KR101632591B1 - 반응부산물 가스의 배출량을 수용하는 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치에 관한 것으로, 진공펌프의 아이들링 운전시 이송가스 흐름에 의한 썩션현상을 이용하여 진공펌프의 배기측 압력을 감소시켜 진공펌프의 소비전력을 절감하면서도 진공펌프의 정상 운전시에는 반응부산물 가스의 흐름을 원활하게 수용할 수 있게 되어 별도의 분기관을 마련할 필요 없이 진공펌프의 배기배관에 직렬로 연결하는 것이 가능하도록 한 것이다.
이러한 본 발명은, 진공펌프의 배기배관에 연결되고 내부 일지점에는 펌핑 공기가 통과하는 통공을 갖는 중간판이 구비된 메인본체와; 메인본체의 유입구 인근 외벽을 관통한 후 메인본체의 내부에서 중간판의 통공을 통과하도록 형성되어 메인본체의 유출구 쪽으로 이송가스를 분사하되, 중간판을 기준으로 메인본체의 유입구 쪽에는 진공펌프로부터 배출되는 펌핑 공기를 흡입하기 위한 흡입공이 형성된 노즐부와; 노즐부에 관통된 상태로 진퇴 가능하도록 설치되며, 메인본체 내부에 유입되는 펌핑 공기의 압력이 일정 미만이면 후퇴된 상태로 상기 중간판의 통공을 차단하여 상기 노즐부의 흡입공을 거쳐 노즐부의 내부를 통해서만 펌핑 공기가 흐를 수 있도록 유도하고, 메인본체 내부에 유입되는 펌핑 공기의 압력이 일정 이상이면 전진한 상태로 중간판의 통공을 개방하여 펌핑 공기가 중간판의 통공을 통해 흐르도록 허용하는 체크디스크를 포함한다.

Description

반응부산물 가스의 배출량을 수용하는 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치{DECOMPRESSION APPARATUS FOR ELECTRICAL POWER CONSUMPTION OF VACUUM PUMP}
본 발명은 반도체 또는 LCD 제조장치에 관한 것으로, 특히 진공펌프의 아이들링 운전시 이송가스 흐름에 의한 썩션현상을 이용하여 진공펌프의 배기측 압력을 감소시켜 진공펌프의 소비전력을 절감하면서도 진공펌프의 정상 운전시에는 반응부산물 가스의 흐름을 원활하게 수용할 수 있게 되어 별도의 분기관을 마련할 필요 없이 진공펌프의 배기배관에 직렬로 연결하는 것이 가능한 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조 공정은 크게 전 공정(Fabrication 공정)과 후 공정(Assembly 공정)으로 이루어지며, 전 공정이라 함은 각종 프로세스 챔버(Chamber)내에서 웨이퍼(Wafer)상에 박막을 증착하고, 증착된 박막을 선택적으로 식각하는 과정을 반복적으로 수행하여 특정의 패턴을 가공하는 것에 의해 이른바, 반도체 칩(Chip)을 제조하는 공정을 말하고, 후 공정이라 함은 상기 전 공정에서 제조된 칩을 개별적으로 분리한 후, 리드프레임과 결합하여 완제품으로 조립하는 공정을 말한다.
상기 웨이퍼 상에 박막을 증착하거나, 웨이퍼 상에 증착된 박막을 식각하는 웨이퍼 공정시, 대기압 상태의 웨이퍼를 프로세스 챔버 내로 이송하기 위해서는 로드락 챔버(Loadlock Chamber)를 통하여 이송하게 되는데 이때 로드락 챔버는 진공펌프의 펌핑에 의해 대기압에서 진공압 상태로 만들어진다.
이후, 공정이 마쳐지면 대기압 상태에서 웨이퍼를 이송하기 위해 로드락 챔버를 질소나 아르곤 가스에 의해 대기압 상태로 환원하는 과정을 거치게 된다. 이때 로드락 챔버와 진공펌프 사이에 설치된 개폐밸브가 진공펌프와 로드락 챔버를 차단하여 격리하고, 진공펌프는 아이들(idle) 운전하게 한다.
