오일 프리 회전식 베인 펌프와 동일 배기 속도 오일 씰 펌프의 선택: DPL-V15L/V25L/V40L의 경계

15~40 m³/h 배기 속도 구간은 선정 회의에서 논쟁이 집중되는 구간입니다. 같은 구간에 세 가지 구조가 있습니다: 오일 프리 회전식 베인(DPL-V15L/V25L/V40L), 1단 오일 씰(V0025A/V0040A), 2단 오일 씰(DPL-2V18/2V28). 명목 배기 속도는 거의 겹치지만 처리할 수 있는 작업은 두세 자릿수 차이가 납니다. 아래에서는 파라미터를 정리한 뒤, 직접 대입할 수 있는 두 가지 계산 예로 경계를 정합니다: 하나는 배기 시간, 다른 하나는 누설률입니다.

1. 일곱 대의 펌프 파라미터를 한 표에 정리

이 표에서 직관과 다른 점이 두 가지 있습니다. 첫째, 오일 프리가 더 조용하다는 뜻은 아닙니다: 2V18과 2V28은 57 dB(A)로 표기되어 V15L의 61 dB(A), V40L의 67 dB(A)보다 낮습니다. 2단 직렬은 각 단의 압축비가 작아 기류 맥동이 더 평탄합니다. 둘째, 출력이 배기 속도를 대표하지 않습니다: V15L은 0.35 kW로 15 m³/h를 구현하고, V0025A는 0.75 kW로 20 m³/h에 그칩니다——오일 프리 펌프에는 오일 막 전단 손실이 없지만, 그 대신 진공도에서 양보합니다.

2. 판단 기준 1: 작업 압력 구간이 자격을 결정

선정의 첫 단계는 배기 속도 계산이 아니라 압력 구간을 정하는 것입니다. 펌프의 극한 진공도는 특정 압력 구간에 들어갈 수 있는지를 결정하고, 배기 속도는 들어간 뒤 얼마나 빠르게 도달하는지만 결정합니다.

• 러프 진공 구간(수백 mbar에서 상압): 진공 흡착, 가스 취출, 제본 접지, 라미네이팅, 포장 성형. 이 구간의 작업을 위해 DPL-V15L/V25L/V40L이 만들어졌으며, 제품 페이지에 기재된 주요 공정은 다이 본더, 칩 마운터, 매니퓰레이터, 노광기, 라미네이팅기, 제본기, 접지기, 지합기입니다.
• 저진공 구간(0.5에서 90 mbar): 1단 오일 씰의 영역입니다. V0025A는 가스 밸러스트를 끄면 0.5 mbar, V0040A는 0.1 mbar에서 시작하며 가스 밸러스트를 켜면 0.5 mbar로 내려갑니다. 소량의 응축성 가스를 배기하는 데 사용합니다.
• 고진공 전단(0.1 mbar 이하): 2단 오일 씰 2V18/2V28은 가스 밸러스트를 끄면 1×10⁻³ mbar이며, 더 아래는 2V80/2V275의 4×10⁻⁴~5×10⁻⁴ mbar 또는 2단 직렬 루츠(LC 시리즈 루츠)입니다.

90 mbar와 1×10⁻³ mbar 사이는 5 자릿수 차이입니다. 작업 압력 구간이 90 mbar 아래로 내려가면 L 시리즈는 배기 속도를 아무리 키워도 진입할 수 없습니다——이 항목을 확인하면 뒤의 계산은 더 볼 필요가 없습니다.

3. 판단 기준 2: 청정도가 오일 씰 펌프를 배제

L 시리즈는 오일 프리이며 오일 미스트가 없고 정지 시 오일 역류도 없습니다. 오일 씰 펌프는 정지 순간 오일 역류 위험이 있어 전자 조립, 칩 마운팅, 다이 본딩, 식품 및 의약품 공정에서는 이 위험을 받아들일 수 없으므로 L 시리즈를 선택해야 하며, 대가는 90 mbar 이하 압력 구간을 포기하는 것입니다. 이 항목은 강한 제약이며 가격, 배기 속도, 부피와 무관합니다.

