터보 진공 펌프

자기 부상식 터보 펌프는 5축 자기 베어링 시스템을 사용하여 로터와 펌프 하우징 사이에 물리적 접촉 없이 로터를 일정한 정지 상태로 유지합니다. 능동 마그네틱 베어링이라고도 하는 이 기법은 전자기학의 장점을 활용합니다. 전자석의 힘과 거리 센서를 결합하여 로터를 안정화시키고 움직이게 합니다. 디지털 전자 제어 시스템이 현재 자석을 통해 전자기장을 실시간으로 조정하여 로터의 중심과 균형을 유지합니다. 이 능동 안정화 기능은 불균형을 보정하고 진동을 최소화합니다.

로터가 펌프 하우징에 접촉하지 않기 때문에 기계적 마찰이 없어 윤활이 필요 없고 펌프 내부에서 오일 없이 작동할 수 있습니다. 자기 부상식 터보 펌프는 반도체 제조, 코팅, 연구 개발 분야의 고진공 및 초고진공 응용 분야에 이상적입니다.

이 첨단 자기 베어링 기술은 몇 가지 주요 이점을 제공합니다.

하이브리드 베어링이 장착된 터보 펌프는 하나의 펌프에 두 가지 베어링 개념을 결합합니다. 전진공 측에서는 세라믹 볼 베어링이 이 외부 진동으로부터 로터를 보호합니다. 이 베어링 유형은 HiPace 10 Neo와 같은 기계식 터보 펌프에도 적용되어 이동식 진공 실험과 같은 작업에 적합한 강력한 옵션입니다.

고진공 측에서는 영구 자석 베어링이 자기 부상식 터보 펌프에서처럼 로터가 펌프 하우징에 접촉하지 않고 공중에 매달려 있도록 유지합니다. 이 조합은 10^-11 hPa(mbar)에 이르는 초고진공 생성의 극한 회전 속도에 견고한 로터 베어링 배열을 제공합니다. 볼 베어링은 최소한의 윤활만 제공되지만, 볼 베어링이 전진공 측에 위치하여 펌프의 고진공 측과 분리되어 있기 때문에 펌프는 오일이 없는 진공을 생성합니다. 이러한 설계 특징과 터보 로터의 압축비 덕분에 진공 챔버의 오일 오염을 방지할 수 있습니다. 하이브리드 베어링 터보 펌프는 분석 응용 분야, 연구 개발 및 우주 시뮬레이션을 포함한 광범위한 공정에 신뢰할 수 있는 솔루션입니다.

하이브리드 베어링 터보 펌프는 다양한 이점을 제공합니다.

터보 펌프는 키네틱 진공 펌프 그룹에 속합니다. 이 펌프는 분자를 펌핑 방향으로 가속하여 유입된 물질을 변위시킵니다. 터보 진공 펌프는 이전에는 거의 불가능하다고 여겨졌던 것, 즉 과학과 기술의 새로운 지평을 열 수 있는 탁월한 순도의 진공을 달성하기 위해 설계되었습니다. 1958년 Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions의 과학자 Willi Becker 박사가 최초의 터보 펌프를 발명했습니다. 획기적인 기술 덕분에 이 진공 펌프는 고진공, 초고진공, 심지어 초고진공(10^-11 hPa(mbar))까지의 극도로 높은 진공 레벨을 달성할 수 있습니다.

오늘날 터보 펌프는 천체 물리학 연구를 위한 우주 진공 시뮬레이션부터 극한 환경에서의 재료 성능 테스트에 이르기까지 지식의 경계를 탐구하는 데 사용됩니다. 반도체 제조에서는 이러한 특수 진공 펌프가 마이크로칩 생산에 필요한 매우 깨끗하고 제어된 환경을 유지합니다. 다양한 산업 분야에서 터보 펌프의 응용 분야는 사실상 무궁무진합니다.

터보 진공 펌프의 핵심은 운동 에너지 전달 원리에 따라 작동합니다. 설계는 터빈과 유사해, 디스크가 장착된 다단계 로터가 하우징 안에서 회전합니다. 로터 디스크 사이에 거울 반전 블레이드 스테이터 디스크가 삽입되어 가스 분자를 압축하고 운반하는 일련의 단계를 생성합니다. 터보 펌프 로터는 분당 최대 90,000회(rpm)의 속도로 회전합니다. 이는 최대 30,000rpm으로만 회전하는 점보 제트기의 엔진보다 훨씬 더 빠른 속도입니다.

터보 펌프가 효과적으로 작동하려면 보조 펌프가 필요합니다. 터보 펌프는 고진공 및 초고진공 레벨을 생성하는 역할을 하지만, 가스를 대기압으로 직접 배출할 수는 없습니다. 대신, 배출구에서 충분히 낮은 압력을 유지하여 안정적이고 효율적인 작동을 보장하기 위해 보조 펌프를 활용합니다.

