JPH01167496A - ガスパージつき真空ポンプ - Google Patents
ガスパージつき真空ポンプInfo
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- JPH01167496A JPH01167496A JP32400587A JP32400587A JPH01167496A JP H01167496 A JPH01167496 A JP H01167496A JP 32400587 A JP32400587 A JP 32400587A JP 32400587 A JP32400587 A JP 32400587A JP H01167496 A JPH01167496 A JP H01167496A
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- vacuum pump
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Landscapes
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は排気口を大気圧とする真空ポンプに係り、特に
半導体製造装置等において、軽いガスや析出物生成ガス
の排気に好適なガスパージつき真空ポンプに関する。
半導体製造装置等において、軽いガスや析出物生成ガス
の排気に好適なガスパージつき真空ポンプに関する。
真空ポンプの従来の装置は特開昭６２−１１３８８７号
に記載されているように、その構造を第７図に示す。回
転軸１は吸気口２Ａと排気口２Ｂを有するハウジング２
を貫通し、軸受７を介して回転自在に支持されており、
前記回転軸１に組み込まれたモータ１０により駆動され
る。１６．１７は前記吸気口２Ａ側から排気口２Ｂ側に
至る間のハウジング２内に順次連設された遠心圧縮ポン
プ段、および円周流圧縮ポンプ段である。円周流ポンプ
段１７の初段の固定円板１７Ｂをハウジング２をつなぐ
パイプ１８を設け、ハウジング２の外部から任意のガス
を導くことができるようになっている。
に記載されているように、その構造を第７図に示す。回
転軸１は吸気口２Ａと排気口２Ｂを有するハウジング２
を貫通し、軸受７を介して回転自在に支持されており、
前記回転軸１に組み込まれたモータ１０により駆動され
る。１６．１７は前記吸気口２Ａ側から排気口２Ｂ側に
至る間のハウジング２内に順次連設された遠心圧縮ポン
プ段、および円周流圧縮ポンプ段である。円周流ポンプ
段１７の初段の固定円板１７Ｂをハウジング２をつなぐ
パイプ１８を設け、ハウジング２の外部から任意のガス
を導くことができるようになっている。
よってターボ形真空ポンプでは排気しにくい水素。
ヘリウム等の軽いガスを排気する場合には、パイプ１８
から窒素、アルゴン等の分子量の大きいガスを導入し、
ポンプ内のガスの平均分子量を大きくしてポンプ性能の
低下を軽減することができる。
から窒素、アルゴン等の分子量の大きいガスを導入し、
ポンプ内のガスの平均分子量を大きくしてポンプ性能の
低下を軽減することができる。
また半導体製造装置で、高圧・低温時に析出物を生じる
ガスを排気する場合には、パイプ１８から希釈ガスを導
入してポンプ内への析出物付着を防止することができる
。
ガスを排気する場合には、パイプ１８から希釈ガスを導
入してポンプ内への析出物付着を防止することができる
。
上記従来技術では、パイプ１８からガスを導入した場合
のポンプ内ガス流量の増加を考慮した設計をしていない
。すなわちガスを導入した点の上流側と下流側では下流
側の方がガス流量が大きくなるが、第７図の従来技術で
はポンプの吸入口２Ａから排気口２Ｂまでの間のポンプ
段は、基本的には圧縮作用によって排気速度（ガスの体
積流量）が上流側から下流側に向って小さくなる。すな
わち、質量流量一定の構成となっている。したがって排
気される軽いガスの流量が多くなり、これに伴ってパイ
プ１８から導入される重いガスの流量を増していった場
合、導入点の下流側のポンプ段の排気速度が過大となっ
てポンプが閉塞してしまうという問題があった。また半
導体製造装置で、反応生成物付着防止のために、パイプ
１８から導入する希釈ガス量もポンプ閉塞を避けるため
にあまり増やせないという問題があった。
のポンプ内ガス流量の増加を考慮した設計をしていない
。すなわちガスを導入した点の上流側と下流側では下流
側の方がガス流量が大きくなるが、第７図の従来技術で
はポンプの吸入口２Ａから排気口２Ｂまでの間のポンプ
段は、基本的には圧縮作用によって排気速度（ガスの体
積流量）が上流側から下流側に向って小さくなる。すな
わち、質量流量一定の構成となっている。したがって排
気される軽いガスの流量が多くなり、これに伴ってパイ
プ１８から導入される重いガスの流量を増していった場
合、導入点の下流側のポンプ段の排気速度が過大となっ
てポンプが閉塞してしまうという問題があった。また半
導体製造装置で、反応生成物付着防止のために、パイプ
１８から導入する希釈ガス量もポンプ閉塞を避けるため
にあまり増やせないという問題があった。
上記目的は、大気排気の真空ポンプの吸入口と吐出口の
間のポンプ中間段に外部からのガス導入口を設け、ガス
導入口より下流側のポンプ段の排気容量を、上流側ポン
プ段より大きくし、本来のポンプ容量にかかわりなく導
入ガス量を調節できるようにしたことによって達成され
る。
間のポンプ中間段に外部からのガス導入口を設け、ガス
導入口より下流側のポンプ段の排気容量を、上流側ポン
プ段より大きくし、本来のポンプ容量にかかわりなく導
入ガス量を調節できるようにしたことによって達成され
る。
ガス導入口より上流側のポンプ段は排気ガスの最大流量
を、ガス導入口より下流側のポンプ段は排気ガスと導入
ガス各々の最大流量の合計をポンプ各段の流量上限とし
て設計されているので、本来の真空ポンプの排気速度は
導入ガス量に左右されず、そのポンプの排気能力を常に
十分に発揮することができる。
を、ガス導入口より下流側のポンプ段は排気ガスと導入
ガス各々の最大流量の合計をポンプ各段の流量上限とし
て設計されているので、本来の真空ポンプの排気速度は
導入ガス量に左右されず、そのポンプの排気能力を常に
十分に発揮することができる。
以下、本発明の実施例を第１図により説明する。
この真空ポンプは、吸気口１１Ａおよび排気口１１Ｂを
有するハウジング１１と、このハウジング１１内に軸受
２１を介して回転自在に支持された回転軸１２と、吸気
口１１Ａ側から排気口１１Ｂ側に至る間のハウジング１
１内に順次配設された遠心圧縮ポンプ段１３および円周
流圧縮ポンプ段１４とを備えている。回転軸１２はこれ
に連結したモータ１５により駆動されるようになってい
る。
有するハウジング１１と、このハウジング１１内に軸受
２１を介して回転自在に支持された回転軸１２と、吸気
口１１Ａ側から排気口１１Ｂ側に至る間のハウジング１
１内に順次配設された遠心圧縮ポンプ段１３および円周
流圧縮ポンプ段１４とを備えている。回転軸１２はこれ
に連結したモータ１５により駆動されるようになってい
る。
前記遠心圧縮ポンプ段１３は、後退買付のオープン形羽
根車１３Ａと、ハウジング１１内壁に取付けられ、かつ
前記羽根車１３Ａの裏面と対向する面に回転方向に対し
て内向きの羽根を複数個設けた固定円板１３Ｂとを交互
に直列に配置して構成されている。前記円周流圧縮ポン
プ段１４は、回転軸１２に取付けられ、かつ外周面に複
数個の羽根を設けた羽根車１４Ａと、ハウジング１１内
壁に取付けられ、かつ前記羽根車１４Ａを包む固定円板
１４Ｂから成っている。円周流圧縮ポンプ段１４の中間
の段間にガス導入口２２が設けられている。
根車１３Ａと、ハウジング１１内壁に取付けられ、かつ
前記羽根車１３Ａの裏面と対向する面に回転方向に対し
て内向きの羽根を複数個設けた固定円板１３Ｂとを交互
に直列に配置して構成されている。前記円周流圧縮ポン
プ段１４は、回転軸１２に取付けられ、かつ外周面に複
数個の羽根を設けた羽根車１４Ａと、ハウジング１１内
壁に取付けられ、かつ前記羽根車１４Ａを包む固定円板
１４Ｂから成っている。円周流圧縮ポンプ段１４の中間
の段間にガス導入口２２が設けられている。
次に本実施例の作用について説明する。定常の運転状態
では、排気口１１Ｂを大気圧として円周流圧縮ポンプ段
１４の吸入圧は数Ｔｏｒｒ、遠心圧縮ポンプ段１３の吸
入圧は１０−４乃至１０”−”Ｔｏｒｒである。すなわ
ち吸入口１１Ａから吸入されたガスは、分子流、中間流
の圧力域は遠心圧縮ポンプ段１３の分子ドラッグポンプ
作用によって昇圧され、圧力数Ｔｏｒｒになって流れが
粘性流となった後、この圧力域で大きな圧縮比を発生す
る円周流圧縮ポンプ段１４で、大気圧まで昇圧して排気
口１１Ｂから排気される。遠心圧縮ポンプ段１３の特性
は第２図に示すように分子流、中間流で圧縮比が大きく
なるので、円周流圧縮ポンプ段１４で十分圧縮比を稼い
で遠心圧縮ポンプ段１３の背圧を数Ｔｏｒｒ以下に保つ
必要がある。ところが円周流圧縮ポンプ段１４の入口と
出口の差圧は排気するガスの密度に比例する。いいかえ
れば一定の吸入圧の下ではガスの分子量に比例する。よ
って水素、ヘリウム等の分子量が小さい軽いガスを排気
する場合は、ガス導入口２２から分子量の大きい重いガ
ス、例えばアルゴンガスを６人してポンプ内の平均分子
量を大きくし、円周流圧縮ポンプ段１４の性能低下を防
止する。分子量４のヘリウムガスを排気する場合に分子
量４０のアルゴンガスを導入して、分子量２８の窒素ガ
スと同等とするためには、アルゴンガスの体積流量をヘ
リウムガスの体積流量の２倍としなければならない。
では、排気口１１Ｂを大気圧として円周流圧縮ポンプ段
１４の吸入圧は数Ｔｏｒｒ、遠心圧縮ポンプ段１３の吸
入圧は１０−４乃至１０”−”Ｔｏｒｒである。すなわ
ち吸入口１１Ａから吸入されたガスは、分子流、中間流
の圧力域は遠心圧縮ポンプ段１３の分子ドラッグポンプ
作用によって昇圧され、圧力数Ｔｏｒｒになって流れが
粘性流となった後、この圧力域で大きな圧縮比を発生す
る円周流圧縮ポンプ段１４で、大気圧まで昇圧して排気
口１１Ｂから排気される。遠心圧縮ポンプ段１３の特性
は第２図に示すように分子流、中間流で圧縮比が大きく
なるので、円周流圧縮ポンプ段１４で十分圧縮比を稼い
で遠心圧縮ポンプ段１３の背圧を数Ｔｏｒｒ以下に保つ
必要がある。ところが円周流圧縮ポンプ段１４の入口と
出口の差圧は排気するガスの密度に比例する。いいかえ
れば一定の吸入圧の下ではガスの分子量に比例する。よ
って水素、ヘリウム等の分子量が小さい軽いガスを排気
する場合は、ガス導入口２２から分子量の大きい重いガ
ス、例えばアルゴンガスを６人してポンプ内の平均分子
量を大きくし、円周流圧縮ポンプ段１４の性能低下を防
止する。分子量４のヘリウムガスを排気する場合に分子
量４０のアルゴンガスを導入して、分子量２８の窒素ガ
スと同等とするためには、アルゴンガスの体積流量をヘ
リウムガスの体積流量の２倍としなければならない。
ガス導入口２２の下流側の円周流圧縮ポンプ段１４のポ
ンプ要素特性は、第３図の実線ような特性となっている
ので問題ないが、もしも排気ガス流量だけを考慮した第
３図の破線の特性であった場合には、ガス導入によって
ポンプは閉塞し、流れに対して抵抗となってしまう。
ンプ要素特性は、第３図の実線ような特性となっている
ので問題ないが、もしも排気ガス流量だけを考慮した第
３図の破線の特性であった場合には、ガス導入によって
ポンプは閉塞し、流れに対して抵抗となってしまう。
第４図、第５図は他の実施例で、第４図は正面図、第５
図は平面図である。本実施例は多段ルーツ形式で真空か
ら大気圧まで排気する真空ポンプである。この真空ポン
プは、吸気口１１Ａおよび排気口１１Ｂを有するハウジ
ング１１と、このハウジング内に軸受２１を介して回転
自在に支持され、タイミングギヤ２５で同期をとった回
転軸１２Ａ、１２Ｂと、吸気口１１Ａから排気口１１Ｂ
に至る間のハウジング１１内に多段に配設されたルーツ
ポンプ段２３とを備えている。回転軸１２Ａはこれに連
結したモータ１５により駆動される。
図は平面図である。本実施例は多段ルーツ形式で真空か
ら大気圧まで排気する真空ポンプである。この真空ポン
プは、吸気口１１Ａおよび排気口１１Ｂを有するハウジ
ング１１と、このハウジング内に軸受２１を介して回転
自在に支持され、タイミングギヤ２５で同期をとった回
転軸１２Ａ、１２Ｂと、吸気口１１Ａから排気口１１Ｂ
に至る間のハウジング１１内に多段に配設されたルーツ
ポンプ段２３とを備えている。回転軸１２Ａはこれに連
結したモータ１５により駆動される。
回転軸１２Ａにはルーツロータ２３Ａが、回転軸１２Ｂ
にはルーツロータ２３Ｂが設けられており、タイミング
ギヤ２５で両ロータのかみ合いの位相を合わせている。
にはルーツロータ２３Ｂが設けられており、タイミング
ギヤ２５で両ロータのかみ合いの位相を合わせている。
段接続管２６にガス導入口２２が設けられており、これ
より下流側のルーツポンプ段は排気ガスと導入ガスの合
計の排気に適するように設計されている。
より下流側のルーツポンプ段は排気ガスと導入ガスの合
計の排気に適するように設計されている。
次に本実施例の作用について説明する。ケーシング１１
の吸気口１１Ａから吸入されたガスは多段のルーツポン
プ段２３で圧縮されて排気口１１Ｂから排出される。本
実施例のポンプによって第６図に示すような析出性ガス
を排気する場合は、圧力の高いポンプ排気口１１Ｂ付近
で固体が析出し、排気口１１Ｂの閉塞事故を生ずる恐れ
がある。この析出を防止するためにはガスの温度を上げ
るか、ガスの圧力を下げるかして、吐出口１１Ｂ付近の
ガスの状態を第６図の昇華・析出曲線の左側にもってい
く必要がある。本実施例ではガス導入口２２から窒素ガ
ス等の不活性ガスを導入し、排気口１１Ｂにおける析出
性ガスの分圧を低くし、かつポンプの仕事量を増してガ
ス温度を上昇させ、固体の析出付着を防止することがで
きる。この場合でも導入ガス量を考慮したポンプの設計
をしているので、ガス導入によるポンプ性能の低下は小
さい。また第１図のターボ形真空ポンプの実施例につい
ても析出性ガス排気の場合の流路閉塞防止対策は第４図
の実施例と同様である。
の吸気口１１Ａから吸入されたガスは多段のルーツポン
プ段２３で圧縮されて排気口１１Ｂから排出される。本
実施例のポンプによって第６図に示すような析出性ガス
を排気する場合は、圧力の高いポンプ排気口１１Ｂ付近
で固体が析出し、排気口１１Ｂの閉塞事故を生ずる恐れ
がある。この析出を防止するためにはガスの温度を上げ
るか、ガスの圧力を下げるかして、吐出口１１Ｂ付近の
ガスの状態を第６図の昇華・析出曲線の左側にもってい
く必要がある。本実施例ではガス導入口２２から窒素ガ
ス等の不活性ガスを導入し、排気口１１Ｂにおける析出
性ガスの分圧を低くし、かつポンプの仕事量を増してガ
ス温度を上昇させ、固体の析出付着を防止することがで
きる。この場合でも導入ガス量を考慮したポンプの設計
をしているので、ガス導入によるポンプ性能の低下は小
さい。また第１図のターボ形真空ポンプの実施例につい
ても析出性ガス排気の場合の流路閉塞防止対策は第４図
の実施例と同様である。
本発明によれば、ポンプ中間段への導入ガス量を考慮し
て、ガス導入口より下流のポンプ段の容量を決めている
ので、導入ガス量に制限がなく、軽ガスの大排気量対策
や析出性ガス希釈対策として、最適な量のガスを導入す
ることができる。すなわち真空ポンプの適用範囲を拡大
することができる。
て、ガス導入口より下流のポンプ段の容量を決めている
ので、導入ガス量に制限がなく、軽ガスの大排気量対策
や析出性ガス希釈対策として、最適な量のガスを導入す
ることができる。すなわち真空ポンプの適用範囲を拡大
することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図と第３
図はその楕成ポンプ段のポンプ特性図である。第４図は
他の実施例の縦断面図、第５図はその横断面図を示す。 第６図は析出性ガスの昇華曲線例（塩化アルミニウム）
、第７図は従来の真空ポンプの構造図である。 １１・・・ケーシング、ＩＩＡ・・・吸気口、ＩＩＢ・
・・排気口、１２・・・回転軸、１３・・・遠心圧縮ポ
ンプ段、１４・・・円周流圧縮ポンプ段、１５・・・モ
ータ、２１・・・軸受、２２・・・ガス導入口、２３・
・・ルーツポンプ段、２５・・・タイミングギヤ、２６
・・・段接続管。 第 １ 図 １１８η都気Ｏ １４用罪妨縮灼７殴 ノ５ モ、−７ ２１軸受 ２２ ７７’”ス、傅、入口 ｘ ｚ 図 第３図 ’ ｊ４１Ｅ靴 ｉ 第 ４ 日 ％ タ 図 ？ζ 冨 ７ 図 １ 回転軸 ２ ハクン゛シ２“ ２Ａ ［）反気口 ２Ｂ 判μ先ロ ア 単Ｉｌｌ受 １０ 七−７ １６１曵斤消イＡて０ンフ７ヴ ／７ 円周ン荒ノ丑Ｍ不ラフ手受 １９ ４′′ス斗入口
図はその楕成ポンプ段のポンプ特性図である。第４図は
他の実施例の縦断面図、第５図はその横断面図を示す。 第６図は析出性ガスの昇華曲線例（塩化アルミニウム）
、第７図は従来の真空ポンプの構造図である。 １１・・・ケーシング、ＩＩＡ・・・吸気口、ＩＩＢ・
・・排気口、１２・・・回転軸、１３・・・遠心圧縮ポ
ンプ段、１４・・・円周流圧縮ポンプ段、１５・・・モ
ータ、２１・・・軸受、２２・・・ガス導入口、２３・
・・ルーツポンプ段、２５・・・タイミングギヤ、２６
・・・段接続管。 第 １ 図 １１８η都気Ｏ １４用罪妨縮灼７殴 ノ５ モ、−７ ２１軸受 ２２ ７７’”ス、傅、入口 ｘ ｚ 図 第３図 ’ ｊ４１Ｅ靴 ｉ 第 ４ 日 ％ タ 図 ？ζ 冨 ７ 図 １ 回転軸 ２ ハクン゛シ２“ ２Ａ ［）反気口 ２Ｂ 判μ先ロ ア 単Ｉｌｌ受 １０ 七−７ １６１曵斤消イＡて０ンフ７ヴ ／７ 円周ン荒ノ丑Ｍ不ラフ手受 １９ ４′′ス斗入口
Claims (1)
- １、吸気口および排気口を有するハウジングと、そのハ
ウジング内に回転自在に支持された回転軸と、ハウジン
グ内壁に取付けられた複数枚の固定体および回転軸に取
付けられた複数枚の回転体とを備え、前記の固定体と回
転体を組合せてポンプ段を形成し、前記吸気口から吸込
んだ気体を排気口から直接大気に排出する真空ポンプに
おいて、ポンプ段の途中にガスパージ機構を有し、ガス
パージ位置の上流側のポンプ段の最大排気速度よりも下
流側のポンプ段の最大排気速度を大きくしたことを特徴
とするガスパージつき真空ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62324005A JP2559436B2 (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | ガスパージつき真空ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62324005A JP2559436B2 (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | ガスパージつき真空ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01167496A true JPH01167496A (ja) | 1989-07-03 |
| JP2559436B2 JP2559436B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=18161063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62324005A Expired - Fee Related JP2559436B2 (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | ガスパージつき真空ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2559436B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5492947A (en) * | 1994-06-23 | 1996-02-20 | Aspen Research Corporation | Barrier material comprising a thermoplastic and a compatible cyclodextrin derivative |
| US6454524B1 (en) | 1998-07-21 | 2002-09-24 | Seiko Instruments Inc. | Vacuum pump and vacuum apparatus |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62113887A (ja) * | 1985-11-13 | 1987-05-25 | Hitachi Ltd | 真空ポンプ |
-
1987
- 1987-12-23 JP JP62324005A patent/JP2559436B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62113887A (ja) * | 1985-11-13 | 1987-05-25 | Hitachi Ltd | 真空ポンプ |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2559436B2 (ja) | 1996-12-04 |
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