KR20170063839A - 진공-발생 펌핑 시스템 및 이 펌핑 시스템을 사용한 펌핑 방법 - Google Patents

진공-발생 펌핑 시스템 및 이 펌핑 시스템을 사용한 펌핑 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170063839A
KR20170063839A KR1020177011372A KR20177011372A KR20170063839A KR 20170063839 A KR20170063839 A KR 20170063839A KR 1020177011372 A KR1020177011372 A KR 1020177011372A KR 20177011372 A KR20177011372 A KR 20177011372A KR 20170063839 A KR20170063839 A KR 20170063839A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vacuum pump
pump
auxiliary
main
auxiliary vacuum
Prior art date
Application number
KR1020177011372A
Other languages
English (en)
Inventor
디디에 뮐러
장-에릭 라르쉐
테오도르 일쉐브
Original Assignee
아뜰리에 부쉬 에스.아.
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=51627293&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20170063839(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 아뜰리에 부쉬 에스.아. filed Critical 아뜰리에 부쉬 에스.아.
Priority to KR1020217025124A priority Critical patent/KR20210102478A/ko
Publication of KR20170063839A publication Critical patent/KR20170063839A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C11/00—Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations
    • F04C11/001—Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations of similar working principle
    • F04C11/003—Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations of similar working principle having complementary function
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/06—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/16—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/12—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C2/14—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C2/16—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/001—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of similar working principle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/005—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of dissimilar working principle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C25/00—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids
    • F04C25/02—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids for producing high vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/02—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids specially adapted for several pumps connected in series or in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2220/00—Application
    • F04C2220/10—Vacuum
    • F04C2220/12—Dry running
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/06—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids specially adapted for stopping, starting, idling or no-load operation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

진공-발생 펌핑 시스템(SP)은, 진공 챔버(1)에 연결된 가스 흡입구(2)와 펌핑 시스템으로부터 가스 배기구(8)로 가스를 배출하는 관로(5)로 열린 가스 배출구(4)를 가진 건식 스크류 펌프(3)인 메인 진공 펌프를 포함한다. 상기 펌핑 시스템은, 가스 배출구(4)와 가스 배기구(8) 사이에 배치된 역류 방지 밸브(non-return valve)(6), 및 역류 방지 밸브에 병렬로 연결된 보조 진공 펌프(7)를 포함한다. 상기 메인 진공 펌프(3)는 진공 챔버(1) 내에 담긴 가스를 펌핑하기 위해 시동되어 이 가스를 가스 배출구(4)를 통해 배출하고, 동시에 보조 진공 펌프(7)가 시동된다. 더욱이, 상기 보조 진공 펌프(7)는, 메인 진공 펌프(3)가 진공 챔버(1) 내의 가스를 펌핑하는 동안 줄곧 및/또는 메인 진공 펌프(3)가 진공 챔버(1) 내에 규정된 압력을 유지하는 동안 줄곧, 펌핑을 계속한다.

