JPH0242186A - ブースターポンプのための制御バイパス - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、空気あるいはその他の気体ポンプの運転およ
び制御、特にブースター（ブロワ−）タイプのポンプの
運転、及び制御に関するものである。

（従来技術） 空気の圧力を大きく減少させるために閉じられたチャン
バーの中を排気する必要がある産業上の処理やシステム
が多く応用されている。このような産業処理の一つは、
スパッタリングによるあるいはプラズマ等“の使用によ
る薄膜の基板上へのコーティングであり、当該コーティ
ングは非常に低い気圧の下で行なわなければならない、
このような蒸着が行なわれるチャンバーの一部は、作業
が行なわれているチャンバーから基板が搬入されあるい
は搬出できるように大気圧に開放されることが必要であ
る。上記チャンバーあるいはその一部が大気圧に開放さ
れるごとに、再び排気しなければならない。基板がコー
ティングされる速度を増加させるため、この排気はでき
るだけ迅速に行なうことが望ましい。

上記処理や他の産業処理や産業機械におけるチャンバー
の排気作業に有益な技術は、ブースターポンプ（ブロワ
−）と機械式ポンプのタンダム連結型を使用することで
ある。機械式ポンプは、ブースターポンプを通じてチャ
ンバーを排気する。ブースターポンプの目的は、機械式
ポンプを補助してチャンバーをできるだけ早く排気し。

機械式ポンプだけで可能な気圧よりもっと低い気圧にま
で排気することである。しかし、このようなブースター
ポンプの構造は、ポンプの損傷を回避するための作動パ
ラメーターの範囲内で当該ポンプを作動させることを要
する６通常のタイプのポンプは、ルート・ロータリー・
ローブ・ブロアーｆＲｏｏｔｓ　ｒｏｔａｒｙ　１ｏｂ
ｅ　ｂｌｏｗｅｒｌである。このタイプのポンプは、普
通はポンプのメーカーによって設定されるある基準値を
越えるような圧力差で作動させるべきではない、もし推
薦されている制限値を越えた圧力差でかなりな時間この
ようにポンプが作動された場合、シール及び、あるいは
ベアリングの損失という形で、あるいはポンプのハウジ
ングとぶつかることによるもろい回転羽根に対する損傷
により、被害が生ずる。それゆえ、ブースターポンプの
コストの高い修理と、当該ポンプが使用されている産業
機器の作動時間の低下を避けるために、当該ブースター
ポンプは、前述した制限値内の範囲で作動される。しか
しこのようにすると、チャンバーを排気する速度も制限
されることになる。

ブースターポンプの前後の圧力差を制御するために使用
される方法は、入口から出口に向かいバルブで制御でき
るバイパスを設置することである。当該バイパスバルブ
は、ブースターポンプが通常の方法で作動しているとき
には普通間じているが、バイパスなしでは前述した圧力
差の制限値を越えてしまうような状況の下で作動させて
いるときは、上記ポンプの前後の圧力差を減少させるた
めに完全に開いている。このような状態は、大気圧でチ
ャンバーの排気を行なうときに生ずる。

上記バイパス技術の特別な実施（Ａｉｒｃｏ　５ｏｌａ
ｒ）は、このような排気をバイパスバルブを開くことか
ら開始し、バイパス経路での絶対気圧が、経験上のある
制限値に低下するまで、上記バルブを開いたままにする
方法であり、当該バルブを閉じることによるブースター
ポンプの前後の圧力差の急激な増大は、前述した制限値
を越えないことが知られている。バイパスバルブが一旦
閉じられると、チャンバーが所定の圧力レベルまで排気
　されるまでは閉じられたままである。

他の特別の技術（Ｐｆｅｉｆｆｅｒｌは、機械式ポンプ
が大気圧よりいくらか低いところまでチャンバー内の圧
力を引き下げるまで、ブースターポンプの始動を遅らせ
る方法である。その後ブースターポンプは、所定の圧力
まで上記チャンバー内の圧力を減少させる間、機械式ポ
ンプとともに作動させられる。またブースターポンプは
、通常はバイパスを閉じているリリーフバルブをもった
バイパスを有している。このリリーフバルブは、ブース
ターポンプの圧力差が前述の制限値を越えたときに開か
れる。当該リリーフバルブは、ブースターポンプの運転
によりブースターポンプの圧力差が前述した制限値を大
きく越えた場合の安全装置である。

