JPS63147989A - 複合真空ポンプ - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば半導体製造過程において被処理物に金
属化合物を被覆させるいわゆるＣＶＤ法答に用いるのに
好適な複合真空ポンプの改良に関する。

（従来の技術） 従来、このような複合真空ポンプとして、例えば特開昭
６０−２５２１９７号公報に開示されているように、真
空室側に開放される吸込口と大気側に開放される吐出口
とが設けられたケーシング内に、上記吸込口側から吐出
口側に向かってねじ渦形圧縮ポンプ、遠心形圧縮ポンプ
および渦流形圧縮ポンプを順次に配置したものが知られ
ている。

そして、このものは、上記ケーシングに設けられた中間
吐出口と中間吸込口とにエゼクタが接続されていて、該
エゼクタを介して上記遠心形圧縮ポンプと渦流形圧縮ポ
ンプとを接続するとともに、上記渦流形圧縮ポンプのロ
ータ直径を前段の遠心形圧縮ポンプのロータ直径より小
ざくすることにより、動力損失の大部分を占める大気圧
側のポンプ段を比較的小さな直径で圧縮比のとれる渦流
形圧縮ポンプとしている。このため、この複合真空ポン
プにおいては、渦流形圧縮ポンプの前段に圧縮比が高く
とれ、しかも発熱量の小さなエゼクタを配置することに
より、遠心形圧縮ポンプの段数を減少させて該ポンプ段
における発熱を可及的に抑制し得、これにより真空ポン
プの所要動力の低減化を図ることができる。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記の従来のものにあける渦流形圧縮ポンプ
は、遠心形圧縮ポンプに比べて数倍の圧縮係数が得られ
るものの、回転する羽根車を単にケーシングで包設した
だけであるので、真空ポンプに要求されるレベルと比較
すると極めて小さい。

このため、上述の如く分子流および中間領域対応として
吸込口の近傍に配置したネジ溝形圧縮ポンプの背後に多
段の遠心形圧縮ポンプおよびエゼクタを配置することが
不可欠であり、その結果、構造が復雑になるという問題
がめった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、吸込口と吐出口とが設けられたケー
シング内の上記吸込口側にねじ溝形圧縮ポンプを、上記
吐出口側に渦流形圧縮ポンプをそれぞれ配置することと
し、この場合、上記渦流形圧縮ポンプに適切な手段を講
することにより、渦流形圧縮ポンプ内を流れる気体のス
ムーズな内部流れを生じせしめてその圧縮比を一段と高
め得、これにより遠心形圧縮ポンプやエゼクタを配置す
る必要がなく、よってその分だけポンプ段数の大幅な低
減化を可能として構造の簡素化および駆動源の小形化を
図らんとすることにおる。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、第１
図に示すように、吸込口（２）と吐出口（３）とが設け
られたケーシング（１）内の上記吸込口（２）側にねじ
溝形圧縮ポンプ（９）を、上記吐出口（３）側に渦流形
圧縮ポンプ（１５）をそれぞれ配置した複合真空ポンプ
とし、かつ上記渦流形圧縮ポンプ（１５）の主流路（１
２）内に、環状ガイド部材（１４〉を回転する羽根車（
１０）の外周に近接して配置し、このガイド部材（１４
）により気体の流れ（螺旋流）をガイドさせる構成とす
る。

（作用） 上記の構成により、本発明では、ねじ溝形圧縮ポンプ（
９）および渦流形圧縮ポンプ（１５）が起動すると、気
体が吸込口（２）を介して上記ねじ溝形圧縮ポンプ（９
）内に吸い込まれて圧縮され、この圧縮された気体が上
記次段の渦流形圧縮ポンプ（１５）に移送されてさらに
圧縮される。

そして、渦流形圧縮ポンプ（１５）でほぼ大気圧に圧縮
された気体は吐出口（３）を介して大気中に吐出される
。

この場合、上記渦流形圧縮ポンプ（１５）の主流路（１
２）内には、回転する羽根車（１０）の外周に近接して
気体の流れをガイドする環状ガイド部材（１４）が配置
されていることから、上記ねじ溝形圧縮ポンプ（９）か
ら移送された気体は上記ガイド部材（１４）にガイドさ
れて上記羽根車（１Ｑ）の外周に効率良く導かれ、これ
により渦流形圧縮ポンプ（１５）内における気体の流れ
がスムーズになされてその圧縮比が一段と高められる。

これにより遠心形圧縮ポンプやエゼクタを配置する必要
がなく、よってその分だけポンプ段数の大幅な低減化が
可能となって構造の簡素化および駆＠源の小形化が図ら
れることとなる。

（第１実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１実施例に係る複合真空ポンプを示
し、（１）１よ、例えば図示しない半導体製造装置の真
空室側に開放される吸込口（２）が上面に、大気側に開
放される吐出口（３）が下部側面にそれぞれ設けられた
円筒状のケーシング、（４）は該ケーシング（１）の底
面側に配設された。ロータ（４ａ）とステータ（４ｂ）
とからなる駆動用モータ、（５）は上記ケーシング（１
）内の中心部上下方向に配置され、上記駆動用モータ（
４）の駆動により回転せしめられる回転軸であって、該
回転軸（５）はこれと回転一体に外嵌合された円筒状の
ボス部材（６）を備えてなる。

該ボス部材（６）の上端には、上下に所定間隔をあけて
配置された一対の円板状ロータ（７）。

（７）が水平に支持されている一方、上記ケーシング（
１）内周面には上下一対の円環状ステータ（８）、（８
）が一方のステータ（８）（図で上側のもの）を上記両
ロータ（７）、（７）間に、他方のステータ（８）（図
で下側のもの）を上記下側のロータ（７）の下方にそれ
ぞれ対応するように配置されている。そして、上記上側
のステータ（８）の両面（図で上下両面）および下側の
ステータ（８）の片面（図で上面）には、第２図に代表
して示すように、螺旋状の溝（８ａ＞、（８ａ）、（８
ａ）がそれぞれ形成されており、上記駆動用モータ（４
）の始動により、上記両日−タ（７）、（７）を回転さ
せ、この回転によって上記真空室内の気体を吸込口（２
）を介してケーシング（１）内に吸い込んで上記両ステ
ータ（８）。

（８）の谷溝（８ａ）内に順次導入して圧縮し、後述す
る次段の渦流形圧縮ポンプ（１５）側に吐出する３段の
ポンプ段からなるねじ溝形圧縮ポンプ（９）が構成され
ている。

一方、上記ボス部材（６）の上下方向中程には、上下一
対の羽根車（１０）、（１０）が所定間隔を必けて水平
に配置されている一方、上記ゲージング（１）内周面に
は上記両羽根車（１０）。

（１０）に対応して上下一対の円環状ハウジング（１’
り、（１１）が水平に支持形成されている。

該各ハウジング（１１）は上記各羽根車（１０）設置位
置付近で上下に２分割に構成され、内部には、羽根車（
１０）の多数の羽根（’１Ｏａ）。

（１０ａ＞、・・・が臨み、この各羽根（１０ａ）の回
転動作により上記ねじ溝形圧縮ポンプ（９〉から導入さ
れた圧縮気体を循環せしめる主流路（１２）と、該主流
路（１２）を取り囲む水等の冷却流体を循環せしめる上
下２つの冷却流体循環用中空部（１３）、（１３）が、
それぞれ形成されている。そして、上記各ハウジング（
１１）には、第３図および第４図に示すように、ハウジ
ング（１１）に形成された吸込通路（１１ｂ）および吐
出通路（１１Ｇ）間の主流路（１２）を分断するように
ストリッパ部（１１ａ）が形成されていて、上記吸込通
路（１１ｂ＞から吸い込まれた気体と吐出通路（１１ｃ
）から吐出される気体とが合流しないようになされてい
る。

また、本発明の特徴として、上記各ハウジング（１１）
の主流路（１２）には、上記駆動用モータ（４）の始動
により回転する羽根車（１０）の外周に近接して気体の
流れをガイドする円環状ガイド部材（１４）がその中心
を上記羽根車（１０）の回転軸心に対応せしめて配置さ
れている。そして、上記各ハウジング（１１）の吸込通
路（１１ｂ）から主流路（１２）内に吸い込まれた気体
を吐出通路（１１ｃ）より吐出する間に上記ガイド部材
（１４）周りに適数回螺旋運動せしめるとともに、その
回数だけ上記羽根車（１０）を横断せしめてその都度羽
根車（１０）から運動エネルギを受は取るようにした２
段のポンプ段からなる渦流形圧縮ポンプ（１５）が構成
されている。なお、上記ケーシング（１）側壁の各ハウ
ジング（１１）に対応する部位には、該各ハウジング（
１１）の上記中空部（１３）、（１３）に各々連通する
上下２本の冷却流体供給用筒部材（１６ａ＞、（’１６
ａ）が半径方向外側に突設されている一方、該両筒部材
（１６ａ）、（１６ａ＞の反対側には冷却流体環流用筒
部材（１６ｂ）、（１６ｂ）が突設されていて、各供給
用筒部材（１６ａ＞からそれぞれ導入された冷却流体を
上記各中空部（１３）を循環せしめた後、各環流用筒部
材（１６ｂ）より外部に排出して上記各供給用筒部材（
１６ａ）に環流するようになされている。

次に、このように構成された本実施例に係る複合真空ポ
ンプの作動について説明する。

まず、駆動用モータ（４）が始動すると、ねじ溝形圧縮
ポンプ（９）および渦流形圧縮ポンプ（１５）が共に起
動し、真空室の気体が吸込口（２）からケーシング（１
）内に吸い込まれる。

この吸い込まれた気体は、まず、上記ねじ渦形圧縮ポン
プ（９）の上側のロータ（７）の回転動作により上側の
ステータ（８）上面側の溝（８ａ）に導入され、該Ｒ（
８ａ）を半径方向内側に向かって螺旋運動する。ぞの後
、上記上側のステータ（８）下面側の溝（８ａ）に導入
され、該溝（８ａ）を今度は半径方向外側に向かって螺
旋運動し、しかる後、下側のステータ（８）上面側の溝
（８ａ）にｃ人され、該溝（８ａ＞を半径方向内側に向
かって螺旋運動して渦流形圧縮ポンプ（１５）の上側の
ハウジング（１１）の吸込通路（１１ｂ）から上部主流
路（１２）内に導入される。

次に、上記上部主流路（１２）内に導入された気体は、
上下の中空部（１３）、（１３）内を循環する冷却流体
によって冷却されつつ上部主流路（１２）をＶ５環し、
吐出通路（１１Ｇ）より下側のハウジング（１１）の吸
込通路（１ｌ　ｂ＞に排出され、上記と同様に下部主流
路（１２）を循環して吐出通路（ＩＩＣ：）よりケーシ
ング（１）の下部に排出された後、該ケーシング（１）
の吐出口（３）より大気中に吐出される。

この際、上記各主流路（１２）にはガイド部材（１４）
が配置されていることから、各主流路（１２）に導入さ
れた気体は、上記各ガイド部材（１４）にガイドされて
その周りをスムーズに適数回螺旋運動し、その回数だけ
上記羽根車（１０）を効率良く横断してその都度羽根車
（１０）から運動エネルギを有効に受は取り、これによ
り上記渦流形圧縮ポンプ（１５）内における気体の流れ
がスムーズになされてその圧縮比を一段と高め得る。こ
のため、遠心形圧縮ポンプやエゼクタを配置する必要が
なく、よってその分だけポンプ段数の大幅な低減化が可
能となって構造の簡素化および駆動源の小形化を図るこ
とができる。

（第２実施例） また、第５図は本発明の第２実施例に係る複合真空ポン
プを示し、本実施例はねじ溝形圧縮ポンプ（９）の構造
が上記第１実施例の場合と異なる他は同一に構成されて
いるので、同一の構成部分については同一の符号を付し
てその詳細な説明を？ｉ略する。

すなわち、本実施例におけるねじ溝形圧縮ポンプ（９）
は、外周面に螺旋溝（７ａ）を形成した円筒状のロータ
（７）を煤えてなり、駆動用モータ（４）の胎動により
上記ロータ（７）を回転作動させることにより、上記螺
旋溝（７ａ）とケーシング（１）内周面とで構成される
空間に、真空室から吸い込まれた気体を導入するように
なされている。

したがって、本実施例においても上記第１実施例と同様
の作用効果を奏することができる。

なお、上記第１実施例では、ねじ溝形圧縮ポンプ（９）
の各ステータ（８）に螺旋状の溝（８ａ）を形成したが
、これに限らず、例えば各ロータ（７）に螺旋状の溝を
形成することも採用可能である。また、上記第２実施例
では、ねじ溝形圧縮ポンプ（９）のロータ（７）に螺旋
溝（７ａ）を形成したが、これに限らず、例えばケーシ
ング（１）内周面に螺旋溝を形成することも採用可能で
ある。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、ケーシング（１
〉内の吸込口（２）側にねじ溝形圧縮ポンプ（９）を、
吐出口（３）側に渦流形圧縮ポンプ（１５）をそれぞれ
配置し、該渦流形圧縮ポンプ（１５）の主流路（１２）
内に、回転する羽根車（１０）の外周に近接して気体の
流れをガイドする環状ガイド部材（１４）を配置したの
で、上記各主流路（１２）に導入された気体は、上記ガ
イド部材（１４）周りにスムーズに循環して上記羽根車
（１０）から効率良く運動エネルギを受は取り１ｑ、こ
れにより気体の圧縮比を一段と高めることかできる・。

したがって、遠心形圧縮ポンプやエゼクタを配置する必
要がなく、よってその分だけポンプ段数の大幅な低減化
が可能となって構造の簡素化および駆動源の小形化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は第１実施例に係
る複合真空ポンプを示す縦断正面図、第２図は第１図の
ｎ−ＩＩ線における断面図、第３図は第１図の■−■線
における断面図、第４図はハウジング部分を第１図とは
別の角度から見て示す縦断側面図である。第５図は第２
実施例に係る複合真空ポンプの第１図相当図で必る。 （１）・・・ケーシング、（２）・・・吸込口、（３）
・・・吐出口、（９〉・・・ねじ溝形圧縮ポンプ、（１
０）・・・羽根車、（１２）・・・主流路、（１４）・
・・ガイド部材、（１５）・・・渦流形圧縮ポンプ。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸込口（２）と吐出口（３）とが設けられたケー
   シング（１）内の上記吸込口（２）側にねじ溝形圧縮ポ
   ンプ（９）を、上記吐出口（３）側に渦流形圧縮ポンプ
   （１５）をそれぞれ配置した複合真空ポンプであつて、
   上記渦流形圧縮ポンプ（１５）の主流路（１２）内には
   、回転する羽根車（１０）の外周に近接して気体の流れ
   をガイドする環状ガイド部材（１４）が配置されている
   ことを特徴とする複合真空ポンプ。