KR19990014135A - 터보 분자 펌프 - Google Patents

Abstract

케이싱내에 내장되는 회전자 및 고정자와 상기 회전자와 상기 고정자 사이에 형성되는 배출 메카니즘을 포함하는 터보 분자 펌프에 있어서, 상기 터보 분자 펌프는 상기 케이싱내에 구비되는 흡입 포트를 개폐하기 위한 밸브체를 갖고, 상기 터보 분자 펌프와 통합적으로 구비되고 상기 밸브체를 개폐 구동하기 위한 밸브 구동 메카니즘을 갖는 것을 특징으로 하는 터보 분자 펌프.

Description

터보 분자 펌프

본 발명은 회전자와 고정자 사이의 상호작용 및/또는 고속으로 회전하는 스레드된(threaded) 회전자의 작용에 의해 가스를 배출하기 위한 터보 분자 펌프에 관련된 것이다.

종래의 터보 분자 펌프의 일반적인 구조는 도 4에 도시된다. 터보 분자 펌프는 주축을 포함하는 회전자(R)와 그것과 통합적으로 회전하는 회전 실린더(12), 상기 축(10)을 둘러싸는 고정 실린더(14)를 포함하는 고정자(S) 및 베이스(B)상에 조립된 상기 회전 실린더(12)를 둘러싸는 원통형 케이싱(16)을 포함한다. 컨덕턴스 조정 밸브(100) 및 게이트 밸브(110)는 펌프와 터보 분자 펌프의 상류에서 비워지는 장치(A) 사이에 구비된다.

그러나, 상기 기술된 종래의 터보 분자 펌프에 있어서, 개별 밸브 유닛을 위한 구동 메카니즘들(101, 102)은 터보 분자 펌프 가까이에 있는 밸브에 근접한 곳에 구비된다. 이것은 밸브 유닛의 스케일링 업(scaling-up)의 문제를 일으켜서, 밸브를 포함하는 터보 분자 펌프의 전체 구조가 보다 크게 되는 결과가 된다.

상기 기술된 문제의 관점에서, 본 발명은 밸브 유닛을 포함하면서 전체 장치의 소형 구조가 가능하도록 실현되게 하는 목적을 갖고 만들어진다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 1 측면에 의하면, 터보 분자 펌프는 회전자와 케이싱내에 내장된 고정자를 포함하고 배출 메카니즘이 회전자와 고정자 사이에 형성된다; 상기 터보 분자 펌프는 케이싱내에 구비된 흡입 포트의 개폐를 위한 밸브체를 갖고, 구동 밸브체를 개폐하기 위한 밸브 구동 메카니즘을 갖고, 상기 밸브 구동 메카니즘은 터보 분자 펌프와 통합적으로 구비된다. 이것은 밸브 유닛을 포함하는 소형의 전체 구조를 얻는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 제 2 측면에 의하면, 제 1측면에 따르는 터보 분자 펌프에 있어서, 밸브 구동 메카니즘은 회전자의 축선 방향으로 밸브체를 구동시키도록 만들어진다. 이러한 배열에 의해, 밸브체가 흡입 포트와 관련된 밸브체를 들어올리거나 내림에 의해 개폐되기 때문에, 그곳에 설치를 위한 큰 공간을 필요로 하지 않는 간단한 구조의 전체 밸브 유닛을 얻는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제 3 측면에 의하면, 제 1 측면에 따르는 터보 분자 펌프에 있어서, 밸브 구동 메카니즘이 고정자 외부에 구비된다.

본 발명의 제 4 측면에 의하면, 제 1 측면에 따르는 터보 분자 펌프에 있어서, 밸브 구동 메카니즘이 흡입 포트의 중앙 부분에 구비된다.

본 발명의 제 5 측면에 의하면, 상기 측면들 중 어느 하나에 따른 터보 분자 펌프에 있어서, 밸브 구동 메카니즘이 밸브체의 개방 정도가 조정 가능하도록 구비된다. 이것은 밸브 유닛이 게이트 밸브 및 컨덕턴스 조정 밸브로 동시 작용을 가능하게 하며, 또한 간단하고 공간을 줄일 수 있게 된다.

본 발명에 의하면, 상기 기술된 바와 같이, 밸브 구동 메카니즘이 터보 분자 펌프와 통합적으로 구비되기 때문에, 터보 분자 펌프의 흡입 포트를 비워지는 장치의 도관 등에 직접적으로 연결되는 것이 가능하게 된다. 게다가, 밸브 구동 유닛이 회전자의 축선 방향으로 밸브체를 지지하는 밸브 지지 부재를 구동할 수 있기 때문에, 밸브 유닛의 구조와 밸브 구동 메카니즘이 보다 간단히 만들어 질 수 있다. 따라서, 밸브 유닛을 포함하면서 소형의 전체 구조를 갖는 터보 분자 펌프를 제공하는 것이 가능하다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 장점들은 실시예를 통해 도시된 본 발명의 실시예의 첨부된 도면과 관련하여 볼 때 다음의 설명으로부터 분명해질 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 터보 분자 펌프를 도시한 단면도;

도 2는 본 발명의 제 2 실시예의 터보 분자 펌프를 도시한 단면도;

도 3은 본 발명의 제 3 실시예의 터보 분자 펌프를 도시한 단면도; 및

도 4는 종래의 터보 분자 펌프를 도시한 단면도.

도 1에 도시된 본 발명의 제 1 실시예의 터보 분자 펌프는 주축(10)과 주축과 통합적으로 회전하기 위해 그 곳에 고정된 회전 실린더(12)를 포함하는 회전자(R), 상기 주축을 둘러싸는 고정 실린더(14)를 포함하는 고정자(S), 및 반대로 베이스(B)에 고정된 고정자(S)에 고정되고 회전 실린더(12)를 둘러싸는 원통형 케이싱(16)을 포함한다. 디스크 형상의 밸브체(20)는 흡입 포트(18)를 개폐하기 위한 케이싱(16)의 흡입 포트(18) 상에 구비된다.

구동 모터(22)는 축을 회전하기 위해 주축(10)과 고정 실린더(14) 사이에 구비된다. 상부 래디얼 베어링(24) 및 하부 래디얼 베어링(26)은 축을 회전 가능하게 지지하기 위해 각각 구동 모터(22)의 상부 및 하부에 구비된다. 주축(10)의 하부 부분에 있어서, 대상 디스크(28)는 주축의 하단부에 고정되고, 축선 베어링(32)은 대상 디스크(28) 및 고정자(S)에 고정된 상부와 하부 코일(30)에 의해 형성된다. 이 배열에 의해 회전자(R)는 구동 모터(22)의 작용에 의해 축을 따라(5) 능동 제어 하에 고속으로 회전할 수 있다.

회전 날개(34)는 임펠러(36)를 형성하기 위해 그 곳의 상부 부분의 외주변상의 회전 실린더(12)와 통합적으로 형성된다. 한편, 케이싱(16)의 내부면상에, 고정 날개(38)는 회전 날개(34)와, 그 사이에 끼워진 스페이서가 교대로 구비된다. 따라서 회전 날개(34)와 고정 날개(38) 사이에 날개 배출부(40)가 형성되고 가스 배출 작용이 고속으로 회전하는 회전 날개(34)와 정지 날개(38)의 상호작용을 통해 이루어진다.

고정 실린더(14)의 외주를 따라 아래로 연장하는 원통형 나사 스레드 부분(42)은 회전 실린더(12)와 함께 통합적으로 형성되고, 나사 스레드(44)는 나사 스레드 부분(42)의 외주 표면상에 형성된다. 나사 스레드 부분(42)의 외주를 둘러싸는 스레드 스페이서(46)는 고정자(S)상에 구비된다. 결과로, 고속으로 회전하는 나사 스레드 부분(42)의 나사 스레드(44)에 의해 발생된 지연 작용 하에서 가스 배출 작용을 수행하는 나사-스레드 배출 부분(48)은 날개 배출부(40)와 배출 포트(49) 사이에 형성된다.