もう一つのバイパス技術の実施例 （Ｌｅｙｂｏｌｄ−Ｈｅｒａｅｕｓ　ｌは、ブースター
ポンプの回りに、バイパス経路と通常は当該経路を閉じ
ているチエツクバルブを有している。この直前で述べた
技術におけるように、リリーフバルブは、ブースターポ
ンプの圧力差がある値を越えたときに強制的に開かれる
。この圧力差は、チャンバーの排気が始まり、ブースタ
ーポンプが完全に作動できる値である。このことから、
チャンバーから空気や他の気体の排気が始まると同時に
、リリーフバルブが開（。しかし、当該バルブが反応で
きる前にブースターポンプは望ましくない鋭く短くまた
高い圧力差のスパイクを受ける。その後、バイパス経路
の絶対気圧が予め決められた値に減少し、残りのチャン
バー排気処理の間、バイパス経路を除去するために閉じ
られるまでは、バイパスバルブは開かれたままである。

他の方法（Ｅｄｗａｒｄｓｌ　は、このようなバイパス
バルブを使用してもしなくてもよく、ブースターポンプ
を流体継手を通じて駆動する方法である。ブースターポ
ンプの圧力差が増大したときには、上記駆動モーターに
かかる負荷は増大する。上記流体継手は、滑りが生じて
、ブースターポンプがゆっくりとスピードを落とし、そ
れに従って圧力差が減少することを許容する。この自己
修正の形はブースターポンプを機械的に直接駆動する交
流式非同期電動機が定格以下のときにも生ずる。

（発明の目的） 本発明の主要な目的は、チャンバーが空気あるいはその
他の気体を排気する速度を最大にする一方で、ポンプの
損耗を許容値内に維持するように、ブースターポンプの
圧力差を制御するための改善された方法を提供すること
である。

（発明の構成） この目的と追加的な目的は、本発明のいろいろな側面に
よって達成することができるが、簡単に言うと、閉じら
れたチャンバーがタンデム連結のブースターポンプ（ブ
ロアー）と機械式ポンプによって排気され、比例バルブ
を（１１λたバイパス経路がブースターポンプを迂回し
て設けられる。当該比例バルブは、前述したブースター
ポンプに対する圧力差の最大値と同じかそれよりもやや
小さい値である所定の最適値でポンプ前後の圧力差を維
持するため、上記チャンバーが排気されるに従って作動
する。本発明のある一面によれば、バイパスバルブは、
チャンバーの排気が連結ポンプの両方を駆動することに
よって行なわれているときには、最初は開いている。チ
ャンバーの排気が始まった後すぐにバイパスバルブが閉
じ始める。

当該閉鎖は、自動制御ループの一部として、ブースター
ポンプの圧力差が所定のほぼ一定の値に維持される速度
で、バイパスバルブが完全に閉じるまで続けられる。そ
の後、上記圧力が所定のレベルに達するまで、上記ポン
プはチャンバーを排気し続ける。ブースターポンプは、
排気の間中、定の速度で電動機により駆動される。

最初大気圧の状態にあるチャンバーを排気する際、当初
の間ブースターポンプを迂回してバイパスされる気体の
量を比例制御するために、ブースターポンプの圧力差を
計測することによって、ブースターポンプは、従来技術
のところで述べた技術より、排気サイクルのもっと長い
時間に渡って、前述した制限圧力差で作動する。このこ
とば結果的に排気サイクルが非常に短いことを意味する
。ブースターポンプは、そのサイクルの殆どの間実行可
能な最大値で運転される。またこのサイクルは、ブロア
ーを前述した最大圧力差の負荷の下で大きく減速させず
に短くすることができる。

この減速は、上記負荷を支えるに十分な大きさの電動機
を、直接的な機械結合を通じてブースターポンプを駆動
することにより避けることができる。

さらに追加の目的や、本発明の有利さは、以下に記載す
る好ましい実施例と、それに関連する補足図面から明ら
かとなるであろう。

（実施例） 本発明の改良されたポンプシステムと方法が、２つの典
型的な実施例について図面とともに以下に記載されてい
る。第１図を参考に第１実施例を述べる。閉じることが
できるロードロックチャンバー１１は、チャンバー１１
を大気圧に開放するためのロードロックバルブ１３を有
している。もう一つのロードロックバルブ１５は、チャ
ンバー１１を処理チャンバー１７に開放するために配置
されている。処理チャンバー１７は、適当なポンプシス
テム（図示せず）によって排気され続ける。チャンバー
１７において行なわれる処理は。

