KR950007378B1

KR950007378B1 - 진공펌프

Info

Publication number: KR950007378B1
Application number: KR1019910005355A
Authority: KR
Inventors: 미노루 다니야마; 마사히로 마세; 가즈아끼 나까모리; 다까시 나가오까
Original assignee: 가부시끼 가이샤 히다찌 세이사꾸쇼; 미다 가쓰시게
Priority date: 1990-04-06
Filing date: 1991-04-03
Publication date: 1995-07-10
Anticipated expiration: 2011-04-03
Also published as: US5190438A; EP0451708B1; EP0451708A2; DE69125044T2; EP0451708A3; CN1055800A; DE69125044D1; CN1019675B; KR910018680A

Abstract

내용 없음.

Description

진공펌프

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 진공펌프의 전체 종단면도.

제2도는 제1도에 나타낸 제1실시예에 있어서 냉각제의 흐름을 나타낸 계통도.

제3도 및 4도에 각각 본 발명의 각 단계에 있어서 염화알루미늄(AlCl₃)의 승화온도와 스테이터의 온도를 종래장치와 비교하여 나타낸 그래프.

제5도는 본 발명의 제2실시예에 의한 진공펌프의 전체 종단면도.

제6도는 본 발명의 제3실시예에 의한 진공펌프의 전체 종단면도.

제7도는 종래기술에 의한 진공펌프를 나타낸 전체 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 흡기구 102 : 배기구

103 : 하우징(케이싱) 104 : 로터

105 : 스테이터 106 : 펌프기구부

107a, 107b : 베어링 108 : 모터

09 : 냉각재킷 110 : 윤활유

111 : 급유구 113 : 오일펌프

114 : 축시일부 115 : 시일가스 공급구

117 : 오일쿨러 130 : 모터 하우징

본 발명은 예를 들면 반도체 제조장치의 배기펌프에 사용되는 진공펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펌프의 배기구를 통과하는 가스압이 대기압 또는 대기압 근방이 되는 조건하에서 운전되며, 반응생성물이 펌프의 내측에 부착하기 쉬운 프로세스에서 사용되는 드라이형의 진공펌프에 관한 것이다.

드라이형의 진공펌프는 흡기구구로부터 유입되는 가스가 통과하는 유로에 오일이나 물이 없기 때문에, 깨끗한 진공을 얻을 수 있는 뛰어난 특징을 가지지만, 가스를 압출할 때의 발열을 제거하는 효과가 없기 때문에, 펌프내의 온도가 높아지게 된다. 이런 이유로, 종래는 발열부의 외측에 냉각재킷을 설치하여 수냉각하고 있었다.

제7도는 종래의 드라이 진공펌프를 나타낸다.

흡기구(1) 및 배기구(2)를 포함하는 케이싱(3)의 내부에 베어링(6)에 의하여 회전 자유롭게 지지된 로터(4)와, 케이싱(3)내에 단단히 고정되어 있는 스테이터(5)가 설치되어 있다. 흡기구(1)로부터 흡입된 가스는, 로터(4)와 스테이터(5)로 이루어지는 펌프기구부에 의한 압축작용에 의하여 순차 압축되어, 토출구(2)로부터 대기에 배출된다. 그 압축과정에서 기체의 압축열이 발생하게 되는데, 배기구(2)에 가까워짙수록 압축열량은 많아진다. 이 압축열을 제거하기 위하여, 제7도에서 나타낸 종래 예에서는 스테이터(5)의 외측에 냉각재킷(7)을 설치하여, 급수구(8)로부터 공급되는 물로 냉각하도록 하고 있었다.

또한, 이 종류의 종래기술로서는, 일본국 특개소 62-29796호 공보 또는 실개소 64-46495호 공보에 기재된 것 등이 있다.

