JP2003083273A - ドライ真空ポンプ - Google Patents

ドライ真空ポンプ

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JP2003083273A
JP2003083273A JP2001276792A JP2001276792A JP2003083273A JP 2003083273 A JP2003083273 A JP 2003083273A JP 2001276792 A JP2001276792 A JP 2001276792A JP 2001276792 A JP2001276792 A JP 2001276792A JP 2003083273 A JP2003083273 A JP 2003083273A
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JP
Japan
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cooling water
cooling
pump
casing
flow rate
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Tokio Fukai
登喜男 深井
Seiji Yanagisawa
清司 柳澤
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポンプ内の温度を適切な温度に調整すること
ができ、ポンプの性能を最大限に発揮することができる
ドライ真空ポンプを提供する。 【解決手段】 ロータ2がケーシング1内に配置され、
ロータ2の回転により気体を排気するドライ真空ポンプ
において、冷却水を流通させる冷却パイプ5a,5b,
5cをケーシング1内に複数設け、冷却水供給源8から
冷却パイプ5a,5b,5cに供給される冷却水の流量
を調節する流量調整弁9a,9b,9cを冷却パイプ5
a,5b,5c毎に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドライ真空ポン
プ、特に半導体製造装置等の真空チャンバを真空に排気
するために用いるドライ真空ポンプに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】半導体製造装置などにおいて使用される
真空ポンプは、清浄雰囲気を維持するために、ポンプ内
部のガス通路に油を使用しないドライポンプであること
が必要とされる。ドライ式の2軸容積式真空ポンプに
は、ルーツ型、スクリュー型などのポンプがある。
【0003】例えば、ルーツ式ドライ真空ポンプは、一
対のロータが同期しながら反対方向に回転して吸入排気
を行う。この一対のロータは、ケーシング内面及びロー
タ同士の間にわずかな隙間を保持して、非接触で逆方向
に回転する。この種の真空ポンプは、ロータを多段にす
ることにより、吸込側では約10−3Torr、排気側
では大気圧となるように設計される。このような形式の
真空ポンプは、半導体製造装置におけるチャンバ内の排
気などに広く用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなドライ真空ポンプを用いて例えば半導体製造装置用
のチャンバを排気する場合には、排気対象の反応ガス中
に固化する成分が含まれており、温度が低いと反応副生
成物がポンプの内部において固形化する場合がある。一
方、ポンプの温度が高くなりすぎると、ポンプに用いら
れているOリングやシール材の耐熱性に影響が出たり、
ロータとケーシングとの間のクリアランスを適切に維持
できなかったりする。従って、ポンプを適切な温度、例
えば200℃〜250℃に維持する必要がある。
【0005】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたもので、ポンプ内の温度を適切な温度に
調整することができ、ポンプの性能を最大限に発揮する
ことができるドライ真空ポンプを提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような従来技術にお
ける問題点を解決するために、本発明の一態様は、ロー
タがケーシング内に配置され、上記ロータの回転により
気体を排気するドライ真空ポンプにおいて、冷却水を流
通させる冷却パイプを上記ケーシング内に設け、冷却水
供給源から上記冷却パイプに供給される冷却水の流量を
調節する流量調整弁を設けたことを特徴とする。
【0007】また、本発明の他の一態様は、ロータがケ
ーシング内に配置され、上記ロータの回転により気体を
排気するドライ真空ポンプにおいて、冷却水を流通させ
る冷却パイプを上記ケーシング内に複数設け、冷却水供
給源から上記冷却パイプに供給される冷却水の流量を調
節する流量調整弁を上記冷却パイプ毎に設けたことを特
徴とする。
【0008】上記場合において上記ケーシングに設置さ
れた温度センサ又はポンプ吸気側に設置された圧力セン
サ若しくは流量計の測定結果に基づいて流量の調整を行
うことができる。
【0009】このような構成により、発生した圧縮熱に
応じて冷却を行うことができるので、ポンプ内の温度
を、反応副生成物が生成されず、且つ、シール材等に影
響を与えない適切な温度にすることが可能となる。従っ
て、ポンプ内を適切な温度に維持して、ロータとケーシ
ングとの間のクリアランスを適切なものとし、ポンプの
性能を最大限に発揮することが可能となる。また、ポン
プ内の位置に応じて冷却を行うことができるので、ポン
プ内の温度を均一且つ適切な温度にして、ポンプの性能
を最大限に発揮することが可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るドライ真空ポ
ンプの一実施形態について図1及び図2を参照して詳細
に説明する。図1は本発明の一実施形態におけるドライ
真空ポンプを示す縦断面図、図2は図1の側断面図であ
る。なお、図1及び図2の一部は模式的に示されてい
る。
【0011】本実施形態におけるドライ真空ポンプはル
ーツ式ドライ真空ポンプであり、図1及び図2に示すよ
うに、ケーシング1内に一対のルーツロータ(図1では
一方のルーツロータのみ示す)2,2が収容されてい
る。各ルーツロータ2は、両端部近傍で軸受3,3によ
って支承されており、2軸ブラシレス直流モータMによ
って回転駆動されるようになっている。また、各ルーツ
ロータ2の反モータ側の軸端には、互いに噛み合う一対
のタイミングギヤ11,11(図1では一方のギヤのみ
示す)が固定されており、突発的な外部要因による一対
のルーツロータ2,2の同期のずれを防ぐようになって
いる。
【0012】直流モータMを駆動すると、一対のルーツ
ロータ2,2は、ケーシングの内面及びロータ2,2同
士の間にわずかな隙間を保持して、非接触で逆方向に回
転する。一対のルーツロータ2,2の回転につれて、吸
込側のガスはロータ2とケーシング1間に閉じこめられ
て吐出側に移送される。図2に示すように、3葉ロータ
では、1つのルーツロータに3カ所谷部があるため、ロ
ータ1回転あたり6回排気されることになる。このよう
にして、吸込ポート4から導入されたガスが3段のルー
ツロータにより圧縮移送されて吐出ポート(図示せず)
から排出される。
【0013】各ルーツロータ2,2を取り囲むケーシン
グ1の壁面には、冷却水を流通させる冷却パイプ5a,
5b,5c(図2では図示を省略した)が各段のルーツ
ロータ2,2毎に設けられている。これらの冷却パイプ
5a,5b,5cには、冷却水供給用の流路6a,6
b,6c及び冷却水排出用の流路7a,7b,7cがそ
れぞれ接続されている。冷却水供給用流路6a,6b,
6cは冷却水供給源8に接続されており、冷却水供給源
8から冷却水が図示しないポンプによって冷却パイプ5
a,5b,5cに供給されるようになっている。これに
よって冷却パイプ5a,5b,5cの周囲が冷却される
が、このような冷却パイプ5a,5b,5cはケーシン
グ1との接触面積が大きいため冷却効果が大きい。な
お、これらの冷却パイプ5a,5b,5cは鋳包みによ
りケーシング1内に形成されている。
【0014】冷却水供給用流路6a,6b,6cには、
各流路6a,6b,6cを流れる冷却水の流量を調整す
る流量調整弁9a,9b,9cが設けられている。ま
た、ポンプ内にガスを導入するための吸込ポート4には
ガス圧力を測定する圧力センサ10(図2参照)が設置
されている。上記流量調整弁9a,9b,9cは、この
圧力センサ10の測定結果に基づいて冷却水の流量を調
整する。
【0015】ガスの圧縮熱は圧力差及び流量に比例する
ので、ガスの流量が変化すると発生する圧縮熱も変化す
る。従って、ポンプ内の温度を適切な温度に調整するた
めには、ガスの流量に応じてポンプを冷却する必要が生
じる。ポンプに導入されるガスの圧力が分かればガスの
流量を導き出すことができるので、本実施形態では、上
述したように圧力センサ10によって測定されたガス圧
力に基づいて冷却水の流量を流量調整弁9a,9b,9
cによって調整し、発生した圧縮熱に応じた冷却を行っ
ている。
【0016】このように、本発明によれば、発生した圧
縮熱に応じて冷却を行うことができるので、ポンプ内の
温度を、反応副生成物が生成されず、且つ、シール材等
に影響を与えない適切な温度にすることが可能となる。
従って、ポンプ内を適切な温度に維持して、ロータ2と
ケーシング1との間のクリアランスを適切なものとし、
ポンプの性能を最大限に発揮することが可能となる。
【0017】また、図1に示すような多段ポンプにおい
ては各段2a,2b,2cにおいて圧力が異なるため、
ポンプ内の位置によって発生する圧縮熱が異なり、下流
側の方が発生熱が大きい。従って、本実施形態では、各
段2a,2b,2c毎に冷却パイプ5a,5b,5cを
設けると共に、各冷却パイプ5a,5b,5cに供給さ
れる冷却水をそれぞれの流量調整弁9a,9b,9cに
よって調整している。
【0018】このように、本発明によれば、ポンプ内の
位置に応じて冷却を行うことができるので、ポンプ内の
温度を均一且つ適切な温度にして、ポンプの性能を最大
限に発揮することが可能となる。
【0019】なお、圧力センサ10の代わりに流量計を
用いて該流量計の測定結果に基づいて冷却水の流量を調
整することとしてもよく、あるいは、ケーシング1に温
度センサを取り付けて該温度センサの測定結果に基づい
て冷却水の流量を調整することとしてもよい。この場合
において、温度センサによって測定された温度が低いと
きには冷却水の供給を停止することとすれば、暖機運転
時にポンプが冷却されることもない。
【0020】上述の実施形態においては、冷却パイプが
鋳包みによりケーシング1内に形成されている例を説明
したが、ケーシング1に溝を形成して、この溝に冷却パ
イプを嵌め込んで固定してもよい。
【0021】また、上述した冷却パイプを設ける位置は
図示の位置に限られるものではなく、例えば図3に示す
ように、ケーシング1の外周壁1aに設けることとして
もよい。また、上述の実施形態においては、ルーツ式ド
ライ真空ポンプを例として説明したが、これに限られず
他のドライ真空ポンプに本発明を適用できることは言う
までもない。図4は、スクリュー式ドライ真空ポンプに
本発明を適用した例を示す図である。
【0022】図4に示す例では、円筒状のケーシング2
0の内部にシャフト22が軸受23,23を介して支持
されており、このシャフト22にはねじ溝を有するロー
タ24が固着されている。このロータ24は、その外周
とケーシング20との間に形成されるわずかな隙間を介
して回転可能に構成されている。シャフト22の一端に
はモータMが接続されており、このモータMによってシ
ャフト22及びロータ24が回転駆動される。ロータ2
4の回転により吸込口28から吸い込まれた気体は、ね
じ溝の回転に伴って吐出側に移送され、吐出口30より
排出される。
【0023】ケーシング20の壁面には、冷却水を流通
させる冷却パイプ32a,32b,32c,32dが各
段毎に設けられており、これらの冷却パイプ32a,3
2b,32c,32dには、冷却水供給用の流路34
a,34b,34c,34d及び冷却水排出用の流路3
6a,36b,36c,36dがそれぞれ接続されてい
る。冷却水供給用流路34a,34b,34c,34d
は冷却水供給源37に接続されており、冷却水供給源3
7から冷却水が図示しないポンプによって冷却パイプ3
2a,32b,32c,32dに供給される。また、冷
却水供給用流路34a,34b,34c,34dには、
各流路34a,34b,34c,34dを流れる冷却水
の流量を調整する流量調整弁38a,38b,38c,
38dが設けられている。このような構成により、発生
した圧縮熱に応じて冷却を行うことが可能となる。
【0024】これまで本発明の一実施形態について説明
したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技
術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施され
てよいことは言うまでもない。
【0025】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、発生
した圧縮熱に応じて冷却を行うことができるので、ポン
プ内の温度を、反応副生成物が生成されず、且つ、シー
ル材等に影響を与えない適切な温度にすることが可能と
なる。また、ポンプ内の位置に応じて冷却を行うことが
できるので、ポンプ内の温度を均一且つ適切な温度にし
て、ポンプの性能を最大限に発揮することが可能とな
る。従って、ポンプ内を適切な温度に維持して、ロータ
とケーシングとの間のクリアランスを適切なものとし、
ポンプの性能を最大限に発揮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態におけるドライ真空ポンプ
を示す縦断面図である。
【図2】図1の側断面図である。
【図3】本発明の他の実施形態におけるドライ真空ポン
プを示す縦断面図である。
【図4】本発明の他の実施形態におけるドライ真空ポン
プを示す縦断面図である。
【符号の説明】
1,20 ケーシング 2,24 ロータ 3,23 軸受 4 吸込ポート 5a〜5c,32a〜32d 冷却パイプ 6a〜6c,34a〜34d 冷却水供給用流路 7a〜7c,36a〜36d 冷却水排出用流路 8,37 冷却水供給源 9a〜9c,38a〜38d 流量調整弁 10 圧力センサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロータがケーシング内に配置され、前記
    ロータの回転により気体を排気するドライ真空ポンプに
    おいて、 冷却水を流通させる冷却パイプを前記ケーシング内に設
    け、 冷却水供給源から前記冷却パイプに供給される冷却水の
    流量を調節する流量調整弁を設けたことを特徴とするド
    ライ真空ポンプ。
  2. 【請求項2】 ロータがケーシング内に配置され、前記
    ロータの回転により気体を排気するドライ真空ポンプに
    おいて、 冷却水を流通させる冷却パイプを前記ケーシング内に複
    数設け、 冷却水供給源から前記冷却パイプに供給される冷却水の
    流量を調節する流量調整弁を前記冷却パイプ毎に設けた
    ことを特徴とするドライ真空ポンプ。
  3. 【請求項3】 前記流量調整弁は、前記ケーシングに設
    置された温度センサ又はポンプ吸気側に設置された圧力
    センサ若しくは流量計の測定結果に基づいて流量の調整
    を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載のドライ
    真空ポンプ。
JP2001276792A 2001-09-12 2001-09-12 ドライ真空ポンプ Pending JP2003083273A (ja)

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