TWI269006B - Static pressure non-contact type mechanical seal - Google Patents

Description

J269006 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本i明係有關一種靜壓型非接觸式氣封， 用來處理毒氣、可燃氣體、***氣體、混有粉：合，用於 各種氣體的渦輪機、鼓風機、壓縮-之虱體等 轉機器。 摞件機、轉閥等旋 【先前技術】 二-種習知之靜壓型非接觸式氣封， 铪封盒；固定於I介山〜b人 x、備.同狀 疋於貝牙此岔封盒之旋轉軸的旋轉宓封 止㈣環，於密封盒之内周部以面向旋轉密封^:封^靜 持成能在軸複方内μ ：、辰之狀恶保 :線方向上移動；開力產生機構， 目貝牙密封盒及靜止密封瑗 、击由〜 J用乳體 至兩密封環之二 串密封用氣體通路供應 密封端面=:Γ 面)間’藉此來產生朝打開 機構，夢由”二 靜止密封環之開力；Α閉力產生 之彈壓Γ= 盒㈣止密封環之間的彈菁所產生 封 〃生朝關閉岔封端面間之方向作用於靜止密 '衣閉力；並且根據被密封流體山 環外周面中而蚪 > 〜i刀（作用於’止密封 :面中面對被繼體區域之部分且為密封端面以外 力打開密封端面間之方向作用於靜止密封環的開 閉力㈣/機構所產生之開力與閉力產生機構所產生之 ==，藉此而使密封端面間保持於非接觸狀態(例 如蒼照專利文獻1)。 亦即’在具有此構成之靜塵型非接觸式氣封（以下稱為 6 ,1269006 端=:2)之情況下’密封端面間係保持於朝打開密封 :二作用之開力[導入密封端面間之密封用氣體 士 土 （评所產生的力量（根據靜止密封環之形狀等，有 、為作用方、靜止捃封裱外周面中面對被密封流體區域之部 分：為密封端面以外之部分的被密封流體之壓力所產生二 !量)上以及广關閉密封端面間之方向上作用之閉力(用來將 月？止在封％朝旋轉密封環之方向施以緊壓彈塵的彈菁所產 生=力量）保持平衡的非接觸狀態。在此，導人密封端面間 之密封用氣體之壓力是根據被密封流體區域之壓力設定成 比此μ力更高；用來決定閉力的彈簧之彈力（彈簧負幻是 根據密封用氣體之壓力設定得使密封端面間之間隙恰當（一 般來說為5〜1 5 // m)。 此外，習知氣封，係與使密封端面間產生被密封流體 所引起之動壓藉此來將密封端面間保持於非接觸狀態的動 壓型非接觸式氣封同樣地，將密封端面間保持於非接觸狀 心可以在不產生始、封端面之黏卡（sticking)之情況下將被 密封流體長期良好地密封。而且，習知氣封，就算對於無 法藉由動壓型非接觸式氣封來密封之氣體，仍能將此氣體 良好地密封，具有比動壓型非接觸式氣封更廣範的用途。 亦即，動壓型非接觸式氣封，如周知般，於能相對旋轉之 密封端面之一邊形成動壓產生槽，藉由此動壓產生槽之作 用來使控封端面間產生被密封流體所引起之動壓，將密封 端面間保持於非接觸狀態；並且，基本上容許被密封流體 自密封端面間洩漏至機外。因此，當被密封流體是具有不 J269006 奋4洩漏至外部之性狀的流體，例如毒氣、可燃氣體、爆 炸氣體等時，無法使用動壓型非接觸式氣封。相對於此， 在身為#壓型非接觸式氣封之習知氣封，在構造上，密封 用乳體自密封端面間喷往被密封流體區域（及非密封流體區 ，）藉此來元全阻止被密封流體之洩漏，所以，亦適合使 ^方、用來處理不容許洩漏之毒氣、可燃氣體、***氣體等 氣體的旋轉機器。 專利文獻1 ··日本特開2000— 329238公報（圖υ $而，在習知氣封之情況下，在配備有習知氣封之旋 :機器之運轉中（旋轉軸之驅動中），當㈣用氣體對密封 :面間之供應因某種原因(密封用氣體供應 作錯誤等）而停止時產生下關題。 亦即，習知氣封，因使用彈菁來 二彈簧所產生之閉力持續作用。因此，如上所封 體之供應意外停止，密封用氣體所產生之開力消失 時，靜止密封環便由於^’肖失 η “ 爭黃之彈壓力（閉力）而朝旋轉爽封 壤快速地移動，並劇列 山于 <、、、娅撞疑轉密封環。結 有可能損傷、破損。并„ 1 不*封立而面 n 問喊在被密封流體之壓力高之*严犬 條件下尤其顯著。亦即，在高㈣件 ：= 被密封流體之壓力提高密封用氣體 根據 用氣體所產生之開力I你 力故用來與密封 玍之開力千衡之彈簧負載當 ▲ 此，當密封用氣體之供 須麩向。因 “止日，，靜止密封環非常 1269006 石亚撞旋轉密封環，故密封端面之損傷、破損之程度更大。 、：發明係有鑑於此’其目的在於提供一種靜壓型非接 式軋封尤异在冑封用氣體對密封端面間之供應意外佟 之情況下’仍不會發生密封端面彼此劇烈碰撞，密封二 面才貝傷、破損這樣的情形，而能安全地使用。 而

=發明提出-種靜塵型非接觸式氣封，該氣封係具備： 二二：盒’·固定於旋轉轴等旋轉構件之旋轉 =:，於密封盒之内周部以同心地面向 J =方向上移動;開力產生機構，將密封 路：：：：：:、封盒及靜止密封環之-連串密封用氣體通 打開孩、封端面間之方向上作 屋生朝 力產生機構，用來產生朝關…士衣之開力；及閉 靜止密封環之閉力，·且使該開:向上作用於 使密封端面間保持於非接觸狀態:、為了 來 尤其，不使閉力產生機7f成上述之目的， 構；而於密封盒與靜止密封環之;^封般使用彈菁之機 型環阻塞之環狀空間(背屢室:·往；:二形成被2個〇 封用氣體通路之密封用氣體之一部分：：：：入供應給密 路流動之密封用氣體 5在雄、封用氣體通 作用於靜止密封環之密封用來之產;^閉力以作為 在該靜壓型非接觸式氣封之 :。 較佳為具備：形成於密封盒與靜：玄’松封用氣體通路 環狀空間且被介裝於該對:周面間之對向周面間的 ® Ο型環所阻塞之 9 1269006 連通工严曰1貝牙密封盒而將上游端連接於 路並且使下游端在連通空間形成開口的盒；；通^體供應 邊止密封環密封端面之靜壓產生槽、=、形成於 上游端在連通空間形成開口並且使下游端封環而使 成開口的密封環側通路、及配設於密封=產生槽形 器。背塵室可兼作為密封用氣體通路之 ^路之節流 用之情況下，較佳為’於密封盒與 二：。在不兼

:㈣第-、第二及第三◦型環;於該對c周面 第-及第二〇型環阻塞之密 4周面間形成被 被第二及第三〇 之連通空間以及 主衣阻基之背壓室；將认〜 通路之密封用氣體之一 、…，、δ费封用氣體 室。又，較佳為，〜封用氣體供應路導入背遷 成被2個0型環 之對向周面間形 於靜止密封環形成用來連月=區隔之辅助背厂堅室，並且 的貫穿孔，藉由自貫二 流體區域及輔助背壓室 虔力，來產生用/ 導入輔助背逐室之被密封流體之 力末產生用來將靜止密封環机體之 :。又，較佳為，於密封盒與靜止密二山之=屋的閉 淨止密封環朝離開旋轉密 θ“衣用來使 ,, 丄 丁衣之方向施以彈厭从η 件，在密封用氣體之供應停止時阻 =的舞性構 二方向快速移動。彈性構件以彈菁或 讀山 ::置這樣的彈性構件時，則較佳為’於若 ¥之對向周面間形成藉由導入 一好止松 保壓室，兮阳士/ ⑴用乳體來產生阻力之 動么:=二阻止靜止密封環朝旋轉密封環方向； 费封環形成將保麗室與背屢室或連通空間 10 1269006 加以連通且配設有節流器的密封用氣體導入路，在密封用 乳體之供應停止時阻止靜止密封環朝旋轉密封環方向快速 移動。再者，亦可於旋轉密封環之密封端面形成動壓產生 槽，對密封端面間作用密封用氣體所產生之靜壓以及動壓 產生槽所產生之動壓。 本發明之靜壓型非接觸式氣封，由於不使用彈簧來作 為閉力產生機構，而使自密封用氣體供應系統引導至密封 端面間之密封用氣體所產生之背壓當作閉力來發生作^， 因此’當密封用氣體之供應因某種原因而意外停止時，開 $產生機構所產生之開力及閉力產生機構所產生之閉力均 消失，因此，密封端面彼此不會劇烈碰撞，密封端面不合 損傷、破損。 曰 L貝她万式】 圖1目12及® ^分別為表示本發明靜壓型非接

側視圖。以下，將圖1所示之靜壓型非接觸 、、一軋封102」，將圖3所示之靜壓型非 接觸式氣封稱為「筮一々 非接觸p 乳封」，將圖4所示之靜壓型 非接觸式氣封稱A「楚# 刑非接觸p 」，將圖5所示之靜壓 ?妾觸式氣封稱為「第五氣封105」，將圖6所示之靜 &里非接觸式氣封稱為「 > 马弟八虱封106」，將圖7所示之 :i J接觸式氣封稱為「第七氣封107」，圖8所干之 靜壓型非接觸式氣封稱為「第八氣封108」，：圖 11 1269006 之靜塵型非接觸式氣封稱 所示之靜壓型非接觸式氣封稱為「笫：〇」’將圖11 圖丨2所示之靜遷型非 /，，，第十一氣封1U」，將 將圈18所-M 氣封稱為「第十二氣封⑴」， 將圖1"斤…屬型非接觸 」 113」。又，圖13，将矣-斤 弟十二乳封 側視圖，n 14 / 氣封101要部之放大縱剖 側視圖，圖14，係該氣封1〇1之 、， 15，係表示第三氣封1〇 在，之别視圖’圖 係表示第十二氣封112要部之放= 縱剖側視圖，圖16, 嗲气射1 1 0 大縱剖側視圖’圖1 7 ’俜 違氧封U2之旋轉密封環之前視圖。又， 係 為了方便起見，前後係指圖i〜圖i °兄’ 1 8之上下。 之左右，上下係指圖 弟一氣封101，如圖】张- 〆 於作為旋轉構件之旋轉軸二：具備··密封盒1;固定 4,於密封盒…向::轉: 線方向上移動（能前後移動=之狀態保持成能在轴 封用氣…… 開力產生機構7，用來將密 用風“自貫穿密封盒1及靜止密封環4之、… 用氣體通…應至兩密封環3、4二串㈣ 封端面3a，，藉此來產生對靜止端面之密 密封端面3a、4a間之方向卜夕 -封裱4作用朝打開 用夹甚斗 開力；以及閉力產生機構8， 產生對靜止密封環4作用朝關閉密封端面3"間之 而、且使密封心3a、Μ保持非接觸狀態， 區之被密封流體 作為八内周側區域之非密封流體區域L。又，此 12 1269006 例中’被密封流體d域Η是連通至 轉機器之機内的高I氣體區域；有第-氣封101之旋 至該旋轉機器之機外的大氣區域體區域L是連通 密封盒1，如圖1所示，係 器之外殼9水平突出之旋心狀圍繞自旋轉機 於外殼9之後端部。 的囫向形狀的構件，安裝 旋轉密封環3 ^ 一 1〇，U固定於旋轉二二透過圓筒狀固定構件 密封端面(以下亦稱為「旋轉：’：將後端面形成為 該密封端面係作成與轴 平：面胸圓環狀體； 靜止密封環4,如圖 封環3之狀態於密封盒1之不^糸以同心地面向旋轉密 12、13保持成能在轴線方過第—及第二0型環 13所示，係外徑不同之第二：動。，密封環4,如圖 14、1 5、1 6、〗7 弟—、第二及第四環狀部分 前端面係形成為作成之圓％狀體’·第一環狀部分14之 亦稱為「靜止側密封〜、乂：千⑺面的您封端面(以下 之外徑（靜止側密封端^」43 ^取前位之第—環狀部分14 二環狀部分15 3之外#)DI '在其後位延伸之第 1…卜徑D3及二？2、在其後位延伸之第三環狀部分 之外徑D4俜嗖定点仏伸之取後位之第四環狀部分1 7 靜止側密封端面：^tD2'D4<D2<l又，設定成 徑小而且靜止側密封…旋轉側密封端…外 之内徑大。又，靜p a之内控比旋轉侧密封端面3a …封環4,係由於植設於密封盒】之 13 J269006 傳動銷26之卡合作用而以容許在既定範圍在軸線方向上 移動之狀態被阻止相對於密封盒1旋轉。 第一及第二〇型環12、13，如圖所示，係以適當 地被壓縮之狀態介插於靜止密封環4與密封盒1之對向周 面間，以容許靜止密封環4在既定範圍前後移動（在軸線方

