JP2004076622A

JP2004076622A - 分子ポンプのシール構造

Info

Publication number: JP2004076622A
Application number: JP2002235413A
Authority: JP
Inventors: Masashi Iguchi; 井口　昌司; Tetsuo Obayashi; 大林　哲郎; Yukiro Yamato; 大和　幸郎
Original assignee: Osaka Vacuum Ltd
Current assignee: Osaka Vacuum Ltd
Priority date: 2002-08-13
Filing date: 2002-08-13
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-08-13
Also published as: JP4141199B2

Abstract

【課題】ねじ溝ポンプ部を有する分子ポンプにおいて、ガスの軸封を行なうためのねじシール部にプロセスガスが浸入して凝縮し、ロータが停止するような事故が発生するのを防止する。
【解決手段】ねじ溝ポンプ部Ｓのロータ３ｂの外周側に形成された第１ねじ溝ポンプＳ１と、該ロータ３ｂの内周側に形成された第２ねじ溝ポンプＳ２とを有する複合分子ポンプ１において、前記第１ねじ溝ポンプＳ１の外側ステータ４に前記第２ねじ溝ポンプＳ２の内側ステータ５をねじ止め等により直接に接合した構造に形成すると共に、該外側ステータ４を外側ケーシング７及びポンプベース９等の固定部分に断熱材８ａ、８ｂを介在させて接続して、前記外側及び内側ステータをこれら固定部分と熱的に絶縁した構造に形成し、更に前記内側ステータ５の前記ロータ３ｂに対向した外周面に凹設されたねじ溝５ａに隣接して、ねじシール部５ｂを凹設した。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、腐食性を有するガスや凝縮し易いガス等を含んだプロセスガスの排気に最適な分子ポンプのシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の分子ポンプとして、上方部のターボ分子ポンプ部と下方部のねじ溝ポンプ部とからなり、該ねじ溝ポンプ部は、前記ターボ分子ポンプ部のロータから下方に垂下した円筒状のロータ部と、該ロータ部の外周面に対向し内周面にねじ溝が形成されている外側ステータと、該ロータの内周面に対向し外周面にねじ溝が形成されている内側ステータとを有して、前記ターボ分子ポンプ部において圧縮排気したガスがロータ部の外周面と外側ステータの内周面の間で圧縮され、その後ガスはロータ部の下端を廻り込んでからロータ部の内周面と内側ステータの外周面の間で再度圧縮されて該内側ステータの上方に抜け、該内側ステータの内部を通って、ポンプベース（ターボ分子ポンプの基台部分）に形成の通気孔を介して外部に排気され、そして内側ケーシングの外周面に該内側ケーシングとは別部材で形成されたねじシール部材によって排気ガスが内側ケーシングの内方へ侵入するのを防止するようにした複合分子ポンプが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の複合分子ポンプによれば、凝縮性ガス例えばエッチングガスなどを排気する場合に、外側ステータの外周に設置したヒータにより外側ステータ及び内側ステータを加熱昇温させて排気ガスが凝縮するのを防止しているが、前記ねじシール部材と内側ステータとの間で熱伝達が十分行われず、かくて該ねじシール部が十分昇温されず、該ねじシール部において排気ガスの１部が凝縮してポンプが停止する問題点があった。
【０００４】
本発明はこのような問題点を解消し、ねじシール部における排気ガスの凝縮を防止すると共に構造簡単にしたねじ溝ポンプ又は複合分子ポンプのシール構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成すべく本発明はケーシングと、該ケーシングに固定されたステータと、該ステータ内で高速回転可能に支持されたロータとを備え、これらステータとロータとによりねじ溝ポンプ部を構成する分子ポンプにおいて、前記ねじ溝ポンプ部のロータを有蓋円筒状に形成し、該ロータの外周面に対向した内周面を有する外側ステータと該ロータの内周面に対向した外周面を有する円筒状の内側ステータとからなるステータを形成して、前記外側ステータの内周面又は前記ロータの外周面にねじ溝を凹設した第１ねじ溝ポンプと前記内側ステータの外周面又は前記ロータの内周面にねじ溝を凹設した第２ねじ溝ポンプとを形成し、前記外側ステータと前記内側ステータとをねじ止め等により直接に接合させると共にこれら外側ステータ及び内側ステータを前記ケーシングに固定する部分に断熱材を介在させてこれら外側ステータ及び内側ステータと前記ケーシングとの間の熱の伝達を阻む構造に形成し、更に前記内側ステータの外周面又は前記ロータの内周面にねじシール部を凹設したことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面により説明する。
【０００７】
図１は本発明のシール構造を適用した複合分子ポンプ１の一部縦断面図であり、Ｔはターボ分子ポンプ部、Ｓはねじ溝ポンプ部を示す。
【０００８】
２は回転軸で、該回転軸２は内側ケーシング６内に竪型に回動自在に支承されている。
【０００９】
３はロータで、該ロータ３は有蓋円筒状に形成され、上方部にターボ分子ポンプ部Ｔの動翼３ａを放射状に且つ多段に有しており、下方部はねじ溝ポンプ部Ｓのロータ３ｂが形成され、該ロータ３の蓋部の中心孔に前記回転軸２の上端部を嵌入させて該回転軸２に固定されている。
【００１０】
４は外側ステータで、該外側ステータ４の内周面にはねじ溝４ａが凹設され、前記ロータ３の外周面に僅少の間隙を有して対向して、第１ねじ溝ポンプＳ１を形成している。
【００１１】
尚、前記ねじ溝４ａは前記ロータ３の回転に伴い、上方から下方へ向って排気を行なうような傾斜を有するねじ溝に形成されている。
【００１２】
又、前記外側ステータ４は、上部断熱材８ａを介して外側ケーシング７にボルトにて固定されていると共に下部断熱材８ｂを介してポンプベース９にボルトにて固定されている。
【００１３】
５は内側ステータで、該内側ステータ５は円筒状に形成され、該内側ステータ５の外周面は前記ロータ３の内周面に僅少の間隙を有して対向すると共に、該外周面の下方部にねじ溝５ａを、該外周面の上方部にねじシール部５ｂを凹設していて、第２ねじ溝ポンプＳ２を形成している。
【００１４】
尚、前記ねじ溝５ａは前記ロータ３の回転に伴い、下方から上方に向かって排気を行なうような傾斜を有するねじ溝に形成されており、又、前記ねじシール部５ｂは前記ねじ溝５ａのねじの傾斜とは逆方向の傾斜のねじ溝に形成されている。
【００１５】
５ｄは通気孔で、該通気孔５ｄは前記ねじ溝５ａと前記ねじシール部５ｂとの間において前記内側ステータ５を貫通して複数個設けられている。
【００１６】
図２に前記内側ステータ５の上方部の一部外周面の展開図を示した。
【００１７】
前記内側ステータ５は、その下端部即ち根部のフランジ部５ｃにおいて前記外側ステータ４の一端部にボルト締めにて固定されている。
【００１８】
尚、このフランジ部５ｃと外側ステータ４とで形成された部屋５ｆは折り返し室で、該折り返し室５ｆは軸中心の周りに環状に形成されている。
【００１９】
又、前記内側ステータ５は上端部の内周を内方へ突出させて孔明き円板状に形成すると共に該孔明き円板状部の内周部にＯリング５ｅを介在させて前記内側ケーシング６の外周部に当接させており、前記内側ステータ５と前記内側ケーシング６との間の気密を保つようにしている。
【００２０】
６ａ及び６ｃはそれぞれ第１パージガス供給室及び第２パージガス供給室で、第１パージガス供給室６ａには図示していないパージガス供給管路が接続している。又、第２パージガス供給室６ｃが前記ねじシール部５ｂの末端部に臨んでいる。
【００２１】
尚、６ｂはロータ３と内側ケーシング６との間の隙間を示し、該隙間６ｂを通じて前記第１パージガス供給室６ａと第２パージガス供給室６ｃとが連通している。又、１０は環状のヒータで、該ヒータ１０は断熱材８ａ、８ｂにより熱的に絶縁されている前記外側ステータ４及び内側ステータ５を加熱する作用をする。
【００２２】
次に本実施の形態の複合分子ポンプ１の作動及び効果について説明する。
【００２３】
複合分子ポンプ１は、腐食性を有するガスや凝縮し易いガス等を含んだプロセスガスの排気に好適な真空ポンプである。
【００２４】
ロータ３は、回転軸２と一体になったモータによって駆動され、高速回転する。
【００２５】
先ず、ターボ分子ポンプ部Ｔによって吸引されたプロセスガスは、ねじ溝ポンプ部Ｓの前記第１ねじ溝ポンプＳ１により圧縮されて折り返し室５ｆに到り、ここで反転して前記第２ねじ溝ポンプＳ２に入り、再度圧縮されてから内側ステータ５の上方部にある通気孔５ｄを通って内側ステータ５の内部へ送り込まれ、該内側ステータ５の内部を通って下方部から複合分子ポンプ１の外部へ排出される。
【００２６】
尚、前記内側ステータ５の上方部にはパージガスのバックアップを受けたねじシール部５ｂがあり、又、前記内側ステータ５と前記内側ケーシング６との間を気密に保つＯリング５ｅがあって、これらは前記第２ねじ溝ポンプＳ２により圧縮されたプロセスガスが内側ケーシング６の内部（回転軸２の軸受やモータのある部分）へ侵入するのを防止している。
【００２７】
前記外側ステータ４はケーシング７やポンプベース９とは断熱的に接続しているので、ヒータ１０によって加熱される場合にも該外側ステータ４は熱を外へ逃がすことなく、効率よく加熱が行なわれる。
【００２８】
又、前記ねじシール部５ｂは、前記第２ねじ溝ポンプＳ２の内側ステータ５と一体に形成されていて前記外側ステータ４と直結しているため、前記ヒータ１０により効果的に昇温するようになり、これによってねじシール部５ｂにプロセスガスが凝縮するのを防止することができる。
【００２９】
又、ねじシール部５ｂを内側ステータ５と一体としたことにより部品点数が減り、分子ポンプのコスト低減につながった。
【００３０】
尚、本実施の形態は、第２ねじ溝ポンプのねじ溝及びねじシール部が内側ステータの外周面に凹設されている場合を示したが、これはステータ側ではなく、ロータの内周面に凹設してもよい。
【００３１】
又、本実施の形態は複合分子ポンプの場合について示したが、これはターボ分子ポンプ部を有しないねじ溝ポンプだけの場合であってもよい。
【００３２】
【発明の効果】
このように本発明によれば、ねじ溝ポンプのねじシール部をプロセスガスの凝縮が起きない温度に効果的に昇温して、ねじシール部での凝縮によるポンプの停止事故を防止できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の複合分子ポンプの一部縦断面図である。
【図２】前記複合分子ポンプの内側ステータの一部外周面の展開図である。のシール構造の縦断面図である。
【符号の説明】
１　　　　　分子ポンプ
３　　　　　ロータ
４　　　　　外側ステータ
４ａ　　　　ねじ溝
５　　　　　内側ステータ
５ａ　　　　ねじ溝
５ｂ　　　　ねじシール部
５ｄ　　　　通気孔
８ａ、８ｂ　断熱材
Ｓ　　　　　ねじ溝ポンプ部
Ｓ１　　　　第１ねじ溝ポンプ
Ｓ２　　　　第２ねじ溝ポンプ

Claims

ケーシングと、該ケーシングに固定されたステータと、該ステータ内で高速回転可能に支持されたロータとを備え、これらステータとロータとによりねじ溝ポンプ部を構成する分子ポンプにおいて、前記ねじ溝ポンプ部のロータを有蓋円筒状に形成し、該ロータの外周面に対向した内周面を有する外側ステータと該ロータの内周面に対向した外周面を有する円筒状の内側ステータとからなるステータを形成して、前記外側ステータの内周面又は前記ロータの外周面にねじ溝を凹設した第１ねじ溝ポンプと前記内側ステータの外周面又は前記ロータの内周面にねじ溝を凹設した第２ねじ溝ポンプとを形成し、前記外側ステータと前記内側ステータとをねじ止め等により直接に接合させると共にこれら外側ステータ及び内側ステータを前記ケーシングに固定する部分に断熱材を介在させてこれら外側ステータ及び内側ステータと前記ケーシングとの間の熱の伝達を阻む構造に形成し、更に前記内側ステータの外周面又は前記ロータの内周面にねじシール部を凹設した分子ポンプのシール構造。
前記第２ねじ溝ポンプのねじ溝と前記ねじシール部とを前記内側ステータの外周面又は前記ロータの内周面に凹設して有すると共に、前記内側ステータのこれらねじ溝とねじシール部との中間に相当する部位に該内側ステータを貫通する通気孔を設け、更に前記内側ステータの内周部と内側ケーシングの外周部との間を封止するシール部材を前記通気孔の上方部に設置した請求項１に記載の分子ポンプのシール構造。
前記ねじシール部を前記内側ステータのねじ溝部のねじの傾斜とは逆方向の傾斜のねじ溝に形成した請求項１又は請求項２に記載の分子ポンプのシール構造。
前記ねじシール部の末端部にパージガスを供給するように形成した請求項１又は請求項２に記載の分子ポンプのシール構造。
前段にターボ分子ポンプ部を有し、後段に前記ねじ溝ポンプ部を有する請求項１乃至請求項４のいずれか１に記載の分子ポンプのシール構造。