KR19990027990A - 터보 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진동 감지 센서를 갖는 터보 펌프에 관한 것으로, 터보 펌프의 회전 원반의 회전 날이 파손되기 전에 나타나는 기계적인 진동을 감지하여 터보 펌프가 설치된 부대 장치의 가동 효율이 저하되는 것을 방지하기 위하여, 상방향으로 흡입구가 형성되며, 좌우 방향으로 배기구가 설치된 원통형 몸체와; 흡입구로 흡입된 입자를 배기하기 위한 회전 원반을 포함하는 복수개의 원반과; 원반의 회전 원반에 결합되어 회전 원반을 회전시키는 회전축을 포함하는 모터와; 회전축의 일끝단에 결합되어 회전축을 지지하는 베어링과; 원통형 몸체의 하부에 설치되며, 베어링에 윤활유를 공급하기 위한 윤활부; 및 원통형 몸체의 외측면에 설치되며, 원통형 몸체의 진동을 감지하기 위한 진동 감지 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터보 펌프를 제공한다.

Description

터보 펌프(Turbo Pump)

본 발명은 진공 펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전 날개의 손상에 따른 터보 펌프의 진동을 감지할 수 있는 진동 감지 센서가 설치된 터보 펌프에 관한 것이다.

현재 반도체 제조 공정은 크린 룸(Clean Room)이라는 특수한 환경 아래에서 모든 제조 공정이 이루어지고 있고, 이 크린 룸 내부에는 반도체 제조를 위한 각종 장비들이 설치된다. 그 중에서도 가장 많이 사용되고 있는 것이 진공 펌프(Vacuum Pump)이고, 그 진공 펌프는 여러 반도체 제조 장비들과 맞물려 작동하고 있는 중요한 장치 중의 하나이다.

진공 기술의 발달과 함께 진공 펌프도 여러 종류가 제품화되어 사용되고 있으며, 예를 들면, 확산 펌프(Diffusion Pump), 드라이 펌프(Dry Pump), 크라이요 펌프(Cryo Pump), 이온 펌프(Ion Pump), 터보 펌프(Turbo Pump) 등의 다양한 형태의 진공 펌프가 사용되고 있다.

이중에서 터보 펌프는 기체 분자들의 운동량과 방향을 제시하여 고속 회전 표면을 이용함으로써 배기하고, 부드럽게 작동하며 시스템 작동에 있어 거의 진동이 없고, 트랩 사용없이 5×10^-10torr보다 더 적은 압력에 도달할 수 있는 순수 기계적 진공 펌프이다. 정확하게 작동될 때, 터보 펌프는 매우 확실하고 깨끗하며, 1 torr처럼 높은 압력부터 5×10^-10torr이하까지 동작할 수 있기 때문에 터보 펌프는 매우 다양하게 응용된다. 터보 펌프들은 탄화수소가 없는 진공에서 배기 속도의 빠른 진행과 깨끗한 이점을 제공하며, 탄화수소 분위기에 대해 불리한 응용을 갖는 MBE(Molecular Beam Epitaxy), 표면분석 장비 등을 제외하고는 모두에 대해 이상적이다. 확산 펌프 처럼 터보 펌프도 대기로 직접 가스를 배출할 수 없다. 일반적으로 오일 회전 펌프에 의해 보조되지만, 터보 펌프는 경우에 따라서 드라이 펌프를 포함한 다른 펌프에 의해 보조된다.

도 1은 종래 기술에 따른 터보 펌프를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 터보 펌프(20)는 흡입구(21)와 배기구(23)를 갖는 원통형 몸체(22)와, 흡입구(21)의 반대되는 면에 회전축(24)의 일끝단에 체결된 베어링(26; Bearing)에 윤활유를 공급하기 위한 윤활부(45)가 설치된다. 그리고, 원통형 몸체(22)의 내부에 설치되며 흡입구(21)를 통하여 흡입한 입자를 배기구(23)로 배기시키기 위한 원반(Disk) 및 원반 중에서 회전 원반(25; Rotor)이 체결된 회전축(24)을 포함하는 모터(42)가 설치되며, 원통형 몸체(22)를 벗어나 윤활부(45) 내부에 위치하는 회전축(24)의 일끝단에는 베어링(26)이 결합되어 있다. 여기서, 윤할부(45)에는 윤활유를 베어링(26)에 공급하기 위한 주입관(28)과, 윤활유를 윤활부(45)에서 배출시키기 위한 배출관(27)이 설치되며, 본 도면에서는 회전 원반(25) 사이에 설치되는 고정 원반(Stator)을 도시하지 않았다.

이와 같은 터보 펌프(10)는 상하로 10에서 40개의 원반이 설치되며, 하나의 원반에는 20에서 60개의 날개가 형성되어 있으며, 회전 원반(25)은 9,000∼90,000rpm까지 속도를 낼 수 있는 모터(42)에 의해 작동되며, 모터(42)는 특별한 전력 공급기(도시 안됨)를 통해 전력이 공급된다.

이와 같은 구조를 갖는 터보 펌프는 6개월에서 1년 정도의 기간이 지나면 회전축에 결합된 베어링의 마모되며, 그로 인하여 회전축이 수평면에 대하여 수직 상태를 유지하지 못하기 때문에 조금씩 좌우로 기울어져 회전 운동하게 되며, 그 정도가 심할 경우에 원통형 몸체의 내벽과 부딪혀 회전 원반의 회전 날이 파손되는 불량이 야기될 수 있다.

