[go: up one dir, main page]

KR102330815B1 - 진공을 발생시키기 위한 펌핑 시스템 및 이 펌핑 시스템에 의한 펌핑 방법 - Google Patents

진공을 발생시키기 위한 펌핑 시스템 및 이 펌핑 시스템에 의한 펌핑 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102330815B1
KR102330815B1 KR1020177011440A KR20177011440A KR102330815B1 KR 102330815 B1 KR102330815 B1 KR 102330815B1 KR 1020177011440 A KR1020177011440 A KR 1020177011440A KR 20177011440 A KR20177011440 A KR 20177011440A KR 102330815 B1 KR102330815 B1 KR 102330815B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vacuum pump
delete delete
pumping
pumping system
auxiliary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020177011440A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170062513A (ko
Inventor
디디에 뮐러
장-에릭 라르쉐
테오도르 일쉐브
Original Assignee
아뜰리에 부쉬 에스.아.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=51662095&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR102330815(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 아뜰리에 부쉬 에스.아. filed Critical 아뜰리에 부쉬 에스.아.
Publication of KR20170062513A publication Critical patent/KR20170062513A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102330815B1 publication Critical patent/KR102330815B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C25/00—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids
    • F04C25/02—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids for producing high vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
    • F04B37/10—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use
    • F04B37/14—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use to obtain high vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B41/00—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids
    • F04B41/06—Combinations of two or more pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B45/00—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/123—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with radially or approximately radially from the rotor body extending tooth-like elements, co-operating with recesses in the other rotor, e.g. one tooth
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/005—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of dissimilar working principle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/02—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids specially adapted for several pumps connected in series or in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/06—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids specially adapted for stopping, starting, idling or no-load operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/02—Multi-stage pumps
    • F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/046—Combinations of two or more different types of pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/14—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid
    • F04F5/16—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid displacing elastic fluids
    • F04F5/20—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid displacing elastic fluids for evacuating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B45/00—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids
    • F04B45/04—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having plate-like flexible members, e.g. diaphragms

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

진공을 발생시키기 위한 펌핑 시스템(SP)은, 진공 챔버(1)에 연결된 가스 흡입측(2)과 펌핑 시스템으로부터 가스를 배출하기 위한 가스 배기구(8)로 가스를 배출하는 가스 배출 관로(5)로 이어지는 가스 배출측(4)을 가진 베인 펌프인 메인 진공 펌프(3)를 포함한다. 상기 펌핑 시스템은, 가스 배출측(4)과 가스 배기구(8) 사이에 배치된 역류 방지 밸브(non-return valve)(6), 및 역류 방지 밸브에 병렬로 연결된 보조 진공 펌프(7)를 포함한다. 상기 메인 진공 펌프(3)는 진공 챔버(1) 내에 담긴 가스들을 펌핑하기 위해 시동되어 이 가스들을 가스 배출측(4)을 통해 배출하며, 동시에 보조 진공 펌프(7)가 시동되어, 메인 진공 펌프(3)가 진공 챔버(1) 내의 가스를 펌핑하는 전체 시간 동안 및/또는 메인 진공 펌프(3)가 진공 챔버(1) 내에 규정된 압력을 유지하는 전체 시간 동안, 계속 펌핑한다.

