JP6875048B2 - Vacuum pump, vacuum pump cooling device, vacuum pump cooling method, vacuum exhaust system, and vacuum pump maintenance method - Google Patents
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Description
本発明は、真空ポンプ、真空ポンプの冷却装置、真空ポンプの冷却方法、真空排気システム、及び、真空ポンプのメンテナンス方法に関する。 The present invention relates to a vacuum pump, a vacuum pump cooling device, a vacuum pump cooling method, a vacuum exhaust system, and a vacuum pump maintenance method.
真空状態は、現在工業技術上では、広い分野で利用されており、例えば、水分の蒸発などを促進することは真空乾燥などに、また分子間の衝突が少なくなることは各種電子管、蒸着、真空治金などに利用されている。真空ポンプのうち回転ポンプは、最も一般的なもので、胴に偏心して組み立てられ、内壁に沿って回転する翼又はロータによって空気を吸入、排出して真空を作るものである。この回転ポンプの1種として、半導体、液晶等の製造工程(例えばCVDプロセス)の真空雰囲気を形成するためや、その他の工業技術分野で、0.133Pa程度までの真空雰囲気を形成するための真空ポンプとして、ドライ真空ポンプが広く使用されている。 The vacuum state is currently used in a wide range of fields in industrial technology. For example, promoting the evaporation of water is for vacuum drying, and reducing intermolecular collisions is for various electron tubes, vapor deposition, and vacuum. It is used for money-making. Of the vacuum pumps, the rotary pump is the most common one, which is assembled eccentrically to the body and sucks and discharges air by a blade or a rotor rotating along the inner wall to create a vacuum. As one kind of this rotary pump, a vacuum for forming a vacuum atmosphere in a manufacturing process (for example, CVD process) of a semiconductor, a liquid crystal, etc., and for forming a vacuum atmosphere up to about 0.133 Pa in other industrial technical fields. As a pump, a dry vacuum pump is widely used.
このようなドライ真空ポンプは、例えば、その吸込側が、半導体、液晶等の製造装置に接続され、排気側が、補足装置(トラップ)を介して除害装置に接続されて使用される。トラップは、製造装置からのプロセスガスに含まれる反応副生成物(以下、単に生成物とも称す)を捕捉する装置であり、生成物に応じて所定の温度範囲で効率よく生成物を捕捉できるものである。除害装置は、トラップを通過後の排気を燃焼等させて無害化するものである。 Such a dry vacuum pump is used, for example, with its suction side connected to a manufacturing device for semiconductors, liquid crystals, etc., and its exhaust side connected to an abatement device via a supplement device (trap). The trap is a device that captures reaction by-products (hereinafter, also simply referred to as products) contained in the process gas from the manufacturing apparatus, and can efficiently capture the products in a predetermined temperature range according to the products. Is. The abatement device burns the exhaust gas after passing through the trap to make it harmless.
真空ポンプの排気対象となるガスがプロセスガスの場合、当該プロセスガス中に昇華温度の高い生成物が含まれていることがある。このような場合、真空ポンプの温度が所定の温度以上でないと、生成物が固体化し、真空ポンプの排気管に付着する問題があった。そこで、排気管への生成物の付着を防止するために、排気管の温度を高温化すると、真空ポンプの排気側に設置されたトラップで生成物を捕捉できなくなることがある。これは、トラップに流入するガスの温度が、生成物の捕捉に適した温度範囲よりも高くなってしまい、トラップで生成物を堆積させることが困難になったためであると考えられる。 When the gas to be exhausted by the vacuum pump is a process gas, the process gas may contain a product having a high sublimation temperature. In such a case, if the temperature of the vacuum pump is not higher than a predetermined temperature, there is a problem that the product solidifies and adheres to the exhaust pipe of the vacuum pump. Therefore, if the temperature of the exhaust pipe is raised in order to prevent the product from adhering to the exhaust pipe, the trap installed on the exhaust side of the vacuum pump may not be able to capture the product. It is considered that this is because the temperature of the gas flowing into the trap becomes higher than the temperature range suitable for capturing the product, and it becomes difficult to deposit the product in the trap.
対策として、トラップ本体に冷却水を通水することが考えられるが、システムの仕様によっては、この対策を採用できない場合がある。例えば、真空ポンプの冷却水流路をトラップ本体に接続して使用する場合、トラップに冷却水流路の接続口(例えば、カプラ)を設けると、カプラの圧損により必要流量を確保できなくなることがある。 As a countermeasure, it is conceivable to pass cooling water through the trap body, but depending on the system specifications, this countermeasure may not be adopted. For example, when the cooling water flow path of the vacuum pump is connected to the trap body and used, if the trap is provided with a connection port (for example, a coupler) for the cooling water flow path, the required flow rate may not be secured due to the pressure loss of the coupler.
従って、このような場合に、真空ポンプの排気管への生成物の付着防止と、トラップでの生成物の捕捉とを両立できることが望まれる。 Therefore, in such a case, it is desired that the prevention of the product from adhering to the exhaust pipe of the vacuum pump and the capture of the product by the trap can be achieved at the same time.
従来の真空ポンプを含むシステムには、例えば、特許文献1、2に記載されたものがある。特許文献1には、真空ポンプの温度による損傷を防止するために、真空ポンプの吸気口に冷却機構を接続したものが記載されているが、トラップに流入する排気の温度の制御については言及されていない。特許文献2には、ロータの熱膨張を抑制するために、真空ポンプの気体排出流路内に冷却配管及び冷却プレートを設けること、及び、気体排出流路に隣接してハウジング内に冷却水路を設けることが記載されている。この真空ポンプは、気体排出流路内だけでなく、ポンプ区分内も冷却するものであり、生成物の気体排出流路への付着防止について考慮されていない。
Systems including conventional vacuum pumps include, for example, those described in
本発明の目的は、上述した問題の少なくとも一部を解決することにある。 An object of the present invention is to solve at least a part of the above-mentioned problems.
[1]本発明の一側面に係る真空ポンプは、 吸込口及び排出口を有するポンプ室と、
前記排出口に接続された排気管であって、前記ポンプ室からの排気を前記真空ポンプ外に導く排気管と、 前記排気管を冷却するための冷却装置と、を備え、 前記排気管は、第1排気管部分と、第2排気管部分とを有し、 前記第1排気管部分が、前記ポンプ室の前記排気口に接続され、前記第2排気管部分が前記第1排気管部分よりも前記ポンプ室の前記排気口から遠い位置にあり、 前記第2排気管部分に前記冷却装置が配置されている、 真空ポンプである。なお、第1排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。第2排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。
[1] The vacuum pump according to one aspect of the present invention includes a pump chamber having a suction port and a discharge port, and a pump chamber.
An exhaust pipe connected to the discharge port, the exhaust pipe comprising an exhaust pipe for guiding the exhaust from the pump chamber to the outside of the vacuum pump and a cooling device for cooling the exhaust pipe. It has a first exhaust pipe portion and a second exhaust pipe portion, the first exhaust pipe portion is connected to the exhaust port of the pump chamber, and the second exhaust pipe portion is from the first exhaust pipe portion. Is also a vacuum pump located at a position far from the exhaust port of the pump chamber and in which the cooling device is arranged in the second exhaust pipe portion. The first exhaust pipe portion may be composed of an integral exhaust pipe or may be composed of a plurality of exhaust pipes. The second exhaust pipe portion may be composed of an integral exhaust pipe or may be composed of a plurality of exhaust pipes.
この真空ポンプによれば、ポンプ室の排気口より遠い第2排気管部分に冷却装置を設けたので、第2排気管部分内のガスを所望の温度(後段の捕捉装置の処理等に適した温度)に冷却することができるとともに、ポンプ室の排気口に近い第1排気管部分を冷却せず、ポンプ室及び第1排気管部分の温度が低下することを抑制ないし防止できる。この結果、ポンプ室及び第1排気管部分における生成物の析出、付着を抑制ないし防止できるとともに、後段の装置の処理に適した温度にガスの温度を調整することができる。 According to this vacuum pump, since the cooling device is provided in the second exhaust pipe portion far from the exhaust port of the pump chamber, the gas in the second exhaust pipe portion is suitable for processing the gas in the second exhaust pipe portion at a desired temperature (processing of the capture device in the subsequent stage, etc.). It is possible to cool to (temperature), and it is possible to suppress or prevent the temperature of the pump chamber and the first exhaust pipe portion from dropping without cooling the first exhaust pipe portion near the exhaust port of the pump chamber. As a result, precipitation and adhesion of products in the pump chamber and the first exhaust pipe portion can be suppressed or prevented, and the temperature of the gas can be adjusted to a temperature suitable for processing of the subsequent device.
[2] 上記[1]に記載の真空ポンプにおいて、前記第1排気管部分と前記第2排気管部分との間に介在する断熱部材を更に備える、ことが可能である。
この場合、断熱部材によって第1排気管部分と第2排気管部分とが断熱されるので、第2排気管部分の冷却装置による冷却の影響が、第1排気管部分に及ぶことを更に抑制ないし防止できる。
[2] In the vacuum pump according to the above [1], it is possible to further include a heat insulating member interposed between the first exhaust pipe portion and the second exhaust pipe portion.
In this case, since the first exhaust pipe portion and the second exhaust pipe portion are insulated by the heat insulating member, the influence of cooling by the cooling device of the second exhaust pipe portion is further suppressed from affecting the first exhaust pipe portion. Can be prevented.
[3] 上記[2]に記載の真空ポンプにおいて、前記断熱部材は、前記第1排気管部分と前記第2排気管部分との間に介在する樹脂製の環状リングと、前記第1排気管部分と前記第2排気管部分とを接続する樹脂製のクランプと、を有する、ことが可能である。環状リングは、例えば、Oリングである。
この場合、樹脂製の環状リング、クランプによって第1排気管部分と第2排気管部分との間の断熱及び接続を簡易且つ確実に行うことができる。また、樹脂製の環状リング(例えば、Oリング)の内側及び外側にステンレス製または樹脂製のリング(インナーリング、アウターリング)を備えるものでもよいし、インナーリングのみ備えるものであってもよい。インナーリング、アウターリングは、例えば、鉄よりも熱伝導性の低いステンレス製とすることができる。また、インナーリング、アウターリングは、樹脂製としてもよい。インナーリング、アウターリングを樹脂製とすれば、更に断熱性を向上させることができる。
[3] In the vacuum pump according to the above [2], the heat insulating member includes a resin annular ring interposed between the first exhaust pipe portion and the second exhaust pipe portion, and the first exhaust pipe. It is possible to have a resin clamp that connects the portion and the second exhaust pipe portion. The annular ring is, for example, an O-ring.
In this case, heat insulation and connection between the first exhaust pipe portion and the second exhaust pipe portion can be easily and surely performed by the resin annular ring and clamp. Further, a stainless steel or resin ring (inner ring, outer ring) may be provided inside and outside the resin annular ring (for example, O-ring), or only the inner ring may be provided. The inner ring and outer ring can be made of stainless steel, which has a lower thermal conductivity than iron, for example. Further, the inner ring and the outer ring may be made of resin. If the inner ring and the outer ring are made of resin, the heat insulating property can be further improved.
[4] 上記[2]に記載の真空ポンプにおいて、前記断熱部材は、前記第1排気管部分と前記第2排気管部分との間に介在する樹脂製の第3の排気管部分を有する、ことが可能である。
第1排気管部分と第2排気管部分との間に樹脂製の第3の排気管部分を介在させること
により、第1排気管部分と第2排気管部分との間の断熱をより確実に行うことができる。また、樹脂製の環状リング(Oリング)を介して第1排気管部分及び/又は第2排気管部分と第3の排気管部分との接続を行えば、第1排気管部分と第2排気管部分との間の断熱性をより向上させることができる。また、樹脂製のクランプを使用して、第1排気管部分及び/又は第2排気管部分と第3の排気管部分との接続を行えば、第1排気管部分と第2排気管部分との間の断熱性をより向上させることができる。
[4] In the vacuum pump according to the above [2], the heat insulating member has a third exhaust pipe portion made of resin interposed between the first exhaust pipe portion and the second exhaust pipe portion. It is possible.
By interposing a third resin exhaust pipe portion between the first exhaust pipe portion and the second exhaust pipe portion, heat insulation between the first exhaust pipe portion and the second exhaust pipe portion is more reliable. It can be carried out. Further, if the first exhaust pipe portion and / or the second exhaust pipe portion and the third exhaust pipe portion are connected via a resin annular ring (O-ring), the first exhaust pipe portion and the second exhaust gas are connected. The heat insulating property between the pipe portion and the pipe portion can be further improved. Further, if the first exhaust pipe portion and / or the second exhaust pipe portion and the third exhaust pipe portion are connected by using a resin clamp, the first exhaust pipe portion and the second exhaust pipe portion can be obtained. The heat insulating property between the two can be further improved.
[5] 上記[1]乃至[4]の何れかに記載の真空ポンプにおいて、前記冷却装置は、前記第2排気管部分の周囲に取り付けられ、冷却媒体を流通させる冷却ジャケットを有する、ことが可能である。
冷却ジャケットを採用することによって、冷却効果の高い冷却装置を簡易に構成できる。また、冷却ジャケットと第2排気管部分の組立体を、第1排気管部分から取り外して交換することも可能である。また、冷却ジャケットのみを第2排気管部分から取り外して交換できるようにしてもよい。
[5] In the vacuum pump according to any one of the above [1] to [4], the cooling device may be attached around the second exhaust pipe portion and have a cooling jacket for circulating a cooling medium. It is possible.
By adopting a cooling jacket, a cooling device having a high cooling effect can be easily configured. It is also possible to remove and replace the assembly of the cooling jacket and the second exhaust pipe portion from the first exhaust pipe portion. Further, only the cooling jacket may be removed from the second exhaust pipe portion so that it can be replaced.
[6] [5]に記載の真空ポンプにおいて、前記冷却装置は、前記冷却ジャケットの内部に1又は複数の仕切板が設けられることが可能である。
このように配置された仕切板1213によって、冷却ジャケット121の内部空間に流れる冷却水を均一に近づけ、第2排気管部分1132のを均一に冷却することが可能である。
[6] In the vacuum pump according to [5], the cooling device may be provided with one or more partition plates inside the cooling jacket.
The
[7] [6]に記載の真空ポンプにおいて、 前記仕切板は、前記第2排気管部分が延びる方向を横切る方向に延び且つ開口部を有する1又は複数の板状部材、又は、前記冷却ジャケット内壁と前記第2排気管部分との間を螺旋状に延びる1又は複数の螺旋状部材であることが可能である。
仕切板を1又は複数の板状部材で構成する場合には、仕切板を簡易に構成でき、取り付けも簡易である。仕切板を螺旋状部材で構成する場合には、冷却ジャケット内部の冷却水の流れを滑らかにできる。仕切板を螺旋状部材で構成する場合には、単一の部材で連続した螺旋状の流路を形成することもできる。
[7] In the vacuum pump according to [6], the partition plate is one or more plate-shaped members extending in a direction crossing the extending direction of the second exhaust pipe portion and having an opening, or the cooling jacket. It can be one or more spiral members that spirally extend between the inner wall and the second exhaust pipe portion.
When the partition plate is composed of one or a plurality of plate-shaped members, the partition plate can be easily constructed and can be easily attached. When the partition plate is composed of a spiral member, the flow of cooling water inside the cooling jacket can be smoothed. When the partition plate is composed of a spiral member, a single member can form a continuous spiral flow path.
[8] [7]に記載の真空ポンプにおいて、 前記仕切板は、複数の前記板状部材を有し、隣接する板状部材において前記開口部が重ならないように前記板状部材が配置されることが可能である。例えば、隣接する板状部材において開口部が互い違いになるように板状部材を配置することができる。
仕切板を1又は複数の板状部材で構成する場合に、隣接する板状部材の開口部が重ならないように、例えば、互い違いにすることで、冷却水の流れをより均一化することが可能である。
[8] In the vacuum pump according to [7], the partition plate has a plurality of the plate-shaped members, and the plate-shaped members are arranged so that the openings do not overlap in the adjacent plate-shaped members. It is possible. For example, the plate-shaped members can be arranged so that the openings are staggered in the adjacent plate-shaped members.
When the partition plate is composed of one or more plate-shaped members, the flow of the cooling water can be made more uniform by, for example, staggering the openings of the adjacent plate-shaped members so that they do not overlap. Is.
[9] 上記[1]乃至[8]の何れかに記載の真空ポンプにおいて、 前記排気管の少なくとも一部及び前記ポンプ室を収容する筐体を更に備え、 前記冷却装置は、前記筐体内に配置されている、ことが可能である。
この場合、真空ポンプ内において冷却装置を取り付けているため、配管接続時に、冷却装置を別途取り付ける作業を必要としない。また、排気側の捕捉装置との接続する配管の長さを変更する必要がない。
[9] In the vacuum pump according to any one of the above [1] to [8], at least a part of the exhaust pipe and a housing for accommodating the pump chamber are further provided, and the cooling device is provided in the housing. It is possible that it has been placed.
In this case, since the cooling device is installed in the vacuum pump, it is not necessary to separately install the cooling device when connecting the pipes. Further, it is not necessary to change the length of the pipe connected to the catching device on the exhaust side.
[10] 上記[1]乃至[8]の何れかに記載の真空ポンプにおいて、 前記排気管の少なくとも一部及び前記ポンプ室を収容する筐体を更に備え、 前記冷却装置は、前記筐体の外部に配置されている、ことが可能である。
この場合、冷却装置が真空ポンプの外部にあるため、冷却装置を取り外して交換する、あるいは第2排気管部分とともに冷却装置を取り外して交換することが容易になる。
[10] In the vacuum pump according to any one of [1] to [8], the vacuum pump further includes at least a part of the exhaust pipe and a housing for accommodating the pump chamber, and the cooling device is the housing of the housing. It is possible that it is located outside.
In this case, since the cooling device is located outside the vacuum pump, it is easy to remove and replace the cooling device, or to remove and replace the cooling device together with the second exhaust pipe portion.
[11] 上記[1]乃至[10]の何れかに記載の真空ポンプにおいて、 前記第2排気管部分に対して冷却媒体を供給する第1冷却媒体流路と、 前記第1冷却媒体流路に配置され、前記第2排気管部分に対する冷却媒体の供給を制御する第1の弁と、を更に有する、ことが可能である。
この場合、第1の弁の開閉または開度の制御によって冷却装置による冷却の度合いを調整することができる。
[11] In the vacuum pump according to any one of the above [1] to [10], a first cooling medium flow path for supplying a cooling medium to the second exhaust pipe portion and the first cooling medium flow path. It is possible to further have a first valve, which is arranged in the above and controls the supply of the cooling medium to the second exhaust pipe portion.
In this case, the degree of cooling by the cooling device can be adjusted by opening / closing or controlling the opening / closing of the first valve.
[12] 上記[11]に記載の真空ポンプにおいて、 前記第2排気管部分をバイパスする第2冷却媒体流路と、 前記第2冷却媒体流路に配置され、前記第2冷却媒体流路の冷却媒体の流れを制御する第2の弁と、を更に有する、ことが可能である。
この場合、第1の弁及び第2の弁の開閉または開度の制御によって、冷却装置による冷却の度合いを調整することができる。また、第2排気管部分をバイパスして冷却媒体を流すことができるので、真空ポンプのモータ、ギア等を冷却するための既存の冷却媒体流路を利用することが容易になる。
[12] In the vacuum pump according to the above [11], the second cooling medium flow path that bypasses the second exhaust pipe portion and the second cooling medium flow path that are arranged in the second cooling medium flow path and are arranged in the second cooling medium flow path. It is possible to further have a second valve that controls the flow of the cooling medium.
In this case, the degree of cooling by the cooling device can be adjusted by controlling the opening / closing or opening degree of the first valve and the second valve. Further, since the cooling medium can flow by bypassing the second exhaust pipe portion, it becomes easy to use the existing cooling medium flow path for cooling the motor, gear, etc. of the vacuum pump.
[13] 上記[11]又は[12]に記載の真空ポンプにおいて、前記第1の弁は、前記第2排気管部分に供給する冷却媒体の流量を連続的又は複数段階で調整可能な流量制御弁であることが可能である。第1の弁に流量制御弁を使用することによって、第2排気管部分への冷却媒体の流量をより高精度に制御でき、第2排気管部分の温度を精度よく制御できる。 [13] In the vacuum pump according to the above [11] or [12], the first valve controls the flow rate of the cooling medium supplied to the second exhaust pipe portion continuously or in a plurality of steps. It can be a valve. By using the flow rate control valve for the first valve, the flow rate of the cooling medium to the second exhaust pipe portion can be controlled with higher accuracy, and the temperature of the second exhaust pipe portion can be controlled with higher accuracy.
[14] 上記[12]、又は[12]を引用する[13]に記載の真空ポンプにおいて、前記第2の弁は、前記第2排気管部分に供給する冷却媒体の流量を連続的又は複数段階で調整可能な流量制御弁であることが可能である。
この場合、第2冷却媒体流路(バイパス流路)の流量をより高精度に制御できる。
[14] In the vacuum pump according to [13], which cites the above [12] or [12], the second valve continuously or a plurality of flow rates of the cooling medium supplied to the second exhaust pipe portion. It can be a step-adjustable flow control valve.
In this case, the flow rate of the second cooling medium flow path (bypass flow path) can be controlled with higher accuracy.
[15] 上記[11]乃至[14]の何れかに記載の真空ポンプにおいて、前記排気管に設けられた温度センサを更に備える、ことが可能である。
温度センサの検出値に基づいて冷却装置を制御することによって、第2排気管部分を所望の温度/温度範囲に精度よく制御することができる。
[15] In the vacuum pump according to any one of the above [11] to [14], it is possible to further include a temperature sensor provided in the exhaust pipe.
By controlling the cooling device based on the detection value of the temperature sensor, the second exhaust pipe portion can be accurately controlled to a desired temperature / temperature range.
[16] 上記[11]乃至[15]の何れかに記載の真空ポンプにおいて、前記排気管に設けられた流量センサを更に備える、ことが可能である。
流量センサの検出値に基づいて冷却装置を制御することによって、第2排気管部分への冷却媒体の供給を精度よく制御することができる。
[16] In the vacuum pump according to any one of the above [11] to [15], it is possible to further include a flow rate sensor provided in the exhaust pipe.
By controlling the cooling device based on the detection value of the flow rate sensor, it is possible to accurately control the supply of the cooling medium to the second exhaust pipe portion.
[17] 上記[1]乃至[16]の何れかに記載の真空ポンプにおいて、前記冷却装置による前記第2排気管部分の冷却を制御する制御装置を更に備え、前記制御装置は、前記真空ポンプに流入するガスの種類、流量に応じて、前記冷却装置による前記第2排気管部分の冷却を制御する、ことが可能である。
流入するガスの種類、流量から生成物(生成ガス)、生成ガスの濃度を想定し、生成物が気化する温度以上で、かつ、後段の捕捉装置(トラップ)の処理が効率的に行える範囲の温度に、第2排気管部分及びガスの温度を制御することが可能になる。
[17] In the vacuum pump according to any one of the above [1] to [16], a control device for controlling the cooling of the second exhaust pipe portion by the cooling device is further provided, and the control device is the vacuum pump. It is possible to control the cooling of the second exhaust pipe portion by the cooling device according to the type and flow rate of the gas flowing into the.
Assuming the product (produced gas) and the concentration of the produced gas from the type and flow rate of the inflowing gas, the temperature is above the temperature at which the product vaporizes, and the range in which the subsequent capture device (trap) can be efficiently processed. It becomes possible to control the temperature of the second exhaust pipe portion and the gas by the temperature.
[18] 上記[17]に記載の真空ポンプにおいて、 前記制御装置は、上位システムから、又は、ユーザから入力を受け付けることによって、前記ガスの種類、流量を取得する。
この場合、真空ポンプに導入するガスの種類、流量が変更になった場合であっても、真空ポンプの制御装置が、上位システム(排気対象の装置等)又はユーザから、ガスの種類
、流量を取得して、第2排気管部分及びガスの温度を制御することが可能になる。ここで、ユーザには、真空ポンプの製造者、真空ポンプを保守する者、真空ポンプを使用する者、その他の人間を含む。
[18] In the vacuum pump according to the above [17], the control device acquires the type and flow rate of the gas by receiving an input from a host system or a user.
