KR20230120576A

KR20230120576A - 진공 펌프

Info

Publication number: KR20230120576A
Application number: KR1020230013579A
Authority: KR
Inventors: 데츠로 스기우라; 마사시 오부치; 아츠시 시오카와
Original assignee: 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date: 2022-02-09
Filing date: 2023-02-01
Publication date: 2023-08-17
Also published as: EP4239197A1; JP2023116194A; TW202346713A; CN116576110A

Abstract

기체에 포함되는 분체를 로터실로부터 양호하게 배출할 수 있는 진공 펌프를 제공한다.
진공 펌프(1)는, 로터실(5)을 내부에 갖는 펌프 케이싱(6)과, 로터실(5) 내에 배치된 한 쌍의 루트 로터(8)와, 한 쌍의 루트 로터(8)를 지지하는 한 쌍의 회전축(9)을 구비한다. 펌프 케이싱(6)은, 로터실(5)에 연통하는 기체 입구(12) 및 기체 출구(13)를 갖고 있고, 로터실(5)을 형성하는 내벽(22)과, 기체 출구(13)를 형성하는 내벽(23)의 접속부(25)는, 각 루트 로터(8)의 회전 중심 RC 및 하사점 LP를 통과하여 연장되는 로터 중심선 CL 상에 위치하고 있거나, 또는 로터 중심선 CL보다도 외측에 위치하고 있다.

Description

진공 펌프{VACUUM PUMP}

본 발명은, 진공 펌프에 관한 것이며, 특히 반도체 디바이스, 액정 패널, LED, 태양 전지 등의 제조에 사용되는 프로세스 가스를 배기하는 용도에 적합하게 사용되는 진공 펌프에 관한 것이다.

반도체 디바이스, 액정 패널, LED, 태양 전지 등을 제조하는 제조 프로세스에 있어서는, 프로세스 가스를 프로세스 챔버 내에 도입하여 에칭 처리나 CVD 처리 등의 각종 처리를 행하고 있다. 프로세스 챔버에 도입된 프로세스 가스는, 진공 펌프에 의해 배기된다. 일반적으로, 높은 청정도가 필요한 이들 제조 프로세스에 사용되는 진공 펌프는, 기체의 유로 내에 오일을 사용하지 않는, 소위 드라이 진공 펌프이다. 이와 같은 드라이 진공 펌프의 대표예로서, 로터실 내에 배치된 한 쌍의 루트 로터를 서로 반대 방향으로 회전시켜, 기체를 이송하는 용적식 진공 펌프가 있다.

일본 특허 공개 제2010-101321호 공보

프로세스 가스는, 부생성물로 이루어지는 분체를 포함하는 경우가 있다. 이와 같은 분체는, 프로세스 가스와 함께 진공 펌프 내에 유입된다. 분체의 대부분은, 프로세스 가스와 함께 진공 펌프로부터 배출되지만, 분체의 일부는 로터실 내에 머물러, 로터실 내에 점차 퇴적된다. 분체는, 로터실의 내벽 및 루트 로터의 외면 상에 퇴적되고, 결과로서 루트 로터의 회전이 저해되어 버리는 경우가 있다.

그래서, 본 발명은, 기체에 포함되는 분체를 로터실로부터 양호하게 배출할 수 있는 진공 펌프를 제공한다.

일 양태에서는, 적어도 1개의 로터실을 내부에 갖는 펌프 케이싱과, 상기 로터실 내에 배치된 적어도 한 쌍의 루트 로터와, 상기 적어도 한 쌍의 루트 로터를 지지하는 적어도 한 쌍의 회전축을 구비하고, 상기 펌프 케이싱은, 상기 로터실에 연통하는 기체 입구 및 기체 출구를 갖고 있고, 상기 로터실을 형성하는 내벽과, 상기 기체 출구를 형성하는 내벽의 접속부는, 각 루트 로터의 회전 중심 및 하사점을 통과하여 연장되는 로터 중심선 상에 위치하고 있거나, 또는 상기 로터 중심선보다도 외측에 위치하고 있는, 진공 펌프가 제공된다.

