KR102602814B1 - 극저온 펌프 시스템 및 극저온 펌프 시스템 제어방법 - Google Patents

극저온 펌프 시스템 및 극저온 펌프 시스템 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 극저온 펌프 시스템 및 극저온 펌프 시스템 제어방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 극저온 펌프 시스템은 복수의 극저온 펌프, 복수의 상기 극저온 펌프의 극저온 냉동기 운전을 위한 작동 가스를 압축하는 압축기, 상기 극저온 펌프의 운전 부하를 측정하는 센서부 및 상기 센서부의 측정값을 입력 받아 상기 극저온 냉동기의 운전 주파수 또는 상기 압축기의 운전 주파수를 가변적으로 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

극저온 펌프 시스템 및 극저온 펌프 시스템 제어방법{CRYOPUMP SYSTEM AND MEOTHOD OF CONTROLLING THE CRYOPUMP SYSTEM}
본 발명은 극저온 펌프 시스템 및 극저온 펌프 시스템 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압축기로 복수의 극저온 펌프를 구동시켜 진공 챔버 내 고진공을 형성하는 극저온 펌프 시스템 및 극저온 펌프 시스템 제어방법에 관한 것이다.
극저온 냉동기를 포함하는 극저온 펌프 및 상기 극저온 냉동기의 작동 가스를 압축하는 압축기를 포함하는 극저온 펌프 시스템이 알려져 있다. 상기 극저온 펌프 시스템은 압축기에 의해 압축된 고압의 작동 가스(예를 들어, 헬륨)를 극저온 펌프의 극저온 냉동기에 공급하고 극저온 냉동기에서 팽창하여 압력이 저하된 저압의 작동 가스를 다시 압축기로 보내어 순환하는 과정에서, 냉열을 이용해 기체를 응축 또는 흡착시켜 고진공을 형성하는 시스템이다.
일 예로 상기 극저온 펌프 시스템은 반도체/디스플레이 공정 중 진공 챔버 내 고진공을 형성하기 위해서 사용되고 있는데, 일반적으로 압축기에 복수의 극저온 펌프를 병렬로 연결시킨 시스템으로 사용되고 있다.
압축기와 극저온 냉동기는 각각 소정의 운전 주파수로 동작하는데, 종래에는 압축기와 극저온 냉동기를 독립적으로 동작시켰다. 특히, 극저온 펌프의 운전 조건과 상관 없이 압축기는 정격으로 운전되었는데, 압축기에서 소비 전력이 크므로 정격으로 운전되는 압축기에 의해 전기 사용 효율이 떨어지는 문제가 있었다.
극저온 냉동기는 냉각 방식에 따라서 크게 재생식(regenerative)과 복열식(recuperative)으로 나뉜다. 이 중 재생식 극저온 냉동기는 상대적으로 소형의 극저온 냉동기(저온부 온도 77K 기준, 냉동 능력 mW-kW)에 적합한 방식이며, 작동 가스가 한 방향으로 흐르는 것이 아니라 양 방향으로 왕복하는 것이 특징이다.
극저온 펌프에 사용되는 GM 극저온 냉동기도 재생식 극저온 냉동기의 한 종류로, 내부에 존재하는 피스톤이 왕복 운동을 하며 냉각 효과를 얻으며 이 과정에서 압력 섭동이 발생한다. GM 극저온 냉동기 내부에 존재하는 피스톤의 왕복 운동에 의해 냉각 효과를 얻으려면, 피스톤과 이를 감싸고 있는 실린더 사이의 기밀성이 유지되어야 하고, 이는 GM 극저온 냉동기의 수명과 직결된다. GM 극저온 냉동기의 수명은 극저온 펌프의 수명과 동일하다고 볼 수 있다. 따라서, 극저온 고진공 펌프의 수명이 길수록 반도체/디스플레이 공정의 효율이 높아지게 된다.
종래에 극저온 펌프의 재생이 완료된 후 초기 냉각시에 급속 냉각을 위해 GM 극저온 냉동기의 운전 주파수를 높이는 방법이 사용되었으나, 일반적인 동작에서는 운전 부하와 상관없이 일정한 주파수로 동작되어 진공 공정의 효율도 떨어지고 극저온 펌프의 내구성도 떨어지는 문제가 있었다.