Description

진공-발생 펌핑 시스템 및 이 펌핑 시스템을 사용한 펌핑 방법{Vacuum-generating pumping system and pumping method using this pumping system}
본 발명은 진공 기술 분야에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 건식 스크류 펌프를 포함하는 펌핑 시스템과 이 펌핑 시스템에 의한 펌핑 방법에 관한 것이다.
산업계, 예를 들어 화학 산업, 제약 산업, 진공 증착 산업, 반도체 산업 등에서 설비의 비용과 에너지 소비를 감소시키기 위해, 진공 펌프의 성능을 향상시키기 위한 일반적인 목적은, 구동장치에서의 성능, 에너지 경제, 큰 부피(bulkiness), 등의 면에서 상당한 발전으로 이어져 왔다.
현재의 기술 상태는, 최종 진공을 향상시키기 위해 다단 루츠(multi-stage Roots) 또는 다단 클로(multi-stage claw) 타입의 진공 펌프에 보충 단계들이 추가되어야 한다는 것을 보여준다. 스크류 타입의 건식 진공 펌프에 대해서는 스크류의 추가적인 회전들이 제공되거나 및/또는 내부 압축비(compression ratio)가 증가되어야 하는 것으로 알려져 있다.
펌프의 회전 속도는, 진공 펌프의 배기 과정 내의 별개의 연속적인 단계들 중에 펌프의 작동을 정의함으로써 매우 중요한 역할을 한다. 시장에서 구할 수 있는 펌프의 내부 압축비(예를 들어, 대략 2 내지 20 사이의 크기)인 경우, 흡입 단부에서 압력이 대기압과 대략 100 mbar 사이일 때, 즉 강한 질량 유량(mass flow rate)으로 작동중에, 1차 펌핑 단계에서 필요한 전력은 펌프의 회전 속도가 감소될 수 없다면 매우 높을 것이다. 통상적인 해법은, 타입 압력, 최대 전류, 한계 토크, 온도, 등의 상이한 기준들에 따라 속도의 감소 또는 증가를 가능하게 만들며 결과적으로 전력의 감소 또는 증가를 가능하게 만드는 가변 속도 구동장치를 사용하는 것이다. 그러나, 감소된 회전 속도로 작동하는 기간 중에, 고압에서 회전 속도에 비례하는 유량이 감소하게 된다. 가변 속도 구동장치에 의한 속도 변화는 추가적인 비용과 더 커진 부피를 수반한다. 다른 통상적인 해법은, 루츠(Roots) 또는 클로(claw) 타입의 다단 진공 펌프들에서, 어떤 단계들에 바이패스 타입의 밸브들을 사용하거나, 또는 스크류 타입의 건식 진공 펌프에서 스크류를 따라 어떤 잘 정의된 장소들에 바이패스 타입의 밸브들을 사용하는 것이다. 이 해법은 많은 부품들을 요구하며 신뢰성에 문제점이 있다.
최종 진공을 향상시키며 유량을 증가시키는 것을 목적으로 하는 펌핑 시스템에 관련된 현재의 기술 상태는, 주된 건식 펌프들로부터 상류에 배치된 루츠 타입의 가압 펌프(booster pump)를 포함한다. 이 유형의 시스템들은 부피가 크며, 신뢰성의 문제점을 나타내는 바이패스 밸브들로 작동되거나 또는 측정, 제어, 조절 또는 서보-제어 수단을 채용함으로써 작동된다. 그러나, 이러한 제어, 조절 또는 서보-제어 수단은 능동적으로 제어되어야 하며, 이는 필연적으로 시스템의 부품들의 수, 복잡성과 비용의 증가를 초래한다.
본 발명은, 스크류 타입의 하나의 건식 진공 펌프가 진공 챔버 내에 발생시킬 수 있는 것보다, 더 양호한 진공(0.0001 mbar 수준)이 얻어지는 것을 가능하게 하는 목적을 가진다.
또한, 본 발명은, 진공 챔버 내에 진공을 달성하기 위해 펌핑 중에 스크류 타입의 하나의 건식 진공 펌프의 도움으로 얻을 수 있는 것보다, 낮은 압력에서 더 빠른 배출 또는 배기 속도를 얻는 목적을 가진다.
마찬가지로, 본 발명은, 진공 챔버의 배기와 진공의 유지를 위해 필요한 전기적 에너지의 감소를 가능하게 할 뿐만 아니라 배출 가스의 온도의 감소를 달성하기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 목적들은 진공을 발생시키기 위한 펌핑 시스템의 도움으로 달성되며, 상기 펌핑 시스템은 메인 진공 펌프를 포함하고, 상기 메인 진공 펌프는, 진공 챔버에 연결된 가스 흡입구와, 펌핑 시스템 밖의 가스 배기구(gas exhaust outlet)의 방향으로 가스 배기 관로로 이어지는 가스 배출구(gas discharge outlet)를 가진 건식 스크류 펌프이다. 상기 펌핑 시스템은,
