JPH02294589A - ガス希釈をともなう逆流冷却式多段ロータリー形真空ポンプ - Google Patents
ガス希釈をともなう逆流冷却式多段ロータリー形真空ポンプInfo
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C25/00—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids
- F04C25/02—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids for producing high vacuum
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F04C18/126—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with radially from the rotor body extending elements, not necessarily co-operating with corresponding recesses in the other rotor, e.g. lobes, Roots type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C23/005—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of dissimilar working principle
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、ガス希釈をともなう逆流冷却式多投ルーツ形
真空ポンプに関する。本発明による真空ポンプは、例え
ば、化学反応ガスの排気に使用される逆流冷却式多投ル
ーツ形真空ポンプに用いられる。本発明による真空ポン
プは吸込圧力が、大気圧から１ ０−’Ｔｏｒｒレベル
までの領域において、高圧縮比状態で運転され、運転時
の温度が比較的高温となる逆流冷却式多段ルーツ形真空
ポンプに適用することができる。
真空ポンプに関する。本発明による真空ポンプは、例え
ば、化学反応ガスの排気に使用される逆流冷却式多投ル
ーツ形真空ポンプに用いられる。本発明による真空ポン
プは吸込圧力が、大気圧から１ ０−’Ｔｏｒｒレベル
までの領域において、高圧縮比状態で運転され、運転時
の温度が比較的高温となる逆流冷却式多段ルーツ形真空
ポンプに適用することができる。
〔従来の技術、及び発明が解決しようとする課題〕従来
、複数のポンプ区分により形成され、特に高圧縮比状態
で運転され、その圧縮熱により運転時の温度が比較的高
温となる多投ルーツ形真空ポンプにおいては、第５図に
示すように、各ポンプ区分の吐出口と次段のポンプ区分
の吸込口を連結する連結管が設けられ、この連結管路に
は、冷却器が設けられ、この冷却器の下流側の連結管路
からは、前段側の各ポンプ区分へ逆流冷却用気体を導く
逆流管路が分岐し配管されるものが、提案されている。
、複数のポンプ区分により形成され、特に高圧縮比状態
で運転され、その圧縮熱により運転時の温度が比較的高
温となる多投ルーツ形真空ポンプにおいては、第５図に
示すように、各ポンプ区分の吐出口と次段のポンプ区分
の吸込口を連結する連結管が設けられ、この連結管路に
は、冷却器が設けられ、この冷却器の下流側の連結管路
からは、前段側の各ポンプ区分へ逆流冷却用気体を導く
逆流管路が分岐し配管されるものが、提案されている。
これについては例えば特開昭５９−１１５４８９号公報
を参照するこができる。
を参照するこができる。
第５図に示されている従来形の４段逆流冷却式ルーツ式
真空ポンプにおいては、各ポンプ区分１０〜４０は、共
通の２本の軸を有し、これらの軸に支承されるロータと
、ロー夕を内蔵するハウジングにより構成され、鎖線内
は単一機器形態とされ、第１ポンプ区分１０の吐出口１
０２と第２ポンプ区分２０の吸込口２０１は連結管路１
０３ ， １０４ ， １０５により連結し、連結管路
１０３と１０４の間に冷却器１２を設け、連結管路１０
４から分岐し、第１ポンプ区分１０のハウジングへ逆流
冷却用気体を導く逆流管路１０６が設けられている。
真空ポンプにおいては、各ポンプ区分１０〜４０は、共
通の２本の軸を有し、これらの軸に支承されるロータと
、ロー夕を内蔵するハウジングにより構成され、鎖線内
は単一機器形態とされ、第１ポンプ区分１０の吐出口１
０２と第２ポンプ区分２０の吸込口２０１は連結管路１
０３ ， １０４ ， １０５により連結し、連結管路
１０３と１０４の間に冷却器１２を設け、連結管路１０
４から分岐し、第１ポンプ区分１０のハウジングへ逆流
冷却用気体を導く逆流管路１０６が設けられている。
第２ポンプ区分２０の吐出口２０２と第３ポンプ区分３
０の吸込口３０１は連結管路２０３ ， ２０４ ，２
０５により連結し、連結管路２０３ と２０４の間に冷
却器２２を設け、連結管路２０４から分岐し、第２ポン
プ区分２０のハウジングへ逆流冷却用気体を導く逆流管
路２０６が設けられている。
０の吸込口３０１は連結管路２０３ ， ２０４ ，２
０５により連結し、連結管路２０３ と２０４の間に冷
却器２２を設け、連結管路２０４から分岐し、第２ポン
プ区分２０のハウジングへ逆流冷却用気体を導く逆流管
路２０６が設けられている。
第３ポンプ区分３０の吐出口３０２と第４ポンプ区分４
