KR20110136899A - 용적 펌프를 위한 러프 펌핑 방법 - Google Patents

용적 펌프를 위한 러프 펌핑 방법 Download PDF

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Abstract

용적 펌프(10)의 입구(18) 및 출구(20) 사이에 최대 차등 압력(ΔPmax)을 생성하도록 용적 펌프(10)를 위한 간단하고 에너지 효율적인 러프 펌핑 방법을 제공하기 위해, 최대 차등 압력(ΔPmax)을 만들기 위해 가스를 압축하는데 물리적으로 필요한 최소 파워(2)에 상기 용적 펌프(10)의 파워 입력(3, 4)이 근사하도록, 상기 용적 펌프(10)의 회전 속도(Ω)는 생성되는 최대 차등 압력(ΔPmax)으로 조정된다.

Description

용적 펌프를 위한 러프 펌핑 방법 {ROUGHING PUMP METHOD FOR A POSITIVE DISPLACEMENT PUMP}
본 발명은 용적 펌프를 위한 러프 펌핑 방법 및 러프 차등 압력(rough differential pressure)을 만들기 위한 용적 펌프 장치에 관한 것이다.
본 명세서에서 러프 차등 압력은 러프 압력의 인가의 관점에서 포지티브 차등 압력 또는 러프 진공의 관점에서 네거티브 차등 압력으로 이해된다. 일반적인 러프 진공은 500mbar 이하의 크기의 차등 압력을 갖고, 일반적으로 100 내지 300mbar의 차등 압력의 범위를 갖는다. 다양한 응용 분야에 있어서, 단일-샤프트 원심 압축기 또는 측면 채널 블로우어(blower)로 대부분 설계되는 러프 진공 펌프에 대한 많은 요구가 있다. 측면 채널 블로우어는 정해진 체적 유량 용량(volume flow capacity)을 갖고 연속적으로 높은 회전 속도에서 연속적으로 작동해야만 한다. 이는 압축 가능한 유체에 대한 오일러(Euler)의 에너지 방정식에 따른 토크 전달의 원리에 기초하여 작동한다. 상응하게 낮은 체적 유량의 생성을 위해, 압축기 또는 블로우어의 입구 및 출구 사이에 큰 차등 압력이 존재하는 경우에도, 측면 채널 블로우어는 전체(full) 체적 유량 용량에서 작동해야 한다. 압축기에 필요한 파워는 체적 유량 용량에 비례하고, 낮은 가스 유동을 압축하고 운반하기 위해 이론적으로 필요한 최소 파워는 실제 체적 유량 용량에 비례한다. 가스를 압축하는데 물리적으로 필요한 파워 및 실제 파워 출력 사이의 이러한 차이 때문에, 이러한 종래의 러프 진공 압축기의 이용은 비효율적이다.
예를 들어 루츠 펌프와 같은 용적 펌프는 큰 체적 유량이 운반되지 아니하면서 낮은 압력을 유지하거나 또는 작은 차등 압력을 생성하는데 특히 효과적이다. 큰 차등 압력을 가진 러프 펌프를 생성하기 위해, 예를 들어 루츠 펌프와 같은 용적 펌프가 현재 이용되고 있지 않다.
본 발명의 목적은 간단하고 에너지 효율적인 러프 펌핑 방법 및 상응하는 러프 펌핑 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 러프 펌핑 방법은 청구항 제 1 항의 특징에 의해 정의된다. 본 발명의 용적 펌프는 청구항 제 9 항에 의해 정의된다.
