KR100592161B1 - 진공 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 펌프 챔버(7,8,23 내지 26) 및 상기 펌프 챔버에 인접한 적어도 하나의 챔버(3,5,27)를 포함하는 진공펌프에 관한 것이다. 상기 진공펌프는 인접챔버내로 가스가 펌핑됨으로 인한 손상을 방지하기 위한 가스 밸러스트 장치를 갖추고 있으며, 밸러스트 가스는 펌프 챔버에 인접한 챔버를 경유하여 분배된다.

Description

진공 펌프 {VACUUM PUMP}

기술분야
본 발명은 적어도 하나의 펌프 챔버 및 상기 펌프 챔버에 인접한 모터, 구동장치, 기어, 크랭크축 등을 위한 적어도 하나의 챔버를 갖춘 진공펌프에 관한 것이다.

배경기술
다수의 산업분야에서, 진공펌프들은 에칭 가스 및/또는 유독가스를 펌핑해야 할 필요가 있다. 이들 가스는 펌프 챔버에 인접한 상기 챔버들로 진입할 가능성이 있다. 따라서, 상기 챔버들은 일반적으로 밀봉제[샤프트 밀봉제, 래비린드 박스(labyrinth boxes) 등]에 의해 상기 펌프 챔버와 분리되어야 한다. 에칭가스는 상기 챔버들의 부식 또는 마모를 유발하여 베어링의 마모를 쉽게 하거나 챔버내의 다른 부품들을 손상시키게 한다. 게다가, 에칭가스 또는 유독가스는 펌프 챔버에 인접한 챔버들을 통하여 대기로 누출될 수도 있다. 반도체 산업에 있어서, 건식 진공펌프, 즉 적어도 펌프 챔버에는 오일이 필요없는 진공펌프에 대한 필요성이 더욱 증대되고 있다. 그 이유는 진공펌프가 연결되어 있는 진공 챔버 내부에서 수행되는 공정들이 탄화수소와의 간섭에 대해 보호되어야 하기 때문이다. 진공 펌프에 의해 펌핑되는, 반도체 산업에서 사용되거나 발생되는 가스들은 종종 대기압으로 압축되는 동안에 고체를 생성하는 특성을 갖는데, 이러한 고체상태의 침전물도 또한 펌프 챔버에 인접한 챔버에 유해하다.

발명의 상세한 설명
본 발명의 목적은 전술한 형태, 즉 펌프 챔버에 인접한 챔버들의 손상 위험 및 진공펌프로부터의 에칭가스 또는 유독가스의 누출 가능성을 현저히 줄일 수 있는 진공펌프를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 본 발명에 따라 가스 밸러스트 장치(gas ballast device)를 진공펌프에 제공하고 밸러스트 가스를 펌프 챔버에 인접한 챔버들에 공급함으로써 해결된다. 본 발명에 따른 진공펌프는 외부 가스 밸러스트 장치 또는 퍼지 가스(purge gas) 입구, 및 펌프 챔버의 케이스에 직접 장착되는 가스 입구를 가진다. 외부 가스 입구와 가스 입구 사이에는 펌프 챔버에 인접한 정화될 필요가 있는 하나 이상의 챔버들이 위치되어 있다. 전술한 바와 같은 펌프에 있어서, 가스 밸러스트 장치의 입구를 통해 진입한 가스는 펌프 챔버에 인접한 챔버(들)를 정화하는 효과를 가진다. 에칭가스 또는 유독가스가 더 이상 밀봉기능을 완전히 수행할 수 없는 밀봉제를 통해 펌프 챔버에 인접한 챔버로 진입하는 경우, 이들 가스는 손상을 끼치거나 대기로 누출되기 이전에 밸러스트 가스 또는 퍼지 가스와 함께 펌프로 펌핑된다. 본 발명의 다른 장점은 설계공학상 가스 밸러스트 장치 또는 퍼지 가스용 입구의 위치선정과 관련하여 다수의 선택가능성이 있다는 점이다. 결국, 펌프 챔버의 케이스에 있는 가스 입구는 항상 개방상태를 유지하여, 펌프 챔버에 인접한 챔버내에 낮은 압력을 형성한다. 따라서, 외부 케이스의 틈새를 통해 유독가스 또는 에칭가스가 누출될 위험이 더욱 더 감소될 수 있다.