일 양태에서는, 상기 기체 출구의 폭은, 상기 기체 입구의 폭보다도 크다.

일 양태에서는, 상기 적어도 한 쌍의 루트 로터는, 적어도 한 쌍의 2엽 루트 로터이고, 상기 회전 중심으로부터 상기 접속부까지의 직선의 상기 로터 중심선에 대한 각도는, 0도 내지 35도의 범위 내에 있다.

일 양태에서는, 상기 적어도 한 쌍의 루트 로터는, 적어도 한 쌍의 3엽 루트 로터이고, 상기 회전 중심으로부터 상기 접속부까지의 직선의 상기 로터 중심선에 대한 각도는, 0도 내지 45도의 범위 내에 있다.

일 양태에서는, 상기 적어도 한 쌍의 루트 로터는, 한 쌍의 제1 루트 로터와, 기체의 이송 방향에 있어서 상기 한 쌍의 제1 루트 로터의 하류측에 배치된 한 쌍의 제2 루트 로터를 포함하고, 상기 적어도 1개의 로터실은, 상기 한 쌍의 제1 루트 로터가 배치되는 제1 로터실과, 상기 한 쌍의 제2 루트 로터가 배치되는 제2 로터실을 포함하고, 상기 펌프 케이싱은, 상기 제1 로터실에 연통하는 제1 기체 입구 및 제1 기체 출구와, 상기 제2 로터실에 연통하는 제2 기체 입구 및 제2 기체 출구를 갖고 있고, 상기 제1 로터실을 형성하는 내벽과, 상기 제1 기체 출구를 형성하는 내벽의 제1 접속부는, 각 제1 루트 로터의 회전 중심 및 하사점을 통과하여 연장되는 제1 로터 중심선보다도 외측에 위치하고 있고, 상기 제2 로터실을 형성하는 내벽과, 상기 제2 기체 출구를 형성하는 내벽의 제2 접속부는, 각 제2 루트 로터의 회전 중심 및 하사점을 통과하여 연장되는 제2 로터 중심선 상에 위치하고 있거나, 또는 상기 제2 로터 중심선보다도 외측에 위치하고 있고, 상기 제1 기체 출구의 폭은, 상기 제2 기체 출구의 폭보다도 크다.

본 발명에 따르면, 로터실에 연통하는 기체 출구의 폭이 커져, 기체에 포함되는 분체는 로터실 내에 머물기 어려워진다. 결과로서, 분체는 기체와 함께 로터실로부터 배출되어, 로터실 내에 퇴적되는 분체의 양을 저감시킬 수 있다.

도 1은 진공 펌프 장치의 일 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 3은 로터실을 형성하는 내벽과, 기체 출구를 형성하는 내벽의 접속부의 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 4는 로터실을 형성하는 내벽과, 기체 출구를 형성하는 내벽의 접속부의 또 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 5는 기체 출구의 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 6은 3엽 루트 로터의 일 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 7은 진공 펌프 장치의 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 8은 도 7의 B-B선 단면도이다.
도 9는 도 7의 C-C선 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 진공 펌프 장치의 일 실시 형태를 도시하는 단면도이다. 이하에 설명하는 실시 형태의 진공 펌프 장치는, 용적식 진공 펌프 장치이다. 특히, 도 1에 도시한 진공 펌프 장치는, 기체의 유로 내에 오일을 사용하지 않는, 소위 드라이 진공 펌프 장치이다. 드라이 진공 펌프 장치는, 기화한 오일이 상류측으로 흐르는 일이 없으므로, 높은 청정도가 필요한 반도체 디바이스의 제조 장치에 적합하게 사용할 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 진공 펌프 장치는, 진공 펌프(1)와, 이 진공 펌프(1)를 구동하는 전동기(2)를 구비하고 있다. 진공 펌프(1)는, 로터실(5)을 내부에 갖는 펌프 케이싱(6)과, 로터실(5) 내에 배치된 한 쌍의 루트 로터(8)와, 한 쌍의 루트 로터(8)를 지지하는 한 쌍의 회전축(9)을 구비하고 있다. 각 루트 로터(8)와 각 회전축(9)은, 일체 구조물이어도 된다. 도 1에서는 1개의 루트 로터(8) 및 1개의 회전축(9)만이 도시되어 있지만, 한 쌍의 루트 로터(8)가 로터실(5) 내에 배치되어 있고, 한 쌍의 회전축(9)에 각각 지지되어 있다. 전동기(2)는 한 쌍의 회전축(9) 중 한쪽에 연결되어 있다. 일 실시 형태에서는, 한 쌍의 전동기(2)가, 한 쌍의 회전축(9)에 각각 연결되어 있어도 된다.