일본 공개특허 제2018-127929호
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 극저온 펌프의 운전 부하에 따라 압축기의 동작 또는 극저온 냉동기의 동작을 가변적으로 제어하여 소비 전력을 최소화하고 극저온 펌프 시스템의 내구성 및 운전 효율을 높일 수 있는 극저온 펌프 시스템 및 극저온 펌프 시스템 제어방법을 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 복수의 극저온 펌프; 복수의 상기 극저온 펌프의 극저온 냉동기 운전을 위한 작동 가스를 압축하는 압축기; 상기 극저온 펌프의 운전 부하를 측정하는 센서부; 및 상기 센서부의 측정값을 입력 받아 상기 극저온 냉동기의 운전 주파수 또는 상기 압축기의 운전 주파수를 가변적으로 제어하는 제어부를 포함하는 극저온 펌프 시스템에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 센서부는 상기 극저온 펌프의 온도를 측정하는 온도 센서 또는 진공도를 측정하는 압력 센서 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 압축기에 연결되어 동작하는 상기 극저온 펌프의 개수에 따라 상기 압축기의 운전 주파수를 가변시킬 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 센서부로부터 측정된 극저온 펌프의 운전 부하에 따라 상기 압축기의 운전 주파수를 가변시킬 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 센서부로부터 측정된 극저온 펌프의 운전 부하에 따라 상기 극저온 냉동기의 운전 주파수를 가변시킬 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 극저온 냉동기의 운전 모드를 나누고, 상기 운전 모드에 따라서 상기 극저온 냉동기의 운전 주파수를 가변시킬 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 극저온 냉동기의 동작 위상을 각 극저온 펌프마다 다르게 제어하여 동작시킬 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 복수의 극저온 펌프의 극저온 냉동기에 공급되는 작동 가스의 유량의 합이 시간에 따른 변화 폭이 작도록 각 극저온 냉동기의 동작 위상을 순차적으로 다르게 제어할 수 있다.
또한, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 복수의 극저온 펌프 및 복수의 상기 극저온 펌프의 극저온 냉동기 운전을 위한 작동 가스를 압축하는 압축기를 포함하는 극저온 펌프 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 극저온 펌프의 운전 부하를 측정하는 단계; 및 측정된 운전 부하에 따라 상기 극저온 냉동기의 운전 주파수 또는 상기 압축기의 운전 주파수를 가변적으로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 극저온 펌프 시스템 및 극저온 펌프 시스템 제어방법에 따르면 운전 부하에 따라 압축기를 가변 제어하여 소비 전력을 절감시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 운전 부하에 따라 압축기 또는 극저온 냉동기의 운전 주파수를 다르게 제어하여 공정 효율 및 시스템의 내구성을 높일 수 있다는 장점도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 펌프 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 펌프의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 서로 다른 3개의 극저온 펌프에 대하여 극저온 냉동기의 밸브 위상을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따라 서로 다른 2개의 극저온 펌프에 대하여 극저온 냉동기의 밸브 위상을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따라 서로 다른 3개의 극저온 펌프에 대하여 극저온 냉동기의 밸브 위상을 도시하는 도면이다.
실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 극저온 펌프 시스템 및 극저온 펌프 시스템 제어방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 펌프 시스템을 도시하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 펌프의 구성을 도시하는 도면이고, 도 3은 서로 다른 3개의 극저온 펌프에 대하여 극저온 냉동기의 밸브 위상을 도시하는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따라 서로 다른 2개의 극저온 펌프에 대하여 극저온 냉동기의 밸브 위상을 도시하는 도면이고, 도 5는 본 발명에 따라 서로 다른 3개의 극저온 펌프에 대하여 극저온 냉동기의 밸브 위상을 도시하는 도면이다.
도시된 극저온 펌프 시스템은 반도체/디스플레이의 공정 중 진공 챔버(100) 내부에 고진공을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
진공 챔버(100)에는 1개 또는 복수의 극저온 펌프(200)가 장착될 수 있는데, 본 실시예에서는 복수의 극저온 펌프(200)가 장착된다. 도면에서는 3개의 극저온 펌프(200)가 도시되어 있는 것을 도시하나, 이는 예시적인 것일 뿐 극저온 펌프(200)의 개수는 이에 한정되는 것은 아니다.