터보 펌프의 진공 생성은 다음의 3단계로 설명됩니다.

최신 터보 펌프는 최대 90,000rpm의 속도에 도달할 수 있습니다. 따라서 운동 에너지가 그만큼 높기 때문에 펌프 하우징에 극한의 힘이 작용하고 오작동 시 몇 분의 1초 이내에 고정됩니다. 고객의 공정과 장비의 안전을 보장하기 위해 Pfeiffer 는 TÜV Rheinland와 협력하여 기계적 고장을 방지하기 위해 과도한 회전 속도에 대한 이중 보호 기능을 포함하는 안전 인증을 개발했습니다.

또한 인증의 일환으로 터보 펌프의 외부 케이싱은 운동 로터 에너지를 견디는 테스트를 거쳤습니다. 또한 Pfeiffer 터보 펌프는 UL 61010 및 Semi S2 표준 인증을 획득하여 반도체 팹뿐만 아니라 실험실 및 산업 환경의 엄격한 안전 및 성능 요건을 충족합니다.

Pfeiffer 의 터보 진공 펌프는 하이브리드 및 기계식 베어링과 자기 부상식 버전으로 제공되며, 다음과 같은 여러 가지 장점을 제공합니다.

하이브리드 베어링은 40여 년 전 Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions에서 발명했습니다. 영구 자기 베어링과 세라믹 볼 베어링으로 구성됩니다.

펌프의 고진공 쪽에서는 마그네틱 베어링이 로터를 물리적 접촉 없이 매달아 마찰을 최소화하고 마모를 방지합니다. 저진공 측의 세라믹 볼 베어링은 로터를 반경 방향과 축 방향 모두에서 안정화시켜 대기 환기구 및 외부 진동과 같은 강한 충격에도 탄력성을 갖도록 합니다. 볼 베어링은 최소한의 윤활만 제공되지만, 볼 베어링이 전진공 측에 위치하여 펌프의 고진공 측과 분리되어 있기 때문에 펌프는 오일이 없는 진공을 생성합니다. 이러한 설계 특징과 터보 로터의 압축비 덕분에 진공 챔버의 오일 오염을 방지할 수 있습니다. 또한 순환 윤활유는 작동 중 볼 베어링에서 발생하는 열을 흡수합니다.

하이브리드 베어링 터보 펌프는 분석 응용 분야, 연구 개발 및 우주 시뮬레이션을 포함한 광범위한 공정에 적합합니다.

자기 부상식 터보 펌프는 5축 자기 베어링 시스템을 사용하여 로터와 펌프 하우징 사이에 물리적 접촉 없이 로터를 일정한 정지 상태로 유지합니다. 이 베어링 기법은 전자기학의 장점을 활용해, 전자석의 힘과 거리 센서를 결합하여 로터를 안정화시키고 움직이게 합니다. 전자기 베어링은 로터 위치를 모니터링하고 지속적으로 조정하기 때문에 '능동형 마그네틱 베어링'이라고도 불립니다. 이는 불균형을 자동으로 보정하여 마모가 없고 진동이 적은 작동을 보장합니다. 그 결과 전체 서비스 수명 동안 유지보수 및 윤활유 없이 작동이 보장됩니다.

따라서 마그네틱 베어링은 반도체 제조, 코팅 및 연구 개발을 위한 고진공 및 초고진공 생성 분야와 같이 마모가 적고 깨끗하며 건조한 조건과 높은 흡입 용량이 요구되는 응용 분야에 특히 적합합니다.

터보 펌프의 로터는 분당 최대 90,000회 회전합니다. 이러한 속도에서는 아주 작은 불균형도 펌프의 작동과 안전에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 로터의 정밀한 밸런싱은 터보 펌프의 원활한 작동과 수년간의 손상 없는 안전한 작동을 위해 매우 중요합니다.

이 문제를 해결하기 위해 Pfeiffer 는 매우 정밀한 로터 밸런싱을 가능하게 하는 기술인 레이저 밸런싱을 개발하여 특허를 받았습니다. 중량을 추가하거나 구멍을 뚫어야 하는 기존 방식과 달리 레이저 밸런싱은 레이저 제거를 사용하여 로터의 특정 영역에서 재료를 제거합니다.

이 공정은 자동화된 밸런싱 시스템에서 생산 중에 수행되므로 정확성과 반복성이 모두 향상됩니다. 레이저 밸런싱은 터보 펌프 로터의 밸런스 품질을 기존 방식에 비해 20% 향상시킵니다. 그 결과 진동과 소음 레벨이 감소하고 전반적인 펌프 성능이 향상됩니다. 이러한 이점은 전자 현미경과 같이 진동에 민감한 응용 분야에서 특히 유용합니다.

하이브리드 베어링 터보 펌프는 볼과 마그네틱 베어링을 결합한 펌프입니다. 영구 자석 베어링의 비접촉식 작동 덕분에 하이브리드 베어링 터보 펌프는 최소한의 유지보수만 필요합니다. 이 베어링 기술은 펌프의 한쪽에 물리적 접촉 없이 로터가 서스펜션에 고정되어 마찰과 마모를 최소화합니다. 그러나 모든 진공 펌프에서 특정 부품은 높은 기계적 스트레스를 받습니다. 하이브리드 베어링 터보 진공 펌프의 경우 터보 펌프의 설계와 크기에 따라 사용 유체와 볼 베어링을 4~5년 후에 교체해야 합니다. 이러한 유지보수 작업을 통해 펌프의 마모와 실패 또는 돌이킬 수 없는 손상을 방지할 수 있습니다.

터보 펌프에 대한 서비스 제공에 대해 자세히 알아보려면 당사의 서비스 페이지를 방문하세요.

Pfeiffer 터보 진공 펌프의 선도적인 제조업체로 인정받는 데에는 다음과 같은 몇 가지 주요 요인이 있습니다.

1. 선구적인 혁신: Pfeiffer 는 1958년 최초의 터보 진공 펌프를 발명하고 특허를 획득했습니다.

2. 종합 카탈로그: Pfeiffer 는 기계식 부상식 및 하이브리드 베어링 터보 펌프를 포함한 모든 범위의 터보 진공 펌프를 공급합니다. 이 포괄적인 포트폴리오를 통해 다양한 응용 분야와 산업에 적합한 솔루션을 사용할 수 있습니다.

3. 고품질 엔지니어링: 엔지니어링 우수성으로 잘 알려진 Pfeiffer 는 모든 제품이 최고 수준의 품질과 신뢰성을 충족하도록 보장합니다. 당사의 터보 펌프는 고속 및 운동 에너지를 효율적으로 취급하도록 설계되어 뛰어난 성능과 수명을 보장합니다.

4. 고객 중심 접근 방식: Pfeiffer 는 탁월한 고객 서비스 및 지원을 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 당사는 고객이 최상의 진공 솔루션과 지원을 받을 수 있도록 운영자를 위한 포괄적인 교육과 터보 펌프 기술에 맞춘 유지보수를 포함한 제품 서비스를 제공합니다.

러핑 펌프라고도 하는 보조 펌프는 터보 진공 펌프 같은 고진공 펌프와 조합해 작동하도록 사용되는 특수한 유형의 진공 펌프입니다. 시스템 내의 압력을 낮춰 고진공 펌프가 작동할 수 있도록 하며, 메인 펌프의 "시동 보조" 역할을 하는 것으로 설명할 수 있습니다.

보조 펌프는 진공 시스템 내의 첫 단계입니다. 대기압인 시스템 및 진공 챔버를, 고진공 펌프가 효과적으로 작동할 수 있을 만큼 충분히 낮은 수준으로 배기하는 역할을 맡습니다.

보조 펌프 펌핑 속도는 고진공 펌프의 요구 사항을 충족하기에 충분해야 합니다. 일반적인 보조 펌프에는 로터리 베인, 다이어프램, 스크롤 진공펌프 등이 있습니다. 더 높은 펌핑 속도가 필요한 경우, 진공 부스터를 전진공 시스템 내에 통합하면 됩니다.

터보 펌프에 보조 펌프가 필요한 이유는 무엇인가요?
터보 진공 펌프는 운동 진공 펌프 카테고리에 속하는데, 모멘텀 전달을 통해 흡입구에서 배기면으로 가스 분자를 이동시킵니다. 극히 낮은 압력, 즉, 고진공 또는 초고진공을 생성하는 고성능 장치입니다. 전달된 가스가 터보 펌프의 배기면에서 진공 챔버 안으로 역류하는 것을 방지하려면 전진공 라인을 통해 분자를 배출하도록 조력하는 보조 펌프가 필요합니다.

보조 펌프와 터보 펌프는 일반적으로 동시에 시동되어 진공 시스템을 함께 배기합니다. 터보 펌프가 진공 챔버에 직접 설치된 경우(그림 참조), 보조 펌프는 터보 펌프를 통해 시스템을 배기합니다.

일정한 배압 수준에 도달하면 터보 펌프가 최대 속도로 작동하여 고진공에서 초고진공 수준에 이르는 진공을 생성합니다. 이 상황에도 보조 펌프는 계속 작동하며 고진공 펌프에 의해 펌핑되는 가스 분자를 제거합니다. 이렇게 하면 터보 펌프가 작업 압력을 유지해 과열되지 않습니다.

보조 펌프는 다음과 같은 중요한 작업을 당시에 수행합니다.