KR101066143B1

KR101066143B1 - 이온 펌프의 포트부 및 이를 포함하는 이온 펌프

Info

Publication number: KR101066143B1
Application number: KR1020090073143A
Authority: KR
Inventors: 김진곤; 이득진; 김경동
Original assignee: 주식회사 브이엠티
Priority date: 2009-08-10
Filing date: 2009-08-10
Publication date: 2011-09-20
Also published as: KR20110015756A

Abstract

본 발명은 이온 펌프의 포트부 및 이를 포함하는 이온 펌프에 관한 것이다.

본 발명은, 이온 펌프 내부의 양극셀에 고전압을 인가는 피드쓰루와의 결합을 위해 이온 펌프에 구비되는 이온 펌프의 포트부로서, 중공과, 이온 펌프의 진공용기에 부착되는 일단과, 피드쓰루의 일단과 결합하는 반대단을 포함하는 하우징; 상기 하우징의 중공에 위치하고, 상기 피드쓰루로부터 전달된 전기에너지를 상기 양극셀에 전달하는 급전봉; 상기 급전봉의 외주면과 견고하게 밀착하는 중공을 포함하고, 상기 급전봉과 상기 하우징을 절연하는 절연관; 및 상기 절연관의 외주면에 부착되는 내주면 및 상기 하우징의 내주면에 부착되는 외주면을 포함하고, 상기 절연관과 하우징 모두에 부착될 수 있는 재질로 이루어진 접합관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 펌프의 포트부를 제공한다.

이온 펌프, 포트부, 피드쓰루(feedthrough), 하우징, 절연관, 접합관, 연결관, 배기 파이프, 배기장치

Description

이온 펌프의 포트부 및 이를 포함하는 이온 펌프{PORT OF ION PUMP AND ION PUMP WITH THE SAME}

본 발명은 이온 펌프에 구비되는 포트부에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이온 펌프 내부의 양극셀에 고전압을 인가는 피드쓰루(feedthrough)와의 결합을 위해 이온 펌프의 진공용기에 설치되는 포트부에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 포트부를 포함하는 이온 펌프에 관한 것이다.

진공은 공간의 기체압력이 대기압보다 낮은 상태, 즉 분자밀도가 약

보다 적은 상태를 의미하고, 진공 펌프는 소정의 공간을 진공상태로 만들기 위한 펌프를 의미한다.

진공 펌프는 작동 원리에 따라 포지티브 디스플레이스먼트(positive displacement) 펌프와 엔트랩먼트(entrapment) 펌프로 분류된다. 포지티브 디스플레이스먼트 펌프는 기체를 진공 용기 외부로 제거하는 펌프이고, 엔트렙먼트 펌프는 배기시킨 기체를 여전히 진공 용기나 펌프 속에 남기는 펌프이다. 로터리 펌프, 터보 분자 펌프 등 대부분의 기계적인 펌프는 포지티브 디스플레이스먼트 펌프에 해당하고, 흡착 펌프, 크라이오 펌프, 이온 펌프 등은 엔트렙먼트 펌프에 해당한 다.

이중, 이온 펌프는 그 이름에서 짐작할 수 있듯이 기체를 이온화하여 주어진 공간으로부터 기체분자를 제거하는 펌프이다. 이온 펌프는 1900년대 중반에 개발된 이후 지속적으로 발전하여 최근에는 터보 분자 펌프 및 크라이오 펌프와 더불어 초고진공용으로 널리 사용되고 있다. 이하, 종래 기술에 따른 이온 펌프 및 이에 구비되는 포트부의 구성을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1은 종래의 이온 펌프를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 이온 펌프에 구비되는 포트부를 확대하여 도시한 단면도이다.