반대로 L 시리즈의 배기 매체는 깨끗한 공기 및 기타 건조하고 독성이 없으며 부식성이 없고 인화성·폭발성이 없는 가스로 제한됩니다. 분진이나 수증기가 있는 공정에서는 오일 씰 펌프의 가스 밸러스트(V0040A부터 가스 밸러스트를 켜면 0.5 mbar)로 소량의 수증기를 처리할 수 있지만, 오일 프리 L 시리즈에는 이 수단이 없으므로 흡입 전에 필터 또는 응축기를 추가해야 합니다.

4. 계산 예 1: 60 L 지그를 300 mbar까지 배기하는 데 걸리는 시간

등온 추정: t = （V ÷ S）× ln（p1 ÷ p2）, V는 용적, S는 유효 배기 속도, p1, p2는 초기 압력과 목표 압력입니다.

진공 지그 캐비티와 배관을 합한 V = 60 L를 기준으로, 상압 1013 mbar에서 300 mbar까지 배기합니다:

ln（1013 ÷ 300）= ln 3.377 = 1.217

명목 배기 속도 기준(다소 낙관적)

• DPL-V25L: S = 25 m³/h = 25 000 L/h = 6.94 L/s, t = （60 ÷ 6.94）× 1.217 = 8.65 × 1.217 = 10.5 s
• DPL-V15L: S = 15 m³/h = 4.17 L/s, t = （60 ÷ 4.17）× 1.217 = 14.4 × 1.217 = 17.5 s
• DPL-V40L: S = 40 m³/h = 11.11 L/s, t = （60 ÷ 11.11）× 1.217 = 5.40 × 1.217 = 6.6 s

유효 배기 속도 기준(택트 타임 산정에 사용 가능)

명목 배기 속도는 펌프 입구에서의 값입니다. 배관의 마찰 손실, G3/4″ 커넥터, 솔레노이드 밸브, 흡착 패드와 공작물의 접촉면 누설은 지그 캐비티에 도달하는 유효 배기 속도를 낮춥니다. 러프 진공 구간에서는 전도 손실이 대체로 두드러지지 않으므로 60% 수준으로 잡는 것이 안정적입니다:

• V25L: 4.17 L/s → t = （60 ÷ 4.17）× 1.217 = 17.5 s
• V15L: 2.50 L/s → t = （60 ÷ 2.50）× 1.217 = 29.2 s
• V40L: 6.67 L/s → t = （60 ÷ 6.67）× 1.217 = 10.9 s

택트 타임 요구가 12 s 이내에 300 mbar를 형성하는 것이라면: V15L은 두 배 이상 부족하고, V25L은 5.5 s 부족하며, V40L은 경계에 걸립니다. 이때 서둘러 큰 펌프로 바꾸지 말고——용적을 60 L에서 40 L로 줄이면(호스 단축, 중간 버퍼 탱크 제거, 밸브 그룹을 지그에 근접 배치), V25L의 배기 시간은 (40 ÷ 4.17) × 1.217 = 11.7 s가 되어 기준을 만족합니다.

지그 용적이 첫 번째 변수이고, 펌프는 두 번째 변수입니다. 배관 내경을 너무 줄이면 유동 저항이 높아지며, 러프 진공 구간에서는 영향이 제한적이지만 배관 직경을 펌프 인터페이스보다 두 단계 작게 줄이지는 마십시오.

5. 계산 예 2: 동일 누설률에서 두 등급 펌프의 여유 차이

가스 경로가 빈틈없이 맞는 것은 어렵습니다. 정적 압력 상승법으로 정량화합니다: 흡입 밸브를 닫고 압력 상승을 기록합니다.