適正に行なうために非常に低い気圧が要求される。処理
を行なうためにチャンバー１７に搬入され、搬出される
物質１９は、チャンバー１７を大気圧にさらさずにロー
ドロ・ンクチャンパー１１を通過する。これは、ロード
ロックバルブ１３が外側に開放されている間、ロードロ
ックバルブ１５を閉じた状態にしておき、物質１９がロ
ードロックチャンバー１１に搬入あるいは搬出できるよ
うにすることによって達成することができる。

物質１９が処理チャンバー１７へ搬入される時は、まず
ロードロックバルブ１３及びロードロックバルブ１５を
閉じた状態で、物質１９をロードロックチャンバー１１
に配置する。その後チャンバー１１は、ロードロ・ンク
バルブ１３が開いたときの大気圧の状態から処理チャン
バー１７内とほぼ同じ低い気圧になるまで排気される。

これは、ここで説明されるポンプシステムや方法によっ
て達成することができる。ロードロツタチャンバー１１
が一度そのように排気されてしまえば、ロードロックバ
ルブ１５が開けられ、物質１９は処理を行なうためにチ
ャンバー１１からチャンバー１７へ移動される。処理は
ロードロックバルブ１５が再び閉じられてから開始され
る６物質１９の処理が完了すると、物質１９はバルブ１
５を開いて排気されたチャンバー１１に戻される。その
後バルブ１５が閉じられ、チャンバー１１から処理が終
った物質１９を抜き出すためにバルブ１３が開かれる。

チャンバー１１は、そのときは大気圧にさらされており
、ロードロックバルブ１５を再び開ける前にバルブ１３
を閉じてチャンバー１１が排気されなければならない、
物質の出入のための単一のロードロックチャンバー１１
の代りに、第２０−ドロツクチヤンバーがしばしば処理
チャンバー１７の反対側に設置され、当該物質は片側か
らチャンバー１７に搬入され、他の側からチャンバー１
７の外側に搬出される。

このような装置を使う産業上の処理の例は、ガラス被膜
装置である。このような応用においては、物質１９は風
防のような自動車用成形ガラスシート、あるいは建築用
ガラスである。チャンバー１７で行なわれる処理は、ガ
ラス基板を−あるいは複数の薄膜で被膜して、各種の機
能や装飾的な効果を与えることである。当該薄膜はスパ
ッタリングあるいはプラズマ蒸着法によって形成される
のが普通である。

このような機械装置のためにロードロックチャンバー１
１は、大きな体積を有しており、上記処理のために大気
圧から０．１トル乃至０．００１トル近くの低い気圧に
迅速に排気される必要がある。その装置はこのような大
きな圧力変化をつくりだすようなサイズであるため、ブ
ースクーポンブ２１の圧力差は何等らの制御なしではサ
イクルの開始時に許容値を大きく越えてしまうであろう
。この排気が早く達成されればされるほど、物質の処理
を行う速度は早くなる。通常、基本的な排気装置は、タ
ンデム連結ポンプ、すなわちブースターポンプ２１と機
械式ポンプ２３を有している。ブースターポンプ２１の
吸気口２５は、ラツフィングバルブ２９を通じてロード
ロックチャンバー１１へバイブ２７によって接続される
。バルブ２９の目的は、ロードロックチャンバー１１の
排気が終了した後にそこを密封することにある。

ブースターポンプ２１の排気口３１は１機械式ポンプ２
３の吸気口３５にバイブ３３によって接続されている。

機械式ポンプは、大気へ排気する排気口３７を有してい
る。ブースターポンプ２１は、電動機３９によって駆動
される。機械式ポンプ２３は、電動機４１によって駆動
される。

機械式ポンプ２３は、通常はピストン式あるいはロータ
リー式である。ブースターポンプ２１は、通常はルーツ
ブロアーとして知られているロータリーローブブロアー
式である。このブロアー式ポンプの構造上、吸気口２５
と排気口３１の間で生じる圧力差は、早期の破損を避け
るために概略的にメーカーによって設定されている設定
値位置以下に維持されなければならない。第１図に示す
ような典型的なタンデムポンプシステムにおいては、ブ
ースターポンプ２１の圧力差は、ロードロックチャンバ
ー１１を最初の大気圧から排気していく最初の段階にお
いてこの値を大きく上回るであろう。それゆえ前述した
ようにブースターポンプの吸気口２５と排気口３１の間
にバイパスバイブ４３を設置するのが普通である。この
ようなバイパス経路４３は、当該バイパス経路を開いた
り閉じたりするためにバルブ４５を使用する。バイパス
経路が開いたときは、ブースターポンプ２１の吸気口と
排気口の圧力を等しくしようとするが、もちろんこれは
ポンプの効率を減少させることになる。バイパス経路４
５が閉じられた時は、ブースターポンプ２１は全能力で
運転される。前に述べたように、従来システムのバイパ
スバルブ４５は、完全に開くか、完全に閉じるしかでき
ない。

しかしながら本発明におけるシステムのバイパスバルブ
４５としては、比例動作バルブが選択される。このよう
なバルブは、部分的に閉じたり開いたりすることができ
る。第１図のポンプシステムは制御回路４７を有してい
て、バルブを完全に開くべきか完全に閉じるべきかある
いは中間的に開いた位置で保つべきかをバルブ４５に伝
えるために回路４９を通して電気信号を送る。回路５１
は、バルブ４５の位置を制御回路４７に知らせる。

本発明によれば、ブースターポンプ２１で生ずる圧力差
が計測され、本実施例では、ロードロックチャンバー１
１を排気する間、上記圧力差に比例する電気信号を制御
回路４７によって利用し、バイパスバルブ４５の開き状
態を最適にコントロールする。圧力感知変換器５３は、
ブースターポンプ２１の吸気口２５にあるバイブ２７の
中に設置されている。圧力に比例した電気信号は、回路
５５によって制御回路４７に伝送される。同様にもう一
つの圧力感知変換器５７は、ブースターポンプ２１の排
気口３１にあるバイブ３３の中に設置されている。圧力
に比例した上記電気信号は、回路５９を通って制御回路
４７へ伝送される。

制御回路４７は、第２図に示すように、バイパスバルブ
４５を制御するために機能する。アナログ型の差分増幅
器６１は、ブースターポンプの圧力変換器５３および５
７からの信号を入力として受は取る。回路６３における
出力は、ブースターポンプ２１の吸気口と排気口の間の
圧力差を表わす電気信号である。その後当該信号は、固
定電圧６７を備えた比較増幅器６５によって比較される
。当該電圧６７は、ブースターポンプ２１が許容最大圧
力差で運転されているときに生ずる回路５５と５９の間
の電圧差に等しい。それゆえ回路４９における比較器６
５の出力は、許容最大圧力差でブースターポンプを運転
するような位置にバルブ４５を駆動させるエラー信号で
ある。バルブ４５における開口量を変化させる効果は、
バイパス４３の有効サイズを制御することによってブー
スターポンプ２■で生ずる圧力差の修正を行なわせるこ
とである。これは、第２図の点線で６９において示すよ
うに、その圧力差を変化させるフィードバック回路を持
つ自動制御システムである。

もちろん、第２図に示すアナログ制御回路によって行な
われるべき機能は、かわりにマイクロプロセッサ−の制
御の下でデジタル的に達成することもできる。

制御回路４７は、ラツフイングバルブ２９も操作する。

回路７１の信号は、バルブ２９に開閉信号を送り、回路
７３の信号は、バルブ４９の実際の位置を制御回路４７
に確認するため追加的に設置される。また圧力変換器７
５は、ロードロックチャンバー１１の内部に設置されて
いる。回路７７の信号は、制御回路４７にチャンバー１
１内の圧力レベルを知らせる。

第３図（Ａｌから第３図（Ｅｌは、ロードロックチャン
バー１１を大気圧から処理を行うための圧力まで排気す
るための第１図のシステムの運転に関するものである。

この例においては初期時間ｔ１では、第３図ｆｃ）に示
すように、チャンバー１１内の圧力は大気圧である。ま
た、第３図［Ａｌに示すように、ブースターポンプ２１
および機械式ポンプ２３は運転状態であり、ラツフイン
グバルブ２９は閉じた状態である。また、第３図ＩＢ）
で示すように、バイパスバルブ４５は開いた状態である
。

これらの所望の初期状態が存在していることが確認され
た後の時期ｔ２において、第３図ｆＡｌ　で示すように
、ラッフィングバルブ２９が開かれる。このラッフィン
グバルブ２９は、排気の間中完全に開いている。しかし
バイパスバルブ４５は、ブースターポンプ２１の圧力差
を、第３図（Ｄ）に示すように、最大許容レベルかある
いはその近傍に維持するため、第３図ｆＢ）に示すよう
に次第に閉じられる。ラッフィングバルブ２９が最初に
開かれるときの一時的な状態のため、バイパスバルブ４
５の作動は、１．２秒遅れ、その後に制御回路４７はブ
ースターポンプの圧力差を最大レベルで維持するため上
記バルブ４５を閉じるように操作する。このような遅れ
は、使用される装置や機器によって本来的に生じるもの
であるが、この場合にさらに遅れることはない。このよ
うな制御は、与えられたポンプと配管の寸法で最も短時
間にチャンバー１１を排気するという成果をもたらす。

