TW202426772A - 真空泵 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於提供一種能夠在無損氣體之冷卻效果下穩定地控制氣體之溫度之真空泵。 本發明之真空泵(100)包含：外殼(126、127)；轉子軸(113)，其旋轉自如地受支持於外殼之內部；複數段旋轉葉片(102)，其等固定於轉子軸，能夠與轉子軸一同旋轉；複數段固定葉片(123)，其等相對於外殼固定，且配置於複數段旋轉葉片間；及複數段固定葉片間隔件(125)，其等支持複數段固定葉片；且該真空泵(100)包含：溫度調整機構(110)，其設置於複數段固定葉片間隔件中之1段之特定間隔件(128、228)，進行特定間隔件之溫度調整；及溫度感測器(185)，其設置於較由複數段旋轉葉片與複數段固定葉片構成之渦輪泵部之氣體流路(F1)靠近溫度調整機構之位置。

Description

真空泵

本發明係關於一種真空泵。

於本技術領域之先前技術中，例如，專利文獻1所記載之渦輪分子泵具備設置於外殼與基座之間之調溫單元。該調溫單元包含與外殼及基座一同構成泵殼體之調溫間隔件、設置於調溫間隔件之冷卻水配管、加熱器及溫度檢測部而構成。而且，根據專利文獻1，渦輪泵部之下游側之定子葉片之溫度控制性經提高。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2022-073913號公報

[發明所欲解決之問題]

然而，於專利文獻1之調溫單元中，由於冷卻水配管位於靠近氣體流路之位置，故氣體之溫度容易受到冷卻水冷管之溫度之影響，有氣體溫度之控制不穩定之問題。

為此，本發明之目的在於提供一種能夠在無損氣體之冷卻效果下穩定地控制氣體之溫度之真空泵。 [解決問題之技術手段]

為了達成上述目的，本發明之一態樣之真空泵之特徵在於包含：外殼；轉子軸，其於前述外殼之內部旋轉自在地受支持；複數段旋轉葉片，其等固定於前述轉子軸，能夠與前述轉子軸一同旋轉；複數段固定葉片，其等相對於前述外殼固定，且配置於前述複數段旋轉葉片間；及複數段固定葉片間隔件，其等支持前述複數段固定葉片；且包含：溫度調整機構，其設置於前述複數段固定葉片間隔件中1段之特定間隔件，進行前述特定間隔件之溫度調整；及溫度感測器，其設置於較由前述複數段旋轉葉片與前述複數段固定葉片構成之渦輪泵部之氣體流路靠近前述溫度調整機構之位置。

如上述構成，其中前述外殼包含：配置於前述轉子軸之外周側之外筒、及配置於前述外筒之下方之基座部；且前述特定間隔件由熱傳導率較前述外筒高之構件構成。

如上述構成，其中前述特定間隔件由鋁材構成。

如上述構成，其中前述特定間隔件配置於前述複數段固定葉片中最上段與最下段之間。

如上述構成，其中前述特定間隔件覆蓋在軸向上相鄰之固定葉片間隔件之外周側。

如上述構成，其中前述特定間隔件包含：支持部，其支持在前述軸向上相鄰之前述固定葉片間隔件；及突出部，其自前述支持部向徑向之外方突出且覆蓋該固定葉片間隔件之外周側；且前述突出部之厚度大於前述支持部之厚度。

如上述構成，其中將前述溫度感測器設置於徑向之前述氣體流路與前述溫度調整機構之間之位置。

如上述構成，其包含固定零件，該固定零件配置於前述複數段旋轉葉片及前述複數段固定葉片之下游側，構成螺紋槽泵部之一部分；且前述固定零件由加熱機構加熱。 [發明之效果]

根據本發明之真空泵，可在無損氣體之冷卻效果下穩定地控制氣體之溫度之真空泵。此外，上述之以外之課題、構成、及效果由以下之實施形態之說明明確得知。

以下，關於本發明之真空泵之實施形態，舉出渦輪分子泵為例，一面參照圖式，一面進行說明。

(第1實施形態) 於圖1中顯示該渦輪分子泵100之縱剖視圖。於圖1中，渦輪分子泵100於圓筒狀之外筒127之上端形成有吸氣口101。而且，於外筒127之內方具備旋轉體103，該旋轉體103於周部放射狀且多段地形成用於對氣體進行吸引排氣之渦輪機葉即複數個旋轉葉片102(102a、102b、102c・・・)。於該旋轉體103之中心安裝有轉子軸113，該轉子軸113藉由例如5軸控制之磁性軸承而於空中受懸浮支持且受位置控制。旋轉體103一般而言係由鋁或鋁合金、或是不銹鋼等金屬構成。

又，如圖1所示，於旋轉體103之外周側配置有外周零件即水冷間隔件128及外牆126。水冷間隔件128係內置有溫度調整機構即圓環狀之冷卻管110(參照圖5)、及溫度感測器185之環狀之構件。藉由向該冷卻管110供給冷卻水，而冷卻水冷間隔件128之周邊之零件。亦即，藉由旋轉體103之旋轉而產生之熱由水冷間隔件128冷卻。外牆126係包圍渦輪分子泵100之大致下半部分之圓筒狀之構件。水冷間隔件128與外牆126於外筒127之下方與外筒127在同軸上依序排列配置。該等外筒127、水冷間隔件128、及外牆126由複數個螺栓115緊固而一體化，與基座部129一同構成收容旋轉體103之渦輪分子泵100之外裝體(外殼)。

此處，水冷間隔件128亦具備作為後述之固定葉片間隔件125之功能。亦即，水冷間隔件128(特定間隔件)構成複數個固定葉片間隔件125中之1個(1段)。此外，水冷間隔件128係由熱傳導率較外筒127及外牆126高之構件、例如鋁材構成。

上側徑向電磁鐵104於X軸與Y軸成對地配置4個電磁鐵。接近該上側徑向電磁鐵104、且與上側徑向電磁鐵104各者對應地具備4個上側徑向感測器107。上側徑向感測器107使用例如具有傳導繞組之電感感測器或渦流感測器等，基於相應於轉子軸113之位置而變化之該傳導繞組之電感之變化，檢測轉子軸113之位置。該上側徑向感測器107構成為檢測轉子軸113、亦即固定於其之旋轉體103之徑向變位，並傳送至控制裝置195。

於該控制裝置195中，具有例如PID調節功能之補償電路基於由上側徑向感測器107檢測到之位置信號，產生上側徑向電磁鐵104之勵磁控制指令信號，圖2所示之放大器電路150(後述)基於該勵磁控制指令信號，藉由對上側徑向電磁鐵104進行勵磁控制，而調整轉子軸113之上側之徑向位置。

而且，該轉子軸113係由高磁導率材(鐵、不銹鋼等)等形成，且藉由上側徑向電磁鐵104之磁力被吸引。上述之調整於X軸向與Y軸向分別獨立進行。又，下側徑向電磁鐵105及下側徑向感測器108與上側徑向電磁鐵104及上側徑向感測器107同樣地配置，將轉子軸113之下側之徑向位置與上側之徑向位置調整為同樣。

進而，軸向電磁鐵106A、106B於上下夾著於轉子軸113之下部具備之圓板狀之金屬盤111而配置。金屬盤111係由鐵等高磁導率材構成。為了檢測轉子軸113之軸向變位而具備軸向感測器109，且構成為將該軸向位置信號傳送至控制裝置195。

而且，於控制裝置195中，具有例如PID調節功能之補償電路基於由軸向感測器109檢測之軸向位置信號，產生軸向電磁鐵106A與軸向電磁鐵106B各者之勵磁控制指令信號，放大器電路150藉由基於該等勵磁控制指令信號，對軸向電磁鐵106A與軸向電磁鐵106B分別進行勵磁控制，而軸向電磁鐵106A藉由磁力將金屬盤111吸引至上方，軸向電磁鐵106B將金屬盤111吸引至下方，而調整轉子軸113之軸向位置。

如此，控制裝置195適當調節該軸向電磁鐵106A、106B對金屬盤111施加之磁力，使轉子軸113於軸向磁懸浮，非接觸地保持於空間中。此外，於後文描述對該等上側徑向電磁鐵104、下側徑向電磁鐵105及軸向電磁鐵106A、106B進行勵磁控制之放大器電路150。

另一方面，馬達121具備以包圍轉子軸113之方式配置為周狀之複數個磁極。各磁極由控制裝置195控制，以經由在與轉子軸113之間作用之電磁力將轉子軸113旋轉驅動。又，於馬達121組入未圖示之例如霍爾元件、解析器、編碼器等旋轉速度感測器，藉由該旋轉速度感測器之檢測信號來檢測轉子軸113之旋轉速度。

進而，於例如下側徑向感測器108附近，安裝未圖示之相位感測器，檢測轉子軸113之旋轉之相位。於控制裝置195中，同時使用該相位感測器與旋轉速度感測器之檢測信號來檢測磁極之位置。

與旋轉葉片102(102a、102b、102c・・・)空開稍許之空隙地配設有複數片固定葉片123(123a、123b、123c・・・)。藉由該等複數段旋轉葉片102與複數段固定葉片123構成渦輪泵部。旋轉葉片102(102a、102b、102c・・・)由於分別將排氣氣體之分子藉由衝撞而向下方向移送，故自垂直於轉子軸113之軸線之平面傾斜規定之角度而形成。固定葉片123(123a、123b、123c・・・)係由例如鋁、鐵、不銹鋼、銅等金屬、或含有該等金屬為成分之合金等金屬構成。

又，固定葉片123亦同樣地自垂直於轉子軸113之軸線之平面傾斜規定之角度而形成，且向外筒127之內方與旋轉葉片102之段錯開地配設。而且，固定葉片123之外周端以嵌插於複數個層積之固定葉片間隔件125(125a、125b、125c・・・)之間之狀態受支持。

固定葉片間隔件125係環狀之構件，係由例如鋁、鐵、不銹鋼、銅等金屬、或含有該等金屬為成分之合金等金屬構成。於固定葉片間隔件125之外周隔開稍許之空隙地固定著外筒127。於外筒127之底部(更詳細而言外牆126之底部)配設有基座部129。於基座部129之上方形成排氣口133，且連通於外部。自腔室(真空腔室)側進入吸氣口101並向基座部129移送之排氣氣體被送往排氣口133。

進而，根據渦輪分子泵100之用途，於固定葉片間隔件125之下部與基座部129之間配設作為螺紋槽泵部發揮功能之附螺紋之間隔件131。附螺紋之間隔件131係由鋁、銅、不銹鋼、鐵、或以該等金屬為成分之合金等金屬構成之圓筒狀之構件，於其內周面刻設複數條螺旋狀之螺紋槽131a。螺紋槽131a之螺旋之方向係於排氣氣體之分子沿旋轉體103之旋轉方向移動時，將該分子向排氣口133移送之方向。於連續於旋轉體103之旋轉葉片102(102a、102b、102c・・・)之最下部，圓筒部102d垂下。該圓筒部102d之外周面為圓筒狀，且向附螺紋之間隔件131之內周面突出，與該附螺紋之間隔件131之內周面隔開規定之間隙而接近。由旋轉葉片102及固定葉片123移送至螺紋槽131a之排氣氣體被導引至螺紋槽131a且送往基座部129。

更詳細而言，被導引至螺紋槽131a之排氣氣體被送往形成於基座部129之上方之環狀空間135，一面於環狀空間135中周繞，一面經由排氣口133被排出至外部。該環狀空間135係由旋轉體103之圓筒部102d、附螺紋之間隔件131、加熱器間隔件153、及基座部129分隔出之環狀之空間。

此處，固定零件即加熱器間隔件153係形成為圓筒狀之構件，於本實施形態中與附螺紋之間隔件131一體地構成。亦即，加熱器間隔件153構成附螺紋之間隔件131之一部分。當然，加熱器間隔件153與附螺紋之間隔件131可以個別構體構成。加熱器間隔件153係由例如鋁或不銹鋼等金屬構成。於加熱器間隔件153插入作為加熱機構之加熱器190，藉由加熱器190發熱，而經由加熱器間隔件153加熱附螺紋之間隔件131。又，藉由加熱器190，亦加熱流經環狀空間135之排氣氣體。藉此，抑制因排氣氣體之溫度降低所致之沈積物之生成。又，內間隔件154係由例如不銹鋼等金屬構成之圓筒狀之構件，將水冷間隔件128與較水冷間隔件128靠下側之固定葉片間隔件125之間絕熱。

基座部129係構成渦輪分子泵100之基底部之圓盤狀之構件，一般而言由鐵、鋁、不銹鋼等金屬構成。基座部129由於實體地保持渦輪分子泵100，且亦兼具熱之傳導路之功能，故較理想為使用鐵、鋁或銅等具有剛性、且熱傳導率亦為高之金屬。

於上述之構成中，若旋轉葉片102與轉子軸113一起由馬達121旋轉驅動，則藉由旋轉葉片102與固定葉片123之作用，經由吸氣口101自腔室吸入排氣氣體。旋轉葉片102之旋轉速度通常為20000 rpm～90000 rpm，旋轉葉片102之前端處之圓周速度達到200 m/s～400 m/s。自吸氣口101吸入之排氣氣體通過旋轉葉片102與固定葉片123之間，向基座部129移送。此時，旋轉葉片102之溫度會因排氣氣體與旋轉葉片102接觸時產生之摩擦熱、或由馬達121產生之熱之傳導等而上升，但該熱會藉由輻射或利用排氣氣體之氣體分子等之傳導而被傳遞至固定葉片123側。

固定葉片間隔件125於外周部相互接合，將固定葉片123自旋轉葉片102接收到之熱、或排氣氣體與固定葉片123接觸時產生之摩擦熱等傳遞至外部。

此外，於上述說明中，將附螺紋之間隔件131配設於旋轉體103之圓筒部102d之外周，且於附螺紋之間隔件131之內周面刻設有螺紋槽131a。然而，亦有時與此相反地於圓筒部102d之外周面刻設螺紋槽，於其周圍配置具有圓筒狀之內周面之間隔件。

又，根據渦輪分子泵100之用途，為避免自吸氣口101吸引之氣體侵入由上側徑向電磁鐵104、上側徑向感測器107、馬達121、下側徑向電磁鐵105、下側徑向感測器108、軸向電磁鐵106A、106B、軸向感測器109等構成之電裝部，亦有以定子柱122覆蓋電裝部周圍，且將該定子柱122內以沖洗用氣體保持為規定壓之情形。

該情形下，於基座部129配設未圖示之配管，經由該配管導入沖洗用氣體。經導入之沖洗用氣體經由保護軸承120與轉子軸113間、馬達121之轉子與定子間、定子柱122與旋轉葉片102之內周側圓筒部之間之間隙被送出至排氣口133。此外，如圖1所示般，定子柱122豎立設置於基座部129之中心位置。又，於本實施形態中，於基座部129設置有作為冷卻機構之水冷管149。藉由向水冷管149供給冷卻水，將基座部129及定子柱122保持為適當之溫度。

此處，渦輪分子泵100要求特定機種、及基於經個別調整之固有參數(例如與機種對應之各項特性)之控制。為了儲存該控制參數，上述渦輪分子泵100於其本體內具備電子電路部141。電子電路部141係由EEP-ROM等半導體記憶體及用於存取其之半導體元件等電子零件、其等之安裝用之基板143等構成。該電子電路部141被收容於構成渦輪分子泵100之下部之基座部129之例如中央附近之未圖示之旋轉速度感測器之下部，且由氣密性之底蓋145密閉。

且說，於半導體之製造步序中，在導入腔室之製程氣體之中，有具有在其壓力高於規定值、或其溫度低於規定值時為固體之性質者。於渦輪分子泵100內部，排氣氣體之壓力於吸氣口101處最低，於排氣口133處最高。於製程氣體自吸氣口101向排氣口133移送之中途，在其壓力高於規定值、或其溫度低於規定值時，製程氣體為固體狀，附著且堆積於渦輪分子泵100之內部。

例如，於在Al蝕刻裝置中使用SiCl4作為製程氣體之情形下，根據蒸氣壓曲線，可知當低真空(760[托]～10-2[托])、且低溫(約20 [℃])時，固體生成物(例如AlCl3)析出，且附著堆積於渦輪分子泵100之內部。藉此，若製程氣體之析出物堆積於渦輪分子泵100之內部，則該堆積物使泵流路變窄，為使渦輪分子泵100之性能降低之原因。而且，前述之生成物處於在排氣口133附近及附螺紋之間隔件131附近之壓力較高之部分容易凝固、附著之狀況。

因而，為了解決該問題，先前在基座部129等之外周捲繞未圖示之加熱器或環狀之水冷管149，且例如在基座部129埋入未圖示之溫度感測器(例如熱敏電阻)，基於該溫度感測器之信號進行加熱器之加熱或水冷管149之冷卻之控制(以下稱為TMS。TMS；Temperature Management System，溫度管理系統)，以將基座部129之溫度保持為一定之高溫度(設定溫度)。

其次，關於如此般構成之渦輪分子泵100，針對勵磁控制其上側徑向電磁鐵104、下側徑向電磁鐵105及軸向電磁鐵106A、106B之放大器電路150進行說明。於圖2中顯示該放大器電路150之電路圖。

於圖2中，構成上側徑向電磁鐵104等之電磁鐵繞組151其一端經由電晶體161連接於電源171之正極171a，又，其另一端經由電流檢測電路181及電晶體162連接於電源171之負極171b。而且，電晶體161、162為所謂之功率MOSFET，具有於其源極-汲極間連接有二極體之構造。

此時，電晶體161將該二極體之陰極端子161a連接於正極171a，且將陽極端子161b與電磁鐵繞組151之一端連接。又，電晶體162將該二極體之陰極端子162a連接於電流檢測電路181，且將陽極端子162b與負極171b連接。

另一方面，電流再生用之二極體165將其陰極端子165a連接於電磁鐵繞組151之一端，且將其陽極端子165b連接於負極171b。又，與其同樣地，電流再生用之二極體166將其陰極端子166a連接於正極171a，且將其陽極端子166b經由電流檢測電路181連接於電磁鐵繞組151之另一端。而且，電流檢測電路181係由例如霍爾感測器式電流感測器或電阻元件構成。

如以上般構成之放大器電路150係與一個電磁鐵對應者。因此，於磁性軸承為5軸控制且電磁鐵104、105、106A、106B總計為10個之情形下，針對電磁鐵各者構成同樣之放大器電路150，且對電源171並聯連接10個放大器電路150。

進而，放大器控制電路191例如由控制裝置195之未圖示之數位信號處理器部(以下稱為DSP部)構成，該放大器控制電路191切換電晶體161、162之導通/關斷。

放大器控制電路191將電流檢測電路181檢測到之電流值(將反映該電流值之信號稱為電流檢測信號191c)與規定之電流指令值進行比較。而且，基於該比較結果，決定在PWM控制下之1週期即控制週期Ts內產生之脈寬大小(脈寬時間Tp1、Tp2)。其結果，將具有該脈寬之閘極驅動信號191a、191b自放大器控制電路191輸出至電晶體161、162之閘極端子。

此外，當在旋轉體103之旋轉速度加速運轉中通過共振點時、或當在定速運轉中發生干擾時等，必須在高速且強力下進行旋轉體103之位置控制。因此，為了能夠使電磁鐵繞組151中流通之電流急遽增加(或減少)，作為電源171，使用例如50 V左右之高電壓。又，於電源171之正極171a與負極171b之間，為了電源171穩定化，通常會連接電容器(省略圖示)。

於上述之構成中，若將電晶體161、162兩者設為導通，則電磁鐵繞組151中流通之電流(以下稱為電磁鐵電流iL)增加，若將兩者設為關斷，則電磁鐵電流iL減少。

又，於將電晶體161、162一者設為導通，將另一者設為關斷時，保持所謂之飛輪電流。而且，藉由如上述般在放大器電路150中流通飛輪電流，可使放大器電路150中之磁滯損耗減少，將作為電路整體之耗電抑制得較低。又，藉由如上述般控制電晶體161、162，可降低在渦輪分子泵100中產生之高次諧波等高頻雜訊。進而，藉由利用電流檢測電路181來測定該飛輪電流，可檢測電磁鐵繞組151中流通之電磁鐵電流iL。

亦即，於檢測到之電流值小於電流指令值時，如圖3所示般於控制週期Ts(例如100 μs)中僅將電晶體161、162兩者導通相當於脈寬時間Tp1之時間量1次。因此，該期間中之電磁鐵電流iL自正極171a向負極171b向經由電晶體161、162可流通之電流值iLmax(未圖示)增加。

另一方面，於檢測到之電流值大於電流指令值時，如圖4所示般於控制週期Ts中僅將電晶體161、162關斷相當於脈寬時間Tp2之時間量1次。因此，該期間中之電磁鐵電流iL自負極171b向正極171a向經由二極體165、166可再生之電流值iLmin(未圖示)減少。

而且，任一情形下，均於經過脈寬時間Tp1、Tp2後，將電晶體161、162之任1個設為導通。因此，該期間中於放大器電路150中保持飛輪電流。

其次，關於本實施形態之渦輪分子泵100之特徵部分詳細地說明。圖5係將圖1之A部放大而顯示之主要部分放大圖。如圖5所示，於本實施形態中，在複數段固定葉片123中最上段與最下段之間之位置配置有水冷間隔件128。該水冷間隔件128具備作為進行固定葉片123之軸向之定位之固定葉片間隔件125之功能，進而，發揮冷卻固定葉片123，藉由輻射熱降低旋轉葉片102之溫度之作用。其結果，不僅與水冷間隔件128接觸、而且與固定葉片123接觸之氣體亦被冷卻。

水冷間隔件128如上述般具備冷卻管110及溫度感測器185。冷卻管110設置於水冷間隔件128之外周部。溫度感測器185設置於冷卻管110之徑向內側且為冷卻管110之附近。更詳細而言，溫度感測器185設置於與水冷間隔件128之內周部(與氣體流路F1相接之部分)離開距離X1之位置、且與冷卻管110相距距離Y1之徑向之內側之位置。而且，距離X1相較於距離Y1相當長。亦即，溫度感測器185設置於與氣體流路F1離開之位置、且接近冷卻管110之位置。

此外，距離X1與距離Y1之比可基於水冷間隔件128之材質、流經冷卻管110之冷卻水之流量及溫度、流經氣體流路F1之氣體之流量及溫度等規格而任意地決定，例如較佳為於2：1～10：1左右之範圍內設定。

水冷間隔件128配置於外筒127與外牆126之間，藉由螺栓115而固定。又，於水冷間隔件128與外牆126之間介置絕熱環155。藉由該絕熱環155將水冷間隔件128與外牆126之間絕熱。又，於外筒127與水冷間隔件128之間、及內間隔件154與水冷間隔件128之間安裝有O型環192，保持氣密性。

其次，關於水冷間隔件128之形狀詳細地說明。圖6係顯示圖5所示之水冷間隔件128之細節之縱剖視圖。如圖6所示，水冷間隔件128具備支持部128a、及突出部128b。支持部128a支持在軸向上相鄰之固定葉片間隔件125，且進行相鄰之固定葉片123之軸向(上下方向)之定位。突出部128b自支持部128a向徑向之外側突出而設置，具有錐形部128b-1及主體部128b-2。

錐形部128b-1以沿著內間隔件154之上端側之形狀之方式傾斜。又，於錐形部128b-1之上表面形成切出圓環狀之階差部128c。

於主體部128b-2之上表面在外周側之端部設置有圓環狀之槽部128d，於該槽部128d配置冷卻管110。又，於主體部128b-2之下表面沿著軸向設置有1處細長之安裝孔128e。該安裝孔128e係用於插入溫度感測器185者。此外，符號116係用於覆蓋冷卻管110之罩。

如此，整體上形成為環狀之水冷間隔件128為主體部128b-2自支持部128a經由錐形部128b-1向下方且徑向之外方延伸之構成。而且，突出部128b之厚度T2大於支持部128a之厚度(軸向之長度)T1，更詳細而言，厚度T2為厚度T1之約2.5倍左右。因而，冷間隔件128藉由厚壁之突出部128b而實現高剛性。藉由該構成，若將水冷間隔件128配置於圖5之位置，則錐形部128b-1覆蓋內間隔件154之外側。

其次，關於如此般構成之本實施形態之效果進行說明。

本實施形態之渦輪分子泵100具備水冷間隔件128。該水冷間隔件128具有冷卻管110及溫度感測器185。而且，溫度感測器185設置於冷卻管110之附近。

該冷卻管110中流動之冷卻水基於來自溫度感測器185之溫度資料，藉由將未圖示之閥進行導通/關斷動作而受控制。當渦輪分子泵100內之溫度上升時，使冷卻管110之閥導通，控制水冷間隔件128之溫度、尤其是水冷間隔件128之內周部(與氣體流路F1相接之部分)之溫度。

於如上述之溫度控制系統中，相對於目標溫度產生過沖。然而，藉由如前述般溫度感測器185位於冷卻管110之附近，可高精度地檢測冷卻管110之溫度。其結果，控制裝置195基於來自溫度感測器185之溫度資料，可高精度地控制與渦輪分子泵100內之氣體相接之水冷間隔件128之內周部之溫度。又，由於距離X1相較於距離Y1為長，故相對於冷卻管110之溫度變化，不易於水冷間隔件128之內周部之溫度控制產生過沖。亦即，使相對於冷卻管110之溫度變化之水冷間隔件128之溫度變化鈍化，容易將水冷間隔件128之內周部之溫度保持為一定溫度。如此，根據本實施形態，能夠於無損冷卻管110之冷卻效果下，穩定地控制與氣體流路F1相接之水冷間隔件128之內周部之溫度。又，藉由水冷間隔件128之內周部之溫度穩定，而固定葉片123之冷卻狀態亦穩定。其結果，旋轉葉片102之溫度亦穩定。

又，水冷間隔件128係由傳導率較外筒127及外牆126高之構件、具體而言由鋁材構成。此乃出於使用熱傳導率高之構件容易以較少之冷卻量使水冷間隔件128之溫度變化之目的，但藉由相對於距離X2增長距離X1，可在與氣體流路F1相接之水冷間隔件128之內周部中減少過沖，更早地達到目標溫度。

即，根據本實施形態，藉由配置於冷卻管110之附近之溫度感測器185更高精度地檢測冷卻管110之溫度變化，藉此，容易以抑制冷卻管110之溫度變化之方式進行控制，且以目標溫度控制水冷間隔件128之溫度。又，藉由將冷卻管110與氣體流路F1之間隔開距離X1，即便於對水冷間隔件128使用熱傳導率高之構件之情形下，亦可難以將冷卻管110之急劇之溫度變化傳遞至與氣體流路F1相接之水冷間隔件128之內周面。而且，藉由將水冷間隔件128設為具有鋁材等高熱傳導率之構件，即便冷卻管110與氣體流路F1離開，亦可將與氣體流路F1相接之水冷間隔件128之內周面之溫度冷卻至所期望之溫度。

又，由於將溫度感測器185設置於較冷卻管110靠徑向之內側，故亦有不受到水冷間隔件128之周圍零件之溫度影響，可高精度地檢測冷卻管110之溫度之優點。

此外，冷卻管110中流動之冷卻水之溫度為任意。如上述般，水冷間隔件128由於係用於藉由冷卻固定葉片123，而藉由輻射熱來冷卻旋轉葉片102者，故只要為適於冷卻旋轉葉片102之溫度即可。因而，藉由渦輪分子泵100內之溫度，冷卻水之溫度有時未達100度，有時為100度以上。

又，水冷間隔件128為具備支持部128a及突出部128b，且突出部128b較支持部128a為壁厚之構造，因而可防止水冷間隔件128之變形、尤其是軸向之彎曲變形。又，由於突出部128b設為以沿著內間隔件154之上部之形狀(錐形形狀)之方式覆蓋下方之固定葉片間隔件125之外周側之構成，故可利用形成於內間隔件154之上部之死區，於不增大軸向之尺寸下，提高水冷間隔件128之剛性。假若為了提高水冷間隔件128之剛性，而突出部128b設為自支持部128a朝上方延伸之構成，則於渦輪分子泵100整體上尺寸於軸向變長。然而，只要為本實施形態之形狀，則尺寸可不變大。

又，由於設為於配置於複數個旋轉葉片102及複數個固定葉片123之下游側之構成螺紋槽泵部之一部分之固定零件即加熱器間隔件153設置有加熱器190之構成，故可更高精度地控制排氣之氣體之溫度。

(第2實施形態) 其次，關於本發明之第2實施形態之渦輪分子泵進行說明。圖7係本發明之第2實施形態之渦輪分子泵200之縱剖視圖，圖8係將圖7之B部放大而顯示之主要部分放大圖。此外，以下，關於與第1實施形態同樣之構成，賦予同一符號，且省略其說明。

如該等圖所示，於第2實施形態中，水冷間隔件之構成與第1實施形態不同。具體而言，於第1實施形態中，水冷間隔件128配置於複數段固定葉片123中最上段與最下段之間，但於第2實施形態中，水冷間隔件228配置於複數段固定葉片123中最下段之位置。因而，第1實施形態與第2實施形態中之水冷間隔件之形狀不同。

水冷間隔件228與第1實施形態同樣由鋁材構成，且具備冷卻管110及溫度感測器185。冷卻管110相較於第1實施形態，設置於較水冷間隔件228之外周部靠徑向之內側。具體而言，冷卻管110設置於與水冷間隔件228之內周部(靠近氣體流路F2之側)相隔距離X2之位置。又，溫度感測器185設置於冷卻管110之徑向外側且為冷卻管110之附近。更詳細而言，溫度感測器185設置於與冷卻管110相隔距離Y2之徑向之外側之位置。而且，距離X2相較於距離Y2稍長。

此外，距離X2與距離Y2之比可基於水冷間隔件228之材質、流經冷卻管110之冷卻水之流量及溫度、流經氣體流路F2之氣體之流量及溫度等規格而任意地決定，例如較佳設定在1.5：1～3：1左右之範圍內。

水冷間隔件228配置於外筒127與基座部129之間，藉由螺栓115而固定。又，於外筒127與水冷間隔件228之間、及基座部129與水冷間隔件228之間安裝有O型環192，保持氣密性。

其次，關於水冷間隔件228之形狀詳細地說明。圖9係顯示圖8所示之水冷間隔件228之細節之縱剖視圖。如圖9所示，水冷間隔件228具備支持部228a及突出部228b。支持部228a支持軸向上相鄰之固定葉片間隔件125，且進行相鄰之固定葉片123之軸向(上下方向)之定位。突出部128b自支持部128a朝徑向之外側突出而設置。而且，水冷間隔件228藉由支持部228a與突出部228b故其剖面形成大致L字形狀。

於支持部228a設置有用於安裝O型環192之階差部228c。又，於突出部228b之下表面設置有圓環狀之槽部228d、及安裝孔228e。於槽部228d安裝冷卻管110，於安裝孔228e安裝溫度感測器185。

根據該第2實施形態，發揮與第1實施形態同樣之作用效果。又，第2實施形態由於為將水冷間隔件228配置於複數段固定葉片123中最下段之構成，故可直接固定於水冷間隔件228與基座部129。因而，無須要有如第1實施形態之外牆126，可將構造簡單化。

此外，本發明不限定於上述之實施形態，於不脫離本發明之要旨之範圍內能夠進行各種變化，申請專利範圍所記載之技術思想中所含之技術性事項全部為本發明之對象。前述實施形態係顯示較佳之例者，但只要為本領域技術人員，即可根據本說明書所記載之內容實現各種替代例、修正例、變化例或組合例或是改良例，其等包含於附加之申請專利範圍所記載之技術性範圍。

100,200:渦輪分子泵(真空泵) 101:吸氣口 102(102a,102b,102c):旋轉葉片 102d:圓筒部 103:旋轉體 104:上側徑向電磁鐵/電磁鐵 105:下側徑向電磁鐵/電磁鐵 106A,106B:軸向電磁鐵/電磁鐵 107:上側徑向感測器 108:下側徑向感測器 109:軸向感測器 110:溫度調整機構/冷卻管 111:金屬盤 113:轉子軸 115:螺栓 116:罩 120:保護軸承 121:馬達 122:定子柱 123(123a,123b,123c):固定葉片 125(125a,125b,125c):固定葉片間隔件 126:外牆(外殼) 127:外筒(外殼) 128,228:水冷間隔件(特定間隔件) 128a,228a:支持部 128b,228b:突出部 128b-1:錐形部 128b-2:主體部 128c,228c:階差部 128d,228d:圓環槽/槽部 128e,228e:安裝孔 129:基座部 131:附螺紋之間隔件(螺紋槽泵部) 131a:螺紋槽 133:排氣口 135:環狀空間 141:電子電路部 143:基板 145:底蓋 149:水冷管 150:放大器電路 151:電磁鐵繞組 153:加熱器間隔件(固定零件) 154:內間隔件 155:絕熱環 161,162:電晶體 161a,162a,165a,166a:陰極端子 161b,162b,165b,166b:陽極端子 165,166:二極體 171:電源 171a:正極 171b:負極 181:電流檢測電路 185:溫度感測器 190:加熱器(加熱機構) 191:放大器控制電路 191a,191b:閘極驅動信號 191c:電流檢測信號 192:O型環 195:控制裝置 A,B:部 F1,F2:氣體流路 iL:電磁鐵電流 T1,T2:厚度 Tp1,Tp2:脈寬時間 Ts:控制週期 X1,X2,Y1,Y2:距離

圖1係本發明之第1實施形態之渦輪分子泵之縱剖視圖。 圖2係圖1所示之渦輪分子泵之放大器電路之電路圖。 圖3係顯示電流指令值大於檢測值之情形之放大器控制電路之控制之時間圖。 圖4係顯示電流指令值小於檢測值之情形之放大器控制電路之控制之時間圖。 圖5係將圖1之A部放大而顯示之主要部分放大圖。 圖6係顯示圖5所示之水冷間隔件之細節之縱剖視圖。 圖7係本發明之第2實施形態之渦輪分子泵之縱剖視圖。 圖8係將圖7之B部放大而顯示之主要部分放大圖。 圖9係顯示圖8所示之水冷間隔件之細節之縱剖視圖。

102:旋轉葉片

110:溫度調整機構/冷卻管

115:螺栓

123:固定葉片

125:固定葉片間隔件

126:外牆(外殼)

127:外筒(外殼)

128:水冷間隔件(特定間隔件)

128a:支持部

128b:突出部

154:內間隔件

155:絕熱環

185:溫度感測器

192:O型環

F1:氣體流路

X1,Y1:距離

Claims (8)

1. 一種真空泵，其特徵在於包含： 外殼； 轉子軸，其旋轉自在地受支持於前述外殼之內部； 複數段旋轉葉片，其等固定於前述轉子軸，能夠與前述轉子軸一同旋轉； 複數段固定葉片，其等相對於前述外殼固定，且配置於前述複數段旋轉葉片間；及 複數段固定葉片間隔件，其等支持前述複數段固定葉片；且該真空泵包含： 溫度調整機構，其設置於前述複數段固定葉片間隔件中之1段之特定間隔件，進行前述特定間隔件之溫度調整；及 溫度感測器，其設置於較由前述複數段旋轉葉片與前述複數段固定葉片構成之渦輪泵部之氣體流路靠近前述溫度調整機構之位置。
2. 如請求項1之真空泵，其中 前述外殼包含：配置於前述轉子軸之外周側之外筒、及配置於前述外筒之下方之基座部；且 前述特定間隔件包含熱傳導率較前述外筒高之構件構成。
3. 如請求項2之真空泵，其中 前述特定間隔件包含鋁材構成。
4. 如請求項1之真空泵，其中 前述特定間隔件配置於前述複數段固定葉片中最上段與最下段之間。
5. 如請求項4之真空泵，其中 前述特定間隔件覆蓋軸向上相鄰之固定葉片間隔件之外周側。
6. 如請求項5之真空泵，其中 前述特定間隔件包含：支持部，其支持前述軸向上相鄰之前述固定葉片間隔件；及突出部，其自前述支持部向徑向之外方突出且覆蓋該固定葉片間隔件之外周側；且 前述突出部之厚度大於前述支持部之厚度。
7. 如請求項1之真空泵，其中 將前述溫度感測器設置於徑向上之前述氣體流路與前述溫度調整機構之間之位置。
8. 如請求項1至7中任一項之真空泵，其包含： 固定零件，該固定零件配置於前述複數段旋轉葉片及前述複數段固定葉片之下游側，構成螺紋槽泵部之一部分；且 前述固定零件由加熱機構加熱。