JP2763524B2 - 二次ポンプ装置 - Google Patents

二次ポンプ装置

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JP2763524B2 JP8264712A JP26471296A JP2763524B2 JP 2763524 B2 JP2763524 B2 JP 2763524B2 JP 8264712 A JP8264712 A JP 8264712A JP 26471296 A JP26471296 A JP 26471296A JP 2763524 B2 JP2763524 B2 JP 2763524B2
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B41/00—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids
    • F04B41/06—Combinations of two or more pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
    • F04B37/06—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/02—Multi-stage pumps
    • F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/046—Combinations of two or more different types of pumps
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は二次ポンプ装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】多くの産業分野においては、製造工程
は、製造工程が実施される容器内の高排気を必要とする
極低圧ガス雰囲気下で行われる。例えば、半導体、真空
堆積、およびその他の製造工程がこれに該当する。
【０００３】排気されたガスは、特に水蒸気など凝縮し
うるガスを含むことが多く、また、低温用トラップを機
械式二次ポンプと連結する方法が知られている。このよ
うなトラップは容器上で機械式二次ポンプと並列に配設
されるか、ポンプと直列に、ポンプの吸気側の上流に配
設される。
【０００４】低温用トラップは、ギフォード−マックマ
ホン（Gifford−Mc Mahon）またはスターリング（Stirl
ing）の原理により動作する低温用装置により冷却され
る。サイクルは可動ピストンにより実行される。また、
可動ピストンを有さないため全く振動がなく、単純な構
造で経済的であるという長所を有する、パルスチューブ
型と呼ばれる低温用装置が知られている。このような発
生装置は、コンプレッサ、圧力の切り換えを行う回転
弁、熱慣性質量体を形成する熱交換−蓄熱器、熱端およ
び冷端を含むパルスチューブ、および仕切弁によりパル
スチューブに接続され、圧力波をうけるチューブ内のガ
スの移動速度に対するチューブ内のガスの圧力の段階を
調節することができるバッファボリュームで構成され
る。パルスチューブの冷端は、低温用トラップの役割を
果たす熱伝導面に内部的に接続される。
【０００５】この種の低温用装置は、論文「Experiment
al study and modelisation of a pulse tube」、Ｃｒ
ｙｏｇｅｎｉｃｓ誌、第３２ＩＣＥＣ巻別冊、９〜１２
ページ（１９９２年発行）に記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、前記
記載の方法と同等の排気速度の性能の場合、空間所要寸
法がより小さい低温用トラップをともなう二次ポンプ装
置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】従って本発明は、前記低
温用トラップ（piege cryogenique）が、吸気側におい
て機械式二次ポンプを外側から取り囲むリングを形成
し、前記低温用トラップが、機械式ポンプおよび低温用
トラップの並列な吸気開口部を画定するケーシング内に
収容されることを特徴とする機械式二次ポンプを低温用
トラップと連結する二次ポンプ装置（groupe de pompag
e secondaire）を対象とする。
【０００８】好ましい実施態様によれば、前記トラップ
は、開口部が吸入側に向けられたＵ字形の断面を有す
る。
【０００９】別の特徴によれば、低温用トラップは、前
記トラップの下のポンプを取り囲むパルスチューブ（tu
be pulse）型低温用装置により冷却される。
【００１０】以下、添付の図面を参照しながら本発明の
実施例について説明する。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１を参照する。図には、例えば
ターボ分子ポンプなどの機械式二次ポンプ１を直列に連
結するポンプ装置、および低温用トラップ２が見え、制
御弁３はポンプ１と低温用トラップ２の間に置かれる。
【００１２】ケーシング４はもちろん低温用トラップ２
を取り囲み、また、例えば半導体部品などの製造工程が
行われる、ここでは図示しない真空にすべきチャンバに
アセンブリを接続するためのフランジ５を含む。トラッ
プ２は可動ピストン７およびコンプレッサ８の方式の低
温用装置６により冷却される。
【００１３】この配置により、排気チャンバと、ターボ
分子ポンプの有効排気速度を減速するターボ分子ポンプ
の吸入側の間に伝導が生じる。
【００１４】図２は、本発明による配置を示す。ここで
は機械式二次ポンプ１は、吸入側でポンプを取り囲む低
温用トラップ２に連結される。有利には、トラップ２は
さらに、開口部が吸入側に向けられたＵ字形の断面を有
する。トラップは、接続フランジ５を含むケーシング４
内に収容される。ケーシング４により、機械式ポンプ１
と低温用トラップ２のアセンブリの並列な吸気開口部が
画定される。このように、排気チャンバとターボ分子ポ
ンプ１の間にはもはや伝導を付加しない。性能を同じと
した場合、アセンブリの体積は少なくなっている。さら
にこの配置により、氷片が機械式ポンプ１内に落下する
危険性が一切なくなる。
【００１５】トラップ２の冷却低温用装置は図２の装置
と同一とすることも可能であるが、前記に記載のよう
に、パルスチューブを使用する方が簡便性、および可動
ピストンがないことによる振動防止の面から有利であ
る。
【００１６】また、本発明の別の特徴によれば、図３の
ように、パルスチューブ型低温用装置は、機械式ポンプ
４を取り囲みトラップ２の下側に位置するパルスチュー
ブ９を有する。パルスチューブ９の冷端は、熱伝導部材
１０によりトラップ２に固定される。
【００１７】この配置により空間所要寸法が減少する。
さらに、パルスチューブ９は、モータ１３および熱交換
−蓄熱器１４によって駆動される回転弁１２を介してコ
ンプレッサ１１からの供給をうける。空間所要寸法をさ
らに減らすため、熱交換−蓄熱器１４、回転弁１２およ
び駆動モータ１３は、ポンプの軸Δに平行に配置され
る。
【００１８】最後に図４は、ポンプ装置に接続された排
気チェンバ１５内の圧力を制御する装置を示す。このよ
うな制御は、先行技術では、ポンプ１とトラップ２の間
に位置する弁３（図１を参照）で行われる。本発明によ
ればこの制御は、機械式二次ポンプ１の内部で、例えば
アルゴンなどの中性ガスを注入することにより行われ
る。これを行うため、ポンプの入口に通じる供給管１６
にガスを供給する。チャンバ１５内の圧力を測定する圧
力計１７は流量調整弁１８に接続される。
【図面の簡単な説明】
【図１】先行技術による配置において、機械式二次ポン
プを低温用トラップと連結する二次ポンプ装置の略図で
ある。
【図２】本発明による二次ポンプ装置の略図である。
【図３】低温用トラップの冷却を行う個別の低温用装置
を略図で示した、図２と同様の図である。
【図４】真空チャンバに接続され、圧力制御装置を含
む、本発明による装置を示す図である。
【符号の説明】
１ 機械式ポンプ ２ 低温用トラップ ４ ケーシング ５ フランジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アラン・ラーブ フランス国、38054・グルノーブル・セ デクス、アブニユ・デ・マルテイル・ 17、セー・ウー・アー：セルビス・デ ー・エール・エフ・エム・セー／エス・ ベー・テー気付 (72)発明者 ジヤン−マルク・ポンセ フランス国、38054・グルノーブル・セ デクス、アブニユ・デ・マルテイル・ 17、セー・ウー・アー：セルビス・デ ー・エール・エフ・エム・セー／エス・ ベー・テー気付 (56)参考文献 特開 平２−294573（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−71395（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−137268（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F04B 37/08

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 機械式二次ポンプ（１）を低温用トラッ
    プ（２）と連結する二次ポンプ装置であって、低温用ト
    ラップ（２）が、吸気側において機械式二次ポンプを外
    側から取り囲むリングを形成し、前記低温用トラップ
    （２）が、機械式ポンプ（１）および低温用トラップ
    （２）の並列な吸気開口部を画定するケーシング（４）
    内に収容されることを特徴とする二次ポンプ装置。
  2. 【請求項２】 機械式ポンプ（１）を取り囲む前記トラ
    ップ（２）の断面は開口部が吸入側に向けられたＵ字形
    であることを特徴とする請求項１に記載の二次ポンプ装
    置。
  3. 【請求項３】 前記低温用トラップ（２）が、前記トラ
    ップ（２）の下のポンプ（１）を取り囲むパルスチュー
    ブ型低温用装置（９）により冷却されることを特徴とす
    る請求項１または２に記載のポンプ装置。
  4. 【請求項４】 パルスチューブ（９）が、インピーダン
    ス（１２）および熱交換−蓄熱器（１４）を介してコン
    プレッサ（１１）からの供給をうけることを特徴とする
    請求項３に記載のポンプ装置。
  5. 【請求項５】 前記インピーダンスが、モータ（１３）
    に駆動される回転弁（１２）であり、前記熱交換−蓄熱
    器（１４）、回転弁（１２）、およびその駆動モータ
    （１３）が、パルスチューブ（９）の冷端下において、
    ポンプの軸（Δ）に平行に配置されることを特徴とする
    請求項４に記載のポンプ装置。
  6. 【請求項６】 チャンバ内の圧力制御を行うため、ポン
    プの内部に中性ガスが注入され、この注入流量が、流量
    制御装置（１８）によりチャンバ（１５）内の測定圧力
    （１７）に応じて制御されることを特徴とする製造工程
    が実施されるチャンバ（１５）に接続される請求項１か
    ら５のいずれか一項に記載のポンプ装置。
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US5720174A (en) 1998-02-24
FR2739574A1 (fr) 1997-04-11
JPH09126126A (ja) 1997-05-13
DE69625436T2 (de) 2003-10-09
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