본 실시 형태의 루트 로터(8)는, 단단 펌프 로터이지만, 일 실시 형태에서는, 루트 로터(8)는, 다단 펌프 로터여도 된다.

펌프 케이싱(6)은, 로터실(5)에 연통하는 기체 입구(12)와 기체 출구(13)를 갖고 있다. 기체 입구(12)는, 이송해야 할 기체로 채워진 챔버(도시하지 않음)에 연결된다. 일례로는, 기체 입구(12)는, 반도체 디바이스의 제조 장치의 프로세스 챔버에 연결되고, 진공 펌프(1)는, 프로세스 챔버에 도입된 프로세스 가스를 배기하는 용도로 사용된다.

진공 펌프(1)는, 펌프 케이싱(6)의 측벽(6A)의 외측에 위치하는 기어 하우징(16)을 더 구비하고 있다. 기어 하우징(16)의 내부에는, 서로 맞물리는 한 쌍의 기어(20)가 배치되어 있다. 또한, 도 1에서는 1개의 기어(20)만이 도시되어 있다. 이들 기어(20)는, 회전축(9)에 각각 고정되어 있다. 전동기(2)는, 도시하지 않은 모터 드라이버에 의해 회전하고, 전동기(2)가 연결된 한쪽의 회전축(9)은, 기어(20)를 통해, 전동기(2)가 연결되어 있지 않은 다른 쪽의 회전축(9)을 반대 방향으로 회전시킨다.

회전축(9)은, 펌프 케이싱(6)의 한쪽의 측벽(6A)에 보유 지지된 베어링(17)과, 펌프 케이싱(6)의 다른 쪽의 측벽(6B)에 보유 지지된 베어링(18)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 전동기(2)는, 펌프 케이싱(6)의 측벽(6B)의 외측에 위치하는 모터 하우징(14)과, 모터 하우징(14) 내에 배치된 모터 로터(2A) 및 모터 스테이터(2B)를 갖고 있다.

일 실시 형태에서는, 한 쌍의 회전축(9)에 각각 연결된 한 쌍의 전동기(2)가 마련되어도 된다. 한 쌍의 전동기(2)는, 도시하지 않은 모터 드라이버에 의해 동기하여 반대 방향으로 회전하고, 한 쌍의 회전축(9) 및 한 쌍의 루트 로터(8)를 동기하여 반대 방향으로 회전시킨다. 이 경우의 기어(20)의 역할로서는, 돌발적인 외적 요인에 의한 루트 로터(8)의 동기 회전의 탈조를 방지하는 것에 있다.

전동기(2)에 의해 루트 로터(8)가 회전하면, 기체는 기체 입구(12)로부터 펌프 케이싱(6) 내에 흡입된다. 기체는, 회전하는 루트 로터(8)에 의해 기체 입구(12)로부터 기체 출구(13)로 이송된다.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 각 루트 로터(8)는 2엽 루트 로터이다. 기체 입구(12)는 펌프 케이싱(6)의 일방측에 위치하고, 기체 출구(13)는 펌프 케이싱(6)의 반대측에 위치하고 있다. 한 쌍의 루트 로터(8)는, 기체 입구(12)와 기체 출구(13) 사이에 위치하고 있다. 루트 로터(8)와, 로터실(5)을 형성하는 펌프 케이싱(6)의 내벽(22)은 비접촉이며, 또한 2개의 루트 로터(8)끼리도 비접촉이다. 이들 루트 로터(8)는, 로터실(5) 내에서 화살표로 나타낸 바와 같이 반대 방향으로 회전한다.

루트 로터(8)가 회전함에 따라, 루트 로터(8)의 외면과, 로터실(5)을 형성하는 내벽(22) 사이에 폐쇄된 공간이 형성된다. 기체 입구(12)로부터 유입된 기체는, 이 폐쇄된 공간을 채우고, 한 쌍의 루트 로터(8)가 역방향으로 회전함으로써, 기체는 기체 입구(12)로부터 기체 출구(13)로 이송된다. 이와 같은 폐쇄된 공간 내의 기체의 이송이 연속적으로 행해짐으로써, 기체는 진공 펌프(1)에 의해 배기된다.

기체 입구(12)와 기체 출구(13)는, 로터실(5)에 연통되어 있다. 기체 출구(13)를 형성하는 내벽(23)은, 로터실(5)을 형성하는 내벽(22)에 접속되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 로터실(5)을 형성하는 내벽(22)과, 기체 출구(13)를 형성하는 내벽(23)의 접속부(25)는, 로터 중심선 CL보다도 외측에 위치하고 있다. 로터 중심선 CL은, 각 루트 로터(8)의 회전 중심 RC 및 하사점 LP를 통과하여 연장되는 직선이다. 루트 로터(8)의 하사점 LP는, 회전하는 루트 로터(8)의 최하단에 상당한다. 여기서, 「로터 중심선 CL보다도 외측에 위치한다」란, 로터실(5)의 중심점 CP로부터 로터 중심선 CL을 가로지른 위치에 있는 것을 의미한다.

기체 출구(13)의 폭 W2는, 기체 입구(12)의 폭 W1보다도 크다. 예를 들어, 기체 출구(13)의 폭 W2는, 기체 입구(12)의 폭 W1의 1.1 내지 2.0배, 바람직하게는 1.7배이다.

본 실시 형태의 진공 펌프(1)가 취급하는 기체의 예로서, CVD 장치, 에칭 장치 등의 반도체 디바이스 제조 장치에서 사용되는 프로세스 가스를 들 수 있다. 이 프로세스 가스는, 부생성물로 이루어지는 분체가 포함된다. 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 기체 출구(13)의 폭 W2는, 기체 입구(12)의 폭 W1보다도 크므로, 분체는, 로터실(5) 내에 머물기 어렵고, 결과로서 분체가 로터실(5) 내에 퇴적되기 어렵다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 로터실(5) 내에서의 분체의 퇴적에 기인하는 루트 로터(8)의 회전 문제(예를 들어 회전 정지)를 방지할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 각 루트 로터(8)는 2엽 루트 로터이다. 기체를 기체 입구(12)로부터 기체 출구(13)까지 이송하기 위해서는, 루트 로터(8)의 외면과, 로터실(5)을 형성하는 내벽(22) 사이에 폐쇄된 공간이 형성될 필요가 있다. 이 관점에서, 로터실(5)을 형성하는 내벽(22)과, 기체 출구(13)를 형성하는 내벽(23)의 접속부(25)는, 기체 입구(12)보다도 기체 출구(13)에 가깝다. 회전 중심 RC로부터 접속부(25)까지의 직선 NL의 로터 중심선 CL에 대한 각도 α는, 0도 내지 35도의 범위 내에 있다. 일 실시 형태에서는, 접속부(25)는, 로터 중심선 CL 상에 위치해도 된다.

기체 출구(13)의 폭 W2는, 기체 입구(12)의 폭 W1보다도 큰 것이지만, 상술한 바와 같이, 루트 로터(8)의 외면과, 로터실(5)을 형성하는 내벽(22) 사이에는, 폐쇄된 공간이 형성되므로, 진공 펌프(1)의 배기 성능은 실질적으로 저하되지 않는다.

도 2에 도시한 실시 형태에서는, 2개의 루트 로터(8) 중 한쪽에 관련되는 접속부(25)와 로터 중심선 CL의 배치에 대하여 설명하고 있지만, 다른 쪽의 루트 로터(8)에 관련되는 접속부와 로터 중심선의 배치도 마찬가지이므로, 그 중복되는 설명과 부호의 도시를 생략한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 로터실(5)을 형성하는 내벽(22)과, 기체 출구(13)를 형성하는 내벽(23)의 접속부(25)는, 원호 형상의 단면을 가져도 된다. 혹은, 도 4에 도시한 바와 같이, 로터실(5)을 형성하는 내벽(22)과, 기체 출구(13)를 형성하는 내벽(23)의 접속부(25)는, 모따기 형상의 단면을 가져도 된다. 도 3 및 도 4에 도시한 형상에 의하면, 기체의 난류가 일어나기 어려워, 분체를 원활하게 기체 출구(13)로 보낼 수 있다.

도 2 내지 도 4에 도시한 실시 형태에서는, 기체 출구(13)를 형성하는 내벽(23)은 로터 중심선 CL과 평행이며, 기체 출구(13)의 폭은 일정하다. 일 실시 형태에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 기체 출구(13)를 형성하는 내벽(23)은, 로터실(5)의 중심점 CP로부터의 거리와 함께 외측으로 경사져도 된다. 즉, 기체 출구(13)의 폭은, 로터실(5)의 중심점 CP로부터의 거리와 함께 점차 커져도 된다. 이와 같은 형상으로 함으로써, 분체를 포함하는 기체는 기체 출구(13)를 원활하게 통과할 수 있다.

루트 로터(8)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 3엽 루트 로터여도 된다. 도 6에 도시한 실시 형태에서도, 로터실(5)을 형성하는 내벽(22)과, 기체 출구(13)를 형성하는 내벽(23)의 접속부(25)는, 각 루트 로터(8)의 회전 중심 RC 및 하사점 LP를 통과하여 연장되는 로터 중심선 CL 상에 위치하고 있거나, 또는 로터 중심선 CL보다도 외측에 위치하고 있다. 특별히 설명하지 않는 도 6의 실시 형태의 구성은, 도 2를 참조하여 설명한 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다.

도 2를 참조하여 설명한 실시 형태와 동일하게, 루트 로터(8)의 외면과, 로터실(5)을 형성하는 내벽(22) 사이에 폐쇄된 공간이 형성될 필요가 있다. 이 관점에서, 도 6에 도시한 실시 형태에서는, 회전 중심 RC로부터 접속부(25)까지의 직선 NL의 로터 중심선 CL에 대한 각도 α는, 0도 내지 45도의 범위 내에 있다.

도시하지 않지만, 루트 로터(8)는, 4엽 이상의 루트 로터여도 된다. 그 경우에도, 로터실(5)을 형성하는 내벽(22)과, 기체 출구(13)를 형성하는 내벽(23)의 접속부(25)는, 각 루트 로터(8)의 회전 중심 RC 및 하사점 LP를 통과하여 연장되는 로터 중심선 CL 상에 위치하고 있거나, 또는 로터 중심선 CL보다도 외측에 위치하고 있다. 기체 출구(13)의 폭은, 기체 입구(12)의 폭보다도 크므로, 분체는, 로터실(5) 내에 머물기 어렵고, 결과로서 분체가 로터실(5) 내에 퇴적되기 어렵다.

도 7은 진공 펌프(1)의 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다. 이 실시 형태의 진공 펌프(1)는, 다단 진공 펌프이다. 도 1 내지 도 6을 참조한 실시 형태의 설명은, 본 실시 형태의 구성 및 동작에도 적용할 수 있으므로, 그 중복되는 설명을 생략한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 진공 펌프(1)는, 복수의 로터실(5A 내지 5E)을 내부에 갖는 펌프 케이싱(6)과, 로터실(5A 내지 5E) 내에 각각 배치된 복수 쌍의 루트 로터(8A 내지 8E)와, 복수 쌍의 루트 로터(8A 내지 8E)를 지지하는 한 쌍의 회전축(9)을 구비하고 있다. 루트 로터(8A 내지 8E)와 회전축(9)은, 일체 구조물이어도 된다. 도 1에서는 1세트의 루트 로터(8A 내지 8E) 및 회전축(9)만이 도시되어 있지만, 복수 쌍의 루트 로터(8A 내지 8E)가 로터실(5A 내지 5E) 내에 각각 배치되어 있고, 한 쌍의 회전축(9)에 지지되어 있다. 전동기(2)는, 한 쌍의 회전축(9) 중 한쪽에 연결되어 있다. 일 실시 형태에서는, 한 쌍의 전동기(2)가, 한 쌍의 회전축(9)에 각각 연결되어 있어도 된다.

루트 로터(8A 내지 8E) 및 로터실(5A 내지 5E)은, 기체의 이송 방향을 따라서 배열되어 있다. 즉, 루트 로터(8A) 및 로터실(5A)은, 펌프 케이싱(6) 내의 기체의 이송 방향에 있어서 가장 상류측에 위치하고 있다. 루트 로터(8B) 및 로터실(5B)은, 루트 로터(8A) 및 로터실(5A)의 하류측에 위치하고, 루트 로터(8C) 및 로터실(5C)은, 루트 로터(8B) 및 로터실(5B)의 하류측에 위치하고, 루트 로터(8D) 및 로터실(5D)은, 루트 로터(8C) 및 로터실(5C)의 하류측에 위치하고, 루트 로터(8E) 및 로터실(5E)은, 루트 로터(8D) 및 로터실(5D)의 하류측에 위치하고 있다. 루트 로터(8E) 및 로터실(5E)은, 펌프 케이싱(6) 내의 기체의 이송 방향에 있어서 가장 하류측에 위치하고 있다.

펌프 케이싱(6)은, 로터실(5A)에 연통하는 기체 입구(12A) 및 기체 출구(13A)와, 로터실(5B)에 연통하는 기체 입구(12B) 및 기체 출구(13B)와, 로터실(5C)에 연통하는 기체 입구(12C) 및 기체 출구(13C)와, 로터실(5D)에 연통하는 기체 입구(12D) 및 기체 출구(13D)와, 로터실(5E)에 연통하는 기체 입구(12E) 및 기체 출구(13E)를 갖고 있다. 기체 출구(13A)는, 도시하지 않은 유로를 통해 기체 입구(12B)에 연통하고, 기체 출구(13B)는, 도시하지 않은 유로를 통해 기체 입구(12C)에 연통하고, 기체 출구(13C)는, 도시하지 않은 유로를 통해 기체 입구(12D)에 연통하고, 기체 출구(13D)는, 도시하지 않은 유로를 통해 기체 입구(12E)에 연통하고 있다.

전동기(2)가 루트 로터(8A 내지 8E)를 회전시키면, 기체는, 기체 입구(12A)를 통해 로터실(5A)에 흡입된다. 기체는, 로터실(5A 내지 5E) 내의 루트 로터(8A 내지 8E)에 의해 순차적으로 압축되고, 기체 출구(13E)를 통해 펌프 케이싱(6)으로부터 배출된다.

도 8은 도 7의 B-B선 단면도이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 루트 로터(8A 내지 8E)는 3엽 루트 로터이다. 로터실(5A)을 형성하는 내벽(22A)과, 기체 출구(13A)를 형성하는 내벽(23A)의 접속부(25A)는, 루트 로터(8A)의 회전 중심 RC1과 하사점 LP1을 통과하는 로터 중심선 CL1보다도 외측에 위치하고 있다. 루트 로터(8A)의 회전 중심 RC1로부터 접속부(25A)까지의 직선 NL1의 로터 중심선 CL1에 대한 각도 α1은, 0도 내지 45도의 범위 내에 있다. 기체 출구(13A)의 폭 W4는, 기체 입구(12A)의 폭 W3보다도 크다.

도 9는 도 7의 C-C선 단면도이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 로터실(5E)을 형성하는 내벽(22E)과, 기체 출구(13E)를 형성하는 내벽(23E)의 접속부(25E)는, 루트 로터(8E)의 회전 중심 RC2와 하사점 LP2를 통과하는 로터 중심선 CL2보다도 외측에 위치하고 있다. 일 실시 형태에서는, 접속부(25E)는, 로터 중심선 CL2에 위치해도 된다. 루트 로터(8E)의 회전 중심 RC2로부터 접속부(25E)까지의 직선 NL2의 로터 중심선 CL2에 대한 각도 α2는, 0도 내지 45도의 범위 내에 있고, 또한 도 8에 도시한 각도 α1보다도 작다. 기체 출구(13E)의 폭 W6은, 기체 입구(12E)의 폭 W5보다도 크다.

도시하지 않지만, 로터실(5B)을 형성하는 내벽과 기체 출구(13B)를 형성하는 내벽의 접속부, 로터실(5C)을 형성하는 내벽과 기체 출구(13C)를 형성하는 내벽의 접속부, 로터실(5D)을 형성하는 내벽과 기체 출구(13D)를 형성하는 내벽의 접속부의 각각도, 대응하는 로터 중심선보다도 외측에 위치하고 있거나, 또는 대응하는 로터 중심선 상에 위치하고 있다.

도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한 실시 형태에 따르면, 기체 출구(13A 내지 13E)의 폭은, 기체 입구(12A 내지 12E)의 폭보다도 각각 크기 때문에, 분체는, 로터실(5A 내지 5E) 내에 머물기 어렵고, 결과로서 분체가 로터실(5A 내지 5E) 내에 퇴적되기 어렵다.

도 8과 도 9의 대비로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 8에 도시한 기체 출구(13A)의 폭 W4는, 도 9에 도시한 기체 출구(13E)의 폭 W6보다도 크다. 이것은, 저압측에서는 기체 출구의 폭을 크게 하고, 대기압측에서는 기체 출구의 폭을 비교적 작게 하면, 분체의 배출이 촉진되는 것을 나타내는 분체의 흐름의 시뮬레이션의 결과에 기초하고 있다. 본 실시 형태에 따르면, 분체를, 로터실(5A 내지 5E)을 순차적으로 통과시켜 펌프 케이싱(6)으로부터 배출할 수 있다.

기체 출구(13A) 내지 기체 출구(13E)의 폭의 관계는, 기체 출구(13A)의 폭이 기체 출구(13E)의 폭보다도 큰 한에 있어서, 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 기체 출구(13A, 13B, 13C)의 폭은 서로 동일하며, 또한 기체 출구(13D, 13E)의 폭보다도 커도 된다. 다른 예에서는, 기체 출구(13A, 13B, 13C, 13D, 13E)의 폭은, 펌프 케이싱(6) 내의 기체의 이송 방향에 따라서 점차 작게 해도 된다.

도 7에 도시한 진공 펌프(1)는, 5단 진공 펌프이지만, 루트 로터(8)의 단수는 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 진공 펌프(1)는 2쌍의 루트 로터를 구비한 2단 진공 펌프여도 되고, 또는 6쌍 이상의 루트 로터를 구비한 다단 진공 펌프여도 된다.

상술한 실시 형태는, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있는 것을 목적으로 하여 기재된 것이다. 상기 실시 형태의 다양한 변형예는, 당업자라면 당연히 이룰 수 있는 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 다른 실시 형태에도 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 기재된 실시 형태에 한정되지는 않고, 특허 청구 범위에 의해 정의되는 기술적 사상에 따른 가장 넓은 범위로 해석되는 것이다.

1: 진공 펌프
2: 전동기
2A: 모터 로터
2B: 모터 스테이터
5, 5A 내지 5E: 로터실
6: 펌프 케이싱
8, 8A 내지 8E: 루트 로터
9: 회전축
12, 12A 내지 12E: 기체 입구
13, 13A 내지 13E: 기체 출구
14: 모터 하우징
16: 기어 하우징
17: 베어링
18: 베어링
20: 기어
22: 펌프 케이싱의 내벽
23: 기체 출구의 내벽
25: 접속부
CL: 로터 중심선
RC: 루트 로터의 회전 중심
LP: 루트 로터의 하사점
CP: 로터실의 중심점

Claims

적어도 1개의 로터실을 내부에 갖는 펌프 케이싱과,
상기 로터실 내에 배치된 적어도 한 쌍의 루트 로터와,
상기 적어도 한 쌍의 루트 로터를 지지하는 적어도 한 쌍의 회전축을 구비하고,
상기 펌프 케이싱은, 상기 로터실에 연통하는 기체 입구 및 기체 출구를 갖고 있고,
상기 로터실을 형성하는 내벽과, 상기 기체 출구를 형성하는 내벽의 접속부는, 각 루트 로터의 회전 중심 및 하사점을 통과하여 연장되는 로터 중심선 상에 위치하고 있거나, 또는 상기 로터 중심선보다도 외측에 위치하고 있는, 진공 펌프.
제1항에 있어서,
상기 기체 출구의 폭은, 상기 기체 입구의 폭보다도 큰, 진공 펌프.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 적어도 한 쌍의 루트 로터는, 적어도 한 쌍의 2엽 루트 로터이고, 상기 회전 중심으로부터 상기 접속부까지의 직선의 상기 로터 중심선에 대한 각도는, 0도 내지 35도의 범위 내에 있는, 진공 펌프.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 적어도 한 쌍의 루트 로터는, 적어도 한 쌍의 3엽 루트 로터이고, 상기 회전 중심으로부터 상기 접속부까지의 직선의 상기 로터 중심선에 대한 각도는, 0도 내지 45도의 범위 내에 있는, 진공 펌프.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 적어도 한 쌍의 루트 로터는, 한 쌍의 제1 루트 로터와, 기체의 이송 방향에 있어서 상기 한 쌍의 제1 루트 로터의 하류측에 배치된 한 쌍의 제2 루트 로터를 포함하고,
상기 적어도 1개의 로터실은, 상기 한 쌍의 제1 루트 로터가 배치되는 제1 로터실과, 상기 한 쌍의 제2 루트 로터가 배치되는 제2 로터실을 포함하고,
상기 펌프 케이싱은, 상기 제1 로터실에 연통하는 제1 기체 입구 및 제1 기체 출구와, 상기 제2 로터실에 연통하는 제2 기체 입구 및 제2 기체 출구를 갖고 있고,
상기 제1 로터실을 형성하는 내벽과, 상기 제1 기체 출구를 형성하는 내벽의 제1 접속부는, 각 제1 루트 로터의 회전 중심 및 하사점을 통과하여 연장되는 제1 로터 중심선보다도 외측에 위치하고 있고,
상기 제2 로터실을 형성하는 내벽과, 상기 제2 기체 출구를 형성하는 내벽의 제2 접속부는, 각 제2 루트 로터의 회전 중심 및 하사점을 통과하여 연장되는 제2 로터 중심선 상에 위치하고 있거나, 또는 상기 제2 로터 중심선보다도 외측에 위치하고 있고,
상기 제1 기체 출구의 폭은, 상기 제2 기체 출구의 폭보다도 큰, 진공 펌프.