TWI798487B - 用於控制真空泵的溫度之方法及相關的真空泵和設備 - Google Patents

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Abstract

本發明關於受到可變泵送負載之乾式真空泵型真空泵(2)的溫度控制方法，其中藉由耦合到定子(5)的至少一冷卻元件(11a、11b)而基於定子(5)的溫度設定點和溫度測量來控制真空泵(2)的溫度；該方法的特徵在於：監視著監視器看指示選自真空泵(2)所抽取電流或所消耗功率的泵送負載之參數的數值是否低於負載閾限，並且如果指示泵送負載之參數的數值低於負載閾限，則增加溫度設定點。 本發明也關於乾式真空泵型真空泵以及設備。

Description

用於控制真空泵的溫度之方法及相關的真空泵和設備
本發明關於乾式真空泵型真空泵的溫度控制方法。本發明也關於乾式真空泵型真空泵，其包括用於實施該控制方法的器具。本發明也關於包括該真空泵的設備。
乾式真空泵型粗抽真空泵包括幾個串聯的泵送級，待泵送的氣體則經由該級而在抽吸入口和遞送出口之間循環。在已知的粗抽真空泵中，其間的區別在於有的具有旋轉葉片(其也已知名為「魯氏」(roots)泵)、有的具有二或更多個葉片(已知為「爪式」(claw)泵)、以及螺旋泵。也已知魯氏壓縮機(或更常用的「魯氏吹風機」(roots blower))型真空泵，其具有一或二級並且用於粗抽真空泵的上游以在極高流動條件下增加泵送能力。
這些真空泵稱為「乾式」(dry)，因為在操作上，轉子在定子裡旋轉而轉子彼此或與定子之間無任何機械接觸，這有可能在泵送級中不使用油。
愈來愈多的應用正需要有能力以在以下二者之間來顯著且快速地變化待泵送之氣體的流動：一方面是過程步驟，其中真空泵須以每分鐘幾個標準公升(standard liters per minute, slm)或每分鐘幾十個標準公升的等級來循環高氣流；另一方面是閒置(或待命)步驟，其中真空泵正在已知為「終極真空壓力」(ultimate vacuum pressure)下操作，待泵送的氣流為零或極低。
泵送高氣流則由於壓縮的結果而導致真空泵有顯著加熱。這溫度上升有可能避免真空泵裡的污染氣態物種凝結或固化成粉末。然而，必須冷卻真空泵的軸承以避免任何故障。再者，於特定的應用，定子溫度須控制成使得它不超過預先定義的最大值，超過此值則正被泵送的氣態物種或可聚集於泵中並且使泵卡死。
定子的冷卻一般而言是使在周遭溫度的水循環穿過熱接觸於定子的冷卻迴路而達成。
然而，在上文所述的情況，待泵送的氣流劇烈掉落，則真空泵沒有自我加熱並且可以恰劇烈地冷卻下來。接觸冷卻迴路的定子遂經歷溫度掉落，而不被直接冷卻的轉子仍維持熱的。
轉子和定子之間的這溫度差異可以由以下事實所強化：用於控制冷卻迴路的溫度測量點未必位在允許偵測由於泵送負載改變所造成之溫度快速改變的適合位置。測量溫度因此可以被高估，並且導致繼續命令冷卻定子，即使舉例而言在軸承的溫度已經顯著掉落。真正確認定子溫度掉落所需的回應時間可以相對為長，並且這可以導致溫度歧異的擴大。
這溫度歧異可以因為多樣的熱機械行為而引發定子和轉子之間喪失淨空，尤其因為冷卻迴路一般而言配置在軸承區域中之真空泵的每個軸向末端而引發喪失軸向淨空，並且因為軸桿支撐收縮而引發軸間距離縮減。這些淨空喪失可以導致泵卡死或轉子彼此碰觸。
本發明的一目的是提出一種乾式真空泵型真空泵和控制真空泵之溫度的方法，其尤其藉由限制淨空喪失和卡死而有可能補救前述至少一缺點。
為此，本發明的一個標的是受到可變泵送負載之乾式真空泵型真空泵的溫度控制方法，該真空泵包括： 定子， 至少一泵送級， 二軸桿，其延伸到至少一泵送級中並且分別承受至少一轉子，轉子建構成在定子中以相反方向同步旋轉，以驅動待從真空泵之抽吸入口泵送到遞送出口的氣體， 至少一冷卻元件，其耦合到定子， 至少一溫度感應器，其建構成測量定子的溫度，以及 控制單元，其建構成藉由至少一冷卻元件和至少一溫度感應器而控制定子的溫度， 其中藉由耦合到定子的至少一冷卻元件而基於定子的溫度設定點和溫度測量來控制真空泵的溫度， 該方法的特徵在於：監視著監視器看指示選自真空泵所抽取電流或消耗功率的泵送負載之參數的數值是否低於負載閾限，並且如果指示泵送負載之參數的數值低於負載閾限，則增加溫度設定點。
溫度設定點的改變因此有可能較早關掉冷卻元件所做的定子冷卻，而讓定子在冷卻元件附近暖起來。在低泵送負載步驟期間增加溫度設定點則允許定子保持得如在高負載步驟期間一樣熱，並且這有可能限制卡死或轉子彼此碰觸的風險。
在低負載步驟期間保持高的這溫度也有可能避免生成讓可凝結之污染物種或可固化或凝結的冷區。
藉由監視泵送負載所觸發的溫度設定點改變也允許本方法具有高度回應性。
將真空泵的熱行為併入溫度控制的決定，則可以基於已經可得自真空泵之感應器的資訊來進一步進行這監視，而不須添加額外的溫度感應器、不用關於腔室中所發生之過程的資訊、不改變冷卻元件之至少一溫度感應器或結構的位置。
溫度控制方法也可以包括下文所述而單獨或組合考慮的一或更多個特徵。
根據一範例性具體態樣，至少為了藉由耦合到真空泵稱為低壓泵送級之泵送級的冷卻元件來控制溫度，而增加溫度設定點。
根據一範例性具體態樣，在已經增加溫度設定點之後，監視著監視器看指示泵送負載之參數的數值是否高於負載閾限，並且如果指示泵送負載之參數的數值高於負載閾限，則增加的溫度設定點維持達預先定義的額外時間長度。
預先定義的額外時間長度舉例而言大於十分鐘。
溫度設定點的增加舉例而言大於3℃。
溫度設定點的增加舉例而言小於20℃。
本發明的另一標的是乾式真空泵型真空泵，其包括： 定子， 至少一泵送級， 二軸桿，其延伸到至少一泵送級中並且分別承受至少一轉子，轉子建構成在定子中以相反方向同步旋轉，以驅動待從真空泵之抽吸入口泵送到遞送出口的氣體， 至少一冷卻元件，其耦合到定子， 至少一溫度感應器，其建構成測量定子的溫度，以及 控制單元，其建構成藉由至少一冷卻元件和至少一溫度感應器而控制定子的溫度， 該真空泵的特徵在於：控制單元建構成實施如上文所述的溫度控制方法。
乾式真空泵型真空泵可以是多級粗抽真空泵，這意謂包括串聯安裝的至少二泵送級。真空泵可以相等地為魯氏吹風機型真空泵，其包括串聯安裝的一或二泵送級。
根據一範例性具體態樣，乾式真空泵型真空泵包括耦合到定子的二冷卻元件，真空泵的每個軸向末端配置一冷卻元件。
本發明的另一標的是包括腔室的設備，其特徵在於它包括如上文所述的乾式真空泵型真空泵，該真空泵連接到腔室以在當中泵送。
圖1顯示設備1的第一範例，其包括：乾式真空泵型真空泵2；以及腔室3，真空泵2舉例而言經由閥4而連接於此以在腔室3中泵送。
在稱為「過程」(process)步驟P1、P2(圖3)的步驟期間，等級在幾個slm或幾十個slm的顯著氣流舉例而言可以循環引入腔室3中。這些過程步驟P1、P2可以在稱為「閒置」(idle)步驟I的步驟前面和後面，而在閒置步驟期間所引入的氣流為低或零。在閒置步驟I期間，真空泵2正操作在已知為「終極真空壓力」下超過幾分鐘的時間，如此舉例而言以允許腔室3清乾淨。這些接續步驟舉例而言發生在半導體的製程，其例如已知為「HarpXT」的過程。
如圖1和2所最可見，真空泵2包括：定子5；至少一泵送級T1~T5；二軸桿6、7，其延伸到至少一泵送級T1~T5中並且分別承受至少一轉子8；至少一冷卻元件11a、11b，其耦合到定子5；至少一溫度感應器12a、12b，其建構成測量定子5的溫度；以及控制單元13，其建構成藉由至少一冷卻元件11a、11b和至少一溫度感應器12a、12b而控制定子5的溫度。
轉子8建構成在定子5中以相反方向同步旋轉，以驅動待從真空泵2之抽吸入口9泵送到泵2之遞送出口10的氣體G。
轉子8舉例而言具有相同輪廓的葉片，例如為「魯氏」型(其截面呈「數字8」或「腎豆」(kidney-bean)形)或「爪」型。根據另一範例，泵送轉子8是「螺旋」(screw)型。
真空泵2舉例而言包括至少二泵送級，例如五泵送級。每個泵送級T1~T5包括個別的入口和出口。接續的泵送級T1~T5藉由個別的級間管道14而一個接著另一個串聯連接，該級間管道14將前一泵送級的出口(或遞送出口)連接到下一級的入口(或抽吸入口)。
在旋轉期間，從入口所抽取的氣體捕陷於轉子8所產生的體積中，然後由轉子8驅動朝向遞送出口10(氣體循環的方向在圖1和2以箭號G來示範)。真空泵2尤其說是「乾式」(dry)，因為在操作上，轉子8在定子5裡旋轉而彼此之間或與定子5無任何機械接觸，這有可能在泵送級T1~T5中不使用油。
於這範例性具體態樣，乾式真空泵型真空泵2是多級粗抽真空泵。粗抽真空泵是正位移真空泵，其使用二轉子來抽取、轉移、再遞送在大氣壓力下待泵送的氣體。根據另一範例，真空泵2是魯氏吹風機型，並且包括一或二泵送級。魯氏吹風機型真空泵串聯安裝在粗抽真空泵的上游。
根據一範例性具體態樣，冷卻元件11a、11b包括液壓迴路16以允許舉例而言在周遭溫度的水循環(圖2)。
液壓迴路16舉例而言併入定子5中。它舉例而言呈「U」形而圍繞軸桿6、7的軸承以冷卻它們。
冷卻元件11a、11b舉例而言進一步包括閥17，其可以操作以允許或切斷水的循環(「全有或全無」(all or nothing)控制)。
真空泵2舉例而言包括二冷卻元件11a、11b，其耦合到定子5，真空泵2的每個軸向末端配置一冷卻元件11a、11b(圖2)。冷卻元件11a耦合到稱為低壓泵送級的泵送級T1，其入口連通於泵2的抽吸入口9。冷卻元件11b耦合到稱為高壓泵送級的泵送級T5，其出口連通於泵2的遞送出口10。
真空泵2舉例而言包括二溫度感應器12a、12b，其配置在定子5上並且彼此隔開。一溫度感應器12a舉例而言關聯於位在抽吸入口9之一側上的冷卻元件11a。溫度感應器12a舉例而言安裝在低壓泵送級T1之區域中的定子5上(在抽吸入口9的那一側)。溫度感應器12b舉例而言關聯於位在遞送出口10之一側上的冷卻元件11b。溫度感應器12b舉例而言安裝在高壓泵送級T5之區域中的定子5上(在遞送出口10的那一側)。
溫度感應器12a、12b舉例而言位在定子5上而在二軸桿6、7之間的中點，並且對齊在平行於軸桿6、7之軸線的直線上(圖1)。
控制單元13包括一或更多個控制器、微控制器或處理器和記憶體以執行一系列程式指令，其實施控制真空泵2之溫度的方法100；於該方法，藉由耦合到定子5的該至少一冷卻元件11a、11b而基於定子5的溫度設定點和溫度測量來控制受到可變泵送負載之真空泵2的溫度。
為了這麼做，控制單元13連接到至少一溫度感應器12a、12b以接收定子5的溫度測量，並且連接到至少一冷卻元件11a、11b以舉例而言操作液壓迴路16之關聯閥17的開啟∕關閉。溫度控制可以根據冷卻元件自己的溫度設定點和根據關聯的獨立溫度測量而獨立地進行於每個冷卻元件11a、11b。
操作上，真空泵2受到可變泵送負載，其可以在高或低氣流之間變化。
控制單元13監視著指示泵送負載之參數的數值是否低於負載閾限S(診斷步驟101，圖3)。
指示泵送負載的參數舉例而言為真空泵2所抽取的電流或真空泵2所消耗的功率。控制單元13舉例而言計算在等於或大於過程步驟P1、P2之循環持續時間中的抽取或消耗之電流或功率的平均值。為了這麼做，控制單元13舉例而言連接到變速器的輸出，該變速器變化真空泵2之馬達的速度。
如果並且只要指示泵送負載之參數的數值高於負載閾限S，則視為過程步驟P1、P2正發生在腔室3中。
在此情形，控制單元13使用冷卻元件11a、11b來控制真空泵2的溫度以達成溫度設定點，舉例而言當溫度測量低於溫度設定點時關閉閥17以切斷水循環，並且當溫度測量等於或高於溫度設定點時開啟閥17以允許水循環(過程期間調節步驟102)。
溫度設定點舉例而言高於70℃。
如果並且只要指示泵送負載之參數的數值低於負載閾限S，則視為閒置步驟I正發生在腔室3中。在此情形，控制單元13藉由至少一冷卻元件11a而增加溫度設定點以控制真空泵2的溫度(閒置期間調節步驟103)。
溫度設定點可以增加以藉由冷卻元件11a、11b中的二者或只一者來控制溫度；但供參考，至少藉由耦合到低壓泵送級T1的冷卻元件11a來做，該級就溫度來說更難調節，因為轉子8和定子5之間的熱交換能力在低壓下不太好。
溫度設定點的增加舉例而言對應於至少3%的溫度設定點，舉例而言例如大於3℃。溫度設定點的增加舉例而言對應於至多20%的溫度設定點，舉例而言例如少於20℃。溫度設定點的增加舉例而言是在溫度設定點之6%的等級，例如5℃。
控制單元13藉由冷卻元件11a、11b(舉例而言致動水循環閥17)而控制真空泵2的溫度，以達成如過程步驟P1、P2期間所達成之增加的溫度設定點。
當指示泵送負載的參數已增加超過負載閾限S時，視為進一步的過程步驟P1、P2正發生在腔室3中。
在將增加的溫度設定點切換回到起始的溫度設定點之前，可以提供的是維持增加的溫度設定點達預先定義的額外時間長度(再調整步驟104)。
額外時間長度是預先定義的，這有可能免除對於感應器的需求。它舉例而言長於10分鐘，例如15分鐘。這再調整步驟104允許定子5由於過程步驟P1、P2的較高泵送負載而有時間暖起來。這有可能避免當返回到起始溫度設定點時在轉子8和定子5之間產生進一步的溫度歧異。
觀看圖4的圖形可以對此得到較佳理解，其顯示以下的一範例：受到泵送負載之真空泵2所消耗的功率曲線(曲線A)；在低壓泵送級T1附近的溫度感應器12a所測量之定子5的溫度曲線(曲線B)；以及象徵而言提供對本發明理解而在耦合到低壓泵送級T1之定子5的冷卻元件11a中央所測量之定子5的二溫度曲線(曲線C和D)。
在頭二小時期間，每分鐘80標準公升(每秒135.12帕‧立方公尺)的氣流循環引入腔室3中。氣流因此在每分鐘80標準公升達5分鐘和每分鐘0標準公升達3分鐘之間交替。指示泵送負載的消耗功率因而以在500和2000瓦之間的方波圖案來變化(曲線A)，而在舉例而言600瓦的負載閾限之上達超過3分鐘的持續時間(等於過程步驟之無流動期間的持續時間)。
控制單元13藉由冷卻元件11a、11b而控制真空泵2的溫度以達成83℃的溫度設定點(過程期間調節步驟102)。因為全有或全無的調節模式，可以看到溫度感應器12a所測量之定子5的溫度因此關於設定點溫度而在81℃和86℃之間起伏(曲線B)。也可以看到在冷卻元件11a之中央所測量的溫度(象徵而言)在84℃和87℃之間起伏(曲線C和D)。
消耗功率然後掉落到負載閾限S以下。由此，則控制單元13推斷閒置步驟I正發生在腔室3中。控制單元13因而增加溫度設定點5℃(閒置期間調節步驟103)，並且藉由低壓泵送級T1的冷卻元件11a而將真空泵2的溫度控制為88℃以及藉由高壓泵送級T5的冷卻元件11b而溫度控制為83℃或88℃。
可以注意到關聯於冷卻元件11a的溫度感應器12a所測量之定子5的溫度已跳升了5℃左右而在86℃和90℃之間起伏(曲線B)。
也可以看到在冷卻元件11a之中央所測量的溫度因為溫度設定點增加而已快速增加，然後因為泵送負載降低而降低，直到它傾向於靠近過程步驟P1的溫度才穩定下來為止(曲線C和D)。
溫度設定點的改變因此有可能較早關掉冷卻元件11a所做之定子5的冷卻，而讓定子5在冷卻元件11a附近暖起來。儘管溫度掉落，但在冷卻元件11a所測量之定子5的溫度已掉到過程步驟P1的溫度之下很少，如果根本有的話。定子5和轉子8之間的溫度歧異在過程步驟P1期間因而大致相同於在閒置步驟I期間，若轉子8維持熱的話。
消耗的功率然後增加超過負載閾限S(曲線A)，這指出進一步的過程步驟P2正發生在腔室3中。溫度設定點維持增加到88℃達15分鐘(再調整步驟104)：可以看到隨著真空泵2熱起來，定子5在冷卻元件11a之區域的溫度開始再次上升(曲線C和D)。
在已流逝預先定義的額外時間長度之後，因為在冷卻元件11a之中央的溫度或多或少已返回到過程步驟P1的先前數值，所以控制單元13使溫度設定點漸減而返回到83℃(過程期間調節步驟102)。在冷卻元件11a之中央的溫度減少了溫度設定點的差值，然後隨著設定點的數值再次緩慢上升到83℃。在閒置步驟I和接著的過程步驟P2期間，在定子5靠近冷卻元件11a的區域，溫度已維持在83℃之上。
在低泵送負載的閒置步驟I期間增加溫度設定點則允許定子5在冷卻元件11a的中央保持得如在過程步驟P1、P2期間一樣熱，並且這有可能在閒置步驟I期間限制卡死或轉子8彼此碰觸的風險，該風險關聯於轉子8和定子5之間的熱膨脹差異。
在閒置步驟I期間保持為高的這溫度也有可能避免生成污染性可凝結物種或可固化或凝結的冷區。
監視泵送負載所觸發的溫度設定點改變也允許本方法有高度回應性。
將真空泵2的熱行為併入溫度控制的決定，則可以基於從真空泵2之感應器已可得的資訊來進一步進行這監視，而不須添加額外的溫度感應器、不用關於腔室3中所發生之過程的資訊、不改變冷卻元件11a、11b之至少一溫度感應器12a、12b或結構的定位。
1:設備 2:真空泵 3:腔室 4:閥 5:定子 6:軸桿 7:軸桿 8:轉子 9:抽吸入口 10:遞送出口 11a:冷卻元件 11b:冷卻元件 12a:溫度感應器 12b:溫度感應器 13:控制單元 14:級間管道 16:液壓迴路 17:閥 100:控制真空泵之溫度的方法 101:診斷步驟 102:過程期間調節步驟 103:閒置期間調節步驟 104:再調整步驟 A:消耗的功率 B:溫度感應器所測量的定子溫度 C:測試溫度感應器所測量的定子溫度 D:測試溫度感應器所測量的定子溫度 G:氣體 I:閒置步驟 P1:過程步驟 P2:過程步驟 S:負載閾限 T1:泵送級 T2:泵送級 T3:泵送級 T4:泵送級 T5:泵送級
從下面以非限制性範例所給出的敘述且參考所附圖式，本發明的進一步特徵和優點將變得明顯。
圖1顯示根據本發明之設備的示意圖。
圖2顯示圖1設備之真空泵的部分示意、部分截面圖，其呈拆解狀態而僅顯示操作所需的元件。
圖3是示意圖，其顯示用於圖2真空泵之溫度控制方法的多樣步驟。
圖4的圖形顯示針對以下而獲得為時間函數(單位為分鐘)的曲線範例： 圖2真空泵所消耗的功率(單位為瓦，在右邊縱軸)(曲線A)， 真空泵溫度感應器所測量的定子溫度(單位為℃，在左邊縱軸)(曲線B)，以及 象徵而言由固定到真空泵冷卻元件中央之二測試溫度感應器所測量的定子溫度(曲線C和D)。
在這些圖中，相同的元件帶有相同的參考數字。以下具體態樣僅為範例。雖然敘述指稱一或更多個具體態樣，但未必意謂每個指稱者關於相同具體態樣或特徵僅適用於單一具體態樣。多種具體態樣的單純特徵也可加以組合或交換以提供其他具體態樣。
1:設備
2:真空泵
3:腔室
4:閥
5:定子
6:軸桿
7:軸桿
8:轉子
9:抽吸入口
10:遞送出口
11a、11b:冷卻元件
12a、12b:溫度感應器
13:控制單元
G:氣體
T1~T5:泵送級

Claims (10)

  1. 一種受到可變泵送負載之乾式真空泵型真空泵(2)的溫度控制方法(100)，該真空泵(2)包括：定子(5)，至少一泵送級(T1~T5)，二軸桿(6、7)，其延伸到該至少一泵送級(T1~T5)中並且分別承受至少一轉子(8)，該轉子(8)建構成在該定子(5)中以相反方向同步旋轉，以驅動待從該真空泵(2)之抽吸入口(9)泵送到遞送出口(10)的氣體(G)，至少一冷卻元件(11a、11b)，其耦合到該定子(5)，至少一溫度感應器(12a、12b)，其建構成測量該定子(5)的溫度，以及控制單元(13)，其建構成藉由該至少一冷卻元件(11a、11b)和該至少一溫度感應器(12a、12b)而控制該定子(5)的該溫度，其中藉由耦合到該定子(5)的該至少一冷卻元件(11a、11b)而基於該定子(5)的溫度設定點和溫度測量來控制該真空泵(2)的該溫度，該方法的特徵在於：監視著監視器看指示選自該真空泵(2)所抽取電流或消耗功率的泵送負載之參數的數值是否低於負載閾限(101)，並且如果指示該泵送負載之該參數的該數值低於該負載閾限(S)，則增加該溫度設定 點(103)。
  2. 根據申請專利範圍第1項的溫度控制方法(100)，其中至少為了藉由耦合到該真空泵(2)稱為低壓泵送級之泵送級(T1)的冷卻元件(11a)來控制該溫度，而增加該溫度設定點。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項的溫度控制方法(100)，其中在已經增加該溫度設定點之後，監視著監視器看指示該泵送負載之該參數的該數值是否高於該負載閾限(S)，並且如果指示該泵送負載之該參數的該數值高於該負載閾限(S)，則增加的溫度設定點維持達預先定義的額外時間長度(104)。
  4. 根據申請專利範圍第3項的溫度控制方法(100)，其中該預先定義的額外時間長度大於十分鐘。
  5. 根據申請專利範圍第1項的溫度控制方法(100)，其中該溫度設定點的增加大於3℃。
  6. 根據申請專利範圍第1項的溫度控制方法(100)，其中該溫度設定點的增加小於20℃。
  7. 一種乾式真空泵型真空泵(2)，其包括： 定子(5)，至少一泵送級(T1~T5)，二軸桿(6、7)，其延伸到該至少一泵送級(T1~T5)中並且分別承受至少一轉子(8)，該轉子(8)建構成在該定子(5)中以相反方向同步旋轉，以驅動待從該真空泵(2)之抽吸入口(9)泵送到遞送出口(10)的氣體(G)，至少一冷卻元件(11a、11b)，其耦合到該定子(5)，至少一溫度感應器(12a、12b)，其建構成測量該定子(5)的溫度，以及控制單元(13)，其建構成藉由該至少一冷卻元件(11a、11b)和該至少一溫度感應器(12a、12b)而控制該定子(5)的該溫度，該真空泵(2)的特徵在於：該控制單元(13)建構成實施根據申請專利範圍第1至6項中任一項的溫度控制方法(100)。
  8. 根據申請專利範圍第7項的乾式真空泵型真空泵(2)，其為粗抽真空泵。
  9. 根據申請專利範圍第7或8項的乾式真空泵型真空泵(2)，其中它包括耦合到該定子(5)的二冷卻元件(11a、11b)，該真空泵(2)的每個軸向末端配置一冷卻元件(11a、11b)。
  10. 一種包括腔室(3)的設備(1)，其特徵在於它包括根據申請專利範圍第7至9項中任一項的乾式真空泵型真空泵(2)，該真空泵(2)連接到腔室(3)以在該腔室(3)中泵送。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI815109B (zh) * 2021-04-28 2023-09-11 華碩電腦股份有限公司 散熱檢測方法以及電子裝置
FR3128745A1 (fr) * 2021-10-29 2023-05-05 Pfeiffer Vacuum Pompe à vide sèche
CN115145201B (zh) * 2022-07-19 2023-03-28 长沙昌佳自动化设备有限公司 一种干式真空泵专用控制器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4983106A (en) * 1988-10-07 1991-01-08 Societe Anonyme Dite: Alcatel Cit Rotary screw machine with multiple chambers in casing for lubrication-coding fluid
US6056510A (en) * 1996-11-30 2000-05-02 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Multistage vacuum pump unit
TW200521330A (en) * 2003-11-10 2005-07-01 Boc Group Plc Improvements in dry pumps
US20060269424A1 (en) * 2005-05-27 2006-11-30 Michael Henry North Vacuum pump
TW200905079A (en) * 2007-07-18 2009-02-01 Shanorm Tech Co Ltd Dry vacuum pump device and cooling method thereof

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1103872C (zh) * 1995-11-29 2003-03-26 日本真空技术株式会社 油密封旋转式真空泵的冷却装置
JP2003083273A (ja) * 2001-09-12 2003-03-19 Ebara Corp ドライ真空ポンプ
JP4673011B2 (ja) * 2004-07-05 2011-04-20 株式会社島津製作所 ターボ分子ポンプの温度制御装置
KR100497982B1 (ko) * 2004-10-01 2005-07-01 (주)엘오티베큠 루츠형 로터와 스크루형 로터를 지닌 복합 드라이 진공펌프
GB0502149D0 (en) * 2005-02-02 2005-03-09 Boc Group Inc Method of operating a pumping system
DE102009053268A1 (de) * 2009-11-13 2011-05-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Klimaanlage für Kraftfahrzeuge
GB2498807A (en) * 2012-01-30 2013-07-31 Edwards Ltd Multi-stage vacuum pump with solid stator
JP6097067B2 (ja) * 2012-12-19 2017-03-15 株式会社荏原製作所 ドライポンプ装置
WO2017031807A1 (zh) * 2015-08-27 2017-03-02 上海伊莱茨真空技术有限公司 一种多驱动腔非共轴真空泵
KR101712962B1 (ko) * 2015-09-24 2017-03-07 이인철 냉각장치를 갖춘 진공펌프
DE202015007606U1 (de) * 2015-11-03 2017-02-06 Leybold Gmbh Trockenvakuumpumpe
US10590955B2 (en) * 2017-02-23 2020-03-17 Shimadzu Corporation Turbo-molecular pump

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4983106A (en) * 1988-10-07 1991-01-08 Societe Anonyme Dite: Alcatel Cit Rotary screw machine with multiple chambers in casing for lubrication-coding fluid
US6056510A (en) * 1996-11-30 2000-05-02 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Multistage vacuum pump unit
TW200521330A (en) * 2003-11-10 2005-07-01 Boc Group Plc Improvements in dry pumps
US20060269424A1 (en) * 2005-05-27 2006-11-30 Michael Henry North Vacuum pump
TW200905079A (en) * 2007-07-18 2009-02-01 Shanorm Tech Co Ltd Dry vacuum pump device and cooling method thereof

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Publication number Publication date
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