KR101637321B1 - 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법 - Google Patents

극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101637321B1
KR101637321B1 KR1020150178738A KR20150178738A KR101637321B1 KR 101637321 B1 KR101637321 B1 KR 101637321B1 KR 1020150178738 A KR1020150178738 A KR 1020150178738A KR 20150178738 A KR20150178738 A KR 20150178738A KR 101637321 B1 KR101637321 B1 KR 101637321B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat shield
stage
pump
radiant heat
cryogenic
Prior art date
Application number
KR1020150178738A
Other languages
English (en)
Inventor
이동주
임종현
Original Assignee
현민지브이티 주식회사
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
Application filed by 현민지브이티 주식회사 filed Critical 현민지브이티 주식회사
Priority to KR1020150178738A priority Critical patent/KR101637321B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101637321B1 publication Critical patent/KR101637321B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F04B37/06—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means
    • F04B37/08—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means by condensing or freezing, e.g. cryogenic pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • 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
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/121—Casings
    • 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
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/16—Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections
    • B23K2201/00—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 고진공 내지 초고진공의 환경을 조성하기 위해 사용되는 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법에 관한 것이다.
극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법은, 제1 직사각형의 판형 부재로 형성되고, 상기 판형 부재에 제2 사각형의 개구가 형성된 제1 본체를 마련하는 단계; 상기 제1 직사각형의 긴 변의 길이에 대응되는 원주를 갖는 원판으로 형성된 상기 제2 본체를 마련하는 단계; 상기 제2 사각형의 개구에 대응되는 크기를 갖고, 원형의 삽입 개구와, 상기 삽입 개구의 주변으로 복수의 체결 개구를 갖는 제3 본체를 마련하는 단계; 상기 제1 본체를 말고 그 양 단부를 서로 용접하여 속이 빈 원통으로 만드는 단계; 상기 제1 본체의 하부에 상기 제2 본체를 용접하여 상부가 개방된 원통으로 만드는 단계; 상기 제1 본체의 상기 제2 사각형의 개구에 상기 제3 본체를 용접하는 단계; 를 포함한다.
이러한 구성에 따르면, 극저온펌프에서 1단 복사열 차폐체를 제작할 때, 미리 형성된 제1 내지 제3 본체들을 용접에 의해 접합하는 방식에 의해 1단 복사열 차폐체의 굴곡부가 내측으로 들어가는 거리를 일정하게 조절하면서, 다품종 소량 생산에 적합하여 제작 비용을 줄일 수 있으면서 1단 복사열 차폐체의 두께를 일정하게 할 수 있는 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법을 제공할 수 있다.

Description

극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법 {Method for manufacturing first radiation shield of cryopump}
본 발명은 고진공 내지 초고진공의 환경을 조성하기 위해 사용되는 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법에 관한 것이다.
극저온펌프(Cryopump)는 반도체 생산분야를 포함한 여러 산업분야에서 고진공 내지 초고진공의 환경을 조성하기 위해 사용되는 장비이다. 극저온펌프는 펌프 내부의 온도를 예를 들어, 절대온도 8K(약 -265℃) 정도까지 낮추어 가스 분자들의 운동량을 떨어뜨려 움직이지 못하게 응축 또는 포집하여 진공을 조성한다.
극저온펌프의 작동원리는 일반 냉동사이클을 이용하고 있으나 냉매로 수소(H2) 또는 헬륨(He)이 이용된다는 것이 특징이다. 극저온펌프는 일반적인 에어컨의 냉동시스템과 같이 실내기 역할을 하는 펌프본체와 실외기 역할을 하는 압축기(compressor)를 기본적 구성요소로 한다. 그리고, 온도를 확인할 수 있는 모니터가 추가적으로 사용된다.
도 1은 종래의 극저온펌프의 구성을 도시하는 도면이다.
극저온펌프는 펌프 바디(10)와, 이러한 펌프 바디(10)와 플랜지에 의해 연결되는 극저온 냉동기(20)를 포함한다. 극저온 냉동기(20)는 호스(30)를 통해 압축기(40)와 연결된다.
극저온 냉동기(20)는 챔버 형태의 1단 복사열 차폐체(First Radiation Shield)(또는 1단 어레이, 또는 캔)(22)와 연결되고, 1단 복사열 차폐체(22)의 상부에는 배플(baffle)(23)이 배치된다. 1단 복사열 차폐체(22)의 내부에는 극저온 냉동기(20)의 상단과 연결된 2단 어레이(24)가 위치된다.
펌프 바디(10)는 게이트 밸브(2)를 통해 진공을 필요로 하는 공정챔버(1)와 연결된다. 게이트 밸브(2)가 개방된 상태에서 극저온펌프에 의해 공정챔버(1) 내부를 고진공 내지 초고진공으로 만들 수 있다.
1단 복사열 차폐체(22)는 온도가 대략 30 내지 80K로 유지되고, 2단 어레이(24)는 10K까지 내려가서 Ar, N2, O2와 같은 TypeII 가스들을 응축 및 흡착시킨다. 그리고, H2, Ne과 같은 TypeIII 가스들은 어레이(24)에 부착된 활성탄에 의해 흡착될 수 있다.
압축기(40)에서 압축된 냉매 가스(예를 들어, 헬륨)는 호스(30)를 통해 극저온 냉동기(20)로 이동된 후, 극저온 냉동기(20) 내부에서 팽창되면서 온도가 저하된다. 이를 G-M 냉동원리라 하며, 이를 통해 냉동기의 각 단의 온도는 극저온으로 떨어지고, 저압으로 떨어진 냉매는 다시 G-M 냉동원리에 따라 내부 왕복기에서 열교환 과정을 거친 후 호스(30)를 통해 압축기로 회수된다.
이하에서는, 도 2 내지 도 6c를 참조하여 종래의 극저온펌프에서 1단 복사열 차폐체 제작 방법 및 그에 따른 문제점을 설명하기로 한다. 도 2는 종래의 극저온펌프에서 펌프 바디(10)와 1단 복사열 차폐체(22)에 극저온 냉동기(20)가 결합되는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 도 2에서 펌프 바디(10), 1단 복사열 차폐체(22) 및 극저온 냉동기(20)의 결합이 완료된 상태를 도시하는 도면이다. 도 4a 및 도 4b는 도 3의 극저온펌프에서 1단 복사열 차폐체(22)와 펌프 바디(10) 사이의 이격 거리가 양호하지 않은 상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 5a 및 도 5b는 종래의 방법으로 제작된 1단 복사열 차폐체(22)를 도시하는 도면이다. 도 6a 내지 도 6c는 종래의 1단 복사열 차폐체 제작 방법을 순차적으로 도시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래에 극저온펌프를 제작하기 위해서는 펌프 바디(10) 안에 1단 복사열 차폐체(22)가 들어간 상태에서 극저온 냉동기(20)를 펌프 바디(10) 쪽으로 삽입하여, 펌프 바디(10), 1단 복사열 차폐체(22) 및 극저온 냉동기(20)가 결합되도록 한다. 도 3은 이들의 결합이 완료된 상태를 나타낸다.
펌프 바디(10)와 극저온 냉동기(20)는 각각 플랜지부(10a)와 플랜지부(20b)를 맞댄 상태에서 체결부재에 의해 체결되어 결합된다. 또한, 1단 복사열 차폐체(22)는 극저온 냉동기(20)의 플랜지부(20a)와 결합하기 위해 굴곡부(22a)를 갖는다. 1단 복사열 차폐체(22)의 굴곡부(22a)는 일반적으로 원통형의 1단 복사열 차폐체(22)의 일부를 프레스에 의해 충격을 가해 편평하게 하여 형성된다.
도 3을 참조하면, 펌프 바디(10)의 플랜지부(10a)와 극저온 냉동기(20)의 플랜지부(20b)는 서로 맞닿은 상태에서 체결부재에 의해 체결된다. 또한, 극저온 냉동기(20)의 플랜지부(20a)와 1단 복사열 차폐체(22)의 굴곡부(22a)는 서로 맞닿은 상태에서 체결부재에 의해 체결된다.
도 5a는 종래의 방법으로 제작된 1단 복사열 차폐체(22)를 정면에서 본 모습을 나타내고, 도 5b는 이러한 1단 복사열 차폐체(22)의 개략적인 단면을 나타낸다.
1단 복사열 차폐체(22)는 원통 형상을 갖고, 이러한 1단 복사열 차폐체(22)의 표면에는 편평한 형태의 굴곡부(22a)가 형성된다. 굴곡부(22a)는 극저온 냉동기(20)의 플랜지부(20a)와 맞닿은 상태에서 체결부재에 의해 체결되기 위해 편평하게 형성된 부분이다. 이러한 굴곡부(22a)에는 극저온 냉동기(20)의 단부가 삽입되기 위해 삽입 개구(22b)와, 이러한 삽입 개구(22b)의 주변으로 체결부재가 삽입되기 위한 복수의 체결 개구(22c)가 형성된다.
도 5a에 도시된 형태의 굴곡부(22a)를 형성하기 위해서는 도 6a 내지 도 6c에 도시된 과정을 거쳐야 한다.
도 6a를 참조하면, 먼저 딥 드로잉(Deep Drawing)이나, 스피닝 프로세스(Spinning Process) 공법을 사용해서 바닥이 있고 상부가 개방된 원통 형태를 갖는 1단 복사열 차폐체(22)를 만든다. 딥 드로잉은 원하는 1단 복사열 차폐체 형태의 금형을 제작하여, 프레스 가공하여 1단 복사열 차폐체(22)를 제작하는 방법이다. 스피닝 프로세스 공법은 금속판을 선반의 틀에 고정시킨 뒤 고속으로 회전을 준 상태에서, 롤러의 끝 부분으로 금속판을 세게 밀어 원하는 형태의 제품을 만드는 방법이다.