이처럼 반도체 생산라인에는 로드락 챔버 및 진공펌프가 반드시 포함되어 있으며, 실제 진공펌프가 로드락 챔버를 진공압 상태로 만들기 위해 정상적으로 운전하여 펌핑하는 시간은 통상 50% 이하에 지나지 않는다. 나머지 대부분의 시간은 진공펌프가 아이들(idle) 운전을 하는 것이다.
따라서 최근에는 이같이 진공펌프의 아이들 운전 시간이 거의 50% 이상에 달한다는 점에 착안하여 진공펌프의 아이들 운전시 배기측 부하를 줄임으로써 소비전력을 낮추기 위한 기술이 개발되기도 하였다.
이에, 도 1은 종래기술의 반도체 제조용 진공장치를 설명하기 위한 참조 구성도이다.
도시된 바와 같이, 반도체 제조용 진공장치(10)는 프로세스 챔버 또는 로드락 챔버와 연결되고 몸체(21) 내에 모터(22)에 의해 회전 구동하는 복수의 로터(R1,R2,R3,R4,R5)가 내장된 진공펌프(20)와, 상기 진공펌프(20)의 배기측에 직렬 연결되어 대기측 방향으로만 가스의 흐름을 허용하는 체크밸브(28)와, 상기 체크밸브(28)와는 병렬로 연결되어 상기 진공펌프(20)의 배기측 압력을 감소시켜주기 위한 보다 작은 용량의 보조펌프(30)를 포함하여 이루어졌다.
이같은 구성에 따르면, 로드락 챔버와 진공펌프(20) 사이가 개폐밸브(미도시 됨)에 의해 개방된 후 진공펌프(20)가 로드락 챔버를 진공압 상태로 만들기 위해 펌핑할 때 상기 보조펌프(30)는 작동되지 않는다.
하지만, 로드락 챔버와 진공펌프(20) 사이가 개폐밸브에 의해 차단되어 격리된 후 진공펌프(20)가 아이들 운전을 할 때에는 상기 보조펌프(30)가 작동하여 진공펌프(20)의 배기측 압력을 감소시켜준다. 이는 진공펌프(20)의 부하를 줄여주는 역할을 하게 되는데, 특히 다단식 진공펌프(20)에서 흡기구(23) 반대편 배기측에 위치하여 가장 큰 압축비를 책임져야 하기 때문에 소비전력의 가장 큰 비중을 차지하는 배기측 로터(R5)에 걸리는 부하를 줄여주게 되어 진공펌프(20)가 소비하는 전체 전력량은 대폭 줄어들게 된다.
하지만 이처럼 보조펌프(30)를 채용한 종래기술의 경우, 진공펌프(20)의 배기측 압력을 감소시키기 위해 보조펌프(30)를 사용하는 관계로 다양한 문제들이 불가피하였다.
즉, 별도의 보조펌프(30)를 설치하기 위해 추가적인 비용이 지출되어야 하는 문제가 있었고, 보조펌프(30)를 기존 배기배관(25)에 간단히 연결하지 못하고 별도의 분기관(26)을 마련하여 비교적 복잡한 과정에 의해 설치해야 하는 설치상의 어려움이 있었으며, 진공펌프(20)에 비해 작은 용량이긴 하지만 별도의 보조펌프(30)를 운전하기 때문에 이로 인해 소비되는 추가적인 전력량이 부담으로 작용하였으며, 이를 감안한다면 전체적으로는 만족할만한 수준으로 소비전력을 줄이는데 한계가 있었다.
따라서, 이같은 문제점을 해소하기 위하여 본 출원인은 '가스 흐름을 이용한 감압모듈 및 반도체 제조용 진공장치'(한국공개특허공보 제2010-0137237호)를 통하여 이송가스 흐름에 의한 벤투리 효과를 이용하여 별도의 동력 없이도 진공펌프의 배기측 압력을 감소시켜 진공펌프의 부하 및 소비전력을 효과적으로 줄일 수 있도록 한 기술을 개시한 바 있었다.
