WO2019131682A1 - 真空ポンプおよびこれに用いられる固定部品、排気ポート、制御手段 - Google Patents

真空ポンプおよびこれに用いられる固定部品、排気ポート、制御手段 Download PDF

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WO2019131682A1
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WO
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gas
vacuum pump
flow path
injection hole
removal
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PCT/JP2018/047673
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一志 山本
野中 学
坂口 祐幸
樺澤 剛志
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エドワーズ株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/70Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning
    • F04D29/701Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • F04D19/04Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/60Fluid transfer
    • F05D2260/607Preventing clogging or obstruction of flow paths by dirt, dust, or foreign particles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00Materials; Properties thereof
    • F05D2300/50Intrinsic material properties or characteristics
    • F05D2300/514Porosity

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor manufacturing process apparatus, a flat panel display manufacturing apparatus, a process chamber in a solar panel manufacturing apparatus, a vacuum pump used as a means for evacuating other vacuum chambers, and fixed parts used therefor
  • the exhaust port and control means are particularly suitable for removing the product accumulated in the flow path in the pump.
  • a sublimation gas such as TiF 4 or AlCl 3 may be generated as a reaction by-product in the process of the process.
  • a sublimable gas is drawn by the vacuum pump and flows through the flow path in the vacuum pump, the relationship between the pressure (partial pressure) of the gas in the flow path and the temperature indicated by the vapor pressure curve is from the gas phase to the solid phase
  • the sublimable gas solidifies and deposits on the inner wall surface of the flow path at the point where the In particular, significant deposition occurs at a point where the pressure is relatively high, such as near the downstream of the flow path.
  • the vacuum pump is conventionally heated and kept warm by a heating and keeping means such as a band heater (see, for example, Patent Document 1 or Patent Document 2).
  • a gas that makes it difficult to remove the deposited product by heating and heat retention for example, a gas with a high sublimation temperature may flow through the flow path in the vacuum pump.
  • the product continues to be deposited in the gas flow path formed between the rotating body in the vacuum pump and the fixed part located on the outer periphery thereof, and the rotating body via the deposited product
  • contact with the fixed part causes breakage of the rotating body or the fixed part.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is a vacuum pump suitable for removing a product deposited in a flow passage in a vacuum pump, and a fixed component used therefor , Exhaust port, to provide control means.
  • the present invention provides a rotating body disposed in an outer case, a supporting means for rotatably supporting the rotating body, a driving means for rotationally driving the rotating body, and the rotating body
  • An intake port for taking in gas by the rotation of the exhaust gas, an exhaust port for exhausting the gas taken in from the intake port, a flow path of the gas moving from the intake port toward the exhaust port, and
  • a removing means for removing the product deposited on the inner wall surface of the flow path, wherein the removing means comprises an injection hole whose one end is opened in the inner wall surface of the flow path, and the flow path from the injection hole to the flow path It is characterized in that it is structured to inject removal gas toward the inside.
  • control means functioning as means for controlling any of the pressure, flow rate or injection time of the removed gas.
  • the gas supply system for supplying the removal gas to the injection hole may be provided with detection means for detecting a supply condition of the gas supply system.
  • control means functions as means for outputting a signal necessary for adjusting the supply pressure or the supply flow rate of the removal gas to the injection hole based on the detection result of the detection means. It may be characterized by
  • control means is a process of estimating the deposition amount of the product based on the detection result of the detection means, and when the estimated deposition amount of the product exceeds a threshold value. It may be characterized in that it functions as means for outputting a signal necessary to adjust the supply pressure or supply flow rate of the removal gas to the injection hole, or outputting a signal necessary to sound an alarm.
  • control means may function as means for executing supply of the removal gas to the injection holes based on a command from an external device.
  • control of the injection time is at least any of control of a type in which the removal gas is constantly sprayed from the injection hole and control of a type in which the removal gas is intermittently ejected from the injection hole. It may be characterized by including one or more types of control.
  • control of the flow rate is at least one of a control of a type for keeping the flow rate of the removed gas injected from the injection holes constant and a control of a type for increasing and decreasing the flow rate. It may be characterized by including control of
  • control of the pressure is a control of a type for keeping the pressure of the removal gas injected from the injection hole constant, and the removal gas injected from the injection hole to the injection hole
  • the present invention may be characterized in that it includes at least one type of control among the types of control that are provided in a prominent manner.
  • the removal gas may be an inert gas.
  • the removal gas may be a high energy gas activated by excitation means.
  • the removed gas may be a high temperature gas heated by a heating means.
  • a plurality of the injection holes may be provided.
  • the inner wall surface of the flow passage may be formed of a porous material, and a part of the porosity of the porous material may be adopted as the injection hole.
  • the non-masking portion is formed by masking a part of the surface of the porous material constituting the inner wall surface of the flow path and configuring as a non-masking portion without masking other than the part.
  • the removal gas may be jetted from the part of the pores of the porous material into the flow path within the range of (1).
  • a plate body having a surface area larger than the opening area is provided in the vicinity of the open end of the injection hole, and the plate body is formed of a porous material and the porous material is A part of the pores may be adopted as the injection holes.
  • the flow passage is a screw groove-shaped flow passage formed between the outer periphery of the rotating body and a fixing member opposed thereto, and the vicinity of the downstream outlet of the flow passage One end of the injection hole may be opened on a wall surface.
  • the flow passage is a screw groove-shaped flow passage formed between the outer periphery of the rotating body and a fixing member opposed to the flow passage, and in the vicinity of the upstream inlet of the flow passage
  • One end of the injection hole may be opened on a wall surface.
  • the flow path is a flow path formed of a gap set between a rotating blade provided on the outer circumferential surface of the rotating body and a fixed blade positioned and fixed in the outer case,
  • one end of the injection hole may be opened on the surface of the fixing member constituting the inner wall surface in the vicinity of the downstream outlet of the flow path.
  • the flow path includes an exhaust port communicating with a downstream outlet of the flow path, and one end of the injection hole is opened in an inner wall surface of the exhaust port. Good.
  • the flow path is a flow path formed of a gap set between a rotating blade provided on the outer circumferential surface of the rotating body and a fixed blade positioned and fixed in the outer case
  • the flow path may include an inner surface of a spacer for positioning and fixing the fixed blade, and one end of the injection hole may be opened in an inner wall surface of the spacer.
  • the flow path is a flow path formed of a gap set between a rotating blade provided on the outer circumferential surface of the rotating body and a fixed blade positioned and fixed in the outer case,
  • one end of the injection hole may be open on the outer surface of the fixed portion blade.
  • the execution based on the command includes the process of outputting a maintenance request signal to the external device, and the injection when receiving a maintenance permission signal output from the external device based on the maintenance request signal. And D. processing for outputting a signal necessary to supply the removal gas to the holes.
  • the inner wall surface of the flow path may be coated with a material which is non-adhesive or has a low surface free energy than a constituent substrate of the flow path.
  • the material of the coating may be a fluorocarbon resin or a fluorocarbon resin-containing coating material.
  • a rotary body disposed in an outer case, a support means for rotatably supporting the rotary body, a drive means for rotationally driving the rotary body, and suction of gas by rotation of the rotary body
  • the flow path in a vacuum pump comprising: an air intake port of: an exhaust port for exhausting the gas taken in from the intake port; and a flow path of the gas moving from the intake port toward the exhaust port
  • a fixed part which constitutes the fixed part, wherein as a removing means for removing the product deposited on the inner wall face of the flow path, the fixed part is provided with a jet hole whose one end is opened at the inner wall face It is a part.
  • a rotary body disposed in an outer case, a support means for rotatably supporting the rotary body, a drive means for rotationally driving the rotary body, and suction of gas by rotation of the rotary body
  • An exhaust port for a vacuum pump comprising: an intake port; an exhaust port for exhausting the gas taken in from the intake port; and a flow path of the gas moving from the intake port toward the exhaust port
  • the exhaust port is characterized in that the exhaust port is provided with an injection hole whose one end is opened on the inner wall surface of the exhaust port as a removal means for removing the product deposited on the inner wall surface of the exhaust port. It is a port.
  • a rotary body disposed in an outer case, a support means for rotatably supporting the rotary body, a drive means for rotationally driving the rotary body, and suction of gas by rotation of the rotary body ,
  • An exhaust port for exhausting the gas taken in from the intake port, a flow path of the gas moving from the intake port toward the exhaust port, and an inner wall surface of the flow path
  • a removal means for removing a product wherein the removal means comprises an injection hole whose one end is opened in an inner wall surface of the flow passage, and a structure for injecting a removal gas from the injection hole into the flow passage
  • Control means for controlling the pressure, the flow rate, or the injection time of the removed gas injected from the injection hole toward the flow path, or the supply of the removed gas.
  • Adjust pressure or supply flow Function as a means for outputting a signal necessary for generating an alarm, or as a means for outputting a signal necessary to sound an alarm, or the supply of the removal gas to the injection hole is performed based on a command from an external device It is a control means characterized by functioning as a means.
  • the removal means includes the injection hole having one end opened in the inner wall surface of the flow path. And the structure of injecting removal gas towards the said flow path from this injection hole was employ
  • to adopt the porosity of the porous material as the injection holes means “to adopt a part of the porosity of the porous material as the injection holes”, and “the entire porosity of the porous material to be injection holes” "Adopt as”. The same applies to “the best mode for carrying out the invention”.
  • the phrase "the removal gas can be jetted from the porosity of the porous material into the flow path” means that the removal gas can be sprayed from the part of the porosity of the porous material into the flow path. And “made it possible to inject the removal gas from all of the pores of the porous material into the flow path”. The same applies to "the best mode for carrying out the invention”.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an exhaust system including the vacuum pump of FIG. 1 and an external device that employs the vacuum pump as a gas exhaust means.
  • FIG. 3 is an explanatory view of a specific structural example (part 4) of the removing means, where (a) is a plan view of a spacer to which the structural example (part 4) is applied, and (b) is a radial direction of the spacer The side view which cut
  • FIG. 4 is an explanatory view of a specific structural example (No. 5) of the removing means, wherein (a) is a plan view of a plurality of fixed blades to which the structure is applied (in a disassembled state before being incorporated into a vacuum pump); b) is an enlarged view of part A in (a), (c) is a cross-sectional view taken along arrow D1 in (b), (d) is a cross-sectional view taken along arrow D2 in (b), (e) is FIG.
  • the block diagram of the example which combined the structural example of the removal means of, and the structural example of the removal means of FIG. (A), (b) and (c) are cross-sectional views of injection holes that can be adopted by the vacuum pump of FIG.
  • FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a screw groove exhaust part stator shown in FIG. 9; The enlarged view of A1 part vicinity of FIG. (A) (b) is an enlarged view of A1 part vicinity of FIG.
  • Explanatory drawing of the example which applied the porous plate injection structure in the structure which provided the 5th injection hole in the fixed blade Explanatory drawing of projecting gas injection control. The related figure of the process of an external device, and removal gas injection timing. Explanatory drawing of the pressure change of removal gas when clogging generate
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a vacuum pump to which the present invention is applied
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an exhaust system including the vacuum pump of FIG. 1 and an external device employing the vacuum pump as gas exhausting means.
  • a vacuum pump P1 of the same figure includes an outer case 1 having a cylindrical cross section, a rotating body RT disposed in the outer case 1, and support means SP for rotatably supporting the rotating body RT.
  • the drive means DR for rotationally driving the rotary body RT
  • the inlet 2 for sucking in gas by the rotation of the rotary body RT
  • the outlet 3 for discharging the gas sucked from the inlet 2
  • a gas flow path R moving toward the exhaust port 3 and a removal means RM for removing a product deposited on the inner wall surface of the flow path R are provided.
  • the outer case 1 has a bottomed cylindrical shape in which a cylindrical pump case 1A and a bottomed cylindrical pump base 1B are integrally connected in the axial direction of the cylinder by a fastening bolt, and the upper end side of the pump case 1A Is open as the intake port 2.
  • an exhaust port EX is provided on the side surface of the lower end portion of the pump base 1B, one end of the exhaust port EX communicates with the flow passage R, and the other end of the exhaust port EX is opened as the exhaust port 3 It has become.
  • the suction port 2 is a vacuum chamber having a high vacuum, such as a device M (hereinafter referred to as “external device M”) that executes a predetermined process in a vacuum atmosphere, such as a process chamber of a semiconductor manufacturing device.
  • a device M hereinafter referred to as “external device M”
  • the exhaust port 3 is communicatively connected to the auxiliary pump P2.
  • a cylindrical stator column 4 containing various electrical components is provided at the center of the pump case 1A.
  • the stator column 4 is erected on the pump base 1B by forming the stator column 4 as a separate component from the pump base 1B and screwing and fixing it to the inner bottom of the pump base 1B.
  • the stator column 4 may be integrally erected on the inner bottom of the pump base 1B.
  • the aforementioned rotating body RT is provided on the outer side of the stator column 4.
  • the rotating body RT is a cylindrical shape that is enclosed by the pump case 1A and the pump base 1B and surrounds the outer periphery of the stator column 4.
  • a rotating shaft 5 is provided inside the stator column 4.
  • the rotary shaft 5 is disposed such that its upper end faces in the direction of the air inlet 2 and its lower end faces in the direction of the pump base 1B.
  • the rotating shaft 5 is rotatably supported by magnetic bearings (specifically, two known sets of radial magnetic bearings MB1 and one set of axial magnetic bearings MB2).
  • a drive motor MO is provided inside the stator column 4, and the rotation shaft 5 is rotationally driven around its axis by the drive motor MO.
