KR100306242B1 - Pump having a nitrogen purge system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배기개스가 배출되는 첵밸브에 질소 개스를 공급하는 시스템을 구비한 진공펌프에 관한 것으로서, 펌프 본체(40), 엘보우(30), 첵밸브(20)를 구비하며, 상기 펌프 본체(40)에서 배출된 배기개스가 상기 엘보우(30)와 상기 첵밸브(20)를 순차적으로 거치면서 배출되는 진공펌프(100)에 있어서, 상기 엘보우(30)에 연결되며 상기 첵밸브(20)쪽으로 질소(N2) 개스를 분사하는 질소 퍼지관(120)을 포함하며, 상기 질소 퍼지관(120)에는 질소 개스의 공급 압력을 일정하게 유지하고 질소 개스의 공급을 단속하는 질소 퍼지 시스템(130)이 연결되고, 상기 질소 퍼지 시스템(130)은 질소 개스의 공급량을 측정하는 유량계(136)와, 상기 펌프 본체(40)의 작동이 정지될 경우 질소 개스의 공급을 차단하는 차단밸브(134)와, 상기 펌프 본체(40)의 작동 중에 공급되는 질소 개스의 압력을 일정하게 유지시키는 레귤레이터(132)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a vacuum pump having a system for supplying nitrogen gas to a check valve through which an exhaust gas is discharged, comprising a pump main body (40), an elbow (30) and a check valve (20). In the vacuum pump 100 discharged while the exhaust gas discharged from 40 through the elbow 30 and the check valve 20 in sequence, it is connected to the elbow 30 and toward the check valve 20 And a nitrogen purge tube 120 for injecting nitrogen (N 2 ) gas, wherein the nitrogen purge tube 120 maintains a constant supply pressure of the nitrogen gas and regulates the supply of the nitrogen gas. Is connected, the nitrogen purge system 130 is a flow meter 136 for measuring the supply amount of nitrogen gas, the shut-off valve 134 for shutting off the supply of nitrogen gas when the operation of the pump body 40 is stopped and , Nitrogen gas supplied during operation of the pump body 40 In that it comprises a regulator 132 to maintain a constant pressure characterized.
따라서, 본 발명에 따른 질소 퍼지 시스템을 구비한 진공펌프를 이용하면, 첵밸브와 엘보우에 파우더가 쌓이지 않게 할 수 있으며, 진공펌프의 작동이 중단되더라도 첵밸브에서 역류가 발생하지 않으므로 장비의 유지 관리 비용이 절감되는 효과가 있다.Therefore, by using the vacuum pump equipped with a nitrogen purge system according to the present invention, it is possible to prevent the powder from accumulating in the check valve and the elbow, and even if the operation of the vacuum pump is stopped, the back flow does not occur in the check valve, maintenance of equipment The cost is reduced.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼 가공 장비에 사용되는 진공펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기개스가 배출되는 첵밸브에 질소 개스를 공급하는 시스템을 구비한 진공펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum pump for use in semiconductor wafer processing equipment, and more particularly to a vacuum pump having a system for supplying nitrogen gas to a check valve through which exhaust gas is discharged.
일반적으로 반도체 웨이퍼 생산 과정에서 생산성 향상을 위해서 각종 가공 장비에 진공펌프를 연결하여 개스를 방출한다. 이러한 진공펌프에서는 펌프 내부 혹은 배기 경로에서 흡입된 개스의 화학 반응에서 분진이 발생하게 되며, 이러한 분진은 펌프에서 배출된 배기 개스가 다시 펌프 내부로 역류되지 않도록 설치된 첵밸브를 거쳐 분진을 포집하는 장치인 스크루버(SCRUBBER)를 거쳐 대기중으로 방출되게 되어 있다.Generally, in order to improve productivity in semiconductor wafer production process, a vacuum pump is connected to various processing equipment to discharge gas. In such a vacuum pump, dust is generated in the chemical reaction of the gas sucked into the pump or the exhaust path, and the dust is collected through a check valve installed so that the exhaust gas discharged from the pump does not flow back into the pump. It is to be released to the atmosphere through an SCRUBBER.
