KR100724048B1

KR100724048B1 - Turbomolecular pump

Info

Publication number: KR100724048B1
Application number: KR1020000007703A
Authority: KR
Inventors: 미야모토마츠타로; 오가미노히로아키
Original assignee: 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2007-06-04
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: EP1030062A2; KR20000058091A; EP1030062B1; EP1030062A3

Abstract

높은 안정성과 신뢰성을 가진 터보 분자 펌프가 제공되어 지며, 회전자측에서 비정상상태가 발생한 경우, 진공처리시스템내의 진공상실을 초래하는 고정자 또는 펌프케이싱과 같은 고정된 부분에 손상을 입히기 않게 된다.Turbomolecular pumps with high stability and reliability are provided, and if an abnormal condition occurs on the rotor side, it does not damage fixed parts such as stators or pump casings that cause vacuum loss in the vacuum processing system.

터보 분자 펌프는 회전자; 회전자를 둘러싸는 고정자 조립체; 및 고정자 조립체를 둘러싸는 케이싱부를 포함하여 이루어지며, 적어도 일부 간극이 고정자 조립체와 케이싱부사이에 형성됨으로써, 비정상토크가 회전자로부터 고정자 조립체로 인가될 때, 고정자 조립체로부터 케이싱부로의 직접적인 충격전달이 방지된다.Turbomolecular pumps are rotors; A stator assembly surrounding the rotor; And a casing portion surrounding the stator assembly, wherein at least some gap is formed between the stator assembly and the casing portion to prevent direct impact transfer from the stator assembly to the casing portion when abnormal torque is applied from the rotor to the stator assembly. do.

Description

Turbo molecular pump {TURBO-MOLECULAR PUMP}

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 터보 분자 펌프의 단면도,1 is a cross-sectional view of a turbomolecular pump of one embodiment according to the present invention;

도 2는 도 1에 도시된 펌프의 변형물의 단면도,2 is a cross-sectional view of a variant of the pump shown in FIG. 1,

도 3은 도 1에 도시된 펌프의 다른 변형물의 단면도,3 is a cross-sectional view of another variant of the pump shown in FIG. 1,

도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예의 터보 분자 펌프의 단면도,4 is a sectional view of a turbomolecular pump of another embodiment according to the present invention;

도 5는 도 4에 도시된 변형물의 단면도,5 is a cross-sectional view of the variant shown in FIG. 4;

도 6은 도 4에 도시된 펌프의 다른 변형물의 단면도,6 is a cross-sectional view of another variant of the pump shown in FIG. 4;

도 7은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 터보 분자 펌프의 단면도,7 is a sectional view of a turbomolecular pump of yet another embodiment according to the present invention;

도 8은 충격흡수부재의 일 실시예의 단면도 및 사시도, 8 is a sectional view and a perspective view of an embodiment of the shock absorbing member;

도 9는 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 터보 분자 펌프의 단면도,9 is a cross-sectional view of a turbomolecular pump of yet another embodiment according to the present invention;

도 10은 도 9에 도시된 터보 분자 펌프의 평면도,10 is a plan view of the turbomolecular pump shown in FIG. 9;

도 11은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 터보 분자 펌프의 단면도,11 is a sectional view of a turbomolecular pump of yet another embodiment according to the present invention;

도 12는 도 11에 도시된 터보 분자 펌프의 평면도,12 is a plan view of the turbomolecular pump shown in FIG. 11,

도 13은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 터보 분자 펌프의 단면도,13 is a sectional view of a turbomolecular pump of yet another embodiment according to the present invention;

도 14는 기계적 베어링의 일 실시예의 단면도,14 is a sectional view of one embodiment of a mechanical bearing,

도 15는 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 터보 분자 펌프의 단면도,15 is a sectional view of another embodiment of the turbomolecular pump according to the present invention;

도 16은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 터보 분자 펌프의 단면도,16 is a sectional view of another embodiment of the turbomolecular pump according to the present invention;

도 17은 도 16에 도시된 터보 분자 펌프의 부분 확대도,17 is a partially enlarged view of the turbomolecular pump shown in FIG. 16;

도 18은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 터보 분자 펌프의 단면도,18 is a sectional view of a turbomolecular pump of yet another embodiment according to the present invention;

도 19는 도 18의 평면 X-X를 통한 단면도,19 is a sectional view through the plane X-X of FIG. 18,

도 20은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 터보 분자 펌프의 단면도,20 is a sectional view of another embodiment of the turbomolecular pump according to the present invention;

도 21은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 터보 분자 펌프의 단면도,21 is a sectional view of another embodiment of the turbomolecular pump according to the present invention;

도 22는 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 터보 분자 펌프의 부분 단면도,22 is a partial cross-sectional view of a turbomolecular pump of yet another embodiment according to the present invention;

도 23은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 터보 분자 펌프의 부분 단면도,23 is a partial cross-sectional view of another embodiment of the turbomolecular pump according to the present invention;

도 24a는 충격흡수부재의 다른 실시예의 단면도,24A is a sectional view of another embodiment of an impact absorbing member;

도 24b는 충격흡수부재의 또 다른 실시예의 단면도,24B is a sectional view of yet another embodiment of an impact absorbing member;

도 25는 종래의 터보 분자 펌프의 단면도이다.25 is a sectional view of a conventional turbomolecular pump.

본 발명은 고속 회전자(rotor)를 사용하여 가스를 진공시키는 터보 분자 펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a turbomolecular pump that vacuums gas using a high speed rotor.

종래의 터보 분자 펌프의 예가 도 25에 도시된다. 이 터보 분자 펌프는 회전자(회전부재; R) 및 고정자(고정부재; S)로 구성되는 베인 펌핑섹션(vane pumping section; L₁) 및 그루브 펌핑섹션(groove pumping section; L₂)을 수용하는 실린더형 펌프케이싱(14)으로 이루어진다. 펌프케이싱(14)의 바닥부는 배출포트(15a)가 마련된 베이스섹션(15)으로 덮여진다. 펌프케이싱(14)의 상부에는 진공시킬 장치 또는 파이프에 펌프를 연결하기 위한 플랜지부(14a)가 마련된다. 고정자(S)는 베이스섹션(15)의 중심 바로 위쪽에 제공되는 고정자 실린더섹션(16)과, 베인 펌핑섹션(L₁)과 그루브 펌핑섹션(L₂)의 고정부를 포함한다.An example of a conventional turbomolecular pump is shown in FIG. 25. The turbo molecular pump accommodates a vane pumping section (L ₁ ) and a groove pumping section (L ₂ ) consisting of a rotor (rotating member; R) and a stator (fixing member; S). It consists of a cylindrical pump casing 14. The bottom of the pump casing 14 is covered with a base section 15 provided with a discharge port 15a. The upper portion of the pump casing 14 is provided with a flange portion 14a for connecting the pump to a device or pipe to be evacuated. The stator S comprises a stator cylinder section 16 provided just above the center of the base section 15 and a fixing part of the vane pumping section L ₁ and the groove pumping section L ₂ .

회전자(R)는 고정자 실린더섹션(16)내로 삽입된 주축(10)에 부착된 회전자 실린더섹션(12)를 포함한다. 주축(10)과 고정자 실린더섹션(16)사이에는, 구동모터(18)와, 이 구동모터의 상부 및 하부 각각에 배치된 상부 래디얼베어링(20) 및 하부 래디얼베어링(22)이 구성되어 있다. 주축(10)아래에는, 주축(10)의 바닥단부에 있는 목표디스크(target disk; 24a)와 고정자(S)측상에 있는 상부 및 하부 전자석(24b)을 가지는 축베어링(24)이 위치한다. 이러한 구성에서, 회전자(R)의 고속회전은 5개의 대등한 액티브 제어시스템(active control system)하에서 지지된다.The rotor R comprises a rotor cylinder section 12 attached to the main shaft 10 inserted into the stator cylinder section 16. Between the main shaft 10 and the stator cylinder section 16, the drive motor 18, and the upper radial bearing 20 and the lower radial bearing 22 arrange | positioned at each of the upper and lower parts of this drive motor are comprised. Below the main shaft 10 is a shaft bearing 24 having a target disk 24a at the bottom end of the main shaft 10 and upper and lower electromagnets 24b on the stator S side. In this configuration, the high speed rotation of the rotor R is supported under five equivalent active control systems.

회전자 베인(30)은 회전자 실린더섹션(12)의 상부의 외부표면에 일체적으로 마련되어 임펠러(impeller)를 형성하며, 펌프케이싱(14)의 내부에는, 고정자 베인(32)이 교대로 회전자 베인(30)과 합쳐엮어지는 방식으로 마련된다. 이들 베인부재는 고속 회전자 베인(30)과 고정된 고정자 베인(32)의 협동으로 기체진공을 행하는 베인 펌핑섹션(L₁)을 구성한다. 베인 펌핑섹션(L₁)아래에는, 그루브 펌핑섹션(L₂)이 마련된다. 그루브 펌핑섹션(L₂)은 회전자 실린더섹션(12)의 바닥단부의 외부 표면상에 나선형 그루브(34a)를 가지는 나선형 그루브섹션(34)을 구성하며, 고정자(S)는 나선형 그루브섹션(34)을 둘러싸는 나선형 그루브섹션 스페이서(36)를 포함한다. 그루브 펌핑섹션(L₂)의 기체진공작용은 기체에 대한 나선형 그루브섹션(34a)의 항력 효과(dragging effect)에 기인한다.The rotor vanes 30 are integrally provided on the outer surface of the upper portion of the rotor cylinder section 12 to form an impeller, and inside the pump casing 14, stator vanes 32 are alternately rotated. It is provided in such a manner as to be combined with the electron vanes 30. These vane members constitute a vane pumping section L ₁ for performing gas vacuum in cooperation with the high speed rotor vanes 30 and the fixed stator vanes 32. Under the vane pumping section L ₁ , a groove pumping section L ₂ is provided. The groove pumping section L ₂ constitutes a helical groove section 34 having a helical groove 34a on the outer surface of the bottom end of the rotor cylinder section 12, wherein the stator S is a helical groove section 34. ) And a helical groove section spacer (36) surrounding. The gas vacuum action of the groove pumping section L ₂ is due to the dragging effect of the helical groove section 34a on the gas.

베인 펌핑섹션(L₁)의 하류에 그루브 펌핑섹션(L₂)을 마련함으로써, 하나의 펌핑 유닛을 사용하여 넓은 범위의 기체유량에 걸친 진공을 가능하도록, 넓은 범위의 터보 분자 펌프를 구성할 수 있다. 이 예에서, 그루브 펌핑섹션(L₂)의 나선형 그루브는 펌프구조체의 회전자측상에 마련되나, 어떤 펌프는 펌프구조체의 고정자측상에 나선형 그루브를 형성하기도 한다.By providing a groove pumping section (L ₂ ) downstream of the vane pumping section (L ₁ ), a wide range of turbomolecular pumps can be constructed to enable vacuum over a wide range of gas flows using one pumping unit. have. In this example, the helical groove of the groove pumping section L ₂ is provided on the rotor side of the pump structure, but some pumps also form a helical groove on the stator side of the pump structure.

이러한 터보 분자 펌프는 다음과 같은 방식으로 조립된다. 먼저, 베이스섹션(15)상에 형성된 돌출링부(15b)에 스텝(36a)의 하부표면을 연결함으로써 그루브 펌핑섹션 스페이서(36)가 부착된다. 다음에, 회전자(R)가 일정한 위치에 고정되고, 통상 두개의 반할 섹션으로 나뉘어 지는 고정자 베인(32)이 회전자 베인(30)과의 사이에서 합쳐 엮어지도록 주위에서 클램프(clamp)된다. 다음에 그 상부와 바닥영역에 스텝을 갖는 고정자 베인 스페이서(38)를 클램프된 회전자 베인(30)의 위에 위치시킨다. 이러한 조립단계가 회전자(R)주위로 고정자 베인(32)의 조립을 완성할 때까지 각각의 회전자 베인에 대해 반복된다.Such turbomolecular pumps are assembled in the following manner. First, the groove pumping section spacer 36 is attached by connecting the lower surface of the step 36a to the protruding ring portion 15b formed on the base section 15. Next, the rotor R is fixed at a fixed position, and the stator vanes 32, which are usually divided into two halves, are clamped around to join together with the rotor vanes 30. Next, a stator vane spacer 38 having steps in its top and bottom regions is placed over the clamped rotor vanes 30. This assembly step is repeated for each rotor vane until the assembly of the stator vanes 32 is completed around the rotor R.

마지막으로, 펌프케이싱(14)을 적층된 고정자 베인 구조체주위로 슬라이딩 시켜 플랜지(14b)를 볼트와 같은 고정수단을 통해 고정자(S)의 베이스에 고정시키고, 상부의 고정자 베인 스페이서(38)를 펌프케이싱(14)의 내부 표면상의 스텝표면(stepped surface; 14c)에 대해 단단히 가압하고 전체 적층된 조립체와 그루브 펌핑섹션 스페이서(36)를 결합시킴으로써 펌프케이싱(14)이 부착된다. 이러한 조립구조체로부터 알 수 있듯이, 각각의 고정자 베인(32)의 원주면은 위아래에 위치된 고정자 베인 스페이서(38)에 의해 상호 가압되며, 유사하게 그루브 펌핑섹션 스페이서(36)는 최하단의 고정자 베인(32), 고정자 베인 스페이서(38) 및 베이스섹션(15)의 돌출부(15b)에 의해 아랫쪽으로 가압되여, 축방향으로 인가되는 가압력은 고정자 베인(32)과 그루브 펌핑섹션 스페이서(36)가 회전자(R)와 함께 원주방향으로 유도되는 회전을 방지한다.Finally, the pump casing 14 is slid around the laminated stator vane structure to fix the flange 14b to the base of the stator S through fixing means such as bolts, and the upper stator vane spacer 38 is pumped. The pump casing 14 is attached by firmly pressing against a stepped surface 14c on the inner surface of the casing 14 and joining the entire stacked assembly with the groove pumping section spacer 36. As can be seen from this assembly structure, the circumferential surface of each stator vane 32 is mutually pressurized by stator vane spacers 38 located above and below, and similarly, the groove pumping section spacers 36 are arranged at the lowermost stator vanes ( 32, the stator vane spacer 38 and the projection 15b of the base section 15 are pressed downward, so that the axial force is applied to the stator vane 32 and the groove pumping section spacer 36 by the rotor. Together with (R) it prevents the rotation induced in the circumferential direction.

또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 더욱 확실히 고정을 하기 위해, 때때로 그루브 펌핑섹션 스페이서(36)는 고정자(S)의 볼트에 의해 고정자 실린더섹션(16)에 조여고정된다.Further, although not shown in the figure, in order to more securely fix, the groove pumping section spacer 36 is sometimes fastened to the stator cylinder section 16 by the bolt of the stator S.

이러한 터보 분자 펌프에서, 회전자(R)의 편심에 의한 비정상 회전이 때때로 발생하기도 하는데, 이는 회전자(R), 특히 회전자 실린더섹션 및 회전자 베인(30)에 손상을 입히게 된다. 또한, 그러한 경우에, 고정자 조립체는 회전자(R) 및 그 파편들에 의한 원주방향 또는 방사방향의 현저한 힘을 받게 되며, 이것은 고정자 베인(32)뿐만 아니라 고정자 베인 스페이서(38) 및 그루브 펌핑섹션 스페이서(36)에도 영향을 미친다.In such turbomolecular pumps, abnormal rotation due to eccentricity of the rotor R sometimes occurs, which damages the rotor R, in particular the rotor cylinder section and the rotor vane 30. Also in such a case, the stator assembly is subjected to significant circumferential or radial forces by the rotor R and its fragments, which is not only stator vanes 32 but also stator vane spacers 38 and groove pumping sections. It also affects the spacer 36.

그러한 비정상적인 힘은 고정자 베인(32) 및 스페이서(36, 38)의 변형을 초래할 뿐만 아니라, 펌프케이싱(14) 및 고정자 실린더섹션(16)의 파손을 가져오거 나, 그들의 조인트에 손상을 초래하거나, 펌프에 연결된 진공연결을 절단시키게 된다. 고정자(S)의 일부분에 대한 그러한 손상 또는 절단은, 시스템설비 및 처리중인 제품에 손상을 초래할 뿐만 아니라 시스템내의 기체의 외부환경으로 방출사고를 야기하는, 펌프에 연결되어 펌프에 의해 진공되고 있는 전체 처리시스템에서의 진공파괴를 가져온다.Such abnormal forces not only result in deformation of the stator vanes 32 and spacers 36, 38, but also result in breakage of the pump casing 14 and the stator cylinder section 16, or damage to their joints, This will break the vacuum connection to the pump. Such damage or cutting of a part of the stator S is not only damaging to the system equipment and the product being processed, but also to the whole being vacuumed by the pump, connected to the pump, which causes an accident of release to the external environment of the gas in the system. This results in vacuum breakdown in the processing system.

본 발명의 목적은 회전자측에서 비정상상태가 발생하더라도, 고정자 또는 펌프케이싱에 손상을 야기하지 않아 진공처리시스템내의 진공상실을 초래하지 않는 매우 안정하고 신뢰할 만한 터보 분자 펌프를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a very stable and reliable turbomolecular pump that does not cause damage to the stator or pump casing even if an abnormal condition occurs on the rotor side, which does not cause vacuum loss in the vacuum processing system.

본 발명에 따른 터보 분자 펌프는 회전자; 회전자를 둘러싸는 고정자 조립체; 및 고정자 조립체를 둘러싸는 케이싱부를 포함하여 이루어지며, 고정자 조립체와 케이싱부사이에 적어도 부분 간극을 형성하여, 회전자로부터 고정자 조립체에 비정상 토크가 인가될 때, 고정자 조립체로부터 케이싱부로 직접적인 충격전달이 방지된다. 따라서, 회전자측에서 발생하는 어떠한 비정상상태로 인하여 고정자 조립체로 비정상 토크가 전달될 때, 고정자 조립체로부터 케이싱부로의 직접적인 충격전달이 방지되어 케이싱부 자체에 대한 손상 및 외부기구에 대한 진공연결의 손상이 방지될 수 있다. 케이싱부란 전술한 펌프케이싱(14) 또는 베이스섹션(15)을 포함하는 터보 분자 펌프용 외부덮개를 구성하는 부분을 뜻한다.Turbomolecular pump according to the invention the rotor; A stator assembly surrounding the rotor; And a casing portion surrounding the stator assembly, wherein at least a partial gap is formed between the stator assembly and the casing portion to prevent direct shock transfer from the stator assembly to the casing portion when abnormal torque is applied from the rotor to the stator assembly. . Therefore, when abnormal torque is transmitted to the stator assembly due to any abnormality occurring on the rotor side, direct shock transfer from the stator assembly to the casing part is prevented, thereby damaging the casing part itself and damaging the vacuum connection to the external mechanism. This can be prevented. The casing portion refers to a portion constituting the outer cover for the turbomolecular pump including the pump casing 14 or the base section 15 described above.

터보 분자 펌프는 고정자 조립체를 보강시키는 보강부재를 더 포함할 수도 있다. 이것은 고정자 조립체와 케이싱부사이의 간극형성에 따른 고정자 조립체의 강도 저하를 보상하는 것이 바람직하기 때문이다. 보강부재는 고정자 조립체와 케이싱부사이에 배치되는 실린더형 부재일 수도 있다. 또한, 보강부재는 고정자 조립체를 구성하는 부품들을 결합시키도록 만들어 질 수도 있다.The turbomolecular pump may further comprise a reinforcing member for reinforcing the stator assembly. This is because it is desirable to compensate for the decrease in strength of the stator assembly due to the formation of the gap between the stator assembly and the casing portion. The reinforcing member may be a cylindrical member disposed between the stator assembly and the casing portion. Further, the reinforcing member may be made to join the parts constituting the stator assembly.

고정자 조립체는 베인 펌핑섹션내의 고정자 베인을 고정하기 위한 적층구조로 이루어 질수 있으며, 보강부재는 적층구조를 관통하도록 축방향으로 정렬될 수도 있다. 보강부재는 변형 또는 파손을 통해 비정상토크에 의해 발생하는 충격을 흡수할 수 있는 금속으로 만들어 질 수도 있다. 보강부재는 중공형 파이프로 구성될 수도 있다.The stator assembly may be of a stack structure for securing the stator vanes in the vane pumping section, and the reinforcing members may be axially aligned to penetrate the stack structure. The reinforcing member may be made of metal capable of absorbing the shock generated by abnormal torque through deformation or breakage. The reinforcing member may be composed of a hollow pipe.

터보 분자 펌프는 고정자 조립체가 원주방향으로 케이싱부에 대해 용이하게 미끄러지도록 하는 슬라이딩 촉진부재를 더 포함할 수도 있다. 따라서, 회전자로부터 고정자측으로 비정상토크가 인가될 때, 슬라이딩 촉진부재는 고정자 조립체가 회전하는 것을 용이하게 함으로써, 충격에너지를 흡수하고 토크가 케이싱부로 전달되는 것을 방지하여, 고정자 조립체 및 외부기구와의 연결이 파괴되는 것을 방지한다. 슬라이딩 촉진부재는 고정자 조립체와 케이싱부사이에 마련된 저마찰부재일 수도 있다. 슬라이딩 촉진부재는 고정자 조립체를 회전가능하게 지지하는 지지구조체일 수도 있다.The turbomolecular pump may further include a sliding facilitating member for allowing the stator assembly to slide easily with respect to the casing portion in the circumferential direction. Therefore, when an abnormal torque is applied from the rotor to the stator side, the sliding facilitating member facilitates the rotation of the stator assembly, thereby absorbing the impact energy and preventing the torque from being transferred to the casing portion, thereby preventing the stator assembly and the external mechanism. Prevents the connection from being broken. The sliding facilitating member may be a low friction member provided between the stator assembly and the casing portion. The sliding facilitating member may be a support structure for rotatably supporting the stator assembly.

충격흡수부재가 고정자 조립체와 케이싱부 사이에 마련될 수도 있다. 고정자 조립체는 다중구조체를 가질 수도 있다. 터보 분자 펌프는 고정자 조립체를 직접적 또는 간접적으로 가열 또는 냉각하기 위한 온도조절기구를 더 포함할 수도 있다.An impact absorbing member may be provided between the stator assembly and the casing portion. The stator assembly may have multiple structures. The turbomolecular pump may further comprise a thermostat for directly or indirectly heating or cooling the stator assembly.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 터보 분자 펌프는 내부에 고정자 및 회전자를 수용하는 케이싱부; 고정자 및 회전자로 구성되는 베인 펌핑섹션 및/또는 그루브 펌핑섹션을 포함하여 이루어지며, 적어도 고정자의 일부분에 충격흡수구조체가 마련되며, 충격흡수구조체는 비정상토크가 회전자로부터 고정자측으로 인가될 때 회전자와 협동작용하거나 회전자와 연동하여 움직여서 고정자측에 인가되는 충격을 흡수하도록 배치된다According to another embodiment of the present invention, a turbomolecular pump includes a casing portion accommodating a stator and a rotor therein; And a vane pumping section and / or groove pumping section consisting of the stator and the rotor, wherein at least a portion of the stator is provided with a shock absorbing structure, which is rotated when an abnormal torque is applied from the rotor to the stator side. Arranged to absorb shocks applied to the stator by cooperating with the electrons or moving in conjunction with the rotor

따라서, 회전자측에서 발생하는 비정상상태에 기인한 비정상토크가 고정자 조립체로 전달될 때, 충격흡수구조체는 회전자와 협동작용하여 케이싱부로 토크의 전달을 방지할 뿐만 아니라, 회전자의 회전에너지를 흡수하여, 케이싱부 및 외부기구와의 연결이 파괴되는 것을 방지한다.Therefore, when the abnormal torque caused by the abnormal state occurring on the rotor side is transmitted to the stator assembly, the shock absorbing structure cooperates with the rotor to prevent the transmission of torque to the casing part, and also to prevent the rotational energy of the rotor. Absorption prevents the connection between the casing portion and the external mechanism from being broken.

충격흡수구조체는 베인 펌핑섹션 및/또는 그루브 펌핑섹션을 둘러싸는 내부케이싱을 포함할 수도 있다. 내부케이싱은 펌프가 비정상동작하에 있을 때, 회전자의 파편이 비산(scattering)하는 것을 방지하고, 그 자체가 변형함으로써 충격에너지를 흡수하여 케이싱부에 미치는 영향을 최소화하도록 작용한다.The shock absorbing structure may comprise an inner casing surrounding the vane pumping section and / or the groove pumping section. The inner casing acts to prevent scattering of rotor debris when the pump is under abnormal operation and to absorb impact energy by deforming itself to minimize the effect on the casing part.

내부케이싱과 케이싱부사이에는 간극이 마련될 수도 있다. 이것은, 회전자측에서 발생하는 비정상상태에 기인한 비정상토크가 고정자 조립체로 전달될 때, 내부케이싱이 케이싱부와 밀착하는 것을 방지하면서 원만히 회전하는 것을 용이하게 하여 회전자의 회전에너지를 흡수한다.A gap may be provided between the inner casing and the casing portion. This facilitates smooth rotation while preventing the inner casing from coming into close contact with the casing portion when abnormal torque resulting from the abnormal state occurring on the rotor side is delivered to the stator assembly, thereby absorbing the rotational energy of the rotor.

이 내부케이싱은 고정자의 실린더형 부분 또는 케이싱부에 내부 케이싱의 내부표면 또는 외부표면의 일부분을 끼워맞춤으로써 고정될 수도 있다. 따라서, 회 전자측에서 발생하는 비정상상태에 기인한 비정상토크가 고정자 조립체로 전달될 때, 내부케이싱은 고정자의 실린더형 부분이나 케이싱부에 의해 안내되어 회전하게 되므로 케이싱부에 큰 회전토크가 전달되는 것을 억제한다.This inner casing may be fixed by fitting a portion of the inner surface or the outer surface of the inner casing to the cylindrical portion or the casing portion of the stator. Therefore, when the abnormal torque caused by the abnormal state occurring on the rotor side is delivered to the stator assembly, the inner casing is guided and rotated by the cylindrical part or the casing part of the stator, so that a large rotational torque is transmitted to the casing part. Suppress it.

충격흡수구조체는 내부케이싱과 고정자 또는 케이싱부사이에 개재하는 마찰감소기구를 포함할 수도 있다. 이것은 내부케이싱의 회전을 원활히 하여 회전자 파편으로 인한 충격이 케이싱부로 전달되는 것을 방지한다.The shock absorbing structure may include a friction reducing mechanism interposed between the inner casing and the stator or casing portion. This facilitates the rotation of the inner casing to prevent the shock caused by the rotor debris from being transmitted to the casing portion.

그러한 충격흡수구조체로서는, 4불화 에틸렌 중합체(tetrafluoroethylene polymer)와 같은 본질적으로 낮은 마찰물질뿐만 아니라 볼베어링 또는 롤러베어링과 같은 기계적 베어링이 사용될 수도 있다. 따라서, 회전자내의 비정상 상황에 의해 비정상토크가 발생될 때, 충격흡수구조체내의 베어링은 회전자와 협동하여 회전하여 회전자의 회전에너지를 흡수함으로써 큰 회전토크가 케이싱부로 더 전달되는 것을 방지한다.As such an impact absorbing structure, mechanical bearings such as ball bearings or roller bearings may be used as well as essentially low friction materials such as tetrafluoroethylene polymers. Therefore, when abnormal torque is generated by abnormal conditions in the rotor, the bearing in the shock absorbing structure rotates in cooperation with the rotor to absorb the rotational energy of the rotor, thereby preventing the large rotation torque from being further transmitted to the casing portion.

기계적 베어링은 케이싱부와 회전자의 외측사이에 큰 공간이 있는 그루브 펌핑섹션내에 위치될 수 있어, 충격흡수구조체는 터보 분자 펌프의 전체 크기를 증가시킴없이 조립될 수 있다. 또한, 2개 이상의 베어링을 사용할 때, 내부케이싱상에 인가되는 충격에 대해 내부케이싱용 지지능력을 향상시키기 위해, 그 베어링들중 하나의 베어링은 베인 펌핑섹션의 흡입포트에 가깝게 위치시키고, 다른 하나는 나선형 그루브 펌핑섹션의 배출포트에 가깝게 위치시켜서, 넓은 축방향 거리를 마련하는 것이 바람직하다.The mechanical bearings can be located in the groove pumping section where there is a large space between the casing portion and the outside of the rotor, so that the shock absorbing structure can be assembled without increasing the overall size of the turbomolecular pump. In addition, when using two or more bearings, one of the bearings is positioned close to the suction port of the vane pumping section, and the other one, in order to improve the supporting capacity for the inner casing against the impact applied on the inner casing. Is preferably located close to the discharge port of the helical groove pumping section to provide a wide axial distance.

충격흡수구조체는 베인 펌핑섹션 및/또는 그루브 펌핑섹션과 내부케이싱 사 이에 마련된 충격흡수부재를 포함할 수도 있다. 따라서, 그 부재는 조각난 회전자 파편의 충돌로 인한 방사방향 및 원주방향의 충격력을 흡수하고 완화시켜, 내부케이싱의 변형 또는 내부케이싱용 지지구조체의 파손을 방지하여, 케이싱부로의 충격력 전달을 감소시킨다.The shock absorbing structure may include a vane pumping section and / or groove pumping section and an shock absorbing member provided between the inner casing. Accordingly, the member absorbs and alleviates the radial and circumferential impact forces due to the impact of the fragmented rotor debris, thereby preventing deformation of the inner casing or breaking of the support structure for the inner casing, thereby reducing the transmission of impact force to the casing portion. .

충격흡수구조체는 회전자의 내측 및 외측에 각각 위치된 내부 및 외부의 연결구조체로서 형성될 수도 있다. 조각난 회전자의 파편은 바깥쪽으로 비산되어 충격흡수구조체 외측의 외부와 충돌하여 그것을 변형시키기 때문에, 큰 충격력 및 회전토크는 감소된다. 한편, 파편은 거의 회전자 내측의 내부와는 거의 충돌하지 않으므로, 그것은 변형되지 않고 원래의 형상을 유지하게 된다. 따라서, 충격흡수구조체는 내부에 의해 안내되어 전체적으로 회전될 수 있으므로, 큰 충격력과 회전토크가 케이싱부로 전달되는 것을 방지할 수 있게 된다.The shock absorbing structure may be formed as an inner and outer connecting structure positioned respectively inside and outside the rotor. Since the fragments of the fragmented rotor scatter outwards and collide with the outside of the shock absorbing structure to deform it, large impact forces and rotational torque are reduced. On the other hand, since the debris hardly collides with the inside of the rotor almost, it does not deform and maintains its original shape. Therefore, the shock absorbing structure can be guided by the inside to rotate as a whole, it is possible to prevent the transfer of large impact force and rotational torque to the casing portion.

충격흡수구조체는 베인 펌핑섹션의 상류측에 마련될 수 있어, 회전자 파편의 비산에 영향을 받지 않는 곳에 위치된다. 비록, 베인 펌핑섹션의 상류영역이 기본적으로 회전자의 회전자를 필요로 하지 않더라도, 필요하다면 회전자를 상류측으로 연장하는 것이 바람직하다. 이 경우, 펌핑동작 자체를 방해하지 않도록 충분한 유체 통과 영역을 보장할 필요가 있다.The shock absorbing structure can be provided upstream of the vane pumping section, so that it is located where it is not affected by the scattering of the rotor debris. Although the upstream region of the vane pumping section basically does not require the rotor of the rotor, it is desirable to extend the rotor upstream if necessary. In this case, it is necessary to ensure a sufficient fluid passage area so as not to disturb the pumping operation itself.

충격흡수구조체내에서, 실링부(sealing section)가 케이싱부 또는 고정자에 이웃하는 공간의 적어도 일부분에 마련될 수도 있다. 따라서, 어떠한 펌핑작용도 하지 않는 충격흡수구조체내에서 배출측으로부터 흡입측으로 흐르는 역류의 발생을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 실링부는 부식가스 또는 부산물질로부터 기계적 베어링을 보호하는 작용도 한다. In the shock absorbing structure, a sealing section may be provided in at least a portion of the space adjacent to the casing portion or the stator. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of backflow flowing from the discharge side to the suction side in the shock absorbing structure which does not perform any pumping action. The seal also serves to protect the mechanical bearings from corrosive gases or by-products.

내부케이싱 및/또는 케이싱부는 열전도성이 높은 물질로 구성될 수 있다. 펌프가 이중 케이싱을 포함할 때, 내부케이싱과 외부케이싱사이의 공간은 내부케이싱을 진공 및 열적 고립상태로 만든다. 따라서, 진공펌프내에 발생된 열(회전자의 의한 기체교반(gas agitation)을 통해 발생된 열 또는 모터내에 발생된 열)은 외부로 효과적으로 배출될 수 없게 되며, 결과적으로 내부온도의 상승을 초래하고 기체유량 및 기체압력에 대한 펌프의 작동범위의 감소를 가져온다. 내부케이싱 및/또는 케이싱부를 열전도성이 높은 물질(알루미늄 합금 또는 구리 합금)으로 구성함으로써, 펌프내의 열분산이 효과적으로 행해져서 펌프의 작동범위를 확장시킬 수 있다. 또한, 내부케이싱과 케이싱부상에 높은 열전도성 열전달부재를 제공하거나 또는 내부케이싱과 케이싱부를 적어도 부분적으로 밀착하도록 함으로써, 내부케이싱과 케이싱부사이의 열전달을 향상시키는 것도 가능하다.The inner casing and / or casing portion may be made of a material having high thermal conductivity. When the pump includes a double casing, the space between the inner casing and the outer casing makes the inner casing vacuum and thermally isolated. Therefore, heat generated in the vacuum pump (heat generated through gas agitation by the rotor or heat generated in the motor) cannot be effectively discharged to the outside, resulting in an increase in the internal temperature. This results in a reduction in the pump's operating range over gas flow and gas pressure. By constructing the inner casing and / or casing portion from a material having high thermal conductivity (aluminum alloy or copper alloy), heat dissipation in the pump can be effectively performed to extend the operating range of the pump. It is also possible to improve heat transfer between the inner casing and the casing portion by providing a high thermal conductive heat transfer member on the inner casing and the casing portion or by making the inner casing and the casing portion at least partially adhere to each other.

터보 분자 펌프는 내부케이싱을 직접 또는 간접적으로 가열 또는 냉각하는 온도조절기구를 더 포함할 수도 있다. 히터 또는 냉각수 파이프를 내부케이싱에 마련함으로써, 펌프의 특정위치에서의 온도를 상승 또는 냉각하는 국부 온도 제어를 제공하는 것도 가능하다. 그것은 특정공정동안에 펌프내부에서 부산물질의 발생을 방지하여 펌프의 작동범위를 확장시킬 수 있다.The turbomolecular pump may further comprise a thermostat which directly or indirectly heats or cools the inner casing. By providing a heater or cooling water pipe in the inner casing, it is also possible to provide local temperature control for raising or cooling the temperature at a particular position of the pump. It can extend the pump's operating range by preventing the generation of by-products inside the pump during certain processes.

베인 펌핑섹션은 베인 펌핑섹션의 고정자 베인을 고정하기 위한 적층구조를 포함할 수도 있으며, 충격흡수구조체는 베인 펌핑섹션을 축방향으로 관통하고 그 자신의 변형 또는 파괴를 통해 비정상토크에 의해 발생된 충격을 흡수할 수 있는 바 부재(bar member)를 포함할 수도 있다. 따라서, 정상작동에서, 바 부재는 장치의 강성을 유지하고, 회전자내의 비정상상황에 기인한 비정상토크가 고정자 베인에 전달될 때, 그것은 변형하여 고정자 조립체가 전단방향(shearing direction)으로 변형하도록 해주며, 동시에 그것의 변형을 통해 충격에너지를 흡수한다. 따라서, 바 부재는 비정상토크가 케이싱부에 전달되는 것을 방지하여, 케이싱부 및 외부기구와의 연결의 파손을 방지한다.The vane pumping section may comprise a lamination structure for fixing the stator vanes of the vane pumping section, and the shock absorbing structure penetrates the vane pumping section axially and shocks generated by abnormal torque through its own deformation or destruction. It may also include a bar member (bar member) capable of absorbing. Thus, in normal operation, the bar member maintains the stiffness of the device, and when an abnormal torque due to an abnormal condition in the rotor is transmitted to the stator vanes, it deforms, causing the stator assembly to deform in the shearing direction. At the same time, it absorbs impact energy through its deformation. Accordingly, the bar member prevents abnormal torque from being transmitted to the casing part, thereby preventing breakage of the connection between the casing part and the external mechanism.

베인 펌핑섹션은 다중구조체를 포함할 수도 있다. 따라서, 베인 펌핑섹션을 적어도 부분적으로 다중구조체로 구성함으로써, 강성 및 충격흡수능력을 향상시킬수 있다.The vane pumping section may comprise multiple structures. Therefore, by constructing the vane pumping section at least partially into a multi-structure, it is possible to improve the rigidity and impact absorption capacity.

바 부재는 중공 파이프를 포함할 수도 있다. 따라서, 그 자체의 강성 및 바 부재에 필요한 에너지흡수 특성을 유지하면서 중량을 감소시키는 것이 가능하다.The bar member may comprise a hollow pipe. Thus, it is possible to reduce the weight while maintaining its rigidity and the energy absorbing properties required for the bar member.

고정자 조립체는 마찰감소기구를 통해 케이싱부에 부착될 수도 있다. 터보 분자 펌프는 베인 펌핑섹션 및/또는 그루브 펌핑섹션내의 고정자 부분을 직접적으로 또는 간접적으로 가열 또는 냉각하기 위한 온도조절기구를 더 포함할 수도 있다.The stator assembly may be attached to the casing portion via a friction reducing mechanism. The turbomolecular pump may further comprise a thermostat for directly or indirectly heating or cooling the stator portion in the vane pumping section and / or the groove pumping section.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 터보 분자 펌프는 회전자; 회전자를 둘러싸는 고정자 조립체; 고정자 조립체를 둘러싸는 케이싱부; 및 회전자로부터 고정자 조립체로 비정상토크가 인가될 때, 고정자 조립체의 조임(constriction)을 해제하는 조임해제구조체를 포함하여 이루어진다. 따라서, 고정자 조립체는 케이싱부내에서 슬라이딩할 수 있으므로, 고정자 조립체로 전달되는 충격이 직접적으로 케이싱부로 전달되는 것이 방지되고, 에너지는 슬라이딩 과정에서 흡수된다.According to another embodiment of the invention, a turbomolecular pump comprises a rotor; A stator assembly surrounding the rotor; A casing portion surrounding the stator assembly; And an untightening structure for releasing the constriction of the stator assembly when an abnormal torque is applied from the rotor to the stator assembly. Thus, the stator assembly can slide in the casing portion, so that an impact transmitted to the stator assembly is prevented from being transmitted directly to the casing portion, and energy is absorbed in the sliding process.

본 발명에 따른 또 다른 실시형태에 따르면, 터보 분자 펌프는 회전자; 회전자를 둘러싸는 고정자 조립체; 고정자 조립체를 둘러싸는 케이싱부; 및 회전자로부터 고정자 조립체로 비정상토크가 인가될 때, 고정자 조립체에 전달되는 충격을 흡수하기 위한 충격흡수구조체를 포함하여 이루어진다. 따라서, 고정자 조립체에 전달되는 충격이 케이싱부로 직접적으로 전달되는 것이 방지되고, 에너지는 충격흡수구조체에 의해 흡수된다. According to another embodiment according to the invention, a turbomolecular pump comprises a rotor; A stator assembly surrounding the rotor; A casing portion surrounding the stator assembly; And a shock absorbing structure for absorbing the shock transmitted to the stator assembly when abnormal torque is applied from the rotor to the stator assembly. Thus, the shock transmitted to the stator assembly is prevented from being transmitted directly to the casing portion, and energy is absorbed by the shock absorbing structure.

본 발명에 따른 또 다른 실시형태에 따르면, 터보 분자 펌프는 회전자; 회전자를 둘러싸는 고정자 조립체; 고정자 조립체를 둘러싸는 케이싱부; 및 고정자 조립체를 보강하기 위한 보강부재를 포함하여 이루어진다. 따라서, 고정자 조립체는 보강되어 충분한 강성과 에너지흡수 능력이 구비된다.According to another embodiment according to the invention, a turbomolecular pump comprises a rotor; A stator assembly surrounding the rotor; A casing portion surrounding the stator assembly; And a reinforcing member for reinforcing the stator assembly. Thus, the stator assembly is reinforced to provide sufficient rigidity and energy absorption capacity.

본 발명에 따른 또 다른 실시형태에 따르면, 터보 분자 펌프는 회전자; 회전자를 둘러싸는 고정자 조립체; 고정자 조립체를 둘러싸는 케이싱부; 및 회전자로부터 고정자 조립체로 비정상토크가 인가될 때, 케이싱부에 대한 고정자 조립체의 회전을 용이하게 해주는 회전촉진구조체를 포함하여 이루어진다. 따라서, 고정자 조립체는 케이싱부내에서 쉽게 슬라이딩할 수 있기 때문에, 고정자 조립체로 전달되는 충격이 직접적으로 케이싱부로 전달되는 것이 방지되고, 에너지는 슬라이딩 과정에서 흡수된다. 회전촉진구조체는 고정자 조립체와 케이싱부사이에 마련된 낮은 마찰부재 또는 고정자 조립체를 회전가능하게 지지하는 지지기구로 구성될 수 있다. According to another embodiment according to the invention, a turbomolecular pump comprises a rotor; A stator assembly surrounding the rotor; A casing portion surrounding the stator assembly; And a rotational acceleration structure that facilitates rotation of the stator assembly relative to the casing portion when an abnormal torque is applied from the rotor to the stator assembly. Thus, since the stator assembly can slide easily in the casing portion, the impact transmitted to the stator assembly is prevented from being transferred directly to the casing portion, and energy is absorbed in the sliding process. The rotation promoting structure may be composed of a low friction member or a support mechanism for rotatably supporting the stator assembly provided between the stator assembly and the casing portion.

이하에, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예가 설명된다. 도 1은 본 발명에 따른 터보 분자 펌프의 제 1실시예를 도시한다. 이 실시예에 있어서, 내부케이싱(충격흡수구조체; 142)은 각각 실린더형상의 하부 내부케이싱(140) 및 상부 내부케이싱(141)으로 구성되고, 내부케이싱(142)은 그 안에 고정자 베인(32) 및 고정자 베인 스페이서(38)를 고정시킨다. In the following, preferred embodiments of the present invention are described with reference to the drawings. 1 shows a first embodiment of a turbomolecular pump according to the invention. In this embodiment, the inner casing (shock absorbing structure) 142 is composed of a cylindrical inner lower casing 140 and an upper inner casing 141, respectively, the inner casing 142 has stator vanes 32 therein. And the stator vane spacer 38 is fixed.

즉, 상부 내부케이싱(141)은, 그 하부 에지(edge)를 하부 내부케이싱(140)의 상부 에지상에 형성된 고리형상의 돌출부(protrusion; 140a)에 끼워맞춤으로써 하부 내부케이싱(140)에 고정되면서, 계단 표면(141a)에 의해 적층된 조립체를 압박하여 고정자 베인(32) 및 고정자 베인 스페이서(38)를 포함하여 이루어지는 적층된 또는 적재된 조립체를 수용한다. 또한, 하부 내부케이싱(140)은 나선형 그루브 스페이서로서 작용하여, 회전자 실린더섹션(12)의 나선형 그루브섹션(groove section; 34)과 함께 그루브 펌핑섹션(L₂)을 구성한다. That is, the upper inner casing 141 is fixed to the lower inner casing 140 by fitting its lower edge to an annular protrusion 140a formed on the upper edge of the lower inner casing 140. While pressing the stacked assemblies by the stair surface 141a to receive the stacked or stacked assemblies comprising the stator vanes 32 and the stator vane spacers 38. The lower inner casing 140 also acts as a helical groove spacer, forming a groove pumping section L ₂ together with the helical groove section 34 of the rotor cylinder section 12.

내부케이싱(142)의 외경은 펌프케이싱(14)의 내경과의 사이에 간극(T)을 형성하도록 펌프케이싱(14)의 내경보다 작게 설정된다. 내부케이싱(142)은 하부 에지의 내부표면을 고정자(S)의 고정자 실린더섹션(145)상에 형성된 큰 직경의 실린더 부분(145a)의 외부 표면에 끼워맞춤에 의해서만 고정된다. 이러한 구성은, 충격을 흡수하는 고정자 베인(32) 또는 하부 내부케이싱(나선형 베인섹션 스페이서; 140)에 비정상토크가 전달될 때, 이러한 충격이 고정자 시스템, 특히 펌프케이싱(14)에 인가되는 것을 방지하도록, 내부케이싱(142)이 끌려서 회전하는 것을 용이하게 한다. The outer diameter of the inner casing 142 is set smaller than the inner diameter of the pump casing 14 to form a gap T between the inner casing 14 and the inner diameter of the pump casing 14. The inner casing 142 is fixed only by fitting the inner surface of the lower edge to the outer surface of the large diameter cylinder portion 145a formed on the stator cylinder section 145 of the stator S. This configuration prevents such an impact from being applied to the stator system, in particular the pump casing 14, when an abnormal torque is transmitted to the stator vanes 32 or the lower inner casing (spiral vane section spacer 140) which absorbs the impact. To facilitate the inner casing 142 is dragged and rotated.

터보 분자 펌프는 플랜지(14a)를 진공처리 챔버에 연결함으로써 작동되고, 예를 들어, 회전자(R)가 비정상 회전하에 있거나 파손되었을 경우, 회전자(R)는 고정자 베인(32) 또는 하부 내부케이싱(140)과 접촉하여 회전토크를 내부케이싱(142)에 전달할 것이다. 따라서, 내부케이싱(142)에 큰 힘이 실리게 되고, 고정자 베인(32)의 적층된 조립체나 내부케이싱(142)이 부분적으로 변형되어 충격을 흡수할 것이다. 내부케이싱(142)과 펌프케이싱(14) 사이에 간극(T)이 형성되기 때문에, 내부케이싱(142)의 일부분이 파손되거나 변형된 경우에도, 충격이 직접적으로 펌프케이싱(14)에 전달되지 않아서, 펌프케이싱(14) 또는 다른 설비나 장치와의 연결의 파괴를 방지한다.The turbomolecular pump is operated by connecting the flange 14a to the vacuum chamber, for example when the rotor R is under abnormal rotation or broken, the rotor R is in the stator vanes 32 or lower interior. The rotating torque will be transmitted to the inner casing 142 in contact with the casing 140. Accordingly, a large force is applied to the inner casing 142, and the stacked assembly of the stator vanes 32 or the inner casing 142 will be partially deformed to absorb the impact. Since the gap T is formed between the inner casing 142 and the pump casing 14, even when a part of the inner casing 142 is broken or deformed, the impact is not transmitted directly to the pump casing 14. To prevent breakage of the pump casing 14 or its connection to other equipment or devices.

큰 충격이 전달되면, 고정자 시스템과의 약한 맞물림 때문에, 내부케이싱(142)과 큰 직경부(145a) 사이의 끼워맞춤이 느슨하게 되고, 더욱 충격을 흡수하여 분산시키도록 내부케이싱(142)이 큰 직경부(145a)에 의해 안내되어 끌려서 회전하게 된다. If a large shock is transmitted, the engagement between the inner casing 142 and the large diameter portion 145a becomes loose due to the weak engagement with the stator system, and the inner casing 142 has a large diameter to absorb and disperse the impact even further. Guided by the portion 145a, it is dragged to rotate.

여기에서, 내부케이싱(142)과 펌프케이싱(14) 사이에 간극(T)을 갖는 실시형태에 대해서 설명되었지만, 충격이 더욱 확실하게 흡수될 수 있도록 간극을 충격흡수부재로 채우는 것도 또한 효과적이다. 도 24a, 도 24b 및 도 8을 참조하여 다음에 설명되듯이, 충격흡수부재(186)는 연질금속재료, 고중합체 연질재료, 또는 그 복합재료로 만들어질 수 있다.Here, although the embodiment having the gap T between the inner casing 142 and the pump casing 14 has been described, it is also effective to fill the gap with the shock absorbing member so that the shock can be more reliably absorbed. As described next with reference to FIGS. 24A, 24B and 8, the shock absorbing member 186 may be made of a soft metal material, a high polymer soft material, or a composite material thereof.

비록 도 1에서 내부케이싱(142)은 하나의 층형상을 구비하고 있지만, 회전자 파편의 충돌에 의해 야기되는 충격을 완화시키거나 내부케이싱(142) 자체를 강화시키기 위해서, 도 2에 도시된 바와 같이 도 1의 내부케이싱(142) 주위에 외부의 제 2내부케이싱(142a)을 갖는 다중 실린더(이중 실린더 이상) 구조를 구비하도록 내부케이싱(142A)을 구성하는 것이 바람직하다. Although the inner casing 142 in FIG. 1 has a single layered shape, in order to mitigate the impact caused by collision of rotor debris or to strengthen the inner casing 142 itself, as shown in FIG. 2. Likewise, it is preferable to configure the inner casing 142A to have a multi-cylinder (more than double cylinder) structure having an outer second inner casing 142a around the inner casing 142 of FIG. 1.

도 3은 도 1의 터보 분자 펌프의 변형물을 도시한다. 이 실시예에 있어서, 하부 내부케이싱(140)의 내부표면과 고정자 실린더섹션(145)의 큰 직경부(145a)의 외부표면 사이에 마찰감소구조체(143)가 마련된다. 이러한 마찰감소구조체(143)로서, 4-불화 에틸렌 중합체같은 본질적으로 저마찰 물질로 만들어진 부재뿐만 아니라 볼 베어링 또는 로드 베어링(rod bearing)으로 구성되는 저마찰구조체가 사용될 수 있다.3 shows a variant of the turbomolecular pump of FIG. 1. In this embodiment, a friction reducing structure 143 is provided between the inner surface of the lower inner casing 140 and the outer surface of the large diameter portion 145a of the stator cylinder section 145. As such a friction reducing structure 143, a low friction structure composed of a ball bearing or a rod bearing as well as a member made of an essentially low friction material such as a 4-fluorinated ethylene polymer can be used.

이러한 터보 분자 펌프에 있어서, 하부 내부케이싱(140)과 고정자 실린더섹션(145)의 큰 직경부(145a) 사이에 제공된 마찰감소구조체(143)는 하부 내부케이싱(140)이 큰 직경부(145a)에 의해 안내되어 회전하는 것을 용이하게 하도록 하부 내부케이싱(140)과 고정자 실린더섹션(145)의 큰 직경부(145a) 사이에서 작용하는 마찰력을 감소시킨다. 따라서, 하부 내부케이싱(140)의 충격흡수력이 향상되어, 회전자(R)의 파손을 통해 발생되는 비정상 회전토크가 펌프케이싱(14)으로 전달되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. In such a turbomolecular pump, the friction reducing structure 143 provided between the lower inner casing 140 and the large diameter portion 145a of the stator cylinder section 145 has a lower diameter casing 145a having a larger inner portion 140. The friction force acting between the lower inner casing 140 and the large diameter portion 145a of the stator cylinder section 145 is reduced to facilitate rotation by being guided by it. Therefore, the shock absorbing force of the lower inner casing 140 is improved, so that abnormal rotational torque generated through breakage of the rotor R can be effectively prevented from being transmitted to the pump casing 14.

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 이 실시예에 있어서, 하부 내부케이싱(146)은 회전자(R)의 나선형 그루브(34)의 외측에 위치된 외부 실린더부(146A), 및 나선형 그루브(34)의 내측에 위치된 내부 실린더부(146B)로 구 성되는 이중 실린더 구조를 가지며, 외부 실린더부(146A) 및 내부 실린더부(146B)는 바닥에서 연결부(146C)를 통해 연결된다. 따라서, 회전자 실린더섹션(12)의 나선형 그루브(34)가 외부 실린더부(146A) 및 내부 실린더부(146B) 사이의 공간내에서 회전한다. 내부 실린더부(146B)의 상부의 내부 표면상에, 고정자(S)의 고정자 실린더섹션(147)의 외부 표면(147a)과 끼워 맞춰져 고정자 실린더섹션(147)을 고정하도록 돌출부(148)가 안쪽으로 형성된다. 4 illustrates another embodiment of the present invention. In this embodiment, the lower inner casing 146 includes an outer cylinder portion 146A located outside the helical groove 34 of the rotor R, and an inner cylinder portion located inside the helical groove 34. It has a double cylinder structure consisting of 146B, and the outer cylinder portion 146A and the inner cylinder portion 146B are connected at the bottom through the connecting portion 146C. Thus, the helical groove 34 of the rotor cylinder section 12 rotates in the space between the outer cylinder portion 146A and the inner cylinder portion 146B. On the inner surface of the upper portion of the inner cylinder portion 146B, the protrusion 148 is inward to fit with the outer surface 147a of the stator cylinder section 147 of the stator S to secure the stator cylinder section 147. Is formed.

또한, 외부 실린더부(146A)는 나선형 그루브섹션 스페이서로서의 역할을 하여, 회전자 실린더섹션(12)의 나선형 그루브섹션(34)과 함께 그루브 펌핑섹션(L₂)을 구성한다. 연결부(146C)내에 연통홀(communicating hole; 146D)이 형성되어 그루브 펌핑섹션(L₂)과 배기포트(15a)를 연통시킨다. 외부 실린더부(146A)는 도 1의 실시예에서와 같이 펌프케이싱(14) 사이에 간극을 갖는 상부의 내부케이싱(141)과 함께 내부케이싱(142)을 형성한다. The outer cylinder portion 146A also serves as a helical groove section spacer to form a groove pumping section L ₂ together with the helical groove section 34 of the rotor cylinder section 12. A communicating hole 146D is formed in the connecting portion 146C to communicate the groove pumping section L ₂ with the exhaust port 15a. The outer cylinder portion 146A forms the inner casing 142 together with the upper inner casing 141 having a gap between the pump casings 14 as in the embodiment of FIG. 1.

이러한 터보 분자 펌프에 있어서, 파손된 회전자(R)의 파편이 바깥쪽으로 흩어지기 때문에, 나선형 그루브섹션(34) 내측의 내부 실린더부(146B)는 변형되지 않아 실린더형상을 유지할 수 있다. 또한, 비정상 토크에 의해 영향을 받는 상부의 내부케이싱(141)으로부터 가장 먼 위치에 내부케이싱(142)을 고정시키는 돌출부(148)가 위치하기 때문에, 상부의 내부케이싱(141)에 실린 충격은 전달경로내에서 감쇄되어, 돌출부(148)와 고정자 실린더섹션(147)의 외부표면(147a) 사이에 끼워 맞춰진 형상도 비교적 장시간동안 유지된다. In such a turbomolecular pump, since the fragments of the broken rotor R are scattered outward, the inner cylinder portion 146B inside the helical groove section 34 is not deformed and can maintain a cylindrical shape. In addition, since the protrusion 148 which fixes the inner casing 142 is located at the furthest position from the upper inner casing 141 affected by the abnormal torque, the impact carried on the upper inner casing 141 is transmitted. Attenuated in the path, the shape fitted between the protrusion 148 and the outer surface 147a of the stator cylinder section 147 is also maintained for a relatively long time.

따라서, 내부 실린더부(146B)와 외부표면(147a)이 분리된 후에도, 내부케이싱(142)이 이들 맞물림 표면(engagement surface)에 의해 안내되어 외부 실린더부(146A) 및 상부의 내부케이싱(141)과 함께 전체적으로 회전할 수 있어, 회전자의 파손에 의해 야기되는 비정상 회전토크가 펌프케이싱(14)으로 전달되는 것을 억제할 수 있다. Therefore, even after the inner cylinder portion 146B and the outer surface 147a are separated, the inner casing 142 is guided by these engagement surfaces so that the outer cylinder portion 146A and the upper inner casing 141 are located. Can be rotated as a whole, thereby preventing the abnormal rotation torque caused by breakage of the rotor from being transmitted to the pump casing 14.

도 5는 도 4에 도시된 실시예의 변형물을 도시하고, 내부 실린더부(146B)는 도 17에 도시된 두께보다 더 얇은 두께를 갖는, 내부케이싱(142)을 구성하는 하부의 내부케이싱(146)으로서 형성되며, 내부 실린더부(146B)의 내부표면과 고정자(S)의 고정자 실린더섹션(147)의 외부표면(147a) 사이에 4불화 에틸렌 중합체와 같은 재료로 만들어진 마찰감소부재(184)가 삽입된다.FIG. 5 shows a variant of the embodiment shown in FIG. 4, wherein the inner cylinder portion 146B has a thickness thinner than the thickness shown in FIG. 17, the lower inner casing 146 constituting the inner casing 142. And a friction reducing member 184 made of a material such as tetrafluoroethylene polymer between the inner surface of the inner cylinder portion 146B and the outer surface 147a of the stator cylinder section 147 of the stator S. Is inserted.

이 터보 분자 펌프에 있어서, 내부 실린더부(146B)와 고정자 실린더섹션(147) 사이에 제공된 마찰감소부재(184)는 내부 실린더부(146B)가 외부 실린더부(146A) 또는 상부의 내부케이싱(141)과 함께 고정자 실린더섹션(147)에 의해 안내되어 회전되는 것을 용이하게 하도록, 내부 실린더부(146B)와 고정자 실린더섹션(147) 사이에서 작용하는 마찰력을 감소시킨다. 따라서, 회전자(R)의 파손을 통해 발생되는 비정상 회전토크가 펌프케이싱(14)으로 전달되는 것을 더욱 방지할 수 있다. In this turbomolecular pump, the friction reducing member 184 provided between the inner cylinder portion 146B and the stator cylinder section 147 has an inner cylinder portion 146B having an outer cylinder portion 146A or an upper inner casing 141. The friction force acting between the inner cylinder portion 146B and the stator cylinder section 147 is reduced to facilitate rotation by being guided by the stator cylinder section 147. Therefore, it is possible to further prevent the abnormal rotation torque generated through breakage of the rotor R from being transferred to the pump casing 14.

도 6은 도 4에 도시된 실시예의 다른 변형물을 도시하며, 마찰감소구조체로서 도 5에 도시된 마찰감소부재(184) 대신에 볼 베어링 또는 롤러 베어링(185)과 같은 기계적 베어링이 사용되어, 내부 실린더부(146B)등이 더욱 용이하게 회전될 수 있다. FIG. 6 shows another variant of the embodiment shown in FIG. 4, in which a mechanical bearing such as a ball bearing or roller bearing 185 is used instead of the friction reducing member 184 shown in FIG. 5 as a friction reducing structure, The inner cylinder portion 146B and the like can be rotated more easily.

도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예의 터보 분자 펌프를 도시한다. 이 실시예에 있어서, 하부의 내부케이싱(150)과 나선형 그루브섹션 스페이서(151)는 분리적으로 제공된다. 즉, 고정자 베인(32)과 고정자 베인 스페이서(38)를 포함하는 적층된 조립체, 및 나선형 그루브섹션 스페이서(151)는 상호 끼워 맞춰져 내부케이싱(152)을 구성하는 하부의 내부케이싱(150)과 상부의 내부케이싱(153)에 의해 고정적으로 유지된다. 상부의 내부케이싱(153)은 상부의 내부케이싱(153)의 상부 에지로부터 안쪽으로 돌출하는 고리형상의 압박부(suppressing portion; 153a)를 구비한다.7 shows a turbomolecular pump of another embodiment according to the present invention. In this embodiment, the lower inner casing 150 and the helical groove section spacer 151 are provided separately. That is, the laminated assembly including the stator vanes 32 and the stator vane spacers 38, and the spiral groove section spacers 151 are fitted to each other to form the inner casing 152 and the upper inner casing 150. It is held fixed by the inner casing 153 of the. The upper inner casing 153 has an annular pressing portion 153a that projects inward from the upper edge of the upper inner casing 153.

외부 실린더부(150A)와 상부의 내부케이싱(153)의 내부표면, 및 고정자 베인 스페이서(38)와 나선형 그루브섹션 스페이서(151)의 각 외부표면 사이에 충격흡수부재(186)가 제공되고, 충격흡수부재(186)는 연질금속재료, 고중합체 연질재료, 또는 그 복합재료로 만들어진다. A shock absorbing member 186 is provided between the outer cylinder portion 150A and the inner surface of the upper inner casing 153 and between each outer surface of the stator vane spacer 38 and the spiral groove section spacer 151, and the impact The absorbing member 186 is made of a soft metal material, a high polymer soft material, or a composite material thereof.

도 6과 유사하게, 하부의 내부케이싱은 연통홀(150D)을 구비한 연결부(150C)에 의해 연결되는 외부 실린더부(150A)와 내부 실린더부(150B)에 의해 구성된다. 내부 실린더부(150B)의 내부표면과 고정자(S)의 고정자 실린더섹션(147)의 외부표면(147a) 사이에 마찰감소구조체(기계적 베어링; 185)가 제공된다.Similarly to Fig. 6, the lower inner casing is constituted by an outer cylinder portion 150A and an inner cylinder portion 150B connected by a connecting portion 150C having a communication hole 150D. A friction reducing structure (mechanical bearing) 185 is provided between the inner surface of the inner cylinder portion 150B and the outer surface 147a of the stator cylinder section 147 of the stator S.

이 실시예에 있어서, 외부 실린더부(150A)와 상부의 내부케이싱(153), 및 각 고정자 베인 스페이서(38)와 나선형 그루브섹션 스페이서(151) 사이에 충격흡수부재(186)가 제공되기 때문에, 도 6의 실시예의 효과에 추가되는 효과가 얻어져, 내부케이싱(152) 자체로 전달되는 충격력의 양이 감소되며, 이 감소된 충격력이 회전자(R)로부터 고정자 베인 스페이서(38)등으로 전달된다. 내부케이싱(152)의 보호기능이 향상되어, 상부의 내부케이싱(153) 또는 외부 실린더부(150A)와 펌프케이싱(14) 사이의 간극(T)이 더 작아질 수 있어, 펌프 전제를 조밀하게 할 수 있다. In this embodiment, since the shock absorbing member 186 is provided between the outer cylinder portion 150A and the upper inner casing 153 and between each stator vane spacer 38 and the spiral groove section spacer 151, An effect in addition to the effect of the embodiment of FIG. 6 is obtained, so that the amount of impact force transmitted to the inner casing 152 itself is reduced, and this reduced impact force is transmitted from the rotor R to the stator vane spacer 38 and the like. do. The protection function of the inner casing 152 is improved, so that the gap T between the upper inner casing 153 or the outer cylinder portion 150A and the pump casing 14 can be made smaller, thereby densifying the pump premise. can do.

도 8은 도 7에 도시된 충격흡수부재(186)에 대한 다른 실시예를 도시하며, 측면으로 적층되어 실린더형상을 이루고 내부케이싱(142)과 고정자 베인 스페이서(38) 또는 나선형 그루브섹션 스페이서 사이의 공간내에 배치된, 축방향으로 가늘고 긴 파이프(189)를 포함한다. 이 실시예의 충격흡수부재(186)는 파이프 제작과 터보 분자 펌프의 조립을 용이하게 하는 장점이 있다. 충격흡수부재(186)는 이 실시예로 한정되지 않고, 상대적으로 연질금속재료, 고중합체 연질재료, 또는 그 복합재료가 벌집 구조 또는 단순 구(simple sphere)의 집합과 같은 충격흡수성 구조로 형상화 될수 있다. 부식성 가스의 배출을 고려하여 내부식성 원료를 선택하는 것이 바람직하고, 니켈코팅과 같은 내부식성 표면처리를 함으로써 저렴한 가격으로 유사한 효과가 얻어질 수 있다. FIG. 8 shows another embodiment of the shock absorbing member 186 shown in FIG. 7, which is stacked laterally to form a cylinder and between the inner casing 142 and the stator vane spacer 38 or the helical groove section spacer. An axially long pipe 189 disposed in the space. The shock absorbing member 186 of this embodiment has the advantage of facilitating pipe fabrication and assembly of the turbomolecular pump. The shock absorbing member 186 is not limited to this embodiment, and a relatively soft metal material, a high polymer soft material, or a composite material thereof may be shaped into a shock absorbing structure such as a honeycomb structure or a collection of simple spheres. . It is preferable to select a corrosion resistant raw material in consideration of the discharge of corrosive gas, and similar effects can be obtained at a low price by performing a corrosion resistant surface treatment such as nickel coating.

도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 다른 실시예의 터보 분자 펌프를 도시한다. 이 실시예에 있어서, 베인 펌핑섹션(L₁)의 상류측에, 즉 도 7에 도시된 터보 분자 펌프의 입구쪽에 다른 충격흡수 구조체(154)가 추가적으로 제공된다. 상세하게 살펴보면, 주축(10)의 최상부에 연장부(10a)가 마련되고, 상부의 내부케이싱(153)의 최상부에 고리형상의 압박부(154a)가 형성된다. 스테이 부재(stay member; 154b) 가 고리형상의 압박부(154a)로부터 안쪽으로 돌출하도록 마련되며, 작은 갭(t)으로 연장부(10a)의 주위를 감싸는 링 형상의 상부의 내부 실린더부(154c)에 연결된다. 9 and 10 show a turbo molecular pump of another embodiment according to the present invention. In this embodiment, another shock absorbing structure 154 is additionally provided upstream of the vane pumping section L ₁ , ie at the inlet side of the turbomolecular pump shown in FIG. 7. In detail, the extension part 10a is provided at the top of the main shaft 10, and the annular pressing part 154a is formed at the top of the upper inner casing 153. The stay member 154b is provided to protrude inwardly from the annular pressing portion 154a, and has a ring-shaped upper inner cylinder portion 154c wrapped around the extension portion 10a with a small gap t. )

이 터보 분자 펌프에 있어서, 다음에서 설명하는 것과 같이, 도 7의 효과에 추가되는 효과가 얻어질 수 있다. 즉, 회전자 베인(30) 또는 고정자 베인(32)이 없는 베인 펌핑섹션(L₁)의 상류측에 별개의 충격흡수 구조체(154)가 마련되어, 베인의 파손등으로부터 발생되는 충돌등에 의해 영향을 받지 않는다. 따라서, 압박부(154a), 스테이 부재(154b), 및 상부의 내부 실린더부(154c)가 그들의 형상을 유지할 수 있어, 내부케이싱(152) 전체가 주축(10)의 연장부(10a)에 대해 미끄러지면서 장시간 동안 주축(10)의 주위를 회전할 수 있고, 따라서 장시간 동안 충격흡수기능을 유지할 수 있다. In this turbomolecular pump, an effect in addition to the effect of FIG. 7 can be obtained as described below. That is, a separate shock absorbing structure 154 is provided upstream of the vane pumping section L ₁ without the rotor vane 30 or the stator vane 32, and is affected by a collision or the like resulting from vane breakage or the like. Do not receive. Therefore, the pressing portion 154a, the stay member 154b, and the upper inner cylinder portion 154c can maintain their shape, so that the entire inner casing 152 can be extended to the extension portion 10a of the main shaft 10. While sliding, it is possible to rotate around the spindle 10 for a long time, and thus to maintain a shock absorbing function for a long time.

도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 다른 실시예의 터보 분자 펌프를 도시한다. 이 실시예에 있어서, 회전자(R) 대신에, 입구측의 충격흡수부재(154)가 마찰감소구조체를 경유하여 고정자(S)에 고정된 샤프트 몸체상에 장착된다. 즉, 주축(10)의 상단이 더 짧고, 펌프케이싱(14)의 최상 내부표면으로부터 안쪽으로 돌출하도록 베어링 지지부재(190)가 제공된다. 11 and 12 show a turbo molecular pump of another embodiment according to the present invention. In this embodiment, instead of the rotor R, the shock absorbing member 154 on the inlet side is mounted on the shaft body fixed to the stator S via the friction reducing structure. That is, the bearing support member 190 is provided such that the upper end of the main shaft 10 is shorter and protrudes inward from the uppermost inner surface of the pump casing 14.

베어링 지지부재(190)는 펌프케이싱(14)에 고정된 고리형상 섹션(190a), 이 고리형상 섹션(190a)으로부터 방사상으로 안쪽으로 연장하는 스테이 부재(190b), 중심영역에서 이 스테이 부재(190b)에 연결된 디스크(190c), 및 이 디스크(190c)로부터 하향으로 연장하는 실린더형 샤프트(190d)를 포함한다. 반면, 상부의 내부케 이싱(153)의 고리형상의 압박부(154a)로부터 방사상으로 안쪽으로 연장하도록 직사각형 플레이트 형상의 스테이 부재(154b)가 제공되고, 주축(10)위의 스테이 부재(154b)의 중심영역에 상부의 내부 실린더부(154c)가 형성된다. The bearing support member 190 includes an annular section 190a fixed to the pump casing 14, a stay member 190b extending radially inwardly from the annular section 190a, and the stay member 190b in the center region. And a cylindrical shaft 190d extending downwardly from the disk 190c. On the other hand, a rectangular plate-shaped stay member 154b is provided to extend radially inward from the annular pressing portion 154a of the upper inner casing 153, and the stay member 154b on the main shaft 10 is provided. An upper inner cylinder portion 154c is formed in the central region of the upper portion.

이 터보 분자 펌프에 있어서, 충격흡수구조체(154)가 마찰감소기구(192)를 경유하여 고정자(S)에 고정된 샤프트 몸체 주위에 부착되기 때문에, 도 9에 도시된 실시예에서보다 내부케이싱(152)의 회전을 더 효과적으로 유지시키는 기능을 할 수 있다. In this turbomolecular pump, since the shock absorbing structure 154 is attached around the shaft body fixed to the stator S via the friction reducing mechanism 192, the inner casing (see FIG. 9). It can function to maintain the rotation of 152 more effectively.

도 13은 도 7에 도시된 실시예의 변형물을 도시하며, 내부케이싱(152)을 구성하는 하부의 내부케이싱(150)과 상부의 내부케이싱(153)이 각각 다른 외경을 갖는다. 즉, 내부 실린더부(150B)가 하부 내부케이싱(150)에 제공되지 않아, 하부 내부케이싱(150)은 상부의 내부케이싱(153)보다 작은 외경을 갖는다. 이것은 베인 펌핑섹션(L₁)에서보다 나선형 그루브 펌핑섹션(L₂)에서 회전자(R)로부터 더 큰 응력이 고정자(S)에 실려, 베인 펌핑섹션(L₁)에서보다 나선형 그루브 펌핑섹션(L₂)에서 더 작은 직경이 터보 분자 펌프의 작동을 더 안정적으로 만들기 때문이다. FIG. 13 illustrates a variation of the embodiment shown in FIG. 7, wherein the lower inner casing 150 and the upper inner casing 153 constituting the inner casing 152 have different outer diameters. That is, since the inner cylinder portion 150B is not provided to the lower inner casing 150, the lower inner casing 150 has an outer diameter smaller than that of the upper inner casing 153. This vane pumping section (L ₁₎ than the spiral groove pumping section in (L ₂₎ is greater stress from the rotor (R) carried on the stator (S), the vane pumping section than the spiral groove pumping section in the (L ₁₎ from ( The smaller diameter in L ₂ ) makes the operation of the turbomolecular pump more stable.

도 7과 같이, 베인 펌핑섹션(L₁)의 고정자 베인 스페이서(38)을 포함하는 상부의 내부케이싱(153)과 고정자 조립체 또는 코일 형상의 파이프로부터 각각 만들어진 하부의 내부케이싱(150)과 나선형 그루브섹션 스페이서(151) 사이의 공간내에 충격흡수부재(186)가 배치된다. As shown in FIG. 7, the upper inner casing 153 including the stator vane spacer 38 of the vane pumping section L ₁ , and the lower inner casing 150 and the spiral groove respectively made from stator assembly or coil-shaped pipe. The shock absorbing member 186 is disposed in the space between the section spacers 151.

이렇게 구조된 하부의 내부케이싱(150)과 펌프케이싱(14) 사이의 공간내에 두 개의(상부 및 하부) 기계적 베어링(194)을 포함하여 이루어지는 마찰감소기구(196)가 제공된다. 마찰감소기구(196)는 도 7에 도시된 고정자 실린더섹션(147)측상에 제공된 기계적 베어링보다 큰 직경을 가지므로, 마찰감소기구(196)는 비정상 토크가 발생했을 경우 회전하는 동안 내부케이싱(152)을 더욱 안정적으로 지지할 수 있다. 하부의 내부케이싱(150)과 펌프케이싱(14) 사이의 공간내에 기계적 베어링(194)이 배치되기 때문에, 충격흡수구조체는 터보 분자 펌프의 전체적인 크기를 증가시키지 않으면서 조립될 수 있다. There is provided a friction reducing mechanism 196 comprising two (upper and lower) mechanical bearings 194 in the space between the lower inner casing 150 and the pump casing 14 thus constructed. Since the friction reducing mechanism 196 has a larger diameter than the mechanical bearing provided on the stator cylinder section 147 side shown in FIG. 7, the friction reducing mechanism 196 has an inner casing 152 during rotation when an abnormal torque occurs. ) Can be supported more stably. Since the mechanical bearing 194 is disposed in the space between the lower inner casing 150 and the pump casing 14, the shock absorbing structure can be assembled without increasing the overall size of the turbomolecular pump.

이들 두 개의 베어링(194)은 회전자(R)가 파손되었을때 큰 방사상의 힘을 받기 때문에, 회전자(R)와 베어링(194) 사이에 큰 축간거리를 제공함으로써 베어링(194)의 지지능력을 향상시켜 내부케이싱(152)의 기울어짐을 방지하는 것이 바람직하다. 하나의 베어링은 베인 펌핑섹션(L₁)의 흡입포트에 가깝게 위치시키고, 다른 하나의 베어링은 나선형 그루브 펌핑섹션(L₂)의 배출포트에 가깝게 배치시키는 것이 바람직하고, 또는 세 개 이상의 베어링이 축방향을 따라 제공될 수도 있다. Since these two bearings 194 receive a large radial force when the rotor R is broken, the bearing capacity of the bearing 194 is provided by providing a large interaxial distance between the rotor R and the bearing 194. It is preferable to prevent the inclination of the inner casing 152 by improving. One bearing is preferably located close to the suction port of the vane pumping section (L ₁ ) and the other bearing is located close to the discharge port of the spiral groove pumping section (L ₂ ), or three or more bearings It may be provided along the direction.

기계적 베어링(194)에 대해서, 깊은 그루브를 갖는 볼베어링 또는 롤러 베어링이 방사상의 하중만을 받도록 전용적으로 사용될 수 있지만, 회전자(R)가 파손되었을 경우 잠재적으로 실리는 축하중을 받도록 각베어링(angular bearing)이 단일 또는 조합된 구성으로 사용될 수 있다. 부식성 가스를 취급하는 경우에 있어서는, 스테인레스 스틸과 같은 내부식성 재료로 베어링을 만들거나, 내부식성이 덜한 재 료에 니켈코팅과 같은 표면처리를 하는 것이 바람직하다.For mechanical bearings 194, ball bearings or roller bearings with deep grooves can be used exclusively to receive radial loads only, but angular bearings to receive a potentially loaded bearing when the rotor R is broken. bearings may be used in a single or combined configuration. In the case of handling corrosive gases, it is advisable to make bearings from corrosion-resistant materials such as stainless steel or to surface-treat such as nickel coatings on less corrosion-resistant materials.

기계적 베어링(194)은 이미 조립된 것을 사용하는 대신, 펌프케이싱(14)과 내부케이싱(152)의 표면상에 직접적으로 궤도면(195)을 형성하고 조립할 때 이 궤도면상에 볼(195a)만을 제공하도록 구성함으로써 제조비를 낮출 수 있다. The mechanical bearing 194 uses only the balls 195a on the raceway surface when forming and assembling the raceway surface 195 directly on the surfaces of the pump casing 14 and the inner casing 152, instead of using an already assembled one. It is possible to reduce the manufacturing cost by configuring to provide.

이 실시예에 있어서, 배기가스가 배기측으로부터 흡기측으로 역류하는 것을 방지하기 위해 또는 부식성 가스로부터 기계적 베어링을 보호하기 위해, 베인 펌핑섹션(L₁)의 최상의 고정자 베인 스페이서(38)와 펌프케이싱(외부 케이싱; 14)의 내부 표면으로부터 돌출하는 압박부재(198) 사이 및 하부의 내부케이싱(150)과 고정자 사이에 시일부재(seal member; 200)가 제공된다. 이 시일부재(200)는 O링 또는 플루오르화 고무(fluoro rubber)와 같은 재료로부터 형성된 박판으로 만들어질 수 있다. In this embodiment, the best stator vane spacers 38 and pump casings of the vane pumping section L ₁ are used to prevent the exhaust gas from flowing back from the exhaust side to the intake side or to protect the mechanical bearings from corrosive gases. A seal member 200 is provided between the pressing member 198 protruding from the inner surface of the outer casing 14 and between the lower inner casing 150 and the stator. The seal member 200 may be made of a sheet formed from a material such as an O-ring or fluoro rubber.

내부케이싱(142, 152)이 회전되어 회전을 간섭할 경우 고정자 베인 스페이서(38) 또는 나선형 그루브섹션 스페이서(151)가 펌프케이싱(14) 또는 고정자(S)와 접촉할 것이기 때문에, 펌프케이싱(14) 또는 고정자(S)에 근접하거나 접촉하는 영역의 면적을 최소화하도록 가능한한 고정자 베인 스페이서(38) 또는 나선형 그루브섹션 스페이서(151)의 방사상 방향의 두께를 감소시키는 것이 바람직하다. 비정상 토크가 인가되었을때 이들 부재의 축방향의 기계적 분리를 보장하도록 (원주의 슬롯과 같은) 국부적으로 약한 구조체를 제공하는 것도 바람직하다. The pump casing 14 because the stator vane spacer 38 or the helical groove section spacer 151 will contact the pump casing 14 or the stator S when the inner casings 142, 152 rotate to interfere with rotation. It is desirable to reduce the radial thickness of the stator vane spacer 38 or the helical groove section spacer 151 as much as possible to minimize the area of the region proximate or in contact with the stator S. It is also desirable to provide locally weak structures (such as slots in the circumference) to ensure axial mechanical separation of these members when abnormal torque is applied.

상술한 실시예에 있어서, 내부케이싱(142, 152)의 적당한 두께, 또는 내부케 이싱(142, 152)과 펌프케이싱(14) 사이의 간극(T)은 수밀리미터(3mm∼10mm)이다. 또한, 베어링 사이의 넓은 축간거리를 보장할뿐만 아니라 펌프의 방사상의 크기를 감소시킬 수 있기 때문에, 하부 플랜지 두께(t1)가 3mm∼5mm만큼 작게 만들어지고, 볼트가 외측으로부터 방사상으로 삽입되는, 도 15에 도시된 상부의 내부케이싱(141, 152)과 하부의 내부케이싱(140, 146, 150) 사이의 연결부의 구성은 효과적이다. 볼트의 크기는 M6 ∼M10이 적당하고, 볼트의 수는 수개에서 50개 이하가 적당하다. In the embodiment described above, the appropriate thickness of the inner casings 142, 152, or the gap T between the inner casings 142, 152 and the pump casing 14 is several millimeters (3 mm to 10 mm). In addition, the lower flange thickness t1 is made as small as 3 mm to 5 mm, and the bolt is inserted radially from the outside, because it can not only ensure a wide interaxial distance between the bearings, but also reduce the radial size of the pump. The configuration of the connection portion between the upper inner casings 141 and 152 and the lower inner casings 140, 146 and 150 shown in 15 is effective. As for the size of bolts, M6-M10 are suitable, and the number of bolts is suitable for several to 50 or less.

위의 실시예에 있어서, 회전자가 파손의 경우, 내부케이싱(142, 152), 회전자 베인(32) 또는 회전자 베인 스페이서(38)에 충격이 실리기 때문에, 이들 요소는 스페인레스 스틸 또는 알루미늄 합금과 같은, 강도가 크고 신장력이 좋은 재료로 만들어져야 된다. 특히 가격절감 및 펌프의 무게감소를 고려하면, 알루미늄 합금이 효과적이다. 또한, 펌프케이싱(14)에 대해 큰 비강도(specific strength)를 갖는 알루미늄 합금을 사용하는 것도 무게감소에 효과적이다. 고정자 베인 스페이서(38)는 원주 그루브등을 제공함으로써 변형 가능한 형상으로 만들어질 수 있어, 스페이서 자체가 충격력을 완화시킬 수 있다. In the above embodiment, these elements are made of Spanishless steel or aluminum alloy, since in the case of the rotor being broken, an impact is applied to the inner casings 142, 152, the rotor vanes 32 or the rotor vane spacers 38. It should be made of a material with high strength and good elongation. Especially considering the cost reduction and the weight reduction of the pump, aluminum alloy is effective. In addition, the use of an aluminum alloy having a large specific strength for the pump casing 14 is also effective for weight reduction. The stator vane spacer 38 can be made deformable by providing a circumferential groove or the like, so that the spacer itself can alleviate the impact force.

도 16 및 도 17은 도 13에 도시된 실시예의 변형을 도시하며, 펌프케이싱(14)은 베인 펌핑섹션(L₁) 및 나선형 그루브 펌핑섹션(L₂)의 각각 다른 직경에 대응하는 다른 외경을 갖는 두 섹션을 구비한다. 즉, 그루브 펌핑섹션(L₂)은 베인 펌핑섹션(L₁)보다 작은 직경을 갖는다. 다시 말하면, 펌프케이싱(14)은 흡입측상에 상부 펌프케이싱(14A)과 아래에 더 작은 직경을 갖는 하부 펌프케이싱(14B)을 포함한다. 하부의 내부케이싱(150)과 나선형 그루브섹션 스페이서(151) 사이에 충격흡수부재(186)가 제공된다. 하부의 내부케이싱(150)은 두개의 기계적 베어링(194a, 194b)에 의해 외부표면의 상부 및 하부 에지에서 지지된다. 16 and 17 show a variant of the embodiment shown in FIG. 13, wherein the pump casing 14 has different outer diameters corresponding to the different diameters of the vane pumping section L ₁ and the spiral groove pumping section L ₂ , respectively. Having two sections. That is, the groove pumping section L ₂ has a diameter smaller than the vane pumping section L ₁ . In other words, the pump casing 14 includes an upper pump casing 14A on the suction side and a lower pump casing 14B having a smaller diameter below. A shock absorbing member 186 is provided between the lower inner casing 150 and the spiral groove section spacer 151. The lower inner casing 150 is supported at the upper and lower edges of the outer surface by two mechanical bearings 194a and 194b.

(알루미늄 합금 또는 구리등) 열전도성이 높은 물질로 만들어진 열전달 부재(202)가 하부의 내부케이싱(150)의 상부 플랜지 내측에 배치되고, 하부의 내부케이싱(150)은 배출측의 펌프케이싱(14B)의 상부 플랜지(14d)에 부착된 제 2 열전달부재(204)와 접촉한다. 반면, 배출측 펌프케이싱(14B)의 상부 플랜지(14d) 근처에 냉각 파이프(206)가 제공되어 그 안으로 냉각수를 흐르게 한다. 따라서, 베인 펌핑섹션(L₁)의 하류측 면적에서 회전자(R)가 배출기체를 교반시킬때 회전자(R)에 의해 발생된 열은 열전달부재(202, 204)를 경유하여 배출측 펌프케이싱(14B)으로 전달되어 소실된다. 따라서, 발생된 열이 효과적으로 제거되어 펌프에 대한 광범위한 작동범위(기체유량 및 기체압력에 대한 범위)가 얻어질 수 있다. 회전자(R)가 비정상 상황에 있고 내부케이싱(152)이 회전하려 할 때도, 두 개의 열전달 부재(202, 204)는 회전을 간섭하지 않도록 분리되어, 발생된 토크를 감소시킨다.A heat transfer member 202 made of a material having high thermal conductivity (such as aluminum alloy or copper) is disposed inside the upper flange of the lower inner casing 150, and the lower inner casing 150 is the pump casing 14B on the discharge side. Contact with the second heat transfer member 204 attached to the upper flange 14d. On the other hand, a cooling pipe 206 is provided near the upper flange 14d of the discharge side pump casing 14B to allow the cooling water to flow therein. Therefore, when the rotor R stirs the exhaust gas in the area downstream of the vane pumping section L ₁ , the heat generated by the rotor R is passed through the heat transfer members 202 and 204 to the discharge side pump. Transfer to casing 14B is lost. Thus, the generated heat can be effectively removed to obtain a wide operating range (range for gas flow rate and gas pressure) for the pump. Even when the rotor R is in an abnormal situation and the inner casing 152 is about to rotate, the two heat transfer members 202 and 204 are separated so as not to interfere with the rotation, thereby reducing the generated torque.

한편, 나선형 그루브 펌핑섹션 스페이서(151)의 아래에 배출기체 성분의 퇴적을 방지하는 히터(208)가 조립된다. 이러한 퇴적에 약한 나선형 그루브 펌핑섹션의 나선형 그루브섹션 스페이서의 영역에 직접적으로 부착된 히터(208)의 제어에 의해 온도를 조절함으로써, 온도감지기능과 조합하여, 이러한 퇴적이 효과적으로 방지될 수 있다. 이 실시예에 있어서, 히터 또는 냉각 파이프가 부착되거나 열전달부재가 내부케이싱(152) 또는 그 부속요소에 합체될 수 있어, 펌프의 원하는 위치에 원하는 국부적인 온도제어가 제공된다. 이는 특정 공정동안 펌프내에서의 부산물의 발생을 방지하여 펌프의 작동범위를 확장시킬 수 있다. On the other hand, a heater 208 is assembled under the helical groove pumping section spacer 151 to prevent deposition of exhaust gas components. By controlling the temperature by the control of the heater 208 directly attached to the region of the spiral groove section spacer of the spiral groove pumping section which is weak against such deposition, such deposition can be effectively prevented in combination with the temperature sensing function. In this embodiment, a heater or cooling pipe can be attached or a heat transfer member can be incorporated in the inner casing 152 or its accessories, providing the desired local temperature control at the desired location of the pump. This can extend the pump's operating range by preventing the generation of by-products in the pump during certain processes.

도 18 및 도 19는 본 발명에 따른 다른 실시예의 터보 분자 펌프를 보여주며, 베인 펌핑섹션의 고정자 베인 스페이서(252)를 포함하는 적층된 구조를 갖는 베인 펌핑섹션 고정자 조립체(244)가 펌프케이싱(14)과 밀착하지 않는다는 점에서 도 25에 도시된 종래의 터보 분자 펌프와 다르다.18 and 19 show another embodiment of the turbomolecular pump in accordance with the present invention, in which a vane pumping section stator assembly 244 having a stacked structure comprising stator vane spacers 252 of vane pumping sections is provided with a pump casing (244). It differs from the conventional turbomolecular pump shown in FIG. 25 in that it is not in close contact with 14).

베인 펌핑섹션 고정자 조립체(244)는 서로 적층된 복수의 고리형상 고정자 베인 스페이서(252)와 그 사이의 홀딩 고정자 베인(holding stator vane; 32)으로 구성된다. 고정자 베인 스페이서(252)는 상호정렬을 용이하게 하고 상호 변위(displacement)를 방지하는 원주 스텝(circumferential step; 252a)을 포함하여 이루어 진다. 고정자 베인 스페이서(252)의 외경은 펌프케이싱(14)의 내경보다 작아, 그 사이에 수 밀리미터(3mm∼10mm)의 두께를 갖는 간극(T)이 형성된다. The vane pumping section stator assembly 244 is composed of a plurality of annular stator vane spacers 252 stacked together and holding stator vanes 32 therebetween. The stator vane spacer 252 includes a circumferential step 252a that facilitates mutual alignment and prevents mutual displacement. The outer diameter of the stator vane spacer 252 is smaller than the inner diameter of the pump casing 14, and a gap T having a thickness of several millimeters (3 mm to 10 mm) is formed therebetween.

고정자 베인 스페이서(252)의 각각은 개구[262; 최상의 고정자 베인 스페이서(252)상의 오목부(recess; 264a)]를 갖도록 형성되어, 고정자 베인 스페이서(252)를 적층시킴으로써 베인 펌핑섹션 고정자 조립체(244)가 조립될 때, 축방향으로 연장하는 관통홀(263)이 형성된다. 각 관통홀(263)내에 베인 펌핑섹션 고정자 조립체(244)와 거의 동일한 길이를 갖고 중공형 실린더형상인 바(bar) 부재(보강 바; 242)가 삽입되어 고정자 베인 스페이서를 관통한다. 바 부재(242)는 중실(solid) 또는 다른 형상을 가질 수도 있지만, 중공형 파이프 형상이 필요한 강도 및 비에너지(specific energy) 흡수특성을 유지하면서도 무게가 가볍다. 이 실시예에서 바 부재(242)는 관통홀(263)의 내경과 거의 동일한 외경을 갖지만, 더 작은 외경이 적용될 수도 있으며, 또는 외부표면상에 길이방향의 그루브를 형성함으로써, 바 부재가 관통홀(263)의 내부표면과 부분적으로 접촉할 수도 있다.Each of the stator vane spacers 252 has an opening 262; A recess 264a on the best stator vane spacer 252, and through holes axially extending when the vane pumping section stator assembly 244 is assembled by stacking the stator vane spacers 252. 263 is formed. In each through hole 263, a bar member (reinforcement bar) 242, which is about the same length as the vane pumping section stator assembly 244 and has a hollow cylindrical shape, is inserted through the stator vane spacer. Bar member 242 may have a solid or other shape, but the hollow pipe shape is lightweight while maintaining the required strength and specific energy absorption properties. In this embodiment, the bar member 242 has an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the through hole 263, but a smaller outer diameter may be applied, or by forming a groove in the longitudinal direction on the outer surface, the bar member may be a through hole. It may be in partial contact with the inner surface of 263.

바 부재(242)는, 정상작동상태동안에는 변형되지 않아 베인 펌핑섹션 고정자 조립체(244)의 형상을 유지하고, 회전자(R)의 비정상 접촉에 기인하여 충격토크가 인가될 때에는 소성변형 또는 파손을 통해 충격 에너지를 흡수하도록 하는 기계적 특성을 구비하여야 한다. 따라서, 재료, 직경 또는 두께와 같은 치수, 바 부재(242)의 형상, 또는 하나의 고정자 조립체(244)내에 설치될 개수는 예상되는 충격의 크기를 고려하여 결정되어야 한다. 경도가 높고 변형성이 좋은 스테인레스 스틸과 같은 재료가 적당하다. 또한 함께 조합된 다른 물질을 포함하여 이루어지는 복합물질도 적당하다. The bar member 242 maintains the shape of the vane pumping section stator assembly 244 without being deformed during the normal operation state, and undergoes plastic deformation or breakage when impact torque is applied due to abnormal contact of the rotor R. It must have mechanical properties to absorb shock energy through it. Accordingly, the material, dimensions such as diameter or thickness, the shape of the bar member 242, or the number to be installed in one stator assembly 244 should be determined in consideration of the magnitude of the anticipated impact. Materials such as stainless steel with high hardness and good deformability are suitable. Also suitable are composite materials comprising other materials combined together.

나선형 그루브 펌핑섹션(L₂)은 회전자 실린더섹션(12)의 나선형 그루브섹션(34)과 나선형 그루브섹션(34)을 둘러싸는 나선형 그루브섹션 스페이서(256)을 포함하여 이루어진다. 이 나선형 그루브섹션 스페이서(256)는 연질금속재료, 고중합체 연질재료, 또는 그 복합재료로 만들어진 실린더형의 충격흡수부재(254)를 경유하여 실린더형의 하부의 내부케이싱(250)에 부착된다. 하부의 내부케이싱(250)은 두 개의 수직적으로 이격된 기계적 베어링(마찰감소기구; 258)에 의해 지지됨으로써 펌프케이싱(14)상에 슬라이딩가능하게 장착된다. The helical groove pumping section L ₂ comprises a helical groove section 34 of the rotor cylinder section 12 and a helical groove section spacer 256 surrounding the helical groove section 34. The helical groove section spacer 256 is attached to the inner casing 250 at the bottom of the cylinder via a cylindrical shock absorbing member 254 made of a soft metal material, a high polymer soft material, or a composite material thereof. The lower inner casing 250 is slidably mounted on the pump casing 14 by being supported by two vertically spaced mechanical bearings (friction reduction mechanisms) 258.

플랜지(251)는 하부의 내부케이싱(250)의 상부로부터 바깥쪽으로 돌출하고, 플랜지(251)의 상부표면상에는 관통홀(263)의 직경과 동일한 직경을 갖고 관통홀(263)과 대응하는 위치를 갖는 오목부(264b)가 형성된다. 관통홀(263)의 하단으로부터 돌출하는 바 부재(242)의 선단은 각각 오목부(264b)내로 삽입되어, 베인 펌핑섹션 고정자 조립체(244)와 하부의 내부케이싱(250)이 서로 연결되어 상대적인 원주상의 이동을 억제함으로써, 펌프섹션 고정자 조립체(265)가 펌프케이싱(14)으로부터 분리되게 만든다.The flange 251 protrudes outward from the top of the lower inner casing 250, and has a diameter equal to the diameter of the through hole 263 on the upper surface of the flange 251 and corresponds to the position of the through hole 263. The recessed part 264b which has is formed. The tip of the bar member 242 protruding from the bottom of the through hole 263 is inserted into the recess 264b, respectively, so that the vane pumping section stator assembly 244 and the lower inner casing 250 are connected to each other so that a relative circle is provided. By inhibiting the columnar movement, the pump section stator assembly 265 is separated from the pump casing 14.

이들 두 베어링(258)은 축방향으로 서로 멀리 떨어져 있어, 펌프섹션 고정자 조립체(265)를 고정하는 지지성능이 향상되어, 회전자(R)가 파손되어 아주 큰 방사상의 충격력이 인가되더라도 펌프 섹션 고정자 조립체(265)는 기울어 지지 않을 것이다. 이를 위하여, 하나의 베어링은 베인 펌핑섹션(L₁)의 흡입포트에 인접하여, 즉 베인 펌핑섹션 고정자 조립체(244)의 외부표면상에 위치되고, 다른 하나의 베어링은 나선형 그루브 펌핑섹션(L₂)의 배출포트에 인접하여 위치될 것이다. 또한, 3개 이상의 베어링이 축방향을 따라 제공될 수도 있다. 이 실시예에서는, 나선형 그루브 펌핑섹션(L₂)이 베인 펌핑섹션(L₁)보다 작은 직경을 갖는 장점을 취함으로써 베어링(258)을 설치하는 공간이 제한되기 때문에, 펌프의 전체적인 직경을 증가시킬 필요가 없어 그 조밀함을 유지한다. These two bearings 258 are distant from each other in the axial direction, which improves the holding performance of fixing the pump section stator assembly 265, so that the pump section stator even if the rotor R is broken and a very large radial impact force is applied. Assembly 265 will not tilt. To this end, one bearing is positioned adjacent the suction port of the vane pumping section L ₁ , ie on the outer surface of the vane pumping section stator assembly 244, and the other bearing is a helical groove pumping section L _2. Will be located adjacent to the outlet port. Three or more bearings may also be provided along the axial direction. In this embodiment, the helical groove pumping section L ₂ has the advantage of having a smaller diameter than the vane pumping section L ₁ , so that the space for installing the bearing 258 is limited, thereby increasing the overall diameter of the pump. There is no need to maintain its compactness.

기계적 베어링(258)에 대해, 방사상의 하중만을 받도록 깊은 그루부의 볼 베어링 또는 롤러 베어링이 전용적으로 사용될 수 있지만, 회전자(R)가 파손되었을때 잠재적으로 인가되는 축하중을 받도록 각 베어링이 단일 또는 조합된 구성으로 사용될 수 있다. 부식성 기체를 취급하는 경우에는, 스테인레스 스틸과 같은 내부식성 물질로 베어링을 제조하거나, 내부식성이 덜한 물질에 니켈코팅과 같은 표면처리를 하는 것이 바람직하다. For mechanical bearings 258, deep groove ball bearings or roller bearings can be used exclusively to receive only radial loads, but each bearing must be single to receive a potentially applied congratulation when the rotor R is broken. Or in a combined configuration. In the case of handling corrosive gases, it is desirable to manufacture bearings from corrosion resistant materials such as stainless steel, or to perform surface treatments such as nickel coating on less corrosion resistant materials.

이러한 펌프섹션 고정자 조립체(265)의 조립은 도 25에 도시된 종래의 펌프섹션 고정자 조립체의 조립과 기본적으로 유사하다. 즉, 양측으로부터 하부의 내부케이싱(250)의 상부표면상에 두 개의 반할 섹션(half section)을 포함하여 이루어지는 고정자 베인(32)이 배치되고, 고정자 베인(32)상에 고정자 베인 스페이서(252)가 끼워 맞춰져 장착되며, 회전자 베인(30)의 양측으로부터 고정자 베인(32)이 세워지고, 고정자 베인(32)상에 고정자 베인 스페이서(252)가 끼워 맞춰져 장착된다. 이러한 조립단계는 회전자(R)를 둘러싸는 고정자 베인(32)의 적층된 조립체를 완료할 때까지 반복된다. 펌핑섹션 고정자 조립체(265)는 그 바닥측으로부터 펌프케이싱(14)내로 삽입된 후, 베이스 섹션(15)으로 덮힌다. 따라서, 상부의 내부 표면으로부터 돌출하는 압박부재(260)와 베이스 섹션(15)사이에 펌핑섹션 고정자 조립체(265)가 고정된다. The assembly of this pump section stator assembly 265 is basically similar to the assembly of the conventional pump section stator assembly shown in FIG. That is, a stator vane 32 comprising two half sections is disposed on the upper surface of the lower inner casing 250 from both sides, and the stator vane spacer 252 is disposed on the stator vanes 32. Is fitted and mounted, stator vanes 32 are erected from both sides of the rotor vanes 30, and stator vane spacers 252 are fitted and mounted on the stator vanes 32. This assembly step is repeated until the completed assembly of the stator vanes 32 surrounding the rotor R is completed. The pumping section stator assembly 265 is inserted into the pump casing 14 from its bottom side and then covered with the base section 15. Thus, the pumping section stator assembly 265 is secured between the pressing member 260 and the base section 15 protruding from the upper inner surface.

이 실시예에 있어서, 배출기체가 배출측으로부터 흡입측으로 역류하는 것을 방지하지 위해, 또는 기계적 베어링(258)을 보호하기 위해, 최상부의 고정자 베인 스페이서(252)와 펌프케이싱(14)의 압박부재(260), 또는 하부의 내부케이싱(250)사이에 시일부재(266)가 제공된다. 이 시일부재(266)는 예를 들어 플루오르화 고무와 같은 물질로부터 형성된 O링 또는 박판이다. In this embodiment, the top member stator vane spacer 252 and the pressing member of the pump casing 14, in order to prevent the discharge gas from flowing back from the discharge side to the suction side, or to protect the mechanical bearing 258. 260, or a seal member 266 is provided between the lower inner casing 250. The seal member 266 is an O-ring or a thin plate formed from a material such as, for example, fluorinated rubber.

이 실시예에서, 펌핑섹션 고정자 조립체(265)를 구성하는 베인 펌핑섹션 고정자 조립체[244; 고정자 베인 스페이서(252)와 고정자 베인(32)]와 하부의 내부케이싱(250)에 회전자가 파손되었을때 충격이 인가되기 때문에, 이들 요소는 스테인레스 스틸 또는 알루미늄 합금과 같은 경도가 크고 신장성이 좋은 재료로 만들어져야 한다. 가격절감 및 펌프의 무게감소를 고려하면 알루미늄 합금이 특히 효과적이다. 또한, 펌프케이싱(14)에 대해 비강도가 큰 알루미늄 합금을 사용하면 펌프의 무게감소에 효과적이다.In this embodiment, vane pumping section stator assembly 244 constituting pumping section stator assembly 265; Since the impact is applied to the stator vane spacer 252 and the stator vane 32] and the inner casing 250 at the bottom, these elements are hard and have excellent stretchability such as stainless steel or aluminum alloy. It must be made of material. Aluminum alloys are particularly effective in light of cost savings and reduced pump weight. In addition, the use of an aluminum alloy having a high specific strength with respect to the pump casing 14 is effective in reducing the weight of the pump.

터보 분자 펌프는 플랜지(14a)를 진공처리 챔버 또는 도관에 연결함으로써 작동된다. 예를 들어, 회전자(R)가 파손되거나 비정상 회전하에 있는 경우, 회전자(R)는 고정자 베인(32) 또는 나선형 베인 섹션 스페이서(256)와 접촉할 것이고, 회전자(R)의 회전토크는 베인 펌핑섹션 고정자 조립체(244) 또는 하부의 내부케이싱(250), 즉 펌핑섹션 고정자 조립체(265)로 전달될 것이다. The turbomolecular pump is operated by connecting the flange 14a to a vacuum chamber or conduit. For example, if the rotor R is broken or under abnormal rotation, the rotor R will be in contact with the stator vanes 32 or the helical vane section spacer 256 and the rotational torque of the rotor R Will be delivered to the vane pumping section stator assembly 244 or lower inner casing 250, ie the pumping section stator assembly 265.

베인 펌핑섹션(L₁)에서, 충격이 외주방향으로 몇몇 고정자 베인(252)에 인가된 후 바 부재(242)에 인가되어, 바 부재(242)를 변형하거나 파손한다. 바 부재(242)는 소성적으로 변형하거나 파손되어 충격 에너지를 흡수하기 때문에, 충격이 펌프케이싱(14)으로 전달되는 것을 방지한다. 베인 펌핑섹션 고정자 조립체(244)와 펌프케이싱(14) 사이에 간극(T)이 제공되기 때문에, 베인 펌핑섹션 고정자 조립체(244)가 어느 정도 변형되더라도, 충격은 펌프케이싱(14)에 직접적으로 전달되지 않는다. 따라서, 펌프케이싱(14) 자체 또는 펌프케이싱(14)과 외부장치 사이의 연결부의 파괴가 방지될 것이다.In the vane pumping section L ₁ , an impact is applied to some stator vanes 252 in the circumferential direction and then to the bar member 242 to deform or break the bar member 242. The bar member 242 deforms or breaks plastically to absorb impact energy, thereby preventing shock from being transferred to the pump casing 14. Since the gap T is provided between the vane pumping section stator assembly 244 and the pump casing 14, even if the vane pumping section stator assembly 244 is deformed to some extent, the impact is transmitted directly to the pump casing 14. It doesn't work. Thus, the destruction of the pump casing 14 itself or the connection between the pump casing 14 and the external device will be prevented.

이와 동시에, 바 부재(242)의 이러한 변형 전후에, 펌핑섹션 고정자 조립체(265)가 회전하는 회전자(R)에 의해 끌려 회전될 것이다. 펌핑섹션 고정자 조립체(265)는 최상단 및 저부단으로부터 시일부재(266)만을 통해 유지되므로, 펌핑섹션 고정자 조립체(265)는 펌프케이싱(14)에 다소 약하게 맞물려 있다. 또한, 펌핑섹션 고정자 조립체(265)와 펌프케이싱(14) 사이에 기계적 베어링(258)이 끼워진다. 따라서, 펌핑섹션 고정자 조립체(265)가 용이하게 끌려 회전자(R)에 의해 회전되어, 충격을 더욱 흡수할 것이다. 여기서, 고정자 베인 스페이서(252)와 펌프케이싱(14) 사이에 간극(T)이 제공되기 때문에, 펌핑섹션 고정자 조립체(265)가 끌려 회전할 때에도 충격이 직접적으로 펌프케이싱(14)에 전달되지 않는다. 나선형 그루브 펌핑섹션(L₂)에서, 회전자(R)로부터 하부의 내부케이싱(250)으로 전달된 충격은 충격흡수부재(254)에 의해 완화된다. 펌핑섹션 고정자 조립체(265)의 변형 및 끌림은 항상 동시에 일어나지는 않고, 변형 및 끌림중 하나만 상황에 따라 발생할 것이며, 잠재적인 충격의 예상된 크기에 따라 설정될 수 있다. At the same time, before and after this deformation of the bar member 242, the pumping section stator assembly 265 will be dragged and rotated by the rotating rotor R. Since the pumping section stator assembly 265 is held only through the seal member 266 from the top and bottom ends, the pumping section stator assembly 265 is slightly weakly engaged with the pump casing 14. In addition, a mechanical bearing 258 is fitted between the pumping section stator assembly 265 and the pump casing 14. Thus, the pumping section stator assembly 265 will be easily dragged and rotated by the rotor R, further absorbing the impact. Here, since a gap T is provided between the stator vane spacer 252 and the pump casing 14, no impact is directly transmitted to the pump casing 14 even when the pumping section stator assembly 265 is dragged and rotated. . In the helical groove pumping section L ₂ , the shock transmitted from the rotor R to the lower inner casing 250 is mitigated by the shock absorbing member 254. Deformation and attraction of the pumping section stator assembly 265 does not always occur at the same time, only one of the deformation and attraction will occur depending on the situation and may be set according to the expected magnitude of the potential impact.

도 20은 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시하며, 고정자 베인 스페이서(252)는 고정자 베인 스페이서 부근내로 끼워 맞춰지는 상부 또는 하부 표 면상의 스텝(step)을 구비하지 않는다. 따라서, 방사방향으로의 고정자 베인 스페이서(252)의 상호 위치지정이 바 부재(242)에 의해서만 수행되어, 그들 사이의 구속이 약해진다. 다른 구성은 앞의 실시예와 동일하다. 20 shows another embodiment according to the present invention, wherein the stator vane spacer 252 does not have steps on the upper or lower surface that fit into the vicinity of the stator vane spacer. Therefore, mutual positioning of the stator vane spacers 252 in the radial direction is performed only by the bar members 242, so that the constraint between them is weakened. The other configuration is the same as in the previous embodiment.

이 실시예에 있어서, 회전자(R)의 파편이 고정자 베인 스페이서(252)와 충돌할 경우, 고정자 베인(32)은 외주방향으로 뿐만 아니라 방사방향으로도 슬라이딩할 수 있다. 따라서, 바 부재(242)는 방사방향 및 외주방향으로 변형되거나 파손되어, 큰 양의 충격 에너지를 흡수한다. 고정밀 기계가공을 요구하는 끼워 맞춤 스텝이 고정자 베인 스페이서(252)에 제공되지 않기 때문에, 고정자 베인 스페이서(252)가 용이하게 제작되어 생산성을 높일 수 있다.In this embodiment, when the fragments of the rotor R collide with the stator vane spacer 252, the stator vanes 32 can slide not only in the circumferential direction but also in the radial direction. Thus, the bar member 242 is deformed or broken in the radial and circumferential directions, absorbing a large amount of impact energy. Since the fitting step requiring high precision machining is not provided to the stator vane spacer 252, the stator vane spacer 252 can be easily manufactured to increase productivity.

도 21은 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시하고, 도 16과 도 17에서 도시된 실시형태와 유사하며, 펌프의 원하는 위치에 필요한 온도제어가 제공되어, 주어진 공정동안 펌프내에서의 부산물질의 발생을 방지함으로써 작동범위를 확장시킨다. FIG. 21 shows another embodiment according to the present invention, similar to the embodiment shown in FIGS. 16 and 17, provided that the required temperature control at the desired position of the pump is provided to It extends the operating range by preventing occurrence.

도 22는 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 도시하며, 고정자 조립체는 배출측의 회전자 베인이 베인 펌핑섹션(L₁)내의 흡입측보다 작은 직경을 갖는 구성에 대응하는 이중 실린더 구성을 포함하여 이루어 진다. 도면에서, 회전자를 지지하고 회전시키는 자기 베어링과 모터섹션에 대한 상세한 예시는 생략되었다. 베인 펌핑섹션 고정자 조립체(244a, 244b)는 외부 및 내부 고정자 베인 스페이서(252A, 252B)와 이 고정자 베인 스페이서(252A, 252B)를 각각 관통하는 바 부재(242)로 구성된다. 외부 고정자 베인 스페이서(252A)와 유사하게, 내부 고정자 베인 스페이서(252B)의 안에 고정자 베인(32)을 수용하도록 내부 고정자 베인 스페이서(252B)는 복수의 분할체(segmentation)로부터 구성할 필요가 있다. 이 실시예에 따른 터보 분자 펌프의 조립은, 먼저 베인 펌핑섹션 고정자 조립체(244b)를 형성한 후, 외부 고정자 베인 스페이서(252A)로부터 형성된 외부 베인 펌핑섹션 고정자 조립체(244a) 내측에 베인 펌핑섹션 고정자 조립체(244b)를 조립한다. 하부의 내부케이싱(250)의 플랜지의 상부표면은 외부 및 내부 바 부재(242a, 242b)의 하부 에지를 수용하는 오목부(264b)를 갖도록 형성된다.FIG. 22 shows another embodiment according to the invention, wherein the stator assembly comprises a double cylinder configuration corresponding to the configuration where the rotor vane on the discharge side has a smaller diameter than the suction side in the vane pumping section L ₁ . Is done. In the drawings, detailed examples of the magnetic bearing and the motor section for supporting and rotating the rotor are omitted. The vane pumping section stator assemblies 244a and 244b consist of outer and inner stator vane spacers 252A and 252B and bar members 242 penetrating the stator vane spacers 252A and 252B, respectively. Similar to the outer stator vane spacer 252A, the inner stator vane spacer 252B needs to be constructed from a plurality of segments to accommodate the stator vanes 32 within the inner stator vane spacer 252B. The assembly of the turbomolecular pump according to this embodiment comprises first forming a vane pumping section stator assembly 244b and then a vane pumping section stator inside the outer vane pumping section stator assembly 244a formed from the outer stator vane spacer 252A. Assemble the assembly 244b. The upper surface of the flange of the lower inner casing 250 is formed with a recess 264b that receives the lower edges of the outer and inner bar members 242a and 242b.

이러한 구성에 의해, 베인 펌핑섹션의 배출측에서 기체를 교반시키는 회전자 베인의 표면면적이 감소되어, 기체교반으로 인한 열발생을 억제한다. 또한, 이러한 부분 이중 실린더(partial dual cylinder) 구성은 베인 펌핑섹션 고정자 조립체(244)에 더 높은 강도 및 더 높은 충격 흡수력을 제공할 것이다.By this arrangement, the surface area of the rotor vane for stirring the gas at the discharge side of the vane pumping section is reduced, thereby suppressing heat generation due to gas stirring. In addition, this partial dual cylinder configuration will provide higher strength and higher impact absorption to the vane pumping section stator assembly 244.

도 23은 도 22에 도시된 실시예의 변형된 실시형태를 도시하며, 베인 펌핑섹션 고정자 조립체(244a, 244b) 또는 베인 펌핑섹션 고정자 조립체(244b)와 펌프케이싱(14) 사이에 충격흡수부재(254a, 254b)가 제공된다. 이 도면에 있어서 또한, 회전자를 지지하고 회전시키는 자기 베어링과 모터섹션에 대한 상세한 예시는 생략되었다. 코일 형상으로 형성되거나 실린더 형상으로 배치된, 비정상 토크 발생시 변형하는 에너지 흡수물질로 만들어진 파이프 요소를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해 전체적인 에너지 흡수능력이 더욱 향상된다. 또한, 펌핑섹션 고정자 조립체(256)와 펌프케이싱(14) 사이에 설치된 충격흡수부재(254b)에 대해 비금속 물질(base material)이나 양호한 활주성(slidability)을 갖는 표면층(surface layer)을 사용하는 것도 바람직하다. FIG. 23 shows a modified embodiment of the embodiment shown in FIG. 22, with an impact absorbing member 254a between the vane pumping section stator assemblies 244a and 244b or between the vane pumping section stator assemblies 244b and the pump casing 14. 254b) is provided. Also in this figure, detailed examples of magnetic bearings and motor sections for supporting and rotating the rotor are omitted. It is preferable to use a pipe element made of an energy absorbing material that deforms upon occurrence of abnormal torque, formed in a coil shape or arranged in a cylinder shape. This configuration further improves the overall energy absorption capacity. It is also desirable to use a base material or a surface layer with good slidingability for the shock absorbing member 254b provided between the pumping section stator assembly 256 and the pump casing 14. Do.

도 24a와 도 24b는 충격흡수부재(186)의 복합 구조체의 실시예를 도시한다. 도 24a에 있어서, 충격흡수부재(186)는 스텐인레스 스틸 플레이트(187)와 같은 비교적 강하거나 견고한 재료와 납 플레이트와 같은 비교적 부드럽고 충격흡수력이 높은 재료(188)를 적층함으로써 조합된 재료로 만들져, 충격흡수기능과 형상유지기능을 제공한다. 도 24b에 있어서, 충격흡수부재(186)는 코일로 감긴 금속 파이프로서 만들어진다.24A and 24B illustrate embodiments of the composite structure of the shock absorbing member 186. In FIG. 24A, the shock absorbing member 186 is made of a combined material by laminating a relatively strong or rigid material such as stainless steel plate 187 and a relatively soft and high shock absorbing material 188 such as a lead plate, It provides shock absorption function and shape maintenance function. In FIG. 24B, the shock absorbing member 186 is made as a metal pipe wound with a coil.

앞의 실시예에서, 본 발명은 베인 펌핑섹션(L₁)과 그루브 펌핑섹션(L₂)을 갖는 광범위한 형식의 터보 분자 펌프로 표현되었지만, 공정설비의 성격에 따라, 본 발명은 베인 펌핑섹션(L₁)만을 갖거나 또는 그루브 펌핑섹션(L₂)만을 갖는 펌프에도 적용될 수 있다. 두 펌핑섹션(L₁, L₂)을 갖는 이들 광범위 펌프에 대해, 두 펌핑섹션중 하나에만 본 발명이 제공될 수도 있다. 또한 모든 형상화된 구조가 조합되어 사용될 수도 있다. In the previous embodiment, the present invention is represented by a broad range of turbomolecular pumps having a vane pumping section (L ₁ ) and a groove pumping section (L ₂ ), but depending on the nature of the process equipment, The same may be applied to a pump having only L ₁ ) or having only a groove pumping section L ₂ . For these wide range pumps having two pumping sections L ₁ , L ₂ , the invention may be provided in only one of the two pumping sections. All shaped structures may also be used in combination.

본 발명에 따르면, 회전자측에서 비정상상태가 발생하더라도, 고정자 또는 펌프케이싱에 손상을 야기하지 않아 진공처리시스템내의 진공상실을 초래하지 않는 매우 안정하고 신뢰할 만한 터보 분자 펌프를 얻을 수 있다.According to the present invention, it is possible to obtain a very stable and reliable turbomolecular pump which does not cause damage to the stator or the pump casing even if an abnormal state occurs on the rotor side and does not cause a vacuum loss in the vacuum processing system.

Claims

Rotor;

A stator assembly surrounding the rotor; And

A turbomolecular pump comprising a casing portion surrounding the stator assembly,

Further comprising a reinforcing member for reinforcing the stator assembly,

The stator assembly comprises an inner casing,

At least a partial gap is formed between the inner casing and the casing portion to prevent direct impact transfer from the stator assembly to the casing portion when abnormal torque is applied from the rotor to the stator assembly,

The stator assembly includes a lamination structure for securing the stator vanes in a vane pumping section,

The reinforcement member is a turbomolecular pump, characterized in that the cylindrical member disposed between the stator assembly and the casing portion.

delete

The method of claim 1,

The reinforcement member is a turbo molecular pump, characterized in that for coupling the components constituting the stator assembly.

The method of claim 5,

And the reinforcing member is axially aligned to penetrate the laminated structure.

The method of claim 1,

And said stator assembly comprises a groove pumping section spacer.

The method of claim 1,

The reinforcing member is a turbo molecular pump, characterized in that made of a material that can absorb the shock generated by the abnormal torque.

The method of claim 1,

The reinforcing member is a turbo molecular pump, characterized in that consisting of a hollow pipe.

The method according to any one of claims 1 or 5 to 7,

And a sliding accelerator for facilitating the stator assembly to slide circumferentially with respect to the casing portion.

The method of claim 10,

The sliding accelerator member is a low molecular friction member provided between the stator assembly and the casing portion.

The method of claim 10,

And the sliding accelerator member is a support structure for rotatably supporting the stator assembly.

The method of claim 1,

And a shock absorbing member is provided between the stator assembly and the casing portion.

The method of claim 1,

And said stator assembly is a multi-structure for securing stator vanes.

The method of claim 1,

And a thermostat for directly or indirectly heating or cooling the stator assembly.

A casing portion accommodating the stator and the rotor therein; And

A turbomolecular pump comprising a vane pumping section or a groove pumping section composed of the stator and the rotor,

At least a portion of the stator is provided with a shock absorbing structure,

The shock absorbing structure is arranged to absorb an impact applied to the stator in cooperation with the stator when an abnormal torque is applied from the rotor to the stator,

The shock absorbing structure includes an inner casing surrounding the vane pumping section or groove pumping section,

At least a partial gap is formed between the inner casing and the casing portion.

delete

The method of claim 16,

Turbo molecular pump, characterized in that a gap is provided between the inner casing and the casing portion.

The method of claim 16,

And the inner casing is fixed by fitting a portion of the inner surface or the outer surface of the inner casing to the cylindrical portion of the stator or the casing portion.

The method according to any one of claims 16, 18 or 19,

The shock absorbing structure includes a friction reducing mechanism provided between the inner casing and the stator or the casing portion.

The method according to any one of claims 16, 18 or 19,

The shock absorbing structure includes a shock absorbing member provided between the stator and the inner casing in the vane pumping or groove pumping section.

The method of claim 16,

The inner casing or the casing portion turbo molecular pump, characterized in that consisting of a high thermal conductivity material.

The method of claim 16,

The vane pumping section includes a laminated vane pumping section stator assembly for fixing the stator vanes,

The shock absorbing structure is a turbo molecular pump, characterized in that it comprises a bar member that penetrates the vane pumping section in the axial direction and can absorb the shock generated by abnormal torque.

The method of claim 23, wherein

The shock absorbing structure is a turbo molecular pump, characterized in that to absorb the shock through its own deformation.

The method of claim 24,

Wherein said deformation is effected through elastic deformation or plastic deformation.

The method of claim 25,

And said deformation entails breakage.

The method of claim 23, wherein

And said vane pumping section comprises a multi-structure.

The method of claim 27,

Wherein said multistructure is formed corresponding to said stator vanes having different diameters along the axial direction.

The method of claim 23, wherein

And said bar member comprises a hollow pipe.

The method of claim 23, wherein

And said vane pumping section stator assembly is attached to said casing portion via a friction reducing mechanism.

The method of claim 16,

And a thermostat mechanism for directly or indirectly heating or cooling said stator portion within said vane pumping section or said groove pumping section.

The method of claim 31, wherein

The shock absorbing structure includes an inner casing surrounding the vane pumping section or the groove pumping section,

Turbo molecular pump characterized in that the temperature control mechanism is provided on the inner casing.