JPH05118296A - ドライ真空ポンプ - Google Patents

ドライ真空ポンプ

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JPH05118296A
JPH05118296A JP27963891A JP27963891A JPH05118296A JP H05118296 A JPH05118296 A JP H05118296A JP 27963891 A JP27963891 A JP 27963891A JP 27963891 A JP27963891 A JP 27963891A JP H05118296 A JPH05118296 A JP H05118296A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stator
refrigerant
vacuum pump
dry vacuum
cooling jacket
Prior art date
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Pending
Application number
JP27963891A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Nagaoka
隆司 長岡
Shinjiro Ueda
新次郎 上田
Seiji Sakagami
誠二 坂上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポンプ流路部に昇華温度の高い気体が吸い込
まれても、気体が固体化することなく、ポンプ流路部へ
の反応生成物の付着堆積を防止すること。 【構成】 ステータ5の外周部に冷却ジャケット9を設
け、冷却ジャケット9内に冷媒を供給し、ステータ5を
冷却するようにしたドライ真空ポンプにおいて、冷却ジ
ャケット9内に、背の低いリブ10のごとき冷媒の流れ
に澱みを生じさせる手段を設け、冷却効率を下げ、ステ
ータ5を凝縮性の気体が凝縮しない温度に制御するよう
に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排気口を大気圧で運転
するドライ真空ポンプに係り、特に反応生成物の付着し
やすい半導体製造プロセスに使用するのに好適なドライ
真空ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】ドライ真空ポンプは、吸気口から流入す
る気体が通過する流路に、油や水が無いため、クリーン
な真空が得られるという優れた特徴をもっているが、気
体を圧縮する際の発熱を取り去る効果が無くなるため、
ポンプ内の温度が高くなってしまう。そこで、従来は発
熱部の外周部に冷却ジャケットを設けて冷却していた。
【0003】図6は従来のドライ真空ポンプの断面図で
ある。
【0004】この図6に示すドライ真空ポンプでは、吸
気口1と排気口2とをもったケーシング3の内部に、ポ
ンプ機構部6と、冷却ジャケット9とが設けられてい
る。
【0005】前記ポンプ機構部6は、軸受7によって回
転自在に支承されたロータ4と、静止しているステータ
5とを有している。前記ロータ4は、モータケーシング
内に設置されたモータ8に連結されている。
【0006】前記冷却ジャケット9は、金属製でステー
タ5の外周部に設けられている。この冷却ジャケット9
には、給水口13と、排水口14とが設けられている。
【0007】前記ドライ真空ポンプにおいて、吸気口1
から吸い込まれた気体は、ロータ4とステータ5による
圧縮作用によって順次圧縮され、排気口2から大気へ排
出される。その圧縮過程で、気体は圧縮熱を発生する
が、排気口2に近い程、その圧縮熱量は多くなる。この
圧縮熱を取り去るために、図6の例では給水口13から
冷却ジャケット9内に冷却水を供給し、この冷却水によ
りステータ5をその外側から冷却し、冷却後の水を排水
口14から排出するようにしている。
【0008】なお、この種ドライ真空ポンプに関連する
従来技術として、特開昭61−247893号公報に記
載のものがある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、金
属製の冷却ジャケット9に、直接冷却水を通して冷却し
ており、ステータ5の内部で圧縮されたときに発生する
圧縮熱が伝わる部分では、連続的に温度の低い水が圧縮
熱を奪うため冷却効率が非常に良い。しかし、昇華温度
の高い気体を吸い込む場合は、ポンプ内部温度が低いと
気体が固体化し、ポンプ内部に反応生成物として付着堆
積し、ポンプ流路を塞ぎ、ついにはロータロックを生じ
る問題がある。また、冷却水量をある量以下に減少させ
ると、温度の不均一が生じてポンプ性能が低下したり、
ステータ5が変形するなどの問題があった。
【0010】本発明の目的は、ポンプ流路部に昇華温度
の高い気体が吸い込まれても、気体が固体化することな
く、ポンプ流路部への反応生成物の付着堆積を防止し得
るドライ真空ポンプを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は冷却ジャケットの内部に、ステータの外周
面に多段に配列したリブや、ハニカム構造体、多孔板等
のごとき、冷媒の流れに澱みを生じさせる手段を設けて
冷却効率を下げるようにしている。
【0012】また、前記目的を達成するために、本発明
はステータの外周部に設けた冷却ジャケットを、ステー
タ外面に冷媒が直接接する部分と、直接には接しない部
分との2個の部屋に分けた2重室構造とし、冷媒がステ
ータ外面に接する部分の冷却効率を下げるようにしてい
る。
【0013】
【作用】本発明では、ステータの外周面に多段に配列さ
れたリブや、ハニカム構造体、多孔板等の、冷媒の流れ
に澱みを生じさせる手段により、冷媒によるステータの
冷却効率を下げ、ステータを凝縮性の気体が凝縮しない
温度に制御するようにしているので、ポンプ流路部に昇
華温度の高い気体が吸い込まれても、気体が固体化する
ことなく、ポンプ流路部への反応生成物の付着堆積を防
止することが可能となる。
【0014】また、本発明ではステータの外周部に設け
た冷却ジャケットを、ステータ外面に冷媒が直接接する
部分と、直接には接しない部分との2個の部屋に分けて
おり、ステータ外面に冷媒が直接接しない部分により、
冷媒によるステータの冷却効率を下げ、ステータを凝縮
性の気体が凝縮しない温度に制御するようにしているの
で、この発明によってもポンプ流路部に昇華温度の高い
気体が吸い込まれても、気体が固体化することなく、ポ
ンプ流路部への反応生成物の付着堆積を防止することが
可能となる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。
【0016】図1は本発明の第1の実施例を示す縦断面
図、図2は塩化アルミニウム(Alcl3)の昇華温度
特性を示す図である。
【0017】その図1に示す第1の実施例では、吸気口
1と排気口2とをもったケーシング3内に、ポンプ部で
あるポンプ機構部6と、冷却ジャケット9とが設けられ
ている。
【0018】前記ポンプ機構部6は、ロータ4と、この
ロータ4を囲むようにして取り付けられたステータ5と
を有して構成されている。前記ロータ4は、軸受7によ
り回転自在に支承され、かつモータケーシング内に設置
されたモータ8に連結され、駆動されるようになってい
る。
【0019】前記冷却ジャケット9は、ステータ5の外
周面との間に所定の間隔をおいて取り付けられたジャケ
ットカバー12により形成されている。このジャケット
カバー12とケーシング3との接続面は、ゴム製のOリ
ング11によりシールされていて、ジャケットカバー1
2により閉空間が形成されている。前記ジャケットカバ
ー12には、これの軸方向に位相を変えて、給水口13
と排水口14とが設けられている。前記給水口13から
は、冷却ジャケット9内に冷媒として冷却水を供給し、
排水口14からは、ポンプ機構部6で気体が圧縮される
ときに発生する圧縮熱を奪った水を排出するようになっ
ている。
【0020】前記ステータ5の外周面には、冷媒の流れ
に澱みを生じさせる手段であるリブ10が設けられてい
る。このリブ10は、ステータ5の軸方向に多段に配列
されており、各リブ10は背が低く形成されている。
【0021】次に、前記第1の実施例のドライ真空ポン
プの動作について説明する。
【0022】吸気口1から吸い込まれた気体は、ロータ
4とステータ5よりなるポンプ機構部6の流路内で順次
圧縮され、排気口2を通って大気へ排気される。排気の
過程で、ロータ4が高速回転している部分では気体は高
温になり、その熱がステータ5に伝達される。このまま
の状態では気体温度が高くなり、ポンプ機構部6の圧縮
作用が悪くなってポンプ性能が低下したり、熱膨張によ
りロータ4とステータ5が接触し、ロータロックを起こ
したりするので、給水口13から冷却ジャケット9に冷
媒である冷却水を通して冷却する。
【0023】ドライ真空ポンプの吸気口1が、例えば半
導体製造装置のアルミエッチング装置に連結されている
場合には、エッチング後の反応生成物として凝縮性の塩
化アルミニウム(Alcl3)が生成される。この昇華
温度特性図は、図2に示すように、圧力と温度の関係に
よって固相側と気相側に分かれる。
【0024】図2において、符号15は従来技術におけ
るデータ、符号16は本発明の第1の実施例におけるデ
ータを示す。
【0025】冷却ジャケット9に直接冷却水を流して冷
却すると、ステータ5の内部温度はAlcl3の昇華温
度特性図の固相側(図2の左側)に位置し、ステータ5
の内壁にAlcl3が付着堆積する。そこで、この第1
の実施例のごとく、冷媒の流れに澱みを生じさせる手段
として、ステータ5の外周面に多段に配列された背の低
いリブ10を設けると、ステータ5に接触している部分
の冷却水が滞留して温度が上昇し、冷却効率が下がり、
ポンプ流路内の気体の温度を高くかつ均一に保つことが
できる。その結果、ステータ5の内部温度を、Alcl
3の昇華温度特性図の気相側(図2の右側)の位置にす
ることができ、ステータ5の内壁への反応生成物の付着
堆積を防止することができる。
【0026】次に、図3は本発明の第2の実施例を示す
縦断面図、図4は図3のA矢視図である。
【0027】これらの図に示す第2の実施例では、冷媒
の流れに澱みを生じさせる手段として、ステータ5の外
周面にハニカム構造体17が設けられている。
【0028】この第2の実施例において、ハニカム構造
体17の各々の部屋は、冷却水で満たされるが、各々の
部屋の仕切りに邪魔されて流れることができず、温度の
低い冷却水と入れ替わることが難しくなり、温度が高く
なる。したがって、ポンプ流路内の気体の温度を高くか
つ均一に保つことができ、前記第1の実施例と同様の効
果を得ることができる。
【0029】また、本発明では冷媒の流れに澱みを生じ
させる手段として、第1の実施例のリブ10や、第2の
実施例のハニカム構造体17に代えて、ステータ5の外
周面に多孔板を取り付けても同様の効果が得られる。そ
の場合は、孔の直径が5mm以上で、貫通している孔が多
数存在しているような多孔板を用いる必要がある。
【0030】ついで、図5は本発明の第3の実施例を示
す縦断面図である。
【0031】この図5に示す第3の実施例では、冷却ジ
ャケット9の内部に、ステータ5の外周面との間に所定
の間隔をおいて中間壁18が設けられている。そして、
この中間壁18により冷却ジャケット9が、ステータ外
面に冷媒である冷却水が直接接する部分と、直接には接
しない部分との2個の部屋に分けた2重室構造に構成さ
れている。
【0032】前記中間壁18には、小径の穴19が上部
と下部にそれぞれ1カ所以上設けられていて、この穴1
9を通じて中間壁18の外側の部屋と内側の部屋とが連
通している。
【0033】この第3の実施例において、中間壁18の
内側の部屋の冷却水は、ステータ5の外壁に接している
ため、ポンプ機構部6で発生する圧縮熱により加熱され
るが、中間壁18で仕切られているため、中間壁18の
外側の部屋に供給された温度の低い冷却水と入れ替わる
ことが容易にはできない。したがって、中間壁18の内
側の部屋内の冷却水は温度が高くなるため、ポンプ流路
内の気体の温度を高くかつ均一に保つことができ、前記
第1,第2の実施例と同様の効果を得ることができる。
【0034】なお、中間壁18に設けられた穴19を通
じて、中間壁18の外側の冷却水と内側の冷却水とは少
しずつ入れ替わることができる。したがって、穴19の
大きさと数を適切に選定することにより、ステータ5の
温度、およびポンプ流路部を流れる気体の温度を必要な
範囲に納めることが可能となる。
【0035】さらに、本発明ではステータ5の外周面
に、熱伝導性の不良な物質を塗布または貼り付け、冷媒
による冷却効率を下げるようにしても、前記第1,第
2,第3の実施例と同様の効果が期待できる。
【0036】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、冷却ジャ
ケットの内部に、ステータの外周面に多段に配列された
リブや、ハニカム構造体、多孔板等のごとき、冷媒の流
れに澱みを生じさせる手段を設けて冷却効率を下げるよ
うにしているので、ポンプ流路部を高い温度に均一に保
つことができ、したがってポンプ流路部に昇華温度の高
い気体が吸い込まれても、気体が固体化することなく、
ポンプ流路部への反応生成物の付着堆積を防止し得る効
果がある。
【0037】また、本発明によれば、ステータの外周部
に設けたジャケットを、ステータ外面に冷媒が直接接す
る部分と、直接には接しない部分との2個の部屋に分け
た2重室構造とし、冷媒がステータ外面に接する部分の
冷却効率を下げるようにしているので、この発明におい
てもポンプ流路部を高い温度に均一に保つことができ、
したがってポンプ流路部に昇華温度の高い気体が吸い込
まれても、気体が固体化することなく、ポンプ流路部へ
の反応生成物の付着堆積を防止し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す縦断面図
【図2】Alcl3の昇華温度特性図およびステータ内
面の温度分布を示す図
【図3】本発明の第2の実施例を示す縦断面図
【図4】図3のA矢視図であって、ハニカム構造体の詳
細図
【図5】本発明の第3の実施例を示す縦断面図
【図6】従来のドライ真空ポンプの縦断面図
【符号の説明】
1…吸気口、2…排気口、3…ケーシング、4…ロー
タ、5…ステータ、6…ポンプ機構部、8…ロータ駆動
用のモータ、9…冷却ジャケット、10…リブ、13…
給水口、14…排水口、17…ハニカム構造体、18…
中間壁、19…中間壁に設けられた穴。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケーシング内に設けたロータとステータ
    よりなるポンプ部の作用で、吸気口から吸い込んだ低圧
    の凝縮性の気体を圧縮し、排気口より大気へ排気すると
    ともに、ステータの外周部に冷却ジャケットを設け、冷
    却ジャケット内に冷媒を供給し、ステータを冷却するよ
    うにしたドライ真空ポンプにおいて、前記ステータの外
    周部に設けた冷却ジャケット内に、冷媒の流れに澱みを
    生じさせる手段を設け、冷却効率を下げ、ステータを凝
    縮性の気体が凝縮しない温度に制御するように構成した
    ことを特徴とするドライ真空ポンプ。
  2. 【請求項2】 前記冷媒の流れに澱みを生じさせる手段
    が、ステータの外周面に多段に配列されたリブであるこ
    とを特徴とする請求項1項記載のドライ真空ポンプ。
  3. 【請求項3】 前記冷媒の流れに澱みを生じさせる手段
    が、ハニカム構造体であることを特徴とする請求項1記
    載のドライ真空ポンプ。
  4. 【請求項4】 前記冷媒の流れに澱みを生じさせる手段
    が、多孔板であることを特徴とする請求項1記載のドラ
    イ真空ポンプ。
  5. 【請求項5】 ケーシング内に設けたロータとステータ
    よりなるポンプ部の作用で、吸気口から吸い込んだ低圧
    の凝縮性の気体を圧縮し、排気口より大気へ排気すると
    ともに、ステータの外周部に冷却ジャケットを設け、冷
    却ジャケット内に冷媒を供給し、ステータを冷却するよ
    うにしたドライ真空ポンプにおいて、前記ステータの外
    周部に設けた冷却ジャケットを、ステータ外面に冷媒が
    直接接する部分と、直接には接しない部分との2個の部
    屋に分けた2重室構造とし、冷媒がステータ外面に接す
    る部分の冷却効率を下げ、ステータを凝縮性の気体が凝
    縮しない温度に制御するように構成したことを特徴とす
    るドライ真空ポンプ。
JP27963891A 1991-10-25 1991-10-25 ドライ真空ポンプ Pending JPH05118296A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001096744A1 (fr) * 2000-06-15 2001-12-20 Alcatel Regulation thermique a debit et temperature de refroidissement constants pour dispositif de generation de vide
JP2002039092A (ja) * 2000-07-25 2002-02-06 Shimadzu Corp ターボ形ドライポンプ
EP1108893A3 (en) * 1999-12-17 2002-05-02 The BOC Group plc Temperature control system for vacuum pumps

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FR2810375A1 (fr) * 2000-06-15 2001-12-21 Cit Alcatel Regulation thermique a debit et temperature de refroidissement constants pour dispositif de generation de vide
JP2002039092A (ja) * 2000-07-25 2002-02-06 Shimadzu Corp ターボ形ドライポンプ

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