종래의 이온 펌프는 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 기체배기수단(10)을 포함한다. 상기 기체배기수단(10)은 진공 용기(20)의 내부공간(21)에 설치되는 음극판(12, 14) 및 양극셀(13)과, 진공 용기(20)의 외부공간에 설치되는 영구자석(11, 15)을 포함한다. 또한, 상기 이온 펌프는 영구자석(11, 15)에 의해 발생하는 자기장이 외부에 설치된 타 장비에 영향을 미치는 것을 방지하기 위한 자기차폐부재(24)를 포함한다. 이온 펌프의 상단에는 그 내부공간(31)이 상기 내부 공간(21)과 연통하는 진공시스템(30)이 설치된다. 여기서, 진공시스템(30)은 입자가속기, 전자현미경 등과 같이 원활한 작동을 위해 그 내부공간(31)이 진공상태로 유지되어야 하는 장비를 의미한다.

이와 같이 이루어진 이온 펌프의 작동 시에는 진공 용기(20)에 부착된 포트부(50)와 결합하는 피드쓰루(feedthrough)(40)가 양극셀(13)로 수천 볼트의 고전압을 인가한다. 상기 포트부(50)는 도 2에 도시된 바와 같이 중공(52)이 형성된 원기 둥 형태로 형성되고, 그 일단은 진공 용기(20)에 부착되고, 그 반대단에는 피드쓰루(40)가 결합된다. 포트부(50)와 피드쓰루(40)는 볼트공(54)에 삽입되는 볼트(미도시)에 의해 결합되고, 피드쓰루(40)의 급전봉(42)은 포트부(50)의 중공(52)을 관통한 후 진공 용기의 내부공간(21)까지 연장된다. 급전봉(42)의 일단과 양극셀(13)은 급전선(44)에 의해 연결된다.

상기 포트부(50)의 구조에 따르면, 피드쓰루(40)는 이온 펌프의 작동 시 변화하는 온도 및 습도, 높은 전기장, 방사선 등과 같은 열악한 환경에 그대로 노출되게 된다. 따라서, 브레이징으로 접합된 부위, 예컨대 스테인리스 스틸로 이루어진 결합관(47)과 코바(kovar)로 이루어진 접합부재(46)의 결합부위, 접합부재(46)와 실리콘으로 이루어진 절연부재(45)의 결합부위 등에는 부식이 발생하게 된다. 따라서, 피드쓰루(40)의 교체가 빈번히 이루어져야 하고, 이로써 피드쓰루(40)의 교체에 따른 시간적, 경제적 손실이 큰 문제가 있다.

또한, 상기 포트부(50)의 구조에 따르면, 피드쓰루(40)의 교체 시 진공 용기의 내부공간(21) 및 진공시스템의 내부공간(31)이 외부 환경과 연통된다. 따라서, 피드쓰루(40) 교체 시 유입된 기체분자를 상기 내부공간(21, 31)으로부터 배기시키기 위해 피드쓰루(40) 교체 후 진공 벤팅(venting) 작업이 수반되어야 하는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 이온 펌프의 작동 시 피드쓰루(feedthrough)가 접하게 되는 환경의 열악한 정도를 종래에 비해 감소시킬 수 있고, 피드쓰루의 교체 시 진공 용기의 내부공간 및 진공시스템의 내부공간이 외부 환경과 연통하는 현상을 방지할 수 있는 이온 펌프의 포트부를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 또한, 본 발명은 상기 포트부를 포함하는 이온 펌프를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 이온 펌프 내부의 양극셀에 고전압을 인가는 피드쓰루와의 결합을 위해 이온 펌프에 구비되는 이온 펌프의 포트부로서, 중공과, 이온 펌프의 진공용기에 부착되는 일단과, 피드쓰루의 일단과 결합하는 반대단을 포함하는 하우징; 상기 하우징의 중공에 위치하고, 상기 피드쓰루로부터 전달된 전기에너지를 상기 양극셀에 전달하는 급전봉; 상기 급전봉의 외주면과 견고하게 밀착하는 중공을 포함하고, 상기 급전봉과 상기 하우징을 절연하는 절연관; 및 상기 절연관의 외주면에 부착되는 내주면 및 상기 하우징의 내주면에 부착되는 외주면을 포함하고, 상기 절연관과 하우징 모두에 부착될 수 있는 재질로 이루어진 접합관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 펌프의 포트부를 제공한다.