이러한 방법으로 바닥이 있고 상부가 개방된 원통형의 1단 복사열 차폐체(22)를 제작한 후, 굴곡부(22a)를 형성하기 위해서는 프레스 가공에 의해 원하는 부분에 충격을 가해 편평한 형태로 만들어야 한다. 도 6b는 프레스 가공에 의해 1단 복사열 차폐체(22)에 굴곡부(22a)가 형성된 상태를 나타낸다.
다음에 도 6c를 참조하면, 굴곡부(22a)를 가공하여 삽입 개구(22b)나 체결 개구(22c)를 형성하게 된다.
이러한 종래의 1단 복사열 차폐체(22) 제작 방법에 따르면, 굴곡부(22a)를 형성하기 위해서는 먼저, 딥 드로잉이나 스피닝 프로세스 공법을 원통 형태를 제작한 후, 프레스 가공에 의해 1단 복사열 차폐체(22)에 충격을 가해야 한다.
그러나, 프레스 가공에 의해 1단 복사열 차폐체(22)에 충격을 가할 때, 도 5b에 도시된 것과 같이 굴곡부(22a)가 1단 복사열 차폐체(22)의 표면에서 내측으로 들어가는 거리는 정밀한 제어가 어렵다는 문제점이 있다.
도 4a에 도시된 것처럼, 굴곡부(22a)가 1단 복사열 차폐체(22)의 표면에서 내측으로 너무 얕게 들어갈 경우에는, 1단 복사열 차폐체(22)가 굴곡부(22a)에서 극저온 냉동기(20)의 플랜지부(20a)와 결합된 상태에서, 결합 위치의 반대측에서 1단 복사열 차폐체(22)의 외벽이 펌프 바디(10)의 내벽에 닿거나 너무 근접될 수 있다.
또한, 도 4b에 도시된 것처럼, 굴곡부(22a)가 1단 복사열 차폐체(22)의 표면에서 내측으로 너무 깊게 들어갈 경우에는, 1단 복사열 차폐체(22)가 굴곡부(22a)에서 극저온 냉동기(20)의 플랜지부(20a)와 결합된 상태에서, 결합 위치 측에서 1단 복사열 차폐체(22)의 외벽이 펌프 바디(10)의 내벽에 닿거나 너무 근접될 수 있다.
상술한 바와 같이, 극저온펌프에서 1단 복사열 차폐체(22)는 온도가 대략 30 내지 80K로 유지되는 반면, 펌프 바디(10)의 외측은 상온이므로, 1단 복사열 차폐체(22)와 펌프 바디(10) 사이의 거리는 도 3에 도시된 바와 같이 일정하게 유지되는 것이 중요하다. 1단 복사열 차폐체(22)의 외벽이 펌프 바디(10)의 내벽에 닿거나 너무 근접하게 되면 1단 복사열 차폐체와 펌프 바디(10) 사이의 열전달에 의해 1단 복사열 차폐체(22)의 온도를 원하는 대로 제어하기 어려워진다.
이에 반해, 1단 복사열 차폐체(22)의 입구의 개구 크기는 극저온펌프의 용량을 결정하므로 가능한 한 큰 것이 좋다. 이 때문에, 1단 복사열 차폐체(22)의 입구 크기를 최대로 하면서 1단 복사열 차폐체(22)와 펌프 바디(10) 사이의 거리를 일정하게 유지하는 것이 중요하다.
종래의 1단 복사열 차폐체(22) 제조 방법에서는, 프레스 가공에 의해 1단 복사열 차폐체(22)에 충격을 가할 때, 굴곡부(22a)가 1단 복사열 차폐체(22)의 표면에서 내측으로 들어가는 거리를 정밀하게 제어하기 힘들어서, 1단 복사열 차폐체(22)와 펌프 바디(10) 사이의 거리를 일정하게 유지하기 어렵다는 문제점이 있다.
극저온펌프는 다품종 소량 생산으로 요구하는 사양에 맞게 주문 제작하는 것이 일반적이다. 종래에 1단 복사열 차폐체(22)를 제작하는 방법 중에, 딥 드로잉은 금형을 제작해야 하므로 대량 생산에 적합하고 비용이 많이 든다는 문제점이 있다. 또한, 스피닝 프로세스 공법은 롤로의 끝 부분으로 금속판을 세게 밀어 원하는 형태는 만드는 방법으로, 동일한 1단 복사열 차폐체(22)에서 두께가 일정하지 않은 문제점이 있다. 1단 복사열 차폐체(22)의 두께가 일정하지 않으면 1단 복사열 차폐체(22)의 온도를 정밀하게 제어하기 어려워진다.
대한민국 특허 출원 제10-2012-0110362호
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 극저온펌프에서 1단 복사열 차폐체를 제작할 때, 1단 복사열 차폐체의 굴곡부가 내측으로 들어가는 거리를 일정하게 조절하면서, 다품종 소량 생산에 적합하여 제작 비용을 줄일 수 있으면서 1단 복사열 차폐체의 두께를 일정하게 할 수 있는 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법을 제공하고자 함에 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법은, 제1 직사각형의 판형 부재로 형성되고, 상기 판형 부재에 제2 사각형의 개구가 형성된 제1 본체를 마련하는 단계; 상기 제1 직사각형의 긴 변의 길이에 대응되는 원주를 갖는 원판으로 형성된 상기 제2 본체를 마련하는 단계; 상기 제2 사각형의 개구에 대응되는 크기를 갖고, 원형의 삽입 개구와, 상기 삽입 개구의 주변으로 복수의 체결 개구를 갖는 제3 본체를 마련하는 단계; 상기 제1 본체를 말고 그 양 단부를 서로 용접하여 속이 빈 원통으로 만드는 단계; 상기 제1 본체의 하부에 상기 제2 본체를 용접하여 상부가 개방된 원통으로 만드는 단계; 상기 제1 본체의 상기 제2 사각형의 개구에 상기 제3 본체를 용접하는 단계; 를 포함한다.
또한, 상기 제3 본체는 상기 제2 사각형의 개구에 대응되는 크기의 제3 사각형과, 상기 제3 사각형의 윗변과 아랫변에 각각 연결되는 호형 돌출부를 포함하는 판형 부재로 이루어지고, 상기 호형 돌출부를 상기 제3 사각형의 상기 윗변과 상기 아랫변에 대해 외측으로 접어서 형성된다.
또한, 상기 제1 본체는 복수의 원형 개구를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법은, 제1 직사각형의 판형 부재로 형성된 제1 본체를 마련하는 단계; 상기 제1 본체의 짧은 변과 동일한 길이의 긴 변을 갖는 제2 직사각형의 판형 부재로 형성되고, 삽입 개구와, 상기 삽입 개구의 주변으로 복수의 체결 개구를 갖는 제2 본체를 마련하는 단계; 상기 제1 본체를 말고, 상기 제1 본체의 양 단부와 상기 제2 본체의 양 단부를 서로 용접하여 상부와 하부가 개방된 원통형의 제3 본체를 만드는 단계; 상기 제3 본체의 하부에 상기 제3 본체와 동일한 라인을 갖는 판형 부재를 용접하여 상부가 개방된 원통형의 제4 본체를 만드는 단계; 를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 극저온펌프는 소정의 수용 공간을 갖는 펌프 바디; 상기 펌프 바디의 내측에 삽입되고 상기 1단 복사열 차폐체 제작 방법에 따라 제작된 1단 복사열 차폐체; 상기 펌프 바디 및 상기 1단 복사열 차폐체에 그 단부가 삽입되어 상기 펌프 바디 및 상기 1단 복사열 차폐체와 결합되는 극저온 냉동기; 상기 극저온 냉동기 쪽으로 냉매가스를 공급하고, 상기 극저온 냉동기로부터 돌아오는 냉매가스를 재압축하는 압축기; 를 포함한다.
본 발명에 따르면, 극저온펌프에서 1단 복사열 차폐체를 제작할 때, 미리 형성된 제1 내지 제3 본체들을 용접에 의해 접합하는 방식에 의해 1단 복사열 차폐체의 굴곡부가 내측으로 들어가는 거리를 일정하게 조절하면서, 다품종 소량 생산에 적합하여 제작 비용을 줄일 수 있으면서 1단 복사열 차폐체의 두께를 일정하게 할 수 있는 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 극저온펌프의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 종래의 극저온펌프에서 펌프 바디와 1단 복사열 차폐체에 극저온 냉동기가 결합되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에서 펌프 바디, 1단 복사열 차폐체 및 극저온 냉동기의 결합이 완료된 상태를 도시하는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 극저온펌프에서 1단 복사열 차폐체와 펌프 바디 사이의 이격거리가 양호하지 않은 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 종래의 방법으로 제작된 1단 복사열 차폐체를 도시하는 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 종래의 1단 복사열 차폐체 제작 방법을 순차적으로 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 극저온펌프의 구성을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법에서 1단 복사열 차폐체를 구성하는 구성요소들을 설명하는 도면이다.
도 9a 내지 도 9e는 도 8의 구성요소들을 이용하여 1단 복사열 차폐체를 제작하기 위한 방법을 순차적으로 도시하는 도면이다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법을 순차적으로 도시하는 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 7은 본 발명의 극저온펌프의 구성을 도시하는 도면이다.
본 발명의 극저온펌프(200)는 도 1에 도시된 종래의 극저온펌프와 동일 또는 유사한 냉각 사이클에 의해 작동될 수 있다. 극저온펌프는 반도체 생산분야를 포함한 여러 산업분야에서 고진공 내지 초고진공의 환경을 조성하기 위해 사용된다. 극저온펌프는 펌프 내부의 온도를 예를 들어, 절대온도 8K(약 -265℃) 정도까지 낮추어 가스 분자들의 운동량을 떨어뜨려 움직이지 못하게 응축 또는 포집하여 진공을 조성한다.
극저온펌프는 예를 들어, 스터링 사이클, 솔베이 사이클, GM(Gifford- Macmahon) 냉동 사이클 등을 이용하여 펌프 내부를 극저온으로 냉각할 수 있고, 냉매로는 수소(H2) 또는 헬륨(He)이 이용될 수 있다.
본 발명의 극저온펌프는 소정의 수용공간을 갖는 펌프 바디(230)와, 이러한 펌프 바디(230)와 연결되고 냉매가스를 팽창시켜 극저온을 형성하는 극저온 냉동기(240)를 포함한다. 극저온 냉동기(240)의 플랜지부(241)와 펌프 바디(230)의 플랜지부(231)는 서로 맞댄 상태에서 체결부재(235)에 의해 체결된다. 극저온 냉동기(240)는 호스(250)를 통해 압축기(260)와 연결된다. 압축기(260)는 극저온 냉동기(240) 쪽으로 고압의 냉매가스를 공급하고, 극저온 냉동기(240)로부터 돌아오는 저압의 냉매가스를 재압축한다.
극저온 냉동기(240)는 챔버 형태의 1단 복사열 차폐체(First Radiation Shield)(100)와 연결되고, 1단 복사열 차폐체(100)의 상부에는 배플(220)이 배치될 수 있다. 1단 복사열 차폐체(100)의 내부에는 극저온 냉동기(240)의 상단과 연결된 2단 어레이(210)가 위치될 수 있다. 냉매가스의 팽창 과정을 반복하여 수행함으로써, 1단 복사열 차폐체(100)는 온도가 대략 30 내지 100K로 유지되고, 2단 어레이(210)는 10 내지 30K까지 내려가서 Ar, N2, O2와 같은 TypeII 가스들을 응축 및 흡착시킬 수 있다.
펌프 바디(230)는 게이트 밸브(20)를 통해 진공을 필요로 하는 공정챔버(10)와 연결될 수 있다. 게이트 밸브(20)가 개방된 상태에서 극저온펌프에 의해 공정챔버(10) 내부를 고진공 내지 초고진공으로 만들 수 있다.
도 6a 내지 도 6c에 도시한 바와 같은 종래의 1단 복사열 차폐체 제조 방법을 개선하여, 본 발명에서는 다품종 소량 생산으로 제조되는 극저온펌프(200)에서 1단 복사열 차폐체(100)의 제작 비용을 줄이면서 품질을 일정하게 유지할 수 있는 1단 복사열 차폐체(100)의 제작 방법을 제안한다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법에서 1단 복사열 차폐체를 구성하는 구성요소들을 설명하는 도면이다. 도 9a 내지 도 9e는 도 8의 구성요소들을 이용하여 1단 복사열 차폐체를 제작하기 위한 방법을 순차적으로 도시하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 먼저 제1 내지 제3 본체(110, 120 , 130)를 마련한다.
제1 본체(110)는 제1 직사각형의 크기를 갖는 판형 부재로 형성되고, 이러한 판형 부재에는 제2 사각형의 개구(111)가 형성된다. 제1 본체(110)는 복수의 원형 개구(112)를 더 포함할 수 있다. 원형 개구(112)는 극저온펌프(200)의 각종 부품, 예를 들어 배관 라인 등이 지나가는 통로가 된다.
제2 본체(120)는 제1 본체(110)의 제1 직사각형의 긴 변의 길이에 대응되는 원주를 갖는 원판으로 형성된다.
제3 본체(130)는 제2 사각형의 개구(111)에 대응되는 크기를 갖고, 원형의 삽입 개구(131)와, 이러한 삽입 개구(131)의 주변으로 복수의 체결 개구(132)를 갖는다. 삽입 개구(131)로는 극저온 냉동기(240)의 단부가 삽입된다. 체결 개구(132)는 1단 복사열 차폐체(100)가 극저온 냉동기(240)의 플랜지부와 맞닿은 상태에서 체결부재가 삽입되기 위한 구멍이다.
제3 본체(130)는 삽입 개구(131)와 연결되는 가늘고 긴 형태의 홈(133)을 더 포함할 수 있다. 이러한 홈(133)은 전선 등과 같은 다른 부품들이 지나가는 통로가 될 수 있다.