도 1a 및 도 1b는 각각 종래의 진공펌프 장치의 개략도 및 그 측면도이다. 종래의 진공펌프(10)는 펌프 본체(40)와, 펌프 본체(40)에 연결된 엘보우(30), 엘보우(30) 위에 연결된 첵밸브(20), 첵밸브(40) 위에 연결된 배기관(44)으로 구성되어 있다.1A and 1B are respectively a schematic view and a side view of a conventional vacuum pump apparatus. The conventional vacuum pump 10 has a pump body 40, an elbow 30 connected to the pump body 40, a check valve 20 connected to the elbow 30, an exhaust pipe 44 connected to the check valve 40. It consists of.
이러한 구성을 한 진공펌프(10)는 도시하지 않은 가공 장비로부터 펌프 본체(40) 내로 개스(42)를 흡입하여 엘보우(30)로 배출하며, 배출된 배기개스(46)는 역류 방지용의 첵밸브(20)를 지나 배기관(44)을 통해 도시하지 않은 집진용의 스크루버로 이동한다.The vacuum pump 10 having such a configuration sucks the gas 42 into the pump body 40 from the processing equipment (not shown) and discharges it to the elbow 30. The discharged gas 46 is a check valve for preventing backflow. It passes through 20 and moves to the dust collector screw which is not shown in figure through the exhaust pipe 44. As shown in FIG.
도 2 및 도 3을 참조하여 첵밸브(20)의 작동을 상세하게 설명한다. 도 2는 도 1a에서 첵밸브와 엘보우를 확대하여 부분적으로 절단한 단면도이고, 도 4는 배기개스의 역류를 방지하는 첵밸브의 작동 상태도이다.The operation of the check valve 20 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a cross-sectional view partially showing an enlarged check valve and elbow in FIG. 1A, and FIG. 4 is an operation state diagram of the check valve for preventing backflow of the exhaust gas.
도 2에서, 첵밸브(20)는 외관을 이루는 원통형의 하우징(25), 하우징(25) 내에 이동가능하게 마련된 볼(22), 볼(22)에 의해 선택적으로 개폐되는 입구측(24), 그 전방에 스토퍼(28)가 형성되어 있어 볼(22)에 의한 막힘이 방지되는 출구측(26)을 포함한다. 펌프 본체(40)로부터 나오는 배기개스(32)는 엘보우(30)를 거쳐서 입구측(24)을 막고 있는 볼(22)을 강한 압력으로 들어올린다. 그러면 배기개스(21)는 볼(22)의 주위를 감싸며 출구측(26)으로 올라간다. 첵밸브(20)를 거친 배기개스(29)는 배기관(44)으로 들어간다.In Fig. 2, the check valve 20 is a cylindrical housing 25 forming an appearance, a ball 22 movably provided in the housing 25, an inlet side 24 selectively opened and closed by the ball 22, The stopper 28 is formed in front thereof, and includes an outlet side 26 which prevents clogging by the ball 22. The exhaust gas 32 coming out of the pump main body 40 lifts the ball 22 which blocks the inlet side 24 through the elbow 30 at high pressure. The exhaust gas 21 then wraps around the ball 22 and goes up to the outlet side 26. The exhaust gas 29 passing through the check valve 20 enters the exhaust pipe 44.
그런데, 진공펌프(10)의 작동이 갑자기 중단되면 배기관(44)의 순간적인 압력이 펌프 본체(40)의 기압보다 높기 때문에 이미 첵밸브(20)를 통과한 배기 개스(27)가 도 3에 도시된 바와 같이 거꾸로 역류해 내려오게 된다. 그러나, 이때에는 첵밸브(20) 내부에 있는 볼(22)이 기류를 따라 하강하여 입구측(24)을 막게 된다. 그래서, 배기개스(37)는 입구측(24)으로 들어가지 못하고 정지하게 된다.However, when the operation of the vacuum pump 10 is suddenly stopped, since the instantaneous pressure of the exhaust pipe 44 is higher than the air pressure of the pump main body 40, the exhaust gas 27 that has already passed through the check valve 20 is shown in FIG. 3. As shown, it flows backwards backwards. However, at this time, the ball 22 in the valve 20 is lowered along the air flow to block the inlet side 24. Thus, the exhaust gas 37 does not enter the inlet side 24 and stops.
그러나, 이와 같은 종래의 진공펌프(10)에서는 펌프(10)의 사용 기간이 길어지면 첵밸브(20) 내부에 파우더가 쌓이게 되는데, 입구측(24) 주위로 일정량 이상의 파우더가 쌓이면 볼(22)이 입구측(24)을 밀폐시킬 수 없어 진공펌프(10)의 작동정지시에 역류 현상이 일어나 오염된 배기개스와 파우더가 거꾸로 가공장비로 들어가게 되는 문제점이 발생한다.However, in the conventional vacuum pump 10, when the service period of the pump 10 is prolonged, the powder is accumulated in the check valve 20, if a predetermined amount or more powder around the inlet side 24, the ball 22 Since the inlet side 24 cannot be sealed, a backflow phenomenon occurs when the operation of the vacuum pump 10 is stopped, causing contaminated exhaust gas and powder to enter the processing equipment upside down.
또, 정상 작동시에도 첵밸브(20) 내부에 쌓인 파우더와 엘보우(30) 내부에 쌓인 파우더가 배기개스의 흐름을 방해하여 펌프 내부(40)에 고압이 형성되어 펌프(10)의 작동이 정지하게 되는 문제점도 있다.In addition, during normal operation, the powder accumulated in the check valve 20 and the powder accumulated in the elbow 30 interfere with the flow of the exhaust gas, and a high pressure is formed in the pump 40, thereby stopping the operation of the pump 10. There is also a problem.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 엘보우에 질소 퍼지 시스템을 부착하여 배기개스가 배출되는 첵밸브에 질소 개스를 공급하는 시스템을 구비한 진공펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object thereof is to provide a vacuum pump having a system for supplying nitrogen gas to a check valve through which an exhaust gas is discharged by attaching a nitrogen purge system to an elbow.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 펌프 본체, 엘보우, 첵밸브를 구비하며, 상기 펌프 본체에서 배출된 배기개스가 상기 엘보우와 상기 첵밸브를 순차적으로 거치면서 배출되는 진공펌프에 있어서, 상기 엘보우에 연결되며 상기 첵밸브 쪽으로 질소 개스를 분사하는 질소 퍼지관을 포함하며, 상기 질소 퍼지관에는 질소 개스의 공급 압력을 일정하게 유지하고 질소 개스의 공급을 단속하는 질소 퍼지 시스템이 연결되고, 상기 질소 퍼지 시스템은 질소 개스의 공급량을 측정하는 유량계와, 상기 펌프 본체의 작동이 정지될 경우 질소 개스의 공급을 차단하는 차단밸브와, 상기 펌프 본체의 작동 중에 공급되는 질소 개스의 압력을 일정하게 유지시키는 레귤레이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for realizing the above object is provided with a pump body, an elbow, the check valve, the exhaust gas discharged from the pump body in the vacuum pump discharged while passing through the elbow and the check valve, the elbow And a nitrogen purge tube connected to the nitrogen valve and spraying nitrogen gas toward the check valve, wherein the nitrogen purge tube is connected to a nitrogen purge system which maintains a constant supply pressure of nitrogen gas and regulates supply of nitrogen gas. The purge system includes a flow meter for measuring the supply amount of nitrogen gas, a shutoff valve for shutting off the supply of nitrogen gas when the operation of the pump body is stopped, and a pressure of the nitrogen gas supplied during operation of the pump body. It characterized in that it comprises a regulator.
따라서, 본 발명에 따른 질소 퍼지 시스템을 구비한 진공펌프를 이용하면, 첵밸브와 엘보우에 파우더가 쌓이지 않게 할 수 있으며, 진공펌프의 작동이 중단되더라도 첵밸브에서 역류가 발생하지 않으므로 장비의 유지 관리 비용이 절감되는 효과가 있다.Therefore, by using the vacuum pump equipped with a nitrogen purge system according to the present invention, it is possible to prevent the powder from accumulating in the check valve and the elbow, and even if the operation of the vacuum pump is stopped, the back flow does not occur in the check valve, maintenance of equipment The cost is reduced.
본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 다음에 설명하는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.