극저온 펌프(200)는 극저온 냉동기(210)를 구비한다. 본 발명에서는 극저온 냉동기(210)의 일 예로 GM 극저온 냉동기(210)가 사용될 수 있다.
GM 극저온 냉동기(210)는 제1 냉각 스테이지(211) 및 제2 냉각 스테이지(216)를 구비하는 2단식 극저온 냉동기(210)이다. 제1 실린더(221)와 제2 실린더(226)는 직렬로 연결되고, 제1 실린더(221)는 모터 하우징(235)과 제1 냉각 스테이지(211)를 접속하고, 제2 실린더(226)는 제1 냉각 스테이지(211)와 제2 냉각 스테이지(216)를 접속한다.
모터 하우징(235)에는 냉동기 모터(미도시)와 내부의 유로(압력)를 조절하는 밸브(미도시)가 형성되는데, 냉동기 모터에 의해 상기 밸브가 동작된다. 밸브의 동작으로 작동 가스(예를 들어, 헬륨)의 팽창을 주기적으로 반복하게 된다. 상기 냉동기 모터는 제어부의 제어 신호에 따라 동작한다.
모터 하우징(235)에는 고압 배관(401)과 저압 배관(406)이 연결되는데, 압축기(300)에 의해 고압으로 압축된 작동 가스는 고압 배관(401)을 통해 극저온 냉동기(210)에 공급되어 극저온 냉동기(210) 내 팽창실에서 팽창되어 감압되어 제1 냉각 스테이지(211) 및 제2 냉각 스테이지(216)를 냉각시키고, 감압된 작동 가스는 저압 배관(406)을 통해 다시 압축기(300)로 공급되어 순환하게 된다.
제2 냉각 스테이지(216)는 제1 냉각 스테이지(211)보다 저온으로 냉각되는데, 예를 들어 제1 냉각 스테이지(211)는 80K, 제2 냉각 스테이지(211)는 15K로 냉각될 수 있다.
제1 냉각 스테이지(211)에는 제1 냉각 스테이지(211)의 온도를 측정하는 제1 온도 센서(241)가 장착되고, 제2 냉각 스테이지(216)에는 제2 냉각 스테이지(216)의 온도를 측정하는 제2 온도 센서(246)가 장착될 수 있다.
제1 냉각 스테이지(211)에 복사열전달을 차폐하는 실드(251)와 배플(256)이 연결 부착되고, 제2 냉각 스테이지(216)에 흡착제가 도포된 크라이오패널(260)이 부착되어 질소, 산소, 수소, 헬륨 등의 기체를 응축시켜 진공 챔버(100) 내부의 압력을 하강시키게 된다.
극저온 펌프(200)의 하우징(230) 상단에는 진공 챔버(100)와의 연결을 개폐하는 게이트 밸브(232)가 장착된다. 진공 챔버(100)의 압력을 고진공으로 강하시킬 때에는 게이트 밸브(232)를 열어서 극저온 펌프(200)와 진공 챔버(100)를 연통시키도록 하고, 극저온 펌프(200)에서 응축된 가스를 제거하는 재생 과정 또는 극저온 펌프(200)의 초기 냉각시에는 게이트 밸브(232)를 닫는다.
본 발명에서 압축기(300)는 헬륨 압축기로서, 작동 유체인 헬륨을 고압으로 압축시켜 고압 배관(401)을 통해 극저온 펌프(200)의 극저온 냉동기(210)에 공급한다. 극저온 냉동기(210)에서 팽창되어 감압된 작동 가스는 저압 배관(406)을 통해 다시 압축기(300)로 유입되어 순환 과정을 거치게 된다.
본 발명에서는 단일의 압축기(300)에 복수의 극저온 펌프(200)가 연결되어 동작될 수 있다. 도 1에 도시되어 있는 것과 같이 압축기(300)의 고압가스출구단에 연결되는 고압 배관(401)은 분기되어서 각각의 극저온 냉동기(210)의 고압가스입구단에 연결될 수 있다. 또한, 압축기(300)의 저압가스입구단에 연결되는 저압 배관(406)은 분기되어 각각의 극저온 냉동기(210)의 저압가스출구단에 연결될 수 있다.
