KR100795992B1

KR100795992B1 - 클라이오 펌프용 불순물 제거 장치

Info

Publication number: KR100795992B1
Application number: KR1020060115546A
Authority: KR
Inventors: 이영일
Original assignee: 주식회사 조인솔루션
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2006-11-22
Publication date: 2008-01-21

Abstract

본 발명은 클라이오 펌프와, 가스 압축기의 헬륨 리턴라인 사이에, 순수 헬륨 가스 이외의 다른 가스 성분들을 제거할 수 있는 필터를 설치하고, 그 필터의 오염상태를 육안으로 확인하여 클라이오 펌프의 오염을 방지할 수 있는 클라이오 펌프용 불순물 제거 장치에 관한 것으로서, 그 특징적인 구성은 가스 압축기에서 압축된 가스를 클라이오 펌프로 공급하는 공급라인에 설치되는 하우징과, 상기 공급라인에 하우징을 선택적으로 분리/결합하는 체결수단과, 상기 하우징의 내부에 충입된 필터와, 상기 하우징의 외측 둘레면 일측에 형성된 투시창을 포함하여 구비함에 따라, 압축기에서 압축된 가스를 클라이오 펌프로 공급하는 공급라인에 설치된 필터에 의해서 가스에 포함된 불순물이 제거되어 클라이오 펌프의 효율 저하를 방지할 수 있는 특유의 효과가 있으며, 또한 불순물을 제거하는 필터의 오염상태를 육안으로 간편하게 확인하여 필터를 적절한 시기에 교체할 수 있는 특유의 효과가 있다.

압축기, 클라이오 펌프, 필터, 활성탄, 글라스 화이버.

Description

클라이오 펌프용 불순물 제거 장치{THE IMPURITIES REMOVAL APPARATUS FOR CRYO-PUMP}

도 1은 일반적인 클라이오 펌프를 나타낸 블록 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 불순물 제거 장치를 나타낸 분해 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 불순물 제거 장치가 설치된 상태를 나타낸 블록 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 불순물 제거 장치를 나타낸 단면도.

도 5는 발명에 따른 불순물 제거 장치의 다른 실시예를 나타낸 단면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

100 : 클라이오 펌프 101 : 공급라인

200 : 압축기 300 : 하우징

310 : 필터 311 : 글라스 화이버

312 : 활성탄 360 : 체결수단

361 : 제 1 플랜지 362 : 제 2 플랜지

363 : 고정 너트 370 : 투시창

본 발명은 클라이오 펌프용 불순물 제거 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 클라이오 펌프와, 가스 압축기의 헬륨 리턴라인 사이에, 순수 헬륨 가스 이외의 다른 가스 성분들을 제거할 수 있는 필터를 설치하고, 그 필터의 오염상태를 육안으로 확인하여 클라이오 펌프의 오염을 방지할 수 있는 클라이오 펌프용 불순물 제거 장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적으로 클라이오 펌프를 나타낸 블록구성도이고, 클라이오 펌프(100)는 고 진공을 형성하기 위한 매체로써, 특정 가스(예 : 헬륨(He) 가스 등)를 사용하게 되며, 이러한 클라이오 펌프(100)의 공급라인(101)에는 해당 헬륨 가스를 클라이오 펌프(100) 측으로 압축 공급하기 위한 가스 압축기(200)가 장착되어 있다.

한편, 이 경우, 가스 압축기(200)에서 압축된 후 클라이오 펌프(100) 측으로 공급되는 헬륨 가스는 클라이오 펌프(100)를 경유한 후, 배출라인(102)을 통하여 가스 압축기(200)측으로 리턴(되돌아오는)되는 메커니즘을 취하게 되며, 이와 같이 리턴된 헬륨 가스는 가스 압축기(200)에 의해 재차 냉각·응축된 후, 클라이오 펌프(100) 측으로 재공급되는 일련의 순환 메커니즘을 취하게 된다.