도 1a 및 도 1b는 각각 종래의 진공펌프 장치의 개략도 및 그 측면도,1A and 1B are a schematic view and a side view of a conventional vacuum pump device, respectively;
도 2는 도 1a에서 첵밸브와 엘보우를 확대하여 부분적으로 절단한 단면도,Figure 2 is a cross-sectional view partially cut to enlarge the check valve and elbow in Figure 1a,
도 3은 배기개스의 역류를 방지하는 첵밸브의 작동 상태도,3 is an operation state diagram of the check valve for preventing the reverse flow of the exhaust gas,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공펌프 장치의 개략도 및 그 측면도,4a and 4b is a schematic view and a side view of a vacuum pump device according to a preferred embodiment of the present invention,
도 5는 도 4에서 첵밸브와 엘보우를 확대하여 부분적으로 절단한 단면도,5 is a cross-sectional view partially cut away by expanding the check valve and the elbow in FIG.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 질소 퍼지 시스템의 개념도.6 is a conceptual diagram of a nitrogen purge system according to a preferred embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10, 100 : 진공펌프 20 : 첵밸브10, 100: vacuum pump 20: check valve
22 : 볼(ball) 24 : 입구측22: ball 24: entrance side
25 : 하우징 26 : 출구측25 housing 26 outlet side
27 : 배기개스 28 : 스토퍼27: exhaust gas 28: stopper
30 : 엘보우 40 : 펌프 본체30: elbow 40: pump body
44 : 배기관 120 : 질소 퍼지관44 exhaust pipe 120 nitrogen purge pipe
130 : 질소 퍼지 시스템 131, 137 : 질소 흡입관130: nitrogen purge system 131, 137: nitrogen suction pipe
132 : 레귤레이터 134 : 차단밸브132 regulator 134 shutoff valve
136 : 유량계136: flow meter
21, 27, 29, 32, 37, 46, 121, 129 : 배기개스21, 27, 29, 32, 37, 46, 121, 129: exhaust gas
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 질소 퍼지관(120)을 구비한 진공펌프(100)에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a vacuum pump 100 having a nitrogen purge tube 120 according to the present invention.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공펌프 장치의 개략도 및 그 측면도이고, 도 5는 도 4에서 첵밸브와 엘보우를 확대하여 부분적으로 절단한 단면도이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 질소 퍼지 시스템의 개념도이다.4a and 4b is a schematic view and a side view of a vacuum pump device according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 5 is an enlarged cross-sectional view of the check valve and elbow partially in Figure 4, Figure 6 is a view of the present invention Conceptual diagram of a nitrogen purge system according to a preferred embodiment.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공펌프(100)는 펌프 본체(40), 엘보우(30), 첵밸브(20)와 질소 퍼지관(120)을 구비한다. 질소 퍼지관(120)은 엘보우(30)에 연통되는데, 이 질소 퍼지관(120)을 통해 첵밸브(20) 쪽으로 질소(N2) 개스가 분사된다.Vacuum pump 100 according to a preferred embodiment of the present invention includes a pump body 40, elbow 30, check valve 20 and nitrogen purge pipe (120). The nitrogen purge pipe 120 communicates with the elbow 30, and nitrogen (N 2 ) gas is injected toward the check valve 20 through the nitrogen purge pipe 120.
질소 퍼지관(120)에는 질소 개스의 공급량을 측정하는 유량계(136)와, 펌프 본체(40)의 작동이 정지될 경우 질소 개스의 공급을 차단하는 차단밸브(134)와, 펌프 본체(40)의 작동 중에 공급되는 질소 개스의 압력을 일정하게 유지시키는 레귤레이터(132)를 포함하는 질소 퍼지 시스템(130)이 질소흡입관(137)을 통해 연결되어 있어서 질소흡입관(131)에서 흡입되는 질소 개스의 공급 압력을 일정하게 유지하고 질소 개스의 공급을 단속할 수 있다.The nitrogen purge pipe 120 includes a flow meter 136 for measuring the supply amount of nitrogen gas, a shutoff valve 134 for shutting off the supply of nitrogen gas when the operation of the pump body 40 is stopped, and the pump body 40. Nitrogen purge system 130 including a regulator 132 to maintain a constant pressure of the nitrogen gas supplied during the operation of the nitrogen inlet pipe 137 is connected through the supply of nitrogen gas sucked in the nitrogen inlet pipe 131 The pressure can be kept constant and the supply of nitrogen gas can be interrupted.
상기한 본 발명의 진공펌프(100)의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다. 도시하지 않은 가공장비로부터 펌프 본체(40) 내로 개스(42)가 흡입되어 엘보우(30)로 배출되며, 배출된 배기개스(46)는 역류 방지용의 첵밸브(20)를 지나 배기관(44)을 통해 도시하지 않은 집진용의 스크루버로 이동한다.Referring to the operation of the vacuum pump 100 of the present invention described above are as follows. The gas 42 is sucked into the pump body 40 from the processing equipment (not shown) and discharged to the elbow 30. The discharged gas 46 passes through the check valve 20 for preventing the backflow and passes the exhaust pipe 44. It moves to dust collector screw not shown.
그리고, 질소 퍼지 시스템(130)에서는 펌프(100)의 작동 중에는 일정한 압력으로 질소 개스를 질소 퍼지관(120)으로 공급하며, 질소 개스는 엘보우(30)에서 분사되어 위로 상승하면서 배기개스(32)의 압력이 약하기 때문에 엘보우(30) 내부나, 첵밸브(20)에 쌓일 수 있는 파우더를 강한 압력으로 날려보내며 고압의 배기개스(121), (129)를 생성해 낸다.In addition, in the nitrogen purge system 130, the nitrogen gas is supplied to the nitrogen purge pipe 120 at a constant pressure during the operation of the pump 100, and the nitrogen gas is injected from the elbow 30 and ascends upwardly to exhaust gas 32. Since the pressure of the weak elbow (30), the powder that can accumulate in the check valve 20 is blown with a strong pressure to produce a high-pressure exhaust gas (121, 129).
첵밸브(20)는 종래의 진공펌프(10)에 사용되는 첵밸브(20)와 동일한 것이다. 펌프 본체(40)로부터 나오는 배기개스(32)는 엘보우(30)를 거치면서 상기한 질소 개스와 합류하여 입구측(24)을 막고 있는 볼(22)을 강한 압력으로 들어올린다. 그러면 배기개스(121)는 볼(22)의 주위를 감싸며 출구측(26)으로 올라간다. 첵밸브(20)를 거친 배기개스(129)는 배기관(44)으로 들어간다.The check valve 20 is the same as the check valve 20 used for the conventional vacuum pump 10. The exhaust gas 32 from the pump body 40 joins the nitrogen gas while passing through the elbow 30 and lifts the ball 22 blocking the inlet side 24 with a strong pressure. The exhaust gas 121 then wraps around the ball 22 and goes up to the outlet side 26. The exhaust gas 129 passing through the check valve 20 enters the exhaust pipe 44.
그리고, 진공펌프(100)의 작동이 갑자기 중단될 경우에는 질소 퍼지 시스템(130)의 차단밸브(134)가 닫혀 질소 개스의 공급을 차단함으로써 첵밸브(20) 내의 볼(22)이 입구측(24)을 꼭 메워 배기개스가 역류하는 것이 방지된다.In addition, when the operation of the vacuum pump 100 is suddenly stopped, the shutoff valve 134 of the nitrogen purge system 130 is closed to shut off the supply of nitrogen gas so that the ball 22 in the valve 20 is inlet side ( 24) to prevent exhaust gas from flowing back.
상술한 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 중심으로 설명 및 도시되었으나, 본 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 다양하게 변형 실시 할 수 있음을 알 수 있을 것이다.As described above, the present invention has been described and illustrated with reference to preferred embodiments, but it will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention.
따라서, 본 발명에 따른 질소 퍼지 시스템을 구비한 진공펌프를 이용하면, 첵밸브와 엘보우에 파우더가 쌓이지 않게 할 수 있으며, 진공펌프의 작동이 중단되더라도 첵밸브에서 역류가 발생하지 않으므로 장비의 유지 관리 비용이 절감되는 효과가 있다.Therefore, by using the vacuum pump equipped with a nitrogen purge system according to the present invention, it is possible to prevent the powder from accumulating in the check valve and the elbow, and even if the operation of the vacuum pump is stopped, the back flow does not occur in the check valve, maintenance of equipment The cost is reduced.
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