JP2608605B2 - 真空ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は真空ポンプに関し、詳細には無潤滑すなわち
乾式機械真空ポンプに関する。

代表的な無潤滑ポンプまたは乾式ポンプ、すなわち無
潤滑移動式容積を持つポンプが本出願人の英国特許第2,
088,957号明細書に開示されている。この開示された特
殊なポンプは複数の、例えば４つのポンピング室を有
し、各室はポンピング作用を行うための互いに係合する
対のロータを含む。室のあるものは、特に入口にある室
は“ルーツ”形式のロータを有し、一方他の室は“クロ
ー”形式のロータを有する。ロータ対を駆動するシャフ
トはポンピングケーシングの一端にあるハウジング内に
囲まれた係合ギャによって相互に連結されている。シャ
フトの１つは電気モータのような原動機に連結するため
にハウジングを越えて延びている。ハウジングおよびそ
れに関連するシールは、ギャ等に関連する潤滑油をポン
ピング室内に漏れないように阻止している。

この形式の無潤滑機械ポンプは一般に高い容積ポンピ
ング効率を与え、通常10^-2トール程度の圧力にまで包囲
体を真空にすることができる。

このようなポンプのポンピング室内には潤滑油がない
ので、塵を帯びたガスが包囲体から吐出されねばならな
いような場合の用途にポンプは特に適している。ポンピ
ング室内にある潤滑油は、そのような汚染物に対して
“こするもの”として働き、ポンプの内面に急速で過度
の摩擦を誘起する摩耗性スラリーを発生する。

しかしながら、無潤滑機械真空ポンプ、特に前述の英
国特許に開示されているような乾式ポンプにおいては、
それにもかかわらず塵のような汚染物の少しづつの増加
があり、主にガスから生じる同様な塵が包囲体から吸引
される、すなわち吐出されることが見出された。包囲体
内で半導体材料、特に例えば半導体材料のウェハーのコ
ーティングを処理することは無視できない量の塵等の汚
染物を発生することが知られている。

また、長い期間のポンプ作動にわたって、そのような
汚染物が本発明が関連するこの形式の乾式ポンプ中に増
加することも見出されている。このような増加によって
ポンプは相対的に移動する部品間に適当な隙間が不足す
るために動かなくなることが考えられる。その他とて
は、ポンプの面に形成された累積した塵の粒子が比較的
大きな片となり、ポンプ機構をロックするかもしれな
い。

ポンプが包囲体を吸引している状態で、実際の作動
中、入口段から下流のポンプの段に乾燥した不活性パー
ジ（排気）ガスを連続的に導入することによって汚染物
の増加の問題を克服することが以前提案されている。こ
の解決案は、しかしながら、そのような排気ガスの注入
が、排気ガス注入流が最少でない限りポンプの容積ポン
ピング効率に悪影響する欠点があり、この場合ガスの排
気効率が実質的に減少され、容積ポンピング効率の損失
のために排気による利益がほとんど達成されない。

本発明は汚染物の増加が最少にされるような無潤滑機
械真空ポンプを提供することに関する。

本発明によると、入口および出口を持つポンピング室
を有し、ポンピング室を通して入口に連結できる包囲体
からのガスが吐出され、室からの排気を行うために再循
環排気ガスの流れを室を通して選択的に導入する装置が
設けられていることを特徴とする真空ポンプが与えられ
る。

室を通る排気ガスの再循環の流れを行うために、一般
にしかし本質的なものではないが、室の入口を包囲体か
ら選択的に分離することが必要であり、好ましくはバル
ブ装置がこの目的のために設けられる。排気ガスは、ポ
ンプ自体に悪影響を与えないまたはポンプのポンピング
室または他の部品に汚染物または湿気を導入しないよう
に好ましくは乾燥した不活性なものである。窒素が有効
な排気ガスであり、好ましい。排気ガスをポンプに導入
する装置がポンプ内の適当な位置に配置されてもよい。
一旦導入されると、室を通る排気ガスの再循環は好まし
くはポンプ自体の作動によって行われる。

理想的には、排気ガスの流れは、ポンピング室の入口
および出口および室自体を含む閉じた循環路であること
が好ましいガス循環路中に発生される。

このようなガス循環路は、好ましくは、排気ガスの流
れによってポンピング部品から移動された汚染物または
その他の塵を捕捉し保持するために有効なフィルタを含
む。

フィルタはポンピング室と並列に配置されかつ室の入
口および室の出口を連結する導管内に含まれ、それによ
って排気ガスを再循環するためのガス循環路が室および
フィルタを含む導管を含むことになる。

この場合、導管を選択的に閉じるためにバルブ装置が
導管内に好ましくは設けられ、それによってバルブ装置
が閉じられるとガス循環路を分離する。

ポンピング室は第１室および少なくとも１つの他の室
から成る。この形式のポンプは通常は２つまたは３つの
他のポンピング室を有し、個々の室の各々は本明細書の
導入部に記載したような互いに係合するロータのような
ポンピング要素を含む。

ある状況下では、排気ガスを他の室を通して選択的に
流す装置を設けることが好ましい。特に、排気ガスを第
１室ではなく１つまたはそれ以上の他のポンピング室を
通して流す補助導管が設けられる。このような補助導管
は好ましくは導管を選択的に連結して使用状態にするバ
ルブ装置を有する。

本発明の実施例において、ポンプ中に排気ガスを導入
するために補助装置を設けることが有効である。特に排
気ガスがポンピング室を通して再循環されないときでさ
え排気ガスをフィルタ導管に導入する能力は、危険なガ
ス、例えば自然発火性のガスが包囲体から吐出されると
き、導管内のそのような危険なガスの累積を阻止するた
めに、有効である。

本発明のポンプは汚染物の増加の程度を最少にする。
特に、ポンピング室を通る排気ガスの速度および流出量
を変化し、汚染物の除去を最適にするために増加させる
ことができる。有効な汚染物の除去は、もし排気ガスの
速度および流出量が通常はポンピング中吸引されるべき
包囲体からのガスの速度／流出量よりはるかに多いなら
ば多くの場合に達成される。

本発明のポンプはこのことを行うことができる。すな
わち、第１に、ある実施例においては、使用中、ポンピ
ング室入口を吸引すべき包囲体から分離し、その後汚染
物を除去するのに必要な速度および流出量でガス循環路
を通して排気ガスを吐出する装置を設けることによって
行うことができる。

第２に、他の実施例においては、他の室からの汚染物
の除去を可能にしながら包囲体に通過する第１ポンピン
グ室の連続的な通常の使用により包囲体の吸引／ポンピ
ングを維持するように、排気ガスを他のポンピング室を
通してだけ流すことによって行うことができる。

例示的に示す本発明の真空ポンプの概略図である添付
図面を参照して本発明を説明する。

図示するポンプは英国特許第2,088,957号明細書に開
示した形式の無潤滑機械ポンプである。ポンプ１は第１
室２および３つの他の室３、４および５から成るポンピ
ング室を有し、これらの室のすべては互いに係合する対
のローラ（図示せず）を有する。特に第１室“ルーツ”
形のロータを一般に有する。

ポンピング室は真空にすべき包囲体（図示せず）にバ
ルブ装置７を介して連結できる入口６およびポンピング
室からの排気ガスが排出される出口８を有する。互いに
係合する対のロータを駆動し制御するギャおよびモータ
がハウジング９に含まれている。

入口６および出口８を連結するのはポンピング室に並
列に配置した導管９である。導管はバルブ装置10を有
し、バルブ装置は、開かれると、入口６、ポンピング室
２、３、４、５、出口８および導管９を含むガス循環路
の形成を可能にする。

循環路内に含まれるのは、出口８から入口６に流れる
ガスが矢印に示す方向にフィルタ要素11を通って流れる
ように、導管９に取付けられた円筒状フィルタ要素11で
ある。フィルタ要素自体はそれを流れるガス中の汚染物
の捕捉のための任意の適当な材料から作られている。

補助導管12がバルブ装置13および14を介してそれぞれ
メイン導管９を他のポンピング室４および５に選択的に
連結するために設けられており、室４に対する連結はポ
ンピング室３および４の間の隔壁中であり、室５に対す
る連結は室に直接である。

排気ガスはガス管15およびバルブ装置16を介してポン
ピング室５中の二重ポート17に供給され、かつ別個にバ
ルブ装置18を介して導管９内のポート19に供給される。

包囲体を真空にするときのポンプ１の通常の作動にお
いて、特に塵を帯びたガスが工程中に増えてくるような
動作が包囲体内に行われるときには、バルブ９は開放さ
れ、バルブ10が閉じられる。このような通常の作動中、
バルブ16は、例えば自然発火作用を阻止するために排気
ガス、例えば乾燥窒素を装置に入れるようにある状況下
で開放される。このモードにおいて、包囲体はポンプ１
によって真空にされ、包囲体から吸引された一定量の汚
染物および塵を取り入れて徐々に捕捉する。

適当な時間の経過後、例えば包囲体内のプロセスサイ
クルの完了後に、バルブ７が閉じられ、ポンプ１は、バ
ルブ10を開いた状態で、作動される。バルブ16は排気ガ
スをポンプ中に入れるために開放されたままである。

この操作モードにおいて、フィルタ11はポンプ１のポ
ンピング室２、３、４および５のすべてを持つ閉じた循
環路に含まれ、ポンプ１が駆動されると、付加的量の排
気ガスの注入によって高められるガス速度および流出量
の増加はポンプ１内に捕捉された汚染物および他の塵を
取り除き、そのような汚染物をフィルタ内に保持するた
めにフィルタ内に入れ、好ましくは廃棄可能なフィルタ
要素によってその後除去するのに有効である。

操作の他のモードにおいて、ポンプ１の排気は、バル
ブ７が開放された状態で通常の作動中に行われ、ポンプ
は包囲体を真空にするのに有効である。このモードにお
いて、バルブ10は閉じられ、バルブ13および（または）
14が開放され、フィルタ11およびポンプのそれぞれの室
４および５を持つ閉じた循環路をポンプ１が形成する。
このように、ある程度の連続的な排気は、排気ガスがポ
ンピング室２および３よりむしろポンピング室４および
５に入るので達成され、したがって排気効果は容積ポン
ピング効率の過度の損失なしに達成される。

前述のように各プロセスサイクルの完了時の排気操作
を通常のポンピング中の排気とは無関係に行うことがで
き、すなわちバルブ13および14が開放した状態で行うこ
とができる。

特にもしプロセス作動によって発生される汚染の程度
が比較的低いならば、必要に応じてポンプの排気作動を
真空にした包囲体内での多数のプロセス作動の間の規則
的な休止期間中に単に行うことができる。しかしなが
ら、本発明によって与えられる排気のいずれの方法が利
用されるとしても、ポンプ１内の汚染物の増大がかなり
減少される。

包囲体から吸引されるガスの種類によって、特に爆発
性または自然発火性のガスの場合には、特にバルブ装置
10が閉じられるとき、フィルタ要素11または補助導管を
含む導管９中に吸引されたガスの増大の可能性を阻止す
るために、排気ガスをガス管15からポート19に連続的に
導入することが好ましい。吸引されたガスはポート19に
導入された排気ガスによって導管から出口８に押し出さ
れる。

本発明の再循環系の実質的な利点はポンプ１およびポ
ンピング系に既に存在する排気ガスを利用して捕捉した
汚染物および他の塵の排気を行うことである。ポンプお
よびポンピング系内のガスの容積を単に増加して必要な
ガスの流れおよび流出量を発生するために乾燥した排気
ガスを用いる再循環装置は排気を行うために乾燥した希
釈ガスをポンプ中に連続的に供給するよりも一層経済的
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の真空ポンプの概略図である。 １……ポンプ、 ２……第１室、 ３、４、５……他の室、 ６……入口、 ８……出口、 11……フィルタ要素。

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入口および出口を持つポンピング室を有
   し、ポンピング室を通して入口に連結できる包囲体から
   のガスが吐出され、室からの排気を行うために再循環排
   気ガスの流れを室を通して選択的に導入する装置が設け
   られていることを特徴とする真空ポンプ。
2. 【請求項２】請求項１記載のポンプにおいて、入口を包
   囲体から選択的に分離するバルブ装置が設けられている
   ことを特徴とするポンプ。
3. 【請求項３】請求項１または２のいずれか１つに記載の
   ポンプにおいて、室を通る排気ガスの流れがポンプの作
   動によって行われることを特徴とするポンプ。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１つに記載の
   ポンプにおいて、排気ガスの流れがポンピング室の入口
   および出口室自体を含むガス循環路中に導入されること
   を特徴とするポンプ。
5. 【請求項５】請求項４記載のポンプにおいて、ガス循環
   路がフィルタを含むことを特徴とするポンプ。
6. 【請求項６】請求項５記載のポンプにおいて、フィルタ
   がポンピング室に並列に配置されかつ室の入口および室
   の出口を連結する導管中に含まれることを特徴とするポ
   ンプ。
7. 【請求項７】請求項６記載のポンプにおいて、導管を選
   択的に閉じるためにバルブ装置が導管中に設けられてい
   ることを特徴とするポンプ。
8. 【請求項８】請求項１ないし７のいずれか１つに記載の
   ポンプにおいて、ポンピング室は第１室および少なくと
   も１つの他の室を含むことを特徴とするポンプ。
9. 【請求項９】請求項８記載のポンプにおいて、排気ガス
   を他の室を通して選択的に流す補助導管が設けられてい
   ることを特徴とするポンプ。
10. 【請求項１０】請求項９記載のポンプにおいて、排気ガ
    スの流れを第１ポンピング室ではなく１つまたはそれ以
    上の他のポンピング室内で生じさせる補助導管が設けら
    れていることを特徴とするポンプ。