JP6924178B2 - 液体リングポンプ - Google Patents

Description

本発明は、液体リングポンプ及び該液体リングポンプの作動方法に関する。詳細には、本発明は、少なくとも１つの成分が、ポンプのサービス液と反応するか又はこれに溶解する、処理チャンバからの腐食性排ガス流をポンプ送給及び処理するための液体リングポンプに関する。

液体リングポンプは、種々のガスをポンプ送給するために使用されるが、その一般的な構成材料は（例えば、ステンレス鋼、鋳鉄、真鍮など）、強腐食性又は反応性ガス（すなわち、酸性、塩基性、酸化又は還元ガス）によって長期使用が妨げられる。公知の液体リングポンプは、チタン、セラミックス、又はポリマーなどの特殊な材料で作られているが、この材料はコストが高いのみならず、この材料で、例えば、特定の各構成要素、例えばロータとステータとの間の所望の厳密な寸法公差でもってポンプを製造するのは難しい場合がある。一部の半導体製造プロセス、例えばプラズマエッチングの真空排気の間に生成される排ガス流は、液体リングポンプ内のサービス液（典型的には水）と化学的に反応するか又はこれに溶解する。これにより腐食性サービス液が生じ、結果的にこの腐食性サービス液のポンプ内部の機能部品との反応から腐食生成物が生じる。当該腐食生成物は、ポンプ装置内でさらなる腐食及び摩耗をもたらす場合がある。

本発明は、従来の液体リングポンプに関連する１又は２以上の問題を少なくとも軽減しようとするものである。

本発明は、処理チャンバからの腐食性排ガス流を処理するための液体リングポンプを提供し、腐食性排ガス流は、ポンプのサービス液と反応するか又はそれに溶解して腐食生成物を形成し、ポンプは、ガス流及びサービス液を受け入れるための中央ポンプチャンバ軸の周りで略円筒形である環状ポンプチャンバと；中央ポンプチャンバ軸からオフセットしたロータ軸を有するロータであって、ロータは複数のロータブレードを有し、ロータブレードは、ロータが回転すると、ポンプチャンバ内の液体がポンプチャンバの中心軸と一致した中心を有するリングを形成するようにさせ、かつポンプチャンバの入口から出口へ運ばれる排ガスの圧縮を引き起こす、ロータと；ロータを駆動するための磁気駆動組立体であって、磁気駆動組立体は、駆動チャンバに収容されて駆動チャンバの外部の磁気駆動部と磁気結合することができる磁気従動部を備え、磁気駆動部がモータによって駆動される場合に磁気従動部がロータに回転を伝えるようになっている、磁気駆動組立体と；を備え、駆動チャンバはポンプチャンバと流体連通して、駆動チャンバ及びポンプチャンバ内のサービス液の循環を可能にし、ポンプチャンバ、駆動チャンバ、磁気従動部、及びロータは、排ガス流、及び該ガス流がサービス液で処理される場合に発生した腐食生成物に対して耐性を示す１又は２以上の材料から成る。

本発明の他の好ましい及び／又は随意的な態様は、特許請求の範囲に定義されている。

本発明を十分に理解できるように、添付図面を参照して例示的な実施形態を以下に説明する。

処理チャンバを排気するためのシステムを概略的に示す。 処理チャンバから引き出されたガス流を処理するための装置の１つの実施形態を概略的に示す。 液体リングポンプの断面図を示す。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 液体リングポンプ内の液圧分布を示す。 図３に示す液体リングポンプの変更形態を示す。 図３に示す液体リングポンプの別の変更形態を示す。 図３に示す液体リングポンプの別の変更形態を示す。

まず、図１を参照すると、処理チャンバ１０は、全体が１４で示されるガス源から１又は２以上の処理ガスを受け入れるための少なくとも１つの入口１２を備える。例えば、処理チャンバ１０は、内部に半導体又はフラットパネル表示装置が配置されるチャンバとすることができる。質量流コントローラ１６は、それぞれの各処理ガスのために設けることができ、質量流コントローラは、所望のガス量が処理チャンバ１０に供給されるのを保証するために、システムコントローラ（図示せず）によって制御される。

排ガス流は、図１において２０で示されるポンプシステムによって処理チャンバ１０の出口１８から引き出される。チャンバ１０内で実施されるプロセスを通して、チャンバに供給された処理ガスの一部だけが消費されることになるので、処理チャンバ１０の出口１８から排出される排ガス流は、チャンバ１０に供給された処理ガスと、チャンバ１０内で実施されたプロセスからの副生成物との混合物とを含むことになる。

ポンプシステム２０は、第１のポンプ構成２２を備える。第１のポンプ構成２２は、多段ドライポンプを備え、このポンプの各ポンプ段は、ルーツ（Ｒｏｏｔｓ）式又はノーシー（Ｎｏｒｔｈｅｙ）式ポンプ機構とすることができる。また、第１のポンプ構成は、処理チャンバ１０のポンプ要件に応じて、ターボ分子ポンプ及び／又は分子ドラッグポンプ、及び／又はルーツブロアなどのメカニカルブースターポンプとすることができる。図１の第１のポンプ構成２２には１つのポンプが示されているが、処理チャンバ１０の容量に応じて何らかの適切な数のポンプを設けることができる。処理チャンバ１０の排気の間に第１のポンプ構成２２のポンプ（複数可）が損傷を受けるのを防止するために、図１に示すように、パージガスの供給源２６を第１のポンプ構成２２のポンプのパージポート２８に接続する導管系２４によって、窒素又はヘリウムなどのパージガスをポンプ構成２２のポンプに供給することができる。

第１のポンプ構成２２は、排ガス流を処理チャンバ１０の出口１８から引き出し、典型的に５０から１０００ミリバールの範囲の圧力で排出口３０からガス流を排出する。ポンプシステム２０は、導管系３６によって第１のポンプ構成２２の排出口３０に接続された第１の入口３４を有する液体リングポンプ（ＬＲＰ）バッキングポンプ３２を含むことが好都合であることも分かっている。

処理チャンバ１０内で実施されるプロセスに応じて、液体リングポンプ３２に流入する廃棄流は、半導体デバイスの製造において前駆体として使用される１又は２以上のハロゲン含有ガス及び／又はシリコン含有ガスを含有する場合がある。当該ガス又は第３のプロセス副生成物としては、四フッ化炭素、フッ素、フッ化水素、シラン、ジシラン、ジクロロシラン、トリクロロシラン、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）などのシロキサン、及びオルガノシランを挙げることができる。

この種類のガスに照らして、液体リングポンプ３２は、排ガス流に関する湿式スクラッバとして機能すると共に大気に排出するためにガス流を加圧するように機能することができる（結果的に、全体的な動力使用量が少なくなるように第１のポンプ構成２２の排圧を低減する）。また、液体リングポンプ３２は、第１のポンプ構成がターボ分子ポンプ及び／又は分子ドラッグ機構、及び／又はメカニカルブースターポンプだけを備える場合、バッキングポンプとして機能することができる。

図１及び図２を参照すると、排ガス流は、入口３４を通って液体リングポンプ３２に流入する。第２の入口４４は、ポンプ３２内に液体リング４８を形成するために液体制御部５０から導管系５２を介して液体を送る。サービス液供給源１３４は、ポンプから失われた液体を補給する。この実施形態において、液体は水であるが、何らかの他の水溶液又は適切な溶媒を使用することができる。ポンプから排出された液体は、液体制御部５０によって廃棄又は処置ユニット１３２に送られる。

図２に示すように、液体リングポンプ３２は、ロータ軸５８がチャンバ５６の中心軸６０に対して偏心するように環状ポンプチャンバ５６内に回転可能に取り付けられた、ロータ５４を備える。ロータ５４は、ロータハブ６１及び複数のブレード６２を有し、複数のブレード６２はロータハブ６１から半径方向外向きに延び、ロータ５４の周りで等間隔に離間している。ロータ５４が回転すると、ブレード６２は、液体に係合して、液体をチャンバ５６の内部で環状リング４８に形成する。