바람직하게 상기 급전봉의 일단은 상기 피드쓰루의 급전부 일단과 면접촉에 의해 또는 바나나 잭에 의해 연결된다.

바람직하게 상기 이온 펌프의 포트부는 상기 하우징의 중공 부위 중 상기 피드쓰루의 교체 시 외부 환경에 노출되는 부위 및 상기 피드쓰루의 내부공간을 상기 피드쓰루의 교체 후 진공상태로 변경하기 위한 진공상태 변경수단을 도 포함한다.

여기서, 상기 진공상태 변경수단은 연결관을 포함하되, 상기 연결관의 일단은 상기 하우징의 반대단과 결합하고, 상기 연결관의 반대단은 상기 피드쓰루의 일단과 결합하고, 상기 연결관에는 상기 피드쓰루의 교체 시 외부 환경에 노출되는 상기 하우징의 중공 부위 및 상기 피드쓰루의 내부공간과 연통하는 중공이 형성되고, 상기 연결관의 중공은 상기 피드쓰루의 교체 후 배기장치에 의해 진공상태로 변경된 후 밀폐된다. 이때, 상기 연결관의 중공의 밀폐는 상기 연결관의 중공과 상기 배기장치를 연결하는 배기 파이프를 핀치 오프함으로써 이루어지고, 상기 배기 파이프의 재질은 무산소동인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 상기 이온 펌프의 포트부를 포함하는 이온 펌프를 제공한다.

본 발명에 의하면, 피드쓰루 교체 후 진공용기의 내부공간 및 진공시스템의 내부공간에 대한 진공 벤팅(venting) 작업이 수반될 필요가 없기 때문에 진공 벤팅에 소요될 시간 및 비용이 절감될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 피드쓰루가 장착된 이후에 하우징의 중공 부위 중 피드쓰루의 장착 이전에 외부 환경에 노출되어 있던 부위 및 피드쓰루의 내부공간 이 진공상태로 형성될 수 있다. 따라서, 피드쓰루의 수명이 종래에 비해 연장될 수 있고, 이로써 피드쓰루의 교체에 소요될 시간 및 비용이 절감될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 이온 펌프의 포트부 및 이를 포함하는 이온 펌프의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 포트부의 일실시예와 이를 구비하는 이온 펌프의 일실시예를 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3의 포트부를 확대하여 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 포트부의 제2실시예를 부분적으로 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 포트부의 사용 방법을 설명하기 위해 도시된 단면도이다.

본 발명에 따른 이온 펌프는 도 4에 도시된 바와 같이 진공용기(20)와, 복수의 기체배기수단(10)과, 자기차폐부재(24)를 포함한다.

상기 진공용기(20)는 진공시스템(30)의 내부공간(31)과 연통하는 내부공간(21)을 구비한다. 진공용기(20)는 일반적으로 스테인리스스틸로 형성되나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 출원시 공지된 다양한 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 진공용기(20)에는 본 발명의 출원시 공지된 표면처리기술이 적용될 수 있다. 상기 진공시스템(30)은 입자가속기, 전자현미경 등과 같이 원활한 작동을 위해 그 내부공간(31)이 진공상태로 유지되어야 하는 장비를 의미한다.

