JP2000110800A - エジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エアの供給圧力の低下によっても十分な真空
度を得ることができるエジェクタを提供すること。 【解決手段】 本発明のエジェクタ１は、高圧エアを供
給するエア供給路１１の延長上にノズル３及びディフュ
ーザ４を配し、ノズル３からの高速エアがディフューザ
４内に噴射されるもので、そのディフューザ４には、高
速エアがノズル３から噴射されて負圧になる空間１８
に、排出する気体を吸い出すための排出流路１３が連通
されたされたものであって、ノズル３の最狭部１４ｐま
での流路径を一定にし、当該最狭部１４ｐ入口の細まり
部１４Ａに円味をつけた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
おける配管内の残留ガス排気などに使用されるエジェク
タに関し、特に供給される一次圧が低下しても排気のた
めの高い真空度を発生させることができるエジェクタに
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程では、ホトレジスト加工
のエッチング等に腐食性ガスが使用され、その腐食ガス
を必要に応じて供給するガス供給装置が使用されてい
る。ところが、そのガス供給装置は、パイプ内に腐食性
ガスが残留したままで放置されると、その腐食性ガスに
よってパイプ内部の金属等が腐食してしまい、次にガス
を供給するときに不純物が混入してしまって半導体に悪
影響を与えることがある。そのため、ガス供給装置で
は、腐食性ガスを供給し終わった後に、内部に残留して
いる腐食性ガスを窒素ガス等の不活性ガスで置換する処
理が行われている。その際、置換処理には例えばエジェ
クタが使用され、ガス供給装置の内部から腐食性ガスを
引き抜く方法がとられている。

【０００３】そこで、このようなガス供給装置の置換処
理などに利用される従来のエジェクタについて簡単に説
明する。図５は、従来のエジェクタを示した断面図であ
る。このエジェクタ１００は、ガス供給装置の配管に接
続される排出流路１１１が形成された第１ブロック１０
１と、高圧エアを供給する一次圧側に接続されるエア供
給流路１１２が形成された第２ブロック１０２とが一体
に組み合わされて構成されている。第１ブロック１０１
では、ノズル１０３及びディフューザ１０４を挿入可能
な挿入孔１１５が、排出流路１１１と直交方向に穿設さ
れている。そして、その挿入孔１１５内に装填されたノ
ズル１０３及びディフューザ１０４は、そのノズル流路
１１３及びディフューザ流路１１４がエア供給流路１１
２と一直線上に位置している。

【０００４】このエジェクタ１００のノズル１０３は、
ノズル流路１１３の流路断面積を小さくする細まり部１
１３Ａ，１１３Ｂが２箇所に形成され、最狭部１１３ｐ
にまで流路が２段階に絞られている。そして、その細ま
り部１１３Ａ，１１３Ｂは、ノズル流路１１３の孔あけ
加工に利用したドリルの先端形状をそのまま残したテー
パ面をなしている。また、ディフューザ１０４には、排
出流路１１１に連続する環状溝１０６が形成され、ノズ
ル１０３の先端部外周の空間１１６に連通する連通孔１
０７が穿設されている。

【０００５】そこで、エジェクタ１００では、約６００
ｋＰａ程度の圧力に高められた高圧エアがエア供給流路
１１２内に送り込まれると、その高圧エアの圧力がノズ
ル流路１１３内で運動エネルギに変換される。運動エネ
ルギを得て流速を高めたエアは、ディフューザ流路１１
４内へと噴射される。そして、ノズル１０３から高速の
エアが噴射されると、その噴射口周りの空間１１６の圧
力が低下して排出流路１１１側の気体が吸引される。従
って、ガス供給装置に残っている流路内の腐食性ガス
は、エジェクタ１００へ高圧エアが供給され排出流路１
１１内の圧力が下がることで、吸引されてディフューザ
１１４から排出されることとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エジェクタ
に送り込まれる高圧エアは、コンプレッサから分岐配管
を経てその一部が供給されるが、他の製造装置などの急
な稼働により供給圧力が低下してしまうことがある。そ
のような場合、従来のエジェクタ１００では真空度が低
下してしてしまい、十分な吸引が行えず、ガス供給装置
内に腐食性ガスが残留してしまうことがあった。具体的
には、図３に示すように約６００ｋＰａ程度で供給され
ていた高圧エアが約５００ｋＰａを下回ってしまうと、
急激に真空度が低下して十分な吸引ができなくなってい
た。

【０００７】そこで本発明では、かかる課題を解決すべ
く、エアの供給圧力の低下によっても十分な真空度を得
ることができるエジェクタを提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のエジェクタは、
高圧エアを供給するエア供給路の延長上にノズル及びデ
ィフューザを配し、ノズルからの高速エアがディフュー
ザ内に噴射されるもので、そのディフューザには、高速
エアが前記ノズルから噴射されて負圧になる空間に、排
出する気体を吸い出すための排出流路が連通されたされ
たものであって、ノズルの最狭部までの流路径を一定に
し、当該最狭部入口の細まり部に円味をつけたことを特
徴とする。よって、本発明のエジェクタでは、細まり部
の円味によってノズルを通過するエアのエネルギ損失が
少なくなり、エアの圧力を効率よく運動エネルギに変換
することで、エアの供給圧力が低下してもノズルから噴
出するエアの流速を落とすことなく十分な真空度を発生
させることができる。

【０００９】また、本発明のエジェクタは、前記細まり
部に設けられた円味の曲率半径は、前記最狭部の径の約
２倍以上であることを特徴とする。よって、本発明のエ
ジェクタでは、エア供給路からノズルの最狭部に流れ込
むエアの収縮によるエネルギ損失がより少なくなくな
り、エアの供給圧力の低下によっても十分な真空度を得
ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明にかかるエジェクタ
の一実施の形態について図面を参照して具体的に説明す
る。図１は、本実施の形態のエジェクタを示した断面図
である。エジェクタ１は、エア供給流路１１及び挿入孔
１２が一直線上に穿設された本体ブロック２から構成さ
れ、その挿入孔１２には直交方向から排出流路１３が連
通して形成されている。そして、その本体ブロック２の
挿入孔１２内には、エア供給流路１１に連通するノズル
３及び、排出流路１３とノズル３とに連通するディフュ
ーザ４とが装填され、押エ部材５で位置決めされてい
る。ノズル３及びディフューザ４には、エア供給流路１
１と一直線上に連通するノズル流路１４及びディフュー
ザ流路１５が穿設されている。また、ディフューザ４に
は、排出流路１３の開口部に位置する環状溝１６が形成
され、その環状溝１６には、ノズル３の先端部外周の空
間１８に連通する連通孔１７が穿設されている。

【００１１】ここで、図２にノズル３部分の拡大断面図
を示す。本エジェクタ１のノズル３は、ノズル流路１４
がエア供給流路１１と連続する同径部分から最狭部１４
ｐへと絞られるように形成されている。そして、その最
狭部１４ｐへと流路断面積の小さくなる細まり部１４Ａ
には円味がつけられている。具体的には、エア供給流路
１１の直径ｒ１が４．５ｍｍ、ノズル流路１４の最狭部
１４ｐの直径ｒ２が０．５ｍｍであって、細まり部１４
Ａには曲率半径Ｒが１．０ｍｍの円味がつけられてい
る。そして、このような構成のエジェクタ１は、例えば
エア供給流路１１が不図示の高圧エア供給管に接続さ
れ、排出流路１３は不図示のガス供給装置のガス管に接
続され、腐食性ガスの排気に利用される。

【００１２】そこで、本実施の実施の形態のエジェクタ
１は、コンプレッサで作られた高圧エアが約６００ｋＰ
ａに調圧されて供給される。そのため、エア供給流路１
１から供給された高圧エアは、ノズル流路１４を通る際
に絞られ、圧力が運動エネルギに変換されて高速エアと
して噴出される。そして、ノズル３から高速のエアが噴
射されると、その噴射口周りの空間１８の圧力が低下し
て排出流路１３側の気体が吸引される。従って、ガス供
給装置に残っている流路内の腐食性ガスは、エジェクタ
１へ高圧エアが供給され排出流路１３内の圧力が下がる
ことで、吸引されてディフューザ４から排出されること
となる。

【００１３】ここで、前述した従来品のエジェクタ１０
０と発明品であるエジェクタ１とについて行った比較試
験の結果を図３に示す。図３は、エアの供給圧力に対し
て発生する真空度の関係を示したグラフである。この結
果から、エアの供給圧力が約５００〜６００ｋＰａで
は、両者ともほぼ同様な値で安定した真空度が発生して
いるが、供給圧力が約５００ｋＰａを下回るころから大
きな違いが見られた。即ち、本実施の形態のエジェクタ
１では、供給圧力が約５００ｋＰａ以下に下がったとこ
ろでも真空度が増すように変位したのに対して、従来例
のエジェクタ１００は、急激に真空度が低下していっ
た。なお、本実施の形態のエジェクタ１は、供給圧力が
約４００ｋＰａにまで低下したところから真空度が低下
し始めた。従って、本実施の形態のエジェクタ１は、供
給圧力が約４００ｋＰａに低下した辺りまで腐食性ガス
の排気能力を持ち得た。

【００１４】ところで、エジェクタ１が高い真空度を発
生するためには、ノズル流路３から噴射される高速エア
と排出流路１３から吸引される吸入気体（腐食性ガス）
との混合気体を、ディフューザ流路１５入口に音速以上
の速度で流入させるようにすることが必要でる。従っ
て、エジェクタ１の真空度はノズル３から噴出される高
速エアの流速に大きく影響される。前述したように、高
圧で供給されたエアは、ノズル３の最狭部１４ｐで圧力
が運動エネルギに変換され、速度を得てディフューザ流
路１５内に噴射される。そのため、高い流速を得るには
圧力を効率よく運動エネルギに変換するようにノズル３
を通過させることが必要であり、本実施の形態のエジェ
クタ１は次のような点に着目して形成した。

【００１５】先ず、本実施の形態のエジェクタ１は、エ
ア供給流路１１から直接ノズル１４の最狭部１４ｐにま
で流路を絞るようにしたため、従来例のように段階的に
断面積を変化させることで生じる余分なエネルギ損失を
なくした。また、本実施の形態のエジェクタ１は、ノズ
ル３の最狭部１４ｐへの細まり部１４Ａに、最狭部１４
ｐの径の２倍もの曲率半径Ｒをもった円味をつけたた
め、損失係数を大幅に小さくすることができた。流路の
断面積が急に縮小する細まり部は、円味が大きいほど流
れの収縮は起こらなくなるからである。これに対して従
来のエジェクタ１００は細まり部１１３Ａ，１１３Ｂが
テーパ面で形成されているが、その場合にでも円味がな
いと、そこを通過するエアの流が図４に示すようにＦａ
にまで一旦収縮してＦｂにまで広がるためにエネルギ損
失が生じてしまっていた。

【００１６】また、エジェクタ１は、ノズル３の最狭部
１４ｐの長さを短縮してエネルギ損失を減らし、流れが
音速になった後はラバール管の形態によって音速を超え
るようにして効率良く超音速流体を得ることができるよ
うにした。よって、本実施の形態のエジェクタ１は、前
述したように供給エアの圧力が５００ｋＰａを下回って
も十分な真空度を得ることができるようになった。

【００１７】なお、本発明は前記実施の形態のものに限
定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様
々な変更が可能である。例えば、前記実施の形態では細
まり部１４Ａの曲率半径Ｒを最狭部１４ｐの直径の２倍
としたが、曲率半径Ｒの値は種々の条件から異なる値と
してもよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、高圧エアを供給するエア供給
路の延長上にノズル及びディフューザを配し、ノズルか
らの高速エアがディフューザ内に噴射されるもので、そ
のディフューザには、高速エアが前記ノズルから噴射さ
れて負圧になる空間に、排出する気体を吸い出すための
排出流路が連通されたされたものであって、ノズルの最
狭部までの流路径を一定にし、当該最狭部入口の細まり
部に円味をつけた構成としたので、エアの供給圧力の低
下によっても十分な真空度を得ることができるエジェク
タを提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるエジェクタの一実施の形態を示
した断面図である。

【図２】エジェクタのノズル３部分を示した拡大断面図
である。

【図３】エアの供給圧力に対する真空度のグラフを示し
た図である。

【図４】従来のエジェクタの細まり部に生じる流れの収
縮を示した図である。

【図５】従来のエジェクタを示した断面図である。

【符号の説明】

１ エジェクタ ３ ノズル ４ ディフューザ １１ エア供給流路 １３ 排出流路 １４ ノズル流路 １４Ａ 細まり部 １４ｐ 最狭部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧エアを供給するエア供給路の延長上
   にノズル及びディフューザを配し、ノズルからの高速エ
   アがディフューザ内に噴射されるものであって、そのデ
   ィフューザには、高速エアが前記ノズルから噴射されて
   負圧になる空間に、排出する気体を吸い出すための排出
   流路が連通されたエジェクタにおいて、 ノズルの最狭部までの流路径を一定にし、当該最狭部入
   口の細まり部に円味をつけたことを特徴とするエジェク
   タ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のエジェクタにおいて、 前記細まり部に設けられた円味の曲率半径は、前記最狭
   部の径の約２倍以上であることを特徴とするエジェク
   タ。