하지만, 이 감압모듈의 경우에도 내부에서는 체크밸브가 설치되는 제1분기관과 이송가스를 받아들여서 진공펌프의 배기측 압력을 감소시켜주는 진공발생기가 설치되는 제2분기관이 병렬의 회로를 이루면서 분기된 형태로 구성된 것에서 볼 수 있듯이, 기존의 기술과 비교하여 보조펌프(30)가 설치되지는 않았을지라도 여전히 체크밸브(28)가 설치되던 배기배관(25)과 보조펌프(30)가 설치되던 별도의 분기관(26)을 하나로 융합할 정도로 단순화하지는 못하였다. 그러다 상기 감압모듈을 진공펌프의 배기측에 간단히 설치하기에는 많은 제약이 따를 수밖에 없었다.
한국공개특허공보 제2010-0137237호(2010.12.30)
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 진공펌프의 아이들링 운전시 이송가스 흐름에 의한 썩션현상을 이용하여 진공펌프의 배기측 압력을 감소시켜 진공펌프의 소비전력을 절감하면서도 진공펌프의 정상 운전시에는 반응부산물 가스의 흐름을 원활하게 수용할 수 있게 되어 별도의 분기관을 마련할 필요 없이 진공펌프의 배기배관에 직렬로 연결하는 것이 가능한 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치는, 진공펌프의 배기배관에 연결되는 유입구 및 유출구를 구비하고, 상기 진공펌프로부터 배출되는 펌핑 공기가 유입되어 흐르도록 내부가 중공의 유로로 형성되며, 내부 일지점에서 중공을 가로질러 차단하되 펌핑 공기가 통과하는 통공을 갖는 중간판이 구비된 메인본체와; 상기 메인본체의 유입구 인근 외벽을 관통한 후 상기 메인본체의 내부에서 상기 중간판의 통공을 통과하도록 형성되어 상기 메인본체의 유출구 쪽으로 이송가스를 분사하되, 상기 중간판을 기준으로 상기 메인본체의 유입구 쪽에는 상기 진공펌프로부터 배출되는 펌핑 공기를 흡입하기 위한 흡입공이 형성된 노즐부와; 상기 노즐부 중 상기 중간판을 기준으로 상기 메인본체 유출구 쪽에 위치한 부위에 관통된 상태로 진퇴 가능하도록 설치되며, 상기 메인본체 내부에 유입되는 펌핑 공기의 압력이 일정 미만이면 스프링 탄성에 의해 후퇴된 상태로 상기 중간판의 통공을 차단하여 상기 노즐부의 흡입공을 거쳐 상기 노즐부를 통해서만 펌핑 공기가 흐를 수 있도록 유도하고, 상기 메인본체 내부에 유입되는 펌핑 공기의 압력이 일정 이상이면 스프링 탄성에 반하여 전진한 상태로 상기 중간판의 통공을 개방하여 펌핑 공기가 상기 중간판의 통공을 통해 흐르도록 허용하는 체크디스크를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 진공펌프의 아이들링 운전시에는 상기 체크디스크가 후퇴하여 상기 중간판의 통공을 차단하고, 상기 노즐부에는 이송가스가 흐르도록 함으로써 흡입력을 발생시켜 상기 흡입공을 통해 펌핑 공기가 흡입될 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 노즐부는, 상기 메인본체의 외벽을 관통하여 외부의 이송가스를 메인본체의 내부로 안내하는 유입관과, 상기 메인본체의 내부에서 상기 유입관에 직교하게 연결되어 상기 유입관을 통해 유입된 이송가스가 상기 메인본체의 유출구를 향하도록 안내하는 제1연결관과, 상기 제1연결관에 연결되며 펌핑 공기를 흡입하기 위한 흡입공을 구비한 흡입관과, 상기 흡입관에 연결되어 상기 흡입관에서 혼합된 이송가스와 펌핑 공기를 상기 중간판의 통공 인근까지 안내하는 제2연결관과, 상기 제2연결관에 연결되어 혼합된 이송가스와 펌핑 가스를 상기 메인본체의 유출구 인근까지 안내하여 분사하고 외측에는 상기 체크디스크가 진퇴 가능하게 설치되는 제3연결관으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제1연결관의 내부에는 관경을 좁혀 이송가스의 흐름 속도를 급격히 높일 수 있도록 한 제트노즐이 구비되어 상기 흡입관의 흡입공을 통한 흡입압력을 높이는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제2연결관은 제3연결관의 관경보다 크게 형성되어 상기 체크디스크가 설정된 진퇴구간 밖으로 후퇴하지 않도록 차단하고, 상기 제3연결관의 전단부에는 스토퍼가 설치되어 상기 체크디스크가 설정된 진퇴구간 밖으로 전진하지 않도록 차단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 중간판의 통공 직경은 상기 유입구 및 유출구의 직경보다 같거나 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 메인본체는 상기 중간판을 중심으로 분리 가능하게 제1본체와 제2본체로 이분할되고, 제1본체와 제2본체는 각각 조립을 위해 대응하여 마주하는 플랜지를 구비한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 체크디스크는 원판 형태로 형성되되 상기 중간판의 통공을 덮고 남을 수 있도록 상기 중간판의 통공보다 넓은 면적으로 형성된 디스크 몸체부와, 상기 디스크 몸체부의 후면에 원뿔받침 형태로 돌출 형성되되 상기 중간판의 통공보다 좁은 면적으로 형성된 돌출부와, 상기 디스크 몸체부의 후면 둘레부에 링 형태로 구비되어 상기 중간판과 기밀하게 접촉되는 패드부로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의한 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치는, 진공펌프의 아이들 운전시 이송가스 흐름에 의한 썩션현상에 의하여 진공펌프의 배기측 압력을 감소시켜 진공펌프의 소비전력을 절감하면서도 반응부산물 가스의 배출량을 수용하여 통과시킬 수 있으므로 별도의 분기관을 마련할 필요 없이 진공펌프의 배기배관에 직렬로 연결할 수 있다.
또한, 본 발명은 펌핑 가스의 흐름방향으로 이송가스를 강하게 분사함으로써 이때 발생하는 이젝트 효과에 의해 펌핑 공기에 수반된 반응부산물 가스의 흐름이 원활해지도록 돕고 고형화되는 것을 방지한다.
또한, 본 발명은 내부에 체크 기능을 수행하는 체크디스크가 구비되어 별도의 체크밸브를 구비하지 않아도 된다.
또한, 본 발명은 메인본체가 이분할되어 조립 및 분리가 용이하기 때문에 제작이 용이하고 내부 청소 등과 같이 유지관리도 용이하다.
도 1은 종래기술의 반도체 제조용 진공장치를 설명하기 위한 참조 구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치의 사용상태도
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치의 사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치의 구성을 설명하기 위한 단면도
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치의 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치의 사용상태도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치(100)는 프로세스 챔버(210) 또는 로드락 챔버에 연결되어 있는 진공펌프(230)의 배기배관(253)에 직렬로 연결되어 사용되며, 진공펌프의 아이들 운전시 이송가스 흐름에 의한 이젝트 효과를 이용한 썩션현상에 의하여 진공펌프의 배기측 압력을 감소시켜 진공펌프의 소비전력을 절감하면서도 진공펌프의 정상 운전시에는 프로세스 챔버(210)로부터 발생되어 진공펌프의 펌핑 공기와 함께 배출되는 반응부산물 가스를 원활하게 통과시킬 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치(100)의 구성에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이다. 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치의 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 감압장치는 진공펌프의 배기배관에 직렬로 연결되어 진공펌프로부터 배출되는 펌핑 공기(a1)의 유로를 형성하는 메인본체(110)와, 상기 메인본체(110)의 내부에서 이송가스(a2)를 분사하면서 진공펌프의 펌핑 공기(a1)를 흡입하도록 구성된 노즐부(120)와, 상기 노즐부(120)의 선단부에서 진퇴하면서 상기 메인본체(110)의 유로를 개폐하는 체크디스크(130)를 포함하여 이루어지며, 상기 노즐부(120)와 체크디스크(130)의 협력작용에 의하여 진공펌프의 정상 운전시에는 반응부산물 가스가 수반된 펌핑 공기(a1)의 흐름이 원활하게 이루어지도록 돕고, 진공펌프의 아이들링 운전시에는 상기 노즐부(120)의 내부 유로(120a)를 따라 이루어지는 이송가스(a2)의 흐름으로 인해 발생하는 썩션현상에 의하여 펌핑 공기(a1)를 흡입하여 진공펌프의 배기측 압력을 감소시킴으로써 진공펌프의 소비전력을 절감하도록 돕는다.
아래에서는 상기 각 구성요소들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 감압장치에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
상기 메인본체(110)는 진공펌프와 배기배관을 통해 직렬로 연결되어 진공펌프로부터 배출되는 펌핑 공기(a1)의 유로를 형성하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 메인본체(110)는 진공펌프의 배기배관에 연결되는 유입구(111a) 및 유출구(111b)를 구비하고, 상기 진공펌프로부터 배출되는 펌핑 공기(a1)가 유입되어 흐르도록 내부가 중공(119)의 유로로 형성된다. 또한 진공펌프의 내부 일지점에는 중공(119)을 가로질러 설치된 상태에서 펌핑 공기(a1)가 통과하는 통공(115a)을 갖는 중간판(115)이 구비된다. 상기 중간판(115)의 경우 그 통공(115a)의 직경이 상기 유입구(111a) 및 유출구(111b)의 직경보다 같거나 크게 형성되는 것이 바람직하며 이로써 상기 유입구(111a)를 통해 유입된 펌핑 공기(a1)가 내부에서 원활히 흐르는데 방해되지 않도록 한다. 이같은 구성에 따르면 메인본체(110) 내부에 형성되는 중공(119)의 경우는 그 단면적이 상기 유입구(111a) 및 유출구(111b) 보다 더 크게 형성됨을 의미한다.
또한 상기 메인본체(110)는 상기 중간판(115)을 중심으로 분리 가능하게 제1본체(110a)와 제2본체(110b)로 이분할되는 구성을 갖는다. 이로써 제1본체(110a)와 제2본체(110b)를 분리 및 조립할 수 있게 되어 제작 및 내부 청소 등의 유지관리가 용이하게 된다. 여기서 상기 제1본체(110a)와 제2본체(110b)에는 각각 조립을 위해 서로 대응하여 마주하는 플랜지(112a,112b)가 구비된다. 이같은 구성에 따르면 제1본체(110a)와 제2본체(110b) 사이에 중간판(115)을 끼운 상태로 서로 마주하는 플랜지(112a,112b)를 볼트(미도시됨) 체결하는 방식으로 간단히 조립할 수 있고, 그 반대로 볼트를 풀어주기만 간단히 분리할 수 있다.
