고진공 펌프 조사

소개글

고진공상태를 만드는 펌프들을 조사하였습니다. 구조 및 원리, 사용방법등을 진공의 기초 책을 중심으로 참고하여 작성하였습니다.

목차

1. 터보분자펌프(turbomolecular pump)
1) 구조 및 원리
2) 동작 방법
⑴ 상용적 연결 사용법
⑵ 단순연결 사용법

2. 분자드레그펌프(molecular drag pump)

3. 크라이오펌프(cryogenic pump)
1) 구조 및 원리
2) 사용 방법

4. 오일 확산 펌프
1) 구성
2) 동작방법

본문내용

1. 터보분자펌프(turbomolecular pump)
단순히 터보펌프(turbo pump)라고 부르기도 한다. 1958년 Becker에 의해 고안되었고, 많은 진공회사들이 이를 제작하고 있다(Becker 1958). 특징으로는, 우선 가격 면에서 같은 용량의 확산펌프에 비해 상당히 비싸다. ~ 영역에서 사용 가능하며 확산펌프에서처럼 오일을 사용하지 않기 때문에 매우 깨끗하다. 회전축에 있는 베어링(bearing unit)에 약간의 윤활제를 사용하고 있으나 큰 문제는 안 된다.
요즘은 자기부상의 원리 (magnetic levitation)로 마찰력을 줄여 아예 윤활유도 사용하지 않는 경우도 있고 ceramic ball을 사용하여 기름의 사용을 최소화하는 경우도 있다. 질량이 큰 탄화수소(hydrocarbon)에 대한 압축비(compression ratio)가 크기 때문에 보조펌프(backing pump)로부터 오일이 역류할 확률이 극히 작다. 다른 고진공펌프에 비해 작동의 시작 및 종료의 과정이 단순하고 시간도 적게 걸린다(10분 이내). 배기속도가 수백 l/sec로 비교적 용량이 큰데 배기속도는 펌프의 회전속도에 비례하며 이 속도를 조절할 수 있도록 되어 있는 모델도 있다.

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재생과정
㉠ 주 밸브(high vacuum valve)를 잠그고 compressor 작동을 중지한다.
㉡ 건조질소(dry gas)를 집어넣어 펌프를 청소한다(purge). 또는 데워진 질소 개스를 사용할 수도 있다(약 120℃까지). 실온 또는 데워진 질소가 차가운 펌프 내부를 데움에 따라 표면으로부터 떨어져 나오는 각종 기체는 질소에 섞여 pressure relief valve(안전 valve)를 통하여 바깥으로 배기된다. 이 때 배출은 fumehood등을 사용하여 유독개스 등에 조심하도록 하며 또한 이온 게이지(ion gauge)등이 켜져 있으면 갑자기 방출되는 많은 개스를 폭발시킬 염려가 있으니 조심해야 한다(예, 수소와 산소의 혼합기체).

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이러한 증기 유출은 펌프의 벽을 향해 이루어지며, 이 벽은 전형적으로 냉각수에 의해서 냉각된다. 증기가 냉각된 벽에 부딫칠 때, 응축되어 유체가 된다. 그리고 나서 이 유체는 펌프 보일러 아래로 흐른다.
크고, 무거운 고속 오일 증기분자들이 기체분자들과 부딪칠 때, 기체의 실질적인 배기가 이루어진다. 기체 분자들은 아래로 부딪치고 증기 제트 흐름의 움직임에 의해 압축된다.
기체 분자들은 그것에 의해서 높은 압력으로 몇 단계 압축되며, 마침내 기계적 펌프에 의해 포라인을 통하여 밖으로 배출된다.

참고 자료

없음