상기 기체배기수단은 전자기력을 발생시켜 기체를 진공용기(20)의 내부공간(21)으로부터 배기시킨다. 이를 위해 기체배기수단은 한 쌍의 영구자석(11, 15)과, 한 쌍의 음극판(12, 14)과, 복수의 양극셀(13)을 포함한다. 한 쌍의 영구자석(11, 15)은 진공용기(20)의 외부공간에 설치되어 수백 ~ 수천 G의 자기장을 형성한다. 한 쌍의 음극판(12, 14)은 진공용기(20)의 내부에서 한 쌍의 영구자석(11, 15) 사이에 위치하고, 일반적으로 티타늄(Ti) 또는 탄탈륨(Ta)으로 이루어진다. 그러나, 배기하고자 하는 기체의 종류에 따라 상기 음극판(12, 14)은 다양한 재질로 이루어질 수 있다. 복수의 양극셀(13)은 중공이 형성된 원기둥 형태로 형성되고, 한 쌍의 음극판(12, 14) 사이에서 복수의 열과 행을 이룬다. 양극셀(13)의 양 개방면은 한 쌍의 음극판(12, 14)을 향하고, 상기 음극판(12, 14)과 양극셀(13) 간에는 수천 V의 고전압이 인가된다.

상기 자기차폐부재(24)는 영구자석(11, 15)에 의해 발생하는 자기장이 이온 펌프의 외부에 설치된 타 장비에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 설치된다.

음극판(12, 14)과 양극셀(13) 간에 인가되는 수천 V의 고전압과 한 쌍의 영구자석(11, 15)에 의해 형성되는 수백 ~ 수천 G의 자기장은 서로 교차하면서 전자기장을 형성하고, 이로 인해 전자는 양극셀(13) 외부로 도망가지 못하고 전자구름을 형성(페닝방전)한다. 양극셀(13) 내부로 진입한 기체는 이 전자구름에 의해 이온화되어 고속으로 음극판(12, 14)에 입사하게 된다. 이때 충격에 의해 음극판(12, 14)을 이루고 있던 티타늄 또는 탄탈륨 원자가 스퍼터링 되어 양극셀(13) 내벽에 활성 증착 막을 형성하는데, 기체는 음극판(12, 14)에 입사하여 파묻히거나 이 활성 증착 막과 화학 결합하는 방식으로 상기 내부공간(21)으로부터 배기된다.

음극판(12, 14)과 양극셀(13) 간에 수천 V의 고전압이 인가될 수 있도록 피드쓰루(feedthrough)(40)는 양극셀(13)에 전기에너지를 공급한다. 이를 위해 피드쓰루(40)는 결합관(47)과, 절연부재(45)와, 접합부재(46a, 46b)와, 급전봉(42)을 포함한다.

결합관(47)은 중공(44a)과, 플랜지가 형성된 일단을 포함한다. 상기 플랜지에는 볼트공(48)이 형성된다. 결합관(47)은 상기 플랜지에 형성된 볼트공(48)으로 삽입되는 볼트(미도시)에 의해 포트부(110)와 직접 결합한다. 그리고, 결합관(47)의 일단에는 소정 형태의 홈(49)이 형성되고, 상기 홈(49)에는 밀폐부재인 링 형상의 구리 가스켓(미도시)이 장착된다. 업계에서는 상기 홈(49)이 형성된 단부를 나이프 에지(knife edge)라 칭하고 있다.

접합부재(46a)의 일단은 결합관(47)의 단부 중 플랜지가 형성되지 않은 단부에 부착되고, 접합부재(46a)에는 중공(44b)이 형성된다. 접합부재(46a)는 스테인리스 스틸 재질로 이루어진 결합관(47)과 실리콘 재질로 이루어진 절연부재(45)의 결합을 가능케 한다. 이를 위해 접합부재(46a)는 이종 재질 간 접합을 가능케 하는 코바(kovar) 재질로 이루어진다. 접합부재(46a)와 결합관(47), 그리고, 접합부재(46a)와 절연부재(45)는 브레이징(brazing)에 의해 결합된다.

접합부재(46b)의 일단은 절연부재(45)에 부착되고, 접합부재(46b)에는 급전봉(42)이 부착된다. 접합부재(46b)는 금속 재질로 이루어진 급전봉(42)과 실리콘 재질로 이루어진 절연부재(45)의 결합을 가능케 한다. 이를 위해 접합부재(46b)는 이종 재질 간 접합을 가능케 하는 코바(kovar) 재질로 이루어진다. 접합부재(46b)와 절연부재(45), 그리고, 접합부재(46b)와 급전봉(42)은 브레이징(brazing)에 의해 결합된다.

절연부재(45)는 접합부재(46a)와 접합부재(46b) 간을 절연하기 위한 것으로, 실리콘 재질로 이루어지고 중공(44c)을 포함한다. 절연부재(45)의 양단은 접합부재(46a)와 접합부재(46b)의 단부에 각각 부착된다. 급전봉(42)은 양극셀(13)에 전기에너지를 공급하기 위한 것으로, 그 일단은 접합부재(46b)에 부착된다. 급전봉(42)은 상기 중공(44a, 44b, 44c)을 관통하면서 피드쓰루(40)의 길이방향을 따라 연장된다.

이와 같이 이루어진 피드쓰루(40)는 진공용기(20)에 부착된 포트부(100)와 결합한다. 포트부(100)는 하우징(110)과 접합관(130)과, 절연관(150)과 급전봉(170)을 포함한다.

하우징(110)의 일단은 진공용기(20)에 용접으로 결합되고, 반대단에는 볼트공(114)을 구비하는 플랜지가 형성된다. 상기 볼트공(114)으로는 결합관(47)에 형성된 볼트공(48)에 삽입되는 볼트(미도시)가 삽입되고, 이로써 하우징(110)과 결합관(47)이 상호 결합된다. 상기 하우징(110)의 반대단은 소정 형태의 홈(116)을 포함하는 나이프 에지(knife edge)로 이루어지고, 상기 홈(116)에는 밀폐부재인 링 형상의 구리 가스켓(미도시)이 장착된다. 한편, 하우징(110)은 스테인리스 스틸 재질로 이루어지고, 중공(112)을 포함한다.

상기 급전봉(170)은 피드쓰루(40)의 급전봉(42)으로부터 전달된 전기에너지를 양극셀(13)에 전달하기 위한 것이다. 이를 위해, 상기 급전봉(170)은 전도성 금속으로 이루어져 하우징(110)의 중공(112)에 위치하고, 급전봉(170)의 일단은 피드쓰루(40)의 급전봉(42)과 면접촉에 의해 또는 바나나 잭에 의해 연결되며, 그 반대단은 급전선(172)을 통해 양극셀(13)과 연결된다.

상기 절연관(150)은 급전봉(170)으로 전달된 전기에너지가 하우징(110)으로 전달되는 현상을 방지하기 위한 것이다. 이를 위해 절연관(150)에는 중공이 형성되고, 상기 중공으로는 도 4에 도시된 바와 같이 급전봉(170)이 삽입된다. 이때, 급전봉(170)과 절연관(150) 사이로 기체분자가 통과할 수 없도록 상기 급전봉(170)과 상기 절연관(150)은 견고하게 밀착된다. 한편, 상기 절연관(150)은 실리콘 재질로 이루어진다.

앞서 설명된 바와 같이, 하우징(110)은 스테인리스 스틸 재질로 이루어지고, 절연관(150)은 실리콘 재질로 이루어진다. 따라서, 하우징(110)과 절연관(150)의 접합은 매우 난해하다. 따라서, 하우징(110)과 절연관(150) 사이에는 접합관(130)이 설치된다. 접합관(130)의 내주면은 절연관(150)의 외주면에 브레이징(brazing)을 통해 부착되고, 접합관(130)의 외주면은 하우징(110)의 내주면에 브레이징을 통해 부착된다. 한편, 접합관(130)은 이종 재질 간 접합을 가능케 하는 코바(kovar) 재질로 이루어진다.

상기 포트부(100)에 따르면, 진공용기(20)의 내부공간(21) 및 진공시스템(30)의 내부공간(31)이 절연관(150) 및 접합관(130)에 의해 외부공간으로부터 격 리되므로, 피드쓰루(40)의 교체를 위해 피드쓰루(40)를 포트부(100)로부터 분리하더라도 진공용기(20)의 내부공간(21) 및 진공시스템의 내부공간(31)이 진공상태로 유지될 수 있다. 따라서, 피드쓰루(40) 교체 후 상기 내부공간(21, 31)에 대한 진공 벤팅(venting) 작업이 수반될 필요가 없다.