口上移動），並且二次密封靜止密封環4與密封盒丨之間。 亦17 _第〇型環12 I填於第二環狀部分1 5之外周面與 密=盒1之内周面之間；且往前方之移動在不離開第二環 狀邛为1 5外周面之範圍被形成於密封盒1内周部之第一 環f卡止面la所阻止。又，第二0型環13裝填於第四環 ' P刀17之外周面與密封盒i之内周面之間；且往後方 開第四環狀❹17外周面之範圍被形成於 ^ _ 弟一 ％狀卡止面lb所阻止。此外，於 砰止铪封環4與密封盒1之對向月％ η ^ 〇 ,, 心對向周面間形成被第一及第二 I衣丨2、13阻塞之環狀連通空間18。 碣力產生機構7 ’如圖1所-^ 靜止密封環4之一…3 "斤不’係由貫穿密封盒1及 密封流體區域Η θ.山封用軋體通路5、及用來將比被 更高壓之既二之壓力(以下稱為「被密封流體壓力」）Ρ 土<既又壓Ρ1(>ρ) 應路19俾 *封用乳體6自密封用氣體供 ^ ^至岔封用氣體通 所構成。 ύ的始、封用氣體供應裝置20 密封用氣體通路 密封盒1 & 了|1與靜止密封 裝於該對命 丁句周面間之 5，如圖 1 9 π - > 2所不，係由本身為形成於 % 4之對向周面間的環狀空間且被介 2 個 〇 型 1 〇 ! ^ 主衣12、1 3所阻塞的連通空 14 12690% 間1 8，貫穿密封盒1將 並且使下游端在連通^ Λ成^、㈣氣隸應路19 -4 Λ a之靜壓產生槽22;貫穿靜止密封 η 游交而在連通空間18形成開口並且使τ游 壓產生槽22形士日目 1且便下存^在靜 2形成開口的密封環 環側通路Μ當處的節流器24所構成。3,及配-於-封 環狀Μ ’係相對靜止側密封端面4a呈同心之 衣狀而且連續或間斷之淺凹槽， 之 靜壓產生;^ 本例中採用後者。亦即， 4a呈门如圖14所示，係由相對靜止側密封端面 ^飞狀且並排之複數個圓弧狀凹槽2 松封環側通路23之下、給μ w 再凤 23a，如圖^ 游鳊邛是分支的，各分支部分 W 及圖14所示，係在構成靜厚產生；^ ” 圓弧狀凹槽仏形成開口。 …[產生槽22之各 即流器24係具有節流功能之 多孔質構件等，且配設於本身：7卜孔口、毛細管、 處且為分支部分23a以外的通路23之適當 置於密封用氣體通路5之適二’即流"24係可以配 間18及背壓…用之=ί’Τ所述，在連通空 5中比連通* M 1QS 月兄下，配置於密封用氣體通路 ^通^ 18更下游側之密封環通路23。 P更^用供應裝係用來將比被密封流體壓力 端之密封用Λ㈣用讀6，自連接於㈣通路21上游 密封環側、广供應管、？經盒側通路21、連通空間18、 密封用氣冑3及即：？ 24供應至靜壓產生槽22。有關 ，要根據密封條件適當地挑選性狀為流到各 15 1269006 區域H、L亦盈堂 體)無不良影響的。氣: 對人體無害的乾二本例中」使用對各種物質呈惰性且 機器之運轉中(：乳。又，被封用氣體6，通常在旋轉 T U疋轉軸2之驅動中） 止供應。旋轉機哭之、軍M r )應在運轉停止後停 後而且在密封：： 在密封用氣…供應開始 始進行；密封：':4a間保持於恰當的非接觸狀態後開 轉停止後而且在二6 2之!應、停止則在該旋轉機器之運 體全後進行。又，密封用氣 制於比被密封^ 仁瓜末说，設定或控 对/现體壓力P高約0.5〜I.5bar。 因此，依據開力產生機構7,將 用氣體通路5板⑥ T用礼肢6自密封 .^ 七、應至密封端面3a、4a間，便在.μ — 4產生往使靜止宓 更在静止在、封環 密封端面3a、二“離開旋轉密封環3之方向亦即朝 a間打開之方向的開力。 有關閉力產生趟、—。;__ 止密封環4之對白η 口回1所不’於密封盒1與靜 阻塞之-二周面間形成作為被2個0型環m 密封：=的背壓"，往此背壓室25導入供庫至 用乳體通路5之密封用氣體6之一部分、… 氣體通路5流動之密封用氣體6之一部分；“、封用 4作用密封用 < 刀，對靜止密封環 閉力產生機構、二 之背壓’藉此來產生該閉力， 簧。未具有如習知氣封般用來產生閉力之彈 本例中，如圖丨3所示，使穷々 部分之連通处門1δ 為山封用乳體通路5構成 間18兼作為背塵室…在密封用氣體6供 16 J269006 應給背壓室25之情況下，(在D1<D"，考慮被密封流 體壓力p所造成之影響），將背壓室25形成使在將靜止密 封環4朝旋轉密封環4緊壓之方向、亦即關閉密封端面 4a之方向上作用之閉力作用於靜止密封環4的形狀。亦即， 對靜止密封環4，如圖13所示作用對環狀部分Μ之前端 面4b作用之被密封流體壓力p所產生往後方之推力（第一 推=)F 1、對第三環狀部分丨6之前端面4c作用之密封用氣 體壓力P1所產生往後方之推力（第二推力）F2、及對第三環 狀部分16之後端面4d作用之密封用氣體壓力卩丨所產生 往前方之推力（第三推力）F3(但是，第一推力Fl在m==D2 之情況下不產生）。在此，F1 = (7r /4)((D2)2〜⑴ι)2)(ρ)， F2 = / 4)((D3)2 — (D2)2)(P1)，F3 =(兀 / 4)((d3)2 — (D4)2)(P1)。因此，事先將各環狀部分μ、ls、之 外徑D1、D2、D3、D4設定成滿足F3-(Fl + F2)>〇，藉 此來藉著供應給背壓室25之密封用氣體6來產生閉力（=F3 (F 1 + F2))。此外’該閉力之大小由各環狀部分14、丨5、 16、17之外徑D1、D2、D3、D4之大小（及壓力ρ、ρι之 大小）來決定；事先將此等外徑適當地設定，而將該閉力之 大小設定成與供應給密封端面3a、4a間之密封用氣體6所 產生之開力保持平衡。亦即，該閉力藉由與開力之平衡而 設定，使得密封端面3a、4a間保持於恰當間隙（一般來說 為 5 〜1 5 # m) 〇 在如以上般構成之第一氣封1 〇 1之情況下，將密封用 氣月豆6自旦側通路21、連通空間丨8及密封環側通路供 .1269006 應至靜壓產生槽22 ’則藉由導入靜壓產生槽22之穷、 氣體6而在密封端面3a、4a間產生朝打開密曰封端面二用 之方向上作用之開力。該開力’係由導入密 a 間之密封用氣體ό所產生之靜壓而產生。 & 4a /生王 又，由於導入善 作為連通空間18之背壓室25的密封用氣體6,而有對， 止密封環4作用本身為朝關閉密封端面“、乜之方向上静 用之閉力且為有與該開力平衡之大小的閉力。因此2 端面3a、4a由㈣開力與閉力之平衡而保持於具有^間 隙的非接觸狀態。亦即，導入靜麼產生槽22之密 體6在密封端面3_間形成與閉力平衡之靜壓之流體膜乳 由於此流體膜之存在，密封端面3一之内外徑側區域H、 L間被遮蔽密封。 ☆田么封用乳體6之供應開始進行，密封用氣體6往密 封鳊面3a、4a間之導入便經由節流器24來進行，因此， :不經由節流器24之下就供應給背壓室25之密封用氣體 所二之閉力是在開力之產生前便產生。因此，雖然未 吏用彈戸、作為閉力產生機構8，但與使用彈簧之習知氣封 同樣地’可以藉由開力與閉力之平衡來將密封端面hi 2 =於恰當間隙之非接觸狀態。又’因密封用氣體6在 即二斋24被節流後導入靜壓產生槽22，故就算密封端面 a化間之間隙有變動，該間隙仍自動地調整而保持恰當。 一田山封禚面3a、4a間由於旋轉機器之振動等而變得 ^口二間隙，時，自靜M產生槽22流到㈣端面3a、4a 山封用氣體量與經節流器24供應給靜壓產生槽Μ之 18 J269006 密封用氣體量變得不均衡，靜壓產生槽22内之壓力降低， 開力變得比閉力小，所以，密封端面3a、4a間之間隙會變 小，而使該間隙調整至恰當的間隙。相反地，當密封端面 3a、4a間比恰當間隙小時，由於與上述同樣之節流器24 所產生之節流功能，靜壓產生槽22内之壓力上昇，開力 、交侍比閉力大，密封端面3a、4a間之間隙會變大，而使該 間隙調整至恰當的間隙。 /

、一如此，第-氣封101，在密封用氣體6之供應恰當地 進行之情況下，可以與使用彈簧作為閉力產生機構之習知 氘封同樣地，將孩、封端面3a、4a間保持於恰當間隙之非接 觸狀態，並且將被密封流體區域H良好地密封。 w y W1 I月几r，右連轉中（或在運轉 之階段)密封用氣體供應…。等之故障或操 、·日决寺V致密封用氣體供應系統發生故障，密封用氣 頭外停止時’肖習知氣封不同的是不會發生在開 頌所述之問題。 亦即，若密封用氣體6之供應停止’則往密封端面h、 背：室之：封用氣體導入停止，開力消失，但與此同時，往 因此，者，密封用氣體6之導入亦停止，閉力亦消失。 故靜止；:二用氣體6意外停止時，開力及閉力同時消失， 位，密封J:4不會自密封用氣“之供應停止之狀態移 發生在開=、3a、4“呆持原來的非接觸狀態。結果，不會 密封端面3、所述般由於密封用氣冑6之供應意外停止而使 a、4a劇烈碰撞而損傷、破損。 39 1269006