  • the upper end portion of the rotating shaft 5 protrudes upward from the cylindrical upper end surface of the stator column 4, and the upper end side of the rotating body RT is integrally fixed to the upper end portion of the protruding rotating shaft 5 by fastening means such as bolts. That is, the rotating body RT is rotatably supported by the magnetic bearings (radial magnetic bearings MB1 and axial magnetic bearings MB2) via the rotating shaft 5, and when the drive motor MO is started in this supported state, the rotating body RT The RT can rotate around its axis integrally with the rotation axis 5.
  • the rotary shaft 5 and the magnetic bearing function as a support means for rotatably supporting the rotary body RT
  • the drive motor MO functions as a drive means for rotationally driving the rotary body RT. .
  • the vacuum pump P1 in FIG. 1 is provided with a plurality of blade exhaust stages PT that function as means for exhausting gas molecules between the intake port 2 and the exhaust port 3.
  • the downstream portion of the plurality of blade exhaust stages PT specifically, from the lowermost blade exhaust stage PT (PTn) to the exhaust port 3 among the plurality of blade exhaust stages PT.
  • a screw groove pump stage PS is provided.
  • the vacuum pump P1 in FIG. 1 functions as a plurality of blade exhaust stages PT at an upstream side of approximately the middle of the rotary body RT.
  • the plurality of blade exhaust stages PT will be described in detail.
  • a plurality of rotating blades 6 that rotate integrally with the rotating body RT are provided on the outer peripheral surface of the rotating body RT upstream of substantially the middle of the rotating body RT, and these rotating blades 6 For each of PT2, ... PTn, a predetermined radial direction centering on the rotation center axis of the rotary body RT (specifically, the axis of the rotation axis 5) or the axis of the outer case 1 (hereinafter referred to as "vacuum pump axis") It is arranged at intervals.
  • a plurality of fixed blades 7 are positioned and fixed in the outer case 1 (specifically, on the inner peripheral side of the pump case 1A), and these fixed blades 7 are also the same as the rotating blades 6.
  • the stages PT (PT1, PT2,... PTn) are arranged radially at predetermined intervals around the vacuum pump axis.
  • each blade exhaust stage PT (PT1, PT2,... PTn) is provided in multiple stages between the intake port 2 and the exhaust port 3 and radially for each blade exhaust stage PT (PT1, PT2,.
  • a plurality of rotating blades 6 and a fixed blade 7 arranged at predetermined intervals are provided, and the gas molecules are exhausted by the rotating blades 6 and the fixed blade 7.
  • Each of the rotating blades 6 is a blade-like cut product formed by cutting integrally with the outer diameter processing portion of the rotary body RT, and is inclined at an optimum angle for exhausting gas molecules. Both fixed blades 7 are also inclined at an optimum angle for the exhaust of gas molecules.
  • a component (a spacer with a screw) in which a spacer S is convexly provided at the upper end is adopted.
  • a configuration is adopted in which the plurality of fixed blades 7 are positioned and fixed by interposing the outer peripheral portion of the fixed blade 7 between the spacers S.
  • the positioning and fixing of the fixed blade 7 by the spacer S is not limited to this configuration.
  • next blade exhaust stage PT (PT2) and subsequent blade exhaust stages PT the rotating blade 6 is rotated as in the uppermost blade exhaust stage PT (PT1), and gas molecules are generated by the rotating blade 6 as described above.
  • the movement of gas molecules by the fixed blade 7 is carried out, and gas molecules in the vicinity of the inlet 2 are exhausted so as to sequentially move downstream of the rotating body RT.
  • inter-blade exhaust flow path R1 As the inner wall surface configuration of the inter-blade exhaust flow path R1, in addition to the outer surfaces of the rotating blade 6 and the fixed blade 7, the inner surface of the spacer S (with the outer periphery facing the outer periphery of the rotating body RT facing the fixed blade 6) also includes.
  • thread groove pump stage PS In the vacuum pump P1 of FIG. 1, the downstream side from approximately the middle of the rotary body RT is configured to function as the thread groove pump stage PS.
  • the thread groove pump stage PS will be described in detail below.
  • the screw groove pump stage PS is a screw as a means for forming the screw groove exhaust flow path R2 on the outer peripheral side of the rotary body RT (specifically, the outer peripheral side of the rotary body RT portion downstream from approximately the middle of the rotary body RT).
  • a groove exhaust portion stator 8 is provided, and the threaded groove exhaust portion stator 8 is attached to the inner peripheral side of the outer case 1 as a fixed part of a vacuum pump.
  • the screw groove exhaust portion stator 8 is a cylindrical fixed member disposed so that the inner circumferential surface thereof faces the outer circumferential surface of the rotary body RT, and the rotary body RT portion downstream of approximately the middle of the rotary body RT It is arranged so as to surround it.
  • the portion of the rotor RT downstream of approximately the middle of the rotor RT is a portion that rotates as a rotating component of the screw groove exhaust portion PS, and is inserted inside the screw groove exhaust portion stator 8 via a predetermined gap. ⁇ Contained.
  • a screw groove 81 whose depth is changed in a tapered cone shape whose diameter is reduced toward the lower side is formed.
  • the screw groove 81 is spirally cut from the upper end to the lower end of the screw groove exhaust portion stator 8.
  • the screw groove exhaust passage R2 for exhausting the gas is formed on the outer peripheral side of the rotary body RT by the screw groove exhaust portion stator 8 provided with the screw groove 81 as described above. Although illustration is omitted, by forming the screw groove 81 described above on the outer peripheral surface of the rotary body RT, the screw groove exhaust passage R2 as described above may be provided.
  • the depth of the screw groove 81 is the upstream inlet side of the screw groove exhaust passage R2. It is set so as to be deepest at (the flow path opening end closer to the intake port 2) and shallowest at the downstream outlet side (flow path opening end closer to the exhaust port 3).
  • the inlet (upstream opening end) of the screw groove exhaust passage R2 is the outlet of the above-described inter-blade exhaust passage R1, specifically, the fixed blade 7E and the screw groove exhaust that constitute the lowermost blade exhaust stage PTn. Opening toward the gap (hereinafter referred to as “final gap GE”) between the stator 8 and the outlet (downstream opening end) of the same screw groove exhaust channel R2 through the exhaust port side channel R3 in the pump It communicates with the exhaust port 3.
  • the pump exhaust port side flow passage R3 has a predetermined gap between the lower end portion of the rotor RT or the screw groove exhaust portion stator 8 and the inner bottom portion of the pump base 1B (in the vacuum pump P1 of FIG. By providing a gap) in a form that goes around the lower outer periphery, it is formed to communicate with the exhaust port 3 from the outlet of the screw groove exhaust passage R2.
  • the vacuum pump P1 of FIG. 1 is configured to include an inter-blade exhaust passage R1, a final gap GE, a screw groove exhaust passage R2, and an in-pump exhaust port side passage R3.
  • a gas flow path R is provided, through which the gas travels from the inlet 2 to the outlet 3.
  • the inner wall surface of the flow path R (specifically, the inner wall surface of the screw groove exhaust flow path R2) is more non-tacky than the constituent base material of the flow path R, or It is coated with a material with low surface free energy.
  • the coating material containing a fluorine resin or a fluorine resin can be employ
  • the removing means RM includes injection holes 91, 92, 93 having one end opened in the inner wall surface of the flow path R, and from the injection holes 91, 92, 93 toward the flow path R It has a structure in which the removal gas is injected.
  • removing means RM Part 1
  • a thread-shaped flow path formed between the outer periphery of the rotary body RT and the thread groove exhaust portion stator 8 (fixed part) opposed thereto that is, a thread groove exhaust flow path R2.
  • One end of the first injection hole 91 is open at an inner wall surface (except for an inner wall surface of an exhaust port EX described later) near the downstream outlet of the nozzle.
  • the pressure is relatively high, and the state of the flowing gas moves from the gas phase to the region of the solid phase, so that product deposition tends to occur.
  • the deposited product is removed by being forcibly removed by the physical force of the removal gas injected from the first injection holes 91.
  • exhaust gas stagnation region a region where the flow velocity of the exhaust gas is reduced
  • the product deposited in the exhaust gas stagnation region as described above is removed by being forcibly removed by the physical force of the removal gas injected from the second injection holes 92.
  • the flow path R in the vacuum pump P of FIG. 1 includes the aforementioned exhaust port EX in communication with the downstream outlet of the flow path R, and in the vacuum pump P of FIG. One end of the injection hole 93 is open.
  • the exhaust port EX is located further downstream than the vicinity of the downstream outlet of the screw groove exhaust channel R2, the pressure is higher, and product deposition tends to occur. However, the deposited product is removed by being forcibly removed by the physical force of the removal gas injected from the third injection holes 93.
  • FIG. 3 is an explanatory view of a specific structural example (part 4) of the removing means RM
  • FIG. 3 (a) is a plan view of a spacer to which the structural example (part 4) is applied
  • FIG. 7 (c) is an enlarged view around the fourth injection hole shown in FIG. 7 (b).
  • the fourth injection holes 94 are provided in the spacer S (see FIG. 1) described above, and the inner surface of the spacer S (specifically, the rotating body RT One end of the fourth injection hole 94 is open at the surface facing the outer peripheral surface). Also in the structural example (part 4) of FIG. 3, the configuration in which the removal gas supply passage 11D is provided in the vicinity of the fourth injection hole 94, and the other of the fourth injection hole 94 with respect to the removal gas supply passage 11D. The structure which the end opened is adopted.
  • FIG. 4 is an explanatory view of a specific structural example (part 5) of the removing means RM, wherein (a) is a plan view of a plurality of fixed blades 7 to which the structure is applied (the disassembled state before being incorporated into a vacuum pump (B) is an enlarged view of part A in (a), (c) is a cross-sectional view taken along arrow D1 in (b), (d) is a cross-sectional view taken along arrow D2 in (b) A plan view of a plurality of fixed blades 7 to which the structure is applied (an exploded state before being incorporated into a vacuum pump), (b) is a sectional view taken along arrow D1 in (a), (c) is a sectional view taken along line D2 in (b) It is sectional drawing and (e) is a block diagram of the example which combined the structural example of the removal means of this FIG. 4, and the structural example of the removal means of FIG.
  • the fifth spray hole 95 is provided in the fixed blade 7 (see FIG. 1) described above, and the fifth spray hole 95 is formed on the outer surface of the fixed blade 7.
  • a structure in which one end of the opening is opened is adopted (see FIG. 5D).
  • the removal gas supply passage 11E is provided in the vicinity of the fifth injection hole 95, and the other end of the fifth injection hole 95 with respect to the removal gas supply passage 11E. Adopts an open configuration.
  • the gas inlets (ports) to the removal gas supply paths 11D and 11E are provided respectively, but a gap (not shown) is provided between the spacer S and the pump case 1A. Gas may be supplied from the gas inlet to the plurality of removal gas supply paths 11D and 11E.
  • injection hole non-porous material type
  • the first to fifth injection holes 91, 92, 93, 94, 95 are all parts provided with them (specifically, the screw groove exhaust portion stator 8, the ring member of the exhaust port EX outer peripheral surface, spacer S If the fixed blade 7) is formed of a machineable material such as a solid material or a cast material, it can be formed by machining such as drilling with a drill or grooving with an end mill.
  • the first and second injection holes 91 and 92 and the fourth and fifth injection holes can be provided in plural along the circumferential direction of the rotary body RT, and the third injection holes 93 A plurality of exhaust ports can be provided along the circumferential direction of the exhaust port EX.
  • the arrangement locations can be appropriately changed as necessary, such as arranging the injection holes 91, 92, 93 at equal intervals, or arranging them intensively at a place where the product particularly tends to be deposited. .
  • a plurality of second injection holes 92 are provided along the circumferential direction of the rotary body RT, and a removal gas supply path 11B is provided in the vicinity of the second injection holes 92. Also, a configuration is employed in which the other end of the second injection hole 92 is open with respect to the removal gas supply path 11B. According to such a configuration, it is possible to simultaneously inject gas from any second injection holes 92 only by supplying the removal gas to one removal gas supply passage 11B.
  • the removal gas is formed by the circumferential grooves provided on the outer peripheral surface of the screw groove exhaust portion stator 8 and the inner surface of the exterior case 1
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • a plurality of third injection holes 93 are provided along the circumferential direction of the exhaust port EX, and a removal gas supply passage 11C is provided in the vicinity of the third injection holes 93.
  • a removal gas supply passage 11C is provided in the vicinity of the third injection holes 93.
  • it is a ring on the peripheral face of exhaust port EX as a concrete structural example of the removal gas supply path 11C.
  • a member is mounted, and the removal gas supply path 11C is formed by the groove of the inner surface of the ring member mounted and the outer peripheral surface of the exhaust port EX, but the present invention is not limited to this configuration.
  • the first injection holes 91 are formed so as to intersect the flow path R substantially at right angles as shown in FIG. 5A, or as shown in FIG. 5B, the flow paths It may be formed to obliquely intersect R.
  • a plurality of first injection holes 91 can be provided along the pump axial direction.
  • a plurality of third injection holes 93 may be provided along the axial center direction of the exhaust port EX, and the fifth injection holes 95 may be in the pump radial direction or the length direction of the fixed blade 7 You may provide more than one.
  • the porous material forming the inner wall surface of the flow path may be, for example, a metal material such as aluminum, stainless steel, iron or the like, or a non-metal material such as ceramic or resin (plastic) etc. It will not be done.
  • a method of forming the porous material a method of sintering and forming a metal powder (powder metallurgy), a method of solidifying the powder with a binding material (press forming), a material heated on the surface of a substrate to be made porous
  • a method of forming a porous film by spraying at a high speed (thermal spraying) or a method of forming it with a 3D printer can be considered, it is not limited thereto.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the arrow D4 in FIG. 6
  • FIG. b) is a cross-sectional view taken along arrow D5 in FIG.