In this case, even if the type and flow rate of the gas to be introduced into the vacuum pump are changed, the control device of the vacuum pump can change the type and flow rate of the gas from the host system (device to be exhausted, etc.) or the user. It becomes possible to acquire and control the temperature of the second exhaust pipe portion and the gas. Here, the user includes a vacuum pump manufacturer, a person who maintains the vacuum pump, a person who uses the vacuum pump, and other human beings.
[19] 上記[18]に記載の真空ポンプにおいて、前記真空ポンプは、前記真空ポンプに流入するガスに含まれる生成物が気体になる温度のデータを含む蒸気圧データを保持しており、前記真空ポンプに流入するガスの種類、流量から生成物の種類及び濃度を決定し、当該生成物の種類及び濃度と当該生成物の蒸気圧データとから、第2排気管部分の目標設定温度を決定する、ことが可能である。
この場合、生成物(生成ガス)の種類及び濃度と蒸気圧データとから目標設定温度をより正確に計算することができる。
[19] In the vacuum pump according to the above [18], the vacuum pump holds vapor pressure data including data on the temperature at which a product contained in the gas flowing into the vacuum pump becomes a gas. The type and concentration of the product are determined from the type and flow rate of the gas flowing into the vacuum pump, and the target set temperature of the second exhaust pipe portion is determined from the type and concentration of the product and the vapor pressure data of the product. It is possible to do.
In this case, the target set temperature can be calculated more accurately from the type and concentration of the product (produced gas) and the vapor pressure data.
[20] 上記[1]乃至[19]の何れかに記載の真空ポンプにおいて、前記排気管は、前記排気中の生成物を捕捉するための捕捉装置に流体的に接続されて使用されるものである、ことが可能である。
この場合、真空ポンプから排気されたガスから捕捉装置において生成物を捕捉することが可能である。
[20] In the vacuum pump according to any one of [1] to [19] above, the exhaust pipe is used by being fluidly connected to a trapping device for catching products in the exhaust. It is possible.
In this case, it is possible to capture the product in the capture device from the gas exhausted from the vacuum pump.
[21] 上記[20]に記載の真空ポンプにおいて、前記排気管内の温度が、前記排気中の生成物が前記排気管に付着しない下限温度以上、かつ、前記捕捉装置で前記生成物が捕捉できる上限温度以下の温度になるように、前記冷却装置が制御される、ことが可能である。
この場合、真空ポンプの排気管に生成物が付着することを抑制ないし防止しつつ、捕捉装置において効率よく生成物を捕捉することが可能である。なお、冷却装置は、ポンプ室の排気口から遠い第2排気管部分に取り付けられているので、冷却によって第2排気管部分において生成物が若干付着したとしても、第1排気管部分やポンプ室への影響は、抑制ないし防止される。
[21] In the vacuum pump according to the above [20], the temperature in the exhaust pipe is equal to or higher than the lower limit temperature at which the product in the exhaust does not adhere to the exhaust pipe, and the product can be captured by the capture device. It is possible that the cooling device is controlled so that the temperature is equal to or lower than the upper limit temperature.
In this case, it is possible to efficiently capture the product in the trapping device while suppressing or preventing the product from adhering to the exhaust pipe of the vacuum pump. Since the cooling device is attached to the second exhaust pipe portion far from the exhaust port of the pump chamber, even if some products adhere to the second exhaust pipe portion due to cooling, the first exhaust pipe portion and the pump chamber The effect on is suppressed or prevented.
[22] 本発明の一側面に係る真空ポンプの冷却装置は、前記真空ポンプの排気管に交換可能に接続可能な冷却機能付き排気管部分を備える。 [22] The vacuum pump cooling device according to one aspect of the present invention includes an exhaust pipe portion with a cooling function that can be interchangeably connected to the exhaust pipe of the vacuum pump.
この冷却装置によれば、冷却機能付き排気管部分を交換することができ、メンテナンス(保守作業)が容易である。例えば、冷却機能付き排気管部分に生成物が堆積した場合には、この冷却機能付き排気管部分のみを交換して真空ポンプの使用を継続することができる。また、排気管全体を冷却する構成に比較して、冷却されない排気管の部分やポンプ室内の温度低下を抑制ないし防止できる。 According to this cooling device, the exhaust pipe portion with a cooling function can be replaced, and maintenance (maintenance work) is easy. For example, when a product is deposited on the cooling function exhaust pipe portion, only the cooling function exhaust pipe portion can be replaced to continue using the vacuum pump. Further, as compared with the configuration in which the entire exhaust pipe is cooled, it is possible to suppress or prevent the temperature drop of the uncooled exhaust pipe portion and the pump chamber.
[23] 上記[22]に記載の冷却装置において、 前記真空ポンプの前記排気管と前記冷却機能付き排気管部分との間に配置可能な断熱部材を更に備える。断熱部材によって、真空ポンプの排気管と、冷却機能付き排気管部分との間を断熱することができるため、冷却機能付き排気管部分の冷却の影響が、真空ポンプの排気管やポンプ室に及ぶことをより抑制できる。 [23] In the cooling device according to the above [22], a heat insulating member that can be arranged between the exhaust pipe of the vacuum pump and the exhaust pipe portion with a cooling function is further provided. Since the heat insulating member can insulate between the exhaust pipe of the vacuum pump and the exhaust pipe portion with the cooling function, the influence of cooling of the exhaust pipe portion with the cooling function extends to the exhaust pipe and the pump chamber of the vacuum pump. It can be suppressed more.
[24] 上記[22]又は[23]に記載の冷却装置において、前記冷却機能付き排気管部分は、前記真空ポンプの排気管と連通可能な排気管部分と、前記排気管部分の周囲に取り付けられた冷却ジャケットと、を有することが可能である。この場合、冷却機能付き排気管部分を容易に構成できる。また、冷却ジャケットのみを排気管部分とは別に交換できるようにしてもよい。 [24] In the cooling device according to the above [22] or [23], the exhaust pipe portion with a cooling function is attached to an exhaust pipe portion that can communicate with the exhaust pipe of the vacuum pump and around the exhaust pipe portion. It is possible to have a cooling jacket and. In this case, the exhaust pipe portion with a cooling function can be easily configured. Further, only the cooling jacket may be replaced separately from the exhaust pipe portion.
[25] 本発明の一側面に係る真空ポンプの冷却方法は、前記真空ポンプの排気管の
第1排気管部分及び第2排気管部分のうち、ポンプ室から遠い前記第2排気管部分を冷却する。なお、第1排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。第2排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。
[25] The method for cooling a vacuum pump according to one aspect of the present invention cools the second exhaust pipe portion of the first exhaust pipe portion and the second exhaust pipe portion of the exhaust pipe of the vacuum pump, which is far from the pump chamber. To do. The first exhaust pipe portion may be composed of an integral exhaust pipe or may be composed of a plurality of exhaust pipes. The second exhaust pipe portion may be composed of an integral exhaust pipe or may be composed of a plurality of exhaust pipes.
この冷却方法によれば、ポンプ室から遠い第2排気管部分を冷却するので、第2排気管部分の冷却によって、第1排気管部分やポンプ室の温度が低下することを抑制ないし防止できる。 According to this cooling method, since the second exhaust pipe portion far from the pump chamber is cooled, it is possible to suppress or prevent the temperature of the first exhaust pipe portion and the pump chamber from dropping due to the cooling of the second exhaust pipe portion.
[26] 上記[25]に記載の冷却方法において、前記第1排気管部分を前記第2排気管部分から断熱した状態で、前記ポンプ室から遠い前記第2排気管部分を冷却する。
この場合、第2排気管部分の冷却によって、第1排気管部分やポンプ室の温度が低下することを、さらに抑制ないし防止できる。
[26] In the cooling method according to the above [25], the second exhaust pipe portion far from the pump chamber is cooled while the first exhaust pipe portion is insulated from the second exhaust pipe portion.
In this case, it is possible to further suppress or prevent the temperature of the first exhaust pipe portion and the pump chamber from dropping due to the cooling of the second exhaust pipe portion.
[27] 本発明の一側面に係る真空排気システムは、真空ポンプと、前記真空ポンプの排気側に接続される捕捉装置と、を備える。前記真空ポンプは、吸込口及び排出口を有するポンプ室と、前記排出口に接続された排気管であって、前記ポンプ室からの排気を前記真空ポンプ外に導く排気管と、前記排気管を冷却するための冷却装置と、を備える。前記排気管は、第1排気管部分と、第2排気管部分とを有し、前記第1排気管部分が、前記ポンプ室の前記排気口に接続され、前記第2排気管部分が前記第1排気管部分よりも前記ポンプ室の前記排気口から遠い位置にあり、前記第2排気管部分に前記冷却装置が配置されている。 [27] The vacuum exhaust system according to one aspect of the present invention includes a vacuum pump and a capture device connected to the exhaust side of the vacuum pump. The vacuum pump includes a pump chamber having a suction port and an exhaust port, an exhaust pipe connected to the exhaust port, an exhaust pipe that guides exhaust from the pump chamber to the outside of the vacuum pump, and the exhaust pipe. A cooling device for cooling is provided. The exhaust pipe has a first exhaust pipe portion and a second exhaust pipe portion, the first exhaust pipe portion is connected to the exhaust port of the pump chamber, and the second exhaust pipe portion is the first. The cooling device is arranged in the second exhaust pipe portion at a position farther from the exhaust port of the pump chamber than in the first exhaust pipe portion.
この真空排気システムによれば、真空ポンプのポンプ室の排気口より遠い第2排気管部分に冷却装置を設けたので、第2排気管部分内のガスを所望の温度(後段の捕捉装置の処理等に適した温度)に冷却することができるとともに、ポンプ室の排気口に近い第1排気管部分を冷却せず、ポンプ室及び第1排気管部分の温度が低下することを抑制ないし防止できる。この結果、ポンプ室及び第1排気管部分における生成物の析出、付着を抑制ないし防止できるとともに、後段の装置の処理に適した温度にガスの温度を調整することができる。なお、第1排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。第2排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。 According to this vacuum exhaust system, since the cooling device is provided in the second exhaust pipe portion far from the exhaust port of the pump chamber of the vacuum pump, the gas in the second exhaust pipe portion is brought to a desired temperature (processing of the capture device in the subsequent stage). It is possible to cool to a temperature suitable for such as), and it is possible to suppress or prevent the temperature of the pump chamber and the first exhaust pipe portion from dropping without cooling the first exhaust pipe portion near the exhaust port of the pump chamber. .. As a result, precipitation and adhesion of products in the pump chamber and the first exhaust pipe portion can be suppressed or prevented, and the temperature of the gas can be adjusted to a temperature suitable for processing of the subsequent device. The first exhaust pipe portion may be composed of an integral exhaust pipe or may be composed of a plurality of exhaust pipes. The second exhaust pipe portion may be composed of an integral exhaust pipe or may be composed of a plurality of exhaust pipes.
[28] 本発明の一側面に係る、コンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体は、 前記真空ポンプに接続された装置で使用されるガスの種類、ガスの流量の情報を取得し、 前記取得した情報から生成ガスの種類、生成ガスの濃度を決定し、決定された生成ガスの種類及び濃度と、当該生成ガスの蒸気圧データに基づいて、当該生成ガスが気体になる温度を決定し、 前記真空ポンプの排気管の目標設定温度を、前記生成ガスが気体になる温度、又は前記生成ガスが気体になる温度に所定の温度を加えた温度に設定すること、をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体に関する。 [28] The storage medium containing the program to be executed by the computer according to one aspect of the present invention acquires information on the type of gas and the flow rate of gas used in the device connected to the vacuum pump. The type of produced gas and the concentration of the produced gas are determined from the acquired information, and the temperature at which the produced gas becomes a gas is determined based on the determined type and concentration of the produced gas and the vapor pressure data of the produced gas. Then, the computer is made to set the target setting temperature of the exhaust pipe of the vacuum pump to a temperature at which the produced gas becomes a gas or a temperature obtained by adding a predetermined temperature to the temperature at which the produced gas becomes a gas. Concerning the storage medium that stores the program for.
この記録媒体によれば、真空ポンプに導入するガスの種類、流量が変更になった場合であっても、真空ポンプの制御装置が、上位システム(排気対象の装置等)又はユーザから、ガスの種類、流量を取得して、第2排気管部分及びガスの温度を制御することが可能になる。ここで、ユーザには、真空ポンプの製造者、真空ポンプを保守する者、真空ポンプを使用する者、その他の人間を含む。 According to this recording medium, even if the type and flow rate of the gas introduced into the vacuum pump are changed, the control device of the vacuum pump can be used by the host system (device to be exhausted, etc.) or the user. By acquiring the type and flow rate, it becomes possible to control the temperature of the second exhaust pipe portion and the gas. Here, the user includes a vacuum pump manufacturer, a person who maintains the vacuum pump, a person who uses the vacuum pump, and other human beings.
[29] 本発明の一側面に係る、真空ポンプのメンテナンス方法では、前記真空ポンプの排気管が、冷却機能を有しない第1排気管部分と、冷却機能を有する第2排気管部分
とを有し、前記第2排気管部分を前記第1排気管部分から取り外して交換する。なお、第1排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。第2排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。
[29] In the vacuum pump maintenance method according to one aspect of the present invention, the exhaust pipe of the vacuum pump has a first exhaust pipe portion having no cooling function and a second exhaust pipe portion having a cooling function. Then, the second exhaust pipe portion is removed from the first exhaust pipe portion and replaced. The first exhaust pipe portion may be composed of an integral exhaust pipe or may be composed of a plurality of exhaust pipes. The second exhaust pipe portion may be composed of an integral exhaust pipe or may be composed of a plurality of exhaust pipes.
このメンテナンス方法によれば、冷却機能付き排気管部分のみを交換することができ、メンテナンス(保守作業)が容易である。例えば、冷却機能付き排気管部分に生成物が堆積した場合には、当該排気管部分のみを交換して真空ポンプの使用を継続することができる。 According to this maintenance method, only the exhaust pipe portion with a cooling function can be replaced, and maintenance (maintenance work) is easy. For example, when a product is deposited on an exhaust pipe portion with a cooling function, only the exhaust pipe portion can be replaced to continue using the vacuum pump.
[30] 上記[29]に記載のメンテナンス方法において、前記排気管には、前記第1排気管部分と前記第2排気管部分との間に断熱部材が配置されており、前記第2排気管部分とともに前記断熱部材の一部又は全部を交換する。なお、第1排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。第2排気管部分は、一体の排気管から構成されてもよいし、複数の排気管から構成されてもよい。
第1排気管部分と第2排気管部分との間に断熱部材が配置されている場合には、断熱部材のうち一部又は全部を交換することにより、真空ポンプの信頼性をより高めることができる。断熱部材が複数の部材からなり、各部材によって交換サイクルが異なる場合には、各部材ごとに異なるサイクルで交換してもよいし、交換サイクルに関わらず複数の部材すべてを交換してもよい。
[30] In the maintenance method according to the above [29], the exhaust pipe is provided with a heat insulating member between the first exhaust pipe portion and the second exhaust pipe portion, and the second exhaust pipe is provided. Replace a part or all of the heat insulating member together with the part. The first exhaust pipe portion may be composed of an integral exhaust pipe or may be composed of a plurality of exhaust pipes. The second exhaust pipe portion may be composed of an integral exhaust pipe or may be composed of a plurality of exhaust pipes.
When a heat insulating member is arranged between the first exhaust pipe portion and the second exhaust pipe portion, the reliability of the vacuum pump can be further improved by replacing a part or all of the heat insulating member. it can. When the heat insulating member is composed of a plurality of members and the replacement cycle is different for each member, each member may be replaced in a different cycle, or all of the plurality of members may be replaced regardless of the replacement cycle.
図1は、一実施形態に係る真空ポンプを備える真空排気システムの構成図である。図2は、真空ポンプの概略縦断面図である。図3は、真空ポンプの概略横断面図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of a vacuum exhaust system including a vacuum pump according to an embodiment. FIG. 2 is a schematic vertical sectional view of the vacuum pump. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the vacuum pump.
真空排気システム1は、排気対象の装置400(図11参照)に接続され、装置400からの排気を吸引し、排出するものである。この例では、真空排気システム1は、更に、排気中の生成物を捕捉する機能、排気を無害化する機能を有する。装置400は、例えば、半導体製造装置、液晶製造装置であり、より詳細には、CVD装置、エッチング装置、スパッタリング装置等である。
The
真空排気システム1は、装置400に接続される真空ポンプ100と、真空ポンプ100の排気側に接続される捕捉装置(トラップ)200と、捕捉装置200の後段に接続さ
れる除害装置300と、を備えている。
The
真空ポンプ100は、排気対象の装置400の排気側に接続され、装置400内のガスを吸引、排気する。真空ポンプ100の詳細は後述する。
The
捕捉装置(トラップ)200は、真空ポンプ100から排気されたプロセスガスから生成物を捕捉する装置である。生成物は、真空ポンプ100に導入されるプロセスガスが反応して生成される。生成物が真空ポンプ100内で析出せず、後段の捕捉装置200で効率よく堆積できるように、プロセスガスの温度を第1の所定温度以上かつ第2の所定温度以下の範囲に制御する必要がある。また、好ましくは、真空ポンプ100内ではガスの温度を高く維持し、捕捉装置200の入口ではガスの温度を低下させることが好ましい。そこで、本実施形態では、後述するように、真空ポンプ100の排気管113のうち、ポンプ室10の排気口1122から遠い側にある第2排気管部分1132を冷却する構成を採用している。なお、図1に示すように、排気管113は、排気口1121に接続される第1排気管部分1131と、第1排気管部分1131の下流側にある第2排気管部分1132と、両排気管部分を接続する断熱部材114と、を備えている。
The
図1の例では、捕捉装置200の吸気側は、配管130によって真空ポンプ100の排気管113に接続されている。捕捉装置200は、例えば、間隔をもって積み重ねられた複数の仕切り板を有する構造を有する。仕切り板には、1または複数の穴が設けられ、隣接する仕切り板の各穴の位置は一致しないように各仕切り板が取り付けられている。真空ポンプ100から排気されたガスが、各仕切り板の穴を通過する際に、隣接する仕切り板の各穴の位置が互い違いになっているため、ガスが仕切り板の広い範囲に接触し、生成物が仕切り板に堆積し、捕捉装置200によって捕捉される。
In the example of FIG. 1, the intake side of the
除害装置300は、配管210を介して捕捉装置200に流体的に接続されている。除害装置300は、捕捉装置200を通過したガスを除害処理して無害化する装置である。除害処理には、ガスを燃焼させる方式、触媒を用いて分解する方式、薬剤によりガスを物理的又は化学的に固定する方式、フィルタによって濾過する方式、水をかけて固形物を捕捉、又は水中に溶解させて除去する方式などが含まれ、何れかの方式を単独で又は2つ以上を組み合わせて採用する。
The
本実施形態では、真空ポンプ100として、ルーツ型2軸容量式ドライ真空ポンプを例に挙げて説明する。真空ポンプ100としてルーツ型のものを例に挙げるが、スクリュー型など他の構造のものであってもよい。また、本実施形態では、真空ポンプ100として多段式のものを例に挙げるが、単段式のものであってもよい。
In the present embodiment, as the
真空ポンプ100は、図1及び図2に示すように隔壁で区画された複数のポンプ室10を有するポンプケーシング101と、ポンプケーシング101の一端側に設けられたモータフレーム102と、ポンプケーシング101の他端側に設けられたギアケース103と、ポンプケーシング101、モータフレーム102及びギアケース103を収容する筐体(外装カバー)116と、を備えている。また、真空ポンプ100は、制御装置140を備えている。制御装置140は、ルーツロータ11を回転させるモータ20の駆動、真空ポンプ100の冷却を制御する。制御装置140は、筐体116の内部又は外部に取り付けられている。また、後述する排気管113の全部または一部が、筐体116に収容されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
複数のポンプ室10のうち一端にあるポンプ室10は、吸気口1121と流体的に接続されており、他端にあるポンプ室10は、排気口1122に流体的に接続されている。吸気口1121は、吸気管111と流体的に接続されている。吸気管111は、一端が吸気
口1121に接続され、他端が筐体116の外部に突出するように配置されている。吸気管111の他端は、図11に示すように配管410を介して装置400に流体的に接続される。
The
真空ポンプ100は、多段式真空ポンプであり、5段のポンプ室10に5段のロータ13が設けられている。これらのポンプ室10には、一対のルーツロータ11が配置されている(図2では一方のルーツロータのみ示す)。各ルーツロータ11は、回転軸12と、回転軸12上に各ポンプ室10に対応して設けられたロータ13とを備えている。各ポンプ室10では、一対のロータ13は、ポンプ室10の壁面との間に、また、ロータ13同士の間にわずかな隙間を保持して配置されている。回転軸12は、両端部付近で軸受(図示せず)によって回転自在に支持されている。各ポンプ室10の径方向外方側にガス通路14が設けられており、吸気口1121から導入されたガスは、各段のロータ13により圧縮され、ガス通路14を介して後段のロータ13に移送されるようになっている。
The
モータフレーム102には、モータ20が配置されており、モータ20は電動モータである。ギアケース103には、互いに噛み合う一対のタイミングギア30(図2では一方のギアのみ示す)が配置されている。モータ20の駆動軸は、一対の回転軸12のうち1つの回転軸12の第1端部に連結され、その回転軸12を回転させるようになっている。一対の回転軸12のモータ20と反対側の第2端部は、互いに噛み合う一対のタイミングギア30に連結されている。一対の回転軸12は、タイミングギア30によって互いに反対方向に同期回転する。モータ20によって一方の回転軸12が回転されると、他方の回転軸12が反対方向に同期回転し、各ポンプ室10では、2つのロータ13が互いに逆方向に回転する。この結果、各ポンプ室10でガスが圧縮・排気される。なお、各回転軸12にそれぞれモータ20を連結し、各回転軸12がモータ20によって回転されるようにしてもよい。また、ここでは、ルーツロータ11の回転軸12が、モータ20の駆動軸に連結される場合を説明したが、ルーツロータ11の回転軸12が、モータ20の駆動軸と一体であってもよい。
A
モータ20を駆動すると、一対のルーツロータ11は、ポンプ室10の壁面及びロータ13同士の間にわずかな隙間が保持された状態で非接触回転する。一対のルーツロータ11の回転につれて、吸気側のガスは、ロータ13とポンプ室10の壁面との間に形成された空間に閉じ込められて排気側に移送される。このように吸気口1121から導入されたガスが、5段のロータ13によって圧縮移送されて排気口1122から排出され、この移送が連続して行われることにより装置400のガスの排気が行われる。
When the
真空ポンプ100は、更に、冷却水流路115を備えている。冷却水流路115は、図2に示すように、流路115a〜115eを有する。図1では、流路115eが省略されている。流路115aは、外部の水源(リザーバ)とモータハウジング102の流路1021の入口とを流体的に接続する。流路115bは、モータフレーム102の流路1021の出口と、ギアケース103の流路1031の入口とを流体的に接続する。流路115cは、ギアケース103の流路1031の出口と、後述する排気管113の冷却装置120の入口1211とを流体的に接続する。流路115dは、排気管113の冷却装置120の出口1212と接続され、冷却水をリザーバに還流させる。流路115eは、排気管113の冷却装置120をバイパスして、流路115cと流路115dとを流体的に連絡する。流路115cには、冷却装置120への冷却水の流入を制御する弁151が設けられている。流路115eには、流路115eの流通を制御する弁152が設けられている。
なお、冷却水流路115を流通する冷却水に過不足がない限り、リザーバとの接続を遮断し、流路115aから流路115dの閉ループで冷却水を循環させるようにしてもよい。この場合、冷却水流路115とリザーバとの間の接続を開閉する電磁弁、流路115a
に還流した冷却水を圧送するポンプを追加で設けてもよい。
The
As long as there is no excess or deficiency in the cooling water flowing through the cooling
An additional pump may be provided to pump the cooling water that has returned to the water.
図4は、排気管の詳細図である。図4Aは、センターリングの拡大断面図である。図5は、第1排気管部分と第2排気管部分との接続構造の一例の拡大図である。図6は、第1排気管部分と第2排気管部分との接続構造の他の例の拡大図である。 FIG. 4 is a detailed view of the exhaust pipe. FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view of the center ring. FIG. 5 is an enlarged view of an example of a connection structure between the first exhaust pipe portion and the second exhaust pipe portion. FIG. 6 is an enlarged view of another example of the connection structure between the first exhaust pipe portion and the second exhaust pipe portion.
図2及び図4に示すように、排気管113は、第1排気管部分1131と第2排気管部分1132とを有する。第1排気管部分1131の第1端部は、ポンプ室10の排気口1122に接続されており、第2端部は、断熱部材114を介して第2排気管部分1132の第1端部に接続されている。第1排気管部分1131の第1端部には、フランジ1131aが設けられており、第1排気管部分1131は、フランジ1131aにおいてポンプケーシング101に固定される。第2排気管部分1132の周囲には、冷却装置120が取り付けられている。第2排気管部分1132の第2端部は、図1に示すように、配管130を介して捕捉装置200に接続されている。なお、本実施形態では、第1排気管部分1131及び第2排気管部分1132は、それぞれ、一体の排気管から構成されている場合を説明するが、第1排気管部分1131及び第2排気管部分1132の少なくとも一方が複数の排気管を接続して構成されてもよい。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
図4及び図5に示すように、断熱部材114は、センターリング1141と、クランプ1142とを有する。センターリング1141は、図4Aに示すように、断熱性を有する樹脂製の環状部材1141aと、インナーリング1141bと、アウターリング1141cとを備えている。樹脂製の環状部材1141aの断面形状は、円形または楕円形である。環状部材1141aは、例えば、Oリングである。この例では、樹脂製の環状部材1141aが、インナーリング1141bとアウターリング1141cとに挟持されて固定されているが、アウターリング1141cを省略してもよい。他の実施形態では、インナーリング1141b及びアウターリング1141cの両方が省略される場合もある。インナーリング1141b及びアウターリング1141cは、例えば、鉄よりも熱伝導性の低いステンレス製である。なお、インナーリング1141b及びアウターリング1141cは、樹脂製としてもよい。クランプ1142は、例えば、ステンレス製または樹脂製とすることができる。但し、クランプ1142を樹脂製とすることにより、さらに第1排気管部分1131と第2排気管部分1132との間の断熱性を向上し得る。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
センターリング1141は、第1排気管部分1131と第2排気管部分1132との間、より詳細には、第1排気管部分1131の第2端部のフランジ1131bと、第2排気管部分1132の第1端部のフランジ1132aとの間に配置され、第1排気管部分1131と第2排気管部分1132との間を断熱する。クランプ1142は、第1排気管部分1131のフランジ1131bと、第2排気管部分1132のフランジ1132aとを合わせた状態で両フランジ1131b、1132aの周囲に配置されて、第1排気管部分1131と第2排気管部分1132とを連結する。クランプ1142は、例えば、二分割型のものであり、半円弧状の2つの部材がヒンジ等で連結され、開閉自在であるとともに、閉じた状態で固定できるものである。クランプ1142を開いた状態でフランジ1131b、1132aの周囲に配置し、クランプ1142を閉じることによってフランジ1131b、1132aを径方向内側に締め付けるように固定する。
The
図4に示すように、冷却装置120は、中空円筒状の冷却ジャケット121を備えている。冷却ジャケット121は、例えば、ステンレス製であり、第2排気管部分1132の外周面に溶接等によって固定される。冷却ジャケット121は、入口1211及び出口1212を有する。入口1211は、流路115cに流体的に接続されており、出口1212は、流路115dに流体的に接続されている。入口1211から導入された冷却水は、図4中の矢印で示すように、第2排気管部分1132の外周面に接触して冷却しながら流
通し、出口1212から導出される。この結果、第2排気管部分1132が冷却水によって冷却され、それに伴い、第2排気管部分1132中を流通するガスが冷却される。
As shown in FIG. 4, the
また、冷却ジャケット121の内部空間には、複数の仕切板1213が軸方向に並んで配置されている。冷却ジャケット121の内部空間の断面が円形または楕円状である場合、仕切板123は、例えば、C字形状の板状部材であり、円形または楕円状の板状部材の一部に開口部1213aを有する。開口部1213aは、例えば、板状部材の外周の一部を取り除いた切欠きで構成される。複数の仕切板1213は、隣接する仕切板1213の開口部1213aの位置が一致しないように配置される。例えば、複数の仕切板1213は、隣接する仕切板1213の開口部1213aの位置が互い違いになるように配置される。図4では、隣接する仕切板1213の開口部1213aの位置が、第2排気管部分1132の上方及び下方になるように配置している。このように配置された仕切板1213によって、冷却ジャケット121の内部空間に流れる冷却水を均一に近づけ、第2排気管部分1132のを均一に冷却することが可能である。
Further, in the internal space of the cooling
なお、仕切板1213は、冷却ジャケット121の内壁と第2排気管部分1132の外側面との間を螺旋状に延びる1又は複数の螺旋状部材でもよい。冷却ジャケット121の軸方向にわたって螺旋状に連続して延びる単一の螺旋状部材を設けても良いし、螺旋状部材を複数並べたものでもよい。また、冷却ジャケット121の内部空間の断面が円形または楕円状以外の形状の場合は、仕切板(板状部材、螺旋状部材)の外形は、内部空間の断面形状に合わせて作成すればよい。
The
この構成によれば、冷却装置120付きの第2排気管部分1132の取り付け、取り外しが容易であり、冷却装置120及び第2排気管部分1132を容易に交換することができる。また、冷却装置120及び第2排気管部分1132を交換する際に、断熱部材114の一部または全部をあわせて交換するようにしてもよい。
According to this configuration, the second
第2排気管部分1132の壁面には、第2排気管部分1132の温度(排気管温度)を検出する温度センサ122が取り付けられている。温度センサ122は、有線または無線で制御装置140に接続されており、温度センサ122の出力は制御装置140に供給される。温度センサ122は、排気ガスの温度との相関関係が確認できる部位であれば、他の部位に設けてもよい。
A
図6の例では、断熱部材114は、センターリング1141と、クランプ1142と、断熱配管1143とを備えている。断熱配管1143は、断熱性のある樹脂からなる配管である。断熱配管1143は、第1端部に設けられたフランジ1143aと、第2端部に設けられたフランジ1143bとを有する。断熱配管1143は、第1排気管部分1131と第2排気管部分1132との間に配置され、第1排気管部分1131と第2排気管部分1132との間を断熱する。また、第1排気管部分1131と断熱配管1143との間、及び、第2排気管部分1132と断熱配管1143との間には、それぞれ、センターリング1141が配置されている。よって、第1排気管部分1131と第2排気管部分1132とは、断熱配管1143で断熱されるとともに、断熱配管1143の両側のセンターリング1141、クランプ1142(特に、クランプが樹脂製の場合)によっても断熱されるので、図6の接続構造は図5の接続構造よりも断熱性能が高い。
In the example of FIG. 6, the
この構成によれば、冷却装置120付きの第2排気管部分1132の取り付け、取り外しが容易であり、冷却装置120及び第2排気管部分1132を容易に交換することができる。また、冷却装置120及び第2排気管部分1132を交換する際に、断熱部材114(センターリング1141、クランプ1142、断熱配管1143)の一部または全部をあわせて交換するようにしてもよい。
According to this configuration, the second
第1排気管部分1131と第2排気管部分1132との接続は、以下のように行われる。第1排気管部分1131のフランジ1131bと断熱配管1143のフランジ1143aとの間に、センターリング1141を配置した状態で、フランジ1131b、1143aをクランプ1142で固定する。第2排気管部分1132のフランジ1132aと断熱配管1143のフランジ1143bとの間に、センターリング1141を配置した状態で、フランジ1132a、1143bをクランプ1142で固定する。第1排気管部分1131と断熱配管1143の取り付けと、第2排気管部分1132と断熱配管1143の取り付けの順番は、何れが先であってもよいし、同時に取り付け作業を行ってもよい。
The connection between the first
図7は、排気管を冷却するための流体回路の構成図である。
図2及び図7に示すように、流路115cには、冷却装置120への冷却水の流入を制御する弁151が設けられている。バイパス流路である流路115eには、流路115eの流通を制御する弁152が設けられている。弁151及び弁152は、例えば、電磁弁である。弁151及び弁152は、開閉の2状態をとる開閉弁であってもよく、開度を調整可能な流量制御弁であってもよい。なお、弁151の下流側において流路115cに流量センサ153を設けて、冷却装置120への冷却水の流入量を検知してもよい。
FIG. 7 is a block diagram of a fluid circuit for cooling the exhaust pipe.
As shown in FIGS. 2 and 7, the
制御装置140は、モータ20、及び、弁151、152、温度センサ122に電気的に接続されている。また、流量センサ153を設ける場合には、制御装置140は、更に流量センサ153に接続される。制御装置140は、マイクロプロセッサ等からなる制御部を有し、制御装置140の内部また外部に設けられたメモリ(図示せず)に保存されたプログラム(ルーツロータを駆動するモータを制御するプログラム、流体回路を制御するプログラム等)を制御部で実行することによって各種制御を実行する。
The
図8は、開閉弁を用いた場合の流体回路の制御フローを示す。この制御フローは、制御装置140によって所定の制御周期で繰り返し実行される。なお、制御装置140とは別の制御装置によって以下の制御フローを実行してもよい。
FIG. 8 shows a control flow of a fluid circuit when an on-off valve is used. This control flow is repeatedly executed by the
ステップS11では、制御装置140は、温度センサ122より第2排気管部分1132の温度(排気管温度)を取得する。
In step S11, the
ステップS12では、制御装置140は、排気管温度Tが、予め設定された下限値Taより低いか否かを判定する。下限値Taは、予め設定された値であり、排気管113中の生成ガスの固化を防止できる下限温度である。
ステップS12において排気管温度Tが下限値Ta以上である場合には、ステップS13に移行する。
In step S12, the
If the exhaust pipe temperature T is equal to or higher than the lower limit value Ta in step S12, the process proceeds to step S13.
ステップS13では、制御装置140は、排気管温度Tが、予め設定された上限値Tbより高いか否かを判定する。上限値Tbは、予め設定された値であり、後段の捕捉装置200での捕捉処理が良好に行える温度範囲内で設定されている。
ステップS13において排気管温度Tが上限値Tb以下である場合には、ステップS11に戻り、ステップS11からの処理を繰り返す。
In step S13, the
If the exhaust pipe temperature T is equal to or lower than the upper limit value Tb in step S13, the process returns to step S11 and the process from step S11 is repeated.
一方、ステップS12において排気管温度Tが下限値Taより低い場合は、ステップS14に移行する。
ステップS14では、排気管温度Tを上昇させるために、弁151を閉じ、弁152を開く。これにより、流路115cの冷却水の全てが流路115eを通って流路115dにバイパスされ、流路115cから第2排気管部分1132の冷却装置120には冷却水が供給されない。この結果、第2排気管部分1132の温度が上昇し、第2排気管部分11
32内のガスの温度も上昇する。
On the other hand, if the exhaust pipe temperature T is lower than the lower limit value Ta in step S12, the process proceeds to step S14.
In step S14, the
The temperature of the gas in 32 also rises.
ステップS13において排気管温度Tが上限値Tbより高い場合には、ステップS15に移行する。
ステップS15では、排気管温度Tを下降させるために、弁151を開き、弁152を閉じる。これにより、流路115cの冷却水の全てが弁151を通って冷却装置120に流入し、流路115eには流れない。この結果、排気管温度が下降し、第2排気管部分1132内のガスの温度も下降する。
If the exhaust pipe temperature T is higher than the upper limit value Tb in step S13, the process proceeds to step S15.
In step S15, the
この流体回路の制御によれば、第2排気管部分1132における排気管温度Tを下限値Taと上限値Tbとの間の範囲に制御することができる。よって、第2排気管部分1132から捕捉装置200に供給されるガスの温度が上昇するのを防止し、捕捉装置200で効率よく捕捉処理を行うことができる。
According to the control of this fluid circuit, the exhaust pipe temperature T in the second
また、第1排気管部分1131は、第2排気管部分1132とは断熱部材114によって断熱されているために、第2排気管部分1132が冷却されても影響を受けにくく、第1排気管部分1131の温度の低下を抑制ないし防止することができる。この結果、第2排気管部分1132の冷却によって、第1排気管部分1131及びポンプ室10内のガスの温度が低下することを抑制ないし防止することができる。よって、生成物がポンプ室10、ルーツロータ11、第1排気管部分1131に付着することを抑制ないし防止できる。
Further, since the first
図9は、開閉弁を用いた場合の流体回路の制御のタイムチャートである。 FIG. 9 is a time chart of the control of the fluid circuit when the on-off valve is used.
時刻t1で排気管温度Tが下限値Taよりも低くなると、弁151を閉じ、弁152を開く(図8のステップS14)。これにより、流路115cの冷却水の全てが流路115eを通って流路115dにバイパスされ、流路115cの冷却水は、第2排気管部分1132の冷却装置120には流れなくなる。この結果、排気管温度Tは、上昇し、下限値Taを超えて目標温度範囲(Ta以上かつTb以下)に制御される。
When the exhaust pipe temperature T becomes lower than the lower limit value Ta at time t1, the
時刻t2で排気管温度Tが上限値Tbよりも高くなると、弁151を開き、弁152を閉じる。これにより、流路115cの冷却水の全てが弁151を通って冷却装置120に流入し、流路115eには流れなくなる。この結果、排気管温度Tは、下降し、上限値Tbを下回り目標温度範囲(Ta以上かつTb以下)に制御される。
When the exhaust pipe temperature T becomes higher than the upper limit value Tb at time t2, the
その後、時刻t3では、排気管温度Tが再び下限値Taを下回るため、時刻t1における処理と同様の処理が実行され、排気管温度Tを目標温度範囲(Ta以上かつTb以下)に戻すように制御する。 After that, at time t3, the exhaust pipe temperature T falls below the lower limit value Ta again, so the same processing as the processing at time t1 is executed so that the exhaust pipe temperature T is returned to the target temperature range (Ta or more and Tb or less). Control.
以上のような処理が繰り返し実行され、排気管温度Tが目標温度範囲に維持され、ガスの温度も目標温度範囲に維持される。 The above processing is repeatedly executed, the exhaust pipe temperature T is maintained in the target temperature range, and the gas temperature is also maintained in the target temperature range.
図10は、流量制御弁を用いた場合の流体回路の制御フローを示す。この制御フローは、制御装置140によって所定の制御周期で繰り返し実行される。なお、制御装置140とは別の制御装置によって以下の制御フローを実行してもよい。
FIG. 10 shows a control flow of a fluid circuit when a flow rate control valve is used. This control flow is repeatedly executed by the
ステップS21では、制御装置140は、温度センサ122より第2排気管部分1132の温度(排気管温度)を取得する。
In step S 21, the
ステップS22では、制御装置140は、排気管温度Tが、予め設定された下限値Taより低いか否かを判定する。
ステップS22において排気管温度Tが下限値Ta以上である場合には、ステップS23に移行する。
In step S22, the
If the exhaust pipe temperature T is equal to or higher than the lower limit value Ta in step S22, the process proceeds to step S23.
ステップS23では、制御装置140は、排気管温度Tが、予め設定された上限値Tbより高いか否かを判定する。
ステップS23において排気管温度Tが上限値Tb以下である場合には、ステップS21に戻り、ステップS21からの処理を繰り返す。
In step S23, the
If the exhaust pipe temperature T is equal to or lower than the upper limit value Tb in step S23, the process returns to step S21 and the process from step S21 is repeated.
一方、ステップS22において排気管温度Tが下限値Taより低い場合は、ステップS24に移行する。
S24では、排気管温度Tを上昇させるために、弁151の開度を減少させ、弁152の開度を増加させる。これにより、流路115cから第2排気管部分1132の冷却装置120に流れる冷却水の流量が減少し、流路115cから流路115eを通って流路115dにバイパスする冷却水の流量が増加する。この結果、排気管温度Tが上昇し、第2排気管部分1132内のガスの温度も上昇する。なお、流量センサ153を設ける場合は、流量センサ153の検出値に基づいて流路115cの流量が所望の値になるように、弁151及び/又は弁152の開度を調整するようにしてもよい。
On the other hand, if the exhaust pipe temperature T is lower than the lower limit value Ta in step S22, the process proceeds to step S24.
In S24, in order to raise the exhaust pipe temperature T, the opening degree of the
ステップS23において排気管温度Tが上限値Tbより高い場合は、ステップS25に移行する。
ステップS25では、排気管温度Tを下降させるために、弁151の開度を増加させ、弁152の開度を減少させる。これにより、流路115cから第2排気管部分1132の冷却装置120に流れる冷却水の流量が増加し、流路115cから流路115eを通って流路115dにバイパスする冷却水の流量が減少する。この結果、排気管温度Tが下降し、第2排気管部分1132内のガスの温度も下降する。なお、流量センサ153を設ける場合は、流量センサ153の検出値に基づいて流路115cの流量が所望の値になるように、弁151及び/又は弁152の開度を調整するようにしてもよい。
If the exhaust pipe temperature T is higher than the upper limit value Tb in step S23, the process proceeds to step S25.
In step S25, in order to lower the exhaust pipe temperature T, the opening degree of the
弁151及び弁152の開度は、排気管温度Tが下限値Taより低い場合および排気管温度Tが上限値Tbより高い場合に、所定の増加速度、減少速度で変化させるようにしてもよいし、非線形の速度で変化させてもよい。
The opening degree of the
流量制御弁を使用する場合も、開閉弁を使用する場合と同様の作用効果を奏することができる。更に、流量制御弁を使用する場合には、第2排気管部分1132の温度に応じて必要十分な冷却水を供給することができ、第2排気管部分1132の冷却の制御をより精度よく行うことができる。
When the flow control valve is used, the same effect as when the on-off valve is used can be obtained. Further, when the flow control valve is used, it is possible to supply necessary and sufficient cooling water according to the temperature of the second
なお、上記では、弁151及び弁152の開度を同時に制御する場合を説明したが、バイパス側の流路115eの弁152の開度は一定の開度で固定する制御としてもよい。また、バイパス側の流路115eの弁152を省略する構成としてもよい。
In the above description, the case where the opening degree of the
図11は、排気対象の装置に接続された真空排気システムの構成を示す。
装置400の排気側と真空ポンプ100の吸気管111とは、配管410によって流体的に接続されている。また、装置400の制御部(図示せず)と、真空ポンプ100の制御装置140とがケーブル420で接続されており、両者の間でデータの送受信が行われる。なお、ここでは、ケーブル420を介してデータの送受信を行う場合を示すが、無線通信を介してデータの送受信を行うようにしてもよい。
FIG. 11 shows the configuration of a vacuum exhaust system connected to the device to be exhausted.
The exhaust side of the
図12は、排気管温度の目標設定温度を設定する処理のフローを示す。この制御フローは、制御装置140内部または外部のメモリに保存されたプログラムを制御装置140が実行することによって行われる。また、メモリには、プロセスガスの組み合わせと生成ガス(生成物)とを対応付けたデータが、反応の割合のデータとともに保存されている。また、メモリには、生成ガスの蒸気圧データが保存されている。
FIG. 12 shows a flow of processing for setting a target set temperature of the exhaust pipe temperature. This control flow is performed by the
ステップS31では、真空ポンプ100の制御装置140は、排気対象の装置400側から、有線または無線によってプロセスガス、プロセスガス流量の情報を取得する。
例えば、装置400が半導体製造装置である場合に、プロセスガスが「ガスA」及び「ガスB」であり、各流量が1slmとすると、制御装置140は、装置400側から、ガスA(流量1slm)、ガスB(流量1slm)を取得する。なお、単位「slm」は、1atm、0℃における1分間あたりの流量をリットルで表示した単位である。1[slm]=1*10−3[m3/min]=(1/60)*10−3[m3/s]である。
In step S31, the
For example, when the
ステップS32では、制御装置140は、プロセスガスの種類、ガス流量の情報に基づいて生成ガスを決定する。これは、メモリに保存された、プロセスガスの組み合わせと生成ガス(生成物)とを対応付けたデータ、反応の割合のデータを参照して行われる。
このデータは、上記例の場合、ガスA(流量1slm)+ガスB(流量1slm)→ガスC(1slm)のような内容である。制御装置140は、取得した情報(ガスA(流量1slm)、ガスB(流量1slm))に基づいて、生成ガスをガスC(1slm)と決定する。
In step S32, the
In the case of the above example, this data has contents such as gas A (
ステップS33では、制御装置140は、生成ガスの濃度を決定する。
上記例の場合、ガスA及びガスBが全て反応してガスCになっているので、ガスCの流量は、1slmであり、割合/濃度は100%と決定される。
In step S33, the
In the case of the above example, since the gas A and the gas B all react to form the gas C, the flow rate of the gas C is 1 slm, and the ratio / concentration is determined to be 100%.
ステップS34では、ガスの割合/濃度、蒸気圧データから、生成物(生成ガス)が気体になる温度(昇華温度)を計算する。
蒸気圧データは、予めメモリに保存されている。例えば、ガスCの蒸気圧データが、以下のようなテーブルの形式で保存されている。
(気体圧力) 1Torr 10Torr 100Torr 760Torr
(昇華温度) 10℃ 20℃ 40℃ 60℃
In step S34, the temperature (sublimation temperature) at which the product (produced gas) becomes a gas is calculated from the gas ratio / concentration and vapor pressure data.
The vapor pressure data is stored in the memory in advance. For example, the vapor pressure data of gas C is stored in the following table format.
(Gas pressure) 1
(Sublimation temperature) 10
第2排気管部分1132内の圧力は大気圧760Torrであり、第2排気管部分1132内のガスCの割合/濃度は100%であるので、ガスCの圧力は760Torrである。上記蒸気圧データから、生成ガスCが気体になる温度を60℃と決定できる。
Since the pressure in the second
なお、ガスCの割合/濃度が100%未満であれば、第2排気管部分1132内の圧力(ここでは、大気圧760Torr)にガスCの割合/濃度を乗算して、ガスCの分圧を決定し、分圧に基づいて蒸気圧データを参照することになる。 If the ratio / concentration of gas C is less than 100%, the pressure in the second exhaust pipe portion 1132 (here, atmospheric pressure 760 Torr) is multiplied by the ratio / concentration of gas C to divide the pressure of gas C. Will be determined and the vapor pressure data will be referenced based on the partial pressure.
ステップS35では、「生成ガスが気体になる温度」Tsblに第1の所定値αを加えた温度を排気管設定温度Tsとする。制御の安定性を考慮して、排気管設定温度Tsに第2の所定値βを加算及び減算した温度を、それぞれ上限値Tb、下限値Taに設定する(Tb=Tsbl+α+β、Ta=Tsbl+α−β)。そして、排気管温度Tが下限値Taから上限値Tbの目標温度範囲になるように制御する。 In step S35, the temperature obtained by adding the first predetermined value α to the “temperature at which the generated gas becomes a gas” Tsbl is set as the exhaust pipe set temperature Ts. In consideration of control stability, the temperatures obtained by adding and subtracting the second predetermined value β to the exhaust pipe set temperature Ts are set to the upper limit value Tb and the lower limit value Ta (Tb = Tsbl + α + β, Ta = Tsbl + α-β, respectively). ). Then, the exhaust pipe temperature T is controlled so as to be within the target temperature range from the lower limit value Ta to the upper limit value Tb.
排気管設定温度Tsは、排気管113内で生成ガスが固化して付着することを確実に防止するために、「生成ガスが気体になる温度」Tsblに第1の所定値αを加算した温度
とする。第1の所定値αは、実験等によって予め求めておく。第2の所定値βは、冷却装置120及び流体回路による冷却制御の安定性を確保するための幅であり、冷却装置120及び流体回路の特性に応じて予め設定しておく。第2の所定値βは、下限値Taが、「生成ガスが気体になる温度」Tsblより低くならないように第1の所定値αよりも小さな値である。また、第2の所定値βは、上限値Tbが、捕捉装置200での捕捉処理が良好に行える範囲の温度になる値である。
The exhaust pipe set temperature Ts is a temperature obtained by adding a first predetermined value α to the “temperature at which the generated gas becomes a gas” Tsbl in order to surely prevent the generated gas from solidifying and adhering in the
なお、排気管設定温度Tsに互いに異なる値β1、β2を加算及び減算して、上限値Tb、下限値Taを計算してもよい(Tb=Tsbl+α+β1、Ta=Tsbl+α−β2)。 The upper limit value Tb and the lower limit value Ta may be calculated by adding and subtracting different values β1 and β2 to the exhaust pipe set temperature Ts (Tb = Tsbl + α + β1, Ta = Tsbl + α-β2).
また、下限値Taを上述したように「生成ガスが気体になる温度」Tsblに基づいて決定し、上限値Tbについては、「生成ガスが気体になる温度」Tsblとは別に、生成物を捕捉装置200で捕捉可能な温度の上限値として決定するようにしてもよい。
Further, the lower limit value Ta is determined based on the "temperature at which the produced gas becomes a gas" Tsbl as described above, and the upper limit value Tb captures the product separately from the "temperature at which the produced gas becomes a gas" Tsbl. It may be determined as an upper limit value of the temperature that can be captured by the
また、ステップS35において、「生成ガスが気体になる温度」Tsblに第1の所定値αを加えた温度を下限値Taに設定してもよい。この場合、下限値Ta(=排気管設定温度Ts)に第3の所定値γを加算して上限値Tbを計算する。第3の所定値γは、制御の安定性を確保するための値である。なお、上限値Tbについては、「生成ガスが気体になる温度」Tsblとは別に、生成物を捕捉装置200で捕捉可能な温度の上限値として決定するようにしてもよい。
Further, in step S35, the lower limit value Ta may be set by adding the first predetermined value α to the “temperature at which the produced gas becomes a gas” Tsbl. In this case, the upper limit value Tb is calculated by adding the third predetermined value γ to the lower limit value Ta (= exhaust pipe set temperature Ts). The third predetermined value γ is a value for ensuring the stability of control. The upper limit value Tb may be determined as the upper limit value of the temperature at which the product can be captured by the
上述した排気管温度の目標温度範囲を設定する処理のフローによれば、排気対象の装置400からプロセスガスの種類、流量の情報を取得し、生成ガス(生成物)の種類、割合/濃度を決定し、蒸気圧データから昇華温度を計算することにより、真空ポンプ100内に生成物が付着せず、かつ捕捉装置200での捕捉処理が効率よく行える範囲の温度にガスの温度を制御することができる。
According to the process flow for setting the target temperature range of the exhaust pipe temperature described above, information on the type and flow rate of the process gas is acquired from the
また、プロセスガスの組み合わせと生成ガス(生成物)とを対応付けたデータが、反応の割合のデータとともにメモリに記憶させているので、プロセスガスの種類が変更された場合にも、生成ガスの種類、割合/濃度を真空ポンプにおいて決定することができる。
排気対象の装置等の上位システムからプロセスガスの種類、流量の情報を真空ポンプが取得するように構成すれば、プロセスガスの種類が変更された場合にも、生成ガスの種類、割合/濃度を真空ポンプにおいて自動的に決定することができる。
なお、プロセスガスの種類、流量の情報の入力を、ユーザ(真空ポンプの製造者、保守者、使用者その他の人間)から受け付ける場合も、生成ガスの種類、割合/濃度を真空ポンプにおいて決定することができる。この場合、制御装置140に接続されるキーボード、タッチパネル、ボタン等のユーザインターフェースを真空ポンプ100に設けて、ユーザからの情報の入力を受け付ける。
また、真空ポンプ100のメモリに生成ガスの蒸気圧データを記憶させているので、生成ガスの種類、割合/濃度に基づいて、生成ガスの昇華温度を正確に計算することができる。
Further, since the data in which the combination of the process gas and the produced gas (product) are associated with each other is stored in the memory together with the data of the reaction ratio, the generated gas can be used even when the type of the process gas is changed. The type, ratio / concentration can be determined in the vacuum pump.
If the vacuum pump is configured to acquire information on the type and flow rate of the process gas from the host system such as the device to be exhausted, the type, ratio / concentration of the generated gas can be obtained even if the type of the process gas is changed. It can be determined automatically in the vacuum pump.
Even when the input of the process gas type and flow rate information is received from the user (vacuum pump manufacturer, maintainer, user or other person), the type, ratio / concentration of the generated gas is determined by the vacuum pump. be able to. In this case, a user interface such as a keyboard, a touch panel, and buttons connected to the
Further, since the vapor pressure data of the produced gas is stored in the memory of the
図13は、他の実施形態に係る真空ポンプを備える真空排気システムの構成図である。
上記実施形態では、第2排気管部分1132及び冷却装置120が、真空ポンプ100の筐体16内に配置された場合を説明したが、図13に示すように、第2排気管部分1132及び冷却装置120が、真空ポンプ100の筐体16の外部に配置されてもよい。
この場合、第2排気管部分1132及び冷却装置120が真空ポンプ100の外部にあるため、冷却装置120を取り外して交換する、あるいは第2排気管部分1132とともに冷却装置120を取り外して交換することが容易になる。一方、図1のように第2排気
管部分1132及び冷却装置120が筐体16内に配置されている場合、真空ポンプ100内において冷却装置120を取り付けているため、配管接続時に、冷却装置120を別途取り付ける作業を必要としない。また、排気側の捕捉装置200との接続する配管の長さを変更する必要がない。
FIG. 13 is a block diagram of a vacuum exhaust system including a vacuum pump according to another embodiment.
In the above embodiment, the case where the second
In this case, since the second
以上、いくつかの例に基づいて本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明には、その均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above based on some examples, the above-described embodiments of the present invention are for facilitating the understanding of the present invention and do not limit the present invention. .. The present invention can be modified and improved without departing from the spirit thereof, and it goes without saying that the present invention includes an equivalent thereof. In addition, any combination or omission of the claims and the components described in the specification is possible within the range in which at least a part of the above-mentioned problems can be solved, or in the range in which at least a part of the effect is exhibited. Is.
10…ポンプ室
11…ルーツロータ
12…回転軸
13…ロータ
14…ガス通路
16…筐体
20…モータ
30…タイミングギア
100…真空ポンプ
101…ポンプケーシング
102…モータハフレーム
103…ギアケース
111…吸気管
113…排気管
114…断熱部材
115…冷却水流路
116…筐体
120…冷却装置
121…冷却ジャケット
122…温度センサ
130…配管
140…制御装置
151…弁
152…弁
153…流量センサ
200…捕捉装置
210…配管
300…除害装置
400…装置
410…配管
420…ケーブル
1021…流路
1031…流路
1121…吸気口
1121…排気口
1122…排気口
1131…第1排気管部分
1132…第2排気管部分
1141…センターリング
1142…クランプ
1143…断熱配管
115a…流路
115b…流路
115c…流路
115d…流路
115e…流路
1131b…フランジ
1132a…フランジ
1141a…環状部材
1141b…インナーリング
1141c…アウターリング
1143a…フランジ
1143b…フランジ
1211…入口
1212…出口
1213…仕切板
1213a…開口部
10 ...
Claims (29)
吸込口及び排出口を有するポンプケーシングと、
前記ポンプケーシングに配置される一対のロータの各回転軸に連結される一対のタイミングギアが設けられるギアケースと、
前記ギアケースに冷却媒体を流す流路を有する冷却媒体流路と、
前記排出口に接続された排気管であって、前記ポンプケーシングからの排気を前記真空ポンプ外に導く排気管と、
前記排気管を冷却するための冷却装置と、
を備え、
前記排気管は、第1排気管部分と、第2排気管部分とを有し、
前記第1排気管部分が、前記ポンプケーシングの前記排出口に接続され、前記第2排気管部分が前記第1排気管部分よりも前記ポンプケーシングの前記排出口から遠い位置にあり、
前記第2排気管部分に前記冷却装置が配置されており、
前記排気管は、前記排気中の生成物を捕捉するための捕捉装置に流体的に接続されて使用されるものであり、
前記冷却媒体流路は、前記ギアケースの流路と、前記第2排気管部分に配置された前記冷却装置とを流体的に接続する第1冷却媒体流路を更に有する、
真空ポンプ。 It is a 2-axis capacitance type dry vacuum pump.
A pump casing with a suction port and a discharge port,
A gear case provided with a pair of timing gears connected to each rotation shaft of the pair of rotors arranged in the pump casing, and a gear case.
A cooling medium flow path having a flow path for flowing the cooling medium in the gear case, and a cooling medium flow path.
An exhaust pipe connected to the discharge port, which guides the exhaust gas from the pump casing to the outside of the vacuum pump.
A cooling device for cooling the exhaust pipe and
With
The exhaust pipe has a first exhaust pipe portion and a second exhaust pipe portion.
The first exhaust pipe portion is connected to the exhaust port of the pump casing, and the second exhaust pipe portion is located farther from the exhaust port of the pump casing than the first exhaust pipe portion.
The cooling device is arranged in the second exhaust pipe portion, and the cooling device is arranged.
The exhaust pipe is used by being fluidly connected to a trapping device for capturing the product in the exhaust.
The cooling medium fluid flow path further comprises a flow path of the gear case, a first cooling medium flow path and the second is disposed in the exhaust pipe portion the cooling device fluidly connecting,
Vacuum pump.
前記断熱部材は、前記第1排気管部分と前記第2排気管部分との間に介在する樹脂製の環状リングと、前記第1排気管部分と前記第2排気管部分とを接続する樹脂製のクランプ
とを有する、真空ポンプ。 In the vacuum pump according to claim 2.
The heat insulating member is made of a resin that connects an annular ring made of resin interposed between the first exhaust pipe portion and the second exhaust pipe portion, and the first exhaust pipe portion and the second exhaust pipe portion. With a clamp and a vacuum pump.
前記断熱部材は、前記第1排気管部分と前記第2排気管部分との間に介在する樹脂製の第3の排気管部分を有する、真空ポンプ。 In the vacuum pump according to claim 2.
The heat insulating member is a vacuum pump having a third exhaust pipe portion made of resin interposed between the first exhaust pipe portion and the second exhaust pipe portion.
前記冷却装置は、前記第2排気管部分の周囲に取り付けられ、冷却媒体を流通させる冷却ジャケットを有する、真空ポンプ。 In the vacuum pump according to any one of claims 1 to 4.
The cooling device is a vacuum pump mounted around the second exhaust pipe portion and having a cooling jacket through which a cooling medium is circulated.
前記冷却装置は、前記冷却ジャケットの内部に1又は複数の仕切板が設けられている、真空ポンプ。 In the vacuum pump according to claim 5,
The cooling device is a vacuum pump in which one or a plurality of partition plates are provided inside the cooling jacket.
前記仕切板は、前記第2排気管部分が延びる方向を横切る方向に延び且つ開口部を有する1又は複数の板状部材、又は、前記冷却ジャケット内壁と前記第2排気管部分との間を螺旋状に延びる1又は複数の螺旋状部材である、真空ポンプ。 In the vacuum pump according to claim 6,
The partition plate is one or a plurality of plate-shaped members extending in a direction crossing the direction in which the second exhaust pipe portion extends and having an opening, or a spiral between the inner wall of the cooling jacket and the second exhaust pipe portion. A vacuum pump, which is one or more spiral members extending in a shape.
前記仕切板は、複数の前記板状部材を有し、隣接する板状部材において前記開口部が重ならないように前記板状部材が配置されている、真空ポンプ。 In the vacuum pump according to claim 7.
The partition plate is a vacuum pump having a plurality of the plate-shaped members, and the plate-shaped members are arranged so that the openings do not overlap in the adjacent plate-shaped members.
前記排気管の少なくとも一部及び前記ポンプケーシングを収容する筐体を更に備え、
前記冷却装置は、前記筐体内に配置されている、真空ポンプ。 In the vacuum pump according to any one of claims 1 to 8.
Further comprising at least a part of the exhaust pipe and a housing for accommodating the pump casing.
The cooling device is a vacuum pump arranged in the housing.
前記排気管の少なくとも一部及び前記ポンプケーシングを収容する筐体を更に備え、
前記冷却装置は、前記筐体の外部に配置されている、真空ポンプ。 In the vacuum pump according to any one of claims 1 to 8.
Further comprising at least a part of the exhaust pipe and a housing for accommodating the pump casing.
The cooling device is a vacuum pump arranged outside the housing.
前記第1冷却媒体流路に配置され、前記第2排気管部分に対して冷却媒体の供給を制御する第1の弁を更に有する、真空ポンプ。 In the vacuum pump according to any one of claims 1 to 10.
A vacuum pump that is arranged in the first cooling medium flow path and further has a first valve that controls the supply of the cooling medium to the second exhaust pipe portion.
前記第2排気管部分をバイパスする第2冷却媒体流路と、
前記第2冷却媒体流路に配置され、前記第2冷却媒体流路の冷却媒体の流れを制御する第2の弁と、を更に有する、真空ポンプ。 In the vacuum pump according to claim 11,
A second cooling medium flow path that bypasses the second exhaust pipe portion,
A vacuum pump further comprising a second valve arranged in the second cooling medium flow path and controlling the flow of the cooling medium in the second cooling medium flow path.
前記第1の弁は、前記第2排気管部分に供給する冷却媒体の流量を連続的又は複数段階で調整可能な流量制御弁である、真空ポンプ。 In the vacuum pump according to claim 11 or 12.
The first valve is a vacuum pump, which is a flow control valve capable of continuously or in a plurality of steps to adjust the flow rate of the cooling medium supplied to the second exhaust pipe portion.
前記第2の弁は、前記第2排気管部分に供給する冷却媒体の流量を連続的又は複数段階で調整可能な流量制御弁である、真空ポンプ。 In the vacuum pump according to claim 12, or claim 13, which is subordinate to claim 12.
The second valve is a vacuum pump, which is a flow control valve capable of continuously or in a plurality of steps to adjust the flow rate of the cooling medium supplied to the second exhaust pipe portion.
前記排気管に設けられ、前記第2排気管部分の温度を検出する温度センサを更に備える
、真空ポンプ。 In the vacuum pump according to any one of claims 11 to 14.
A vacuum pump provided in the exhaust pipe and further provided with a temperature sensor for detecting the temperature of the second exhaust pipe portion.
前記冷却装置への冷却媒体の流入量を検出する流量センサを更に備える、真空ポンプ。 In the vacuum pump according to any one of claims 11 to 15.
A vacuum pump further including a flow rate sensor that detects the amount of inflow of the cooling medium into the cooling device.
前記冷却装置による前記第2排気管部分の冷却を制御する制御装置を更に備え、
前記制御装置は、前記真空ポンプに流入するガスの種類に応じて、前記冷却装置による前記第2排気管部分の冷却を制御する、真空ポンプ。 In the vacuum pump according to any one of claims 1 to 16.
A control device for controlling the cooling of the second exhaust pipe portion by the cooling device is further provided.
The control device is a vacuum pump that controls cooling of the second exhaust pipe portion by the cooling device according to the type of gas flowing into the vacuum pump.
前記制御装置は、上位システムから、又は、ユーザから入力を受け付けることによって、前記ガスの種類を取得する、真空ポンプ。 In the vacuum pump according to claim 17,
The control device is a vacuum pump that acquires the type of gas by receiving an input from a host system or a user.
前記真空ポンプは、前記真空ポンプに流入するガスに含まれる生成物が気体になる温度のデータを含む蒸気圧データを保持しており、前記真空ポンプに流入するガスの種類、流量から生成物の種類及び濃度を決定し、当該生成物の種類及び濃度と当該生成物の蒸気圧データとから、第2排気管部分の目標設定温度を決定する、真空ポンプ。 In the vacuum pump according to claim 18,
The vacuum pump holds vapor pressure data including data on the temperature at which the product contained in the gas flowing into the vacuum pump becomes a gas, and the product is obtained from the type and flow rate of the gas flowing into the vacuum pump. A vacuum pump that determines the type and concentration, and determines the target set temperature of the second exhaust pipe portion from the type and concentration of the product and the vapor pressure data of the product.
前記排気管内の温度が、前記排気中の生成物が前記排気管に付着しない下限温度以上、かつ、前記捕捉装置で前記生成物が捕捉できる上限温度以下の温度になるように、前記冷却装置が制御される、真空ポンプ。 In the vacuum pump according to any one of claims 1 to 19.
The cooling device is set so that the temperature inside the exhaust pipe is at least the lower limit temperature at which the product in the exhaust does not adhere to the exhaust pipe and at least the upper limit temperature at which the product can be captured by the capture device. Controlled, vacuum pump.
前記真空ポンプの排気管に交換可能に接続可能な冷却装置付き排気管部分を備え、
前記排気管及び前記排気管部分は、排気中の生成物を捕捉するための捕捉装置に流体的に接続されて使用されるものであり、前記冷却装置は、前記真空ポンプのギアケースを冷却する冷却媒体を流す流路に流体的に接続される第1冷却媒体流路を備える、
冷却装置。 It is a cooling device for a 2-axis capacitance type dry vacuum pump.
It is provided with an exhaust pipe portion with a cooling device that can be interchangeably connected to the exhaust pipe of the vacuum pump.
The exhaust pipe and the exhaust pipe portion is intended to be used is fluidly connected to the capture device for capturing the product in exhaust, the cooling device may cool the gear case of the vacuum pump A first cooling medium flow path that is fluidly connected to the flow path through which the cooling medium flows.
Cooling system.
前記真空ポンプの前記排気管と前記冷却装置付き排気管部分との間に配置可能な断熱部材を更に備える、冷却装置。 In the cooling device according to claim 21,
A cooling device further comprising a heat insulating member that can be arranged between the exhaust pipe of the vacuum pump and the exhaust pipe portion with the cooling device.
前記冷却装置付き排気管部分は、
前記真空ポンプの排気管と連通可能な排気管部分と、
前記排気管部分の周囲に取り付けられた冷却ジャケットと、
を有する冷却装置。 In the cooling device according to claim 21 or 22
The exhaust pipe portion with a cooling device
An exhaust pipe portion that can communicate with the exhaust pipe of the vacuum pump,
A cooling jacket attached around the exhaust pipe portion and
Cooling device with.
前記真空ポンプの排気中の生成物を捕捉するための捕捉装置に流体的に接続されて使用される前記真空ポンプの排気管の第1排気管部分及び第2排気管部分のうち、ポンプケーシングから遠い前記第2排気管部分を、前記真空ポンプのギアケースを冷却する冷却媒体を流す流路から供給される冷却媒体により冷却する、冷却方法。 It is a cooling method for a two-shaft capacitive dry vacuum pump.
From the pump casing of the first exhaust pipe portion and the second exhaust pipe portion of the exhaust pipe of the vacuum pump used by being fluidly connected to a capture device for capturing the product in the exhaust of the vacuum pump. A cooling method in which the distant second exhaust pipe portion is cooled by a cooling medium supplied from a flow path through which a cooling medium for cooling the gear case of the vacuum pump flows.
前記第1排気管部分を前記第2排気管部分から断熱した状態で、前記ポンプケーシング
から遠い前記第2排気管部分を冷却する、冷却方法。 In the cooling method according to claim 24,
A cooling method in which the second exhaust pipe portion far from the pump casing is cooled while the first exhaust pipe portion is insulated from the second exhaust pipe portion.
2軸容量式ドライ真空ポンプと、
前記真空ポンプの排気側に接続される捕捉装置と、を備え、
前記真空ポンプは、
吸込口及び排出口を有するポンプケーシングと、
前記ポンプケーシングに配置される一対のロータの各回転軸に連結される一対のタイミングギアが設けられるギアケースと、
前記ギアケースに冷却媒体を流す流路を有する冷却媒体流路と、
前記排出口に接続された排気管であって、前記ポンプケーシングからの排気を前記真空ポンプ外に導く排気管と、
前記排気管を冷却するための冷却装置と、
を備え、
前記排気管は、第1排気管部分と、第2排気管部分とを有し、
前記第1排気管部分が、前記ポンプケーシングの前記排出口に接続され、前記第2排気管部分が前記第1排気管部分よりも前記ポンプケーシングの前記排出口から遠い位置にあり、
前記第2排気管部分に前記冷却装置が配置されており、
前記冷却媒体流路は、前記ギアケースの流路と、前記第2排気管部分に配置された前記冷却装置とを流体的に接続する第1冷却媒体流路を更に有する、
真空排気システム。 It ’s a vacuum exhaust system,
2-axis capacitive dry vacuum pump and
A catching device connected to the exhaust side of the vacuum pump is provided.
The vacuum pump
A pump casing with a suction port and a discharge port,
A gear case provided with a pair of timing gears connected to each rotation shaft of the pair of rotors arranged in the pump casing, and a gear case.
A cooling medium flow path having a flow path for flowing the cooling medium in the gear case, and a cooling medium flow path.
An exhaust pipe connected to the discharge port, which guides the exhaust gas from the pump casing to the outside of the vacuum pump.
A cooling device for cooling the exhaust pipe and
With
The exhaust pipe has a first exhaust pipe portion and a second exhaust pipe portion.
The first exhaust pipe portion is connected to the exhaust port of the pump casing, and the second exhaust pipe portion is located farther from the exhaust port of the pump casing than the first exhaust pipe portion.
The cooling device is arranged in the second exhaust pipe portion, and the cooling device is arranged.
The cooling medium fluid flow path further comprises a flow path of the gear case, a first cooling medium flow path and the second is disposed in the exhaust pipe portion the cooling device fluidly connecting,
Vacuum exhaust system.
前記真空ポンプに接続された装置で使用されるガスの種類、ガスの流量の情報を取得し、
前記取得した情報から生成ガスの種類、生成ガスの濃度を決定し、決定された生成ガスの種類及び濃度と、当該生成ガスの蒸気圧データに基づいて、当該生成ガスが気体になる温度を決定し、
前記排気管の第1排気管部分及び第2排気管部分のうち前記真空ポンプから遠い前記第2排気管部分の目標設定温度を、前記生成ガスが気体になる温度、又は前記生成ガスが気体になる温度に所定の温度を加えた温度に設定すること、
前記真空ポンプのギアケースを冷却する冷却媒体を流す流路から供給される冷却媒体により、前記第2排気管部分を冷却して、前記第2排気管部分の温度を、前記目標設定温度に基づいて設定された所定の温度範囲内に制御すること、
をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体。 A recording medium containing a program for causing a computer to execute a control method of a twin-screw capacitive dry vacuum pump provided with an exhaust pipe fluidly connected to a trapping device for capturing products in the exhaust.
Obtain information on the type of gas used in the device connected to the vacuum pump and the flow rate of gas,
The type of produced gas and the concentration of the produced gas are determined from the acquired information, and the temperature at which the produced gas becomes a gas is determined based on the determined type and concentration of the produced gas and the vapor pressure data of the produced gas. And
The target set temperature of the first exhaust pipe portion and the second exhaust pipe portion of the exhaust pipe, which is far from the vacuum pump, is set to the temperature at which the produced gas becomes a gas, or the produced gas becomes a gas. To set the temperature by adding a predetermined temperature to the temperature
The second exhaust pipe portion is cooled by the cooling medium supplied from the flow path through which the cooling medium for cooling the gear case of the vacuum pump flows, and the temperature of the second exhaust pipe portion is set based on the target set temperature. Control within the specified temperature range set by
A storage medium that contains a program that allows a computer to execute a program.
前記第2排気管部分が前記第1排気管部分から取り外し可能であり、前記第2排気管部分を前記第1排気管部分から取り外して交換する、メンテナンス方法。 A method for maintaining a vacuum pump according to any one of claims 1 to 20, wherein the vacuum pump is maintained.
A maintenance method in which the second exhaust pipe portion is removable from the first exhaust pipe portion, and the second exhaust pipe portion is removed from the first exhaust pipe portion and replaced.
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