회전자(R)의 축선 방향으로 밸브체(20)를 구동시키기 위한 밸브 구동 유닛(70)은 원통형 케이싱(16)의 플랜지(72)로부터 연장하고 동일 간격으로 원주상으로 배열된 고정 부재에 부착된다. 관통구멍(76)은 플랜지(72) 둘레로 원주상으로 이격되어 형성된다. 밸브체(20)의 주변부분 및 밸브 구동 유닛(70)을 연결하는 복수 개의 밸브 로드(78)는 관통구멍을(76)을 통해 삽입된다. O-링(56)은 밸브체(20)가 흡입 포트에 대하여 폐쇄될 때 진공을 유지하기 위하여 플랜지 표면 상에 구비된다. 밸브 구동 유닛(70)용 액츄에이터는 유압 또는 압축공기에 의해 작동되는 피스톤 실린더 유닛 또는 모터에 의한 볼 나사 유닛을 포함한다.

상기 기술된 구조 및 배열에 의하면, 밸브체(20)는 구동 유닛(70)의 액츄에이터의 작동 하에 흡입 포트(18)를 개폐하도록 작동될 수 있고, 컨덕턴스는 밸브체(20)의 밸브 개방을 제어하여 조정될 수 있다. 도시된 바와 같이, 터보 분자 펌프는 도 4에 도시된 바와 같이 그 사이에 밸브 유닛을 끼우지 않으면서도 비워지는 장치(A)의 도관(58) 등에 직접적으로 부착될 수 있다. 밸브 구동 유닛(70)의 액츄에이터가 회전자(R)의 축선 방향으로 밸브체(20)를 구동시키기 때문에, 밸브 유닛의 구조 및 구동 메카니즘은 보다 간단해 질 수 있다. 따라서, 전체로서 보다 소형의 터보 분자 펌프를 제공하는 것이 가능하고, 그것을 크린 룸(clean room)과 같은 좁은 공간에서 효과적으로 사용할 수 있는 것이 가능하다.

도 2는 단지 하나의 밸브 로드(50)가 그 곳의 중앙에 구비되고, 밸브 구동 유닛(70a)은 케이싱(16)으로 연장하는 암 또는 암 들(82)에 의해 흡입 포트(18)의 중앙 부분에서 지지되는 본 발명의 제 2 실시예를 도시한다. 보통의 터보 분자 펌프에 있어서, 흡입 포트의 중앙 부분은 회전자(R)가 연장하지 않는 공간이 구비된다. 이 실시예에 있어서, 이 공간은 밸브 구동 유닛(70a)을 내장하기 위해 사용된다. 그러나 이 경우에 있어서, 밸브 구동 유닛(70a)이 진공 배출 시스템 내에 설치되기 때문에, 밸브 구동 유닛(70a)은 오염을 피하기 위해 가능한 작은 슬라이딩 부분을 가지는 것이 요구된다. 이리하여, 전자기 구동 수단이 바람직하게는 사용될수 있다.

도 3은 본 발명의 제 3 실시예를 도시한다. 이 실시예에 있어서, 밸브 구동 유닛(70b)용 액츄에이터는 케이싱의 일부분을 형성하는 원통형 형상으로 형성되고, 복수 개의 밸브 로드(50)는 그 곳에 부착된다. 밸브 로드(50)는 내부 케이싱(16a)과 외부 케이싱(16b) 사이의 공간에서 내장된다. 이 실시예에 있어서, 밸브 구동 유닛(70b)의 액츄에이터가 큰 용량을 가지기 때문에, 안정적이고 효과적인 개폐 작용을 수행하는 것이 가능하다.