상기 노즐부(120)는 상기 메인본체(110)의 유입구(111a) 인근 외벽을 관통한 후 상기 메인본체(110)의 내부에서 상기 중간판(115)의 통공(115a)을 통과하도록 형성되어 상기 메인본체(110)의 유출구(111b) 쪽으로 이송가스(a2)를 분사하되, 상기 중간판(115)을 기준으로 상기 메인본체(110)의 유입구(111a) 쪽 부위에는 상기 진공펌프로부터 배출되는 펌핑 공기(a1)를 흡입하기 위한 흡입공(122a)이 형성된다. 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 노즐부(120)는 상기 메인본체(110)의 외벽을 관통하여 외부의 이송가스(a2)를 메인본체(110)의 내부로 안내하는 유입관(N1)과, 상기 메인본체(110)의 내부에서 상기 유입관(N1)에 직교하게 연결되어 상기 유입관(N1)을 통해 유입된 이송가스(a2)가 상기 메인본체(110)의 유출구(111b)를 향하도록 안내하는 제1연결관(121)과, 상기 제1연결관(121)에 연결되며 펌핑 공기(a1)를 흡입하기 위한 흡입공(122a)을 구비한 흡입관(122)과, 상기 흡입관(122)에 연결되어 상기 흡입관(122)에서 혼합된 이송가스(a2)와 펌핑 공기(a1)를 상기 중간판(115)의 통공(115a) 인근까지 안내하는 제2연결관(123)과, 상기 제2연결관(123)에 연결되어 혼합된 이송가스(a2)와 펌핑 공기(a1)를 상기 메인본체(110)의 유출구(111b) 인근까지 안내하여 분사하고 외측에는 상기 체크디스크(130)가 진퇴 가능하게 설치되는 제3연결관(124)으로 이루어진다. 여기서 상기 제2연결관(123)은 제3연결관(124)의 관경보다 크게 형성된다. 이로써 상기 체크디스크(130)가 불필요하게 설정된 진퇴구간 밖으로 후퇴하지 않도록 차단할 수 있다. 또한 상기 제3연결관(124)의 전단부에는 스토퍼(125)가 설치된다. 이로써 상기 체크디스크(130)가 설정된 진퇴구간 밖으로 전진하지 않도록 차단할 수 있다.
더 나아가 상기 제1연결관(121) 내부에는 이송가스(a2)의 유로를 좁혀 이송가스(a2)의 흐름 속도를 급격히 높일 수 있도록 한 제트노즐(126)이 구비된다. 이처럼 제트노즐(126)이 구비되면 이송가스(a2)가 상기 흡입관(122)을 지날 때는 이미 제트노즐(126)을 통과하면서 이전보다 훨씬 빠른 속도를 갖게 되므로 흡입관(122) 내부의 압력은 더욱 낮아지고 흡입공(122a)을 통한 흡입능력은 더욱 높아지는 것이다. 따라서 진공펌프의 펌핑 공기(a1)를 보다 강하게 흡입하면서 진공펌프의 배기측 압력을 더욱 더 낮출 수 있게 된다.
상기 체크디스크(130)는 상기 중간판(115)을 기준으로 상기 메인본체(110) 유출구(111b) 쪽에 위치한 노즐부(120)의 제3연결관(124)에 관통된 상태로 진퇴 가능하게 설치된다. 나아가 상기 체크디스크(130)는 상기 메인본체(110) 내부에 유입되는 펌핑 공기(a1)의 압력이 일정 미만이면 스프링(미도시됨) 탄성에 의해 후퇴된 상태가 되며 이때 중간판(115)의 통공(115a)은 차단된다. 반대로 가해지는 펌핑 공기(a1)의 압력이 일정 이상이면 스프링 탄성에 반하여 전진한 상태가 되며 이때 중간판(115)의 통공(115a)은 개방된다. 여기서 체크디스크(130)를 탄성지지하는 스프링(미도시됨)은 진공펌프의 정상 운전시에는 체크디스크(130)가 전진하고 아이들링 운전시에는 후퇴할 정도의 수준으로 세팅된다. 상기 체크디스크(130)는 전체적으로는 노즐부(120)의 제3연결관(124)에 관통된 상태로 진퇴 가능하게 설치되어 있으나 보다 세부적으로 살펴보면, 원판 형태의 디스크 몸체부(131)와, 상기 디스크 몸체부(131)의 후면에 원뿔받침 형태로 돌출 형성된 돌출부(132)와 상기 디스크 몸체부(131)의 후면 둘레부에 링 형태로 구비되어 상기 중간판(115)과 기밀하게 접촉되는 패드(133)부(133)로 이루어진다. 이중에 상기 체크디스크(130)의 돌출부(132)는 상기 디스크 몸체부(131)에 접하는 부위가 최대 직경으로 형성되는데 상기 중간판(115)의 통공(115a)에 비해 작게 형성된다. 이로써, 진공펌프의 펌핑 공기(a1)가 중간판(115)의 통공(115a)을 통과하면서 돌출부(132)의 경사진 외주면을 따라 완만하게 접촉하여 흐를 수 있게 되어 급격한 접촉으로 인한 흐름의 왜곡을 억제할 수 있게 된다.