  • a part of the exhaust port EX (specifically, the vicinity of the third injection hole 92 of FIG. 1 described above) is used as the porous portion PP.
  • the inner wall surface of the flow passage (specifically, the exhaust port EX) is made of the porous material, and the removal gas is injected from the porous material into the flow passage. It is possible.
  • a part of the exhaust port EX is used as the porous part PP as described above, for example, as shown in FIG. 7, a plurality of the porous parts PP are arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction of the exhaust port EX. You may configure it.
  • the entire inner wall surface of the exhaust port EX is set to be formed of a porous material.
  • the length of the porous cylinder EX1 can be appropriately changed within the entire length range of the exhaust port EX.
  • FIG. 9 is an explanatory view of a specific structure (porous material type) example 2 of the injection holes
  • FIG. 10 is a cross section of a screw groove exhaust part stator to which the structure (porous material type) example 2 of FIG.
  • FIGS. 11 and 12 (a) and 12 (b) are enlarged views of a portion A1 of FIG.
  • the entire screw groove exhaust portion stator 8 is made of a porous material, whereby the inner wall surface of the flow path (specifically, the screw groove exhaust flow path R2).
  • a masking member U1 see FIGS. 11 and 12 (a) and 12 (b)
  • the removal gas can be jetted from the pores of the porous material into the flow path.
  • the entire screw groove exhaust portion stator 8 is formed of a porous material, but the portion constituting the inner wall surface of the screw groove exhaust passage R2 in the entire screw groove exhaust portion stator 8 Only the porous material may be formed.
  • FIG. 12 (a) a configuration in which the corner portion of the screw groove 81 is set as the non-masking portion U2, or as shown in FIG. 12 (b)
  • the present invention is not limited to this. Which part of the screw groove exhaust flow path R2 (flow path) is to be configured as the non-masking portion U2 can be appropriately changed in consideration of a portion where the product is likely to be deposited.
  • non-masked portion injection structure that enables the removal gas to be jetted from the pores of the porous material into the flow path within the range of the non-masked portion U2 is machining It has the advantage of being applicable to narrow places where it is difficult.
  • porous masking structure and the non-masking portion injection structure described above are applied not only to the first injection holes 91 but also to the second and third injection holes 92 and 93 and the fourth and fifth injection holes 94 and 95. It is applicable.
  • FIG. 13 shows an example in which the fourth injection holes 94 are formed of a porous material in the structure in which the fourth injection holes 94 are provided in the spacer S
  • FIG. 14 (a) (B) shows an example in which the fourth injection holes 95 are formed of a porous material in the structure in which the fifth injection holes 95 are provided in the fixed blade 7.
  • the removal gas is injected only from the inner surface of the spacer S by configuring the inner surface of the spacer S that constitutes the flow channel (the inter-blade exhaust flow channel R1) as the non-masking portion U2. It is set to Further, in the example of FIGS. 14 (a) and 14 (b), the vicinity of the downstream corner of the fixed blade 7 (see FIG. 14 (a)) or the downstream of the fixed blade 7 constituting the flow path (the inter-blade exhaust flow path R1). By forming a part of the side downward surface (see FIG. 14B) or the whole (not shown) as the non-masking portion U2, the gas removed from only the downstream corner of the fixed blade 7 or only from the downstream downward surface Is set to be injected.
  • the entire fixed blade 7 can be made of a porous material, and the above-mentioned masking can be omitted. In this case, the ejection of the removal gas is performed from any surface of the fixed blade 7 It becomes possible.
  • FIG. 15 is an explanatory view of a specific structure (porous material type) example 3 of the injection holes.
  • Example 3 of the structure (porous material type) of FIG. 15 a plate body PL having a surface area larger than the opening area is provided near the opening end of the first injection hole 91 (see FIG. 1) described above. While being provided, the plate body PL is formed of a porous material, and the porosity of the porous material is adopted as the injection hole. With such a configuration (hereinafter referred to as "porous plate injection structure"), in the structure (porous material type) example 3 of FIG. 15, the area capable of gas injection is expanded.
  • FIG. 16 shows an example in which the above-described porous plate injection structure is applied in the structure in which the fourth groove 94 is provided in the screw groove exhaust part stator 8, and FIG. In the structure provided with the injection hole 95, the example to which the above-mentioned porous plate injection structure is applied is shown. That is, in each of these examples, the plate body PL made of the above-mentioned porous material is provided in the vicinity of the opening end of the injection holes 94 and 95, and the porosity of the porous material is adopted as the injection holes.
  • inert gas, high temperature gas heated by the heating means, or high energy gas activated by the excitation means is used as the removal gas injected from the gas injection holes 91, 92, 93.
  • a gas or the like that has been plasmatized / radicalized by a plasma generator can be employed. These removal gases can be used by appropriately selecting or combining them as needed.
  • the inert gas is, for example, nitrogen gas or a rare gas (argon gas, krypton gas, xenon gas, etc.), and there is a risk that the propellant gas and the process gas react to have explosiveness or toxicity. It is better to use a gas with poor reactivity. In addition, since the kinetic energy of injection gas will become large if the gas with large molecular weight is used, the high removal effect is acquired.
  • High energy gas and high temperature gas have higher energy density than normal temperature gas, so the effect of removing products deposited on the inner surface of the flow path R by injection from the gas injection holes 91, 92, 93 is high. .
  • control means CX For controlling the entire vehicle.
  • control is performed by a numerical operation processing device comprising hardware resources such as CPU, ROM, RAM, input / output (I / O) interface etc.
  • a numerical operation processing device comprising hardware resources such as CPU, ROM, RAM, input / output (I / O) interface etc.
  • the means CX is configured, it is not limited to this configuration.
  • the control means CX functions as a means for performing overall control of the entire vacuum pump P as described above, and further, the supply of gas to the injection holes 91, 92, 93 is instructed from the external device M (specifically, maintenance) Functions as a means to execute based on the permission signal).
  • the external device M may periodically output the command (specifically, the maintenance permission signal).
  • the command output from the external device M is, as shown in FIG. 19, an interval between processes performed by the external device M and a work replacement period Alternatively, it is preferable to output at a timing at which work that does not affect the degree of vacuum of the external device M is performed, such as a maintenance period of the vacuum pump P1.
  • the execution in the control means CX is, as shown in FIG. 2, a process of outputting a maintenance request signal RQ to the external device M, and the command output from the external device M based on the maintenance request signal RQ (specifically In practice, when the maintenance permission signal EN) is received, a process of outputting a signal necessary for supplying the gas to the injection holes 91, 92, 93 may be included.
  • the maintenance request signal RQ can be output to the external device M through the input / output (I / O) interface of the control means CX, and the maintenance permission signal can also be output from the input / output (I / O) interface of the control means CX. It can be received via.
  • the above signals that is, signals necessary for supplying gas to the injection holes 91, 92, 93 are output to the valves BL1, BL2, BL3, BL4 described later via input / output (I / O) interfaces. You may configure it.
  • control means CX is configured to function as a means for controlling any of the pressure, flow rate or injection time of the removed gas as an injection control method of the removed gas injected from the injection holes 91, 92, 93. be able to.
  • control means CX may be configured to function as a means for controlling all of the control objects (pressure, flow rate, injection time) described above, or any two types of control objects (pressure and flow rate, It may be configured to function as means for controlling pressure and injection time, flow rate and injection time).
  • the control of the injection time in the control means CX is a control of a type in which the removal gas is always sprayed from the injection holes 91, 92, 93, and a control of a form in which the removal gas is intermittently ejected from the injection holes 91, 92, 93. It may be configured to include at least one type of control (hereinafter referred to as "intermittent injection control").
  • the control of the flow rate in the control means CX is at least one of control of a type for keeping the flow rate of the removal gas injected from the injection holes 91, 92, 93 constant and control of a type for increasing or decreasing the flow rate. It may be configured to include controls of the form
  • the control of the pressure in the control means CX is a type of control for keeping the pressure of the removal gas injected from the injection holes 91, 92, 93 constant, and the removal gas injected from the injection holes 91, 92, 93 It can be configured to include at least one type of control of the type of control to be supplied to the injection holes (hereinafter referred to as “protrusive gas injection control”).
  • control of the injection time, flow rate, and pressure in the control means CX described above is performed, for example, in the middle of the gas supply system SS which supplies the removal gas to the injection holes 91, 92, 93 as shown in FIG. It is possible to realize by installing the valves BL1 and BL2 and controlling the valve BL2 with the control means CX.
  • a surge tank TK capable of temporarily storing removed gas is provided in the middle of the gas supply system SP, and the upstream of the surge tank TK is provided.
  • the removal gas may be released at a stretch from the surge tank TK toward the injection holes 91, 92, 93 by opening the valve BL4 located at the position.
  • the control means CX may adopt a method of controlling the removal gas to be continuously injected from the injection holes 91, 92, 93 at all times, but in order to reduce the influence on the process in the external device M as much as possible Only when the maintenance request signal is output to the external device M and a command from the external device M (specifically, the maintenance permission signal) is received, the removal gas from the injection holes 91, 92, 93 is removed. Is preferably configured to be injected.
  • MM is provided.
  • measurement means for numerically measuring the supply state (specifically, pressure and flow rate) of the gas supply system SP can be adopted, for example, a known pressure gauge or flow meter.
  • control means CX adjusts the supply pressure or the supply flow rate of the removal gas to the injection holes 91, 92, 93 based on the detection result by the detection means MM. It can be configured to function as a means for outputting the signals necessary to do so.
  • first configuration example to “third configuration example” may be employed as a specific configuration for realizing such a function.
  • first configuration example to “third configuration example” may be implemented individually or in combination.
  • the control means CX monitors the change of the measured value (flow rate) at the detection means MM, It is possible to estimate the deposition amount of the product.
  • the measuring means MM pressure gauge or flow meter
  • the blockage level of the gas supply system SS and the deposition level of the product may be grasped based on the measurement values (pressure and flow rate) measured in step b).
  • a pressure gauge is adopted as the measuring means MM.
  • the process of receiving the measured value (pressure) by the pressure gauge via the aforementioned input / output (I / O) interface, and the received measured value (pressure) have threshold values (for example, FIG. A process of determining by the CPU whether or not the indicated alert level is exceeded, and when it is determined that the threshold is exceeded in this determination process, a predetermined signal to the valve BL2 via the input / output (I / O) interface And increasing the supply pressure of the removal gas to the injection holes 91, 92, 93 by outputting the
  • a flow meter is adopted as the measuring means MM.
  • the control means CX receives the measured value (flow rate) of the flow meter through the input / output (I / O) interface described above, and determines whether the received measured value (flow rate) falls below the threshold value.
  • the injection holes 91 and 92 by outputting a predetermined signal to the valve BL2 through the input / output (I / O) interface, when it is determined that the processing is determined by the CPU and when the determination processing falls below the threshold value.
  • And 93 A process of increasing the supply flow rate or supply pressure of the removal gas to 93.
  • a pressure gauge is adopted as the measuring means MM.
  • the control means CX constantly or periodically monitors the change of the measurement value (pressure) by the measurement means MM, estimates the deposition amount of the product based on the change of the measurement value (pressure), and When the deposition amount of the estimated product exceeds the threshold value, a predetermined signal is output to the valve BL2 as described in the above-described ⁇ first example of configuration >>, whereby the injection holes 91, 92, 93 are output.
  • a process of sounding an alarm by increasing the supply flow rate of the removal gas or outputting a predetermined signal to an alarm device (not shown) is employed.
  • a flow meter is adopted as the measuring means MM.
  • the control means CX constantly or periodically monitors the change of the measured value (flow rate) by the measuring means MM, estimates the deposition amount of the product based on the change of the measured value (flow rate), and When the deposition amount of the estimated product exceeds the threshold value, a predetermined signal is output to the valve BL2 as described in the above-mentioned «second configuration example» to the injection holes 91, 92, 93.
  • a process of raising an alarm by increasing the supply flow rate or supply pressure of the removal gas or outputting a predetermined signal to an alarm device (not shown) is employed.
  • stepwise gas pressure increase control When the blockage level of the gas supply system SS described above is increased, the control means CX performs control to increase the gas supply pressure in the gas supply system SS stepwise (hereinafter referred to as “stepwise gas pressure increase control”) May be In this case, a warning level may be set and output according to the stage.
  • control means CX When it is difficult to cope with only the stepwise gas pressure increase control, the control means CX performs (A) a process of switching to the above-mentioned intermittent injection control, (B) types of removal gas injected from the injection holes 91, 92, 93, for example It is configured to shift to the larger removal effect of the deposited product such as processing to switch from inert gas at normal temperature to high temperature gas, (C) processing to switch from high temperature gas to high energy gas (A ⁇ B ⁇ C) You may
  • the control means CX outputs a predetermined signal (HELP signal) to the external device M when it becomes difficult to remove the deposited product by the injection of the gas from the injection holes 91, 92, 93. , And may be configured to facilitate the maintenance and replacement of the vacuum pump.
  • HELP signal a predetermined signal
  • the removal means RM has one end on the inner wall surface of the flow path R
  • the injection holes 91, 92, 93, 94 or 95 are opened, and the removal gas is injected from the injection holes 91, 92, 93, 94 or 95 into the flow path R.
  • the product deposited on the inner wall surface of the flow path R is not the heat and heat retention of the conventional pump, but the physical force of the removed gas injected from the injection holes 91, 92, 93, 94 or 95.
  • vacuum pump P1 of this embodiment it can also be used together with heating and heat retention of a pump, and energy required for heating and heat retention of a pump can be reduced by combined use.
  • the vacuum pump P1 of the present embodiment only when the maintenance request signal is output to the external device M and a command from the external device M (specifically, the maintenance permission signal) is received, When the removal gas is injected from the holes 91, 92, 93, the influence of the removal gas injection on the process in the external device M can be suppressed, and the operation of the external device M can be prevented from being affected. There is also an advantage of.
