KR101544369B1 - 콜드트랩, 및 콜드트랩의 장착구조 - Google Patents

Abstract

큰 배기속도를 가지는 콜드트랩, 및 콜드트랩의 장착구조를 제공한다.
콜드트랩(110)은, 배기대상 용적을 진공펌프에 접속하기 위한 도관(124)과, 도관(124)에 둘러싸이는 콜드패널(120)을 구비하고, 도관(124)은, 피배기측에 입구플랜지(126)를 구비하며, 진공펌프측에 출구플랜지(128)를 구비하고 있고, 출구플랜지(128)는, 도관(124)의 연재방향으로 입구플랜지(126)로부터 간격을 가지고 배치되어 있으며, 입구플랜지(126)의 외경이 출구플랜지(128)의 외경보다 크다.

Description

콜드트랩, 및 콜드트랩의 장착구조{Cold trap and structure for mounting cold trap}

본 출원은, 2012년 12월 26일에 출원된 일본 특허출원 제2012-283119호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.

본 발명은, 콜드트랩, 및 콜드트랩의 장착구조에 관한 것이다.

콜드트랩은, 표면에 기체를 동결시켜 포착함으로써 분위기로부터 제거하는 장치이다. 콜드트랩의 하나의 용도에 있어서는, 콜드트랩은, 주진공펌프의 앞쪽에 설치된다. 수증기 등의 평형 증기압이 낮은 기체가 콜드트랩에 의하여 포착되고, 평형 증기압이 비교적 높은 그 외의 기체가 주진공펌프에 의하여 배기된다.

선행기술문헌

(특허문헌)

특허문헌 1: 미국 특허 제5483803호 명세서

본 발명의 일 양태의 예시적인 목적의 하나는, 큰 배기속도를 가지는 콜드트랩, 및 콜드트랩의 장착구조를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 배기대상 용적과 그 용적의 진공배기를 위한 진공펌프와의 사이에 설치되는 콜드트랩으로서, 상기 용적을 상기 진공펌프에 접속하기 위한 도관과, 상기 도관에 둘러싸이는 콜드패널을 구비하고, 상기 도관은, 피배기측에 입구플랜지를 구비하며, 진공펌프측에 출구플랜지를 구비하고 있고, 상기 출구플랜지는, 상기 도관의 연재방향으로 상기 입구플랜지로부터 간격을 가지고 배치되어 있으며, 상기 입구플랜지의 외경이 상기 출구플랜지의 외경보다 큰 것을 특징으로 하는 콜드트랩이 제공된다.

본 발명의 다른 일 양태에 의하면, 콜드트랩의 장착구조로서, 피배기측으로부터 진공펌프측으로 뻗어 있는 도관과, 상기 도관의 상기 피배기측에 설치되어 있는 입구플랜지와, 상기 도관의 상기 진공펌프측에 설치되어 있는 출구플랜지를 구비하고, 상기 입구플랜지의 외경이 상기 출구플랜지의 외경보다 큰 것을 특징으로 하는 콜드트랩의 장착구조가 제공된다.

다만, 이상의 구성 요소의 임의의 조합이나 본 발명의 구성 요소나 표현을, 방법, 장치, 시스템 등의 사이에서 상호 치환한 것도 또한, 본 발명의 양태로서 유효하다.

본 발명에 의하면, 큰 배기속도를 가지는 콜드트랩, 및 콜드트랩의 장착구조를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 진공배기시스템을 모식적으로 나타내는 도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 관한 콜드트랩을 개략적으로 나타내는 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 관한 콜드트랩을 개략적으로 나타내는 평면도이다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 관한 진공배기시스템을 모식적으로 나타내는 도이다. 이 진공배기시스템은, 콜드트랩(10)과, 배기대상 용적(예를 들면 진공처리장치의 진공챔버(16))을 배기하기 위한 주진공펌프(예를 들면 터보분자펌프(12))를 구비한다. 주진공펌프는 고진공 영역까지 배기하기 위한 고진공펌프이다. 다만 주진공펌프는 디퓨전펌프여도 된다. 진공배기시스템은, 주진공펌프에 더해, 진공챔버(16)의 러핑을 하기 위한 보조 펌프를 구비해도 된다.