이같은 구성을 갖는 상기 체크디스크(130)는 노즐부(120)와 함께 다양한 역할을 수행하게 된다. 즉, 상기 체크디스크(130)는 진공펌프의 정상 운전시에는 도 5에 도시된 것처럼 메인본체(110) 내부로 유입되는 펌핑 공기(a1)로 인해 일정 이상의 압력을 받아 후퇴한 상태가 되어 상기 중간판(115)의 통공(115a)을 개방한다. 그러면 상기 중간판(115)의 통공(115a)을 통해 프로세스 챔버에서 배출되는 반응부산물 가스가 수반된 펌핑 공기(a1)가 상기 중간판(115)의 통공(115a)을 통해 흐르도록 허용된다. 이때 노즐부(120)를 통해 이송가스(a2)가 메인본체(110)의 유출구(111b) 인근에서 펌핑 공기(a1)의 흐름방향과 일치한 방향으로 강하게 분사되면서 이젝트 효과에 의해 반응부산물 가스가 수반된 펌핑 공기(a1)의 흐름을 원활하게 한다. 이로써 반응부산물 가스가 배기배관에서 고형화되어 누적되는 문제가 억제된다. 나아가 상기 이송가스(a2)가 메인본체(110)의 내부로 유입되기 전에 히터 등을 통해 가열된 상태가 되면 반응부산물 가스가 누적되는 문제를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
한편, 프로세스 챔버와 진공펌프 사이가 차단된 상태에서 진공펌프가 아이들링 운전을 하게 되면 도 6에 도시된 것처럼 상기 체크디스크(130)가 메인본체(110) 내부로 유입되는 펌핑 공기(a1)로 인해 일정 미만의 압력을 받아 전진한 상태가 되어 상기 중간판(115)의 통공(115a)을 차단한다. 그러면 펌핑 공기(a1)는 모두 상기 노즐부(120) 흡입관(122)에 형성된 흡입공(122a)을 거쳐 상기 노즐부(120)의 내부 유로(120a)를 통해서만 흐르게 된다. 이때 노즐부(120) 내부를 빠르게 흐르는 이송가스(a2)로 인해 노즐부(120) 내부는 메인본체(110)의 내부에 비해 저압의 상태가 되므로 썩션현상이 작용하면서 펌핑 공기(a1)가 노즐부(120) 내부로 신속하게 흡입되는 것이다. 그리고 이처럼 노즐부(120)가 썩션현상에 의하여 펌핑 공기(a1)를 흡입하게 되면 별도의 장치나 이를 구동하기 위한 에너지의 소모 없이도 진공펌프의 배기측 압력을 낮출 수 있게 되어 소비전력을 절감할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
110 : 메인본체 110a : 제1본체
110b : 제2본체 120 : 노즐부
121 : 제1연결관 122 : 흡입관
122a : 흡입공 123 : 제2연결관
124 : 제3연결관 125 : 스토퍼
130 : 체크디스크 131 : 디스크 몸체부
132 : 돌출부 133 : 패드

Claims (8)

  1. 반도체 또는 LCD 제조용 프로세스 챔버 또는 로드락 챔버와 연결된 진공펌프의 배기배관에 직렬로 연결될 수 있도록 한 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치로서,
    진공펌프의 배기배관에 연결되는 유입구 및 유출구를 구비하고, 상기 진공펌프로부터 배출되는 펌핑 공기가 유입되어 흐르도록 내부가 중공의 유로로 형성되며, 내부 일지점의 중공을 가로질러 설치되고 펌핑 공기가 통과하는 통공을 갖는 중간판이 구비된 메인본체와;
    상기 메인본체의 유입구 인근 외벽을 관통한 후 상기 메인본체의 내부에서 상기 중간판의 통공을 통과하도록 형성되어 상기 메인본체의 유출구 쪽으로 이송가스를 분사하되, 상기 중간판을 기준으로 상기 메인본체의 유입구 쪽에는 상기 진공펌프로부터 배출되는 펌핑 공기를 흡입하기 위한 흡입공이 형성된 노즐부와;
