건식 저진공 펌프(DRY LOW VACUUM PUMP)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2016-0033134
(43) 공개일자 2016년03월25일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
F04F 5/20 (2006.01) F04B 37/14 (2006.01)
F04C 18/02 (2006.01) F04C 18/12 (2006.01)
F04C 25/02 (2006.01) F04F 5/46 (2006.01)
F04F 5/54 (2006.01)
(52) CPC특허분류
F04F 5/20 (2013.01)
F04B 37/14 (2013.01)
(21) 출원번호 10-2016-7003171
(22) 출원일자(국제) 2014년07월03일
심사청구일자 없음
(85) 번역문제출일자 2016년02월04일
(86) 국제출원번호 PCT/EP2014/064259
(87) 국제공개번호 WO 2015/001059
국제공개일자 2015년01월08일
(30) 우선권주장
1356534 2013년07월04일 프랑스(FR)
(71) 출원인
파이퍼 배큠
프랑스 74000 안시 아브니 드 브로그니 98
(72) 발명자
닐 띠어리
프랑스 에프-74960 메이떼 뤼 샹떼비제 1
브랜돌린 세르지
프랑스 에프-74000 안시 뤼 안드레 귀데 16
(74) 대리인
김태홍, 김진회
전체 청구항 수 : 총 16 항
(54) 발명의 명칭 건식 저진공 펌프
(57) 요 약
본 발명은, 방출 라인(9) 내에 배치되는 관통로를 갖는 밸브(10; 15)를 포함하는 건식 러핑 진공 펌프에 관한 것
으로서, 상기 관통로를 갖는 밸브(10)는, 상기 관통로를 갖는 밸브(10; 15)가 방출 라인(9)의 입구(12)의 시트와
접촉하는 폐쇄 위치와, 상기 관통로를 갖는 밸브가 방출 라인(9)의 입구(12)로부터 멀어지게 이동하게 되는 개방
위치 사이에서 이동하게 될 수 있고, 상기 진공 펌프는 구동 기체를 벤튜리 효과 통로(11)의 유입구(11a) 내로
분사하도록 구성되는 구동 기체 분사 장치(13)를 포함한다.
대 표 도 - 도1
공개특허 10-2016-0033134
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(52) CPC특허분류
F04C 18/0215 (2013.01)
F04C 18/123 (2013.01)
F04C 18/126 (2013.01)
F04C 25/02 (2013.01)
F04F 5/461 (2013.01)
F04F 5/54 (2013.01)
공개특허 10-2016-0033134
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명 세 서
청구범위
청구항 1
기체를 유입구로부터 배출구(8)로 펌핑하기 위한 적어도 하나의 펌핑 스테이지와, 마지막 펌핑 스테이지의 배출
구(8)에 연결되는 방출 라인(9)을 포함하는 건식 러핑 진공 펌프로서,
관통로를 갖는 밸브(10; 15)가 상기 방출 라인(9) 내에 배치되고,
상기 관통로를 갖는 밸브(10; 15)는,
- 상기 관통로를 갖는 밸브(10; 15)가 상기 방출 라인(9)의 입구(12)의 시트와 접촉 상태에 놓이며 그리고 상기
관통로를 갖는 밸브(10; 15)를 통과하는 벤튜리 효과 통로(11)를 통과하도록 기체를 압박하는 폐쇄 위치와,
- 상기 관통로를 갖는 밸브가 상기 방출 라인(9)의 입구(12)로부터 멀어지게 이동하게 되는 개방 위치
사이에서 이동하게 될 수 있고,
상기 관통로를 갖는 밸브(10; 15)는 펌핑 스테이지의 배출구 압력이 사전 결정된 압력 임계값보다 높을 때에 개
방 위치에 놓이게 되며,
상기 건식 러핑 진공 펌프는, 구동 기체를 상기 벤튜리 효과 통로(11)의 유입구(11a) 내로 분사하도록 구성되는
구동 기체 분사 장치(13)를 포함하여, 폐쇄 위치에서, 구동 기체가 벤튜리 효과 통로(11)의 유입구(11a) 내로
분사될 때, 상기 벤튜리 효과 통로(11)가 상기 구동 기체 분사 장치(13)와 함께 방출기를 형성하도록 하는 것을
특징으로 하는 건식 러핑 진공 펌프.
청구항 2
제 1항에 있어서,
상기 벤튜리 효과 통로(11)는 협폭부를 갖는 노즐의 형상인 것을 특징으로 하는 건식 러핑 진공 펌프.
청구항 3
제 2항에 있어서,
상기 노즐의 유입구(11a)는 깔때기 형으로 성형되고, 상기 노즐의 목부는 원통형 중앙부(11b)에 의해 연장되며
그리고 벌어진 형상(11c)으로 종결되는 것을 특징으로 하는 건식 러핑 진공 펌프.
청구항 4
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 벤튜리 효과 통로(11)는, 상기 관통로를 갖는 상기 밸브(10) 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 건식 러핑
진공 펌프.
청구항 5
제 4항에 있어서,
상기 구동 기체 분사 장치(13)는, 상기 구동 기체 분사 장치(13)의 배출구와 상기 벤튜리 효과 통로(11)의 유입
구(11a) 사이에 고정된 사전 결정된 거리(d)를 갖도록, 상기 관통로를 갖는 밸브(10)에 고정되며, 적어도 하나
의 펌핑 기체 유입 오리피스(28)가 상기 구동 기체 분사 장치(13)의 배출구와 벤튜리 효과 통로(11)의 유입구
(11a) 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 건식 러핑 진공 펌프.
청구항 6
제 5항에 있어서,
공개특허 10-2016-0033134
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상기 관통로를 갖는 밸브(10)를 개방 위치로 압박하기 위해, 진공 펌프 본체(6)와 상기 구동 기체 분사 장치
(13) 사이에 개재되는, 탄성 복귀 부재(29)를 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 러핑 진공 펌프.
청구항 7
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 벤튜리 효과 통로(11)는, 상기 구동 기체 분사 장치(13)의 배출구와 상기 벤튜리 효과 통로(11)의 유입구
(11a) 사이에 고정된 사전 결정된 거리(d)를 갖도록, 상기 구동 기체 분사 장치(13)에 고정되는 돌출부(32) 내
에 형성되고, 적어도 하나의 펌핑 기체 유입 오리피스(28)가 상기 구동 기체 분사 장치(13)의 배출구와 상기 벤
튜리 효과 통로(11)의 유입구(11a) 사이에 형성되며, 상기 돌출부(32)는 상기 관통로를 갖는 밸브(15)의 개구
내에 형성되는 부가적 시트(33)와 협력하는 것을 특징으로 하는 건식 러핑 진공 펌프.
청구항 8
제 7항에 있어서,
상기 돌출부(32)와 상기 부가적 시트(33)는, 절두 원추형 또는 부분적 구형의 상보적 안내 형상을 구비하는 것
을 특징으로 하는 건식 러핑 진공 펌프.
청구항 9
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동 기체 분사 장치(13)는, 진공 펌프의 펌프 본체(6)에 부분적으로 통합되는 것을 특징으로 하는 건식
러핑 진공 펌프.
청구항 10
제 9항에 있어서,
상기 관통로를 갖는 밸브(10)는, 진공 펌프의 소음기(14)로의 유입구에 위치 설정되는 것을 특징으로 하는 건식
러핑 진공 펌프.
청구항 11
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 관통로를 갖는 밸브(10)는, 상기 방출 라인(9)의 하나의 단부에 배열되고, 상기 단부는 펌핑 기체 처리 장
치에 연결되는 것을 특징으로 하는 건식 러핑 진공 펌프.
청구항 12
제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 관통로를 갖는 밸브(10)는, 상기 입구(12)에 속하는 상보적 안내 형상(12a)과 협력하도록 구성되는 안내
형상(20a)을 갖는 헤드(20)를 구비하는 것을 특징으로 하는 건식 러핑 진공 펌프.
청구항 13
제 12항에 있어서,
상기 상보적 안내 형상들(12a, 20a)은, 절두 원추형 또는 부분적으로 구형인 것을 특징으로 하는 건식 러핑 진
공 펌프.
청구항 14
제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동 기체 분사 장치(13)는 공급 라인(23)을 포함하고, 상기 공급 라인의 하나의 단부가 분사 노즐(22)을
보유하며, 구동 기체 분사 축선과 상기 벤튜리 효과 통로(11)의 축선은 정렬되는 것을 특징으로 하는 건식 러핑
진공 펌프.
공개특허 10-2016-0033134
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청구항 15
제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 관통로를 갖는 밸브(10; 15)를 상기 입구(12)에 대해 폐쇄되는 위치로 압박하는, 탄성 복귀 요소(18)를 포
함하는 것을 특징으로 하는 건식 러핑 진공 펌프.
청구항 16
제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 관통로를 갖는 밸브는 상기 입구(12) 상부에 수직으로 배열되는 것을 특징으로 하는 건식 러핑 진공 펌프.
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은, 전력 소비가 감소되는 것을 허용하는 건식 러핑 진공 펌프(dry roughing vacuum pump)에 관한 것이[0001]
다. 본 발명은 특히, 단일 스테이지(single-stage) 또는 복수 스테이지(multi-stage) 버전의, "루트(root)"
타입의 로브 펌프와 같은 "건식 로터리 로브 펌프" 타입, 클로 펌프(claw pump), 스크롤 펌프(scroll pump), 스
크류 펌프(screw pump), 피스톤 펌프(piston pump) 등의 러핑 진공 펌프에 관한 것이다.
배 경 기 술
기체를 압축하기 위해 요구되는 전력은, 건식 러핑 진공 펌프의 전력 소비에 연관되는 중요한 파라미터들 중 하[0002]
나이다. 이러한 압축 전력은 주로, 루트 또는 클로 타입의 복수 스테이지 펌프의 경우에 마지막 2개의 압축 스
테이지에서, 그리고 스크류 펌프의 경우에 마지막 행정(flight)에서 주로 사용된다.
러핑 진공 펌프의 전력 소비를 감소시키기 위한, 하나의 공지된 해법은, 방출기(ejector)를 이용하여 최종 압축[0003]
스테이지에서의 압력을 낮추는 것이다. 방출기는 벤츄리 효과(Venturi effect)의 원리로 작동한다. 이는, 압
력 강하가 예를 들어 기체 질소 또는 압축 공기와 같은 압축된 유체의, 기체를 위한 통로의 협폭부에서의 분사
로부터 얻어질 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 압력 강하가, 어떠한 직접적인 전력의 소비 없이 생성된다.
그러나, 방출 라인에 방출기를 배치하는 것이 펌핑된 기체의 통과 전도성을 감소시켜, 예컨대 챔버 내에서 진공[0004]
을 러핑할 때에 발생하는 상당한 유량의 기체가 더 이상 흡수될 수 없게 된다.
FR 2952683호 문헌으로부터 공지된 해법은, 비복귀 밸브를 우회하도록 배열되는 병렬 회로 내에 방출기를 장착[0005]
하는 것이다. 따라서, 비복귀 밸브가 폐쇄될 때, 기체는, 방출기가 장착되는 우회 회로를 따라 흐른다. 우회
회로의 협폭부 내로의 구동 기체의 분사는 방출측의 압력 강하를 생성하며 그리고 그에 따라 소비 전력의 감소
를 생성한다. 나아가, 기체 과잉의 경우에, 비복귀 밸브가 개방되어 병렬 회로를 단락시킨다.
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명의 목적들 중 하나는, 종래 기술의 펌프보다, 더 강건하고, 더 콤팩트하며, 제조하기에 더 저렴하고, 유[0006]
지보수하기에 더 용이한, 간소화된 진공 펌프를 제안하는 것이다.
과제의 해결 수단
이를 위해, 본 발명의 하나의 대상은, 기체를 유입구로부터 배출구로 펌핑하기 위한 적어도 하나의 펌핑 스테이[0007]
지, 마지막 펌핑 스테이지의 배출구에 연결되는 방출 라인을 포함하는 건식 러핑 진공 펌프로서,
관통로를 갖는 밸브가 상기 방출 라인(9) 내에 배치되고, [0008]
상기 관통로를 갖는 밸브는, [0009]
- 상기 관통로를 갖는 밸브가 상기 방출 라인의 입구의 시트와 접촉 상태에 놓이며 그리고 관통로를 갖는 밸브[0010]
를 관통하는 벤튜리 효과 통로를 통과하도록 기체를 압박하는 폐쇄 위치와,
공개특허 10-2016-0033134
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- 상기 관통로를 갖는 밸브가 상기 방출 라인의 입구로부터 멀어지게 이동하게 되는 개방 위치[0011]
사이에서 이동하게 될 수 있고, [0012]
상기 관통로를 갖는 밸브는 펌핑 스테이지의 배출구 압력이 사전 결정된 압력 임계값보다 높을 때에 개방 위치[0013]
에 놓이게 되며,
건식 러핑 진공 펌프는, 구동 기체를 상기 벤튜리 효과 통로의 유입구 내로 분사하도록 구성되는 구동 기체 분[0014]
사 장치를 포함하여, 폐쇄 위치에서, 구동 기체가 벤튜리 효과 통로의 유입구 내로 분사될 때, 상기 벤튜리 효
과 통로가 상기 구동 기체 분사 장치와 함께 방출기를 형성하도록 하는 것을 특징으로 한다.
관통로를 갖는 밸브는 따라서, 폐쇄 위치에서 벤튜리 효과를 발생시키기 위해 구동 기체가 벤튜리 효과 통로의[0015]
상류측에서 분사될 때 방출기를 형성하고, 또한 과잉 기체의 경우에 벤튜리 효과 통로를 우회하도록 폐쇄 위치
에 있을 때 자동 방출 회로를 형성한다.
관통로를 갖는 밸브의 벤튜리 효과 통로의 유입구 내로의 구동 기체의 분사는, 진공 펌프의 최종 펌핑 스테이지[0016]
의 배출구에서의 압력을 낮추기 위해 벤튜리 효과를 이용한다.
최종 펌핑 스테이지의 배출구에서 얻어지는 절대 압력은 따라서, 1000 mbar 대신 100 내지 400 mbar 정도의 압[0017]
력으로 저하된다.
배출구 압력의 이러한 저하는, 펌핑 성능(압력의 함수로서 기체의 유량)에 악영향을 미치는 일 없이 30 내지[0018]
70% 정도의 전력 소비의 감소로 이어진다.
전력 소비의 감소는 또한, 제거될 열 에너지의 양이 더 낮으며 그리고 냉각수 소비의 감소로 이어질 수 있도록,[0019]
펌프 하우징의 온도의 저하로 이어진다.
더욱이, 최종 펌핑 스테이지의 배출구에서의 압력 강하는, 펌핑 조건이 가연성 및 폭발 한계로부터 더 멀어지게[0020]
유지될 수 있으며 그리고 응축성 및/또는 부식성 종류(species)의 부분 압력이 감소하게 될 수 있으며, 그로 인
해 진공 펌프의 재료 상의 부식 위험 및 응축물에 의한 막힘(plugging)의 위험을 상당히 감소시킨다는 것을 의
미한다.