Q = V × Δp ÷ Δt

V = 60 L로 두고, 밸브를 닫은 후 300 s 동안 압력이 300 mbar에서 316 mbar로 상승하면 Δp = 16 mbar입니다:

Q = 60 × 16 ÷ 300 = 3.2 mbar·L/s（Pa·m³/s 기준으로는 0.32 Pa·m³/s）

다음으로 펌프가 어느 정도의 누설률을 처리할 수 있는지 봅니다: 특정 압력에서 펌프의 배기 능력은 Q = p × S입니다.

• V25L, 300 mbar에서: Q = 300 × 4.17 = 1251 mbar·L/s. 누설률은 3.2 ÷ 1251 = **0.26%**만 차지하므로 압력은 안정적으로 유지되고 작업점은 거의 움직이지 않습니다.
• 2V18, 1 mbar에서: S = 17 m³/h = 4.72 L/s, Q = 1 × 4.72 = 4.72 mbar·L/s. 누설률이 68%를 차지하며, 평형 압력 p = Q누설 ÷ S = 3.2 ÷ 4.72 = 0.68 mbar입니다——이 펌프는 이 가스 경로에서 1 mbar에도 도달하지 못하며, 명판의 1×10⁻³ mbar는 더 말할 필요가 없습니다.

2V18을 1×10⁻³ mbar까지 끌어내리려면 허용 누설률은 1×10⁻³ × 4.72 = 4.7×10⁻⁴ mbar·L/s 이하로 낮아져야 하며, 이는 3.2보다 680배 작습니다.

이 680배가 인터페이스 형식의 유래입니다: G3/4″ 나사산에 스틸 와이어 호스를 쓰는 가스 경로에는 L 시리즈만 적용할 수 있습니다. 1 mbar 아래로 들어가려면 NW25 플랜지, 금속관, 전용접 또는 금속 씰을 사용하고 누설 검사를 해야 합니다. 먼저 압력 구간으로 펌프를 선택한 뒤, 펌프에 맞춰 배관 등급을 정합니다. 순서를 반대로 하면 재작업이 됩니다.

6. 판단 기준 3: 소음, 중량, 전원 공급 및 유지보수

• 소음: 기기 내부에 설치하는 자동화 장비는 V40L의 67 dB(A)를 기준으로 방음과 작업 위치 거리를 확보합니다; 2V18/2V28의 57 dB(A)는 동등한 배기 속도에서 더 조용하며, 소음이 주요 문제라면 2단이 오히려 유리합니다.
• 중량: V15L 약 22.4 kg, V25L 약 26 kg, V40L 약 38.5 kg이며, 2V18의 39 kg, 2V28의 44 kg과 비교됩니다. 매니퓰레이터 추종, 인양 공정 또는 장비 상부 설치에서는 중량 차이가 구조 부재에 직접 반영됩니다.
• 전원 공급: L 시리즈 220–240V 또는 380–450V, 단상/3상 모두 가능; V0025A 단상 220/240V(3상 가능), V0040A부터 3상; 2V18/2V28 단상 220V 또는 3상 380V. 현장에 3상 전원이 없고 0.35 kW의 작은 부하만 있다면 V15L은 변압기와 인버터를 생략할 수 있습니다.
• 유지보수: 오일 씰 펌프는 오일과 배기 필터를 교체해야 하며, 오일 사용량은 V0025A 0.75 L, V0040A 1.5 L, 2V18 0.75–1.05 L, 2V28 1.2–1.5 L입니다; 오일 프리 L 시리즈는 오일을 교체하지 않지만 베인은 여전히 마모 부품이므로 운전 시간과 분진 상황에 따라 확인합니다.
• 60Hz: L 시리즈의 60Hz 사양은 19/30/48 m³/h이며, 60Hz 버전은 주문 전에 확인하십시오; 일부 모델은 60Hz 지역에 적합하지 않으므로 주문 전에 제조사와 모델을 확인하십시오.