상기 기술된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 밸브 구동 메카니즘이 터보 분자 펌프와 통합적으로 구비되기 때문에, 터보 분자 펌프의 흡입 포트를 비워지는 장치의 도관 등에 직접적으로 연결하는 것이 가능하다. 게다가, 밸브 구동 유닛이 회전자의 축선 방향으로 밸브체를 지지하는 밸브지지 부재를 구동시키기 때문에, 밸브 유닛의 구조 및 밸브 구동 메카니즘은 보다 간단히 만들 수 있다. 따라서 밸브 유닛을 구비하면서 소형의 전체 구조를 갖는 터보 분자 펌프를 제공하는 것이 가능하다.

밸브 구동 메카니즘이 터보 분자 펌프와 통합적으로 구비되기 때문에, 터보 분자 펌프의 흡입 포트를 비워지는 장치의 도관 등에 직접적으로 연결되는 것이 가능하게 된다. 게다가, 밸브 구동 유닛이 회전자의 축선 방향으로 밸브체를 지지하는 밸브 지지 부재를 구동할 수 있기 때문에, 밸브 유닛의 구조와 밸브 구동 메카니즘이 보다 간단히 만들어 질 수 있다. 따라서, 밸브 유닛을 포함하면서 소형의 전체 구조를 갖는 터보 분자 펌프를 제공하는 것이 가능하다.

Claims (11)

1. 케이싱내에 내장되는 회전자 및 고정자와 상기 회전자와 상기 고정자 사이에 형성되는 배출 메카니즘을 포함하는 터보 분자 펌프에 있어서,

   상기 터보 분자 펌프는 상기 케이싱내에 구비되는 흡입 포트를 개폐하기 위한 밸브체를 갖고, 상기 터보 분자 펌프와 통합적으로 구비되고 상기 밸브체를 개폐 구동하기 위한 밸브 구동 메카니즘을 갖는 것을 특징으로 하는 터보 분자 펌프.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 밸브 구동 메카니즘이 상기 회전자의 축선 방향으로 상기 밸브체를 구동시키는 것을 특징으로 하는 터보 분자 펌프.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 밸브 구동 메카니즘이 상기 고정자의 외부에 구비되는 것을 특징으로 하는 터보 분자 펌프.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 밸브 구동 메카니즘이 상기 케이싱의 외부 표면 둘레로 원주상으로 이격된 복수 개의 밸브 구동 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 터보 분자 펌프.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 밸브 구동 유닛이 그 곳의 흡입 포트에서 상기 케이싱상에 구비된 플랜지에 형성된 관통구멍을 통해 연장된 복수 개의 밸브 로드를 통해 상기 밸브체에 연결된 것을 특징으로 하는 터보 분자 펌프.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 밸브 구동 메카니즘이 상기 흡입 포트의 중앙에 구비되는 것을 특징으로 하는 터보 분자 펌프.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 밸브 구동 메카니즘이 상기 케이싱으로부터 연장된 암 또는 암들에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 터보 분자 펌프.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 밸브 구동 메카니즘이 그 곳에 부착된 복수개의 밸브 로드를 갖는 상기 케이싱의 일부분을 형성하는 원통 형상을 형성하는 것을 특징으로 하는 터보 분자 펌프.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 케이싱은 내부 케이싱 및 외부 케이싱을 포함하고 상기 밸브 로드가 상기 내부 및 외부 케이싱 사이의 공간 내에 내장되는 것을 특징으로 하는 터보 분자 펌프.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 밸브 구동 메카니즘이 상기 밸브체의 개방 정도를 조정 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 터보 분자 펌프.
11. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 밸브 구동 메카니즘이 유압 또는 압축 공기에 의해 작동되는 피스톤 실린더 유닛과, 모터 또는 전자기 구동 수단에 의해 구동되는 볼 나사 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 터보 분자 펌프.