ブースターポンプがバイパス経路を使用する限りは、バ
イパスバルブやその運転の性質から、結果としてそのポ
ンプの圧力差が時間ｔ２からｔ５の区間における短時間
でのみ最大許容値となる。このようなシステムは、ブー
スターポンプを上記限界時９間においてのみ最大能力で
作動させるので、チャンバー１１を排気するのにかなり
長い時間がかかる。

時間Ｌ４では、バイパスバルブは完全に閉じて、バイパ
ス４３がブースターポンプ２１の吸気口と排気口の間の
圧力を均等にすることに寄与しなくなる。その時刻まで
にはチャンバー１１における圧力は、上記バイパスが必
要でなくなるに十分な値にまで減少している。しかしな
がらチャンバー１１の排気は、時刻ｔ６まで続けられる
。第３図ｆｃｌ　で示すように、その時刻においてチャ
ンバー１１の圧力は所望の運転圧力まで低下している。

それゆえ第３図（Ａｌ　に示すように、ラッフィングバ
ルブ２９は時刻ｔ６であるいはすぐ後で閉じている。そ
の後ロードロックチャンバーＬ１は大気圧から遮断され
、チャンバー１１と１７の間で物質を通過させるために
ロードロックバルブ１５を開くことができる。ラッフィ
ングバルブ２９を閉じることによってチャンバー１１を
遮断するかわりに、ある特別な応用のために、チャンバ
ー１１に直接連結されている拡散ポンプを通してポンプ
２１と２３を運転し続けることができる。

チャンバー１１を排気する間中、ポンプ２１８よび２３
は、各々、電動機３９および４１によってほぼ均一の速
度で駆動される。このことは、第３図［Ｅｌでブースタ
ーポンプ２１に対して示されている。ポンプと駆動装置
の間には、液体やその他の滑り機構は設置されていない
。さらに上記電動機は、変化する負荷状態の下でほぼ均
一の速度で上記ポンプを駆動し、それによってチャンバ
ー１１の排気速度を増大させるに十分な大きさである。

バイパスバルブ４５の好ましいタイプは、制御信号に対
して空気圧の作用により作動するポベットバルブである
。使用できる別のタイプのバルブは、サーボモーターで
制御するバタフライ、ゲートその他の比例調整可能なバ
ルブである。圧力変換器５３および５７の各々は、入手
可能な絶対圧力センサーから選択してもよい。代りに、
ブースターポンプ２１の圧力差に比例する信号を発生さ
せるために差動容量モノメーターを使用することができ
る。

上述した電気制御の実施例の代替として、本発明の多様
な側面は、電気的な実施例のかわりに空気制御システム
を使用する第２の実施例として実行することができる。

このようなシステムの例を第４Ａ図、第４Ｂ図及び第５
図に示す。第１図から第３図に示した電気制御システム
に比べたときの上記図面に示した空気制御の実施例の主
要な利点は、その空気制御システムが実施するのに簡単
であり、安価であることである。

第４Ａ図は、第１図のシステムの一部を同じ要素を特定
するのに同じ参照番号を用いて示したものである。第１
図の各要素と機能がほぼ等価であるけれども、特定の構
造あるいは運転において異なるような第４Ａ図の各要素
に対して、同じ参照番号に「゛」を付けて用いる。第４
Ａ図のブースターポンプ２１の近傍にあるバイパス経路
４３゛は、比例調整可能なポペットバルブ４５゜を有す
る。当該ポペットバルブ４５゛は、第１図のシステムに
おけるバイパスバルブ４５として、電気的な圧力差の信
号に対応して閉じたり開いたりする位置の間で駆動され
る空気システムとともに使用することもできる。しかし
、第４Ａ図の実施例において、ブースターポンプ２１の
圧力差は、ブースターポンプの吸気口２５と排気口３１
の間と制御バルブ８５の各々に接続された空気管８１と
８３によって空気圧力として計測される。空気圧力源装
置８７は、空気管８９を介して通常の大気圧を大きく越
えた空気圧力を供給する。この空気圧力源装置は、ソレ
ノイド制御バルブ９１によって、空気管９３あるいは９
５を通ってバイパスバルブ４５°に接続される。第４Ａ
図に示す位置において、バルブ９１は空気管８９を空気
管９３に接続させる。バルブ９１は第４Ｂ図に示す第２
の位置をとり、空気供給管８９を空気管９５に接続する
。また、バルブ９１と制御バルブ８５の間に延びる空気
管９７は、当該バルブ９１によって選択的に接続され、
空気管９９はその自由端で大気圧に開放されている。

