JPH07279900A - 真空発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空発生器による到達真空度を高めるととも
にその真空発生器のオリフィスを流れるパージガスのガ
ス圧の変動による到達真空度の変動を小さいものとして
ガスパージ作業を容易なものとする。 【構成】 パージガス流路の途中にノズル部材１４を設
置し、この下流でパージガス流路に合流する吸込流路１
８を形成した真空発生器６において、パージガス流路で
吸込流路１８より下流側に第２のノズル１７を設置し、
この第２のノズル１７は、前記ノズル部材１４側に拡径
されたテーパ状の導入部２３と、導入部２３の下流端か
ら一定断面で直線的に延在する助走部２４と、助走部２
４の下流端から下流側に向けて拡径されたテーパ状の出
口部２５とを有するとともに、前記導入部２３は、前記
ノズル部材１４のノズル穴２１の延長線を内側に包含す
るように大きく形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オリフィスを利用した
真空発生器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体製造装置におけるガスボ
ンベの交換時等に、半導体製造装置に連なる管路中に侵
入した空気を簡便に排気するため、その管路中にオリフ
ィスを利用した真空発生器を設置することがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のこの種の真空発
生器においては、到達真空度が低く、またその到達真空
度がオリフィスを流れるガス圧によって大きく変動する
ものであったので、管路中に侵入した空気を十分に排気
するためにはそのオリフィスにパージガスを流す回数を
多くしなければならず、その作業が煩雑であった。

【０００４】本発明はこのような事情に基づいてなされ
たもので、この種の真空発生器による到達真空度を高め
るとともにその真空発生器のオリフィスを流れるパージ
ガスのガス圧の変動による到達真空度の変動を小さいも
のとしてガスパージ作業を容易なものとすることを目的
とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、直線上に形成したパージ
ガス流路を備え、そのパージガス流路の途中にノズルを
設置し、このノズル下流でパージガス流路に合流する吸
込流路を形成し、前記ノズル下流でパージガス流により
発生した真空を前記吸込流路を介して作用させる真空発
生器において、前記パージガス流路で吸込流路より下流
側に第２のノズルを設置し、この第２のノズルは、前記
ノズル側に拡径されたテーパ状の導入部と、導入部の下
流端から一定断面で直線的に延在する助走部と、助走部
の下流端から下流側に向けて拡径されたテーパ状の出口
部とを有するとともに、前記導入部は、前記ノズルの流
路形状の延長線を内側に包含するように大きく形成され
ていることを特徴とする。

【０００６】また、請求項２に記載の発明は、前記のよ
うな真空発生器において、前記ノズルのオリフィス出口
を下流側が拡径したテーパ状とし、前記第２のノズルに
おける導入部のテーパ角度を５度以下に設定するととも
に前記ノズルのオリフィス出口のテーパ角度より小さく
設定し、前記助走部の長さを助走部の内径の５倍以上に
設定し、さらに前記出口部のテーパ角度を５度以下でそ
の長さを前記助走部の内径の２倍以上に設定したことを
特徴とする。

【０００７】

【作用】請求項１に記載の発明は、パージガス流路の途
中にノズルを設置し、このノズル下流でパージガス流路
に合流する吸込流路を形成し、この吸込流路より下流側
に第２のノズルを設置したものであり、この第２のノズ
ルは、導入部と助走部と出口部とを有するものである。

【０００８】そして、前記導入部は、前記ノズル側に拡
径されたテーパ状であって、前記ノズルの流路形状の延
長線を内側に包含するように大きく形成されているの
で、前記ノズルから吐出されるパージガスは円滑に第２
のノズル内へ導かれ、同時に前記吸込流路に大きな吸込
負圧を作用させることができる。

【０００９】そして、このようにして第２のノズル内に
導かれたパージガス等の流れは、前記導入部の下流端か
ら一定断面で直線的に延在する助走部を通過することに
よってその流れが安定化し効率よく下流側に流れること
ができる。

【００１０】この助走部を通過した流れは、この後助走
部の下流端から下流側に向けて拡径されたテーパ状の出
口部に達するが、この出口部においてパージガス等の流
れが安定化されているので、スムーズに流れを拡大しな
がら出口部を通過することとなる。

【００１１】このように、出口部と助走部とは前記導入
部からの流れを安定化して効率よく下流側に通過させる
機能を有するものであるため、上流側の導入部に作用す
る背圧を軽減させ、導入部から出口部に至る第２のノズ
ルにおける流れを効率的に行なわせることにより、吸込
流路に作用する吸込負圧を増大させることができる。

【００１２】したがって、請求項１に記載の真空発生器
によれば、到達真空度を高めることができるとともに、
前記のように第２のノズルによるパージガス等の流通が
円滑に行なわれるので、従来のようにノズルの下流側で
パージガス等による乱流が生じにくく、ガス圧の変動に
よる流通効率が大きく変化することが少ないのでパージ
ガスのガス圧の変動による到達真空度の変動を小さいも
のとしてガスパージ作業を容易なものとすることができ
る。

【００１３】また、請求項２に記載の発明によれば、前
記の効果を有する具体的な真空発生器を得ることができ
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明による真空発生装置の実施例
を、図面に基づいて説明する。

【００１５】まず、図２において管路構成を簡単に説明
すると、１はガスボンベ、２はガスボンベ１から不図示
の半導体製造装置に連なるガス管路である。

【００１６】ガス管路２には口金３が設置されており、
この口金３には高圧の窒素ガスを供給する高圧窒素ライ
ン４が接続されている。

【００１７】そして前記高圧窒素ライン４とは別に、低
圧窒素を供給する低圧窒素ライン５が設置されており、
この低圧窒素ライン５の下流端は大気中に連通されてお
り、この低圧窒素ライン５の途中に本願発明にかかる真
空発生器６が設置されている。

【００１８】真空発生器６は、後述する流入口７と流出
口８とを前記低圧窒素ライン５に位置するように設置
し、前記低圧窒素ライン５を流れる低圧窒素をパージガ
スとして吸込口１１に所要の真空圧が作用するようにな
っており、その吸込口１１には前記ガス管路２から分岐
された分岐管路１２が接続されている。

【００１９】この分岐管路１２によって、ガスボンベ１
の交換時に口金３からガス管路２内に侵入した空気およ
び前記高圧窒素ライン４から供給されるパージガスを前
記真空発生器６により低圧窒素ライン５に吸い出してそ
の下流端から大気中に放出できるようになっている。

【００２０】この実施例の真空発生器６は、図１に断面
して示すように、略Ｌ字状に形成された本体１３とこの
本体１３内に装着されるノズル部材１４とこのノズル部
材１４の後方において前記本体１３に挿入して固定され
る流入口部材１５とからなるものである。

【００２１】略Ｌ字状に形成された本体１３において、
図１の右側端部に示す流出口８と上端部に示す吸込口１
１の双方からそれぞれ軸心部分を経て貫通穴が交差部に
向けて形成されており、交差部において双方の貫通穴が
連通されている。

【００２２】前記流出口８から延びる貫通穴は、低圧窒
素ライン５の低圧窒素ガスをパージガスとして流通させ
るパージガス流路の一部を構成するもので、後述する第
２のノズル１７を形成するものである。

【００２３】前記吸込口１１から延びる貫通穴は、前記
分岐管路１２に接続されるもので、吸込通路１８であ
る。

【００２４】そして、前記本体１３で前記第２のノズル
１７の左側においては、第２のノズル１７と同一の直線
上にノズル部材１４が圧入装着されており、ノズル部材
１４はいわゆるオリフィスの機能を奏するものであっ
て、ノズル部材１４のノズル穴２１は前記第２のノズル
１７側が拡大するテーパ状に形成されている。なお、こ
のノズル穴２１の出口のテーパ角度は５度以下に設定す
ることが好ましい。

【００２５】このようなノズル部材１４の背後（図１に
おいて左側）には、貫通穴の形成された流入口部材１５
が圧入固定されており、この流入口部材１５の外端部の
流入口７から前記ノズル穴２１および第２のノズル１７
を経て流出口８に至るパージガス流路は同一直線上に配
列された状態に組み立てられている。

【００２６】同一直線上に組み立てられたパージガス流
路における流路形状は、図３に示すようである。

【００２７】すなわち、直線Ｃ−Ｃ上に配列されたノズ
ル部材１４のノズル穴２１から噴出するパージガスは、
ノズル穴２１の開口径ｄ₁の開口から概ねノズル穴２１
のテーパ面に沿った流れとなって流出する。そして、パ
ージガスがノズル穴２１の開口から流出することによ
り、その流れの周囲に負圧を発生するので、前記吸込口
１１からの空気等はノズル穴２１から流出したパージガ
スの流れに巻き込んで下流側の第２のノズル１７に移送
される。

【００２８】そして、このパージガスの流れは、第２の
ノズル１７の導入部２３が前記ノズル部材１４側に拡径
されたテーパ状（テーパ角β）であって、前記ノズル穴
２１のテーパ面の延長線をが描く断面（直径ｄ₁'）を内
側に包含するように大きな開口径ｄ₂として形成されて
いるので、円滑に第２のノズル内に導くことができる。

【００２９】なお、導入部２３のテーパ角度βは前記ノ
ズル部材１４におけるノズル穴２１のテーパ角度αより
小さく設定したものであるので、この導入部２３におい
て流入するパージガス等の流れをスムーズに直径dの小
径の流れに縮小することができる。

【００３０】このようにして導入部２３内に流入したパ
ージガス等は、この後、導入部２３の下流端から一定断
面で直線的に延在する助走部２４と、助走部２４の下流
端から下流側に向けて拡径されたテーパ状（テーパ角
γ）の出口部２５とを通過して流出口８から流出する。

【００３１】そして、前記助走部２４においては、その
長さＬを内径ｄの５倍以上に設定することにより、前記
のようにして導入部２３から流入したパージガス等の流
れを十分に安定化させることができる。

【００３２】また、前記出口部２５のテーパ角度γを５
度以下に設定するとともに、出口部２５の長さＬ₂を前
記助走部２４の内径ｄの２倍以上に設定することによ
り、前記助走部２４内で安定化したパージガス等の流れ
を円滑に大径の流れに拡大し、流出口８から効率よく流
出させることができる。

【００３３】このように第２のノズル１７は、前記ノズ
ル部材１４のノズル穴２１からのパージガスとともに前
記吸込通路１８を経由した空気やパージガスを効率よく
前記導入部２３で捕捉することができるとともに、前記
助走部２４や出口部２５がパージガス等の流れを円滑に
案内し、乱流の発生を抑制するようにしてあるので、こ
れらの部分による背圧が少なく効率よくパージガス等を
流出させることができる。

【００３４】このような実施例の真空発生器６につい
て、パージガス圧を変化させながら到達真空度を調べた
結果を図４に示す。なお、図４において白丸は本願実施
例の到達真空度を示し、同図中の黒丸は比較例としての
従来の真空発生器による到達真空度を示すものである。

【００３５】図４からあきらかなように、実施例の真空
発生器６による到達真空度はパージガス圧の如何にかか
わらず常に従来例より高真空である。

【００３６】そして、概ね５ｋｇｆ／ｃｍ²よりパージ
ガス圧が高い場合には、実施例は従来例より大幅に高真
空を達成するとともに、これよりパージガス圧が高い範
囲においては到達真空度の変化量が少なく、パージガス
圧の変動により到達真空度の変化が少ないことがわか
る。

【００３７】したがって、このような性能を有する真空
発生器６の装着された前記ガス管路２におけるガスボン
ベ１の交換の際に、低圧窒素ライン５からの低圧窒素ガ
スの真空発生器６へ供給することによる口金３部分から
侵入した空気の排気と高圧窒素ライン４からの高圧窒素
ガスの口金３の部分等への供給による残留空気の希釈と
を繰り返して行なう排気作業において、その繰り返し回
数が少なくとも十分な排気が可能となる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明は、パージガス流路の途中にノズルを設置し、この
ノズル下流でパージガス流路に合流する吸込流路を形成
し、この吸込流路より下流側に第２のノズルを設置した
ものであり、この第２のノズルは、導入部と助走部と出
口部とを有するものである。

【００３９】そして、前記導入部は、前記ノズル側に拡
径されたテーパ状であって、前記ノズルの流路形状の延
長線を内側に包含するように大きく形成されているの
で、前記ノズルから吐出されるパージガスは円滑に第２
のノズル内へ導かれ、同時に前記吸込流路に大きな吸込
負圧を作用させることができる。

【００４０】そして、このようにして第２のノズル内に
導かれたパージガス等の流れは、前記導入部の下流端か
ら一定断面で直線的に延在する助走部を通過することに
よってその流れが安定化し効率よく下流側に流れること
ができる。

【００４１】この助走部を通過した流れは、この後助走
部の下流端から下流側に向けて拡径されたテーパ状の出
口部に達するが、この出口部においてパージガス等の流
れが安定化されているので、スムーズに流れを拡大しな
がら出口部を通過することとなる。

【００４２】このように、出口部と助走部とは前記導入
部からの流れを安定化して効率よく下流側に通過させる
機能を有するものであるため、上流側の導入部に作用す
る背圧を軽減させ、導入部から出口部に至る第２のノズ
ルにおける流れを効率的に行なわせることにより、吸込
流路に作用する吸込負圧を増大させることができる。

【００４３】したがって、請求項１に記載の真空発生器
によれば、到達真空度を高めることができるとともに、
前記のように第２のノズルによるパージガス等の流通が
円滑に行なわれるので、従来のようにノズルの下流側で
パージガス等による乱流が生じにくく、ガス圧の変動に
よる流通効率が大きく変化することが少ないのでパージ
ガスのガス圧の変動による到達真空度の変動を小さいも
のとしてガスパージ作業を容易なものとすることができ
る。

【００４４】また、請求項２に記載の発明によれば、前
記の効果を有する具体的な真空発生器を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】真空発生器の中央断面図である。

【図２】ガス管路の構成図である。

【図３】真空発生器のパージガス流路の形状説明図であ
る。

【図４】真空発生器のパージガス圧と到達真空度の関係
を示す図である。

【符号の説明】

６ 真空発生器、 １４ ノズル部材（ノズル）、 １７ 第２のノズル、 １８ 吸込通路、 ２３ 導入部、 ２４ 助走部、 ２５ 出口部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線上に形成したパージガス流路を備
   え、そのパージガス流路の途中にノズルを設置し、この
   ノズル下流でパージガス流路に合流する吸込流路を形成
   し、前記ノズル下流でパージガス流により発生した真空
   を前記吸込流路を介して作用させる真空発生器におい
   て、 前記パージガス流路で吸込流路より下流側に第２のノズ
   ルを設置し、 この第２のノズルは、前記ノズル側に拡径されたテーパ
   状の導入部と、導入部の下流端から一定断面で直線的に
   延在する助走部と、助走部の下流端から下流側に向けて
   拡径されたテーパ状の出口部とを有するとともに、 前記導入部は、前記ノズルの流路形状の延長線を内側に
   包含するように大きく形成されていることを特徴とする
   真空発生器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の真空発生器において、前
   記ノズルのオリフィス出口を下流側が拡径したテーパ状
   とし、前記第２のノズルにおける導入部のテーパ角度を
   ５度以下に設定するとともに前記ノズルのオリフィス出
   口のテーパ角度より小さく設定し、前記助走部の長さを
   助走部の内径の５倍以上に設定し、さらに前記出口部の
   テーパ角度を５度以下でその長さを前記助走部の内径の
   ２倍以上に設定したことを特徴とする真空発生器。