한편, 포트부(100)가 위와 같이 구성되더라도 피드쓰루(40)가 장착된 이후에는 상기 하우징(110)의 중공 부위 중 피드쓰루(40)의 장착 전에 외부 환경에 노출되어 있던 부위(113) 및 피드쓰루(40)의 내부공간(44a, 44b, 44c)에 외부 환경의 기체분자들이 존재하게 된다. 상기 중공 부위(113) 및 피드쓰루(40)의 내부공간(44a, 44b, 44c)에 존재하는 기체분자들은 접합관(130)과 하우징(110)의 브레이징 부위, 결합관(47)과 접합부재(46a)의 브레이징 부위, 절연부재(45)와 접합부재(46a, 46b)의 브레이징 부위에 산화 내지 부식을 초래한다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 포트부(100)는 도 5에 도시된 바와 같이 진공상태 변경수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 진공상태 변경수단은 피드쓰루(40)의 장착 후 상기 하우징(110)의 중공 부위(113) 및 피드쓰루(40)의 내부공간(44a, 44b, 44c)을 진공상태로 변경하기 위한 것으로서, 스테인리스 스틸 재질로 형성된 연결관(190)을 포함한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 연결관(190)의 일단은 하우징(110)의 반대단과 볼트공(114, 194)에 삽입되는 볼트(미도시)에 의해 결합하고, 연결관(190)의 반대단은 피드쓰루(40)에 구비된 결합관(47)과 볼트공(194, 48)에 삽입되는 볼트(미도시)에 의해 결합한다. 연결관(190)에는 상기 하우징(110)의 중공 부위(113) 및 피드쓰 루(40)의 내부공간(44a, 44b, 44c)과 연통하는 중공(192)이 형성되고, 연결관(190)의 양단은 소정 형태의 홈(196)이 형성된 나이프 에지(knife edge)로 이루어진다. 상기 홈(196)에는 밀폐부재인 링 형태의 구리 가스켓(미도시)이 장착된다.

상기 연결관(190)의 측면에는 연결관(190)의 중공(192)과 상기 배기장치(미도시)를 연결하기 위한 배기 파이프(210)가 장착된다. 상기 배기장치의 작동에 의해 연결관(190)의 중공(192)이 진공상태로 전환되면 상기 배기 파이프(210)는 도 6에 도시된 바와 같이 핀치 오프(pinch off)된다. 여기서, 핀치 오프는 소정의 도구로 배기 파이프(210)의 특정 부위를 집어 절단함과 동시에 그 절단부위를 밀폐시키는 행위를 의미한다. 한편, 상기 배기장치(미도시)는 로터리 펌프와 같은 저진공 펌프 및 터보 펌프와 같은 고진공 펌프를 구비하는 차동배기장치로 구성됨이 바람직하고, 상기 배기 파이프(210)는 무산소동 재질로 형성됨이 바람직하다.

본 발명에 따른 포트부(100)가 앞서 설명한 바와 같은 진공상태 변경수단을 포함할 경우, 피드쓰루(40)가 장착된 이후에 하우징(110)의 중공 부위(113) 및 피드쓰루(40)의 내부공간(44a, 44b, 44c)이 진공상태로 형성될 수 있다. 따라서, 접합관(130)과 하우징(110)의 브레이징 부위, 결합관(47)과 접합부재(46a)의 브레이징 부위, 절연부재(45)와 접합부재(46a, 46b)의 브레이징 부위가 산화 내지 부식되는 현상이 방지될 수 있고, 이로써 피드쓰루(40)의 수명이 종래에 비해 연장될 수 있다.

이하, 상기 포트부(100)의 사용 방법을 도 5에 도시된 포트부를 예로 들어 설명한다.