터보분자펌프(12)는, 배기유로(13)를 통하여 진공챔버(16)에 접속되어 있다. 콜드트랩(10)은, 진공챔버(16)와 터보분자펌프(12)와의 사이에 배치되어 있다. 콜드트랩(10)은 이른바 인라인형의 콜드트랩이다. 콜드트랩(10)은, 예를 들면, 터보분자펌프(12)의 연직방향 상방에 배치되어 있다.

이하에서는, 구성 요소의 위치 관계를 알기 쉽게 나타내기 위하여, “축방향”, “직경방향”이라는 용어를 사용하는 경우가 있다. 축방향은 배기유로(13)를 따르는 방향(또는 도관(24)의 연재방향)을 나타내고, 직경방향은 축방향에 수직인 방향을 나타낸다. 편의상, 축방향에 관하여 진공챔버(16)에 상대적으로 가까운 것을 “상”, 상대적으로 먼 것을 “하”라고 일컫는 경우가 있다. 즉, 터보분자펌프(12)로부터 상대적으로 먼 것을 “상”, 상대적으로 가까운 것을 “하”라고 일컫는 경우가 있다. 직경방향에 관해서는, 배기유로(13)의 중심에 가까운 것을 “내”, 배기유로(13)의 둘레 가장자리에 가까운 것을 “외”라고 일컫는 경우가 있다. 다만, 이러한 표현은 콜드트랩(10)이 진공챔버(16) 및 터보분자펌프(12)에 장착될 때의 실제의 배치와는 관계가 없다. 예를 들면, 콜드트랩(10)은 출구개구(15)를 연직방향으로 상향시키고 입구개구(14)를 연직방향으로 하향시켜서 진공챔버(16)에 장착되어도 된다.

배기유로(13)는, 진공챔버(16)로부터 터보분자펌프(12)로 기체를 흘려 보내기 위한 공간이다. 따라서, 배기유로(13)는, 진공챔버(16)측의 입구개구(14)와, 터보분자펌프(12)측의 출구개구(15)를 가진다. 배기되어야 할 기체는, 진공챔버(16)로부터 입구개구(14)를 통하여 배기유로(13)에 진입하여, 출구개구(15)를 거쳐 터보분자펌프(12)로 흐른다.

본 실시형태에 있어서는, 입구개구(14)는 출구개구(15)보다 크다. 입구측으로부터 보았을 때, 입구개구(14)는 출구개구(15)를 포함한다. 입구개구(14)는 원형이며, 출구개구(15)는 입구개구(14)와 동심원이다.

콜드트랩(10) 및 터보분자펌프(12)를 진공챔버(16)로부터 차단하기 위한 게이트밸브(18)가 설치되어 있다. 게이트밸브(18)는 진공챔버(16)의 개구부와 콜드트랩(10)과의 사이에 설치되어 있다. 게이트밸브(18)는 입구개구(14)의 상방에서 콜드트랩(10)에 인접하고 있다. 게이트밸브(18)를 개방함으로써 진공챔버(16)를 배기 가능하게 진공배기시스템이 연통되고, 게이트밸브(18)를 폐쇄함으로써 진공챔버(16)로부터 진공배기시스템이 차단된다. 예를 들면, 콜드트랩(10)을 재생할 때에는 통상 게이트밸브(18)는 폐쇄된다.

게이트밸브(18)는 본 진공배기시스템의 일부로서 구성되어 있어도 되고, 진공처리장치의 일부로서 진공챔버(16)의 개구부에 설치되어 있어도 된다. 또, 게이트밸브(18)는 설치되어 있지 않아도 되며, 그 경우, 콜드트랩(10)은 진공챔버(16)의 개구부에 직접 장착되어 있어도 된다. 이와 같이 게이트밸브(18)를 설치하는 것은 임의이기 때문에, 이하에서는 설명의 편의상, 진공챔버와 게이트밸브를 총칭하여, 단순히 진공챔버라고 일컫는 경우가 있다.

