KR101964129B1

KR101964129B1 - Baffle for cryo-pump

Info

Publication number: KR101964129B1
Application number: KR1020170132677A
Authority: KR
Inventors: 송낙형; 김홍택; 김종수; 박현택; 장용복; 김경민; 곽상우; 김광표; 임동석
Original assignee: 한국기초과학지원연구원
Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2019-04-01

Abstract

The present invention relates to a baffle for a cryo-pump, comprising: a pair of manifolds into which a refrigerant can be supplied, and which are formed in the vertical direction; and a louver coupled to be stacked between the manifolds in the vertical direction, and formed in a chevron shape. Accordingly, the baffle for a cryo-pump can be easily assembled and increase cooling efficiency.

Description

Baffle for Cryo Pump {BAFFLE FOR CRYO-PUMP}

본 발명은 크라이오 펌프용 배플에 관한 것으로, 고진공 내지 초고진공의 환경을 조성하기 위해 사용되는 크라이오 펌프용 배플에 관한 것이다. The present invention relates to a baffle for a cryo pump, and more particularly to a baffle for a cryo pump used to create a high vacuum or ultra-high vacuum environment.

크라이오 펌프(Cryo pump)는 반도체 생산분야를 포함한 여러 산업분야에서 고진공 내지 초고진공의 환경을 조성하기 위해 사용되는 장비이다. Cryo pumps are equipment used to create high vacuum and ultrahigh vacuum environments in various industries including semiconductor production.

크라이오 펌프(Cryo pump)는 조셉슨 효과에 의한 기체의 흡착 및 응축이론에 기초하여 극저온을 형성하기 위한 냉매로 액체 질소 또는 압축된 헬륨을 이용 진공 용기 속에 극저온(cryo-) 냉각면을 만들고, 그 차가운 표면 위에 냉각기체를 응축 또는 흡착시켜 제거함으로써 고 진공상태를 형성하게 된다.Cryo pumps are cryocoolers that use cryogenically cooled liquid nitrogen or compressed helium as a refrigerant to form cryogenic cooling surfaces based on the theory of adsorption and condensation of gases by the Josephson effect, The cooling gas is condensed or adsorbed on the cold surface and removed to form a high vacuum state.

통상의 크라이오 펌프는 진공을 형성하기 위해 기체 분자를 다공성의 활성탄에 흡착 저장하는 방식을 채택하고 있는데, 냉각된 표면에서 기체 분자를 제거하는 방법은 냉온 응축(Cryocondensation)과 냉온 흡착(Cryosorption)의 방법을 이용하게 되며, 증기압이 낮은 기체들을 120K 영역 이하에서 차갑게 하여 액화시킨 다음 얼리는 냉온 응축의 경우 80K 단계에서 물 분자가 먼저 제거되고, 15K 영역에서는 질소, 산소 및 아르곤이 제거되며, 냉온 흡착 방법으로는 극저온 상태에서 15K 영역 이하에서도 응축되지 않는 헬륨, 수소 및 네온과 같은 증기압이 높은 기체들의 운동 에너지를 빼앗아 활성탄 등의 흡착제층 표면에서 움직이지 못하게 하는 것이다.Conventional cryo pumps adopt a method of adsorbing and storing gas molecules on porous activated carbon in order to form a vacuum. Methods for removing gas molecules from a cooled surface include cryocondensation and cryosorption In the case of cold and cold condensation, the water molecules are first removed in the 80K stage, nitrogen, oxygen and argon are removed in the 15K region, and cold water adsorption The method removes the kinetic energy of high vapor pressure gases such as helium, hydrogen, and neon that do not condense even in the 15K region at the cryogenic temperature, so that they can not move on the surface of the adsorbent layer such as activated carbon.

일반적인 크라이오 펌프는 하우징의 내부에 크라이오 패널과 배플이 구성되는데, 콤프레서 작동으로 냉매 공급관을 통하여 하우징에 질소나 헬륨 등의 냉각기체가 공급되면 압축된 헬륨이 하우징 내부에서 단열팽창하면서 크라이오 패널과 배플 등을 냉각하여 수증기나 미세한 입자를 흡착하게 된다. In general, the cryo pump comprises a cryo panel and a baffle inside the housing. When the cooling gas such as nitrogen or helium is supplied to the housing through the refrigerant supply pipe by the compressor operation, the compressed helium expands in the housing, And the baffle are cooled to adsorb water vapor or fine particles.