このことは、ポンプ３２の入口側に関して、隣接するロータブレード６２の間に位置する圧縮領域に存在するガスは、ロータハブから離れて半径方向外向きに移動するが、ポンプの出口側に関して、ガスはロータハブに向かって半径方向内向きに移動することを意味する。これは、ポンプ３２を通過するガスに対してピストン式ポンプ作用をもたらす。

第１の入口３４を通って液体リングポンプ３２に流入する廃棄流は、隣接するブレード６２の間の空間６３に引き込まれる。このガス流は、ピストン式ポンプ作用で圧縮され、主として処理ガスを含有するが液体リング４８からの液体を一部含有する処理ガス流をポンプ３２から排出するために出口側の排出口６４を通って排出される。サービス液は、腐食生成物又はガス流の処理で生成された粒子状物質で汚染されるようになり、経時的に、サービス液は、ガス処理において効果が低下するようになるか、又は腐食性又は摩耗性が過度になる場合がある。従って、ポンプから液体を除去してポンプに新鮮なサービス液を補給する必要がある。液体の補給割合は、複数の要因に左右され、例えば、排ガス流の特定成分のサービス液に対する反応又は溶解速度である。ポンプから排出される液体は、実質的に腐食生成物及び／又は粒子状物質が除去されるように処理することができ、再利用されるか又は単純に廃棄される。以下に詳細に説明するように、液体はポンプから排出ポート９６を通って排出され、新鮮な液体が入口４４を通ってポンプに流入する。

図３は液体リングポンプ３２の断面を示す。ポンプは、ロータ５４を駆動するための磁気駆動組立体を備える。この駆動組立体は、駆動チャンバ９２に収容されかつ該駆動チャンバ９２の外部で磁気駆動部７０に磁気結合された磁気従動部７４を備える。磁気駆動部７０は、駆動用磁石７２を備える。使用時、モータ（図示せず）は、磁気駆動部７０及び磁気従動部７４を駆動する駆動磁石７２に回転を与える。従って、モータからポンプチャンバ９０内のロータ５４へ磁気駆動結合によってトルクが伝達される。この構成により、漏洩のリスクを有意に低減する回転軸シールが必要なくなる。

磁気従動部７４は、第１の軸受７６に固定され、磁気駆動ハウジング８０に固定された片持ち軸７８によって回転支持される。軸７８の反対側の端部はポートプレート８２を貫通して延び、結果的にポンプの偏心軸５８に沿った中心軸線で保持される。ロータ５４は、第２の軸受８４に固定され、軸７８によって回転するように支持される。駆動要素９４は、モータの回転がロータに伝達されるように、磁気従動部７４をロータに結合する。ロータブレード６２は、ロータハブから外向きに延び、一端において円周部分８６によって支持される。軸７８は、ロータと従動部の磁石との間のアダプタプレート８８を貫通して延びる。ステータ５６は、本実施例ではポンプハウジングの一部であり、アダプタプレート８８及び駆動要素９４と一緒にポンプチャンバ９０を形成する。磁気駆動ハウジング８０は、アダプタプレート８８及び駆動要素９４と一緒に駆動チャンバ９２を形成する。従って、アダプタプレートは、概してポンプチャンバ９０と駆動チャンバ９２とを分離する。

ヘッドプレート９８は、液体入口４４並びに廃棄流ガス入口３４及び出口６６を備える。ポンプからの液体出口９６は、駆動ハウジング８０を貫通して駆動チャンバ９２から延びる。ヘッドプレート９８はポートプレート８２と協働し、ポートプレート８２は、ガスをポンプチャンバの中又はそこから外に送ると共にサービス液を駆動チャンバ及びポンプチャンバの中に送る。入口３４は、ヘッドプレートを貫通して形成された導管１２６に沿ってガスを送る。ヘッドプレートは、出口６６と連通している内部チャンバ１２８をさらに備える。

ポートプレート８２は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿ったポンプの断面である図４に詳細に示されている。ガス入口３４は、ガスを導管１２６に沿って入口開口１０２に送り、入口開口１０２は、ポートプレート８２を貫通してポンプチャンバ９０に移行する。複数の出口開口１００は、ポートプレートを貫通して、ガスをポンプチャンバ９０から内部チャンバ１２８を通って送り、ガスはガス出口６６を通って排出される。ポートプレート８２の中心部はスラストプレート１０４を受け入れるための円形凹部を有する。スラストプレート１０４は、軸７８が貫通する中心孔を有する。スラストプレート１０４及びポートプレート８２は、軸を潤滑するためにサービス液が流れることができる複数のチャンネル１０６をさらに備える。スラストプレート１０４は、ポートプレートから軸方向に延び、ポートプレートの平坦面を超えて位置してロータ５４とポートプレートとの間の最小軸方向間隔を定めるようになっている。ポートプレートの表面を超えるスラストワッシャ１０４の軸方向拡大部／高さは、間隙を定める。スラストプレート１０４は、第２の軸受８４のスラスト面１０８と協働しており、スラスト面１０８は図５に詳細に示されている。図５は図３のＶ−Ｖ線に沿ったポンプの断面である。

軸受スラスト面１０８は、彫り込まれた盲端の３つの半径方向液体分配チャンネル１１０を有し、これは軸受面に対して同一平面上に位置している。磁気駆動結合手段７２、７４の適切な軸方向位置合わせによって、軸受スラスト面１０８がポートプレート８２内に配置されたスラストプレート１０４に対して保持されるように、前向きの軸方向スラスト（図２の右側への）が第２の軸受に伝達される。サービス液圧は、分配チャンネル１１０内で第２の軸受８４とスラストプレート１０４との間の流体軸受を形成し、ポートプレート８２からの正確な軸方向間隙でのインペラ５４の回転を助けるための非接触軸受が可能になる。バネは不要であり、軸７８に沿って挿入されたシム１１２を用いることで力の微調整を実現することができる。

後方スラストプレート１１４は、駆動ハウジング８０の円形凹部内に取り付けることができ、軸方向に延びて駆動ハウジング８０の内面を超えて位置するよう構成され、図２に示すように軸方向の力が従動部の磁石を左側に動かす場合に磁気駆動部を保護するようになっている。

ポンプに流入する液体は、入口４４に沿ってポートプレート内の軸７８の軸端を取り囲む中央チャンバ１１６に導かれる。中央チャンバ１１６は、ポートプレート８２及びスラストプレート１０４内のチャンネル１０６と連通し、軸７８とポンプの回転要素７６、９４、８４との間の界面を潤滑及び洗浄するために、ポンプに流入する液体が軸７８に沿って導かれるようになっている。回転要素は、軸７８との境界面に沿って形作られており、チャンネル１０６を軸に沿って駆動チャンバ９２まで延ばして、軸の軸方向及び円周方向の全範囲が潤滑されるのを保証するようになっている。チャンネル１０６は、軸方向に沿って水を送り、軸受８４、７６及び駆動要素９４の回転によって、サービス液（例えば、水）が円周面を清浄水によって洗浄し、結果的に何らかの微粒子物質は軸に沿って下流側に除去される。サービス液は、潤滑の役目を果たすと、第１の軸受７６の後方から流出し、アダプタプレート８８と駆動要素９４との間の間隙により定められた水路を通ってポンプチャンバ９０に流入する。追加のサービス液（おそらく再循環サービス液）は、他の適切に配置されたポートから供給することができる。

追加の適切な大きさのポート１１７は、アダプタプレート８８を貫通して延び、液体が駆動チャンバ９２とポンプチャンバ９０との間を通過して、結果的に駆動ハウジングとポンプチャンバとの間のサービス液用の圧力除去装置として機能するのを可能にする。このポートの位置及びサイズは、ポンプ性能を高めるためにポンプチャンバ内のサービス液の流れを最適にするように選択される。

ポンプは、外部スチール支持リング１１８を用いて組み立て及び保持された複数の個別の構成要素を備え、支持リング１１８は、圧縮力を分散して複数の連結バー１２０によって固定される。この構成は、機械的剛性をもたらしかつ軸方向及び半径方向の位置及び方向決めを容易にする。構成要素の密封は、各構成要素の面に形成されたチャンネル１２４の中に配置されたＯリング１２２を用いて実現される。さらに、ポンプの構成要素は、異なるポンプ送給及び軽減要件に合わせて性能変更を可能にするために半径方向に変化することができる。例えば、ポンプチャンバを定めるステータ５６は個別の構成要素であり、これにより、インペラ５４とステータ５６との間の半径方向間隙を制御することで、ポンプ性能を最適にするために使用される異なる半径方向プロフィール及びサイズが可能になる。また、液体リングポンプのポンプ能力は、ステータ５６、インペラ５４、及び軸７８の軸方向長さを変えることで、ポンプの何らかの他の構成要素の再設計を必要とすることなく調整することができる。

ポンプの構成要素を作る材料は、処理チャンバから排出された排ガス流中で遭遇する場合がある広範な攻撃性物質に対する良好な耐食性を与えるために、耐食性であるように選択することができる。駆動軸７８及びスラストワッシャ１０４、１１４は、高純度アルミナ、焼結窒化ケイ素、又は他の類似の材料から作ることができる。磁気駆動７４用の第１の軸受７６及びインペラ５４用の第２の軸受８４は、限定されるものではないが、グラファイト及びグラファイト／ＰＴＦＥ複合材料などの様々な自己潤滑性材料から選択される。磁気駆動ハウジング８０、アダプタプレート８８、ポンプチャンバステータ５６、ポートプレート８２、ヘッドプレート９８、及びインペラ５４は、限定されるものではないが、ポリ（塩化ビニル）、充填ポリプロピレン、ポリ（フェニレン硫化物）、ポリ（フッ化ビニリデン）、などの様々なポリマーから作製することができ、これらはＰＴＦＥを含むこともできる。

液体リングポンプは、排ガス流の処理を考慮して最適化されている。この関連で、液体リングポンプは、概して垂直に延びる軸に一致して垂直配向で組み込まれるようになっている。従来の液体リングポンプは、伝統的に水平方向に取り付けられていたことに留意されたい。ポンプを垂直方向に取り付けることで、ポンプ入口３４は、軸に平行でかつ垂直になることができる。従って、処理チャンバからの微粒子含有ガス流は、ポンプチャンバ９０の中へ連続した進路を有しており、閉塞可能性が最小になる（例えば、導管３６内で）。さらに、閉塞可能性は、特別に設計された、入口経路を洗浄するために圧力下で液体リングから直接移送されたサービス液が供給される入口システムを使用することで低くなる。

また、液体リングポンプを垂直に取り付けることで、その占有面積が著しく低減する。軸線に直交する（地面に対して水平な）排出口６６を使用することで、ガス／液体分離器タンクの非常に緊密な結合が可能になり、ポンプのパッケージングが更に改善されて専有面積が低減する。

液体リングポンプの使用方法を以下に詳細に説明する。

ポンプのモータ（図示せず）が作動すると、磁気駆動部７０、結果的に駆動磁石７２がポンプの偏心軸５８の周りで回転する。磁気結合により、磁気従動部７４が回転して、駆動要素９４を介してインペラ／ロータ５４にトルクを伝達する。水などのサービス液は、制御部５０から液体リングポンプの液体入口４４を通って導入され、軸７８に沿って進んで潤滑を行い、駆動チャンバ９２の中に入る。駆動チャンバから、液体は、駆動要素９４とアダプタプレート８８との間に形成された間隙又は導管を通ってポンプチャンバ９０に入る。ロータ５４が回転すると、液体は、ポンプチャンバ９０内に軸方向長さがステータ５６の長さに近いリングを形成する。図２は、この作動状態でのポンプチャンバ９０を示す。第１のポンプ構成２２によって処理チャンバ１０からポンプ送給された排ガス流は、入口３４、導管１２６を通って、さらにポートプレート８２内の入口開口１０２を通って液体リングポンプ３２のポンプチャンバ９０に導入される。ガスはポンプチャンバ９０内で圧縮されかつ湿式スクラビン処理される。湿式スクラビング処理に関して、サービス液とガスとの間の界面層は、気泡１３０を生じ、この気泡はガスをスクラビン処理するのに利用できる液体の表面積を増加させる。ガス流は、ポンプチャンバ９０から出口開口１００を通り、内部チャンバ１２８及びガス出口６６を通って排出される。サービス液の中の腐食性生成物の濃度は、作動時、より多くの腐食性ガスがポンプ３２を通過する場合に高くなるであろう。サービス液は、液体出口９６を通してポンプから排出され、ユニット１３２（図１）内に排除又は廃棄するために運ばれる。追加の清浄なサービス液は、供給源１３４から入口４４に沿ってポンプ内に導入される。

特定の腐食性ガスをスクラビン処理する場合、サービス液の温度を制御するために、ポンプに流入するサービス液の量を制御することが望ましい。すなわち、ポンプ３２は、作動時に熱を発生し、この熱はサービス液とやりとりされる。ポンプ内に存在するサービス液の量（総量又は補充流量）が少なくなるとサービス液は高温になる。逆に、より多くの液体が存在すると（総量又は補充流量）、サービス液の温度は低下する。従って、制御部５０は、液体温度が構成物質をスクラビン処理するのに適するように、排ガスのこの構成物質に応じてポンプ内の液体の量を制御する。

例えば、排ガス流がフッ素を含有する場合、ほぼ室温又はそれ以下の温度では二フッ化酸素が発生する場合があるので、スクラビン処理は、ある室温以上で、例えば少なくとも３０℃で行う必要がある。二フッ化酸素は、フッ素よりもはるかに有毒である。従って、制御部５０は、液体温度が所定の温度、好ましくは３５℃から８０℃、例えば６０℃に維持されるようにポンプに流入する液体の量を制限するので、フッ化水素が二フッ化酸素よりも優先的に生成される。このことは、フッ化水素がフッ素及び二フッ化酸素よりも有害ではなく容易に廃棄できるので好ましい。ポンプ内の／ポンプに送給される液体の量を制限することは、排除を必要とするサービス液が少なくなるという別の利点を有する。

図６及び図７を参照して以下に液体リングポンプ（ＬＲＰ）３２の変更形態を説明する。ＬＲＰは、ポンプの静止部品と動的部品との間のシールとして機能するサービス液に依存する。リング内の液体の圧力分布は不規則である。図６は、図４に類似した図を示し、変更されていないＬＲＰに関して測定した一般的な液体圧力分布１３６が重ね合わされている。ライン１３８は、大気圧を示す。２つの高圧ローブ（ｌｏｂｅ）が生じる。一方のローブ１４２は出口開口１００の上に中心を置き、他方のローブ１４０は出口開口の直前に配置される。入口開口１０２の上、及び入口と出口とを分離する臨界領域１４４において低圧領域１４４が生じる。測定値は、排出ポートの前方で、液体の動圧は約２バール（絶対圧）であること、すなわち、各インペラブレードの間のガスを圧縮して、過剰なリング液体及びガスを正確にサイズ決めされた排出ポートを通過させるのに必要な圧力よりも著しく大きいことを示した。この液体リングの過剰圧縮は、動力を無駄に消費する。

過剰圧縮の問題を解決するための以前に提案された解決策は、非円筒形のポンプチャンバを採用することであった。これは液体リングが、ポンプ送給が生じない入口ポートと出口ポートとの間のロータに近接するが、リングが膨張及び圧縮が生じるサイクル部分の間に入口ポート及び排出ポートから離れて拡張するのを助ける。しかしながら、このような複雑なステータデザインの製造は自明ではない。

図７は本発明による変更形態を示し、ステータ５６は、ポンプチャンバ９０の２つの領域１４８、１５０の間に導管を形成するように構成されており、この導管は、液体を一方の領域から他方の領域に運ぶようになっている。このようにして、各領域（例えば、図６の１４０及び１４４）の間の圧力差を低減すること、好ましくは等しくすることができる。図示のように、ステータは、円筒形の外側スリーブ１５４の内側に嵌合した緊密嵌合の内側スリーブ１５２を備えることができる。導管は、外側スリーブ１５４に隣接した内側スリーブ１５２内に溝によって形成される。第１のポート１５６は、領域１４８でポンプチャンバに開口し、略直線状のボア１５８は、このポートから導管に沿って液体を運ぶ。ボア１５８は、リングの接線方向にほぼ整列するようにリングの周りの液体の流れに対して角度付けされており、流体は、導管に容易に流入することができる。第２のボア１６０は、液体を導管に沿って第２のポート１６２へ運び、第２のポート１６２は、ポンプチャンバの第２の領域に開口する。ボア１５８は、リングの接線方向にほぼ整列するようにリングの周りの液体の流れに対して角度付けされており、ポンプチャンバに流入する液体は、リングの周りの液体の流れを妨害しない。使用時、液体は、排出ポート前方の高圧領域１４８から、入口ポートと排出ポートとの間の領域１５０に液体リングを供給する導管を通って移送される。ボア１５６、１６０の選択された角度は、ポンプケーシングの頂上に到達して通過したときの液体リングの加速及び充填を助長し、この領域で発生するガスの漏洩を低減する。

図８ａ及び図８ｂは、図７の代替的な構成を示す。この図は、ポンプチャンバ９０の１つの軸端を形成するプレート１６２のそれぞれの側面を示す。プレートは、例えばポートプレート８２又はアダプタプレート８８とすることができる。図８ａは、プレートのポンプチャンバ側の図であり、図８ｂは、ポンプチャンバから離れたプレートの後側の図である。ポート１６４は、プレートの前面に形成され、プレート１６２の後面に形成された溝１６６に開口する。第２のプレート（図示せず）は、プレート１６２の後部に固定され、チャンネルを閉じて液体を運ぶための導管を形成する。チャンネル１６６に沿って運ばれた液体は、ボア１６８に入り、ポート１７０を通ってポンプチャンバ９０の中に運ばれる。従って、液体は、排出ポートより前の高圧領域１４８から、ポンプ本体の頂上に近接した領域１５０において液体リングの中に運ばれる。チャンネルは高圧液体流を案内し、高圧流体流は、液体リングの中に接線方向に再注入される。明確にするために、駆動軸の穴１７２及びポンプチャンバ９０の外側半液方向範囲を定める円１７４が示されている。圧縮サイクル内での高圧除去孔１６８及びそのインペラ軸からの距離を注意深く位置決めすることで、液体リングポンプの負荷サイクル及び圧縮比に応じて液体流の分流を最適にすることが可能になる。

図６ないし図８において、導管のサイジングは、液体リングが過剰に排出されないが、インペラ及びステータの密封を助けるために十分な液体が分流することを保証するように選択する必要がある。導管のサイジングは、バルブ機構（内部又は外部に配置される）を使用して動的に制御することができるので、液体流は、作動条件に対して調整することができる。

Claims (15)

1. 処理チャンバ(10)からの腐食性排ガス流を処理するための液体リングポンプ(32)であって、前記腐食性排ガス流は、前記ポンプのサービス液と反応するか又はそれに溶解して腐食生成物を形成するものであり、前記液体リングポンプは、
   中央ポンプチャンバ軸を中心とした円筒形で前記ガス流及び前記サービス液を受け入れる環状ポンプチャンバ(56,90)と、
   前記中央ポンプチャンバ軸からオフセットしたロータ軸(58)を有するロータであって、複数のロータブレードを有し、前記ロータブレードは、前記ロータが回転すると、前記ポンプチャンバ内の液体が前記ポンプチャンバの中心軸と一致した中心を有するリングを形成するようにさせ、かつ前記ポンプチャンバの入口から出口へ運ばれる排ガスの圧縮を引き起こすロータ(54)と、
   駆動チャンバであって前記環状ポンプチャンバと流体連通して該駆動チャンバおよび前記ポンプチャンバ内のサービス液の循環を可能にする駆動チャンバ(92)と、
   前記ロータを駆動するための磁気駆動組立体であって、前記駆動チャンバに収容され前記駆動チャンバの外部の磁気駆動部と磁気結合することができ前記磁気駆動部がモータによって駆動されたとき前記磁気従動部が前記ロータに回転を伝えるように構成されている磁気従動部(74)を有する磁気駆動組立体と、を備え、
   前記ポンプチャンバと駆動チャンバと磁気従動部とロータは、前記腐食性排ガス流と該ガス流がサービス液で処理された場合に発生する腐食生成物とに対して耐性を示す１又は２以上の材料から成り、
   前記磁気従動部(74)が、前記ロータ(54)に対して固定され、前記磁気駆動部と磁気従動部との軸方向の整列が、使用時に、前記磁気駆動部が前記磁気従動部に軸方向スラストを与え前記ポンプチャンバ内での前記ロータの軸方向位置合わせさせるように前記ロータをポートプレート(82)内に配置されたスラストプレート(104)と協働させるように構成されている、
   ことを特徴とする液体リングポンプ。
2. 前記ロータ及び前記従動部は、前記ロータのオフセット軸と位置合わせされた中心を有する軸方向軸によって回転支持され、前記軸方向軸は、耐食性材料から作られている、
   請求項１に記載の液体リングポンプ。
3. 前記ポンプに入るサービス液は、前記軸方向軸の外面を潤滑及び洗浄するために、前記軸方向軸と、前記ロータ又は前記磁気従動部との間で運ばれる、
   請求項２に記載の液体リングポンプ。
4. 前記軸方向軸と前記磁気従動部又は前記ロータのうちの１つは、前記軸方向軸に沿ってサービス液を運ぶための軸方向に延びるチャンネルを備える、
   請求項３に記載の液体リングポンプ。
5. 前記磁気従動部及び前記ロータは、前記軸方向軸を支持するための軸受をそれぞれ備える、
   請求項２から４のいずれか１項に記載の液体リングポンプ。
6. 前記ロータは、前記スラストプレートと協働する軸受面を備え、前記ポンプに入るサービス液は、前記軸受面と前記スラストプレートとの間で運ばれ、前記スラストプレートは、非接触流体軸方向軸受を形成する、
   請求項３から５のいずれか１項に記載の液体リングポンプ。
7. 前記軸受面は、前記軸受面を横切ってサービス液を運び、前記流体軸受を形成する複数の略半径方向に延びるチャンネルを備える、
   請求項６に記載の液体リングポンプ。
8. 前記駆動チャンバの半径方向外側部は、処理又は廃棄目的でサービス液をポンプから排出させることができる排出ポートを備え、前記駆動チャンバ内での前記磁気従動部の回転は、前記排出ポートを通る前記サービス液に流体力を与える、前記駆動チャンバの半径方向外周の周りの液体リングを形成する、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の液体リングポンプ。
9. 前記液体リング内の液体を前記ポンプチャンバの高圧領域から低圧領域へ運ぶために、前記ポンプチャンバに開口する第１のポート及び第２のポートで形成された端部を有する導管を備える、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の液体リングポンプ。
10. 前記導管の端部は、前記液体リングの接線とほぼ一致しており、前記導管に流入する液体流を増加させる、及び／又は液体が前記液体リングの接線に沿って前記導管から流出することを可能にする、
    請求項９に記載の液体リングポンプ。
11. 処理チャンバからの腐食性排ガス流を処理するための装置であって、
    請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の液体リングポンプを有するポンプ構成を備え、
    前記ポンプチャンバが、前記処理チャンバからの排ガス流入と、サービス液源からの前記サービス液とを受入れる、ことを特徴とする装置。
12. 前記液体リングポンプは、前記サービス液を受け入れるための入口と、腐食性生成物を含有するサービス液を排出するための出口とを備え、液体制御部は、前記排ガス流及び前記サービス液の成分に応じて、サービス液の供給源から前記ポンプに入る液体の割合を制御するように構成される、
    請求項１１に記載の装置。
13. 前記液体制御部は、前記排ガスの成分の前記サービス液との溶解度又は反応度に応じて、サービス液の供給源から前記ポンプに入る液体の割合を制御するように構成される、
    請求項１２に記載の装置。
14. 前記排ガス流はフッ素を含有し、前記サービス液は水であり、前記液体制御部は、サービス液の供給源から前記ポンプに流入する液体の割合を制御するように構成され、前記ポンプ内の前記サービス液の温度が所定の温度よりも高く維持されるのを保証するようになっている、
    請求項１２または１３に記載の装置。
15. 前記液体リングポンプは、略鉛直に配置され、前記ポンプへの入口は鉛直方向に延びており、排ガス流内の微粒子は重力下で前記ポンプ内に落下する、
    請求項１１から１４のいずれか１項に記載の装置。

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