０の吸込口４０１とは連結管路３０３ ， ３０４ ，
３０５により連結し、連結管路３０３と３０４の間に冷
却器３２を設け、連結管路３０４から分岐し、第３ポン
プ区分３０のハウジングへ逆流冷却用気体を導く逆流管
路３０６が設けられている。
０の吸込口４０１とは連結管路３０３ ， ３０４ ，
３０５により連結し、連結管路３０３と３０４の間に冷
却器３２を設け、連結管路３０４から分岐し、第３ポン
プ区分３０のハウジングへ逆流冷却用気体を導く逆流管
路３０６が設けられている。
第４ポンプ区分４０の吐出口４０２と吐出管路４０５は
連結管路４０３ ， ４０４により連結し、連結管路４
０３と４０４の間に冷却器４２を設け、連結管路４０４
から分岐し、第４ポンプ区分４Ｄのハウジングへ逆流冷
却用気体を導く逆流管路４０６が設けられている。
連結管路４０３ ， ４０４により連結し、連結管路４
０３と４０４の間に冷却器４２を設け、連結管路４０４
から分岐し、第４ポンプ区分４Ｄのハウジングへ逆流冷
却用気体を導く逆流管路４０６が設けられている。
第５図の真空ポンプにおいては、各ポンプ区分の吸込口
より流入し圧縮された気体は、吐出連結管路へ吐出され
、連結管路を通り冷却器に流入し冷却され、再び逆流冷
却用気体として、各ポンプ区分のケーシングヘ流入する
気体と、次段のポンプ区分の吸込口へ流入する気体とに
分かれる。
より流入し圧縮された気体は、吐出連結管路へ吐出され
、連結管路を通り冷却器に流入し冷却され、再び逆流冷
却用気体として、各ポンプ区分のケーシングヘ流入する
気体と、次段のポンプ区分の吸込口へ流入する気体とに
分かれる。
この動作が各ポンプ区分にふいて順次反復され、吸込気
体をポンプの吸込圧力から、大気圧まで圧縮する。この
動作を行うために、第５図の真空ポンプにふいては、各
ポンプ区分において発生した圧縮熱を外部へ放熱し、ポ
ンプの過熱を防止するために連結管路を流れる気体を冷
却するための複数の外部冷却器が設けられている。
体をポンプの吸込圧力から、大気圧まで圧縮する。この
動作を行うために、第５図の真空ポンプにふいては、各
ポンプ区分において発生した圧縮熱を外部へ放熱し、ポ
ンプの過熱を防止するために連結管路を流れる気体を冷
却するための複数の外部冷却器が設けられている。
この真空ポンプの主要な用途の１つに、集積回路の基板
に薄膜や回路を化学的に形成するために減圧ＣＶＤ，プ
ラズマＣＶＤ，等のＣＶＤ装置やプラズマエッチング、
リアクティブイオンエッチング等のエッチング装置など
の化学反応装置がある。減圧反応装置には、例えば反応
性ガスであるｓｉ Ｈ，と０２が供給され真空中におい
てＳｉ Ｈ．＋０２→Ｓｌ ｏ２＋ ２ ８２の反応を
生じさせる、排気用真空ポンプにはＳｉ Ｈ４と０２の
未反応ガス及びｓｌＯｔの反応物とＨ２が流入する。こ
の排気系内においてＳｉ Ｈ，と０２による爆発の危険
性があるため、窒素ガスなどの不活性ガスにより、充分
な希釈すなわち、実用的にはｓｉ Ｈ４の濃度は１０％
以下にする必要がある。この希釈をするために、不活性
ガスをポンプ吸込口より上流側で供給することは、ポン
プの吸込ガス量が増加し、大きな真空ポンプが必要とな
り有利ではない。また多段真空ポンプの第１ポンプ区分
の吐出口と第２ポンプ区分の吸込口を連結する連結管路
部１こ、希釈用不活性ガスを供給することは第２ポンプ
区分の吸込圧力すなわち第１ポンプ区分の吐出圧力を高
め、その結果第１ポンプ区分における吸込圧力と吐出圧
力との差を増加させ、このため過度な発熱を生ずる結果
となり、ポンプ内部における接触の危険が生じ、また１
ボンプ区分の吐出圧力が高まることにより、第１ポンプ
区分の内部漏れが増加し、このため吸込圧力が上昇し、
結果としてポンプの性能を低下させ脊利ではない。
に薄膜や回路を化学的に形成するために減圧ＣＶＤ，プ
ラズマＣＶＤ，等のＣＶＤ装置やプラズマエッチング、
リアクティブイオンエッチング等のエッチング装置など
の化学反応装置がある。減圧反応装置には、例えば反応
性ガスであるｓｉ Ｈ，と０２が供給され真空中におい
てＳｉ Ｈ．＋０２→Ｓｌ ｏ２＋ ２ ８２の反応を
生じさせる、排気用真空ポンプにはＳｉ Ｈ４と０２の
未反応ガス及びｓｌＯｔの反応物とＨ２が流入する。こ
の排気系内においてＳｉ Ｈ，と０２による爆発の危険
性があるため、窒素ガスなどの不活性ガスにより、充分
な希釈すなわち、実用的にはｓｉ Ｈ４の濃度は１０％
以下にする必要がある。この希釈をするために、不活性
ガスをポンプ吸込口より上流側で供給することは、ポン
プの吸込ガス量が増加し、大きな真空ポンプが必要とな
り有利ではない。また多段真空ポンプの第１ポンプ区分
の吐出口と第２ポンプ区分の吸込口を連結する連結管路
部１こ、希釈用不活性ガスを供給することは第２ポンプ
区分の吸込圧力すなわち第１ポンプ区分の吐出圧力を高
め、その結果第１ポンプ区分における吸込圧力と吐出圧
力との差を増加させ、このため過度な発熱を生ずる結果
となり、ポンプ内部における接触の危険が生じ、また１
ボンプ区分の吐出圧力が高まることにより、第１ポンプ
区分の内部漏れが増加し、このため吸込圧力が上昇し、
結果としてポンプの性能を低下させ脊利ではない。
上記の現象を従来形の第５図に示す多段ルーツ形真空ポ
ンプの性能を示す第６図を用いて以下に説明する。第６
図において縦軸は！準状態（７６０Ｔｏｒｒ ，２０℃
）で表されたポンプの吸込気体流量であり、横軸は圧力
を示す。線Ｌ＋，Ｌ２，Ｌ３およびＬ４はそれぞれ第１
ポンプ区分、第２ポンプ区分、第３ポンプ区分、および
第４ポンプ区分の吸込口における圧力と吸込気体流量と
の関係を示す。例えばポンプに８１の吸込量があれば、
それぞれのポンプ区分の吸込圧力は第１ポンプ区分でＰ
ｌ以下それぞれＰ２＋ Ｐ３．Ｐ４ となる。
ンプの性能を示す第６図を用いて以下に説明する。第６
図において縦軸は！準状態（７６０Ｔｏｒｒ ，２０℃
）で表されたポンプの吸込気体流量であり、横軸は圧力
を示す。線Ｌ＋，Ｌ２，Ｌ３およびＬ４はそれぞれ第１
ポンプ区分、第２ポンプ区分、第３ポンプ区分、および
第４ポンプ区分の吸込口における圧力と吸込気体流量と
の関係を示す。例えばポンプに８１の吸込量があれば、
それぞれのポンプ区分の吸込圧力は第１ポンプ区分でＰ
ｌ以下それぞれＰ２＋ Ｐ３．Ｐ４ となる。
ここで第１ポンプ区分の吐出口と第２ポンプ区分の吸込
口２０１を連結する連結管路１０４部に（Ｓ２一８１）
の量の希釈用不活性ガスを供給すると第３図における各
ポンプ区分の吸込圧力はそれぞれＰＩ＋Ｐｂ，ＰＣ，Ｐ
ｄとなる。そして第１ポンプ区分と第２ポンプ区分の吸
込口における圧力差はｒからｒ．に増大し、この圧力差
の増大にともない第１ポンプ区分の発熱が増加する結果
となっている。また第２ポンプ区分の吸込圧力すなわち
第１ポンプ区分の吐出圧力を高まるとにより、第１ポン
プ区分の内部漏れが増加し、このため第１ポンプ区分の
吸込圧力が上昇し、第１ポンプ区分の性能を示す線Ｌ１
はＬ／１に移行し、ポンプの性能？下を示す結果とな
る。
口２０１を連結する連結管路１０４部に（Ｓ２一８１）
の量の希釈用不活性ガスを供給すると第３図における各
ポンプ区分の吸込圧力はそれぞれＰＩ＋Ｐｂ，ＰＣ，Ｐ
ｄとなる。そして第１ポンプ区分と第２ポンプ区分の吸
込口における圧力差はｒからｒ．に増大し、この圧力差
の増大にともない第１ポンプ区分の発熱が増加する結果
となっている。また第２ポンプ区分の吸込圧力すなわち
第１ポンプ区分の吐出圧力を高まるとにより、第１ポン
プ区分の内部漏れが増加し、このため第１ポンプ区分の
吸込圧力が上昇し、第１ポンプ区分の性能を示す線Ｌ１
はＬ／１に移行し、ポンプの性能？下を示す結果とな
る。
上記の理由により希釈のために多量の不活性ガスの供給
は困難であり、また、ポンプ内のガス流速はガスが圧縮
され後段になるほど極端に低下するため、ポンプに流入
するか、またはポンプ内で発生した反応生成物のＳｉ
Ｏ■は冷却器等に堆積し、ガス流路を塞ぐこととなり、
ポンプを長期間安定して使用する上での障害となる。
は困難であり、また、ポンプ内のガス流速はガスが圧縮
され後段になるほど極端に低下するため、ポンプに流入
するか、またはポンプ内で発生した反応生成物のＳｉ
Ｏ■は冷却器等に堆積し、ガス流路を塞ぐこととなり、
ポンプを長期間安定して使用する上での障害となる。
また、例えば減圧反応装置の排気用真空ポンプでは、Ｓ
ｉ Ｈ４やＨ２等の比重の小さいガスを取り扱うことが
多いが、ルーツ形真空ポンプは取扱ガス比重の小さい場
合に容積効率が低下する性質を有しているから、より大
形の真空ポンプを使用しなければならないという問題点
がある。
ｉ Ｈ４やＨ２等の比重の小さいガスを取り扱うことが
多いが、ルーツ形真空ポンプは取扱ガス比重の小さい場
合に容積効率が低下する性質を有しているから、より大
形の真空ポンプを使用しなければならないという問題点
がある。
本発明の主な目的は、前述の従来のポンプ装置における
課題に鑑み、反応性ガスを吸引し、希釈を必要とする多
段ルーツ形真空ポンプにおいて、初段ポンプ区分より下
流において前段ポンプ区分の吐出口と後段ポンプ区分の
吸込口を連結する連結管路に圧縮機能を持つエゼクタを
設け、不活性ガスをエゼクタの駆動ガスとして使用する
ことにより、不活性ガスによる反応ガスの充分な希釈を
行い、反応ガスによる爆発の危険を除去し、各々のガス
の分圧比を低下させ、未反応ガスがポンプ内で反応する
ことにより生じる反応生成物の発生を抑制しポンプ内部
にふけるガスの流速を増加させ反応生成物のポンプ内で
の堆積を防止することにある。
課題に鑑み、反応性ガスを吸引し、希釈を必要とする多
段ルーツ形真空ポンプにおいて、初段ポンプ区分より下
流において前段ポンプ区分の吐出口と後段ポンプ区分の
吸込口を連結する連結管路に圧縮機能を持つエゼクタを
設け、不活性ガスをエゼクタの駆動ガスとして使用する
ことにより、不活性ガスによる反応ガスの充分な希釈を
行い、反応ガスによる爆発の危険を除去し、各々のガス
の分圧比を低下させ、未反応ガスがポンプ内で反応する
ことにより生じる反応生成物の発生を抑制しポンプ内部
にふけるガスの流速を増加させ反応生成物のポンプ内で
の堆積を防止することにある。
本発明の他の目的は、例えば減圧反応装置の排気用真空
ポンプにおいてＳｉ Ｈ，やＨ２等の比重の小さいガス
を取り扱うが、ルーツ形真空ポンプは取扱ガスの密度が
小さい場合に容積効率が低下する性質を有するため、よ
り大形の真空ポンプを使用しなければならぬという事情
にかんがみ、多量の窒素ガスなどの不活性ガスにより希
釈し混合することにより取扱ガス全体の密度を増大させ
、真空ポンプの容積効率を向上させることにある。
ポンプにおいてＳｉ Ｈ，やＨ２等の比重の小さいガス
を取り扱うが、ルーツ形真空ポンプは取扱ガスの密度が
小さい場合に容積効率が低下する性質を有するため、よ
り大形の真空ポンプを使用しなければならぬという事情
にかんがみ、多量の窒素ガスなどの不活性ガスにより希