그러나, 종래의 크라이오 펌프에 적용되는 배플은 조립이 어렵고, 냉각효율이 떨어지는 문제점이 있다. However, the baffle applied to the conventional cryo pump has a problem that it is difficult to assemble and the cooling efficiency is low.

한국등록특허공보 제 10-1057321호Korean Patent Registration No. 10-1057321

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 본 발명은 조립이 용이하고, 배플의 냉각효율을 높일 수 있는 크라이오 펌프용 배플을 제공하는데 목적이 있다. In order to solve the above problems, the present invention has an object to provide a baffle for a cryo pump which is easy to assemble and can improve the cooling efficiency of the baffle.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 크라이오 펌프용 배플은 내부로 냉매를 공급받으며, 수직방향으로 형성된 한 쌍의 매니폴드 및 상기 매니폴드 사이에 수직방향으로 적층되어 결합되며, 쉐브론 형상으로 절곡된 루버를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a cryo-pump baffle including a pair of vertically formed manifolds and a plurality of vertically stacked manifolds, And a louver bent in a chevron shape.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 크라이오 펌프용 배플은 한 쌍의 매니폴드 사이에 다수의 루버가 수직방향으로 적층된 형태로 구성됨으로써, 조립이 용이하다. As described above, the baffle for a cryo pump according to the embodiment of the present invention is configured such that a plurality of louvers are vertically stacked between a pair of manifolds, thereby facilitating assembly.

또한, 루버가 쉐브론 형태로 형성되고, 내부에 냉매가 이동하는 냉매파이프가 형성되어 냉각효율을 향상시킬 수 있다.Further, the louver is formed in a chevron shape, and a refrigerant pipe in which the refrigerant moves is formed, so that the cooling efficiency can be improved.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 크라이오 펌프용 배플을 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 매니폴드에 루버가 결합된 상태를 나타낸 사시도.
도 3은 도 1의 매니폴드에 루버가 결합된 상태를 나타낸 부분 사시도.
도 4는 도 1의 루버를 나타낸 분해 사시도.1 is a perspective view showing a baffle for a cryo pump according to an embodiment of the present invention;
2 is a perspective view showing a state in which a louver is coupled to the manifold of FIG. 1;
3 is a partial perspective view showing a state in which a louver is coupled to the manifold of Fig.
Figure 4 is an exploded perspective view of the louver of Figure 1;

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 기술 등은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 더불어, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. The advantages and features of the present invention and the techniques for achieving them will be apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. The present embodiments are provided so that the disclosure of the present invention is not only limited thereto, but also may enable others skilled in the art to fully understand the scope of the invention.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used herein are intended to illustrate the embodiments and are not intended to limit the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is to be understood that the terms 'comprise', and / or 'comprising' as used herein may be used to refer to the presence or absence of one or more other components, steps, operations, and / Or additions.

부가적으로, 각 도면에 걸쳐 표시된 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, 본 발명의 설명된 실시예의 논의를 불필요하게 불명료하도록 하는 것을 피하기 위해 공지된 특징 및 기술의 상세한 설명은 생략될 수 있다. In addition, like reference numerals denote like elements throughout the drawings, and a detailed description of known features and techniques may be omitted so as to avoid unnecessarily obscuring the discussion of the described embodiments of the present invention .

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 크라이오 펌프용 배플을 나타낸 사시도 이고, 도 2는 도 1의 매니폴드에 루버가 결합된 상태를 나타낸 사시도 이며, 도 3은 도 1의 매니폴드에 루버가 결합된 상태를 나타낸 부분 사시도 이다.FIG. 1 is a perspective view showing a baffle for a cryo pump according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a state in which a louver is coupled to the manifold of FIG. 1, And FIG.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 크라이오 펌프용 배플(100)은 매니폴드(110) 및 루버(120)를 포함한다. 1 to 3, a baffle 100 for a cryo pump according to an embodiment of the present invention includes a manifold 110 and a louver 120.