이러한 일련의 시스템 운영 프로세스, 즉, 헬륨 가스 압축 절차, 클라이오 펌프 교체절차, 헬륨 가스 차지(Charge) 절차 등이 진행되면, 클라이오 펌프(100) 측으로는 다양한 성분의 가스(산소 가스, 질소 가스 등)(이하 ‘불순물’이라 한다)가 불가피하게 유입될 수밖에 없게 된다.

이 상황에서, 별도의 조치 없이, 가스 압축기(200)로부터 클라이오 펌 프(100) 측으로 응축 출력된 헬륨 가스가 클라이오 펌프(100)를 경유한 후, 가스 압축기(200) 측으로 리턴되는 메커니즘을 취하게 되면, 상기 클라이오 펌프(100)로 공급되는 헬륨 가스에는 순수 헬륨 가스 이외에 앞서 언급한 불순물이 포함된다.

상기 헬륨 가스와 함께 가스 압축기(200)에서 압축된 불순물은 가스 압축기에 의해 일정 크기의 운동 에너지를 얻어 클라이오 펌프 측으로 재차 출력된 후, 다시 냉각되어, 고체 상태로 결정화되는 불필요한 메커니즘을 취할 수밖에 없게 되며, 결국, 이러한 고체 결정들은 예컨대, 클라이오 실린더를 포함하는 클라이오 펌프의 각종 구조물에 잔류하게 된다.

이와 같이, 클라이오 펌프의 각종 구조물에 불순물에 의한 고체 결정이 잔류할 때 별도의 조치 없이, 클라이오 펌프(100)가 구동되는 경우에는 상기 불순물에 의한 고체 결정이 클라이오 실린더의 움직임을 막아 버려, 클라이오 실린더가 파손되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 불순물에 의한 고체 결정이 각종 구조물과 부딪쳐 불쾌한 소음을 일으키고, 불순물에 의한 고체 결정의 방해로 인해, 헬륨 가스가 안정적으로 순환되지 못하여 클라이오 펌프의 효율이 감소하는 등의 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 클라이오 펌프(100)의 교체 주기를 단축시키는 경우도 있으나 이때에는 클라이오 펌프를 교체하기 위한 비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 본 발명이 이 루고자하는 기술적 과제는 가스 압축기에서 압축된 후 클라이오 펌프로 공급되는 공급라인에 순수 헬륨 가스 이외의 다른 가스 성분들을 제거할 수 있는 필터를 설치하여 불순물에 의한 클라이오 펌프의 오염을 방지할 수 있는 클라이오 펌프용 불순물 제거 장치를 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 클라이오 펌프로 불순물이 공급되지 않도록 제거하는 제거장치의 사용수명을 육안으로 확인하여 교체주기를 정확하게 판단할 수 있는 클라이오 펌프용 불순물 제거 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 클라이오 펌프용 불순물 제거 장치는 가스 압축기에서 압축된 가스를 클라이오 펌프로 공급하는 공급라인에 설치되는 하우징과, 상기 공급라인에 하우징을 선택적으로 분리/결합하는 체결수단과, 상기 하우징의 내부에 충입된 필터와, 상기 하우징의 외측 둘레면 일측에 형성된 투시창을 포함하여서 된 것이다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 불순물 제거 장치를 나타낸 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 불순물 제거 장치가 설치된 상태를 나타낸 블록 구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 불순물 제거 장치를 나타낸 단면도이고, 도 5는 발명에 따른 불순물 제거 장치의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

여기에서 참조하는 바와 같이 본 발명은 압축기(200)에서 압축된 가스를 클 라이오 펌프(100)로 공급하는 공급라인(101)에 설치되는 것으로서, 상기 가스에 포함된 불순물을 제거하는 필터(310)가 충입된 하우징(300)이 마련되어 있고, 상기 하우징(300)을 공급라인(101)에 체결하는 체결수단(360)으로 크게 구분된다.

상기 하우징(300)은 필터(310)를 수용할 수 있도록 관 형상으로 형성되어 있는 것으로서, 그 내부에는 가스에 불순물을 제거할 수 있는 필터(310)가 충입되는 것이다.

상기 필터(310)는 글라스 화이버(311)와 활성탄(312)으로 이루어져 있다.

한편, 상기 글라스 화이버(311)와 활성탄(312)은 불순물을 효과적으로 제거하기 위하여 크기는 2 ~ 3 /φ로 하고, 표면적은 900 ~ 1200 m²/g로 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 필터(310)를 구성하는 글라스 화이버(311)와 활성탄(312)의 비율은 1 : 1의 비율로 충입하는 것이다.

상기 글라스 화이버(311)와 활성탄(312)의 비율이 1 : 1의 비율로 충입할 때 가스가 유입되는 도 4에 나타낸 바와 같이 하우징(300)의 입구단에 글라스 화이버(311)를 30% 충입하고, 상기 가스가 배출되는 하우징(300)의 출구단에 글라스 화이버(311)를 70% 충입하며, 상기 하우징(300)의 중앙에 활성탄(312)을 충입하는 것이다.

또는 도 5에 나타낸 바와 같이 글라스 화이버(311)와 활성탄을 1 : 1의 비율로 혼합하고 그 혼합된 필터(310)를 하우징(300)의 내부에 충입하는 것도 가능하 다.

한편, 상기 하우징(300)의 내측 양단에는 차단판(320)이 설치되어 있되, 그 차단판(320)은 하우징(300)의 내부에 충입된 필터(310)가 이탈되는 것을 방지하고, 가스는 이동시키기 위한 것으로서, 상기 필터(310) 입자의 크기보다 작은 크기의 통공(321)이 무수히 많이 형성되어 있다.

상기 하우징(300)의 입구단에는 그 하우징(300)의 내부로 공급되는 가스의 이동공간을 확장시키기 위한 확장부(330)가 형성되어 있고, 하우징(300)의 타단에는 상기 필터(310)를 통과한 후 배출되는 가스의 이동공간을 축소시키는 축소부(340)가 형성되어 있되, 상기 축소부(340)는 하우징(300)의 내부에 필터(310)를 충입 및 인출할 수 있도록 나사 결합되어 있다.

그리고, 상기 확장부(330)와 축소부(340)에는 연결관(350)이 각각 연장되게 형성되어 있고, 그 연결관(350)의 단부에는 상기 압축기(200)에서 압축된 가스를 클라이오 펌프(100)로 공급하는 공급라인(101)에 결합되는 체결수단(360)이 설치되어 있다.

상기 체결수단(360)은 확장부(330) 또는 축소부(340)의 일측에 있는 연결관(350)의 단부에 제 1 플랜지(361)가 형성되어 있고, 상기 공급라인(101)에는 상기 제 1 플랜지(361)에 대응되는 제 2 플랜지(362)가 형성되어 있으며 상기 연결관(350)에는 제 2 플랜지(362)에 나사 결합하는 고정너트(363)가 끼워져 있다.

한편, 상기 하우징(300)의 일측에는 투시공(301)이 형성되어 있고, 그 투시공(301)에는 하우징(300)에 충입된 필터(310)를 육안으로 확인할 수 있는 투명 재 질의 투시창(370)이 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 하우징(300)의 내부 일측에 차단판(320)을 설치한 후 필터(310)를 충입하고 하우징(300)의 내부 타측에 차단판(320)을 설치하는 것이고, 상기 필터(310)의 충입이 완료된 후 하우징(300)에 축소부(340)를 나사결합 하는 것이며, 하우징(300)에 충입된 필터(310)는 차단판(320)에 의해서 이탈이 방지되는 것이다.

한편, 클라이오 펌프(100)로 공급되는 가스에 포함된 불순물을 제거하기 위해서 상기 클라이오 펌프(100)로 가스를 공급하는 공급라인(101)에 형성된 제 2 플랜지(362)에 제 1 플랜지(361)를 일치되게 위치시킨 후 연결관(350)에 끼워진 고정너트(363)를 상기 제 2 플랜지(362)에 나사 결합하면, 상기 제 1 플랜지(361)와 제 2 플랜지(362)가 긴밀히 접촉되어 가스의 누출이 방지되는 것이다.

이러한 상태에서 공급라인(101)으로 가스가 공급되면, 그 가스는 연결관(350)을 통하여 유입된 후 확장부(330)에서 그 이동공간이 확장되는 것이다.

이와 같이 확장된 가스는 차단판(320)에 형성된 무수히 많은 통공(321)을 통하여 이동되는 것이고, 상기 가스는 필터(310)를 통과하는 것이며, 상기 가스가 필터(310)를 통과될 때 가스에 포함된 불순물이 제거되는 것이다.

상술한 바와 같이 필터(310)를 통과하면서 불순물이 제거된 가스는 차단판(320)에 형성된 통공(321)을 통하여 배출되는 것이고, 그 가스는 축소부(340)에서 이동경로가 축소된 후 연결관(350) 및 그 연결관(350)에 연결된 공급라인(101)을 통하여 클라이오 펌프(100)로 공급되는 것이다.

한편, 상기 하우징(300)에 충입된 필터(310)의 사용수명을 확인할 때에는 투시창(370)을 통하여 필터(310)의 오염상태를 육안으로 확인할 수 있는 것이며, 상기 필터(310)를 구성하는 글라스 화이버(311)는 초기상태는 흰색을 유지하고 가스에 포함된 불순물을 제거하면 그 불순물에 의해서 검은색으로 변화되는 것이므로, 상기 글라스 화이버(311)의 색상을 통하여 필터(310)를 적절한 시기에 교체할 수 있는 것이다.

이와 같이 본 발명은 압축기에서 압축된 가스를 클라이오 펌프로 공급하는 공급라인에 설치된 필터에 의해서 가스에 포함된 불순물이 제거되어 클라이오 펌프의 효율 저하를 방지할 수 있는 특유의 효과가 있다.

또한, 본 발명은 불순물을 제거하는 필터의 오염상태를 육안으로 간편하게 확인하여 필터를 적절한 시기에 교체할 수 있는 특유의 효과가 있다.

Claims

가스 압축기(200)에서 압축된 가스를 클라이오 펌프(100)로 공급하는 공급라인(101)에 설치되는 하우징(300)과, 상기 공급라인(101)에 하우징(300)을 선택적으로 분리/결합하는 체결수단(360)과, 상기 하우징(300)의 내부에 충입된 필터(310)와, 상기 하우징(300)의 외측 둘레면 일측에 형성된 투시창(370)을 포함함을 특징으로 하는 클라이오 펌프용 불순물 제거 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 체결수단(360)은 확장부(330) 또는 축소부(340)의 일측에 있는 연결관(350)의 단부에 설치된 제 1 플랜지(361)와, 상기 공급라인(101)의 단부에 형성된 제 2 플랜지(362)와, 상기 제 2 플랜지(362)에 나사 결합되도록 상기 연결관(350)에 끼워진 고정 너트(363)로 이루어짐을 특징으로 하는 클라이오 펌프용 불순물 제거 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 필터(310)는 글라스 화이버(311)와 활성탄(312)으로 이루어짐을 특징으로 하는 클라이오 펌프용 불순물 제거 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 글라스 화이버(311)와 활성탄(312)의 크기는 2 ~ 3 /φ이고, 표면적은 900 ~ 1200 m²/g 임을 특징으로 하는 클라이오 펌프용 불순물 제거 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 필터(310)는 글라스 화이버(311)와 활성탄(312)의 비율이 1 : 1의 비율로 충입되고, 가스가 유입되는 하우징(300)의 입구단에 글라스 화이버(311)가 30% 충입되고, 가스가 배출되는 하우징(300)의 출구단에 글라스 화이버(311)가 70% 충입되며, 상기 하우징(300)의 중앙에 활성탄(312)이 충입됨을 특징으로 하는 클라이오 펌프용 불순물 제거 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 필터(310)는 글라스 화이버(311)와 활성탄(312)의 비율이 1 : 1의 비율로 혼합됨을 특징으로 하는 클라이오 펌프용 불순물 제거 장치.