JP2020112080A - 真空ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】回転体の過熱を防止することで、回転体の破損を防止すると共に、多量のガスを連続して排気できる真空ポンプを提供する。【解決手段】供給口７からはデカン（Ｃ１０Ｈ２２）が供給される。このデカンは供給管５と連通路３を経てスプレーノズル１から回転翼１０２ｄに向けて噴霧される。回転翼１０２ｄの表面で気化しやすいようにミスト状にして噴射する。デカンは大気圧での沸点が１７４℃であるため常温常圧では液体である。一方、ターボ分子ポンプ１０の内部では圧力は１００Ｐａ程度のほぼ真空状態であり、デカンのこの圧力のときの沸点は１４℃である。回転翼１０２の温度が上昇することを考慮すると、デカンはポンプ内部では気体であると想定される。このため、噴射までは圧力が高く液体状態であるが回転翼１０２の表面に付着し温度が上昇すると気化する。このとき回転翼１０２の熱量を気化熱として消費するため回転翼１０２を冷却できる。【選択図】図１

Description

本発明は真空ポンプに係わり、特に回転体の過熱を防止することで、回転体の破損を防止すると共に、多量のガスを連続して排気できる真空ポンプに関する。

近年のエレクトロニクスの発展に伴い、メモリや集積回路といった半導体の需要が急激に増大している。
これらの半導体は、きわめて純度の高い半導体基板に不純物をドープして電気的性質を与えたり、エッチングにより半導体基板上に微細な回路を形成したりなどして製造される。
そして、これらの作業は空気中の塵等による影響を避けるため高真空状態のチャンバ内で行われる必要がある。このチャンバの排気には、一般に真空ポンプが用いられているが、特に残留ガスが少なく、保守が容易等の点から真空ポンプの中の一つであるターボ分子ポンプが多用されている。

また、半導体の製造工程では、さまざまなプロセスガスを半導体の基板に作用させる工程が数多くあり、ターボ分子ポンプはチャンバ内を真空にするのみならず、これらのプロセスガスをチャンバ内から排気するのにも使用される。
ところで、プロセスガスは、反応性を高めるため高温の状態でチャンバに導入される場合がある。

そして、これらのプロセスガスは、排気される際に冷却されてある温度になると固体となり排気系に生成物を析出する場合がある。そして、この種のプロセスガスがターボ分子ポンプ内で低温となって固体状となり、ターボ分子ポンプ内部に付着して堆積する場合がある。
ターボ分子ポンプ内部にプロセスガスの析出物が堆積すると、この堆積物がポンプ流路を狭め、ターボ分子ポンプの性能を低下させる原因となる。

この問題を解決するために、従来はターボ分子ポンプのベース部等の外周にヒータや環状の水冷管を巻着させ、かつ例えばベース部等に温度センサを埋め込み、この温度センサの信号に基づきベース部の温度を一定の範囲の高温に保つようにヒータの加熱や水冷管による冷却の制御が行われている。
この制御温度は高い方が生成物が堆積し難いため、この温度は可能な限り高くすることが望ましい。

一方、このようにベース部を高温にした際には、回転翼は、排気負荷の変動や周囲温度が高温に変化した場合等には限界温度を超えるおそれがある。
この点、例えば、ボールベアリング式真空ポンプでは、軸受部分で回転体と固定部分が接触しているため、そこから放熱が期待できる。

しかし、磁気軸受式真空ポンプでは、磁力により非接触で回転体を支持するため、放熱ができない。このため、プロセスガスの圧縮に伴い回転体で生ずる圧縮熱や、プロセスガスが回転体と接触又は衝突する際に生ずる摩擦熱や、モータで発生した熱の放熱が課題となる。

この問題に対し従来は、回転翼及び固定翼に高放射率のコーティングを塗布して、放射伝熱を促進するようにしている（特許文献１を参照）。あるいは、回転翼の内周面とステータの外周面との間に隙間を低減するスペーサを設置し、ガスを介した放熱を促進するようにしている（特許文献２を参照）。

特開２００５−３２０９０５公報 特開２００３−１８４７８５公報

しかしながら、上述の特許文献１の放射伝熱や、特許文献２のガスを介した放熱だけでは、充分な放熱量を確保するのが難しい。そこで、従来は回転体のオーバーヒートによる破損を防ぐため、ポンプで排気するガスの流量を制限する必要があった。そのため、ポンプが本来持っている能力を充分に発揮できなかった。
特に、近年は、上述したようにポンプ内への反応生成物の堆積防止対策のため、ポンプの流路となる周辺部品を保温するようになっており、回転体から周辺部品への放熱がますます難しくなっている。

本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、回転体の過熱を防止することで、回転体の破損を防止すると共に、多量のガスを連続して排気できる真空ポンプを提供することを目的とする。

このため本発明（請求項１）は、外筒と、該外筒に内包された回転翼と、該回転翼に取り付けられたロータ軸と、該ロータ軸を空中に浮上支持する磁気軸受と、前記ロータ軸を回転駆動する回転駆動手段と、前記回転翼と前記ロータ軸の間に配設されたステータと、
前記回転翼及び前記ロータ軸の少なくともいずれか一方に向くように前記ステータに配設された噴射口とを備え、該噴射口から液体を噴射し、該液体により前記回転翼及び前記ロータ軸の少なくともいずれか一方が冷却されることを特徴とする。

回転翼及びロータ軸の少なくともいずれか一方に向くようにステータに噴射口が配設される。そして、この噴射口から液体を噴射する。この液体により回転翼及びロータ軸の少なくともいずれか一方が冷却される。
このことにより、ポンプの運転時に発生する圧縮熱や摩擦熱が液体で除去されるため、回転翼がオーバーヒートし、破損するのを防止できる。
また、多量のガスを連続排気できるようになるため、半導体製造装置や、フラットパネルの製造装置の待ち時間が軽減され、生産量が増加する。

また、本発明（請求項２）は、前記液体がポンプ外部より供給される供給口と、該供給口と前記噴射口間を接続する連通路を備えて構成した。

液体を供給口を通じてポンプ外部から供給する。
このことにより、簡素な構造で確実に液体を連通路を通り送出できる。

更に、本発明（請求項３）は、前記液体が、前記噴射口から噴射された時点では液体であるが、前記回転翼及び前記ロータ軸のいずれか少なくとも一方の表面で気体となる蒸気圧特性を有することを特徴とする。

回転駆動手段で回転中の回転翼やロータ軸の温度は高い。このため、液体は回転翼やロータ軸の表面に付着し温度が上昇すると気化する。このとき回転翼やロータ軸の熱量を気化熱として消費するため回転翼やロータ軸を効率よく冷却できる。

更に、本発明（請求項４）は、前記回転翼及び前記ロータ軸の少なくともいずれか一方の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段で検出された温度に基づき前記液体の噴射量を制御する液体噴射量制御手段を備えて構成した。

温度検出手段で検出された温度に基づき液体の噴射量を制御する。
このように回転翼やロータ軸の温度に応じて液体の噴射量を制御することで、液体の消費量を抑えることができる。

更に、本発明（請求項５）は、前記外筒よりガスを排気する排気口と、該排気口に対し一端を接続された第１の配管と、該第１の配管の他端に対し接続された冷却トラップとを備え、該冷却トラップが、前記冷却トラップ内部での圧力における前記液体の沸点以下の温度に制御されることを特徴とする。

冷却トラップは、冷却トラップ内部での圧力における液体の沸点以下に冷却される。
このことにより、ポンプ内部で気化したガスは冷却トラップで再び液化され、冷却トラップで容易に回収できる。回収した液体を再利用することで、液体の消費量を抑えることができる。

更に、本発明（請求項６）は、前記外筒よりガスを排気する排気口と、該排気口に対し一端を接続された第１の配管と、該第１の配管の他端に対し接続された冷却トラップとを備え、該冷却トラップが、前記冷却トラップ内部での圧力における前記液体の沸点より高い温度に制御される前段トラップ部と、前記冷却トラップ内部での圧力における前記液体の沸点以下の温度に制御される前記前段トラップ部よりも下流に配設された後段トラップ部とを有することを特徴とする。

冷却トラップには前段トラップ部と後段トラップ部を有する。前段トラップ部では外筒内部での圧力における液体の沸点より高い温度に制御される。このため、ガス中の生成物を固化できる。しかし、ポンプ内部で気化したガスは、ここでは液化しない。一方、後段トラップ部では冷却トラップ内部での圧力における液体の沸点以下の温度に制御される。このため、ポンプ内部で気化したガスは冷却トラップで再び液化され、冷却トラップで容易に選択的に回収できる。回収した液体を再利用することで、液体の消費量を抑えることができる。

更に、本発明（請求項７）は、前記液体を回収し前記噴射口に対し供給する輸送用ポンプを備えて構成した。

このことにより、効率的かつ確実に液体の再利用ができる。

更に、本発明（請求項８）は、前記外筒内部での圧力においても、前記液体が前記噴射口から噴射されるときまで液体状態が維持されるように加圧する絞り部を有する第２の配管を備えて構成した。

第２の配管に絞り部を備えることで、外筒内部での圧力においても、液体が噴射口から噴射されるときまで液体状態が確実に維持される。このため、効率の良い噴射ができる。

以上説明したように本発明（請求項１）によれば、回転翼及びロータ軸の少なくともいずれか一方に向くようにステータに配設された噴射口を備え、噴射口から液体を噴射するように構成したので、この液体により回転翼及びロータ軸の少なくともいずれか一方が冷却される。
このことにより、ポンプの運転時に発生する圧縮熱や摩擦熱が液体で除去されるため、回転翼がオーバーヒートし、破損するのを防止できる。
また、多量のガスを連続排気できるようになるため、半導体製造装置や、フラットパネルの製造装置の待ち時間が軽減され、生産量が増加する。

本発明の実施形態であるターボ分子ポンプの構成図 液体の回収及び再利用方法のシステム構成図 冷却トラップの構成図 本発明の別形態の構成図

以下、本発明の実施形態について説明する。図１に本発明の実施形態であるターボ分子ポンプの構成図を示す。
図１において、ターボ分子ポンプ１０のポンプ本体１００の円筒状の外筒１２７の上端には吸気口１０１が形成されている。外筒１２７の内方には、ガスを吸引排気するためのタービンブレードによる複数の回転翼１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・をハブ９９の周部に放射状かつ多段に形成した回転体１０３を備える。
この回転体１０３の中心にはロータ軸１１３が取り付けられており、このロータ軸１１３は、例えば、いわゆる５軸制御の磁気軸受により空中に浮上支持かつ位置制御されている。

上側径方向電磁石１０４は、４個の電磁石が、ロータ軸１１３の径方向の座標軸であって互いに直交するＸ軸とＹ軸とに対をなして配置されている。この上側径方向電磁石１０４に近接かつ対応して、コイルを備えた４個の上側径方向変位センサ１０７が備えられている。この上側径方向変位センサ１０７はロータ軸１１３の径方向変位を検出し、図示しない制御装置に送るように構成されている。

制御装置においては、上側径方向変位センサ１０７が検出した変位信号に基づき、ＰＩＤ調節機能を有する補償回路を介して上側径方向電磁石１０４の励磁を制御し、ロータ軸１１３の上側の径方向位置を調整する。
ロータ軸１１３は、高透磁率材（鉄など）などにより形成され、上側径方向電磁石１０４の磁力により吸引されるようになっている。かかる調整は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれ独立して行われる。

また、下側径方向電磁石１０５及び下側径方向変位センサ１０８が、上側径方向電磁石１０４及び上側径方向変位センサ１０７と同様に配置され、ロータ軸１１３の下側の径方向位置を上側の径方向位置と同様に調整している。
更に、軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂが、ロータ軸１１３の下部に備えた円板状の金属ディスク１１１を上下に挟んで配置されている。金属ディスク１１１は、鉄などの高透磁率材で構成されている。

そして、軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂは、図示しない軸方向変位センサの軸方向変位信号に基づき制御装置のＰＩＤ調節機能を有する補償回路を介して励磁制御されるようになっている。軸方向電磁石１０６Ａと軸方向電磁石１０６Ｂは、磁力により金属ディスク１１１をそれぞれ上方と下方とに吸引する。
このように、制御装置は、この軸方向電磁石１０６Ａ、１０６Ｂが金属ディスク１１１に及ぼす磁力を適当に調節し、ロータ軸１１３を軸方向に磁気浮上させ、空間に非接触で保持するようになっている。

モータ１２１は、ロータ軸１１３を取り囲むように周状に配置された複数の磁極を備えている。各磁極は、ロータ軸１１３との間に作用する電磁力を介してロータ軸１１３を回転駆動するように、制御装置によって制御されている。
回転翼１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・とわずかの空隙を隔てて複数枚の固定翼１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ・・・が配設されている。回転翼１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ・・・は、それぞれ排気ガスの分子を衝突により下方向に移送するため、ロータ軸１１３の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して形成されている。

また、固定翼１２３も、同様にロータ軸１１３の軸線に垂直な平面から所定の角度だけ傾斜して形成され、かつ外筒１２７の内方に向けて回転翼１０２の段と互い違いに配設されている。
そして、固定翼１２３の一端は、複数の段積みされた固定翼スペーサ１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ・・・の間に嵌挿された状態で支持されている。
固定翼スペーサ１２５はリング状の部材であり、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス、銅などの金属、又はこれらの金属を成分として含む合金などの金属によって構成されている。

固定翼スペーサ１２５の外周には、わずかの空隙を隔てて外筒１２７が固定されている。外筒１２７の底部にはベース部１２９が配設され、固定翼スペーサ１２５の下部とベース部１２９の間にはネジ付きスペーサ１３１が配設されている。そして、ベース部１２９中のネジ付きスペーサ１３１の下部には排気口１３３が形成され、外部に連通されている。
ネジ付きスペーサ１３１は、アルミニウム、銅、ステンレス、鉄、又はこれらの金属を成分とする合金などの金属によって構成された円筒状の部材であり、その内周面に螺旋状のネジ溝１３１ａが複数条刻設されている。

ネジ溝１３１ａの螺旋の方向は、回転体１０３の回転方向に排気ガスの分子が移動したときに、この分子が排気口１３３の方へ移送される方向である。
回転体１０３のハブ９９の下端には径方向かつ水平に張出部８８が形成され、この張出部８８の周端より回転翼１０２ｄが垂下されている。この円筒部１０２ｄの外周面は、円筒状で、かつネジ付きスペーサ１３１の内周面に向かって張り出されており、このネジ付きスペーサ１３１の内周面と所定の隙間を隔てて近接されている。

ベース部１２９は、ターボ分子ポンプ１０の基底部を構成する円盤状の部材であり、一般には鉄、アルミニウム、ステンレスなどの金属によって構成されている。
ベース部１２９はターボ分子ポンプ１０を物理的に保持すると共に、熱の伝導路の機能も兼ね備えているので、鉄、アルミニウムや銅などの剛性があり、熱伝導率も高い金属が使用されるのが望ましい。

また、吸気口１０１から吸引されたガスがモータ１２１、下側径方向電磁石１０５、下側径方向変位センサ１０８、上側径方向電磁石１０４、上側径方向変位センサ１０７などで構成される電装部側に侵入することのないよう、電装部は周囲をステータコラム１２２で覆われ、この電装部内はパージガスにて所定圧に保たれている。ステータコラム１２２の膨出境界点９７より下側半分は上側半分に比べて径が大きく形成されている。

ステータコラム１２２の大径部分の壁面にはスプレーノズル１が周状かつ均等に４個配置されている。スプレーノズル１は偶数個均等配置されることが望ましい。ステータコラム１２２の壁部にはこのスプレーノズル１と連通する連通路３が軸方向に４本形成されている。４本の連通路３同士の間はステータコラム１２２の壁内部に形成された図示しない環状の穴で結ばれている。連通路３はベース部１２９内に埋め込まれた供給管５の一端と接続され、この供給管５の他端には供給口７が配設されている。連通路３及び供給管５は第２の配管に相当する。

次に、本実施形態の作用について説明する。
回転翼１０２がモータ１２１により駆動されてロータ軸１１３と共に回転すると、回転翼１０２と固定翼１２３の作用により、吸気口１０１を通じてチャンバからの排気ガスが吸気される。
吸気口１０１から吸気された排気ガスは、回転翼１０２と固定翼１２３の間を通り、ベース部１２９へ移送される。そして、排気口１３３から吐出される。

供給口７からは鎖式飽和炭化水素である、例えばデカン（Ｃ_１０Ｈ_２２）が供給される。
このデカンは供給管５及び連通路３を経てスプレーノズル１から回転翼１０２ｄに向けて噴霧される。即ち、回転翼１０２ｄの表面で気化しやすいように、ミスト状にして噴射する。
デカンは大気圧での沸点が１７４℃であるため常温常圧では液体である。一方、ターボ分子ポンプ１０の内部では圧力は１００Ｐａ程度のほぼ真空状態であり、デカンのこの圧力のときの沸点は１４℃である。回転翼１０２が１５０℃程度にまで上昇することもあることを考慮すると、デカンはポンプ内部では気体であると想定される。

このため、スプレーノズル１から噴射されるまでは圧力が高くデカンは液体状態であるが、回転翼１０２の表面に付着し温度が上昇すると気化する。このとき回転翼１０２の熱量を気化熱として消費するため回転翼１０２を効率よく冷却できる。
なお、スプレーノズル１へ到達する前に液体が気化しないように、スプレーノズル１の近傍には絞り部２を設け、供給管５及び連通路３の内部を液体がガス化する圧力以上に保つことが望ましい。

ここで使用可能な液体としては、回転翼１０２の表面で気化するように、使用圧力でガス化する温度が回転翼１０２の許容温度以下であればよい。従って、鎖式飽和炭化水素でデカン以外の炭素数７以上のヘプタンやオクタン等であってもデカンとほぼ同様の性質を有するので適用が可能である。
なお、ポンプ内で気化しない液体である、例えば真空オイルを噴霧するようにしてもよい。この場合であってもある程度の冷却効果が期待できる。

スプレーノズル１からの噴霧は回転翼１０２ｄに向けて広範囲に拡散することが望ましい。このため、スプレーノズル１はステータコラム１２２の大径部分の壁面高さのほぼ中央に配置されている。但し、噴霧で拡散させることなく回転翼１０２ｄの一カ所に対して液体を集中して吹きかけたとしてもよい。この場合、液体は回転翼１０２の遠心力の影響を受け、回転翼１０２ｄの内面の全体に広がると推定される。

また、回転翼１０２の温度又はロータ軸１１３の温度が所定の温度以上になったことを温度センサで検知する。そして、この温度センサの信号に基づき液体の供給をＯＮ／ＯＦＦする制御機能を持つようにしてもよい。例えば、回転翼１０２の温度が１５０℃以上で液体の供給を行い、１４５℃以下になったときにこの供給を停止する。

このように回転翼１０２又はロータ軸１１３の温度に応じて液体の供給を制御することで、液体の消費量を抑えることができる。
以上により、ポンプの運転時に発生する圧縮熱や摩擦熱が液体で除去されるため、回転翼がオーバーヒートし、破損するのを防止できる。
また、多量のガスを連続排気できるようになるため、半導体製造装置や、フラットパネルの製造装置の待ち時間が軽減され、生産量が増加する。

次に、ポンプ内部で冷却に使用した液体の回収及び再利用方法について説明する。
図２に液体の回収及び再利用方法のシステム構成図を示す。図２において、ポンプ内部で気化したガスは、排気するプロセスガスとともに排気口１３３から排気される。この排気口１３３には第１の配管の一端が接続されている。そして、この第１の配管の他端は冷却トラップ２０の吸気口２１に接続され、ガスはこの第１の配管を介して吸気口２１に流入するようになっている。冷却トラップ２０の構成図を図３に示す。更に、冷却トラップ２０の排気口２３には粗引きポンプ４０が接続されており、この粗引きポンプ４０はターボ分子ポンプ１０の圧力が動作範囲内になるように補助している。

冷却トラップ２０の冷媒排出口２５にはろ過装置兼輸送用ポンプ５０が接続されており、ろ過装置兼輸送用ポンプ５０でろ過された液体はターボ分子ポンプ１０の供給口７に戻され再利用されるようになっている。
図３において、冷却トラップ２０は前段トラップ部２０Ａと後段トラップ部２０Ｂとがガスの流れに沿って連設されている。
前段トラップ部２０Ａの外筒２６の内部には、周状の複数箇所に穴２７ａの開けられた円板状の冷却板２７と、周状の複数箇所に穴２９ａの開けられた円板状の冷却板２９とが、ガスの進行方向に対し垂直に交互に配設されている。穴２７ａは外筒２６の中心よりも遠い箇所に形成され、穴２９ａは外筒２６の中心の近くに形成されている。前段トラップ部２０Ａの後端部には環状の水冷管３１が埋設された水冷部３３が配設されている。

一方、後段トラップ部２０Ｂの前端部には環状の水冷管３５が埋設された水冷部３７が配設されている。また、後段トラップ部２０Ｂの外筒２８の内部には、前段トラップ部２０Ａと同様に円板状の冷却板２７と円板状の冷却板２９とが、ガスの進行方向に対し垂直に交互に配設されている。

かかる構成において、冷却板２７と冷却板２９とが交互に重ねられているため、気化したデカンとプロセスガスは図３中に矢印で示すように千鳥状に流れる。これによりガスが冷却板２７と冷却板２９に接触する面積が増え、冷却効率を高めることができる。前段トラップ部２０Ａと後段トラップ部２０Ｂにはそれぞれ図示しない温度計が備えられ、ここで計測された温度に基づきそれぞれ独立して異なる温度に制御される。
前段トラップ部２０Ａの温度は例えば４０℃に設定される。この設定温度ではプロセスガス中の生成物が固体で析出される。このときデカンの沸点は前述の通り１４℃なので液化はせずにガスのままである。

一方、次の後段トラップ部２０Ｂの設定温度は１４℃以下の例えば１０℃に設定する。このことにより、後段トラップ部２０Ｂにおいてデカンは液化する。液化したデカンは冷媒排出口２５から排出される。この冷媒排出口２５から排出された液体はろ過装置兼輸送用ポンプ５０でろ過され、ターボ分子ポンプ１０で再利用される。このようにデカンは１４℃以下に冷却すると再び液化するため、冷却トラップ２０で容易に回収できる。回収したデカンを再利用することで、デカンの消費量を抑えることができる。残ったプロセスガスは冷却トラップ２０の排気口２３より粗引きポンプ４０を介して図示しない外部の処理工程へと送られる。

なお、真空オイルを噴霧するように構成した場合には、この真空オイルの液体とプロセスガスは排気口１３３から排出されるので、排気口１３３の外部にＴ字管を配設し、このＴ字管で真空オイルを分岐することで液体を再利用するようにしてもよい。
また、図示は省略するが、この真空オイルの液体をポンプ内部で貯留するための貯留槽を用意する。そして、この貯留槽からターボ分子ポンプ１０内部に別途配設した小型ポンプで液体を吸い上げ、スプレーノズル１から噴霧させることで液体を再利用するようにしてもよい。

更に、本実施形態ではスプレーノズル１をステータコラム１２２の外周側に配設し、このスプレーノズル１から回転翼１０２ｄに向けて液体を噴霧するとして説明をした。しかしながら、図４の本発明の別形態の構成図で示すように、連通路３と接続する連通路６１を径方向に延長し、ステータコラム１２２の内周側にもスプレーノズル６３を配設するようにしてもよい。この場合、回転翼１０２ｄに向けてスプレーノズル１で噴霧を行い、ロータ軸１１３に向けてスプレーノズル６３で噴霧を行う。

これにより、回転翼１０２とロータ軸１１３の両方を一挙に冷やすことができる。但し、どちらか一方だけ冷やすように構成されてもよい。
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が当該改変されたものにも及ぶことは当然である。

１、６３ スプレーノズル
３、６１ 連通路
５ 供給管
７ 供給口
１０ ターボ分子ポンプ
２０ 冷却トラップ
２０Ａ 前段トラップ部
２０Ｂ 後段トラップ部
２１ 吸気口
２３ 排気口
２５ 冷媒排出口
２６ 外筒
２７、２９ 冷却板
３１、３５ 水冷管
３３、３７ 水冷部
５０ ろ過装置兼輸送用ポンプ
１００ ポンプ本体
１０２ 回転翼
１０３ 回転体
１０４ 上側径方向電磁石
１０５ 下側径方向電磁石
１０７ 上側径方向変位センサ
１０８ 下側径方向変位センサ
１１３ ロータ軸
１２１ モータ
１２２ ステータコラム
１２７ 外筒
１２９ ベース部

Claims (8)

1. 外筒と、
   該外筒に内包された回転翼と、
   該回転翼に取り付けられたロータ軸と、
   該ロータ軸を空中に浮上支持する磁気軸受と、
   前記ロータ軸を回転駆動する回転駆動手段と、
   前記回転翼と前記ロータ軸の間に配設されたステータと、
   前記回転翼及び前記ロータ軸の少なくともいずれか一方に向くように前記ステータに配設された噴射口とを備え、
   該噴射口から液体を噴射し、該液体により前記回転翼及び前記ロータ軸の少なくともいずれか一方が冷却されることを特徴とする真空ポンプ。
2. 前記液体がポンプ外部より供給される供給口と、
   該供給口と前記噴射口間を接続する連通路を備えたことを特徴とする請求項１記載の真空ポンプ。
3. 前記液体が、
   前記噴射口から噴射された時点では液体であるが、前記回転翼及び前記ロータ軸のいずれか少なくとも一方の表面で気体となる蒸気圧特性を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の真空ポンプ。
4. 前記回転翼及び前記ロータ軸の少なくともいずれか一方の温度を検出する温度検出手段と、
   該温度検出手段で検出された温度に基づき前記液体の噴射量を制御する液体噴射量制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
5. 前記外筒よりガスを排気する排気口と、
   該排気口に対し一端を接続された第１の配管と、
   該第１の配管の他端に対し接続された冷却トラップとを備え、
   該冷却トラップが、
   前記冷却トラップ内部での圧力における前記液体の沸点以下の温度に制御されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
6. 前記外筒よりガスを排気する排気口と、
   該排気口に対し一端を接続された第１の配管と、
   該第１の配管の他端に対し接続された冷却トラップとを備え、
   該冷却トラップが、
   前記冷却トラップ内部での圧力における前記液体の沸点より高い温度に制御される前段トラップ部と、
   前記冷却トラップ内部での圧力における前記液体の沸点以下の温度に制御される前記前段トラップ部よりも下流に配設された後段トラップ部とを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
7. 前記液体を回収し前記噴射口に対し供給する輸送用ポンプを備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の真空ポンプ。
8. 前記外筒内部での圧力においても、前記液体が前記噴射口から噴射されるときまで液体状態が維持されるように加圧する絞り部を有する第２の配管を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の真空ポンプ。

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