제3 본체(130)는 제2 사각형의 개구에 대응되는 크기의 제3 사각형과, 이러한 제3 사각형의 윗변(134)과 아랫변(134)에 각각 연결되는 호형 돌출부(135)를 포함하는 판형 부재로 이루어질 수 있다. 제3 본체(130)는 호형 돌출부(135)를 제3 사각형의 윗변(134)과 아랫변(134)에 대해 화살표 방향과 같이 외측으로 접어서 형성될 수 있다.
다음에, 도 9a에 도시된 바와 같이, 1단 복사열 차폐체(100)를 제작하기 위해 제1 본체(110) 말고 그 양 단부를 서로 용접하여 속이 빈 원통으로 만든다. 그에 따라, 제1 본체(110)는 제2 사각형의 개구(111)와, 원형 개구(112), 용접부(113)를 갖는 속이 빈 원통형이 된다.
다음에, 도 9b에 도시된 바와 같이, 제1 본체(110)의 하부에 제2 본체(120)를 용접하여 상부가 개방된 원통으로 만든다. 도 9c는 제1 본체(110)와 제2 본체(120)가 용접부(121)를 통해 용접된 상태를 나타낸다.
다음에, 도 9d에 도시된 바와 같이, 제1 본체(110)의 제2 사각형의 개구(111)에 제3 본체(130)를 용접한다. 도 9e는 제1 본체(110)와 제3 본체(130)가 용접부(136)를 통해 용접이 완료된 상태를 나타낸다.
상기에서 제1 본체(110)의 하부에 제2 본체(120)를 용접한 후, 제1 본체(110)의 제2 사각형의 개구(111)에 제3 본체(130)를 용접하는 것으로 설명하였지만, 이들의 순서는 반대로 될 수도 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 1단 복사열 차폐체(100) 제작 방법에 따르면, 제1 내지 제3 본체(110, 120, 130)를 미리 제작하여 용접에 의해 접합하는 방식을 취하고 있다.
따라서, 제3 본체(130)가 제1 본체(110)의 원주에 대해 내측으로 들어가는 깊이는 미리 결정된 것으로 정밀한 제어가 가능하다. 또한, 제3 본체(130)에 형성되는 삽입 개구(131), 체결 개구(132), 홈(133) 등은 제3 본체(130)를 제작할 때, 미리 형성할 수 있다. 또한, 종래의 스피닝 프로세스 공법과 비교할 때, 1단 복사열 차폐체(100)의 판재 두께를 일정하게 할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c에 도시된 종래의 1단 복사열 차폐체(22) 제조 방법에서는, 프레스 가공에 의해 1단 복사열 차폐체(22)에 충격을 가해 굴곡부(22a)를 형성하고, 이러한 굴곡부(22a)에 추가로 개구를 형성하는 등의 작업을 해야 하므로, 굴곡부(22a)가 1단 복사열 차폐체(22)의 표면에서 내측으로 들어가는 거리를 정밀하게 제어하기 어렵고, 굴곡부(22a)에 추가로 개구를 형성하는 작업이 시간이 걸리면서 어려운 문제점이 있었다.
본 발명의 1단 복사열 차폐체(100) 제작 방법은 이러한 종래의 문제점을 완전히 극복하여 다품종 소량 생산에 적합하여 제작 비용을 줄일 수 있으면서 1단 복사열 차폐체의 두께를 일정하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법을 순차적으로 도시하는 도면이다.
도 10a를 참조하면, 먼저 제1 본체와 제2 본체(140, 150)를 마련한다.
제1 본체(140)는 제1 직사각형의 크기를 갖는 판형 부재로 형성된다. 제1 본체(110)는 복수의 원형 개구(141)를 더 포함할 수 있다. 원형 개구(141)는 극저온펌프(200)의 각종 부품, 예를 들어 배관 라인 등이 지나가는 통로가 된다.
제2 본체(150)는 제1 본체(140)의 짧은 변과 동일한 길이의 긴 변을 갖는 제2 직사각형의 판형 부재로 형성되고, 원형의 삽입 개구(151)와, 이러한 삽입 개구(151)의 주변으로 복수의 체결 개구(152)를 갖는다. 삽입 개구(151)로는 극저온 냉동기(240)의 단부가 삽입된다. 체결 개구(152)는 1단 복사열 차폐체(100)가 극저온 냉동기(240)의 플랜지부와 맞닿은 상태에서 체결부재가 삽입되기 위한 구멍이다.
제2 본체(150)는 삽입 개구(151)와 연결되는 가늘고 긴 형태의 홈(153)을 더 포함할 수 있다. 이러한 홈(153)은 전선 등과 같은 다른 부품들이 지나가는 통로가 될 수 있다.
