JP5862943B2 - 真空装置及び真空装置の真空容器内の圧力制御方法 - Google Patents
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Description
このような真空装置として、例えば特許文献1には、真空容器にガスを導入する系に、真空容器の排気系とは独立した排気系を有した中間室と、その中間室と真空容器の間に可変コンダクタンスバルブとを設け、ガス供給手段からの導入ガスを質量流量制御器によって一定流量で中間室に導入し、さらに中間室から真空容器内に流入する導入ガス量を可変コンダクタンスバルブで調整することで高価な質量流量制御器を使用せずに真空容器内の圧力を調整する真空装置が開示されている。
これにより、ガスを減圧手段の到達圧力まで減圧した状態で流量制御手段を介して真空容器に導入することができるため、高価な質量流量制御器を使用しなくても真空容器に導入されるガスの量を精密に制御することができるので、真空容器内の圧力を高精度に制御することができる。
また、減圧手段を流通して真空容器に導入されるガスは、全量を真空容器に導入することができるので、ガスを系外に放出して無駄に消費することがなく、ランニングコストを低く抑えることができる。
また、ダイアフラムポンプは真空ポンプの中でも最も安価な部類の真空ポンプなので、装置コストを抑えることができる。
これにより、ガスを減圧手段の到達圧力まで減圧した状態で流量制御手段を介して真空容器に導入することができるため、高価な質量流量制御器を使用しなくても真空容器に導入されるガスの量を精密に制御することができるので、真空容器内の圧力を高精度に制御することができる。
また、減圧手段を流通して真空容器に導入されるガスは、全量を真空容器に導入することができるので、ガスを系外に放出して無駄に消費することがなく、ランニングコストを低く抑えることができる。
次に本発明について図面を参照して説明する。図1に示すように、本発明の真空装置1は、真空中で処理する処理材を内部に配置する真空容器2と、真空容器2の内部の圧力を測定する真空計3と、真空容器2を真空排気する第1真空ポンプ4と、弁の開度を制御することによってガス流量を制御することができるコンダクタンスバルブ5と、コンダクタンスバルブ5を介して真空容器2に接続される第2真空ポンプ6と、真空容器2に導入するためのガスを供給するガス供給手段7と、真空計3の出力に基づいてコンダクタンスバルブ5の開度を制御することにより真空容器2の内部の圧力をあらかじめ設定された制御圧力に制御する制御装置8と、を備えている。
ここで、第1真空ポンプ4が請求項1の排気手段に、第2真空ポンプ6が減圧手段に、コンダクタンスバルブ5が流量制御手段に、それぞれ相当する。
ここで、「第2真空ポンプ6の内部の圧力」とは、後述するように、ガス供給手段7から供給されるガスが流通する排気口6bと吸気口6aとを連通する内部経路の真空度のことを示す。
本実施形態の真空装置1及び真空装置1の真空容器2内の圧力制御方法によれば、ガスを第2真空ポンプ6の到達圧力まで減圧した状態でコンダクタンスバルブ5を介して真空容器2に導入することができるため、高価な質量流量制御器を使用しなくても真空容器2に導入されるガスの量を精密に制御することができるので、真空容器2内の圧力を高精度に制御することができる。
また、第2真空ポンプ6の内部を流通して真空容器2に導入されるガスは、全量を真空容器2に導入することができるので、ガスを系外に放出して無駄に消費することがなく、ランニングコストを低く抑えることができる。
更に、第2真空ポンプ6はドライ真空ポンプにより構成されるため、真空容器2に導入されるガスが清浄な状態であり、真空容器2内が汚染されることがない。
本実施形態では、真空容器2として、膜材料が積層された積層体をロール式プレスなどの加圧手段により加圧接合し積層接合体を製造するために積層体を固定する積層体固定治具を採用した場合について以下に説明する。ここで、積層接合体の例としては、固体高分子膜、燃料極膜及び空気極膜を積層、接合してなる固体高分子型燃料電池用の膜−電極接合体(Membrane−Electrode Assembly)が挙げられる。
固体高分子膜、燃料極膜及び空気極膜を積層、接合してなる固体高分子型燃料電池用の膜−電極接合体(Membrane−Electrode Assembly)などの積層接合体を製造する際に積層体を配置した空間を減圧して積層体を固定する方式の積層体固定治具を用いる場合、積層体を配置した空間内の圧力の制御が必要な場合がある。本実施形態のように、真空容器2を積層体固定治具100として構成することにより、このような積層接合体の製造に好適に用いることができる。
2…真空容器
3…真空計
4…第1真空ポンプ
5…コンダクタンスバルブ
6…第2真空ポンプ
6a…吸気口
6b…排気口
7…ガス供給手段
8…制御装置
10…第1固定部材
11…第1柱状部材
12…第1シート部材
12a…排気孔
13…第1押さえ部材
14…排気路
15…真空パッド
16…排気ポート
17…位置決めピン
20…第2固定部材
21…第2柱状部材
22…第2シート部材
23…押さえ板
24…第2押さえ部材
25…固定ねじ
26…調節ビス
27…位置決め穴
30…シール部材
30a…収容部
30b…排気部
100…積層体固定治具
S…収容空間
W…積層体
Claims (11)
- 処理材を内部に配置する真空容器と、
前記真空容器内を真空排気する排気手段と、
ガスの流量を制御する流量制御手段と、
前記流量制御手段を介して前記真空容器と吸気口が接続される真空ポンプにより構成される減圧手段と、
を備え、
前記減圧手段は、内部の圧力が前記排気手段により真空排気された前記真空容器内の圧力よりも高く、排気口側から吸気口側へ向かって内部でガスが流通可能に構成されており、
前記減圧手段の内部を流通したガスを、前記吸気口から前記流量制御手段を介して前記真空容器へ導入することにより前記真空容器内の圧力を制御することを特徴とする真空装置。 - 前記減圧手段の真空ポンプは、ドライ真空ポンプであることを特徴とする請求項1に記載の真空装置。
- 前記減圧手段の排気口に接続され、減圧手段にガスを供給するガス供給手段を備えたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の真空装置。
- 前記減圧手段の排気口が大気開放されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の真空装置。
- 前記真空容器内の圧力を測定する真空計と、
前記真空容器内の圧力があらかじめ設定された制御圧力となるように、前記真空計の出力に基づいて前記流量制御手段を制御する制御装置を備えた請求項1ないし請求項4のいずれか1つに記載の真空装置。 - 前記減圧手段はダイアフラムポンプであることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載の真空装置。
- 前記減圧手段はスクロールポンプであることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載の真空装置。
- 前記減圧手段はメカニカルブースターポンプを含む排気手段であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載の真空装置。
- 前記真空容器が、膜材料が積層された積層体を加圧手段により加圧接合し積層接合体を製造するために積層体を固定する積層体固定治具であることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1つに記載の真空装置。
- 処理材を内部に配置する真空容器と、
前記真空容器内を真空排気する排気手段と、
ガスの流量を制御する流量制御手段と、
前記流量制御手段を介して前記真空容器と吸気口が接続される真空ポンプにより構成される減圧手段と、
を備えた真空装置を用意し、
前記排気手段により前記真空容器内を前記減圧手段の内部の圧力より低い圧力に真空排気する排気工程と、
前記減圧手段の内部を通って排気口側から吸気口側へガスを流通させ、前記減圧手段の内部を流通したガスを前記流量制御手段を介して前記真空容器内へ導入するガス導入工程と、
前記流量制御手段を制御することにより、真空容器内の圧力制御をする圧力制御工程と、
を備えたことを特徴とする真空容器内の圧力制御方法。 - 処理材を内部に配置する真空容器と、
前記真空容器内に連通接続された第1真空ポンプと、
前記真空容器内に連通接続され、ガスの流量を制御する流量制御手段と、
前記流量制御手段に連通接続され、排気口と吸気口とを連通する内部経路を備える第2真空ポンプと、を備えた真空装置であって、
前記第2真空ポンプは、前記内部経路内の圧力が前記第1真空ポンプによって生じる前記真空容器内の真空排気された圧力よりも高く、かつ、前記排気口側から前記吸気口側へ向かって内部でガスが流通可能に構成されており、
前記第2真空ポンプ内を流通したガスは、前記流量制御手段を介して前記真空容器へ導入されることを特徴とする真空装置。
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