제어부(500)는 극저온 펌프(200) 및 압축기(300)의 동작을 제어한다. 본 발명에서 제어부(500)는 각종 연산 처리를 실행하는 CPU, 데이터 또는 프로그램의 저장을 위한 메모리 및 입출력 인터페이스 등을 구비한 컴퓨터, DAQ, MFC controller, 인버터, wattmeter 등을 모두 포함하여 구성될 수 있으며, 이들의 기능을 합쳐 모듈화되어 구성될 수도 있다.
제어부(500)는 극저온 펌프(200)의 운전을 제어하기 위한 극저온 펌프 제어부 및 압축기(300)의 운전을 제어하기 위한 압축기 제어부로 구성될 수 있다. 예를 들어, 극저온 펌프 제어부는 극저온 냉동기(210)의 냉동기 모터의 위상 제어를 통한 밸브 및 피스톤의 위상 제어를 통해 냉각 능력을 가변적으로 변화시킬 수 있다. 또한, 압축기 제어부는 압축기 모터의 회전수 제어를 통한 압축기(300)의 행정 위상을 제어하여 압축기(300)로부터 토출되는 고압의 작동 가스의 유량을 제어할 수 있다.
센서부는 극저온 펌프(200)의 운전 부하를 측정한다.
센서부는 극저온 펌프(200)의 온도를 측정하는 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전술한 제1 냉각 스테이지(211)의 온도를 측정하는 제1 온도 센서(241) 및 제2 냉각 스테이지(216)의 온도를 측정하는 제2 온도 센서(246)로 극저온 펌프(200)의 온도를 측정한다. 또는, 진공 챔버(100) 내 진공도를 측정하는 압력 센서(110)일 수도 있다. 센서부에서 측정된 온도 또는 압력은 제어부(500)로 전송될 수 있다.
제어부(500)는 센서부로부터 온도 또는 압력의 측정값을 전송 받아 이를 기초로 운전 부하를 파악하여 극저온 냉동기(210)의 운전 주파수 또는 압축기(300)의 운전 주파수를 가변적으로 제어할 수 있다.
제어부(500)는 압축기(300)의 주파수를 제어하는 인버터에 의해 극저온 펌프(200)의 연결 대수에 따라 압축기(300)의 유량을 가변 제어 제어할 수 있다. 종래 압축기는 정격으로 운전되는 것이 일반적이어서, 압축기(300)에 연결되는 극저온 펌프(200)의 개수와 상관없이 일정한 유량이 압축기(300)로부터 토출되었다. 하지만, 본 발명에서는 압축기(300)에 연결되는 극저온 펌프(200)의 개수에 따라서 압축기(300)의 주파수를 제어하여 유량을 제어함으로써 압축기(300)에서의 소비 전력을 1차적으로 저감시킬 수 있다. 이때, 압축기(300)에서 각각의 극저온 펌프(200)에 공급되는 작동 가스의 총 유량을 측정하여 이를 기초로 인버터 출력을 PID 제어하여 압축기(300)로부터 토출되는 총유량을 일정하게 유지하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(500)는 센서부로부터 측정된 극저온 펌프(200)의 운전 부하를 기초로 압축기(300)의 주파수를 가변적으로 제어하여 압축기(300)에서의 소비 전력을 2차적으로 저감시킬 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(241, 246)로부터 측정된 제1 냉각 스테이지(211) 및 제2 냉각 스테이지(216)의 온도가 동작 상태의 기준값보다 높다면 압축기(300)의 주파수를 높여 작동 가스의 공급 유량을 늘리고, 반대로 측정된 제1 냉각 스테이지(211) 및 제2 냉각 스테이지(216)의 온도가 동작 상태의 기준값을 유지하거나 낮다면 압축기(300)의 주파수를 적절하게 낮추어 작동 가스의 공급 유량을 조절할 수 있다.
또한, 압력 센서(110)에 의해 측정된 진공 챔버(100) 내 진공도를 수신하여 진공이 충분히 이루어져 극저온 펌프(200)의 부하가 적을 경우에는 압축기(300)의 주파수를 낮추어 압축기(300)의 소비 전력을 저감시킬 수가 있다.
나아가, 제어부(500)는 센서부로부터 실시간으로 측정된 운전 부하에 따라서 극저온 냉동기(210)의 운전 주파수를 가변적으로 조절할 수 있다. 운전 부하가 작을 때에는 극저온 냉동기(210)의 운전 주파수를 낮추고 운전 부하가 클 때에는 극저온 냉동기(210)의 운전 주파수를 높일 수 있다. 즉, 운전 부하에 따라서 극저온 냉동기(210)의 냉각 능력을 가변적으로 조절할 수 있다.
또는, 제어부(500)는 운전 부하에 따라서 극저온 펌프(200)의 운전 모드를 나누고 운전 모드에 따라서 극저온 냉동기(210)의 운전 주파수를 가변적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 극저온 냉동기(210)의 정격 주파수가 1.2Hz일 때, 초기 운전이나 재생 후 극저온 펌프(200)의 빠른 기동이 필요할 때에는 극저온 냉동기(210)의 운전 주파수를 1.5Hz로 빠르게 하고, 센서부로부터 측정된 운전 부하가 기준값 이하일 때에는 극저온 냉동기(210)의 운전 주파수를 1.0Hz로 낮추어 진공 효율과 극저온 펌프(200)의 내구성도 동시에 만족시키며 제어를 수행할 수 있다.
나아가, 제어부(500)는 극저온 펌프(200)를 구성하는 극저온 냉동기(210)의 동작 위상을 극저온 펌프(200)마다 다르게 제어할 수 있다.
극저온 내부에 위치하고 있는 밸브의 열림과 닫힘에 의해 극저온 냉동기(210) 내부를 고압과 저압의 환경으로 바꾸며 냉각을 시키게 되는데, 도 3 내지 도 5에서는 이때 밸브(모터)의 위상을 도시한다. 압축기(300)로부터 극저온 냉동기(210)로 작동 가스가 일정하게 공급되는 것이 아니라 밸브의 위상에 따라서 공급되는 작동 가스의 유량이 일정한 주기로 바뀌면서 공급된다.
이때, 도 3에 도시되어 있는 것과 같이 각 극저온 펌프(200)의 밸브(모터) 위상을 모두 동일하게 제어하는 경우 압축기(300)로부터 복수의 극저온 펌프(200)에 대하여 공급되어야 하는 최대 유량과 최소 유량 사이의 진폭이 커져 압축기(300)의 운전 부하가 고르지 않게 된다.
하지만, 도 5에 도시되어 있는 것과 같이 본 발명에서는 각 극저온 펌프(200)의 밸브(모터)의 위상을 다르게 제어함으로써 시간에 따라서 압축기(300)로부터 토출되는 작동 가스의 유량 변화 폭이 작도록 하여 압축기(300)에 걸리는 부하를 줄일 수 있다.
이때, 복수의 극저온 펌프(200)에 공급되는 작동 가스 유량의 합이 시간에 따라 변화하는 폭이 작도록 극저온 냉동기(210)의 동작 주기에 대하여 각 극저온 펌프(200)의 극저온 냉동기(210)를 순차적으로 동작시키는 것이 바람직하다.
도 5는 압축기(300)에 3개의 극저온 펌프(200)가 연결된 경우의 본 발명에 따라 제어된 각 극저온 펌프(200)의 모터(밸브) 위상을 도시하고, 도 4는 압축기(300)에 2개의 극저온 펌프(200)가 연결된 경우의 본 발명에 따라 제어된 각 극저온 펌프(200)의 모터(밸브) 위상을 도시한다. 따라서, 제어부는 압축기(300)에 연결되는 극저온 펌프(200)의 개수에 따라서 각 극저온 펌프(200)의 극저온 냉동기(210)의 모터(밸브)의 위상을 다르게 변경하여 압축기(300)의 운전 분하를 최소화할 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 극저온 펌프 시스템을 이용한 극저온 펌프의 시스템 제어방법은 센서부에 의해 극저온 펌프(200)의 운전 부하를 측정하는 단계 및 제어부(500)가 측정된 운전 부하에 따라 극저온 냉동기(210)의 운전 주파수 또는 압축기(300)의 운전 주파수를 가변적으로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 압축기(300)에 연결되어 동작하는 극저온 펌프(200)의 개수에 따라 압축기(300)의 운전 주파수를 가변적으로 제어하여 압축기(300)의 소비 전력을 1차적으로 절감시킬 수 있다.