그리고, 베어링의 마모가 발생되면, 회전축이 수평면에 대하여 수직 상태를 유지하지 못하기 때문에 조금씩 좌우로 기울어져 회전 운동하기 때문에 진공 펌프에 기계적인 진동이 발생되며, 이와 같은 기계적인 진동은 진공 펌의 위치 이동 및 진동 펌프와 연결되어 있는 각종 배관의 흔들림과 일탈의 문제를 일으키게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 터보 펌프의 회전 원반의 회전 날이 파손되기 전에 나타나는 기계적인 진동을 감지하여 터보 펌프가 설치된 부대 장치의 가동 효율이 저하되는 것을 방지하기 위한 진동 감지 센서가 설치된 터보 펌프를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 터보 펌프를 나타내는 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 진동 감지 센서가 설치된 터보 펌프를 나타내는 개략도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명

10, 20 : 터보 펌프, 11, 21 : 흡입구

12, 22 : 원통형 몸체, 13, 23 : 배기구

14, 24 : 회전축, 15, 25 : 회전 원반

16, 26 : 베어링, 17, 27 : 배출관

18, 28 : 주입관, 19 : 진동 감지 센서

32, 42 : 모터, 35, 45 : 윤활부

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 원통형 몸체의 외측에 터보 펌프의 진동을 감지할 수 있는 진동 감지 센서가 설치된 터보 펌프를 제공한다. 특히, 본 발명의 터보 펌프는 진동 감지 센서는 터보 펌프의 진동 계수가 일정치이상 올라가면 터보 펌프를 정지하도록 작동하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 2를 참조하여 본 발명에 따른 진동 감지 센서가 설치된 터보 펌프를 도시하고 있다. 도 2를 참조하면, 터보 펌프(10)는 흡입구(11)와 배기구(13)를 갖는 원통형 몸체(12)와, 원반과, 모터(32) 및 윤활부(35)로 이루어진다. 그리고, 원통형 몸체(12)의 외측에 설치된 진동 감지 센서(19)를 포함한다.

원통형 몸체(12)는 아래 방향으로 흡입구(11)가 설치되며, 상부의 좌우 방향으로 배기구(13)가 설치된 구조를 갖는다. 하지만, 터보 모터(10)가 반도체 제조 장치에 설치될 때는 흡입구(11)가 상방향을 향하도록 설치된다.

모터(32)는 원통형 몸체(12)의 내부에 설치되며, 회전 원반(15)에 결합되어 회전 원반(15)을 회전시키기 위한 회전축(14)을 갖는다. 여기서, 회전축(14)을 따라서 복수개의 회전 원반(15)이 설치되며, 회전 원반(12) 사이에 고정 원반이 설치되지만 본 도면에서는 도시하지 않았다. 여기서, 모터(32)는 원통형 몸체(12)의 상부에 근접하게 설치되며, 모터(32)의 일측을 통하여 회전축(14)의 일끝단은 윤활부(35) 내부에 위치한다.

윤활부(35)는 내부에 위치하는 회전축(14)의 일끝단에 결합된 베어링(16)에 윤활유를 공급하는 부분으로서, 윤활부(35)에는 윤활유를 공급하기 위한 주입관(18)과, 윤활유를 배출시키기 위한 배출관(27)이 설치된다. 물론, 베어링(16)은 회전축(14)의 중심을 유지하고 지지하는 역할을 하게 된다.

이와 같은 터보 펌프(10)는 상하로 10에서 40개의 원반이 설치되며, 하나의 원반에는 20에서 60개의 날개가 형성되어 있으며, 회전 원반(15)은 9,000∼90,000rpm까지 속도를 낼 수 있는 모터(32)에 의해 작동되며, 모터(32)는 특별한 전력 공급기(도시 안됨)를 통해 전력이 공급된다.

그리고, 본 발명에서는 베어링(16)의 마모에 따른 회전축(14)이 기울어져 회전할 때 발생되는 진동을 감지하기 위한 진동 감지 센서(19)가 원통형 몸체(12)의 외측면에 설치되는데, 베어링(16)이 설치된 윤활부(35)에 근접한 원통형 몸체(12)의 상부에 설치된다. 그리고, 본 발명에 따른 진동 감지 센서(19)는 회전축(12)의 회전에 따른 터보 펌프(10)의 진동을 감지하게 되는데, 진동계수가 일정치이상 올라가면 터보 펌프(10)가 정지하도록 작동한다.

따라서, 본 발명의 구조를 따르면 진동 감지 센서에서 터보 펌프의 진동 상태를 감지함으로써, 터보 펌프의 정지로 인해 발생되는 부대 장치의 가동 효율의 저하를 방지할 수 있다.

Claims (2)

1. 상방향으로 흡입구가 형성되며, 좌우 방향으로 배기구가 설치된 원통형 몸체와;

   상기 흡입구로 흡입된 입자를 배기하기 위한 회전 원반을 포함하는 복수개의 원반과;

   상기 원반의 회전 원반에 결합되어 상기 회전 원반을 회전시키는 회전축을 포함하는 구동 수단과;

   상기 회전축의 일끝단에 결합되어 상기 회전축을 지지하는 베어링과;

   상기 원통형 몸체의 하부에 설치되며, 상기 베어링에 윤활유를 공급하기 위한 윤활부; 및

   상기 원통형 몸체의 외측면에 설치되며, 원통형 몸체의 진동을 감지하기 위한 진동 감지 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터보 펌프.
2. 제 1항에 있어서, 상기 진동 감지 센서는 상기 원통형 몸체의 상기 윤활부 외측에 설치되는 것을 특징으로 하는 터보 펌프.