또한, 최종 펌핑 스테이지의 배출구에서의 압력 강하는, 진공 펌프에 의해 생성되는 소음 레벨을 감소시킨다.[0021]
이는, 압력 강하가 최종 펌핑 스테이지의 저주파수 파동의 세기를 낮추기 때문이다.
더욱이, 기체는, 벤튜리 효과 통로에 의해 형성되는 협폭부가 상당한 유량의 기체의 펌핑에 대한 장애물을 형성[0022]
하지 않도록, 펌프 유량이 높은 경우에 개방 위치로 이동하는 관통로를 갖는 밸브에 의해 생성되는, 이용 가능
한 자동 방출 회로를 갖는다. 따라서, 펌프 하우징 내에 병렬 우회 회로를 기계 가공할 및/또는 제어식 밸브를
갖는 외부 우회 회로를 배열할 필요가 없으며, 이는 진공 펌프가 간소화되고, 더 콤팩트하며, 그리고 또한 더
강건하고 유지보수하기에 더 용이하다는 것을 의미한다.
일 실시예에 따르면, 벤튜리 효과 통로는 협폭부를 갖는 노즐의 형상이다. 예컨대, 노즐의 유입구는 깔때기 형[0023]
으로 성형되고, 노즐의 목부는 원통형 중앙부에 의해 연장되며 그리고 벌어진 형상으로 종결된다. 이때, 노즐
은 상당한 압력 강하를 생성시키기에 최적화되는 형상을 갖는다.
관통로를 갖는 밸브의 헤드는 예컨대, 입구에 속하는 상보적 안내 형상과 협력하도록 구성되는 안내 형상을 갖[0024]
는다. 상보적 안내 형상은, 예컨대, 절두 원추형 또는 부분적 구형이다. 상보적 안내 형상은, 밀봉을 제공하
는 것 및 관통로를 갖는 밸브가 폐쇄 위치로 복귀할 때마다 관통로를 갖는 밸브의 정확한 위치 설정을 보장하는
것을 가능하게 하며, 따라서 벤튜리 효과를 이용하여 방출기로서 최적의 작동을 보장하는 것을 가능하게 한다.
제1 실시예에 따르면, 관통로를 갖는 밸브는 진공 펌프의 소음기로의 유입구에 위치 설정된다. [0025]
구동 기체 분사 장치는, 예컨대, 진공 펌프의 펌프 본체 내로 부분적으로 통합된다. [0026]
따라서, 밸브와 방출기를 형성하는 조립체는 진공 펌프의 가장 중심부에 배열되며, 그리고 그에 따라 펌프 하우[0027]
징을 가열하기 위한 작동 도중에 펌프 하우징의 고온으로부터 이익을 얻을 수 있다. 결과적으로, 가열된 펌프
하우징에 의한 전도에 의해 현저하게, 관통로를 갖는 밸브를 가열함으로써, 벤튜리 효과 통로 내에서 기체의 팽
창에 의해 초래되는 응축성 기체의 냉각에 의해 야기되어 발생할 수 있는, 벤튜리 효과 통로의 막힘 위험이 감
소하게 될 수 있다.
공개특허 10-2016-0033134
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제2 실시예에 따르면, 관통로를 갖는 밸브는 방출 라인의 하나의 단부에 배치되고, 이 단부는 펌핑 기체 처리[0028]
장치에 연결된다. 이때, 방출 라인은, 최종 펌핑 스테이지에서의 기체 배출구로부터 기체 처리 장치에 대한 유
입구까지, 즉 수 미터의 배관을 나타낼 수 있는 경로(journey)에 걸쳐, 저압 하에 유지된다. 방출 라인이 저압
하에 유지된다는 사실은, 응축성 기체 종류가 기체 형태로 유지될 수 있다 것을 의미하고, 때때로 이는 방출 라
인을 가열할 필요성을 회피시킬 수 있도록 한다.
구동 기체 분사 장치는 공급 라인을 포함할 수 있고, 공급 라인의 하나의 단부가 분사 노즐을 보유하며, 구동[0029]
기체 분사 축선 및 벤튜리 효과 통로의 축선은 정렬된다.
진공 펌프는, 관통로를 갖는 밸브를 개방 위치로 압박하는 탄성 복귀 요소를 더 포함할 수 있다. 탄성 복귀 요[0030]
소는, 예컨대, 펌핑된 기체가 유동하는 방향으로 입구의 하류에서, 관통로를 갖는 밸브의 헤드와 방출 라인의
환형 숄더 사이에 개재된다.
다른 실시예에 따르면, 관통로를 갖는 밸브는, 입구 상부에 수직으로 배열된다. 이때, 관통로를 갖는 밸브는,[0031]
입구에 대해 폐쇄되는 위치를 향해 중력 하에서 압박될 수 있다.
제1 실시예에 따르면, 벤튜리 효과 통로는, 상기 관통로를 갖는 밸브 내에 형성된다. [0032]
더욱이, 구동 기체 분사 장치가 이동 가능하게 되도록 제공될 수 있다. 이때, 구동 기체를 분사하기 위한 장치[0033]
는, 구동 기체 분사 장치의 배출구와 벤튜리 효과 통로의 유입구 사이에, 고정된 사전 결정된 거리를 두고 관통
로를 갖는 밸브에 고정되고, 적어도 하나의 펌핑 기체 유입 오리피스가 구동 기체 분사 장치의 배출구와 벤튜리
효과 통로의 유입구 사이에 형성된다.
이러한 방식으로 함께 결합되면, 구동 기체 분사 장치의 배출구와 벤튜리 효과 통로의 유입구 사이의 거리가 충[0034]
분히 제어된다. 따라서, 벤튜리 효과를 얻기 위한 구동 기체 분사에 관한 관통로를 갖는 밸브의 정확한 중심
설정 및 정확한 위치 설정이 유지될 것이라는 확실성이 존재한다.
진공 펌프는, 관통로를 갖는 밸브를 개방 위치로 압박하기 위해 진공 펌프 본체와 구동 기체 분사 장치 사이에[0035]
개재되는 탄성 복귀 부재를 더 포함할 수 있다. 이는, 이때, 구동 기체 분사 장치의 안내 및 위치 설정을 개선
한다.
관통로를 갖는 밸브는, 예컨대, 헤드를 연장시키는 스템을 구비하며, 이 스템은 헤드로부터 적어도 부분적으로[0036]
전진적으로 반경 방향으로 좁아지는 외부 형상을 갖는다. 이러한 테이퍼 형상은 기체 스트림 근처에서 생성될
수 있는 난류를 감소시키도록 할 수 있으며 그리고 그의 윤곽 주위에서 기체의 유동을 점진적으로 안정화시킬
수 있게 하며, 이에 따라 관통로를 갖는 밸브의 임의의 진동을 최소화시킨다. 또한, 적절한 경우, 통로를 차단
하지 않는 대신, 관통로를 갖는 밸브가 개방 위치에 있을 때 높은 유량과 양립할 수 있는 환형 개구를 개방 상
태로 남겨두도록, 진공 펌프의 소음기로의 유입구에 삽입되는 것이 적합하다.
제2 실시예에 따르면, 벤튜리 효과 통로는, 구동 기체 분사 장치의 배출구와 벤튜리 효과 통로의 유입구[0037]
사이에, 고정된 사전 결정된 거리를 두고 구동 기체 분사 장치에 고정되는 돌출부 내에 형성되고, 적어도 하나
의 펌핑 기체 유입 오리피스가 구동 기체 분사 장치의 배출구와 벤튜리 효과 통로의 유입구 사이에 형성된다.