  • the screw groove pump stage PS is omitted, that is, a vacuum pump (so-called turbo molecular pump) in which gas is exhausted only at the blade exhaust stage PT.
  • a vacuum pump so-called turbo molecular pump
  • the invention is applicable.
  • the screw groove pump stage PS shown in FIG. 1 since the screw groove pump stage PS shown in FIG. 1 is omitted, the second injection holes 92 and the removal gas supply path 11B shown in FIG. 1 are disposed in the pump base 1B. .
  • the blade-to-blade exhaust flow path R1 (set between the rotating blade 6 provided on the outer peripheral surface of the rotating body R and the fixed blade 7 positioned and fixed in the outer case 1
  • the final gap GE communicating with the downstream outlet of the flow path formed of the gap is configured as a gap between the fixed blade 7E or the rotating blade 6 and the pump base 1B which constitute the lowermost blade exhaust stage PTn.
  • the product since the product may be deposited on the inner wall surface (specifically, the surface of the pump base 1B constituting the final gap GE) in the vicinity of the downstream outlet of the inter-blade exhaust passage R2, the deposited generation
  • a structure may be employed in which one end of the second injection hole 92 is opened on the inner wall surface in the vicinity of the downstream outlet of the inter-blade exhaust passage R2.
  • the present invention can also be applied to a radial type flow pump (Sigburn type) or other drag pump.
  • a radial type flow pump Sigburn type

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Abstract

【課題】真空ポンプ内の流路に堆積した生成物を除去するのに好適な真空ポンプ、および、これに用いられる固定部品、排気ポート、制御手段を提供する。 【解決手段】真空ポンプP1は、吸気口2から排気口3に向かって移行するガスの流路Rと、流路Rの内壁面に堆積した生成物を除去する除去手段RMと、を備え、除去手段RMは、流路Rの内壁面に一端を開口した噴射孔91、92、93を備え、かつ、該噴射孔91、92、93から前記流路R内に向けて除去ガスを噴射する構造になっている。

Description

真空ポンプおよびこれに用いられる固定部品、排気ポート、制御手段
 本発明は、半導体製造プロセス装置、フラット・パネル・ディスプレイ製造装置、ソーラー・パネル製造装置におけるプロセスチャンバ、その他の真空チャンバのガス排気手段として利用される真空ポンプ、および、これに用いられる固定部品、排気ポート、制御手段に関し、特に、ポンプ内の流路に堆積した生成物を除去するのに好適なものである。
 半導体製造プロセス装置ではそのプロセスの過程で反応副生成物としてTiFやAlCl等の昇華性ガスが生成されることがある。このような昇華性ガスが真空ポンプに吸引され、真空ポンプ内の流路を流れると、蒸気圧曲線で示される流路内のガスの圧力(分圧)と温度の関係が気相から固相に移る箇所において、当該昇華性ガスは固体化して流路の内壁面に堆積する。特に当該流路の下流付近のように比較的圧力が高くなる箇所において、著しい堆積が発生する。
 前記のように堆積した生成物を除去する対策として、従来はバンドヒータ等の加熱・保温手段によって真空ポンプを加熱・保温している(例えば、特許文献1または特許文献2を参照)。
 しかしながら、前記のように真空ポンプを加熱・保温する従来の方式によると、回転体等、真空ポンプ内の構造部品も同時に加熱・保温されてしまう。特に真空ポンプの回転体は高速で回転するので、加熱・保温によって回転体を構成する材料の設計許容温度を超えた状態で、当該回転体が回転し続けると、回転体の材料強度低下による破損、回転体のクリープ歪による変形、変形した回転体とその外周に位置する固定部品との接触、接触による回転体や固定部品の破損という問題が生じる。このことから、真空ポンプを加熱・保温する従来の方式は、真空ポンプ内の流路に堆積した生成物を除去するのに好適なものとは言えない。
 また、加熱・保温では堆積した生成物の除去が困難となるガス、例えば、昇華温度の高いガスが真空ポンプ内の流路を流れる場合もある。この場合は、真空ポンプ内の回転体とその外周に位置する固定部品との間に形成されるガスの流路に、生成物が堆積し続けることで、堆積した生成物を介して回転体と固定部品とが接触し、回転体または固定部品が破損するという問題が生じる。
特開2015-31153号公報 特開2015-148151号公報
 本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、真空ポンプ内の流路に堆積した生成物を除去するのに好適な真空ポンプ、および、これに用いられる固定部品、排気ポート、制御手段を提供することである。
 前記目的を達成するために、本発明は、外装ケース内に配置された回転体と、前記回転体を回転可能に支持する支持手段と、前記回転体を回転駆動する駆動手段と、前記回転体の回転によりガスを吸気するための吸気口と、前記吸気口から吸気した前記ガスを排気するための排気口と、前記吸気口から前記排気口に向かって移行する前記ガスの流路と、前記流路の内壁面に堆積した生成物を除去する除去手段と、を備え、前記除去手段は、前記流路の内壁面に一端を開口した噴射孔を備え、かつ、該噴射孔から前記流路内に向けて除去ガスを噴射する構造になっていることを特徴とする。
 前記本発明において、前記除去ガスの圧力、流量、または噴射時間のいずれかを制御する手段として機能する制御手段を備えたことを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記噴射孔に対して前記除去ガスを供給するガス供給系の途中に、該ガス供給系の供給状況を検知する検知手段を設けたことを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記制御手段は、前記検知手段での検知結果に基づいて、前記噴射孔に対する前記除去ガスの供給圧力または供給流量を調整するのに必要な信号を出力する手段として機能することを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記制御手段は、前記検知手段での検知結果に基づいて、生成物の堆積量を推定する処理、および、その推定した生成物の堆積量が閾値を越えた場合に、前記噴射孔に対する前記除去ガスの供給圧力または供給流量を調整するのに必要な信号を出力する、または、警報を鳴らすのに必要な信号を出力する手段として機能することを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記制御手段は、前記噴射孔に対する前記除去ガスの供給を外部装置からの指令に基づいて実行する手段として機能することを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記噴射時間の制御は、前記噴射孔から前記除去ガスを常時噴射する形式の制御、および、前記噴射孔から前記除去ガスを間欠的に噴射する形式の制御のうち、少なくともいずれか一方の形式の制御を含むことを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記流量の制御は、前記噴射孔から噴射される前記除去ガスの流量を一定に保つ形式の制御、および、その流量を増減する形式の制御のうち、少なくともいずれか一方の形式の制御を含むことを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記圧力の制御は、前記噴射孔から噴射される前記除去ガスの圧力を一定に保つ形式の制御、および、前記噴射孔から噴射される前記除去ガスを該噴射孔に対して突出的に供給する形式の制御のうち、少なくともいずれか一方の形式の制御を含むことを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記除去ガスは不活性ガスであることを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記除去ガスは励起手段により活性化された高エネルギーガスであることを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記除去ガスは加熱手段により加熱された高温ガスであることを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記噴射孔を複数備えることを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記流路の内壁面を多孔質材料で形成し、前記多孔質材料の多孔の一部を前記噴射孔として採用したことを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記流路の内壁面を構成している前記多孔質材料の表面の一部をマスキングし、その一部以外はマスキングのない非マスキング部として構成することにより、前記非マスキング部の範囲内で、前記多孔質材料の多孔の一部から前記流路内に向けて除去ガスを噴射可能としたことを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記噴射孔の開口端付近に、その開口面積より大きい表面積を備えたプレート体が設けられること、および、前記プレート体が多孔質材料で形成されていて、その多孔質材料の多孔の一部を前記噴射孔として採用したことを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記流路は、前記回転体の外周とこれに対向する固定部材との間に形成されたネジ溝形状の流路であって、かつ、その流路の下流出口付近の内壁面に、前記噴射孔の一端が開口した構造になっていることを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記流路は、前記回転体の外周とこれに対向する固定部材との間に形成されたネジ溝形状の流路であって、かつ、その流路の上流入口付近の内壁面に、前記噴射孔の一端が開口した構造になっていることを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記流路は、前記回転体の外周面に設けられた回転ブレードと前記外装ケース内に位置決め固定された固定ブレードとの間に設定された隙間からなる流路であって、かつ、その流路の下流出口付近の内壁面を構成する固定部材の面に、前記噴射孔の一端が開口した構造になっていることを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記流路は、前記流路の下流出口に連通する排気ポートを含み、前記排気ポートの内壁面に、前記噴射孔の一端が開口した構造になっていることを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記流路は、前記回転体の外周面に設けられた回転ブレードと前記外装ケース内に位置決め固定された固定ブレードとの間に設定された隙間からなる流路であって、かつ、その流路は前記固定ブレードを位置決め固定しているスペーサの内面を含み、このスペーサの内壁面に前記噴射孔の一端が開口した構造になっていることを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記流路は、前記回転体の外周面に設けられた回転ブレードと前記外装ケース内に位置決め固定された固定ブレードとの間に設定された隙間からなる流路であって、かつ、その固定部ブレードの外面に前記噴射孔の一端が開口した構造になっていることを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記指令に基づく実行は、メンテナンス要求信号を前記外部装置へ出力する処理と、前記メンテナンス要求信号に基づいて前記外部装置から出力されるメンテナンス許可信号を受信した場合に、前記噴射孔に対する前記除去ガスの供給を行うために必要な信号を出力する処理と、を含むことを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記流路の内壁面に、該流路の構成基材よりも非粘着性の高い、もしくは表面自由エネルギーの低い材料のコーティングを施してあることを特徴としてもよい。
 前記本発明において、前記コーティングの材料は、フッ素樹脂、または、フッ素樹脂含有のコーティング材であることを特徴としてもよい。
 本発明は、外装ケース内に配置された回転体と、前記回転体を回転可能に支持する支持手段と、前記回転体を回転駆動する駆動手段と、前記回転体の回転によりガスを吸気するための吸気口と、前記吸気口から吸気した前記ガスを排気するための排気口と、前記吸気口から前記排気口に向かって移行する前記ガスの流路と、を備えた真空ポンプにおける前記流路を構成する固定部品であって、前記流路の内壁面に堆積した生成物を除去する除去手段として、前記固定部品の内壁面に一端を開口した噴射孔を備えていることを特徴とする固定部品である。