청구항 제 1 항은 용적 펌프의 입구 및 출구 사이에 차등 압력을 생성하기 위한, 용적 펌프의 러프 펌핑 방법을 정의한다. 용적 펌프의 파워 입력이 차등 압력을 생성하기 위해 그리고 가스를 압축하기 위해 물리적으로 필요한 최소 파워에 근사하도록 용적 펌프의 회전 속도는 생성되는 최대 차등 압력으로 조정된다. 회전 속도 또는 피스톤 스트로크를 각각 변경시킴으로써 펌핑 파워가 변경될 수 있다는 점에서, 용적 펌프는 예를 들어 측면 채널 블로우어와 같은 종래의 러프 진공 펌프에 대해 장점을 가진다. 회전 속도를 감소시키는 것은 용적 펌프의 파워 입력 및 생성된 압력을 감소시키는 것을 가능하게 한다. 용적 펌프는 최대 회전 속도에서 최대 파워 입력이 원하는 차등 압력을 만들기 위해 가스를 압축하는데 이론적으로 필요한 최소 파워보다 크도록 설계된다. 다시 말하면, 펌프는 본질적으로 큰 압력 차이를 가능하게 한다. 여기서, 펌프에 의해 생성된 차등 압력은 펌프의 파워 입력이 가스를 압축하기 위한 최소 파워에 근사하도록 용적 펌프의 회전 속도를 감소시킴에 의해 감소될 수 있다. 가스를 압축하는데 필요한 파워로 파워 입력을 조정하는 것은 오직 전자적으로 제어되는 용적 펌프에서만 가능하며, 종래의 측면 채널 블로우어에서는 가능하지 않다. 용적 펌프는 가변적인 회전 속도에서 펌프 입구로부터 펌프 출구로 함유 가스 부피(contained gas volume)를 수송하는 것을 가능하게 한다.
바람직하게, 회전 속도는 유동이 없는 상태에서
Figure pct00001
의 관계를 이용하여 설정된다. 이 경우,
Vs는 상기 용적 펌프의 압축기 스윕 용량(compressor swept capacity)이며,
CI는 상기 용적 펌프 내의 후방 누수 컨덕턴스이고,
Pout은 상기 용적 펌프의 출구 압력이며,
Pin , min은 생성되는 상기 용적 펌프의 최소 입구 압력이며, ΔPmax = Pout - Pin , min
Ωmax는 Ω<Ωmax인 상기 용적 펌프의 최대 회전 속도이다.
설정되는 러프 차등 압력(ΔPmax)은 -500mbar 까지의 또는 +500mbar 까지의 범위에 있을 수 있다. 특히, 일반적인 러프 차등 압력은 ±200 내지 ±400mbar의 범위에 있다.
바람직하게 출구 압력(Pout) 및 입구 압력(Pin) 사이의 차등 압력(ΔP)이 올라가고 펌프 회전 속도가 증가함에 따라 펌프 드라이브의 토크(T)는 감소된다. 토크는 회전 속도 문턱값(Ωv,f)을 넘어 감소되고, 바람직하게 이러한 문턱값까지는 일정한 토크가 지배한다. 회전 속도 문턱값(Ωv,f)은 0보다 크거나 같아야 하며, 바람직하게는 30Hz 아래이어야 한다. 바람직하게, 토크는 차등 압력에 걸쳐 회전 속도 문턱값(Ωv,f)을 넘어 선형적으로 감소한다. 전기 모터에서, 토크의 이러한 감소는 전자 인버터를 이용하여 이루어질 수 있고, 이 경우 회전 속도 문턱값(Ωv,f)은 가능한 작게 선택되어야 한다. 전자 인버터의 경우에 10Hz의 회전 속도 문턱값(Ωv,f)에 도달하는 것이 가능하다. 차등 압력이 증가함에 따른 토크의 감소는 아래의 공식에 따른 토크가 입구 압력에 의존하기 때문에 유리하다:
Figure pct00002
여기서 Vs는 체적 유량 용량이고,
Ωmax는 용적 펌프의 최대 회전 속도이며,
Pout은 출구 압력이고, Pin은 입구 압력이다. 다시 말하면, 일정한 입구 압력(Pin)에 도달하는데 있어서 오직 일정한 토크만 필요하다. 파워(P)는 토크(T) 및 회전 속도(Ω)의 곱(product)이기 때문에, 파워는 펌프 회전 속도에 의존한다. 생성되는 최소 입구 압력(Pin , min)은, 인가되는 펌프 파워를 최소화시키기 위하여, 가능한 가장 낮은 회전 속도(Ω)에서 도달되도록 한다.
청구항 제 9 항에서 정의된 본 발명이 용적 펌프 장치는 용적 펌프뿐만 아니라 청구항 제 1 항에서 정의된 방법에 따라 용적 펌프의 회전 속도를 감소시키기 위한 제어 수단 및 펌프 드라이브를 포함한다. 용적 펌프 장치는 얻어지는 차등 압력(ΔPmax)을 위한 메모리를 포함하는 것이 바람직하고, 이러한 메모리는 제어 수단의 일부이다. 특히, 메모리는 청구항 제 1 항에서 언급된 관계에 따라 회전 속도(Ω)를 조정하기 위한 프로그램을 포함한다.