상기 매니폴드(110)는 내부로 냉매를 공급받고, 공급받은 냉매가 루버(120)로 이동하도록 형성된다. The manifold 110 is formed to receive the refrigerant and move the supplied refrigerant to the louver 120.

여기서, 상기 매니폴드(110)는 루버(120)가 수직방향으로 적층되는 형태로 결합되도록 수직방향으로 기립한 형태로 형성되며, 루버(120)의 양단부와 결합되도록 한 쌍으로 구성된다. The manifold 110 is formed as a pair of vertically extending louvers 120 to be coupled with each other in a vertically stacked manner and coupled with both ends of the louver 120.

이때, 상기 매니폴드(110)는 내부에 공간이 형성되고 일면이 개방되어 커버가 결합되는 사각 관 형태로 형성될 수 있으며, 매니폴드(110)의 재질은 스테인리스 스틸(STS)와 같은 합금으로 형성될 수 있다. At this time, the manifold 110 may be formed in a square tube shape in which a space is formed and one side thereof is opened and a cover is coupled. The material of the manifold 110 is formed of an alloy such as stainless steel (STS) .

상기 매니폴드(110)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상부에 내부로 냉매가 공급되는 냉매 공급관(111)이 형성되고, 하부에 내부로 공급된 냉매가 배출되는 냉매 배출관(112)이 형성된다. 2, the manifold 110 is formed with a refrigerant supply pipe 111 through which refrigerant is supplied to the upper portion thereof, and a refrigerant discharge pipe 112 through which the refrigerant supplied to the inside is discharged is formed do.

여기서, 상기 매니폴드(110)는 내부에 공급되는 냉매가 이동되도록 공간인 매니폴드 유로(113)가 형성된다. Here, the manifold 110 is formed with a manifold flow path 113 which is a space through which the refrigerant supplied to the manifold 110 is moved.

이때, 상기 매니폴드(110)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 일면에 길이 방향으로 일정간격 이격되어 복수의 연통공(113a)이 형성되며, 매니폴드 유로(113)는 연통공(111)을 통해 후술되는 루버(120)의 냉매파이프(122)와 연통된다. 3, a plurality of communication holes 113a are formed on a surface of the manifold 110 at predetermined intervals in the longitudinal direction thereof. The manifold channel 113 is connected to the communication hole 111, To the refrigerant pipe 122 of the louver 120, which will be described later.

즉, 상기 매니폴드(110)는 냉매 공급관(111)을 통해 내부로 냉매가 공급되고, 내부로 공급된 냉매는 매니폴드 유로(113)를 따라 이동되어 각각의 루버(120)로 이동되게 된다. That is, the manifold 110 is supplied with the refrigerant through the refrigerant supply pipe 111, and the refrigerant supplied to the manifold 110 moves along the manifold flow path 113 and is moved to the respective louvers 120.

상기 루버(120)는 매니폴드(110) 사이에 수직방향으로 적층되어 결합되며, 쉐브론 형상으로 절곡된 형태로 형성되는 것으로, 바디(121), 냉매파이프(122) 및 커버(123)를 포함한다. The louver 120 is vertically stacked and coupled between the manifolds 110 and is bent into a chevron shape and includes a body 121, a refrigerant pipe 122, and a cover 123 .

이때, 상기 루버(120)는 복수개가 구비되어 수직방향으로 적층된 형태로 결합되며, 양단이 매니폴드(110)에 결합된다. 이에 따라, 한 쌍의 매니폴드(110) 사이에 다수의 루버(120)가 수직방향으로 적층된 형태로 구성됨으로써, 크라이오 펌프용 배플 제조시 매니폴드(110)와 루버(120)의 조립이 용이하다. At this time, a plurality of louvers 120 are stacked vertically, and both ends of the louvers 120 are coupled to the manifold 110. Accordingly, since the plurality of louvers 120 are stacked in the vertical direction between the pair of manifolds 110, the assembling of the manifold 110 and the louver 120 during the manufacture of the baffle for the cryo pump It is easy.