콜드트랩(10)은, 콜드패널(20)과, 콜드패널(20)을 냉각하기 위한 냉동기(22)를 구비한다. 콜드패널(20)은, 그 표면에 기체를 응축에 의하여 포착하도록 구성되어 있다. 콜드패널(20)은 전체가 배기유로(13)에 노출되어 있으며, 냉동기(22)에 의하여 냉각됨으로써 배기유로(13)를 흐르는 기체의 일부를 표면에 동결하여 포착한다. 또, 콜드트랩(10)은, 진공챔버(16)를 터보분자펌프(12)에 접속하기 위한 도관(24)을 구비한다.

콜드패널(20)은, 배기유로(13)에 있어서의 기체유통방향(도 1에 있어서는 상하방향)에 수직인 면(도 1에 있어서는 좌우방향)을 따라 배치되어 있다. 즉 콜드패널(20)은 직경방향으로 퍼져 있다. 콜드패널(20)은, 배기유로(13)의 기체유통방향에 수직인 단면적의 대부분을 점유하도록 기체유통방향에 관한 투영면적이 설정되어 있다. 예를 들면, 콜드패널(20)의 외주단과 도관(24)의 내면과의 간극을 제외하고, 콜드패널(20)은 배기유로(13)를 광학적으로 폐색한다.

도관(24)은 배기유로(13)를 획정한다. 상술한 바와 같이 콜드패널(20)은 배기유로(13)에 배치되어 있으므로, 콜드패널(20)은 도관(24)에 둘러싸여 있다. 따라서 도관(24)은 콜드패널(20)을 수용하기 위한 콜드패널 하우징이라고 일컬을 수도 있다. 도관(24)은, 그 입구측에서 대구경을 가지고 또한 출구측에서 소구경을 가지도록, 도관(24)의 연재방향을 따라 단면적이 변화된다. 입구측의 구경은 입구개구(14)에 대응하고, 출구측의 구경은 출구개구(15)에 대응한다. 도시한 예에서는 도관(24)의 단면적은 입구개구(14)로부터 출구개구(15)로 연속적으로 변화된다. 도관(24)은, 그 단면적을 불연속적으로 변화시키는 단차를 입구개구(14)와 출구개구(15)의 사이에 가져도 된다.

도관(24)은, 2개의 진공플랜지를 구비한다. 도관(24)은, 피배기측에 입구플랜지(26)를 구비하고, 진공펌프측에 출구플랜지(28)를 구비한다. 출구플랜지(28)는, 도관(24)의 연재방향(도 1에 있어서는 상하방향)으로 입구플랜지(26)로부터 간격을 가지고 배치되어 있다. 즉, 입구플랜지(26)와 출구플랜지(28)는 축방향으로 떨어져 있으며, 도관(24)의 통부(27)에 의하여 2개의 플랜지가 서로 접속되어 있다. 입구플랜지(26)에 입구개구(14)가 형성되고, 출구플랜지(28)에 출구개구(15)가 형성되어 있다.

입구플랜지(26)는 게이트밸브(18)의 플랜지(도시하지 않음)에 장착되고, 출구플랜지(28)는 터보분자펌프(12)의 플랜지(도시하지 않음)에 장착된다. 본 실시형태에서는, 게이트밸브(18)의 공칭 직경은 터보분자펌프(12)의 입구플랜지의 공칭 직경보다 크다. 이것에 적합하게 하기 위하여, 콜드트랩(10)의 입구플랜지(26)의 치수는 출구플랜지(28)의 치수보다 크다. 예를 들면, 입구플랜지(26)의 외경 및 내경이 출구플랜지(28)의 외경 및 내경보다 크다. 이와 같이 하여, 입구플랜지(26)는, 진공챔버(16) 또는 게이트밸브(18)에 장착 가능하게 구성되어 있으며, 출구플랜지(28)는, 터보분자펌프(12)에 장착 가능하게 구성되어 있다.

콜드패널(20)은, 중심패널(30)과 외주패널(32)을 구비한다. 중심패널(30)은, 예를 들면 복수의 금속제의 날개판을 가지는 루버이다. 각 날개판은 각각 직경이 상이한 원뿔대의 측면의 형상으로 형성되어 동심원 형상으로 배열되어 있다. 다만 중심패널(30)은 셰브론 형상으로 형성되어 있어도 되고 격자 형상 등 다른 형상으로 형성되어 있어도 된다. 중심패널(30)의 외경은 출구개구(15)의 구경(즉, 출구플랜지(28)의 내경)보다 작다. 외주패널(32)은, 예를 들면 원형의 환형상의 평판이다. 다만 외주패널(32)은, 중심패널(30)과 마찬가지로, 임의의 형상으로 형성되어 있어도 된다.

외주패널(32)은, 중심패널(30)의 축방향 상방에 배치되어 있다. 외주패널(32)의 외경은, 출구개구(15)의 구경보다 크다. 외주패널(32)의 내경은, 중심패널(30)의 외경에 상당한다. 이로 인하여, 축방향에서 보았을 때, 외주패널(32)의 중앙개구로부터 중심패널(30)의 거의 전체를 볼 수 있다. 따라서, 외주패널(32)을 상부패널이라고 일컫고, 중심패널(30)을 하부패널이라고 일컬을 수도 있다.

중심패널(30)은 배기유로(13)의 중심부의 적어도 일부를 덮도록 배치되어 있다. 중심패널(30)의 외단(外端)은 도관(24)의 통부(27)의 내면으로부터 떨어져 있다. 따라서, 중심패널(30)과 도관(24)의 통부(27)와의 사이에는, 입구개구(14)와 출구개구(15)를 연결하는 환형상 공간(38)이 형성되어 있다. 외주패널(32)은, 이 환형상 공간(38)의 적어도 일부를 덮도록 배치되어 있다. 외주패널(32)은, 중심패널(30)의 외측에서 통부(27)를 향하여 뻗어 있다. 이와 같이, 콜드패널(20)은, 직경방향 내측부분과 직경방향 외측부분으로 구분할 수 있다.

이렇게 하여, 외주패널(32)은, 콜드패널(20)의 확장부분을 형성한다. 즉, 외주패널(32)을 설치함으로써, 축방향에서 보았을 때의 콜드패널(20)의 투영면적이 직경방향으로 확대되어 있다. 따라서, 콜드트랩(10)의 배기속도를 향상시킬 수 있다.

콜드패널(20)은, 냉동기(22)의 냉각스테이지에 장착되어 있다. 혹은, 콜드패널(20)은, 냉동기(22)의 냉각스테이지와 콜드패널(20)을 연결하는 전열부재에 의하여, 냉동기(22)의 냉각스테이지에 열적으로 접속되어 있어도 된다. 냉동기(22)는 예를 들면, 기포드·맥마흔식 냉동기(이른바 GM냉동기)이다. 또 냉동기(22)는 단단식(單段式)의 냉동기이다.

냉동기(22)는, 콜드패널(20)의 중심패널(30)에 열적으로 접속되어 있다. 외주패널(32)은, 중심패널(30)을 통하여 냉동기(22)에 열적으로 접속되어 있다. 혹은, 중심패널(30)과 외주패널(32)은 각각 개별의 전열경로에 의하여 냉동기(22)에 열적으로 접속되어 있어도 된다. 이 경우, 외주패널(32)은 중심패널(30)을 경유하지 않고 냉동기(22)에 접속되어도 된다.

도관(24)의 통부(27)의 측면에는, 콜드패널(20)을 냉동기(22)에 연결하기 위한 측면개구(34)가 형성되어 있다. 측면개구(34)의 외주부로부터 직경방향 외측을 향하여, 냉동기(22)의 적어도 일부를 둘러싸는 냉동기하우징(36)이 뻗어 있다. 이렇게 하여, 도관(24)은, 냉동기(22)를 수용하기 위한 냉동기하우징(36)을, 입구플랜지(26)와 출구플랜지(28)와의 사이에 구비한다.

도 1에 나타나는 진공배기시스템에 의한 배기처리에 있어서는, 게이트밸브(18)를 개방하여 터보분자펌프(12)를 동작시킴으로써 진공챔버(16)를 배기하여 진공도를 원하는 레벨로 높인다. 터보분자펌프(12)를 작동시키기 전에, 러핑용 보조펌프에 의하여 진공챔버(16)를 배기해도 된다. 콜드트랩(10)은, 배기유로(13)를 흐르는 수증기를 포착 가능하게 하는 온도(예를 들면 100K)로 냉각된다. 터보분자펌프(12)는 통상 수증기의 배기속도가 비교적 작지만, 콜드트랩(10)을 병용함으로써 큰 배기속도를 실현할 수 있다.

도 2 및 도 3은, 본 발명의 다른 실시형태에 관한 콜드트랩(110)을 개략적으로 나타내는 도이다. 도 2는, 콜드트랩(110)의 중심축을 포함하는 단면을 나타내고, 도 3은, 콜드트랩(110)을 위에서부터 본 도면을 나타낸다. 도 1에 나타내는 콜드트랩(10)과 마찬가지로, 도 2 및 도 3에 나타내는 콜드트랩(110)을 터보분자펌프(12)와 조합하여, 진공챔버(16)를 위한 진공배기시스템을 구성할 수 있다. 다만 이하의 설명에 있어서는, 장황한 설명을 피하기 위하여, 도 2 및 도 3에 나타내는 콜드트랩(110)에 있어서 도 1에 나타내는 콜드트랩(10)과 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 설명을 적절히 생략하는 경우가 있다.

콜드트랩(110)에 있어서는, 자세하게는 후술과 같이, 콜드패널(120)의 직경방향 외측부분(예를 들면 확장패널(144))이 도관(124)의 피배기측의 내경보다 큰 외경을 가진다. 그 직경방향 외측부분을 받아들이기 위하여, 플랜지오목부(140)가 입구플랜지(126)에 형성되어 있다.

콜드패널(120)은, 본체패널(142)과 확장패널(144)을 구비한다. 본체패널(142)은, 통형패널(146)과 배플(148)을 구비한다. 확장패널(144), 통형패널(146), 및 배플(148)은 축방향으로 위로부터 이 기재된 순서대로 배열되어 있다. 확장패널(144)은, 축방향에 관하여 진공챔버(16)(도 1 참조)와 본체패널(142)과의 사이에 있다. 확장패널(144), 통형패널(146), 및 배플(148)을 각각, 상부패널, 중간패널, 및 하부패널이라고 일컬을 수도 있다.

통형패널(146)은, 예를 들면 원통 형상을 가지고, 입구개구(114)로부터 출구개구(115)를 향하여 뻗어 있다. 통형패널(146)의 상단은 입구플랜지(126)에 둘러싸여 있다. 한편, 통형패널(146)의 하단은 출구플랜지(128)의 다소 상방에 있으며, 통형패널(146)의 하단과 출구플랜지(128)와의 사이에 배플(148)이 배치되어 있다. 통형패널(146)을 내통으로 하고 도관(124)을 외통으로 하는 이중의 통구조가 구성되어 있으며, 통형패널(146)과 도관(124)과의 사이에 환형상 공간이 형성되어 있다. 통형패널(146)의 축방향 중간부분에 냉동기(122)가 연결되어 있으며, 이로써 통형패널(146)이 냉동기(122)에 의하여 냉각된다. 다만, 입구개구(114)로부터 출구개구(115)로의 기체 흐름을 촉진하기 위하여, 통형패널(146)의 측면에 개구가 형성되어 있어도 된다.

배플(148)은, 도 1을 참조하여 설명한 중심패널(30)과 마찬가지로, 루버구조를 가진다. 배플(148)은, 통형패널(146)의 출구측 개구를 광학적으로 폐색하도록 구성되어 있다. 배플(148)은, 그 외의 임의의 형상을 가져도 된다. 배플(148)은 통형패널(146)의 하단부에 장착되어 있으며, 이로써 배플(148)은 통형패널(146)을 통하여 냉동기(122)에 열적으로 접속된다.

확장패널(144) 및 통형패널(146)에 비해 배기유로(113)의 하류측에 배플(148)을 배치함으로써, 기체는 주로 상류측의 확장패널(144) 및 통형패널(146)에 의하여 포착된다. 따라서, 배플(148) 상에 퇴적하는 기체량을 적게 할 수 있다. 이것은 배플(148)의 기체 흐름을 유지하는 데에 도움이 된다.

확장패널(144)은, 도 1을 참조하여 설명한 외주패널(32)과 마찬가지로, 원형 환형상 플레이트이다. 확장패널(144)은, 그 외의 임의의 형상을 가져도 된다. 확장패널(144)은, 입구플랜지(126)에 둘러싸여 있다. 확장패널(144)은, 통형패널(146)과 도관(124)과의 사이의 환형상 공간을 덮도록 배치되어 있다. 확장패널(144)의 내경은 통형패널(146)의 외경과 대략 동일하다. 확장패널(144)에 의하여, 본체패널(142)이 직경방향 외측으로 확장되어 있다.

확장패널(144)은, 패널장착부(150)를 통하여 통형패널(146)의 상단부에 장착되어 있다. 패널장착부(150)는 예를 들면, 통형패널(146)의 상단부에 있어서 둘레방향으로 등간격(예를 들면 90° 간격)으로 형성되어 있다. 도 3에 나타나는 바와 같이, 볼트 고정 등의 적절한 수법으로 확장패널(144)이 패널장착부(150)(도 3에 있어서 파선으로 나타낸다)에 고정된다. 이렇게 하여 확장패널(144)은 통형패널(146)을 통하여 냉동기(122)에 열적으로 접속된다. 다만 도 3에 있어서는, 알기 쉽게 도시하기 위하여, 확장패널(144)에 옅은 회색으로 표시하고 있다.

입구개구(114)를 포위하도록 입구플랜지(126)가 형성되어 있다. 입구플랜지(126)는, 도관(124)의 통부(127)의 상단으로부터 직경방향 외측을 향하여 뻗어 있다. 입구플랜지(126)는, 도관(124)의 전체 둘레에 걸쳐 설치되어 있다. 입구플랜지(126)는, 진공챔버 또는 게이트밸브에 콜드트랩(110)을 장착하기 위한 진공플랜지이다.

입구플랜지(126)는, 콜드트랩(110)을 진공챔버 또는 게이트밸브에 적합하게 하도록 구성되어 있다. 예를 들면, 입구플랜지(126)의 공칭 직경은, 진공챔버의 개구부 또는 게이트밸브의 공칭 직경과 일치한다. 혹은, 입구플랜지(126)를 장착하는 개구가 사각형일 때, 입구플랜지(126)는 그 사각형의 공칭 치수와 동일한 공칭 치수를 가진다.

출구개구(115)를 포위하도록 출구플랜지(128)가 형성되어 있다. 출구플랜지(128)는, 도관(124)의 통부(127)의 하단으로부터 직경방향 외측을 향하여 뻗어 있다. 출구플랜지(128)는, 도관(124)의 전체 둘레에 걸쳐 설치되어 있다. 출구플랜지(128)는, 터보분자펌프 등의 주진공펌프에 콜드트랩(110)을 장착하기 위한 진공플랜지이다.

출구플랜지(128)는, 콜드트랩(110)을 주진공펌프에 적합하게 하도록 구성되어 있다. 예를 들면, 출구플랜지(128)의 공칭 직경은, 주진공펌프의 입구플랜지의 공칭 직경과 일치한다.

도관(124)은, 그 연재방향에 걸쳐 동일 구경을 가지는 파이프이다. 도시되는 바와 같이, 도관(124)은, 그 직경보다 길이가 짧은 단통형상을 가진다. 도관(124)은, 입구개구(114)로부터 출구개구(115)로 직선으로 뻗어 있다. 혹은, 도관(124)은, 도관(124)의 연재방향으로, 도관(124)의 직경보다 길게 뻗어 있어도 된다. 도관(124)은, 입구개구(114)로부터 출구개구(115)로 굴곡 또는 만곡하여 뻗어 있어도 된다.

입구플랜지(126)는, 내주부분(152)과 외주부분(154)을 구비하고, 내주부분(152)과 외주부분(154)과의 사이에는 축방향으로 높이차(D)가 형성되어 있다. 내주부분(152)은, 도관(124)의 통부(127)의 상단의 직경방향 외측에 설치되어 있다.

외주부분(154)은, 콜드트랩(110)의 장착을 위하여 형성되어 있다. 외주부분(154)은, 내주부분(152)의 직경방향 외측에서 축방향 상방으로 돌출하는 볼록부이다. 외주부분(154)은 내주부분(152)보다 축방향으로 두껍다. 외주부분(154)의 상단면은, 장착을 위한 맞댐면(156)이다. 입구플랜지(126)를 진공챔버 또는 게이트밸브에 장착할 때, 맞댐면(156)이 진공챔버 또는 게이트밸브에 맞닿는다. 외주부분(154)의 하면은, 내주부분(152)의 하면과 단차가 없다.

입구플랜지(126)의 높이차(D)는, 맞댐면(156)과 내주부분(152)의 상면에 의하여 형성되어 있다. 높이차(D)가, 확장패널(144)을 받아들이기 위한 플랜지오목부(140)를 형성한다. 플랜지오목부(140)는, 확장패널(144)의 외주부를 수용하기 위한 환형상 공간이며, 배기유로(113)의 일부를 이룬다. 플랜지오목부(140)는, 입구플랜지(126)의 전체 둘레에 형성되어 있다. 플랜지오목부(140)와 확장패널(144)과의 사이에는 간극이 형성되어 있다. 이렇게 하여, 확장패널(144)은, 입구플랜지(126)에 접촉하지 않도록, 입구플랜지(126)에 둘러싸여 있다.

직경방향뿐만 아니라 축방향에 관해서도 확장패널(144)은 플랜지오목부(140)에 수용되어 있다. 따라서, 게이트밸브 등의 상방의 부재에 간섭하는 일 없이, 콜드패널(120)을 확장할 수 있다. 그러나, 게이트밸브 등의 상방의 부재와의 간섭이 없는 한, 확장패널(144)은 플랜지오목부(140)로부터 상방으로 돌출되어 있어도 된다.

본 실시형태에 의하면, 입구플랜지(126)의 내경이 출구플랜지(128)의 내경보다 크다. 따라서, 콜드트랩(110)의 입구측의 개구직경이 출구측의 개구직경보다 크다. 이와 같이 하여 큰 개구면적을 피배기측에 형성함으로써, 배기대상 용적으로부터 배기유로(113)에 기체(예를 들면 수증기)가 들어가기 쉬워진다. 따라서, 콜드트랩(110)의(예를 들면 물의) 배기속도를 크게 할 수 있다.

본 실시형태에 의하면, 확장패널(144)을 설치함으로써, 콜드패널(120)이 확장되어 있다. 이렇게 하여 배기속도에 기여하는 유효 면적(즉, 축방향에서 보았을 때의 투영면적)이 확대되어 있다. 이로 인하여, 콜드트랩(110)에 의한(예를 들면 물의) 배기속도를 향상시킬 수 있다. 또, 확장패널(144)은 직경방향 외측으로 확장되어 있으므로, 직경방향 내측으로 확장하는 경우에 비해, 패널 면적을 보다 크게 할 수 있다. 확장패널(144)을 입구개구(114)에 배치하는 것도, 배기속도의 향상에 도움이 되고 있다.

확장부분의 증설에 의하여 물의 배기속도가 증강되고 있으므로, 작은 구경의 주진공펌프를 사용해도 요구 배기속도를 충족시킬 수 있을 가능성이 있다. 그러나, 기존의 진공배기시스템에 있어서는 일반적으로, 게이트밸브, 콜드트랩, 주진공펌프와 같은 구성 요소의 구경이 모두 동일하다. 본 실시형태에 의하면, 입구플랜지(126)가 큰 치수를 가지고, 출구플랜지(128)가 작은 치수를 가진다. 이로 인하여, 대구경의 진공챔버 개구 또는 게이트밸브에 소구경의 주진공펌프를 실제로 적용할 수 있다. 주진공펌프의 소형화는 진공시스템의 저비용화에 기여한다.

이상, 본 발명을 실시예에 근거하여 설명했다. 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 다양한 설계 변경이 가능하며, 다양한 변형예가 가능한 것, 또 그러한 변형예도 본 발명의 범위에 있는 것은, 당업자에게 이해되는 바이다.

일 실시형태에 있어서는, 콜드패널은, 직경방향 내측부분과 직경방향 외측부분을 구비하고, 상기 직경방향 외측부분은, 상기 연재방향에 관하여 상기 직경방향 내측부분과 상기 용적과의 사이에 배치되어 있어도 된다. 이렇게 하여, 콜드패널의 직경방향 외측부분을 배기대상 용적의 가까이에 배치할 수 있다. 상기 직경방향 외측부분은, 상기 도관의 상기 진공펌프측의 내경보다 큰 외경을 가져도 된다. 상기 직경방향 외측부분은, 상기 도관의 상기 피배기측의 내경보다 큰 외경을 가지고, 상기 입구플랜지에는, 상기 직경방향 외측부분을 받아들이기 위한 오목부가 형성되어 있어도 된다. 이렇게 하여, 콜드패널의 직경방향 외측부분을 크게 확장할 수 있다.

10: 콜드트랩 12: 터보분자펌프
13: 배기유로 14: 입구개구
15: 출구개구 16: 진공챔버
18: 게이트밸브 20: 콜드패널
22: 냉동기 24: 도관
26: 입구플랜지 28: 출구플랜지
30: 중심패널 32: 외주패널
110: 콜드트랩 113: 배기유로
114: 입구개구 115: 출구개구
120: 콜드패널 124: 도관
126: 입구플랜지 128: 출구플랜지
140: 플랜지오목부 142: 본체패널
144: 확장패널

Claims (5)

1. 배기대상 용적과 상기 용적의 진공배기를 위한 진공펌프와의 사이에 설치되는 콜드트랩으로서,
   상기 용적측에 입구개구를 가지며, 상기 진공펌프측에 출구개구를 가지며, 상기 용적을 상기 진공펌프에 접속하기 위한 도관과,
   상기 도관에 둘러싸이는 콜드패널을 구비하고,
   상기 도관은, 피배기측에 입구플랜지를 구비하며, 진공펌프측에 출구플랜지를 구비하고 있고, 상기 출구플랜지는, 상기 도관의 연재방향으로 상기 입구플랜지로부터 간격을 가지고 배치되어 있으며,
   상기 입구플랜지의 외경이 상기 출구플랜지의 외경보다 크며,
   입구측으로부터 보았을 때, 상기 입구개구는 상기 출구개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 콜드트랩.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 콜드패널은, 직경방향 내측부분과 직경방향 외측부분을 구비하고,
   상기 직경방향 외측부분은, 상기 연재방향에 관하여 상기 직경방향 내측부분과 상기 용적과의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 콜드트랩.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 직경방향 외측부분은, 상기 도관의 상기 진공펌프측의 내경보다 큰 외경을 가지는 것을 특징으로 하는 콜드트랩.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 직경방향 외측부분은, 상기 도관의 상기 피배기측의 내경보다 큰 외경을 가지고,
   상기 입구플랜지에는, 상기 직경방향 외측부분을 받아들이기 위한 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 콜드트랩.
5. 콜드트랩의 장착구조로서,
   피배기측에 입구개구를 가지며, 진공펌프측에 출구개구를 가지며, 상기 피배기측으로부터 상기 진공펌프측으로 뻗어 있는 도관과,
   상기 도관의 상기 피배기측에 설치되어 있는 입구플랜지와,
   상기 도관의 상기 진공펌프측에 설치되어 있는 출구플랜지를 구비하고,
   상기 입구플랜지의 외경이 상기 출구플랜지의 외경보다 크며,
   입구측으로부터 보았을 때, 상기 입구개구는 상기 출구개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 콜드트랩의 장착구조.

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