다음에, 도 10b에 도시된 바와 같이, 제1 본체(140)를 말고, 이러한 제1 본체(140)의 양 단부와 제2 본체(150) 본체의 양 단부를 서로 용접하여 상부와 하부가 개방된 원통형의 제3 본체를 만든다. 도 10c를 참조하면, 제3 본체는 용접부(155)를 통해 제1 본체(140)와 제2 본체(150)가 연결된 형태가 된다. 여기서, 제3 본체는 완전한 원통은 아니고, 제2 본체(150)가 연결된 부분은 직선의 단면을 갖는 대략적인 원통이 된다.
다음에, 도 10c에 도시된 바와 같이, 제3 본체의 하부에 이러한 제3 본체와 동일한 라인을 갖는 판형 부재(160)를 용접하여 상부가 개방된 원통형의 제4 본체를 만든다. 도 10d는 1단 복사열 차폐체(100)가 최종적으로 완성된 상태를 나타내고, 용접부(161)를 통해 제3 본체와 판형 부재(160)가 용접된 상태가 된다.
상기에서, 제1 본체(140)의 양 단부와 제2 본체(150) 본체의 양 단부를 서로 용접한 후, 제3 본체의 하부에 판형 부재(160)를 용접하는 것으로 설명하였지만, 이들의 순서는 반대로 될 수도 있다.
본 실시예의 1단 복사열 차폐체(100) 제작 방법에 따르면, 제1 본체(140), 제2 본체(150), 판형 부재(160)를 미리 제작하여 용접에 의해 접합하는 방식을 취하고 있다.
따라서, 제2 본체(150)의 짧은 변의 길이 조절에 의해 제2 본체(150)가 제1 본체(140)의 원주에 대해 내측으로 들어가는 깊이는 미리 결정된 것으로 정밀한 제어가 가능하다. 또한, 제2 본체(150)에 형성되는 삽입 개구(151), 체결 개구(152), 홈(153) 등은 제2 본체(150)를 제작할 때, 미리 형성할 수 있다. 또한, 종래의 스피닝 프로세스 공법과 비교할 때, 1단 복사열 차폐체(100)의 두께를 일정하게 할 수 있다.
이러한 1단 복사열 차폐체(100)의 제작 방법은 이러한 종래의 문제점을 완전히 극복하여 다품종 소량 생산에 적합하여 제작 비용을 줄일 수 있으면서 1단 복사열 차폐체의 두께를 일정하게 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
100 : 1단 복사열 차폐체
110 : 제1 본체
111 : 제2 직사각형의 개구
112 : 원형 개구
120 : 제2 본체
130 : 제3 본체
131 : 삽입 개구
132 : 체결 개구
133 : 홈
140 : 제1 본체
141 : 원형 개구
150 : 제2 본체
151 : 삽입 개구
152 : 체결 개구
153 : 홈
160 : 판형 부재
210 : 2단 어레이
220 : 배플
230 : 펌프 바디
240 : 극저온 냉동기
250 : 호스
260 : 압축기

Claims (6)

  1. 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법에 있어서,
    제1 직사각형의 판형 부재로 형성되고, 상기 판형 부재에 제2 사각형의 개구(111)가 형성된 제1 본체(110)를 마련하는 단계;
    상기 제1 직사각형의 긴 변의 길이에 대응되는 원주를 갖는 원판으로 형성된 제2 본체(120)를 마련하는 단계;
    상기 제2 사각형의 개구(111)에 대응되는 크기를 갖고, 원형의 삽입 개구(131)와, 상기 삽입 개구(131)의 주변으로 복수의 체결 개구(132)를 갖는 제3 본체(130)를 마련하는 단계;
    상기 제1 본체(110)를 말고 그 양 단부를 서로 용접하여 속이 빈 원통으로 만드는 단계;
    상기 제1 본체(110)의 하부에 상기 제2 본체(120)를 용접하여 상부가 개방된 원통으로 만드는 단계;
    상기 제1 본체(110)의 상기 제2 사각형의 개구(111)에 상기 제3 본체(130)를 용접하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 제3 본체(130)는 상기 제2 사각형의 개구에 대응되는 크기의 제3 사각형과, 상기 제3 사각형의 윗변(134)과 아랫변(134)에 각각 연결되는 호형 돌출부(135)를 포함하는 판형 부재로 이루어지고, 상기 호형 돌출부(135)를 상기 제3 사각형의 상기 윗변(134)과 상기 아랫변에(134) 대해 외측으로 접어서 형성되고,
    상기 호형 돌출부(135)를 상기 제2 사각형의 개구(111) 부분에 용접하여, 상기 제3 본체(130)에 의해 원통형으로 된 상기 제1 본체(110)의 원주에서 내측으로 들어간 편평한 면을 형성할 수 있는 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 본체는 복수의 원형 개구를 더 포함하는 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법.