- 상기 가스 배출구와 가스 배기구 사이에 배치된 역류 방지 밸브(non-return valve), 및
- 상기 역류 방지 밸브에 병렬로 연결된 보조 진공 펌프를 더 포함한다.
상기 보조 진공 펌프는, 건식 스크류 펌프, 클로 펌프(claw pump), 다단 루츠 펌프(multi-stage Roots pump), 다이어프램 펌프, 건식 로터리 베인 펌프(dry rotary vane pump), 윤활식 로터리 베인 펌프의 타입일 수 있다.
본 발명은 마찬가지로 주제로서 이전에 정의된 것과 같은 펌핑 시스템에 의한 펌핑 방법을 가진다. 이 펌핑 방법은,
- 상기 진공 챔버 내에 담긴 가스들을 펌핑하고 이 가스들을 그것의 가스 배출구를 통해 배출하기 위해, 상기 메인 진공 펌프가 시동되는 단계;
- 동시에 상기 보조 진공 펌프가 시동되는 단계;
- 상기 메인 진공 펌프가 상기 진공 챔버 내에 담긴 가스들을 펌핑하는 동안 줄곧 및/또는 상기 메인 진공 펌프가 상기 진공 챔버 내에 규정된 압력을 유지하는 동안 줄곧, 상기 보조 진공 펌프가 펌핑을 계속하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 방법에서, 상기 보조 진공 펌프는, 건식 스크류 타입의 상기 메인 진공 펌프가 진공 챔버를 배기하는 동안 줄곧, 그리고 상기 메인 건식 스크류 진공 펌프가 그것의 배출 단부를 통해 가스들을 배기함으로써 상기 진공 챔버 내에 규정된 압력(예를 들어 최종 진공)을 유지하는 동안 줄곧, 계속적으로 작동된다.
본 발명에 따른 방법의 덕분에, 특정한 측정 또는 장치들(예를 들어, 압력, 온도, 전류, 등을 위한 센서들)을 요구하지 않고, 또한 서보-제어와 데이터 관리도 없으며, 계산도 없이, 건식 스크류 타입의 메인 진공 펌프와 보조 진공 펌프의 결합이 이루어질 수 있다. 그 결과, 본 발명에 따른 펌핑 방법을 실행하기에 적합한 펌핑 시스템은 단지 최소한의 구성요소들을 포함하고, 매우 간단하며 기존의 시스템들과 비교하여 상당히 적은 비용이 든다.
본 발명에 따른 방법의 덕분에, 건식 스크류 타입의 상기 메인 진공 펌프는 전력망(power grid)의 하나의 일정한 속도로, 또는 그 자신의 작동 모드에 따라 가변 속도로 돌려서 작동할 수 있다. 결과적으로, 본 발명에 따른 펌핑 방법을 실행하기에 적합한 펌핑 시스템의 복잡성과 비용이 더욱 감소될 수 있다.
본래, 상기 펌핑 시스템에 통합된 상기 보조 펌프는 본 발명의 펌핑 방법에 따라 손상 없이 항상 작동할 수 있다. 그것의 크기는 장치의 작동을 위한 에너지 소비를 최소화하도록 정해진다. 상기 보조 펌프의 공칭 유량(nomonal flow rate)은 상기 메인 건식 스크류 진공 펌프와 역류 방지 밸브 사이의 배기 관로의 부피에 따라 선택된다. 이 유량은 유리하게는 상기 메인 건식 스크류 진공 펌프의 공칭 유량의 1/500 내지 1/20일 수 있으나, 이 값들보다 더 작거나 더 클 수도 있으며, 특히, 상기 메인 진공 펌프의 공칭 유량의 1/500 내지 1/10 또는 1/500 내지 1/5일 수 있다.
상기 역류 방지 밸브는, 상기 메인 건식 스크류 진공 펌프로부터 하류의 관로 내에 비치되며, 표준적인 상업적으로 이용 가능한 요소일 수 있다. 이것은 상기 메인 건식 스크류 진공 펌프의 공칭 유량에 따라 크기가 정해진다. 특히, 상기 역류 방지 밸브는, 상기 메인 건식 스크류 진공 펌프의 흡입 단부에서의 압력이 절대값으로 500 mbar와 최종 진공(예를 들어, 100 mbar) 사이일 때 폐쇄되는 것으로 예견된다.
또 다른 변형에 따르면, 상기 보조 펌프는 반도체 산업에 보통 사용되는 물질들 및 가스들에 대해 높은 화학적 저항성을 가질 수 있다.
상기 보조 펌프는 바람직하게는 작은 크기이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 펌핑 시스템을 채용하는 펌핑 방법에 따르면, 상기 보조 진공 펌프는 상기 메인 진공 펌프의 가스 배출구와 역류 방지 밸브 사이의 부피를 항상 펌핑한다.
본 발명의 방법의 또 다른 변형에 따르면, 특정한 요구를 실행하기 위해, 상기 보조 진공 펌프의 작동은 "전부 또는 무(all or nothing)"의 방식으로 제어된다. 이 제어는 하나 이상의 파라미터들을 측정하고 상기 보조 진공 펌프를 작동시키거나 또는 정지시키기 위해 어떤 법칙을 따르는 것이다. 이 파라미터들은 적합한 센서들에 의해 제공되며, 예를 들어 상기 메인 건식 스크류 진공 펌프의 모터의 전류, 그것의 배출 단부에서의, 즉, 상기 배기 관로 내의 역류 방지 밸브로부터 상류의 공간 내에서의 가스들의 온도 또는 압력, 또는 이 파라미터들의 조합이다.
상기 보조 진공 펌프의 크기는 그 모터의 에너지 소비를 최소화하는 것을 목적으로 한다. 그것의 공칭 유량은 상기 메인 건식 스크류 진공 펌프의 유량에 따라 선택되며, 또한 상기 가스 배기 관로가 상기 메인 진공펌프와 상기 역류 방지 밸브(6) 사이에 한정한 부피를 고려한다. 이 유량은 상기 메인 건식 스크류 진공 펌프의 공칭 유량의 1/500 내지 1/20일 수 있으나, 이 값들보다 더 작거나 더 클 수도 있다.
상기 챔버의 배기 사이클로부터 시작할 때, 압력은 높으며, 예를 들어 대기압과 동일하다. 상기 메인 건식 스크류 진공 펌프 내에서의 압축을 고려하면, 그 출구에서 배출되는 가스들의 압력은 대기압보다 더 높거나 (상기 메인 펌프의 출구에서 가스들이 직접 대기중으로 배출되는 경우) 또는 하류에 연결된 다른 장치의 입구에서의 압력보다 더 높다. 이는 상기 역류 방지 밸브의 개방을 초래한다.
상기 역류 방지 밸브가 개방되었을 때, 상기 보조 진공 펌프의 동작은 그 흡입 단부에서의 압력이 거의 그 배출 단부의 압력과 동일하기 때문에 매우 약한 것으로 느껴진다. 다른 한편으로, (상기 챔버 내의 압력이 그동안 떨어지기 때문에)상기 역류 방지 밸브가 어떤 압력에서 폐쇄되었을 때, 상기 보조 진공 펌프의 동작은 상기 진공 챔버와 상기 밸브로부터 상류의 배기 관로 사이의 압력의 차이를 점진적으로 감소시킨다. 상기 메인 건식 스크류 진공 펌프의 출구의 압력이 상기 보조 진공 펌프의 입구의 압력으로 되며, 보조 진공 펌프의 출구의 압력은 항상 상기 역류 방지 밸브 이후의 관로 내의 압력이 된다. 상기 보조 진공 펌프가 펌핑할수록, 폐쇄된 역류 방지 밸브에 의해 한정된 공간 내에서 상기 메인 건식 스크류 진공 펌프의 출구의 압력은 더 떨어지고, 결과적으로 상기 챔버와 상기 메인 건식 스크류 진공 펌프의 출구 사이의 압력의 차이는 감소한다.
약간의 차이는 상기 메인 건식 스크류 진공 펌프 내의 내부 누설을 감소시키며, 상기 챔버 내의 압력의 감소를 초래하고, 이는 최종 진공을 향상시킨다. 추가적으로, 상기 메인 건식 스크류 진공 펌프는 압축을 위한 에너지를 점점 더 적게 소비하며, 압축열을 점점 더 적게 발생시킨다.
다른 한편으로, 상기 메인 건식 스크류 진공 펌프의 가스 배출구와 역류 방지 밸브 사이의 공간을 감소시키도록 추구하는 기계적 개념의 연구는 압력을 더욱 빠르게 낮출 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다는 것은 분명하다.
본 발명의 특징들과 이점들은, 첨부된 도면들을 참조하면서, 도면을 통해 비제한적인 방식으로 주어진 예시적인 실시예들에 대한 설명의 맥락에서 더욱 상세하게 나타날 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 펌핑 방법을 실행하기에 적합한 펌핑 시스템을 도식적인 방식으로 나타내며;
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 펌핑 방법을 실행하기에 적합한 펌핑 시스템을 도식적인 방식으로 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 펌핑 방법을 실행하기에 적합한 펌핑 시스템을 도식적인 방식으로 나타낸다.
상기 펌핑 시스템(SP)은 챔버(1)를 포함하며, 이는 건식 스크류 펌프(3)로 구성된 메인 진공 펌프의 흡입 단부(2)에 연결된다. 메인 건식 스크류 진공 펌프(3)의 가스 배출구는 배기 관로(5)에 연결된다. 역류 방지 배출 밸브(non-return discharge valve)(6)는 배기 관로(5) 내에 위치하며, 상기 배기 관로(5)는 이 역류 방지 밸브 후에 가스 배출 관로(8)로 계속 이어진다. 상기 역류 방지 밸브(6)는, 닫혔을 때, 메인 진공 펌프(3)의 가스 배출구와 역류 방지 밸브 사이에 담긴 부피(4)의 형성을 허용한다.
