안녕하세요. 지난 글에 저진공 영역대의 Oil Rotary Pump와 Dry Pump에 대해 알아봤습니다. 이번에는 고진공 영역대에 속하는 펌프에 대해서 글을 써볼까 합니다. 고진공 영역대의 펌프에는 확산펌프, 터보분자분자, 크라이오펌프 등이 대표적이며 그 밖에도 연구소등에서 많이 쓰이는 이온펌프도 있습니다, 그중에 오늘은 확산펌프에 대한 전반적인 사항을 알아보도록 하겠습니다.
목차
●확산펌프 장단점
●확산펌프의 개요
●확산펌프 트러블 및 주의사항
확산펌프 장단점
확산 PUMP는 작동액 증기 분사를 이용해 기체에 운동량을 주고 흡기구 측에 수송하여 배기한는 펌프입니다. 작동액(보통유를 사용) 증기의 일부는 고진공 측에 역류하므로 반응실이 더러워지기 쉽다는 Image가 강합니다. 그러나 펌프 본체의 구조, 작동액의 품질 및 Trap 등 주변 기기가 크게 개량되어 기름 역류량을 대폭 감소시킨 펌프도 있습니다 그럼 확산펌프의 장단점에 대해 한번 알아보겠습니다.
장점
-구조가 간단하고 가격과 유지비가 싸다
-대형화가 용이하다
-기계적인 운동 부분이 없다
-진동이 적다
-Particle이나 이물 혼입에 강하다
-가격이 비해 배기량이 크다
단점
-작동유의 역류가 있다
-유 가열을 위한 소비전력과 Trap 냉각을 위한 냉매 등 운전비가 높다
확산펌프의 개요
(1) 확산 펌프의 종류
확산 펌프는 운동량수송식 진공 펌프 중에서 유체자동식 펌프에 속해 있습니다.유증기를 사용하는 이러한 종류가 펌프에는 확산 펌프 및 확산 Ejector Pump 등이 있으며 사용압력 범위가 용도가 각각 다릅니다. 확산 Ejector Pump는 압축비가 높고, 배압에도 강해 산업기기용 대형 장치에 자주 사용된다고 보시면 됩니다.
(2) 확산 펌프의 구성 및 작동원리
확산 펌프는 크게 나누어 유증기를 만들기 위한 보일러,증기를 Jet에 분사하는 Nozzle계, 증기를 부딪쳐 냉각시키는 본체 벽면 총 3가지의 구성으로 이루어졌다고 보시면 되면 비교적 단순한 구조를 가지고 있습니다.
작동원리는 하부 Boiler에서 작동유를 가열하고 증발시켜 증기류를 만들어 각 Nozzle로부터 초음속으로 하부로 향해 분류를 합니다. 이때 상류 쪽에서 이 분류에 연루된 기체는 작동유 분자와 충돌해 하향의 운동량을 받아 하류 쪽으로 이송됩니다. Nozzle에서 뿜어져 나온 기름은 수냉한 Pump Case 내벽에 충돌하고 응축해 벽면을 타고 Boiler로 돌아갑니다. Pump하부로 압축된 기체는 다음단의 보조 펌프로 배출되는 과정을 통해 진공을 만드는 원리를 가지고 있습니다.
확산펌프 트러블 및 주의사항
(1) 사용상 주의
확산펌프계에서 얻을 수 있는 도달압력은 계의 Gas 방출량,펌프의 배기속도, 계의 유출량, 펌프 자신의 도달압력 등의 요인으로 변화합니다 이중 펌프 단 몸체의 도달 진공도는 작동유의 성질에 많은 영향을 받게 됩니다. 냉각수의 수압, 수량, 온도 체크를 실시하며 입구와 출구의 온도차를 35도 이하로 해주십니다. 또한 유량 Check도 수시로 해주시는 걸 권장합니다. 유량이 적지 않은지? 혹시나 변질이 되지는 않았는지? 변질이 확인된다면 추가 또는 교환 등으로 정기적인 유량과 기름의 질 Check는 필수입니다.
(2) 정지시 순서
확산펌프의 보수,해체,재조립시 주의 사항은 많습니다만 오늘은 정지 시 순서에 대해서만 간략하게 적어보겠습니다,
-주 Valve를 닫는다, 보조 배기는 그래도 진행한다.
-Heater Power를 끊는다.
-급랭 Pipe가 닫힌 경우는 통수하고 열판은 냉각한다.
- 달려 있지 않은 경우는 약 30분 동안 냉각한다.
-Trap의 온도를 실온까지 되돌린다.
-Baffle의 냉각수를 닫는다.
-보조 Valve를 닫고 보조 펌프를 멈춘다, 보조 배관 및 보조 펌프를 대기압으로 Break 한다.
-확산 펌프 안을 진공으로 확보한다.
오늘은 확산펌프에 대한 사항으로 장단점 및 작동원리, 기름역류 시 방지 대책 등 다양한 트러블 사항에 대해 알아보고 사용상 주의까지 살펴보았습니다. 확산 펌프는 단순한 구조로 오일을 끓여 진공을 만들어 내는 역할을 합니다. 거친 산업현장 구조에서는 지금도 많이 사용되고 있으나 최근에는 친환경에 대한 관심이 높아지며 오일을 사용하지 않는 고진공 영역대의 크라이오의 수요가 점점 많아지고 있습니다. 이 부분에 대해서는 다음 글에서 좀 더 심도 있게 다뤄보도록 하겠습니다.