Description

진공을 발생시키기 위한 펌핑 시스템 및 이 펌핑 시스템에 의한 펌핑 방법{Pumping system for generating a vacuum and method for pumping by means of this pumping system}
본 발명은 진공 기술 분야에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 적어도 하나의 클로 펌프(claw pump)를 포함하는 펌핑 시스템과 이 펌핑 시스템에 의한 펌핑 방법에 관한 것이다.
산업계, 예를 들어 화학 산업, 제약 산업, 진공 증착 산업, 반도체 산업 등에서 설비의 비용과 에너지 소비를 감소시키기 위해, 진공 펌프의 성능을 향상시키기 위한 일반적인 목적은, 구동장치에서의 성능, 에너지 경제, 큰 부피(bulkiness), 등의 면에서 상당한 발전으로 이어져 왔다. 진공 펌프 분야에서, 공지기술로 알려진 바와 같이, 다단 루츠(multi-stage Roots) 또는 다단 클로(multi-stage claw) 타입의 진공 펌프가 존재하였다.
현재의 기술 상태는, 최종 진공을 향상시키기 위해, 예를 들어, 다단 루츠(multi-stage Roots) 또는 다단 클로(multi-stage claw) 타입의 진공 펌프에 보충 단계들이 추가되어야 한다는 것을 보여준다. 스크류 타입의 건식 진공 펌프에 대해서는, 스크류의 추가적인 회전들이 제공되거나 및/또는 내부 압축비(compression ratio)가 증가되어야 한다.
펌프의 회전 속도는, 진공 펌프의 배기 과정 내의 별개의 연속적인 단계들 중에 펌프의 작동을 정의함으로써 매우 중요한 역할을 한다. 시장에서 구할 수 있는 펌프의 내부 압축비(예를 들어, 대략 2 내지 20 사이의 크기)인 경우, 흡입 단부에서 압력이 대기압과 대략 100 mbar 사이일 때, 즉 강한 질량 유량(mass flow rate)으로 작동중에, 1차 펌핑 단계에서 필요한 전력은 펌프의 회전 속도가 감소될 수 없다면 매우 높을 것이다.
통상적인 해법은, 타입 압력, 최대 전류, 한계 토크, 온도, 등의 상이한 기준들에 따라 속도의 감소 또는 증가를 가능하게 만들며 결과적으로 전력의 감소 또는 증가를 가능하게 만드는 가변 속도 구동장치를 사용하는 것이다. 그러나, 감소된 회전 속도로 작동하는 기간 중에, 고압에서 회전 속도에 비례하는 유량이 감소하게 된다. 또한, 가변 속도 구동장치에 의한 속도 변화는 추가적인 비용과 더 커진 부피를 수반한다.
다른 통상적인 해법은, 루츠(Roots) 또는 클로(claw) 타입의 다단 진공 펌프들에서, 어떤 단계들에 바이패스 타입의 밸브들을 사용하거나, 또는 스크류 타입의 건식 진공 펌프에서 스크류를 따라 어떤 잘 정의된 장소들에 바이패스 타입의 밸브들을 사용하는 것이다. 이 해법은 많은 부품들을 요구하며 신뢰성에 문제점이 있다.
최종 진공을 향상시키며 유량을 증가시키는 것을 목적으로 하는 펌핑 시스템에 관련된 현재의 기술 상태는, 주된 건식 펌프들로부터 상류에 배치된 루츠 타입의 가압 펌프(booster pump)를 포함한다. 이 유형의 시스템들은 부피가 크며, 신뢰성의 문제점을 나타내는 바이패스 밸브들로 작동되거나 또는 측정, 제어, 조절 또는 서보-제어 수단을 채용함으로써 작동된다. 그러나, 이러한 제어, 조절 또는 서보-제어 수단은 능동적으로 제어되어야 하며, 이는 필연적으로 시스템의 부품들의 수, 복잡성과 비용의 증가를 초래한다.
관련 선행기술이 미국 특허출원공개공보 US2003/0068233호(2003년 4월 10일 발행), 일본 공개특허공보 특개2002-339864호(2002년 11월 27일 발행), 등록특허공보 제10-0876318호(2008년 12월 31일 발행), 일본 공개특허공보 특개2007-100562호(2007년 4월 19일 발행), 미국 특허출원공개공보 US2005/0232783호(2005년 10월 20일 발행), 공개특허공보 제10-2004-0030968호(2004년 4월 9일 발행)에 개시되고 있다.
본 발명은, 하나의 클로 펌프가 진공 챔버 내에 발생시킬 수 있는 것보다, 더 양호한 진공(0.0001 mbar 수준)이 얻어지는 것을 가능하게 하는 목적을 가진다.
또한, 본 발명은, 진공 챔버 내에 진공을 달성하기 위해 펌핑 중에 하나의 클로 펌프의 도움으로 얻을 수 있는 것보다, 낮은 압력에서 더 빠른 배출 또는 배기 속도를 얻는 목적을 가진다.
