JP2010522843A

JP2010522843A - 真空ポンプ

Info

Publication number: JP2010522843A
Application number: JP2010500363A
Authority: JP
Inventors: エマニュエルウゾマオコロアフォア
Original assignee: エドワーズリミテッド
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2010-07-08
Also published as: KR20100014610A; US20100178187A1; GB0705971D0; WO2008117082A1; EP2126361A1

Abstract

ステータ部品と、少なくとも１つのロータ部品と、を有する乾式真空ポンプ。ポンプの中を通る腐食性ガスに対するポンプの耐性を改善するために、ステータ部品および／または前記少なくとも１つのロータ部品が、シリコンモリブデン（ＳｉＭｏ）ダクタイル鋳鉄で形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、乾式真空ポンプに関する。

乾式真空ポンプは、製品の製造のために、清浄なおよび／または低圧の環境を提供するために、工業工程において広く使用されている。用途には、製薬、半導体、およびフラットパネルの製造工業が含まれる。そのようなポンプは、本質的に乾式（またはオイルフリー）の排気機構を含むが、一般的には、有効的であるために潤滑を必要とする、排気機構を駆動するためのベアリングや伝達装置のような或る構成部品をも含む。乾式ポンプの例は、ルーツ、ノーシー（または「クロー」）、スクリューおよびスクロールポンプを含む。ルーツおよび／またはノーシーロータ部品を組み込んだ乾式ポンプは、一般に、各々、それぞれの対の噛み合いロータ部品を収容する複数の排気チャンバを構成するステータ部品を有する、多段容積型ポンプである。ロータ部品は、逆回転軸に配置され、各チャンバで同じタイプの輪郭を有してもよいし、あるいは輪郭がチャンバ毎に変化してもよい。

鋳鉄品が、長い間、乾式真空ポンプ用ステータおよびロータ部品の製造に用いられてきている。しかしながら、半導体産業では、塩素、三塩化ホウ素、臭化水素、フッ素、および三フッ化塩素のような比較的腐食性のガスの高流量の使用の増加により、激しい腐食、従って、鋳鉄ステータおよびロータ部品の比較的短い寿命をもたらしている。そのような腐食は、ポンプあるいは腐食した部品の交換およびその結果として起こるプロセス中断時間と関連したコストに加えて、装置の故障、プロセスガスの漏出、およびプロセス汚染の可能性をもたらすことがある。

これに照らして、腐食性ガスに曝される部品表面に、フルオロポリマーまたはポリイミド材料の樹脂またはポリマーコーティングを形成することによって、これらの部品を不動態的に保護することが知られている。そのようなコーティングは、時間が経つにつれて劣化する傾向を有し、その結果、下にある鋳鉄を腐食性ガスに曝すコーティングのピーリングあるいはフレーキングを生じる。他の代替は、これらの部品を富ニッケル鋳鉄、例えば、ダクタイルニレジストあるいは優れた耐食性を有するステンレス鋼で形成することにある。しかしながら、ニレジスト鋳鉄およびステンレス鋼は、比較的高価であり、機械加工が難しいので、ロータおよびステータ部品の製造向きの費用効果のオプションを提供しない。

本発明は、少なくとも１つの乾式真空ポンプのステータ部品であって、ステータ部品が、シリコンモリブデン（ＳｉＭｏ）ダクタイル鋳鉄合金で形成される、ステータ部品を提供する。

本発明は、また、少なくとも１つの乾式真空ポンプのロータ部品であって、ロータ部品が、シリコンモリブデン（ＳｉＭｏ）ダクタイル鋳鉄合金から形成される、ロータ部品を提供する。

本発明は、また、ステータ部品と、少なくとも１つのロータ部品と、を有する乾式真空ポンプであって、ステータ部品および／または前記少なくとも１つのロータ部品が、シリコンモリブデン（ＳｉＭｏ）のダクタイル鋳鉄合金で形成される、乾式真空ポンプを提供する。

合金は、約３．５乃至約５重量％の量のシリコンを含有している。合金は、約０．４乃至約１重量％の量のモリブデンを含有している。

ステータ部品は、ステータ部品内で逆回転するようになっている、第１および第２の噛み合いロータ部品を収容している。好ましい実施形態では、ロータ部品は、ルーツ輪郭を有するが、必要に応じてノーシーあるいはスクリュー輪郭を有してもよい。

ポンプは、多段ポンプの形態であるのがよく、該ポンプでは、ステータ部品が、連続して配置され、且つ、各々、シリコンモリブデン（ＳｉＭｏ）ダクタイル鋳鉄で形成されたそれぞれのロータ部品を収容する、複数の相互連結された排気チャンバを構成する。噛み合いロータ部品は、それぞれのシャフトに配置されるのがよく、ポンプは、一方のシャフトから他方のシャフトにトルクを伝達するためのギア組立体を有し、ギア組立体の少なくとも１つのギアは、好ましくは、シリコンモリブデン（ＳｉＭｏ）ダクタイル鋳鉄で形成される。

変形例では、ポンプは、ステータ部品が、端プレートと、該端プレートから延びる第１のらせんラップとを有する固定スクロール部材を有し、前記少なくとも１つのロータ部品が、端プレートと、該端プレートから延び、第１のらせんラップと噛み合う、第２のらせんラップとを有する環状スクロール部材を有するスクロールポンプの形態であるのがよい。スクロール部材の各々は、好ましくは、シリコンモリブデン（ＳｉＭｏ）ダクタイル鋳鉄で形成される。

本発明の好ましい特徴を、今、添付図面を参照して、例示としてのみ記載する。

多段階の乾式真空ポンプの断面図である。図１の線Ａ−Ａに沿った図である。

図１および２を参照すると、多段乾式真空ポンプ１０は、複数の排気チャンバ１４、１６、１８、２０、２２を構成する一連の壁を有する、好ましくはシリコンモリブデン（ＳｉＭｏ）ダクタイル鋳鉄で形成されたステータ部品１２を有する。入口排気チャンバ１４に排気されるべきガスを導くための入口導管２４および排気ガスを出口排気チャンバ２２から排出するための出口導管２６も、ステータ１２に形成される。ステータ１２に形成された通路２８、３０、３２、および３４は、排気チャンバ１４、１６、１８、２０、２２を連続して連結する。

ステータ１２は、第１のシャフト３６と、それから間隔を隔てられ、且つそれと平行な、第２のシャフト３８を収容する。シャフト３６、３８を支持するためのベアリング４０が、ステータ１２の端プレート４２、４４に設けられる。シャフトの１つ３６は、駆動モータ４６に連結され、シャフトは、タイミングギア４７によって互いに連結されるので、使用中、シャフト３６、３８は、図２で矢印４８および５０によって示すように、同じ速度で反対方向に回転する。ポンプ１０の側部に取付けられたギアボックス５２は、タイミングギア４７を潤滑するためのオイル５４を収容する。タイミングギア４７は、シリコンモリブデン（ＳｉＭｏ）ダクタイル鋳鉄で形成されるのがよい。

各排気チャンバ内で、シャフト３６、３８は、それぞれのロータ部品５６、５８を支持し、ロータ部品もシリコンモリブデン（ＳｉＭｏ）ダクタイル鋳鉄で作られるのがよい。本実施形態では、ロータ５６、５８は、各排気チャンバ内でルーツタイプの輪郭を有するが、ルーツタイプとノーシータイプの輪郭の混合をポンプ１０内に設けてもよい。ロータ５６、５８は、ロータ５６、５８が既知の噛み合い方法で作用することができるように、各排気チャンバ内にステータ１２の内面に対して配置される。

使用中、ガスが入口導管２４を通してポンプ１０の中に押し入れられ、入口排気チャンバ１４に流入する。ガスは、入口排気チャンバ１４内に配置されたロータ５６、５８によって圧縮され、通路２８によって次の排気チャンバ１６に送り込まれる。排気チャンバ１６の中に送られたガスは、同様に、その中のロータ５６、５８によって圧縮され、通路３０によって次の排気チャンバ１８に送られる。同様のガス圧縮が、排気チャンバ１８、２０、および２２の中で起こり、排気されたガスは、最後にポンプ１０から出口導管２６を通して排出される。

シリコンモリブデン（ＳｉＭｏ）ダクタイル鋳鉄合金は、好ましくは、約３．５乃至約５重量％の量のシリコンを含有し、および／または、約０．４乃至約１重量％の量のモリブデンを含有する。

ポンプ１０のステータ部品１２および／またはロータ部品５６、５８を製造するために、シリコンモリブデン（ＳｉＭｏ）ダクタイル鋳鉄の使用により、ポンプ１０が、特に、塩素、三塩化ホウ素、臭化水素、フッ素、および三フッ化塩素のような腐食性ガスを排気するのに適する。現在、シリコンモリブデン（ＳｉＭｏ）ダクタイル鋳鉄よりも約４乃至５倍高価である、より高価なニレジスト材料と比較すると、シリコンモリブデン（ＳｉＭｏ）ダクタイル鋳鉄は、優れた硬度、比強度比、およびＦ₂腐食感受性を有する。これにより、ステータおよびロータ部品、およびタイミングギアは、部品の重量およびコストを減少させるとともに、同等のあるいは改善された性能のための比較的高い耐摩耗性および耐食性を有することができる。

Claims

乾式真空ポンプのステータ部品であって、
前記ステータ部品は、シリコンモリブデン（ＳｉＭｏ）ダクタイル鋳鉄合金で形成されている、
ことを特徴とする乾式真空ポンプのステータ部品。
乾式真空ポンプのロータ部品であって、
前記ロータ部品は、シリコンモリブデン（ＳｉＭｏ）ダクタイル鋳鉄合金で形成されている、
ことを特徴とする乾式真空ポンプのロータ部品。
ステータ部品と、少なくとも１つのロータ部品と、を有する乾式真空ポンプであって、
前記ステータ部品および／または前記少なくとも１つのロータ部品は、請求項１および／または２に記載のシリコンモリブデン（ＳｉＭｏ）ダクタイル鋳鉄で形成される、
ことを特徴とする乾式真空ポンプ。
前記合金は、約３．５乃至約５重量％の量のシリコンを含有している、請求項３に記載のポンプ。
前記合金は、約０．４乃至約１重量％の量のモリブデンを含有している、請求項３および４に記載のポンプ。
前記少なくとも１つのロータ部品は、スクリュー、ルーツまたはノーシー輪郭のうちの１つを有する、請求項３および４に記載のポンプ。
ステータ部品内で逆回転するようになっている、第１および第２の噛み合いロータ部品を有する、請求項６に記載のポンプ。
噛み合いロータ部品が、それぞれのシャフトに配置され、ポンプは、一方のシャフトから他方のシャフトにトルクを伝達するためのギア組立体を有し、ギア組立体の少なくとも１つのギアは、シリコンモリブデン（ＳｉＭｏ）ダクタイル鋳鉄で形成される、請求項７に記載のポンプ。
各々、シリコンモリブデン（ＳｉＭｏ）ダクタイル鋳鉄で形成されたロータ部品のそれぞれの対を収容する、複数の相互連結された排気チャンバを構成する、多段乾式真空ポンプの形態である、請求項３乃至８のいずれか１項に記載のポンプ。
ステータ部品が、端プレートと、該端プレートから延びる第１のらせんラップと、を有する固定スクロール部材を有し、前記少なくとも１つのロータ部品が、端プレートと、該端プレートから延びる、第１のらせんラップと噛み合う第２のらせんラップと、を有する環状スクロール部材を有する、スクロールポンプの形態である、請求項３乃至５のいずれか１項に記載のポンプ。