돌출부는, 관통로를 갖는 밸브의 개구 내에 형성되는 부가적 시트와 협력한다.
따라서, 구동 기체 분사 장치의 배출구와 벤튜리 효과 통로의 유입구 사이의 거리가 충분히 제어된다. 따라서,[0038]
벤튜리 효과를 얻기 위한 구동 기체 분사에 관한 관통로를 갖는 밸브의 정확한 중심 설정 및 정확한 위치 설정
이 유지될 수 있다는 확실성이 존재한다.
관통로를 갖는 밸브가 돌출부 상에서 스스로 중심 설정하는 것을 보다 용이하게 하기 위해, 관통로를 갖는 밸브[0039]
의 개구에 형성되는 부가적 시트 및 돌출부는, 절두 원추형 또는 부분적 구형 형상과 같은 상보적 안내 형상을
구비할 수 있다.
도면의 간단한 설명
추가적 이점들 및 특징들이 본 발명의 예시적이지만 비제한적인 실시예의 설명을 읽는 것으로 부터 그리고 첨부[0040]
된 도면으로부터 명백해질 것이다.
- 도 1은 폐쇄 위치에서의 관통로를 갖는 밸브를 구비한 건식 러핑 진공 펌프의 개략도를 도시하고,
- 도 2는 개방 위치에서의 관통로를 갖는 밸브를 구비한, 도 1과 유사한 도면을 도시하며,
공개특허 10-2016-0033134
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- 도 3은 구성요소들의 일부가 숨겨진 상태로 도시된 건식 러핑 진공 펌프의 방출 라인의 일부분 및 최종 펌핑
스테이지의 일부분을 도시하고,
- 도 4는 도 3의 건식 러핑 진공 펌프의 요소들의 부분 확대 단면도를 도시하며,
- 도 5는 관통로를 갖는 밸브의 그리고 도 4의 건식 러핑 진공 펌프의 관통로를 갖는 밸브와 조립되는 스프링의
사시도를 도시하고,
- 도 6은 도 5의 스프링의 그리고 관통로를 갖는 밸브의 다른 도면을 도시하며,
- 도 7은 조립된, 관통로를 갖는 밸브와 스프링의 단면도를 도시하고,
- 도 8은 구동 기체 분사 장치의 공급 라인의 단면도를 도시하며,
- 도 9는 다른 실시예에 따른 건식 러핑 진공 펌프에서 밸브-방출기 조립체의 부분 단면도를 도시하고,
- 도 10a는 밸브-방출기 조립체의 제2 실시예의 제1 변형 형태를 도시하며,
- 도 10b는 밸브-방출기 조립체의 제2 실시예의 제2 변형 형태를 도시하고,
- 도 11a는 밸브-방출기 조립체의 제2 실시예의 제3 변형 형태를 도시하며,
- 도 11b는 밸브-방출기 조립체의 제2 실시예의 제4 변형 형태를 도시하며, 그리고
- 도 12는 밸브-방출기 조립체의 제3 실시예를 도시한다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
본 발명은, 예컨대 반도체, LED, 평면형 스크린 또는 태양광 패널 산업에서 기판의 제조를 위해 의도된, 프로세[0041]
스 챔버와 같은 챔버 밖으로 펌핑하도록 의도되는 건식 러핑 진공 펌프에 관한 것이다.
건식 러핑 진공 펌프는, 예컨대, 단일 스테이지 또는 복수 스테이지 버전의, "루트" 펌프, 클로 펌프, 스크롤[0042]
펌프, 스크류 펌프, 피스톤 펌프 또는 일부 다른 유사한 원리로 작동하는 펌프와 같은, "로터리 로브"
타입이다.
도 1 및 도 2에 예시된 예에서, 건식 러핑 진공 펌프(1)는, 복수 스테이지 펌프이다. 복수 스테이지 펌프는,[0043]
예컨대, 진공 펌프(1)의 흡입구(4)와 방출구(5) 사이에 직렬로 장착되는 6개의 펌핑 스테이지(TA, T1, T2, T3,
T4, TR)를 포함하며, 그리고 이러한 스테이지들을 통해 펌핑될 기체가 흡입구(4)로부터 방출구(5)로 순환할 수
있으며, 방출구(5) 압력은 대체로 대기압 정도이다.
펌핑 스테이지들(TA, T1, T2, T3, T4, TR) 내부에, 로터리 샤프트가 로터의 형태로 연장되며 그리고 진공 펌프[0044]
(1)의 모터(M)에 의해 끝단의 방출 스테이지(TR) 상에서 구동된다. 로터들은 정합 또는 상보적 프로파일을 구
비하고, 펌프 하우징(6) 내부에서 반대 방향으로 회전한다. 회전시에, 펌핑될 기체는, 로터와 펌프 하우징(6)
사이에 형성되는 빈 공간 사이에 포획되며, 그리고 로터에 의해 다음 스테이지를 향해 또는 최종 펌핑 스테이지
(TR) 이후에 방출구(5)를 향해 추진된다. 진공 펌프(1)는, 작동시에, 로터들이, 로터들과 펌프 하우징(6) 사이
의 기계적인 접촉이 전혀 없이, 진공 펌프(1)의 펌프 하우징(6) 내에서 반대 방향으로 회전하며, 그에 따라, 윤
활식 베인 펌프로 지칭되는 진공 펌프와 대조적으로, 펌핑 스테이지들(TA, T1, T2, T3, T4, TR) 내에 오일이 완
전히 없는 것을 허용하기 때문에, "건식"이라고 불린다.
각 펌핑 스테이지(TA, T1, T2, T3, T4, TR)는, 각자의 유입구와 배출구를 포함한다. 연속적인 펌핑 스테이지들[0045]
(TA, T1, T2, T3, T4, TR)은, 앞선 펌핑 스테이지의 배출구를 다음 스테이지의 유입구에 연결하는, 또한 스테이
지간 라인으로도 지칭되는, 각자의 배출 라인에 의해 직렬로 차례차례 연결된다(도 1의 실선 내의 화살표들을
참조). 그의 유입구가 진공 펌프(1)의 흡입구(4)와 연통되는 제1 펌핑 스테이지(TA)는 또한 "흡입 스테이지"로
도 지칭된다. 그의 배출구(8)가 진공 펌프(1)의 방출구(5)와 연통되는 최종 펌핑 스테이지(TR)는 또한 "방출
스테이지"로도 지칭되고, 방출 압력은 대체로 대기압 정도이다.
진공 펌프(1)는 최종 펌핑 스테이지(TR)의 배출구(8)를 방출구(5)에 연결하는 방출 라인(9)을 더 포함한다. [0046]
진공 펌프(1)는 또한, 방출 라인(9) 내에 배열되는 관통로를 갖는 밸브(10)(또한 "관통로를 갖는 체크 밸브"로[0047]
공지됨)를 포함하고, 벤튜리 효과 통로(11)가 관통로를 갖는 밸브(10)를 관통한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 제1 실시예에 따르면, 벤튜리 효과 통로(11)는 관통로를 갖는 밸브(10) 내에[0048]
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형성된다.
벤튜리 효과 통로(11)는, 기체가 최종 펌핑 스테이지(TR)의 배출구(8)와 방출구(5) 사이를 통과하는 것을 허용[0049]
한다. 벤튜리 효과 통로는, 벤튜리 효과 통로(11)의 축선과 방출 라인(9)의 축선이 정렬되고, 벤튜리 효과 통
로와 방출 라인(9)이 동축 상에 놓이도록 하는 방식으로, 배열된다.
관통로를 갖는 밸브(10)는, 예컨대, 진공 펌프(1)의 소음기(14)로의 유입구에 배열되고, 소음기(14)는 방출구[0050]
(5)의 상류에 위치 설정된다.
이러한 관통로를 갖는 밸브(10)는, 방출 라인(9)의 입구(12)의 시트와 접촉상태에 놓이며 그리고 벤튜리 효과[0051]
통로(11)를 통과하도록 기체를 압박하는 폐쇄 위치(도 1)와, 방출 라인(9)의 입구(12)로부터 멀어지게 위치 설
정되는 개방 위치(도 2) 사이에서, 축방향으로 이동할 수 있다.
벤튜리 효과 통로(11)는, 구동 기체가 유입구(11a)에서 분사될 때 "방출기" 기능을 얻도록 하기 위한 기체 통로[0052]
의 협폭부를 형성하는 관통 덕트이다.
이에 따라 얻어진 방출기는, 이동하는 부품들을 포함하지 않는 작은 보조 진공 펌프와 유사하게 작동하며, 그리[0053]
고 그 내부에서 압력 강하가, 보조 유체인 구동 기체의 운동 에너지를 변환시킴으로써 얻어진다.
진공 펌프(1)는, 압축 질소 또는 압축 건조 공기(CDA; compressed dry air) 또는 다른 압축 천연 기체와 같은[0054]
구동 기체를 벤튜리 효과 통로(11)의 유입구(11a)로 분사하도록 구성되는, 구동 기체 분사 장치(13)를 더 포함
한다. 구동 기체의 절대 압축 압력은 최소 3 bar 정도이다. 구동 기체는, 적어도 관통로를 갖는 밸브(10)가
폐쇄 위치에 있을 때, 분사된다.
이를 위해, 구동 기체 분사 장치(13)는 공급 라인(23)을 포함하고, 공급 라인의 하나의 단부가 분사 노즐(22)을[0055]
보유한다.
도 8에 도시된 일 실시예에 따르면, 분사 노즐(22)은 공급 라인(23)의 좁아진 섹션(26)으로 형성된다. 좁아진[0056]
섹션(26)의 직경은, 예컨대, 1 mm 정도이다. 좁아진 섹션(26)은 벤튜리 효과를 얻도록 하기 위한 구동 기체의
요구되는 가속을 달성할 수 있도록 한다.
도시되지 않은 다른 예에 따르면, 분사 노즐은, 예컨대 분사 오리피스가 미리 드릴링 가공되는 루비로 제작된[0057]
인젝터와 같은, 경질 재료로 제작된 인젝터 타입의 노즐에 의해 형성된다.
더욱이, 도 1 내지 도 4에 도시된 예들에서, 구동 기체 분사 장치(13)는 펌프 하우징(6) 내의 하우징 공간 내로[0058]
부분적으로 통합된다. 따라서, 분사 노즐(22)은 최종 방출 스테이지(TR)의 배출구(8)에서 개방된다. 밀봉 부
재(24)가 또한 구동 기체 분사 장치(13)와 펌프 하우징(6) 내의 하우징 공간 사이에, 이러한 펌프 하우징이 밀
봉되는 것을 보장하기 위해, 개재된다(도 4).
벤튜리 효과 통로(11)는 협폭부를 갖는 제트 노즐의 형상을 갖는다.[0059]
도 7에 도시된 일 실시예에 따르면, 벤튜리 효과 통로(11)는, "초음속" 노즐 형상으로 지칭되는 형상을 구비하[0060]
며, 벤튜리 효과 통로(11)에 대한 유입구(11a), 즉 펌핑 스테이지(TR)의 배출구(8)와 연통되는 벤튜리 효과 통
로(11)의 측부는 깔때기 형태를 취하고, 벤튜리 효과 통로의 목부는 원통형 중앙부(11b)의 형태를 취하는 좁아
진 섹션에 의해 연장된다.
원통형 중앙부(11b)는 하류에서 벌어진 형상(11c)으로 종결된다(도 4 및 도 7 참조). 벤튜리 효과 통로(11)의[0061]
원통형 중앙부의 직경은, 예컨대 25 mm 정도의 직경의 방출 라인(9)에 대해, 예컨대 3 mm 정도와 같이, 2 내지
10 mm 사이에 포함된다. 벤튜리 효과 통로(11)의 총 길이는, 예컨대, 20 내지 30 mm 정도인 가운데, 벤튜리 효
과 통로(11)의 원통형 중앙부(11b)의 길이는, 예컨대 14 내지 16 mm 정도이다. 이러한 형상의 벤튜리 효과 통
로(11)는, 발산 섹션이 뒤따르게 되는 수렴하는 제1 섹션을 갖는 "초음속 형상"이라고 불린다. 이는 초음속 기
체 유속을 달성할 수 있도록 하며 그리고 벤튜리 효과 통로(11)를 통해 펌핑되는 기체의 유동을 최적화할 수 있
도록 하는 가운데, 동시에 압력 강하를 제한하지만 "벤튜리 효과"를 생성하는데 적합한 협폭부를 제공할 수 있
도록 한다.
구동 기체 분사 장치(13)의 배출구는, 구동 기체를 벤튜리 효과 통로(11)의 축선과 정렬되는 메인 방향으로 분[0062]
사하도록 하기 위해, 벤튜리 효과 통로(11)의 유입구(11a)를 바라보도록 지향된다.
관통로를 갖는 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때, 구동 기체 분사 장치(13)의 배출구와 벤튜리 효과 통로(11)의 유입[0063]
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구(11a) 사이의 거리(d)는 작고, 예컨대 0.5 내지 2 mm 사이에 포함된다.
더욱이, 구동 기체 분사 장치(13)의 배출구의 직경은 벤튜리 효과 통로(11)의 유입구(11a)의 직경보다 작거나[0064]
동일하다.
도시되지 않은 다른 실시예에 따르면, 폐쇄 위치에서, 구동 기체 분사 장치(13)의 배출구는 벤튜리 효과 통로[0065]
(11)의 유입구(11a)에, 즉 원통형 중앙부(11b)의 유입구에 수용된다.
최종 펌핑 스테이지(TR)의 배출구(8)와 분사 노즐(22)의 축선은, 진공 펌프(1)를 더 쉽게 조립할 수 있도록 하[0066]
기 위해, 예컨대 0 내지 90°의 각도(α)를 형성한다(도 4).
관통로를 갖는 밸브(10)는 또한, 최종 펌핑 스테이지(TR)의 배출구 압력이 사전 결정된 압력 임계값보다 높을[0067]
때, 개방 위치에 놓이도록 구성된다. 보다 구체적으로, 관통로를 갖는 밸브(10)는 마지막 펌핑 스테이지(TR)의
배출구(8) 압력과 방출구(5) 측의 압력 사이의 압력차(△P)가, 예컨대 150 내지 200 mbar 사이와 같은, 사전 결
정된 임계값보다 높을 때, 개방 위치에 놓이도록 구성된다.
예컨대, 관통로를 갖는 밸브(10)는, 나선형 스프링(18)과 같은 탄성 복귀 요소에 의해 입구(12)에 대항하는 폐[0068]
쇄 위치로 압박된다. 최종 방출 스테이지(TR)의 배출구(8)에 과압이 있는 경우에, 관통로를 갖는 밸브(10)는
과압에 의해 자체의 탄성 복귀 효과에 대항하여 뒤로 밀리게 되어, 기체의 통과를 위해 입구(12)를 개방시킨다.
도시되지 않은 다른 예에 따르면, 관통로를 갖는 밸브는 입구 상부에 수직으로 배열된다. 이때, 이러한 관통로[0069]
를 갖는 밸브는 중력의 효과 하에서 입구에 대해 폐쇄되는 위치로 압박될 수 있다. 최종 방출 스테이지(TR)의
배출구(8)에 과압이 있는 경우에, 관통로를 갖는 밸브(10)는 상방으로 뒤로 밀리게 되어, 기체의 통과를 위해
입구(12)를 개방시킨다.
도 4, 도 5 및 도 6에서 더 양호하게 가시적인 일 실시예에 따르면, 관통로를 갖는 밸브(10)는, 디스크 형상의[0070]
헤드(20) 및 헤드(20)에서 연장되는 스템(21)을 구비하며, 스템(21)은 헤드(20)로부터 점진적으로 그리고 반경
방향으로 좁아지는 형상을 구비한다.
헤드(20)는 스토퍼로서 작용하는 디스크 형상을 갖는다. 관통로를 갖는 밸브(10)가 폐쇄 위치에 있을 때, 헤드[0071]
(20)는 벤튜리 효과 통로(11)의 입구(12)에 의해 형성되는 시트 상에 안착된다.
관통로를 갖는 밸브(10)의 스템(21)은, 벤튜리 효과 통로(11) 내에 적어도 부분적으로 수용되도록 하기에 충분[0072]
할 정도로 길고, 이 길이는 방출기 타입 작동을 위해 최적화된다.
스프링(18)은, 관통로를 갖는 밸브의 헤드(20)와 방출 라인(9)의 환형 숄더(19) 사이에 개재되고, 환형 숄더[0073]
(19)는 기체가 펌핑되는 방향에서 입구(12)의 하류에 배열된다. 따라서, 환형 숄더(19)는, 예컨대, 소음기(1
4)를 유지하기 위한 장치를 형성한다(도 4). 따라서, 관통로를 갖는 밸브(10)는 스프링(18) 내에 동축으로 장
착되고, 스템(21)은 스프링 내에서 연장된다.
더욱이, 관통로를 갖는 밸브(10)가 폐쇄 위치로 복귀할 때마다 밀봉 및 정확한 위치 설정을 보장하기 위하여,[0074]
관통로를 갖는 밸브(10)의 헤드(20)는, 관통로를 갖는 밸브(10)의 헤드(20)를 위한 시트를 형성하는, 입구(12)
에 속하는 상보적 안내 형상(12a)과 협력하도록 구성되는, 안내 형상(20a)을 구비한다.
예컨대, 시트와 접촉하는 헤드(20)의 부분의 안내 형상(20a) 및 시트의 상보적 안내 형상(12a)은, 상보적인 절[0075]
두 원추형 형상을 갖는다(도 4). 도시되지 않은 다른 예에 따르면, 이들 상보적 안내 형상들은 부분적으로 구
형이다. 상보적 안내 형상들(12a, 20a)은, 관통로를 갖는 밸브(10)가 방출 라인(9)의 축선에 자동적으로 스스
로 중심 설정하는 것 및 분사 노즐(22)과 대면하는 것을 허용하여, 벤튜리 효과를 이용하는 방출기로서 최적의
작동을 보장할 수 있도록 한다.
스템은, 예컨대, 기체 스트림 내에서 스템 근처에 생성될 수 있는 난류를 줄이도록 하기 위해, 헤드(20)로부터[0076]
적어도 부분적으로 반경 방향으로 그리고 점진적으로 좁아지는 외부 형상(21a)을 갖는다. 이러한 테이퍼형 외
부 형상(21a)은 또한, 그의 윤곽 둘레에서의 기체 유동이 점진적으로 안정화되는 것을 허용하며 그리고 관통로
를 갖는 밸브(10)의 임의의 진동이 최소화되는 것을 허용한다.
스템(21)의 단부(21b)는, 예컨대, 원통형 형상을 구비하며, 그의 직경은, 통로를 차단하지 않는 대신, 관통로를[0077]
갖는 밸브(10)가 개방 위치에 있을 때 많은 유량과 양립할 수 있는, 기체에 대해 자유로운 환형 개구를 남겨두
도록, 진공 펌프(1)의 소음기(14)의 유입구에 삽입되도록 맞춰진다. 예컨대, 스템(21)의 원통형 단부(21b)의 외
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경은 8 mm 정도이다. 단부(21b)의 외경은 또한, 벤튜리 효과 통로(11)의 벌어진 형상(11c)의 단부의 직경과 같
은 동일한 정도의 크기이다.
따라서, 예컨대 도 4, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 스템(21)은, 단부(21b)에서 원통형 부분에 의해 연장[0078]
되는, 예컨대 헤드(20)로부터 벤튜리 효과 통로(11)의 중앙부(11b)까지 실질적으로 절두 원추형 형상과 같이,
좁아지는 외부 형상(21a)을 구비한다.
구동 기체 분사 장치(13)는 또한, 공급 라인(23)에 도달하기 이전에 구동 기체를 데우기 위해 진공 펌프(1)의[0079]
펌프 하우징(6)과 접촉하는 열 교환기(25; 도 1)를 포함할 수 있다. 따라서, 진공 펌프의 펌프 하우징(6)에 의
해 발산되는 열 에너지는 구동 기체를 데우기 위해 사용된다. 건식 러핑 진공 펌프(1)는 또한, 구동 기체의 가
열을 촉진하기 위해 가열 커버(도시 생략)를 포함할 수 있다.
관통로를 갖는 밸브(10)는, 예컨대, 알루미늄, 스테인리스강, 또는 Ni-레지스트 주철로 제작되거나, 특히 내부[0080]
식성이고, 몇몇의 경우에는 또한 내마멸성인, Ni-P, Ni-B, SiC, BN, Al2O3, Si3N3, YtO2, ZrO2 타입의 코팅으로
코팅된다.
프로세스 챔버가 생산 중에 있는 단계에서와 같은 정상 작동에서, 펌핑될 기체의 스트림은 예컨대 100 slm 미만[0081]
이다.
진공 펌프의 배출구(8) 압력은 방출구(5)의 대기압보다 낮고, 이에 따라 관통로를 갖는 밸브(10)는 폐쇄 위치[0082]
(도 1)에 있다.
이 위치에서, 관통로를 갖는 밸브(10)의 헤드(20)는, 입구(12)에 의해 형성되는 방출 라인(9)의 시트에 대해 안[0083]
착된다. 최종 펌핑 스테이지(TR)로부터의 배출구(8)에서, 펌핑될 기체는, 관통로를 갖는 밸브(10)를 통해, 벤
튜리 효과 통로(11)를 따라간다(실선 화살표). 구동 기체가 벤튜리 효과 통로(11)의 유입구(11a)에 분사되는
경우에(점선 화살표), 압력 강하가 생성되어, 벤튜리 효과를 통해 진공 펌프(1)의 배출구(8)에서의 압력의 저하
를 야기한다. 따라서, 벤튜리 효과 통로(11)는 구동 기체 분사 장치(13)와 함께 방출기를 형성한다.
구동 기체는 영구적으로 분사될 수 있다. 대안으로서, 제어 유닛이, 러핑 진공 펌프(1)에 의해 소비되는 전력[0084]
의 레벨 또는 프로세스 챔버의 작동 상태(생산중, 프리러핑 진공 또는 대기)에 따라, 구동 기체의 분사를 관리
하기 위해 제공된다.
관통로를 갖는 밸브(10)가 대기압에서 방출구(5) 상류의 마지막 펌핑 스테이지(TR)의 방출 라인(9) 내에 배열되[0085]
는 도 1 내지 도 4에 도시된 시나리오에서, 얻어진 절대 압력은 예컨대 100 내지 400 mbar 정도이다. 이러한
압력 강하는, 30 내지 70% 정도의 진공 펌프(1)의 전력 소비의 저하를 생성한다.
상당한 기체 유량이 제거되는 경우에, 최종 펌핑 스테이지(TR)의 배출구(8)에서의 압력과 방출구(5)에서의 압력[0086]
간의 압력차(△P)는, 사전 결정된 압력 임계값보다 높게 된다. 예컨대 500 내지 600 slm 정도와 같은 100 slm
을 초과하는 이러한 기체 과잉은, 예컨대 진공 펌프(1)에 연결된 챔버 내에 진공을 러핑할 때 또는 진공 펌프
(1)를 시동할 때, 즉 대기압으로부터 기체를 펌핑할 때 발생한다.
이러한 과압은, 관통로를 갖는 밸브(10)의 헤드(20)를 그의 탄성 복귀 작용에 대항하여, 입구(12)로부터 멀어지[0087]
게 뒤로 밀어내며, 따라서 관통로를 갖는 밸브(10)를 개방시킨다. 따라서, 펌핑될 기체는 방출 회로를 따라가
고, 입구(12) 내로 그리고 이어서 방출 라인(9)과 관통로를 갖는 밸브(10) 사이를 통과한다. (도 2의 실선 화살
표). 이에 따라, 과잉 기체는, 최종 펌핑 스테이지의 배출구(8)에서 과압을 유발하지 않는 대신, 진공 펌프
(1)에 의해 흡수될 수 있다.
관통로를 갖는 밸브(10)는, 구동 기체가 벤튜리 효과 통로(11)의 상류에서 분사될 때 벤튜리 효과를 발생시키기[0088]
위해 폐쇄 위치에 있을 때 방출기를 형성하고, 또한 벤튜리 효과 통로를 우회하도록 개방 위치에 있을 때 방출
회로를 형성한다.
따라서, 기체는, 많은 유량이 펌핑될 경우에 관통로를 갖는 밸브를 개방 위치로 이동시킴으로써 생성되는 자동[0089]
방출 회로를 구비하며, 따라서 벤튜리 효과 통로(11)에 의해 형성되는 협폭부가 펌핑에 대한 장애물을 형성하지
않도록 한다.
따라서, 펌프 하우징(6) 내에 병렬 우회 회로를 기계 가공하는 것 및/또는 제어식 밸브를 갖는 외부 우회 회로[0090]
를 배열하는 것에 대한 필요가 없으며, 그리고 이는 진공 펌프가 간소화되고, 더 콤팩트하며, 그리고 더 강건하
고 유지보수하기에 더 용이하다는 것을 의미한다.
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최종 펌핑 스테이지의 배출구에서 100 내지 400 mbar 정도의 절대 압력이 획득되어, 펌핑 성능(압력의 함수로서[0091]
기체 유량)에 악영향을 미치는 일 없이 전력 소비의 감소를 생성한다.
전력 소비의 저하는 또한, 펌프 하우징(6)의 온도의 저하로 이어져, 제거될 열 에너지의 양이 감소하게 되며 그[0092]
리고 냉각수 소비의 감소로 이어질 수 있다.
더욱이, 최종 펌핑 스테이지(TR)의 배출구에서의 압력 강하는, 펌핑 조건이 가연성 및 폭발 한계로부터 멀게 유[0093]
지되도록 허용하며, 그리고 응축성 및/또는 부식성 종류의 부분 압력을 감소시킬 수 있도록 하여, 진공 펌프의
재료의 부식 위험 및 응축물에 의한 막힘 위험을 현저하게 감소시킨다.
진공 펌프(1)의 최종 펌핑 스테이지(TR)의 배출구에서의 압력 강하는 또한, 진공 펌프의 소음 레벨을 감소시킨[0094]
다. 이는, 압력 강하가 최종 펌핑 스테이지(TR)의 저주파 파동의 세기를 낮추기 때문이다.
더욱이, 이에 따라, 밸브와 방출기를 형성하는 조립체는 진공 펌프(1)의 중심부에 배치되며 그리고 그에 따라[0095]
펌프 하우징(6)의 고온으로부터 작동 중에 데워지도록 하는 이익을 얻을 수 있다. 결과적으로, 관통로를 갖는
밸브(10)를, 가열된 펌프 하우징(6)으로부터의 전도에 의해 현저하게, 가열함으로써, 벤튜리 효과 통로(11) 내
에서의 기체의 팽창에 의해 야기되는 응축성 기체의 냉각에 의해 유도되는, 벤튜리 효과 통로(11)에서 발생할
수 있는 막힘의 위험이, 감소된다.
도 9에 도시된 다른 예시적인 실시예에 따르면, 방출 라인(9)은 펌핑 기체 처리 장치(또는 "스크러버" 또는 "기[0096]
체 제거부")에 연결된 단부까지 연장된다. 기체 처리 장치는 대체로, 그러한 기체가 독성인 경우에 펌핑된 기
체로부터 오염물을 제거하기 위해, 진공 펌프의 방출구에 연결된다.
관통로를 갖는 밸브(10)는, 펌핑 기체 처리 장치에 대한 유입구 근처의 이러한 방출 라인(9)의 단부에[0097]
배열된다.
구동 기체 분사 장치(13)는, 방출기 및 압력 강하 유도 기능을 수행하기 위해, 관통로를 갖는 밸브(10) 근처의[0098]
방출 라인(9) 내에 부분적으로 수용된다. 따라서, 분사 노즐(22)은, 진공 펌프(1)의 소음기 이후의 최종 방출
스테이지(TR)의 배출구(8)에서 개방된다.
이에 따라, 방출 라인(9)은, 진공 펌프(1)의 기체 배출구(8)로부터 기체 처리 장치의 유입구까지, 즉 수 미터의[0099]
배관을 나타낼 수 있는 경로에 걸쳐, 저압 하에 유지된다. 방출 라인(9)이 저압 하에 유지된다는 사실은, 응축
성 기체 종류가 기체 형태로 유지될 수 있다 것을 의미하고, 때때로 이는 방출 라인(9)을 가열할 필요성을 회피
시킬 수 있도록 한다.
도 10a, 도 10b, 도 11a 및 도 11b에 도시된 제2 실시예에 따르면, 구동 기체 분사 장치(13)가, 벤튜리 효과 통[0100]
로(11)가 그 내부에 형성되는, 관통로를 갖는 밸브(10)에 고정된다. 펌핑된 기체의 적어도 하나의 유입 오리피
스(28)가, 구동 기체 분사 장치(13)의 배출구와 벤튜리 효과 통로(11)의 유입구(11a) 사이에 형성된다.
구동 기체 분사 장치(13)는, 예컨대 펌핑된 기체를 위한 적어도 하나의 유입 오리피스(28)를 구비하며, 그리고[0101]
구동 기체 분사 장치(13)의 배출구와 벤튜리 효과 통로(11)의 유입구(11a) 사이에, 예컨대 0.5 내지 2 mm 사이
에 포함되는, 사전 결정된 거리(d)를 유지하는, 연결부(27)에 의해 관통로를 갖는 밸브(10)에 고정된다.
연결부(27)는, 예컨대, 최종 펌핑 스테이지(TR)의 배출구(8)로부터 나오는 펌핑된 기체를 위한 유입 오리피스[0102]
(28)를 형성하는 둘레의 종방향 포트들을 갖도록 제공되는, 원통부로 형성된다.
도 10a에 도시된 예로부터 확인될 수 있는 바와 같이, 밀봉 부재(24)가, 기체 분사 장치(13)의 베이스(30)와 펌[0103]
프 하우징(6) 내에 형성되는 대응하는 하우징 공간 사이에, 개재될 수 있다. 도관(31)이, 구동 기체 공급부(도
시 생략)를 향해 이어지는 펌프 하우징(6) 내의 하우징 공간의 바닥에 형성된다.
펌프 하우징(6) 내의 하우징 공간은, 개방 위치에서, 기체 분사 장치(13)의 베이스(30)가, 관통로를 갖는 밸브[0104]
와 구동 기체 분사 장치(13)로 이루어지는 조립체의 이동을 보다 용이하게 안내하기 위해, 하우징 공간 내에 중
심 설정된 상태로 유지되도록, 치수 설정된다.
펌프 하우징(6) 내의 하우징 공간에서 기체 분사 장치(13)를 보다 용이하게 안내하며 그리고 스스로 중심 설정[0105]
하게 하도록 하기 위해, 기체 분사 장치(13)의 베이스(30)와 하우징 공간이 또한 상보적 안내 형상들을 갖도록
제공될 수 있다. 하우징 공간의 도관(31)은, 예컨대, 공급 라인(23) 둘레의 안내 튜브(34)를 구비하며, 그리고
기체 분사 장치(13)의 베이스(30) 내의 대응 캐비티 내로 끼워지도록 구성된다(도 10b 및 도 11b 참조). 안내
튜브(34)는, 기체 분사 장치(13)의 안내 및 자가 중심 설정을 제공하며, 그리고 또한, 공급 라인(23)이 대체로
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3 내지 7 bar 정도의 높은 공급 압력에 노출되는, 범위를 제한할 수 있도록 한다. 게다가, 안내 튜브(34)는,
(미끄럼 끼워맞춤을 달성하는) 기능적 틈새를 감소시킴으로써 그리고 그에 따라, 피스톤으로서 사용되는, 밀봉
부재의 사용 없이, 구동 기체의 누출을 제한할 수 있도록 한다.
폐쇄 위치에서, 관통로를 갖는 밸브(10)는 방출 라인(9)의 입구(12)의 시트와 접촉 상태에 놓이며, 그리고 이는[0106]
펌핑된 기체를 벤튜리 효과 통로(11)를 통과하도록 압박한다. 구동 기체 분사 장치(13)의 베이스(30)는 펌프
하우징(6)의 하우징 공간 내에서 중심 설정된다. 이에 따라, 구동 기체 분사 장치(13)의 공급 라인(23)은, 펌
프 하우징(6)의 하우징 공간의 바닥에 형성되는 도관(31)과 연통된다.
개방 위치에서, 방출 라인(9)의 입구(12)로부터 멀어지게 이동하게 되는 것은, 관통로를 갖는 밸브(10)와 구동[0107]
기체 분사 장치(13)로 이루어지는 조립체이다.
이러한 방식으로 함께 결합되면, 분사 노즐(22)과 벤튜리 효과 통로(11) 사이의 거리가 고정된 상태로[0108]
유지되어, 관통로를 갖는 밸브와 구동 기체 분사 장치 간의 정확한 중심 설정 및 정확한 위치 설정을 보장할 수
있도록 한다.
도 11a 및 도 11b에 도시된 변형 실시 형태는, 탄성 복귀 부재(29)가 펌프 하우징(6)의 하우징 공간 내에 배열[0109]
된다는 점에서 도 10a 및 도 10b와 상이하다. 코일 스프링과 같은 탄성 복귀 부재는, 진공 펌프 하우징(6)과
구동 기체 분사 장치(13)의 베이스(30) 사이에 개재된다. 탄성 복귀 부재는, 관통로를 갖는 밸브(10)를 개방
위치로 압박한다. 이는, 이때, 구동 기체 분사 장치(13)의 안내 및 위치 설정을 개선시킨다.
도 12에 도시된 제3 실시예에 따르면, 관통로를 갖는 밸브(15)는, 개구가 형성된 디스크형 헤드(20)를 갖지만,[0110]
벤튜리 효과 통로를 수용하기 위한 스템을 구비하지 않는다.
벤튜리 효과 통로(11)는, 구동 기체 분사 장치(13)에 고정되는 돌출부(32) 내에 형성되고, 펌핑된 기체를 위한[0111]
적어도 하나의 유입 오리피스(28)가, 구동 기체 분사 장치(13)의 배출구와 벤튜리 효과 통로(11)의 유입구(11a)
사이에 형성된다. 돌출부(32)는, 관통로를 갖는 밸브(15)의 개구 내에 형성되는 부가적 시트(33)에 의해 배열
된다.
돌출부(32)는, 예컨대 전술한 것과 유사한 연결부(27)에 의해 구동 기체 분사 장치(13)에 고정되어, 구동 기체[0112]
분사 장치(13)의 배출구와 벤튜리 효과 통로(11)의 유입구(11a) 사이에, 예컨대 0.5 내지 2 mm 사이에
포함되는, 사전 결정된 거리(d)를 유지하도록 한다.
폐쇄 위치에서, 관통로를 갖는 밸브(15)의 헤드(20)는, 방출 라인(9)의 입구(12)의 시트와 접촉한다. 돌출부[0113]
(32)는, 부가적 시트(33)와 돌출부(32) 사이의 지탱 구역과 연속적으로 또는 최소의 간극(ε)을 두고 접촉 상태
에 놓이며, 따라서 간극(ε)을 가로지르는 압력 강하가 이러한 지탱 구역에서 누출 유량을 제한하기에 충분하도
록 한다. 이러한 최소화된 누출 기체 유량은, 관통로를 갖는 밸브(15)의 개구 상류에서 방출기의 받아들일 수
있는 작동을 허용하며, 그리고 이는, 돌출부(32) 내에 형성되는 벤튜리 효과 통로(11)를 통과하도록 기체를 압
박한다.
따라서, 2개의 밀봉 레벨이, 펌핑된 기체를 최종 펌핑 스테이지(TR)의 배출구(8)로부터 벤튜리 효과 통로(11)로[0114]
안내하기 위해, 요구된다.
관통로를 갖는 밸브(15)의 돌출부(32)에 관한 자가 중심 설정을 보다 용이하게 만들기 위해, 돌출부(32)와 부가[0115]
적 시트(33)는, 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같은 절두 원추형 형상을 갖도록 형성된다. 나아가, 반경 방
향으로 점진적으로 좁아지는 돌출부(32)의 절두 원추형 외부 형상은, 기체 유동의 난류가 감소하게 될 수 있다
는 것을 의미한다.
개방 위치에서, 돌출부(32) 및 구동 기체 분사 장치(13)는 고정된 상태로 유지되며, 그리고 방출 라인(9)의 입[0116]
구(12)로부터 멀어지게 이동하게 되는 것은. 관통로를 갖는 밸브(15)이다.
따라서, 구동 기체 분사 장치(13)의 배출구와 벤튜리 효과 통로(11)의 유입구(11a) 사이의 거리가 고정된 상태[0117]
로 남아 있다. 이에 따라, 벤튜리 효과를 얻기 위한 구동 기체 분사에 관한 관통로를 갖는 밸브(15)의 정확한
중심 설정 및 정확한 위치 설정이 보장된다는 확실성이 존재한다.
따라서, 동일한 펌핑 성능을 위해, 건식 러핑 진공 펌프가, 더 낮은 전력 소비를 제공하고, 이에 따라 에너지[0118]
및 냉각수 또한 더 경제적이며, 그리고 막힘 및 부식에 대한 감소된 위험을 제공한다는 것이, 이해될 것이다.
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