JP3963682B2 - 容積式ドライ真空ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容積式ドライ真空ポンプ、特に半導体製造装置等の真空チャンバを真空に排気するために用いる容積式ドライ真空ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置などにおいて使用される真空ポンプは、清浄雰囲気を維持するために、ポンプ内部のガス通路に油を使用しないドライポンプであることが必要とされる。ドライ式の２軸容積式真空ポンプには、ルーツ型、スクリュー型などのポンプがある。
【０００３】
図６は従来の横型スクリュー式ドライ真空ポンプを示す概略図、図７は従来の縦型スクリュー式ドライ真空ポンプを示す概略図である。図６及び図７に示すように、スクリュー式ドライ真空ポンプは、ケーシング１１０の内部にロータ１２０が配置されている。このロータ１２０の外周面にはねじ溝１２２が形成されている。そして、ロータ１２０とケーシング１１０との隙間は微小になるように構成されており、このロータ１２０が回転することで、回転するねじ溝１２２に沿って気体が移送される。このような形式の真空ポンプは、半導体製造装置におけるチャンバ内の排気などに広く用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような容積式ドライ真空ポンプを用いて例えば半導体製造装置用のチャンバを排気する場合には、排気対象の反応ガス中に固化する成分が含まれており、これにより反応副生成物が上流側配管において固形化する場合がある。このような反応副生成物が大きな塊となって、上流側配管から剥がれ落ちドライ真空ポンプの内部に入ってしまうと、その自然落下やポンプ内のガス流れによってロータ１２０とケーシング１１０との間の隙間や一対のロータ１２０のねじ溝１２２間に入り込むおそれがある（このような反応副生成物を符号１３０で示す）。このようにロータ１２０とケーシング１１０との間の隙間や一対のロータ１２０のねじ溝１２２間に反応副生成物が入り込んでしまうと、モータが過負荷となりポンプが停止してしまい、ポンプ及びモータの損傷の原因となる。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、反応副生成物がポンプ内に導入されることによるポンプ及びモータの損傷を防止し、ポンプの長寿命化を図り、稼働率を改善することができる容積式ドライ真空ポンプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような従来技術における問題点を解決するために、本発明の一態様は、ねじ溝を有するロータがケーシング内に配置され、上記ロータの回転により気体を排気する容積式ドライ真空ポンプにおいて、上記ロータは水平方向に延び、上記ロータの側方にガス導入室を形成し、反応副生成物を堆積させる凹部を上記ガス導入室の底部に設けたことを特徴とする。
【０００７】
このような構成により、反応副生成物がロータとケーシングとの間の隙間やねじ溝間に入り込むことがなく、反応副生成物に起因するポンプ及びモータの損傷を防止することが可能となる。従って、ポンプの長寿命化を図ると同時にポンプの稼働率を改善することが可能となる。
【０００８】
また、本発明の好ましい一態様は、上記凹部には、内部に堆積した反応副生成物を外部に排出可能な排出手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
このような排出手段によって堆積した反応副生成物を外部に排出すれば、ポンプのメンテナンスを行うことができ、より一層ポンプの長寿命化を図ることが可能となる。
【００１０】
また、本発明の好ましい一態様は、上記凹部は、上記ケーシングの一部によって構成されていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る容積式ドライ真空ポンプの第１の実施形態について図１を参照して詳細に説明する。図１は、第１の実施形態における容積式ドライ真空ポンプを示す概略図である。
【００１２】
本実施形態におけるドライ真空ポンプは、横型のスクリュー式ドライ真空ポンプであり、横置きにされたケーシング１０の内部に水平方向に延びるロータ２０が配置されている。このロータ２０の外周面にはねじ溝２２が形成されている。そして、ロータ２０とケーシング１０との隙間は微小になるように構成されており、このロータ２０が回転することで、回転するねじ溝２２に沿って気体が移送される。
【００１３】
ケーシング１０内部には、ロータ２０の吸込側にガス導入室１２が形成されている。また、ケーシング１０の上部にはガスを吸い込む吸込ポート１４が設けられている。ガス導入室１２と吸込ポート１４とは、ロータ２０の軸方向に延びる流路１６によって接続されている。この吸込ポート１４とガス導入室１２との間に形成された流路１６は、反応生成物を堆積させる（第１の）堆積手段として機能する。
【００１４】
また、ケーシング１０内部のガス導入室１２の底部には、第２の堆積手段としての凹部１８がケーシング１０の一部として形成されている。この凹部１８には、反応副生成物を外部に排出可能な排出手段としてのシャッター１８ａが設けられており、このシャッター１８ａは開閉可能とされている。
【００１５】
吸込ポート１４から導入されたガスは、矢印で示すように、吸込流路１６を通ってケーシング１０内のガス導入室１２に導入される。ガス導入室１２に導入されたガスは、ロータ２０のねじ溝２２によって排気側に移送される。
【００１６】
ここで、ポンプの上流側の配管から反応副生成物が落下してきた場合、この反応副生成物は流路１６の吸込ポート１４側に堆積する（符号３０で表す）ので、ガス導入室１２にまで流れ込むことがなくなる。また、このような反応副生成物がガス導入室１２に導入されたとしても、自然落下によりガス導入室１２の底部に設けられた凹部１８に堆積することとなる（符号３１で表す）。従って、本発明に係る容積式ドライ真空ポンプによれば、反応副生成物がロータ２０とケーシング１０との間の隙間やねじ溝２２間に入り込むことがなく、反応副生成物に起因するポンプ及びモータの損傷を防止することが可能となる。
【００１７】
凹部１８に堆積した反応副生成物は、上述したシャッター１８ａを開けることによって外部に排出することができる。このようなシャッター１８ａによって、堆積した反応副生成物を外部に排出すれば、ポンプのメンテナンスを行うことができ、より一層ポンプの長寿命化を図ることが可能となる。なお、このような排出手段を開閉自在の蓋などによって構成することも可能である。
【００１８】
次に、本発明に係る容積式ドライ真空ポンプの第２の実施形態について図２を参照して詳細に説明する。図２は、第２の実施形態における容積式ドライ真空ポンプを示す概略図である。なお、上述の第１の実施形態における部材又は要素と同一の作用又は機能を有する部材又は要素には同一の符号を付し、特に説明しない部分については第１の実施形態と同様である。
【００１９】
本実施形態においては、吸込ポート１４の下方に堆積手段としての堆積用容器５０がケーシング４０の一部として設けられている。この堆積用容器５０は、その上部に設けられた連絡流路５２を介してケーシング４０内のガス導入室１２と連通している。その他の点は上述した第１の実施形態と同様である。
【００２０】
吸込ポート１４から導入されたガスは、矢印で示すように、堆積用容器５０の連絡流路５２を通ってケーシング４０内のガス導入室１２に導入される。ガス導入室１２に導入されたガスは、ロータ２０のねじ溝２２によって排気側に移送される。
【００２１】
ここで、ポンプの上流側の配管から反応副生成物が落下してきた場合、この反応副生成物は自然落下により堆積用容器５０の内部に堆積する（符号３３で表す）ので、ガス導入室１２にまで流れ込むことがなくなる。また、このような反応副生成物がガス導入室１２に導入されたとしても、自然落下によりガス導入室１２の底部に設けられた凹部１８に堆積することとなる（符号３４で表す）。従って、本発明に係る容積式ドライ真空ポンプによれば、反応副生成物がロータ２０とケーシング４０との間の隙間やねじ溝２２間に入り込むことがなく、反応副生成物に起因するポンプ及びモータの損傷を防止することが可能となる。
【００２２】
なお、堆積用容器５０から反応副生成物を外部に排出可能な排出手段５０ａとしてシャッターや蓋などを堆積用容器５０に設けることとしてもよい。
【００２３】
次に、本発明に係る容積式ドライ真空ポンプの第３の実施形態について図３を参照して詳細に説明する。図３は、第３の実施形態における容積式ドライ真空ポンプを示す概略図である。
【００２４】
本実施形態におけるドライ真空ポンプは、縦型のスクリュー式ドライ真空ポンプであり、縦置きにされたケーシング６０の内部に垂直方向に延びるロータ７０が配置されている。このロータ７０の外周面にはねじ溝７２が形成されている。そして、ロータ７０とケーシング６０との隙間は微小になるように構成されており、このロータ７０が回転することで、回転するねじ溝７２に沿って気体が移送される。
【００２５】
ケーシング６０内部には、ロータ７０の吸込側（上側）にガス導入室６２が形成されている。また、ケーシング６０の上部にはガスを吸い込む吸込ポート６４が設けられている。この吸込ポート６４の下方には、堆積手段としての堆積用容器８０がケーシング６０の一部として設けられている。この堆積用容器８０は、その上部に設けられた連絡流路８２を介してケーシング６０内のガス導入室６２と連通している。また、堆積用容器８０には、反応副生成物を外部に排出可能な排出手段としてのシャッター８０ａが設けられており、このシャッター８０ａは開閉可能とされている。
【００２６】
吸込ポート６４から導入されたガスは、矢印で示すように、堆積用容器８０の連絡流路８２を通ってケーシング６０内のガス導入室６２に導入される。ガス導入室６２に導入されたガスは、ロータ７０のねじ溝７２によって排気側に移送される。
【００２７】
ここで、ポンプの上流側の配管から反応副生成物が落下してきた場合、この反応副生成物は自然落下により堆積用容器８０の内部に堆積する（符号３５で表す）ので、ガス導入室６２にまで流れ込むことがなくなる。従って、本発明に係る容積式ドライ真空ポンプによれば、反応副生成物がロータ７０とケーシング６０との間の隙間やねじ溝７２間に入り込むことがなく、反応副生成物に起因するポンプ及びモータの損傷を防止することが可能となる。
【００２８】
また、堆積用容器８０の内部に堆積した反応副生成物は、上述したシャッター８０ａを開けることによって外部に排出することができる。このようなシャッター８０ａによって、堆積した反応副生成物を外部に排出すれば、ポンプのメンテナンスを行うことができ、より一層ポンプの長寿命化を図ることが可能となる。なお、このような排出手段を開閉自在の蓋などによって構成することも可能である。
【００２９】
ここで、上述の各実施形態において、吸込ポートから導入されるガスの流れに乱れが生じた方が、反応副生成物は重力による影響を受け易い。従って、吸込ポートから導入されるガスは層流で流れるよりも乱流で流れる方が好ましい。このために、例えば吸込ポートに邪魔板を設けてガスの流速を落とすことが考えられる。図４は、上述の第１の実施形態における吸込ポート１４に邪魔板９０を設けた例を示す。
【００３０】
また、吸込ポートに導入されるガスを旋回流にし、遠心力によって反応副生成物を分離し落下させてもよい。図５は、第１の実施形態の吸込ポート１４において旋回流を生成させる場合の一構成例を示す。図５において、吸込ポート１４の上流側には旋回流を生成するための配管９２が設けられており、ガス及び反応副生成物は矢印で示すように旋回して流れる。また、図５に示す例では、反応副生成物が流路１６側に流れ込まないように、吸込ポート１４と流路１６との間にフィルタ９４が設けられている。
【００３１】
上述の実施形態においては、スクリュー式ドライ真空ポンプを例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、他の容積式ドライ真空ポンプ、例えばルーツ式ドライ真空ポンプにも適用できる。
【００３２】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、反応副生成物を堆積させる堆積手段を上記ロータの上流側に設けたので、反応副生成物がロータとケーシングとの間の隙間やねじ溝間に入り込むことがなく、反応副生成物に起因するポンプ及びモータの損傷を防止することが可能となる。従って、ポンプの長寿命化を図ると同時にポンプの稼働率を改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるスクリュー式ドライ真空ポンプを示す概略図である。
【図２】本発明の第２の実施形態におけるスクリュー式ドライ真空ポンプを示す概略図である。
【図３】本発明の第３の実施形態におけるスクリュー式ドライ真空ポンプを示す概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の他の実施例における部分拡大図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の他の実施例における部分拡大図である。
【図６】従来の横型容積式ドライ真空ポンプを示す概略図である。
【図７】従来の縦型容積式ドライ真空ポンプを示す概略図である。
【符号の説明】
１０，４０，６０ ケーシング
１２，６２ ガス導入室
１４ 吸込ポート
１６ 流路（堆積手段）
１８ 凹部（堆積手段）
１８ａ，８０ａ シャッター（排出手段）
２０，７０ ロータ
２２ ねじ溝
３０〜３５ 反応副生成物
５０，８０ 堆積用容器
５２，８２ 連絡流路
９０ 邪魔板
９２ 配管
９４ フィルタ

Claims (5)

1. ねじ溝を有するロータがケーシング内に配置され、前記ロータの回転により気体を排気する容積式ドライ真空ポンプにおいて、
   前記ロータは水平方向に延び、
   前記ロータの側方にガス導入室を形成し、
   反応副生成物を堆積させる凹部を前記ガス導入室の底部に設けたことを特徴とする容積式ドライ真空ポンプ。
2. 前記ガス導入室に接続された吸込ポートの下方に、反応副生成物を堆積させる堆積用容器をさらに設けたことを特徴とする請求項１に記載の容積式ドライ真空ポンプ。
3. 前記凹部には、内部に堆積した反応副生成物を外部に排出可能な排出手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の容積式ドライ真空ポンプ。
4. 前記凹部は、前記ケーシングの一部によって構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の容積式ドライ真空ポンプ。
5. ねじ溝を有するロータがケーシング内に配置され、前記ロータの回転により気体を排気する容積式ドライ真空ポンプにおいて、
   前記ロータは垂直方向に延び、
   前記ロータの側方に吸込ポートを設け、
   反応副生成物を堆積させる堆積用容器を前記吸込ポートの下方に設けたことを特徴とする容積式ドライ真空ポンプ。

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