JPH07272634A - 真空ポンプ及びその排気方法 - Google Patents
真空ポンプ及びその排気方法Info
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- JPH07272634A JPH07272634A JP6083878A JP8387894A JPH07272634A JP H07272634 A JPH07272634 A JP H07272634A JP 6083878 A JP6083878 A JP 6083878A JP 8387894 A JP8387894 A JP 8387894A JP H07272634 A JPH07272634 A JP H07272634A
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Links
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- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000005247 gettering Methods 0.000 claims description 11
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 4
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
- F04B37/02—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by absorption or adsorption
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/02—Multi-stage pumps
- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 通常の真空ポンプの排気性能を越えて、超高
真空域迄排気することのできる真空ポンプ及びその排気
方法を提供する。 【構成】 真空空間にＸ線等の高エネルギービームを照
射し（５，６）、真空空間中に漂う気体分子を励起して
イオン化させて、電気的に真空ポンプの排気方向にイオ
ン化した気体分子を移動させて（９，１２）、真空ポン
プ（３）により排気する。
真空域迄排気することのできる真空ポンプ及びその排気
方法を提供する。 【構成】 真空空間にＸ線等の高エネルギービームを照
射し（５，６）、真空空間中に漂う気体分子を励起して
イオン化させて、電気的に真空ポンプの排気方向にイオ
ン化した気体分子を移動させて（９，１２）、真空ポン
プ（３）により排気する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は真空ポンプ及びその排気
方法に係り、特に真空容器を高真空域に排気することの
できる真空ポンプ及びその排気方法に関する。
方法に係り、特に真空容器を高真空域に排気することの
できる真空ポンプ及びその排気方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】真空空間を創るには、通常、油回転ポン
プ、メカニカルブースタポンプ、拡散ポンプ、ターボ分
子ポンプ、クライオポンプ、ゲッタリングポンプなどの
真空ポンプで、ある閉空間（真空容器）中の気体分子を
排気する。上記に示したポンプの中で、真空容器を高真
空域に達することができる能力を有する真空ポンプは、
ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、ゲッタリングポン
プなど極く限られた機種である。
プ、メカニカルブースタポンプ、拡散ポンプ、ターボ分
子ポンプ、クライオポンプ、ゲッタリングポンプなどの
真空ポンプで、ある閉空間（真空容器）中の気体分子を
排気する。上記に示したポンプの中で、真空容器を高真
空域に達することができる能力を有する真空ポンプは、
ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、ゲッタリングポン
プなど極く限られた機種である。
【０００３】図５に真空排気の極く一般的な例を示す。
高真空或いは超高真空空間を創り出すのには、一種類の
真空ポンプで真空排気することは少ない。普通には図５
に示すように、真空容器１を大気圧から１０-2Ｔｏｒｒ
程度迄をルーツポンプなどの補助ポンプ２で排気する。
その後補助ポンプ２で排気しつつターボ分子ポンプ３を
回転させたり、又はゲッタリングポンプ（図示しない）
などを始動させ、真空容器１を高真空域あるいは超高真
空域まで排気する。尚、図５には補助ポンプとしてルー
ツポンプを記載したが、大気圧からの排気は油回転ポン
プを用いても勿論よい。
高真空或いは超高真空空間を創り出すのには、一種類の
真空ポンプで真空排気することは少ない。普通には図５
に示すように、真空容器１を大気圧から１０-2Ｔｏｒｒ
程度迄をルーツポンプなどの補助ポンプ２で排気する。
その後補助ポンプ２で排気しつつターボ分子ポンプ３を
回転させたり、又はゲッタリングポンプ（図示しない）
などを始動させ、真空容器１を高真空域あるいは超高真
空域まで排気する。尚、図５には補助ポンプとしてルー
ツポンプを記載したが、大気圧からの排気は油回転ポン
プを用いても勿論よい。
【０００４】高真空域あるいは超高真空域に達すると、
真空を排気するポンプの排気性能に基づいた到達真空度
に達する。真空ポンプの排気性能に基づいた到達真空度
に達した真空域では、図６に示すように真空容器側から
排気ポンプ側に向かう気体分子の数と排気ポンプ側から
真空容器側に向かう気体分子の数が同数となり平衡状態
になる。この領域の真空度は、真空ポンプの排気性能が
変わらない限りにおいては、もはや向上することはな
い。これ以上真空度を向上させるためには排気側から真
空容器側に向かう気体分子の数を減らせばよい。このた
め、真空度を更に向上させるには真空容器からの放出ガ
ス量を下げなくてはならない。通常真空容器に付着して
いるガス分子を放出させるため、真空容器を２００〜４
００℃に加熱するベーキングと言う作業が行われる。し
かし、ベーキングにも限度があり到達真空度を一桁程度
上昇させるにすぎない。
真空を排気するポンプの排気性能に基づいた到達真空度
に達する。真空ポンプの排気性能に基づいた到達真空度
に達した真空域では、図６に示すように真空容器側から
排気ポンプ側に向かう気体分子の数と排気ポンプ側から
真空容器側に向かう気体分子の数が同数となり平衡状態
になる。この領域の真空度は、真空ポンプの排気性能が
変わらない限りにおいては、もはや向上することはな
い。これ以上真空度を向上させるためには排気側から真
空容器側に向かう気体分子の数を減らせばよい。このた
め、真空度を更に向上させるには真空容器からの放出ガ
ス量を下げなくてはならない。通常真空容器に付着して
いるガス分子を放出させるため、真空容器を２００〜４
００℃に加熱するベーキングと言う作業が行われる。し
かし、ベーキングにも限度があり到達真空度を一桁程度
上昇させるにすぎない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は係る従来技術
の事情に鑑みて為されたものであり、通常の真空ポンプ
の排気性能を越えて、超高真空域迄排気することのでき
る真空ポンプ及びその排気方法を提供することを目的と
する。
の事情に鑑みて為されたものであり、通常の真空ポンプ
の排気性能を越えて、超高真空域迄排気することのでき
る真空ポンプ及びその排気方法を提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の真空ポンプの排
気方法は、真空空間に紫外線等の高エネルギー線を照射
し、真空空間中に漂う気体分子を励起してイオン化させ
て、電気的に真空ポンプの排気方向にイオン化した気体
分子を移動させて、該真空ポンプにより排気することを
特徴とする。
気方法は、真空空間に紫外線等の高エネルギー線を照射
し、真空空間中に漂う気体分子を励起してイオン化させ
て、電気的に真空ポンプの排気方向にイオン化した気体
分子を移動させて、該真空ポンプにより排気することを
特徴とする。
【０００７】本発明の真空ポンプは、真空ポンプの前段
に配置され真空空間に紫外線を照射する手段と、該紫外
線の照射により励起されイオン化した真空空間の気体分
子を前記真空ポンプの排気方向に移動させる手段とを備
えたことを特徴とする。
に配置され真空空間に紫外線を照射する手段と、該紫外
線の照射により励起されイオン化した真空空間の気体分
子を前記真空ポンプの排気方向に移動させる手段とを備
えたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】通常のターボ分子ポンプ或いはゲッタリングポ
ンプ等の高真空ポンプで達することのできる高真空域に
達した後で、真空容器に漂う気体分子に紫外線等を照射
し、気体分子を励起してイオン化し、静電気力を用い強
制的に排気側に集め、高真空ポンプで排気する。かかる
方法によって、真空容器から気体分子は強制的に高真空
ポンプ側に排気され、超高真空域に到達することができ
る。
ンプ等の高真空ポンプで達することのできる高真空域に
達した後で、真空容器に漂う気体分子に紫外線等を照射
し、気体分子を励起してイオン化し、静電気力を用い強
制的に排気側に集め、高真空ポンプで排気する。かかる
方法によって、真空容器から気体分子は強制的に高真空
ポンプ側に排気され、超高真空域に到達することができ
る。
【０００９】図４に紫外線により気体分子がイオン化さ
れる様子を示す。紫外線等は波長が短く、従って紫外線
の持つエネルギーは高く、真空容器中に漂う気体分子に
照射すると気体分子は容易に励起され、気体分子から電
子（ｅ- ）を放出させ、気体分子を陽イオン化させる。
陽イオン化した気体分子は、電気的に陰極の真空ポンプ
の排気方向に移動して、真空ポンプにより排気される。
れる様子を示す。紫外線等は波長が短く、従って紫外線
の持つエネルギーは高く、真空容器中に漂う気体分子に
照射すると気体分子は容易に励起され、気体分子から電
子（ｅ- ）を放出させ、気体分子を陽イオン化させる。
陽イオン化した気体分子は、電気的に陰極の真空ポンプ
の排気方向に移動して、真空ポンプにより排気される。
【００１０】
【実施例】以下、図１乃至図３を参照しながら本発明の
実施例について説明する。図１は、本発明の第１実施例
のターボ分子ポンプの構成を示す断面図であり、図２は
本発明の第２実施例のゲッタリングポンプの構成を示す
断面図である。図３は、本発明の第３実施例の真空ポン
プの構成を示す断面図で、紫外線ランプを真空容器の外
側に配置したものである。なお、各図中同一の符号は同
一又は相当の部分を示す。
実施例について説明する。図１は、本発明の第１実施例
のターボ分子ポンプの構成を示す断面図であり、図２は
本発明の第２実施例のゲッタリングポンプの構成を示す
断面図である。図３は、本発明の第３実施例の真空ポン
プの構成を示す断面図で、紫外線ランプを真空容器の外
側に配置したものである。なお、各図中同一の符号は同
一又は相当の部分を示す。
【００１１】本発明の第１実施例の超高真空ポンプは、
図１に示すように高真空ポンプ３の前段の真空排気用配
管などに取り付けられた紫外線源（ＵＶランプ）５と外
部の紫外線ランプ電源６、気体をイオン化したとき発生
する電子（ｅ- ）を集める＋電極７等を備え、高真空ポ
ンプ３としてはターボ分子ポンプで構成されている。Ｕ
Ｖランプ５は低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、キセノ
ンランプ、重水素ランプ、エキシマレーザ等いずれのラ
ンプでもよいが、振動数（ν）の値が大きくなるような
波長の短い光を発生するランプの方が、気体をイオン化
させるのに有利である。本実施例ではランプの外周を石
英ガラスで被った低圧水銀ランプを用いた。ターボ分子
ポンプは、高速で回転する動翼を備えたロータ１１と、
静翼を多段に組み合わせたステータ１２とからなる軸流
のポンプである。ロータ１１はモータ１３により駆動さ
れ、そのシャフトがベアリング１４により支持される。
高真空ポンプ３の排気側は、ルーツポンプ等の補助ポン
プ２に接続され真空排気される。
図１に示すように高真空ポンプ３の前段の真空排気用配
管などに取り付けられた紫外線源（ＵＶランプ）５と外
部の紫外線ランプ電源６、気体をイオン化したとき発生
する電子（ｅ- ）を集める＋電極７等を備え、高真空ポ
ンプ３としてはターボ分子ポンプで構成されている。Ｕ
Ｖランプ５は低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、キセノ
ンランプ、重水素ランプ、エキシマレーザ等いずれのラ
ンプでもよいが、振動数（ν）の値が大きくなるような
波長の短い光を発生するランプの方が、気体をイオン化
させるのに有利である。本実施例ではランプの外周を石
英ガラスで被った低圧水銀ランプを用いた。ターボ分子
ポンプは、高速で回転する動翼を備えたロータ１１と、
静翼を多段に組み合わせたステータ１２とからなる軸流
のポンプである。ロータ１１はモータ１３により駆動さ
れ、そのシャフトがベアリング１４により支持される。
高真空ポンプ３の排気側は、ルーツポンプ等の補助ポン
プ２に接続され真空排気される。
【００１２】ターボ分子ポンプで排気する場合にはター
ボ分子ポンプの翼側を陽イオン移動用電源９の陰（−）
極に接続する。ポンプの性能限界である到達真空度に達
すると、図６に示すように、真空ポンプ側から真空容器
に向かう気体分子と、真空容器からポンプに向かう気体
分子の数とは、ほぼ同数となり、平衡状態に達する。こ
こで、真空空間中に漂う気体分子に紫外線を照射する。
気体分子は励起され電子（ｅ- ）を放出し、陽（＋）イ
オンとなる。陽イオンとなった気体分子は、図１に示す
ように負（−）の極性を持ったターボ分子ポンプの翼側
に引きつけられる。ターボ分子ポンプの翼に衝突した気
体分子は翼に巻き込まれ排気される。この様な機構によ
って、普通のターボ分子ポンプの到達真空度に達した気
体分子であっても、真空容器側に戻ることはなく更に排
気され、真空容器内の高真空度を更に一段階上げること
ができる。
ボ分子ポンプの翼側を陽イオン移動用電源９の陰（−）
極に接続する。ポンプの性能限界である到達真空度に達
すると、図６に示すように、真空ポンプ側から真空容器
に向かう気体分子と、真空容器からポンプに向かう気体
分子の数とは、ほぼ同数となり、平衡状態に達する。こ
こで、真空空間中に漂う気体分子に紫外線を照射する。
気体分子は励起され電子（ｅ- ）を放出し、陽（＋）イ
オンとなる。陽イオンとなった気体分子は、図１に示す
ように負（−）の極性を持ったターボ分子ポンプの翼側
に引きつけられる。ターボ分子ポンプの翼に衝突した気
体分子は翼に巻き込まれ排気される。この様な機構によ
って、普通のターボ分子ポンプの到達真空度に達した気
体分子であっても、真空容器側に戻ることはなく更に排
気され、真空容器内の高真空度を更に一段階上げること
ができる。
【００１３】次に、図２を用いてゲッタリングポンプに
適用した場合について述べる。この高真空ポンプは、真
空ポンプ４の前段の真空排気用配管などに取り付けられ
た紫外線源（ＵＶランプ）５、紫外線ランプ電源６、気
体をイオン化したときに発生する電子（ｅ- ）を集める
＋電極７、陽イオン移動用電源９、気体分子を吸着し且
つ陽イオンを吸着する−電極となるゲッター部８とで構
成されている。
適用した場合について述べる。この高真空ポンプは、真
空ポンプ４の前段の真空排気用配管などに取り付けられ
た紫外線源（ＵＶランプ）５、紫外線ランプ電源６、気
体をイオン化したときに発生する電子（ｅ- ）を集める
＋電極７、陽イオン移動用電源９、気体分子を吸着し且
つ陽イオンを吸着する−電極となるゲッター部８とで構
成されている。
【００１４】ゲッタリングポンプ１０は周知のように、
空間の気体分子をゲッター部８で捕獲し、Ｚｒ3 Ａｌ、
Ｚｒ5 Ａｌ3 などのゲッター材の内部に拡散させて閉じ
込め真空度を上げる。そこで、真空ポンプの前段で紫外
線源５から紫外線を照射することにより、空間中に漂う
気体分子をイオン化する。図中＋極７は、気体のイオン
化により放出される電子（ｅ- ）を集めるための電極で
ある。そして、陽イオン移動用電源９の負（−）側をゲ
ッタ部８に接続して、陽イオンを効率的に補集し真空度
をより上げる。
空間の気体分子をゲッター部８で捕獲し、Ｚｒ3 Ａｌ、
Ｚｒ5 Ａｌ3 などのゲッター材の内部に拡散させて閉じ
込め真空度を上げる。そこで、真空ポンプの前段で紫外
線源５から紫外線を照射することにより、空間中に漂う
気体分子をイオン化する。図中＋極７は、気体のイオン
化により放出される電子（ｅ- ）を集めるための電極で
ある。そして、陽イオン移動用電源９の負（−）側をゲ
ッタ部８に接続して、陽イオンを効率的に補集し真空度
をより上げる。
【００１５】図３は、本発明の第３実施例の真空ポンプ
を示す。本実施例においては、ＵＶランプ５は、真空容
器の外側に配置されており、石英ガラスの窓を通して真
空容器内部に照射される。真空容器内部において、真空
空間に漂う気体分子が紫外線により励起され、イオン化
して真空ポンプの排気側に電気的な力を受けて移動し、
真空ポンプ３で排気されることは上述の第１乃至第２の
実施例と同様である。
を示す。本実施例においては、ＵＶランプ５は、真空容
器の外側に配置されており、石英ガラスの窓を通して真
空容器内部に照射される。真空容器内部において、真空
空間に漂う気体分子が紫外線により励起され、イオン化
して真空ポンプの排気側に電気的な力を受けて移動し、
真空ポンプ３で排気されることは上述の第１乃至第２の
実施例と同様である。
【００１６】尚、以上の実施例ではターボ分子ポンプ、
ゲッタリングポンプへ紫外線の照射手段及びイオン化し
た気体の真空ポンプへの移動手段を適用した例について
のみ述べたが、他の高真空ポンプ、例えばクライオポン
プ等への適用も勿論可能である。又、気体分子を励起し
てイオン化する手段としても、紫外線を用いる方法の他
に、例えばγ線、或いはＸ線等の高エネルギービームを
用いてもよい。このように、本発明の趣旨を逸脱するこ
となく種々の変形実施例が可能である。
ゲッタリングポンプへ紫外線の照射手段及びイオン化し
た気体の真空ポンプへの移動手段を適用した例について
のみ述べたが、他の高真空ポンプ、例えばクライオポン
プ等への適用も勿論可能である。又、気体分子を励起し
てイオン化する手段としても、紫外線を用いる方法の他
に、例えばγ線、或いはＸ線等の高エネルギービームを
用いてもよい。このように、本発明の趣旨を逸脱するこ
となく種々の変形実施例が可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
高真空ポンプの前段で気体分子をイオン化し、高真空ポ
ンプ側に強制的に移動して排気することにより高真空ポ
ンプの到達真空度を一段と向上させることができる。
高真空ポンプの前段で気体分子をイオン化し、高真空ポ
ンプ側に強制的に移動して排気することにより高真空ポ
ンプの到達真空度を一段と向上させることができる。
【図１】本発明の第１実施例のターボ分子ポンプを用い
た真空ポンプの構成を示す断面図。
た真空ポンプの構成を示す断面図。
【図２】本発明の第２実施例のゲッタリングポンプを用
いた真空ポンプの構成を示す断面図。
いた真空ポンプの構成を示す断面図。
【図３】本発明の第３実施例のゲッタリングポンプを用
いた真空ポンプの構成を示す断面図。
いた真空ポンプの構成を示す断面図。
【図４】紫外線により気体分子がイオン化される様子を
示す説明図。
示す説明図。
【図５】従来の真空排気系の一例を示す説明図。
【図６】到達真空域での気体分子の動きを示す説明図。
１ 真空容器 ２ 補助ポンプ ３ ターボ分子ポンプ ４ ゲッターポンプ ５ 紫外線源（ＵＶランプ） ６ 紫外線ランプ電源 ７ ＋極電極 ８ ゲッター部 ９ 陽イオン移動用電源
Claims (5)
- 【請求項１】 真空空間中に漂う気体分子を励起してイ
オン化させて、電気的に真空ポンプの排気方向にイオン
化した気体分子を移動させて、該真空ポンプにより排気
することを特徴とする真空ポンプの排気方法。 - 【請求項２】 真空空間に紫外線を照射し、真空空間中
に漂う気体分子を励起してイオン化させて、電気的に真
空ポンプの排気方向にイオン化した気体分子を移動させ
て、該真空ポンプにより排気することを特徴とする真空
ポンプの排気方法。 - 【請求項３】 真空ポンプの前段に配置され真空空間に
紫外線を照射する手段と、該紫外線の照射により励起さ
れイオン化した真空空間の気体分子を前記真空ポンプの
排気方向に移動させる手段とを備えたことを特徴とする
真空ポンプ。 - 【請求項４】 前記真空ポンプは、ターボ分子ポンプで
あることを特徴とする請求項３記載の真空ポンプ。 - 【請求項５】 前記真空ポンプは、ゲッタリングポンプ
であることを特徴とする請求項３記載の真空ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6083878A JPH07272634A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 真空ポンプ及びその排気方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6083878A JPH07272634A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 真空ポンプ及びその排気方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07272634A true JPH07272634A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=13814924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6083878A Pending JPH07272634A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 真空ポンプ及びその排気方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07272634A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100833648B1 (ko) * | 2007-05-25 | 2008-05-30 | 한국표준과학연구원 | 진공 레저버를 갖는 초고진공 배기시스템 |
| CN115845312A (zh) * | 2022-11-03 | 2023-03-28 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 基于照查互检控制的共享消火栓水泵控制系统及方法 |
-
1994
- 1994-03-29 JP JP6083878A patent/JPH07272634A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100833648B1 (ko) * | 2007-05-25 | 2008-05-30 | 한국표준과학연구원 | 진공 레저버를 갖는 초고진공 배기시스템 |
| CN115845312A (zh) * | 2022-11-03 | 2023-03-28 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 基于照查互检控制的共享消火栓水泵控制系统及方法 |
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