최초에 급전봉(170)과 절연관(150)과 접합관(130)을 수용한 하우징(110)은 진공용기(20)에 결합되어 있다. 이후, 배기 파이프(210)가 부착된 연결관(190)을 하우징(110)에 결합하고, 피드쓰루(40)를 연결관(190)에 결합한다. 이와 같은 작업이 완료되면, 배기장치(미도시)를 작동시켜 상기 중공 부위(113), 중공(192) 및 피드쓰루(40)의 내부공간(44a, 44b, 44c)을 진공상태로 형성한 후 배기 파이프(210)를 핀치 오프한다. 이후, 피드쓰루(40)를 교체하고자 한다면, 하우징(110)으로부터 연결관(190)을 분리하고, 배기 파이프(210)가 부착된 새로운 연결관(190)과 새로운 피드쓰루(40)를 위와 같은 방법으로 장착한다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.

도 1은 종래의 이온 펌프를 도시한 단면도이다.

도 2는 도 1의 이온 펌프에 구비되는 포트부를 확대하여 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 포트부의 일실시예와 이를 구비하는 이온 펌프의 일실시예를 도시한 단면도이다.

도 4는 도 3의 포트부를 확대하여 도시한 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 포트부의 제2실시예를 부분적으로 도시한 단면도이다.

도 6은 도 5에 도시된 포트부의 사용 방법을 설명하기 위해 도시된 단면도이다.

Claims

이온 펌프 내부의 양극셀에 고전압을 인가는 피드쓰루와의 결합을 위해 이온 펌프에 구비되는 이온 펌프의 포트부로서,

중공과, 이온 펌프의 진공용기에 부착되는 일단과, 피드쓰루의 일단과 결합하는 반대단을 포함하는 하우징;

상기 하우징의 중공에 위치하고, 상기 피드쓰루로부터 전달된 전기에너지를 상기 양극셀에 전달하는 급전봉;

상기 급전봉의 외주면과 견고하게 밀착하는 중공을 포함하고, 상기 급전봉과 상기 하우징을 절연하는 절연관; 및

상기 절연관의 외주면에 부착되는 내주면 및 상기 하우징의 내주면에 부착되는 외주면을 포함하고, 상기 절연관과 하우징 모두에 부착될 수 있는 재질로 이루어진 접합관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 펌프의 포트부.
제1항에 있어서,

상기 급전봉의 일단은 상기 피드쓰루의 급전부 일단과 면접촉에 의해 또는 바나나 잭에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 이온 펌프의 포트부.
제1항에 있어서,

상기 하우징의 중공 부위 중 상기 피드쓰루의 교체 시 외부 환경에 노출되는 부위 및 상기 피드쓰루의 내부공간을 상기 피드쓰루의 교체 후 진공상태로 변경하기 위한 진공상태 변경수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 펌프의 포트부.
제3항에 있어서,

상기 진공상태 변경수단은 연결관을 포함하되,

상기 연결관의 일단은 상기 하우징의 반대단과 결합하고, 상기 연결관의 반대단은 상기 피드쓰루의 일단과 결합하고, 상기 연결관에는 상기 피드쓰루의 교체 시 외부 환경에 노출되는 상기 하우징의 중공 부위 및 상기 피드쓰루의 내부공간과 연통하는 중공이 형성되고, 상기 연결관의 중공은 상기 피드쓰루의 교체 후 배기장치에 의해 진공상태로 변경된 후 밀폐되는 것을 특징으로 하는 이온 펌프의 포트부.
제4항에 있어서,

상기 연결관의 중공의 밀폐는 상기 연결관의 중공과 상기 배기장치를 연결하는 배기 파이프를 핀치 오프함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온 펌프의 포트부.
제5항에 있어서,

상기 배기 파이프의 재질은 무산소동인 것을 특징으로 하는 이온 펌프의 포트부.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 포트부를 포함하는 이온 펌프.