상기 펌핑 시스템(SP)은 또한 상기 역류 방지 밸브(6)에 병렬로 연결된 보조 진공 펌프(7)를 포함한다. 상기 보조 진공 펌프의 흡입 단부는 상기 배기 관로(5)의 공간(4)에 연결되며 배출 단부는 상기 관로(8)에 연결된다.
이미 메인 건식 스크류 진공 펌프(3)가 작동하므로 상기 보조 진공 펌프(7)는 스스로 작동된다. 상기 메인 건식 스크류 진공 펌프(3)는 그 입구에 연결된 관로(2)를 통해 상기 챔버(1) 내의 가스를 흡입하여 압축하고 그 다음으로 상기 배기 관로(5) 내의 출구에서 상기 역류 방지 밸브(6)를 통해 배출한다. 상기 역류 방지 밸브(6)에 대한 폐쇄 압력에 도달하였을 때, 역류 방지 밸브는 닫힌다. 이 시점으로부터 시작하는 상기 보조 진공 펌프(7)의 펌핑은 공간(4) 내의 압력이 점진적으로 압력 한계 값으로 낮아지도록 만든다. 동시에, 상기 메인 건식 스크류 진공 펌프(3)에 의해 소비되는 전력은 점진적으로 감소한다. 이는, 짧은 기간 동안에, 예를 들어 5 내지 10초 내의 어떤 사이클 동안에 일어난다.
상기 메인 건식 스크류 진공 펌프(3)의 유량과 상기 챔버(1)의 부피에 따른 상기 보조 진공 펌프(7)의 유량과 상기 역류 방지 밸브(6)의 폐쇄 압력의 정확한 조절로서, 상기 역류 방지 밸브(6)의 폐쇄 전에 배기 사이클의 지속 기간에 관련된 시간을 감소시키는 것이 가능하며, 이에 따라 펌핑에 영향을 미치지 않고 상기 보조 펌프(7)의 작동 시간 동안 소비되는 에너지의 양을 감소시킨다. 다른 한편으로, 단순함의 이점은 상기 시스템에 탁월한 신뢰성을 준다.
첫째 가능성에 따르면, 상기 보조 진공 펌프(7) 자체는 건식 스크류 펌프이다. 따라서, 상기 메인 펌프와 보조 펌프는 동일한 타입이며, 이는 작동과 취급을 단순하게 한다. 또한, 이러한 펌프들의 조합은 상기 펌핑 시스템(SP)이 오직 건식 스크류 펌프가 사용될 수 있는 모든 적용예에 사용될 수 있도록 한다.
또한, 다른 가능성에 따르면, 상기 보조 진공 펌프(7)는 클로 펌프, 다단 루츠 펌프, 다이어프램 펌프, 건식 로터리 베인 펌프 또는 윤활식 로터리 베인 펌프이다. 이러한 펌프들의 모든 조합은 개개의 펌프들의 각 타입의 특정한 특성들과 연결된 이점들을 가진다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 펌핑 방법을 실행하기에 적합한 펌핑 시스템(SPP)을 도식적인 방식으로 나타낸다.
도 1에 도시된 시스템과 관련하여, 도 2에 도시된 시스템은 제어된 펌핑 시스템(SSP)을 나타내며, 적합한 센서들(11, 12, 13)을 더 포함한다. 상기 센서들(11, 12, 13)은, 메인 건식 스크류 진공 펌프(3)의 모터의 전류(센서(11))를 점검하거나, 또는 역류 방지 밸브(6)에 의해 제한되는, 메인 건식 스크류 진공 펌프의 출구 관로의 공간 내의 가스의 압력(센서(13))을 점검하거나, 또는 역류 방지 밸브(6)에 의해 제한되는, 메인 건식 스크류 진공 펌프의 출구에서 출구 관로의 공간 내의 가스의 온도 압력 가스의 온도(센서(12))를 점검하거나, 또는 이 파라미터들의 조합을 점검한다. 실제로, 상기 메인 건식 스크류 진공 펌프(3)가 상기 진공 챔버(1)의 가스를 펌핑하기 시작할 때, 모터의 전류, 출구 관로(4)의 공간 내의 가스의 온도 및 압력과 같은 파라미터들은, 변하기 시작하고 상기 센서들에 의해 검출된 임계값들(threshold values)에 도달한다. 이는, 시간적 지체(time lag) 후에, 상기 보조 진공 펌프(7)의 시동을 초래한다. 이 파라미터들이 초기 범위들로(설정된 값들의 밖으로) 되돌아갔을 때, 시간적 지체를 가지고 상기 보조 진공 펌프는 정지된다.
도 2의 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 상기 보조 진공 펌프는, 도 1의 본 발명의 제1 실시예에서와 같이, 건식 스크류, 클로, 다단 루츠, 다이어프램, 건식 로터리 베인 또는 윤활식 로터리 베인 타입일 수 있다.
비록 다양한 실시예들이 설명되었다 할지라도, 모든 가능한 실시예들을 철저히 확인하는 것은 가능하지 않다는 것을 이해할 것이다. 물론, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 설명된 수단들을 동등한 수단들로 교체하는 것은 예상될 수 있다. 이러한 모든 변형들은 진공 기술 분야의 기술자의 통상의 지식의 부분을 형성한다.

Claims (18)

  1. 진공 챔버(1)에 연결된 가스 흡입구(2)와, 펌핑 시스템 밖의 가스 배기구(gas exhaust outlet)(8)의 방향으로 가스 배기 관로(5)로 이어지는 가스 배출구(gas discharge outlet)(4)를 가진 건식 스크류 펌프(3)인 메인 진공 펌프를 포함하는, 진공을 발생시키기 위한 펌핑 시스템(SP)으로서,
    상기 펌핑 시스템은,
    - 상기 가스 배출구(4)와 가스 배기구(8) 사이에 배치된 역류 방지 밸브(non-return valve)(6), 및
    - 상기 역류 방지 밸브에 병렬로 연결된 보조 진공 펌프(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보조 진공 펌프(7)는 건식 스크류 펌프, 클로 펌프(claw pump), 다단 루츠 펌프(multi-stage Roots pump), 다이어프램 펌프, 건식 로터리 베인 펌프(dry rotary vane pump) 및 윤활식 로터리 베인 펌프 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  3. 제 1항과 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 진공 펌프(7)는 건식 스크류 펌프인 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  4. 제 1항과 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 진공 펌프(7)는 클로 펌프(claw pump)인 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  5. 제 1항과 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 진공 펌프(7)는 다단 루츠 펌프(multi-stage Roots pump)인 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  6. 제 1항과 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 진공 펌프(7)는 다이어프램 펌프(diaphragm pump)인 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  7. 제 1항과 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 진공 펌프(7)는 건식 로터리 베인 펌프(dry rotary vane pump)인 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  8. 제 1항과 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 진공 펌프(7)는 윤활식 로터리 베인 펌프(lubricated rotary vane pump)인 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  9. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 진공 펌프(7)는, 상기 메인 진공 펌프(3)가 상기 진공 챔버(1) 내에 담긴 가스들을 펌핑하는 동안 줄곧 및/또는 상기 메인 진공 펌프(3)가 상기 진공 챔버(1) 내에 규정된 압력을 유지하는 동안 줄곧, 펌핑할 수 있도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  10. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 진공 펌프(7)는 상기 역류 방지 밸브(6)로부터 하류에서 상기 가스 배기 관로(5)에 연결되는 배출 단부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  11. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 진공 펌프(7)의 공칭 유량(nominal flow rate)은 상기 가스 배기 관로(5)가 상기 메인 진공펌프(3)와 상기 역류 방지 밸브(6) 사이에 한정한 부피에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  12. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 진공 펌프(7)의 공칭 유량은 상기 메인 진공 펌프(3)의 공칭 유량의 1/500 내지 1/20인 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  13. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 진공 펌프(7)는 일단(single-staged) 또는 다단(multi-staged)인 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  14. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 역류 방지 밸브(6)는 상기 메인 진공 펌프(3)의 흡입 단부에서의 압력이 절대값으로 500 mbar보다 작을 때 폐쇄되도록 구성된 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  15. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 진공 펌프(7)는 반도체 산업에 보통 사용되는 물질들 및 가스들에 대해 높은 화학적 저항성을 가진 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 펌핑 시스템.
  16. 전기한 항들 중 어느 한 항에 따른 펌핑 시스템(SP)에 의한 펌핑 방법으로서,
    - 상기 진공 챔버(1) 내에 담긴 가스들을 펌핑하고 이 가스들을 그것의 가스 배출구(4)를 통해 배출하기 위해, 상기 메인 진공 펌프(3)가 시동되는 단계;
    - 동시에 상기 보조 진공 펌프(7)가 시동되는 단계; 및
    - 상기 메인 진공 펌프(3)가 상기 진공 챔버(1) 내에 담긴 가스들을 펌핑하는 동안 줄곧 및/또는 상기 메인 진공 펌프(3)가 상기 진공 챔버(1) 내에 규정된 압력을 유지하는 동안 줄곧, 상기 보조 진공 펌프(7)가 펌핑을 계속하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 펌핑 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 보조 진공 펌프(7)는 상기 메인 진공 펌프(3)의 공칭 유량의 1/500 내지 1/20 정도의 유량으로 펌핑하는 것을 특징으로 하는, 펌핑 방법.
  18. 제 16항과 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 역류 방지 밸브(6)는 상기 메인 진공 펌프(3)의 흡입 단부에서의 압력이 절대값으로 500 mbar보다 작을 때 폐쇄되는 것을 특징으로 하는, 펌핑 방법.
KR1020177011372A 2014-09-26 2014-09-26 진공-발생 펌핑 시스템 및 이 펌핑 시스템을 사용한 펌핑 방법 KR20170063839A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020217025124A KR20210102478A (ko) 2014-09-26 2014-09-26 진공-발생 펌핑 시스템 및 이 펌핑 시스템을 사용한 펌핑 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2014/070691 WO2016045753A1 (fr) 2014-09-26 2014-09-26 Système de pompage pour générer un vide et procédé de pompage au moyen de ce système de pompage

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217025124A Division KR20210102478A (ko) 2014-09-26 2014-09-26 진공-발생 펌핑 시스템 및 이 펌핑 시스템을 사용한 펌핑 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170063839A true KR20170063839A (ko) 2017-06-08

Family

ID=51627293

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177011372A KR20170063839A (ko) 2014-09-26 2014-09-26 진공-발생 펌핑 시스템 및 이 펌핑 시스템을 사용한 펌핑 방법
KR1020217025124A KR20210102478A (ko) 2014-09-26 2014-09-26 진공-발생 펌핑 시스템 및 이 펌핑 시스템을 사용한 펌핑 방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217025124A KR20210102478A (ko) 2014-09-26 2014-09-26 진공-발생 펌핑 시스템 및 이 펌핑 시스템을 사용한 펌핑 방법

Country Status (15)

Country Link
US (1) US20170298935A1 (ko)
EP (1) EP3198148B1 (ko)
JP (1) JP2017531125A (ko)
KR (2) KR20170063839A (ko)
CN (1) CN107002680A (ko)
AU (1) AU2014406724B2 (ko)
BR (1) BR112017005927B1 (ko)
CA (1) CA2961977A1 (ko)
DK (1) DK3198148T3 (ko)
ES (1) ES2780873T3 (ko)
PL (1) PL3198148T3 (ko)
PT (1) PT3198148T (ko)
RU (1) RU2670640C9 (ko)
TW (1) TWI725943B (ko)
WO (1) WO2016045753A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201800021148A1 (it) * 2018-12-27 2020-06-27 D V P Vacuum Tech S P A Pompa ausiliaria volumetrica per la generazione del vuoto.
BE1027005B9 (nl) 2019-01-30 2020-10-19 Atlas Copco Airpower Nv Werkwijze voor de sturing van een compressor naar een onbelaste toestand
FR3094762B1 (fr) 2019-04-05 2021-04-09 Pfeiffer Vacuum Pompe à vide de type sèche et installation de pompage
GB2592573A (en) * 2019-12-19 2021-09-08 Leybold France S A S Lubricant-sealed vacuum pump, lubricant filter and method.

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8816875U1 (ko) * 1987-12-21 1991-04-11 Werner Rietschle Maschinen- Und Apparatebau Gmbh, 7860 Schopfheim, De
DE3842886A1 (de) * 1987-12-21 1989-07-06 Rietschle Masch App Vakuumpumpstand
FR2647853A1 (fr) * 1989-06-05 1990-12-07 Cit Alcatel Pompe primaire seche a deux etages
JP3723987B2 (ja) * 1992-09-03 2005-12-07 松下電器産業株式会社 真空排気装置及び方法
FR2822200B1 (fr) * 2001-03-19 2003-09-26 Cit Alcatel Systeme de pompage pour gaz a faible conductivite thermique
DE10131516B4 (de) * 2001-07-02 2004-05-06 Boehringer Ingelheim Pharma Gmbh & Co. Kg Steuereinheit zur Flussregulierung
JP4045362B2 (ja) * 2001-09-06 2008-02-13 株式会社アルバック 多段式容積移送型ドライ真空ポンプ
KR100876318B1 (ko) 2001-09-06 2008-12-31 가부시키가이샤 아루박 진공배기장치 및 진공배기장치의 운전방법
JP3992176B2 (ja) 2001-10-26 2007-10-17 株式会社アルバック 真空排気方法および真空排気装置
US6589023B2 (en) * 2001-10-09 2003-07-08 Applied Materials, Inc. Device and method for reducing vacuum pump energy consumption
JP4365059B2 (ja) * 2001-10-31 2009-11-18 株式会社アルバック 真空排気装置の運転方法
JP4745779B2 (ja) * 2005-10-03 2011-08-10 神港精機株式会社 真空装置
JP5438279B2 (ja) * 2008-03-24 2014-03-12 アネスト岩田株式会社 多段真空ポンプ及びその運転方法
TWI467092B (zh) * 2008-09-10 2015-01-01 Ulvac Inc 真空排氣裝置
FR2952683B1 (fr) * 2009-11-18 2011-11-04 Alcatel Lucent Procede et dispositif de pompage a consommation d'energie reduite
GB201007814D0 (en) * 2010-05-11 2010-06-23 Edwards Ltd Vacuum pumping system
FR2993614B1 (fr) * 2012-07-19 2018-06-15 Pfeiffer Vacuum Procede et dispositif de pompage d'une chambre de procedes
GB2509182A (en) * 2012-12-21 2014-06-25 Xerex Ab Vacuum ejector with multi-nozzle drive stage and booster

Also Published As

Publication number Publication date
RU2670640C1 (ru) 2018-10-24
AU2014406724A1 (en) 2017-04-13
TW201623801A (zh) 2016-07-01
RU2670640C9 (ru) 2018-12-04
CA2961977A1 (fr) 2016-03-31
WO2016045753A1 (fr) 2016-03-31
EP3198148A1 (fr) 2017-08-02
KR20210102478A (ko) 2021-08-19
CN107002680A (zh) 2017-08-01
PL3198148T3 (pl) 2020-08-10
EP3198148B1 (fr) 2020-02-26
JP2017531125A (ja) 2017-10-19
TWI725943B (zh) 2021-05-01
US20170298935A1 (en) 2017-10-19
DK3198148T3 (da) 2020-04-06
AU2014406724B2 (en) 2019-09-19
BR112017005927A2 (pt) 2017-12-19
BR112017005927B1 (pt) 2022-07-12
ES2780873T3 (es) 2020-08-27
PT3198148T (pt) 2020-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102330815B1 (ko) 진공을 발생시키기 위한 펌핑 시스템 및 이 펌핑 시스템에 의한 펌핑 방법
US11725662B2 (en) Method of pumping in a system of vacuum pumps and system of vacuum pumps
KR20170063839A (ko) 진공-발생 펌핑 시스템 및 이 펌핑 시스템을 사용한 펌핑 방법
RU2666379C2 (ru) Способ откачки в насосной системе и система вакуумных насосов
KR102190221B1 (ko) 진공 펌프 시스템 및 진공 펌프 시스템에서의 펌핑 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination