KR20220122622A - 진공 펌프 및 스테이터 칼럼 - Google Patents

Abstract

[과제] 배기 경로에 발생하는 압력차를 완화하여, 퍼지 가스를 가능한 한 균일하게 흐르게 할 수 있는 진공 펌프 및 스테이터 칼럼을 제공하는 것.
[해결 수단] 스테이터 칼럼(20)의 외주면으로부터 회전 날개의 내주를 향하는 격벽(X, Y)을 2개소 설치하여, 원주 방향의 홈 형상의 유로를 설치한다. 그 유로의 단면적을 원주 방향에서 변화시킴으로써, 유로 내를 흐르는 가스의 압력을 변화시키도록 한다. 그 결과, 하류측의 격벽 전후의 압력차를 장소에 상관없이 균등하게 할 수 있기 때문에, 하류측의 격벽과 회전 날개의 내주면 사이의 간극을 통과하는 가스의 유량을 장소에 상관없이 균등하게 할 수 있다. 단면적을 변화시키는 방법은, 홈 형상의 유로의 깊이를 바꾸는 방법(제1 실시 형태)과, 2개소의 격벽의 간격을 바꾸는 방법(제2 실시 형태)이 있다.

Description

진공 펌프 및 스테이터 칼럼

본 발명은, 진공 펌프의 환상의 가스의 배기 경로에 있어서, 발생하는 압력의 차이를 가능한 한 감소시키는 진공 펌프 및 스테이터 칼럼에 관한 것이다.

진공 펌프에 있어서, 회전 날개의 내주면과, 내부에 구동용 모터를 수납하는 스테이터 칼럼의 외주면으로 형성된 공간에 온도 센서를 설치하여, 회전 날개의 온도를 측정하는 기술이 제안되어 있다. 회전 날개의 온도를 정확히 측정하여, 과열에 의한 크리프 현상의 발생을 사전에 검지하고, 대응하는 것을 목적으로 하고 있었다.

이 기술에는, 진공 펌프로 배기하고 있는 프로세스 가스가 온도 센서의 주위로까지 들어가고, 온도 센서의 주위의 가스의 조성이 변화하면 측정 정밀도가 저하된다고 하는 문제가 있었다.

그 대책으로서, 특허문헌 1에 기재된 발명이 제안되어 있다.

일본국 특허공개 2018-150837호 공보

도 7에 나타내는 종래 기술의 진공 펌프에서는, 퍼지 포트(18)로부터 퍼지 가스를 도입하고 있었다. 그리고, 회전 날개의 온도 측정 시에, 온도 센서 유닛(19)보다 하류측의 적어도 일부에 있어서 진공 펌프로 배기하고 있는 배기 가스가 역류하는 유속보다, 퍼지 가스의 유속이 빨라지는 양, 또는, 온도 센서 유닛(19)의 주위에 있어서 퍼지 가스의 압력이 중간류 또는 점성류가 되는 양 중 어느 한쪽의 조건을 만족시키는 퍼지 가스를 진공 펌프로 공급하고 있었다. 이렇게 함으로써, 온도 센서 유닛(19)에 의한 정확한 온도 측정을 목표로 하고 있었다. 이 종래 기술에서는, 퍼지 가스의 유량을 조정할 수 있는 퍼지 가스 공급 기구로서, 스테이터 칼럼에, 조임부가 배치되어 있었다.

그런데, 배기 경로의 단면적이 작고, 저항이 큰 경우에는, 배기구 부근(배기구가 설치되어 있는 위상 부근)과 반대측에서 큰 압력차가 발생한다(도 7의 「고압」, 「저압」). 그 결과, 회전 날개의 내주면과 스테이터 칼럼의 외주면 사이에 퍼지 가스의 흐름에 불균형이 발생하고, 배기구의 반대측에 퍼지 가스가 흐르기 어려워지는 경우가 있었다.

그 때문에, 충분한 퍼지 가스를 흐르게 하는 것만으로는, 온도 센서 유닛(19)의 주위의 가스의 조성이 바뀌고, 측정 정밀도가 저하된다는 과제가 있었다.

또, 퍼지 가스의 흐름이 나쁜 곳이 존재하면, 프로세스 가스가 침입하고, 결과적으로, 예를 들면 회전 날개에 생성물이 퇴적된다는 과제도 발생하고 있었다.

그래서, 본 발명은, 배기 경로에 발생하는 압력차를 완화하여, 퍼지 가스를 가능한 한 균일하게 흐르게 할 수 있는 진공 펌프 및 스테이터 칼럼을 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명에서는, 가스를 배기하는 배기구가 형성된 외장체와, 상기 외장체에 내포되고, 각종 전장품을 포위하는 스테이터 칼럼과, 상기 외장체 내부에, 회전 가능하게 지지된 회전축과, 상기 회전축에 고정되며, 또한 상기 스테이터 칼럼의 외측에 배치되어, 상기 회전축과 함께 회전하는 회전체와, 상기 회전체와 소정의 간극으로 대향하여 배치된 고정부를 구비하고, 회전하는 상기 회전체와 상기 고정부의 상호 작용에 의해 가스를 배기하는 배기 기구를 구비한 진공 펌프로서, 상기 배기구와 상기 배기 기구의 출구를 연통하는 제1의 환상의 가스 유로를 설치하고, 상기 제1의 환상의 가스 유로에서 발생하는 압력차를 완화하는 압력차 완화 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 진공 펌프를 제공한다.

청구항 2에 기재된 발명에서는, 상기 압력차 완화 기구는, 2개의 격벽에 의해 제2의 환상의 가스 유로가 형성되어 있고, 상기 제2의 환상의 가스 유로의 단면적이, 상기 배기구 부근에서 크게, 대향측에서 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 진공 펌프를 제공한다.

청구항 3에 기재된 발명에서는, 상기 제2의 환상의 가스 유로의 반경 방향의 폭을 변화시킴으로써, 상기 제2의 환상의 가스 유로의 단면적을, 상기 배기구 부근에서 크게, 대향측에서 작게 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 청구항 2에 기재된 진공 펌프를 제공한다.

청구항 4에 기재된 발명에서는, 상기 제2의 환상의 가스 유로의 중심축 방향의 폭을 변화시킴으로써, 상기 제2의 환상의 가스 유로의 단면적을, 상기 배기구 부근에서 크게, 대향측에서 작게 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 청구항 2 에 기재된 진공 펌프를 제공한다.

청구항 5에 기재된 발명에서는, 상기 압력차 완화 기구는, 상기 제1의 환상의 가스 유로로부터의 배기구를 복수 설치한 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프를 제공한다.

청구항 6에 기재된 발명에서는, 상기 압력차 완화 기구는, 상기 배기 기구의 상기 제1의 환상의 가스 유로로의 출구가, 원주 방향으로 연장된 홈으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프를 제공한다.

청구항 7에 기재된 발명에서는, 상기 제1의 환상의 가스 유로에, 상기 배기구측과, 상기 배기 기구의 출구측을 가르는 격벽을 설치하고, 상기 격벽에 상기 배기구측과 상기 배기 기구의 출구측을 연통하는 구멍이 복수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프를 제공한다.

청구항 8에 기재된 발명에서는, 상기 압력차 완화 기구의 배기 방향의 상류측에서, 상기 스테이터 칼럼에 온도 센서가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 진공 펌프를 제공한다.

청구항 9에 기재된 발명에서는, 청구항 2에 기재된 진공 펌프에 이용되는 스테이터 칼럼으로서, 상기 제2의 환상의 가스 유로를 형성하고 있는 격벽이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이터 칼럼을 제공한다.

본 발명에 의하면, 가스의 배기 경로에 있어서 발생하는 압력차를 완화함으로써, 균일하게 가스를 흐르게 할 수 있다. 그로 인해, 온도 센서의 주위의 가스의 조성이 안정되기 때문에, 회전 날개의 온도를 정확하게 측정할 수 있다.

또, 가스의 불균형한 흐름에 의해 발생하는 프로세스 가스의 침입에 의한 생성물의 퇴적을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 홈의 깊이를 바꾼 제1 실시 형태에 따른 진공 펌프의 개략 구성예를 나타낸 도면이다.
도 2는, 본 발명의 홈의 폭을 바꾼 제2 실시 형태에 따른 진공 펌프의 개략 구성예를 나타낸 도면이다.
도 3은, 본 발명의 배기구의 수를 늘린 실시 형태에 따른 진공 펌프를 나타낸 평면도이다.
도 4는, 본 발명의 배기 경로를 개량한 실시 형태에 따른 진공 펌프(덮개 설치 전)를 나타낸 평면도이다.
도 5는, 본 발명의 배기 경로를 개량한 실시 형태에 따른 진공 펌프(덮개 설치 후)를 나타낸 평면도이다.
도 6은, 본 발명의 배기 경로를 개량한 실시 형태에 따른 진공 펌프의 개략 구성예를 나타낸 도면이다.
도 7은, 종래 기술에 따른 진공 펌프를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 진공 펌프 및 스테이터 칼럼에 있어서의 적합한 실시 형태에 대해, 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.

(1) 실시 형태의 개요

(i) 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 스테이터 칼럼(20)의 외주면으로부터 회전 날개의 내주를 향하는 격벽(X, Y)을 2개소 설치하고, 원주 방향의 홈 형상의 유로를 설치한다. 그 유로의 단면적을 원주 방향에서 변화시킴으로써, 유로 내를 흐르는 가스의 압력을 변화시키도록 한다. 그 결과, 하류측의 격벽 전후의 압력차를 장소에 상관없이 균등하게 할 수 있기 때문에, 하류측의 격벽과 회전 날개의 내주면 사이의 간극을 통과하는 가스의 유량을 장소에 상관없이 균등하게 할 수 있다.

단면적을 변화시키는 방법은, 도 1에 나타내는 홈 형상의 유로의 깊이를 바꾸는 방법(제1 실시 형태)과, 도 2에 나타내는 2개소의 격벽의 간격을 바꾸는 방법(제2 실시 형태)이 있다.

(ii) 도 4 내지 도 6에 나타내는 바와 같이, 배기구(6)에 대해, 좌우로 90도 위상이 어긋난 위치에, 배기 경로의 입구(51)를 1개소씩 설치하고, 또한, 2개의 배기 경로의 입구(51)와 배기구(6)를 연결하는 배기 경로를 설치한다.

그에 따라, 배기 기구의 종단으로부터 배기구(6)의 입구까지의 거리가 반감되고, 배기 기구의 종단으로부터 배기구(6)의 입구까지의 배기 저항으로 발생하는 압력차를 저감시킨다.

베이스(3)의 상면에, 원주 형상으로 연장된 홈을 설치하고, 그 양단에만 개구된 덮개(60)를 설치하면, 2개의 입구와, 배기구를 연결하는 배기 경로를 용이하게 형성할 수 있다.

(2) 실시 형태의 상세

이하, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해, 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.

(진공 펌프(1)의 구성)

우선, 본 실시 형태에 따른 진공 펌프(1)의 구성에 대해 설명한다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 진공 펌프(1)를 설명하기 위한 도면이며, 진공 펌프(1)의 축선 방향의 단면을 나타낸 도면이다.

본 실시 형태의 진공 펌프(1)는, 터보 분자 펌프부와 나사 홈 펌프부를 구비한, 이른바 복합형 타입의 분자 펌프이다. 단, 본 실시 형태는, 나사 홈 펌프부를 구비하지 않은 진공 펌프에도 적용 가능하다.

진공 펌프(1)의 외장체의 일부를 형성하는 케이싱(2)은, 대략 원통형의 형상을 하고 있으며, 케이싱(2)의 하부(배기구(6)측)에 설치된 베이스(3)와 더불어 진공 펌프(1)의 외장체를 구성하고 있다. 그리고, 이 진공 펌프(1)의 외장체의 내부에는 진공 펌프(1)에 배기 기능을 발휘시키는 구조물인 기체 이송 기구가 수납되어 있다.

이 기체 이송 기구는, 크게 나누어서, 회전 가능하게 지지된 회전부와, 진공 펌프(1)의 외장체에 대해 고정된 고정부로 구성되어 있다.

케이싱(2)의 단부에는, 진공 펌프(1)로 기체를 도입하기 위한 흡기구(4)가 형성되어 있다. 여기로부터 이 진공 펌프(1)는, 프로세스 가스를 도입(흡인)한다.

또, 케이싱(2)의 흡기구(4)측의 단면에는, 외주측으로 튀어나온 플랜지부(5)가 형성되어 있다.

베이스(3)에는, 진공 펌프(1) 내의 기체를 배기하기 위한 배기구(6)가 형성되어 있다.

회전부는, 회전축인 샤프트(7), 이 샤프트(7)에 배치된 로터(8), 로터(8)에 설치된 복수의 회전 날개(9)(흡기구(4)측) 및 회전 원통체(10)(배기구(6)측) 등으로 구성되어 있다. 또한, 샤프트(7) 및 로터(8)에 의하여 로터부가 구성되어 있다.

회전 날개(9)는, 샤프트(7)의 축선에 수직인 평면으로부터 소정의 각도만큼 경사져서 샤프트(7)로부터 방사형으로 신장된 복수의 블레이드로 이루어진다.

또, 회전 원통체(10)는, 회전 날개(9)의 하류측에 위치하고, 로터(8)의 회전축선과 동심의 원통 형상을 한 원통 부재로 이루어진다.

본 실시 형태에서는, 이 회전 원통체(10)에 있어서의 하류측이, 온도 센서 유닛(19)이 온도를 측정하는 피측정 대상이 된다.

샤프트(7)의 축선 방향 중간 정도에는, 샤프트(7)를 고속 회전시키기 위한 모터부(11)가 설치되어 있다.

또한, 샤프트(7)의 모터부(11)에 대해 흡기구(4)측, 및 배기구(6)측에는 샤프트(7)를 경방향(레이디얼 방향)으로 비접촉으로 지지하기 위한 경방향 자기 베어링 장치(12, 13)가, 또, 샤프트(7)의 하단에는, 샤프트(7)를 축선 방향(액시얼 방향)으로 비접촉으로 지지하기 위한 축방향 자기 베어링 장치(14)가 각각 설치되어 있으며, 스테이터 칼럼(20)에 내포되어 있다.

스테이터 칼럼(20)의 외경부 또한 배기구(6)측에, 회전부의 온도를 측정하기 위한 온도 센서 유닛(19)이 배치된다.

온도 센서 유닛(19)은, 원판 형상의 수열부(즉, 온도 센서부), 스테이터 칼럼(20)에 고정되는 장착부, 그리고, 수열부와 장착부를 연결하는 원통 형상의 단열부에 의해 구성된다. 수열부는, 피측정 대상인 회전 원통체(10)(회전부)로부터의 전열을 검지하기 위하여 단면적이 넓으면 넓을수록 바람직하다. 그리고, 회전 원통체(10)와 간극을 개재하여 대향하도록 배치된다.

또한, 이 온도 센서 유닛(19)의 설치 위치는, 배기구(6)측에 한정되지 않고, 퍼지 가스가 흐르는 개소이면 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 수열부는 알루미늄으로, 그리고 단열부는 수지로 구성되지만, 이것에 한정되지 않고, 수열부도 단열부도 수지로 일체 형성하는 구성으로 해도 된다.

또, 단열부 혹은 장착부 혹은 스테이터 칼럼(20)에 제2 온도 센서부를 배치하여, 이 제2 온도 센서부와, 상술한 수열부에 배치된 온도 센서부(제1 온도 센서부)의 온도차를 이용하여 피측정 대상(회전부)의 온도를 추정하는 구성으로 해도 된다.

진공 펌프(1)의 외장체(케이싱(2))의 내주측에는, 고정부(고정 원통부)가 형성되어 있다. 이 고정부는, 흡기구(4)측(터보 분자 펌프부)에 설치된 고정 날개(15)와, 케이싱(2)의 내주면에 설치된 나사 홈 스페이서(16)(나사 홈 펌프부) 등으로 구성되어 있다.

고정 날개(15)는, 진공 펌프(1)의 외장체의 내주면으로부터 샤프트(7)를 향하고, 샤프트(7)의 축선에 수직인 평면으로부터 소정의 각도만큼 경사져서 신장되어 있는 블레이드로 구성되어 있다. 각 단의 고정 날개(15)는, 원통 형상을 한 스페이서(17)에 의해 서로 간격을 두고 있다.

진공 펌프(1)에서는, 고정 날개(15)가 축선 방향으로, 회전 날개(9)와 서로 번갈아 복수 단 형성되어 있다.

나사 홈 스페이서(16)에는, 회전 원통체(10)와의 대향면에 나선 홈이 형성되어 있다. 나사 홈 스페이서(16)는, 소정의 클리어런스(간극)를 두고 회전 원통체(10)의 외주면에 대면하도록 구성되어 있다. 나사 홈 스페이서(16)에 형성된 나선 홈의 방향은, 나선 홈 내를 로터(8)의 회전 방향으로 가스가 수송된 경우에, 배기구(6)를 향하는 방향이다.

또한, 나선 홈은, 회전부측과 고정부측의 대향면 중 적어도 한쪽에 설치되어 있으면 된다.

또, 나선 홈의 깊이는, 배기구(6)에 가까워짐에 따라 얕아지게 되어 있고, 그 때문에, 나선 홈을 수송되는 가스는 배기구(6)에 가까워짐에 따라 서서히 압축되도록 구성되어 있다.

또, 베이스(3)의 외주면에 퍼지 포트(18)가 설치되어 있다. 퍼지 포트(18)는, 퍼지 가스 유로를 통해 베이스(3)의 내부 영역(즉, 전기 부품 수납부)과 연통하고 있다. 퍼지 가스 유로는, 베이스(3)의 외주 벽면으로부터 내주 벽면까지 경방향을 따라 관통하여 형성된 관통 가로 구멍이며, 퍼지 포트(18)로부터 공급되는 퍼지 가스를, 전기 부품 수납부로 보내는 퍼지 가스의 공급로로서 기능한다.

또한, 이 퍼지 포트(18)는, 가스 공급 장치에 밸브를 통해 접속되어 있다.

여기서, 퍼지 가스의 흐름에 대해 설명한다. 퍼지 포트(18)로부터 공급된 퍼지 가스는, 베이스(3) 및 스테이터 칼럼(20)의 내부에 도입된다. 그리고, 모터부(11)나 경방향 자기 베어링 장치(12, 13), 로터(8)와 스테이터 칼럼(20) 사이를 통과하여 샤프트(7)의 상부측으로 이동한다. 또한, 스테이터 칼럼(20)과 로터(8)의 내주면 사이를 통과하여 배기구(6)로 보내지고, 거두어 들여진 기체(프로세스 가스로서 이용된 가스)와 더불어, 흡기구(4)로부터 진공 펌프(1)의 밖으로 배출된다.

이와 같이 구성된 진공 펌프(1)에 의해, 진공 펌프(1)에 배치되는, 도시하지 않은 진공실(진공 용기) 내의 진공 배기 처리가 행해진다. 진공실은, 예를 들면, 표면 분석 장치나 미세 가공 장치의 챔버 등으로서 이용되는 진공 장치이다.

여기서, 퍼지 가스에 대해 설명한다.

퍼지 가스는, 도시하지 않은 외부의 퍼지 가스 공급 장치로부터, 퍼지 포트(18)를 통해 진공 펌프 내에 도입된다. 이 퍼지 가스 공급 장치는, 진공 펌프(1)에 공급되는 퍼지 가스가 적절한 양이 되도록 유량을 제어하고, 소정의 밸브를 통해 진공 펌프(1)의 퍼지 포트(18)에 연결되어 있다.

여기서, 퍼지 가스는, 질소 가스(N2)나 아르곤 가스(Ar) 등의 불활성 가스이다. 당해 퍼지 가스를 전기 부품 수납부에 공급함으로써, 진공 펌프(1)가 접속된 진공 용기로부터 배기하는 가스에 포함될 우려가 있는 부식성 가스(프로세스 가스로서 이용된 가스)로부터, 전기 부품을 보호하기 위하여 이용된다. 즉, 이 퍼지 가스는, 프로세스 가스를 외부로 흘러가게 하는 기능을 하고 있다. 그 때문에, 퍼지 가스를 도입한 경우에는, 가능한 한 진공 펌프의 내부는, 퍼지 가스에 불순물이 섞이지 않은 100%의 상태를 창출하는 것이 바람직하다. 또, 온도 센서 유닛(19)에 의해 회전 날개의 온도 측정을 할 때에도 안정적으로 정확한 측정을 행하기 위하여, 퍼지 가스 100%의 분위기가 바람직하다. 그 때문에, 온도 센서 유닛(19)의 주위의 가스를 적절히 컨트롤한 상태로 해 두는 것이 중요하다.

이하의 실시 형태에서는, 퍼지 가스는, 일례로서, 열전도율이 비교적 양호하고, 저렴한 질소 가스를 이용하여 설명한다.

다음으로, 본 실시 형태에 따른 제1의 환상의 가스의 유로 및 제2의 환상의 가스의 유로에 대하여 설명한다.

여기서, 제1의 환상의 가스의 유로(90)는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 나사 홈 스페이서(16)의 출구와 배기구(6)를 연통하고 있는 환상의 유로이다. 압축된 프로세스 가스 및 퍼지 가스는, 이 유로를 따라 진공 펌프(1)의 외부로 배출된다.

제2의 환상의 가스의 유로(80)는, 스테이터 칼럼(20)의 외주면으로부터 회전체를 향하는 격벽(X, Y)(상하로 2개소)을 설치하여 형성된 원주 방향의 홈 형상의 가스 유로이다.

나사 홈 배기 기구로부터 배출된 가스는, 이 제1의 환상의 가스 유로(90)를 반주(半周) 돌아서 배기구(6)로부터 배출되지만, 이 제1의 환상의 가스 유로(90)의 단면적이 충분하지 않아 저항이 큰 경우, 배기구(6)측과 그 반대측에서 압력차가 발생해 버린다. 도 1의 A로 표시한 장소 및 제1의 환상의 가스 유로(90)가 저압이 되며, 한편, B로 표시한 장소 및 대응하는 제1의 환상의 가스 유로(90)가 고압이 된다.

이러한 압력차가 발생하면, 한쪽에만 퍼지 가스가 흐르면 퍼지 가스의 빠른 흐름에 의하여, 프로세스 가스를 흐르게 할 수 없게 되어, 예를 들면 온도 센서 유닛(19)의 주위로 질소 가스(N2)라는 분위기를 창출할 수 없게 된다.

그래서, 이 제2의 환상의 가스의 유로(80)의 단면적을 원주 방향에서 변화시킴으로써, 유로 내를 흐르는 가스의 압력을 변화시키고, 적절히 컨트롤이 가능하도록 한다.

예를 들면, 배기구(6) 근방의 단면적을 넓게, 반대측을 좁게 하면, 유로 내의 압력을 배기구(6) 근방에서 낮게, 반대측에서 높게 할 수 있다.

그 결과, 하류측의 격벽 전후의 압력차를 장소에 상관없이 균등하게 할 수 있기 때문에, 하류측의 격벽과 회전 날개의 내주면 사이의 간극을 통과하는 가스의 유량을 장소에 상관없이 균등하게 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 가스가 한쪽에만 흐른다고 하는 현상을 완화할 수 있다.

도 1에 나타내는 제1 실시 형태에서는, 이 제2의 환상의 가스의 유로(80)(홈)의 깊이를 원주 방향에서 변화시킴으로써, 배기구(6) 근방의 단면적을 넓게, 반대측을 좁게 하고 있다.

한편, 도 2에 나타내는 제2 실시 형태에서는, 격벽(X, Y)의 간격(폭)을 원주 방향에서 변화시킴으로써, 배기구(6) 근방의 단면적을 넓게, 반대측을 좁게 하고 있다.

도 1에 나타내는 제1 실시 형태에서는, 가스가 회전 날개와 접하는 면을 넓게 취할 수 있으므로, 가스를 순환시키는 견인력을 얻기 쉬워진다고 하는 메리트가 있다.

한편, 도 2에 나타내는 제2 실시 형태에서는, 가스를 순환시키는 견인력에서는 뒤떨어지지만, 유로 내의 압력이 높은, 배기구(6)의 반대측에 있어서 가스를 시일하기 위하여 조임부의 폭을 넓게 취할 수 있으므로, 하류측의 격벽을 통과하여 프로세스 가스가 역류하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

다음으로, 도 3을 참조하여, 제3 실시 형태를 설명한다.

도 3은, 배기구의 수를 늘린 실시 형태에 따른 진공 펌프를 나타낸 평면도이다.

제2의 환상의 가스의 유로(80)에 압력차가 발생하는 것은, 배기구(6)와 그 반대측에, 배기구(6)와의 거리의 차가 있는 것이 원인이다. 따라서, 배기구(6)의 수를 늘림으로써, 이 거리의 차를 줄일 수 있고, 압력차를 완화할 수 있다.

예를 들면, 배기구(6)를 대향하는 위치에도 설치하면, 압력차가 발생하는 제2의 환상의 가스의 유로(80)가 4분의 1주(周)가 되므로, 압력차를 배기구(6)가 1개소인 경우에 비해 반감할 수 있다.

도 3에 나타내는 예에서는, 배기구(6)를 3개소 설치하고 있으므로, 압력차를 배기구(6)가 1개소인 경우에 비해 3분의 1로 할 수 있다.

배기구(6)의 수에는, 특별히 제한은 없지만, 제조 비용과 현장에서의 접속의 수고 등을 고려하여, 적절히 결정할 수 있다.

다음으로, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 제4 실시 형태를 설명한다.

도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 배기구(6)에 대해, 좌우에 90도 위상이 어긋난 위치에, 배기 경로의 입구(51)를 1개소씩 설치하고, 또한, 2개의 배기 경로의 입구(51)와 배기구(6)를 연결하는 배기 경로를 설치한다.

그에 따라, 배기 기구의 종단으로부터 배기구(6)의 입구까지의 거리가 반감되고, 배기 기구의 종단으로부터 배기구(6)의 입구까지의 배기 저항으로 발생하는 압력차를 저감시킬 수 있다.

베이스(3)의 상면에, 원주 형상으로 연장된 배기 경로의 홈(50)을 설치하고, 그 양단에만 개구된 덮개(60)를 설치하면, 2개의 배기 경로의 입구와, 배기구(6)를 연결하는 배기 경로를 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 덮개(60)는, 반원 형상의 플레이트이다.

상기한 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태에서는, 환상의 가스의 유로에서 발생하는 압력차를 완화함으로써, 도입하는 퍼지 가스의 흐름을 적절히 컨트롤하고, 본래의 퍼지 가스의 기능을 충분히 발휘시킬 수 있다.

따라서, 온도 센서 유닛(19)의 주위에, 퍼지 가스 100%에 가까운 분위기를 창출함으로써, 정확하게 온도를 계측할 수 있다. 결과적으로, 회전 날개가 과열에 의해 크리프 현상을 일으키는 것을 미연에 방지할 수 있다.

또, 퍼지 가스의 흐름에 의해, 프로세스 가스를 배기구(6)로부터 배출할 수 있어, 프로세스 가스가 진공 펌프(1)의 내부에 침입하여, 예를 들면 회전 날개에 생성물이 퇴적되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 본 실시 형태 및 각 변형예는, 필요에 따라 조합하는 구성으로 해도 된다. 예를 들면, 제1 실시 형태와 제3의 실시 형태를 병용하는 구성으로 해도 된다.

또, 본 발명은, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 한 다양한 개변을 이룰 수 있고, 그리고, 본 발명이 당해 개변된 것에도 미치는 것은 당연하다.

1: 진공 펌프
2: 케이싱
3: 베이스
4: 흡기구
5: 플랜지부
6: 배기구
7: 샤프트
8: 로터
9: 회전 날개
10: 회전 원통체
11: 모터부
12, 13: 경방향 자기 베어링 장치
14: 축방향 자기 베어링 장치
15: 고정 날개
16: 나사 홈 스페이서
17: 스페이서
18: 퍼지 포트
19: 온도 센서 유닛
20: 스테이터 칼럼
50: 배기 경로의 홈
51: 배기 경로의 입구
60: 덮개
80: 제 2의 환상의 가스 유로
90: 제 1의 환상의 가스 유로
X, Y: 격벽

Claims (9)

1. 가스를 배기하는 배기구가 형성된 외장체와,
   상기 외장체에 내포되고, 각종 전장품을 포위하는 스테이터 칼럼과,
   상기 외장체 내부에, 회전 가능하게 지지된 회전축과,
   상기 회전축에 고정되며, 또한 상기 스테이터 칼럼의 외측에 배치되어, 상기 회전축과 함께 회전하는 회전체와,
   상기 회전체와 소정의 간극으로 대향하여 배치된 고정부
   를 구비하고,
   회전하는 상기 회전체와 상기 고정부의 상호 작용에 의해 가스를 배기하는 배기 기구를 구비한 진공 펌프로서,
   상기 배기구와 상기 배기 기구의 출구를 연통하는 제1의 환상의 가스 유로를 설치하고,
   상기 제1의 환상의 가스 유로에서 발생하는 압력차를 완화하는 압력차 완화 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 압력차 완화 기구는, 2개의 격벽에 의해 제2의 환상의 가스 유로가 형성되어 있고, 상기 제2의 환상의 가스 유로의 단면적이, 상기 배기구 부근에서 크게, 대향측에서 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제2의 환상의 가스 유로의 반경 방향의 폭을 변화시킴으로써, 상기 제2의 환상의 가스 유로의 단면적을, 상기 배기구 부근에서 크게, 대향측에서 작게 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 제2의 환상의 가스 유로의 중심축 방향의 폭을 변화시킴으로써, 상기 제2의 환상의 가스 유로의 단면적을, 상기 배기구 부근에서 크게, 대향측에서 작게 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 압력차 완화 기구는,
   상기 제1의 환상의 가스 유로로부터의 배기구를 복수 설치한 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 압력차 완화 기구는,
   상기 배기 기구의 상기 제1의 환상의 가스 유로로의 출구가, 원주 방향으로 연장된 홈으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1의 환상의 가스 유로에, 상기 배기구측과, 상기 배기 기구의 출구측을 가르는 격벽을 설치하고, 상기 격벽에 상기 배기구측과 상기 배기 기구의 출구측을 연통하는 구멍이 복수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 압력차 완화 기구의 배기 방향의 상류측에서, 상기 스테이터 칼럼에 온도 센서가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 펌프.
9. 청구항 2에 기재된 진공 펌프에 이용되는 스테이터 칼럼으로서, 상기 제2의 환상의 가스 유로를 형성하고 있는 격벽이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이터 칼럼.

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