마찬가지로, 본 발명은, 진공 챔버의 배기와 진공의 유지를 위해 필요한 전기적 에너지의 감소를 가능하게 할 뿐만 아니라 배출 가스의 온도의 감소를 달성하기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 목적들은 진공을 발생시키기 위한 펌핑 시스템의 도움으로 달성되며, 상기 펌핑 시스템은 메인 진공 펌프를 포함하고, 상기 메인 진공 펌프는, 진공 챔버에 연결된 가스 흡입구와, 펌핑 시스템 밖의 가스 배기구(gas exhaust outlet)의 방향으로 가스 배기 관로로 이어지는 가스 배출구(gas discharge outlet)를 가진 클로 펌프(claw pump)이다. 상기 펌핑 시스템은,
- 상기 가스 배출구와 가스 배기구 사이에 배치된 역류 방지 밸브(non-return valve), 및
- 상기 역류 방지 밸브에 병렬로 연결된 보조 진공 펌프를 더 포함한다.
상기 보조 진공 펌프는 다양한 타입들, 특히 또 다른 클로 펌프(claw pump), 스크류 타입의 건식 펌프, 다단 루츠 펌프(multi-stage Roots) 타입의 펌프, 다이어프램 펌프, 건식 로터리 베인 펌프(dry rotary vane pump), 윤활식 로터리 베인 펌프 또는 가스 이젝터(gas ejector)일 수 있다.
본 발명은 마찬가지로 주제로서 이전에 정의된 것과 같은 펌핑 시스템에 의한 펌핑 방법을 가진다. 이 펌핑 방법은,
- 상기 진공 챔버 내에 담긴 가스들을 펌핑하고 이 가스들을 그것의 가스 배출구를 통해 배출하기 위해, 상기 메인 진공 펌프가 시동되는 단계;
- 동시에 상기 보조 진공 펌프가 시동되는 단계;
- 상기 메인 진공 펌프가 상기 진공 챔버 내에 담긴 가스들을 펌핑하는 동안 줄곧 및/또는 상기 메인 진공 펌프가 상기 진공 챔버 내에 규정된 압력을 유지하는 동안 줄곧, 상기 보조 진공 펌프가 펌핑을 계속하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 방법에서, 상기 보조 진공 펌프는, 상기 메인 클로 진공 펌프가 진공 챔버를 배기하는 동안 줄곧, 그리고 상기 메인 클로 진공 펌프가 그것의 배출 단부를 통해 가스들을 배기함으로써 상기 진공 챔버 내에 규정된 압력(예를 들어 최종 진공)을 유지하는 동안 줄곧, 계속적으로 작동된다.
본 발명에 따른 방법의 덕분에, 특정한 측정 또는 장치들(예를 들어, 압력, 온도, 전류, 등을 위한 센서들)을 요구하지 않고, 또한 서보-제어와 데이터 관리도 없으며, 계산도 없이, 상기 메인 클로 진공 펌프와 보조 진공 펌프의 결합이 이루어질 수 있다. 그 결과, 본 발명에 따른 펌핑 방법을 실행하기에 적합한 펌핑 시스템은 단지 최소한의 구성요소들을 포함하고, 매우 간단하며 기존의 시스템들과 비교하여 상당히 적은 비용이 든다.
본 발명에 따른 방법의 덕분에, 상기 메인 클로 진공 펌프는 전력망(power grid)의 하나의 일정한 속도로, 또는 그 자신의 작동 모드에 따라 가변 속도로 돌려서 작동할 수 있다. 결과적으로, 본 발명에 따른 펌핑 방법을 실행하기에 적합한 펌핑 시스템의 복잡성과 비용이 더욱 감소될 수 있다.
본래, 상기 펌핑 시스템에 통합된 상기 보조 펌프는 본 발명의 펌핑 방법에 따라 기계적 손상에 영향을 받지 않고 항상 작동할 수 있다. 그것의 크기는 장치의 작동을 위한 에너지 소비를 최소화하도록 정해진다. 상기 보조 펌프의 공칭 유량(nomonal flow rate)은 상기 메인 클로 진공 펌프와 역류 방지 밸브 사이의 배기 관로의 부피에 따라 선택된다. 이 유량은 유리하게는 상기 메인 클로 진공 펌프의 공칭 유량의 1/500 내지 1/20일 수 있으나, 이 값들보다 더 작거나 더 클 수도 있으며, 특히, 상기 메인 진공 펌프의 공칭 유량의 1/500 내지 1/10 또는 1/500 내지 1/5일 수 있다.
상기 역류 방지 밸브는, 상기 메인 클로 진공 펌프로부터 하류의 관로 내에 비치되며, 표준적인 상업적으로 이용 가능한 요소일 수 있으나, 마찬가지로 특정한 적용예에 전용되는 요소로 설계되는 것도 예상될 수 있다. 이것은 상기 메인 클로 진공 펌프의 공칭 유량에 따라 크기가 정해진다. 특히, 상기 역류 방지 밸브는, 상기 메인 클로 진공 펌프의 흡입 단부에서의 압력이 절대값으로 500 mbar와 최종 진공(예를 들어, 100 mbar) 사이일 때 폐쇄되는 것으로 예견된다.
또 다른 변형에 따르면, 상기 보조 펌프는 반도체 산업에 보통 사용되는 물질들 및 가스들에 대해 높은 화학적 저항성을 가진 재료로 만들어지거나 및/또는 코팅을 가질 수 있다.
상기 보조 펌프는 바람직하게는 작은 크기이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 펌핑 시스템을 채용하는 펌핑 방법에 따르면, 상기 보조 진공 펌프는 상기 메인 클로 진공 펌프의 가스 배출구와 역류 방지 밸브 사이의 부피를 항상 펌핑한다.
본 발명의 방법의 또 다른 변형에 따르면, 특정한 요구를 실행하기 위해, 상기 보조 진공 펌프의 작동은 "전부 또는 무(all or nothing)"의 방식으로 제어된다. 이 제어는 하나 이상의 파라미터들을 측정하고 상기 보조 진공 펌프를 작동시키거나 또는 정지시키기 위해 어떤 법칙을 따르는 것이다. 이 파라미터들은 적합한 센서들에 의해 제공되며, 예를 들어 상기 메인 클로 진공 펌프의 모터의 전류, 그것의 배출 단부에서의, 즉, 상기 배기 관로 내의 역류 방지 밸브로부터 상류의 공간 내에서의 가스들의 온도 또는 압력, 또는 이 파라미터들의 조합이다.
상기 보조 진공 펌프의 크기는 그 모터의 에너지 소비를 최소화하는 것을 목적으로 한다. 그것의 공칭 유량은 상기 메인 클로 진공 펌프의 유량에 따라 선택되며, 또한 상기 가스 배기 관로가 상기 메인 진공 펌프와 상기 역류 방지 밸브(6) 사이에 한정한 부피를 고려한다. 이 유량은 상기 메인 클로 진공 펌프의 공칭 유량의 1/500 내지 1/20일 수 있으나, 이 값들보다 더 작거나 더 클 수도 있다.
상기 챔버의 배기 사이클로부터 시작할 때, 압력은 높으며, 예를 들어 대기압과 동일하다. 상기 메인 클로 펌프 내에서의 압축을 고려하면, 그 출구에서 배출되는 가스들의 압력은 대기압보다 더 높거나 (상기 메인 펌프의 출구에서 가스들이 직접 대기중으로 배출되는 경우) 또는 하류에 연결된 다른 장치의 입구에서의 압력보다 더 높다. 이는 상기 역류 방지 밸브의 개방을 초래한다.
상기 역류 방지 밸브가 개방되었을 때, 상기 보조 진공 펌프의 동작은 그 흡입 단부에서의 압력이 거의 그 배출 단부의 압력과 동일하기 때문에 매우 약한 것으로 느껴진다. 다른 한편으로, (상기 챔버 내의 압력이 그동안 떨어지기 때문에)상기 역류 방지 밸브가 어떤 압력에서 폐쇄되었을 때, 상기 보조 진공 펌프의 동작은 상기 진공 챔버와 상기 밸브로부터 상류의 배기 관로 사이의 압력의 차이를 점진적으로 감소시킨다.
상기 메인 클로 진공 펌프의 출구의 압력이 상기 보조 진공 펌프의 입구의 압력으로 되며, 보조 진공 펌프의 출구의 압력은 항상 상기 역류 방지 밸브 이후의 관로 내의 압력이 된다. 상기 보조 진공 펌프가 펌핑할수록, 폐쇄된 역류 방지 밸브에 의해 한정된 공간 내에서 상기 메인 클로 진공 펌프의 출구의 압력은 더 떨어지고, 결과적으로 상기 챔버와 상기 메인 클로 진공 펌프의 출구 사이의 압력의 차이는 감소한다. 약간의 차이는 상기 메인 클로 진공 펌프 내의 내부 누설을 감소시키며, 상기 챔버 내의 압력의 감소를 초래하고, 이는 최종 진공을 향상시킨다.
추가적으로, 상기 메인 클로 진공 펌프는 압축을 위한 에너지를 점점 더 적게 소비하며, 압축열을 점점 더 적게 발생시킨다.
다른 한편으로, 상기 메인 클로 진공 펌프의 가스 배출구와 역류 방지 밸브 사이의 공간을 감소시키도록 추구하는 기계적 개념의 연구는 압력을 더욱 빠르게 낮출 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다는 것은 분명하다.
본 발명의 특징들과 이점들은, 첨부된 도면들을 참조하면서, 도면을 통해 비제한적인 방식으로 주어진 예시적인 실시예들에 대한 설명의 맥락에서 더욱 상세하게 나타날 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 펌핑 방법을 실행하기에 적합한 펌핑 시스템을 도식적인 방식으로 나타내며;
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 펌핑 방법을 실행하기에 적합한 펌핑 시스템을 도식적인 방식으로 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 펌핑 방법을 실행하기에 적합한 펌핑 시스템을 도식적인 방식으로 나타낸다.
상기 펌핑 시스템(SP)은 챔버(1)를 포함하며, 이는 클로 펌프(claw pump)(3)로 구성된 메인 진공 펌프의 흡입 단부(2)에 연결된다. 메인 클로 진공 펌프(3)의 가스 배출구는 배기 관로(5)에 연결된다. 역류 방지 배출 밸브(non-return discharge valve)(6)는 배기 관로(5) 내에 위치하며, 상기 배기 관로(5)는 이 역류 방지 밸브 후에 가스 배출 관로(8)로 계속 이어진다. 상기 역류 방지 밸브(6)는, 닫혔을 때, 메인 진공 펌프(3)의 가스 배출구와 역류 방지 밸브 사이에 담긴 부피(4)의 형성을 허용한다.
상기 펌핑 시스템(SP)은 또한 상기 역류 방지 밸브(6)에 병렬로 연결된 보조 진공 펌프(7)를 포함한다. 상기 보조 진공 펌프의 흡입 단부는 상기 배기 관로(5)의 공간(4)에 연결되며 배출 단부는 상기 관로(8)에 연결된다.
이미 메인 클로 진공 펌프(3)가 작동하므로 상기 보조 진공 펌프(7)는 스스로 작동된다. 상기 메인 클로 진공 펌프(3)는 그 입구에 연결된 관로(2)를 통해 상기 챔버(1) 내의 가스를 흡입하여 압축하고 그 다음으로 상기 배기 관로(5) 내의 출구에서 상기 역류 방지 밸브(6)를 통해 배출한다. 상기 역류 방지 밸브(6)에 대한 폐쇄 압력에 도달하였을 때, 역류 방지 밸브는 닫힌다. 이 시점으로부터 시작하는 상기 보조 진공 펌프(7)의 펌핑은 공간(4) 내의 압력이 점진적으로 압력 한계 값으로 낮아지도록 만든다. 동시에, 상기 메인 클로 진공 펌프(3)에 의해 소비되는 전력은 점진적으로 감소한다. 이는, 상기 부피(4)와 상기 보조 진공 펌프(7)의 공칭 유량 사이의 관계에 따라, 짧은 기간 동안에, 예를 들어 5 내지 10초 내의 어떤 사이클 동안에 일어나지만, 더 길게 지속될 수도 있다.
상기 메인 클로 진공 펌프(3)의 유량과 상기 챔버(1)의 부피에 따른 상기 보조 진공 펌프(7)의 유량과 상기 역류 방지 밸브(6)의 폐쇄 압력의 정확한 조절로서, 상기 역류 방지 밸브(6)의 폐쇄 전에 배기 사이클의 지속 기간에 관련된 시간을 감소시키는 것이 가능하며, 이에 따라 시스템의 단순함과 신뢰성의 이점으로 상기 보조 펌프(7)의 작동 시간 동안 소비되는 에너지의 양을 감소시킨다.
조합의 다양한 가능성에 따르면, 상기 보조 진공 펌프(7)는 또 다른 클로 펌프, 스크류 타입의 건식 펌프, 다단 루츠 펌프, 다이어프램 펌프, 건식 로터리 베인 펌프, 윤활식 로터리 베인 펌프 또는 이젝터(ejector)일 수 있다. 마지막의 경우에, 상기 이젝터는, 그것의 추진 가스(propellant gas)의 유량이 산업계에서의 유통망으로부터 온다는 의미에서 "단순한" 이젝터이거나, 또는 이젝터에 작동을 위해 필요한 압력에서의 추진 가스의 흐름을 제공하는 압축기를 갖출 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 압축기는 메인 펌프에 의해 구동되거나, 또는, 대안으로서 또는 추가적으로, 상기 메인 펌프와는 독립되어 자율적인 방식으로 구동될 수 있다. 이 압축기는 대기 또는 상기 역류 방지 밸브 이후의 가스 배출 관로 내의 가스들을 흡입할 수 있다. 이러한 압축기의 존재는 펌프들의 시스템을 압축된 가스의 소스와는 관계없도록 만들며, 이는 어떠한 산업적 환경의 요구에 맞을 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 펌핑 방법을 실행하기에 적합한 펌핑 시스템(SPP)을 도식적인 방식으로 나타낸다.
도 1에 도시된 시스템과 관련하여, 도 2에 도시된 시스템은 제어된 펌핑 시스템(SSP)을 나타내며, 적합한 센서들(11, 12, 13)을 더 포함한다. 상기 센서들(11, 12, 13)은, 메인 클로 진공 펌프(3)의 모터의 전류(센서(11))를 점검하거나, 또는 역류 방지 밸브(6)에 의해 제한되는, 메인 클로 진공 펌프의 출구 관로의 공간 내의 가스의 압력(센서(13))을 점검하거나, 또는 역류 방지 밸브(6)에 의해 제한되는, 메인 클로 진공 펌프의 출구에서 출구 관로의 공간 내의 가스의 온도 압력 가스의 온도(센서(12))를 점검하거나, 또는 이 파라미터들의 조합을 점검한다. 실제로, 상기 메인 클로 진공 펌프(3)가 상기 진공 챔버(1)의 가스를 펌핑하기 시작할 때, 모터의 전류, 출구 관로(4)의 공간 내의 가스의 온도 및 압력과 같은 파라미터들은, 변하기 시작하고 상기 센서들에 의해 검출된 임계값들(threshold values)에 도달한다. 이는, 시간적 지체(time lag) 후에, 상기 보조 진공 펌프(7)의 시동을 초래한다. 이 파라미터들이 초기 범위들로(설정된 값들의 밖으로) 되돌아갔을 때, 시간적 지체를 가지고 상기 보조 진공 펌프는 정지된다.
도 2의 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 상기 보조 진공 펌프는, 도 1의 본 발명의 제1 실시예에서와 같이, 클로 타입, 건식 스크류 타입, 다단 루츠 타입, 다이어프램 타입, 건식 로터리 베인 타입, 윤활식 로터리 베인 타입 또는 (추진 가스를 제공하는 압축기를 가지거나 또는 가지지 않은) 이젝터일 수 있다.
비록 다양한 실시예들이 설명되었다 할지라도, 모든 가능한 실시예들을 철저히 확인하는 것은 가능하지 않다는 것을 이해할 것이다. 물론, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 설명된 수단들을 동등한 수단들로 교체하는 것은 예상될 수 있다. 이러한 모든 변형들은 진공 기술 분야의 기술자의 통상의 지식의 부분을 형성한다.