釈し混合することにより取扱ガス全体の密度を増大させ
、真空ポンプの容積効率を向上させることにある。
〔課題を解決するための手段、及び作用〕本発明におい
ては、複数のポンプ区分に共通の２本の軸が設けられ、
これらの軸に支承されるロー夕が設けられている多段ル
ーツ形真空ポンプにおいて、初段ポンプ区分より下流に
おいて、上流側ポンプ区分の吐出口に接続するガス希釈
用のエゼクタが設けられ、該エゼクタと該エゼクタの下
流側ポンプ区分の吸込口とを接続する連結管路が設けら
れ、該連結管路から分岐し、該工ぜクタの接続する上流
側ポンプ区分のハウジングへ逆流冷却気体を導く逆流管
路が設けられ、それにより各ポンプ区分において逆流気
体による逆流冷却が行われるとともに排気対象の反応ガ
スの希釈が行われるようになっている、ことを特徴とす
る逆流冷却式多段ルーツ形真空ポンプが提供される。
ては、複数のポンプ区分に共通の２本の軸が設けられ、
これらの軸に支承されるロー夕が設けられている多段ル
ーツ形真空ポンプにおいて、初段ポンプ区分より下流に
おいて、上流側ポンプ区分の吐出口に接続するガス希釈
用のエゼクタが設けられ、該エゼクタと該エゼクタの下
流側ポンプ区分の吸込口とを接続する連結管路が設けら
れ、該連結管路から分岐し、該工ぜクタの接続する上流
側ポンプ区分のハウジングへ逆流冷却気体を導く逆流管
路が設けられ、それにより各ポンプ区分において逆流気
体による逆流冷却が行われるとともに排気対象の反応ガ
スの希釈が行われるようになっている、ことを特徴とす
る逆流冷却式多段ルーツ形真空ポンプが提供される。
本発明による真空ポンプにおいては、第１ポンプ区分の
吸込口から、ハウジング内部へ吸い込まれた気体は、ロ
ー夕の動作にもとづき吐出気体として吐出口へ移送され
る。該吐出気体は駆動ガスにより作動するエゼクタ内へ
吸い込まれ、駆動ガスと混合される。該駆動ガスは大気
圧力、またはそれ以上の圧力を持ったガスが真空中に放
出されるので断熱膨張が生じ、ガス温度が低下する。該
低温となった駆動ガスにより希釈された吐出気体は連結
管路を通り、該連結管路から分岐する逆流管路から再び
第１ポンプ区分の／％ウジング内分へ流入する逆流冷却
気体と、第２ポンプ区分に流入する吸込気体とに分かれ
る。第１ポンプ区分の／％ウジング内部へ流入した逆流
冷却用気体は、不活性ガスにより希釈されたガスであり
、第１ポンプ区分内で、該希釈されたガスにより逆流圧
縮が行われることとなる。
吸込口から、ハウジング内部へ吸い込まれた気体は、ロ
ー夕の動作にもとづき吐出気体として吐出口へ移送され
る。該吐出気体は駆動ガスにより作動するエゼクタ内へ
吸い込まれ、駆動ガスと混合される。該駆動ガスは大気
圧力、またはそれ以上の圧力を持ったガスが真空中に放
出されるので断熱膨張が生じ、ガス温度が低下する。該
低温となった駆動ガスにより希釈された吐出気体は連結
管路を通り、該連結管路から分岐する逆流管路から再び
第１ポンプ区分の／％ウジング内分へ流入する逆流冷却
気体と、第２ポンプ区分に流入する吸込気体とに分かれ
る。第１ポンプ区分の／％ウジング内部へ流入した逆流
冷却用気体は、不活性ガスにより希釈されたガスであり
、第１ポンプ区分内で、該希釈されたガスにより逆流圧
縮が行われることとなる。
また真空ポンプの吸込ガスが、駆動ガスの断熱膨張によ
り、冷却され過ぎると固化する場合は、エゼクタのディ
フニーザ部に温度制御器を設け、該駆動ガスの温度降下
を調整し、該調整されたガスによって、逆流圧縮作用を
生じさせることができる。
り、冷却され過ぎると固化する場合は、エゼクタのディ
フニーザ部に温度制御器を設け、該駆動ガスの温度降下
を調整し、該調整されたガスによって、逆流圧縮作用を
生じさせることができる。
本発明の一実施例としてのガス希釈をともなう逆流冷却
式多投ルーツ形真空ポンプが第１図に示される。第１図
の真空ポンプは、第１ポンプ区分１０、第２ポンプ区分
２０、第３区分３０、第４区分４０を有する４段ルーツ
形真空ポンプである。
式多投ルーツ形真空ポンプが第１図に示される。第１図
の真空ポンプは、第１ポンプ区分１０、第２ポンプ区分
２０、第３区分３０、第４区分４０を有する４段ルーツ
形真空ポンプである。
各ポンプ区分は、共通の２本の水平軸を有し、これらの
軸に支承されるロータと、ロー夕を内蔵するハウジング
により構成され、鎖線内は単一機器形態とされ、第１ポ
ンプ区分１０の吐出口１０２と第２ポンプ区分２０の吸
込口２０１は連結管路１３１，１０４ ， １０５によ
り連結し、連結管路１３１と１０４の間にエゼクタ１３
２を設け、エゼクタ１３２のデイフユーザ部１３４には
温度制御器１３５が設けられ、連結管路１０４から分岐
し、第１ポンプ区分１０のノ＼ウジングへ逆流冷却用気
体を導く逆流管路１６６が設けられている。
軸に支承されるロータと、ロー夕を内蔵するハウジング
により構成され、鎖線内は単一機器形態とされ、第１ポ
ンプ区分１０の吐出口１０２と第２ポンプ区分２０の吸
込口２０１は連結管路１３１，１０４ ， １０５によ
り連結し、連結管路１３１と１０４の間にエゼクタ１３
２を設け、エゼクタ１３２のデイフユーザ部１３４には
温度制御器１３５が設けられ、連結管路１０４から分岐
し、第１ポンプ区分１０のノ＼ウジングへ逆流冷却用気
体を導く逆流管路１６６が設けられている。
第２ポンプ区分２０の吐出口２０２と第３ポンプ区分３
０の吸込口３０１は連結管路２０３ ， ２０４ ，２
０５により連結し、連結管路２０３と２０４の間に冷却
器２２を設け、連結管路２０４，から分岐し、第２ポン
プ区分２０のノ１ウジングへ逆流冷却用気体を導く逆流
管路２０６が設けられている。
０の吸込口３０１は連結管路２０３ ， ２０４ ，２
０５により連結し、連結管路２０３と２０４の間に冷却
器２２を設け、連結管路２０４，から分岐し、第２ポン
プ区分２０のノ１ウジングへ逆流冷却用気体を導く逆流
管路２０６が設けられている。
第３ポンプ区分３０の吐出口３０２には連結管路３０３
， ３０４ ．３０５が設けられ、連結管３０３と３
０４の間に冷却器３２を設け、連結管路３０４から分岐
し、第３ポンプ区分３０のハウジングへ逆流冷却用気体
を導く逆流管路３０６が設けられている。
， ３０４ ．３０５が設けられ、連結管３０３と３
０４の間に冷却器３２を設け、連結管路３０４から分岐
し、第３ポンプ区分３０のハウジングへ逆流冷却用気体
を導く逆流管路３０６が設けられている。
第４ポンプ区分４０の吐出口４０２と吐出管路４０５は
連結管路４０３ ， ４０４により連結し、連結管路４
０３と４０４の間に冷却器４２を設け、連結管路４０４
から分岐し、第４ポンプ区分４０のハウジングへ逆流冷
却用気体を導く逆流管路４０６が設けられている。
連結管路４０３ ， ４０４により連結し、連結管路４
０３と４０４の間に冷却器４２を設け、連結管路４０４
から分岐し、第４ポンプ区分４０のハウジングへ逆流冷
却用気体を導く逆流管路４０６が設けられている。
第１図に示されている４段逆流冷却ルーツ式真空ポンプ
の作用は、以下の通りである。
の作用は、以下の通りである。
第１ポンプ区分１０の吸込口１０１から、ノ１ウジング
内部への吸い込まれた気体ＧＩＯは、ロータの動作にも
とづき吐出気体として吐出口１０２へ移送される。該吐
出気体は駆動ガスノズル１３３より導入された駆動ガス
Ｇ１３により作動するエゼクタ１３２内へ吸い込まれ、
駆動ガスＧ１３と混合される。該駆動ガスは大気圧力ま
たはそれ以上の圧力を持つたガスが、真空中に放出され
るので、エゼクタのディフューザ部１３４において断熱
膨張が生じ、ガス温度が低下する。該吐出気体が駆動ガ
スＧ１３の断熱膨張により冷却され過ぎると固化する場
合は、エゼクタ１３２のディフコーザ部１３４に設けら
れた温度制御器１３５により、駆動ガスの断熱膨張によ
る温度降下を調整する。駆動ガスＧ１３により希釈され
、調温された吐出気体は連結管路１０４，１０５を通り
、該連結管路から分岐する逆流管路１０６から再び第１
ポンプ区分１０のハウジング内部へ流入する逆流冷却気
体と、第２ポンプ区分に流入する吸込気体とに分かれる
。
内部への吸い込まれた気体ＧＩＯは、ロータの動作にも
とづき吐出気体として吐出口１０２へ移送される。該吐
出気体は駆動ガスノズル１３３より導入された駆動ガス
Ｇ１３により作動するエゼクタ１３２内へ吸い込まれ、
駆動ガスＧ１３と混合される。該駆動ガスは大気圧力ま
たはそれ以上の圧力を持つたガスが、真空中に放出され
るので、エゼクタのディフューザ部１３４において断熱
膨張が生じ、ガス温度が低下する。該吐出気体が駆動ガ
スＧ１３の断熱膨張により冷却され過ぎると固化する場
合は、エゼクタ１３２のディフコーザ部１３４に設けら
れた温度制御器１３５により、駆動ガスの断熱膨張によ
る温度降下を調整する。駆動ガスＧ１３により希釈され
、調温された吐出気体は連結管路１０４，１０５を通り
、該連結管路から分岐する逆流管路１０６から再び第１
ポンプ区分１０のハウジング内部へ流入する逆流冷却気
体と、第２ポンプ区分に流入する吸込気体とに分かれる
。
第１ポンプ区分１０のハウジング内部へ流入した逆流冷
却用気体は、不活性ガスにより希釈され、調温されたガ
スであり、第１ポンプ区分１０のハウジング内で、該希
釈されたガスにより逆流圧縮が行われることとなる。第
２ポンプ区分２０の吸込口２０１より流入し圧縮された
気体は、連結管路７０３へ吐出され、連結管路２０３を
通り冷却器２２に流入し冷却され、再び逆流冷却用気体
として、第２ポンプ区分２０のケーシングヘ流入する気
体と、第３のポンプ区分３０の吸込口３０１へ流入する
気体とに分かれる。
却用気体は、不活性ガスにより希釈され、調温されたガ
スであり、第１ポンプ区分１０のハウジング内で、該希
釈されたガスにより逆流圧縮が行われることとなる。第
２ポンプ区分２０の吸込口２０１より流入し圧縮された
気体は、連結管路７０３へ吐出され、連結管路２０３を
通り冷却器２２に流入し冷却され、再び逆流冷却用気体
として、第２ポンプ区分２０のケーシングヘ流入する気
体と、第３のポンプ区分３０の吸込口３０１へ流入する
気体とに分かれる。
第３ポンプ区分３０の吸込口３０１より流入し圧縮され
た気体は、連結管路３０３へ吐出され、連結管路３０３
を通り冷却器３２に流入し冷却され、再び逆流冷却用気
体として、第３ポンプ区分３０のケーシングヘ流入する
気体と、第４のポンプ区分４０の吸込口４０１へ流入す
る気体とに分かれる。
た気体は、連結管路３０３へ吐出され、連結管路３０３
を通り冷却器３２に流入し冷却され、再び逆流冷却用気
体として、第３ポンプ区分３０のケーシングヘ流入する
気体と、第４のポンプ区分４０の吸込口４０１へ流入す
る気体とに分かれる。
第４ポンプ区分４０の吸込口４０１より流入し圧縮され
た気体は、連結管路４０３へ吐出され、連結管路４０３
を通り冷却器４１２に流入し冷却され、再び逆流冷却用
気体として、第４ポンプ区分４０のケーシングヘ流入す
る気体と、吐出管４０５から大気へ吐出される気体Ｇ５
０とに分かれる。
た気体は、連結管路４０３へ吐出され、連結管路４０３
を通り冷却器４１２に流入し冷却され、再び逆流冷却用
気体として、第４ポンプ区分４０のケーシングヘ流入す
る気体と、吐出管４０５から大気へ吐出される気体Ｇ５
０とに分かれる。
第１図の真空ポンプの具体的構造が第３図に、第３図の
ＩＶ−１”ｉ／線断面における部分構造が第４図に示さ
れる。
ＩＶ−１”ｉ／線断面における部分構造が第４図に示さ
れる。
本発明による逆流冷却式多段ルーツ形真空ポンプにおけ
る圧縮及び希釈作用が第２図、を用いて説明される。第
２図は本発明による多段真空ポンプの性能例を示す。縦
軸は標準状態（７６０Ｔｏｒｒ ． ２０℃）で表され
たポンプの吸込気体流量であり、横軸は圧力を示す。線
Ｌｌ， Ｌ２， Ｌ３およびＬ４はそれぞれ第１ポ
ンプ区分、第２ポンプ区分、第３ポンプ区分、および第
４ポンプ区分の吸込口における圧力を示し、また線Ｌ６
は駆動ガスとして（Ｓ２−Ｓｔ）の一定ガス量を流し
た場合のエゼクタの入口圧力を示す。ポンプにＳ，の吸
込気体流１がある場合には、エゼクタは、圧力Ｐ６から
Ｐ，に圧縮作用をしている事を示す。ここで第１ポンプ
区分の吸込圧力と吐出圧力の差は、ｒ，であり第６図に
示したｒａ よりも遥かに小さな値となり駆動ガス（Ｓ
２ −Ｓｌ） によりＳｌを希釈しても、第１ポンプ区
分の発熱量は増大しないこになる。また駆動ガスはエゼ
クタに導入されると同時に断熱膨張により冷却され、該
低温ガスと反応性ガスの混合ガスは、第１ポンプ区分に
おいて発熱を押さえながら安全に逆流圧縮作用を生じさ
せることができる。すなわち第１ポンプ区分では希釈さ
れたガスにより圧縮されることは、第１ポンプ区分へ吸
込口より導入された反応性ガスは、該ポンプ区分に於い
て希釈作用をともなって圧縮される。この希釈作用はポ
ンプ内での未反応ガスの反応の抑制に役立つ。
る圧縮及び希釈作用が第２図、を用いて説明される。第
２図は本発明による多段真空ポンプの性能例を示す。縦
軸は標準状態（７６０Ｔｏｒｒ ． ２０℃）で表され
たポンプの吸込気体流量であり、横軸は圧力を示す。線
Ｌｌ， Ｌ２， Ｌ３およびＬ４はそれぞれ第１ポ
ンプ区分、第２ポンプ区分、第３ポンプ区分、および第
４ポンプ区分の吸込口における圧力を示し、また線Ｌ６
は駆動ガスとして（Ｓ２−Ｓｔ）の一定ガス量を流し
た場合のエゼクタの入口圧力を示す。ポンプにＳ，の吸
込気体流１がある場合には、エゼクタは、圧力Ｐ６から
Ｐ，に圧縮作用をしている事を示す。ここで第１ポンプ
区分の吸込圧力と吐出圧力の差は、ｒ，であり第６図に
示したｒａ よりも遥かに小さな値となり駆動ガス（Ｓ
２ −Ｓｌ） によりＳｌを希釈しても、第１ポンプ区
分の発熱量は増大しないこになる。また駆動ガスはエゼ
クタに導入されると同時に断熱膨張により冷却され、該
低温ガスと反応性ガスの混合ガスは、第１ポンプ区分に
おいて発熱を押さえながら安全に逆流圧縮作用を生じさ
せることができる。すなわち第１ポンプ区分では希釈さ
れたガスにより圧縮されることは、第１ポンプ区分へ吸
込口より導入された反応性ガスは、該ポンプ区分に於い
て希釈作用をともなって圧縮される。この希釈作用はポ
ンプ内での未反応ガスの反応の抑制に役立つ。
第１図の真空ポンプの説明としては、ポンプ区分４段の
場合に付いて記述したが４段に限らず、２段、３段また
は５段以上にすることもできる。
場合に付いて記述したが４段に限らず、２段、３段また
は５段以上にすることもできる。
また最上流部の第１ポンプ区分の吐出口にエゼクタを接
続した場合について記述したが、第１ポンプ区分の吐出
圧力が、ガスの反応が生じる圧力や温度等の各種様々な
運転条件に合わせ、第１ポンプ区分以外のポンプ区分の
吐出口にエゼクタを接続することも可能である。
続した場合について記述したが、第１ポンプ区分の吐出
圧力が、ガスの反応が生じる圧力や温度等の各種様々な
運転条件に合わせ、第１ポンプ区分以外のポンプ区分の
吐出口にエゼクタを接続することも可能である。
本発明によれば反応性ガスを吸引し、希釈を必要とする
多段ルーツ形真空ポンプにおいて、初段ポンプ区分より
下流において前段ポンプ区分の吐出口と次段ポンプ区分
の吸込口を連結する連結管路に圧縮機能を持つエゼクタ
を設け、不活性ガスをエゼクタの駆動ガスとして使用す
るこにより、不活性ガスによる反応ガスの充分な希釈を
行い、反応ガスによる爆発の危険を除去し、各々のガス
の分圧比を低下させることになるので、未反応ガスがポ
ンプ内で反応することにより生じる、反応生成物の発生
を抑制し供給された不活性ガスによりポンプ内部におけ
るガスの流速を増加させポンプ内で反応生成物の堆積を
防止することができる。
多段ルーツ形真空ポンプにおいて、初段ポンプ区分より
下流において前段ポンプ区分の吐出口と次段ポンプ区分
の吸込口を連結する連結管路に圧縮機能を持つエゼクタ
を設け、不活性ガスをエゼクタの駆動ガスとして使用す
るこにより、不活性ガスによる反応ガスの充分な希釈を
行い、反応ガスによる爆発の危険を除去し、各々のガス
の分圧比を低下させることになるので、未反応ガスがポ
ンプ内で反応することにより生じる、反応生成物の発生
を抑制し供給された不活性ガスによりポンプ内部におけ
るガスの流速を増加させポンプ内で反応生成物の堆積を
防止することができる。
また、本発明によれば、例えば減圧反応装置の排気用真
空ポンプはＳｉ Ｈ．やＨ２等の比重の小さいガスを取
り扱うことが多《、ルーツ形真空ポンプが取扱ガスの比
重が小さい場合に容積効率が低下する性質を有している
ためより大形の真空ポンプを使用しなければならない不
利を回避し、多量の窒素ガスなどの不活性ガスにより希
釈し混合することによって、取扱ガス全体の密度を増大
させ、真空ポンプの容積効率を向上させることができる
。
空ポンプはＳｉ Ｈ．やＨ２等の比重の小さいガスを取
り扱うことが多《、ルーツ形真空ポンプが取扱ガスの比
重が小さい場合に容積効率が低下する性質を有している
ためより大形の真空ポンプを使用しなければならない不
利を回避し、多量の窒素ガスなどの不活性ガスにより希
釈し混合することによって、取扱ガス全体の密度を増大
させ、真空ポンプの容積効率を向上させることができる
。
また、本発明によれば、エゼクタの使用による圧縮作用
のために前段ポンプ区分、後段ポンプ区分間の圧力差は
拡大することがなく、ポンプの異常発熱が防止され、ポ
ンプの安全な連続運転が確保される。
のために前段ポンプ区分、後段ポンプ区分間の圧力差は
拡大することがなく、ポンプの異常発熱が防止され、ポ
ンプの安全な連続運転が確保される。
第１図は本発明の一実施例としてのガス希釈をともなう
逆流冷却式多段ルーツ形真空ポンプの構成の概要を示す
図、第２図は第１図の真空ポンプの特性を説明する図、
第３図は第１図の真空ポンプの構造を示す図、第４図は
第３図のＩＶ−ｒＶ線断面における真空ポンプの部分構
造を示す図、第５図は従来形の逆流冷却多段ルーツ形真
空ポンプを示す図、第６図は第５図の真空ポンプの特性
を説明する図である。 （符号の説明） １・・・ポンプ本体部分、 １０・・・第１ポンプ区分
、１０１・・・吸込口、 １０２・・・吐出口、
１０３ ， １０４ ， １０５・・・連結管路、１０
６・・・逆流管路、 １２・・・冷却器、１３１
・・・連結管路、 １３２・・・エゼクタ、１３４
・・・ディフューザ部、 １３３・・・駆動ガスノズル、 １３５・・・温度調節器、 ２０・・・第２ポンプ区
分、２０１・・・吸込口、 ２０２・・・吐出口
、２０３ ， ２０４ ， ２０５・・・連結管路、２
０６・・・逆流管路、 ２２・・・冷却器、３０
・・・第４ポンプ区分、 ３０１・・・吸込口、 ３０２・・・吐出口、３
０３ ， ３０４ ． ３０５・・・連結管路、３０６
・・・逆流管路、 ３２・・・冷却器、４０・・・
第３ポンプ区分、 ４０１・・・吸込口、 ４０２・・・吐出口、４
０３ ， ４０４・・・連結管路、 ４０５・・・吐出管路、 ４０６・・・逆流管路、
４２・・・冷却器、 ＧＩＯ・・・吸込ガス、Ｇ
１３・・・エゼクタ駆動ガス、 Ｇ５０・・・吐出ガス。 本発明１こよる真空ポンプの特性を説明する図第 ロ 真空ポンプの部分構造
逆流冷却式多段ルーツ形真空ポンプの構成の概要を示す
図、第２図は第１図の真空ポンプの特性を説明する図、
第３図は第１図の真空ポンプの構造を示す図、第４図は
第３図のＩＶ−ｒＶ線断面における真空ポンプの部分構
造を示す図、第５図は従来形の逆流冷却多段ルーツ形真
空ポンプを示す図、第６図は第５図の真空ポンプの特性
を説明する図である。 （符号の説明） １・・・ポンプ本体部分、 １０・・・第１ポンプ区分
、１０１・・・吸込口、 １０２・・・吐出口、
１０３ ， １０４ ， １０５・・・連結管路、１０
６・・・逆流管路、 １２・・・冷却器、１３１
・・・連結管路、 １３２・・・エゼクタ、１３４
・・・ディフューザ部、 １３３・・・駆動ガスノズル、 １３５・・・温度調節器、 ２０・・・第２ポンプ区
分、２０１・・・吸込口、 ２０２・・・吐出口
、２０３ ， ２０４ ， ２０５・・・連結管路、２
０６・・・逆流管路、 ２２・・・冷却器、３０
・・・第４ポンプ区分、 ３０１・・・吸込口、 ３０２・・・吐出口、３
０３ ， ３０４ ． ３０５・・・連結管路、３０６
・・・逆流管路、 ３２・・・冷却器、４０・・・
第３ポンプ区分、 ４０１・・・吸込口、 ４０２・・・吐出口、４
０３ ， ４０４・・・連結管路、 ４０５・・・吐出管路、 ４０６・・・逆流管路、
４２・・・冷却器、 ＧＩＯ・・・吸込ガス、Ｇ
１３・・・エゼクタ駆動ガス、 Ｇ５０・・・吐出ガス。 本発明１こよる真空ポンプの特性を説明する図第 ロ 真空ポンプの部分構造
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、複数のポンプ区分に共通の２本の軸が設けられ、こ
れらの軸に支承されるロータが設けられている多段ルー
ツ形真空ポンプにおいて、初段ポンプ区分より下流にお
いて、上流側ポンプ区分の吐出口に接続するガス希釈用
のエゼクタが設けられ、該エゼクタと該エゼクタの下流
側ポンプ区分の吸込口とを接続する連結管路が設けられ
、該連結管路から分岐し、該エゼクタの接続する上流側
ポンプ区分のハウジングへ逆流冷却気体を導く逆流管路
が設けられ、それにより各ポンプ区分において逆流気体
による逆流冷却が行われるとともに排気対象の反応ガス
の希釈が行われるようになっている、 ことを特徴とする逆流冷却式多段ルーツ形真空ポンプ。 ２、該エゼクタのディフューザ部に温度制御器を設けた
請求項１記載の真空ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11501589A JP2733489B2 (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | ガス希釈をともなう逆流冷却式多段ロータリー形真空ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11501589A JP2733489B2 (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | ガス希釈をともなう逆流冷却式多段ロータリー形真空ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02294589A true JPH02294589A (ja) | 1990-12-05 |
| JP2733489B2 JP2733489B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=14652149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11501589A Expired - Fee Related JP2733489B2 (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | ガス希釈をともなう逆流冷却式多段ロータリー形真空ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2733489B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2670839A1 (fr) * | 1990-12-21 | 1992-06-26 | Cit Alcatel | Machine, telle que pompe a vide ou compresseur du type volumetrique ou a entrainement. |
| US5779451A (en) * | 1995-06-05 | 1998-07-14 | Hatton; Gregory John | Power efficient multi-stage twin screw pump |
| JP2007100562A (ja) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Shinko Seiki Co Ltd | 真空装置 |
| JP2008088912A (ja) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Tohoku Univ | メカニカルポンプおよびその製造方法 |
| JP2009510321A (ja) * | 2005-09-28 | 2009-03-12 | エドワーズ リミテッド | ガスをポンピングする方法 |
| JP2009270580A (ja) * | 2002-10-14 | 2009-11-19 | Edwards Ltd | 真空ポンプ |
| DE102012220442A1 (de) * | 2012-11-09 | 2014-05-15 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh | Vakuumpumpensystem zur Evakuierung einer Kammer sowie Verfahren zur Steuerung eines Vakuumpumpensystems |
| JP2015518416A (ja) * | 2012-03-28 | 2015-07-02 | オーロテック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＡＵＲＯＴＥＣ ＧｍｂＨ | 圧力調整されたマルチリアクタシステム |
-
1989
- 1989-05-10 JP JP11501589A patent/JP2733489B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR2670839A1 (fr) * | 1990-12-21 | 1992-06-26 | Cit Alcatel | Machine, telle que pompe a vide ou compresseur du type volumetrique ou a entrainement. |
| US5234323A (en) * | 1990-12-21 | 1993-08-10 | Alcatel Cit | Fluid positive displacement machine with gas injection in the discharge region |
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| JP2015518416A (ja) * | 2012-03-28 | 2015-07-02 | オーロテック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＡＵＲＯＴＥＣ ＧｍｂＨ | 圧力調整されたマルチリアクタシステム |
| JP2018108588A (ja) * | 2012-03-28 | 2018-07-12 | オーロテック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＡＵＲＯＴＥＣ ＧｍｂＨ | 圧力調整されたマルチリアクタシステム |
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