펌프 드라이브는 바람직하게 전기 모터이고, 제어 수단은 이러한 경우에 전기 인버터일 수 있다. 전기 모터는 인덕션 모터, 릴럭턴스 모터 또는 브러쉬리스 DC 모터일 수 있다. 용적 펌프는 바람직하게 루츠 펌프이거나 또는 대안적으로 클로 스크류 펌프 또는 드라이 러닝 로터리 베인 펌프이다. 용적 펌프는 단일 스테이지 또는 다중 스테이지 설계일 수 있고, 이 경우 다중 스테이지는 상이한 배기 용량을 가질 수 있다. 이러한 용적 펌프는 예를 들어 물 또는 오일에 의해 공냉 또는 수냉될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참고로 하여 이하의 상세한 설명에서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 용적 펌프 장치의 블록도를 도시한다.
도 2는 도 1의 용적 펌프 장치의 파워 다이어그램이다.
도 1에서 도시된 용적 펌프 장치(16)는 용적 펌프(10), 용적 펌프(10)를 위한 펌프 드라이브(12) 및 펌프 드라이브(12)에 연결된 제어 수단(14)에 의해 형성된다. 용적 펌프(10)는 루츠 펌프(Roots pump)이고, 펌프 드라이브(12)는 전기 모터이다. 제어 수단(14)은 전자 인버터로서, 이를 이용해 펌프 드라이브(12) 및 용적 펌프(10)의 회전 속도가 설정될 수 있다.
용적 펌프(10)의 흡입부 입구(18)에서, 펌프의 흡입 채널의 압력은 입구 압력(Pin)이다. 용적 펌프(10)의 압력부 출구(20)에서, 용적 펌프(10)의 출구 채널의 압력은 출구 압력(Pout)이다. 도 2를 참고하여 이하에서 설명될 것처럼, 용적 펌프(10)는 지배 압력 Pin 및 Pout 그리고 결과적인 차등 압력 ΔPmax = Pout - Pin에 대해서도 오버-능력이 있으며(over-capable), 이로써 제어 수단(14)에 의해 용적 펌프(10) 및 펌프 드라이브(12)의 회전 속도를 감소시킴으로써, 차등 압력 ΔPmax을 형성시키기 위해, 펌프의 파워 입력(3, 4)이 가스를 압축하는데 필요한 최소 파워(2)로 근사된다. 오버-능력이 있다는 의미는 펌프가 더 큰 압력 차에서도 작동 가능하다는 것을 의미한다.
도 2에서, 입구 압력(Pin)은 수평축 상에서 밀리바아(millibar)로 표시되고, 체적 유량(V)은 m3/h로 우측 수직 축 상에 표시되며, 결과적인 파워(Pwr)는 좌측 수직축 상에 Watt로 플롯된다. 도시된 실시예에서, 용적 펌프(10)는 러프 진공(rough vacuum)을 생성하도록 러프 펌핑 모드에서 이용된다. 여기서 펌프 출구(20)에서의 압력은 대략적인 대기 압력이다. 다시 말해서 Pout은 1000mbar이다. 펌프 입구(18)에서 펌프에 의해 생성된 압력(Pin , min)은 700mbar이다. 즉 얻어질 차등 압력(ΔPmax = Pout - Pin)은 300mbar이다. 물론 펌프는 1300mbar의 입구 압력(Pin)을 생성하는데 이용될 수 있고, 이 경우에도 생성되는 차등 압력(ΔPmax)은 300mbar가 된다.
도 2에서, 도면 부호(1)는 입구 압력(Pin , min)에 도달하기 위한 작동 동안 용적 펌프(10)에서 얻어진 체적 유량(V)을 나타낸다. 펌프가 작동하기 시작할 때, 입구부 압력은 아직 대기 압력이다. 즉 Pin = Pout 이다. 이 경우에 결과적인 차등 압력은 ΔP = Pout - Pin = 0 이다. 펌프에서의 체적 유량(V)은 최대이다. 즉 용적 펌프(10)의 체적 유량 용량(Vs)과 동일하다. 입구부 상에서 압력(Pin)이 떨어짐에 따라 운반된 체적 유량(V)은 입구 압력 Pin , min = 700mbar 에 도달할 때까지 선형적으로 감소한다. 이후, 생성될 최대 차등 압력, 즉 ΔPmax = Pout - Pin , min = 300mbar에 도달되고, 용적 펌프(10)에 의해 운반된 체적 유량은 V=0이 된다.
여기서, 용적 펌프(10)의 펌프 파워는 차등 압력(ΔP)에 비례하는데, 도 2에 도면 부호(3)으로 표시되어 있다. 입구 압력 Pin = Pout 이고 결과적인 차등 압력 ΔP=0인 경우, 펌프 파워(3)는 0이다. 이는 얻어진 입구 압력 Pin = Pin , min 및 결과적인 차등 압력 ΔPmax = Pout - Pin , min 에 대해 그 최대값까지 선형적으로 증가한다.
차등 압력(ΔPmax)을 만들기 위해 가스를 압축하는데 물리적으로 필요한 파워는 아래의 관계식으로부터 계산된다:
Pwr = V·ΔP = V·(Pout - Pin).
이는 차등 압력(ΔPmax)을 만들기 위해 가스를 압축하는데 물리적으로 필요한 용적 펌프(10)의 최소 입력 파워를 산출한다. 도 2에서, 이러한 물리적 최소 입력 파워는 도면 부호(2)에 의해 나타난다. 이는 최소 차등 압력(ΔP=0) 및 최소 체적 유량(V=0)에 대해 각각 0이고, Pin ,min<Pin<Pout 에 대해 최대값을 갖는 쌍곡선 경로를 따라간다.
물리적 최소 입력 파워(2)와 용적 펌프(10)의 최대 용량(3)을 비교함으로써, 이러한 두 파워 사이의 차이는 입구 압력(Pin)이 떨어짐에 따라 증가한다는 점과, 특히 ΔPmin 근처의 큰 차등 압력에서 상당하게 된다는 점이 명확해진다. 그러나 ΔP=0 근처의 작은 차등 압력에서는, 펌프의 용량(3)이 물리적으로 필요한 최소 파워(2)보다 단지 약간 더 높다. 따라서 용적 펌프(10)는 낮은 차등 압력(ΔP)에서 가장 효과적으로 작동하고, 차등 압력이 증가함에 따라 덜 효과적으로 작동하게 된다. 지금까지 용적 펌프(10)가 더 작은 차등 압력을 만들거나 또는 유지하기 위해서만 사용되어 온 것은 이 때문이다. 일반적으로 러프 펌핑에서 발생하는 큰 차등 압력에 있어서, 이제껏 용적 펌프는 그 낮은 효율로 인해 무시되어 왔다. 대신, 측면 채널 압축기가 러프 펌핑 영역에서 일반적으로 이용되어 왔으나, 이는 흡입 용량에 도달하기 위해 일정한 회전 속도로 연속적으로 구동되어야 한다는 단점이 있었다. 따라서 러프 펌핑 분야에서는 펌프의 효율을 향상시키기 위한 회전 속도 제어에 대한 대안이 없었다.
본 발명은 용적 펌프가 고정적으로 함유 부피(contained volume)를 운반한다는 원리에 기초하고, 이 경우 용적 펌프의 회전 속도는 운반되는 각각의 함유 부피에 영향을 미치지 않는다. 용적 펌프의 경우, 회전 속도는 운반된 함유 부피의 용량에 거의 영향을 미치지 않는다(merely influence). 본 발명은 이러한 이점을 이용하여, 본질적으로 오버-능력 가능한 용적 펌프(10)를 오버-능력의 용량(3)으로 작동시키는 것을 피하고, 대신 용적 펌프(10)의 회전 속도를 감소시킴으로써 펌핑 파워(3,4)를 최소의 물리적으로 필요한 입력 파워(2)로 근사한다. 지금까지 이러한 것은 예를 들어 측면 채널 압축기와 같은 공지된 러프 진공 펌프에 대해 가능하지 않았다.
펌프 회전 속도는 인버터(14)를 이용하여 전기 모터(12)의 회전 속도를 낮춤에 의해 감소된다. 이러한 경우에, 펌프 회전 속도(Ω)는 아래의 관계를 통해 조정된다:
Figure pct00003