상기 바디(121)는 쉐브론 형상으로 절곡되고, 절곡된 부분의 상부에 길이방향으로 홈(121a)이 형성된다. The body 121 is bent in a chevron shape and a groove 121a is formed in a longitudinal direction on the bent portion.

여기서, 상기 바디(121)는 소정 두께를 가진 판 형태로 형성될 수 있으며, 알루미늄(Al) 재질로 형성될 수 있다. Here, the body 121 may be formed of a plate having a predetermined thickness, and may be formed of aluminum (Al).

또한, 상기 바디(121)는 절곡되어 단면이 쉐브론 형상으로 형성되며, 120도 각도로 절곡되는 것이 바람직하다. In addition, the body 121 may be bent to have a chevron cross-section, and may be bent at an angle of 120 degrees.

이때, 상기 바디(121)는 절곡된 부분의 두께가 가장 두껍고, 절곡된 부분에서 단부로 갈수록 두께가 얇어지는 형태로 형성됨으로써, 냉기가 단부까지 용이하게 전달될 수 있다. At this time, the body 121 has the thickest portion of the bent portion and the thinner the thickness from the bent portion to the end portion, so that the cool air can be easily transferred to the end portion.

상기 냉매파이프(122)는 매니폴드 유로(113)에 연통되어 매니폴드(110)의 내부로 공급되는 냉매가 이동될 수 있다. 이때, 상기 냉매파이프(122)의 재질은 스테인리스 스틸(STS)와 같은 합금으로 형성될 수 있다. The refrigerant pipe 122 communicates with the manifold flow path 113 and the refrigerant supplied to the manifold 110 can be moved. At this time, the material of the refrigerant pipe 122 may be formed of an alloy such as stainless steel (STS).

여기서, 상기 냉매파이프(122)는 홈(121a)에 삽입됨으로써, 냉매파이프(122)를 따라 이동하는 냉매의 냉기가 바디(121)의 단부까지 전달될 수 있다. The refrigerant pipe 122 is inserted into the groove 121a so that the cool air of the refrigerant moving along the refrigerant pipe 122 can be transmitted to the end of the body 121. [

상기 커버(123)는 냉매파이프(122)의 상부를 덮도록 형성되며, 상기 바디(121)와 동일한 알루미늄(Al) 재질로 형성될 수 있다. The cover 123 is formed to cover the upper portion of the refrigerant pipe 122 and may be made of the same aluminum material as the body 121.

즉, 상기 루버(120)는 바디(121)에 형성된 홈(121a)에 냉매파이프(122)를 삽입하고, 그 상부에 커버(123)를 덮어 결합하도록 구성됨으로써, 루버(120)를 간편하게 조립할 수 있다. That is, the louver 120 is configured to insert the refrigerant pipe 122 into the groove 121a formed in the body 121 and to cover and cover the cover 123 on the upper portion of the louver 120, thereby easily assembling the louver 120 have.

한편, 상기 루버(120)는 냉매파이프(122)를 감싸도록 형성되는 냉기전달시트(124)를 더 포함할 수 있다. The louver 120 may further include a cool air transfer sheet 124 formed to surround the coolant pipe 122.

여기서, 상기 냉기전달시트(124)는 바디(121)와 냉매파이프(122) 사이 및 커버(123)와 냉매파이프(122) 사이에 구비되며, 구리(Cu) 재질로 형성될 수 있다. The cold air transfer sheet 124 is disposed between the body 121 and the refrigerant pipe 122 and between the cover 123 and the refrigerant pipe 122 and may be formed of copper.

즉, 상기 냉기전달시트(124)는 냉매파이프(122)를 감싸도록 형성되어 냉매파이프(122)의 냉기를 용이하게 바디(121)와 커버(123)로 전달할 수 있다. That is, the cold air transfer sheet 124 is formed so as to surround the refrigerant pipe 122 and can easily transmit the cold air of the refrigerant pipe 122 to the body 121 and the cover 123.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 크라이오 펌프용 배플(100)은 루버(120)가 쉐브론 형태로 형성되고, 내부에 냉매가 이동하는 냉매파이프(122)가 형성됨으로써, 냉매가 냉매파이프(122)를 통해 각각의 루버(120)를 더욱 효율적으로 냉각시킬 수 있다. 또한, 냉매파이프(122)를 감싸도록 형성된 냉기전달시트(124)를 통해 냉매파이프(122)를 따라 이동하는 냉매의 냉기를 루버(120)에 효율적으로 전달할 수 있어 냉각효율을 더욱 향상시킬 수 있다.Therefore, the baffle 100 for the cryopump according to the embodiment of the present invention has the louver 120 formed in a chevron shape and the refrigerant pipe 122 in which the refrigerant moves, So that each louver 120 can be cooled more efficiently. In addition, the cool air of the coolant traveling along the coolant pipe 122 can be efficiently transmitted to the louver 120 through the cool air transfer sheet 124 formed to enclose the coolant pipe 122, thereby further improving the cooling efficiency .

한편, 적층된 루버(120) 간의 간격은 하부에 결합되는 루버(120)의 절곡부와 상부에 결합되는 루버(120)의 단부가 동일 선상에 배치되도록 결합될 수 있다. 이에 따라, 루버(120) 사이를 통과하는 기체가 냉매파이프(122)가 위치한 절곡 부분에 접촉하도록 하여 가장 낮은 온도를 갖는 부분에 기체가 접촉되므로, 기체를 효율적으로 냉각시키고, 기체에 포함된 수분 및 입자 등을 흡착할 수 있다. The spacing between the louvers 120 may be such that the bent portion of the louver 120 coupled to the lower portion and the end portion of the louver 120 coupled to the upper portion are arranged in line. As a result, since the gas passing between the louvers 120 is brought into contact with the bent portion where the refrigerant pipe 122 is located, the gas is brought into contact with the portion having the lowest temperature, so that the gas is efficiently cooled, And particles can be adsorbed.

본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 아울러 본 명세서에서 사용되는 '포함한다' 또는 '포함하는'으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.The singular forms herein include plural forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, components, steps, operations, and elements referred to in the specification as " comprises " or " comprising " refer to the presence or addition of one or more other components, steps, operations, elements, and / or devices.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 명세서를 통해 개시된 모든 실시예들과 조건부 예시들은, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 독자가 본 발명의 원리와 개념을 이해하도록 돕기 위한 의도로 기술된 것으로, 당업자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며,그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. It is to be understood that all embodiments and conditional statements disclosed herein are intended to assist the reader in understanding the principles and concepts of the present invention to those skilled in the art, It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

100 : 배플 110 : 매니폴드
111 : 냉매 공급관 112 : 냉매 배출관
113 : 매니폴드 유로 120 : 루버
121 : 바디 122 : 냉매파이프
123 : 커버 124 : 냉기전달시트100: Baffle 110: Manifold
111: Refrigerant supply pipe 112: Refrigerant discharge pipe
113: manifold flow path 120: louver
121: Body 122: Refrigerant pipe
123: cover 124: cold air delivery sheet

Claims

A pair of manifolds formed in a vertical direction and supplied with a coolant therein; And
And a louver laminated in the vertical direction between the manifolds and bent in a chevron shape,
The louver
A body bent in a chevron shape and having a longitudinal groove formed at an upper portion of the bent region;
A refrigerant pipe inserted into the groove and through which the refrigerant moves; And
A cover formed to cover the refrigerant pipe;
A baffle for a cryo pump.

delete

The method according to claim 1,
The louver
Further comprising a cold air transmission sheet formed to surround the refrigerant pipe.

The method according to claim 1,
The manifold
A refrigerant supply pipe through which a refrigerant is supplied;
A manifold flow path communicating with the refrigerant pipe and through which refrigerant supplied is moved; And
A refrigerant discharge pipe through which the refrigerant is discharged;
A baffle for a cryo pump.

The method according to claim 1,
Wherein the louver is formed by bending at 120 degrees.