又，若密封用氣體6之供應自此狀態繼續下去，則密 封用氣體6所產生之開力及閉力再度產生，密封端面 4a間保持於恰當的非接觸狀態。此時，若開力及閉力同時 再產生，則密封端面3a、4a間因開力而過度張開，有可能 無法恢復恰當的非接觸狀態。然而，因密封用氣體6往^ 封端面3a、4a間之導入經由節流器24而進行，故在不經 節流器24之下供應給背壓室25之密封用氣體6所產生: 閉力是在開力發生前產生。結果，上述般之問題不會發生， 密封端面3a、4a間恢復保持於恰當間隙之非接觸狀態。又， 在D1 = D2之情況下(D1<D2之情況下)，因對靜：密封環 4作用第一推力F1，故當密封用氣體6之供應停止時（或當 該供應以被密封流體之壓力殘存之狀態繼續進行時卜該推 力F確貫防止靜止密封環4朝旋轉密封環方向之快速移 動，完全不會有密封端面3a、4a彼此劇烈碰撞之可能性。 又’第二氣封102’如圖2所示，除了密封盒i作成 具有外徑筒部le及内徑筒部1(1之雙層筒 止密《4以四《料17之耗與第三環狀部;= 之外徑一致的形狀這點、及將第=〇型環13配置於第四 環狀部分17之内周面與内徑筒部Id之外周面之間這點以 外，係具有與第—氣封1G1相同構造之氣封，是發揮盘第 -氣封HH相同功能之氣封。在第二氣封1〇2之情況 因可以將靜止密封環4之背面(第四環狀部分17之後端 面L4e㈣當作用來產生該第三推力f3之受壓面，故在靜 山十衣之形狀上，就算在第一氣封1〇1無法確保與開 20 1269006 力平衡所必要之閉力之情況下，仍能確保足夠的閉力。如 此’可以將兼作為連通空間1 8之背壓室25之形狀，藉著 設計靜止密封環4之形狀及第二0型環13之配置等來做 適當地變更。又，第二氣封1〇2之閉力，是對第四環狀部 分1 7之後端面4e作用之密封用氣體壓力p 1所產生之第 二推力F3 ’減去對第二環狀部分丨5之前端面4b作用之被 密封流體壓力P所產生之第一推力F 1及對第三環狀部分1 6 Φ W立而面4c作用之密封用氣體壓力P1所產生之第二推力 F2所得之值。但是，若第一及第二環狀部分14、15之外 徑一致，則第一推力F1不產生。 又’第一及第二氣封1〇1、102，雖作成背壓室25兼 作為連通空間18的構成，但亦可如第三氣封103般作成 兩者1 8、25不兼用的構成。 第二氣封103，如圖3及圖15所示，係於密封盒1與 靜止始、封環4之對向周面間配設有第一、第二及第三Ο型

js. 12 -I φ 衣 、13、28，於該對向周面間區隔形成被第一及第二〇 I裏12、13阻塞之密封用氣體通路5之連通空間18及被 第一及第二〇型環13、28阻塞之背壓室25，將自密封用 氣體么、應路供應至密封用氣體通路5之密封用氣體ό之一 邛刀導入背壓室25而構成。此外，第三氣封103除了這 ”占及將始、封盒1作成與第二氣封1 02同樣之雙層筒構造這 點以外，是形成與第一氣封1〇1相同之構造。 亦即’使靜止密封環4呈第四環狀部分1 7之外徑與第 丨刀15之外徑一致的形狀，將第一及第二〇型環 21 Ϊ269006

2八13 I填於第二及第四環狀部分15、17之外周面盥密 壯=1=外，筒部lc之内周面之間，並且將第三〇型環28 /、於四％狀部分17之内周面與密封盒丨之内 二卜周面之間，將連通空間18及背壓…成被;I。 :13隔出之個別獨立的環狀空間。此外，冑關閉力產 铖構8,於密封盒i以獨立於密封用氣體料5之外之 $形成連通至背壓室25之閉力用氣體通路5a，並且將 在封用氣體供應路19分支出之閉力用氣體供應路…連 ==氣體通路5a，將自㈣用氣體供應路Μ供應 :，體通路5之密封用氣體6之一部分 =❹應路W及閉力用氣體通路5a導人背墨室〜 :=第-及第二氣…1〇2同樣地產生與開力平 之後^。^氣封1G3之閉力，係對第四環狀部分 ^作用之密封用氣體壓力P1所產生之第三推力 屙：第-％狀部分15之前端面4b作用之被密封流體 二產生之第一推力F1所得之值，推力由於導入連 立 封用氣體6而不產生。但是，若第一及第 ―，部分14、15之外徑-致，則第-推力F1不產生。 *密封用氣體6之供瘅俜，卜斤 ^ ^ 封用氣體…所產1之::二 封環4不朝旋轉密封環方向夂：肖：，所以，靜止密 劇烈碰撞，^ L 會與旋轉密封環3 用氣雕 X孩、封條件’有時較佳為設法在密封 ”月旦6之供應思外停止岑 漆封p + τ止袷積極避免靜止密封環4朝旋轉 …方向快速移動。第四、第五、第六、第七、第八及 22 1269006 第九氣封 H)4、105、106、1〇7、i()8、i() 樣情況下之例子的氣封。 別疋表示這 $第四或第五氣封104、1〇5，如圖4或 … 达、封盒1與靜止密封環4之對向 / ^ 不，係於 氣體6以產生用來阻止靜止密封。；:=導入密封用 動之抵抗力的保…，並且於; 室30與背壓室25或連通空 屯成將保遂 器3!的密封用氣m 加以連通且配設有節流 ]山封用乳體導入路32，當密封 外停止時，積極阻止靜止密封環4朝玄“共應意 移動而構成。 欲封環方向快速 之第' Ο :四孔封104 ’如圖4所示’除了於第二氣封⑽ =弟一 Q型環裝填位置裝填型環33 第02 〇型環12裝埴於箆二护业卹八 11將弟一 lc之間，二、m 6與密封盒1之外徑筒部 及第四0别Γ 4封，4與密封盒1之間形成作為被第一 於，止μ ^12,33密封之環狀空間的保壓室％這點、及 4形成將保壓室3〇與兼作為連通空間 月壓至2 5加以連通且配設有節 …點以外，係具有與第：二 ^ 一长如 乳釕ι〇2相冋構造的氣封。 门樣二係與配設於密封用氣體通路5之節流器24 同樣地八有郎流功能之裝置’例如孔 構件等。 S夕孔質 匕有關第四氣封104’密封用氣體6自兼作為連通空間Μ 之背壓室25經密封用氣體導入路32導入保壓室％ 導入保麼t 3G之密封用氣體6而產生在使靜止密封環* 23 !269〇〇6 轉密，3之方向上的推力。此推力係對第三環狀 :5之前端面4c作用之密封用氣體壓力ρι所產生之 :二在密封用氣豸3之供應狀態，在功能上，是與該第 一推力F2相當的力量。 此外，若密封用氣體6之供應意外停止，則與此同時， 、㈣端面3a、4a間作用之開力及對背壓室&作用之密 二用札體6所產生之閉力便消失，但是，保壓冑％内之 捃封用氣體6因設於密封用氣體導入路32之節流器η而 =慢地排出，故在密封用氣冑6之供應停止後仍殘留一段 間。因此，就算在密封用氣體6之供應停止時，仍由於 殘留^保壓室3〇内之密封用氣體壓力ρι而產生用來阻止 静止密封冑4朝旋轉密封環方向移動的阻力，在密封用氣 體6之供應停止時阻止靜止密封環4朝旋轉密封環方向快 速移動。亦即，在密封用氣冑6之供應停止的瞬間，靜止 密封環4不會快速地移動而劇烈碰撞旋轉密封環3。 又’有關第五氣封105,如目”斤示，於第三及第四 環狀部分16、17之外周面與密封盒】之外徑筒部卜之内 周面之間形成被第-及第二〇型環12、13阻塞之連通空 間18 ’亚且於第四環狀部分！ 6之内周面與密封盒^之内 徑筒部lc之外周面之間形成被第二及第三〇型環丨2、Μ 阻塞之背壓室25,閉力產生機構8則有與第三氣封1〇3同 樣的構成’保壓室30則藉由具有節流器31之密封用氣體 導入路32來與連通空Μ 18連通。這樣的構成，亦與第四 氣封104同樣地，當密封用氣體6之供應停止時，由於殘 24 1269006 留於保壓室3 〇內之宓私 a 4 $nrM 孔—壓力P1而產生用來阻止靜 了衣4朝才疋轉密封環方向移 - 6之供應停止時，阻止聲卜六^取之^力在被封用氣體 月?'止邊封j展4朝旋韓爽抖s ::;。…一…通至-…：::

r又，第六、第七、第八及第九氣封_、107、1〇8、If)Q 係於密封盒i與靜止密封環4之間介裝用來將：止8:: 4朝雔開旋轉密封 *封環 之方向施以彈壓的彈性構件34 3S 以在㈣用氣體6之供應 ’ 5’ 密封環方向快速移動而構成。心止在封Η朝旋轉 '、I7第八或第七氣封106、1〇7，如圖 係於密封盒i與靜止密一Η所不， 封環”月離開旋轉，J 配 來將靜止密 彈箬34,〆 之方向施以關之彈性構件的 由1 就异在密封用氣體6之供應意外停止時，仍藉 由每頁34所產生之彈犀力夾 9 封環方Μ,之5早【力末阻止靜止密封環4朝旋轉密 ^向快速移動而構成。又，彈簧34所產生之彈堡力， 係在開力產生機構7所產生 生之開力及閉力產生機構8所產 夕之閉力消失之情況下設定為能阻止靜止密封環4之快速 :動上所必要且足夠的力量；且當然不可以是破壞用來將 -封為面3a、4a間保持於恰當的非接觸狀態之開力力 之平衡的力量。 〃 么:’第八或第九氣封108、109,如圖8或圖9所示， ‘於密封盒1(在第八氣封1〇8之情況下為内徑筒部在 25 !269〇〇6 第九氣封109之情況下為 △ , 間配設作為珣來將靜 工同。C)與靜止密封環4之 ,^ 末將靜止㈣環4朝離開旋轉密封麥3夕古 向施以彈Μ之彈性構件的〇型 ^料3之方 應意外停止時，藉由〇型衣，被封用氣體6之供 上之彈性變形)來阻止靜止〜了广㈣力(轴線方向 移動而構成。X，右關楚Λ尸 初疋轉在封％方向快速 用來”!！ 氣封1〇9,將0型環35兼作為 用末搶封兼作為連通空間18 衆作為 19 ^ 之月壓室25的第一 〇型璟 ，◎型環35所產生之彈麼 又 所產生之開“ Ρ, “止 力係、在開力產生機構7 =力及閉力產生_ 8所產生之閉力開力消失之 月/下叹疋為能阻止靜止密封環4之快速 足夠之力量；且當然不可以 、、— 必要且 -^ 皮展用來將畨封端面3a、4a 持於恰當的非接觸狀態之開力與閉力之平衡的力量。

=封流體壓力P變動之條件下，在該第一推W 作用之情況下，根據密封條 保件亦有可能由於對背壓室25 作用之㈣用氣體壓力〜無法確保能與開力平衡上所 1ιη μ 隹此匱况下，只要如第十氣封 又附加被密封流體壓力P所產生之閉力即可。 亦即，第十氣封110,如圖10所示，係於密封各i之 内徑筒部ld與靜止密封環4之對向周面間形成被：個0 m、36阻塞且與背壓t 25 隔之輔助背壓"7,並 且於靜止密封環4形成將被密封流體區❹與輔靡室 37加以連通之貫穿孔38’藉由自貫穿孔38導入輔助背壓 室37之被密封流體壓力p來產生將靜止密封環*朝旋轉 密封環3緊壓之閉力而構成。又，第十氣封ΐι〇,除了設 26 1269006 有輔助月壓至37及貫穿孔38這點以外，係形成與第三氣 封10 3相同的構造。 在第十氣封110之情況下，藉由導入輔助背壓室37之 被密封流體壓力p爽 、、ώ 力Ρ耒附加閉力，而且，此閉力按照被密封 :::之壓力變動而改變’因此，就算在被密封流體 “ ρ變動之條件下，仍發揮良好的密封功能。 被密==二在設置輔助背壓室37以附加 若穷封 生之閉力而構成之氣封之情況下， 6之供應停止，開力消失，則有可嶋^ 此可能性可以夢著事弈疋^料方向快速地移動’但是， 面4b作用>先故法使對第二環狀部分I5之前端 生之推力（第—推力叫 狀等密封條件上，若达=^°又’在靜止密封環4之形 如第四或第五氣二 有困則可以藉著事先設置 弟五虱封104、105般之保壓室3〇、 氣封⑴it來有效地排除上述之可能性。第十- 亦即，第十一氣封111，如圖u所-队 封⑽同樣地於密封盒}與靜止密封不Ή第六氣 靜止密封環4朝離開旋轉 ：,間设有用來將 34這點以外，係形成與第十氣封】：方“以彈塵之彈簧 一氣封⑴之情況下，當烫封=110相同的構造。在第十 就算辅助背壓室3 、氧體6之供應意外停止時， 7所產生之閉力存在，仍藉由彈菁34所 27 1269006 產生之彈壓力來防止靜止密封環4朝旋轉密封環方向快速 移動，故密封端面3 a、4a彼此不會劇烈地碰撞。 又’上述之各氣封 101、102、103、104、105、106、 107 ' 108 ' 109 ' 11〇、ln，係將開力產生機構7作成藉 由您封用氣體6來在密封端面3a、4a間僅產生靜壓，但亦 可作成在密封端面3a、4a間產生靜壓以及動壓。第十二氣

封112,係作成產生該靜壓及動壓所產生之開力的複合型 非接觸式氣封之一例。 ’、，弟十二氣封112，如圖12所示，係於旋轉側密 封知面3a形成動壓產生槽41，以設法藉由該動壓產生槽々I 來於密封端面3a、4a間產生動壓所產生之開力，除了這點 以外，疋形成與第一氣封101相同的構造。 動壓產生槽41之形狀可以根據密封條件等來適當地嗖 定。本：中，動壓產生槽41如圖17所示呈第一溝：部： ❿及第二溝槽部分42b所構成之複數個溝槽42在穷: 端面3a之周方向並排而成的形狀；該第—溝槽部分4二 自旋轉側密封端面3a中面向靜壓產生槽22之部位往朴 ==密封環3之旋轉方向(…)之反方向以： ?弟-溝槽部分42b係往内徑方向且為旋轉密 衣 &轉方向（付向）之反方向以傾斜狀延伸。各 \ ^之深度一定之淺溝槽；其最外徑側端ία 部八42h _之外np)及取内到則端部(第二溝槽 刀 之内徑側端部）則位於兩密封端面3 a Δ 區域内。亦即，如圖16所示，動壓產生槽心內：之重疊 曰〜之内外徑e，f， 28 1269006 於靜止側密封端面4a樣#旋轉側密封端 及於厣t外徑)及其内# dU旋轉側密封端面38之内徑)以 砰土 ±槽22(圓弧狀凹槽仏)之外徑b及其内徑c且 有 b〈 f j 〆、 ^ ^ a < e < c之關係的範圍適當地設定。本例中， ^又疋成滿 ^ G.5S(f~bX//(am9 或 G 5^_e)/(c = 0·9之條件。各溝槽42，如圖i7(A)所示作成呈第一 以广分42a及第二溝輪㈣在基端部一致之大致〈 子^的溝槽’或如目17⑻所示作成呈第-溝槽部分42a :溝枱刀42b之基端部在周方向交錯之干鳥形狀 溝槽。 依據這種身為複合型非接觸式氣封之第十二氣封 ή’在密封端面3a、4a間產生密封用氣體6所產生之靜 壓以及動壓產生槽41戶斤產生之動壓，藉由此等靜壓及動 壓來產生絲將密封端面3a、4a間保持於非接觸狀態之開 力。因此’就算發生無法藉由密封用氣體6所產生之靜焊 來，密封端面3a、4a保持於恰當的非接觸狀態的事態，仍 能藉由動壓來維持恰當的非接觸狀態。又，相較於僅以靜 壓來保持於非接觸狀態之靜壓型非接觸式氣封，可以藉由 密封用氣體6所產生之靜壓來減少密封用氣體6之必^供 應量。又’動麼產生槽41未對密封端面紅之重複區 域外開放’故各㈣42之最内徑側端部及最外徑側端部 有導入密封端面3a、4a間之密封用氣體6之堰的作用，並 且有縮小形成於密封端面3a、4a間之洩漏間隙的作用“士 果，抑制導入密封端面3a、4a間之密封用氣體6往被密 29 1269006 流體區域Η夕、由、s b ^ 體6之捕捉槽41所產生之密封用氣 用氣體6 . 為良好的特性。因此’能減少密封 "之消耗量，萬一有跟隨密封用氣體6之;^ #女 鉈素县4 山J⑺札月旦0之微粒，亦 "卩制微粒之滲入。又，在旋轉軸2 j£ 75 Μ 器中，只要事先將上述之㈣產= 二即可轉方向及反轉方向之任-方向旋轉亦能產生動 件等任咅—此耗產生槽41之形狀可以根據密封條 W叹疋，至今有人已提出夂 側密封端面3a、vu荖π月 口 y 。歹’ σ，於旋轉 之動尿“既定間隔形成複數組並排 土產生槽單元’該動壓產 相對於古"^ 厓生}曰早兀由沿者徑向縱排且 生样所構：稱形狀之第—㈣產生槽及第二動屢產 _由=:卜，當旋轉密封環3往正轉方向旋轉時， 方白"t 士 槽而產生；當旋轉密封環3往反轉 方向紅轉時，動壓由於第二 锝 一 &產生槽而產生。對於各第 弟一動壓產生槽，例如， 一 L字形槽等。 了场用槽珠及槽寬-定之 又，本發明之靜壓型非接觸式氣封，亦可以適合使用 於半導體關連機哭箄兩要杏、隹⑼ k 口使用 使_|^2 污對策之旋轉機11[例如， 載:來進行基板（半導體晶圓、電子元件之基板、 /夜日日基板、光罩、祐殖其j 玻基板寺）之洗淨處理等的處理裝置] 之岔封叙置’第十三韻封1〗 ^ 一”、 ，如圖1 δ所示為一種處理裝 ^ 糸以同狀塑知罩204覆蓋旋轉載台202之 •二部：3 Γ處理裝置；且遮蔽配置有旋轉載台202作為 被也封流體區域之虚採F代口 處理㈣Η肖作為非密封流體區域的塑 30 1269006 膠罩204内區域L之間。 ^忒處理裝置，如圖1 8所示，以圓筒狀塑膠罩204覆蓋 疑轉載纟202之驅動部203，在對半導體晶圓、電子元件 之基板、液晶基板、光罩、玻璃基板等基板使用旋轉載台 20^進行適當處理（洗淨處理、藥劑處理等）之情況下，= 去藉由第十二氣封113來遮蔽密封配置有旋轉載台202之 處理區域Η及塑膠罩204内之卩槐1咖广α 區域Η保持乾淨。 内之“（罩内區雜，將處理 又，驅動部203，係具備連結於旋轉載台2〇2且上 旋轉轴心、將旋轉轴咖支推成可旋轉之軸承、 疋/由203a之驅動機構、及用來在罩内區域l支撐此 ::之支撐機框難，以將旋轉载台2。2旋轉驅動。旋轉 載口 202是碳化石夕製載台，呈水平配置於處理區域 板等旋轉體形狀。又，塑膠罩2〇4，如圖i 囫 品性塑膠（本例中使用PTFE)—體成形、呈上=’由耐藥 筒形狀的罩子，覆蓋著配置於旋轉载而開口狀之圓 部203。可以於旋轉載台2〇2與 下面側之.驅動

达、 旱204之間，視必I 十月況，如圖18所示事先設置適當之逑宮宓 山活ί 2 〇 5 〇由重 先設置該迷宮密封2〇5,再加上自密封用氣、^事 封205往處理區域Η之喷出作用，故可版―之逑宮密 自處理區域Η滲入罩内區域L。 々方止藥液等 此外，第十三氣封丨丨3，如圖1 8所示，/ 狀密封盒1，配置於塑膠罩2〇4内並 係具備·圓筒 支樓機框203b ;固定於作為旋轉構件動部203之 千之夂轉載台2〇2的旋 31 1269006 轉密封環3;靜止密封環4，於 呈同心並相向之狀態保持成能在轴線皿方向=多 動);開力產生機構7,將密封用氣體6自貫後移 靜止密封環4之一連串穷 自貝牙被封盒1及 山封用虱體通路5供庫 封環3、4對向端面之密封端面 =身為兩⑧ 止悉、封壞4作用朝打開密封端面 對砰 及閉力產生機構8,產生對門之方向上之開力； 端面3a、4a間之方向上 關閉抢封 之閉力，以將密封端面3a、4a門 保持於非接觸狀態，並且遮蔽身為㈣^3a 4 : 側區域的處理Η及身為其内周側區域之 卜^ 封。又有與第一氣封101相同構造的氣 有關與第-氣封10"目同之構 附上㈣之符號，故其詳細的說明將省略。口在圖18中 密封盒卜如圖18所示，係圓筒 及自下密封環保持…下端部往内方;=::61 裝部《所構成之金屬製（例如，SUS31 讀安 下密封璟你姓& 0寺不鏽鋼製）盒。 及上心^ 62及安裝部63是-體構造物，此等，八 :上.、封環保持部61是個別的構造 之：二 具而連沣芏 〜 和取3^田之連結 之下端修？、封盒广係使'下端部(下密封環保持部62 持部61之外T二於罩段部2°4a並且使外周部(上下密封環保 密接於塑^周部）透過安裝部63以透過氟橡膠製〇型環挪 側部分之內罔204之上'而側内周部(比罩段部204a更上方 卜内周部）之狀態安裝於支撐機框203b。 方疋轉密封環3,是由比靜止密封環4之構成材料（例如 32 1269006 碳）更硬質之材料（例如4切）所成形之 18所示與旋轉轴―地固定於旋轉載 ？ 部。=轉密封環3之下端面成為身為平滑環狀面之2 端面（旋轉側密封端面）3a。靜止密封環4， …ί 係以與旋轉密封環3呈同心且相向之狀態於密封盒二示， 周透過第—及第二〇型環ΐ2、Η保持成能在轴二 上=峨上下移動）。靜止密封環4，係具有與第—氣^向 之靜止邊、封環相同夕播、皮 ；、1 01 黛一笛门之構造’如圖18所示，是外徑互里之 、弟—、第三及第四環狀部分14、15、16、17 、 成之圓環狀體，·第一環狀部分丨 所構 軸線正交之平滑面的穷封^面^ 而面形成為作成與 山封而面〇止側密封端面。 對於靜止密封環4,藉由植設於密封盒U褒部 動 銷26之卡合作用，來以容許在既定範圍之軸線方向^ 的狀態阻止相對密封盒1之相對旋轉。 夕動 第一及第二0型環12、13,如圖18所示，係以以 之％㈣之狀態介插於靜止密封環4與㈣盒i之上^ 1 = :61，62之對向周面間，以容許靜止密封… 二:：圍上下移動(轴線方向移動)，並且二次密封靜止密 ^4與密封盒1之間。於靜止密封環4與密封 向周面間形成被第一及第二〇型 ^ 對 通空間18。 …2、13阻塞之環狀連 生機構7，如圖18所示’具有：-連串密封用 =路：，與在第一氣封1〇1者同樣地貫穿密封盒丨及 月?"止逸封ί衣4 ,以及密封用今雕7 及山封用亂體供應褒置20，用來將比處 33 1269006 理區域Η之壓力（被密封流體壓力）P更高壓之既定壓PI (> P)之密封用氣體6自密封用氣體供應路1 9供應給密封用氣 體通路5。 密封用氣體通路5，如圖1 8所示，係由本身為形成於 密封盒1與靜止密封環4之對向周面間的環狀空間且被介 裝於該對向周面間之2個Ο型環12、13所阻塞之連通空 間1 8、貫穿密封盒1將上游端連接於密封用氣體供應路19 並且將下游端於連通空間1 8形成開口之盒側通路2 1、形 ® 成於靜止側密封端面4a之靜壓產生槽22、貫穿靜止密封 環4將上游端於連通空間1 8形成開口並且將下游端於靜 壓產生槽22形成開口之密封環側通路23、及配設於密封 環側通路23適當處之節流器24所構成。 盒側通路2 1，如圖1 8所示，係由將下密封環保持部62 沿著軸線方向貫穿之第一氣體路2 1 a、及將上密封環保持 部61自下端部往内周部貫穿之第二氣體路21b所構成。 第一氣體路21a之上端部與第二氣體路21b之下端部，係 以被介裝於上下密封環保持部61,62間之氟橡膠製Ο型環 21c密封之狀態連通連接著。第二氣體路21b之上端部（下 游端）連通至連通空間18。 密封用氣體供應路1 9，如圖1 8所示，係由形成於塑 膠罩204之第一供應路19a、以及用來連接第一供應路19a 與密封用氣體供應裝置20之第二供應路19b所構成。第 一供應路19a，係將塑膠罩204沿著上下方向（塑膠罩204 之軸線方向）貫穿，將上端部（下游端）於罩段部204a形成 34

1269006 二 (上游端)連接於第二供應路⑽。第一 (上'游以择％部（下游端）與第-氣體路…之下端部 (上游知），係以被介裝於罩段 〜 下知邛 之間之氟橡膠製〇型環 ”、下密封環保持部62 又，於密封盒！之^ 封之狀態連通連接著。 之表面及盒側通路21 PFA、PTFE等耐荜口柯翻㈣ 硌21之内表面形成有 寻了^性塑膠所構成之覆蓋層。 閉力產生機構8，如圖 樣地於密封盒丨與靜止：封::！不，係與第一氣封⑼同 被2個〇型環12 &之對向周面間形成兼作為 供應給密封用氣體通路？之連通 封用氣體通：二Γ密封用氣體6之-部分或在密 =乳體通路5流動之密封用氣體6之 室25,使密封用氣體 1刀¥入。亥月屋 # t月壓作用於靜止穷射王夢」 藉此來產生前述之閉力。 靜止4封％4， 々據士以上叙構成之第十三氣封⑴，將發揮與 虱封101同樣之密封功能，亦 ^ L之門腺—入 處理區域H與罩内區域 L之間將元全阻絕。又， .^ ^ ^ 叼山封立而面化、4a藉由密封用

3 V 3a、4a之接觸的摩耗粉 >、丨八此在罩内區域L產峰 之粕塵寻不滲入處理區域H， .^ 慝理E域Η保持乾淨。相反 地，亦不會因在處理區域Η Τ座生之處理殘渣滲入罩内區域 而使碇轉軸2a之驅動系統等故障。 — 體6自旋轉載台2〇2側之旋 ：因使後封用氣 % 3與塑轉2G4側之 恭、^ &之間贺到處理區域H及罩内區域L，故能確 貝^敝用來配置旋轉載台202之處理區域Η與用來配置旋 35 1269006 轉軸203a之驅動機構等之罩内區域L之間，可以將處理 區域Η之處理保持於已完全防止微粒自罩内區域l滲入（及 金屬離子之發生）的乾淨氣氛，而能良好地進行基板之洗淨 等處理’可以實現先進之防污對策。χ，亦可排除在處理 區域Η產生之洗淨液殘渣或在處理區域Η使用、產生之有 害物質:¾漏到|内區域L而對旋轉車由2〇3a之驅動系統產 生不良影響等這樣的問題。 又皿側通路21及第一供應路1 9a，亦可以如圖i 8 、友斤示使第一供應路19a之下游端於塑膝罩 :周面形成開口，並且將盒側通…沿著徑向;;： 在封％保持部61之方式形成於上密封環保持#㈠，將兩 間以透過裝填於塑膠罩崩與上密封環保持部 之對向周面間的0型環（未圖示）來密封之狀態連接，不 :’若這樣做，則對兩路19a，21間之連通 =用氣：6所產生之壓力，故塑膠罩2〇4在徑向變:之 可此造成該〇型環之密封功能降低或 氣體供應不能良好地進杆耸A *封用 況下，必項心室土 。因此，在這種情 屬Μ 使塑膠I 204由不會發生該變形之金 先佶;:來構成’並於其表面加上塑膠覆蓋層 '然而，若事 19a往 〇圖18所示般構成’並使自第一供應路 進行，：不=I1之氣體流動在塑膠罩204之軸線方向上 膠罩2G42(34之材f或壁厚（徑向之厚度），塑 在上形’上述之問題不會發生， 對上述氣體壓之強度之下根據處理裝置之使用 36 1269006 - 條件自由設定塑膠罩204之材質、形狀（壁厚）。又，於該 塑膠罩204與旋轉載台202之間設置前述之迷宮密封205 之時，因塑膠罩204不變形，故不會損害該迷宮密封205 之功能。 又，本發明之靜壓型非接觸式氣封，並不限定於上述 之笫一、弟一、弟二、弟四、第五、第六、第七、第八、 第九、第十、第十一、第十二及第十三氣封101、：102、1〇3、 104、105,106,107,108、1〇9、11〇、in、H2、113 之構成， 籲可以在不超出本發明之基本原理的範圍適當的改良、變 形。例如，在具有圖18所示之旋轉載台2〇2的洗淨裝置 等處理裝置之情況下，兩區域H、L間之密封裝置，除了 使用形成與第一氣封101同樣構造之第十三氣封113之 外，亦可以使用形成與前述之第二、第三、第四、第五、 第六、第七、第八、第九、第十、第十一或第十二氣封102、 1()3、104、105、106、107、1〇8、1〇9、i 1〇、i i J同 樣構造的靜壓型非接觸式氣封。 【圖式簡單說明】 圖1係表不第-氣封之縱剖側視圖。 圖2係表不第二氣封之縱剖側視圖。 圖3，係表示第三氣封之縱剖側視圖。 圖4係表不第四氣封之縱剖側視圖。 圖5,係表示第五氣封之縱剖側視圖。 圖6’係表示第六氣封之縱剖側視圖。 37 1269006 圖7， 圖8， 圖9， 圖10 圖1 1 圖12 圖13 圖14 圖1 5 圖16 係表示第七氣封之縱剖側視圖。 係表不第八氣封之縱剖側視圖。 係表示第九氣封之縱剖側視圖。 係表示第十氣封之縱剖側視圖。 :表示第十一氣封之縱剖側視圖。 系表不第十一氣封之縱剖側視圖。 系表不第-氣封要部之放大縱剖側視 ，係表示第封靜止密封環之前視圖 ’係表示第三氣封要部之放大縱剖側視 圖。 之半截 前視圖。）係表不弟十二氣封旋轉密封 圖 18，孫本-斤· 係表不弟十三氣封之縱剖侧視圖。 主要元件符號說明】 1 2 3 3a 4 4a 5 6 7

密封盒 方疋轉軸（旋轉構件） 旋轉密封環 旋轉密封環<密封端面 靜止密封環 靜止密封環之密封端面 密封用氣體通路 密封用氣體 開力產生機構 38 1269006 8 閉力產生機構 12 第一 0型環 13 第二0型環 18 連通空間 19 密封用氣體供應路 20 密封用氣體供應裝置 21 盒側通路 22 靜壓產生槽 23 密封環側通路 24 節流器 25 背壓室 28 第三0型環 30 保壓室 31 節流器 32 密封用氣體導入路 34 彈簧（彈性構件） 35 0型環（彈性構件） 37 輔助背壓室 38 貫穿子L 41 動壓產生槽 101 第一氣封（靜壓型非接觸式氣封） 102 第二氣封（靜壓型非接觸式氣封） 103 第三氣封（靜壓型非接觸式氣封） 104 第四氣封（靜壓型非接觸式氣封） 39 1269006 105 第五氣封（靜壓型非接觸式氣封） 106 第六氣封（靜壓型非接觸式氣封） 107 第七氣封（靜壓型非接觸式氣封） 108 第八氣封（靜壓型非接觸式氣封） 109 第九氣封（靜壓型非接觸式氣封） 110 第十氣封（靜壓型非接觸式氣封） 111 第十一氣封（靜壓型非接觸式氣封） 112 第十二氣封（靜壓型非接觸式氣封） 113 第十三氣封（靜壓型非接觸式氣封） 202 旋轉載台（旋轉構件） Η 被密封流體區域 L 非密封流體區域

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Claims (1)

1269006 十、申請專利範圍： 1.-種靜壓型非接觸式氣封，係 固定於旋轉構件之旋轉密封产· ☆ ^備·筒狀密封盒； 衣’ 止穷44 IS2. 面向旋轉密封環之狀態保持成能在車由i方二，於密封盒以 產生機構，將密封用氣體自 σ上移動；開力 連串密封用氣體通路供應至 f""及好止密封環之一 間，藉此來產生朝打開密封端面：：:向端面(密_ 封環之開力；及閉力產生機構，用來產：：作用：靜止密 間之方向上作用於靜止密封 S關閉密封端面 保持平衡，藉此來使密封端面間料該開力與閉力 徵在於： 门保持於非接觸狀態，其特 :力產生機構係不使用彈簧者，於密封 衣之對向周面間形成被2個0 /、靜止益封 室），往兮此茂h i 支衣阻塞之環狀空間（背壓 J彺忒月壓室導入供應給密封用痛驊H 之-部分、或在密封用氣酽 勤豆、之密封用氣體 分，藉此來產生該閉力二 =動之密封用氣體之-部 用氣體所產生之背麼。乍為作用於靜止密封環之密封 2—如t請專利範圍第1項之㈣型非接觸式氣封，並 中’岔封用氣體通路係且備· 八 -對向周面間的環狀：門且,：成於密封盒與靜止㈣ Ο型間且破介裝於該對向周面間之2個 组％所阻塞之連通空間、言办— 1U 密封用气俨#處攸 、牙L封益而將上游端連接於 于用乳體供應路並且使下游 倒通路、來*於越L… 逆、工間I成開口的盒 靜止密封‘而使：、、/封環密封端面之靜壓產生槽、貫穿 ⑴、衣吏上游端在連通空間形成開口並且使下游端 41 -1269006 在靜壓產生槽形成開口的密封環 側通路之節流器。 路、及配设於密封環 3·如申請專利範圍第丨項或 氣封，其中，㈣室係兼作 項之㈣型非接觸式 (如申請專利範圍第體通路之連通空間。 氣封，其中，於密封盒與靜止密#項之靜塵型非接觸式 -、第二及第…環；於該對=對向周面間配設第 二Ο刑声_ —— 周面間形成被第一及第 一 1衣阻基之岔封用氣體通路之、查、s 士 另楚— 連通空間、以及被第二 宓封用 > 鱗 ^ 字七、應給密封用氣體通路之 在封用乳體之一部分自密封用氣 乳體供應路導入背壓室。 5·如申請專利範圍第1項 氣封，ΐ由 ^ ^ /弟2項之靜壓型非接觸式 礼封，其中，於密封盒與靜止宓 二:一與背㈣二 i封環形成用來連通被密 ^ 〜 、?“封-體區域及輔助背壓室的貫 牙孔，猎由自貫穿孔導入輔助 —、 、 七 十 月[至之被密封流體之壓 來產生用來將靜止密封環I T衣朝凝轉密封環緊壓的閉力。 6·如申請專利範圍第1項哎 貝次弟2項之靜壓型非接觸式 巩封’其中’於岔封盒與靜 ,_ 砰止在封娘之間，介裝用來使靜 ^ ^ 得山钌％之方向施以彈壓的彈性構件， 俾在密封用氣體之供應停止時 環方向快速移動。 止靜止在封壤朝旋轉密封 7.如申請專利範圍第6工頁之靜壓型非接觸式氣封，复 中’彈性構件為彈簧或〇型環。 /、 8·如申明專利乾圍第i項或第2項之靜壓型非接觸式 42 1269006 氣封’其中， — 於禮、封盒與靜止密封環之對向 藉由導入密封田尸μ + 了向周面間，形成 于用氣體來產生阻力之保壓室， 靜止密封環朝β亥阻力係阻止 形成將保壓室與背壓 於於止後、封環， 哭的宓封 5連通空間加以連通且配設有節流 口口的在封用氣體導入路 男即抓 止靜止穷4+ Ρ * ’俾在密封用氣體之供應停止時阻 正蛘止在封％朝旋轉 了 Q , ^ 、I方向快速移動。 9·如申請專利範圍 翁封，iA 1項或第2項之靜壓型非接觸式 Λ封，其中，於旋轉宓 斟宓私# I 0a ^ %之密封端面形成動壓產生槽， 對始封端面間作用密封 播&立& β I體所產生之靜壓以及動壓產生 槽所產生之動壓。 Η^一、圖式： 如次頁 43