    상기 노즐부 중 상기 중간판을 기준으로 상기 메인본체 유출구 쪽에 위치한 부위에 관통된 상태로 진퇴 가능하도록 설치되며, 상기 메인본체 내부에 유입되는 펌핑 공기의 압력이 일정 미만이면 스프링 탄성에 의해 후퇴된 상태로 상기 중간판의 통공을 차단하여 상기 노즐부의 흡입공을 거쳐 상기 노즐부의 내부를 통해서만 펌핑 공기가 흐를 수 있도록 유도하고, 상기 메인본체 내부에 유입되는 펌핑 공기의 압력이 일정 이상이면 스프링 탄성에 반하여 전진한 상태로 상기 중간판의 통공을 개방하여 펌핑 공기가 상기 중간판의 통공을 통해 흐르도록 허용하는 체크디스크를 포함하며,
    진공펌프의 아이들링 운전시에는 상기 체크디스크가 후퇴하여 상기 중간판의 통공을 차단하고, 상기 노즐부에는 이송가스가 흐르도록 함으로써 흡입력을 발생시켜 상기 흡입공을 통해 펌핑 공기가 흡입될 수 있도록 하며,
    상기 노즐부는, 상기 메인본체의 외벽을 관통하여 외부의 이송가스를 메인본체의 내부로 안내하는 유입관과, 상기 메인본체의 내부에서 상기 유입관에 직교하게 연결되어 상기 유입관을 통해 유입된 이송가스가 상기 메인본체의 유출구를 향하도록 안내하는 제1연결관과, 상기 제1연결관에 연결되며 펌핑 공기를 흡입하기 위한 흡입공을 구비한 흡입관과, 상기 흡입관에 연결되어 상기 흡입관에서 혼합된 이송가스와 펌핑 공기를 상기 중간판의 통공 인근까지 안내하는 제2연결관과, 상기 제2연결관에 연결되어 혼합된 이송가스와 펌핑 가스를 상기 메인본체의 유출구 인근까지 안내하여 분사하고 외측에는 상기 체크디스크가 진퇴 가능하게 설치되는 제3연결관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1연결관의 내부에는 관경을 좁혀 이송가스의 흐름 속도를 급격히 높일 수 있도록 한 제트노즐이 구비되어 상기 흡입관의 흡입공을 통한 흡입압력을 높이는 것을 특징으로 하는 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2연결관은 제3연결관의 관경보다 크게 형성되어 상기 체크디스크가 설정된 진퇴구간 밖으로 후퇴하지 않도록 차단하고, 상기 제3연결관의 전단부에는 스토퍼가 설치되어 상기 체크디스크가 설정된 진퇴구간 밖으로 전진하지 않도록 차단하는 것을 특징으로 하는 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 중간판의 통공 직경은 상기 유입구 및 유출구의 직경보다 같거나 큰 것을 특징으로 하는 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 메인본체는 상기 중간판을 중심으로 분리 가능하게 제1본체와 제2본체로 이분할되고, 제1본체와 제2본체는 각각 조립을 위해 대응하여 마주하는 플랜지를 구비한 것을 특징으로 하는 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 체크디스크는 원판 형태로 형성되되 상기 중간판의 통공을 덮고 남을 수 있도록 상기 중간판의 통공보다 넓은 면적으로 형성된 디스크 몸체부와, 상기 디스크 몸체부의 후면에 원뿔받침 형태로 돌출 형성되되 상기 중간판의 통공보다 좁은 면적으로 형성된 돌출부와, 상기 디스크 몸체부의 후면 둘레부에 링 형태로 구비되어 상기 중간판과 기밀하게 접촉되는 패드부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공펌프의 소비전력 절감용 감압장치.



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