Pin은 용적 펌프(10)의 입구부(18)에서의 흡입부 압력이다. 펌프의 작동 개시시에 Pin = Pout이고, 따라서 ΔP=0이다. 입구 압력(Pin)이 떨어짐에 따라, 펌프 내부의 누수(leakage)에 의해 야기된 후방 누수(back leakage)가 일어난다. 여기서 CI는 m3/h의 관련된 후방 누수 컨덕턴스(CI)이다. 후방 누수 컨덕턴스(CI)는 아래로부터 계산된다:
Figure pct00004

여기서 Q는 mbar×m3/h 단위의 질량 유동 속도이다. 질량 유량(Q)는 아래로부터 계산된다:
Figure pct00005

용적 펌프(10)의 용량(3)으로부터 시작하여
Figure pct00006
최소 물리적 입력 파워(2)로의 근사를 위한 감소된 회전 속도(Ω)는 이하에 의해 결정된다:
용적 펌프의 체적 유량 용량(Vs)이 주어지는데, 이는 본 실시예의 루츠 펌프의 경우에 420m3/h이다. 일반적으로 러프 진공 글로어(rough vacuum glower)의 용량은 1 내지 2000m3/h이다. 출구 압력(Pout)은 1000mbar의 대기 압력으로 주어져, 펌핑 파워(3)는 입구 압력(Pin)이 떨어짐에 따라 증가한다. 입구 압력(Pin)이 떨어지는 동안, 펌프 내의 후방 누수 컨덕턴스(CI)의 영향이 증가한다. 체적 유량 용량(Vs = 420m3/h)은 최대 회전 속도(Ωmax = 100Hz)에서 도달된다. 회전 속도를 감소시킴에 의해,
Figure pct00007
의 감소된 체적 유량 용량이 얻어질 수 있다.
펌프 토크(T)는 아래로부터 계산된다:
T=Pwr/Ω
이 경우 아래의 내용을 고려한다:
Figure pct00008

감소된 토크에 대한 결과는 아래와 같다:
Figure pct00009

상기 내용으로부터, 입구 압력(Pin)이 인가된 토크(T)에 의존한다는 것이 분명하다. 이러한 상호관계는 전기 모터(12)로 전류를 제어함으로써 토크(T)를 제어하도록 전자 인버터(14)의 고유 전류 제어(inherent current control)를 이용함에 의해 이용될 수 있다. 인버터(14)를 이용하여, 펌프 드라이브(12)의 토크(T)는 차등 압력(ΔP) 및 펌프 회전 속도가 증가함에 따라 10Hz의 한계 회전 속도(Ωv/f)를 넘어서 연속적으로 감소된다. 인버터의 토크 밴드는 한계 회전 속도(Ωv/f)까지 일정하고, 이러한 한계 회전 속도(Ωv/f)를 넘어서 일정한 속도로 0으로 선형적으로 떨어진다. 이는 유리한데, 왜냐하면 상기 방정식에 따르면 토크는 입구 압력(Pin)에 따르고, 이로써 일정한 입력 압력(Pin)에 도달하기 위해서는 오직 일정한 토크만이 필요하기 때문이다.
토크(T) 및 회전 속도(Ω)의 곱인 파워(P)도 펌프 회전 속도에 따르기 때문에, 용적 펌프(10)의 회전 속도(Ω)는 가능한 최저 회전 속도(Ω)에서 최소 입구 압력(Pin , min)이 도달되어 인가될 펌핑 파워(3,4)를 최소화시키도록 1차적으로 설정된다. 용적 펌프(10)가 이러한 감소된 회전 속도(Ω)에서 작동할 때, 상기 설명된 토크 밴드는, 물리적으로 필요한 최소 파워(2)로 용적 펌프(10)의 파워 입력(4)을 근사시키기 위하여, 연속적으로 감소하는 토크와 함께 이용된다.
체적 유량이 V=0인 최소 입구 압력(Pin , min)에서, 입구 압력은 아래와 같다:
Figure pct00010

후방 누수 컨덕턴스(CI)를 고려할 때, 이하의 내용은 체적 유량이 V=0인 경우에 적용된다:
Figure pct00011

이로부터, 회전 속도(Ω)가 계산될 수 있고, 이를 위해, 펌프 내의 누수에 의한 후방 누수 컨덕턴스(CI)를 고려하여, 펌핑 파워가 최소 물리적 입구 파워(2)로 근사된다. 여기서, Pin은 펌프 내부의 후방 누수 컨덕턴스(CI) 만큼 최소 물리적 입구 파워(2)와 차이가 나는, 근사된 펌프 입구 압력(4)이다. 도 2에서, 근사된 펌프 입구 파워는 도면 부호(4)로서 주어졌다. 근사된 펌프 입구 파워(4)는 아래의 회전 속도에서 도달된다:
Figure pct00012

도 2에서 도시된 것처럼, 감소된 펌프 입구 파워(4)는 용적 펌프(10)의 최대 회전 속도(Ωmax)에서의 펌핑 파워(3)와 비교할 때 최소 물리적 입구 파워(2)로 분명하게 근사되었다. 다시 말하면, 용적 펌프(10)는 최대 회전 속도(Ωmax)에서보다 감소된 회전 속도(Ω)에서 명확히 더욱 효과적으로 작동한다. 상기한 관계에서 정의된 바와 같은 감소된 회전 속도(Ω)에서 작동되는 상응하게 오버-능력 가능한 용적 펌프(10)는 예를 들어 측면 채널 압축기와 같은 종래의 러프 진공 펌프보다 더욱 효율적으로 작동한다.
본 발명의 특정 예시적인 실시예를 참고로 하여 설명되고 도시되었지만, 본 발명은 이러한 예시적인 실시예에 제한되는 것은 아니다. 당업자라면 이하의 청구 범위에 의해 정의된 본 발명의 범위로부터 벗어나지 아니한 채로 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. 따라서 첨부된 청구항의 범위 및 그 등가물의 범위 내에 있는 이러한 모든 변경 및 수정은 본 발명에 포함되는 것이다.

Claims (21)

  1. 용적 펌프(displacement pump; 10)의 입구(18) 및 출구(20) 사이에 최대 차등 압력(ΔPmax)을 생성하기 위한, 용적 펌프(10)의 러프 펌핑 방법으로서,
    상기 용적 펌프(10)의 파워 입력(3, 4)이 최대 차등 압력(ΔPmax)을 만들기 위해 가스를 압축하는데 물리적으로 필요한 최소 파워(2)에 근사하도록, 상기 용적 펌프(10)의 회전 속도(Ω)는 생성되는 최대 차등 압력(ΔPmax)으로 조정되는,
    용적 펌프(10)를 위한 러프 펌핑 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 최대 차등 압력(ΔPmax)에 도달하기 위한 회전 속도(Ω)는
    Figure pct00013
    의 관계를 이용하여 설정되는 것을 특징으로 하고,
    여기서 Vs는 상기 용적 펌프의 압축기 스윕 용량(compressor swept capacity)이며,
    CI는 상기 용적 펌프 내의 후방 누수 컨덕턴스이고,
    Pout은 상기 용적 펌프의 출구 압력이며,
    Pin , min은 생성되는 상기 용적 펌프의 최소 입구 압력이며, ΔPmax = Pout - Pin , min
    Ωmax는 Ω<Ωmax인 상기 용적 펌프의 최대 회전 속도인,
    용적 펌프(10)를 위한 러프 펌핑 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    펌프 드라이브(12)의 토크(T)는 상기 차등 압력 및 상기 펌프 회전 속도가 증가함에 따라 한계 회전 속도(Ωv,f)를 넘어 연속적으로 감소되는 것을 특징으로 하고,
    여기서 0≤Ωv,f≤30Hz 인,
    용적 펌프(10)를 위한 러프 펌핑 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용적 펌프의 가능한 최대 회전 속도(Ωmax)에서의 상기 용적 펌프의 상기 입구 압력(Pin)에 대한 상기 출구 압력(Pout)의 비율은 3보다 크고 특히 10 미만인 것을 특징으로 하는,
    용적 펌프(10)를 위한 러프 펌핑 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    생성되는 상기 차등 압력(ΔPmax)의 크기는 1000mbar 이하의 범위에 있는 것을 특징으로 하는,
    용적 펌프(10)를 위한 러프 펌핑 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    생성되는 상기 차등 압력(ΔPmax)의 크기는 500mbar 이하의 범위에 있고, 특히 200 내지 400mbar의 범위에 있는 것을 특징으로 하는,
    용적 펌프(10)를 위한 러프 펌핑 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 속도(Ω)는 상기 펌프 드라이브로서 작용하는 전기 모터에서 전자 인버터를 이용하여 감소되는 것을 특징으로 하는,
    용적 펌프(10)를 위한 러프 펌핑 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전기 모터는 인덕턴스 모터(inductance motor), 릴럭턴스 모터(reluctance motor) 또는 브러쉬리스(brushless) DC 모터인 것을 특징으로 하는,
    용적 펌프(10)를 위한 러프 펌핑 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용적 펌프는 루츠 펌프(Roots pump), 클로 스크류 펌프(claw screw pump), 또는 드라이 러닝 로터리 베인 펌프(dry running rotary vane pump)인 것을 특징으로 하는,
    용적 펌프(10)를 위한 러프 펌핑 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용적 펌프는 둘 이상의 펌핑 스테이지를 포함한 다중 스테이지 용적 펌프인 것을 특징으로 하는,
    용적 펌프(10)를 위한 러프 펌핑 방법.
  11. 용적 펌프(10)의 입구(18) 및 출구(20) 사이에 러프 차등 압력(ΔPmax)을 생성하기 위한 용적 펌프 장치(16)로서,
    상기 용적 펌프(10)의 파워 입력(3, 4)이, 최대 차등 압력(ΔPmax)을 만들기 위해 가스를 압축하는데 물리적으로 필요한 최소 파워(2)에 근사하도록, 상기 용적 펌프(10)의 회전 속도(Ω)를 생성되는 최대 차등 압력(ΔPmax)으로 조정하기 위한 펌프 드라이브(12)를 포함하는,
    용적 펌프 장치(16).
  12. 제 11 항에 있어서,
    제어 수단(14)이 생성되는 차등 압력(ΔPmax)을 위한 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    용적 펌프 장치(16).
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 메모리는
    Figure pct00014
    의 관계를 이용하여 감소된 회전 속도(Ω)를 결정하기 위한 프로그램을 포함하는 것을 특징으로 하고,
    여기서, Vs는 상기 용적 펌프의 압축기 스윕 용량이며,
    CI는 상기 용적 펌프 내의 후방 누수 컨덕턴스이고,
    Pout은 상기 용적 펌프의 출구 압력이며,
    Pin , min은 생성되는 상기 용적 펌프의 최소 입구 압력이며, ΔPmax = Pout - Pin , min
    Ωmax는 Ω<Ωmax인 상기 용적 펌프의 최대 회전 속도인,
    용적 펌프 장치(16).
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 수단(14)은, 상기 차등 압력 및 상기 펌프 회전 속도가 증가함에 따라 한계 회전 속도(Ωv,f)를 넘어서 상기 펌프 드라이브(12)의 토크(T)를 연속적으로 감소시키기 위한 토크 감소 수단인 것을 특징으로 하는,
    용적 펌프 장치(16).
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용적 펌프(10)는, 가능한 최대 회전 속도(Ωmax)에서, 3보다 큰 상기 입구 압력(Pin)에 대한 상기 출구 압력(Pout)의 비율을 갖고, 특히 최대 10의 비율을 가지는 것을 특징으로 하는,
    용적 펌프 장치(16).
  16. 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    생성되는 상기 러프 차등 압력(ΔPmax)의 크기는 1000mbar 이하의 범위에 있는 것을 특징으로 하는,
    용적 펌프 장치(16).
  17. 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    생성되는 상기 러프 차등 압력(ΔPmax)의 크기는 500mbar 이하의 범위에 있고, 특히 200 내지 400mbar의 범위에 있는 것을 특징으로 하는,
    용적 펌프 장치(16).
  18. 제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프 드라이브(12)는 전기 모터이고 상기 회전 속도 감소 수단(14)은 전자 인버터인 것을 특징으로 하는,
    용적 펌프 장치(16).
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 전기 모터는 인덕턴스 모터, 릴럭턴스 모터 또는 브러쉬리스 DC 모터인 것을 특징으로 하는,
    용적 펌프 장치(16).
  20. 제 11 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용적 펌프는 루츠 펌프, 클로 스크류 펌프, 또는 드라이 러닝 로터리 베인 펌프인 것을 특징으로 하는,
    용적 펌프 장치(16).
  21. 제 11 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용적 펌프는 둘 이상의 펌프 스테이지를 포함한 다중 스테이지 용적 펌프인 것을 특징으로 하는,
    용적 펌프 장치(16).
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