第４Ａ図に示すバイパスバルブ４５゛は、ピストンチャ
ンバーの内壁に密着し、当該内壁に沿ってスライドし、
さらにピストンチャンバーを二つの部分１０３および１
０５に分割する駆動ピストン１０１を有する。シャフト
１０７は、ピストンチャンバーの壁を通り、当該壁を密
封する。バルブ要素１０９は、ピストン１０１の反対側
のロッド１０７の端部に設置されている。それは、上記
ピストン内を移動してバルブシート１１１と接触したと
きに、バイパス経路４３゛を閉じるように設計されてい
る。バルブの構造は、このような閉じた状態（図示せず
）から、第４Ａ図の点線で示すように完全に開いた状態
へ移動できる。

運転中においては、ソレノイド制御バルブ９１は、最初
は第４Ｂ図に示すように位置している。この位置におい
て、空気管８９における空気４圧力源装置は空気管９５
を通ってピストンチャンバーの１０３に接続されている
。ピストンチャンバーの他の部分１０５は、同時に空気
管９９を通して大気へ通気される。このため、上記バル
ブは、第４Ａ図に点線で示すように完全に開いた位置に
移動す、る。第４Ｂ図におけるバルブ９１の位置は、安
定位置、すなわち、電気エネルギーを制御ソレノイド（
図示せず）に加えない状態のばね載荷位置であることが
好ましい、このようなエネルギーが加わるとバルブが第
４Ａ図に示す位置に移動する。

第４Ａ図のシステムは、第３図に示したものと実質的に
同じ特性８曲線で作動する。この場合、バルブ９１は第
４Ｂ図に示した最初の位置から、当該バルブを駆動する
ソレノイドに電気的力を与えることによって時刻ｔ３に
おいて第４Ａ図に示す位置に移動する。バルブ９１は時
刻ｔ３から以降第４Ａ図に示す位置に保持される。

その位置において、空気圧力装置８７からの空気圧力は
、ピストンチャンバーの１０５へ向けられ、ピストン１
０１をバイパスバルブ４５゛を閉しる方向へ押し動かそ
うとする。しかしこれは、ピストンチャンバーの部分１
０３が空気管９５および９７を通り、さらにバルブ９１
を通って制御バルブ８５へ接続された時から生ずる。制
御バルブ８５は、ピストンチャンバー１０３の中の空気
を空気管１１３を通して大気中にゆっくりと排気するよ
うに空気圧により作動するので、バルブはゆっくり閉じ
る。当該制御バルブ８５は、ブースターポンプ２１の圧
力差が第３図（Ｄｌの曲線に従って排気される間最大許
容値あるいはそれよりわずかに下回って維持されるよう
に作動する。その結果、第１図のロードロックチャンバ
ー１１の排気が第３図（Ｃ）の曲線に示したように行な
われる。第５図は、好ましい制御バルブ８５の断面図を
示したものである。ケース１１５は、隔壁１１７によっ
て１１９８よび１２１の部分チャンバーに分割されてい
る第１の気密チャンバーを形成する。隔壁１１７の形状
は、その両側にある部分チャンバー１１９と１２１の圧
力差に依存する。部分チャンバー１１９は、ブースター
ポンプの吸気圧力を受け、部分チャンバー１２１は、ブ
ースターポンプの排気圧力を受ける。それゆえそのブー
スターポンプの圧力差は、隔壁１１７の位置に変換され
る。隔壁１１７はまた、隔壁１１７と平板１２５の間で
圧縮力を受けているばね１２３によって機械的に付勢さ
れている。平板１２５は、本体１１５の上部を突き抜け
てねじ山が付いているシャフト１２９に取りつけられた
ハンドル１２７を回転させることによって、隔壁から遠
ざけたり近づけたりする方向に調節することができる。

それゆえ、ばね１２３の圧縮力の大きさを手で調節する
ことができ、それゆえ隔壁１１７に加えられている付勢
力の大きさも調節することができる。またこのことによ
り、越えないことが望ましいブースターポンプの最大圧
力差を設定することができる。

２つの他のチャンバー１３１および１３３は、互いを分
割している開口部１３５を備えている。

その開口部は、バルブステム１３９を有するバルブ１３
７によって閉じることができる。当該バルブとバルブス
テムは、軟かいばね１４１によって隔壁１１７に接触す
るように上方に押しあげられる。それゆえ隔壁１１７が
ブースターポンプの圧力差に対応して移動するので、バ
ルブ１３７の位置はチャンバー１３３と１３１の間を通
る空気の量を変化させることができる。それゆえ、バイ
パスバルブのピストン部分１０３（第４図（ＡＩ　Ｊか
ら出る空気の圧力の速度が調節される。第５図の点線で
示す二つの別々の位置によって示されているように、圧
力差が増大するにつれて隔壁１１７は上方に移動する。

圧力差が低下するにつれて隔壁１１７は下方に移動し、
その結果バルブ１３７が開きバイパスバルブ４５’が幾
分閉じられて、それによって隔壁１１７に加えられる圧
力差が増大する。これが空気圧自動制御ループである。

本発明の実施態様として、次のものが挙げられる。

（１）上記ブースターポンプが上記チャンバーの排気の
間、はぼ一定の速度で駆動されることを特徴とする請求
項（２）に記載の方法。

（２）バイパスバルブを閉じるステップが、ラッフィン
グバルブを完全に開くステップが完了したあと、約−砂
径に開始することを特徴とする請求項（２）に記載の方
法。

（３）前述のバイパスバルブを開（ステップから、バイ
パスバルブを完全に閉じるステップに至るまで、連続的
にブースターポンプが駆動されることを特徴とする請求
項（２）　に記載の方法。

（４）ブースターポンプの吸気口と排気口の各々で気体
圧力を計測して当該圧力に比例する各々の電気信号を発
生させるステップと、 ブースターポンプの吸気口と排気口における圧力差に比
例する信号を発生させるために電気信号を処理するステ
ップと、 上記圧力差の信号を、ブースターポンプの最大許容圧力
差に比例する固定参照信号と比較するステップと、 バイパスバルブが完全に閉じるまでは、圧力差の信号と
上記固定信号の差が、はぼゼロに維持される速度でバイ
パスバルブを閉じるステップを含む当該バルブを閉じ続
けるステップが、電気回路及び変換器によって自動的に
達成されることを特徴とする請求項（２）に記載の方法
。

（５）上記バイパスバルブを閉じ続けるステップが、バ
イパスバルブに取り付けられているビストンを、閉じ込
められた容積の空気に逆らって付勢することによって、
バイパスバルブを閉位置の方向に押すステップと、 上記閉じ込められた容積の空気を、制御バルブを通って
大気中に調節しながら排気するステップと、 ブースターポンプに接続された空気管によって検知され
るブースターポンプの圧力差に応じ、制御バルブにより
排気速度を調節するステップとを包含して、空気圧シス
テムによって自動的に達成されることを特徴とする請求
項（２）に記載の方法。

（６）上記比例調節バルブの制御装置が、ブースターポ
ンプの吸気口での気体圧力に比例する第１の電気信号を
供給するために当該吸気口の近傍に設置された装置と、 ブースターポンプの排気口内での気体圧力に比例する第
２の電気信号を供給するために当該排気口内に配置され
た装置と、 ブースターポンプの吸気口と排気口の気体圧力差に比例
する第３の電気信号を発生させるために、当該筒１及び
第２の電気信号を受は取る装置と、 上記第３の電気信号に応じて運転される制御装置と からなることを特徴とする請求項（３）に記載の排気装
置。

（７）上記比例調節バルブの制御装置が、機械的に上記
比例調節バルブに接続され、閉じ込められた容積の空気
に逆らってピストンを付勢することにより、バイパスバ
ルブを閉位置の方向に押しやるためのピストンを有する
装置と、 上記制限された容積の空気を、調節可能に大気へ排気す
る調節バルブと、 ブースターポンプの気体圧力差が予め決められた値以下
に低下するのに応じて制御バルブを開くため、ブースタ
ーポンプの吸気口と排気口を直接つなぐ接合部を含む装
置と からなることを特徴とする請求項（３）に記載の装置。

本発明の多様な側面が、好ましい実施例について述べら
れたけれども、本発明は請求項全体の範囲内で保護を受
けるべきであることが理解できるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の各種の方法を使用したポンプシステ
ムの説明図である。 第２図は、第１図におけるシステムの一部の作動を示す
回路図である。 第３図は、第１図、第２図のポンプシステムの作動状況
を示すグラフ図である。 第４Ａ図は、第１図に示したポンプシステムの変形の説
明図である。 第４Ｂ図は、バルブが異なる場所に位置する第４Ａ図の
変形システムのバルブの説明図である。 第５図は、第４Ａ図の変形システムの制御バルブの断面
図である。 １１　　・ １３． １７　・ ２１　・ ２３　・ ２５　・ ２９　・ ロードロックチャンバー ロードロックバルブ 処理チャンバー ブースターポンプ 機械式ポンプ 吸気口 ラッフィングバルブ ３１　・　・　・　・　・ ４３　・　・　・　・　・ ４３°　・　・　・　・ ４５　・　・　・　・　・ ４５°　・　・　・　・ ４７　・　・　・　・　・ ５３、５７　・　・ ８５　・　・　・　・　・ ９１　・　・　・　・　・ １０１　　・　・　・　・ １０３　・　・　・　・ １１７　・　・　・　・ １２３　・　・　・　・ １２７　・　・　・　・ １２９　　・　・　・　・ １３９　・　・　・　・ １４１　・　・　・　・ ・排気口 ・バイパス経路 ・バイパス経路 ・バルブ ・ポペットバルブ ・制御回路 ・圧力感知変換器 ・制御バルブ ・ソレノイド制御バルブ ・駆動ピストン ・ピストンチャンバー ・隔壁 ・ばね ・ハンドル ・シャフト ・バルブステム ・ばね ＦＩＧ、ｊ。 ＦＩＧ＝２゜ ＦＩＬ４＾。 Ｆｌｏ−４Ｂ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブースターポンプ及び機械式ポンプの両方の作動
   によって、閉じたチャンバーから気体の排出を開始する
   ステップと、 上記排出の開始から、ブースターポンプを迂回する気体
   バイパスを設けるステップと、 閉じたチャンバーの気体圧力が低下するに 従って、ブースターポンプの圧力差がほぼ与えられた値
   に維持される速度で、上記バイパスを完全に閉じるまで
   、徐々に閉じていくステップからなるタンダム連結のブ
   ースターポンプ及び機械式ポンプによって閉じたチャン
   バーを排気する方法。
2. （２）ラッフィングバルブを通って上記チャンバーの内
   部に作動的に接続する吸気口と、機械式ポンプの吸気口
   に接続する排気口と、吸気口からブースターポンプの排
   気口に延びバルブを備える気体バイパス経路とを有する
   ブースターポンプを含むタイプのポンプシステムを用い
   て、最初は大気圧下にあるチャンバーを排気する方法に
   おいて、 ブースターポンプ及び機械式ポンプを駆動するステップ
   と、 バイパスバルブを最大に開くステップと、 ラッフィングバルブを開くステップと、 ブースターポンプの吸気口と排気口の間の気体圧力差が
   ある与えられた値になるまで、バイパスバルブを部分的
   に閉じるステップと、 バイパスバルブが完全に閉じるまでは、ブースターポン
   プの吸気口と排気口の間の圧力差がほぼ上記の与えられ
   た値に維持されるように、バイパスバルブを徐々に閉じ
   続けるステップと、 チャンバーが所望の気体圧力レベルに排気されるまで、
   上記ブースターポンプと機械式ポンプを駆動し続けるス
   テップと を包含することを特徴とする排気方法。
3. （３）チャンバーへの入口をつくるため繰り返し大気に
   開放される閉じられたチャンバーから気体を排気するた
   めの装置であって、 チャンバーに当該チャンバーの外側から設置される排気
   経路と、 当該排気経路を調節的に開閉するために当該経路内にラ
   ッフィングバルブを有する装置と、上記排気経路に接続
   された吸気口を有し、さらに排気口を有するブースター
   ポンプと、 ブースターポンプの排気口に接続された吸気口を有する
   機械式ポンプと、 ブースターポンプを迂回して上記吸気口から上記排気口
   を連結する気体バイパス経路と、上記バイパス経路内の
   比例調節バルブと、 気体圧力差が所定のシュレショルド以下に維持されるよ
   うに上記比例調節バルブの開口量を調節するため、ブー
   スターポンプの吸気口と排気口の気体圧力差に反応する
   装置と を包含する排気装置。