Claims (27)

  1. 진공 챔버(1)에 연결된 가스 흡입구(2)와, 펌핑 시스템 밖의 가스 배기구(gas exhaust outlet)(8)의 방향으로 가스 배기 관로(5)로 이어지는 가스 배출구(gas discharge outlet)(4)를 가진 클로 펌프(claw pump)인 메인 진공 펌프(3)를 포함하는, 진공을 발생시키기 위한 펌핑 시스템(SP)으로서,
    상기 펌핑 시스템은,
    - 상기 가스 배출구(4)와 가스 배기구(8) 사이에 배치된 역류 방지 밸브(non-return valve)(6);
    - 자체의 모터를 구비하며 상기 역류 방지 밸브에 병렬로 연결된 보조 진공 펌프(7)로서, 상기 보조 진공 펌프(7)는 상기 역류 방지 밸브(6)로부터 하류에서 상기 가스 배기 관로(5)에 연결되는 배기 단부를 구비하되, 상기 보조 진공 펌프(7)는 이젝터(ejector)인, 보조 진공 펌프(7); 및
    - 상기 이젝터의 작동을 위한 압력에서 가스 유동을 제공하는 상기 메인 진공 펌프(3)에 의해 구동되는 압축기;를 추가로 포함하며,
    상기 보조 진공 펌프(7)는 상기 메인 진공 펌프(3)와 동일한 시간에 시동되도록 되고, 상기 메인 진공 펌프(3)가 상기 진공 챔버(1) 내에 담긴 가스들을 펌핑하는 동안 줄곧 및 상기 메인 진공 펌프(3)가 상기 진공 챔버(1) 내에 규정된 압력을 유지하는 동안 줄곧, 펌핑하도록 하는 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 보조 진공 펌프(7)의 공칭 유량(nominal flow rate)은 상기 가스 배기 관로(5)가 상기 메인 진공 펌프(3)와 상기 역류 방지 밸브(6) 사이에 한정한 부피에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 보조 진공 펌프(7)의 공칭 유량은 상기 메인 진공 펌프(3)의 공칭 유량의 1/500 내지 1/5인 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  18. 제 1항에 있어서,
    상기 보조 진공 펌프(7)는 일단(single-staged) 또는 다단(multi-staged)인 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  19. 제 1항에 있어서,
    상기 역류 방지 밸브(6)는 상기 메인 진공 펌프(3)의 흡입 단부에서의 압력이 절대값으로 500 mbar보다 작을 때 폐쇄되도록 구성된 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  20. 제 1항에 있어서,
    상기 보조 진공 펌프(7)는 반도체 산업에 사용되는 물질들 및 가스들에 대해 화학적 저항성을 가진 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  21. 제 1항에 따른 펌핑 시스템(SP)에 의한 펌핑 방법으로서,
    - 상기 진공 챔버(1) 내에 담긴 가스들을 펌핑하고 이 가스들을 그것의 가스 배출구(4)를 통해 배출하기 위해, 상기 메인 진공 펌프(3)가 시동되는 단계;
    - 상기 메인 진공 펌프(3)와 동일한 시간에 상기 보조 진공 펌프(7)가 시동되는 단계; 및
    - 상기 메인 진공 펌프(3)가 상기 진공 챔버(1) 내에 담긴 가스들을 펌핑하는 동안 줄곧 및 상기 메인 진공 펌프(3)가 상기 진공 챔버(1) 내에 규정된 압력을 유지하는 동안 줄곧, 상기 보조 진공 펌프(7)가 펌핑을 계속하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 펌핑 방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 보조 진공 펌프(7)는 상기 메인 진공 펌프(3)의 공칭 유량의 1/500 내지 1/20 정도의 유량으로 펌핑하는 것을 특징으로 하는, 펌핑 방법.
  23. 제 21항 또는 제 22항에 있어서,
    상기 역류 방지 밸브(6)는 상기 메인 진공 펌프(3)의 흡입 단부에서의 압력이 절대값으로 500 mbar보다 작을 때 폐쇄되는 것을 특징으로 하는, 펌핑 방법.
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
KR1020177011440A 2014-10-02 2014-10-02 진공을 발생시키기 위한 펌핑 시스템 및 이 펌핑 시스템에 의한 펌핑 방법 Active KR102330815B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2014/071197 WO2016050313A1 (fr) 2014-10-02 2014-10-02 Systeme de pompage pour generer un vide et procede de pompage au moyen de ce systeme de pompage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170062513A KR20170062513A (ko) 2017-06-07
KR102330815B1 true KR102330815B1 (ko) 2021-11-24

Family

ID=51662095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177011440A Active KR102330815B1 (ko) 2014-10-02 2014-10-02 진공을 발생시키기 위한 펌핑 시스템 및 이 펌핑 시스템에 의한 펌핑 방법

Country Status (15)

Country Link
US (1) US10808730B2 (ko)
EP (1) EP3201469B1 (ko)
JP (1) JP6512674B2 (ko)
KR (1) KR102330815B1 (ko)
CN (1) CN107002681A (ko)
AU (1) AU2014407987B2 (ko)
BR (1) BR112017006572B1 (ko)
CA (1) CA2961979A1 (ko)
DK (1) DK3201469T3 (ko)
ES (1) ES2785202T3 (ko)
PL (1) PL3201469T3 (ko)
PT (1) PT3201469T (ko)
RU (1) RU2674297C2 (ko)
TW (1) TWI696760B (ko)
WO (1) WO2016050313A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT3123030T (pt) * 2014-03-24 2019-10-25 Ateliers Busch S A Método de bombeamento num sistema de bombas de vácuo e sistema de bombas de vácuo.
US10041495B2 (en) * 2015-12-04 2018-08-07 Clay Valley Holdings Inc. High volume vacuum pump for continuous operation
CN108533494B (zh) * 2018-06-19 2024-02-20 浙江维朋制冷设备有限公司 一种真空泵
FR3097599B1 (fr) * 2019-06-18 2021-06-25 Pfeiffer Vacuum Pompe à vide primaire de type sèche et procédé de contrôle de l’injection d’un gaz de purge
CN112901450B (zh) * 2019-11-19 2025-02-14 核工业西南物理研究院 可移动式快速高真空抽气系统
AU2019477299B2 (en) * 2019-12-04 2025-12-04 Ateliers Busch Sa Redundant pumping system and pumping method by means of this pumping system
JP2021110315A (ja) * 2020-01-15 2021-08-02 株式会社アルバック 補助ポンプ制御装置、および、真空ポンプシステム
EP4170169A1 (en) * 2021-10-25 2023-04-26 Fluigent Apparatus for controlling positive and negative pressure or flow in a fluidic system
GB2638158A (en) * 2024-02-13 2025-08-20 Edwards Korea Ltd Apparatus for preventing or removing deposits of process gases, vacuum pump system and method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002339864A (ja) * 2001-03-19 2002-11-27 Alcatel 低熱伝導率ガスをポンピングするためのシステム
US20030068233A1 (en) * 2001-10-09 2003-04-10 Applied Materials, Inc. Device and method for reducing vacuum pump energy consumption
US20050232783A1 (en) * 2002-05-03 2005-10-20 Peter Tell Vacuum pump and method for generating sub-pressure
JP2007100562A (ja) * 2005-10-03 2007-04-19 Shinko Seiki Co Ltd 真空装置
KR100876318B1 (ko) * 2001-09-06 2008-12-31 가부시키가이샤 아루박 진공배기장치 및 진공배기장치의 운전방법

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3842886A1 (de) 1987-12-21 1989-07-06 Rietschle Masch App Vakuumpumpstand
DE8816875U1 (de) 1987-12-21 1991-04-11 Werner Rietschle Maschinen- Und Apparatebau Gmbh, 7860 Schopfheim Vakuumpumpstand
FR2647853A1 (fr) * 1989-06-05 1990-12-07 Cit Alcatel Pompe primaire seche a deux etages
SU1756637A1 (ru) * 1990-12-14 1992-08-23 Сморгонский завод оптического станкостроения Вакуумна откачна система
JP4365059B2 (ja) * 2001-10-31 2009-11-18 株式会社アルバック 真空排気装置の運転方法
JP2004263635A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Tadahiro Omi 真空装置および真空ポンプ
JPWO2007010851A1 (ja) * 2005-07-21 2009-01-29 日本エー・エス・エム株式会社 真空システム及びその運転方法
TWI467092B (zh) * 2008-09-10 2015-01-01 Ulvac Inc 真空排氣裝置
FR2952683B1 (fr) * 2009-11-18 2011-11-04 Alcatel Lucent Procede et dispositif de pompage a consommation d'energie reduite
FR2993614B1 (fr) * 2012-07-19 2018-06-15 Pfeiffer Vacuum Procede et dispositif de pompage d'une chambre de procedes
DE102012220442A1 (de) * 2012-11-09 2014-05-15 Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh Vakuumpumpensystem zur Evakuierung einer Kammer sowie Verfahren zur Steuerung eines Vakuumpumpensystems

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002339864A (ja) * 2001-03-19 2002-11-27 Alcatel 低熱伝導率ガスをポンピングするためのシステム
KR100876318B1 (ko) * 2001-09-06 2008-12-31 가부시키가이샤 아루박 진공배기장치 및 진공배기장치의 운전방법
US20030068233A1 (en) * 2001-10-09 2003-04-10 Applied Materials, Inc. Device and method for reducing vacuum pump energy consumption
US20050232783A1 (en) * 2002-05-03 2005-10-20 Peter Tell Vacuum pump and method for generating sub-pressure
JP2007100562A (ja) * 2005-10-03 2007-04-19 Shinko Seiki Co Ltd 真空装置

Also Published As

Publication number Publication date
ES2785202T3 (es) 2020-10-06
WO2016050313A1 (fr) 2016-04-07
AU2014407987A1 (en) 2017-04-13
EP3201469B1 (fr) 2020-03-25
PL3201469T3 (pl) 2020-07-27
CN107002681A (zh) 2017-08-01
AU2014407987B2 (en) 2019-10-31
RU2017114342A3 (ko) 2018-11-07
DK3201469T3 (da) 2020-04-27
JP2017531754A (ja) 2017-10-26
PT3201469T (pt) 2020-04-23
TWI696760B (zh) 2020-06-21
JP6512674B2 (ja) 2019-05-15
RU2017114342A (ru) 2018-11-07
US10808730B2 (en) 2020-10-20
RU2674297C2 (ru) 2018-12-06
BR112017006572A2 (pt) 2017-12-19
CA2961979A1 (fr) 2016-04-07
EP3201469A1 (fr) 2017-08-09
US20170284394A1 (en) 2017-10-05
BR112017006572B1 (pt) 2022-08-23
TW201623798A (zh) 2016-07-01
KR20170062513A (ko) 2017-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102330815B1 (ko) 진공을 발생시키기 위한 펌핑 시스템 및 이 펌핑 시스템에 의한 펌핑 방법
US11725662B2 (en) Method of pumping in a system of vacuum pumps and system of vacuum pumps
TWI725943B (zh) 用於產生真空的泵送系統及利用此泵送系統的泵送方法
JP6410836B2 (ja) 圧送のためのシステムにおける圧送方法および真空ポンプシステム
KR102190221B1 (ko) 진공 펌프 시스템 및 진공 펌프 시스템에서의 펌핑 방법
HK1237390A1 (en) Pumping system for generating a vacuum and pumping method by means of this pumping system
HK1237391A1 (en) Pumping system for generating a vacuum and pumping method by means of this pumping system
HK1234807A1 (en) Method of pumping in a system of vacuum pumps and system of vacuum pumps
HK1229406A1 (en) Pumping method in a system for pumping and system of vacuum pumps

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20170426

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20190712

Comment text: Request for Examination of Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20200826

Patent event code: PE09021S01D

E90F Notification of reason for final refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Final Notice of Reason for Refusal

Patent event date: 20210316

Patent event code: PE09021S02D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20210908

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20211119

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20211122

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20241107

Start annual number: 4

End annual number: 4