KR102645429B1 - 진공 펌프 및 이것에 이용되는 고정 부품, 배기 포트, 제어 수단 - Google Patents

Abstract

[과제] 진공 펌프 내의 유로에 퇴적한 생성물을 제거하는데 적합한 진공 펌프, 및, 이것에 이용되는 고정 부품, 배기 포트, 제어 수단을 제공한다.
[해결 수단] 진공 펌프(P1)는, 흡기구(2)로부터 배기구(3)를 향하여 이행하는 가스의 유로(R)와, 유로(R)의 내벽면에 퇴적한 생성물을 제거하는 제거 수단(RM)을 구비하고, 제거 수단(RM)은, 유로(R)의 내벽면에 일단을 개구한 분사 구멍(91, 92, 93)을 구비하고, 또한, 그 분사 구멍(91, 92, 93)으로부터 상기 유로(R) 내를 향하여 제거 가스를 분사하는 구조로 되어 있다.

Description

진공 펌프 및 이것에 이용되는 고정 부품, 배기 포트, 제어 수단

본 발명은, 반도체 제조 프로세스 장치, 플랫·패널·디스플레이 제조 장치, 솔라·패널 제조 장치에 있어서의 프로세스 챔버, 그 외의 진공 챔버의 가스 배기 수단으로서 이용되는 진공 펌프, 및, 이것에 이용되는 고정 부품, 배기 포트, 제어 수단에 관한 것이며, 특히, 펌프 내의 유로에 퇴적한 생성물을 제거하는데 적합한 것이다.

반도체 제조 프로세스 장치에서는 그 프로세스의 과정에서 반응 부생성물로서 TiF₄나 AlCl₃ 등의 승화성 가스가 생성되는 경우가 있다. 이와 같은 승화성 가스가 진공 펌프에 흡인되어, 진공 펌프 내의 유로를 흐르면, 증기압 곡선으로 나타나는 유로 내의 가스의 압력(분압)과 온도의 관계가 기상에서 고상으로 변하는 개소에 있어서, 당해 승화성 가스는 고체화되어 유로의 내벽면에 퇴적한다. 특히 당해 유로의 하류 부근과 같이 비교적 압력이 높아지는 개소에 있어서, 현저한 퇴적이 발생한다.

상기와 같이 퇴적한 생성물을 제거하는 대책으로서, 종래는 밴드 히터 등의 가열·보온 수단에 의해 진공 펌프를 가열·보온하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 또는 특허 문헌 2를 참조).

그러나, 상기와 같이 진공 펌프를 가열·보온하는 종래의 방식에 의하면, 회전체 등, 진공 펌프 내의 구조 부품도 동시에 가열·보온되어 버린다. 특히 진공 펌프의 회전체는 고속으로 회전하므로, 가열·보온에 의해 회전체를 구성하는 재료의 설계 허용 온도를 넘은 상태에서, 당해 회전체가 계속 회전하면, 회전체의 재료 강도 저하에 의한 파손, 회전체의 크리프 변형에 의한 변형, 변형된 회전체와 그 외주에 위치하는 고정 부품의 접촉, 접촉에 의한 회전체나 고정 부품의 파손과 같은 문제가 생긴다. 이것으로부터, 진공 펌프를 가열·보온하는 종래의 방식은, 진공 펌프 내의 유로에 퇴적한 생성물을 제거하는데 적합한 것이라고는 할 수 없다.

또, 가열·보온에서는 퇴적한 생성물의 제거가 곤란해지는 가스, 예를 들면, 승화 온도가 높은 가스가 진공 펌프 내의 유로를 흐르는 경우도 있다. 이 경우는, 진공 펌프 내의 회전체와 그 외주에 위치하는 고정 부품 사이에 형성되는 가스의 유로에, 생성물이 계속 퇴적함으로써, 퇴적한 생성물을 통하여 회전체와 고정 부품이 접촉하여, 회전체 또는 고정 부품이 파손한다는 문제가 생긴다.

일본 특허공개 2015-31153호 공보 일본 특허공개 2015-148151호 공보

본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은, 진공 펌프 내의 유로에 퇴적한 생성물을 제거하는데 적합한 진공 펌프, 및, 이것에 이용되는 고정 부품, 배기 포트, 제어 수단을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 외장 케이스 내에 배치된 회전체와, 상기 회전체를 회전 가능하게 지지하는 지지 수단과, 상기 회전체를 회전 구동하는 구동 수단과, 상기 회전체의 회전에 의해 가스를 흡기하기 위한 흡기구와, 상기 흡기구로부터 흡기한 상기 가스를 배기하기 위한 배기구와, 상기 흡기구로부터 상기 배기구를 향하여 이행하는 상기 가스의 유로와, 상기 유로의 내벽면에 퇴적한 생성물을 제거하는 제거 수단을 구비하고, 상기 제거 수단은, 상기 유로의 내벽면에 일단을 개구한 분사 구멍을 구비하고, 또한, 그 분사 구멍으로부터 상기 유로 내를 향하여 제거 가스를 분사하는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 제거 가스의 압력, 유량, 또는 분사 시간 중 어느 하나를 제어하는 수단으로서 기능하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 분사 구멍에 대해 상기 제거 가스를 공급하는 가스 공급계의 도중에, 그 가스 공급계의 공급 상황을 검지하는 검지 수단을 설치한 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 검지 수단에서의 검지 결과에 의거하여, 상기 분사 구멍에 대한 상기 제거 가스의 공급 압력 또는 공급 유량을 조정하는데 필요한 신호를 출력하는 수단으로서 기능하는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 검지 수단에서의 검지 결과에 의거하여, 생성물의 퇴적량을 추정하는 처리, 및, 그 추정한 생성물의 퇴적량이 역치를 넘은 경우에, 상기 분사 구멍에 대한 상기 제거 가스의 공급 압력 또는 공급 유량을 조정하는데 필요한 신호를 출력하거나, 또는, 경보를 울리는데 필요한 신호를 출력하는 수단으로서 기능하는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 분사 구멍에 대한 상기 제거 가스의 공급을 외부 장치로부터의 지령에 의거하여 실행하는 수단으로서 기능하는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 분사 시간의 제어는, 상기 분사 구멍으로부터 상기 제거 가스를 상시 분사하는 형식의 제어, 및, 상기 분사 구멍으로부터 상기 제거 가스를 간헐적으로 분사하는 형식의 제어 중, 적어도 어느 한쪽의 형식의 제어를 포함하는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 유량의 제어는, 상기 분사 구멍으로부터 분사되는 상기 제거 가스의 유량을 일정하게 유지하는 형식의 제어, 및, 그 유량을 증감하는 형식의 제어 중, 적어도 어느 한쪽의 형식의 제어를 포함하는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 압력의 제어는, 상기 분사 구멍으로부터 분사되는 상기 제거 가스의 압력을 일정하게 유지하는 형식의 제어, 및, 상기 분사 구멍으로부터 분사되는 상기 제거 가스를 그 분사 구멍에 대해 돌출적으로 공급하는 형식의 제어 중, 적어도 어느 한쪽의 형식의 제어를 포함하는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 제거 가스는 불활성 가스인 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 제거 가스는 여기 수단에 의해 활성화된 고에너지 가스인 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 제거 가스는 가열 수단에 의해 가열된 고온 가스인 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 분사 구멍을 복수 구비하는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 유로의 내벽면을 다공질 재료로 형성하고, 상기 다공질 재료의 다공의 일부를 상기 분사 구멍으로서 채용한 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 유로의 내벽면을 구성하고 있는 상기 다공질 재료의 표면의 일부를 마스킹하고, 그 일부 이외는 마스킹이 없는 비(非)마스킹부로서 구성함으로써, 상기 비마스킹부의 범위 내에서, 상기 다공질 재료의 다공의 일부로부터 상기 유로 내를 향하여 제거 가스를 분사 가능하게 한 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 분사 구멍의 개구단 부근에, 그 개구 면적보다 큰 표면적을 구비한 플레이트체가 설치되는 것, 및, 상기 플레이트체가 다공질 재료로 형성되어 있고, 그 다공질 재료의 다공의 일부를 상기 분사 구멍으로서 채용한 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 유로는, 상기 회전체의 외주와 이에 대향하는 고정 부재 사이에 형성된 나사 홈 형상의 유로이며, 또한, 그 유로의 하류 출구 부근의 내벽면에, 상기 분사 구멍의 일단이 개구된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 유로는, 상기 회전체의 외주와 이에 대향하는 고정 부재 사이에 형성된 나사 홈 형상의 유로이며, 또한, 그 유로의 상류 입구 부근의 내벽면에, 상기 분사 구멍의 일단이 개구된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 유로는, 상기 회전체의 외주면에 설치된 회전 블레이드와 상기 외장 케이스 내에 위치 결정 고정된 고정 블레이드 사이에 설정된 간극으로 이루어지는 유로이며, 또한, 그 유로의 하류 출구 부근의 내벽면을 구성하는 고정 부재의 면에, 상기 분사 구멍의 일단이 개구된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 유로는, 상기 유로의 하류 출구에 연통하는 배기 포트를 포함하고, 상기 배기 포트의 내벽면에, 상기 분사 구멍의 일단이 개구된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 유로는, 상기 회전체의 외주면에 설치된 회전 블레이드와 상기 외장 케이스 내에 위치 결정 고정된 고정 블레이드 사이에 설정된 간극으로 이루어지는 유로이며, 또한, 그 유로는 상기 고정 블레이드를 위치 결정 고정하고 있는 스페이서의 내면을 포함하고, 이 스페이서의 내벽면에 상기 분사 구멍의 일단이 개구된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 유로는, 상기 회전체의 외주면에 설치된 회전 블레이드와 상기 외장 케이스 내에 위치 결정 고정된 고정 블레이드 사이에 설정된 간극으로 이루어지는 유로이며, 또한, 그 고정부 블레이드의 외면에 상기 분사 구멍의 일단이 개구된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 지령에 의거하는 실행은, 메인터넌스 요구 신호를 상기 외부 장치로 출력하는 처리와, 상기 메인터넌스 요구 신호에 의거하여 상기 외부 장치로부터 출력되는 메인터넌스 허가 신호를 수신한 경우에, 상기 분사 구멍에 대한 상기 제거 가스의 공급을 행하기 위해 필요한 신호를 출력하는 처리를 포함하는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 유로의 내벽면에, 그 유로의 구성 기재보다도 비점착성이 높거나, 혹은 표면 자유 에너지가 낮은 재료의 코팅이 실시되어 있는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 코팅의 재료는, 불소 수지, 또는, 불소 수지 함유의 코팅재인 것을 특징으로 해도 된다.

본 발명은, 외장 케이스 내에 배치된 회전체와, 상기 회전체를 회전 가능하게 지지하는 지지 수단과, 상기 회전체를 회전 구동하는 구동 수단과, 상기 회전체의 회전에 의해 가스를 흡기하기 위한 흡기구와, 상기 흡기구로부터 흡기한 상기 가스를 배기하기 위한 배기구와, 상기 흡기구로부터 상기 배기구를 향하여 이행하는 상기 가스의 유로를 구비한 진공 펌프에 있어서의 상기 유로를 구성하는 고정 부품으로서, 상기 유로의 내벽면에 퇴적한 생성물을 제거하는 제거 수단으로서, 상기 고정 부품의 내벽면에 일단을 개구한 분사 구멍을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 고정 부품이다.

본 발명은, 외장 케이스 내에 배치된 회전체와, 상기 회전체를 회전 가능하게 지지하는 지지 수단과, 상기 회전체를 회전 구동하는 구동 수단과, 상기 회전체의 회전에 의해 가스를 흡기하기 위한 흡기구와, 상기 흡기구로부터 흡기한 상기 가스를 배기하기 위한 배기구와, 상기 흡기구로부터 상기 배기구를 향하여 이행하는 상기 가스의 유로를 구비한 진공 펌프에 있어서의 상기 배기구를 구성하는 배기 포트로서, 상기 배기구의 내벽면에 퇴적한 생성물을 제거하는 제거 수단으로서, 상기 배기 포트의 내벽면에 일단을 개구한 분사 구멍을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 배기 포트이다.

본 발명은, 외장 케이스 내에 배치된 회전체와, 상기 회전체를 회전 가능하게 지지하는 지지 수단과, 상기 회전체를 회전 구동하는 구동 수단과, 상기 회전체의 회전에 의해 가스를 흡기하기 위한 흡기구와, 상기 흡기구로부터 흡기한 상기 가스를 배기하기 위한 배기구와, 상기 흡기구로부터 상기 배기구를 향하여 이행하는 상기 가스의 유로와, 상기 유로의 내벽면에 퇴적한 생성물을 제거하는 제거 수단을 구비하고, 상기 제거 수단은, 상기 유로의 내벽면에 일단을 개구한 분사 구멍을 구비하고, 그 분사 구멍으로부터 상기 유로 내를 향하여 제거 가스를 분사하는 구조로 되어 있는 진공 펌프에 있어서의 제어 수단으로서, 상기 분사 구멍으로부터 상기 유로 내를 향하여 분사하는 제거 가스의 압력, 유량, 분사 시간 중 어느 하나를 제어하는 것, 또는, 상기 제거 가스의 공급 압력 또는 공급 유량을 조정하는데 필요한 신호를 출력하는 것, 또는, 경보를 울리는데 필요한 신호를 출력하는 수단으로서 기능하는 것, 또는, 상기 분사 구멍에 대한 상기 제거 가스의 공급을 외부 장치로부터의 지령에 의거하여 실행하는 수단으로서 기능하는 것을 특징으로 하는 제어 수단이다.

본 발명에서는, 상기 대로, 유로의 내벽면에 퇴적한 생성물을 제거하는 제거 수단의 구체적인 구성으로서, 이와 같은 제거 수단은, 상기 유로의 내벽면에 일단을 개구한 분사 구멍을 구비하고, 또한, 그 분사 구멍으로부터 상기 유로 내를 향하여 제거 가스를 분사한다는 구조를 채용했다. 이 때문에, 유로의 내벽면에 퇴적한 생성물은, 종래와 같은 펌프의 가열·보온이 아니라, 분사 구멍으로부터 분사되는 제거 가스의 물리적인 힘에 의해 강제적으로 벗겨 떨어짐으로써 제거되기 때문에, 종래와 같은 펌프의 가열·보온에 의한 문제(회전체의 재료 강도 저하에 의한 파손, 회전체의 크리프 변형에 의한 변형, 변형된 회전체와 그 외주에 위치하는 고정 부품의 접촉, 접촉에 의한 회전체나 고정 부품의 파손 등)이 발생하지 않으며, 진공 펌프 내의 유로에 퇴적한 생성물을 제거하는데 적합한 진공 펌프, 및, 이것에 이용되는 고정 부품, 배기 포트, 제어 수단을 제공할 수 있다.

상기 본 발명에 있어서 「다공질 재료의 다공을 분사 구멍으로서 채용한다」란, “다공질 재료의 다공의 일부를 분사 구멍으로서 채용하는”것, 및 “다공질 재료의 다공의 전부를 분사 구멍으로서 채용하는”것을 포함한다. 이것은 「발명을 실시하기 위한 최선의 형태」에서도 동일하다.

상기 본 발명에 있어서 「다공질 재료의 다공으로부터 유로 내를 향하여 제거 가스를 분사 가능하게 했다」란, “다공질 재료의 다공의 일부로부터 유로 내를 향하여 제거 가스를 분사 가능하게 한”것, 및 “다공질 재료의 다공의 전부로부터 유로 내를 향하여 제거 가스를 분사 가능하게 한”것을 포함한다. 이것은 「발명을 실시하기 위한 최선의 형태」에서도 동일하다.

도 1은 본 발명을 적용한 진공 펌프의 단면도(제거 수단의 구체적인 구조예 (1) 내지 (2)를 포함한다).
도 2는 도 1의 진공 펌프와 이것을 가스의 배기 수단으로서 채용한 외부 장치를 포함하는 배기 시스템의 개략 구성도.
도 3은 제거 수단의 구체적인 구조예 (4)의 설명도이며, (a)는 그 구조예 (4)를 적용한 스페이서의 평면도, (b)는 그 스페이서의 경방향 절반의 범위를 절단한 측면도, (c)는 (b)에 나타낸 제4의 분사 구멍 주변의 확대도.
도 4는 제거 수단의 구체적인 구조예 (5)의 설명도이며, (a)는 그 구조를 적용한 복수의 고정 블레이드의 평면도(진공 펌프에 조립하기 전의 분해 상태), (b)는 (a) 중의 A부 확대도, (c)는 (b) 중의 D1 화살표 방향에서 본 단면도, (d)는 (b) 중의 D2 화살표 방향에서 본 단면도, (e)는 이 도 4의 제거 수단의 구조예와 도 3의 제거 수단의 구조예를 조합한 예의 구성도.
도 5의 (a)(b) 및 (c)는 도 1의 진공 펌프에서 채용 가능한 분사 구멍의 단면도, (d)는 이 도의 (c)에 나타낸 복수의 분사 구멍을 그 정면(나사 홈 배기 유로측)에서 본 상태의 설명도.
도 6은 분사 구멍의 구체적인 구조(다공질재 타입)예 1의 설명도.
도 7은 도 6의 D4 화살표 방향에서 본 단면도.
도 8의 (a)는 배기 포트 부근의 단면도, 이 도의 (b)는 이 도의 (a)의 D5 화살표 방향에서 본 단면도.
도 9는 분사 구멍의 구체적인 구조(다공질재 타입)예 2의 설명도.
도 10은 도 9에 나타낸 나사 홈 배기부 스테이터의 확대 단면도.
도 11은 도 10의 A1부 부근의 확대도.
도 12의 (a)(b)는 도 10의 A1부 부근의 확대도.
도 13은 스페이서에 제4의 분사 구멍을 형성한 구조에 있어서, 그 제4의 분사 구멍을 다공질 재료의 다공으로 형성한 예의 설명도.
도 14의 (a)(b)는 고정 블레이드에 제5의 분사 구멍을 형성한 구조에 있어서, 그 제4의 분사 구멍을 다공질 재료의 다공으로 형성한 예의 설명도, (b)는 고정 블레이드를 다공질 재료로 형성한 구조에 있어서, 마스킹을 생략한 예의 설명도.
도 15는 분사 구멍의 구체적인 구조(다공질재 타입)예 3의 설명도.
도 16은 나사 홈 배기부 스테이터에 제4의 분사 구멍을 형성한 구조에 있어서, 다공질 플레이트 분사 구조를 적용한 예의 설명도.
도 17은 고정 블레이드에 제5의 분사 구멍을 형성한 구조에 있어서, 다공질 플레이트 분사 구조를 적용한 예의 설명도.
도 18은 돌출적 가스 분사 제어의 설명도.
도 19는 외부 장치의 프로세스와 제거 가스 분사 타이밍의 관계도.
도 20은 생성물의 퇴적에 의해 분사 구멍 혹은 가스 공급계에 막힘이 발생한 경우에 있어서의 제거 가스의 압력 변화의 설명도.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대해서, 첨부한 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명을 적용한 진공 펌프의 단면도, 도 2는 도 1의 진공 펌프와 이것을 가스의 배기 수단으로서 채용한 외부 장치를 포함하는 배기 시스템의 개략 구성도이다.

도 1을 참조하면, 이 도의 진공 펌프(P1)는, 단면 통형상의 외장 케이스(1)와, 외장 케이스(1) 내에 배치된 회전체(RT)와, 회전체(RT)를 회전 가능하게 지지하는 지지 수단(SP)과, 회전체(RT)를 회전 구동하는 구동 수단(DR)과, 회전체(RT)의 회전에 의해 가스를 흡기하기 위한 흡기구(2)와, 흡기구(2)로부터 흡기한 가스를 배기하기 위한 배기구(3)와, 흡기구(2)로부터 배기구(3)를 향하여 이행하는 가스의 유로(R)와, 유로(R)의 내벽면에 퇴적한 생성물을 제거하는 제거 수단(RM)을 구비하고 있다.

외장 케이스(1)는, 통형상의 펌프 케이스(1A)와 바닥이 있는 통형상의 펌프 베이스(1B)를 그 통축 방향으로 체결 볼트로 일체로 연결한 바닥이 있는 원통형으로 되어 있고, 펌프 케이스(1A)의 상단부측은 상기 흡기구(2)로서 개구한 형태로 되어 있다.

또, 펌프 베이스(1B)의 하단부 측면에는 배기 포트(EX)가 설치되어 있으며, 배기 포트(EX)의 일단은 상기 유로(R)에 연통하고, 이 배기 포트(EX)의 타단은 상기 배기구(3)로서 개구한 형태가 되어 있다.

도 2를 참조하면, 흡기구(2)는, 진공 분위기 중에서 소정의 프로세스를 실행하는 장치(M)(이하 「외부 장치(M)」라고 한다), 예를 들면 반도체 제조 장치의 프로세스 챔버 등과 같이 고진공이 되는 진공 챔버에 접속된다. 배기구(3)는 보조 펌프(P2)에 연통 접속된다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 펌프 케이스(1A) 내의 중앙부에는 각종 전장품을 내장하는 원통형상의 스테이터 칼럼(4)이 설치되어 있다. 도 1의 진공 펌프(P1)에서는, 펌프 베이스(1B)와는 별도 부품으로서 스테이터 칼럼(4)을 형성하고 펌프 베이스(1B)의 내측 바닥에 나사식 고정함으로써, 스테이터 칼럼(4)을 펌프 베이스(1B) 상에 세워 설치하고 있는데, 이것과는 다른 실시 형태로서, 이 스테이터 칼럼(4)을 펌프 베이스(1B)의 내측 바닥에 일체로 세워 설치해도 된다.

스테이터 칼럼(4)의 외측에는 상술한 회전체(RT)가 설치되어 있다. 회전체(RT)는, 펌프 케이스(1A) 및 펌프 베이스(1B)에 내포되고, 또한, 스테이터 칼럼(4)의 외주를 둘러싸는 원통형상으로 되어 있다.

스테이터 칼럼(4)의 내측에는 회전축(5)이 설치되어 있다. 이 회전축(5)은, 그 상단부가 흡기구(2)의 방향을 향하고, 그 하단부가 펌프 베이스(1B)의 방향을 향하도록 배치되어 있다. 또, 회전축(5)은, 자기 베어링(구체적으로는, 공지의 2세트의 래디얼 자기 베어링(MB1)과 1세트의 액시얼 자기 베어링(MB2))에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 스테이터 칼럼(4)의 내측에는 구동 모터(MO)가 설치되어 있고, 이 구동 모터(MO)에 의해 회전축(5)은 그 축심 둘레로 회전 구동된다.

회전축(5)의 상단부는 스테이터 칼럼(4)의 원통 상단면으로부터 상방으로 돌출되고, 그 돌출된 회전축(5)의 상단부에 대해 회전체(RT)의 상단측이 볼트 등의 체결 수단으로 일체로 고정되어 있다. 즉, 회전체(RT)는, 회전축(5)을 통하여, 자기 베어링(래디얼 자기 베어링(MB1), 액시얼 자기 베어링(MB2))으로 회전 가능하게 지지되어 있고, 이 지지 상태에 있어서, 구동 모터(MO)를 기동하면, 회전체(RT)는, 회전축(5)과 일체로 그 축심 둘레로 회전할 수 있다. 요컨데, 도 1의 진공 펌프(P1)에서는, 회전축(5)과 자기 베어링이 회전체(RT)를 회전 가능하게 지지하는 지지 수단으로서 기능하며, 또, 구동 모터(MO)가 회전체(RT)를 회전 구동하는 구동 수단으로서 기능한다.

그리고, 도 1의 진공 펌프(P1)는, 흡기구(2)로부터 배기구(3)까지의 사이에, 가스 분자를 배기하는 수단으로서 기능하는 복수의 날개 배기단(PT)을 구비하고 있다.

또, 도 1의 진공 펌프(P1)에 있어서, 복수의 날개 배기단(PT)의 하류부, 구체적으로는 복수의 날개 배기단(PT) 중 최하단의 날개 배기단(PT)(PTn)으로부터 배기구(3)까지의 사이에는, 나사 홈 펌프단(PS)이 설치되어 있다.

《날개 배기단(PT)의 상세》

도 1의 진공 펌프(P1)는, 회전체(RT)의 대략 중간으로부터 상류가 복수의 날개 배기단(PT)으로서 기능한다. 이하, 복수의 날개 배기단(PT)을 상세하게 설명한다.

회전체(RT)의 대략 중간으로부터 상류의 회전체(RT) 외주면에는, 회전체(RT)와 일체로 회전하는 복수의 회전 블레이드(6)가 설치되어 있고, 이들 회전 블레이드(6)는, 날개 배기단(PT)(PT1, PT2, …PTn) 마다, 회전체(RT)의 회전 중심축(구체적으로는 회전축(5)의 축심) 혹은 외장 케이스(1)의 축심(이하 「진공 펌프 축심」이라고 한다)을 중심으로 하여 방사상으로 소정 간격으로 배치되어 있다.

한편, 외장 케이스(1) 내(구체적으로는, 펌프 케이스(1A)의 내주측)에는 복수의 고정 블레이드(7)가 위치 결정 고정되어 있고, 이들 고정 블레이드(7)도, 회전 블레이드(6)와 마찬가지로, 날개 배기단(PT)(PT1, PT2, …PTn) 마다, 진공 펌프 축심을 중심으로 하여 방사상으로 소정 간격으로 배치되어 있다.

즉, 각 날개 배기단(PT)(PT1, PT2,…PTn)은 흡기구(2)로부터 배기구(3)까지의 사이에 다단으로 설치됨과 함께, 날개 배기단(PT)(PT1, PT2, …PTn) 마다, 방사상으로 소정 간격으로 배치된 복수의 회전 블레이드(6)와 고정 블레이드(7)를 구비하고, 이들 회전 블레이드(6)와 고정 블레이드(7)에 의해 가스 분자를 배기하는 구조로 되어 있다.

어느 회전 블레이드(6)도, 회전체(RT)의 외경 가공부와 일체적으로 절삭 가공으로 잘라내어 형성한 블레이드형상의 절삭 가공품이며, 가스 분자의 배기에 최적의 각도로 경사져 있다. 어느 고정 블레이드(7)도, 가스 분자의 배기에 최적의 각도로 경사져 있다.

또, 도 1의 진공 펌프(P1)에서는, 나사 홈 배기부 스테이터(8)의 구체적인 구조로서 그 상단부에 스페이서(S)를 볼록 설치한 부품(나사가 달린 스페이서)을 채용함과 함께, 이 나사가 달린 스페이서로부터 펌프 축심 방향을 따라 더 복수의 스페이서(S)를 다단으로 적층한 상태에 있어서, 그 스페이서(S) 간에 고정 블레이드(7)의 외주부를 개재시킴으로써, 복수의 고정 블레이드(7)가 위치 결정 고정되는 구성을 채용하고 있는데, 스페이서(S)에 의한 고정 블레이드(7)의 위치 결정 고정은 이 구성에 한정되지 않는다.

《복수의 날개 배기단(PT)에서의 배기 동작의 설명》

이상의 구성으로 이루어지는 복수의 날개 배기단(PT)에 있어서, 최상단의 날개 배기단(PT)(PT1)에서는 구동 모터(MO)의 기동에 의해, 회전축(5) 및 회전체(RT)와 일체로 복수의 회전 블레이드(6)가 고속으로 회전하여, 회전 블레이드(6)의 회전 방향 전면 또한 하향(흡기구(2)로부터 배기구(3)로 향하는 방향, 이후 하향으로 약칭한다)의 경사면에 의해 흡기구(2)로부터 입사한 가스 분자에 하향 방향 또한 접선 방향의 운동량을 부여한다. 이와 같은 하향 방향의 운동량을 가지는 가스 분자가, 고정 블레이드(7)에 설치되어 있는 회전 블레이드(6)와 회전 방향으로 역방향의 하향의 경사면에 의해, 다음의 날개 배기단(PT)(PT2)으로 송입된다.

다음의 날개 배기단(PT)(PT2) 및 그 이후의 날개 배기단(PT)에서도, 최상단의 날개 배기단(PT)(PT1)과 마찬가지로, 회전 블레이드(6)가 회전하여, 상기와 같은 회전 블레이드(6)에 의한 가스 분자로의 운동량의 부여와 고정 블레이드(7)에 의한 가스 분자의 송입 동작이 행해짐으로써, 흡기구(2) 부근의 가스 분자는, 회전체(RT)의 하류를 향하여 순차적으로 이행하도록 배기된다.

이상과 같은 복수의 날개 배기단(PT)에서의 가스 분자의 배기 동작으로부터도 알 수 있는 바와 같이, 복수의 날개 배기단(PT)에서는, 회전 블레이드(6)와 고정 블레이드(7) 사이에 설정된 간극이 가스를 배기하기 위한 유로(이하 「블레이드간 배기 유로(R1)」라고 한다)로 되어 있다. 이 블레이드간 배기 유로(R1)는, 그 내벽면 구성으로서, 회전 블레이드(6)나 고정 블레이드(7)의 외면 외에, 고정 블레이드(6)를 위치 결정 고정하고 있는 스페이서(S)의 내면(회전체(RT)의 외주와 대향하는 면)도 포함하고 있다.

《나사 홈 펌프단(PS)의 상세》

도 1의 진공 펌프(P1)에 있어서는, 회전체(RT)의 대략 중간으로부터 하류가 나사 홈 펌프단(PS)로서 기능하도록 구성되어 있다. 이하, 나사 홈 펌프단(PS)을 상세하게 설명한다.

나사 홈 펌프단(PS)은, 회전체(RT)의 외주측(구체적으로는, 회전체(RT)의 대략 중간으로부터 하류의 회전체(RT) 부분의 외주측)에 나사 홈 배기 유로(R2)를 형성하는 수단으로서, 나사 홈 배기부 스테이터(8)를 가지고 있고, 이 나사 홈 배기부 스테이터(8)는, 진공 펌프의 고정 부품으로서 외장 케이스(1)의 내주측에 장착되어 있다.

나사 홈 배기부 스테이터(8)는, 그 내주면이 회전체(RT)의 외주면에 대향하도록 배치된 원통형의 고정 부재이며, 회전체(RT)의 대략 중간으로부터 하류의 회전체(RT) 부분을 둘러싸도록 배치되어 있다.

그리고, 회전체(RT)의 대략 중간으로부터 하류의 회전체(RT) 부분은, 나사 홈 배기부(PS)의 회전 부품으로서 회전하는 부분이며, 나사 홈 배기부 스테이터(8)의 내측에, 소정의 갭을 통하여 삽입·수용되어 있다.

나사 홈 배기부 스테이터(8)의 내주부에는, 깊이가 하방을 향하여 소경화된 테이퍼 콘 형상으로 변화하는 나사 홈(81)이 형성되어 있다. 이 나사 홈(81)은 나사 홈 배기부 스테이터(8)의 상단에서 하단에 걸쳐 나선형상으로 새겨져 있다.

상기와 같은 나사 홈(81)을 구비한 나사 홈 배기부 스테이터(8)에 의해, 회전체(RT)의 외주측에는, 가스를 배기하기 위한 나사 홈 배기 유로(R2)가 형성된다. 도시는 생략하지만, 앞서 설명한 나사 홈(81)을 회전체(RT)의 외주면에 형성함으로써, 상기와 같은 나사 홈 배기 유로(R2)가 설치되도록 구성해도 된다.

나사 홈 펌프단(PS)에서는, 나사 홈(81)과 회전체(RT)의 외주면에서의 드래그 효과에 의해 가스를 압축하면서 이송하기 때문에, 이와 같은 나사 홈(81)의 깊이는, 나사 홈 배기 유로(R2)의 상류 입구측(흡기구(2)에 가까운 쪽의 유로 개구단)에서 가장 깊고, 그 하류 출구측(배기구(3)에 가까운 쪽의 유로 개구단)에서 가장 얕아지도록 설정되어 있다.

나사 홈 배기 유로(R2)의 입구(상류 개구단)는, 앞서 설명한 블레이드간 배기 유로(R1)의 출구, 구체적으로는, 최하단의 날개 배기단(PTn)을 구성하는 고정 블레이드(7E)와 나사 홈 배기부 스테이터(8) 사이의 간극(이하 「최종 간극(GE)」라고 한다)을 향하여 개구하며, 또, 이 나사 홈 배기 유로(R2)의 출구(하류 개구단)는, 펌프 내 배기구측 유로(R3)를 통해서 배기구(3)에 연통되어 있다.

펌프 내 배기구측 유로(R3)는, 회전체(RT)나 나사 홈 배기부 스테이터(8)의 하단부와 펌프 베이스(1B)의 내측 저부 사이에 소정의 간극(도 1의 진공 펌프(P1)에서는, 스테이터 칼럼(4)의 하부 외주를 일주하는 형태의 간극)을 설치함으로써, 나사 홈 배기 유로(R2)의 출구로부터 배기구(3)에 연통하도록 형성되어 있다.

《나사 홈 펌프단(PS)에서의 배기 동작의 설명》

앞서 설명한 복수의 날개 배기단(PT)에서의 배기 동작에 의한 이송에 의해 최종 간극(GE)(블레이드간 배기 유로(R1)의 출구)에 도달한 가스 분자는, 나사 홈 배기 유로(R)로 이행한다. 이행한 가스 분자는, 회전체(RT)의 회전에 의해 생기는 드래그 효과에 의해, 천이류에서 점성류로 압축되면서 펌프 내 배기구측 유로(R3)를 향하여 이행한다. 그리고, 펌프 내 배기구측 유로(R3)에 도달한 가스 분자는 배기구(3)에 유입되고, 도시하지 않은 보조 펌프를 통해서 외장 케이스(1)의 밖으로 배기된다.

《가스의 유로(R)의 설명》

이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 1의 진공 펌프(P1)는, 블레이드간 배기 유로(R1), 최종 간극(GE), 나사 홈 배기 유로(R2), 및, 펌프 내 배기구측 유로(R3)를 포함하여 구성되는 가스의 유로(R)를 구비하고, 이 유로(R)를 통과하여 가스는 흡기구(2)로부터 배기구(3)를 향하여 이행한다.

도 1의 진공 펌프(P)에서는, 상기 유로(R)의 내벽면(구체적으로는, 나사 홈 배기 유로(R2)의 내벽면)에, 그 유로(R)의 구성 기재보다도 비점착성이 높거나, 혹은 표면 자유 에너지가 낮은 재료의 코팅이 실시되어 있다.

이것에 의해, 유로(R)의 내벽면에 생성물이 퇴적해도, 퇴적한 생성물은 비교적 벗겨져 떨어지기 쉬운 상태가 된다. 또한, 코팅의 재료로서는 불소 수지, 또는 불소 수지 함유의 코팅재를 채용할 수 있는데, 이들에 한정되지 않는다.

《제거 수단(RM)의 설명》

도 1의 진공 펌프(P1)에 있어서, 제거 수단(RM)은, 유로(R)의 내벽면에 일단을 개구한 분사 구멍(91, 92, 93)을 구비하고, 또한, 그 분사 구멍(91, 92, 93)으로부터 유로(R)를 향해서 제거 가스를 분사하는 구조로 되어 있다.

《제거 수단(RM)의 구체적인 구조예 (1)》

도 1의 진공 펌프(P1)에서는, 회전체(RT)의 외주와 이에 대향하는 나사 홈 배기부 스테이터(8)(고정 부품) 사이에 형성된 나사 홈 형상의 유로, 즉, 나사 홈 배기 유로(R2)의 하류 출구 부근의 내벽면(후술하는 배기 포트(EX)의 내벽면을 제외한다)에, 제1의 분사 구멍(91)의 일단이 개구된 구조로 되어 있다.

나사 홈 배기 유로(R2)의 하류 출구 부근은, 압력이 비교적 높고, 흐르는 가스 상태가 기상에서 고상의 영역으로 변함으로써, 생성물의 퇴적이 생기기 쉽다. 그러나, 퇴적한 생성물은, 제1의 분사 구멍(91)으로부터 분사되는 제거 가스의 물리적인 힘에 의해 강제적으로 벗겨 떨어짐으로써 제거된다.

《제거 수단(RM)의 구체적인 구조예 (2)》

도 1의 진공 펌프(P1)에서는, 나사 홈 배기 유로(R2)의 상류 입구 부근의 내벽면에, 제2의 분사 구멍(92)의 일단이 개구된 구조로 되어 있다.

나사 홈 배기 유로(R2)의 상류 입구는 상술한 대로 최종 간극(GE)에 개구되어 있고, 이 최종 간극(GE)은 블레이드간 배기 유로(R1)에 대해 교차하는 형태가 되어 있어, 최종 간극(GE)이나 나사 홈 배기 유로(R2)의 상류 입구 부근은 배기하는 가스 분자의 흐름이 크게 변화하므로, 배기하는 가스의 유속이 저하되는 영역(이하 「배기 가스 고임 영역」이라고 한다)이 생기기 쉬워, 이와 같은 배기 가스 고임 영역에서 생성물의 퇴적이 생기기 쉬운 것도 본 발명자들의 실험 결과로부터 판명되고 있다.

상기와 같은 배기 가스 고임 영역에 퇴적한 생성물은, 제2의 분사 구멍(92)으로부터 분사되는 제거 가스의 물리적인 힘에 의해 강제적으로 벗겨 떨어짐으로써 제거된다.

《제거 수단(RM)의 구체적인 구조예 (3)》

도 1의 진공 펌프(P)에 있어서의 유로(R)는, 그 유로(R)의 하류 출구에 연통하는 상술한 배기 포트(EX)를 포함하고, 도 1의 진공 펌프(P)에서는, 그 배기 포트(EX)의 내벽면에, 제3의 분사 구멍(93)의 일단이 개구된 구조로 되어 있다.

배기 포트(EX)는, 상기 나사 홈 배기 유로(R2)의 하류 출구 부근보다 더 하류에 위치하므로, 압력이 더 높고, 생성물의 퇴적이 생기기 쉽다. 그러나, 퇴적한 생성물은, 제3의 분사 구멍(93)으로부터 분사되는 제거 가스의 물리적인 힘에 의해 강제적으로 벗겨 떨어짐으로써 제거된다.

《제거 수단(RM)의 구체적인 구조예 (4)》

도 3은, 제거 수단(RM)의 구체적인 구조예 (4)의 설명도이며, 이 도의 (a)는 그 구조예 (4)를 적용한 스페이서의 평면도, 이 도의 (b)는 그 스페이서의 경방향 절반의 범위를 절단한 측면도, 이 도의 (c)는 이 도의 (b)에 나타낸 제4의 분사 구멍 주변의 확대도이다.

이 도 3의 구조예 (4)에서는, 앞서 설명한 스페이서(S)(도 1 참조)에 제4의 분사 구멍(94)을 형성하고, 또한, 당해 스페이서(S)의 내면(구체적으로는, 회전체(RT)의 외주면과 대향하는 면)에 그 제4의 분사 구멍(94)의 일단이 개구된 구조를 채용하고 있다. 또한, 이 도 3의 구조예 (4)에서도, 제4의 분사 구멍(94)의 근방에 제거 가스 공급로(11D)가 설치되는 구성, 및 제거 가스 공급로(11D)에 대해 제4의 분사 구멍(94)의 타단이 개구된 구성을 채용하고 있다.

《제거 수단(RM)의 구체적인 구조예 (5)》

도 4는, 제거 수단(RM)의 구체적인 구조예 (5)의 설명도이며, (a)는 그 구조를 적용한 복수의 고정 블레이드(7)의 평면도(진공 펌프에 조립하기 전의 분해 상태), (b)는 (a) 중의 A부 확대도, (c)는 (b) 중의 D1 화살표 방향에서 본 단면도, (d)는 (b) 중의 D2 화살표 방향에서 본 단면도, (a)는 그 구조를 적용한 복수의 고정 블레이드(7)의 평면도(진공 펌프에 조립하기 전의 분해 상태), (b)는 (a) 중의 D1 화살표 방향에서 본 단면도, (c)는 (b) 중의 D2 화살표 방향에서 본 단면도이며, 또 (e)는 이 도 4의 제거 수단의 구조예와 도 3의 제거 수단의 구조예를 조합한 예의 구성도이다.

이 도 4의 구조예 (5)에서는, 앞서 설명한 고정 블레이드(7)(도 1 참조)에 제5의 분사 구멍(95)을 형성하고, 또한, 당해 고정 블레이드(7)의 외면에 그 제5의 분사 구멍(95)의 일단이 개구된 구조를 채용하고 있다(도 5(d) 참조). 이 도 4의 구조예 (5)에서도, 제5의 분사 구멍(95)의 근방에 제거 가스 공급로(11E)가 설치되는 구성, 및 그 제거 가스 공급로(11E)에 대해 제5의 분사 구멍(95)의 타단이 개구된 구성을 채용하고 있다.

도 4(e)에서는, 제거 가스 공급로(11D, 11E)로의 가스 도입구(포트)를 각각 설치하고 있는데, 스페이서(S)와 펌프 케이스(1A) 사이에(도시하지 않는다) 간극을 형성하고, 하나의 가스 도입구로부터 복수의 제거 가스 공급로(11D, 11E)에 가스를 공급하도록 해도 된다.

《분사 구멍의 구체적인 구조예(비다공질재 타입)》

제1 내지 제5의 분사 구멍(91, 92, 93, 94, 95)는 모두, 그들을 설치한 부품(구체적으로는 나사 홈 배기부 스테이터(8), 배기 포트(EX) 외주면의 상기 링 부재, 스페이서(S), 고정 블레이드(7))이 무구재(無垢材) 혹은 주물재 등과 같이 기계 가공이 가능한 소재로 형성된다면, 드릴에 의한 구멍 가공 혹은 엔드 밀에 의한 홈 가공 등의 기계 가공에 의해 형성할 수 있다.

제1, 제2의 분사 구멍(91, 92), 및 제4, 제5의 분사 구멍은, 모두 회전체(RT)의 둘레 방향을 따라 복수 형성할 수 있으며, 또, 제3의 분사 구멍(93)은, 배기 포트(EX)의 둘레 방향을 따라 복수 형성할 수 있다. 이와 같은 경우, 분사 구멍(91, 92, 93)을 등간격으로 배치하거나 생성물이 특히 퇴적되기 쉬운 개소에 집중적으로 배치하는 등, 그 배치 장소는 필요에 따라 적당히 변경할 수 있다.

도 1의 진공 펌프(P1)에서는, 회전체(RT)의 둘레 방향을 따라 제1의 분사 구멍(91)이 복수 형성되는 구성, 제1의 분사 구멍(91)의 근방에 제거 가스 공급로(11A)가 설치되는 구성, 및 제거 가스 공급로(11A)에 대해 제1의 분사 구멍(91)의 타단이 개구된 구성을 채용하고 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 1개의 제거 가스 공급로(11A)에 대해 제거 가스를 공급하는 것 만으로, 어느 제1의 분사 구멍(91)으로부터도 동시에 제거 가스의 분사가 가능해진다.

또, 도 1의 진공 펌프(P1)에서는, 회전체(RT)의 둘레 방향을 따라 제2의 분사 구멍(92)이 복수 형성되는 구성, 제2의 분사 구멍(92)의 근방에 제거 가스 공급로(11B)가 설치되는 구성, 및, 제거 가스 공급로(11B)에 대해 제2의 분사 구멍(92)의 타단이 개구된 구성을 채용하고 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 1개의 제거 가스 공급로(11B)에 대해 제거 가스를 공급하는 것 만으로, 어느 제2의 분사 구멍(92)으로부터도 동시에 가스의 분사가 가능해진다.

상기 제거 가스 공급로(11A, 11B)의 구체적인 구조예로서, 도 1의 진공 펌프(P1)에 있어서는, 나사 홈 배기부 스테이터(8)의 외주면에 형성된 둘레 방향의 홈과 외장 케이스(1)의 내면에 의해 제거 가스 공급로(11A, 11B)가 형성되는 구성을 채용하고 있는데, 이 구성에 한정되지는 않는다.

또한, 도 1의 진공 펌프에 있어서는, 배기 포트(EX)의 둘레 방향을 따라 제3의 분사 구멍(93)이 복수 형성되는 구성, 제3의 분사 구멍(93)의 근방에 제거 가스 공급로(11C)가 설치되는 구성, 및, 제거 가스 공급로(11C)에 대해 제3의 분사 구멍(93)의 타단이 개구된 구성을 채용함과 함께, 그 제거 가스 공급로(11C)의 구체적인 구조예로서, 배기 포트(EX)의 외주면에 링 부재를 장착하고, 장착된 링 부재 내면의 홈과 배기 포트(EX)의 외주면에 의해 제거 가스 공급로(11C)가 형성되는 구성을 채용하고 있는데, 이 구성에 한정되지 않는다.

제1의 분사 구멍(91)은, 도 5(a)에 나타낸 바와 같이, 유로(R)에 대해 대략 직각으로 교차하도록 형성하거나, 또는, 이 도의 (b)에 나타낸 바와 같이, 유로(R)에 대해 비스듬하게 교차하도록 형성해도 된다. 이 점은 제2, 제3, 제4, 제5의 분사 구멍(92, 93, 94, 95)에서도 동일하다. 또, 제1의 분사 구멍(91)은, 이 도의 (c)에 나타낸 바와 같이, 펌프 축심 방향을 따라 복수 형성할 수 있다. 이 점은 제2의 분사 구멍(92)이나 제4의 분사 구멍(94)도 마찬가지이다. 도시는 생략하지만, 제3의 분사 구멍(93)은 배기 포트(EX)의 축심 방향을 따라 복수 형성해도 되고, 또, 제5의 분사 구멍(95)은 펌프 경방향 혹은 고정 블레이드(7)의 길이 방향을 따라 복수 형성해도 된다.

또한, 상기와 같이 제1의 분사 구멍(91)을 복수 형성하는 경우는, 도 5(d)에 나타낸 바와 같이, 원형의 영역 내에 있어서 분사 구멍(91)이 매트릭스형상으로 배치되도록 구성해도 된다. 이 점은 다른 분사 구멍(92, 93, 94, 95)도 마찬가지이다.

《분사 구멍의 구체적인 구조(다공질재 타입) 개요》

앞서 설명한 유로의 내벽면을 형성하는 부품(구체적으로는, 나사 홈 배기부 스테이터(8), 배기 포트(EX) 외주면의 상기 링 부재, 스페이서(S), 고정 블레이드(7) 등)은 통상, 무구재 혹은 주물재로 형성되므로, 그 유로의 내벽면은 당해 부품과 동일한 재질, 즉 무구재 혹은 주물재로 구성되지만, 이《분사 구멍의 구체적인 구조예 (1)》에서는, 그와 같은 유로의 내벽면을 다공질 재료로 형성하고, 그 다공질 재료의 다공을 분사 구멍으로서 채용했다.

유로의 내벽면을 형성하는 다공질 재료에 대해서는, 예를 들면 알루미늄, 스테인리스, 철 등과 같은 금속 재료 외에, 세라믹이나 수지(플라스틱) 등과 같은 비금속 재료도 생각할 수 있는데, 이들에 한정되지 않는다.

다공질 재료의 성형 방법으로서는, 금속 분말을 소결하여 성형하는 방법(분말 야금), 바인드재로 분말을 고체화하는 방법(프레스 성형), 다공질화하고 싶은 기재의 표면에 가열된 재료를 고속으로 충돌시킴으로써 다공질의 피막을 형성시키는 방법(용사), 혹은, 3D 프린터로 형성하는 방법 등을 생각할 수 있는데, 이들에 한정되지 않는다.

《분사 구멍의 구체적인 구조(다공질재 타입)예 1》

도 6은 분사 구멍의 구체적인 구조(다공질재 타입)예 1의 설명도, 도 7은 도 6의 D4 화살표 방향에서 본 단면도, 도 8(a)는 배기 포트 부근의 단면도, 이 도의 (b)는 이 도의 (a)의 D5 화살표 방향에서 본 단면도이다.

이 도 6의 구조(다공질 타입)예 1에서는, 나사 홈 배기부 스테이터(8)의 일부(구체적으로는 앞서 설명한 도 1의 제1의 분사 구멍(91) 부근과, 도 1의 제2의 분사 구멍(92) 부근)를 다공질부(PP)로서 다공질 재료로 치환함으로써, 유로(구체적으로는, 나사 홈 배기 유로(R2)의 하류단, 최종 간극(GE)에 연통하는 나사 홈 배기 유로(R)의 상류단)의 내벽면이 다공질 재료로 구성됨과 함께, 그 다공질 재료의 다공으로부터 당해 유로 내를 향하여 제거 가스를 분사 가능하게 하고 있다.

또, 이 도 6의 구조(다공질 타입)예 1에 있어서는, 배기 포트(EX)의 일부(구체적으로는 앞서 설명한 도 1의 제3의 분사 구멍(92) 부근)를 다공질부(PP)로서 다공질 재료로 치환함으로써, 유로(구체적으로는, 배기 포트(EX))의 내벽면이 다공질 재료로 구성됨과 함께, 그 다공질 재료의 다공으로부터 당해 유로 내를 향하여 제거 가스를 분사 가능하게 하고 있다.

상기와 같이 배기 포트(EX)의 일부를 다공질부(PP)로 하는 경우는, 예를 들면 도 7에 나타낸 바와 같이, 배기 포트(EX)의 둘레 방향에 있어서 당해 다공질부(PP)가 소정 피치로 복수 배치되도록 구성해도 된다.

또, 배기 포트(EX)의 내벽면을 다공질 재료로 구성하는 방법으로서는, 예를 들면 도 8에 나타낸 바와 같이, 배기 포트(EX)의 내측에 다공질 재료로 이루어지는 통형상의 다공질통(EX1)을 끼워넣어도 된다. 또한, 도 8에서는, 다공질통(EX1)의 전체 길이가 배기 포트(EX)와 대략 동일한 전체 길이가 되도록 구성함으로써, 배기 포트의 내벽면 전체가 다공질 재료로 구성되도록 설정하고 있는데, 이것에 한정되지 않는다. 다공질통(EX1)의 길이는 배기 포트(EX)의 전체 길이 범위 내에 있어서 적당히 변경할 수 있다.

《분사 구멍의 구체적인 구조(다공질재 타입)예 2》

도 9는 분사 구멍의 구체적인 구조(다공질재 타입)예 2의 설명도이며, 도 10은 도 9의 구조(다공질재 타입)예 2를 적용한 나사 홈 배기부 스테이터의 단면도, 도 11과 도 12(a)(b)는 도 10의 A1부 부근의 확대도이다.

이 도 9의 구조(다공질재 타입)예 1에서는, 나사 홈 배기부 스테이터(8) 전체를 다공질 재료로 제작함으로써, 유로(구체적으로는, 나사 홈 배기 유로(R2))의 내벽면이 다공질 재료로 구성되는 구조, 및, 그 내벽면을 구성하고 있는 다공질 재료의 표면의 일부를 마스킹 부재(U1)(도 11, 도 12(a)(b)를 참조)로 마스킹하고, 그 일부 이외는 마스킹을 하지 않는 비마스킹부(U2)(도 11과 도 12(a)(b)를 참조)로서 구성되는 구조(이하 「다공질 마스킹 구조」라고 한다)의 채용에 의해, 분사 개소를 좁혀, 비마스킹부(U2)의 범위 내에서, 다공질 재료의 다공으로부터 당해 유로 내를 향하여 제거 가스를 분사 가능하게 하고 있다.

또한, 상술한 다공질 마스킹 구조에서는, 나사 홈 배기부 스테이터(8) 전체를 다공질 재료로 형성하고 있는데, 나사 홈 배기부 스테이터(8) 전체 중 나사 홈 배기 유로(R2)의 내벽면을 구성하는 부분 만을 다공질 재료로 형성해도 된다.

또, 이 도 9의 구조(다공질재 타입)예 1에서는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 나사 홈 배기 유로(R2)(유로)의 내벽면을 구성하고 있는 나사 홈(81)의 상향면을 비마스킹부(U2)로서 구성하거나, 또는, 도 12(a)에 나타낸 바와 같이, 나사 홈(81)의 모서리부 부근을 비마스킹부(U2)로서 설정하는 구성, 혹은, 도 12(b)에 나타낸 바와 같이, 나사 홈(81)의 모서리부 부근과 그 나사 홈(81)의 나사산 꼭대기부를 비마스킹부(U2)로서 설정하는 구성을 채용하고 있는데, 이것에 한정되지 않는다. 나사 홈 배기 유로(R2)(유로)의 어느 부분을 비마스킹부(U2)로서 구성하거나, 이 점은 생성물이 퇴적하기 쉬운 개소를 고려하여 적당히 변경할 수 있다.

그런데, 드릴에 의한 구멍 가공 혹은 엔드 밀에 의한 홈 가공 등의 기계 가공에 의해 나사 홈(81)의 벽면이나 모서리부에 분사 구멍을 형성하는 것은 곤란하다. 그에 반해, 그와 같은 벽면이나 모서리부 이외의 부위를 마스킹 부재(U1)로 마스킹하는 것은, 기계 가공을 필요로 하지 않기 때문에, 비교적 용이하다. 이 때문에, 상기와 같이 비마스킹부(U2)의 범위 내에서 다공질 재료의 다공으로부터 유로 내를 향하여 제거 가스를 분사 가능하게 하는 구성(이하 「비마스킹부 분사 구조」라고 한다)은, 기계 가공이 곤란한 좁은 장소에도 적용할 수 있다는 이점이 있다.

이상 설명한 다공질 마스킹 구조 및 비마스킹부 분사 구조는, 제1의 분사 구멍(91) 뿐만 아니라, 제2, 제3의 분사 구멍(92, 93)이나 제4, 제5의 분사 구멍(94, 95)에도 적용 가능하다.

도 13은, 스페이서(S)에 제4의 분사 구멍(94)을 형성한 구조에 있어서, 그 제4의 분사 구멍(94)을 다공질 재료의 다공으로 형성한 예를 나타낸 것이며, 또, 도 14(a)(b)는, 고정 블레이드(7)에 제5의 분사 구멍(95)을 형성한 구조에 있어서, 그 제4의 분사 구멍(95)을 다공질 재료의 다공으로 형성한 예를 나타내고 있다. 이와 같은 예에서는, 모두, 상술한 다공질 마스킹 구조를 채용함으로써, 분사 개소를 좁혀, 비마스킹부(U2)의 범위 내에서, 다공질 재료의 다공으로부터 당해 유로 내를 향하여 제거 가스를 분사 가능하게 하고 있다.

구체적으로는, 도 13의 예에서는, 유로(블레이드간 배기 유로(R1))를 구성하는 스페이서(S)의 내면을 비마스킹부(U2)로서 구성함으로써, 스페이서(S)의 내면 만으로부터 제거 가스가 분사되도록 설정하고 있다. 또, 도 14(a)(b)의 예에서는, 유로(블레이드간 배기 유로(R1))를 구성하는 고정 블레이드(7)의 하류측 모서리부 부근(도 14(a) 참조) 또는 고정 블레이드(7)의 하류측 하향면의 일부(도 14(b) 참조) 혹은 그 전부(도시 생략)를 비마스킹부(U2)로서 구성함으로써, 고정 블레이드(7)의 하류측 모서리부 부근 또는 하류측 하향면 만으로부터 제거 가스가 분사되도록 설정하고 있다.

도 14(c)와 같이, 고정 블레이드(7) 전체를 다공질 재료로 제작하고, 또한, 상술한 마스킹을 생략할 수도 있어, 이 경우는, 고정 블레이드(7)의 어느 면으로부터도 제거 가스의 분사가 가능해진다.

《분사 구멍의 구체적인 구조(다공질재 타입)예 2》

도 15는, 분사 구멍의 구체적인 구조(다공질재 타입)예 3의 설명도이다.

이 도 15의 구조(다공질재 타입)예 3에서는, 앞서 설명한 제1의 분사 구멍(91)(도 1을 참조)의 개구단 부근에, 그 개구 면적보다 큰 표면적을 구비한 플레이트체(PL)가 설치됨과 함께, 그 플레이트체(PL)가 다공질 재료로 형성되어 있고, 그 다공질 재료의 다공을 분사 구멍으로서 채용하고 있다. 이와 같은 구성(이하 「다공질 플레이트 분사 구조」라고 한다)에 의해, 이 도 15의 구조(다공질재 타입)예 3에서는 가스 분사 가능한 면적을 확대하고 있다.

이상 설명한 다공질 플레이트 분사 구조는, 제1의 분사 구멍(91) 뿐만이 아니라, 제2, 제3의 분사 구멍(92, 93) 및 제4, 제5의 분사 구멍에도 적용 가능하다. 도 16은, 나사 홈 배기부 스테이터(8)에 제4의 분사 구멍(94)을 형성한 구조에 있어서, 상술한 다공질 플레이트 분사 구조를 적용한 예를 나타내고 있으며, 도 17은, 고정 블레이드(7)에 제5의 분사 구멍(95)을 형성한 구조에 있어서, 상술한 다공질 플레이트 분사 구조를 적용한 예를 나타내고 있다. 즉, 이와 같은 예에서는, 모두, 분사 구멍(94, 95)의 개구단 부근에 상술한 다공질 재료로 이루어지는 플레이트체(PL)가 설치되고, 그 다공질 재료의 다공을 분사 구멍으로서 채용하고 있다.

《가스 분사 구멍으로부터 분사되는 가스의 설명》

도 1의 진공 펌프(P1)에서는, 가스 분사 구멍(91, 92, 93)으로부터 분사되는 제거 가스로서, 불활성 가스, 가열 수단에 의해 가열된 고온 가스, 또는, 여기 수단에 의해 활성화된 고에너지 가스(예를 들면, 플라즈마 발생 장치에 의해 플라즈마화·라디칼화된 가스 등)를 채용할 수 있다. 이와 같은 제거 가스는 필요에 따라 적절히 선택하거나 조합하여 사용할 수 있다.

불활성 가스는, 질소 가스나 희가스(아르곤 가스, 크립톤 가스, 크세논 가스 등)가 그 예이며, 분사 가스와 프로세스 가스가 반응하여 폭발성이나 독성을 가지는 리스크가 있는 경우에는 이와 같은 반응성이 부족한 가스를 사용하면 된다. 또한, 분자량의 큰 가스를 이용하는 것이 분사 가스의 운동 에너지가 커지기 때문에, 높은 제거 효과를 얻을 수 있다.

고에너지 가스나 고온 가스는, 상온 가스에 비해 에너지 밀도가 크기 때문에, 가스 분사 구멍(91, 92, 93)으로부터의 분사에 의해, 유로(R)의 내면에 퇴적되어 있는 생성물을 제거하는 효과가 높다.

《제어 수단(CX)의 설명》

도 1의 진공 펌프(P)는, 그 기동이나 재기동, 및, 자기 베어링(MB1, MB2)에 의한 회전체(RT)의 지지 제어, 구동 모터(MO)에 의한 회전체(RT)의 회전수 제어 내지 회전 속도 제어 등, 진공 펌프(P) 전체를 통괄 제어하는 제어 수단(CX)을 구비하고 있다.

이런 종류의 제어 수단(CX)의 구체적인 구성예로서, 도 1의 진공 펌프(P)에서는, 예를 들면 CPU, ROM, RAM, 입출력(I/O) 인터페이스 등의 하드웨어 자원으로 이루어지는 수치 연산 처리 장치에 의해 제어 수단(CX)을 구성하고 있는데, 이 구성에 한정되지 않는다.

제어 수단(CX)은, 상기와 같은 진공 펌프(P) 전체의 통괄 제어를 행하는 수단으로서 기능하는 것 외에, 또한, 분사 구멍(91, 92, 93)에 대한 가스의 공급을 외부 장치(M)로부터의 지령(구체적으로는 메인터넌스 허가 신호)에 의거하여 실행하는 수단으로서 기능한다.

이 경우, 외부 장치(M)는 상기 지령(구체적으로는 메인터넌스 허가 신호)을 정기적으로 출력해도 된다. 또, 외부 장치(M)의 조업에 영향이 발생하는 것을 방지하기 위해, 외부 장치(M)로부터 출력하는 상기 지령은, 도 19에 나타낸 바와 같이, 외부 장치(M)에서 행해지는 프로세스와 프로세스의 사이, 워크 교환 기간, 또는, 진공 펌프(P1)의 메인터넌스 기간 등, 외부 장치(M)의 진공도에 영향을 주지 않는 작업이 행해지는 타이밍에 출력하는 것이 바람직하다.

상기 지령(구체적으로는 메인터넌스 허가 신호)에는, 어떠한 종류의 가스를 어떠한 제어 방식으로 분사 구멍(91, 92, 93)으로부터 분사시키는지 등, 분사하는 가스에 관한 정보를 부가해도 된다.

상기 제어 수단(CX)에 있어서의 상기 실행은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 메인터넌스 요구 신호(RQ)를 외부 장치(M)로 출력하는 처리와, 그 메인터넌스 요구 신호(RQ)에 의거하여 외부 장치(M)로부터 출력되는 상기 지령(구체적으로는 메인터넌스 허가 신호(EN))을 수신한 경우에, 분사 구멍(91, 92, 93)에 대한 가스의 공급을 행하기 위해 필요한 신호를 출력하는 처리를 포함하도록 구성해도 된다.

상기 메인터넌스 요구 신호(RQ)는, 제어 수단(CX)의 입출력(I/O) 인터페이스를 통하여 외부 장치(M)에 출력할 수 있고, 메인터넌스 허가 신호도 제어 수단(CX)의 입출력(I/O) 인터페이스를 통하여 수신할 수 있다.

상기 신호, 즉, 분사 구멍(91, 92, 93)에 대한 가스의 공급을 행하기 위해 필요한 신호는, 입출력(I/O) 인터페이스를 통하여 후술하는 밸브(BL1, BL2, BL3, BL4)에 출력하도록 구성해도 된다.

《제어 수단(CX)에서의 가스 분사 제어 방식의 설명》

상기 제어 수단(CX)은, 분사 구멍(91, 92, 93)으로부터 분사되는 제거 가스의 분사 제어 방식으로서, 그 제거 가스의 압력, 유량, 또는 분사 시간 중 어느 하나를 제어하는 수단으로서 기능하도록 구성할 수 있다.

또, 상기 제어 수단(CX)은, 상술한 제어 대상(압력, 유량, 분사 시간)의 모두를 제어하는 수단으로서 기능하도록 구성해도 되고, 어느 2종류의 제어 대상(압력과 유량, 압력과 분사 시간, 유량과 분사 시간)을 제어하는 수단으로서 기능하도록 구성해도 된다.

제어 수단(CX)에 있어서의 상기 분사 시간의 제어는, 분사 구멍(91, 92, 93)으로부터 제거 가스를 상시 분사하는 형식의 제어, 및, 분사 구멍(91, 92, 93)으로부터 제거 가스를 간헐적으로 분사하는 형식의 제어(이하 「간헐 분사 제어」라고 한다) 중, 적어도 어느 한쪽의 형식의 제어를 포함하는 것으로서 구성해도 된다.

제어 수단(CX)에 있어서의 상기 유량의 제어는, 분사 구멍(91, 92, 93)으로부터 분사되는 제거 가스의 유량을 일정하게 유지하는 형식의 제어, 및, 그 유량을 증감하는 형식의 제어 중, 적어도 어느 한쪽의 형식의 제어를 포함하는 것으로서 구성해도 된다.

제어 수단(CX)에 있어서의 상기 압력의 제어는, 분사 구멍(91, 92, 93)으로부터 분사되는 제거 가스의 압력을 일정하게 유지하는 형식의 제어, 및, 분사 구멍(91, 92, 93)으로부터 분사되는 제거 가스를 그 분사 구멍에 대해 돌출적으로 공급하는 형식의 제어(이하 「돌출적 가스 분사 제어」라고 한다) 중, 적어도 어느 한쪽의 형식의 제어를 포함하는 것으로서 구성할 수 있다.

이상 설명한 제어 수단(CX)에 있어서의 분사 시간, 유량, 압력의 제어는, 예를 들면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 분사 구멍(91, 92, 93)에 대해 제거 가스를 공급하는 가스 공급계(SS)의 도중에, 밸브(BL1, BL2)를 설치함과 함께, 밸브(BL2)를 제어 수단(CX)으로 제어함으로써 실현하는 것이 가능하다.

또, 돌출적 가스 분사 제어에 대해서는, 예를 들면, 도 18에 나타낸 바와 같이, 가스 공급계(SP)의 도중에, 제거 가스를 일시 저류하는 것이 가능한 서지 탱크(TK)를 설치하고, 이 서지 탱크(TK)의 상류에 위치하는 밸브(BL4)를 엶으로써, 서지 탱크(TK)로부터 분사 구멍(91, 92, 93)을 향하여 단번에 제거 가스가 개방되도록 구성해도 된다.

제어 수단(CX)에서는, 분사 구멍(91, 92, 93)으로부터 상시 제거 가스가 계속 분사되도록 제어하는 방식도 채용할 수 있는데, 외부 장치(M)에 있어서의 프로세스로의 영향을 최대한 줄이기 위해서는 앞서 설명한 바와 같이, 외부 장치(M)에 대해 메인터넌스 요구 신호를 출력하고 있고, 또한 외부 장치(M)로부터의 지령(구체적으로는 메인터넌스 허가 신호)을 수신했을 때에만, 분사 구멍(91, 92, 93)으로부터 제거 가스가 분사되도록 구성하는 것이 바람직하다.

《제어 수단(CX)에 있어서 검지 수단을 병용하는 예》

도 2를 참조하면, 도 1의 진공 펌프(P1)에서는, 분사 구멍(91, 92, 93)에 대해 제거 가스를 공급하는 가스 공급계(SS)의 도중에, 그 가스 공급계(SS)의 공급 상황을 검지하는 검지 수단(MM)을 설치하고 있다. 이런 종류의 검지 수단(MM)으로서는 가스 공급계(SP)의 공급 상태(구체적으로는 압력이나 유량)를 수치적으로 계측하는 계측 수단, 예를 들면 주지의 압력계나 유량계를 채용할 수 있다.

도 1의 진공 펌프(P1)에서 상기 검지 수단(MM)을 채용하는 경우, 제어 수단(CX)은, 검지 수단(MM)에서의 검지 결과에 의거하여, 분사 구멍(91, 92, 93)에 대한 제거 가스의 공급 압력 또는 공급 유량을 조정하는데 필요한 신호를 출력하는 수단으로서 기능하도록 구성할 수 있다.

이와 같은 기능을 실현하기 위한 구체적인 구성으로서 하기《제1의 구성예》 내지 《제3의 구성예》를 채용해도 된다. 하기《제1의 구성예》 내지 《제3의 구성예》는 개별적으로 실시해도 되고, 병용해도 된다.

《생성물의 퇴적량 추정 원리》

생성물의 퇴적에 의해 분사 구멍(91, 92, 93) 혹은 가스 공급계(SS)에 막힘이 발생하면, 검지 수단(MM)(압력계)에서의 계측값(압력)이 상승하여 떨어지지 않기 때문에(도 20을 참조), 제어 수단(CX)에서는 검지 수단(MM)에서의 계측값(압력)의 변화를 모니터링함으로써, 생성물의 퇴적량을 추정하는 것이 가능하다.

또, 상기 막힘이 발생하면, 검지 수단(MM)(유량계)에서의 계측값(유량)이 감소하므로, 제어 수단(CX)에서는, 검지 수단(MM)에서의 계측값(유량)의 변화를 모니터링함으로써, 생성물의 퇴적량을 추정하는 것이 가능하다.

또한, 제어 수단(CX)에서는, 도 20에 나타낸 바와 같이, 분사 구멍(91, 92, 93)으로부터의 제거 가스의 분사 개시 시점(t0)부터 소정 시간(t1) 경과 후에 계측 수단(MM)(압력계나 유량계)에서 계측한 계측값(압력이나 유량)에 의거하여, 가스 공급계(SS)의 폐색 레벨, 생성물의 퇴적 레벨을 파악해도 된다.

《제1의 구성예》

·계측 수단(MM)으로서 압력계를 채용한다.

·제어 수단(CX)에서는, 상술한 입출력(I/O) 인터페이스를 통하여 상기 압력계에서의 계측값(압력)을 수신하는 처리와, 수신한 계측값(압력)이 역치(예를 들면, 도 20에 나타낸 경계 레벨)를 넘었는지 여부를 CPU로 판정하는 처리와, 이 판정 처리에서 역치를 넘었다고 판정한 경우에, 입출력(I/O) 인터페이스를 통하여 밸브(BL2)에 대해 소정의 신호를 출력함으로써 분사 구멍(91, 92, 93)에 대한 제거 가스의 공급 압력을 높이는 처리를 채용한다.

《제2의 구성예》

·계측 수단(MM)으로서 유량계를 채용한다.

·제어 수단(CX)에서는, 상술한 입출력(I/O) 인터페이스를 통하여 상기 유량계에서의 계측값(유량)를 수신하는 처리와, 수신한 계측값(유량)이 역치를 밑도는지 여부를 CPU로 판정하는 처리와, 이 판정 처리에서 역치를 밑돌았다고 판정한 경우에, 입출력(I/O) 인터페이스를 통하여 밸브(BL2)에 대해 소정의 신호를 출력함으로써 분사 구멍(91, 92, 93)에 대한 제거 가스의 공급 유량 혹은 공급 압력을 늘리는 처리를 채용한다.

《제3의 구성예》

·계측 수단(MM)으로서 압력계를 채용한다.

·제어 수단(CX)에서는, 계측 수단(MM)에서의 계측값(압력)의 변화를 상시 혹은 정기적으로 모니터링하는 처리, 그 계측값(압력)의 변화에 의거하여 생성물의 퇴적량을 추정하는 처리, 및, 추정한 생성물의 퇴적량이 역치를 넘은 경우에, 상기《제1의 구성예》에서 설명한 바와 같이 밸브(BL2)에 대해 소정의 신호를 출력함으로써 분사 구멍(91, 92, 93)에 대한 제거 가스의 공급 유량을 늘리거나, 혹은, 도시하지 않은 알람 장치에 대해 소정의 신호를 출력함으로써 경보를 울리는 처리를 채용한다.

《제4의 구성예》

·계측 수단(MM)으로서 유량계를 채용한다.

·제어 수단(CX)에서는, 계측 수단(MM)에서의 계측값(유량)의 변화를 상시 혹은 정기적으로 모니터링하는 처리, 그 계측값(유량)의 변화에 의거하여 생성물의 퇴적량을 추정하는 처리, 및, 추정한 생성물의 퇴적량이 역치를 넘은 경우에, 상기《제2의 구성예》에서 설명한 바와 같이 밸브(BL2)에 대해 소정의 신호를 출력함으로써 분사 구멍(91, 92, 93)에 대한 제거 가스의 공급 유량 혹은 공급 압력을 늘리거나, 혹은, 도시하지 않은 알람 장치에 대해 소정의 신호를 출력함으로써 경보를 울리는 처리를 채용한다.

《추가의 구성예》

앞서 설명한 가스 공급계(SS)의 폐색 레벨이 높아졌을 때에, 제어 수단(CX)에서는, 가스 공급계(SS)에 있어서의 가스 공급 압력을 단계적으로 높이도록 제어(이하 「단계적 가스 압력 상승 제어」라고 한다)해도 된다. 이 경우, 그 단계에 따라 경고 레벨을 설정하여 출력해도 된다.

상기와 같이 가스 공급 압력을 단계적으로 높이는 도중에, 가스 공급계(SS)의 폐색 원인인 퇴적물, 즉, 분사 구멍(91, 92, 93) 혹은 가스 공급계(SS)에 퇴적한 생성물이 제거되어, 가스 공급계(SS)의 폐색이 해소되면, 가스 공급계(SS)의 가스 압력은 원래의 압력으로 되돌아오므로, 이것을 검지함으로써 단계적 가스 압력 상승 제어를 캔슬해도 된다.

단계적 가스 압력 상승 제어 만으로는 대응이 곤란한 경우, 제어 수단(CX)은, (A) 상술한 간헐 분사 제어로 전환하는 처리, (B) 분사 구멍(91, 92, 93)으로부터 분사하는 제거 가스의 종류를 예를 들면 상온의 불활성 가스로부터 고온 가스로 전환하는 처리, (C) 고온 가스로부터 고에너지 가스로 전환하는 처리 등, 퇴적한 생성물의 제거 효과가 보다 큰 쪽(A→B→C)으로 이행하도록 구성해도 된다.

분사 구멍(91, 92, 93)으로부터의 가스의 분사에서는 퇴적한 생성물의 제거가 곤란한 상황에 빠진 경우, 제어 수단(CX)은, 외부 장치(M)에 대해 소정의 신호(HELP 신호)를 출력함으로써, 진공 펌프의 분해 메인터넌스 혹은 교환을 재촉하도록 구성해도 된다.

《이상의 정리》

본 실시 형태의 진공 펌프(P1)에서는, 상기 대로, 유로(R)의 내벽면에 퇴적한 생성물을 제거하는 제거 수단(RM)의 구체적인 구성으로서, 제거 수단(RM)은, 유로(R)의 내벽면에 일단을 개구한 분사 구멍(91, 92, 93, 94 또는 95)을 구비하고, 또한, 그 분사 구멍(91, 92, 93, 94 또는 95)으로부터 유로(R) 내를 향하여 제거 가스를 분사한다는 구조를 채용했다. 이 때문에, 유로(R)의 내벽면에 퇴적한 생성물은, 종래와 같은 펌프의 가열·보온이 아니라, 분사 구멍(91, 92, 93, 94 또는 95)으로부터 분사되는 제거 가스의 물리적인 힘에 의해 강제적으로 벗겨 떨어짐으로써 제거되기 때문에, 종래와 같은 펌프의 가열·보온에 의한 문제(예를 들면, 회전체(RT)의 재료 강도 저하에 의한 파손, 회전체(RT)의 크리프 변형에 의한 변형, 변형된 회전체(RT)와 그 외주에 위치하는 고정 부품의 접촉, 접촉에 의한 회전체(RT)나 고정 부품의 파손 등)이 발생하지 않아, 진공 펌프(P1) 내의 유로(R)에 퇴적한 생성물을 제거하는데 적합하다.

또, 본 실시 형태의 진공 펌프(P1)에 의하면, 펌프의 가열·보온과 병용할 수도 있어, 병용에 의해 펌프의 가열·보온에 필요한 에너지를 저감할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 진공 펌프(P1)에 있어서, 외부 장치(M)에 대해 메인터넌스 요구 신호를 출력하고 있고, 또한 외부 장치(M)로부터의 지령(구체적으로는 메인터넌스 허가 신호)을 수신했을 때에만, 분사 구멍(91, 92, 93)으로부터 제거 가스가 분사되도록 구성한 경우는, 제거 가스의 분사가 외부 장치(M)에 있어서의 프로세스에 주는 영향을 억제할 수 있어, 외부 장치(M)의 조업에 영향이 발생하는 것을 방지할 수 있다는 이점도 있다.

본 발명은, 이상 설명한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 해당 분야에 있어서 통상의 지식을 가지는 사람에 의해 다양한 변형이 가능하다.

예를 들면, 도 1에 나타낸 진공 펌프(P1)에 있어서 나사 홈 펌프단(PS)을 생략한 구조의 것, 즉, 날개 배기단(PT) 만으로 가스를 배기하는 형식의 진공 펌프(이른바 터보 분자 펌프)에도, 본 발명은 적용할 수 있다.

상기 본 발명의 적용예에서는, 도 1에 나타낸 나사 홈 펌프단(PS)이 생략되므로, 이 도에 나타낸 제2의 분사 구멍(92)과 제거 가스 공급로(11B)는 펌프 베이스(1B)에 배치한다. 그리고, 상기 본 발명의 적용예에서는, 블레이드간 배기 유로(R1)(회전체(R)의 외주면에 설치된 회전 블레이드(6)와 외장 케이스(1) 내에 위치 결정 고정된 고정 블레이드(7) 사이에 설정된 간극으로 이루어지는 유로)의 하류 출구에 연통하는 최종 간극(GE)은, 최하단의 날개 배기단(PTn)을 구성하는 고정 블레이드(7E) 혹은 회전 블레이드(6)와 펌프 베이스(1B) 사이의 간극으로서 구성된다. 이 경우는, 블레이드간 배기 유로(R2)의 하류 출구 부근의 내벽면(구체적으로는, 최종 간극(GE)을 구성하는 펌프 베이스(1B)의 면)에 생성물이 퇴적하는 경우가 있으므로, 그 퇴적한 생성물을 제거하기 위해, 블레이드간 배기 유로(R2)의 하류 출구 부근의 내벽면에 제2의 분사 구멍(92)의 일단이 개구된 구조를 채용해도 된다.

또, 본 발명은, 앞서 설명한 본 실시 형태의 진공 펌프(P1)와 같은 축류형 진공 펌프 외에, 반경류형(시그반형) 등의 드래그 펌프에도 적용할 수 있다.

1 외장 케이스 1A 펌프 케이스
1B 펌프 베이스 2 흡기구
3 배기구 4 스테이터 칼럼
5 회전축 6 회전 블레이드
7 고정 블레이드 8 나사 홈 배기부 스테이터
81 나사 홈 91 제1의 분사 구멍
92 제2의 분사 구멍 93 제3의 분사 구멍
94 제4의 분사 구멍 95 제5의 분사 구멍
11A, 11B, 11C, 11D, 11E 제거 가스 공급로
BL1, BL2, BL3, BL4 밸브 CX 제어 수단
DR 구동 수단 EN 메인터넌스 허가 신호
EX 배기 포트 EX1 다공질통
GE 최종 간극 GT 가스 공급원
MB1 래디얼 자기 베어링 MB2 액시얼 자기 베어링
MO 구동 모터 MM 검지 수단
P1 진공 펌프 P2 보조 펌프
PP 다공질부 PS 나사 홈 펌프단
PT 날개 배기단 PT1 최상단의 날개 배기단
PTn 최하단의 날개 배기단 PL 플레이트체
R 가스의 유로 R1 블레이드간 배기 유로
R2 나사 홈 배기 유로 R3 펌프 내 배기구측 유로
RM 제거 수단 RT 회전체
RQ 메인터넌스 요구 신호 S 스페이서
SP 지지 수단 SS 가스 공급계
TK 서지 탱크 U1 마스킹 부재
U2 비마스킹부

Claims (29)

1. 외장 케이스 내에 배치된 회전체와,
   상기 회전체를 회전 가능하게 지지하는 지지 수단과,
   상기 회전체를 회전 구동하는 구동 수단과,
   상기 회전체의 회전에 의해 가스를 흡기하기 위한 흡기구와,
   상기 흡기구로부터 흡기한 상기 가스를 배기하기 위한 배기구와,
   상기 흡기구로부터 상기 배기구를 향하여 이행하는 상기 가스의 유로와,
   상기 유로의 내벽면에 퇴적한 생성물을 제거하는 제거 수단을 구비하고,
   상기 제거 수단은, 상기 유로의 내벽면에 일단을 개구한 복수의 분사 구멍을 구비하고, 또한, 그 복수의 분사 구멍으로부터 상기 유로 내를 향하여 제거 가스를 분사하는 구조로 되어 있고,
   상기 복수의 분사 구멍의 타단은, 둘레 방향으로 연통하고 있는 제거 가스 공급로에 대해 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제거 가스의 압력, 유량, 또는 분사 시간 중 어느 하나를 제어하는 수단으로서 기능하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 분사 구멍에 대해 상기 제거 가스를 공급하는 가스 공급계의 도중에, 그 가스 공급계의 공급 상황을 검지하는 검지 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제거 가스는 불활성 가스인 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제거 가스는 여기 수단에 의해 활성화된 고에너지 가스인 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
13. 청구항 1에 있어서,
    상기 제거 가스는 가열 수단에 의해 가열된 고온 가스인 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
14. 청구항 1에 있어서,
    상기 분사 구멍을 복수 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
15. 청구항 1에 있어서,
    상기 유로의 내벽면을 다공질 재료로 형성하고,
    상기 다공질 재료의 다공을 상기 복수의 분사 구멍으로서 채용한 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
16. 삭제
17. 삭제
18. 청구항 1에 있어서,
    상기 유로는, 상기 회전체의 외주와 이에 대향하는 고정 부재 사이에 형성된 나사 홈 형상의 유로이며, 또한, 그 유로의 하류 출구 부근의 내벽면에, 상기 복수의 분사 구멍의 일단이 개구된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
19. 청구항 1에 있어서,
    상기 유로는, 상기 회전체의 외주와 이에 대향하는 고정 부재 사이에 형성된 나사 홈 형상의 유로이며, 또한, 그 유로의 상류 입구 부근의 내벽면에, 상기 복수의 분사 구멍의 일단이 개구된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
20. 청구항 1에 있어서,
    상기 유로는, 상기 회전체의 외주면에 설치된 회전 블레이드와 상기 외장 케이스 내에 위치 결정 고정된 고정 블레이드 사이에 설정된 간극으로 이루어지는 유로이며, 또한, 그 유로의 하류 출구 부근의 내벽면에, 상기 복수의 분사 구멍의 일단이 개구된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
21. 청구항 1에 있어서,
    상기 유로는, 상기 유로의 하류 출구에 연통하는 배기 포트를 포함하고,
    상기 배기 포트의 내벽면에, 상기 복수의 분사 구멍의 일단이 개구된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
22. 청구항 1에 있어서,
    상기 유로는, 상기 회전체의 외주면에 설치된 회전 블레이드와 상기 외장 케이스 내에 위치 결정 고정된 고정 블레이드 사이에 설정된 간극으로 이루어지는 유로이며, 또한, 그 유로는 상기 고정 블레이드를 위치 결정 고정하고 있는 스페이서의 내면을 포함하고, 이 스페이서의 내벽면에 상기 복수의 분사 구멍의 일단이 개구된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
23. 청구항 1에 있어서,
    상기 유로는, 상기 회전체의 외주면에 설치된 회전 블레이드와 상기 외장 케이스 내에 위치 결정 고정된 고정 블레이드 사이에 설정된 간극으로 이루어지는 유로이며, 또한, 그 고정 블레이드의 외면에 상기 복수의 분사 구멍의 일단이 개구된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
24. 삭제
25. 청구항 1에 있어서,
    상기 유로의 내벽면에, 그 유로의 구성 기재보다도 비점착성이 높거나, 혹은 표면 자유 에너지가 낮은 재료의 코팅이 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
26. 삭제
27. 외장 케이스 내에 배치된 회전체와,
    상기 회전체를 회전 가능하게 지지하는 지지 수단과,
    상기 회전체를 회전 구동하는 구동 수단과,
    상기 회전체의 회전에 의해 가스를 흡기하기 위한 흡기구와,
    상기 흡기구로부터 흡기한 상기 가스를 배기하기 위한 배기구와,
    상기 흡기구로부터 상기 배기구를 향하여 이행하는 상기 가스의 유로를 구비한 진공 펌프에 있어서의 상기 유로를 구성하는 고정 부품로서,
    상기 유로의 내벽면에 퇴적한 생성물을 제거하는 제거 수단으로서,
    상기 고정 부품의 내벽면에 일단을 개구한 복수의 분사 구멍을 구비하고,
    그 복수의 분사 구멍의 타단은, 둘레 방향으로 연통하고 있는 제거 가스 공급로에 대해 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 고정 부품.
28. 외장 케이스 내에 배치된 회전체와,
    상기 회전체를 회전 가능하게 지지하는 지지 수단과,
    상기 회전체를 회전 구동하는 구동 수단과,
    상기 회전체의 회전에 의해 가스를 흡기하기 위한 흡기구와,
    상기 흡기구로부터 흡기한 상기 가스를 배기하기 위한 배기구와,
    상기 흡기구로부터 상기 배기구를 향하여 이행하는 상기 가스의 유로를 구비한 진공 펌프에 있어서의 상기 배기구를 구성하는 배기 포트로서,
    상기 배기구의 내벽면에 퇴적한 생성물을 제거하는 제거 수단으로서,
    상기 배기 포트의 내벽면에 일단을 개구한 복수의 분사 구멍을 구비하고,
    그 복수의 분사 구멍의 타단은, 둘레 방향으로 연통하고 있는 제거 가스 공급로에 대해 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 배기 포트.
29. 외장 케이스 내에 배치된 회전체와,
    상기 회전체를 회전 가능하게 지지하는 지지 수단과,
    상기 회전체를 회전 구동하는 구동 수단과,
    상기 회전체의 회전에 의해 가스를 흡기하기 위한 흡기구와,
    상기 흡기구로부터 흡기한 상기 가스를 배기하기 위한 배기구와,
    상기 흡기구로부터 상기 배기구를 향하여 이행하는 상기 가스의 유로와,
    상기 유로의 내벽면에 퇴적한 생성물을 제거하는 제거 수단을 구비하고,
    상기 제거 수단은, 상기 유로의 내벽면에 일단을 개구한 복수의 분사 구멍을 구비하고,
    그 복수의 분사 구멍의 타단은, 둘레 방향으로 연통하고 있는 제거 가스 공급로에 대해 개구되어 있고,
    상기 복수의 분사 구멍으로부터 상기 유로 내를 향하여 제거 가스를 분사하는 구조로 되어 있는 진공 펌프에 있어서의 제어 수단으로서,
    상기 복수의 분사 구멍으로부터 상기 유로 내를 향하여 분사하는 제거 가스의 압력, 유량, 분사 시간 중 어느 하나를 제어하는 것,
    또는, 상기 제거 가스의 공급 압력 또는 공급 유량을 조정하는데 필요한 신호를 출력하는 것,
    또는, 경보를 울리는데 필요한 신호를 출력하는 수단으로서 기능하는 것,
    또는, 상기 복수의 분사 구멍에 대한 상기 제거 가스의 공급을 외부 장치로부터의 지령에 의거하여 실행하는 수단으로서 기능하는 것을 특징으로 하는 제어 수단.