[其他]螺旋型真空泵

無效

• 申請號: 85101185
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85101185A
• 公開（公告）日: 1986-07-23
• 發明（設計）人: 松原克躬;內田利一;村松正敏;納谷孝太郎;高本恒治
• 申請（專利權）人: 日立株式會社
• 主分類號: F04C18/16
• 分類號: F04C18/16
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 包冠乾,王峰章

本發明涉及一種對一封閉容器抽空以在其中獲得真空的螺旋型真空泵。

諸如油封旋轉泵，羅茨機械增壓泵、噴射泵和擴散泵等都是目前使用的獲得壓強高于10^-4托的中真空或粗真空的各類真空泵。先有技術的真空泵和真空系統存在下列問題：

（1）真空泵的工作壓強范圍狹窄，單一真空泵不可能在760-10^-4托的壓強范圍中工作。油封旋轉泵實際上是唯一能在背壓為大氣壓的條件下進行工作的真空泵，而幾乎所有其他類的真空泵只能在背壓低于10托的條件下工作。當人們想在諸如CVD（化學蒸氣沉積法）室等半導體制造設備中獲得極限壓強為10^-4-10^-4托時，就需要使用雙級的油封旋轉泵或使用一個油封旋轉泵和另外一個泵，諸如羅茨機械增壓泵。圖1所示為先有技術真空系統的一個實例，其中油封旋轉泵「2」用做抽空真空室「1」的主泵，與油封旋轉泵「2」一起還使用了一個機械增壓泵「3」以獲得預期的壓強。在此實例中，當真空室「1」中的壓強值高時，在油封旋轉泵[2]起動進行抽空的同時需打閥門「5」并關閉閥門「6」和「7」，隨后，當真空室「1」中的壓強降至10托（在此壓強下機械增壓泵能進行工作）以下時，閥門「5」需關閉并打開閥門「6」和「7」。這樣，即可借助于油封旋轉泵「2」和機械增壓泵挨次順序地工作使抽空操作繼續進行下去。這類先有技術的真空系統具有下列缺點：結構復雜，成本高，開閉閥門的操作麻煩。

（2）油封旋轉泵的工作室中是充滿油的，這樣就存在一種危險，即油分子的回流可降低真空度或污染真空系統。為避免發生這樣的問題，就需要在真空室「1」和油封旋轉泵「2」之間安裝一個油阱「4」以防止油分子進入真空室「1」中。這就使真空系統的結構更為復雜。由于化學蒸著設備（CVD）使用了反應性氣體，例如氫化物以及氣體的活性法則等原因將引起真空泵油的分解和變質，這就需要定期地以新油換掉舊油，此維護工作很費力費錢。

本發明的目標是以一單級的螺旋型真空泵即可使用10^-1-10^-4托的壓強。

另一個目標是提供一種結構簡單的螺旋型真空泵即可獲得壓強范圍為10^-2-10^-4托的中真空。

能實現上述目標本發明的突出特點是在殼體中有一個陽轉子和一個陰轉子，它們相互嚙合的螺旋凸緣與螺旋凹槽可彼此配合形成許多個工作室。其中有的形成氣體壓縮區，即其容積將隨陰陽轉子的旋轉而減小從而可對氣體進行壓縮并排出。其中有的是傳輸區，即當陽陰轉子旋轉時，其工作室的容積基本上是沒有任何變化的。氣體壓縮區的多個工作室和傳輸區的多個工作室構成了許多對工作室，每一對工作室構成了一對與陰陽轉子的多個螺旋凹槽的各一個相關的容積。

圖1所示為一先有技術的真空泵系統視圖;

圖2為本發明的螺旋型真空泵示意圖，此圖給出兩個轉子的放大圖;

圖3為圖2所示螺旋型真空泵兩個轉子的立體圖，所示的為處于彼此嚙合狀態的兩個轉子;

圖4所示為壓強與分子的平均自由程的關系曲線;

圖5所示為抽速與吸入壓強的關系曲線;

圖6所示為一真空泵從大氣壓達到10^-4托壓強所做的功;

圖7所示為本發明螺旋型真空泵的一種實施方案的橫斷面圖;

圖8所示為沿圖7中線Ⅷ-Ⅷ所取的斷面圖;

圖9所示為沿圖7中線Ⅸ-Ⅸ所取的斷面圖;

圖10所示為垂直于本發明螺旋型真空泵的另一個實施方案的轉子軸的斷面圖;

圖11所示為本發明螺旋型真空泵的其它一個實施方案的主要部分

在敘述選取的實施方案之前先對本發明的原理加以說明。

圖2所示為本發明螺旋型真空泵的示意圖。圖中的陽轉子「11」和陰轉子「12」彼此嚙合。圖中所示的泵是沿陰陽轉子「11」和「12」的外表面展現出來的。圖2中，陽轉子「11」和陰轉子「12」彼此相差一個凸緣數，前者有5個凸緣，后者有6個凸緣。本發明對陰陽轉子的具體數目沒有限定，可以按設想使各轉子具有任一數目個凸緣。圖3所示為彼此嚙合的陽轉子「11」和陰轉子「12」，前者有4個凸緣，后者有6個凸緣，其凸緣數目之差為2。