 本発明は、外装ケース内に配置された回転体と、前記回転体を回転可能に支持する支持手段と、前記回転体を回転駆動する駆動手段と、前記回転体の回転によりガスを吸気するための吸気口と、前記吸気口から吸気した前記ガスを排気するための排気口と、前記吸気口から前記排気口に向かって移行する前記ガスの流路と、を備えた真空ポンプにおける前記排気口を構成する排気ポートであって、前記排気口の内壁面に堆積した生成物を除去する除去手段として、前記排気ポートの内壁面に一端を開口した噴射孔を備えていることを特徴とする排気ポートである。
 本発明は、外装ケース内に配置された回転体と、前記回転体を回転可能に支持する支持手段と、前記回転体を回転駆動する駆動手段と、前記回転体の回転によりガスを吸気するための吸気口と、前記吸気口から吸気した前記ガスを排気するための排気口と、前記吸気口から前記排気口に向かって移行する前記ガスの流路と、前記流路の内壁面に堆積した生成物を除去する除去手段と、を備え、前記除去手段は、前記流路の内壁面に一端を開口した噴射孔を備え、該噴射孔から前記流路内に向けて除去ガスを噴射する構造になっている真空ポンプにおける制御手段であって、前記噴射孔から前記流路内に向けて噴射する除去ガスの圧力、流量、噴射時間のいずれかを制御すること、または、前記除去ガスの供給圧力または供給流量を調整するのに必要な信号を出力すること、または、警報を鳴らすのに必要な信号を出力する手段として機能すること、または、前記噴射孔に対する前記除去ガスの供給を外部装置からの指令に基づいて実行する手段として機能すること、を特徴とする制御手段である。
 本発明では、前記の通り、流路の内壁面に堆積した生成物を除去する除去手段の具体的な構成として、かかる除去手段は、前記流路の内壁面に一端を開口した噴射孔を備え、かつ、該噴射孔から前記流路内に向けて除去ガスを噴射するという構造を採用した。このため、流路の内壁面に堆積した生成物は、従来のようなポンプの加熱・保温でなく、噴射孔から噴射される除去ガスの物理的な力によって強制的に剥がし落とされることで、除去されるから、従来のようなポンプの加熱・保温による不具合(回転体の材料強度低下による破損、回転体のクリープ歪による変形、変形した回転体とその外周に位置する固定部品との接触、接触による回転体や固定部品の破損など)が生じることはなく、真空ポンプ内の流路に堆積した生成物を除去するのに好適な真空ポンプ、および、これに用いられる固定部品、排気ポート、制御手段を提供し得る。
 前記本発明において「多孔質材料の多孔を噴射孔として採用する」とは、”多孔質材料の多孔の一部を噴射孔として採用する”こと、および”多孔質材料の多孔の全部を噴射孔として採用する”ことを含む。このことは『発明を実施するための最良の形態』でも同様である。
 前記本発明において「多孔質材料の多孔から流路内に向けて除去ガスを噴射可能とした」とは、”多孔質材料の多孔の一部から流路内に向けて除去ガスを噴射可能とした”こと、および”多孔質材料の多孔の全部から流路内に向けて除去ガスを噴射可能とした”を含む。このことは『発明を実施するための最良の形態』でも同様である。
 
本発明を適用した真空ポンプの断面図(除去手段の具体的な構造例(その1)から(その2)を含む)。 図1の真空ポンプとこれをガスの排気手段として採用した外部装置を含む排気システムの概略構成図。 図3は除去手段の具体的な構造例(その4)の説明図であって、(a)はその構造例(その4)を適用したスペーサの平面図、(b)はそのスペーサの径方向半分の範囲を切断した側面図、(c)は(b)に示された第4の噴射孔周辺の拡大図。 図4は除去手段の具体的な構造例(その5)の説明図であって、(a)はその構造を適用した複数の固定ブレードの平面図(真空ポンプに組込む前の分解状態)、(b)は(a)中のA部拡大図、(c)は(b)中のD1矢視断面図、(d)は(b)中のD2矢視断面図、(e)はこの図4の除去手段の構造例と図3の除去手段の構造例を組み合わせた例の構成図。 (a)(b)および(c)は図1の真空ポンプで採用可能な噴射孔の断面図、(d)は同図(c)に示した複数の噴射孔をその正面(ネジ溝排気流路側)から見た状態の説明図。 噴射孔の具体的な構造(多孔質材タイプ)例1の説明図。 図6のD4矢視断面図。 図8(a)は排気ポート付近の断面図、同図(b)は同図(a)のD5矢視断面図。 噴射孔の具体的な構造(多孔質材タイプ)例2の説明図。 図9に示したネジ溝排気部ステータの拡大断面図。 図10のA1部付近の拡大図。 (a)(b)は図10のA1部付近の拡大図。 スペーサに第4の噴射孔を設けた構造において、その第4の噴射孔を多孔質材料の多孔で形成した例の説明図。 (a)(b)は固定ブレードに第5の噴射孔を設けた構造において、その第4の噴射孔を多孔質材料の多孔で形成した例の説明図、(b)は固定ブレードを多孔質材料で形成した構造において、マスキングを省略した例の説明図。 噴射孔の具体的な構造(多孔質材タイプ)例3の説明図。 ネジ溝排気部ステータに第4の噴射孔を設けた構造において、多孔質プレート噴射構造を適用した例の説明図。 固定ブレードに第5の噴射孔を設けた構造において、多孔質プレート噴射構造を適用した例の説明図。 突出的ガス噴射制御の説明図。 外部装置のプロセスと除去ガス噴射タイミングの関係図。 生成物の堆積によって噴射孔あるいはガス供給系に詰まりが発生した場合における除去ガスの圧力変化の説明図。
 以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。
 図1は本発明を適用した真空ポンプの断面図、図2は図1の真空ポンプとこれをガスの排気手段として採用した外部装置を含む排気システムの概略構成図である。
 図1を参照すると、同図の真空ポンプP1は、断面筒状の外装ケース1と、外装ケース1内に配置された回転体RTと、回転体RTを回転可能に支持する支持手段SPと、回転体RTを回転駆動する駆動手段DRと、回転体RTの回転によりガスを吸気するための吸気口2と、吸気口2から吸気したガスを排気するための排気口3と、吸気口2から排気口3に向かって移行するガスの流路Rと、流路Rの内壁面に堆積した生成物を除去する除去手段RMと、を備えている。
 外装ケース1は、筒状のポンプケース1Aと有底筒状のポンプベース1Bとをその筒軸方向に締結ボルトで一体に連結した有底円筒形になっており、ポンプケース1Aの上端部側は前記吸気口2として開口した形態になっている。
 また、ポンプベース1Bの下端部側面には排気ポートEXが設けられており、排気ポートEXの一端は前記流路Rに連通し、同排気ポートEXの他端は前記排気口3として開口した形態になっている。
 図2を参照すると、吸気口2は、真空雰囲気中で所定のプロセスを実行する装置M(以下「外部装置M」という)、例えば半導体製造装置のプロセスチャンバ等のように高真空となる真空チャンバに接続される。排気口3は補助ポンプP2に連通接続される。
 図1に示したように、ポンプケース1A内の中央部には各種電装品を内蔵する円筒状のステータコラム4が設けられている。図1の真空ポンプP1では、ポンプベース1Bとは別部品としてステータコラム4を形成してポンプベース1Bの内底にネジ止め固定することで、ステータコラム4をポンプベース1B上に立設しているが、これとは別の実施形態として、このステータコラム4をポンプベース1Bの内底に一体に立設してもよい。
 ステータコラム4の外側には前述の回転体RTが設けられている。回転体RTは、ポンプケース1A及びポンプベース1Bに内包され、かつ、ステータコラム4の外周を囲む円筒形状になっている。
 ステータコラム4の内側には回転軸5が設けられている。この回転軸5は、その上端部が吸気口2の方向を向き、その下端部がポンプベース1Bの方向を向くように配置されている。また、回転軸5は、磁気軸受(具体的には、公知の2組のラジアル磁気軸受MB1と1組のアキシャル磁気軸受MB2)により回転可能に支持されている。さらに、ステータコラム4の内側には駆動モータMOが設けられており、この駆動モータMOにより回転軸5はその軸心周りに回転駆動される。
 回転軸5の上端部はステータコラム4の円筒上端面から上方に突出し、その突出した回転軸5の上端部に対して回転体RTの上端側がボルト等の締結手段で一体に固定されている。つまり、回転体RTは、回転軸5を介して、磁気軸受(ラジアル磁気軸受MB1、アキシャル磁気軸受MB2)で回転可能に支持されており、この支持状態において、駆動モータMOを起動すると、回転体RTは、回転軸5と一体にその軸心周りに回転することができる。要するに、図1の真空ポンプP1では、回転軸5と磁気軸受が回転体RTを回転可能に支持する支持手段として機能し、また、駆動モータMOが回転体RTを回転駆動する駆動手段として機能する。
 そして、図1の真空ポンプP1は、吸気口2から排気口3までの間に、ガス分子を排気する手段として機能する複数の翼排気段PTを備えている。
 また、図1の真空ポンプP1において、複数の翼排気段PTの下流部、具体的には複数の翼排気段PTのうち最下段の翼排気段PT(PTn)から排気口3までの間には、ネジ溝ポンプ段PSが設けられている。
《翼排気段PTの詳細》
 図1の真空ポンプP1は、回転体RTの略中間より上流が複数の翼排気段PTとして機能する。以下、複数の翼排気段PTを詳細に説明する。
 回転体RTの略中間より上流の回転体RT外周面には、回転体RTと一体に回転する複数の回転ブレード6が設けられており、これらの回転ブレード6は、翼排気段PT(PT1、PT2、…PTn)ごとに、回転体RTの回転中心軸(具体的には回転軸5の軸心)若しくは外装ケース1の軸心(以下「真空ポンプ軸心」という)を中心として放射状に所定間隔で配置されている。
 一方、外装ケース1内(具体的には、ポンプケース1Aの内周側)には複数の固定ブレード7が位置決め固定されており、これらの固定ブレード7もまた、回転ブレード6と同じく、翼排気段PT(PT1、PT2、…PTn)ごとに、真空ポンプ軸心を中心として放射状に所定間隔で配置されている。
 つまり、各翼排気段PT(PT1、PT2、…PTn)は吸気口2から排気口3までの間に多段に設けられるとともに、翼排気段PT(PT1、PT2、…PTn)ごとに、放射状に所定間隔で配置された複数の回転ブレード6と固定ブレード7とを備え、これらの回転ブレード6と固定ブレード7とによってガス分子を排気する構造になっている。
 いずれの回転ブレード6も、回転体RTの外径加工部と一体的に切削加工で切り出し形成したブレード状の切削加工品であって、ガス分子の排気に最適な角度で傾斜している。いずれの固定ブレード7もまた、ガス分子の排気に最適な角度で傾斜している。
 また、図1の真空ポンプP1では、ネジ溝排気部ステータ8の具体的な構造としてその上端部にスペーサSを凸設した部品(ネジ付きスペーサ)を採用するとともに、このネジ付きスペーサからポンプ軸心方向に沿って更に複数のスペーサSを多段に積層した状態において、そのスペーサS間に固定ブレード7の外周部を介在させることで、複数の固定ブレード7が位置決め固定される構成を採用しているが、スペーサSによる固定ブレード7の位置決め固定はこの構成に限定されない。
《複数の翼排気段PTでの排気動作の説明》
 以上の構成からなる複数の翼排気段PTにおいて、最上段の翼排気段PT(PT1)では駆動モータMOの起動により、回転軸5および回転体RTと一体に複数の回転ブレード6が高速で回転し、回転ブレード6の回転方向前面かつ下向き(吸気口2から排気口3に向かう方向、以降下向きと略する)の傾斜面により吸気口2から入射したガス分子に下向き方向かつ接線方向の運動量を付与する。このような下向き方向の運動量を有するガス分子が、固定ブレード7に設けられている回転ブレード6と回転方向に逆向きの下向きの傾斜面によって、次の翼排気段PT(PT2)へ送り込まれる。
 次の翼排気段PT(PT2)およびそれ以降の翼排気段PTでも、最上段の翼排気段PT(PT1)と同じく、回転ブレード6が回転し、前記のような回転ブレード6によるガス分子への運動量の付与と固定ブレード7によるガス分子の送り込み動作とが行われることで、吸気口2付近のガス分子は、回転体RTの下流に向かって順次移行するように排気される。
 以上のような複数の翼排気段PTでのガス分子の排気動作からも分かるように、複数の翼排気段PTでは、回転ブレード6と固定ブレード7との間に設定された隙間がガスを排気するための流路(以下「ブレード間排気流路R1」という)になっている。このブレード間排気流路R1は、その内壁面構成として、回転ブレード6や固定ブレード7の外面のほか、固定ブレード6を位置決め固定しているスペーサSの内面(回転体RTの外周と対向する面)も含んでいる。
《ネジ溝ポンプ段PSの詳細》
 図1の真空ポンプP1においては、回転体RTの略中間より下流がネジ溝ポンプ段PSとして機能するように構成してある。以下、ネジ溝ポンプ段PSを詳細に説明する。
 ネジ溝ポンプ段PSは、回転体RTの外周側(具体的には、回転体RTの略中間より下流の回転体RT部分の外周側)にネジ溝排気流路R2を形成する手段として、ネジ溝排気部ステータ8を有しており、このネジ溝排気部ステータ8は、真空ポンプの固定部品として外装ケース1の内周側に取付けてある。
 ネジ溝排気部ステータ8は、その内周面が回転体RTの外周面に対向するように配置された円筒形の固定部材であって、回転体RTの略中間より下流の回転体RT部分を囲むように配置してある。
 そして、回転体RTの略中間より下流の回転体RT部分は、ネジ溝排気部PSの回転部品として回転する部分であって、ネジ溝排気部ステータ8の内側に、所定のギャップを介して挿入・収容されている。
 ネジ溝排気部ステータ8の内周部には、深さが下方に向けて小径化したテーパコーン形状に変化するネジ溝81を形成してある。このネジ溝81はネジ溝排気部ステータ8の上端から下端にかけて螺旋状に刻設してある。
 前記のようなネジ溝81を備えたネジ溝排気部ステータ8により、回転体RTの外周側には、ガスを排気するためのネジ溝排気流路R2が形成される。図示は省略するが、先に説明したネジ溝81を回転体RTの外周面に形成することで、前記のようなネジ溝排気流路R2が設けられるように構成してもよい。
 ネジ溝ポンプ段PSでは、ネジ溝81と回転体RTの外周面でのドラック効果によりガスを圧縮しながら移送するため、かかるネジ溝81の深さは、ネジ溝排気流路R2の上流入口側(吸気口2に近い方の流路開口端)で最も深く、その下流出口側(排気口3に近い方の流路開口端)で最も浅くなるように設定してある。
 ネジ溝排気流路R2の入口(上流開口端)は、先に説明したブレード間排気流路R1の出口、具体的には、最下段の翼排気段PTnを構成する固定ブレード7Eとネジ溝排気部ステータ8との間の隙間(以下「最終隙間GE」という)に向って開口し、また、同ネジ溝排気流路R2の出口(下流開口端)は、ポンプ内排気口側流路R3を通じて排気口3に連通している。