나아가, 제어부(500)는 센서부로부터 측정된 운전 부하에 따라 압축기(300)의 운전 주파수를 가변적으로 제어하여 압축기(300)의 소비 전력을 2차적으로 절감시킬 수 있다.
또한, 제어부(500)는 센서부로부터 측정된 극저온 펌프(200)의 운전 부하에 따라서 극저온 냉동기(210)의 운전 주파수를 가변시켜 진공(냉동) 효율 및 극저온 펌프(200)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제어부(500)는 극저온 냉동기(210)의 동작 위상을 각 극저온 펌프(200)마다 다르게 제어하여 압축기(300)에 걸리는 부하를 줄일 수가 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
100: 진공 챔버
110: 압력 센서
200: 극저온 펌프
210: (GM) 극저온 냉동기
211: 제1 냉각 스테이지
216: 제2 냉각 스테이지
221: 제1 실린더
226: 제2 실린더
230: 하우징
232: 게이트 밸브
235: 모터 하우징
241: 제1 온도 센서
246: 제2 온도 센서
251: 실드
256: 배플
260: 크라이오패널
300: 압축기
401: 고압 배관
406: 저압 배관
500: 제어부

Claims (9)

  1. 복수의 극저온 펌프;
    복수의 상기 극저온 펌프의 극저온 냉동기 운전을 위한 작동 가스를 압축하는 압축기;
    상기 극저온 펌프의 운전 부하를 측정하는 센서부; 및
    상기 센서부의 측정값을 입력 받아 상기 극저온 냉동기의 운전 주파수 또는 상기 압축기의 운전 주파수를 가변적으로 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 극저온 냉동기의 동작 위상을 각 극저온 펌프마다 다르게 제어하여 상기 압축기의 운전 부하를 줄이는 것을 특징으로 하는 극저온 펌프 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 극저온 펌프의 온도를 측정하는 온도 센서 또는 진공도를 측정하는 압력 센서 중 적어도 어느 하나인 극저온 펌프 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 압축기에 연결되어 동작하는 상기 극저온 펌프의 개수에 따라 상기 압축기의 운전 주파수를 가변시키는 극저온 펌프 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 센서부로부터 측정된 극저온 펌프의 운전 부하에 따라 상기 압축기의 운전 주파수를 가변시키는 극저온 펌프 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 센서부로부터 측정된 극저온 펌프의 운전 부하에 따라 상기 극저온 냉동기의 운전 주파수를 가변시키는 극저온 펌프 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 극저온 냉동기의 운전 모드를 나누고, 상기 운전 모드에 따라서 상기 극저온 냉동기의 운전 주파수를 가변시키는 극저온 펌프 시스템.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 복수의 극저온 펌프의 극저온 냉동기에 공급되는 작동 가스의 유량의 합이 시간에 따른 변화 폭이 작도록 각 극저온 냉동기의 동작 위상을 순차적으로 다르게 제어하는 극저온 펌프 시스템.
  9. 복수의 극저온 펌프 및 복수의 상기 극저온 펌프의 극저온 냉동기 운전을 위한 작동 가스를 압축하는 압축기를 포함하는 극저온 펌프 시스템의 제어 방법에 있어서,
    상기 극저온 펌프의 운전 부하를 측정하는 단계; 및
    측정된 운전 부하에 따라 상기 극저온 냉동기의 운전 주파수 또는 상기 압축기의 운전 주파수를 가변적으로 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 극저온 냉동기의 동작 위상을 각 극저온 펌프마다 다르게 제어하여 상기 압축기의 운전 부하를 줄이는 것을 특징으로 하는 극저온 펌프 시스템 제어방법.
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