7. 선정은 이 순서로 진행

1. 압력 구간 설정: 작업 압력이 90 mbar 이상에 형성될 수 있는지 확인합니다. 가능하면 L 시리즈가 후보에 포함됩니다; 불가능하면 곧바로 1단(0.1~0.5 mbar) 또는 2단(1×10⁻³ mbar)을 봅니다.
2. 용적과 택트 타임 계산: t =（V ÷ S）× ln（p1 ÷ p2）를 사용하고, S는 명목 값의 60%로 잡습니다. 먼저 지그 용적을 줄인 뒤 펌프 모델 교체를 논합니다.
3. 누설률 확인: 압력 상승법으로 Q를 구하고 p × S와 비교하여 여유가 한 자릿수 이상인지 봅니다. 여유가 부족하면 먼저 가스 경로를 개선하고, 큰 펌프로 무리하게 버티지 마십시오.

세 가지 수치가 정해지면 모델은 대체로 하나만 남습니다. 반대로 “분당 몇 리터인가"만 묻는다면 이후에 재작업이 필요해집니다. 배기 시간은 먼저 배기 시간 추정으로 대략 계산할 수 있고, 가스 경로와 인터페이스의 세부 사항은 자주 묻는 질문을 참고하십시오; 청정 요구, 유지보수 조건 및 매체에 따른 개략 비교는 오일 프리 회전식 베인 펌프와 오일 씰 회전식 베인 펌프 선택 방법을 참고하십시오.

자주 묻는 질문

1. Q: DPL-V15L의 90 mbar와 2V18의 1×10⁻³ mbar는 어디에서 차이가 납니까? A: 5 자릿수 차이입니다. 90 mbar는 러프 진공 구간에 속하며 진공 흡착, 가스 취출, 포장 성형에 사용됩니다; 2V18은 가스 밸러스트를 끄면 1×10⁻³ mbar로 저진공 공정 또는 고진공 전단으로 사용할 수 있습니다. 압력 구간이 다르므로 배기 속도가 비슷해도 서로 교체할 수 없습니다.

2. Q: 배기 속도가 비슷한 V25L과 V0025A는 직접 교체할 수 있습니까? A: 아닙니다. V25L은 오일 프리 구조이고 정격 진공도는 90 mbar입니다; V0025A는 오일 씰 1단이며 극한 진공은 0.5 mbar이지만 배기 시 오일 미스트가 발생하고 정지 시 오일 역류 위험이 있습니다. 청정 공정에서는 오일 프리를 선택해야 하고, 저진공 구간에서는 오일 씰을 선택해야 합니다.

3. Q: 60 L 지그를 상압에서 300 mbar까지 배기하는 데 얼마나 걸립니까? A: t=（V÷S）×ln（p1÷p2）에 따라, 60 L에 V25L의 명목 배기 속도 6.94 L/s를 적용하면 10.5 s이고, 유효 배기 속도를 60%로 계산하면 17.5 s입니다. 택트 타임은 10.5 s가 아니라 17.5 s를 기준으로 정합니다.

4. Q: 흡착 가스 경로에 호스를 사용할 때 누설률은 기준 초과로 볼 수 있습니까? A: 60 L 용적에서 300 s 동안 압력이 16 mbar 상승하는 것은 3.2 mbar·L/s에 해당하며, V25L이 300 mbar에서 갖는 능력의 0.26%만 차지하므로 허용할 수 있습니다; 동일한 누설률이면 2V18은 0.68 mbar에 머뭅니다. 따라서 1 mbar 아래로 들어가려면 플랜지 금속 배관으로 변경할 필요가 있습니다.

5. Q: 오일 프리 펌프의 소음이 항상 오일 씰 펌프보다 낮지는 않은 이유는 무엇입니까? A: 이 등급의 실측 표기값에서 2V18/2V28은 57 dB(A), V15L 61, V25L 62, V40L 67 dB(A)입니다. 2단 직렬은 각 단의 압력비가 작고 기류 맥동이 평탄하여 소음이 오히려 낮습니다; 오일 프리 펌프가 줄이는 것은 오일 미스트와 오일 교체이지 음향 출력이 아닙니다.

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