  4. 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법에 있어서,
    제1 직사각형의 판형 부재로 형성된 제1 본체(140)를 마련하는 단계;
    상기 제1 본체의 짧은 변과 동일한 길이의 긴 변을 갖는 제2 직사각형의 판형 부재로 형성되고, 삽입 개구(151)와, 상기 삽입 개구의 주변으로 복수의 체결 개구(152)를 갖는 제2 본체(150)를 마련하는 단계;
    상기 제1 본체(140)를 말고, 상기 제1 본체의 양 단부(140a, 140b)와 상기 제2 본체(150)의 양 단부(150a, 150b)를 서로 용접하여 상부와 하부가 개방되고 상기 제2 본체(150) 부분은 편평한 면으로 되는 원통형의 제3 본체를 만드는 단계;
    상기 제3 본체의 하부에 상기 제3 본체와 동일한 라인을 갖는 판형 부재(160)를 용접하여 상부가 개방된 원통형의 제4 본체를 만드는 단계;
    를 포함하는 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 본체는 복수의 원형 개구를 더 포함하는 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법.
  6. 극저온펌프에 있어서,
    소정의 수용 공간을 갖는 펌프 바디;
    상기 펌프 바디의 내측에 삽입되고 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항의 1단 복사열 차폐체 제작 방법에 따라 제작된 1단 복사열 차폐체;
    상기 펌프 바디 및 상기 1단 복사열 차폐체에 그 단부가 삽입되어 상기 펌프 바디 및 상기 1단 복사열 차폐체와 결합되는 극저온 냉동기;
    상기 극저온 냉동기 쪽으로 냉매가스를 공급하고, 상기 극저온 냉동기로부터 돌아오는 냉매가스를 재압축하는 압축기;
    를 포함하는 극저온펌프.
KR1020150178738A 2015-12-15 2015-12-15 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법 KR101637321B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150178738A KR101637321B1 (ko) 2015-12-15 2015-12-15 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150178738A KR101637321B1 (ko) 2015-12-15 2015-12-15 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101637321B1 true KR101637321B1 (ko) 2016-07-07

Family

ID=56500118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150178738A KR101637321B1 (ko) 2015-12-15 2015-12-15 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101637321B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060079549A (ko) * 2004-12-31 2006-07-06 주식회사 엘지화학 원통형 전지 케이스의 제조방법
KR100871822B1 (ko) * 2007-06-28 2008-12-03 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 개량 크라이오펌프
KR20120110362A (ko) 2011-03-29 2012-10-10 엔에이치엔비즈니스플랫폼 주식회사 데이터센터의 온도관리시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060079549A (ko) * 2004-12-31 2006-07-06 주식회사 엘지화학 원통형 전지 케이스의 제조방법
KR100871822B1 (ko) * 2007-06-28 2008-12-03 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 개량 크라이오펌프
KR20120110362A (ko) 2011-03-29 2012-10-10 엔에이치엔비즈니스플랫폼 주식회사 데이터센터의 온도관리시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3821064B2 (ja) 配管継手構造およびその製造方法
US10371453B2 (en) Double pipe heat exchanger and method of manufacturing the same
US20160054037A1 (en) Refrigeration Device Comprising an Evaporator
WO2017038962A1 (ja) 二重管の製造方法
JP2016095132A (ja) 二重管の製造方法
KR101637321B1 (ko) 극저온펌프의 1단 복사열 차폐체 제작 방법
US20080202622A1 (en) Refrigerant pipe for refrigeration cycle and manufacturing method of the same
JP2014009831A (ja) 二重管およびその製造方法
CN1321285C (zh) 制冷设备中的输液管及其制造方法
JP2014055748A (ja) 内部熱交換器とその製造方法
JPH1163734A (ja) 空気調和装置等に用いる冷媒等の分配器及びその製造方法
US11629898B2 (en) HVAC condenser coil isolators
KR101667953B1 (ko) 크라이오펌프의 배플 제조 방법
US20230288131A1 (en) Refrigerator and method for manufacturing the same
JP2015205299A (ja) 熱交換器の銅管とアルミ管の接合体及びその接合方法
CN107702388B (zh) 一种冷凝器及其制造工装和制造方法
KR102385752B1 (ko) 냉매 사이클 장치용 열교환 조립체 및 그 제조방법
KR20140112751A (ko) 차량용 공조장치의 머플러 제조방법 및 그 머플러
US9108240B2 (en) Method of manufacturing container for absorbing fluid shock or mechanical shock
KR20160083440A (ko) 냉장고 열교환기용 다중관
KR101976037B1 (ko) 관 연결구조
KR101365200B1 (ko) 냉동탑차용 열교환기 제조 방법 및 이에 의해 제조된 열교환기
JP2002090008A (ja) 冷凍サイクルの冷媒封入方法および冷媒封入装置
KR20090092918A (ko) 머플러 제조방법
KR100774002B1 (ko) 배관용 진동 저감부재

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant