JP2733489B2 - ガス希釈をともなう逆流冷却式多段ロータリー形真空ポンプ - Google Patents
ガス希釈をともなう逆流冷却式多段ロータリー形真空ポンプInfo
- Publication number
- JP2733489B2 JP2733489B2 JP11501589A JP11501589A JP2733489B2 JP 2733489 B2 JP2733489 B2 JP 2733489B2 JP 11501589 A JP11501589 A JP 11501589A JP 11501589 A JP11501589 A JP 11501589A JP 2733489 B2 JP2733489 B2 JP 2733489B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- pump
- backflow
- ejector
- pump section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C25/00—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids
- F04C25/02—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids for producing high vacuum
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F04C18/126—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with radially from the rotor body extending elements, not necessarily co-operating with corresponding recesses in the other rotor, e.g. lobes, Roots type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C23/005—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of dissimilar working principle
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガス希釈をともなう逆流冷却式多段ロータ
リー形真空ポンプに関する。本発明による真空ポンプ
は、例えば、化学反応ガスの排気に使用される逆流冷却
式多段ロータリー形真空ポンプに用いられる。本発明に
よる真空ポンプは吸込圧力が、大気圧から10-1Torrレベ
ルまでの領域において、高圧縮比状態で運転され、運転
時の温度が比較的高温となる逆流冷却式多段ロータリー
形真空ポンプに適用することができる。
リー形真空ポンプに関する。本発明による真空ポンプ
は、例えば、化学反応ガスの排気に使用される逆流冷却
式多段ロータリー形真空ポンプに用いられる。本発明に
よる真空ポンプは吸込圧力が、大気圧から10-1Torrレベ
ルまでの領域において、高圧縮比状態で運転され、運転
時の温度が比較的高温となる逆流冷却式多段ロータリー
形真空ポンプに適用することができる。
従来、複数のポンプ区分により形成され、特に高圧縮
比状態で運転され、その圧縮熱により運転時の温度が比
較的高温となる多段ロータリー形真空ポンプにおいて
は、第５図に示すように、各ポンプ区分の吐出口と次段
のポンプ区分の吸込口を連結する連結管が設けられ、こ
の連結管路には、冷却器が設けられ、この冷却器の下流
側の連結管路からは、前段側の各ポンプ区分へ逆流冷却
用気体を導く逆流管路が分岐し配管されるものが、提案
されている。これについては例えば特開昭59-115489号
公報を参照することができる。
比状態で運転され、その圧縮熱により運転時の温度が比
較的高温となる多段ロータリー形真空ポンプにおいて
は、第５図に示すように、各ポンプ区分の吐出口と次段
のポンプ区分の吸込口を連結する連結管が設けられ、こ
の連結管路には、冷却器が設けられ、この冷却器の下流
側の連結管路からは、前段側の各ポンプ区分へ逆流冷却
用気体を導く逆流管路が分岐し配管されるものが、提案
されている。これについては例えば特開昭59-115489号
公報を参照することができる。
第５図に示されている従来形の４段逆流冷却式ロータ
リー形真空ポンプにおいては、各ポンプ区分10〜40は、
共通の２本の軸を有し、これらの軸に支承されるロータ
と、ロータを内蔵するハウジングにより構成され、鎖線
内は単一機器形態とされ、第１ポンプ区分10の吐出口10
2と第２ポンプ区分20の吸込口201は連結管路103,104,10
5により連結し、連結管路103と104の間に冷却器12を設
け、連結管路104から分岐し、第１ポンプ区分10のハウ
ジングへ逆流冷却用気体を導く逆流管路106が設けられ
ている。
リー形真空ポンプにおいては、各ポンプ区分10〜40は、
共通の２本の軸を有し、これらの軸に支承されるロータ
と、ロータを内蔵するハウジングにより構成され、鎖線
内は単一機器形態とされ、第１ポンプ区分10の吐出口10
2と第２ポンプ区分20の吸込口201は連結管路103,104,10
5により連結し、連結管路103と104の間に冷却器12を設
け、連結管路104から分岐し、第１ポンプ区分10のハウ
ジングへ逆流冷却用気体を導く逆流管路106が設けられ
ている。
第２ポンプ区分20の吐出口202と第３ポンプ区分30の
吸込口301は連結管路203,204,205により連結し、連結管
路203と204の間に冷却器22を設け、連結管路204から分
岐し、第２ポンプ区分20のハウジングへ逆流冷却用気体
を導く逆流管路206が設けられている。
吸込口301は連結管路203,204,205により連結し、連結管
路203と204の間に冷却器22を設け、連結管路204から分
岐し、第２ポンプ区分20のハウジングへ逆流冷却用気体
を導く逆流管路206が設けられている。
第３ポンプ区分30の吐出口302と第４ポンプ区分40の
吸込口401とは連結管路303,304,305により連結し、連結
管路303と304の間に冷却器32を設け、連結管路304から
分岐し、第３ポンプ区分30のハウジングへ逆流冷却用気
体を導く逆流管路306が設けられている。
吸込口401とは連結管路303,304,305により連結し、連結
管路303と304の間に冷却器32を設け、連結管路304から
分岐し、第３ポンプ区分30のハウジングへ逆流冷却用気
体を導く逆流管路306が設けられている。
第４ポンプ区分40の吐出口402と吐出管路405は連結管
路403,404により連結し、連結管路403と404の間に冷却
器42を設け、連結管路404から分岐し、第４ポンプ区分4
0のハウジングへ逆流冷却用気体を導く逆流管路406が設
けられている。
路403,404により連結し、連結管路403と404の間に冷却
器42を設け、連結管路404から分岐し、第４ポンプ区分4
0のハウジングへ逆流冷却用気体を導く逆流管路406が設
けられている。
第５図の真空ポンプにおいては、各ポンプ区分の吸込
口より流入し圧縮された気体は、吐出連結管路へ吐出さ
れ、連結管路を通り冷却器に流入し冷却され、再び逆流
冷却用気体として、各ポンプ区分のケーシングへ流入す
る気体と、次段のポンプ区分の吸込口へ流入する気体と
に分かれる。
口より流入し圧縮された気体は、吐出連結管路へ吐出さ
れ、連結管路を通り冷却器に流入し冷却され、再び逆流
冷却用気体として、各ポンプ区分のケーシングへ流入す
る気体と、次段のポンプ区分の吸込口へ流入する気体と
に分かれる。
この動作が各ポンプ区分において順次反復され、吸込
気体をポンプの吸込圧力から、大気圧まで圧縮する。こ
の動作を行うために、第５図の真空ポンプにおいては、
各ポンプ区分において発生した圧縮熱を外部へ放熱し、
ポンプの過熱を防止するために連結管路を流れる気体を
冷却するための複数の外部冷却器が設けられている。
気体をポンプの吸込圧力から、大気圧まで圧縮する。こ
の動作を行うために、第５図の真空ポンプにおいては、
各ポンプ区分において発生した圧縮熱を外部へ放熱し、
ポンプの過熱を防止するために連結管路を流れる気体を
冷却するための複数の外部冷却器が設けられている。
この真空ポンプの主要な用途の１つに、集積回路の基
板に薄膜や回路を化学的に形成するために減圧CVD、プ
ラズマCVD、等のCVD装置やプラズマエッチング、リアク
ティブイオンエッチング等のエッチング装置などの化学
反応装置がある。減圧反応装置には、例えば反応性ガス
であるSiH4とO2が供給され真空中においてSiH4＋O2→Si
O2＋2H2の反応を生じさせる、排気用真空ポンプにはSiH
4とO2の未反応ガス及びSiO2の反応物とH2が流入する。
この排気系内においてSiH4とO2による爆発の危険性があ
るため、窒素ガスなどの不活性ガスにより、充分な希釈
すなわち、実用的にはSiH4の濃度は10％以下にする必要
がある。この希釈をするために、不活性ガスをポンプ吸
込口より上流側で供給することは、ポンプの吸込ガス量
が増加し、大きな真空ポンプが必要となり有利ではな
い。また多段真空ポンプの第１ポンプ区分の吐出口と第
２ポンプ区分の吸込口を連結する連結管路部に、希釈用
不活性ガスを供給することは第２ポンプ区分の吸込圧力
すなわち第１ポンプ区分の吐出圧力を高め、その結果第
１ポンプ区分における吸込圧力と吐出圧力との差を増加
させ、このため過度な発熱を生ずる結果となり、ポンプ
内部における接触の危険が生じ、また１ポンプ区分の吐
出圧力が高まることにより、第１ポンプ区分の内部漏れ
が増加し、このため吸込圧力が上昇し、結果としてポン
プの性能を低下させ有利ではない。
板に薄膜や回路を化学的に形成するために減圧CVD、プ
ラズマCVD、等のCVD装置やプラズマエッチング、リアク
ティブイオンエッチング等のエッチング装置などの化学
反応装置がある。減圧反応装置には、例えば反応性ガス
であるSiH4とO2が供給され真空中においてSiH4＋O2→Si
O2＋2H2の反応を生じさせる、排気用真空ポンプにはSiH
4とO2の未反応ガス及びSiO2の反応物とH2が流入する。
この排気系内においてSiH4とO2による爆発の危険性があ
るため、窒素ガスなどの不活性ガスにより、充分な希釈
すなわち、実用的にはSiH4の濃度は10％以下にする必要
がある。この希釈をするために、不活性ガスをポンプ吸
込口より上流側で供給することは、ポンプの吸込ガス量
が増加し、大きな真空ポンプが必要となり有利ではな
い。また多段真空ポンプの第１ポンプ区分の吐出口と第
２ポンプ区分の吸込口を連結する連結管路部に、希釈用
不活性ガスを供給することは第２ポンプ区分の吸込圧力
すなわち第１ポンプ区分の吐出圧力を高め、その結果第
１ポンプ区分における吸込圧力と吐出圧力との差を増加
させ、このため過度な発熱を生ずる結果となり、ポンプ
内部における接触の危険が生じ、また１ポンプ区分の吐
出圧力が高まることにより、第１ポンプ区分の内部漏れ
が増加し、このため吸込圧力が上昇し、結果としてポン
プの性能を低下させ有利ではない。
上記の現象を従来形の第５図に示す多段ロータリー形真
空ポンプの性能を示す第６図を用いて以下に説明する。
第６図において縦軸は標準状態（760Torr,20℃）で表さ
れたポンプの吸込気体流量であり、横軸は圧力を示す。
線L1,L2,L3およびL4はそれぞれ第１ポンプ区分、第２ポ
ンプ区分、第３ポンプ区分、および第４ポンプ区分の吸
込口における圧力と吸込気体流量との関係を示す。例え
ばポンプにS1の吸込量があれば、それぞれのポンプ区分
の吸込圧力は第１ポンプ区分でP1以下それぞれP2,P3,P4
となる。
空ポンプの性能を示す第６図を用いて以下に説明する。
第６図において縦軸は標準状態（760Torr,20℃）で表さ
れたポンプの吸込気体流量であり、横軸は圧力を示す。
線L1,L2,L3およびL4はそれぞれ第１ポンプ区分、第２ポ
ンプ区分、第３ポンプ区分、および第４ポンプ区分の吸
込口における圧力と吸込気体流量との関係を示す。例え
ばポンプにS1の吸込量があれば、それぞれのポンプ区分
の吸込圧力は第１ポンプ区分でP1以下それぞれP2,P3,P4
となる。
ここで第１ポンプ区分の吐出口と第２ポンプ区分の吸込
口201を連結する連結管路104部に（S2−S1）の量の希釈
用不活性ガスを供給すると第３図における各ポンプ区分
の吸込圧力はそれぞれP1,Pb,Pc,Pdとなる。そして第１
ポンプ区分と第２ポンプ区分の吸込口における圧力差は
r1からraに増大し、この圧力差の増大にともない第１ポ
ンプ区分の発熱が増加する結果となっている。また第２
ポンプ区分の吸込圧力すなわち第１ポンプ区分の吐出圧
力を高まることにより、第１ポンプ区分の内部漏れが増
加し、このため第１ポンプ区分の吸込圧力が上昇し、第
１ポンプ区分の性能を示す線L1はＬ′１に移行し、ポン
プの性能低下を示す結果となる。
口201を連結する連結管路104部に（S2−S1）の量の希釈
用不活性ガスを供給すると第３図における各ポンプ区分
の吸込圧力はそれぞれP1,Pb,Pc,Pdとなる。そして第１
ポンプ区分と第２ポンプ区分の吸込口における圧力差は
r1からraに増大し、この圧力差の増大にともない第１ポ
ンプ区分の発熱が増加する結果となっている。また第２
ポンプ区分の吸込圧力すなわち第１ポンプ区分の吐出圧
力を高まることにより、第１ポンプ区分の内部漏れが増
加し、このため第１ポンプ区分の吸込圧力が上昇し、第
１ポンプ区分の性能を示す線L1はＬ′１に移行し、ポン
プの性能低下を示す結果となる。
上記の理由により希釈のために多量の不活性ガスの供
給は困難であり、また、ポンプ内のガス流速はガスが圧
縮され後段になるほど極端に低下するため、ポンプに流
入するか、またはポンプ内で発生した反応生成物のSiO2
は冷却器等に堆積し、ガス流路を塞ぐこととなり、ポン
プを長期間安定して使用する上での障害となる。
給は困難であり、また、ポンプ内のガス流速はガスが圧
縮され後段になるほど極端に低下するため、ポンプに流
入するか、またはポンプ内で発生した反応生成物のSiO2
は冷却器等に堆積し、ガス流路を塞ぐこととなり、ポン
プを長期間安定して使用する上での障害となる。
また、例えば減圧反応装置の排気用真空ポンプでは、Si
H4やH2等の比重の小さいガスを取り扱うことが多いが、
ロータリー形真空ポンプは取扱ガス比重の小さい場合に
容積効率が低下する性質を有しているから、より大形の
真空ポンプを使用しなければならないという問題点があ
る。
H4やH2等の比重の小さいガスを取り扱うことが多いが、
ロータリー形真空ポンプは取扱ガス比重の小さい場合に
容積効率が低下する性質を有しているから、より大形の
真空ポンプを使用しなければならないという問題点があ
る。
本発明の主な目的は、前述の従来のポンプ装置におけ
る課題に鑑み、反応性ガスを吸引し、希釈を必要とする
多段ロータリー形真空ポンプにおいて、初段ポンプ区分
より下流において前段ポンプ区分の吐出口と後段ポンプ
区分の吸込口を連結する連結管路に圧縮機能を持つエゼ
クタを設け、不活性ガスをエゼクタの駆動ガスとして使
用することにより、不活性ガスによる反応ガスの充分な
希釈を行い、反応ガスによる爆発の危険を除去し、各々
のガスの分圧比を低下させ、未反応ガスがポンプ内で反
応することにより生じる反応生成物の発生を抑制しポン
プ内部におけるガスの流速を増加させ反応生成物のポン
プ内での堆積を防止することにある。
る課題に鑑み、反応性ガスを吸引し、希釈を必要とする
多段ロータリー形真空ポンプにおいて、初段ポンプ区分
より下流において前段ポンプ区分の吐出口と後段ポンプ
区分の吸込口を連結する連結管路に圧縮機能を持つエゼ
クタを設け、不活性ガスをエゼクタの駆動ガスとして使
用することにより、不活性ガスによる反応ガスの充分な
希釈を行い、反応ガスによる爆発の危険を除去し、各々
のガスの分圧比を低下させ、未反応ガスがポンプ内で反
応することにより生じる反応生成物の発生を抑制しポン
プ内部におけるガスの流速を増加させ反応生成物のポン
プ内での堆積を防止することにある。
本発明の他の目的は、例えば減圧反応装置の排気用真
空ポンプにおいてSiH4やH2等の比重の小さいガスを取り
扱うが、ロータリー形真空ポンプは取扱ガスの密度が小
さい場合に容積効率が低下する性質を有するため、より
大形の真空ポンプを使用しなければならぬという事情に
かんがみ、多量の窒素ガスなどの不活性ガスにより希釈
し混合することにより取扱ガス全体の密度を増大させ、
真空ポンプの容積効率を向上させることにある。
空ポンプにおいてSiH4やH2等の比重の小さいガスを取り
扱うが、ロータリー形真空ポンプは取扱ガスの密度が小
さい場合に容積効率が低下する性質を有するため、より
大形の真空ポンプを使用しなければならぬという事情に
かんがみ、多量の窒素ガスなどの不活性ガスにより希釈
し混合することにより取扱ガス全体の密度を増大させ、
真空ポンプの容積効率を向上させることにある。
本発明においては、複数のポンプ区分に共通の２本の
軸が設けられ、これらの軸に支承されるロータが設けら
れている多段ロータリー形真空ポンプにおいて、初段ポ
ンプ区分より下流において、上流側ポンプ区分の吐出口
に接続するガス希釈用のエゼクタが設けられ、該エゼク
タと該エゼクタの下流側ポンプ区分の吸込口とを接続す
る連結管路が設けられ、該連結管路から分岐し、該エゼ
クタの接続する上流側ポンプ区分のハウジングへ逆流冷
却気体を導く逆流管路が設けられ、それにより各ポンプ
区分において逆流気体による逆流冷却が行われるととも
に排気対象の反応ガスの希釈が行われるようになってい
る、ことを特徴とする逆流冷却式多段ロータリー形真空
ポンプが提供される。
軸が設けられ、これらの軸に支承されるロータが設けら
れている多段ロータリー形真空ポンプにおいて、初段ポ
ンプ区分より下流において、上流側ポンプ区分の吐出口
に接続するガス希釈用のエゼクタが設けられ、該エゼク
タと該エゼクタの下流側ポンプ区分の吸込口とを接続す
る連結管路が設けられ、該連結管路から分岐し、該エゼ
クタの接続する上流側ポンプ区分のハウジングへ逆流冷
却気体を導く逆流管路が設けられ、それにより各ポンプ
区分において逆流気体による逆流冷却が行われるととも
に排気対象の反応ガスの希釈が行われるようになってい
る、ことを特徴とする逆流冷却式多段ロータリー形真空
ポンプが提供される。
本発明による真空ポンプにおいては、第１ポンプ区分
の吸込口から、ハウジング内部へ吸い込まれた気体は、
ロータの動作にもとづき吐出気体として吐出口へ移送さ
れる。該吐出気体は駆動ガスにより作動するエゼクタ内
へ吸い込まれ、駆動ガスと混合される。該駆動ガスは大
気圧力、またはそれ以上の圧力を持ったガスが真空中に
放出されるので断熱膨張が生じ、ガス温度が低下する。
該低温となった駆動ガスにより希釈された吐出気体は連
結管路を通り、該連結管路から分岐する逆流管路から再
び第１ポンプ区分のハウジング内分へ流入する逆流冷却
気体と、第２ポンプ区分に流入する吸込気体とに分かれ
る。第１ポンプ区分のハウジング内部へ流入した逆流冷
却用気体は、不活性ガスにより希釈されたガスであり、
第１ポンプ区分内で、該希釈されたガスにより逆流圧縮
が行われることとなる。
の吸込口から、ハウジング内部へ吸い込まれた気体は、
ロータの動作にもとづき吐出気体として吐出口へ移送さ
れる。該吐出気体は駆動ガスにより作動するエゼクタ内
へ吸い込まれ、駆動ガスと混合される。該駆動ガスは大
気圧力、またはそれ以上の圧力を持ったガスが真空中に
放出されるので断熱膨張が生じ、ガス温度が低下する。
該低温となった駆動ガスにより希釈された吐出気体は連
結管路を通り、該連結管路から分岐する逆流管路から再
び第１ポンプ区分のハウジング内分へ流入する逆流冷却
気体と、第２ポンプ区分に流入する吸込気体とに分かれ
る。第１ポンプ区分のハウジング内部へ流入した逆流冷
却用気体は、不活性ガスにより希釈されたガスであり、
第１ポンプ区分内で、該希釈されたガスにより逆流圧縮
が行われることとなる。
また真空ポンプの吸込ガスが、駆動ガスの断熱膨張に
より、冷却され過ぎると固化する場合は、エゼクタのデ
ィフューザ部に温度制御器を設け、該駆動ガスの温度降
下を調整し、該調整されたガスによって、逆流圧縮作用
を生じさせることができる。
より、冷却され過ぎると固化する場合は、エゼクタのデ
ィフューザ部に温度制御器を設け、該駆動ガスの温度降
下を調整し、該調整されたガスによって、逆流圧縮作用
を生じさせることができる。
本発明の一実施例としてのガス希釈をともなう逆流冷
却式多段ロータリー形真空ポンプが第１図に示される。
第１図の真空ポンプは、第１ポンプ区分10、第２ポンプ
区分20、第３区分30、第４区分40を有する４段ロータリ
ー形真空ポンプである。各ポンプ区分は、共通の２本の
水平軸を有し、これらの軸に支承されるロータと、ロー
タを内蔵するハウジングにより構成され、鎖線内は単一
機器形態とされ、第１ポンプ区分10の吐出口102と第２
ポンプ区分20の吸込口201は連結管路131,104,105により
連結し、連結管路131と104の間にエゼクタ132を設け、
エゼクタ132のディフューザ部134には温度制御器135が
設けられ、連結管路104から分岐し、第１ポンプ区分10
のハウジングへ逆流冷却用気体を導く逆流管路106が設
けられている。
却式多段ロータリー形真空ポンプが第１図に示される。
第１図の真空ポンプは、第１ポンプ区分10、第２ポンプ
区分20、第３区分30、第４区分40を有する４段ロータリ
ー形真空ポンプである。各ポンプ区分は、共通の２本の
水平軸を有し、これらの軸に支承されるロータと、ロー
タを内蔵するハウジングにより構成され、鎖線内は単一
機器形態とされ、第１ポンプ区分10の吐出口102と第２
ポンプ区分20の吸込口201は連結管路131,104,105により
連結し、連結管路131と104の間にエゼクタ132を設け、
エゼクタ132のディフューザ部134には温度制御器135が
設けられ、連結管路104から分岐し、第１ポンプ区分10
のハウジングへ逆流冷却用気体を導く逆流管路106が設
けられている。
第２ポンプ区分20の吐出口202と第３ポンプ区分30の
吸込口301は連結管路203,204,205により連結し、連結管
路203と204の間に冷却器22を設け、連結管路204から分
岐し、第２ポンプ区分20のハウジングへ逆流冷却用気体
を導く逆流甘露206が設けられている。
吸込口301は連結管路203,204,205により連結し、連結管
路203と204の間に冷却器22を設け、連結管路204から分
岐し、第２ポンプ区分20のハウジングへ逆流冷却用気体
を導く逆流甘露206が設けられている。
第３ポンプ区分30の吐出口302には連結管路303,304,3
05が設けられ、連結管303と304の間に冷却器32を設け、
連結管路304から分岐し、第３ポンプ区分30のハウジン
グへ逆流冷却用気体を導く逆流管路306が設けられてい
る。
05が設けられ、連結管303と304の間に冷却器32を設け、
連結管路304から分岐し、第３ポンプ区分30のハウジン
グへ逆流冷却用気体を導く逆流管路306が設けられてい
る。
第４ポンプ区分40の吐出口402と吐出管路405は連結管
路403,404により連結し、連結管路403と404の間に冷却
器42を設け、連結管路404から分岐し、第４ポンプ区分4
0のハウジングへ逆流冷却用気体を導く逆流管路406が設
けられている。
路403,404により連結し、連結管路403と404の間に冷却
器42を設け、連結管路404から分岐し、第４ポンプ区分4
0のハウジングへ逆流冷却用気体を導く逆流管路406が設
けられている。
第１図に示されている４段逆流冷却ロータリー形真空
ポンプの作用は、以下の通りである。
ポンプの作用は、以下の通りである。
第１ポンプ区分10の吸込口101から、ハウジング内部へ
の吸い込まれた気体G10は、ロータの動作にもとづき吐
出気体として吐出口102へ移送される。該吐出気体は駆
動ガスノズル133より導入された駆動ガスG13により作動
するエゼクタ132内へ吸い込まれ、駆動ガスG13と混合さ
れる。該駆動ガスは大気圧力またはそれ以上の圧力を持
ったガスが、真空中に放出されるので、エゼクタのディ
フューザ部134において断熱膨張が生じ、ガス温度を低
下する。該吐出気体が駆動ガスG13の断熱膨張により冷
却され過ぎると固化する場合は、エゼクタ132のディフ
ューザ部134に設けられた温度制御器135により、駆動ガ
スの断熱膨張による温度降下を調整する。駆動ガスG13
により希釈され、調温された吐出気体は連結管路104,10
5を通り、該連結管路から分岐する逆流管路106から再び
第１ポンプ区分10のハウジング内部へ流入する逆流冷却
気体と、第２ポンプ区分に流入する吸込気体とに分かれ
る。
の吸い込まれた気体G10は、ロータの動作にもとづき吐
出気体として吐出口102へ移送される。該吐出気体は駆
動ガスノズル133より導入された駆動ガスG13により作動
するエゼクタ132内へ吸い込まれ、駆動ガスG13と混合さ
れる。該駆動ガスは大気圧力またはそれ以上の圧力を持
ったガスが、真空中に放出されるので、エゼクタのディ
フューザ部134において断熱膨張が生じ、ガス温度を低
下する。該吐出気体が駆動ガスG13の断熱膨張により冷
却され過ぎると固化する場合は、エゼクタ132のディフ
ューザ部134に設けられた温度制御器135により、駆動ガ
スの断熱膨張による温度降下を調整する。駆動ガスG13
により希釈され、調温された吐出気体は連結管路104,10
5を通り、該連結管路から分岐する逆流管路106から再び
第１ポンプ区分10のハウジング内部へ流入する逆流冷却
気体と、第２ポンプ区分に流入する吸込気体とに分かれ
る。
第１ポンプ区分10のハウジング内部へ流入した逆流冷却
用気体は、不活性ガスにより希釈され、調温されたガス
であり、第１ポンプ区分10のハウジング内で、該希釈さ
れたガスにより逆流圧縮が行われることとなる。第２ポ
ンプ区分20の吸込口201より流入し圧縮された気体は、
連結管路703へ吐出され、連結管路203を通り冷却器22に
流入し冷却され、再び逆流冷却用気体として、第２ポン
プ区分20のケーシングへ流入する気体と、第３のポンプ
区分30の吸込口301へ流入する気体とに分かれる。
用気体は、不活性ガスにより希釈され、調温されたガス
であり、第１ポンプ区分10のハウジング内で、該希釈さ
れたガスにより逆流圧縮が行われることとなる。第２ポ
ンプ区分20の吸込口201より流入し圧縮された気体は、
連結管路703へ吐出され、連結管路203を通り冷却器22に
流入し冷却され、再び逆流冷却用気体として、第２ポン
プ区分20のケーシングへ流入する気体と、第３のポンプ
区分30の吸込口301へ流入する気体とに分かれる。
第３ポンプ区分30の吸込口301より流入し圧縮された気
体は、連結管路303へ吐出され、連結管路303を通り冷却
器32に流入し冷却され、再び逆流冷却用気体として、第
３ポンプ区分30のケーシングへ流入する気体と、第４の
ポンプ区分40の吸込口401へ流入する気体とに分かれ
る。第４ポンプ区分40の吸込口401より流入し圧縮され
た気体は、連結管路403へ吐出され、連結管路403を通り
冷却器412に流入し冷却され、再び逆流冷却用気体とし
て、第４ポンプ区分40のケーシングへ流入する気体と、
吐出管405から大気へ吐出される気体G50とに分かれる。
体は、連結管路303へ吐出され、連結管路303を通り冷却
器32に流入し冷却され、再び逆流冷却用気体として、第
３ポンプ区分30のケーシングへ流入する気体と、第４の
ポンプ区分40の吸込口401へ流入する気体とに分かれ
る。第４ポンプ区分40の吸込口401より流入し圧縮され
た気体は、連結管路403へ吐出され、連結管路403を通り
冷却器412に流入し冷却され、再び逆流冷却用気体とし
て、第４ポンプ区分40のケーシングへ流入する気体と、
吐出管405から大気へ吐出される気体G50とに分かれる。
第１図の真空ポンプの具体的構造が第３図に、第３図
のIV-IV線断面における部分構造が第４図に示される。
のIV-IV線断面における部分構造が第４図に示される。
本発明による逆流冷却式多段ロータリー形真空ポンプ
における圧縮及び希釈作用が第２図、を用いて説明され
る。第２図は本発明による多段真空ポンプの性能例を示
す。縦軸は標準状態（760Torr,20℃）で表されたポンプ
の吸込気体流量であり、横軸は圧力を示す。線L1,L2,L3
およびL4はそれぞれ第１ポンプ区分、第２ポンプ区分、
第３ポンプ区分、および第４ポンプ区分の吸込口におけ
る圧力を示し、また線Laは駆動ガスとして（S2−S1）の
一定ガス量を流した場合のエゼクタの入口圧力を示す。
ポンプにS1の吸込気体流量がある場合には、エゼクタ
は、圧力PaからPbに圧縮作用をしている事を示す。ここ
で第１ポンプ区分の吸込圧力と吐出圧力の差は、rbであ
り第６図に示したraよりも遥かに小さな値となり駆動ガ
ス（S2−S1）によりS1を希釈しても、第１ポンプ区分の
発熱量は増大しないことになる。また駆動ガスはエゼク
タに導入されると同時に断熱膨張により冷却され、該低
温ガスと反応性ガスの混合ガスは、第１ポンプ区分にお
いて発熱を押さえながら安全に逆流圧縮作用を生じさせ
ることができる。すなわち第１ポンプ区分では希釈され
たガスにより圧縮されることは、第１ポンプ区分へ吸込
口より導入された反応性ガスは、該ポンプ区分に於いて
希釈作用をともなって圧縮される。この希釈作用はポン
プ内での未反応ガスの反応の抑制に役立つ。
における圧縮及び希釈作用が第２図、を用いて説明され
る。第２図は本発明による多段真空ポンプの性能例を示
す。縦軸は標準状態（760Torr,20℃）で表されたポンプ
の吸込気体流量であり、横軸は圧力を示す。線L1,L2,L3
およびL4はそれぞれ第１ポンプ区分、第２ポンプ区分、
第３ポンプ区分、および第４ポンプ区分の吸込口におけ
る圧力を示し、また線Laは駆動ガスとして（S2−S1）の
一定ガス量を流した場合のエゼクタの入口圧力を示す。
ポンプにS1の吸込気体流量がある場合には、エゼクタ
は、圧力PaからPbに圧縮作用をしている事を示す。ここ
で第１ポンプ区分の吸込圧力と吐出圧力の差は、rbであ
り第６図に示したraよりも遥かに小さな値となり駆動ガ
ス（S2−S1）によりS1を希釈しても、第１ポンプ区分の
発熱量は増大しないことになる。また駆動ガスはエゼク
タに導入されると同時に断熱膨張により冷却され、該低
温ガスと反応性ガスの混合ガスは、第１ポンプ区分にお
いて発熱を押さえながら安全に逆流圧縮作用を生じさせ
ることができる。すなわち第１ポンプ区分では希釈され
たガスにより圧縮されることは、第１ポンプ区分へ吸込
口より導入された反応性ガスは、該ポンプ区分に於いて
希釈作用をともなって圧縮される。この希釈作用はポン
プ内での未反応ガスの反応の抑制に役立つ。
第１図の真空ポンプの説明としては、ポンプ区分４段
の場合に付いて記述したが４段に限らず、２段、３段ま
たは５段以上にすることもできる。また最上流部の第１
ポンプ区分の吐出口にエゼクタを接続した場合について
記述したが、第１ポンプ区分の吐出圧力が、ガスの反応
が生じる圧力や温度等の各種様々な運転条件に合わせ、
第１ポンプ区分以外のポンプ区分の吐出口にエゼクタを
接続することも可能である。
の場合に付いて記述したが４段に限らず、２段、３段ま
たは５段以上にすることもできる。また最上流部の第１
ポンプ区分の吐出口にエゼクタを接続した場合について
記述したが、第１ポンプ区分の吐出圧力が、ガスの反応
が生じる圧力や温度等の各種様々な運転条件に合わせ、
第１ポンプ区分以外のポンプ区分の吐出口にエゼクタを
接続することも可能である。
本発明によれば反応性ガスを吸引し、希釈を必要とす
る多段ロータリー形真空ポンプにおいて、初段ポンプ区
分より下流において前段ポンプ区分の吐出口と次段ポン
プ区分の吸込口を連結する連結管路に圧縮機能を持つエ
ゼクタを設け、不活性ガスをエゼクタの駆動ガスとして
使用するこにより、不活性ガスによる反応ガスの充分な
希釈を行い、反応ガスによる爆発の危険を除去し、各々
のガスの分圧比を低下させることになるので、未反応ガ
スがポンプ内で反応することにより生じる、反応生成物
の発生を抑制し供給された不活性ガスによりポンプ内部
におけるガスの流速を増加させポンプ内で反応生成物の
堆積を防止することができる。
る多段ロータリー形真空ポンプにおいて、初段ポンプ区
分より下流において前段ポンプ区分の吐出口と次段ポン
プ区分の吸込口を連結する連結管路に圧縮機能を持つエ
ゼクタを設け、不活性ガスをエゼクタの駆動ガスとして
使用するこにより、不活性ガスによる反応ガスの充分な
希釈を行い、反応ガスによる爆発の危険を除去し、各々
のガスの分圧比を低下させることになるので、未反応ガ
スがポンプ内で反応することにより生じる、反応生成物
の発生を抑制し供給された不活性ガスによりポンプ内部
におけるガスの流速を増加させポンプ内で反応生成物の
堆積を防止することができる。
また、本発明によれば、例えば減圧反応装置の排気用
真空ポンプはSiH4やH2等の比重の小さいガスを取り扱う
ことが多く、ロータリー形真空ポンプが取扱ガスの比重
が小さい場合に容積効率が低下する性質を有しているた
めより大形の真空ポンプを使用しなければならない不利
を回避し、多量の窒素ガスなどの不活性ガスにより希釈
し混合することによって、取扱ガス全体の密度を増大さ
せ、真空ポンプの容積効率を向上させることができる。
真空ポンプはSiH4やH2等の比重の小さいガスを取り扱う
ことが多く、ロータリー形真空ポンプが取扱ガスの比重
が小さい場合に容積効率が低下する性質を有しているた
めより大形の真空ポンプを使用しなければならない不利
を回避し、多量の窒素ガスなどの不活性ガスにより希釈
し混合することによって、取扱ガス全体の密度を増大さ
せ、真空ポンプの容積効率を向上させることができる。
また、本発明によれば、エゼクタの使用による圧縮作
用のために前段ポンプ区分、後段ポンプ区分間の圧力差
は拡大することがなく、ポンプの異常発熱が防止され、
ポンプの安全な連続運転が確保される。
用のために前段ポンプ区分、後段ポンプ区分間の圧力差
は拡大することがなく、ポンプの異常発熱が防止され、
ポンプの安全な連続運転が確保される。
第１図は本発明の一実施例としてのガス希釈をともなう
逆流冷却式多段ロータリー形真空ポンプの構成の概要を
示す図、第２図は第１図の真空ポンプの特性を説明する
図、第３図は第１図の真空ポンプの構造を示す図、第４
図は第３図のIV-IV線断面における真空ポンプの部分構
造を示す図、第５図は従来形の逆流冷却多段ルーツ形真
空ポンプを示す図、第６図は第５図の真空ポンプの特性
を説明する図である。 （符号の説明） １……ポンプ本体部分、10……第１ポンプ区分、101…
…吸込口、102……吐出口、103,104,105……連結管路、
106……逆流管路、12……冷却器、131……連結管路、13
2……エゼクタ、134……ディフューザ部、133……駆動
ガスノズル、135……温度調節器、20……第２ポンプ区
分、201……吸込口、202……吐出口、203,204,205……
連結管路、206……逆流管路、22……冷却器、30……第
４ポンプ区分、301……吸込口、302……吐出口、303,30
4,305……連結管路、306……逆流管路、32……冷却器、
40……第３ポンプ区分、401……吸込口、402……吐出
口、403,404……連結管路、405……吐出管路、406……
逆流管路、42……冷却器、G10……吸込ガス、G13……エ
ゼクタ駆動ガス、G50……吐出ガス。
逆流冷却式多段ロータリー形真空ポンプの構成の概要を
示す図、第２図は第１図の真空ポンプの特性を説明する
図、第３図は第１図の真空ポンプの構造を示す図、第４
図は第３図のIV-IV線断面における真空ポンプの部分構
造を示す図、第５図は従来形の逆流冷却多段ルーツ形真
空ポンプを示す図、第６図は第５図の真空ポンプの特性
を説明する図である。 （符号の説明） １……ポンプ本体部分、10……第１ポンプ区分、101…
…吸込口、102……吐出口、103,104,105……連結管路、
106……逆流管路、12……冷却器、131……連結管路、13
2……エゼクタ、134……ディフューザ部、133……駆動
ガスノズル、135……温度調節器、20……第２ポンプ区
分、201……吸込口、202……吐出口、203,204,205……
連結管路、206……逆流管路、22……冷却器、30……第
４ポンプ区分、301……吸込口、302……吐出口、303,30
4,305……連結管路、306……逆流管路、32……冷却器、
40……第３ポンプ区分、401……吸込口、402……吐出
口、403,404……連結管路、405……吐出管路、406……
逆流管路、42……冷却器、G10……吸込ガス、G13……エ
ゼクタ駆動ガス、G50……吐出ガス。
Claims (2)
- 【請求項１】複数のポンプ区分に共通の２本の軸が設け
られ、これらの軸に支承されるロータが設けられている
多段ロータリー形真空ポンプにおいて、初段ポンプ区分
より下流において、上流側ポンプ区分の吐出口に接続す
るガス希釈用のエゼクタが設けられ、該エゼクタと該エ
ゼクタの下流側ポンプ区分の吸込口とを接続する連結管
路が設けられ、該連結管路から分岐し、該エゼクタの接
続する上流側ポンプ区分のハウジングへ逆流冷却気体を
導く逆流管路が設けられ、それにより各ポンプ区分にお
いて逆流気体による逆流冷却が行われるとともに排気対
象の反応ガスの希釈が行われるようになっている、 ことを特徴とする逆流冷却式多段ロータリー形真空ポン
プ。 - 【請求項２】該エゼクタのディフューザ部に温度制御器
を設けた請求項１記載の真空ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11501589A JP2733489B2 (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | ガス希釈をともなう逆流冷却式多段ロータリー形真空ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11501589A JP2733489B2 (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | ガス希釈をともなう逆流冷却式多段ロータリー形真空ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02294589A JPH02294589A (ja) | 1990-12-05 |
| JP2733489B2 true JP2733489B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=14652149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11501589A Expired - Fee Related JP2733489B2 (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | ガス希釈をともなう逆流冷却式多段ロータリー形真空ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2733489B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2670839A1 (fr) * | 1990-12-21 | 1992-06-26 | Cit Alcatel | Machine, telle que pompe a vide ou compresseur du type volumetrique ou a entrainement. |
| US5779451A (en) * | 1995-06-05 | 1998-07-14 | Hatton; Gregory John | Power efficient multi-stage twin screw pump |
| KR101151954B1 (ko) * | 2002-10-14 | 2012-06-01 | 에드워즈 리미티드 | 진공 펌프, 화학 증착 장치, 진공 펌프 내의 퇴적물 관리 방법, 진공 펌프 기구 내의 퇴적물 관리 방법 및 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 |
| GB0519742D0 (en) * | 2005-09-28 | 2005-11-09 | Boc Group Plc | Method of pumping gas |
| JP4745779B2 (ja) * | 2005-10-03 | 2011-08-10 | 神港精機株式会社 | 真空装置 |
| JP2008088912A (ja) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Tohoku Univ | メカニカルポンプおよびその製造方法 |
| EP2644264A1 (de) * | 2012-03-28 | 2013-10-02 | Aurotec GmbH | Druckreguliertes Mehrreaktorsystem |
| DE102012220442A1 (de) * | 2012-11-09 | 2014-05-15 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh | Vakuumpumpensystem zur Evakuierung einer Kammer sowie Verfahren zur Steuerung eines Vakuumpumpensystems |
| CN109386465A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-02-26 | 上海伊莱茨真空技术有限公司 | 一种炼钢厂钢水真空脱气全干式机组回流系统 |
-
1989
- 1989-05-10 JP JP11501589A patent/JP2733489B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02294589A (ja) | 1990-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2733489B2 (ja) | ガス希釈をともなう逆流冷却式多段ロータリー形真空ポンプ | |
| US7278831B2 (en) | Apparatus and method for control, pumping and abatement for vacuum process chambers | |
| JPH0270990A (ja) | 冷却水路を内蔵する逆流冷却式多段ロータリー形真空ポンプ | |
| JP6522892B2 (ja) | 真空排気システム | |
| US6896490B2 (en) | Vacuum apparatus | |
| JP2009510321A (ja) | ガスをポンピングする方法 | |
| KR970060379A (ko) | 성막처리장치용 배기 시스템 | |
| US5131825A (en) | Multi-stage vacuum pump with reaction chamber between stages | |
| GB2569633A (en) | A vacuum pumping arrangement and method of cleaning the vacuum pumping arrangement | |
| GB2568329A (en) | Modular vacuum pumping and/or abatement system | |
| US20060182638A1 (en) | Vacuum device and vacuum pump | |
| US7052259B2 (en) | Vacuum exhausting apparatus | |
| JP2001345113A (ja) | 燃料電池用の供給ガス循環装置 | |
| TW200528640A (en) | Vacuum pump | |
| JP4232505B2 (ja) | 真空ポンプ | |
| TW201105863A (en) | Vacuum system | |
| CN211350590U (zh) | 排气回路、半导体设备及硅深孔刻蚀设备 | |
| US20080206072A1 (en) | Vacuum Apparatus | |
| JPS59115489A (ja) | 逆流冷却式多段ル−ツ型真空ポンプ | |
| TWI814912B (zh) | 真空排氣系統的排氣方法 | |
| JPH10125657A (ja) | 真空排気装置 | |
| TW201907091A (zh) | 多級式魯氏泵 | |
| JP2004218648A (ja) | 真空装置 | |
| US11815096B2 (en) | Pump unit | |
| JP4300064B2 (ja) | 密閉型モータブロア |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080109 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090109 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |