JPS61247893A

JPS61247893A - 真空ポンプ

Info

Publication number: JPS61247893A
Application number: JP60088624A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nagaoka; 隆司長岡; Masahiro Mase; 正弘真瀬; Yoshiaki Tsutsumi; 芳紹堤; Minoru Taniyama; 実谷山; Makoto Terajima; 寺島　信
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1985-04-26
Publication date: 1986-11-05
Also published as: DE3613198C2; US4668160A; JPH037039B2; DE3613198A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は排気口を大気圧とする真空ポンプに係り、特に
半導体製造装置等において清浄な真空を作り出すのに好
適な真空ポンプに関する。

〔発明の背景〕

従来の真空ポンプとしては、特開昭５１−３８１１３号
に記載されたものが知られている。この真空ポンプの構
造をｓ４図により説明する。図において、この真空ポン
プはＸ−Ｘ線を中心として左右対称となっているので、
右半部側について説明する。

１は吸気口ＩＡおよび排気口ＩＢを有する・・ウジング
、２はハウジング１内に軸受７を介して回転自在に支持
された回転軸を示し、前記ハウジング１内に、軸流ター
ボ分子ポンプ段３．付加分子ポンプ段４．遠心圧縮ポン
プ段５および渦流圧縮ポンプ段６を、前記吸気口ＩＡ側
から排気口ＩＢ側に亘って順次配設している。

前記軸流ターボ分子ポンプ段３は、ハウジング１の内壁
に取付けた固定板３Ｂと、回転軸２に取付けた回転円板
３Ａとを交互に組合せて構成されている。前記付加分子
ポンプ段４は、・・ウジング１内壁に取付けた固定板４
Ｂと１回転軸２に堰付けた円板状羽根車４Ａとを交互に
組合せて構成されている。前記遠心圧、縮ポンプ段５け
、・・ウジングｌ内壁に吹付けたディフューザ固定板５
Ｂと。

回転軸２に噛付けた羽根車５Ａとを交互に組合せて構成
されている。前記渦流圧縮ポンプ段６ｌ−Ｉｔ、・・ウ
ジングｌ内壁に喉付けた固定板６Ｂと１回転軸２に取付
けた回転円板６Ａとを交互に組合せて、　構成されてい
る。

一方、回転軸２ＩＩｉ駆動タービン８を介して駆動され
、この駆動タービン８はハウジング１の側壁に設けた空
気人口９．Ａと空気出口９Ｂに連結されている。

前述の如き構成の真空ポレプにおいて、定常状態に達し
たときには、各ポンプ段が十分な圧縮作用をし、吸込口
の圧力、すなわち到達圧力は十分低い圧力に達すること
ができる。しかし、ポンプ運転のり期のいわゆる過度状
態においては、大きな排気速度を得ることができない。

それは、このような過渡状態においてはポンプ内の圧力
が高いため１本来気体の流れが分子流、中間流で有効な
軸流ターボ分子ポンプ段３、付加分子ポンプ段４はほと
んど圧縮作用をせず、特に付加分子ポンプ段は流路断面
積が狭いため、逆に流体抵抗が大きく、大流量に対して
は圧力損失を発生することになるからである。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、排気口圧力を大気圧付近に保ち、かつ
清浄な真空を得ることができると共に、ポンプ運転初期
の過渡状態において大きな排気速度が得られ′る真空ポ
ンプを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は排気口から直接大気に排気することができる真
空ポンプにおいて、吸気口側のポンプ段を遠心圧縮ポン
プ段に、排気口側のポンプ段を円周流圧縮ポンプ段にそ
れぞれ構成し、前記遠心圧縮ポンプ段を、定常状態にお
いてはジーグバーン分子ポンプとして働かすと共に、ポ
ンプ運転初期の過渡状態においては遠心圧縮機として働
かすことにより、排気口圧力を大気圧付近に保て、かつ
清浄な真空を得ることができると共に、過渡状態におい
て大きな排気速度が得られるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし５１＄３図に基
づいて説明する。第１図は本発明による真空ポンプの全
体構造を示ス縦断面図、第２図（ａ）は第１図？遠心圧
縮ポンプ段の詳細を示す断面図、同図中）および（Ｃ）
は第２図（ａ）のイ矢視図およびロ矢視図、５１＄３図
（ａ）は第１図の円周流圧縮ポンプ段の詳細を示す断面
図、同図（ｂ）および（Ｃ）は第３図（ａ）のハ矢視図
および二矢視図である。第１図において。

この真空ポンプは、吸気口１１Ａおよび排気口１、ＩＢ
を有する・・ウジング１１と、この・・ウジングｌｌ内
に軸受２１を介して回転自在に支持された回転軸１２と
、吸気口１１Ａ側から排気口１１Ｂ側に至る間のハウジ
ング１１内に順次配設された遠心圧縮ポンプ段１３およ
び円周流圧縮ポンプ段１４とを備えている。回転軸１２
はこれに連結したモータ１５により駆動されるようにな
っている。

前記遠心圧縮ポンプ段１３は、第２図（ａ）、　（ｂ）
に示すように１表面に回転方向に対して内向きの羽根１
６を複数個有し、かつ回転軸１２に瑣付けられたオープ
ン形羽根車１３Ａと％第２図（ａ）、　（Ｃ）に示すよ
うに、・＼ウジフグ１１内壁に取付けられ、かつ前記羽
根車１３Ａの裏面（羽根１６を設けない而）と対向する
面に回転方向に対して内向きの羽根１７を複数個設けた
固定円板１３Ｂとを交互に並列に配置して構成されてい
る。

前記円周流圧縮ポンプ段１４は、第３図（ａ）、　（ｂ
）に示すように、回転軸１２に取付けられ、かつ外周面
に複数個の羽根１８を放射状に設けた羽根車１４Ａと％
第３図（ａ）、　（Ｃ）に示すように、・・ウジフグ１
１内壁に取付けられ、かつ前記羽根車１３Ａの表面（羽
根１８を設けている面）と対向する面にＵ字状の＄１９
を有する固定円板１４Ｂとを交互に並列に配置して構成
されると共に、第３図（ａ）。

（Ｃ）に示すように前記１１１１１９の終端部に孔１９
ａを穿って通風路２０を形成している。

次に本実施例の作用について説明する。

ポンプ運転初期の過渡状態においては、ポンプ内部は全
体が大気圧に近い高い圧力下にあり、気体の流れは粘性
流となるので、遠心圧縮ポンプ段１３は遠心圧縮機とし
て作用する。すなわち、遠心圧縮ポンプ段羽根車１３Ａ
は圧縮機羽根車として働き１羽根車１３Ａと固定円板１
３Ｂの間の羽根１７にはさまれて形成される流路は、流
れを外径側から内径側に案内するリターンチャンネルと
して働く。また羽根車１３Ａが圧縮作用をするので、遠
心圧縮ポンプ段１３としては、圧力損失部としてよりは
圧縮機として大流量を流す作用をすることができる。

円周流圧縮ポンプ段１４の圧縮比が大きくなって１円周
流圧縮ポンプ段の入口の圧力が十分に低くなった定常状
態、すなわちこの圧力が数’ｌ’ｏｒｒ以下になった定
常状態においては、遠心圧縮ポンプ段１３０人口、すな
わち真空ポンプの吸気口１１Ａの付近の気体の流れは、
中間流、又は分子流となり、遠心圧縮ポンプ段１３はジ
ーグツ（−ン分子ポンプとして作用する。すなわち、羽
根１６を有する羽根車１３Ａは、ら旋溝を加工した回転
円板として作用し、固定円板１３Ｂの裏面（羽根１７を
設けない面）との組合せで、内径側から外径側に向けて
圧縮作用をするジープパーン分子ポンプとして働く。ま
た復数個の羽根１７を設けた固定円板１３Ｂは、ら旋溝
を加工した固定円板として作用し、羽根車１３Ａの裏面
（羽根１６を設けない面）との組合せで、外径側から内
径側に向けて圧縮作用をするジープバーン分子ポンプと
して働く。

また同じく定常状態においては、前記円周流圧縮ポンプ
段１４に流入する気体は前記遠心圧縮ポンプ段１３にお
いて十分圧縮されているため、体！Ｒ流喰はほとんど零
に近い。すなわち１円周流圧縮ポンプ段１４は、締切状
態に近い状態で運転されることになるが、円周流圧縮ポ
ンプは締切状態で高い圧縮比が得られるという特性があ
るため。

少ない段数で十分低い到達圧力に達することができる。

遠心圧縮ポンプ段１３．円周流圧縮ポンプ段１４の段数
、及びポンプ回転数は、定常運転状態におりて、両段の
境の圧力が粘性流と中間流の切替わり点、すなわち数’
ｌ”ｏｒｒになるよう設定する。

通常、遠心圧縮ポンプ段を１〜３段１段層円周流圧縮ポ
ンプ６〜１０段組合わせることにより、ポンプの吸気口
１１Ａの圧力は１０”〜１０−’　Ｔｏｒｒに達するこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上の妬く、本発明によれば、吸気口側に設けた遠心圧
縮ポンプ段が、過渡状態においては遠心圧縮機として、
定常状態においてはジープ・（−ン分子ポンプとして働
くという２重の作用をするので、排気口圧力を大気圧付
近に保て、かつ清浄な真空を得ることができることは勿
論、ポンプ運転初期の過渡状態において大きな排気速度
が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示し。第１図は本発明による真空ポンプの全体構造を示す縦断
面図、ｓ２図（ａ）は第１図の遠心圧縮ポンプ段の詳細
を示す断面図、同図（ｂ）および（Ｃ）は第２図（ａ）
のイ矢視図および口矢視図、第３図（ａ）は第１図の円
周流圧縮ポンプ段の詳ａｔ示す断面図、同図（ｂ）およ
び（Ｃ）は第３図（ａ）の・・矢視図および一矢視図。第４図は従来の真空ポンプの縦断面図である。１１・・・ハウジング、１１Ａ・・・吸気口、１１Ｂ・
・・排気口、１２・・・回転軸、１３・・・遠心圧縮ポ
ンプ段。１３Ａ・・・オープン形羽根車、１３Ｂ・・・固定円板
、１４・・・円周流圧縮ポンプ段、１４Ａ・・・羽根車
、１４Ｂ・・・固定円板、１６，１７．１８・・・羽根
。（Ｃ）第　３　国＜、ＥＬ）＜ｂ）第　３　目（Ｃ）４Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

吸気口および排気口を有するハウジングと、そのハウジ
ング内に回転自在に支持された回転軸と、ハウジング内
壁に取付けられた複数枚の固定体および回転軸に取付け
られた複数枚の回転体とを備え、前記の固定体と回転体
とを交互に組合せてポンプ段を構成し、前記吸気口から
吸込んだ気体を排気口から直接大気に排出することがで
きる真空ポンプにおいて、前記吸気口側に遠心圧縮ポン
プ段を、かつ前記排気口側に円周流圧縮ポンプ段をそれ
ぞれ構成し、前記遠心圧縮ポンプ段の回転体が、複数個
の後退羽根を有するオープン形羽根車から成り、かつ固
定体が、外径部における羽根の向きが回転方向に対して
内向きである羽根を前記羽根車の裏面に対向するよう複
数個取付けた固定円板から成つていることを特徴とする
真空ポンプ。