 ポンプ内排気口側流路R3は、回転体RTやネジ溝排気部ステータ8の下端部とポンプベース1Bの内底部との間に所定の隙間(図1の真空ポンプP1では、ステータコラム4の下部外周を一周する形態の隙間)を設けることによって、ネジ溝排気流路R2の出口から排気口3に連通するように形成してある。
《ネジ溝ポンプ段PSでの排気動作の説明》
 先に説明した複数の翼排気段PTでの排気動作による移送によって最終隙間GE(ブレード間排気流路R1の出口)に到達したガス分子は、ネジ溝排気流路Rに移行する。移行したガス分子は、回転体RTの回転によって生じるドラッグ効果によって、遷移流から粘性流に圧縮されながらポンプ内排気口側流路R3に向かって移行する。そして、ポンプ内排気口側流路R3に到達したガス分子は排気口3に流入し、図示しない補助ポンプを通じて外装ケース1の外へ排気される。
《ガスの流路Rの説明》
 以上の説明から分かるように、図1の真空ポンプP1は、ブレード間排気流路R1、最終隙間GE、ネジ溝排気流路R2、および、ポンプ内排気口側流路R3を含んで構成されるガスの流路Rを備え、この流路Rを通ってガスは吸気口2から排気口3に向かって移行する。
 図1の真空ポンプPでは、前記流路Rの内壁面(具体的には、ネジ溝排気流路R2の内壁面)に、該流路Rの構成基材よりも非粘着性の高い、もしくは表面自由エネルギーの低い材料のコーティングを施してある。
 これにより、流路Rの内壁面に生成物が堆積しても、堆積した生成物は比較的剥がれ落ち易い状態になる。なお、コーティングの材料としてはフッ素樹脂、またはフッ素樹脂含有のコーティング材を採用できるが、これらに限定されることはない。
《除去手段RMの説明》
 図1の真空ポンプP1において、除去手段RMは、流路Rの内壁面に一端を開口した噴射孔91、92、93を備え、かつ、その噴射孔91、92、93から流路Rに向けて除去ガスを噴射する構造になっている。
《除去手段RMの具体的な構造例(その1)》
 図1の真空ポンプP1では、回転体RTの外周とこれに対向するネジ溝排気部ステータ8(固定部品)との間に形成されたネジ溝形状の流路、すなわち、ネジ溝排気流路R2の下流出口付近の内壁面(後述する排気ポートEXの内壁面を除く)に、第1の噴射孔91の一端が開口した構造になっている。
 ネジ溝排気流路R2の下流出口付近は、圧力が比較的高く、流れるガスの状態が気相から固相の領域に移ることで、生成物の堆積が生じやすい。しかし、堆積した生成物は、第1の噴射孔91から噴射される除去ガスの物理的な力によって強制的に剥がし落とされることで、除去される。
《除去手段RMの具体的な構造例(その2)》
 図1の真空ポンプP1では、ネジ溝排気流路R2の上流入口付近の内壁面に、第2の噴射孔92の一端が開口した構造になっている。
 ネジ溝排気流路R2の上流入口は前述の通り最終隙間GEに開口しており、この最終隙間GEはブレード間排気流路R1に対して交差する形態になっており、最終隙間GEやネジ溝排気流路R2の上流入口付近は排気するガス分子の流れが大きく変化するので、排気するガスの流速が低下する領域(以下「排気ガス淀み領域」という)が生じやすく、このような排気ガス淀み領域で生成物の堆積が生じやすいことも本発明者等の実験結果から判明している。
 前記のような排気ガス淀み領域に堆積した生成物は、第2の噴射孔92から噴射される除去ガスの物理的な力によって強制的に剥がし落とされることで、除去される。
《除去手段RMの具体的な構造例(その3)》
 図1の真空ポンプPにおける流路Rは、該流路Rの下流出口に連通する前述の排気ポートEXを含み、図1の真空ポンプPでは、その排気ポートEXの内壁面に、第3の噴射孔93の一端が開口した構造になっている。
 排気ポートEXは、前記ネジ溝排気流路R2の下流出口付近よりも更に下流に位置するので、圧力が更に高く、生成物の堆積が生じやすい。しかし、堆積した生成物は、第3の噴射孔93から噴射される除去ガスの物理的な力によって強制的に剥がし落とされることで、除去される。
《除去手段RMの具体的な構造例(その4)》
 図3は、除去手段RMの具体的な構造例(その4)の説明図であって、同図(a)はその構造例(その4)を適用したスペーサの平面図、同図(b)はそのスペーサの径方向半分の範囲を切断した側面図、同図(c)は同図(b)に示された第4の噴射孔周辺の拡大図である。
 この図3の構造例(その4)では、先に説明したスペーサS(図1参照)に第4の噴射孔94を設け、かつ、当該スペーサSの内面(具体的には、回転体RTの外周面と対向する面)にその第4の噴射孔94の一端が開口した構造を採用している。なお、この図3の構造例(その4)でも、第4の噴射孔94の近傍に除去ガス供給路11Dが設けられる構成、および除去ガス供給路11Dに対して第4の噴射孔94の他端が開口した構成を採用している。
《除去手段RMの具体的な構造例(その5)》
 図4は、除去手段RMの具体的な構造例(その5)の説明図であって、(a)はその構造を適用した複数の固定ブレード7の平面図(真空ポンプに組込む前の分解状態)、(b)は(a)中のA部拡大図、(c)は(b)中のD1矢視断面図、(d)は(b)中のD2矢視断面図(a)はその構造を適用した複数の固定ブレード7の平面図(真空ポンプに組込む前の分解状態)、(b)は(a)中のD1矢視断面図、(c)は(b)中のD2矢視断面図であり、また(e)はこの図4の除去手段の構造例と図3の除去手段の構造例を組み合わせた例の構成図である。
 この図4の構造例(その5)では、先に説明した固定ブレード7(図1参照)に第5の噴射孔95を設け、かつ、当該固定ブレード7の外面にその第5の噴射孔95の一端が開口した構造を採用している(図5(d)参照)。この図4の構造例(その5)でも、第5の噴射孔95の近傍に除去ガス供給路11Eが設けられる構成、およびその除去ガス供給路11Eに対して第5の噴射孔95の他端が開口した構成を採用している。
 図4(e)では、除去ガス供給路11D、11Eへのガス導入口(ポート)をそれぞれ設けているが、スペーサSとポンプケース1Aとの間に(図示しない)隙間を設けて、ひとつのガス導入口から複数の除去ガス供給路11D、11Eにガスを供給するようにしても良い。
《噴射孔の具体的な構造例(非多孔質材タイプ)》
 第1ないし第5の噴射孔91、92、93、94、95はいずれも、それらを設けた部品(具体的にはネジ溝排気部ステータ8、排気ポートEX外周面の前記リング部材、スペーサS、固定ブレード7)が無垢材あるいは鋳物材等のように機械加工が可能な素材で形成されるなら、ドリルによる孔加工あるいはエンドミルによる溝加工等の機械加工によって形成することができる。
 第1、第2の噴射孔91、92、および第4、第5の噴射孔は、いずれも回転体RTの周方向に沿って複数設けることができ、また、第3の噴射孔93は、排気ポートEXの周方向に沿って複数設けることができる。これらの場合、噴射孔91、92、93を等間隔で配置したり生成物が特に堆積しやすい箇所に集中的に配置したりする等、その配置場所は必要に応じて適宜変更することができる。
 図1の真空ポンプP1では、回転体RTの周方向に沿って第1の噴射孔91が複数設けられる構成、第1の噴射孔91の近傍に除去ガス供給路11Aが設けられる構成、および除去ガス供給路11Aに対して第1の噴射孔91の他端が開口した構成を採用している。このような構成によると、1つの除去ガス供給路11Aに対して除去ガスを供給するだけで、どの第1の噴射孔91からも同時に除去ガスの噴射が可能となる。
 また、図1の真空ポンプP1では、回転体RTの周方向に沿って第2の噴射孔92が複数設けられる構成、第2の噴射孔92の近傍に除去ガス供給路11Bが設けられる構成、および、除去ガス供給路11Bに対して第2の噴射孔92の他端が開口した構成を採用している。このような構成によると、1つの除去ガス供給路11Bに対して除去ガスを供給するだけで、どの第2の噴射孔92からも同時にガスの噴射が可能となる。
 前記除去ガス供給路11A、11Bの具体的な構造例として、図1真空ポンプP1においては、ネジ溝排気部ステータ8の外周面に設けた周方向の溝と外装ケース1の内面とによって除去ガス供給路11A、11Bが形成される構成を採用しているが、この構成に限定されることはない。
 さらに、図1の真空ポンプにおいては、排気ポートEXの周方向に沿って第3の噴射孔93が複数設けられる構成、第3の噴射孔93の近傍に除去ガス供給路11Cが設けられる構成、および、除去ガス供給路11Cに対して第3の噴射孔93の他端が開口した構成を採用するとともに、その除去ガス供給路11Cの具体的な構造例として、排気ポートEXの外周面にリング部材を装着し、装着されたリング部材内面の溝と排気ポートEXの外周面とによって除去ガス供給路11Cが形成される構成を採用しているが、この構成に限定されることはない。
 第1の噴射孔91は、図5(a)に示したように、流路Rに対して略直角に交差するように形成する、または、同図(b)に示したように、流路Rに対して斜めに交差するように形成してもよい。この点は第2、第3、第4、第5の噴射孔92、93、94、95でも同様である。また、第1の噴射孔91は、同図(c)に示したように、ポンプ軸心方向に沿って複数設けることができる。この点は第2の噴射孔92や第4の噴射孔94も同様である。図示は省略するが、第3の噴射孔93は排気ポートEXの軸心方向に沿って複数設けてもよいし、また、第5の噴射孔95はポンプ径方向あるいは固定ブレード7の長さ方向に沿って複数設けてもよい。
 さらに、前記のように第1の噴射孔91を複数設ける場合は、図5(d)に示したように、円形の領域内において噴射孔91がマトリックス状に配置されるように構成してもよい。この点は他の噴射孔92、93、94、95も同様である。
《噴射孔の具体的な構造(多孔質材タイプ)概要》
 先に説明した流路の内壁面を形成する部品(具体的には、ネジ溝排気部ステータ8、排気ポートEX外周面の前記リング部材、スペーサS、固定ブレード7等)は通常、無垢材あるいは鋳物材で形成されるので、その流路の内壁面は当該部品と同じ材質、すなわち無垢材あるいは鋳物材で構成されるが、この《噴射孔の具体的な構造例(その1)》では、そのような流路の内壁面を多孔質材料で形成し、その多孔質材料の多孔を噴射孔として採用した。
 流路の内壁面を形成する多孔質材料については、例えばアルミニウム、ステンレス、鉄等のような金属材料のほか、セラミックや樹脂(プラスチック)等のような非金属材料も考えられるが、これらに限定されることはない。
 多孔質材料の成形方法としては、金属粉末を焼結して成形する方法(粉末冶金)、バインド材で粉末を固化する方法(プレス成形)、多孔質化したい基材の表面に加熱された材料を高速で衝突させることで多孔質の被膜を形成させる方法(溶射)、あるいは、3Dプリンタで形成する方法等が考えられるが、これらに限定されることはない。
《噴射孔の具体的な構造(多孔質材タイプ)例1》
 図6は噴射孔の具体的な構造(多孔質材タイプ)例1の説明図、図7は図6のD4矢視断面図、図8(a)は排気ポート付近の断面図、同図(b)は同図(a)のD5矢視断面図である。
 この図6の構造(多孔質タイプ)例1では、ネジ溝排気部ステータ8の一部(具体的には先に説明した図1の第1の噴射孔91付近と、図1の第2の噴射孔92付近)を多孔質部PPとして多孔質材料で置き換えることにより、流路(具体的には、ネジ溝排気流路R2の下流端、最終隙間GEに連通するネジ溝排気流路Rの上流端)の内壁面が多孔質材料で構成されるとともに、その多孔質材料の多孔から当該流路内に向けて除去ガスを噴射可能としている。
 また、この図6の構造(多孔質タイプ)例1においては、排気ポートEXの一部(具体的には先に説明した図1の第3の噴射孔92付近)を多孔質部PPとして多孔質材料で置き換えることにより、流路(具体的には、排気ポートEX)の内壁面が多孔質材料で構成されるとともに、その多孔質材料の多孔から当該流路内に向けて除去ガスを噴射可能としている。
 前記のように排気ポートEXの一部を多孔質部PPとする場合は、例えば図7に示したように、排気ポートEXの周方向において当該多孔質部PPが所定ピッチで複数配置されるように構成してもよい。
 また、排気ポートEXの内壁面を多孔質材料で構成する方法としては、例えば図8に示したように、排気ポートEXの内側に多孔質材料からなる筒状の多孔質筒EX1を嵌め込んでもよい。なお、図8では、多孔質筒EX1の全長が排気ポートEXと略同じ全長となるように構成することによって、排気ポートの内壁面全体が多孔質材料で構成されるように設定しているが、これに限定されることはない。多孔質筒EX1の長さは排気ポートEXの全長範囲内において適宜変更することができる。
《噴射孔の具体的な構造(多孔質材タイプ)例2》
 図9は噴射孔の具体的な構造(多孔質材タイプ)例2の説明図であって、図10は図9の構造(多孔質材タイプ)例2を適用したネジ溝排気部ステータの断面図、図11と図12(a)(b)は図10のA1部付近の拡大図である。
 この図9の構造(多孔質材タイプ)例1では、ネジ溝排気部ステータ8全体を多孔質材料で作製することにより、流路(具体的には、ネジ溝排気流路R2)の内壁面が多孔質材料で構成される構造、および、その内壁面を構成している多孔質材料の表面の一部をマスキング部材U1(図11、図12(a)(b)を参照)でマスキングし、その一部以外はマスキングをしない非マスキング部U2(図11と図12(a)(b)を参照)として構成される構造(以下「多孔質マスキング構造」という)の採用により、噴射箇所を絞り込み、非マスキング部U2の範囲内で、多孔質材料の多孔から当該流路内に向けて除去ガスを噴射可能としている。
 なお、前述の多孔質マスキング構造では、ネジ溝排気部ステータ8全体を多孔質材料で形成しているが、ネジ溝排気部ステータ8全体のうちネジ溝排気流路R2の内壁面を構成する部分のみを多孔質材料で形成してもよい。
 また、この図9の構造(多孔質材タイプ)例1では、図11に示したように、ネジ溝排気流路R2(流路)の内壁面を構成しているネジ溝81の上向き面を非マスキング部U2として構成する、または、図12(a)に示したように、ネジ溝81の角部付近を非マスキング部U2として設定する構成、あるいは、図12(b)に示したように、ネジ溝81の角部付近とそのネジ溝81のネジ山頂部を非マスキング部U2として設定する構成を採用しているが、これに限定されることはない。ネジ溝排気流路R2(流路)のどの部分を非マスキング部U2として構成するか、この点は生成物が堆積しやすい箇所を考慮して適宜変更できる。