상기 종래기술에서는, 냉각매체로서 주로 물을 사용하고 있었으나, 물은 비열이 크고, 또 열전도율도 크기 때문에 냉각효과가 대단히 좋다. 그러나, 진공펌프의 흡입가스가 승화온도가 높은 즉, 저온에서도 응고되기 쉬운 가스일 경우에는, 펌프 내부를 과도 냉각시키면 상기 가스가 고체화되어 핌프 내부에 반응생성물로서 부착 퇴적하여, 펌프유로를 폐쇄하거나 로터록을 발생하게 되는 결점이 있었다. 또, 종래 이것을 방지하기 위하여, 상기 일본국 실개소 64-46495호에 기재된 바와 같이 냉각수의 순환량을 제어하여 스테이터의 온도를 임의로 설정하는 것도 고려되고 있다. 그러나 냉각수량을 소정량보다 작게 감소시키면, 냉각 불균일이 생겨 전체를 균일하게 냉각할 수가 없으므로, 진공펌프의 성능을 저하시킨다는 문제가 있다. 또한 냉각수량을 제어하기 위하여 유량계가 필요하나, 이 유량계의 협소부분에 포백분이 석출되어. 이 면으로부터도 안정된 온도제어가 불가능하게 되는 문제가 있었다.

또한, 진공펌프의 배기구에만 히터를 설치하여, 승화성 가스의 고체화를 방지하는 것도 제안되고 있으나, 히터를 설치하여 가열하는 방법은 히터의 작동고장 가능성의 문제가 생긴다.

본 발명의 목적은 펌프유로에 승화온도가 높은 기체가 흡입되어도, 기체가 고체화되지 않아 반응생성물이 펌프유로에 부착 퇴적되는 것을 방지하는 진공펌프를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 냉각액체의 순환양을 너무 감소시키지 않고 흡입가스의 응고를 방지하여, 펌프의 유로에 응고된 성분이 부착되는 것을 방지할 수 있는 진공펌프를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 반도체 제조장치의 이용에 적합한 것으로 반도체 제조장치에 사용되는 반응가스의 응고를 억제하여, 그 반응가스로부터 발생하는 반응생성물이 펌프의 스테이터나 케이싱의 내벽면에 부착 또는 퇴적되지 않도록 하는 진공펌프를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 반응생성물이 유로에 부착 퇴적하는 것을 방지하고, 또한 스테이터를 균일하게 냉각할 수 있는 진공펌프를 제공하는데 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에서는 냉각재킷 내면의 열전도율을 작게 함으로써 펌프 내부의 온도를 균일하게 상승시켜, 흡기구로부터 흡입되는 승화온도가 높은 물질을 기상측(氣相側)의 온도 이상으로 유지할 수 있도록 하였다.

본 발명은 흡기구와 배기구를 갖는 하우징과, 상기 하우징내에 고정된 스테이터와, 상기 하우징내에 회전자유롭게 지지된 로터를 포함하며, 상기 흡기구로부터 흡입된 기체를 상기 배기구를 통해 대기압 또는 대기압 근방까지 배기하는 진공펌프에 있어서, 상기 스테이터에 근접하게 설치되어 상기 스테이터를 냉각하는 냉각재킷과, 상기 냉각재킷을 통해 윤활유, 진공유, 광유, 합성유, 에틸렌글리콜 및 에틸알콜중 하나를 순환시키는 진공펌프를 제공한다.

또, 본 발명은 염화알루미늄(AlCl₃)을 포함한 가스를 흡기하고, 상기 가스를 대기압 또는 대기압 근방의 압력으로 압축하여 이 압축가스를 배기하는 진공펌프에 있어서, 펌프유로를 냉각하는 냉각재킷과 냉각액체를 상기 냉각재킷에 공급하는 냉각액체판을 포함하고, 상기 냉각액체관과 상기 냉각재킷은 상기 냉각액체가 순환되게 하는 폐루프를 형성하고, 상기 냉각액체는 상기 냉각액체관의 온도를 염화알루미늄의 승화온도보다 더 높게 유지하면서 냉각되게 하는 것을 특징으로 하는 진공펌프를 제공한다.

또, 본 발명은 흡기구와 배기구가 설치되어 있는 케이싱내에 스테이터 및 로터를 수납한 펌프기구부와, 상기 펌프기구부의 하측에 설치된 오일 윤활베어링을 포함하고, 상기 흡기구로부터 흡입된 가스가 상기 배기구로부터 배기되게 하는 진공펌프에 있어서, 상기 스테이터에 외주에 설치된 냉각재킷과, 상기 오일윤활 베어링에 공급된 윤활유를 상기 냉각재킷에 공급되게 하여 상기 펌프기구부를 냉각시키는 폐루프를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공펌프를 제공한다.

또, 본 발명은 흡기구로부터 흡입된 가스를 펌프케이싱내에 설치한 펌프기구부에 의하여 연속적으로 압축하고, 배기구를 통해 대기압과 거의 동일한 압력을 갖는 가스를 배기하는 진공펌프에 있어서, 물보다 열전도율이 작은 냉각액체가 흐르는 상기 펌프기구부를 냉각하는 냉각재킷과, 상기 냉각액체의 온도를 제어하는 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 진공펌프를 제공한다.

또, 본 발명은 흡입구로부터 흡기된 승화성의 가스를 포함한 가스를, 펌프케이싱에 설치된 펌프기구부에 의하여 연속적으로 압축하여, 대기압과 거의 동일한 압력을 갖는 상기 가스를 배기구를 통해 배기하는 진공펌프에 있어서, 상기 펌프기구부에 근접하여 설치된 냉각재킷과, 탱크로부터의 냉각액체를 상기 냉가재킷에 공급하는 공급라인과, 상기 냉각재킷으로부터의 상기 냉각액체를 상기 탱크에 복귀시키는 복귀라인과, 상기 냉각재킷, 공급라인 및 복귀라인은 냉각액체의 폐루프를 형성하고, 상기 폐루프내에 설치되어 냉각액체를 상기 탱크로부터 상기 냉각재킷으로 순환공급하는 급액펌프와, 상기 진공펌프내의 유로벽의 온도가 상기 승화성 가스의 승화온도보다 높은 온도로 유지되도록 상기 냉각액체의 온도를 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공펌프를 제공한다.

본 발명에서는 스테이터 냉각용 냉각재킷이 설치되어 있는데, 이 냉각재킷에서는 물보다 열전도율이 적은 냉각유체, 바람직하게, #90터빈유나 #140터빈유같은 열전도율이 0.08 내지 0.25kca1/m·h·℃의 범위인 냉각제, 또는 진공유 등이 공급되어 스테이터를 냉각하도록 하여 냉각유체의 냉각재킷에의 공급유량을 크게 감소키지 않고, 스테이터의 온도 일정온도보다 낮지않게 유지할 수 있도록 하고 있다. 흡기가스가 압축되어도, 그 압력하에서는 가스의 온도를 승화온도보다 높게 유지할 수 있기 때문에, 진공펌프의 유로에 흡기가스의 응고물이 부착 퇴적하는 것을 방지할 수 있으며, 냉각액체유량을 감소시킬 필요가 없기 때문에 냉각 불균일도 방지할 수 있다.

더 상세하게는, 본 발명에 따르면, 염화알루미늄(AlCl₃)을 포함하는 가스를 홉기하여 대기압 근방까지 압축하고 토출하는 진공펌프에서, 그 압력하에 있어서 염화알루미늄의 승화온도보다 더 높는 온도로 유로내 온도를 유지할 수 있기 때문에, 염화알루미늠이 고체화되어 유로 내벽 등에 부착 퇴적되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 냉각액체로서 일정온도로 제어된 온수를 사용하여도, 열전도율이 작은 냉각액체를 사용하였을 경우와 마찬가지로, 냉각액체의 유량을 크게 감소시키는 일없이 진공펌프내의 유로를 어떤 일정온도 이상으로 유지할 수가 있으며 냉각 불균일도 방지할 수 있다.

예를 들면, 반도체 제조장치에 있어서의 반응노로부터 배기되는 가스는 그 가스의 중기압과 온도의 관계에 의하여 대기압에 가까워질수록 온도가 높아지지 않으면 고체화되어 버리므로, 반응생성물이 펌프유로에 부착퇴적하게 된다.

펌프는 압축작용에 의하여 다량의 열을 발생하므로, 냉각용 재킷 내면의 열전도율이 감소되면, 펌프유로를 높은 온도로 일정하게 유지할 수가 있다. 따라서, 펌프유로를 통과하는 가스를 고온으로 일정하게 유지할 수가 있으므로, 반응생성물이 펌프유로에 부착 퇴적되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 있어서, 물보다 비열 및 열전도율이 더 작은 오일같은 액체를 냉각매체로 사용함으로써, 펌프내를 소정의 온도 이하가 되지 않도록 균일하게 냉각되게 하고, 흡입구로부터 흡입되는 승화온도가 높은 물질은 승화온도 이상의 온도로 가열되게 하여, 기체의 상태로 유지되고 고체화되지 않게 하여 유로에 부착퇴적하지 않도록 한다.

이하, 본 발명의 구체적 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

제1도는 본 발명의 제1실시예를 나타낸 전체 종단면도이다. 하우징(케이싱)(1 03)은 원통체(103a) 및 상하 단판(103b,103c)으로 구성되고, 상단판(103b)에는 흡기구(101)가, 또 하단판(103c)에는 배기구(102)가 형성되고 있다. 하단판(103c)의 아래쪽에는 모터하우징(130)이 설치되어 있다. 흡기구(101)와 배기구(102)를 가지는 하우징(103)내에는, 로터(104)와 스테이터(105)를 포함하는 펌프기구부(106)가 설비되어 있다. 로터(104)는, 상하의 베어링(107a, 107b)에 의하여 지지되고, 모터하우징(130)내의 모터(108)에 의하여 구동되고, 스테이터(105)는 로터(104)를 둘러싸도록 서치되어 있다. 흡기구(101)로부터 흡입된 가스는 로터(104)와 스테이터(105)의 압축작용에 의하여 순차압축되어, 이 압축가스는 배기구(102)로부터 대기중으로 배기된다. 스테이터(105)의 외주측에는 냉각재킷(109)이 설치되어 있다. 오일펌프(113)에 의하여 모터하우징(130) 하부에 괴인 윤활유(110)를 급유구(111)를 거쳐 냉각재킷(109)에 공급하고 있다. 흡입구(101)로부터 흡입된 가스의 압축에 의하여 발생한 열은 냉각재킷(109)에 공급된 오일(110)에 의하여 제거된다. 또한, 냉각재킷(09)의 내측면에는 리브(109a)가 형성되어 있어, 재킷의 하부에 공급된 냉각유체(오일)가 냉각재 킷(109)의 상측부로부터 배출될 때까지 스테이터(105)의 주위를 원주방향으로 선회하면서 상방으로 흐르게 하여, 스테이터 둘레방향의 온도가 균일하게 되도록 하고 있다.

도시한 바와 같이, 냉각재킷(109)은 로터 및 스테이터의 최종 단측에는 설치되어 있지 않다. 이것은 펌프의 고압영역을 고온으로 유지할 필요가 있고, 시일가스에 의하여 냉각되는 로터와 스테이터의 최종단측이 과도 냉각되는 것을 방지할 수 있기 때문이다.

제2도는 냉각재킷(109)에의 윤활유(110)의 공급계통을 나타낸 설명도이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 윤활유 공급계통은 폐루프로 되어 있다. 가스의 압축열을 냉각재킷에서 흡수하여 온도가 상승한 오일(110)은, 오일쿨러(117)에서 냉각수 등으로 냉각된 후, 다시 오일펌프로 순환공급되도록 구성되어 있다. 윤활유의 온도는 오일쿨러(1 17)에 의하여 온도가 제어되고 있다.

제1도에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서는 오일펌프(113)가 롤링베어링(10 7a, 107b)에의 윤활유 공급의 작용도 겸하고 있다. 베어링에의 윤활유 경로와 냉각재킷에의 냉각제 경로와는 동일 폐루프라인으로 구성되어 있다. 즉, 오일펌프(113)로부터 토출된 윤활유의 일부는 급유구(12a, l12b)를 통하여, 상하 베어링(107a,107b)에 각각 급유되도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성함으로써 윤활유 계로와 냉각제 계로를 겸용할 수 있기 때문에, 장치를 소형화할 수가 있다.

펌프기구부(106)와 상측 베어링(107a)과의 사이에는 축시일부(114)가 형성되어 있고, 이 축시일부(114)에는 시일가스공급구(115)를 거쳐 외부로부터 시일가스가 공급된다. 이 시일가스로서는 흡기구(101)로부터 흡입되는 기체와 반응하는 일이 없도록, 건조질소 등을 사용한다. 시일가스공급구(115)로부터 로터(104) 표면에 토출된 시일가스는 상하 2방향으로 나뉘어져 흐른다. 시일가스의 일부는 펌프기구부(106)에 유입하여 흡기구(101)로부터 유입한 기체와 함께 배기구(102)로부터 배기되고 나머지는 상측 베어링(107a)을 통하여 모터실(116)에 들어가서, 시일가스배기구(117)로부터 배기된다. 이 2방향으로 나뉘어져 흐르는 시일가스에 의하여, 베어링부에 공급된 윤활유가 펌프기구부(106)에 유입하는 것을 방지함과 동시에, 흡기구(101)로부터 유입한 기체가 모터실(116)로 유입하는 것도 방지하고 있다.

다음에, 상기한 본 발명의 실시예의 동작을 설명한다.

흡기구(101)로부터 흡입된 기체는 로터(104)와 스테이터(105)로 이루어진 펌프기구부(106)의 유로내에서 순차 압축되고, 배기구(102)를 통하여 대기에 배출된다. 배기과정에 이어서, 로터(104)가 고속회전하고 있는 영역에서는 가스가 고온이 되고, 그 열이 스테이터(105)에 전도된다. 이대로의 상태에서는, 가스온도가 높아져 펌프기구부(106)에 있어서의 압축성능이 저하하여 펌프성능이 저하하거나, 열팽창에 의하여 로터(104)와 스테이터(105)가 접속하는 일이 있으나, 본 발명에서는 냉각재킷(109)에 윤활유를 흘려보내어 오일냉각할 수가 있으므로, 안정된 냉각에 의하여 일정온도로 유지할 수가 있다.

진공펌프의 흡기구(101)가 예를 들면 반도체 제조장치의 알루미늄 드라이에칭장치의 반응노에 연결되어 있는 경우에는, 에칭후의 반응생성물로서는 염화알루미늄 (AlCl₃)이 생성된다. 이 승화온도 특성은 제3도에서 나타낸 바와 같이 압력과 온도의 관계에 의하여 고상측과 기상측으로 나누어진다. 제3도에 있어서, 18은 종래기술의 데이터, 19는 본 발명의 일실시예의 데이터를 나타내고 있다.

냉각재킷(109)에 물을 공급하여 수냉각하면 스테이터(105) 내부의 온도는 염화알루미늄의 승화온도 특성곡선 A의 고상측에 위치하고, 이 때문에 염화알루미늄(이하, AlCl₃라 함)이 고체화하여 스테이터(105)의 내벽에 AlCl₃가 부착 퇴적되어 버린다.

본 실시예에서는 냉각재킷(109)에 오일을 공급하여 스테이터를 오일 냉각하나, 오일의 열전도율은 물의 열전도율에 비하여 약 1/5로 낮으므로, 물, 오일을 동일 온도에서 사용하는 경우는 오일의 쪽이 스테이터(105) 내부의 온도를 높게 할 수가 있다. 그 결과, 스테이터(105) 내부의 온도는 AlCl₃의 승화온도 특성곡선A의 기상측의 위치로 유지할 수가 있어, 스테이터(105) 내벽에 반응생성물이 부착하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 작용을 제4도를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 도면에 있어서, 18은 종래기술의 데이터를, 19는 본 발명의 일실시예의 데이터를 나타낸다.

상기한 냉각재킷(109)에 물을 공급하여 수냉각하면 스테이터(105) 내부의 온도는 AlCl₃의 승화온도 특성곡선 A의 고상측에 위치하므로, 스테이터(105)의 내벽에 AlCl₃가 부착 퇴적한다. 물의 열전도율은 수온이 40℃일 때 0.54kca1/m·h·℃로서 오일 등에 비하여 열전도율이 크다. 본 발명에서는, 냉각재킷(109)에 열전도율이 0.08 내지 0.25kca1/m·h·℃의 냉각제를 공급한다. 이 조건을 만족시키는 알맞는 냉각제로서는 윤활유(#90터빈유,#140터빈유). 진공유(알킬디페닐 에테르계, 퍼플루오로폴리에틸계), 광유, 합성유, 에틸렌글리콜, 에틸알콜 등이 있다. 예를 들면 냉각제로서, 윤활유를 사용했을 경우, 윤활유의 열전도율은 물의 열전도율에 비하여 약 1/5 정도로 낮으므로, 물과 윤활유를 동일 온도로 가용하는 경우, 윤활유의 쪽이 높은 온도로 유지될 수가 있으므로, 이 윤활유에 의해 스테이터(105) 내부의 온도를 높게할 수 있고, 스테이터(105)의 내부온도를 AlCl₃,이 승화온도 특성곡선 A의 기상측의 위치에 유지할 수가 있다. 이 결과, 스테이터(105)의 내벽에 반응생성물이 부착되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 냉각제로서 0.08 내지 0.25kca1/m·h·℃의 범위의 열전도율의 것을 사용하도록 하고 있으나, 그 이유는 열전도율이 0.25kca1/m· h ·℃인 냉각제를 사용했을 경우, 제4도의 곡선(19a)에 나타낸 바와 같이, 스테이터의 제1단 내지 8단의 온도가 변화하여. AlCl₃의 승화온도 곡선 A에 상당히 근접하는 경우가 생긴다. 따라서, 그 이상 큰 열전도율의 것을 사용하면, AlCl₃가 고체화할 가능성이 있다. 이와 같이 AlCl₃의 고체화를 방지하기 위해서는 열전도율이 0.25kca1/m·h ·℃의 냉각제를 사용하면 좋다. 또 열전도율이 0.08kca1/m·h·℃의 냉각제를 사용했을 경우, 스테이터의 온도는 제4도의 곡선(19b)으로 나타낸 바와 같이 대략 유지되나, 이것보다도 더욱 열전도율이 작은 냉각제를 사용하면, 스테이터(105)의 냉각이 불충분하여 스테이터가 고온이 되고, 예를 들면, 약 250 이상이 되면, 스테이터(105)의 맞춤면에 게재시킨 시일제가 파괴되거나, 압축가스의 냉각이 불충분해져 압축성능을 저하시키고 만다. 스테이터(105)의 온도를 250℃ 이하로 유지하는 것이 좋으며, 이를 위해서는 열전달율이 0.08kca1/m·h·℃ 이상의 냉각제를 사용하는 것이 좋다.

또한, 제1도에 나타낸 제1실시예에서는 오일쿨러(117)를 모터 하우징(130)의 밖에 설치하고 있는 예를 나타냈으나, 오일쿨러(117)는 모터하우징(130)내에 설치해도 좋다.

제5도는 본 발명의 제2실시예를 나타낸다. 제2실시예에 있어서, 제1도의 제1실시예와 공통의 부품은 동일 참조번호를 나타낸다.

상기 제1실시예에서는 베어링에의 윤활유 경로와 냉각재킷에의 냉각제 경로를 동일 폐루프로 구성하고 있다. 제2실시예에서는 윤활유 계로는 상·하 베어링(107a, 107b)에의 급유만으로 하고, 스테이터(105)부의 냉각은 따로 설치한 급액핌프(220)에 의하여 온수를 공급되도록 한 것이다. 즉, 물탱크(221) 로부터 나온 물은 급액펌프 (220)에 의하여 급수구(223)를 통하여 냉각재킷 (209)에 들어간다. 냉각재킷(209)에 들어간 물은 로터(104)와 스테이터(105)에 의한 기체의 압축작용에 의하여 발생한 열에 의하여 스테이터(105)를 거쳐 서서히 가온되어 온수가 되어 다시 물탱크(221)에 복귀하는 폐루프로 되어 있다. 폐루프인 그대로이면 온도가 서서히 상승하여 상당한 고온이 되어 버리므로. 폐루프내의 온수의 온도를 일정하게 유지하기 위하여 물탱크 (221)내에 급수관(225)로부터 냉각수를 공급하여 물탱크 (22l)내의 온수를 배수관 (226)으로부터 배출하도록 구성하고 있다. 배구관(226)에는 물탱크(221)내의 온수를 외부에 배출하고, 외부로부터의 급수를 물탱크내로 도입하기 위한 온도조절밸브 (222)가 설치되어 있다. 이 온도조절밸브(222)는 물탱크 (221)내의 온수(224)를 일정온도로 제어하는 것으로서, 제3도 또는 제4도에 나타낸 AlCl₃의 승화온도 곡선 A의 기상측에 스테이터(105)의 온도를 유지하도록 물탱크내의 온수를 배출시킨다. 이에 의하여 스테이터(105)의 내벽 등 핌프유로에 반응생성물이 고체화하여 부착되지 않도록 하고있다.

이하, 본 발명의 제3실시예를 제6도를 참조하여 설명한다.

제6도에 있어서, 흡기구(301)와 배기구(302)를 가지는 케이싱(303)내에는 베어링(307)에 의하여 지지되고, 모터(308)에 의하여,구동되는 로터(304)와, 로터(30 4)를 둘러싸도록 설치된 스테이터(305)로 이루어진 펌프기구부(306)가 있다 흡기구 (301)로부터 흡입된 기체는 로터(304)와 스테이터(305)의 압축작용에 의하여 순차 압축되어 배기구(302)로부터 대기에 배출된다. 스테이터(305)의 외측에는 냉각재킷 (309)이 설치되어 있고, 그 내면에는 플라스틱판(310)이 접착제에 의하여 붙여져 있다. 그리고, 고무제의 O링(311)으로 시일하여 재킷커버(312)에 의하여 폐공간을 형성하고 있다. 재킷커버(312)에는 급수구(313) 및 배기구(314)가 설치되어 있고, 급수구(313)로부터 유입한 냉각수는 펌프기구부(306)에서 기체가 압축될 때에 발생하는 열을 빼앗아, 배수구(314)로부터 배출된다.

다음에, 본 발명의 제3실시예의 동작에 대하여 설명한다.

배기구(301)로부터 흡입된 기체는 로터(304)와 스테이터(305)로 이루어진 펌프기구부(306)의 유로내에서 순차 압축되어, 배기구(302)를 통하여 대기에 배출된다. 배기의 로터(304)가 고속회전하고 있는 부분에서는 기체는 고온이 되고, 그 열이 스테이터(305)에 전도된다. 이대로의 상태에서는 기체온도가 높아지고, 펌프기구부(306)의 압축작용이 나빠져 핌프성능이 저하하거나, 열팽창에 의하여 로터(304)와 스테이터(305)가 접촉되거나 하므로, 냉각재킷(309)에 냉각수를 통과시켜 냉각한다.

진공펌프의 흡기구(301)가 예를 들면 반도체 제조장치의 알루미늄 드라이에칭장치에 연결되어 있는 경우에는 에칭 후의 반응생성물로서 염화알루미늄(AICl₃)이 생성된다. 이 승화온도 특성도는 제3도에 나타낸 바와 같이, 압력과 온도의 관계에 의하여 고상측과 기상측으로 나뉜다. 냉각재킷(309)에 직접 냉각수를 유통시켜 냉각하면, 스테이터(305)의 내벽온도는 AlCl₃의 승화온도 특성도의 고상측에 위치하여 스테이터 (305)의 내벽에 AlCl₃가 부착 퇴적한다. 그러므로 냉각재킷(309)의 내면에 플라스틱판(310)을 붙이면, 플라스틱판은 철에 비하여 열전도율이 약 1/10로 작아지므로, 냉각수와 스테이터(305)의 내부의 기체와의 사이의 온도 구배가 커져, 기체의 온도를 높게 유지할 수가 있다. 그 결과 스테이터(305)의 내부온도는 AlCl₃의 승화온도 특성도의 기상측의 위치로 할 수가 있어, 스테이터(305)의 내벽에 반응생성물이 부착 퇴적하지 않게 된다.

또한, 플라스틱판(310)의 대신에 금속에 비하여 열전도율이 작은 비플라스틱물질을 냉각재킷(309)의 내측면에 붙이거나, 열전도율이 작은 막으로 고형화되는 액상물질로 냉각재킷(309)의 내면을 도포하여도 동일한 효과가 얻어진다.

본 발명에 의하면 냉각액체의 냉각재킷에의 공급유량을 그다지 감소시키지 않고 스테이터를 어느 일정온도 이상으로 유지할 수 있으므로, 안정된 냉각이 행해짐과 동시에 진공펌프의 유로에 흡기가스의 응고물이 부착 퇴적하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

흡기구와 배기구를 갖는 하우징과, 상기 하우징내에 고정된 스테이터와, 상기 하우징내에 회전자유롭게 지지된 로터를 포함하며, 상기 흡기구로부터 홉입된 기체를 상기 배기구를 통해 대기압 또는 대기압 근방까지 배기하는 진공펌프에 있어서, 상기 스테이터에 근접하게 설치되어 상기 스테이터를 냉각하는 냉각재킷과, 상기 냉각재킷을 통해 윤활유, 진공유, 광유, 합성유, 에틸렌글리콜 및 에틸알콜중 하나를 순환시키는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
제1항에 있어서, 상기 윤활유는 #90터빈유 또는 #140터빈유인 것을 특징으로 하는 진공펌프.
제1항에 있어서, 상기 진공유는 알킬디페닐에테르계 또는 퍼플루오로폴리에테르계인 것을 특징으로하는 진공펌프.
염화알루미늄(AlCl₃)을 포함한 가스를 홉기하고, 상기 가스를 대기압 또는 대기압 근방의 압력으로 압축하여 이 압축가스를 배기하는 진공펌프에 있어서, 펌프유로를 냉각액체를 상기 냉각재킷에 공급하는 냉각액체관을 포함하고, 상기 냉각액체관과 상기 냉각재킷은 상기 냉각액체가 순환되게 하는 폐루프를 형성하고, 상기 냉각액체는 상기 냉각액체관의 온도를 염화알루미늄의 승화온도보다 더 높게 유지하면서 냉각되게 하는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
흡기구와 배기구가 설치되어 있는 케이싱내에 스테이터 및 로터를 수납한 펌프기구부와, 상기 핌프기구부의 하측에 설치된 오일윤활베어링을 포함하고, 상기 흡기구로부터 흡입된 가스가 상기 배기구로부터 배기되게 하는 진공펌프에 있어서, 상기 스테이터에 외주에 설치된 냉각재킷과, 상기 오일윤활베어링에 공급된 윤활유를 상기 냉각재킷에 공급되게 하여 상기 펌프기구부를 냉각시키는 폐루프를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
제5항에 있어서, 상기 베어링으로의 윤활유의 유로와 상기 냉각재킷으로의 냉각제의 유로를 공통의 폐루프라인으로 구성한 것을 특징으로 하는 진공펌프.
제6항에 있어서, 상기 베어링은 롤링베어링이고, 상기 펌프기구부와 롤링베어링사이에 위치되며 상기 펌프의 외부로부터 시일가스가 공급되는 샤프트시일부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
제5항에 있어서, 상기 흡기구로부터 홉입된 상기 가스는 상기 펌프기구부내에서 대기압 또는 대기압 근방의 압력으로 압축된 다음에 배기구로부터 대기중으로 배출되는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
제5항에 있어서, 상기 윤활유를 냉각하는 오일냉각기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
흡기구로부터 홉입된 가스를 핌프케이싱내에 설치한 펌프 기구부에 의하여 연속적으로 압축하고, 배기구를 통해 대기압과 거의 동일한 압력을 갖는 가스를 배기하는 진공펌프에 있어서, 물보다 열전도율이 작은 냉각액체가 흐르는 상기 핌프기구부를 냉각하는 냉각재킷과, 상기 냉각액체의 온도를 제어하는 수단을 포함되는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
제10항에 있어서, 상기 냉각액체는 오일이고, 상기 냉각액체의 온도제어수단은 오일냉각기인 것을 특징으로 하는 진공펌프.
흡입구로부터 흡기된 승화성의 가스를 포함한 가스를 핌프케이싱에 설치된 펌프기구부에 의하여 연속적으로 압축하여, 대기압과 거의 동일한 압력을 갖는 상기 가스를 배기구를 통해 배기하는 진공펌프에 있어서, 상기 펌프기구부에 근접하여 설치된 냉각재킷과, 탱크로부터의 냉각액체를 상기 냉각재킷에 공급하는 공급라인과, 상기 냉각재킷으로의 상기 냉각액체를 상기 탱크에 복귀시키는 복귀라인과, 상기 냉각재킷, 상기 공급라인 및 상기 복귀라인은 냉각액체의 폐루프를 형성하고, 상기 폐루프내에 설치되어 냉각액체를 상기 탱크로부터 상기 냉각재킷으로 순환공급하는 급액펌프와, 상기 진공펌프내의 유로벽의 온도가 상기 승하성 가스의 승화온도보다 높은 온도로 유지되도록 상기 냉각액체의 온도를 제어하는 수단은 포함하는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
제12항에 있어서, 상기 냉각액체는 상기 펌프기구부의 압축열에 의하여 가열된 온수이고, 상기 탱크에 설치되어 상기 온수를 일정한 온도로 유지되게 상기 온수를 냉각하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로하는 진공펌프.