본 발명의 또다른 장점과 세부사항들은 다음 도면에 개략적으로 도시된 실시예들을 참조하여 설명한다.

도면의 간단한 설명
도 1은 2단 회전날개를 갖는 진공펌프를 도시하며,

도 2는 4단 피스톤을 갖는 진공펌프를 도시한다.

실시예
도 1에 도시된 회전날개를 갖춘 진공펌프는 펌프 챔버 케이스(1) 및 구동모터(2)를 포함한다. 상기 펌프 챔버 케이스(1)는 외부 케이스(4)에 의해 형성된 펌프 챔버(3)내에 위치되며, 상기 외부 케이스(4)에 플랜지 연결된 모터 케이스(6)에 의해 형성된 모터 챔버(5)내에 모터가 위치된다. 펌프 챔버 케이스(1) 내부에는 회전자(9,10)를 갖는 펌프 챔버(7,8)가 위치되어 있다. 상기 회전자(9,10)는 펌프 챔버 케이스(2) 내의 다수의 베어링에 의해 지지되어 있고 밀봉되어 있는 모터축(11)에 끼워져 있다. 유입단(7,9)이 더 크며 입구(12)에 연결된다. 출구(13)는 배출단(8,10)에 연결되어 있다. 유입단(7,9)과 배출단(8,10)은 보어(14)를 통해 서로 연결되어 있다. 보어(15)는 보어(14)쪽으로 개방되어 있다. 보어(15)는 펌프 챔버(3)에 연결되어 있으며, 또한 상기 보어는 펌프 챔버에 의해 한정되어 있는 가스 밸러스트 장치 또는 퍼지 가스 입구로서 도시되어 있다. 펌프의 외부에 위치된 가스 밸러스트 장치 또는 퍼지 가스 입구는 도면부호 16으로 도시되어 있으며 밸브(17) 및 수축장치(18)를 갖추고 있다.

도 1에 도시된 실시예에서, 퍼지 가스 입구(16)는 펌프 케이스(4)에서 멀리 떨어진 모터 케이스(6) 영역에 위치되어 있다. 가스 밸러스트 장치 또는 퍼지 가스의 작동중에 밸브(17)가 개방되면, 가스는 모터 챔버(5) 및 펌프 챔버(3)을 통해 펌프 챔버 케이스에 바로 위치된 가스 입구인 보어(15)의 입구로 흐른다. 샤프트 밀봉제의 누설로 인해 펌프 챔버 또는 모터 챔버로 진입하는 가스는 배출단(8,10)으로 다시 공급된다. 필요하다면, 배플 및/또는 여러 가스 입구(16)의 포트를 제공함으로써 펌프 챔버(7,8)에 인접한 챔버의 완전한 정화를 보장하게 할 수 있다. 게다가, 예를들어, 질소와 같은 불활성 가스로 정화할 필요가 있거나 가스 밸러스트 장치를 제공해야 할 필요가 있으면, 불활성 가스 저장용기가 가스 입구(16) 포트에 연결될 수 있다.

펌프 챔버에 의해 폐쇄된 밸러스트 가스 또는 퍼지 가스 입구(16)는 펌프 챔버(3)의 방향으로 항상 개방되어 있다. 밸브(17)가 폐쇄되면, 펌프 챔버(3)과 모터 챔버(5)내에 진공이 형성된다. 그러므로, 케이스(4,6)의 누출에 의해 펌프 챔버(3) 및 모터 챔버(5)로 진입하는 가스는 외부로 누출되지 않는다. 밸브(17)가 개방되면 상기 수축장치(18)는 케이스(4,6)내에 저압이 유지될 수 있게 한다.

도 2에는 원통형 펌프 챔버(23 내지 26)을 구비한 펌프 챔버 케이스(21,22)를 갖춘 4단 건식 압축 피스톤 진공펌프가 도시되어 있다. 케이스(21,22) 사이에는 크랭크축 챔버(27)가 위치되어 있으며, 상기 챔버의 케이스는 도면부호 28로 표시되어 있다. 상기 피스톤(31 내지 34)은 차별화되어 있으며 도시된 펌프가 4개의 펌프단을 갖도록 일부분이 병렬로 연결된 8개의 펌프 챔버를 형성한다. 상기 펌프 챔버의 입구는 도면부호 35로서, 출구는 도면부호 36으로서 표시되어 있다. 독일 특허출원 제 196 34 519.7호에는 이러한 종류의 진공펌프가 설명되어 있다. 마지막 환형 펌프 챔버는 진공펌프의 마지막 단을 형성한다. 상기 펌프 챔버의 입구는 도면부호 37로, 출구는 38로 표시되어 있다.

상기 펌프의 마지막 단의 입구(37)는 라인(39)을 경유하여 크랭크축 챔버(27)에 연결된다. 상기 개구는 펌프 챔버에 의해 폐쇄된 가스 입구(41)를 형성한다. 상기 가스입구는 크랭크축 챔버(28)의 근처에 위치된다. 밸브(17)와 수축장치(18)를 갖춘 가스 밸러스트 장치 또는 퍼지 가스 입구(16)는 크랭크축 케이스(28)의 반대쪽 영역에 위치된다. 도 1과 관련하여 이미 설명한 수단을 통하여 가스 입구(16)로 흐르는 가스는 크랭크축 챔버(27)를 정화하고 그 내부를 저압으로 유지한다.

Claims (12)

1. 하나 이상의 펌프 챔버(7,8,23 내지 26) 및 가스 밸러스트 장치를 갖춘 진공펌프로서,

   상기 펌프 챔버(7,8,23 내지 26)가 펌프 챔버 케이스(1) 내에 배치되고, 상기 펌프 챔버 케이스(1)가 외부 케이스(4) 내에 배치되며,

   상기 펌프 챔버에 인접한 하나 이상의 챔버(3,5,27)를 갖춘, 진공펌프에 있어서,

   상기 가스 밸러스트 장치가 밸러스트 가스 입구(15,41)와 퍼지 가스 입구(16)를 구비하고,

   상기 밸러스트 가스 입구(15,41)는 상기 펌프 챔버에 인접하고, 상기 펌프 챔버 케이스(1)를 통과하여 펌프 챔버(7,8,23 내지 26)와 챔버(3,5,27)를 연결하는 형태이고,

   상기 퍼지 가스 입구(16)는 상기 펌프 챔버 케이스(1)로부터 멀리 떨어져 상기 펌프 챔버(7,8,23 내지 26)에 인접한 챔버(3,5,27)의 케이스(4,6)상에 배치되며, 밸브(17)를 구비하고,

   상기 펌프 챔버(7,8,23 내지 26)에 인접한 챔버(3,5,27)가 상기 밸러스트 가스 입구(15,41)와 상기 퍼지 가스 입구(16) 사이에 일부분 이상 위치된 것을 특징으로 하는 진공펌프.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 퍼지 가스 입구(16)에서 상기 밸브(17) 다음에 수축장치(18)가 설치된 것을 특징으로 하는 진공펌프.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 다수의 퍼지 가스 입구(16)가 펌프상의 여러 위치에 제공되는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 하나 이상의 퍼지 가스 입구(16)가 불활성가스 저장용기에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 진공펌프는 회전날개형 진공펌프인 것을 특징으로 하는 진공펌프.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 진공펌프는 2단 진공펌프이며, 펌프 챔버(3) 및 모터 챔버(5)를 갖고, 상기 양쪽 단(7,9 및 8,10) 사이의 연결 보어(14)를 상기 펌프 챔버(3)에 연결하는 보어(15)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 퍼지 가스 입구(16)는 모터 케이스(6)에 배열되는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
9. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 진공펌프는 다단 피스톤형 진공펌프인 것을 특징으로 하는 진공펌프.
10. 제 9 항에 있어서, 마지막 펌핑단의 입구(37)는 상기 크랭크축 챔버(27)에 연결되는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 크랭크축 챔버(27)의 라인(39)에 있는 상기 밸러스트 가스 입구(41) 및 상기 퍼지 가스 입구(16)는 크랭크축 케이스(28)의 대향된 구역에 배열되는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
12. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 진공펌프는 건식 압축형 진공펌프인 것을 특징으로 하는 진공펌프.

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