변경이 가능할 것이다.

도 7을 참조하면, 공기분사공(34)이 형성된 분사구(33)가 공기유입관(18) 측에 장착되고, 소음방지용 사일렌서(14)가 공기배출관(21) 측에 장착된다. 그리고, 케이싱(12)에 비하여 단면의 지름이 큰 원통형의 필터(13)가 케이싱(12)를 내포하는 상태로 케이싱(12)과 동축적으로 배치된다. 도면에 따르면, 상기 필터(13)는 그 양단이 케이싱(12)의 원형 플랜지(35)와 공기배출관(21)의 원형 플랜지(36)에 지지되어 있다. 다만, 상기 필터(13)의 지지를 위한 수단 또는 방법은 설계 변경을 통하여 다르게 형성될 수 있다.

도 9를 참조하면, 하우징(H)의 내부에 수용된 본 발명에 따른 이젝터 펌프(10)가 도시되어 있다. 이젝터 펌프(10)는 포위공간(S)을 통과하여 하우징(H)의 양측 벽에 거치되며, 이 경우에 포위공간(S)은 통공(28)을 통하여 이젝터 펌프(10)의 내측 챔버(25,26,27)와 소통 가능하다.

공기분사구(33)를 통하여 이젝터 펌프(10) 내로 주입된 공기는 노즐(16,17)을 고속으로 통과하고 공기배출관(21)을 통하여 외부로 배출된다. 이 때 포위공간(S)의 공기는 개방된 각 통공(28)을 통하여 각 챔버(25,26,27) 내로 유인되고, 압 축공기와 함께 배출된다(도 10 참조). 이러한 배기작용에 의하여 포위공간(S)의 압력이 하강하기 시작하여 이젝터 펌프(10)의 내부 압력 이하로 떨어지게 되면, 모든 통공(28)이 밸브부재(23)에 의하여 폐쇄됨으로써 포위공간(S)은 그 압력 수준을 유지하게 된다.

본 발명에 따른 진공 이젝터 장치는, 노즐본체를 케이싱에 삽입하는 것으로 완성된다. 따라서 조립 생산이 간편하게 이루어지는 효과가 있다. 또한 상기 진공 이젝터 장치는 케이싱이 내측에 배치되는 노즐본체와 밀접되는 관계 즉, 노즐본체가 케이싱을 보강하는 이중구조를 갖고 있다. 따라서 외부 충격에 견디는 힘이 강해지는 효과가 있다. 특히, 동일축선상에 이격 배열된 노즐이 조금만 비틀어져도 이젝터 펌프의 진공효율이 크게 떨어지는 것을 고려하면, 내충격성이 우수하다는 것은 노즐은 안전하게 한다는 측면에서 큰 효과가 있다.

Claims (11)

1. 고속으로 유입되고 배출되는 압축공기에 의해 작용하여 외측 포위공간에 부압을 발생시키는 것에 있어서: 공기유입관과 원판 및 공기배출관이 차례로 이격 배치되고 스페이서에 의해 연결되어 일체로 되는 프레임과, 상기 원판의 중앙을 관통하여 장착되는 노즐을 포함하는 노즐본체와; 상기 스페이서에 장착되는 가요성 밸브부재와; 상기 밸브부재에 대응하는 위치에 형성된 통공을 가지며, 상기 노즐본체를 밀착 수용하여 각 스페이서 구간에 챔버가 형성되게 하는 원통형 케이싱과; 상기 노즐본체를 수용한 상태에서 케이싱이 회전되지 못하도록 하기 위하여, 케이싱과 노즐본체 간에 형성되는 상호 걸림구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프.
2. 제1항에 있어서,

   상기 원판은 두 개 이상으로 형성되며, 각 원판은 스페이서를 수단으로 연결되는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 노즐은 복수로 구비되며 직렬적으로 이격 배열되는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 스페이서는 서로 대향하는 한 쌍으로 형성된 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 각 스페이서는 원판의 가장라지에 형성되며, 라운드형 외측표면과 평면형 내측표면을 갖는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프.
6. 제1항에 있어서,

   상기 밸브부재는 스페이서를 감싸 홀딩할 수 있는 구조를 가지며, 스페이서 중앙의 요홈에 안착 고정되는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프.
7. 제1항에 있어서,

   상기 케이싱은 계단식으로 확장되는 내경을 갖는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 원판은 각 챔버 간의 불필요한 공기의 이동을 차단하기 위하여, 원판의 모서리에 제공되는 'O'형 개스킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프.
9. 제1항에 있어서,

   상기 걸림구조는 케이싱과 노즐본체에 각각 형성되어 서로 맞물리게 되는 요홈과 키로 이루어진 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프.
10. 제1항에 있어서,

    원통형 필터가 상기 케이싱을 내포하는 상태로 케이싱과 동축적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프.
11. 제10항에 있어서,

    상기 케이싱의 일측 단부는 공기배출관의 단부를 수용하며, 이 때 상기 필터는 그 양단이 케이싱의 타측 단부에 형성된 원형 플랜지와 공기배출관에 형성된 원형 플랜지에 각각 지지되는 것을 특징으로 하는 진공 이젝터 펌프.

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