진공펌프의 개요

1. 진공 펌프란?

진공 펌프는 밀폐된 챔버에서 가스 또는 공기 분자를 밀어내어 부분 또는 저압 진공을 생성할 수 있는 장비입니다. 진공은 챔버 압력이 주변 대기 또는 인접 시스템보다 낮은 압력을 갖는 상대적인 상태이며 압력이 0Pa이고 가스 분자가 없는 절대 진공과 다릅니다.

 

진공 펌프의 핵심 요소 중 하나는 대기압으로, 이는 지구를 누르는 공기의 무게로 이 압력은 더 높은 고도에서 감소하는 공기 분자의 무게에 의해 생성되며 기압 또는 대기압은 기계, 특히 진공 펌프의 작동에 큰 영향을 미칩니다. 압력은 분자가 공간을 채우기 위해 높은 영역에서 낮은 영역으로 이동할 때 항상 균등화를 시도하며, 이 과정은 분자를 밀어내는 아이디어를 기반으로 합니다.

 

모든 펌프의 목적은 에너지를 압력으로 변환하는 것이며 펌프를 가동하는 데 필요한 에너지의 양은 대기압에 따라 변합니다. 대기압이 높을수록 진공 펌프가 더 효율적으로 작동하며 대기압은 진공 펌프 효율에 매우 중요한 역할을 하기 때문에 진공 펌프 운영 비용의 중요한 요소이며 온도, 습도 및 고도에 따라 달라집니다.

 

절대 압력 범위가 1-0.03bar인 저진공에서 10억분의 1 파스칼의 압력을 가진 고진공까지 다양합니다. 저진공 및 중진공은 진공 그리퍼, 진공 청소기, 백열 전구, 페인팅, 샌드 블라스팅, 진공로 및 음압 환기와 같은 산업 시스템에서 일반적으로 볼 수 있습니다. 고진공 시스템은 입자 반응기 및 가속기와 같은 실험실 응용 분야에 사용됩니다.

 

 

 

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부분 진공 생성에는 두 가지 주요 범주가 있는데. 하나는 가스 이송 또는 가스 공급에 의한 것이고 다른 하나는 포획을 통한 것입니다. 가스 이송 유형의 진공 펌프는 용적식 또는 운동량 전달을 통해 가스를 기계적으로 제거하는 방식으로 작동합니다.

 

용적식 진공 펌프에는 체크 밸브 또는 역류 방지 밸브와 번갈아 팽창 및 수축하여 유량을 흡입 및 배출하는 챔버가 있습니다. 운동량 전달 펌프는 가스를 가속하여 작동하여 그 여파로 저압 영역을 생성합니다. 반면에 포획 진공 펌프는 응축, 승화, 흡착, 이온화 등과 같은 다양한 원리로 가스 분자를 포집합니다.

 

 

 

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2. 진공범위

진공 범위는 시스템의 절대 압력 측정이 특징이며 이는 시스템에 남아 있는 분자의 수를 나타냅니다. 나머지 가스 분자는 일반적으로 질소, 산소 및 수증기이며 미량의 네온, 헬륨 및 수소가 있습니다.

 

점점 더 많은 분자가 제거됨에 따라 추가 분자를 제거하기가 점점 더 어려워지며 제거할 분자가 적을수록 더 적은 수의 분자가 압력 판독값을 낮추기 때문에 더 열심히 일하고 더 많은 에너지를 사용하기 위해 더 많은 진공이 필요합니다.

 

 

 

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진공 범위에 따라 다른 펌핑 기술이 필요하며 저진공 및 중진공 범위는 용적식 진공 펌프로 달성할 수 있습니다. 이는 대부분의 산업 시스템에 적합하며 표면 분석 기술, 현미경 검사 및 나노 리소그래피와 같은 특수 응용 분야를 위한 고진공 및 초고진공 범위를 달성하는 것은 운동량 전달 및 포획 펌프를 통해 달성됩니다.

 

진공범위	절대압력(Pa)
대기	101,325
저진공(거친, 거친)	1.01 x 10⁵ ~ 3.33 x 10³
중진공	3.33 x 10³ ~ 1 x 10⁻¹
고진공	1 x 10⁻¹ ~ 1x10⁻⁷
초고진공	1 x 10⁻⁷ ~ 1 x 10⁻¹⁰