 ところで、ドリルによる孔加工あるいはエンドミルによる溝加工等の機械加工によってネジ溝81の壁面や角部に噴射孔を形成することは、困難である。それに対し、そのような壁面や角部以外の部位をマスキング部材U1でマスキングすることは、機械加工を必要としないので、比較的容易である。このため、前記のように非マスキング部U2の範囲内で多孔質材料の多孔から流路内に向けて除去ガスを噴射可能とする構成(以下「非マスキング部噴射構造」という)は、機械加工が困難な狭い場所にも適用できるという利点がある。
 以上説明した多孔質マスキング構造および非マスキング部噴射構造は、第1の噴射孔91のみならず、第2、第3の噴射孔92、93や第4、第5の噴射孔94、95にも適用可能である。
 図13は、スペーサSに第4の噴射孔94を設けた構造において、その第4の噴射孔94を多孔質材料の多孔で形成した例を示したものであり、また、図14(a)(b)は、固定ブレード7に第5の噴射孔95を設けた構造において、その第4の噴射孔95を多孔質材料の多孔で形成した例を示している。これらの例では、いずれも、前述の多孔質マスキング構造を採用することにより、噴射箇所を絞り込み、非マスキング部U2の範囲内で、多孔質材料の多孔から当該流路内に向けて除去ガスを噴射可能としている。
 具体的には、図13の例では、流路(ブレード間排気流路R1)を構成するスペーサSの内面を非マスキング部U2として構成することで、スペーサSの内面のみから除去ガスが噴射されるように設定している。また、図14(a)(b)の例では、流路(ブレード間排気流路R1)を構成する固定ブレード7の下流側角部付近(図14(a)参照)または固定ブレード7の下流側下向き面の一部(図14(b)参照)若しくはその全部(図示省略)を非マスキング部U2として構成することで、固定ブレード7の下流側角部付近または下流側下向き面のみから除去ガスが噴射されるように設定している。
 図14(c)のように、固定ブレード7全体を多孔質材料で作製し、かつ、前述のマスキングを省略することもでき、この場合は、固定ブレード7のどの面からも除去ガスの噴射が可能となる。
《噴射孔の具体的な構造(多孔質材タイプ)例2》
 図15は、噴射孔の具体的な構造(多孔質材タイプ)例3の説明図である。
 この図15の構造(多孔質材タイプ)例3では、先に説明した第1の噴射孔91(図1を参照)の開口端付近に、その開口面積より大きい表面積を備えたプレート体PLが設けられるとともに、該プレート体PLが多孔質材料で形成されていて、その多孔質材料の多孔を噴射孔として採用している。このような構成(以下「多孔質プレート噴射構造」という)により、この図15の構造(多孔質材タイプ)例3ではガス噴射可能な面積を拡大している。
 以上説明した多孔質プレート噴射構造は、第1の噴射孔91だけでなく、第2、第3の噴射孔92、93および第4、第5の噴射孔にも適用可能である。図16は、ネジ溝排気部ステータ8に第4の噴射孔94を設けた構造において、前述の多孔質プレート噴射構造を適用した例を示しており、図17は、固定ブレード7に第5の噴射孔95を設けた構造において、前述の多孔質プレート噴射構造を適用した例を示している。すなわち、これらの例では、いずれも、噴射孔94、95の開口端付近に前述の多孔質材料からなるプレート体PLが設けられ、その多孔質材料の多孔を噴射孔として採用している。
《ガス噴射孔から噴射されるガスの説明》
 図1の真空ポンプP1では、ガス噴射孔91、92、93から噴射される除去ガスとして、不活性ガス、加熱手段により加熱された高温ガス、または、励起手段により活性化された高エネルギーガス(例えば、プラズマ発生装置によってプラズマ化・ラジカル化されたガスなど)を採用することができる。これらの除去ガスは必要に応じて適宜選択したり組み合わせたりして使用できる。
 不活性ガスは、窒素ガスや希ガス(アルゴンガス、クリプトンガス、キセノンガスなど)がその例であり、噴射ガスとプロセスガスが反応して爆発性や毒性を持つリスクがある場合にはこれらの反応性が乏しいガスを使用すると良い。なお、分子量の大きいガスを用いた方が噴射ガスの運動エネルギーが大きくなるため、高い除去効果が得られる。
 高エネルギーガスや高温ガスは、常温ガスに比べてエネルギー密度が大きいので、ガス噴射孔91、92、93からの噴射によって、流路Rの内面に堆積している生成物を除去する効果が高い。
《制御手段CXの説明》
 図1の真空ポンプPは、その起動や再起動、ならびに、磁気軸受MB1、MB2による回転体RTの支持制御、駆動モータMOによる回転体RTの回転数制御ないしは回転速度制御など、真空ポンプP全体を統括制御する制御手段CXを備えている。
 この種の制御手段CXの具体的な構成例として、図1の真空ポンプPでは、例えばCPU、ROM、RAM、入出力(I/O)インターフェース等のハードウエア資源からなる数値演算処理装置によって制御手段CXを構成しているが、この構成に限定されることはない。
 制御手段CXは、前記のような真空ポンプP全体の統括制御を行う手段として機能するほか、さらに、噴射孔91、92、93に対するガスの供給を外部装置Mからの指令(具体的にはメンテナンス許可信号)に基づいて実行する手段として機能する。
 この場合、外部装置Mは前記指令(具体的にはメンテナンス許可信号)を定期的に出力してもよい。また、外部装置Mの操業に影響が出ることを防止するため、外部装置Mから出力する前記指令は、図19に示したように、外部装置Mで行われるプロセスとプロセスの合間、ワーク交換期間、または、真空ポンプP1のメンテナンス期間など、外部装置Mの真空度に影響を与えない作業が行われるタイミングで出力するのが好ましい。
 前記指令(具体的にはメンテナンス許可信号)には、どのような種類のガスをどのような制御方式で噴射孔91、92、93から噴射させるか等、噴射するガスに関する情報を付加してもよい。
 前記制御手段CXにおける前記実行は、図2に示したように、メンテナンス要求信号RQを外部装置Mに出力する処理と、そのメンテナンス要求信号RQに基づいて外部装置Mから出力される前記指令(具体的にはメンテナンス許可信号EN)を受信した場合に、噴射孔91、92、93に対するガスの供給を行うために必要な信号を出力する処理と、を含むように構成してよい。
 前記メンテナンス要求信号RQは、制御手段CXの入出力(I/O)インターフェースを介して外部装置Mへ出力することができ、メンテナンス許可信号もまた制御手段CXの入出力(I/O)インターフェースを介して受信することができる。
 前記信号、すなわち、噴射孔91、92、93に対するガスの供給を行うために必要な信号は、入出力(I/O)インターフェースを介して後述のバルブBL1、BL2、BL3、BL4に出力するように構成してもよい。
《制御手段CXでのガス噴射制御方式の説明》
 前記制御手段CXは、噴射孔91、92、93から噴射される除去ガスの噴射制御方式として、その除去ガスの圧力、流量、または噴射時間のいずれかを制御する手段として機能するように構成することができる。
 また、前記制御手段CXは、上述の制御対象(圧力、流量、噴射時間)のすべてを制御する手段として機能するように構成してもよいし、いずれか2種類の制御対象(圧力と流量、圧力と噴射時間、流量と噴射時間)を制御する手段として機能するように構成してもよい。
 制御手段CXにおける前記噴射時間の制御は、噴射孔91、92、93から除去ガスを常時噴射する形式の制御、および、噴射孔91、92、93から除去ガスを間欠的に噴射する形式の制御(以下「間欠噴射制御」という)のうち、少なくともいずれか一方の形式の制御を含むものとして構成してもよい。
 制御手段CXにおける前記流量の制御は、噴射孔91、92、93から噴射される除去ガスの流量を一定に保つ形式の制御、および、その流量を増減する形式の制御のうち、少なくともいずれか一方の形式の制御を含むものとして構成してもよい。
 制御手段CXにおける前記圧力の制御は、噴射孔91、92、93から噴射される除去ガスの圧力を一定に保つ形式の制御、および、噴射孔91、92、93から噴射される除去ガスを該噴射孔に対して突出的に供給する形式の制御(以下「突出的ガス噴射制御」という)のうち、少なくともいずれか一方の形式の制御を含むものとして構成することができる。
 以上説明した制御手段CXにおける噴射時間、流量、圧力の制御は、例えば、図2に示したように、噴射孔91、92、93に対して除去ガスを供給するガス供給系SSの途中に、バルブBL1、BL2を設置するとともに、バルブBL2を制御手段CXで制御することによって実現することが可能である。
 また、突出的ガス噴射制御については、例えば、図18に示したように、ガス供給系SPの途中に、除去ガスを一時貯留することが可能なサージタンクTKを設け、このサージタンクTKの上流に位置するバルブBL4を開くことによって、サージタンクTKから噴射孔91、92、93に向けて一気に除去ガスが開放されるように構成してもよい。
 制御手段CXでは、噴射孔91、92、93から常時除去ガスが噴射し続けるように制御する方式も採用し得るが、外部装置Mにおけるプロセスへの影響を極力減らすためには先に説明したように、外部装置Mに対してメンテナンス要求信号を出力していて、かつ外部装置Mからの指令(具体的にはメンテナンス許可信号)を受信した時のみに、噴射孔91、92、93から除去ガスが噴射されるように構成することが好ましい。
《制御手段CXにおいて検知手段を併用する例》
 図2を参照すると、図1の真空ポンプP1では、噴射孔91、92、93に対して除去ガスを供給するガス供給系SSの途中に、該ガス供給系SSの供給状況を検知する検知手段MMを設けている。この種の検知手段MMとしてはガス供給系SPの供給状態(具体的には圧力や流量)を数値的に計測する計測手段、例えば周知の圧力計や流量計を採用することができる。
 図1の真空ポンプP1で前記検知手段MMを採用する場合、制御手段CXは、検知手段MMでの検知結果に基づいて、噴射孔91、92、93に対する除去ガスの供給圧力または供給流量を調整するのに必要な信号を出力する手段として機能するように構成することができる。
 かかる機能を実現するための具体的な構成として下記《第1の構成例》ないし《第3の構成例》を採用してもよい。下記《第1の構成例》ないし《第3の構成例》は個別に実施してもよいし、併用してもよい。
《生成物の堆積量推定原理》
 生成物の堆積によって噴射孔91、92、93あるいはガス供給系SSに詰まりが発生すると、検知手段MM(圧力計)での計測値(圧力)が上昇し高止まりするので(図20参照)、制御手段CXでは検知手段MMでの計測値(圧力)の変化をモニタリングすることによって、生成物の堆積量を推定することが可能である。
 また、前記詰まりが発生すると、検知手段MM(流量計)での計測値(流量)が減少するので、制御手段CXでは、検知手段MMでの計測値(流量)の変化をモニタリングすることによって、生成物の堆積量を推定することが可能である。
 さらに、制御手段CXでは、図20に示したように、噴射孔91、92、93からの除去ガスの噴射開始時点(t0)より所定時間(t1)経過後に計測手段MM(圧力計や流量計)で計測した計測値(圧力や流量)に基づいて、ガス供給系SSの閉塞レベル、生成物の堆積レベルを把握してもよい。
《第1の構成例》
 ・計測手段MMとして圧力計を採用する。
 ・制御手段CXでは、前述の入出力(I/O)インターフェースを介して前記圧力計での計測値(圧力)を受信する処理と、受信した計測値(圧力)が閾値(例えば、図20に示した警戒レベル)を越えたか否かをCPUで判定する処理と、この判定処理で閾値を越えたと判定した場合に、入出力(I/O)インターフェースを介してバルブBL2に対して所定の信号を出力することで噴射孔91、92、93に対する除去ガスの供給圧力を高める処理と、を採用する。
《第2の構成例》
 ・計測手段MMとして流量計を採用する。
 ・制御手段CXでは、前述の入出力(I/O)インターフェースを介して前記流量計での計測値(流量)を受信する処理と、受信した計測値(流量)が閾値を下回ったか否かをCPUで判定する処理と、この判定処理で閾値を下回ったと判定した場合に、入出力(I/O)インターフェースを介してバルブBL2に対して所定の信号を出力することで噴射孔91、92、93に対する除去ガスの供給流量もしくは供給圧力を増やす処理と、を採用する。
《第3の構成例》
 ・計測手段MMとして圧力計を採用する。
 ・制御手段CXでは、計測手段MMでの計測値(圧力)の変化を常時あるいは定期的にモニタリングする処理、その計測値(圧力)の変化に基づいて生成物の堆積量を推定する処理、および、推定した生成物の堆積量が閾値を越えた場合に、前記《第1の構成例》で説明したようにバルブBL2に対して所定の信号を出力することで噴射孔91、92、93に対する除去ガスの供給流量を増やす、あるいは、図示しないアラーム装置に対して所定の信号を出力することで警報を鳴らす処理と、を採用する。
《第4の構成例》
 ・計測手段MMとして流量計を採用する。
 ・制御手段CXでは、計測手段MMでの計測値(流量)の変化を常時あるいは定期的にモニタリングする処理、その計測値(流量)の変化に基づいて生成物の堆積量を推定する処理、および、推定した生成物の堆積量が閾値を越えた場合に、前記《第2の構成例》で説明したようにバルブBL2に対して所定の信号を出力することで噴射孔91、92、93に対する除去ガスの供給流量もしくは供給圧力を増やす、あるいは、図示しないアラーム装置に対して所定の信号を出力することで警報を鳴らす処理と、を採用する。
《追加の構成例》
 先に説明したガス供給系SSの閉塞レベルが高まった時に、制御手段CXでは、ガス供給系SSにおけるガス供給圧力を段階的に高めるように制御(以下「段階的ガス圧力上昇制御」という)してもよい。この場合、その段階に応じて警告レベルを設定し出力してもよい。
 前記のようにガス供給圧力を段階的に高める途中で、ガス供給系SSの閉塞原因である堆積物、すなわち、噴射孔91、92、93あるいはガス供給系SSに堆積した生成物が除去され、ガス供給系SSの閉塞が解消されれば、ガス供給系SSのガス圧力は元の圧力に戻るので、これを検知することによって段階的ガス圧力上昇制御をキャンセルしてもよい。
 段階的ガス圧力上昇制御のみでは対応が困難な場合、制御手段CXは、(A)前述の間欠噴射制御に切り替える処理、(B)噴射孔91、92、93から噴射する除去ガスの種類を例えば常温の不活性ガスから高温ガスに切換える処理、(C)高温ガスから高エネルギーガスに切換える処理など、堆積した生成物の除去効果がより大きい方(A→B→C)へ移行するように構成してもよい。
 噴射孔91、92、93からのガスの噴射では堆積した生成物の除去が困難な状況に陥った場合、制御手段CXは、外部装置Mに対して所定の信号(HELP信号)を出力することで、真空ポンプの分解メンテナンスあるいは交換を促すように構成してもよい。
《以上のまとめ》
 本実施形態の真空ポンプP1では、前記の通り、流路Rの内壁面に堆積した生成物を除去する除去手段RMの具体的な構成として、除去手段RMは、流路Rの内壁面に一端を開口した噴射孔91、92、93、94又は95を備え、かつ、その噴射孔91、92、93、94又は95から流路R内に向けて除去ガスを噴射するという構造を採用した。このため、流路Rの内壁面に堆積した生成物は、従来のようなポンプの加熱・保温でなく、噴射孔91、92、93、94又は95から噴射される除去ガスの物理的な力によって強制的に剥がし落とされることで、除去されるから、従来のようなポンプの加熱・保温による不具合(例えば、回転体RTの材料強度低下による破損、回転体RTのクリープ歪による変形、変形した回転体RTとその外周に位置する固定部品との接触、接触による回転体RTや固定部品の破損など)が生じることはなく、真空ポンプP1内の流路Rに堆積した生成物を除去するのに好適である。
 また、本実施形態の真空ポンプP1によると、ポンプの加熱・保温と併用することもでき、併用によってポンプの加熱・保温に必要なエネルギーを低減できる。
 さらに、本実施形態の真空ポンプP1において、外部装置Mに対してメンテナンス要求信号を出力していて、かつ外部装置Mからの指令(具体的にはメンテナンス許可信号)を受信した時のみに、噴射孔91、92、93から除去ガスが噴射されるように構成した場合は、除去ガスの噴射が外部装置Mにおけるプロセスに与える影響を抑制でき、外部装置Mの操業に影響が出ることを防止できるという利点もある。
 本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により多くの変形が可能である。
 例えば、図1に示された真空ポンプP1においてネジ溝ポンプ段PSを省略した構造のもの、つまり、翼排気段PTのみでガスを排気する形式の真空ポンプ(いわゆるターボ分子ポンプ)にも、本発明は適用できる。
 前記本発明の適用例では、図1に示されたネジ溝ポンプ段PSが省略されるので、同図に示された第2の噴射孔92と除去ガス供給路11Bはポンプベース1Bに配置する。そして、前記本発明の適用例では、ブレード間排気流路R1(回転体Rの外周面に設けられた回転ブレード6と外装ケース1内に位置決め固定された固定ブレード7との間に設定された隙間からなる流路)の下流出口に連通する最終隙間GEは、最下段の翼排気段PTnを構成する固定ブレード7Eあるいは回転ブレード6とポンプベース1Bとの間の隙間として構成される。この場合は、ブレード間排気流路R2の下流出口付近の内壁面(具体的には、最終隙間GEを構成するポンプベース1Bの面)に生成物が堆積する場合があるので、その堆積した生成物を除去するために、ブレード間排気流路R2の下流出口付近の内壁面に第2の噴射孔92の一端が開口した構造を採用してもよい。
 また、本発明は、先に説明した本実施形態の真空ポンプP1のような軸流型真空ポンプのほか、半径流型(シーグバーン型)等のドラッグポンプにも適用できる。
1 外装ケース
1A ポンプケース
1B ポンプベース
2 吸気口
3 排気口
4 ステータコラム
5 回転軸
6 回転ブレード
7 固定ブレード
8 ネジ溝排気部ステータ
81 ネジ溝
91 第1の噴射孔
92 第2の噴射孔
93 第3の噴射孔
94 第4の噴射孔
95 第5の噴射孔
11A、11B、11C、11D、11E 除去ガス供給路
BL1、BL2、BL3、BL4 バルブ
CX 制御手段
DR 駆動手段
EN メンテナンス許可信号
EX 排気ポート
EX1 多孔質筒
GE 最終隙間
GT ガス供給源
MB1 ラジアル磁気軸受
MB2 アキシャル磁気軸受
MO 駆動モータ
MM 検知手段
P1 真空ポンプ
P2 補助ポンプ
PP 多孔質部
PS ネジ溝ポンプ段
PT 翼排気段
PT1 最上段の翼排気段
PTn 最下段の翼排気段
PL プレート体
R ガスの流路
R1 ブレード間排気流路
R2 ネジ溝排気流路
R3 ポンプ内排気口側流路
RM 除去手段
RT 回転体
RQ メンテナンス要求信号
S スペーサ
SP 支持手段
SS ガス供給系
TK サージタンク
U1 マスキング部材
U2 非マスキング部

Claims (29)

  1.  外装ケース内に配置された回転体と、
     前記回転体を回転可能に支持する支持手段と、
     前記回転体を回転駆動する駆動手段と、
     前記回転体の回転によりガスを吸気するための吸気口と、
     前記吸気口から吸気した前記ガスを排気するための排気口と、
     前記吸気口から前記排気口に向かって移行する前記ガスの流路と、
     前記流路の内壁面に堆積した生成物を除去する除去手段と、を備え、
     前記除去手段は、前記流路の内壁面に一端を開口した噴射孔を備え、かつ、該噴射孔から前記流路内に向けて除去ガスを噴射する構造になっていること
     を特徴とする真空ポンプ。
  2.  前記除去ガスの圧力、流量、または噴射時間のいずれかを制御する手段として機能する制御手段を備えたこと
     を特徴とする請求項1に記載の真空ポンプ。
  3.  前記噴射孔に対して前記除去ガスを供給するガス供給系の途中に、該ガス供給系の供給状況を検知する検知手段を設けたこと
     を特徴とする請求項1に記載の真空ポンプ。
  4.  前記噴射孔に対して前記除去ガスを供給するガス供給系の途中に、該ガス供給系の供給状況を検知する検知手段を設けたこと
     を特徴とする請求項2に記載の真空ポンプ。
  5.  前記制御手段は、前記検知手段での検知結果に基づいて、前記噴射孔に対する前記除去ガスの供給圧力または供給流量を調整するのに必要な信号を出力する手段として機能すること
     を特徴とする請求項4に記載の真空ポンプ。
  6.  前記制御手段は、前記検知手段での検知結果に基づいて、生成物の堆積量を推定する処理、および、その推定した生成物の堆積量が閾値を越えた場合に、前記噴射孔に対する前記除去ガスの供給圧力または供給流量を調整するのに必要な信号を出力する、または、警報を鳴らすのに必要な信号を出力する手段として機能すること
     を特徴とする請求項4に記載の真空ポンプ。
  7.  前記制御手段は、前記噴射孔に対する前記除去ガスの供給を外部装置からの指令に基づいて実行する手段として機能すること
     を特徴とする請求項2または4から6のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  8.  前記噴射時間の制御は、前記噴射孔から前記除去ガスを常時噴射する形式の制御、および、前記噴射孔から前記除去ガスを間欠的に噴射する形式の制御のうち、少なくともいずれか一方の形式の制御を含むこと
     を特徴とする請求項2に記載の真空ポンプ。
  9.  前記流量の制御は、前記噴射孔から噴射される前記除去ガスの流量を一定に保つ形式の制御、および、その流量を増減する形式の制御のうち、少なくともいずれか一方の形式の制御を含むこと
     を特徴とする請求項2に記載の真空ポンプ。
  10.  前記圧力の制御は、前記噴射孔から噴射される前記除去ガスの圧力を一定に保つ形式の制御、および、前記噴射孔から噴射される前記除去ガスを該噴射孔に対して突出的に供給する形式の制御のうち、少なくともいずれか一方の形式の制御を含むこと
     を特徴とする請求項2に記載の真空ポンプ。
  11.  前記除去ガスは不活性ガスであること
     を特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  12.  前記除去ガスは励起手段により活性化された高エネルギーガスであること
     を特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  13.  前記除去ガスは加熱手段により加熱された高温ガスであること
     を特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  14.  前記噴射孔を複数備えること
     を特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  15.  前記流路の内壁面を多孔質材料で形成し、
     前記多孔質材料の多孔を前記噴射孔として採用したこと
     を特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  16.  前記流路の内壁面を構成している前記多孔質材料の表面の一部をマスキングし、その一部以外はマスキングのない非マスキング部として構成することにより、前記非マスキング部の範囲内で、前記多孔質材料の多孔から前記流路内に向けて除去ガスを噴射可能としたこと
     を特徴とする請求項15に記載の真空ポンプ。
  17.  前記噴射孔の開口端付近に、その開口面積より大きい表面積を備えたプレート体が設けられること、および、前記プレート体が多孔質材料で形成されていて、その多孔質材料の多孔を前記噴射孔として採用したこと
     を特徴とする請求項15に記載の真空ポンプ。
  18.  前記流路は、前記回転体の外周とこれに対向する固定部材との間に形成されたネジ溝形状の流路であって、かつ、その流路の下流出口付近の内壁面に、前記噴射孔の一端が開口した構造になっていること
     を特徴とする請求項1から17のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  19.  前記流路は、前記回転体の外周とこれに対向する固定部材との間に形成されたネジ溝形状の流路であって、かつ、その流路の上流入口付近の内壁面に、前記噴射孔の一端が開口した構造になっていること
     を特徴とする請求項1から17のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  20.  前記流路は、前記回転体の外周面に設けられた回転ブレードと前記外装ケース内に位置決め固定された固定ブレードとの間に設定された隙間からなる流路であって、かつ、その流路の下流出口付近の内壁面に、前記噴射孔の一端が開口した構造になっていること
     を特徴とする請求項1から17のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  21.  前記流路は、前記流路の下流出口に連通する排気ポートを含み、
     前記排気ポートの内壁面に、前記噴射孔の一端が開口した構造になっていること
     を特徴とする請求項1から17のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  22.  前記流路は、前記回転体の外周面に設けられた回転ブレードと前記外装ケース内に位置決め固定された固定ブレードとの間に設定された隙間からなる流路であって、かつ、その流路は前記固定ブレードを位置決め固定しているスペーサの内面を含み、このスペーサの内壁面に前記噴射孔の一端が開口した構造になっていること
     を特徴とする請求項1から17のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  23.  前記流路は、前記回転体の外周面に設けられた回転ブレードと前記外装ケース内に位置決め固定された固定ブレードとの間に設定された隙間からなる流路であって、かつ、その固定ブレードの外面に前記噴射孔の一端が開口した構造になっていること
     を特徴とする請求項1から17のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  24.  前記指令に基づく実行は、メンテナンス要求信号を前記外部装置へ出力する処理と、前記メンテナンス要求信号に基づいて前記外部装置から出力されるメンテナンス許可信号を受信した場合に、前記噴射孔に対する前記除去ガスの供給を行うために必要な信号を出力する処理と、を含むこと
     を特徴とする請求項7に記載の真空ポンプ。
  25.  前記流路の内壁面に、該流路の構成基材よりも非粘着性の高い、もしくは表面自由エネルギーの低い材料のコーティングを施してあること
     を特徴とする請求項1から24のいずれか1項に記載の真空ポンプ。
  26.  前記コーティングの材料は、フッ素樹脂、または、フッ素樹脂含有のコーティング材であること
     を特徴とする請求項25に記載の真空ポンプ。
  27.  外装ケース内に配置された回転体と、
     前記回転体を回転可能に支持する支持手段と、
     前記回転体を回転駆動する駆動手段と、
     前記回転体の回転によりガスを吸気するための吸気口と、
     前記吸気口から吸気した前記ガスを排気するための排気口と、
     前記吸気口から前記排気口に向かって移行する前記ガスの流路と、を備えた真空ポンプにおける前記流路を構成する固定部品であって、
     前記流路の内壁面に堆積した生成物を除去する除去手段として、
     前記固定部品の内壁面に一端を開口した噴射孔を備えていること
     を特徴とする固定部品。
  28.  外装ケース内に配置された回転体と、
     前記回転体を回転可能に支持する支持手段と、
     前記回転体を回転駆動する駆動手段と、
     前記回転体の回転によりガスを吸気するための吸気口と、
     前記吸気口から吸気した前記ガスを排気するための排気口と、
     前記吸気口から前記排気口に向かって移行する前記ガスの流路と、を備えた真空ポンプにおける前記排気口を構成する排気ポートであって、
     前記排気口の内壁面に堆積した生成物を除去する除去手段として、
     前記排気ポートの内壁面に一端を開口した噴射孔を備えていること
     を特徴とする排気ポート。
  29.  外装ケース内に配置された回転体と、
     前記回転体を回転可能に支持する支持手段と、
     前記回転体を回転駆動する駆動手段と、
     前記回転体の回転によりガスを吸気するための吸気口と、
     前記吸気口から吸気した前記ガスを排気するための排気口と、
     前記吸気口から前記排気口に向かって移行する前記ガスの流路と、
     前記流路の内壁面に堆積した生成物を除去する除去手段と、を備え、
     前記除去手段は、前記流路の内壁面に一端を開口した噴射孔を備え、
     該噴射孔から前記流路内に向けて除去ガスを噴射する構造になっている真空ポンプにおける制御手段であって、
     前記噴射孔から前記流路内に向けて噴射する除去ガスの圧力、流量、噴射時間のいずれかを制御すること、
     または、前記除去ガスの供給圧力または供給流量を調整するのに必要な信号を出力すること、
     または、警報を鳴らすのに必要な信号を出力する手段として機能すること、
     または、前記噴射孔に対する前記除去ガスの供給を外部装置からの指令に基づいて実行する手段として機能すること、
     を特徴とする制御手段。
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